JP5845857B2 - パラメータ抽出装置、音声合成システム - Google Patents
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Description
また、本発明における音声の性質とは、当該音声が発声されたときの発声者の感情を少なくとも含むものであり、例えば、情緒や、雰囲気などを含む概念である。さらに、音声の性質には、感情を推定するために必要な情報を含んでも良い。
一般的に、楽曲における調が、長調であれば明るい印象を受け、単調であれば悲しい印象を受ける。これと同様に、歌詞も、楽曲の調が長調であるときには、明るい印象の歌詞が多く、楽曲の調が単調であるときには、悲しい印象の歌詞が多い。
この場合、本発明のメタデータ生成手段では、楽譜データ取得手段で取得した楽譜データに基づいて、区間特定手段が、対象楽曲において同一の調が継続される各区間である調同一区間を特定し、主音特定手段が、区間特定手段にて特定した各調同一区間に含まれ、それぞれの調同一区間における時間軸に沿った最後の出力音を主音として特定する。そして、音名頻度導出手段が、区間特定手段にて特定した調同一区間に含まれる同一音名の出力音の頻度を表す登場音名頻度を、主音特定手段で特定した主音の音名を起点として調同一区間毎に導出すると、調推定手段が、各調にて利用可能な音名の分布を表すテンプレートとして調毎に予め用意した調テンプレートに、音名頻度導出手段で導出した各登場音名頻度を照合した結果、最も相関が高い調それぞれに対する音声の性質を、メタデータとする。
さらに、調推定手段は、前記最も相関が高い調が長調であれば、明るいという音声の性質を前記メタデータとし、前記最も相関が高い調が短調であれば、暗いという音声の性質を前記メタデータとする。
なお、本発明における単語性質テーブルとは、各単語の性質を表す性質情報を、当該単語の識別情報と対応付けたテーブルであり、予め用意されたものである。さらに、ここでいう単語の性質とは、当該単語の意味や、当該単語によって表される感情を含むものである。
ところで、本発明は、音声合成システムとしてなされていても良い。
この場合、本発明の音声合成システムは、パラメータ抽出装置と、合成音出力装置とを備えることが望ましい。
そして、前記パラメータ抽出装置は、楽曲の一つである対象楽曲の楽譜を表し、音源モジュールから出力される個々の出力音について、少なくとも音高及び演奏開始タイミングが規定された楽譜データを取得する楽譜データ取得手段を備える。
前記内容情報取得手段は、前記対象楽曲の歌詞を構成する歌詞構成文字の文字列を、前記発声内容情報として取得し、前記タイミング情報取得手段は、前記歌詞構成文字の少なくとも1つに対する出力タイミングが、当該歌詞構成文字に対応する前記出力音の演奏開始タイミングと対応付けられた歌詞出力タイミングを、前記発声タイミング情報として取得する。
そして、前記波形取得手段は、前記楽譜データに基づく前記対象楽曲の演奏中に入力された音声が時間軸に沿って推移した波形を、前記対象波形として取得する。
さらに、前記音節波形抽出手段は、前記対象波形において、個々の出力音に対応する区間での音声波形を、前記音節波形として抽出し、前記楽譜データは、前記対象楽曲の曲中において転調していれば、前記対象楽曲の演奏開始の時点を原点とした場合の時間軸上における転調する時点の位置を表す転調フラグを含む。
また、前記メタデータ生成手段は、前記楽譜データ取得手段で取得した楽譜データに基づいて、前記対象楽曲において同一の調が継続される各区間である調同一区間を特定する区間特定手段と、前記区間特定手段にて特定した各調同一区間に含まれ、それぞれの調同一区間における時間軸に沿った最後の出力音を主音として特定する主音特定手段と、前記区間特定手段にて特定した調同一区間に含まれる同一音名の出力音の頻度を表す登場音名頻度を、前記主音特定手段で特定した主音の音名を起点として前記調同一区間毎に導出する音名頻度導出手段と、各調にて利用可能な音名の分布を表すテンプレートとして調毎に予め用意した調テンプレートに、前記音名頻度導出手段で導出した各登場音名頻度を照合した結果、最も相関が高い調それぞれに対応する音声の性質を、前記メタデータとする調推定手段とを備える。
なお、前記調推定手段は、前記最も相関が高い調が長調であれば、明るいという音声の性質を前記メタデータとし、前記最も相関が高い調が短調であれば、暗いという音声の性質を前記メタデータとする。
すなわち、本発明の音声合成システムよれば、合成音を発声したとみなせる発声者の特徴を多様化できる。
[第一実施形態]
〈音声合成システムについて〉
図1は、本発明が適用された音声合成システムの概略構成を示す図である。
〈MIDI格納サーバについて〉
まず、MIDI格納サーバ25は、記憶内容を読み書き可能に構成された記憶装置を中心に構成された装置であり、通信網を介して、音声入力装置10に接続されている。
〈音声入力装置の構成について〉
次に、音声入力装置10について説明する。
また、制御部20は、電源が切断されても記憶内容を保持する必要がある処理プログラムやデータを格納するROM21と、処理プログラムやデータを一時的に格納するRAM22と、ROM21やRAM22に記憶された処理プログラムに従って各処理(各種演算)を実行するCPU23とを少なくとも有した周知のコンピュータを中心に構成されている。
〈情報処理装置の構成について〉
次に、情報処理装置30について説明する。
このうち、通信部31は、通信網(例えば、公衆無線通信網やネットワーク回線)を介して外部との間で通信を行う。入力受付部32は、外部からの操作に従って情報や指令の入力を受け付ける入力機器(例えば、キーボードやポインティングデバイス)である。
記憶部34は、記憶内容を読み書き可能に構成された不揮発性の記憶装置(例えば、ハードディスク装置や、フラッシュメモリ)である。また、制御部40は、ROM41、RAM42、CPU43を少なくとも有した周知のコンピュータを中心に構成されている。
〈音声パラメータ登録処理について〉
次に、情報処理装置30が実行する音声パラメータ登録処理について説明する。
この図2に示すように、音声パラメータ登録処理は、起動されると、入力受付部32を介して指定された楽曲(以下、対象楽曲と称す)の楽曲MIDIデータDMを取得する(S110)。続いて、対象楽曲の歌詞データ群DLを取得し(S120)、対象楽曲に対応し、かつ入力受付部32を介して指定された発声者IDに対応する一つの音声波形データSV(特許請求の範囲における対象波形に相当)を取得する(S130)。
ここで、メタデータ推定処理について、図3を用いて詳細に説明する。なお、図3は、メタデータ推定処理の処理手順を示したフローチャートである。
その音声パラメータ登録処理のS170では、S150にて導出した音声パラメータPMと、S160にて推定したメタデータとを、対応する音節毎に対応付けてデータ格納サーバ50に格納する音声パラメータ登録を実行する(S170)。なお、本実施形態のS170にてデータ格納サーバ50に格納される音声パラメータPMと対応付けられるデータは、メタデータに加えて、発声した音節の内容(種類)や、発声者ID、発声者特徴情報を含む。
以上説明したように、図7に示すように、本実施形態の音声パラメータ登録処理では、対象楽曲の演奏期間中に入力された音声波形を処理対象とする。そして、その音声波形に基づく音声波形データSVを、当該対象楽曲のメロディラインを構成する各出力音の演奏期間に対応する区間(即ち、発声内容に含まれる各音節)毎に分割して音節波形を生成すると共に、各音節波形から音声パラメータPMを導出する。
〈音声分析処理について〉
次に、情報処理装置30の制御部40が実行する音声分析処理について、図8を用いて説明する。
具体的に、本実施形態のS420では、S410にて取得した音声パラメータ群に含まれる各音声パラメータ(即ち、基本周波数、メル周波数ケプストラム(MFCC)、パワー、それらの時間差分のそれぞれ)について平均値を算出する。そして、その算出した平均値と、S410にて取得した音声パラメータ群に含まれる各音声パラメータPMとの差分であるパラメータ差分を、当該音声パラメータPMと対応付けられている発声者IDごと、かつ当該音声パラメータPMと対応付けられている音節ごとに導出する。
その後、本音声分析処理を終了する。
〈音声出力端末の構成について〉
次に、音声出力端末について説明する(図1参照)。
〈音声合成処理について〉
次に、音声出力端末60の制御部67が実行する音声合成処理について説明する。
この音声合成処理は、音声出力端末60の情報受付部61を介して起動指令が入力されると起動される。
その後、本音声合成処理を終了する。
[第一実施形態の効果]
以上説明したように、本実施形態において音声入力装置10は、カラオケ装置によって構成されている。このため、音声入力装置10の利用者(即ち、発声者)が歌唱(発声)した結果(音声波形)を音声波形データSVとして収集することができ、多くの利用者に歌唱させることで、多数の発声者による多様な音声波形データSVを収集できる。
なお、本実施形態のメタデータ推定処理では、対象楽曲における各調同一区間の調によって表される可能性が高い歌唱者の感情をメタデータとしている。すなわち、本実施形態のメタデータ推定処理によれば、各調同一区間に対応する歌詞を発声したときの発声者の感情をメタデータとすることができ、しかも、各調同一区間における調を確実に特定することができる。
[第二実施形態]
次に、本発明の第二実施形態について説明する。
〈メタデータ推定処理について〉
ここで、図11は、本実施形態のメタデータ推定処理の処理手順を示すフローチャートである。
その後、本メタデータ推定処理を終了して、音声パラメータ登録処理へと戻る。
[第二実施形態]
以上説明したように、本実施形態のメタデータ推定処理によれば、発声者が発声した単語の意味や、当該単語によって表される感情などを、メタデータとすることができる。
[その他の実施形態]
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、様々な態様にて実施することが可能である。
[実施形態と特許請求の範囲との対応関係]
最後に、上記実施形態の記載と、特許請求の範囲の記載との関係を説明する。
Claims (3)
- 発声すべき内容の文字列を表す発声内容情報を取得する内容情報取得手段と、
前記内容情報取得手段で取得した発声内容情報である特定内容情報によって表される文字列のうち、少なくとも一つの文字の発声開始タイミングを指定する発声タイミング情報を取得するタイミング情報取得手段と、
前記特定内容情報によって表される文字列について発声された音声波形である対象波形を取得する波形取得手段と、
少なくとも、前記タイミング情報取得手段で取得した発声タイミング情報に基づいて、前記波形取得手段で取得した対象波形から、前記特定内容情報によって表される文字列を形成する各音節に対して発声した音声波形である音節波形を抽出する音節波形抽出手段と、
前記音節波形抽出手段で抽出した各音節波形から、予め規定された少なくとも一つの特徴量である音声パラメータを導出するパラメータ導出手段と、
前記特定内容情報、及び前記タイミング情報取得手段で取得した発声タイミング情報に基づいて、前記音節波形によって表される音声の性質を推定し、その推定結果をメタデータとして生成するメタデータ生成手段と、
前記パラメータ導出手段で導出された音声パラメータと、前記メタデータ生成手段で生成されたメタデータとを対応する音節ごとに対応付けて、第一記憶装置に記憶するパラメータ登録手段と
楽曲の一つである対象楽曲の楽譜を表し、音源モジュールから出力される個々の出力音について、少なくとも音高及び演奏開始タイミングが規定された楽譜データを取得する楽譜データ取得手段と
を備え、
前記内容情報取得手段は、
前記対象楽曲の歌詞を構成する歌詞構成文字の文字列を、前記発声内容情報として取得し、
前記タイミング情報取得手段は、
前記歌詞構成文字の少なくとも1つに対する出力タイミングが、当該歌詞構成文字に対応する前記出力音の演奏開始タイミングと対応付けられた歌詞出力タイミングを、前記発声タイミング情報として取得し、
前記波形取得手段は、
前記楽譜データに基づく前記対象楽曲の演奏中に入力された音声が時間軸に沿って推移した波形を、前記対象波形として取得し、
前記音節波形抽出手段は、
前記対象波形において、個々の出力音に対応する区間での音声波形を、前記音節波形として抽出し、
前記楽譜データは、
前記対象楽曲の曲中において転調していれば、前記対象楽曲の演奏開始の時点を原点とした場合の時間軸上における転調する時点の位置を表す転調フラグを含み、
前記メタデータ生成手段は、
前記楽譜データ取得手段で取得した楽譜データに基づいて、前記対象楽曲において同一の調が継続される各区間である調同一区間を特定する区間特定手段と、
前記区間特定手段にて特定した各調同一区間に含まれ、それぞれの調同一区間における時間軸に沿った最後の出力音を主音として特定する主音特定手段と、
前記区間特定手段にて特定した調同一区間に含まれる同一音名の出力音の頻度を表す登場音名頻度を、前記主音特定手段で特定した主音の音名を起点として前記調同一区間毎に
導出する音名頻度導出手段と、
各調にて利用可能な音名の分布を表すテンプレートとして調毎に予め用意した調テンプレートに、前記音名頻度導出手段で導出した各登場音名頻度を照合した結果、最も相関が高い調それぞれに対応する音声の性質を、前記メタデータとする調推定手段と
を備え、
前記調推定手段は、
前記最も相関が高い調が長調であれば、明るいという音声の性質を前記メタデータとし、前記最も相関が高い調が短調であれば、暗いという音声の性質を前記メタデータとする
ことを特徴とするパラメータ抽出装置。 - 前記内容情報取得手段は、
少なくとも一つの文を構成する文字列である文構成文字を、前記発声内容情報として取得し、
前記タイミング情報取得手段は、
前記文構成文字を構成する少なくとも一つの文字を、外部に出力する出力タイミングが表された情報を、前記発声タイミング情報として取得し、
前記波形取得手段は、
前記発声内容情報に基づく前記文構成文字を構成する文字列の出力中に入力された音声が時間軸に沿って推移した波形を前記対象波形として取得する
ことを特徴とする請求項1に記載のパラメータ抽出装置。 - 発声すべき内容の文字列を表す発声内容情報を取得する内容情報取得手段と、
前記内容情報取得手段で取得した発声内容情報である特定内容情報によって表される文字列のうち、少なくとも一つの文字の発声開始タイミングを指定する発声タイミング情報を取得するタイミング情報取得手段と、
前記特定内容情報によって表される文字列について発声された音声波形である対象波形を取得する波形取得手段と、
少なくとも、前記タイミング情報取得手段で取得した発声タイミング情報に基づいて、前記波形取得手段で取得した対象波形から、前記特定内容情報によって表される文字列を形成する各音節に対して発声した音声波形である音節波形を抽出する音節波形抽出手段と、
前記音節波形抽出手段で抽出した各音節波形から、予め規定された少なくとも一つの特徴量である音声パラメータを導出するパラメータ導出手段と、
前記特定内容情報、及び前記タイミング情報取得手段で取得した発声タイミング情報に基づいて、前記音節波形によって表される音声の性質を推定し、その推定結果をメタデータとして生成するメタデータ生成手段と、
前記パラメータ導出手段で導出された音声パラメータと、前記メタデータ生成手段で生成されたメタデータとを対応する音節ごとに対応付けて、第一記憶装置に記憶するパラメータ登録手段と、
前記第一記憶装置に記憶された音声パラメータを、当該音声パラメータと対応付けられたメタデータ毎にデータ解析して、前記メタデータに対応する各音声パラメータの範囲を表すメタデータ対応テーブルを生成して、第二記憶装置に記憶するパラメータ分析手段とを有したパラメータ抽出装置と、
外部から入力され、音の性質を表す出力性質情報を取得する出力性質情報取得手段と、
外部から入力された文言を表す出力文言を取得する文言取得手段と、
前記出力性質情報取得手段で取得した出力性質情報に対応する前記メタデータを含むメタデータ対応テーブルを前記第二記憶装置から取得すると共に、前記出力性質情報に対応する情報を有した音声パラメータを前記第一記憶装置から取得するテーブル取得手段と、
前記文言取得手段で取得した出力文言となるように、前記テーブル取得手段で取得した前記音声パラメータを前記メタデータ対応テーブルに従って音声合成する音声合成手段と、
前記音声合成手段にて音声合成することで生成された合成音を出力する出力手段と
を有した合成音出力装置と
を備え、
前記パラメータ抽出装置は、
楽曲の一つである対象楽曲の楽譜を表し、音源モジュールから出力される個々の出力音について、少なくとも音高及び演奏開始タイミングが規定された楽譜データを取得する楽譜データ取得手段を備え、
前記内容情報取得手段は、
前記対象楽曲の歌詞を構成する歌詞構成文字の文字列を、前記発声内容情報として取得し、
前記タイミング情報取得手段は、
前記歌詞構成文字の少なくとも1つに対する出力タイミングが、当該歌詞構成文字に対応する前記出力音の演奏開始タイミングと対応付けられた歌詞出力タイミングを、前記発声タイミング情報として取得し、
前記波形取得手段は、
前記楽譜データに基づく前記対象楽曲の演奏中に入力された音声が時間軸に沿って推移した波形を、前記対象波形として取得し、
前記音節波形抽出手段は、
前記対象波形において、個々の出力音に対応する区間での音声波形を、前記音節波形として抽出し、
前記楽譜データは、
前記対象楽曲の曲中において転調していれば、前記対象楽曲の演奏開始の時点を原点とした場合の時間軸上における転調する時点の位置を表す転調フラグを含み、
前記メタデータ生成手段は、
前記楽譜データ取得手段で取得した楽譜データに基づいて、前記対象楽曲において同一の調が継続される各区間である調同一区間を特定する区間特定手段と、
前記区間特定手段にて特定した各調同一区間に含まれ、それぞれの調同一区間における時間軸に沿った最後の出力音を主音として特定する主音特定手段と、
前記区間特定手段にて特定した調同一区間に含まれる同一音名の出力音の頻度を表す登場音名頻度を、前記主音特定手段で特定した主音の音名を起点として前記調同一区間毎に
導出する音名頻度導出手段と、
各調にて利用可能な音名の分布を表すテンプレートとして調毎に予め用意した調テンプレートに、前記音名頻度導出手段で導出した各登場音名頻度を照合した結果、最も相関が高い調それぞれに対応する音声の性質を、前記メタデータとする調推定手段と
を備え、
前記調推定手段は、
前記最も相関が高い調が長調であれば、明るいという音声の性質を前記メタデータとし、前記最も相関が高い調が短調であれば、暗いという音声の性質を前記メタデータとする
ことを特徴とする音声合成システム。
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