JP2848604B2

JP2848604B2 - 音声合成装置

Info

Publication number: JP2848604B2
Application number: JP63025941A
Authority: JP
Inventors: 治木村; 延佳海木; 淳悟鬼頭
Original assignee: Consejo Superior de Investigaciones Cientificas CSIC
Current assignee: Consejo Superior de Investigaciones Cientificas CSIC
Priority date: 1988-02-03
Filing date: 1988-02-03
Publication date: 1999-01-20
Anticipated expiration: 2014-01-20
Also published as: JPH01200290A

Description

【発明の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉この発明は、規則合成音声を生成する音声合成装置に
関する。

〈従来の技術〉自然な合成音声を生成するためには所定の母音を無声
化することが重要である。従来、母音の無声化の規則
としては、「桜井茂治“共通語の発音で注意すべきこと
がら”日本語発音アクセント辞典（改定新版）NHK編，
解説・付録P.128 1985年」に一般的な法則として示され
ている。これには、母音無音化の生起する典型的な音韻
環境について詳しく述べられている。

また、実際に音声合成装置において用いられる無声化
の規則としては、例えば「佐藤大和，箱田和雄“法則に
よる音声合成”研究実用化報告第27巻第12号、P.2562
（62）電々公社編1978年」がある。

第３図は上記従来の母音無声化規則を用いた無声化判
定ルーチンのフローチャートである。以下、第３図を用
いてこの従来の無声化判定ルーチンについて説明する。

ステップS₃₁で、対象とする母音が高舌母音（/i/,/u
/）であるか否かが判別される。その結果、高舌母音で
あればステップS₃₂に進み、そうでなければ有声と判断
してステップS₃₇に進む。

ステップS₃₂で、対象とする母音が無声子音に挾まれ
るか否かが判別される。その結果、挾まれていればステ
ップS₃₃に進み、そうでなければ有声と判断してステッ
プS₃₇に進む。

ステップS₃₃で、対象とする母音がアクセント核（音
の高さが相対的に高から低に変化する位置）を有してい
るか否かが判別される。その結果、アクセント核を有し
ていればステップS₃₉に進み、そうでなければステップS
₃₄に進む。

ステップS₃₄で、対象とする母音が第１モーラである
か否かが判別される。その結果、第１モーラであればス
テップS₃₆に進み、そうでなければステップS₃₅に進む。

ステップS₃₅で、先行する母音がすでに無声化されて
いるか否かが判別される。その結果、無声化されていれ
ば準無声化としてステップS₃₉へ進み、そうでなければ
ステップS₃₆に進む。

ステップS₃₆で、対象とする母音が同種の無声摩擦音
に挾まれているか否かが判別される。その結果、挾まれ
ていれば準無声化としてステップS₃₉に進み、そうでな
ければステップS₃₈に進む。

ステップS₃₇で、対象とする母音を有声化すると判定
される。

ステップS₃₈で、対象とする母音を無声化すると判定
される。

ステップS₃₉で、対象とする母音の継続時間を短くす
るなどの準無声化処理が実行される。

〈発明が解決しようとする課題〉しかしながら、上記従来の無声化規則では、母音無声
化と音韻系列との間および母音無声化とアクセントパタ
ーンとの間に明確な無声化基準が示されておらず、無声
化の判定基準としは曖昧な点がある。また、発生速度が
変わると一般に無声化する割合も変わるが、発生速度と
無声化基準との関係が定量時に記述されていない。その
ため、無声化の規則が実音声と必ずしも一致しない場合
がある。したがって、上記従来の無声化の規則によって
生成された合成音声は不自然に聞えるという問題があ
る。

そこで、この発明の目的は、音韻系列別の無声化生起
度合いと、アクセントパターン別の無声化生起度合い
と、発声速度に応じて設定される無声化閾値とに基づい
て、対象母音の有声化・無声化を判定することによっ
て、実音声に近い自然な合成音声を生成することができ
る音声合成装置を提供することにある。

〈課題を解決するための手段〉上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、入
力される文字列から音韻系列／アクセントパターンを決
定する文字列解析部，音韻系列／アクセントパターン／
規則ファイルに格納された規則に従って音声合成パラメ
ータを作成する音声合成パラメータ作成部，音声合成パ
ラメータに基づいて音声合成を行う音声合成部を備えた
音声合成装置であって、音声合成パラメータ作成部は、
音韻系列と，規則ファイルに格納された音韻系列別の無
声化生起度合いに基づいて，各母音毎の音韻系列無声化
生起度合いを設定する第１無声化生起度合い設定手段
と、アクセントパターンと，規則ファイルに格納された
アクセントパターン別の無声化生起度合いに基づいて，
各母音毎のアクセントパターン無声化生起度合いを設定
する第２無声化生起度合い設定手段と、音韻系列無声化
生起度合いとアクセントパターン無声化生起度合いか
ら，各母音毎の無声化生起度合いを算出する無声化生起
度合い算出手段と、指定される発声速度と，規則ファイ
ルに格納された発声速度別の無声化判定閾値に基づいて
無声化判定閾値を設定する設定手段と、設定された無声
化生起度合い，無声化判定閾値に基づいて各母音毎に無
声化・有声化を判定する母音有声化無声化判定手段とを
備え、母音有声化無声化判定手段の判定結果に従って音
声合成パラメータを作成することを特徴としている。

〈作用〉任意の文字列が文字列解析部に入力されて上記文字列
の音韻系列およびアクセントパターンが決定される。そ
して、上記文字列解析部からの音韻系列およびアクセン
トパターンが音声合成パラメータ作成部に入力される
と、上記音韻系列およびアクセントパターンと規則ファ
イルに格納された規則とに従って音声合成パラメータが
作成される。

その際に、上記音声合成パラメータ作成部の第１無声
化生起度合い設定手段によって、上記音韻系列と上記規
則ファイルに格納された音韻系列別の無声化生起度合い
とに基づいて、上記入力文字列の各母音毎の音韻系列無
声化生起度合いが設定される。また、第２無声化生起度
合い設定手段によって、上記アクセントパターンと上記
規則ファイルに格納されたアクセントパターン別の無声
化生起度合いとに基づいて、上記入力文字列の各母音毎
のアクセントパターン無声化生起度合いが設定される。
そして、無声化生起度合い算出手段によって、上記設定
された音韻系列無声化生起度合いとアクセントパターン
無声化生起度合いとから上記各母音毎の無声化生起度合
いが算出される。

さらに、設定手段によって、上記規則ファイルに格納
された発声速度別の無声化判定閾値に基づいて、指定さ
れた発声速度に応じた無声化判定閾値が設定される。そ
して、母音有声化無声化判定手段によって、上記算出さ
れた無声化生起度合いと上記設定された無声化判定閾値
とに基づいて、入力文字列の各母音毎に有声化・無声化
が判定される。そして、上記母音有声化無声化判定手段
による判定結果に従って上記音声合成パラメータが生成
される。

上述のようにして、上記合成パラメータ生成部によっ
て上記音声合成パラメータが生成されると、この生成さ
れた音声合成パラメータに基づいて、音声合成部によっ
て音声合成が行われる。

こうして、母音の無声化現象に大きな影響を与える音
韻系列およびアクセントパターンと発声速度とが考慮さ
れて母音の無声化が行われ、自然な合成音声が得られる
のである。

〈実施例〉以下、第１図のブロック図により、この発明の音声合
成装置の構成および動作の該要を説明する。

任意の文字列が文字列解析部１に入力されると、文字
列解析部１は入力された上記文字列の構文解釈を行い、
文字列全体のイントネーションパターンを決定する。さ
らに、単語辞書２を参照して上記文字列に含まれる単語
を検索し、文字列内の各単語のアクセント及び音韻系列
を決定することにより、上記文字列の音韻系列及びアク
セントパターンを決定する。このようにして、上記文字
列解析部１において決定された文字列全体のイントネー
ションパターンと、上記文字列の音韻系列およびアクセ
ントパターンとは、上記音声合成パラメータ作成部とし
ての規則制御部３に出力される。

特徴パラメータファイル８はターゲット特徴パラメー
タファイル６と時系列特徴パラメータファイル７とから
構成され、上記ターゲット特徴パラメータファイル６
は、母音の特徴を表わすターゲット特徴パラメータを上
記規則制御部３に出力し、また、上記時系列特徴パラメ
ータファイル７は子音の特徴を表わす時系列特徴パラメ
ータを規則制御部３に出力する。一方、規則ファイル４
は上記特徴パラメータファイルから出力されるターゲッ
ト特徴パラメータと時系列特徴パラメータとを接続する
ための音韻制御規則と、各韻律を制御するための韻律制
御規則とをそれぞれ上記規則制御部３に出力する。この
韻律制御規則の中に、後述する無声化音韻系列，音韻系
列毎の母音無声化生起度合いおよびアクセントパターン
別の母音無声化生起度合いが含まれている。

上記規則制御部３は、上記特徴パラメータファイル８
から入力されたターゲット特徴パラメータおよび時系列
特徴パラメータと、上記規則ファイル４から入力された
各音韻を結合させるための上記音韻制御規則および各韻
律を制御するための上記韻律制御規則を参照して、上記
文字列解析部１から入力された文字列全体のイントネー
ションパターン、文字列の音韻系列、アクセントパター
ン、及び、後述する母音の有声化・無声化の判定結果に
より、音声合成に必要なパラメータを生成し、生成され
た上記パラメータを音声合成器５に出力する。

音声合成器５は、入力されたパラメータに基づいて、
音声合成を行ない入力された文字列に対応する規則合成
装置を出力する。

第２図は上記規則制御部３で行なわれている有声化・
無声化判定ルーチンのフローチャートである。以下第２
図を用いて有声化・無声化判定ルーチンについて説明す
る。

ステップS₁で、まず、文字列解析部１から入力される
音韻系列および規則ファイル４に格納された音韻系列別
の無声化生起度合いを表した無声化生起係数から、母音
毎に音韻系列無声化生起係数が求められる。

但し、前後の子音のどちらかが促音のときは上記音韻
系列無声化生起係数をα倍（α:0＜α＜１の定数）して
無声化生起度合いを低くするようにしている。

また、この音韻系列無声化生起係数は、例えば、以下
の特徴をもつ。

1.母音が高舌母音（/i/,/u/）であり、この母音に先行
する子音が無声摩擦音（/s/,/sh/,/h/）または無声破擦
音（/ch/,/ts/）であって、後続する子音が無声破裂音
（/p/,/t/,/k/,/py/,/ky/）または無声破擦音（/ch/,/t
s/）のときは、前後の子音が無声破裂音（/p/,/t/,/k
/、後続子音は/py/,/ky/を含む）のときよりも無声化の
度合いが高い。

2.母音が高舌母音（/i/,/u/）であり、前後の子音が無
声破裂音（/p/,/t/,/k/、後続子音は/py/,/ky/を含む）
のときは、前後の子音が種類の異なる無声摩擦音（/s/,
/sh/,/h/、後続子音は/hy/を含む）のときよりも無声化
の度合いが高い。

3.母音が高舌母音（/i/,/u/）であり、前後の子音が種
類の異なる無声摩擦音（/s/,/sh/,/h/、後続子音は/hy/
を含む）のときは、前後の子音が同一の無声摩擦音（/s
/,/sh/,/h/）のときよりも無声化の度合いが高い。

4.母音が高舌母音（/i/,/u/）であり、前後の子音が同
一の無声摩擦音（/s/,/sh/,/h/）のときは、前後の子音
のどちらかが無声子音でないときよりも無声化の度合い
が高い。

5.母音が高舌母音（/i/,/u/）でないときは無声化はし
ない。

表１に高舌母音の前後の子音で場合分けした音韻系列
無声化生起係数の一例を示す。縦は先行子音、横は後続
子音であり、各係数は数字が大きいほど無声化の度合い
が高いことを示す。括弧内の数字は前後の子音が同一の
場合を示している。

次に、文字列解析部１から入力されるアクセントパタ
ーンと規則ファイル４に格納されたアクセントパターン
別無声化生起係数から、母音毎にアクセントパターン無
声化生起係数が求められる。

上記アクセントパターン別の無声化生起度合いは、以
下の特徴を持つ。

a.アクセント核にある母音はほとんど無声化することが
ない。

b.O型の発声は、１型以上の発声に比べて母音が無声化
する度合いが高い。

c.語頭は１型の発声を除いて無声化の度合いが高い。

d.アクセント核の直前にある母音はアクセント核にある
母音より無声化の度合いが高いが、アクセント核より後
にある母音より無声化の度合いが低い。

第２表にアクセントパターン別の無声化生起度合いの
一例を示す。縦はアクセント型、横は対象母音のモーラ
位置を示し、各係数は数字が大きい程無声化の度合いが
高いことを示す。ここで、上記アクセント型とは、単語
を形成する音節のうち高く唱える音節の位置によって分
類するものであり、例えば“ｎ型”とは第２番目の音節
からｎ番目までを高く唱え、１番目の音節とｎ＋１番目
以下の音節はすべて低く唱えることを表わす（新明解国
語事典第３版付録アクセント一覧）。

さらに、上記音韻系列無声化生起係数とアクセントパ
ターン無声化生起係数から、次式により母音毎に無声化
生起度合いρ（ｎ）（ｎ＝1,2,‥,WM＋1 WMは入力し
た音韻系列別のモーラ数であり、WM＋１は語尾の無音を
表わす）が求められる。

ρ（ｎ）＝音韻系列無声化生起係数×アクセントパター
ン無声化生起係数ステップS₂で、規則ファイル４に格納してある発声速
度毎に定めた無声化を判定するための無声化判定閾値
と、文字列解析部１から入力された発声速度とから、次
のようにして無声化の判定基準となる閾値θが求められ
る。すなわち、普通の発声速度のときの閾値を定め、そ
れより発声速度が速いときは閾値を下げ、それより発声
速度が遅いときは閾値を上げる。

一例として、普通発声速度の閾値を６としたときの発
声速度毎の閾値を第３表に示す。

また、無声化の生起しやすい母音が連鎖したときの無
声化判定閾値θ２が次式で求められる。

θ２＝θ×β（βは、１＜βの実数）次に、母音毎に無声化の判定に入る。

ステップS₃で、１モーラ目から判定を行なうためにｎ
＝１とする。

ステップS₄で、現モーラ（ｎモーラ）の無声化生起度
合いρ（ｎ）と無声化判定閾値θとが比較される。その
結果、ρ（ｎ）≧θのときは現モーラの母音は無声化の
可能性があるとしてステップS₅に進み、ρ（ｎ）＜θの
ときは無声化しないと判定してステップS₁₁へ進む。

ステップS₅で、次モーラ（ｎ＋１）の無声化生起度合
いρ（ｎ＋１）と、現モーラ（ｎ）の無声化生起度合い
ρ（ｎ）とが比較される。その結果、ρ（ｎ）≧ρ（ｎ
＋１）すなわち現モーラの方が無声化の度合が高い場合
は、現モーラの母音は無声化するが、次モーラの母音は
無声化しない場合があるとしてステップS₈へ進む。一
方、ρ（ｎ）＜ρ（ｎ＋１）すなわち現モーラの方が無
声化の度合いが低い場合は、現モーラの母音は無声化し
ない場合があるとしてステップS₆へ進む。

これは、無声化する母音が続く場合は、発音の不明確
になるのを避けるために無声化の度合いの低い一方の母
音を無声化させないためである。

ステップS₆で、次モーラの母音が必ず無声化されるよ
うにρ（ｎ＋１）を大きくしてステップS₇へ進む。

ステップS₇で、現モーラの無声化生起度合いρ（ｎ）
と、上記無声化の生起しやすい母音が連鎖したときの無
声化判定閾値θ２とが比較される。その結果、ρ（ｎ）
≧θ２の場合は現モーラの母音は無声化の度合いが強い
ためステップS₁₀へ進む。一方、ρ（ｎ）＜θ２の場合
は現モーラの母音を無声化しないためステップS₁₁へ進
む。

ステップS₈で、次モーラの無声化生起度合ρ（ｎ＋
１）と、無声化の生起しやすい母音が連鎖したときの無
声化判定閾値θ２とが比較される。その結果、ρ（ｎ＋
１）＜θ２の場合は次モーラの母音を無声化しないと判
定してステップS₉に進む。一方、ρ（ｎ＋１）≧θ２の
場合は次モーラの母音は無声化の度合いが強いためその
ままステップS₁₀に進む。

ステップS₉で、次モーラの母音を無声化させないため
に、ρ（ｎ＋１）＝０としてステップS₁₀に進む。

ステップS₁₀で、ｎモーラ目の母音を無声化すると判
定してステップS₁₂に進む。

ステップS₁₁で、ｎモーラ目の母音を有声化すると判
定してステップS₁₂に進む。

ステップS₁₂で、次モーラの母音の判定に移るため
に、ｎを１つインクリメントされる。

ステップS₁₃で、ｎが入力した音韻系列のモーラ数（W
M）以下であるか否かが判定される。その結果、ｎ≦WM
の場合は上記ステップS₄からステップS₁₂が繰返され、
ｎ＞WMの場合はこの無声化の判定ルーチンを終了する。

以上のように、この発明では、音韻系列別の無声化生
起度合いとアクセントパターン別の無声化生起度合いと
発声速度に応じて設定される無声化判定閾値と無声化の
生起しやすい母音が連鎖したときの無声化判定閾値とに
基づいて、対象母音の有声化・無声化を判定するので、
入力された文字列に対して、この文字列の音韻系列とア
クセントパターンと発声速度に則して母音の無声化を行
なうことができる。したがって、この発明によれば、よ
り自然な合成音声を生成することができる。

〈発明の効果〉以上より明らかなように、請求項１に係る発明の音声
合成装置は、音声合成パラメータ作成部によって、規則
ファイルの音韻系列別の無声化生起度合いとアクセント
パターン別の無声化生起度合いとに基づいて、入力文字
列の各母音毎の無声化生起度合いを算出し、さらに、発
声速度別の無声化判定閾値に基づいて、指定された発声
速度に応じた無声化判定閾値を設定し、上記各無声化生
起度合いと無声化判定閾値とに基づいて入力文字列の各
母音毎に有声化・無声化を判定し、この有声化・無声化
判定結果に従って音声合成パラメータを生成するので、
この音声合成パラメータに基づいて音声合成を行うこと
によって、母音の無声化現象に大きな影響を与える音韻
系列とアクセントパターンと発声速度を考慮して対象と
なる母音を無声化できる。すなわち、この発明によれ
ば、実音声に近い自然な合成音声を生成することができ
るのである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の音声合成装置の一実施例を示すブロ
ック図、第２図は上記実施例における母音の有声化・無
声化判定ルーチンのフローチャート、第３図は従来の有
声化・無声化判定ルーチンのフローチャートである。１……文字列解析部、２……単語辞書、３……規則制御
部、４……規則ファイル、５……音声合成器、６……タ
ーゲット特徴パラメータファイル、７……時系列特徴パ
ラメータファイル、８……特徴パラメータファイル。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G10L 5/02 G10L 3/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】入力される文字列から音韻系列、アクセン
トパターンを決定する文字列解析部（１）、音韻系列、
アクセントパターン、規則ファイル（４）に格納された
規則に従って音声合成パラメータを作成する音声合成パ
ラメータ作成部（３）、音声合成パラメータに基づいて
音声合成を行う音声合成部（５）を備えた音声合成装置
であって、音声合成パラメータ作成部（３）は、音韻系列と、規則ファイル（４）に格納された音韻系列
別の無声化生起度合いに基づいて、各母音毎の音韻系列
無声化生起度合いを設定する第１無声化生起度合い設定
手段（S1）と、アクセントパターンと、規則ファイル（４）に格納され
たアクセントパターン別の無声化生起度合いに基づい
て、各母音毎のアクセントパターン無声化生起度合いを
設定する第２無声化生起度合い設定手段（S1）と、音韻系列無声化生起度合いとアクセントパターン無声化
生起度合いから、各母音毎の無声化生起度合いを算出す
る無声化生起度合い算出手段（S1）と、指定される発声速度と、規則ファイル（４）に格納され
た発声速度別の無声化判定閾値に基づいて無声化判定閾
値を設定する設定手段（S2）と、設定された無声化生起度合い、無声化判定閾値に基づい
て各母音毎に無声化・有声化を判定する母音有声化無声
化判定手段（S4〜S13）とを備え、母音有声化無声化判定手段（S4〜S13）の判定結果に従
って音声合成パラメータを作成する音声合成装置。