JPH0227398A - 音声合成歌唱方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、規則合成を行う音声合成器を用いることによ
り歌唱きせるようにした音声合成歌唱方式に関するもの
である。

［従来の技術］ 音声合成方式として、音韻情報と韻律情報とを外部から
与えることにより、合成音を発生する規則合成方式が従
来より知られている。規則合成方式は、音節、音素、１
ピッチ区間の波形等の比較的小ｍ位の特徴パラメータで
ある合成単位と、合成単位を接続する接続規則や、ピッ
チ、振幅等の韻律と制御する制御規則とを内蔵しており
、音韻情報と韻律情報とを外部から入力することにより
、合成音を発生するようになっている。すなわち、合成
単位を音韻情報に従って配列するとともに、韻律情報に
基づいてピッチ、強弱、音の継続時間を設定し、音声学
的規則や言語学的規則に基づいて作成された接続規則や
制御規則を適用することにより、任意の言葉を合成でき
るようにしているのである。

規則さ或に必要となる韻律情報のうちイントネーション
やアクセントは、合成音の高品質化の上でとくに重要で
あり、声の高さ（基本周波数）、強さ、長さ等が関連し
ているが、なかでもピッチ周波数（基本周波数）が支配
的な因子となる。

ピッチ周波数の時間的変化をピッチパターンというが、
日本語の単語のアクセントは、モーラごとに１つの値を
与えればほぼ十分であるから、代表的なピッチパターン
として、合成する音声の各モーラの代表点（たとえば、
母音の重心点）のピッチ周波数く点ピッチ）を直線で結
んだ点ピッチパターンが考えられている。

［発明が解決しようとする課題］ 上述した点ピッチパターンは、通常の発話にはほぼ十分
であるが、１つのモーラの継続時間内において代表点の
前後でピッチ周波数が時間とともに連続的に変化してい
るから、ピッチ周波数を所定時間、一定値に保つ必要が
ある歌唱を規則合成方式の音声合成器で実現しようとす
る場合に、点ピッチパターンを採用したのでは、良い品
質が得られないことがある。

本発明は上記問題点を解決することを目的とするもので
あり、規則合成方式の音声合成器を用いる場合に、歌唱
を行うのに適したピッチパターンを有する音声合成歌唱
方式を提供しようとするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明では、上記目的を達成するために、各モーラの代
表点のピッチ周波数を各モーラのピッチ周波数とし、各
モーラが継続する間は各モーラのピッチ周波数を一定に
保つとともに、隣接するモーラ間の遷移部では両モーラ
のピッチを直線補間するのである。

また、各モーラのピッチ周波数をモーラが継続している
間は一定に保つとともに隣接するモーラ間の遷移部では
両モーラのピッチ周波数を直線補間する制御規則と、各
モーラの代表点のピッチ周波数を直線補間する制御規則
とを設け、歌唱法に応じていずれか一方の制御規則を適
用するようにしてもよい。

加えて、各合成単位を隣接するｈ酸単位との間の遷移部
に特有なピッチパターンとともに格納し、隣接するモー
ラ間の遷移部において各合成単位に特有なピッチパター
ンを重畳した形でピッチを補間することによりピッチパ
ターンを生成するようにしてもよい。

さらに、各モーラのうち所定以上の長さを有したモーラ
における母音部のピッチパターンに振動パターンを重畳
してもよい。

［作用］ 上記構成によれば、１つのモーラが継続している間は、
ピッチ周波数が一定値に保たれるから、各モーラに対し
て安定した音が得られ、音程の確かな歌唱になるのであ
る。

また、各モーラのピッチ周波数をモーラが継続している
間一定に保つ制御と、各モーラの代表点同士を直線補間
する制御とを、歌唱法に応じて選択するようにしたもの
では、スラー等の高度な歌唱法にも対応することができ
るのである。

さらに、隣接するモーラ間の遷移部において、直線補間
ではなく各合成単位に対応した遷移部のピッチパターン
で補間すれば、モーラの接続が滑らかになり、音質を向
上させることができるのである。

また、モーラのうち所定以上の長さを有したモーラにお
ける母音部のピッチパターンに振動パターンを重畳すれ
ば、人の歌唱法に近いビブラートを得ることができる。

［実施例１］ 規則合成方式の音声合成器では、音節、音素、１ピッチ
区間の波形等の比較的小単位の特徴パラメータよりなる
合成単位と、隣接する合成単位を接続する接続規則や、
ピッチ、振幅等の韻律を制御する制御規則とを記憶して
おり、与えられた音韻情報に含まれる文字列に従って合
成単位を配列し、与えられた韻律情報に従ってピッチ、
振幅、継続時間を制御し、音声学的規則や言語学的規則
に基づいて作成された接続規則や制御規則を適用するこ
とにより、任意の言葉を合成するようになっている。し
たがって、文字列、ピッチ、振幅、継続時間に関する制
御情報が必要であり、これらの制御情報は、楽譜に記載
されている情報に基づいて作成され、外部から入力され
る。

入力される文字列は、楽譜に記載された歌詞により作成
される。ピッチに関する情報は、ｉ＝に記載された音符
の音階に基づいて決定される周波数を、各モーラの代表
点のピッチ周波数（点ピッチ）とすることにより設定さ
れる。Ｓ幅については楽譜に記載されている強弱記号に
基づいて作成される。すなわち、音声合成器が内蔵して
いる各合成単位は、パワーが等しくなるように規格化さ
れており、強弱に間する情報を外部から与えることによ
り、合成音の振幅が設定される。継続時間については、
楽譜に記載されている音符に基づいてモーラの長さが決
定され、子音長は固定し、母音部のみを可変とすること
で継続時間が調節される。

ところで、ピッチに関する情報を汲う制御規則は、次の
ように設定されている。すなわち、ｆｆ５１図に示すよ
うに、各モーラｃ、ｖ、、ｃ、ｖ、、・・・・・・が継
続している時間内では、それぞれ点ピッチＰＰ２．・・
・・・・をそのモーラのピッチ周波数として一定に保ち
、隣接するモーラとの接続部（遷移部）では、直線補間
するようにする。このような制御規則を適用することに
より、各モーラが継続している時間内では、ピッチ周波
数が一定に保たれることになるのである。つまり、通常
の発話の場合のように、各モーラの継続時間中にピッチ
周波数が連続的に変化することがなく、歌唱に適した制
御を行うことができるのである。

［実施例２］ 実施例１では、隣接するモーラ間を直線補間しているが
、一般に遷移部については、第２図（ａ）に示すように
、各モーラＣ＋　Ｖ　＋　、　Ｃ２Ｖ　２ごとに特有の
ピッチパターンがあるから、このピッチパターンを第２
図（ｂ）のように正規化した形で合成単位とともに記憶
しておき、音韻情報に従って第２図（ｃ）のようにこれ
を接続し、さらに第２図（ｄ）に示すような実施例１の
ピッチパターンに重畳すれば、第２図（ｅ）に示すよう
に、モーラ間の遷移部における接続が滑らかになり、合
成音の品質を高めることができるのである。ここに、各
合成単位に特有なピッチパターンは、合成単位とともに
正規化された形で記憶されており、モーラのピッチに対
応して重畳されるのである。第３図は実際の歌唱面に本
実施例を適用した場合の波形図であり、同図（ａ）は原
波形、同図（ｂ）はエネルギー、同図＜ｃ）はピッチ周
波数を示す。

［実施例３］ 実施例１および実施例２のように、モーラの継続時間に
ついてはピッチ周波数を一定に保つようにしているだけ
では、スラーのように隣接する音階の間でピッチ周波数
が滑らかに変化する歌唱法には対応することができない
、そこで、通常の歌唱を行う部分は、実施例１や実施例
２のように制御し、スラーの部分については、第４図に
示すように、各モーラＣＩＶＩ、Ｃ２Ｖ２・・・・・・
の点ピッチＰＰ２・・・・・・を与える代表点の間を直
線補間するようにする。

このように・、モーラが継続している間はピッチ周波数
を一定に保つような制御規則と、モーラの代表点の間を
直線補間するようにピッチ周波数と設定する制御規則と
を用意しておき、楽譜に記ａされた歌唱法を指定する音
楽記号に基づいテ与工られる外部情報に従ってどちらの
制御規則ヲ適用するかを選択するのである。第４図の例
は、この制御規則を実施例１に対して適用したものであ
るが、第５図に示すように、実施例２に対して適用する
ことも可能であり、このような制御規則を設定すれば、
いろいろな歌唱法に対応できるようになる。

［実施例４］ ところで、歌唱法としては、ビブラートが知られており
、実施例１ないし実施例３で得られたビ・ソチパターン
に、第１０図に示すように、正弦波形等を重畳すれば、
ピッチ周波数を変動させてビブラートを付与できると考
えられる。しかしながら、この方法では、人が歌うとき
にはビブラートがつかないような短いモーラにまでビブ
ラートが付与されるから、不自然な音調になる。

そこで、本実施例では、第６図に示すように、継続時間
が所定以上のモーラの母音部のピッチパターンにのみ正
弦波形を重畳するようにしているのである。この構成に
よれば、音が長い場合のみビブラートが付与されるから
、自然な音調になり、質の高い合成音が得られるのであ
る。ここに、第６図は、実施例１に対してビブラートを
付与したピッチパターンを示しているが、第７図ないし
第９図に示すように、実施例２や実施例３のピッチパタ
ーンに対して本実施例の技術思想を適用することも可能
である。

［発明の効果コ 本発明は上述のように、各モーラの代表点のピッチ周波
数を各モーラのピッチ周波数とし、各モーラが継続する
間は各モーラのピッチ周波数を一定に保つとともに、隣
接するモーラ間の遷移部では両モーラのピッチを直線補
間するものであり、１つのモーラが継続している間は、
ピッチ周波数が一定値に保たれるから、各モーラにとし
て安定した音が得られ、音程の確かな歌唱になるという
利点がある。

また、各モーラのピッチ周波数をモーラが継続している
間は一定に保つとともに隣接するモーラ間の遷移部では
両モーラのピッチ周波数を直線補間する制御規則と、各
モーラの代表点のピッチ周波数を直線補間する制御規則
とを設け、歌唱法に応じていずれか一方の制御規則を適
用すれば、通常の歌唱の場６には前者の制御規則を適用
し、スラー等では後者の制御規則を適用することができ
るのであり、高級な歌唱が行えるのである。

加えて、各合成単位を隣接する合成単位との間の遷移部
に特有なピッチパターンとともに格納し、隣接するモー
ラ間の遷移部において各合成単位に特有なピッチパター
ンを重畳した形でピッチを補間することによりピッチパ
ターンを生成するようにすれば、合成単位の接続を滑ら
かにすることができ、音質を向上させることができると
いう利点がある。

さらに、各モーラのうち所定以上の長さを有したモーラ
における母音部のピッチパターンに振動パターンを重畳
すれば、人の歌唱法に近いビブラートを得ることができ
、−層高板な歌唱法に対応させることができるのである
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例１を示す動作説明図、第２図お
よび第３図は本発明の実施例２を示す動作説明図、第４
図および第５図は本発明の実施例３を示す動作説明図、
第６図ないし第９図は本発明の実施例４を示す動作説明
図、第１０図は実施例４に対する比較例を示す動作説明
図である。 代理人　弁理士　石　１）長　七 第 ■ 図 第３図 ９〜品 慣２図 １蔦わ 第４図 轟椅詐 第５図 １れわ 畠椅詐 第６図 ２８図 第０図 手続補正書く自発） 昭和６３年９月２日 昭和６３年特許願第１７７３１５号 ２、発明の名称 音声合成歌唱方式 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住　所　大阪府門真市大字門真１０４８番地名称（５８
３）松下電工株式会社 代表者　　三　　好　　俊　　夫 ４、代理人 郵便番号　５３０ 住　所　大阪市北区楕円１丁目１２番１７号（楕円ビル
５階） 氏　名　（６１７６）弁理土石　１）長　七ｇ１０６（
３４５）７７７７（代表） ５、補正命令の日付 自　　発 ６、補正により増加する請求項の数　なし［１コ本願明
細書の特許請求の範囲の記載を下記の通り補正する。 「（１）音節、音素、１ピッチ区間の波形等の比較的小
単位の特徴パラメータを合成単位とし、外部から入力さ
れる音韻情報および韻律情報に基づいて合成単位を配列
するとともに、合成単位を接続規則に従って接続し、各
モーラの代表点のピッチ周波数を各モーラのピッチ周波
数とし、各モーラが継続する間は各モーラのピッチ周波
数を一定に保つとともに、隣接するモーラ間の遷移部で
は両モーラのピッチを直線補間　　ビ・・　バ　−ンＵ
することを特徴とする音声合成歌唱方式。 （２）音節、音素、１ピッチ区間の波形等の比較的小単
位の特徴パラメータを合成単位とし、外部から入力され
る音韻情報および韻律情報に基づいて合成単位を配列す
るとともに、合成単位を接続規則に従って接続し、各モ
ーラのピッチ周波数をモーラが継続している間は一定に
保つとともに、隣接するモーラ間の遷移部では両モーラ
のピッチ周波数を直線補間する制御規則と、各モーラの
代表点のピッチ周波数を直線補間する制御規則とを設け
、歌唱法に応じていずれが一方の制御規則を適用　でピ
ッ　パ　−ンを　　することを特徴とする音声合成歌唱
方式。 （３）各合成単位を　れ　れ　ム　　　に特有なピッチ
パターンとともに格納し、　ｇｅ”ｌ＜ターンに　人　
　　に　　ｔピッ　パターンを９ことを特徴とする請求
項１または請求項２に記載の音声合成歌唱方式。 （４）各モーラのうち所定以上の長さを有したモーラに
おける母音部のピッチパターンに振動パターンを重畳し
て成ることを特徴とする請求項１または請求項２または
請求項３のいずれかに記載の音声合成歌唱方式、Ｊ ［２］同上第５頁第１１行の「するのである、」の前に
、「してピッチパターンを生成Ｊを挿入する。 ［３］同上第５頁第１７行の「適用するように」を削除
し、［適用してピッチパターンを生成」を挿入する。 ［４］同上第５頁第１９行乃至第６頁第４行の全文を削
除し、以下の文を挿入する。 「加えて、各合成単位をそれぞれ各合成単位に特有なピ
ッチパターンとともに格納し、上記ピッチパターンに各
合成単位に特有なピッチパターンを重畳するようにして
もよい。」 ［５］同上第６頁第１８行乃至第７頁第２行の全文を削
除し、以下の文を挿入する。 「さらに、各合成単位に特有なピッチパターンを、上記
ピッチパターンに重畳すれば、自然音声にさらに近いピ
ッチパターンが得られることになり、音質を向上させる
ことができるのである。ｊ［６コ同上第８頁第１３行を
削除し、以下の文を挿入する。 「てモーラの長さを決定するのであり、子音長を固定し
、母」 ［７］同上第９頁第９行乃至第１０頁第６行の全文を削
除し、以下の文を挿入する。 「参考までに、第３図に実際の歌唱の場合の原波形（同
図（ａ））、エネルギーパターン（同図（ｂ））、ピッ
チパターン（同図（Ｃ））を示す。第３図（ａ）と第３
図（ｃ）とを比較すれば、１つのモーラが継続している
間、ピッチ周波数が略一定に保たれており、また、モー
ラ間の遷移部では、略直線的にピッチ周波数が変化して
いることがわかる。したがって、本実施例方法により生
成されるピッチパターンは、実際の歌唱に近く、質のよ
い合成音が得られるのである。 ［実施例２］ 実施例］、では、モーラが継続している間はピッチ周波
数が一定であったが、第３図（ｃ）をさらに子細に見れ
ばわかるように、実際の歌唱では、各モーラのピッチ周
波数は完全に一定なわけではない。すなわち、各モーラ
Ｃ＋　Ｖ　ｌ、　Ｃ２Ｖ　２については、第２図（ａ）
のように、それぞれ特有なピッチパターンがあることが
知られている。そこで、モーラｃ、ｖ、、ｃ２ｖ２に特
有なピッチパターンを第２図（ｂ）のように正規化した
形で合成単位とともに記憶しておき、音韻情報に従って
第２図（ｅ）のようにこれを接続し、さらに第２図（ｄ
）に示すような実施例１のピッチパターンに重畳すれば
、第２図（ｅ）に示すように、ピッチパターンを自然音
声のピッチパターンに近付けることができ、合成音の品
質を高めることができるのである。ここに、合成単位を
モーラＣ＋　Ｖ　ｌ、　Ｃ２Ｖ　２としているが、必ず
しも合成単位はモーラＣ＋　Ｖ　＋　、　Ｃ２Ｖ　２と
する必要はなく、どのような合成単位を用いる場合でも
、その合成単位に特有なピッチパターンを合成単位とと
もに正規化した形で記憶しておき、実施例１のように生
成されたピッチパターンに、合成単位に特有なピッチパ
ターンを重畳すればよいのである。」 ［８］同上第１２頁第１５行の「直線補間」の次に、「
してピッチパターンを生成ｊを挿入する。 ［９コ同上第１３頁第５行の「適用」の次に、「してピ
ッチパターンを生成Ｊを挿入する。 ［１０］同上第１３頁第９行乃至第１６行の全文を削除
し、以下の文を挿入する。 ｒ加えて、各合成単位をそれぞれ各合成単位に特有なピ
ッチパターンとともに格納し、上記ピッチパターンに各
合成単位に特有なピッチパターンを重畳すれば、自然音
声に一層近いピッチパターンが得られることになり、合
成音の音質を向上させることができるという利点がある
。」 ［１１］同上第１４頁第４行乃至第５行の全文を削除し
、以下の文を挿入する。 「第２図は本発明の実施例２を示す動作説明図、第３図
（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ実際の歌唱の際の自然音声の
原波形、エネルギーパターン、ピッチパターンを示す説
明図、第４図および第５図は本発明の実施例」 代理人　弁理士　石　１）長　七

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）音節、音素、１ピッチ区間の波形等の比較的小単
   位の特徴パラメータを合成単位とし、外部から入力され
   る音韻情報および韻律情報に基づいて合成単位を配列す
   るとともに、合成単位を接続規則に従って接続し、各モ
   ーラの代表点のピッチ周波数を各モーラのピッチ周波数
   とし、各モーラが継続する間は各モーラのピッチ周波数
   を一定に保つとともに、隣接するモーラ間の遷移部では
   両モーラのピッチを直線補間することを特徴とする音声
   合成歌唱方式。 （２）音節、音素、１ピッチ区間の波形等の比較的小単
   位の特徴パラメータを合成単位とし、外部から入力され
   る音韻情報および韻律情報に基づいて合成単位を配列す
   るとともに、合成単位を接続規則に従って接続し、各モ
   ーラのピッチ周波数をモーラが継続している間は一定に
   保つとともに隣接するモーラ間の遷移部では両モーラの
   ピッチ周波数を直線補間する制御規則と、各モーラの代
   表点のピッチ周波数を直線補間する制御規則とを設け、
   歌唱法に応じていずれか一方の制御規則を適用すること
   を特徴とする音声合成歌唱方式。（３）各合成単位を隣
   接する合成単位との間の遷移部に特有なピッチパターン
   とともに格納し、隣接するモーラ間の遷移部において各
   合成単位に特有なピッチパターンを重畳した形でピッチ
   を補間することによりピッチパターンを生成することを
   特徴とする請求項１または請求項２に記載の音声合成歌
   唱方式。 （４）各モーラのうち所定以上の長さを有したモーラに
   おける母音部のピッチパターンに振動パターンを重畳し
   て成ることを特徴とする請求項１または請求項２または
   請求項３のいずれかに記載の音声合成歌唱方式。