JPH0363699A

JPH0363699A - 音声合成装置

Info

Publication number: JPH0363699A
Application number: JP19925189A
Authority: JP
Inventors: Hiroya Fujisaki; 藤崎　博也; Keikichi Hirose; 広瀬　啓吉; Mikio Yamaguchi; 幹雄山口
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1989-08-02
Filing date: 1989-08-02
Publication date: 1991-03-19

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、音声を合成する音声合成装置に関し、特に、
文章や音韻記号を入力して、音声として出力するテキス
ト合成装置や音声規則合成装置に用いることが可能な音
声合成装置に関する。

［従来の技術］従来の音声合成装置の一例として、Ｄ、Ｈ，Ｋｌａｔｔ
が５ｏｆｔ＋ｙａｒｅ　ｆｏｒ　ａ　ｃａｓｃａｄｅ／
ｐａｒａｌｌｅｌ　ｆｏｒｍａｔｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅ
ｒ　　、Ｔｈｅ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ａｃ
ｏｕｓｔｉｃａｌＳｏｃｉｅｔｙ　ｏｆ　　Ａｍｅｒｉ
ｃａ　８７（３）、　Ｍａｒ、１９８０　ｐｐ　９７１
−９９５において、提案している音声合成装置の回路構
成を第３図に示す。

第３図において、有声音を合成するときにはインパルス
波形生成部２１において、有声音を作成するための音源
波形、本例では、インパルス波形信号が作成される。

このインパルス波形信号は、共振器２２，２３．２４に
より発生する音声の種類に応じた周波数特性が付与され
る。また、強度制御部２５．２６により信号の強度が可
変設定される。このように作成された有声音の音源波形
（声帯音源波形）を模擬したアナログ信号は共振器３２
．３４〜３８および反共振Ｊａ３３により調音された後
、−次微演算部５５により放射特性が付与されて、音声
信号として出力される。

一方、無声音を合成するときには、乱数発生部２７で発
生された雑音波形が強度変調部２８．ローパスフィルタ
２９を介して出力され、この出力されたアナログ信号が
無声音、すなわち、人間の呼気が声道の狭い部分を通っ
て生じる乱流による雑音の音源信号となる。

次に、発生する音声の種類、たとえば帯無音。

摩擦音等に応じて信号処理系が選択されて、上記アナロ
グ信号は、強度制御部３ｏまたは３１により強度が調整
され、また、選択された系の中からさらに、発生対象の
音韻に対応して選択された共振器５反共振器により調音
された後、−次微分演算部５５により、放射特性が付与
されて出力される。

なお、有声音および無声音のそれぞれにおいて、破裂音
を発生するときは、第４図に示すような指数関数的に減
衰するステップ状の波形の信号を不図示のｆｇ号発生部
により発生し、この信号を破裂音の破裂部を示す信号と
して、上記音源信号に付加している。

このように、人間の音声の生成過程を模擬することによ
り上述の電気回路により作成された音声信号がスピーカ
等から音声出力されていた。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、従来の音声合成装置は発生音声の中で母
音部が自然音声と近似しないという解決すべき課題があ
った。

この点について詳しく説明する。人間により自然音声さ
れた“ｎａ”という音韻は第５図に示すような音声信号
波形が得られ、子音“ｎ”の定常部５０１の周波数特性
としては第６図に示す特性が得られる。

また、母音“ａ”の定常部５０２の周波数特性としては
第７図（八）に示す特性が得られる。さらに第７図ＣＢ
）に示す母音“ａ”の周波数特性ではＰ１＝３１８Ｈｚ
、　Ｚｌ−４５０Ｈｚ、　Ｐ２＝２２５０Ｈｚ、　Ｚ２
＝２３１０Ｈｚなる中心周波数の極（ＰＩ、Ｐ２）と零
（Ｚｌ、Ｚ２）の極零対が分析結果として得られる。け
れども、従来装置には、これらの極零対によって生じる
周波数特性を実現するための共振器および／または反共
振器を備えておらず、その結果、母音の合成音は、人間
の自然音とはよく近似しなかった。

そこで、本発明の目的は、このような不具合を解消し、
自然音声と近似した母音の音声信号を合成することが可
能な音声合成装置を＃Ｊ！！供することにある。

［課題を解決するための手段］このような目的を遠戚するために、本発明は、声帯音源
波形の特定の周波数成分を強調および／または減衰させ
ることにより音声を合成する音声合成装置において、母
音の発生時に、声帯音源波形を、極零対を有する波形に
変形するための共振器および反共振器を少なくとも２組
具えたことを特徴とする。

［作　用］本発明は、母音の周波数特性が極零対を有することに着
目し、この極零対を有する波形を作成する共振器および
反共振器を少なくとも２組設けるようにしたので、従来
装置により発生された極零対の波形が含まれていない母
音波形に比べると、より自然音の波形じ近い母音波形が
得られるので、再生出力された音声も自然音に近いもの
である。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。

第１図は本発明実施例の基本構成を示す。

Ｓ１図において、１０００は音源部であり、声帯音源波
形生成部１．摩摩擦音源波形生部２．破裂音源生成部３
により構成される。

声帯音源波形生成部１は有声音を発生するときに、動作
信号により起動され、声帯音源波形を有する信号を発生
する。本例において、声帯音源波形としては信号の強度
と時間の関係を多項式で表わすことができる波形を用い
る。

摩擦音源波形生成部２は摩擦音を発生するときに動作ｆ
ｇ号により起動され、摩擦音源波形を有する信号を発生
する。本例においては代表的なランダム波形を用いる。

破裂音源波形生成部３は破裂音を発生するときに動作信
号により起動され、破裂音源波形を有する信号を発生す
る０本例においてはステップ的な変化を有する波形を用
いる。

２０００は音源部１０００において発生された音源信号
を、合成対象の音饅の種類に応じて調音する調音部であ
る。調音部２０００はバズバー・鼻音用分岐部１１およ
びその強度制御部５．帯無音・有声音用分岐部１２およ
びその強度制御部６．７およびその強度制御部８ならび
に破裂部分用分岐部１４およびその強度制御部９から主
に構成されている。

バズバー・鼻音用分岐部１１は強度制御部５を介して声
帯音源波形の信号を人力し、声帯音源波形のｆ３号の特
定の周波数成分を強調あるいは減衰することにより、バ
ズバー、鼻音を調音する。

帯無音・有声音用分岐部１２は合成対象の音韻の種類に
応じて有声音の発生のときは声帯音源波形のイ３号、帯
気無音発生のときは摩擦音源波形の信号を人力し、帯無
音、有声音を調音する。

摩擦音用分岐部１３は摩擦音源波形の信号を人力し、摩
擦音を調音する。

破裂部分用分岐部１４は、破裂音源波形の信号を入力し
て破裂音を調音する。

強度制御部５，６，７，８．９は外部装置、例えばマイ
クロコンピュータ等から合成対象の音韻に固有のパラメ
ータを受信し、人力した音源信号の強度を可変設定する
。

変調部４は声帯音源波形の基本周期に同期して摩擦音源
波形の信号を振幅変調する。なお、声帯音源波形の信号
が出力されないとき、すなわち声帯が振動していないと
きは変調部４の振幅変調は行われない。上述の各分岐部
１１，１２，１３．１４から出力される信号が加算部１
５を介して放射特性部３０００に出力される。放射特性
部３０００は人力信号の高域周波数を強調することによ
り放射特性を付与した音声信号を出力する。

第２図は第１図に示す回路の具体的な回路構成の一例を
示す９本回路では各音源信号発生器において放射特性を
付与している。

第２図において、１０１は多項式波形発生器であり、本
例では４次多項式波形の高域強調を行った声帯音源波形
の信号を発生する。なお、他の計算式で求めた波形や自
然音声から分析によって抽出した波形を利用することも
できる。

１０２は乱数を用いてランダム波形を発生し、高域強調
を行った摩擦音源波形の信号を出力する乱数発生器であ
る。

１０３はステップ波形に高域強調を行った破裂音源波形
の信号すなわち、インパルス波形を発生するインパルス
波形発生器である。

第１図示のバズバー・鼻音用分岐部１１．帯無音・有声
音用分岐部１２．摩擦音用分岐部１３および破裂部分用
分岐部１４はそれぞれ信号の所定周波数部分を強調する
共振器および所定周波数部分を減衰する反共振器が縦続
接続されている。帯無音・有声音用分岐部１２には特に
、母音の極零対を示す波形を作成するための共振器１２
６ｊ２８および反共振器１２７，１２９が設けられてい
る。

次に、第２図に示す回路の動作説明を行うつ合成しよう
とする音声に応じて動作信号により、各波形生成部１０
１−１０３が起動され、対応の強度変調部により音源信
号の強度が調整される。

しかる後、それぞれの分岐部の共振器および反共振器に
より特定の周波数帯域が強調および減衰され、加算部１
５から、調音処理および放射特性の付加処理が施された
音声信号が出力される。

第２図に示した共振器の数は約６　ｋＨｚまでの周波数
成分を表現するのに適した数である合成信号の自然音声
に対する模擬の程度たとえば細かく模擬するかまたは粗
く模擬するか等により共振器および反共振器の個数を増
減することもできる。

また、表現したい音声の周波数成分の範囲がたとえば５
ｋＨｚまでのように狭いときは共振器および反共振器の
個数を減することができる。

実施例の他に次の例が挙げられる。

１）本実施例では、各種の分岐部において、共振器およ
び反共振器を固定的に縦続接続する例を示しているが、
共振器および反共振器の接続位置を入れ替え自在とする
ことも可能である。また、強度制御部と、共振器、反共
振器の接続順序も入れ替え可能である。

２）本実施例ではアナログ回路によって実現できる他、
ディジタル信号で波形を表現し、ディジタル演算を専用
のディジタル回路を用いて表現することもでき、あるい
は、マイクロプロセッサや、ディジタル信号処理プロセ
ッサ等を用いてソフトウェアにより実現することもでき
る。

本実施例の分岐部１１−１４の全てに常Ｃ信号が流れて
いるわけではない、たとえば、破裂音用分岐部１４は破
裂音の最初の破裂部分を合成している以外は合成音生成
に寄与していない。そこで、デジタル処理により音声合
成を行う場合は各分岐部ｊｌ〜１４の処理をサブルーチ
ン化し、発生すべき音韻の種類ごとに計算処理を行うサ
ブルーチンのみを選択するこヒにより、全体としての音
声合成時間を短縮することができる。

［発明の効果］本発明は、母音の周波数特性が極零対を有することに着
目し、この極零対を有する波形を作成する共振器および
反共振器を少なくとも２組設けるようにしたので、従来
装置により発生された極零対の波形が含まれていない母
音波形に比べると、より自然音の波形に近い母音波形が
得られるので、再生出力された音声も自然音に近いもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の基本構成を示すブロック図、第２図は本発明実施例の具体的な回路構成を示すブロッ
ク図、第３図は従来例の回路構成を示すブロック図、第４図は従来例に用いられる減衰波形の形状を示す波形
図、第５図、第６図、第７図（＾）および第７図（Ｂ）は従
来例の合成音を説明するための人間の自然音声の周波数
成分を示す特性図である。１・・・声帯音源波形生成部、２・・・摩擦音源波形生成部、３・・・破裂音源波形生成部、４・・・変調部、５〜９・・・強度制御部、ＩＩ・・・バズバー・鼻音用分岐部、１２−・・帯無音・有声音用分岐部、１３−・・摩擦音用分岐部、１４・・・破裂部分用分岐部、１５・・・加算部、１０１・・・多項式波形発生器、１０２−・・乱数発生器、１０３・・・インパルス波形発生器、１１１〜１１５，１２１〜１２６，１２８，１３１，１
３３，１３５゜１４１．１４３，１４５．１４８　　　
　　　　　・・・共振器、１１６．１２７．１２９，１
３２，１３４，１４２，１４４・・・反共振器。

Claims

【特許請求の範囲】声帯音源波形の特定の周波数成分を強調および／または
減衰させることにより音声を合成する音声合成装置にお
いて、母音の発生時に、前記声帯音源波形を、極零対を有する
波形に変形するための共振器および反共振器を少なくと
も２組具えたことを特徴とする音声合成装置。