JPH07295588A - 発話速度推定方法 - Google Patents

発話速度推定方法

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JPH07295588A
JPH07295588A JP6083032A JP8303294A JPH07295588A JP H07295588 A JPH07295588 A JP H07295588A JP 6083032 A JP6083032 A JP 6083032A JP 8303294 A JP8303294 A JP 8303294A JP H07295588 A JPH07295588 A JP H07295588A
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JP
Japan
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vowel
speech rate
voice
detected
speech
Prior art date
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Application number
JP6083032A
Other languages
English (en)
Inventor
Akio Ando
彰男 安藤
Eiichi Miyasaka
栄一 宮坂
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Japan Broadcasting Corp
Original Assignee
Nippon Hoso Kyokai NHK
Japan Broadcasting Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 話し手の音声の発話速度を推定する。 【構成】 入力音声中の母音を検出し、所望の時間区間
内における上記検出した母音の数を所望の時間区間内に
おける音節数に置き替え、その置き替えた所望の時間区
間内における音節数を上記所望の時間区間で除したもの
を発話速度として被対象とする音声の発話速度を推定す
るようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、話し手の音声の発話速
度を推定する方法に関する。最近、発話速度が速いこと
により生じる聞き取りにくさを解消するため、信号処理
技術を用いて発話速度がゆっくりな音声に変換する“話
速変換型補聴システム”の研究が行われているが(特開
平5−80796号公報参照)、このようなシステムを
良好に動作させるためには、入力音声中の発話速度が速
い部分を何らかの方法で自動的に検出して、そのような
部分についてのみ発話速度を遅くするように話速変換を
行うことが必要となる。また、アナウンサーはもとよ
り、テレビジョン、ラジオ等の放送メディア、あるいは
講演等において発言するため、前もって最も聞きやすい
発話速度で発声する訓練をしたい場合にも、発話速度を
測定する装置があれば訓練の効率が上がることが想定さ
れる。本発明は、このように発話速度を測定したいとい
う需要に応えるものである。
【0002】
【従来の技術】従来、発話速度を測定ないし推定する方
法は無いが、それに使用し得る材料を提供するものとし
て、例えば特開平5−289691号公報に開示されて
いるような音声信号の動的特徴量に基づく方法、および
大坂ほか“入力の発声速度を考慮した単語音声認識”電
子通信学会技術研究報告SP93−53 1993年8
月に示されているように、音素の継続時間長を推定し
て、その結果を音声認識に適用することにより音声認識
の性能向上を図ったものがある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術におい
て、前者(特開平5−289691号公報)に記載のも
のは、音声信号の特徴量のみによっては発話速度の正確
な推定は難しい。また、後者(大坂ほかの文献)は、発
話速度の推定を目的としていないためこれを直接発話速
度推定に利用することは困難で、いずれにしても現状で
は、発話速度を推定できる方法は皆無であり、前述した
ような需要に応えて、早急に精度よく発話速度を測定な
いし推定できる方法の実現が望まれていた。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明発話速度推定方法
は、このような期待に応えるために、従来皆無であった
発話速度を推定、しかも高精度(誤差5%以下)で推定
する方法を提供するもので、すなわち本発明は、入力音
声中の母音を検出し、所望の時間区間内における前記検
出した母音の数を前記所望の時間区間内における音節数
に置き替え、該置き替えた前記所望の時間区間内におけ
る音節数を前記所望の時間区間で除したものを発話速度
として該発話速度を推定するようにしたことを特徴とす
るものである。
【0005】また本発明は、前記入力音声中の母音を検
出するにあたっては、前記入力音声の各フレームごとの
LPCケプストラム係数とLPCケプストラム係数で表
現された各母音の母音標準パターンとのユークリッド距
離を計算し、該計算結果に基づいて検出ようにしたこと
を特徴とするものである。また本発明は、前記入力音声
中の母音を検出するにあたっては、母音の隠れマルコフ
モデルを使用して検出するようにしたことを特徴とする
ものである。
【0006】
【実施例】以下に添付図面を参照し実施例により本発明
を詳細に説明する。まず本発明では、日本語の特質とし
て、各音節ごとに1個ずつ母音が存在することを有効に
利用し、有限個の音節の数をその音節が含まれている時
間で除して発話速度を求める代わりに、音節の数を母音
の数に置き替えて入力音声を母音標準パターンと比較照
合することにより入力音声中の母音を検出し、その検出
した母音の数を母音が含まれている時間で除して発話速
度を求めるようにしている。
【0007】本発明によって構成した発話速度推定装置
の概略のブロック線図を図1に示す。図1において、入
力音声は、音声波形分割部2により一定の時間区間(数
秒程度)ごとのブロックに分割され、音響分析部4で各
ブロックごとに音響分析が行われ、さらに母音検出部8
において、母音標準パターンを用いた母音検出が行われ
る。音響分析法としては、入力音声の周波数構造を抽出
できるものであればどのような方法を採用してもよい
が、本実施例では、時間軸上である一定の長さ(数十ミ
リ秒程度)の音声区間を切り出すという処理を、切り出
し区間をずらしながら行い(この場合の各切り出し区間
をフレームと呼ぶ)、各フレームごとに対数パワースペ
クトル包絡のフーリエ変換(これをLPCケプストラム
係数と呼ぶ)を計算するLPCケプストラム分析を採用
している。
【0008】母音標準パターン10は、音声中の母音部
分から得られたLPCケプストラム係数を用いて事前に
作成しておくものとする。母音検出は、入力音声の各フ
レームごとのLPCケプストラム係数と、LPCケプス
トラム係数で表現された各母音の母音標準パターンとの
ユークリッド距離を計算し、この距離の最小値が予め設
定した閾値より小さい場合に母音が存在すると判断する
ことにより行う。また、母音の無声化に起因する母音脱
落に対処するため、無声化母音検出部6において入力音
声に対し、零交差波分析を行って摩擦性子音 (/s/,
/sh/,/ts/など) の存在を調べ、摩擦性子音の後に
破裂性子音 (/p/, /t,/, /k/など)が存在し、
両子音の間に母音部分が検出されていない場合には、母
音無声化が起こっていると判断して母音部分を補うこと
とする。
【0009】母音検出後、発話速度計算部12において
検出された母音数(すなわち音節数)をブロック長(単
位:秒)で除することによりブロック内での平均発話速
度が求められる(単位:モーラ/秒)。この各ブロック
ごとに求めた平均発話速度の値を発話速度表示部14に
順次表示するようにする。
【0010】次に、本発明発話速度推定方法の一実施例
における処理手順を図2および図3(図2の続き)のフ
ローチャートに示す。以下においては、フローチャート
の各ブロックが行う処理の実行内容を説明するに留める
が、必要に応じ、判断機能を含むブロックについては他
のブロックとの関係も説明する。また、図2および図3
において、符号およびはそれぞれこの点において流
れが接続していることを示している。
【0011】各ブロックごとの実行内容は次の通りであ
る。 B2:発話速度の表示をリセットする処理ブロック。 B3:発話速度推定中に検出される全母音数を表す変数
m vowel に0を代入する処理ブロック B4:全ブロック長(音声区間の長さ、単位:秒)を表
す変数t lengthに0を代入する処理ブロック。 B5:入力音声をA/D変換する処理ブロック。本実施
例ではサンプリング周波数15KHz、量子化ビット数
16ビットでA/D変換する。 B6:音声データの入力が終了したかどうかを判断する
処理ブロック。 B7:発話速度推定時における平均発話速度を計算する
処理ブロック。計算は、m vowel をt lengthで除するこ
とにより行う。 B8:B7で求めた平均発話速度を表示する処理ブロッ
ク。 B9:音声データを1ブロック分読み込む処理ブロッ
ク。(ブロックサイズは数秒程度) B10,B12:A/D変換された音声を10ミリ秒の
時間窓を用いて10ミリ秒ずつずらしながら切り出し、
パワーと零交差数を求める。パワーに対し音声区間の境
界を見いだすための閾値T1 と、その閾値よりも大きい
値に設定される音声区間検出用の閾値T2 を設ける。ま
た、零交差数に対しても閾値T3 を設ける。この時、以
下の様な判定を行う。 (i)求めたパワーがT2 より大きくなった場合には、
音声区間と判定する。 (ii) 求めたパワーがT1 以上あるいは零交差数がT3
以上である場合には、まず過去の時点にさかのぼってパ
ワーあるいは零交差数がT1 あるいはT3 を下回ること
なくパワーがT2 以上になる点を見いだせた場合に音声
区間と判定する。そうでない場合には音声データを先読
みしてそれ以降の時点で同様な点を見いだせた場合に音
声区間と判定する。 (iii)上記 (i),(ii)以外の場合には音声区間でないと
判定する。この場合、音声データの入力が終了したかど
うかを判断する処理ブロックB6に戻る。 B14:母音数を数えるため変数n vowel に0を代入す
る処理ブロック。 B16:音声データをフレーム単位に分割する処理ブロ
ック。実施例においては、20ミリ秒の長さのハミング
窓を5ミリ秒ずつずらしながら切り出すことにより、1
ブロック分の音声データをフレーム単位に分割する。 B18:フレーム番号を表す変数frame に1を代入する
処理ブロック。 B20:変数frame が、現在処理中の音声ブロック内に
設定できる最大フレーム数より大きいかどうかを判断す
る処理ブロック。大きい場合には、発話速度を計算する
処理ブロックB44に進む。 B22:入力の各フレームについて、線形予測分析、お
よび零交差波分析からなる音響分析を行う処理ブロッ
ク。合わせて、フレーム内の平均パワーも計算する。本
実施例では、線形予測分析における次数は18次とし、
プリエンファシス係数として1−0.95z-1を用いる。ま
た、得られた線形予測分析結果からLPCケプストラム
係数を求める。 B24:入力音声のLPCケプストラム係数と、LPC
ケプストラム係数で表現されている母音標準パターンと
のユークリッド距離を計算する処理ブロック。また、ど
の母音の標準パターンとの距離が最小となるかを調べ、
その値が閾値T4 以下の場合には、現在のフレームに対
応する母音とする。どの母音に対する距離もT4 を超え
ている場合には対応する母音は無しとする。 B26,B28:母音終了点を検出する処理ブロック
で、前フレームに対応する母音が存在し現在のフレーム
に対応する母音がない場合、もしくは、前フレームおよ
び現在のフレームに対応する母音が存在するがその母音
が異なる場合に、前フレームを母音の終了点とする。検
出できない場合、次の無声化母音を検出する処理ブロッ
クB32に進む。 B30:変数n vowel に1を加える処理ブロック。 B32:変数m vowel に1を加える処理ブロック。 B34,B36:無声化母音の存在を判定する処理ブロ
ック。まず、現在のフレームの平均パワーと2つ前のフ
レームの平均パワーとの比を計算することにより、現在
のフレームにおいて、パワーが急激に増加する特徴を有
する破裂性子音の存在を判定する。破裂性子音の存在が
判定された場合には、このフレームから過去にさかのぼ
って摩擦性子音が存在するかどうかを調べる。摩擦性子
音の存在は、零交差数の大きさが予め定めた閾値を超え
ているかどうかによって判定する。現在のフレームに破
裂性子音が存在し、かつその前に摩擦性子音が存在する
場合であって、両子音間に母音の存在が認められない場
合には、両子音の間に無声化した母音が存在すると判定
する。存在が認められない場合、次の変数frame の値に
1を加える処理ブロックB42に進む。 B38:変数n vowel に1を加える処理ブロック。 B40:変数m vowel に1を加える処理ブロック。 B42:変数frame の値に1を加える処理ブロック。 B44:発話速度を計算する処理ブロック。発話速度
は、変数n vowel をブロック長(単位:秒)で除するこ
とにより、“モーラ/秒”単位で求める。 B46:B38の発話速度を計算する処理ブロックで得
られた発話速度を表示する処理ブロック。 B48:変数t lengthの値に、ブロック長(単位:秒)
を加える処理ブロック。
【0012】以上の説明においては、入力音声中の母音
を検出するために、母音の標準パターンを使用して、こ
れとのユークリッド距離を計算して求めるものとした
が、これは他の方法、例えば母音HMM(Hidden Marko
v Model :隠れマルコフモデル)を用いて母音部分を検
出することも可能である。
【0013】
【発明の効果】本発明によれば、任意に発声された音声
に対して、その発話速度を推定することが可能となる。
その一例として50文(計1501音節)からなるテキスト
を5人の話者が発生した音声を評価データとして、発話
速度を推定する実験を行った結果、5%以下の推定誤差
で発話速度を推定できることが確認され、本発明の有効
性が示された。
【0014】なお、このとき使用した評価用音声として
は、ATR(株式会社国際電気通信基礎研究所)が販売
している音声データベース中のものを用い、また母音標
準パターンとしては、同じくATRが販売している音声
データベースのうち、評価用音声を発声した話者とは異
なる男性21名が発声したデータを用いて作製した。評
価に当たっては、発話速度を測定するためのブロックは
固定長のものとせず、文音声全体を1つのブロックとし
て扱った。すなわち、各文音声ごとに本発明により平均
発話速度を推定し、音声に付与されているラベルから計
算された平均発話速度との誤差を求めることによって、
本発明の評価を行った。結果は上記の通りである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明発話速度推定方法によって構成した発話
速度推定装置の概略を示すブロック線図である。
【図2】本発明発話速度推定方法の一実施例における処
理手順を示すフローチャートである。
【図3】本発明発話速度推定方法の一実施例における処
理手順を示すフローチャート(図2の続き)である。
【符号の説明】
2 音声波形分割部 4 音響分析部 6 無声化母音検出部 8 母音検出部 10 母音標準パターン 12 発話速度計算部 14 発話速度表示部

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力音声中の母音を検出し、所望の時間
    区間内における前記検出した母音の数を前記所望の時間
    区間内における音節数に置き替え、該置き替えた前記所
    望の時間区間内における音節数を前記所望の時間区間で
    除したものを発話速度として該発話速度を推定するよう
    にしたことを特徴とする発話速度推定方法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の発話速度推定方法におい
    て、前記入力音声中の母音を検出するにあたっては、前
    記入力音声の各フレームごとのLPCケプストラム係数
    とLPCケプストラム係数で表現された各母音の母音標
    準パターンとのユークリッド距離を計算し、該計算結果
    に基づいて検出するようにしたことを特徴とする発話速
    度推定方法。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の発話速度推定方法におい
    て、前記入力音声中の母音を検出するにあたっては、母
    音の隠れマルコフモデルを使用して検出するようにした
    ことを特徴とする発話速度推定方法。
JP6083032A 1994-04-21 1994-04-21 発話速度推定方法 Pending JPH07295588A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001100790A (ja) * 1999-08-30 2001-04-13 Koninkl Philips Electronics Nv 音声認識用の方法及び装置
JP2002221976A (ja) * 2001-01-24 2002-08-09 Yamaha Corp 話速検出方法および音声信号処理装置
JP2003044078A (ja) * 2001-07-30 2003-02-14 Nec Corp 発声速度正規化分析を用いた音声認識装置
EP1818936A1 (en) * 2006-02-08 2007-08-15 Sony Corporation Information processing apparatus, method and program product thereof
JP2018116096A (ja) * 2017-01-16 2018-07-26 富士通株式会社 音声処理プログラム、音声処理方法、及び音声処理装置
CN112599148A (zh) * 2020-12-31 2021-04-02 北京声智科技有限公司 一种语音识别方法及装置

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001100790A (ja) * 1999-08-30 2001-04-13 Koninkl Philips Electronics Nv 音声認識用の方法及び装置
JP2002221976A (ja) * 2001-01-24 2002-08-09 Yamaha Corp 話速検出方法および音声信号処理装置
JP2003044078A (ja) * 2001-07-30 2003-02-14 Nec Corp 発声速度正規化分析を用いた音声認識装置
EP1818936A1 (en) * 2006-02-08 2007-08-15 Sony Corporation Information processing apparatus, method and program product thereof
JP2018116096A (ja) * 2017-01-16 2018-07-26 富士通株式会社 音声処理プログラム、音声処理方法、及び音声処理装置
CN112599148A (zh) * 2020-12-31 2021-04-02 北京声智科技有限公司 一种语音识别方法及装置

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