JPH0758437B2 - ホルマント抽出装置 - Google Patents
ホルマント抽出装置Info
- Publication number
- JPH0758437B2 JPH0758437B2 JP62028837A JP2883787A JPH0758437B2 JP H0758437 B2 JPH0758437 B2 JP H0758437B2 JP 62028837 A JP62028837 A JP 62028837A JP 2883787 A JP2883787 A JP 2883787A JP H0758437 B2 JPH0758437 B2 JP H0758437B2
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- JP
- Japan
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- vowel
- formant
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- unit
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Links
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Landscapes
- Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
- Medicines Containing Plant Substances (AREA)
- Saccharide Compounds (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はホルマント周波数を用いた外国語母音の発音訓
練などに用いることのできるホルマント抽出装置に関す
るものである。
練などに用いることのできるホルマント抽出装置に関す
るものである。
従来の技術 ホルマントとは声道の伝達関数の極によって、音声波の
周波数スペクトル上に生ずる共振の山であり、音韻性を
形作る重要な因子である。周波数の低いほうから順に第
１、第２……ホルマントと呼ばれる。
周波数スペクトル上に生ずる共振の山であり、音韻性を
形作る重要な因子である。周波数の低いほうから順に第
１、第２……ホルマントと呼ばれる。
従来、このホルマント抽出には、ソナグラムからの読み
取り、フィルタバンクを用いる方法、合成による分析法
等、様々な方法が用いられて来ているが、中でも代表的
なのが線形予測分析を用いた方法である。この方法は声
道の伝達関数を全極型のモデルによって近似するもの
で、この極周波数がホルマント周波数に相当する。
取り、フィルタバンクを用いる方法、合成による分析法
等、様々な方法が用いられて来ているが、中でも代表的
なのが線形予測分析を用いた方法である。この方法は声
道の伝達関数を全極型のモデルによって近似するもの
で、この極周波数がホルマント周波数に相当する。
以下図面を参照しながら、上述した従来のホルマント抽
出装置の一例について説明する。第２図は従来のホルマ
ント抽出装置の要部ブロック図である。同図において21
は線形予測分析部、22は求根部、23は次数低減部、24は
根選択部である。
出装置の一例について説明する。第２図は従来のホルマ
ント抽出装置の要部ブロック図である。同図において21
は線形予測分析部、22は求根部、23は次数低減部、24は
根選択部である。
以上のように構成された従来のホルマント抽出装置につ
いて、その動作を以下に説明する。
いて、その動作を以下に説明する。
第３図は線形予測分析部21における処理フロー図であ
る。ここで音声のサンプリング周波数10KHz、フレーム
長を20msとし、１フレームの母音波形データをｙ
（ｉ）、ｉ＝１〜200で表わす。
る。ここで音声のサンプリング周波数10KHz、フレーム
長を20msとし、１フレームの母音波形データをｙ
（ｉ）、ｉ＝１〜200で表わす。
プリエンファシスには次式で示される一次差分を用い
る。
る。
ｙ′（ｉ）＝ｙ（ｉ＋１）−ｙ（ｉ） ……（１） 次にフレーム切出しによる周波数歪の影響を軽減するた
めに次式で示されるハミング窓をかける。
めに次式で示されるハミング窓をかける。
ｙ″（ｉ）＝ｈ（ｉ）・ｙ′（ｉ） ……（２） ｈ（ｉ）＝0.54−0.46・cos（２πi/200） ……（３） 次に次式で示される短区間自己相関関数Riを算出する。
Ｐ次の線形予測係数αｉ（ｉ＝１〜Ｐ）は次の連立一次
方程式を解くことによって求められる。
方程式を解くことによって求められる。
……（５） 実際には、Durbin法等の再帰的解法によって効率的に解
くことができる。
くことができる。
この線形予測係数により声道の伝達関数は次式のように
表わされる。
表わされる。
従って、 なる高次代数方程式の根を求めることにより、声道伝達
関数の極を求めることができる。
関数の極を求めることができる。
求根部22においては、実係数のＰ次代数方程式の係数で
あるところの線形予測係数が入力されると、ある固定値
を初期値としてニュートン法等の反復解法によって、１
つの根z1を求めることができる。
あるところの線形予測係数が入力されると、ある固定値
を初期値としてニュートン法等の反復解法によって、１
つの根z1を求めることができる。
次数低減部23においては、上記Ｐ次代数方程式の係数お
よび根z1を入力とし、Ｐ次代数方程式から根z0を除いた
Ｐ−１次の代数方程式の係数を算出する。
よび根z1を入力とし、Ｐ次代数方程式から根z0を除いた
Ｐ−１次の代数方程式の係数を算出する。
このＰ−１次の代数方程式の係数は再び求根部22に入力
され、別の根z2が算出される。この過程を繰り返すこと
により、すべての根zi、ｉ＝１〜Ｐが順次求まる。
され、別の根z2が算出される。この過程を繰り返すこと
により、すべての根zi、ｉ＝１〜Ｐが順次求まる。
根選択部24において、周波数、帯域幅を考慮してＰ個の
根の中から求めるホルマント（例えば第１、第２の２つ
のホルマント）に対応する根を選び出す。
根の中から求めるホルマント（例えば第１、第２の２つ
のホルマント）に対応する根を選び出す。
発明が解決しようとする問題点 上記のような構成のホルマント抽出装置においては求ま
る根の順序に一定の規則がなく、少数のホルマント周波
数を求めるためにもまずすべての根を求めておく必要が
あるうえに、初期値が常に固定されているので収束に時
間がかかる。また後に求まる根ほど次数低減に伴う演算
誤差が累積され精度が悪くなるという欠点を有する。
る根の順序に一定の規則がなく、少数のホルマント周波
数を求めるためにもまずすべての根を求めておく必要が
あるうえに、初期値が常に固定されているので収束に時
間がかかる。また後に求まる根ほど次数低減に伴う演算
誤差が累積され精度が悪くなるという欠点を有する。
本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、求めるホル
マントに対応する根のみを少ない収束回数で求めること
のできるホルマント抽出装置を提供することを目的とし
ている。
マントに対応する根のみを少ない収束回数で求めること
のできるホルマント抽出装置を提供することを目的とし
ている。
問題点を解決するための手段 母音のホルマント周波数は第１ホルマント周波数が200
〜1200Hz、第２ホルマント周波数が800〜3000Hz程度と
広く分布するが、男女別、母音毎に見るとその分布はか
なり狭くなる。第４図に日本語５母音の第１、第２ホル
マント周波数分布を実測した例を示す。そこで本発明は
上記問題点を解決するために線形予測係数と入力母音の
性別によって入力母音がいかなる母音であるかを判別す
る母音判別部と、母音判別結果および入力母音の性別に
応じて初期値を定める初期値設定部とを備えたものであ
る。
〜1200Hz、第２ホルマント周波数が800〜3000Hz程度と
広く分布するが、男女別、母音毎に見るとその分布はか
なり狭くなる。第４図に日本語５母音の第１、第２ホル
マント周波数分布を実測した例を示す。そこで本発明は
上記問題点を解決するために線形予測係数と入力母音の
性別によって入力母音がいかなる母音であるかを判別す
る母音判別部と、母音判別結果および入力母音の性別に
応じて初期値を定める初期値設定部とを備えたものであ
る。
作用 本発明は上記した構成により、求めるホルマントに対応
する根に数値的に近い初期値を設定することができるの
で、複数の根の中から選択的に求めるホルマントに対応
する根に少ない収束回数で収束させることができる。
する根に数値的に近い初期値を設定することができるの
で、複数の根の中から選択的に求めるホルマントに対応
する根に少ない収束回数で収束させることができる。
従って従来のホルマント抽出装置において順次次数を下
げながらすべての根を求めた上で、求めるホルマントに
対応する根を選択するのにくらべて、大幅に演算時間を
減らすことができる。
げながらすべての根を求めた上で、求めるホルマントに
対応する根を選択するのにくらべて、大幅に演算時間を
減らすことができる。
実施例 以下本発明の一実施例のホルマント抽出装置について図
面を見ながら説明する。
面を見ながら説明する。
第１図は本発明のホルマント抽出装置の一実施例を示す
要部ブロック図である。第１図において、11は線形予測
分析部、12は母音判別部、13は初期値設定部、14は求根
部である。
要部ブロック図である。第１図において、11は線形予測
分析部、12は母音判別部、13は初期値設定部、14は求根
部である。
以上のように構成されたホルマント抽出装置について、
以下その動作を説明する。
以下その動作を説明する。
線形予測分析部11における処理は、第２図の従来例にお
ける線形予測分析部21における処理フロー図（第３図）
と同一のものである。
ける線形予測分析部21における処理フロー図（第３図）
と同一のものである。
母音判別部12においてはあらかじめ男女別に多数話者の
母音波形データから算出された線形予測係数を変量とす
る判別分析を行なって得られる母音判別係数を記憶して
おく。入力母音の性別と同じ性別の母音判別係数を用い
て、入力母音波形データから算出された線形予測係数に
対して第５図に示す判別木に従って順次母音判別を進め
ることにより、入力母音がいかなる母音であるかを判別
する。初期値設定部13においては男女別、母音毎にホル
マント周波数分布の平均値に対応する初期値を記憶して
おいて、母音判別結果および入力母音の性別に合致する
初期値を選び出す。
母音波形データから算出された線形予測係数を変量とす
る判別分析を行なって得られる母音判別係数を記憶して
おく。入力母音の性別と同じ性別の母音判別係数を用い
て、入力母音波形データから算出された線形予測係数に
対して第５図に示す判別木に従って順次母音判別を進め
ることにより、入力母音がいかなる母音であるかを判別
する。初期値設定部13においては男女別、母音毎にホル
マント周波数分布の平均値に対応する初期値を記憶して
おいて、母音判別結果および入力母音の性別に合致する
初期値を選び出す。
求根部14においては初期値設定部13の出力を初期値とし
てニュートン法等の反復解法によって根を求める。
てニュートン法等の反復解法によって根を求める。
発明の効果 以上のように本発明は母音判別部と初期値設定部とを設
けることにより、複数の根の中から選択的に求めるホル
マントに対応する根に少ない収束回数で収束させること
ができ、従来のホルマント抽出装置にくらべて、大幅に
演算量を減らすことができる。また次数低減に伴う演算
誤差をなくすことができる。
けることにより、複数の根の中から選択的に求めるホル
マントに対応する根に少ない収束回数で収束させること
ができ、従来のホルマント抽出装置にくらべて、大幅に
演算量を減らすことができる。また次数低減に伴う演算
誤差をなくすことができる。
第１図は本発明の一実施例におけるホルマント抽出装置
の要部ブロック図、第２図は従来のホルマント抽出装置
の要部ブロック図、第３図は線形予測分析部における処
理フロー図、第４図は日本語５母音の第１、第２ホルマ
ント周波数分布図、第５図は母音判別木図である。 11……線形予測分析部、12……母音判別部、13……初期
値設定部、14……求根部、21……線形予測分析部、22…
…求根部、23……次数低減部、24……根選択部。
の要部ブロック図、第２図は従来のホルマント抽出装置
の要部ブロック図、第３図は線形予測分析部における処
理フロー図、第４図は日本語５母音の第１、第２ホルマ
ント周波数分布図、第５図は母音判別木図である。 11……線形予測分析部、12……母音判別部、13……初期
値設定部、14……求根部、21……線形予測分析部、22…
…求根部、23……次数低減部、24……根選択部。
Claims (1)
- 【請求項１】入力母音波形データを線形予測分析して線
形予測係数を算出する線形予測分析部と、上記線形予測
係数と入力母音の性別によって上記入力母音がいかなる
母音であるかを判別する母音判別部と、上記母音判別結
果および上記入力母音の性別に応じて初期値を定める初
期値設定部と、上記初期値により、上記線形予測係数に
よって表わされる声道伝達関数の極を高次代数方式の反
復解法によって算出する求根部とを具備してなることを
特徴とするホルマント抽出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62028837A JPH0758437B2 (ja) | 1987-02-10 | 1987-02-10 | ホルマント抽出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62028837A JPH0758437B2 (ja) | 1987-02-10 | 1987-02-10 | ホルマント抽出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63195700A JPS63195700A (ja) | 1988-08-12 |
| JPH0758437B2 true JPH0758437B2 (ja) | 1995-06-21 |
Family
ID=12259484
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62028837A Expired - Fee Related JPH0758437B2 (ja) | 1987-02-10 | 1987-02-10 | ホルマント抽出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0758437B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2698581B2 (ja) * | 1987-03-18 | 1998-01-19 | 日本放送協会 | 信号処理装置 |
| EP1930879B1 (en) * | 2006-09-29 | 2009-07-29 | Honda Research Institute Europe GmbH | Joint estimation of formant trajectories via bayesian techniques and adaptive segmentation |
-
1987
- 1987-02-10 JP JP62028837A patent/JPH0758437B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63195700A (ja) | 1988-08-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |