JPS59211094A - 音声信号のピツチ周期抽出方法 - 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】 本発明は、音声信号を線形予測して求められる線形分離
モデルにて、その音源モデルのピッチ周期を検出する方
法に関する。

従来のピッチ周期の抽出法は、音声信号を特定の時間長
（約２０ｍ５程度）きり出して、その波形を線形予測分
析して線形予測係数を計算するものであり、その線形予
測係数より逆フィルタを構成し、その逆フィルタに切り
出し波形を入力することによって、残差信号が出力され
る。

この残差信号は、原理的に駆動音源の周期性のみを含ん
でいるから、その信号の相関（残差相関）値は、基本周
期（ピンチ周期である）の整数倍の遅れに大きなピーク
があられれることが知られている。

従って、残差相関値の最大ピークの時間遅れからピッチ
周期を求めることが可能である。しかしながらこのよう
なピンチ抽出法では、残差信号が駆動音源の周期性のみ
を含んでいる場合には問題ないが、実際の残差波形では
、ピッチ周波数と第１ホルマントの周波数が近接してい
る場合には特に、ピッチ抽出を誤り、正確なピンチ周期
の検出が困難となる欠点があった。

本発明の目的は、前述従来技術の欠点を解消して、ピン
チ周期抽出の誤りを減少させることにある。また１本発
明の特徴とするところは。

残差相関々数値が調波構造をとることに着目し。

所定のしきい値を超える複数の残差相関々数値のうちの
最大値のものに対して特定の比率を掛け、その比率を掛
けたレベル値を超える複数の残差相関々数値において、
最小の周期を持つ残差相関々数値の周期をもって、求め
るピンチ周期と判定することにある。

最初に音声の線形分離モデルについて説明し。

次に本発明のピッチ周期抽出法について説明する。特定
の時間長（例えば２０ｍＳ程度）の音声信号の周波数ス
ペクトルを第１図（Ａｌ　［示す。このスペクトルは同
図［Ｂｌに示すスペクトル包絡成分と同図（Ｃ１に示す
スペクトル微細構造に分離することができる。従って、
同図（Ｃｌの周波数スペクトルを持つ信号を同図（Ｂｌ
の周波数スペクトルを持つフィルタに入力することによ
り、出力信号としてもとの音声信号が再生されることが
わかる。

音声の線形分離モデルを第２図に示す。第２図の音源モ
デル１は第１図（Ｃ１に示した周波数スペクトル特性と
類似した特性をもち、第２図の調音モデル２は第１図（
Ｂ）　［示した周波数スペクトル特性と類似した特性を
有する。音声情報の圧縮を目的とした音声の分析におい
ては、この音源モデルを第３図に示されたインパルス列
で表現することによりその単純化をはかっている。

物理的な意味として、このインパルス列は声帯振動を示
すものである。ピッチ周期抽出とは。

音声信号に対して線形分離モデルを仮定して音声信号よ
り音源モデルの基本周期を計算することである。

本発明に係るピッチ周期抽出方法を第４図を参照して説
明する。第４図音声波形の切り出し回路１０では特定時
間長の波形切り出しが行われ。

線形予測係数の計算回路２０によって切り出し波形より
線形予測係数が計算される。逆フイルタ回路３０はその
計算された線形予測係数より構成される逆フイルタ回路
であり、その出力な残差信号Ｓで示す。ピンチ抽出回路
５０は残差信号の相関値よりピンチ周期抽出を行う回路
である。

ピッチ周期抽出は、この残差相関値のピーク値より残差
信号Ｓの基本周期を検出することである。音声波形に対
して、このモデルが良く適合した場合の残差相関々数値
を第５図（Ａｌに示す。

この第５図において１＝０以外の時間遅れでの最大値が
、特定のしきい値Ａ以上になっている場合のその時間Ｔ
をピンチ周期としている。尚。

最大値が特定のしきい値以下の時は、音源モデルは白色
雑音で表わされる。

しかしながら、実際の残差信号はインパルス列という単
純な形になっておらず、また実時間分析合成系において
は演算精度も制限されるため。

演算誤差が生じ、残差信号は、さらに複雑な波形となる
ものである。第５図（Ｂ）に実際の残差相関々数値を示
す。この数値に対して上記の判定方法を用いると、ｔｏ
からｔ４マでの誤ったピンチ周期Ｔ１をピッチ周期とし
て検知することになってしまう。音声の分析合成系にお
いて、ピノ５− チ周期の誤検出は合成音声の品質を著しく劣下させてし
丑うので正しいピンチ周期抽出は重要である。

そこで本発明によれば、第５図ＦＢ１　Ｋ示すように特
定のしきい値Ｂを超える数個の残差相関々数値（この例
ではｔ１〜１４＜おける４（ｖＡ）をとり。

このなかの最大値（１４におけるもの）に対して。

特定の比率（この例では０．８）を掛けたレベル値を超
えるｔｌとｔ２の値における最小の周期を求メルヒノチ
周期Ｔとして判定するものである。

この方法によれば、残差相関々数値において真のピンチ
周期以外に最大値が表われてもピンチ周期を正しく検出
することが可能となる。特に。

実時間分析合成系においては厳しい実時間性が要求され
るがこの方法によればアルゴリズムが簡単なので、前述
の音声分析合成系にも適用することが可能である。

以上説明したように９本発明方法によれば単純なアルゴ
リズムで、ピンチ周期の検出の誤りを減少させる効果が
あり、音声の実時間分析合６一 酸系ではこの方式を採用することにより、音声の品質を
著しく改善することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

である。　　　　　　　　　　　　　　　　　　Ｙ“１
　音源モデル、２・・・調音モデル、１０・・・音声波
形の切り出し回路、２０・・・線形予測係数の計算回路
、３０・・・逆フイルタ回路、５０・・・ピッチ周期抽
出回路、Ｓ・・・残差信号、Ｔ・ピッチ周期特許出願人
　　日本無線株式会社 ７−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 特定の時間長の音声信号を、その音声信号から計算され
   た線形予測係数より構成される逆フィルタの入力とし、
   該逆フィルタの出力である残差信号の相関々数値よりピ
   ッチ周期を抽出する方法において、所定のしきい値を超
   える複数の残差相関々数値のうちの最大値のものに対し
   て特定の比率を掛け、その比率を掛けたレベル値を超え
   る複数の残差相関々数値において、最小の周期を持つ残
   差相関々数値の周期をもって抽出すべきピッチ周期と判
   定することを特徴とする音声信号のピッチ周期抽出方法
   。