JPS6078497A - 破裂音分類装置 - 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 本発明は音声認識あるいは言語障害者の発音矯正に利用
できる破Ｊｌ　ｉ７分類装置に関する。

従来例のｔＩＩｌ）成と一合の問題点 従来、破裂音のｌｔ：表別はマイクロホンにより検出し
た音声波よシ破裂１３−Ｖこ特徴的な周波数成分をフィ
ルターバンクあるいは高速フーリエ変換（ＦＦＴ）のよ
うな演算処１１４　ｖこより検出することが多いが、破
裂音の持続時間＆、ｉ約１０ｍ５〜２０ｍ５と短く破裂
音の各音韻を確実に抽出する方法は知られていない。

発明の目的 本発明の目的は、発話にともなう音声２口内用の変化、
１０気流速度及び１」唇の開閉をそれぞれの検出器でと
らえ、破裂１“？の音韻／ｐ／、／ｌ／。

／に／に特徴的なＩｉ：ｉ壮ハラメータ′を標準パラメ
ータとし、不カパラメータと比較することにより、同定
し、確実に破裂音を各音韻に分類する破裂音分類装置を
提供することである。

発明の構成 本発明は発話時における、このような口内圧と音声１口
気流及び口唇の開閉との関係を利用して発話時にあられ
れる口内圧の上昇を直接検出できる口内圧検出器、音声
検出用マイクロホン、発話に伴う息の流れを検出するロ
気流検出器、上唇。

下唇の近接度を検出する口唇近接検出器を用いて発話に
伴う上記の各特徴パラメータ全抽出し破裂音発話時に破
裂音を各音韻、／ｐ／、／ｌ／。

／に／に分類する装置であり、発話時における最も基本
的なパラメータ全直接検出するため、従来の破裂音検出
方式と比較して個人差による誤検出がなく、確実な破裂
音分類が可能である。

実施例の説明 以下、本発明の実施例について図面とともに説明する。

第１図は本発明の一実施例における破裂音分類装置を示
すブロック図である。第１図において、１は発話時の音
声を検出するマイクロボン、２は発話時の口腔内の気圧
の変化を検出する口内圧検出器であり、１クリえば半導
体歪ゲージのような小型圧力検出器などで構成される。

３は発話に伴う息の流速を検出する１１気流検出器であ
り、例えば熱線式流量計又はコンデンザマイクロホン等
で構成することができる。４は唇の開閉状態を検出する
口唇近接検出器で例えば、上唇に磁石を４１１着し下唇
にホール素１′−のような磁力感応素子を４１１着させ
ることにより１．上唇の近接度を検出することができる
。５はｉ（？声検出用マイクロホン１からの音声出力信
号より無ｉ］？−から有ｉｋへの立ち上リヲ検出する音
声立ち」、り検出回路であり、積分回路及び閾値回路で
構成さり、る。６は音声立ち上り検出回路５の出力音一
定Ｉ１．冒１１１遅延さぜる遅延回路、了は１」内圧検
出器２，１１気流検出器３．及び１−１唇近接検出器４
からのイ１）シづを特徴パラメータとして一定時間記憶
する！１１ｉ敞バラノータ記憶回路であり、Ａ−Ｄ変換
回路及びメモリ回路から構成される。

８は破裂音の各旧慣（／Ｉ）／、／ｌ／、／に／）に特
有な、％徴パラメータをあらかじめ標準パラメータとし
て記憶している標準パラメータ記憶回路で、一般的なメ
モリ回路で構成できる。９は音声立ち上り回路５からの
信号を遅延さぜた遅延回路６の出力によりトリガーされ
、特徴パラメータ記憶回路７に貯えられている特徴パラ
メータと、標準バラメーク記憶回路７にあらかじめ記憶
されている破裂音の各音韻の標準パラメータとを比較し
類似度により各音韻に分類する音韻分類回路であり、比
較回路等により構成される。

第２図は第１図における信号検出器１〜４の配置を示す
配置図である。第２図においてマイクロホン１は口内圧
検出器３とともに［コの前方Ｖこ配置され、それぞれ音
及び発話に伴う口気流の流速を検出する。口内圧検出器
２は１０腔内の硬１−］謔に接着剤等で固定され口腔内
の気圧を検出する。ＩＮ唇近接検出器４は小さな磁石を
」−唇にホール素子のような磁力感応素子を下唇に固定
し磁力線の強度全検出することにより一ヒ下唇の間の距
離を測定する。

実験によれば、破裂音／ｐ／、／ｌ／、／に／発話時に
おける、ロ内圧９ロ気流１口唇位置はそれぞれ異なり、
−コ、た破裂音以外の音ｊＲｉ　（例えばｆＢ音、摩擦
音）とも１１°！　ｌｉ：す、」１記ｓｆ＋Ｉ？Ｊｔ＋
’ｉの特徴パラメータ（１」内圧、１１気ＱＶ、’　＋
口唇位置）により破裂音／ｐ／、／ｌ／、／に／の分づ
ゴ′１が可能である。

すなわち、一般ＶＣ破裂音は舌又は（」唇で口腔又は声
道を完全に閉鎖し呼気金ためるため、１゜−１内圧が」
１昇しある限界に達した１１゛、破裂が起り、インパル
ス的な音及び１１気ｂ１１；が発生ずる。閉鎖を形成す
る個所は破裂音の各１“１・韻によって異なり、例えば
第３図ａのようＶＣ１／ｐ／全発音する時には／＋１で
閉鎖を作り、／　１　／全発音する時は第３図すのよう
に舌と前歯Ｋ　Ｊ：って閉鎖を作る。／に／全発音する
ときは第３図Ｃに示すように口腔内の奥の力で閉鎖が形
成さｉＬる１、−まだ、破裂音以外の音韻、例えば摩擦
音は第３図ｄのようＶＣ占と＋−＋　２：４などによっ
て形作られる狭い空間（せばめ）に呼気を流し込み乱流
を発生さぜることによって発音される。

そのため、発話開始とともにぜばめによって比較的ゆる
やかな口内１１〕の−上昇及び口気流の」１昇がみられ
る。母音を発声する場合は第２図に示すよう（て口を開
けて発音するため口内圧の上昇及びインパルス的な口気
流はみられない。

第４図は第３図ａ　−ｄ及び第２図の各音韻発話時にお
ける上記３種類の特徴パラメータの状態全音声立ち」−
りの１１δ点を店４．（として示したものである。例え
ば、破裂音／ｐ／発話時においては第３図ａに見られる
ように１−１唇を閉鎖して呼気を留め、急に閉鎖を解く
と同時に発声を行うため箸）（１の立ぢ」二り前後の特
徴パラメータは、第４図人のように音声の立ち上り前に
口唇の閉鎖及び口内Ｌ１］の」１昇が見られ、音声の立
ち上りと同時に鋭いパルス状の口気流の発生とともに、
［」内圧の急激な減少及び口唇の開きが見られる。破裂
音／ｌ／では第３図ｂＩＫ−示すように破裂音特有の閉
鎖は／ｐ／の口唇と違って舌先と上前歯によ２て形成さ
れるため、第４図Ｂに見られるように音声の立ち」ユリ
前後での特徴パラメータの状態は／ｐ／の時と同様に口
内圧の」１昇と急激な下降、パルス状の［」気流の発生
が見られるが、／ｐ／の場合と異なり、１］唇位置は離
れているという特徴がある。また、／に／の場合は、ａ
′５３図ｃｌｃ示すように口腔の奥の方で舌により閉ｉ
ｉ１す；形成されることにより、第４図Ｃに見られるｊ
；うに、パルス状の１コ気流の発生はあるものの、／ｐ
／や／１／に見られる音声立ち上り前の］」内１１．の
−にｙ（及び、急激な下降といった現象及び／ｐ／で見
られたような１」唇の閉鎖は見られない。−１：た、破
裂音以外の音韻、例えば摩擦音では第３図ａ　Ｖｃ小す
ように、１」差と舌でぜばめを作り、第４図りにルー、
られるように音声の立ち」二りと同時に比較的ゆっくり
とした口内圧の」−昇及び口気流の発生が１砧らｉｚる
。母音では大きく［］を開けて発音するｌｉ−め、第４
図Ｅに示すように音声の立ち」−り前後に、１？ける１
」内圧１口気流、［」溝位置とも特徴的な変化は見られ
ない。

本発明はとの」：うど、：現象を利用して、１」内圧検
出器２，１」気流検＋１Ｓ８；：３　、　ｕ唇近接検出
器４からの信号を特徴パラメータとして抽出し、音声立
ち」二り検出回路５からの４．！’　”’ｊ’を遅延回
路６に通したトリガー信号がくる了１で一定期間４’５
’　？パラメータ記憶回路７に記憶する。実験によれば
、第４図人、。

Ｂに見られるような音声の立ち上り前の口内田土ｙ１−
　、　Ｄ唇の閉鎖は音韻によって異なるものの、１００
ｍ５〜２００ｍ　Ｓの間持続し、音声立ち」ユリ後の破
裂音や）箪擦富の子音部分は２Ｑ○〜３００ｍ５である
ため、特徴パラメータ８田、は回路７（（は１０ｍ５の
ザンプリンダ間隔で５００ｍ５の間、ブータラ保持でき
ればよく、古いデータは順次消去していってもさしつか
えない。音声が発、！−ｔされた時、音声はマイクロホ
ン１で電気信号に変換され、音声立ち上り検出回路５で
無音から有名への立ち」ユリ時点を検出されるが、遅延
回路６１／こより一定期間（実験によれば、摩擦音／ｆ
／て一番長（２００ｍ〜３０ｏｍｓ）遅れて、トリカー
信刊として音韻分類回路９Ｖこ人力される。トリー）ｊ
−信号が入力されると音韻分ツ：１１回路９はあらかじ
め、標準パラメータ記憶回路８に記憶さり、−（いる破
裂音の各音韻／ｐ／　、／ｌ／　、／に／の標準パラメ
ータと、特徴パラメータ記憶回路７に記憶されている入
力特徴パラメータとを音声立ち」二りＩ稍点を基準にし
て比較し類似度を算出することにより音７＝中より破裂
音を７’ｒ　ｉ”ｒ　１ｒｉｉに分類する。

発明の効果 本発明は発話ＶＣともｌＩ：う音）１１，１−１内圧の
変化。

口気流の速度及０・１１唇の開閉状態をそれぞれの検出
器でとらえ、ｉ’７．、ｊいン−ｔ）七り１１．５点１
］ＩＪ後における破裂音の各音１損（／Ｉ）／　、／ｌ
／　、／に／）Ｋ特徴的な」１記検出Ｈ；；かもの出力
を標準パラメータとしてあらかじめ記ｔｉ：ｉ、　Ｉ、
　−Ｃ：Ｌ−き、ン１ノ１ｊが人力された時」Ｌ記標準
バラメークと人力された特徴バラメークと全比較するこ
とりこより、確実（（破裂ｉ等を各音韻に分りｊ′↓す
ることかできる。寸だ破裂音が語中にあっ／ことしても
、（ｉｌ：ｋ　′１１．　＋７の前に必ず無音を伴うた
め、無音からイ〕ン゛？への＼゛ムち」４り点をシ、（
準点として認識全行う本発明でＱよ確実に破裂音を各−
音韻に分類することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例（でおける破裂音分類２ｇ置
のブロック図、第２図は本発明に使＋１ける各１重検出
器の取すイ・ｔ　＆）状態の一実施例を示す配置図、Ｉ
第３図＆〜ｄは代表的な音韻発話＋１５の調音様式全あ
られす模式［ツ１、第４図は代表的な音韻発話時の各音
韻と各％徴・Ｚラメータの波形との対応図である。 １・・・・・・マイク１１ホノ、２・・・・・・１１内
圧検出器、３・・・・・・［］気流検出：４：：、４・
・・・・１−１唇近１＆検出器、５・・・・・・音声立
ち」−り検出回路、６・・・・・・遅延回路、７・・・
・・・％徴パラメータ記１，６回路、８・・・・・標準
バラメーク記憶回路、９・・・・・・ｊｊｌｊ韻分万′
」回路。 特許出１．ｆｆｆｉ人　１漬技術院長　川　１）裕　部
第１図 第　３　図 八 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 口の前方に配置された音声検出用マイクロホンと、口腔
   内に配置された］」内圧検出器と、」二記Ｉ」の前方に
   配置され発話に伴う口気流を検出する１」気流検出器と
   、唇の開閉を検出する口唇近接検出器と、上記音声検出
   用マイクロホンで検出された音声信号より無音から有音
   への立ち上りを検出する音声立ち上り検出回路と、上記
   音声立ち」ユリ検出回路の信号を遅延する遅延回路と、
   前記Ｉ−１内検出器９ロ気流検出器及び口唇近接検出器
   により抽出した特徴バラメークを一定時間記憶する特徴
   パラメータをあらかじめ記憶している標準パラメータ記
   憶回路と、上記音声立ち上り検出回路の出力信号を一定
   時間遅延させた信号をトリガーとして上記特徴パラメー
   タ記憶回路の内容を」二記破裂音の標準パラメータ記憶
   回路の内容と比較し、各破裂音の音韻に分類する音韻分
   類回路とを備えた破裂音分力′！装置。