JPS6243697A - 音声分析装置 - 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〕 本発明は音声認識装置、音声合成装置に用いられる音声
分析装置に関し、更に詳述すれば音声レベルの低い子音
の分析も正確に行なえる音声分析装置を提案するもので
ある。

〔従来技術〕

音声認識装置においては同一話者による同−音の発生で
あっても、発生の都度そのレベルが異なるから音声の特
徴を抽出しＣ得られる特徴パラメータが発生の都度ばら
つくことにより誤認識の原因となっていた。特に子音部
分の音声レベルは一般に低いので、ディジタル変換した
場合に変換ビットが小さく、高い認Ｓｌ　Ｉｆｉ度が望
めなかった。

第３図は従来の音声分析装置の構成を示すブロック図、
第４図は特徴抽出部の詳細を示すブロック図である。

マイクロフォン３１に入力された音声は電気信号に変換
されてブリ“ｒンプ３２に入力され、これによって増幅
され、次に高域強調部３３に入力され、高域が強調され
た（９号となり、次に低域通過フィルタ（ＬＰＦ　’）
　３４にζ例えばＣ１ｋｌｌｚ以下の成分を通過させこ
の通過信号をサンプルホールド回路３５にて適当な周期
でホールドし、ホールド値をＡ／Ｄ変換器３６にてディ
ジタル信号に変換し、ディジタル信号を高速フーリエ変
換器（ＦＦＴ　）　３７に与えてフーリエ変換し、これ
を特徴抽出部３８に与える。

特徴抽出部３８は高速フーリエ変換３３７から得られる
周波数成分の−・クトルを、例えば５　ｍ５ｅｃごとに
時系列バッファ３８ａに格納場る。この周波数成分のヘ
クトルのうち例えば１　ｋＨｚ以下の低域成分の和を中
音部音声の低域パワー波形（低域エンベロープ）として
算出し、時系列バッファ３８ｂに格納場る。

そして標準エンベロープメモリ部３９に格納しである標
準エンベロープと低域エンベロープとヲ整合°μｍ定部
３８ｃにて比較して子音と母音との境界点（Ｃν境界点
）を判定し、これを基にパターン作成部３８ｄにて時系
列バッファ３８ａ内の周波数成分ヘクトルの正規化、圧
縮を行っ゛（母音パターン、子音パターンを作成し、出
力する。

而して目：１述のように子音の場合にはレベルが低いた
めに高精度の処理が行えなかったのである。

そごで第３図に破線を付して示Ｊようにゲインｉνｊ御
（八〇〇）回路４０をプリアンプ３２と高域強調部３３
との間に設ｇて音声レベルを制１ｌ−４ることが行われ
る。

（発明が解決しようとする問題点） これによって自声音と無声音との判定を高精度で行うこ
とができるが、当然に正確な音声レベル情報、つまり音
声パワー情報を得ることができない、特に単音節単位で
の分析においては音声パワー情報は単音節間、母音と子
音との間の区間決定の重要な要素であり、不可欠である
とも言える。

第５図は「な」と発生した場合における音声信号波形図
、第６図は同じくゲイン制御面＆８４０を通した場合の
音声信号波形図である。

両波形を比較すると音声パワーが上昇する区間、特に図
に示すような子音部と母音部との境界区間においては時
定数によっ゛ζ利得の変化に遅れが生じるため値が大き
くなる。このためこの境界区間にて通當観側される音声
パワーの急激な変化がゲイン制御回路４０を用いた場合
には観測されず、緩やかな傾斜を持った波形が観測され
る。これは音声によって、またゲイン制御回路の特性に
よって相違する。

例えば破裂音を入力した場合には子音部分の前半が大き
く増幅されるために子音部分と母音部分との間に本来存
在しない筈の波形の谷がａ渕される。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明はこのような問題点を解決するためになされたも
のであり、低域部を別途処理する構成とするごとによっ
て、単音節間、母音、子Ｃ１間の区間決定を正確に行わ
せ得ると共に子音部分のレベルを高くして高精度音声の
分析を可能とする音声分析装置を提供することを目的と
する。

本発明に係る音声分析装置は、人力された音声を電気信
号に変換する音声入力部と、該音声入力部からの電気ｆ
ａ号のレベルを制御するゲイン制御回路部と、１１１記
音声人力部からの電気信号の低域周波数成分を抽出する
低域通過フィルタ回路と、該低域通過フィルタ回路及び
０；１記ゲイン制御回路部の出力を用いて入力音声の分
析をおこなう音声分析部とを具備することを特徴とする
。

〔実施例〕

以下本発明をその実施例を示す図面に基づいて詳述する
。

第１図は本発明装置の構成を示すブロック図、第２図は
特徴抽出部の詳細を示すブロック図である。

マイクロフォン１１に入力された音声は電気信号に変換
されてプリアンプ１２に入力され、これによって増幅さ
れた信号はゲイン制御（ＡＧＣ）回路２０に入力され、
これによって音声レベルが制御され、例えば入力レベル
が低い子音部のレベルが相対的に高くされる。そしてＡ
ＧＣ回路２０出力を高域強調部１３へ入力して高域が強
調された信号を得、次に例えば６ｋｌｌｚ以下の成分を
通過させる低域通過フィルタ（ＬＰＦ　）　１４に高域
強調信号を与え、低域通過フィルタ３４を通過した信号
をサンプルホールド回路１５にて適当な周期でホールド
し、ホールトイ１〜をＡ／Ｄ変換器１６にてディジタル
信号に変換し、ディジタル信号を高速フーリエ変換器Ｃ
ＦＦＴ　）　１７に与えてフーリエ変換しこれを前記音
声分析部たる特徴抽出部１８に与える。

特徴抽出！）１５１８は高速フーリエ変換器１７からｉ
Ｊられる周波数成分のヘクトルを、例えば５　ｍ５ｅｃ
ごとに時系列バッファ１８ａに格納する。

一方、プリアンプ１２出力は例えば１　ｋｌｌｚをカッ
トオフ周波数とする低域通過フィルタ（ＬＰＦ　）２１
にも入力され、これを通過した信号はサンプルホールド
部２２に与えられ、ごごで適当な周期でホールドし、ホ
ールド値をＡ／Ｄ変換器２３に“ζディジクル信号に変
換する。このＡ／Ｄ変換器１６．２３は時分割使用によ
り共用することができる。

上記Ａ／Ｄ変換器２３の出力は１ｋｌｌｚ以下の低域成
分となっており、その低域パワー波形（低域エンベロー
プ）を時系列バッファ１８ｂに格納する。

そして標準エンプローブメモリ部１９に格納しである標
準エンベロープと低域エンベロープとを整合判定部１８
ｃにて比較して子音と母音との境界点を判定する。そし
てこの判定結果を基にパターン作成部１８ｄにて時系列
ハ、ファ１８ａ内の周波数成分ヘクトルの正規化、圧縮
を行っ“ζ母音パターン。

子音パターンを作成し、出力する。

時系列パソソア１８ｂに格納された低域エンベロープは
上述の如き子音と母音とのセグメンテーションのみなら
ず音声区間の検出、自声台、無声音の判定に用いられる
。

〔効果〕

以上の如き本発明装置による場合はゲイン制御回路の存
在により子音部についζもビット数を増加させて高精度
でのディジタル変換が可能となる一方、低域通過フィル
タ２１の出力信号によりゲイン制御回路に影響されない
音声パワー情報を得ることができ、母音と子音との間の
区間、単音節間の区間の検出、自声音／無声音の判定が
正確に行なえる。

゛なお本発明はゲイン制御回路２ｏ４ｒ−通過せしめた
方の信号を低域通過フィルタ１４にて高域をカットした
あと、例えば２００１１ｚ〜６ｋｌｌｚ間を均等に分割
する複数の帯域通過フィルタ群に通し各帯域通過フィル
タを経た信号をＡ／Ｄ変換し°ζ特徴抽出部Ｉ８へ与え
る方法によゲζ実ｈ＆！するごとも可能であり、この場
合は高速フーリエ変換が不要になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の構成を示すプロ、り図、第２図は
その特徴抽出部の詳細なブロック図、第３図は従来の音
声分析装置の構成を示すブロック図、第４図はその特徴
抽出部の詳細なブロック図、第５図、第６図はゲイン制
御回路の影１の説明図である。 １１・・・マイクロフォン　１４．２１・・・（ＥＣ４
４１１１１過フィルタ　１６．２３・・・Ａ／Ｄ変換器
　１７・・・高速フーリエ変換器　１８・・・特徴抽出
部 特　許　出願人　　三洋電機株式会社 代理人　弁理士　　河　野　　登　夫 境ＩＦ１７−閏 第　　５　口 境界区間 第　Ｇ　圀

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、入力された音声を電気信号に変換する音声入力部と
   、該音声入力部からの電気信号のレベルを制御するゲイ
   ン制御回路部と、前記音声入力部からの電気信号の低域
   周波数成分を抽出する低域通過フィルタ回路と、該低域
   通過フィルタ回路及び前記ゲイン制御回路部の出力を用
   いて入力音声の分析をおこなう音声分析部と を具備することを特徴とする音声分析装置。