JPS6260720B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は鼻子音を含む単語からのみ鼻音を識別
する鼻音識別装置に関するものである。

従来、音声信号を分析して鼻音を確実に検出す
る方法は知られていない。

しかしながら、本発明者は鼻の振動，音声信号
及び喉頭の振動の３信号によつて鼻音区間を検出
できることを実験で確かめ、先に鼻の振動，音声
信号及び喉頭の振動の３信号を利用し、鼻音区間
のみを確実，簡便かつリアルタイムで検出する鼻
音検出装置を提供した。

以下、図面を参照しながら前記鼻音検出装置に
ついて説明する。

第１図は先に提供した鼻音検出装置の一実施例
のブロツク図を示すものである。第１図におい
て、１は鼻の振動を検出する鼻振動検出器で、発
話によつて生じる鼻振動を測定し、電気信号を出
力するものであり、例えば振動ピツクアツプ等で
構成される。２は鼻振動検出器１の出力信号の包
絡線を抽出する鼻エンベロープ回路で、例えば検
波平滑回路等で構成される。３は音声を検出する
マイクで、例えば低雑音接話型マイクロホン等で
構成される。４はマイク３の出力信号、すなわち
音声信号の25〜35〔ＫHz〕以下の信号を取除くハ
イパスフイルタ回路で、例えばアクテイブフイル
タ等で構成される。５はハイパスフイルタ回路４
の出力信号の包絡線を抽出する音声エンベロープ
回路で、例えば検波平滑回路等で構成される。６
は喉頭の振動を検出する喉頭振動検出器で、発話
によつて生じる喉頭振動を測定し、電気信号を出
力するものであり、例えば振動ピツクアツプ等で
構成される。７は喉頭エンベロープ回路で、例え
ば検波平滑回路等で構成される。８は喉頭エンベ
ロープ回路７の出力信号の発生期間であつてかつ
音声エンベロープ回路５の不発生期間のみ、鼻エ
ンベロープ回路２の出力信号を検出するゲート回
路で、例えばアナログスイツチ回路、デイジタル
ゲート回路等で構成される。

以上のような構成の装置において、鼻音を含む
単語を発話した時、鼻音区間のみをゲート回路８
より検出することができる。しかしながら、発話
の仕方により、ときに、鼻音以外の非鼻音、多く
は鼻振動の大きく発生した有声破裂音等の子音区
間をもゲート回路８の出力から鼻音区間として検
出することがあり、鼻音区間のみを特異的に検出
し、鼻音として検出する妨げとなることが明らか
となつた。従つて、ゲート回路８の出力信号、す
なわち鼻音区間より鼻音を検出することが困難と
なることが明らかとなつた。

実験によれば、鼻子音を含む単語の発詰時にお
ける鼻振動と鼻振動の大きく発生した有声破裂音
等の非鼻子音を含む単語の発話時における鼻振動
の関係は、鼻子音期間の鼻振動の大きさ（NC）
と非鼻子音期間の鼻振動の大きさ（nc）比と、
鼻子音後続母音期間の鼻振動の大きさ（NV）と
非鼻子音後続母音期間の鼻振動の大きさ（nv）
比とを比べると、後続母音期間の鼻振動比の方
が、子音期間の鼻振動比に対して著しく大きく検
出されることが確かめられた。

ＮＣ／ｎｃ＜ＮＶ／ｎｖ 従つて、子音期間の鼻振動の大きさにより前記
鼻音区間信号を鼻音と非鼻音とに区分するより
も、母音期間の鼻振動の大きさにより鼻音区間信
号を鼻音と非鼻音とに区分して抽出することが確
実であることが確かめられた。本発明はこれを利
用するものである。

本発明の目的は、発話の仕方にかかわらず、鼻
音信号を確実、かつ簡便に識別する鼻音識別装置
を提供するものである。

以下、本発明の実施例について図面とともに説
明する。

第２図は本発明の一実施例における鼻音識別装
置のブロツク図を示すものである。第２図におい
て、１は鼻振動検出器、２は鼻エンベロープ回
路、３はマイク、４はハイパスフイルタ回路、５
は音声エンベロープ回路、６は喉頭振動検出器、
７は喉頭エンベロープ回路、８はゲート回路で、
以上は第１図に示した鼻音検出装置の構成と同じ
ものである。９はゲート回路８の出力信号を遅延
する遅延回路で、例えばBBD等の電荷転送素子
等で構成される。１０は鼻エンベロープ回路２の
出力信号の母音期間の振幅の大きさを検出する振
幅検出回路で、例えば、アナログスイツチ回路、
コンパレータ回路等で構成される。１１は振幅検
出回路１０の出力があり、かつ遅延回路９の出力
がある場合にのみ鼻音信号を出力する処理回路
で、例えば、電圧制御可変利得回路やAND回路
等で構成される。

第３図イ〜ワ及び第４図イ〜ワは、第２図に示
した鼻音識別装置における「いに（ini）」及び発
話の仕方により、鼻振動の大きく発生した非鼻音
「いで（ide）」とそれぞれ発話した場合の構成各
部の信号波形を示すものであり、以下、第３図，
第４図を参照して鼻音識別装置の動作を説明す
る。

第３図，第４図において、波形Ａ，ａはマイク
３で検出した音声信号を示すものであり、波形
Ｂ，ｂはハイパスフイルタ回路４の出力信号を示
すものである。また波形Ｃ，ｃは鼻振動検出器１
で検出した鼻振動の信号を示すものであり、波形
Ｄ，ｄは喉頭振動検出器６で検出した喉頭振動の
信号を示すものである。波形Ｅ，ｅは音声エンベ
ロープ回路５の出力信号であり、ハイパスフイル
タ回路４の出力信号Ｂ，ｂの包絡線を抽出したも
のである。波形Ｆ，ｆは鼻エンベロープ回路２の
出力信号であり、鼻振動検出器１の出力信号Ｃ，
ｃの包絡線を抽出したものである。波形Ｇ，ｇは
喉頭エンベロープ回路７の出力信号であり、喉頭
振動検出器６の出力信号Ｄ，ｄの包絡線を抽出し
たものである。波形Ｈ，ｈは音声の包絡線信号
Ｅ，ｅの不発生期間を検出した音声ゲート信号を
示し、また波形Ｉ，iiは喉頭振動の包絡線信号
Ｇ，ｇの発生期間を検出した喉頭ゲート信号を示
したもので、これらの音声ゲート信号Ｈ，ｈ、喉
頭ゲート信号Ｇ，ｇはゲート回路８内部で生成さ
れる。波形Ｊ，ｊはゲート回路８の出力信号を示
し、喉頭ゲート信号Ｉ，ｉ及び音声ゲート信号
Ｈ，ｈの発生期間のみ鼻振動の包絡線信号Ｆ，ｆ
を検出したものである。すなわちゲート回路８で
は、音声包絡線信号Ｅ，ｅの０レベルでトリガー
され、音声包絡線信号Ｅ，ｅの不発生期間を表わ
す音声ゲート信号Ｈ，ｈを発生するとともに喉頭
包絡線信号Ｇ，ｇの０レベルでトリガーされ、喉
頭包絡線信号Ｇ，ｇの発生期間を表わす喉頭ゲー
ト信号Ｉ，ｉを発生する。さらにゲート回路８は
喉頭ゲート信号Ｉ，ｉの発生期間内で、かつ音声
ゲート信号Ｈ，ｈの発生期間のみ、鼻包絡線信号
Ｆ，ｆを出力する。したがつて単語「ini」から
鼻音区間Ｔの鼻音区間信号Ｊを、単語「ide」か
ら鼻音区間ｔの鼻音区間信号ｊをそれぞれ検出す
る。従つて、前記したように発話の仕方により、
鼻振動の大きく発生した非鼻音を含む単語
「ide」のゲート回路８の出力信号ｊは、鼻音を含
む単語「ini」のゲート回路８の出力信号Ｊすな
わち鼻音区間信号に類似し、ゲート回路８の出力
信号Ｊ，ｊで鼻音と非鼻音を区分することは難し
くなる。

一方、波形Ｋ，ｋは遅延回路９の出力信号を示
し、ゲート回路８の出力信号Ｊ，ｊを遅延時間α
だけ遅延したものである（破線は遅延前の信号を
示す）。ここで遅延回路９を構成する電荷転送素
子の段数およびクロツク周波数は遅延後のゲート
回路８の出力信号Ｋ，ｋが鼻エンベロープ回路２
の出力信号の鼻子音あるいは非鼻子音の後続母音
期間内に位置するような遅延時間αを与えるよう
に設定されている。波形Ｌ，ｌは振幅検出回路１
０の出力信号を示し、音声エンベロープ回路５の
出力信号発生期間内でかつ、鼻エンベロープ回路
２の出力信号が所定の閾値υ以上のレベルでHi
レベルにトリガーしたものである。ここで振幅検
出回路１０を構成するコンパレータ回路は鼻エン
ベロープ回路２の出力信号の鼻子音あるいは非鼻
子音の後続母音期間内で、鼻音を発話した時の鼻
振動レベル以下かつ非鼻音を発話した時の鼻振動
レベル以上のレベルになるような閾値υを与える
ように設定されている。従つて、鼻音を含む単語
の母音期間の鼻振音が非鼻音を含む単語の母音期
間の鼻振動に比べて大きいことにより、振動検出
回路１０の出力信号はそれぞれ、波形Ｌ，ｌとな
る。よつて、振幅検出回路１０の出力信号が有る
場合に遅延回路９の出力信号から鼻音信号を出力
する処理回路１１により、遅延した鼻音区間信号
Ｋ，ｋを処理すれば、波形Ｍに示すように鼻音を
含む単語の場合にのみ鼻音信号を検出することが
でき、鼻振動の大きく発生した非鼻音を含む単語
の場合には波形ｍに示すように鼻音信号が検出さ
れず、誤認識を防止できる。

以上のように本発明の鼻音識別装置は、鼻の振
動を検出する鼻振動検出器と、音声を検出するマ
イクと、マイクの出力信号をろ波するハイパスフ
イルタ回路と、喉頭の振動を検出する喉頭振動検
出器と喉頭振動検出器が振動を検出している期間
でかつ、ハイパスフイルタ回路の出力がない期間
の鼻振動検出器の出力を鼻音区間として出力する
ゲート回路と、ハイパスフイルタ回路の出力があ
る期間の鼻振動検出器の出力の大きさを検出する
振幅検出回路と、ゲート回路の出力を遅延する遅
延回路と、振幅検出回路の出力の大きさに応じて
遅延回路の出力を制御する処理回路とで構成した
ので、発話の仕方にかかわらず、非鼻子音を含む
単語から鼻音を検出せず、鼻子音を含む単語から
のみ鼻音を検出することができ、その工業的価値
は大なるものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明者が先に提案した鼻音検出装置
のブロツク図、第２図は本発明の一実施例である
鼻音識別装置のブロツク図、第３図イ〜ワ、第４
図イ〜ワは同装置の構成各部の信号波形図であ
る。 １……鼻振動検出器、２……鼻エンベロープ回
路、３……マイク、４……ハイパスフイルタ回
路、５……音声エンベロープ回路、６……喉頭振
動検出器、７……喉頭エンベロープ回路、８……
ゲート回路、９……遅延回路、１０……振幅検出
回路、１１……処理回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 鼻の振動を検出する鼻振動検出器と、音声を
   検出するマイクと、前記マイクの出力信号をろ波
   するハイパスフイルタ回路と、喉頭の振動を検出
   する喉頭振動検出器と、前記喉頭振動検出器が振
   動を検出している期間でかつ、前記ハイパスフイ
   ルタ回路の出力がない期間の鼻振動検出器の出力
   を鼻音区間として出力するゲート回路と、前記ハ
   イパスフイルタ回路の出力がある期間の鼻振動検
   出器の出力の大きさを検出する振幅検出回路と、
   前記ゲート回路の出力を遅延する遅延回路と、前
   記振幅検出回路の出力の大きさに応じて遅延回路
   の出力を制御する処理回路とを備えたことを特徴
   とする鼻音識別装置。