JPS6329760B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は破裂音を分類する破裂音分類装置に関
するものである。

従来、人の音声のうちから破裂音を確実、簡便
かつリアルタイムで分類する方法は知られていな
い。

本発明者らの実験によれば、破裂音の発声時に
おける音声信号の始端と口気流速波形との立上り
時点の位相差は、破裂音の種類により異なること
が確かめられた。従つて、この位相差を検出する
ことにより破裂音を分類できることが明らかにな
つた。

本発明は口気流情報から破裂音を検出すると共
に、その破裂音信号と音声始端情報との位相関係
を測定し、処理することにより、破裂音の分類を
確実、簡便かつリアルタイムで行なう装置を提供
することを目的とする。

また、本発明は有声・無声情報を用いることに
より、破裂音のより詳細な分類を行なう装置を提
供することを目的とする。

本発明について図面と共に以下、説明する。

第１図は本発明の一実施例である破裂音分類装
置の構成を示すブロツク図である。図において、
１は口気流速を検出する流速検出手段、２は流速
検出手段１の出力信号を処理し破裂音を検出する
破裂音検出手段、３は音声を検出するマイク、４
はマイク３の出力信号より音声の始端を検出する
音声始端検出手段、５は破裂音検出手段２の出力
信号と音声始端検出手段４の出力信号との位相差
に応じて破裂音検出手段２の出力信号を分類する
判定手段である。

流速検出手段１は発話によつて生じる口の前の
気流の速度を測定し、電気信号を出力するもので
あり、例えば熱線式の流速計等で構成される。破
裂音検出手段２は流速検出手段１の出力信号、い
わゆる口気流波形を処理して破裂音を検出するも
のであり、例えば、抵抗、コンデンサで構成する
微分回路等で構成される。マイク３は音声を検出
するものであり、例えば、低雑音接話型マイクロ
ホン等である。音声始端検出手段４はマイク３の
出力信号より音声の始端を検出するものであり、
例えば、レベル検出判定回路で構成される。判定
手段５は破裂音検出手段２の出力信号と音声始端
検出手段４の出力信号を比較して、その位相差に
応じて破裂音を分類するものであり、例えば、位
相量を電圧に変換する位相量−電圧変換回路とコ
ンパレータ回路等で構成されるものである。

本発明者らの実験によれば、唇の開孔部と流速
検出手段１との距離を２cm一定にして破裂音を発
話したとき、上記破裂音検出手段２の出力信号と
音声始端検出手段４の出力信号の位相差は第８図
に示すような関係にあつた。したがつて、破裂音
｜ｐ｜、｜ｂ｜、｜ｔ｜、｜ｄ｜、｜ｋ｜、｜ｇ｜は
その位相差により３つのグループに大別でき、位
相差の小さいグループから｜ｐ｜、｜ｂ｜：｜ｔ
｜、｜ｄ｜：｜ｋ｜、｜ｇ｜に分類できることが明
らかになつた。なお、第８図中の縦線は発話ごと
の位相差のバラツキを示す。

第２図ａ〜ｈは第１図に示したブロツク図の構
成各部の信号波形を示すものである。波形イはマ
イク３で検出した破裂音の音声信号の代表例を示
すものであり、波形ロは音声始端検出手段４でも
つて音声信号イから音声信号イの始端を検出した
信号波形である。波形ハ、ホ、トは流速検出手段
１でもつて検出した各種破裂音の口気流波形であ
り、波形ハ、ホ、トはそれぞれ破裂音ｐ(a)、ｂ
(a)；ｔ(a)、ｄ(a)：ｋ(a)、ｇ(a)に対応するものであ
る。波形ニ、ヘ、チは破裂音検出手段２でもつて
口気流波形ハ、ホ、トから検出した破裂音の出力
信号いわゆる破裂音パルス信号を示すものであ
る。第２図のように音声始端検出手段４の出力信
号ロとそれぞれの破裂音検出手段２の出力信号
ニ、ヘ、チの位相関係は、破裂音ｐ(a)、ｂ(a)に対
する破裂音検出手段２の出力信号ニは音声始端検
出手段４の出力信号ロに対して位相量T₁だけ遅
れ、ｔ(a)、ｄ(a)に対する出力信号へは出力信号ロ
に対してT₂だけ遅れ、ｋ(a)、ｇ(a)に対する出力
信号チは出力信号ロに対してT₃だけ遅れ、T₁＜
T₂＜T₃であることが実験で明らかになつた。従
つて、音声信号イの始端を検出し、その始端信号
ロと破裂音検出手段２の出力信号の位相を比較
し、その位相差に応じて破裂音検出手段２の出力
信号を分類すれば、破裂音を｜ｐ｜、｜ｂ｜：｜
ｔ｜、｜ｄ｜：｜ｋ｜、｜ｇ｜の３グループに分類
することが可能となる。判定手段５は一例として
始端信号ロと各破裂音パルス信号ニ、ヘ、チか
ら、第３図に示すように各々の位相量T₁、T₂、
T₃に対応する電圧v₁、v₂、v₃を発生し、このv₁、
v₂、v₃電圧をコンパレータ回路で分類することに
より達成され、Ａ端子からはv₁に対応するｐ−ｂ
信号、Ｂ端子からはv₂に対応するｔ−ｄ信号、Ｃ
端子からはv₃に対応するｋ−ｇ信号を検出するこ
とができる。また、第４図に示す他の構成による
判定手段５′を用いることもできる。

以下、第４図について、第５図に示す波形と共
に簡単に説明する。判定手段５′は比較信号発生
回路６及び比較回路７で構成するものである。比
較信号発生回路６は音声始端検出手段４の出力信
号ロによりトリガーし、始端信号ロからの遅延時
間がそれぞれt₁、t₂、t₃と異なる３つの第１、第
２、第３比較信号リ、ヌ、ルを発生する。比較信
号リ、ヌ、ルの遅延時間t₁、t₂、t₃及びパルス幅
α、β、γは、t₁＜T₁＜t₁＋α、t₂＜T₂＜t₂＋β、
t₃＜T₃＜t₃＋γと設定する。比較回路７は、比較
信号リ、ヌ、ル期間内に破裂音パルス信号がある
時のみ出力を発生するものである。従つて、判定
手段５′のA′端子からは第１比較信号リ期間に出
力するｐ−ｂ信号ヲ、B′端子からは第２比較信
号ヌ期間に出力するｔ−ｄ信号ワ、C′端子からは
第３比較信号ル期間に出力するｋ−ｇ信号カを検
出することができる。

実験によれば、流速計と口との距離を一定に保
てば、100％、破裂音を｜ｐ｜、｜ｂ｜：｜ｔ｜、
｜ｄ｜：｜ｋ｜、｜ｇ｜の３分類にわけることが
できた。従つて、本実施例においては破裂音を確
実に分類することができる。また、複雑な信号処
理手段を用いず、流速計と簡単な微分回路、マイ
クとレベル検出判定回路、位相量−電圧変換回路
で構成できる。さらに原理上、リアルタイムで分
類できることは明らかである。

次に、本発明の第２の実施例について図面と共
に説明する。第１の実施例では破裂音を３種類に
分類するものであるが、本実施例では６種類に分
類するものである。

第６図は本実施例を示すブロツク図であり、そ
の構成は流速検出手段１、破裂音検出手段２、マ
イク３、音声始端検出手段４、判定手段５、喉頭
の振動を検出する喉頭振動検出器８、喉頭振動検
出器８の出力信号より有声、無声の別を識別する
識別手段９、識別手段の出力で判定手段５の出力
信号をさらに分類するゲート手段１０とからな
る。第６図における破線枠内、すなわち流速検出
手段１、破裂音検出手段２、マイク３、音声始端
検出手段４、判定手段５の構成、及び動作は第１
の実施例と同等である。喉頭振動検出器８は発話
に伴なう喉頭の振動を検出するものであり、例え
ば、加速度センサー等を用いて構成することがで
き、無声破裂音ｐ(a)、ｔ(a)、ｋ(a)の発話時には喉
頭が振動しないことから喉頭振動検出器８は出力
を生じないが、有声破裂音ｂ(a)、ｄ(a)、ｇ(a)の発
話時には喉頭が振動して喉頭振動検出器８は出力
を生じる。識別手段９は喉頭振動検出器８の振動
出力の有、無に応じて出力を発生させるもので、
例えば、エンベロープ回路とレベル弁別回路等で
構成される。ゲート手段１０は識別手段９の出力
の有、無によつて、判定手段５の出力信号をさら
に分類するもので、周知のゲート回路技術をもつ
て構成される。

第７図ａ〜ｈは第６図の構成各部の信号波形を
示すものである。波形イ、ロ、ハ、ヲは第２図、
第５図に示すものと同様である。波形ヨ及びタは
それぞれ無声破裂音ｐ(a)〔ｔ(a)、ｋ(a)〕に対する
喉頭振動検出器８及び識別手段９の出力信号を示
し、また、波形レ及びソはそれぞれ有声破裂音ｂ
(a)〔ｄ(a)、ｇ(a)〕に対する喉頭振動検出器８及び
識別手段９の出力信号を示すものである。すなわ
ち、識別手段９の出力信号は、無声破裂音ｐ(a)
〔ｔ(a)、ｋ(a)〕において、破裂音パルス信号ニの
発生時点でＯであり、有声破裂音ｂ(a)〔ｄ(a)、ｇ
(a)〕において破裂音パルス信号ニの発生時点で出
力を発生する。従つて、識別手段９の出力信号タ
及びソを制御信号とし、ゲート手段１０により判
定手段５の出力信号ヲ、すなわちｐ−ｂ信号（ｔ
−ｄ信号、ｋ−ｇ信号）を無声破裂音信号ｐ（ｔ、
ｋ）と有声破裂音信号ｂ（ｄ、ｇ）に分離するこ
とができる。以上のように、本実施例によれば破
裂音をｐ、ｂ、ｔ、ｄ、ｋ、ｇの６種類に分類す
ることができる。また、複雑な信号処理手段を用
いず、流速計、微分回路、マイク、加速度センサ
ー等で構成できる。さらに、原理上リアルタイム
で分類できることは明らかである。

なお、実験によれば、流速計と口の距離を一定
に保てば、100％破裂音をｐ、ｂ、ｔ、ｄ、ｋ、
ｇの６種類に分類することができた。

以上説明したように、本発明の破裂音分類装置
は、口気流を検出する流速検出手段と、この流速
検出手段の出力信号を処理し破裂音を検出する破
裂音検出手段と、音声を検出するマイクと、この
マイクの出力信号より音声の始端を検出する音声
始端検出手段と、この音声始端検出手段の出力信
号と前記破裂音検出手段の出力信号との位相差に
応じて破裂音を分類する判定手段とにより構成し
たので、破裂音の分類を確実、簡便かつリアルタ
イムで行なうことができる。

また、本発明の破裂音分類装置は、更に、喉頭
振動検出器と、この喉頭振動検出器の出力信号に
より有声、無声の識別を行なう識別手段と、この
識別手段の出力信号で前記判定手段の出力信号を
区分する手段とを付加して構成したので、破裂音
の分類をより詳細に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例である破裂音分
類装置の構成を示すブロツク図、第２図ａ〜ｈは
同装置の構成各部の信号波形を示す図、第３図は
同装置における判定手段５の位相量−電圧特性を
示す図、第４図は同装置における判定手段の他の
構成を示す図、第５図ａ〜ｊは第４図に示す判定
手段の構成各部の信号波形を示す図、第６図は本
発明の第２の実施例である破裂音分類装置の構成
を示すブロツク図、第７図ａ〜ｈは同装置の構成
各部の信号波形を示す図、第８図は、音素の種別
と位相差の関係を示すグラフである。 １……流速検出手段、２……破裂音検出手段、
３……マイク、４……音声始端検出手段、５……
判定手段、８……喉頭振動検出器、９……識別手
段、１０……ゲート手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 口気流を検出する流速検出手段と、前記流速
   検出手段の出力信号を処理し破裂音を検出する破
   裂音検出手段と、音声を検出するマイクと、前記
   マイクの出力信号より音声の始端を検出する音声
   始端検出手段と、前記音声始端検出手段の出力信
   号と前記破裂音検出手段の出力信号との位相差に
   応じて破裂音を分類する判定手段とを備えたこと
   を特徴とする破裂音分類装置。 ２ 口気流を検出する流速検出手段と、前記流速
   検出手段の出力信号を処理し破裂音を検出する破
   裂音検出手段と、音声を検出するマイクと、前記
   マイクの出力信号より音声の始端を検出する音声
   始端検出手段と、前記音声始端検出手段の出力信
   号と前記破裂音検出手段の出力信号との位相差に
   応じて破裂音を分類する判定手段と、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
   器の出力信号により有声、無声の識別を行なう識
   別手段と、前記識別手段の出力信号で前記判定手
   段の出力信号を区分する手段とを備えたことを特
   徴とする破裂音分類装置。