Speech synthesis can classify by synthesis way, that is waveform coding, source coding and mixture coding. Specially, waveform coding is suitable for high quality synthesis. However, it is not desirable by synthesis techniques of syllable or phoneme unit because it do not separate and handles excitation and formant part. Therefore, there is a need for pitch alteration method applied in synthesis by the rule in waveform coding. This study propose about pitch alteration method that use spectrum scaling after do to flatten spectra by subband linear approximation to minimize spectrum distortion. This paper show evaluation whether show excellency of some measure compared with LPC, Cepstrum, lifter function and method that propose. estimation method seeks distribution of each flattened signal and measured degree of flattened spectra Signal flattened is normalized, So that highest point amounts to zero, and distribution of signal ,whose average is zero, is calculated. this show result that measure the spectrum distortion rate to estimate performance of method that propose. The average spectrum distortion rate was kept below the average 2.12%, so the method that propose is superiors than existent method.
음성변환을 위한 피치변경법은 시간영역법과 주파수영역법, 혼성영역법이 많이 사용되고 있으며 시간-주파수 혼성영역법은 스펙트럼 왜곡이 적고 명료성과 자연성이 우수하다는 장점이 있는 반면 영역변환을 위한 처리시간이 매우 길다는 단점을 가지고 있었다. 본 논문에서는 시간-주파수 혼성 영역 피치변경법의 처리시간을 단축하는 방법을 제안하였다. 음성신호를 켑스트럼으로 변경하는 과정에서 사용되는 FFT와 IFFT의 비트-재정렬 과정을 생략함으로써 처리시간을 단축하는 방법이다. 이를 적용함으로써 기존의 켑스트럼 피치변경법과 같은 음성품질을 유지하면서도 처리시간은 86.26%로 단축할 수 있었다.
Generally we are used to apply waveform coding method obtaining the high quality synthesized speech. But we have to solve the problems, memory capacity and pitch alteration, for applying the waveform coding method to speech synthesis by rule. The former problem is conquered by improving the integrated semiconductor technology, but the latter problem remains. In this paper, we compare the methods that have proposed for pitch alteration in our laboratory until now. These methods are not change properties of vocal tract formants and only altered the pitch halving method, 1.14% for cepstrum analysis method, and 2.36% for hamonics compensated with the phase method.
In the case of speech synthesis, the waveform coding method with high quality is mainly used to the synthesis by analysis. Because the parameters of this coding method are not classified as both excitation and vocal tract parameters, it is difficult to apply the waveform coding method to the synthesis by rule. Thus, in order to apply the waveform coding method to the synthesis by rule, a pitch alteration is required for the prosody control. In the speech synthesis method by the conventional PSOLA technique, applying symmetric window function to asymmetric speech waveform, it occurs the unbalance phenomenon of energy according to the overlapped degree of pitch interval adjustment. In this paper to overcome the unbalance phenomenon of energy, we proposed a new method that can convert asymmetric waveform to symmetric one by time-frequency conversion. As a result, we can obtain an average spectrum distortion ratio with 6.38% according to the pitch alteration ratio.
Previously developed methods for pitch modification have not been based on the voice source model. Therefore, the synthesized speech often sounds unnatural although it may be highly intelligible. The purpose of this paper is to analyze the alteration of a voice source signal with pitch period and to establish the pitch-modification rule based on the result of this analysis. We examine the alteration of the interval of closing phase, closed phase and open phase using the excitation waveform as the pitch increases. In comparison to the previous methods which performed directly on the speech signal, the pitch modification method based on a voice source model shows high intelligibility and naturalness. This study might benefit the application to the speaker identification and the voice color conversion. Therefore the proposed method will provide high quality synthetic speech.
음성합성분야에서 파형부호화 합성방식은 합성음의 자연성과 명료성을 유지할 수 있다. 그렇지만 법칙에 의한 합성방식에 적용하려고 하면 운율조절을 위해 음성의 피치를 변경해야만 한다. 우리는 본 논문에서 시간영역에서 시간축조절 피치변경법에 의해 켑스트럼 피치변경법의 위상왜곡을 보상하는 시간-주파수 혼성형 피치변경법을 새로이 제안하였다. 이 방법은 연속 프레임에서 파형들간의 연결점에서 유발될 수 있는 위상스펙트럼 왜곡을 제거할 수 있고, 또한 200%의 피치변경에 대해서도 진폭스펙트럼의 왜곡이 1.18% 이하인 성능을 얻었다.
Speech synthesis coding is classified into three categories: waveform coding, source coding and hybrid coding. To obtain the synthetic speech with high quality, the synthesis by waveform coding is desired. However, it is difficult to apply waveform coding to synthesis by syllable or phoneme unit, because it does not divide the speech into excitation and formant component. Thus it is required to alter the excitation in waveform coding for applying waveform coding to synthesis by rule. In this paper we propose a new pitch alteration method that minimizes the spectrum distortion by using the behavior of cepstrum. This method splits the spectrum of speech signal into excitation spectrum and formant spectrum and transforms the excitation spectrum into cepstrum domain. The pitch of excitation cepstrum is altered by zero insertion or zero deletion and the pitch altered spectrum is reconstructed in spectrum domain. As a result of performance test, the average spectrum distortion was below 2.29%.
The waveform coding are concerned with simply preserving the wave shape of speech signal through a redundancy reduction process. In the case of speech synthesis, the wave form coding with high quality are mainly used to the synthesis by analysis. However, because the parameters of this coding are not classified as either excitation and vocal tract parameters, it is difficult to applying the waveform coding to the synthesis by rule. In this paper, we proposed a new pitch alteration method that can change the pitch period in waveform coding by using scaling the time-axis and compensating the spectrum. This is a time-frequency domain method that is preserved in the phase components of the waveform and that has a little spectrum distortion with 2.5% and less for 50% pitch change.
한국음향학회 1998년도 제15회 음성통신 및 신호처리 워크샵(KSCSP 98 15권1호)
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pp.460-464
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1998
일반적으로 파형 부호화법에서는 발성자의 개성과 메시지 정보를 보존하여 음질의 명료성이 우수하다. 하지만 파형 부호화법이 규칙에 의한 합성에 적응되도록 하기 위해서는 운유 조절에서 피치 변경법이 요구되어 진다. 본 논문에서는 스펙트럼의 왜곡율을 최소화하면서도 위상을 그대로 보존할 수 있는 시간영역에서의 피치변경법을 적용하였다. 이러한 방법들은 시간영역에서만 처리됨으로써 계산량을 줄여 실시간 운율조절에 적합하다. 결과적으로 피치주기를 100%에서 50%로 압축한 경우 평균 스펙트럼 왜곡율은 5.62%이고, 피치주기를 100%에서 200%로 신장한 경우 평균 스펙트럼 왜곡율은 4.20%정도로 비교적 우수한 결과가 얻어졌다.
In this paper, we examine the acoustic characteristics of Korean vowels on pitch alteration utterance. The prosody is known as an indicator of acoustic characteristics of emotions. Also, speech is acoustically differenced according to the emotional variation and environmental variation, although speaker utters the same speech. We analyzed the spectral envelopes and formants from the voiced regions as data points on the speech waveform.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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