BTOS の Up/Dp パワー比

 まずF0曲線との比較が容易なBTOS音よりステレオ収録を行った．もし BTOS音でF0とUp/Dpパワー比との間に相関が全くなければ，この上下ス テレオ収録のパワー比をとる方法で，喉頭の上下動を推定し，その結果ピッ チが推定できるという仮説そのものが誤りであったことになる．

 最初のサンプルはBTOS発声にて，すべて同音韻で，連続的に有声音ばか りで読み上げたものである．「ド，レ，ミ，ファ，ソ，ラ，シ，ド」の８音階 を同音韻「a」で途切れなく発声した．図4.6がその上下BTOS音である．

図4.7は左上がBTOS音のF0曲線と（上部NAMマイクロフォンのもの）， 左下がステレオ収録により得られた Up/Dp パワー比曲線である．右の図は 横軸に F0 基本周波数（ピッチ），縦軸に Up/Dp パワー比をとったときの散 布図である．相関係数は0.869であり，強い相関を認めた．

図4.6  BTOSにて同音韻「a」の8音階発声

図4.7  F0とUp/Dpパワー比の相関

次にBTOSによる読み上げ文収録を行った．収録内容は最初にCalibration として「a」の音韻で「ド，ミ，ソ，1オクターブ上のド」を発声し，その後 音素バランス文「一週間ばかり，ニューヨークを取材した」を読み上げた．

図 4.8は収録した上 NAMマイクロフォン（U）と下NAM マイクロフォ ン（D）のBTOS音信号，スペクトラムとパワー曲線である．

NAMの通常音声化の際に，F0に代わるパラメータとしてアクセント情報 のパワー曲線を用いてはどうかという考えもあるが，図 4.8 のキャリブレー ションのパワー曲線を見てわかるように，パワーのみでは1オクターブも高 さの異なる音声が，ほぼ同じ値で表されてしまうことになる．

図4.8 縦アレイNAMマイクロフォンでステレオ収録した上下BTOS音

 上部NAMマイクロフォンでサンプリングされた今の単独信号を，再度F0 曲線も加えて表示する．BTOSは肉伝導音であるが，通常音声の気導音収録 と同様に基本周波数が抽出され，図 4.9 のごとく F0 曲線が描出される．キ ャリブレーションで発声した「ド」と「1 オクターブ高いド」はその基本周 波数においてほぼ倍になっていて，正しく音階は発声されていることが観察 される．F0曲線は有声音部のみに現れ，無声音部や無音部は描出されない．

図4.9 上部NAMマイクロフォン収録BTOSのF0曲線

  図4.10に上部NAMマイクロフォンでサンプリングされた信号のパワーを Up，下部NAMマイクロフォンでサンプリングされた信号のパワーをDpと したときの Up/Dp パワー比を折れ線グラフ化したものを掲げる．同時に単 独 NAM マイクロフォンの音信号より得られた前図の F0 曲線の部分を，比 較のために時間軸を重ねて下に並べてみた．

まずわかることは，無音部では小さなノイズのため Up/Dp パワー比は極 端値をとって大きく上下に変動するということ．また F0 のとぎれの部分に 応じた位置が，比率1からはみ出して音素によって特定の特異値をとってい ることもわかる．これは舌先や舌背など声門以外のところで音源の最強点を 持つ無声子音に相当すると考えられる．例えば「sh」などの摩擦性の無声子 音は口唇近くで発声するため Uのパワーが相対的に高くなり，図 4.10 の矢 印のように特異値をとる．

Up/Dpパワー比曲線から，これらの極端値，特異値を除いたものが，有声

音部の喉頭の上下動を表す曲線に当たると考えられる．キャリブレーション 部では相対的にF0の高さに応じて，Up/Dpパワー比曲線が階段状に上昇し ているのがわかる．発話時の Up/Dp パワー比曲線は特異値が多く，そのま ま比較して見ただけでは有声音部のF0との相関が読み取りにくい．

図4.10  BTOSのUp/Dp パワー比曲線とF0曲線との対比

 そこで図 4.11 に単独サンプルのF0 値をもとに Up/Dp パワー比曲線の有 声音部区間だけを取り出し，F0とUp/Dpパワー比の散布図を描き，相関係 数を求めてみた．相関係数は0.683であり高い相関を示した．

図4.11  BTOSにおけるF0とUp/Dpパワー比の相関

  BTOSについてはSOL 法によるUp/Dp 曲線は有声音部においてF0と相 関の高いパラメータであり，どれくらい高さの声を出そうとしているかを表 現する別の指標となりうると言える．