Voice personality transformation using an orthogonal vector space conversion

직교 벡터 공간 변환을 이용한 음성 개성 변환

A voice personality transformation algorithm using orthogonal vector space conversion is proposed in this paper. Voice personality transformation is the process of changing one person's acoustic features (source) to those of another person (target). In this paper, personality transformation is achieved by changing the LPC cepstrum coefficients, excitation spectrum and pitch contour. An orthogonal vector space conversion technique is proposed to transform the LPC cepstrum coefficients. The LPC cepstrum transformation is implemented by principle component decomposition by applying the Karhunen-Loeve transformation and minimum mean-square error coordinate transformation(MSECT). Additionally, we propose a pitch contour modification method to transform the prosodic characteristics of any speaker. To do this, reference pitch patterns for source and target speaker are firstly built up, and speaker's one. The experimental results show the effectiveness of the proposed algorithm in both subjective and objective evaluations.

본 논문에서는 직교 벡터 공간 변환을 이용한 새로운 음성 개성 변환 알고리즘을 제안하였다. 음성 개성 변환이란 임의 환자(source)가 가지고 있는 몇 개의 특징 변수를 다른 화자(target)의 특징 변수로 변환하는 기법이다. 본 논문에서는 LPC 켑스트럼 계수와 여기 신호의 스펙트럼, 그리고 피치 궤적을 변환하여 음성 개성변환을 구현하였다. LPC 켑스트럼 계수의 변환을 위해 직교 벡터 공간 변환 기법이 제안되었다. 이 기법은 KL(Karhunen-Loeve)변환을 이용한 principle component의 분리와 최소 자승 오차를 갖는 선형 좌표 변환을 통해 LPC 켑스트럼의 변환을 수행한다. 또한, 화자간의 운율적인 특징을 변환하기 위해 피치 궤적 변환 기법이 제안되었다. 피치 궤적 변환을 위하여 먼저 두 화자간의 기준 피치 패턴의 작성하고 기준 패턴간의 대응 관계를 추정한 후 이를 이용하여 source 화자의 피치 패턴이 target 피치 패턴으로 변환되도록 하였다. 컴퓨터를 이용한 모의 실험 결과 제안된 알고리즘은 객관적인 평가와 주관적인 평가에 있어서 우수한 성능을 나타내었다.