JPH0833742B2 - 音声合成方式 - Google Patents
音声合成方式Info
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- JPH0833742B2 JPH0833742B2 JP61169127A JP16912786A JPH0833742B2 JP H0833742 B2 JPH0833742 B2 JP H0833742B2 JP 61169127 A JP61169127 A JP 61169127A JP 16912786 A JP16912786 A JP 16912786A JP H0833742 B2 JPH0833742 B2 JP H0833742B2
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- Japan
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はADPCM方式の音声合成方式に関し、特に１つ
の代表波形素片を合成し、この代表波形素片の繰返し利
用によって音声を合成する波形素片合成形式の音声合成
方式に関する。
の代表波形素片を合成し、この代表波形素片の繰返し利
用によって音声を合成する波形素片合成形式の音声合成
方式に関する。
従来、音声合成方式としてはPCM方式やADPCM方式等の
公知の波形符号化方式があり、特に、ADPCM方式はPCM方
式に比べて約1/2のデータ量で波形を合成できるためデ
ータ量の圧縮という面では非常に有効な方式となってい
る。ADPCM方式は、音声の隣接したサンプル間の相関の
強さを利用したデータ圧縮方式である。ADPCM方式は連
続したサンプリングポイントでの振幅値の差を符号化・
量子化する方式で、かつその量子化幅を適応的に変化さ
せてノイズを軽減させる。この場合の量子化幅は、現在
の量子化幅とADPCM符号とを利用し次の量子化幅を予測
して決定する。この予測計算の一例を示すとΔn+1＝Δn
×Ｍ（Ｌn）となる。ここでＬnはｎ番目のADPCM符号デ
ータ、Δnはｎ番目のサンプリングポイントに対する量
子化幅の大きさを表わしＭ（Ｌn）は予測係数で現在の
量子化幅に予測係数を乗じた値を次のサンプリングポイ
ントの量子化幅として使用する。音声レベルが小さい時
は予測係数は１より小さくなり、従って量子化幅は小さ
くなる。逆に、音声レベルが大きくなると予測係数は１
より大きくなり、従って量子化幅は大きくなる。但し、
量子化幅が大きくなりすぎると逆にノイズが多くなる為
量子化幅の上限の値を決めておく必要がある。また量子
化幅の値が０になってしまうと次にいかなる予測係数を
かけても０のままとなってしまうため量子化幅の下限も
必要である。このような予測係数との乗算を含む処理は
通常、ROMに量子化幅のデータをテーブル化して入れて
おき、予測演算はこのROMの内容を読出して使用して行
なうようにする方式が採られており、この方式はLSI化
するのにも最適である。上述した量子化テーブルは、AD
PCM符号と量子化幅ポインタとを利用してROMのアドレス
を指定して読出し差分値データのテーブルを作成してい
る。
公知の波形符号化方式があり、特に、ADPCM方式はPCM方
式に比べて約1/2のデータ量で波形を合成できるためデ
ータ量の圧縮という面では非常に有効な方式となってい
る。ADPCM方式は、音声の隣接したサンプル間の相関の
強さを利用したデータ圧縮方式である。ADPCM方式は連
続したサンプリングポイントでの振幅値の差を符号化・
量子化する方式で、かつその量子化幅を適応的に変化さ
せてノイズを軽減させる。この場合の量子化幅は、現在
の量子化幅とADPCM符号とを利用し次の量子化幅を予測
して決定する。この予測計算の一例を示すとΔn+1＝Δn
×Ｍ（Ｌn）となる。ここでＬnはｎ番目のADPCM符号デ
ータ、Δnはｎ番目のサンプリングポイントに対する量
子化幅の大きさを表わしＭ（Ｌn）は予測係数で現在の
量子化幅に予測係数を乗じた値を次のサンプリングポイ
ントの量子化幅として使用する。音声レベルが小さい時
は予測係数は１より小さくなり、従って量子化幅は小さ
くなる。逆に、音声レベルが大きくなると予測係数は１
より大きくなり、従って量子化幅は大きくなる。但し、
量子化幅が大きくなりすぎると逆にノイズが多くなる為
量子化幅の上限の値を決めておく必要がある。また量子
化幅の値が０になってしまうと次にいかなる予測係数を
かけても０のままとなってしまうため量子化幅の下限も
必要である。このような予測係数との乗算を含む処理は
通常、ROMに量子化幅のデータをテーブル化して入れて
おき、予測演算はこのROMの内容を読出して使用して行
なうようにする方式が採られており、この方式はLSI化
するのにも最適である。上述した量子化テーブルは、AD
PCM符号と量子化幅ポインタとを利用してROMのアドレス
を指定して読出し差分値データのテーブルを作成してい
る。
量子化幅ポインタの指定内容に応じてROMに書込む差
分値を一定の比率で増大するような値にしておけば量子
化幅ポインタの値を増加させることは量子化幅に１より
大きい予測係数をかけることを意味し、予測係数の乗算
を量子化幅ポインタに対する加減算に置きかえることが
できるものとなっている。
分値を一定の比率で増大するような値にしておけば量子
化幅ポインタの値を増加させることは量子化幅に１より
大きい予測係数をかけることを意味し、予測係数の乗算
を量子化幅ポインタに対する加減算に置きかえることが
できるものとなっている。
一般に、音声波形は子音部の音声ノイズと母音部のト
ーン（tone）波形とその間のつなぎの部分とに分けら
れ、特に母音部のトーン波形はほとんど同じ周期でほぼ
同じ形の波形が連続的に少しずつ変形しながら並んでい
るのが普通である。その中で連続する２〜３波形につい
て見ればほとんど同じ形になっているため、波形素片合
成方式では代表波形として１波形選びそれをくり返し使
用することにより音声合成のデータ量を圧縮している。
ーン（tone）波形とその間のつなぎの部分とに分けら
れ、特に母音部のトーン波形はほとんど同じ周期でほぼ
同じ形の波形が連続的に少しずつ変形しながら並んでい
るのが普通である。その中で連続する２〜３波形につい
て見ればほとんど同じ形になっているため、波形素片合
成方式では代表波形として１波形選びそれをくり返し使
用することにより音声合成のデータ量を圧縮している。
ADPCM方式でこのような波形の繰返しを使って音声合
成のデータ量を圧縮しようとする場合、音声をナイキス
ト周波数でサンプリングし隣接したサンプリングポイン
ト間での音声波形の振幅値の差分値を適当な量子化幅で
符号化している。しかも、量子化幅は各サンプリングポ
イントの差分値の大きさに応じて適応的に変化させてい
る。従ってADPCM方式で代表波形素片を合成する場合、
量子化幅は１波形内で一定ではなく、また各サンプリン
グポイントでの量子化幅はそれぞれ直前のADPCMデータ
に依存することになる。
成のデータ量を圧縮しようとする場合、音声をナイキス
ト周波数でサンプリングし隣接したサンプリングポイン
ト間での音声波形の振幅値の差分値を適当な量子化幅で
符号化している。しかも、量子化幅は各サンプリングポ
イントの差分値の大きさに応じて適応的に変化させてい
る。従ってADPCM方式で代表波形素片を合成する場合、
量子化幅は１波形内で一定ではなく、また各サンプリン
グポイントでの量子化幅はそれぞれ直前のADPCMデータ
に依存することになる。
また、ADPCM方式においては、サンプリング周波数は
通常音質とビットレートの関係により4kHz〜8kHzが使用
されている。
通常音質とビットレートの関係により4kHz〜8kHzが使用
されている。
以上説明したようなADPCM方式を用いて代表波形素片
を合成する場合、実際の原波形のピッチ周期と合成した
波形のピッチ周期は完全に一致させることはできず、ピ
ッチ周期の誤差の影響により合成波形の最後のサンプリ
ングポイントの振幅は０にならない。
を合成する場合、実際の原波形のピッチ周期と合成した
波形のピッチ周期は完全に一致させることはできず、ピ
ッチ周期の誤差の影響により合成波形の最後のサンプリ
ングポイントの振幅は０にならない。
また、原音のピッチ周期と合成波形のピッチ周期とが
完全に一致した場合でも、最後のサンプリングポイント
での振幅値は直前のサンプリングポイントでの振幅値に
量子化幅とADPCM符号により決まる差分値を加えたもの
であるため直前のサンプリングポイントでの量子化幅の
値によっては１波形内の最後のサンプリングポイントの
振幅値を０にできないという問題が発生する。
完全に一致した場合でも、最後のサンプリングポイント
での振幅値は直前のサンプリングポイントでの振幅値に
量子化幅とADPCM符号により決まる差分値を加えたもの
であるため直前のサンプリングポイントでの量子化幅の
値によっては１波形内の最後のサンプリングポイントの
振幅値を０にできないという問題が発生する。
以上説明したように、従来のADPCM方式をそのまま用
いて代表波形素片を合成する場合、代表波形素片の最後
のサンプリングポイントでの振幅値を０にできないた
め、このような代表波形素片を用いて複数回くり返しを
行なうと合成波形の振幅中心が変化してしまうという問
題が発生する。
いて代表波形素片を合成する場合、代表波形素片の最後
のサンプリングポイントでの振幅値を０にできないた
め、このような代表波形素片を用いて複数回くり返しを
行なうと合成波形の振幅中心が変化してしまうという問
題が発生する。
これは、ADPCM方式が基本的に各サンプリングポイン
トの振幅値に差分値を加えて次のサンプリングポイント
の振幅値を得るという差分符号化方式の基本条件にもと
づくものであるため、１波形の最終振幅値が０でないと
その誤差が累積されていき合成波形の振幅中心が変化し
てしまうためである。合成波形の振幅中心が変化する
と、波形データを音声に変換するD/Aコンバータで振幅
中心が変化した分だけオーバーフローする可能性があ
り、オーバーフローした場合には正常な音声波形が合成
できなくなるという重大な欠点が生じる。
トの振幅値に差分値を加えて次のサンプリングポイント
の振幅値を得るという差分符号化方式の基本条件にもと
づくものであるため、１波形の最終振幅値が０でないと
その誤差が累積されていき合成波形の振幅中心が変化し
てしまうためである。合成波形の振幅中心が変化する
と、波形データを音声に変換するD/Aコンバータで振幅
中心が変化した分だけオーバーフローする可能性があ
り、オーバーフローした場合には正常な音声波形が合成
できなくなるという重大な欠点が生じる。
本発明の目的は上述した欠点を除去し、量子化幅ポイ
ンタを記憶し読出す手段と、差分値を累加，累積する振
幅値レジスタを零にリセットする手段とを備えることに
より合成音質を著しく改善しうる音声合成方式と提供す
ることにある。
ンタを記憶し読出す手段と、差分値を累加，累積する振
幅値レジスタを零にリセットする手段とを備えることに
より合成音質を著しく改善しうる音声合成方式と提供す
ることにある。
本発明の方式は、音声合成に必要とする差分値をあら
かじめ上限および下限を有する量子化幅ポインタとADPC
Mデータで選択される差分値データとして格納したうえ
原音声の振幅情報にもとづいて前記差分値データを読出
しつつ原音声の合成を行なうADPCM方式の音声合成方式
において、原音声の振幅情報にもとづいて読出すべき前
記差分値データを指定する量子化幅ポインタを記憶しか
つ読出す量子化幅ポインタ記憶読出し手段と、前記量子
化幅ポインタによって読出される前記差分値データを加
算し累積すべき振幅値レジスタを繰返し波形の初めのタ
イミングで零にリセットする振幅値レジスタリセット手
段とを有して構成される。
かじめ上限および下限を有する量子化幅ポインタとADPC
Mデータで選択される差分値データとして格納したうえ
原音声の振幅情報にもとづいて前記差分値データを読出
しつつ原音声の合成を行なうADPCM方式の音声合成方式
において、原音声の振幅情報にもとづいて読出すべき前
記差分値データを指定する量子化幅ポインタを記憶しか
つ読出す量子化幅ポインタ記憶読出し手段と、前記量子
化幅ポインタによって読出される前記差分値データを加
算し累積すべき振幅値レジスタを繰返し波形の初めのタ
イミングで零にリセットする振幅値レジスタリセット手
段とを有して構成される。
次に、本発明について図面を参照して詳細に説明す
る。
る。
第１図は本発明の一実施例を示すブロック図であり、
Ｌレジスタ101,デコーダ102,リミッタ103,Aレジスタ10
4,A′レジスタ105,差分値データテーブルROM106,Xレジ
スタ107のほか加算器108および109を備えて構成され
る。ADPCM符号データがＬレジスタ101にラッチされＬレ
ジスタの内容で差分値データテーブルROM106のアドレス
を指定する。Ｌレジスタ101の内容をデコーダ102でデコ
ードした値と、現在の量子化幅ポインタの値が登録され
ているＡレジスタ104の値とを加算器108で加算して得ら
れる次のサンプリングポイントの量子化幅ポインタの値
をＡレジスタ104登録する。デコーダ102はＬレジスタの
内容をデコードし量子化幅ポインタの移動を決めるのが
目的である。Ａレジスタ104の内容で差分値データテー
ブルROM106のアドレスを指定する。なお、量子化幅ポイ
ンタの値が指定外の値にならないようにリミッタ103を
入れておく。
Ｌレジスタ101,デコーダ102,リミッタ103,Aレジスタ10
4,A′レジスタ105,差分値データテーブルROM106,Xレジ
スタ107のほか加算器108および109を備えて構成され
る。ADPCM符号データがＬレジスタ101にラッチされＬレ
ジスタの内容で差分値データテーブルROM106のアドレス
を指定する。Ｌレジスタ101の内容をデコーダ102でデコ
ードした値と、現在の量子化幅ポインタの値が登録され
ているＡレジスタ104の値とを加算器108で加算して得ら
れる次のサンプリングポイントの量子化幅ポインタの値
をＡレジスタ104登録する。デコーダ102はＬレジスタの
内容をデコードし量子化幅ポインタの移動を決めるのが
目的である。Ａレジスタ104の内容で差分値データテー
ブルROM106のアドレスを指定する。なお、量子化幅ポイ
ンタの値が指定外の値にならないようにリミッタ103を
入れておく。
量子化幅ポインタの値が登録されているＡレジスタ10
4の内容をＡ′レジスタ105に転送し記憶させておき必要
な時Ａ′レジスタの内容をＡレジスタに読出せるように
しておく。差分値データテーブルROM106からは差分値デ
ータが出力され、サンプリングポイントごとに１つ前の
波形振幅値が登録されているＸレジスタ107の内容と差
分値データとを加算器109で加算した次の波形振幅値を
Ｘレジスタ107に登録する。Ｘレジスタ107の内容はリセ
ット信号で０にすることができる。
4の内容をＡ′レジスタ105に転送し記憶させておき必要
な時Ａ′レジスタの内容をＡレジスタに読出せるように
しておく。差分値データテーブルROM106からは差分値デ
ータが出力され、サンプリングポイントごとに１つ前の
波形振幅値が登録されているＸレジスタ107の内容と差
分値データとを加算器109で加算した次の波形振幅値を
Ｘレジスタ107に登録する。Ｘレジスタ107の内容はリセ
ット信号で０にすることができる。
第２図は第１図の実施例における音声合成の内容を示
すフローチャートである。音声合成が開始されると、ま
ず最初はＸレジスタ107とＡレジスタ104に初期値０をセ
ットする初期値セット1001を行ない、次にサンプリング
ポイントごとにADPCM符号データをＬレジスタ101にラッ
チし、Ｌレジスタ101と量子化幅ポインタのＡレジスタ1
04でROMアドレスを指定し差分値データテーブルROM106
の出力とＸレジスタ107の内容とを加算し結果をＸレジ
スタに格納し、Ｘレジスタの内容をD/Aコンバータから
出力するサンプリングポイントごとの演算処理、ＸのD/
Aコンバータからの出力1002を行なう。この時Ｌレジス
タ101の内容をデコードした値と、Ａレジスタ104の内容
とを加算し次の量子化幅ポインタとしてＡレジスタ104
に格納する。
すフローチャートである。音声合成が開始されると、ま
ず最初はＸレジスタ107とＡレジスタ104に初期値０をセ
ットする初期値セット1001を行ない、次にサンプリング
ポイントごとにADPCM符号データをＬレジスタ101にラッ
チし、Ｌレジスタ101と量子化幅ポインタのＡレジスタ1
04でROMアドレスを指定し差分値データテーブルROM106
の出力とＸレジスタ107の内容とを加算し結果をＸレジ
スタに格納し、Ｘレジスタの内容をD/Aコンバータから
出力するサンプリングポイントごとの演算処理、ＸのD/
Aコンバータからの出力1002を行なう。この時Ｌレジス
タ101の内容をデコードした値と、Ａレジスタ104の内容
とを加算し次の量子化幅ポインタとしてＡレジスタ104
に格納する。
以上が通常のADPCM方式での音声合成時のフローで、
次にくり返し波形合成時のフローを説明すると、最初の
繰返し波形の初期値セット1003に示す如く、最初のくり
返し波形の始めにＸレジスタ107を０にリセットし、Ａ
レジスタ104の内容をＡ′レジスタ105に記憶させてから
最初のサンプリングポイントS1を演算して求める。以下
サンプリングポイントごとに通常の演算処理をしＸレジ
スタ107の値をD/Aコンバータから出力する。
次にくり返し波形合成時のフローを説明すると、最初の
繰返し波形の初期値セット1003に示す如く、最初のくり
返し波形の始めにＸレジスタ107を０にリセットし、Ａ
レジスタ104の内容をＡ′レジスタ105に記憶させてから
最初のサンプリングポイントS1を演算して求める。以下
サンプリングポイントごとに通常の演算処理をしＸレジ
スタ107の値をD/Aコンバータから出力する。
２回目のくり返し波形の始めにＸレジスタ107を０に
リセットし、Ａ′レジスタ105の内容をＡレジスタ104に
読出してから各サンプリングポイントごとに通常の演算
処理を行ないＸレジスタ107の値をD/Aコンバータから出
力する。これらの処理フローをステップ1004〜1006に示
す。
リセットし、Ａ′レジスタ105の内容をＡレジスタ104に
読出してから各サンプリングポイントごとに通常の演算
処理を行ないＸレジスタ107の値をD/Aコンバータから出
力する。これらの処理フローをステップ1004〜1006に示
す。
第３図は第１図の実施例における合成波形のサンプリ
ングポイント説明図である。第２図によって説明した如
く、必要なくり返し回数だけ同じフローをくり返せば第
３図に示すようなS1〜S8のサンプリングデータをくり返
し出力させることができる。
ングポイント説明図である。第２図によって説明した如
く、必要なくり返し回数だけ同じフローをくり返せば第
３図に示すようなS1〜S8のサンプリングデータをくり返
し出力させることができる。
以上説明したように本発明によれば、ADPCM方式の音
声合成方式において、繰返し波形の最初のサンプリング
ポイントの差分値として振幅０を基準とし、２回目以降
の繰返し波形の最初のサンプリングポイントの量子化幅
ポインタの値は１回目の値を使用してくり返し波形の初
期値を同じにしてADPCM方式によって代表波形素片のADP
CM符号データをそのまま使用し、同一波形をくり返し合
成する手段を備えることにより、著しく音質を改善する
とともに合成データ量の大幅な圧縮が図れるADPCM方式
による音声合成方式が実現できるという効果がある。
声合成方式において、繰返し波形の最初のサンプリング
ポイントの差分値として振幅０を基準とし、２回目以降
の繰返し波形の最初のサンプリングポイントの量子化幅
ポインタの値は１回目の値を使用してくり返し波形の初
期値を同じにしてADPCM方式によって代表波形素片のADP
CM符号データをそのまま使用し、同一波形をくり返し合
成する手段を備えることにより、著しく音質を改善する
とともに合成データ量の大幅な圧縮が図れるADPCM方式
による音声合成方式が実現できるという効果がある。
第１図は本発明の音声合成方式の一実施例を示すブロッ
ク図、第２図は第１図の実施例で音声合成をの内容を示
すフローチャート、第３図は第１図の実施例における合
成波形のサンプリングポイント説明図である。 101……Ｌレジスタ、102……デコーダ、103……リミッ
タ、104……Ａレジスタ、105……Ａ′レジスタ、106…
…差分値データテーブルROM、107……Ｘレジスタ、108,
109……加算器。
ク図、第２図は第１図の実施例で音声合成をの内容を示
すフローチャート、第３図は第１図の実施例における合
成波形のサンプリングポイント説明図である。 101……Ｌレジスタ、102……デコーダ、103……リミッ
タ、104……Ａレジスタ、105……Ａ′レジスタ、106…
…差分値データテーブルROM、107……Ｘレジスタ、108,
109……加算器。
Claims (1)
- 【請求項１】量子化幅ポインタとADPCMデータとを用い
て差分値データを指定し、原音声の１波形分の差分値デ
ータを用いて複数の繰り返し波形を合成する音声合成方
式において、合成されるべき波形の最初の差分値データ
を各繰り返し波形の最初に指定する量子化幅ポインタ
と、この量子化幅ポインタによって読出される前記差分
値データを累積加算するための振幅値レジスタとを設
け、繰り返し波形の最初のタイミングで累積加算される
べき振幅値データが記憶されている前記振幅値レジスタ
を零にリセットすることを特徴とする音声合成方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61169127A JPH0833742B2 (ja) | 1986-07-17 | 1986-07-17 | 音声合成方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61169127A JPH0833742B2 (ja) | 1986-07-17 | 1986-07-17 | 音声合成方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6324299A JPS6324299A (ja) | 1988-02-01 |
| JPH0833742B2 true JPH0833742B2 (ja) | 1996-03-29 |
Family
ID=15880779
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61169127A Expired - Lifetime JPH0833742B2 (ja) | 1986-07-17 | 1986-07-17 | 音声合成方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0833742B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0833758B2 (ja) * | 1988-02-24 | 1996-03-29 | 日本電気株式会社 | 音声合成方式 |
| JP4470122B2 (ja) * | 2007-06-18 | 2010-06-02 | 株式会社アクセル | 音声符号化装置、音声復号化装置、音声符号化プログラムおよび音声復号化プログラム |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5914760B2 (ja) * | 1981-10-01 | 1984-04-05 | 沖電気工業株式会社 | Ａｄｐｃｍ再生器 |
| JPS58158693A (ja) * | 1982-03-17 | 1983-09-20 | 沖電気工業株式会社 | 音声符号化方法 |
-
1986
- 1986-07-17 JP JP61169127A patent/JPH0833742B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6324299A (ja) | 1988-02-01 |
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