JPS58158696A - 音声合成装置 - Google Patents

音声合成装置

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JPS58158696A
JPS58158696A JP57041011A JP4101182A JPS58158696A JP S58158696 A JPS58158696 A JP S58158696A JP 57041011 A JP57041011 A JP 57041011A JP 4101182 A JP4101182 A JP 4101182A JP S58158696 A JPS58158696 A JP S58158696A
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JP57041011A
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稔 黒田
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Panasonic Electric Works Co Ltd
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Matsushita Electric Works Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は、音声信号を適当にリシウリシクして抽出した
特徴パラメータを圧縮してデータ記憶部に記憶させてお
き、データ記憶部から読出され1こ圧縮パラメータに基
いて音声を合成するようにしTこ音声合成装置に関する
ものであり、その目的とするところは各圧縮パラメータ
に対応して複数種の音量あるいは音程が異なる音声を選
択的に再生できる音声合成装置f k提供することにあ
る。 一般に、音声信号を音声周波数よりも高い周波数のサー
Jづリンクパルスにてサンづリンクして音の大小を表す
振巾パラメータ(以下、A)\ラメータと略称する)と
、音の高低すなわち基本周期を表すピッチパラメータ(
以下Pパラメータと略称する)と、音の音色すなわちス
ペクトル分布を表わすスペクトルパラメータ(以下Sパ
ラメータと略称する)とよりなる特徴パラメータを抽出
1〜。 各特徴パラメータをそれぞれ音質に寄与する度合に応じ
Tこじット数に圧縮して圧縮パラメータと1゜てデータ
記憶部に記憶し、データ記憶部から順次読出さlする圧
縮ハラメータにて予め各特徴パラメータを記憶させた再
生用ROMをアクセスし、11生用IL OMから続み
出されTこ特徴パラメータにより酋源を駆前して音声全
再生するようにし1ここのなる音声を再生する場合と同
葎に、各行)iあるいは音程の音声f対応し1こ圧縮ハ
ラシータをデータ記憶部に記憶させておく必要があつ1
こ。し1こがって、周囲の騒音の状態あるいは使用者の
好みに応じた音量あるいは音程で箭声?書生し得るよう
(でするには、各音量あるいは音程の音声に対応1.て
そlぞれ圧縮パラメータをデータ記憶部に記憶させてお
く必要があり、データ記憶部の記憶谷M全必要以上に大
きくしなければなら々いという欠点か矛・つfコ。本発
明pま上記の欠点に鑑みて為さ511コものである。 以下、P/IRcOR型音角合成装置の一実施例につい
て1ン1を;tJいて説明する。PAにCOR型音西合
成万式は第1図に示す」−うVC音声信弓(Vs )を
ガシプリンタパルスにより適当周期(to)でサンプリ
ング(−1”fyう’J ンク大f1. r、:+1′
ンプリ、、Iり1直xt トxt −p)間にある(P
−1)個のサシづリシク11による相関関係を除外し、
【とXt−pとの相関関係のみ全抽出し1こPARC
OR係数(部分自己相関係数:以下にパラメータと略称
する)をSパラメータとして音声を合成するものであり
、Kパラメータは音声がほぼ定常状態とみなせる1フレ
ーム(5〜20m sec 、) [おいて、適当周期
(、tO)(約IQQμ5ec)毎に音声はJi+(■
S)のサンブリー、Jり全行ない、隣り合うサンづり、
7り値開の相関係数をに1とし、複数間隔離李t′IT
こサンづり2i夕値間では、その間に侠ま711コサ′
Jラリyグ値による影響を最小2乗誤差による線形予測
によって求め、そオ′1らを差引いてできる相関係数を
に2〜に1oとし1こものである1、このにパラメータ
はKl、に2,1〜3のようにxty(H近い点との部
分自己相関関係を表わす係数にはスペクトル分布に関す
る惰V8Jが豊冨r含才れているが、Ks 、に9 、
KIOのようなK【から遠い点との部分自己相関係数f
はスペクトル分布に関する情報があまり含まItでいな
いので、低次のにパラメータに多数の磁子化ヒツトを削
り当て、高次のにパラメータには少数のt子化ヒツト?
割り当てることによりヒツト数金節減して冗長度金小さ
くするほうが効果的である。 し1こかってPARCOR方式/isパラメータとして
自己相関係数を用いて各係数に同一ピット数全割り当て
るようにした自己相関係数方式に比べて帯域圧縮率かす
ぐれているものである。通常谷A。 P、にパラメータは圧縮されて記憶あるいけ伝送さね、
Aパラメータに対して5ヒツト、Pパラメータに対して
6ピツト、Kパラメータの各係数Kl。 K2・・・Kloに対(2て7 、6 、5 、4 、
4 、4 、8 。 S、S、Sじ・ソト等のようK i&lJり当てる。 以下本発明−・実施例の構成全図示実施例について、p
r 1illに説明する。第3図は本発明に係る音声合
成装置dのづ099図である。同図に示すようにこの音
声合成装置はデータ記憶部(8)を含む制御用IC(A
)と音声合成用IC(点線部A、Bを1余いた部分)と
の2千ツブで構成さj、でおり、両者間でピットシリア
ルにデータの受渡しを行なうように1−2だものである
。音声の特徴パラメータはすべて再生用ROMfll内
に10ピ・υトのデータとして記憶されており、各特徴
パラメータに割り当てられるデータの個数は、その特徴
パラメータが音質に寄与する度合に応じて最適に配分さ
れている。弔4図は再生用ROM ill内に記憶さj
、たA 、 P 、 KIO〜Klの各特徴パラメータ
のデータ個数を示している。 例えばAパラメータの場合10ピツトで表現されるデー
タが32個記録されている。し1こがってAパラメータ
の任意の号−夕とアクセスするときに必要とされる相対
アドレスのピット@ば5ピツトである。この相対アドレ
スは特徴パラメータを必要最小限に圧縮して表現し1こ
ものであるので圧縮パラメータと呼ばn・る。こfl、
[対して再生用ROM Hの内に記憶されている実際の
特徴パラメータは再生パラメータと呼ばlる。上述[7
Tこ所からl:Il4らかなように再生パラメータのピ
ット@けA、 、 P 、KIO〜に1の& Ml”f
ly 7〜ラメータについてすべて共通[10ピツトで
あるが、圧縮パラメータのピット数はA。 P 、 K1o〜に1の各パラメータについて異なるも
のであり、それぞfl、5.6.8,8,8.8,4,
4゜4.5,6+7eツト(合計53ピツト)である。 そのほか予備エリアとして3ビツト分すなわちデータ8
個分が再生用ROM内に確保されている。 かか/)圧縮パラメータは音声信号かほぼ定K状態とみ
なし得る20 rn sea (Iフレーム)ごとに1
組(=53ピット)抽出されるのであるから、d々26
50ピ・ソト/秒で音声信@全記録することかでき、無
音区間やリヒート区間をも考り腋に人ね、ると央1蛸f
(は1600ピット/秒程度で音声信号を記録すること
ができるものである。 このよりにしてデータ記1意都(8)にi己1意されて
いる圧縮パラメータ(すなわち再生用ROMII+の相
対アドレス) V=t +フレームごとに切換回路(1
0)を介してリンクレジスタ(3)にヒツトシリアルに
人力さ旧、るものであるか、このような相対アドレスt
ごけで再生用ROM t++から記憶データを取り出す
ことができないので、イ′Jチツクス筑OMf21の中
に第5図に示すように記憶さねている先頭アドレス全ア
ドレスカラシタ(11)の制御の下に順次取り出して、
上記相対アドレスと加算回路(4)によって加算するこ
とにより再生用ROM toの絶対アドレス(9ヒツト
)を計算し、該絶対アドレスによって再生用1(OM 
fll kアクセスするようにしている。以下再生用R
OM 11)に記憶されている再生ハラメータの読み出
し前作を詳述する。インデックスR01vj [2)に
は圧縮パラメータのピット配分数を3ピツトの2進数で
記憶させており、再生用ROM fllの記憶容量削減
のTこめの共通化ヒツトを1ピット設けており、さらに
再生用i(OM (11円の予備エリアに対応する予備
じ・υトを設けている。圧縮パラメータのヒツト配分@
に関するデータは再生制御回路(圃に送らね、丙生制御
御回路(12)は、該ピット配分数だけシフトクロtリ
ク全りシフレジスタ(3)に送出する。 し1こがってり′Jシフレジスタ3(からは、」二sI
2ヒ・ソト配分に夕に応じて例えばAパラメータの場合
には5ピツト、Pハラメータの場合[に6し・ソト、K
t。 パラメータの場合には3し・υト、1(lパラメータの
場合には7ヒツトという具合に圧縮〕\ラメータ(相対
アトしス)をそf’lそれJJII界回路にシリアルに
送出するものである。す、:、Il)レジスタ(3)は
できるだけ子ツラ面奎責をとらないようにタイナミツク
シフトレジスタで構成されている。まfこインデックス
ROM (21内に記憶さねている各特徴パラメータの
再生用ROM (1)内における先頭アドレスは、パラ
レルシリアル便換回路(13)を介して1じ・リドずつ
順次加算回路(4)に送出されるので、順次1ビツトず
つ加算されて絶対アドレスか計算されるものである。計
算され1こ直列データの絶対アドレスにシリアルパラレ
ル変換装置(14)を介して並列データに変換さね、再
生用ROM (1)全アクセスできるようになっている
。図中(9)はパラメータコード検出回路である。再生
ROM (1)から読み出され1こ特徴パラメータは適
宜音量補正回路(Boa)および音程補正回路(80b
) i介して補間計算回路(5)に入力さjるようKな
っており、音程補正回路(30a)で月、特徴パラメー
タのうちのAパラメータにノ凶当な音駄補正データを加
算もるいは減算して補正Aハラメータを出力し、−万、
背押補正回路(80b)では、Pパラメータに適当な背
押補正データ全加算あるいは減算して補正Pパラメータ
を出力する。なお画補正回路(8(D )(80b)の
具体的構成および動作VJ後述する。 ところで、補正Aパラメータ、顛正Pパラメータ、にノ
\ラメ−タが入力される補1?1]計算回路は、lフレ
ーム毎に更新さね、る特徴パラメータのフレーム間の接
続点(でおける不連続な変化による音声信号の歪み(明
瞭度の低下〕を防止するもので、データ更新のVQVC
′4徴パラメータかスムーズに変化し得るよう【1フレ
ーム内の8点において近似的な直線的補間を行なうよう
にしている。、この補間計算(ロ)路(5)はタイ三−
、/グ制郁回路128)にて制御され、タイミンク制御
回路(28)でtゴ第2図に承すよう。 vClフレーム(20m蹴)中に8個の補間用りり〇’
J り(2,5m sec ) ’!iニー’r生し、
1個の1) り[] ’ツクック25個のパラメータ読
込用Pりロック(100p 1iec )、さらに11
1I!JのPりロック中に221固のピット読込用’r
 9 [1”J り(4,5p st、c)が作成さl
る。84固のDり0ツクのうち、最初のDIVCおいて
データ入力端子(8)からリンクレジスタ(3)にデー
タカ・瞠み込まれる。 各圧縮パラメータA 、 P 、 Lto・・・、K1
は奇数番目のPクロックで順次読み込まれるものであり
、例えばAパラメータばP1区歯の1′6〜rt oの
5個のrりO1υりで読み込ま旧る。偶数番目のPり0
ツクあるいは上記以外の′1゛り0ツクは補lTh1計
I回路(5)、音源ROM +61、デジタルフィルタ
(7)などqノタイ、l:yりとして使用されるもので
ある。上記桶[ml計算回路tel Kよって2.5m
5ecごとに新しい値に更新され1こ各特徴パラメータ
は、それぞれPラッチ(I6)、AKラッチ(23)に
一時的に蓄えられる。1こだし、補間計算に差し当り必
要のないパラメータはすべてAKパラメータスタック(
241に転送してデジタルフィルタ(7)の音声合成用
データとして蓄積する、1Pう・リチ(16) vc 
Jえらlた音声の基本1M期に関するデータすなわちP
パラメータは一致回路07)KてPり0ツク(100μ
5ec)全力ウシトするアドレスカウンタ(1樽出力と
比較され、アドレスカウンタ(18)出力がl″ノ\ラ
メ−タ一致し1ことき一致回路(17)からアドレスカ
ウンタ(18jをリセ・ソトするリセット信q・(VR
)か出力される。しtこかつてアドレスカウンタt1g
j)まI゛パラメータ基い1こ周期でリセットされ、こ
の周期で音源ROM +6+から音源制(財)データが
順次制み出される。この音源制御データにて有声音源(
19)全駆助して基本周期を有する有声音全発生させる
。 例えばPパラメータが1−25」の場合には基本周期が
25X100μ就(4001(Z )の有声音が発生さ
れることになる。なお、上記音源制御1データは原音を
周波数分析して得られる残差波形を再現して音色を忠実
に再生するTこめのデータである。一方、音声に基本周
期がない場合VCは、音源制御回路(20)にて切換回
路(四を駆動1〜、無声音源41)に切り換える。 無声音源[21) i基本周期を持1こないホワイトノ
イズ(白雑音)を発生するものである。次にAハラメー
タおよびにパラメータはVCAを具備しfこデジタルフ
ィルタ(7)に供給さj、音源回路より供給(有声音源
(19)あるいけ無声音源121)から出力)され1こ
信号に振幅の大小およびスjベクトル分布に関する情報
全村は加えることにより音声全再生するものである。な
お、第3図において(25)はアンプ、(z6)はスし
一カ、(271は水品兄振回路であるか、これらは不発
ll′!IJの要旨には直接的には関連しないのでその
詳細々説明に省略する。 以下、音量補正回路(80a)の具体回路構成および動
作について説明する。第6図は音量補正回路(foa 
)の具体回路例を示すもので、図中(81a )(81
b)は大音mt=−ド、標準七−ド、小首鍵七−ドを切
換える七−ド切換信号(VMI)(VM2)を入力する
七−ド切換スイッチ、(Il)〜(■7)はインバータ
回路、(NAI)〜(NA5)ll−1′ナシド回路、
(At)〜(A4)はアンド回路、(Not)〜(NO
s)はノア回路、(El)(E2)はエクスクルージづ
オア回路、(F)は桁上げ+Pリー発生用フリッづフD
・ツブ、(AD)は1しットアクーであり、(3力は補
正用信号発生部、(33)はン短算制(I14]都、(
34)は加減演算Klsである。 い才、再生用ROM(31から読み出さrまた直列デー
タよりなる特徴パラメータは入力端子(IN)[Tりロ
ックに同期して順次入力され、制御)゛樹子(CO)に
はAパラメータが読み出されているときにゝゝ1“とな
る制御クロック(P2)が入力されてしする。クロック
入力端子(CLt)〜(CL4)には第7図に示すよう
なりロック信号(TC+ )〜(TC7)が入力されて
おり、補正用信号発生部(32により同図に示すような
減算中Pり一信号(VD)および補正データra、J 
r6Jに対応する補正信号(Vs)(Va)を発生する
。但し、−上記信号(VD)(Vs )(Vs )は制
御り0ツク(P2)か1“のときのみ発生される。この
ようにして発生され1こ減算+Pり一信号(VD)およ
び補正信号(Vs) (Va )はt−ド切換スイッチ
(81a)(Blb) Kて制御される演算制御部(3
31を介して演算制御入力あるいけ加減算入力データと
して加減演算部(3彎に入力され、1じットアタ−(A
D)では、フリツプフDツづ(杓から出力される桁上げ
士セリ−と、再生用ROM illから読み出された特
徴パラメータのうちのAパラメータと音量補正データと
を加算あるいけ減算し、出力端子(OU′r)に補正A
パラメータが出力される。 t−ド切換スイッチ(31a)C31b)にて人力され
る七−ド切換信号(VMI ) (VM2 )とAパラ
メータの補正データ値△Aとの関係は下表のようになっ
ている。 し1こかつて、データ記憶部(8)の圧縮パラメータに
基いて再生用ROM filから読出さt′lTこAパ
ラメータに上記補正データ値△Aを加減算した補正Aパ
ラメータが油面計算回路(5)に送られ、各モードの音
声が再生さl、ることになる。なお、実施例にあっては
2個の七−ド切換スイッチ(81a)(3tb)全切換
えることにより、2ヒ・シトのt−ド切換信号を発生さ
せ1個の圧縮パラメータに対応1−で4E−ドの音量の
異った音声を再生できるようにしているが、多ピットの
t−ド切換信月°を用いればより多くのt−ドが設定で
へる。ま1こ、Aパラメータの補正データl+i! (
△A)は任意[設定できることtゴ宮うまでもない。 なお、音程補正回路(Bob)の具体的構造および動作
は上記音量補正回路(80a)と全く同様であるので説
明を省略する。但し、制N4子(CO)にばPパラメー
タが読出されているときにゝゝ1“となる制御り0ツク
(P4)が印加される。し1こかって、音程補正回路(
80b)からは音量補正回路(80a)と同様に適当な
音程油止データが加算されTコ低音1−ドの補IEPパ
ラメータ、音程補正データが減算された高音t−ドの補
正Pパラメータあるいは補正しない標準モードのPパラ
メータが遣損的に出力される。 @8図は他の実施例金示すもので、ロ■記ズ施例の音量
補正回路r aoa )および音程補正回路(80b)
の補正用信号発生都喉全プログラマづル0シックアレイ
(PLAt ) (PLA 2 )を用いて形成し、演
算11JIJ m1都(33)および加減演算部(圓を
共用化して音届、音程油止回路(30)としtこもので
ある。図中(DC)は4ヒツトのt−ド切換信号(VM
)を16ピツトの信号に変換するヂコータ、(ps)は
パラレルデータをシリアルデータに変換するp−s変換
器、(Onx)(ω2)は制御端子であり、″jOタラ
マプルロジ・yクアレイ(PIAl)(PLA2)によ
る論理演算を適当に設計することによって前記実施例と
同様の動作を行なわせることができ、補正データ値(△
A)(△P)の設定が容易になるとともに、回路構成が
簡単になる。 なお、音量あるいは音程の補正を制御するための補正コ
ード全データ記憶部に記憶させておくようにし、この補
正コード全コード検出部で検出して七−ド切換信号(V
M)’i発生させるようにしても良い。また、音程を補
正する1T−ドとして音程補正データ値(△P)を+1
あるいは−1に設定し1こ音階用音程補正し一ドを設け
ておき、複数フレームよりなるH−の音階音(1刊、[
−レ」、「ミ」、・・・)を合成する場合において、適
当な周期で音階用音程補正モードのフレームを設けるこ
とにより、音程ずれのない音階音全合成することができ
る。例えば、Pパラメータが「13」の場合に、5フレ
ーム毎に音階用音程補正を一ド(△P−1)を設けるこ
とにより、Pパラメータ「】3」にてd声か合成される
フレームとPパラメータ「12」にて音声が合成される
フ1ノームとか4:lの割合でくり返えさね1、Pパラ
メータr12 、8Jに相当する音階金回(782Hz
)が合成できることになる。なお、上記音階音合成方式
については、既出用(特願昭56−69950号および
特願昭56−69951号)VC詳述されているので、
詳しい説明は省略する。 本発明は上述のように構成されており、ぎ角信号を適当
にサンづりυりして抽出し1こ特徴パラメータを圧縮し
てデータ記憶部に記憶させておき、データ記憶部から読
出され1こ圧縮パラメータに基いて音声を合成するよう
にLfこ音声合成装置において、特徴パラメータのうち
の振巾パラメータに適宜音量補正データを加算あるいに
減算する音量補正回路を設けるとともに、ピッチパラメ
ータに適宜音程補正データを加算あるいは減4する音程
補正回路を設け1こので、データ記憶部に記憶されてい
る各圧、縮パラメータに対応して複M理の音iあるいけ
音(イの異なる音声を合成することかでき、複数種の音
量あるいは音程の異なるg両全選択的に合成できるよう
にしTこにも拘らず、データ記憶部に各音量あるいは音
程の音声に対応する圧縮パラメータをそねぞれ記憶させ
ておく必要がなく、データ記憶部の記憶容量k小びくす
ることかできるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明−夾雁例の音声合成方式の原理説明図、
@2図は同上の動作呪り1図、弔3商は向上のづロック
回路図、第4図および第5図はそれぞれ同上の再生用i
t (J M、イシケツクスROMの構成を示す図、第
6図は向上の要部具体回路図、′粥7図は同上の動作説
明図、第8図は他の央厖例の要部具体回路図である。 (1)は再生用ILOM、(8)リデータ記何部、t1
9J ull U音源、(30a)ll−1:音量補正
回路、(3Qb) (1−1音程補正回路である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)音声信号を音声周波数よりも高い周波数のサンづ
    リンクパルスにてサシづリンクして振巾パラメータフピ
    ツチパラメータおよびスペクトルパラメータよりなる特
    徴パラメータを抽出し、各特徴パラメータをそれぞれ音
    質に寄与する度合に応じTこピット敬に圧縮して圧縮パ
    ラメータとしてデータ記憶部に記録し、データ記憶部か
    ら順次読出される圧縮パラメータにて予め各特徴パラメ
    ータを記憶させtこ再生用ROM1アクセスし、再生用
    ROMから読み出された特徴パラメータにより音源を駆
    動して音声を再生するようにし1こ音声合成装置におい
    て、上記再生用ROMから読出された特徴パラメータの
    うち、振巾パラメータに適宜音量補正データを加算ある
    いは減算する音量補正回路を設けるとともにピッチパラ
    メータに適宜音程補正データを加算あるいけ減算する音
    程補正回路を設け、音量補正回路および音程補正回路か
    ら出力される補正振巾パラメータおよび補正ピッチパラ
    メータに基いて音声を再生するようにして成ることを特
    徴とする音声合成装置f 。
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