JPS5857198A - 音声合成装置 - Google Patents

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程
が興なる音声を選択的に再生できゐ音声合成装置を提供
することにあゐ。

一般に、音声信号を音声周波数よりも高い周波数のサシ
プリンタパルスにてサシプリンタして音の大小を表す振
巾バうメータ（以下、Ａパ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バうメータ（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バうメータ（以下Ｓパラメ
ータと略称する）とよシ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ゐ度合に応じ
たピット数に圧縮して圧縮パラメータとしてデータ記憶
部に起憶し、ダータ記楕部から順次続出される圧縮パラ
メータにて予め各特徴パラメータを記憶させた再生用Ｒ
ＯＭ’ｉ？抄セスし、再主用ＲＯＭから読み出され九特
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
にしたこの種の音声合成装置にお−て、音程のみが異な
る音声であっても全く異なる音声を再生する場合と同様
に、各音程の音声に対応した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った。したがって、周曲
の騒音の状態あるいは使用者の好みに応じ九音程で音声
を再生し得るようにするには、各音程の音声に対応して
それ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容量を必要以上に
大きくしなければならないという欠点があった。本発明
は上記の欠点に鑑みて為されたものである。

以下、ＰＡＲＣＯＲ型音声合成装置の一実施例について
図を用いて説明する。ＰＡＲＣＯＲｆｉ音声合成方式は
第１図に示すように音声信号（ｖｌ）をサンプリンタパ
ルスにエリ適当周期（１０）でサンプリンタし、サシづ
リンクされたサシプリ：７り値Ｘｔとｘｔ−ｐの間にあ
る（Ｐ−１）個のサシプリンタ値による相関関係を除外
し、ｘｔとｘｔ−ｐとの相関関係のみを抽出したＰＡＲ
ＣＯＲ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（５〜２９ｍ５ｅｃ）において、適当周期（ｔｏ
）（約１００〆、　ｓｅｃ　）毎に音声信号（Ｖ、）の
サシづリンクを行ない、隣り合うサシづリシタ値間の相
関係数をに１とｔ。

、複数間隔離されたサンづリシグ値間では、その間に挾
まれたサンづリシタ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、それらを差引いてできる相関係
数を６〜Ｋｌｏとしたものである、　こＯＫパラメータ
はＫｔ、Ｋｍ、　Ｋｓ　（７）　ＸうＩ／ｃＸｔ　に近
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
分布に関する情報が豊富に含まれているが％　Ｋｍ、　
Ｋｈ　ＫｎのようなＫｔから遠い点との部分自己相関係
数にはスペクトル分布に関する情報があまり含まれてい
ないので、低次のにパラメータに多数の量子化ピットを
割り当て、高次のにパラメータには少数の量子化ピット
を割り当てることによりピット数を節減して冗長度を小
さくするほうが効果的である。したがってＰＡＲＣＯＲ
方式はＳパラメータとして自己相関係数を用−て各係数
に同一ピット数を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がすぐれて−るものである６通常
各Ａ、Ｐ、にバうメータは圧縮されて記憶あるいは一伝
送され、Ａパラメータに対して５ピツト、ｉｒｓうメー
タに対して６ピツト、Ｋバうメータの各係数Ｋｍ、　Ｋ
ｍ・・・ＫｍＫ対して７　、６．５．４．４．４．３．
３，３．３ピツト等のように割り当てる。

以下本発明一実施例の構成を図示実施例について詳細に
説明する。第３図は本発明に係る音声合成装置のブロッ
ク図であ′る。同図に示すようにこの音声合成装置はデ
ータ記憶ｍ　１１）を含む制御用ＩＣ（２）と音声合成
用ＩＣ（点線１１Ａ、Ｂを除−た部分）との２チツプで
構成されており、両者間でピットシリアルに９−夕の受
渡しを行なうようにしたものである。音声の特徴バうメ
ータはすべて再生用ＲＯＭ　Ｉｌｌ内ＫＩＯピットのデ
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ＪＳラメータか音質
に寄与する度合に応じて液適に配分されている。＠４図
は再生用ＲＯＭ（１）内に記憶されたＡ、　Ｐ、　Ｋ箇
〜に−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バうメータの場合１０ピツトで表現されゐデー
タが３２個記録されている。したがってＡパラメータの
任意のチー≦］４をアクセスするときに必要とされる相
対アドレスのヒツト数は５ピツトであゐ。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一現した
ものであるので圧縮パラメータと呼ばれる。これに対し
て再生用ＲＯＭ（１）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れる。上述した所か
ら明らかなように再生パラメータのピット数はＡ。

Ｐ、　Ｋ論〜に１の各特徴パラメータについてすべて共
通ＫＩＯピットであるが、圧縮式うメータのピット数は
Ａ、　Ｐ、　Ｋｍ〜Ｋｔの各Ｊ〜５メータについて異な
るものであり、それぞれ５，６．３，３，３゜３．４．
４．４．５．６．７ピツト（合計５３ピツト）である、
そのほか予備エリアとして３ピット分すなわちデータ８
個分が再生用ＲＯＭ内に確保されてｈる。かかる圧縮Ｉ
へ５メータは音声信号がほぼ定常状態とみなし得る２６
ｍ５ｅｃ（ｌフレーム）ごとに１組（＝５３ピット）抽
出されるのであるから、高々２６５０ピット／秒で音声
信号を記録することがモを、無音区間やリピート区間を
も考慮に入れると実際には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。

このようにしてデータ記憶部（１１に記憶されてφる圧
縮パラメータ（すなわち再生用ＲＯＭ　１１１−Ｏ相対
アドレス）は１フレームごとく切換回路ｕＱｌを介して
リンクしジスタ（３）にピットシリアシに入力されるも
のであるが、このような相対アドレスだけで再生用ＲＯ
ＭＩＩＩから記憶９−タを取り出すことができないので
、インデックスＲＯＭ　１２１の中に第５図に示すよう
に記憶されている先頭アドレスをアドレスカウンタｉｎ
）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１４）Ｋよって加算することくより再生用ＲＯＭ
　＋１１の絶対アドレス（９ピツト）を計算し、該絶対
アドレスによって再生再生用ＲＯＭ（１）に記憶されて
いる再生パラメータの読み出し動作を詳述する。イ：Ｊ
′ｉ！ツクスＲＯＭ１！ｌ　Ｋ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
ＲＯＭＩＩＩの記憶容量線域のための共通化ピットを１
ピット設けておシ、さらに再生用ＲＯＭ　＋１１内の予
備エリアに対応する予備ピットを設けている。圧縮バう
メータのピット配分数に関するデータは再生制御回路（
１２１に送られ、再生制御回路α２は、該ヒツト配分数
だけシフトクロックをリングレジスタ１３１に送出する
。したがってリンクレジスタ１３）からは、上記ピット
配分数に応じて例えばＡパラメータの場合には５ピツト
、Ｐパラメータの場合には６ピツト、Ｋｍ　Ｊｓ　５メ
ータの場合には３ピツト・・・、Ｋｔパラメータの場合
には７ピツトと−う具合に圧縮式うメータ（相対アドレ
ス）をそれぞれ加算回路にシリアルに送出するものであ
ゐ。リングレジスタ（３）はできるだけチップ面積をと
らないようにクイナ三ツクシフトレジスタで構成されて
いる。ｆたインデックスＲＯＭ　＋２１内に記憶されて
いる各特徴パラメータの再生用ＲＯＭ　＋１１内におけ
る先頭アドレスは、バラレジシリ？シ変挽回路ｌｌｓを
介して１ヒツトずつ順次加算回路（４）に送出されるの
で、順次１ピツトずつ加算されて絶対アドレスが計算さ
れるものである。計算された直列データの絶対アドレス
はシリアルバうレル変換装置Ｉを介して並列データに変
換さｔ、再生用ＲＯＭ（１）をアクセスで會るようＫな
っている。図中１１１１はパラメータコード検出回路で
ある。再生ＲＯＭ（１）から読み出された特徴パラメー
タは音程補正回路−を介して補間計算回路ＩＩ）　Ｋ入
力されるようになっており、音程補正回路−では、ｔ−
ド切換スイッチ（３１ｍ）（３１ｂ）の操作によってＰ
パラメータのみに音程補正データを加算あるいは減算（
実施例にありては−に−３、＋３　＃＋６）する。ｈお
、音程補正回路−の具体的構成および動作は後述する。

ところで、補正Ｐパラメータを含む特徴パラメータが入
力される補間計算回路１１１１は１フレームととに更新
される特徴パラメータのフレーム間の接続点における不
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、データ更新の際に特徴パラメータがスム
ーズに変化し得るように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
算回路ｉｌｌはタイＥＪり制御回路−にて制御され、タ
イ：シフ制御回路−では第２図に示すようＫｌフレーム
（２９ｍｓｅｃ）中に８個の補間用１１１０’ＪＦ（２
，５ｍ５ｅｃ）を発生し、１個のＤり０ツク中に２５個
のパラメータ読込用Ｐり０ツク（１００μ５ｅｃ）　、
ざらに１個のＰクロック中に２２個のピット読込用Ｔり
０ツク（４，５ｔｔ　５ｅｃ）が作成される。８個のＤ
り０ツクのうち、最初のＤｌにおいてデータ入力端子（
８）からリンクレジスタ＋１）にデータが読み込まれる
。

各圧縮ＩヘラメータＡ、Ｐ、Ｋｍ・・・・・・、Ｋ１は
奇数番目のＰり０ツクで順次読み込まれるものであり、
例えばＡパラメータはＰＫ区間のＴ−〜Ｔ鯵の５個のＴ
り０ツクで読み込まれる。偶数番目のＰり０ツクあるい
は上記以外のＴり０ツクは補間計算回路Ｉ１１、音＃ｌ
ＲＯＭ＋＠ｌ、′／ジタルフィルタ（７１などのタイ工
シタとして使用されるものである。上記補間計算回路１
６）Ｋよって２．５　ｍ　Ｓｅｃごとに新しい値に更新
された各特徴パラメータは、それぞれＰラッチ０１１゜
ＡＫラッチ（２１に一時的に蓄えられる。ただし、補間
計算に差し当抄必要のないパラメータはすべてＡＫバ５
メータスタック−に転送してダシタルフィルタ１１１の
音声合成用データとして蓄積する。ＰラッチＯ＠に蓄え
られた音声の基本周期に関するデータすなわちＰパラメ
ータは一致回路ａηにてＰり０ツク（１００μｔｓｅｃ
　）をカウントするアドレスカリン、り舖出力と比較さ
れ、アドレスカウンタａＩ出力がＰパラメータに一致し
たと合−敢回路ａηからアドレスカウンタＱｌｌをリセ
ットするリセット信号（ＶＲ）が出力される。したがっ
てアドレスカウンタＱ鴫はＰパラメータに基ｖｈた同期
でリセットされ、この周期で音源ＲＯＭ　＋８１から音
源制御データが順次読み出される。この音源制御データ
にて有声音源−０を駆動して基本周期を有する有声音を
発生させる・例えばＰパラメータが「２５」の場合には
基本周期が２５Ｘ１００μ鑓ｃ　（４００Ｈ，）の有声
音が発生されるととくなる。なお、上記音源制御データ
は原音を周波数分析して得られる残差波形を再現して青
色を゛忠実に再生するためのデータである。

一方、音声に基本周期がない場合には、音源制御回路−
にて切換回路（５）を駆動し、無声音原則に切り換える
。無声音源シυは基本周期を持たないホワイトノイ、１
（白雑音）を発生するものである。次ＫＡパラメータお
よびにパラメータはダシタルフィルタ＋７１に供給され
、音源回路より供給された信号に振幅の大小およびスペ
クトル分布に関する情帷を付は加えるととにより音声を
再生するものであゐ。なお、第３図において彌はアンプ
、翰はスピーカ、罰は水晶発振回路であるが、これらは
本発明の要旨には直接的には開運しないのでその詳細な
説明は省略する。

以下、音程補正回路−の具体的構成および動作につ−て
説明する。第６図は音程補正回路−の具体回路例を示す
もので、図中（ａｔｅ）（ａｔｂ）は℃−ド切換信号（
ＶＭＩＸＶＭＩ）を入力する七−ド切換スイッチ、（■
１）〜（ｒｔ）はインバータ回路、（ＮＡＩ）〜（ＮＡ
ｇ　）はナシド回、路、（Ａｓ）　〜（Ａ４）はアンド
回路、（Ｎｇｔ）〜（Ｎｏｔ）はノア回路、（Ｅｔ）（
Ｅｓ）はエクスクル−ジブオア回路、（ト）は桁上げ中
ヤリー発生用フリップフ０ツブ、（ＡＤ）は１ピツドア
ターであり、ＣＩ埴は補正用信号発生部、關は演算制御
部、−は加減演算部である。

いま、再生用ＲＯＭ　＋１３から読み出された直列デー
タよりなる特徴パラメータは入力端子（ＩＮ）ＫＴりＯ
ツクに同期して順次入力され、制御端子（ＣＯ）にはＰ
パラメータが読み出されて−ると舎Ｋ　’１’となる制
御り０ツク（ＴＰ）が入力されている。クロック入力端
子（ＣＬθ〜（ＣＬ４）　Ｋは第７図に示すようなり０
ツク信号（Ｔｅ３）〜（ＴＣｙ）が入力されており、補
正用信号発生部Ｃ１日により同図に示すような減算中ヤ
リー信号（ＶＤ）および補正データｒ３Ｊｒ６Ｊに対応
する補正信号（Ｖｍ）（Ｖａ）を発生する。但し、上記
信号（ＶＤＸＶｍ）（Ｖｓ）　ｊ’！　制御り　１３　
’！ｌ　り（ＴＰ）１１’　ノと会のみ発生される。こ
のようにして発生された減算中ヤリー信号（ＶＤ）およ
び補正信号（ＶｓＸＶ・）はモード切換スイッチ（３１
Ｍ）（３１ｂ）Ｋて制御される演算制御部−を介して演
算制御入力あるいは加減算入力データとして加減演算部
−に入力され、１ピツドア（−（ＡＤ）では、フリップ
ヮ０ツブ（５）から出力される桁上げ中ヤリ−と、再生
用ＲＯＭ（１）から読み出された特徴パラメータのうち
のＰパラメータと音程補正データとを加算あるいは減算
し、出力端子（ＯＵＴ）Ｋ補正Ｐパラメータが出力され
る。モード切換スイッチ（３１１Ｍ３１ｂ）にて入力さ
れるｔ−ド切換信号（ｖＭｌ）（ｖＭｌ）とＰパラメー
タの補正値ΔＰとの関係は下表のようになっている。

し九かって、例えばデータ記憶部（８）の圧縮パラメー
タに基いて再生用ＲＯＭ　ｉｌ＋から続出され九Ｐバラ
ｉ　−５１ｍ！ｒ２５Ｊのとき、標準℃−ド（ΔＦ＝０
）では基本周期が２５Ｘ１００Ｉｌ＠ｅｃ（基本肩波数
４００Ｈｇ）の音声が再生され、高音で一ド（ΔＦ−−
３）では、（２５１３）Ｘ１００ｊＪｉｅｃ（４５５Ｈ
ｇ）、第１低音℃−ド（ΔＰ−す３）では、（２５＋３
）Ｘ１００ＪＩ畠ｅｃ（３５７Ｈｓ＋）、ｌＩ２低音モ
ードでは、（２５−？６）Ｘ１００μｓ＠ｅ（３２３）
！、）の音声が再生されることＫなる。なお、実施例に
あっては、２個ので一ド切換スイッチ（３１ｍ）（３１
ｂ）を切換えることにより１個の圧縮パラメータに対応
して４℃−ドの音程の異った音声を再生できるようにし
て−るが、モード切換スイッチを増設すればより多くの
℃−ドのｆ程の異なった音声を再生できるよ゛うにする
ことができ、また、Ｐパラメータの補正値（ΔＰ）は任
意に設定できることは言うまでもない。

本発明は上述のように構成されており、再生用ＲＯＭか
ら続出された特徴パラメータのうち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算する音程補正回
路を設け、音程補正回路から出力される補正ピッチパラ
メータに基いて音声を再生するようにしたので、データ
記憶部の記憶容量を増加することなく各圧縮パラメータ
に対応会、簡単な構成で周囲の騒音の状態あるいは使用
者の好みに応じて音程で音声を再生し得る音声合成装置
を提供する仁とができるという利点がある

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例の音声合成方式の原理説明図、
第２図は同上の動作説明図、第３図は同上のブロック回
路図、第４図および第５図はそれぞれ同上の再生用ＲＯ
Ｍ、インデックスＲＯＭの構成を示す図、第６図は同上
の要部具体回路図、８７図は同上の動作説明図である。 １１）は再生用ＲＯＭ、１ｌｌ）はデータ記憶部、０１
（２υは音源、国は音程補正回路である。 代理人　弁理士　　石　１）長　七 第４図 第５図

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シプ
   リンタパルスにてサシプリンタして振巾パラメータ、ピ
   ッチパラメータおよびスペクトルパラメータよ３１にる
   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Ａピット数に圧縮して圧縮パ
   ラメータとしてデータ記憶部に記　し、データ記憶部か
   ら順次続出される圧縮パラメータにて予め各特徴パラメ
   ータを記憶させた再生用ＲＯＭをアクガスし、再生用Ｒ
   ＯＭから読み出され九特徴パラメータにより音源をｗＡ
   動して音声を再生するようにした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
   は減算する音程補正回路を設け、音程補正回路から出力
   される補正ピッチパラメータに基いて音声を再生するよ
   うにして成ゐことを特徴とする音声合成装置。