CN1085366C - 中央控制式语音及旋律合成器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种中央控制式语言及旋律合成器，特别是一种可使记忆体使用更灵活的语音处理合成装置，其主要由一控制逻辑单元、记忆器、输入处理器及节拍产生器组成，其于该记忆器上规划一阶层式声音数据，以同时储存声音、地址及控制信号，又通过该控制逻辑单元数据的读取，产生合成语音信号，藉此可使记忆器空间的运用效率更高。

Description

中央控制式语音及旋律合成器
本发明涉及一种中央控制式语音及旋律合成器，其主要是由一控制逻辑单元、记忆器、输入处理器及节拍产生器组成，其中记忆器中定义有一阶层式声音数据，可同时储存声音、地址及控制信号，而经由该控制逻辑单元的数据读取，以产生合成语音，藉此可灵活运用该记忆器空间。
依目前市面上语音合成器的定义方式：播放一段声音(包括旋律与语音)称为一节(section)，每一节则由许多字元(word)组成，又如图5所示，每一个定字元是由一串数据(DATA(1)～DATA(Kn))组成，其为声音的最小单位，可为一个或数个语音的音节或一小段、一首、几首旋律。以上述语音数据，目前是由如图6的语音合成器产生，其主要是以一声音控制电路90分别与一声音记忆器91、地址记忆器92、控制记忆器93、时序电路94、解码器95及输入电路96连接，其中声音记忆器91输出端依序连接有数字/模拟转换器97及扬声器98，输入电路96与解码器95间设有一选择码电路99；以上述的语音合成器主要是由声音记忆器91储存声音数据，地址记忆器92用以储存字元的起始/结束地址，而控制记忆器93是存放静音及“节”的结束信号，另选择码电路99则用来处理输入与输出信号，由上述可明显看出，整个系统的控制及数据码分别储存在声音、地址、控制记忆器91～93及选择码电路99内，故其为一种分散式结构，但该分散式结构在系统上较零散，在记忆器空间的使用上亦缺乏效率及弹性，另以该分散式结构作成可编程记忆器时，将造成测试及程序写入控制线路过大(overhead)，而提高了生产成本。
本发明的主要目的在于：提供一种可使记忆器使用更具弹性及效率高的语音处理合成装置，其主要是由一控制逻辑单元、记忆器、输入处理器及节拍产生器组成，其中记忆器中定义有阶层式声音数据，可同时储存声音、地址及控制信号，经由该控制逻辑单元的数据读取，产生合成语音，藉以弹性地运用记忆器空间。
本发明的中央控制式语音及旋律合成器，包括一个控制逻辑单元，其周边连接有记忆器、输入处理器、解码器、节拍产生器及时序电路；其中，记忆器输出端设有一个数字/模拟转换器，数字/模拟转换器的输出端通过一个晶体管连接有一个扬声器，以供输出合成语音；控制逻辑单元主要依据输入处理器提供的触发讯号读取记忆器数据，经读取其上起始段的控制码，由解码器对控制码进行解码后，产生控制信号；
记忆器上定义有一个阶层式声音数据，以同时存储声音、地址及控制信号；
输入处理器主要依输入信号及解码器解译的控制信号，产生触发方式的控制信号；
解码器用以解读控制逻辑单元由记忆器上读取的数据，以产生控制信号；
节拍产生器用以产生播放旋律时所需的时序控制信号；
控制逻辑单元读取记忆器上的阶层式声音数据，产生合成语音及旋律；
由逻辑控制单元读取记忆器上的阶层式声音数据，由解码器解码产生控制信号后，提供输入处理器，配合输入信号产生触发方式的控制信号予控制逻辑单元，构成系统的运转；
所述记忆器上的阶层式声音数据，对记忆器空间的安排分为：“节”起始段、字元起始段及字元数据区段三大部分。
其中：所述“节”起始段依序定义有：起始地址、语音或旋律、触发方式及输出控制信号数据；
字元起始段上依序定义有：起始地址、输出控制、节拍设定及“节尾”；
字元数据区段上依定义有：字元数据1～n及“字尾”。
本实用新型的效果，由于记忆器中定义有一阶层式声音数据，可同时储存声音、地址及控制信号，而经由该控制逻辑单元的数据读取，以产生合成语音，其可灵活运用该记忆器空间。
以下结合附图进一步说明本发明的结构特征及目的。
附图简要说明：
图1为本发明的电路方框图。
图2为本发明记忆器上所定义阶层式声音数据的示意图。
图3为本发明控制逻辑单元的状态处理流程图。
图4为本发明阶层式声音数据的读取流程图。
图5为目前定义语音数据的示意图。
图6为现有语音合成器的电路方框图。
有关本发明的电路部分，如图1所示，其主要由一具有状态处理功能的控制逻辑单元10为控制中枢，其周边设有记忆器20、输入处理器30、解码器40、节拍产生器50及时序电路60，其中记忆器20输出端设有一数字/模拟转换器21，该数字/模拟转换器21输出端通过一晶体管连接有一扬声器22，以供输出合成语音；
上述控制逻辑单元10主要依据输入处理器30提供的触发方式信号读取记忆器20的数据，经读取其上起始段(heading)的控制码，又由解码器40对控制码进行解码后，以产生控制信号。
该记忆器20上定义有一阶层式(Hierachy)声音数据，以同时存储声音、地址及控制信号，其定义形式请容后详述。
该输入处理器30主要是依输入信号及解码器40解译的控制信号，以产生触发方式的控制信号。
该解码器40用以解读控制逻辑单元10由记忆器20上读取的数据，并产生控制信号。
该节拍产生器50用以产生播放旋律时所需的时序控制信号。
该数字/模拟转换器21用以将记忆器20输出的数字式数据转换为模拟形式的语音数据，而经由扬声器22播放。
该时序电路60用以产生系统所需的时序信号。
由上述说明可看出本发明的电路主要由逻辑控制单元10读取记忆器20上的阶层式声音数据，并由解码器40解码后产生控制信号后，提供给输入处理器30配合输入信号产生触发方式的控制信号给控制逻辑单元10，藉以构成系统的运转；其中记忆器20上定义的阶层式声音数据，如图2所示，其对于记忆器空间的安排分为：“节”起始段70(section heading)、字元起始段71(word heading)及字元数据区段72(word data table)三大部分，其中“节”起始段70上依序定义有：起始地址701、语音或旋律702、触发方式703及输出控制信号704数据；字元起始段71上依序定义有：起始地址711、输出控制712、节拍设定713及“节尾”714(EOS：END OFSECTION)，字元数据区段72上则依定义有：字元数据721(DATA(1)～DATA(n))及“字尾”722(EOW：END OF WORD)；
控制逻辑单元10读取该阶层式声音数据的流程如图3、图4所示；
前述中央控制式语音合成器未触发时，呈一静待状态，当输入处理器30接受输入触发信号，并产生控制信号至控制逻辑单元10后，即进入S状态，而由记忆器20上读取“节”起始段70，读取控制码与第一个字元的起始地址，并由解码器40解出适当的控制信号，然后进入W状态；
在W状态中，将读出第一个字元的字元起始段71，读取其控制码与字元数据的起始地址，并由解码器40解出适当的控制信号，然后进入T状态；
进入T状态后，字元数据721将一个接一个被读出，并送到数字/模拟转换器21上，转换成模拟形式的语音信号，由扬声器22播出，直至读取字尾722，才结束第一个字元；
而上述状态将在下列的条件状况下持续循环：(请参阅图3所示)：
(a)字元数字721＝字尾722，在此条件下，表示该读取字元的数据尚未读完，仍将保持于T状态下循环。
(b)字元数据721＝字尾722，但未到节尾714；在此条件下，表示上一字元数据721已读完，但该段声音未到一段落(即未达节尾)，故控制逻辑单元10即回到W状态，读取下一字元起始段71及其数据。
(c)字元数据721＝字尾722，且已到节尾714，而控制逻辑单元10仍在触发状态中；在此条件下，表示一节声音已读完，但控制逻辑单元10仍在触发状态中，故回到S状态下，读取“节”的起始段70及下一个字元的起始地址，并依序进入W及T状态。
(d)字元数据721＝字尾722，且已到节尾714，而控制逻辑单元10已无触发信号输入；在此条件下，表示声音数据已被读完，控制逻辑单元10上亦无触发信号输入，故将跳回静待状态，等候下一次触发。
该中央控制式语音合成器的控制逻辑单元10将以上述流程及条件状况，持续读取记忆器20内的阶层式声音数据。

Claims (2)

1、一种中央控制式语音及旋律合成器，包括一个控制逻辑单元，其周边连接有记忆器、输入处理器、解码器、节拍产生器及时序电路；其中，记忆器输出端设有一个数字/模拟转换器，数字/模拟转换器的输出端通过一个晶体管连接有一个扬声器，以供输出合成语音；其特征在于：控制逻辑单元主要依据输入处理器提供的触发讯号读取记忆器数据，经读取其上起始段的控制码，由解码器对控制码进行解码后，产生控制信号；
记忆器上定义有一个阶层式声音数据，以同时存储声音、地址及控制信号；
输入处理器主要依输入信号及解码器解译的控制信号，产生触发方式的控制信号；
解码器用以解读控制逻辑单元由记忆器上读取的数据，以产生控制信号；
节拍产生器用以产生播放旋律时所需的时序控制信号；
控制逻辑单元读取记忆器上的阶层式声音数据，产生合成语音及旋律；
由逻辑控制单元读取记忆器上的阶层式声音数据，由解码器解码产生控制信号后，提供输入处理器，配合输入信号产生触发方式的控制信号予控制逻辑单元，构成系统的运转；
所述记忆器上的阶层式声音数据，对记忆器空间的安排分为：“节”起始段、字元起始段及字元数据区段三大部分。
2、根据权利要求1所述的中央控制式语音及旋律合成器，其特征在于：
所述“节”起始段依序定义有：起始地址、语音或旋律、触发方式及输出控制信号数据；
字元起始段上依序定义有：起始地址、输出控制、节拍设定及“节尾”；
字元数据区段上依定义有：字元数据1～n及“字尾”。
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