DE1811040A1 - Anordnung zum Synthetisieren von Sprachsignalen - Google Patents

Description

P«f«nfinwHlt· ₄»._<n,_ft Dlpl.-Ing. ft. Beetz u. 191 1- U H W DtpL-ing» Lamprecht

2. St*1nsdorfttr. 11

81-H.O99P 26.11.1968

HITACHI, LTD., Tokyo (Japan)

Anordnung zum Synthetisieren von Sprachaignalen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Synthetisieren von Sprachsignalen, und zwar insbesondere, auf eine solche Anordnung, bei der die Sprachsignale auf künstlichem Wege durch Zusammensetzung vergespeicherter akustischer Grundelemente zusammengesetzt werden, was im folgenden als Vorspeioher- ^ und-Suaammensetz-System bezeichnet werden soll.

Bei einem solohen System wird als vorgespeicherte Einheit üblicherweise ein ganzes Wort verwendet. Daher bedarf es sur Steigerung des Umfangeβ an synthetisierbaren Sprachsignelen und zur Erweiterung des Einsatztereichee einen aolchen Systeme von einem begrenzten Spezialgebiet auf einen allgemeineren Rahmen einer drastischen Vergi'ößerung der Anzahl der gespeicherten Grunöelemente oder Worte. Eine solche VorcröDerung der vorge-

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speicberten Worte führt nun aber unvermeidlich zu einer Aufblähung und Kompilierung des Systems und steigert aufierdcM die für das Auslesen eines gesuchten Wortes erforderliche In· griffezeit· ^j

Als möglichen Ausweg zur Lösung dieser Probleme könnte daran denken, anstelle ganzer Worte nur einzelne Silben als vorgespeicherte akustische Grundelemente zu verwenden· Jedoofc leidet diese Methode bekanntlich daran, daß die Qualität der synthetisierten Sprachsignale sowohl hinsiohtlioh deren Klarheit als auch hinaichtlich deren Natürlichkeit sehr tu wtineehen übrig läßt. Ein Grund für diese verminderte Qualität der synthetisierten Sprachsignale liegt darin, da8 sich ein durch Zusammensetzen von Silben aufgebautes Wort in den charakteristischen Merkmalen der es aufbauenden Silben, wie z.B. den Foreant-Prequenzen, der Intensität der HUllkurre, der Pitoh-Frequena und der Dauer, sehr stark von dem gleichen Wort unterecheiivt, wenn dieses in natürlicher Sprechweise im Zusammenhang *l*4 finer besonderen Bedeutung aufgesprochen wird« Der ·1μ1§Ι zur Überwindung dieses Problems besteht wieder in einer fierirag der Anzahl der vorgespeicherten akustlsohen te, was jedoch dem mit der Verwendung von Silben als gespeicherte Grundelemente angestrebten Zweck gerade zuwiderläuft·

Der Hauptzweck der Erfindung besteht daher darin, eine verbesserte Anordnung zur Synthetisierung von Spracheignalen nach dem Torspeicher-und-Zusammensete-Syatem zu schaffen, bei

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dem die oben erwähnten Mangel beseitigt sind. Ziel der Erfindung ist es dabei, die Mannigfaltigkeit der aynthetieierbaren Sprachsignale zu vergrößern^ die Anzahl der als Grundelenentβ für den Aufb&u der synthetisierten Sprachsignale zu speichernden Sprachelomente auf ein Minimum zu reduzieren, die Qualität' der eynthetir.ierten Sprache insbesondere hinsichtlich deren Natürlichkeit zu verbessern und insgesamt den Platssbedarf für die gesamte Anordnung zu verringern.

Erfindungsgemäß werden als vorzuspeiohemde akustische Grundelemente stimmhafte Laute, von denen jeder eine konstante Wiederholun^srate hat, und Konsonanten unter Einschluß von laeal-Inuten, stimmlosen !bauten und st!anhaften Konsonanten verweadet. Jeder stimmhafte Laut wird durch wahlweises Auslesen and Zu·*»« men set sen einer Anzahl von gedämpften Sinus Schwingungen vereolileßerier Pro qu ens, θ ie zuvor auf einem Aufzeichnungsträger auf geaeicfcnet sind, in variierenden und durch ein Steuersignal feetlegbaren Zeitintcrvallen erzeugt. Der konsonantische Anteil der eynthetisierten Sprachsignale dagegen wird entweder «αβ einer An« W zahl natürlich ausgesprochener Konsonanten oder eyntlietiaierter Konuonanten zusammengesetzt, welche die charakteristischen Merkmale der natürlichen Konsonanten wiedergeben. Diese das Spraohsignal aufbauenden Konsonanten werden auf einem Aufzeichnungsträger vorgespeichert und unter Steuerung durch ein Steuersignal, das sowohl den Auslesezeitpunkt als auch die Auslesedauer bestimmt, ausgelesen.

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Zur Erläuterung der Einzelheiten der Erfindung wird in der folgenden Beschreibung auf die Zeichnung bezug genommen· Ee !eigen t

Fig. la, 1b und 1c Darstellungen der Wellenform eines Sprachsignale und deren charakteristischen

Spektrums;

Pig. 2a» 2b, 2c und 2d Darstellungen der Wellenform einer

speziellen Sinusschwingung und deren charakteristischen Spektrums;

φ ■ Fig. 3 und 4 schematise!^ Darstellungen zur Veranaobauli-

chung der Synthese von Wellenformea mittels eines Magnettrommelspeichersι

Pig. 5 ein Blockschaltbild für eine eifindungsgemäß· Anordnung zur Spraeheynthetiaieruag; und

Fig. 6 und 7 Sohaltbilder zur Irläuterua« der Arbeitsweise

wesentlicher Teile dieser Ausfuhru»gsfarm einer

erfinduttgsgemäßen Anordnung.

Grundsätzlich entsteht Sprache dann« wenn entweder ein durch Vibration der Stimmbänder erzeugter und annähernd periodisch wie-φ derholten intermittierenden dreieoklgen Wellen entspree*e»der stimmhafter Laut oder ein duroh einen auf eine Zusamoenslehunii dee Yokaltraktes zurückgehenden turbulenten Luftstrom erzeugter unrl angenähert weißem Rauschen entsprechender stimmloser Laut durch einen in dem Vokaltrakt, d.h. einem zwischen der Stimmritse und den lappen liegenden artikulatorisohen Organ auegebildeten Hohlraum hindurchgeht.

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Zn Fig» 1a, die einen Ausschnitt aus der Wellenfora eines

nale darstellt, entspricht der mit der Bezügezahl 1 bezeichnete Abschnitt einem stimmhaften lAut, la de» die fiederholunßsrate einer Vokalbasis konstant ist, und der mit der Bezugs zahl 2 bezeichnete Abschnitt einem Konsonanten. DiePrequeneapektren der beiden den Abschnitten 1 und 2 In Fig· 1a Beigeordnet cn Laute kennzeichnen sich, wie aus Yig· Ib bsi*, fig. Ie er* sichtlich ist, du roh ihre Hiillkurven 3, die ein Maß für die Re* ^ sonajizlcenngrößen des artikulatorisehen Raumes darstellen, und durch ihre Internstruktur, die ein Maß für die tenngrößen der Vokaibasis darstellt, wobei die ersteren außerdem hauptsächlich durch verschiedene einzelne ResonansskenngrOBen, d.h. die foraanten, 4, 4¹, 4", 5 und 5' bestimmt norden» und die letitere hauptsächlich durch ein harmonisches Linienepektrum 6 gekennzeichnet ist, das die Periodizität und die Zufälligkeit eine· kontinuierlichen Spektrums aufweist.

Erfindungegemäfl vrlrd die Synthetielertmg eines atlmmhaften M lauteo mit einer konstanten Wiederholungsrate_v der beispielsweise ein charakteristische» Spektrum aufweist, «it ds in flf· 1» veranschaulicht ist, aus einer Anzahl von vorgeipeioherten gt* ' dämpften Sinusschwingungen verschiedener fr«quens erleichtert.

AIo näohateo soll nun das Grundprinzip einer solchen Synthese naher erläutert werden·

Bine gedämpfte Sinusschwingung, wie eie in ϊίβ· 2a darge-

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stellt ist, ergibt ein einseines Resonanzfrequenzspektruia, 91· es in Fig. 2b gezeigt ist. Dabei läßt sich diese gedämpft« Si« nueochwinguns durch den Ausdruok «- *tn co .^ darstellen, in dem ^Cden Dämpfungsfaktor, t die Zelt und t*>^ die Kreisfrequenz für die Sinusschwingung bedeuten· Wird die gedämpf te SinuaSchwingung mit einer konstanten Periode T wiederholt, wie dies in Pig. 2c veranschaulicht ist» so geht ihr Frequensopektrum in ein harmonisches Linienepektrum über, wie ea in Hg· 2'd dargestellt ist. Aus der akustischen Theorie der Spracherzeugung ist bekannt, daß eich die In flg. 1b dargestellte Hüllkur« ve 3 durch kontinuierliche Aneinanderreihung einzelner Resonanskennlinien geninnen läßt, wie sie in Fig. 2b dargestellt ein*. rahor läßt sich ein solcher stimmhafter laut mit einer konstftnten Pitch-Periode oder Viederholungsperiode für die Vokalbaele wie etwa der Vokal "e" dadurch synthetisieren, daß «an eine Yorgespeicherte gedämpfte Sinusschwingung von der Formant-Frequen* dea betreffenden Vokals äquivalenter Porfflant-Prequens mit einer vorgegebenen Periode mehrfach wiederholt und dabei die Amplituden der wiederholten Schwingung so steuert« daß die nftflltetflMB-den Bedingungen erfüllt wardens Die relative Amplitude dee «weiten ?ormanten beträgt (^/^' » ¹^¹* ^aie relative Amplitude de·

dritten Formanten ('^₁/^₂)² (^ω ₂/^₃)², wobei ^₁, ^₂ und ^₃ .J^ v;oils die Kreisfrequenzen des ersten, des zweiten bzw. de·¹ dritten P ο man ten des Laute a bedeuten· ^:

Außerdem Ifißt sich ein Ubergangelaut zwischen eine· atlsm-

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haften Laut mit einer konstanten ViederholungsfrequenB, d.h. einem Laut mit einem speziellen Prequenzspektrum, und eine« weiteren Laut mit einem anderen Frequenzspektrum mit hinreichender Glätte bzw. Veiohbeit durch die folgenden Schritte synthetiuieren: Quantisierung der Änderung in der frequenz der charakteristischen Pormanten der jeneiligen Laute zwischen diesen bei· den stimmhaften Lauten, Synthetisierung von Lauten durch Zusaa-

^onsetsimg gedämpfter 8inueschwingungen in der oben beoohriebeet nen Weiee und anschließende Verbindung der so gebildeten Laute ^w

miteinander«

Dene ntsprechend braucht die Ansah! der akustischen GrunA* elemente, die in der erflndungegemäBen Anordnung sur Bpracheynthetlsiening vorgespeichert werden nüssen» nur so grot zu «eint laß sie die für den Aufbau eines Sprachsignale unter ElnsohluB des ersten₍ des zweiten und des dritten Foment en wesentlichen Frequenabänder alt hinrelohenden Spielraun abdeokt« Ein Seispiel flir e^ne solche' Anzahlt wie sie bei einer AusfUhrungeforra einer

erfindungsgemaeen Anordnung realisiert worden let, ist in der ^ nachstehenden Tabelle 1 dargestellt.

Tabelle 1: Beispiel far die Anzahl der in Fora gediapfter Sirusschwingungen vorgespeicherten akustisohen Orundelemente

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Formant Frequenzbereich Quantisierungs·

stufe

1. 200 *v 950 Hz

2. 800—2400 Hz

3. 2200-3500 Ez insgosaiat200'"^N'3500 Hz

50 Hz

Kanal- Bit-Anzahl anzahl

16

Logarithmischer 16
Maßstab

η η β

40

4 4

3 11

Was nun die konsonantischen Anteile der Sprache (Nasallaute, stimmlose Konsonanten und vokalisohe oder stimmhafte Konsonanten) anbelangt, so ist es lediglioh erforderlich. Signale vorzuspeichern, die den Kenngrößen der jeweiligen Konsonanten entsprechen. Die Anzahl derartiger Signale beträgt höchstens 16, wie dies in der nachstehenden Tabelle 2 dargestellt iflt·

Tabelle 2t Beispiel für die Anzahl der g«speiohtrten konsonantischen Grundelemente·

Rciblaute

Explosivlaute

Nasallaute

Kontronaat Anzahl Konsonant Anzahl Konsonant Anzahl der

der Grund- der Grund- Grundelemente

elemente elemente

1	P	1	ra	1
1	t	CVl	η	1
5	k	3	I	1

Pamer.tspreelnsnd liegt die Gesamtanzahl für Ale zu speichernden akustischen Grundelemente in der GröOenordnung von 50«,

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Sur Verbesserung der Hatürlicfeteeit der auf diese Weise aufgebauten Sprache ist es erforderlich, die Periode für die oben beschriebene wiederholte Erzeugung der gedämpften Sinusschwingungen in Übereinstimmung Kit der Pitch-Periode der zu synthetisierenden Sprachsignale au steuern.

Ira folgenden wird eine gangbare Methode für eine derartige Steuerung unter Bezugnahme auf Pig. 2 näher beschrieben! in der ein Kagnettrommelapeicher echenatisch veranschaulicht ist, in den ~ die oben beschriebenen gedämpften Sinusschwingungen eingespeichert sind.

nimmt man an, daß der unterste Wert für die Pitch-Prequen« der SU synthetisierenden Sprachsignale bei 50 Ha liegt, so müa-εεη. die gedämpften Sinus schwingungen über 20 ms hinweg ge spei« chert werden, was einer Periode fUr die Umdrehung der Magnettrommel entepricht. Dies bedeutet, daß die Zeitkonstante für die Dämpfung der Sinusschwingungen, für den Höchstfall auf etwa 20 ms an* zusetzen ist· Diese Annahme ist mit Rücksicht auf die Bandbreite ™ der Vokalformanten angemessen. Hund um den Umfang der Magnettrommel sind beispielsweise sehn Leseköpfe mit gleichen gegenseitigem Λbatand verteilt angeordnet, so daß der zeitliche Abstand zwischen zwei benachbarten Leseköpfen 2 me beträgt· Dieser Zeitabctand bedeutet gleichzeitig die Minimal größe für die Steuersohritte für die Pitch-Periode, und die Pitch-Prequenz wird dann entsprechend der Auswahl der leseköpfe in den nochstehenden zehn Stufen geregelt: 50 Hz, 55,5 Hz, 62,5 Hz, 71,5 Hz, 83,5 Hz, 100 Hz,

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125 Kz, 166 Hz, 250 Ez und 500 Hz. Dioae Schrittweiten lassen s:Lch selbstverständlich durch eine Vergrößerung der Anzahl H der leseköpfe entsprechend verkUrsen.

Unter Bezugnahme auf die Darstellung in Fig· 3 sei angenommen» daß der Lesekopf 1_Q su einem bestimmten Zeitpunkt im Lessvorgang begriffen ist und daß daa Zeitintervall T_Q den zeitlichen Abstand zwischen der Analesung duroh den Lesekopf I₀ und der Auslesung durch den leeekopf X₁ bedeutet. Beginnt der näohste . AusieseVorgang dann, wenn der Anfang des aufgezeichneten Signals die Stellung des Lesekopfea I-J₊^ erreicht, so wird das Zeitintervall zwischen zwei Auslesungen um f'· k Sekunden länger. Beginnt aie nächste Auslesung dagegen an der Stelle de3 Lesekopfea I₁.^, so wird des Zeitintervall zwischen awei aufeinanderfolgenden Auslosungen um f. k Sekunden kürzer. Dabei bezeichnet Tdas Zeitintervall, das verstreicht, b'.v sich eine Mantellinle der rotierenden liagnettrommel von einem Lesekopf zu dem nächstfolgen- β·η Leeekopf rreitergedreht hat. Nimmt man nun an» daß das aufgezeichnete Signal durch einen Lesekopf kontinuierlich während einer vollen Umdrehung der Magnettrommel, d.h. 20 ms lang, ausgelesen wird» so ersieht man aus Pig. 4, daß eich der Anfange* ahscb'/iitt jeder Ausleneperiode mit einem Teil des von dem vorangehenden Lesekopf auo^eleaenen b'ignales und der Sndabsohnitt Je-

. der Ausleseperiocle mit einem Abschnitt in dem von dem nachfolgenden Lesekopf ausgelesenen Signal überschneiden, so daß der über- .

. gang r.Y/iochen den physikalischen Kenngrößen sich weicher vollzieht, woraus sich eine, varbeaaerte Qualität der synthetisierten Sprachsignale ergibt. 9Q₉₈₃₀/0864

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Ale nächstes sollen der Aufbau und die Arbeitsweise einer Anordnung r.ur Spraohsynthelisierung mittels Vorspeiciierung und Zusammensetzung der vorgespeicherten Signale gemäß der Erfindung anhand einer bestimmten Ausführimgoforra einer erfindungsgemäöen Anordnung im eineeinen dargelegt werden.

In Pig. 5, die ein Blockschaltbild einer Au3führungsform der Erfindung darstellt, 1st ein mebrkanaliges System mit η Auscangekanälen veranschaulicht· Die Bestandteile des in ein Sprachei-gn&l umzuwandelnden Satzes, die in einem Hauptgerät 10, beicpielsT7ei»e einem üblichen großen schnellen Elektronenrechner, Ausgewählt werden, werden unmittelbar in ausgangseeitige Spraoh-B teuer signale'*t1, 12, ...In für einen Hagnettrommelspeicher 20 umgesetzt, der ein sogenanntes Ausspracheverzeichnis, d.h. einen &£ts von Steuersignalen für die zu artikulierenden Spraohelemen-

" · ' to enthält, und anschließend auf Steuersignaldekoder 101, 102,·.· 1On fUr die jeweiligen Kanäle verteilt, in denen die aufgeteilten Steuersignale in eine örupjte greifbarerer Steuerdgnale 21, 22, ·..2n für die Auslesung Her aufgezeichneten akustieohen örundcleaente dekodiert werden..

Ein Teil der dekodierten Signale wird Torschaltungsmatrizen 201, 202, ...2On für die Auswahl der aufgezeichneten Sprachtlemtnte zugeführt, während der übrige Teil Gruppen von Analogmultiplikatoren (311, 312, 313), 321, 322, 333) *..(3n1, 3n2,3n3) zur Steuerung der relativen Amplituden der ausgelesenen Signale

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st. Auf diese Weise wird ein fjpcziellee akuotiechas Grundelement durch einen speziellen Leoekopf auf der Speichertrommel 30 für diese akustischen Grund elemente in einem besonderen Zeitpunkt ausgelesen; und anschlieGsnd wird die relative Amplitude in der der ausgeleaenen Signale erforderlichen ..'eise gesteuert· Die in ihrer Amplitude gesteuerten Auagangs3ignale werden SumciierverBtärJcera 313, 324·,...5n4 in den jeweils zugehörigen Kanälen zugeführt, darin untereinander aufsummiert und anschließend in ITultiplikatoren 315, 325,...3n5 ao in ihrer Intensität gerogelt, wie dies fUr ein Phonem und ein integriertes Spraohsignal erforderlich ist.

Anschließend werden diese Ausgangssignale in Summierverstfcrkera 316, 326,...3n6 mit Konsonanten kombiniert und werden so zu resultierenden Ausgangsaprachaignalen 31» 32,..·3η· Dae oben beschriebene Verfahren wird beispielsweise alle 10 ms wiederholt, und auf diese Weise erhalt man ausgangsseitig ein kontinuierliches Sprachsignal.

Als nächstes sollen die wesentlichen Bauteile des oben ervfilmten Systems im einzelnen beschrieben werden· Wie bereite oben erläutert, wird ein Sprachsignal erfindungsge:aöß in zwei feile aufgeteilt, nämlich einen ersten Teil, der die Yokale und libergangslaute unter Einschluß der Halbvokale und Fließlaute enthält, und einen zweiten Teil, der die Konsonanten, und iwar stimmlose Konsonanten, stimmhafte Konsonanten und Hasallaute enthält. Bei der Sprachsignalsynthese wird der erste Teil

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durch- wiederholte Auslesung von vorgespeicherten gedämpften Sinne Schwingungen i» variierenden Perioden erzeugt, während der zweiLta Teil durch unmittelbare Auolesucg der jeweils erforderlichen Wellenformen aua den aufgezeichneten konsonantischen vfellsn-formen gewonnen wird, und schließlich werden beide Teile mit <: ir ander kombiniert, Nun ist es bereits bekannt, daß sich Reibelaute und Explosivlaute durch Vergrößerung der Überlappung zwischen dem konsonantischen Teil des Sprachsignale und dessen die Vokale und Ubergangslaute. enthaltendem Toil und Explosionslaute außerdem durch Versteilerung des die Vokale und die Uberjsangalaute enthaltenden Teiles dee Sprachsignale gewinnen lassen· Demzufolge laßt oich jede beliebige üilbe aus den beiden oben beschriebenen Teilen eines Sprachsignals synthetisieren.

Von diesen beiden Teilen jedes Sprachsignale verlangt lediglich der erste Teil eine wiederholte Auelesung in variierenden Perioden_y und diese variablen Perioden sind außerdem allen ersten, zweiten und dritten Formanten gemeinsam.

Daher kann bei der nun folgenden Erläuterung der Auslesung der aufgezeichneten akustischen Grundelemente auf einen gesonderten Kanal Bezug genommen werden. Die auf der Magnettrommel 30 aufgezeichneten akustischen Grundelemente lassen sich in zwei Kategorien aufgliedern, nämlich eine erste Gruppe von gedämpften Sinusschwingungen, die zur Synthese des oben erwähnten ersten» die Vokale und übergängslaute enthaltenden Teiles des Sprach-

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signals dienen» und eine zweite Gruppe von konsonantischen WeI-Io r, formen. Die erste Gruppe ist in drei einander in Rand be r eichen überlappende Gebiete aufgeteilt, nämlich ι den.ersten Porraantbi»reioh (16 Kanäle zwischen 200 und 950 Hz), den zweiten Formantbereich (16 Kanäle zwischen 800 und 2400 Hz) und den dritten ?ormantbereich (8 Kanäle zwischen 2200 und 3500 Hz). Zur Vereinfachung des Aufbaues der Steuerung sind die Spuren auf der Mag« nettrommel 30 entsprechend den beiden oben erwähnten Kategoriern unterteilt, wobei die erste Jv.tegorie weiter in drei Zonen,, nümlieh eine erste, eine zweite und eine dritte Zone unterteilt lot. Auf diese Weise sind die Aufzeiohnungsspuren auf der Trommel auf vier Zonen verteilt.

Dies bedeutet wiederum, daß dis Speichertrommel 400 für die akufttiochen Grundelemente in Tier Zonen 401 ₉ 402« 403 und 404 unterteilt iet, wie dies in Fig. 6 dargestellt ist. Die Aus» gan£3&ignale von Leseköpfen für die jeweiligen Kanäle in diesen vier Zonen werden iorsohaltunssmatrisea 411, 4Ϊ2₉ 413 und 414 fUr iie Auswahl dieser Auegangseignal® zugeführt. Ton diesen vier Torschaltiinßsmatrizen werden die Matrizen 411 # 412 und fUr die Bildung der ?ornianten gemeinsam mit einem Iiesekopf^Auswahlsignal 451 gespeist, während die verbleibende Matrix 414 mit c ir cm Signal 452 für die Ausvjahl des Lesekopfes für die Auslösung der Konsonanten versorgt wird.

Um zu bestimmen, welcher *anal, d.h. welohe i'requeniB, in iflen jeweilii^en Zonen ausgewählt werden soll, werden den ent-

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sprechenden Matrizen Frequenz-Auswahleignale. 461 _f 462 und 463 zugefUIirt, da die ersten, zweiten und dritten Formanten unabhängig voneinander gesteuert «erden sollen. Entsprechend diesen Steuersignalen erhält man an Ausgangsklemmen 471 _v 472 und 473 der 2orochaltungsmat rissen 411, 412 und 413 gedämpfte Sinusschwingungen verschiedener Irequcna (entsprechend der jeweiligen Pormant-Prequens) in wiederholter Äugleeung mit speziellen Perioden (entsprechend den jeweiligen Pitch-Perioden). Die Aue- ^ ^cn^ssignale der fcatrizen 412 und 413 werden bezüglich ihrer relativen Amplitude gegenüber dem Ausgangesignal der Matrix 411 in Analog-Hultiplikatoren 422 und 423 mit Bezug auf Steuersignale 465 und 466 geregelt und anschließend gemeinsam mit dem Auagangssignal der Matrix 411 in eines 3ummierveretärlcer 431 auf summiert. Bas Auogangasignal des Summierverstärkers 431 wird a^BercJom in einem Analog-liuliplikator 441 in seiner Amplitude mit Bezug auf ein Steuersignal 481 in der T/eis· geregelt, deJ es eine gute Wirkung fUr den Yokalklang und die Spr?..ohe ergibt, und anschließend Über eine Ausgangsklemne 490 als kontinuierli- (1 ches Sprachsignal nach außen abßegfcen· ·' '

Wird ein Konsonant verlangt, so wird das durch die **atrlx 414 ausgewählte konsonantische Signal den den Vokalen und übergang alauten entsprechenden Signal in einen Summierrerstärker i:uaddiert_f nachdem es in einem Analog-Hultiplikator 424 eine passende steuerung seiner relativen Amplitude gegenüber dem die Vokale und übergangslaute enthaltenden Signal nit Bezug auf ein Steuersignal 468 erfahren hat.

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In Pige 7 ist ein Ausschnitt aus einer der in Pig. 6 dar-3?orschP.ltung3iaatrizen 411, 412, 413 und 414 für die der rorgespeicherten akustischen Grundelemeate im einzelnen Jargesteirt. Da die Toi^chaltungsmatrizen 411, 412, 413 und 414 einander in ihrer Arbeitsweise im wesentliche» entsprechen» kann sich die nachstehende Beschreibung auf lediglich eine davon beschränken.

Für die Darstellung von J.⁽¹ig. 7 sei angenommen, daß 1 aufgezeichnete Spuren 1, 2...1 auf der Magnettrommel 400 wahlweise durch N Leseköpfe 1, 2...H ausgelesen werden sollen.

Das Signal 451 (fUr die Matrizen 411, 412 uad 413) oder das Signal 452 (für die Matrix 414)» das die Leaeköpfe bezeichnet_{, durch welche die aufgezeichneten Signale ausgelesen werden sollen» wird einem Dekoderpuffer 500 zugeftShrt, in dem ee dekodiert wird. Der Dekoderpuffer 500 speist von den Ausgangs leitungen 501 bits 5ON die zu den ausgewählten Lesekßpfen führenden Ausgangsleitungen mit dem Ausgangseignal "1" und alle übrigen mit dem Ausgangs« signal "Ο". .

Inzvvisohen wird das Signal 461 (für die *atrix 411), das Signal 462 (für die Matrix 412) öder das Signal 463 CfUr die *atrix 413), das die Kanüle angibt, derer» Ausgangesignale abgenommen werden sollen» einem »weiten Dekoderpuffer 600 zugeführt und du$}n dekodiert. Der Dekoderpuffer 600 speist von Auegangeleitungen 601, 602...601 die ausgewählten leitungen mit dem Sig-

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nal "1" unö. alle übrigen -Leitungen mit dem Signal "Ö"· ta· mm die aus den einzelnen Spuren auf der Magnettronael ausgelassen analogen Signale anbelangt , so werden die AuegangsaignaJ.e der den eraten I»eseköofen zugeordneten Spuren Klematn 11, 12,....,bsw.1l, die Ausgangssignale für die dtn zweiten £eaeköpfen sageordneten Spuren Klemmen 21, 22,...., be«· 21 und die Aus gang s signale ftir die den N-ten-Ieeeköpfen zugeordneten Spuren Klemmen ΗΊ» N2,..,bzw· Hl zugeführt.

Wie aus Fig. 7 ersichtlich, werden digitalen UWD-Schaltun- £cn 111, 121,...111; 211, 221,...211 bzw. 111, 121,...IH mit Torschaltungeauewahlaignalen 301, 502,...501 und 601, 502,...6Ol geapeist. Als FoI^e davon Offnet von den VzI Torschaltung« nur die Torschaltung, die Im speziellen Fall das Signal "I" su* geführt erhält, und gibt nur die jeweils zugehörigen Torsohaltung von don nachfolgenden analogen Toreohaltungtn 112» 122,.,. 112} 212, 222,.*.212ι H12, 122,...112 ein Ausgangssignal ti· ab. Auf diese V/eise wird das von tie π speziellen ^eeekoof aus der

speziellen Spur aus£eleeene Ausgangesignal ausgewählt. ^

Außerdem gibt das dekodierte Ausgangssignal des Dedekoder« verstärkern 500 nicht nur den auszuwählenden Lee elco pf an, sondern auch den Zeitptmkt, zu dem ein Signal von diesem Lesekopf ausgelesen werden soll (da das Signal stets vom otartpunkt der AufzeichnunH ^us ausgelesen wird, kann der Startzeitpunkt ohne weite· res aus dem ^eitimpula auf der lagnettronaiiel beatirjat werden)· Nimmt man daher an, daß die digitalen UKD-.Schaltungen 11, 211,·.. 1111, wenn sie sofort geöffnet werden, das Ausgangssignal ·Τ·

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während einer vollständigen Umdrehung der Trommel (die £Ugehöri~ ge Periode To beträgt beispielsweise 20 ms) beibehalten« dann laßt die zugehörige Auswähltorschaltungematrix eine Aueleaung zu, wie sie in *ig. 4 veranschaulicht lot.

Die Ausleseausoangssignale «erden in einem Endverstärker 700 auf summiert und nach außen abgeben. De Been Auegangsaignal ent· Bericht einem der in ?ig. 6 eingezeichneten AusgangeSignale 471* 472 oder 473.

FUr die Torsehaltungsmatrix für die Konsonantenauavahl wird die Au ale sung einer epezlellen Spur durch einen speziellen *<eeekopf fortlaufend nährend einer desa jeweiligen Konsonanten eigenen Dauer verlangt. Dies wird durch !steuerung der Auelesedauer mit Hilfe des von den Dekoderpuffer 5 0 dekodierten Signals erreicht, während die Auslesedauer fUr die Vokale konstant ist und bei» epielsweiae 20 ms betrugt; Das Ausgangssignal für dl· lonaonantenauewahl entspricht dem Signal 474 in Fig« 6.

Ks liegt auf der Hand, daß daa oben beschriebene *rinslp der Erfindung sich in gleicher V.'elae sowohl auf digitale Aufzeiohnungsmetboden für akuatieohe GrUkidelemente als ftuoh auf einen ans einer Anzahl von ächteberregiatern bestehenden eykliachen Spei-* eher anwenden läßt. Jedoch versteht es eioh dabei von selbst, daß flir den Tall einer digitalen Aufseiohnung ein Digital-Analog-Wandler erforderlich lst_t.uo die aus der Aualesung resultierenden Ausßangssignale in Analogsignale zu Überfuhren.

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Claims (2)

1511040 - 19 -Patentansprüche

1. Anordnung zum Synthetisieren von Spraohsignalen naoh der Tor·

cpeicher- und •Zusaiamensetz-Hethode,

einen gekennzeichnet durch/eine Anzahl von gedämpften Sinueechningun-

CQn verschiedener Frequenz enthaltenden Speicher»

eine Einrichtung zum selektiven und periodischen Auslesen ^ri«de ctens einer dieser Sinusschwingungen mit variabler Auslesenrio- ^ de unter Steuerung durch ein Steuersignal,

einen eine Anzahl von kontinuierlichen Signalen mit jeweils civ.om Konsonanten entsprechenden Kenngrößen enthaltenden Speicher

und eine Einrichtung zum selektiven Auslesen mindestens eines die« cer kontinuierlichen Signale zu einem speziellen Zeitpunkt unter steuerung durch ein Steuersignal.

2. Anordnung nach Anspruch 1,

gekennzeichnet durch eine zusätzliche Einrichtung wie Zusanunen· setzen der von den beiden Aueleseelnriohtungen abgegebenen Aue- fl gangssignale·

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