DE2227476B1 - PROCEDURE AND ARRANGEMENT FOR GENERATING QUASI-SYNTHETIC LANGUAGE IN A VOCODER - Google Patents

PROCEDURE AND ARRANGEMENT FOR GENERATING QUASI-SYNTHETIC LANGUAGE IN A VOCODER

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DE2227476B1 DE19722227476 DE2227476A DE2227476B1 DE 2227476 B1 DE2227476 B1 DE 2227476B1 DE 19722227476 DE19722227476 DE 19722227476 DE 2227476 A DE2227476 A DE 2227476A DE 2227476 B1 DE2227476 B1 DE 2227476B1
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Description

Von K. Steinbuch wird in »Taschenbuch der Nachrichtenverarbeitung«, Springer Verlag Berlin, 1962, S. 851 ff., neben einer Reihe anderer unter der Bezeichnung »Vocoder« bekanntgewordener Einrichtungen zur Erzeugung quasi-synthetischer Sprache auch der Kanalvocoder beschrieben. Bei einem derdaß dieser Flip-Flop-Stufe außerdem noch als Startimpulse die von dem Sprachgrundfrequenz-Generator oder die von dem Rausch-Generator erzeugten und durch das Stimmhaft-Stimmlos-Signal ausgewählten Impulse zugeführt werden, wobei sich der zeitliche Abstand zwischen den Startimpulsen und den Stopimpulsreihen von Reihe zu Reihe verdoppelt, und daß vom Ausgang der Flip-Flop-Stufe der dauermodulierte Kanalpuis entnehmbar ist. Bei einer Weiterbildung dieser Anordnung werden die Impulse mit den verschiedenen benötigten Impulsbreiten von einem zentralen Generator direkt erzeugt. Es ergibt sich eine Anordnung, bei der in den Kanal-Syntheseeinheiten ein Zwischenspeicher mit einer als Auswähler wirkenden Schaltanordnung verbunden ist, bei der ein zentraler Generator vorgesehen ist, der mehrere Reihen von Impulsen erzeugt, wobei sich die Dauer der Impulse von Reihe zu Reihe verdoppelt und jede dieser Impulsreihen über einen gesonderten Ausgang des Generators zur Verfügung steht, bei der diese Ausgänge mit dem Auswähler verbunden sind und am Ausgang des Auswählers der dauermodulierte Kanalpuis direkt oder über eine Anpaßstufe entnehmbar ist. Bei dieser Anordnung ergibt sich neben der leichten Prüfbarkeit und der tSbersichtlichkeit eine besonders große Raumeinsparung. From K. Steinbuch in »Taschenbuch der Nachrichtenverarbeitung«, Springer Verlag Berlin, 1962, pp. 851 ff., Along with a number of others under the name »Vocoder« of well-known devices for the generation of quasi-synthetic speech also described the channel vocoder. With one of the that this flip-flop stage also still as start impulses from the basic speech frequency generator or the generated by the noise generator and selected by the voiced-unvoiced signal Pulses are supplied, whereby the time interval between the start pulses and the stop pulse series is doubled from row to row, and that from the output of the Flip-flop stage of the permanently modulated Kanalpuis can be removed. For further training this arrangement will produce the pulses with the various pulse widths required generated directly by a central generator. There is an arrangement at the in the channel synthesis units a buffer with one as a selector acting switching arrangement is connected, in which a central generator is provided which generates several series of pulses, the duration of the pulses varying from Row to row doubled and each of these pulse rows has a separate output of the generator is available in which these outputs are connected to the selector are and at the output of the selector the continuously modulated Kanalpuis directly or via an adjustment stage can be found. This arrangement results in addition to the easy Verifiability and the clarity a particularly large space saving.

An Hand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen wird die Erfindung im folgenden noch näher erläutert. In der Zeichnung zeigt Fig. 1 eine Kanal-Syntheseeinheit mit einem voreingestellten Zähler und einem 3-Bit/7-Bit-Codewandler nach der Erfindung, Fig.2 eine Anordnung nach der Erfindung, die einen voreingestellten Zähler, einen zentralen Codewandler und Impuls-Generatoren enthält, F i g. 3 eine Kanal-Syntheseeinheit mit einer Schaltanordnung, die Stopimpulse auswählt, F i g. 4 ein Diagramm von in der Anordnung nach F i g. 3 auftretenden Impulsen, F i g. 5 eine Kanal-Syntheseeinheit nach der Erfin- dung mit einer Schaltanordnung, die aus zentral erzeugten Impulsen unterschiedlicher Dauer bestimmte Impulse auswählt, und Fig. 6 ein Diagramm dieser Impulse. With reference to the embodiments shown in the drawing the invention is explained in more detail below. In the drawing, Fig. 1 a channel synthesis unit with a preset counter and a 3-bit / 7-bit code converter according to the invention, Fig.2 shows an arrangement according to the invention, which has a preset Contains counters, a central code converter and pulse generators, F i g. 3 a Channel synthesis unit with a switching arrangement that selects stop pulses, FIG. 4 is a diagram of FIG. 4 in the arrangement according to FIG. 3 occurring pulses, F i g. 5 a channel synthesis unit according to the invention dung with a switching arrangement that selects certain impulses from centrally generated impulses of different duration, and Fig. 6 is a diagram of these pulses.

Die in der Fig. 1 dargestellte Kanal-Syntheseeinheit besteht aus einem Zwischenspeicher 1, der die Kanalinformation C, B, A für mindestens einen etwa 20 Millisekunden andauernden Abtastzyklus digital speichert und bei Auftreten eines Übergabeimpulses ÜP am Eingang 11 die mit C*, B*, A* bezeichnete gespeicherte Information zu einem Codewandler 2 weiterleitet, der den 3-Bit-Code in einen 7-Bit-Code umwandelt, um die auf der Analyseseite vorgenommene Kompression des 7-Bit-Code in einen 3-Bit-Code wieder aufzuheben; einem Zähler 4 mit einer Voreinstellung 3 und einem NAND-Gatter 5. Durch einen bei 12 auftretenden Startimpuls SI wird bewirkt, daß durch die Voreinstellung 3 diejenigen Zählerstufen auf 0 gesetzt werden, für die vom Codewandler eine 1 angeboten wird. Am Ausgang 14 des NAND-Gatters 5 erscheint dann ebenfalls eine logische 1, die einerseits einen Impuls PDM der Sprachgrundfrequenz darstellt und dementsprechend dem Bandfilter, gegebenenfalls über eine Verstärkerstufe, zugeführt wird, andererseits aber auf den Gattereingang 13 für die Zählimpulse Zl zurückgeführt wird. Der Zählvorgang wird unterbrochen, sobald alle Zählerstufen auf logisch 1 stehen. The channel synthesis unit shown in FIG. 1 consists of a buffer 1, the channel information C, B, A for at least one digitally stores a sampling cycle lasting about 20 milliseconds and when it occurs of a transfer pulse ÜP at input 11, the stored one labeled C *, B *, A * Forwards information to a code converter 2, which converts the 3-bit code into a 7-bit code converts the compression of the 7-bit code into cancel a 3-bit code; a counter 4 with a preset 3 and a NAND gate 5. A start pulse SI that occurs at 12 causes that by default 3 those counter levels are set to 0 for which is offered by the code converter a 1. At the output 14 of the NAND gate 5 appears then also a logical 1, on the one hand a pulse PDM of the basic speech frequency represents and accordingly the band filter, if necessary via an amplifier stage, is supplied, but on the other hand to the gate input 13 for the counting pulses Zl is returned. The counting process is interrupted as soon as all counter levels are at logical 1.

Die bei 12 der Voreinstellung zugeführten Startimpulse SI sind entsprechend der Stellung eines von einem Tonhöhensignal gesteuerten Umschalters die Impulse entweder eines Rausch-Generators oder eines an sich bekannten Sprachgrundfrequenz-Generators. Der den Filtern zugeführte Kanalimpuls ist sowohl bei der bisher verwendeten Pulsamplitudenmodulation als auch bei der Modulation der Impulsdauer nach der Erfindung ein schmaler Rechteckimpuls, dessen maximale Dauer durch eine Reihe von Überlegungen zu bestimmen ist. Der Ausdruck für die Fourierreihe eines Rechteckimpulses lautet: dabei ist Ky = TV/To = Tv f, das Tastverhältnis und n = f/fo (fo = Sprachgrundfrequenz, Ty = Impulsbreite). The start pulses SI supplied at 12 of the presetting are, according to the position of a switch controlled by a pitch signal, the pulses of either a noise generator or a fundamental speech frequency generator known per se. The channel pulse fed to the filters is a narrow square pulse, the maximum duration of which is to be determined by a number of considerations, both in the case of the pulse amplitude modulation used hitherto and in the case of the modulation of the pulse duration according to the invention. The expression for the Fourier series of a square pulse is: where Ky = TV / To = Tv f, the duty cycle and n = f / fo (fo = basic speech frequency, Ty = pulse width).

Für Frequenzen, bei denen dieser Ausdruck genügend wenig von 1 abweicht, ist das Oberwellenspektrum eben. Die Impulsdauer darf also einen bestimmten Wert nicht überschreiten. Dieser Wert ergibt sich aus der höchsten zu verarbeitenden Frequenzf/l. Toleriert man einen Abfall der Intensität der höchsten Oberwelle um den Betrag am 1,75 db, so darf die Impulsbreite maximal TV = 64 ys für fh = 5 kHz betragen. For frequencies at which this expression deviates sufficiently little from 1, is the harmonic spectrum. The pulse duration may therefore have a certain value do not exceed. This value results from the highest to be processed Frequency f / l. If one tolerates a drop in the intensity of the highest harmonic the amount at 1.75 db, the pulse width may not exceed TV = 64 ys for fh = 5 kHz be.

Die Frequenz des Zählimpulses beträgt bei den stimmhaften Sprachabschnitten und der tiefsten Sprachgrundfrequenz 1 milz. Die zu übertragende Leistung erhöht sich proportional der Wurzel aus der Sprachgrundfrequenz und ist durch eine Verringerung der Impulsbreite Tv durch Erhöhung der Zählfrequenz fz h fo auszugleichen. Bei einem relativ kleinen Bereich der Sprachgrundfrequenz ist diese Nachsteuerung der Leistung ohne größere Nachteile zu vernachlässigen. The frequency of the counting pulse is in the voiced speech segments and the lowest basic speech frequency 1 milz. The power to be transmitted increases is proportional to the square root of the basic speech frequency and is due to a decrease the pulse width Tv by increasing the Compensate for counting frequency fz h fo. At a This readjustment of the power is a relatively small range of the basic speech frequency without neglecting major disadvantages.

Demgegenüber ist es aber in den meisten Fällen nötig, für die Synthese der stimmlosen Sprachabschnitte die Leistung der Rauschimpulse anzupassen. In contrast, in most cases it is necessary for the synthesis to adapt the power of the noise impulses of the voiceless speech segments.

Dabei ist frist die Taktfrequenz des Rauschimpulses, die etwa doppelt so hoch wie die höchste Übertragungsartigen Kanalvocoder wird das Sprachsignal auf der Sendeseite, also im Analyseteil, durch eine Reihe von Bandpässen mit aneinander anschließenden Durchlaßbereichen in eine Reihe von Spektralkanälen zerlegt und die Hüllkurve dieser Spektralkanäle festgestellt. Weiterhin wird durch einen Frequenzmesser die Höhe der auch unter dem Begriff »Pitch-Frequenz« bekannten Sprachgrundfrequenz festgestellt Die ermittelten Daten werden mit Hilfe einer in der Übertragungstechnik bekannten Multiplexeinrichtung dem Übertragungskanal oder einer Speichereinrichtung zugeführt. Auf der Empfangs- oder Ausgabeseite, also im Syntheseteil des Vocoders, erfolgt eine Trennung der einzelnen Parametersignale hinsichtlich der Höhe der Grundfrequenz und der Entscheidung bezüglich des stimmhaften oder stimmlosen Charakters des Lautes sowie hinsichtlich der Amplituden der einzelnen Kanäle, wobei in der Literatur das Tonhöhensignal gelegentlich auch als Stimmtonsignal bezeichnet wird. In einer Schalt- und Steuerstufe wird, je nachdem, ob es sich um einen stimmlosen oder um einen stimmhaften Laut handelt, entweder ein Rausch-Generator oder ein als Sprachgrundfrequenz-Generator dienender Impuls-Generator angeschaltet. Die abgegebenen Rauschimpulse bzw. die Sprachgrundfrequenzimpulse werden anschließend auf die einzelnen Spektralkanäle verteilt, durch auf einen bestimmten Frequenzbereich abgestimmte B andpässe geleitet, mit den Informationen der jeweiligenHüllkurve amplitudenmoduliert und bilden nach einer Addition das synthetische Sprachsignal. Es ist außerdem üblich, dieses Verfahren so abzuändern, daß die Amplitudenmodulation erfolgt, bevor die Signale die Bandpässe durchlaufen.It is If the clock frequency of the noise pulse is about twice as high as the highest transmission-type channel vocoder, the speech signal on the transmission side, i.e. in the analysis part, is broken down into a number of spectral channels by a series of bandpass filters with adjoining pass bands and the envelope curve of these spectral channels is determined. Furthermore, a frequency meter determines the level of the basic speech frequency, also known under the term “pitch frequency”. The data determined are fed to the transmission channel or a storage device with the aid of a multiplex device known in transmission technology. On the receiving or output side, i.e. in the synthesis part of the vocoder, there is a separation of the individual parameter signals with regard to the level of the fundamental frequency and the decision regarding the voiced or unvoiced character of the sound as well as with regard to the amplitudes of the individual channels, whereby the pitch signal is occasionally used in the literature is also referred to as a voice signal. In a switching and control stage, depending on whether it is an unvoiced or a voiced sound, either a noise generator or a pulse generator serving as a fundamental speech frequency generator is switched on. The emitted noise pulses or the basic speech frequency impulses are then distributed to the individual spectral channels, passed through bandpasses tuned to a certain frequency range, amplitude-modulated with the information of the respective envelope curve and, after addition, form the synthetic speech signal. It is also common practice to modify this method so that the amplitude modulation occurs before the signals pass the bandpasses.

Durch die Aufteilung des Sprachbandes in eine Reihe von etwa 10 bis 16 Spektralkanäle ergeben sich eine Reihe von Funktionsgruppen, die für jeden Kanal der Syntheseseite des Vocoders getrennt vorhanden sind und als »Kanal-Syntheseeinheiten« bezeichnet werden. By dividing the voice band into a number of around 10 to 16 spectral channels result in a number of functional groups for each channel the synthesis side of the vocoder are available separately and as "channel synthesis units" are designated.

Eine Kanal-Syntheseeinheit hat eine Reihe von Einzelfunktionen. Zunächst wird die digitale Information des Kanals für einen Abtastzyklus gespeichert. A channel synthesis unit has a number of individual functions. First the digital information of the channel is stored for one sampling cycle.

Danach erfolgt die Umwandlung des digitalen Signals in ein analoges Signal, beispielsweise einen Strom.The digital signal is then converted into an analog one Signal, for example a stream.

Dieser Analogstrom moduliert anschließend die vom Rausch-Generator stammenden Rauschimpulse oder die vom Sprachgrundfrequenz-Generator stammenden Sprachgrundfrequenzimpulse.This analog current then modulates that from the noise generator noise impulses originating or the basic speech frequency impulses originating from the basic speech frequency generator.

Bei den Anordnungen entsprechend dem Stand der Technik handelt es sich in allen Fällen um Anordnungen, bei denen die Grundfrequenzimpulse oder Rauschimpulse eine Amplitudenmodulation erfahren. The arrangements according to the state of the art are in all cases to arrangements in which the fundamental frequency pulses or noise pulses experience amplitude modulation.

Daraus ergeben sich eine Reihe von Nachteilen, da bei Anwendung amplitudenmodulierter Signale besondere Anforderungen an die Genauigkeit und die Konstanz der Verstärkung der entsprechenden Geräte zu stellen sind, die weitere Forderungen hinsichtlich Temperaturstabilität, präzisen Abgleich und Prüfung in Form einer exakten Messung nach sich ziehen.This results in a number of disadvantages, since amplitude-modulated when used Signals have special requirements for the accuracy and the constancy of the amplification the corresponding devices are to be provided, the further requirements with regard to Temperature stability, precise adjustment and testing in the form of an exact measurement entail.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und zur Durchführung des Verfahrens geeignete Anordnungen zu entwickeln, bei denen keine besonderen Anforderungen an die Genauigkeit und die Konstanz der Verstärkung der Geräte zu stellen sind, die außerdem leicht zu prüfen sind und die einen möglichst geringen Raum einnehmen. The invention is based on the object of a method and implementation of the procedure to develop suitable arrangements for which no special requirements the accuracy and constancy of the amplification of the devices must be ensured, which are also easy to check and which take up as little space as possible.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Dauer der Impulse moduliert wird. The object is thereby achieved according to the invention resolved that duration the pulses are modulated.

Der Erfindung liegt dabei die Erkenntnis zugrunde, daß durch die Umstellung auf Pulsdauermodulation die Anwendung der Digitaltechnik, insbesondere der Binärtechnik und damit die Verwendung integrierter digitaler Schaltkreise möglich ist. Dadurch ergeben sich bei der Durchführung des Verfahrens hinsichtlich der Störunempfindlichkeit und der Stabilität besondere Vorteile. Besonders vorteilhaft ist bei Anordnungen zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung der geringe Raumbedarf und die wesentlich verbesserte Prüfbarkeit. Außerdem ist eine Integrierung der Anordnungen zu sogenannten MSI-oder LSI-Bausteinen, die einen noch geringeren Raum einnehmen, leicht möglich.The invention is based on the knowledge that the conversion the application of digital technology, in particular binary technology, to pulse duration modulation and thus the use of integrated digital circuits is possible. Through this result from the implementation of the method with regard to the insensitivity to interference and the stability have particular advantages. Is particularly advantageous in arrangements to carry out the method according to the invention, the small space requirement and the significantly improved testability. In addition, there is an integration of the arrangements to so-called MSI or LSI modules, which take up even less space, easily possible.

Eine zweckmäßige Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung enthält einen Sprachgrundfrequenz-Generator, einen Rausch-Generator, einen Takt-Generator, Bandpässe, eine Addierschaltung und Kanal-Syntheseeinheiten mit je einem Zwischenspeicher und je einem Codewandler, wobei in jeder Kanal-Syntheseeinheit auf den Codewandler ein Zähler mit einer Voreinstellung folgt und die einzelnen Zählerstufen mit den Eingängen eines NAND-Gatters verbunden sind, von dessen Ausgang eine Rückführung zum Zähler vorgesehen ist und außerdem der dauermodulierte Kanalpuls entnehmbar ist. An expedient arrangement for carrying out the method according to the Invention includes a basic speech frequency generator, a noise generator, a Clock generator, bandpass filters, an adder circuit and channel synthesis units with one buffer memory and one code converter each, with each channel synthesis unit the code converter is followed by a counter with a preset and the individual Counter stages are connected to the inputs of a NAND gate, from its output a return to the counter is provided and also the duration-modulated channel pulse is removable.

Eine bedeutende Vereinfachung und Verringerung des Aufwandes ergibt sich durch Zusammenfassung von Teilen von Kanal-Syntheseeinheiten zu zentralen Einheiten. Die Anwendung eines zentralen Codewandlers wirkt sich bei Vocodern mit besonders hoher Kanalzahl günstig aus und ergibt eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens, die einen Sprachgrundfrequenz-Generator, einen Rausch-Generator, einen Takt-Generator, Bandpässe, eine Addierschaltung und mehrere Kanal-Syntheseeinheiten mit je einem Zwischenspeicher enthält, bei der in den Kanal-Syntheseeinheiten auf den Zwischenspeicher ein vereinfachter Zähler mit einer Vor einstellung folgt, bei der die einzelnen Zählerstufen mit den Eingängen eines NAND-Gatters verbunden sind, wobei von dessen Ausgang eine Rückführung zum Zähler vorgesehen ist und von dem der dauermodulierte Kanalpuls entnehmbar ist, bei der in Abhängigkeit von einem Stimmhaft-Stimilos-Signal ein zentraler Codewandler einerseits entweder mit einem zentralen Impuls-Generator über einen Frequenzteiler oder direkt und andererseits entweder mit einem Sprachgrundfrequenz-Generator oder aber einem Rausch-Generator verbunden ist und bei der der Ausgang des zentralen Codewandlers über ein Gatter mit dem Zählimpulseingang des Zählers verbunden ist. A significant simplification and reduction of the effort results by combining parts of channel synthesis units into central units. The use of a central code converter has a particular effect on vocoders high number of channels and results in an arrangement for carrying out the method, which have a basic speech frequency generator, a noise generator, a clock generator, Bandpasses, an adder circuit and several channel synthesis units, each with one Contains intermediate memory in the case of the channel synthesis units on the intermediate memory A simplified counter follows with a pre-setting in which the individual Counter stages are connected to the inputs of a NAND gate, of which Output a return to the counter is provided and from which the duration modulated Channel pulse can be taken, in which depending on a voiced Stimilos signal a central code converter on the one hand either with a central pulse generator via a frequency divider or directly and, on the other hand, either with a basic speech frequency generator or a noise generator is connected and the output of the central Code converter is connected to the counting pulse input of the counter via a gate.

Eine weitere Vereinfachung ergibt sich bei einer Anordnung nach der Erfindung, die einen Sprachgrundfrequenz-Generator, einen Rausch-Generator, einen Takt-Generator, Bandpässe, eine Addierschaltung und mehrere Kanal-Syntheseeinheiten mit je einem Zwischenspeicher enthält, dadurch, daß in den Kanal-Syntheseeinheiten der Zwischenspeicher mit einer als Auswähler wirkenden Schaltanordnung verbunden ist, der außerdem über getrennte Leitungen die von einem zentralen Stopimpuls-Generator erzeugten Impulsreihen zugeführt werden, daß durch den Auswähler eine der Leitungen des Stopimpuls-Generators mit einer Flip-Flop-Stufe verbunden ist, frequenz sein muß. Bei einer Sprachgrundfrequenz f0 = 100 Hz und einer höchsten Ubertragungsfrequenz f. = 10 kHz ergibt sich In diesem Fall ist es weiterhin vorteilhaft, einen Zählimpuls-Generator mit einer Impulsfrequenz von etwa 5 MHz für die stimmlosen Laute zu verwenden, der für die stimmhaften Laute mit dem Eingang 13 des Zählers für die Zählimpulse über einen im Verhältnis 5 :1 teilenden Frequenzteiler verbunden ist.A further simplification results in an arrangement according to the invention, which contains a basic speech frequency generator, a noise generator, a clock generator, bandpass filters, an adding circuit and several channel synthesis units, each with a buffer, in that the channel Synthesis units the buffer is connected to a switching arrangement acting as a selector, to which the pulse series generated by a central stop pulse generator are also fed via separate lines, so that one of the lines of the stop pulse generator is connected to a flip-flop stage through the selector, frequency must be. With a basic speech frequency f0 = 100 Hz and a highest transmission frequency f. = 10 kHz this results In this case it is also advantageous to use a counting pulse generator with a pulse frequency of about 5 MHz for the unvoiced sounds, which is connected for the voiced sounds to the input 13 of the counter for the counting pulses via a frequency divider dividing in a ratio of 5: 1 is.

In der Fig. 2 sind neben der eigentlichen Kanaleinheit noch weitere Funktionsgruppen dargestellt. In FIG. 2, in addition to the actual channel unit, there are further ones Function groups shown.

Ein Zwischenspeicher 1 steuert direkt einen binären Zähler 41 mit einer Voreinstellung 31. Der Zähler ist nur dreistufig, da ein zentraler Codewandler 22 vorgesehen ist, von dem die Zählimpulse Zl über das Gatter 13 zum Zähler 41 gelangen. Der Codewandler erzeugt aus den periodischen, von einem 5-MHz-Generator 20 über einen 5:l-Teiler 21 und den SchalterS1 an den Eingang des Codewandlers gelangten l-MHz-Impulsen oder direkt aus den 5-MHz-Impulsen eine Serie von z. B. sieben Impulsen, deren Abstand zum Startimpuls sich jeweils verdoppelt. Als Startimpulse Sl wirken dabei die von dem Sprachimpuls-Gcnerator 24 bzw. dem Rausch-Generator 25 über den Schalter S2 zum zentralen Codewandler 22 gelangten Impulse. Die Schalter S 1 und S2 werden durch das Stimmhaft-Stimmlos-Signal TS über die Leitung 23 gesteuert. Der dauermodulierte Kanalimpuls PDM wird über eine Verstärkerstufe 91 zu dem betreffenden Bandpaß geleitet.A buffer 1 also controls a binary counter 41 directly a presetting 31. The counter has only three levels, as it is a central code converter 22 is provided, from which the counting pulses Zl reach the counter 41 via the gate 13. The code converter generates from the periodic, from a 5 MHz generator 20 over a 5: 1 divider 21 and the switch S1 reached the input of the code converter 1 MHz pulses or a series of e.g. B. seven pulses, whose distance to the start impulse doubles in each case. Act as start impulses Sl while the voice pulse generator 24 or the noise generator 25 via the Switch S2 to the central code converter 22 received pulses. The switches S 1 and S2 are controlled by the voiced / unvoiced signal TS via line 23. The continuously modulated channel pulse PDM becomes the relevant one via an amplifier stage 91 Bandpass passed.

In der F i g. 3 ist eine Kanal-Syntheseeinheit nach der Erfindung dargestellt, die aus dem Zwischenspeicher 1 für die Information C, B, A, einer als Auswähler betriebenen Schaltanordnung 6 und einer Flip-Flop-Stufe 7 besteht. Bei der Schaltänordnung 6 handelt es sich um einen handelsüblichen Datenwählschalterbaustein, der unter den Bezeichnungen SN 74151 N und FLY 121 in integrierter Form erhältlich ist. An diesen Baustein werden über getrennte Leitungen die von einem zentralen Generator erzeugten Stopimpulsreihen P1 bis P 8 angelegt, die in Fig. 4 dargestellt sind. Die Stopimpulse Pl entsprechen den in der Schaltung nach F i g. 2 vom zentralen Codewandler abgegebenen [mpulsen; sie sind zeitlich entsprechend der gewählten Kompander-Kennlinie gestaffelt und werden durch eine Sprachgrundfrequenz oder einen Rauschimpuls gestartet. In FIG. 3 is a channel synthesis unit according to the invention shown, which from the buffer 1 for the information C, B, A, one as Selector operated switching arrangement 6 and a flip-flop stage 7 consists. at the switching arrangement 6 is a commercially available data selector switch module, which is available in integrated form under the designations SN 74151 N and FLY 121 is. The central Generator generated stop pulse series P1 to P 8 applied, the shown in FIG are. The stop pulses P1 correspond to those in the circuit according to FIG. 2 from the central Code converter emitted [pulses; they are in time according to the selected compander characteristic staggered and are started by a basic speech frequency or a noise pulse.

Die Schaltanordnung 6 wählt entsprechend der vom Zwischenspeicher abgerufenen Information eine der Leitungen 61 bis 68 und damit eine der Stopimpulsreihen aus und schaltet den Stopimpuls über den Ausgang 69 zu der Flip-Flop-Stufe 7, der über die Leitung 71 außerdem noch die Startimpulse Sl zugeführt werden. Die Kanal-Syntheseeinheit nach F i g. 3 arbeitet also im Start-Stop-Betrieb. Der in seiner Dauer modulierte Kanalimpuls PDM wird von der Flip-Flop-Stufe zu einer Filteranpaßstufe oder direkt zu einem Bandpaß geleitet.The switching arrangement 6 selects according to that of the buffer retrieved information one of the lines 61 to 68 and thus one of the stop pulse series off and switches the stop pulse via the output 69 to the flip-flop stage 7, the The start pulses S1 are also supplied via the line 71. The channel synthesis unit according to FIG. 3 works in start-stop mode. The modulated in its duration Channel pulse PDM is switched from the flip-flop stage to a filter matching stage or directly routed to a bandpass filter.

Die in der F i g. 5 gezeigte Schaltung einer Kanal-Syntheseeinheit besteht aus dem Zwischenspeicher 1, einer von diesem gesteuerten, ebenfalls als Auswähler betriebenen Schaltanordnung 6 und einer Verstärkerstufe 92. Im Gegensatz zur Schaltung nach der F i g. 3 werden bei der Schaltung nach der F i g. 5 nicht die Stopimpulse für eine Flip-Flop-Stufe zentral erzeugt, sondern die in F i g. 6 dargestellten Impulse T 1... T 7 mit unterschiedlichen Impulsbreiten, so daß zentral alle benötigten Impulsbreiten zur Verfügung stehen. Von der Schaltanordnung 6, für die der gleiche Baustein wie der in der Schaltung nach der F i g. 3 verwendet werden kann, wird entsprechend den vom Zwischenspeicher abgegebenen Informationen C*, B*. A* der in seiner Dauer modulierte Kanalimpuls PDM unmittelbar über den Ausgang 69 an die Verstärkerstufe 92 geschaltet. die die Anpassung an den Bandpaß bewirkt. The in the F i g. 5 shown circuit of a channel synthesis unit consists of the buffer 1, one controlled by this, also as Selector operated switching arrangement 6 and an amplifier stage 92. In contrast for the circuit according to FIG. 3 are used in the circuit according to FIG. 5 not the stop pulses for a flip-flop stage are generated centrally, but the one in FIG. 6 pulses shown T 1 ... T 7 with different pulse widths, so that central all required pulse widths are available. From the switching arrangement 6, for which is the same component as that in the circuit according to FIG. 3 can be used can, according to the information C *, B *. A * the channel pulse PDM, modulated in its duration, directly via output 69 connected to the amplifier stage 92. which causes the adaptation to the bandpass filter.

Das Verfahren nach der Erfindung ist außerdem als Decodierverfahren in PCM-Systemen, insbesondere in solchen, die mit sehr niedrigen Bitraten arbeiten, beispielsweise in Pulsdeltamodulationssystemen, verwendbar. In einem solchen Falle tritt an die Stelle des Tonhöhenimpulses der Abtastimpuls des PCM- bzw. Pulsdeltamodulationssystems. The method according to the invention is also useful as a decoding method in PCM systems, especially those that work with very low bit rates, for example in pulse delta modulation systems. In such a case the pitch pulse is replaced by the sampling pulse of the PCM or pulse delta modulation system.

Weiterhin ist das erfindungsgemäße Verfahren vorteilhaft in einer Kombination mit einer Puls-Amplituden-Modulation verwendbar. Es wird dann z.B. Furthermore, the inventive method is advantageous in one Can be used in combination with pulse amplitude modulation. It is then e.g.

die Versorgungsspannung der Verstärkerstufe 92 in F i g. 5 in ihrer Amplitude verändert.the supply voltage of the amplifier stage 92 in FIG. 5 in their Amplitude changed.

Claims (5)

Patentansprüche: 1. Verfahren zur Erzeugung quasi-synthetischer Sprache in einem Vocoder mit mehreren parallelen Kanälen aus Parametersignalen, enthaltend Informationen über die Hüllkurvensignale der einzelnen Kanäle, die Sprachgrundfrequenz und deren Amplitude sowie über die stimmhaften bzw. stimmlosen Laute, bei dem bei stimrnhaften Lauten die in einem Sprachgrundfrequenz-Generator erzeugten Impulse und bei stimmlosen Lauten die in einem Rausch-Generator erzeugten Impulse Kanal-Syntheseeinheiten zugeführt werden, in denen diese Impulse mit dem Hüllkurvensignal des jeweiligen Kanals moduliert und schließlich addiert werden, und bei dem entweder die modulierten oder die unmodulierten Impulse Bandpässe durchlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer der Impulse moduliert wird. Claims: 1. Method for generating quasi-synthetic speech in a vocoder with several parallel channels of parameter signals Information about the envelope signals of the individual channels, the basic speech frequency and their amplitude as well as the voiced or unvoiced sounds for which at voice-like sounds are the impulses generated in a fundamental speech frequency generator and in the case of unvoiced sounds, the pulses generated in a noise generator, channel synthesis units are supplied, in which these pulses with the envelope signal of the respective Channel modulated and finally added, and either the modulated or the unmodulated pulses pass through bandpass filters, characterized in that the duration of the impulses is modulated. 2. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, enthaltend einen Sprachgrundfrequenz-Generator, einen Rausch-Generator, einen Takt-Generator, Bandpässe, eine Addierschaltung und mehrere Kanalsyntheseeinheiten mit je einem Zwischenspeicher und je einem Codewandler, dadurch gekennzeichnet, daß in der Kanal-Syntheseeinheit auf den Codewandler (2) ein Zähler (4) mit einer Voreinstellung (3) folgt und daß die einzelnen Zählerstufen mit den Eingängen eines NAND-Gatters (5) verbunden sind, von dessen Ausgang eine Rückführung zum Zähler (4) vorgesehen ist und von dem der dauermodulierte Kanalpuls (PDM) entnehmbar ist (Fig. 1). 2. Arrangement for performing the method according to claim 1, containing a basic speech frequency generator, a noise generator, a clock generator, Bandpasses, an adder circuit and several channel synthesis units, each with one Intermediate memory and one code converter each, characterized in that in the channel synthesis unit the code converter (2) is followed by a counter (4) with a presetting (3) and that the individual counter stages are connected to the inputs of a NAND gate (5), from the output of which a return to the counter (4) is provided and from which the duration-modulated channel pulse (PDM) can be removed (Fig. 1). 3. Anordnung zur Durchführung des Verf ahrens nach Anspruch 1, enthaltend einen Sprachgrundfrequenz-Generator, einen Rausch-Generarator, einen Takt-Generator, Bandpässe, eine Addierschaltung und mehrere Kanal-Syntheseeinheiten mit je einem Zwischenspeicher, dadurch gekennzeichnet, daß in der Kanal-Syntheseeinheit auf den Zwischenspeicher (1) ein vereinfachter Zähler (41) mit einer Voreinstellung (31) folgt, daß die einzelnen Zählerstufen mit den Eingängen eines NAND-Gatters (51) verbunden sind, von dessen Ausgang eine Rückführung zum Zähler (41) vorgesehen ist und von dem der dauermodulierte Kanalpuls (PDM) entnehmbar ist, daß in Abhängigkeit von einem Stimmhaft-Stimmlos-Signal (TS) ein zentraler Codewandler (22) einerseits mit einem zentralen Impuls-Generator (20) entweder über einen Frequenzteiler (21) oder aber direkt und andererseits entweder mit einem Sprachgrundfrequenz-Generator (24) oder aber einem Rausch-Generator (25) verbunden ist und daß der Ausgang des zentralen Codewandlers (22) über ein Gatter (13) mit dem Zählimpulseingang des Zählers (41) verbunden ist (Fig. 2). 3. Arrangement for carrying out the process according to claim 1, containing a basic speech frequency generator, a noise generator, a clock generator, Bandpasses, an adder circuit and several channel synthesis units, each with one Intermediate memory, characterized in that in the channel synthesis unit on the Buffer (1) a simplified counter (41) with a preset (31) it follows that the individual counter stages with the inputs of a NAND gate (51) are connected, from the output of which a return to the counter (41) is provided and from which the duration-modulated channel pulse (PDM) can be taken that as a function a central code converter (22) on the one hand from a voiced / unvoiced signal (TS) with a central pulse generator (20) either via a frequency divider (21) or else directly and on the other hand either with a basic speech frequency generator (24) or a noise generator (25) is connected and that the output of the central code converter (22) via a gate (13) to the counting pulse input of the counter (41) is connected (Fig. 2). 4. Anordnung zur Durchführung des Verf ahrens nach Anspruch 1, enthaltend einen Sprachgrundfrequenz-Generator, einen Rausch-Generator, einen Takt-Generator, Bandpässe, eine Addierschaltung mit mehreren Kanal-Syntheseeinheiten und einem Zwischenspeicher, dadurch gekennzeichnet, daß in den Kanal-Syntheseeinheiten der Zwischenspeicher (1) mit einer als Auswähler wirkenden Schaltanordnung (6) verbunden ist, der außerdem über getrennte Leitungen (61... 68) die von einem zentralen Stopimpuls-Generator erzeugten Impulsreihen (P1...P8) zugeführt werden, daß durch den Auswähler eine der Leitungen des Stopimpuls-Generators mit einer Flip-Flop-Stufe (7) verbunden ist, daß dieser Flip-Flop-Stufe außerdem noch als Startimpulse (SI) die von dem Sprachgrundfrequenz-Generator oder die von dem Rausch-Generator erzeugten und durch das Stimmhaft-Stimmlos-Signal ausgewählten Impulse zugeführt werden, wobei sich der zeitliche Abstand zwischen den vom Rausch- bzw. 4. Arrangement for carrying out the process according to claim 1, containing a basic speech frequency generator, a noise generator, a clock generator, Bandpasses, an adder circuit with several channel synthesis units and a buffer, characterized in that the buffer memory in the channel synthesis units (1) is connected to a switching arrangement (6) acting as a selector, the aside from that via separate lines (61 ... 68) from a central stop pulse generator generated pulse series (P1 ... P8) are supplied that through the selector a of the lines of the stop pulse generator connected to a flip-flop stage (7) is that this flip-flop stage also still as start pulses (SI) from the Basic speech frequency generator or those generated by the noise generator and by the voiced-unvoiced signal are supplied to selected pulses, whereby the time interval between the noise or noise den vom Sprachgrundfrequenz-Generator erzeugten als Startimpuls wirkenden Impulsen und den Stopimpulsreihen von Reihe zu Reihe verdoppelt, und daß am Ausgang der Flip-Flop-Stufe der dauermodulierte Kanalpuls (PDM) entnehmbar ist (F i g. 3 und 4). the one generated by the basic speech frequency generator acting as a start impulse Pulses and the stop pulse series doubled from row to row, and that at the output the permanently modulated channel pulse (PDM) can be taken from the flip-flop stage (FIG. 3 and 4). 5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in den Kanal-Syntheseeinheiten ein Zwischenspeicher (1) mit einer als Auswähler wirkenden Schaltanordnung (6) verbunden ist, daß ein zentraler Generator vorgesehen ist, der mehrere Reihen von Impulsen ..... . T 7) erzeugt, wobei sich die Dauer dieser Impulse von Reihe zu Reihe verdoppelt, daß je eine Impulsreihe über einen gesonderten Ausgang des Generators zur Verfügung steht, daß diese Ausgänge mit dem Auswähler verbunden sind und am Ausgang des Auswählers der dauermodulierte Kanalimpuls (PDM) direkt oder über eine Anpaßstufe (92) entnehmbar ist (F i g. 5 und 6). 5. Arrangement according to claim 4, characterized in that in the Channel synthesis units have a buffer (1) with one acting as a selector Switching arrangement (6) is connected that a central generator is provided, the several series of pulses ...... T 7) generated, the duration of these pulses doubled from row to row, that one pulse row each via a separate output of the generator is available that these outputs are connected to the selector and the continuously modulated channel pulse (PDM) directly at the output of the selector or can be removed via an adapter stage (92) (FIGS. 5 and 6). Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erzeugung quasi-synthetischer Sprache und Anordnungen zur Durchführung des Verfahrens in einem Vocoder mit mehreren parallelen Kanälen aus Parametersignalen, enthaltend Informationen über die Hüllkurvensignale der einzelnen Kanäle, die Sprachgrundfrequenz und deren Amplitude, sowie über die stimmhaften bzw. stimmlosen Laute, bei dem bei stimmhaften Lauten die in einem Sprachgrundfrequenz-Generator erzeugten Impulse und bei stimmlosen Lauten die in einem Rausch-Generator erzeugten Impulse Kanal-Syntheseeinheiten zugeführt werden, in denen diese Impulse mit dem Hüllkurvensignal des jeweiligenKanals moduliert und schließlich addiert werden, und bei dem entweder die modulierten oder die unmodulierten Impulse Bandpässe durchlaufen. The invention relates to a method for producing quasi-synthetic Language and arrangements for carrying out the method in a vocoder with several parallel channels of parameter signals, containing information about the envelope signals of the individual channels, the basic speech frequency and its amplitude, as well as via the voiced or unvoiced sounds, in the case of voiced sounds in a fundamental speech frequency generator generated impulses and, in the case of unvoiced sounds, those generated in a noise generator Impulse channel synthesis units are supplied in which these impulses with the The envelope signal of the respective channel is modulated and finally added, and in which either the modulated or the unmodulated pulses pass bandpasses. Die elektronische Synthese menschlicher Sprache gewinnt für die Sprachausgabe aus Datenverarbeitungsanlagen und auch für Zwecke der Übertragungstechnik eine immer größere Bedeutung. Es sind bereits eine Reihe von Verfahren und auch von entsprechenden Anordnungen zur Erzeugung quasi-synthetischer Sprache bekanntgeworden. Unter der Erzeugung quasi-synthetischer Sprache wird in diesem Zusammenhang ein Aufbau der Sprache aus der Sprachgrundfrequenz verstanden. The electronic synthesis of human language wins for voice output from data processing systems and also for the purposes of transmission technology one always greater importance. A number of procedures and corresponding ones are already in place Arrangements for the generation of quasi-synthetic speech become known. Under the In this context, the generation of quasi-synthetic speech is a structure of the Understand speech from the basic speech frequency.
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