DE706170T1

DE706170T1 - Verfahren zur Sprachsynthese durch Verkettung und teilweise Überlappung von Wellenformen

Info

Publication number: DE706170T1
Application number: DE0706170T
Authority: DE
Inventors: Enzo Foti; Luciano Nebbia; Stefano Sandri
Original assignee: CSELT Centro Studi e Laboratori Telecomunicazioni SpA
Current assignee: Telecom Italia SpA
Priority date: 1994-09-29
Filing date: 1995-05-24
Publication date: 1998-11-19
Also published as: ES2113329T1; ITTO940756A0; EP0706170A2; JP3078205B2; CA2150614A1; EP0706170B1; US5774855A; DK0706170T3; DE69521955D1; ITTO940756A1; EP0706170A3; JPH08110789A; DE69521955T2; IT1266943B1; ES2113329T3; CA2150614C

Claims

LEDERER, KELLER & RIEDERER

Patentanwälte - European Patent Attorneys j,^ FRANZ Lc)DERSR

. DlpL-Cian. Mröcnen

Dr t &Ggr; &eegr; &lgr; &eegr;* * 4 in &tgr;&lgr; ' dr. Günter heller

t~ I &Ggr; &Ggr; &Pgr; ■* F I h !/Il T 1 DipL-Biol. München

L_/l_f UjUUs/UJI DR. MICHAEL BEST

DipL-Chen. München

ANTON FREIHERR RIEDERER v. PAAR DipL-ing. Landshut

Lederer. Keller & Riederer. Postfach 2664. D-84010 Landshut

D-84010 Landshut
Postfach 26 64

(84028 Landshut, Freyung 615) Telefon (08 71) 2 21 70 Telefax (08 71) 2 21 43

Europäische Patentanmeldung 95 107 944.1
(Veröffentlichungsnummer 0 706 170)
CSELT Centra Studi e Laboratori
Telecomunicazioni S.p.A.
Turin, Italien

Patentansprüche

1. Verfahren zur Sprachsignalsynthese mit Hilfe einer Zeitverkettung von Signalverläufen, die elementare Sprachsignaleinheiten wiedergeben, wobei man: wenigstens diejenigen Signalverläufe, die stimmhaften Lauten zugeordnet sind, in eine Vielzahl von Intervallen unterteilt, die den Reaktionen des Vokaltraktes auf eine Serie von Impulsen der Stimmbanderregung entsprechen, die synchron der Grundfrequenz des Signals sind; den Signalverlauf in jedem Intervall gewichtet; die aus der Gewichtung resultierenden Signale ersetzt durch eine Replik derselben, die zeitlich um einen Betrag verschoben ist, der von einer prosodischen Information abhängt; und die Synthese durchführt durch Überlappen und Addieren der verschobenen Signale; dadurch gekennzeichnet, daß

man ein laufendes Intervall des in Synthese zu reproduzierenden ursprünglichen Signals in einen unveränderlichen Teil und einen

variablen Teil unterteilt, von denen der unveränderliche Teil zwischen dem Intervallbeginn und einem linken Analyserand liegt, welcher durch einen Nulldurchgang des ursprünglichen Sprachsignals gegeben ist, der

vorgegebene Bedingungen erfüllt, und der variable Teil zwischen dem linken Analyserand und einem rechten Analyserand liegt, welcher im wesentlichen mit dem Ende des laufenden Intervalls übereinstimmt, wobei der linke und der rechte Analyserand im synthetisierten Signal einem linken Syntheserand bzw. einem rechten Syntheserand zu

geordnet sind, von denen der linke Syntheserand mit dem linken Analyserand unter Bezugnahme auf eine Intervallstart-Markierung zusammenfällt, und der rechte Syntheserand im wesentlichen mit dem Ende des Intervalls im synthetisierten Signal zusammenfällt;

&iacgr;&ogr; - man den Teil des Signalverlaufs auf der rechten Seite des linken

Analyserands des laufenden Intervalls des ursprünglichen Signals einer ersten Verbindungsfunktion unterwirft, die eine Dauer gleich der des Abschnitts des synthetisierten Signalverlaufs hat, der zwischen dem linken Syntheserand und dem rechten Syntheserand liegt, und eine Amplitude hat, die fortschreitend abnimmt und in Übereinstimmung mit

dem linken Analyserand maximal ist;

man den Teil des Signalverlaufs auf der linken Seite des nachfolgenden Intervalls des ursprünglichen in Synthese zu reproduzierenden Signals einer zweiten Verbindungsfunktion unterwirft, die eine Dauer gleich der

&ogr; des Abschnitts des synthetisierten Signalverlaufs hat, der zwischen dem

linken Syntheserand und dem rechten Syntheserand liegt, und eine Amplitude hat, die fortschreitend zunimmt und ihr Maximum in Übereinstimmung mit dem Beginn des nachfolgenden Intervalls hat;
man jedes Intervall des synthetisierten Signals aufbaut durch unveränderte Wiedergabe des Signalverlaufs im unveränderlichen Teil des

ursprünglichen Intervalls und durch daran Anhängen des durch zeitliche Ausrichtung erhaltenen Signalverlaufs und Hinzufügung der beiden durch Anwendung der zwei Verbindungsfunktion resultierenden Signalverläufe.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man, sofern die Dauer eines Intervalls für die Synthese im Hinblick auf die Dauer des

entsprechenden Intervalls des ursprünglichen Signals vermindert oder unverändert aufrechterhalten wird, den linken Analyserand und den linken Syntheserand mit den folgenden Operationen bestimmt:

man berechnet die Zahl der Nulldurchgänge des ursprünglichen Signalverlaufs und ordnet jedem Nulldurchgang einen Index zu, der

vom Anfang zum Ende des Intervalls zu ansteigt;
man überprüft, daß die Zahl der Nulldurchgänge nicht niedriger als eine erste Schwelle ist;

man sucht im Fall eines positiven Ergebnisses dieser Überprüfung einen &iacgr;&ogr; Nulldurchgang als Kandidaten, der als linker Analyserand und Syn

theserand dienen soll;

man sucht unter allen Nulldurchgängen des Intervalls mit Ausnahme des letzten Nuildurchgangs rückwärts nach einem Kandidaten, der links vom rechten Syntheserand liegt, diesem so nahe als möglich ist und eine für die anzuwendende Verbindungsfunktion ausreichende Zeit

spanne sicherstellt, und weist die Aufgabe des linken Analyserands und Synthesrands diesem Kandidaten zu.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man bei dieser &ogr; Berechnung der Nulldurchgänge solche Nulldurchgänge, deren Abstand vom

vorhergehenden Nulldurchgang kleiner ist als ein gegebener Abstand, außer Betracht läßt.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß man, falls die Rückwärtssuche ein negatives Ergebnis erbracht hat und die Zahl der Nulldurchgänge höher ist als die erste Schwelle, die Aufgaben des linken Analyserands und des linken Syntheserands demjenigen Nulldurchgang zuordnet, dessen Index dieser Schwelle entspricht, sofern dieser Nulldurchgang links vom rechten Syntheserand liegt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man, falls die Rückwärtssuche ein negatives Ergebnis erbracht hat und die

Zahl der Nulldurchgänge nicht höher als die erste Schwelle ist, eine weitere Suchphase zum Identifizieren der Nulldurchgänge, die links vom rechten Syntheserand liegen und von diesem einen Abstand haben, der nicht niedriger als eine zweite Schwelle ist, durchführt und die Aufgaben des linken Analyserands und des rechten Analyserands dem Nulldurchgang, der diese Bedingungen erfüllt, mit dem höchsten Index zuweist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man, falls der Vergleich mit der ersten Schwelle anzeigt, daß die Zahl der

&iacgr;&ogr; Nulldurchgänge niedriger ist als die erste Schwelle, die Rückwärtssuche

direkt durchführt und, wenn sie ein negatives Ergebnis erbringt, die weitere Suchphase direkt durchführt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man, sofern die Dauer des Intervalls für die Synthese im Vergleich zur Dauer

des Intervallsdes ursprünglichen Signals erhöht wird, den linken Analyserand und den linken Syntheserand mit den folgenden Operationen bestimmt:
man berechnet die Zahl der Nulldurchgänge des ursprünglichen Signalverlaufs;

- man vergleicht die Verlängerung der Zeitdauer des Syntheseintervalls

mit der Zeitdauer des ursprünglichen Intervalls zur Überprüfung, daß die Verlängerung nicht mehr als die Hälfte der ursprünglichen Intervalldauer ausmacht;
sofern die Überprüfung ein positives Ergebnis gibt, sucht man unter allen Nulldurchgängen außerdem letzten Nulldurchgang rückwärts nach

einem Nulldurchgang als Kandidaten, der links vom rechten Syntheserand liegt und der erste ist, für den der Abstand vom rechten Syntheserand nicht kürzer als die Verlängerung der Dauer des Intervalls ist, und weist man die Aufgaben des linken Analyserands und des linken

&ogr; Syntheserands demjenigen Nulldurchgang zu, der diese Bedingungen

erfüllt, sofern ein solcher existiert.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß man bei der Berechnung der Nulldurchgänge diejenigen Nulldurchgänge, deren Abstand vom vorhergehenden Nulldurchgang niedriger ist als ein gegebener Abstand, nicht in Betracht zieht.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß man, sofern die Verlängerung der Intervalldauer mehr als die Hälfte der Dauer des ursprünglichen Intervalls ausmacht oder sofern die Rückwärtssuche erfolglos ist, eine weitere Rückwärtssuchphase durchführt, um die Nulldurchgänge zu

&iacgr;&ogr; identifizieren, die links vom rechten Syntheserand liegen und von diesem

einen Abstand haben, der nicht kleiner als eine dritte Schwelle ist; daß man die Abstände vom rechten Syntheserand und vom rechten Analyserand und das Verhältnis zwischen diesen Abständen für diese Nulldurchgänge berechnet; daß man dieses Verhältnis mit dem Wert des Verhältnisses zwischen der Dauer des Syntheseintervalls und der Dauer des ursprünglichen Intervalls vergleicht und die Aufgaben des linken Analyserands und des linken Syntheserands demjenigen Nulldurchgang zuweist, dessen Index der niedrigste unter denjenigen ist, für die das Verhältnis der Abstände von den Rändern das Verhältnis zwischen den Zeitdauern nicht um mehr als einen gegebenen Faktor übersteigt.