JP2603631B2 - Voice analysis and synthesis device - Google Patents

Voice analysis and synthesis device

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JP2603631B2 JP62055776A JP5577687A JP2603631B2 JP 2603631 B2 JP2603631 B2 JP 2603631B2 JP 62055776 A JP62055776 A JP 62055776A JP 5577687 A JP5577687 A JP 5577687A JP 2603631 B2 JP2603631 B2 JP 2603631B2
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【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> この発明は、DPCM(差分符号化変調)方式やADPCM
(適応差分符号化変調)方式によるディジタル録音再生
装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial Application Field> The present invention relates to a DPCM (Differential Coded Modulation) system and an ADPCM
The present invention relates to a digital recording / reproducing apparatus based on (adaptive differential coding and modulation) system.

<従来の技術> 従来より、ディジタル録音再生装置としては、簡単な
量子化方式でハードウェアを簡略化したADM方式(適応
デルタ変調方式)によるものがある。このADM方式は、
音声の振幅に応じて適応的に変化することができる量子
化幅を用い、サンプリングされた音声信号のレベルが1
サンプル前のレベルより上記量子化幅で1段階以上あが
ったとき“+1"のパルスを出力し、1段階以上さがった
とき“−1"(または“0")のパルスを出力するものであ
る。
<Prior Art> Conventionally, as a digital recording / reproducing apparatus, there is an ADM method (adaptive delta modulation method) in which hardware is simplified by a simple quantization method. This ADM method
Using a quantization width that can adaptively change according to the amplitude of the audio, the level of the sampled audio signal is 1
A pulse of “+1” is output when the level of the quantization width exceeds the level before the sample by one or more steps, and a pulse of “−1” (or “0”) is output when the level decreases by one or more steps.

<発明が解決しようとする問題点> しかしながら、上記従来のADM方式のディジタル録音
再生装置は、サンプリングされた音声信号の波高値を、
一つの量子化幅でしか変化することができない段階波で
量子化するので、ハードウェアは非常に簡単であるが、
量子化誤差が大きく、符号化した音声信号の音質が悪い
という問題がある。一方、音質を重視して作成されたデ
ィジタル録音再生装置は、そのハードウェアが非常に複
雑であるという問題がある。
<Problems to be Solved by the Invention> However, the above-mentioned conventional ADM digital recording / reproducing apparatus uses the peak value of the sampled audio signal as
The hardware is very simple because it quantizes with a step wave that can only be changed by one quantization width,
There is a problem that the quantization error is large and the sound quality of the encoded audio signal is poor. On the other hand, a digital recording / reproducing apparatus created with emphasis on sound quality has a problem that its hardware is very complicated.

そこで、この発明の目的は、高音質を得るために情報
圧縮の効果が大きいADPCM方式やDPCM方式を用い、その
際に量子化のための回路を簡単なハードウェアで構成す
ることにより、簡単な構成でもって音質の良い合成音声
を得ることができる音声分析合成装置を提供することに
ある。
Therefore, an object of the present invention is to use an ADPCM method or a DPCM method, which has a large information compression effect, in order to obtain high sound quality, and to configure a circuit for quantization with simple hardware at that time, thereby achieving a simple operation. It is an object of the present invention to provide a speech analyzing / synthesizing apparatus capable of obtaining a synthesized speech having good sound quality with the configuration.

<問題点を解決するための手段> 上記目的を達成するため、本発明の音声分析合成装置
は、サンプリングされた入力音声信号を分析して符号化
する一方、符号化された音声信号を合成音声に復号化す
る量子化器を有する音声分析合成装置において、上記量
子化器は、上記符号化と上記復号化とで共用され、符号
化する場合には、サンプリングされた隣接する入力音声
信号の波高値と予測波高値との差分値及び量子化幅が入
力されて量子化符号と量子化誤差を出力すると共に、上
記予測波高値は上記波高値と上記量子化誤差とに基づい
て求める一方、復号化する場合には、量子化符号と量子
化幅が入力されて予測差分値を出力することを特徴とす
る。
<Means for Solving the Problems> In order to achieve the above object, a speech analysis / synthesis device of the present invention analyzes and encodes a sampled input speech signal, and converts a coded speech signal into a synthesized speech signal. In the speech analysis / synthesizing apparatus having a quantizer for decoding, the quantizer is shared between the encoding and the decoding, and in the case of encoding, the wave of the sampled adjacent input speech signal is used. The difference value between the high value and the predicted peak value and the quantization width are input to output a quantization code and a quantization error, and the predicted peak value is obtained based on the peak value and the quantization error, while decoding In the case of quantization, a quantization code and a quantization width are input and a prediction difference value is output.

また、上記量子化器は、上記符号化する場合には、上
記差分値に対して上記量子化幅の演算あるいは加算を結
果の極性が逆転するまで繰り返し実行して、最終演算結
果を上記量子化誤差として出力する一方、上記復号化す
る場合には、上記量子化符号に基づく回数だけ上記量子
化幅を繰り返し加算あるいは減算して、最終結果を上記
予測差分値として出力する加減算手段と、該加減算手段
による減算あるいは加算の繰り返し回数をカウントする
と共に、上記符号化する場合におけるカウント結果を上
記量子化符号として出力するカウント手段とを備えたこ
とを特徴とする。
Also, when performing the encoding, the quantizer repeatedly performs the operation or addition of the quantization width on the difference value until the polarity of the result is reversed, and the final operation result is quantized. While outputting as an error, when performing the decoding, an addition / subtraction means for repeatedly adding or subtracting the quantization width by the number of times based on the quantization code and outputting a final result as the prediction difference value; Counting means for counting the number of repetitions of subtraction or addition by the means and outputting the count result in the case of the encoding as the quantization code.

さらに、上記量子化器は、上記符号化する場合には、
共通の制御信号に基づき上記量子化符号の計算と上記量
子化誤差の計算を行うことを特徴とする。
Further, the quantizer, when performing the encoding,
The calculation of the quantization code and the calculation of the quantization error are performed based on a common control signal.

<作用> 本発明によれば、量子化器が符号化と復号化とで共用
され、符号化においては、入力音声信号と量子化誤差と
に基づいて現在の予測波高値を求め、現在の波高値と現
在より前の予測波高値とから差分値を求めるので、簡単
な構成で、音質の良い合成音声が得られる。
<Operation> According to the present invention, a quantizer is shared for encoding and decoding. In encoding, a current predicted peak value is obtained based on an input speech signal and a quantization error, Since the difference value is obtained from the high value and the predicted peak value before the present, a synthesized voice with good sound quality can be obtained with a simple configuration.

また、上記量子化器は、量子化符号、量子化誤差、及
び予測差分値の出力結果を得るために、加減算手段とカ
ウント手段とから構成しているので、簡単な構成にでき
る。
In addition, the quantizer includes an addition / subtraction unit and a counting unit in order to obtain an output result of a quantization code, a quantization error, and a prediction difference value.

さらに、上記量子化器は、共通の制御信号に基づき量
子化符号と量子化誤差を計算するので、簡単な構成で符
号化(量子化符号の計算)と量子化(量子化誤差の計
算)を並行して実行できる。
Further, since the quantizer calculates the quantization code and the quantization error based on the common control signal, the coding (calculation of the quantization code) and the quantization (calculation of the quantization error) can be performed with a simple configuration. Can be run in parallel.

<実施例> 以下、この発明を図示の実施例により詳細に説明す
る。
<Example> Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to an illustrated example.

第1図はこの発明のADPCM方式の音声分析合成装置の
符号化,復号化を示すブロック図であり、この音声分析
合成装置は次のように動作する。
FIG. 1 is a block diagram showing the encoding and decoding of an ADPCM-type speech analysis / synthesis apparatus according to the present invention. This speech analysis / synthesis apparatus operates as follows.

符号時には第1図(a)に示すように、加算器13に、
サンプリングされた現在の音声波形の波高値Xnと1サン
プル前の予測波高値n−が入力され、その結果、差
分値dnが計算されて量子化器11に出力される。一方、1
サンプル前の差分値を量子化して得られる量子化符号Cn
がΔ制御回路12に入力されると、上記Δ制御回路12
は上記1サンプル前の差分値の量子化符号Cn−に基づ
いて、量子化幅Δnを決定して量子化器11に出力する。
上記差分値dnと上記量子化幅Δnが入力された上記量子
化器11は差分値dnを量子化し、その結果現在の差分値dn
を量子化した量子化符号Cnを出力すると共に、現在の波
高値Xnから現在の予測波高値nを求めるための量子化
誤差enを算出して加算器14に出力する。上記差分値dnの
量子化符号Cnは、上述のように次の量子化幅を決定する
のに利用されると共に、音声合成のための量子化符号と
して図示しないメモリ媒体に記録されたり、図示しない
通信回線に送られる。上記量子化器11より出力された量
子化誤差enとサンプリングされた上記現波高値Xnとが上
記加算器14に入力され、現波高値Xnから量子化誤差enが
減算されて予測波高値nが算出される。この予測波高
値nは上述のように次のサンプル波高値より減算され
て、量子化器11に入力される差分値が得られる。
At the time of sign, as shown in FIG.
The sampled peak value Xn of the current audio waveform and the predicted sample value n− 1 one sample before are input. As a result, a difference value dn is calculated and output to the quantizer 11. Meanwhile, 1
Quantized code Cn obtained by quantizing the difference value before sample
When -1 is input to the Δ control circuit 12, the Δ control circuit 12
Determines the quantization width Δn based on the quantization code Cn− 1 of the difference value one sample before, and outputs it to the quantizer 11.
The quantizer 11 to which the difference value dn and the quantization width Δn are input quantizes the difference value dn, and as a result, the current difference value dn
Is output, and a quantization error en for obtaining the current predicted peak value n is calculated from the current peak value Xn and output to the adder 14. The quantization code Cn of the difference value dn is used to determine the next quantization width as described above, and is recorded on a memory medium (not shown) as a quantization code for speech synthesis, or not shown. Sent to the communication line. The quantization error en output from the quantizer 11 and the sampled current peak value Xn are input to the adder 14, and the quantization error en is subtracted from the current peak value Xn to obtain a predicted peak value n. Is calculated. This predicted peak value n is subtracted from the next sample peak value as described above, and the difference value input to the quantizer 11 is obtained.

このように、第1図の符号化システムは入力サンプル
波形値Xnが順次入力されることにより、量子化符号Cnを
順次出力する。ここで、上記Δ制御回路12は1サンプル
前の差分値の量子化符号である量化子符号Cn−の大き
さによって、現在の量子化幅Δnの大きさを適応的に制
御し、原波形への追従性能を高めるために用いられる。
Thus, the encoding system of FIG. 1 sequentially outputs the quantized code Cn by sequentially inputting the input sample waveform values Xn. Here, the Δ control circuit 12 adaptively controls the size of the current quantization width Δn according to the size of the quantifier code Cn- 1 which is the quantization code of the difference value one sample before, and obtains the original waveform. It is used to improve the following performance.

復号時には、第1図(b)に示すように、メモリ媒体
から読み出したり、通信回線から受信した入力量子化符
号Cn′が量子化器11に入力される一方、1サンプ前のC
n′−に基づいて上記Δ制御回路12で決定される量子
化幅Δn′−が量子化器11に入力され、これに基づい
て量子化器11は、予測差分値 を作成して加算器15に出力する。加算器15は入力された
予測差分値 と1サンプル前の予測波高値(合成値)n′−とを
加算して現在の予測波高値(合成値)n′を算出して
出力する。このように、第1図(b)の符号化システム
は量子化符号Cn′が順次入力されることにより予測波高
値(合成値)n′を順次出力する。第1図中のnは現
在のサンプル時点を表わし、また、n−は1サンプル
前の時点を表わす。∧の記号は量子化後のデータを表わ
す。第2図に第1図の各記号と入力波形との対応を示
す。
At the time of decoding, as shown in FIG. 1 (b), an input quantization code Cn 'read from a memory medium or received from a communication line is input to a quantizer 11, while C
n'- quantization width Derutaenu'- 1 determined by the Δ control circuit 12 on the basis of 1 is input to the quantizer 11, the quantizer 11 based on this, the prediction difference value Is generated and output to the adder 15. The adder 15 receives the input prediction difference value When one sample before the predicted peak value (composite value) n'1 and adds the outputs the calculated current expected peak value (composite value) n '. As described above, the encoding system shown in FIG. 1B sequentially outputs the predicted peak value (synthetic value) n 'by sequentially inputting the quantization code Cn'. In FIG. 1 , n represents the current sample time, and n- 1 represents the time one sample before. The symbol ∧ represents the data after quantization. FIG. 2 shows the correspondence between each symbol in FIG. 1 and the input waveform.

第3図に第1図における上記量子化器11のブロック図
を示す。入力された量子化幅Δnはシフト回路21を介し
て加減算器22の一方の入力端子に入力される。符号時の
み入力される差分値dnは、符号時の初期値としてラッチ
23に保持される。上記ラッチ23の出力は上記加減算器22
のもう一方の入力端子に入力され、加減算器22は入力さ
れた上記量子化幅Δnとラッチ23から入力されたデータ
に基づいて加算減算を行い、その結果をラッチ23に出力
する。差分値dnが初期値としてラッチ23に保持されたあ
と、ラッチ23には加減算器22の出力が入力され、この加
減算器22からの出力はクロック回路24から入力されるク
ロックパルスCCKが入力されると保持される。上記差分
値dnは初期値としてラッチ23に保持されたあとは、ラッ
チ23の入力端子からは切り離され、その後はラッチ23に
入力されない。また差分値dnはクロック回路24のクロッ
クパルスCCKとは無関係に(非同期で)ラッチ23に保持
されるものとする。
FIG. 3 shows a block diagram of the quantizer 11 in FIG. The input quantization width Δn is input to one input terminal of the adder / subtractor 22 via the shift circuit 21. The difference value dn that is input only at the time of sign is latched as the initial value at the time of sign.
Held at 23. The output of the latch 23 is applied to the adder / subtractor 22.
The adder / subtracter 22 performs addition and subtraction based on the input quantization width Δn and the data input from the latch 23, and outputs the result to the latch 23. After the difference value dn is held in the latch 23 as an initial value, the output of the adder / subtractor 22 is input to the latch 23, and the clock pulse CCK input from the clock circuit 24 is input to the output from the adder / subtractor 22. Is held. After being held in the latch 23 as an initial value, the difference value dn is disconnected from the input terminal of the latch 23, and is not input to the latch 23 thereafter. The difference value dn is held in the latch 23 (asynchronously) regardless of the clock pulse CCK of the clock circuit 24.

クロック回路24は符号時には量子化器に量子化幅Δn
が入力された時から、加減算器22より信号SCが出力され
るまでの間、また、復号時には、量子化器に量子化幅Δ
n′が入力された時から、カウンタ25よりボロー信号BR
が出力されるまでの間に、一定間隔でクロックパルスCC
Kを出力する。そして、上記信号SCまたはボロー信号BR
が入力されると更に1つ余分に連続してクロックパルス
CCKを出力する一方、シフト回路21の出力を1/2倍するた
めの制御信号SFTをシフト回路21に出力する。上記クロ
ックパルスCCKはラッチ23のクロック信号であると同時
に、カウンタ25のクロック信号でもある。上記カウンタ
25は符号時にはクロックパルスCCKをクロックとするア
ップカウンタとして動作し、カウント終了時にはその出
力のMSBにdnのMSBを付加して量子化符号Cnを得る。ま
た、カウンタ25は復号時にはクロックパルスCCKをクロ
ックとするダウンカウンタとして動作し、初期値として
MSBを除いた量子化符号Cn′が入力されてその値が0に
なるまで、クロックパルスCCKをクロックとしてカウン
トダウンする。カウンタ25はカウント数が0になった時
にボロー信号BRをストップ信号として上記クロック回路
24に出力し、クロックパルスCCKの出力を停止すると共
に、上記制御信号SFTを出力させる。
The clock circuit 24 supplies the quantizer with a quantization width Δn
Is input to the output of the signal SC from the adder / subtracter 22, and at the time of decoding, the quantization width Δ
From the time when n 'is input, the borrow signal BR is output from the counter 25.
Clock pulse CC at regular intervals until
Outputs K. Then, the signal SC or the borrow signal BR
Is input, one more clock pulse is continuously generated.
While outputting CCK, a control signal SFT for halving the output of the shift circuit 21 is output to the shift circuit 21. The clock pulse CCK is a clock signal for the latch 23 and also a clock signal for the counter 25. Above counter
Numeral 25 operates as an up-counter using the clock pulse CCK as a clock at the time of code, and at the end of counting, adds the MSB of dn to the MSB of its output to obtain a quantized code Cn. Further, the counter 25 operates as a down counter using the clock pulse CCK as a clock at the time of decoding, and as an initial value.
The countdown is performed using the clock pulse CCK as a clock until the quantization code Cn 'excluding the MSB is input and its value becomes 0. The counter 25 uses the borrow signal BR as a stop signal when the count reaches 0,
24, the output of the clock pulse CCK is stopped, and the control signal SFT is output.

シフト回路21は、通常、入力データに等しいデータを
出力する。しかし、クロック回路24より出力される上記
制御信号SFTが入力されると入力データが1ビットシフ
トされて出力データが入力データの1/2の値になる。こ
の動作は量子化に中間立上り(ミッド−ライザー(mid
−riser))方式(第4図参照)を用いているため、上
記量子化誤差enを算出するのに必要な量子化幅Δnの1/
2の大きさの値を得るために行なわれる。加減算器22
は、符号時には差分値dnの符号によって次のように動作
する。すなわち、差分値dnの符号が正のときはラッチ23
より入力されたデータから上記量子化幅Δnを減算する
減算器として動作する一方、差分値dnの符号が負の時は
ラッチ23より入力されたデータに量子化幅Δnを加算す
る加算器として動作する。また、復号時には同様に入力
量子化符号Cn′のMSBによって入力量子化符号Cn′のMSB
が0のときは加算器として動作する一方、1のときは減
算器として動作する。加減算器22の出力信号SCは、符号
時のみ出力され、差分値dnの正負符号(正または0のと
き0、負のとき1)と、加減算器22のキャリアが一致し
たとき出力される。この信号SCは、クロック回路24に入
力されてクロック回路24から出力されるクロックパルス
CCKの出力を停止すると共に、上記制御信号SFTを出力さ
せる。
Shift circuit 21 normally outputs data equal to the input data. However, when the control signal SFT output from the clock circuit 24 is input, the input data is shifted by one bit, and the output data becomes half the value of the input data. This operation has an intermediate rise (mid-riser (mid
−riser)) method (see FIG. 4), so that 1/1 of the quantization width Δn required to calculate the quantization error en is used.
This is done to get a magnitude value of 2. Adder / subtractor 22
Operates as follows depending on the sign of the difference value dn at the time of sign. That is, when the sign of the difference value dn is positive, the latch 23
When the sign of the difference value dn is negative, it operates as an adder that adds the quantization width Δn to the data input from the latch 23 when the sign of the difference value dn is negative. I do. Also, at the time of decoding, the MSB of the input quantization code Cn 'is similarly determined by the MSB of the input quantization code Cn'.
Operates as an adder when is 0, and operates as a subtractor when it is 1. The output signal SC of the adder / subtractor 22 is output only at the time of sign, and is output when the sign of the difference value dn (0 when positive or 0, 1 when negative) and the carrier of the adder / subtractor 22 match. This signal SC is a clock pulse input to the clock circuit 24 and output from the clock circuit 24.
The output of CCK is stopped, and the control signal SFT is output.

上記の構成の量子化器は次のように動作する。 The quantizer having the above configuration operates as follows.

A.符号時 差分値dnがdn≧0のときは、入力された差分値dnから
入力された量子化幅Δnをくり返し減算してdn−Δn−
Δn−Δn・・・の計算を行ない、計算結果が負になる
(信号SCが出力される)までの演算回数がカウンタ25で
計数され、初期値として予め−1をカウンタ25にロード
することにより、上記演算回数より1少ない数がカウン
タ25より量子化符号Cnとして出力される。そして、演算
結果が負になった瞬間に加減算器22より信号SCが出力さ
れ、その結果、クロック回路24は制御信号SFTを出力
し、上記負になった演算結果をラッチ23が保持する前に
(したがって保持されない)シフト回路21で量子化幅Δ
nを1/2倍して、その値Δn/2を使用して加減算器22はそ
の回の演算をやり直して、得られた値をラッチ23に保持
し、ラッチ23はその最後に保持した値を量子化誤差enと
して出力し、Cn,enの演算ルーチンが停止する。
A. Signing When the difference value dn is dn ≧ 0, the input quantization width Δn is repeatedly subtracted from the input difference value dn to obtain dn−Δn−
The calculation of Δn−Δn... Is performed, and the number of operations until the calculation result becomes negative (signal SC is output) is counted by the counter 25. By loading −1 into the counter 25 in advance as an initial value, , A number which is one less than the number of operations is output from the counter 25 as the quantization code Cn. The signal SC is output from the adder / subtractor 22 at the moment when the operation result becomes negative, and as a result, the clock circuit 24 outputs the control signal SFT, and before the latch 23 holds the negative operation result, The quantization width Δ
n is multiplied by 1/2, and the adder / subtracter 22 uses the value Δn / 2 to perform the operation again, and holds the obtained value in the latch 23, and the latch 23 stores the value held last. Is output as the quantization error en, and the calculation routine of Cn, en stops.

一方、差分値dnがdn<0のときは、加減算器22はdn+
Δn+Δn+Δn+・・・の計算を結果が正になる(信
号SCが出力される)まで行ない、演算回数より1少ない
数がカウンタ25より量子化符号Cnとして出力される。最
終回ではdn≧0のときと同様に、Δn/2を加算し、その
結果をラッチ23に保持する。ラッチ23は最後に保持した
値を量子化誤差enとして出力する。
On the other hand, when the difference value dn is dn <0, the adder / subtractor 22 outputs dn +
The calculation of Δn + Δn + Δn +... Is performed until the result becomes positive (the signal SC is output), and the number smaller than the number of operations is output from the counter 25 as the quantization code Cn. In the last round, Δn / 2 is added as in the case of dn ≧ 0, and the result is held in the latch 23. The latch 23 outputs the last held value as the quantization error en.

B.復号時 入力された入力量子化符号Cn′のMSBが1のときは、
入力量子化符号Cn′のMSBを除いた値の回数だけ入力さ
れた差分値Δnの値を減算して−Δn−Δn−Δn−・
・・の演算を行ない、その後、最後にΔn/2を減算し、
その結果をラッチ23に保持する、ラッチ23は保持した最
後の値を予測差分値 として出力する。上記入力量子化符号Cn′のMSBが0の
ときは入力量子化符号Cn′のMSBを除いた値の回数だけ
Δnを加算してゆき、最後にその値にΔn/2を加算し、
その値を予測差分値 として出力する。量子化幅Δnを1/2倍して演算する過
程は符号時と同じであるが、上述のようにクロック回路
24よりシフト回路21に制御信号SFTを出力するために、
カウンタ25は復号時はカウントダウンして0をカウント
するとボロー信号をクロック回路24に出力する。
B. At the time of decoding When the MSB of the input quantization code Cn 'is 1,
The value of the difference value Δn input by the number of times of the value excluding the MSB of the input quantization code Cn ′ is subtracted to obtain −Δn−Δn−Δn− ·
・ ・ Operation, and finally subtract Δn / 2,
The result is held in the latch 23. The latch 23 uses the last value held as the predicted difference value. Output as When the MSB of the input quantization code Cn ′ is 0, Δn is added by the number of times excluding the MSB of the input quantization code Cn ′, and finally, Δn / 2 is added to the value,
Use that value as the prediction difference value Output as The process of calculating by multiplying the quantization width Δn by 1/2 is the same as that at the time of encoding, but as described above, the clock circuit
In order to output the control signal SFT to the shift circuit 21 from 24,
When decoding, the counter 25 counts down and counts 0, and outputs a borrow signal to the clock circuit 24.

ここで、上記量子化器の動作を具体的な例により説明
する。
Here, the operation of the quantizer will be described with a specific example.

(A)符号時の場合 差分値dn=7、量子化幅Δn=3の場合、第4図に示
すように論理的には中間立上り量子化では量子化符号Cn
は2、量子化誤差enは0となる(小数点以下切りす
て)。上述のように、ラッチ23の初期値としてdn=7が
保持されており、量子化幅Δnとして3がシフト回路21
を介して加減算器22に入力される。加減算器22は量子化
幅Δn=3が入力されると7−3=4を演算しデータ
“4"を出力すると共に、クロック回路24は量子化幅Δn
=3の出力によってスタートし、クロックパルスCCKの
出力が開始して、1つ目のクロックパルスCCKがラッチ2
3に入力されデータ“4"が保持される。このデータ“4"
はラッチ23に保持されると同時に再度加減算器22の入力
データとなり、2回目の演算4−3=1が行なわれ、こ
のデータ“1"はクロック回路24がラッチ23に出力する次
のクロックパルスCCKでラッチ23に保持される。さら
に、3回目の演算1−3=−2が行なわれ、この時点で
加減算器22よりクロック回路24に信号SCが出力され、デ
ータ“−2"のラッチ23への保持は中止される。するとク
ロック回路24はシフト回路21に制御信号SFTを出力し、
量子化幅Δn=3を1/2倍し(小数点以下切りすて)、
上記の演算の1−3=−2の代わりに の演算を行なう。クロック回路24は上記信号SCを入力さ
れて最後のクロックパルスCCKを出力し、それでラッチ2
3は上記データ“0"をラッチする。ラッチ23に保持され
た上記最終の演算結果“0"が量子代誤差enとしてラッチ
23より出力される。その間カウンタ25にはクロック回路
24よりクロックパルスCCKが3パルス入力され、初期値
として−1をロードされたカウンタ25は3回カウントア
ップし、その結果、カウントした数より1だけ少ない
“2"を量子化符号Cnとして出力する。したがって、上記
論理値と同じCn=2,en=0を得ることができる。
(A) At the time of coding In the case of the difference value dn = 7 and the quantization width Δn = 3, as shown in FIG.
Is 2 and the quantization error en is 0 (cut off after the decimal point). As described above, dn = 7 is held as the initial value of the latch 23, and 3 is set as the quantization width Δn in the shift circuit 21.
Is input to the adder / subtractor 22 via the. When the quantization width Δn = 3 is input, the adder / subtracter 22 calculates 7−3 = 4 and outputs data “4”, and the clock circuit 24 outputs the quantization width Δn.
= 3, the output of the clock pulse CCK starts, and the first clock pulse CCK is latched.
Input to 3 and data "4" is held. This data “4”
Becomes the input data of the adder / subtractor 22 at the same time as being held in the latch 23, and the second operation 4-3 = 1 is performed. This data "1" is the next clock pulse output from the clock circuit 24 to the latch 23. It is held in the latch 23 by CCK. Further, the third calculation 1-3 = -2 is performed. At this time, the signal SC is output from the adder / subtractor 22 to the clock circuit 24, and the holding of the data "-2" in the latch 23 is stopped. Then, the clock circuit 24 outputs the control signal SFT to the shift circuit 21, and
The quantization width Δn = 3 is multiplied by 1/2 (cut to the decimal point),
Instead of 1-3 = -2 in the above operation, Is performed. The clock circuit 24 receives the signal SC and outputs the last clock pulse CCK.
3 latches the data "0". The final operation result “0” held in the latch 23 is latched as the quantum
Output from 23. During that time, the counter 25 has a clock circuit
The counter 25, to which three clock pulses CCK are input from 24 and loaded with -1 as an initial value, counts up three times, and as a result, outputs "2" which is one less than the counted number as the quantization code Cn. . Therefore, the same Cn = 2, en = 0 as the above logical value can be obtained.

(B)復号時 量子化幅Δn′=3,入力量子化符号Cn′=2の場合
は、カウンタ25には予めCn′=2をロードしておき、ま
た、ラッチ23にはラッチ23をクリヤするための初期値と
してdn=0を保持しておく。加減算器22にシフト回路21
を介して量子化幅Δn′=3が入力されると、Δn′≧
0である為、加減算器22は加算0+3=3を行なってデ
ータ“3"を得る。それと同時にクロック回路24からはク
ロックパルスCCKが出力され始め、ラッチ23に1回目の
クロックパルスCCKが入力されるとラッチ23は上記デー
タ“3"を保持すると共に、クロック回路24はカウンタ25
に上記クロックパルスCCKを出してカウンタ25をカウン
トダウンさせ、カウンタ25の内容を1にする。これと同
時に加減算器22は3+3=6の演算を行ない、上述と同
じような動作によりラッチ23はデータ“6"を出力し、カ
ウンタ25は再度カウントダウンし、0になる。カウンタ
25が0になるとカウンタ25はボロー信号BRをクロック回
路24に出力し、クロック回路24より制御信号SFTをシフ
ト回路21に出力させる。制御信号SFTがシフト回路21に
入力されると量子幅Δn′が1/2倍されて小数点以下が
切りすてられて1となる。加減算回路22は最後の演算6
+Δn/2(小数点以下切りすて)=7の結果“7"を出力
し、このデータ“7"がクロック回路24の最終のクロック
パルスCCKでラッチ23に保持されて、予測差分値 として出力される。
(B) Decoding When the quantization width Δn ′ = 3 and the input quantization code Cn ′ = 2, the counter 25 is loaded with Cn ′ = 2 in advance, and the latch 23 is cleared by the latch 23. Dn = 0 is held as an initial value for performing the operation. Shift circuit 21 in adder / subtractor 22
When the quantization width Δn ′ = 3 is input via
Since it is 0, the adder / subtractor 22 performs addition 0 + 3 = 3 to obtain data "3". At the same time, a clock pulse CCK starts to be output from the clock circuit 24. When the first clock pulse CCK is input to the latch 23, the latch 23 holds the data "3" and the clock circuit 24
The counter 25 is counted down by outputting the clock pulse CCK to the above, and the content of the counter 25 is set to 1. At the same time, the adder / subtractor 22 performs an operation of 3 + 3 = 6, and the latch 23 outputs data "6" by the same operation as described above, and the counter 25 counts down again to 0. counter
When 25 becomes 0, the counter 25 outputs the borrow signal BR to the clock circuit 24, and the clock circuit 24 outputs the control signal SFT to the shift circuit 21. When the control signal SFT is input to the shift circuit 21, the quantum width Δn ′ is halved, and the decimal part is cut off to become “1”. The addition / subtraction circuit 22 calculates the last operation 6
+ Δn / 2 (cut off after the decimal point) = 7, and outputs “7”. This data “7” is held in the latch 23 at the last clock pulse CCK of the clock circuit 24, and the predicted difference value Is output as

このようにADPCM方式の音声分析合成装置に簡単なハ
ードウェアの量子化器を備えることにより簡単な構造で
音質の良い合成音声を得ることができるのである。
As described above, by providing the ADPCM-type speech analysis / synthesis apparatus with a simple hardware quantizer, it is possible to obtain a synthesized speech having a simple structure and good sound quality.

上記実施例ではADPCM方式のディジタル録音再生装置
を用いているが、上記ADPCM方式と同様に、サンプリン
グされた隣接する音声信号の差分値を用いるDPCM方式の
ディジタル録音再生装置を用いても良い。
In the above embodiment, an ADPCM digital recording / reproducing apparatus is used. However, a DPCM digital recording / reproducing apparatus using a difference value between sampled adjacent audio signals may be used similarly to the ADPCM method.

<発明の効果> 以上より明らかなように、本発明によれば、簡単なハ
ードウエアで音質の良い合成音声信号を出力する音声分
析合成装置を得ることができる。
<Effects of the Invention> As is clear from the above, according to the present invention, it is possible to obtain a speech analysis / synthesis device that outputs a synthesized speech signal of good sound quality with simple hardware.

【図面の簡単な説明】 第1図はこの発明の音声分析合成装置の一実施例のブロ
ック図、第2図は第1図における各信号と入力波形との
対応図、第3図は上記実施例における量子化器のブロッ
ク図、第4図は中間立上り方式の量子化の方法を示す図
である。 11……量子化器、12……Δ制御回路、 21……シフト回路、22……加減算器、 23……ラッチ、24……クロック回路、 25……カウンタ。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of a speech analysis / synthesis apparatus according to the present invention, FIG. 2 is a diagram showing correspondence between signals and input waveforms in FIG. 1, and FIG. FIG. 4 is a block diagram of a quantizer in the example, and FIG. 4 is a diagram showing a quantization method of an intermediate rising system. 11: Quantizer, 12: Δ control circuit, 21: Shift circuit, 22: Adder / subtractor, 23: Latch, 24: Clock circuit, 25: Counter.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森尾 智一 大阪市阿倍野区長池町22番22号 シヤー プ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−182699(JP,A) 特公 昭59−49616(JP,B2) ディジタル音声処理古井貞▲もり▼著 昭和60年9月東海大学出版会P.105− 106 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (72) Inventor Tomokazu Morio 22-22 Nagaike-cho, Abeno-ku, Osaka City Inside Sharp Corporation (56) References JP-A-61-182699 (JP, A) JP-A-59-49616 (JP, B2) Digital Speech Processing Sada Furui, written by Mori, September 1985, Tokai University Press, P.S. 105− 106

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】サンプリングされた入力音声信号を分析し
て符号化する一方、符号化された音声信号を合成音声に
復号化する量子化器を有する音声分析合成装置におい
て、 上記量子化器は、上記符号化と上記復号化とで共用さ
れ、符号化する場合には、サンプリングされた隣接する
入力音声信号の波高値と予測波高値との差分値及び量子
化幅が入力されて量子化符号と量子化誤差を出力すると
共に、上記予測波高値は上記波高値と上記量子化誤差と
に基づいて求める一方、復号化する場合には、量子化符
号と量子化幅が入力されて予測差分値を出力することを
特徴とする音声分析合成装置。
1. A speech analyzing / synthesizing apparatus having a quantizer for analyzing and encoding a sampled input speech signal, while decoding the encoded speech signal into a synthesized speech, wherein the quantizer comprises: When the encoding and the decoding are shared and the encoding is performed, the difference value and the quantization width between the peak value and the predicted peak value of the sampled adjacent input audio signal are input and the quantization code is input. Along with outputting the quantization error, the predicted peak value is obtained based on the peak value and the quantization error, while when decoding, a quantization code and a quantization width are input and the prediction difference value is calculated. A speech analysis / synthesis device characterized by outputting.
【請求項2】上記量子化器は、 上記符号化する場合には、上記差分値に対して上記量子
化幅の減算あるいは加算を結果の極性が逆転するまで繰
り返し実行して、最終演算結果を上記量子化誤差として
出力する一方、上記復号化する場合には、上記量子化符
号に基づく回数だけ上記量子化幅を繰り返し加算あるい
は減算して、最終結果を上記予測差分値として出力する
加減算手段と、 該加減算手段による減算あるいは加算の繰り返し回数を
カウントすると共に、上記符号化する場合におけるカウ
ント結果を上記量子化符号として出力するカウント手段
とを備えたことを特徴とする特許請求の範囲第1項に記
載の音声分析合成装置。
2. The encoding device according to claim 1, wherein, when performing the encoding, the quantizer repeats the subtraction or addition of the quantization width with respect to the difference value until the polarity of the result is reversed. While outputting as the quantization error, when performing the decoding, adding or subtracting means for repeatedly adding or subtracting the quantization width by the number of times based on the quantization code, and outputting a final result as the prediction difference value; And a counting means for counting the number of repetitions of subtraction or addition by said addition / subtraction means, and outputting a count result in said encoding as said quantization code. A speech analysis / synthesis apparatus according to item 1.
【請求項3】上記量子化器は、 上記符号化する場合には、共通の制御信号に基づき上記
量子化符号の計算と上記量子化誤差の計算を行うことを
特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の音声分析合成
装置。
3. The quantizer according to claim 1, wherein, when performing said encoding, said quantizer calculates said quantization code and said quantization error based on a common control signal. The speech analysis / synthesis device according to claim 1.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Patent Citations (1)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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ディジタル音声処理古井貞▲もり▼著昭和60年9月東海大学出版会P.105−106

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