JPH0258639B2 - - Google Patents
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- JPH0258639B2 JPH0258639B2 JP55072025A JP7202580A JPH0258639B2 JP H0258639 B2 JPH0258639 B2 JP H0258639B2 JP 55072025 A JP55072025 A JP 55072025A JP 7202580 A JP7202580 A JP 7202580A JP H0258639 B2 JPH0258639 B2 JP H0258639B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は音声合成装置、さらに詳しく言えば音
成素片を記録しておいてそれらを順次読み出して
音声を作り出す編集合成の改良に関するものであ
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a speech synthesis device, and more specifically, to an improvement in editing and synthesis in which speech segments are recorded and sequentially read out to produce speech.
実用的な音声合成方式の1つとして、人間の自
然音声からピツチ単位の代表的な音声素片を有声
音素として、周期性を持たない音声素片を無声音
素として切り出して記憶しておき、記憶したとき
の情報に従つて読み出し継ぎ合わせて音声を作り
出す方式が提案されている。この方式では、音素
を記憶しておく記憶領域は、すべて同じ大きさで
確保しておく方が制御がし易い。従つて有声音素
の記憶領域として、最大のピツチを有する音素を
格納できる大きさで確保しておくことが必要とな
り、平均的な値のピツチを有する音素を格納した
場合、領域の後部に余り、即ち空き領域ができ、
音素記憶部を有効利用できない。たとえば平均的
なピツチが4msecで、最大ピツチ6msecの人の
音素を記憶する場合に、すべての音素記憶領域の
大きさを、6msecの長さの音素を格納できるよ
うにさせると音素記憶部の3分の1は空いている
領域になつてしまう欠点を有する。また、この方
式では記憶した音素を記憶時のピツチ情報に従つ
て単に接続して再生する為、有声音部のピツチは
接続される各有声音素の記憶時のピツチと一致す
る。 One of the practical speech synthesis methods is to cut out and store representative speech segments in pitch units as voiced phonemes from natural human speech, and speech segments that do not have periodicity as unvoiced phonemes. A method has been proposed in which audio is created by reading and splicing the information according to the information stored. In this method, it is easier to control if the storage areas for storing phonemes are all the same size. Therefore, it is necessary to secure a storage area for voiced phonemes that is large enough to store the phoneme with the largest pitch.If a phoneme with an average pitch is stored, there will be excess space at the rear of the area. , that is, free space is created,
Phoneme memory cannot be used effectively. For example, if you want to memorize the phonemes of a person with an average pitch of 4 msec and a maximum pitch of 6 msec, if you set the size of all phoneme storage areas so that they can store phonemes with a length of 6 msec, the phoneme storage area will be 3. 1/2 has the disadvantage that it becomes an empty area. Furthermore, in this method, the stored phonemes are simply connected and reproduced according to the pitch information at the time of storage, so the pitch of the voiced sound portion matches the pitch of each connected voiced phoneme at the time of storage.
従つて有声音素が変る際、ピツチも離散的に変
わる。合成時の連続した2つの音素のピツチの差
が大きい場合、ピツチの変化は“抑揚”に大きな
影響を持つため、抑揚が急激に変化し音質の劣化
につながる欠点も有する。この欠点を除去するに
はピツチが急激に変化する部分について、代表音
素をきめ細かく抽出すれば良いが、これには大き
な音素記憶部を必要とし好ましくない。 Therefore, when the voiced phoneme changes, the pitch also changes discretely. If there is a large difference in pitch between two consecutive phonemes during synthesis, the change in pitch has a large effect on "intonation," so it also has the disadvantage that the intonation changes rapidly, leading to deterioration of sound quality. In order to eliminate this drawback, representative phonemes may be extracted in detail for portions where the pitch changes rapidly, but this requires a large phoneme storage unit, which is undesirable.
本発明はかかる諸欠点を除去したもので、音素
記憶部を減少しつつ、良質な音声波形を与えよう
とするものである。 The present invention eliminates these drawbacks, and aims to provide high-quality speech waveforms while reducing the number of phoneme storage units.
かかる本発明の音声合成装置は、
音素波形をデジタル的に各々記憶する一定の大
きさの複数の音素記憶領域、音素波形の合成に必
要な音素波形のピツチを示すピツチ制御信号が要
求する大きさの音素波形を所望の前記音素記憶領
域から読み出すように前記音素記憶領域内をアド
レスする音素内アドレスカウンタからなる音素記
憶部と、
該音素記憶部から読み出された前記音素波形を
継ぎ合わせて前記音素波形を合成する音声合成部
とを備え、
前記音素記憶領域は、当該音素記憶領域の大き
さより小さな音素波形はそのまま記憶し、大きな
音素波形は波形を途中で打ち切るか又は波形を
徐々に収束させる重み関数を波形にかけるかした
音素波形を記憶してなり、
前記音素記憶部は、前記ピツチ制御信号が前記
音素記憶領域より大きな音素波形の読み出しを要
求した場合に記憶した前記音素波形を読み出した
後は一定値を出力するように構成され、且つ前記
音素内アドレスカウンタはリセツト状態からカウ
ントして前記音素記憶領域内を順次アドレスしカ
ウント内容が前記ピツチ制御信号の要求する大き
さと一致するとリセツトされるように構成されて
なることを特徴とする。 The speech synthesis device of the present invention has a plurality of phoneme storage areas each having a certain size for digitally storing phoneme waveforms, and a pitch control signal indicating the pitch of the phoneme waveforms necessary for synthesizing the phoneme waveforms. a phoneme storage section comprising an intra-phoneme address counter that addresses the inside of the phoneme storage area so as to read out the phoneme waveform from the desired phoneme storage area; and a speech synthesis unit that synthesizes phoneme waveforms, and the phoneme storage area stores phoneme waveforms smaller than the size of the phoneme storage area as they are, and for large phoneme waveforms, the waveform is cut off midway or the waveform gradually converges. A phoneme waveform obtained by applying a weighting function to the waveform is stored, and the phoneme storage section reads out the stored phoneme waveform when the pitch control signal requests reading out a phoneme waveform larger than the phoneme storage area. After that, the phoneme address counter is configured to output a constant value, and the address counter in the phoneme counts from the reset state and sequentially addresses the phoneme storage area, and is reset when the count matches the magnitude required by the pitch control signal. It is characterized in that it is configured so as to.
実施例に基づいて本発明を詳しく説明する。 The present invention will be explained in detail based on examples.
以下の説明では女性の音声の例を用いて説明す
るが、これは特に女性に特性するものではなく、
また説明に用いる数値も一例であつて特定のもの
ではない。 The following explanation uses an example of a female voice, but this is not particularly characteristic of women;
Further, the numerical values used in the explanation are just examples and are not specific.
第1図に音素の記憶方式を示す。ここではピツ
チの平均値が約4msec、最大値が約6msecの女
性の音声を例として用いる。音素記憶領域として
は6msecの波形を格納できるだけの領域を用意
すれば、すべての音素を完全に再現できるわけで
あるが、これは、ほとんどの音素のピツチが4m
sec前後になることを考えると(平均ピツチが4
msecとの仮定から)非効率的である。また、音
素波形の後尾の部分は前半ほど音質の上で重要で
ないことから考えても6msec分の音素記憶領域
を用意する必要はない。そこで領域の大きさとし
てはピツチの平均値前後(ここでは4msec)に
設定し、ピツチが4msecより小さい場合(第1
図a)は、音素波形の後尾に0を挿入して第1図
bのように記録し、全体として設定した長さに一
致させる。一方記憶すべきピツチが4msecより
大きい場合(第1図c)は、4msecで打ち切つ
て第1図dのように記録するか、又はこれに第1
図eのような音素の終り付近で徐々に0に収束す
る重み関数をかけて、第1図fのような波形にし
て記録する。この様に、音素のピツチの平均値程
度の長さに圧縮して記録すると音素記憶部は、音
素を完全に再現できるように記録した場合の3分
の2になる。しかし音質に関して劣化はほとんど
ない。この方式の採用により、音素記憶領域のう
ちに空き領域が生ずる欠点は除去できる。 Figure 1 shows the phoneme storage system. Here, a female voice with an average pitch of about 4 msec and a maximum pitch of about 6 msec is used as an example. All phonemes can be completely reproduced by providing a phoneme memory area that can store a 6 msec waveform, but this means that most phonemes have a pitch of 4 msec.
Considering that it will be around sec (average pitch is 4
msec) is inefficient. Also, considering that the latter part of the phoneme waveform is not as important in terms of sound quality as the first half, there is no need to prepare a phoneme storage area for 6 msec. Therefore, the size of the area is set around the average pitch value (4 msec here), and if the pitch is smaller than 4 msec (the first
In Figure a), 0 is inserted at the end of the phoneme waveform and recorded as in Figure 1B, so that the overall length matches the set length. On the other hand, if the pitch to be memorized is larger than 4 msec (Fig. 1 c), either stop at 4 msec and record as shown in Fig. 1 d, or
A weighting function that gradually converges to 0 near the end of the phoneme as shown in Figure e is applied to create a waveform as shown in Figure 1 f and recorded. In this way, when the length of the phoneme is compressed and recorded to the average value of the phoneme pitch, the phoneme storage section becomes two-thirds of the size of the case where the phoneme is recorded so that the phoneme can be completely reproduced. However, there is almost no deterioration in sound quality. By adopting this method, it is possible to eliminate the drawback that empty space occurs in the phoneme storage area.
次に音素記憶部から音素を読み出し再生する方
式についての発明を説明する(第2図)。第2図
aのように4msecの領域に格納されている音素
を読み出す場合を考える。ピツチ制御信号が音素
記憶領域の発生可能時間長4msecより大きい場
合、ここでは5.5msecとすると、第2図bのよう
にまず4msecの音素の全体を読み出し続いて1.5
msecの長さで一定値0を挿入する。引きつづい
て接続すべき音素を読み出す。この方式により、
全体としてピツチが5.5msecとなるようにするこ
とが出来る。また逆にピツチ制御信号が4msec
より小さい場合、ここでは2.7msecとすると、第
2図cのように、音素の全体を読み出さずに、ピ
ツチ制御信号すなわち2.7msecのところで打ち切
つて接続すべき次の音素の読み出しに移行する
と、ピツチ2.7msecのくり返し波形が合成でき
る。 Next, an invention regarding a system for reading and reproducing phonemes from the phoneme storage section will be explained (FIG. 2). Consider a case where phonemes stored in a 4 msec area as shown in FIG. 2a are read out. If the pitch control signal is longer than the possible generation time length of the phoneme storage area, 4 msec, and here it is 5.5 msec, the entire phoneme of 4 msec is first read out as shown in Figure 2b, and then 1.5 msec is read out.
Insert a constant value of 0 with a length of msec. Next, read out the phonemes to be connected. With this method,
The overall pitch can be set to 5.5 msec. Conversely, the pitch control signal is 4 msec.
If it is smaller than 2.7 msec, as shown in Fig. 2c, if the pitch control signal is stopped at 2.7 msec and the readout of the next phoneme to be connected is started without reading out the entire phoneme, the pitch will increase. A repeating waveform of 2.7msec can be synthesized.
前述の如く、音素の後尾の部分は音質面におい
てはあまり重要でないので、合成波形b,cの品
質劣化はわずかである。以上のような一定値の挿
入および打ち切りによるピツチの再現方法を用い
れば、1つの音素を任意のピツチで読み出せるの
で、合成時に、接続すべき2つの音素の抽出時の
ピツチが大きく異なつていたとしても、その中間
に新たな音素を挿入することなく、1つの音素で
ピツチを徐々に変化させることができる。ピツチ
を2msec、4msec、5msecと徐々に変えなが
ら1つの音素(第2図a)を読み出した例を第2
図dに示す。 As mentioned above, since the trailing portion of the phoneme is not very important in terms of sound quality, the quality deterioration of the synthesized waveforms b and c is slight. By using the method of pitch reproduction by inserting and truncation of constant values as described above, one phoneme can be read out at any pitch, so it is possible to read two phonemes to be connected at the time of synthesis, even if the pitches at the time of extraction are very different. Even so, the pitch can be changed gradually with one phoneme without inserting a new phoneme in between. The second example shows an example in which one phoneme (Figure 2 a) is read out while gradually changing the pitch from 2 msec, 4 msec, and 5 msec.
Shown in Figure d.
第3図は本発明を実施するための音声合成装置
の音素記憶部の構成例であり、これにより第2図
で説明した機能を実現することが可能である。第
4図は音声合成装置のブロツク図およびその中で
の音素記憶部の位置を示したものである。まず第
4図を説明する。2が音素の格納されている音素
記憶部であり、3は2の音素から音声を合成する
際の制御情報が格納されている語制御部、4は制
御情報と音素から音声を合成する音声合成部、1
は合成すべき語を指定する語指定部、5は外部装
置との情報送受を行うインターフエイス部であ
る。 FIG. 3 shows an example of the configuration of a phoneme storage unit of a speech synthesizer for carrying out the present invention, which makes it possible to realize the functions described in FIG. 2. FIG. 4 shows a block diagram of the speech synthesizer and the location of the phoneme storage section therein. First, FIG. 4 will be explained. 2 is a phoneme storage unit that stores phonemes, 3 is a word control unit that stores control information for synthesizing speech from the phonemes in 2, and 4 is a speech synthesis unit that synthesizes speech from the control information and phonemes. Part 1
Reference numeral 5 indicates a word specifying section for specifying words to be synthesized, and 5 indicates an interface section for transmitting and receiving information with an external device.
第4図の音素記憶部の構成を更に詳しく示した
ものが第3図であり、21は複数個の音素記憶領
域からなる読出し専用メモリ(以下ROMとい
う)であり、22は音素の番号を指定する音素番
号カウンタであり、ここでは音素が最大128個あ
るものとして7ビツトのプリセツタカウンタで構
成している。格納されている音素の数によりカウ
ンタのビツト数は当然変わる。23は音素内のデ
ータの位置を示す音素内アドレスカウンタであ
る。ピツチの平均値が約4msec、最大値が6m
secの女性の音声を扱うものとし、またサンプリ
ング周波数を10KHzとすると、音素内アドレスカ
ウンタのビツト類は6ビツトにすれば、(26−1)
×0.1msec=6.3msecとなり、6.3msecの長さの
音素までアドレス可能になる。この長さはピツチ
の最大値より大きくなり十分である。211,2
12,213は音素を記憶する音素記憶領域であ
り、各領域に音素を4msec分記憶し、1サンプ
ル点を8ビツトで表わすとすると、8×40=320
ビツトで構成されている。それぞれの音素記憶領
域は音素番号を持ちこれは音素番号カウンタで指
定される(a6〜a12)。音素記憶領域内の40点のデ
ータには0から39までのアドレスが上から順に割
り付けられている。これは音素内のアドレスカウ
ンタで指定される。(a0〜a5)。音素アドレスカウ
ンタは6ビツトであるので0から63まで指定可能
であるが、40から63までのアドレスに対して
ROM領域は存在せず、このアドレスに対して
ROM21の出力線d0からd7には0が出力される
ようにROM21は構成されている。以上のよう
に音素記憶部を構成すると第2図で説明した機能
が実現できる。すなわち、読み出したい音素の番
号が22にセツトされており、ピツチがPと指定
されたとすると、まず音素内アドレスカウンタ2
3をリセツトしこれを0.1msec(10KHzサンプリ
ングであるので)ごとにインクリメントし、23
の出力がピツチPに一致したら23にリセツトを
かければよい。なぜならPは最大60(60msec)で
あり、音素内アドレスカウンタの値が40から63と
なるときROM21の出力が0となるからであ
る。 FIG. 3 shows the configuration of the phoneme storage section in more detail in FIG. This is a phoneme number counter that has a maximum of 128 phonemes, and is configured with a 7-bit preset counter. Naturally, the number of bits in the counter changes depending on the number of stored phonemes. 23 is an intra-phoneme address counter that indicates the position of data within a phoneme. The average value of pitch is about 4 msec, the maximum value is 6 m
sec female voice and the sampling frequency is 10KHz, if the bits of the address counter in the phoneme are set to 6 bits, (2 6 - 1)
×0.1 msec = 6.3 msec, and it becomes possible to address phonemes with a length of 6.3 msec. This length is larger than the maximum pitch and is sufficient. 211,2
12 and 213 are phoneme storage areas for storing phonemes, and assuming that each area stores phonemes for 4 msec and one sample point is represented by 8 bits, 8 x 40 = 320
Consists of bits. Each phoneme storage area has a phoneme number, which is specified by a phoneme number counter (a 6 to a 12 ). The 40 data points in the phoneme storage area are assigned addresses from 0 to 39 in order from the top. This is specified by an address counter within the phoneme. ( a0 to a5 ). Since the phoneme address counter is 6 bits, it can be specified from 0 to 63, but for addresses from 40 to 63,
ROM area does not exist and for this address
The ROM 21 is configured so that 0 is output to the output lines d 0 to d 7 of the ROM 21 . By configuring the phoneme storage section as described above, the functions explained in FIG. 2 can be realized. That is, if the number of the phoneme to be read is set to 22 and the pitch is specified as P, first the address counter within the phoneme is set to 2.
Reset 3 and increment it every 0.1 msec (because it is 10KHz sampling), and set it to 23.
When the output of 23 matches the pitch P, it is sufficient to reset 23. This is because P is a maximum of 60 (60 msec), and when the value of the intra-phoneme address counter goes from 40 to 63, the output of the ROM 21 becomes 0.
以上述べたように本発明によれば、代表音素の
抽出をあまり細かくせず、また比較的小さな音素
記憶領域を用いても、同一音素に対してのきめ細
かなピツチの制御により、品質劣化の少ない音声
を合成できる。また本発明ではその機能を実現す
る非常に簡単でハードウエア量の小さな具体的な
回路構成法も示した。 As described above, according to the present invention, even if representative phonemes are not extracted very finely and a relatively small phoneme storage area is used, quality deterioration is minimized by fine-grained pitch control for the same phoneme. You can synthesize audio. The present invention also shows a specific circuit configuration method that is extremely simple and requires a small amount of hardware to realize the function.
第1図は音素の記憶方式を説明した波形図、第
2図は音素の読み出し方式を説明した波形図、第
3図は本発明による音素記憶部を説明するブロツ
ク図、第4図は第3図の音素記憶部を含めた音声
合成装置全体のブロツク図である。
1…語指定部、2…音素記憶部、3…語制御記
憶部、4…音声合成部、5…インターフエイス
部、21…読み出し専用メモリ、211,21
2,213…音素記憶領域、22…音素番号カウ
ンタ、23…音素内アドレスカウンタ。
FIG. 1 is a waveform diagram explaining the phoneme storage method, FIG. 2 is a waveform diagram explaining the phoneme reading method, FIG. 3 is a block diagram explaining the phoneme storage unit according to the present invention, and FIG. FIG. 2 is a block diagram of the entire speech synthesis device including the phoneme storage section shown in FIG. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Word designation part, 2... Phoneme memory part, 3... Word control memory part, 4... Speech synthesis part, 5... Interface part, 21... Read-only memory, 211, 21
2, 213... Phoneme storage area, 22... Phoneme number counter, 23... Phoneme address counter.
Claims (1)
大きさの複数の音素記憶領域、音声波形の合成に
必要な音素波形のピツチを示すピツチ制御信号が
要求する大きさの音素波形を所望の前記音素記憶
領域から読み出すように前記音素記憶領域内をア
ドレスする音素内アドレスカウンタからなる音素
記憶部と、 該音素記憶部から読み出された前記音素波形を
継ぎ合わせて前記音声波形を合成する音声合成部
とを備え、 前記音素記憶領域は、当該音素記憶領域の大き
さより小さな音素波形はそのまま記憶し、大きな
音素波形は波形を途中で打ち切るか又は波形を
徐々に収束させる重み関数を波形にかけるかした
音素波形を記憶してなり、 前記音素記憶部は、前記ピツチ制御信号が前記
音素記憶領域より大きな音素波形の読み出しを要
求した場合に記憶した前記音素波形を読み出した
後は一定値を出力するように構成され、且つ前記
音素内アドレスカウンタはリセツト状態からカウ
ントして前記音素記憶領域内を順次アドレスしカ
ウント内容が前記ピツチ制御信号の要求する大き
さと一致するとリセツトされるように構成されて
なることを特徴とする音声合成装置。[Scope of Claims] 1. A plurality of phoneme storage areas each having a certain size that digitally stores phoneme waveforms, and phonemes of a size required by a pitch control signal indicating the pitch of the phoneme waveforms necessary for synthesizing speech waveforms. a phoneme storage unit comprising an intra-phoneme address counter that addresses the inside of the phoneme storage area so as to read out a desired waveform from the phoneme storage area; and a phoneme storage unit that splices the phoneme waveforms read from the phoneme storage unit to generate the speech waveform the phoneme storage area stores phoneme waveforms smaller than the size of the phoneme storage area as they are, and for large phoneme waveforms, a weighting function that terminates the waveform in the middle or gradually converges the waveform. The phoneme storage section stores a phoneme waveform obtained by multiplying the phoneme waveform by multiplying the phoneme waveform by multiplying the phoneme waveform into a waveform; The internal phoneme address counter is configured to output a constant value, and the intra-phoneme address counter counts from a reset state and sequentially addresses the phoneme storage area, and is reset when the count matches the magnitude required by the pitch control signal. A speech synthesis device comprising:
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US06/267,280 US4400582A (en) | 1980-05-27 | 1981-05-27 | Speech synthesizer |
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP7202580A JPS56168698A (en) | 1980-05-29 | 1980-05-29 | Voice synthesizer |
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Family Applications (1)
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JPS56168698A (en) | 1981-12-24 |
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