JPH03216700A

JPH03216700A - 音声合成装置

Info

Publication number: JPH03216700A
Application number: JP2010703A
Authority: JP
Inventors: Mikio Yamaguchi; 幹雄山口
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1990-01-22
Filing date: 1990-01-22
Publication date: 1991-09-24

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】１産業上の利用分野〕本発明は、人工的手段によって音声を出力する音声合成
装置に関し、特に、縦続接続された複数のディジタルフ
ィルタを有する音声合成装置に関する。

本発明は、たとえば、声道伝達関数なホルマントパラメ
ータを用いて表現し、縦続接続されたディジタル極回路
・零回路により、所望のスペクトルパタンを合成するホ
ルマント型合成器等に好適である。

〔従来の技術〕

第２図（Ａ）　．　（Ｂ）　．　（Ｃ：）に、従来技術
による音声合成装置の代表的な構成例を示す。

第２図（Ａ）は、音声波形を生成する合成回路の全体構
成を示したものである。２ｌは有声音源であり、声帯振
動に相当するインパルス列を生成する。２２は摩擦音源
であり、声道の狭めを空気が通るときに発生する乱流に
よる雑音（ランダムノイズ）を模擬する。これらの音源
２１．　２２で生成された音は、２３から２８のフィル
タによって所望のスペクトルバタンか与えられ、合成音
声となって出力される。２３から２８のフィルタは声道
伝達関数を模擬するためのもので、第２図（Ａ）では６
ヶの極回路または零回路の縦続接続で実現されている。

音源の強度やスペクトルバタンを表すホルマントパラメ
ータは、時系列に沿って音源・フィルタに与えられ音声
が合成される。

第２図（Ｂ）には極回路となる一つのディジタルフィル
タの構成を示す。３０のｚ　−　１は１サンプル時点の
遅延を意味し、通常は波形値を記憶するメモリで実現す
る。３ｌから３３は係数であり、フィルタの中心周波数
をｆ、帯域幅をＷとすると、で表される。ただし、Ｔは
サンプリング間隔である。時点ｎＴにおける出力ｙ　（
ｎＴ）は、ｙ（ｎＴ）＝Ａｘ（ｎＴ）＋Ｂｙ（ｎＴ−Ｔ
）＋Ｃｙ（ｎＴ−２Ｔ）−（ｚ）で求められる。

第２図（Ｃ）には零回路となる一つのディジタルフィル
タの構成を示す。中心周波数ｆと帯域幅Ｗを与えたとき
の係数は（１）式から求まるＡ，Ｂ，Ｃ使つと、で計算できる。時点ｎＴにおける出力ｙ　（ｎＴ）は、
ｙ（ｎＴ）＝Ａ’ｘ（ｎＴ）＋Ｂ’ｘ（ｎＴ−Ｔ）＋Ｃ
’ｘ（ｎＴ−２Ｔ）−　（４）で求められる。

〔発明が解決しようとする課題Ｊしかしながら、上記のような従来の音声合成装置では、
上記の（２）式および（４）式から判るように、あるサ
ンプル時点におけるディジタルフィルタの出力ｙ（ｎＴ
）は、その人力ｘ（ｎＴ）が定まらなければ求められな
い。従って、第２図（Ａ）のようにディジタルフィルタ
２３，　２４，　２５，　２６，　２７．　２８が縦続
接続されていると、全体の出力を求めるには、入力側の
フィルタ２３から順番にそれぞれのフィルタの出力を計
算してゆ《必要がある。すなわち、フィルタの計算は逐
次的にしか進められない。

さて、音声合成装置を実際に制作する場合は、ディジタ
ルフィルタの計算には、ＤＳＰ（ＤｉｇｉｔａｌＳｉｇ
ｎａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ：デイジタル信号処理プロ
セッサ）がよ《用いられる。ＤＳＰの一般的な構成とし
ては、乗算器と加算器を内蔵しており、並行して動作さ
せることができる。また、演算を高速化するために乗算
器と加算器を複数個内蔵したＤＳＰもある。

ＤＳＰを用いて信号処理を行なう場合は、演算処理の並
行度を上げ、乗算器、加算器等の演算部分を休な《動作
させることが、ＤＳＰの利用効率向上の点から必要であ
る。利用効率が上がれば、同じＤＳＰを使っても、より
複雑なディジタルフィルタの構成が可能となり、音声合
成をより精密に行なうことができる。あるいは同じディ
ジタルフィルタの構成であっても、高い利用効率でＤＳ
Ｐを使う方法があれば処理能力のより低い、言い換えれ
ば、より廉価なＤＳＰを使うことができるので、演算の
並行処理を実現することは重要な課題である。

本発明の目的は、上述の点に鑑みて、縦続接続されたデ
ィジタルフィルタの計算を並行して行なえる音声合成装
置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段Ｊ上記目的を達成するため、本発明は、縦続接続された複
数のディジタルフィルタを有する音声合成装置において
、互いに縦続接続されたディジタルフィルタの演算を複
数のディジタルフィルタに関して並行に行なうための遅
延要素を該デイジタルフィルタ間に接続したことを特徴
とする。

〔作　用１本発明は、縦続接続された複数のディジタルフィルタを
有する音声合成装置において、そのディジタルフィルタ
の間に遅延要素を接続したので、その遅延要素により互
いに縦続接続されたディジタルフィルタの演算を複数の
フィルタに関して並列に行うことができる。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。

第１図（Ａ）は本発明の一実施例の縦続接続されたディ
ジタルフィルタの構成を示す。１から６まではディジタ
ルフィルタの１段分を示し、７は遅延要素を示す。

遅延要素７により、ディジタルフィルタ４の入力は１サ
ンプル時点前のディジタルフィルタ３の出力となる。す
なわち、あるサンプル時点を取ってみれば、ディジタル
フィルタ４の入力は、その時点におけるディジタルフィ
ルタ３の出力を計算する前に、確定していることになる
。すなわち、ディジタルフィルタ４，５．６の計算は、
ディジタルフィルタ１，２．３の計算結果を待つ必要が
ない。よって、ディジタルフィルタ４，５．６の計算は
、デイジタルフィルタ１，２．３の計算と並行して進め
ることができる。

この並列計算の進行はたとえば、以下のようになる。

ステップ１：ディジタルフィルタ１と４の計算を並行し
て行なう。

ステップ２：ディジタルフィルタ２と５の計算を並行し
て行なう。

ステップ３：ディジタルフィルタ３と６の計算を並行し
て行なう。

なお、出力される合成音声には、本発明を用いない場合
にくらべて、遅延要素７による遅れが生ずるが、この遅
れの効果は聴覚上は無視できる。

また、遅延要素７を置く前のディジタルフィルタ１〜６
が第２図（Ｂ）で表わされる同様の極回路の場合、極回
路から信号を取り出す取り出し方により、この遅延要素
７を省くことができる。この場合の、本発明実施例での
出力信号の取り出し方を第１図（Ｂ）に示す。すなわち
、極回路を構成するディジタルフィルタの中の遅延要素
８の出力を取り出すことで、新たな遅延要素７を追加す
ることなく本発明を実施できる。この場合、本発明の実
施に際して遅延要素を構成するためにメモリを必要とし
ないので、実用上の利点が大きい。

第３図（Ａ）．（Ｂ）には、ディジタルフィルタ１〜６
の間に遅延要素を入れる箇所を増やすことで、計算の並
列度を上げることを可能にした本発明実施例の構成を示
す。第３図（Ａ）は、２つの遅延要素４１．４２を使っ
た場合であり、３つのディジタルフィルタの計算を並行
に進めれば、次のように２ステップで計算を終えること
ができる。

ステップ１：ディジタルフィルタ１と３と５の計算を並
行して行なう。

ステップ２：ディジタルフィルタ２と４と６の計算を並
行して行なう。

第３図（Ｂ）は、６つの遅延要素４３から４７を使った
場合の本発明実施例の構成を示す。本例のように６つの
ディジタルフィルタ１〜６の計算を遅延要素を用いて並
行に進めれば、■ステップで計算を終えることができる
。

上述した各本発明実施例を用いれば，従来技術では並列
に計算が進められなかった縦続接続型のディジタルフィ
ルタの計算を並行して進められる。このことにより、（ａ）同じＤＳＰを使っても、より複雑なディジタルフ
ィルタの構成が可能となり、音声合成をより精密に行な
うことができる。あるいはまた（ｂ）同じディジタルフ
ィルタの構成であっても、高い利用効率でＤＳＰを使え
るので、処理能力のより低い、言い換えれば、より廉価
なＤＳＰを使うことができる。

また、縦続接続型のディジタルフィルタを複数有する音
声合成装置の場合は、従来の方法でも、並行して計算を
行なえたが、本発明を用いるとより効率的に並行計算が
行なえる場合がある。第４図に例を挙げてこれを説明す
る。本例の装置は、有声音源５１による波形は５２から
５７のディジタルフィルタを経て計算し、無声音源５９
による波形は６０から６３のディジタルフィルタを経て
計算し、両者の足し合わせによって出力する合成音声を
計算する構成の音声合成装置である。従来の方式によれ
ば、縦続接続されたディジタルフィルタ同志は並行計算
できなかったため、一度に２つのディジタルフィルタの
並行計算ができたとしても、次の通りのステップ数を要
した。

ステップ１：ディジタルフィルタ５２と６０の計算を並
行して行なう。

ステップ２：ディジタルフィルタ５３と６１の計算を並
行して行なう。

ステップ３：ディジタルフィルタ５４と６２の計算を並
行して行なう。

ステップ４：ディジタルフィルタ５５と６３の計算を並
行して行なう。

ステップ５：ディジタルフィルタ５６の計算を行なう。

ステップ６：ディジタルフィルタ５７の計算を行なう。

一方、本発明実施例によれば、遅延要素５８．　６４に
より次の通り、より少ないステップ数で計算できる。

ステップ１：ディジタルフィルタ５２と５５の計算を並
行して行なう。

ステップ２：ディジタルフィルタ５３と５６の計算な並
行して行なう。

ステップ３：ディジタルフィルタ５４と５７の計算を並
行して行なう。

ステップ４：ディジタルフィルタ６０と６２の計算を並
行して行なう。

ステップ５：ディジタルフィルタ６ｌと６３の計算を並
行して行なう。

さらに、音声を合成する場合は、有声音源と無声音源が
同時に励振されていることは少なく、通常はいずれか一
方の出力のみを計算することが多い。この場合、従来の
方式で並行計算を実現したとすると、片方の縦続接続デ
ィジタルフィルタの計算を止めようと思っても、不可能
である。しかし、本発明実施例による並行計算では、片
方ずつ縦続接続ディジタルフィルタの計算が進むので、
必要に応じて、片方だけで計算をすることもできる。

［発明の効果〕以上説明したように、本発明によれば、縦続接続された
複数のディジタルフィルタを有する音声合成装置におい
て、そのディジタルフィルタの間に遅延要素を接続し、
その遅延要素により互いに縦続接続されたディジタルフ
ィルタの演算を複数のフィルタに関して並列に行えるよ
うにしたので、同じＤＳＰを使ってもより複雑なディジ
タルフィルタの構成が可能となって音声合成をより精密
に行うことができ、また同じディジタルフィルタの構成
であっても高い利用効率でＤＳＰを使えるので、処理能
力の低い廉価なＤＳＰをも使うことができ、かつより効
率的に並行計算が行えるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）．（Ｂ）　，第３図（Ａ），（Ｂ）　．お
よび第４図はそれぞれ本発明の実施例の構成を示す構成
図、第２図（Ａ）　．　（Ｂ）　．　（Ｃ）はそれぞれ従来
例の構成な示す構成図である。１〜６・・・ディジタルフィルタ、７〜９・・・遅延要素、１０〜ｌ２・・・係数、４１〜４７，　５８．　６４・・・遅延要素、５２〜５
７．　６０〜６３・・・ディジタルフィルタ。

Claims

【特許請求の範囲】１）縦続接続された複数のディジタルフィルタを有する
音声合成装置において、互いに縦続接続されたディジタルフィルタの演算を複数
のディジタルフィルタに関して並行に行なうための遅延
要素を該ディジタルフィルタ間に接続したことを特徴と
する音声合成装置。