JPH0422278B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本発明は音素片編集形の音声合成装置に関する
ものである。

(ロ) 従来技術 音声信号の周波数を実時間で低くするには入力
音声波形の一部を一定周期で捨て去り、残りの部
分の音声信号波形の時間軸を伸長すればよい。ま
た周波数を高くするには、逆に入力音声波形の一
部を繰り返し用いて時間軸を圧縮するのが普通で
ある。このように音声信号の周波数を実時間で変
える場合、一定周期で音声波形に接続部が生じ、
これが再生音のＳ／Ｎ比を劣化させていた。

(ハ) 目的 本発明は音声波形の接続部に急激な波形の不連
続のでない音声合成装置を提供する事を目的とす
る。

(ニ) 構成 本発明は音声信号等のアナログ入力信号をAD
変換してデイジタル値に変換した音素片サンプル
を第１クロツクに従つてデイジタル記憶手段に記
憶し、且つ第２クロツクに従つてデイジタル記憶
手段から読み出して、これをDA変換して第１ク
ロツクと第２クロツクの周波数比率により入力音
声信号の周波数変換を実時間で行う所の音素片編
集形の音声合成装置であつて、前記デイジタル記
憶手段の記憶番地（書込み番地）と読み出し番地
の間の番地差が所定の値になるのを測定する番地
差測定回路を設け、該番地差が所定の値になつた
とき、読み出し番地に記憶されている第１音声サ
ンプルと、該読み出し番地に所定の値を加えた飛
び越し番地に記憶されている第２の音声サンプル
とを、初めは第１音声サンプルの比率が高く、サ
ンプル点と共に順次第２音声サンプルの比率が高
くなるよう加重平均処理を行い、この加重平均処
理の終了時に前記読み出し番地を前記飛び越し番
地におきかえ、加重平均処理の期間中は前記第１
音声サンプルと第２音声サンプルの加重平均され
た値を出し、又加重平均処理以外の期間は前記第
１音声サンプルを出力する加重平均回路を設け、
該回路出力をDA変換して周波数変換された音声
信号を再生する構成とする。

(ホ) 実施例 本発明の実施例を以下図面と共に説明する。第
１図は本発明の構成を説明するための概念図であ
り、横軸ｔは時間軸、縦軸ｈはデイジタル記憶手
段の番地を表わす。尚、RAM等のデイジタル記
憶手段は有限の番地数しかとり得ないが、この全
番地数を第１図では、h₀からh₁、h₁からh₂、h₂か
らh₃とし、これを積み重ねて等価的に番地数が順
次増えて行くように表わしている。そして第１図
においてａはAD変換された音声サンプルの記憶
番地（書込み番地）、b₁，b₂，b₃，b₄，b₅は同音
声サンプルの読み出し番地を表わす。

本発明の構成を第１図に基づき説明すると、ａ
で表わされる番地に記憶された内容をb₁の同じ縦
軸の時点で読み出す。b₁とａが交叉すると、読み
出し番地が記憶番地を越えるため、読み出し番地
はこの時点でRAMの全番地数を減じた番地の内
容から再度読み出しを行う。そのため再生音声波
形に不連続が生じる。

そこで記憶番地ａと読み出し番地b₁との番地差
を測定し、これが所定値P₁になつた時点t₁から時
点t₂までの期間（即ちt₁−t₂間）だけ、加重平均
処理を行う。この加重平均処理はb₁の延長上の破
線部の番地の音声サンプル（第１音声サンプルと
称す）と、t₁の時点のb₁の番地数から所定数（デ
イジタル記憶手段の全番地数〔h₁−h₀〕から所定
数P₁を減じた〔（h₁−h₀）−P₁〕数が簡便で望まし
い）を減じた数の番地の音声サンプル（t₁からt₂
の期間のb₂の下方の破線部の番地の音声サンプル
で、第２音声サンプルと称す）とについて行う。
第１及び第２音声サンプルの値を〔S₁（ｔ）、S₂
（ｔ）〕と表わすと、t₁の時点では第１音声サンプ
ルの比率が高く｛Sadd（ｔ）＝15／16S₁（ｔ）＋１／16
S₂ （ｔ）程度の比率が実用的と思われる。但しSadd
（ｔ）は第１及び第２音声サンプルの加重平均値
である。後述の(1)式参照｝、所定数のサンプルの
期間この比率で加重平均し、次に第１音声サンプ
ルの比率を少し低くし、この分第２音声サンプル
の比率を高く所定サンプルの期間だけ加重平均
〔例えばSadd（ｔ）＝14／16s₁（ｔ）＋２／16S₂（ｔ）
〕す る。そして、このようにサンプル点と共に順次第
２サンプルの比率を高くした加重平均を行い、t₂
の時点で飛び越し番地を読み出し番地におきかえ
る。従つてt₁の時点まではb₁の実線部の番地の音
声サンプルが読み出され、t₁からt₂の期間は序々
にb₂の下方破線部の比率が高くなるよう加重平均
処理された値が読み出される。即ち、b₁とb₂の実
線部の読み出しの間の遷移を急激な波形変動を伴
なわず滑らかに行なわす事ができる所以である。
b₂とb₃の実線部の間の遷移はt₃からt₄の破線部の
期間に同様に行なわれる。

このような加重平均処理は急激な波形変化を伴
なわず、従つて強い雑音は抑止できるが、加工さ
れた音声波形処理である限りにおいて音質の劣化
はまぬがれ得ない。そこで、この加重平均を行う
周期を出来る限り長くする事が再生音質を高める
事になる。従つて、本発明は記憶番地（書込み番
地）ａと読み出し番地ｂとの番地差を測定し、こ
の番地差が所定値になつたとき、前述の加重平均
処理を行うようにし、該加重平均処理の周期を長
くし、再生音質の劣化の少い音声合成装置を提供
するものである。

次に本発明の実施例の回路構成を第２図と共に
説明する。１は音声信号入力端子、２は入力音声
信号を第１クロツク発生回路５の出力に従つてデ
イジタル値に変換するAD変換回路、３は該AD
変換回路２でデイジタル値に変換された音声サン
プルを記憶するデイジタル記憶回路、４は該デイ
ジタル記憶回路の書込み及び読み出しの番地入力
端子と出力結線される切換回路であり、書込み時
には書込みアドレスカウンタ７の出力を選択し、
また読み出し時は加算回路１４と読み出しカウン
タ１０の出力を選択するよう構成されている。５
は第１クロツクの発生回路であり、６は第１クロ
ツクを分周する分周回路、７はデイジタル記憶回
路３の書込み番地を指定する書込みアドレスカウ
ンタである。８は第２クロツク発生回路、９は第
２クロツクを分周する分周回路、１０はデイジタ
ル記憶回路３の読出し番地を指定する読出しアド
レスカウンタである。

尚、読出し番地の上位２ビツトは加算回路１４
の出力で指定する。１５は書込み番地及び読出し
番地の番地差測定回路であり、書込みカウンタ７
の上位ビツト（４ビツト）と、加算回路１４の出
力（２ビツト）を含め読出しカウンタ１０の上位
ビツト（４ビツト）との番地差が所定の値になる
事を検出して加重平均処理開始パルスを加重比率
発生回路１６に出力する。加重比率発生回路１６
は加重比率に応じたパルスを加重回路１７に出力
すると共に加重平均処理の期間を表すパルスを歩
進回路１１及びコード発生回路１２に供給する。
歩進回路１１は、加重平均処理期間パルスの終了
時に所定数（飛び越し番地に対応した数）だけ歩
進するよう構成されている。コード発生回路１２
は加重平均処理期間以外は、論理“０”を発生
し、加重平均処理期間中は論理“０”と所定コー
ドとを交互に発生する。１３は加算回路であり、
歩進回路１１とコード発生回路１２の出力を加算
し、その出力は加算回路１４の片方の加算入力端
子に供給される。加算回路１４は読み出しアドレ
スカウンタ１０の上位２ビツトと、加算回路１３
の出力２ビツトを加算し、切換回路４の読出しア
ドレス入力端の上位２ビツトに出力する。従つ
て、読出し番地の上位２ビツトは、(イ)読出しアド
レスカウンタ１０の上位２ビツトと、(ロ)歩進回路
１１の出力の２ビツトと、(ハ)コード発生回路１２
の出力２ビツトとを加えた値となる。ここで、加
重平均処理の期間以外のときは、コード発生回路
１２の出力は“０”だから、読出し番地の上位２
ビツトは、読出しアドレスカウンタ１０と歩進回
路１１との上位２ビツトの和となり、第１図にお
けるb₁，b₂，b₃…の実線部の番地に対応する。

次に加重平均処理期間中の働きを第３図に示す
タイムチヤートと共に説明する。第３図ａは前記
第２クロツクを示す。この第２クロツクが論理
“０”の期間には第２図に図示のコード発生回路
１２は論理“０”を出力する。従つて、この期間
にデイジタル記憶回路３から読み出される番地の
音声信号は前記第１図の説明の第１音声サンプル
である。この期間を第３図ｂにおける斜線で囲ま
れた斜線部１ｂに示す。また、第３図ａにおいて
第２クロツクが論理“１”の期間には、第２図に
おけるコード発生回路１２が飛越し番地数に対応
する所定値を出力する。従つてこの期間にデイジ
タル記憶回路３から読み出される番地の音声は第
１図の前記説明における第２音声サンプルであ
る。この第２音声サンプルの読み出される期間を
第３図ｃにおける斜線で囲まれた斜線部１ｃに示
す。

加重比率発生回路１６は第１音声サンプルと第
２音声サンプルの加重比率に応じた数のパルスを
第３図ｄにおける０ｄと１ｄの期間に発生する。
即ち、α₁およびα₂をそれぞれ第１音声サンプルお
よび第２音声サンプルの加重係数とし、α₁＋α₂＝
16、また、第１音声サンプルの加重比率をα₁／16、 第２音声サンプルの加重比率をα₂／16とすると、第 ３図ｄの０ｄの期間にα1個のパルス、また１ｄ
の期間にα2個のパルスを加重回路１７に出力す
る。

第３図ｄの０ｄの期間は第１音声サンプルS₁
（ｔ）がデイジタル記憶回路３から読み出されて
おり、従つて加重回路１７は第１音声サンプルを
α₁回加算する（即ちα₁・S₁（ｔ））。また、第３図
ｄの１ｄの期間は第２音声サンプルS₂（ｔ）がデ
イジタル記憶回路３から読み出されており、加重
平均回路１７は、第１音声サンプルをα₁回加算し
た値に加えて、第２音声サンプルをα₂回加算する
（即ちα₁・S₁（ｔ）＋α₂・S₂（ｔ））。続いて加重回
路
１７はこの加算された値を、４ビツト分相対的に
下位にずらして、第２クロツクの立ち下りでラツ
チ出力すると、その出力値は Sadd（ｔ）＝α₁／16S₁（ｔ）（１−α₁／16）S₂（ｔ
）…(1) となる。加重平均処理の初まりでは、α₁／16＝15／16
と し、サンプル点と共にα₁／16を小さくし、α₁／16＝１
／16 とし、加重平均処理が終ると、α₁／16は16／16＝１と
な るようにする。この加重回路１７の出力をDA変
換回路１８でアナログ値に変換し、ローパスフイ
ルタ１９を介してアナログ音声波形を再生する。
加重回路は加重平均処理以外の時点では第１音声
サンプルのみを出力する。この第１音声サンプル
のみが出力される期間、即ち加重平均処理をして
いない期間は、入力音声信号がサンプリングされ
た音声サンプルを読み出し速度を変えて再生する
だけであるから音質の劣化はない。また、加重平
均処理期間中は、第１音声サンプルと第２音声サ
ンプルとが序々に入れ変るから急激な波形変動に
よる雑音は生じない。

以上の実施例の説明は入力部信号の周波数を高
くする場合について説明したが、入力音声信号の
周波数を下げる場合においても同様に作用する事
は明らかであるので、その説明は省略する。

また、上述においては記憶回路としてデイジタ
ル記憶素子を使用する例について説明したが、記
憶回路としてアナログ記憶素子、例えばBBDや
CCD素子を２系列設け、且つこれらアナログ記
憶素子の入力信号としてはAD変換する前のアナ
ログ波形信号を使用し、前述の２系列の記憶素子
の書込および読み出しクロツクを適当に切換え制
御することにより本発明をアナログ記憶素子を使
用した回路にも適用できる。

第４図は本発明の加重平均処理により先行音素
片と後続音素片とを接続した時の雑音低減効果を
説明するためのタイムチヤートである。第４図に
おいて、ａ及びｂはそれぞれ先行及び後続の音声
波形である。本発明の如き波形接続処理をしない
従来例の場合には同図ｃのように先行及び後続音
素片波形の接続点に不連続（t₁の時点）が生じ、
再生音質を大きく損つていた。

一方、本発明においては同図ｄに示すように、
波形接続点t₁の近くでは先行音素片ａの比率が高
く、順次後続音素片ｂの比率が高くなるよう加重
平均処理を行うので、t₁の時点でａに示す先行音
素片波形から序々にｂの後続音素片波形へと遷移
する。それ故、本発明においては、同図ｄに示す
ように音声波形の接続が滑らかに行なわれ、再生
音質の劣化が少なくなる。

(ホ) 効果 このように本発明の構成によれば、音声信号の
周波数変換を行なうため先行音素片波形と後続音
素片波形を接続する際、波形の接続点において急
激な波形変動による雑音の発生しない実時間の周
波数変換を実現できる。また、デイジタル記憶手
段の読み出し及び記憶番地の番地差を測定し、加
重平均処理を開始するという構成により加重平均
処理周期を大きくとれるよう構成し、加重平均処
理の頻度を減じる事により自然性の高い音質の再
生音が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の動作原理を説明するための図
面、第２図は本発明の音声合成装置のブロツク回
路図、第３図は加重平均処理動作を説明するため
のタイム・チヤートであり、同図ａは第２クロツ
ク、同図ｂは第１音声サンプルの出力期間、同図
ｃは第２音声サンプルの出力期間、同図ｄは加重
比率に応じたパルスの出力期間を示す図である。
第４図は本発明に使用した加重平均処理による雑
音低減効果を説明するためのタイムチヤートであ
る。 １……音声入力端子、２……AD変換回路、３
……記憶回路、４……切換回路、５……第１クロ
ツク発生回路、６，９……分周回路、７……書込
みアドレスカウンタ、８……第２クロツク発生回
路、１０……読出しアドレスカウンタ、１１……
歩進回路、１２……コード発生回路、１３，１４
……加算回路、１５……番地差測定回路、１６…
…加重比率発生回路、１７……加重回路、１８…
…DA変換回路、１９……ローパスフイルタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ (a) アナログ入力信号をデイジタル信号に変
   換するアナログ・デイジタル変換回路２と、 (b) 該アナログ・デイジタル変換回路２の出力信
   号を記憶する記憶回路３と、 (c) 該記憶回路３に記憶される前記出力信号の書
   込み番地を第１クロツクに従つて指定する書込
   みアドレス回路７と、 (d) 前記記憶回路３に記憶された信号の読出し番
   地を第２クロツクに従つて歩進する読出しアド
   レス回路１０と、 (e) 前記記憶回路３の書き込み番地と読み出し番
   地の番地差を測定する番地差測定回路１５と、 (f) 前記記憶回路３において前記読出しアドレス
   回路１０の読出し番地に記憶されている第１サ
   ンプルと、該番地数に所定の値（飛び越し番地
   数）を加えた数の番地（飛び越し番地）に記憶
   されている第２サンプルとを、初めは第１サン
   プルの比率が高く、順次第２サンプルの比率が
   高くなるよう所定の加重比率にて加重平均処理
   を前記第２クロツクの１周期で行なう加重回路
   １７と、 (g) 前記番地差測定回路１５の番地差測定値が所
   定の番地差に達すれば前記加重回路１７にて加
   重平均処理を開始させ、所定の加重比率を順次
   前記加重回路１７に出力する加重比率発生回路
   １６と、 (h) 前記加重回路１７の出力をアナログ値に変換
   するデイジタル・アナログ変換回路１８と、 よりなる音声合成装置。 ２ 前記読み出しアドレス回路１０の読み出し番
   地は歩進回路１１にて加重平均処理の終了時に飛
   び越し番地を新たな読み出し番地に設定されると
   共に、コード発生回路１２にて加重平均処理以外
   の期間においては通常の読み出し番地に設定され
   且つ加重平均処理期間においては前記第１サンプ
   ルの読み出し番地と第２サンプルの読み出し番地
   （飛び越し番地）とを前記第２クロツクの論理レ
   ベルに基づいて指定することを特徴とする特許請
   求の範囲第１項に記載の音声合成装置。