JPH0690633B2 - Audio noise generation circuit - Google Patents

Audio noise generation circuit

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JPH0690633B2
JPH0690633B2 JP61048984A JP4898486A JPH0690633B2 JP H0690633 B2 JPH0690633 B2 JP H0690633B2 JP 61048984 A JP61048984 A JP 61048984A JP 4898486 A JP4898486 A JP 4898486A JP H0690633 B2 JPH0690633 B2 JP H0690633B2
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JP
Japan
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noise
counter
memory
value
waveform
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JP61048984A
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祐之 東福
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Original Assignee
NEC Corp
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は音声合成に関し、特に所定の時間間隔でサンプ
リングされた波形のデータを記憶するメモリから読み出
されるデータに基づいて決められた演算処理を実行する
音声合成装置の音声ノイズ発生回路に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to speech synthesis, and more particularly to an arithmetic process determined based on data read from a memory that stores waveform data sampled at predetermined time intervals. The present invention relates to a voice noise generating circuit of a voice synthesizer to be executed.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、音声を合成するのに原音を周期的にサンプリング
したデータをメモリに記憶させておき、そのメモリから
読み出されたデータに基づいて決められた演算処理を実
行し最終的にD/A変換器でアナログ信号を合成する方式
がある。
Conventionally, in order to synthesize a voice, the data obtained by periodically sampling the original sound is stored in a memory, the arithmetic processing determined based on the data read from the memory is executed, and finally the D / A conversion is performed. There is a method of synthesizing analog signals with a container.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

上述した従来の音声合成方式では、音声ノイズはトーン
波形に比べ周波数が高いのでノイズ波形をそのままサン
プリングしようとするとサンプリング間隔を小さくしな
ければならず、そうするとサンプリングデータが膨大な
量になりメモリの容量に限りがあるので音声の合成時間
が短かくなってしまうという欠点があった。
In the conventional voice synthesis method described above, since voice noise has a higher frequency than the tone waveform, if the noise waveform is to be sampled as it is, the sampling interval must be shortened, which results in an enormous amount of sampling data and memory capacity. Since there is a limit to that, there is a drawback that the synthesis time of the voice becomes short.

さらに、音声ノイズは第3図に示すように周波数スペク
トルが音声の種類により特定の周波数でピークを持つ連
続スペクトルになっているという特徴を持っている。こ
の周波数スペクトルのピーク周波数はサ行の音声ノイズ
では8kHz前後、カ行の音声ノイズでは4kHz前後になって
いるのが普通である。特定の周波数でスペクトルのピー
クを持ち連続スペクトルになる合成ノイズを発生するの
に、従来クロック同期で動いている回路のカウンタ分周
信号などで合成できるような簡単に擬似音声ノイズを発
生できる回路は知られていなかった。
Further, the voice noise has a feature that the frequency spectrum is a continuous spectrum having a peak at a specific frequency depending on the type of voice as shown in FIG. The peak frequency of this frequency spectrum is usually around 8 kHz for sub-voice noise and around 4 kHz for sub-voice noise. A circuit that can easily generate pseudo voice noise that can be synthesized with a counter frequency-divided signal of a circuit that is conventionally synchronized with clocks, while generating synthetic noise that has a spectrum peak at a specific frequency and becomes a continuous spectrum, Was not known.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明の音声ノイズ発生回路は、音声のノイズの原音を
サンプリングした波形の一部を記憶させたメモリと、メ
モリのアドレスを指定するバイナリカウンタと、バイナ
リカウンタに初期値をセットするボリノミナルカウンタ
と、バイナリカウンタの値とポリノミナルカウンタの値
を比較して一致を検出する回路と、メモリの出力をアナ
ログ信号に変換するDA変換器とを有している。特定の周
波数でスペクトルのピークを持つ音声ノイズ波形は、時
間的に見るとほぼピーク周波数に相当する周波数成分を
持つ波形が並んでおり、ピーク周波数より高い周波数成
分や低い周波数成分が混ざっているが、ピーク周波数成
分に比べるとその振幅はかなり小さくなっている。この
ような特徴を持つ音声ノイズ波形を合成するのにピーク
周波数成分の波形をくり返すと単一スペクトルになるの
で原音から数波形分の波形を抜き取る。これをそのまま
くり返すと原音のピーク周波数の周波数成分を持つ線ス
ペクトルが得られるが、連続スペクトルにはならない。
原音から抜き取った数波形分をくり返す時、波形のスタ
ート位置とエンド位置をランダムになるようにしてくり
返せば連続周波数スペクトルを持つようになる。本発明
ではスタート位置とエンド位置をランダムに設定するの
にポリノミナルカウンタを使っている、ポリノミナルカ
ウンタの周期は実際上合成スペクトルにほとんど影響を
及ぼさない。スタート位置を設定した後は原音から抜き
取ったノイズ波形データを出力するように本発明ではバ
イナリカウンタでメモリアドレスを指定するようにして
いる 〔実施例〕 次に、本発明について図面を参照して説明する。
An audio noise generation circuit of the present invention includes a memory in which a part of a waveform obtained by sampling an original sound of audio noise is stored, a binary counter for designating an address of the memory, and a vorinominal counter for setting an initial value in the binary counter. , A circuit for detecting a match by comparing the value of the binary counter and the value of the polynomial counter, and a DA converter for converting the output of the memory into an analog signal. An audio noise waveform with a spectrum peak at a specific frequency has waveforms with frequency components substantially corresponding to the peak frequency when viewed temporally, and frequency components higher and lower than the peak frequency are mixed. , Its amplitude is considerably smaller than that of the peak frequency component. When the waveform of the peak frequency component is repeated to synthesize the voice noise waveform having such characteristics, a single spectrum is obtained, and therefore waveforms of several waveforms are extracted from the original sound. If this is repeated as it is, a line spectrum having a frequency component of the peak frequency of the original sound is obtained, but it is not a continuous spectrum.
When repeating several waveforms extracted from the original sound, a continuous frequency spectrum is obtained by repeating the start position and end position of the waveform randomly. In the present invention, the polynomial counter is used to randomly set the start position and the end position. The period of the polynomial counter has practically no effect on the synthesized spectrum. In the present invention, the memory address is designated by the binary counter so that the noise waveform data extracted from the original sound is output after the start position is set. [Embodiment] Next, the present invention will be described with reference to the drawings. To do.

第1図は本発明の一実施例の回路構成図である。アドレ
ス入力端子2と3はメモリ4の上位アドレスを指定し、
バイナリカウンタ7でメモリ4の下位アドレスを指定す
る。アドレス入力端子2と3の入力を切り換えることに
より4種類のノイズ波形を選択できる。メモリ4の内容
の一例として、第2図のように原音ノイズ波形を25μs
ごとにサンプリングした64点のデータを記憶させてお
く。バイナリカウンタ7のクロック入力端子1に40kHz
のクロックを入力しバイナリカウンタ7の値がポリノミ
ナルカウンタ9の値と一致するのを一致回路8で検出
し、一致した時一致回路8の一致出力でポリノミナルカ
ウンタ9の内容を1つ動かしておく。この時バイナリカ
ウンタ7にはメモリ4に記憶されている原音ノイズサン
プリング波形のスタートアドレスがはいり、ポリノミナ
ルカウンタ9の値がエンドアドレスになる。一致回路8
の一致出力が出なくなるのでバイナリカウンタ7は40kH
zのクロックで+1ずつカウントアップしてメモリ4の
アドレス入力になり、メモリ4内部の原音ノイズサンプ
リング波形がメモリ4の出力として出てくる。この動作
をくり返してメモリ4の出力をDA変換器5でアナログ信
号に変換すると出力端子6には第3に示す原音ノイズの
周波数スペクトルに近い第4図に示す連続した周波数ス
ペクトルを持つ信号が得られる。
FIG. 1 is a circuit configuration diagram of an embodiment of the present invention. Address input terminals 2 and 3 specify the upper address of memory 4,
The lower address of the memory 4 is designated by the binary counter 7. Four types of noise waveforms can be selected by switching the inputs of the address input terminals 2 and 3. As an example of the contents of the memory 4, as shown in FIG.
The data of 64 points sampled for each is stored. 40kHz to clock input terminal 1 of binary counter 7
The matching circuit 8 detects that the value of the binary counter 7 matches the value of the polynomial counter 9 by inputting the clock of, and when they match, the contents of the polynomial counter 9 are moved one by the matching output of the matching circuit 8. deep. At this time, the start address of the original sound noise sampling waveform stored in the memory 4 is input to the binary counter 7, and the value of the polynomial counter 9 becomes the end address. Matching circuit 8
Since the coincidence output of is not output, the binary counter 7 is 40kH
It counts up by +1 by the clock of z and becomes the address input of the memory 4, and the original sound noise sampling waveform inside the memory 4 appears as the output of the memory 4. When this operation is repeated and the output of the memory 4 is converted into an analog signal by the DA converter 5, a signal having a continuous frequency spectrum shown in FIG. 4 close to the frequency spectrum of the original sound noise shown in FIG. 3 is obtained at the output terminal 6. To be

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明したように本発明は、原音波形をサンプリング
したデータの一部を抽出しそのデータのくり返しで連続
周波数スペクトルを持つ信号が合成できる。特にサンプ
リング波形のスタート位置とエンド位置の両方をポリノ
ミナルカウンタの内容で指定する為、時間的に見て同じ
部分のくり返しがなくなりよりランダムな波形で連続周
波数スペクトルを持つ信号の発生が可能である。サンプ
リング間隔は音声ノイズの場合周波数スペクトルが最大
になる周波数が8kHz位と高いので50μs以下のサンプリ
ング間隔でないとうまくサンプリングしてデータをとれ
ない。しかし、このために音声ノイズをそのまま25μs
ごとにサンプリングすると、1秒間でのサンプリング点
は40000点になりメモリも40000アドレス必要になるが、
本発明だと25μsごとに合成データを出力してもメモリ
容量は64アドレスですむことになりメモリ容量低減の効
果が著しい。また、必要に応じメモリ容量をふやすこと
によりちがった周波数スペクトルを持つノイズを合成で
きる。さらに、周期的クロックを使用して連続周波数ス
ペクトルを持つ信号を簡単な回路で構成できるのでディ
ジタルLSI化するのに適し、原音のノイズ波形をサンプ
リングしたデータを使うので原音ノイズに近い周波数ス
ペクトルを持つ合成ノイズが得られ、高品質の音声ノイ
ズの合成ができる。なおバイナリカウンタの段数、バイ
ナリカウンタのクロック入力周波数、メモリの出力ビッ
ト数、DA変換器のビット数等はそれぞれ合成ノイズの音
質に関係しており適当な値を選んでよいことは明らかで
ある。
As described above, according to the present invention, a part of the data obtained by sampling the original sound waveform is extracted and the signal having a continuous frequency spectrum can be synthesized by repeating the data. In particular, since both the start position and end position of the sampling waveform are specified by the contents of the polynomial counter, it is possible to generate a signal with a continuous frequency spectrum with a more random waveform because there is no repetition of the same part in terms of time. . In the case of voice noise, the frequency at which the frequency spectrum becomes maximum is as high as 8 kHz, so sampling cannot be done well unless the sampling interval is less than 50 μs. However, because of this, the voice noise remains unchanged at 25 μs.
When sampling every, the sampling point in 1 second becomes 40,000 points and the memory needs 40,000 addresses,
According to the present invention, even if the composite data is output every 25 μs, the memory capacity is 64 addresses, and the effect of reducing the memory capacity is remarkable. In addition, noise having a different frequency spectrum can be synthesized by increasing the memory capacity as needed. Furthermore, since a signal with a continuous frequency spectrum can be configured with a simple circuit using a periodic clock, it is suitable for digital LSI, and since the data sampled from the noise waveform of the original sound is used, it has a frequency spectrum close to the original noise. Synthesized noise is obtained, and high-quality speech noise can be synthesized. The number of stages of the binary counter, the clock input frequency of the binary counter, the number of output bits of the memory, the number of bits of the DA converter, etc. are related to the sound quality of the synthetic noise, and it is obvious that an appropriate value may be selected.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の一実施例の回路構成図、第2図は第1
図のメモリ4に記憶させる原音のノイズ波形をサンプリ
ングしたデータ波形図、第3図は原音ノイズの周波数ス
ペクトル図、第4図は合成ノイズの周波数スペクトル図
である。 1……クロック入力端子、2……アドレス入力端子、3
……アドレス入力端子、4……メモリ、5……DA変換
器、6……出力端子、7……バイナリカウンタ、8……
一致回路、9……ポリノミナルカウンタ。
FIG. 1 is a circuit configuration diagram of an embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 3 is a data waveform diagram in which a noise waveform of an original sound to be stored in the memory 4 in the figure is sampled, FIG. 3 is a frequency spectrum diagram of original sound noise, and FIG. 4 is a frequency spectrum diagram of synthetic noise. 1 ... Clock input terminal, 2 ... Address input terminal, 3
...... Address input terminal, 4 ... Memory, 5 ... DA converter, 6 ... Output terminal, 7 ... Binary counter, 8 ...
Matching circuit, 9 ... Polynomial counter.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】音声のノイズ原音をサンプリングして得た
波形の少なくとも一部を記憶する記憶手段と、前記記憶
手段から前記記憶情報を読み出すアドレスを連続的に発
生するバイナリカウンタと、ポリノミナルカウンタとを
有し、前記バイナリカウンタの値と前記ポリノミナルカ
ウンタの値とが一致したとき前記ポリノミナルカウンタ
の値を前記バイナリカウンタに初期値としてセットし、
その後前記バイナリカウンタの値を前記記憶手段のアド
レスとして用いることを特徴とする音声ノイズ発生回
路。
1. A storage means for storing at least a part of a waveform obtained by sampling a noise original sound of voice, a binary counter for continuously generating addresses for reading the storage information from the storage means, and a polynomial counter. And, when the value of the binary counter and the value of the polynomial counter match, set the value of the polynomial counter to the binary counter as an initial value,
After that, the value of the binary counter is used as the address of the storage means, and the audio noise generation circuit is characterized.
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JPS62205399A JPS62205399A (en) 1987-09-09
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57139799A (en) * 1981-02-23 1982-08-28 Nippon Electric Co Voice synthesization system
JPS5860798A (en) * 1981-10-07 1983-04-11 日本電気株式会社 Voice synthesization system
JPS5949597A (en) * 1982-09-14 1984-03-22 ヤマハ株式会社 Music tone formation apparatus

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