JPH0727396B2 - 音声合成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、音声信号を符号化する際に、有音区間を表
す音声信号を符号化した音声データ（以下、音声符号と
言う）と識別できる特殊符号を用いる音声合成装置に関
する。

〈従来の技術〉 有音区間を表す音声信号を符号化して得られた音声符号
を記憶部に記憶しておき、この音声符号を読み出して復
号化して音声波形を合成する音声合成装置では、音声を
符号化する際に音声中に含まれる冗長な無音区間の情報
を圧縮（以下、無音圧縮と言う）するために次のような
処理を行っている。すなわち、無音区間の時間長を符号
化し（以下、無音区間の時間長を表す符号を無音時間符
号と言う）、得られた無音時間符号を音声符号列中の対
応する位置に挿入する。その際に、音声符号列の間に挿
入される無音時間符号を音声符号と区別するために、無
音時間符号の前に音声符号と区別できる特殊符号を付加
して挿入するのである。以下、上記音声符号，無音時間
符号および特殊符号を特定しない場合には単に符号とい
う。

従来、音声合成装置において、記憶部から読み出した音
声符号の復号化をマイクロプロセッサによって実行する
場合には、読み出した符号が特殊符号であるか音声符号
であるかの判別（以下、特殊符号判定処理と言う）を次
のようにして行っている。すなわち、判別の対象とする
符号と特殊符号とを比較して、両符号が同じである場合
にゼロフラグを立てる。あるいは、判別対象の符号から
特殊符号を減算して、減算値が“0"である場合にゼロフ
ラグを立てる。そして、このゼロフラグが立っている場
合に対象符号が特殊符号であると判定するのである。

〈発明が解決しようとする課題〉 音声合成装置をLSI（大規模集積回路）化する場合に
は、低電圧電源（例えば、3V程度）で動作させるという
目的とコストをできるだけ押さえるという目的のため
に、LSIのチップの大きさをできるだけ小さくすること
を目標とする。上述のように、低電圧でLSIを動作させ
ると電子の移動能力が低下するため、処理速度が遅くな
る。ところが、このように処理速度が遅い方がLSIを構
成するトランジスタの駆動能力を低くできるので、トラ
ンジスタを小型化してLSIのチップの大きさを小さくで
きるのである。したがって、音声合成装置を構成するLS
Iの大きさを小さくするためには音声合成装置のマイク
ロプロセッサの処理速度をできるだけ遅くする必要があ
る。したがって、マイクロプロセッサによる１命令の実
行（以下、処理ステップと言う）速度を遅くしなければ
ならないのである。

一方、音声符号の復号化処理は、１符号につき１サンプ
リング周期内に終了しなければならないという制限があ
る。そのために、この制限内において音声合成装置にお
けるマイクロプロセッサの処理速度をできるだけ遅くす
るためには、マイクロプロセッサにおける１音声符号の
復号化処理の処理ステップ数をできるだけ少なくすれば
よいのである。

しかしながら、上記従来の音声合成装置における特殊符
号判定処理動作は、対象符号と特殊符号との比較あるい
は減算の処理ステップと、この比較あるいは減算の結果
ゼロフラグが立っているか否かを判別する処理ステップ
の２処理ステップから成っており、音声合成装置を構成
するLSIの小型化に際しては、上述の特殊符号判定処理
動作における２処理ステップが大きな負担となるのであ
る。特に、上述のような無音圧縮処理以外の処理におい
ても特殊符号を用いるような場合には、特殊符号判定処
理に要する処理ステップ数が更に増加して、更に大きな
負担を強いることになるという問題がある。

また、上述のように、音声符号を記憶部に記憶する際に
は、記憶部の１記憶単位に複数の音声符号が格納され
る。そして、この１記憶単位に格納された（パックされ
た）複数の音声符号を１個づつ取り出して（アンパック
して）復号化する場合には次のようにする。すなわち、
まず記憶部の１記憶単位にパックされた複数の音声符号
を一旦レジスタに格納する。その後、演算処理等によっ
てレジスタから１符号づつ音声符号を取り出すアンパッ
ク処理を実行するのである。

このアンパック処理を実行する際には、マイクロプロセ
ッサは次のような処理を実行する。例えば、４ビット長
の２個の音声符号C₁，C₂が（C₁×2⁴＋C₂）の形でパック
されているとする。この場合には、音声符号C₁を読み出
す場合には論理右シフトを４回実行（すなわち、４処理
ステップ）する（高性能マイクロプロセッサを除き、論
理シフト演算は１ビットづつしか実行できない）。ま
た、音声符号C₂を読み出す場合には、例えば（C₁×2⁴＋
C₂）と（2⁴−１）との論理積演算を実行（すなわち、１
処理ステップ）して（C₁×2⁴＋C₂）からC₁×2⁴を除去す
る。すなわち、４ビット長の２個の音声符号C₁，C₂が
（C₁×2⁴＋C₂）の形でパックされている場合のアンパッ
ク処理には合計５処理ステップが必要となるのである。
このアンパック処理における処理ステップ数は、記憶部
の１記憶単位にパックされる音声符号数が増加すると更
に増加する。したがって、音声合成装置を構成するLSI
の小型化に際してはこのアンパック処理も負担となると
いう問題がある。

そこで、この発明の目的は、マイクロプロセッサにおけ
る特殊符号判定処理の処理ステップ数およびアンパック
処理の処理ステップ数を少なくして、特殊符号判定処理
およびアンパック処理の処理能力を低下させることなく
音声符号復号化処理の処理速度を遅くし、音声合成装置
のLSI化に際してLSIチップの大きさを小さくできる音声
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〉 上記目的を達成するため、第１の発明は、制御部による
制御に従って、記憶部に格納された符号を読み出して復
号化し、音声信号を合成して出力する音声合成装置にお
いて、上記制御部の制御に従って上記記憶部から読み出
された符号を格納するコードレジスタと、上記コードレ
ジスタに格納された符号が、有音区間を表す音声信号を
符号化した音声符号とは異なる特殊符号であるか否かを
表示する特殊符号フラグと、上記コードレジスタに格納
された符号が上記特殊符号であるか否かを上記制御部の
制御によらずに自ら識別し、特殊符号であると識別した
場合には、上記コードレジスタに格納された符号が特殊
符号であることを上記特殊符号フラグに表示させる特殊
符号フラグ制御部を備えて、上記制御部は、上記記憶部
から読み出して上記コードレジスタに格納した符号が特
殊符号であるか否かを上記特殊符号フラグの表示内容に
基づいて判別し、その判別結果に基づいて上記コードレ
ジスタに格納した符号の復号化処理を実行するようにし
たことを特徴としている。

また、第２の発明は、制御部による制御に従って、記憶
部の１記憶単位に格納された複数の符号から成る符号列
を読み出して符号単位で復号化し、音声信号を合成して
出力する音声合成装置において、複数の領域を有すると
共に、上記制御部の制御に従って上記記憶部から読み出
された上記符号列を上記複数の領域に各符号別に格納す
るコードレジスタと、上記制御部の制御に従って、上記
コードレジスタの各領域に個別に格納された複数の符号
のいずれかを選択するセレクタと、上記セレクタによっ
て選択された符号が、有音区間を表す音声信号を符号化
した音声符号とは異なる特殊符号であるか否かを表示す
る特殊符号フラグと、上記セレクタによって選択された
符号が上記特殊符号であるか否かを上記制御部の制御に
よらずに自ら識別し、特殊符号であると識別した場合に
は、上記セレクタによって選択された符号が特殊符号で
あることを上記特殊符号フラグに表示させる特殊符号フ
ラグ制御部を備えて、上記制御部は、上記記憶部から読
み出して上記コードレジスタに格納した上記符号列のう
ち上記セレクタを制御して選択した符号が特殊符号であ
るか否かを、上記特殊符号フラグの表示内容に基づいて
判別し、その判別結果に基づいて上記セレクタを制御し
て選択した符号の復号化処理を実行するようにしたこと
を特徴としている。

〈作用〉 第１の発明において、制御部の制御に従って、記憶部に
格納された符号が読み出されてコードレジスタに格納さ
れる。そうすると、特殊符号フラグ制御部は、上記制御
部の制御によらずに、自ら上記コードレジスタに格納さ
れた符号が有音区間を表す音声信号を符号化した音声符
号とは異なる特殊符号であるか否を識別し、特殊符号で
あると識別した場合には上記コードレジスタに格納され
た符号が特殊符号であることを特殊符号フラグに表示さ
せる。その後、上記制御部によって、上記特殊符号フラ
グの表示内容に基づいて、上記記憶部から読み出してコ
ードレジスタに格納した符号が特殊符号であるか否かが
判別され、その判別結果に基づいて上記コードレジスタ
に格納した符号の復号化処理が実行される。

したがって、上記制御部は、上記コードレジスタに格納
した符号が特殊符号であるか否かを判別する際に、上記
符号と特殊符号との比較演算処理等の演算処理を行う必
要がないのである。

また、第２の発明において、制御部の制御に従って、記
憶部の１記憶単位に格納された複数の符号から成る符号
列が読み出されて、複数の領域を有するコードレジスタ
の各領域に各符号別に格納される。そして、上記制御部
の制御に従って、上記コードレジスタの各領域に個別に
格納された複数の符号のいずれかがセレクタによって選
択される。そうすると、特殊符号フラグ制御は、上記制
御部の制御によらずに、自ら上記セレクタによって選択
された符号が有音区間を表す音声信号を符号化した音声
符号とは異なる特殊符号であるか否を識別し、特殊符号
であると識別した場合には上記コードレジスタに格納さ
れた符号が特殊符号であることを特殊符号フラグに表示
させる。その後、上記制御部によって、上記特殊符号フ
ラグの表示内容に基づいて、上記記憶部から読み出して
コードレジスタに格納した上記符号列のうち上記セレク
タを制御して選択した符号が特殊符号であるか否かが判
別され、その判別結果に基づいて上記セレクタによって
選択した符号の復号化処理が実行される。

したがって、上記制御部は、上記コードレジスタの各領
域に個別に格納された複数の符号のいずれかを選択する
際や、上記セレクタによって選択した符号が特殊符号で
あるか否かを判別する際に、論理演算処理および比較演
算処理等の演算処理を行う必要がないのである。

〈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。

〔第１実施例〕 第１図は第１の発明に係る音声合成装置の一実施例を示
すブロック図である。第１図において、制御部1,制御RO
M（リード・オンリ・メモリ）2,プログラムカウンタ3,
スタック4,ALU（算術論理演算装置）5,アキュムレータ
6,汎用レジスタ群9,サインフラグ11,ゼロフラグ12およ
びキャリーフラグ13は、マイクロプロセッサ部を構成す
る基本要素である。上記各基本要素の動作については周
知であるので説明を省略する。制御部１はマイクロプロ
セッサの動作を制御すると共に、音声合成装置全体の動
作を制御する。

アドレスポインタ７は、音声符号，無音時間符号および
特殊符号等のデータを格納するデータROM18のアドレス
を示すポインタである。このアドレスポインタ７は、ア
キュムレータ６や他のレジスタと同じ語長を有する複数
のレジスタから成り、ROM18の全アドレスを表せるよう
に構成される。例えば、データROM18のアドレスの最大
値が2¹⁶−１（＝65535）であり、レジスタの語長が８ビ
ットの場合には、アドレスポインタ７は８ビットのレジ
スタ２個によって構成するのである。また、アドレスポ
インタ７は、アキュムレータ6,コードレジスタ８および
汎用レジスタ群９と同様に、その内容がALU5によって演
算可能なように、その出力側がALU用データバスに接続
されている。

コードレジスタ８は、データROM18に格納されている符
号を読み込むためのレジスタであり、汎用のレジスタと
して用いることも可能である。特殊符号フラグ10はコー
ドレジスタ８の内容が特殊符号であるか否かを表すフラ
グであり、コードレジスタ８の内容に基づいて特殊符号
フラグ制御部19によって更新される。この特殊符号フラ
グ10の内容は、コードレジスタ８の内容が特殊符号であ
る場合には“1"であり、そうでない場合には“0"であ
る。ここで、音声の符号化の際に用いられる特殊符号が
複数個ある場合には、特殊符号フラグ10も個々の特殊符
号に対応して複数個設ければよい。この特殊符号フラグ
10の内容は、サインフラグ11,ゼロフラグ12およびキャ
リーフラグ13等のフラグと共に、復号化処理動作におけ
る条件分岐の際の条件判定に用いられる。

上記データROM18は、音声波形を合成する際に用いる符
号と、音声波形の合成に必要な情報を格納する記憶部で
ある。このデータROM18に格納された符号や情報は、ア
ドレスポインタ７によってデータROM18のアドレスを指
示することによって、指示されたアドレスに格納されて
いる内容が読み出され、データバスを介してアキュムレ
ータ6,コードレジスタ８および汎用レジスタ群９に出力
される。

D/A変換部17は、マイクロプロセッサ部で復号化を行っ
て得られたディジタル値の音声信号をアナログ値に変換
して、アナログ値の音声信号を出力する。I/O部16は、
外部、制御部１が音声合成装置の動作を制御する際等に
用いる制御信号の入出力を行う。

テーブルROM14は、この音声合成装置において用いる復
号化方式として、ADPCM（適応差分符号化）方式,DPCM
（差分符号化）方式およびμ−lowPCM（パルス符号化）
方式等を用いる場合に、復号化を簡単に実行するために
使用されるテーブルを格納している記憶部である。この
テーブルROM14には、復号化の際に音声符号を逆量子化
して得られるADPCM方式およびDPCM方式等における差分
値やμ−lowPCM方式における波高値の取り得る値をテー
ブルとして格納している。こうすることによって、後に
詳述するように、コードレジスタ８に格納されている符
号の値およびテーブルポインタ15の示す値をアドレス・
データとして、テーブルROM14に格納されたテーブルを
引くことによって上記差分値あるいは波高値を簡単に得
ることができるのである。

その際に、ADPCM方式の場合には、逆量子化する際の量
子化幅は適応的に変わるので、夫々の量子化幅に対応す
る複数の逆量子化の状態を有する。また、DPCM方式やμ
−lowPCM方式においても複数の逆量子化状態を有する場
合がある。そこで、そのような場合には、テーブルROM1
4には上記複数の逆量子化状態別に差分値や波高値を格
納しておき、テーブルROM14の対応する逆量子化状態を
示すアドレスをテーブルポインタ15によって指示するの
である。したがって、DPCM方式やμ−lowPCM方式におい
て、逆量子化状態が１つしかない場合には、テーブルポ
インタ15を省略してコードレジスタ８に格納された符号
の値のみに基づいて上記テーブルを引くようにすればよ
いのである。

上記構成の音声合成装置は次のように動作する。ここ
で、音声中の無音区間の時間長を符号化して得られた無
音時間符号の直前には特殊符号が付加され、音声区間を
符号化して得られた音声符号列の対応する位置に挿入さ
れてデータROM18に格納されている。その際に、上記特
殊符号は音声符号と区別可能であるとする。

本実施例における復号化方式がADPCM方式あるいはDPCM
方式の場合には、例えば符号化する際の１符号のビット
長を４ビットとすると、１符号が表せる数字は０〜255
の2⁸個である。そこで、例えば音声符号には“0"〜“25
4"の（2⁸−１）個の数字を割り当て、特殊符号には１つ
の数字“255"を割り当てるのである。

このとき、上記特殊符号フラグ制御部19は、制御部１の
制御によらずに、コードレジスタ８の内容（符号の値）
がADPCM方式あるいはDPCM方式の場合は“15"、μ−lowP
CM方式の場合は“255"のときに、特殊フラグ10の内容を
“1"に設定する一方、他の場合には“0"に設定する。ま
た、データROM18に格納する音声符号，無音時間符号お
よび特殊符号等から成る符号列の最後にこの符号列の終
端を示す符号（以下、終端符号と言う）を付加してお
く。そして、この終端符号を無音区間の再生処理時に検
出して、音声合成処理動作の終了を検知するのである。
したがって、この場合には終端符号は無音時間符号と区
別できなければならない。そのために、無音時間が０と
いうことがない（すなわち、無音時間符号として数字
“0"が割り当てられることがない）ことを利用して、数
字“0"を終端符号に割り当てるのである。

すなわち、この場合には符号列の終端を表す特別の特殊
符号を設けずに、無音時間符号の値“0"を終端符号とす
るのである。

第２図は制御部１の制御に基づいて実行される音声合成
処理動作のフローチャートである。以下、第２図に従っ
て音声合成処理動作を詳細に説明する。なお、以下、フ
ローチャートにおける各ステップを「ステップSn（n:ス
テップ番号）」と記述し、各処理動作における具体的な
実行ステップを「処理ステップ」と記述する。

ステップS1で、上記I/O部16を介して、外部から音声合
成を開始するか否かを表す制御信号が読み込まれる。

ステップS2で、上記ステップS1において読み込まれた制
御信号は、音声合成開始を表す制御信号であるか否かが
判別される。その結果、音声合成開始を表す制御信号で
あればステップS3に進み、そうでなければステップS1に
戻って音声合成開始を表す制御信号が入力されるのを待
つ。

ステップS3で、各レジスタの内容のクリア等の音声合成
動作に伴う初期化が行われる。

さらに、複数の異なった文章の音声を発声することがで
きる場合には、I/O部16を介して、外部からいずれの文
章を音声によって発声するかを表す制御信号が読み込ま
れる。そして、読み込まれた制御信号に基づいて、発声
すべき文章の音声を表す符号列の先頭が格納されている
データROM18のアドレスがアドレスポインタ７にセット
される。

ステップS4で、アドレスポインタ７によって指示された
データROM18のアドレスに格納されている符号がコード
レジスタ８に読み出される。そして、この読み出された
符号が特殊符号フラグ制御部19に送出される。そうする
と、このコードレジスタ８に格納された符号が特殊符号
であるか否かが特殊符号フラグ制御部19によって識別さ
れる。そして、特殊符号である場合には特殊符号フラグ
制御部19によって特殊符号フラグ10に“1"がセットされ
る。一方、特殊符号でなければ“0"がセットされる。

さらに、データROM18から次の符号を読み出す場合に備
えて、アドレスポインタ７の内容に“1"が加算される。

ステップS5で、特殊符号フラグ10の内容が特殊符号を表
す“1"であるか否かが判別される。その結果、特殊符号
フラグ10の内容が“1"であればコードレジスタ８に読み
込まれた符号は特殊符号であると判断してステップS7に
進み、そうでなければ読み込まれた符号は音声符号であ
ると判断してステップS6に進む。

このように、本実施例における特殊符号判定処理動作
は、１処理ステップから成る特殊符号フラグ10の内容に
基づく条件分岐命令によって実行される。すなわち、特
殊符号判定処理動作に要する処理ステップ数を減少する
ことによって、１処理ステップ当たりの処理速度つまり
１音声符号復号処理速度を遅くすることができるのであ
る。

ステップS6で、コードレジスタ８に格納されている符号
すなわち音声符号の復号化処理が次のようにして実行さ
れる。すなわち、テーブルポインタ15によって指示され
るテーブルROM14のアドレスにおける逆量子化状態に属
する差分値または波高値のうち、コードレジスタ８に格
納された音声符号の値が示すアドレスに格納された差分
値または波高値が読み出される。そして、この読み出さ
れた差分値または波高値に基づいてディジタル値の合成
音声波形が生成され、D/A変換部17によってD/A変換され
たのちアナログの音声波形として外部に出力される。

その際に、テーブルROM14から読み出される情報が波高
値の場合（すなわち、復号化方式がμ−lowPCM方式の場
合）には、この読み出されたディジタルの波高値がその
ままD/A変換部17に出力される。一方、テーブルROM14か
ら読み出される情報が差分値の場合（すなわち、復号化
方式がADPCM方式あるいはDPCM方式の場合）には、汎用
レジスタ群９の一つのレジスタに格納されている直前の
サンプリングで生成されたディジタルの波高値が読みだ
される。そして、この読み出された直前のサンプリング
時の波高値にテーブルROM14から読み出された差分値が
加算されて現サンプリング時における波高値が求められ
る。こうして、求められた波高値は、D/A変換部17に出
力されると共に、次サンプリング時における復号化のた
めに再度上記汎用レジスタ群９のレジスタに格納される
のである。

さらに、復号化方式がADPCM方式の場合には、適応的に
逆量子化の量子化幅を更新するためにテーブルポインタ
15の内容が更新される。

こうした、一連の音声符号の復号化処理が実行された後
ステップS4に戻り、次の符号に対する処理の実行に入る
のである。すなわち、上記ステップS4,ステップS5およ
びステップS6で１サンプリングにおける音声符号の復号
化処理部を形成しているのである。

ステップS7で、上記ステップS5において、コードレジス
タ８に格納されている符号は特殊符号であると判別され
たので、この特殊符号に続く無音時間符号が次のように
して読み出される。

すなわち、上記ステップS4においてインクリメントされ
たアドレスポインタ７の内容によって指示される、デー
タROM18のアドレスに格納された上記特殊符号に続く無
音時間符号が読み出されて、例えばコードレジスタ８に
格納される。

さらに、データROM18から次の符号を読み出す場合に備
えて、アドレスポインタ７の内容に“1"が加算される。

ステップS8で、上記ステップS7において読み込まれた無
音時間符号が、終端符号を表す“0"であるか否かが判別
される。その結果終端符号“0"であると判別された場合
にはステップS10に進み、そうでなければステップS9に
進む。

このステップS8以降において実行される無音再生処理
は、音声符号の復号化に比較して処理時間にかなり時間
的余裕がある。そこで、この場合には上記終端符号であ
るか否かの判別は次のようにして行われる。すなわち、
コードレジスタ８に格納されている符号と終端符号“0"
との比較が行われ、両符号が一致した場合にはゼロフラ
グ12に“1"をセットする。一方、両符号が一致しない場
合にはゼロフラグ12に“0"をセットする。そして、ゼロ
フラグ12の内容による条件分岐を行うのである。つま
り、ゼロフラグ12に“1"がセットされている場合にはコ
ードレジスタ８に格納されている符号は終端符号である
と判別する一方、“0"がセットされている場合には終端
符号ではないと判別するのである。

このように、本ステップS8においては終端符号判別処理
動作を両符号の比較の処理ステップと条件分岐の処理ス
テップの２処理ステップによって実行している。しかし
ながら、本ステップS8においては上記ステップS5の場合
とは異なり、上述のように処理に十分な時間をかけるこ
とができるので２ステップによって実行してもよいので
ある。すなわち、上記特殊符号とは異なる終端符号を表
す新たな特殊符号と新たな特殊符号フラグを設ける必要
はないのである。

ステップS9で、上記ステップS7において読み込まれた無
音時間符号が復号化されて無音時間長が求められ、D/A
変換部17を介して上記求められた無音時間長分だけ音声
信号のグランドレベルが出力されて無音区間の再生が実
行されるのである。

その後、ステップS4に戻り、次の符号に対する処理の実
行に入る。

ステップS10で、音声合成処理動作を終了するか否かが
判別される。その結果終了でなければステップS1に戻っ
て次の音声合成開始を表す制御信号が入力されるまで待
機し、終了であれば音声合成処理動作を終了する。

上述のように、本実施例における音声合成処理動作にお
いては、復号化処理を例えばDPCM方式によって行うとす
ると、上記ステップS4〜ステップS6における１音声符号
の復号化処理動作における具体的な処理ステップ数は次
のようになる。

ステップS4 ・音声符号読み込み。 …（１処理ステップ） ・アドレスポインタ７への“1"加算。

…（アドレスポインタ ７は２つのレジスタか ら構成されるとすると ２処理ステップ） ステップS5 ・条件分岐命令の実行。 …（１処理ステップ） ステップS6 ・テーブルROM14から読み出した差分値のアキュムレー
タ６への転送。

…（１処理ステップ） ・直前のサンプリング時における波高値を格納している
汎用レジスタ群９のレジスタの内容とアキュムレータ６
の内容との加算。

…（１処理ステップ） ・演算結果のD/A変換部17への出力。

…（１処理ステップ） ・ステップS4へのリターン。

…（１処理ステップ） したがって、１音声符号復号化処理動作における処理ス
テップ数は合計８処理ステップとなる。一方、従来の音
声合成装置の１音声符号復号化処理動作では、特殊符号
判定処理動作においてコードレジスタ８に格納されてい
る処理対象符号と特殊符号（DPCM方式の場合は“15"）
との比較を実施しなければならず、１処理ステップ多く
必要とした。すなわち、本実施例における１音声符号復
号化処理動作においては、従来よりも処理ステップ数を
11％（＝｛1/（８＋１）｝×100）削減することがで
き、その分だけ１音声符号復号化時の処理速度を遅くで
きるのである。

このように、第１実施例においては、データROM18に格
納された符号を読み出して格納するコードレジスタ８を
設ける。そして、特殊符号フラグ制御部19によって、こ
のコードレジスタ８に格納された符号が特殊符号である
か否かを制御部１の制御によらずに識別し、特殊符号で
あると識別した場合には特殊符号フラグ10の内容を“1"
にする。そして、制御部１における特殊符号判定処理に
際しては、特殊符号フラグ10の内容を参照し、特殊符号
フラグ10の内容が“1"の場合には特殊符号であると判定
するのである。すなわち、制御部１は読み込んだ符号が
特殊符号であるか否かを判別する際に、比較演算等の演
算処理を実行する必要がなく、マイクロプロセッサ部に
おける特殊符号判定処理動作の処理ステップ数を少なく
できるのである。したがって、本実施例によれば、特殊
符号判定処理の処理能力を低下させることなく音声符号
の復号化処理動作速度を遅くでき、音声合成装置をLSI
化する際に音声合成装置を構成するLSIチップの大きさ
を小さくして、低電圧化と低コスト化を実現できる。

〔第２実施例〕 第２実施例は、データROM18の１記憶単位にパックされ
た複数の符号をアンパックして復号化処理する音声合成
装置の例である。

この実施例の場合にはアンパック処理と特殊符号フラグ
10の内容の更新とを同時に実行する。そこで、第１図に
おけるコードレジスタ８に係る部分を第３図に示すよう
に構成する。第３図におけるコードレジスタ20の構成
は、データROM18に２つの符号がパックされて格納され
ている場合の構成である。なお、コードレジスタ20以外
の構成は第１図と同じであるとする。

このような構成のコードレジスタ20には、データROM18
の１記憶単位にパックされている２つの符号C₁，C₂の連
なりが読み込まれ、符号C₁が領域21に格納される一方、
符号C₂が領域22に格納される。セレクタ23はコードレジ
スタ20の２つの領域21,22のうちの１つを選択し、領域2
1に格納されている符号C₁または領域22に格納されてい
る符号C₂を別々に読み出す（アンパックする）。そし
て、セレクタ23は読み出した符号C₁または符号C₂を特殊
符号フラグ制御部19およびテーブルROM14に送出し、特
殊符号フラグ制御部19は特殊符号フラグ10の内容を更新
する。すなわち、セレクタ23の符号選択から特殊符号フ
ラグ10の内容の更新までが、一連の流れとして実行され
るのである。

この場合に、上記セレクタ23を制御するセレクタ制御命
令を新しい命令として独立して設けると、アンパック処
理動作の処理ステップが増加してしまう。そこで、セレ
クタ制御命令を条件分岐命令あるいは行先指示命令等の
他の命令中に収入しておき、セレクタ制御命令と他の命
令とを並列実行するようにするのである。すなわち、本
実施例においては、特殊符号フラグ10の内容による条件
分岐命令、音声符号復号化命令に続く行先指示命令、お
よび無音時間符号復号化命令に続く行先指示命令にセレ
クタ制御命令を挿入するのである。そうすると、例えば
条件分岐命令（謙セレクタ制御命令）が実行されるとき
に、挿入されたセレクタ制御命令に基づいてセレクタ23
はコードレジスタ20の領域21側あるいは領域22側にセッ
トされ、領域21か領域22のいずれの内容を選択するかが
決定される。こうして、次に条件分岐命令が実行される
までの間に、上記決定に基づいて選択された符号C₁また
は符号C₂を特殊符号フラグ制御部19およびテーブルROM1
4に出力できるようにするのである。ただし、この場合
に特殊符号フラグ10の内容に基づく条件分岐命令を実行
する際には、セレクタ23の符号選択動作に基づいて実施
される特殊符号フラグ制御部19による特殊符号フラグ10
の内容更新中に、条件分岐命令が実行されないようにし
なければならない。そこで、条件分岐命令が実行された
後にセレクタ制御命令が実行されるようにする。また、
この特殊符号フラグ10の内容に基づく条件分岐命令にお
ける条件判定の結果特殊符号フラグ10の内容が“1"の場
合のみ、セレクタ制御命令によってセレクタ23のコード
レジスタ20の領域の選択を切り替えるようにする。

第４図はデータROM18の１記憶単位にパックされた符号
列に基づいて復号化を実行する音声合成装置における音
声合成処理動作のフローチャートである。以下、第４図
に従って本実施例の音声合成動作を詳細に説明する。こ
こで、データROM18には２符号C₁，C₂がパッキングされ
て格納され、このパックされた２符号がコードレジスタ
20に格納されたときに、コードレジスタ20の領域21に格
納されている符号の方が領域22に格納されている符号よ
りも先に復号化されるものとする。

ステップS11で、I/O部16を介して、制御信号が読み込ま
れる。

ステップS12で、上記ステップS11において読み込まれた
制御信号が音声合成開始を表す制御信号であるか否かが
判別される。その結果、音声合成開始を表す制御信号で
あればステップS13に進み、そうでなければステップS11
に戻って音声合成開始を表す制御信号が入力されるのを
待つ。

ステップS13で、音声合成処理動作における初期化が行
われ、セレクタ23はコードレジスタ20の領域21側を選択
するように初期セットされる。さらに、発声すべき文章
の音声を表す符号列の先頭が格納されているデータROM1
8のアドレスがアドレスポインタ７にセットされる。

ステップS14で、アドレスポインタ７によって指示され
たデータROM18のアドレスの１記憶単位にパックされて
いる２つの符号C₁，C₂の連なりがコードレジスタ20に読
み出され、符号C₁が領域21に格納される一方、符号C₂が
領域22に格納される。そうすると、上記ステップS13に
おいてセレクタ23は領域21側を選択するようにセットさ
れているので、コードレジスタ20の領域21に格納された
符号C₁がセレクタ23によって選択されて特殊符号フラグ
制御部19に送出される（すなわち、符号C₁がアンパック
される）。そして、特殊符号フラグ制御部19によって符
号C₁が特殊符号であるか否かが識別される。その結果特
殊符号であれば特殊符号フラグ制御部19によって特殊符
号フラグ10に“1"がセットされる。一方、特殊符号でな
ければ“0"がセットされる。

さらに、データROM18から次の１記憶単位にパックされ
た符号列を読み出す場合に備えて、アドレスポインタ７
の内容に“1"が加算される。

ステップS15で、特殊符号フラグ10の内容による符号C₁
に対する条件分岐命令（謙セレクタ制御命令）が実行さ
れる。すなわち、特殊符号フラグ10の内容が特殊符号を
表す“1"であるか否かが判別される。その結果特殊符号
フラグ10の内容が“1"であれば符号C₁は特殊符号である
としてステップS17に進み、そうでなければ符号C₁は音
声符号であるとしてステップS16に進む。

上述のような条件分岐命令における条件判定が実行され
た後に、条件分岐命令に挿入されたセレクタ制御命令が
実行される。すなわち、上記条件判定結果特殊符号フラ
グ10の内容が“1"の場合は、セレクタ23はコードレジス
タ20の領域22側を選択するようにセットされる。一方、
特殊符号フラグ10の内容が“0"の場合は、セレクタ23は
更に引き続いてコードレジスタ20の領域21側を選択する
ようにセットされる。

このように、本実施例における特殊符号判定処理動作お
よびアンパック処理動作は、セレクタ制御命令が挿入さ
れた条件分岐命令によって１処理ステップで実行され
る。したがって、特殊符号判定処理動作およびアンパッ
ク処理動作に要する処理ステップ数が減少され、１処理
ステップ当たりの処理速度つまり１音声符号復号処理速
度を遅くすることができるのである。

ステップS16で、音声符号復号化命令に従って、コード
レジスタ20の領域21に格納されている符号C₁すなわち音
声符号C₁の復号化処理が、テーブルポインタ15の内容と
セレクタ23からの符号C₁の値とに基づいてテーブルROM1
4から読み出された差分値または波高値を用いて、第１
実施例の第２図のフローチャートにおけるステップS6と
同様にして実行される。

その後、上記音声符号復号化命令に続く行先指示命令に
挿入されたセレクタ制御命令によって、セレクタ23はコ
ードレジスタ20の領域22を選択するようにセットされ
る。それと同時に、セレクタ23によって領域22に格納さ
れている符号C₂が選択されて特殊符号フラグ制御部19に
送出され、特殊符号フラグ制御部19によって符号C₂が特
殊符号であるか否かが識別されて特殊符号フラグ10の内
容が更新される。

ステップS17で、コードレジスタ20の領域22に格納され
ている符号C₂すなわち無音時間符号C₂が、終端符号を表
す“0"であるか否かが判別される。その結果“0"（すな
わち、終端符号）であると判別された場合にはステップ
S24に進み、そうでなければステップS18に進む。

ここで、上記終端符号であるか否かの判別は第１実施例
のフローチャートにおけるステップS8と同様にして行わ
れる。ところが、本実施例の場合にコードレジスタ20に
格納される符号は、データROM18の１記憶単位にパック
された２つの符号（すなわち、符号C₁，C₂）の連なりで
ある。したがって、第１実施例の場合のように、コード
レジスタ20に格納された符号全体（すなわち、本実施例
の場合には２つの符号C₁，C₂によって（C₁×2⁴＋C₂）と
表現された符号）と終端符号“0"との比較を行うことは
できない。そこで、論理演算等を実行して符号（C₁×2⁴
＋C₂）からC₁×2⁴の部分を除去して符号C₂をアンパック
した後に、符号C₂と終端符号“0"との比較を実行するも
のである。

ステップS18で、無音時間符号復号化命令に従って、上
記ステップS14においてコードレジスタ20の領域22に読
み込まれた無音時間符号C₂が上記ステップS17と同様に
してアンパックされる。そして、このアンパックされた
符号C₂が復号化されて無音時間長が求められ、D/A変換
部17を介して上記求められた無音時間長分だけの音声信
号のグランドレベルが出力されて無音区間の再生が実行
される。そして、上記無音時間符号復号化命令に続く行
先指示命令に従って、上記ステップS14においてインク
リメントされたアドレスポインタ７によって指示される
データROM18の１記憶単位にパックされた次の２つの符
号列に対する処理を実行するためにステップS14に戻
る。この場合、上記行先指示命令が実行される際に、行
先指示命令に挿入されたセレクタ制御命令に従って、セ
レクタ23はコードレジスタ20の領域21を選択するように
セットされる。

ここで、上記ステップS17および本ステップS18におい
て、符号C₂に対するアンパック処理のための処理ステッ
プを必要とする。しかしながら、上述のように無音再生
処理においては時間的余裕があるために問題はないので
ある。

ステップS19で、特殊符号フラグ10の内容による符号C₂
に対する条件分岐命令が実行される。すなわち、上記ス
テップS16において更新された特殊符号フラグ10の内容
に基づいて、特殊符号フラグ10の内容が特殊符号を表す
“1"であるか否かが判別される。その結果特殊符号フラ
グ10の内容が“1"であれば符号C₂は特殊符号であるとし
てステップS21に進み、そうでなければ符号C₂は音声符
号であるとしてステップS20に進む。

このような条件分岐命令における条件判定が実行された
後に、この条件判定結果が“1"の場合にのみ、条件分岐
命令に挿入されたセレクタ制御命令によってセレクタ23
が選択するコードレジスタ20の領域が領域22から領域21
に切り替えられる。

ステップS20で、コードレジスタ20の領域22に格納され
ている符号C₂すなわち音声符号C₂の復号化処理が、テー
ブルポンタ15の内容とセレクタ23からの符号C₂の値とに
基づいてテーブルROM14から読み出された差分値または
波高値を用いて、上述の様にして実行される。そして、
音声符号復号化命令に続く行先指示命令に従って、デー
タROM18の次の１記憶単位にパックされた２つの符号の
処理を実行するためにステップS14に戻る。

この場合、上記行指示命令が実行される際に、行先指示
命令に挿入されたセレクタ制御命令に従って、セレクタ
23はコードレジスタ20の領域21を選択するようにセット
される。

ステップS21で、上記ステップS14においてインクリメン
トされたアドレスポインタ７によって指示されるデータ
ROM18の１記憶単位にパックされている新たな２つの符
号C₁，C₂の連なりがコードレジスタ20に読み出され、符
号C₁が領域21に格納される一方、符号C₂が領域22に格納
される。そうすると、上記ステップS19によってセレク
タ23は領域21側を選択するようにセットされているの
で、コードレジスタ20の領域21に格納された新たな符号
C₁がアンパックされて特殊符号フラグ制御部19に出力さ
れる。そして、特殊符号フラグ制御部19によって新たな
符号C₁が特殊符号であるか否かが識別される。その結果
特殊符号であれば特殊符号フラグ制御部19によって特殊
符号フラグ10に“1"がセットされる。一方、特殊符号で
なければ“0"がセットされる。

さらに、データROM18から次の１記憶単位にパックされ
た符号列を読み出す場合に備えて、アドレスポインタ７
の内容に“1"が加算される。

ステップS22で、コードレジスタ20の領域21に格納され
た新たな符号C₁すなわち無音時間符号C₁が終端符号を表
す“0"であるか否かが、上記ステップS17と同様にして
判別される。その結果終端符号であると判別された場合
にはステップS24に進み、そうでなければステップS23に
進む。

ステップS23で、上記ステップS21において読み込まれて
論理演算等によってアンパックされた無音時間符号C₁が
復号化されて無音時間長が求められ、D/A変換部17を介
して上記求められた無音時間長分だけの音声信号のグラ
ンドレベルが出力される。そして、無音時間符号復号化
命令に続く行先指示命令に従って、今再生が終了した無
音時間符号C₁に続く新たな符号C₂に対する処理を実行す
るためにステップS19に戻る。

この場合、上記行先指示命令が実行される際に、行先指
示命令に挿入されたセレクタ制御命令に従って、セレク
タ23はコードレジスタ20の領域22側を選択するようにセ
ットされる。それと同時に、セレクタ23によって領域22
に格納された新たな符号C₂が選択されて特殊符号フラグ
制御部19に送出され、特殊符号フラグ制御部19によって
新たな符号C₂が特殊符号であるか否かが識別されて特殊
符号フラグ10の内容が更新される。

ステップS24で、音声合成処理動作を終了するか否かが
判別される。その結果終了でなければステップS1に戻っ
て次の音声合成開始を表す制御信号が入力されるまで待
機し、終了であれば音声合成処理動作が終了する。

上述のように、本実施例における音声合成処理動作にお
いては、復号化処理を例えばDPCM方式によって行うとす
ると、上記ステップS14〜ステップS16における１音声符
号の復号化処理動作の処理ステップ数は、第１実施例の
場合と同様にして次のようになる。

ステップS14 ・パックされた２つの符号の連なりの読み込み。…（１
処理ステップ） ・アドレスポインタ７への“1"加算。

…（アドレスポインタ ７は２つのレジスタか ら構成されるとすると ２処理ステップ） ステップS15 ・セレクタ制御命令が挿入された条件分岐命令の実行。

…（１処理ステップ） ステップS16 ・テーブルROM14から読み出した差分値のアキュムレー
タ６への転送。

…（１処理ステップ） ・直前のサンプリング時における波高値を格納している
汎用レジスタ群９のレジスタの内容とアキュムレータ６
の内容との加算。

…（１処理ステップ） ・演算結果のD/A変換部17への出力。

…（１処理ステップ） ・ステップ19へ進む。 …（１処理ステップ） したがって、１音声符号復号化処理動作における処理ス
テップ数は合計８処理ステップとなる。一方、従来のパ
ックされた音声符号を復号化する音声合成装置の１音声
符号復号化処理動作においては、特殊符号判定処理動作
における対象符号と特殊符号との比較に１処理ステッ
プ、さらに、上述のように符号長が４ビットであるとす
ると、音声符号C₁の復号化処理動作における符号C₁のア
ンパックに４処理ステップの合計５処理ステップを多く
必要とする。すなわち、本実施例における１音声符号復
号化処理動作においては、従来よりも処理ステップ数を
38％（＝｛5/（８＋５）｝×100）削減することがで
き、その分だけ１音声符号復号化時の処理速度を遅くで
きるのである。

このように、第２実施例においては、データROM18の１
記憶単位にパックされた２つの符号C₁，C₂の連なりを読
み出して、符号C₁を領域21に格納する一方符号C₂を領域
22に格納するコードレジスタ20を設ける。さらに、制御
部１からのセレクタ制御命令に基づいて、上記コードレ
ジスタ20の領域21側あるいは領域22側を選択するセレク
タ23を設け、このセレクタ23によって選択された領域21
あるいは領域22に格納された符号C₁あるいは符号C₂が特
殊符号であるか否かを、特殊符号フラグ制御部19によっ
て制御部１の制御によらずに識別する。その結果、特殊
符号であると識別した場合には特殊符号フラグ10の内容
を“1"にする。そして、制御部１における特殊符号判別
処理に際しては、特殊符号フラグ10の内容が“1"の場合
に特殊符号であると判定するのである。

その際に、上記セレクタ制御命令は、条件分岐命令や行
先指示命令に挿入して設けてこの条件分岐命令や行先指
示命令と共に１つの処理ステップを形成するようにし、
セレクタ制御命令単独の処理ステップを設けないように
する。

すなわち、制御部１は読み込んだ符号が特殊符号である
か否かの判別処理およびアンパック処理を実行する必要
がなく、マイクロプイロセッサ部における特殊符号判定
処理動作およびアンパック処理動作の処理ステップ数を
少なくできるのである。したがって、本実施例によれ
ば、特殊符号判定処理およびアンパック処理の処理能力
を低下させることなく音声符号の復号化処理動作速度を
遅くでき、音声合成装置をLSI化する際に音声合成装置
を構成するLSIチップの大きさを小さくして、低電圧電
源化と低コスト化を実現できる。

上記第２実施例は、データROM18の１記憶単位に２符号
がパッキングされた場合について述べている。しかしな
がら、この発明はこれに限定されるものではなく、３つ
以上の符号がパッキングされた場合であってもよい。そ
の場合には、コードレジスタにはパッキングされた符号
数と同じ数の符号格納用の領域を設ける。そして、コー
ドレジスタの各領域に格納された符号は、他の命令に挿
入されたセレクタ制御命令によっていずれの符号でも選
択可能にすればよい。

上記第２実施例においては、セレクタ制御命令を条件分
岐命令あるいは行先指示命令に挿入して、セレクタ制御
命令あるいは行先指示命令と共に１処理ステップを形成
するようにしている。しかしながら、この発明はこれに
限定されるものではなく、マイクロプロセッサ部の構成
を工夫することによって他の命令に挿入して他の命令と
共に１処理ステップとして設けることも可能である。

〈発明の効果〉 以上より明らかなように、第１の発明の音声合成装置
は、コードレジスタ，特殊符号フラグおよび特殊符号フ
ラグ制御部を備えて、上記コードレジスタに格納された
符号が特殊符号であるか否かを、上記特殊符号フラグ制
御部によって制御部の制御によらずに識別して識別結果
を上記特殊符号フラグに表示し、上記制御部は、上記特
殊符号フラグの内容に基づいて上記コードレジスタに格
納された符号が特殊符号であるか否かを判別し、この判
別結果に基づいて上記符号の復号化処理を実行するよう
にしたので、上記制御部は、特殊符号判定処理動作を実
行する際に対象符号と特殊符号との比較演算等の演算処
理を実行する必要がない。すなわち、上記制御部による
音声符号復号化処理の特殊符号判定処理における処理ス
テップ数を少なくして、１音声符号復号化処理における
１処理ステップ当たりの処理速度を遅くできる。

したがって、この発明によれば、特殊符号判定処理の処
理能力を低下させることなく音声符号復号化処理速度を
遅くでき、音声合成装置をLSI化する際に音声合成装置
を構成するLSIチップの大きさを小さくして、低電圧化
および低コスト化ができる。

また、第２の発明の音声合成装置は、制御部，コードレ
ジスタ，セレクタ，特殊符号フラグおよび特殊符号フラ
グ制御部を備えて、上記制御部の制御に従って、記憶部
の１記憶単位に格納された複数の符号から成る符号列を
上記コードレジスタに格納すると共に、上記符号列のい
ずれかを上記セレクタによって選択し、この選択された
符号が特殊符号であるか否かを、上記特殊符号フラグ制
御部によって上記制御部の制御によらずに識別して識別
結果を上記特殊符号フラグに表示し、上記制御部は、上
記特殊符号フラグの内容に基づいて上記選択した符号が
特殊符号であるか否かを判別し、この判別結果に基づい
て上記符号の復号化処理を実行するようにしたので、上
記制御部は、特殊符号判定処理動作およびアンパック処
理動作を実行する際に比較演算や論理演算等の演算処理
を実行する必要がない。すなわち、上記制御部による音
声符号復号化処理の特殊符号判定処理およびアンパック
処理における処理ステップ数を少なくして、１音声符号
復号化処理における１処理ステップ当たりの処理速度を
遅くできる。

したがって、この発明によれば、特殊符号判定処理およ
ひアンパック処理の処理能力を低下させることなく音声
符号復号化処理速度を遅くでき、音声合成装置をLSI化
する際に音声合成装置を構成するLSIチップの大きさを
小さくして、低電圧化および低コスト化ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１実施例のブロック図、第２図は
第１実施例における音声合成処理動作のフローチャー
ト、第３図は第２実施例のブロック図における第１図と
異なる部分を示す図、第４図は第２実施例における音声
合成処理動作のフローチャートである。 １……制御部、５……ALU、６……アキュムレータ、７
……アドレスポインタ、８……コードレジスタ、10……
特殊符号フラグ、14……テーブルROM、15……テーブル
ポインタ、16……I/O部、17……D/A変換部、18……デー
タROM、19……特殊符号フラグ制御部、20……コードレ
ジスタ、21,22……領域、23……セレクタ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】制御部による制御に従って、記憶部に格納
   された符号を読み出して復号化し、音声信号を合成して
   出力する音声合成装置において、 上記制御部の制御に従って上記記憶部から読み出された
   符号を格納するコードレジスタと、 上記コードレジスタに格納された符号が、有音区間を表
   す音声信号を符号化した音声符号とは異なる特殊符号で
   あるか否かを表示する特殊符号フラグと、 上記コードレジスタに格納された符号が上記特殊符号で
   あるか否かを上記制御部の制御によらずに自ら識別し、
   特殊符号であると識別した場合には、上記コードレジス
   タに格納された符号が特殊符号であることを上記特殊符
   号フラグに表示させる特殊符号フラグ制御部を備えて、 上記制御部は、上記記憶部から読み出して上記コードレ
   ジスタに格納した符号が特殊符号であるか否かを上記特
   殊符号フラグの表示内容に基づいて判別し、その判別結
   果に基づいて上記コードレジスタに格納した符号の復号
   化処理を実行するようにしたことを特徴とする音声合成
   装置。
2. 【請求項２】制御部による制御に従って、記憶部の１記
   憶単位に格納された複数の符号から成る符号列を読み出
   して符号単位で復号化し、音声信号を合成して出力する
   音声合成装置において、 複数の領域を有すると共に、上記制御部の制御に従って
   上記記憶部から読み出された上記符号列を上記複数の領
   域に各符号別に格納するコードレジスタと、 上記制御部の制御に従って、上記コードレジスタの各領
   域に個別に格納された複数の符号のいずれかを選択する
   セレクタと、 上記セレクタによって選択された符号が、有音区間を表
   す音声信号を符号化した音声符号とは異なる特殊符号で
   あるか否かを表示する特殊符号フラグと、 上記セレクタによって選択された符号が上記特殊符号で
   あるか否かを上記制御部の制御によらずに自ら識別し、
   特殊符号であると識別した場合には、上記セレクタによ
   って選択された符号が特殊符号であることを上記特殊符
   号フラグに表示させる特殊符号フラグ制御部を備えて、 上記制御部は、上記記憶部から読み出して上記コードレ
   ジスタに格納した上記符号列のうち上記セレクタを制御
   して選択した符号が特殊符号であるか否かを、上記特殊
   符号フラグの表示内容に基づいて判別し、その判別結果
   に基づいて上記セレクタを制御して選択した符号の復号
   化処理を実行するようにしたことを特徴とする音声合成
   装置。