JPH087595B2 - 音声信号再生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、一般に音声信号再生装置に関し、特に磁
気テープ上に記録された音声信号を記録速度を越える再
生速度で再生する音声信号再生装置に関する。

［従来の技術］ 従来のビデオテープレコーダ（VTRという）では、磁
気テープ上に記録された音声信号を録音時よりも速い速
度で再生させた場合、再生される音声信号の周波数が再
生速度に比例して高くなる。したがって、再生された音
声の音程が高くなり、聞き取りにくくなる。

これを解決するため、バリアブル・スピーチ・コント
ロール（以下VSCという）による音程補償回路を採用し
たVTRが、たとえば、「クイックビデオのVSC回路」と題
された論文（シャープ技報,1986年・第36号）に見られ
る。VSC方式では、再生された音声波形の基本単位ごと
に交互にサンプリングと棄却が繰返され、サンプリング
された音声波形を棄却期間の時間長さ分だけ時間的に伸
長することによって音程を下げ、これによって聞き手に
聞き取りやすくするものである。

したがって、このVSC方式を利用したVTRでは、再生さ
れた音声の音程を記録時の音程に戻すことが可能であ
る。しかしながら、再生された内容、たとえば、話の速
度が再生速度に比例しており、再生内容が聞き取りにく
いという問題が生じる。この問題を解決すべく、再生内
容を有音期間と無音期間とに区別し、有音期間のみを時
間軸伸長したものとして、従来、特開昭59−45608号公
報に記載の音声信号再生技術があった。第６図はそのブ
ロック図を示す。図において、21は入力端子、22はA/D
コンバータ、23はD/Aコンバータ、24はメモリ、25はコ
ントローラ、26はクロック装置、27はデジタルコンパレ
ータ、28はデジタル信号ライン、29はアドレス信号ライ
ン、30はA/Dコンバータ22へのクロックライン、31はコ
ントローラ25へのクロックライン、32は読出書込切換信
号ライン、33はコンパレータ出力信号ライン、34は出力
端子である。

入力端子21に与えられたテープレコーダ早送り再生時
のアナログ信号はA/Dコンバータ22でデジタル信号に変
換されデジタル信号ライン28上に出力される。デジタル
信号はデジタルコンパレータ27で入力端子21のアナログ
信号が無信号かどうかを判別される。無信号でないなら
ば、従来と同様にアドレス信号ライン29の信号によりコ
ントロールされ、デジタル信号ライン28上のデジタル信
号がメモリ24に格納される。もし、無信号であると判別
したならば、デジタルコンパレータ27はその出力信号ラ
イン33を通ってコントローラ25に信号を送り、デジタル
信号をメモリ24に読込まないようにする。読出時は従来
と同様でメモリ24が満たされたことを確認し、コントロ
ーラ25は読出書込切換信号ライン32上の信号を書込から
読出しに切換える。クロック装置26は読出しのクロック
をクロックライン31を通してコントローラ25に送り、コ
ントローラ25はこれに同期してメモリ24からデジタル信
号をデジタル信号ライン28に出力する。D/Aコンバータ2
3はデジタル信号をアナログ信号に変換して出力端子34
に出力する。

この従来の技術によれば、有音期間の音声信号のみを
メモリに一旦書込んだ後、書込時のクロックとは異なる
読出時のクロックで前記有音期間における音声信号を出
力し、書込時のクロックよりも読出時のクロックを遅く
することにより、出力端子34から出力される出力信号は
入力端子21に与えられる入力信号に対して時間軸伸長が
可能となる。これにより、有音部分の音程が高くなりす
ぎず、かつ聞取りやすい速度で再生された内容を出力す
ることが可能となる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、この従来技術では、有音期間の音声信
号のみがメモリに書き込まれ、メモリから時間軸伸長さ
れた再生結果が得られるが、この場合、一旦メモリ内の
音声信号が時間軸伸長した結果を読出すまでメモリへの
音声信号の書込みを停止するか、あるいはメモリへの書
込みと読出を並行して行っても、読出音声信号の読出時
の速度が書込時の速度より遅いので、そのメモリが一杯
になってしまい、結果的に、入力される音声信号が欠落
するという問題が生じる。

また、従来のVSC方式を利用したVTRでは、有音期間だ
けでなく無音期間についても有音期間と同様に処理がな
されているので、例えば、記録された音声信号に長い無
音期間が存在する場合において、再生音声信号が出力さ
れない長い期間の後に、話の進行速度の早い再生音声信
号が短時間で出力され、極めて使用しづらいものであっ
た。

この発明は上記のような課題を解決するためになされ
たものであり、記録された音声信号の無音期間を有効に
利用することにより、音声部分の音程が録音時の音程に
戻り、かつ高くなりすぎず、かつ聞き取りやすい速度で
再生された内容を出力し、再生に伴って入力される音声
情報の欠落を防止する音声信号再生装置を提供すること
を目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明の音声信号再生装置は、予め定められた記録速
度で記録された情報記録媒体に記録されている音声信号
を再生する音声信号再生装置であって、前記情報記録媒
体に記録された音声信号を前記記録速度を越える再生速
度で再生する再生手段と、該再生手段により再生された
音声信号に応答して音声信号の時間軸上の有音期間およ
び無音期間を検出する音声検出手段と、前記再生手段に
より再生された音声信号が入力されて記憶される記憶手
段と、該記憶手段に記憶されている音声信号が入力さ
れ、該入力された音声信号の有音期間を無音期間にわた
って時間軸上で伸長する伸長手段と、該伸長手段による
伸長のために必要となる無音期間の時間長さの不足を検
出する不足検出手段と、該不足検出手段の検出出力に応
じて有音期間の音声信号をバリアブル・スピーチ・コン
トロールにより間引く間引手段とを備えたことを特徴と
する。

［作用］ 本発明によれば、前記記憶手段の働きにより、前記再
生手段によって再生された音声信号が入力されて記憶さ
れる。そして前記伸長手段の働きにより、該入力された
音声信号の有音期間を無音期間にわたって時間軸上で伸
長され、前記不足検出手段の働きにより、伸長のために
必要となる無音期間の時間長さの不足が検出される。そ
して間引手段の働きにより、前記不足検出手段の検出出
力に応じて有音期間の音声信号がバリアブル・スピーチ
・コントロールにより間引かれる。

［発明の実施例］ 第１図は、この発明の一実施例を示す、VTR中に設け
られた音声信号再生装置のブロック図である。第１図を
参照して、この音声信号再生装置は、磁気テープ501上
に記録された信号を再生するための再生用ヘッド502
と、再生された音声信号を増幅するための増幅器503
と、増幅された音声信号から高調波成分を除去するため
のローパスフィルタ（LPF）504と、音声信号を量子化す
るためのA/D変換器505と、音声信号の有音期間および無
音期間を検出するためのレベル検出器506と、デジタル
変換された音声信号を交互に保持するためのバッファ１
および２と、バッファ１および２の入出力を切換えるた
めのスイッチング素子SW1およびSW2と、バッファ１およ
び２に保持されたデータのアドレスをストアするための
RAM11および12と、これらの回路を制御するためのMPU51
1と、D/A変換器513と、ローパスフィルタ514とを含む。

第２図は、第１図に示したレベル検出器506を示す回
路図である。第２図を参照して、このレベル検出器506
は、再生された音声信号S1を整流するためのダイオード
602と、平滑化回路を構成する抵抗603およびキャパシタ
604ならびに抵抗605と、コンパレータ601と、基準電圧
をコンパレータ601に供給するための可変抵抗606とを含
む。コンパレータ601は、非反転入力が信号S2を受ける
ように接続され、反転入力が基準電圧を受けるように接
続される。コンパレータ601から信号S3が出力される。

第３図は、第２図に示したレベル検出器506の動作を
説明するためのタイミング図である。次に、第２図およ
び第３図を参照して動作について説明する。

第３図に示す再生音声信号S1は、ダイオード602によ
り整流された後、平滑化回路に与えられる。平滑化され
た信号S2がコンパレータ601の非反転入力に与えられ
る。コンパレータ601の反転入力には予め定められた基
準電圧が与えられているので、コンパレータ601は第３
図に示すように有音期間ａ−ｂおよびｃ−ｄにおいて高
レベルとなる信号S3を出力する。無音期間ｂ−ｃにおい
てコンパレータ601は低レベルの信号S3を出力する。す
なわち、上記の動作によって、再生された音声信号の有
音期間および無音期間が検出され、出力信号S3がMPU511
に与えられる。

第4A図および第4B図は、第１図に示した音声信号再生
装置の動作を説明するためのタイミング図である。第１
図、第4A図および第4B図を参照して、次に第１図に示し
た音声信号再生装置の動作について説明する。

A/D変換器505によってデジタル変換された音声信号
は、バッファ１または２のいずれかに一定の周期で交互
に書込まれる。この切換制御はバッファ１および２の入
出力に接続されたスイッチング素子SW1およびSW2により
行なわれる。MPU511から出力される制御信号に応答して
スイッチング素子SW1およびSW2が切換制御される。たと
えば、A/D変換器505の出力がスイッチング素子SW1を介
してバッファ１に接続されるとき、バッファ２がスイッ
チング素子SW2を介してMPU511に接続される。逆に、A/D
変換器505がスイッチング素子SW1によりバッファ２に接
続されるとき、バッファ１の出力がSW2によりMPU511に
接続される。バッファ１および２のためのアドレス信号
はMPU511から供給される。一方のバッファが音声信号で
満たされたとき、スイッチング素子SW1が切換わり、他
方のバッファへの書込みが始まる。これと同時に、スイ
ッチング素子SW2も切換わり、既に書込まれたバッファ
からデータが読出される。このように、スイッチング素
子SW1およびSW2は、書込まれている側のバッファがデー
タにより満たされるごとに切換わり、交互に書込まれた
データがスイッチング素子SW2を介してMPUに与えられ
る。

RAM11および12は、各々バッファ１および２にストア
された音声信号の有音期間および無音期間を示すアドレ
スがストアされる。RAM11および12にストアされるアド
レスは、MPU511がレベル検出器506からの出力信号S3に
応答して供給したものである。すなわち、RAM11および1
2には、第３図に示す有音期間ａ−ｂおよびｃ−ｄの各
開始および終了アドレスがストアされる。

ここで、ｎ倍速再生が行なわれている場合を仮定す
る。第１図に示すようにバッファ１にデータDiが書込ま
れているとき、バッファ２からデータが読出されてい
る。これと同時にレベル検出器506は出力信号S3をMPU51
1に与える。MPU511は、スイッチング素子SW1が切換わっ
てからの音声切出し位置（第３図に示したａないしｄ）
に相当するバッファ１のアドレスをRAM11に書込む。こ
のとき、各アドレスが有音期間の開始または終了を示す
情報も書込むものとする。バッファ１に与えられる書込
アドレスが最終アドレスに達したとき、スイッチング素
子SW1およびSW2が切換わり、今度はバッファ２について
同様の動作が行なわれる。

スイッチング素子SW1およびSW2が切換わると、書込ま
れた音声データDiがバッファ１から読出データDoとして
出力される。この際の読出動作においては、MPU511にお
いて以下のように処理された読出アドレスがバッファ１
に供給されることになる。

すなわち、MPU511は、レベル検出器506からの信号S3
に応答して音声信号の有音期間の計算を行なう。たとえ
ば、第３図に示した例では、有音期間の合計値をｌとし
て、次式の計算が行なわれる。

ｌ＝（ｂ−ａ）＋（ｄ−ｃ）＋… …（１） 第１図に示したD/A変換器513はA/D変換器505の1/nの
サンプリング周波数でサンプリングを行なうため、バッ
ファ２にA/D変換されたデータが満たされる時間をTpと
すると、時間Tpの間にL/n回のD/A変換が行なわれること
になる（Ｌはバッファ１または２の全データ数）。

まず、ｌ≦L/nの場合では、第4A図に示すように、MPU
511がRAM11中にストアされた切出し情報（アドレス信
号）に基づいて、バッファ１中にストアされた音声信号
のうち有音期間のみのデータを読出し、順次D/A変換器5
13に与える。したがって、全く音声波形の欠落なしに、
記録時の音程で、かつ、記録時の話の速度で、無音期間
だけを除去した音声を得ることができる。しかし、この
とき、次にスイッチング素子SW1およびSW2が切換わるま
でに時間的に不足するD/A変換のためのデータ数L/n−ｌ
に関しては、データ“0"がD/A変換器513に与えられる。
こうして、一方におけるバッファ２へのA/D変換データ
の書込みが終了するまでにバッファ１中のすべてのデー
タをD/A変換器513に与えることができる。

すなわち、スイッチング素子SW1およびSW2に切換わり
から次の切換わりまでの時間Tpの間に、バッファ２には
全アドレスに順次A/D変換されたデータが一定のサンプ
リング周波数（以下これをfsとする）で書込まれ、バッ
ファ１からは時間Tpの間にfs/nのサンプリング周波数で
データ（無音期間のデータ“0"を含む）が読出されD/A
変換器513に与えられる。以上のように、A/D変換とD/A
変換は同時に進行しており、時間Tpごとにスイッチング
素子SW1およびSW2が切換わり、バッファ１および２が交
換されて、A/D変換データの蓄積と送出とが同時に行な
われる。

次に、ｌ＞L/nの場合では、無音期間のデータがない
としてもｌ−L/nの音声データが欠落してしまうので、
次のような処理が必要となる。すなわち、この場合は無
音期間を除去したｌ個のデータがL/n個となるように、
有音期間の音声データのｌ−L/nだけのデータを間引く
必要がある。その方法として、たとえば第4B図に示すよ
うに、VSCを利用する。すなわち、バッファ１または２
から読出された音声データの有音期間について、斜線で
示すように音声データの棄却期間を部分的に設ける。こ
の棄却期間の時間長さはたとえば音声の１つの音韻長よ
りも短くなるような時間長さに設定される。この１つの
周期中の読出期間ｑと棄却期間ｒの比は、次式のように
設定される。

q:r＝L/n:（ｌ−L/n） …（２） ここでは、VSCを利用してこの１つの周期を数10mS以
下に設定するので、音声を構成する基本単位となる音素
波形の一部が欠落するだけで、音韻情報は保存される。
したがって、話の内容が欠落することはない。但し、音
声データの一部ｒが棄却されるため話の進行の速度は速
くなる。

第５図は、第１図に示すMPU511中の処理を示すフロー
図である。第５図では、既に述べた動作がMPU511中にお
ける処理として示されている。

［発明の効果］ 本発明によれば、高速再生を行いながらも、出力され
る音声信号の音程が高くなりすぎず、聞き取りやすい速
度で再生された内容を出力し、有音期間を無音期間にわ
たって時間軸上で伸長し、有音期間を時間軸上で伸長す
るのに必要な無音期間の時間長さの不足を検出すると、
聞き取りに支障がない程度の短期間の音声信号を万遍な
く間引くために再生出力された内容の音声情報の欠落を
なくすことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、VTR中に設けられたこの発明の一実施例を示
す音声信号再生装置のブロック図である。第２図は、第
１図に示したレベル検出器を示す回路図である。第３図
は、第２図に示したレベル検出器の動作を説明するため
のタイミング図である。第4A図および第4B図は、第１図
に示した音声信号再生装置の動作を説明するためのタイ
ミング図である。第５図は、第１図に示したMPUにおけ
る処理を示すフロー図である。第６図は従来の技術によ
る音声信号再生装置のブロック図である。 図において、1,2はバッファ、11,12はRAM、506はレベル
検出器、511はMPUである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】予め定められた記録速度で記録された情報
   記録媒体に記録されている音声信号を再生する音声信号
   再生装置であって、 前記情報記録媒体に記録された音声信号を前記記録速度
   を越える再生速度で再生する再生手段と、 該再生手段により再生された音声信号に応答して音声信
   号の時間軸上の有音期間および無音期間を検出する音声
   検出手段と、 前記再生手段により再生された音声信号が入力されて記
   憶される記憶手段と、 該記憶手段に記憶されている音声信号が入力され、該入
   力された音声信号の有音期間を無音期間にわたって時間
   軸上で伸長する伸長手段と、 該伸長手段による伸長のために必要となる無音期間の時
   間長さの不足を検出する不足検出手段と、 該不足検出手段の検出出力に応じて有音期間の音声信号
   をバリアブル・スピーチ・コントロールにより間引く間
   引手段とを備えたことを特徴とする音声信号再生装置。