JPS58114306A - 音声記録再生方式 - Google Patents

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】 発明の技術分野 この発明は、再生音声のピッチ周波数を変えることなく
再生時間のみを伸縮可能とした曾声記録鼻生方式１；蘭
する・ 発明の技術的背景とその問題点 音声の記録、Ｊ！）生において再生時間を伸縮する最も
簡単な方法は、記録媒体としてのＳ気テープ等の走行速
度’ｊｆｆ＆えることである・例えば再生時のテープ走
行速１ｆＶ記録時の２倍とすれば再生時間は１／２とな
り、テープ走行速度を１／２とすれば再生時間は２倍と
なる・しかじ。

この場合再生される音声はピッチ周波数もれぞれ２倍、
１／２となるため、非常感二聞き６二くいものとなって
しまう・ そこで、ピップ周波数はｋえず（二貴生時間のみを伸縮
させる方法として、一定時間麺に一定時間幅の曾声伯号
技形ｔ’切り出してこれらをくり返し再生したり、数ブ
ロック毎感＝切り捨てて再生時間を伸線するものが考え
られている・しかしながら、この方法は再生波形の結合
部で不連続が生じ−て歪が発生し紡くなるはかりでなく
。

子音部に対しても同様の処理を行なっているため一自然
性、明瞭度が低下する欠点がある。

発明の目的 この発明の目的は、自然性や明瞭度の低下を伴うことな
く、ピップ周波数を一定Ｃ；保ったまま画先−間を伸縮
することができる音声記録再生方式を提供することであ
る・ 発明の概養 この発明は、音声信号をその波形のくり返しを利用して
圧縮して記録し、再生時に記録時の圧縮率と巣なる伸長
率で伸長することによって。

再生時間を伸縮することを骨子としている・さら醒−具
体的には、音声信号の有音区間のうち波形のくり返しが
検出された区間は、所定のくり返し回数Ｎ毎にそのＮ回
のくり返しの中での１つの単位波形を抽出して記録する
と共６二。

その本位波形の′各々なＮとは異なる回数楓すっくり返
して再生し、くり返しが検出されない区間は音声信号の
波形をそのまま記録し再生するものである・これによっ
て再生時間はＭ／Ｎ　　の比で伸縮することになる・ 発明の効果 この発明≦；よれば、音声信号のくり返し区間における
単位波形の時間長は記録時と再生時とで変らないので、
ピッチ周波数も変化しない・まだ、くり返しが検出され
た区間の単位波形を記録してくり返し再生を行なうため
、Ｊｌ）生妓形の結合部で不連続が生ずることがなく、
しかも明瞭度、自然性を大きく左右する子音部はそのま
ま記録再生されるので、再生音声の劣化は非常に少ない
。

この発明Ｃ二係る音声記録再生方式の有効性は。

音声信号の性質を考慮すれは明らかである・今。

日本語を例（二とると、単母首のみの童、（子音＋母音
）の會、および子並のみの酋の３ＭｆｌｌＡの音によっ
て構成されている・これらのうち母音のみの音は”アイ
ウエオ１の５つ、子音のみの會は“ン“のみで、ｆ！ｉ
Ｌりはすべて（千會＋母音）の旨である・ 母音と子音とでは性質が大きく輿なり、ｔず母音はその
波形がｔ順の始めから終りまでほばくり返し波形である
ということである・つまり基本周波ａＦＪ！ｉ、分の周
期でほぼ同−波形力ｔくり過され１例えば２５０Ｈｇで
発声された母音の會は４ｍｓの周期を持っている・厳密
には基本周波数も時間的に少しずつ変化し、また音節の
始めと終りの部分は振幅が小さくなる性質がある・しか
し例えば２０ｆｌｌｌ程度の短時間でみればこれらはほ
ぼ一定とみなせる・従って、この発明の４回毎５：その
４回のくり返しの中での音声信号の単位波形の１つな代
表波形として扱っても。

再生音声の自然性はあまり損なわれない・第１１にいく
つかの代表的な（子音＋母音）の童の振幅包絡線を示す
・図かられかるように子音の継続時間は檀々異なる・し
かじ、音声の発声速度が皺っだ場合のその継続時間の変
化は母音のそれほど大きくなく、童の種類のみに応じた
一定のｉｌ！続峙間を持つと考えることができ、またく
り返しが検出されない子音の時間的割合は欽々たるもの
であるから、その区間圧縮が行なわれなくとも、全体と
しての圧縮効率は十分である。従って、ｔＰ伯号を記録
するメモリ等の移置を小さくすることができる。

発明の実施例 Ｍ２ＩＮはこの発明の一実施例Ｖ説明するための音声記
録再生装瀘の構成を示すものである・図において、入力
端子１に与えられる音声信号２はエンコーダｊに導かれ
て符号化される。この符号化方式は、ＰＣＭ　、ＤＰＣ
Ｍ％どのようなものでもよい・音声信号２は有金区間か
無音区間かを判別する有−７無音判別回路−に一人力さ
れる・この判別回路４は例えはレベルセンψと、このセ
ン夛出力を虐当なスレツレヨルドレベルでレベル利足し
て１例えば有音区間のとき一万、エンコーダ１の出力は
くり返し検出−５と（−号処理装置１ｉ１６に供給され
る・くり返し検出器６は音声信号Ｓの葭形のくり返しく
ピッチ情輸）の有無を検出するもので、くり返しｔ検出
する毎にくり返し検出パルス「を発生する・このくり返
し検出！１！５は例えば公知の自己相関器その他の構成
Ｉ：よって冥ｆ＠すれるが、その検出性能は例えばＬＰ
−Ｃ方式４＝おける程高い必−要はなく、くり返しが検
出できなければそこでの圧ｓ本が少々低下するのみであ
って、再生音声の品實−には影響を与えない・ くり返し検出器５からのくり返し検出パルス百は、有曾
無曾判別信号Ｖと共６：、偵号処理装龜６へ圧縮のため
の制御信号として与えられる・偵号処ｍ装置ｉ−はこの
例ではマイクロコンピューター−より構成され、演算、
制御を行なうマイクロプロセッサ１と、エンコーダ１よ
りの符号化された音声信号データを一定のアルゴリズム
で編集するためのプログラムを格納した１０Ｍ８と、プ
ログラム実行時に必要となるデータの一時格納用のＲＡ
Ｍ＃と、各部へのクロック信号Ｌｘｔ−発生するクロッ
ク発生＠１１１等を含んでいる・ 信号処理装ＷＬ１は有量／Ｓ音判別信号Ｖとくり返し検
出信号百６；応じて、エンコーダ１よりの音声信号デー
タ（波形情栂）ＶＲＡＭよりなるバッファメモリｔｔに
一時格納しては圧縮のための編集を行なってメモ９１１
ｇ”ニー書込むという操作を逐次少しずつ行なう・ メモ９１２に蓄積されたデータは適宜続出され、デコー
ダ１１によって第４図に示した各データに従い再生時間
が伸縮した音声個号１４として再生される。

次（：、この実施例の動作を説明する・信号魁理装ｇ７
Ｈでの処理内容は、＠３図、第４５！ｌｌ中に示すＡ、
Ｂ、Ｃ，Ｄの４区間によって場合分けされる・第３図は
有音／無音判別信号ｙと、くり返し検出パルス「の例を
示し、第４図はＡ。

Ｂ、Ｃ，Ｄの各区間においてメモ９Ｊｊｇ：蓄穂される
データ内容を示している・ Ｙが高レベルとなる無音区間であるＡ区関曝：おいては
マイクロプロセッサ１はＶが低レベルとなる有音区間の
始点までの間クロック信号ＣＫ（エンコーダ１のサンプ
ルクロック）をカクソートシ、そのカウント値を無音区
間の時間長デーＪＰＮとして、無音区関鋤別コードＰと
共（：メモリ１２へ書込む・ 一方、有童区間であるＢ、Ｃ，Ｄ区間のうちＢ区間は、
有量区間始点より最初Ｃ（り返しが検出された時点まで
の主署−子１゛部に相当する区間で、この区間ではマイ
クロプロセッサｒは有音区間始点から音声信号データを
そのデータ長をカウントしながらバッファメモ９１１へ
先願番地より順次格納していき、Ｂ区間の終りの時点で
バッファメモ９ｔ１へ格納された音声信号データ（波形
情報）ＱＤと、カウントによって得られた時間長データ
ＱＮをくり返し非検出コードＱと共に主メモ９１Ｍへ書
込む・即ち、このＢ区間では圧縮は行なわれない・ 次１：、Ｃ区間はくり返しがほぼ一定周期で検出されて
いる区間で、主−二母音部に相当する区間である・この
Ｃ区間では、マイクロプロセッサ１はくり返し検出パル
ス８１にカウントし、かつ「の発生時点での音声信号デ
ータの位置を配録しながら、バッファメモリ１１へ音声
信号データを格納する・この場合、ｌｉｉ］のＣ区間の
編集処理は既（−終っているため、バッファメモｊ　１
７は先順番地よりフルに使用できる・マイクロプロセッ
サ１はくり返し検出パルスｉをＮ個、この例では４個カ
ウントすると、例えば３個目から４個目までの間の音声
信号データをその４回のくり返しの中での単位波形のデ
ータＭＩＤとして、これとその時間長データＲＮｖ＜：
り返し検出コードＲ（これはデータが圧縮されているこ
とを表わす）と共１：メモ９１ｚへ畳込む・以下。

くり返しがほぼ一定周期で検出されている間は。

Ｃ区間として同様の処理がくり返し行なわれる・こうし
て、Ｃ区間−二おいては音声信号データが１ｉＮｃユの
例では１／４　）　４：圧縮されてメモリ１２４：蓄積
される・ 最後ＣＤ区間は、くり返しがＮヰ４回検出畜れる前に無
音区間感ニなってしまったときである・このＤ区間での
処理としては１例えば初期のうちはＣ区間と同様にバッ
ファメモリ１１に音声信号データを格納しつつ、無音区
閲感＝なった時点でバッファメモ９１ｔに格納されてい
た音声信号データと、その時間長データをくり返し非検
出コードをＢ区間と同様にメモ９ｉｚへ書込む・従って
、このＤ区間では圧縮は行なわれない・ なお、Ｄ区間での処理の他の形式として、その肋のむ区
間が時間的に長彎て母音情報が十分メモリ７７≦：蓄積
されている場合は、とのＤ区間を次の無音区間の一部と
みなして処理してもよい・このようにすると、自然性に
多少の劣化はきたしても明瞭性は十分確保されるので、
圧縮率をより下げる上では有効である・ １４として再生される・この場合、デコーダ１１はメモ
９ｔｚよりくり返しが検出された第４因の６Ｃ区間のデ
ータが与えられると、このＣ区間における単位波形のデ
ータＲＤの各々なＭ（ＭＮＮ）回ずつくり返して復号再
生する・これによって、デコーダ１１から時間軸、つま
り再生時間がＭ／Ｎ　に伸縮された音声信号１４が得ら
れる・即ち、この例ではＮ＝４であるから、例ｔばＭ＝
５とすれば再生時間は５／４に伸長され。

またＭ−３とすれば再生時間は３／４に短縮されること
Ｃ：なる・ ロセツ夛等を通して制御信号Ｃ８を与えて１Ｍの値を可
変とすることもできる・このようにすれば、使用者の希
望に応じて再生時間の伸長。

短縮の選択、および伸縮率の選択を任意に行なうことが
可能となる。

一方、メモ９ｔｘから有音区間の５ちくり返しの検出さ
れなかった第４凶のＢ区間あるいはＤ区間のデータが与
えられると、デコーダ１１はこのＢ、Ｄ区間における音
声信号波形のデータＱＤをそのまま復号両生する・ また、メモリＪ２かう第４図Ａの無音区関ムのデータが
与えられた場合、その時間長データＰＮで与えられた時
間だけ無音処理してもよいが、この時間なＮ７Ｍに合せ
て伸縮して無音処理すればさらに自然性を増すことがで
きる・このよう＆：、この発明では有音区間４一ついて
はくり返しが検出された区間のみで再生時間の伸縮を行
ない、子音部を主とするくり返しの検出されない区間は
そのまま配録再生を行なう、ため、明瞭度、自然性を損
なうことが少ない・まだ、再生時間の伸縮はくり返し再
生部分のくり返し回数−の選択４＝よって達成され、音
声信号のくり返し区間の単位波形そのものの時間軸は伸
縮されないため、ピッチ周波数が変ることがなく、聞き
易い再生音声が得られる・ このように、この発明では音声信号の有音区間のうちの
時間的−二人部分を占める母を部等のくり返しが良好６
：検出される部分は１／Ｎに圧縮し、くり返しが検出さ
れない子音部は音声信号の波形情報をそのまま出力する
ため、再生音声の明瞭度等の劣化の少ない効率的な圧縮
が可能となる・これによって音声信号データを記憶する
メモリの容量を効率よく使用でき、コスト面で極めて有
利となる。

この発明において、記録時Ｃ：おけるＮの値はくり返し
の単位波形がほぼ一定とみなせる最小の値（この値は声
の質等によって異なるが、大体＃前後である）以下であ
ることが望ましく。

この範囲にＮを選べば再生時の音声信号波形の結合部の
連続性はより向上し、歪のない再生音声が得られる・従
って、Ｎの値は小さい程よいが、メモリ容置はそれだけ
増えるので、それも考慮してＮの値を劇ぶ必要があろう
・ なお、第２図の実施例ではくり返しの検出と。

有金区間と無音区間の判別をハードウェアＣ；よって実
現したが、マイクロプロセツサｒを含む信号処理装置に
ソフトウエア６二よってその機能を持たせてもよい・そ
の場合、ｔＲ紀実施例の如く実時間処理が可能かどうが
か間軸となるが、例えば無量区間は主シ；その時間長の
カウントのみが必要で西って、処理時間としては十分が
り余りある区間であり、しかも音声信号の中で無量区間
が占める時間的割合は大きいことを考慮すれば１問題な
い・即ち１例えば連続する有量区間と無音区間を１ブロ
ツクと考えると、処理速度の遍いマイクロプロセッサを
用いてくり返しの検出と有量／無奮区間の判別をソフト
ウェアで実行し、かつ圧縮処理を行なう場合、有量区間
では実時間処理が不可能でも、その不可能この発明は１
日本語のみならず外１３ｉ語の音声信号１；対しても有
効であることはいうまでもない・

【図面の簡単な説明】

第１−は子音◆母音の包絡線波形を示す因、１Ｂ！脂は
この発明の一実施例の構成図、１１１３図はその動作を
説明するためのタイムチャート。 ｌＩ４１１は同実施例において編集されメモリに蓄積さ
れるデータの構成を示す因である・１・・・音声信号入
力端子、１・・・エンコーダ、４・・・有音／無童判別
回路、ｊ・・・くり返し検出器。 −・・・信号処理装置、ｒ・・・マイクロプロセッサ。 −ｉ　ｌｘ　＝バッフアメそり、ＩＭ・・・メモリ、Ｊ
Ｊ・・・ζ潰−ダ。 出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　彦３ｍ５ １図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ０）　音声信号の有音区間のうち波形のくり返しが検出
   された区間は所定のくり返し回数Ｎ毎にそのＮ回のくり
   返しの中での１らの単位波形を抽出して記録すると共に
   、その単位波形の各々なＮとは興なる回数Ｍずつくり返
   して再生し、くり返しが検出されない区間は音声信号の
   波形なそ−のまま記録し再生することを特徴とする音声
   記録再生方式。 ａ）再生時の単位波形の各々の再生くり返し回数Ｍｌ可
   変としたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   音声記録両生方式・