JPS58158697A - 音声合成装置 - 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】 本発明は、音声信号を適当にサンプリンクして抽出した
特徴パラメータを圧縮してデータ記憶部に記憶させてお
き、データ配憶部から読出された圧縮パラメータに基い
て音声を合成するようにした音声合成装置に関するもの
であり、その目的とするところは各圧縮パラメータに対
応して複数種の音量が異なる音声を゛君択的に再生でき
る音声合成装置を提共することにある。

一般に、音声信号を音声同波数よりも高い周波数のサン
プリンタパルスにてサンづリシジして音の大小を表す振
巾パラメータ（以下、Ａ　）”＋ラメータと略称する）
と、音の高低すなわち基本周期を表すピッチパラメータ
（以下Ｐパラメータと略称する）と、音の音色すなわち
スペクト１し分布を表わすスペクトルパラメータ（以’
Ｆｓバうメータと略称する）とよりなる特徴パラメータ
を抽出し、各特徴パラメータをそれぞれ音質に寄与する
度合に応じたピット数に圧縮して圧縮パラメータとして
データ記憶部に記憶し、データ記憶部から順次読出され
る圧縮パうメータにて予め各特徴パラメータを記憶させ
た再生用ＲＯＭをアクセスし、再生用ＲＯＭから読み出
された将徴パうメータにより音源を駆動し゛Ｃ音声を再
生するようにしたこの種の音声合成装置において、音量
すなわち振巾のみが異なる音声であっても全く異なる音
声を再生する場合と同様に、各音ｌの音声に対応した圧
縮パラメータをデータ記憶部に記憶させておく必要があ
った。したがって、８囲の噺音の状態あるいは使用者の
好みに応じた音量で音声を再生し寿るようにするには、
各音量の音声に対応してそれぞれ圧縮ノ＼ラメータをデ
ータ記憶部にパ己憶させておく必要があり、データ記憶
部の記憶容量を必要以上に大きくしなければならないと
いう欠点があった。本発明は上記の欠点に鑑みて為され
たものである。

以下、ＰＡＲＣＯＲ型音声合成装置の一実施例について
図を用いて説明する。ＰＡＲＣＯＲを音声合成方式は育
１図に示すように音声信号（Ｖｓ）をサシプリンジバル
スにより適当周期（ｔｏ）でサシプリンタし、サンづリ
ンクされたサンづリンク（［ｉＸｔ　（！：　Ｘｔ　−
。

の間にある（Ｐ−１）個のサンづリンク値による相関関
係を除外し、ＸｔとＸｔ−ｐとの相関関係のみを抽出し
たＰＡＲＣＯＲ係数Ｃ部分自己相関係数−以下にパラメ
ータと略称する）をＳパラメータとして音声を合成する
ものであり、Ｋパラメータは音声がほぼ定常状態とみな
せるｌフレーム（５〜２Ｑｍ−ｅｃ）において、適当周
期（ｔｏ）（約１００μ−）毎に音声信号（ｖｓ）のサ
ンプリングを行ない、隣り合うサンづリンク値開の相関
係数をに１とし、複数間隔離寺れたサンづリンジ値開で
は、その間に挾まれたすンづリンク値による影響を最小
２乗誤差による線形予測によって求め、それらを差引い
てできる相関係数をに２Ｍ　Ｋ、ｏとしだものである。

このにパラメータはに＋　、　Ｋ２　、　Ｋ３のように
Ｘｔに近い点との部分自己相関関係を表わす係数にはス
ペクトル分　　　□布に関する情報が豊富に含まれてい
るが、Ｋ８．　Ｋ９、　Ｋ、ｏのようなＸｔから遠い点
との部分自己相関係故にはスペクトルが布に関する情報
があまり含まれていないので、低次のにパラメータに多
数の計子化ヒ・ソトを割り当て、高次のにパラメータに
は少数の量子化ヒツトを割り当てることによりヒツト数
を節減して冗長度を小さくするほうが効果的である。し
だがってＰＡＲＣＯＲ方式はＳパラメータとして自己相
関係数を用いて各係数に同一ピット数を割り当てるよう
にした自己相関係数方式に比べて帯域圧縮率がすぐれて
いるものである。通常各Ａ、Ｐ、にパラメータは圧縮さ
れて記憶あるいは伝送され、Ａパラメータに対して５ピ
ツト、Ｐパラメータに対して６ピツト、Ｋパラメータの
各係数に、　、　Ｋ２・・・Ｋ１゜に対して７，６，５
，４，４，４，８゜８．８．８ピツト等のように割り当
てる。

以下本発明一実施例の構成を図示実施例について詳細に
説明する。第８図は本発明に係る音声合成装置のブロッ
ク図である。同図に示すようにこの音声合成装置はデー
タ記憶部（８）を含む制御用ＩＣ（Ａ）と音声合成用Ｉ
Ｃ（点線部Ａ、Ｂを除いた部分）との２千・ツブで構成
されており、両者間でヒツトシリアルにデータの受渡し
を行なうようにしだものである。音声の特徴ノ＼ラメー
タはすべて再生用ＲＯＭ　ｔｌｉ内に１０ピツトのデー
タとして記憶されており、各特徴パラメータに割り当て
られるデータの個数は、その特徴パラメータが音質に寄
与する度合に応じて最適に配分されている。第４図は再
生用ＲＯＭ＋１ｉ内に記憶されたＡ、Ｐ、に、ｏ−Ｋ。

の各特徴パラメータのデータ個数を示している。

例えばＡパラメータの場合１０ピツトで表現されるデー
タが８２個記録されている。したがってＡパラメータの
任意のデータをアクセスするときに必要とされる相対ア
ドレスのヒツト数は５ヒ・リドである。この相対アドレ
スは特徴パラメータを必要最小限に圧縮して表現したも
のであるので圧縮パラメータと呼ばれる。これに対して
再生用ＲＯＭｆｌ）の内に記憶されている実際の特徴ノ
＜うメータは再生パラメータと呼ばれる。上述した所か
ら明らかなように再生Ｊ＼ラメータのヒツト数はＡ、Ｐ
。

Ｋ、ｏ＃に、の各特徴パラメータについてすべて共通に
１０ヒツトであるが、圧縮ノ＼ラメータのヒツト数ｕ　
Ａ　、　Ｐ　、　Ｋ＋ｎ　／−に＋の各パラメータにつ
いて異なるものであり、それぞれ５，６，８，８，８，
８，４゜４．４，５，６．７ヒツト（合計５８ピツト）
である。そのほか予備エリアとしてＢヒツトがすなわち
チー３ｓ個号が再生用ＲＯＭ内に確保されている。かか
る圧縮パラメータは音声信号がはｊ−１定常状態とみな
し得る２０ｆｉ−ｅｅ（１フレーム）ごとに１組（＝５
８ピ・シト）抽出されるのであるから、高々２６５０ピ
ット／秒で音声信号を記録することができ、無音区間や
リピート区間をも考慮に入れると実際には１６００ピッ
ト／秒程度で音声信号を記録することができるものであ
る。

このようにしてデータ記憶部（８）に記憶されている圧
縮バうメータ（すなわち再生用ＲＯＭ　＋１）の相対ア
ドレス）は１フレームごとに切換回路（ｌωを介してリ
ンクレジスタ（３）にピ・シトシリアｌｔｔに入力され
るものであるが、このような相対アドレスだけで再生用
ＲＯＭ　ｆｌ）から記憶苧−夕を堰り出すことができな
いので、インデックスＲＯＭ　（２）の中に第５図に示
すように記憶されている先頭アドレスをアドレスカウン
タ（１１）の制御のＦに順次取り出して、ト、記相対ア
ドレスと加算回路（４）によって加算することにより再
生用ＲＯＭ　＋１＋の絶対アドレス（９ピツト）を計算
し、該絶対アドレスによって再生用ＲＯＭ　＋１）をア
クセスするようにしている。以ド再生用ＲＯＭ　ｆｌ）
に記憶されている再生ノ＼ラメータの読み出し動作を詳
述する。インデックスＲＯＭ（２）には圧縮パうメータ
のピット配分数を８ピ・シトの２進数で記憶させており
、再生用ＲＯＭ　ｆｌ）の記憶容量削減のだめの共通化
ヒ・シトを１−ヒ・シト設けており、さらに再生用ＲＯ
Ｍ　ｉｌｌ内の予備工１ｊアに対応する予備ピットを設
けている。圧縮パラメータのピット配分数に関するデー
タは再生制御回路（１２）に送られ、再生制御回路（１
２）は、該ピット配分数だけシフトクロックをリンクレ
ジスタ（３）に送出する。したがってリンクレジスタ（
３）からは、上記ピット配分数に応じて例えばＡパラメ
ータのＳ倉には５ピツト、Ｐパラメータの場合には６ヒ
ツト、Ｋ１ｏパラメータの場合には８ピツト・・・１　
Ｋ＋パラメータの場合には７ピツトという具合に圧縮パ
ラメータ（相対アドレス）をそれぞれ加算回路にシリア
ルに送出するものである。す′Ｊタレジスタ（３）はで
きるだけチップ面積をとらないようにタイナミツクシフ
トレジスタで開成されている。またインデックスＲＯＭ
　＋２＋内に記憶されている各特徴パラメータの再生用
ＲＯＭ　ｔｌ）内における先頭アドレスは、パラレルシ
リアル変換回路（１３）を介して１ピツトずつ順次加算
回路（４）に送出されるので、順次１ピツトずつ加算さ
れて絶対アドレスが計算されるものである。計算された
直列データの絶対アドレスはシリアルパラレル変換装置
（Ｉ４）を介して並列データに変換され、再生用ＲＯＭ
　（１）をアクセスできるようになっている。図中（９
）はパラメータコード険出回路である。再生ＲＯＭ　＋
１＋から読み出された特徴パラメータは音量補正回路に
）を介して補間計算回路（５）に入力されるようになっ
ており、音量補正回路（３０）では、モード切換スイ・
ソチ（８１ａ）（８１ｂ）の操作によってＡパラメータ
のみに音量補正データ（実施例にあっては−８，＋ａ、
＋ｅ）を加算あるいは減算する。なお、音量補正回路（
９）の具体的構成および動作は後述する。

ところで、補正Ａパラメータを含む各特徴パラメータが
入力される補間計算回路（５）は１フレームごとに更新
される特徴パラメータのフレーム間の接続点における不
連続な変化による音声は号の歪み（明瞭度の低下）を防
止するもので、苧−夕更新の際に特徴パラメータがスム
ーズに変化し得るように１フレーム内の８点において近
似的な直線的補間を行なうようにしている。この補間計
算回路（５）はタイミング制御回路（２＠にて制御され
、タイミング制御回路（２８１では第２図に示すように
１フレーム（２０ｍｍ）中に８ｆｉの補間用りりｏツク
（２５ｆ？！ｖ１ｃ）を発生し、１個のＤりＤツク中に
２５個のパラメータ読込用ＰりＯツク（１００μ嘱）、
さらに１個のＰクロック中に２２個のピット読込用Ｔり
Ｏツク（４，５μ−）が作成される。８個のＤり０ツク
のうち、量初のＤｌにおいてデータ入力端子（８）から
り′Ｊグレジスタ（３）にデータが読み込まれる。各圧
縮パラメータＡ　、　Ｐ　、　Ｋ、ｏ・・・、Ｋ、は奇
数番目のＰクロックで順次読み込まれるものであり、例
えばＡパラメータはＰ８区間のＴ、ｌ／１−　Ｔ、ｏの
５個のＴりロックで読み込まれる。偶数番目のＰクロッ
クあるいは上記以外のＴり０ツクは補間計算回路（ｂ）
、音源ＲＯＭ（６＋、デジタルフィルタ（７）などのタ
イミングとして使用されるものである。上記補間計算回
路（６）によって２．５ｍ５ｅｃ　ごとに新しい値に更
新された各特徴パラメータは、それぞれＰラッチＯＢ）
、ＡＫラッチ（２３）に一時的に蓄えられる。ただし、
補間計算に差し当り必要のないパラメータはすべてＡＫ
パラメータスタ“ツク（２４）に転送してデジタルフィ
ルタ（７）の音声合成用データとして蓄積する。Ｐ−５
・ソチ（１６）に蓄えられた音声の基本周期に関するデ
ータすなわちＰパラメータは一致回路（１カにてＰクロ
ック（１００μ叡）をカウントするアトしスカウンタ（
＋８）出力と比較され、アドレスカウンタ（１８）出力
がＰパうメータに一致したとき一致回路（１乃からアド
レスカウンタ（１８）をリセットするリセｔシト信号（
Ｖａ）が出力される。しだがってアドレスカウンタ（国
はＰパラメータに基いた周期でリセットされ、この周期
で音源ＲＯＭ　＋６）から音源制御データが順次読み出
される。この音源制ｇ１４−夕にて有声音源（１９）を
駆動して基本周期を有する有声音を発生させる。例えば
Ｐパラメータが「２５」の場合には基本周期が２５　Ｘ
　１００μｍ（４００Ｈｚ）の有声音が発生されること
になる。なお、上記音声合成用データは原音を周波数分
析して得られる残差波形を再現して音色を忠実に再生す
るだめのデータである。一方、音声に基本周期がない場
合には、音源制御回路２０）にて切換回路（２２を駆動
し、無声音源（２１）に切り換える。無声音源（２１）
は基本周期を持たないホワイトノイズ（白雑音）を発生
するものである。次にＡパラメータおよびにパラメータ
はＶＣＡを具備したデジタルフィルタ（７）に供給され
、音源回路より供給（有声音源（１９）あるいは無声音
源（２１）から出力）された信号に振幅の大小およびス
ペクトル分布に関する情報を付は加えることによね音声
を再“生するものである。なお、第８図において（２５
）はア−Ｊづ、＋２６）はスヒーカ、（２１）は水晶発
櫨回路であるが、これらは本発明の要旨には直接的には
関連しないのでその詳細な、説明は省略する。

以下、音ｌ補正回路（３０）の具体回路構成および動作
について説明する。第６図は音量補正回路（３０）の具
体回路例を示すもので、図中（８１ａ）（８１ｂ）は犬
音敗七−ド、標準モード、小音量上−Ｆを切換えるモー
ド切換信号（ＶＭＩ）　（ＶＭｚ）を入力するｔ−ド切
換スイッチ、（１１）−（＋７）はインバータ回路、（
ＮＡＩ）〜（ＮＡ３）はナンド回路、（Ａ、）〜（Ａ４
）はアンド回路、（Ｎｏ、）　”　（Ｎｎ５）はノア回
路、（Ｅｌ）（Ｅ２）はエフスフＩｔ。

−ジブオア回路、（Ｆ）は桁上げ士セリー発生用フリッ
プフ０・ソづ、（ＡＤ）は１ピツドアターであり、嬌は
補正用信号発生部、（３３）は演算制御部、（３４）は
加減演算部である。

いま、再生用ＲＯＭ　ｆｌ）から読み出された直列デー
タよりなる特徴パラメータは入力端子（ＩＮ）にＴクロ
ックに同期して順次入力され、１ｉ？ｌＪ　呻端子（Ｃ
ｏ）にはＡパラメータが読み出されているときにゞゝ１
″となる利仰り０ツク（Ｐ２）が入力されている。り０
・ツク入力端子（ＣＬＩ）〜（ＣＬ４）には第７図に示
すようなりロック信号（Ｔｅ３）〜（Ｔｃｙ）が入力さ
れており、補正用信号発生部（３チにより同図に示すよ
うな減算＋ヤリー官号（Ｖｏ）および補正データｒ　８
　Ｊ　ｒ　６　、ｊに対応する補正信号（Ｖ３）（ＶＭ
）を発生する。但し、北記信号（Ｖｏ　）　（Ｖ：Ｊ　
（ＶＪ　（ｒｉ　ｌ？ｔｌ　御タロツク（Ｐ２）がゝゝ
１″のときのみ発生される。このようにして発生された
減算＋セリー信号（Ｖｏ）および補正信号（Ｖ３）（Ｖ
Ａ）は七−ド切換スイッチ（３１ａ　）　（８１ｂ　）
にて制御される演算制御部（３３）を介して演算制御入
力あるいは加減算入力データとして加減演算部（（ロ）
に入力され、ｌヒットアタ−（八Ｄ）では、フリッづフ
ロップ（Ｆ′）から出力されるＩｆ　ｆ、げ＋Ｐリーと
、再生用ＲＯＭ　ｔｌ’ｌから読み出された特徴パラメ
ータのうちのＡパラメータと音量補正データとを加算あ
るいは減算し、出力端子（ＯＵＴ　）に補正Ａパラメー
タが出力される。七−ド切換スイッチ（８１ａ）（３１
ｂ）にて入力される七−ド切換信号（ＶＭＩ）（ＶＭ。

）とＡパラメータの補正データ値ΔＡとの関係は下表の
ようになっている−・１ （以Ｆ余白）　。

したがって、ダータ鴫己１意川３（８）の圧す、宿パラ
メータに基いて再生用ＲＯＭ（１）から読出されたＡｌ
＼ｌタラタに上記補正データ値Δ、〜をｊノロ減探した
補正Ｎノ＼ラメータが捕間計算回路（６）に送られ、各
℃−ドの音声が再生されることになる。なお、“１に流
向にあっては２個のモード切換スイッチ（ｓｌａ）（３
ｉｂ）を切換えることにより、２ヒツトの七−ド切喚１
言号を発生させ、１個の圧縮ノ＼うメータに対応して４
七−ドの音量の異った音声を再生できるようにしでいる
が、多ヒ１ソトの七−ド切換信号を用いればより多くの
ｔ−ドが設定できるっ□また、ｌ＼パラメータの補正デ
ータ呟（Δへ）は任意に設定でさることは言うまでもな
い。

第８図は池の実施例を示ｔもので音量補正ｊｉ、１１路
２ピットのモード切換信号（ＶＭ）を４ピツトに変換す
るデコーダ、（ＰＳ）はシフトレジスタよりなるＰ−５
変換器であり、エンコータ（ＥＣ）の論理演算を適当に
設定することにより、前記実施列と同様の動作を行なわ
せることができ、補正データ値（誠）の設定が容易にな
るとともに回路構成が簡単になる。

本発明は上述のように構成されており、音声信号を適当
にサンプリングして抽出した％＠パラメータを圧縮して
データ記憶部に記憶させておき、データ記憶部から読出
された圧縮ノ＼ラメータに基いて音声を合成するように
した音声合成装置において、特徴パラメータのうちの振
巾パラメータに適宜音電補正データを加算あるいは減電
する音量補正回路を設けたので、データ記憶部に記憶さ
れている各圧縮パラメータに対応して複数種の音量の異
なる音声を合成することがでさ、複数種の音＠−の異な
る音声を１択的に合成できるようにしたにも拘らず、デ
ータ記憶部に各音量の音声に対応する圧縮パラメータを
記憶させてお−く必要がなく、データ記憶部の記憶容量
を・１＼さくすることができるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例の音声合成方式の原理説明図、
第２．図は同上の動作説明図、第３図は同上のう削ツク
回路図、第４図および第５図はそれぞれ同上の再生用Ｒ
ＯＭ　、インデックスＲＯＭの構成を示す図、第６図は
同上の要部具体回路図、第７図は同ト、の動作、豆明図
、第８図は他の実施例の要部具体回路図である。 （１）は再生用ＲＯＭ　、　ｔｓｌけデータ記憶部、（
１９）■ｌ）は音源、（３０）は音量補正回路である。 代理人　弁理士　　石　１）長　七 （１カ ーフ０゜

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）音声信号を音声周波数よりも高い同波数のサンプ
   リンタパルスにてサンプリングして振巾パラメータ、ピ
   ッチパラメータおよびスペクトルパラメータよりなる特
   徴１〜ラメータを１出し、各特徴パラメータをそれぞれ
   音質に寄与する責合に応じたピット数に圧縮して圧荀パ
   ラメータとしてデータ記憶部に記憶し、データ記憶部か
   ら順次読出される圧縮パラメータにて予め各特徴パラメ
   ータを記憶させた再生用ＲＯＭをアクセスし、再生用Ｒ
   ＯＭから読み出された特徴ノ〜ラメータにより音源を、
   駆動して音声を再生するようにした音声合成装置におい
   て、上記再生用ＲＯＭから読出された特徴パラメータの
   うち、振巾パラメータに適宜音量補正データを加算ある
   いは減算する音量補正回路を設け、音量補正回路から出
   力される補正振巾パラメータに基いて音声を再生するよ
   うにして成ることを特徴とする音声合成装置。