JPS58205200A - 電子音声合成回路装置 - 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】 関連する技術分野 本発明は、音声要素が、有゛意・ξラメータによって表
わされかつ個々の音声要素を、比較的長い音声セグメン
トに組合わせること力１でき、ｉ一つ有声音ないし無声
音を表わすための励振信号が、有意・ξラメー・夕・、
の少なくとも一部を使用して音声ないし雑音発生器によ
って発生され力・つフィルタ回路に供給され、かつフィ
ルり出力１１１の電気信号が、所望の音声要素および音
声セグメントの音声再生のために処理される、電子的な
音声合成回路装置に関する。

比較的長い音声セグメントの形成のために組合わせるこ
とができる音声要素を発生するための方法は既に公知で
ある。即ちこの方法は、次の２つのグループに分けられ
る。第１のグループには、まず解析において標本化され
、場合に応じてデジタル化されかつ例えば固定値メモリ
に記憶されている音声要素が、音声合成のためメモリか
ら再び呼出されかつ組合わされる。その際音声の了解に
対して必要でない冗長的な構成部分も記憶されており、
その結果このような方法で自ら良好な品質の音声を発生
することができるが、広範囲な語いを表わすためには相
応に高い記憶容量を要する。音声合成方法の第２群では
、冗長性の音声構成部分は大幅に除去されかつ音声は音
声要素の有意・ξラメータの形態において記憶されてお
り、これら、ａラメータから著しく僅かな記憶容量にお
いて聴手にとって十分了解できる音声が発生される。後
者の方法を実施するための公知の回路装置の中核を成す
のは、可変のフィルタ係数を有するフィルタ回路である
。例えば、ドイツ連邦共和国特許公告第２２０９５４８
号公報から、有意音声・ξラメータで印加された励振信
号が可変なフィルタ係数のフィルタ回路に供給される音
声合成回路が公知である。これらフィルタ係数は、別の
有意音声・ξラメータによって連続的に、合成過程期間
中制御されるので、その結果この方法を実施するための
回路装置は、これらフィルタ係数を記憶する。だめの装
置を有していなければならない。更に回路装置は、メモ
リからこれら係数を呼出しかつそれらをフィルタを供給
するための制御装置が備えられる。その際この種の同調
可能なフィルタは比較的大きな寸法を有しかつ良め実現
するのが困難でありしかもコストが相当か＼る。

発明の課題 従って本発明の課題は、一層簡単に実現可能な、良好な
了解度を有する音声を発生する電ｒ音声合成回路装置を
提供することである。

発明の開示および効果 この課題は本発明によれば次のように解決される。即ち
フィルタ回路は個別フィルタから成り、これら個別フィ
ルタのうちその都度、実際に順次所望の音声要素の残り
の有意・ξラメータを表わすフィルタ係数を有する個別
フィルタのみが順次制御されるようにする。

本発明は、固定係数を有するフィルタによって比較的簡
単に実現できるという利点と関連して、一層僅かな記憶
容量ですむという利点が得られる、 本発明の有利な実施例は、特許請求の範囲の実施態様項
に記載されている。例えば時間離散的なアナログ励振信
号が印加可能である、アナログ構成の個別フィルタを設
けることができる。。

この種のアナログフィルタの実現は特に簡単である。こ
のことは、本発明の別の実施例において個別フィルタを
有利にも、所謂ＣＣｌ）−技術においてトランス・々−
サルフィルタとして構成すれば、一層顕著となる。選択
的に、時間離散的なデジタル励振信号を印加可能である
デジタル構成の個別フィルタを設けることもでき、この
場合音声信号の・ξラメータ値を特に簡単に記憶できる
という利点が得られる。

本発明の別の実施例において、音声要素を表わすために
個別フィルタをフィルタ固有にアドレス指定することが
できる。本発明の回路装置は、所定の音声のすべての音
韻を表わすことが可能であるだけの数の個別フィルタを
含むことができる。複数の音韻は、所定の時間的順序で
発生しかつ人間の声の特性べ相応して相互に結合するこ
とができる。

本発明の別の実施例において、個別フィルタは比較的長
い音声セグメントを表わすためのフィルタセントに接続
形成することができ、その際フィルタセットのランダム
な制御は、フィルタセット固有のアドレス指定によって
行なわれる。この種の実施例は記憶容量が比較的僅かで
すむという特徴を有し、同じ音声セグメントが繰返し現
われる音声を表わすのに特に適している。個別フィルタ
は、マトリクスに配置することもでき、その際その都度
ｌマトリクス行の個別フィルタに、それぞれの励振信号
が並列に印加され、かつそれぞれのマトリクス行の個別
フィルタ出力側は、順次マトリクス出力側に接続可能で
ある。

本発明の別の実施例において、個別フィルタは線形予測
ないしホルマントフィルタとして構成することができる
。ホルマントフィルタは、固定のホルマント中心周波数
および帯域幅を自する。その際音声要素を表わすことは
、少なくとも３つの最も低いホルマントの再生によって
行なわれる。

個別フィルタは本発明の別の実施例において所謂Ｃ０Ｄ
−技術で実現することができる。個別フィルタはまたト
ランスノ々−サルフィルタとして構成することができる
。

実施例の説明 次に本発明を、理解のために必要な範囲内において図面
を用いて詳細に説明する。

第１図は、本発明の回路装置のブロック図を示し、回路
装置は中心部においてフィルタ回路ト”と、励振発生装
置Ｇと、制御ユニツ）ＳｔＥと−を有する。その際制御
ユニットは、人カユニツ）ＥＯに、またフィル′り回路
は低域フィルタＴ１）および電気音響変換器に接続され
ている。　′人カユニソ）ＥＣ）は、合成すべき音声要
素に関する情報を、制御ユニットＳｔＥに送出すること
かできる。これら情報は例えば操作・ξネルを介して人
力することができる。しかし合成すべき音声要素に関す
る情報は、系の外部の装置から系に適した形で供給する
こともできる。制御ユニットＳｔ、Ｅは、これら情報を
例えば、フィルタ回路Ｆとの所謂“ノ・ノド／エイクー
作動“において一時記憶しかつ処理するだめの装置並び
に１声パラメータが記憶されているメモリを有すること
ができる。第１図に図示されている。

ように、制御ユニットＳしＥからフィルタ回路ドに、例
えば２本の接続線、即ちフィルタ交番クロック信号ＴＷ
に対する線およびデジタル音声要素選択信号ＳＥＡに対
する線を導くことができ、その際フィルタ交番クロック
信号は、フィルタ回路Ｆにおいて、音声要素選択信号：
３１・Ａによって決められる音声要素の合成を制御する
。例えば第２図に図示のように構成することができるフ
ィルタ回路Ｆは、なかでも固定の係数を有する個別フィ
ルタ（第２図におけるｌ”’１１・・・）を有する。こ
れら個別フィルタを用いて、音声合成が行なわれて、そ
の際個別フィルタはフィルタ回路Ｆの出力側に、（電気
）音声１６号ＳＡを送出する。音声信号は場合に応じて
ｒ）Ａ変換後低域フィルタＴＰおよび必要に応じて後続
の増幅器を介して電気音響変換器に供給される。

更に第１図に図示されているように、フィルタ回路Ｆは
制御ユニットｓｔＥに制御線Ｅを介してデジタル信号を
供給することができる。デジタル信号は、１音声要素の
合成過程の終了を指示しかつ既述のハンドシェイク作動
において人力された情報によって決められる引続く音声
要素の合成過程に対して必要な情報を要求する。

第２図は、フィルタ回路Ｆ、励振発生装置Ｏ並びに制御
ユニツ）Ｓｌ、Ｅの実施例の構成を示すプロッタ図であ
る。

その際第２図において、個別フィルりはマトリタス状に
配置されている。フィルり回路Ｆは、列Ｆｉｌ、Ｆ２１
、−−−　Ｆ’　ｎ　ｌおよび行ＩＰ１１、Ｆ１２、−
−　Ｆ　ｌ　ｋ４　ｌ　；−−一において配置されてい
る個別フィルタの他に、行固有のマルチプレクサＭ１、
Ｍ２、−ＭＦＩ、行選択マルチプレクサＺ１．ＡＦ、選
択回路ＺＭＥ並びに必要に応じて第２図には詳細に図示
されていない、励振発生装置Ｇと個別フィルタとの間に
介挿される時間窓回路を有する。

励振発生装置Ｇは之第２図によればそれぞれ１つの制御
可能な、ｏルス発生器ＩＣ）および雑音発生器ＲＧ並び
に切換装置から成る。制御ユニット　ＳｔＥは殊に、音
声・ξラメータを記憶しているメモリ５ｌ−−−８ｎ、
フィルり交番クロック発生器ＦｗＧ並びにメモリ選択回
路ＺＭＡを有する。制御ユニットＳＬＥからフィルタ回
路１・に、フィルタ交番クロックツにルスＴＷおよび音
声要素選択信号ＳＥＡが供給される。制御ユニット！３
Ｌ　ｔｕに設けられたフィルタ交番タロツクパルス発生
器ＦｗＧは、例えば１０ないし２５　＋＋商の間のパル
ス期間ＴＷを有する等間隔のフィルタ交番クロック・ξ
ルスを発生する。フィルタ交番クロックパルスは、フィ
ルタ回路Ｆに設けられたすべての行固有のマルチプレク
サＭｌ−−−および制御ユニツ）ＳＬＥに設けられたす
べてのメモＩＪＳＩ−−−に同時に供給される。第２図
に図示の実施例では行固有のマルチプレクサ１４の数は
上記のメモＩＪ　３の数に等しい。この数は、フィルタ
マトリタスの行数に相応する。−上で仮定したように−
フィルタ回路Ｆによって１１個の異なった音声セグメン
トを発生可能であれば、フィルタ回路Ｆは、行毎にｎ個
のフィルタセットを有する。各フィルタセットはそれぞ
れ少なくとも１つの個別フィルタを有する。フィルタセ
ットにおいて発生される音声セグメントは、このフィル
タセットに所属するフィルりにおいて発生される複数の
音声要素から合成することができる。１音声安素の接続
時間は、ｔｗである。即ち１１個の音声要素から合成さ
れた音声セグメントの接続時間は、■τ１・ｔｗである
。この種の音声セグメントの発生に対して必要な個別フ
ィルタの数は、当該の丘声セグメントカ１互いに、当該
のフィルタセットの同じ個別フィルりにおいて合成され
る同じ音声要素を含んでいるとき、Ｉｌｌより小さくす
ることができる。（アナログ）音声要素信号は、それぞ
れの行固有のマルチプレクサＭによってフィルタ交番ク
ロツタ゛Ｉ・Ｗにおいて（アナログ）音声信号ＳＡにま
とめられる。フィルタ交番クロック発生器　ＦｗＧによ
って発生される、周波数ｌ／ＴＷを有する・ξルス列は
、制御ユニノ）ＳｔＥに設けられたすべての、励振信号
のパラメータ値、例えば周波数ｒおよび賑幅Ｕが記憶さ
れているメモリにも供給される。フィルタ交番クロツタ
発生器Ｆ　ｗ　０によって発生されるパルス列によって
、これらパラメータ値がメモリＳから呼出されかつメモ
リ選択回路ＺＭＡに供給される。それからメモリ選択回
路は、そこに同様供給された音声要素選択信号ＳＥＡに
応じて、発生すべき音声セグメントのパラメータ値を選
択しかつ・ξラメータ値を制御可能な励振発生装置Ｇに
供給する。励振発生装置Ｇは二側波数および振幅が制御
可能なパルス発生器ＩＱ並びに振幅を制＃可能な雑ｆｆ
発生器・Ｒ（）を有する。励振発生装置０の出力側に設
けられた切換装置は、メモＩ７３から呼出された、周波
数に関する情報によって制御される。即ち周波数値が零
の場合雑仔発生器ＲＵがフィルタ回路Ｆに接続され、周
波数値が零でなければ、・ξルス発生器ＴＯがフィルタ
回路ドに接続される。

励振発生装置Ｏは、パラメｉり値ｆおよびＵに依存して
、所定の振幅および場合に応じて所定の周波数の・ξル
スまたは雑音信号を発生する。

無声音声要素は雑音信号によってシミュレートされ、所
定の周波数の有声音声要素は、丁度その周波数の・？ル
ス列によって７ミユレートされる。制御可能な励振発生
装置Ｇによって発生された励振信号は、この実施例にお
いては、すべてのフィルタセット、即ち選択された音声
セグメントの発生に用いられないフィルタセットにも供
給される。フィルタセントにおいて発生されるすべての
（アナログ）１６号は、行固有のマルチプレクサＭを介
して行選択マルチプレクサＺ　Ｍ　Ｊ（’に供給され、
行選択マルチプレクサにおいて音声要素選択信号５Ｉ３
Ａを用いて所望の音声信号ＳＡが選択され、音声信号は
行選択マルチプレクサの出力側に現われる。音声信号Ｓ
Ａは、低域フィルタＴＰに供給され、低域フィルタは例
えば、フィルタの・ξルス形式の励振に基いて、音声１
５号に含まれている比較的高い周波数成分を取除く。゛
この場合上記の説明は、アナログ励振信号が印加される
アナログフィルタを用いた音声信号合成ＶＣ限定され′
ｒ、相応の方法でデノタル励振信号が印加されるデジタ
ルフィルタを用いた音声信号合成ＫＮしても当面り、そ
の際フィルタ出力信号はそれから更にＤＡ変換が行なわ
れる。場合に応じて更に必要な増幅後最後にアナログ音
声信号は、電気音響変換器を介して再生される。

行固有のマルチプレクサＭは、当該のフィルタセントに
おいて発生された最後の音声要素の通し接続と同時に、
フィルタセントにおける音声合成過程の時間的な終了を
表わすデジタル信号Ｅを選択回路Ｚ　Ｍ　Ｅに送出する
。それから、行選択マルチプレクサ゛ＺＭＦと同様、瞬
時の音声要素選択信号ＳＥＡによって相応の切換位置を
とる選択回路Ｚ　Ｍ　Ｅは、相応のデジタル信号Ｅ′を
制御ユニッ）　　ＳｔＥに通し接続し、これによって制
御ユニットは後続の音声セグメントの合成過程を始める
ことができる。

第２図に図示の実施例とは異なって、固定の係数を有す
る個別フィルタを個別にアドレス指定可能であるように
することもできる。この場合フィルタ回路（第２図のＦ
）は、行選択マルチプレクサ（第２図のＺＭＦ　）およ
び選択回路（第２図のＺＭＥ　）並びに既述の形式の行
固有のマノしチゾレクサ２（第２図のＭ）を有しない。

制御ユニット　（第２図のｓｔ、ｒｂ）は、励振信号に
対する個々にアドレス指定可能な・ξラメータ値を記憶
しかつ個別フィルタにおいて発生可能なｉ（声要素信号
を組合わせる′ための装置を使用する１、フィルタ交番
クロツタ発生器ＦｗＧ　　（第２図）および（場合によ
っては時間窓回路を備えた）制御可能な励振発生装置０
（第２図）はこの実施例においても上記の作用を行なう
。個別フィルタに固有のアドレス指定を用いた個別フィ
ルタのランダムな制御によって特徴付けられるこの種の
実施例は、種々異なった個別フィルタをＩｉ　Ｌさえす
ればよく、一方策２図の実施例では種々異なったフィル
タセット、場合においては同一のフィルタセントにおい
ても互いに同じ個別フィルタを設けることもできる。フ
ィルタセント固有のアドレス指定のため、個別フィルタ
固有のアドレス指定に比べて僅かな制御技術］ストで実
現される後者の実施例は、繰返し同じ音声セグメントを
含んでいる音声の再生に対して特に適している。実際に
はフィルタセットに接続形成された個別フィルタ並びに
独立した個別フィルタを有する実施例が有利である。。

このようにすれば使用の個別フィルタの数および必要な
制御技術］ストが最適になる。

本発明において使用される個別フィルタは、第３図に図
示の固定の係数を有する線形′ｆ−測フィルタとして構
成することもできる。この独の線形予測は公知であり、
文献（例えばフラナガン、スピーチ・アナリシス・ンン
センス°ア／ド・・ξ−セプ７ヨン、スプリンガー社、
′ルリン、ハイデルベルク、ニューヨーク、１９７２年
、第３６７頁、第３９０頁）に記載されているので、こ
＼で詳しい説明は省略する。その際得られる音声品質は
、所定の範囲内において係数の数に比例する。良好な音
声、品質は、おおよそ１０のフィルタ係数で実現される
。この種の線形予測フィルタの、第３図でＡｌｌおよび
Ｂ１１で示されている接続端子は、第２図のフィルり回
路Ｂ′の相応に図示の接続端子に接続され、そ−こで個
別フィルタ　ＦＩＬを形成する。本発明において使用の
線形予測フィルりは、アナログまたはデジタルフィルり
として検感すること力１できる。相応にフィルりに、励
振発生器力１らアナログまたはデ・シタ゛ル形の励振信
号７５を供給され、フィルタ出力側には相応にアナログ
またはデジタル信号が生じる。

本発明に使用の個別フィルりは、第牛図に図示されてい
るように、固定のフィルり係数を有するホルマントフィ
ルりとしても構成することができ、その際各個別フィル
りにそれぞれ、少なくとも最初の３つの（低周波の）音
声ホルマントを７ミユレートするための３つのホルマン
トフィルタの並列回路力１相応すること力１できる。

ホルマント合成による音声発生は公知であシ、詳しく記
載されているの′ｃ（例えば先に弓（用した文献フラナ
ガン、第３３９貞）、と＼でも説明するのは省略する。

ホルマントフィルりは有利には、所定の固定通過域およ
びこの通過域の中心周波数を有する帯域フィルタとして
構成されている。この種のフィルタ回路も、アナログお
よびデジタルに構成することができる。

個別フィルタは、上記のすべての場合において所謂ＣＣ
Ｄ−技術において形成することができる。

トランス・ζ−サルフィルタないし巡回型フィルタの使
用の場合、励振信号は個別フィルタＱこ時間離散的な形
において供給される。このためにフィルタ回路（第２図
におけるＦ）は、第２図には詳しく図示されていない時
間窓回路を有することができる。時間窓回路は標本化定
理に相応して標本化すべき源信号に関連して少なくとも
２倍の周波数を有する、固定周波数の標本化信号を発生
する。このように発生された標本化信号に、よって、制
御可能な励振発生回路（，３並びにフィルタ回路Ｆ゛に
おける全部の個別フィルタが、タロツタ制御される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の音声合成回路装置全体のプロッタ図
であり、第２図はマｈリクス状に配置された個別フィル
タを有する本発明の１実施例のブロック回路図であり、
第３図は線形予測フィルタの使用を説明する略図であり
、第４図はホルマントフィルタの使用を説明する略図で
ある。 トＩＧ　・・人カニニット、ＳｔＥ・・・制御ユニット
、Ｇ・・励振発生回路、Ｆ・・・フィルタ回路、ＴＰ・
低域フィルタ、ＲＧ・−雑音発生器、ＩＯ・・・ξルス
発生器、５ｌ−ｓｔＪ　メモリ、ＦｗＯ・・・フィルタ
交番クロック発生器、Ｆ′］１〜Ｆ’１Ｍ１．Ｆ２１、
ド２２、（＋’　ｒ＋　１　”’個別フィルタ、　Ｍ　
ｌ−−−Ｍ　ｎ　・−マルチゾレクサ、Ｚ　Ｍ　Ｆ・・
・行選択マルチプレクサ、２ＭＡ　　・メモリ選択回路
、ＺＭＥ　　・・選択回路、１゛Ｗ・・フィルタ交番タ
ロツタ信号、ＳＥＡ・・・音声要素選択信号 ＦＩＧ　２ ＦＩＧ３ ＩＧ４

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　音声要素が、有意パラメータによって表わされか
   つ個々の音声要素を、比較的長い音声セグメントに組合
   わすことができ、かつ有、　、４ｊ音ないし無声音を表
   わすための励振信号が、有意パラメータの少なくとも一
   部を使用して音声ないし雑音発生器によって発生されか
   つフィルタ回路に供給されかつフィルタ出力側の電気信
   号が、所望の音声要素および音声セグメントの音声再生
   のために処理される、電子的な音声合成のだめの回路装
   置において、フィルタ回路は個別フィルタがら成り、該
   個別フィルタのうちその都度、実際に順次所望の音声要
   素の残シの有意ノ？ラメータを表わすフィルタ係数を有
   する個別フィルタのみが順次制御されるようにしたこと
   を特徴とする電子音声合成回路装置。 ２、　アナログ構成された個別フィルタが設けられてお
   り、該フィルタに時間離散的なアナログ励振信号が印加
   可能である特許請求の範囲第１項記載の電子音声合成回
   路装置。 ３、　デジタル構成された個別フィルタが設けられてお
   り、該フィルタに時間離散的な励振信号が印加可能であ
   りかつ得られた音声信号が音声再生のためにＤＡ変換さ
   れる特許請求の範囲第１項記載の電子音声合成回路装置
   。 牛１個個別フィルタ、個別フィルタ固有のアドレス指定
   によってランダムに制御される特許請求の範囲第２項ま
   たは第３項記載の電子音声合成回路装置。 ５　個別フィルタは、比較的長い音声セグメントを表わ
   すためにフィルタセットに配置されており、その際フィ
   ルタセットのランダム制御は、フィルタセット固有のア
   ドレス指定によって行なわれる特許請求の範囲第２項ま
   たは第３項記載の電子音声合成回路装置。 ６　個別フィルタは、マトリクスに配置されており、該
   マトリクスにおいてその都度、マトリクス行の個別フィ
   ルタはそれぞれの励振信号が並列に印加されかつそれぞ
   れのマトリクス行の個別フィルタ出力側は順次マトリタ
   ス出力側に接続可能である特許請求の範囲第５項記載の
   電子音声合成回路装置。 ７、　フィルタセット毎に記憶ユニットが設けられてお
   り、該記憶ユニットに音声セグメントを表わすための励
   振信号の・♀ラメータが記憶されている特許請求の範囲
   第５項または第６項記載の回路装置。 ８、個別フィルタは、所謂線形予測フィルタとして構成
   されている特許請求の範囲第４８Ｊないし第７項のいづ
   れか１つに記載の電子Ｆｆ　ＩＪ合成回路装置。 ９　個別フィルタは、少なくとも３つの最も低いホルマ
   ントの再生によって音声を発生するだめの、固定ホルマ
   ント中心周波数および帯域幅係数を有するホルマントフ
   ィルタとして構成されている特許請求の範囲第４項ない
   し第７項のいづれか１つに記載の電子音声合成回路装置
   。 １０、・個別フィルタは所謂ＣＣＤ−技術において形成
   されている特許請求の範囲第４項ないし第９項のいづれ
   か１つに記載の電子音声合成回路装置。 １１、　　個別フィルタは、トランス・ぐ−サルレフィ
   ルりとして構成されている特許請求の範囲第４項ないし
   第１０項のいづれか１つに記載の電子音声合成回路装置
   。