JPS5837697A - 音声記憶再生装置 - 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】 本発明は音声記・附再生装（ｄ、特にメ、ノセージ時計
などに組ツメ、込まれるメツセージ機構に好適なｆ−ｆ
、ｆ４記・ｉｉ７　ＩＩ生装置に関するものである。

１ｉ）　ｉ斤、腕時計にスケジュールなどメツセージを
記ｔｆ９でき、適宜メソセージを再生するメツセージ時
計が考慮されつつあるが、腕時計としての使１月１−１
的からメツ中−ジ機構が充分小型でありかつリアルタイ
ム記憶＋ｆｆ生処理が可能であることが要求される。。

従来か「）ｆ日￥１記憶再生方式として例えばＦＡＩ’
、ＬＣＣ）　Ｉｔ　ｌ：ｒどパラメータ合成法が知られ
ている。しかしＩ’ＡＩＬＣＯＩＬ方式にＬへ＼ては、
パラメータ抽出のための計算Ｍ゛がげう大なためリアル
タイム処理を行なうためには高速かつ大型のコンピュー
タが必要となるなどの難点がありメツセージ時計には不
適当となる。土た音声記憶再生方式の他の一例として、
音ｙ１（波形をそのまま阜“子化するＩ’ＣＭ方式の改
良であるＡ　Ｉ）　ｌ’　ＣＭ　（適応差分Ｐ（Ｊ（）
方式が知られている。が、この方式においては、小型な
処理回路で充分実時間処理を行なうことができるが、ビ
ットレートが１６１Ｋ　ｂｉｔ／ｓｅｃ程度必要とされ
数秒程度のメツセージを記憶するためにはメモリがぼう
大になるという難点を有する。。

ところで音声波形には第１図（イ）、（ロ）、０）、に
）に図示する如き音声波形から次のような特性があるこ
とが判明した。ここで第１図（イ）は音声［ブー１、（
ロ）は音声［マー］、（ハ）は音声「ノｌ、に）は音声
［垢の各波形を示しており、また各波形（イ）、（ロ）
、０）、に）において、区間Ａは子音部、区間Ｂはわた
り部、区間Ｃは母音部を表わしている。

波形（イ）、（ロ）、（１）、に）から、音声「プＩ、
「マ」においては、数ＩＱｍｓに及ぶ比較的長い子音部
を有すると共に該子音部に規則的な周期性をもち、また
破裂音である音声１ノ月においては、子音部に規則的な
周期性はないが比較的類似した形状Ａ′の繰り返しがあ
る。

本発明はメツセージ時計のみに限定されるものではない
が、上記の如き音声波形の特性に着目し、入力されてく
る音声波形の一部を周期的に抽出し当該波形成分に対応
するＡＤＰＣＭコードを記憶部に格納する」：うにし、
記ｔｔｔ部の容励が例えば１／４程＋１Ｊ’に小さくて
済むようにすることを目的としている３、ぞ−のため本
発明は音声入力信号を音声データとしこ記憶部に格納す
ると共に該記憶部から音声データを読み出し音声出力信
号を出力する音声記憶１１［生装置において、上記音声
入力信号の基本波成分の周期を検出才るピッチ抽出回路
と上記前）４１人人力的をＡＩ）’ＰＣＭ：］−ドに変
換する符号化回路と記憶部からのＡ　Ｉ）　Ｐ　ＣＭコ
ードを音声出力信号に変換する復号化回路と制御回路と
をそなえ、該制御回路は、ｔ″ｆ声記憶〔−ドにおいて
、上記ピッチ抽出回路による検出信号にもとづいて上記
符号化回路に符号化速度と符号化周期を指定し、−ヒ記
世号化回路には上記記憶部に記憶されたピッチ情報にも
とづき、復号化速度とくり返し回数を指定するよう構成
さｈたことを特徴とする。さらにいえば、本発明は上記
音声波形の特性に着目し、２０〜３Ｑ　ｎｌ　Ｓ毎に１
ピツチの音声波形を抽出し、これを符号化して記憶し再
生時にはこれら音素をｒｒ号化時系列順に呼び出し、各
音素３〜５同稈Ｊｖのくり返しによって音声を再現し従
来、最低１６Ｋｂｉｔ／ｓｅｃ必要とされていたＡＤＰ
ＣＭ符号による音声情報を４　Ｋ　ｂｉｔ／ｓｅｃにま
で圧縮可能とするものである。

本発明におけるメモリ削減のもう一つのポイントは従来
の音素片合成方式の音声発生装置において必要とされた
振幅制御情報（エンベ１１−プ）、音素くり返し回数、
音素ファイルアドレス情報を記憶しておく必要がなくな
るという点ｔこある。１すなわち、本発明は符号化装置
と、復号化装置ｉ’ｒが常に対で使用されるものである
ため１世号時に呼び出すべき音素アドレスは、符号時と
全く同一の時し回数については、後述するようをこ符号
化フレームが音声ピッチによって定まるほぼ一定の時間
間隔を有するため、復号化フレームもこれに最も近いピ
ッチの整数倍で与えられる時間に設定してや（５） ればよく、くり返し回数は、ピンチ周期のみによって定
まることになる１゜ 以」二のように、符号化情報として記憶すべき内容は、
１ピツチ音声波形を表わす平均２０サンプル稈１６゛の
Ａｌ）ＰＯＭコードとピッチ周期のみとなり、大幅なメ
モリ削減がＩＩ［能となる。以下第２図および第３図を
参照しつつ本発明を説明する。

第２図は本発明による音声記憶再生装置の一実施例構成
を示している１、 ＠２図において、（１）は音声を音声入力信号に変換す
る？イ〃口ホン、（２）は音声入力信号−を増幅する増
幅器、（８）は増幅された音声入力信号から基本波成分
の周期即ちピッチ幅を検出するピッチ抽出回路、（４）
は制御回路であり、符号化指令信号が入力されてくると
音声記憶モードにおける各種制御を行ない、一方復号化
指令信号が入力されてくると音声（１生モードにおける
各種制御を行なうものを夫々表わしている。また（５）
は符号化回路であり、音声記１行モードにおいて増幅器
（２）からの増幅されたｒ￥声人力（Ｈ′ｒｊ−を制御
回路（４）からの符号化制御信（６） 号にもとづいて符号化しＡＩ）ＰＣＭコードを出力する
もの、（６）は読み出し書き込み可ｆＴＦかメモリであ
り、音声記憶モードにおいてピッチ幅データと１ピッチ
分のＡ　ＤＰＣｔｌＰＣＭコードデータが各フレーム毎
に書ぎ込まれてゆき、一方音声１］１゛生モードにおい
て一上記書込順序と同一の読出順序で省ベアデータが読
み出されてゆくもの、（７）は補助メモリであり［丈１
行の無声子音に対応する擬（１’１ランダム雑音データ
が予め書き込まれているもの、（８）は復号化回路であ
り、音声ＩＩｆ生モードに′ト９いて、メモリ（６）か
らのＡ　Ｉ）　Ｐ　ＣＭコード又は補＋１１１メモリ（
７）からの擬似ランダム雑音データを＜ｔｉｌ制御回路
（４）からσ）復号化制御信号にもとづいて復号化し音
声出力信号を出力するもの、（９）は音声出力１目号を
増幅する増幅器、叫は増幅された音声出力信号をｊ′１
°ｐｆとして出力するスピーカを夫々表ノつしている。

］ジ下第３図をあわせ参照しつつ処理動作の−・例を説
明する。

制御回路（４）にマニュアル操作による符号化１１１令
信号が入力されてくると、制御１川路（４）は音声をｔ
″１−声データとしてメモリ（６）に書き込んでゆく音
声記Ｉｉ’！　１’−−−ドを実行開始する、。

音戸１記十〇モードにおいて目１、マイクロホン（１）
を介して増幅器（２）から出力されてくる音声入力信号
（′１ビ、チ抽出回路（３）に入力されてゆき、ピッチ
抽出回路（３）は音声入力信号の基本波成分の周期を検
出してゆく９．制も１１１回路（４）は固定時間幅（例
えば２０ｒｎ′Ｉ）を−［）つフレームごとに、フレー
ムの所定の初ｌυ１朋聞（例えばｌＱ＋ｎＳ）の間ピッ
チ抽出回路（３）からの検出信号−を受伺は当該検出信
号により上記基本波成分の周期即ちピッチ幅を認識し、
このピッチ幅データをメモリ（６）に書き込むと共に、
制御回路（４）内に予め設″けられたテーブルの内容を
当該ピッチ幅データにもとづいて索引干る７、ここでテ
ーブルσ）内容はピッチ幅に対応して例えば次の表に示
す如きものである。なお表におけるｔａ、ｔｂ、ｔｃは
夫々第３図図示の音声入力信号波形図におけるｔａ即ち
上記初！υＪ期間、ｔｌ）即ち後述する如きサンプリン
グ全期間、Ｃ・Ｃ即ち待ち期間に対応している。

上記の如きテーブルから読み出されたサンプル数（９） データおよびサンプリング周期データはともに符号化制
置］１信号と１７て符号化回路（５）に送出され、符脣
化回路（５）は当該符号化制御信号にもとづいて符号化
を行なう。即ち、符号化回路（５）は上記サンプリング
１．”ｔｌ　ｌｏｌデータｔこより指定されたサンプリ
ング周期、即ち符号化ＩＱ！Ｊ　ＩＩＪで音声入力信号
を逐次サンプリングしてゆぎサンプル数が上記サンプル
数データ、即ち符号化速度データと一致すると当該フレ
ームにｔりける符号化を終了する。この符号化回路（５
）はＡＤＰＣＭ方式を採る回路であるが、好ましくは今
回シーンブリングにおける量子化ステップ１陥をｔｆｉ
Ｊ　ｌ＋ｉｌ−リ゛ンブリンゲによる差分値デジタル情
報と隈了化ステップ幅デジクル情報とにもとづいて選宇
できるようにした回路である、１こうして符号化回路（
５）により符号イにされた１ピッチ分のＡ　Ｉ）　Ｐ　
ＣＭコードはＩｆｉ、次＜ｌｉｔ制御制御路回路）を介
してメモリ（６）に上記ピッチ幅データｔこ引き続いて
書き込まれてゆく。

そして次のフレーム以降においても上記と同様にｔＦ　
、Ｑ（ｔ　ｙバ１１なわれ、各フレームごとにピッチ中
層データとベアで１ピッチ分のＡ　Ｄ　Ｐ　ＣＭコード
がメモ（１０） リ（６）に逐次書き込まれてゆく１．このようにＫ　％
−１記憶モードにおいて、各フレームごとにピッチ幅デ
ータとＡＤＰＣ八１コへドとが順次ＩＦぎ込７１−れて
ゆ＜、。

そして復号化Ｊ１−ｉ令（３号が制ｆ、Ｉ１１回：ｌ１
８＋４．１　ニ人力ｉ′ｃｇてくると、１ｔｉｔ制御回
路（４）は今度はメモリ（（１）内θ）音＞ｊｉデータ
を読み出し音声として出力−４−る／’ｊ−７４ｊ画生
［−ドを実行開始する。。

音声再生モードにエタいては、１ｉｉｌｌ樹Ｉ回路（４
）？、ｌ、２５フレームごとにメモリ（６）からピッチ
幅データと、ＡＩ）ＰＣＭコードとを−に述したメモリ
書込１１１０序と同一の順序で読み出しＣゆキ、ピッチ
幅データに？［）とづいて−上述したテーブルを索引す
る１、このテーブルから読み出されたサンプル数データ
即ち復号化速度データは制御回路（４）がメモリ（ｆｌ
）から読み出すべきＡＤＰＣＭコードの読出個数を１ｈ
定す２．。またサンプリング周１すｊデータと繰返回数
データとは復号化回路（８）に復号化制御信号として送
出されζ、。

復号化回路（８）はこの復号化制御信号にもとづいて当
該フレームにおける復号化を１−Ｉ′なう。即ち、＜ｔ
ｉ制御回路（４）を介して人力されてくるＡ　Ｉ）　Ｐ
　ＯＭ　′Ｊ−ドを、１−記ザンブリンゲ周期データに
より指定される山−牛１．！Ｊ朋で逐次１゛？声出力信
号に変換してゆ＜１゜そし−Ｃｋ記サンプル数データに
より指定される再生ザンブル数に相当する再生ステップ
を終了すると、上記繰返回数データにもとづいて、上述
の第１凹１１の復号化と同一のＡ　Ｉ−）　Ｐ　Ｃへ１
コードを同一の１１ｒ生周１ｔｉｌ　：ｔ、、ｆよび同
一の再生ステップ数のもとで復号化を繰り返し行なう１
．そして次のフレームにおける（１．７　′１１−化に
ついても上記と同様に行なわれ、メモ１月６）内の全γ
Ｖｉ’！ｆデークは音声出力信号に変換さｈる。、＝こ
で［−兜１行の無声子音に対応するＡＤＰＣＭ″７−ド
がメモ１月６）から読み出された場合、制御回路（４）
は、当該ＡＩ）ＰＣＭコードが第１図に）図示？’ｆ声
波形の子音部Ａに現われる如き振幅のランダムＭ−を（
ｆしていることから無声部と判断し、補助メモリ（γ）
から擬似ランダム雑音データを読み出し当該擬似ランダ
ム雑音データを上記ＡＤＰＣＭコードに代わって復号化
するようにする１、ここで上記ｉｌＪ号化同化回路）は
符号化回路（５）による符号化方式即ちＡｌ）ｌ）ＣＭ
方式に対応した復号化方式を採ることは勿論であるが、
好才１．　＜は＋Ｍ１回復号化机理に１−６ける差分値
デジタル情報とＲｋｆ化ステップ幅デジタル情報とにも
とづいて今回復号化処理における量子化ステップ幅を渕
定するようにした回路である。こうして復号化回路（８
）により変換された音声出力信号は増幅器（９）を介し
て増幅された上でスピーカ００）から音声よして出力さ
り、る、。

以上説明した如く、木免門は音、ｊ、ｊ波杉の特性に牌
目し、音声記憶モードにおいて、フｌ／−ム毎にピッチ
幅データと例えば平４１２０サンプル程度０）１ピッチ
分のＡ　Ｉ’）　Ｐ　ＣＭコード２をベアで記憶部に書
き込み、一方音声！Ｉｆ生モードにおい“ｒ、１−記ピ
ソチ幅データと上記１ピッチ分のＡｒ）Ｉ’ＣＭ　　Ｉ
−ドとを書込順序と同一の順序で読み出し、該ピッチ幅
データにもとづいて核Ａ　Ｉ）　ｌ）ｃＭ　＝ｙ−ドを
４臂定１川数繰り返し復号化するようにした。このため
記憶部に書き込むべき音声データ醍を例えば１／４程度
に極めて小さくできしかも音声を充分良好に＋１生ずる
ことができるとｊ（に装置全体を小型化することができ
、特に称号化開路および復号化回路がともに（１３） Ｊｉｔ　適な１ｄ子化ステップ幅を選定し得るようにし
た（・１°１７成をとる場合には、更に充分な情報圧縮
率が得られ、あわ１ｔで装置全体を四に小型化すること
かできる。なｊｔｔ本発明によれば、処理速度が低速で
安価な制御回路を用いることができることは言う７１コ
でもない、、従って、本発明による音声記憶再生装置は
１（（借用メツセージ機構、特にメツセージ時開に好適
なものとなる。

４　川向］ＩＹｉ’ｉ　Ｑｉ　ｉｒ説明第１図はＦｉ声
波形図、第２図は本発明による音声記ｔｎ　Ｍ生装置の
一実ノ血例構成、第３図はその処１１１　＋ｆｔＪＪ作
を説明するための音声波形図を夫々示す１゜３・・・・
ピッチ抽出回路　４・・・・制御回路５・・・冑でｒ号
化回（洛　　　６・・・・記憶部即ちメモリ８・・・・
復ｙｌ化回’ｍ 代理人　ｊトロ１１士　足立　勉 （１４）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、音声入力信号を音声データとＬ　”Ｃｆｉｌ！　ｔ
   Ｕ部に格納すると共に該記憶部から音声データを読み出
   し音声出力信号を出力する音声記憶ｉｌｆ生装置におい
   て、音声信号の基本波成分の周１ｆ／Ｉを検出するピッ
   チ抽出回路と該ピッチ抽出回路出力にもとづき。 １ピッチ区間の音声波形をＡＩ）Ｉ’ＣＭ二１−ドに変
   １免ＰＣＭコードを順次受けとって原音声信５ノを復元
   再生する復元化回路と制御回路をそなえ、該制御回路は
   、音声記憶モードにおいて上記ピッチ抽出回路による検
   出信号にもとづいて、」二記符号化回路に符号化速度と
   符号化周期を指定し、上記符号化回路には、上記記憶部
   にＦｉ”ｒ２　ｔｔＪされたピッチ情報にもとづき、復
   号化速度とくり返し回数を指５５２するよう構成された
   ことを特徴と４−る￥ｆ　ｒＮＮ１３出生装置、。