JPS5853355B2 - パラメ−タ内插方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、複数個のパラメータの値を与えて、その動作
を制御するように構成されたシステムにおけるパラメー
タ内挿方法および装置に関するものである。

各種のシステムの動作を制御するのに、外部からそのシ
ステムの動きを規定する複数個のパラメータの値を与え
て制御することは一般によく行なわれている。

パーコール（ＰＡＲＣＯＲ）形音声合成装置におけるパ
ーコール係数による音声合成はその一例である。

こうした場合、一般的な要求としてシステムに与えるパ
ラメータの情報量をできるだけ少なくして、しかもシス
テムの動きは円滑を欠くことのないようにすることが望
ましい。

そのための一般的な手法として、システムにパラメータ
を与える時間間隔（通常これをフレーム周期という）を
必要最大限度に長くシ、システム側で与えられたパラメ
ータの値の間を内挿計算して円滑な制御を確保するとい
う方法が広く使用されている。

いま、フレーム周期間の内挿処理回数をＭとし、ｊ番目
のパラメータの現在の、値（正確には１フレームの開始
時点の値、これを初期値という。

）を■１（ｊ）、フレームの終了時点でのパラメータの
値（これを目標値′という。

）をＶ〆ｊ）としたとき、その差ｄ（ｊ）＝ ｙｔ（Ｊ
）−ｖｉ（Ｊ）を計算し、その１／Ｍの値（内挿のきざ
み幅という。

）を各内挿の回数毎に加算して新しいパラメータの値と
していくことが行なわれている。

すなわち、内挿のきざみ幅 δ（ｊ） とするとき、 となり、第１回目（１くｉくＭ）の内挿値はとなる。

これによって理想的な直線内挿が可能となる。

しかじ内挿処理すべきパラメータの数が多いとき（パー
コール方式による音声合成の例では、８〜１０個のパー
コール係数、ピッチ周期および音源強度の計１０〜１２
個のパラメータが必要）には、各パラメータｊ毎に内挿
のきざみ幅δｌ）を記憶しておくことが必要であり、し
たがってパラメータの個数だけのレジスタが必要となる
。

また（１）式における内挿処理回数Ｍによる割り算は一
般には時間のかかる処理である。

一方、きざみ幅δ（ｊ）を記憶しないやり方として、内
挿計算のたびにδ（ｊ）を目標値と現在値の差として再
計算する方法（被数内挿）がある。

この方法の欠点は内挿結果が直線的とならず、内挿のき
ざみ幅δ（ｊ）は内挿の回数毎に順次減少し、Ｍ回内挿
しても目標値に達しないことである。

例えば、Ｍ＝８の場合、８回の内挿処理を完了しても、
目標値のほぼ６６％にしか達しない。

このことは、目標パラメータによって指定される、シス
テムの制御動作が所望の状態に達しないことを意味して
おり、望ましくない。

本発明の目的は、きざみ幅を記憶するためのレジスタを
特別に設ける必要なく、理想的な内挿処理を行なえるよ
うにしたパラメータ内挿方法および装置を提供すること
にある。

このような目的を達成するために、本発明は、パラメー
タの目標値とパラメータの初期値または現在値との差を
求め、その差に応じて、はぼ直線内挿を実現する内挿き
ざみ幅を求め、このきざみ幅をパラメータの初期値また
は目標値に加算して、パラメータの内挿値を算出するよ
うにしたことに特徴がある。

以下、本発明を実施例により詳細に説明する。

第１回目の内挿処理において、その時のパラメータの目
標値Ｖｔと現在値Ｖｉ、（初期値を含む）との差を求め
、その差を内挿処理回数Ｍで割ることによって、次の（
３）式のようなきざみ幅δｉを求め、この値に基づいて
、 次の（４）式のように、第１回目のパラメータの内挿値
Ｖｉを求める。

本発明の実施例では、上述した（３）式めＭの値を各処
理回数毎に可変にしたことに特徴がある。

そこで、この各処理回数毎のＭの値を決定する方法につ
きまず説明する。

上述したように、第１回目の内挿処理のきざみ幅をδｉ
１その時のＭの値をＭ ｉｓパラメータの現在値をＶｉ
−１とするとき、次の（１）〜（３）の３つの値を求め
る。

（１）きざみ幅δｉとしたときのパラメータ内挿値（２
） きざみ幅２δｉとした時の内挿値■１２ （３） 直線内挿による内挿値Ｖ ｉ 。

次に、このようにして求めた、ｖｉｌと■ｔｏ、Ｖｔ□
とＶｉｏのそれぞれの差の絶対値を計算し、それらの絶
対値の大小関係を調べ、それに応じて、１回目の内挿値
ＶｉおよびＭｉの値を次のように決める。

（ａ） ｌ ＶｉｌＶｉｏ ｌ ＜、 ｌ Ｖｉｚ
Ｖｉｏ ｌならば、Ｖｉｌを内挿値Ｖｉとし、また、
Ｍｉ＝Ｍｉ−１とする。

（ｂ） ｂｌＶＨＩ Ｖｉｏ ｌ ＞ １Ｖｉ２Ｖ
ｉｏ Ｉならば、ｖｉ２全２ヲ内挿値■ｉトシタ、Ｍｉ
＝Ｍｉ−ｘ／ ２とする。

このような計算をｌがＭ。

に達するまで繰り返す。

このようにして求めた結果の圭例を第１図の図表に示す
。

なお、この例では、Ｍｏ＝８の場合を示しており、また
、初期値■。

がＯ；目標値Ｖｉが１であるとする。

第１図から解るように、第１〜３回目の内挿ではＭ二重
であり、第４〜６回の内挿ではＭ＝４となり、第７回目
の内挿では、Ｍ二重、第８回目の内挿ではＭ＝１となる
。

第２図は上述したようにして求めたＭを使って内挿を行
なった時の値と、従来方法によって内挿を行なった時の
値との比較を示すもので、横軸に内挿回数ｌを、縦軸に
内挿値を示しており、点線Ａおよび二重実線Ｂは従来の
直線内挿および級数内挿を）実線Ｃは本発明による内挿
をそれぞれ示している。

なお、図では、初期値が０１目標値が１、内挿回数が８
である場合を示している。

この図から解るように、本発明の場合、はぼ直線内挿に
近い内挿を実現できる。

第３図は本発明による内挿方法を実現する内挿回路の一
実施例を示すもので、ここでは、パラメー゛夕毎のレジ
スタを有しておらず、また、（３）式による割算を２の
べき乗による割算、すなわち、シフト演算で置き換えて
いる。

図において、１は初期値Ｖ。

または現在値Ｖｉ−１を設定する現在値レジスタ、２は
目標値を設定する目標値レジスタ、３は引算回路、４は
内挿回数計算カウンタ、５はきざみ幅決定のためのシフ
ト数を決定する論理同波、６は加算回路を示す。

まず、内挿回数Ｍ。

を２のべき乗にとり、その時のＭｉの値を第１図のよう
に求める。

この値Ｍｉは目標値と現在値の差から内挿きざみ幅を求
めるためのシフト量を決める値で、その値に応じて論理
回路５が構成される。

内挿計算の開始に先立って、初期値Ｖ。

が現在値レジスタ１に設定されているものとする。

次に目標値が目標値レジスタ２に読み込まれる。

この２つのレジスタ１，２の内容から、引算回路３によ
って両者の差が計算される。

一方内挿処理の回数ｌは内挿回数計算カウンタ４によっ
て計数されており、その値とあらかじめ計算した結果か
ら、論理回路５によってきざみ幅決定のためのシフト数
が決定されその指定にもとづいて上記引算結果の右シフ
ト（このべき乗による割り算）が実行され、きざみ幅の
値が決定される。

この値は加算回路６によって現在値に加算され、その結
果を新しい内挿計算結果として、レジスタ１に格納し、
現在値をおきかえる。

このようにして１回の内挿計算が終了し、きめられた時
間このパラメータによってシステムが制御される。

パラメータの数が複数個のときは目標値と現在値をおき
かえて、上記処理を繰り返す。

一定時間システムの制御が行なわれ、次の内挿を行うべ
きタイミングとなると、再び上記の内挿演算が繰り返え
される。

内挿回数がＭ。に達すると、カウンター４はリセットさ
れ、次の内挿処理では新しい目標値がレジスタ２に読み
込まれるように制御される。

いま上記処理のタイミング関係を第４図に示す。

処理区間Ｔ１内の区間Ｔ２で目標値が設定され、区間Ｔ
３で目標値と現在値の差が計算され、区間Ｔ５’で右シ
フトが実行されて内挿きざみ幅が決定され、区間Ｔ６で
現在値へ加算され新しい内挿値がきまり、区間Ｔ７′で
現在値をおきかえ更新する。

なお、区間Ｔ２と同時の区間Ｔ４で内挿回数計数カウン
タ４が＋１され、区間Ｔ５でシフト桁数が決定される。

区間ＴＩ以降システムの制御にうつるか、カウンタ４が
Ｍ。

までカウントアンプしているときは区間Ｔ８でカウンタ
４をリセットする。

それと同時にリセットパルス７を出して目標値選択のア
ドレスカウンタ（図示省略）をアップして、次の目標値
読み出しで新しい目標値を読み出されるように準備する
。

以上のタイミング制御は図示されていない制御回路によ
って集中的に行なわれる。

なお、論理回路５は、カウンタ４の値が所定値になった
時に、シフト信号を出力するような構成となっておれば
よく、このような回路は容易に構成できる。

以上はパラメータの数を１個として説明したが、複数個
のパラメータのときの処理はこれから容易に類推するこ
とができるのでその説明は省略する。

上記の実施例の方式では、あらかじめ定められた仕方に
したがって、内挿きざみ幅の演算を可変に行なわなけれ
ばならない。

そこで、本発明の他の実施例では、内挿きざみ幅の演算
を固定にし、なおかつ内挿きざみ幅レジスタを設けない
で処理する方法をとっている。

以下、この実施例の原理について説明する。

第１回目の内挿処理で、内挿きざみ幅δ１（ｊ）がと計
算され、内挿値（補間値） ｙｌ（ｊ）がと計算される
。

次に、目標値ｙｔ（ｊ）を と更新しておく。

このことによって、第２回目の処理で計算される内挿き
ざみ幅δ２（ｊ）が と計算され、その結果、δ２（ｊ） 線内挿が行なわれる。

δ１（ｊ）となり、直 すなわち、 となる。

以下同様の処理をくりかえすことによって直線内挿が行
なわれ、Ｍ回後に、目標値ｖｔ（ｊ）に達する。

第５図は、このような方法を実現する内挿回路の実施例
を示す。

図において、１１は初期値または現在値を設定するレジ
スタ、１２は目標値を設定するレジスタ、１３は引算回
路、１４は割算回路、１５．１６は加算回路を示す。

初期値ｙ、（ｊ）がレジスタ１１にセットされ、目標値
Ｖ、（Ｊ）がレジスタ１２にセットされる。

引算回路１３によってレジスタ１１および１２の値の差
δ＝■ｔ（ｊ）−ｖｉ（ｊ）が計算され、シフトを使っ
た割算回路４によって、内挿のきざみ幅 が計算され、これが加算回路１５によって現在値（第１
回目は初期値）に加算されて内挿値が計算され、レジス
ター１におきかえられる。

この値がこのフレームの、所定内挿区間のパラメータの
値としてシステムの制御に使われる。

一方、内挿きざみ幅の値は加算回路６によって目標値に
も加算され、新しい仮想目標値Ｖ（ｊ）＝１ ｙ（ｊ）十δ１（ｊ）が計算され、レジスター２におき
かえられる。

以下、所定のクロック周期にしたがって上記演算を繰り
返すことによって、常に同一の演算手順をへることで目
的とする直線内挿計算が行なわれることは、すでにのべ
た説明で明らかである。

なお、この第５図の回路の場合も、第３図の場合と同様
のタイミングで制御されるようになっており、そのため
の制御回路が設けられていることは言うまでもない。

本発明によれば、以上のべた方法のいずれによっても、
内挿きざみ幅レジスタをパラメータ毎に設けることなく
直線内挿が可能になり、システムの円滑かつ適切な制御
が行なわれ、その実際上の効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による内挿方法の一実施例を説明する図
、第２図は本発明および従来技術の内挿方法による内挿
値の比較を示すグラフ、第３図は本発明による内挿回路
の一実施例のブロック図、第４図は第３図の回路の動作
のタイミングチャート、第５図は本発明による内挿回路
の他の実施例のブロック図である。 １・・・・・・現在値レジスタ、２・・・・・・目標値
レジスタ、３・・・・・・引算回路、６・・・・・・加
算回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ パラメータの目標値と、パラメータの初期値または
   現在値との差を求め、その差に応じて、はぼ直線内挿を
   実現する内挿きざみ幅を求め、該きざみ幅を前記初期値
   または現在値に加算して、パラメータの内挿値を算出す
   るようにしたことを特徴とするパラメータ内挿方薦 ２ 内挿回数に応じて前記内挿きざみ幅を変えるように
   したことを特徴とする特許請求範囲第１項記載のパラメ
   ータ内挿方粍 ３ ｎ番目の内挿において、ｎ−１番目の内挿における
   パラメータの目標値にその時の内挿きざみ幅を加えたも
   のをパラメータの目標値として設定するようにしたこと
   を特徴とする特許請求範囲第１項記載のパラメータ内挿
   方髭 ４ パラメータの目標値を設定する第１のレジスタ手段
   と、パラメータの初期値または現在値を設定する第２の
   レジスタ手段と、前記第１および第２のレジスタ手段の
   値の差を求める計算手段と、内挿回数に応じたシフト量
   を決定する論理手段と、該論理手段の出力に応じて、前
   記計算手段で求めた値をシフトして内挿きざみ幅を求め
   、それを前記第２のレジスタからの値に加算し、その結
   果で前記第２のレジスタの内容を更新するようにした制
   御手段とからなることを特徴とするパラメータ内挿装置
   。 ５ パラメータの目標値を設定する第１のレジスタ手段
   と、パラメータの初期値または現在値を設定する第２の
   レジスタ手段と、前記第１および第２のレジスタ手段の
   値の差を求める第１の計算手段と、該計算手段の出力に
   応じて内挿きざみ幅を求める第２の計算手段と、該第２
   の計算手段の結果を前記第１および第２のレジスタ手段
   のそれぞれの出力に加算し、その結果で対応するレジス
   タ手段を更新する第３および第４の演算手段とからなる
   ことを特徴とするパラメータ内挿装り