JPS5863998A - 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】 ヒの発明は、特に分析合成方式において補間周期を可変
できる補間回路を備えた音声合成装置に関する。

線形予測符号化等の音声分析合成方式は、音声波形を所
定の期間（以下フレームと称する）に分割して分析を行
ない、音声分析。データ（以下単に分析データと称する
）としてメモリに記憶する。この分析データは、例えば
デジタルフィルタ係数、基不周波数、有声音と無声音の
区別および振幅等の・９ラメータからなる情報である。

そして、必ｌ！な音声を合成するには、メ゛モリから必
要な分析データをフレーム毎に耽み出し、デジタルフィ
ルタおよび音源発生回路勢からなる合成回路に入力して
、この合成回路から必要な音声波形を合成して取り出す
。

ところで、上記フレームは通常１０〜３０ｍ秒程度で、
このフレーム毎にメモリから４析データが読み出されて
合成回路に入力される際、１フレームから次のフレーム
へと移るときに分析データの変化が極端に大きい場合、
合成される音声の音質が悪化する不都合がある。これを
防ぐために、１フレームをいくつかのサブフレームに分
割し、次のフレームの分析データと近似的に直線的補間
を行なう必要がある。このような補間を行なうために、
分析ｒ−夕はメモリから一度補間回路に入力され、この
補間回路で分析データの変化を緩やかにして音質の向上
をはかる。そして、補間回路から合成回路へ補間され九
分析データが入力されることになる。

このような補間回路による補間方法は、第１図に示すよ
うに、例えば補間回数、すなわち１フレームのナシフレ
ーム数を「８」として、第ｉフレームの分析データ（フ
ィルタ係数）をｘ３、次Ｏ緋１＋１フレームの分析デー
タをｘｉ＋１　　とじた場合、第ｔフレームＯ第１サブ
フレームの以下同様に第Ｊｔ’フレーム（ｊ−１〜８）
の−１ 分析チーｐｘｌ　　　はｒ　ＸＩ　＋　’　ｓ　’　（
Ｘ１＋＋　−Ｘｓ＞　Ｊとなゐ。

このようにして、補間回路で・は除算、乗算勢Ｏ演算が
なされ、ヒＯ演算によりて連続するフレーム間の分析デ
ータの補間が行なわれる。この補間回路で行なわれる補
間の際、１フレーム内の分析データを変化させることな
く、７レ一五周期を可変とすることによって、合成され
る音声の発声速度を可変にすることができる。フレーム
周期を可変するには、従来では補間周期、すなわちサブ
フレームの時間の長さを一定として１補間の回数、すな
わちサシフレー、ム数を可変することが行なわれている
。この、ときＳ時間の演算は、サブフレーム数をＮとし
た場合の第ｊサブフレームの分析データＸ１ｊ−ｔは、
上記よシｒ　ｘ、＋す（ｘ、や、−Ｘ、　）　　Ｊとな
る。例えばＮをｒ４Ｊ、ｒ８Ｊ、ｒｌｚｊとして、Ｎが
「８」のときの発声速度を標準とした場合、第２図に示
すようにＮが「４」のときの分析データ（第２図のａ）
では、標準の分析データ（呻２図のｂ）と比較して、フ
レーム周期が［１／２Ｊで発声速度は２倍の速さになる
。また、Ｎが「１２」のときの分析データ（第２図のＣ
）では、標準の分析データと比較して、フレーム周期が
１．５倍で発声速度は「１／１．５　Ｊ倍の速さになる
。このようなフレーム周期を可変とする分析データを出
力する補間回路は、具体的には例えば第３図に示す如く
構成される。すなわち、第ｉフレームの分析データＸ１
と次の、纂ト１フレームの分析′デー　タＸ　　の両者
が入力され、ｒ　Ｘｉ＋１−Ｘｉ　Ｊ１＋１ の減算を行なう減算回路１１が設けられる。さらにこの
減算回路１ノから入力されるデータｒ　Ｘ１＋１　”’
　Ｘｉ　Ｊに対して所定のサブフレーム数Ｎ（例えばＮ
はｒ４Ｊ、ｒ８Ｊ、ｒ１２Ｊ）を分母とした場合の除算
を行なう除算回路１２１〜１２゜が設けられ、例えば除
算回路Ｉｌｌ　、１２ｓ　０１！１ｍ路勢の論理ｒ−）
回路である選択回路ＩＪに入力される。この選択回路７
５には、制御回路１４から音声の発声速度に応じた制御
信号ＣＶ（例えば標準、２倍、　１７１．５倍の３′ｓ
類の信号）が入力され、この制御信号ＣＶに応じて除算
回路１２１〜１２１の各演算結果の中から一つの演勤礫
が選択されて選択回路１１から出力される。

この選択回路ＩＳＯ出力データ、すなわち除算回路１１
ｉ〜１２．の演算結果は、「１」からサブフレーム数ｒ
ＮＪ　までを乗数とする乗算管行なう乗算回路１６１〜
１５．に入力される。この乗算回路１５１〜１５．の各
演算結果、例えばｒ−４（Ｘ、＋、　−ｘ、　）　Ｊ、
ｒｉ（Ｘｌ＋、　−Ｘ、）Ｊ。

’Ｎ（Ｘｌ＋１−ｘ、　）　　ＪでＮはｒ　４　Ｊ、ｒ
　８　Ｊ。

「１２」のいずれかとする出力データがアンド回路等の
論理ｒ−）回路である選択回路１６へ入力される。この
選択回路１６に社、サブフレームカウンター７か（支）
カウンタ出力信号ＣＴが入力され、このカウンター１は
タイミングジェネレータ１８から発生するクロ、り／？
ルスＣＬが供給されてカウントを行なう。また、このカ
ウンターｒは、制御回路１４の出力信号ｃｍに応じて制
御され、具体的にはこの信号ＣＲは制御信号Ｃｖとカウ
ンター１の出力信号０丁の両者が入力されるアンド回路
等の論理ｒ−）回路から出力されるカウンター１のリセ
ット信号である。

そして、カウンターｒＯ出力信号ＣＴに応じて乗算回路
１５１〜１５ｎの各演算結果の中から一つの演算結果が
選択されて選択回路１６から加算回路１＃に入力される
。この加算回路１＃は、第ｉフレームの分析データｘｉ
と選択回路１６カ為加算して、その結果「Ｘ　　＋　−
（Ｘ　　　−ｘ、）Ｊｉ　　　　Ｎ　　　　ｉ＋１ を出力する。

仁のような補間回路によって、サブフレーム数Ｎを可変
にして、合成される音声の発声速度を可変にすることが
できる。しかしながら、上記のような従来の回路では、
補間の回数（サブフレーム数Ｎ）を制御する制御回路１
４が必要であり、鷹た補間の演算−を行なう演算回路が
複雑となり、特に高集積度の回路化は困難であるなどの
欠点がある。

この発明は上記の事情を艦みてなされたもので、音声の
分析合成方式において、フレーム間の分析データを補間
する際、フレーム周期を可変して音声の発声速度を可変
にできる補間回路の回路構成を簡単にして、高い集積度
の回路化を実現できる音声合成装置を提供することを目
的とする。

この目的を達成するために、フレーム周期を可変する手
段として、分析データの補間回数、すなわちサブフレー
ム数を一定にし、補間時間、すなわちサブフレームの周
期を可愛することによって、補間回路の演算回路を簡単
にすることＫある。

以下図面を参照してとの発明の一実施例について説明す
る。第４図は、ヒの発明の一実施例に係る音声合成装置
の補間回路の構成を示すもので、第ｉフレームの分析デ
ータＸ、と次の第ｉ＋１　フレームの分析データＸ　　
の両者が入１＋１ 力され”　ｘｚ＋ｔ　−ｘＩ　Ｊの減算を行なう減算回
路１１が設けられる。この減算回路１１から演算結果で
出力データが除算回路ｆｊＫ入力され、この除算回路１
２では予め決められた補間回数、すなわちサブフレーム
数Ｎを分母とし喪ｒ−（Ｘ　　　−ＸＩ）ＪＯ除算が行
なわれる。さＮ　　　　ｉ＋１ らに１この除算回路１２の演算結果は、「１」からサブ
フレーム数ｒＮＪ　ｔでを乗数とする乗算を行なうデジ
タルフィルタである乗算回路１８１〜１５１１のそれぞ
れに入力される。この乗算回路１５１〜１５ｍ１の演算
結果１、例えば’　　Ｍ（ｘｔ＋、　　−ＸＩ　　　）
Ｊ　　、　　「　、’シ　（Ｘｌ＋１　　−　　Ｘｌ　
　　）Ｊ　　。

ｒ　ｙ　（Ｘｔ＋ｔ　　　ｓ　）　Ｊである出力データ
がアンド回路゛等の論１１ｆｆ−）回路でおる選択回路
ＩＣに入力される。この選択回路１６には、例えばバイ
ナリカウンタとデコーダからなるサブフレームカウンタ
ー７からカウンタ出力信号ＣＴ（カウント値「０」〜「
Ｎ」）が入力され、この信号ＣＴに応じて乗算回路１５
１〜１５１ｍの各演算結果の中から１つ選択゛されて加
算回路１９に入力される。この加算回路１９は、第１フ
レームの分析データＸｉ　　と選択回路１６からの演算
結果（例えばＮ　（Ｘｌ＋１−　Ｘｉ　））を加算して
、その結果ｒ　ｘｌ　”　Ｎ　（Ｘｌ＋１−　Ｘｌ　）
　’を出力する。上記サブフレームカウンター７は、例
えばアンド回路勢からなる論理ｒ−）回路２０からクロ
、クパルスＣＬ、が入力され、このクロ、クツ臂ルスＣ
Ｌ、はタイ電ングジエネレータ２１から周期の異なる複
数のクロ、クツ４ルスＣＬＩが発生して、このクロック
／４′ルスＣＬ１の中から制御回路１４の制御信号Ｃｖ
に応じて選択されたものである。この制御回路１４け、
音声の発声速度に応じた制御信号ＣＶを出力してｒ−）
回路２０のｒ−）を制御する。また、タイミングジェネ
レータ２１Ｆｉ、例えばノ考イナリカウンタとデコーダ
を有して所定のクロック・ｅルスを分周したクロ、クパ
ルスＣＬ、を出力し、ｆ−）回路２０の出力信号ＣＬｓ
ｇよって・ぐイナリカウンタがリセットされる如く構成
される。

仁のように構成される補間回路において、いま仮にサブ
フレーム数Ｎを「８」とした場合、除算回路１２の出力
はｒ　”／’（ｘ１＋、−ＸＩ　）　Ｊとなり、乗算回
路１５１〜１５．の各演算結果はｒ　ｔ／５（ｘｉ＋ｌ
　−Ｘｉ））　ｒ　８／８（Ｘｌ＋１−ＸＩ）　Ｊとな
る。そして、音声の発声速度が標準速度である分析デー
タのサブフレームの周期ｔＴ＊とした場合、タイミング
ジェネレータ２ノがら周期Ｔ、に応じたクロ、クパルス
ＣＬ１が発生してｆｆ−）回路２０に供給される。この
ｒ−）Ｉｍ路２０は、制御回路１４０制御信号ＣＶ、す
なわち発声速度が標準速度であることを示す信号Ｋｒ−
）制御されてクロ、り／中ルスＣＬ１１’（同期したク
ロック／ｌシスＣＬ、を出力する。サブフレームカウン
タ１７は、このクロ、り／４ルスＣＬ、に基づいたカウ
ント出力信号ＣＴ、すなわちカウント値「０」〜「７」
の場合にそれぞれ出力される信号を選択回路１６に入力
する。このカウント出力信号ＣＴに応じて選択回路１６
から乗算回路１５１〜１５．（この実施例では勘は「８
」　）の各演算結果が選択されて加算回路１＃に入力さ
れる。この加算回路１９から乗算回路１５１〜１５畠　
の各演算結果と分析データＸ。

出力される。したがって第５図に示すように、サブフレ
ームの周期Ｔ、で発声速度が標準の分析データ（第５図
のｂ）が補間回路から出方されることＫなる。そして、
この発声速度が標準の分析データ（１，）に１対して、
発声速度を例えば２倍にし九分析データ（第５図のａ）
が補間回路から出力されるには゛、〜タイきングジェネ
レータ２１から同期Ｔ１の１／２の周期ＴＩＫ応じ九ク
ロックツ９ルスＣＬｌが？−）回路Ｊ６に供給される。

このゲート回路２０は、制御回路１４０制御信号ＣＶ、
すなわち発声速度が標準速度の２倍であること金示す信
号にｒ−）制御されて、クロックツ母ルスＣＬ、に同期
したクロ、クツ臂ルスＣＬ、’ｌｉサブ７レームカウン
タＪＦＫ入力する。したがって、とのカウンタ１１のカ
ウント出力信号ＣＴに応じて選択回路１６から乗算回路
１６１〜１５＄の各演算結果が選択されて加算回路１９
へ入力される。この加算回路１９から乗算回路Ｉｌｌ〜
１５魯　の各演算結果と分析データＸ１　　を加算した
結果、すなわち８ ｒ　Ｘｓ＋　Ｂ　（Ｘｌ＋１−ｘｉ）」−ｒｘ　　　（
ｘ　　　−Ｘ　）　Ｊ鳳＋Ｂ　　　１＋１　　１ である演算結果が出力される。このとき、サブフレーム
数Ｎは「８」　と変化しないが上記のようにサブフレー
ムの周期？、は標準発声速度の分析データ（ｂ）の周期
Ｔ１のｒｌ／２Ｊである九め、補間回路、すなわち加算
回路１ｇから出力される分析データ（第５図の８）のフ
レーム周期Ｌ１は分析データ６、）のフレーム周期Ｌｍ
のｒｌ／２Ｊとなる。したがって、分析データ（、）の
発声速度は、分析データ伽）の標準発声速度の２倍とな
る。以下、同様に分析データ伽）のサブフレームの周期
Ｔ諺の「１．５倍」の周期ＴｓＫ応じ九りロックツ譬ル
スＣＬ１がタイミングジェネレータ２１が？−）回路１
０ｆＣ入力され、制御回路１４の制御信号ＣｖＫ応じて
クロ、り／４ルスＣＬ、に同期したクロ、−クパルスＣ
Ｌ、がサブフレームカウンタ１１に入力された場合には
、加算回路１＃から分析データ伽）のフレーム周期り、
より　ｒ　１．５倍」のフレーム周期Ｌｌの分析データ
（第５図のｅ）が出力される。したがって、この分析デ
ータ←）の発声速度は、分析データ伽）の標準発声速度
よｈ　ｒ　１／１．５　Ｊ倍となる。

このようにして、分析デー、夕の補間回数、すなわちサ
ブフレーム数を一定にし、補間時間（サブフレームの周
期）をタイミングジェネレータ２１のクロ、クツ譬ルス
ＣＬｌおよび制御回路の制御信号ＣｖＫ応じて可変する
ことによりて、分析データのフレーム周期を可変する・
したがって、分析データを補間する際、分析データのフ
レーム周期を変化できるため、分析データに基づいて合
成した音声の発声速度を可ｆＫすることができる。さら
に、分析データのフレーム周期を可変する際、サブフレ
ーム数は一定であるため、分析データを補間するための
演算回路はきわめて簡単にすることができ、具体的には
除算回路および除算回路の演算結果を選択する選択回路
等を省略することができるものである− 以上詳述したようにこの発明によれば、音声の分析合成
方式において、フレー１間の分析データを補間する際、
サブフレーム数を一定にし。

サブフレームの周期を可変して分析データのフレーム周
期を可変する。したがって、分析データに基づいて合成
した音声の発声速度を可変にすることができ、しかもサ
ブフレーム数は一足であるため補間回路の回路構成を簡
単にすることができ、音声合成装置を高い集積度の回路
で構成できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の分析データの補間方法を説明する図、第
２図は従来の発声速度の異なる分析データの補間方法を
説明する図、第３図は従来の音声合成装置の補間回路の
構成を示す図、第４図社この発明の一実施例に係る音声
合成装置の補間回路の構成を示す図、第５図はその補間
回路から出力される分析データを説明する図である。 １１・・・減算回路、１　ｊ　、　１２１〜１２　・・
・除算回路、１３．１６・・・選択回路、１４・・・制
御回路、１５１〜１５３・・・乗算回路、１１・・・サ
ブフレームカウンタ、１８．２１・・・タイミングジェ
ネレータ、１ｇ・・・加算回路、２０・・・論理ｒ−）
回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 合成波形をフレーム毎に分割し九分析データとして記憶
   するメモリと、ヒの分析データを補間して上記フレーム
   単位に合わせて合成波形を再生して音声合成を行なう手
   段とを備えた音声合成装置において、上記メモリから入
   力される連続の前後のフレームの各分析データに対して
   減算を行なう減算回路と、この減算回路から出力される
   第１の演算結果を予め決められた補間回数を分母として
   除算する除算回路と、この除算回路から出力される第２
   の演算結果に対して上記補間回数に応じて決められる倍
   数毎に乗算して出力する乗算回路と、この乗算回路の各
   倍数毎に出力される各第３の演算結果が入力される論理
   ｆ−）回路と、分析データに基づいて合成される音声の
   発声速度に応じて周期の異なるクロックツ譬ルスを発生
   するタイ之ングジエネレータと、上記発声速度に応じて
   上記クロック・９ルスを選択して転送することを制御す
   る制御回路と、上記クロ、クツ臂ルスに応じてカウント
   し、上記補間回数に応じたカウント値毎にカウント出力
   信号を上記論理ｆ−）回路に供給するカウンタ回路と、
   このカウント出力信号に応じて上記論理ｆ−）回路から
   出力される上記乗算回路の各第３の演算結果の中から選
   択された演算結果および上記前後のフレームの各分析デ
   ータの中で前のフレームの分析データを加算する加算回
   路とを具備したことを特徴とする音声合成装置。