JPS587197A - 歌声発生装置 - Google Patents

歌声発生装置

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JPS587197A
JPS587197A JP56104436A JP10443681A JPS587197A JP S587197 A JPS587197 A JP S587197A JP 56104436 A JP56104436 A JP 56104436A JP 10443681 A JP10443681 A JP 10443681A JP S587197 A JPS587197 A JP S587197A
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JP
Japan
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pitch
section
singing voice
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sound
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JP56104436A
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English (en)
Inventor
保 伊藤
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Publication of JPS587197A publication Critical patent/JPS587197A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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、指定された音高に従って歌声を電子的手段に
より合成して発生することのできる歌声発生装置に関す
るものである。
さて50音別、音高別に自然音声の音節をあらかじめメ
モリに記憶しておき、音節と音高を指定して希望する音
高の音節を順次メモリから読み出して歌声を発生する方
法が知られている。
第1図にこの方法による従来の歌声の発生装置のブロッ
ク図を示す。第1図において、1は音節記憶部、2は音
節選択部、6は音節選択制御端子、4はI)7′A変換
器、5はスピーカである。
以下動作についC説」」する。音節記憶部1にはアの音
、イの音という具合に使うすべての音節が音高ごとにフ
ァイルされている。すなわちアの音、イの音それぞれに
ついて数10もの音声信号が記憶されている。ここで第
2図に示すような歌「ハレタルアオゾラタダヨウクモヨ
」を歌わせるには音節選択部12で音高Eのハ、Eのし
、Fの夕、Gのル、Gのア、Fのオ、EのゾDのう、C
の夕、Cのダ、Dの3.Eのつ、Eのり、Eのモ、Dの
ヨ、の音節を音節記憶部1より時系列的に選択し読み出
し、D/A変換器4を通してやればよい。この方法は音
高ごとに音節を用意しておかねばならないので大きな記
憶容量を必要とする。
その上、従来の歌声発生装置は、歌詩と共にメロデーを
発生させる伴奏付きの歌声発生を考慮していなかったG
で、充分なものとは云えなかった。捷だ音高を自由に人
間の指で指定して歌声を発生させるという、娯楽性に富
んだ歌声発生装置も企図され【いなかった。
この発明は、上述の如き従来の技術的事情にかんがみな
されたものであり、従ってこの発明の目的は、必要とす
る記憶容量が少なく、必要に応じて伴奏付きで歌声を発
生することができしかも音高を人間の指で自由に指定で
きるという娯楽性に富んだ歌声発生装置を提供すること
にある。
本発明による歌声発生装置は、記憶容量を少なくするた
め、音節をスペクトラム包絡情報とピッチ情報に分解し
、スペクトラム包絡情報のみを記憶するよう処し、歌声
を発生する際には楽音発生部から出力される出力信号を
ピッチ情報として用い、該ピッチ情報とスペクトラム包
絡情報から歌声を発生させ、また楽音発生部σつ出力信
号を楽音フィルタに通すことによりメロデーを作成し、
メロデーと歌声を必要によりミキシングしてスピーカよ
り出力すると共に、人間の指により指定可能な音高指定
部を備えたものである。
次罠本発明の詳細な説明するわけであるがその前に、本
発明の理解を容易にするため、本発明において用いられ
る音声合成技術について大略を説明しておく。
音声合成法として線形予測係数の一種である偏自己相関
係数(以後pAl?c’OR係数と呼ぶ)を用いるPA
RCOR合成法がある。この方法は既に音声研究分野で
は良く知られた方法であり詳しい記述は省略するが、こ
こで若干音声スペクトラムとPARCOR音声合成につ
いて説明する。第3図は「オ」という音を周波数分析し
たものである。(α)がスペクトラム全体を表わす。こ
れは周波数とともに緩やかに変化するスペクトラム包絡
(A)と、急速に変化するスペクトラム微細構造(C)
の積に分解して考えることができる。スペクトラム包絡
は主として声道の共鳴なる性を反映し、音韻性すなわち
「ア」なのか「オ」なのかの情報を含む。スペクトラム
微細構造は音声の周期(ピッチ)すなわち音の高さに関
する情報を含んでいる。pARcOR係数は物理的には
5声道伝送特性を表わす特徴パラメータである。
そこでPARCOR係数によって音韻を表わすフィルタ
特性を再現すれば音が合成できる。
第4図にPARCOR音声合成装置の構成を示す。
第4図において第1図と同一符号は同一物を示し、第4
図において6は雑音発生器、7はパルス発生器、8は有
声無声切換スイッチ、9は乗算器、10はディジタルフ
ィルタ、11はピッチ情報、12は有声・無声切換信号
、13は音量情報、14はP#COR係数、15は音声
データ記憶部である。音声データ記憶部15にはあらか
じめ自然音声を分析することによって得られた有声・無
声の判別情報、ピンチ情報、音Ml−情報、pARcO
R係数が時系列的に記憶されている。そこで音声の合成
に際し、ディジタルフィルター0はPARCOR係数に
より音韻を表わすフィルタ特性を再現し有声音の場合で
あればビッグ情報で与えた周期にてパルスをフィルタに
加え、無声音ならば雑音をフィルタに加えること例より
音を合成する。
第5図にディジタルフィルター0の構成を示ス。
第5図において14−1は第1次のPARCOR係数入
力部、14−2は第2次のpARcOR係数人力部14
−Pは第1次のF A I? C’ OR係数入力部で
、14A。
14Bはそれぞれ乗算器、14C914Dはそれぞれ加
算器、14Eは遅延メモリでp A、1? COR係数
は各々乗算器に加えられている。16はパルスの入力端
子、17は合成音の出力端子である。このフィルタの入
力端子16にパルス又は雑音を加えると、出力端子17
より出力されるレスポンスは音声と同じスペクトラム包
絡特性を持つ。
以上により、音声合成装置の大要が理解できたと思われ
るので、以下、本発明の一実施例を説明する。
第6図は本発明の一実施例を示すブロック図である。
第6図において、制御部18は、例えば鍵盤状の音高指
定部19で人間の指により指定した音高に従って、楽音
発生部20に、その出力周波数の決定要因となる分周値
を出力して楽音発生の制御を行なう部分である。壕だ、
制御部18は、音高指定部19で順次指定される音高に
従って、歌詞データを記憶している記憶部21より順次
歌詞データを読み取り、音声発生部22へ音節データと
して出力し、音声発生の制御を行なう部分でもある。
楽音発生部20から出力された平均体音の楽音は、楽音
フィルタ23を介してメロデーとして出力されると同時
に、音声発生部22にも送られてピッチ情報とし2て利
用される。
音声発生部22から出力された音声と、楽音フィルタ2
3からの出力とをミ・ヤシングし、増幅器24により増
幅した後、スピーカ25から出力すれば伴奏つき歌声を
発生させることができる。
第7図は第6図における音声発生部21の詳細ブロック
図である。同図において、ディジタルフィルタ10が、
楽音発生部2]]より与えられるピッチ情報11と制御
部18を介し−て記憶部21より与えられるPARCO
R係数により歌声を音声合成して出力できるものである
ことは、第4図を参照しての音声合成技術に関する前述
の説明から明らかであろう。
第8図は、第6図における楽音発生部20の一例を示す
ブロック図である。同図において、主発振器26からの
発振出力は、制御部を介して記憶部から出力される分周
値データ例より、プログラマブル分周器27において、
任意の平均体音の周波数に分周される。
分周出力はプログラマブル分周器27およびフリップフ
ロップ28を介して矩形波として出力される。
この出力信号は、NAND回路29に入力され、制御部
からのゲート信号により0N10FFされる。
主発振器26は、CMOSのインバータ30〜32゜コ
ンデンサ易、可変抵抗器34で構成した発振回路であり
、発生する発振周波数は、可変抵抗器34の抵抗値を調
整することにより任意に可変できる。
第1表訃よび第2表K、主発振器26の発振周波数が5
29.76 K11zの場合におけるC4〜B、までの
音高に対する分周値と、そのとき得られる出力周波数と
、当該音高に対応する真の周波数と、出力周波数の真の
周波数に対する誤差とを示す。
出力周波数はフリップフロップにより1/′2分周され
る分を補正した値である。周波数誤差は±0.1%以内
であり、人間の比周波数弁別限度(約02チ)に対して
充分な精度を有していることがわかる。
第8図において、移調する場合は、主発振器26の発振
周波数を調整する。例えば、−・長調をニ長調に移調す
る場合、主発振器26の発振周波数529.76 KH
zを594.658KIIzに調整すれば実現できる。
しかも、音高指定は−・長調の場合と全く同じでよい。
ここで、第2図の楽譜を例にどり、第9図のフローチャ
ートを用いて本発明の一実施例の動作を説明する。
ステップ■は電源ONを示す。これにより処理部は、以
下のフローを実行する。
ステップ■において、歌詞データ記憶部より最初の歌詞
データ(第2図の楽譜例ではr−j)を読み出し、音声
発生部に歌詞データを与える。
歌詞データ記憶部には、あらかじめ「ハレタル・・・・
・・・・・クモヨ」の歌詞が出力順序に従って記憶され
ている。
ステップ■において、音高指定部より音高が指定される
のを待つ。音高が指定(例ではE4)されると次のステ
ップへ進む。
2 ステップ■において音高指定部で指定された音高圧従っ
てプログラマブル分周器に分周値を出力する。例では、
音高がE4であるので、分周値804(2進数表示で1
100100100 )がプログラマブル分周器に出力
される。すなわち、出力周波数は329.45BZとな
る。次処音声発生部より音声を発生する。例では、ノ・
の音声がE4のピッチ(329,45Hz ) テ発生
すレル。
ステップ■において、音高指定キーが指より離れる寸で
待つ。音高指定キーが離れるまで、音声の発生を継続さ
せる。音高指定キーが離れるとステップ■に進み、音声
の発生を停止させる。そして、次の歌詞データを歌詞デ
ータ記憶部より読み出し、音声発生部に歌詞データとし
て与える。例では「−レ」となる。
次に、ステップ■に戻り、次の音高(例ではE4)が指
定されるのを待つ。
このようにして、以下順次E4のし、F4の夕が鍵盤演
奏と同期し、歌声として発生される。
以上説明した如く本発明によれば、音声のビッチすなわ
ち音の高さ関する情報は音声データ記憶部から与えられ
るのでなく、直接楽音発生部より与えられる。従って、
音節と音の高さとを別々に与えることができるので音声
データ記憶部の容量は従来方式に比べて大幅に少なくて
済む。
また、鍵盤演奏を楽し−Qi、rと同時に歌詞が歌声と
なって発生し、作曲の補助具としても本発明による歌声
発生装置は使用できる。
また、移調することにより、任意の調の歌声を発生する
ことができるl「どの効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の歌声発生装置の一例を示すブロック図、
第2図は楽譜の一例を示す説明図、第6図は音の周波数
分析波形図、第4図はpARcOR音声合成装置の構成
を示すブロック図第5図は第4図例おけるディジタルフ
ィルタの構成を示す回路図、第6図は本発明の一実施例
を示すブロック図、第7図は第6図における音声発生部
の詳細ブロック図、第8図は第6図にふ・ける楽音発生
部の一例を示すブロック図、第9図は本発明の一実施例
の動作を示すフローデャート、である。 符号説明 1・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・音節記
憶部2・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・音
節選択部3・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・音節選択制御端子4・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・D/A変換器5・・・・・・−・・・・・
・・・・・・・・・スピーカ6・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・雑音発生器7・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・パルス列発生器8・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・切換スイッチ9・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・乗算器10・
・・・・・・叩・曲・・ディジタルフィルタ11・・・
・・・・・・・・・・・・・・・ピッチ情報12・・・
・・・・・・・・・・・・・・・切換信号13・・・・
・−・・・・・・・・・・・音量情報14・・・・・・
・・・・・・・・−・・PARCOR係数15・・・・
・・・・・・・・・・・・・・音声データ記憶部16・
・・・・・・・・・・・・・・・・・パルスの入力端子
] b 17・・・・・・・・・・・−・・・・・合成音出力端
子18・・・・・・・・−・・・・・・・・制御部19
・・・・・・・・−・−・・・・・・音高指定部20・
・・・・・・・・・・・・・−・・楽音発生部21・・
・・・・・・・・・・・・・・・・記憶部22・・・・
・・・・−・・・・・・・・音声発生部23・・・・・
・・・・・・・・・・・・・楽音フィルタ24・・・・
・・・・・・・・・・・・・・増幅器25・・・・・−
・・・・・・・・・・・スピーカ26・・・・・・・・
・・・・・・・・・・主発振器27・・・・・・・・・
・・・・・・・・・プログラマブル分周器28・・・・
・・・・・・・・・・・・・・71ノツグフロツグ29
・・・・・・・・・・・・・・・・・・ナントゲート3
0〜62・・・・・・・・・インバータ33・・・・・
・・・・・・・・・−・・コンデンサ34・・・・・・
・・・・・・・・・・・・可変抵抗器代理人弁理士 薄
 1)但ヤホ 6 第 1 図 第 2 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)所与のデータにより楽音のピッチ情報を作成して出
    力する楽音発生部と、音声のスペクトラム包絡情報を用
    いて音を合成することにより音声を発生する音声発生部
    と、楽音フィルタと、前記包絡情報としての音声データ
    ならびにピッチ情報の作成例必要なデータを記憶する記
    憶部と、音高を指定するだめの音高指定部と、制御部と
    を有して成り、音高指定部で音高を指定するたび洗、楽
    音発生部は制御部による制御のもとに記憶部より所要の
    データを与えられて指定された音高に従ったピッチ情報
    を作成して前記楽音フィルタと音声発生部に出力し、音
    声発生部は制御部による制御のもとに記憶部より与、え
    られる音声データと楽音発生部より与えられる指定され
    た音高のピッチ情報により楽音の歌詞を音声合成して出
    力し、楽音フィルタは楽音発生部よりの指定された音高
    のピッチ情報を人力されて楽音のメロディを出力し、出
    力された前記歌詞とメロディをそれぞれ単独に出力する
    か、またはミキシングして指定された音高の伴奏付き歌
    声として出力するようにしたことを特徴とする歌声発生
    装置。 2、特許請求の範囲第1項に記載の歌声発生装fにおい
    て、前記楽音発生部が、1個の主発振器から出力される
    発振出力を分周して任意のピンチ情報を作成する手段か
    ら成ることを特徴とする歌声発生装置。 3)特許請求の範囲第2項に記載の歌声発生装置におい
    て、前記主発振器の発振周波数を調整することにより移
    調することを特徴とする歌声発生装置。 4)特許請求の範囲第1項乃至第3項のうちの任意の一
    つに記載の歌声発生装置において、前記音高指定部が鍵
    盤状に配列された音高指定キ一群から成ることを特徴と
    する歌声発生装置。
JP56104436A 1981-07-06 1981-07-06 歌声発生装置 Pending JPS587197A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6175399A (ja) * 1984-09-21 1986-04-17 日本ビクター株式会社 歌声音発生装置
JPS6180299A (ja) * 1984-09-28 1986-04-23 日本ビクター株式会社 歌声音発生装置
JPS6183599A (ja) * 1984-09-29 1986-04-28 日本ビクター株式会社 歌声合成演奏装置
US7138577B2 (en) 2003-06-19 2006-11-21 Yamaha Corporation Stringed musical instrument equipped with pickup embedded in bridge and bridge used therein

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JPS6175399A (ja) * 1984-09-21 1986-04-17 日本ビクター株式会社 歌声音発生装置
JPS6180299A (ja) * 1984-09-28 1986-04-23 日本ビクター株式会社 歌声音発生装置
JPS6183599A (ja) * 1984-09-29 1986-04-28 日本ビクター株式会社 歌声合成演奏装置
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