JPS59116796A

JPS59116796A - 音声合成方法

Info

Publication number: JPS59116796A
Application number: JP57231818A
Authority: JP
Inventors: 新居　康彦; 敏男八木
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1982-12-24
Filing date: 1982-12-24
Publication date: 1984-07-05

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】産業上の利用分野本発明は自動案内放送装置や電話などの音声通信に利用
する残差駆動型の音声合成方法に関するものである。

従来例の構成とその問題点第１図（〜、（Ｂ）は従来の残差駆動型の音声符号化・
復号化老匿を示している。以下にこの従来例の構成につ
いて説明する。第１図四において、１は離散的な音声信
号系列を入力する入力端子である。

入力端子１から入力された音声信号灯線形予測分析部２
で、音声信号の短時間スペクトルを表現するスペクトル
バラメ〜り１０２（例えばＰＡＲＣＯＲ係数など）が抽
出される。音声信号は、寸だ、抽出されたスペクトルパ
ラメータ１０２で制御される逆フィルタ３を通過して残
差信号１００に変換される。残差信号１００をさらにロ
ーパスフィルタ４に通して、残差ベースバンド信号１０
１を得る。これをダウンサンプラ５で一倍に再標本化し
て符号器６で符号化する。一方スベクトルパラメータ１
０２は符号器７で符号化し、符号器６の出力とともに多
重化部８で多重化し、伝送または記憶する６゜上記のようにして符号化された音声信号を復元する時は
、第１図Ｂに示すように、まず、多重化された残差ベー
スバンド符号とスペクトルパラメータ符号を分離部９で
分離し、それぞれ復号器１０゜および１１で復号化する
。復号されたベースバンド信号は−に再標本化されたも
のであるから、これをアップサングラ１２で、もとの標
本化周波数に変換した後ローパスフィルタ４と同一特性
のローパスフィルタ１３を通して１０１と同一の残差ベ
ースバンド信号１０３を導出する。残差ベースバンド信
号１０３はもとの残差信号１００を帯域制限したもので
あるから、これをそのまま合成フィルタ１８に加えても
高域が不足して、こもった感じの音声しか復元されない
。そこで高調波生成部１４で高調波成分を生成し、スペ
クトル平滑部１５で、スペクトルを平坦化した後、ロー
パスフィルタ１３と逆の特性を有するバイパスフィルタ
１６全通して高域成分を生成する。この高域成分と残差
ベースバンド信号１０３の低域成分を加算器１７で加え
合わせると、残差信号１００に相当する駆動信号系列１
０６が得られる。これを合成フィルタ１８に入力すれば
もとの音声が復元される。なお１９は出力端子である。

復号器１１の出力１０４はスペクトルパラメータ１０２
に相当するもので、１０４によって合成フィルタ１８の
伝達特性を制御する。

上記従来例においては、駆動信号のスペクトルを平坦に
するという条件でベースバンド信号から高域成分を導出
しているが、これは、もとの残差信号のスペクトルが線
形予測分析法の原理に基すいてほぼ平坦に保たれると言
う事実に基すいている４、従来例は以上のような構成になっているため、残差信号
の情報量が荷に低減できる効果を有するものである。

しかしながら、上記従来例においては、高調波の生成の
だめに、残差ベースバンド信号を全波整流するとか半波
整流とする方法が採られていたため非線形歪が混入する
と言う問題があった。また、全波整流をする方法では、
平均的に−１２ｄＢ／ＱＣＴの高域減衰特性となるため
、＋１２ｄＢ／ＱＣＴのエンファシス部を挿入する必要
があった。さらに、スペクトル平滑部１６では適応形線
形予測逆フィルタリング法が用いられていたため、第１
図の２゜および３と同様の処理が２重に必要−′構成が
複雑となる欠点があった。

発明の目的本発明は、上記従来例の欠点を除去するものであり、簡
単な方法で高域成分を生成することを目的とするもので
ある。

発明の構成本発明は、上記目的を達するため、残差ベースバンド信
号の時間軸上の極大値および極小値のみを符号化するよ
うにしたもので、高調波生成部、エンファシス部および
スペクトル平滑部が全く不要となるばかりでなく、残差
ベースバンド信号の情報圧縮効果をもたらすものである
。

実施例の説明以下に本発明の一実施例について説明する。第２図（Ａ
）　、　（Ｂ）は本発明によ−る実施例の構成図である
。

第２図に卦いて、第１図と同一番号を付しである部分は
従来例と同一の機能を果す部分である。本発明における
実施例においては、極値検出部２０゜高域レベル検出部
２１．高域レベル符号器２２゜レベル復号器２３．雑音
源２４を設ｉている。

次に上記実施例の動作について説明する。第４図は残差
信号１００を示している。これを６００１−１ｚのロー
パスフィルタ４に通ずと第５図のような残差ベースバン
ド信号１０１が得られる。極値検出部２ｏによって残差
ベースバンド信号１０１の極値のみを抽出すると、第６
図のようなパルス信号系列（パルス化極値信号）が得ら
れる。このパルス化極値信号は第７図のようにほぼ平坦
なスペクトルを有するため、この信号で合成フィルタ１
８を駆動すれば極めて良品の音声を合成することができ
る。

第２図における極値検出部２ｏは、第６図の残差ベース
バンド信号を−にダウンサンプリングしへだ後、極値のみを抽出して、パルス化極値信号系列を導
出する。これを符号器６で符号化する。一方、もとの残
差信号ｆｏｏと、その残差ベースバンド信号１０１とか
ら、高域レベル検出部２１で高域のレベルを検出する。

。すなわち、高域レベル検出部２１では残差信号１００の
エネルギーから残差ベースバンド信号１０１のエネルギ
ーを引く仁とにより、高域の短時間の平均レベルを得る
ものである。この高域レベル検出部２１の出力を符号器
２２で符号化し、符号器６，７の出力とともに多重化部
８で多重化して伝送または記憶する。

上記のようにして符号化した音声信号を復元するときは
、第２図（Ｂ）に示すようにまず、多重化された。パル
ス化極値符号、高域レベル符号、およびスペクトルパラ
メータ符号を分離部ので分離し、それぞれ復号器１０．
２３．１１で復号化する。

たものであるから、これにアップサンプラ１２で零を補
間して、もとの標本化周波数に変換して、第６図に相当
するパルス化極値信号系列を得る。

一方、復号された高域レベル信号を雑音源２４（例え′
げＭ系列信号源）に入力して、雑音レベルを調整した後
、加算器１７でパルス化極値信号と加算して駆動信号と
し、合成フィルタ１８を駆動に音声信号を復元する。復
号器１１で復号されたスペクトルパラメータ１０４は合
成フィルタ１８の伝達特性を制御する。

パルス化極値信号は６００１程度以下の残差ベースバン
ド信号から導出しているだめ、有声音のように低域にエ
ネルギーの集中している音声を合成する時には極めて効
果的であるが、／グ／や／ｈ／のように高域にエネルギ
ーの集中している無声音の合成には適さない。そこで、
本実施例では、上記のように雑音源２４を設けて無声音
を合成するようにしている。

第３図は上記実施例による極値検出部２０の構成図であ
る。入力端子２５から入力された信号から、遅延メモ＋
）　２　ｅ　ｉｙ格納されている１ザンプル前の値を減
算器２Ｔで引算し、結果（差分値）を正負判定部２８に
入力するようにしている。正負判定部２８は差分値の正
負を判定し、差分値の符号が正から負または負から正に
変化した時のみゲート２９を開として、遅延メモリ２６
の内容を出力端子３０に出力する。

高域レベルの検出はエネルギー計算によって容易に実現
し得るし、接値検出も上記のように極めて簡単な構成で
実現し得るものである。以上のように１本実施例では残
差ベースバンド信号からパルス化極値信号を導出するよ
うにしているため、簡単に高域成分が生成され、しかも
平坦なスペクトル特性が得られる効果がある。しかも、
本実施例によれば、従来例におる高調波生成部、エンフ
ァシス部スペクトル平滑部、ローパスフィルタ。

バイパスフィルタを必要としないため、極めて簡単な構
成で非線形歪のない良質の音声が合成できる利点がある
。さらに、本実施例では、ダウンサンプリングしだ残差
ベースバンド信号の極値情報を利用しているため、全て
のベースバンド信号を利用する従来の方法に比べて情報
が圧縮される効果がある。

以上は極値情報を全て利用する方法であるが、残差ベー
スバンド信号の正側では極大値を、丑だ負側では極小値
を利用するようにしても良い。こる効果がある。

発明の効果本発明は上記のような構成であり、以下に示す効果が得
られるものである。

（−）　　残差ベースバンド信号からパルス化極値信号
を導出しているため、簡単に高域成分が生成され、しか
も平坦なスペクトル特性が得られる。

（ｂ）　　符号化時点で高域成分が生成され、スペクト
ルも平坦化されているので、合成時点では従来例におけ
る高調波生成部、エンノアシス部。

スヘクトル平滑部、ローパスフィルタ、バイパスフィル
タが不要となる。

（Ｃ）非線形な高調波生成部が不要となるため、非線形
歪による合成音声の劣化がない。

（ｄ）　　残差ベースバンド信号の極値情報だけ金利用
しているので、情報が圧縮される効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（〜、（Ｂ）は従来の残差駆動型の音声符号化・
復号化方法を実施する装置のブロック図、第２図くべ、
（Ｂ）は本発明の一実施例における音声合成方法番実施
する装置のブロック図、第３図は同装置の極値検出部の
ブロック図、第４図は同装置における残差信号の時間波
形図、第５図は同装置における残差のベースバンド信号
の時間波形図、第６図は同装置におけるパルス化極値信
号の時間波形図、第７図は同装置におけるパルス化極値
信号のスペクトルを示す図である。１・・・・・・入力端子、２・・・・・・線形予測分析
部、３・・・・・・逆フィルタ、４・・・・・・ローパ
スフィルタ、５・・・・・・ダウンサンプラ、６・、７
・・・・・・符号器、８・・・・・・多重化部、９・・
・・・・分離部、１０，１１・・・・・・復元器、１２
・・・・・・アップサンプラ、１了・・・・・・加算器
、１８・・・・・・合成フィルタ、１９・・・・・・出
力端子、２０・・・・・・極値検出部、２１・・・・・
・高域レベル検出部、２２・・・・・・符号器、２３・
・・・・・レベル復号器、２４・・・・・・雑音源、２
５・・・・・・入力端子、２６・・・・・・遅延メモリ
、２７・・・・・・減算器、２８・・・・・・正負判定
部、２９・・・・・・ゲート、３Ｑ・・・・・・出力端
子。

Claims

【特許請求の範囲】（１）残差ベースバンド信号の時間軸上の極値を抽出し
て極値信号を得、この極値信号を駆動信号として音声を
合成することを特徴とする音声合成方法。に））残差ベースバンド信号の時間軸上の正側の極大値
と負側の極小値を抽出して極値信号を得、この極値信号
を駆動信号として音声を合成することを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の音声合成方法。（３）残差ベースバンド信号の時間軸上の極値を抽出し
て極値信号を得、残差信号の高域レベルの変化に応じて
レベル調整された雑音と上記極値信号とを駆動信号とし
て音声を合成することを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の音声合成方法。