JPS5935040B2 - 音声デ−タの処理方法 - Google Patents
音声デ−タの処理方法Info
- Publication number
- JPS5935040B2 JPS5935040B2 JP55093670A JP9367080A JPS5935040B2 JP S5935040 B2 JPS5935040 B2 JP S5935040B2 JP 55093670 A JP55093670 A JP 55093670A JP 9367080 A JP9367080 A JP 9367080A JP S5935040 B2 JPS5935040 B2 JP S5935040B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- waveform
- pitch
- data
- waveforms
- envelope
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Reduction Or Emphasis Of Bandwidth Of Signals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は音声データの圧縮及び該圧縮された信号から音
声信号を再生する音声データの処理方法に関するもので
ある。
声信号を再生する音声データの処理方法に関するもので
ある。
近年音声合成技術が著しい発達をとげ、ＬＳＩ技術の進
歩と相俟つて１チップの音声合成ＬＳＩが開発され各分
野にて利用されるようになつてきた。
歩と相俟つて１チップの音声合成ＬＳＩが開発され各分
野にて利用されるようになつてきた。
このような１チップ音声合成ＬＳＩにおいてはメモリ容
量が限定され、この限定されたメモリ内にどれだけの語
を収納させることができるかが製品の優劣を左右する大
きな要因になつている。従つて音声合成技術においては
、音声波形を符号化し、この符号データをメモリに蓄え
、これをもとに音声を合成するに際して、符号化の過程
で、音声を再生したとき原音声の品質を損わず、できる
だけ少ないデータ量に符号化する技術、即ち圧縮技術が
必要となる。本発明は上記のような必要性に応え得る音
声データの処理方法、即ち音声波形を符号化して効率的
に圧縮する方法及び圧縮されたデータから音声を再生（
合成）する方法を提供する、以下に従来から提案されて
いる方法と比較しながら本発明を具体的に説明する。
量が限定され、この限定されたメモリ内にどれだけの語
を収納させることができるかが製品の優劣を左右する大
きな要因になつている。従つて音声合成技術においては
、音声波形を符号化し、この符号データをメモリに蓄え
、これをもとに音声を合成するに際して、符号化の過程
で、音声を再生したとき原音声の品質を損わず、できる
だけ少ないデータ量に符号化する技術、即ち圧縮技術が
必要となる。本発明は上記のような必要性に応え得る音
声データの処理方法、即ち音声波形を符号化して効率的
に圧縮する方法及び圧縮されたデータから音声を再生（
合成）する方法を提供する、以下に従来から提案されて
いる方法と比較しながら本発明を具体的に説明する。
第１図に音声「いつ」の波形の１部を示す。
この波形は１８個のピッチ波形より構成されている。同
図より相隣り合うピッチ波形、例えばＮＯ４とＮＯ５、
ＮＯ９とＮＯＩＯ、ＮＯ１２とＮＯ１３等はその振巾の
大きさ、および周期等において若干の差はあるが、お互
いに良く似ている。従つてＮＯ４とＮＯ５において、Ｎ
Ｏ５はＮＯ４の波形にておきかえ、同様ＮＯＩＯ、ＮＯ
１３の波形はＮＯ９とＮＯ１２の波形におきかえて再生
してもさほど音質が悪くならない。このときメモリーに
保有するデータ量はＮＯ４とＮＯ９とＮＯ１２の波形に
関するデータでよく、再生時はこれを２回くり返せばよ
い。従つてこの部分のデータ量は１／２に圧縮される。
以上の方法は「ピッチ周期の反復］と呼ばれ、従来技術
として特開昭５２一１２２００４号公報に公表されてい
る。しかしながらこの方法にて圧縮を行なうと、第１図
の波形図からも判るように各ピツチ波形の振巾が順次変
化していること及びピツチ周期も少しづつ変化している
ことより、繰り返し回数を多くとると、極端な品質の劣
化につながり、適用範囲に限度がある。本発明は、圧縮
率を高めると共に品質の劣化を少なくし、しかも多くの
くり返し回数が得られるよう考案されたものである。
図より相隣り合うピッチ波形、例えばＮＯ４とＮＯ５、
ＮＯ９とＮＯＩＯ、ＮＯ１２とＮＯ１３等はその振巾の
大きさ、および周期等において若干の差はあるが、お互
いに良く似ている。従つてＮＯ４とＮＯ５において、Ｎ
Ｏ５はＮＯ４の波形にておきかえ、同様ＮＯＩＯ、ＮＯ
１３の波形はＮＯ９とＮＯ１２の波形におきかえて再生
してもさほど音質が悪くならない。このときメモリーに
保有するデータ量はＮＯ４とＮＯ９とＮＯ１２の波形に
関するデータでよく、再生時はこれを２回くり返せばよ
い。従つてこの部分のデータ量は１／２に圧縮される。
以上の方法は「ピッチ周期の反復］と呼ばれ、従来技術
として特開昭５２一１２２００４号公報に公表されてい
る。しかしながらこの方法にて圧縮を行なうと、第１図
の波形図からも判るように各ピツチ波形の振巾が順次変
化していること及びピツチ周期も少しづつ変化している
ことより、繰り返し回数を多くとると、極端な品質の劣
化につながり、適用範囲に限度がある。本発明は、圧縮
率を高めると共に品質の劣化を少なくし、しかも多くの
くり返し回数が得られるよう考案されたものである。
上記第１図に示した音声波形を今一度観察すると、振巾
が増加するピツチ波形群ＮＯｌ〜ＮＯ７、振巾が減少す
るピツチ波形群ＮＯ８〜ＮＯｌ４に分けることができさ
らに増加する波形群の中で波形の類似性よりＮＯｌ〜２
，Ｎ０３〜ＮＯ７の２群に区分することができる。
が増加するピツチ波形群ＮＯｌ〜ＮＯ７、振巾が減少す
るピツチ波形群ＮＯ８〜ＮＯｌ４に分けることができさ
らに増加する波形群の中で波形の類似性よりＮＯｌ〜２
，Ｎ０３〜ＮＯ７の２群に区分することができる。
今ＮＯ３〜ＮＯ７の波形群において、この群で代表的と
思われるピツチ波形ＮＯ６を経験的或いは類似度の演算
処理等によつて選択する。次に波形群ＮＯ３〜ＮＯ７に
て、各ピツチ波形の最大値（又は最小値）を計算してこ
の最大値のエンベロープを直線にて近似する。この直線
の傾きをＡとする。上記選択された代表的なピツチ波形
ＮＯ６の振巾値に上記傾きＡの直線に沿つた定数をかけ
、即ち代表的ピツチ波形ＮＯ６を比例縮少して形成した
波形ＮＯ３の相当波形も作る。この近似波形をＮＯ３／
とする。次にＮＯ４，ＮＯ５，ＮＯ６，ＮＯ７の各波形
に対する近似波形ＮＯ４′，ＮＯ５／，ＮＯ６ｌＮＯ７
′は上記ＮＯ３ｌの波形振巾をもとにし、その最大振巾
値が上記傾きＡの直線に沿うよう算出された定数Ａ４，
ａ５，ａ６，ａ７を乗算することにより形成することが
できる。従つて波形群ＮＯ３〜ＮＯ７の各波形は先頭の
ピツチ波形（ここでは、ＮＯ６の波形を比例縮少した近
似波形ＮＯ３ｌ）を形成するための情報、及びＮＯ４／
〜ＮＯＵを作るための係数値Ａ４，ａ５，ａ６，ａ７に
より音声データとして形成することができる。その他の
波形群ＮＯｌ〜２，Ｎ０８〜ＮＯｌ４についても同様の
過程によつて圧縮されたデータが形成される。以上の力
法によると、第１図の音声波形は下表の情報により現わ
すことができ、単なる従来技術の「ピツチ周期の反復」
と比べ、よりすぐれたデータ圧縮を行うことができる。
ただし同じ波形群内では同じ傾きをもつた包絡線で近似
しているため、上記係数の間には、例えば係数Ａ４，ａ
５，ａ６，ａ７については、Ａ５＝ａ！，Ａ６＝Ａｔ，
ａ７＝Ａ２というような関係があり、情報として係数Ａ
４及び係数Ａ４を何乗するかの情報にかえることもでき
る。
思われるピツチ波形ＮＯ６を経験的或いは類似度の演算
処理等によつて選択する。次に波形群ＮＯ３〜ＮＯ７に
て、各ピツチ波形の最大値（又は最小値）を計算してこ
の最大値のエンベロープを直線にて近似する。この直線
の傾きをＡとする。上記選択された代表的なピツチ波形
ＮＯ６の振巾値に上記傾きＡの直線に沿つた定数をかけ
、即ち代表的ピツチ波形ＮＯ６を比例縮少して形成した
波形ＮＯ３の相当波形も作る。この近似波形をＮＯ３／
とする。次にＮＯ４，ＮＯ５，ＮＯ６，ＮＯ７の各波形
に対する近似波形ＮＯ４′，ＮＯ５／，ＮＯ６ｌＮＯ７
′は上記ＮＯ３ｌの波形振巾をもとにし、その最大振巾
値が上記傾きＡの直線に沿うよう算出された定数Ａ４，
ａ５，ａ６，ａ７を乗算することにより形成することが
できる。従つて波形群ＮＯ３〜ＮＯ７の各波形は先頭の
ピツチ波形（ここでは、ＮＯ６の波形を比例縮少した近
似波形ＮＯ３ｌ）を形成するための情報、及びＮＯ４／
〜ＮＯＵを作るための係数値Ａ４，ａ５，ａ６，ａ７に
より音声データとして形成することができる。その他の
波形群ＮＯｌ〜２，Ｎ０８〜ＮＯｌ４についても同様の
過程によつて圧縮されたデータが形成される。以上の力
法によると、第１図の音声波形は下表の情報により現わ
すことができ、単なる従来技術の「ピツチ周期の反復」
と比べ、よりすぐれたデータ圧縮を行うことができる。
ただし同じ波形群内では同じ傾きをもつた包絡線で近似
しているため、上記係数の間には、例えば係数Ａ４，ａ
５，ａ６，ａ７については、Ａ５＝ａ！，Ａ６＝Ａｔ，
ａ７＝Ａ２というような関係があり、情報として係数Ａ
４及び係数Ａ４を何乗するかの情報にかえることもでき
る。
また先頭ピツチ波の情報を与える代りに、係数値を考慮
することによつて各群内で求められた代表的なピツチ波
形、例えば波形ＮＯ６をそのまま情報として利用するこ
ともできる。上記処理方法はミニコン等を利用してデー
タ処理、演算処理を行うことで容易に実行することがで
き、その際置き換えの程度に関し、その都度再生し、品
質の劣化の度合を判断しながら演算処理等を進めること
が望ましい。
することによつて各群内で求められた代表的なピツチ波
形、例えば波形ＮＯ６をそのまま情報として利用するこ
ともできる。上記処理方法はミニコン等を利用してデー
タ処理、演算処理を行うことで容易に実行することがで
き、その際置き換えの程度に関し、その都度再生し、品
質の劣化の度合を判断しながら演算処理等を進めること
が望ましい。
次に上述の方法により圧縮されたデータをもとに原音声
を再生する方法について述べる。
を再生する方法について述べる。
ここで再生するために必要なデータは上記表に示したも
のと同等であるが、ピツチ波形「，３′，１「のアナロ
グ波形はサンプリング（音声の場合、サンプリング周波
数ｆは８ｋＨｚ）され、ＰＣＭ等により符号化されデイ
ジタル量に変換されメモリーに貯えられる。係数Ａｉは
デイジタル量でメモリリ蓄えて、再生する際にピツチ波
形のデータにデイジタル量のＡｉを乗算して再生する方
法がある。この力法をとる場合、乗算のために複雑な回
路及び時間を要して余り適当ではない。従つて本発明で
はメモリ内に予め定数テーブルを設けて、このテーブル
に係数Ａｉに関連させて入力値に対応する出力値を書込
んで与えることにより、合成のためのデータ処理を簡単
にする。この種の音声合成において、上記係数Ａｉの係
り得る値は余り高い精度を必要とせず、従つて有限の値
、例えば０．５，０．６，０．７・・・・・・１．０，
１．１，１．２・・・・・・２．０等の数値を予め用意
し、上記に示した各係数データをこのどれかに近似する
ことで可能である。
のと同等であるが、ピツチ波形「，３′，１「のアナロ
グ波形はサンプリング（音声の場合、サンプリング周波
数ｆは８ｋＨｚ）され、ＰＣＭ等により符号化されデイ
ジタル量に変換されメモリーに貯えられる。係数Ａｉは
デイジタル量でメモリリ蓄えて、再生する際にピツチ波
形のデータにデイジタル量のＡｉを乗算して再生する方
法がある。この力法をとる場合、乗算のために複雑な回
路及び時間を要して余り適当ではない。従つて本発明で
はメモリ内に予め定数テーブルを設けて、このテーブル
に係数Ａｉに関連させて入力値に対応する出力値を書込
んで与えることにより、合成のためのデータ処理を簡単
にする。この種の音声合成において、上記係数Ａｉの係
り得る値は余り高い精度を必要とせず、従つて有限の値
、例えば０．５，０．６，０．７・・・・・・１．０，
１．１，１．２・・・・・・２．０等の数値を予め用意
し、上記に示した各係数データをこのどれかに近似する
ことで可能である。
このとき、この有限の係数値毎に次の方法にて入力値に
対するとり得る出力値がテーブル状に作成される。第３
図は上記テーブルの作成を模型的に示すグラフで、図中
の各直線Ａｌ，Ａ２・・・Ａｉ＋１は夫々傾斜が上記圧
縮処理の過程で求められた係数Ａｌ，ａ２・・・Ａｉ＋
１に対応させて描かれ、横軸が入力値、縦軸が出力値で
、入力値のデイジタル量との交点が出力値として求めら
れ、メモリにテーブルとして格納される。
対するとり得る出力値がテーブル状に作成される。第３
図は上記テーブルの作成を模型的に示すグラフで、図中
の各直線Ａｌ，Ａ２・・・Ａｉ＋１は夫々傾斜が上記圧
縮処理の過程で求められた係数Ａｌ，ａ２・・・Ａｉ＋
１に対応させて描かれ、横軸が入力値、縦軸が出力値で
、入力値のデイジタル量との交点が出力値として求めら
れ、メモリにテーブルとして格納される。
即ち入力がとり得る各デイジタル量毎に、上記直線Ａｌ
，Ａ２・・・Ａｉ＋１との交点が求められてテーブルと
して準備される。例ればピツチ波形群ＮＯ３〜ＮＯ７の
波形を再生するにあたつて、まず情報の内の波形データ
３／に基いてピツチ波形ＮＯ３が再生される。
，Ａ２・・・Ａｉ＋１との交点が求められてテーブルと
して準備される。例ればピツチ波形群ＮＯ３〜ＮＯ７の
波形を再生するにあたつて、まず情報の内の波形データ
３／に基いてピツチ波形ＮＯ３が再生される。
次にメモリに収納された上記テーブルを参照して、係数
Ａ４に相当する第３図中の例えば直線Ａ４が選択され、
波形データ３′の１サイクル分の入力値に対応する直線
Ａ４上の縦軸情報が読み取られてデータ列が出力として
形成される。これが次のピツチ波形ＮＯ４′となる。以
下同様に波形ＮＯ５，ＮＯ６及びＮＯ７に対し、波形デ
ータ３′の１サイクル分を入力として、各ピツチ波形の
ための係数に相当する第３図の直線から、出力データ列
が求められてピツチ波形が再生される。該復調のための
処理においては、予め書込まれた定数テーブルの値を読
み取ることによつて出力情報を得ることができ、従来方
法のように乗算処理を必要としない。第２図は第１図の
入力波形に対する再生波形を示す。復調の説明において
各ピツチ波形群の先頭ピツチ波形を基に同一群内の波形
を求める方法を説明したが、先頭ピツチ波形の代りに群
内の代表ピツチ波形を利用することもできる。
Ａ４に相当する第３図中の例えば直線Ａ４が選択され、
波形データ３′の１サイクル分の入力値に対応する直線
Ａ４上の縦軸情報が読み取られてデータ列が出力として
形成される。これが次のピツチ波形ＮＯ４′となる。以
下同様に波形ＮＯ５，ＮＯ６及びＮＯ７に対し、波形デ
ータ３′の１サイクル分を入力として、各ピツチ波形の
ための係数に相当する第３図の直線から、出力データ列
が求められてピツチ波形が再生される。該復調のための
処理においては、予め書込まれた定数テーブルの値を読
み取ることによつて出力情報を得ることができ、従来方
法のように乗算処理を必要としない。第２図は第１図の
入力波形に対する再生波形を示す。復調の説明において
各ピツチ波形群の先頭ピツチ波形を基に同一群内の波形
を求める方法を説明したが、先頭ピツチ波形の代りに群
内の代表ピツチ波形を利用することもできる。
再生された波形はＤ／Ａ変換器によりアナログ量に変換
されて用いられる。
されて用いられる。
．上記の再生方法は乗算演算を必要とせず、メモリ内に
簡単なテーブルを持たせることにより比較的容易に再生
可能である。
簡単なテーブルを持たせることにより比較的容易に再生
可能である。
音声波形を少ないデータに圧縮する技術を提案し、また
比較的容易に再生する方法を述べたが、この過程にて、
振巾の包絡線を直線にて近似する方法について述べた。
上記直線近似法を発展させ、曲線（双曲線、ｎ乗曲線）
等にて近似、再生する方法も本発明に含まれる。この場
合につき、すでに実験し、データ圧縮、再生にて良い結
果が得られている。以上本発明によれば音声波形のデー
タ圧縮が極めて高い圧縮率でなされ、また再生時に必要
とされるデータ量も少なくて済むため、ＬＳＩ化に適し
た音声合成技術を提供することができる。
比較的容易に再生する方法を述べたが、この過程にて、
振巾の包絡線を直線にて近似する方法について述べた。
上記直線近似法を発展させ、曲線（双曲線、ｎ乗曲線）
等にて近似、再生する方法も本発明に含まれる。この場
合につき、すでに実験し、データ圧縮、再生にて良い結
果が得られている。以上本発明によれば音声波形のデー
タ圧縮が極めて高い圧縮率でなされ、また再生時に必要
とされるデータ量も少なくて済むため、ＬＳＩ化に適し
た音声合成技術を提供することができる。
第１図は本発明を説明するための入力波形成、第２図は
同波形に対応した合成波形、第３図は本発明による係数
Ａｉの設定を説明するためのグラフである。
同波形に対応した合成波形、第３図は本発明による係数
Ａｉの設定を説明するためのグラフである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 音声波形を比較的形状が類似するピッチ波形毎を単
位に区分して各群について包絡線を直線又は簡単な曲線
によつて近似すると共に、上記区分された各群から１サ
イクルのピッチ波形を抽出して波形データを形成し、入
力音声波形を包絡線情報と１サイクルのピッチ波形情報
に圧縮することを特徴とする音声データの処理方法。 ２ 音声波形を比較的形状が類似するピッチ波形毎を単
位に区分して各群について包絡線を直線又は簡単な曲線
によつて近似し、上記区分された各群から１サイクルピ
ッチ波形を抽出して波形データを形成し、上記包絡線の
曲線毎にとり得る入力値に対応させて出力値を予めテー
ブル状にメモリさせ、包絡線の曲線情報を与えて入力値
に対応するテーブルの内容を読み出して、乗算すること
なく音声波形を再生することを特徴とする音声データの
処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55093670A JPS5935040B2 (ja) | 1980-07-08 | 1980-07-08 | 音声デ−タの処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55093670A JPS5935040B2 (ja) | 1980-07-08 | 1980-07-08 | 音声デ−タの処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5717999A JPS5717999A (en) | 1982-01-29 |
| JPS5935040B2 true JPS5935040B2 (ja) | 1984-08-25 |
Family
ID=14088832
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55093670A Expired JPS5935040B2 (ja) | 1980-07-08 | 1980-07-08 | 音声デ−タの処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5935040B2 (ja) |
-
1980
- 1980-07-08 JP JP55093670A patent/JPS5935040B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5717999A (en) | 1982-01-29 |
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