JPS5946693A - 音声分析合成方法およびその装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、音声分析合成系において、パラメータの変化
分を１フレーム内の補間回数で除算した後符号化し符号
化パラメータからもとの音声を合成する音声分析合成方
式および装置に関するものである。

従来例の構成とその問題点 音声分析合成方式とは、離散的音声信号に一定時間長の
窓関数、例えば３０　ｍ　Ｓ長の７・ミンク窓等を掛け
て切り出した有限個のデータから音声のスペクトル情報
を表現するパラメータ（音源）々ラメータ）と音源情報
を表現するバラメーク（音源パラメータ）とを分離して
抽出し、抽出したノ（ラメータを用いて元の音声を復元
するものである。

この時分析窓を一定時間長（たとえば５ｍ５）ずつ移動
させながら、スペクトルパラメータおよび音源パラメー
タを抽出する。

このようにして抽出したパラメータを一旦符号化して伝
送、または記憶しておき受信側または記憶装置から読み
出した後に復号化し、復号化したパラメータ金用いて元
の音声を合成する０音声のスペクトル情報を表わすパラ
メータとしては、８〜１０個の線形予測係数、偏自己相
関係数（ＰＡＲＣＯＲ係数）、あるいは線スペクトル対
（ＬＳＰ係数）などがある。線形予測係数では、符号化
する際にパラメータ当り１０ヒツト前後の情報量が必要
となるが、ＰＡＲＣＯＲ係数では次数に応じて１Ｑ〜４
ビットの情報量で良く、従って線形予測係数を使うより
も少ない情報量で元の音声がり元できる利点がある。さ
らにＰＡＲＣＯＲ係数は、これを差分符号化することに
より８〜２ビツトの情報Ｉけとなることが日本音響学会
昭和５６年度春季研究発表会講演論文集の論文「ＰＡＲ
ｃＯＲ係数の差分符号化Ｊ（３−４−１１）に示されて
いる。

この様に、差分符号化したＰＡＲＣＯＲ係数を用いるこ
とにより、線形予測係数と比へると、約６ｏｑ／）、又
差分符号化しない場合と比べても約２０係少ない情報量
で元の音声が復元できる。

ところが従来の方式では符号化したパラメータを復号し
てから補間演算を実施していたためパラメータの差分符
号化をを行っても情報量が少くなるだけで演算回数が減
少することは無かった。父、補間演算は、（１）式に示
す様に、パラメータの次フレームのパラメータ先頭値Ｐ
Ｎ」−１と合成フレームのバラメーク先頭値ＰＮの差分
ＰＮ−１−１”Ｎを補間回数Ｉｎで除算し、この筒に合
成フレームの合成ポイント番号ｎを掛算し、このイＪ１
を合成フレ−ノ・のパラメータ先頭値ＰＮに加えるとい
う複雑な演算の為、今寸では専用のＬ　Ｓ　Ｉ　ｆ、Ｈ
用いるなどしており合成装置の小形化を困難にすると共
に低価格化をはばむ原因となっていた。

ＰＮｎ：第Ｎフレームの第ｎ合成ポイント補間値 ＰＮ：第Ｎフレームのパラメータ先頭値ＰＮ」−１：第
Ｎ＋１フレームパラメータ先頭値Ｉｎ：補間回数 ｎ　　：第Ｎフレーム合成ポイント番号第１図は従来方
式を用いた音声の分析合成系のブロック図であシ、１は
音声信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器、２は
スペクトル情報抽出部、３は音源情報抽出部、４は符号
化器、５は符号化器４の出力（・・”Ｎ　Ｉ　ＰＮ−１
−１・・・）（符号化パラメータ）を貯えるメモリ又は
符号化パラメータを伝送する伝送系、６は復号器、７は
補間器、８は周期性音源発生器、９は雑音性音源発生器
、１゜は音源切換器、１１は振幅制御器、１２は合成フ
ィルタ、１３はＤ／Ａ変換器である。

第２図は、従来方式を用いた補間演栃の説明図であり、
前記（１）式により演算し、実線で示すパラメータを破
線で示すように補間するものであり、例えば第Ｎフレー
ムの第３合成ポイント補間値発明の目的 本発明は少ない情報量で高品質の音声を合成する音声分
析合成方法およびその装置を提供するものである。

発明の構成 本発明はパラメータの差分符号化値を用いて音声を復元
する音声分析合成方法において、合成時のパラメータ復
号と補間を同時に行える符−弓化力法およびその装置に
ある。

このため合成装置の回路が簡略化され、装置の小形化、
低価格が容易に行える効果を持つ。

実施例の説明 以下本発明の実施例についで説明する０本発明を用いた
場合の補間演算式を（２）に示す。

”Ｎｎ　−ＰＮ（ｎ−１）＋ΔΔＰＮ　　　・・・・・
・・・・・・・・・・・・・（２）ＰＮｎ：第Ｎフレー
ムの第ｎ合成ポイント補間値 ＰＮ（ｎ−１）：第Ｎフレームの合成ポイント番号（ｎ
−１）のパラメータ値 ΔΔＰＮ：第Ｎフレームの復号値 第３図は本発明を用いた補間演算の説明図である。

本発明における補間演算式と従来方法の演算式の対応は
次の様になる。

−”Ｎ（ｎ−１）十ΔΔＰＮ　　　　　・・・・・・・
・・・・・・・・（２）この様に符号化したパラメータ
を用いれば予め補間回数で除算したパラメータであるた
め、復号値を加算するだけで補間値を求めることができ
るものである。

第４図は本発明を用いたパラメータ番号化処理装置の構
成を示すもので同図に於て１４は減算器、１６は割算器
、１６は割算器１６の浮動小数点出力値を同定小数点値
とする整数化器、１７ｄ：電子化器、１８は整数化器１
６と電子化器１７の出力を切替える切替ゲＸト、１９は
符号化器、２０ｔ（Ｊ、４元イ（，２１は復号器２０の
出力と補間回数を川ける掛算器、２２は掛算器２１と加
算器２４の出力を加算する加算器、２３は加算器２４の
出力がセットされる遅延メモリ、２４は遅延メモリ２３
の出力と掛算器２７の出力を加算する加算器、２６は比
較器、２６は切替ゲート１８の出力がセットされる遅延
メモリ、２７は遅延メモリ２６の出力と補間回数を掛け
る掛算器、２８は整数化器１６と符号化器１９の出力を
切替える切替ゲートである０ 第（Ｎ＋１　）フレームの浮動小数点形式のパラメータ
位負Ｎ、−１（Ｎ＋１はフレーム番号）と第Ｎフレーム
の固定小数点形式のパラメータ復元値ＭＮ（Ｎはフレー
ム番号、量子化誤差を含めた値）との追補間回数Ｉｎ　
ｆ掛算器２１　ＶＣより掛算し、その積Δ狼とＭＮを加
算器２２により加算すＺ）。この結果得られる第（Ｎ＋
１）フレームのノぐラメータ復元値ＭＮ−１−１と浮動
小数点形式の・々ラメータ値”Ｎ−１−１と全比較器２
５ｖＣより比較し復元値と浮動小数点形式のパラメータ
値の差が一定値以下の時は切替ゲート１８及び２８を制
御して、遅延メモリ２θΔ線 に量子化器１７の出力−を入力すると共に符号ｎ 号化器１９の出力’ＮＣｋ第Ｎフレームのノくラメーリ
に２３に既にセットされていた’Ｎ−１を加算器２４で
加算することにより得る。

直前に制御符号を付加する。例えばＭＮＣに５ピントを
割り当てた場合、制御符号は１００００としい。）この
符号に続く、指定ビット長（例えば１にの様にしてパラ
メータをね号化しプこ後、この符号化パラメータを一旦
メモリに記憶し、又ｉＪ、伝送系を介して復号器に入力
する。

このため復号したパラメータを加算するだけで補間値を
得ることができる。

上記の手段で得られた符号ＭＮｃからもとの値を復元す
る手順を以下に説明する０ 第５図は本発明による音声合成装置のブロック線図であ
る。第６図に於て２９は音声信けを分析して抽出した音
源パラメータおよびスペクトルノクラメータを記憶して
おく記憶部である。

これらのパラメータは第４図を用いて説明した手段で符
号化して記憶させておく０３ｏは記憶部からパラメータ
を読出し歪狼の時は直接補間周期制御ｎ 御器３２に、ＭＮｃの時はデコーダ３１でデコードした
後補間周期制御器３２に出力する切替デート、３１ｉｄ
符号化パラメータをデコードするデコーダ、３２は、切
替ゲート３０の出力を補間周期に同期して加算器に出す
る補間周期制御器である。３３は補間周期制御器からの
出力とアキュムレータの出力全加算する加算器、３４は
加算器の出力がセットされるアキュムレータである。ア
キュレータにセットされた値は切替ゲート３５に入力さ
れる。

３５は振幅制御パラメータ、スペクトルパラメータを乗
算器３９及び合成フィルタ４０に入力する切替ゲートで
ある。３６Ｊ：無声音を合成するための白色雑音源３７
は有声音全合成するだめの周期性の音のである。有声音
源の周期はピッチ周期パラメータで制＠ｊするようにし
ている。３８は音源切替ゲートでピンチ周期パラメータ
が０の時は音源３６の出力を又Ｑでない時は音源３７の
出力を乗算器３９に入力する。乗算器３９は振幅制御パ
ラメータによって音源の振幅を制御するだめのものであ
る。４０は合成フィルタで、復元され／ζスペクトルパ
ラメータで制御されるものである０４１は合成音声をア
ナログ量に変換するＤ／Ａ　　変換器である。

発明の効果 以」二のように、本発明ではパラメータの差分値を補間
回路で除算した値を量子化する様にし復元精度の悪い個
所のみ整数化値を併用するようにしているため、復号パ
ラメータを補間周期毎に加算するだけで、パラメータの
補間値が得られる。従って簡単な演算と少ない情報量で
高品質の音声が合成できる効果があり、経済的な音声合
成装置の実現ｆ：０］′能にするものである０

【図面の簡単な説明】

第１図は音声分析合成系のブロック図、第２図は従来の
音声分析合成方法の補間方法の説明図、第３図は本発明
の一実施例における音声分析合成方法の補間方法を示す
図、第４図は同実施例における音声分析装置のブロック
図、第６図は同音声合成装置のブロック図である。 １・・・・・・Ａ／Ｄ変換器、２・・・・・・スペクト
ル情報抽出部、３・・・・・・音源情報抽出部、４・・
・・・・符号化器、５・・・・・・メモリー又は伝送系
、６・・・・・・復号器、７・・・・・・補間器、８・
・・・・・周期性音源発生器、９・・川・雑音性音源発
生器、１ｏ・・・・・・音源切換器、１１・・・・・・
振幅制御器、１２・・・・・・合成フィルター、１３・
・・・・・Ｄ／Ａ変換器、１４・・・・・・減算器、１
５・・・・・・割算器、１６・・・・・・整数化器、１
７・・・・・・量子化器、１８・・・・・・切替ゲート
、１９・・・・・・符号化器、２ｏ・・・・・・復号器
、２１・・・・・・掛算器、２２・・・・・・加算器、
２３・旧・・遅延メモリ、２４・・・・・・加算器、２
５・・・・・・比較器、２６・・・・・・遅延メモリ、
２７・・・・・・加算器、２８・・印・切替ゲート、２
９・・・・・・記憶部、３ｏ・・・・・・切替ゲート、
３１・・・・・・デコーダ、３２・・・・・・補間周期
制御器、３３・・・・・・加算器、３４・・・・・・ア
キュムレータ、３６・・・・・・切替ゲート、３６・・
・・・・白色雑音源、３７・・・・・・音源、３８・・
・・・・音源切替ゲート、３９・・・・・・乗算器、４
゜・・・・・・合成フィルター、４１・・・・・・Ｄ／
Ａ変換器。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　はが１名フレ
ーム番号 フし−Ａ番号

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　音声を分析して抽出したスペクトルパラメー
   タ、振幅制御パラメータ、ピッチ周期パラメータの少く
   とも１つのパラメータの隣り合う２フレ一ム間の差分値
   を１フレーム内の補間回数で除算した後符号化し、符号
   化されたパラメータを用いて音声を復元することを特徴
   とする庁声分析合成方法０
2. （２）音声を分析して抽出したスペクトルパラメータの
   隣す合う２フレ一ム間の差分値を１フレーム内の補間回
   数で除算した後符号化を行い復元精度がパラメータ次数
   ごとに定めた値に満たない時は、符号化値の代りに差分
   値′ｆ：１フレームの補間口数で除算した値を部数化し
   た値を用いることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の音声分析方法。
3. （３）音声を分析して抽出したパラメータの隣り合う２
   フレ一ム間の差分値全１フレーム内の補間回数で除算し
   た後符号化して得られるパラメータ値を記憶するメモリ
   と、前記パラメータ値を読み出し、符号化されたパラメ
   ータの時は復号器で復号してから、またはそうでない時
   −二直接補間周期制御器ニ入力する切替ゲートと、切替
   ゲートからの入力を直接補間周期制御器に入力する切替
   ゲートと、切替ゲートからの入力を補間周期して加算器
   に出力する補間周期制御器と、補間周期に同期して補間
   周期制御器の出力とアキュムレータの内容を加算する加
   算器を有することを特徴とする音声分析合成装置。