JPS60260100A - 音声合成器 - 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】 〔技術分野〕 本発明は音声合成器に関し、特に音声合成フィルタをイ
ンパルス列もしくは白色雑音で駆與１する音声合成器に
関する。

〔従来技術〕

入力音声信号を分析して得られるその巨視的構造を示す
スペクトル包絡情報ならびに微細構造を示す音源情報を
受けこれら分析情報にもとづいて入力音声信号を再生す
る音声合成器は近時よく知られりつめる。

このような音声合成器に−いては、分析情報として伝送
されるスペクトル包絡情報、通常は入力音声信号をＬＰ
Ｃ（Ｌｉｎｅａｒ　Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ　Ｃｏｅ−ｆ
ｆｉｃｉｅｎｔ　ｇ形予測係数）分析してめられるにパ
ラメータ（Ｏｉｉｉ自己相関関数）の如き線形予測係数
をフィルタ係数とし、これを音源情報で駆動する全極型
のデジタルフィルタが音声合成フィルタとして備えられ
ている。

このような音声合成フィルタを駆動する際に音源情報と
して利用されるインパルス列または白色雑音は、音源情
報のもつ波形情報は切捨てて音源のピッチ周期と有声／
無声／無晋情報庵らびに音声重力等で音源情報をモデル
化したものであり、有声音源はそのピッチ周期のインパ
ルス列で、また無音、無声は白色雑音によるモデル化表
現が行なわれている。

しかしながら従来のこの神の波形非伝送の分析情報を利
用する音声合成器にあっては、マルチパルスボコーダ、
残差励愚型ボコーダ等波形伝送型の音声合成器に比して
奉賀的に位相情報に欠け、またピッチ周期情報にもあい
まい性が入り込み易いうえ特にパルス励振点にエネルギ
ーの過度の集中が起り自然性に乏しい機械音的な合成音
質となるという欠点がめる。

上述したパルス励振点とは分析４Ｎ＋１から合成側に伝
送されるピッチ周期情報に対応して発生するピッチパル
ス付随であり音声合成フィルタはこのピッチパルス位置
を励根点として駆動されるものである。

〔発明の目的〕

本発明の目的はト述した欠点を除去し、音声合成フィル
タをインバルスタリまたは白色雑音でモデル化した音源
で非動する音声合成器において、電カスベクトルは変え
ることなく合成波形に対し予め設定した周波数特性の遅
延量を付眸することによってそのエネルギー全時間的に
分散せしめるという手段を備えて合成音の自然性を著し
く改善しうる音声合成器を提供することにある。

〔発明の構成〕

本発明の装置は、音声合成フィルタをインパルスダ１」
もしくは白色雑音でモデル化した音源で駆動することに
よって入力音声信号を合成する音声合成器において、音
声合成フィルタの出力波形に対し予め設定した遅砿周波
数特性による遅牡量を付加して遅廷歪を辱える遅廷歪付
加手段を備えて構成される。

〔実施例〕

次に図面を参照して本発明の詳細な説明する。

′＠１図は本発明の音声合成器の一実施例を示すブロッ
ク図である。第１図に示す音声合成器は、デマルチブレ
フサ１．ピツチパルフ発生器２．雑音発生器３．切替器
４．’ｉｊＴ変増幅器５．音声合成フィルタ６、遅延器
７．Ｄ／Ａコンバータ８．ＬＰＦ”（Ｌｏｗ　Ｐａ５ｓ
　Ｆ’１ｌｔｅｒ　）　９等を備えて構成される。

デマルテプレク？１は伝送路１０１を介して合成すべき
音声信号の分析情報を入力する。この分析情報はＬＰ’
Ｃ分析器、ピッチ抽出器、有声／無声／無音判別器、車
力計測器等を備えて構成される首声分析器によるスペク
トル包絡情報ならびに音源情報の多重化信号、もしくは
かかる包絡情報ならびに音源情報を予めストアし多重化
信号として出力するメモリ［用路等からの多重化信号で
あり、スペクトル包絡情報としてのＬＰＧ係数データ、
音源情報としての有声／無声／無音データおよびピッチ
周期データならびに短時間音声電力データが含まれる。

これらのスペクトル包絡情報と音源情報とは通常へのよ
うにして形成されている。

すなわち、人力音声信号は分析ごとに所定のビット数の
デジタル量に変換され量子化音声信号としてＬＰＧ分析
器に供給され、これにより分析フレームごとにオートコ
リレーション（Ａｕｔｏ　Ｃｏ−ｒｒｅｌａｔｉｏｎ　
）法号の公知の手法によるＬＰＣ分析を受けて所定の次
数のＬＰＧ係数が抽出されマルチプレクサ等の多重化回
路に供給される。

入力音声信号の微細構造としての音源情報はピッチ、有
％５／無声／無音ならびに音声電力に関する情報によっ
て次のようにモデル化された音源情報として分析出力さ
れる。

すなわち、ピッチ抽出器は分析フレームごとに量子化音
声信号の自己相関関数を利用して音源のピッチ情報を抽
出したうえこれをマルチプレクサに供給し、また有声／
無声／無音判別器は分析フレームごとに受ける量子化音
声信号の自己相関関数を利用し、入力が有声音であるか
、無声音でらるか、あるいはまた全く音声が存在しない
無音かのいずれかの状態かを判別しその結果の有声／無
声／無音判別データをマルチプレクサに供給する。

さらは電力計測器により分析フレームごとに入力する量
子化音声信号の遅れ時間零における自己相関関数をめて
短時間電力データとしてこれをマルチプレクサに供給す
る。

上述したピッチ抽出、有声／無声／無音判別ならびに電
力計測に関する技術はいずれも公知の技術としてボコー
ダ等の応用分野でよく知られてぃるものである。

音声分析器もしくはメモリ回路等は、こうして入力する
各テークをマルチプレクサ等で適１組合せて多重化し伝
送Ｒ号化を行ない伝送路１０１に送出し、これを＃声合
成器に供給する。

第１図に示す音声合成器は伝送路１０１を介して送出さ
れた多重化データの多本化分離と復号化とをデマルチプ
レクサ１によって実施し、復号化したＬＰＣ係数係数メ
ータ声合成フィルタ６に、ピッチ周期データはピッチパ
ルス発生器２に、有声／悪声／無負データは切侵器４に
、また短時間賃声電力データはり変増幅器５にそれぞれ
供給される。

音声合成フィルタ６は予め定めた次殻の全極型デジタル
フィルタとして構成され、ＬＰＧ係数はこのフィルタの
フィルタ係数として利用される。

有声／無声／無音データは切替器”４に供給され、この
テークが有声を指定するときはピッチパルス発生器２の
出力をＯＴ変増幅器４に、また無声／無音のときには雑
音発生器３の出力を可変増幅器５に供給するように切替
器４を切替えさせる。

ピッチ周期データを供給されたピッチパルス発生器２は
このピッチ周期に対応する周波数のピッチパルスを発生
しこれを切替器４に供給する。従って有声／無声／′無
酋デーダが伺声乏・指定するときにはこのピッチパルス
が可変増幅器５に供給される。

雑音発生器３は白色雑音を発生し、有声／無声／脹音デ
ータが無声か無音かを指定するときはこの白色雑音が可
変増幅器５に供給される。

以上のようにして入カーｇｈ伯号が有声のときにはピッ
チパルスにより、また入力音声信号が無声か無音の場合
には白色雑音で音源のモデル化を図る。

０］変利得増幅器５はこうして入力するピッチパルスも
しくは白色雑音に対し、別に入力する短時間稿声電力デ
ータの大きさに対応した重み付は増幅を実施したのちこ
れを音声合成フィルタ６に供給し、このフィルタの駆動
音源とする。

音声合成フィルタ６は仁うして入力するＬ　Ｐ　Ｇ係数
を七のフィルタ係数とし、駆動音源によって駆動され分
Ｕ１フＩ／・−ムごとに量子化合成波形を再伺二する。

しかしながらこうし７て再生きれた量子化合成波形１１
こはピッチパルスに対応して音声合成フィルタ６を駆動
せしめるパルス励根点にエネルギーの過度の集中が生起
し、自然性に乏し７い合成音声となることはｊ：ｌ’＋
１辺＼し、たとおりである。

本実施例ではθＪのようにして合成波形のエネルギーの
時間的分散を図り上述した欠点を基本的に除去している
。

古廷器７は周波数に対しＶ　して遅延量が非直線的に変
化する特性をもたせたトランスバーサル型フィルタを内
蔵し、このフィルタが所望の非直線遅延特性をもつよう
にフィルタ係ｌ′ｌを予め設定している。

第２図は第１１ン１の実施例において合成波形に付与す
べき遅延量用波数特性の一例を示す遅延量周波数特性図
である。

第２図の点線で示す特性ｌは、音声合成フィルタを上述
した実施例におけるごとく、波形情報をもたないモデル
化音源で駆動する場合に得られる合成波形の周波数スペ
クトルの一例を示すものであり、３００Ｈｚから３．４
ＫＨｚの伝送周波数帯域にわたって５００Ｈ２，１５０
０Ｈｚおよび２５００Ｈｚ近傍においてエネルギーの集
中が見られるフォルマントが存在している。この周波数
スペクトルは分析した入力音声信号の周波数スペクトル
とも対応するものであるが、実際の音声信号はこれらフ
ォルマント周波数間に時間差があり従ってこれら各７オ
ルマ／トにおけるエネルギーが同一時点で集中すること
はない。しかしながら、ＬＰＧ分析および合成を利用す
る通常の音声分析、合成にあってはこれら各フォルマン
トの時間的位置は相互に時間差のないものとして娯理さ
れ、このため音声合成フィルタの駆動においてパルス励
振点にエネルギーの過度の集中をもたらすこととなり前
述した欠点を招来する。

このような問題を避けるには合成波形における各７オル
マ／ト周波数の時間的位置相互間に時間的シフト量を付
与してエネルギーの集中を避ければよい。本実施例にお
いては第２図の曲線δで示すように周波数に対応して非
直線的に増加する遅延量を与える遅姑特性を有する遅姑
器７を備えてエネルギーの集中を分散せしめているが、
このような非直線的遅姑特性は７オルマントエネルギー
相互の時間的分散を図れるものであれは任意に設定して
も差支えなく、またトランスバーサル型のフィルタ等で
容易に実現しうろことも明らかである。

遅砥器７はこのようにして音成合成フィルタの出力に遅
延歪を与えたのちこれをＤ／Ａコンバータ８に供給する
。

Ｄ／Ａコ／バータ８はこうして入力した遅延歪付加テジ
タル合生音声をアナログ変換しこれをＬＰド９に送出す
る。

Ｌ　Ｐ　［！”　９は入力に所定の高域周波数遮断フィ
ルタリングを行ない合成音声として出力ライン１０２に
送出する。

なお、上述した遅廷器７は本実施例においてはトランス
パーナル型フィルタを利用しているがこれは、ｆ％ぼ同
等の機能を有するデジタルフィルタと交換しても一部に
差支えなく、また本実施例の如くトランスバーサル型の
デジタルフィルタを利用した場合でも、音声合成フィル
タ６の出力をいったん分析側の量子化す７１９７７周波
数の整数倍の周波数で再サンプル化ｊる、いわゆるアッ
プサンプリングを実施してこれを入力して遅延量を付加
したのち、ふたたびこれを逆にダウンサンプリングして
Ｄ／Ａコンバータ８に出力するという方法をとって遅廷
器７の構成をさらに容易にすることも可能である。

〔発明の効果〕

μ上説明した如く本発明によれば、音声合成フィルタを
インパルス列または白色雑音でモデル化した音源で非動
する音声合成器において、合５ｙ、波形に対し、予め設
定した遅延量周波数特性による遅６Ａ惜を付与してエネ
ルギーを時間的に分散せしめるという手段を備えること
によって自然性を著しく改善した音声合成器が実現でき
るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

＄１図は本発明による音声合成器の一実施例をボすブロ
ック図、弔２図は第１図の実施例において合成波形に付
与すべきｈｇ量局周波数特性一例を示す遅延量周波数特
性図である。 １・・・・・・デマルチプレクサ％２・・・・・・ピッ
チパルス発生器、３・・・・・・雑音発生器、４・・・
・・・切替器、５・・・・・・可変増幅器、６・・・・
・・音声合成フィルタ、７・・・・・・迎妙器、８・・
・・・・Ｄ／Ａコンバータ、９・・・・・・ＬＰＦ。 代理人　弁理士　内　原　昔　、／”：’　、、］、’
Ｉ　化

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 音声合成フィルタをインパルス列もしくは白色鈴音でモ
   デル化した音源で駆動することによって入力音声信号を
   合成する音声合成器において、音、声合成フィルタの出
   力波形に対し予め設定した遅廷周波特性による遅廷量を
   付加して遅延歪を与える遅延歪付加手段を備えて入力音
   声信号を合成することを特徴とする音声合成器。