JPS6036599B2 - 音声合成装置 - Google Patents

音声合成装置

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JPS6036599B2
JPS6036599B2 JP54005258A JP525879A JPS6036599B2 JP S6036599 B2 JPS6036599 B2 JP S6036599B2 JP 54005258 A JP54005258 A JP 54005258A JP 525879 A JP525879 A JP 525879A JP S6036599 B2 JPS6036599 B2 JP S6036599B2
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JP
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clock
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circuit
frequency
calculation
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JP54005258A
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賢 西村
洋治 杉浦
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Sanyo Electric Co Ltd
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Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は音声合成装置に関する。
更に詳説すると、本発明は音声信号を記録した速度とは
異なる速度で再生し、再生された信号の周波数成分を記
録された正常な音声の周波数成分に近似するように復元
し、かつ再生時間を記録に要した時間と異ならせるよう
にした音声の時間軸変手奥機能付の音声記録再生装置に
関する。
かかる時間軸変換を実現する方法としては、例えば音声
信号をスペクトル分解し、フーリエ領域内で周波数変換
した後に逆合成するなどの方法があり、良好な再生音声
が得られているが、装置規模が大きく実用的な範囲を越
える。この場合の実用性とは、形状重量が容易に可機し
得る程度に小型軽量で、再生音声いずれの再生速度に於
ても充分な明瞭度と適度の音質を有し、かつ適当な価格
で実現できることを意味する。電子回路技術により比較
的容易に時間変換を行なう方法としては第1図のような
方法がある。
即ち第1図aは録音信号、同図bは高速再生信号、同図
cは時間変換後の信号である。例えば時間鞠伸長の場合
には第1図bのように音声の一部sを20〜30ミリ秒
の周期で切り捨てて残りの部分の時間軸を伸長する方法
〔同図c〕があり、具体的には第2図のようなアナログ
シフトレジスタを並列配置して交互に書き込み読み出す
回路構成がある。第2図に於て、1は音声入力端子、2
は出力端子、3及び4はいずれもNビットの例えばBB
Dなどのアナログシフトレジスタ、5は低域通過フィル
夕(LPF)である。6及び7はアナログスイッチであ
り、アナログシフトレジスタ3或いは4の出力を交互に
切り替えるべく、読み出し・クロック回路8を2N分周
する分周回路9のQ及びQ出力によって図示の如く開閉
制御される。
アナログシフトレジスタ3及び4はクロック回路10及
び分周回路9のQ,Q出力のANDゲート11及び12
によりORゲート及び14を介して交互に書き込みクロ
ック制御され、又読み出しクロック回路8及び分周回路
9のQ,Q出力のANDゲ−ト15及び16により同じ
くORゲート13及び14を介して交互に読み出しクロ
ック制御される。即ち、例えば入力端子1に与えられた
時間鞠が1/m倍(m>1)に圧縮された音声信号は分
周回路9のQ出力が1のときアナログシフトレジスタ4
に書込まれる。該シフトレジスタのビット数はNであり
、分周回路9のQ出力が反転して○となるまで、入力信
号端子1の入力音声信号をN個のサンプリング列として
順次記憶する。分周回路9が反転すると、Q出力が1と
なることによりアナログスイッチ7が開き、アナログシ
フトレジスタ4は読み出しクロツク回路8によりクロツ
クされて、その内容が順次読み出される。この間、図の
構成から明らかなように、アナログシフトレジスタ3は
書き込みクロック回路10‘こよりサンプリンクロック
されており、これらの動作は前述のレジスタ4とは逆相
になっている。ここで書き込みクロック回路10のクロ
ック周波数を(fw)、読み出しクロック回路8のクロ
ツク周波数をfRとしたとき学
・・・・・・{11もとなるように各クロック周波数
を決めれば、時間軸はm倍に伸長され、音声入力信号端
子1に入力信号した圧縮音声は出力端子2に時間軸が復
元されてあらわれる。
上述の如き従来装置に於ては、アナログシフトレジスタ
3及び4を交互に出力する音声セグメントの接続タイミ
ングは、読み出しクロツク8を州分周する分周回路9の
出力によりN/fR秒毎に自動的に決められるため、音
声セグメントの接続部には不連続な波形変化とピッチ周
波数の変動とが発生する。
波形の不連続性は高調波ノイズの原因となり、合成音の
S/Nを低下させ、明瞭度あるいは了解度を低下させ、
又声帯振動の基本周波数であるピッチ周波数の変動が合
成音声の自然性を劣化させることは良く知られている。
本発明は音声セグメントの波形パターンを認識して自然
な形で各音声セグメントを結合することにより高品質の
合成音を得ることを、比較的単純な回路構成により可能
とするものである。
即ち短時間間隔で切断された音声セグメントは、相隣る
音声セグメントの少くとも結合部については波形が類似
しているはずであり、従って各音声セグメントの時間軸
をそれぞれ若干修正することに依り接続部をなめらかに
結合して行くものであって、更に詳しくは、波形の類似
度を基本周波数の形で把握し、これにもとづき時間軸に
適当な時間的修正を施こすことを特徴とするものである
。次に本発明を第3図にもとづいて説明する。
図に於て端子101及び102は夫々入出力端子、10
3及び104はアナログシフトレジスタ、105及び1
06はアナログスイッチ、107はLPF、108及び
1 10はそれぞれ周波数fRのが分周回路であり、こ
れらの基本的構成は第2図の従来例と同じである。実際
回路に於いては、入力端子101のあとに、アリアジン
グ防止フィル夕、磁気テープから再生された音声信号の
場合再生速度に応動する可変ィコラィザなどが挿入され
るが、第3図では省略している。入力音声信号は図示の
如く前記アナログシフトレジスタ103及び104と並
列接続されたコンパレータ回路111により、適当なし
ベルで比較されて、0又は1の2値信号に変換され、A
NDおよびORゲート112,113或いは114,1
15を経てそれぞれ(M十R)ビット、MビットのSI
S○シフトレジスタ116又は117にサンプリング入
力するが、これらのタイミングは第4図タイムチャ−ト
に示す。即ち、まずシフトレジスタ116はマスタクロ
ック発振器118に縦続する分周回路119(周波数わ
)を分周して論出しクロツクfRを合成する前記クロッ
ク回路108を州分:周する前記分周回路109のQ又
はQの反転と共に開くゲート112を経て、同じくクロ
ックfoを可変分周する書込みクロック回路110のク
ロツクfwにより、ANDおよびORゲート1 20,
1 21を経てクロックされ、(M+R)個のデータを
順次サンプリング入力する。サンプリング入力が完了す
ると、ANDゲート120が閉じ、ANDゲ−ト122
が開いて前記bを適当段分周する回路123のクロック
(周波数L)によりクロックアウトが開始するが、並列
的に設けられた前記Mビットのシフトレジスタ1 17
に、後述する別途タイミングに記憶されたM個のサンプ
リングデータもAND、ORゲート124,125を介
して、同じくクロックもでクロックされて、順次M個の
記憶データが出力される。これら2つのシフトレジスタ
の各M個の出力の排他的論理和がEXC.OR126に
より論理され、クロツクf,のMクロツクの期間“1”
を、続くR+1個の期間“0”を出力するカウンター1
27により制御されるANDゲート128を経て、同じ
くクロツクf,によりクロツクされるカウンタ129に
計数される。シフトレジスター16及び117のMビッ
トの排他論理和の計数が完了すると、アドレスカウンタ
130が前記クロツクf,のMカウンタ127の出力を
“1”カウントし、引き続き比較回路131が前記カウ
ンタ129の計数値とバッファメモリ132の内容を比
較し、カゥンタ129の計数値が該メモリ記憶値より小
さい時のみゲート133及び134を開いて、カウンタ
129の内容をバッファメモリ132に転送し、また前
記アドレスカウンター30の内容をアドレスメモリ13
5に転送する。前記メモリ132は初期状態に於て全ビ
ットが1にセットされるようになっており、従って第1
回目の比較動作では必ずカウンタ129の内容はメモリ
132に転送される。このような比較回路としては、カ
ウンタ129のパラレルアウトの様数計算、該補数とメ
モリ132内容との加算回路と若干の論理回路により構
成され、前記クロックflに比較して充分早いクロツク
fo‘こより動作する。これらタイミングの詳細チャー
トは第4図に示した通りであり。比較、転送は前記カウ
ンタ127が引き続きクロツクf,を(R+1)カウン
トする間に完了する。該カウントが(R十1)カウント
後再びシフトレジスタ116と117の排他的論理和が
計算されるが、シフトレジスタ116及び117は図示
の如く、ゲート136,113或いは137,115を
介して入出力が結合されているので、M/(R+1)カ
ウンター27によりANDゲート1 24を介してMク
ロツクされるシフトレジスター17の内容が常に前の状
態に復帰しているのに対し、(M十R)シフトレジスタ
ー16は(M+R+1)クロツクされるので、毎回1ビ
ットずつがずれることになる。即ち、シフトレジスタ1
16と117のMビットの排他的論理和が順次1ビット
ずつシフトしながら計数され、その最4・値と、そのシ
フト童がバッファメモリ132及びアドレスメモリ13
5に記憶され、R回のシフトによるR+1回の同計算が
完了し、前記アドレスカウン夕130が(R+2)をカ
ウントした時、該カウンタはゲート114及び138を
開いて、シフトレジスタ117をクロツクfwでクロツ
クしながら、前記コンパレータ111の出力をサンプリ
ングする。同時にアドレスメモリ135の内容が、あら
かじめM十Nを被加数として記憶している加算回路13
9に加えられ、アドレスメモリ135の記憶値をKとし
たとき、M+N+Kを出力し、前記クロックfwを計数
する計数回路140の出力C4して、4 でANDゲー
ト142又は143を制御してアナログシフトレジスタ
103又は104の書込みを停止すると同時に、前記A
NDゲート1 1 4及び138を閉じてMビットシフ
トレジスタ117へのサンプリング入力を停止させる。
従って第4図のタイムチャートの場合、第i十1区間の
前頭からM+K+1ビットからN個のサンプルがアナロ
グシフトレジスタ104に記憶されると同時に、該N個
のサンプルの後端M個のサンプルの前記コンパレータ1
11の出力がシフトレジスタ117に記憶される。さて
、上記の如き本発明の構成によれば、第i区間の先行音
声セグメントの後端Mサンプル列に相当する部分の波形
位相は、第i+1区間でサンプリングされる音声セグメ
ントの先頭からK個ずれた部分から重ね合わせるのが最
も位相誤差が少ないということになり、従ってアナログ
シフトレジスタ104が書き込みクロツクfwのK+M
+Nクロックで停止することにより、K十M+1番目か
らNビットが記憶され、次のi+2区間で、引き続き自
然な形で出力する。
第3図で示した本発明の回路構成はマイクロコンピュー
タを用いることにより更に簡単な回路構成で実現できる
第5図にこの具体的な実施例を図示する。第5図に於て
番号はそれぞれ第2図に対応して入力端子(ln)20
1、出力端子(Out)202、アナログシフトレジス
夕203,204、アナログスイッチ205,206、
LPF207、発振周波数fRの謙出クロック回路20
8、該クロックのが分周回路209、発振周波数fwの
書込みクロック回路21 0、ANDゲート2 1 1
,21 2,2 1 5,2 1 6、ORゲート2
1 3,2 14であり、構成用途については第2図あ
るいは第3図で説明済であるので省略する。
217は第3図111に相当する入力信号波形を2値化
するコンパレータ、218は音声セグメントの先端部と
後端部の位相情報をサンプリング記憶し、位相差を演算
し、その演算結果にもとづき前記クロック制御ゲート2
11,212を制御する演算処理装置CPU、219は
該CPUの記憶装置で、データ記憶用のRAM、220
はプログラム或いはテーブル記憶用のROM、221は
書込みクロツクfwをカウントし、計数値を前記CPU
21 8に出力するカウンタである。
第5図の構成によればCPU218はQの反転と同時に
M+R個の音声サンプルをコンパレータ217より取り
込み、既にRAM219に記憶されているM個の音声サ
ンプルにつき、サンプル値との差の積分演算を順次シフ
トさせながらR+1回行ない、積分値が極4・となるシ
フト量Kを決し、カウンタ221のカウント出力PがM
+N+Kのときアナログシフトレジスター203又は2
04を樟止すべくANDゲート211又は212を制御
すると共に、クロツクfwのN十K十1個からのM個の
サンプルを次の同様演算の為、RAM219に入力せし
めるものである。
このように本発明の装置は先行及び後続音声セグメント
の接続部近傍の波形位相を演算し、位相誤差が最も少な
く重なり合うよう各時間軸の修正を行なうものであり、
従って従釆装置の如き接続部の波形の不連続やピッチ周
波数の変動の無い自然な合成音を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の音声合成装置の基本原理を説明するため
の図面、第2図は従来の音声合成装置を示すブロック・
ダイヤグラム、第3図は本発明の音声合成装置を示すブ
ロック・ダイヤグラム、第4図は本発明の装置を説明す
るための図面であり、同図イはタイミングチャート、同
図口は部分拡大図、第5図は本発明の他の実施例を示す
ための図面である。 101,201・・・入力端子、102,202・・・
出力端子、103,104,203,204・・・記憶
手段、105,106,206,207・・・アナログ
スイツ、1 07,207・・・LPF、1 08,1
10,208,210・・・クロック発生手段、111
,217・・・2億信号変換手段、116,117・・
・位相情報記憶手段、126,129,130,131
…排他的論理和演出手段、132,135・・・演算結
果記憶手段、139,141・・・制御信号発生手段、
142,143,211,212・・・クロック制御手
段。 第1図 第2図 第4図 図 M 船 第5図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 アナログ音声波形より抽出された音声素片波形を用
    いて編集合成する音声合成装置であつて、入力信号をサ
    ンプリングして記憶する記憶手段、該記憶手段を入出力
    クロツクする為のクロツク発生手段、前記記憶手段に与
    えられる該クロツクを制御するクロツク制御手段、入力
    信号の位相情報を2値信号に変換する2値信号変換手段
    、該入力信号の位相にもとづく2値信号を前記音声素片
    の比較的先端部と後端部について記憶する位相情報記憶
    手段、該先端後と後端部の位相情報により排他的論理和
    を演算する排他的論理和演算手段、該演算結果及び演算
    順位を記憶する演算結果記憶手段、該演算結果にもとづ
    き前記クロツク制御手段を制御する制御信号発生手段を
    備えることを特徴とする音声合成装置。 2 位相情報記憶手段、排他的論理和演算手段、演算結
    果記憶手段、制御信号発生手段がRAMを含むマイクロ
    コンピユータにより構成された特許請求の範囲第1項記
    載の音声合成装置。
JP54005258A 1979-01-19 1979-01-19 音声合成装置 Expired JPS6036599B2 (ja)

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JPS5597000A JPS5597000A (en) 1980-07-23
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS602680B2 (ja) * 1981-06-18 1985-01-23 三洋電機株式会社 音声合成装置

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