JPS6040633B2 - 無声破裂音源付きの音声合成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は無声破裂音合成用の音源を備えた無声破裂音源
付きの音声合成装置に関するるものである。

第１図は従釆のいわゆるＰＡＲＣＯＲ方式による音声分
析系Ａと音声分析系Ｂとの概略構成を示すものであり、
同図に示すように分析されるべき音声はマイクロホンー
から入力されてＡＤ変換器２によりデジタル信号に変換
された後、音声分析用デジタルフィル夕３に供給される
。

デジタルフィル夕３は第２図に示すように音声信号をサ
ンプリングして得た音声信号振幅の瞬時値Ｘｔ、Ｘｔ−
，、……、Ｘｔ−ｐの相互の部分自己相関係数（いわゆ
るＰＡＲＣＯＲ係数）Ｋ，、Ｋ２、・・・・・・、Ｋｐ
を抽出するものである。部分自己相関係数Ｋｐはサンプ
リング値ＸｔとＸｔ−ｐとの間の相関関係のみを示すも
のであり、その間に存在する他のサンプリング値Ｘｔ−
，、Ｘｔ−２、……、Ｘｔ−（ｐ−，）による相関関係
は全く含まないものであり、冗長度が低いために単なる
自己相関関係を抽出する場合に比べると、はるかに少な
いビット数で音声のスペクトル分布を符号化することが
できるものである。第３図ａはデジタルフィル夕３を通
過する前の原音波形を示しており、同図ｂはデジタルフ
ィル夕３を通過した後に得られる残差信号の波形を示し
ている。かかる残差信号は原音波形のうちスペクトル分
布に関する情報のみを抽出したものである。したがって
残差信号には音の大４・を表わす振幅パラメータと、音
の高低すなわち基本周期を表わすピッチパラメータのみ
が残っており、音の音色すなわちスペクトルパラメータ
はもはや残っていない。そこでこの残差信号を自己相関
器４に入力すると、どのような基本周波数が含まれてい
るかを検出することができ、また最大値検出回路５によ
って振幅の大きさを検出することができる。しかし残差
信号中に何らかの基本周波数が含まれている場合には、
その値をピッチパラメータとして基本周波数検出回路６
にラッチすると共に、残差信号の振幅を有声音振幅検出
回路７にラッチする。また残差信号中に基本周波数成分
が全く含まれていない場合には、残差信号中の雑音の振
幅が無声音振幅検出回路８にラッチされるものである。
一方音声合成系Ｂにおいては、基本周波数検出回路６に
ラッチされたピッチパラメータに対応する周波数のパル
ス列を有声音源たるパルス発生器９によって発生せしめ
て、これを有声音の振幅パラメータＶＡに応じて増幅器
１０‘こより増幅して切換回路１ １に供Ｖ給する。

１２は無声音源たる白雑音発生器であり、その出力は無
声音の振幅パラメータＵＡに応じて増幅器１３により増
幅されて切換回路１ １に供給される。

切換回路１ １の出力は音声合成用デジタルフィル夕１
４に入力されて、音声のスペクトル分布に関する情報を
付加される。さらにデジタルフィル夕１４の出力はＤＡ
変換器１５によりアナログ信号に変換されてスピーカ１
６により音声出力として再現されるものである。以上の
ように従来のいわゆるＰＡＲＣＯＲ型の音声合成装置に
おいては、声帯振動を伴う有毒音を再生するときには周
期的なパルス列を音源とし、また声道の乱気流によって
生じる無声音を再生するときにはスペクトル分布を持た
ない白雑音（ホワイトノイズ）を音源としていたもので
ある。

しかるに無声音のうち、ィンパルス的な波形変化を有す
る無声破裂音〔ｐ〕（パ、ピ、プ、べ、ボ）、〔ｔ〕（
夕、チ、ツ、テ、ト）、〔ｋ〕（力「キ、ク、ケ、コ）
を再生するときには、無声音源として通常の白雑音を使
用していたのでは再生音にインパルス的な変化がないた
めに破裂らしいめりはりがなくなるという問題があった
。第４図ａ，ｂはこの様子を示すものであり、同図ａは
無声破裂音〔ｋ〕の原音波形を示しており、同図ｂは同
上の再生波形を示している。同図ａ，ｂを対比観察すれ
ば明らかなように、再生された無声破裂音はィンパルス
的な変化に乏しく、全くめりはりのない音となってしま
う。また同図ａに示すように無声破裂音の原音は発声段
階の初期に振幅の大きいィンパルス状の波形が出るだけ
であり、発生段階の後期においては振幅はほとんどゼロ
となっているのに対して、再生音は同図ｂに示すように
ほとんど全期間に亘つて一様な振幅を示し、したがって
破裂音のようには聞こえず、著しく不明瞭な再生音しか
得られないという問題があった。本発明は従来例のこの
ような問題点に鑑みて為されたものであり、無声音のう
ちィンパルス的な波形変化を示す無声破裂音については
音源として、白雑音に代えてワンショツトのィンパルス
状波形を用いることにより、めりはりのある無声破裂音
を合成し得るようにした無声破裂音源付きの音声合成装
置を提供することを目的とするものである。

以下本発明の構成を図示実施例について説明する。

第５図は本発明の無声破裂音源付きの音声合成装置の全
体構成を示すブロック図である。音声の特徴パラメータ
はｌｏｗｓｅｃ乃至３０のｓｅｃのデータ更新間隔（１
フレーム）ごとに入力端子２０から切換回路２１を介し
てリングレジスタ２２に直列に入力されるものである。
リングレジスタ２２に読み込まれたデータは音声の特徴
パラメータを表わすものではあるが、特徴パラメータそ
のものではなく、実際の特徴パラメータを記憶している
再生用ＲＯＭ２３のアドレス信号である。しかもそのア
ドレス信号は再生用ＲＯＭ２３の中の相対アドレスを示
すにすぎない。したがって読み込んだデータから実際の
特徴パラメータを再生するためには、インデックスＲＯ
Ｍ２４に記憶された先頭アドレスをアドレスカウンタ２
５の働きによって引き出して、この先頭アドレスを再生
制御回路２６から送出されるシフトクロツクに従ってリ
ングレジスタ２２から取り出される相対アドレスに加算
して絶対アドレスを作成し、この絶対アドレスによって
再生用ＲＯＭ２３にアクセスし、再生用ＲＯＭ２３内に
記憶されている音声の特徴パラメータを取り出す必要が
ある。図中２７は上記絶対アドレス計算用の加算回路で
あり、２８，３０はパラレルシリアル変換装置、２９は
シリアルバラレル変換装置である。再生用ＲＯＭ２３か
ら出力された特徴パラメー外ま補間計算回路３１に入力
されて、フレームの更新時にデータを補間され、音声出
力が滑らかに変化するように考慮されている。３２は音
声の基本周期に関するピッチパラメータ（Ｐパラメータ
）をラツチしておくためのＰラツチであり、同じく３３
は振幅に関する振幅パラメータ（Ａパラメータ）および
スペクトル分布に関するパラメータ（Ｋパラメ−夕）を
一時的にラツチしておくためのＡＫラツチである。

ＡＫラッチ３３内のデー外ま音声合成用のデジタルフィ
ル夕１４に後続されたＡＫパラメータスタック３４に転
送し記憶される。３５はＰパラメータにより定まる周期
のパルス列を出力する有声音源であり、有声音源３５か
ら出力される１パルス分の波形は音源ＲＯＭ３６内に記
憶されており、ピッチカウソタ３７を順次インクリメン
トして行くと音源ＲＯＭ３６内のデータがアドレスの順
に再生されて１パルス分の波形を再生する。

ピッチカウンタ３７のデータ内容が所定の値よりも大き
くなると音源ＲＯＭ３６からはデータが出力されなくな
り、ピッチカウンタ３７の値がＰラッチ３２の値と一致
したときには一致回路３８の出力によりピッチカウンタ
３７がリセットされ、再びインクリメントされて行く。
したがって音波ＲＯＭ３６からはＰパラメータに応じた
周期でパルス列が再生されるものである。３９は白雑音
発生器により構成された無声費源であり、４０‘ま無声
破裂音を再生する際に用いられる無声破裂音源である。

無声破裂音源４０はワンショツトのィンパルス発生回路
により構成され、〔ｐ〕、〔ｔ〕、〔ｋ〕などの無声破
裂音を再生するときにのみ無声音源３９に代わって用い
られるものである。各音源３５，３９，４０は切換回路
４１を介して音声合成用デジタルフィル夕１４に接続さ
れている。デジタルフィルター４の出力はＡＤ変換器１
５によりアナログ信号に変換され、スピーカ１６により
音声出力として再生されるものである。４２は水晶発振
回路、４３はタイミング制御回路であり、回路内の各部
に同期信号を送って全体の動作の統制をとるものである
。

さらに４４はパラメータコード検出回路であり、コント
ロールＩＣ４５から送られてくるデータ信号の先頭に付
加された特殊なパラメータコードを検出して、例えば数
フレームに百つて同じ音声情報が出力されるような場合
には切換回路２１を作動せしめてリングレジスタ２２内
に記憶されている前フレームのデータを再度リングレジ
スタ２２内に取り入れて、コントロールＩＣ４５内のデ
ータ記憶用のメモリの記憶容量を節約したりするもので
ある。第６図ａ〜ｃは本発明による無声破裂音合成方式
を用いた具体的な実施例を示すものである。

まず、第６図ａにおいて、白雑音発生器５０‘ま１また
は０の出力をランダムに発生する乱数発生回路と、乱数
発生回路の出力に応じてプラスおよびマイナスの出力を
出す回路とから構成されている。５１はビットシフト回
路であり、無声破裂音を再生するときには音源制御回路
５２からの信号により、白雑音発生器５０から出力され
る先頭の信号をレジスタ上で左シフトすることにより、
振幅を２Ｎ倍（Ｎ＝１、２、３、……）にするものであ
る。

第７図ａはこの様子を示しており、白雑音信号の先頭部
のみがィンパルス状に振幅が大きくなっている。これに
よって再生される無声破裂音にめりはりがつくものであ
る。５３は有声音源を構成するパルス発生器であり、基
本周期に関するＰパラメー外こ応じた周期を有するパル
ス列を出力するものである。

第６図ｂの実施例にあっては、この有声音源となるパル
ス発生器５２を無声破裂音源として兼用しているもので
ある。すなわち青線ＲＯＭ３６などによって構成される
パルス発生器５３は本来はＰパラメータに応じた基本周
期を有するパルス列を発生するものであるが、このパル
ス発生器５３を１パルス出力する時間だけオン状態とす
るように音源制御回路５２で制御するようにすれば、第
７図ｂに示すようなィンパルス状の無声破裂音源を得る
ことができる。またパルス発生器５３が１パルスを出力
した後に切換回路４１を白雑音発生器５０の側に切り換
えるようにしても同様の効果を得ることができる。さら
に第６図ｃに示すように無声破裂音源となるィンパルス
発生器５４をパルス発生器５３や白雑音発生器５０とは
別個に設けて切換回路４１により適宜切り換えて使用で
きるようにしてもかまわない。本発明は以上のように構
成されており、有声音源たるパルス発生器と無声音源た
る白雑音発生器とを音源切換回路を介して音声合成フィ
ル夕に入力するようにした音声合成装置において、ィン
パルス状の単一パルスを発生するィンパルス発生器を音
源切換回路に接続し、無声破裂音の合成時にはィンパル
ス発生器の出力を音声合成フィル夕に切換え入力するよ
うにしたものであるから、〔ｐ〕、〔ｔ〕、〔ｋ〕のよ
うな無声破裂音を合成する際には他の無声音を合成する
場合のように白雑音による一様でなだらかな音源信号で
はなく、ィンパルス状の音源信号を使用することになる
ので、無声破裂音らしいめりはりのある再生音を得るこ
とができるという利点を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は一般的なＰＡＲＣＯＲ型音声合成装置のブロッ
ク図、第２図、第３図ａ，ｂ、第４図ａ，ｂは同上の動
作波形図、第５図は本発明の一実施例のブロック図、第
６図ａ〜ｃは同上のそれぞれ異なる実施例を示すブロッ
ク図、第７図ａ，ｂは同上の動作波形図である。 １４はデジタルフィル夕、３５は有声音源、３９は無声
音源、４０は無声破裂音源、４１は切換回路である。 第１図 第２図 第３図 第４図 第６図 図 山 雛 第６図 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 声帯振動を模擬するパルス発生器と、声道内の乱気
   流を模擬する白雑音発生器との出力を音源切換回路を介
   して音声合成フイルタに入力し、有声音合成時にはパル
   ス発生器から出力される基本周期成分を含んだパルス列
   出力を音声合成フイルタに入力し、無声音合成時には白
   雑音発生器から出力される基本周期成分を含まない白雑
   音出力を音声合成フイルタに切換え入力するようにして
   成る音声合成装置において、インパルス状の単一パルス
   を発生するインパルス発生器を音源切換回路に接続し、
   無声破裂音の合成時にはインパルス発生器の出力を音声
   合成フイルタに切換え出力するようにして成ることを特
   徴とする無声破裂音源付きの音声合成装置。