JPS6064400A - 音声合成装置 - 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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は音素片編集形の音声合成装置に関するものであ
る。

（ロ）従来技術 音声信号の周波数を実時間で低くするには、入力音声波
形の一部を一定周期で捨て去り、残りの部分の音声信号
波形の時間軸を伸長すれば良い。

また周波数を高くするには逆に入力音声波形の一部を繰
り返し用いて時間軸を圧縮するのが普通である。このよ
うに音声信号の周波数を実時間で変える場合、一定周期
で音声波形に接続部が生じ、これが再生音のＳ／ｎ　比
を劣化させていた。

（ハ）　目　的 本発明は音声波形の接続部に急激な波形の不連続の生じ
ない音声合成装置を提供する事を目的とする。

に）構　成 本発明は音声信号等のアナログ入力信号をＡＤ変換して
ディジタル値に変換した音素片サンプルを第１クロツク
に従ってディジタル記憶手段に記憶し、且つ第２クロツ
クに従ってディジタル記憶手段から読み出し、これをＤ
Ａ変換して第１クロツクと第２クロツクの周波数比率に
より入力音声信号の周波数変換を実時間で行う所の音素
片編集形の音声合成装置であって、第２クロツクを分周
、　する第２クロック分周回路と、飛び越し数積算手段
とを含む読み出し番地を指定する第２番地指定手段を有
し、この第２番地指定手段は所定数の上位ビットは前記
第２クロック分周回路の各対する上位ビットと、前記飛
び越し数積算手段の出力との加算値により指定され、下
位ビットは前記第２クロック分周回路の各対応するビッ
トの出力で指定される。また、この第２番地指定手段は
前記第２クロツクの１周期で前記読み出し番地と飛び越
し番地を指定できるよう構成する。

読み出し番地は前述の如く前記第２クロック分周回路の
出力と、前記飛び越し数積算手段の出力を加算した値で
指定され、飛び越し番地は読み出し番地に飛び越し数が
加算されて指定される。尚、第２クロツクの１周期の前
半で読み出し番地が、後半で飛び越し番地が指定できる
実施例を後記する。

この音声合成装置は所定周期で加重平均処理を行ない、
該加重平均終了時に前記飛び越し数積算手段が飛び越し
数を積算するよう構成されている。

加重平均処理は、前記第２クロツクの周期毎に行なわれ
、前記ディジタル記憶手段の読み出し番地に記憶されて
いる第１サンプルと、飛び越し番地に記憶されている第
２サンプルとを初めは１ｇ１サンプルの比率が高く、サ
ンプル点と共に順次第２サンプルの比率が高くなるよう
加重平均される。

また、前記飛び越し数は前記第１クロプクと前記第２ク
ロツクの周波数比率により所定の値が選択される構成と
し、これによって加重平均処理の周期が制限される。

本発明はこのような構成により、音声波形の接続部に急
激な波形の不連続の生じない音声合成装置を提供するも
のである。

（ホ）実施例 本発明の実施例を以下図面と共に説明する。

第１図及び第２図は本発明の詳細な説明するための概念
図であり、第１クロツク（書込みのサーブリングクロツ
タ）　（ｆｌ）と第２クロツク（読み出しのサンプリン
グクロック）（ｆ、）の比率ｍをと定義すると、 （イ）ｍ−１のとき、音声信号の周波数変換は行われな
い。

（ロ）　ｍ〈１のとき、音声信号の周波数は下がる（即
ち、時間軸伸長）。

（ハ）ｍ）１のとき、音声信号の周波数は上がる（即ち
、時間軸圧１縮）。

ｍ）１の場合を第１図Ｃｍ中２で作図）に示し、第１図
及び第２図において、横軸ｆｔｌは共に時間軸であり、
縦軸＋ｈ＋は共にディジタル記憶手段の番地を表わす。

尚、ＲＡＭ等のディジタル記憶手段は有限の番地数しか
とり得ないが、図においてこの全番地数を（ｈｏ）から
（ｈ＋）、（ｈｌ）から（ｈ２）、（ｈ、）から（ｈｓ
）とし、これを積み重ねて等価的に番地数が順次増えて
ゆくように表している。（ａｌ）　ハＡＤ変換された音
声サンプルの記憶番地、（ｂ、）、（ｂｌ）、（ｂｌ）
、（ｂ４）は同読み出し番地を表す。

前述の如く、ディジタル記憶手段は有限の番地数しかと
り得ず、これを（ｈｏ）から（ｈｓ）　の間の番地数と
しており、（ａｌ）からこの全番地数を減じた直線を（
ａ２）で表す。ディジタル記憶手段に書込まれた音声サ
ンプルが読み出されるという観点から音声サンプルの記
憶番地（ａ、）の右側に読み出しの番地を作図している
。また、この読み出し番地もディジタル記憶手段の全番
地の中の何れかであり、従って、（ａｌ）と（ａりの間
に作図した。

ｍ）１の場合を＠１図に基づき説明する。

（ａｌで表わされる番地に記憶された音声サンプルを、
（ｂｓ）の同じ縦軸の時点で読み出す。（ｂｌ）と（ａ
ｌ）が交叉すると、読み出し番地が記憶番地（書込み番
地）を越えるため、読み出し番地はこの時点でディジタ
ル記憶手段の全番地数を減じた番地（即ち、この時点の
（ａりの番地）から再度読み出しを行うため、再生音声
波形に不連続が生じる。

そこで、記憶番地（ａｌ）と読み出し番地（ｂ、）との
番地差を測定し、この番地差が所定値（Ｐｌ）になった
時点（ｔｌ）から時点（−１１）１での加重平均処理を
行う。この加重平均処理は、（ｂｌ）の延長線上の破線
部の音声サンプル（＠１音声サンプルと称す）と、（１
＋）の時点の（１）＋）の番地数かが簡便である〕を減
じた数の番地（即ち、飛び越し番地と称す）の音声サン
プル（（ｔｌ）から（ｔ、）の期間の（ｂりの下方の破
線部の音声サンプルで、第２音声サンプルと称す〕とに
ついて行う。尚、この場合の（ｂｚ）と（ｂｌ）の番地
数の差を飛び越し数と称する。＄１及び第２音声サンプ
ルの値をそれぞれ、Ｓｌ（ｔ　）、及びＳ、（ｔ、）と
表すと、（ｔｌ）の時点では第１音声サンプルの比率が
高くの比率が実用的と思われる。但し、５ａｄｄ（ｔ）
は＄１及び第２音声サンプルの加重平均値である。

後述の（２）式参照〕、所定数のサンプルの期間この比
率で加重平均し、次に第１音声サンプルの比率を少し低
くし、この分集２音声サンプルの比率を高く所定のサン
プル期間だけ加重平均（例えば、そして、このようにサ
ンプル点と共に順次１ｇ２サンプルの比率を高くした加
重平均を行い、（ｔｌ）の時点で飛び越し番地を読み出
し番地におきかえる。従って、（１，）の時点までは（
１）１）の実線部の読み出し番地の音声サンプルが読み
出され、（ｔＩ）から（ｔｌ）の期間は序々に（１）、
）の下方の破線部（飛び越し番地］の音声サンプルの比
率が高くなるよう加重平均処理された値が読み出される
。即ち（ｂｌ）と（ｂ、）の実線部の読み出しの間の遷
移を急激な波形変動を伴わず滑らかに行なわす事のでき
る所以である。

（ｂりと（ｂ３］　の実線部の間の遷移も（ｔ３）から
（ｔ４）の破線部の期間に同様に行なわれる。

第１図において、読み出し番地が（ｂｌ）、（ｂｌ）、
（ｂｌ）と順次移行する場合を例に説明したが、これは
前述の（１）式の第１及び第２クロツクの比率（ｎが比
較的大きい場合には特に有効である。即ち、ｍが大きい
と、加重平均処理の発生する周期は短くなるため、再生
音質劣化を防ぐためには、この周期をできるだけ大きく
する事が望ましい。このためにはディジタル記憶手段の
記憶容量を大きくすれば良いが、これは経済的でない。

そこで、この記憶容量が一定であれば、前述の飛び越し
数（Ｐｌ）を最も小さく選べば良い。但し、この飛び越
し数（Ｐ、）は（ｔりの時点の記憶番地（ａｌ）と読み
出し番地（ｂｌ）の差より大きくする必要がある。

次に、クロック比率ｔｍ＋が１に近い場合を考えると、
加重平均の処理の周期は飛躍的に大きくなり、人間の聴
覚には却って異常に感じられる事が多い。

この場合、飛び越し数（Ｐｌ）を適当な大きさにとって
、加重平均処理の周期を適度な時間に抑えれば良い。こ
れを第１図において（ＩｂＢ・）として示しである。尚
、この場合、繰り返される音声サンプルが時間的に近接
するという事により、音質劣化が少いという付随的な効
果がある。このように本発明はクロックの周波数比率（
ホ）により飛び越し数を選択するという構成をとってい
る。加重平均処理の開始は、第２クロツク（又は第１ク
ロツク）を所定数計数する毎に行う構成をとっても良い
がこの場合加重平均処理の周期は比較的短くなる。

次にクロック比率（至）が１より小さい場合を第２図に
基づき説明する。（’ｂｌ）と（ｂｌ）の間の読み出し
を（ｔ□）から（ｔ２）の間で加重平均処理によって遷
移させる事はＩｎ＞１の場合と全く同様である。

加重平均の処理周期を長くとるためには、ｍ〉１のとき
とは逆に、飛び越し数（Ｐｌ）を大きくとる必要がある
。Ｐｌ　＝　（ｂ４−ｈ（１）　−Ｐ＋とおくと、ｍ〉
１のとき、（ＰＩ）を決めた条件で（Ｐｔ）を決めれば
良い。

以上第１図および第２図に基づき説明したように飛び越
し数はクロック比率（国によって所定の値上選択する事
が望ましい。

次に本発明の回路構成の実施例を＠３図と共に説明する
。（１）は音声信号入力端子、（２）は入力音声信号を
第１クロック発生回路（５）の出力に従ってディジタル
値に変換するＡＤ変換回路、（３）はＡＤ変換回路（２
）でディジタル値に変換された音声サンプルを記憶する
ＲＡＭ等のディジタル記憶回路、（４）は該ディジタル
記憶回路の記憶（書込み）及び読み出しの番地入力端子
と出力結線される切換回路であり、記憶時は記憶（書込
み）アドレスカウンタ（６）の出力を選択し、読み出し
時は上位の所定ビットは加算回路（１舶の出力を、また
残りの下位ビットは読み出しカウンタ（８）の出力を選
択するように構成する。

（５）は第１クロツクの発生回路であり、（６）は第１
クロツクを分局し、ディジタル記憶回路（３）の記憶番
地を指定する書込みアドレスカウンタである。

（７）は第２クロック発生回路であり、（８）は第２ク
ロツクを分周し、読み出し番地を加算回路（１４１と共
に指定する読み出しアドレスカウンタである。

Ｑ５１は書込み番地（記憶番地）及び読み出し番地の番
地差測定回路であり、記憶カウンタ（６）の上位ビット
（４ビツト）と加算回路（１４１の出力（２ビツト）を
含め読み出し番地の上位４ビツトとの番地差が所定の値
ｃ番地差測定値と称す）になる事を検出して加重平均処
理開始パルスを加重比率発生回路０υに供給する。

０υは番地差測定値及び飛び越し数の選択回路であり、
第１クロツク及び第２クロツクを入力し、このクロック
比率（２））によって番地差測定値及び飛び越し数を所
定値に選択する。この選択回路ａωの出力に基づき前述
の番地差測定回路０５１が制御される。

これは第１図のｍ）１の場合と第２図のｍ（１の場合で
説明した如く、ｍの値により番地差測定値を変える必要
からかかる構成にしている。

加重比率発生回路０ｅは、加重比率に応じたパルスを加
重回路（１７＋に出力すると共に加重平均処理の期間を
表わすパルスを飛び越し敷積算回路【９）及び飛び越し
数継電回路Ｕに出力する。

飛び越し敷積算回路（９）は選択回路αｅにより与えら
れる飛び越し数が前記加重比率発生回路σｅにより与え
られる加重平均処理の期間を表わすパルスの終了時毎に
積算される。

飛び越し数継電回路（１１）は、加重平均処理期間には
第２クロツクの各周期毎に前半では論理１０′を出力し
、後半では飛び越し数を出力し、加重平均処理期間以外
は論理″″０′を出力する。

αＪは加算回路であり、飛び越し数積算回路（９）と飛
び越し数継電回路（１１）の出力を加算し、加算回路（
１４’１の片方の入力端子に出力する。

加算回路Ｏａは読み出しアドレスカウンタ（８）の上位
２ビツトと加算回路０渇の出力２ビツトを加算し、切り
挽回路（４）の読み出しアドレス入力端の上位２ビツト
に出力する。

従ってこの加算回路０（イ）の上位２ビツトは、（イ）
読み出しアドレスカウンタの上位２ビツトと、（ロ）飛
び越し数積算回路（９）の出力２ビツトと、（ハ）飛び
越し数継電回路（Ｉｌｌの出力２ビツトとを加えた値と
なる。

ここで加重平均処理期間以外のときは飛び越し数継電回
路（１１）の出力は１０′だから、読み出し番地は読み
出しアドレスカウンタと飛び越し敷積算回路出力の和と
なり、第１図及び第２図の（ｂ＋）、（ｂ２）、（ｂ３
）−・・の実線部分の番地に対応する。

次に加重平均処理期間の働きを第４図のタイムチャート
と共に説明する。第４開開は第２クロツクを示す。この
１ｇ２クロツクが論理１０′の期間、第３図の飛び越し
数継電回路σＢは論理１０′を出力するから、このとき
ディジタル記憶回路（３）から読み出される番地の音声
は第１音声サンプルである。この期間を第４図（ｂ）の
斜線部（１ｂ）に表す。

また第４図（ａｌの第２クロツクが論理１１′の期間、
飛び越し数継電回路（１１１は飛び越しの番地数に対応
する飛び越し数を出力するから、このときディジタル記
憶回路（３）から読み出される番地は飛び越し番地であ
り、この音声は第２音声サンプルである。

この第２音声サンプルの読み出される期間を第４図＋Ｑ
ｌの斜線部（１Ｃ）に示す。

加重比率発生回路（ｌｌｌｉｌは第１音声サンプルと第
２音声サンプルの加重比率に応じた数のパルスを第４図
（ＣＩＪの（Ｏｄ）と（１ｄ）の期間に発生する。即ち
第１音声サンプルの加重係数をα１、第２音声サンプル
の加重係数をα２、α１＋α鵞＝１６、第１音声間にα
１個のパルス、（１（１）の期間にα２個のパルスを加
重回路（１ηに出力する。

第４図（ｄｌの（Ｏｄ）の期間は第１音声サンプルＳ、
（ｔ）がディジタル記憶回路から読み出されており、加
重回路（ｌηは第１音声サンプルをα１回加算する（即
ち、α１・Ｓ＋（ｔ）　）。

また、（１α）の期間は第２音声サンプルが読み出され
ており、加重回路（１ηは第１音声サンプルをα１回加
算した値に加えて第２音声サンプルをα２回加算する。

〔即ち、α１’Ｓ１（七）十α２・５２（ｔ）　〕続い
て加重回路（１７１はこの加算された値を４ビツト分相
対的に下位にずらして第２クロツクの立ち下がりでラッ
チし、ＤＡ変換回路ａ秒に出力する。

この値は となる。加重平均処理の初めでは、α１＝１５とし、サ
ンプル点と共にα１　を減じ、α重＝１になってから加
重平均処理を終了する。

尚、加重平均処理期間以外はα１＝１６にしており、従
ってこのとき、 ５ａｄｄ（ｔ）＝　５Ｉ（ｔ） つまり、第１音声サンプルが読み出されている事になる
。

加重回路（ロ）の出力はＤＡ変換回路ｒｉ陽によりアナ
ログ信号に変換され、ローパスフィルタＯ印を介してア
ナログ信号が再生される。

この加重平均処理期間以外は、入力音声信号が第１クロ
ツクによりサンプリングされ、記憶されたものが第２ク
ロツクにより読み出されるだけで、波形接続部は生ぜず
、音質劣化がない。加重平均処理期間では第１音声サン
プルと第２音声サンプルが序々に入れかわるから急激な
波形変化による変動はない。

第５図は本発明における加重平均処理による雑音低減効
果を説明するためのタイムチャートである。

同図において、（ａｌ及び（ｂｌはそれぞれ先行及び後
続の音素片波形である。本発明の如き波形接続操作をし
ない従来方法においては、同図（Ｃ１の接続点（１１）
に不連続が生じ、再生音質を大きく損う。

一方、本発明の場合には同図（（１１で示すように波形
接続点（１，）の近くでは先行音累月（ａｌの比率が高
く、順次後続音素片（ｂ）の比率が高くなるよう加重平
均処理を行うので、（ｔｌ）の時点でｆａｔに示す先行
音声波形から序々にｆｌ）ｌで示す後続音声波形へと遷
移し、音声波形の接続部が滑らかとなり、再生音質の劣
化が少い。

（ホ）効　果 このように本発明の音声合成装置によれば、急激な波形
変動による雑音の発生しない実時間の周波数変換が得ら
れる。

また本発明においては、周波数変換比率（第１クロツク
と第２クロツクの周波数比率ｍに相当）により番地差測
定値や飛び越し数が所定値に選択できる構成をとってお
り、これにより、加重平均処理の周期を周波数比率＋ｍ
ｌによって所定の値に設定できる。特に、この周波数比
率（刑が１に近い時は加重平均処理の周期が必要以上に
長くならない様にするのが望ましく　、ｆｍ＋が１より
離れた場合はできるだけ長くする事が望ましいが、その
ようにできる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明を説明するための説明図、
第３図は本発明の音声合成装置のブロック回路図、第４
図は本発明に使用の加重平均処理動作を説明するための
タイムチャート、第５図は本発明の詳細な説明するため
の図面である。 （１）・・・音声入力端子、Ｃ２１・・・ＡＤ変換回路
、（３）・・・ディジタル記憶回路、（４）・・・切換
回路、（５）・・・第１クロック発生回路、（６）・・
・書込みアドレスカウンタ、（７）・・・第２クロック
発生回路、（８）・・・読出しアドレスカウンタ、（９
）・・・飛び越し敷積算回路、０ω・・・選択回路、０
１１・・・飛び越し数継電回路、０′！Ｉ、０滲・・・
加算回路、（＋５１・・・番地差測定回路、（１６１・
・・加重比率発生回路、（１７１・・・加重回路、０８
１・・・ＤＡ変換回路、（１ｇｌ・・・ローパスフィル
タ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｆｉｌ　ｔａｌ　アナログ入力信号をディジタル信号に
   変換するアナログ・ディジタル変換回路と、（ｂｌ　該
   アナログ・ディジタル回路の出力信号を記憶する記憶回
   路と、 ＴＱＩ　該記憶回路に記憶される前記出力信号の書込み
   番地を第１クロツクに従って指定する書込みアドレス回
   路と、 （中　前記記憶回路に記憶された信号の読出し番地を第
   ２クロツクに従って歩進する読出しアドレス回路と、 （ｅｌ　前記記憶回路において前記読出しアドレス回路
   の続出し番地に記憶されている第１サンプルと、該番地
   数に所定の値（飛び越し番地数）を加えた数の番地（飛
   び越し番地）に記憶されている第２サンプルとを、初め
   は第１サンプルの比率が高く、順次第２サンプルの比率
   が高くなるような具合に加重平均処理を行なうように前
   記距離測定回路で制御される加重平均回路と、 ＋ｆ＋　前記飛び越し番地数を積算する飛び越し数積算
   回路と、 （２）該加重平均回路の出力をアナログ値に変換するデ
   ィジタル・アナログ変換回路とを備え、前記読み出しア
   ドレス回路は前記第２クロツクの出力と前記飛び越し数
   積算回路の出力とを加算した値により前記記憶回路の読
   み出し番地を指定し、且つ該読み出し番地に前記飛び越
   し数を加算した値により飛び越し番地を指定することを
   特徴とする音素片編集形の音声合成装置。 （２）読み出しアドレス回路は、前記記憶回路に記憶さ
   れたデータを読み出す前記第２クロツクの所定周期毎に
   読み出し番地と、該読み出し番地のと 数に所定の飛び越し数を加えた数の飛び越し番地へを指
   定することを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
   音声合成装置。 （３１読み出しアドレス回路は前記読み出し番地又は飛
   び越し番地の上位所定ビットを除く残りのビットを前記
   第２クロック分周回路の各対応する出力で指定し、上位
   所定ビットのみを前記第２クロック分周回路の各対応す
   るビットの出力と、前記飛び越し数積算手段出力及び前
   記読み出しのサーブリングクロツタの論理レベルに基づ
   く前記飛合成装置。 （４）前記飛び越し数積算手段は前記加重平均処理が終
   了する毎に前記飛び越し数が積算される事を特徴とする
   特許請求の範囲第２項及び第５項に記載の音声合成装置
   。 （５）前記飛び越し数は前記第１クロツクと前記第２ク
   ロツクの周波数比率により所定の値が選択され、加重平
   均処理の周期が制限される事を特徴とする特許請求の範
   囲第２項、第３項および第４項に記載の音声合成装置。