JPS6117200A

JPS6117200A - 音声分析合成方法および装置

Info

Publication number: JPS6117200A
Application number: JP59138704A
Authority: JP
Inventors: 隆夫中島; 茂原　宏
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1984-07-04
Filing date: 1984-07-04
Publication date: 1986-01-25
Anticipated expiration: 2009-04-27
Also published as: JPH0632026B2

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】〔発明の技術分野〕本発明は音声を分析して特徴パラメータを抽出し、この
特徴パラメータに基づいて音声を合成する音声分析方法
および＠置に関する。

〔発明の技術的背景〕

ＬＰＧＳＰＡＲＣＯＲ，ＬＳＰ、フォルマント方式等に
よる分析合成方式の音声分析合成装置では、音声を分析
して特徴パラメータを抽出することにより、音声情報を
圧縮して記憶している。そしてこの特徴パラメータから
原音声を合成している。さらに情報量を圧縮するため抽
出された特徴パラメータを量子化し、この量子化パラメ
ータを記憶するようにしている。

この量子化の際には、特徴パラメータと量子化パラメー
タとが線形の関係にある線形変換をおこなうことが多い
。量子化パラメータにＮビットを割当てれば、量子化パ
ラメータの値は正の数で表現してＯ〜２Ｎ−１の範囲を
とる。ところが特徴パラメータの分布の統計的性質から
、０付近および２Ｎ−１付近の値をとる頻度が非常に少
ない場合がある。このとき量子化パラメータのビット数
Ｎを小さくすると、新しいビット数Ｎに対する２Ｎ−１
を超える範囲にも特徴パラメータが分布してしまうため
、単にビット数Ｎを小さくすることができず、どうして
も無駄な範囲を生じ、特徴パラメータの記憶および伝送
に余分な情報量を必要としていた。

このことを考慮して特徴パラメータの一部又は全部を非
線形に変換した後量子化して、必要最小限のビット数の
量子化パラメータで特徴パラメータをあられすごとがお
こなわれている。しかしながらこのように非線形に量子
化した場合には、量子化パラメータから特徴パラメータ
に復元するどきに、複雑な非線形変換の逆変換をする必
要があった。通常、ＬＳＩ化された音声分析合成装置で
は、この複雑な逆変換をＲＯＭにより実現しており、回
路規模が大きくなるという問題があった。

〔発明の目的〕

本発明は上記事情を考慮してなされたもので、少ない情
報ｍで歪の少ない量子化をすることができ、回路規模の
増加を招くことなく、高品位の合成音を得ることができ
る音声分析合成方法および装置を提供することを目的と
する。

〔発明の１１上記目的を達成するために本発明による音声分析方法は
、音声の特徴パラメータの量子化パラメータ中の一部の
パラメータのパターンに応じて、この一部のパラメータ
を変換し、この変換されたパラメータを量子化パラメー
タに付加して音声合成用のパラメータとすることを特徴
としている。

また本発明による音声分析装置は、音声の特徴パラメー
タの量子化パラメータ中の一部のパラメータのパターン
に応じて、この一部のパラメータを変換する変換手段と
、量子化パラメータにこの変換されたパラメータを付加
した合成パラメータより音声を合成する合成手段とを備
えたことを特徴とする。

〔発明の実施例〕

以下本発明を図示の実施例に基づいて説明する。

第１図に本発明の一実施例による音声分析合成装置を示
す。分析回路１０に入力された音声信号は、ＬＰＣ，Ｐ
ＡＲＣＯＲ，ＬＳＰ、フォルマント方式等の分析がおこ
なわれ、特徴パラメータ１１が出力される。この特徴パ
ラメータ１１は、Ｍビットであり量子化回路１２と比較
回路１３に入力される。量子化回路１２は入力したＭビ
ットの特徴パラメータ１１を量子化してＮビットの量子
化パラメータ１５を出力する。比較回路１３は、特徴パ
ラメータ１１の値による制御信号１４を量子化回路１２
へ出力し、量子化回路１２を切換えるようにしている。

このように特徴パラメータ１１をさらに情報圧縮して得
られた量子化パラメータ１５Ｇ、ｔメモリ２ｏに記憶さ
れる。

メモリ２０に記憶された量子化パラメータからの音声の
合成は次のようにする。メモリ２ｏがらの量子化パラメ
ータ２１は合成回路２６に入力されるが、同時にト位Ｎ
′ビットが変換ＲＯＭ２５に入力される。変換ＲＯＭ　
２５は量子化パラメータ２１の上位Ｎ′ビットのパター
ンに応じてＭ−Ｎビットの付加パラメータ２３を出力す
るものでる。この付加パラメータ２３は量子化パラメー
タ２１に付加され、Ｎビットの合成パラメータ２４とし
て合成回路２６に入力する。この合成回路２６は合成パ
ラメータ２４に基づいて音声を合成する。

次にＭ２図に示′ｒＪ具体例により更に詳細に説明する
。ここでは−２〜５のＶ！囲の値をとる４ビツトの特徴
パラメータ（第２図（ａ））を３ビツトの量子化パラメ
ータ（第２図（ｂ））に情報圧縮している。この量子化
は量子化回路１２によりなされる。第２図（ａ）、（ｂ
）かられかるように、この具体例ではこの量子化は４ビ
ツトの特徴パラメータの最上位ビットを削除するだけで
よい。この具体例では比較回路１３の制御信号１４によ
り量子化回路１２の量子化を切換える必要はない。

音声合成の場合は３ビツトの量子化パラメータ２１のう
ち上位２ピツトを変換ＲＯＭ２５により１ビツトの付加
パラメータ２３に変換する。変換ＲＯＭ２５は第２図（
Ｃ）に示すように入力パラメータが「１１」のときのみ
「１」、他の場合は「０」を出力するよう構成されてい
る。したがってこの変換ＲＯＭ２５から出力される付加
ビット２３を量子化ビット２１に付加するだけで４ビツ
トの合成パラメータ２４（第２図（ａ））を得ることが
できる。

このように本実施例によれば、合成パラメータを生成す
るために、一部のビットに対する小規模の変換ＲＯＭを
設けるだけで、非線形の変換が可能である。

本発明の他の実施例にＪ、る音声分析合成装置を第３図
に示す。メモリ２０に記憶された量子化パラメータから
音声を合成する部分が先の実施例と相違する。本実施例
では変換ＲＯＭ２５のかわりに、パターン検出回路２７
どビット操作回路２８を設けている。Ｎビットの量子化
パラメータの上位Ｎ′ビットのパラメータがパターン検
出回路２７に入力される。パターン検出回路は、このＮ
−ビットのパラメータが特定のパターンに合致するか否
かを検出するものであり、その検出結果に基づいて制御
信号２９をピッ１ル操作回路２８へ出力する。ビット操
作回路２８は、この制御信号２９に応じて異なるＩＶＩ
−Ｎビットの付加パラメータ２３を出力する。このＭ−
Ｎビットの付加パラメータ２３は量子化パラメータ２１
に付加され、Ｎビットの合成パラメータ２４として合成
回路２６に入力される。この合成回路２６は合成パラメ
ータ２４に基づいて音声を合成づる。

次に第４図に示す具体例により本実施例を更に詳細に説
明する。４ビツトの特徴パラメータを３ビツトの量子化
パラメータに情報圧縮している。

なおこの具体例では各パラメータを符号なし整数として
扱う。従って第４図（ａ）に示す特徴パラメータは２〜
９の値をとる。特徴パラメータから量子化パラメータの
量子化は量子化回路１２によりなされる。この具体例で
は量子化は４ビツトの特徴パラメータの最上位ビットを
削除することによりおこなわれる（第４図（ｂ））。音
声合成にあたっては、メモリ２０に記憶された量子化パ
ラメータ２１の上位２ビツトをパターン検出回路２７に
入力する。パターン検出回路２７はこの上２ビットが「
ＯＯ」なるパターンであるか否かを検出し、その検出結
果に基づき異なる検出信号２つをビット操作回路２８へ
出力する。ビット操作回路２８は、パターン検出回路２
７から「００」なるパターンが検出された旨の検出信号
２９を入力した場合は「１」を出力し、他の場合はｒＯ
Ｊを出力する。この１ビツトの付加パラメータ２３は３
ビツトの量子化パラメータ２１に付加され、４ビツトの
合成パラメータ２４（第４図（ａ））を得る。これによ
り、０〜７の団子化パラメータから２〜９の合成パラメ
ータを得ることができる。

なおビット操作回路２８はパターン検出回路２７の検出
信号２９に応じて量子化パラメータに論理和、論理積等
のビット操作を加えるようにしてもよい。

このように本実施例によれば極めて簡単な回路で、量子
化パラメータから合成パラメータを生成することができ
有効である。

例えばＲＡＲＣＯＲ方式で音声の分析合成をおこなう場
合、従来はピッチデータを７ヒツトで線形量子化してい
る。この場合Ｏ〜１２７の範囲のピッチデータが量子化
できる。しかし実際に人の声を分析すると１５以下のピ
ッチデータが得られることはなく、０〜１５の範囲が無
駄となっていた。一方、男性の低目の声はピッチデータ
が１３０以上ある場合もあり、従来はこれを正しく量子
化することができなかった。しかしながら上記実施例に
よれば同じ７ビツトで量子化する場合でも１６〜１４３
の範囲のピッチデータを団子化することができ、量子化
パラメータの情報量を増やさず、かつ回路規模もほとん
ど増加することなく高品位の合成音を得ることができる
。

〔発明の効果〕

以上の通り本発明によれば回路規模の増加を招くことな
く、少ない情報量で歪の少ない量子化をすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による音声分析合成装置のブ
ロック図、第２図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は同音声分析合成装置の
特徴パラメータ、合成パラメータ、量子化パラメータ、
変換ＲＯＭの内容を示す図、第３図は本発明の他の実施
例による音声分析合成装置のブロック図、第４図（ａ＞、（ｂ）は同音声分析合成装置の特徴パラ
メータ、合成パラメータ、団子化パラメータを示す図で
ある。１０・・・分析回路、１１・・・特徴パラメータ、１２
・・・量子化回路、１３・・・比較回路、１５・・・量
子化パラメータ、２０・・・メモリ、２１・・・量子化
パラメータ、２４・・・合成パラメータ、２５・・・変
換ＲＯＭ、２６・・・合成回路、２７・・・パターン検
出回路、２８・・・ビット操作回路。出願人代理人　　猪　　股　　　　清第１図第２図第３図−

Claims

【特許請求の範囲】１、音声を分析した特徴パラメータの値に応じて、一部
のパラメータが特定のパターンとなるように特徴パラメ
ータを量子化し、この量子化パラメータ中の一部のパラメータのパターン
に応じて、この一部のパラメータを変換し、この変換されたパラメータを前記量子化パラメータに付
加した合成パラメータにより音声を合成することを特徴
とする音声分析合成方法。２、音声を分析して特徴パラメータを抽出する分析手段
と、この分析手段から抽出された特徴パラメータの値に応じ
て、一部のパラメータが特定のパターンとなるように前
記特徴パラメータを量子化し、量子化パラメータを生成
する量子化手段と、この量子化パラメータ中の一部のパラメータを入力し、
この一部のパラメータのパターンに応じたパラメータに
変換する変換手段と、前記量子化パラメータに、この変換手段により変換され
たパラメータを付加した合成パラメータより音声を合成
する合成手段とを備えた音声分析装置。３、特許請求の範囲第２項記載の装置において、前記変換手段はパラメータ変換ＲＯＭであることを特徴
とする音声分析装置。４、特許請求の範囲第２項記載の装置において、前記変換手段は、前記一部のパラメータが特定のパター
ンであるか否かを検出するパターン検出手段と、このパ
ターン検出手段の出力に応じて前記量子化パラメータへ
の付加パラメータを出力する付加パラメータ発生手段と
を有することを特徴とする音声分析合成回路。５、特許請求の範囲第２項から第４項のいずれかに記載
の装置において、前記量子化パラメータ中の上位側ビットを前記一部のパ
ラメータとすることを特徴とする音声分析合成装置。６、特許請求の範囲第２項から第５項のいずれかに記載
の装置において、前記合成パラメータのビット数が前記量子化パラメータ
のビット数より大きいことを特徴とする音声分析合成装
置。