JPS6142699A - Secret talk apparatus - Google Patents

Secret talk apparatus

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JPS6142699A
JPS6142699A JP59164455A JP16445584A JPS6142699A JP S6142699 A JPS6142699 A JP S6142699A JP 59164455 A JP59164455 A JP 59164455A JP 16445584 A JP16445584 A JP 16445584A JP S6142699 A JPS6142699 A JP S6142699A
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variable
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哲 田口
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 (技術分野) 本発明は秘話装置、とくにC8M (Composit
e8inusoidal Modeling :複合正
弦波モデル)の原理に基ず<S詰装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] (Technical Field) The present invention relates to a confidential communication device, particularly a C8M (Composite
e8Inusoidal Modeling: Based on the principle of compound sine wave model), it relates to an S stuffing device.

(従来技術〕 一般に秘話装置とし−C1音声信号をA/D変換により
ディジタル符号にf換し、これに#足9コード変換等を
施すことにより原音声情報を秘匿して伝送し、受信側に
おいてこの逆コード変換を行なった後D/A変換により
原音声信号を再現するというディジタル秘話装置が広く
用いられている。
(Prior art) Generally used as a secret communication device, the C1 audio signal is converted into a digital code by A/D conversion, and the original audio information is transmitted in a confidential manner by performing code conversion, etc. Digital secret speech devices are widely used that reproduce the original audio signal through D/A conversion after performing this inverse code conversion.

しかしこのようなディジタル方式は、伝送容量、エラー
レート等の伝送路の伝送品質に対する要求度が高いとい
う欠点を有している。
However, such digital systems have the disadvantage that high requirements are placed on the transmission quality of the transmission path, such as transmission capacity and error rate.

またこれに対し、例えば音声信号のスペクトルを反転し
、あるいはこれを分割して相対位置番人れ替えて伝送す
る等の方法を用いるアナログ秘話装置もあるが、これは
一般に伝送路の伝送品質に対する要求は低くてすむが、
原音声信号のスペクトル包絡が伺等かの形で残存してい
るため一般に秘話性が低いという欠点を有している。
On the other hand, there are analog secret communication devices that use methods such as inverting the spectrum of the audio signal, or dividing it and transmitting it by changing the relative position, but this generally affects the transmission quality of the transmission path. Although the requirements are low,
Since the spectral envelope of the original audio signal remains in the form of a trace, it generally has the disadvantage of low privacy.

(発明の目的) 本発明の目的は、後述するCSMによる音声分析、音声
合成の原理を基ずいて秘話性の高い新らしい屋のアナロ
グ秘話装置を提供することである。
(Object of the Invention) An object of the present invention is to provide a novel analog secret speech device with high speech privacy based on the principles of speech analysis and speech synthesis using CSM, which will be described later.

(発明の構成) 本発明の装置は、入力音声信号のCSM分析によっ゛て
指定される周波数と振幅とをもつ複数の正弦波の加算合
成波形を発生するCSMスペクトル発生手段を有する送
信側と、前記送信側の03Mスペクトル発生手段からの
信号のスペクトル分析を行ない前記加算合成された複数
の各正弦波の周波数および像幅を指定する各パラメータ
を抽出するスペクトルパラメータ抽出手段と、前記抽出
されたパラメータの指定する各周波数基ご設定される複
数の位相リセット機能付可変周波数発振器と、これに対
応して前記各位相リセット機能付可変周波数発振器の出
力を前記抽出されたパラメータの指定する振幅に設定す
る可変利得増幅器と、可変長窓関数発生器と、乱数発生
器とを備え、有声音を合成する場合にはピッチ周期に対
応して前記各位相リセット機能付可変周波数発振器の位
相リセットを行ない、無声音を合成する場合には前記乱
数発生器の出力の乱数より算出される周期に対応して前
記各位相リセット機能付可変周波数発振器の位相リセッ
トを行ない、前記可変長窓関数発生器で発生される窓関
数の開始時点および終止2時点が上記位相リセットの時
点とほぼ一致するようにした受信側とを有する。
(Structure of the Invention) The device of the present invention includes a transmitting side having a CSM spectrum generating means for generating an additively synthesized waveform of a plurality of sine waves having a frequency and amplitude specified by CSM analysis of an input audio signal. , spectral parameter extraction means for performing spectrum analysis of the signal from the 03M spectrum generation means on the transmitting side and extracting each parameter specifying the frequency and image width of each of the plurality of sine waves that have been added and synthesized; A plurality of variable frequency oscillators with a phase reset function are set for each frequency base specified by the parameter, and correspondingly, the output of each variable frequency oscillator with a phase reset function is set to the amplitude specified by the extracted parameter. a variable gain amplifier, a variable length window function generator, and a random number generator, and when synthesizing voiced sound, resets the phase of each variable frequency oscillator with a phase reset function in accordance with the pitch period, When synthesizing unvoiced sound, the phase of each of the variable frequency oscillators with a phase reset function is reset in accordance with the period calculated from the random number output from the random number generator, and the frequency generated by the variable length window function generator is reset. and a receiving side in which the start and end points of the window function substantially coincide with the phase reset points.

(K 理) 前述のように不発明の秘話装置はCSMの音声分析、音
用合成の原理に基づいている。
(K. Theory) As mentioned above, the uninvented secret speech device is based on the principles of CSM speech analysis and sound synthesis.

そこで最初にCS MO9声分析および音声合成の原理
から説明する。
First, we will explain the principles of CS MO9 voice analysis and speech synthesis.

C8Mとは、音声信号を、振幅と周波数とを自由に透べ
るパラメータとしてもつ特定の個数の正弦波の和として
、表現するものである。この正弦波の個数としては高々
4〜6個の予め定めた数が用いられる。
C8M expresses an audio signal as a sum of a specific number of sine waves having amplitude and frequency as freely transparent parameters. A predetermined number of 4 to 6 sine waves is used at most.

従ってCSM音声合成を行なう場合には、まず、音声信
号をCSM音声分析により、予め定められた個数の正弦
波の和として表現する必要がある。
Therefore, when performing CSM speech synthesis, it is first necessary to express the speech signal as a sum of a predetermined number of sine waves by CSM speech analysis.

CSM音声分析について後に詳述することとし、ここで
はその要点のみを説明する@ Ca1社分析においてもLPC分析の場合゛と同様に、
位相情報の無視、音源の影嘘の平均化、雑音成分による
不安定性の回a尋を目的に、中間パラターダとして自己
相関係数を使用する。
CSM speech analysis will be explained in detail later, and only the main points will be explained here. Similarly to the case of LPC analysis, in the @Ca1 company analysis,
An autocorrelation coefficient is used as an intermediate paratard for the purpose of ignoring phase information, averaging shadows of sound sources, and reducing instability due to noise components.

すなわち、C8M分析は、各分析フレーム毎に表現され
るべき音声波形から直接算出される標本自己相関係数の
低次のタップのN個を1合成波の自己相関係数の低次の
タップのN個と一致するように、合成すべき各正弦波の
周波数およびその強度(電力損@)を決定することであ
る。
That is, in C8M analysis, N low-order taps of the sample autocorrelation coefficient directly calculated from the speech waveform to be expressed for each analysis frame are combined into one low-order tap of the autocorrelation coefficient of the composite wave. The purpose is to determine the frequency of each sine wave to be synthesized and its intensity (power loss@) so that it matches the N sine waves.

今1合成すべき正弦波の個数をnとし、各正弦波の角周
波数をω1 (”=1 + 2 t・・・n)各正弦波
の強度をmi とすると、CSMの合成ytけ、となる
が、このタップノの自己相関数173はωi、mHを用
いて容易に表わされ、 171 =Σmi C01ノω1 である。
Now let the number of sine waves to be synthesized be n, the angular frequency of each sine wave be ω1 (''=1 + 2 t...n), and the intensity of each sine wave be mi, then the CSM synthesis yt multiplied by However, the autocorrelation number 173 of this tap can be easily expressed using ωi and mH, and 171 = Σmi C01 ω1.

一方、表現されるべき音声波形のサンプルをXtとする
と、あるフレームにおけるタップl(D標本自己相関係
数Vlは として与えられる。
On the other hand, if the sample of the audio waveform to be expressed is Xt, the tap l (D sample autocorrelation coefficient Vl in a certain frame is given as.

但し、Mは1分析フレームにおけるサンプル数である。However, M is the number of samples in one analysis frame.

さて、CSM分析においては、上述のγjが与えられた
VJが与えられたVJと低次のN個について等しくなる
ように各mi、ωiの値を決定することである。
Now, in the CSM analysis, the value of each mi and ωi is determined so that VJ given the above-mentioned γj is equal to the given VJ for N low-order values.

すなわち rl=V1  :但し、 J=0,1,2.・・・Nが
成立するようにmi、miの値を決定することである。
That is, rl=V1: However, J=0, 1, 2. . . . The purpose is to determine the values of mi and mi so that N holds true.

この具体的な方法については後に詳述することにして、
ここでは、上述のn個の正弦波のmiおよびmiが与え
られた音声信号に応答して各分析フレームごとに次次蛋
こ得られるものとする。
This specific method will be explained in detail later.
Here, it is assumed that mi and mi of the above-mentioned n sine waves are successively obtained for each analysis frame in response to a given audio signal.

こうして得られたC8Mパラトータmi、miによる音
声特徴ベクトルパターンの一例を第1図に示す。
An example of the audio feature vector pattern based on the C8M paratotas mi and mi obtained in this way is shown in FIG.

また、分析フレームの窓長を307FL8ECとして分
析した9次(N=9)のCAM(正弦波の個数n=5)
ラインスペクトルと、同一の音声サンプルより求めた9
次のLPCスペク) k包Wt(LPG合成フィルタの
周波数伝送特性)との対応例を第2図に示す。
Also, 9th order (N=9) CAM (number of sine waves n=5) analyzed with the window length of the analysis frame as 307FL8EC.
9 obtained from the line spectrum and the same audio sample
An example of correspondence with the following LPC spec) k-hull Wt (frequency transmission characteristics of an LPG synthesis filter) is shown in FIG.

なお、上述の次数Nと、正弦波の個数nとの間には、後
述するように N=21−1 の関係がある。
Note that there is a relationship of N=21-1 between the above-mentioned order N and the number n of sine waves, as described later.

これらの図より、CAMは表現すべき原音声のIR歎を
抽出した情報を含んでいることが窺える。
From these figures, it can be seen that the CAM contains information extracted from the IR speech of the original voice to be expressed.

しかしながら、こうしてC8M分析の結果得られたn4
iのmi、miの値を用いて、このff1j、miで指
定される強度(実際の振幅は前述のように側)および角
周波数をもつn個の正弦波を作り、これを単純に加算合
成しただけでは、人間の耳には、単に正弦波が合成され
た音として聞える程度で全くもとの音声として聴きとる
ことはできないという特徴を有してる。
However, the n4 obtained as a result of C8M analysis
Using the values of mi and mi of i, create n sine waves with the intensity (the actual amplitude is on the side as described above) and angular frequency specified by ff1j and mi, and simply add and synthesize these. If this is done, the human ear can only hear the sound as a synthesized sine wave, and cannot hear it as the original sound at all.

これは、正弦波を単純加算しても1発生された信号のス
ペクトルは、離散化されたn個の線スペクトルに過ぎず
、一方、音声信号のスペクトルは連続的なスペクトルに
包絡を有し、さらにまた、有声音ではピッチ構造で表現
され、また無声音では確率過程で表現される微細なスペ
クトル構造を合せもっていて、単純加算したCSMと音
声信号とはスペクトル拡散が全く異なっていることに起
因すると考えられる。
This means that even if sine waves are simply added, the spectrum of the generated signal is only a discretized n line spectrum, whereas the spectrum of an audio signal has a continuous spectrum with an envelope. Furthermore, voiced sounds are expressed by a pitch structure, and unvoiced sounds have a fine spectral structure expressed by a stochastic process, and this is due to the fact that the spectral spread is completely different from that of a simply added CSM and a speech signal. Conceivable.

そこで、CSMを用いて、聴きとることができる音声を
合成するには、何らかの特別の方法により、線スペクト
ルを連続的なスペクトルへ拡散することが必要となる。
Therefore, in order to synthesize audible speech using CSM, it is necessary to spread the line spectrum into a continuous spectrum using some special method.

つまりC8M音声合成とは、第1図、第2rIAで示さ
れるような線スペクトルで表現される音声4I!lF歎
ベクトルパターンを特別な方法で拡散させて、これから
音声スペクトルパターンを発生させることである。そし
てこのようなc s M音声合成を行なわなければ、C
AMで指定される周波数と振幅とをもつ複数の正弦波の
単純加算合成波形は、もとの合成を再現するに必要な情
報を最も基本的な形で含んでいるにもかかわらず、全く
音声として聴きとることができないのである。
In other words, C8M speech synthesis is the sound 4I! expressed by a line spectrum as shown in FIG. 1, 2rIA! The purpose is to spread the IF vector pattern in a special way and generate the audio spectrum pattern from it. If such csM speech synthesis is not performed, C
A simple summation composite waveform of multiple sine waves with the frequency and amplitude specified by AM contains the information necessary to reproduce the original composition in its most basic form, but it does not produce any audio at all. It is impossible to hear it as such.

本発明の秘話装置は、CAMの単純加算合成波形のもつ
上述の%畝を利用したものである。
The secret speech device of the present invention utilizes the above-mentioned % ridges of the simple addition composite waveform of CAM.

すなわち、送信側において入力音声信号のCAM分析を
行ない、このCAMの指定する角周波数と振幅とをもつ
複数の正弦波の単純加算合成波形のアナログ信号を生成
してこれを伝送路に送出する。上述のようにこの合成波
形は音声を再揖するのに必要な情報を最も基本的な形で
含んでいるにもかかわらず音声としては全く聴きとるこ
とができないという高い秘話性を有している。また、と
くに必要な場合には後に詳述するようにCSMのパラメ
ータに予め定めた特定の変換を施すことによってさらに
その秘匿性を向上することもで゛きる。
That is, the transmitting side performs CAM analysis of the input audio signal, generates an analog signal of a simple addition composite waveform of a plurality of sine waves having the angular frequency and amplitude specified by the CAM, and sends this to the transmission path. As mentioned above, although this synthesized waveform contains the information necessary to reproduce the voice in its most basic form, it is highly confidential in that it cannot be heard as voice at all. . Furthermore, if particularly necessary, the confidentiality can be further improved by applying a predetermined specific conversion to the parameters of the CSM, as will be described in detail later.

さて、受信側においては、特殊なCAM音声合成を行な
って原音声を再現する。本発明の秘話装置の受信側にお
けるスペクトル拡散によるC8M音声合成の手法は下記
のようなものでめる。
Now, on the receiving side, special CAM voice synthesis is performed to reproduce the original voice. The method of C8M speech synthesis using spread spectrum on the reception side of the confidential communication device of the present invention is as follows.

すなわち、有声音は1811wiなどッチ構造を有する
ため、前述のよりにして指定されるCSM0n個の各正
弦波を、このピッチ周期ごとに位相のリセットを行なう
。これにより簡単にスペクトル包絡の発生とピッチの微
細スペクトル構造とが可能になる。
That is, since a voiced sound has a pitch structure such as 1811wi, the phase of each of the CSM0n sine waves specified by the above-mentioned method is reset for each pitch period. This makes it possible to easily generate a spectral envelope and a fine spectral structure of the pitch.

さらにまた、実施例の説明において詳述するよつな特殊
な時間窓関数処理を上述の位相リセット波形に施すこと
により位相リセット時における合成波形の不連続性を除
き、音声波形のもつ連続性を確保している。
Furthermore, by applying the special time window function processing described in detail in the explanation of the embodiment to the above-mentioned phase reset waveform, the discontinuity of the synthesized waveform at the time of phase reset can be removed and the continuity of the audio waveform can be improved. It is secured.

以上の実施により第2図に示したCSMのラインスペク
トルは、第3図因に示されるように拡散され、スペクト
ル包絡とピッチの微細構造とを有するスペクトルに変化
し、聴覚的にも充分実用に耐える音質が得られることが
実験結果明ら′かとなっでいる。
As a result of the above implementation, the CSM line spectrum shown in Figure 2 is diffused as shown in Figure 3, and changed to a spectrum having a spectral envelope and pitch fine structure, which is sufficiently practical for auditory purposes. Experimental results have shown that durable sound quality can be obtained.

なお参考のため、上述の処理を行なわず、単純加算をし
ただけのCAMのスペクトルを第3図(ハ)に示す。こ
れが伝送路を介して伝送される信号のスペクトルであり
、このようなスペクトルをもつ波形では聴覚的には単に
正弦波が合成された音として聞える程度で、原音声を再
現することはできない。
For reference, FIG. 3(c) shows the spectrum of a CAM obtained by simple addition without performing the above-mentioned processing. This is the spectrum of the signal transmitted via the transmission path, and a waveform with such a spectrum can only be heard aurally as a synthesized sound of sine waves, and cannot reproduce the original sound.

以上は有声音の場合であるが、無声音の場合には以下の
ように行なう。すなわち、上述の有声音の場合に、ピッ
チ周期毎に行なった位相のリセットと特殊の時間窓関数
処理とを、無声音の場合にはピッチ周期のかわりに、確
率過程としてランダムに発生するパルスを用い、このパ
ルスの発生時点ごとに上述の処理を実施するようにする
The above is for voiced sounds, but in the case of unvoiced sounds, it is performed as follows. In other words, in the case of voiced sounds mentioned above, the phase reset and special time window function processing performed for each pitch period are performed, whereas in the case of unvoiced sounds, randomly generated pulses are used as a stochastic process instead of pitch periods. , the above-mentioned processing is performed every time this pulse is generated.

以上の手法を用いることにエリ聴覚的に充分実用に耐え
るCAM合成を行なうことができる。
By using the above method, it is possible to perform CAM synthesis that is acoustically sufficient for practical use.

なお、以上の08 M賛成はフィルタを用いない合成法
であるため、合成側の安定性に対する考慮を必要としな
い。このため、nli、ω1の情報を合成側に伝送し、
合成側で音声を再現する本装置のような通信手段に用い
る場合に、回線品質が比戟的劣悪なときには、ボ;−ダ
よりも良好な音質が得られるという特数も考えられる。
Note that since the above 08M approval is a synthesis method that does not use a filter, it does not require consideration of stability on the synthesis side. Therefore, information on nli and ω1 is transmitted to the synthesis side,
When used in a communication means such as this device that reproduces speech on the synthesis side, when the line quality is relatively poor, it may be possible to obtain better sound quality than a border.

(実施例〉 次に本発明を実施例を用いて詳訓に説明する。(Example> Next, the present invention will be explained in detail using examples.

第4@は本発明の一実施例を示すブロック図である。The fourth @ is a block diagram showing one embodiment of the present invention.

本実施例は送信側1と、受信側2よりなる。This embodiment consists of a transmitting side 1 and a receiving side 2.

送信側1は、さらにA/D変換器101、ハミング窓処
理器102.自己相関係数針側器103、CAM分析器
104、ピtf、V/Ul−析器105、パラメータ変
換器106、n個の可変周波数発振器107−1〜10
7−n 、n11!の可変利得増幅器108−1 ” 
108−n 、加算合成器109、可変利得増幅器11
0、可変周波数発振器111、V/UVスイッチ112
、および加算合成器113を含む。
The transmitting side 1 further includes an A/D converter 101, a Hamming window processor 102 . Autocorrelation coefficient needle side device 103, CAM analyzer 104, pitf, V/Ul-analyzer 105, parameter converter 106, n variable frequency oscillators 107-1 to 10
7-n, n11! variable gain amplifier 108-1”
108-n, addition combiner 109, variable gain amplifier 11
0, variable frequency oscillator 111, V/UV switch 112
, and an addition synthesizer 113.

また受信側2は、さらに、スペクトル分析器201、電
力分W&器202、パラメータ逆変換器203、n個の
位相リセット機能付可変周波数発振器204−1〜20
4−n、n個の可変利得増幅器205−1〜205−n
、加算合成器206、乗算器207、乗算器208、V
/UV切替器209、可変長窓関数発生器210、周期
算出器211および乱数発生器212を含んでいる。
Further, the receiving side 2 further includes a spectrum analyzer 201, a power component W&
4-n, n variable gain amplifiers 205-1 to 205-n
, addition combiner 206, multiplier 207, multiplier 208, V
/UV switch 209, variable length window function generator 210, period calculator 211, and random number generator 212.

さて、本実施例の動作は下記の通りである。伝送される
べき音声波形は、入力ライン1000を介して、A/D
変換器、101に供給され、ここで振幅および時間軸が
量子化されたディジタルデータに変換されこの出力はそ
れぞれ、)−ミング窓処理器102、およびピッチ・V
/UV分析器105に供給される。
Now, the operation of this embodiment is as follows. The audio waveform to be transmitted is sent to the A/D via input line 1000.
converter, 101, where the amplitude and time axes are converted into quantized digital data, the outputs of which are supplied to a )-mining window processor 102, and a pitch/V
/UV analyzer 105.

ハミング窓処理器102に供給されたディジタルデータ
は、予め定められている1フレームごとに、公知のハミ
ング窓関数による荷重乗算がなされ、各フレームのデー
タごとに自己相関係数計測器103に供給される。
The digital data supplied to the Hamming window processor 102 is subjected to weight multiplication using a known Hamming window function for each predetermined frame, and is supplied to the autocorrelation coefficient measuring device 103 for each frame of data. Ru.

自己相関係数計測器103は、こうして入力された各フ
レームのデータごとに前述した下記の演算により低位の
N個の自己相関係数Vz  (但し!=l、2.・・・
N)を求める。
The autocorrelation coefficient measuring device 103 calculates the lowest N autocorrelation coefficients Vz (where !=l, 2...
Find N).

すなわち、1フレ一ム分のデータをXt  (但しt”
0w1s ・ ・・、M−1)とすると、の演算処理を
行なうことにより、N個の各Vlを求める。
In other words, the data for one frame is Xt (however, t”
0w1s .

こうして求められた各フレーム毎のVlの組を次のC’
3M分析器104に供給するとともに、この中のvo をこのフレームにおける電力情報としてパラメータ変換
器106に供給する。
The set of Vl for each frame obtained in this way is expressed as the following C'
It is supplied to the 3M analyzer 104, and vo therein is supplied to the parameter converter 106 as power information in this frame.

さて、上述の各フレームごとの自己相関係数V!の組の
供給を受は九〇SM分析器104は後に詳述する演算を
行なうことによって、対応するフレームのCAMのn個
の各正弦波の強度および角周波数を指定するml、ωi
(但しi” 1 t 2 m・・・n)の組を決定し、
これをパラメータ変換器106に供給する。
Now, the autocorrelation coefficient V for each frame mentioned above! 90 The SM analyzer 104 specifies the intensity and angular frequency of each of the n sinusoids of the CAM of the corresponding frame by performing operations detailed below.
(however, i" 1 t 2 m...n) is determined,
This is supplied to the parameter converter 106.

また、A/D変換器101から原音声信号のディジタル
データの供給を受けたピッチ・V/UV分析器105は
、ピッチ周期と有声音(V)/無声音(UV)に関する
情報を抽出してノ(ラメータ袈換器106に供給する。
In addition, the pitch/V/UV analyzer 105, which receives the digital data of the original audio signal from the A/D converter 101, extracts information regarding the pitch period and voiced sound (V)/unvoiced sound (UV). (Supplied to the rammeter exchanger 106.

さて、パラメータ変換器106はこれらの情報のパラメ
ータ変換を行なって出力する変換器であるが、説明を分
りやすくするために、最初はこの変換器が何の変換も行
なわず、入力した信号をそのまま出力するものとする。
Now, the parameter converter 106 is a converter that performs parameter conversion of this information and outputs it, but to make the explanation easier to understand, at first this converter does not perform any conversion and simply inputs the input signal as it is. shall be output.

かくして、CAM分析器104で得られたn個の角周波
数情報ωiは変換器106を介して、可変周波数発振器
107−1〜107−(lに供給され、これ等発振器の
出力角周波数をそれぞれ指定されたωiに設定する。ま
た、C8M分析器104で得られたn個の強度情報mi
は、同様に変換器106を介して可変利得増幅器108
−1〜1087rlの利得制御情報として供給され、前
記各発振器107−1〜107−Hの出力をそれぞれ指
定された強度miになるように設定する。
Thus, the n pieces of angular frequency information ωi obtained by the CAM analyzer 104 are supplied to the variable frequency oscillators 107-1 to 107-(l) via the converter 106, and specify the output angular frequency of each of these oscillators. In addition, n pieces of intensity information mi obtained by the C8M analyzer 104 are set to ωi.
is also connected to the variable gain amplifier 108 via the converter 106.
-1 to 1087rl is supplied as gain control information, and the output of each of the oscillators 107-1 to 107-H is set to have a designated intensity mi.

かくして加算合成器109の出力には、C8Mで指定さ
れる振幅および周波数を有する複数の正弦波の単純加算
合成をした波形が得られる。
Thus, the output of the additive synthesizer 109 is a waveform obtained by simple additive synthesis of a plurality of sine waves having the amplitude and frequency specified by C8M.

上述の合成波形はさらに可変利得増幅器110により、
その全゛亀力が、相関器103で得られた電力vo に
比例するよう制御された後合成器113に供給される。
The above composite waveform is further processed by the variable gain amplifier 110.
The total power is controlled to be proportional to the power vo obtained by the correlator 103 and then supplied to the combiner 113.

一方、分析器105で得られたピッチ周期情報は可変周
波数発振器111に供給され、この発振器111の周波
数が与えられたピッチの基本周波数になるように制御さ
れる。さらに分析器105からの有声/無声(V/UV
)ff報は、V/UVスケッチ112に供給され、有声
音■)の場合には発振器111の出力を合成器113に
供給し、無声音(UV)の場合にはこれを断とするよう
に制に)する。
On the other hand, the pitch period information obtained by the analyzer 105 is supplied to a variable frequency oscillator 111, and the frequency of this oscillator 111 is controlled so as to become the fundamental frequency of a given pitch. Furthermore, voiced/unvoiced (V/UV
) ff information is supplied to the V/UV sketch 112, which supplies the output of the oscillator 111 to the synthesizer 113 in the case of voiced sound (■), and cuts it off in the case of unvoiced sound (UV). to).

かくして合成器113に接続された伝送損12001と
は、°ピッチ情報と電力制御されたCAMの各正弦波の
加算合成波形がアナログ信号の形で伝送されるが、前述
のように、この信号をそのまま音響に変換しても何部音
声として聴きとることができないという点で秘話性を有
している。
Thus, the transmission loss 12001 connected to the combiner 113 means that the pitch information and the summed composite waveform of each sine wave of the power-controlled CAM are transmitted in the form of an analog signal, but as described above, this signal is It has a confidential nature in that even if it is converted directly into audio, some parts cannot be heard as audio.

さて、受信側2においては、こうして伝送された信号は
、スペクトル分析器201でスペクトル分析が行なわれ
、前記C8Mのラインスペクトルで指定される各角周波
数情報ωiと全電力で荷重された各強度情報mi′が得
られ、後者は電力分離器202において全電力情報vo
  と、CSMの各正弦波の強度情報mi とに分離さ
れるみさらにまた、前記スペクトル分析器201におい
て、ピッチ周期情報とV/UV情報とが抽出され、上記
各情報はパラメータ逆変換器203に供給される。
Now, on the receiving side 2, the signal transmitted in this way is subjected to spectrum analysis by a spectrum analyzer 201, and each angular frequency information ωi specified by the C8M line spectrum and each intensity information loaded with the total power are mi' is obtained, and the latter is obtained in the power separator 202 as the total power information vo
and intensity information mi of each sine wave of the CSM.Furthermore, pitch period information and V/UV information are extracted in the spectrum analyzer 201, and each of the above information is supplied to a parameter inverse transformer 203. be done.

さて、パラメータ逆変換器203は、前述の送信側のパ
ラメータ変換器106の逆変換を行なう変換器であるが
、前述と同様に説明を分りゃす°くするために、まず、
送信側のパラメータ変換、器106が何も変換を行なわ
ず入力信号をそのまま出力するとしたのに対応して、パ
ラメータ逆変換器203も入力した信号をそのまま出力
するものとする。
Now, the parameter inverse converter 203 is a converter that performs the inverse conversion of the parameter converter 106 on the transmitting side described above, but in order to make the explanation easier to understand as described above, first,
Corresponding to the parameter conversion unit 106 on the transmitting side which does not perform any conversion and outputs the input signal as it is, it is assumed that the parameter inverse converter 203 also outputs the input signal as it is.

かくして、スペクトル分析器201の出力であるC3M
011個の各波の角周波数を指定するωi(ω1〜ωn
)は、前記n個の位相リセット機能付可変周波数発振器
204−1〜204−nの周波数制御入力に加えられ、
これらの発振器の出カ゛角周波数を指定された角周波数
ω1〜ωn に設定する。
Thus, the output of spectrum analyzer 201, C3M
ωi (ω1~ωn) specifies the angular frequency of each of the 011 waves
) is added to the frequency control input of the n variable frequency oscillators with phase reset function 204-1 to 204-n,
The output angular frequencies of these oscillators are set to specified angular frequencies ω1 to ωn.

また、CS Mのn個の各波の強度(1ii、力振幅)
を指定するm1〜mHは、前記n個の可変利得増幅器2
05−1〜205−nの利得制御端子に供給され、これ
によって各周波数の発振電力が指定された値になるよう
に制御する。
Also, the intensity (1ii, force amplitude) of each n wave of CSM
m1 to mH specifying the n variable gain amplifiers 2
It is supplied to the gain control terminals of 05-1 to 205-n, thereby controlling the oscillation power of each frequency to a specified value.

こうして得られたn個の出力は、加算合成器206にお
いて加算合成が行なわれた後、次の乗算器207に供給
される。
The n outputs obtained in this manner are subjected to addition and combination in the addition and combination unit 206, and then supplied to the next multiplier 207.

さて、スペクトル分析器201で抽出されたピッチ周期
データと、V/UV情報(有声音/無声音情報)とは、
それぞれパラメータ逆変換器203を介して、V/UV
切換器209に供給される。
Now, the pitch period data and V/UV information (voiced sound/unvoiced sound information) extracted by the spectrum analyzer 201 are as follows.
V/UV through the parameter inverse converter 203, respectively.
The signal is supplied to the switch 209.

一方、乱数発生器212で発生された乱数が、周期算出
器211に供給され、ここで乱数の分布幅およびその下
限値が特定の値になるように変換され、無声音時の位相
リセット時間間隔を決定するデータ列としてV/UV切
替器20−9に供給される。
On the other hand, the random numbers generated by the random number generator 212 are supplied to the period calculator 211, where they are converted so that the random number distribution width and its lower limit value become specific values, and the phase reset time interval for unvoiced sounds is determined. It is supplied to the V/UV switch 20-9 as a data string to be determined.

かくして、スペクトル分析器201の前述のV/UV情
報が有声音(ト)を指定する場合には、切゛替器209
は、前述のピッチ周期データ側を選択し、これを可変長
窓関数発生器210に供給する。
Thus, if the aforementioned V/UV information of the spectrum analyzer 201 specifies a voiced sound (g), the switch 209
selects the aforementioned pitch period data side and supplies it to the variable length window function generator 210.

またもし前述のV/UV情報が無声音([JV)を指定
する場合には切替器209け、前述の周期算出器211
の出力の確率過程で発生するランダムな時間間隔を表わ
すデータ列側を選択し、これを上述のピッチ周期を表わ
すディジタルデータ列のかわりに、窓関数発生器210
に供給する。
In addition, if the above-mentioned V/UV information specifies unvoiced sound ([JV), the switch 209 and the above-mentioned period calculator 211
The window function generator 210 selects the data string representing a random time interval generated in the stochastic process of the output of
supply to.

さて、窓関数発生器210rt、位相リセッ計によって
出力波形に生ずる不連続を除き音声波形のもつ連続性を
確保する窓関数を発生するためのもので、またさらにこ
の窓関数と密接な時間関数を有する位相リセット用パル
スをも発生する。
Now, the window function generator 210rt is used to generate a window function that ensures the continuity of the audio waveform by removing discontinuities that occur in the output waveform by the phase reset meter, and also generates a time function that is closely related to this window function. It also generates a phase reset pulse.

前述のように、窓関数発生器210には、切替器209
を介して、次次の位相リセット用パルス間の間隔を指定
するデータ列が入力されるが、窓関数発生器21.0は
、このデータで指定される時間間隔を有するインパルス
を次次に発生し、これをライン2101を介して位相リ
セット機能付可変周波数発振器204−1〜204−H
の位相リセット端子に供給し、これによつてこれら発振
器の位相リセットを行なう。
As mentioned above, the window function generator 210 includes the switch 209
A data string specifying the interval between the next phase reset pulses is input via the window function generator 21.0, and the window function generator 21.0 successively generates impulses having the time intervals specified by this data. This is connected to variable frequency oscillators 204-1 to 204-H with phase reset function via line 2101.
oscillators, thereby resetting the phases of these oscillators.

さて、窓関数発生器210は上述の位相リセットパルス
の発生と周期して下記のような可変長の窓関数W (z
)を発生する。
Now, the window function generator 210 generates a variable length window function W (z
) occurs.

すなわち、入力されたデータにより指定されたその時点
における位相リセット用パルス間間隔、の値をTとし、
前の位相リセット用パルスが発生してからの経過時間を
Xとすると、 W(z) = 0.5 + 0.5 c、os (π〒
)但し 0 < ay≦T で表わされるような窓関数を発生する。この窓関数W(
工)を第5図(5)に示す。上述のTの値は有声音の場
合にはピッチ周期を表わし、無声音の場合には確率過程
で発生する変数を表わすので、いずれの場合にも時間と
とも゛に変化する。従ってこの□ 窓関数W (:t)
は可変長で、あり、上述の位相リセット用パルスの発生
と第5図(6)に示すような相対時間関係で同期してい
る(窓関数の開始時点および終止時点が位相リセット用
パルスの発生時点とほぼ一致している)。
That is, let T be the value of the phase reset pulse interval at that point specified by the input data,
If the elapsed time since the previous phase reset pulse was generated is X, then W(z) = 0.5 + 0.5 c, os (π〒
) However, a window function expressed as 0 < ay ≦T is generated. This window function W(
Figure 5 (5) shows the construction. The above-mentioned value of T represents the pitch period in the case of voiced sounds, and represents a variable that occurs in a stochastic process in the case of unvoiced sounds, so it changes over time in both cases. Therefore, this □ window function W (:t)
has a variable length, and is synchronized with the generation of the phase reset pulse described above in the relative time relationship shown in Figure 5 (6) (the start and end points of the window function are the same as the generation of the phase reset pulse). (almost coincident with the time).

こうして発生された窓関数は、ライン2102を介して
、乗算器207に供給される。この結果、乗算器207
において、加算合成器206で合成された各位相リセッ
ト用パルスごとに位相リセットされるn個の正弦波形と
、各位相リセット用パルスに同期して発生される上述の
窓関数W←)との積が得られる。□こうして得られる波
形は、各正弦波が、位相リセットされる直前で窓関数W
 (s)の乗算により連続的にOに収束されており、ま
た位相リセット時点では各正弦波はOかも立ち上るので
波形の連続性が確保され、かくして窓関数WIP)の乗
算により位相リセット波形に生ずる不連続性を除くこと
ができる。
The window function thus generated is supplied to multiplier 207 via line 2102. As a result, multiplier 207
, the product of n sine waveforms whose phase is reset for each phase reset pulse synthesized by the addition synthesizer 206 and the above-mentioned window function W←) generated in synchronization with each phase reset pulse. is obtained. □The waveform obtained in this way is that each sine wave has a window function W just before the phase is reset.
(s) is continuously converged to O by the multiplication, and each sine wave also rises to O at the time of phase reset, so the continuity of the waveform is ensured, and thus the phase reset waveform is generated by multiplication by the window function WIP). Discontinuities can be removed.

不連続性を除かれた乗算器207の出力は、次の乗算器
20Bに供給され、ここで電力分離器202によって分
離された、送信側1から送ら孔た各フレームの電力情報
■oによって加重され、合成音声としてライン2000
  から出力される。
The output of the multiplier 207 from which discontinuities have been removed is supplied to the next multiplier 20B, where it is weighted by the power information o of each frame transmitted from the transmitting side 1, separated by the power separator 202. line 2000 as synthesized voice.
is output from.

以上に説明したように、本英施例の受信側2においては
、前述した音声合成に必要なCSM音声合成が実行され
、この結果、伝送路1200 上では秘匿されていた送
信側1に入力した原音声の再現が良好な音質をもって行
なわれることになる。
As explained above, on the receiving side 2 of this English embodiment, the CSM speech synthesis necessary for the above-mentioned speech synthesis is executed, and as a result, the input to the transmitting side 1, which was hidden on the transmission path 1200, is The original voice will be reproduced with good sound quality.

なお、以上の説明においては、送信側lのパラメータ変
換器106と、受信側2のパラメータ逆変換器203と
は、入力データをそのまま出力側に出力し、何部変換を
行なわないものとして説明した。勿論これでも、前述し
たように、伝送路上における秘話性が保たれる◎ すなわち、このような、送信@lにおけるパラメータ変
換器106と受信側2におけるパラメータ逆変換器20
3とは全く省略して秘話装置を構成することもできる。
In the above explanation, it is assumed that the parameter converter 106 on the transmitting side 1 and the parameter inverse converter 203 on the receiving side 2 output the input data as is to the output side, and do not perform any conversion. . Of course, even in this case, as mentioned above, confidentiality on the transmission path is maintained. In other words, the parameter converter 106 in the transmission @l and the parameter inverse converter 20 in the receiving side 2
3 may be completely omitted to form a confidential communication device.

しかし、さらに高度の秘話性を得るためには、パラメー
タ変換器106でパラメータ変換を行ない、パラメータ
逆変換器203でこれの逆変換を行なって、パラメータ
変換器106に入力する各データがパラメータ逆変換器
203の出力側で得られるようにすればよい。
However, in order to obtain a higher degree of confidentiality, the parameter converter 106 performs parameter conversion, and the parameter inverse converter 203 performs inverse conversion, so that each data input to the parameter converter 106 is It is only necessary that the signal be obtained on the output side of the device 203.

パラメータ変換の例としては、θl*’lを定数として
、 ω 五 = ωi + θ i nl’ i := mi X (L iといった簡単な
変換を用いることができる。
As an example of parameter transformation, a simple transformation such as ω = ωi + θ i nl' i := mi

あるいは、019m1(i=1,2.・・・n)の組を
一つのベクトル(ωi、mi)と考えて、これに予め定
めた定数マ) IJクスを乗算することによって得られ
るベクトル(ω’i g rn’i )を用いて、前述
の可変周波数発振器107−1〜107−nの周波数設
定と可変利得増幅器108−1〜108−n。
Alternatively, considering the set of 019m1 (i=1, 2...n) as one vector (ωi, mi), and multiplying this by a predetermined constant Ma), the vector (ω 'igrn'i) to set the frequencies of the variable frequency oscillators 107-1 to 107-n and the variable gain amplifiers 108-1 to 108-n.

利得設定とを行なうようにし、またノ(ラメータ逆変換
としては、抽出された(ω’ i 、 m’i )  
の組から上述のマトリクスの逆マトリクスを用いて、も
とのベクトルの(ωi、mi)の組を復元するようにす
ることもできる。
In addition, as for parameter inverse transformation, the extracted (ω' i , m'i )
It is also possible to restore the original set of vectors (ωi, mi) from the set of vectors by using the inverse matrix of the above-mentioned matrix.

また、パラメータ変換およびパラメータ逆変換の対応す
る組合せを複数組用意し、使用者がデータを入力するこ
とにより任意の組合せを使用できるようにすることもで
きる。
Alternatively, a plurality of corresponding combinations of parameter conversion and parameter inverse conversion may be prepared, and the user may be able to use any combination by inputting data.

また、上述のパラメータ変換と対応するノ(ラメータ逆
変換とが時間とともに変化するようにして秘話性をさら
に高めるようにすることもできる。
Further, it is also possible to further improve confidentiality by changing the parameter inverse transformation corresponding to the parameter transformation described above with time.

さらにまた、以上に呪明した実施例においては、送信側
1からピッチ周波数情報を伝送するものとしたが、この
かわりに以下のようにして送信@1からのレッテ周波数
情報の伝送を省略することもできる。
Furthermore, in the embodiment described above, the pitch frequency information is transmitted from the transmitting side 1, but instead, the transmission of the Rette frequency information from the transmitting side 1 can be omitted as follows. You can also do it.

すなわち、音声には、音声エネルギが大きいときにピッ
チ周波数が高くなり、音声エネルギが小さいときにはピ
ッチ周波数が低くなるという性質があるのを利用して、
[験的に音声エネルギとピッチ周波数との対応テーブル
を作成する。そして送信側1から伝送される全音声電力
情報からこの対応テーブルを用いてピッチ周期を生成す
る擬似ピッチ周期発生手段を受信側2に設け、これによ
り発生された擬似ピッチ周期を受信gA2で用いるよう
にして送信側からのピッチ周阪数情報の伝送を省略する
こともできる。
In other words, by utilizing the property of voice that when the voice energy is high, the pitch frequency becomes high, and when the voice energy is low, the pitch frequency is low.
[Experimentally create a correspondence table between voice energy and pitch frequency. Then, the receiving side 2 is provided with a pseudo pitch period generating means that generates a pitch period from the total audio power information transmitted from the transmitting side 1 using this correspondence table, and the pseudo pitch period generated thereby is used in the receiving gA2. It is also possible to omit the transmission of the pitch frequency information from the transmitting side.

次に、位相リセット機能付可変周波数発振器2040回
路例を第6図に示す。周波数制御端子2041に加わる
電圧によって、定亀流寛源2042および2043に流
れる。V:ft2044に対する充放電電流値を制御し
、これによって発振周波数を可変とする。7点の発振電
圧波形は基準電圧の+vrと−Vr  との間を直線的
に上下する三角賦形となる。位相リセット端子2045
にインパルスを加えると、7点は瞬間的に接地されて、
強制的に0電位に引き戻され、そこから発振を昇スター
トして位相リセットが行なわれる。この7点の三角波発
振出力を正弦波変換器2046に入力し正弦波に変換し
て端子2047より出力し、これを発振器204の出力
として用いる。正弦波変換器2046は例えばROMに
格納したサイン関数値を入力波形で読出す等の方法によ
り容易に実現できる。
Next, an example of a variable frequency oscillator 2040 circuit with a phase reset function is shown in FIG. The voltage applied to frequency control terminal 2041 causes constant current flow to flow into sources 2042 and 2043. V: Controls the charging/discharging current value for ft2044, thereby making the oscillation frequency variable. The 7-point oscillation voltage waveform has a triangular shape that linearly rises and falls between +vr and -Vr of the reference voltage. Phase reset terminal 2045
When an impulse is applied to , the 7 points are momentarily grounded,
The potential is forcibly returned to 0, and oscillation is started from there to perform a phase reset. These seven triangular wave oscillation outputs are input to a sine wave converter 2046, converted to a sine wave, and output from a terminal 2047, which is used as the output of the oscillator 204. The sine wave converter 2046 can be easily realized, for example, by reading out a sine function value stored in a ROM as an input waveform.

またこの−ような位相リセット機能付可変周波数発振器
は計算器のプ四グラムを用いて実現することも容易であ
る。
Further, such a variable frequency oscillator with a phase reset function can be easily realized using a quadrogram of a calculator.

次に可変利得増幅器205の回路例を第7図に示す。増
幅すべき信号を端子2051に加え、制姉イ「号を端子
2052に加えることによって負帰還量を制御し出力端
子2053に制御された振幅を有する出力を得る。
Next, a circuit example of the variable gain amplifier 205 is shown in FIG. By applying a signal to be amplified to a terminal 2051 and a control signal to a terminal 2052, the amount of negative feedback is controlled, and an output having a controlled amplitude is obtained at an output terminal 2053.

またこのほかに、アナログ乗算器を用いて実現すること
もできるし、またD/A変換器の基準電圧にアナログ波
形入力を用い、ディジタル入力にディジタル量で表現さ
れた制御情報を用いる等の方法によっても容易に実現す
ることができる。
In addition to this, it can also be realized by using an analog multiplier, or by using an analog waveform input as the reference voltage of the D/A converter and using control information expressed in digital quantities as the digital input. This can also be easily realized by

可変利得増幅器ILJ8も同様な方法で実現できる。Variable gain amplifier ILJ8 can also be realized in a similar manner.

矢に乱数発生器212の一回路例を第8図番こ示す。1
5段のシフトレジスタ2121と1個の牛刀a算器21
22とにより2ts−1の周Mを有する15次のM系列
の擬似乱数を発生する。必要な時点でり四ツク端子21
23にシフトパルスを加えることにより次の乱数値が得
られる。
An example of a circuit of the random number generator 212 is shown in FIG. 8 by the arrow. 1
5 stage shift register 2121 and 1 Gyuto a calculator 21
22, a 15th order M-sequence of pseudo-random numbers having a period M of 2ts-1 is generated. Four terminals 21 at the required time
By adding a shift pulse to 23, the next random value is obtained.

次に周期算出器211のブロック図を第9図(5)に示
す。これに上述の乱数兄生器211から出力される0か
ら211 1の範囲に一様に分布し−Cいる乱数を、無
声音時の位相リセット用パルスの時間間隔を指定する乱
数として用いるのに適した分布に変換するもので、定数
乗算器2.121と定数加算器2122よりなる。これ
によって、第9[N(Blに示すように、乱数の分布幅
りと下限値りとを適当な値に設定することができる。
Next, a block diagram of the period calculator 211 is shown in FIG. 9(5). In addition to this, the random numbers uniformly distributed in the range of 0 to 211 1 output from the random number generator 211 described above are suitable for use as random numbers that specify the time interval of the phase reset pulse during unvoiced speech. It is made up of a constant multiplier 2.121 and a constant adder 2122. As a result, as shown in the ninth [N(Bl), the random number distribution width and lower limit value can be set to appropriate values.

次に窓関数発生@210の一尭施例を第101図に示す
。これは、レジスタ2101、プリセット可能なダウン
カウンタ2102.カウンタ2103、読出し専用メモ
リ(ROM)2104  を含んでいる。
Next, an example of window function generation @210 is shown in FIG. 101. This includes a register 2101, a presettable down counter 2102. It includes a counter 2103 and a read-only memory (ROM) 2104.

切替器209から供給された位相リセット用パルス間隔
を指定するデータTは、レジスタ2101に格納される
。ダウンカウンタ2102は一定周期の高速クロックC
LKをカウントするカウンタで、まず、レジスJ210
1の内容Tをプリセットし、これをクロックCLKを用
いてダウンカウントする。カウンタ2102の内容がO
になると出力端子よりパルスを発生し、これにより再び
レジスタ2101の内容をプリセットしてこの値のダウ
ンカウントを開始する。かくしてダウンカウンタ210
2の出力2102−1  にはTに比例した周期(例え
ばT/k )をもつパルス列が発生する。このパルス列
はカウンタ2103のクロックとして加えられる。この
り四ツクで歩進されるカウンタ2103のカウンタ出力
2103−1はROM2104にアドレス指定信号とし
て加えられ、そこに書き込まれている窓関数W (3:
)のデータを順番に読出しそライ:/2200に出力す
る。カウンタ2103の内容がkになると、ROM21
04の最後のデータが読出されてライン2100にリセ
ットパルスを出力する。このリセットパルスは、発振器
204−1〜204−fl の位相リセット用端子に供
給される前述の位相リセット用パルスとして用いられる
とともに、レジスタ2101に久の入力データをセット
するために用いられる。かくして、パルス間間隔がつぎ
つぎに指定された値をもつ位相リセット用パルスと、こ
れと第5図(2)に示すように同期された可変長の窓関
数W (s)とが生成される。
Data T specifying the phase reset pulse interval supplied from the switch 209 is stored in the register 2101. The down counter 2102 is a high-speed clock C with a constant period.
The counter that counts LK, first of all, Regis J210
The content T of 1 is preset and counted down using the clock CLK. The content of the counter 2102 is O
When this happens, a pulse is generated from the output terminal, which presets the contents of the register 2101 again and starts counting down this value. Thus, the down counter 210
A pulse train having a period proportional to T (for example, T/k) is generated at the output 2102-1 of No. 2. This pulse train is added as a clock to counter 2103. The counter output 2103-1 of the counter 2103, which is incremented by four clocks, is added to the ROM 2104 as an address designation signal, and the window function W (3:
) are read out in order and output to /2200. When the contents of the counter 2103 reach k, the ROM 21
The last data of 04 is read and outputs a reset pulse on line 2100. This reset pulse is used as the aforementioned phase reset pulse supplied to the phase reset terminals of the oscillators 204-1 to 204-fl, and is also used to set the last input data in the register 2101. In this way, phase reset pulses whose interpulse intervals have successively specified values and a variable length window function W (s) synchronized with these pulses as shown in FIG. 5(2) are generated.

最後にCAM分析について説明する。Finally, CAM analysis will be explained.

前述のように、CSM分析は、各分析フレーム毎に、表
現されるべき音声波形から直接算出される標本自己関係
数のN個の低次のタップ値と、合成波(n個の正弦波の
和)のN個の低次のタップ値とが一致するように、合成
すべき各正弦波の角周波数ωiとその強度(電力振幅)
miとを決定することである。
As mentioned above, CSM analysis uses, for each analysis frame, N low-order tap values of the sample autocorrelation coefficient directly calculated from the speech waveform to be represented, and a composite wave (n sine waves). The angular frequency ωi of each sine wave to be synthesized and its intensity (power amplitude) are determined so that the N low-order tap values of
The purpose is to determine mi.

今、合成波のタップlの自己相関係数をflとすると、
前述のように、 rJ =Σ  Ini Cog  1G)iとなる。
Now, if the autocorrelation coefficient of tap l of the composite wave is fl, then
As mentioned above, rJ =Σ Ini Cog 1G)i.

一方、表現されるべき音声波形のサンプルXtから、あ
るフレームのタップlの標本自己相関係数Vlは である。
On the other hand, from the sample Xt of the audio waveform to be expressed, the sample autocorrelation coefficient Vl of tap l in a certain frame is.

これより 11 = VJ         ・・・・・(2)J
=0,1,2.・・−N、但しN=2n−1とすると下
記のマトリックス表現が得られる。
From this, 11 = VJ... (2) J
=0,1,2. ...-N, where N=2n-1, the following matrix expression is obtained.

しかし上式は、ωiおよびmi  が未知のため単純な
行列演算では解けない。そこで、 ωi;CO3xl ・・・・・(4) とおき、 cos ノQli=CO8l cos  xl= TJ
 (:I:i)   H6+  −・(5)の置換を行
なう。このTJIx)はTchebychcff ’ 
(チエビシェフ)の多項式である。この置換を行なうと
(3)式は次のように変換される。
However, the above equation cannot be solved by simple matrix operations because ωi and mi are unknown. Therefore, ωi;CO3xl ・・・・・・(4) and cos ノQli=CO8l cos xl= TJ
(:I:i) H6+ −·(5) is substituted. This TJIx) is Tchebychcff'
(Chiebishev) polynomial. When this substitution is performed, equation (3) is converted as follows.

ところが、一般に、lは’ro(s) 、 ’I’s 
(x)・−・T a (I:)の線形合として表わすこ
とができる。
However, in general, l is 'ro(s), 'I's
It can be expressed as a linear combination of (x)...T a (I:).

すなわち、 ゛但しj <l)は逆T chebycheff (チ
ェビシェフ)係数である。
That is, ゛where j <l) is the inverse T chebycheff (Chebycheff) coefficient.

このS (1)を用いて、前述の標本自己相閑係敏■“
の線形結合Alを下式のよう憂こ定義する。
Using this S (1), the above-mentioned sample self-reciprocity relationship ■“
The linear combination Al is defined as follows.

! 但しJ=0,1129・・・12n−1こうすると、(
6)式の左辺にそれぞれ(7)式お工び(8)式の関係
を用いることにより、下記の関係弐勉;成立する。
! However, J=0,1129...12n-1 If you do this, (
By using the relationship of formula (7) and formula (8) on the left side of formula 6), the following relationship is established.

・・・・・(9) さて、ここで、X3.町、・・・pJniこ零点をもり
n医の多項式 を定義し・このPn(x)を用いて、(θ)式の左辺と
似九式の Ω ΣmI Pn(si)xN を作り、これを倹討してみる。上式がOであることは明
らかであるが、さらにこれは矢のように4き変えること
ができる。
...(9) Now, here, X3. Machi... Define the polynomial for n by taking the zero point pJni.Using this Pn(x), create Ω ΣmI Pn(si)xN, which is similar to the left side of equation (θ), and write this as Try to be frugal. It is clear that the above formula is O, but it can be changed by 4 as shown in the arrow.

以上より、J=0.1,2.・・・nとして下式が得ら
れる。
From the above, J=0.1, 2. ...The following formula is obtained as n.

しヵ、るにI)(n’ = 1 ”ieあるからが成立
する。左辺のAiでできるマトリクスは一般に)1 a
nke 1  (ハングル)行列と呼ばれているもので
ある。前述のように各Aiは、表現すベミ音声波形の標
本自己相関係数Vjから(8)式により与えられるもの
で既知である。
Shika, Runi I) (n' = 1 ``ie, so it holds true. The matrix formed by Ai on the left side is generally) 1 a
This is called the nke 1 (Hangul) matrix. As described above, each Ai is given by equation (8) from the sample autocorrelation coefficient Vj of the expressed Bemi speech waveform and is known.

従って(10)式を解くことにより、”ol)e p(
?’t ””の牌として、(χ1 # :rJ!  ・
・、・p ” n )が求められる。
Therefore, by solving equation (10), “ol)e p(
? As a tile of 't "", (χ1 # :rJ!・
., .p''n) are calculated.

これより各C8M周波数ω1は(4)式のωi   C
O821 より求められ、塘たC8M強度miは(9・)式より導
かれる下式を用いて求められる。
From this, each C8M frequency ω1 is ωi C in equation (4)
The C8M intensity mi obtained from O821 is obtained using the following equation derived from equation (9).

なお、上式の左辺の行列は一般にVanclerMon
de Cファレデル・造ング)行列とがばれているもの
である。
Note that the matrix on the left side of the above equation is generally VanclerMon
It is known as a matrix.

以上をまとめると、C8M分析の分析アルゴリズムは以
下のようになる。
To summarize the above, the analysis algorithm for C8M analysis is as follows.

(1)  5本自己相関係数を計算する。(1) Calculate the five autocorrelation coefficients.

(2)逆にチェビシェフ係数を用いてAJを定義する。(2) Conversely, AJ is defined using the Chebyshev coefficient.

(3)AJによるH anke l  (バンケル)行
列方程式を解いてpχn)を求める。
(3) Find pχn) by solving the Wankel matrix equation by AJ.

(4)  pi”を係数としてもつn次代数方程式を解
いいてn個の:x:iを求める。
(4) Solve an n-dimensional algebraic equation with pi'' as a coefficient to find n :x:i.

Pn”)=−”9”’ 、n−1+p(n)  gn−
2+ 、 、。
Pn")=-"9"', n-1+p(n) gn-
2+, ,.

n−1n−2 p(n)、+p。=0 凰 (5)  cos逆変換を行なってC8M角周波数(ω
i)を求める。
n-1n-2 p(n), +p. =0 凰(5) Perform cos inverse transformation to obtain C8M angular frequency (ω
Find i).

ωi ;Cog  −fl (6)  Van  der Monde (77ンデ
ルモンデ)行列方程式を解いてC8M強度(mi )を
求める。
ωi ; Cog −fl (6) The C8M intensity (mi) is determined by solving the Van der Monde (77) matrix equation.

以上の各ステップを実行することによりCSMの各角周
波数(鮨、ω、、・・・、ωn)および各波の強度(f
nim mt e・・・mH)  を求めることができ
る。
By executing each step above, each angular frequency (Sushi, ω, ..., ωn) of the CSM and the intensity of each wave (f
nim mte...mH) can be obtained.

なお、上述のHanke 1  (バンケル)行列方程
式の能率的解法として、初期条件を与えて遂次的に解を
求める方法が知られている。
Note that, as an efficient method for solving the above-mentioned Hanke 1 (Wankel) matrix equation, a method is known in which initial conditions are given and solutions are sequentially obtained.

また、上記0次の代数方程式は実根のみを有すことが証
明されているため、二ニートン・ラプソンの方法等を用
いて根を求めることができる。
Furthermore, since it has been proven that the zero-order algebraic equation has only real roots, the roots can be found using the Neaton-Raphson method or the like.

さらに、上記Vander Monde  (7yンデ
ルモンデ)行列方程式の能率的解法として三角行列化・
を行なって順次に解を求める方法を用いることができる
ことができる。
Furthermore, as an efficient solution method for the above Vander Monde (7y Vander Monde) matrix equation, triangular matrixization and
It is possible to use a method in which the solutions are found sequentially by performing the following steps.

以上に述べたC S M分析において、本実施例では、
標本自己相関係数とCAMの自己相関係数とを等しいと
する方程式を解く方法を用いたが、このかわりに、LP
C係数の無損失化による線スペクトル周波数の算出およ
び音数計算による方法を用いることもできる。
In the CSM analysis described above, in this example,
We used a method of solving an equation that makes the sample autocorrelation coefficient equal to the CAM autocorrelation coefficient, but instead of LP
It is also possible to use a method of calculating the line spectrum frequency by making the C coefficient lossless and calculating the number of tones.

また本実施例においては、特定の関数形をもつ可変長窓
関数を用いたが、この関数形は一例を示したもので、他
の関数形が用いられることも明らかである。
Further, in this embodiment, a variable length window function having a specific function form is used, but this function form is merely an example, and it is clear that other function forms may be used.

さらに乱数発生器、周期算出器等も一例を示したもので
これに限定される必要はない。
Furthermore, the random number generator, period calculator, etc. are also shown as examples, and there is no need to be limited thereto.

なお、以上の実ha例においてはC8Mの各正弦波の強
度(電力振幅)を指定する量としてmiを用いて説明し
たが、実際の可変利得増幅器を制御する信号としては振
幅に比例する鼾を用いて行なってもよいことは明らかで
ある。
In addition, in the above actual ha example, mi was used as the quantity that specifies the intensity (power amplitude) of each C8M sine wave, but as a signal to control the actual variable gain amplifier, a snoring signal proportional to the amplitude is used. It is clear that it may be carried out using

(発明の効果) 以上述べたように本発明を用いると、C8Mによる音声
分析合成の原理に基づいて、アナログ信号云送を行なう
新らしい臘の秘話装置を提供できrb にの秘話装置は
伝送路の品質に対する要求が比較的低く、また高い秘話
性を付与することが可能であるというfP微を有してい
る。
(Effects of the Invention) As described above, by using the present invention, it is possible to provide a new confidential communication device that transmits analog signals based on the principle of speech analysis and synthesis using C8M. It has a relatively low fP requirement for quality, and it is possible to provide high confidentiality.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

゛第1功はC8Mパラメータによる音声特徴ベクトルパ
ターンの一例を示す図、第2図はC81viラインスペ
クトルと、同一音声サンプルより求め九LPCスペクト
ル包絡との対応例を示す図、第3装置は拡散されたCA
Mのスペクトル包絡とピッチの微細構造とを示す図、第
3図(B)は単純加算しただけのC8Mスペクトルを示
す図、第4図は本発明の一実施例を示すブロック図、第
5装置は可変長窓関数の関数形を示す図、第5図(ト)
は前記可変長窓関数と位相リセット用パルスとの相対時
間関係を示す図、第6図は位相リセット機能付可変周波
数発振器の一回路例を示す図、第7図は可変利得増幅器
の一回路例を示す図、第8図は乱数発生器の一回路例を
示す図、第9回置は周期算出器のブロック図、第9図(
2)は前記周期算出器の出力の乱数分析分布を示す図お
よび第10図は可変長窓関数発生器の一例を示すブロッ
ク図である。 図において、 1・・・・・・送信側、2・・・・・・受信側、101
・・・・・・人/D変換器、102・・・・・・ハミン
グ窓処理器、103・・・自己相関係数計測器、104
・・・・・・C8M分析器、105・・・・・・ピッチ
・V/UV分析器、106・・・・・・パラメータ変換
器、107−1〜107−n・・・・・・可変周波数発
振器、108−1〜108−n ・・・・・−可変利得
増幅器、109・・・・・・加算合成器、110・・・
・・・可変利得増幅器、111・・・・・・可変周波数
発振器、112・・・・・・V/UVスイッチ、113
・旧・・加算合成器、201・・・・・・スペクトル分
析器、2o2・・・・・・電力分離器、203・・・・
・・パラメータ逆変換器、204−1〜204−n・・
・・・・位相リセット機能付可変周波数発振器、205
−1〜205−n ・旧・・可変利得増幅器、206・
・・・・・加算合成器、207・・・・・・乗算器、2
08・・・・・・乗算器、209・・・・・・V/U 
V切替器、210・・・・・・可変長窓関数発生器、2
11・・・・・・周期算出器、212・・・・・・乱数
発生器。 箋 2 回 呵戒欲     ″ へ 一 時間□ 身 5 凹 −茅 Δ 回 $7 図 享I図 集7図(A)
゛The first example is a diagram showing an example of the audio feature vector pattern based on the C8M parameter. Figure 2 is a diagram showing an example of the correspondence between the C81vi line spectrum and the nine LPC spectrum envelope obtained from the same audio sample. CA
FIG. 3 (B) is a diagram showing the C8M spectrum obtained by simple addition; FIG. 4 is a block diagram showing an embodiment of the present invention; and the fifth device is a diagram showing the functional form of a variable length window function, Figure 5 (G)
is a diagram showing the relative time relationship between the variable length window function and the phase reset pulse, FIG. 6 is a diagram showing an example of a circuit of a variable frequency oscillator with a phase reset function, and FIG. 7 is an example of a circuit of a variable gain amplifier. Figure 8 is a diagram showing an example of a circuit of a random number generator, Figure 9 is a block diagram of a period calculator, Figure 9 (
2) is a diagram showing a random number analysis distribution of the output of the period calculator, and FIG. 10 is a block diagram showing an example of a variable length window function generator. In the figure, 1... Sending side, 2... Receiving side, 101
. . . Human/D converter, 102 . . . Hamming window processing device, 103 . . . Autocorrelation coefficient measuring device, 104
......C8M analyzer, 105...Pitch/V/UV analyzer, 106...Parameter converter, 107-1 to 107-n...Variable Frequency oscillator, 108-1 to 108-n...-Variable gain amplifier, 109... Addition synthesizer, 110...
...Variable gain amplifier, 111...Variable frequency oscillator, 112...V/UV switch, 113
・Old... Addition combiner, 201... Spectrum analyzer, 2o2... Power separator, 203...
...Parameter inverse converter, 204-1 to 204-n...
...Variable frequency oscillator with phase reset function, 205
-1~205-n ・Old...Variable gain amplifier, 206・
... Addition synthesizer, 207 ... Multiplier, 2
08... Multiplier, 209... V/U
V switcher, 210...Variable length window function generator, 2
11...Period calculator, 212...Random number generator. Note 2 呵诵 ″ to one hour □ Body 5 Concave-Kaya Δ Times $7 Zukyo I Picture Book 7 (A)

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)入力音声信号のCSM分析によって指定される周
波数と振幅とをもつ複数の正弦波の加算合成波形を発生
するCSMスペクトル発生手段を有する送信側と、 前記送信側のCSMスペクトル発生手段からの信号のス
ペクトル分析を行ない前記加算合成された複数の各正弦
波の周波数および振幅を指定する各パラトータを抽出す
るスペクトルパラメータ抽出手段と、前記抽出されたパ
ラメータの指定する各周波数に設定される複数の位相リ
セット機能付可変周波数発振器と、これに対応して前記
各位相リセット機能付可変周波数発振器の出力を前記抽
出されたパラメータの指定する振幅に設定する可変利得
増幅器と、可変長窓関数発生器と、乱数発生器とを備え
、有声音を合成する場合にはピッチ周期に対応して前記
各位相相リセット機能付加変周波数発振器の位相リセッ
トを行ない、無声音を合成する場合には前記乱数発生器
の出力の乱数より算出される周期に対応して前記各位相
リセット機能付可変周波数発振器の位相リセットを行な
い、前記可変窓関数発生器で発生される窓関数の開始時
点および終時点が上記位相リセットの時点とほぼ一致す
るようにした受信側と を有することを特徴とする秘話装置。
(1) A transmitting side having a CSM spectrum generating means for generating an additively synthesized waveform of a plurality of sine waves having a frequency and amplitude specified by CSM analysis of an input audio signal; spectral parameter extraction means for performing spectral analysis of the signal and extracting each paratota specifying the frequency and amplitude of each of the plurality of sine waves summarily synthesized; a variable frequency oscillator with a phase reset function; a variable gain amplifier that correspondingly sets the output of each of the variable frequency oscillators with a phase reset function to an amplitude specified by the extracted parameter; a variable length window function generator; , a random number generator, and when synthesizing voiced sounds, resets the phase of each of the variable frequency oscillators with a phase reset function in accordance with the pitch period, and when synthesizing unvoiced sounds, resets the phase of the variable frequency oscillators, and when synthesizing unvoiced sounds, the random number generator The phase of each variable frequency oscillator with a phase reset function is reset in accordance with the cycle calculated from the random number of the output, and the start and end points of the window function generated by the variable window function generator are set to the phase reset point. 1. A confidential communication device characterized by having a receiving side that is arranged to substantially coincide with a time point.
(2)前記送信側に設けられたピッチ情報抽出手段によ
り前記入力音声信号より抽出されたピッチ情報を前記受
信側に伝送し前記受信側において有声音を合成する場合
には伝送された前記ピッチ情報より定まるピッチ周期を
用いて前記位相リセット機能付可変周波数発振器の位相
リセットを行なうようにしたことを特徴とする特許請求
の範囲第(1)項記載の秘話装置。
(2) When the pitch information extracted from the input audio signal by the pitch information extraction means provided on the transmitting side is transmitted to the receiving side and voiced sound is synthesized on the receiving side, the transmitted pitch information 2. The confidential communication device according to claim 1, wherein the phase of the variable frequency oscillator with a phase reset function is reset using a pitch period that is more determined.
(3)前記受信側に擬似ピッチ発生手段を有し前記前記
受信側に擬似ピッチ発生手段を有し前記受信側において
有声音を合成する場合には前記擬似ピッチ発生手段で発
生されるピッチ周期を用いて前記位相リセット機能付変
周波数発振器の位相リセットを行なうようにしたことを
特徴とする特許請求の範囲第(1)項記載の秘話装置。
(3) When the receiving side includes a pseudo pitch generating means and the receiving side includes a pseudo pitch generating means and synthesizes voiced sound on the receiving side, the pitch period generated by the pseudo pitch generating means is 2. The confidential communication device according to claim 1, wherein the variable frequency oscillator with a phase reset function is reset by using the variable frequency oscillator.
(4)前記送信側に設けたパラメータ変換手段により前
記CSM分析によって指定される周波数値と振幅値とに
特定の変換を施こしこの変換された値によって指定され
る周波数と振幅とをもつ複数の正弦波の加算合成波形を
発生する前記CMSスペクトル発生手段を有する送信側
と、前記受信側に設けたパラメータ逆変換手段により前
記スペクトルパラメータ抽出手段により抽出されたパラ
メータを逆変換しこの逆変換されたパラメータの指定す
る各周波数に設定される複数の位相リセット機能付可変
周波数発振器と、これに対応して前記各位相リセット機
能付可変周波数発振器の出力を前記逆変換されたパラメ
ータの指定する各振幅に設定する可変利得増幅器とを有
することを特徴とする特許請求の範囲第(1)項記載の
必話装置。
(4) A parameter conversion means provided on the transmitting side performs a specific conversion on the frequency value and amplitude value specified by the CSM analysis, and a plurality of A transmitting side having the CMS spectrum generating means for generating an additive composite waveform of sine waves, and a parameter inverse converting means provided on the receiving side inversely converting the parameters extracted by the spectrum parameter extracting means. A plurality of variable frequency oscillators with a phase reset function are set to frequencies specified by the parameters, and correspondingly, the outputs of the variable frequency oscillators with a phase reset function are set to respective frequencies specified by the inversely converted parameters. 2. The essential call device according to claim 1, further comprising a variable gain amplifier for setting.
(5)前記パラメータ変換手段とこれに対応するパラメ
ータ逆変換手段との複数の組合せを有し操作者のデータ
入力によりこれらの中の任意の組合せを選択できるよう
にしたことを特徴とする第(4)項記載の秘話装置。
(5) A plurality of combinations of the parameter conversion means and corresponding parameter inverse conversion means are provided, and an arbitrary combination among these can be selected by data input by an operator. 4) Confidential communication device described in section 4).
(6)前記パラメータ変換手段とこれに対応するパラメ
ータ逆変換手段との複数の組合せを有しこの組合せが時
間とともに変化するようにしたことを特徴とする第(4
)項記載の秘話装置。
(6) Item (4) characterized in that it has a plurality of combinations of the parameter conversion means and corresponding parameter inverse conversion means, and the combinations change over time.
) Confidential communication device described in section.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5853351A (en) * 1981-09-24 1983-03-29 Toyota Motor Corp Removing device for mold in molding machine with horizontally split mold
JPS58147798A (en) * 1982-02-27 1983-09-02 松下電工株式会社 Voice synthesizer
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