JPS62159198A - 音声合成方式 - Google Patents

音声合成方式

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JPS62159198A
JPS62159198A JP61000189A JP18986A JPS62159198A JP S62159198 A JPS62159198 A JP S62159198A JP 61000189 A JP61000189 A JP 61000189A JP 18986 A JP18986 A JP 18986A JP S62159198 A JPS62159198 A JP S62159198A
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JP
Japan
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khz
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JP61000189A
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English (en)
Inventor
隆 矢頭
森戸 誠
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Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS62159198A publication Critical patent/JPS62159198A/ja
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は音声合成方式に関し、特に少ない情報量で良質
の音声を合成する音声合成器を実現可能な音声合成方式
に関するものである。
(従来の技術) 音声の帯域圧縮方式として、ADPCM (Adapt
iveDifferential Pu1se Cod
e Modulation)がある。
この方式は音声の隣接標本間(時間T1と時間T2)の
データにおいて、時間T1に算出した予測値とT2にお
ける音声信号との差分をとり、それを符号化してADP
CM符号とすることによって、音声を圧縮し1次にその
符号を復号することによって、差分信号の量子化値を得
、その値を逐次加算することによって、通常のPCM符
号形式の音声を再生する方式である6また、差分信号の
量子化値を得る際に必要となる量子化値をADPCM符
号に応じて変化させていくことを特徴としている。
この方式は音声波形を時間領域でそのまま符号化する、
いわゆる波形符号化方式に属し−WJ車な回路構成によ
り自然な合成音が得られる。さらにLPC方式、PAR
COR(偏自己相関)方式などの1人間の発声機構をモ
デル化したパラメータ合成方式と違い、1人の人間の声
だけでなく、複数話者が同時に話している音、または音
楽などの非音声に対しても合成が可能であり、広範な用
途に使用できる。
合成用データとして音声を取り扱う場合、一般に標本化
周期は8KHz前後に設定される。これは音声としての
有用な情報はスペクトル領域で4KHz以下の低減に集
中しており、この領域の情報さえ保存すれば音声として
十分な品質が保たれる性質にもとづいている。
一方、用途によっては音声だけでなく音楽などを効果音
として出力したい場合がある。このような場合、音楽は
音声に比べかなり広い周波数成分を持っているため、そ
の符号化には十数KHz以上の標本化周波数が必要であ
る。
本出願人は特開昭60−68392号公報において、標
本化周波数Fsにて符号化された差分符号に対し、復号
時にN倍のFsにて合成音を出力し、再生値に含まれる
不要な高域成分が(N/2)Fs以下にはならないよう
な音声合成機を可能とする音声合成方式を提案した。こ
の方式は必要な基底帯域の信号のみを特性の緩慢なロー
パスフィルタで抽出でき、かつ簡単な回路構成で実現で
きる利点がある。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、前記従来の音声合成方式等による1つの
音声合成器では音声、音楽共に出力したい場合には8 
K Hzでの動作では音楽に対して十分な品質が得られ
ない。また、十数KHzで動作するようにした場合には
音声、音楽共に高品質の音が得られるが、音声に対して
も十数KHzの標本化周波数による符号化が必要となり
、(標本化周期数)×(1サンプル当りの量子化ビット
数) で表わされる、符号化における情報量が増大するという
問題が生じる。
本発明は以上述べた問題点を除去し、1つの合成器にて
音声、音楽共に高品質な合成音が得られ、かつ音声に対
する情報量も増やさない音声合成器を実現できる音声合
成方式を提供するものである。
(問題点を解決するための手段) 本発明は前記問題点を解決するために、音声信号を標本
化周期で差分符号化し、得られた符号を復号処理し逐次
加算することによって標本化周期毎に合成音を出力する
音声合成方式おいて、前記復号処理によって得られた値
を1/N(Nは正数)にし、前記標本化周期の1/Nの
標本化周期毎にN回同一の逐次加算処理を行ないl/N
の標本化周期毎に合成音を出力する第1の手段と、差分
符号化時の前記標本化周期に対応して前記Nの値を設定
する第2の手段とを設けたものである。
好ましくは前記第2の手段が差分符号化データの先頭に
格納され差分符号化時の標本化周期に対応するフラグに
基づいて前記Nの値を設定するものである。また、前記
Nの値が2のべき乗の値(2°を含む)である。
(作用) 本発明によれば以上のように音声合成方式を構成したの
で、技術的手段は次のように作用する。
第2の手段は差分符号化時の標本化周期に対応して第1
の手段のNの値を設定するように働く。第1の手段は差
分符号を復号して得られた値を、第2の手段によって設
定されたNの値で1/Nシ、差分符号化時の標本化周期
の1/Nの周期毎にN回同一の逐次加算処理を行い1/
Nの周期毎に合成音を出力するように働く。従って、差
分符号を1つの音声合成器で再生可能となるので、前記
従来技術の問題点が解決できるのである。
(実施例) 第1図及び第2図を参照して本発明の詳細な説明する。
第1図は本発明の一実施例を示すブロック図であって、
音声合成器におけるADPCM符号の再生系を示すもの
である。同図において、■0はADPCM符号L0を入
力する入力端子、11はレジスタ、12は加算器、13
は乗詐器、14はシフトレジスタ、】5は加算器、16
はレジスタ、17はADPCM符号り。を量子化ステッ
プサイズ移動係数M、、に変換して出力するテーブルで
ある。18は乗算器、19はリミッタ、20はレジスタ
、21はD/A変換器、22はローパスフィルタ(LP
F)、23は合成音を出力する出力端子である。24は
後述のフラグを入力する入力端子、25はレジスタ、2
6は各レジスタの動作制御を行なう制御部である。
第2図(a)(b)はADPCMデータを格納するデー
タメモリの構成を示すものである。ADPCMデータの
ブロック#1(同図a)及びブロック#2(同図(b)
)の先頭アドレスには標本化周波数を示すフラグが格納
されており、音声合成器の制御部26はブロックの再生
を行なう前にこのフラグを入力することにより、そのブ
ロックが何KHzで処理されるべきかを判定する。
本実施例では標本化周波数16KHzと8 K Hzの
2つの周波数で符号化されたADPCMデータを扱うも
のとして以下に説明する。
16KHzで符号化されたADPCM符号の再生を行な
うために、D/A変換器21、およびローパスフィルタ
22はそれぞれ16KHz、D/A変換器、8KHz以
上をカットするフィルタが用いられる。一方、8KHz
のADPCM符号を再生するためには、通常、4KHz
以上の周波数成分は不要になるため、ローパスフィルタ
22は4KHz以上の周波数を遮断する特性のものが必
要となる。
しかるに、本発明の実施例は前述の音声合成方式(特開
昭60−68392号公報)による音声合成器に対し異
なった2つ以上の標本化周波数で符号化されたデータを
再生できるように構成したものであるから、ローパスフ
ィルタ22は8KHz以上の周波数成分を遮断できれば
十分である。
初めに16KHzのADPC1’l符号に対する再生動
作について説明する。まず、入力端子24よりADPC
Mデータの先頭に格納されている標本化周波数フラグ(
この場合16KHzであることを示すフラグ)を入力し
、レジスタ25に格納する。次に入力端子10からレジ
スタ11にADPCM符号が入力される。ADPCM符
号をL9とすると、Lnは加算器12によって0.5が
バイアスのため加えられる。その結果は乗算器13によ
ってレジスタ20の出力Δ、と乗算される。レジスタ2
1の出力Δ、を量子化ステップサイズと称する。乗算器
13の出力をq、、とすると、q、、はADPC阿符号
Lnによって再生された差分復号値であり、(1)式で
与えられる。
qn=Δ、・ (L、、+1/2)   ・・・・・・
(1)乗算器3の差分復号値q、lはシフトレジスタ1
4にロードされるが、この際、シストレジスタ14に対
しては制御部26よりロード信号のみが加えられ、シフ
ト信号は加わらず、シフトレジスタ14は単にレジスタ
として動作する。従って、シフトレジスタ14の値はq
、、そのものとなり、レジスタ16の出力と加えられ、
その結果はD/A変換器21.LPF22を通して出力
端子23より出力される。一方、レジスタ11のADP
CM符号り、lはテーブル17によって変換され、移動
係数Mnを出力する。テーブル17はADPCM符号L
nに対して、出力M、、を得るテーブルである。テーブ
ルの出力M、、は乗算器18によりΔ、と乗算されΔ、
。、を得る。
Δ□1、=Δ7・M、      ・・・・・・(2)
(2)式におけるΔ00、はリミッタ19によって最小
値Δmin、最大値Δmaxの間に制限される。すなわ
ち、Δ、、や、がΔwinより小さくなった場合、リミ
ッタ19はΔminを出力し、Δmaxより大きくなっ
た場合にはΔmaxを出力する。リミッタ19の出力Δ
′0゜、が次のサンプル時における量子化ステップサイ
ズとなりレジスタ20に格納される。以後、同様の動作
を16KHz毎にレジスタ11に入力されるADPCM
符号に対して繰り返すことによりADPCM再生が行な
われる。
次に8KHzのADPCM符号に対する合成器の動作に
ついて説明する。本合成器は先に述べた特開昭60−6
8392号公報に開示されているように8KHzのAD
PCM符号に対し16KHzごとに合成出力を出す。
初めに8KHzの標本化周期の初めの172周期の動作
について述べる。ADPCM符号Lnの入力から、乗算
器13による差分復号値qnまでは前記16KHzのA
DPCM符号に対する動作と同様であるが、シフトレジ
スタ14に対しては制御部26よりロード信号に加えて
1/2シフト信号が加えられ、その結果シフトレジスタ
14の値は(1/2) (1,lとなる。シフトレジス
タ14の出力(1/2) qnはレジスタ16と加えら
れてその結果はD/A変換器21.LPF22を通して
、出力端子23より8KHz周期の初めの1/2周期で
出力される。8KHz周期の後半の172周期では、制
御回路26により、レジスタ11およびレジスタ20に
はロード信号が加えられず、従って新たなADPCM符
号の入力および量子化ステップサイズの更新は行なわれ
ない(前記1/2周期の値が保持される)。また、同様
にシフトレジスタ14にはロード信号、シフト信号共に
加わらず、前記1/2周期で算出された(1/2) (
! 、、が再びレジスタ16と加えられてD/A変換器
21.LPF22を通して出力端子23より出力される
。以後、同様の処理が8KHzごとに繰り返される。
以上説明したように本実施例では16K Hz、 8 
KHzと異なった標本化周波数で符号化されたADPC
Mデータに対し同一の音声合成器により品質を劣化させ
ることなく再生できる。
(発明の効果) 以上詳細に説明したように本発明によれば、8KHz、
16KHzといった2のべき乗倍で異なる周波数で符号
化されたADPCM符号を1つの音声合成器で再生でき
るため、音声と音楽などの必要帯域の異なる音に対して
効率の良い符号化および再生が可能である。また、本来
複数の音声合成器が必要となるところが1つの音声合成
器で済むため、装置が安価になる。
また、本発明の実施例ではADPCM方式の場合につい
て論じたが本発明は差分符号化を行なう方式すなわち、
t)PCM、ADM方式についても有用である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示すブロック図、第2図(
a)(b)はデータメモリの構成を示す図である。 10.24・・・入力端子、11,16,20.25・
・・レジスタ、12.15・・・加算器、13.18・
・・乗算器、14・・・シフトレジスタ、17・・・テ
ーブル、19−2.リミッタ、21・・・D/A変換器
、22・・・ローパスフィルタ、23・・・出力端子、
26・・・制御部。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)音声信号を標本化周期で差分符号化し、得られた
    符号を復号処理し逐次加算することによって標本化周期
    毎に合成音を出力する音声合成方式において、 前記復号処理によって得られた値を1/N(Nは正数)
    にし、前記標本化周期の1/Nの標本化周期毎にN回同
    一の逐次加算処理を行ない1/Nの標本化周期毎に合成
    音を出力する第1の手段と、 差分符号化時の前記標本化周期に対応して前記Nの値を
    設定する第2の手段とを設けたことを特徴とする音声合
    成方式。
  2. (2)前記第2の手段は差分符号化データの先頭に格納
    され差分符号化時の標本化周期に対応するフラグに基づ
    いて前記Nの値を設定することを特徴とする特許請求の
    範囲第1項記載の音声合成方式。
  3. (3)前記Nの値が2のべき乗の値(2^0を含む)で
    あることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の音声
    合成方式。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5588090A (en) * 1993-05-20 1996-12-24 Ricoh Company, Ltd. Signal processing apparatus
US5633633A (en) * 1993-07-19 1997-05-27 Sharp Kabushiki Kaisha Codec apparatus

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5981918A (ja) * 1982-11-02 1984-05-11 Ricoh Elemex Corp Dpcm符号化信号処理回路における復号化回路の信号補間方法

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