JPS6220546B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、九九算を修得するための九九練習器
に関するものである。 小学校の算数教育では、まず１桁の数の掛算
（いわゆる九九算）を暗記，暗唱させ、それをも
とに桁数の多い一般の掛算を行なつており、九九
算は算数教育に欠かせない基礎技術である。 従来、九九算を修得する方法としては、１桁の
掛算を列記した数表やカードを用いて暗記した
り、あるいは九九算を表記したボタンを持ち、例
えば２×９と表記されたボタンを押すと、18と表
記された表示板が飛び出してくる補助教育器など
を用いる方法などがある。 しかし、こられの方法では、いずれも九九算を
数字あるいは数式で表わしたものを用いおてり、
九九算を文字の形でしか表現することができな
い。実際に九九算を用いる場合には、例えば２×
９＝18の場合には、「に・く・じゆうはち」と発
声、あるいは暗唱することによつて九九算を記憶
あるいは思い出している。すなわち、九九算は、
数字・数式などの文字言語ではなく、音声にごく
近い音声言語で記憶されているのである。したが
つて、従来より用いられている数表やカードある
いは数字・数式を用いる補助教育機器では、これ
を使う小学校低学年の児童が、自分で文字言語か
ら音声言語に置きかえる必要があり、これが九九
算修得の妨げとなつている。 本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をな
くし、音声という形で九九算を使用者に伝えるこ
とによつて、九九算の修得を容易にした九九練習
器を提供することにある。 本発明の特徴は、九九算あるいは九九算に関す
る問題を、音声合成技術を用いて音声によつて使
用者に伝えるようにしたことにある。 第１図に本発明の九九練習器一実施例を示し、
以下図面に従つて説明する。九九練習器本体１に
は、操作キー２、電源スイツチ３、スピーカ４が
備えられている。操作キー２には０から９までの
数字キーと「発声」，「問題」，「開始」，「桁」，「
Ｃ
（クリア）」，「＝」キーの計16個の操作キーがあ
る。 第２図に、第１図の九九練習器の回路ブロツク
図を示す。回路は、九九練習器全体の制御を行な
つているマイクヨロコンピユータ５、音声合成装
置７、および音声合成専用ROM10から構成され
ている。マイクロコンピユータ５は、操作キー２
によつて操作される16個のキースイツチ６の状態
を監視しており、入力されたキー信号に応じて音
声合成装置７を制御する。音声合成装置７は、音
声合成専用ROM10に記憶されている音声の特徴
パラメータを用いて、指定された音声を合成し、
スピーカ９から出力する。 PARCOR音声合成方式は、音声分野ではすで
によく知られた方式であり詳しい説明は省略する
が、第３図にブロツク図を示し、以下簡単に説明
する。人間の音声は、10〜30msecの短時間で考
えればほぼ一定であると考えることができるの
で、人間の発した原音声を10〜30msec間岡隔の
いくつかのフレームに区切り、各フレームの音声
信号から特徴パラメータを抽出しておく、音声を
合成する場合には、前に抽出した特徴パラメータ
からそのフレームの音声を合成し、こられのフレ
ームの音声を継ぎ合せることにより元の音声を合
成する。PARCOR方式では特徴パラメータとし
ては音量情報、有声音／無声音切換信号、声の高
さに対応するピツチ情報、および自己相関係数の
一種である偏自己相関係数（以後PARCOR係数
と略す。）を用いる。PARCOR方視式の場合、例
えば１秒の音声を合成するためには、特徴パラメ
ータを符号化すると22400ビツトの情報量とな
る。 音声合成専用ROM10には、あらかじめ計算機
などを用いて抽出しておいた音声の特徴パラメー
タが、符号化されて記憶されている。こられの音
声合成のための情報は、音声合成装置７に送ら
れ、デコーダ１７によつて特徴パラメータに変換
される。１１は雑音発生器１２はパルス列発生器
であり、有声音／無声音切換スイツチ１３および
有声音／無声音切換信号１９によつて、有声音の
場合にはパルス列発生器１２が、無声音の場合に
は雑音発生器１１が選択される。また、有声音の
場合には、ピツチ情報１８によつてパルス列のピ
ツチが与えられる。掛算器１４では、有声音／無
声音切換スイツチ１３によつて選択された信号
に、音量情報２０が掛算され、人間の声帯振動に
相当する音源信号となる。デイジタルフイルタ１
５は、人間の声道における共鳴特性に相当する周
波数特性を、入力される音源信号に与えるための
ものであり、音声の音色を形成する、デイジタル
フイルタ１５の特性は、１次から10次までの
PARCOR係数情報２１によつて決定される。こ
のようにして合成された音声は、Ｄ／Ａ変換器１
６によつてアナログ量に変換され、スピーカ９に
よつて音声として出力される。 音声の種類は、第１表に示す23種類である。音
声合成専用ROM10の容量は128Kビツトであり、
約55秒の音声を記憶できるので、十分１個の専用
ROM10に収めることが可能である。実際に音声
を合成する場合には、例えばコメント１の「九九
算を言います。」を合成する場合には、マイクロ
コンピユータ５が、コメント１が収納されている
ROMアドレスを音声合成装置７を通して音声合
成専用ROM10に指定し、音声合成装置７に合成
開始を命令する。すると、音声合成装置７が、音
声合成専用ROM10から指定されたアドレスから
順次データを読出し、コメント１の音声を合成す
る。

【表】 実施例の九九練習器には、基本的に２つの動作
モードがあり、第４図，第５図，第６図に示すフ
ローチヤートに従つて説明する。モードでは指
定された九九算を音声で出力し、モードでは九
九算についての問題を音声で出力する。モード
で使う場合には、「発声」キーを押す。すると九
九練習器は内部のモードをに切換て、コメント
１「九九算を言います。」を発声する。次に桁の
指定を行なう。例えば数字のキーの「３」と
「桁」キーを押す。九九練習器は、数字キーが押
された場合には、その数字キーに対応する数値、
今の場合「３」を２つある入力レジススタの下位
レジスチタに記憶する。そして「桁」キーが押さ
れたら、入力レジスタの下位レジスタの値を桁指
定として取込み、指定桁の数値のコメント、今の
場合コメント９とコメント４を発声する。すなわ
ち「さん・の桁です。」と発声する。次に「開
始」キーを押す。すると九九練習器は、被乗数を
指定桁にし、乗数を１から９まで変化させなが
ら、被乗数，乗数，および被乗と乗数の積に対応
する数値のコメントを９回発声する。すなわち、
「さん・いち・さん」「さん・に・ろく」「さん・
さん・く」……「さん・く・にじゆう・しち」と
発声する。積が10以上になる場合には、10の桁は
コメント16〜23を用いる。例えば３・９＝27の場
合には、コメント９，15，17，13を続けて発声す
る。この場合、コメント８とコメント16を用いて
「に・じゆう」と発声させ、コメント17に「にじ
ゆう」の代用とすることは、一応可能であるが、
音声の調音結合の影響で、自然さは失なわれてし
まう。もう一回聞きたい場合には「開始」キーだ
けを押せばよい。桁を変える場合には例えば
「４」，「桁」，「開始」キーを押す。特定の九九算
例えば３・９＝27を出力させる場合には、「３」，
「９」，「＝」キーを押す。数値「３」は初め入力
レジスタの下位レジスタに収められ、次に「９」
キーが押された時に上位レジスタに「３」が下位
レジスタに「９」が収められる。この状態で
「＝」キーが押されると、３×９の積を計算し、
コメント９，15，17，13すなわち「さん・く・に
じゆう・しち」を発生する。 モードで用いる場合には「問題」キーを押
す。すると、九九練習器は内部のモードをに切
換て、コメント２「九九算の問題を出します。」
を発声する。次に桁の指定を行なう。例えば
「２」，「４」，「桁」キーを押す。すると、モード
の場合と同様にして「２」，「４」を入力レジス
タに収め、桁の下限を「２」に、上限を「４」に
し、コメント８，３，10，４を発声する。すなわ
ち「に・の桁から・し・の桁です。」と発声す
る。「開始」キーを押すと、九九算問題の出題を
開始する。マイコン内部の乱数発生サブルーチン
を用いて被乗数・乗数を決定し、その積を計算す
る。この場合、被乗数は前に定めた桁の上下限内
におさまる数値を選ぶ。次に被乗数・乗数に対応
するコメントを発声する。例えば２・５＝10の場
合にはコメント８，11「に・ご」を発声する。そ
こで「１」，「０」，「＝」キーを順次押す。すると
答の検定を行ない、正解の場合にはコメント８，
11，16を用いて「に・ご・じゆう」と発声する。
（答の１の桁が０の場合には、１の桁は発声しな
い。）不正解の場合には、コメント５，８，11，
16，６を用いて、「まちがつています。・にご・じ
ゆう・です」と発声し、続いて次の問題を作成し
て発声する。この動作を10回続けて行なう。もう
一度行なう場合には、再び「開始」キーを押せ
ば、再び10問の九九算が出題される。 「Ｃ（クリアー）」キーは、桁指定や問題の解
答をキー入力する場合に、途中で変更するための
ものであり、入力レジスタがリセツトされる。 第１図に示した実施例では、PARCOR方式の
音声合成方式を用いたが、素片編集方式などの他
の音声合成方式や、音声信号をデイジタル信号に
符号化してROMに記憶しておき、必要な時に音
声に復号する方式を用いても同じ効果が得られ
る。また、問題の出題数を変化させたり、正解率
に応じて「あなたの正解率は80％です。」「大変よ
くできました。」「もう少し努力して下さい。」な
どのコメントを発声させることも可能である。 以上述べたように、本発明によれば、九九算を
音声によつて使用者に伝えることが可能となり、
従来方式の場合に必要な文字言語から音声言語へ
の置きかえがなくなり、直接理解することが可能
となつた。そのため、九九算を学習する小学校低
学年の児童にとつては、わずらわしさがなくな
り、誰でもすなおに耳を傾けるようになるので、
教育的効果は大きい。さらに、任意に指定した桁
の九九算や任意に指定した九九算を即時に音声で
聞くことができ、また、ランダムに発生する九九
算の問題とその答を、即時に音声で聞くことがで
きるという効果も得られる。この効果は、音声を
得るのにレコードや磁気デイスク、磁気テープを
用いた場合には、瞬時に望みの音声を得ることは
不可能であり、あるいは瞬時に得るためには複数
個のレコード等の装置が必要となり、価格が非常
に高くなるので、音声合成などの電子的音声発生
装置を用いて初めて得られた効果である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の九九練習器の一実施例の外見
を示す平面図、第２図は本発明九九練習器の一実
施例の回路ブロツク図、第３図は従来の
PARCOR方式の音声合成装置を説明するブロツ
ク図、第４図，第５図，第６図は本発明の装置の
動作の流れを示すフローチヤートである。 １：九九練習器本体、２：操作キー、３：電源
スイツチ、４：スピーカ、５：マイクロコンピユ
ータ、６：キースイツチ、７：音声合成LSI、
８：発振子、９：スピーカ、１０：音声合成専用
ROM、１１：雑音発生器、１２：パルス列発生
器、１３：有声音／無声音切換スイツチ、１４：
掛算器、１５：デイジタルフイルタ、１６：Ｄ／
Ａ変換器、１７：デコーダ、１８：ピツチ情報、
１９：有声音／無声音切換信号、２０：音量情
報、２１：PARCOR係数情報、２２：128Kビツ
トROM、２３：音声合成情報。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 操作キー入力装置と、音声信号波形の特徴パ
   ラメータを電気的に記憶しておく記憶装置と、前
   記記憶装置に記憶されている情報から音声信号を
   合成し発声する音声合成装置と、前記記憶装置と
   前記音声合成装置とをそれぞれ制御する制御装置
   とを備え、前記操作キー入力装置によつて指定さ
   れた桁の九九算を表わす音声を前記記憶装置に記
   憶されている情報を用いて、前記音声合成装置に
   よつて１の桁あるいは10の桁の数字の音声を組合
   せて出力することを特徴とする九九練習器。