JPS62294300A - 音声パタ−ン分析方法および装置 - 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】 ３、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明は、音声分析、特に、音声パターンの音響的な特
徴を衣わす信号を発生する構成に関するものである。

〔従来の技術〕

線形予測コーディング（Ｌｉｎｅａｒ　ｐｒｅｄｊｃｔ
ｉｖｅｃｏｄｉｎｇ以下、単に”　ＬＰＧ　”と略称す
る）／：ｌ：、ディジタルスピーチ（音声）伝送、自動
音声認識および音声分析に広く利用されている。

このようなディジタルスピーチコーディング方式の一例
が、米国脣許明細薔第３．６２４．３０２号（１９７１
年１１月３０日発行、Ｂ、Ｓ。

Ａｔａｌ　　発明者）に開示されている。この特許の構
成として、入力さｎた音声の線形予測分析が包含されて
おり、ここで、音声には５〜２０ミリ秒の埋伏した時間
フレーム間隔に区切らｎ、時間インターバル（間隔）ス
ピーチｔ−Ｓわす一組のパラメータが発生される。この
パラメータ信号の組には疎形予測係故信号が包含さ九て
おり、こ−れら係数信号ぼ、告時間インターバルにおけ
る音声のスペクトル包絡線を表わすもので、更に、この
信号の組には、音声励起に相当するピッチ／ポイス信号
が包まれている。こｎらパラメータ信号を、それ自身の
音声［ｇ号波形より相当低いビットレートでエンコード
（符号化）シ、更に、入力された音声信号の複製が、パ
ラメータ信号コードから合既によって形成される。この
合成器の構成には、連続した各インターバルの励起パル
スが、全極予測フィルタでインターバルスペクトル包絡
線予測係数によって変形さｎだ声道のモデルが設ｑらｎ
ている。

音声脣或佑′−５全琵生させるための周知の一方法ンて
よれば、スピーチパターンの時間フレーム部分の自動相
関性全形成する音声分析が包含されている。この自動相
関信号ｔ１ダービンの帰納式（Ｄｕｒｂｉｎ’　ｓ　ｒ
ｅｃｕｒｓｉｏｎ　）　　として公知の孜術に従って処
理する。これによってＬＰＧ係数、反射係数および時間
フレームインターバルの予測残留エネルギに対応する信
号全発生する。ダービインの帰メセ法店号処理は汎用の
大型コンピュータで容易に実行できるが、これら信号処
理を、単一のプログラマブルディジタル信号プロセッサ
（ＤＳＰと略称する）ｒｃ（集積回路）で実行すること
が特に有効でめるので、このような処理装置が小型化す
ると共Ｑて経済的となる。し力・し乍ら、良く知られて
いるようンて、現在利用可能なりＳＰ装置の記憶容量は
一般に少ないものでるると共に、このＤＳＰメモリアド
レス能力には、かなう厳しい制限が存在している。

上述のダービインの帰納法による従来の勝形予測コーデ
ィングに基いた自動相関性ベクトル信号を表示へ変換す
るためには、オペランド：ｉ−３ｉｆｆの一次元ベクト
ルおよび二次元アレイからアクセスする必要がるる。こ
のような要求は、代辰的な信号プロセッサの制限さ几た
演昇アドレス能力を超過してしまうものでるる。この、
ｆｉｌ￥釆、ダービインの帰納式の各慄返しに対する信
号処理インストラクションと独立して記憶する必要があ
る。従って、インストラクションコード信号の１固別の
組が、各反復処理用：で必要となると共に、個別の組を
、ディジタル信号プロセッサのコントロールメモリ中に
独立して記憶する必要からる。このような個々の反復イ
ンストラクションコードのストリング（４系）処理には
、プログラムメモリの大部分ｔＪ用してしまうと共に、
スピーチ処理の応用に対するＤＳＰの利用度を限定しま
う問題点がある。ダービインの帰納式に要求される全て
の反復を、一組のインストラクションコード信号によっ
て実行できる場合には、こｎら全ての反りの処理は、予
め決められた数のコントロールメモリロケーションを占
有する単一のサブルーチンにコントロールを転送するこ
とによって実施でき、これによって、ＤＳＰスピーチ処
理が史に効率化されると共に更に経諺的に実施される。

本発明の目的は、リアルタイムのディジタル信号プロセ
ッサにおける数音さｎたディジタルスピーチ信号処理を
提供することである。

〔発明の要旨〕

前述した本発明の目的は、予め決められたサイズの複数
個のデータ信号メモリおよび音声分析の順序によって決
定される構成を利用すると共に、スピーチパラメータ処
理の各反復期間中に信号メモリの位置を順次アドレス処
理することによって達成される。このような方法におい
て、メモリのアドレス動作は、これらデータ信号メモリ
の位置を順次アドレス処理して、各反復内で一回のイン
クレメント（増加）およびデイクレメント（減少）で実
行されるので、コード化された一組のインストラクショ
ン信号をこれらナベでの反復に対して利用できる。この
結果、コントロールメモリのサイズを相描程度減少でき
ると共に、メモリへの要求にスピーチパターン分析の順
序とは無関係となる。

本発明は、スピーチパターンを分析して、このパターン
を表示するスピーチパラメータ信号ｆｊ：発ミさせ２．
ここで一組のスピーチパターン自動相関信号Ｒ（ｉ）、
ｉ＝１，２、・・・Ｐをスピーチパターンの連続した時
間フレームインターバルの各々？Ｃ対して発生させる分
析装置に１＠するものでめる。この分析装置には、固定
数量のコントロール信号を記憶するメモリと、上述した
自動相関信号と固定数量のコントロール信号とに応答し
て、連続した時間フレームインターバルスピーチ部分の
各々の２番目の分析に対応したスピーチパラメータ信号
を発生する信号プロセッサと、更に、Ｐ個の述αした位
置における少なくともＰ個のスピーチパラメータデータ
の各々を記憶する榎数個のメモリとから構成さｎている
。この信号プロセッサによって連続したｉ＝１．２、・
１５、Ｐ個の反復インデックス信号を発生させる。これ
ら連続した反復インデックス信号の各々に応答して、ア
ドレス信号を上述した複数個のメモリの各々に対して発
生する。この１組のコントロール信号およびアドレス信
号に応答して、スピーチパラメータデータ信号を合成す
ることによって、少なくとも１個のＰ４目のスピーチパ
ラメータ信号を生成する。

〔実施例〕

以下図面を参照し乍ら不発明を詳述する。

従来より周知でるるように、音声（スピーチ）は、線形
予測パラメータにより、例えば５〜２０ミリ秒の周期の
ｉＭする時間フレームインターバルにおいて自動相関信
号で一組ずつ生成すると共に、これら自動相関信号をダ
ービインの帰納式に基いて／Ａ理することによってコー
ディングされる。この帰納式は、反復のシーケンスによ
って実行でき、こｎら反Ｂ　（１ｔｅｒａｔｉｏｎｓ　
）の各々によって、反復の順序に相当したスピーチパラ
メータ信号が発生ずるようになる。これら反復１（ｉ＝
ｌ。

２、・・・Ｐ）の各々と処理することによって、Ｐ番目
の自動相関性ベクトルＲ（ｎ）　（ｎ　＝　Ｏｌｌ、２
、・・・Ｐ）が、残留エネルギ信号Ｅ（ｉ）、反射係数
信号ｋｉ、中間ベクトル信号α、（ｉ）コ （ｊ　＝　１〜ｉ　−１）およびＬＰＣ係故信号ａｊに
変換される。このダービインの帰網式には、信号の初期
生成が包言されている。

即ち、 Ｅ（０）　＝　Ｒ（０）　　　　　　　　　　（１）と
なる。

また、連続する反復１＝１．２、・・・Ｐｖｃ対しては
、以下の方程式２〜５に対応する信号が生成される。

（ｉ　＝　１に対しては、１〜０の合計がスキップされ
る。） ｊ＝１からｉ　＝　１に対しては、 となる。

次に、１番目のＬＰＣ係畝信号寂よび残留エネルギを以
下の方程式６−８に従って生成する。

Ｅｌ）　＝　（１−に２）ＥＨ”）　　　　　　（６）
。＝　Ｅ（Ｐ）　　　　　　　　　　（７）・・＝α（
Ｐ）　　　　　　　　　　（８）コＪ 上述した方程式よｐ容易ζて理解でさるように、後続の
反復は、先行の反復とはかなり相違したものとなる。こ
の結果として、従来の構成では、谷反復を、記憶さｎた
それぞれ異なったインストラクション信号の組の制御の
下で処理している。特に、方程式２〜５に相当する処理
では、各反復に対して異なったステップ数が必要となる
。この理由は、演算の回数が連続した反復の個々に対し
て瑠犬するからである。方程式２は、積の和の形態で変
形することができる。

即ち、 （−αＰ　　”）Ｒ（ｉ　　１）　＋　（−α養１−１
））ｐ（＋−２）これは、以下の級数によって先行−ｇ
−７’Ｌる。

０”　Ｒ（Ｐ−１）、　＋　、、、　＋　ＯｏＲに−Ｈ
）　　（９）この理由は、この級数の和はゼロ（零）で
あるからである。

この結果、方程式２の和を、】≦Ｐのあらゆる反復に対
して、方程式９の項の順序を逆にすると共に、以下に示
したものに対応するベクトル信号を発生させることによ
って得られる。

Ｓ、　＝　　−ａ、（ジ〒１）”　Ｒ（１）＋−α（珪
１）’Ｒ（２） ＋：： ＋　　　１　　　’Ｒ（ｉ） ＋　　０　　°Ｒ（ｉ＋１） ＋ ＋　　０　°Ｒ（Ｐ）。

この相の表示には、サイズが固定され之メモリ中で；−
次に順番付けられた係数の長さＰの２つのベクトル信号
を利用しておシ、一方は一α１ｙ〒１）より始まシ、他
方はＲ（１）よシ始まる。

−α、（＋−１）　　　Ｒ（１） 一α（ｉ−１）　　　Ｒ（２） 一α（ｉ−１）　　　Ｒ（３） ：　および　ニ ーαｐ−１）　　　Ｒ（ｉ） ｉ　　　　　　ＲＩ＋４） □　　　　　　Ｒ（ｉ＋２．１ ＯＲ（Ｐ）　　　　　　　（１１） ベクトル信号〔α（ｉ−１）　ｊ、＝　ｉ　　１、ｉ　
−２、コｔ ・・・、１〕は、これにベクトル信号〔１，０、・・・
、０〕を性別して、固定数のＰエレメントか得られる。

このようなメモリ構成によって、方程式２の合計は、反
復計数上とは無関係に、ベクトル信号〔α（ｉ＝１）〕
および［：　Ｒ（ｉ）　）の簡率なスカラー槓となる。

方程式３で必要なＥ（ｉ　１）の逆数は、従来より周知
の処理手法によって発生できる。

次に、本発明によるデータ信号メモリの使用法が、第２
図の表を参照し乍ら表わされている。これら表現のため
に、２つのオペランドソースアドレスポインタＰ１およ
びＰ２、ならびに、宛先アドレスポインタＰ３ｆ！：有
する信号プロセッサが利用されているものとする。これ
らソースアドレスポインタＰ１およびＰ２を増加または
減少させると共に、メモリ中の乗数および被乗数をそれ
ぞれ指定する。

宛先アドレスＰ３によって、結果記憶位置を指定すると
共に、増力すさせることもできる。

−沓左側の行のセクション２０１は、予め決められたサ
イズのメモリ内の位置に相幽し、これによって自動相関
信号Ｒ（０）、Ｒ（１）、・・・Ｒ（Ｐ）を記憶する。

また、最左側のセクション２０５は、中間データ信号−
α）土工１）、・・１、α、（ｆ−１）、１．０、…Ｏ
ｏを記憶する予め決められたサイズのもう１つのメモリ
の位置に相当する。

第２図における代表的な時間フレームインターバル反復
Ｐ＝８、ｉ＝５に対して、方程式２の項のＪとしての連
続した処理は、行２１０〜２４５を左から右へ横切る１
−１＝４の数列から減少していく。ソースアドレスポイ
ンタＰ１は最初Ｒ（１）でセットされ、ソースアドレス
ポインタＰ２は最初−α（４４）でセットされ、これに
よって部分的な結果−α！４４）・Ｒ（１）が得られる
。これが、第２図のｊ＝４行２１０の底部に表示されて
いる。次よ、ソースアドレスポインタがインクレメント
（瑠刀口）されて、Ｊ−３行２１５で表わされたように
、２つの固定されたサイズのメモリの位置Ｒ（２）およ
び−αＡ４）をアドレス指定する。方程式１０に従って
信号を処理するためのソースアドレスポインタＰ１およ
びＰ２の通常の順次数列が第２図の表に表わされている
。行２３５．２４０、および２４１で茨わされた処理は
、αパラメータメモリのゼロ頂位置全利用した乗算で６
９、これによって均一な反値処理が達成されるようＶご
なる。本発明によれば、特定のメモリがデータベクトル
信号に割当てられ、これによって、処理されるべき特定
の反復とは無関係に、予測パラメータ信号が発生される
ようになる。

方程式５の信号処理に関して、第３図には、すべての反
復に対して均一な処理が行なえる本発明の構成が辰わさ
れておシ、これによって、インストラクションコード信
号の単一の組が利用でさる。弐示のためｌ（、時間フレ
ームインターバルに対して、５食用の反復が実行されて
いる８番目の予測パラメータの分析が行なわれているも
のとする。方程式５を以下の方程式１２〜１５に変換す
ることができる。これら方程式を逆の順序の指数ｊｓ　
　Ｊ＝ｉ−１、ｉ−２、・・・、１で書くと、−α！４
５）　エ　ｋ５　°　αｆ４ン　−α、６４）　　　　
　　　　　（１２）−α４５）　＝　ｋ５°α４４）−
α４４）　　　　（１３）−α用：に５°α川−α川　
　　（１４）となる。

方程式１２−１５において、これら式の在庁でアドレス
さｎると共に、値〔α、（ｔ−１）］は、右辺の第１項
（ｋ５との積）に対して↓の増力日の順序でアドレスさ
れる。更に、右辺の第２項でばｊの減少順序でアドレス
される。方程式５に対してはｉ−１回だけの演算が必要
であるが、方程式１０に関してダミー演算を追刀口して
、一組のみのインストラクションコード信号を必要とす
る通常の構造を実現している。このことは、アレイ〔α
（ｉ−１））に〔０、Ｏｌ・・・、Ｏ〕を前置させると
共に、アレイ〔α（ｉ−１））に〔１，０，０、・・・
、０〕を後置させることによって実行できる。方程式５
に従った処理は、アレイの頂部におけるα（ｉ〒１）に
セットされた１個のソースアドレスポインタおよび、ア
レイ（引１−１）　）の他方の終９にセットされた他の
ソースアドレスポインタと共に開始される。宛先ポイン
タをセットして宛先アレイの第２位置をアドレスして、
方程式１２〜１５の左辺の値〔α（１）〕を記憶する。

次に方程式５の反復を、第１アドレスポインタをインク
レメントし、第２アドレスポインタをデイクレメント（
減少）シ、更に、宛先ポインタをインクレメントするこ
とにより実行する。

これら２つのアドレスポインタ１間のオフセットは１−
２であると共に、反復インデックスｉで変化する帰納式
の一部分である。ｉ＝１に対して、このポインタは、実
際に、アレイメモリの頂部−αエントリの上方の１つの
位置を指定する。

第３図において、最左側の行をセクション３０１および
３１０に分割する。このセクション３０１　＋ｒｉ、Ｐ
＝８、ｉ　＝　５の反ｙの開始における第１図のス°ド
ア１２５中のαベクトル信号の連続した位置に対応して
いる。また、セクション３１０は、この反復結果の信号
を配慮するための宛先メモリ１３０に対応する。

５行３２０〜３４５の減少する継続したものは、セクシ
ョン３０１のメモリに関してＰｌおよびＰ２ソースアド
レスポインタ信号の配置を表わしている。３行のアドレ
スポインタ信９　Ｐ　３によって、結果信号ストア１３
０のアドレスが表示される。第３図の底部の列は、３行
にお・いて処理した項を衣示する。

反復がｊ＝４．３．２．１の順序で進行するので、方程
式１２〜１５に相轟する処理が実行される。反復ｉに対
して、ｉ−２位置を７レイに指定するＰｌと一諸に処理
が開始する。第３図に示した反復インデックスｉ　＝　
５であるｊ＝４行３２０において、アドレスポインタＰ
１によってＰ２を越えて５−２＝３位置を指定する。第
３図の行セクション３υ１のアドレス動作は順次行わｎ
ｌ　ここでは、アドレスポインタＰ１がデイクレメント
する一方、処理が左側から右側へ進行するにつれて、ア
ドレスポインタＰ２がインクレメントするようになる。

〔α（ｉ−１））の結果として得らｎるエレメントが、
行セクション３１０に）１貝仄入力され、このセクショ
ンは、宛先アドレスポインタＰ３によって衣示さｎたア
ドレスによう決定される。一定ポインタｃｌｃよって、
ｊのすべての値に対するオペランド旧号ｋが与えられる
。

第３図に示しンｔように、行セクション３１０における
結果として得らｎるアレイに、シーケンス〔１，０，０
、…〕を付刃口するので、このアレイが第２図の７レイ
と整列するようンてなる。Ｐエレメントアレイ［、（：
Ｊ）　　）を、反俵つ終りＶておける行セクション３０
１の（，７ｊ））によって占■されたメモリ位置に転送
する。

方程式２−５に対する処理ステップの後で、帰納弐反復
の他の処理ステップを、各反りに対して１回だけ実行す
る。ニス垂Ｗラインの後で、処理が継続され、これによ
って、メモリ位置が調される。これらメモリ位置は、ポ
インタＰ１およびＰ２によってアドレス付けられたセク
ション３０１の位置に応答して、１．０、・・・、Ｏと
共にポインタＰ３でアドレス付けられている。

第１図は、本発明全辰わすスピーチパターン（音声パタ
ーン）用の線形予測コーディングパラメータ信号を形成
するのに適した回路構成を示し、第４図〜６図は、第１
図の回路構成の動作を表わすフローチャートを示すもの
である。第１図の回路には、ＤＳＰ２０のディジタル信
号プロセッサが設けられている。

このプロセッサは、１９８１年９月「デジタル信号処理
装＃　Ｊ　、　　（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｓｉｇｎａｌ　Ｐ
ｒｏ−（！ｅＳ３０１”　）、と題するベルシステムテ
クニカルジャーナル（Ｂｅ１ｌ　Ｓｙｓｔｅｍ　Ｔｅｃ
ｈｎｉｃａｌ　Ｊｏｕｒｎａｌ）Ｖｏｌ、　　６　０．
　　Ａ７、　Ｐａｒｔ　　２、　　第１　４　３　１　
−１７０９頁の特別記事に記載されている。第１図にお
いて、スピーチ（音声）が電子−音響トランスデユーサ
１０１に印加され、ここで、音声波形を辰わす電気信号
に変換される。

このトランスデユーサ１０１からの音声信号がディジタ
イザ１０６に二って音声波形に相当したディジタルコー
ドのシーケンス（列）に変換される。このディジタイザ
は、周昶のように、ローパスフィルタを有しておシ、こ
れによって音声信号の帯域を制限している。

更に、このようにフィルタ処理された信号を予め決めら
れたレートでサンプリングするザンプラと、谷音声信号
サンプルに対してディタルコードを発生するように構成
きれｆｃＡ／／ｂコンバータとが設けられている。

ディジタイザ１０５からの音声サンプルコードのシーケ
ンス全、オーバーランプするタイムフレームインターバ
ルに分割する。これらフレームインターバルの各々は、
４５ミリ秒の持続時間で、自動相関信号発生器１１０で
１５ミリ秒のオーバーラツプを有するものである。一組
の自動相関信号Ｒ（０）、Ｒ（１）・・・Ｒ（Ｐ）を、
第４図のフローチャートのステップ４０１で衣わしたよ
うなタイムフレームインターバルに対して発生させると
共に、信号Ｒ（ｉ）　、、　Ｒ（２）・・・Ｒ（Ｐ）を
、コントロールプロセッサ１５５の制御の下で、Ｐ位置
自動相関ストア１１５の連続した位置０−Ｐ−１へ出力
する。αストア１２５ば、サイズの固定された２Ｐ位置
ストアでるり、タイム（時間）フレームインターバル音
声パラメータ処理のαパラメータベクトル信号を記憶す
るためのものでるる。信号ストア１３０ｖ′ｉ、、サイ
ズの固定されたＰ位置ストアであり、タイムインターバ
ル音声パラメータ処理のパラメータベクトル言号を記１
意するためのものである。これらストア１１５．１２５
．１３０を、第１図に示した共通のランダムアクセスデ
ータ信号メモリの連続的な位置セクションか、讐たは独
立のメモリで構成することができる。これらストア１１
５．１２５および１３０の位置のアドレス処理は、メモ
リアドレスプロセッサ１３５によって制御され、このプ
ロセッサ１３５によってアドレスポインタ信号Ｐ１、Ｐ
２、Ｐ３およびＣを発生させて、ダービインの帰納式処
理の各反復中にデ、−タ信号位置を選択する。

演算処理器／アキュムレータ１４０は、ポインタ信号Ｐ
１、Ｐ２およびＰ３によってアドレス処理されるように
メモリ１１５．１２５．１３０からのデータ信号を受信
すると共に、方程式２−８に従って、コントロールメモ
リ１５０によってコントロールされてパラメータ１号を
発生する。この演算処理器１４０には、ア牛ユムレータ
が設けられておシ、これによって、周知のように、演算
＠釆を一時的に記憶する。この処理器１４０の出力全パ
ラメータストア１４５に送給して１．帰納式処理の後述
のステップで利用する。コントロールメモリには、固定
さｎた単一の組のインストラクションコード信号が包含
さｎており、この信号がコントロールプロセッサ１５５
に供給されて、帰納式処理の各反復を制御している。各
反復に対して−、異なった組のコントロールインストラ
クションコードを記憶する代シに、本発明による第１図
の回路構成でに、すべての帰納弐反値に対して同一の組
のインストラクションコードを利用している。このよう
な方法によって、コントロールメモリのサイズをかなり
減少でき、これに住い、経済的なディジタル信号プロセ
ッサのデータ信号メモリアドレスが限定されるようにな
る。

第４図に２いて、αストア１２５の最初のＰ位置、位置
Ｐ〜２Ｐ−１を最初にゼロにセットする（ステップ４０
５）。αストア１２５の最後のＰ位置、位置２Ｐ〜３Ｐ
−１を１．０、・・・、Ｏにセットする（ステップ４１
０）。

更をで、βパラメータストア１３０Ｐ位置、位ｆ３Ｐ〜
４Ｐ−１をゼロにセットする（ステップ４１５）。位置
４Ｐ＋１における残留エネルギレジスタ１４５−２およ
びパラノー９フ号ストア１４５の位置４Ｐの涌レジスタ
’１４５−１’ｅそｎ；ｅａＲ（０）、ｚよびセロにセ
ットする（ステップ４２０．４２５）。ｉ！７−４Ｐ＋
３の反復インデックスレジスタ１４５−４もまた１＝１
１／ｉ：セットし、これは帰納式の最初の反復に相轟す
るものである（ステップ４３０）。

ステップ４０５〜４３５の帰納式メモリおよびレジスタ
のイニシャライズの後で、メモリアドレスポインタ信号
を最初にマットして演算処略器１４０をイネーブルにし
て、方程式１０に従って、最新の反復ｉ　（ｇ　５図の
ステップ５０１）用の和信号５（ｉ）ｉ発生する。

自動相関性メモリ１１５のアドレス処理金行なうソース
ポインタ信号Ｐ１をセットして、Ｒ（１）が記憶さｎる
位置に相轟するゼロにすゐ。

メモリ１２５中のαベクトル信号をアドレス処理するソ
ースアドレスポインタ１百号Ｐ２をセットすることによ
って信号−α（甲）が記憶される位置２Ｐとなる。最初
の反復（＋＝１）に対して、この位置がＩＫイニシャラ
イズされている。βストア１３０をアドレス処理する宛
先ポインター信号Ｐ３をβストア１３０の最初り位置３
Ｐにセットする。プロセッサの７キユムレータ１４０て
ゼロにセットしくステップ５０５）およびステップ５’
ｌＯ〜５２０を含むループに入って、方程式１０に従っ
たス刀う−積信号を発生する。

ステップ５１０において、（“Ｐ２）で表示されたポイ
ンタ信号Ｐ２によってアドレス処理された目瘤柑１関性
ストア１１５の立置の信号および、（“Ｐｌ）で表示テ
ア１．たポインタ信号Ｐ１によってアドレス処理ざｎた
αストア１２５の位置；でおける信号を演鼻処理器１４
０に供給し、ここで償信号（”Ｐｌ　）・（”Ｐ２）が
形成でｎる。次に、−αイー１）・Ｒ（１）を衣わすこ
の槓１言号全、プロセッサの７キユムレータ１４０中の
猪号Ｓ　（ｉ）　ＶＣ／７Ｄえる。

ソースポインタ信号Ｐ１およびＰ２？インクレメント（
ステップ５１５）すると共に、ステップ５１０および５
１５を、ポインタ信号Ｐ１が自動相関性信号ストアのＰ
位置に工１］噂するまで繰返す。この時間に、最新の反
復用の方程式１０に相尚する処理が完了する。次に、決
定ステップ５２０を介して、ステップ５２５に移り、相
信号Ｓ　（ｉ）をプロセッサの７キユムレータ１４０Ｅ
＞らパラメータストア１４５のアドレス４Ｐの年レジス
タ１４５−１に転送する。

自動相関性信号ストア１１５によって、信号Ｒ（］）、
Ｒ（２）、・・・、Ｒ（Ｐ）全位置０，１、・・・Ｐ−
１に記１意し、また、αストア１２５の２番目の半分の
部分には、信号 一α（ｉ−１）、−α、（ｉ−１）、・・・、ｌ、Ｏ，
・・・、０が包含されてお９、こｎら信号ぼ、Ｐエレメ
ントベクトル信号に対し６するものでｈ　／Ｄ　６ステ
ツプ５１０びら５２Ｑ１でのループの動作によって、刀
根式１ｏのスカラー積信号が発生さｎる。本発明によｎ
ば、０、・・・０によって前置されると共に、１．０、
・・・０値で性別されたメモリ１２５のＭ　ＤＩによっ
て、すべての反復ｉ　ＶＣ対しての和石号の形ｂｙ、が
均一となるので、その結果、インストラクションコード
信号によってコントロールメモリ１５０中に単一のサブ
ルーチンが形成されるようになる。

ｉ番目の反射係数信号ｋ（ｉ）は、以下のようにして発
生される（ステップ５２８）。即ち、パラメータストア
１４５のレジスタ１４５−１中の和１言号を、コントロ
ールプロセッサ１５５中の先行の反復ｉ−１の残留エネ
ルギ信号Ｅ（ｉ−１）で分割することによって発生させ
る。この動作のためて、位置４Ｐ＋１の昶Ｈ号お・よび
パラメータストア１４５の位置４ＰＶＣ記憶でｔ″した
残留エネルギ信号をプロセッサ１４０に供給する。この
プロセッサから結果として得られる反射係数信号ｋ　（
ｉ）を、次に、ストア１３０の位置３ＰＫ記憶する（ス
テップ５２８）と共に、ストア１４５の位置４Ｐ＋２に
も記憶する（ステップ５３０）。

この場せ、死元ポインタ信号Ｐ３ｉインクレメントして
メモリ１３０中の次の位ｆｋアドレス指定する。ソース
ポインタ信号Ｐ２ｉストア１２５のアドレス位１ｆ（２
Ｐにセット（ステップ５３８）すると共に、ソースポイ
ンタ信号Ｐ１をセットして、ｌ−２位置？ストア１２５
にアドレス指定する（ステップ５４０）。

ステップ５４５〜５６０を包言するループを反復するこ
とによって、Ｐエレメントベクトル信号−α（上（、−
α（ジし・・・、　−Ｊｉ、（’　）、　１．０．・・
・、Ｏを発生する。

最初のパスからステップ５４５までｌ／ｃ２いて、（“
Ｐｉ）は信号−α（吉ｊ１）で、（”Ｐ２ンは２号−α
（＋−１）でろり、（に信号ｋ（１）はレジスタ１４５
−３の位置４Ｐ＋２同に存在している。これらＺ号紫洩
真処ｍ器１４０に供給して、これから傅らｎ６信号−α
（ジ（全位置Ｐ３＝３Ｐ＋１に記憶する。ポインタ信号
Ｐ２＞よびＰ３’ｔインクレメントする（ステップ５５
０）。アドレスポインタ信号Ｐ１をデイクレメントする
（ステップ５５５）と共に、アドレスポインタＰ２をテ
ストして、アドレス３Ｐ−１が開通したかどうかを固定
する（ステップ５６０）。これらの動作がアドレスプロ
セッサ１３５中で、コントロールメモリ１４０からのイ
ンストラクションコード信号の制御の下で天性される。

Ｐ２＝３Ｐ−１の場合に、Ｐエレメントベクトル信号−
ａｌ　　　ｌ）　　−α＜ｉ−２ン　　・　・　・、−
α（１）、　　１．ｏ、　　・　・　・、　０　が１　
　　　　　’ｌ　　　　　　’　　　　　　　　　１メ
モリ１３０に記憶され、更に、第６図のステップ６０１
に移って、最新のタイムフレームインターバルのＷＭエ
ネルギ信号Ｅ（１＋１）を発生する。このＥ　Ｃｉ　＋
　１　）信号？、”（４Ｐ＋１）　　＝　　（１−“（
４Ｐ＋３）”’）　　’　　“（４Ｐ−＋−１）　　＆
て従って屓算処理器１４０で発生させる。ここで、パラ
メータストア１４５の位置４Ｐ＋１には、残留エネルギ
信号Ｅ（ｉ）が包甘ざｎていると共に、パラメータスト
アの位置４Ｐ＋３には反射係数信号ｋ　（ｉ）が包言さ
れている。次に、最新の反復ｉの結果に対応するストア
１３０円の信号分、次の反復に先立ってストア１２５の
位１ｉ２Ｐ〜３Ｐ−１に転送する（ステップ６０５）。

従って、反復インデックス信号１をインクレメントする
と共に（ステップ６１０）、インクレメントされたイン
デックス信号をチェックしてｅｊ−間フレームインター
バルの最終反復が完了したかどうかを決定する（ステッ
プ６１５）。看し、完了していないならば、第５図のス
テップ５０１を次の反復に対して再入力きせる。最新時
間フレームインターバルに対する反復が完了すると、最
７終の反射係数信号がストア１３０から応用デバイス１
８０に転送きｎ（ステップ６２０）この応用デバイス１
８０ＶｃＶｉ、従来より公昶のタイプ５つスピーチコー
ダ（音声符号化器）、スピーチシンセサイザ（音声合成
器）ぼたは音−声α減器が設けられる。更に、第１区の
回路な、次の時間フレームインターバルの開始まで待機
状態におかれるようになる（ステップ６２５）。

また、第１図の回路構成で、単一の時間フレームインタ
ーバルに対して、順序Ｐ＝３のＬＰＣモデルのＬＰ・Ｃ
パラメータの発生についての動作を以下考察する。時間
フレームスピーチパターン部分を一組の自動相関信号Ｒ
（０）、Ｒ（１）、Ｒ（２）、Ｒ（３）に変換する。第
４図に示したイニシャライゼーションステップの後で、
自動相関性ストア１１５によって信号Ｒ（１）、Ｒ（２
）、Ｒ（３）が記憶され、これは反復処理中に変化する
ものではない。パラメータストア１２５の最初のＰ位置
を０１０．０にリセットすると共に、このＰ位置は、反
復処理中はこの状態のままとなる。このパラメータスト
ア１２５の最後のＰ位置を１．０．０にセットする。パ
ラメータストア１３ｏｔｏ。

０．０にリセットする。残留エネルギストア１４５−２
には信号Ｒ（０）が記憶され、反復インデックス信号ス
トアｉを１にセットする。

最初の反Ｊ　ｉ　＝　１の第５図のステップ５４５の直
前においては、和レジスタ１４５−１に信号５（１）が
記憶される。反射係数レジスタ１４５−３には信号ｋ　
（１）　＝　”４１）７）”Ｈｅ　憶すｎ−６゜パラメ
ータストア１２５にはベクトル信号０１０．０．１．０
０が記憶される。アドレスポインタ信号Ｐ１およびＰ　
２　”７−、パラメータストア１２５の位置２Ｐ−１お
よび２Ｐにそれぞれセットする。反射係数信号−ｋ（１
）をβストア１３０の最初の位置に存在させると共に、
アドレスポインタ信号Ｐ３をストア１３０の第２位置に
セットする。

ステップ５４５を反復ｉ＝２に対して開始すると、パラ
メータストア１２５が０，０゜ＯＡよｐ）、１、ＯＫ変
化されていると共に、βストア１３０によってその第１
位置では信号−ｋ　（２）　＝−ａ４幻を記憶する。ア
ドレスポインタＰ１およびＰ２の両刃°をパラメータス
トア１２５の第１位置にセットする一方、ポインタ信号
Ｐ３をストア１３０の窮２位置にセットする。反復ｉ＝
３に対する第１図の回路の動作における同一ポイントに
おいて、ストア１２５にはベクトル信号−α４２）、−
ｃｔｉ２）、１が記憶される一方、第１位置ストア１３
０には信号−ｋ（３）−ラＡ３）が記憶されている。ア
ドレスポインタ信号Ｐ１およびＰ２ｉ、ストア１２５の
第１および第２位置のそれぞれにセットする。更に、ポ
インタ信号Ｐ３をストア１３０の第２位置にセットする
。第６図のステップ６１０の直前の、最後の反復１＝４
の終期において、パラメータストア１２５にはベクトル
信号０１０．０、．４３）、−ａ、４”）、−α、（３
，１が記憶され、これの最後のＰ値は、時間フレームイ
ンターバルのＬＰＧ係故に対応している。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による音声分析構成のブロックダイヤ
グラム金示す図、 第２図および第３図は、第１図の構成におけるストアの
アドレス動作を茨わす衣；第４〜６図は、スピーチパラ
メータ信号を発生させるための第１の構成の動作？衣わ
すフローチャートである。 主要符号の説明 １０、…・・・・・・・・・電気−音響トランスデユー
サ１０５・・・・・・・・・・・・ディジタイザ１１０
・・・・・・・・・・・・自動相関信号発生器１１５・
・・・・・・・・・・・自動相関信号ストア１３５・・
・・・・・・・・・・メモリアドレスプロセッサ１４０
・・・・・・・・・・・・演算処理器／アキュムレータ
１５５・・・・・・・・・・・・コントロールプロセッ
サＰ１〜Ｐ３・・・アドレスポインタＲ（ ０）〜Ｒ（３）・・・自ｌＩｈ相関信号ＦＩＧ　４ ＦＩＧ、６ 手続補正書 昭和６２年　６月１６日 特許庁長官　黒　１）明　雄　殿 １、事件の表示 昭和６２年特許願第　７１９４９号 ２、発明の名称 音声パターン分析方法および装置 ３、特許出願人 住　所　　アメリカ合衆国、　１００２２　　ニューヨ
ーク。 ニューヨーク、マディソン　アヴエニュ−５５０名　称
　　　アメリカン　テレフォン　アンドテレグラフ　カ
ムパニー ４、代理人 ５、補正の対象 （１）別紙のとおり、浄書１ノだ明細書を１通提出しま
す。 （２）別紙のとおり、正式図面を１通提出します。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、音声（スピーチ）パターンの連続した時間フレーム
   インターバルを受信する手段 （１０１、１０６）と； このスピーチパターンの現在の時間フレ ームインターバル部分に応答して、この現 在の時間フレームインターバル部分に対応 した一組の自動相関信号Ｒ（０）、Ｒ（１）、……Ｒ（
   Ｐ）を発生する手段（１１０）と； この一組の自動相関信号に応答して、前 記現在の時間フレームインターバル用の一 組の線形予測特徴信号を発生する手段とを 具えた音声分析器において、 前記線形予測特徴信号を発生させる手段 には； 連続したｉ＝１、２……、Ｐ個の反復イ ンデックス信号を発生する手段（１５５） と、これらインデックス信号の各々によつ て最新の時間フレームインターバルのｉ番 目の音声特徴信号を発生する時間期間を規 定し； ２番目の時間期間の各々の予測パラメー タの生成を制御するための一組の信号を記 憶するメモリ（１５６）と； Ｐ個の連続した位置に前記自動相関信号 Ｒ（１）、……Ｒ（Ｐ）を記憶するメモリ（１１５）と
   ； ２Ｐ個の連続した位置に第１スピーチパ ラメータベクトル信号を記憶するメモリ手 段（１２５）と； Ｐ個の連続した位置に第２スピーチパラ メータベクトル信号を記憶するメモリ手段 （１３０）と； 前記自励相関信号および前記一組のコン トロール信号に応答して、連続した時間フ レームインターバルスピーチ部分の各々の Ｐ番目の予測分析に対応する音声特徴信号 を発生する処理手段（１４０）と； 連続した反復インデックス信号ｉの各々 に応答して、前記第１および第２スピーチ パラメータベクトル信号メモリ手段用のア ドレス信号を発生する手段（１３５）と； 前記１組のコントロール信号および前記 アドレス信号に応答して、前記自励相関信 号およびスピーチパラメータベクトル信号 を前記第１および第２メモリ手段で合成し て、少なくとも１個のｉ番目のスピーチパ ラメータ信号を生成する手段（１４０）と を含むことを特徴とする音声分析器。 ２、前記メモリアドレス信号発生手段に、前記コントロ
   ール信号の第１グループに応答 し、反復インデックス信号時間期間で作動 する手段を設け、この手段によつて前記自 動相関信号ストアのＰ個の位置および、第 １メモリ手段のＰ〜２Ｐ−１個の位置を順 次アドレスすると共に、前記複数個のメモ リの第２のメモリの予め決められた位置を アドレスするようにし、 前記信号処理手段に、順次アドレスされ た自動相関信号および前記第１メモリの順 次アドレスされた位置に応答し、反復イン デックス信号の各時間期間で動作する手段 を設け、この手段によつて前記自動相関信 号のスカラー積を表わす信号および、前記 第１メモリのＰ〜２Ｐ−１位置での信号を 発生させ、更に、 反復インデックス信号時間期間で動作し、 前記第２メモリの前記アドレスされた予め 決められた位置に前記スカラー積信号を記 憶させる手段を設けたことを特徴とする特 許請求の範囲第１項記載の音声分析器。 ３、前記メモリアドレス信号発生手段に、反復インデッ
   クス信号の各時間期間で動作す るコントロール信号の第２グループを設け、この第２グ
   ループによつて前記第１メモリ のＰ〜２Ｐ−１個の位置を増加する順序で アドレスすると共に、前記第１メモリの位 置を（Ｐ＋ｉ＋２）から（ｉ−１）まで減 少する順序でアドレスするようにし、 前記処理手段を、反復インデックス信号 の各時間期間中に前記第１メモリのアドレ スされた位置からの信号に応答させて、 ｊ＝１、２、……ｉ−１に対して α＾（＾ｉ＾）＿ｊ＝α＾（＾ｉ＾−＾１）＿ｊ　−ｋ
   ＿ｉα＾（＾ｉ＾−＾）＿ｉ＿−＿ｊで表わさされる一
   組の信号を生成し、更に、 反復インデックス信号の各時間期間で作 動し、α＾（＾ｉ＾）＿ｊで表わされる一組の前記信号
   を前記第２メモリ手段の連続した位置に記憶 させる手段とを設けたことを特徴とする特 許請求の範囲第１項ないし第２項のいずれ か１項に記載の音声分析器。 ４、線形予測音声特徴信号を発生するに当り、前記コン
   トロール信号の第３グループに応 答し、ｉ番目の反復の各時間期間で動作し、前記第１音
   声特徴ベクトル信号メモリの第 １のＰ個の位置を０、０、……０、にセッ トすると共に、これの第２のＰ個の位置を 最初にセットする手段を設けたことを特徴 とする特許請求の範囲第３項記載の音声分 析器。 ５、予測パラメータ信号の生成を制御する一組の信号を
   記憶するメモリと、連続した２ Ｐ個の位置に第１音声パラメータベクトル 信号を記憶するメモリ手段と、第２音声パ ラメータベクトル信号を連続したＰ個の位 置に記憶するメモリ手段とを有する装置に おける音声パターンを分析する方法におい て、 この音声パターンの連続する時間フレー ムインターバル部分を受信するステップと；このスピー
   チパターンの現在の時間フレ ームインターバル部分に応答し、このイン ターバル部分に対応する一組の自動相関信 号Ｒ（０）、Ｒ（１）、……Ｒ（Ｐ）を発生するステッ
   プと； 前記自動相関信号および前記記憶したコ ントロール信号に応答して、連続する時間 フレームインターバルの各スピーチ部分の Ｐ番目の予測分析に対応した音声特徴信号 を発生するステップと； ｉ＝１、２、…Ｐ個の連続した反復イン デックス信号を発生するステップと、これ らインデックス信号の各々によつて最新の 時間フレームインターバルのｉ番目の音声 特徴信号を発生する時間期間を規定し； これら連続したｉ番目の反復インデック ス信号の各々に応答し、前記複数の音声パ ラメータベクトル信号メモリ手段用のアド レス信号を発生するステップと；更に、 前記１組のコントロール信号および前記 アドレス信号に応答して、前記自動相関信 号、第１メモリ音声パラメータベクトル信 号、および第２メモリ音声パラメータベク トル信号を合成して、少なくとも１個のｉ 番目の音声パラメータ信号を生成するステ ップとを含むことを特徴とする音声パター ン分析方法。 ６、予測パラメータ信号の生成を制御する一組の信号を
   記憶するメモリと、連続した２ Ｐ個の位置に第１音声パラメータベクトル 信号を記憶するメモリ手段と、第２音声パ ラメータベクトル信号を連続したＰ個の位 置に記憶するメモリ手段とを有する装置に おける音声パターンを分析する方法におい て、 前記メモリアドレス信号発生ステップは、 前記自動相関信号ストアのＰ個の位置およ び第１音声特徴ベクトルメモリのＰから２ Ｐ−１個の位置を順次アドレスするステッ プと、前記一組のコントロール信号の第１ グループに応答して、ｉ番目の反復時間期 間の各々において第２音声特徴ベクトルメ モリの予め決められた位置をアドレスする ステップとから成り； 前記特徴信号発生ステップは、前記順次 アドレスされた自動相関信号および反復イ ンデックス信号の各時間期間中に順次アド レスされた前記第１メモリのＰ〜２Ｐ−１ 個の位置に応答して、前記自動相関信号の スカラー積を表わす信号および前記第１音 声特徴ベクトルメモリのＰ〜２Ｐ−１個の 位置に信号を発生させるステップと； 更に、反復インデックス信号の各時間期 間において、前記スカラー積信号を前記第 ２音声特徴ベクトルメモリの前記アドレス された予め決められた位置に記憶させるス テップとから成つたことを特徴とする特許 請求の範囲第５項記載の音声パターン分析 方法。 ７、予測パラメータ信号の生成を制御する一組の信号を
   記憶するメモリと、連続した２ Ｐ個の位置に第１音声パラメータベクトル 信号を記憶するメモリ手段と、第２音声パ ラメータベクトル信号を連続したＰ個の位 置に記憶するメモリ手段とを有する装置に おける音声パターンを分析する方法におい て、 前記メモリアドレス信号発生ステップは、 ｉ番目の反復インデックス信号の各時間期 間の前記一組のコントロール信号の第２グ ループに応答して、前記第１音声特徴ベク トルメモリのＰ〜２Ｐ個の位置を順次、増 加する順番でアドレスすると共に、前記第 １音声特徴ベクトルメモリの位置を位置 （Ｐ＋ｉ−２）から位置（ｉ−１）まで順 次、減少する順番でアドレスするステップ と； 前記特徴信号発生ステップには、ｉ番目 の反復インデックス信号の各時間期間内で 前記第１音声特徴ベクトルメモリの前記ア ドレスされた位置からの信号に応答して、 ｊ＝１、２、…ｉ−１に対して、 α＾（＾ｉ＾）＿ｊ＝α＾（＾ｉ＾−＾１＾）＿ｊ−ｋ
   ＿ｊα＾（＾ｉ＾−＾１＾）＿ｉ＿−＿ｊを表わす一組
   の信号を生成するステップが 包含されており；更に、 ｉ番目の反復インデックス信号の各時間 期間中に、前記第３メモリの連続した位置 に、α＾（＾ｉ＾）＿ｊを表わする前記組の信号を記憶
   するステップとから成つたことを特徴とする 特許請求の範囲第５項ないし第６項のいず れか１項に記載の音声パターン分析方法。 ８、予測パラメータ信号の生成を制御する一組の信号を
   記憶するメモリと、連続した２ Ｐ個の位置に第１音声パラメータベクトル 信号を記憶するメモリ手段と、第２音声パ ラメータベクトル信号を連続したＰ個の位 置に記憶するメモリ手段とを有する装置に おける音声パターンを分析する方法におい て、 前記コントロール信号の第３グループに 応答して、ｉ番目の反復時間期間の各々で 作動し、前記第１音声特徴ベクトル信号メ モリの第１のＰ個の位置を、０、０、…０ に、およびこれの第２のＰ個の位置を１、 ０、…、０に予めセットするステップを更 に含むことを特徴とする特許請求の範囲第 ７項記載の音声パターン分析方法。