JPS6239751B2

JPS6239751B2 -

Info

Publication number: JPS6239751B2
Application number: JP55065545A
Authority: JP
Inventors: Katsuyuki Futayada; Taisuke Watanabe; Seiji Hiraoka; Hideji Morii
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1980-05-16
Filing date: 1980-05-16
Publication date: 1987-08-25
Also published as: JPS56161600A; US4412099A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は音声合成装置に関するもので発声させ
るべき言葉の選択、文章としての編集などを行
い、音声合成装置をコントロールする簡便な手段
を提供するものである。従来行なわれ、製品化されている音声合成の方
法は、記録媒体として磁気デイスク、磁気ドラム
や磁気テープなど比較的大規模なものを使用して
おり、それに対する制御もミニコンピユータやマ
イクロコンピユータが用いられている。しかるに
近年LSI技術の進歩によつて音声合成回路や記録
媒体が固体化され音声合成装置が小型、安価なも
のとなろうとしている。したがつて、音声合成の
コントロールに対しても、それに見合つた小型簡
便なものが要求される。本発明は以上述べた観点
から成されたものである。第１図は本発明における音声合成装置の実施例
における回路の基本構成を示している。図におい
て、コントロール回路２と音声合成回路３は別々
のLSIとなつているが将来の技術進歩によつてこ
れらを１チツプにまとめてしまつたり、アンプや
その他の周辺回路をLSI内に取り込むことも可能
である。第１図の説明を行なう。コントロール部
２は外部機器１（押ボタンやスイツチなど。複数
でもよい）からの音声出力指令信号および出力す
べき言葉に関する情報を受取ると、それに応じて
単語を文として編集し、各単語に相当するパラメ
ータを単語間のインターバルも含めて時系列とし
て読出し、時々刻々と音声合成回路３に送出し、
文の終了まで送り続ける。音声合成回路３はパラ
メータを受けて音声信号として再生する部分であ
り、LPC（Linear Predictive Coding）方式や音
素片合成方式がよく使用され。合成された音声信
号はアンプ４によつて増幅され、スピーカ５を駆
動して音を出す。次にコントロール部２の構成を第２図によつて
説明する。図において破線内部がコントロール部
２である。タイミング制御回路１１は外部機器から入力さ
れるトリガ信号（たとえば押ボタン情報や時計の
正時情報）によつて駆動され、音声合成回路１２
から入力される同期信号と外部機器から入力され
る同期信号（たとえば１秒ごとに発生されるパル
ス信号）を使用してコントロールに必要な各種の
タイミング信号を発生する。シーケンス制御回路
６はコントロールメモリ７のアドレスを決定する
ことによつて、発声すべき言葉（単語）の順序を
決定する。コントロールメモリ７は装置の頭脳と
もいうべきところでり、第３図に示すように発声
すべき単語の条件その他を規定するコントロール
領域、発声すべき情報を外部から取入れるか否か
を決定する切換情報および後述するベクトルメモ
リのアドレスを示すアドレス領域によつて１語が
形成されている。発声すべき各単語ごとに１語ず
つのメモリが割当てられていて、各単語ごとに発
声条件や発声すべき言葉が次々と選択される。そ
して、メモリ中に終了コードを検出するとタイミ
ング制御回路１１に知らせ、一連の発声を終了す
る。切換回路８はベクトルメモリ９のアドレスを
指定する情報を、コントロールメモリ７のアドレ
ス領域から入力するか、外部回路から入力するか
を切換える回路であり、切換制御コントロールメ
モリ７の切換情報によつて指定される。パラメー
タメモリ１０は、発声の対象とする音声の情報を
圧縮して、パラメータとして蓄積している。この
メモリの構成は、１単語分の情報を１ブロツクと
し、言葉の数と等しい数のブロツクがある。そし
て各ブロツクにおいては時間的順序にパラメータ
が蓄積されており、ブロツクの最後にはストツプ
コードが書かれている。ベクトルメモリ９にはパ
ラメータメモリ１０の各ブロツクの先頭アドレス
が蓄積されている。したがつて、コントロールメ
モリ７のアドレス領域または外部データによつ
て、ベクトルメモリ９のアドレスが選択され、更
にその選択された情報がパラメータメモリ１０の
ブロツクの先頭アドレスを指す。そして、音声合
成回路１２によるリクエスト信号によつて、指定
されたブロツクのアドレスから順々に音声データ
がパラメータ列として読み出され、音声合成回路
１２によつて声に変換される。音声合成回路１２
のパラメータ列の中にストツプコードを検出する
と１語終了信号を発生し、シーケンス制御回路６
に知らせてコントロールメモリ７のアドレスを進
めて次の言葉を発声する。このようにして１単語
ずつ発声し、終了コードを検出するとコントロー
ルメモリ７より終了信号がタイミング制御回路１
１に加えられ一連のシーケンスを終了し、初期状
態（トリガ信号が入力される前の状態）に復帰す
る。次に上記のコントロール方法を使用した具体例
として、時打音声報知時計について詳述する。こ
の時計は正時（１時，２時，……12時）の数秒前
になると起動され次のように音声で時刻を報知す
る。たとえば10時の場合、「ピンポンただ今から（10時を）お知ら
せしすピツピツピツピーン」上記において、下線を引いた単位が各１単語に
相当する。（）内の内容は時刻によつて異な
り、他の言葉は時刻によらず常に同じである。ピ
ンポン、ピツおよびポーンは擬音であり他は人間
の声による発声である。最後の音であるポーンの
時に時計は正時を示す。その他に時刻を合わせる
モードがあり、この場合、時刻合せボタンを押す
と１秒ごとにピツという音が出る。たとえば６時
にセツトしたい場合は、音が５個出るまで押しつ
づけて離せば次の報知は６時にセツトされる。第４図は時打音声報知時計のコントロール部の
タイミング制御回路を除いた部分のブロツク図で
ある。以下第４図を第２図と対照させながら説明
する。第４図の破線で囲まれた部分は第２図の各
ブロツクに相当し同一ブロツクには同一符号を付
す。図において、Ｉは入力、Ｏは出力、Ｔはクロ
ツク、Ｓはセツト、Ｒはリセツトの各端子を示
す。また、各出力端子Ｏの数字はビツト数を示
す。２０は時計回路の１部であり、12進カウンタで
構成され、これは時計の時刻と同じ数を蓄積して
おり、正時（正確には正時の数秒前）に＋１カウ
ントアツプされる。この内容は切換回路８に対す
る外部データとなる。コントロールメモリ７はメモリ２２と終了信号
を検出するためのデコーダ２３により構成されて
いる。メモリ２２には第５図に示ような構成のワ
ードが記憶されている。ここでコントロール情報
と切換情報は表１のように構成されている。

【表】

【表】時打音声報知時計の場合は言葉も短く制御も簡
単であるから、１語の構成も第５図に示す如く簡
単である。同図に示すようにコントロール領域
J₁，J₂の２ビツトは、前に発声した言葉と次に発
声する言葉の間隔を指定するために使用されてい
る。このような制御は時計のように針の動きに合
わせて声を出す機器に対しては重要である。切換
情報は１ビツト、アドレス領域は４ビツトであ
る。アドレス領域は切換情報ビツトが論理１の時
のみ有効であり、15語の単語のうちから１語を選
択する。切換情報ビツトとアドレス領域が全て論
理１ならば、それは終了コードとしてデコーダ２
３により解釈される。表２はコントロールメモリに記憶される各ワー
ドの内容を示したものである。

【表】

【表】メモリの０番地は「ピンポン」いう音を選択す
る語あり、アドレス領域にはベクトルメモリ９の
アドレスが書かれている。１番地は同様に「只今
から」という言葉を選択する。次の２番地では切
換情報ビツトが論理０となつているので、アドレ
ス領域は無効である。この場合、ベクトルメモリ
９に対するアドレス情報は前述のカウンタ20から
入力されることになる。以下７番地（0111）まで
は、０及び１番地と同様である。８番地（1000）
は切換情報ビツトとアドレス領域が全て論理１で
あるので終了コードである。Ｃ番地（1100）は時
刻を合わせる時に出力される音に対する語であ
り、Ｄ番地（1101）はその終了コードである。コントロール領域に注目すると、ピンポンとピ
ツ，ピツ，ピツ，ポーンの部分は、論理１，１と
なつているので、外部からの同期信号（この場合
は時計の針の動きに合わせて１秒ごとに発生され
るパルス信号）に同期して音が出される。他の声
は前の音や声に続いてすぐに発声される。当然のことであるが、同じ音（ピツ）に対する
アドレス領域は同じ値になつている。また９番地
（1001）からＢ番地（1011）までは使用していな
い。第４図においてシーケンス制御回路６は、コン
トロールメモリ２２の番地を制御する部分であ
り、ラツチカウンタ２１とゲート１９によつて構
成されている。音声報知をする場合、正時情報に
よつてトリガパススが発生し、それに続く信号
TMFがゲート１９を経てラツチカウンタ２１を
リセツトすることによつて、コントロールメモリ
２２の０番地を指す。これにより「ピンポン」と
いう音が出力されて、音声合成回路１２から１語
終了信号が出されると、その信号によつてラツチ
カウンタ２１が＋１され、コントロールメモリ２
２の１番地が指示され、「只今から」という言葉
が発声される。以下このようにして発声終了コー
ドが検出されるまで次々と番地を進めてゆき、一
連の発声を行なう。時間合せの時は、時間合せボタンを押すと時間
合せ信号がゲート１９を通つてラツチカウンタ２
１に加えられラツチカウンタ２１に（1100）がセ
ツトされ、Ｃ番地を指し、「ピツ」という音が出
力されると共に、カウンタ２０が＋１される。こ
の操作は時間合せボタンを押している間はずつと
繰返される。時打音声報知時計の場合はコントロールメモリ
２２の番地を常に＋１するのみであるからラツチ
カウンタ２１を用いたが、更に複雑な制御を必要
としアドレスが飛ぶ場合や元に戻るコントロール
が必要な場合は、アダーとラツチを用いることに
よつて汎用のシーケンス制御回路を構成すること
もできる。切換回路８は、４ビツトのセレクタ２４で構成
されており、コントロールメモリ２２の切換情報
ビツトによつて、ベクトルメモリ９に対するアド
レスとして外部情報I₁を使用するか、コントロー
ルメモリ２２のアドレス領域の内容I₂を使用する
かを切換える。そして選択された情報は、タイミ
ング信号TM２により、ラツチ２５にコントロー
ルメモリ２２からの切換情報ビツトと共に蓄積さ
れる。２６はベクトルメモリであり、ラツチ２５
によつて指定された番地の内容を12ビツトのデー
タとして読出す。ベクトルメモリ２６の容量は最
大32ワードであり、前半16語は外部情報によつて
アドレス指定され、後半16語はコントロールメモ
リ２２によつてアドレス指定される。すなわち、
いつも決まつて発声される言葉や音（ピンポン、
只今からなど）と、発声ごとに変わる言葉（１時
を，……，12時を）のメモリ領域が、切換情報ビ
ツトによつて分けられている。ベクトルメモリ２６の出力は、TM３のタイミ
ングでラツチカウンタ２７に取込まれ、パラメー
タメモリ２８のアドレスを指定する。ここで指定
されたアドレスが、各言葉のパラメータが格納さ
れている領域の先頭アドレスである。パラメータ
メモリ２８の出力は、音声を合成するために使用
されるパラメータであり、８ビツトずつ並列に出
力されシフトレジスタ２９に取込まれる。シフト
レジスタ２９は、音声合成回路１２から出力され
るリクエスト信号によつて読出され、音声合成回
路１２へ供給される。リクエスト信号は８進カウ
ンタ３０によつてカウントされ８個数えるとキヤ
リー信号を出力し、カウンタラツチ２７を１つ進
め、パラメータメモリ２８のアドレスを１つ進め
て、次のアドレスの内容を読出す。このようにし
て、合成回路１２がパラメータ中にストツプコー
ドを検出するまで次々とパラメータを読出してゆ
き音声の合成を行なう。合成回路１２がストツプ
コードを検出するとラツチカウンタ２１に１語終
了信号を送り、その信号によつてラツチカウンタ
２１を１つ進め次の言葉を同様な手続きによつて
発声する。コントロールメモリ２２の内容が発声
終了コードならば終了信号を出力してタイミング
制御回路１１を止めてすべての動作を終了する。第６図は１単語分の言葉を出力するタイミング
を示している。また第８図はタイミング制御回路
１１の１部を示している。この両図について説明
する。正時信号または時刻合せの時には１秒パル
スによつて、トリガ信号が発生され、フリツプフ
ロツプ４０が論理１となる。この信号がイネーブ
ル信号であり、一連の発声が終了するまで論理１
の状態を保つ。合成回路１２から送出される同期信号は、20ｍ
secまたは10msecに１つずつ送出される基本同期
信号（FRM）と2.5ｍsecに１度ずつ送出される
タイミング信号（TM）の２種類がある。タイミ
ング分割回路４４は、この２種類の同期信号を使
用して４種のタイミング信号TM１〜TM４を発
生する回路であり、ゲート４３が開いている時の
み作動する。フリツプフロツプ１２はゲート４３
の開閉を行なうと同時にゲート４５の開閉を行な
う。フリツプフロツプ４２が論理１となると、タ
イミング信号がTM１からTM４まで次々と発生
され、TM４はゲート４５を通過してフリツプフ
ロツプ４６をセツトし、ゲート４３を閉じる。フ
リツプフロツプ４６の出力信号がレデイ信号であ
り、コントロール回路はレデイ信号が１の時のみ
しか、リクエスト信号を受付けない。したがつて
音声が出力されるのも、この期間である。フリツ
プフロツプ４２および４６は、合成回路１２から
送出される１語終了信号によつてリセツトされ、
レデイ信号も論理０となつてパラメータの送出を
終了する。第６図のタイミングを第４図のブロツク図に適
用して説明すると次のようになる。TM１でコン
トロールメモリ２２のアドレスが定まり、TM１
からTM２の期間に内容を読出し、TM２でベク
トルメモリ９のアドレスをラツチし、TM２から
TM３の間にベクトルメモリ２６の内容を読出
し、TM３でパラメータメモリ２８のアドレスを
ラツチし、TM３からTM４の間にパラメータメ
モリ２８からの最初のデータを読出し、TM４で
それをシフトレジスタ２９へ取込んでタイミング
制御回路１１の発振を停止する。その後、１語の
発声が終了するまではパラメータメモリ２８は合
成回路１２によつてのみ制御を受け、他の回路か
らは切離される。第８図によつて連続して３単語発声する場合の
タイミングを例として説明する。最初と第２番目
の言葉においては、コントロールメモリ２２のコ
ントロール領域が０，０であり最後の言葉は１，
１の場合である。最初の言葉はトリガ信号が入る
と次のTM１のタイミングから動作が始まりTM
４から発声が始まる。第２番目の言葉は前の言葉
が終つた次のTM１から動作が始まる。しかし第
２番目の言葉が終わつても第３番目の言葉はすぐ
には始まらず、１秒パルスが入つて来るのを待
ち、１秒パルスの次のTM１のタイミングから動
作が始まる。信号TMFはこのように各言葉の発
声動作を開始する信号である。第３番目の発声が
終了すると次のTM１から次の言葉の動作が始ま
るが、コントロールメモリの出力が終了コードで
あるので動作を終了しイネーブル信号を論理０と
して一連の発声を終了し初期状態に復帰する。上記の例では時打音声報知時計によつて本発明
の具体的説明を行なつたが、本発明はこの例に限
らず、言葉の選択、編集を必要とする音声出力機
器に対し簡便、安価な制御方法として広く利用で
きる。しかも、言葉の種類、数が発声順序の変更
に際しては、ほとんどの場合、コントロールメモ
リ、ベクトルメモリとパラメータメモリの内容を
変更するのみでよく、仕様変更に対して簡単に対
処できる。また、制御方法はコントロールメモリ
によつて決まるので、コントロールメモリの内容
を変えることによつて、種々の応用に対して回路
の変更は最小限で対処できるのも特長である。なお、コントロールメモリ、ベクトルメモリお
よびパラメータメモリとしてROM（リード、オ
ンリー、メモリ）を使用することによつて回路全
体を小さく出来、容易に１チツプのLSI化が可能
となり低価格の音声合成装置を構成することが可
能となつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による音声合成装置の基本構成
を示すブロツク図、第２図は第１図のコントロー
ル部のブロツク図、第３図はコントロールメモリ
の１ワードの構成図、第４図は時打音声報知時計
を例としたコントロール部の構成例を示すブロツ
ク図、第５図はそのコントロールメモリ１ワード
の構成図、第６図は１単語発声の場合のタイミン
グ図、第７図はタイミング制御回路の構成例を示
すブロツク図、第８図は３単語連続発声の場合の
タイミング図を示す。１……外部機器、２……コントロール部、３，
１２……音声合成回路、４……アンプ、５……ス
ピーカ、６……シーケンス制御回路、７……コン
トロールメモリ、８……切換回路、９……ベクト
ルメモリ、１０……パラメータメモリ、１１……
タイミング制御回路、１９……ゲート回路、２０
……12進カウンタ、２１……ラツチカウンタ、２
２……コントロールメモリ、２３……デコーダ、
２４……セレクタ、２５……ラツチ、２６……ベ
クトルメモリ、２７……ラツチカウンタ、２８…
…パラメータメモリ、２９……シフトレジスタ、
３０……８進カウンタ。

Claims

【特許請求の範囲】

１音声情報を音声信号に変換する音声合成回路
と、外部から入力されるトリガ信号によつて起動
され、発声されるべき言葉の順序、言葉間の時間
間隔、アドレス情報、アドレス情報の切換情報な
どをあらかじめ格納してある第１のメモリと、前
記第１のメモリの切換情報によつて、第１のメモ
リまたは外部から入力されるアドレス情報を切換
える切換回路と、前記切換回路からの情報によつ
て選択された言葉の先頭アドレスを格納してある
第２のメモリと、前記第２のメモリで指定された
アドレスを先頭として、所望の音声データを外部
からの同期信号によつて１つずつ順番に読出し、
前記音成回路に供給する機能を有する第３のメモ
リとを具備することを特徴とする音声合成装置。