JPS6349240B2 - - Google Patents
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- JPS6349240B2 JPS6349240B2 JP56159980A JP15998081A JPS6349240B2 JP S6349240 B2 JPS6349240 B2 JP S6349240B2 JP 56159980 A JP56159980 A JP 56159980A JP 15998081 A JP15998081 A JP 15998081A JP S6349240 B2 JPS6349240 B2 JP S6349240B2
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- Japan
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- decrement
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- 238000013139 quantization Methods 0.000 claims description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 9
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 3
- 239000011295 pitch Substances 0.000 description 27
- 238000013144 data compression Methods 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000005236 sound signal Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Reduction Or Emphasis Of Bandwidth Of Signals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は音声データの圧縮方法に関するもので
ある。
ある。
音声の伝達情報としての物理的な特徴を示すも
のとして、調音結合に基づくホルマント変化、ピ
ツチ変化、音節の時間長変化、振幅の変化などが
あるが、このうち振幅の変化についてより少ない
情報で記録しようとしたものがこの発明である。
のとして、調音結合に基づくホルマント変化、ピ
ツチ変化、音節の時間長変化、振幅の変化などが
あるが、このうち振幅の変化についてより少ない
情報で記録しようとしたものがこの発明である。
音声波形の振幅の変化は、アクセントおよびイ
ントネーシヨンなどのパラメーターのひとつであ
るため、これを無視すれば音声の品質を著しく劣
化させることになる。しかしながら、音声の振幅
変化は時間的にゆるやかなもので、隣接するピツ
チ波形間には高い相関があり、その分布の分散も
小さい。このことを考慮して個々のピツチ波形に
ついて、それぞれ振幅の情報を独立して抽出する
のではなく、隣接するピツチ波形間の差分情報を
各ピツチ波形に割り当てるというのがこの発明の
基本的な思想である。
ントネーシヨンなどのパラメーターのひとつであ
るため、これを無視すれば音声の品質を著しく劣
化させることになる。しかしながら、音声の振幅
変化は時間的にゆるやかなもので、隣接するピツ
チ波形間には高い相関があり、その分布の分散も
小さい。このことを考慮して個々のピツチ波形に
ついて、それぞれ振幅の情報を独立して抽出する
のではなく、隣接するピツチ波形間の差分情報を
各ピツチ波形に割り当てるというのがこの発明の
基本的な思想である。
すなわち、本発明の音声データの圧縮方法は、
類似ピツチ波形が連続して出現し、且つ各類似ピ
ツチ波形間での振幅変化がゆるやかな音声波形を
類似ピツチ波形群毎に複数の波形群に分け、各波
形群で選出された代表ピツチ波形のDPCMデー
タ系列を求めると共に、各波形群内のピツチ波形
の振幅差分データは、隣接するピツチ波形の差分
データに特定の増分（又は減分）を加える或いは
特定の増分（又は減分）が無い場合は隣接するピ
ツチ波形の差分データをそのまま用いることで代
用近似し、各波形群内の代表ピツチ波形以外のピ
ツチ波形の振幅データについては、代表ピツチ波
形のDPCMデータ、上記特定の増分（又は減分）
を示すデータ、及び特定の増分（又は減分）の有
る無しを示すデータに基づいて求めることを特徴
とするものである。
類似ピツチ波形が連続して出現し、且つ各類似ピ
ツチ波形間での振幅変化がゆるやかな音声波形を
類似ピツチ波形群毎に複数の波形群に分け、各波
形群で選出された代表ピツチ波形のDPCMデー
タ系列を求めると共に、各波形群内のピツチ波形
の振幅差分データは、隣接するピツチ波形の差分
データに特定の増分（又は減分）を加える或いは
特定の増分（又は減分）が無い場合は隣接するピ
ツチ波形の差分データをそのまま用いることで代
用近似し、各波形群内の代表ピツチ波形以外のピ
ツチ波形の振幅データについては、代表ピツチ波
形のDPCMデータ、上記特定の増分（又は減分）
を示すデータ、及び特定の増分（又は減分）の有
る無しを示すデータに基づいて求めることを特徴
とするものである。
また、類似ピツチ波形が連続して出現し、且つ
各類似ピツチ波形間での振幅変化がゆるやかな音
声波形を類似ピツチ波形群毎に複数の波形群に分
け、各波形群で選出された代表ピツチ波形の
ADPCMデータ系列を求めると共に、各波形群内
の各ピツチ波形の最小量子化幅情報は、隣接する
ピツチ波形の最小量子化幅情報に特定の増分（又
は減分）を加える或いは特定の増分（又は減分）
が無い場合は隣接するピツチ波形の最小量子化幅
情報をそのまま用いることで代用近似し、各波形
群内の代表ピツチ波形以外のピツチ波形の振幅デ
ータについては、代表ピツチ波形のADPCMデー
タ及び最小量子化幅情報、上記特定の増分（又は
減分）を示すデータ、並びに特定の増分（又は減
分）の有る無しを示すデータに基づいて求めるこ
とを特徴とするものである。
各類似ピツチ波形間での振幅変化がゆるやかな音
声波形を類似ピツチ波形群毎に複数の波形群に分
け、各波形群で選出された代表ピツチ波形の
ADPCMデータ系列を求めると共に、各波形群内
の各ピツチ波形の最小量子化幅情報は、隣接する
ピツチ波形の最小量子化幅情報に特定の増分（又
は減分）を加える或いは特定の増分（又は減分）
が無い場合は隣接するピツチ波形の最小量子化幅
情報をそのまま用いることで代用近似し、各波形
群内の代表ピツチ波形以外のピツチ波形の振幅デ
ータについては、代表ピツチ波形のADPCMデー
タ及び最小量子化幅情報、上記特定の増分（又は
減分）を示すデータ、並びに特定の増分（又は減
分）の有る無しを示すデータに基づいて求めるこ
とを特徴とするものである。
以下図面を用いて具体的に説明する。第１図は
音声「NI」の波形の一部であり、これは経験的
にあるいは類似度の演算処理等によつて３つの波
形部〜に分けることができ、又各群内におい
て代表波形を選出することができる。図面におい
ては、No.１〜No.４，No.５〜No.10，No.11〜No.15が各
波形群であり、それぞれNo.２，No.７，No.14がその
代表波形となる。この代表波形をそれぞれ
DPCM（差分PCM）処理を施す。今、各波形群に
おいて代表波形以外のピツチ波形は代表波形の相
似形に類似しているという前提から、代表波形に
よつておきかえが可能なものである。しかしなが
ら、図面からも観察できる様に振幅に変化があ
る。
音声「NI」の波形の一部であり、これは経験的
にあるいは類似度の演算処理等によつて３つの波
形部〜に分けることができ、又各群内におい
て代表波形を選出することができる。図面におい
ては、No.１〜No.４，No.５〜No.10，No.11〜No.15が各
波形群であり、それぞれNo.２，No.７，No.14がその
代表波形となる。この代表波形をそれぞれ
DPCM（差分PCM）処理を施す。今、各波形群に
おいて代表波形以外のピツチ波形は代表波形の相
似形に類似しているという前提から、代表波形に
よつておきかえが可能なものである。しかしなが
ら、図面からも観察できる様に振幅に変化があ
る。
そこで、代表波形について行つたDPCM処理
のΔs値を用いて、代表波形以外の波形のΔi値を
Δi＝Δs±αiとすれば、事実上振幅の調整を行つ
ておきかえたことになる。今、第１の波形群に
おいて、代表波形であるNo.２のΔs値をΔ2、また
上記の方法で求めた他の波形のΔi値を、それぞ
れΔ1，Δ3，Δ4とする。次にΔ1に対するΔ2の増分
をｄ（Δ2−Δ1），Δ2に対するΔ3の増分をｄ（Δ3−
Δ2），Δ3に対するΔ4の増分をｄ（Δ4−Δ3）とすれ
ば、これらの増分ｄ（Δi+1−Δi）は増分なし、す
なわちｄ（Δi+1−Δi）＝０、又は特定の増分ｄ
（Δi+1−Δi）＝dsのいずれかで代用近似しても原
波形の包絡線と著しく異ならない。
のΔs値を用いて、代表波形以外の波形のΔi値を
Δi＝Δs±αiとすれば、事実上振幅の調整を行つ
ておきかえたことになる。今、第１の波形群に
おいて、代表波形であるNo.２のΔs値をΔ2、また
上記の方法で求めた他の波形のΔi値を、それぞ
れΔ1，Δ3，Δ4とする。次にΔ1に対するΔ2の増分
をｄ（Δ2−Δ1），Δ2に対するΔ3の増分をｄ（Δ3−
Δ2），Δ3に対するΔ4の増分をｄ（Δ4−Δ3）とすれ
ば、これらの増分ｄ（Δi+1−Δi）は増分なし、す
なわちｄ（Δi+1−Δi）＝０、又は特定の増分ｄ
（Δi+1−Δi）＝dsのいずれかで代用近似しても原
波形の包絡線と著しく異ならない。
ここで実際の音声波形では、ピツチ間で振幅は
ゆるやかに変化していることから上記増分dmax
＝0.1Δs程度となり、差分値Δsに比べてｄ≪Δsの
関係にあるため、代表波形の第ｎ番目と第ｎ＋１
番目の差分値の比は、同一群内の波形における第
ｎ番目と第ｎ＋１番目の差分値の比にほぼ等しく
なり、同じ群内の波形は代表波形の振幅を圧縮ま
たは伸長した波形として得ることができる。
ゆるやかに変化していることから上記増分dmax
＝0.1Δs程度となり、差分値Δsに比べてｄ≪Δsの
関係にあるため、代表波形の第ｎ番目と第ｎ＋１
番目の差分値の比は、同一群内の波形における第
ｎ番目と第ｎ＋１番目の差分値の比にほぼ等しく
なり、同じ群内の波形は代表波形の振幅を圧縮ま
たは伸長した波形として得ることができる。
同様に、第２の波形群についても第１の波形
群と同一の特定な増分dsで処理可能である。第
３の波形群は第１の波形群、第２の波形群
と異なり、ｄ（Δi+1−Δi）が負の値すなわち減分
をもつが、これも絶対値として同一値のdsを用い
ることが可能である。すなわち、ここでは波形群
に関わらず同一値のdsをすることができる。
群と同一の特定な増分dsで処理可能である。第
３の波形群は第１の波形群、第２の波形群
と異なり、ｄ（Δi+1−Δi）が負の値すなわち減分
をもつが、これも絶対値として同一値のdsを用い
ることが可能である。すなわち、ここでは波形群
に関わらず同一値のdsをすることができる。
したがつて、これらの波形群を復調しようとし
た場合の振幅情報は、 各波形群で共通の増分又は減分であるds、 ひとつの波形群がdsを増分として扱うか減分
として扱うかの情報、各波形群について１ビツ
ト、 初期値として各波形群の先頭波形のΔ値、各
波形群について所定ビツト、 Δi+1がΔiに対して増分又は減分（増分か減
分かはの情報で決定）をもつか、それとも同
一値かの情報、各波形群の最終波形を除く各波
形毎に１ビツト である。
た場合の振幅情報は、 各波形群で共通の増分又は減分であるds、 ひとつの波形群がdsを増分として扱うか減分
として扱うかの情報、各波形群について１ビツ
ト、 初期値として各波形群の先頭波形のΔ値、各
波形群について所定ビツト、 Δi+1がΔiに対して増分又は減分（増分か減
分かはの情報で決定）をもつか、それとも同
一値かの情報、各波形群の最終波形を除く各波
形毎に１ビツト である。
第２図は第１図の音声「NI」とは異なるもの
であるが、上述の振幅情報の様子を示すのに有用
である。
であるが、上述の振幅情報の様子を示すのに有用
である。
波形群Ｏは初期値から変化し、変化は増分で、
次波形によつて増分のあるなしが各波形毎に１，
０，１，０と１ビツト情報で割当てられる。波形
群Ｐは初期値から変化しない場合である。波形群
Ｑは初期値から変化し、変化は減分で、各波形毎
に減分変化が１，０，１，１と割当てられてい
る。
次波形によつて増分のあるなしが各波形毎に１，
０，１，０と１ビツト情報で割当てられる。波形
群Ｐは初期値から変化しない場合である。波形群
Ｑは初期値から変化し、変化は減分で、各波形毎
に減分変化が１，０，１，１と割当てられてい
る。
ところで、出願人は特願昭56―93385号「音声
データの圧縮方法」において、音声波形を群に分
け、各波形群の代表波形の最適最小量子化幅を求
め、それを単位としたDPCMデータ系列に変換
し、代表波形以外の波形が相似形に類似している
という前提から、代表波形の最大値と他のそれと
の比が代表波形以外の最適最小量子化幅に対応す
ることから、代表波形のADPCMデータ系列と波
形数だけの最小量子化幅を与えることを提案し
た。これはADPCM方式を利用して音質の劣化を
伴わず、かつ容量を少なくして音データを圧縮で
きる利点がある。
データの圧縮方法」において、音声波形を群に分
け、各波形群の代表波形の最適最小量子化幅を求
め、それを単位としたDPCMデータ系列に変換
し、代表波形以外の波形が相似形に類似している
という前提から、代表波形の最大値と他のそれと
の比が代表波形以外の最適最小量子化幅に対応す
ることから、代表波形のADPCMデータ系列と波
形数だけの最小量子化幅を与えることを提案し
た。これはADPCM方式を利用して音質の劣化を
伴わず、かつ容量を少なくして音データを圧縮で
きる利点がある。
本実施例において、Δ値としてこの最小量子化
幅情報を用い、前述したように処理することが可
能で、更に効率のよい圧縮が達成できる。
幅情報を用い、前述したように処理することが可
能で、更に効率のよい圧縮が達成できる。
ちなみに、処理を施こさないで各波形にΔ値を
４ビツトで与えた場合、第１図の例では総振幅情
報15×４＝60ビツトで、本実施例の場合（第１図
の例で）、仮に初期値及びdsにそれぞれ４ビツト
を割当てるとすれば、 共通の増分または減分ds ……４ビツト （dsが増分か減分か）×波形群数
……１×３ビツト 初期値×波形群数 ……４×３ビツト （Δi+1−Δiが増減するか否か）×（波形数−
波形群数） ……１×12ビツト 計 31ビツト であり、本実施例では更に約1/2にデータを圧縮
することができる。
４ビツトで与えた場合、第１図の例では総振幅情
報15×４＝60ビツトで、本実施例の場合（第１図
の例で）、仮に初期値及びdsにそれぞれ４ビツト
を割当てるとすれば、 共通の増分または減分ds ……４ビツト （dsが増分か減分か）×波形群数
……１×３ビツト 初期値×波形群数 ……４×３ビツト （Δi+1−Δiが増減するか否か）×（波形数−
波形群数） ……１×12ビツト 計 31ビツト であり、本実施例では更に約1/2にデータを圧縮
することができる。
以上、振幅の変化をより少ない情報で記録、復
調する方法を述べてきたが、この処理前と処理後
の音質の劣化は予想以上に少ないことが実験によ
つて確められており、音声データの圧縮法として
有効なひとつの方法である。
調する方法を述べてきたが、この処理前と処理後
の音質の劣化は予想以上に少ないことが実験によ
つて確められており、音声データの圧縮法として
有効なひとつの方法である。
特に音声では、極めて類似した波形が繰返し出
現し、しかもこのような繰返し波形間での振幅変
化が時間的に非常にゆるやかに現われるという大
きな特徴がある。本発明は音声信号がもつこの特
徴を有効に活用することによつて、少ない情報量
で原音声波形に近い音声を再生することができ、
音声データのためのメモリ容量の減少を図るだけ
でなく、再生のための信号処理も簡単にし、音声
合成技術の応用分野の拡大に著しく寄与するもの
である。
現し、しかもこのような繰返し波形間での振幅変
化が時間的に非常にゆるやかに現われるという大
きな特徴がある。本発明は音声信号がもつこの特
徴を有効に活用することによつて、少ない情報量
で原音声波形に近い音声を再生することができ、
音声データのためのメモリ容量の減少を図るだけ
でなく、再生のための信号処理も簡単にし、音声
合成技術の応用分野の拡大に著しく寄与するもの
である。
第１図は音声波形の一例を示すタイムチヤー
ト、第２図は初期値からの各変化に対応して各波
形に割当てるデータ例を説明するためのタイムチ
ヤートである。 〜，Ｏ，Ｐ，Ｑ…波形群。
ト、第２図は初期値からの各変化に対応して各波
形に割当てるデータ例を説明するためのタイムチ
ヤートである。 〜，Ｏ，Ｐ，Ｑ…波形群。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 類似ピツチ波形が連続して出現し、且つ各類
似ピツチ波形間での振幅変化がゆるやかな音声波
形を類似ピツチ波形群毎に複数の波形群に分け、
各波形群で選出された代表ピツチ波形のDPCM
データ系列を求めると共に、各波形群内の各ピツ
チ波形の振幅差分データは、隣接するピツチ波形
の差分データに特定の増分（又は減分）を加える
或いは特定の増分（又は減分）が無い場合は隣接
するピツチ波形の差分データをそのまま用いるこ
とで代用近似し、各波形群内の代表ピツチ波形以
外のピツチ波形の振幅データについては、代表ピ
ツチ波形のDPCMデータ、上記特定の増分（又
は減分）を示すデータ、及び特定の増分（又は減
分）の有る無しを示すデータに基づいて求めるこ
とを特徴とする音声データの圧縮方法。 ２ 類似ピツチ波形が連続して出現し、且つ各類
似ピツチ波形間での振幅変化がゆるやかな音声波
形を類似ピツチ波形群毎に複数の波形群に分け、
各波形群で選出された代表ピツチ波形のADPCM
データ系列を求めると共に、各波形群内の各ピツ
チ波形の最小量子化幅情報は、隣接するピツチ波
形の最小量子化幅情報に特定の増分（又は減分）
を加える或いは特定の増分（又は減分）が無い場
合は隣接するピツチ波形の最小量子化幅情報をそ
のまま用いることで代用近似し、各波形群内の代
表ピツチ波形以外のピツチ波形の振幅データにつ
いては、代表ピツチ波形のADPCMデータ及び最
小量子化幅情報、上記特定の増分（又は減分）を
示すデータ、並びに特定の増分（又は減分）の有
る無しを示すデータに基づいて求めることを特徴
とする音声データの圧縮方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56159980A JPS5860799A (ja) | 1981-10-06 | 1981-10-06 | 音声デ−タの圧縮方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56159980A JPS5860799A (ja) | 1981-10-06 | 1981-10-06 | 音声デ−タの圧縮方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5860799A JPS5860799A (ja) | 1983-04-11 |
| JPS6349240B2 true JPS6349240B2 (ja) | 1988-10-04 |
Family
ID=15705367
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56159980A Granted JPS5860799A (ja) | 1981-10-06 | 1981-10-06 | 音声デ−タの圧縮方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5860799A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2844589B2 (ja) * | 1984-12-21 | 1999-01-06 | 日本電気株式会社 | 音声信号符号化方法とその装置 |
| JPH0833743B2 (ja) * | 1986-11-07 | 1996-03-29 | 日本電気株式会社 | 波形合成方式 |
| JPH0833758B2 (ja) * | 1988-02-24 | 1996-03-29 | 日本電気株式会社 | 音声合成方式 |
-
1981
- 1981-10-06 JP JP56159980A patent/JPS5860799A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5860799A (ja) | 1983-04-11 |
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