KR910000531B1 - 앵무새 기능을 갖는 음성 합성 장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

앵무새 기능을 갖는 음성 합성 장치

제1도는 종래의 회로도.

제2도는 본 발명에 따른 회로도.

제3도는 본 발명에 따른 제2도의 자동 토킹 백 제어회로(80)의 구체회로도.

제4도는 본 발명에 따른 제3도의 사이런스 감지회로(200)의 동작 파형도 및 데이타 예시도로서

제4a도는 사이런스 감지 데이타 예시도.

제4b도는 사이런스 감지 동작 파형도.

제4c도는 사이런스 감지 동작 규정범위 파형도.

제5도는 본 발명에 따른 제3도의 자동정지신호 발생회로(300)의 동작 파형도.

제6도는 본 발명에 따른 제3도의 자동 녹음/재생 동작신호 발생회로(600), 자동 클리어 신호 발생회로(700), 시작신호 발생회로(800)의 발생동작 파형도.

제7도는 본 발명에 따른 흐름도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 제1증폭회로 20 : 비교기

30 : 음성 블럭 및 합성기 40 : 타이밍 제어회로

50 : 시스템 제어회로 60 : 디램

70 : 메모리 인터페이스 회로 80 : 자동 토킹 백 제어회로

90 : 디지탈/아나로그 변환기 100 : 제2증폭회로

110 : 스피커 199,302 : 낸드게이트

102,701,801 : 오아게이트 103,114,501 : 앤드게이트

503,504,601 : 노아게이트 104-108,401-404,602 : 디플립플롭

119,111-113,505 : 인버터 200 : 사이런스 감지부

300 : 자동 정지신호 발생회로 400 : 카운터

500 : 리세트 회로 600 : 자동 녹음/재생 신호 발생회로

700 : 자동 클리어 신호발생회로 800 : 자동 시작신호 발생회로

본 발명은 음성 합성 장치에 관한 것으로서, 특히 앵무새 기능을 갖는 음성 합성 장치에 관한 것이다.

음성 합성 장치(LSI:Large Scale Integrated)는 인간의 언어를 합성해 내는 집적회로로서 통신공학의 발달에 기인하여 탄생하게 되었다.

수년전까지만 해도 어려웠던 소형 저가의 음성 합성 장치가 그동안의 반도체 제조기술의 발전으로 지금은 원칩(One chip) 또는 Three Chips(음성 합성 LSI, CPU, ROM)의 LSI로 실용화되었다.

음성 합성 집적회로의 응용은 최근 TI사의 (Speak ＆ Spell) 학습보조기로 시작하여 최근에는 가전제품이나 장난감 등 여러 방면에 응용되고 있다. 다음에 열거하는 것들은 우리 주변에서 흔히 볼 수 있는 일상 생활기들로 음성 합성 집적회로를 이용, 우리가 알아야 할 정보를 적절한 시기에 자동으로 전달하고 인식시켜 줄 수 있는 장치들이다.

정확한 시간을 스피치로서 알려주는 시계와, 승하차시 예절표시, 각 컨디션에 대한 정보를 음성으로 알려주는 자동차와, 부재중 출타정보 송신 전화기와, 계산값이나 키 터치(Key touch)시 정보를 알려주는 전자 계산기와, 경보사항 및 다음 상황 등을 알려주는 경보기와, 제품에 대한 작동법을 설명하는 가전제품과, 인사말, 이용순서 및 방법을 알려주는 자판기와, 유아용 학습 기계와, 자기 소재, 인사말을 하는 장난감과 혈압계등 위와같이 우리가 표현하고자 하는 수단 및 방법, 용어 등을 음성 합성 집적회로를 사용하여 편리하고 쉽게 이용되어 왔었다.

그러면 여기서 음성 합성 이론에 대해 간략히 알아보면, 언어 또는 음성, 기타 자연의 소리 등은 멜로디와 같이 단순한 음의 변화, 즉 간단한 주파수의 변화로 나타낼 수 있는 음이 아니기 때문에 각각 성분별 분석을 통하여 각각의 데이타를 생성하여 기억시켜야 되고, 재생시에는 각각의 데이타를 합성하여 본래의 음으로 출력되게 한다.

상기와 같이 음을 기억시키고 재생하는 방식에는 파형 코딩(Waveform Cording)방식과, 분석 및 합성(Analysis-Synthesis)방식과, 규칙 합성방식 등 3가지가 있다. 여기서는 본 발명과 관련된 것은 파형 코딩 방식으로 이에 대해서만 간단히 알아본다. 파형 코딩에 의한 음성 합성방식은 아날로그의 음성 파형을 디지탈화하여 메모리에 기억해 두고, 상기 기억된 음성을 재생시에 순차적으로 메모리의 내용을 읽어내어 합성되도록 하는 것을 말한다.

상기 파형 코딩 방식의 장점으로는 첫째 재생시 음질이 우수하며, 둘째 음성 분석처리(음성 데이타 작성)가 용이하고, 세째 음성 합성회로가 간단하다는 점인데, 비트 레이트(1초간 음성을 발성하는데 요하는 정보량)가 높다는 것이 결점으로 알려져 있다.

상기 파형 코딩 방식의 음성 합성에는 PCM(Pulse code Modulation)방식, ADPCM(Adaptive Differential PCM)방식, ADM(Adaptive Delta Modulation)방식 등이 있으며, 현재 PCM 방식을 이용하는 경우는 적고, PCM에 비하여 비트레이트가 적은 ADPCM, ADM 방식을 이용한 LSI가 개발되어 널리 사용되고 있다.

따라서 상기 PCM(Pulse Code Modulation)방식이 가장 기본적인 음성 분석 및 합성방식임을 알 수 있다.

상기 PCM 방식이란 음성 파형(Analog signal)을 시간 영역에서 특정 주파수로 샘플링하여 그 시점에서의 음성신호의 크기(quantizer)를 아날로그-디지탈 신호변환기(A/D Converter)로 디지탈화하여 상기 데이타를 롬(ROM) 또는 램(RAM) 등의 메모리에 저장하였다가 필요한 시간에 본래의 음을 재생하기 위해 메모리에 저장된 데이타를 읽어내어 디지탈-아날로그 신호변환기로 부호하되었던 신호를 음성파형으로 재생하는 방식이다.

그리고 상기 ADM(Adaptive Delta Modulation)방식은 DM(Delta Modulation)방식을 개선한 방식으로, DM 방식은 음성신호의 주파수대역에 대하여 샘플링 주파수를 충분히 높여 인접한 샘플링 구간의 샘플링치의 변화를 최소로 하여 샘플링치의 변화를 1비트(1 또는 0)로 양자화하는 방법이다. DM 방식에서는 양자화 폭이 일정한데, 1과 0의 두가지 값으로만 표현되기 때문에 샘플링값은 급변하는 신호(Slope overload), 또는 대단히 적은 신호(Granular)등을 처리하는데 있어 불리하다.

ADM 방식은 위와같은 DM 방식의 단점을 보완하기 위하여 양자화 폭을 가변시켜 급변하는 신호(Overload)의 잡음 및 대단히 적은 신호(Granular)의 잡음을 경감시킨 방식이다. 상기 신호의 양자화폭의 변화는 아래 식과 같이 표현된다. 즉 "1" 또는 "0"이 연속될때에는 양자화 폭을 일정한 비율로 증가시키고, "1"과 "0"이 교환되며 변화할때에는 양자화 폭을 일정한 비율로 감소시킨다.

그리고 상기 ADPCM(Adaptive Differential PCM)방식은 DPCM(Delta PCM)방식을 개선한 방식이다.

DPCM 방식은 대역 제한후 나이퀴스트율(Nyquist Rate)로 샘플이 된 입력의 음성신호가 귀환회로의 예측기(predictor)에 의해서 예측이 되고, 그 두 신호차를 양자기(Quantizer)를 통하여 양자화하여 DPCM의 분석 음성 데이타를 얻는 방식이다.

ADPCM에서는 양자기와 예측기를 둘다 적응적(Adaptive)으로 만들 경우 성능이 가장 좋으나 복잡도를 감안하여 둘중 하나만 적응적으로 만들기도 한다. ADPCM방식은 PCM에 비하여 음성 데이타 비트가 반이하라도 거의 같은 음질로 음을 재생시킬 수 있어 음성 합성 방식으로 각광을 받고 있다.

종래의 음성 합성 장치로 제1도와 같은 것을 볼수 있는데, 그 구성을 살펴보면 다음과 같다.

마이크(Mic)를 통해 아나로그 신호를 입력하여 디지탈 데이타로 변환하는 아나로그/디지탈 변환기(A/D)와, 상기 아나로그/디지탈 변환기(A/D)의 출력 음성신호를 ADM 방식으로 분석하는 음성 분석기(ANA)와, 상기 음성 분석기(ANA)에서 분석된 출력을 소정 영역에 기입/독출하기가 용이하도록 제어하는 메모리 인터페이스회로(INF)와, 상기 음성 분석기(ANA)의 분석 데이타를 메모리 인터페이스회로(INF)를 통해 저장하는 램(RAM)과, 상기 램(RAM)에 저장된 데이타를 유저가 원하는 시점에서 메모리 인터페이스 회로(INF)를 통해 독출하여 ADM 방식으로 합성하는 음성 합성기(SYN)와, 상기 음성 합성기(SYN)의 출력 디지탈 데이타를 아나로그 신호로 변환하는 디지탈/아나로그 변환기(D/A)와, 상기 디지탈/아나로그 변환기(D/A)의 출력신호를 저역에서 필터링하는 저역통과필터(LPF)와, 상기 저역통과필터(LPF)에서 출력되는 신호를 증폭하는 증폭기(AMP)와, 상기 증폭기(AMP)의 증폭신호를 입력신호와 동일하게 재생하는 스피커(SP)로 구성된다.

상기 구성에 따른 동작을 간단히 설명하면, 마이크(MIC)를 통해 입력된 아나로그 음성 신호를 아나로그/디지탈 변환기(A/D)에서 디지탈 데이타로 변환한 후 음성 분석기(ANA)에서 ADM 방식으로 분석하여 메모리 인터페이스(INF)를 통해 램(RAM)에 기입한다.

상기 램(RAM)에 저장된 데이타를 사용자가 원하는 시점에서 메모리인터페이스(INF)를 통해 ADM 방식으로 합성하여 디지탈/아나로그 변환기(D/A)에서 아나로그 신호로 변환한후 저역통과필터(LPF)는 변환시 발생된 고주파 잡음을 필터링하는 증폭기(AMP)에서 증폭하여 스피커(SP)를 구동한다.

즉, 음성의 처리방법을 음성의 분석후 즉시 합성하여 출력하는 토킹-백(Talking-Back)모드와 음성을 분석하여 램(RAM)에 저장하였다가 필요시 합성하여 음성을 출력시킬 수 있는 메뉴얼모드로 구동되는 방법이 있으나 상기 모든 방법이 외부로부터 미세한 아나로그 신호를 ADM 방식으로 음성 분석기(ANA) 및 음성 합성기(SYN)를 통해 음성 분석 및 합성하며, 이를 위해 램(RAM)에 기입/독출하기 쉽도록 메모리 인터페이스(NF)를 통해 인터페이싱되며, A/D 및 D/A 변환기(A/D, D/A)를 통해 아나로그에서 디지탈로 또는 디지탈에서 아나로그 신호로 상호 변환시키는 것이 특징이다.

그러나 음성처리중 분석되어 저장된 음성을 합성할때, 사용자의 요구가 있을시에만 독출되어 합성되어지는 단점과, 입력되는 음성신호가 없을시 잡음까지도 처리하여 메모리 영역을 낭비하는 결점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 사람의 음성 및 여타의 사운드(Sound)를 마이크로폰을 통하여 음성 합성 장치에 인가되었을때 분석된 음성의 정보가 메모리에 저장되며 입력 음성 정보가 중지되었을때 즉, 사이런스(Silence)가 감지되었을때 자동적으로 음성의 분석을 중지시키며 분석이 정지되기 이전까지 메모리에 저장된 음성의 정보를 자동적으로 합성 재생하여 앵무새와 같은 기능을 갖는 음성 합성 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 LSI화하여 장난감에 쉽게 이용할 수 있는 장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 수행하기 위한 본 발명은 마이크로부터 입력되는 신호를 증폭하는 제1증폭회로와, 상기 제1증폭기의 출력과 재생단으로부터 궤환되어 입력되는 신호와 비교하여 디지탈 정보를 출력하는 비교기와, 상기 비교기의 출력을 ADM 방식으로 음성 분석하고 재생시 ADM 방식으로 음성 합성하는 음성 분석 및 합성기와, 시스템에 타이밍 신호를 공급하는 타이밍 제어회로와, 상기 음성 분석 및 합성기에서 출력되는 신호에 의해 입력되는 음성신호의 사이런스를 감지하여 음성처리 자동정지, 녹음/재생신호를 발생하고 자동으로 음성의 분석후 즉시 합성하여 출력되도록 하는 자동 토킹 백 제어회로와, 상기 음성처리 정보를 저장할 수 있는 디램과, 상기 타이밍 제어회로의 타이밍 신호에 따라 상기 디램에 음성 정보를 원활히 저장 및 독출할 수 있도록 제어하는 메모리 인터페이스회로와, 상기 음성 분석 및 합성기의 분석(Coding)된 음성 정보를 디램에 비트레이트별로 설정하여 기입하도록 하고 재생시 디램으로부터 독출하여 음성 분석 및 합성기에서 합성(Decoding)하도록 제어하며 상기 자동 토킹 백 제어회로의 사이런스 감지에 따른 자동 정지 녹음/재생 시작 제어신호에 따라 자동으로 음성의 정보를 저장 및 독출하도록 제어하는 시스템 제어회로와, 상기 음성 분석 및 합성기의 합성된 신호를 아나로그 신호로 변환하여 출력하며 상기 비교기의 기준신호로 공급하는 디지탈/아나로그 변환기와, 상기 디지탈/아나로그 변환기의 출력을 증폭하는 제2증폭회로와, 상기 제2증폭기의 출력을 모니터링하는 스피커로 구성됨을 특징으로 한다.

이하 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제2도는 본 발명에 따른 회로도로서 마이크(MIC)로부터 입력되는 음성 및 여타 신호를 증폭하는 제1증폭회로(10)와, 상기 제1증폭회로(10)의 출력을 입력하고 합성 재생되어지는 음성신호와 비교하여 입력음성신호를 디지탈 정보로 변환하는 비교기(20)와, 상기 비교기(20)의 디지탈 정보를 받아 ADM 방식으로 코딩하고, 재생시 디코딩하는 음성 분석 및 합성기(30)와, 상기 음성 녹음/재생에 따른 시스템 동기 신호를 발생하는 타이밍 제어회로(40)와, 상기 음성 분석 및 합성기(30)의 합성 출력으로부터 사이런스를 감지하여 상기 입력 음성신호 녹음 및 재생을 제어하는 신호를 발생하고 사이런스가 감지될시 녹음을 중지하도록 제어신호를 발생하는 자동 토킹 백 제어회로(80)와, 상기 타이밍 제어회로(40)와 자동 토킹 백 제어회로(80)의 출력에 따라 음성녹음/재생에 따른 비트레이트와 녹음/재생 모드를 설정하는 시스템 제어회로(50)와, 상기 음성 분석 및 합성기(30)의 코딩된 음성신호를 상기 시스템 제어회로(50)의 제어에 따라 저장/독출할 수 있는 디램(60)과, 상기 시스템 제어회로(50)와 디램(60) 사이에 구성되어 음성 정보의 기입/독출이 원활히 이루워질 수 있도록 완충 역활하는 메모리 인터페이스 회로(70)와, 상기 음성 분석 및 합성기(30)의 디코딩 출력을 아나로그 신호로 변환하며 상기 비교기(20)의 기준신호로 공급하는 디지탈/아나로그 변환기(90)와, 상기 디지탈/아나로그 변환기(90)의 출력을 증폭하는 제2증폭회로(100)와, 상기 제2증폭회로(100)의 출력을 모니터링하는 스피커(110)으로 구성된다.

상기 구성중 마이크(MIC)에 구성된 프리앰프인 제1증폭회로(10)의 입력부와, 디지탈/아나로그 변환기(90)와 제2증폭회로(100), 스피커(110)의 구성인 출력부와, 메모리 인터페이스 회로(70)와 디램(60)의 구성인 음성 정보 저장장치는 공지의 회로로 신호처리에서 많이 사용해 왔던 구성임을 밝혀 둔다.

제3도는 본 발명에 따른 제2도의 자동 토킹 백 회로(80)의 구체회로도로서, 제2도의 음성 분석 및 합성기(30)의 출력 10비트중 상위 비트(MSB)로부터 3비트 데이타출력단을 낸드게이트(199)와 오아게이트(102)의 입력단에 연결되도록 구성한다.

그리고 상기 낸드게이트(199)와 오아게이트(102)의 출력을 앤드게이트(103)에 입력하도록 연결하고, 상기 앤드게이트(103)의 출력단(109)이 디형 플립플롭(104-108)의 리세트단(RF)에 연결되며, 상기 디플립플롭(104)의 클럭단(C1)에 타이밍 제어회로(40)의 출력신호(CLK1)가 인가되고, 상기 디플립플롭(104)의 출력단(Q1)에 인버터(119)을 연결하여 디플립플롭(105)의 클럭단(C2)에 접속되고, 디플립플롭(105)의 출력단(Q2)에 인버터(111)을 연결하고, 디플립플롭(106)의 클럭단(C3)에 접속하며, 디플립플롭(106)의 출력단(Q3)에 인버터(112)을 연결하여 디플립플롭(107)의 클럭단(C4)에 접속하고, 디플립플롭(107)의 출력단(Q4)에 인버터(113)을 연결하여 디플립플롭(108)의 클럭단(C5)에 접속하고, 디플립플롭(108)의 출력단(Q5)과 상기 디플립플롭(106,107)의 출력단(Q3,Q4)을 앤드게이트(114)의 입력단에 연결하여 음성의 사이런스를 감지하는 사이런스 감지부(200)와, 상기 사이런스 감지부(200)의 출력단(201)이 디플립플롭(301)의 데이타단(D)에 접속되고 상기 타이밍제어회로(40)의 출력신호(CLk1)가 클럭단(c)에 연결되고 디플립플롭(301)의 출력단(Q6)이 낸드게이트(302)의 입력단에 사이런스 감지부(200)의 출력단과 같이 연결되어 녹음자동 정지신호를 발생하는 자동 정지신호 발생히로(300)와, 상기 클럭단(CLk1)의 상기 타이밍제어회로(40)의 출력신호를 디플립플롭(401-404)에서 카운트하는 카운터(400)와, 상기 카운터(400)의 디플립플롭(402,403,404)의 출력단(Q8,Q9,Q10)과 자동녹음(

) 지정단(Q11)이 앤드게이트(501)의 입력단에 연결되고, 상기 앤드게이트(501)의 출력단(502)에 노아게이트(503,504)가 래치로 구성된 노아게이트(503)의 입력단에 연결되고, 상기 시스템제어회로(50)의 출력단이 노아게이트(504)의 입력단에 연결되며, 상기 노아게이트(503)의 출력단이 인버터(505)에 연결되고, 상기 인버터(505)의 출력이 상기 카운터(400)의 디플립플롭(401-404)의 리세트단(RF)에 인가되어 리세트하는 리세트회로(500)와, 상기 카운터(400)의 디플립플롭(402,403,404)의 각 출력(

)중 상기 출력단(Q8,Q9,Q10)이 노아게이트(601)의 입력단에 접속되고, 상기 노아게이트(601)의 출력단이 디플립플롭(602)의 클럭단(C)에 연결되어 출력단(Q11)으로부터 자동녹음신호(

)를 발생하고 자동 녹음/재생신호발생회로(600)와, 상기 디플립플롭(402-404)의 출력단(Q8,Q9,Q10)이 오아게이트(701)의 입력단에 연결되어 출력이 시스템을 자동으로 초기화하도록 자동 클리어 신호(

)를 발생하는 자동 클리어 신호 발생회로(700)와, 상기 디플립플롭(401-404)의 출력단(Q7,Q8,Q9,Q10)이 오아게이트(801)의 입력단에 연결되어 출력단으로 시스템 자동 시작 신호(

)를 발생하는 자동 시작 신호 발생회로(800)로 구성된다.

상기 자동 정지 신호 발생회로(300), 자동 녹음/재생신호발생회로(600), 자동 클리어 신호 발생회로(700), 자동 시작 신호 발생회로(800)의 출력을 시스템 제어회로(50)에 인가되면 시스템 제어회로(50)는 내부 하드웨어 논리에 따라 체크하여 자동정지, 재생/녹음 및 클리어를 제어하도록 되어 있다.

제4도는 본 발명에 따른 제3도의 사이런스 감지부(200)의 입력의 상태에서 사이런스 감지의 예를 데이타로 표시한 예(4a)이고, (4b)는 (4a)에서 d0-D9는 제3도의 노드(31)의 출력으로 제2도의 음성 분석 및 합성기(30)의 출력 데이타에 해당되는 것으로 디지탈/아나로그 변환기(90)의 입력 데이타가 된다. 여기서 3비트는 제3도의 낸드게이트(199) 및 오아게이트(102)의 입력이 되는데, 상기 3비트의 상태가 동일하며, (4c)는 디지탈/아나로그 변환기(90)의 기준전압 레벨이 Vref±△를 넘어선다는 뜻이 된다.

제5도는 본 발명에 따른 제3도의 자동 정지 신호발생회로(300)의 동작 파형도로서, (5a)는 제3도의 클럭신호단(CLK1)의 클럭신호이고, (5b)는 제3도에서 사이런스 감지부(20)의 출력단(201)의 사이런스 감지신호이고, (5c)는 디플립플롭(301)의 출력단(Q6)의 출력신호이며, (5d)는 낸드게이트(302)의 출력으로 자동 녹음 정지신호(Auto stop)가 된다.

제6도는 본 발명에 따른 제3도의 카운터(400)와, 자동 녹음/재생신호발생회로(600), 자동 클리어 신호 발생 회로(700), 자동 시작 신호 발생회로(800)의 동작 파형도로서, (6a)는 카운터(400)의 카운터 클럭 신호이고 (6b)는 카운터(400)의 각 디플립플롭(401-404)의 리세트 신호이며, (6c)는 디플립플롭(401)의 출력단(Q7)의 출력신호이고, (6d)는 디플립플롭(402)의 출력단(Q8)의 출력신호이며, (6e)는 디플립플롭(402)의 출력단(Q9)의 출력신호이고, (6f)는 디플립플롭(404)의 출력단(Q10)의 출력신호이며, (6g)는 자동 녹음/재생 신호 발생회로(600)의 디플립플롭(602)의 출력단(Q11)의 출력신호로 신호가 입력될때마다 출력상태가 토글된다.

(6h)는 (6g)와 동일신호이며, (6i)는 자동 클리어 신호 발생회로(700)의 출력신호이고, (6j)는 자동 시작 신호 발생회로(800)의 출력 신호이다.

제7도는 본 발명에 따른 처리 순차 흐름도이다.

따라서 본 발명의 구체적 일실시예를 제2-6도를 참조하여 상세히 설명하면, 마이크(MIC)를 통해 음성이나 여타 다른 신호가 제1증폭회로(10)로 입력되면 프리(전치)증폭되어 비교기(20)에 입력된다.

이때 비교기(20)의 기준단(21)에는 디지탈/아나로그 변환기(90)의 출력단의 출력 아나로그 신호가 기준 신호로 입력되어 상기 제1증폭회로(10)의 이전입력신호와 비교하여 디지탈 신호로 변환되어 출력된다.

상기 디지탈 신호를 음성 분석 및 합성기(30)에서 ADM 방식으로 코딩하여 합성한후 출력하면 디지탈/아나로그 변환기(90)에서 아나로그 신호로 변환되어 제2증폭회로(100)를 통해 스피커(110)을 구동하여 비교기(20)에 입력되어 들어오는 음성신호와 비교한다.

한편 음성 분석 및 합성기(30)의 출력이 자동 토킹 백 회로(80)로 출력 10비트중 상위(MSB)의 3비트만 입력된다.

제4a도의 데이타 예와 같이 D9, D8, D7이 각각 0, 1, 1일때 낸드게이트(199)의 출력은 "하이"이고, 오아게이트(102)의 출력은 "하이"이어서 앤드게이트(103)의 출력단(109)의 출력이 "하이"상태이므로 디플립플롭(104-108)은 세팅되어 사이런스 펄스의 출력은 발생되지 않는다.

즉, 제4a도와 같이 상위비트(D9,D8,D7)에서 모두 0(Vref-△t)나, 1(Vref-△t)이 아닌 벗어난 값으로 낸드게이트(199)나 오아게이트(102)로 입력되어 출력되면 클럭단(CLK1)의 입력 클럭에 따라 일정시간동안 동일하지 않음을 감지한다. 이때 정상적으로 음성신호가 입력되어짐을 알게되어 디플립플롭(104-108)의 리세트단(RF)는 풀리지 않으므로 카운팅 동작이 안된다. 한편 클럭단(CLK1)의 클럭이 계속 카운터(400)의 디플립플롭(401-404)으로 인가되어 카운트되면 디플립플롭(401,402,403,404)의 출력단(

)의 발생 신호에 의해 오아게이트(801)에서 "로우"가 출력되어 시스템 제어회로(50)로 입력된다. 이때 스템 제어회로(50)에서는 메모리 인터페이스(70)를 통해 디램(60)에 기입 모드를 지정함과 동시에 디램(60)에 저장할 어드레스를 지정하여 음성 분석 및 합성기(30)에서 코딩된 데이타를 자동으로 저장하기 시작한다.

제4c도와 같이 입력되는 음성신호의 스윙(Swing)범위가 기준신호(Vref)+사이런스 규정범위(△V)내에 있을때 제4a도와 같이 음성 분석 및 합성기(30)를 통해 출력되는 데이타(D9-D0)중 상위비트 MSB 3비트(D9-D7)는 모두 0나 1이 되어 낸드게이트(199)나 오아게이트(102)에서 "로우"가 출력되어 앤드게이트(103)의 출력이 "로우"가 되므로 제4b도와 (4b)파형과 같이 디플립플롭(104-108)의 리세트단(RF)은 "로우"가 되어 카운터는 동작하여 제4b도의 각 플립플롭(104-108)의 출력단(Q1-Q5)의 출력이 (4c-4g)와 같이 되어 디플립플롭(106,107,108)의 출력신호(4e-4g)가 "하이"상태에서 앤드게이트(114)에 입력되므로 (4h)와 같이 사이런스 감지 펄스를 발생한다.

여기서 사이런스 감지 시간은 △t이다. "하이"펄스가 상기한 바와 같이 소정기간 사이런스 신호로 감지되어 디플립플롭(301)의 데이타단(D)으로 입력되면 입력되는 클럭단(CLK1)의 클럭신호(5a)에 따라 래치되어 디플립플롭(301)의 출력단(Q)신호는 "로우"가 된다. 이 신호가 낸드게이트(302)에 사이런스(5b) 신호와 같이 입력되면(5d)와 같이 자동 정지신호(Auto Stop)가 발생되어 시스템 제어회로(50)로 입력된다. 이때 시스템 제어회로(50)는 메모리 인터페이스(70)를 통해 디램(60)에 저장되고 있는 음성데이타의 기입을 중단하고, 시스템 제어회로(50)에서 재생을 위해 제어신호를 리세트회로(500)의 노아게이트(504)로 입력하면 노아게이트(503) 및 인버터(505)를 통해 디플립플롭(401-404)의 리세트단(RF)을 제어하므로 클럭단(CLK1)의 입력클럭을 디플립플롭(401-404)에서 카운트하고, 앤드게이트(501)의 출력을 노아게이트(503)에 입력되면 래치된 상태가 풀어진다. 이때 인버터(505)의 출력은 (6b)와 같이 "로우"가 되어 카운트로 동작되는 디플립플롭(401-404)의 리세트단(RF)이 풀려 카운트를 시작한다. 이때 각 디플립플롭(401-404)의 출력단(Q7-Q10)의 출력은 (6c)-(6f)파형과 같이 출력되고, 디플립플롭(401-404)의 반전출력(

)은 (6c)-(6f)의 반전신호이므로 도시하지 않아도 누구나 쉽게 알 수 있음을 염두에 둔다. 이어서 디플립플롭(402,403,404)의 출력단(

)의 신호(6d),(6e),(6f)에 의해 노아게이트(601)의 출력은 (6g)와 같이 "로우"펄스가 발생되어 디플립플롭(602)의 클럭단(C1)으로 입력되어 출력단(Q11)으로 (6h)와 같이 "로우"상태에서 "하이"로 토글되어 시스템 제어회로(50)로 입력된다.

시스템 제어회로(50)에서는 자동 녹음/재생신호발생회로(600)의 출력에 따라 모드가 변환되는데 "0"일때 디램(60)에 음성 정보를 기입상태로 지정하고, "1"일때 음성 정보의 독출(재생)상태로 지정하도록 되어 있다.

또한 디플립플롭(402,403,404)의 출력단(Q8,Q9,Q10)의 출력신호(6d,6e,6f)를 오아게이트(701)에서 논리합하면 시스템 클리어신호가 (i)와 같이 발생되어 시스템 제어회로(50)로 입력되어 시스템을 모두 클리어하고 디플립플롭(401-404)의 출력단(Q7,Q8,Q9,Q10) 출력단(

)의 출력신호를 오아게이트(801)에서 논리합하면 자동 시작신호(

)로 (6j)와 같은 신호로 발생되어 시스템 제어회로(50)에 인가된다.

이때 시스템 제어회로(50)에서는 디램(60)에 저장된 음성 정보를 독출하여 음성 분석 및 합성기(30)에서 ADM 방식으로 합성(디코딩)하여 디지탈/아나로그 변환기(90)에서 아나로그 신호로 변환하여 제2증폭회로(100)에서 증폭하여 스피커(110)을 구동하여 음성신호를 재생하므로 앵무새 기능을 수행한다. 이후 디플립플롭(401-404)의 출력단(Q7-Q10)의 출력이 모두 "하이"일때 리세트를 걸어 재동작을 못하도록 하며, 다시 음성신호가 입력되면 상술한 방법에 의해 신호를 처리한다. 이에따른 순차 흐름도를 나타내면 제7도와 같다.

상술한 바와 같이 음성 분석/합성기에서 합성된 신호로부터 자동 사이런스를 감지하여 자동분석, 정지 및 자동합성하여 앵무새와 같은 기능을 간단히 수행하는 장점과, LSI화하여 여러 장난감 및 다른 목적으로 쉽게 이용할 수 있는 이점이 있다.

Claims (2)

1. 마이크(MIC)로부터 프리 증폭하는 제1증폭회로(10)와, 음성신호를 ADM 방식으로 코딩 및 디코딩하는 음성 분석 및 합성기(30)와, 시스템의 동기 타이밍 신호를 발생하는 타이밍 제어회로(40)와, 상기 음성 분석 및 합성기(30)의 코딩된 음성 정보를 저장하는 디램(60)과, 상기 디램(60)에 음성 정보가 잘 기록/독출될 수 있는 완충하는 메모리 인터페이스 회로(70)와, 상기 음성 분석 및 합성기(30)의 합성신호를 아나로그 신호로 변환하는 디지탈/아나로그 변환기(90)와, 상기 디지탈/아나로그 변환기(90)의 출력을 증폭하는 제2증폭회로(100)와, 상기 제2증폭회로(100)의 출력을 모니터링하여 음성 입력 신호를 재생하는 스피커(110)로 구비된 음성 합성 장치에 있어서, 상기 제1증폭회로(10)의 출력을 입력받도록 연결되고 상기 디지탈/아나로그 변환기(90)의 합성 재생되어 출력되는 음성신호와 비교하여 입력 음성신호를 디지탈로 데이타 변환하는 비교기(20)와, 상기 음성 분석 및 합성기(30)의 합성 출력의 사이런스 감지를 받도록 연결되어 상기 사이런스 감지신호에 의해 자동음성신호 녹음 및 재생을 제어하는 신호를 발생하고 사이런스가 감지될시 녹음을 중지하고 저장된 녹음신호를 재생하도록 제어신호를 발생하는 자동토킹 백 제어회로(80)와, 상기 타이밍 제어회로(40)와 자동 토킹 백 제어회로(80)와 연결되어 이의 출력에 따라 음성녹음/재생에 따른 비트레이트와 녹음/재생 모드를 설정하여 처리하는 시스템 제어회로(50)로 구성함을 특징으로 하는 앵무새 기능을 갖는 음성 합성 장치.
2. 제1항에 있어서, 자동 토킹 백 제어회로(80)가 상기 음성 분석 및 합성기(30)의 합성신호로부터 상기 타이밍 제어회로(40)의 클럭에 따라 사이런스를 감지하는 사이런스 감지부(200)와, 상기 사이런스 감지부(200)의 출력으로부터 음성신호 기록의 정지신호를 발생하는 자동 정지 신호발생회로(300)와, 타이밍클럭신호를 카운트하는 카운터(400)와, 상기 카운터(400)의 출력과 시스템제어회로(50)의 출력신호에 의해 상기 카운터(400)의 리세트 신호를 발생하는 리세트회로(400)와, 상기 카운터(400)의 출력에 의해 코딩된 음성신호를 자동으로 녹음 및 재생하도록 신호를 발생하는 자동 녹음/재생신호 발생회로(600)와, 상기 카운터(400)의 출력에 의해 모든 시스템을 초기화하도록 자동으로 클리어 신호를 발생하는 자동 클리어 신호 발생회로(700)와, 상기 카운터(400)의 출력에 의해 자동으로 녹음 및 재생 시작신호를 발생하는 자동 시작 신호 발생회로(800)로 구성됨을 특징으로 하는 앵무새 기능을 갖는 음성 합성 장치.

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