KR920005508B1 - 선형예측부호화를 이용한 코러스 합성회로 - Google Patents

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Abstract

요약 없음.

Description

선형예측부호화를 이용한 코러스 합성회로
제1도는 본 발명의 코러스(Chorus)합성기 회로구성도.
제2도는 본 발명에 의한 사용자의 음성을 분석하는 동작흐름도.
제3도는 본 발명에 의한 분석된 계수를 이용해 코러스를 합성해내는 동작흐름도.
제4도는 제 1 도의 키보드인터페이스에 인가되는 신호에 따라 프로그램을 제어하기 위한 흐름도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 아날로그/디지탈 및 디지탈/아날로그변환기 2 : 증폭기
3 : 스피커 4 : 마이크
5 : 디지탈신호프로세서 6 : 어드레스디코더
7 : 버퍼 8 : 음성데이타램
9 : 프로그램롬 10 : 키보드인터페이스부
11 : 전자오르간건반
본 발명은 음성합성기에 관한 것으로, 특히 사용자의 목소리를 선형예측부호화(LPC)에 의해 분석하였다가 원하는 음높이도 합성해내어 자신의 음색과 발음을 가진 코러스를 발생시키기 위한 선형 예측부호화를 이용한 코러스 합성회로에 관한 것이다.
종래에는 음성신호를 샘플링(Sampling)방식에 의해 저장하였다가 코러스를 합성해주는 방법을 사용하였다. 즉 음성신호를 일정샘플링주파수로 표본화하여, 이값을 메모리에 저장한 후 원하는 음높이에 맞도록 압축 또는 신장하여 코러스를 합성해내었다.
그러나, 샘플링방식에 의해 코러스를 합성할 경우 음성신호를 샘플링하여 저장하여야 하므로 저장하여야 할 데이타양이 방대해지는 단점이 있으며, 압축 또는 신장을 하여 음높이를 변하시킬 경우 본래 음성신호의 특성 즉, 성도의 공진주파수 특성이 변하여 발음이 달라지는 단점이 있었다.
본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 시정 보완하기 위하여 디지탈신호프로세서와 아날로그/디지탈 및 디지탈/아날로그변환기, 음성데이타램 및 프로그램롬을 상호연동되게 연결하여 사용자의 목소리를 선형예측부호화를 이용해 분석하였다가 원하는 음높이도 합성해내어 사용자의 음색으로 원하는 발음의 코러스를 발생시키도록 창안한 것으로, 이를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
제1도는 본 발명의 선형예측부호화를 이용한 코러스 합성회로도로서 이에 도시한 바와 같이 전자오르간건반(11)의 키이신호를 인터페이스하는 키보드인터페이스부(10)와, 상기 키보드인터페이스부(10)로부터 입력된 데이타에 따라 프로그램롬(9)에 저장된 프로그램을 이용하여 음성데이타램(8)으로부터 해당데이타를 데이타라인(D0-D15)을 통해 읽어온 후 이를 분석, 합성하여 다시 데이타라인(D0-D15)으로 출력하는 디지탈신호프로세서(5)와, 상기 디지탈신호프로세서(5)에서 합송된 데이타를 데이타라인(D0-D15)으로부터 받아서 아날로그신호로 변환시킨 후 이를 증폭기(2)를 통해 스피커(3)로 출력하고, 분석과정에서 마이크(4)를 통해 입력된 후 증폭기(2)를 통해 증폭된 사용자의 음성을 디지탈신호로 변환하여 상기 디지탈신호프로세서(5)에 인가하는 아날로그/디지탈 및 디지탈/아날로그변환기(1)와, 상기 디지틀신호프로세서(5)의 어드레스신호(A0-A15)를 완층증폭하여 상기 음성데이타램(8) 및 프로그램롬(9)에 어드레스신호로 인가하는 버퍼(7)와, 상기 디지탈신호프로세서(5)의 데이타선택신호(
Figure kpo00001
), 입/출력선택신호(
Figure kpo00002
) 및 프로그램선택신호(
Figure kpo00003
)를 디코딩하여 상기 음성데이타램(8) 및 프로그램롬(9)의 선택신호로 인가하는 어드레스디코더(6)로 구성한 것으로, 상기에서 디지탈신호 프로세서(5)는 분석과정에서 아날로그/디지탈 및 디지탈/아날로그변환기(1)에서 디지탈신호로 변환되어 출력되는 사용자의 음성신호를 10KHz 표본화하여 200샘플(Sample)을 저장한 후 선형예측부호화분석에 의해 선형예측부호화계수를 추출하여 음성데이타램(8)에 저장시키게 구성한다.
이와 같이 구성된 본 발명의 작용효과를 본 발명의 신호흐름도인 제2도 내지 제4도를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
음성분석과정에서 마이크(4)를 통해 입력되어 증폭기(2)에서 증폭된 사용자의 음성신호는 아날로그/디지탈 및 디지탈/아날로그변환기(1)에서 디지탈신호로 변환되어 디지탈신호프로세서(5)에 입력되고, 이때 그 사용자의 음성신호를 100KHz 표본화하여 200샘플을 저장한 다음 선형예측부호화(LPC)에 의해 선형예측계수를 추출하여 음성데이타램(8)에 저장을 하게 되고, 합성과정에서는 눌리워진 전자오르간건반(11)의 음높이에 해당하는 주파수펄스를 디지탈신호프로세서(5)의 클럭신호발생기(XF)에서 발생시켜 이 신호를 선형예측부호화계수에 의해 음성신호로 합성해낸다. 여러 건반이 눌리어졌을 경우 각 건반에 해당하는 신호를 합성해 더해주면 화음이 얻어지고, 사용자의 음색으로 원하는 발음 즉, 한국어의 단모음(일예로 아,어,오,우,으,이,에,애)코러스를 발생시켜 주게 된다.
이와 같은 과정을 거쳐 코러스를 발생하는 본 발명의 동작과정을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
제4도의 흐름도에서와 같이 디지탈신호프로세서(5)는 점프명령제어입력(BIO)단자에 의해 키보드인터페이스부(10)에서 보내오는 입/출력신호(In/Out)를 받아 체크를 하게 되고, 이때 키보드인터페이스부(10)의 출력신호로부터 입력신호(IN)가 검출되면 제2도에 도시한 바와 같은 입력루틴을 수행하고, 출력신호(Out)가 검출되면 제3도에 도시한 바와 같은 출력루틴을 수행하며, 각 루틴을 수행한 후 다시 점프명령제어입력(BIO)를 체크하여 이 과정을 반복하게 된다.
만약 키보드인터페이스부(10)에서 보내진 신호가 입력신호(IN)이면, 마이크(4)를 통해 입력되는 사용자의 음성은 증폭기(2)에서 증폭된 후 아날로그/디지탈 및 디지탈/아날로그변환기(1)에서 10KHz 표본화비로 디지탈변환도어 디지탈신호프로세서(5)의 데이타라인(D0-D15)으로 보내짐으로써 디지탈신호프로세서(5)는10KHz로 표본화된 200개의 데이타를 읽게 되고, 이때 아날로그/디지탈 및 디지탈/아날로그변환기(1)에서는 인터럽트신호(
Figure kpo00004
)가 발생되어 디지탈신호프로세서(5)에 인가되고, 그 디지탈신호프로세서(5)에서는 인터럽트신호(
Figure kpo00005
)가 발생되어 그 아날로그/디지탈 및 디지탈/아날로그변환기(1)에 인가된다. 상기와 같이 읽은 200개 데이타의 에너지를 계산하여 이 에너지가 일정임계값보다 큰 경우 음성의 안정된 구간이라 간주하여 선형예측부호화분석을 한다. 먼저 왜곡을 막기 위해 햄밍윈도우(Hamming window)을 씌운 후 선형예측부호화분석 알고리즘에 의해 선형예측부호화계수를 구한다. 여기서 햄밍윈도우는 음성신호를 처리하는 과정의 하나로, 샘플링된 신호에 윈도우 길이를 곱해서 처리가능한 신호의 출력을 얻게 된다.
이후, 디지탈신호프로세서(5)에서 데이타선택신호(
Figure kpo00006
)를 출력하면, 그 데이타선택신호(
Figure kpo00007
)를 어드레스디코더(6)에서 디코딩하여 음성데이타램(8)을 선택하고, 이때 어드레스신호(A0-A15)를 출력하면, 그 어드레스신호(A0-A15)는 버퍼(7)를 통해 음성데이타램(8)의 어드레스(A)를 지정하게 되고, 이상태에서 상기선형예측부호화계수를 데이타라인(D0-D15)을 통해 음성데이타램(8)에 인가하여 그 지정된 어드레스에 저장하게 된다. 이 선형예측부호화계수에는 사용자의 음색과 한국어의 단모음 발음에 관한 정보가 들어 있으므로 이 계수를 이용하여 음을 합성하면 사용자의 목소리로 원하는 발음의 코러스를 합성해낼 수 있다.
또한 키보드인터페이스부(10)에서 보내진 신호가 출력신호(OUT)이면, 이 출력루틴에서는 디지탈신호프로세서(5)에 저장된 선형예측부 호화계수에 의해 전자오르간건반(11)에서 입력된 음높이에 해당되는 음을 합성해낸다.
먼저 전자오르간건반(11)이 눌러졌는가를 디지탈신호프로세서(5)에서 체크하여 눌린경우, 그 건반의 음높이에 해당하는 주파수의 펄스(XF)를 발생시킨다. 이 펄스를 선형합성알고리즘에 의해 음성으로 합성해낸다.
다른 건반이 눌리워졌나를 체크하여 눌리워졌을 경우는 같은 방법으로 음성을 합성해낸 후 각 데이타를 더해준다.
그러면 여러 음높이의 화음이 발생하게 되고, 이 합성된 화음은 데이타라인(D0-D15)을 통해 아날로그/디지탈 및 디지탈/아날로그 변환기(1)에서 아날로그신호로 변환된 후 증폭기(2)를 통해 증폭되어 스피커(3)로 내보내 코러스를 발생시킨다. 이 과정을 키가 눌린 기간동안 계속하게 된다.
이와 같이 본 발명은 사용자의 목소리를 선형예측부호화를 이용해 분석하였다가 원하는 음높이로 합성해냄으로써 사용자의 음색으로 원하는 발음의 코러스를 발생시키게 되는 효과가 있게 된다.

Claims (1)

  1. 전자오르간건반(11)의 키이신호 및 입/출력신호(In/Out)를 인터페이스하는 키보드인터페이스부(10)와, 마이크(4) 및 증폭기(2)를 통해 입력되는 사용자의 음성신호를 디지탈신호로 변환하고, 선형예측부호화 합성에 따른 데이타를 아날로그신호로 변환한 후 상기 증폭기(2)를 통해 스피커(3)로 출력하는 아날로그/디지탈 및 디지탈/아날로그변환기(1)와, 상기 키보드인터페이스부(10)의 입/출력신호(In/Out)에 따라 프로그램롬(9)의 프로그램 내용에 의해 상기 아날로그/디지탈 및 디지탈/아날로그변환기(1)에서 다지탈 변환된 신호를 선형예측부호화 분석을 하여 그 계수를 음성데이타램(8)에 저장하고 상기 키보드인터페이스부(10)의 키이신호에 따라 상기 음성데이타램(8)에 저장된 선형예측부호화계수를 읽어 합성한 후 상기 아날로그/디지탈 및 디지탈/아날로그변환기(10)에 인가하는 디지탈신호프로세서(5)와, 상기 디지탈신호프로세서(5)의 데이타선택신호(
    Figure kpo00008
    ) 및 프로그램선택신호(
    Figure kpo00009
    )를 디코딩하여 상기 음성데이타램(8) 및 프로그램롬(8)을 선택하는 어드레스디코더(6)와, 상기 디지탈신호프로세서(5)의 어드레스신호(A0-A15)를 완충증폭하여 상기 음성데이타램(8) 및 프로그램롬(9)의 어드레스를 지정하는 버퍼(7)로 구성된 것을 특징으로 하는 선형예측부호화를 이용한 코러스 합성회로.
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