NL8005449A - Synthese inrichting voor geluid. - Google Patents
Synthese inrichting voor geluid. Download PDFInfo
- Publication number
- NL8005449A NL8005449A NL8005449A NL8005449A NL8005449A NL 8005449 A NL8005449 A NL 8005449A NL 8005449 A NL8005449 A NL 8005449A NL 8005449 A NL8005449 A NL 8005449A NL 8005449 A NL8005449 A NL 8005449A
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- circuit
- sound
- filter
- output
- parameters
- Prior art date
Links
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title claims description 68
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 title claims description 68
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims description 33
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 22
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 claims description 13
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 13
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 7
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 4
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 claims description 3
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 claims description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000005236 sound signal Effects 0.000 claims 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 22
- 238000013139 quantization Methods 0.000 description 15
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 230000015654 memory Effects 0.000 description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 7
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 5
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 5
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 4
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 4
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 3
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 3
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 3
- 238000010009 beating Methods 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 241001442234 Cosa Species 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000003340 mental effect Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000008447 perception Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 1
- 210000001260 vocal cord Anatomy 0.000 description 1
- 230000001755 vocal effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10L—SPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
- G10L19/00—Speech or audio signals analysis-synthesis techniques for redundancy reduction, e.g. in vocoders; Coding or decoding of speech or audio signals, using source filter models or psychoacoustic analysis
- G10L19/04—Speech or audio signals analysis-synthesis techniques for redundancy reduction, e.g. in vocoders; Coding or decoding of speech or audio signals, using source filter models or psychoacoustic analysis using predictive techniques
- G10L19/06—Determination or coding of the spectral characteristics, e.g. of the short-term prediction coefficients
- G10L19/07—Line spectrum pair [LSP] vocoders
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10L—SPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
- G10L13/00—Speech synthesis; Text to speech systems
- G10L13/02—Methods for producing synthetic speech; Speech synthesisers
- G10L13/04—Details of speech synthesis systems, e.g. synthesiser structure or memory management
- G10L13/047—Architecture of speech synthesisers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Computational Linguistics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Audiology, Speech & Language Pathology (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Electrophonic Musical Instruments (AREA)
- Stereophonic System (AREA)
Description
L Λ N.O. 294-69 1
Synthese inrichting voor geluid.
De uitvinding heeft betrekking op een synthese inrichting voor geluid waarmede het moge lijk is om geluid van in hoofdzaak dezelfde kwaliteit als het originele geluid te reconstrueren uit de kenmerken daarvan die in kleine in-5 formatiehoeveelheden overgedragen of in een geheugen opgeslagen zijn.
In het geval bijvoorbeeld van de reconstructie van spraak uit kenmerkende parameters van oorspronkelijke spraak worden volgens de bekende techniek het uitgangssignaal van 10 een pulsgenerator die de trilling van een vocaal koord simuleert en het uitgangssignaal van een ruisgenerator die turbulentie simuleert, gewisseld of tesamen gemengd afhankelijk van het feit of de spraak stem-'hebbend of stemloos is, en het resulterende uitgangssignaal wordt in amplitude 15 gemoduleerd in overeenstemming met de spraakamplitude om een bekrachtigingsbronsignaal te verkrijgen dat aan een filter wordt toegevoerd hetwelk de resonantiekarakfeeristieken van de vocale passage om gesynthetiseerde spraak te verkrijgen simuleert.
20 Een synthesestelsel dat partiële autocorrelatie (PAECOE) coëfficiënten gebruikt en een formant synthesestelsel zijn voorbeelden van een dergelijk spraaksynthese-stelsel dat kenmerkende parameters gebruikt. De eerste is bijvoorbeeld aangegeven in de tekst van J.D. Markel et al., 25 "Linear Prediction of Speech" op biz. 92-128 van Springer-Yerlag, 1976, waarin de deel autocorrelatie coëfficiënten of de zogenaamde PARCOR coëfficiënten van een spraak-golfvorm gebruikt worden als de kenmerkparameters. Wanneer de absolute waarden van de PAECOE coëfficiënten allen 50. kleiner zijn dan een, is het spraaksynthesefilter stabiel.
De PAECOE coëfficiënten kunnen in de hoeveelheid informatie voor spraaksynthese klein zijn, en de automatische extractie van de coëfficiënten is betrekkelijk gemakkeüjk, maar de afzonderlijke parameters verschillen in spectrale 35 gevoeligheid sterk. Wanneer alle parameters gekwanti- seerd worden door hetzelfde aantal bits te gebruiken, verschillen dienovereenkomstig de door kwaötisatiefouten ver- 80 05 44 9 2 oorzaakte spectrale vervormingen voor de respectievelijke parameters sterk van elkaar. De PAROOR coëfficiënten zijn verder in hun interpolatie karakteristieken slecht en door de interpolatie van de parameters worden er ruissignalen 5 opgewekt met als gevolg een onduidelijke spraak. Speciaal bij een lage bitsnelheid wordt de spraakkwaliteit verslechterd door de spectrale vervorming en er kan geen bevredigende gesynthetiseerde spraakkwaliteit verkregen worden. Daar de PARCOR coëfficiënten niet rechtstreeks met spec-10 trale eigenschappen, zoals formantfrequenties, overeenkomen zijn dientengevolge de PAECOR coëfficiënten volgens vaste regel niet geschikt voor spraaksynthese.
Het formant synthesestelsel is bijvoorbeeld aangegeven in de tekst van J.L. Planagan in "Speech Analysis, Synthe-15 sis and Perception" op biz. 339-34-7 van Springer-Verlag, 1972. Het stelsel is er een dat spraal^èynthetiseert door de formant-frequenties en hun intensiteit als parameters te gebruiken, waarbij het stelsel hierin voordelig is dat de hoeveelheid informatie voor de parameters klein kan zijn 20 en hierin dat de overeenkomst van de parameters met spectrale hoeveelheden gemakkelijk te verkrijgen is. Voor de extractie van de formant .-frequentie en de intensiteit daarvan is het echter nodig om algemene dynamische karakteristieken en statistische eigenschappen van de parameters 25 toe te passen, en een volledige automatische extractie van de formanixfrequentie en de intensiteit daarvan is moeilijk. Het is dienovereenkomstig moeilijk om op automatische wijze gesynthetiseerde spraak van hoge kwaliteit te verkrijgen, en door fouten bij de extractie van de parameters kan de 30 kwaliteit van de gesynthetiseerde spraak gemakkelijk en merkbaar verslechteren.
De uitvinding beoogt een synthese inrichting voor geluid te verschaffen die geluid van hoge kwaliteit kan synthetiseren onder toepassing van kleine hoeveelheden 35 informatie.
De uitvinding beoogt eveneens een synthese inrichting voor geluid te verschaffen die een betrekklijk gemakkelijke extractie van de kenmerkende parameters mogelijk maakt en die op stabiele wijze werkt en waarbij verschillen in de 40 spectrale gevoeligheid tussen de parameters klein zijn en 80 05 44 9 » > 3 de kwasfcisatie nauwkeurigheid van de parameters in het geval van dezelfde kwantisatiebits gelijk is.
De uitvinding beoogt eveneens een synthese inrichting voor geluid te verschaffen die ten aanzien van interpolatie-5 karakteristieken voor gebruikte parameters uitstekend is en Sien^engevolge gesynthetiseerd geluid van hoge kwaliteit kan verkrijgen met kleine hoeveelheid informatie*
De uitvindirg beoogt eveneens een synthese inrichting voor geluid te verschaffen die in een betrekkelijk eenvou-10 dige opbouw vervaardigd kan worden.
Bij een lineaire voorspellingsanalyse wordt de spectrale omhulling van spraak benaderd door een overdrachtsfunctie van een geheel met polen werkend filter dat door de volgende uitdrukking wordt bepaald; 15 d ff H(Z) = A (2)“ = -2-ό (Ό
. V ' 1 + <*v,z + + ··. + <*pZP
waarin 2 * is de genormaliseerde, hoekfrequentie 20 2 5Γf AI, Δϊ is de bemonsteringsperiode, f is de bemonste- ringsfrequentie, p is de graad van de analyse, (i*1, 2... p) zijn predictie coëfficiënten hetgeen parameters zijn voor het sturen van de resonantiekarakteristieken van het filter en er is de versterking van het filter. Hier wordt A^(Z) 25 weergegeven door de som van twee veeltermen die als volgt uitgedrukt worden:
Ap(Z) = 1/2 [P(Z) + Q(Z)j (2) 30 P(Z) = Ap(Z) - Z.ZÏ’ApCZ-1) (3) Q(Z) = Ap(Z) + Z.Z?Ap(Z-1) (4) (a) Wanneer de graad van de analyse p even is, worden de 35 vergelijkingen 3 en 4 als volgt gefactoriseerd: P(Z) = (1-Z)P£2 (1-2 cos Λ/· z + 22) Q(2) = (1+Ζ)®ίτ^ (1-2 cos ^ i„ + Z^) 40 i=1 z (5) 80 0 5 44 9 4 (¾) Wanneer de graad van de analyse p oneven is, worden de vergelijkingen (3) en (4) als volgt gefactoriseerd: P(Z) - (1 - 22)(P^)/2 (1-2 cosW.z + Z2) 5 i»1 (6) Q(Z) * (P+l)/2 (1 - 2 cos £ .z + Z2) i=1 i- en in de vergelijkingen (5) en (6) worden het lijn 10 spectrumpaar (waarnaar hierna volgens wordt verwezen met LSP) genoemd en bij de onderhavige uitvinding worden ze gebruikt als parameters voor het weergeven van spectrale omhullingsinformatie.
Wanneer Ap(Z) uitgedrukt wordt én' als door de vergelijk 15 king (2), wordt de overdrachtsfunctie H(Z) gelijk aan de volgende vergelijking: H<2> “ OZJ 1 + Ui 2) - 1) d (7) 20__2_ 1 + i iBtaj - 1 + QW - 1j
De overdrachtsfunctie H(Z) wordt eveneens als een filter uitgevoerd voorzien van twee terugkoppellussen, waarvan de overdrachtfuncties respectievelijk gelijk zijn 25 aan P(Z) - 1 en Q(Z) - 1. De overdrachtsfuncties P(Z) en Q(Z) worden gevormd door anti-resonantieketens en hun uitgangssignaal wordt bij ^ ^ en gelijk aan 0. De frequen-tiekarakteristiek van A (Z) wordt als volgt:
Jr 30 l-Ap(Z) | 2 = 2P[ cos (cos U - cos w ^)2 (8)
+ sin (cosA'- cosa/.)2 I
d i=1 1 J
j 35 waarin Z * e”J . Uit boven aan^gegeven vergelijking (8) volgt dat in een gebied waarin aangrenzende spectrale lijnfrequenties dicht bij elkaar liggen, [Ap(Z)j 2 klein is en dat de overdrachtsfunctie ïï(Z) een sterke resonantiekarak-teristiek vertoont. Door de waarden van de de resonantie-40 karakteristiek van de overdrachtsfuncties beschrijvende parameters U^ en te veranderen kan een willekeurige 80 05 44 9 * k 5 spectrale spraakomhulling verkregen worden.
De procedure om de LSP parameters te verkrijgen is als volgt: "bij een eerste stap worden auto-^correlatie coëfficiënten van de spraakgolf verkregen in intervallen van bij-5 voorbeeld 10 tot 20 msec; in een tweede stap worden predic-toecoëfficienten ^ van de overdrachtsfunctie 1(2) verkregen uit de auto^correlatiecoëfficienten; en in de derde stap worden de oplossingen van de twee veeltermen P(Z) en Q(Z) verkregen uit de predictiecoëfficienten op basis van 10 de verhouding van de vergelijking (2), waardoor de LSP parameters^ en worden verkregen. Door de coëfficiënten van het synthesefilter in te stellen door toepassing van de parameters die de spectrale spraakomhulling weergeven, kan een filter verkregen worden waarvan de overdrachts-15 functie H(Z) equivalent is aan de spectrale spraakomhulling.
De overdrachtsfunctie van de terugkoppellus in het synthesefilter wordt verkregen in de vorm van een cascade verbinding van tweede-orde filters, waarvan de nullen op de eenheidscirkel .in het vlak Z liggen zoals aangegeven 20 door de vergelijkingen (5) en (6). Daar deze twee tweede-orde filters in constructie identiek zijn, kan de constructie ook vereenvoudigd worden door een meervoudig gebruik van een tweede-orde filter door middel van tijd-verdeel bedrijf of door middel van wat een pijplijnbewerking wordt genoemd.
25 Het is ook mogelijk om de filterwerking teweeg te brengen door de verwerking in een elektronische computer zonder de tweede-orde filters als ketens of schakelingen uit te voeren.
Zoals boven beschreven worden bij de onderhavige uitvinding de karakteristieken van het synthesefilter inge-50 steld door middel van de bovengenoemde parameters'^ en , maar behalve deze LSP parameters lo. en Θ ·, worden een 1 -L -*· fundamentele frequentieparameter en een amplitudeparameter toegepast zoals dit het geval is bij dit type van tot nu toe gebruikte spraaksynthese inrichtingen. Door de funda-55 mentele frequentieparameter wordt een gesproken of stemhebbende (voiced) geluidsbron gestuurd om een puls of een groep pulsen van de door de parameter aangeduide frequentie op te wekken. Het uitgangssignaal van de stemhebbende-geluids-bron of het uitgangssignaal van een ruisbron wordt geselec-
4-0 teerd afhankelijk van het feit of het te reconstrueren geluid flnnUAQ
6 stemhebbend of stemloos is. Het geselecteerde uitgangssignaal wordt toegevoerd aan het geluidsynthesefilter, en de grootte van het signaal aan de ingang of uit gangs zijde van het synthesefilter wordt door de amplitudeparameters ge-5 stuurd. De LSP parameters Cu . en Θ- . worden onderworpen •ί U.
aan een cosinus transformatie door parameter transforma-tiemiddelen om de grootheden -2cosAK en -2cos£^ te verkrijgen, welke als stuurparameters gebruikt worden om de coëfficiënten van de tweede-orde filters van het geluid-10 synthesefilter in te stellen welke respectievelijk overeen komen met de parameters. De stuurparameters worden geïnterpoleerd door middel van interpolatiemiddelen in de vorm van de cosinus getransformeerde LSP parameters -2cos£^ en 2cos De interpolatiemiddelen kunnen ook gebruikt 15 worden voor de interpolatie van de amplitudeparameter. De LSP parameters 0* ^ en zijn voor. wat betreft interpolatie-vermogen uitstekend en de interpolatie wordt in tijdintervallen uitgevoerd welke gelijk zijn aan of twee maal de bemens teringsperi ode van het oorspronkelijke geluid om de 20 parameters te verkrijgen. De LSP paramaters · en & · worden «*· J* bijvoorbeeld elk frame van 20 msec tot op het laatst bijgewerkt en de parameters in elk frame worden verder elke 125 /usec geïnterpoleerd. Het is eveneens mogelijk om de interpolatie in de toestand van de LSP parameters ^ ^ en 25 teweeg te brengen en om hen in de stuurparameters om te zetten.
De LSP parameters O. en #· zijn voor wat betreft de J» hoeveelheid informatie per frame klein vergeleken met de stuurparameters voor het synthesefilter voor spraaksynthe-30 se in het verleden, en ze zijn uitstekend in hun interpolatie eigenschap, ^et is daarom passend om de LSP parameters en zoals zij zijn over te dragen of op te slaan en het is ook moge lijk om de ontvangen of gereconstrueerde LSP parameters en &^ om te zetten in de stuurparameters 35 voor het in andere spraaksynthese stelsels toegepaste syn-thesefilter, dat wil zeggen de PAHCOE coëfficiënten of lineaire predictiecoëfficienten.Op deze manier kunnen de LSP parameters en ook voor de bestaande spraaksynthese inrichtingen gebruikt worden. De synthese inrichting 40 voor geluid van de onderhavige uitvinding kan toegepast 80 05 44 9 f % 7 worden voor de synthese van niet alleen gebruikelijke spraak maar oolE^eluid, zoals een tijdsignaal to on, een alarmerings-toon, geluid van een muziekinstrument, enzovoort.
De uitvinding zal aan de hand van verdere uitvoerings-5 voorbeelden worden toegelicht met verwijzing naar de tekeningen, waarin:
Figuur 1 een blokschema geeft van de fundamentele opbouw van de uitvoering van de geluidsynthese inrichting volgens de uitvinding; 10 Figuur 2 een blokschema geeft van een specifiek voor beeld van de geluidsynthese inrichting volgens de uitvinding ;
Figuur 3 een schema geeft van een voorbeeld van êen eerste-orde of tweede-orde filter dat een synthesefilter-15 sectie vormt;
Figuur 4A een schema geeft van een voorbeeld van de synthesefiltersectie in het geval dat de graad van de analyse even is; .Figuur 4B een schema geeft van een voorbeeld van de 20 synthesefiltersectie in het geval dat de graad van de analyse oneven is;
Figuur 5 een grafiek toont van de betrekking tussen de LSP parameters en & ^ en van de spectrale spraakom-hulling; 25 Figuur 6 een schema geeft van een specifiek voorbeeld van de synthesefiltersectie in het geval dat de graad van de analyse gelijk is aan 4;
Figuur 7 een schema geeft van een specifiek voorbeeld van de synthese filtersectie verkregen door een equivalente 30 omzetting van de in figuur 6 aangegeven schakeling;
Figuur 8 een schema geeft van een specifiek voorbeeld van de synthesefiltersectie in het geval dat de graad van de analyse gelijk is aan 5;
Figuur 9 een schema geeft van een specifiek voorbeeld 35 van de synthesefiltersectie verkregen door een equivalente omzetting van de in figuur 8 aangegeven schakeling;
Figuur 10 een blokschema geeft van een voorbeeld van de synthesefiltersectie onder toepassing van het pijplijn-nerekenings systeem; 40 De figuren 11A tot 111 tonen diagrammen van de varia-
OA AC / /. O
8 tie van de signalen die op respectievelijke punten tijdens de werking van de in figuur 10 aangegeven filtersectie optreden;
Figuur 12 een schema geeft van het geval waarbij de 5 filterwerking gerealiseerd wordt door middel van de in figuur 11 aangegeven tijddiagrammen door serieverbinding van filters;
Figuur 13 een blokschema geeft van een voorbeeld van het synthesefilter onder toepassing van een microcomputer; 10 Figuur 14A een grafiek toont van de variatie van het vermogen ten opzichte van de tijd in het geval dat een spraakpassage "ba ku o N ga" werd gemaakt;
Figuur 14B een grafiek toont van de fluctuaties van de LSP parameters en θ^ ten opzichte van de tijd in het 15 geval dat de spraakpassage "ba ku o N ga" gemaakt werd;
Figuur 15 een grafiek toont van de relatieve frequentieverdelingen van de LSP parameters ΑΛ en e ^ ten opzichte van frequentie;
Figuur 16 een grafiek toont van de betrekking tussen 20 het aantal kwantisatiebits per frame en de spectrale vervorming door kwantisatie;
Figuur 17 een grafiek toont van de betrekking van de spectrale vervorming door interpolatie ten opzichte van de framelengte in het geval dat de parameters geïnterpoleerd 2-5 zijn; en
Figuur 18 een schema geeft van een voorbeeld van gesynthetiseerde spraak door omzetting van de LSP parameters 4^en Θ^ in parameters;
In figuur 1 worden de kenmerkende parameters van een 30 te synthetiseren spraak elke constante tijdsperiode (waarnaar volgend verwezen wordt met de frame periode), bijvoorbeeld elke 20 msec, vanaf de ingangsklem 11 toegevoerd aan een tussenschakelingssectie 12 en hierin vergrendeld. Van de aldus ingevoerde parameters worden de de spectrale omhul-33 lingsinformatie aangevende LSP parameters 4/^ en toegevoerd aan een parameter transformatiesectie 13· Van de de geluidbroninformatie aangevende parameters wordt de amplitude informatie toegevoerd aan een parameterinterpo-latiesectie en de andere parameters, dat wil zeggen de fun-40 damentele periode (toon) van de spraak aanduidende infor- 80 05 44 9 k * 9 matie en de informatie die aangeeft of de spraak stemhebbend of stemloos geluid is, worden toegevoerd aan een geluidsbronsignaal opwekkende sectie 15·
In de parametertransformatiesectie 15 worden de inge-5 voerde LSP parameters en omgezet in stuurparameters -2cos en -2cos0^ voor een synthesefiltersectie 16, welke parameters toegevoerd worden aan de parameterinter-polatiesectie 14. In deze parameterinterpolatiesectie 14 worden interpolatiewaarden voor de stuurparameters en de 10 geluidsbron^amplitudeparameter op regelmatige tijdintervallen respectievelijk berekend zodat de spectrale omhulling een gelijkmatige verandering kan ondergaan. De aldus geïnterpoleerde stuurparameters worden aan de synthesefiltersectie 16 toegevoerd en de geluidsbronamplitudepara-15 meter wordt aan de geluidbron-signaalopwekkingssectie 15 toegevoerd. In deze geluidsbronsignaalopwekkingssectie 15 wordt een van de kenmerken van de spraak afhankelijk geluidsbronsignaal opgewekt op basis van de tooninformatie en de stemhebbende of stemloze geluidsinformatie en het 20 aldus verkregen geluidsbronsignaal wordt tesamen met de geïnterpoleerde geluidsbronamplitudeparameter toegevoerd aan de synthesefiltersectie 16. In deze synthesefiltersectie 16 wordt uit heb geluidsbronsignaal en de stuurparameters een gesynthetiseerde spraak geproduceerd. Het uit-25 gangssignaal van de synthesefiltersectie 16 wordt aan een digitaal-analoog omzettingssectie 17 toegevoerd en aan de uitgangsklem 18 daarvan wordt een analoog signaal afgeleid.
De stuursectie 19 wekt verscheidene kloksignalen op om de spraaksynthese inrichting op de juiste wijze te activeren 30 en voert hen toe aan de respectievelijke secties.
Figuur 2 geeft in meer gedetailleerde vorm elke sectie van figuur 1. Elke frameperiode wordt de informatie over het stemhebbende of stemloze geluid van de spraak vanaf de tussenschakelingssectie 12 toegevoerd aan een stemhebbend-35 geluidsregister 23 en een stemloos-geluidsregister 24, en een stemfrequentieparameter die de stemtoon aanduidt, wordt in een toonregister 25 opgeslagen. De inhoud van het toon-register 25 wordt in een omlaag-teller 27 vooraf ingesteld.
De omlaag-teller 27 telt de pulsen van een vanaf een klem 40 26 toegevoerde bemonsteringsfrequentie omlaag en telkens 80 05 44 9 10 wanneer de inhoud van deze omlaagteller gelijk aan nul wordt, stelt deze teller 27 daarin de inhoud van het toonregister 25 vooraf in, en tegelijkertijd voert de teller een puls toe aan een poort 31· Aan de poort 31 worden eveneens het uit-5 gangssignaal van het stemhebbende-geluidsregister 23 en een uitgangspuls of pulsen vanaf een pulsgenerator 28 toegevoerd. Wanneer deze ingangssignalen samen vallen wordt de inhoud van een geluidsbron^amplituderegister 34 via de poort 31 toegevoerd aan een opteller 32. Met andere woor-10 den, wanneer de te synthetiserende spraak stemhebbend geluid is, wordt de amplitude informatie elke periode van fundamentele stemfrequentie van het toonregister 25 vanaf het geluidbronamplituderegister 34 toegevoerd aan de opteller 32, waarbij de amplitude informatie van het geluids-15 bronamplituderegister 34 daarin vooraf ingesteld wordt vanuit de interpolatiesectie 14.
In het geval dat de te synthetiseren spraak stemloos geluid is, worden het uitgangssignaal van de niet-gesproken geluidsregister 24 en een pseudo-willekeurige seriepuls 20 van een pseudo-willekeurige signaalgenerator 36 toegevoerd aan een poort 37· Bij elk samenvallen van de beide ingangssignalen wordt de amplitude informatie in het geluidbronamplituderegister 34 via de poort 37 toegevoerd aan de opteller 32. het aldus van de opteller 32 afgeleide ge-25 luidsbronsignaal wordt versterkt wanneer nodig door een versterker 39 en. vervolgens aan de spraaksynthesefilter-sectie 16 toegevoerd.
In de parametertransformatiesectie 13 worden de LSP parameters Ai ^ en en de amplitudeparameter gedurende 30 elke frameperiode vanuit de tussen^schakelingssectie 12 in een register 21 gesteld. De 1KP parameters en & ^ worden aan een parameteromzetter 22 toegevoerd, waarin zij in de stuurparameters -2cos en -2cos worden omgezet.
De parameteromzetter 22 kan bijvoorbeeld bestaan uit een 35 omzettingstabel van een uitleesgeheugen (HOM) dat zodanig ingericht is dat wanneer er met en Θ ^ overeenkomende adressen binnenkomen dan -2 cos en -2cos &^ worden uitgelezen. Het schuifregister 20 ontvangt afwisselend het uitgangssignaal van de parameteromzetter 22 en de in het 40 register 21 opgeslagen amplitudeparameter en zet hen ver- 80 05 44 9 11 e * volgens om in een seriesignaal dat aan de parameterinter-polatiesectie 14 wordt toegevoerd.
In het aangegeven voorbeeld is weergegeven dat de parameterinterpolatiesectie 14 een lineaire interpolatie 5 uitvoert. Bij het IK-inschakelen van de schakelaar 29 worden de parameters van een frame aan een aftrekker 30 toegevoerd waarin het verschil wordt gedetecteerd tussen de parameter eS^eï^oorgaancLe frame van een opteller 35· Set verschil wordt via een schakelaar 91 opgeslagen in het verschil-10 waarderegister 38. Daarna wordt de schakelaar 91 omgeschakeld naar de uitgangszijde van het verschilwaarderegister 38 en de inhoud daarvan wordt gecirculeerd. Op dit moment wordt de inhoud van het verschilwaarderegister 38 vanaf hit-'plaatsen hoger dan een vooraf bepaalde bit<plaats uit_ 15 genomen en aan de opteller 33 toegevoerd, waarin het bij de inhoud van een interpolatie-<resuitaatregister 92 wordt opgeteld. In het geval bijvoorbeeld dat de parameter laatste-bijwerkperiode 16 msec bedraagt., is vervolgens wanneer er tijdens een laatste-bijwerkframeperiode interpolatie^para-20 meters 128 maal moeten worden verschaft, de interpolatie stapbreedte gelijk aan een waarde verkregen door de ver-schilwaarde door 128 te delen, en dit wordt gerealiseerd door de verschilwaarde in het verschilwaarderegister 38 over zeven bits naar de lagere-orde zijde te verschuiven.
25 Het resultaat van de optelling door de opteller 33 wordt aan het interpolatie-resultaatregister 92 toegevoerd, en tegelijkertijd wordt het als het uitgangssignaal van de parameterinterpolatiesectie 14 gebruikt. Op deze manier worden de waarden uit de opteller 33 afgeleid die verkregen 30 zijn door tijdens elke circulatie van het verschilwaardere-gister 38 opvolgend de waarden gelyk aan een^maal, twee maal, drie maal, ... de verschoven waarde van het verschil-register 38 op te tellen bij de parameter van het voorgaande frame in het interpolatieresultaatregister 92.
35 In dit voorbeeld wordt de parameter^interpolatiefil- sectie ter 14 gebruikt voor de stuurparameter en de amplitude-parameter op een tijdverdeelbasis zodat, ofschoon niet aangegeven, de stuurparameter en de amplitudeparameter afwisselend geïnterpoleerd worden en het interpolatieresul-40 taatregister 92 gemeenschappelijk voor beide parameters 12 wordt gebruikt. De in de parameterinterpolatiesectie 14 geïnterpoleerde amplitudeparameter wordt toegevoerd aan het amplitude informatieregister 34 in de geluidsbron-signaalopwekkingssectie 15, terwijl de zoals boven aange-5 geven geïnterpoleerde stuurparameter aan de spraaksynthe-sefiltersectie 16 wordt toegevoerd als informatie voor besturing van de filtercoëfficient daarvan. De parameter laatste-bijwerkperiode, dat wil zeggen de frameperiode, wordt zodanig gekozen dat zij in het gebied van 10 tot 20 10 msec ligt, en de interpolatieperiode wordt gekozen in een gebied van een tot twee bemonsteringsintervallen. De inter-polatiewerkwijze is niet specifiek beperkt tot de lineaire interpolatie maar kan ook andere typen van interpolatie omvatten. Het belangrijke punt is dat gelijkmatige variaties 15 van de geïnterpoleerde parameters gewaarborgd zijn.
De synthesefiltersectie 16 is voorzien van een lus om het uitgangssignaal via de parallel met elkaar verbonden filterschakelingen 41 en 42 terug te voeren. Aan de filter-schakelinger 41 en 42 wordt vanaf de ingangsklem 44 de ge-20 interpoleerde stuurparameter toegevoerd. De uitgangssignalen van de filterschakelingen 41 en 42 worden bij elkaar geteld door een opteller 43 waarvan het uitgangssignaal wordt toegevoerd aan de ingang van de filtersectie 16 in een opteller 45. Het bij elkaar gevoegde uitgangssignaal daarvan 25 wordt aan de filterschakelingen 41 en 42 toegevoerd en wordt tegelijkertijd aan de uitgangsklem 55 ter beschikking gesteld.
Als een filter voor de filterschakelingen 41 en 42 wordt gebruik gemaakt van een schakeling die in het com-30 plexe vlak een aantal nullen op de eenheidscirkel heeft. De filterschakelingen 41 en 42 kunnen beide bestaan uit een uit meerdere trappen gevormde, cascade verbinding van eerste-orde en/of tweede-orde filters. In het geval dat de filterschakelingen als digitale filters zijn uitgevoerd, kan ge-35 bruik gemaakt worden van een eerste-orde filter zoals bijvoorbeeld in figuur 3A aangegeven, dat uit een vertragings-schakeling 5^ bestaat met een vertraging van een bemonste-ringsperiode, en een opteller om het vertraagde uitgangssignaal en het niet-vertraagde ingangssignaal bij elkaar te 40 voegen, van een tweede-orde filter zoals aangegeven in 80 05 44 9 13 figuur 3B dat uit twee trappen bestaat van vertragings-schakelingen 51 en een opteller 52 om het vertraagde uitgangssignaal en het niet-vertraagde ingangssignaal bij elkaar te voegen, en van een tweede-orde filter zoals aan-5 gegevISaïn figuur 3C, in het uitgangssignaal van een vermenigvuldiger 53 om het vertraagde uitgangssignaal van een trap van de vertragingsschakeling 51 niet -2cos te vermenigvuldigen, het vertraagde uitgangssignaal van twee trappen van vertragingsschakelingen 51» en het niet-ver-10 traagde ingangssignaal bij elkaar worden gevoegd door de opteller 52. De overdrachtsfuncties van de in de figuren 3A, 3B, 3C aangegeven filters zijn respectievelijk gelijk aan P 2 1+2, 1-Z en 1-2003^^+2 . Het is ook mogelijk om hogere-orde filters toe te passen.
15 De combinatie en het aantal van deze filters hangt af van de graad van de analyse, en de keuze zoals aangegeven in figuur 4A of 4B hangt af van het feit of de graad van de analyse even of oneven is. In figuur 4A is de graad van de analyse namelijk 10, een even getal, en de filterschake-20 ling 41 wordt gevormd door een serieverbinding van een eerste-orde filter 56 met de overdrachtsfunctie 1-2 en tweede-orde filters 57 tot 61 die elk de overdrachtsfunctie 2 1-2cos U^Z+Z hebben. Het uitgangssignaal aan de uitgangs-klem 55 wordt in een vermenigvuldiger 63 vermenigvuldigd 25 met +¾ en aanaserieketen toegevoerd. Het uitgangssignaal van het tweede-ordefilter 61 van de laatste trap en het uitgangssignaal van de vermenigvuldiger 63 worden door een opteller 62 bij elkaar gevoegd, en het bij elkaar gevoegde uitgangssignaal daarvan wordt aan de opteller 43 toegevoerd. 30 In de filterschakeling 42 wordt het uitgangssignaal van de vermenigvuldiger 63 toegevoerd aan een serieketen van een eerste-ordefilter 64 met de overdrachts.functie1+Z en tweede-
ordefiters 65 tot 69 die elk de overdrachtsfunctie 1-2cos & Z
2 ·* +Z hebben. Het uitgangssignaal van de serieketen en het 35 uitgangssignaal van de vermenigvuldiger 63 worden in een opteller 71 bij elkaar geteld, en het opgetelde uitgangssignaal daarvan wordt toegevoerd aan de opteller 43. Aan de vermenigvuldigers 53 van de tweede-ordefilters 57 tot 61 worden respectievelijk de stuurparameters a^ = -2cos^^ tot 40 a^ = -2cos&^ gegeven, en aan de vermenigvuldigers 53 van «ft 05 44 9 14 de tweede-ordefilters 65 tot 69 worden respectievelijk de stuurparameters b^ = -2cos tot b^ = -2cos#^ gegeven.
Figuur 4B toont bet geval waarin de graad van de analyse 11 bedraagt, namelijk een oneven getal. In de filter-5 schakeling 41 wordt het in het geval van figuur 4A toegepaste eerste-ordefilter 56 weggelaten, maar in plaats daarvan wordt een tweede-ordefilter 72 met een overdrachts- p functie 1-Z gebruikt. In de filterschakeling 42 is het eerste-ordefilter 64 weggelaten, maar in plaats daarvan 10 wordt een tweede-ordefilter 73 waaraan een parameter bg * -2cos#g wordt gegeven, gebracht.
In de filterschakelingen 41 en 42 stellen de stuurparameters k · en Θ. anti-resonantiefrequenties voor, «J* waarbij de uitgangssignalen van de filterschakelingen 41 en 15 4-2 gelijk aan 0,5 worden. In het geval dat de aan de filterschakelingen 41 en 42 toegevoerde anti-resonantiefrequenties dicht bij elkaar liggen, komt dientengevolge het uitgangssignaal van de opteller 43 dicht bij een te liggen en benadert de versterking van de terugkoppellus een. Als 20 gevolg hiervan komt er aan de uitgangsklem 55 ©en hoge-resonantiekarakteristiek. Hier zijn tot ^ en Θ ^ tot &anti-resonantiefrequenties die karakteristiek zijn voor de spectrale spraakomhullingsinformatie. Deze parameters en de spectrale omhullingsinformatie hebben een betrek-25 king zoals aangegeven in figuur 5 waaruit blijkt dat de re-sonantiekarakteristiek van het spectrum uitgedrukt kan worden door de afstand tussen aangrenzende parameters. Deze parameters hebben de volgende rangorde betrekking: 30 0<ev ..... (8.)
Het synthetiserende filter heeft de eigenschap dat het wanneer aan boven aangegeven voorwaarde is voldaan, stabiel is.
35 Vervolgens zal een beschrijving gegeven worden van een specifiek voorbeeld van de synthesefiltersectie 16. Overeenkomend met deÏ:&iffi^feaiieSoemer van de vergelijking (7), worden uit de vergelijking (5) de volgende identieke vergelijkingen verkregen: 80 05 44 9 15 p/2 2n P(Z) - 1 » (1 - Z) ft (1 - 2cos AJ.Z + Z*) - 1 i=1 / p/2-1 i *= ZfCa, + Z) + ft (a. .. + Z) 77-(1+ a.Z + Z*) L 1 i-1 1+η j=1 ϋ p/2 o i 5 -jt (1 + a.Z + z^)jr (9) 3=1 ϋ , p/2-1 i ο Q(Z) - 1 « z{ (b. + Z) + ST (b,+ Z) π (1 + b.Z + Z*) L Ί i=1 1+1 j=1 ΰ p/2 p ) 10 + ft (1 + b.Z + Z*)/ (10) 3-1 3 a. = -2cos A; j i 15 b± = -2cos «? ± J (11)
0 , & ± <7T
Een digitaal filter wordt gevormd dat een geheel door 20 polen bepaalde overdrachtsfunctie heeft welke de door de vergelijking (1) gegeven spectrale spraakomhulling benadert onder toepassing van de door de vergelijkingen (7), (9) en (10) gegeven betrekkingen. Figuur 6 toont het geval waarin P ® 4·. In figuur 6 worden de met de in figuur 3B tot figuur 25 4- overeenkomende delen aangeduid door dezelfde verwijzings- cijfers. Het ingangssignaal van de klem 54· wordt door de op-teller 4-5 gevoegd bij het uitgangssignaal van de opteller 4-5. Het opgetelde uitgangssignaal wordt aan de uitgangs-klem 55 toegevoerd en tegelijkertijd in de vermenigvuldiger 30 63 vermenigvuldigd met +y. Deze 1/2 vermenigvuldiging komt overeen met die in de noemer van de vergelijking (7). ïïet uitgangssignaal van de vermenigvuldiger 63 wordt aan de vertragingsschakeling 74- toegevoerd waarvan de vertragings-tijd gelijk is aan een bemonsteringsperiode, dat wil zeggen 35 de eenheidstijd. Het vertraagde uitgangssignaal wordt als een ingangssignaal toegevoerd aan elk filter van de tweede-ordefilters57 en 65 waarin het toegevoerd wordt aan de ver-tragingsschakeling 51» de vermenigvuldigers 53 en de op-tellers 52. In beide vermenigvuldigers 53 worden de in- OA AK AA 0 16 gangssignalen daaraan respectievelijk vermenigvuldigd met a,j en . De vermenigvuldigde uitgangssignalen worden elk toegevoerd aan een opteller 94 om bij het uitgangssignaal van de vertragingsschakeling 51 in elk filter 57 en 65 ge-5 voegd te worden. De uitgangssignalen van de beide optel-lers 94 worden toegevoerd aan een gemeenschappelijke opteller 81 en tegelijkertijd toegevoerd aan de opteller 52 via een vertragings schakeling met een vertragingstijd van een bemonsteringsperiode in elk filter 57 en 65· De uit-10 gangssignalen van de beide optellers 52 worden respectievelijk als de uitgangssignalen van de filters 57 en 65 toegevoerd aan de tweede-ordefilters 58 en 66 van de volgende trap. De filters 58 en 66 zijn in constructie identiek aan de filters 57 en 65» maar de coëfficiënten voor de verme-15 nigvuldigers 53 zijn respectievelijk gelijk aan ag en b2« Set uitgangssignaal van de opteller 94 van elk filter wordt aan een opteller 82 toegevoerd om bij het uitgangssignaal van de opteller 81 gevoegd te worden. De uitgangssignalen van de optellers 52 van de beide filters 58 en 66 worden 20 aan de opteller 43 toegevoerd om van elkaar afgetrokken te worden, en aan de opteller 43 wordt verder het uitgangssignaal van de opteller 82 toegevoerd.
De vertragingsschakeling 74 komt overeen met de term Z buiten de haakjes in de vergelijkingen (9) en (10). De 25 filters 57 en 58 omvatten elk een tweede-ordefilter met een overdrachtsfunctie 1 + Z(a. + Z), en op gelijke wijze omvatten de filters 65 en 66 elk een tweede-ordefilter met een overdrachtsfunctie 1 + Z(bj + Z). De serieverbinding van de tweede-ordefilters 57 en 58 vormt derhalve de derde term tussen 30 ÏSaë5e^ergelijking (9)» en de vertragingsschakeling 51? de vermenigvuldiger 53 en de opteller 94 in het filter 58 vormen de term (a^+/j + Z). Dientengevolge wordt door deze schakeling en het tweede-ordefilter 57 de tweede term in de vergelijking (9) gevormd. Het uitgangssignaal wordt via de 35 opteller 82 toegevoerd aan de opteller 43. De vertragingsschakeling 51» cLe vermenigvuldiger 53 en de opteller 94 in het tweede-ordefilter 57 vormen de term (a^ + Z). Het uitgangssignaal wordt via de optellers 81 en 82 toegevoerd aan de opteller 43. Op deze wijze worden de termenfin èeavêjr-40 gelijking (9) gevormd door de tweede-ordefilters 57 en 58 en 80 05 44 9 17 de optellers 43, 81 en 82. Op gelijke wijze worden de termen in de vergelijking (10) gevormd door de tweede-ordefilters 65 en 66 en de optellers 43, 81 en 82. De vergelijkingen (9) en (10) verschillen in vorm alleen hierin dat de tekens 5 van de derde teifieÊev&^i^iï5lend van elkaar zijn. Als gevolg van dit verschil verschilt het teken van het ingangssignaal voor de optèller 43. Dienovereenkomstig vormen de opteller 43, de tweede-ordefilters 57, 58, 65 en 66, de vermenigvuldiger 63 en de vertragingsschakeling 74 de ver-10 gelijking (2), en de schakeling van figuur 6 vormt als een geheel de vergelijking (1). In deze schakeling worden de vergelijkingen (9) en (10) gevormd door de filterschakeling 41 uit te voeren met een serieverhinding van (P/2) tweede-ordefilters 57 en 58, en door de filterschakeling 42 uit 15 te voeren met een serieverhinding van (P/2) tweede-ordefilters 65 en 66 in de terugkoppellus door de knooppunten van de tweede-ordefilters van de filterschakeling 41, dat wil zeggen de aftakkingen 96 en 97, uit de uitgangszijde van de optellers 94 weg te nemen teneinde met behulp van de op-20 tellers 81, 82 en 83 de totale sommaties te verkrijgen. ÏTaar de uitvoering om uitgangssignalen van de aftakkingen van de filterschakelingen af te nemen zal hierna volgend verwezen worden met het aftakuitgangstype.
In figuur 6 zijn de tweede-ordefilters naar de opteller 25 43 toe in een toenemende rangorde van de waarde j opge steld, maar zij kunnen eveneens in een afnemende rangorde van de waarde j zijn opgesteld. In een dergelijk geval zoals bijvoorbeeld in figuur 7 aangegeven wordt het uitgangssignaal van de vertragingsschakeling 74 toegevoerd aan de 30 tweede-ordefilters 58 en 66, waarvan de uitgangssignalen via de tweede-ordefilters 57 en 85 toegevoerd worden aan de opteller 43. In figuur 7 is de voorgaande trap van elk tweede-ordefilter uit figuur 6 verwisseld met de opvolgende trap; namelijk, de schakeling 94 voor het bij elkaar optellen 35 van de uitgangssignalen van de vertragingsschakeling 51 en de vermenigvuldiger 53 is verwisseld met de vertragingsschakeling 95· Het uitgangssignaal van de vertragingsschakeling 74 wordt via de aftakkingen 96 en 97 toegevoerd aan de knooppunten van de tweede-ordefilters 57 en 58. Met andere 40 woorden, de in figuur 6 aangegeven schakelingsuitvoering is 80 05 44 9 18 van het aftakuitgangstype, terwijl de in figuur 7 aangegeven schakelingsuitvoering van het aftakingangstype is, De met de aftakking 96 beginnende en met de opteller 43 afsluitende schakeling vormt de eerste ÏeMe$a!ïat§^?lrgel5jking 5 (9), en de schakeling vanaf de aftakking 97 naar de op teller 43 toe vormt de tweede term van de vergelijking (9). De tweede-ordefliters 65 en 66 van de filterschakeling 41 zijn ook op dezelfde wijze gevormd. In samenhang met de filter schakeling 41 wordt het uitgangssignaal van de vertra-10 gingsschakeling 74 in een vermenigvuldiger 98 met -1 vermenigvuldigd teneinde het minusteken voor de derde term tussen haakjes van de vergelijking (9) te vormen.
In het geval dat p oneven is, wordt uit de vergelijking (8) de volgende identieke vergelijking verkregen overeen-15 komend met de term tussen haakjes van de noemer in verge- W*** (7). (p-3)/2 i p P(Z) - 1 = 2 ·£ Ca^ + Z) + Γ (ai+1 + Z ff (1 + ajZ + Z^) (p-1)/2 P , - z ff (1 + a,Z + Z^)] (12) 20 f Cp-D/2 Q(Z) - 1 » Z { (^ + Z) + ^ (bi+1 + z) X ff (1 + b^.Z + Z2)/ (13) 25 a^ = -2c os b^ -2cos &i ‘ (14) 30 0<kji » ^i<7r*
Evenals in het geval waarin p even is, zijn er uitgaande van de betrekkingen van de vergelijkingen (7), (12) 35 en (13) twee typen van digitale filters respectievelijk het aftakuitgangstype en het aftakingangstype genoemd, gerealiseerd in uitvoeringsvormen zoals aangegeven in de figuren 8 en 9· In de figuren 8 en 9 is aangenomen dat de grootheid p gelijk is aan 5· In de figuren 8 en 9 komt het 40 eerste-ordefilter 72 overeen met Z in de derde term tussen haakjes van de 80 05 44 9 19 vergelijking (13) en liet tweede-ordefilter 73 is ervoor om een zodanige karakteristiek te verkrijgen dat de producten o p van de overdrachtsfuncties (1 + h^Z + Z ) en (1 + 'brJL + Z ) van de filters 65 en 66 vermenigvuldigd worden met (b^ + Z).
5 Zoals uit de figuren 6 tot 9 "blijkt kunnen de +4—ver menigvuldiger 63 en de vertragingsschakeling 74 eveneens op willekeurige andere plaatsen in de terugkoppellus zijn aangebracht. Daar de tweede-ordefliters van hetzelfde type zijn, is het mogelijk om de hardware te vereenvoudigen door 10 de schakeling zodanig uit te voeren dat de zogenaamde pijplijnbewerking wordt verkregen door op tijd^verdeeL^multiplex-basis een vermenigvuldiger 53» een aantal optellers 52 en 94 en een aantal vertragingsschakelingen 51 en 95 die een tweede-ordefilter vormen, toe te passen.
15 Figuur 10 toont het geval waarin het voorbeeld van het in figuur 12 aangegeven filter uitgevoerd is om de pijplijnbewerking uit te voeren. In dit voorbeeld is p = 10, en de bewerking over een vanaf de interpolatiesectie toegevoerd stel parameters wordt binnen een periode van 176 kloksig-20 nalen beëindigd.
In figuur 10 zijn de met die in figuur 12 overeenkomende onderdelen met dezelfde verwijzingscijfers aangeduid. De ingangskant van een 16 bits statisch schuifregister 74 dat de functie van de vertragingsschakeling 74 uitvoert, wordt 25 door een schakelaar omgeschakeld tussen de uitgangszijde van het schuifregister zelf en de uitgangszijde van de op-teller 45· De ingangsvermenigvuldigtalzijde van de vermenigvuldiger 55 en de ingangszijde van de opteller 52 worden door een schakelaar S2 omgeschakeld naar de uitgangszijde 30 van het schuif re gister 74, de uitgangszijde van een vanaf de ingang van het schuifregister 74 getelde, (27-d)de schuiftrap en de uitgangszijde van een 31 bits schuifregister 101, waarin d de werkvertraging van de vermenigvuldiger 55 is. De vermenigvuldiger 53 is aan een uiteinde verbonden 35 met de uitgangsklem 55 en de ingangszijde van de opteller 94 en verschaft aan het andere uitgangsuiteinde het met 22 klokperioden vertraagde vermenigvuldigtalingangssignaal dat aan het (154+d) bits schuifregister 51 wordt toege voerd· Het uitgangssignaal van de opteller 81 wordt aan de 40 ingangszijde daarvan teruggevoerd via een poort 102 en een 80 0 5 44 9 20 16 "bits schuif register 103 waarbij een cumulatieve optelling via de optellers 81 en 82 in figuur 12 wordt teweeg gebracht. De poort 102 wordt alleen in het tijdinterval tussen d+2 en 145+d geopend. Een ingangszijde van de opteller 5 43 wordt door een schakelaar omgeschakeld tussen de uit- gangszijde van de optellers 52 en 81, en de andere ingangszijde van de opteller 43 wordt door een schakelaar omgeschakeld tussen de uit gangs zijden van de 16de en de (d+1)de schuif trappen van het schuif register 101. De ingangszijde 10 van het schuifregister 101 wordt door een schakelaar omgeschakeld tussen de uitgangszijden van de optellers 43 en 52.
De schakelaars tot worden elk gedurende een be-werkingsperiode, dat wil zeggen 176 klokperioden, verbonden 15 met de vaste-contactzijde gedurende een klokperiode aangeduid door bij het vaste contact aangegeven cijfers. De schuif registers 51 j 95, 101 en 103 zijn van het dynamische type en hebben respectievelijk (154+d)-bits, (175-d)-bits, 31-bits en 16-bits en aan deze schuifregisters worden altijd schuif-20 kloksignalen toegevoerd. Door met een gebroken lijn aangegeven ingang aan elke opteller 43, 45, 52, 81 en 94 geeft de tijdsturing van de werkgrens van elke parameter aan.
0q geeft elke 16 klokperiode een herhaling aan en de werk-vertraging van elke opteller is gekozen op een klokperiode. 25 Figuur 11 toont een tijddiagram van de werking van elk in figuur 10 aangegeven onderdeel. Figuur 11A toont de tijd sturing van de klok. Figuur 11B toont de invoer van de coëfficiënt a^, b^ en A vanaf de ingangsklem 44 naar de vermenigvuldiger 55· Figuur 11G toont het vermenigvuldig-30 getal van de vermenigvuldiger 55· Figuur 11D toont een invoer voor de opteller 94 vanaf de vermenigvuldiger 55.
Figuur 11E toont de andere invoer voor de opteller 94.
Figuur 11F toont de uitvoer vanaf de opteller 94. Figuur 11G toont de uitvoer vanaf de opteller 81, en dientenge-35 volge de inhoud van het register 103· Figuur 11H toont de invoer voor de opteller 52 vanaf het schuifregister 95 en figuur 111 toont de uitvoer vanaf de opteller 52. Figuur 12 toont deze toevoeren en uitvoeren in de vorm van in de respectievelijke onderdelen optredende signalen in het geval 40 dat de tweede-ordefilters in cascade zijn verbonden.
80 05 44 9 21
Zoals in figuur 11 is aangegeven worden in de perioden tussen de klopsignalen 0 en 16 de coëfficiënt a^(t) en het vermenigvuldiggetal x^(t) in de vermenigvuldiger 53 verme-nigvuldigd om de vermenigvuldiging in het tweede-ordefilter 5 57 in figuur 12 te "bewerkstelligen· Het resultaat van de vermenigvuldiging wordt vanaf het d-de klopsignaal verkregen. In de perioden tussen de klopsignalen 16 en 52 worden zoals aangegeven in de figuren 11B en 11C.de coëfficiënt bx|(t) en het vermenigvuldiggetal jyj(t) vermenig-10 vuldigd om de vermenigvuldiging in het tweede-ordefilter 65 te bewerkstelligen. Het vermenigvuldigtal x^(t) wordt door het schuifregister f^S^t 22 bits van de vermenigvuldiger 53 over (l?6+d) klokperioden vertraagd zodat er zoals aangegeven in figuur 11E een vermenigvuldigtal x^(trl) 15 vanaf het d-de klopsignaal aan de opteller 94 wordt toegevoerd en bij het op dat tijdstip vanaf de vermenigvuldiger 53 afgeleide uitgangssignaal a^ opgeteld. Het bij elkaar gevoegde uitgangssignaal x^'Ct) wordt via de opteller 81 ten behoeve van accumulatie toegevoerd aan het schuif-20 register 103 dat wil zeggen, het uitgangssignaal van de opteller 81 wordt toegevoerd aan het in figuur 12 aangegeven signaalstelsel'van de optellers 81, 82,....
11 et uitgangssignaal van de opteller 94 wordt eveneens zoals in figuur 11H aangegeven toegevoerd aan het (175-H) 25 bits schuifregister 95· In de perioden tussen de klopsignalen 0 en 16 is dientengevolge het uitgangssignaal van het schuifregister gelijk aan 1 (t-1) zoals aangegeven in figuur 11H. Dit uitgangssignaal wordt bij het vermenigvuldigtal x^j(t) opgeteld in de opteller 52, waarvan het uit-30 gangssignaal X2(t) als ingangssignaal wordt toegevoerd aan het in figuur 12 aangegeven tweede-ordefilter 58. Het uitgangssignaal X2(t) van de opteller 52 wordt via het schuifregister 101 toegevoerd aan de vermenigvuldiger 53· Zoals in figuur 11C aangegeven wordt het uitgangssignaal 35 X2(t) in de periode tussen de kloksignalen 32 en 48 in de vermenigvuldiger 53 vermenigvuldigd met de coëfficiënt s^Ct). Voorafgaande aan deze vermenigvuldiging worden zoals eerder beschreven de grootheden b^(t) en y^j(t) vermenigvuldigd. Het vermenigvuldigde uitgangssignaal wordt 40 op gelijke wijze verwerkt om daardoor vanuit het tweede- o η n k /. /. ω 22 ordefilter 65 in de perioden tussen de kloksignalen 48 en 64 het uitgangssignaal y2(t) verkrijgen. Op deze wijze worden de vermenigvuldiging van de coefficient a en het vermenigvuldigtal x en de vermenigvuldiging van de coëffi-5 cient h en het vermenigvuldigtal y afwisselend elke 16 klokperiode uitgevoerd, en de vermenigvuldigingsresulta-ten worden zoals in figuur 11D met a^x,j, h^yVp a2x2’ ^2*^2’ ··· aan schuifregister -51 toegevoerd. Verder leiden de tweede-ordefilters 57» 58, 59» 80 en 61 respec-10 tieveüjk daaruit de grootheden x^'Ct), X2*(t), x^’(t), x4'(t), x^'(t) en x2(t), χ^(ΐ), x4(t), x^(t), x6(t)afwelke aan de schuifregisters 95 en 101 worden toegevoerd. Op gelijke wijze worden de grootheden y^'(t) tot y^'(t) en 72(t) tot y6(t) respectievelijk van de tweede-ordefilters 15 65 tot 69 verkregen, en deze uitgangssignalen worden af wisselend met de grootheden x (t) en x(t) respectievelijk toegevoerd aan de schuifregisters 95 en 101. In de periode tussen de kloksignalen 145 en 161 worden het op dat tijdstip van de opteller 52 afgeleide uitgangssignaal yg en 20 het voorafgaand in het schuifregister verschafte signaal Xg van elkaar in de opteller 43 afgetrokken. Het signaal (x^-y^) wordt via de schakelaar toegevoerd aan het schuifregister 101, waarin het signaal over (d+1) klok-perioden wordt vertraagd. Het vertraagde uitgangssignaal 25 wordt van de schakelaar afgenomen om in de periode tussen de kloksignalen 147+d en 163+d als ingangssignaal aan de opteller 43 te worden toegevoerd. Het op dat tijdstip van het schuifregister 103 afgeleide uitgangssignaal wordt via de opteller 81 en de schakelaar toegevoerd 30 aan de opteller 43. het uitgangssignaal van de opteller 43 wordt op dat tijdstip het uitgangssignaal van de opteller 43 in figuur 12 en dit signaal wordt aan de opteller 45 toegevoerd waarin het hij het ingangssignaal van de klem 54 wordt gevoegd teneinde het signaal Z(t) te verkrijgen.
35 het hij elkaar gevoegde uitgangssignaal Z(t) wordt aan het register 74 toegevoerd, waarin het door de in figuur 12 aangegeven vertragingsschakeling 74 wordt vertraagd. Het vertraagde uitgangssignaal wordt aan de vermenigvuldiger 55 toegevoerd en op dat tijdstip wordt de coëfficiënt A aan 40 de klem 44 als een amplitude interpolatie uitgangssignaal 80 0 5 44 9 23 verkregen en wordt van de vermenigvuldiger 53 aan de uitgangsklem 55 de waarde A.Z(t) afgeleid. Deze vermenigvuldiging wordt teweeg getracht in het geval dat het uitgangssignaal van de synthesefiltersectie 16 door de ampli-5 tude informatie A in een in figuur 12 aangegeven vermenigvuldiger 104 wordt vermenigvuldigd. Van het schuifregister 74- wordt een uitgangssignaal Z(t)/2 afgenomen dat over een bit omlaag is verschoven,. en dit signaal wordt via de schakelaar S2 als de grootheid Z(t-l)/2 aan de vermenigvuldiger 10 53 toegevoerd, dat wil zeggen de grootheden x(t) en y(t) in de eerst opvolgende werkperiode ten behoeve van een nieuw stel parameters. Het uitgangssignaal aan de uitgangs-klem 55 kan eveneens als parallelle uitgangssignalen via een uitgangsbuffer 105 van een statisch schuifregister 15 worden verkregen.
De bovenbeschreven pijpüjnbewerking kan eveneens op andere typen van de synthesefiltersectie 16 worden toegepast. Verder kan zoals uit de in figuur 10 aangegeven uitvoering blijkt de filterwerking eveneens door optelling, 20 vermenigvuldiging en aftrekking gerealiseerd worden zodat deze filterverwerking eveneens onder toepassing van een microcomputer teweeg gebracht kan worden.
Bijvoorbeeld kan in figuur 13 door opvolgende uitlees-, interpretatie- en executieprogramma*s in een programmage-25 heugen 107 een centrale processoreenheid 106 daarin vanuit een ingangspoort 111 een geluidebronsignaal en stuurpara-meters inladen die respectievelijk vanaf de geluidbronsig-naal opwekkingssectie 15 en de interpolatiesectie 14 zijn toegevoerd aan de klemmen 108 en 109. De centrale proces-30 soreenheid 106 voert opvolgend de eerder met verwijzing naar figuur 11 toegelichte bewerkingen uit. In plaats van de in figuur 10 aangegeven registers 51» 74, 95» 101, 103 en 105 wordt een lees-schxijfgeheugen 112 gebruikt. De resultaten van de bewerkingen worden in het lees-schrijfgeheugen 112 35 ingeschreven en op geschikte tijdgestuurde momenten daaruit uitgelezen voor bepaalde bewerkingen, -^et aldus verkregen uitgangssignaal wordt vanaf de uitgangspoort 113 toegevoerd aan de uitgangsklem 55» De centrale processoreenheid 106, de geheugens 107 en 112 en de poorten 111 en 113 zijn met 40 de busleiding 114 verbonden.
fl n 0 5 4 4 9 24
Door middel van een willekeurige van de bovengenoemde werkwijzen wordt het uitgangssignaal van de synthese filtersectie 16 verkregen. Het uitgangssignaal wordt door de in figuur 2 aangegeven D-A omzettingssectie 17 omgezet in een 5 analoog signaal om het spraakuitgangssignaal te verkrijgen.
In de D-A omzettingssectie 17 is het ingangssignaal daarvoor een seriesignaal, dat vervolgens toegevoerd wordt aan een schuifregister 115 waarvan het uitgangssignaal door een D-A omzetter 116 in analoge vorm wordt omgezet.
10 Zoals eerder toegelicht kunnen de LSP parameters A/ ^ en & ^ in de spraak kenmerkende parameters gebruikt bij de onderhavige uitvinding verkregen worden door de oplossingen van de vergelijkingen (5) en (6) te verkrijgen. In de figuren 14A en 14B zijn de resultaten aangegeven van de analyse van 15 een spraakpassage "bakuoNga" onder toepassing van de LSP parameters ^ en ^n de figuren 14A en 14B geeft de absis de tijd t weer, in figuur 14A geeft de ordinaat het vermogen weer en in figuur 14B geeft de ordinaat de genormaliseerde hoekfre-20 quentie weer. Gebaseerd op ogenblikkelijke punten in figuur 14B neemt de frequentie toe in de rangorde van de parameters to 0 2» ^ 2’ * · · ^ 5’ ^5* Deze volgorde verandert niet en de parameters ^ en O^ vallen in een frame niet met elkaar samen. Dientengevolge is gewaarborgd dat 25 de synthesefiltersectie 16 altijd stabiel is. De frequentieverdelingen van de LSP parameters en zijn in figuur 15 aangegeven, waarin de absis de genormaliseerde hoekfrequentie f en de ordinaat de relatieve frequentie D weergeeft. Zoals in figuur 15 aangegeven is elke parameter 50 niet over een brede frequentieband verdeeld maar beperkt tot een -relatief smalle frequentieband zodat de LSP parameters fo ^ en & ^ in samenhang met het frequentiegebied waarin zij verdeeld zijn7gekwantiseerd kunnen worden.
De LSP parameters en & ^ zijn in kwantisatiever-35 vorming klein. Figuur 16 toont de spectrale vervorming Dg van een gesynthetiseerde spraak waarin verscheidene parameters verschillend gekwantiseerd werden. De absis geeft het aantal kwantisatiebits B per frame en de ordinaat geeft de spectrale vervorming Dg weer. De lijn 117 toont het geval 40 waarin bij beschouwing alleen van de parameterverdeling, de 80 0 5 44 9 25 PARCOR coefficient alleen lineair gekwantiseerd is. De lijn 118 toont het geval waarbij het aantal kwantisatiebits voor de PARGOR coëfficiënt vergroot was bij beschouwing van de spectrale gevoeligheid in aanvulling op de parameterver-5 deling in het geval van de lijn 117, speciaal in het geval dat het spectrum merkbaar beïnvloed wordt* De lijn 119 toont het geval waarbij de LSP parameters ^ en Θ ^ gekwantiseerd waren bij beschouwing van alleen de parameterverde-ling. De regel 121 toont het geval waarbij de LSP parameters 10 Li · en Θ · gekwantiseerd waren bij beschouwing van de para-1* meterverdeling en spectrale gevoeligheid.
Het blijkt uit figuur 16 dat in het geval hetzelfde aantal kwantisatiebits wordt gebruikt, de spectrale vervorming overeenkomstig de volgorde van de lijnen 117, 118, 15 119 en 121 kleiner wordt. Daar de lijnen 119 en 121 dicht bij elkaar liggen, worden de LSP parameters Li^ en in spectrale vervorming niet zoveel beïnvloed zelfs wanneer de spectrale gevoeligheid niet mede beschouwd wordt. Dienovereenkomstig is de kwantisatie gemakkelijk daar het vol-20 doende is om de kwantisatie uit te voeren door daarin alleen het parameterverdelingsgebied te betrekken. De waarde waarbij het aantal kwantisatiebits per frame waarin de spectrale vervorming in het geval van de lijn 119 gelijk is aan 1 dB, wordt gedeeld door dat aantal kwantisatiebits in 25 het geval de grootheid bij de lijn 117 gelijk is aan 0,7. Op gelijke wijze is de verhouding van het aantal kwantisatiebits per frame waarbij de spectrale vervorming 1 dB bedraagt tussen de lijnen 118 en 121 gelijk aan 0,8. Hieruit blijkt dat de LSP parameters CJ^ en uitstekend zijn. Een d3 is 30 de verschilgrens of drempel (limen) van de spectrale vervorming van gesynthetiseerde spraak.
figuur 17 toont interpolatiekarakteristieken, waarbij de absis de framelengte en de ordinaat de spectrale vervorming Dg weergeeft, figuur 17 toont de spectrale vervor-35 ming van gesynthetiseerde spraak in het geval, waarbij een frame, waarin originele spraak in 10 msec werd geanalyseerd, als referentie werd gebruikt, de framelengte vergroot werd naar 20 tot 70 msec en de parameters elke 10 msec geïnterpoleerd werden. De lijn 122 toont het geval waarin van de 40 PARGOR coëfficiënten gebruik werd gemaakt, en de lijn 123 fi n o 5 4 4 9 26 toont het geval waarin van de LSP parameters en Θ^ gebruik werd gemaakt.
Zoals uit figuur 17 blijkt, kan in het geval van dezelfde vervorming de framelengte door de LSP parameters 5 langer gemaakt worden dan de framelengte door de PARCOR coëfficiënten, dat wil zeggen dat de parameter laatste-bijwerkperiode verhoogd kan worden zodat de totale hoeveelheid informatie hierdoor gereduceerd kan worden. Daarenboven kan, daar de LSP parameters in het aantal bits per frame 10 kleiner zijn dan de PARCOR coëfficiënten zoals uit figuur 16 blijkt, de hoeveelheid informatie voor dezelfde vervorming kleiner zijn dan het produkt van de reductieverhou-dingen in de figuren 16 en 17· In het geval van de LSP parameters kan namelijk de hoeveelheid informatie ongeveer 15 60% bedragen van die in het geval van de PARCOR coëfficiënten.
In het geval dat de LSP parameters gebruikt worden is het van geen betekenis zoals in de gevallen van andere parameters, dat zij geïnterpoleerd worden met een periode korter dan de bemonsteringsperióde van de originele spraak 20 gebruikt bij het opstellen van de parameters. Experimenten hebben aangetoond dat de interpolatieperiode ongeveer twee maal of kleiner zou kunnen zijn dan de bemonsterings- periode van de originele spraak, maar dat wanneer de eerste ongeveer vier maal zo groot als de laatste was, er ruis-25 signalen werden ingevoerd waardoor de gesynthetiseerde spraak onduidelijk werd. Dienovereenkomstig heeft het de voorkeur dat de interpolatieperiode gelijk is aan of twee maal zo groot is als de bemonsteringsperióde van de originele spraak.
50 Zoals in het voorgaande toegelicht is, kunnen de LSP
parameters betrekkelijk gemakkelijk tot automatisch geëxtraheerd worden, en dientengevolge kunnen zij op een ware-tijdbasis geëxtraheerd worden. Verder zijn de LSP parameters uitstekend in hun interpolatiekarakteristiek en zij zijn 35 klein in afwijking van de kwantisatiekarakteristiek en zij maken de overdracht en opslag van spraak mogelijk in kleine hoeveelheden informatie. Bij de spraaksynthese kan spraak van hoge kwaliteit gereconstrueerd en gesynthetiseerd worden met een kleine hoeveelheid informatie, en zolang de 40 betrekking van de vergelijking (8) geldig blijft, blijft de 80 05 44 9 27 stabiliteit van het synthesefilter gewaarborgd.
In figuur 2 is het eveneens mogelijk om het spectrum te verbreden door vanuit de puls-opwekkingssectie 28 in plaats van de pulstrein een trein van pulsgroepen, zoals 5 de Barker serie, op te wekken. De interpolatiesectie 14 kan ook bij de voorafgaande trap van de paramet ertrans f or-matiesectie 13 aangebracht zijn. De LSP parameters van de tussenschakelingssectie 12 kunnen namelijk ook onderworpen worden aan de cosinustransformatie in de parametertrans-10 formatiesectie 13 nadat zij geïnterpoleerd zijn. In dit geval is het gebruik van een uitleesgeheugen niet economisch daar de behoefte aan geheugencapaciteit daarvan enorm is. Dienovereenkomstig heeft het de voorkeur om de parameter-omzetting uit te voeren door eerder een benaderde bewer-15 king van de cosinus uit te voeren dan het uitleesgeheugen te gebruiken zoals beschreven in het voorbeeld van figuur 2. In figuur 2 wordt de informatie· die aangeeft of de spraak stemhebbend of stemloos geluid is, ingevoerd en in het stemhebbende-geluidsregister 23 en het stemloze-geluids-20 register 24 geladen, maar deze informatie behoeft niet altijd verschaft te worden. Dat wil zeggen, dat een detec-tieschakeling aangebracht is om te detecteren of de aan de toonregister 25 toegevoerde, fundamentele periodeparameter al dan niet nul is. In het geval dat nul gedetecteerd wordt, 25 wordt beslist dat het geluid stemloos geluid moet zijn en wordt de poort 37 geopend. In het geval van andere waarden dan nul wordt beslist dat het geluid stemhebbend geluid moet zijn en wordt de poort 31 geopend. De sturing door de amplitude parameter kan eveneens in samenhang met het uit-30 gangssignaal van de filtersectie 16 zoals eerder beschreven met verwijzing naar de in figuur 12 aangegeven uitvoering, teweeg gebracht worden.
In het voorgaande is als het synthesefilter gebruik gemaakt van een filter dat in de terugkoppelketen een scha-35 keling heeft om in serie een aantal eerste-orde en tweede-ordefilters met verschillende coëfficiënten te verbinden, die elk de nul op een eenheidscirkel hebben, door toepassing van de LSP parameters. Het synthesefilter behoeft echter nif^S^ecifiek beperkt te zijn tot een dergelijk 40 filter, en de spraaksynthese kan ook teweeg gebracht worden 0005449 28 door de LSP parameters om te zetten in enige andere typen van parameters en door andere filters te gebruiken. Zoals in figuur 18 is aangegeven waarin met de in figuur 1 overeenkomende onderdelen door dezelfde verwijzingscijfers zijn 5 aangeduid, wordt bijvoorbeeld de fundamentele-periode<para-meter in de aan de tussenschakelingssectie 12 toegevoerde kenmerk parameters toegevoerd aan de geluidsbronsignaal-opwekkingssectie 15, en wordt de amplitudeparameter toegevoerd aan de interpolatiesectie 14. De aldus geïnterpo-10 leerde amplitudeparameter wordt toegevoerd aan de geluids-bronsignaal-opwekkingssectie 15, waarin bet verwerkt wordt zoals eerder in samenhang met figuur 2 beschreven is, waarbij een geluidsbronsignaal aan de synthesefiltersectie 16 wordt afgegeven. De LSP parameters worden aan een LSP para-15 metertransformatiesectie 124 toegevoerd, waarin zij omgezet worden in andere typen parameters, zoals een oC parameter, een PAEOOB parameter of dergelijke. Van de LSP parameters worden bijvoorbeeld veeltermen P(Z) en Q(Z) verkregen onder ' toepassing van de vergelijking (5) of (6), en uit de veel-20 termen worden de predicties oëf f icienten o( ^ van de overdrachtsfunctie H(Z) verkregen onder toepassing van de vergelijkingen (1) en (2). Door de aldus verkregen predictie-coëfficiënten ö< ^ in de interpolatiesectie 14 zoals vereist te interpoleren, worden de karakteristieken van de ge-25 luidssynthesefiltersectie 16 gestuurd. De filtersectie 16 is bijvoorbeeld als een cyclisch filter uitgevoerd, waarin zoals in figuur 18 aangegeven een geluidsbronsignaal van de geluidsbronsignaal opwekkingssectie 15 door een vermenigvuldiger 125 ó-voudig wordt gemaakt en aan een op-30 teller 126 wordt gevoerd om van het uitgangssignaal van een opteller 127 afgetrokken te worden. Het uitgangssignaal van de opteller 126 wordt toegevoerd aan de uitgangsklem 55· Het aldus aan de uitgangsklem 55 afgeleide uitgangssignaal wordt toegevoerd aan een serieketen van vertragings-35 schakelingen D^ tot Dp, die elk een vertragingstijd van een bemonsteringsperiode hebben. De uitgangssignalen van de vertragingsschakeling D^ tot D^ worden respectievelijk door de coëfficiënten eCj tot uit ie interpolatiesectie 14 in de vermenigvuldigers ÏILtot M vermenigvuldigd. De ver- Μ 40 menigvuldigings uitgangssignalen worden opvolgend verder 80 05 44 9 29 gevoerd, en vervolgens in de opteller 127 "bij elkaar gevoegd.
Het zal voor de deskundige duidelijk zijn dat vele wijzigingen en variaties uitgevoerd kunnen worden zonder "buiten het kader van de uitvinding te treden.
80 05 44 9
Claims (17)
1. Synthese inrichting voor geluid waarin een geluids-bronsignaal en stunrparameters om de karakteristieken van een filter te sturen worden toegevoerd aan een synthese- 5 filtersectie, waarvan de filtercoëfficienten gestuurd worden door de stuurparameters om een gesynthetiseerd geluidssignaal te verkrijgen, met het kenmerk, dat de synthesefiltersectie (16) gevormd wrdt door tweede-orde filterschakelingen (57-61, 65-69) die als tweede-ordefilters 10 dienen, en die elk de nul op een eenheidscirkel in het complexe vlak hebben, schakelingen om in cascade opstelling te werken zoals tweede-ordefilterschakelihgen met verschillende coëfficiënten, en terugkoppelschakelingen (4-1, 42. om het uitgangssignaal van de synthesefiltersectie 15 terug te voeren naar de ingangszijde daarvan via twee soorten van dergelijke cascadeschakelingen.
2. Synthese inrichting voor geluid volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat de bron voor het geluidsbrons ignaal bestaat uit een door een fundamentele- 20 periodeparameter gestuurde fundamentele-periodegeluidsbron om een puls of een pulsgroep van de door de parameter aangeduide periode op te wekken, een ruisbron om willekeurige pulsen op te wekken, en een selectieschakeling om het uitgangssignaal van de fundamentele-periodegeluidsbron of het 25 uitgangssignaal van de ruisbron aan de uitgang te selecteren afhankelijk van het feit of de te synthetiseren spraak stemhebbend of stemloos geluid is.
5. Synthese inrichting voor geluid volgens conclusie 1 of 2, gekenmerkt door amplitudestuurmiddelen 30 om de grootte van het signaal aaÊeingangs- of uitgangszijde van de synthesefiltersectie door middel van een amplitude-parameter te sturen.
4. Synthese inrichting voor geluid volgens een der conclusies 1 tot 3, i e t het kenmerk, dat de 35 tweede-ordefilterschakeling bestaat uit eerste vertragings-middelen om het ingangssignaal over een eenheidstijdperiode te vertragen, een eerste optelschakeling waaraan het vertraagde uitgangssignaal en het uitgangssignaal van de synthesefiltersectie toegevoerd worden, een tweede vertragings-40 schakeling om het uitgangssignaal van de eerste optelschake- 80 05 44 9 ling gedurende een eenheidstijdperiode te vertragen, een vermenigvuldigingsschakeling om het uitgangssignaal van de eerste optelschakeling te vermenigvuldigen met de coëfficiënt, en een tweede optelschakeling om het vermenigvuldi-5 gingsuitgangssignaal, het uitgangssignaal van de tweede vertragingsschakeling en het ingangssignaal voor de tweede-ordefilterschakeling hij elkaar te voegen om het uitgangssignaal van de tweede-ordefilterschakeling te verschaffen.
5. Synthese inrichting voor geluid volgens een der 10 conclusies 1 tot 3» met het kenmerk, dat de tweede-ordefilterschakeling bestaat uit een eerste vertragingsschakeling om het ingangssignaal voor de tweede-ordefilterschakeling gedurende een eenheids tijdperiode te vertragen, een vermenigvuldigingsschakeling om het in-15 gangssignaal voor de tweede-ordefilterschakeling te vermenigvuldigen met een coëfficiënt daarvan, een eerste optelschakeling om het vermenigvuldigingsuitgangssignaal en het uitgangssignaal van de eerste vertragingsschakeling hij elkaar te tellen, een tweede vertragingsschakeling om het 20 hij elkaar getelde uitgangssignaal gedurende een eenheids-tijdperiode te vertragen, en een tweede optelschakeling om het uitgangssignaal van de tweede vertragingsschakeling en het ingangssignaal voor de tweede-ordefilterschakeling hij elkaar te tellen teneinde het uitgangssignaal van de twee-25 de-ordefilterschakeling te verkrijgen.
6. Synthese inrichting voor geluid volgens een der conclusies 1 tot 5» 1 e t het kenmerk, dat de tweede-ordefilterschakeling uitgevoerd is -als een tweede-ordefilter, waarbij een aantal van deze tweede-ordefilters 30 met verschillende coëfficiënten in cascade zijn aangesloten om de cascadeschakeling te vormen, en een paar in cascade aangesloten tweede-ordefilterschakelingen met verschillende filtercoëfficienten om de twee terugkoppeIschakelingen te vormen. 35 7· Synthese inrichting voor geluid volgens conclusie 4· of 5} met het kenmerk, dat de tweede-ordefilterschakeling uitgevoerd is als een digitaal tweede-ordefilter, en dat het digitale tweede-ordefilter op mul-tiplexhasis door een pijplijÊewerkingsstelsel gebruikt wordt 4-0 door de filtersë&ê^lÜ^Sl malen binnen een eenheids tijd- 80 0 5 44 9 periode te bedrijven en door de coëfficiënt van het filter voor elk^ewerking te veranderen.
8. Synthese inrichting voor geluid volgens een der conclusies 1 tot 5» met het kenmerk, dat de 5 filterschakeling en de cascadeschakeling gevormd worden door een werkschakeling om de filterverwerking door interpretatie en executie van een programma uit' -te voeren.
9. Synthese inrichting voor geluid volgens een der conclusies 1 tot 8, gekenmerkt door een para- 10 meter transformatieschakeling om de stuurparameters door cosinustransformatie van parameters te verkrijgen om de karakteristieken van de synthesefiltersectie te sturen.
10. Synthese inrichting voor geluid volgens een der conclusies 1 tot 9» gekenmerkt door een inter- 15 polatieschakeling om de stuurbare meters te interpoleren en om hen aan de synthesefiltersectie toe te voeren.
11. Synthese inrichting voor geluid volgens conclusie 9, gekenmerkt door een interpolatieschake-ling om de de karakteristieken van de synthesefiltersectie 20 voorstellende parameters te interpoleren, in welke inter-polatieschakeling de geïnterpoleerde parameters door de parametertransformatieschakeling onderworpen worden aan een cosinustransf ormatie.
12. Synthese inrichting voor geluid volgens conclusie 25 10 of 11, m e t het kenmerk, dat de interpolatie- periode in de interpolatieschakeling gelijk is aan of twee maal de bemonsteringsperiode van het oorspronkelijke geluidssignaal ·
13· Synthese inrichting voor geluid volgens conclusie 30 10, 11 of 12, met het kenmerk, dat de interpolatieschakeling op multiplexbasis gebruikt wordt voor de interpolatie van een amplitudeparameter.
14. Synthese inrichting voor geluid omvattende een geluidsbronsignaalbron om een geluidsbronsignaal op te 35 wekken; een LSP parameterbron om LSP parameters op te wekken; een parametertransformatieschakeling om de LSP parameters om te zetten in stuurparameters van een van de LSP parameters verschillend type; en een geluidsynthese-filtersectie waaraan het geluidsbronsignaal wordt toege-40 voerd en die door de getransformeerde stuurparameters in 80 05 44 9 zijn karakteristieken gestuurd wordt.
15· Synthese inrichting voor geluid volgens conclusie 14, met het kenmerk, dat de "bron voor het ge-luidshronsignaal bestaat uit een door een fundamentele 5 periodeparameter gestuurde fundamentele-periodegeluidsbron om een puls of een pulsgroep van de door de parameter aangeduide periode op te wekken, een ruisbron om willekeurige pulsen op te wekken, en een selectieschakeling om het uitgangssignaal van de fundamentele-periodegeluidsbron of het 10 uitgangssignaal van de ruisbron selectief af te nemen afhankelijk van het feit of het te synthetiseren geluid stemhebbend of stemloos geluid is.
16. Synthese inrichting voor geluid volgens conclusies 14· of 15, gekenmerkt door een amplitudestuur- 15 schakeling om de grootte van het signaal aan de ingangs- of uitgangszijde van de geluidssynthesefiltersectie door middel van een amplitudeparameter te sturen.
17. Synthese inrichting voor geluid volgens een der conclusies 14 tot 16, met het kenmerk, dat de 20 parametertransformatieschakeling de LSP parameters omzet in predictiecoëfficienten, waarbij de geluidssynthesefiltersectie een cyclisch digitaal filter is.
18. Werkwijze voor het synthetiseren van geluid, waarbij de geluidsbronsignaalparameters een geluidsbron- 25 signaal en stuurparameters om de karakteristieken van de filterschakeling te sturen weergeven, worden toegevoerd aan een medium, waarbij het geluidsbronsignaal opgewekt wordt in overeenstemming met de geluidsbronsignaalparameters van het medium, waarbij het geluidsbronsignaal toe- 30 gevoerd wordt aan de filterschakeling terwijl de karakteristieken van de filterschakeling gestuurd worden door de stuurparameters van het medium waardoor daaruit een gesynthetiseerd geluidssignaal wordt verkregen met het kenmerk, dat een spectrale omhulling van het oor- 35 spronkelijke geluid benaderd wordt door een overdrachtsfunctie H(Z) van de filterschakeling uitgedrukt door n(z). <f __a_ V2 1 + «ς,ζ + *2z2 + ... + *ρζρ 40 waarin Z = e d , o een constante is, b-> de genormali- « η η ς & u o seerde boekfrequentie 27Γ£Δΐ is, Δ Ϊ de bemonsterings-frequentie is, f de frequentie is, p de graad van analyse is, en cK ± (i = 1, 2, ... p) de predictie coëfficiënten, waarbij (Z) verder uitgedrukt wordt als een som van 5 twee veeltermen P(Z) en Q(Z) door Ap(Z) - *,{P(Z) + Q(Z)J P(Z} = Ap(Z) - Z.zPApCZ-1) 10 Q(Z) = Ap(Z) + Z.zI>Ap(Z·1) waarbij de veeltermen elk gefactoriseerd worden, en de hoek-frequenties die de veeltermen tot nul brengen, gebruikt 15 worden als de stuurparameters. *********** 80 05 449
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12836579 | 1979-10-03 | ||
| JP12836679 | 1979-10-03 | ||
| JP12836679A JPS5651116A (en) | 1979-10-03 | 1979-10-03 | All pole type digital filter |
| JP54128365A JPS5853352B2 (ja) | 1979-10-03 | 1979-10-03 | 音声合成器 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL8005449A true NL8005449A (nl) | 1981-04-07 |
| NL189320B NL189320B (nl) | 1992-10-01 |
| NL189320C NL189320C (nl) | 1993-03-01 |
Family
ID=26464060
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL8005449A NL189320C (nl) | 1979-10-03 | 1980-10-01 | Synthese-inrichting voor geluid. |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (2) | DE3050742C2 (nl) |
| FR (1) | FR2466826A1 (nl) |
| GB (2) | GB2131659B (nl) |
| NL (1) | NL189320C (nl) |
| SE (1) | SE444730B (nl) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107945812A (zh) * | 2014-04-25 | 2018-04-20 | 株式会社Ntt都科摩 | 线性预测系数变换装置和线性预测系数变换方法 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5814898A (ja) * | 1981-07-20 | 1983-01-27 | ヤマハ株式会社 | 反射残響音付加装置 |
| US4660163A (en) * | 1983-01-17 | 1987-04-21 | OKI Electric Co. Ltd | Adaptive digital filter |
| US4731835A (en) * | 1984-11-19 | 1988-03-15 | Nippon Gakki Seizo Kabushiki Kaisha | Reverberation tone generating apparatus |
| BE1007428A3 (nl) * | 1993-08-02 | 1995-06-13 | Philips Electronics Nv | Transmissiesysteem met reconstructie van ontbrekende signaalmonsters. |
| US5704001A (en) * | 1994-08-04 | 1997-12-30 | Qualcomm Incorporated | Sensitivity weighted vector quantization of line spectral pair frequencies |
| JPH09230896A (ja) * | 1996-02-28 | 1997-09-05 | Sony Corp | 音声合成装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2199427A5 (nl) * | 1972-09-12 | 1974-04-05 | Ibm France | |
| FR2394933A1 (fr) * | 1977-06-17 | 1979-01-12 | Texas Instruments Inc | Filtre numerique en treillis pour la synthese de signaux ou de la parole |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3624302A (en) * | 1969-10-29 | 1971-11-30 | Bell Telephone Labor Inc | Speech analysis and synthesis by the use of the linear prediction of a speech wave |
-
1980
- 1980-09-24 GB GB8318893A patent/GB2131659B/en not_active Expired
- 1980-09-24 GB GB8030747A patent/GB2059726B/en not_active Expired
- 1980-10-01 NL NL8005449A patent/NL189320C/nl not_active IP Right Cessation
- 1980-10-01 SE SE8006850A patent/SE444730B/sv not_active IP Right Cessation
- 1980-10-02 DE DE19803050742 patent/DE3050742C2/de not_active Expired
- 1980-10-02 DE DE19803037276 patent/DE3037276C2/de not_active Expired
- 1980-10-02 FR FR8021110A patent/FR2466826A1/fr active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2199427A5 (nl) * | 1972-09-12 | 1974-04-05 | Ibm France | |
| FR2394933A1 (fr) * | 1977-06-17 | 1979-01-12 | Texas Instruments Inc | Filtre numerique en treillis pour la synthese de signaux ou de la parole |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| INTERNATIONAL CONFERENCE ON COMMUNICATIONS, vol. II, 11-13 juni 1973, IEEE NEW YORK (US) * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107945812A (zh) * | 2014-04-25 | 2018-04-20 | 株式会社Ntt都科摩 | 线性预测系数变换装置和线性预测系数变换方法 |
| CN107945812B (zh) * | 2014-04-25 | 2022-01-25 | 株式会社Ntt都科摩 | 线性预测系数变换装置和线性预测系数变换方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2059726B (en) | 1984-06-27 |
| GB8318893D0 (en) | 1983-08-17 |
| DE3037276A1 (de) | 1981-04-09 |
| GB2131659A (en) | 1984-06-20 |
| GB2131659B (en) | 1984-12-12 |
| SE8006850L (sv) | 1981-04-04 |
| DE3050742C2 (nl) | 1987-01-15 |
| NL189320C (nl) | 1993-03-01 |
| FR2466826B1 (nl) | 1984-09-14 |
| SE444730B (sv) | 1986-04-28 |
| DE3037276C2 (de) | 1985-08-01 |
| FR2466826A1 (fr) | 1981-04-10 |
| GB2059726A (en) | 1981-04-23 |
| NL189320B (nl) | 1992-10-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4393272A (en) | Sound synthesizer | |
| US4829463A (en) | Programmed time-changing coefficient digital filter | |
| US5111727A (en) | Digital sampling instrument for digital audio data | |
| US3982070A (en) | Phase vocoder speech synthesis system | |
| US5029509A (en) | Musical synthesizer combining deterministic and stochastic waveforms | |
| US3995116A (en) | Emphasis controlled speech synthesizer | |
| US20060143000A1 (en) | Voice analysis/synthesis apparatus and program | |
| JPH04181996A (ja) | 音源装置 | |
| JPS5853358B2 (ja) | 音声分析装置 | |
| EP0218912A2 (en) | Special effects device for an electronic musical instrument | |
| CA1172366A (en) | Methods and apparatus for encoding and constructing signals | |
| JP4076887B2 (ja) | ボコーダ装置 | |
| US3403227A (en) | Adaptive digital vocoder | |
| NL8005449A (nl) | Synthese inrichting voor geluid. | |
| JPH0315758B2 (nl) | ||
| EP1690253B1 (en) | A highly optimized nonlinear least squares method for sinusoidal sound modelling | |
| JPS6356560B2 (nl) | ||
| GB2103005A (en) | Modulation effect device | |
| US4601052A (en) | Voice analysis composing method | |
| KR100190484B1 (ko) | 악음 발생 장치(Sound generating appratus) | |
| FR2717294A1 (fr) | Procédé et dispositif de synthèse dynamique sonore musicale et vocale par distorsion non linéaire et modulation d'amplitude. | |
| JPS6055398A (ja) | 電子楽器における波形形成方法 | |
| JPS6091227A (ja) | 音響解析装置の合成装置 | |
| JPS6121000A (ja) | Ｃｓｍ型音声合成器 | |
| JPH1020886A (ja) | 波形データに存在する調和波形成分の検出方式 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A1A | A request for search or an international-type search has been filed | ||
| BB | A search report has been drawn up | ||
| BC | A request for examination has been filed | ||
| A85 | Still pending on 85-01-01 | ||
| CNR | Transfer of rights (patent application after its laying open for public inspection) |
Free format text: NIPPON TELEGRAPH AND TELEPHONE CORPORATION |
|
| V4 | Discontinued because of reaching the maximum lifetime of a patent |
Free format text: 20001001 |