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JPS6237798B2 - - Google Patents
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JPS6237798B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6237798B2
JPS6237798B2 JP56006575A JP657581A JPS6237798B2 JP S6237798 B2 JPS6237798 B2 JP S6237798B2 JP 56006575 A JP56006575 A JP 56006575A JP 657581 A JP657581 A JP 657581A JP S6237798 B2 JPS6237798 B2 JP S6237798B2
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JP
Japan
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signal
audio signal
sub
window
generating device
Prior art date
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Expired
Application number
JP56006575A
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English (en)
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JPS56106300A (en
Inventor
Ranberutosu Maria Bokuten Reonarudosu
Furanshisukusu Uiremusu Reonarudosu
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Koninklijke Philips Electronics NV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Koninklijke Philips Electronics NV filed Critical Koninklijke Philips Electronics NV
Publication of JPS56106300A publication Critical patent/JPS56106300A/ja
Publication of JPS6237798B2 publication Critical patent/JPS6237798B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10LSPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
    • G10L13/00Speech synthesis; Text to speech systems
    • G10L13/02Methods for producing synthetic speech; Speech synthesisers
    • G10L13/04Details of speech synthesis systems, e.g. synthesiser structure or memory management

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computational Linguistics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Audiology, Speech & Language Pathology (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Analogue/Digital Conversion (AREA)
  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
  • Reduction Or Emphasis Of Bandwidth Of Signals (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、線形予測方式によつて得られる複数
の制御信号に基づいて、それぞれが音声素片を特
定する複数の連続的副信号から成る離散信号を適
応形再帰フイルタによつて発生し、前記各副信号
から低域通過波後に音声信号を得るようにする
音声信号発生方法に関するものである。
また本発明は、それぞれが音声素片を特定する
複数の連続的副信号から成る離散信号を線形予測
方式に基づいて発生する合成部、および前記離散
信号を音声信号に変換する出力部を備える音声信
号発生装置に関するものである。
上記形式の音声信号発生装置はJ.D.Markelお
よびA.H.Gray、Jr共著の単行本“Linear
Prediction of Speech”(Springer−Verlag社
1976年発行)に記載されており、その第5章には
線形予測符号化(LPC)方式に基づく音声合成装
置の一般的な構造が記載されており、その第10章
にはボコーダにおける線形予測符号化方式の使用
が記載されている。
文献The Journal of the Acoustical Society
of America、volume50、No.2、1971年、第637
〜655頁におけるB.S.AtalおよびS.L.Hanauerに
よる論文(Speech Analyses and Synthesis by
Linear Prediction of the Speech Wave”に
は、パルスレスホンスを予測パラメータに基づい
て周期的に変化させる適応形デイスクリート・フ
イルタを備える線形予測符号化方式音声合成装置
が明瞭に記載されている。この音声合成装置で
は、入力端子に、有声音信号用のパルス信号およ
び無声音信号用の雑音信号が供給された場合、フ
イルタの出力端子に音声信号が発生する。
しかしこの形成の装置によつて発生した音声信
号には、既如く如く音声信号の有声音部分に厄介
なバズ音を有している。
合成された音声信号におけるこのバス音を低減
できる可能性が数種の文献に記載されている。特
にThe Journal of the Acoustical Society of
America、volume63、No.3、March1978、第918
〜924頁に記載されたM.R.Sambur他による論文
“On reducing the buzz in LPC synthesis”に
は、デイスクリート・フイルタを励振するのに通
常使用されるインパルスに代え、丸めた縁部を有
する極めて特殊な形状を有するパルスを使用する
ことが提案されている。これにより実際上ある程
度の改善は達成されるが、本願発明者等はこの改
善は僅かであること、および音声信号がかなり低
域通過特性となることを見出した。
本発明の目的は、比較的簡単な態様でバズ音を
低減させる一方、低域通過波をできるだけ回避
する音声信号発生方法および装置を提供するにあ
る。
従つて本発明による音声信号発生方法は、前記
低域通過波以前に、一つの音声素片から次の音
声素片への遷移瞬時に、波すべき信号の振幅を
実際上零に等しくする動作を行うことを特徴とす
る。
また本発明による音声信号発生装置は、前記出
力部が前記離散信号の少なくとも多数の副信号を
窓信号で変調する装置を備え、前記窓信号の持続
時間を副信号の持続時間に対応させ、かつ前記窓
信号の振幅をまず実際上零から一定値へ徐々に増
大しこの一定値に維持した後実際上零へ徐々に減
少して、一つの副信号から次の副信号への遷移瞬
時に音声信号の振幅を実際上零にする如く構成し
たことを特徴とする。
図面につき本発明を説明する。
第1図に示した本発明の音声信号発生装置の実
施例は合成部1を備え、この合成部は線形予測方
式で作動して出力部2にデイジタル信号を供給す
る。合成部1は多数の制御信号を発生する制御信
号発生器3と、パルス発生器4と、有声音・無声
音切換スイツチ5と、雑音発生器6と、制御可能
な増幅器7と、適応形再帰デイジタルフイルタ8
とを備える。有声音信号を合成するためスイツチ
5によりパルス発生器4の出力端子を制御可能な
増幅器7の入力端子に接続し、また無声音信号を
合成するためスイツチ5により雑音発生器6の出
力端子を増幅器7の入力端子に接続するようにす
る。パルス発生器4および雑音発生器6によつて
発生する信号は標準振幅を有しているので、これ
らの信号の振幅は制御可能な増幅器7により、合
成すべき音声素片(セグメント)に好適な値に調
整する。増幅器7の出力信号はデイジタルフイル
タ8へ励振信号として供給する。制御信号発生器
3は例えばメモリで構成し、このメモリには音声
信号に関する事前の分析に基づいて得た制御信号
を蓄積するようにすることができる。かかる制御
信号は、パルス発生器4を制御する基本周波トー
ンの周期、スイツチ5を制御する2進値の形態の
有声音−無声音パラメータ、制御可能な増幅器7
を適正作動状態に設定するための振幅の値、およ
び適応形再帰デイジタルフイルタ8の係数を決定
する多数の予測パラメータを含む。増幅器7の出
力信号に応動してフイルタ8はデイジタル信号を
発生し、このデイジタル信号は出力部2において
デジタル・アナログ・コンバータ9および低域通
過フイルタ10を介して音声信号に変換される。
制御信号発生器3からの上記制御信号は有声音
に対しては基本周波トーンの周期と同期して変化
させ、また無声音に対しては例えば10m秒の固定
周期と同期して変化させる。上記制御信号の毎回
の変化後に、有声音の場合フイルタ8は基本周波
トーンの周期に等しい持続時間で音声信号を特定
する副信号を発生し、また無音声の場合フイルタ
8は固定周期(10m秒)で音声信号を特定する副
信号を発生する。
なお代案として、制御信号発生器3からの上記
制御信号を基本周波トーンの周期と同期して変化
させず、基本周波トーンの周期とは無関係に変化
させることができる。その場合フイルタ8は上記
制御信号の毎回の変化後には副信号を発生しな
い。従つて用語“副信号”は、フイルタ8によつ
て発生するデイジタル信号のうち、音声素片を特
定する部分を意味することを理解する必要があ
る。
本願発明者等が見出したように、一つの副信号
から次の副信号への遷移において不連続部が生
じ、これにより本願発明者等の見解によれば、音
声信号の有声音部分にバズ音が発生する。
そこで本発明によれば、第1図の実施例におい
ては副信号を乗算器11に供給し、有声音素片に
対応する副信号に窓信号を乗算するようにする。
この目的のためデイジタル信号の形態の窓信号を
メモリ12に蓄積し、メモリ12も乗算器11に
接続する。
メモリ12から乗算器11への窓信号の供給は
有声音に対する副信号の発生と同期して行う必要
がある。この目的のためパルス発生器4の出力信
号をメモリ12へ同期信号として供給する。
第2図は本発明の他の実施例を示し、この実施
例も線形予測方式で作動しかつ出力部2にデイジ
タル信号を供給する合成部1を備える。合成部1
は第1図につき前述した態様で構成する。しかし
本例では窓信号による副信号の変調をアナログ方
式で行い、まずデイジタル信号をデイジタル・ア
ナログ・コンバータ9によりアナログ信号1に変
換し、然る後アナログ変調器13に供給する。ま
た窓信号発生器14によつて発生した窓信号をア
ナログ変調器13に供給する。窓信号発生器14
は積分器15およびこれに接続したパルス発生器
16を備え、このパルス発生器16は基本周波ト
ーンの周期に依存する持続時間を有するパルスを
積分器15に供給する。
窓信号およびアナログ・デイジタル・コンバー
タ9の出力信号の間における所望の同期状態を得
るため、パルス発生器16によつて発生するパル
スの持続時間だけでなく、このパルスの発生瞬時
も基本周波トーンの周期と同期させる必要があ
る。
第3A図および第3B図は窓信号の2つの例を
示し、横軸に時間を示しかつ縦軸に振幅を示す。
振幅は0から1へ変化するが、瞬時t2およびt3
間において窓信号の振幅が値1からずれた値とな
つた際だけ音声信号が線形増幅または減衰される
ことに注意する必要がある。これら2つの窓信号
の例の両方において、瞬時t1およびt4の間の持続
時間は音声信号の基本周波トーンの周期の持続時
間に等しい。これは、100Hzの基本周波トーンに
対しては、上記持続時間が10m秒になることを意
味する。窓信号の立上りおよび立下り時間を適切
に選定し、例えば1m秒程度に選定すると、窓信
号の持続時間の約80%にわたり有声音信号が窓信
号での変調に当り変化されなくなる。第3B図に
示した例は第2図に示した窓信号発生器によつて
発生する窓信号の変化を示す。なお、窓信号の開
始瞬時t1はパルス発生器16によつて発生したパ
ルスの前縁と合致する一方、窓信号の減少は瞬時
t3に、パルス発生器16によつて発生したパルス
の後縁で開始される。
実際上、上述した音声信号発生装置の合成部
は、合成用プログラムの制御の下にデイジタル信
号を発生するデイジタル計算機で実現されること
がしばしばある。かかるプログラムの例はJ.D.
MerkelおよびA.H.Gray、Jr.共著の前記単行本の
第10章、第10.2.5節に記載されている。合成部を
かかるデイジタル計算機で実現した場合、窓信号
での変調はプログラムにより特に簡単な態様で実
施することができる。第4図はかかるプログラム
ムのフローチヤートの例を示し、本例では第3A
図に示した窓信号で変調を行う。
第4図のプログラムはブロツク17において数
NP、IWHおよびY(1)を挿入することにより開始
される。ここでNPは副信号におけるワード数で
あり、Y(1)〜Y(NP)にわたる範囲でこれらワ
ードの値を示し、IWHの窓信号の傾斜部が副信
号の何個のワードにわたり延在しているかを示
す。ブロツク18において、操作変数Jを1に等
しくする。ブロツク19において、値J+NP−
IWHを補助変数JHに割り当てる。ある値のJに
対しブロツク20において、副信号のワードに窓
信号の大きさを乗算する。ブロツク21において
Jの値を1だけ増大し、決定動作ブロツク22に
おいてJの新たな値をIWHと比較する。Jが
IWH+1に等しくなるまで乗算過程を継続し、
JがIWH+1に等しくなつた後被変調副信号を
新たな系列Y(1)〜Y(NP)で示し、これをブロ
ツク23において、出力部におけるデイジタル・
アナログ・コンバータを介するその後の処理のた
めに導出する。実際上、良好な結果が得られる
IWHの値は10であり、これは10kHzのサンプリ
ング周波数に対して窓信号のそれぞれ1mの秒の
立上り時間および立下り時間に対応する。
上述した変調方法の使用により音声信号のエネ
ルギーが減少するので、変調後に修正を行つて適
正レベルの音声信号を得るようにする必要があ
る。これはデイジタル計算機に対するプログラム
にいくつかのステツプを追加することにより簡単
な態様で実現することができ、その場合被変調副
信号の各ワードに、変調前のエネルギーおよび変
調後のエネルギーの間の比に等しい係数を乗算す
るようにする。
なお、例えば電荷結合装置(CCD)によつて
構成した部品の如き時間離散信号に好適な部品を
使用した場合には、第1および2図に示した実施
例における前記デイジタル信号に代え、時間離散
信号だけ使用することもできる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を示すブロツク図、第
2図は本発明の他の実施例を示すブロツク図、第
3Aおよび3B図は本発明で使用する窓信号の2
例を示す波形図、第4図は窓信号による変調をデ
イジタル計算機において行う場合このデイジタル
計算機に対するプログラムの一例を示すフローチ
ヤートである。 1……合成部、2……出力部、3……制御信号
発生器、4……パルス発生器、5……スイツチ、
6……雑音発生器、7……制御可能な増幅器、8
……適応形再帰デイジタルフイルタ、9……デイ
ジタル・アナログ・コンバータ、10……低域通
過フイルタ、11……乗算器、12……メモリ、
13……アナログ変調器、14……窓信号発生
器、15……積分器、16……パルス発生器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 それぞれが有声又は無声音声素片を示す複数
    の連続的副信号から成る離散信号を線形予測方式
    に基づいて発生する合成部、および前記離散信号
    を音声信号に変換する出力部を備える音声信号発
    生装置において、 前記出力部が有声音声素片に対応する前記離散
    信号の少なくともいくつかの副信号を窓信号で変
    調する装置を備え、前記窓信号の持続時間を副信
    号の持続時間に対応させ、かつ前記窓信号の振幅
    をまず実際上零から一定値へ徐々に増大した後こ
    の一定値に維持した後実際上零へ徐々に減少し
    て、一つの副信号から次の副信号への遷移瞬時に
    音声信号の振幅を実際上零にする如く構成したこ
    とを特徴とする音声信号発生装置。 2 特許請求の範囲第1項記載の音声信号発生装
    置において、前記変調装置を、副信号を供給され
    る第1入力端子と、離散形態の窓信号を蓄積した
    記憶装置の出力端子に接続した第2入力端子とを
    有する乗算器で構成したことを特徴とする音声信
    号発生装置。 3 前記離散信号がデイジタル信号であり、かつ
    合成用プログラムの制御の下に前記デイジタル信
    号を発生するデイジタル計算機を備える特許請求
    の範囲第1項記載の音声信号発生装置において、
    前記変調装置が前記デイジタル計算機の一部を構
    成し、かつプログラムの制御の下に前記デイジタ
    ル信号を変更することにより変調を行わせるよう
    構成したことを特徴とする音声信号発生装置。 4 特許請求の範囲第1項記載の音声信号発生装
    置において、前記変調装置を、前記合成部によつ
    て発生した前記離散信号をアナログ信号に変換す
    る変換装置の出力端子に接続した第1入力端子
    と、窓信号発生器の出力端子に接続した第2入力
    端子とを有するアナログ変調器で構成したことを
    特徴とする音声信号発生装置。 5 特許請求の範囲第1〜4項中のいずれか一項
    記載の音声信号発生装置において、前記窓信号の
    各単位時間に対する増大および減少を一様かつ一
    定とすることを特徴とする音声信号発生装置。 6 特許請求の範囲第1〜5項中のいずれか一項
    記載の音声信号発生装置において、前記出力部
    が、アナログ音声信号のエネルギーのうち前記窓
    信号での変調の結果減少したエネルギー成分を修
    正する装置を備えたことを特徴とする音声信号発
    生装置。
JP657581A 1980-01-21 1981-01-21 Method and device for generating voice signal Granted JPS56106300A (en)

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JPS56106300A JPS56106300A (en) 1981-08-24
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DE (1) DE3101590C2 (ja)
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GB (1) GB2068695B (ja)
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