[其他]声音合成的方法和装置

说明书

本发明涉及一种声音合成的方法和装置，该方法和装置产生其性质具有类似如人声、仪器声等的自然声音的性质的合成声音。

声音合成器已被用于产生其性质具有类似于如人声、仪器声等的自然声音的性质的合成声音。特别是大规模集成电路（LSI）领域中技术的发展已可生产出廉价的声音合成器。在这种技术的协同下，如记录/编辑技术和参数选取技术等的不同声音合成技术已被发展以改进合成声音的保真度。记录/编辑技术记录不同人声且编辑所记录的人声从而形成一个所需的语句。在形成人工声频信号的声音合成过程中，参数取选技术从人声中取选参数并且调整所取选的参数。参数取先技术包括能形成一种具有高保真度的声频信号的帕考尔（Parcor）技术。

作为通用的实施方法，人们可采用数字电子计算机对声波进行处理，该计算机以相等的时间间隔对声波进行采样，把采样值转换成数字形式，且把已转换了的数字值存储进计算机的存储器。为了产生具有高保真度的合成声音，这就要求以微小的时间间隔对声波采样并且增加计算机存储器的容量。

不同的编码技术已被发展用以减小产生合成声音所要求的存储容量。例如，人们已采用了一种数字调整编码技术，它通过当估计下一个值大于新值时把一个二进制数的“1”赋予新采样的值，当估计下一个值小于新值时则把一个二进制的“0”赋予新采样的值而对声音进行编码。这种技术被称为估计编码且包括一种基于几个先前采样值进行估计的线性估计技术和一种使用Parcor系数而不是使用在线性估计技术中的估计系数的Parcor技术。

然而应用这种估计编码技术后，在耦合连接的合成声音时会出现严重的问题。例如，当以这种顺序产生一个元音，一个辅音和一个元音时，在元音之间会产生中断，这样对人会产生不自然或人工的印象。当人工合成仪器声时也会产生类似的问题。

本发明的一个主要目的在于提供一种简单而又廉价的声音合成方法和装置，该方法和装置能产生其性质与具有人声、仪器声等的自然声音性质很相似且在连续合成声音之间设有中断的合成声音。

根据本发明，通过使用具有可变特性阻抗的等效电路对声波穿过具有一个可变截面面积的传音管的方式进行分析，由于该传音管的截面面积反比于该等效电路的特性阻抗，传音管截面面积的变化可通过改变等效电路的特性阻抗进行模拟。通过连续地改变等效电路的特性阻抗可在连续合成声音之间提供平滑的声音耦合。此外，传音管长的变化可通过改变在等效电路中所提供的延迟电路的数目进行模似。

根据本发明，已提供了产生其性质具有类似于自具有一种可变截面面积的自然传音管发出的自然声音的性质的合成声音的声音合成方法和装置。自然传音管可以多根传音管串联的形式代替，其中每根传音管具有一个可变截面面积。串联的传音管可由连接在电源电路和声音辐射电路之间的等诳电路来代替。等效电路包括等效于串联传音管中的邻近的第一和第二传音管的第一和第二电路的并联电路。每一电路包括输入和输出侧部份，每个部份包括传送电流源和具有其特性阻抗反比于第一传音管截面面积的特性阻抗元件。第二电路包括输入和输出侧部份，每个部份包括传送电流源和具有其特性阻抗反比于第二传音管截面面积的特性阻抗元件。在辐射电路中流中的电流值可被计算出从而产生一个对应于该计算值的合成声音成份。其后，可以相等的时间间隔重复同样的计算从而产生合成声音。

下面我们将参照附图对本发明作详细的描述，其中：

图1A和1B是两种不同声道形式的示意图;

图2是表示用以分析自然传音管的传音模型的两个相邻传音管的透视图;

图3是表示用以分析声波穿过图2中相邻的传音管的方式的相邻的两个电路的电路图;

图4是表示使用在本发明第一实施例中的的一个传音模型的透视图;

图5是表示等效于图4中声音模型的一个电路模型的电路图;

图6是表示等效于图5中电路的一个等效电路的电路图;

图7是用于解释传送至相邻电路的引波和反向波电流的示意图;

图8是用于解释一种方式的电路图，在该方式中可计算出在图7等效电路的第一电路块的特征阻抗元件中流动的电流值;

图9和图10是用于解释根据本发明的第一实施例的完成的声音合成操作的曲线图;

图11是用于解释在声音合在声音合成操作期间所产生的时间延迟的传音模型的示意图;

图12是展示用于图11中传音模型的一个等效电路的电路图;

图13和图14是用于解释根据本发明的第一实施例的修正形式的声音合成操作的曲线图;

图15是表示使用在本发明的第二实施例中的部份传音模式的示意图;