专利名称:无限字句语音合成装置的制作方法
本实用新型涉及一种计算机语音合成记录／输出装置。
目前已经有不少廉价的语音处理器(Voiceprocessor)或语音录放集成电路在市场上销售。这些片子受集成度及引脚的限制，原设计用于有限字句的语音处理(一般为5秒到10秒长的语句)，只能进行短语句的重复录放(见现代通信1987，第2期“语言录放集成电路NS－CI)。然而有许多实际应用情况要求无限语句的连续输出。
本实用新型的目的在于利用这类语音处理集成电路构成无限字句的语音合成装置。
本实用新型的技术途径是使两页有限储量的存储器轮流与语音处理器和微处理器的总线相连，通过交替更新存储内容使不间断地录入或重放无限语句语音。
图1是逻辑框图。
图2是实例线路的音频、三态门和有限储量存储器部分的线路。
图3是实例线路的控制逻辑线路。
图1中语音处理器〔1〕与微处理器〔2〕的数据、地址、控制总线A′、D′、C′与A、D、C经过三态门〔6〕、〔7〕、〔8〕、〔9〕、〔10〕、〔11〕、〔12〕、〔13〕、〔14〕、〔15〕、〔16〕、〔17〕与两块存储器〔18〕、〔19〕相连。数据总线的三态门是双向的，其控制流向的引线DIR端联至控制总线C′与C。由WR／RD(读写线)控制数据流向。三态门控制高阻的控制端联成两组分别受触发器〔5〕的Q与
Q端控制，这样当语音处理器的总线与一块存储器相连时，微处理器的总线就与另一块存储器相连。当触发器翻转时，存储器交换。触发器〔5〕受微处理器的端口〔4〕或地址译码控制，因此对触发器〔5〕进行端口或存储地址寻址时，触发器便翻转一次。
微处理器还通过端口或地址译码器使记录／再生控制线路〔22〕产生控制信号控制语音处理器的工作状态。当处于记录状态时，话筒〔23〕经过放大器〔24〕送入语音信号至语音处理器、同时经信号检测线路整形成开关信号输入微处理机以使微处理机了解有无输入信号。语音处理器将语音信号数字化后通过三态门将数字信息存入与它相连的存储器〔18〕(或〔19〕)，计数器〔21〕对地址进行计数，当发现一块存储器即将储满时向微处理机申请中断。中断服务程序通过信号检测电路〔27〕检查出语音中的短时停顿，趁此间隙令触发器〔5〕翻转切换存储器〔18〕与〔19〕，然后一方面语音处理器继续处理输入的语音，一方面微机把与它相连的已存满语音信息的存储器中的语音信息转到系统的缓冲存储器〔20〕或通过通信接口送到外部记录设备中去。如此反复切换存储器〔18〕与〔19〕就可以连续输入无限语句语音。
语音合成的过程与此类似。首先微处理机通过端口或地址译码使记录／再生控制线路产生再生控制信号控制语音处理器工作于再生状态。然后将需要合成的数字信息传送到存储器〔18〕(或〔19〕)内，数字信息的长度置入计数器，令触发器〔5〕翻转，启动语音处理器，此存储器内的数字信息就还原成语音，与此同时，微处理器将后继的数字信息传送到另一存储器〔19〕(或〔18〕)中，传送好后开放中断。等存储器〔18〕(或〔19〕)中的数字信息全部合成完毕，计数器计完存储器〔18〕(或〔19〕)内信息的长度便申请中断。中断服务程序令触发器〔5〕翻转并启动语音处理器合成存储器〔19〕(或〔18〕)中的信息。如此反复交替就可实现无限语句的语音合成。
本实用新型可以完成两种方式的语音合成。一种是合成直接记录的语音(包括语言在内的任何音频讯号)，方法如上所述。另一种是合成代码方式的语音信息，只能合成语音。
在代码方式的语音合成中，经通讯接口送入的是语音代码。最简单的语音代码就是带声调的汉语拼音。这时挂在微处理器总线上的存储器(最好是ROM)〔20〕中应设有音节语音库。微机根据输入的汉语拼音代码逐个从音节语音库中调出对应于拼音的音节语音的数字信息送至有限储量的存储器〔18〕(或〔19〕)中，其余语音合成过程与前面所述相同。采用代码合成有节省传输信息量、能直接根据文字信息产生合成语音等优点。音节语音库可有多种结构，如采用整音节存储，声母韵母分开存储等，只是软件上有所分别，本设计的硬件均能适应。
为了控制语音的响度变化，放大器〔25〕的放大量应受计算机的控制。为此D／A转换电路〔28〕将端口〔4〕输出的响度数据转为模拟信号送到放大器〔25〕的自动电平控制(ALC)端。
本实用新型的优点1.可以实现无限语句语音的直接记录和再生(重放)，也可以实现无限语句语音的代码方式的合成。
2.作为一个独立的语音合成装置，既可单独使用，也可作为计算机外部设备使用。
3.成本低。
实施例。
UM 5100是UNITED MICROELECTRONICS CORP。生产的一种语音处理器，外接静态RAM或ROM，寻址范围为32K，速率为1K～3.5K字节／秒。与Z80－CPU组成图2所示装置。UM5100〔1〕及Z80(图中未绘出)的数据总线及地址总线A0～A12经三态门〔6〕、〔7〕、〔9〕、〔10〕和〔12〕、〔13〕、〔15〕、〔16〕联至二片8K静态RAM6264〔18〕、〔19〕，UM5100〔1〕的写信号线WR′和Z80系统的
MEMW分经反门〔34〕、〔35〕控制三态门的流向，并经三态门〔8〕、〔11〕、〔14〕、〔17〕控制这两片 RAM〔18〕、〔19〕的读写。
图3给出了本设计的其余逻辑线路。端口
8C与
IOR控制了JK触发器〔5〕的翻转，(相应指令为INA，(8C))，此触发器的Q与
Q端(5Q与5
Q)联至三态门〔6〕、〔7〕、〔8〕、〔9〕、〔10〕、〔11〕、〔14〕，还经与门〔37〕、〔38〕联至三态门〔12〕、〔13〕、〔15〕、〔16〕以达到切换RAM〔18〕、〔19〕与UM5100及CPU的互换联结。与门〔36〕、〔37〕、〔38〕是为了适应CPU地址总线的高位A13、A14、A15的译码。图3右方A13、A14经跳线〔52〕、〔53〕至与门〔54〕，改变跳线起预置高位地址选择作用。如图的跳线联法，当A15、A14、A13为010时译中，
E有效使与门〔36〕、〔37〕、〔38〕开放。UM5100的A13、A14，
READ线放弃不用。
端口
90及
IOW控制着复位及记录／再生。当执行软件指令LD A，OOHOUT (90)，A时与门〔40〕产生低电平信号经反门至或门〔49〕产生UM5100的复位信号。同时D触发器〔46〕经与门〔48〕使产生
PLAY(再生)信号成为可能。
当执行指令 LD A，02HOUT (90)，A时，D触发器〔46〕经与门〔47〕使产生
RECORD信号(记录)成为可能。
PLAY与
RECORD信号的实际产生有待于单稳态电路〔44〕产生的脉冲信号。
当执行指令 IN A，(8C)时，与门〔42〕产生的低电平使单稳态电路〔45〕首先产生一个狭脉冲，其正极性脉冲前沿经或门〔49〕使UM5100复位，其负极性脉冲的后(回升)沿触发单稳态电路〔44〕，这样单稳态〔44〕的触发时刻比单稳态〔45〕延迟了至少一个脉冲宽度的时间，从而使
PLAY或
RECORD信号(视D触发器〔46〕状态)的具体产生比RESET略晚。以满足UM5100的要求。
本设计采用的端口号与TP801相同但所用端口指令是TP801单板机上不用的指令，这样就可直接利用廉价的TP801扩展成为本实用新型而不必增加端口译码线路。可以做成附加模板形式，也可做成专门装置。
UM5100的FLT脚可引出信号经三极管〔30〕放大后由非门〔27〕整形得到语音输入信号有无的检测，此即图1中信号检测线路〔27〕，它连至PIO或TP801的空输入端口，可使微机在记录状态时检测有无输入信号。
UM5100的其它引线的联结方法，如图2中的运放〔31〕、〔32〕、等与UM5100生产厂提供的说明书所述相同。为了控制响度变化，一块8位D／A转换器接在输入／出端口〔4〕与音频输出放大器的ALC端。该放大器接在图3的音频输出端之后(图中未绘出)。
权利要求
1.一种无限字句语音合成装置，由语音处理器、微处理器、三态门、计数器、存储器、通讯接口、记录/再生控制线路、输入信号检测线路、触发器等组成，其特征在于两页有限储量的存储器通过三态门轮流与语音处理器及微处理器的总线相连。
2.根据权利要求
1所述的合成装置，其特征在于切换三态门的触发器的控制端与微处理器端口或地址译码相连。
3.根据权利要求
1所述的合成装置，其特征在于计数器的计数端与语音处理器的地址线相连，其中断申请端与微处理机的中断链相连。
4.根据权利要求
1所述的合成装置，其特征在于记录／再生控制线路的输出端接到语音处理器的相应控制端、其输入端接到微处理器的端口。
5.根据权利要求
1所述的合成装置，其特征在于记录／再生控制线路由受端口控制的产生记录／再生控制信号的单稳脉冲发生器和触发器组成。
6.根据权利要求
1所述的合成装置，其特征在于输入信号检测线路由输入语音信号放大、整形门电路组成，其输出引至微处理器的输入端口。
7.根据权利要求
1所述的合成装置，其特征在于端口输出信号经D／A转换电路接至输出放大器的ALC端。
专利摘要
一种无限字句语音合成装置，采用短语句语音录放集成电路或语音处理器、三态门、微处理器等元件构成。通过切换页存储器达到实现无限长字句的录入和再生的目的。本设计具有价格低，可实现任意长语音的录入与重放以及根据语音代码进行合成重放等优点，可以单独使用也可作为计算机的外部设备使用。
文档编号G06F3/16GK87202721SQ87202721
公开日1987年10月21日 申请日期1987年3月2日
发明者盛谏, 陈建荣 申请人:杭州自动化研究所导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan