“携帯電話で聞こえる声はコードブックの声”合成音 From: 佐藤 携帯電話で聞こえる声はコードブックの声であること 合成音だということ 私は全く知らなかったのでちょっとショックを受けました 参考まで IT ホワイトボックス http://www.nhk.or.jp/itwb/workshop/14.html １９８５年、アメリカで発表された「ＣＥＬＰ」という考え方。 まず、人の声を「音韻情報」と呼ばれる発音記号単位に分解し、 データ量を小さくする。一方、声の特徴は、様々な音パターンが 番号で登録されているコードブックから最適なものを選ぶ。「音 韻情報」とコードブックの番号を送ることで、データ圧縮できる 参考まで２ > 高校生のための優しいエレクトロニクスの解説(４) > “携帯電話（２）；聞こえる声は合成音” > http://www.ecei.tohoku.ac.jp/iis/student/electronics/keitai2.pdf > のHTMLバージョンです。 > G o o g l eではファイルを自動的にHTMLに変換して保存してい ます。 > Page 1 > 高校生のための優しいエレクトロニクスの解説(４) > “携帯電話（２）；聞こえる声は合成音” > 携帯電話から聞こえる声は合成音であることを知っていましたか？ >電波の有効活用に加えて、声を送る際の信号の数も減らし、より多く >の加入者が同時に話せるように工夫されているのです。 > ＜少ないディジタル信号へ変換＞ > 新しい携帯電話のシステムでは、音声はディジタル信号に変換さ >れ、限られた周波数帯域を有効に使って、電波を発信しています。 >これらに加えて、声を出す声帯、のどや口の特質をも使って話され >た言葉を最少のディジタル信号に変換しています。 > ＜従来の方法＞ > 音波として伝わり、聞くことのできる声の振動周波数の最大は >約 4kHz です。この 2倍の 8kHz、すなわち 125μ秒に 1 回の電圧 >値を送ることによって元の声を再現することができます。（標本化 >定理）この性質を使って初期のアナログ電話システムでは、6.25Hz > の周波数間隔に音声を並べて（周波数多重化）一括して信号伝送 >していました。 > またディジタル伝送が導入されてからは、標本化された信号の強 >さを 2 の 7 乗に分割したいずれに相当するか（量子化）を７つの >（1，0）（ビット）の組み合わせに変換し、制御用の 1 ビットの >符号を加えて送っていました。このため１つの音声を送るのに毎秒 > 64ｋビット必要なっていました。 > ＜新しい方式＞ > 携帯電話に使われている新しい方式ではこれを約 8k ビットで送 >り、10 倍に近い加入者を収容しています。声帯から発せられる音 >の性質を分析、利用することで新しい符号化（デジタル信号への変 >換）が可能となっています。 > ＜声の性質と音源＞ > 声は母音と子音の組み合わせからできています。日本語は“あい >うえお”の 5 つの母音から成り立っていますが、英語では 8 個の >母音があります。声帯が振動すると、約14-17cm の声道で音は共振 >し、のどや口の形態に応じて変化して声となります。性別や個人に >よって差がありますが、母音特有の複数のピーク周波数をもちます。 >これらピーク周波数の組み合わせを知ることで、母音を識別できま >す。子音と母音の組み合わで発せられた声は、特有の音の波形を作 >り出します。こうした組み合わせ波形を集めたものが雑音符号帳と >呼ばれます。例えば，2 の 32 乗程度の組み合わせを準備し、一番 >近い > Page 2 > ものを探して繋ぎ合わせ、のどや口の形態に応じて調整すると、 >ほとんどの人の声に近いものが再現されます。 > ＜雑音符号帳；合成音源＞ > 実際の携帯電話の送信側では、約 10m 秒ごとに例えば，2 の 32 >乗の組み合わせを持つ雑音符合帳からの人口音と実際の声との差を >計算し、もっとも近い人口音を選びます。 > この際に選んだ雑音符号帳番号と口やのどに関する情報と合せて >送信します。受信側場では、これら雑音符号帳番号と口やのどに関 >する情報から人口音を合成、調整してスピーカに送っています。