JP5641187B2 - 音響処理装置 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の第1実施形態に係る音響処理装置100のブロック図である。音響処理装置100には信号供給装置12と放音装置14と入力装置16とが接続される。信号供給装置12は、音響(音声や楽音)の波形を表す時間領域の音響信号SIN(SIN_L,SIN_R)を音響処理装置100に供給する。左チャネルの音響信号SIN_Lおよび右チャネルの音響信号SIN_Rは、音響を発生する複数の音源の音像が相異なる位置に定位する(すなわち、音響の振幅や位相が各音源の位置に応じて相違する)ように収音または加工されたステレオ形式の信号である。周囲の音響を収音して音響信号SINを生成する収音機器(ステレオマイク)や、可搬型または内蔵型の記録媒体から音響信号SINを取得して音響処理装置100に出力する再生装置や、通信網から音響信号SINを受信して音響処理装置100に出力する通信装置が信号供給装置12として採用され得る。
本発明の第2実施形態を説明する。なお、以下の各例示において作用や機能が第1実施形態と同等である要素については、第1実施形態と同様の符号を付して各々の詳細な説明を適宜に省略する。
以上の各形態は多様に変形され得る。具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された2以上の態様は適宜に併合され得る。
以上の各形態では、数式(4)から理解されるように、音響信号SIN_L(周波数成分LAk(ejω))と音響信号SIN_R(周波数成分RAk(ejω))との振幅の比率が定位変数αに応じて線形に変化するように差成分Sを算定したが、以下の各態様にて例示するように、和成分Mおよび差成分Sの算定の方法や定位変数αとの関係は適宜に変更される。
音響信号SIN_Lのパワー|LAk(ejω)|2および音響信号SIN_Rのパワー|RAk(ejω)|2から和成分Mおよび差成分Sを算定する構成が採用され得る。具体的には、和成分生成部52は、以下の数式(8a)の演算で和成分M(周波数成分M1(ejω)〜MK(ejω)で構成される複素スペクトル)を生成し、差成分生成部54は、以下の数式(8b)の演算で差成分S(周波数成分S1(ejω)〜SK(ejω)で構成される複素スペクトル)を生成する。したがって、差成分Sにおいては、音響信号SIN_Lおよび音響信号SIN_Rの各々のパワーの比率が定位変数αに応じて線形に変化する。なお、数式(8a)および数式(8b)における記号ejLは周波数スペクトルLAの位相を意味し、記号ejRは周波数スペクトルRAの位相を意味する。
定位成分の位置(方向)を定位変数αの関数f(α)に応じて制御する構成が採用され得る。具体的には、和成分生成部52は、以下の数式(11a)の演算で和成分M(周波数成分M1(ejω)〜MK(ejω))を生成し、差成分生成部54は、以下の数式(11b)の演算で差成分S(周波数成分S1(ejω)〜SK(ejω))を生成する。したがって、差成分Sにおける音響信号SIN_Lおよび音響信号SIN_Rの各々の振幅の比率が定位変数αの関数f(α)に応じて変化する。係数列生成部60は、第1実施形態と同様の方法(数式(5),数式(6a),数式(6b),数式(7))で、数式(11a)の和成分Mと数式(11b)の差成分Sとから処理係数列Geおよび処理係数列Gsを算定する。
以上の各形態では、パワースペクトルの減算(数式(6a),数式(9a))や振幅スペクトルの減算(数式(6c))で処理係数列Geを算定したが、処理係数列Geを算定する方法は任意である。例えば、和成分Mに含まれる定位成分を信号成分と仮定するとともに差成分Sを雑音成分と仮定すると、和成分Mおよび差成分Sを利用した処理係数列Geの生成には、雑音成分(差成分S)を抑圧して信号成分(定位成分)を強調するための数値列(処理係数列Ge)を生成する公知の音声強調の技術を同様に適用することが可能である。
以上の各形態では、処理係数列Geを利用した演算(数式(7))で処理係数列Gsを生成したが、係数列生成部60が処理係数列Geの生成と同様の方法で和成分Mおよび差成分Sから直接的に処理係数列Gsを生成する構成も採用され得る。具体的には、処理係数列Geの生成について以上の例示した各数式における和成分Mと差成分Sとを相互に置換すれば、定位成分の抑圧用の処理係数列Gsを生成することが可能である。
以上の各形態では、処理係数列G(Ge,Gs)を単位区間毎に生成したが、処理係数列Gの生成の周期は任意である。例えば、所定個の単位区間の集合を周期として係数列生成部60が順次に生成した処理係数列Gを、信号処理部38が当該周期内の複数の単位区間について適用する構成も採用され得る。また、以上の各形態では、各単位区間について生成された処理係数列Gをその単位区間の周波数スペクトル(LA,RA)の処理に適用したが、各単位区間の処理係数列Gをその単位区間の経過後の各単位区間の周波数スペクトル(LA,RA)の処理に適用する構成も採用され得る。
以上の各形態では、処理係数列G(Ge,Gs)を音響信号SINの周波数スペクトル(LA,RA)に乗算したが、信号処理部38による処理の内容は適宜に変更される。例えば周波数成分LAk(ejω)および周波数成分RAk(ejω)から処理係数列G(Ge,Gs)を減算することで音響信号SOUT(SOUT_L,SOUT_R)を生成する構成が採用され得る。以上の構成における強調用の処理係数列Geは、第1実施形態の処理係数列Geとは逆に、定位成分のパワーが大きい周波数fkの係数値Ge[k]ほど0に近い数値に設定される。抑圧用の処理係数列Gsについても同様であり、第1実施形態の処理係数列Gsとは逆に、定位成分のパワーが大きい周波数fkの係数値Gs[k]ほど1に近い数値に設定される。
所定の周波数帯域内の成分に限定して定位成分の強調/抑圧を実行する構成も好適である。例えば、音響信号SINのうち人間の音声のパワーが集中する周波数帯域(例えば100kHz〜8kHz)についてのみ以上の各形態の処理が実行される(他の帯域については処理せずに再生する)。
以上の各形態においては定位成分の強調用の処理係数列Geおよび抑圧用の処理係数列Gsの双方を係数列生成部60が生成したが、係数列生成部60が処理係数列Geおよび処理係数列Gsの一方のみを生成する構成も採用され得る。したがって、例えば、以上の各形態の第2生成部64は省略され得る。
以上の各形態における係数β(数式(6b),数式(9b))を、例えば入力装置16に対する利用者からの指示に応じて可変に設定する構成も好適である。係数βが小さい(0に近い)ほど定位成分の抑圧の度合が強化されるとともに定位成分の強調の度合が低下する。なお、係数βが大きい場合には、抑圧用の処理係数列Gsのうち定位成分以外の大部分の周波数fkの係数値Gs[k]が充分に小さい数値となるから、音響信号SOUT(SOUT_L,SOUT_R)の音量が不足する可能性がある。そこで、係数βを大きい数値に設定して定位成分の抑圧を実行する場合、音響信号SOUTの音量を増加させる構成が好適である。同様に、係数βが小さい場合には、強調用の処理係数列Geの大部分の周波数fkの係数値Ge[k]が充分に小さい数値となり得るから、係数βを小さい数値に設定して定位成分の強調を実行する場合、音響信号SOUTの音量を増加させる構成が好適に採用される。
Claims (6)
- ステレオ形式の第1音響信号と第2音響信号との加算で和成分を生成する和成分生成手段と、
特定位置の定位成分を抑圧した差成分を前記第1音響信号と前記第2音響信号との間の減算で生成する差成分生成手段と、
周波数毎の係数値で構成されて前記定位成分を強調または抑圧する処理係数列を前記和成分および前記差成分から生成する係数列生成手段と、
前記第1音響信号および前記第2音響信号の各々の各周波数成分に前記処理係数列の各係数値を作用させる信号処理手段とを具備し、
前記係数列生成手段は、
前記定位成分の強調および抑圧の一方に対応する第1処理係数列を前記和成分および前記差成分から生成する第1生成手段と、
前記定位成分の強調および抑圧の他方に対応する第2処理係数列を、前記第1処理係数列の各係数値を所定値から減算することで生成する第2生成手段とを含む
音響処理装置。 - 前記係数列生成手段は、前記処理係数列の各係数値を、当該係数値が閾値を上回るか否かに応じて第1値および第2値の何れかに変更する係数調整手段を含む
請求項1の音響処理装置。 - ステレオ形式の第1音響信号と第2音響信号との加算で和成分を生成する和成分生成手段と、
特定位置の定位成分を抑圧した差成分を前記第1音響信号と前記第2音響信号との間の減算で生成する差成分生成手段と、
周波数毎の係数値で構成されて前記定位成分を強調または抑圧する処理係数列を前記和成分および前記差成分から生成する係数列生成手段と、
前記第1音響信号および前記第2音響信号の各々の各周波数成分に前記処理係数列の各係数値を作用させる信号処理手段とを具備し、
前記係数列生成手段は、前記処理係数列の各係数値を、当該係数値が閾値を上回るか否かに応じて第1値および第2値の何れかに変更する係数調整手段を含む
音響処理装置。 - 前記係数列生成手段は、利用者からの指示に応じて前記閾値を可変に設定する
請求項2または請求項3の何れかの音響処理装置。 - 前記特定位置を示す定位変数を可変に設定する変数設定手段を具備し、
前記差成分生成手段は、前記変数設定手段が設定した定位変数に応じた比率で前記第1音響信号および前記第2音響信号の一方から他方を減算する
請求項1から請求項4の何れかの音響処理装置。 - 前記差成分生成手段は、前記定位変数に応じた比率で前記第1音響信号および前記第2音響信号の一方から他方を減算した結果を、前記定位変数と当該定位変数を所定値から減算した数値とのうちの最大値で除算する
請求項5の音響処理装置。
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