JP6235198B2 - 音声信号処理方法、音声信号処理装置およびプログラム - Google Patents
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Description
これらの構成によれば、周波数スペクトルのスペクトル形状に基づいて、検出されたアタックが、スネアドラムのアタックであるか、ハイハットのアタックであるかを判定することができる。つまり、テンプレートを用いることなく、楽曲中の打楽器音の種類を判定することができる。さらに、楽曲全体の事前解析を必要としないため、楽曲を再生しながらリアルタイムに打楽器音を判定・分離することができる。
さらに、この構成によれば、スネアドラムおよびハイハットに対応する特定周波数帯域に複数の周波数binを割り当て、周波数binの各々における所定時間分の振幅の積算データを計算し、各周波数binの積算データから近似直線を求め、当該近似直線の傾きを求めることができる。
この際、特定周波数帯域として6k〜12kHzの帯域を用いることで、スネアドラムおよびハイハット以外の音の成分から受ける影響を低減できる。また、発音区間の近似直線は、最小二乗法を用いることにより、容易に検出することができる。
なお、「スネアドラム」は、「ハンドクラップ」と読み替えることも可能である。つまり、検出されたアタックが、ハンドクラップのアタックであるか、ハイハットのアタックであるかを判定しても良い。
Claims (13)
- 音声信号から、アタックを検出するアタック検出ステップと、
時間を横軸とし、周波数を縦軸とした前記音声信号の周波数スペクトルにおいて、前記アタックの位置を開始位置とした発音区間に、スネアドラムおよびハイハットに対応する特定周波数帯域に複数の周波数binを割り当て、周波数binの各々における所定時間分の振幅の積算データを計算し、各周波数binの積算データから近似直線を求め、当該近似直線の傾きを検出する区間形状検出ステップと、
検出された前記近似直線の傾きが、スネアドラムの傾きであるか、ハイハットの傾きであるか、を判定するスネア・ハイハット判定ステップと、を実行することを特徴とする音声信号処理方法。 - 前記区間形状検出ステップは、前記各周波数binの積算データから最小二乗法で近似直線を求めることを特徴とする請求項1に記載の音声信号処理方法。
- 前記スネア・ハイハット判定ステップは、前記区間形状検出ステップで検出した前記発音区間における前記近似直線がマイナスの傾きを有する場合、前記スネアドラムのアタックであると判定し、プラスの傾きを有する場合、前記ハイハットのアタックであると判定することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の音声信号処理方法。
- 前記スネア・ハイハット判定ステップは、前記区間形状検出ステップで検出した前記発音区間における前記近似直線の傾きが、同一楽曲内においてそれまで検出された各発音区間の傾きの移動平均値をとった変動閾値よりも小さい場合、前記スネアドラムの発音区間であると判定し、そうでない場合、前記ハイハットのアタックであると判定する第1スネア・ハイハット判定ステップを含むことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の音声信号処理方法。
- 前記スネア・ハイハット判定ステップは、前記第1スネア・ハイハット判定ステップにより、前記スネアドラムの発音区間であると判定され、且つ前記周波数スペクトルの前記スネアドラムに対応する特定周波数帯域における所定時間分の振幅積算値が、同一楽曲内においてそれまで検出された振幅積算値の最大値の所定割合より大きい場合、前記スネアドラムのアタックであると判定し、そうでない場合、前記スネアドラムのアタックでないと判定する第2スネア判定ステップを含むことを特徴とする請求項4に記載の音声信号処理方法。
- 前記スネア・ハイハット判定ステップは、前記第1スネア・ハイハット判定ステップにより、前記ハイハットの発音区間であると判定され、且つ前記周波数スペクトルの前記ハイハットに対応する特定周波数帯域における所定時間分の振幅積算値が、同一楽曲内においてそれまで検出された各発音区間の前記ハイハットに対応する特定周波数帯域における振幅積算値の移動平均値をとった変動閾値より大きい場合、前記ハイハットのアタックであると判定し、そうでない場合、前記ハイハットのアタックでないと判定する第2ハイハット判定ステップを含むことを特徴とする請求項4または5に記載の音声信号処理方法。
- 周波数帯域をN個に分割した各部分周波数帯域で、前記発音区間における前記近似直線から区間長の平均値をとり、当該各部分周波数帯域における区間長の平均値を、フィルタリング対象となる基本区間として決定する基本区間決定ステップと、
前記基本区間に対し、スネアおよびハイハットを含む打楽器種類ごと且つ前記部分周波数帯域ごとに定められた固定係数を乗算し、各打楽器のフィルタリング区間を決定するフィルタリング区間決定ステップと、
前記フィルタリング区間を対象として、各打楽器の音を分離する分離ステップと、をさらに実行することを特徴とする請求項6に記載の音声信号処理方法。 - 前記周波数スペクトルの複数フレーム分の移動平均値が、検出された前記アタック位置付近の低域の音量をLPFに通した変動閾値より大きい状態が、所定時間以上継続した場合、検出された前記アタックが、バスドラムのアタックであると判定するバスドラム判定ステップをさらに実行することを特徴とする請求項7に記載の音声信号処理方法。
- 前記フィルタリング区間決定ステップは、バスドラムの低域におけるフィルタリング区間として、前記移動平均値が前記変動閾値より小さくなった時間までを決定し、バスドラムの中・高域におけるフィルタリング区間として、前記基本区間決定ステップによって決定された基本区間に基づく所定時間分以上の区間を決定することを特徴とする請求項8に記載の音声信号処理方法。
- 周波数帯域をM個に分割した各部分周波数帯域の振幅成分の値をLPFに通し、各部分周波数帯域について、「1.0−(LPFの出力値/振幅の値)」の計算式により抽出率を算出する抽出率算出ステップをさらに実行し、
前記分離ステップは、前記抽出率決定ステップによって算出されたM個の部分周波数帯域の各抽出率に基づいて、各打楽器の音を分離することを特徴とする請求項7ないし9のいずれか1項に記載の音声信号処理方法。 - 音声信号から、アタックを検出するアタック検出手段と、
時間を横軸とし、周波数を縦軸とした前記音声信号の周波数スペクトルにおいて、前記アタックの位置を開始位置とした発音区間に、スネアドラムおよびハイハットに対応する特定周波数帯域に複数の周波数binを割り当て、周波数binの各々における所定時間分の振幅の積算データを計算し、各周波数binの積算データから近似直線を求め、当該近似直線の傾きを検出する区間形状検出手段と、
検出された前記近似直線の傾きが、スネアドラムの傾きであるか、ハイハットの傾きであるか、を判定するスネア・ハイハット判定手段と、を備えたことを特徴とする音声信号処理装置。 - 前記区間形状検出手段は、前記各周波数binの積算データから最小二乗法で近似直線を求めることを特徴とする請求項11に記載の音声信号処理装置。
- コンピューターに、請求項1ないし10のいずれか1項に記載の音声信号処理方法における各ステップを実行させるためのプログラム。
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