JP2000099022A - 信号処理装置及び信号処理方法 - Google Patents
信号処理装置及び信号処理方法Info
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Abstract
領域における折り返しひずみを低減する。 【解決手段】 入力音声信号に対し、ディストーション
処理等の非線形処理を施す場合であっても、入力音声信
号を予めオーバサンプリングしてから非線形処理を施
し、その後、フィルタリング処理及びダウンサンプリン
グ処理を施すことにより、入力音声信号に相当するサン
プリング周波数FSの半分の周波数FS/2より高い周波
数成分を除去することができ、非線形処理に起因して発
生する折り返しひずみの発生を低減することができる。
Description
理を施す信号処理装置及び信号処理方法に係り、特にカ
ラオケ装置において入力音声信号に所定のエフェクト処
理を施すための信号処理装置及び信号処理方法に関す
る。
を盛り上げるためなどの理由により、入力音声信号ある
いは入力音響信号に対して様々なエフェクト処理(例え
ば、フィルタリング、ディレイ、ピッチシフト、ディス
トーション、リバーブ、エコーなど)を施すことが行わ
れている。これらのエフェクト処理は、入力音声信号に
対し、各種のフィルタリング処理、ピッチシフト処理な
どを施すことにより実現されていた。例えば、ディスト
ーション処理においては、図5に示すように、入力音声
信号SIN’(サンプリング周波数FS相当)に対し、非
線形処理ユニット50によりオーバーフロークリップ処
理などの非線形処理を施す非線形ディジタルエフェクト
処理によりディストーション処理を実現していた。ある
いは、入力音声信号の波高値に対し予め設定した参照テ
ーブルを参照して非線形処理を施す非線形ディジタルエ
フェクト処理によりディストーション処理を実現してい
た。
ジタルエフェクト処理においては、非線形ディジタルエ
フェクト処理を施した出力信号の波形は、1/2サンプ
リング周波数FS/2より高い周波数帯域における成分
が折り返しひずみ(エイリアスひずみ)となってしまう
という問題点があった。また、波高値に対し予め設定し
た参照テーブルを参照することにより非線形処理を施す
場合にも、返還後の波形のアナログ領域における周波数
成分は、サンプリング周波数FSの半分の周波数(=FS
/2)よりも高い周波数成分を含むこととなり、結果と
して、折り返しひずみが生じてしまうという問題点があ
った。そこで、本発明の目的は、非線形処理を施すこと
により生じるアナログ領域における折り返しひずみを低
減することが可能な信号処理装置及び信号処理方法を提
供することにある。
め、請求項1記載の構成は、入力信号に対し、非線形処
理により生成される高調波成分に対して充分な周波数帯
域を有するオーバーサンプリング周波数でサンプリング
を行いオーバサンプリングデータを出力するオーバサン
プリング手段と、前記オーバサンプリングデータに対し
予め定めた前記非線形処理を施して非線形データを出力
する非線形処理手段と、前記非線形データの周波数帯域
のうち、予め定めた所定の周波数帯域を越える周波数成
分を除去し、フィルタリングデータとして出力するフィ
ルタリング手段と、前記フィルタリングデータのダウン
サンプリングを行って前記所定の周波数帯域を有するダ
ウンサンプリングデータを出力するダウンサンプリング
手段と、を備えたことを特徴としている。
成において、前記オーバーサンプリング手段は、前記入
力信号のn倍オーバーサンプリング(n:2以上の整
数)を行って前記入力信号の周波数帯域を含む所定の周
波数帯域のn倍の周波数帯域を有する前記オーバサンプ
リングデータを出力することを特徴としている。
求項2のいずれかに記載の構成において、前記入力信号
は、アナログ信号であることを特徴としている。
成において、前記入力信号は、音声信号あるいは音響信
号であり、前記非線形処理手段は、予め定めたアナログ
モデルに基づいてエフェクト処理として前記非線形処理
を行うことを特徴としている。
非線形処理により生成される高調波成分に対して充分な
周波数帯域を有するオーバーサンプリング周波数でサン
プリングを行いオーバサンプリングデータを生成するオ
ーバサンプリング工程と、前記オーバサンプリングデー
タに対し予め定めた前記非線形処理を施す非線形処理工
程と、前記非線形処理が施されたオーバサンプリングデ
ータに対し、当該オーバーサンプリングデータの周波数
帯域成分のうち、予め定めた所定の周波数帯域を越える
周波数成分を除去し、フィルタリングデータを生成する
フィルタリング工程と、前記フィルタリングデータのダ
ウンサンプリングを行って前記所定の周波数帯域を有す
るダウンサンプリングデータを生成するダウンサンプリ
ング工程と、を備えたことを特徴としている。
な実施形態について説明する。 [1] カラオケ装置の概要構成 図1にカラオケ装置の概要構成ブロック図を示す。カラ
オケ装置10は、歌唱者用マイク11を介して入力され
る入力音声信号SIN(サンプリング周波数FS相当)に
非線形処理であるエフェクト処理を施して効果付与音声
信号SEINとして出力するエフェクタ12と、カラオケ
演奏に用いられる楽曲データに基づいて楽曲信号SKを
生成し、出力する音源装置13と、効果付与音声信号S
EIN及び楽曲信号SKを混合して混合信号SMとして出力
するミキサ14と、混合信号SMを増幅して増幅混合信
号SAMとして出力するアンプ15と、増幅混合信号SAM
を音響信号に変換して出力するスピーカ16と、を備え
て構成されている。
クタ12は、入力音声信号SINの2倍オーバサンプリン
グ(サンプリング周波数=2FS)を行い、オーバサン
プリングデータDOSを出力するオーバサンプリングユニ
ット21と、オーバサンプリングデータDOSに対し、デ
ィストーション処理などの非線形処理を施し、非線形オ
ーバサンプリングデータDNLOSを出力する非線形処理ユ
ニット22と、非線形オーバサンプリングデータDNLOS
のサンプリング周波数FSの半分の周波数FS/2以下の
周波数成分のみを通過させ、フィルタリングオーバサン
プリングデータDFOSを出力するロウパスフィルタユニ
ット23と、フィルタリングオーバサンプリングデータ
DFOSの1/2倍ダウンサンプリングを行い、サンプリ
ングデータDSを出力するダウンサンプリングユニット
24と、サンプリングデータDSのディジタル/アナロ
グ変換を行って効果付与音声信号SEINとして出力する
A/Dコンバータユニット25と、を備えて構成されて
いる。
11を介して入力される入力音声信号SINに非線形処理
であるエフェクト処理を施して効果付与音声信号SEIN
としてミキサ14に出力する。ここで、エフェクタ12
の詳細な動作について図3を参照して説明する。図3に
エフェクタの動作説明図を示す。エフェクタ12のオー
バサンプリングユニット21は、歌唱者用マイク11を
介して入力されたサンプリング周波数FSに相当する周
波数帯域を有する入力音声信号SIN(図3(a)参照)
に対し2倍オーバサンプリング(サンプリング周波数=
2FS)を行い、オーバサンプリングデータDOSを出力
する。非線形処理ユニット22と、オーバサンプリング
データDOSに対し、ディストーション処理などの非線形
処理を施し、非線形オーバサンプリングデータDNLOSを
出力する。
タDNLOSの周波数−ゲイン特性は、図3(b)に示すよ
うなものとなる。従って、このまま、ダウンサンプリン
グを施すと、得られる信号は、図4に示すような周波数
−ゲイン特性を示すこととなり、1/2サンプリング周
波数FS/2を越える周波数帯域成分は折り返しひずみ
成分となってしまう。そこで、本実施形態では、ロウパ
スフィルタユニット23を用い、非線形オーバサンプリ
ングデータDNROSのサンプリング周波数FSの半分の周
波数FS/2以下の周波数成分のみを通過させ、フィル
タリングオーバサンプリングデータDFOSとしてダウン
サンプリングユニット24に出力する構成を採ってい
る。これにより、ダウンサンプリングユニット24は、
フィルタリングオーバサンプリングデータDFOSの1/
2倍ダウンサンプリングを行い、図3(c)に示すよう
な、サンプリングデータDSをA/Dコンバータユニッ
ト25出力することとなる。
25は、サンプリングデータDSのディジタル/アナロ
グ変換を行って、図3(d)に示すような周波数−ゲイ
ン特性を有する効果付与音声信号SEINを生成し、ミキ
サ14に出力することとなる。従って、効果付与音声信
号SEINに含まれる折り返しひずみ成分は、ロウパスフ
ィルタユニット23を用いずにダウンサンプリングした
場合(図4参照)と比較し、折り返しひずみ成分を有意
に低減させることができる。一方、音源装置13は、カ
ラオケ演奏に用いられる楽曲データに基づいて楽曲信号
SKを生成し、ミキサ14に出力する。ミキサ14は、
エフェクタ12が出力した効果付与音声信号SEIN及び
音源装置13が出力した楽曲信号SKを混合して混合信
号SMとしてアンプ15に出力する。アンプ15は、混
合信号SMを増幅して増幅混合信号SAMとしてスピーカ
16に出力し、スピーカ16は、増幅混合信号SAMを音
響信号に変換して出力することとなる。
し、ディストーション処理等の非線形処理を施す場合で
あっても、入力音声信号を予めオーバサンプリングして
から非線形処理を施し、その後、フィルタリング処理及
びダウンサンプリング処理を施すことにより、入力音声
信号に相当するサンプリング周波数FSの半分の周波数
FS/2より高い周波数成分を除去することができ、非
線形処理に起因して発生する折り返しひずみの発生を低
減して、より高品質な出力音声を得ることができる。
倍オーバサンプリング処理を施していたが、n倍(n=
2以上の整数)オーバサンプリングを行う場合にも同様
の処理が可能である。この場合には、ダウンサンプリン
グユニットにおいて、1/nダウンサンプリング処理を
施せばよい。
について説明したが、これに限定されるものではなく、
入力信号に対し、非線形処理により生成される高調波成
分に対して充分な周波数帯域を有するオーバーサンプリ
ング周波数でサンプリングを行うように構成すればよ
い。
ションについて説明したが、非線形処理を行うエフェク
トであれば、適用が可能である。 [5.4] 第4変形例 上記実施形態においては、入力信号としてアナログ信号
である場合について説明したが、ディジタル信号を用い
る場合であっても、本発明の適用が可能である。
ストーション処理等の非線形処理を施す場合であって
も、入力信号を予めオーバサンプリングしてから非線形
処理を施し、その後、フィルタリング処理及びダウンサ
ンプリング処理を施すことにより、入力信号に対し、非
線形処理により生成される高調波成分に対して充分な周
波数帯域を有するオーバーサンプリング処理を施すの
で、ダウンサンプリング後に、不要な高調波成分を除去
することができ、非線形処理に起因して発生する折り返
しひずみの発生を低減することができる。
理結果の説明図である。
フェクタ、13…音源装置、14…ミキサ、15…アン
プ、16…スピーカ、21…オーバサンプリングユニッ
ト、22…非線形処理ユニット、23…ロウパスフィル
タユニット、24…ダウンサンプリングユニット、25
…A/Dコンバータユニット、DFOS…フィルタリング
オーバサンプリングデータ、DNLOS…非線形オーバサン
プリングデータ、DOS…オーバサンプリングデータ、D
S…サンプリングデータ、SAM…増幅混合信号、SEIN…
効果付与音声信号、SIN…入力音声信号、SK…楽曲信
号、SM…混合信号
Claims (5)
- 【請求項1】 入力信号に対し、非線形処理により生成
される高調波成分に対して充分な周波数帯域を有するオ
ーバーサンプリング周波数でサンプリングを行いオーバ
サンプリングデータを出力するオーバサンプリング手段
と、 前記オーバサンプリングデータに対し予め定めた前記非
線形処理を施して非線形データを出力する非線形処理手
段と、 前記非線形データの周波数帯域のうち、予め定めた所定
の周波数帯域を越える周波数成分を除去し、フィルタリ
ングデータとして出力するフィルタリング手段と、 前記フィルタリングデータのダウンサンプリングを行っ
て前記所定の周波数帯域を有するダウンサンプリングデ
ータを出力するダウンサンプリング手段と、 を備えたことを特徴とする信号処理装置。 - 【請求項2】 請求項1記載の信号処理装置において、 前記オーバーサンプリング手段は、前記入力信号のn倍
オーバーサンプリング(n:2以上の整数)を行って前
記入力信号の周波数帯域を含む所定の周波数帯域のn倍
の周波数帯域を有する前記オーバサンプリングデータを
出力することを特徴とする信号処理装置。 - 【請求項3】 請求項1または請求項2のいずれかに記
載の信号処理装置において、 前記入力信号は、アナログ信号であることを特徴とする
信号処理装置。 - 【請求項4】 請求項3記載の信号処理装置において、 前記入力信号は、音声信号あるいは音響信号であり、 前記非線形処理手段は、予め定めたアナログモデルに基
づいてエフェクト処理として前記非線形処理を行うこと
を特徴とする信号処理装置。 - 【請求項5】 入力信号に対し、非線形処理により生成
される高調波成分に対して充分な周波数帯域を有するオ
ーバーサンプリング周波数でサンプリングを行いオーバ
サンプリングデータを生成するオーバサンプリング工程
と、 前記オーバサンプリングデータに対し予め定めた前記非
線形処理を施す非線形処理工程と、 前記非線形処理が施されたオーバサンプリングデータに
対し、当該オーバーサンプリングデータの周波数帯域成
分のうち、予め定めた所定の周波数帯域を越える周波数
成分を除去し、フィルタリングデータを生成するフィル
タリング工程と、 前記フィルタリングデータのダウンサンプリングを行っ
て前記所定の周波数帯域を有するダウンサンプリングデ
ータを生成するダウンサンプリング工程と、 を備えたことを特徴とする信号処理方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10270344A JP2000099022A (ja) | 1998-09-24 | 1998-09-24 | 信号処理装置及び信号処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10270344A JP2000099022A (ja) | 1998-09-24 | 1998-09-24 | 信号処理装置及び信号処理方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000099022A true JP2000099022A (ja) | 2000-04-07 |
Family
ID=17484962
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10270344A Pending JP2000099022A (ja) | 1998-09-24 | 1998-09-24 | 信号処理装置及び信号処理方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000099022A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9595925B2 (en) | 2014-10-28 | 2017-03-14 | Panasonic Corporation | Distortion-compensating power amplifier and method for compensating for distortion to amplify power |
-
1998
- 1998-09-24 JP JP10270344A patent/JP2000099022A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9595925B2 (en) | 2014-10-28 | 2017-03-14 | Panasonic Corporation | Distortion-compensating power amplifier and method for compensating for distortion to amplify power |
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A131 | Notification of reasons for refusal |
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A521 | Written amendment |
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