JP2002189498A - デジタル音声処理装置及びコンピュータプログラム記録媒体 - Google Patents
デジタル音声処理装置及びコンピュータプログラム記録媒体Info
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- JP2002189498A JP2002189498A JP2000386957A JP2000386957A JP2002189498A JP 2002189498 A JP2002189498 A JP 2002189498A JP 2000386957 A JP2000386957 A JP 2000386957A JP 2000386957 A JP2000386957 A JP 2000386957A JP 2002189498 A JP2002189498 A JP 2002189498A
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- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
- Signal Processing For Digital Recording And Reproducing (AREA)
Abstract
で、リアリティ、明瞭度のある再生音を得る。 【解決手段】 高周波生成回路11は入力サンプルを前
のサンプルと比較して比較結果に基づいて波形の極大値
Vmax、極小値Vminを検出し、極大値Vmaxから極小値
Vminまで及び極小値Vminから極大値Vmaxまでのサン
プル数を検出し、極大値Vmax、極小値Vminと各1サン
プル前の値との差分Δmax、Δminを求め、サンプル数に
応じた各係数Amax、Aminを係数テーブルAから求め、
差分Δmax、Δminにそれぞれ係数Amax、Aminを乗算
し、各乗算結果Amax・Δmax、Amin・Δminを加算回路
13に出力することにより極大値Vmax、極小値Vminに
対してそれぞれ加算、減算する。
Description
装置及びコンピュータプログラム記録媒体に関する。
はサンプリング周波数fs=44.1kHz、量子化ビ
ット数=16ビットでデジタル音声信号に変換されてお
り、このため、22.05kHz以上の帯域は全てカッ
トされ、狭い帯域であるので、これをD/A変換してス
ピーカにより再生しても聴感上、豊かな臨場感は得られ
ない。そこで、例えばDVDビデオ規格やDVDオーデ
ィオ規格では、44.1kHzより高いfs=48kH
z、96kHz、192kHz、量子化ビット数=24
ビットなどが採用されている。
声信号をそのまま16→24ビット変換し、ハイサンプ
リングして48kHzなどに変換しても、オリジナルで
は22.05kHz以上の帯域が全てカットされている
ので、元のデジタル音声信号の波形を成形して高周波帯
域を付加することにより、聴感上豊かな臨場感を再現す
る種々の方法が提案されている。
−126097号公報には、オリジナルのサンプリング
データを、よりサイン波に近づける方法を提案してい
る。この方法では、図10に示すように前後のサンプリ
ングデータを比較してサンプリングデータの極大値Vma
x及び極小値Vminを検出し、また、極大値Vmaxから極
小値Vminまで、及び極小値Vminから極大値Vmaxまで
のサンプル数を検出し、さらに極大値Vmax及び極小値
Vminを除く各サンプル毎に前のサンプルとの差分を算
出してこれに上記のサンプル数に応じた係数を乗算し、
この乗算結果を極大値Vmaxを除くサンプルであって極
大値Vmaxに近いサンプルに対しては加算処理、極小値
Vminを除くサンプルであって極小値Vminに近いサンプ
ルに対しては減算処理を行う。
ジタル音声信号の波形を成形して高周波帯域を付加した
り、上記従来例のようにオリジナルのサンプリングデー
タをよりサイン波に近づけただけでは、オリジナルのア
ナログ信号のようにシャープで、リアリティ、明瞭度の
ある再生音を得ることができないという問題点がある。
特に音声の場合には聞き取りにくいままであるという問
題点がある。
ジナルのアナログ信号のようにシャープで、リアリテ
ィ、明瞭度のある再生音を得ることができるデジタル音
声処理装置及びコンピュータプログラム記録媒体を提供
することを目的とする。
するために、極大値から極小値までのサンプル数、及び
極小値から極大値までのサンプル数に応じた各係数と、
極大値及び極小値と各1サンプル前の値との差分をそれ
ぞれ乗算して、各乗算結果を極大値に加算し、極小値か
ら減算するようにしたものである。
ジタル音声情報の前後のサンプルを比較することにより
極大値と極小値を求める手段と、前記極大値から極小値
までのサンプル数、及び極小値から極大値までのサンプ
ル数を検出する手段と、前記極大値及び極小値と各1サ
ンプル前の値との差分をそれぞれ求める手段と、前記サ
ンプル数に応じた各係数と前記各差分をそれぞれ乗算す
る手段と、前記各乗算結果を前記極大値に加算し、前記
極小値から減算する手段とを、有するデジタル音声処理
装置が提供される。
ル音声情報の前後のサンプルを比較することにより極大
値と極小値を求める手段と、前記極大値から極小値まで
のサンプル数、及び極小値から極大値までのサンプル数
を検出する手段と、前記極大値及び極小値を含む各サン
プルと1サンプル前の値との差分をそれぞれ求める手段
と、前記サンプル数に応じた各係数と前記各差分をそれ
ぞれ乗算する手段と、前記各乗算結果を前記極大値のサ
ンプル及び前記極大値に近いサンプルに加算し、前記極
小値及び前記極小値に近いサンプルから減算する手段と
を、有するデジタル音声処理装置が提供される。
ル音声情報の前後のサンプルを比較することにより極大
値と極小値を求めるステップと、前記極大値から極小値
までのサンプル数、及び極小値から極大値までのサンプ
ル数を検出するステップと、前記極大値及び極小値と各
1サンプル前の値との差分をそれぞれ求めるステップ
と、前記サンプル数に応じた各係数と前記各差分をそれ
ぞれ乗算するステップと、前記各乗算結果を前記極大値
に加算し、前記極小値から減算するステップとを、処理
するコンピュータプログラムが記録されたコンピュータ
プログラム記録媒体が提供される。
ル音声情報の前後のサンプルを比較することにより極大
値と極小値を求めるステップと、前記極大値から極小値
までのサンプル数、及び極小値から極大値までのサンプ
ル数を検出するステップと、前記極大値及び極小値を含
む各サンプルと1サンプル前の値との差分をそれぞれ求
めるステップと、前記サンプル数に応じた各係数と前記
各差分をそれぞれ乗算するステップと、前記各乗算結果
を前記極大値のサンプル及び前記極大値に近いサンプル
に加算し、前記極小値及び前記極小値に近いサンプルか
ら減算するステップとを、処理するコンピュータプログ
ラムが記録されたコンピュータプログラム記録媒体が提
供される。
参照して本発明の実施の形態について説明する。図1は
本発明に係るデジタル音声処理装置及びコンピュータプ
ログラムの第1の実施形態を示すブロック図、図2は図
1の係数テーブルを示す説明図、図3は第1の実施形態
による処理波形を示す説明図である。
ータOUT)は、例えばfs=48kHz、96kH
z、192kHz、量子化ビット数=24ビットであ
る。この入力データINはI/Oポート10により波形
整形回路3内に取り込まれ、高周波生成回路11と遅延
回路12に印加される。遅延回路12は入力データIN
を高周波生成回路11の処理時間の分だけ遅延する。こ
こで、処理サンプル数が多いほど、より高次の高調波を
処理することができ、音質を高めることができるが、極
端に多くしても聴感上の差異はあまりなく、回路規模、
処理時間が膨大となるので、4、5次程度の高調波を処
理すればよい。そして、高周波生成回路11と遅延回路
12の各出力信号が加算回路13により加算され、この
加算された信号がI/Oポート14を介して出力データ
OUTとして出力される。
明する。 (1)まず、入力データINの各サンプルを前のサンプ
ルと比較し、大きいか、小さいか、同じかを検出する。 (2)上記の比較結果に基づいて波形の極大値Vmax、
極小値Vminを検出する。 (3)上記の極大値Vmaxから極小値Vminまでの間隔
と、極小値Vminから極大値Vmaxまでの間隔(サンプル
数)を検出する。 (4)上記の極大値Vmax、極小値Vminと各1サンプル
前の値との差分Δmax、Δminを求める。 (5)上記(3)で求めたサンプル数に応じた各係数A
max、Aminを図2に示すような係数テーブルAから求め
る。 (6)上記(4)で求めた差分Δmax、Δminに対し、そ
れぞれ上記(5)で求めた各係数Amax、Aminを乗算
し、各乗算結果Amax・Δmax、Amin・Δminを図1に示
す加算回路13に出力することにより、以下に示すよう
に極大値Vmax、極小値Vminに対してそれぞれ加算、減
算する。 Vmax→Vmax+Amax・Δmax Vmin→Vmin−Amin・Δmin
に、極大値Vmaxから極小値Vminまで、極小値Vminか
ら極大値Vmaxまでのサンプル数が少ない場合(サンプ
ル数=2〜5)に比較的大きい係数Amax、Amin=1/
2が設定され、サンプル数が多くなると段階的に小さく
なるように設定されている。また、係数値の異なる複数
の係数テーブルA、B〜をあらかじめ用意して、処理対
象の曲に応じて選択するようにしてもよく(図1の係数
テーブル選択部15)、また、処理対象の曲に応じて上
記の処理をするか、しないかを選択可能にしてもよい
(図示のON/OFF制御部16)。
大値Vmaxが持ち上がり、また、極小値Vminが小さくな
るので、再生音のメリハリ、歯切れ感が向上して、シャ
ープで、リアリティ、明瞭度のある再生音を得ることが
できる。
タINに対して高周波成分を付加するので、図5(1)
に示すように入力データINのサンプリング周波数fs
の1/2以上の周波数成分が発生してこれが折り返しノ
イズとなる。そこで、図4に示すように波形整形回路3
の前段にサンプリングレート変換回路1を設けて、図5
(2)に示すように入力データINのサンプリング周波
数fsを2倍にし、この信号に対して図1に示すように
高周波成分を付加してサンプリング周波数fsを1/2
にすることにより、図5(3)に示すように高周波成分
を付加しながら折り返しノイズを低減することができ
る。
第1の実施形態と同様に原信号の極大値Vmaxを持ち上
げ、また、極小値Vminを小さくするとともに、さらに
従来例として特開平11−126097号公報と同様に
オリジナルのサンプリングデータを、よりサイン波に近
づけるように構成されている。図6は極小値Vminから
極大値Vmaxまでのサンプル数が2個の場合の従来例を
示し、この場合には中間のサンプリングデータに、前の
サンプルとの差分と係数の乗算結果を加算する。したが
って、図6(a)、(b)、(c)に示すようにこの加
算値は前のサンプリングデータとの差分が大きいほど大
きくなる。
サンプル数が3個の場合の従来例を示し、この場合には
極小値Vminのサンプルの1つ後のサンプリングデータ
に、極小値Vmin との差分と係数の乗算結果を減算し、
また、極大値Vmaxのサンプルの1つ前のサンプリング
データに、その前のサンプルとの差分と係数の乗算結果
を加算する。同様に、図7(a)、(b)、(c)に示
すようにこの加算値、減算値は前後のサンプリングデー
タの差分が大きいほど大きくなる。
理を行う。 (1)まず、入力サンプルを前のサンプルと比較し、大
きいか、小さいか、同じかを検出する。 (2)上記の比較結果に基づいて波形の極大値Vmax、
極小値Vminを検出する。 (3)上記の極大値Vmaxから極小値Vminまでの間隔
と、極小値Vminから極大値Vmaxまでの間隔(サンプル
数)を検出する。 (4)’上記の極大値Vmax、極小値Vminを含む各サン
プルと1サンプル前の値との差分Δを求める。
応じた各係数αを係数テーブルから求める。この場合、
極大値Vmax、極小値Vminの係数は図2に示した係数テ
ーブルA、B〜から求め、他のサンプルの係数は図8に
示す係数テーブルから求める。図8に示す係数テーブル
も同様に、Vmax−Vmin間のサンプル数が少ないほど係
数が大きく設定されている。また、この例では、差分レ
ベルを4段階にして差分レベルが大きいほど係数を大き
くしている。 (6)’上記(4)で求めた差分Δに対し、それぞれ上
記(5)’で求めた各係数αを乗算し、各乗算結果α・
Δを図1に示す加算回路13に出力することにより、以
下に示すように各サンプルVに対してそれぞれ加算、減
算する。 V→V±α・Δ このときの加算、減算については、極大値及び極大値に
近いサンプリングデータに対しては加算処理、極小値及
び極小値に近いサンプリングデータに対しては減算処理
を行う。
ように第1の実施形態と同様に原信号の極大値Vmaxが
持ち上がり、また、極小値Vminが小さくなるととも
に、オリジナルのサンプリングデータがよりサイン波に
近づくので、さらに再生音のメリハリ、歯切れが向上し
て、シャープで、リアリティ、明瞭度のある再生音を得
ることができる。
規格のデジタル音声入力データ(CDマスタ信号)を1
6→24ビット変換してfs=48kHz、96kH
z、192kHzにハイサンプリングし、波形整形回路
3により波形整形することによりDVD規格のデジタル
音声信号(DVDマスタ信号)を生成することができ
る。また、波形整形回路3に入力する信号INは、アナ
ログ信号をこのレートでA/D変換したものや、波形整
形回路3により波形整形されていないDVDマスタ信号
でもよい。
ハードウエアについて説明したが、ソフトウエアでも実
現することができる。このため、このコンピュータプロ
グラムをパーソナル・コンピュータのみならず、デジタ
ル音声信号を処理可能な、例えば携帯電話機にあらかじ
めダウンロードすることにより、世界中の音源WWWサ
ーバがネットを介して供給する音楽・音声コンテンツを
シャープで、リアリティ、明瞭度のある音で再生するこ
とができる。
大値から極小値までのサンプル数、及び極小値から極大
値までのサンプル数に応じた各係数と、極大値及び極小
値と各1サンプル前の値との差分をそれぞれ乗算して、
各乗算結果を極大値に加算し、極小値から減算するよう
にしたので、オリジナルのアナログ信号のようにシャー
プで、リアリティ、明瞭度のある再生音を得ることがで
きる。
ュータプログラムの第1の実施形態を示すブロック図で
ある。
ある。
る。
す説明図である。
明図である。
説明図である。
ある。
ある。
Claims (6)
- 【請求項1】 オリジナルのデジタル音声情報の前後の
サンプルを比較することにより極大値と極小値を求める
手段と、 前記極大値から極小値までのサンプル数、及び極小値か
ら極大値までのサンプル数を検出する手段と、 前記極大値及び極小値と各1サンプル前の値との差分を
それぞれ求める手段と、 前記サンプル数に応じた各係数と前記各差分をそれぞれ
乗算する手段と、 前記各乗算結果を前記極大値に加算し、前記極小値から
減算する手段とを、 有するデジタル音声処理装置。 - 【請求項2】 オリジナルのデジタル音声情報の前後の
サンプルを比較することにより極大値と極小値を求める
手段と、 前記極大値から極小値までのサンプル数、及び極小値か
ら極大値までのサンプル数を検出する手段と、 前記極大値及び極小値を含む各サンプルと1サンプル前
の値との差分をそれぞれ求める手段と、 前記サンプル数に応じた各係数と前記各差分をそれぞれ
乗算する手段と、 前記各乗算結果を前記極大値のサンプル及び前記極大値
に近いサンプルに加算し、前記極小値及び前記極小値に
近いサンプルから減算する手段とを、 有するデジタル音声処理装置。 - 【請求項3】 前記サンプル数が少ないほど前記係数が
大きいことを特徴とする請求項1又は2記載のデジタル
音声処理装置。 - 【請求項4】 オリジナルのデジタル音声情報の前後の
サンプルを比較することにより極大値と極小値を求める
ステップと、 前記極大値から極小値までのサンプル数、及び極小値か
ら極大値までのサンプル数を検出するステップと、 前記極大値及び極小値と各1サンプル前の値との差分を
それぞれ求めるステップと、 前記サンプル数に応じた各係数と前記各差分をそれぞれ
乗算するステップと、 前記各乗算結果を前記極大値に加算し、前記極小値から
減算するステップとを、 処理するコンピュータプログラムが記録されたコンピュ
ータプログラム記録媒体。 - 【請求項5】 オリジナルのデジタル音声情報の前後の
サンプルを比較することにより極大値と極小値を求める
ステップと、 前記極大値から極小値までのサンプル数、及び極小値か
ら極大値までのサンプル数を検出するステップと、 前記極大値及び極小値を含む各サンプルと1サンプル前
の値との差分をそれぞれ求めるステップと、 前記サンプル数に応じた各係数と前記各差分をそれぞれ
乗算するステップと、 前記各乗算結果を前記極大値のサンプル及び前記極大値
に近いサンプルに加算し、前記極小値及び前記極小値に
近いサンプルから減算するステップとを、 処理するコンピュータプログラムが記録されたコンピュ
ータプログラム記録媒体。 - 【請求項6】 前記サンプル数が少ないほど前記係数が
大きいことを特徴とする請求項4又は5記載のコンピュ
ータプログラムが記録されたコンピュータプログラム記
録媒体。
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