JP2002236499A - 音楽信号圧縮装置、音楽信号圧縮伸張装置及び前処理制御装置 - Google Patents

音楽信号圧縮装置、音楽信号圧縮伸張装置及び前処理制御装置

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JP2002236499A JP2001371177A JP2001371177A JP2002236499A JP 2002236499 A JP2002236499 A JP 2002236499A JP 2001371177 A JP2001371177 A JP 2001371177A JP 2001371177 A JP2001371177 A JP 2001371177A JP 2002236499 A JP2002236499 A JP 2002236499A
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Ryosuke Kobayashi
良輔 小林
Masako Ogawa
理子 小川
Tomomi Hirata
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 音楽的に重要なパートの信号成分の品質を聴
感上高くするようにデータ圧縮して記憶媒体に格納し、
圧縮データを伸長して音楽信号を再生する音楽信号圧縮
伸長装置を実現すること。 【解決手段】 音楽信号入力部１から音楽信号が与えら
れると、前処理部７Ａ内の音源分離部２は音源の種類毎
に複数の信号に分離する。物理特性変換部３は制御情報
入力部５の制御情報に基づいて各々の信号の物理特性を
変化させる。信号合成部４は物理特性変換部３の複数の
出力信号を合成し、データ圧縮部８に与える。例えば圧
縮されたデータにおいて、ボーカルに割り当てるデータ
レートを高くし、その他のパートにはデータレートを低
くする。その結果、音楽的に重要なパートの信号成分の
品質を聴感上高くすることが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、音楽信号をそのパ
ートに応じて圧縮方法を制御して記録する音楽信号圧縮
装置と、圧縮及び伸張方法を制御して記録及び再生する
音楽信号圧縮伸張装置及び前処理制御装置に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】一般に音楽信号は、メロディ音とリズム
音、又はボーカル音と伴奏音のように、音楽的な意味合
いが異なる複数のパートから構成されていることが多
い。また人間は音楽の聴取時において、聴覚心理上の処
理によって複数のパートを分離して認識することができ
る。更にこれらの複数のパートに対する人間の聴覚上の
意識は、個々のパートで均一ではなく、音楽的な重要度
に応じて大きく偏っている場合が多い。つまり音楽を楽
しむ一般の受聴者は、メロディ音やボ―カル音に意識を
集中して聴取している場合が多いと考えられる。これ
は、複数の音源間に聴感上のマスキング現象が発生して
いるのと等価である。
【０００３】従来の音楽信号の圧縮方式では、圧縮され
る信号が上記のような複数のパートから構成されている
音楽信号や単一の音源のように音楽的な意味合いや構造
を持たない音楽信号であっても、同じアルゴリズムで圧
縮処理が行われていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の圧
縮方式では、音楽的な重要度が高いパートの信号成分
も、そうでないパートの信号成分も、圧縮符号化のため
のデータレートは区別なく割り当てられていた。従っ
て、圧縮率を高くすれば、それに伴い音楽的な重要度が
高いパートの信号成分も、そうでないパートの信号成分
も区別なく、音質の劣化が同程度に生じることになる。
【０００５】本発明は、圧縮されたデータにおいて音楽
的な重要度が高いパートの信号成分に割り当てられるデ
ータレートを、従来方式による圧縮データと比較して相
対的に高くすることのできる音楽信号圧縮装置と音楽信
号圧縮伸張装置及び前処理制御装置を実現することを目
的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本願の請求項１の発明
は、音楽信号を入力する音楽信号入力部と、前記音楽信
号入力部の出力信号に対し圧縮処理を行う前段において
前記音楽信号の前処理を行う前処理部と、前記前処理部
の出力信号に対し圧縮処理を行うデータ圧縮部と、前記
データ圧縮部によって圧縮された圧縮データを記憶する
データ記憶部と、前記データ記憶部から読み出された圧
縮データに対し伸張処理を行うデータ伸張部と、前記デ
ータ伸張部の出力データを音楽信号として出力する音楽
信号出力部と、を具備する音楽信号圧縮伸張装置であっ
て、前記前処理部は、前記音楽信号入力部の出力信号に
対し音源の種類毎に信号を分離する音源分離部と、前記
音源分離部で分離された各々の信号の物理特性を変化さ
せる物理特性変換部と、前記物理特性変換部から出力さ
れた複数の信号を合成する信号合成部と、前記音源分離
部での音源の分離処理の内容と前記物理特性変換部での
物理特性変換処理の内容とに関する制御情報を入力する
制御情報入力部と、前記制御情報入力部から出力される
制御情報に従って、前記音源分離部及び前記物理特性変
換部を制御する前処理制御部と、を有することを特徴と
するものである。
【０００７】本願の請求項２の発明は、請求項１の音楽
信号圧縮伸張装置において、前記前処理部は、前記音源
分離部で分離された各々の信号の物理特性を分析する音
源分析部を更に有し、前記物理特性変換部は、前記音源
分析部の出力信号が入力され、それに基づいて前記音源
分離部で分離された各々の信号の物理特性を変化させる
ものであり、前記前処理制御部は、前記音源分析部から
出力される分析結果データ及び前記制御情報入力部から
出力される制御情報に従って、前記音源分離部及び前記
物理特性変換部を制御することを特徴とするものであ
る。
【０００８】本願の請求項３の発明は、請求項１の音楽
信号圧縮伸張装置において、前記音源分離部は、入力信
号をボーカル信号とそれ以外の信号とに分離することを
特徴とするものである。
【０００９】本願の請求項４の発明は、請求項１の音楽
信号圧縮伸張装置において、前記物理特性変換部は、入
力された少なくとも１つの音源毎の信号のうち任意の周
波数以上の帯域成分に対し、エネルギーレベルの削減、
位相成分の除去、ステレオ信号のモノラル信号化のう
ち、少なくとも１つの処理を実行することを特徴とする
ものである。
【００１０】本願の請求項５の発明は、請求項１の音楽
信号圧縮伸張装置において、前記物理特性変換部は、入
力された少なくとも１つの音源毎の信号に対し、エネル
ギーレベルのダイナミックレンジを圧縮する処理を実行
することを特徴とするものである。
【００１１】本願の請求項６の発明は、請求項２の音楽
信号圧縮伸張装置において、前記音源分析部は、入力さ
れた音源毎の信号に対し、各々のエネルギーレベルを分
析することを特徴とするものである。
【００１２】本願の請求項７の発明は、請求項１の音楽
信号圧縮伸張装置において、前記データ圧縮部は、前記
前処理部の出力信号に対し圧縮処理を行うと共に前処理
情報を出力するものであり、前記データ伸張部の出力信
号に対し、前記前処理情報を用いて後処理を行う後処理
部を具備し、前記音楽信号出力部は前記後処理部の出力
データを音楽信号として出力するものであり、前記前処
理部は、前記音源分離部で分離された各々の信号の物理
特性を分析する音源分析部を有し、前記物理特性変換部
は、前記音源分析部の出力信号を入力し、前記音源分離
部で分離された各々の信号の物理特性を変化させるもの
であり、前記前処理制御部は、前記音源分析部から出力
される分析結果データ及び前記制御情報入力部から出力
される制御情報に従って、前記音源分離部及び前記物理
特性変換部を制御すると共に、前記音源分離部及び前記
物理領域特性変換部に対する制御内容を前記データ圧縮
部に出力するものであり、前記後処理部は、前記データ
伸張部の出力信号に対し、前記前処理情報を用いて前記
音源分離部と同じく音源の種類毎に複数の信号に再分離
する音源再分離部と、前記音源再分離部で分離された各
々の信号に対し、前記前処理情報を用いて前記物理特性
変換部での変換処理を補正する処理を行う物理特性逆変
換部と、前記物理特性逆変換部の複数の出力信号を合成
する信号再合成部と、前記前処理情報に従って前記音源
再分離部及び前記物理特性逆変換部を制御する後処理制
御部と、を有することを特徴とするものである。
【００１３】本願の請求項８の発明は、請求項７の音楽
信号圧縮伸張装置において、前記物理特性逆変換部は、
各々入力された少なくとも１つの音源毎の信号のうち任
意の周波数以上の帯域成分に対し、エネルギーレベルの
増加、位相成分の付加、モノラル信号のステレオ信号化
のうち、少なくとも１つの処理を実行することを特徴と
するものである。
【００１４】本願の請求項９の発明は、請求項７の音楽
信号圧縮伸張装置において、前記物理特性逆変換部は、
各々入力された音源毎の信号に対し、エネルギーレベル
のダイナミックレンジを伸張する処理を実行することを
特徴とするものである。
【００１５】本願の請求項１０の発明は、請求項７の音
楽信号圧縮伸張装置において、前記音源分析部は、入力
された音源毎の信号に対し、各々のエネルギーレベルを
分析することを特徴とするものである。
【００１６】本願の請求項１１発明は、音楽信号を入力
する音楽信号入力部と、前記音楽信号入力部の出力信号
に対し圧縮処理を行う前段において前記音楽信号の前処
理を行う前処理部と、前記前処理部の出力信号に対し圧
縮処理を行うデータ圧縮部と、を具備する音楽信号圧縮
装置であって、前記前処理部は、前記音楽信号入力部の
出力信号に対し音源の種類毎に信号を分離する音源分離
部と、前記音源分離部で分離された各々の信号の物理特
性を変化させる物理特性変換部と、前記物理特性変換部
から出力された複数の信号を合成する信号合成部と、前
記音源分離部での音源の分離処理の内容と前記物理特性
変換部での物理特性変換処理の内容とに関する制御情報
を入力する制御情報入力部と、前記制御情報入力部から
出力される制御情報に従って、前記音源分離部及び前記
物理特性変換部を制御する前処理制御部と、を有するこ
とを特徴とするものである。
【００１７】本願の請求項１２の発明は、請求項１１の
音楽信号圧縮装置において、前記音源分離部は、入力信
号をボーカル信号とそれ以外の信号とに分離することを
特徴とするものである。
【００１８】本願の請求項１３の発明は、請求項１１の
音楽信号圧縮装置において、前記物理特性変換部は、入
力された少なくとも１つの音源毎の信号のうち任意の周
波数以上の帯域成分に対し、エネルギーレベルの削減、
位相成分の除去、ステレオ信号のモノラル信号化のう
ち、少なくとも１つの処理を実行することを特徴とする
ものである。
【００１９】本願の請求項１４の発明は、請求項１１の
音楽信号圧縮装置において、前記物理特性変換部は、入
力された音源毎の信号に対し、エネルギーレベルのダイ
ナミックレンジを圧縮する処理を実行することを特徴と
するものである。
【００２０】本願の請求項１５の発明は、請求項１１の
音楽信号圧縮装置において、前記データ圧縮部によって
圧縮された圧縮データを記憶する記憶部を更に有するこ
とを特徴とするものである。
【００２１】本願の請求項１６の発明は、請求項１１の
音楽信号圧縮装置において、前記前処理部は、前記音源
分離部で分離された各々の信号の物理特性を分析する音
源分析部と、を更に有し、前記物理特性変換部は、前記
音源分析部の出力信号が入力され、それに基づいて前記
音源分離部で分離された各々の信号の物理特性を変化さ
せるものであり、前記前処理制御部は、前記音源分析部
から出力される分析結果データ及び前記制御情報入力部
から出力される制御情報に従って、前記音源分離部及び
前記物理特性変換部を制御することを特徴とするもので
ある。
【００２２】本願の請求項１７の発明は、請求項１６の
音楽信号圧縮装置において、前記音源分析部は、入力さ
れた音源毎の信号に対し、各々のエネルギーレベルを分
析することを特徴とするものである。
【００２３】本願の請求項１８の発明は、複数の音源毎
に分離した音楽信号を入力する音楽信号入力部と、前記
音楽信号入力部の出力信号に対し圧縮処理を行う前段に
おいて前記音楽信号の前処理を行う前処理部と、前記前
処理部の出力信号に対し圧縮処理を行うデータ圧縮部
と、前記データ圧縮部によって圧縮された圧縮データを
記憶するデータ記憶部と、前記データ記憶部から読み出
された圧縮データに対し伸張処理を行うデータ伸張部
と、前記データ伸張部の出力データを音楽信号として出
力する音楽信号出力部と、を具備する音楽信号圧縮伸張
装置であって、前記前処理部は、前記音楽信号入力部か
ら出力された各々の信号の物理特性を分析する音源分析
部と、前記音源分析部の出力信号を入力し、前記音楽信
号入力部から出力された各々の信号の物理特性を変化さ
せる物理特性変換部と、前記物理特性変換部から出力さ
れた複数の信号を合成する信号合成部と、前記音楽信号
入力部から出力される複数の音源の内容と前記物理特性
変換部での物理特性変換処理の内容とに関する情報を入
力する制御情報入力部と、前記音源分析部から出力され
る分析結果データ及び前記制御情報入力部から出力され
る制御情報に従って、前記物理特性変換部を制御する前
処理制御部と、を有することを特徴とするものである。
【００２４】本願の請求項１９の発明は、請求項１８の
音楽信号圧縮伸張装置において、前記物理特性変換部
は、入力された少なくとも１つの音源毎の信号のうち任
意の周波数以上の帯域成分に対し、エネルギーレベルの
削減、位相成分の除去、ステレオ信号のモノラル信号化
のうち、少なくとも１つの処理を実行することを特徴と
するものである。
【００２５】本願の請求項２０の発明は、請求項１８の
音楽信号圧縮伸張装置において、前記物理特性変換部
は、入力された音源毎の信号に対し、エネルギーレベル
のダイナミックレンジを圧縮する処理を実行することを
特徴とするものである。
【００２６】本願の請求項２１の発明は、請求項１８の
音楽信号圧縮伸張装置において、前記音源分析部は、入
力された音源毎の信号に対し、各々のエネルギーレベル
を分析することを特徴とするものである。
【００２７】本願の請求項２２の発明は、請求項１８の
音楽信号圧縮伸張装置において、複数の音源毎に分離し
た音楽信号を入力する音楽信号入力部と、前記音楽信号
入力部の出力信号に対し圧縮処理を行う前段において前
記音楽信号の前処理を行う前処理部と、前記前処理部の
出力信号に対し圧縮処理を行うデータ圧縮部と、を具備
する音楽信号圧縮装置であって、前記前処理部は、前記
音楽信号入力部から出力された各々の信号の物理特性を
分析する音源分析部と、前記音源分析部の出力信号を入
力し、前記音楽信号入力部から出力された各々の信号の
物理特性を変化させる物理特性変換部と、前記物理特性
変換部から出力された複数の信号を合成する信号合成部
と、前記音楽信号入力部から出力される複数の音源の内
容と前記物理特性変換部での物理特性変換処理の内容と
に関する情報を入力する制御情報入力部と、前記音源分
析部から出力される分析結果データ及び前記制御情報入
力部から出力される制御情報に従って、前記物理特性変
換部を制御する前処理制御部と、を有することを特徴と
するものである。
【００２８】本願の請求項２３の発明は、請求項２２の
音楽信号圧縮装置において、前記物理特性変換部は、入
力された少なくとも１つの音源毎の信号のうち任意の周
波数以上の帯域成分に対し、エネルギーレベルの削減、
位相成分の除去、ステレオ信号のモノラル信号化のう
ち、少なくとも１つの処理を実行することを特徴とする
ものである。
【００２９】本願の請求項２４の発明は、請求項２２の
音楽信号圧縮装置において、前記物理特性変換部は、入
力された音源毎の信号に対し、エネルギーレベルのダイ
ナミックレンジを圧縮する処理を実行することを特徴と
するものである。
【００３０】本願の請求項２５の発明は、請求項２２の
音楽信号圧縮装置において、前記音源分析部は、入力さ
れた音源毎の信号に対し、各々のエネルギーレベルを分
析することを特徴とするものである。
【００３１】本願の請求項２６の発明は、請求項２２の
音楽信号圧縮装置において、前記データ圧縮部によって
圧縮された圧縮データを記憶する記憶部を更に有するこ
とを特徴とするものである。
【００３２】本願の請求項２７の発明は、音楽信号を入
力する音楽信号入力部と、データ圧縮伸張された音楽信
号を出力する音楽信号出力部と、前記音楽信号入力部の
出力信号に対し圧縮処理を行う圧縮モードにおける前処
理を第１の処理とし、前記音楽信号出力部へ出力するた
めの伸張処理を行う伸張モードにおける後処理を第２の
処理とするとき、前記第１の処理及び前記第２の処理の
いずれか一方の処理を行う前処理及び後処理部と、前記
圧縮モードにおいて前記前処理及び後処理部の出力信号
に対し圧縮処理を行うと共に、前処理情報を出力するデ
ータ圧縮部と、前記データ圧縮部によって圧縮された圧
縮データと前記前処理情報とを記憶するデータ記憶部
と、前記伸張モードにおいて前記データ記憶部から出力
された圧縮データに対し伸張処理を行うデータ伸張部
と、を具備する音楽信号圧縮伸張装置であって、前記前
処理及び後処理部は、前記第１の処理又は前記第２の処
理に切り替える第１の切り替えスイッチと、前記第１の
切り替えスイッチと連動して動作し、前記前処理及び後
処理部の出力を前記データ圧縮部又は前記音楽信号出力
部に与える第２の切り替えスイッチと、前記第１の切り
替えスイッチの出力信号に対し音源の種類毎に信号を分
離する音源分離部と、前記音源分離部で分離された各々
の信号の物理特性を分析する音源分析部と、前記音源分
析部の出力信号を入力し、前記音源分離部で分離された
各々の信号の物理特性を変化させる物理特性変換部と、
前記物理特性変換部から出力された複数の信号を合成
し、前記第２の切り替えスイッチに出力する信号合成部
と、前記第１の処理の場合に、前記音源分離部での音源
の分離処理の内容と前記物理特性変換部での物理特性変
換処理の内容とに関する制御情報を入力する制御情報入
力部と、前記音源分析部から出力される分析結果データ
及び前記制御情報入力部から出力される制御情報に従っ
て前記音源分離部及び前記物理特性変換部を制御し、且
つ前記音源分離部及び前記物理特性変換部に対する制御
内容を前記前処理情報として前記データ圧縮部に出力す
る前処理制御部と、前記第２の処理の場合に、前記前処
理情報に従って前記音源分離部及び前記物理特性変換部
を制御する後処理制御部と、を有することを特徴とする
ものである。
【００３３】本願の請求項２８の発明は、請求項２７の
音楽信号圧縮伸張装置において、前記音源分離部は、入
力信号をボーカル信号とそれ以外の信号に分離すること
を特徴とするものである。
【００３４】本願の請求項２９の発明は、請求項２７の
音楽信号圧縮伸張装置において、前記物理特性変換部
は、前記第１の処理の場合に、入力された少なくとも１
つの音源毎の信号のうち任意の周波数以上の帯域成分に
対し、エネルギーレベルの削減、位相成分の除去、ステ
レオ信号のモノラル信号化のうち、少なくとも１つの処
理を実行し、前記第２の処理の場合に、入力された少な
くとも１つの音源毎の信号のうち任意の周波数以上の帯
域成分に対し、エネルギーレベルの増加、位相成分の付
加、モノラル信号のステレオ信号化のうち、少なくとも
１つの処理を実行することを特徴とするものである。
【００３５】本願の請求項３０の発明は、請求項２７の
音楽信号圧縮伸張装置において、前記物理特性変換部
は、前記第１の処理の場合に、入力された音源毎の信号
に対し、エネルギーレベルのダイナミックレンジを圧縮
する処理を実行し、前記第２の処理の場合に、入力され
た音源毎の信号に対し、エネルギーレベルのダイナミッ
クレンジを伸張する処理を実行することを特徴とするも
のである。
【００３６】本願の請求項３１の発明は、請求項２７の
音楽信号圧縮伸張装置において、前記音源分析部は、入
力された音源毎の信号に対し、各々のエネルギーレベル
を分析することを特徴とするものである。
【００３７】本願の請求項３２の発明は、入力された音
楽信号を音楽信号圧縮する前の前処理制御装置であっ
て、前記音楽信号入力部の出力信号に対し音源の種類毎
に信号を分離する音源分離部と、前記音源分離部で分離
された各々の信号の物理特性を変化させる物理特性変換
部と、前記物理特性変換部から出力された複数の信号を
合成する信号合成部と、前記音源分離部での音源の分離
処理の内容と前記物理特性変換部での物理特性変換処理
の内容とに関する制御情報を入力する制御情報入力部
と、前記制御情報入力部から出力される制御情報に従っ
て、前記音源分離部及び前記物理特性変換部を制御する
前処理制御部と、を有することを特徴とするものであ
る。
【００３８】本願の請求項３３の発明は、請求項３２の
前処理制御装置において、前記音源分離部で分離された
各々の信号の物理特性を分析する音源分析部を更に有
し、前記物理特性変換部は、前記音源分析部の出力信号
が入力され、それに基づいて前記音源分離部で分離され
た各々の信号の物理特性を変化させるものであり、前記
前処理制御部は、前記音源分析部から出力される分析結
果データ及び前記制御情報入力部から出力される制御情
報に従って、前記音源分離部及び前記物理特性変換部を
制御することを特徴とするものである。
【００３９】本願の請求項３４の発明は、請求項３２の
前処理制御装置において、前記音源分離部は、入力信号
をボーカル信号とそれ以外の信号とに分離することを特
徴とするものである。
【００４０】本願の請求項３５の発明は、請求項３２の
前処理制御装置において、前記物理特性変換部は、入力
されたすくなくとも１つの音源毎の信号のうち任意の周
波数以上の帯域成分に対し、エネルギーレベルの削減、
位相成分の除去、ステレオ信号のモノラル信号化のう
ち、少なくとも１つの処理を実行することを特徴とする
ものである。
【００４１】本願の請求項３６の発明は、請求項３２の
前処理制御装置において、前記物理特性変換部は、入力
された音源毎の信号に対し、エネルギーレベルのダイナ
ミックレンジを圧縮する処理を実行することを特徴とす
るものである。
【００４２】本願の請求項３７の発明は、請求項３３の
前処理制御装置において、前記音源分析部は、入力され
た音源毎の信号に対し、各々のエネルギーレベルを分析
することを特徴とするものである。
【００４３】
【発明の実施の形態】（実施の形態１）本発明の実施の
形態１における音楽信号圧縮伸張装置について、図面を
参照しつつ説明する。図１は、本実施の形態における音
楽信号圧縮伸張装置の構成図である。この音楽信号圧縮
伸張装置は、音楽信号入力部１、前処理部７Ａ、データ
圧縮部８、データ伸張部９、データ記憶部１０、及び音
楽信号出力部１１を含んで構成されている。前処理部７
Ａには、音源分離部２、物理特性変換部３、信号合成部
４、制御情報入力部５、前処理制御部６が設けられてい
る。ここで音楽信号入力部１と前処理部７Ａとデータ圧
縮部８とは、音楽信号圧縮装置の機能を有している。又
音楽信号圧縮装置はこれに加えてデータ記憶部１０を含
むものとしてもよい。
【００４４】音楽信号入力部１は音楽信号が入力される
インターフェースで入力信号を前処理部７Ａに与えるも
のである。前処理部７Ａは、音楽信号入力部１からの信
号に対して、圧縮処理を行う前段の前処理を行うもので
ある。データ圧縮部８は、前処理部７Ａの出力信号に対
し圧縮処理を行うものである。データ記憶部１０はデー
タ圧縮部８によって圧縮された圧縮データを記憶するも
のである。データ伸張部９は、データ記憶部１０から出
力された圧縮データに対し伸張処理を行うものである。
音楽信号出力部１１はデータ伸張部９の音楽信号を出力
するものである。
【００４５】前処理部７Ａにおいて、音源分離部２は音
楽信号入力部１の音楽信号を入力し、音源の種類毎に複
数の信号に分離するものである。物理特性変換部３は音
源分離部２で分離された各々の信号の物理特性を変化さ
せるものである。信号合成部４は物理特性変換部３の複
数の出力信号を入力時の信号として合成するものであ
る。制御情報入力部５は、音源分離部２での音源の分離
処理の内容と、物理特性変換部３での物理特性変換処理
の内容とに関する情報を入力（設定）するものである。
前処理制御部６は制御情報入力部５から出力される制御
情報に従って、音源分離部２及び物理特性変換部３の動
作を制御するものである。
【００４６】図２は、本発明の各実施の形態における音
楽信号圧縮装置又は音楽信号圧縮伸張装置を有するシス
テム機器の構成図である。図２に示すパーソナルコンピ
ュータ２２ａ，２２ｂに本発明の音楽信号圧縮装置又は
音楽信号圧縮伸張装置の機能が組み込まれている。コン
ピュータネットワーク２８には複数のパーソナルコンピ
ュータ２２ａ，２２ｂが接続される。パーソナルコンピ
ュータ２２ａには例えばサウンドカード２１が設けら
れ、ＣＤプレーヤ２０やスピーカ２７がサウンドカード
２１に接続されている。またパーソナルコンピュータ２
２ａは内部にＣＰＵ、メモリ、データバス等を備え、マ
ウス２３、キーボード２４、ディスプレイ２５が取り付
けられている。パーソナルコンピュータ２２ａで作成さ
れた圧縮データは記録メディア２６に保存されたり、コ
ンピュータネットワーク２８を介して他のパーソナルコ
ンピュータ２２ｂに転送されたりする。
【００４７】まず図２に示すシステム機器の動作につい
て説明する。パーソナルコンピュータ２２ａは、入力デ
ィバイスであるマウス２３やキーボード２４から設定デ
ータが入力され、ディスプレイ２５に各種の入力データ
や出力データが表示される。本実施の形態の音楽信号圧
縮装置又は音楽信号圧縮伸張装置における圧縮伸張処理
及び前処理などの信号処理は、このパーソナルコンピュ
ータ２２ａのソフトウェアで実現される。
【００４８】サウンドカード２１は、パーソナルコンピ
ュータ２２ａに組み込まれて動作し、ＣＤプレーヤ２０
などから音楽信号を入力すると共に、伸張処理した音楽
信号をスピーカ２７に出力する。また圧縮処理された圧
縮データは必要に応じて記録メディア２６に保存され
る。
【００４９】尚、圧縮伸張処理及び前処理などの信号処
理については、パーソナルコンピュータ２２ａ上のソフ
トウェアで行う代わりに、ＤＳＰなどを含む半導体ディ
バイスを実装した専用のハードウェアで行ってもよい。
また圧縮データは記録メディア２６に保存するだけでな
く、コンピュータネットワーク２８を利用して、音楽信
号圧縮伸張装置の機能を有する他のパーソナルコンピュ
ータ２２ｂにも転送できる。
【００５０】次に、図１に示す音楽信号圧縮伸張装置の
動作について説明する。音楽信号入力部１に入力された
音楽信号は、データ圧縮部８に入力される前に、前処理
部７Ａに与えられる。前処理部７Ａは圧縮伸張後の出力
音楽信号を高音質化するための複数の信号処理を行う。
【００５１】音源分離部２は、前処理部７Ａに入力され
た音楽信号を複数の音源毎の信号に分離する。音源分離
に関しては幾つかの技法が発表されている。第１の技術
として、音楽情報科学（1997.2.21 ）に記載された「背
景音楽付き音声に対する音響ストリームの分離」があ
る。ここでは音楽付きナレーションのように、音声と音
楽が混在する場合を想定しており、２種類の音源の特徴
に合致した処理方式をうまく使い分けることで、異なる
音源グループを識別する。具体的にはオントロジーを用
いた音の知識表現と、知識表現に基づいて音源を分離す
るための階層的マルチエージェントアーキテクチャーが
提案されている。
【００５２】第２の技術として、音楽情報科学（1997.
2.21 ）に記載された「適応型混合テンプレートを用い
た音源同定」がある。ここではアンサンブル演奏におい
て、音源分離同定を行うことを目的としている。ここで
提案されたマルチエージェントアーキテクチャーは、処
理のきっかけを与えるイニシエータと、エージェントの
処理を先導するプロモータと、音源分離と同定処理の主
体となるエージェントネットワークと、エージェントの
調停を行うメディエータとから成り立っている。
【００５３】第３の技術として、音楽情報科学（1999.
2.19 ）に記載された「くし型フィルタによる実楽器音
を対象として演奏楽器推定」がある。ここでは周波数軸
上で等間隔に零点を持ち、サンプリング周波数に対応し
た全ての周波数成分を除去できるくし型フィルタを利用
して、音名判別、和音分離、スペクトル構造を利用した
楽器推定方法が提案されている。
【００５４】これらに加えて、音源分離に関しては幾つ
かの特許も知られている。例えば人間の発声したヴォー
カル信号と他の信号とを分離するための技術として、Ba
hl et al. に対し2000年５月23日に発行されたUSP6,06
7,517が知られている。又Kageyamaに対し1998年１月27
日に発行されたUSP5,712,437では複数の信号を分離して
その一部に対してハーモニーを付加する技術が示されて
おり、このような技術を用いて音源を分離することがで
きる。
【００５５】本実施の形態では、これらの公知技術のい
ずれかを音源分離部２に用いている。いずれにしても、
音源分離のための具体的な信号処理として、入力信号の
周波数スペクトラムの時系列データを一旦メモリに保持
し、メモリに保持されたスペクトラムデータから、相関
係数の高い成分を抽出することで音源分離を実現でき
る。また音源分離部２で音源をどのように分離するかに
ついては、前処理制御部６で設定される。このとき制御
情報入力部５は、前処理制御部６に対して音源分離に関
する制御情報を与える。
【００５６】図３は、本実施の形態における制御情報入
力部５の入力画面例を示す概念図である。制御情報入力
部５は、図２のパーソナルコンピュータ２２ａのディス
プレイ２５に表示された入力画面に、マウス２３やキー
ボード２４によって、所望の制御情報を入力する。図３
では入力された音楽信号を、パート番号０におけるボー
カル信号と、パート番号１におけるその他の信号とに分
離する設定がなされている。
【００５７】更に制御情報入力部５は、物理特性分離部
３で分離される音源毎の信号処理の内容についての制御
情報を入力する。図３においては、ボーカル信号につい
ては何も信号処理を行わない。それ以外の信号について
は、周波数帯域やダイナミックレンジの制限、更にはカ
ップリング処理等に関する制御情報が入力される。カッ
プリング処理とは、ＲチャンネルとＬチャンネルの信号
を１チャンネルの信号に統合することである。ここで入
力された上記の制御情報は、前処理制御部６を通じて物
理特性変換部３に与えられる。
【００５８】物理特性変換部３はこの制御情報に基づ
き、ボーカル信号については一切物理特性を変換しない
が、ボーカル以外の信号成分（その他の信号）について
はそのエネルギー成分の一部を削除する。これは、受聴
者にとってボーカル信号とその他の信号に対する聴覚上
の意識が均一ではなく、受聴者が音楽的に重要度が高い
ボ―カル音に意識を集中して聴取している場合が多いか
らである。このようにして、その他の信号に対するボー
カル信号の聴感上のマスキング現象を考慮する。物理特
性の変換として、上記以外に、任意の周波数以上の帯域
成分についてエネルギーレベルの削減、エネルギーレベ
ルのダイナミックレンジの圧縮、位相成分の除去、ステ
レオ信号のモノラル信号化等がある。
【００５９】以上のように、音楽的に重要な意味合いを
もつボーカル信号の品質を保ちながら、音楽的に重要度
でない信号成分のみに対し、その物理特性を変換する。
【００６０】物理特性変換部３において音源毎に信号処
理された複数の音源信号は、信号合成部４に入力され
る。信号合成部４は複数の音源信号を再び元のチャンネ
ルの信号にまとめ、前処理部７Ａの出力信号としてデー
タ圧縮部８に与える。
【００６１】尚、信号合成部４からボーカル信号とそれ
以外の信号のように複数チャンネルの信号が出力される
場合もあり、その場合には以降の圧縮伸張の処理は複数
の出力チャンネル毎に行われる。
【００６２】次にデータ圧縮部８は音楽信号のデータレ
ートを削減するためのデータ圧縮を行う。尚前述のよう
に信号合成部から複数チャンネルが出力される場合は、
音楽的な重要度が高いボーカルチャンネルのみ圧縮処理
のビットレートを高くしたり、ボーカル成分のチャンネ
ルにはＣＥＬＰ（code-exited liner prediction) など
音声に特化した圧縮方式を適用することが考えられる。
この場合、それ以外の楽器成分のチャンネルにはＭＩＤ
Ｉなど別の圧縮方式を適用するなどが考えられる。その
結果圧縮データにおいては、音楽的な重要度が高いボー
カル信号成分に割り当てるデータレートを、他の信号の
圧縮データと比較して相対的に高くすることができる。
データ圧縮部８の出力データは圧縮データとしてデータ
記憶部１０に保存される。
【００６３】データ伸張部９はデータ圧縮部８に保持さ
れた圧縮データを必要に応じて読み出してデータ伸張を
行い、音楽信号出力部１１を介して音楽信号を出力す
る。本実施の形態においては、これらのデータ圧縮及び
データ伸張処理は従来方式と同等のものであっても、デ
ータ圧縮部の前段に前処理が施されている。従って音楽
的に重要なパートであるボーカル信号の品質を、従来方
式と比較して聴感上高くすることができる。
【００６４】（実施の形態２）次に本発明の実施の形態
２における音楽信号圧縮伸張装置について、図面を参照
しつつ説明する。図４は本実施の形態における音楽信号
圧縮伸張装置の構成図であり、図１と同一部分は同一の
符号を付けて説明を省略する。この音楽信号圧縮伸張装
置は、音楽信号入力部１、前処理部７Ｂ、データ圧縮部
８、データ伸張部９、データ記憶部１０、音楽信号出力
部１１を含んで構成される。そして前処理部７Ｂには音
源分離部２、音源分析部１２、物理特性変換部３、信号
合成部４、制御情報入力部５、前処理制御部６が設けら
れている。ここで音楽信号入力部１と前処理部７Ｂとデ
ータ圧縮部８とは、音楽信号圧縮装置の機能を有してい
る。又音楽信号圧縮装置はこれに加えてデータ記憶部１
０を含むものとしてもよい。
【００６５】音源分析部１２は、音源分離部２で分離さ
れた各音源信号の物理特性を分析するものであり、入力
された音楽信号における音楽的に重要なパートを判別す
るために設けられる。本実施の形態では、音源分析部１
２は各音源信号のエネルギーレベルを分析する。これ
は、音楽的に重要なパートはエネルギーレベルが高いと
いう一般的な性質に基づいている。音源分析部１２で分
析された各音源信号のエネルギーレベルの時間変化デー
タは、前処理制御部６へ出力され、物理特性変換部３に
対する制御を実施するトリガー信号として利用される。
【００６６】図５は、本実施の形態における制御情報入
力部５の入力画面を示す概念図である。この実施の形態
の音源分離部２は主要な楽器後毎に音源を分離するもの
とする。制御情報入力部５では、実施の形態１における
入力画面の項目に加えて、物理特性変換部３に対する制
御開始を示すトリガレベルの項目が追加されている。図
５において例えばパート番号０であるピアノの音源信号
については、音源分析部１２で分析されるピアノ音源信
号のエネルギーレベルが−２５ｄＢ以下になったとき
に、物理特性変換部３においてピアノの音源信号に対す
る信号処理が実施される。これと同様に、パート番号１
であるベースの音源信号については、音源分析部１２で
分析されるベースの音源信号のエネルギーレベルが−１
０ｄＢ以下になったときに、物理特性変換部３において
ベースの音源信号に対する信号処理が実施される。
【００６７】以上のように本実施の形態においては、前
処理部７Ｂに音源分析部１２を加えることにより、音楽
的に重要なパートを判別できる。又その重要なパートが
時間的に変化するような音楽信号に対しても、従来方式
と比較して圧縮伸張処理後の品質を聴感上高くすること
ができる。
【００６８】（実施の形態３）次に本発明の実施の形態
３における音楽信号圧縮伸張装置について、図面を参照
しつつ説明する。図６は本実施の形態における音楽信号
圧縮伸張装置の構成図であり、図１と同一部分は同一の
符号を付けて説明を省略する。この音楽信号圧縮伸張装
置は、音楽信号入力部１Ａ、前処理部７Ｃ、データ圧縮
部８、データ伸張部９、データ記憶部１０、音楽信号出
力部１１を含んで構成される。前処理部７Ｃには、音源
分析部１２、物理特性変換部３、信号合成部４、制御情
報入力部５、前処理制御部６が設けられている。ここで
音楽信号入力部１Ａと前処理部７Ｃとデータ圧縮部８と
データ記憶部１０とは、音楽信号圧縮装置の機能を有し
ている。
【００６９】本実施の形態では、音楽信号入力部１Ａは
図１に示す音楽信号入力部１と異なり、音源毎の信号を
音源分析部１２に与える。このため実施の形態１，２の
音源分離部２が省略される。それ以外の処理ブロックに
おける動作については、実施の形態２と同様であるの
で、説明を省略する。
【００７０】曲を新たに創作したり、既存の曲を編曲す
る場合、スタジオでパート別に音楽信号がマイクロホン
又は電子楽器によって生成され、多チャンネルの信号を
記録する記録媒体に収音される。これらの複数の音楽信
号はミキシングにより合成されて１つの楽曲が完成す
る。このような音楽コンテンツを作成する部門において
は、夫々の音源毎の信号を扱うことができる。このよう
な場合、例えばボーカルの音楽信号と、伴奏の音楽信号
とを独立して音源分析部１２に与えることができる。こ
のような構成は、音楽制作を行う部門で有効に機能す
る。この実施の形態においても音楽信号入力部１Ａと前
処理部７Ｃ、データ圧縮部８により音楽信号圧縮装置と
することができる。
【００７１】（実施の形態４）次に本発明の実施の形態
４における音楽信号圧縮伸張装置について、図面を参照
しつつ説明する。図７は、本実施の形態における音楽信
号圧縮伸張装置の構成を示すブロック図であり、図１と
同一部分は同一の符号を付けて説明を省略する。この音
楽信号圧縮伸張装置は、音楽信号入力部１、前処理部７
Ｄ、データ圧縮部８Ａ、データ伸張部９Ａ、データ記憶
部１０、後処理部１７、音楽信号出力部Ｄ１を含んで構
成される。
【００７２】前処理部７Ｄは実施の形態２に示すものと
同様に、音源分離部２、音源分析部１２、物理特性変換
部３、信号合成部４、制御情報入力部５、前処理制御部
６を有している。また後処理部１７は、後処理制御部１
３、音源再分離部１４、物理特性逆変換部１５、信号再
合成部１６を有している。後処理部１７は前処理部７Ｄ
で行われた信号処理の内容を前処理情報を用いて補正す
るものである。
【００７３】データ圧縮部８Ａは前処理部７Ｄの出力信
号に対し圧縮処理を行うと共に、前処理情報を出力する
ものである。データ記憶部１０はデータ圧縮部８Ａによ
って圧縮された圧縮データと前処理情報を記憶するもの
である。データ伸張部９Ａは圧縮データと前処理部７Ｄ
の前処理情報とを分離し、データを伸張するものであ
る。
【００７４】後処理部１７において、音源再分離部１４
はデータ伸張部９の出力信号に対し、音源分離部２と同
じく音源の種類毎に複数の信号に再分離するものであ
る。物理特性逆変換部１５は、音源再分離部１４で分離
された各々の信号に対し、物理特性変換部３での変換処
理を補正する処理を行うものである。信号再合成部１６
は物理特性逆変換部１５の複数の出力信号を合成するも
のである。後処理制御部１３は、データ伸張部９Ａから
出力される前処理情報に従って、音源再分離部１４及び
物理特性逆変換部１５を制御するものである。
【００７５】このように構成された本実施の形態におけ
る音楽信号圧縮伸張装置の動作について説明する。前処
理制御部６は、実施の形態２における動作に加えて、後
処理部１７での補正処理を可能とするために、音源分離
部２と物理特性変換部３に対する制御情報の一部又は全
てを前処理情報としてデータ圧縮部８Ａに出力する。本
実施の形態では、図５において入力した制御情報のう
ち、例えば" パート名"と" トリガレベル" と" 帯域"
の各項目についての制御情報を出力する。
【００７６】次にデータ圧縮部８Ａは実施の形態２と同
様のデータ圧縮処理に加えて、前処理制御部６から出力
された制御情報の一部又は全てのデータを、圧縮データ
の伸張処理に影響を及ぼさない前処理情報として、圧縮
データ中の補助領域に書き込む。
【００７７】データ伸張部９Ａはデータ記憶部１０のデ
ータを読み出し、実施の形態２と同様のデータ伸張処理
に加えて、圧縮データの前処理情報を読み出し、後処理
部１７中の後処理制御部１３に出力する。そして後処理
制御部１３はその前処理情報を入力し、" パート名" の
項目に関する情報を音源再分離部１４に与え、" トリガ
レベル" と" 帯域" の項目に関する情報を物理特性逆変
換部１５に与える。
【００７８】音源再分離部１４はデータ圧縮時の音源分
離部２と同様の分離処理を行う。物理特性逆変換部１５
はデータ圧縮時の物理特性変換部３での変換処理の補正
処理として、帯域が制限された周波数成分のエネルギー
レベルをブーストする処理を行う。そして信号再合成部
１６は物理特性逆変換部１５の各出力再び元のチャンネ
ルの信号にまとめ、後処理部１７の出力信号として音楽
信号出力部１１に与える。
【００７９】以上のように本実施の形態においては、実
施の形態２における構成に後処理部１７を加えることに
より、前処理部７Ｄにおいて音楽的に重要でない信号成
分に対して行われたエネルギー成分の削減処理を補正す
ることが可能となる。このため音楽信号出力部１１から
出力される音楽信号の品質を更に向上させることができ
る。
【００８０】（実施の形態５）又図８に示すように、実
施の形態４の構成における前処理部７Ｄ、データ圧縮部
８Ａ、データ記憶部１０を持たずに、データ伸張部９
Ａ、後処理部１７、音楽信号出力部１１から音楽信号伸
張装置を構成することができる。
【００８１】この場合圧縮データは、圧縮データ入力部
１８より入力してデータ伸張部９Ａへ出力される。そし
てデータ伸張部９Ａ以降の処理については、前述の実施
の形態４と同様のものとする。
【００８２】つまり、データ伸張部９Ａは圧縮データ入
力部１８より圧縮データを読み出し、実施の形態２と同
様のデータ伸張処理に加えて、圧縮データの前処理情報
を読み出し、後処理部１７中の後処理制御部１３に出力
する。そして後処理制御部１３はその前処理情報を入力
し、" パート名" の項目に関する情報を音源分析部１９
に与え、" 帯域" の項目に関する情報を物理特性逆変換
部１５に与える。
【００８３】音源再分離部１４はデータ圧縮時の音源分
離部２と同様の分離処理を行う。音源分析部１９は各々
の音源信号がトリガレベル以下となった場合、後処理制
御部１３に対して物理特性逆変換部１５がデータ圧縮時
の物理特性変換部３での変換処理の補正処理として、帯
域が制限された周波数成分のエネルギーレベルをブース
トする処理を行うよう制御信号を出力する。そして信号
再合成部１６は物理特性逆変換部１５の各出力再び元の
チャンネルの信号にまとめ、後処理部１７の出力信号と
して音楽信号出力部１１に与える。
【００８４】（実施の形態６）次に本発明の実施の形態
６における音楽信号圧縮伸張装置について、図面を参照
しつつ説明する。図９は本実施の形態における音楽信号
圧縮伸張装置の構成図であり、図１と同一部分は同一の
符号を付けて説明を省略する。この音楽信号圧縮伸張装
置は、音楽信号入力部１、前処理及び後処理部２９、デ
ータ圧縮部８、データ伸張部９、データ記憶部１０、音
楽信号出力部１１を含んで構成される。
【００８５】前処理及び後処理部２９は、音源分離部
２、音源分析部１２、物理特性変換部３、信号合成部
４、制御情報入力部５、前処理制御部６に加えて、後処
理制御部１３、第１の切り替えスイッチ１８、第２の切
り替えスイッチ１９を有している。
【００８６】本実施の形態においては、実施の形態４の
前処理部７と後処理部１７を構成する処理ブロックに共
通な処理が存在することを考慮して、前処理部７と後処
理部１７の動作を共用するため、前処理及び後処理部２
９が設けられている。そして前処理及び後処理部２９で
の共用動作を実現するために、第１の切り替えスイッチ
１８と第２の切り替えスイッチ１９とが圧縮モード又は
伸張モードに切り替えられる。
【００８７】第１の切り替えスイッチ１８は圧縮モード
又は伸張モードに切り替えるスイッチである。圧縮モー
ドにおける前処理及び後処理部２９の信号処理を第１の
処理と呼び、伸張モードにおける前処理及び後処理部２
９の信号処理を第２の処理と呼ぶ。第２の切り替えスイ
ッチ１９は第１の切り替えスイッチ１８と連動して動作
し、前処理及び後処理部２９の出力をデータ圧縮部８又
は音楽信号出力部１１に与えるスイッチである。音源分
離部２は第１の切り替えスイッチ１８の出力信号に対
し、音源の種類毎に複数の信号に分離するものである。
音源分析部１２は音源分離部２で分離された各々の信号
の物理特性を分析するものである。物理特性変換部３は
音源分析部１２の出力信号を入力し、音源分離部２で分
離された各々の信号の物理特性を変化させるものであ
る。信号合成部４は物理特性変換部３の複数の出力信号
を合成するものである。
【００８８】制御情報入力部５は 圧縮モードの時に音
源分離部２での音源の分離処理の内容と、物理特性変換
部３での物理特性変換処理の内容とに関する情報を設定
し、前処理制御部６に与えるものである。前処理制御部
６は、音源分析部１２から出力される分析結果データ、
及び制御情報入力部５から出力される制御情報に従っ
て、音源分離部２及び物理特性変換部３を制御し、かつ
音源分離部２及び物理特性変換部３に対する制御内容を
前処理情報として、データ圧縮部８に出力するものであ
る。後処理制御部１３は、伸張モードのときに先に設定
された前処理情報に従って音源分離部２及び物理特性変
換部３を制御するものである。
【００８９】このように構成された本実施の形態による
音楽信号圧縮伸張装置の動作について説明する。但し実
施の形態４と機能及び処理が同様のものについては、説
明を省略する。
【００９０】圧縮モードの際は、実施の形態４における
前処理部７Ｄと同様の動作を行うように第１の切り替え
スイッチ１８を切り替え、音楽信号入力部１と音源分離
部２とを接続する。そして第２の切り替えスイッチ１９
を切り替え、信号合成部４とデータ圧縮部８とを接続す
る。
【００９１】伸張モードの際は、実施の形態４における
後処理部１７と同様の動作を行うように第１の切り替え
スイッチ１８を切り替え、データ伸張部９と音源分離部
２とを接続する。そして第２の切り替えスイッチ１９を
切り替え、信号合成部４と音楽信号出力部１１とを接続
する。
【００９２】以上のように、前処理及び後処理部２９に
おいて、圧縮モード又は伸張モードを切り替える第１の
切り替えスイッチ１８及び第２の切り替えスイッチ１９
を設けて、実施の形態４における前処理部７と後処理部
１７との動作を共用する。このことにより、音楽信号圧
縮伸張装置を構成するハードウェアやソフトウェアのリ
ソースを削減し、音楽信号圧縮伸張装置のコストを低減
することができる。
【００９３】前述した実施の形態では音楽信号圧縮時に
データ圧縮のための前処理部による前処理を行っている
が、この前処理部のみを独立した前処理制御装置とする
ことができる。この場合には例えば半導体チップ等によ
って前処理制御装置を実現することができる。
【００９４】
【発明の効果】以上のように本発明の音楽信号圧縮装置
によれば、限られたデータ転送レート又は記憶容量で、
音楽的に重要なパートの信号成分の品質を聴感上高くし
て出力することができる。特に圧縮データの品質の劣化
が激しい高圧縮率での圧縮処理が必要な場合に、大きな
効果が発揮される。
【００９５】また本発明の音楽信号圧縮伸張装置によれ
ば、限られたデータ転送レートで送信されたデータ、又
は限られた容量の記憶容量に保持されたデータから、聴
感上の品質が保持された音楽を聴くことができる。
【００９６】更に本発明の前処理制御装置によれば、音
楽信号の圧縮に用いる信号処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における音楽信号圧縮伸
張装置の構成図である。
【図２】音楽信号圧縮伸張装置が用いられるシステム機
器の概略図である。
【図３】実施の形態１の音楽信号圧縮伸張装置におい
て、制御情報入力部の入力画面を示す概略図である。
【図４】本発明の実施の形態２における音楽信号圧縮伸
張装置の構成図である。
【図５】実施の形態２の音楽信号圧縮伸張装置におい
て、制御情報入力部の入力画面を示す概略図である。
【図６】本発明の実施の形態３における音楽信号圧縮伸
張装置の構成図である。
【図７】本発明の実施の形態４における音楽信号圧縮伸
張装置の構成図である。
【図８】本発明の実施の形態５における音楽信号伸張装
置の構成図である。
【図９】本発明の実施の形態６における音楽信号圧縮伸
張装置の構成図である。
【符号の説明】
１ 回路 １，１Ａ 音楽信号入力部 ２ 音源分離部 ３ 物理特性変換部 ４ 信号合成部 ５ 制御情報入力部 ６ 前処理制御部 ７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄ 前処理部 ８，８Ａ データ圧縮部 ９，９Ａ データ伸張部 １０ データ記憶部 １１ 音楽信号出力部 １２ 音源分析部 １３ 後処理制御部 １４ 音源再分離部 １５ 物理特性逆変換部 １６ 信号再合成部 １７ 後処理部 １８ 第１の切り替えスイッチ １９ 第２の切り替えスイッチ ２０ ＣＤプレーヤ ２１ サウンドカード ２２ａ，２２ｂ パーソナルコンピュータ ２３ マウス ２４ キーボード ２５ ディスプレイ ２６ 記録メディア ２７ スピーカ ２８ コンピュータネットワーク ２９ 前処理及び後処理部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小川 理子 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 平田 智美 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5D045 DA20 5J064 AA00 BB12 BC29 BD04

Claims (37)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 音楽信号を入力する音楽信号入力部と、 前記音楽信号入力部の出力信号に対し圧縮処理を行う前
    段において前記音楽信号の前処理を行う前処理部と、 前記前処理部の出力信号に対し圧縮処理を行うデータ圧
    縮部と、 前記データ圧縮部によって圧縮された圧縮データを記憶
    するデータ記憶部と、 前記データ記憶部から読み出された圧縮データに対し伸
    張処理を行うデータ伸張部と、 前記データ伸張部の出力データを音楽信号として出力す
    る音楽信号出力部と、を具備する音楽信号圧縮伸張装置
    であって、 前記前処理部は、 前記音楽信号入力部の出力信号に対し音源の種類毎に信
    号を分離する音源分離部と、 前記音源分離部で分離された各々の信号の物理特性を変
    化させる物理特性変換部と、 前記物理特性変換部から出力された複数の信号を合成す
    る信号合成部と、 前記音源分離部での音源の分離処理の内容と前記物理特
    性変換部での物理特性変換処理の内容とに関する制御情
    報を入力する制御情報入力部と、 前記制御情報入力部から出力される制御情報に従って、
    前記音源分離部及び前記物理特性変換部を制御する前処
    理制御部と、を有するものであることを特徴とする音楽
    信号圧縮伸張装置。
  2. 【請求項２】 前記前処理部は、前記音源分離部で分離
    された各々の信号の物理特性を分析する音源分析部を更
    に有し、 前記物理特性変換部は、前記音源分析部の出力信号が入
    力され、それに基づいて前記音源分離部で分離された各
    々の信号の物理特性を変化させるものであり、 前記前処理制御部は、前記音源分析部から出力される分
    析結果データ及び前記制御情報入力部から出力される制
    御情報に従って、前記音源分離部及び前記物理特性変換
    部を制御するものであることを特徴とする請求項１記載
    の音楽信号圧縮伸張装置。
  3. 【請求項３】 前記音源分離部は、 入力信号をボーカル信号とそれ以外の信号とに分離する
    ものであることを特徴とする請求項１記載の音楽信号圧
    縮伸張装置。
  4. 【請求項４】 前記物理特性変換部は、 入力された少なくとも１つの音源毎の信号のうち任意の
    周波数以上の帯域成分に対し、エネルギーレベルの削
    減、位相成分の除去、ステレオ信号のモノラル信号化の
    うち、少なくとも１つの処理を実行するものであること
    を特徴とする請求項１記載の音楽信号圧縮伸張装置。
  5. 【請求項５】 前記物理特性変換部は、 入力された少なくとも１つの音源毎の信号に対し、エネ
    ルギーレベルのダイナミックレンジを圧縮する処理を実
    行するものであることを特徴とする請求項１記載の音楽
    信号圧縮伸張装置。
  6. 【請求項６】 前記音源分析部は、 入力された音源毎の信号に対し、各々のエネルギーレベ
    ルを分析するものであることを特徴とする請求項２記載
    の音楽信号圧縮伸張装置。
  7. 【請求項７】 前記データ圧縮部は、前記前処理部の出
    力信号に対し圧縮処理を行うと共に前処理情報を出力す
    るものであり、 前記データ伸張部の出力信号に対し、前記前処理情報を
    用いて後処理を行う後処理部を具備し、 前記音楽信号出力部は前記後処理部の出力データを音楽
    信号として出力するものであり、 前記前処理部は、前記音源分離部で分離された各々の信
    号の物理特性を分析する音源分析部を有し、 前記物理特性変換部は、前記音源分析部の出力信号を入
    力し、前記音源分離部で分離された各々の信号の物理特
    性を変化させるものであり、 前記前処理制御部は、前記音源分析部から出力される分
    析結果データ及び前記制御情報入力部から出力される制
    御情報に従って、前記音源分離部及び前記物理特性変換
    部を制御すると共に、前記音源分離部及び前記物理領域
    特性変換部に対する制御内容を前記データ圧縮部に出力
    するものであり、 前記後処理部は、 前記データ伸張部の出力信号に対し、前記前処理情報を
    用いて前記音源分離部と同じく音源の種類毎に複数の信
    号に再分離する音源再分離部と、 前記音源再分離部で分離された各々の信号に対し、前記
    前処理情報を用いて前記物理特性変換部での変換処理を
    補正する処理を行う物理特性逆変換部と、 前記物理特性逆変換部の複数の出力信号を合成する信号
    再合成部と、 前記前処理情報に従って前記音源再分離部及び前記物理
    特性逆変換部を制御する後処理制御部と、を有するもの
    であることを特徴とする請求項１記載の音楽信号圧縮伸
    張装置。
  8. 【請求項８】 前記物理特性逆変換部は、 各々入力された少なくとも１つの音源毎の信号のうち任
    意の周波数以上の帯域成分に対し、エネルギーレベルの
    増加、位相成分の付加、モノラル信号のステレオ信号化
    のうち、少なくとも１つの処理を実行するものであるこ
    とを特徴とする請求項７記載の音楽信号圧縮伸張装置。
  9. 【請求項９】 前記物理特性逆変換部は、 各々入力された音源毎の信号に対し、エネルギーレベル
    のダイナミックレンジを伸張する処理を実行するもので
    あることを特徴とする請求項７記載の音楽信号圧縮伸張
    装置。
  10. 【請求項１０】 前記音源分析部は、 入力された音源毎の信号に対し、各々のエネルギーレベ
    ルを分析するものであることを特徴とする請求項７記載
    の音楽信号圧縮伸張装置。
  11. 【請求項１１】 音楽信号を入力する音楽信号入力部
    と、 前記音楽信号入力部の出力信号に対し圧縮処理を行う前
    段において前記音楽信号の前処理を行う前処理部と、 前記前処理部の出力信号に対し圧縮処理を行うデータ圧
    縮部と、を具備する音楽信号圧縮装置であって、 前記前処理部は、 前記音楽信号入力部の出力信号に対し音源の種類毎に信
    号を分離する音源分離部と、 前記音源分離部で分離された各々の信号の物理特性を変
    化させる物理特性変換部と、 前記物理特性変換部から出力された複数の信号を合成す
    る信号合成部と、 前記音源分離部での音源の分離処理の内容と前記物理特
    性変換部での物理特性変換処理の内容とに関する制御情
    報を入力する制御情報入力部と、 前記制御情報入力部から出力される制御情報に従って、
    前記音源分離部及び前記物理特性変換部を制御する前処
    理制御部と、を有するものであることを特徴とする音楽
    信号圧縮装置。
  12. 【請求項１２】 前記音源分離部は、 入力信号をボーカル信号とそれ以外の信号とに分離する
    ものであることを特徴とする請求項１１記載の音楽信号
    圧縮装置。
  13. 【請求項１３】 前記物理特性変換部は、 入力された少なくとも１つの音源毎の信号のうち任意の
    周波数以上の帯域成分に対し、エネルギーレベルの削
    減、位相成分の除去、ステレオ信号のモノラル信号化の
    うち、少なくとも１つの処理を実行するものであること
    を特徴とする請求項１１記載の音楽信号圧縮装置。
  14. 【請求項１４】 前記物理特性変換部は、 入力された音源毎の信号に対し、エネルギーレベルのダ
    イナミックレンジを圧縮する処理を実行するものである
    ことを特徴とする請求項１１記載の音楽信号圧縮装置。
  15. 【請求項１５】 前記データ圧縮部によって圧縮された
    圧縮データを記憶する記憶部を更に有するものであるこ
    とを特徴とする請求項１１記載の音楽信号圧縮装置。
  16. 【請求項１６】 前記前処理部は、前記音源分離部で分
    離された各々の信号の物理特性を分析する音源分析部
    と、を更に有し、 前記物理特性変換部は、前記音源分析部の出力信号が入
    力され、それに基づいて前記音源分離部で分離された各
    々の信号の物理特性を変化させるものであり、 前記前処理制御部は、前記音源分析部から出力される分
    析結果データ及び前記制御情報入力部から出力される制
    御情報に従って、前記音源分離部及び前記物理特性変換
    部を制御するものであることを特徴とする請求項１１記
    載の音楽信号圧縮装置。
  17. 【請求項１７】 前記音源分析部は、 入力された音源毎の信号に対し、各々のエネルギーレベ
    ルを分析するものであることを特徴とする請求項１６記
    載の音楽信号圧縮装置。
  18. 【請求項１８】 複数の音源毎に分離した音楽信号を入
    力する音楽信号入力部と、 前記音楽信号入力部の出力信号に対し圧縮処理を行う前
    段において前記音楽信号の前処理を行う前処理部と、 前記前処理部の出力信号に対し圧縮処理を行うデータ圧
    縮部と、 前記データ圧縮部によって圧縮された圧縮データを記憶
    するデータ記憶部と、 前記データ記憶部から読み出された圧縮データに対し伸
    張処理を行うデータ伸張部と、 前記データ伸張部の出力データを音楽信号として出力す
    る音楽信号出力部と、を具備する音楽信号圧縮伸張装置
    であって、 前記前処理部は、 前記音楽信号入力部から出力された各々の信号の物理特
    性を分析する音源分析部と、 前記音源分析部の出力信号を入力し、前記音楽信号入力
    部から出力された各々の信号の物理特性を変化させる物
    理特性変換部と、 前記物理特性変換部から出力された複数の信号を合成す
    る信号合成部と、 前記音楽信号入力部から出力される複数の音源の内容と
    前記物理特性変換部での物理特性変換処理の内容とに関
    する情報を入力する制御情報入力部と、 前記音源分析部から出力される分析結果データ及び前記
    制御情報入力部から出力される制御情報に従って、前記
    物理特性変換部を制御する前処理制御部と、を有するも
    のであることを特徴とする音楽信号圧縮伸張装置。
  19. 【請求項１９】 前記物理特性変換部は、 入力された少なくとも１つの音源毎の信号のうち任意の
    周波数以上の帯域成分に対し、エネルギーレベルの削
    減、位相成分の除去、ステレオ信号のモノラル信号化の
    うち、少なくとも１つの処理を実行するものであること
    を特徴とする請求項１８記載の音楽信号圧縮伸張装置。
  20. 【請求項２０】 前記物理特性変換部は、 入力された音源毎の信号に対し、エネルギーレベルのダ
    イナミックレンジを圧縮する処理を実行するものである
    ことを特徴とする請求項１８記載の音楽信号圧縮伸張装
    置。
  21. 【請求項２１】 前記音源分析部は、 入力された音源毎の信号に対し、各々のエネルギーレベ
    ルを分析するものであることを特徴とする請求項１８記
    載の音楽信号圧縮伸張装置。
  22. 【請求項２２】 複数の音源毎に分離した音楽信号を入
    力する音楽信号入力部と、 前記音楽信号入力部の出力信号に対し圧縮処理を行う前
    段において前記音楽信号の前処理を行う前処理部と、 前記前処理部の出力信号に対し圧縮処理を行うデータ圧
    縮部と、を具備する音楽信号圧縮装置であって、 前記前処理部は、 前記音楽信号入力部から出力された各々の信号の物理特
    性を分析する音源分析部と、 前記音源分析部の出力信号を入力し、前記音楽信号入力
    部から出力された各々の信号の物理特性を変化させる物
    理特性変換部と、 前記物理特性変換部から出力された複数の信号を合成す
    る信号合成部と、 前記音楽信号入力部から出力される複数の音源の内容と
    前記物理特性変換部での物理特性変換処理の内容とに関
    する情報を入力する制御情報入力部と、 前記音源分析部から出力される分析結果データ及び前記
    制御情報入力部から出力される制御情報に従って、前記
    物理特性変換部を制御する前処理制御部と、を有するも
    のであることを特徴とする音楽信号圧縮装置。
  23. 【請求項２３】 前記物理特性変換部は、 入力された少なくとも１つの音源毎の信号のうち任意の
    周波数以上の帯域成分に対し、エネルギーレベルの削
    減、位相成分の除去、ステレオ信号のモノラル信号化の
    うち、少なくとも１つの処理を実行するものであること
    を特徴とする請求項２２記載の音楽信号圧縮装置。
  24. 【請求項２４】 前記物理特性変換部は、 入力された音源毎の信号に対し、エネルギーレベルのダ
    イナミックレンジを圧縮する処理を実行するものである
    ことを特徴とする請求項２２記載の音楽信号圧縮装置。
  25. 【請求項２５】 前記音源分析部は、 入力された音源毎の信号に対し、各々のエネルギーレベ
    ルを分析するものであることを特徴とする請求項２２記
    載の音楽信号圧縮装置。
  26. 【請求項２６】 前記データ圧縮部によって圧縮された
    圧縮データを記憶する記憶部を更に有するものであるこ
    とを特徴とする請求項２２記載の音楽信号圧縮装置。
  27. 【請求項２７】 音楽信号を入力する音楽信号入力部
    と、 データ圧縮伸張された音楽信号を出力する音楽信号出力
    部と、 前記音楽信号入力部の出力信号に対し圧縮処理を行う圧
    縮モードにおける前処理を第１の処理とし、前記音楽信
    号出力部へ出力するための伸張処理を行う伸張モードに
    おける後処理を第２の処理とするとき、前記第１の処理
    及び前記第２の処理のいずれか一方の処理を行う前処理
    及び後処理部と、 前記圧縮モードにおいて前記前処理及び後処理部の出力
    信号に対し圧縮処理を行うと共に、前処理情報を出力す
    るデータ圧縮部と、 前記データ圧縮部によって圧縮された圧縮データと前記
    前処理情報とを記憶するデータ記憶部と、 前記伸張モードにおいて前記データ記憶部から出力され
    た圧縮データに対し伸張処理を行うデータ伸張部と、を
    具備する音楽信号圧縮伸張装置であって、 前記前処理及び後処理部は、 前記第１の処理又は前記第２の処理に切り替える第１の
    切り替えスイッチと、 前記第１の切り替えスイッチと連動して動作し、前記前
    処理及び後処理部の出力を前記データ圧縮部又は前記音
    楽信号出力部に与える第２の切り替えスイッチと、 前記第１の切り替えスイッチの出力信号に対し音源の種
    類毎に信号を分離する音源分離部と、 前記音源分離部で分離された各々の信号の物理特性を分
    析する音源分析部と、 前記音源分析部の出力信号を入力し、前記音源分離部で
    分離された各々の信号の物理特性を変化させる物理特性
    変換部と、 前記物理特性変換部から出力された複数の信号を合成
    し、前記第２の切り替えスイッチに出力する信号合成部
    と、 前記第１の処理の場合に、前記音源分離部での音源の分
    離処理の内容と前記物理特性変換部での物理特性変換処
    理の内容とに関する制御情報を入力する制御情報入力部
    と、 前記音源分析部から出力される分析結果データ及び前記
    制御情報入力部から出力される制御情報に従って前記音
    源分離部及び前記物理特性変換部を制御し、且つ前記音
    源分離部及び前記物理特性変換部に対する制御内容を前
    記前処理情報として前記データ圧縮部に出力する前処理
    制御部と、 前記第２の処理の場合に、前記前処理情報に従って前記
    音源分離部及び前記物理特性変換部を制御する後処理制
    御部と、を有するものであることを特徴とする音楽信号
    圧縮伸張装置。
  28. 【請求項２８】 前記音源分離部は、 入力信号をボーカル信号とそれ以外の信号に分離するも
    のであることを特徴とする請求項２７記載の音楽信号圧
    縮伸張装置。
  29. 【請求項２９】 前記物理特性変換部は、 前記第１の処理の場合に、入力された少なくとも１つの
    音源毎の信号のうち任意の周波数以上の帯域成分に対
    し、エネルギーレベルの削減、位相成分の除去、ステレ
    オ信号のモノラル信号化のうち、少なくとも１つの処理
    を実行し、前記第２の処理の場合に、入力された少なく
    とも１つの音源毎の信号のうち任意の周波数以上の帯域
    成分に対し、エネルギーレベルの増加、位相成分の付
    加、モノラル信号のステレオ信号化のうち、少なくとも
    １つの処理を実行するものであることを特徴とする請求
    項２７記載の音楽信号圧縮伸張装置。
  30. 【請求項３０】 前記物理特性変換部は、 前記第１の処理の場合に、入力された音源毎の信号に対
    し、エネルギーレベルのダイナミックレンジを圧縮する
    処理を実行し、前記第２の処理の場合に、入力された音
    源毎の信号に対し、エネルギーレベルのダイナミックレ
    ンジを伸張する処理を実行するものであることを特徴と
    する請求項２７記載の音楽信号圧縮伸張装置。
  31. 【請求項３１】 前記音源分析部は、 入力された音源毎の信号に対し、各々のエネルギーレベ
    ルを分析するものであることを特徴とする請求項２７記
    載の音楽信号圧縮伸張装置。
  32. 【請求項３２】 入力された音楽信号を音楽信号圧縮す
    る前の前処理制御装置であって、 前記音楽信号入力部の出力信号に対し音源の種類毎に信
    号を分離する音源分離部と、 前記音源分離部で分離された各々の信号の物理特性を変
    化させる物理特性変換部と、 前記物理特性変換部から出力された複数の信号を合成す
    る信号合成部と、 前記音源分離部での音源の分離処理の内容と前記物理特
    性変換部での物理特性変換処理の内容とに関する制御情
    報を入力する制御情報入力部と、 前記制御情報入力部から出力される制御情報に従って、
    前記音源分離部及び前記物理特性変換部を制御する前処
    理制御部と、を有するものであることを特徴とする音楽
    信号の前処理制御装置。
  33. 【請求項３３】 前記音源分離部で分離された各々の信
    号の物理特性を分析する音源分析部を更に有し、 前記物理特性変換部は、前記音源分析部の出力信号が入
    力され、それに基づいて前記音源分離部で分離された各
    々の信号の物理特性を変化させるものであり、 前記前処理制御部は、前記音源分析部から出力される分
    析結果データ及び前記制御情報入力部から出力される制
    御情報に従って、前記音源分離部及び前記物理特性変換
    部を制御するものであることを特徴とする請求項３２記
    載の前処理制御装置。
  34. 【請求項３４】 前記音源分離部は、 入力信号をボーカル信号とそれ以外の信号とに分離する
    ものであることを特徴とする請求項３２記載の前処理制
    御装置。
  35. 【請求項３５】 前記物理特性変換部は、 入力されたすくなくとも１つの音源毎の信号のうち任意
    の周波数以上の帯域成分に対し、エネルギーレベルの削
    減、位相成分の除去、ステレオ信号のモノラル信号化の
    うち、少なくとも１つの処理を実行するものであること
    を特徴とする請求項３２記載の前処理制御装置。
  36. 【請求項３６】 前記物理特性変換部は、 入力された音源毎の信号に対し、エネルギーレベルのダ
    イナミックレンジを圧縮する処理を実行するものである
    ことを特徴とする請求項３２記載の前処理制御装置。
  37. 【請求項３７】 前記音源分析部は、入力された音源毎
    の信号に対し、各々のエネルギーレベルを分析するもの
    であることを特徴とする請求項３３記載の前処理制御装
    置。
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