JP2005236574A - 音声再生装置及び音声再生方法 - Google Patents

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真治 小林
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Abstract

【課題】
本発明は、簡易な構成で音質を格段に向上し得る音声再生装置及び音声再生方法を提案する。
【解決手段】
外部操作に応じて指定された音楽信号に基づく音楽を再生する再生手段と、音楽信号に基づく音楽の低音域成分を抽出する低音域抽出手段と、低音域抽出手段によって抽出された低音域成分に同期させて振動を発生する振動発生手段とを設け、振動発生手段は、再生手段が音楽を再生すると同時に当該音楽の低音域成分に同期したタイミングで振動を発生するようにした。
【選択図】 図1

Description

本発明は、音声再生装置及び音声再生方法に関し、例えば携帯電話機に適用して好適なものである。
従来、この種の携帯電話機においては、着信した際に、当該着信に対応する設定内容の音声を出力すると同時に、必要に応じて内蔵アクチュエータを所定の出力タイミングで駆動させて機器全体を振動させることにより、ユーザに着信を知らせるようになされている。
また近年では、二つ以上の高さの異なる音声を同時にひびかせるように合成して出力する和音機能や歌唱音声をメロディと同期させて出力する音楽再生機能等の種々の機能を着信時の応答用として搭載した携帯電話機が提案されている(例えば特許文献1。)。
特開2003−167594公報
ところが、一般に携帯電話機は、携帯性を向上させるべく小型化が要求されると共に長時間使用を可能とすべく小電力化が要求されているため、その筐体のサイズ及び消費電力には制限がある。
このためかかる制限に応じて内蔵されるスピーカのサイズ及び消費電力にも制限が加わることから、当該制限範囲内で設計されたスピーカを用いた場合では、上述した和音機能や音楽再生機能等を実行するには十分ではないという問題があった。
すなわち小型サイズ及び低消費電力のスピーカでは、再生音声の低音域の音圧レベルを上げることが技術的に非常に困難であるため、出力音声に歪みが生じ、この結果、低音域の音質が悪化するという問題があった。
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、簡易な構成で音質を格段に向上し得る音声再生装置及び音声再生方法を提案するものである。
かかる課題を解決するために本発明においては、外部操作に応じて指定された音楽信号に基づく音楽を再生する再生手段と、音楽信号に基づく音楽の低音域成分を抽出する低音域抽出手段と、低音域抽出手段によって抽出された低音域成分に同期させて振動を発生する振動発生手段とを設け、振動発生手段は、再生手段が音楽を再生すると同時に当該音楽の低音域成分に同期したタイミングで振動を発生するようにした。
この結果この音声再生装置では、ユーザが所望する音楽が再生すると同時に当該音楽の低音域成分として振動発生部から振動を出力することができ、かくして小型サイズ及び低消費電力が要求される場合であっても、容易に低音域の音圧レベルを上げながら音楽を再生することができる。
また本発明においては、外部操作に応じて指定された音楽信号に基づく音楽から低音域成分を抽出した後、かかる音楽を再生すると同時に当該音楽の低音域成分に同期したタイミングで振動を発生するようにした。
この結果この音声再生方法では、ユーザが所望する音楽が再生すると同時に当該音楽の低音域成分として振動を出力することができ、かくして小型サイズ及び低消費電力が要求される場合であっても、容易に低音域の音圧レベルを上げながら音楽を再生することができる。
以上のように本発明によれば、外部操作に応じて指定された音楽信号に基づく音楽を再生する再生手段と、音楽信号に基づく音楽の低音域成分を抽出する低音域抽出手段と、低音域抽出手段によって抽出された低音域成分に同期させて振動を発生する振動発生手段とを設け、振動発生手段は、再生手段が音楽を再生すると同時に当該音楽の低音域成分に同期したタイミングで振動を発生するようにしたことにより、小型サイズ及び低消費電力が要求される場合であっても、容易に低音域の音圧レベルを上げながら音楽を再生することができ、かくして簡易な構成で音質を格段に向上し得る音声再生装置を実現できる。
また本発明によれば、外部操作に応じて指定された音楽信号に基づく音楽から低音域成分を抽出した後、かかる音楽を再生すると同時に当該音楽の低音域成分に同期したタイミングで振動を発生するようにしたことにより、小型サイズ及び低消費電力が要求される場合であっても、容易に低音域の音圧レベルを上げながら音楽を再生することができ、かくして簡易な構成で音質を格段に向上し得る音声再生方法を実現できる。
以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。
(1)第1の実施の形態
(1−1)第1の実施の形態による携帯電話機の構成
図1において、1は全体として第1の実施の形態による携帯電話機を示し、通信部2、通話部3、出力部4及び表示部5がバス6を介して携帯電話機1全体の制御を司る制御部7と接続され、当該制御部7の制御に基づいて各種動作を実行するようになされている。
この制御部7は、システム全体の制御を司るCPU(Central Processing Unit)8と、各種制御プログラムやデータファイルが記憶されているROM(Read Only Memory)9と、CPU8のワークメモリとしてのRAM(Random Access Memory)10とがバスを介して接続されることにより構成されている。
CPU8は、操作部11を介してユーザから所望の操作内容が入力されると、当該操作内容に応じてROM9に格納されている各種制御プログラムやデータファイルを読み出して表示部5及び出力部4の双方又は一方に送出する。
表示部5は、画像処理部12及び液晶ディスプレイ13からなり、着信時や操作入力時などには、画像処理部12においてCPU8の制御の下でROM9から読み出された制御プログラムやデータファイルに基づいて画像信号S1を生成し、当該画像信号S1に基づく画像を液晶ディスプレイ13の表示画面に表示させるようになされている。
通話部3は、マイクロホン14を介して入力した自己の発話内容を発話音声処理部15において発話信号S2に変換し、当該発話信号S2を通信部2を介してアンテナ16から送信する発話系と、アンテナ16を介して通信部2に受信した通話相手からの発話内容を受話音声処理部17において受話信号S3に変換し、当該受話信号S3に基づく音声を増幅器18を介して通話用スピーカ19から放音させる受話系とから構成されている。
出力部4は、着信時や音楽再生時などには、音声処理部20においてCPU8の制御の下でROM9から読み出された制御プログラムやデータファイルに基づいてアナログ変換してなる音楽信号S4を生成し、当該音楽信号S4に基づく音楽を増幅器21を介して音楽用スピーカ22から放音させるようになされている。
また出力部4は、着信時などには、駆動処理部23においてCPU8の制御の下でROM9から読み出された制御プログラムに基づいて駆動信号S5を生成し、当該駆動信号S5に基づく所定の出力タイミングでアクチュエータ24を駆動させるようになされている。
かかる構成に加えて携帯電話機1においては、ユーザによる設定内容に応じて、ユーザが選曲した音楽を音楽用スピーカ22から放音させると同時に、当該音楽の低音域成分に合わせてアクチュエータ24を駆動させながら低域音を出力するようになされている。
この携帯電話機1における出力部4では、スイッチ部25、低音域抽出部26及び信号変調部27が設けられ、CPU8の制御に応じてスイッチ部25をオン状態又はオフ状態に制御し、オン状態の場合には音声処理部20から出力される音楽信号S4をスイッチ部25を介して低音域抽出部26に送出する。
このときCPU8は、スイッチ部25をオン状態に制御すると同時に、予め設定された所定のレベル(振幅)及び周波数でなるアイドリング信号(図2(C))S6を信号変調部27に継続して送出する。かかるアイドリング信号S6のレベル及び周波数は、実際のアクチュエータ24の駆動時に携帯電話機1を保持するユーザが振動を感じない程度の低レベル(すなわち小振幅)及び低周波数となるように予め設定されている。
低音域抽出部26は、供給される音楽信号(図2(A))S4をローパスフィルタ(図示せず)を介して低周波数成分(数十〔Hz〕〜百数十〔Hz〕)を検出した後、当該検出結果として得られる低音域信号(図2(B))S7を信号変調部27に送出する。
この信号変調部27は、CPU8から継続して供給されるアイドリング信号S6に、低音域抽出部26から供給された低音域信号S7を合成させるようにして、双方の信号レベルが重畳してなる変調駆動信号(図2(D))S8を生成した後、当該変調駆動信号S8を駆動処理部23に送出する。
この変調駆動信号S8は、低音域信号S7と比較してアイドリング信号S6の信号レベル分だけ立ち上がり時間が早められている。すなわち図3(A)に示す低音域信号S7の波形W1のような波形形状と比較して、変調駆動信号S8の波形W2では、図3(B)に示すようにピーク値に達するまでの到達時間を早めることができる。
駆動処理部23は、信号変調部27から与えられた変調駆動信号S8に基づく出力タイミングでアクチュエータ24を駆動する。
なお、出力部4では、ユーザから操作部11を介して所定の操作内容が入力されたとき、CPU8の制御に基づき、スイッチ部25がオフ状態に切り換えられると同時にアイドリング信号S6の駆動処理部23への供給が停止されるようになされている。
このように出力部4では、音楽用スピーカ22からユーザが選曲した音楽を放音させると同時に、アクチュエータ24を当該音楽の低音域成分に合わせて駆動させるようになされ、その際、音楽の低音域成分を表す低音域信号S7に所定周波数のアイドリング信号S6を合成させた分だけ、当該低音域信号S7のみを駆動処理部23に供給してアクチュエータ24を駆動させる場合と比較して、アクチュエータ24の応答速度を向上し得るようになされている。
(1−2)着信モード機能
ここで携帯電話機1には、通話相手からの電波を着信した際に、ユーザの操作により予め設定された着信モードに応じてアクチュエータ24を駆動させる機能(以下、これを着信モード機能と呼ぶ)が搭載されている。
かかるアクチュエータ24を用いる着信モードとしては、ミュート状態にしてアクチュエータ24のみを駆動させるマナーモード、音声出力と同時にアクチュエータ24を駆動させる通常着信モード、及び音楽再生と同時に当該音楽の低域成分を補うためにアクチュエータ24を駆動させる低域再生モードの3種類がある。
実際に携帯電話機1のCPU8は、携帯電話機1の電源が投入された状態において、上述の着信モード機能を実行するための図4に示す着信モード機能処理手順RT1をステップSP0から開始し、続くステップSP1おいて、通話相手からの電波を着信するのを待ちながら、着信があった場合のみステップSP2に進む。
やがてCPU8は、ステップSP2に進んで、現在設定されている着信モードを判断する。このステップSP2において、低域再生モードが設定されている場合は、CPU8は、ステップSP3に進んで、スイッチ部25をオン状態に切り換える。
続いてCPU8は、ステップSP4に進んで、ユーザが所望する音楽を音楽用スピーカ22から放音させると同時に、当該音楽から抽出した低音域成分に合わせてアクチュエータ24をその応答速度を向上させながら駆動させる。
一方、上述のステップSP2において、マナーモードが設定されている場合は、CPU8は、ステップSP5に進んで、スイッチ部25をオフ状態に切り換えた後、ステップSP6に進んで、所定の出力タイミングでアクチュエータ24のみを駆動させる。
他方、上述のステップSP2において、通常着信モードが設定されている場合は、CPU8は、ステップSP7に進んで、スイッチ部25をオフ状態に切り換えた後、ステップSP8に進んで、ユーザが所望する音声を音楽用スピーカ22から放音させると同時に所定の出力タイミングでアクチュエータ24を駆動させる。
やがてCPU8は、ステップSP9において、ユーザから通話開始に応じた操作内容を受けるのを待った後、当該操作があった場合のみ通話終了の指示を受けたと判断してステップSP10に進む。
このステップSP10において、CPU8は、音楽用スピーカ22からの音楽又は音声の出力を停止すると共に、アクチュエータ24の駆動を停止した後、ステップSP11に進む。
このステップSP11において、CPU8は、通話終了後に着信待ち受け状態に設定されたか否かを判断し、肯定結果が得られた場合には次の着信を待ち受けるべく、再度ステップSP1に戻って上述と同様の処理を繰り返す。
これに対してステップSP11において否定結果が得られると、このことは電源オフ状態など着信を待ち受ける状態に設定されていないことを意味し、このときCPU8は、ステップSP12に進んで、着信モード機能処理手順RT1を終了する。
このように携帯電話機1では、CPU8は、通話相手からの着信を受けた際に、ユーザにより設定された着信モードに応じた出力形態で、音楽用スピーカ22から音楽又は音声の出力させたり、アクチュエータ24を駆動させたりすることができる。
(1−3)第1の実施の形態による動作及び効果
以上の構成において、この携帯電話機1では、着信モードとして低域再生モードが設定されている状態で着信を受けた際に、ユーザが選曲した音楽を音楽用スピーカ22から放音させると同時に、当該音楽から抽出した低音域成分に合わせてアクチュエータ24を駆動させる。
この結果、携帯電話機1では、ユーザが所望する音楽が再生すると同時にアクチュエータ24の振動を当該音楽の低音域成分として出力することができ、かくして小型サイズ及び低消費電力のスピーカであっても、容易に低音域の音圧レベルを上げながら音楽を再生することができる。
さらにアクチュエータ24を駆動する際に、音楽の低音域成分を表す低音域信号S7に所定周波数のアイドリング信号S6を合成させたことにより、音楽を低音域成分のままでアクチュエータ24を駆動させる場合と比較して、当該アイドリング信号S6の信号レベル分だけアクチュエータ24の応答速度を格段と向上させることができる。
以上の構成によれば、この携帯電話機1において、着信モードとして低域再生モードが設定された状態で着信を受けた際に、ユーザが選曲した音楽を音楽用スピーカ22から放音させると同時に、当該音楽から抽出した低音域成分に合わせてアクチュエータ24を駆動させるようにしたことにより、小型サイズ及び低消費電力のスピーカであっても、容易に低音域の音圧レベルを上げながら音楽を再生することができ、かくして簡易な構成で音質を格段に向上し得る携帯電話機1を実現できる。
(2)第2の実施の形態
(2−1)第2の実施の形態による携帯電話機の構成
図1との対応部分に同一符号を付して示す図5において、30は全体として第2の実施の形態における携帯電話機を示し、上述した第1の実施の形態における携帯電話機1(図1)とは、出力部4の低音域抽出部26に代えて出力部31にテンポ抽出部32が設けられていること、及びCPU8から信号変調部27にアイドリング信号S6が供給されないことを除いて同様に構成されている。
図5に示す携帯電話機においては、ユーザによる設定内容に応じて、ユーザが選曲した音楽を音楽用スピーカ22から放音させると同時に、当該音楽のテンポに合わせてアクチュエータ24を駆動させながら低域音を出力するようになされている。
この携帯電話機における出力部31では、スイッチ部25及びリズム抽出部32が設けられ、CPU8の制御に応じてスイッチ部25をオン状態又はオフ状態に制御し、オン状態の場合には音声処理部20から出力される音楽信号S4をスイッチ部25を介してリズム抽出部32に送出する。
このリズム抽出部32は、供給される音楽信号S4に基づく音楽の基本要素のうちリズムを抽出する。基本的に音楽は、メロディ(旋律)、ハーモニ(和音)及びリズム(拍子)の3種類の要素から構成される。このうちリズムは、連続する一定の拍子を意味し、当該拍子の速度(テンポ)を1分間に4分音符がいくつ入るかを単位として表すようになされている。
具体的にリズム抽出部32は、当該音楽信号S4をローパスフィルタ(図示せず)を介して低周波数成分(数十〔Hz〕〜百数十〔Hz〕)を検出した後、当該検出結果として得られる低音域信号S9を信号変調部27に送出する。
これと共にリズム抽出部32は、得られた低音域信号S9を所定レベルに設定した閾値を基準として、当該低音域信号S9における信号レベルのピークの立ち上がりを順次検出する。
続いてリズム抽出部32は、得られた信号レベルの各ピークの立ち上がり時点から所定期間だけデータを無視する期間(ピーク幅)を設定し、そのピーク幅を除いた信号波形を解析するようにして、各ピーク同士の間隔(ピーク間隔)を計算する。
このようにしてリズム抽出部32は、低音域信号S9における信号レベルのピーク間隔の平均値を求めた後、当該ピーク間隔の平均値を表す周波数をリズム(拍子)として得ることができ、当該リズムを表すリズム信号S10を信号変調部27に継続して送出する。
この信号変調部27は、低音域抽出部26から供給される低音域信号S9及びリズム信号S10を合成させるようにして、双方の信号レベルが重畳してなる変調駆動信号S11を生成した後、当該変調駆動信号S11を駆動処理部23に送出する。
駆動処理部23は、信号変調部27から与えられた変調駆動信号S11に基づく出力タイミングでアクチュエータ24を駆動する。
なお、出力部31では、ユーザから操作部11を介して所定の操作内容が入力されたとき、CPU8の制御に基づき、スイッチ部25がオフ状態に切り換えられると同時にリズム抽出部32からリズム信号S10の信号変調部27への供給が停止されるようになされている。
このように出力部4では、音楽用スピーカ22からユーザが選曲した音楽を放音させると同時に、アクチュエータ24を当該音楽の低音域成分に合わせて駆動させるようになされ、その際、音楽の低音域成分を表す低音域信号S9にその音楽のリズムを表すリズム信号S10を合成させた分だけ、当該低音域信号S9のみを駆動処理部23に供給してアクチュエータ24を駆動させる場合と比較して、アクチュエータ24の応答速度を向上し得るようになされている。
(2−2)第2の実施の形態による動作及び効果
以上の構成において、この携帯電話機30では、着信モードとして低域再生モードが設定されている状態で着信を受けた際に、ユーザが選曲した音楽を音楽用スピーカ22から放音させると同時に、当該音楽から抽出した低音域成分に合わせてアクチュエータ24を駆動させる。
この結果、携帯電話機30では、ユーザが所望する音楽が再生すると同時にアクチュエータ24の振動を当該音楽の低音域成分として出力することができ、かくして小型サイズ及び低消費電力のスピーカであっても、容易に低音域の音圧レベルを上げながら音楽を再生することができる。
さらにアクチュエータ24を駆動する際に、音楽の低音域成分を表す低音域信号S9に当該音声のリズムを表すリズム信号S10を合成させたことにより、音楽を低音域成分のままでアクチュエータ24を駆動させる場合と比較して、当該リズム信号S10の信号レベル分だけアクチュエータ24の応答速度を格段と向上させることができる。
かかる第2の実施の形態の場合、音楽のリズムを表すリズム信号S10を低音域信号S9に合成させるようにしたことにより、第1の実施の形態のように所定周波数でなるアイドリング信号S6を低音域信号S7に合成させる場合と比較して、確実に低音域信号S9とリズム信号S10とを同期させることができ、この結果、信号波形におけるピーク値に達するまでの到達時間をより一層早めることができることから、アクチュエータ24の応答速度をより一層向上させることができる。
以上の構成によれば、この携帯電話機30において、着信モードとして低域再生モードが設定された状態で着信を受けた際に、ユーザが選曲した音楽を音楽用スピーカ22から放音させると同時に、当該音楽から抽出した低音域成分に合わせてアクチュエータ24を駆動させるようにしたことにより、小型サイズ及び低消費電力のスピーカであっても、容易に低音域の音圧レベルを上げながら音楽を再生することができ、かくして簡易な構成で音質を格段に向上し得る携帯電話機を実現できる。
(3)他の実施の形態
なお上述の本実施の形態においては、本発明による音声再生装置として図1に示すような携帯電話機1を適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、この他種々の構成からなる音声再生装置に広く適用することができると共に、腕時計、携帯情報機器(PDA:Personal Digital Assistants)などのモバイル機器としての音声再生装置にも広く適用することができる。
また上述の実施の形態においては、本発明を着信時に音楽再生する場合について適用したが、本発明はこれに限らず、例えばアラーム時の音楽再生やユーザの操作により音楽再生した場合等この他種々の場合についても広く適用することができる。
さらに上述の実施の形態においては、外部操作に応じて指定された音楽信号に基づく音楽を再生する音楽用スピーカ(再生手段)22と、音楽信号に基づく音楽の低音域成分を抽出する低音域抽出部(低音域抽出手段)26と、低音域抽出部(低音域抽出手段)26によって抽出された低音域成分に同期させて振動を発生する駆動処理部23及びアクチュエータ24(振動発生手段)とを、図1に示す携帯電話機内に設けられた出力部4から構成するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、要は音楽を再生すると同時に当該音楽の低音域成分に同期したタイミングでアクチュエータ(振動発生手段)24を振動させることができれば、この他種々の構成のものに広く適用することができる。
さらに第1の実施の形態においては、所定周波数でなるアイドリング信号S6を生成するCPU(信号生成手段)8と、当該抽出された低音域成分にアイドリング信号S6を合成する信号変調部(信号合成手段)27とを設け、音楽の再生時には、信号変調部(信号合成手段)27にアイドリング信号S6を継続して供給すると共に、信号変調部(信号合成手段)27による合成結果に同期させて振動を発生するようにした場合について述べたが、要は、アクチュエータ24の応答速度を向上することができれば、この他種々の構成のものに広く適用することができる。
さらに第2の実施の形態においては、音楽信号S4に基づく音楽からリズムを抽出するリズム抽出部(リズム抽出手段)32と、抽出された低音域成分にリズムを合成する信号変調部(信号合成手段)27を設け、音楽の再生時には、信号変調部(信号合成手段)27にリズムを継続して供給すると共に、信号変調部(信号合成手段)27による合成結果に同期させて振動を発生するようにした場合について述べたが、要は、アクチュエータ(振動発生手段)24の応答速度を向上することができれば、この他種々の構成のものに広く適用することができる。
本発明は、携帯電話機やPDA(Personal Digital Assistants)などの携帯型の音声再生装置に広く適用することができる。
第1の実施の形態による携帯電話機の構成を示すブロック図である。 第1の実施の形態による信号波形を示す略線グラフである。 アクチュエータにおける応答レスポンスの変化を示す略線グラフである。 着信モード機能処理手順を示すフローチャートである。 第2の実施の形態による携帯電話機の構成を示すブロック図である。 第2実施の形態による信号波形を示す略線グラフである。
符号の説明
1、30……携帯電話機、2……通信部、3……通話部、4、31……出力部、5……表示部、7……制御部、8……CPU、9……ROM、10……RAM、20……音声処理部、22……音楽用スピーカ、23……駆動処理部、24……アクチュエータ、25……スイッチ部、26……低音域抽出部、27……信号変調部、32……リズム抽出部。

Claims (6)

  1. 外部操作に応じて指定された音楽信号に基づく音楽を再生する再生手段と、
    上記音楽信号に基づく音楽の低音域成分を抽出する低音域抽出手段と、
    上記低音域抽出手段によって抽出された低音域成分に同期させて振動を発生する振動発生手段と
    を具え、
    上記振動発生手段は、
    上記再生手段が上記音楽を再生すると同時に当該音楽の低音域成分に同期したタイミングで上記振動を発生する
    ことを特徴とする音声再生装置。
  2. 所定周波数でなるアイドリング信号を生成する信号生成手段と、
    上記低音域抽出手段によって抽出された上記低音域成分に上記アイドリング信号を合成する信号合成手段と
    を具え、
    上記信号生成手段は、上記再生手段による上記音楽の再生時には、上記信号合成手段に上記アイドリング信号を継続して供給すると共に、
    上記振動発生手段は、上記信号合成手段による合成結果に同期させて振動を発生する
    ことを特徴とする請求項1に記載の音声再生装置。
  3. 上記音楽信号に基づく音楽からリズムを抽出するリズム抽出手段と、
    上記低音域抽出手段によって抽出された上記低音域成分に上記リズムを合成する信号合成手段と
    を具え、
    上記リズム抽出手段は、
    上記再生手段による上記音楽の再生時には、上記信号合成手段に上記リズムを継続して供給すると共に、
    上記振動発生手段は、上記信号合成手段による合成結果に同期させて振動を発生する
    ことを特徴とする請求項1に記載の音声再生装置。
  4. 外部操作に応じて指定された音楽信号に基づく音楽から低音域成分を抽出する第1のステップと、
    上記音楽を再生すると同時に当該音楽の低音域成分に同期したタイミングで振動を発生する第2のステップと
    を具えることを特徴とする音声再生方法。
  5. 上記第1のステップでは、
    継続して供給される所定周波数でなるアイドリング信号を上記低音域成分に合成し、
    上記第2のステップでは、
    上記音楽の再生時には、上記合成結果に同期させて振動を発生する
    ことを特徴とする請求項4に記載の音声再生方法。
  6. 上記第1のステップでは、
    継続して供給される上記音楽信号に基づく音楽から抽出したリズムを上記低音域成分に合成し、
    上記第2のステップでは、
    上記音楽の再生時には、上記合成結果に同期させて振動を発生する
    ことを特徴とする請求項4に記載の音声再生方法。
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