JP2010154466A

JP2010154466A - 音声信号処理装置及び音声信号処理方法

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Publication number: JP2010154466A
Application number: JP2008333054A
Authority: JP
Inventors: 祐二 ▲富▼安; Yuji Tomiyasu
Original assignee: D&M Holdings Inc
Current assignee: D&M Holdings Inc
Priority date: 2008-12-26
Filing date: 2008-12-26
Publication date: 2010-07-08
Anticipated expiration: 2028-12-26
Also published as: JP5074371B2

Abstract

【課題】一般的なユーザにとって、扱いやすく、直感的に音声信号の処理特性を設定することができる音声信号処理装置及び音声信号処理方法を提供する。
【解決手段】可変な周波数特性に基づいて音声信号にフィルタ処理を施す信号処理部と、前記信号処理部の周波数特性を設定するための画面を表示する表示部と、ユーザによる周波数特性の入力を受け付ける操作部と、を備える音声信号処理装置における音声信号処理方法であって、ユーザによる操作部を介した操作により移動可能なポインタと、周波数が割り当てられた点と、を含む画像を生成して表示部に表示させ、ポインタと点との間の距離に応じて、信号処理部の周波数特性を設定する方法。
【選択図】図２

Description

本発明は、イコライザ機能等の、音声信号特性を可変な機能を有する音声信号処理装置及び音声信号処理方法に関する。

ホームオーディオ機器等のオーディオ機器には、オーディオ信号の周波数特性を調整するためのイコライザを備えるものがある。イコライザは、一般的に、複数の周波数帯域（バンド）を調節できる複数のパラメータを備える。ユーザは、スライドボリュームスイッチ等の操作により各パラメータを変更し、周波数帯域毎にレベル（利得）を増減させて、周波数特性の調整を行う（例えば、特許文献１、２参照）。

特開平７−３０３４８号公報特開平１１−１１２２５４号公報

従来のイコライザでは、数字や波形を用いてユーザインタフェースが構成されているのが一般的である。イコライザを正しく操作するためには周波数やデシベル（ｄＢ）、全体の波形等に関する知識が必要である。

しかしながら、専門的な知識を有しない一般的なユーザは、数字や波形で設定が表示されていても理解できず、イコライザ機能を使用しない、あるいは使用できない場合がありうる。また、設定可能なパラメータが多いことは専門的知識のあるユーザには好ましいものの、一般的なユーザにとって非常に手間となるだけでなく、ユーザによっては誤って設定してしまう場合もありうる。
同様の問題は、トーンコントロール等の設定機能を有する他の音声信号処理装置においても存在しうる。

上記事情を鑑みて、本発明は、一般的なユーザにとって、扱いやすく、直感的に音声信号の処理特性を設定することができる音声信号処理装置及び音声信号処理方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の第１の態様における音声信号処理装置は、
可変な周波数特性に基づいて音声信号にフィルタ処理を施す信号処理部と、
前記信号処理部の周波数特性を設定するための画面を表示する表示部と、
ユーザによる周波数特性の入力を受け付ける操作部と、
ユーザによる前記操作部を介した操作により移動可能なポインタと、周波数が割り当てられた点と、を含む画像を生成して前記表示部に表示させ、前記ポインタと前記点との間の距離に応じて、前記信号処理部の周波数特性を設定する中央処理部と、
を備える、ことを特徴とする。

上記構成において、前記中央処理部は、ポインタの初期位置を中心とした円周上に、前記周波数が割り当てられた点を配置した画像を生成する。
ここで、前記中央処理部は、前記周波数が割り当てられた点を、周波数の大きさが連続し、最大の周波数と最小の周波数とが割り当てられた各点が隣り合うように同一円周上に配置する。

上記構成において、前記ポインタは、前記円内を移動可能である。

上記構成において、前記中央処理部は、例えば、前記円を複数の領域に分けた画像を、当該領域に割り当てられた周波数特性を表す表示を含めて生成する。領域は、例えば、「Ｗａｒｍ」、「Ｃｏｏｌ」、「Ｎｅｕｔｒａｌ」等の表示とともに表示される。

上記目的を達成するため、本発明の第２の態様における音声信号処理方法は、
可変な周波数特性に基づいて音声信号にフィルタ処理を施す信号処理部と、前記信号処理部の周波数特性を設定するための画面を表示する表示部と、ユーザによる周波数特性の入力を受け付ける操作部と、を備える音声信号処理装置における音声信号処理方法であって、
ユーザによる前記操作部を介した操作により移動可能なポインタと、周波数が割り当てられた点と、を含む画像を生成して前記表示部に表示させ、前記ポインタと前記点との間の距離に応じて、前記信号処理部の周波数特性を設定する、ことを特徴とする。

上記方法において、前記中央処理部は、ポインタの初期位置を中心とした円周上に、前記周波数が割り当てられた点を配置した画像を生成する。
ここで、前記中央処理部は、前記周波数が割り当てられた点を、周波数の大きさが連続し、最大の周波数と最小の周波数とが割り当てられた各点が隣り合うように同一円周上に配置する。

上記方法において、前記ポインタは、前記円内を移動可能である。

上記方法において、前記中央処理部は、例えば、前記円を複数の領域に分けた画像を、当該領域に割り当てられた周波数特性を表す表示を含めて生成する。領域は、例えば、「Ｗａｒｍ」、「Ｃｏｏｌ」、「Ｎｅｕｔｒａｌ」等の表示とともに表示される。

本発明によれば、一般的なユーザにとって、扱いやすく、直感的に音声信号の処理特性を設定することができる音声信号処理装置及び音声信号処理方法が提供される。

本発明に係る実施の形態について、以下、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に示す実施の形態は一例であり、これに限定されない。なお、以下に示す実施の形態では、本発明をイコライザに適用した場合に即して説明する。

本実施の形態に係るイコライザ１０のブロック図を図１に示す。図１に示すように、イコライザ１０は、中央処理部１２と、信号処理部１４と、操作部１６と、表示部１８と、を備える。本実施の形態に係るイコライザ１０は、複数の周波数、例えば、６３Ｈｚ、１２５Ｈｚ、２５０Ｈｚ、５００Ｈｚ、１ｋＨｚ、２ｋＨｚ、４ｋＨｚ、８ｋＨｚで分けられた帯域毎にその利得（ｄＢ）をユーザが設定可能に構成されている。

中央処理部１２は、イコライザ１０の動作を統括的に制御する。また、中央処理部１２は、後述するように、ユーザが周波数帯域毎の利得を設定するためのユーザインタフェース画像を生成する。

信号処理部１４は、中央処理部１２から供給されるパラメータに応じて、入力される音声信号に処理を施すデジタルフィルタとして機能する。信号処理部１４は、中央処理部１２から供給される周波数帯域毎の利得に関する制御信号に応じて、フィルタ処理を施す。信号処理部１４は、ＡＤ変換部１５によりデジタル信号に変換された音声信号をフィルタ処理する。デジタル音声信号が直接入力される場合には、ＡＤ変換部１５を設けなくとも良い。信号処理部１４によってフィルタ処理されたデジタルオーディオ信号は、ＤＡ変換部１７によってアナログオーディオ信号に変換されて出力される。

操作部１６は、マウス、ペンタブレット等から構成される操作部１６を有する。ユーザは、操作部１６を介して後述する周波数設定等を行う。
表示部１８は、液晶表示装置等から構成され、中央処理部１２が生成したユーザインタフェース画像を表示する。

ユーザは、表示部１８のユーザインタフェース画像を見て操作部１６を操作し、信号処理部１４に供給されるフィルタパラメータを入力する。中央処理部１２は、入力されたパラメータに従って信号処理部１４にパラメータを供給し、変更されたユーザインタフェース画像を生成し、表示部１８に表示させる。

次に本実施の形態におけるイコライザ１０の設定処理について、図面を参照して説明する。

図２は本実施の形態に係るイコライザ１０の処理フローを示す。
本実施の形態にかかるイコライザ１０は、特に初心者向けのフィルタパラメータの設定モードを備える。このモードの他に、一般的な数値、波形を用いるイコライザ機能を提供するモードを備えても良い。ユーザがイコライザ機能を設定する際、中央処理部１２は、例えば、初心者向けの設定モードの選択画面を表示し、入力を受け付ける。

ユーザが操作部１６を介して初心者向けの設定モードを選択したとき（ステップＳ１１，Ｙｅｓ）、中央処理部１２は、図３に示すような入力画面を生成し、表示部１８に表示する。

図３に示す例では、表示部１８には、二重の円が表示される。内側の円は「Ｎｅｕｔｒａｌ」部分として表示されている。また、外側の円の周囲には、対向するように、「Ｃｏｏｌ」と「Ｗａｒｍ」の表示がされ、内側の円を囲む環状領域の一方及び他方をそれぞれ示している。すなわち、外側の円の内側は大凡３つの領域に分けられている。さらに、円の中心には、その位置を変化可能なポインタＰが配置されている。「Ｗａｒｍ」から「Ｃｏｏｌ」にかけて、例えば、環状領域には色彩のグラデーションがかけられているが、形態等はこれに限られない。なお、ユーザはポインタＰを操作部１６を介して移動させることができるが、円の外側には移動させることはできない。

ポインタＰの円内位置は、内部処理座標として中央処理部１２によって取得される。より詳細には、ポインタＰの位置情報は、複数の周波数に対応して割り当てられた外周上の点からの距離情報として取得される。

図４は、図３の例における周波数の割り当てを示す。図に示すように、外周上には、等間隔（４５度間隔）で点Ａ〜Ｈが配置されている。各点には、その大きさが連続するように周波数が割り当てられている（Ａ：６３Ｈｚ、Ｂ：１２５Ｈｚ、Ｃ：２５０Ｈｚ、Ｄ：５００Ｈｚ、Ｅ：１ｋＨｚ、Ｆ：２ｋＨｚ、Ｇ：４ｋＨｚ、Ｈ：８ｋＨｚ）。

図４に示す例において、ポインタＰの位置情報は、各点Ａ〜Ｈまでの距離α１〜α８として取得される。図４は、入力信号に対してイコライザ機能を発揮していない状態を示し、円の中心はポインタＰの初期位置に等しく、ポインタＰ（中心）からの距離α１〜α８は初期値で同一に設定されている。中央処理部１２は、例えば、ｘｙ軸の原点を中心とする半径１の円周上に各点Ａ〜Ｈを配置することにより距離を算出する。

ユーザによってポインタＰが操作されたとき、中央処理部１２はポインタＰの位置情報を取得する（図２、ステップＳ１２）。例えば、図５に示すようにポインタＰが移動した場合、ポインタＰの位置情報は、図６に示すような距離β１〜β８として算出される。

中央処理部１２は、各周波数における移動後の距離からその利得を算出する（図２、ステップＳ１３）。すなわち、ある周波数における距離が（βｘ一αｘ）＞０となる時（ｘ＝１、２、…、８）、距離は正の利得としてｄＢ情報に換算される。また、距離が（βｘ一αｘ）＜０の時、距離は負の利得としてｄＢ情報へ換算される（ステップＳ１４）。

中央処理部１２は、各周波数帯域に対するｄＢ情報を算出し、フィルタ用の係数を確定する（ステップＳ１５）。確定したフィルタ係数は、信号処理部１４に供給され、信号処理に用いられる。新たな入力がなければ、中央処理部１２は、処理を終了する。

図５及び６に示す例について見るに、ポインタＰは、「Ｎｅｕｔｒａｌ」の領域から、「Ｃｏｏｌ」の領域、特に、点Ａ（６３Ｈｚに対応）、点Ｂ（１２５Ｈｚに対応）、点Ｇ（４ｋＨｚに対応）、点Ｈ（８ｋＨｚに対応）からの距離が大きくなるように移動している。このとき、高域及び低域の利得が増大する。逆に、点Ｃ（２５０Ｈｚに対応）、点Ｄ（５００Ｈｚに対応）、点Ｅ（１ｋＨｚに対応）、点Ｆ（２ｋＨｚに対応）からの距離は減少し、すなわち、中域の利得が減少する。

図５及び６に示す例では、このような高域、低域の利得が大きく、中域の利得が小さいパターンを「Ｃｏｏｌ」と表し、逆に中域の利得が大きいパターンが「Ｗａｒｍ」と表されている。また、距離の変化が初期値から一定値以内の比較的フラットなパターンは「Ｎｅｕｔｒａｌ」と表されている。ユーザは、ポインタを「Ｃｏｏｌ」或いは「Ｗａｒｍ」の方向に直感的に動かすだけでイコライザ設定を行うことができる。勿論、「Ｃｏｏｌ」、「Ｗａｒｍ」、「Ｎｅｕｔｒａｌ」以外の表現を用いることができる。

専門的知識を有しない、特に初心者のユーザにとっては、フラットな特性、高域と低域が強調された所謂「ドンシャリ」、中域が主立った所謂「かまぼこ」といった比較的緩やかな特性パターンで可変であれば、イコライザ機能として十分満足できるといえる。
また、周波数帯域毎に数値を変化させるような場合には、一般的なユーザが特定の周波数帯域のみを強調してしまうような誤った特性に設定してしまうおそれがある。しかし、上記実施の形態によれば、このような事態を防ぎ、ユーザを正しく導くことができる。

以上説明したように、本実施の形態では、ユーザによる操作部１６を介した操作により移動可能なポインタと、周波数が割り当てられた点と、を含む画像が表示部１８に表示される。中央処理部１２は、ポインタと各点との間の距離に応じて、信号処理部１４の周波数特性を設定する。また、中央処理部１２は、円を複数の領域に分けた画像を、領域に割り当てられた周波数特性（「Ｗａｒｍ」、「Ｃｏｏｌ」、「Ｎｅｕｔｒａｌ」）を表す表示を含めて生成する。

これにより、本実施の形態によれば、ユーザは、ポインタを所望の特性表示が付された領域に移動させるのみで、所望の周波数特性を実現することができる。このような操作はユーザが表示画像から直感的に把握できるもので、一般的なユーザにとって非常に扱いやすい。

ポインタの移動によって設定される周波数特性は、一般的なユーザには十分なものであり、また、ポインタの移動は円の内側に限定されることから、ユーザの誤った設定を防ぐことができる。

本発明は、上記実施の形態に限られず、種々の変更、修正等が可能である。
上記実施の形態では、８つの周波数帯域について設定を可変としたが、９以上又は７以下の帯域について可変としても良い。また、周波数設定を「Ｎｅｕｔｒａｌ」、「Ｗａｒｍ」、「Ｃｏｏｌ」の３つに分ける設定としたが、これに限らず、２つ、或いは、４以上に分けても良い。

また、上記実施の形態では、周波数が割り当てられた点を同一円周上に等間隔に配置するものとしたが、間隔は等しいものに限らず、適宜設定しても良い。

また、上記実施の形態では、イコライザを例として説明したが、トーンコントロール等にも応用可能である。

本発明の実施の形態にかかるイコライザの構成を示すブロック図である。本発明の実施の形態にかかるイコライザの処理フロー図である。本発明の実施の形態にかかる設定時の表示画像の例である。ポインタと点との距離を示す図である。本発明の実施の形態にかかる設定時の表示画像の例である。ポインタと点との距離を示す図である。

符号の説明

１０：イコライザ、１２：中央処理部、１４：信号処理部、１６：操作部、１８：表示部、Ｐ：ポインタ

Claims

可変な周波数特性に基づいて音声信号にフィルタ処理を施す信号処理部と、
前記信号処理部の周波数特性を設定するための画面を表示する表示部と、
ユーザによる周波数特性の入力を受け付ける操作部と、
ユーザによる前記操作部を介した操作により移動可能なポインタと、周波数が割り当てられた点と、を含む画像を生成して前記表示部に表示させ、前記ポインタと前記点との間の距離に応じて、前記信号処理部の周波数特性を設定する中央処理部と、
を備える、ことを特徴とする音声信号処理装置。
前記中央処理部は、ポインタの初期位置を中心とした円周上に、前記周波数が割り当てられた点を配置した画像を生成する、ことを特徴とする請求項１に記載の音声信号処理装置。
前記中央処理部は、前記周波数が割り当てられた点を、周波数の大きさが連続し、最大の周波数と最小の周波数とが割り当てられた各点が隣り合うように同一円周上に配置する、ことを特徴とする請求項２に記載の音声信号処理装置。
前記ポインタは、前記円内を移動可能である、ことを特徴とする請求項２又は３に記載の音声信号処理装置。
前記中央処理部は、前記円を複数の領域に分けた画像を、当該領域に割り当てられた周波数特性を表す表示を含めて生成する、ことを特徴とする請求項２乃至４のいずれか一項に記載の音声信号処理装置。
可変な周波数特性に基づいて音声信号にフィルタ処理を施す信号処理部と、前記信号処理部の周波数特性を設定するための画面を表示する表示部と、ユーザによる周波数特性の入力を受け付ける操作部と、を備える音声信号処理装置における音声信号処理方法であって、
ユーザによる前記操作部を介した操作により移動可能なポインタと、周波数が割り当てられた点と、を含む画像を生成して前記表示部に表示させ、前記ポインタと前記点との間の距離に応じて、前記信号処理部の周波数特性を設定する、ことを特徴とする音声信号処理方法。
ポインタの初期位置を中心とした円周上に、前記周波数が割り当てられた点を配置した画像を生成する、ことを特徴とする請求項６に記載の音声信号処理方法。
前記周波数が割り当てられた点を、周波数の大きさが連続し、最大の周波数と最小の周波数とが割り当てられた各点が隣り合うように同一円周上に配置する、ことを特徴とする請求項７に記載の音声信号処理方法。
前記ポインタは、前記円内を移動可能である、ことを特徴とする請求項７又は８に記載の音声信号処理方法。
前記円を複数の領域に分けた画像を、当該領域に割り当てられた周波数特性を表す表示を含めて生成する、ことを特徴とする請求項７乃至９のいずれか一項に記載の音声信号処理方法。