JP2636368B2 - Mixing equipment - Google Patents

Mixing equipment

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JP2636368B2
JP2636368B2 JP63244964A JP24496488A JP2636368B2 JP 2636368 B2 JP2636368 B2 JP 2636368B2 JP 63244964 A JP63244964 A JP 63244964A JP 24496488 A JP24496488 A JP 24496488A JP 2636368 B2 JP2636368 B2 JP 2636368B2
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徳生 高木
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Description

【発明の詳細な説明】 (a)産業上の利用分野 この発明は楽器等の複数の音源からの音をそれぞれ音
量を調整しつつ合成するミキシング装置に関し、特に各
音源の音量を自動調整できるミキシング装置に関する。
The present invention relates to a mixing device for synthesizing sounds from a plurality of sound sources such as musical instruments while adjusting the sound volume, and more particularly to a mixing device capable of automatically adjusting the sound volume of each sound source. Related to the device.

(b)従来の技術 音楽の生演奏時や録音時に声や楽器の音量を調整する
ためミキシング装置が使用される。ミキシング装置は、
複数の入力端子を有するとともに入力毎に個別に出力を
調節するためのボリュームが設けられている。このボリ
ュームを調整することによりそれぞれの声や楽器の音を
適当な音量で出力し聴衆にとって心地好い音にすること
ができる。
(B) Conventional technology A mixing device is used to adjust the volume of a voice or musical instrument during live music or recording. The mixing device is
A volume having a plurality of input terminals and adjusting output individually for each input is provided. By adjusting this volume, the sound of each voice or musical instrument can be output at an appropriate volume to make the sound pleasant to the audience.

ところで、合成された音は様々な声や楽器の音が合わ
さっているため複雑な周波数分布をしており、それが偏
っていると不快な音となる。そこで、合成音を適当なバ
ランスに保つため、各楽器の音量を微妙に調整する必要
がある。すなわち、高音が強すぎるときには高音の音源
の音量を絞って低音の音源の音量を増加させ、低音が強
すぎるときにはその逆の操作を行う。
By the way, the synthesized sound has a complicated frequency distribution because sounds of various voices and musical instruments are combined, and if the sound is biased, it becomes an unpleasant sound. Therefore, in order to keep the synthesized sound in an appropriate balance, it is necessary to finely adjust the volume of each instrument. That is, when the treble is too strong, the volume of the treble sound source is reduced to increase the volume of the bass sound source, and when the bass is too strong, the reverse operation is performed.

(c)発明が解決しようとする課題 従来このような操作は専門家であるミキサーが自己の
感覚や経験,知識に基づいて行っていた。しかしこの作
業を自動化しようとすれば、音の高低や音量の大小の感
覚を定量化し、これらを複雑なアルゴリズムで組み合わ
せてフィードバック制御しなければならず、装置が極め
て煩雑,高価になる欠点があった。
(C) Problems to be Solved by the Invention Conventionally, such operations have been performed by a professional mixer based on their own senses, experience, and knowledge. However, in order to automate this work, it is necessary to quantify the sense of pitch and loudness of the sound and to perform feedback control by combining these with a complicated algorithm, resulting in a disadvantage that the device becomes extremely complicated and expensive. Was.

この発明は、このような現状に鑑みファジィ推論を用
いることにより合成音のバランスを自動的に保つことが
できるミキシング装置を提供することを目的とする。
An object of the present invention is to provide a mixing device that can automatically maintain the balance of synthesized sounds by using fuzzy inference in view of such a situation.

(d)課題を解決するための手段 この発明は、複数の音源から入力された音を、音源毎
に音量を調整して合成出力するミキシング装置におい
て、 合成音の周波数分布を分析する周波数分布分析部を有
するとともに、 各音源毎に、この音源の特徴周波数を抽出する特徴周
波数抽出部と、この特徴周波数および前記周波数分布と
で合成音のバランスを保つべくファジィ推論を行うファ
ジィ推論部と、ファジィ推論結果に基づいてこの音源の
音量を調整するゲインコントロール部と、を設けたこと
を特徴とする。
(D) Means for Solving the Problems The present invention relates to a mixing apparatus that adjusts the volume of each sound input from a plurality of sound sources and synthesizes and outputs the mixed sounds. A fuzzy inference unit for extracting a characteristic frequency of the sound source for each sound source; a fuzzy inference unit for performing fuzzy inference to maintain a balance of synthesized sounds with the characteristic frequency and the frequency distribution; And a gain control unit for adjusting the volume of the sound source based on the inference result.

(e)作用 この発明の音源ミキシング装置は、音源から入力され
た音は個別に音量を調整されて他の音源からの音と合成
して合成音として出力される。音量の調整は以下のよう
に行われる。
(E) Function In the sound source mixing apparatus of the present invention, the sound input from the sound source is individually adjusted in volume, synthesized with the sound from another sound source, and output as a synthesized sound. The adjustment of the volume is performed as follows.

合成音の周波数分布が周波数分布分析部によって分
析される。
The frequency distribution of the synthesized sound is analyzed by the frequency distribution analyzer.

各音源の特徴周波数(ピーク周波数や重心周波数
等)が特徴周波数抽出部によって抽出される。
The characteristic frequency (peak frequency, center of gravity frequency, etc.) of each sound source is extracted by the characteristic frequency extraction unit.

合成音の周波数分布と特徴周波数とでファジィ推論
が行われる。このファジィ推論は『この音源の音をどの
程度の音量で出力すれば合成音のバランスを良くするこ
とができるか』という命題に関して具体的に(専門家の
経験則によって)設定されたファジィルールに基づいて
行われる。
Fuzzy inference is performed on the frequency distribution of the synthesized sound and the characteristic frequency. This fuzzy inference is based on a fuzzy rule that is specifically set (by the rule of thumb of an expert) on the proposition "How much volume of the sound of this sound source can be output to improve the balance of the synthesized sound?" It is done based on.

ここで、ファジィルールは、 if(x1=A and x2=B‥‥)then(y=z) の形式で表され、(x1=A and x2=B‥‥)は前伴部、
(y=z)は後伴部と呼ばれる。第4図はこのファジィ
ルールに従って推論結果を出力する一つの公知の手法を
説明するための図である。同図(A),(B)は前伴部
の2つの項に対応するメンバーシップ関数を示し、同図
(C)は後伴部に対応するメンバーシップ関数を表す。
ここでは前伴部のメンバーシップ関数を2つ示している
が前伴部の条件として入力される変数が増えればメンバ
ーシップ関数もその分増加する。各図において横軸は変
数の値を表し、縦軸はメンバーシップ値(所属度)を表
す。
Here, the fuzzy rule is expressed in the form of if (x 1 = A and x 2 = B ‥‥) then (y = z), where (x 1 = A and x 2 = B ‥‥) is the preamble. ,
(Y = z) is called the trailing part. FIG. 4 is a diagram for explaining one known method for outputting an inference result in accordance with the fuzzy rules. FIGS. 7A and 7B show membership functions corresponding to the two terms in the leading part, and FIGS. 7C and 7C show membership functions corresponding to the trailing part.
Here, two membership functions of the front part are shown, but as the number of variables input as the conditions of the front part increases, the membership function increases accordingly. In each figure, the horizontal axis represents the value of the variable, and the vertical axis represents the membership value (degree of affiliation).

いま、前伴部の第1項の変数x1の値がx1′であるとす
ると、そのときの所属度は0.5である。(同図(A)参
照)。また、前伴部の第2項目の変数x2の値がx2′とす
ると、そのときの所属度は0.3である(同図(B)参
照)。このような場合、ファジィ演算部ではそれぞれの
所属度の中の最も小さな値をとる。すなわち上記の例で
は所属度0.3を選ぶ。次にZに対応するメンバーシップ
関数を上記0.3の高さで頭切りを行う。一つのルールに
対してこのような推論を行い、全てのルールに対する推
論結果を論理和すると第4図(D)の斜線領域で示すよ
うな形の推論値を得る。通常は1個の定量値を決定しこ
の値で動作制御をするためこの斜線部の重心y″を求め
これを推論の確定値として出力する。
Now, the value of the variable x 1 of the first term of the previous companion part is assumed to be x 1 ', appertaining at that time it is 0.5. (See FIG. 3A). If the value of the variable x 2 of the second item of the front companion part is the x 2 ', the appertaining at that time is 0.3 (see FIG. (B)). In such a case, the fuzzy calculation unit takes the smallest value among the respective degrees of affiliation. That is, in the above example, the degree of belonging 0.3 is selected. Next, the membership function corresponding to Z is truncated at the height of 0.3. When such inference is performed for one rule, and the inference results for all rules are logically ORed, an inference value having a shape as shown by a shaded area in FIG. 4D is obtained. Normally, one quantitative value is determined, and in order to control the operation with this value, the center of gravity y ″ of the shaded portion is obtained and output as a definite value for inference.

以上の推論手法において、前伴部に対する所属度の推
論積演算(小さい方の所属度を選ぶ演算)ルールと、後
伴部に対する台形部の論理和演算ルールを、mini−max
ルールという。
In the above inference method, the inference product operation (operation of selecting the smaller belonging degree) rule of the degree of belonging to the frontal part and the rule of OR operation of the trapezoidal part to the back part are mini-max
They are called rules.

この発明では、このようにして得られた確定値をゲ
インコントロール部に入力する。
In the present invention, the determined value thus obtained is input to the gain control unit.

ゲインコントロール部では入力された確定値に基づ
いてこの音源の音量を調整する。
The gain control unit adjusts the volume of the sound source based on the input fixed value.

〜の動作は各音源毎に行われる。 Are performed for each sound source.

このような動作により複数の音源を合成してバランス
のよい合成音を作ることができる。
By such an operation, a plurality of sound sources can be synthesized to produce a well-balanced synthesized sound.

(f)実施例 第1図はこの発明の実施例であるミキシングシステム
の構成を示す図である。複数の音声入力端子を有するミ
キサー2には複数の楽器1の音が入力されており、これ
ら楽器の音を合成してスピーカアンプ3に出力する。楽
器1の音はミキサー2に入力されるとともに最大レベル
周波数検出回路4に入力されている。最大レベル周波数
検出回路4は楽器1の音のピーク周波数を検出して推論
部5に出力する。推論部5にはこのピーク周波数ととも
に合成音のデータが入力される。一方ミキサー2は合成
音をスピーカアンプに出力するとともに、この合成音を
フィルタ7,9,11に出力する。フィルタ7,9,11はそれぞれ
ハイパスフィルタ,バンドパスフィルタ,ローパスフィ
ルタであり、合成音の高域,中域,低域の音(高音,中
音,低音)のみを透過する。ハイパスフィルタ7,バンド
パスフィルタ9,ローパスフィルタ11を透過した高音,中
音,低音はそれぞれ加算器13,14,15に入力される。加算
器13,14,15には、それぞれ高音基準値発生回路8,中音基
準値発生回路10,低音基準値発生回路12で発生される高
音基準値,中音基準値,低音基準値と加算(基準値は負
で出力されるため結果は減算される。)される。この加
算によって、合成音の高音,中音,低音が基準となる音
量に比してどの程度上下しているかの値が求まる。この
データが推論部5に入力される。推論部5の推論結果は
ゲインコントローラ6に入力され、ゲインコントロール
6はミキサー2のボリュームを調整するパラメータを出
力する。ミキサー2にはそれぞれの楽器に対応するゲイ
ンコントローラ6のからのパラメータを受け取り、それ
に合わせて各楽器のボリュームを調整する。
(F) Embodiment FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a mixing system according to an embodiment of the present invention. The sounds of a plurality of musical instruments 1 are input to a mixer 2 having a plurality of audio input terminals, and the sounds of these musical instruments 1 are synthesized and output to a speaker amplifier 3. The sound of the musical instrument 1 is input to the mixer 2 and also to the maximum level frequency detection circuit 4. The maximum level frequency detection circuit 4 detects the peak frequency of the sound of the musical instrument 1 and outputs it to the inference unit 5. The inference unit 5 receives data of the synthesized sound together with the peak frequency. On the other hand, the mixer 2 outputs the synthesized sound to the speaker amplifier, and outputs the synthesized sound to the filters 7, 9, and 11. The filters 7, 9, and 11 are a high-pass filter, a band-pass filter, and a low-pass filter, respectively, and transmit only high-, middle-, and low-frequency sounds (high, medium, and low sounds) of the synthesized sound. The high, medium, and low sounds that have passed through the high-pass filter 7, the band-pass filter 9, and the low-pass filter 11 are input to adders 13, 14, and 15, respectively. The adders 13, 14, and 15 respectively add the treble reference value, the midtone reference value, and the bass reference value generated by the treble reference value generation circuit 8, the midtone reference value generation circuit 10, and the bass reference value generation circuit 12. (The result is subtracted because the reference value is output as a negative value.) By this addition, a value of how much the high tone, the middle tone, and the low tone of the synthesized sound are raised or lowered compared to the reference sound volume is obtained. This data is input to the inference unit 5. The inference result of the inference unit 5 is input to the gain controller 6, and the gain control 6 outputs a parameter for adjusting the volume of the mixer 2. The mixer 2 receives parameters from the gain controller 6 corresponding to each musical instrument, and adjusts the volume of each musical instrument in accordance with the parameters.

なお、ハイパスフィルタ7,バンドパスフィルタ9,ロー
パスフィルタ11および高音,中音,低音の各基準値発生
回路8,10,12はミキサー2に内蔵してもよい。また基準
値発生回路が発生する基準値(基準電圧)はボリューム
等の操作によって調整することができ、合成音のバラン
スを一般的なものからある程度各人の好みに合わせたも
のにすることができる。
The mixer 2, the high-pass filter 7, the band-pass filter 9, the low-pass filter 11, and the high-, medium-, and low-tone reference value generation circuits 8, 10, and 12 may be incorporated. Further, the reference value (reference voltage) generated by the reference value generation circuit can be adjusted by operating a volume or the like, and the balance of the synthesized sound can be adjusted from the general sound to a certain level according to each person's preference. .

第2図に前記推論部5の構成を示す。同図(A)にお
いて、推論部5は複数のファジィ演算部20およびデファ
ジファイ部21とからなっている。また同図(B)におい
て、ファジィ演算部20は、前伴部の項数と同数のMFC
(メンバーシップ関数発生回路)22,条件論理積部23,後
伴部に対応するMFC24,結論論理積部25を有している。前
伴部のMFC22には、それぞれ前伴部の各項の演算をすべ
く変数とメンバーシップ関数選択信号が入力される。こ
の演算出力は条件論理積部23に入力され、論理積されて
(最小値が選択されて)この結果が結論論理積部25に入
力される。MFC24は制御量(ゲイン)を推論するための
後伴部のメンバーシップ関数を生成し、結論論理積部25
に入力する。結論論理積部ではMFC24から入力されたメ
ンバーシップ関数値を条件論理積部23から入力された値
でカット(頭切り)して、このファジィ演算部の演算値
としてデファジファイ部21に出力する。このファジィ演
算部はゲイン制御のために設けられたルール(if…,…
then〜)の数だけ設けられる。
FIG. 2 shows the configuration of the inference unit 5. In FIG. 1A, the inference unit 5 includes a plurality of fuzzy operation units 20 and a defuzzification unit 21. In FIG. 2B, the fuzzy operation unit 20 has the same number of MFCs as the number of terms in the front part.
(Membership function generation circuit) 22, a conditional AND section 23, an MFC 24 corresponding to the trailing section, and a conclusion AND section 25. A variable and a membership function selection signal are input to the MFC 22 of the front part to calculate each term of the front part. This operation output is input to the conditional AND unit 23, ANDed (the minimum value is selected), and the result is input to the conclusion AND unit 25. The MFC 24 generates a membership function of the follower for inferring the control amount (gain),
To enter. Conclusion The AND unit cuts (heads off) the membership function value input from the MFC 24 with the value input from the conditional AND unit 23, and outputs it to the defuzzification unit 21 as the operation value of this fuzzy operation unit. This fuzzy calculation unit is provided with rules (if ..., ...) provided for gain control.
then ~).

同図(C)において、デファジファイ部21は論理和部
27および確定値演算部28とからなっており、ファジィ演
算部20から入力された演算値は論理和部27で合成されて
あいまいな(幅のある)制御量が割り出される。このあ
いまいな制御量を確定値演算部28に入力してその重心を
求めこの値を制御量としてゲインコントローラ6に出力
する。
In FIG. 3C, the defuzzification unit 21 is a logical sum unit.
The operation value input from the fuzzy operation unit 20 is synthesized by the OR unit 27 to determine an ambiguous (with a wide) control amount. This ambiguous control amount is input to the definite value calculation unit 28, the center of gravity of which is obtained, and this value is output to the gain controller 6 as a control amount.

第3図は各変数に対するメンバーシップ関数を示す。
同図(A)は音源の音の高さ(ピーク周波数)に対する
メンバーシップ関数である。また同図(B)はミキシン
グ音量(合成音の高音,中音,低音の音量が基準値に対
してどの程度大小しているか)に関するメンバーシップ
関数である。また、同図(C)はゲイン(制御量)を決
定するための後伴部のメンバーシップ関数である。
FIG. 3 shows the membership function for each variable.
FIG. 3A shows a membership function for the pitch (peak frequency) of the sound source. FIG. 6B shows a membership function relating to the mixing volume (how much the volume of the high, middle, and low sounds of the synthesized sound is greater or smaller than the reference value). FIG. 3C shows a membership function of a trailing part for determining a gain (control amount).

このメンバーシップ関数を用いてファジィ推論するた
めのルールとしては、たとえば下表に示すようなものが
考えられる。
As a rule for fuzzy inference using this membership function, for example, the following table can be considered.

ファジィルールはこの表に示すもの以外にも全ての変
数(ピーク周波数,高音音量,中音音量,低音音量)を
様々に組み合わせて推論するものを種々考えることがで
きる。
In addition to the fuzzy rules shown in this table, various fuzzy rules can be considered for inferring various variables (peak frequency, high sound volume, medium sound volume, low sound volume) in various combinations.

(g)発明の効果 以上のようにこの発明によれば、合成音の周波数分布
と音源の特徴周波数とでファジィ推論して音源の音量を
設定することにより、複数の音源をバランスよく合成す
ることができ、専門化がいなくても心地好い音を出力す
ることができる。
(G) Effects of the Invention As described above, according to the present invention, a plurality of sound sources are synthesized in a well-balanced manner by setting the volume of the sound source by fuzzy inference between the frequency distribution of the synthesized sound and the characteristic frequency of the sound source. It can output comfortable sounds without specialization.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図はこの発明の実施例であるミキシングシステムの
構成を示すブロック図、第2図(A)〜(C)は同ミキ
シングシステムの推論部の構成を示すブロック図、第3
図(A)〜(C)は推論に用いるメンバーシップ関数を
示す図、第4図(A)〜(D)はファジィ推論の手法を
説明するための図である。 1……楽器(音源)、2……ミキサー、5……推論部、
20……ファジィ演算部、21……デファジファイ部。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a mixing system according to an embodiment of the present invention. FIGS. 2A to 2C are block diagrams showing a configuration of an inference unit of the mixing system.
4A to 4C are diagrams showing membership functions used for inference, and FIGS. 4A to 4D are diagrams for explaining a fuzzy inference method. 1 ... musical instrument (sound source), 2 ... mixer, 5 ... inference unit,
20: Fuzzy calculation unit, 21: Defuzzification unit.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】複数の音源から入力された音を、音源毎に
音量を調整して合成出力するミキシング装置において、 合成音の周波数分布を分析する周波数分布分析部を有す
るとともに、 各音源毎に、この音源の特徴周波数を抽出する特徴周波
数抽出部と、この特徴周波数および前記周波数分布とで
合成音のバランスを保つべくファジィ推論を行うファジ
ィ推論部と、ファジィ推論結果に基づいてこの音源の音
量を調整するゲインコントール部と、を設けたことを特
徴とする音源ミキシング装置。
A mixing device for adjusting the volume of each of the sounds input from a plurality of sound sources and synthesizing and outputting the synthesized sound, comprising: a frequency distribution analyzing unit for analyzing a frequency distribution of the synthesized sound; A characteristic frequency extraction unit for extracting a characteristic frequency of the sound source, a fuzzy inference unit for performing fuzzy inference to maintain a balance of the synthesized sound with the characteristic frequency and the frequency distribution, and a sound volume of the sound source based on the fuzzy inference result. And a gain control section that adjusts the sound pressure.
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