JP2737491B2 - 音楽音声処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、試聴室や車室内におい
て、再生されるソースの種類に合った良好な広がり感や
定位感，明瞭感を実現することのできる音場制御関連機
器に利用可能な音楽音声処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、音響分野においては原音再生から
原音場再生へと技術動向が変化しつつあり、ホームオー
ディオやカーオーディオ等の分野において、入力された
音響信号に初期反射音や残響音等の効果音を付加してマ
ルチチャンネルのスピーカにより再生して、コンサート
ホール等のような音場を実現する音場制御装置が開発さ
れつつあり、その中でも、ソースの種類に応じて効果音
のレベルを最適値に自動調整できるソース判別機能を有
するものも提案されている（たとえば特開平１−５２０
０号公報）。

【０００３】上記従来のソース判別機能の一例として
は、ステレオ伝送されてくるＬ，Ｒの２チャンネル信号
の差信号振幅の大きさを算出し、それに反比例するよう
に効果音のレベルを設定する。すなわち、音響再生時に
おいて、残響成分の少ないソースの場合には差信号振幅
は小さくなるため効果音を多めに付加し、逆の場合には
少なめに付加することになる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、たとえばＦＭ放送受信時等において、ステ
レオ音楽放送からニュース等のモノラル音声に変わった
場合、Ｌ，Ｒ信号の差信号はほぼ零となって残響成分の
極めて少ないドライ音楽と判定されることから、付加さ
れる効果音は最大レベルとなってしまい、明瞭度が低下
するという問題点があった。

【０００５】また、ステレオ音楽再生時においては、曲
間における無音時，曲中における各パート，入力信号レ
ベル等によってＬ，Ｒ差信号の振幅値は常に変動してい
るため、一曲のなかにおいて効果音レベルが激しく変動
し、不自然となるという問題点があった。

【０００６】本発明は上記問題点を解決し、有音状態か
無音状態かの判別をも含めてソースが音楽か音声かのみ
を判定し、その判定結果に基づいて必要な音響パラメー
タ値を少しずつ最適値に近づけていく漸進的制御を行う
ことにより、ソースに応じた最適なしかも安定した音場
制御ができる音楽音声処理装置を提供することを目的と
する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の音楽音声処理装置は、入力された音響信号に
信号処理を施す信号処理部と、入力音響信号をもとに入
力音響信号が音楽か音声か無音状態かを連続的にまたは
離散的に判定し続ける音楽音声判定部と、前記音楽音声
判定部の判定結果に基づいて前記信号処理部における音
響信号処理のための音響パラメータ値を可変制御するパ
ラメータ制御部と、前記音響パラメータ値としてあらか
じめ音声に最適な値と音楽に最適な値とを前記パラメー
タ制御部に設定するパラメータ設定部とから構成され
る。

【０００８】

【作用】本発明は、上記構成により、音楽音声判定部で
の連続的または離散的判定結果に基づいて、パラメータ
制御部において、現状の音響パラメータ値を、音楽と判
定された場合には音楽に最適な値に、音声と判定された
場合には音声に最適な値に近づくようにそれぞれ少しづ
つ修正するとともに、無音状態と判定された場合には現
状の音響パラメータ値を修正しない。また、音楽音声判
定部において、音楽および音声の判定基準を厳格に設定
して誤判定をできる限り回避するとともに、これに伴っ
て生じると考えられる、有音状態ではあるが音楽とも音
声とも判定されない場合にも、現状の音響パラメータ値
を修正しない。

【０００９】上記のように、音楽音声の判定を厳格にす
るとともに、音響パラメータ値の修正を判定のたびごと
に一度に行わずに少しづつ漸進的に行うことにより、た
とえ確率的に誤判定が生じたとしても、その影響を最小
限に食い止めることが可能であり、音楽・音声それぞれ
に適した音質，音場での安定した聴取を行うことができ
る。また、無音状態、あるいは有音状態であるが音楽と
も音声とも判定できない場合には、音響パラメータ値の
修正を留保して現状維持を図ることにより、誤った方向
への音響パラメータ値変更を避けることができ、安定し
た聴取に貢献する。

【００１０】

【実施例】以下、図面を参照しながら、本発明の一実施
例の音楽音声処理装置について説明する。図１は本発明
の一実施例の音楽音声処理装置の構成を示すブロック
図、図２は図１の音楽音声処理装置の構成要素である音
楽音声判定部の内部構成を示すブロック図、図３は上記
音楽音声判定部での判定手順を示すフローチャート、図
４は図１の音楽音声処理装置の構成要素であるパラメー
タ制御部での音響パラメータ制御の一例としての音量制
御のアルゴリズムを示すフローチャートである。

【００１１】図１において、１は信号源から伝送される
Ｌ／Ｒステレオ入力信号に信号処理を施す信号処理部で
ある。２は前記ステレオ入力信号をもとに、初期反射
音，残響音等の効果音を生成する効果音生成部、３およ
び４は前記効果音生成部２の出力信号の音量を調整する
第１の効果音調整用乗算器および第２の効果音調整用乗
算器、５および６は前記ステレオ入力信号の音量を調整
するＬチャンネル（以下Ｌｃｈ）直接音調整用乗算器お
よびＲチャンネル（以下Ｒｃｈ）直接音調整用乗算器で
あり、これらはすべて信号処理部１の内部構成要素であ
る。

【００１２】７は前記ステレオ入力信号をもとに入力信
号が音楽か音声か無音状態かを判定するとともに判定結
果を制御信号として出力する音楽音声判定部、８は音楽
音声判定部７から出力された制御信号を受けて判定結果
に沿った音響パラメータ値の可変制御を行うパラメータ
制御部であり、本実施例においては音響パラメータ値と
して第１の効果音調整用乗算器３，第２の効果音調整用
乗算器４，Ｌｃｈ直接音調整用乗算器５，Ｒｃｈ直接音
調整用乗算器６それぞれのゲインとしている。９は音楽
に最適な値と音声に最適な値のゲインをそれぞれパラメ
ータ値として、パラメータ制御部８に設定するためのパ
ラメータ設定部である。

【００１３】また音楽音声判定部７を示す図２におい
て、１０はＬ／Ｒステレオ入力信号が有音状態か無音状
態かを判別するとともに、無音状態と判別したときに無
音状態であることを示す制御信号を出力する有音無音判
定部、１１は有音無音判定部１０において有音と判定さ
れた場合にさらに前記ステレオ入力信号が音楽か否かを
判別するとともに、音楽と判別した時に音楽であること
を示す制御信号を出力する音楽判定部、１２は音楽判定
部１１において音楽ではないと判定された場合にさらに
前記ステレオ入力信号が音声か否かを判別するととも
に、音声と判別した時に音声であることを示す制御信号
を、音声ではないと判定した時には音楽音声の判定が困
難であるため判定を留保することを示す制御信号をそれ
ぞれ出力する音声判定部であり、いずれも音楽音声判定
部７の内部構成要素である。

【００１４】以上のように構成された本発明の一実施例
の音楽音声処理装置について、以下その動作を説明す
る。図１において、Ｌ／Ｒステレオ入力信号は信号処理
部１に入力される。信号処理部１の内部においては、効
果音生成部２によりステレオ入力信号に畳み込み演算等
の演算処理が実行され、初期反射音，残響音等の効果音
が生成される。この効果音は、第１の効果音調整用乗算
器３および第２の効果音調整用乗算器４によりゲイン調
整される。一方、Ｌ／Ｒステレオ入力信号は、Ｌｃｈ直
接音調整用乗算器５およびＲｃｈ直接音調整用乗算器６
によりゲイン調整された後、前記のゲイン調整された効
果音とそれぞれ加算され、信号処理部１より出力され
る。

【００１５】一方、Ｌ／Ｒステレオ入力信号は、音楽音
声判定部７にも入力される。音楽音声判定部７の内部
は、図２に示すように、有音無音判定部１０，音楽判定
部１１，音声判定部１２から構成され、図３に示すよう
な手順で判定が繰り返しなされる。

【００１６】すなわち、まず有音無音判定部１０におい
て入力信号が有音か無音かを判定し、無音状態と判定す
れば、無音状態を示す制御信号を外部出力し、再び判定
の開始状態に戻って判定を繰り返す。

【００１７】有音状態と判定した場合には、次の音楽判
定部１１に判定を委ね、ここで入力信号が音楽か否かを
判定し、音楽であると判定すれば、音楽であることを示
す制御信号を外部出力し、再び判定の開始状態に戻って
判定を繰り返す。

【００１８】音楽ではないと判定した場合には、さらに
次の音声判定部１２に判定を委ね、ここで入力信号が音
声か否かを判定する。そして音声であると判定すれば、
音声であることを示す制御信号を外部出力し、音声では
ないと判定した場合には、音楽か音声かを高い確率で判
別できないために判定を留保することを示す制御信号を
外部出力し、それぞれ再び判定の開始状態に戻って判定
を繰り返す。

【００１９】上記一連の判定動作は連続的に繰り返され
るが、ディジタル信号処理の場合には、たとえば１ない
し数サンプリング周期ごとに繰り返せばよい。

【００２０】図１において、パラメータ制御部８には、
あらかじめパラメータ設定部９から効果音および直接音
のボリューム、すなわち第１の効果音調整用乗算器３と
第２の効果音調整用乗算器４およびＬｃｈ直接音調整用
乗算器５とＲｃｈ直接音調整用乗算器６のゲイン係数と
して、音楽に最適な値と音声に最適な値等が、最適音響
パラメータ値として転送されている。

【００２１】パラメータ制御部８は、音楽音声判定部７
からの制御信号を受けて、音楽であれば現状の効果音と
直接音のボリュームをあらかじめ設定された音楽に最適
な値に近づくように、上記各乗算器のゲインをほんの少
し修正する。音声であれば、音声に最適な値に近づくよ
うに上記ゲインをほんの少し修正する。無音状態もしく
は判定留保の場合には、上記ゲインの修正を行わない。

【００２２】図４には、パラメータ制御部８での上記効
果音と直接音のゲイン修正の具体例をアルゴリズムの形
で示している。図４においては、効果音用のボリューム
すなわち第１の効果音調整用乗算器３と第２の効果音調
整用乗算器４のゲインをａ，直接音用のボリュームすな
わちＬｃｈ直接音調整用乗算器５とＲｃｈ直接音調整用
乗算器６のゲインをｂと表している。そして、音楽再生
の場合のａ，ｂの最適値はＡ，Ｂ、音声再生の場合の
ａ，ｂの最適値はＡ＋Ｂ，０と、あらかじめ設定されて
いる。また、現に上記各乗算器に設定されているゲイン
ａ，ｂは、次式のように表される。

【００２３】 ａ ＝ Ａ＋ｄ ｂ ＝ Ｂ−ｄ （ただし、０≦ｄ≦Ｂ） ここで、ｄは０からＢの間の値をとり、０であれば音楽
再生の最適値、Ｂであれば音声再生の最適値となる。な
お、Ａ，Ｂ，ｄの各値は１に比べて十分大きい整数であ
ると考えている。

【００２４】さて、図４において、音楽音声判定部７か
らの制御信号の入力を待ち、制御信号が入力されると、
無音の場合にはゲイン修正を行わずに次の制御信号の入
力を待つ。

【００２５】有音の場合、それが音楽であれば、ｄがす
でに０であればゲイン修正を行わずに次の制御信号の入
力を待ち、ｄが０より大きければｄを１だけ減じてａ，
ｂを再計算し、これを上記各乗算器に設定する。

【００２６】有音の場合、それが音声であれば、ｄがす
でにＢであればゲイン修正を行わずに次の制御信号の入
力を待ち、ｄがＢより小さければｄに１を加算してａ，
ｂを再計算し、これを上記各乗算器に設定する。

【００２７】有音ではあるが音楽とも音声とも判定でき
ずに判定を留保する場合には、ゲイン修正を行わず、次
の制御信号の入力を待つ。

【００２８】上記ゲインの修正は、音楽音声判定部７か
ら制御信号が転送されるごとに繰り返し実行される。し
たがって、たとえば音楽再生の場合には、はじめに効果
音および直接音ボリュームが音声再生用に設定されてい
ても、音楽が再生され始めると、比較的速やかかつ滑ら
かにたとえば数秒ぐらいで音楽再生用のボリューム設定
に変化する。

【００２９】さらに、無音状態や音楽と音声の判定が困
難な場合にはボリューム修正を行わないとともに、確率
的に生じる音楽音声の誤判定の場合にもボリューム修正
を一度に行わずに少しづつ漸進的に行うために、誤判定
の影響を最小限に食い止めることができ、極めて安定し
た音楽再生を実現できる。音声の再生の場合も上記と同
様である。

【００３０】なお、上記実施例においては、信号処理部
での処理として効果音生成を行っているが、これに限ら
れるわけではなく、音質調整のためのフィルタリング等
としてもよい。また、制御される音響パラメータ値を効
果音と直接音のボリュームとしたが、これに限られるわ
けではなく、フィルタ係数や反射音のディレイ，残響時
間等としてもよく、または、これらのものを複数個組み
合わせてもよい。

【００３１】さらに、音楽音声判定部における音楽と音
声の判別方法に特に制限を加えるものでもなく、また、
パラメータ制御部における音響パラメータ値の制御方法
は、漸進的な修正方法をとる限り、本実施例に示した方
法に限られるわけではない。

【００３２】

【発明の効果】以上のように、本発明の音楽音声処理装
置は、入力された音響信号が有音状態か無音状態か、有
音状態であれば音楽か音声かを連続的または離散的に繰
り返し判定し、音楽であれば音楽再生に最適な信号処理
となるように、また音声であれば音声再生に最適な信号
処理となるように、信号処理のための音響パラメータ値
を判定のたびに少しずつ漸進的に修正するとともに、無
音状態のときおよび音楽・音声の判定が困難なときには
修正しないため、音楽および音声それぞれに適した音響
再生を自動的に実現することができる。また、確率的に
生じる誤判定の場合にも、音響パラメータ値の修正は漸
進的であるためその影響は極めて小さく、安定した再生
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の音楽音声処理装置の構成を示すブロッ
ク図

【図２】同じくその構成要素である音楽音声判定部の内
部構成を示すブロック図

【図３】同じく音楽音声判定部での判定手順を示すフロ
ーチャート

【図４】同じくその構成要素であるパラメータ制御部で
の音響パラメータ制御の一例としての音量制御のアルゴ
リズムを示すフローチャート

【符号の説明】

１ 信号処理部 ２ 効果音生成部 ３ 第１の効果音調整用乗算器 ４ 第２の効果音調整用乗算器 ５ Ｌｃｈ直接音調整用乗算器 ６ Ｒｃｈ直接音調整用乗算器 ７ 音楽音声判定部 ８ パラメータ制御部 ９ パラメータ設定部 １０ 有音無音判定部 １１ 音楽判定部 １２ 音声判定部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 沼津 浩子 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−93712（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−136199（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−177699（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−285500（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力された音響信号にフィルタリング，
   初期反射音や残響音の付加，音量調整等の信号処理を行
   う信号処理部と、前記入力された音響信号をもとに音響
   信号が音楽か音声か無音状態かを連続的にまたは離散的
   に判定し続ける音楽音声判定部と、前記音楽音声判定部
   の判定結果に基づいて前記信号処理部における音響信号
   処理のための音響パラメータ値を可変制御するパラメー
   タ制御部と、前記音響パラメータ値としてあらかじめ音
   声に最適な値と音楽に最適な値とを前記パラメータ制御
   部に設定するパラメータ設定部とを備え、前記パラメー
   タ制御部は、前記音楽音声判定部での連続的または離散
   的判定結果に基づいて、現状の音響パラメータ値を、音
   楽と判定された場合には音楽に最適な値に、音声と判定
   された場合には音声に最適な値に近づくようにそれぞれ
   少しづつ修正するとともに、無音状態と判定された場合
   には現状の音響パラメータ値を修正しないように制御す
   る音楽音声処理装置。
2. 【請求項２】 音楽音声判定部は、入力音響信号が有音
   状態か無音状態かを判定して無音と判定された場合に無
   音状態を表す制御信号を出力する有音無音判定部と、入
   力音響信号が有音と判定された場合にさらに音楽かどう
   かを判定して音楽と判定された場合に音楽状態を表す制
   御信号を出力する音楽判定部と、入力音響信号が有音で
   あるが音楽ではないと判定された場合にさらに音声かど
   うかを判定して音声と判定された場合に音声状態を表す
   制御信号を、音声と判定されなかった場合には判定困難
   であることを表す制御信号をそれぞれ出力する音声判定
   部とから構成され、音楽音声の判定が困難である場合に
   は、パラメータ制御部は音響パラメータ値を修正しない
   ように制御する請求項１記載の音楽音声処理装置。