JP4241296B2 - Howling suppression device and karaoke device - Google Patents
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Description
本発明は、例えばカラオケ装置のような機器で発生するハウリングを抑制する技術に関する。 The present invention relates to a technique for suppressing howling that occurs in a device such as a karaoke apparatus.
マイクロフォンから入力した信号を、増幅等してスピーカから出力する音響機器においては、スピーカからの出力がマイクロフォンに再入力することによって閉ループが形成されるので、耳障りで不快なハウリングが発生する場合がある。このハウリングは、マイクロフォンの入力信号に、ピークの大きな一定周波数成分が時間的に長く継続するときに発生する、という特徴を有するので、この特徴に着目してハウリングを抑制する技術が種々提案されている。このような技術としては、例えば、マイク入力信号を周波数解析して、その解析結果に上記特徴が現れた場合、ハウリングが発生した判定するとともに、ノッチフィルタの中心周波数をピーク周波数に設定し、当該マイクの入力信号をフィルタリングすることによって、ハウリング周波数成分を減衰させる技術が挙げられる(例えば、特許文献1参照)。 In an audio device that amplifies the signal input from the microphone and outputs it from the speaker, a closed loop is formed by re-inputting the output from the speaker to the microphone, which may cause unpleasant and unpleasant howling. . Since this howling occurs when a constant frequency component having a large peak continues for a long time in the input signal of the microphone, various techniques for suppressing howling have been proposed focusing on this feature. Yes. As such a technique, for example, when a frequency analysis is performed on a microphone input signal and the above characteristic appears in the analysis result, it is determined that howling has occurred, and the center frequency of the notch filter is set to a peak frequency, A technique for attenuating a howling frequency component by filtering an input signal of a microphone (see, for example, Patent Document 1).
ところで、上記技術によれば、講演や会話等のような音声をマイクロフォンで入力する場合には、ハウリングが発生したか否かの判定が比較的正確であるが、歌唱のような音声を入力する場合には、次のような理由によって、当該判定が不正確になりやすい、という問題が指摘された。すなわち、歌い方によっては、音声のピークが大きく、かつ、一定周波数成分が長く継続するときがあり、このときのマイクの入力信号を解析した結果がハウリングの特徴と極めて近似するためである。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、ハウリングを正確に判定して抑制することが可能なハウリング抑制装置およびカラオケ装置を提供することにある。
By the way, according to the above technique, when speech such as a lecture or conversation is input by a microphone, it is relatively accurate to determine whether or not howling has occurred, but speech such as singing is input. In some cases, the problem was pointed out that the judgment tends to be inaccurate for the following reasons. That is, depending on the way of singing, there are cases where the peak of the voice is large and the constant frequency component continues for a long time, and the result of analyzing the input signal of the microphone at this time is very close to the characteristics of howling.
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide a howling suppression apparatus and a karaoke apparatus capable of accurately determining and suppressing howling.
上記目的を達成するために、本発明に係るハウリング抑制装置は、マイクロフォンによる入力信号を解析して、そのピーク周波数を特定する特定手段と、前記マイクロフォンへ入力される音声の目標周波数を通知する通知手段と、前記特定手段によって特定されたピーク周波数と前記通知手段により通知された目標周波数との関係が所定の条件を満たすか否かを判定する判定手段と、前記判定手段によって前記所定の条件を満たすと判定されると、前記入力信号のうち、少なくとも前記特定手段によって特定された周波数の成分を抑圧して出力する抑圧手段とを具備することを特徴とする。本発明によれば、入力信号にハウリングの特徴が現れたとき、その原因が真にハウリングによるものか、そうでないのかの判定が容易、かつ、正確になる。 In order to achieve the above object, a howling suppression apparatus according to the present invention analyzes a signal input by a microphone, specifies a peak frequency, and a notification for notifying a target frequency of sound input to the microphone. Determining means for determining whether a relationship between the peak frequency specified by the specifying means and the target frequency notified by the notifying means satisfies a predetermined condition, and the predetermined condition is determined by the determining means. And suppressing means for suppressing and outputting at least a component of the frequency specified by the specifying means in the input signal when it is determined that the condition is satisfied. According to the present invention, when a howling feature appears in an input signal, it is easy and accurate to determine whether the cause is truly due to howling or not.
本発明において、前記所定の条件とは、前記ピーク周波数が、前記目標周波数を含む周波数範囲、前記目標周波数を整数倍とする周波数を含む周波数範囲、または、前記目標周波数を逆整数倍とする周波数を含む周波数範囲のいずれにも含まれない場合などが考えられる。これらの範囲としては、目標周波数からの音程ズレで規定することが望ましい。 Te present invention smell, said a predetermined condition, the peak frequency is a frequency range including the target frequency, the frequency range contains a frequency an integral multiple of the target frequency, or the inverse integer multiple of the target frequency The case where it is not included in any of the frequency ranges including the frequency is considered. As these ranges, it is desirable to be defined by the pitch deviation from the target frequency.
また、本発明に係るハウリング抑制装置を適用して、次のようなカラオケ装置として構成しても良い。すなわち、カラオケ装置として、マイクロフォンによる入力信号を解析して、そのピーク周波数を特定する特定手段と、演奏の進行にしたがって演奏情報と主旋律情報とを出力する演奏シーケンサと、前記演奏情報に基づいて楽音信号を合成する楽音合成手段と、前記主旋律情報を、前記マイクロフォンへ入力される音声の目標周波数に変換して通知する通知手段と、前記特定手段によって特定された周波数と前記通知手段により通知された目標周波数との関係が所定の条件を満たすか否かを判定する判定手段と、前記判定手段によって前記所定の条件を満たすと判定されると、前記入力信号のうち、少なくとも前記特定手段によって特定された周波数の成分を抑圧して出力する抑圧手段とを具備し、前記所定の条件とは、前記ピーク周波数が、前記目標周波数を含む周波数範囲、前記目標周波数を整数倍とする周波数を含む周波数範囲、または、前記目標周波数を逆整数倍とする周波数を含む周波数範囲のいずれにも含まれない場合である、とした構成としても良い。 Moreover, you may comprise as a following karaoke apparatus by applying the howling suppression apparatus which concerns on this invention. That is, as a karaoke device, an input signal from a microphone is analyzed, a specifying means for specifying the peak frequency, a performance sequencer for outputting performance information and main melody information according to the progress of the performance, and a musical sound based on the performance information A tone synthesizing unit that synthesizes a signal; a notification unit that converts the main melody information into a target frequency of a voice that is input to the microphone; and a notification that the frequency specified by the specifying unit is notified by the notification unit. A determination unit that determines whether or not a relationship with a target frequency satisfies a predetermined condition; and when the determination unit determines that the predetermined condition is satisfied, at least the specifying unit is specified among the input signals. and and a suppression means component suppressing to the output of the frequency, the a predetermined condition, the peak frequency A frequency range including the target frequency, a frequency range including a frequency that is an integer multiple of the target frequency, or a frequency range including a frequency that is an inverse integer multiple of the target frequency. It is good also as a structure.
本発明によれば、ハウリングを正確に判定して抑制することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to accurately determine and suppress howling.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1は、本発明の第1実施形態に係るハウリング抑制装置を適用したカラオケ装置の構成を示すブロック図である。
この図において、マイクロフォン10は、歌唱者の音声をアナログの歌唱信号に変換する。周波数解析器20は、A/D変換器22、離散フーリエ変換器(DFT)24、積分器26および抽出器28を備える。このうち、A/D変換器22は、マイクロフォン10による歌唱信号を、例えばサンプリング周波数32kHzでサンプリングするとともに、量子化して、そのデータを出力するものである。DFT24は、歌唱信号を量子化したデータをフーリエ変換して、その周波数スペクトラムを求める。積分器26は、この周波数スペクトラムにおいて、各周波数域の大きさを示すデータを、それぞれ例えば2秒毎に、すなわち歌唱信号のサンプリング周波数よりも十分低い周波数の周期毎に積分(平均化)する。抽出器28は、各周波数域の大きさを示すデータの積分値のうち、しきい値th以上のものがあれば、ハウリング発生の可能性があるので、それを抽出するとともに、その周波数をピーク周波数f1として出力する一方、しきい値th以上のものがなければ、その旨を示す信号を出力する。
マイクロフォン10による歌唱信号は、ノッチフィルタ50の入力端にも供給される。ノッチフィルタ50は、後述する判定器30によってその周波数特性が設定されるアナログフィルタである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a karaoke apparatus to which the howling suppression apparatus according to the first embodiment of the present invention is applied.
In this figure, the
The singing signal from the
一方、記憶部40は、複数曲分のMIDIデータを記憶するものである。ここで、1曲分のMIDIデータには、カラオケ伴奏音を発生させるための演奏データのほかに、当該曲の主旋律を示すガイドメロディデータが含まれる。
演奏シーケンサ42は、図示しない操作部によって指定された曲のMIDIデータを、演奏開始からの時間経過に合わせて、記憶部40から読み出して出力する。音源44は、演奏シーケンサ42から供給される演奏データに基づいて楽音信号を生成して出力する。
また、変換器46は、演奏シーケンサ42から供給されるガイドメロディデータのうち、ノートオンデータを受信すると、当該ノートオンデータに含まれる音高データを周波数データに変換して通知する。歌唱者は、曲の主旋律に沿った音高(音程)で歌唱するはずなので、この周波数データは、歌唱の目標音程を周波数で示したものとなる。そこで、この周波数データで示される周波数を目標周波数f2とする。
On the other hand, the
The
Further, when receiving the note-on data from the guide melody data supplied from the
判定器30は、抽出器28からピーク周波数f1が出力された場合であって、当該ピーク周波数f1と変換器46によって通知された目標周波数f2との差が例えば200セントを超えるとき、ハウリングの発生であると判定する。そして、判定器30は、ハウリングの発生であると判定すると、ノッチ周波数fnがピーク周波数f1になるようにノッチフィルタ50を制御する。
一方、判定器30は、抽出器28からピーク周波数f1が出力されない場合、すなわち、各周波数域の大きさを示すデータの積分値のうち、しきい値th以上のものがない場合、および、ピーク周波数f1が出力された場合であっても、当該ピーク周波数f1と目標周波数f2との差が200セント以内であるとき、ハウリングの発生ではない、と判定する。判定器30は、ハウリングの発生ではないと判定すると、ノッチフィルタ50の周波数特性を変更しない。
ミキサ52は、ノッチフィルタ50によってフィルタリングされた歌唱信号と音源44による楽音信号とをミキシングする。サウンドシステム54は、ミキシングされた信号を、適切に増幅した後に放音する。
When the peak frequency f1 is output from the
On the other hand, the
The
次に、このような構成のカラオケ装置の動作について説明する。まず、指定された曲のMIDIデータが、演奏シーケンサ42によって時間経過に合わせて記憶部40から読み出される。読み出されるMIDIデータのうち、演奏データは音源44に供給されるので、カラオケの伴奏音である楽音信号が出力されることになる。
Next, the operation of the karaoke apparatus having such a configuration will be described. First, the MIDI data of the designated song is read from the
伴奏音の再生地点が歌唱区間に至ったとき、カラオケ歌唱者は歌唱を始める。歌唱者の音声はマイクロフォン10によって歌唱信号に変換されて、A/D変換器22およびノッチフィルタ50にそれぞれ供給される。マイクロフォン10による歌唱信号は、A/D変換部によってデジタルデータに変換され、さらに、DFT24によって、その周波数スペクトラムが求められる。この周波数スペクトラムにおいて各周波数域の大きさを示すデータは、それぞれ積分器26による積分によって時間的に平均化される。そして、抽出器28によって、図2に示されるように、これらの平均値のうち、しきい値th以上となっているものがあれば、それが抽出されて、そのピーク周波数がf1として出力される。なお、しきい値th以上となっているものがなければ、その旨が出力される。
When the accompaniment sound playback point reaches the singing section, the karaoke singer starts singing. The voice of the singer is converted into a singing signal by the
本実施形態において、周波数スペクトラムの各周波数域の大きさを示すデータを時間的に平均化する理由は、歌唱信号には、歌唱者の音声のみならずサウンドシステム54による放音成分も含まれる点を考慮したためである。
この点について詳述すると、サウンドシステム54の放音成分には、例えばドラムのような打撃音や破裂音などのように、単発的であってレベルの大きな音が伴奏音として含まれる場合があり、このような音のピーク周波数を、歌唱者のピーク周波数f1であると解析してしまうのは避けねばならない。一方、歌唱においては、音声が、ある程度の長い時間にわたって継続するのが通常である。そこで、本実施形態では、上述したように、周波数スペクトラムにおいて各周波数域の大きさを示すデータを、積分器26による積分によって時間的に平均化しているのである。歌唱信号に、単発的であってレベルの大きな音が含まれたとしても、時間的な平均値としては小さくなるので、しきい値th以上にはならない。したがって、本実施形態では、このような音のピーク周波数が歌唱者のピーク周波数であると解析されることはない。
In the present embodiment, the reason why the data indicating the size of each frequency region of the frequency spectrum is temporally averaged is that the singing signal includes not only the voice of the singer but also the sound emission component by the
This point will be described in detail. The sound emission component of the
また、演奏シーケンサ42によって読み出されるMIDIデータのうち、ガイドメロディデータは変換器46に供給されて、当該変換器46は、上述したようにガイドメロディデータを、目標周波数f2を示す周波数データに変換して出力する。ガイドメロディデータは、演奏データとともに時間経過に合わせて読み出されるので、目標周波数f2も、図3に示されるように、演奏進行に合わせて変化する。
Of the MIDI data read out by the
ここで、マイクロフォン10に音声等が入力されても、その周波数スペクトラムのピーク平均値がしきい値thを下回る場合、すなわち、ハウリングが発生していないことは明らかである場合には、抽出器28によってピーク周波数f1の該当なし、とされる。この場合、ノッチフィルタ50の周波数特性は、図4(a)に示されるように、周波数全域にわたって平坦化された初期状態となるので、マイクロフォン10の歌唱信号がそのまま楽音信号とミキシングされて、サウンドシステム54に出力される。
Here, even when sound or the like is input to the
また、マイクロフォン10に比較的大きなレベルの信号が入力されて、その周波数スペクトラムのピーク平均値がしきい値th以上となった場合に、判定器30は、その場合の原因が歌唱等によるものであるのか、ハウリングによるものであるかを識別するために、次の判定を実行する。すなわち、判定器30は、当該ピーク周波数f1と目標周波数f2との差が200セント以内であるか否か、つまり、当該ピーク周波数f1がその場合の目標周波数f2を中心にして±200セントの範囲内であるのか否かを判定する。
このとき、図5(a)に示されるように、当該ピーク周波数f1が目標周波数f2を中心にして±200セントの範囲R1内である場合、判定器30は、当該原因がハウリングによるものではなく、歌唱によるものである、と判定する。これは、たとえどんなに歌唱が下手な者であっても主旋律から200セント(全音)も音程が外れることはない、という仮定に基づく。ただし、本発明は、この範囲に限定する趣旨ではない。この範囲は、試行錯誤的に定められる性質のものである。
In addition, when a relatively large level signal is input to the
At this time, as shown in FIG. 5A, when the peak frequency f1 is within a range R1 of ± 200 cents around the target frequency f2, the
判定器30によって、当該原因が歌唱によるものであると判定されたとき、ノッチフィルタ50の周波数特性は、図4(a)に示されるように、周波数全域にわたって平坦化された初期状態が維持されるので、マイクロフォン10の歌唱信号がそのまま楽音信号とミキシングされて、サウンドシステム54に出力されることになる。
一方、図5(b)に示されるように、当該ピーク周波数f1が目標周波数f2を中心にして±200セントの範囲R1にない場合、判定器30は、当該原因が歌唱によるものではなく、真にハウリングによるものである、と判定する。判定器30によってハウリングの発生であると判定されると、ノッチフィルタ50には、ノッチ周波数fnとしてピーク周波数f1が設定される。このため、ノッチフィルタ50は、図4(b)に示されるような周波数特性となる。したがって、当該ノッチフィルタ50によってフィルタリングされる信号、すなわち、歌唱者による音声のみならず、サウンドシステム54による放音成分も含む信号は、ハウリングの発生原因となっているピーク周波数f1の成分が減衰して、楽音信号とミキシングされて放音されるので、不快なハウリングの発生が抑えられることになる。
When the
On the other hand, as shown in FIG. 5B, when the peak frequency f1 is not in the range R1 of ± 200 cents around the target frequency f2, the
このように第1実施形態では、マイクロフォン10に比較的大きなレベルの信号が入力されて、その周波数スペクトラムのピーク平均値がしきい値th以上となっても、その信号が主旋律に沿った成分であれば、ハウリングの抑圧動作が実行されない。このため、不自然なフィルタリングによって、カラオケの雰囲気が損なわれることもない。また、第1実施形態では、マイクロフォン10に比較的大きなレベルの信号が入力されて、その周波数スペクトラムのピーク平均値がしきい値th以上となった場合であって、当該ピーク周波数f1と目標周波数f2との差が200セントを超えたときに、はじめてハウリングの発生であると判定するので、その判定精度が高められる。
As described above, in the first embodiment, even when a relatively large level signal is input to the
次に、本発明の第2実施形態について説明する。この第2実施形態において、第1実施形態と相違する点は、判定器30における判定内容だけである。したがって、構成的には図1と全く同じであるので、ここでは、相違する判定内容について説明する。
第2実施形態における判定器30は、図6に示されるように、周波数スペクトラムにおいてしきい値th以上となったピーク周波数f1が目標周波数f2を中心にして±200セントの範囲R1、目標周波数f2の1/2倍の周波数を中心とした±200セントの範囲R2、または、目標周波数f2の2倍の周波数を中心とした±200セントの範囲R3のいずれかの範囲に含まれるか否かを判定する。
判定器30は、ピーク周波数f1が範囲R1、R2、R3のいずれかの範囲に含まれていれば、ハウリングの発生でない、と判定して、ノッチフィルタ50の周波数特性を維持する一方、範囲R1、R2、R3のいずれかの範囲に含まれなければ、ハウリングの発生である、と判定して、当該ピーク周波数f1をノッチ周波数fnとしてノッチフィルタ50の周波数特性を制御する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the second embodiment, the difference from the first embodiment is only the determination contents in the
As shown in FIG. 6, the
If the peak frequency f1 is included in any of the ranges R1, R2, and R3, the
第2実施形態によれば、ピーク周波数f1が、範囲R1になくても、範囲R2、R3にあれば、ハウリングでないと判定するので、マイクロフォン10が拾った伴奏音において主旋律の下方倍音列、上方倍音列の成分が大きくなったり、歌唱者が意図的に1オクターブ下または上の音程で歌唱したりする場合に、ノッチフィルタ50の周波数特性が無意味に制御されることを防止することができる。
なお、第2実施形態では、目標周波数のf2の2倍周波数、すなわち、ガイドメロディの2倍音のみではなく、3倍音、4倍音、……のように、上方倍音系列をハウリング発生の判断の対象から除外しても良いし、同様に1/2倍音のみではなく、1/3倍音、1/4倍音、……のように下方倍音系列をハウリング発生の判断の対象から除外しても良い。
According to the second embodiment, even if the peak frequency f1 is not in the range R1, if it is in the ranges R2 and R3, it is determined that it is not howling. Therefore, in the accompaniment sound picked up by the
In the second embodiment, the frequency of the target frequency f2 is doubled, that is, not only the second harmonic of the guide melody but also the third harmonic, the fourth harmonic,... Similarly, not only the ½ harmonic, but also the lower harmonic series such as な く, ¼, etc., may be excluded from the determination of howling occurrence.
第1および第2実施形態では、マイクロフォン10に比較的大きなレベルの信号が入力されて、その周波数スペクトラムのピーク平均値がしきい値th以上である場合に、ハウリングが発生している可能性があるとする構成であったが、これとは別の判定手法を用いた第3実施形態について説明する。
図7は、ハウリング発生時において、マイクロフォン10による歌唱信号の波形を示す図である。この図に示されるようにほとんど歪みのない正弦波である、と言っても良い。なお、図7は、ハウリング発生時における信号波形を、比較的時間にわたって抜き出しているが、より長い時間にわたって着目しても、周期(ピッチ)および振幅の双方において安定している。一方、人の音声を示す信号波形は、図8に示されるように、比較的歪んだ波形であり、比較的時間について着目すると、周期性を有する。ただし、図示はしないものの、より長い時間にわたった変化に着目すると、周期および振幅の双方において安定せずに、ランダム性が高くなることは容易に想像がつく。したがって、ある程度の期間において、歌唱信号のピッチおよび振幅に、ランダム性がなく、安定しているか否かを判断することによって、ハウリングが発生している可能性が高いか否かを判定することができる。第3実施形態では、このような判定を行うものである。
In the first and second embodiments, there is a possibility that howling occurs when a relatively large level signal is input to the
FIG. 7 is a diagram illustrating a waveform of a singing signal from the
図9は、第3実施形態の構成を示す図であり、図1における周波数解析器20に置き換わる部分している。この図において、パルス変換回路71は、歌唱信号をパルス信号Ptに変換する回路である。詳細には、パルス変換回路71は、図10において、歌唱信号の正側エンベロープ72と負側エンベロープ73を作成するとともに、正側エンベロープ72と歌唱信号とのクロス点においてパルス信号PtをHレベルに遷移させる一方、負側エンベロープ73と歌唱信号とのクロス点においてパルス信号PtをLレベルに遷移させる。
カウンタ74は、パルス信号Ptが立ち下がる毎に、直前においてパルス信号PtがHレベルであった期間を示すカウント値P0を出力する。一方、カウンタ75は、パルス信号Ptが立ち上がる毎に、直前においてパルス信号PtがLレベルであった期間を示すカウント値P1を出力する。
加算器77は、カウント値P0と、そのカウント値P0に続いて出力されるカウント値P1との和を求めて、歌唱信号における正側のピッチP(+)を算出する。同様に、加算器77は、カウント値P1と、その直後に出力されるカウント値P0との和を求めて、歌唱信号における負側のピッチP(−)を算出する。
一方、レベル検出器78は、歌唱信号の最大値(ピーク)と最小値(ボトム)とを検出して、それらの差である振幅Atを出力する。
FIG. 9 is a diagram showing the configuration of the third embodiment, which is a part that replaces the
Each time the pulse signal Pt falls, the
The
On the other hand, the
指標算出・判別回路79は、正側ピッチP(+)、負側ピッチP(−)および振幅Atを、それぞれ所定の期間だけサンプリングし、それらのランダム性を示す指標(例えば分散など)をそれぞれ算出するとともに、それらの指標の各々がしきい値以内であるか否かを判別する。指標算出・判別器79は、各指標がそれぞれしきい値以内であれば、ハウリング発生の可能性があると判断して、正側ピッチP(+)または負側ピッチP(−)を周波数に変換して、これをピーク周波数f1として出力する一方、各指標のうち1つでもしきい値を超えていれば、ハウリング発生ではないと判断して、ピーク周波数f1を出力しない。
したがって、図1における判定器30は、指標算出・判別回路79からピーク周波数f1が出力された場合であって、当該ピーク周波数f1と目標周波数f2との差が200セントを超えるとき、ハウリングの発生であると判定して、ノッチ周波数fnがピーク周波数f1となるようにノッチフィルタ50を制御する一方、ピーク周波数f1が出力されない場合、ハウリングの発生ではない、という判定を追認して、ノッチフィルタ50の周波数特性を変更しない。
第3実施形態によれば、図1に示される第1実施形態と同様に、ハウリングを適切に抑制することができるとともに、第1実施形態と比較して、DFT等の演算が不要なので、その分、構成の簡易化を図ることが可能となる。
なお、第3実施携帯において、正側ピッチP(+)および負側ピッチP(−)双方を用いたが、いずれか一方を用いても良い。また、第3実施形態においても、判定器30の判断内容として、図6に示されるような第2実施形態を適用しても良い。
The index calculation /
Therefore, when the peak frequency f1 is output from the index calculation /
According to the third embodiment, similar to the first embodiment shown in FIG. 1, howling can be appropriately suppressed, and an operation such as DFT is unnecessary as compared with the first embodiment. Therefore, the configuration can be simplified.
In the third embodiment mobile phone, both the positive side pitch P (+) and the negative side pitch P (−) are used, but either one may be used. Also in the third embodiment, the second embodiment as shown in FIG. 6 may be applied as the determination contents of the
なお、上述した各実施形態において、ノッチフィルタ50の減衰度の設定については、特に言及しなかったが、当該減衰度を、カラオケ装置のマイクボリュームに連動させて設定する構成としても良い。具体的には、ハウリング検出時には初期減衰度を例えば−6dBになるようにノッチフィルタ50にセットし、その後、マイクボリュームが2dB大きくするように操作された場合に、ノッチフィルタ50の減衰度も2dB大きくなるように再設定する構成にするのである。この構成によれば、マイクボリュームが大きくするような操作がなされた場合に、その操作に起因するハウリングの再発を未然に防止することができる。また、マイクボリュームが2dB小さくするように操作された場合に、ノッチフィルタ50の減衰度も2dB小さくなるように再設定する。これにょり、マイクボリュームを小さくした場合に、不必要な過度の減衰により音質の劣化を防ぐこともできる。
減衰度を変化させる構成においては、その減衰度に応じてノッチフィルタ50の周波数特性におけるQ値(尖頭値)を変化させても良い。これは、Q値を一定に保った状態で減衰度を変化させると、減衰度が小さい場合では、減衰させる中心周波数からの周波数範囲が狭くなってしまうので、ハウリングを充分に抑制できない可能性があるからである。したがって、減衰度を変化させる場合には、減衰させる周波数範囲が一定の幅で確保されるようにすることが好ましい。具体的には、減衰度が小さくなるにつれて、Q値も小さくするように設定すれば、減衰させる周波数範囲を一定の幅で確保することができる。
In each embodiment described above, the setting of the attenuation of the
In the configuration in which the attenuation is changed, the Q value (peak value) in the frequency characteristic of the
また、上述した各実施形態では、目標周波数f2を基準にハウリングの誤判定要因となる歌唱を推定していたが、この他に、抽出器28によるピーク周波数f1の倍音系列成分(2倍、3倍、4倍、……)のうち、所定のしきい値を超えたものが存在する場合に、歌唱成分と判定しても良い。これは、歌唱には、基本周波数成分のほかに倍音成分が含まれることを根拠とする。ハウリングが発生すると、そのピーク周波数f1の成分だけが発生し、倍音成分は発生しないので、両者の切り分けが容易となる。このような判定は、目標周波数f2を基準とした歌唱判定に置換しても良いが、歌唱者の声質によって倍音成分比率が異なり、伴奏音の周波数成分で誤判定する可能性もあるので、両者の判定を組み合わせて判定することが好ましい。もちろん、いずれか一方のみの判定を採用したり、両者判定の論理積または論理和に基づいて判定したりしても良く、様々な適用パターンが考えられるのは言うまでもない。
Further, in each of the above-described embodiments, the singing that is the erroneous determination factor of howling is estimated on the basis of the target frequency f2, but in addition to this, the harmonic series components (double, 3 and 3) of the peak frequency f1 by the
各実施形態では、ノッチフィルタ50にノッチ周波数fnが複数箇所に設定される場合もあるので、この設定個数に上限を設けても良い。設定個数が上限に達した場合に、例えば、ノッチ周波数が設定された時間の古いものから順番に削除される構成とすれば良い。
このように設定個数に上限を設けた場合に、あるノッチ周波数が削除されると、そのノッチ周波数は減衰されなくなることから、上限個数が小さいと、性能低下につながる可能性がある。そこで、上限個数に達した状態において、新たにノッチ周波数の設定すべき場合、当該ノッチ周波数に最も近い設定済のノッチ周波数にかかる周波数特性を、そのQ値が低くなるように再設定すると、減衰する周波数範囲が拡がって、新たなノッチ周波数の設定に対処することができる。この後、さらにノッチ周波数を新たに設定すべき場合、同様に、最も近い設定済のノッチ周波数にかかる周波数特性を、そのQ値が低くなるように再設定すれば良い。このようにすることで、ノッチ周波数の設定個数に上限がある場合でも、ハウリングの抑制の性能を低下させないで済ませることが可能である。
In each embodiment, since the notch frequency fn may be set at a plurality of locations in the
In this way, when an upper limit is set for the set number, if a notch frequency is deleted, the notch frequency is not attenuated. If the upper limit number is small, there is a possibility that performance will be lowered. Therefore, when a new notch frequency is to be set in a state where the upper limit number has been reached, the frequency characteristic applied to the set notch frequency closest to the notch frequency is reset so that the Q value becomes low. The frequency range to be expanded is expanded to cope with the setting of a new notch frequency. Thereafter, when a new notch frequency is to be set, similarly, the frequency characteristics related to the closest set notch frequency may be reset so that the Q value becomes lower. In this way, even when there is an upper limit to the number of set notch frequencies, it is possible to avoid reducing the howling suppression performance.
ところで、ノッチフィルタ50の周波数特性は、適切なタイミングにて初期状態に戻す必要があるが、このタイミングについては、ハウリングの抑制を無効にするときは当然であるが、電源オフするときにしても良い。ただし、ハウリングは、周辺環境に依存することが多いので、機器が固定的に設置されるのであれば、ノッチフィルタ50は、毎回、同じような周波数特性に収束すると考えられる。
このため、例えば、機器が固定的に設置されるのであれば、電源オフ直前(またはハウリングの抑制を無効にする直前)におけるノッチフィルタ50の周波数特性(ノッチ周波数)を不揮発に記憶するとともに、電源をオンした後(またはハウリングの抑制を有効にした後)に、ノッチフィルタ50の周波数特性を、記憶した周波数特性となるように設定する構成としても良い。
By the way, the frequency characteristic of the
For this reason, for example, if the device is fixedly installed, the frequency characteristic (notch frequency) of the
上述した各実施形態においては、ノッチフィルタ50をアナログフィルタとしたがデジタルフィルタとしても良い。ノッチフィルタをデジタルフィルタとする場合には、A/D変換器22の出力を当該ノッチフィルタに供給するとともに、サウンドシステム54の前段にD/A変換器を挿入して、アナログ信号に再変換すれば良い。また、この場合、音源44の出力をデジタルデータとして、ミキサ52においては、デジタルデータ同士の加算を実行するとしても良い。
In each embodiment described above, the
また、各実施形態においては、判定器30がハウリングの発生であると判定した場合に、ノッチフィルタ50を用い、ピーク周波数f1をノッチ周波数fnに設定することによってハウリングを防止したが、周波数全域にわたって一律にゲインを下げるように制御する構成しても良い。この構成によれば、ゲインを下げる制御のみによって、ハウリングを抑制することができる。すなわち、本発明では、ハウリングの発生であると判定した場合、少なくともピーク周波数f1の成分が減衰するような構成であれば足りるのである。
一方、ノッチフィルタ50は、ミキサ52の前段に配置されたが、ミキサ52の後段に配置する構成であっても良い。
Further, in each embodiment, when the
On the other hand, the
さらに、各実施形態においては、ガイドメロディデータを目標周波数f2の取得だけのために用いたが、ガイドメロディデータについては、そのほかにも、様々な用途に用いることができる。例えば、ガイドメロディデータを演奏データとともに音源44に供給して、歌唱の際にガイドとして歌唱者にメロディとして聞かせる機能に用いても良いし、別途設けられる音声処理部によって音声合成して、模範歌唱として聞かせる機能に用いても良い。また、ガイドメロディに含まれるノートオンデータやベロシティデータを基準とし、歌唱者の音程や音量がどれだけズレているかを検出する等によって、当該歌唱の採点をする機能に用いても良い。もちろんこれらの機能のオンオフを適宜設定することが可能な構成が望ましいのは言うまでもない。
Further, in each embodiment, the guide melody data is used only for obtaining the target frequency f2. However, the guide melody data can be used for various other purposes. For example, the guide melody data may be supplied to the
10…マイクロフォン、20…周波数解析器、30…判定器、42…演奏シーケンサ、44…音源、46…変換器、50…ノッチフィルタ、52…ミキサ、54…サウンドシステム。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記マイクロフォンへ入力される音声の目標周波数を通知する通知手段と、
前記特定手段によって特定されたピーク周波数と前記通知手段により通知された目標周波数との関係が所定の条件を満たすか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段によって前記所定の条件を満たすと判定されると、前記入力信号のうち、少なくとも前記特定手段によって特定された周波数の成分を抑圧して出力する抑圧手段と
を具備し、
前記所定の条件とは、前記ピーク周波数が、前記目標周波数を含む周波数範囲、前記目標周波数を整数倍とする周波数を含む周波数範囲、または、前記目標周波数を逆整数倍とする周波数を含む周波数範囲のいずれにも含まれない場合である
ことを特徴とするハウリング抑制装置。 Specific means for analyzing the input signal from the microphone and identifying its peak frequency;
Notification means for notifying the target frequency of the sound input to the microphone;
A determination unit that determines whether or not a relationship between a peak frequency specified by the specifying unit and a target frequency notified by the notification unit satisfies a predetermined condition;
Suppression means for suppressing and outputting at least a frequency component specified by the specifying means of the input signal when the determining means determines that the predetermined condition is satisfied,
The predetermined condition is that the peak frequency includes a frequency range including the target frequency, a frequency range including a frequency that is an integer multiple of the target frequency, or a frequency range including a frequency that is the integer multiple of the target frequency. A howling suppression device characterized in that it is not included in any of the above.
演奏の進行にしたがって演奏情報と主旋律情報とを出力する演奏シーケンサと、
前記演奏情報に基づいて楽音信号を合成する楽音合成手段と、
前記主旋律情報を、前記マイクロフォンへ入力される音声の目標周波数に変換して通知する通知手段と、
前記特定手段によって特定された周波数と前記通知手段により通知された目標周波数との関係が所定の条件を満たすか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段によって前記所定の条件を満たすと判定されると、前記入力信号のうち、少なくとも前記特定手段によって特定された周波数の成分を抑圧して出力する抑圧手段と
を具備し、
前記所定の条件とは、前記ピーク周波数が、前記目標周波数を含む周波数範囲、前記目標周波数を整数倍とする周波数を含む周波数範囲、または、前記目標周波数を逆整数倍とする周波数を含む周波数範囲のいずれにも含まれない場合である
ことを特徴とするカラオケ装置。 Specific means for analyzing the input signal from the microphone and identifying its peak frequency;
A performance sequencer that outputs performance information and main melody information as the performance progresses;
Musical tone synthesis means for synthesizing musical tone signals based on the performance information;
Notification means for converting the main melody information into a target frequency of the voice input to the microphone and notifying it;
Determining means for determining whether or not a relationship between the frequency specified by the specifying means and the target frequency notified by the notifying means satisfies a predetermined condition;
Suppression means for suppressing and outputting at least a frequency component specified by the specifying means of the input signal when the determining means determines that the predetermined condition is satisfied ,
The predetermined condition is that the peak frequency includes a frequency range including the target frequency, a frequency range including a frequency that is an integer multiple of the target frequency, or a frequency range including a frequency that is the integer multiple of the target frequency. A karaoke apparatus characterized by being not included in any of the above .
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