JP4855542B2 - オーディオ信号混合装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数チャンネルのオーディオ信号を混合する装置に関する。

２チャンネル（ＣＨ）以上のオーディオミキサーの構成で、ユーザによるクロスフェーダの操作指定に応じて楽曲のロングミックスを行うオーディオ信号混合装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

上記のようなオーディオ信号混合装置では、当該オーディオ信号混合装置内部のＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）へ複数チャンネルのオーディオ信号が別々に入力され、ＤＳＰ内部で複数のオーディオ信号を混合して出力する。

このとき、オーディオ信号混合装置は、当該オーディオ信号混合装置内部のマイクロコンピュータから送られてくるクロスフェーダの位置情報に基づいた混合割合パラメータを用いてレベル調整を行う。

特開平８−１９５０６８号公報

上記のように、オーディオ信号混合装置が単純にクロスフェーダの位置に基づいて複数チャンネルのオーディオ信号を混合すると、利用者には、帯域毎にミックスされた音のレベル感が違って聞こえてしまう可能性がある。

上記現象が起こる前提として、上記のオーディオ信号混合装置を使って複数の曲をミックスする際には、通常なんらかの手法でミックスする曲同士のテンポや拍位置を合わせた状態でミックス動作を行うということを考慮する必要がある。この場合、低域にエネルギーが集中しているバスドラムの「ドン」という音やベースのアタック音などは、違う曲のオーディオ信号間であっても位相が揃い易く、２チャンネルのオーディオ信号を単純にミックスした場合、最大で２倍の音量になる。ところが中・高域に関しては、オーディオ信号が違う曲のものなので、あるタイミングでのスペクトル分布という観点で相関度が低く、単純にミックスしても音量感が２倍にはならない。その結果、混合されたオーディオ信号は、相対的に低域が強調されて聴き心地の悪いものとなってしまう。

本発明が解決しようとする課題としては、上記のようなものが例として挙げられる。本発明の目的は、帯域間のバランスを失うことなく複数のオーディオ信号を混合することができるオーディオ信号混合装置を提供することにある。

請求項１に記載の発明は、オーディオ信号混合装置であって、複数のオーディオ信号を取得するオーディオ信号取得手段と、前記複数のオーディオ信号の混合割合を取得する混合割合取得手段と、前記複数のオーディオ信号を、前記混合割合で帯域毎に混合して、帯域毎の混合信号を出力する信号混合手段と、前記帯域毎の混合信号に対する帯域毎のレベル調整量を決定する調整量決定手段と、前記帯域毎の混合信号に対して、前記レベル調整量に基づいてレベル調整を行うレベル調整手段と、前記レベル調整手段によりレベル調整された帯域毎の混合信号を加算し、混合オーディオ信号として出力する加算手段と、を備え、前記調整量決定手段は、前記複数のオーディオ信号の周波数特性を解析し、帯域毎の平均レベルを示すレベル情報を得る解析手段と、前記複数のオーディオ信号を前記混合割合で帯域毎に混合したときの帯域毎のレベル変化率を、前記帯域毎のレベル情報を用いて計算するレベル変化率計算手段と、前記帯域毎のレベル変化率が等しくなるように前記帯域毎のレベル調整量を決定する決定手段と、を備えることを特徴とする。
請求項６に記載の発明は、オーディオ信号混合装置により実行されるオーディオ信号混合方法であって、複数のオーディオ信号を取得するオーディオ信号取得工程と、前記複数のオーディオ信号の混合割合を取得する混合割合取得工程と、前記複数のオーディオ信号を、前記混合割合で帯域毎に混合して、帯域毎の混合信号を出力する信号混合工程と、前記帯域毎の混合信号に対する帯域毎のレベル調整量を決定する調整量決定工程と、前記帯域毎の混合信号に対して、前記レベル調整量に基づいてレベル調整を行うレベル調整工程と、前記レベル調整手段によりレベル調整された帯域毎の混合信号を加算し、混合オーディオ信号として出力する加算工程と、を備え、前記調整量決定工程は、前記複数のオーディオ信号の周波数特性を解析し、帯域毎の平均レベルを示すレベル情報を得る解析工程と、前記複数のオーディオ信号を前記混合割合で帯域毎に混合したときの帯域毎のレベル変化率を、前記帯域毎のレベル情報を用いて計算するレベル変化率計算工程と、前記帯域毎のレベル変化率が等しくなるように前記帯域毎のレベル調整量を決定する決定工程と、を備えることを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、複数のオーディオ信号を混合した混合オーディオ信号を生成するための帯域毎のレベル調整量を算出する調整量算出装置であって、前記複数のオーディオ信号の周波数特性を解析し、帯域毎の平均レベルを示すレベル情報を得る解析手段と、前記複数のオーディオ信号を所定の混合割合で帯域毎に混合したときの帯域毎のレベル変化率を、前記帯域毎のレベル情報を用いて計算するレベル変化率計算手段と、前記帯域毎のレベル変化率が等しくなるように前記帯域毎のレベル調整量を決定する決定手段と、を備えることを特徴とする。
請求項８に記載の発明は、複数のオーディオ信号を混合した混合オーディオ信号を生成するための帯域毎のレベル調整量を算出する調整量算出方法であって、前記複数のオーディオ信号の周波数特性を解析し、帯域毎の平均レベルを示すレベル情報を得る解析工程と、前記複数のオーディオ信号を所定の混合割合で帯域毎に混合したときの帯域毎のレベル変化率を、前記帯域毎のレベル情報を用いて計算するレベル変化率計算工程と、前記帯域毎のレベル変化率が等しくなるように前記帯域毎のレベル調整量を決定する決定工程と、を備えることを特徴とする。

オーディオ信号混合装置の物理的構造図である。 第１実施例に係るＤＳＰ内部の構成を示すブロック図である。 各種信号レベル値の平均レベルを示す図である。 オーディオ信号混合方法の手順を示すフローチャートである。 第２実施例に係るＤＳＰ内部の構成を示すブロック図である。 第３実施例に係るＤＳＰ内部の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１ オーディオ信号混合装置
２ ＤＳＰ
３ Ａ／Ｄ変換器
４ マイクロコンピュータ
５ クロスフェーダ
６ Ｄ／Ａ変換器
８ 帯域分割部
９ 遅延部
２１ 帯域分割フィルタ
２２ 最適ミックスレベル算出部
２４ 帯域別レベル調整部
２５ 加算器

本発明の１つの観点では、オーディオ信号混合装置は、複数のオーディオ信号を取得するオーディオ信号取得手段と、前記複数のオーディオ信号の混合割合を取得する混合割合取得手段と、前記複数のオーディオ信号を前記混合割合で混合したときにおける各帯域のレベルの調整量を決定する調整量決定手段と、前記複数のオーディオ信号を、前記混合割合で帯域毎に混合して、帯域毎に混合信号を出力する信号混合手段と、前記混合信号に対して、前記調整量に基づき、帯域毎にレベル調整を行うレベル調整手段と、前記レベル調整手段によりレベル調整された各帯域の信号を加算し、混合オーディオ信号として出力する加算手段と、を備える。

上記のオーディオ信号混合装置は、例えば、ＤＪ機器等に適用することができる。当該オーディオ信号混合装置は、複数のオーディオ信号を取得し、当該複数のオーディオ信号の混合割合に関する情報である混合割合情報を取得する。オーディオ信号混合装置は、複数のオーディオ信号を混合割合で混合したときにおける、各帯域のレベルの調整量を決定する。そして、オーディオ信号混合装置は、複数のオーディオ信号を帯域毎に混合し、混合した信号のレベルを、決定されたレベル調整量で調整し、調整後の各帯域の信号を加算して混合オーディオ信号として出力する。

このように、オーディオ信号混合装置は、各帯域のレベルの調整量を算出し、当該調整量に基づき、帯域間のレベルバランスを調整して、複数のオーディオ信号の混合信号を出力する。よって、このオーディオ信号混合装置は、利用者による調整操作を介すことなく、利用者にとって違和感のない音声を提供することができる。

上記のオーディオ信号混合装置の一態様は、前記複数のオーディオ信号の周波数特性を解析し、帯域毎のレベル情報を得る解析手段と、前記複数のオーディオ信号を前記混合割合で混合したときにおける各帯域のレベル変化率を、前記帯域毎のレベル情報を用いて計算するレベル変化率計算手段と、をさらに備え、前記調整量決定手段は、前記レベル変化率に基づいて調整量を決定する。

この態様では、複数のオーディオ信号の周波数特性を解析し、信号を混合した場合の各帯域のレベル変化量を計算する。そして、そのレベル変化量に基づいて、レベルの調整量が決定される。この場合、オーディオ信号混合装置は、リアルタイムで取得したオーディオ信号について、周波数特性を解析し、混合前と混合後の帯域間バランス変化を検知するので、より適切な調整量を算出することができ、利用者にとって適切な音声を提供することが可能となる。

上記のオーディオ信号混合装置の他の一態様は、前記複数のオーディオ信号に基づいて拍位置を検出する拍位置検出手段をさらに備え、前記レベル調整手段は、前記拍位置を含む所定期間にレベル調整を行う。この場合、オーディオ信号混合装置は、一般的に帯域間のレベルバランスが崩れやすいと考えられる箇所、例えば低域レベルが上がる箇所を拍検出手段で検出し、低域レベルが上がる箇所周辺について、レベル調整を行う。即ち、オーディオ信号混合装置は、帯域間のレベルバランスが崩れやすい時だけ、調整パラメータの算出を行うので、帯域間のバランスが崩れることを防止しつつ、調整パラメータの算出及びレベル調整の処理負担を最小限に留めることができる。

上記のオーディオ信号混合装置の他の一態様は、前記複数のオーディオ信号の周波数特性に基づく帯域毎のレベル情報を取得するレベル情報取得手段と、前記複数のオーディオ信号を前記混合割合で混合したときにおける各帯域のレベル変化率を、前記帯域毎のレベル情報を用いて計算するレベル変化率計算手段と、をさらに備え、前記調整量決定手段は、前記レベル変化率に基づいて調整量を決定する。この場合、オーディオ信号混合装置は、周波数特性解析を行う必要がないので、オーディオ信号混合装置の処理負担を軽減させることができる。

上記のオーディオ信号混合装置の他の一態様では、前記調整量決定手段は、予め決定された調整量を保持している。この場合、オーディオ信号混合装置の構成が簡素化されるので、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）のような高性能な部品を使えないアナログ回路中心の装置でも、帯域間のバランスを調整し得るオーディオ信号混合装置を実現することができる。

本発明の他の観点では、複数のオーディオ信号を混合するオーディオ信号混合方法は、複数のオーディオ信号を取得するオーディオ信号取得工程と、前記複数のオーディオ信号の混合割合を取得する混合割合取得工程と、前記複数のオーディオ信号を前記混合割合で混合したときにおける各帯域のレベルの調整量を決定する調整量決定工程と、前記複数のオーディオ信号を前記混合割合で帯域毎に混合して、帯域毎に混合信号を出力する信号混合手段と、前記混合信号に対して、前記調整量に基づき、帯域毎にレベル調整を行うレベル調整手段と、前記レベル調整手段によりレベル調整された各帯域の信号を加算し、混合オーディオ信号として出力する加算手段と、を備える。

上記のオーディオ信号混合方法によっても、各帯域のレベル調整量を算出し、当該調整量に基づき、各帯域の信号のレベルを調整して複数のオーディオ信号を混合した信号を出力するので、利用者による音声調整操作を介すことなく、利用者にとって違和感のない音声を提供することができる。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施例について説明する。

［概要説明］
まず、本発明によるオーディオ信号混合装置の概要について説明する。図１に、オーディオ信号混合装置１の基本的構成を模式的に示す。図示のように、オーディオ信号混合装置１は、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）２と、Ａ／Ｄ変換器３Ａ及び３Ｂと、マイクロコンピュータ４と、クロスフェーダ５と、Ｄ／Ａ変換器６と、を備える。

オーディオ信号混合装置１が図示しないＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｋ）プレーヤ等から２チャンネルのオーディオ再生信号を取得すると、Ａ／Ｄ変換器３Ａ及び３Ｂは、取得したオーディオ再生信号をデジタル信号に変換し、当該デジタル信号をＤＳＰ２へ送出する。

マイクロコンピュータ４は、ユーザによって操作されるクロスフェーダの位置情報を取得し、当該位置情報をＤＳＰ２へ送出する。

ＤＳＰ２は、Ａ／Ｄ変換器３Ａ及び３Ｂから２チャンネルのデジタル信号を取得し、マイクロコンピュータ４からクロスフェーダの位置情報（以下、「混合割合情報」とも呼ぶ。）を取得すると、まず、上記の２チャンネルのデジタル信号について、それらを混合割合情報が示す混合割合で混合した場合の帯域間のレベルバランスの調整量を決定する。次に、ＤＳＰ２は、混合割合情報が示す混合割合に基づいて２チャンネルのオーディオ信号を帯域毎に混合し、混合した信号に対して上記調整量に基づきレベル調整を行う。そして、ＤＳＰ２はバランス調整した各帯域の信号を加算し、加算した信号を出力する。

このように、オーディオ信号混合装置１は、２チャンネルのオーディオ信号の混合前と混合後の帯域間のバランス変化を検知して帯域間のバランス調整をしているので、違和感のない楽曲ミックスを行うことができる。

［第１実施例］
図２に、本発明の第１実施例に係るＤＳＰ２Ａの概略構成を示す。本実施例では、ＤＳＰ２Ａへは、２チャンネルのオーディオ信号Ｓ１及びＳ２が入力される。以下、「チャンネル」を「ＣＨ」とも表記する。

入力チャンネルＣＨ１の信号であるオーディオ信号Ｓ１は、Ａ／Ｄ変換器３ＡよりＤＳＰ２へ入力され、最適ミックスレベル算出部２２及び帯域分割フィルタ２１Ａへ供給される。入力チャンネルＣＨ２の信号であるオーディオ信号Ｓ２は、Ａ／Ｄ変換器３ＢよりＤＳＰ２へ入力され、最適ミックスレベル算出部２２及び帯域分割フィルタ２１Ｂへ供給される。

また、マイクロコンピュータ４が出力した混合割合情報ＭＰは、最適ミックスレベル算出部２２へ供給される。

最適ミックスレベル算出部２２は、オーディオ信号Ｓ１及びＳ２のそれぞれについて周波数特性解析を行い、各チャンネルのオーディオ信号について、高域、中域及び低域の３帯域について帯域別平均レベルを算出する。

最適ミックスレベル算出部２２が各チャンネルのオーディオ信号の帯域別平均レベルを算出する具体例を図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示す。図３（Ａ）は、最適ミックスレベル算出部２２がオーディオ信号Ｓ１について周波数特性解析を行った結果を示す図であり、図３（Ｂ）は、最適ミックスレベル算出部２２がオーディオ信号Ｓ２について周波数特性解析を行った結果を示す図である。この場合、最適ミックスレベル算出部２２は、オーディオ信号Ｓ１の周波数特性解析結果に基づき、帯域別平均レベルとして、高域、中域及び低域のそれぞれの平均レベルである高域平均レベルＨ１、中域平均レベルＭ１及び低域平均レベルＬ１を算出する。また、最適ミックスレベル算出部２２は、オーディオ信号Ｓ２の周波数特性解析結果に基づき、帯域別平均レベルとして、高域平均レベルレベルＨ２、中域平均レベルＭ２及び低域平均レベルＬ２を算出する。ここでいう平均レベルは、振幅レベルでも良いが、ＲＭＳ（Ｒｏｏｔ Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅ）値（実効値）で算出する方が望ましい。

次に、最適ミックスレベル算出部２２は、混合割合情報ＭＰに基づいて、全帯域でオーディオ信号Ｓ１とＳ２を混合して混合信号を生成する。混合信号について周波数特性解析を行った結果を図３（Ｃ）に示す。そして、最適ミックスレベル算出部２２は、混合信号の３帯域の平均レベルである、低域平均レベルＬ、中域平均レベルＭ及び高域平均レベルＨを算出する。ここで、低域平均レベルＬ、中域平均レベルＭ及び高域平均レベルＨは、オーディオ信号Ｓ１とＳ２を実際に混合した後における各帯域のレベルを示すものとなる。

次に、最適ミックスレベル算出部２２は、高域平均レベルＨ１及びＨ２を上記混合割合で混合して得られる高域混合レベルＬＨと、中域平均レベルＭ１及びＭ２を上記混合割合で混合して得られる中域混合レベルＬＭと、低域平均レベルＬ１及びＬ２を上記混合割合で混合して得られる低域混合レベルＬＬとを算出する。ここで、高域混合レベルＬＨ、中域混合レベルＬＭ及び低域混合レベルＬＬは、オーディオ信号Ｓ１及びＳ２の実際の混合前における各帯域のレベルを示すものとなる。

そして、最適ミックスレベル算出部２２は、帯域毎に、オーディオ信号Ｓ１とＳ２の混合の前後におけるレベルの変化割合（以下、「レベル変化率」）を算出する。具体的には、最適ミックスレベル算出部２２は、高域混合レベルＬＨに対する高域平均レベルＨの割合を高域レベル変化率：Ｈ／ＬＨとして算出し、中域混合レベルＬＭに対する中域平均レベルＭの割合を中域レベル変化率：Ｍ／ＬＭとして算出し、低域混合レベルＬＬに対する低域平均レベルＬの割合を低域レベル変化率：Ｌ／ＬＬとして算出する。そして、高域レベル変化率と中域レベル変化率と低域レベル変化率の比率を、帯域間変化比率Ｈ／ＬＨ：Ｍ／ＬＭ：Ｌ／ＬＬとして算出する。

いま、混合割合情報ＭＰが示すオーディオ信号Ｓ１とオーディオ信号Ｓ２との混合割合をＩ：Ｊとすると、オーディオ信号Ｓ１の混合割合を示す混合係数Ａは、Ａ＝Ｉ／（Ｉ＋Ｊ）と表せ、オーディオ信号Ｓ２の混合割合を示す混合係数Ｂは、Ｂ＝Ｊ／（Ｉ＋Ｊ）と表せる。よって、高域混合レベルＬＨ、中域混合レベルＬＭ、低域混合レベルＬＬはそれぞれ、
高域混合レベルＬＨ＝Ａ＊Ｈ１＋Ｂ＊Ｈ２
中域混合レベルＬＭ＝Ａ＊Ｍ１＋Ｂ＊Ｍ２
低域混合レベルＬＬ＝Ａ＊Ｌ１＋Ｂ＊Ｌ２
となる。なお、記号「＊」は乗算を意味する。

よって、帯域間変化比率は、
帯域間変化比率Ｈ／ＬＨ：Ｍ／ＬＭ：Ｌ／ＬＬ＝
Ｈ／（Ａ＊Ｈ１＋Ｂ＊Ｈ２）：Ｍ／（Ａ＊Ｍ１＋Ｂ＊Ｍ２）：Ｌ／（Ａ＊Ｌ１＋Ｂ＊Ｌ２）
となる。

最適ミックスレベル算出部２２は、帯域間変化比率が１：１：１となるように帯域毎に調整パラメータＶｈ、Ｖｍ及びＶｌを算出する。そして、最適ミックスレベル算出部２２は、上記混合割合情報ＭＰと、調整パラメータＶｈ、Ｖｍ及びＶｌとを帯域別レベル調整部２４Ｈ、２４Ｍ及び２４Ｌへ送出する。

ここで、帯域間変化比率が１：１：１となるように帯域毎に調整パラメータＶｈ、Ｖｍ及びＶｌを算出する理由を説明する。前述のように、高域レベル変化率Ｈ／ＬＨは、オーディオ信号Ｓ１とＳ２の混合の前後における高域のレベルの変化割合を示している。同様に、中域レベル変化率Ｍ／ＬＭはオーディオ信号Ｓ１とＳ２の混合の前後における中域のレベルの変化割合を示しており、低域レベル変化率Ｌ／ＬＬはオーディオ信号Ｓ１とＳ２の混合の前後における低域のレベルの変化割合を示している。よって、帯域間変化比率が１：１：１となるように調整パラメータＶｈ、Ｖｍ及びＶｌを決定し、それに従って各帯域の混合オーディオ信号のレベルを調整すれば、オーディオ信号Ｓ１とＳ２の混合の前後において、各帯域のレベルの変化率が維持される。即ち、混合後における各帯域のレベルは、混合前の各帯域のレベルと等しくなり、各帯域のレベルのバランスが混合前後で保たれることになる。これにより、オーディオ信号の混合により、特定の帯域（一般的には低域）が不適切に強調されたりするという不具合を防止することができる。

一方、帯域分割フィルタ２１Ａ及び２１Ｂは、入力されたオーディオ信号を高域、中域及び低域の３帯域に分割し、高域成分信号、中域成分信号及び低域成分信号を帯域別レベル調整部２４Ｈ、２４Ｍ及び２４Ｌへ送出する。

具体的に、帯域分割フィルタ２１Ａは、オーディオ信号Ｓ１の高域成分信号Ｓ１Ｈを帯域別レベル調整部２４Ｈへ供給し、中域成分信号Ｓ１Ｍを帯域別レベル調整部２４Ｍへ供給し、低域成分信号Ｓ１Ｌを帯域別レベル調整部２４Ｌへ供給する。同様に、帯域分割フィルタ２１Ｂは、オーディオ信号Ｓ２の高域成分信号Ｓ２Ｈを帯域別レベル調整部２４Ｈへ供給し、中域成分信号Ｓ２Ｍを帯域別レベル調整部２４Ｍへ供給し、低域成分信号Ｓ２Ｌを帯域別レベル調整部２４Ｌへ供給する。

帯域別レベル調整部２４Ｈは、オーディオ信号の高域成分のレベルを調整し、帯域別レベル調整部２４Ｍはオーディオ信号の中域成分のレベルを調整し、帯域別レベル調整部２４Ｌはオーディオ信号の低域成分のレベルを調整する。

具体的に、帯域別レベル調整部２４Ｈは、帯域分割フィルタ２１Ａからオーディオ信号Ｓ１の高域成分信号Ｓ１Ｈを取得するとともに帯域分割フィルタ２１Ｂからオーディオ信号Ｓ２の高域成分信号Ｓ２Ｈを取得する。また、帯域別レベル調整部２４Ｈは、最適ミックスレベル算出部２２から混合割合情報ＭＰ及び調整パラメータＶｈを取得する。そして、帯域別レベル調整部２４Ｈは、オーディオ信号Ｓ１の高域成分信号Ｓ１Ｈとオーディオ信号Ｓ２の高域成分信号Ｓ２Ｈを、混合割合情報ＭＰが示す混合割合（Ｉ：Ｊ）で混合し、混合した信号に対して調整パラメータＶｈを乗算する。

帯域別レベル調整部２４Ｍは、帯域分割フィルタ２１Ａからオーディオ信号Ｓ１の中域成分信号Ｓ１Ｍを取得するとともに帯域分割フィルタ２１Ｂからオーディオ信号Ｓ２の中域成分信号Ｓ２Ｍを取得する。また、帯域別レベル調整部２４Ｍは、最適ミックスレベル算出部２２から混合割合情報ＭＰ及び調整パラメータＶｍを取得する。そして、帯域別レベル調整部２４Ｍは、オーディオ信号Ｓ１の中域成分信号Ｓ１Ｍとオーディオ信号Ｓ２の中域成分信号Ｓ２Ｍを、混合割合情報ＭＰが示す混合割合で混合し、混合した信号に対して調整パラメータＶｍを乗算する。

同様に、帯域別レベル調整部２４Ｌは、帯域分割フィルタ２１Ａからオーディオ信号Ｓ１の低域成分信号Ｓ１Ｌを取得するとともに帯域分割フィルタ２１Ｂからオーディオ信号Ｓ２の低域成分信号Ｓ２Ｌを取得する。また、帯域別レベル調整部２４Ｌは、最適ミックスレベル算出部２２から混合割合情報ＭＰ及び調整パラメータＶｌを取得する。そして、帯域別レベル調整部２４Ｌは、オーディオ信号Ｓ１の低域成分信号Ｓ１Ｌとオーディオ信号Ｓ２の低域成分信号Ｓ２Ｌを、混合割合情報ＭＰが示す混合割合で混合し、混合した信号に対して調整パラメータＶｌを乗算する。

このように、帯域別レベル調整部２４Ｈ、２４Ｍ及び２４Ｌは、オーディオ信号Ｓ１及びＳ２の各帯域の成分を混合割合情報ＭＰが示す混合割合で混合した後、帯域毎に決定された調整パラメータＶｈ、Ｖｍ及びＶｌに基づいて混合信号をレベル調整する。ここで、各帯域の調整パラメータＶｈ、Ｖｍ及びＶｌは、前述のように、帯域間変化比率が１：１：１となるように決定されているので、レベル調整後の各帯域の信号レベルは、混合前における各帯域の信号レベルのバランスを維持したものとなっている。

そして、加算器２５は、帯域別レベル調整部２４Ｈ、２４Ｍ及び２４Ｌから出力される各帯域の混合信号を加算して混合オーディオ信号として出力する。

このように、オーディオ信号混合装置は、信号の混合前後で帯域間のレベルバランスを維持するように、帯域毎に調整パラメータを算出し、帯域毎に当該調整パラメータでレベルを調整した信号を加算して混合オーディオ信号として出力する。これによれば、オーディオ信号混合装置は、帯域間のレベルバランスを保った混合オーディオ信号を生成することができる。

なお、上記の構成において、最適ミックスレベル算出部２２は、本発明における混合割合取得手段、調整量決定手段、レベル変化率計算手段、解析手段、レベル情報取得手段として機能する。また、帯域別レベル調整部２４Ｈ、２４Ｍ及び２４Ｌは、本発明における信号混合手段及びレベル調整手段として機能し、加算器２５は本発明における加算手段として機能する。

［第１実施例に係るオーディオ信号混合方法］
次に、第１実施例に係るオーディオ信号混合方法について図４に示すフローチャートを用いて説明する。

まず、マイクロコンピュータ４は、クロスフェーダ５の位置を検出し、クロスフェーダ５の位置がミックス位置である場合（ステップＳ１０１；Ｙｅｓ）、マイクロコンピュータ４は、クロスフェーダ５の位置情報を混合割合情報ＭＰとしてＤＳＰ２へ送出する（ステップＳ１０２）。ここでいうミックス位置とは、クロスフェーダの両端以外の位置をいう。

そして、ＤＳＰ２Ａは、各チャンネルのオーディオ信号を取得し（ステップＳ１０３）、当該オーディオ信号について、ＤＳＰ２Ａ内の最適ミックスレベル算出部２２が周波数特性解析を行う（ステップＳ１０４）。

そして、最適ミックスレベル算出部２２は、各チャンネルのオーディオ信号について、高域、中域及び低域の３帯域の平均レベルを算出する（ステップＳ１０５）。具体的には、最適ミックスレベル算出部２２は、オーディオ信号Ｓ１について高域平均レベルＨ１、中域平均レベルＭ１及び低域平均レベルＬ１を算出し、オーディオ信号Ｓ２について高域平均レベルＨ２、中域平均レベルＭ２及び低域平均レベルＬ２を算出する。

次に、最適ミックスレベル算出部２２は、各チャンネルのオーディオ信号を、混合割合情報ＭＰが示す混合割合（Ｉ：Ｊ）で混合して混合信号を生成する（ステップＳ１０６）。

次に、最適ミックスレベル算出部２２は、混合信号について周波数特性解析を行い（ステップＳ１０７）、混合信号の３帯域の平均レベルである、低域平均レベルＬ、中域平均レベルＭ及び高域平均レベルＨを算出する（ステップＳ１０８）。

そして、最適ミックスレベル算出部２２は、帯域間変化比率Ｈ／ＬＨ：Ｍ／ＬＭ：Ｌ／ＬＬを算出し（ステップＳ１０９）、帯域間変化比率が１：１：１となるような調整パラメータＶｈ、Ｖｍ及びＶｌを算出し（ステップＳ１１０）、当該調整パラメータを各帯域別レベル調整部２４Ｈ、２４Ｍ及び２４Ｌへ送出する。

一方、帯域分割フィルタ２１Ａ及び帯域分割フィルタ２１Ｂは、各入力信号を３帯域に分割し、各帯域の信号を帯域別レベル調整部２４Ｈ、２４Ｍ及び２４Ｌへ送出する（ステップＳ１１１）。

帯域別レベル調整部２４Ｈ、２４Ｍ及び２４Ｌは、取得した信号を、混合割合情報ＭＰが示す混合割合（Ｉ：Ｊ）で混合する（ステップＳ１１２）。そして、各帯域別レベル調整部２４Ｈ、２４Ｍ及び２４Ｌは、混合された信号に対して調整パラメータＶｈ、Ｖｍ及びＶｌを乗算する（ステップＳ１１３）。加算部２５は、各帯域別レベル調整部２４Ｈ、２４Ｍ及び２４Ｌが出力した信号を加算し（ステップＳ１１４）、全体域の混合オーディオ信号として出力し（ステップＳ１１５）、処理を終了する。

［第２実施例］
次に、本発明の第２実施例について説明する。図５に第２実施例に係るオーディオ信号混合装置１のＤＳＰ２Ｂ内の概略構成を示す。なお、図１に示す第１実施例のＤＳＰ２Ａと同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。

第２実施例に係るオーディオ信号混合装置１のＤＳＰ２Ｂは、ＢＰＭ検出部２６を備えるが、それ以外の点は基本的に第１実施例のＤＳＰ２Ａと同様である。なお、ＢＰＭ検出部２６は本発明における拍検出手段として機能する。

ＢＰＭ検出部２６は、オーディオ信号Ｓ２のＢＰＭ（Ｂｅａｔ Ｐｅｒ Ｍｉｎｕｔｅ）を検出する。具体的にはＢＰＭ検出部２６は、オーディオ信号Ｓ２中の拍の位置、例えば低域レベルが一気に上がる部分を検出し、最適ミックスレベル算出部２２へ通知する。最適ミックスレベル算出部２２は、拍の位置を含む一定時間を調整対象期間とし、調整対象期間におけるオーディオ信号Ｓ１及びオーディオ信号Ｓ２に基づいて、第１実施例と同様の手法で、帯域間変化比率が１：１：１となるように調整パラメータＶｈ、Ｖｍ及びＶｌを生成する。なお、最適ミックスレベル算出部２２は、調整対象期間以外の期間では調整パラメータＶｈ、Ｖｍ及びＶｌの全てを「１」とする。最適ミックスレベル算出部２２は、こうして生成した調整パラメータＶｈ、Ｖｍ及びＶｌを帯域別レベル調整部２４Ｈ、２４Ｍ及び２４Ｌへ送出する。

このように、第２実施例では、一般的に信号の混合前後において帯域間のレベルバランスが崩れやすいと考えられる拍の位置をＢＰＭ検出部２６で検出し、拍の位置周辺の調整対象期間においてのみ調整パラメータを利用したレベル調整を行う。一方、調整対象期間以外では、調整パラメータの値を全て「１」として実質的にレベル調整を行わないこととする。つまり、第２実施例では、オーディオ信号混合装置１は、帯域間のレベルバランスが崩れやすい時だけ、調整パラメータを算出して帯域毎にレベル調整を行い、それ以外の期間ではレベル調整を行わない。よって、信号の混合前後で帯域間のレベルバランスが崩れることを防止しつつ、調整パラメータの算出処理及び帯域毎のレベル調整処理の負担を必要最小限に留めることができる。

［第３実施例］
次に、本発明の第３実施例について説明する。図６に第３実施例に係るオーディオ信号混合装置１内のＤＳＰ２Ｃの概略構成を示す。なお、図１に示す第１実施例のオーディオ信号混合装置１と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。第３実施例に係るオーディオ信号混合装置１のＤＳＰ２Ｃは、第１実施例のＤＳＰ２Ａにおける最適ミックスレベル算出部２２を省略している。

第３実施例では、帯域別レベル調整部２４Ｈ、２４Ｍ及び２４Ｌは、混合割合情報ＭＰに基づいて、帯域毎にオーディオ信号Ｓ１とＳ２を混合した後に、混合信号に対して帯域毎に予め定められた調整パラメータ（以下、「デフォルト調整パラメータ」と呼ぶ。）を乗算する。そして、加算器２５は、各帯域毎にデフォルト調整パラメータを乗算した信号を加算し、混合オーディオ信号として出力する。

ここで、デフォルト調整パラメータの決定例について説明する。混合の対象となる複数のオーディオ信号を考えた場合、一般的に低域成分は比較的相関が高いので混合したときにある程度のレベルの増加が見込まれる。一方、中・高域成分は低域成分に比べて相関が低いので、混合したときのレベルの増加は低域成分と比べて小さいと考えられる。そこで、信号の混合により例えば低域成分は６ｄＢ程度、中・高域成分は３ｄＢ程度のレベル増加があると想定し、低域成分のレベルを中・高域成分のレベルより３ｄＢ程度下げるようにデフォルト調整パラメータを決定する。これにより、信号の混合後における帯域毎のレベルバランスを維持することができる。なお、上記の値は単なる一例であり、混合する曲の種類などに応じて適宜決定することができる。

第３実施例のオーディオ信号混合装置１の場合、第１及び第２の実施例と異なり、混合の対象となるオーディオ信号を解析等することなく、予め決定されたデフォルト調整パラメータにより帯域毎のレベル調整が行われる。これにより、装置の構成が簡素化されるので、ＤＳＰのような高性能な部品を使えないアナログ回路中心の装置でも、帯域間のレベルバランスを調整し得るオーディオ信号混合装置を実現することができる。

以上説明したように、本発明のオーディオ信号混合装置１は、複数のオーディオ信号を混合した際の帯域毎のレベル間のバランス調整を行った上で、混合オーディオ信号を出力しているので、利用者にとって違和感のない混合オーディオ信号を出力することができる。

先行技術に係るオーディオ信号混合装置は、操作子の位置に対応して混合させたい楽曲同士のレベルを調整しながら１つの操作子でスムーズに混合を行えるというものだが、実際にはディスクジョッキー（ＤＪ）などが楽曲同士をつなげるためにこの操作子で混合を行う際、いずれかの曲の低域レベルをイコライザーつまみ等で下げて干渉しないようにして混合することが多い。これは、混合することによって帯域毎の音圧差が変化して相対的に低域の音圧が上がって聞こえてしまうため、違和感を覚えたＤＪが自然に身につけたテクニックである。しかし、より簡単に違和感の少ない混合を行うためには、本発明のように信号の混合前と混合後の帯域毎のレベル変化率を検出してレベルを補正すればよい。これにより、１つの操作子で違和感のないミックスプレイが可能となる。

［変形例］
上述の第１実施例では、入力信号についてリアルタイムで周波数特性解析を行い各帯域の平均レベルを算出する手法について述べたが、本発明はこれに限られず、他のＰＣ（パーソナルコンピュータ）などから、予め取得されている周波数特性のデータを取得するようにしてもよい。この場合、オーディオ信号混合装置１は、周波数特性解析を行う必要がないので、装置の処理負担を軽減させることができる。

また、上述の実施例では、オーディオ信号を３つの帯域に分割する場合について述べたが、本発明は、これに限られず、混合の対象となるオーディオ信号を２つ又は４つ以上の帯域に分割して各帯域間のレベルバランス調整を行うこととしても良い。

また、上述の実施例では、オーディオ信号混合装置１は、２つのオーディオ信号を混合する場合について述べたが、本発明は、これに限られず、３以上のオーディオ信号を混合するようにしても良い。

また、上述の実施例では、ユーザが混合割合を指示、入力するためにクロスフェーダを用いているが、本発明は、これに限られず、他の種々の操作により、ユーザが混合割合を指示するようにしても良い。

本発明は、ＤＪ機器、音響業務用ミキサ、家庭用レコーディング機器、ＰＣアプリケーションで複数のオーディオ信号を混合する際に利用することができる。

Claims (8)

1. 複数のオーディオ信号を取得するオーディオ信号取得手段と、
   前記複数のオーディオ信号の混合割合を取得する混合割合取得手段と、
   前記複数のオーディオ信号を、前記混合割合で帯域毎に混合して、帯域毎の混合信号を出力する信号混合手段と、
   前記帯域毎の混合信号に対する帯域毎のレベル調整量を決定する調整量決定手段と、
   前記帯域毎の混合信号に対して、前記レベル調整量に基づいてレベル調整を行うレベル調整手段と、
   前記レベル調整手段によりレベル調整された帯域毎の混合信号を加算し、混合オーディオ信号として出力する加算手段と、を備え、
   前記調整量決定手段は、
   前記複数のオーディオ信号の周波数特性を解析し、帯域毎の平均レベルを示すレベル情報を得る解析手段と、
   前記複数のオーディオ信号を前記混合割合で帯域毎に混合したときの帯域毎のレベル変化率を、前記帯域毎のレベル情報を用いて計算するレベル変化率計算手段と、
   前記帯域毎のレベル変化率が等しくなるように前記帯域毎のレベル調整量を決定する決定手段と、を備えることを特徴とするオーディオ信号混合装置。
2. 出力される前記混合オーディオ信号は、低域のレベル調整量が、低域以外の帯域のレベル調整量より低く抑えられていることを特徴とする請求項１に記載のオーディオ信号混合装置。
3. 前記複数のオーディオ信号に基づいて拍位置を検出する拍位置検出手段をさらに備え、
   前記レベル調整手段は、前記拍位置を含む所定期間にレベル調整を行うことを特徴とする請求項１に記載のオーディオ信号混合装置。
4. 前記調整量決定手段は、予めレベル調整量を決定していることを特徴とする請求項１に記載のオーディオ信号混合装置。
5. 操作部を備え、
   前記混合割合取得手段は、前記操作部に対する操作に応じて前記オーディオ信号の混合割合を決定することを特徴とする請求項１に記載のオーディオ信号混合装置。
6. オーディオ信号混合装置により実行されるオーディオ信号混合方法であって、
   複数のオーディオ信号を取得するオーディオ信号取得工程と、
   前記複数のオーディオ信号の混合割合を取得する混合割合取得工程と、
   前記複数のオーディオ信号を、前記混合割合で帯域毎に混合して、帯域毎の混合信号を出力する信号混合工程と、
   前記帯域毎の混合信号に対する帯域毎のレベル調整量を決定する調整量決定工程と、
   前記帯域毎の混合信号に対して、前記レベル調整量に基づいてレベル調整を行うレベル調整工程と、
   前記レベル調整手段によりレベル調整された帯域毎の混合信号を加算し、混合オーディオ信号として出力する加算工程と、を備え、
   前記調整量決定工程は、
   前記複数のオーディオ信号の周波数特性を解析し、帯域毎の平均レベルを示すレベル情報を得る解析工程と、
   前記複数のオーディオ信号を前記混合割合で帯域毎に混合したときの帯域毎のレベル変化率を、前記帯域毎のレベル情報を用いて計算するレベル変化率計算工程と、
   前記帯域毎のレベル変化率が等しくなるように前記帯域毎のレベル調整量を決定する決定工程と、を備えることを特徴とするオーディオ信号混合方法。
7. 複数のオーディオ信号を混合した混合オーディオ信号を生成するための帯域毎のレベル調整量を算出する調整量算出装置であって、
   前記複数のオーディオ信号の周波数特性を解析し、帯域毎の平均レベルを示すレベル情報を得る解析手段と、
   前記複数のオーディオ信号を所定の混合割合で帯域毎に混合したときの帯域毎のレベル変化率を、前記帯域毎のレベル情報を用いて計算するレベル変化率計算手段と、
   前記帯域毎のレベル変化率が等しくなるように前記帯域毎のレベル調整量を決定する決定手段と、を備えることを特徴とする調整量算出装置。
8. 複数のオーディオ信号を混合した混合オーディオ信号を生成するための帯域毎のレベル調整量を算出する調整量算出方法であって、
   前記複数のオーディオ信号の周波数特性を解析し、帯域毎の平均レベルを示すレベル情報を得る解析工程と、
   前記複数のオーディオ信号を所定の混合割合で帯域毎に混合したときの帯域毎のレベル変化率を、前記帯域毎のレベル情報を用いて計算するレベル変化率計算工程と、
   前記帯域毎のレベル変化率が等しくなるように前記帯域毎のレベル調整量を決定する決定工程と、を備えることを特徴とする調整量算出方法。

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