JP4959861B1 - 信号処理方法、信号処理装置、再生装置およびプログラム - Google Patents
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Abstract
ダンスミュージックなどの楽曲に対し、ビート感を損ねることなく、低音を強調することを課題とする。本発明の音声信号処理部１５は、原音中の、基音に対する倍音信号を抽出する倍音抽出ブロック３１と、原音中の、所定の周波数以下の信号のエンベロープである低音エンベロープを生成する低音エンベロープ生成ブロック３２と、低音エンベロープのレベルに応じて倍音信号をレベル調整させるレベル調整ブロック３３と、レベル調整ブロック３３によるレベル調整後の倍音信号と、原音を加算する加算ブロック３４と、を備えたことを特徴とする。
【選択図】図２
【選択図】図２
Description
【技術分野】
【０００１】
音声信号の加工処理を行う信号処理方法、信号処理装置、再生装置およびプログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、原音から、所定の音階の楽音の基音レベルを検出する手段と、原音から基音および倍音の周波数成分を抽出する手段と、抽出した周波数成分から、基音以下の周波数成分と、所定の音階の楽音に含まれる倍音以上の周波数成分を除去する手段と、周波数成分を除去した楽音を、検出した基音レベルに応じてレベル調整する手段と、レベル調整後の楽音を増幅し、原音に加算する手段と、を備えた楽音強調装置が知られている（例えば、特許文献１）。当該楽音強調装置は、この構成により、所望の楽音を高調波のバランスを崩すことなく自然な音で強調することが可能である。また、低音を出力できないスピーカーであっても、高調波が強調されることにより、楽音が強調されたとユーザーに知覚させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】
ＷＯ２００９／００４７１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、上記特許文献１の発明は、ベース音などの倍音成分を持つ低音についての強調は可能であるが、倍音を持たないとされるバスドラム音等の低音を強調することが難しいといった問題がある。このため、低音を出力できないスピーカーを用いた場合、ビート感が損なわれてしまうといった不具合が想定される。特に、ダンスミュージックのような低音域に特徴のある楽曲を再生する場合は、ビート感が損なわれると、ダンサーのパフォーマンスにも影響を与えるため好ましくない。
［０００５］
本発明は、上記のような問題点に鑑み、ビート感を損ねることなく、低音の強調を行うことができる信号処理方法、信号処理装置、再生装置およびプログラムを提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
［０００６］
本発明の信号処理方法は、原音中の、基音に対する倍音信号を抽出する倍音抽出ステップと、原音中の、所定の周波数以下の信号のエンベロープである低音エンベロープを生成する低音エンベロープ生成ステップと、原音のテンポまたは拍位置を示す情報に基づき、原音のビート位置に合せて、低音エンベロープのレベルを補正する補正ステップと、補正ステップによる補正後の低音エンベロープのレベルに応じて、倍音信号をレベル調整するレベル調整ステップと、レベル調整ステップによるレベル調整後の倍音信号と、原音と、レベル調整前の倍音信号と、を加算する加算ステップと、を備えたことを特徴とする。
上記の信号処理方法において、原音を解析する解析ステップをさらに備え、補正ステップは、解析ステップの解析結果である原音のテンポまたは拍位置に応じて、低音エンベロープのレベルを補正することを特徴とする。
本発明の信号処理装置は、原音中の、基音に対する倍音信号を抽出する倍音抽出手段と、原音中の、所定の周波数以下の信号のエンベロープである低音エンベロープを生成する低音エンベロープ生成手段と、原音のテンポまたは拍位置を示す情報に基づき、原音のビート位置に合せて、低音エンベロープのレベルを補正する補正手段と、補正手段による補正後の低音エンベロープのレベルに応じて、倍音信号をレベル調整するレベル調整手段と、レベル調整手段によるレベル調整後の倍音信号と、原音と、レベル調整前の倍音信号と、を加算する加算手段と、を備えたことを特徴とする。
本発明の再生装置は、上記の信号処理装置における各手段と、加算手段による加算後の音声信号を出力する出力手段と、を備えたことを特徴とする。
上記の再生装置において、低音エンベロープ生成手段は、再生装置に内蔵または接続されたスピーカーの再生周波数帯域に応じて、所定の周波数を決定し、当該所定の周波数以下の低音エンベロープを生成することを特徴とする。
本発明のプログラムは、コンピューターに、上記の信号処理方法における各ステップを実行させることを特徴とする。
なお、以下の構成としても良い。
本発明の信号処理方法は、原音中の、基音に対する倍音信号を抽出する倍音抽出ステップと、原音中の、所定の周波数以下の信号のエンベロープである低音エンベロープを生成する低音エンベロープ生成ステップと、倍音信号を、低音エンベロープのレベルに応じてレベル調整するレベル調整ステップと、レベル調整ステップによるレベル調整後の倍音信号と、原音を加算する加算ステップと、を備えたことを特徴とする。
［０００７］
本発明の信号処理装置は、原音中の、基音に対する倍音信号を抽出する倍音抽出手段と、原音中の、所定の周波数以下の信号のエンベロープである低音エンベロープを生成する低音エンベロープ生成手段と、倍音信号を、低音エンベロープのレベルに応じてレベル調整するレベル調整手段と、レベル調整手段によるレベル調整後の倍音信号と、原音を加算する加算手段と、を備えたことを特徴とする。
［０００８］
これらの構成によれば、低音エンベロープのレベルに応じて倍音信号をレベル調整するため、バスドラム等が形成するビート感を含めた低音の強調を行うことができる。これにより、ダンスミュージックのようなビートの効いた楽曲を、低音を出力できないスピーカーを用いて出力した場合でも、ビート感が損なわれて（アタック感が弱まり）ダンサーが踊りづらくなるといった不具合がない。また、レベル調整する倍音信号は、原音中に含まれる成分であるため、高調波バランスを崩すことなく、違和感の無い強調を行うことができる。
なお、「レベル調整」とは、増幅、減衰の両方を含む概念である。
［０００９］
上記の信号処理方法において、原音の解析結果に応じて、低音エンベロープのレベルを補正する補正ステップをさらに備え、レベル調整ステップは、補正ステップによる補正後の低音エンベロープのレベルに応じて、倍音信号をレベル調整することを特徴とする。
【００１０】
上記の信号処理方法において、原音の解析結果は、テンポまたは拍位置を示す情報であり、補正ステップは、テンポまたは拍位置を示す情報に基づき、原音のビート位置に合せて、低音エンベロープのレベルを補正することを特徴とする。
【００１１】
これらの構成によれば、原音の解析結果に応じて、低音エンベロープのレベルを補正するため、原音（楽曲）に適した低音の強調を行うことができる。特に、テンポまたは拍位置を示す情報に基づき、原音のビート位置に合せて低音エンベロープのレベルを補正することで、ビート位置から外れた位置でレベル調整量が大きくなってしまうことを防ぎ、より正確にビートに連動した強調を行うことができる。
なお、原音の解析結果としては、ＢＰＭ（Beats Per Minute）、拍位置の他、楽曲のジャンル、調、メロディ、ハーモニー、リズム、ボーカルの有無などの解析結果を利用しても良い。
【００１２】
上記の信号処理方法において、原音を解析する解析ステップをさらに備え、補正ステップは、解析ステップの解析結果に応じて、低音エンベロープのレベルを補正することを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、解析を行うことができるため、解析結果を外部から取得する必要がない。つまり、解析を行うための他の手段を必要としない。
【００１４】
上記の信号処理方法において、加算ステップは、レベル調整後の倍音信号と、原音と、レベル調整前の倍音信号と、を加算することを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、レベル調整後の倍音信号と原音に、レベル調整前の倍音信号をさらに加算するため、倍音成分を有しないバスドラム音だけでなく、倍音成分を有するベース音も強調することができる。
【００１６】
上記の信号処理方法において、原音の解析結果に応じて、低音エンベロープのレベルを補正する補正ステップをさらに備え、レベル調整ステップは、補正ステップによる補正後の低音エンベロープのレベルに応じて、倍音信号をレベル調整させ、加算ステップは、レベル調整後の倍音信号と、原音と、レベル調整前の倍音信号と、を加算することを特徴とする。
【００１７】
この構成によれば、原音の解析結果に応じて、低音エンベロープのレベルを補正するため、原音（楽曲）に適した低音の強調を行うことができる。また、レベル調整後の倍音信号と、原音に、レベル調整前の倍音信号をさらに加算するため、倍音成分を有しないバスドラム音だけでなく、倍音成分を有するベース音も強調することができる。
【００１８】
本発明の再生装置は、上記の信号処理装置における各手段と、加算手段による加算後の音声信号を出力する出力手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１９】
この構成によれば、楽曲のビート感を損ねることなく、低音を強調して再生可能な再生装置を実現できる。
【００２０】
上記の再生装置において、低音エンベロープ生成手段は、再生装置に内蔵または接続されたスピーカーの再生周波数帯域に応じて、所定の周波数を決定し、当該所定の周波数以下の低音エンベロープを生成することを特徴とする。
【００２１】
この構成によれば、スピーカーの再生周波数帯域に応じて、適切な（スピーカーに適した）低音の強調を行うことができる。例えば、スピーカーの再生周波数帯域が１００Ｈｚ以上の場合、所定の周波数を「１００Ｈｚ」とすることで、スピーカーが出力できない低音の強調を行うことができる。
【００２２】
本発明のプログラムは、コンピューターに、上記の信号処理方法における各ステップを実行させることを特徴とする。
【００２３】
このプログラムを実行することにより、ビート感を損ねることなく、低音の強調を行うことができる信号処理方法を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】第１実施形態に係る再生装置のブロック図である。
【図２】第１実施形態に係る音声信号処理部の機能構成図である。
【図３】倍音抽出ブロックの説明図である。
【図４】低音エンベロープ生成ブロックの説明図である。
【図５】第２実施形態に係る音声信号処理部の機能構成図である。
【図６】第３実施形態に係る音声信号処理部の機能構成図である。
【図７】第４実施形態に係る音声信号処理部の機能構成図である。
【図８】本発明の変形例に係る再生装置のブロック図である。
【図９】本発明の他の変形例に係る再生装置のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の一実施形態に係る信号処理方法、信号処理装置、再生装置およびプログラムについて、添付図面を参照しながら詳細に説明する。以下の実施形態では、再生装置として、主にダンスミュージックを再生するダンス専用オーディオ機器を想定する。
【００２６】
［第１実施形態］
図１は、再生装置１０のブロック図である。再生装置１０は、主な構成として、入力インターフェース（以下、「入力Ｉ／Ｆ」と表記する）１１、主制御部１２、内部メモリ１３、操作部１４、音声信号処理部１５、アンプ１６、スピーカー１７を備えている。なお、請求項における信号処理装置は、音声信号処理部１５を指し、出力手段は、アンプ１６およびスピーカー１７を指す。
【００２７】
入力Ｉ／Ｆ１１は、上位装置２０から提供された楽曲データおよび楽曲情報を入力する。上位装置２０としては、パーソナルコンピューター、携帯端末（スマートフォン、携帯電話、ＰＤＡなどを含む）、Ｗｅｂ上やＬＡＮネットワーク上のサーバーなどが考えられる。また、上位装置２０は、楽曲解析処理部２１を有している。楽曲解析処理部２１は、楽曲データを解析し、解析データ（楽曲特徴量）を生成する。解析データとしては、拍位置情報、ＢＰＭ（Beats Per Minute）情報、調（キー）情報、ジャンル情報などを生成する。これらは、再生装置１０において、楽曲の選択（ジャンルや調を指定した楽曲の選択）や、拍位置の同期処理などに用いられる。
【００２８】
ここで、拍位置情報とは、例えば楽曲の先頭から楽曲内の各拍位置までの時間を示す情報であり、拍位置が分かれば情報の持たせ方は選ばない。なお、楽曲情報に含める拍位置情報は、楽曲解析処理部２１の解析結果を用いるのではなく、ユーザーによって入力された情報を用いても良い。一方、ＢＰＭ情報とは、楽曲のテンポを示す情報である。調情報とは、メジャー（長調）の部分と、マイナー（短調）の部分の割合や、その楽曲の調性（キー）などを示す情報である。なお、楽曲の途中で転調したり、再生速度が可変したりする楽曲については、楽曲の各再生区間に対応したＢＰＭおよび調を解析する。また、ジャンル情報とは、楽曲分類を示す情報である。本実施形態では、一般的なプレイリストに即した分類（「ダンスジャンル」、「ポピュラー」、「歌謡曲」など）だけでなく、「ダンスジャンル」の中の詳細な分類も指す。つまり、楽曲データを解析した結果、「ダンスジャンル」に分類される楽曲については、「ヒップホップ」、「ハウス」、「ブレーク」、「ロック」、「ポップ」、「ジャズ」などさらに詳細なジャンルに分類する。
【００２９】
上位装置２０は、楽曲データと共に、楽曲解析処理部２１の解析結果である解析データや、楽曲に付随されている付随情報（楽曲のタイトル、アーティスト名、アルバム名などのメタ情報）を、再生装置１０に提供する。なお、以下の説明では、解析データおよび付随情報を楽曲情報と総称する。また、上位装置２０により提供されるデータを、ＵＳＢメモリ等の外部記憶媒体に格納して、再生装置１０に読み取らせる構成としても良い。
【００３０】
主制御部１２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やマイコンにより構成され、再生装置１０内の各部を制御する。内部メモリ１３は、上位装置２０から提供された楽曲データおよび楽曲情報を記憶する。操作部１４は、再生装置１０本体に設けられた操作キーやリモートコントローラーにより構成され、ユーザーが各種操作を行うために用いる。
【００３１】
音声信号処理部１５は、入力Ｉ／Ｆ１１から入力された楽曲データ、または内部メモリ１３から読み出された楽曲データ（楽曲データをデコードした音声信号）の加工処理を行う。本実施形態では、当該音声信号処理部１５により、楽曲の低音を強調することを特徴とする。詳細については、後述する。アンプ１６は、音声信号処理部１５による処理後の音声信号をレベル調整する。また、スピーカー１７は、アンプ１６によってレベル調整された音声信号を再生する。なお、アンプ１６は、スピーカー１７内に内蔵しても良い。また、音声信号処理部１５、アンプ１６は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）などのソフトウェアによって実現しても良いし、アナログ機器によって実現しても良い。また、スピーカー１７に代えて、ヘッドフォンを搭載しても良い。さらに、スピーカー１７は、再生装置１０内部に備えるのではなく、別体とした構成でも良い。
【００３２】
次に、図２を参照し、第１実施形態に係る音声信号処理部１５の詳細について説明する。音声信号処理部１５は、倍音抽出ブロック３１、低音エンベロープ生成ブロック３２、レベル調整ブロック３３および加算ブロック３４を有している。倍音抽出ブロック３１は、音声信号処理部１５に入力された音声信号（原音）中の、特定の基音群に対する倍音群（基音を含む）を抽出する。すなわち、原音から、特定の基音群に含まれる各基音とその高調波成分を抽出する。特定の基音群としては、ベースなどの、低音を再生する楽器の音階に合せた周波数が考えられる。
【００３３】
低音エンベロープ生成ブロック３２は、入力された音声信号中の、所定の周波数以下の信号（低域信号）のエンベロープである低音エンベロープ５１（図４（ｃ）等参照）を生成する。なお、「所定の周波数」とは、スピーカー１７の再生周波数帯域に応じて定められる。具体的には、スピーカー１７によって出力不能な周波数帯域の下限値に近い値を「所定の周波数」として、内部メモリ１３に設定しておく。なお、「所定の周波数」を、ユーザーが操作部１４にて設定可能としても良い。また、ユーザーがスピーカー１７の再生周波数帯域を設定可能とし、その下限値に近い値を「所定の周波数」として定めても良い。さらに、これらの設定を、上位装置２０にて行っても良い。
【００３４】
レベル調整ブロック３３は、倍音抽出ブロック３１によって抽出された倍音信号を、低音エンベロープ生成ブロック３２によって生成された低音エンベロープ５１のレベルに応じてレベル調整させる。例えば、低音エンベロープ５１のレベルに比例して、倍音信号のレベルを増幅させることが考えられる。具体的には、倍音信号と低音エンベロープ５１を乗算することで、倍音信号の増幅を行う。その際、低音エンベロープ５１の振幅レベルを調整させた後に、乗算を行っても良い。なお、増幅に代えて、倍音信号のレベルを減衰させても良い。また、加算ブロック３４は、レベル調整ブロック３３によるレベル調整後の倍音信号と、音声信号処理部１５に入力された音声信号（原音）を加算する。
【００３５】
このように、本実施形態に係る音声信号処理部１５では、倍音抽出ブロック３１を備えたことにより、ベース音などの倍音成分を持つ低音を強調することができる。また、低音エンベロープ生成ブロック３２を備え、低音エンベロープ５１のレベルに応じて倍音群をレベル調整させる構成となっているため、バスドラム音など倍音成分を持たない低音についても強調することができる。これにより、ダンスミュージックのようなビートの効いた楽曲を、低音を出力できないスピーカー１７を用いて出力した場合でも、ビート感を損ねることなく強調することができる。
【００３６】
次に、図３および図４を参照し、音声信号処理部１５内の各ブロックについて補足説明を行う。図３は、倍音抽出ブロック３１の説明図である。同図（ａ）は、音声信号処理部１５に入力された音声信号（原音）の波形を示している。また、同図（ｂ）は、倍音信号を抽出するためのくし型フィルタの特性を示している。当該くし型フィルタは、音階（基音）に応じて、その特性（通過帯域）が異なっている。倍音抽出ブロック３１は、音階に応じたくし型フィルタを用いて、その音階（基音）に対する倍音信号を抽出する。
【００３７】
図４は、低音エンベロープ生成ブロック３２の説明図である。同図（ａ）は、音声信号処理部１５に入力された音声信号波形を示し、同図（ｂ）は、その低域信号を示し、同図（ｃ）は、低域信号に絶対処理を施した信号を示し、同図（ｄ）は、そのエンベロープ（以下、「低音エンベロープ５１」と称する）を示している。同図（ｂ）に示すように、低音エンベロープ生成ブロック３２では、ＬＰＦ（Low−pass filter）を用いて、音声信号中の所定の周波数以下の低域信号（低音）を抽出する。その後、同図（ｃ）に示すように、低域信号の絶対値をとり、同図（ｄ）に示すように、ＬＰＦなどを用いて低音エンベロープ５１を生成する（抽出する）。なお、低音エンベロープ生成ブロック３２は、上記の構成に代え、離散フーリエ変換を行うデジタルフィルタを用いて、低音エンベロープ５１を生成する構成としても良い。
【００３８】
以上説明したとおり、第１実施形態によれば、低音エンベロープ５１を生成し、当該低音エンベロープ５１のレベルに応じて倍音信号をレベル調整させるため、バスドラム等が形成するビート感を含めた低音の強調を行うことができる。これにより、ダンスミュージックのようなビートの効いた楽曲を、低音を出力できないスピーカー１７を用いて再生した場合でも、ビート感が損なわれて（アタック感が弱まり）ダンサーが踊りづらくなるといった不具合がない。また、レベル調整させる倍音信号は、原音中に含まれる倍音成分であるため、新たに倍音成分を生成するような手法と比較して、より自然に低音の強調を行うことができる。
【００３９】
［第２実施形態］
次に、図５を参照し、本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態では、第１実施形態と比較し、音声信号処理部１５に、補正ブロック４１を追加したことを特徴とする。以下、第１実施形態と異なる点のみ説明する。なお、本実施形態において、第１実施形態と同様の構成部分については同様の符号を付し、詳細な説明を省略する。また、第１実施形態と同様の構成部分について適用される変形例は、本実施形態についても同様に適用される。
【００４０】
図５は、第２実施形態に係る音声信号処理部１５の機能構成図である。同図に示すように、補正ブロック４１は、低音エンベロープ生成ブロック３２の後段、且つレベル調整ブロック３３の前段に設けられる。本実施形態の補正ブロック４１は、原音の解析結果に応じて、低音エンベロープ５１のレベルを補正する。つまり、入力された原音の元と成る楽曲データに付加された楽曲情報に含まれる解析データに応じてレベル補正を行う。解析データとしては、ＢＰＭ情報または拍位置情報を用いる。補正ブロック４１は、これらＢＰＭ情報や拍位置情報を利用し、原音のビート位置に合せて、低音エンベロープ５１のレベルを補正する。
【００４１】
このように、第２実施形態によれば、ＢＰＭ情報や拍位置情報に基づき、ビート位置に合せて低音エンベロープ５１のレベルを補正するため、ビート位置から外れた位置でレベル調整量が大きくなってしまうことを防ぎ、より正確にビートに連動した低音の強調を行うことができる。
【００４２】
なお、上記の実施形態では、解析データとして、ＢＰＭ情報や拍位置情報を用いたが、その他の解析データ（楽曲のジャンルや調など）に応じて、低音エンベロープ５１のレベル補正を行っても良い。また、上位装置２０（楽曲解析処理部２１）において、メロディ、ハーモニー、リズム、ボーカルの有無などを解析し、その解析結果を利用して、より楽曲に適した低音の強調を行っても良い。
【００４３】
［第３実施形態］
次に、図６を参照し、本発明の第３実施形態について説明する。第３実施形態では、第１実施形態と比較し、原音およびレベル調整後の倍音成分に、レベル調整前の倍音成分を加算することを特徴とする。以下、第１実施形態と異なる点のみ説明する。
【００４４】
図６は、第３実施形態に係る音声信号処理部１５の機能構成図である。同図に示すように、本実施形態の加算ブロック３４は、レベル調整ブロック３３よりレベル調整された倍音信号と、音声信号処理部１５に入力された音声信号（原音）と、倍音抽出ブロック３１から出力された倍音信号（レベル調整されていない倍音信号）と、を加算する。この場合、倍音抽出ブロック３１から出力された倍音信号は、一定量のレベル調整をした後に加算しても良い。
【００４５】
このように、第３実施形態によれば、レベル調整後の倍音信号および原音に、レベル調整前の倍音信号をさらに加算するため、倍音成分を有しないバスドラム音だけでなく、倍音成分を有するベース音も強調することができる。これにより、ダンスミュージックなどの楽曲の場合、ビート感をより際立たせて強調することができる。
【００４６】
［第４実施形態］
次に、図７を参照し、本発明の第４実施形態について説明する。第４実施形態は、第２実施形態と第３実施形態を組み合わせた構成となっている。すなわち、低音エンベロープ生成ブロック３２の後段、且つレベル調整ブロック３３の前段に補正ブロック４１を設けると共に、加算ブロック３４では、レベル調整後の倍音信号と、原音に、レベル調整前の倍音信号をさらに加算する構成となっている。この構成により、第４実施形態では、第２実施形態および第３実施形態の両方の効果を奏することができる。
【００４７】
［変形例１］
次に、図８を参照し、本発明の変形例について説明する。図８は、変形例に係る再生装置１０のブロック図である。変形例では、第１実施形態の再生装置１０（図１参照）と比較して、楽曲解析処理部１８（解析ステップ）を追加した構成となっている。楽曲解析処理部１８は、楽曲データの解析処理を行うものであり、第１実施形態の楽曲解析処理部２１と同様の機能を有する。つまり、変形例に係る再生装置１０は、上位装置２０から楽曲データのみを取得すれば良い構成となっている。
【００４８】
また、変形例に係る音声信号処理部１５（低音エンベロープ生成ブロック３２）は、スピーカー１７の再生周波数帯域を示す情報を取得し、当該スピーカー１７の再生周波数帯域に応じて、所定の周波数を決定し、当該所定の周波数以下の低音エンベロープ５１を生成する。例えば、スピーカー１７の再生周波数帯域が１００Ｈｚ以上の場合、所定の周波数を「１００Ｈｚ」とすることが考えられる。なお、「スピーカー１７の再生周波数帯域を示す情報」は、不図示の記憶領域に設定値として記憶された情報を読み取ったり、スピーカー１７に埋め込まれたＩＣチップを読み取るなど、種々の手段によって取得可能である。また、「スピーカー１７の再生周波数帯域を示す情報」そのものを取得するのではなく、スピーカーの型番等を取得し、当該型番からスピーカー１７の再生周波数帯域を判別しても良い。さらに、スピーカー１７が外付けの場合は、インターフェースの種類や、スピーカー１７から送信された情報などによって、スピーカー１７の再生周波数帯域を判別しても良い。
【００４９】
このように、本発明の変形例１によれば、楽曲解析処理部１８を備えているため、第２実施形態および第４実施形態に示したように、ＢＰＭ情報や拍位置情報に基づいて低音エンベロープ５１のレベル補正を行う場合でも、再生装置１０自身によって解析ができるため、解析手段を有する上位装置２０を必要としない。また、スピーカー１７の再生周波数帯域に応じて低音エンベロープ５１を生成するため、再生装置１０に搭載されたスピーカー１７（若しくは再生装置１０に接続されたスピーカー）に適した低音の強調を行うことができる。
【００５０】
［変形例２］
変形例２では、上位装置２０に楽曲解析部２１と音声信号処理部１５を有する構成となっている。音声信号処理部１５は、曲データ（楽曲データをデコードした音声信号）の加工処理を行うものであり、第１実施形態の音声信号処理部１５と同様の機能を有する。つまり、変形例２に係る再生装置１０は、上位装置２０から曲データを加工処理した処理済の楽曲データを取得すれば良い構成となっている。なお、第１実施形態と同様、上位装置２０には楽曲解析部２１も備えられているため、再生装置１０は、当該楽曲解析部２１による解析データおよび付随情報を含む楽曲情報も取得する。一方、変形例２の再生装置１０は、アンプ１６およびスピーカー１７を別体とした構成となっている。
【００５１】
このように本発明の変形例２によれば、クラウドコンピューティングとして本発明を利用する実施形態で、Ｗｅｂ上のサーバーや、ＬＡＮネットワーク上のサーバーに上位装置２０を有している。上位装置２０の楽曲解析処理部２１で解析データ（楽曲特徴量）を生成し、音声信号処理部１５で楽曲の低音信号を強調する信号処理を行う。この場合、再生装置１０の機能は、楽曲データの送受信機能を行う入力Ｉ／Ｆ、操作部１４、主制御部１２を備えていれば良い。
【００５２】
なお、上記の各実施形態（第１〜第４実施形態、変形例１〜２）に示した再生装置１０の各構成要素および各処理工程をプログラムとして提供することが可能である。また、そのプログラムを各種記憶媒体（ＣＤ−ＲＯＭ、フラッシュメモリ等）に格納して提供することも可能である。すなわち、再生装置１０の各構成要素または各処理工程を実現するためのプログラム、およびそれを記録した記憶媒体も、本発明の権利範囲に含まれるものである。
【００５３】
また、上記の実施形態（第１〜第４実施形態、変形例１〜２）では、再生装置１０として、ダンス専用オーディオ機器を例示したが、ダンスミュージックに特化しない再生装置にも、本発明を適用可能である。また、再生専用装置に限らず、携帯端末やカーナビゲーション装置など、他の装置の一機能として再生装置１０を実現することも可能である。
【００５４】
また、上記の変形例２でも簡単に説明したが、上位装置２０から提供された楽曲を再生する例だけではなく、楽曲の提供元は端末装置に限らず、Ｗｅｂ上のサーバーや、ＬＡＮネットワーク上のサーバーなどであっても良い。特に、クラウドコンピューティングとして本発明を利用しても良く、その場合、再生装置１０の機能は、最低限、データの送受信機能のみとなる。その他、再生装置１０の各機能を全てコンピューターで実現するなど、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更が可能である。
【符号の説明】
【００５５】
１０…再生装置 １１…入力インターフェース １２…主制御部 １３…内部メモリ １４…操作部 １５…音声信号処理部 １６…アンプ １７…スピーカー １８…楽曲解析処理部（再生装置側） ２０…上位装置 ２１…楽曲解析処理部（上位装置側） ３１…倍音抽出ブロック ３２…低音エンベロープ生成ブロック ３３…レベル調整ブロック ３４…加算ブロック ４１…補正ブロック ５１…低音エンベロープ
【０００１】
音声信号の加工処理を行う信号処理方法、信号処理装置、再生装置およびプログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、原音から、所定の音階の楽音の基音レベルを検出する手段と、原音から基音および倍音の周波数成分を抽出する手段と、抽出した周波数成分から、基音以下の周波数成分と、所定の音階の楽音に含まれる倍音以上の周波数成分を除去する手段と、周波数成分を除去した楽音を、検出した基音レベルに応じてレベル調整する手段と、レベル調整後の楽音を増幅し、原音に加算する手段と、を備えた楽音強調装置が知られている（例えば、特許文献１）。当該楽音強調装置は、この構成により、所望の楽音を高調波のバランスを崩すことなく自然な音で強調することが可能である。また、低音を出力できないスピーカーであっても、高調波が強調されることにより、楽音が強調されたとユーザーに知覚させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】
ＷＯ２００９／００４７１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、上記特許文献１の発明は、ベース音などの倍音成分を持つ低音についての強調は可能であるが、倍音を持たないとされるバスドラム音等の低音を強調することが難しいといった問題がある。このため、低音を出力できないスピーカーを用いた場合、ビート感が損なわれてしまうといった不具合が想定される。特に、ダンスミュージックのような低音域に特徴のある楽曲を再生する場合は、ビート感が損なわれると、ダンサーのパフォーマンスにも影響を与えるため好ましくない。
［０００５］
本発明は、上記のような問題点に鑑み、ビート感を損ねることなく、低音の強調を行うことができる信号処理方法、信号処理装置、再生装置およびプログラムを提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
［０００６］
本発明の信号処理方法は、原音中の、基音に対する倍音信号を抽出する倍音抽出ステップと、原音中の、所定の周波数以下の信号のエンベロープである低音エンベロープを生成する低音エンベロープ生成ステップと、原音のテンポまたは拍位置を示す情報に基づき、原音のビート位置に合せて、低音エンベロープのレベルを補正する補正ステップと、補正ステップによる補正後の低音エンベロープのレベルに応じて、倍音信号をレベル調整するレベル調整ステップと、レベル調整ステップによるレベル調整後の倍音信号と、原音と、レベル調整前の倍音信号と、を加算する加算ステップと、を備えたことを特徴とする。
上記の信号処理方法において、原音を解析する解析ステップをさらに備え、補正ステップは、解析ステップの解析結果である原音のテンポまたは拍位置に応じて、低音エンベロープのレベルを補正することを特徴とする。
本発明の信号処理装置は、原音中の、基音に対する倍音信号を抽出する倍音抽出手段と、原音中の、所定の周波数以下の信号のエンベロープである低音エンベロープを生成する低音エンベロープ生成手段と、原音のテンポまたは拍位置を示す情報に基づき、原音のビート位置に合せて、低音エンベロープのレベルを補正する補正手段と、補正手段による補正後の低音エンベロープのレベルに応じて、倍音信号をレベル調整するレベル調整手段と、レベル調整手段によるレベル調整後の倍音信号と、原音と、レベル調整前の倍音信号と、を加算する加算手段と、を備えたことを特徴とする。
本発明の再生装置は、上記の信号処理装置における各手段と、加算手段による加算後の音声信号を出力する出力手段と、を備えたことを特徴とする。
上記の再生装置において、低音エンベロープ生成手段は、再生装置に内蔵または接続されたスピーカーの再生周波数帯域に応じて、所定の周波数を決定し、当該所定の周波数以下の低音エンベロープを生成することを特徴とする。
本発明のプログラムは、コンピューターに、上記の信号処理方法における各ステップを実行させることを特徴とする。
なお、以下の構成としても良い。
本発明の信号処理方法は、原音中の、基音に対する倍音信号を抽出する倍音抽出ステップと、原音中の、所定の周波数以下の信号のエンベロープである低音エンベロープを生成する低音エンベロープ生成ステップと、倍音信号を、低音エンベロープのレベルに応じてレベル調整するレベル調整ステップと、レベル調整ステップによるレベル調整後の倍音信号と、原音を加算する加算ステップと、を備えたことを特徴とする。
［０００７］
本発明の信号処理装置は、原音中の、基音に対する倍音信号を抽出する倍音抽出手段と、原音中の、所定の周波数以下の信号のエンベロープである低音エンベロープを生成する低音エンベロープ生成手段と、倍音信号を、低音エンベロープのレベルに応じてレベル調整するレベル調整手段と、レベル調整手段によるレベル調整後の倍音信号と、原音を加算する加算手段と、を備えたことを特徴とする。
［０００８］
これらの構成によれば、低音エンベロープのレベルに応じて倍音信号をレベル調整するため、バスドラム等が形成するビート感を含めた低音の強調を行うことができる。これにより、ダンスミュージックのようなビートの効いた楽曲を、低音を出力できないスピーカーを用いて出力した場合でも、ビート感が損なわれて（アタック感が弱まり）ダンサーが踊りづらくなるといった不具合がない。また、レベル調整する倍音信号は、原音中に含まれる成分であるため、高調波バランスを崩すことなく、違和感の無い強調を行うことができる。
なお、「レベル調整」とは、増幅、減衰の両方を含む概念である。
［０００９］
上記の信号処理方法において、原音の解析結果に応じて、低音エンベロープのレベルを補正する補正ステップをさらに備え、レベル調整ステップは、補正ステップによる補正後の低音エンベロープのレベルに応じて、倍音信号をレベル調整することを特徴とする。
【００１０】
上記の信号処理方法において、原音の解析結果は、テンポまたは拍位置を示す情報であり、補正ステップは、テンポまたは拍位置を示す情報に基づき、原音のビート位置に合せて、低音エンベロープのレベルを補正することを特徴とする。
【００１１】
これらの構成によれば、原音の解析結果に応じて、低音エンベロープのレベルを補正するため、原音（楽曲）に適した低音の強調を行うことができる。特に、テンポまたは拍位置を示す情報に基づき、原音のビート位置に合せて低音エンベロープのレベルを補正することで、ビート位置から外れた位置でレベル調整量が大きくなってしまうことを防ぎ、より正確にビートに連動した強調を行うことができる。
なお、原音の解析結果としては、ＢＰＭ（Beats Per Minute）、拍位置の他、楽曲のジャンル、調、メロディ、ハーモニー、リズム、ボーカルの有無などの解析結果を利用しても良い。
【００１２】
上記の信号処理方法において、原音を解析する解析ステップをさらに備え、補正ステップは、解析ステップの解析結果に応じて、低音エンベロープのレベルを補正することを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、解析を行うことができるため、解析結果を外部から取得する必要がない。つまり、解析を行うための他の手段を必要としない。
【００１４】
上記の信号処理方法において、加算ステップは、レベル調整後の倍音信号と、原音と、レベル調整前の倍音信号と、を加算することを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、レベル調整後の倍音信号と原音に、レベル調整前の倍音信号をさらに加算するため、倍音成分を有しないバスドラム音だけでなく、倍音成分を有するベース音も強調することができる。
【００１６】
上記の信号処理方法において、原音の解析結果に応じて、低音エンベロープのレベルを補正する補正ステップをさらに備え、レベル調整ステップは、補正ステップによる補正後の低音エンベロープのレベルに応じて、倍音信号をレベル調整させ、加算ステップは、レベル調整後の倍音信号と、原音と、レベル調整前の倍音信号と、を加算することを特徴とする。
【００１７】
この構成によれば、原音の解析結果に応じて、低音エンベロープのレベルを補正するため、原音（楽曲）に適した低音の強調を行うことができる。また、レベル調整後の倍音信号と、原音に、レベル調整前の倍音信号をさらに加算するため、倍音成分を有しないバスドラム音だけでなく、倍音成分を有するベース音も強調することができる。
【００１８】
本発明の再生装置は、上記の信号処理装置における各手段と、加算手段による加算後の音声信号を出力する出力手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１９】
この構成によれば、楽曲のビート感を損ねることなく、低音を強調して再生可能な再生装置を実現できる。
【００２０】
上記の再生装置において、低音エンベロープ生成手段は、再生装置に内蔵または接続されたスピーカーの再生周波数帯域に応じて、所定の周波数を決定し、当該所定の周波数以下の低音エンベロープを生成することを特徴とする。
【００２１】
この構成によれば、スピーカーの再生周波数帯域に応じて、適切な（スピーカーに適した）低音の強調を行うことができる。例えば、スピーカーの再生周波数帯域が１００Ｈｚ以上の場合、所定の周波数を「１００Ｈｚ」とすることで、スピーカーが出力できない低音の強調を行うことができる。
【００２２】
本発明のプログラムは、コンピューターに、上記の信号処理方法における各ステップを実行させることを特徴とする。
【００２３】
このプログラムを実行することにより、ビート感を損ねることなく、低音の強調を行うことができる信号処理方法を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】第１実施形態に係る再生装置のブロック図である。
【図２】第１実施形態に係る音声信号処理部の機能構成図である。
【図３】倍音抽出ブロックの説明図である。
【図４】低音エンベロープ生成ブロックの説明図である。
【図５】第２実施形態に係る音声信号処理部の機能構成図である。
【図６】第３実施形態に係る音声信号処理部の機能構成図である。
【図７】第４実施形態に係る音声信号処理部の機能構成図である。
【図８】本発明の変形例に係る再生装置のブロック図である。
【図９】本発明の他の変形例に係る再生装置のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の一実施形態に係る信号処理方法、信号処理装置、再生装置およびプログラムについて、添付図面を参照しながら詳細に説明する。以下の実施形態では、再生装置として、主にダンスミュージックを再生するダンス専用オーディオ機器を想定する。
【００２６】
［第１実施形態］
図１は、再生装置１０のブロック図である。再生装置１０は、主な構成として、入力インターフェース（以下、「入力Ｉ／Ｆ」と表記する）１１、主制御部１２、内部メモリ１３、操作部１４、音声信号処理部１５、アンプ１６、スピーカー１７を備えている。なお、請求項における信号処理装置は、音声信号処理部１５を指し、出力手段は、アンプ１６およびスピーカー１７を指す。
【００２７】
入力Ｉ／Ｆ１１は、上位装置２０から提供された楽曲データおよび楽曲情報を入力する。上位装置２０としては、パーソナルコンピューター、携帯端末（スマートフォン、携帯電話、ＰＤＡなどを含む）、Ｗｅｂ上やＬＡＮネットワーク上のサーバーなどが考えられる。また、上位装置２０は、楽曲解析処理部２１を有している。楽曲解析処理部２１は、楽曲データを解析し、解析データ（楽曲特徴量）を生成する。解析データとしては、拍位置情報、ＢＰＭ（Beats Per Minute）情報、調（キー）情報、ジャンル情報などを生成する。これらは、再生装置１０において、楽曲の選択（ジャンルや調を指定した楽曲の選択）や、拍位置の同期処理などに用いられる。
【００２８】
ここで、拍位置情報とは、例えば楽曲の先頭から楽曲内の各拍位置までの時間を示す情報であり、拍位置が分かれば情報の持たせ方は選ばない。なお、楽曲情報に含める拍位置情報は、楽曲解析処理部２１の解析結果を用いるのではなく、ユーザーによって入力された情報を用いても良い。一方、ＢＰＭ情報とは、楽曲のテンポを示す情報である。調情報とは、メジャー（長調）の部分と、マイナー（短調）の部分の割合や、その楽曲の調性（キー）などを示す情報である。なお、楽曲の途中で転調したり、再生速度が可変したりする楽曲については、楽曲の各再生区間に対応したＢＰＭおよび調を解析する。また、ジャンル情報とは、楽曲分類を示す情報である。本実施形態では、一般的なプレイリストに即した分類（「ダンスジャンル」、「ポピュラー」、「歌謡曲」など）だけでなく、「ダンスジャンル」の中の詳細な分類も指す。つまり、楽曲データを解析した結果、「ダンスジャンル」に分類される楽曲については、「ヒップホップ」、「ハウス」、「ブレーク」、「ロック」、「ポップ」、「ジャズ」などさらに詳細なジャンルに分類する。
【００２９】
上位装置２０は、楽曲データと共に、楽曲解析処理部２１の解析結果である解析データや、楽曲に付随されている付随情報（楽曲のタイトル、アーティスト名、アルバム名などのメタ情報）を、再生装置１０に提供する。なお、以下の説明では、解析データおよび付随情報を楽曲情報と総称する。また、上位装置２０により提供されるデータを、ＵＳＢメモリ等の外部記憶媒体に格納して、再生装置１０に読み取らせる構成としても良い。
【００３０】
主制御部１２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やマイコンにより構成され、再生装置１０内の各部を制御する。内部メモリ１３は、上位装置２０から提供された楽曲データおよび楽曲情報を記憶する。操作部１４は、再生装置１０本体に設けられた操作キーやリモートコントローラーにより構成され、ユーザーが各種操作を行うために用いる。
【００３１】
音声信号処理部１５は、入力Ｉ／Ｆ１１から入力された楽曲データ、または内部メモリ１３から読み出された楽曲データ（楽曲データをデコードした音声信号）の加工処理を行う。本実施形態では、当該音声信号処理部１５により、楽曲の低音を強調することを特徴とする。詳細については、後述する。アンプ１６は、音声信号処理部１５による処理後の音声信号をレベル調整する。また、スピーカー１７は、アンプ１６によってレベル調整された音声信号を再生する。なお、アンプ１６は、スピーカー１７内に内蔵しても良い。また、音声信号処理部１５、アンプ１６は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）などのソフトウェアによって実現しても良いし、アナログ機器によって実現しても良い。また、スピーカー１７に代えて、ヘッドフォンを搭載しても良い。さらに、スピーカー１７は、再生装置１０内部に備えるのではなく、別体とした構成でも良い。
【００３２】
次に、図２を参照し、第１実施形態に係る音声信号処理部１５の詳細について説明する。音声信号処理部１５は、倍音抽出ブロック３１、低音エンベロープ生成ブロック３２、レベル調整ブロック３３および加算ブロック３４を有している。倍音抽出ブロック３１は、音声信号処理部１５に入力された音声信号（原音）中の、特定の基音群に対する倍音群（基音を含む）を抽出する。すなわち、原音から、特定の基音群に含まれる各基音とその高調波成分を抽出する。特定の基音群としては、ベースなどの、低音を再生する楽器の音階に合せた周波数が考えられる。
【００３３】
低音エンベロープ生成ブロック３２は、入力された音声信号中の、所定の周波数以下の信号（低域信号）のエンベロープである低音エンベロープ５１（図４（ｃ）等参照）を生成する。なお、「所定の周波数」とは、スピーカー１７の再生周波数帯域に応じて定められる。具体的には、スピーカー１７によって出力不能な周波数帯域の下限値に近い値を「所定の周波数」として、内部メモリ１３に設定しておく。なお、「所定の周波数」を、ユーザーが操作部１４にて設定可能としても良い。また、ユーザーがスピーカー１７の再生周波数帯域を設定可能とし、その下限値に近い値を「所定の周波数」として定めても良い。さらに、これらの設定を、上位装置２０にて行っても良い。
【００３４】
レベル調整ブロック３３は、倍音抽出ブロック３１によって抽出された倍音信号を、低音エンベロープ生成ブロック３２によって生成された低音エンベロープ５１のレベルに応じてレベル調整させる。例えば、低音エンベロープ５１のレベルに比例して、倍音信号のレベルを増幅させることが考えられる。具体的には、倍音信号と低音エンベロープ５１を乗算することで、倍音信号の増幅を行う。その際、低音エンベロープ５１の振幅レベルを調整させた後に、乗算を行っても良い。なお、増幅に代えて、倍音信号のレベルを減衰させても良い。また、加算ブロック３４は、レベル調整ブロック３３によるレベル調整後の倍音信号と、音声信号処理部１５に入力された音声信号（原音）を加算する。
【００３５】
このように、本実施形態に係る音声信号処理部１５では、倍音抽出ブロック３１を備えたことにより、ベース音などの倍音成分を持つ低音を強調することができる。また、低音エンベロープ生成ブロック３２を備え、低音エンベロープ５１のレベルに応じて倍音群をレベル調整させる構成となっているため、バスドラム音など倍音成分を持たない低音についても強調することができる。これにより、ダンスミュージックのようなビートの効いた楽曲を、低音を出力できないスピーカー１７を用いて出力した場合でも、ビート感を損ねることなく強調することができる。
【００３６】
次に、図３および図４を参照し、音声信号処理部１５内の各ブロックについて補足説明を行う。図３は、倍音抽出ブロック３１の説明図である。同図（ａ）は、音声信号処理部１５に入力された音声信号（原音）の波形を示している。また、同図（ｂ）は、倍音信号を抽出するためのくし型フィルタの特性を示している。当該くし型フィルタは、音階（基音）に応じて、その特性（通過帯域）が異なっている。倍音抽出ブロック３１は、音階に応じたくし型フィルタを用いて、その音階（基音）に対する倍音信号を抽出する。
【００３７】
図４は、低音エンベロープ生成ブロック３２の説明図である。同図（ａ）は、音声信号処理部１５に入力された音声信号波形を示し、同図（ｂ）は、その低域信号を示し、同図（ｃ）は、低域信号に絶対処理を施した信号を示し、同図（ｄ）は、そのエンベロープ（以下、「低音エンベロープ５１」と称する）を示している。同図（ｂ）に示すように、低音エンベロープ生成ブロック３２では、ＬＰＦ（Low−pass filter）を用いて、音声信号中の所定の周波数以下の低域信号（低音）を抽出する。その後、同図（ｃ）に示すように、低域信号の絶対値をとり、同図（ｄ）に示すように、ＬＰＦなどを用いて低音エンベロープ５１を生成する（抽出する）。なお、低音エンベロープ生成ブロック３２は、上記の構成に代え、離散フーリエ変換を行うデジタルフィルタを用いて、低音エンベロープ５１を生成する構成としても良い。
【００３８】
以上説明したとおり、第１実施形態によれば、低音エンベロープ５１を生成し、当該低音エンベロープ５１のレベルに応じて倍音信号をレベル調整させるため、バスドラム等が形成するビート感を含めた低音の強調を行うことができる。これにより、ダンスミュージックのようなビートの効いた楽曲を、低音を出力できないスピーカー１７を用いて再生した場合でも、ビート感が損なわれて（アタック感が弱まり）ダンサーが踊りづらくなるといった不具合がない。また、レベル調整させる倍音信号は、原音中に含まれる倍音成分であるため、新たに倍音成分を生成するような手法と比較して、より自然に低音の強調を行うことができる。
【００３９】
［第２実施形態］
次に、図５を参照し、本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態では、第１実施形態と比較し、音声信号処理部１５に、補正ブロック４１を追加したことを特徴とする。以下、第１実施形態と異なる点のみ説明する。なお、本実施形態において、第１実施形態と同様の構成部分については同様の符号を付し、詳細な説明を省略する。また、第１実施形態と同様の構成部分について適用される変形例は、本実施形態についても同様に適用される。
【００４０】
図５は、第２実施形態に係る音声信号処理部１５の機能構成図である。同図に示すように、補正ブロック４１は、低音エンベロープ生成ブロック３２の後段、且つレベル調整ブロック３３の前段に設けられる。本実施形態の補正ブロック４１は、原音の解析結果に応じて、低音エンベロープ５１のレベルを補正する。つまり、入力された原音の元と成る楽曲データに付加された楽曲情報に含まれる解析データに応じてレベル補正を行う。解析データとしては、ＢＰＭ情報または拍位置情報を用いる。補正ブロック４１は、これらＢＰＭ情報や拍位置情報を利用し、原音のビート位置に合せて、低音エンベロープ５１のレベルを補正する。
【００４１】
このように、第２実施形態によれば、ＢＰＭ情報や拍位置情報に基づき、ビート位置に合せて低音エンベロープ５１のレベルを補正するため、ビート位置から外れた位置でレベル調整量が大きくなってしまうことを防ぎ、より正確にビートに連動した低音の強調を行うことができる。
【００４２】
なお、上記の実施形態では、解析データとして、ＢＰＭ情報や拍位置情報を用いたが、その他の解析データ（楽曲のジャンルや調など）に応じて、低音エンベロープ５１のレベル補正を行っても良い。また、上位装置２０（楽曲解析処理部２１）において、メロディ、ハーモニー、リズム、ボーカルの有無などを解析し、その解析結果を利用して、より楽曲に適した低音の強調を行っても良い。
【００４３】
［第３実施形態］
次に、図６を参照し、本発明の第３実施形態について説明する。第３実施形態では、第１実施形態と比較し、原音およびレベル調整後の倍音成分に、レベル調整前の倍音成分を加算することを特徴とする。以下、第１実施形態と異なる点のみ説明する。
【００４４】
図６は、第３実施形態に係る音声信号処理部１５の機能構成図である。同図に示すように、本実施形態の加算ブロック３４は、レベル調整ブロック３３よりレベル調整された倍音信号と、音声信号処理部１５に入力された音声信号（原音）と、倍音抽出ブロック３１から出力された倍音信号（レベル調整されていない倍音信号）と、を加算する。この場合、倍音抽出ブロック３１から出力された倍音信号は、一定量のレベル調整をした後に加算しても良い。
【００４５】
このように、第３実施形態によれば、レベル調整後の倍音信号および原音に、レベル調整前の倍音信号をさらに加算するため、倍音成分を有しないバスドラム音だけでなく、倍音成分を有するベース音も強調することができる。これにより、ダンスミュージックなどの楽曲の場合、ビート感をより際立たせて強調することができる。
【００４６】
［第４実施形態］
次に、図７を参照し、本発明の第４実施形態について説明する。第４実施形態は、第２実施形態と第３実施形態を組み合わせた構成となっている。すなわち、低音エンベロープ生成ブロック３２の後段、且つレベル調整ブロック３３の前段に補正ブロック４１を設けると共に、加算ブロック３４では、レベル調整後の倍音信号と、原音に、レベル調整前の倍音信号をさらに加算する構成となっている。この構成により、第４実施形態では、第２実施形態および第３実施形態の両方の効果を奏することができる。
【００４７】
［変形例１］
次に、図８を参照し、本発明の変形例について説明する。図８は、変形例に係る再生装置１０のブロック図である。変形例では、第１実施形態の再生装置１０（図１参照）と比較して、楽曲解析処理部１８（解析ステップ）を追加した構成となっている。楽曲解析処理部１８は、楽曲データの解析処理を行うものであり、第１実施形態の楽曲解析処理部２１と同様の機能を有する。つまり、変形例に係る再生装置１０は、上位装置２０から楽曲データのみを取得すれば良い構成となっている。
【００４８】
また、変形例に係る音声信号処理部１５（低音エンベロープ生成ブロック３２）は、スピーカー１７の再生周波数帯域を示す情報を取得し、当該スピーカー１７の再生周波数帯域に応じて、所定の周波数を決定し、当該所定の周波数以下の低音エンベロープ５１を生成する。例えば、スピーカー１７の再生周波数帯域が１００Ｈｚ以上の場合、所定の周波数を「１００Ｈｚ」とすることが考えられる。なお、「スピーカー１７の再生周波数帯域を示す情報」は、不図示の記憶領域に設定値として記憶された情報を読み取ったり、スピーカー１７に埋め込まれたＩＣチップを読み取るなど、種々の手段によって取得可能である。また、「スピーカー１７の再生周波数帯域を示す情報」そのものを取得するのではなく、スピーカーの型番等を取得し、当該型番からスピーカー１７の再生周波数帯域を判別しても良い。さらに、スピーカー１７が外付けの場合は、インターフェースの種類や、スピーカー１７から送信された情報などによって、スピーカー１７の再生周波数帯域を判別しても良い。
【００４９】
このように、本発明の変形例１によれば、楽曲解析処理部１８を備えているため、第２実施形態および第４実施形態に示したように、ＢＰＭ情報や拍位置情報に基づいて低音エンベロープ５１のレベル補正を行う場合でも、再生装置１０自身によって解析ができるため、解析手段を有する上位装置２０を必要としない。また、スピーカー１７の再生周波数帯域に応じて低音エンベロープ５１を生成するため、再生装置１０に搭載されたスピーカー１７（若しくは再生装置１０に接続されたスピーカー）に適した低音の強調を行うことができる。
【００５０】
［変形例２］
変形例２では、上位装置２０に楽曲解析部２１と音声信号処理部１５を有する構成となっている。音声信号処理部１５は、曲データ（楽曲データをデコードした音声信号）の加工処理を行うものであり、第１実施形態の音声信号処理部１５と同様の機能を有する。つまり、変形例２に係る再生装置１０は、上位装置２０から曲データを加工処理した処理済の楽曲データを取得すれば良い構成となっている。なお、第１実施形態と同様、上位装置２０には楽曲解析部２１も備えられているため、再生装置１０は、当該楽曲解析部２１による解析データおよび付随情報を含む楽曲情報も取得する。一方、変形例２の再生装置１０は、アンプ１６およびスピーカー１７を別体とした構成となっている。
【００５１】
このように本発明の変形例２によれば、クラウドコンピューティングとして本発明を利用する実施形態で、Ｗｅｂ上のサーバーや、ＬＡＮネットワーク上のサーバーに上位装置２０を有している。上位装置２０の楽曲解析処理部２１で解析データ（楽曲特徴量）を生成し、音声信号処理部１５で楽曲の低音信号を強調する信号処理を行う。この場合、再生装置１０の機能は、楽曲データの送受信機能を行う入力Ｉ／Ｆ、操作部１４、主制御部１２を備えていれば良い。
【００５２】
なお、上記の各実施形態（第１〜第４実施形態、変形例１〜２）に示した再生装置１０の各構成要素および各処理工程をプログラムとして提供することが可能である。また、そのプログラムを各種記憶媒体（ＣＤ−ＲＯＭ、フラッシュメモリ等）に格納して提供することも可能である。すなわち、再生装置１０の各構成要素または各処理工程を実現するためのプログラム、およびそれを記録した記憶媒体も、本発明の権利範囲に含まれるものである。
【００５３】
また、上記の実施形態（第１〜第４実施形態、変形例１〜２）では、再生装置１０として、ダンス専用オーディオ機器を例示したが、ダンスミュージックに特化しない再生装置にも、本発明を適用可能である。また、再生専用装置に限らず、携帯端末やカーナビゲーション装置など、他の装置の一機能として再生装置１０を実現することも可能である。
【００５４】
また、上記の変形例２でも簡単に説明したが、上位装置２０から提供された楽曲を再生する例だけではなく、楽曲の提供元は端末装置に限らず、Ｗｅｂ上のサーバーや、ＬＡＮネットワーク上のサーバーなどであっても良い。特に、クラウドコンピューティングとして本発明を利用しても良く、その場合、再生装置１０の機能は、最低限、データの送受信機能のみとなる。その他、再生装置１０の各機能を全てコンピューターで実現するなど、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更が可能である。
【符号の説明】
【００５５】
１０…再生装置 １１…入力インターフェース １２…主制御部 １３…内部メモリ １４…操作部 １５…音声信号処理部 １６…アンプ １７…スピーカー １８…楽曲解析処理部（再生装置側） ２０…上位装置 ２１…楽曲解析処理部（上位装置側） ３１…倍音抽出ブロック ３２…低音エンベロープ生成ブロック ３３…レベル調整ブロック ３４…加算ブロック ４１…補正ブロック ５１…低音エンベロープ
Claims (6)
- 原音中の、基音に対する倍音信号を抽出する倍音抽出ステップと、
前記原音中の、所定の周波数以下の信号のエンベロープである低音エンベロープを生成する低音エンベロープ生成ステップと、
前記原音のテンポまたは拍位置を示す情報に基づき、前記原音のビート位置に合せて、前記低音エンベロープのレベルを補正する補正ステップと、
前記補正ステップによる補正後の前記低音エンベロープのレベルに応じて、前記倍音信号をレベル調整するレベル調整ステップと、
前記レベル調整ステップによるレベル調整後の倍音信号と、前記原音と、レベル調整前の前記倍音信号と、を加算する加算ステップと、を備えたことを特徴とする信号処理方法。 - 前記原音を解析する解析ステップをさらに備え、
前記補正ステップは、前記解析ステップの解析結果である前記原音のテンポまたは拍位置に応じて、前記低音エンベロープのレベルを補正することを特徴とする請求項１に記載の信号処理方法。 - 原音中の、基音に対する倍音信号を抽出する倍音抽出手段と、
前記原音中の、所定の周波数以下の信号のエンベロープである低音エンベロープを生成する低音エンベロープ生成手段と、
前記原音のテンポまたは拍位置を示す情報に基づき、前記原音のビート位置に合せて、前記低音エンベロープのレベルを補正する補正手段と、
前記補正手段による補正後の前記低音エンベロープのレベルに応じて、前記倍音信号をレベル調整するレベル調整手段と、
前記レベル調整手段によるレベル調整後の倍音信号と、前記原音と、レベル調整前の前記倍音信号と、を加算する加算手段と、を備えたことを特徴とする信号処理装置。 - 請求項３に記載の信号処理装置における各手段と、
前記加算手段による加算後の音声信号を出力する出力手段と、を備えたことを特徴とする再生装置。 - 前記低音エンベロープ生成手段は、再生装置に内蔵または接続されたスピーカーの再生周波数帯域に応じて、前記所定の周波数を決定し、当該所定の周波数以下の低音エンベロープを生成することを特徴とする請求項４に記載の再生装置。
- コンピューターに、請求項１または２に記載の信号処理方法における各ステップを実行させるためのプログラム。
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