JP6036141B2 - Sound processor - Google Patents
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本発明は、音響信号の残響成分を抑圧する技術に関する。 The present invention relates to a technique for suppressing a reverberation component of an acoustic signal.
音響信号に含まれる残響成分を抑圧する技術が従来から提案されている。例えば特許文献1には、音響信号に含まれる残響成分を推定する予測フィルタ係数の確率モデルを利用することで残響成分の予測フィルタ係数を推定し、推定後の予測フィルタを利用して残響成分を抑圧する技術が開示されている。また、非特許文献1には、発音源から収音点までの伝達関数の逆フィルタを推定し、推定後の逆フィルタを音響信号に適用することで残響成分を抑圧する技術が開示されている。
Techniques for suppressing reverberation components included in acoustic signals have been conventionally proposed. For example, in
しかし、特許文献1や非特許文献1の技術のもとでは、残響成分の抑圧強度を増加させた場合に、残響抑圧後の音質が低下するという問題が発生し得る。以上の事情を考慮して、本発明は、残響抑圧に起因した音質の低下を抑制することを目的とする。
However, under the techniques of
以上の課題を解決するために、本発明の音響処理装置は、音響信号を調波成分と非調波成分とに分離する調波分離手段と、調波成分の残響成分を抑圧する第1残響抑圧手段と、第1残響抑圧手段による残響成分の抑圧強度とは相違する抑圧強度で非調波成分の残響成分を抑圧する第2残響抑圧手段とを具備する。以上の構成では、音響信号が調波成分と非調波成分とについて相異なる抑圧強度で残響成分が抑圧される。したがって、音響信号を調波成分と非調波成分とに分離せずに残響成分を抑圧する場合と比較して、残響抑圧に起因した音質の低下を抑制しながら有効な残響抑圧効果を実現することが可能である。例えば、残響抑圧に起因した音質の低下が調波成分と比較して非調波成分にて顕在化し易いという傾向を前提とした場合、第1残響抑圧手段による残響成分の抑圧強度が、第2残響抑圧手段による残響成分の抑圧強度を上回る構成が好適である。また、第2残響抑圧手段による残響成分の抑圧強度が第1残響抑圧手段による残響成分の抑圧強度を上回る構成を採用することで、例えば、特徴的な音響効果(エフェクト)を音響信号に付与することが可能である。 In order to solve the above problems, an acoustic processing device according to the present invention includes a harmonic separation unit that separates an acoustic signal into a harmonic component and a non-harmonic component, and a first reverberation component that suppresses the reverberation component of the harmonic component. Suppression means, and second reverberation suppression means for suppressing the reverberation component of the non-harmonic component with a suppression intensity different from the suppression intensity of the reverberation component by the first reverberation suppression means. With the above configuration, the reverberation component of the acoustic signal is suppressed with different suppression strengths for the harmonic component and the non-harmonic component. Therefore, compared with the case where the reverberation component is suppressed without separating the acoustic signal into the harmonic component and the non-harmonic component, an effective reverberation suppression effect is realized while suppressing deterioration in sound quality due to the reverberation suppression. It is possible. For example, when it is assumed that a decrease in sound quality due to reverberation suppression tends to be manifested by non-harmonic components as compared to harmonic components, the suppression strength of the reverberation components by the first reverberation suppression unit is the second. A configuration that exceeds the suppression strength of the reverberation component by the reverberation suppression means is preferable. Further, by adopting a configuration in which the suppression strength of the reverberation component by the second reverberation suppression unit exceeds the suppression strength of the reverberation component by the first reverberation suppression unit, for example, a characteristic acoustic effect (effect) is given to the acoustic signal. It is possible.
本発明の好適な態様に係る音響処理装置は、第1残響抑圧手段による処理後の調波成分と第2残響抑圧手段による処理後の非調波成分とを合成する合成処理手段を具備する。以上の構成によれば、調波成分の残響成分と非調波成分の残響成分との双方を抑圧した音響信号を生成することが可能である。 The acoustic processing apparatus according to a preferred aspect of the present invention includes a synthesis processing unit that synthesizes a harmonic component after processing by the first dereverberation unit and a non-harmonic component after processing by the second dereverberation suppression unit. According to the above configuration, it is possible to generate an acoustic signal in which both the reverberation component of the harmonic component and the reverberation component of the non-harmonic component are suppressed.
本発明の好適な態様において、第1残響抑圧手段は、第1移動平均係数(例えば平均個数NH1または平滑化係数αH1)を適用した調波成分の強度の移動平均で第1平均強度(例えば平均強度QH1(k,m))を算定する第1強度平均手段(例えば強度平均部42)と、調波成分の残響成分を抑圧するための第1調整値(例えば調整値GH(k,m))を第1平均強度に応じて算定する第1調整値算定手段(例えば調整値算定部44)と、第1調整値算定手段が算定した第1調整値を調波成分に作用させる第1抑圧処理手段(例えば抑圧処理部46)とを含み、第2残響抑圧手段は、第1移動平均係数とは相違する第2移動平均係数(例えば平均個数HP1または平滑化係数αP1)を適用した非調波成分の強度の移動平均で第2平均強度(例えば平均強度QP1(k,m))を算定する第2強度平均手段(例えば強度平均部52)と、非調波成分の残響成分を抑圧するための第2調整値(例えば調整値GP(k,m))を第2平均強度に応じて算定する第2調整値算定手段(例えば調整値算定部54)と、第2調整値算定手段が算定した第2調整値を非調波成分に作用させる第2抑圧処理手段(例えば抑圧処理部56)とを含む。以上の構成では、第1強度平均手段による移動平均に適用される第1移動平均係数と第2強度平均手段による移動平均に適用される第2移動平均係数とを個別に選定することで、第1残響抑圧手段による残響成分の抑圧強度と第2残響抑圧手段による残響成分の抑圧強度とを簡便に相違させることが可能である。なお、例えば調波成分や非調波成分の強度の単純移動平均を算定する構成では、移動平均の対象となる強度の個数(時間長)が第1移動平均係数および第2移動平均係数として好適であり、調波成分や非調波成分の強度の指数移動平均を算定する構成では、平滑化係数が第1移動平均係数および第2移動平均係数として好適である。ただし、第1残響抑圧手段や第2残響抑圧手段が残響成分を抑圧する構成や方法は以上の例示に限定されず、公知の残響抑圧技術が任意に採用され得る。 In a preferred aspect of the present invention, the first dereverberation suppression means is a moving average of the harmonic component intensities to which the first moving average coefficient (for example, the average number NH1 or the smoothing coefficient αH1) is applied. First intensity averaging means (for example, intensity averaging unit 42) for calculating intensity QH1 (k, m)) and a first adjustment value (for example, adjustment value GH (k, m) for suppressing the reverberation component of the harmonic component. ) In accordance with the first average intensity, and first suppression for causing the first adjustment value calculated by the first adjustment value calculation means to act on the harmonic component. Processing means (for example, suppression processing unit 46), and the second dereverberation suppressing means applies a second moving average coefficient (for example, average number HP1 or smoothing coefficient αP1) different from the first moving average coefficient. The second average intensity (for example, average intensity QP1 (k, m)) is a moving average of the wave component intensity. The second intensity averaging means (for example, the intensity averaging unit 52) to be determined and the second adjustment value (for example, the adjustment value GP (k, m)) for suppressing the reverberation component of the inharmonic component according to the second average intensity Second adjustment value calculation means (for example, adjustment value calculation section 54) to be calculated, and second suppression processing means (for example, suppression processing section) that causes the second adjustment value calculated by the second adjustment value calculation means to act on the subharmonic component. 56). In the above configuration, the first moving average coefficient applied to the moving average by the first intensity averaging means and the second moving average coefficient applied to the moving average by the second intensity averaging means are individually selected, The suppression strength of the reverberation component by the first reverberation suppression unit and the suppression strength of the reverberation component by the second reverberation suppression unit can be easily made different from each other. For example, in the configuration for calculating the simple moving average of the intensities of the harmonic component and the inharmonic component, the number (time length) of the intensities targeted for the moving average is suitable as the first moving average coefficient and the second moving average coefficient. In the configuration for calculating the exponential moving average of the intensity of the harmonic component and the non-harmonic component, the smoothing coefficient is suitable as the first moving average coefficient and the second moving average coefficient. However, the configuration and method in which the first dereverberation suppression unit and the second dereverberation suppression unit suppress the reverberation component are not limited to the above examples, and a known dereverberation technique can be arbitrarily adopted.
本発明の好適な態様において、第2調整値算定手段は、非調波成分のうち後期残響区間内での残響成分の抑圧強度が後期残響区間外での残響成分の抑圧強度を上回るように、音響信号の単位期間毎に調整値を算定する。以上の構成では、後期残響区間内にて残響成分の抑圧強度を上昇させることで後期残響区間内の音量の変動が抑制される。したがって、残響抑圧後の音質の低下を抑制できるという利点がある。なお、以上の態様の具体例は、例えば第3実施形態として後述される。 In a preferred aspect of the present invention, the second adjustment value calculation means is configured so that the suppression strength of the reverberation component in the late reverberation section of the non-harmonic component exceeds the suppression strength of the reverberation component outside the late reverberation section. An adjustment value is calculated for each unit period of the acoustic signal. In the above configuration, the fluctuation in volume in the later reverberation section is suppressed by increasing the suppression strength of the reverberation component in the later reverberation section. Therefore, there is an advantage that deterioration of sound quality after reverberation suppression can be suppressed. In addition, the specific example of the above aspect is later mentioned, for example as 3rd Embodiment.
以上の各態様に係る音響処理装置は、音響信号の処理に専用されるDSP(Digital Signal Processor)等のハードウェア(電子回路)によって実現されるほか、CPU(Central Processing Unit)などの汎用の演算処理装置とプログラムとの協働によっても実現される。本発明に係るプログラムは、音響信号を調波成分と非調波成分とに分離する調波分離処理と、調波成分の残響成分を抑圧する第1残響抑圧処理と、第1残響抑圧処理による残響成分の抑圧強度とは相違する抑圧強度で非調波成分の残響成分を抑圧する第2残響抑圧処理とをコンピュータに実行させる。以上のプログラムによれば、本発明に係る音響処理装置と同様の作用および効果が実現される。 The acoustic processing device according to each of the above aspects is realized by hardware (electronic circuit) such as a DSP (Digital Signal Processor) dedicated to processing of an acoustic signal, or a general-purpose calculation such as a CPU (Central Processing Unit). This is also realized by cooperation between the processing device and the program. The program according to the present invention includes a harmonic separation process that separates an acoustic signal into a harmonic component and a non-harmonic component, a first dereverberation process that suppresses a reverberation component of the harmonic component, and a first dereverberation process. A computer executes a second reverberation suppression process for suppressing a reverberation component of a non-harmonic component with a suppression strength different from the suppression strength of the reverberation component. According to the above program, the same operation and effect as the sound processing apparatus according to the present invention are realized.
なお、本発明のプログラムは、コンピュータが読取可能な記録媒体に格納された形態で提供されてコンピュータにインストールされる。記録媒体は、例えば非一過性(non-transitory)の記録媒体であり、CD-ROM等の光学式記録媒体(光ディスク)が好例であるが、半導体記録媒体や磁気記録媒体等の公知の任意の形式の記録媒体を包含し得る。また、例えば、本発明のプログラムは、通信網を介した配信の形態で提供されてコンピュータにインストールされ得る。 The program of the present invention is provided in a form stored in a computer-readable recording medium and installed in the computer. The recording medium is, for example, a non-transitory recording medium, and an optical recording medium (optical disk) such as a CD-ROM is a good example, but a known arbitrary one such as a semiconductor recording medium or a magnetic recording medium This type of recording medium can be included. For example, the program of the present invention can be provided in the form of distribution via a communication network and installed in a computer.
<第1実施形態>
図1は、本発明の第1実施形態に係る音響処理装置100のブロック図である。図1に示すように、音響処理装置100には信号供給装置12と放音装置14とが接続される。信号供給装置12は、音響信号SXを音響処理装置100に供給する。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a block diagram of a
音響信号SXは、調波成分と非調波成分とを混合した音響の時間波形を示す数値系列である。調波成分は、弦楽器または管楽器等の楽器の演奏音や人間の発声音等の調波性の音響成分を意味し、非調波成分は、打楽器の演奏音や各種の雑音(例えば空調設備の動作音や人混み内の雑踏音等の環境音)等の非調波性の音響成分を意味する。音響信号SXが示す音響には、音響空間内での反射や散乱に由来する残響成分が付加されている。具体的には、収録音や合成音等の既存の音響に対して事後的に残響効果を付与した音響信号SXや、残響効果がある音響空間内で実際に収録された音響の音響信号SXが信号供給装置12から音響処理装置100に供給される。例えば、周囲の音響を収音して音響信号SXを生成する収音装置や、可搬型または内蔵型の記録媒体から音響信号SXを取得して音響処理装置100に供給する再生装置や、通信網から音響信号SXを受信して音響処理装置100に供給する通信装置が信号供給装置12として採用され得る。
The acoustic signal SX is a numerical series indicating an acoustic time waveform obtained by mixing harmonic components and non-harmonic components. The harmonic component means a harmonic acoustic component such as a performance sound of a musical instrument such as a stringed instrument or a wind instrument or a human vocal sound, and a non-harmonic component means a performance sound of a percussion instrument or various noises (for example, air conditioning equipment). Non-harmonic acoustic components such as operating sounds and environmental sounds such as crowded sounds in crowds. A reverberation component derived from reflection or scattering in the acoustic space is added to the sound indicated by the acoustic signal SX. Specifically, there is an acoustic signal SX obtained by adding a reverberation effect to an existing sound such as a recorded sound or a synthesized sound, or an acoustic signal SX of an acoustic actually recorded in an acoustic space having a reverberation effect. The signal is supplied from the
音響処理装置100は、信号供給装置12が供給する音響信号SXの残響成分(後期残響成分)を抑圧した時間領域の音響信号(すなわち、音響信号SXの直接音成分や初期反射成分を強調した音響信号)SYを生成する信号処理装置(残響抑圧装置)である。放音装置14(例えばスピーカやヘッドホン)は、音響処理装置100が生成した音響信号SYに応じた音波を放射する。なお、音響信号SYをデジタルからアナログに変換するD/A変換器や音響信号SYを増幅する増幅器の図示は便宜的に省略した。
The
図1に示すように、音響処理装置100は、演算処理装置22と記憶装置24とを具備するコンピュータシステムで実現される。記憶装置24は、演算処理装置22が実行するプログラムや演算処理装置22が使用する各種のデータを記憶する。半導体記録媒体や磁気記録媒体等の公知の記録媒体や複数種の記録媒体の組合せが記憶装置24として任意に採用され得る。音響信号SYを記憶装置24に記憶した構成(したがって信号供給装置12は省略され得る)も好適である。
As shown in FIG. 1, the
演算処理装置22は、記憶装置24に記憶されたプログラムを実行することで、音響信号SXから音響信号SYを生成するための複数の機能(周波数分析部32,調波分離部34,第1残響抑圧部40,第2残響抑圧部50,合成処理部62,波形生成部64)を実現する。なお、演算処理装置22の各機能を複数の装置に分散した構成や、演算処理装置22の一部の機能を専用の信号処理回路が分担する構成も採用され得る。
The
周波数分析部32は、音響信号SXのスペクトル(複素スペクトル)X(k,m)を時間軸上の単位期間(フレーム)毎に順次に生成する。記号kは、周波数軸上の任意の1個の周波数(周波数帯域)を指示する変数であり、記号mは、時間軸上の任意の1個の単位期間を指示する変数である。スペクトルX(k,m)の生成には、例えば短時間フーリエ変換等の公知の周波数分析が任意に採用され得る。なお、通過帯域が相違する複数の帯域通過フィルタで構成されるフィルタバンクを周波数分析部32として利用することも可能である。
The
調波分離部34は、音響信号SXを調波成分と非調波成分とに分離する。具体的には、調波分離部34は、音響信号SXのスペクトルX(k,m)から調波成分のスペクトルXH(k,m)と非調波成分のスペクトルXP(k,m)とを単位期間毎に順次に生成する。例えば、調波分離部34は、音響信号SXのスペクトルX(k,m)の対数の離散フーリエ変換で音響信号SXのケプストラムを単位期間毎に算定し、各単位期間のケプストラムを、音響信号SXの振幅スペクトル|X(k,m)|の概略的な構造に対応する低次域と、振幅スペクトル|X(k,m)|の微細な周期構造(すなわち、基音成分と複数の倍音成分とが周波数軸上に等間隔に配列された調波構造)に対応する高次域とに区分することで調波成分のスペクトルXH(k,m)と非調波成分のスペクトルXP(k,m)とを算定する。なお、調波成分と非調波成分との分離には公知の技術が任意に採用される。例えば、音響信号SXの調波成分は時間軸方向に連続するのに対して非調波成分は周波数軸方向に連続するという時間-周波数領域での異方性を利用することで調波成分と非調波成分とを分離するHPSS(Harmonic and Percussive Sound Separation)技術も適用され得る。なお、スペクトルXH(k,m)およびスペクトルXP(k,m)の表記のように、調波成分(Harmonic)に関連する要素には添字Hを付加し、非調波成分(Percussive)に関連する要素には添字Pを付加する。
The
図1の第1残響抑圧部40は、調波分離部34による分離後の調波成分の残響成分を抑圧する。具体的には、第1残響抑圧部40は、調波成分のスペクトルXH(k,m)から残響成分を抑圧した音響成分のスペクトルYH(k,m)を単位期間毎に順次に生成する。他方、第2残響抑圧部50は、調波分離部34による分離後の非調波成分の残響成分を抑圧する。具体的には、第2残響抑圧部50は、非調波成分のスペクトルXP(k,m)から残響成分を抑圧した音響成分のスペクトルYP(k,m)を単位期間毎に順次に生成する。なお、第1残響抑圧部40および第2残響抑圧部50の具体的な構成および動作については後述する。
The first
図1の合成処理部62は、第1残響抑圧部40による処理後の調波成分と第2残響抑圧部50による処理後の非調波成分とを合成する。具体的には、合成処理部62は、第1残響抑圧部40による残響抑圧後の調波成分のスペクトルYH(k,m)と第2残響抑圧部50による残響抑圧後の非調波成分のスペクトルYP(k,m)とを加算(または加重和)することで音響信号SYのスペクトルY(k,m)を生成する(Y(k,m)=YH(k,m)+YP(k,m))。
1 synthesizes the harmonic component after processing by the first
波形生成部64は、合成処理部62が単位期間毎に生成するスペクトルY(k,m)から時間領域の音響信号SYを生成する。すなわち、波形生成部64は、各単位期間のスペクトルY(k,m)を例えば短時間フーリエ逆変換で時間領域の信号に変換するとともに相前後する各単位期間について相互に連結することで音響信号SYを生成する。以上の説明から理解される通り、音響信号SYでは、音響信号SXの残響成分(調波成分の残響成分と非調波成分の残響成分)が抑圧される。波形生成部64が生成した音響信号SYが放音装置14に供給されて音波として放射される。
The
<残響抑圧の具体例>
第1残響抑圧部40による調波成分の残響抑圧と第2残響抑圧部50による非調波成分の残響抑圧との説明に先立ち、音響信号SXのスペクトルX(k,m)から残響成分を抑圧する処理について説明する。
<Specific examples of reverberation suppression>
Prior to explaining the reverberation suppression of the harmonic component by the first
音響信号SXの単位期間毎のパワー|X(k,m)|2の平均強度Q1(k,m)および平均強度Q2(k,m)に着目する。平均強度Q1(k,m)は、以下の数式(1A)で定義されるように、相前後するN1個(N1は2以上の自然数)の単位期間にわたるパワー|X(k,m)|2の移動平均(単純移動平均)である。他方、平均強度Q2(k,m)は、以下の数式(1B)で定義されるように、相前後するN2個(N2は自然数)の単位期間にわたるパワー|X(k,m)|2の移動平均である。平均強度Q1(k,m)の算定に加味される単位期間の個数N1は、平均強度Q2(k,m)の算定に加味される単位期間の個数N2を上回る(N1>N2)。
図2の部分(B)は、任意の周波数における平均強度Q1(k,m)および平均強度Q2(k,m)の時間変化を描画したグラフである。図2の部分(A)のようにパワー|X(k,m)|2(パワー密度)が時間的に指数減衰する室内インパルス応答を音響信号SXと仮定した場合の平均強度Q1(k,m)および平均強度Q2(k,m)が図2の部分(B)には図示されている。 Part (B) of FIG. 2 is a graph depicting changes over time of the average intensity Q1 (k, m) and the average intensity Q2 (k, m) at an arbitrary frequency. As shown in part (A) of FIG. 2, the average intensity Q1 (k, m) assuming that the acoustic signal SX is a room impulse response in which the power | X (k, m) | 2 (power density) exponentially decays in time. ) And average intensity Q2 (k, m) are shown in part (B) of FIG.
図2の部分(B)から把握される通り、平均強度Q1(k,m)および平均強度Q2(k,m)は、音響信号SXのパワー|X(k,m)|2に追従して経時的に変化する。ただし、平均強度Q1(k,m)の算定に適用される平均個数N1は平均強度Q2(k,m)の算定に適用される平均個数N2を上回るから、平均強度Q1(k,m)は、平均強度Q2(k,m)と比較して低い追従性(変化率)で音響信号SXのパワー|X(k,m)|2の時間変化に追従する。具体的には、図2の部分(B)に示すように、室内インパルス応答の開始の時点t0の直後の区間では、平均強度Q2(k,m)が平均強度Q1(k,m)を上回る変化率で増加する。そして、平均強度Q1(k,m)および平均強度Q2(k,m)は、時間軸上の相異なる時点でピークに到達し、平均強度Q2(k,m)は平均強度Q1(k,m)を上回る変化率で減少する。 As can be seen from part (B) of FIG. 2, the average intensity Q1 (k, m) and average intensity Q2 (k, m) follow the power | X (k, m) | 2 of the acoustic signal SX. Changes over time. However, since the average number N1 applied to the calculation of the average intensity Q1 (k, m) exceeds the average number N2 applied to the calculation of the average intensity Q2 (k, m), the average intensity Q1 (k, m) is In addition, it follows the time change of the power | X (k, m) | 2 of the acoustic signal SX with lower followability (change rate) than the average intensity Q2 (k, m). Specifically, as shown in part (B) of FIG. 2, the average intensity Q2 (k, m) exceeds the average intensity Q1 (k, m) in the section immediately after the time t0 of the start of the indoor impulse response. Increase with rate of change. The average intensity Q1 (k, m) and the average intensity Q2 (k, m) reach peaks at different points on the time axis, and the average intensity Q2 (k, m) is the average intensity Q1 (k, m). ) Decrease at a rate of change exceeding.
以上のように平均強度Q1(k,m)と平均強度Q2(k,m)とは相異なる変化率で変化するから、平均強度Q1(k,m)と平均強度Q2(k,m)との大小は時間軸上の特定の時点txで反転する。時点t0から時点txまでの区間(平均強度Q2(k,m)が平均強度Q1(k,m)を上回る区間)SAは、室内インパルス応答の直接音成分および初期反射成分が存在する区間に相当し、時点tx以降の区間(平均強度Q1(k,m)が平均強度Q2(k,m)を上回る区間)SBは、室内インパルス応答の後期残響成分が存在する区間に相当する。 As described above, since the average intensity Q1 (k, m) and the average intensity Q2 (k, m) change at different rates, the average intensity Q1 (k, m) and the average intensity Q2 (k, m) Is reversed at a specific time point tx on the time axis. The section from the time t0 to the time tx (the section where the average intensity Q2 (k, m) exceeds the average intensity Q1 (k, m)) SA corresponds to the section where the direct sound component and the initial reflection component of the room impulse response exist The section after the time point tx (the section where the average intensity Q1 (k, m) exceeds the average intensity Q2 (k, m)) SB corresponds to the section where the late reverberation component of the indoor impulse response exists.
平均強度Q1(k,m)に対する平均強度Q2(k,m)の比(以下「強度比」という)R(k,m)(R(k,m)=Q2(k,m)/Q1(k,m))に応じて以下の数式(2)で算定される調整値G(k,m)を想定する。所定値Gmaxは例えば1に設定され、所定値Gminは所定値Gmaxを下回る数値(例えば0以上かつ1未満の数値)に設定される。
平均強度Q1(k,m)および平均強度Q2(k,m)が図2の部分(B)のように変化する場合の調整値G(k,m)の変化が図2の部分(C)に図示されている。図2の部分(C)から理解される通り、平均強度Q2(k,m)が平均強度Q1(k,m)を上回る区間SAでは強度比R(k,m)が所定値Gmaxを上回るから、調整値G(k,m)は所定値Gmaxに維持される。また、平均強度Q2(k,m)が平均強度Q1(k,m)を下回る区間SBのうち強度比R(k,m)が所定値Gminを上回る区間SB1では、調整値G(k,m)は強度比R(k,m)に設定されて経時的に減少する。そして、区間SBのうち強度比R(k,m)が所定値Gminを下回る区間SB2では、調整値G(k,m)は所定値Gminに維持される。すなわち、調整値G(k,m)は、直接音成分および初期反射成分が存在する区間SAでは所定値(最大値)Gmaxに設定され、後期残響成分が存在する区間SBでは所定値(最小値)Gminまで経時的に減少する。したがって、音響信号SXのスペクトルX(k,m)に調整値G(k,m)を作用させる(典型的には乗算する)ことで、音響信号SXの残響成分を抑圧(直接音成分や初期反射成分を強調)することが可能である。第1実施形態の第1残響抑圧部40および第2残響抑圧部50は、以上の原理を利用して残響成分を抑圧する。
The change in the adjustment value G (k, m) when the average intensity Q1 (k, m) and the average intensity Q2 (k, m) change as shown in the part (B) of FIG. 2 is the part (C) of FIG. Is shown in FIG. As understood from part (C) of FIG. 2, the intensity ratio R (k, m) exceeds the predetermined value Gmax in the section SA where the average intensity Q2 (k, m) exceeds the average intensity Q1 (k, m). The adjustment value G (k, m) is maintained at the predetermined value Gmax. In the section SB where the intensity ratio R (k, m) exceeds the predetermined value Gmin in the section SB where the average intensity Q2 (k, m) is lower than the average intensity Q1 (k, m), the adjustment value G (k, m ) Is set to the intensity ratio R (k, m) and decreases with time. In the section SB2 in which the intensity ratio R (k, m) is lower than the predetermined value Gmin in the section SB, the adjustment value G (k, m) is maintained at the predetermined value Gmin. That is, the adjustment value G (k, m) is set to a predetermined value (maximum value) Gmax in the section SA where the direct sound component and the initial reflection component exist, and is set to a predetermined value (minimum value) in the section SB where the late reverberation component exists. ) Decreases with time to Gmin. Therefore, by applying (typically multiplying) the adjustment value G (k, m) to the spectrum X (k, m) of the acoustic signal SX, the reverberation component of the acoustic signal SX is suppressed (direct sound component or initial value). It is possible to emphasize the reflection component. The first
以上に説明した通り、残響抑圧用の調整値G(k,m)は、平均強度Q1(k,m)と平均強度Q2(k,m)との相対比に応じて算定されるから、平均強度Q1(k,m)と平均強度Q2(k,m)との相違が拡大するほど調整値G(k,m)の作用による残響成分の抑圧強度(抑圧効果の程度)は増加する。すなわち、平均強度Q1(k,m)の平均個数N1と平均強度Q2(k,m)の平均個数N2との相違が大きいほど残響成分の抑圧強度は増加するという傾向がある。 As described above, the adjustment value G (k, m) for reverberation suppression is calculated according to the relative ratio between the average intensity Q1 (k, m) and the average intensity Q2 (k, m). As the difference between the intensity Q1 (k, m) and the average intensity Q2 (k, m) increases, the suppression intensity (degree of suppression effect) of the reverberation component due to the action of the adjustment value G (k, m) increases. That is, the reverberation component suppression strength tends to increase as the difference between the average number N1 of the average intensities Q1 (k, m) and the average number N2 of the average intensities Q2 (k, m) increases.
図3は、第1残響抑圧部40および第2残響抑圧部50の具体的な構成を例示するブロック図である。図3に示すように、第1残響抑圧部40は、強度平均部42と調整値算定部44と抑圧処理部46とを含んで構成される。強度平均部42は、音響信号SXの調波成分のパワー|XH(k,m)|2の移動平均で平均強度QH1(k,m)と平均強度QH2(k,m)とを算定する。平均強度QH1(k,m)は、以下の数式(3A)で表現される通り、NH1個(NH1は2以上の自然数)の単位期間にわたるパワー|XH(k,m)|2の移動平均(単純移動平均)であり、平均強度QH2(k,m)は、以下の数式(3B)で表現される通り、NH2個(NH2は自然数)の単位期間にわたるパワー|XH(k,m)|2の移動平均である。
数式(3A)の平均個数NH1は、数式(3B)の平均個数NH2を上回る(NH1>NH2)。すなわち、平均強度QH1(k,m)は、平均強度QH2(k,m)と比較して長時間にわたる移動平均である。したがって、平均強度QH1(k,m)におけるパワー|XH(k,m)|2の平滑化の時定数τH1は、平均強度QH2(k,m)におけるパワー|XH(k,m)|2の平滑化の時定数τH2を上回る(τH1>τH2)。すなわち、図2の部分(B)を参照して説明した平均強度Q1(k,m)と平均強度Q2(k,m)との関係と同様に、平均強度QH1(k,m)は、平均強度QH2(k,m)と比較して低い追従性で調波成分のパワー|XH(k,m)|2に追従する。 The average number NH1 of the formula (3A) exceeds the average number NH2 of the formula (3B) (NH1> NH2). That is, the average intensity QH1 (k, m) is a moving average over a long time compared to the average intensity QH2 (k, m). Therefore, the average intensity QH1 (k, m) power at | XH (k, m) | 2 of the constant τH1 time smoothing the average intensity QH2 (k, m) power at | XH (k, m) | 2 of The smoothing time constant τH2 is exceeded (τH1> τH2). That is, like the relationship between the average intensity Q1 (k, m) and the average intensity Q2 (k, m) described with reference to part (B) of FIG. 2, the average intensity QH1 (k, m) It follows the power | XH (k, m) | 2 of the harmonic component with lower followability than the intensity QH2 (k, m).
図3の調整値算定部44は、強度平均部42が算定した調波成分の平均強度QH1(k,m)および平均強度QH2(k,m)に応じた調整値GH(k,m)を各周波数について単位期間毎に順次に算定する。具体的には、以下の数式(4)で表現される通り、平均強度QH1(k,m)に対する平均強度QH2(k,m)の強度比RH(k,m)(RH(k,m)=QH2(k,m)/QH1(k,m))が所定値Gmaxと所定値Gminとの間の数値である場合(Gmin<RH(k,m)<Gmax)、調整値算定部44は、調整値GH(k,m)を強度比RH(k,m)に設定する。また、調整値算定部44は、強度比RH(k,m)が所定値Gmaxを上回る場合には調整値GH(k,m)を所定値Gmaxに設定し、強度比RH(k,m)が所定値Gminを下回る場合には調整値GH(k,m)を所定値Gminに設定する。
図2の部分(C)を参照した前述の説明から理解される通り、調整値算定部44が算定する調整値GH(k,m)は、音響信号SXの調波成分の残響成分を抑圧する係数(スペクトルゲイン)として利用され得る。図3の抑圧処理部46は、調整値算定部44が算定した調整値GH(k,m)を音響信号SXの調波成分に作用させることで調波成分の残響成分を抑圧する。残響成分の抑圧は、各周波数について単位期間毎に順次に実行される。具体的には、抑圧処理部46は、音響信号SXの調波成分のスペクトルXH(k,m)に対し、当該スペクトルX(k,m)と共通の単位期間および周波数に対応する調整値GH(k,m)を乗算することで、残響抑圧後の調波成分のスペクトルYH(k,m)を算定する(YH(k,m)=GH(k,m)・XH(k,m))。
As understood from the above description with reference to part (C) of FIG. 2, the adjustment value GH (k, m) calculated by the adjustment
以上の説明から理解されるように、平均強度QH1(k,m)の算定に適用される数式(3A)の平均個数NH1と平均強度QH2(k,m)の算定に適用される数式(3B)の平均個数NH2との相違(例えば差分(NH1−NH2))が大きいほど、平均強度QH1(k,m)と平均強度QH2(k,m)との相違(調波成分のパワー|XH(k,m)|2に対する追従度の相違)が増加し、結果的に残響成分の抑圧強度が増加するという傾向がある。 As understood from the above description, the formula (3B) applied to the calculation of the average number NH1 and the average intensity QH2 (k, m) of the formula (3A) applied to the calculation of the average intensity QH1 (k, m). ) Of the average intensity QH1 (k, m) and the average intensity QH2 (k, m) (the harmonic component power | XH () k, m) | 2 ) increases, and as a result, the reverberation component suppression strength tends to increase.
他方、第2残響抑圧部50は、図3に示すように、強度平均部52と調整値算定部54と抑圧処理部56とを含んで構成される。強度平均部52は、強度平均部42と同様に、音響信号SXの非調波成分のパワー|XP(k,m)|2の移動平均で平均強度QP1(k,m)と平均強度QP2(k,m)とを算定する。平均強度QP1(k,m)は、以下の数式(5A)で表現される通り、NP1個(NP1は2以上の自然数)の単位期間にわたるパワー|XP(k,m)|2の移動平均であり、平均強度QP2(k,m)は、以下の数式(5B)で表現される通り、NP2個(NP2は自然数)の単位期間にわたるパワー|XP(k,m)|2の移動平均である。
数式(5A)の平均個数NP1は、数式(5B)の平均個数NP2を上回る(NP1>NP2)。すなわち、平均強度QP1(k,m)は、平均強度QP2(k,m)と比較して長時間にわたる移動平均である。したがって、平均強度QP1(k,m)におけるパワー|XP(k,m)|2の平滑化の時定数τP1は、平均強度QP2(k,m)におけるパワー|XP(k,m)|2の平滑化の時定数τP2を上回る(τP1>τP2)。すなわち、平均強度QP1(k,m)は、平均強度QP2(k,m)と比較して低い追従性で非調波成分のパワー|XP(k,m)|2に追従する。 The average number NP1 of the formula (5A) exceeds the average number NP2 of the formula (5B) (NP1> NP2). That is, the average intensity QP1 (k, m) is a moving average over a long time compared to the average intensity QP2 (k, m). Therefore, the average intensity QP1 (k, m) power at | XP (k, m) | When second smoothing constant τP1 the average intensity QP2 (k, m) power at | XP (k, m) | 2 of It exceeds the smoothing time constant τP2 (τP1> τP2). That is, the average intensity QP1 (k, m) follows the power | XP (k, m) | 2 of the non-harmonic component with lower followability than the average intensity QP2 (k, m).
図3の調整値算定部54は、以下の数式(6)で表現される通り、調整値算定部44と同様に、強度平均部52が算定した非調波成分の平均強度QP1(k,m)および平均強度QP2(k,m)に応じた調整値GP(k,m)を各周波数について単位期間毎に順次に算定する。具体的には、平均強度QP1(k,m)に対する平均強度QP2(k,m)の強度比RP(k,m)(RP(k,m)=QP2(k,m)/QP1(k,m))に応じて以下の数式(6)の演算で調整値GP(k,m)が算定される。調整値GP(k,m)は、音響信号SXの非調波成分の残響成分を抑圧する係数(スペクトルゲイン)として利用され得る。
抑圧処理部56は、調整値算定部54が算定した調整値GP(k,m)を音響信号SXの非調波成分に作用させることで非調波成分の残響成分を抑圧する。具体的には、抑圧処理部56は、音響信号SXの非調波成分のスペクトルXP(k,m)に調整値GP(k,m)を乗算することで、残響抑圧後の非調波成分のスペクトルYP(k,m)を算定する(YP(k,m)=GP(k,m)・XP(k,m))。
The
以上の説明から理解されるように、数式(5A)の平均個数NP1と数式(5B)の平均個数NP2との相違(例えば差分(NP1−NP2))が大きいほど、平均強度QP1(k,m)と平均強度QP2(k,m)との相違(音響信号SXの非調波成分のパワー|XP(k,m)|2に対する追従度の相違)が増加し、結果的に残響成分の抑圧強度が増加するという傾向がある。 As understood from the above description, the larger the difference (for example, the difference (NP1−NP2)) between the average number NP1 of the equation (5A) and the average number NP2 of the equation (5B), the average intensity QP1 (k, m ) And the average intensity QP2 (k, m) (the power of the non-harmonic component of the acoustic signal SX | difference in the tracking degree with respect to XP (k, m) | 2 ) increases, resulting in suppression of the reverberation component There is a tendency for strength to increase.
ところで、残響成分は、音響空間内で多方向から受音点に到来する多数の反射音や散乱音が加算されたランダム性の高い音響成分であり、初期反射成分は、受音点に対する空間的な方向性が明確で残響成分と比較してランダム性が低いという傾向がある。他方、非調波成分は、音響特性が時間的に不規則に変動する過渡的な音響成分でありランダム性が高く、調波成分は、音響特性が時間的に持続される音響成分でありランダム性が低いという傾向がある。すなわち、残響成分と非調波成分とはランダム性が高いという音響特性の傾向が共通し、初期反射成分と調波成分とはランダム性が低いという音響特性の傾向が共通する。以上に説明した音響特性の共通性に起因して、調波分離部34による分離処理では、音響信号SXの残響成分は非調波成分に選別される可能性が高く、音響信号SXの初期反射成分は調波成分に選別される可能性が高いという概略的な傾向がある。
By the way, the reverberation component is a highly random acoustic component in which a large number of reflected sounds and scattered sounds arriving at the receiving point from multiple directions in the acoustic space are added, and the initial reflection component is a spatial component with respect to the receiving point. There is a tendency that the directivity is clear and the randomness is low compared to the reverberation component. On the other hand, the non-harmonic component is a transient acoustic component whose acoustic characteristics fluctuate irregularly in time and is highly random. The harmonic component is an acoustic component in which the acoustic characteristics are temporally sustained and is random. There is a tendency to be low. That is, the reverberation component and the inharmonic component have a common tendency in acoustic characteristics that the randomness is high, and the initial reflection component and the harmonic component have a tendency in acoustic characteristics that the randomness is low. Due to the commonality of the acoustic characteristics described above, in the separation processing by the
また、打楽器音等の非調波成分は前述の通り過渡的であるから、発音の直後(アタック部分)以外の区間のエネルギーは一般的に調波成分と比較して低い。したがって、非調波成分に対する残響成分の抑圧強度が高過ぎると、残響抑圧後の音質の低下(例えばミュージカルノイズの発生)が顕在化し易いという傾向がある。他方、調波成分は前述の通り初期反射成分が豊富であり非調波成分と比較してエネルギーが高いから、残響成分の抑圧強度を高目に設定しても残響抑圧後の音質の低下が非調波成分と比較して顕在化し難いという傾向がある。以上の傾向を考慮して、第1実施形態では、調波成分に対する残響成分の抑圧強度が非調波成分に対する残響成分の抑圧強度を上回るように、第1残響抑圧部40および第2残響抑圧部50の各々が相異なる抑圧強度で残響成分の抑圧を実行する。
In addition, since non-harmonic components such as percussion instrument sounds are transient as described above, energy in a section other than immediately after sounding (the attack portion) is generally lower than harmonic components. Therefore, if the suppression strength of the reverberation component with respect to the non-harmonic component is too high, a decrease in sound quality after the reverberation suppression (for example, generation of musical noise) tends to be obvious. On the other hand, as described above, the harmonic component is rich in early reflection components and has higher energy than the non-harmonic component, so even if the suppression strength of the reverberation component is set high, the sound quality after reverberation suppression is reduced. There is a tendency that it is difficult to be manifested in comparison with non-harmonic components. In consideration of the above tendency, in the first embodiment, the first
具体的には、調波成分に対応する平均強度QH1(k,m)の平均個数NH1と平均強度QH2(k,m)の平均個数NH2との相違(例えば差分(NH1−NH2))が、非調波成分に対応する平均強度QP1(k,m)の平均個数NP1と平均強度QP2(k,m)の平均個数NP2との相違(差分(NP1−NP2))を上回るように、各平均個数(NH1,NH2,NP1,NP2)が選定される。例えば、平均個数NH2と平均個数NP2とを相等しい数値に設定した場合を想定すると、平均個数NH1は平均個数NP1を上回る数値に設定される。 Specifically, the difference between the average number NH1 of the average intensity QH1 (k, m) corresponding to the harmonic component and the average number NH2 of the average intensity QH2 (k, m) (for example, the difference (NH1−NH2)) is Each average so as to exceed the difference (difference (NP1-NP2)) between the average number NP1 of the average intensity QP1 (k, m) corresponding to the non-harmonic component and the average number NP2 of the average intensity QP2 (k, m) The number (NH1, NH2, NP1, NP2) is selected. For example, assuming that the average number NH2 and the average number NP2 are set to the same numerical value, the average number NH1 is set to a value higher than the average number NP1.
以上に説明した通り、第1実施形態では、音響信号SXが調波成分と非調波成分とに分離され、調波成分と非調波成分とについて相異なる抑圧強度で残響成分が抑圧される。具体的には、調波成分に対する抑圧強度が非調波成分に対する抑圧強度を上回る。したがって、音響信号SXを調波成分と非調波成分とに分離せずに残響成分を抑圧する場合と比較して、残響抑圧に起因した音質の低下を抑制しながら有効な残響抑圧効果を実現することが可能である。 As described above, in the first embodiment, the acoustic signal SX is separated into the harmonic component and the non-harmonic component, and the reverberation component is suppressed with different suppression intensities for the harmonic component and the non-harmonic component. . Specifically, the suppression strength for the harmonic component exceeds the suppression strength for the non-harmonic component. Therefore, compared with the case where the reverberation component is suppressed without separating the acoustic signal SX into the harmonic component and the non-harmonic component, an effective reverberation suppression effect is realized while suppressing deterioration in sound quality due to the reverberation suppression. Is possible.
また、第1実施形態では、音響信号SXの調波成分の時間変化に追従する平均強度QH1(k,m)と平均強度QH2(k,m)との強度比RH(k,m)に応じて調整値GH(k,m)が算定され、非調波成分の時間変化に追従する平均強度QP1(k,m)と平均強度QP2(k,m)との強度比RP(k,m)に応じて調整値GP(k,m)が算定される。したがって、残響成分の予測フィルタ係数を推定する特許文献1の技術や伝達関数を推定して逆フィルタを生成する非特許文献1の技術と比較して簡便な処理で音響信号SXの残響成分を抑圧できるという利点がある。
In the first embodiment, according to the intensity ratio RH (k, m) between the average intensity QH1 (k, m) and the average intensity QH2 (k, m) following the time change of the harmonic component of the acoustic signal SX. The adjustment value GH (k, m) is calculated and the intensity ratio RP (k, m) between the average intensity QP1 (k, m) and the average intensity QP2 (k, m) following the time change of the non-harmonic component The adjustment value GP (k, m) is calculated accordingly. Therefore, the reverberation component of the acoustic signal SX is suppressed by a simple process compared with the technique of
<第2実施形態>
本発明の第2実施形態を以下に説明する。なお、以下に例示する各形態において作用や機能が第1実施形態と同様である要素については、第1実施形態の説明で参照した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。
Second Embodiment
A second embodiment of the present invention will be described below. In addition, about the element which an effect | action and function are the same as that of 1st Embodiment in each form illustrated below, the reference | standard referred by description of 1st Embodiment is diverted and each detailed description is abbreviate | omitted suitably.
第2実施形態における第1残響抑圧部40の強度平均部42は、以下の数式(7A)および数式(7B)で表現される通り、調波成分のパワー|XH(k,m)|2の指数移動平均で平均強度QH1(k,m)および平均強度QH2(k,m)を算定する。
数式(7A)の平滑化係数(忘却係数)αH1は、数式(7B)の平滑化係数αH2を下回る(0≦αH1<αH2≦1)。したがって、第1実施形態と同様に、平均強度QH1(k,m)は、平均強度QH2(k,m)と比較して低い追従性で調波成分のパワー|XH(k,m)|2に追従する(τH1>τH2)。 The smoothing coefficient (forgetting coefficient) αH1 in Expression (7A) is lower than the smoothing coefficient αH2 in Expression (7B) (0 ≦ αH1 <αH2 ≦ 1). Therefore, like the first embodiment, the average intensity QH1 (k, m) is the mean intensity QH2 (k, m) and compared to low followability in the harmonic component power | XH (k, m) | 2 (ΤH1> τH2).
第1実施形態と同様に、調整値算定部44は、強度平均部42が算定した平均強度QH1(k,m)および平均強度QH2(k,m)に応じた調整値GH(k,m)を前掲の数式(4)で算定し、抑圧処理部46は、調整値算定部44が算定した調整値GH(k,m)を音響信号SXの調波成分(スペクトルXH(k,m))に作用させる。したがって、数式(7A)の平滑化係数αH1と数式(7B)の平滑化係数αH2との相違(調波成分のパワー|XH(k,m)|2に対する平均強度QH1(k,m)および平均強度QH2(k,m)の追従度の相違)が大きいほど残響成分の抑圧強度が増加するという傾向がある。
As in the first embodiment, the adjustment
第2残響抑圧部50の強度平均部52は、以下の数式(8A)および数式(8B)で表現される通り、第1残響抑圧部40の強度平均部42と同様に、非調波成分のパワー|XP(k,m)|2の指数移動平均で平均強度QP1(k,m)および平均強度QP2(k,m)を算定する。
数式(8A)の平滑化係数αP1は、数式(8B)の平滑化係数αP2を下回る(0≦αP1<αP2≦1)。したがって、第1実施形態と同様に、平均強度QP1(k,m)は、平均強度QP2(k,m)と比較して低い追従性で非調波成分のパワー|XP(k,m)|2に追従する(τP1>τP2)。 The smoothing coefficient αP1 in Expression (8A) is lower than the smoothing coefficient αP2 in Expression (8B) (0 ≦ αP1 <αP2 ≦ 1). Accordingly, as in the first embodiment, the average intensity QP1 (k, m) is lower in tracking ability than the average intensity QP2 (k, m), and the power | XP (k, m) | Follow 2 (τP1> τP2).
第1実施形態と同様に、調整値算定部54は、平均強度QP1(k,m)および平均強度QP2(k,m)に応じた調整値GP(k,m)を前掲の数式(6)で算定し、抑圧処理部56は、調整値GP(k,m)を音響信号SXの非調波成分(スペクトルXP(k,m))に作用させる。したがって、数式(8A)の平滑化係数αP1と数式(8B)の平滑化係数αP2との相違が大きいほど残響成分の抑圧強度が増加するという傾向がある。
Similar to the first embodiment, the adjustment
第2実施形態においても第1実施形態と同様に、調波成分に対する残響成分の抑圧強度が非調波成分に対する残響成分の抑圧強度を上回るように、第1残響抑圧部40および第2残響抑圧部50の各々が相異なる抑圧強度で残響成分の抑圧を実行する。具体的には、調波成分に対応する平均強度QH1(k,m)の平滑化係数αH1と平均強度QH2(k,m)の平滑化係数αH2との相違(例えば差分(αH2−αH1))が、非調波成分に対応する平均強度QP1(k,m)の平滑化係数αP1と平均強度QP2(k,m)の平滑化係数αP2との相違(例えば差分(αP2−αP1))を上回るように、各平滑化係数(αH1,αH2,αP1,αP2)が選定される。例えば、平滑化係数αH2と平滑化係数αP2とを相等しい数値に設定した場合を想定すると、平滑化係数αH1は平滑化係数αP1を下回る数値に設定される。したがって、第2実施形態においても第1実施形態と同様の効果が実現される。
Also in the second embodiment, similarly to the first embodiment, the first
以上の説明から理解される通り、第1実施形態の平均個数(NH1,NH2,NP1,NP2)と第2実施形態の平滑化係数(αH1,αH2,αP1,αP2)とは、音響信号SXのパワー(|XH(k,m)|2,|XP(k,m)|2)の移動平均に適用される移動平均係数として包括される。したがって、第1残響抑圧部40の強度平均部42は、第1移動平均係数(NH1,NH2,αH1,αH2)を適用した調波成分のパワー|XH(k,m)|2の移動平均で平均強度(QH1(k,m),QH2(k,m))を算定する要素として包括され、第2残響抑圧部50の強度平均部52は、第2移動平均係数(NP1,NP2,αP1,αP2)を適用した非調波成分のパワー|XP(k,m)|2の移動平均で平均強度(QP1(k,m),QP2(k,m))を算定する要素として包括される。
As understood from the above description, the average number (NH1, NH2, NP1, NP2) of the first embodiment and the smoothing coefficients (αH1, αH2, αP1, αP2) of the second embodiment are the values of the acoustic signal SX. It is included as a moving average coefficient applied to a moving average of power (| XH (k, m) | 2 , | XP (k, m) | 2 ). Therefore, the intensity
<第3実施形態>
音響信号SXの残響時間が長い場合、後期残響区間では、平均強度Q1(k,m)(QH1(k,m),QP1(k,m))が平均強度Q2(k,m)(QH2(k,m),QP2(k,m))に対して変動することで強度比R(k,m)(RH(k,m),RP(k,m))が不安定となり、結果的に音響信号SYの音質が低下する(例えば音量が短周期で揺動する)可能性がある。以上の傾向は、音響信号SXの非調波成分において格別に顕在化し易い。そこで、第3実施形態では、非調波成分の後期残響区間にて音量の変動を抑制する。
<Third Embodiment>
When the reverberation time of the acoustic signal SX is long, the average intensity Q1 (k, m) (QH1 (k, m), QP1 (k, m)) is the average intensity Q2 (k, m) (QH2 (QH ( k, m), QP2 (k, m)), the intensity ratio R (k, m) (RH (k, m), RP (k, m)) becomes unstable, and as a result There is a possibility that the sound quality of the acoustic signal SY deteriorates (for example, the sound volume fluctuates in a short cycle). The above tendency is easily manifested in the non-harmonic component of the acoustic signal SX. Therefore, in the third embodiment, fluctuations in volume are suppressed in the later reverberation section of the non-harmonic component.
第3実施形態における第2残響抑圧部50の調整値算定部54は、各単位期間の調整値GP(k,m)を、非調波成分の後期残響区間内の単位期間と後期残響区間外の単位区間とで区別して算定することで後期残響区間内の音響信号SYの音量の変動を抑制する。具体的には、調整値算定部54は、後期残響区間内の各単位期間の調整値GP(k,m)が、後期残響区間外の各単位期間の調整値GP(k,m)を下回る(すなわち、後期残響区間内の残響成分の抑圧強度が後期残響区間外の残響成分の抑圧強度を上回る)ように調整値GP(k,m)を算定する。図4は、第3実施形態の調整値算定部54が実行する処理のフローチャートである。
The adjustment
図4に示すように、調整値算定部54は、数式(6)の演算で調整値GP(k,m)を単位期間毎に算定し(ST1)、各単位期間が後期残響区間に該当するか否かを判定する(ST2)。例えば、平均強度QP2(k,m)が後期残響区間内で小さい数値に低下するという傾向を考慮して、調整値算定部54は、各単位期間の平均強度QP2(k,m)と所定の閾値QTHとを比較することで各単位期間が後期残響区間に該当するか否かを判定する。すなわち、平均強度QP2(k,m)が閾値QTHを上回る単位期間は後期残響区間内の単位期間と判定され、平均強度QP2(k,m)が閾値QTHを下回る単位期間は後期残響区間外の単位期間と判定される。なお、後期残響区間の内外を判定する方法は以上の例示に限定されない。
As shown in FIG. 4, the adjustment
調整値算定部54は、ステップST1で算定した調整値GP(k,m)をステップST2の判定結果に応じて補正する(ST3)。具体的には、調整値算定部54は、後期残響区間外の各単位期間の調整値GP(k,m)を数式(6)での算定値に確定する。他方、調整値算定部54は、後期残響区間内の単位期間の調整値GP(k,m)を数式(6)での算定値から低下させる。例えば、調整値算定部54は、所定の係数γ(0<γ<1)を数式(6)での算定値に乗算することで調整値GP(k,m)を確定する。以上の説明から理解されるように、音響信号SYのうち非調波成分の後期残響区間に相当する区間では音量が低下する。したがって、音響信号SYの音質の低下(例えば音量の揺動)を抑制することが可能である。
The adjustment
なお、以上の説明では、調整値算定部54が算定する調整値GP(k,m)を非調波成分の後期残響区間の内外で区別する場合を例示したが、調整値算定部44が調波成分について算定する調整値GH(k,m)についても同様の構成を採用することが可能である。すなわち、調整値算定部44は、後期残響区間内の各単位期間の調整値GH(k,m)が、後期残響区間外の各単位期間の調整値GH(k,m)を下回るように調整値GH(k,m)を算定する。
In the above description, the adjustment value GP (k, m) calculated by the adjustment
<変形例>
前述の各形態は多様に変形され得る。具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された2以上の態様は適宜に併合され得る。
<Modification>
Each of the above-described embodiments can be variously modified. Specific modifications are exemplified below. Two or more aspects arbitrarily selected from the following examples can be appropriately combined.
(1)前述の各形態における平均強度QH2(k,m)を調波成分のパワー|XH(k,m)|2に置換した構成(すなわち、数式(3B)の平均個数NH2や数式(7B)の平滑化係数αH2を1に設定した構成)も採用され得る。同様に、平均強度QP2(k,m)を非調波成分のパワー|XP(k,m)|2に置換した構成(数式(5B)の平均個数NP2や数式(8B)の平滑化係数αP2を1に設定した構成)も採用され得る。また、平均強度QH1(k,m)(および平均強度QH2(k,m))に応じた調整値GH(k,m)を算定する方法や、平均強度QP1(k,m)(および平均強度QP2(k,m))に応じた調整値GP(k,m)を算定する方法は任意である。例えば、平均強度QH1(k,m)を変数とする所定の演算で調整値GH(k,m)を算定する構成や、平均強度QP1(k,m)を変数とする所定の演算で調整値GP(k,m)を算定する構成も採用され得る。 (1) A configuration in which the average intensity QH2 (k, m) in each of the above-described embodiments is replaced with the harmonic component power | XH (k, m) | 2 (that is, the average number NH2 of Equation (3B) or Equation (7B ) In which the smoothing coefficient αH2 is set to 1). Similarly, the configuration in which the average intensity QP2 (k, m) is replaced with the power of the inharmonic component | XP (k, m) | 2 (the average number NP2 of the equation (5B) and the smoothing coefficient αP2 of the equation (8B)) Can be adopted. In addition, the method of calculating the adjustment value GH (k, m) according to the average intensity QH1 (k, m) (and the average intensity QH2 (k, m)), the average intensity QP1 (k, m) (and the average intensity The method of calculating the adjustment value GP (k, m) according to QP2 (k, m)) is arbitrary. For example, the adjustment value GH (k, m) is calculated by a predetermined calculation using the average intensity QH1 (k, m) as a variable, or the adjustment value is calculated by a predetermined calculation using the average intensity QP1 (k, m) as a variable. A configuration for calculating GP (k, m) may also be employed.
以上の説明から理解されるように、第1残響抑圧部40の強度平均部42は、第1移動平均係数(平均個数NH1や平滑化係数αH1)を適用した調波成分のパワー|XH(k,m)|2の移動平均で平均強度QH1(k,m)を算定する要素として包括され、調整値算定部44は、調波成分の残響抑圧用の調整値GH(k,m)を平均強度QH1(k,m)に応じて算定する要素として包括される。同様に、第2残響抑圧部50の強度平均部52は、第2移動平均係数(平均個数NP1や平滑化係数αP1)を適用した非調波成分のパワー|XP(k,m)|2の移動平均で平均強度QP1(k,m)を算定する要素として包括され、調整値算定部54は、非調波成分の残響抑圧用の調整値GP(k,m)を平均強度QP1(k,m)に応じて算定する要素として包括される。
As understood from the above description, the
(2)第1残響抑圧部40の強度平均部42による移動平均の対象は調波成分のパワー|XH(k,m)|2に限定されない。例えば、調波成分の振幅|XH(k,m)|や振幅の4乗|XH(k,m)|4の移動平均で平均強度QH1(k,m)や平均強度QH2(k,m)を算定することも可能である。すなわち、強度平均部42は、音響信号SXの調波成分の強度(|XH(k,m)|,|XH(k,m)|2,|XH(k,m)|4)を移動平均する要素として包括される。同様に、第2残響抑圧部50の強度平均部52は、音響信号SXの非調波成分の強度(|XP(k,m)|,|XP(k,m)|2,|XP(k,m)|4)を移動平均する要素として包括される。また、前述の各形態では、調整値GH(k,m)を調波成分のスペクトルXH(k,m)に作用させたが、抑圧処理部46が調波成分のパワー|XH(k,m)|2に調整値GH(k,m)を作用させる構成も採用され得る。同様に、非調波成分のパワー|XP(k,m)|2に調整値GP(k,m)を作用させることも可能である。
(2) The object of the moving average by the
(3)第1残響抑圧部40および第2残響抑圧部50が残響成分を抑圧する構成や方法は任意であり、前述の例示には限定されない。また、第1残響抑圧部40と第2残響抑圧部50とで残響成分の抑圧方法を相違させた構成も採用され得る。例えば、第1残響抑圧部40は、第1実施形態および第2実施形態の一方に例示した方法で調波成分の残響成分を抑圧し、第2残響抑圧部50は、第1実施形態および第2実施形態の他方に例示した方法で非調波成分の残響成分を抑圧することが可能である。また、第1残響抑圧部40の強度平均部42が調波成分の振幅およびパワーの一方の移動平均を算定し、第2残響抑圧部50の強度平均部52が非調波成分の振幅およびパワーの他方の移動平均を算定する構成も採用され得る。
(3) The configuration and method in which the first
(4)前掲の数式(4)や数式(6)の演算に適用される所定値Gmaxまたは所定値Gminを、調波成分の調整値GH(k,m)の算定(数式(4))と非調波成分の調整値GP(k,m)の算定(数式(6))とで個別に設定することも可能である。すなわち、数式(4)の所定値Gmaxおよび所定値Gminと数式(6)の所定値Gmaxおよび所定値Gminとは相異なる数値に設定され得る。また、所定値Gmaxおよび所定値Gminを、調波成分および非調波成分の各々について個別に、利用者からの指示に応じて可変に設定する構成も好適である。 (4) Calculation of the adjustment value GH (k, m) of the harmonic component (formula (4)) using the predetermined value Gmax or the predetermined value Gmin applied to the calculations of the mathematical formulas (4) and (6). It is also possible to individually set the adjustment value GP (k, m) (formula (6)) of the inharmonic component. That is, the predetermined value Gmax and the predetermined value Gmin in the equation (4) and the predetermined value Gmax and the predetermined value Gmin in the equation (6) can be set to different numerical values. In addition, a configuration in which the predetermined value Gmax and the predetermined value Gmin are variably set individually for each of the harmonic component and the non-harmonic component in accordance with an instruction from the user is also preferable.
(5)音響空間内での反射や散乱に起因した狭義の残響成分に加えて、例えば楽器の演奏音等の響き成分(共鳴成分)も残響成分に含意され得る。具体的には、ピアノ等の鍵盤楽器の響板による共鳴成分やバイオリン等の弦楽器の共鳴成分(胴鳴り,箱鳴り)の調整にも、前述の各形態と同様に本発明を適用することが可能である。すなわち、本発明の残響成分は、経時的に減衰する成分(減衰成分)を意味する。 (5) In addition to a reverberant component in a narrow sense caused by reflection or scattering in an acoustic space, a reverberant component (resonance component) such as a musical performance of a musical instrument can be implied by the reverberant component. Specifically, the present invention can also be applied to the adjustment of the resonance component (bottle sound, box sound) of a stringed instrument such as a violin or the like by the sound board of a keyboard instrument such as a piano as in the above-described embodiments. Is possible. That is, the reverberation component of the present invention means a component that attenuates with time (attenuation component).
(6)携帯電話機等の端末装置と通信するサーバ装置で音響処理装置100を実現することも可能である。例えば、音響処理装置100は、端末装置から受信した音響信号SXから音響信号SYを生成して端末装置に送信する。なお、音響信号SXのスペクトルX(k,m)を音響処理装置100が端末装置から受信する構成では周波数分析部32が省略され、残響抑圧後の音響信号SYのスペクトルY(k,m)を音響処理装置100から端末装置に送信する構成では波形生成部64が省略される。また、残響抑圧後の調波成分のスペクトルYH(k,m)と非調波成分のスペクトルYP(k,m)とを端末装置に送信し、端末装置がスペクトルYH(k,m)とスペクトルYP(k,m)とを合成する構成(音響処理装置100から合成処理部62および波形生成部64を省略して端末装置に搭載した構成)も採用され得る。
(6) The
100……音響処理装置、12……信号供給装置、14……放音装置、22……演算処理装置、24……記憶装置、32……周波数分析部、34……調波分離部、40……第1残響抑圧部、42……強度平均部、44……調整値算定部、46……抑圧処理部、50……第2残響抑圧部、52……強度平均部、54……調整値算定部、56……抑圧処理部、62……合成処理部、64……波形生成部。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記調波成分の残響成分を抑圧する第1残響抑圧手段と、
前記第1残響抑圧手段による残響成分の抑圧強度とは相違する抑圧強度で前記非調波成分の残響成分を抑圧する第2残響抑圧手段と
を具備する音響処理装置。 Harmonic separation means for separating the acoustic signal into harmonic components and non-harmonic components;
First reverberation suppressing means for suppressing a reverberation component of the harmonic component;
And a second reverberation suppression unit that suppresses the reverberation component of the non-harmonic component with a suppression strength different from the suppression strength of the reverberation component by the first reverberation suppression unit.
請求項1の音響処理装置。 The acoustic processing apparatus according to claim 1, wherein the suppression strength of the reverberation component by the first reverberation suppression unit exceeds the suppression strength of the reverberation component by the second reverberation suppression unit.
を具備する請求項1または請求項2の音響処理装置。 The acoustic processing device according to claim 1, further comprising: a synthesis processing unit configured to synthesize a harmonic component after processing by the first reverberation suppression unit and a non-harmonic component after processing by the second reverberation suppression unit.
第1移動平均係数を適用した前記調波成分の強度の移動平均で第1平均強度を算定する第1強度平均手段と、
前記調波成分の残響成分を抑圧するための第1調整値を前記第1平均強度に応じて算定する第1調整値算定手段と、
前記第1調整値算定手段が算定した第1調整値を前記調波成分に作用させる第1抑圧処理手段とを含み、
前記第2残響抑圧手段は、
前記第1移動平均係数とは相違する第2移動平均係数を適用した前記非調波成分の強度の移動平均で第2平均強度を算定する第2強度平均手段と、
前記非調波成分の残響成分を抑圧するための第2調整値を前記第2平均強度に応じて算定する第2調整値算定手段と、
前記第2調整値算定手段が算定した第2調整値を前記非調波成分に作用させる第2抑圧処理手段とを含む
請求項1から請求項3の何れかの音響処理装置。 The first dereverberation suppression means includes
First intensity averaging means for calculating a first average intensity by a moving average of the intensities of the harmonic components to which a first moving average coefficient is applied;
First adjustment value calculation means for calculating a first adjustment value for suppressing a reverberation component of the harmonic component according to the first average intensity;
First suppression processing means for causing the first adjustment value calculated by the first adjustment value calculation means to act on the harmonic component;
The second dereverberation suppression means includes
A second intensity averaging means for calculating a second average intensity by a moving average of the intensity of the non-harmonic component to which a second moving average coefficient different from the first moving average coefficient is applied;
Second adjustment value calculation means for calculating a second adjustment value for suppressing the reverberation component of the non-harmonic component according to the second average intensity;
The acoustic processing apparatus according to claim 1, further comprising: second suppression processing means that causes the second adjustment value calculated by the second adjustment value calculation means to act on the non-harmonic component.
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