JP6241131B2 - 音響用フィルタ装置、音響用フィルタリング方法、およびプログラム - Google Patents
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Description
Judith C.Brown,”Calculation of a constant Q spectral transform”,J.Acoust.Soc.Am.,89(1):425−434,1991
(1)適切な周波数分解能、時間分解能
(2)フィルタ長が短い、収束性・局所性が高い
(1)隣接音高のフィルタの中心周波数で漏洩がゼロ、それ以外のフィルタで漏洩がゼロ
(2)隣接音高のオーバーラップの加算がフラット
(3)形状が滑らかに変化する
(4)中心周波数付近でフラットに近い形状
(付記1)
音響信号が入力される音響信号入力手段と、
複数種の音高毎に定められた各周波数に対応させた中心周波数をfcとし、当該中心周波数fcに対応させた前記音高の周波数と当該音高に隣接する音高の周波数の比率をDとしたときに、数32式で示される対数周波数特性h(f)を有するフィルタと、を備える、
ことを特徴とする音響用フィルタ装置。
(付記2)
前記音響信号は楽音信号であり、
1オクターブの音高の分割数をd、調律用の基準周波数をft、基準周波数より低い音高の数をNL、基準周波数より高い音高の数をNHとしたときに、数34式、数33式、数16式で示される時間域フィルタ応答g(t)を有するフィルタを備える、
ことを特徴とする付記1に記載の音響用フィルタ装置。
(付記3)
前記フィルタは、
前記音響信号入力手段から入力された音響信号の実部に対し、数45式で示される折り返し加算を行う折り返し加算部と、
前記音響信号入力手段から入力された音響信号の虚部に対し、数47式で示される折り返し減算を行う折り返し減算部と、
前記折り返し加算部の出力に対し、数44式で示されるフィルタ処理を行う実数演算部と、
前記折り返し減算部の出力に対し、数46式で示されるフィルタ処理を行う虚数演算部と、
前記実数演算部で算出された実数部出力と、前記虚数演算部で算出された虚数部出力とを統合する実部虚部統合部と、
を備えることを特徴とする付記1または2に記載の音響用フィルタ装置。
(付記4)
前記音響信号入力手段は、前記音響信号が一括で取得可能であり、
前記フィルタは、
前記音響信号入力手段から入力された音響信号に対し高速フーリエ変換を行うFFT部と、
前記音響信号の音高ごとに、前記FFT部からの出力と、数28式、数32式により求められるGとの乗算を行うフィルタ処理部と、
前記フィルタ処理部において現在処理対象となった前記音響信号の音高が低域であるか非低域であるかを決定する低域決定部と、
前記低域決定部により前記音高が非低域であると判断された場合に、前記フィルタ処理部の出力に対し、逆高速フーリエ変換を行うIFFT部と、
前記低域決定部により前記音高が低域であると判断された場合に、前記フィルタ処理部の出力に対し、前記Gの非ゼロの周波数で間引きされた時間における逆離散フーリエ変換を行うオンデマンドIDFT部と、
を備えることを特徴とする付記1から3のいずれかに記載の音響用フィルタ装置。
(付記5)
パディング量を決定するパディング量決定部と、
前記FFT部の処理に際して前記パディング量決定部によって決定された前記パディング量のパディングを前記音響信号入力手段から入力された音響信号に対し行うパディング部と、数52式で示される式により、前記IFFT部でのIFFT処理時間を推定するIFFT計算時間推定部と、数53式で示される式により、前記オンデマンドIDFT部でのオンデマンドIDFT処理時間を推定するオンデマンドIDFT計算時間推定部と、
をさらに備え、
前記低域決定部は、前記IFFT計算時間推定部によって推定されたIFFT処理時間と、前記オンデマンドIDFT計算時間推定部によって推定されたオンデマンドIDFT処理時間とを比較することにより、前記音高が低域であるか非低域であるかを決定することを特徴とする、付記4に記載の音響用フィルタ装置。
(付記6)
前記音響信号入力手段は、前記音響信号が一括で取得可能であり、
前記フィルタは、
該フィルタにおいて現在処理対象となった前記音響信号の音高が高域であるか非高域であるかを決定する高域決定部と、
前記高域決定部により前記音高が高域であると判断された場合に、付記3に記載のフィルタ装置としてのフィルタを実行する時間領域フィルタ部と、
前記高域決定部により前記音高が非高域であると判断された場合に、付記4または5に記載のフィルタ装置としてのフィルタを実行する周波数領域フィルタ部と、
を備えることを特徴とする付記1または2に記載の音響用フィルタ装置。
(付記7)
数54式で示される式により、前記時間領域フィルタ部での時間領域フィルタ処理時間を推定する時間領域フィルタ計算時間推定部と、数55式で示される式により、前記周波数領域フィルタ部での周波数領域フィルタ処理時間を推定する周波数領域フィルタ計算時間推定部と、
をさらに備え、
前記高域決定部は、前記時間領域フィルタ計算時間推定部によって推定された時間領域フィルタ処理時間と、前記周波数領域フィルタ計算時間推定部によって推定された周波数領域フィルタ処理時間とを比較することにより、前記音高が高域であるか非高域であるかを決定することを特徴とする、付記6に記載の音響用フィルタ装置。
(付記8)
音響信号を入力し、
複数種の音高毎に定められた各周波数に対応させた中心周波数をfcとし、当該中心周波数fcに対応させた前記音高の周波数と当該音高に隣接する音高の周波数の比率をDとしたときに、数32式で示される対数周波数特性h(f)を有するフィルタ処理を実行する、
ことを特徴とする音響用フィルタリング方法。
(付記9)
音響信号を入力するステップと、
複数種の音高毎に定められた各周波数に対応させた中心周波数をfcとし、当該中心周波数fcに対応させた前記音高の周波数と当該音高に隣接する音高の周波数の比率をDとしたときに、数32式で示される対数周波数特性h(f)を有するフィルタリングを実行するステップと、
をコンピュータに実行させることを特徴とする音響用フィルタリングプログラム。
102、102t、102f フィルタバンク部
103 対数スペクトラム演算部
104 表示データ生成部
105 表示部
201 折り返し加算部
202 折り返し減算部
203 実部演算部
204 虚部演算部
205 実部虚部統合部
301 パディング量決定部
302 FFT(高速フーリエ変換演算部)
303 フィルタ処理部
304 IFFT(逆高速フーリエ変換演算部)
305 オンデマンドIDFT(逆離散フーリエ変換演算部)
306 IFFT計算時間推定部
307 オンデマンドIDFT計算時間推定部
308 低域決定部
401 時間領域フィルタ計算時間推定部
402 周波数領域フィルタ計算時間推定部
403 高域決定部
501 CPU
502 メモリ
503 入力装置
504 出力装置
505 外部記憶装置
506 可搬記録媒体駆動装置
507 通信インタフェース
508 バス
509 可搬記録媒体
Claims (9)
- 音響信号が入力される音響信号入力手段と、
複数種の音高毎に定められた各周波数に対応させた中心周波数をfcとし、当該中心周波数fcに対応させた前記音高の周波数と当該音高に隣接する音高の周波数の比率をDとしたときに、
ことを特徴とする音響用フィルタ装置。 - 前記音響信号は楽音信号であり、
1オクターブの音高の分割数をd、調律用の基準周波数をft、基準周波数より低い音高の数をNL、基準周波数より高い音高の数をNHとしたときに、
ことを特徴とする請求項1に記載の音響用フィルタ装置。 - 前記フィルタは、
m及びnを離散時間のサンプル番号としたときに、前記音響信号入力手段から入力された離散的音響信号x[m]、x[m−n]、及びx[m+n]に対し、
前記音響信号入力手段から入力された離散的音響信号x[m−n]及びx[m+n]に対し、
基準周波数より低い音高の数をNL、基準周波数より高い音高の数をNHとしたときの音高番号pをp=−N L ,−N L +1,・・・0,1,・・・,N H −1,N H とし、前記音高番号pに対する前記フィルタの離散時間nに対する時間応答の実部をg R [p,n]とし、L[p]を前記音高番号pに対する前記時間応答を有限の長さに打ち切ったときの長さが2L[p]+1となる数としたときに、前記折り返し加算部の出力R[m,n]を用いて、
前記音高pに対する前記フィルタの前記離散時間nに対する前記時間応答の虚部をg I [p,n]としたときに、前記折り返し減算部の出力I[m,n]を用いて、
前記実数演算部で算出された実数部出力X R [p,m]と、前記虚数演算部で算出された虚数部出力X I [p,m]とを統合する実部虚部統合部と、
を備えることを特徴とする請求項1または2に記載の音響用フィルタ装置。 - 前記音響信号入力手段は、前記音響信号が一括で取得可能であり、
前記フィルタは、
前記音響信号入力手段から入力された音響信号に対し高速フーリエ変換を行うFFT部と、
前記音響信号の音高ごとに、前記FFT部からの出力と、
前記フィルタ処理部において現在処理対象となった前記音響信号の音高が低域であるか非低域であるかを決定する低域決定部と、
前記低域決定部により前記音高が非低域であると判断された場合に、前記フィルタ処理部の出力に対し、逆高速フーリエ変換を行うIFFT部と、
前記低域決定部により前記音高が低域であると判断された場合に、前記フィルタ処理部の出力に対し、前記Gの非ゼロの周波数で間引きされた時間における逆離散フーリエ変換を行うオンデマンドIDFT部と、
を備えることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の音響用フィルタ装置。 - パディング量を決定するパディング量決定部と、
前記FFT部の処理に際して前記パディング量決定部によって決定された前記パディング量のパディングを前記音響信号入力手段から入力された音響信号に対し行うパディング部と、
をさらに備え、
前記低域決定部は、前記IFFT計算時間推定部によって推定されたIFFT処理時間と、前記オンデマンドIDFT計算時間推定部によって推定されたオンデマンドIDFT処理時間とを比較することにより、前記音高が低域であるか非低域であるかを決定することを特徴とする、請求項4に記載の音響用フィルタ装置。 - 前記音響信号入力手段は、前記音響信号が一括で取得可能であり、
前記フィルタは、
該フィルタにおいて現在処理対象となった前記音響信号の音高が高域であるか非高域であるかを決定する高域決定部と、
前記高域決定部により前記音高が高域であると判断された場合に、請求項3に記載のフィルタ装置としてのフィルタを実行する時間領域フィルタ部と、
前記高域決定部により前記音高が非高域であると判断された場合に、請求項4または5に記載のフィルタ装置としてのフィルタを実行する周波数領域フィルタ部と、
を備えることを特徴とする請求項1または2に記載の音響用フィルタ装置。 -
をさらに備え、
前記高域決定部は、前記時間領域フィルタ計算時間推定部によって推定された時間領域フィルタ処理時間と、前記周波数領域フィルタ計算時間推定部によって推定された周波数領域フィルタ処理時間とを比較することにより、前記音高が高域であるか非高域であるかを決定することを特徴とする、請求項6に記載の音響用フィルタ装置。 - 音響信号を入力し、
複数種の音高毎に定められた各周波数に対応させた中心周波数をfcとし、当該中心周波数fcに対応させた前記音高の周波数と当該音高に隣接する音高の周波数の比率をDとしたときに、
ことを特徴とする音響用フィルタリング方法。 - 音響信号を入力するステップと、
複数種の音高毎に定められた各周波数に対応させた中心周波数をfcとし、当該中心周波数fcに対応させた前記音高の周波数と当該音高に隣接する音高の周波数の比率をDとしたときに、
をコンピュータに実行させることを特徴とする音響用フィルタリングプログラム。
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JP2013171611A JP6241131B2 (ja) | 2013-08-21 | 2013-08-21 | 音響用フィルタ装置、音響用フィルタリング方法、およびプログラム |
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JP2015040963A JP2015040963A (ja) | 2015-03-02 |
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