JP7260100B2 - ミキシング装置、ミキシング方法、及びミキシングプログラム - Google Patents
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Description
前記第1信号の増幅と前記第2信号の減衰とを含む優先的混合を行うか否かを示す制御信号を生成する制御信号生成部と、
前記制御信号に基づいて、前記第1信号を増幅させる第1ゲインと前記第2信号を減衰させる第2ゲインを導出するゲイン導出部と、
を有し、
前記制御信号は、少なくとも第1の値と、前記第1の値と異なる第2の値をとり、前記第1の値は周波数軸上で一定帯域幅を超えて連続せず、
前記ミキシング装置は、前記制御信号が前記第1の値を示すときは、前記第1信号と前記第2信号に前記優先的混合を適用し、前記制御信号が前記第2の値を示すときは、前記第1信号と前記第2信号に単純加算を適用する。
図3は、第1実施形態のミキシング装置1Aの概略図である。ミキシング装置1Aは、信号入力部11、周波数解析部12、信号処理部15A、周波数時間変換部16、及び信号出力部17を有する。信号入力部11は、ミキシングの対象となる複数の入力信号を入力する。入力信号はたとえばオーディオ信号であり、音声等の優先音の信号x1[n]と、バックグラウンド音等の非優先音の信号x2[n]を含む。
-NF/2≦k<NF/2
に対してのみ定義されているので、平滑化には注意が必要である。定義外の部分(k<-NF/2,およびNF/2≦k)を0とおいて平滑化すると、|k|≒NF/2に対して絶対スペクトルFv[i,k]が著しく減少する場合がある。そこで、Ev[i,k]の未定義の部分について、式(5)及び式(6)のように定義域を拡張してから平滑化を行うのが望ましい。
Gv[i,k]は、式(8)で表される。
図5は、第2実施形態のミキシング装置1Bの概略図である。第1実施形態のミキシング装置1Aと同じ構成要素には同じ符号を付けて、重複する説明を省略する。第1実施形態では、時間周波数平面上に展開された優先音のパワー(振幅の2乗)に基づいて、vivid信号を生成した。第2実施形態では、時間周波数平面上に展開された優先音の絶対値の対数に基づいてvivid信号を生成する。
第3実施形態では、周波数方向での平滑化を行う際に、人間の聴覚特性を反映させる。実施形態では、vivid信号の生成のために、1回目の周波数方向の平滑化で絶対スペクトルFv[i,k]が得られ、2回目の周波数方向の平滑化により、大局的な概形を表わすスペクトルGv[i,k]が得られる。Fv[i,k]とGv[i,k]は、上述した式(7)と式(8)でそれぞれ得られる。
kΔ(h)=NF/FS(fH(h)-fL(h))
である。
図8では、制御信号生成部250においてBark軸上で表現されるvivid信号が、線形周波数軸上に逆変換されてから、ゲイン導出部19に入力され、ゲインの導出は線形周波数軸上で行われている。これは、ゲイン導出部19で信号エネルギーを評価する場合などに、線形軸のほうが都合がよいからである。
<その他の変形例>
vivid信号は、音声等の優先音の重要周波数部分で1.0となる信号である。一方、マイクロフォンに混入する別の音(一般に「かぶり」と呼ばれる音)は、信号レベルが一定範囲内であれば、vivid信号とほぼ無関係のスペクトルを持つ。
上述した第1~第3実施形態では、vivid信号を制御信号として用いて、優先音の特定の周波数帯域に優先的な音混合処理を適用して、自然な混合音を出力している。第4実施形態では、優先音の立ち上がりをさらに良くする構成と手法を提供する。
(1)優先音の明瞭度を上げるという効果をできるだけ保ったまま、非優先音に欠落感(音質の劣化)が生じることを抑制できる。
(2)単純な計算の組み合わせで実現可能なため、ソフトウエアとして実装した場合に計算負荷が軽い。また、FPGAなどのプログラマブルなロジックデバイスへの実装に適している。ソフトウエアとして実装する場合は、図10の制御信号生成フローを含む実施形態のミキシング装置1の各構成要素の機能(平滑処理、ゲイン導出処理、乗算処理、加算処理)を実行するプログラムをユーザ端末等の情報処理装置にインストールしてもよい。
(3)優先音として、スピーチ、ボーカル、歌声などの音声、楽器音など、多種多様の音源に対応可能である。
(4)コンサート会場やレコーディングスタジオにおける業務用ミキシング装置だけではなく、アマチュア用のミキサー、DAW(Digital Audio Workstation)、スマートフォン用のアプリケーション、会議システム等にも応用可能である。
(5)vivid信号は、ミキシング以外にも一つの入力オーディオ信号に対する簡易的なかぶり除去機能ももつ。
(6)優先音の立ち上がりが良好になる。
11 信号入力部
12 周波数解析部
15、15A~15C 信号処理部
16 周波数時間変換部
17 信号出力部
18 周波数軸変換部
19 ゲイン導出部
21 周波数軸の逆変換部
150、250 制御信号生成部
151、251 時間方向平滑化部
152、252 周波数方向平滑化部
153、253 周波数方向平滑化部
154、254 減算部(または比計算部)
Claims (11)
- 時間周波数平面上の第1信号と第2信号のミキシング装置であって、
前記第1信号の増幅と前記第2信号の減衰とを含む優先的混合を行うか否かを示す制御信号を生成する制御信号生成部と、
前記制御信号に基づいて、前記第1信号を増幅させる第1ゲインと前記第2信号を減衰させる第2ゲインを導出するゲイン導出部と、
を有し、
前記制御信号は、少なくとも第1の値と、前記第1の値と異なる第2の値をとり、前記第1の値は周波数軸上で一定帯域幅を超えて連続せず、
前記ミキシング装置は、前記制御信号が前記第1の値を示すときは、前記第1信号と前記第2信号に前記優先的混合を適用し、前記制御信号が前記第2の値を示すときは、前記第1信号と前記第2信号に単純加算を適用し、
前記制御信号生成部は、
前記時間周波数平面上の前記第1信号の強度に対して第1の周波数処理を行って前記第1信号の絶対量を表わす第1スペクトルを取得する第1の周波数方向処理部と、
前記第1スペクトルに対して、第2の周波数処理を行って前記第1スペクトルの局所的な変動を表わす第2スペクトルを取得する第2の周波数方向処理部と、
前記第1スペクトルと前記第2スペクトルに基づいて前記制御信号を生成する信号生成器と、
を有することを特徴とするミキシング装置。 - 前記信号生成器は、前記第1スペクトルと前記第2スペクトルに閾値処理を行い、前記第1スペクトルの第1の閾値処理結果と、前記第2スペクトルの第2の閾値処理結果のいずれか小さい方を前記制御信号として出力することを特徴とする請求項1に記載のミキシング装置。
- 前記信号生成器は、前記第1スペクトルが第1閾値以上のときに前記第1の値をとり第2閾値よりも小さいときに前記第2の値をとる第1制御信号と、前記第2スペクトルが第3閾値以上のときに前記第1の値をとり第4閾値よりも小さいときに前記第2の値をとる第2制御信号を生成し、前記第1制御信号と前記第2制御信号のいずれか小さい方を前記制御信号として出力することを特徴とする請求項2に記載のミキシング装置。
- 前記信号生成器は、前記第1信号と前記第2信号の状態に応じて、前記第1スペクトルと前記第2スペクトルの適用の有無を切り替えることを特徴とする請求項1に記載のミキシング装置。
- 前記信号生成器は、前記第1信号が無音または微弱なときは、前記第2スペクトルだけを用いることを特徴とする請求項4に記載のミキシング装置。
- ユーザによる前記第1スペクトルの適用と前記第2スペクトルの適用の有無を選択可能にするユーザインタフェース、
をさらに有し、
前記信号生成器は、前記ユーザインタフェースを介した入力にしたがって、前記第1スペクトルと前記第2スペクトルの適用の有無を実行する、
請求項4に記載のミキシング装置。 - 前記制御信号生成部は、
前記時間周波数平面上の前記第1信号の強度信号を周波数方向に反復的に反転させて透過させるバンドパスフィルタを有し、
前記バンドパスフィルタの出力に基づいて前記制御信号を生成することを特徴とする請求項1~6のいずれか1項に記載のミキシング装置。 - 前記制御信号生成部は、線形周波数軸を聴覚ベースの軸に変換する周波数軸変換部、
をさらに有し、前記聴覚ベースの軸で前記制御信号を生成することを特徴とする請求項1~7のいずれか1項に記載のミキシング装置。 - 前記制御信号は、前記第1の値と前記第2の値の間の第3の値をとり、
前記第3の値に応じて、前記優先的混合の程度が調整されることを特徴とする請求項1~8のいずれか1項に記載のミキシング装置。 - 時間周波数平面上の第1信号と第2信号のミキシング方法であって、
前記第1信号の増幅と前記第2信号の減衰とを含む優先的混合を行うか否かを示す制御信号として、少なくとも第1の値と、前記第1の値と異なる第2の値をとり、前記第1の値が周波数軸上で一定帯域幅を超えて連続しない信号を生成し、
前記制御信号に基づいて、前記第1信号を増幅させる第1ゲインと前記第2信号を減衰させる第2ゲインを導出し、
前記制御信号が前記第1の値を示すときは、前記第1信号と前記第2信号に前記優先的混合を適用し、前記制御信号が前記第2の値を示すときは、前記第1信号と前記第2信号に単純加算を適用し、
前記時間周波数平面上の前記第1信号の強度に対して第1の周波数処理を行って前記第1信号の絶対量を表わす第1スペクトルを取得し、
前記第1スペクトルに対して、第2の周波数処理を行って前記第1スペクトルの局所的な変動を表わす第2スペクトルを取得し、
前記第1スペクトルと前記第2スペクトルに基づいて前記制御信号を生成する
ことを特徴とするミキシング方法。 - 時間周波数平面上の第1信号と第2信号のミキシング処理をコンピュータに実行させるミキシングプログラムであって、前記コンピュータに、
前記第1信号の増幅と前記第2信号の減衰とを含む優先的混合を行うか否かを示す制御信号として、少なくとも第1の値と前記第1の値と異なる第2の値をとり、前記第1の値が周波数軸上で一定帯域幅を超えて連続しない信号を生成する手順と、
前記制御信号に基づいて、前記第1信号を増幅させる第1ゲインと前記第2信号を減衰させる第2ゲインを導出する手順と、
前記制御信号が前記第1の値を示すときは、前記第1信号と前記第2信号に前記優先的混合を適用し、前記制御信号が前記第2の値を示すときは、前記第1信号と前記第2信号に単純加算を適用する手順と、
前記時間周波数平面上の前記第1信号の強度に対して第1の周波数処理を行って前記第1信号の絶対量を表わす第1スペクトルを取得する手順と、
前記第1スペクトルに対して、第2の周波数処理を行って前記第1スペクトルの局所的な変動を表わす第2スペクトルを取得する手順と、
前記第1スペクトルと前記第2スペクトルに基づいて前記制御信号を生成する手順と、
を実行させることを特徴とするミキシングプログラム。
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