JPH0427559B2 - - Google Patents

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JPH0427559B2
JPH0427559B2 JP55052682A JP5268280A JPH0427559B2 JP H0427559 B2 JPH0427559 B2 JP H0427559B2 JP 55052682 A JP55052682 A JP 55052682A JP 5268280 A JP5268280 A JP 5268280A JP H0427559 B2 JPH0427559 B2 JP H0427559B2
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JP
Japan
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circuit
input
output
human voice
extraction circuit
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JP55052682A
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Japanese (ja)
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JPS56149097A (en
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Akira Komatsu
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Bodysonic KK
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、音楽や効果音を、耳から聞くことお
よび身体の振動で知覚することのうち、音楽や効
果音の音声信号により身体を振動させて知覚させ
る方法において、音声信号のうち、音楽や効果音
と人声とを識別して作用させるようにした体感音
響振動信号の抽出回路に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method of perceiving music and sound effects by vibrating the body with audio signals of music and sound effects, among the methods of perceiving music and sound effects through the ears and through vibrations of the body. The present invention relates to an extraction circuit for a sensory acoustic vibration signal that distinguishes between music, sound effects, and human voices among audio signals.

音楽や効果音は空気または地面を伝つて身体に
伝達される。ここで云う効果音とは、たとえば大
砲を撃つ音、電車や蒸気機関車の走る音、大木の
切り倒される音、爆発音、自動車やトラクタ等の
走行音やエンジン音等、地響きや衝撃感をともな
うようなものである。これらを積極的に、電子機
器(マイク)で変換し、音声信号によつて身体を
振動させようとする体感音響装置がある。
Music and sound effects are transmitted to the body through the air or the ground. The sound effects referred to here include, for example, the sound of a cannon being fired, the sound of a train or steam locomotive running, the sound of a large tree being cut down, the sound of an explosion, the sound of a car or tractor running, or the sound of an engine, etc., which are accompanied by a tremor or impact. It's something like this. There are sensory acoustic devices that actively convert these signals using electronic equipment (microphones) and attempt to vibrate the body using audio signals.

この体感音響装置とは、音響再生において臨場
感を出すため、スピーカ(またはヘツドホン)に
加えられる増幅切出力周波数のうちの低域の一定
周波数、たとえば150ヘルツ以下の低音域を利用
して、この低音域周波数の増幅して体感音響振動
を発生させ、鑑賞者に音と低音域振動とを同時に
与えることにより、重低音感を増強する装置であ
り、主として音楽鑑賞用として効果を得ているも
のである。
This tactile sound device uses a certain low frequency range of the amplified cut output frequency applied to the speaker (or headphone), for example, a low frequency range of 150 Hz or less, in order to create a sense of presence in sound reproduction. This is a device that amplifies bass frequencies to generate bodily-sensible acoustic vibrations, giving the viewer sound and bass vibrations at the same time to enhance the sense of deep bass, and is primarily effective for music listening. It is.

この体感音響装置を作動させ、耳から入つてく
る音と組合せると、従来の音響再生装置では得ら
れない臨場感が得られ、映画などと組み合わせる
と劇的な効果が高められていることが実験によつ
て確認されている。
When this tactile sound device is activated and combined with the sound coming in through the ears, a sense of realism that cannot be obtained with conventional sound reproduction devices can be obtained, and when combined with movies etc., the dramatic effect is enhanced. Confirmed by experiment.

また、劇映画やテレビドラマ等は、人声(会
話)、音楽、および効果音の組合せから構成され
ているが、このような音声信号、特に人声(会
話)を増幅して鑑賞者に体感音響振動として与え
たとき、大変不自然な感じになることが実験的に
解明された。
In addition, feature films and TV dramas are composed of a combination of human voices (conversation), music, and sound effects, and these audio signals, especially human voices (conversation), are amplified so that viewers can experience them. It has been experimentally discovered that when applied as acoustic vibrations, it feels very unnatural.

そこで劇映画やテレビドラマ等において臨場感
等の良い効果を得るためには、体感音響装置を音
楽や効果音の低音域の音では作動するが、人声で
は作動しないようにする方法が必要である。
Therefore, in order to obtain good effects such as a sense of realism in feature films and TV dramas, there is a need for a method that allows the sensory sound system to operate with low-frequency sounds such as music and sound effects, but not with human voices. be.

ここで、人声、効果音および音楽について周波
数成分を比較する。
Here, the frequency components of human voices, sound effects, and music will be compared.

人声の周波数成分は、低域は80ヘルツ(主とし
て男声の場合)より低く、高域は男声、女声とも
に10キロヘルツ以上に及んでいる。
The frequency components of the human voice range below 80 Hz (mainly for male voices) in the low range, and above 10 kHz in the high range for both male and female voices.

効果音は非常に種類も多く、いろいろな周波数
スペクトラムを持つ音があるが、地響きや衝撃感
をともなうような音は、広い周波数分布と豊富な
重低音域成分を含んでいるのが特徴である。
There are many types of sound effects, and there are sounds with various frequency spectra, but sounds that cause an earth-shaking or shocking sensation are characterized by a wide frequency distribution and rich deep bass components. .

音楽は他の音に比べて比較的一様な周波数分布
を持つ場合が多い。
Music often has a relatively uniform frequency distribution compared to other sounds.

このことから、単に、80ヘルツ付近をカツトす
るようなローパスフイルタを通すと、体感音響振
動に有効な周波数成分の大部分をカツトしてしま
うことになつてしまつて、効果が著しく損なわれ
ることになる。
For this reason, if you simply pass the signal through a low-pass filter that cuts around 80 Hz, most of the frequency components that are effective for sensory acoustic vibrations will be cut out, and the effect will be significantly impaired. Become.

なぜならば、体感音響振動として有効な150ヘ
ルツ以下の周波数成分のうちの最も周波数分布密
度が高いのは100ヘルツ前後のスペクトラムだか
らである(50〜60ヘルツ以下の分布密度は低くな
る)。
This is because, among the frequency components below 150 Hz that are effective as sensory acoustic vibrations, the spectrum around 100 Hz has the highest frequency distribution density (the distribution density below 50 to 60 Hz is low).

したがつて、カツトオフ周波数を60ヘルツ以下
にして人声をカツトするローパスフイルタを使用
した場合には、さらに体感音響振動に有効な周波
数成分がなくなり効果が悪くなる。
Therefore, if a low-pass filter is used that cuts out human voices by setting the cutoff frequency to 60 hertz or lower, there will be no frequency components that are effective for sensory acoustic vibrations, and the effect will deteriorate.

地響きをともなうような音(例えば20ヘルツか
ら200ヘルツの成分を含む音)では60ヘルツ以下
の成分も多くあるので、上記のローパスフイルタ
を使用しても良いが、100ヘルツ前後の成分がカ
ツトされるとリアルな感じが少なくなり、耳から
の音との調和が取れなくなる。
Sounds that cause earth tremors (for example, sounds that include components between 20 and 200 Hz) have many components below 60 Hz, so you can use the above low-pass filter, but the components around 100 Hz will be cut out. This results in a less realistic feel and a loss of harmony with the sound heard by the ear.

第1図はこのような問題を生じない回路の一例
である。これを説明すると、1は入力端子であつ
て、増幅器からの音声信号を受けるものである。
その入力端子1と出力端子2との間には、カツト
オフ周波数が150ヘレツ程度の第1のローパスフ
イルタ3と、電圧制御可変利得増幅器(UCA)
4とが接続されている。
FIG. 1 is an example of a circuit that does not cause such problems. To explain this, 1 is an input terminal which receives an audio signal from an amplifier.
Between the input terminal 1 and the output terminal 2, there is a first low-pass filter 3 with a cutoff frequency of about 150 heretz, and a voltage-controlled variable gain amplifier (UCA).
4 is connected.

電圧制御可変利得増幅器4は、制御端4aから
の入力によつて増幅度を連続に制御して自然感を
持たせている。
The voltage-controlled variable gain amplifier 4 continuously controls the degree of amplification based on the input from the control end 4a to give a natural feel.

入力端子1にはさらに、カツトオフ周波数が60
ヘルツ程度の第2のローパスフイルタ5の入力側
が接続されており、この第2のローパスフイルタ
5の出力側は、検波回路6、積分回路7を介し
て、前述の電圧制御可変利得増幅器4の制御端4
aに接続されている。
Input terminal 1 also has a cutoff frequency of 60
The input side of a second low-pass filter 5 of about Hertz is connected, and the output side of this second low-pass filter 5 is connected to the control circuit of the voltage-controlled variable gain amplifier 4 described above via a detection circuit 6 and an integration circuit 7. end 4
connected to a.

この回路において入力端子1に、入力音声信号
として60ヘルツ以下の超低域を豊富に含む地響き
をともなうような効果音(例えば20ヘルツから
200ヘルツの成分を含む音)が入つてくると、一
方のローパスフイルタ3からは150ヘレツ以下の
成分周波数の出力信号がでて、他方のローパスフ
イルタ5からは60ヘルツ以下の成分周波数が出力
される。そして第2のローパスフイルタ5の出力
信号は検波回路6、積分回路7を通して直流レベ
ルに変換され、電圧制御可変利得増幅器4の制御
端子4aに加えられ、その増幅利得を上げるの
で、第1のローパスフイルタ3を通過した信号を
大きく増幅されて出力端子2に与えることにな
る。
In this circuit, the input terminal 1 is connected to the input audio signal, which is a sound effect that is accompanied by a rumbling sound that is rich in ultra-low frequencies below 60 Hz (for example, from 20 Hz to
When a sound containing a component of 200 Hz comes in, one low-pass filter 3 outputs an output signal with a component frequency of 150 Hz or less, and the other low-pass filter 5 outputs a component frequency of 60 Hz or less. Ru. The output signal of the second low-pass filter 5 is converted to a DC level through a detection circuit 6 and an integration circuit 7, and is applied to the control terminal 4a of the voltage-controlled variable gain amplifier 4 to increase its amplification gain. The signal that has passed through the filter 3 is greatly amplified and is then applied to the output terminal 2.

このため出力端子2に前述の体感音響装置を接
続しておけば、鑑賞者は効果音による体感音響振
動を知覚することができる。この出力信号は100
ヘルツ前後の周波数成分を含むので、リアルな振
動とすることができる。
Therefore, if the above-mentioned sensory acoustic device is connected to the output terminal 2, the viewer can perceive the sensory acoustic vibrations caused by the sound effects. This output signal is 100
Since it includes frequency components around hertz, it can produce realistic vibrations.

入力信号として人声信号(例えば80ヘルツ以上
の成分を含む周波数)が入つてきた場合には、第
2のローパスフイルタ5を通過する超低域成分が
ないので、電圧制御可変利得増幅器4は利得が低
くなり、出力端子2には、出力信号が0となり、
あるいは少なくなつて、人声では体感音響振動を
発生しないことになる。
When a human voice signal (for example, a frequency that includes a component of 80 Hz or higher) is input as an input signal, there is no ultra-low frequency component that passes through the second low-pass filter 5, so the voltage-controlled variable gain amplifier 4 changes the gain. becomes low, and the output signal becomes 0 at output terminal 2,
Or, it becomes so small that human voices do not generate any bodily-sensible acoustic vibrations.

この回路にあつても一応初期の目的は達成され
るのであるが、体感音響振動を発生させたい音楽
や効果音等の中には、60ヘルツ以下の成分を含ま
ない、あるいは含んでいてもその成分が少ないも
のもかなりある。例えば成分周波数が80ヘルツか
ら200ヘレツある場合は、第1のローパスフイル
タ3によつて150ヘレツ以下の成分周波数が通過
するが、第2のローパスフイルタ5の出力信号は
出てこないので、出力端子2には出力が出ないこ
とになる。
Although the initial purpose is achieved with this circuit, the music or sound effects for which you want to generate sensory acoustic vibrations do not contain components below 60 Hz, or even if they do, they do not contain components below 60 Hz. There are also quite a few products with very few ingredients. For example, if the component frequency is between 80 hertz and 200 hertz, the first low-pass filter 3 passes the component frequency of 150 hertz or less, but the output signal of the second low-pass filter 5 does not come out, so the output terminal 2 will have no output.

ここで、人声の生成、特徴を考察すると、声帯
より発生される音源は、通常会話時の成人男声で
基本波成分が120ヘルツ前後くらいのかなり広い
範囲に変化する鋸歯状波に近いパルス波であるこ
とが知られている(以後、これを鋸歯状波と呼
ぶ)この声帯音源の鋸歯状波は、咽頭、口腔、鼻
腔等より成る声道の共振、反共振等の複雑なフオ
ルマント周波数が与えられ、唇より放射されて音
声となるのである(この共振周波数は声帯音源の
鋸歯状波の基本波周波数より、一般にかなり高い
ところに分布している)。
Considering the generation and characteristics of the human voice, the sound source generated from the vocal cords is a pulse wave similar to a sawtooth wave whose fundamental wave component varies over a fairly wide range of around 120 Hz in an adult male voice during normal conversation. This sawtooth wave from the vocal cord sound source (hereinafter referred to as a sawtooth wave) is known to have complex formant frequencies such as resonance and anti-resonance of the vocal tract consisting of the pharynx, oral cavity, nasal cavity, etc. (This resonant frequency is generally distributed much higher than the fundamental frequency of the sawtooth wave of the vocal cord sound source.)

これを模式的に図示すれば、第2図のようにな
る。同図aは声帯音源の鋸歯状波である。声帯よ
り発せられた鋸歯状波は高調波を豊富に含むた
め、声道の共振回路部でフオルマント周波数が与
えられると、同図bのようになる。ところで、周
波数を扱う一般の発信機において、鋸歯状波を搬
送波に振幅変調すると、同図cのような波形が得
られる。同図bとcとは良く似た波形であり、そ
こで、第2図bの音声波形を一種の振幅変調波と
見做せば、これを検波することにより、声帯音源
の基本波成分を容易に取り出すことが可能とな
る。
This can be schematically illustrated as shown in FIG. 2. Figure a shows the sawtooth wave of the vocal cord sound source. Since the sawtooth wave emitted from the vocal cords contains abundant harmonics, when a formant frequency is applied to the resonant circuit section of the vocal tract, it becomes as shown in Figure b. By the way, in a general transmitter that handles frequencies, when a sawtooth wave is amplitude-modulated on a carrier wave, a waveform as shown in c in the figure is obtained. Figure 2 b and c have very similar waveforms, so if we consider the speech waveform in Figure 2 b to be a type of amplitude modulated wave, by detecting it, we can easily determine the fundamental wave component of the vocal cord sound source. It becomes possible to take it out.

本発明は人声と他の音声とを識別して前述した
問題を解決した、種々の用途に適用して好結果が
得られる体感音響振動信号の抽出回路を提供する
ものである。
The present invention provides a sensory acoustic vibration signal extraction circuit which solves the above-mentioned problems by distinguishing between human voices and other voices, and which can be applied to various applications with good results.

以下、本発明による体感音響振動信号の抽出回
路を第3図に基づいて説明する。
Hereinafter, a circuit for extracting a sensory acoustic vibration signal according to the present invention will be explained based on FIG.

第3図に示す回路において、入力端子1には、
ローパスフイルタ3(カツトオフ周端数は約150
ヘルツ)、入力レベル抽出回路8および人声基本
波強調抽出回路9が接続されている。入力レベル
抽出回路8と人声基本波強調抽出回路9の出力側
は演算回路10の二つの入力端10a,10bに
接続されている。また、ローパスフイルタ3の出
力信号は電圧制御可変利得増幅器4に入力され
る。そして、演算回路10の出力側は電圧制御可
変利得増幅器4の制御端4aに接続されてる。
In the circuit shown in FIG. 3, input terminal 1 has
Low pass filter 3 (cutoff circumference fraction is approximately 150
Hertz), an input level extraction circuit 8 and a human voice fundamental wave emphasis extraction circuit 9 are connected. The output sides of the input level extraction circuit 8 and the human voice fundamental wave emphasis extraction circuit 9 are connected to two input terminals 10a and 10b of an arithmetic circuit 10. Further, the output signal of the low-pass filter 3 is input to a voltage-controlled variable gain amplifier 4. The output side of the arithmetic circuit 10 is connected to the control terminal 4a of the voltage controlled variable gain amplifier 4.

入力レベル抽出回路8は、入力信号を検波した
ものを積分して、入力レベルに比例した直流レベ
ルを出力する回路である。
The input level extraction circuit 8 is a circuit that integrates the detected input signal and outputs a DC level proportional to the input level.

人声基本波強調抽出回路9は理論的に説明する
と、第4図に示すように、検波回路11と80〜
300ヘルツを選択するバンドフイルタ12とから
成つている。
Theoretically speaking, the human voice fundamental wave emphasis extraction circuit 9 consists of a detection circuit 11 and 80 to 80, as shown in FIG.
A band filter 12 selects 300 Hz.

この回路に第2図bのような人声波形を入力し
て検波すると、フオルマント周波数が除かれて正
側の包絡線または負側の包絡線が得られる。正側
または負側のいずれか一方の包絡線を抽出する場
合、振幅の大きい方を取り出して感度を上げるこ
とができる。
When a human voice waveform as shown in FIG. 2b is input to this circuit and detected, the formant frequency is removed and a positive envelope or a negative envelope is obtained. When extracting either the positive or negative envelope, the one with the larger amplitude can be extracted to increase sensitivity.

一方、人声以外の音声信号を第4図の回路に通
すと、出力端にはあまり出力が生じないことにな
る。これは同信号の波形が広い周波数レンジを持
つているため、バンドパスフイルタ12を通過す
る成分のパーセンテージが少ないことと、波形が
第2図bのように振幅変調波を見做せるような規
則的な形をしていないことに起因する。
On the other hand, if an audio signal other than a human voice is passed through the circuit shown in FIG. 4, not much output will be produced at the output terminal. This is because the waveform of the signal has a wide frequency range, so the percentage of components that pass through the bandpass filter 12 is small, and the waveform has a rule that makes it look like an amplitude modulated wave as shown in Figure 2b. This is due to the fact that it does not have a typical shape.

すなわち、第4図において、入力レベルに比較
して出力レベルが高く出るものは人声、低くでる
ものはその他の音声ということになり、声帯音源
の基本波成分のみの出力を取り出すことができ
る。そして、この出力レベルを直流にして入力レ
ベル抽出回路8の出力と比較すれば良いのであ
る。
That is, in FIG. 4, the output level that is higher than the input level is human voice, and the output level that is lower than the input level is other voices, and it is possible to extract the output of only the fundamental wave component of the vocal cord sound source. Then, it is sufficient to convert this output level into a direct current and compare it with the output of the input level extraction circuit 8.

第5図に示す回路は、第4で示した回路に正側
および負側の包絡線の処理、および出力レベルを
直流にする機能を付加した実施回路で、前段に人
声識別にはあまり必要でない超低域をカツトする
ハイパスフイルタ(ローカツトフイルタ)13
と、正側および負側の包絡線を取出す全成整流形
検波回路14を設け、後段にAC−DC変換回路1
5とローパスフイルタ16とを設けている。ハイ
パスフイルタ13の機能は、信号が全波整流形検
波回路14で周波数逓倍されても、バンドパスフ
イルタ12を通る成分が少なくなるようになつて
いる。なお、実験の結果によれば、カツトオフ周
波数を130ヘルツ程度にするのが適当であつた。
このようにして、人声信号だけが抽出され、これ
を直流レベルに変換して出力させるようにしてい
る。
The circuit shown in Figure 5 is an implementation circuit that adds functions to the circuit shown in Figure 4 to process the envelopes on the positive side and negative side, and to convert the output level to DC, which is not necessary for human voice recognition at the front stage. High pass filter (low cut filter) 13 that cuts out extremely low frequencies
A fully rectified detection circuit 14 is provided to extract the positive and negative envelopes, and an AC-DC conversion circuit 1 is provided at the subsequent stage.
5 and a low-pass filter 16. The function of the high-pass filter 13 is such that even if the signal is frequency-multiplied by the full-wave rectification type detection circuit 14, the number of components passing through the band-pass filter 12 is reduced. According to the experimental results, it was appropriate to set the cutoff frequency to about 130 hertz.
In this way, only the human voice signal is extracted, and this is converted to a DC level and output.

そして、演算回路10は、入力レベル抽出回路
8の出力から人声基本波レベル強調抽出回路9の
出力を減算する。なお、この入力レベル抽出回路
8の出力信号と、人声基本波強調抽出回路9の出
力信号とは、それぞれ適当なレベルに重み付けが
され、かつ、時間軸領域においても、積分回路の
時定数、あるいは平滑用ローパスフイルタ3のカ
ツトオフ周波数を選ぶなどの適当な重み付けを行
なつている。
Then, the arithmetic circuit 10 subtracts the output of the human voice fundamental wave level emphasis extraction circuit 9 from the output of the input level extraction circuit 8. The output signal of the input level extraction circuit 8 and the output signal of the human voice fundamental wave emphasis extraction circuit 9 are each weighted to an appropriate level, and also in the time axis domain, the time constant of the integration circuit, Alternatively, appropriate weighting is performed, such as by selecting the cutoff frequency of the smoothing low-pass filter 3.

実際の動作として、入力信号に人声が混在して
いれば、入力レベル抽出回路8の出力は大であ
り、人声基本波強調抽出回路9の出力が大となる
ので、演算回路10の出力は小信号(負の方向の
解)となり、入力信号に人声が混在していない場
合で、かつ、音楽その他の音声が入力レベル抽出
回路8に入力されると、入力レベル抽出回路8の
出力は大であり、人声基本波強調抽出回路9の出
力は小となるので、演算回路10の出力は大信号
(正の方向の解)になる。なお、入力レベル抽出
回路8および人声基本波強調抽出回路9に入力が
ない場合は目的とするところではないので省略す
る。
In actual operation, if the input signal contains a human voice, the output of the input level extraction circuit 8 is high, and the output of the human voice fundamental wave emphasis extraction circuit 9 is high, so the output of the arithmetic circuit 10 is is a small signal (a solution in the negative direction), and when the input signal does not contain human voices and when music or other sounds are input to the input level extraction circuit 8, the output of the input level extraction circuit 8 is large and the output of the human voice fundamental wave emphasis extraction circuit 9 is small, so the output of the arithmetic circuit 10 becomes a large signal (a solution in the positive direction). It should be noted that if there is no input to the input level extraction circuit 8 and the human voice fundamental wave emphasis extraction circuit 9, this is not the purpose of the description and will therefore be omitted.

このように、入力信号が人声と同じ周波数の、
人声以外の信号であれば、演算結果から、電圧制
御可変利得増幅器4の増幅度を大きくすることが
でき、大出力が得られる。なお、人声が含まれて
いれば、電圧制御可変利得増幅器4の出力がゼロ
または小さくなることは勿論である。
In this way, if the input signal has the same frequency as the human voice,
If the signal is other than human voice, the amplification degree of the voltage-controlled variable gain amplifier 4 can be increased based on the calculation result, and a large output can be obtained. Note that if a human voice is included, it goes without saying that the output of the voltage-controlled variable gain amplifier 4 will be zero or small.

第6図に示す回路は第5図の回路の変形例であ
る。この回路は、検波回路17,18に周波数逓
倍作用のある全波整流形のものを使用せず、片波
整流形の検波回路17で正側の包絡線を、また同
じく片波整流形の検波回路18で負側の包絡線を
取り出すようになつている。負側の検波出力はイ
ンバータ回路19よつて極性が反転される。
The circuit shown in FIG. 6 is a modification of the circuit shown in FIG. This circuit does not use full-wave rectification types with frequency multiplication for the detection circuits 17 and 18, but uses the single-wave rectification type detection circuit 17 to detect the positive envelope, and also uses the single-wave rectification type detection circuit 17 to detect the positive envelope. A circuit 18 extracts the negative envelope. The polarity of the negative side detection output is inverted by the inverter circuit 19.

それぞれの検波出力は、それぞれのハンドパス
フイルタ20,21に入り、AC−DC変換回路2
2,23に入つて直流レベルにされた後、合成さ
れてローパスフイルタ16に入力される。なお、
入力部のハイパスフイルタ13は、原理上は設け
なくてもよいが、識別能力の向上のために設けた
方がよい。第4図ないし第6図の検波回路およひ
AC−DC変換回路は、非直線によつて演算誤差を
少なくするため、絶対値回路、もしくは直線検波
回路であることが望ましい。
The respective detection outputs enter respective hand-pass filters 20 and 21, and are then sent to the AC-DC conversion circuit 2.
2 and 23 and are converted to a DC level, the signals are combined and input to the low-pass filter 16. In addition,
Although the high-pass filter 13 in the input section does not need to be provided in principle, it is better to provide it in order to improve the discrimination ability. The detection circuits shown in Figures 4 to 6 and
The AC-DC conversion circuit is preferably an absolute value circuit or a linear detection circuit in order to reduce calculation errors due to non-linearity.

次に、第7図に示す回路を参照して実施例の細
部について説明する。この回路では、入力端子1
を2個設けて二つのチヤンネルで信号を受け、ミ
クサ回路24で混合させるようにしてある。この
ミクサ回路24の出力側には、20ヘレツ以下の不
要なサブソニツクを除くサブソニツクフイルタ2
5が接続されている。
Next, details of the embodiment will be explained with reference to the circuit shown in FIG. In this circuit, input terminal 1
Two channels are provided to receive signals through two channels, and the mixer circuit 24 mixes the signals. On the output side of this mixer circuit 24, there is a subsonic filter 2 that removes unnecessary subsonics of 20 or less frequencies.
5 is connected.

サブソニツクフイルタ25の出力側は、体感音
響振動信号抽出用のローパスフイルタ(カツトオ
フ周波数150ヘルツ)3を通じて電圧制御可変利
得増幅器4に向かう回路と、イコライザ回路26
に向かう回路とに分岐される。このイコライザ回
路26は、人声識別能力を向上させるために、あ
らかじめ低域と高域に適当なイコライジングカー
ブを与えるものである。
The output side of the subsonic filter 25 is connected to a circuit that goes to a voltage-controlled variable gain amplifier 4 through a low-pass filter (cutoff frequency 150 Hz) 3 for extracting sensory acoustic vibration signals, and an equalizer circuit 26.
It is branched into a circuit that goes to . This equalizer circuit 26 provides an appropriate equalizing curve in advance to the low and high frequencies in order to improve the human voice discrimination ability.

イコライザ回路26の次段には、レベル圧縮回
路27が接続されており、その出力側には超低域
抽出回路28、入力レベル抽出回路8、および人
声基本波強調抽出回路9の各入力が接続されてい
る。これらの出力側は、演算回路10の入力端1
0c,10a,10bに接続されている。
A level compression circuit 27 is connected to the next stage of the equalizer circuit 26, and its output side receives the inputs of an ultra-low frequency extraction circuit 28, an input level extraction circuit 8, and a human voice fundamental wave emphasis extraction circuit 9. It is connected. The output side of these is the input terminal 1 of the arithmetic circuit 10.
It is connected to 0c, 10a, and 10b.

レベル圧縮回路27は、入力信号のダイナミツ
クレンジを圧縮して、識別、演算に誤差がでない
ようにする働きをするものである(レベルが過少
では識別しにくいし、過大であれば演算増幅器が
飽和する)。超低域抽出回路28は、地響きをと
もなうような超低域を豊富に含む音を検出する回
路であり、第1図の点線で囲まれた部分と同等の
働きをする。また入力レベル抽出回路8と人声基
本波強調抽出回路9は、第3図の同信号の回路に
それぞれ対応する。
The level compression circuit 27 compresses the dynamic range of the input signal to prevent errors in identification and calculation (if the level is too low, it will be difficult to distinguish, and if the level is too high, the operational amplifier will saturate). The ultra-low frequency extraction circuit 28 is a circuit that detects sounds rich in ultra-low frequencies that are accompanied by earth rumblings, and has the same function as the part surrounded by the dotted line in FIG. 1. Further, the input level extraction circuit 8 and the human voice fundamental wave emphasis extraction circuit 9 correspond to the circuit for the same signal in FIG. 3, respectively.

この構成において演算回路10は、超低域抽出
回路28の出力と入力レベル抽出回路8の出力と
を加算したものから人声基本波強調抽出回路9の
出力を減算する作用をする。この解で電圧制御可
変利得増幅器4の制御が行なわれる点については
第3図の場合と同様である。なお、超低域抽出回
路28の重み付けは比較的高くし、かつ、不感帯
を設けて、しきい値以下のレベルでは作動しない
ようにすると良い結果が得られることになる。
In this configuration, the arithmetic circuit 10 functions to subtract the output of the human voice fundamental wave emphasis extraction circuit 9 from the sum of the output of the very low frequency extraction circuit 28 and the output of the input level extraction circuit 8. This solution controls the voltage-controlled variable gain amplifier 4 in the same way as in FIG. 3. Note that good results can be obtained by setting the weighting of the very low frequency extraction circuit 28 relatively high and by providing a dead zone so that it does not operate at a level below the threshold value.

本発明は以上実施例で説明したように、入力信
号から人声基本波強調抽出回路によつて、人声の
うちの有声音部分から声道等で与えられるフオル
マント周波数等を除いて声帯音源の基本波成分を
強調抽出することができる。そして、入力レベル
抽出回路および演算回路によつて、一方の前記抽
出された人声信号のレベルが大きいときに前記電
圧制御可変利得増幅器の増幅度を小さいくしたの
で、入力信号から抽出した低音域信号をこの増幅
器に通すことによつて、前記入力信号に人声が含
まれている場合、ゼロまたは小出力信号になり、
体感音響振動に有効でない信号は取り除ぞかれ、
人声でない他の音声を低音域信号として活用する
ことができる。
As explained in the embodiments above, the present invention uses a human voice fundamental wave emphasis extraction circuit to remove formant frequencies given by the vocal tract etc. from the voiced part of the human voice, and extract the vocal cord sound source from the input signal. The fundamental wave component can be emphasized and extracted. The input level extraction circuit and the arithmetic circuit reduce the amplification degree of the voltage-controlled variable gain amplifier when the level of one of the extracted human voice signals is high, so that the low frequency range extracted from the input signal is reduced. By passing a signal through this amplifier, if the input signal contains a human voice, it becomes a zero or small output signal;
Signals that are not valid for sensory acoustic vibrations are removed,
Voices other than human voices can be used as low frequency signals.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の基本となる回路の一例を示す
ブロツク図、第2図は人声および音楽等の音声波
形を形を模式的に示した波形図、第3図は本発明
を実施するための体感音響振動信号の抽出回路を
示すブロツク図、第4図は第3図のうちの人声基
本波強調抽出回路の基本部を示すブロツク図、第
5図および第6図は実施例の人声基本波強調抽出
回路のブロツク図、第7図は他の実施例の体感音
響振動信号の抽出回路を示すブロツク図である。 1……入力端子、2……出力端子、3,5,1
6……ローパスフイルタ、4……電圧制御可変利
得増幅器、4a……制御端、6,11……検波回
路、12……バンドパスフイルタ。
Fig. 1 is a block diagram showing an example of the basic circuit of the present invention, Fig. 2 is a waveform diagram schematically showing audio waveforms such as human voice and music, and Fig. 3 is a block diagram showing an example of the circuit that is the basis of the present invention. FIG. 4 is a block diagram showing the basic part of the human voice fundamental wave emphasis extraction circuit in FIG. 3, and FIGS. 5 and 6 are human voice A block diagram of the fundamental wave emphasizing extraction circuit. FIG. 7 is a block diagram showing an extraction circuit of a sensory acoustic vibration signal according to another embodiment. 1...Input terminal, 2...Output terminal, 3, 5, 1
6...Low pass filter, 4...Voltage controlled variable gain amplifier, 4a...Control end, 6, 11...Detection circuit, 12...Band pass filter.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 入力端子に、体感音響振動を与えるための低
音域信号を取り出すローパスフイルタを介して電
圧制御可変利得増幅器を接続し、前記入力端子
に、入力信号に比例した直流レベルを出力する入
力レベル抽出回路および、前記入力信号を検波す
ることで、人声のうちの有声音部分から声道等で
与えられるフオルマント周波数等を除いて声帯音
源の基本波成分を強調抽出する人声基本波強調出
回路を接続し、前記入力レベル抽出回路および前
記人声基本波強調抽出回路の出力端を演算回路の
入力端に接続し、該演算回路の出力端を前記電圧
制御可変利得増幅器の制御端に接続して、前記人
声基本波強調抽出回路の出力レベルが抽出された
ときに、前記電圧制御可変利得増幅器の増幅度を
前記演算回路の出力レベルに応じて小さくしたこ
とを特徴とする体感音響振動信号の抽出回路。
1. An input level extraction circuit that connects a voltage-controlled variable gain amplifier to an input terminal via a low-pass filter that extracts a low-frequency signal for giving bodily-sensible acoustic vibrations, and outputs a DC level proportional to the input signal to the input terminal. and a human voice fundamental wave emphasizing circuit that detects the input signal to emphasize and extract the fundamental wave component of the vocal cord sound source from the voiced part of the human voice by excluding formant frequencies given by the vocal tract, etc. the output terminals of the input level extraction circuit and the human voice fundamental wave emphasis extraction circuit are connected to the input terminal of an arithmetic circuit, and the output terminal of the arithmetic circuit is connected to a control terminal of the voltage-controlled variable gain amplifier. , wherein when the output level of the human voice fundamental wave emphasis extraction circuit is extracted, the amplification degree of the voltage-controlled variable gain amplifier is reduced in accordance with the output level of the arithmetic circuit. extraction circuit.
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