JPH10143171A - 信号処理装置および方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多彩かつ高性能な信号処理を可能にする。 【解決手段】 通常のサンプリングレートの伴奏信号
を、デジタルフィルタ６３，６４により、１／２のサン
プリングレートの伴奏信号に変換し、その伴奏信号に対
して信号処理を行う。そして、不足する高域の周波数帯
域の信号は、ＨＰＦ６１，６２で抽出し、加算装置６
７，６８で加算する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、信号処理装置およ
び方法に関し、特に、音声信号に対する残響処理、また
は伴奏信号からの音声信号除去、伴奏信号の音程変換処
理を行う際に、サンプリング周波数（Ｆｓ）を１／２に
してダウンサンプリングし、不足した周波数帯域の信号
は、ダウンサンプリングする前の信号から補うことによ
り、高性能で多彩な信号処理を可能とした信号処理装置
および方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】通常、カラオケ装置には、一般にエコー
と称される効果を付加する残響処理装置、伴奏信号から
歌手の音声信号を除去する音声信号除去装置、または伴
奏信号の音程を所定の音程に変換する音程処理装置など
が内蔵されており、それらの信号処理は、例えば、４８
ｋＨｚ、４４．１ｋＨｚ、３２ｋＨｚなどのサンプリン
グ周波数（Ｆｓ）単位で行われるのが普通である。そし
て、装置の信号処理能力は、ＤＳＰ（Digital Signal P
rocessor）が、サンプリング周波数（Ｆｓ）で実行する
命令（演算）のステップ数で決定され、１２８乃至５１
２ステップ程度のものが一般的とされている。

【０００３】また、信号処理の用途が、比較的周波数帯
域の狭い人の音声信号のみに限定されるような、単一の
アプリケーションの場合は、周波数帯域によってサンプ
リングレートを、１／２乃至１／４にダウンサンプリン
グして処理を行い、回路素子の処理速度やＤＳＰの信号
処理能力に余裕を持たせることもある。しかしながら、
カラオケ装置は、サンプリングレートを１／２乃至１／
４にしても信号処理が可能な、人の音声信号だけでな
く、広い周波数帯域（約２０ｋＨｚまでの帯域）を必要
とする伴奏信号の信号処理も同時に行うため、通常のサ
ンプリングレートで動作させる必要がある。

【０００４】図６は、従来のカラオケ装置の構成例を示
すブロック図である。マイクロホン１より出力された音
声信号は、例えば４４．１ｋＨｚの周波数のクロック
で、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換装置２により、
デジタル信号に変換された後、音程処理装置３に入力さ
れ、所定の音程の信号に変換されるようになされてい
る。音程処置装置３より出力された信号は、直接、また
は残響処理装置４で残響（エコー）が付加された後、加
算装置５へ供給されている。そして、供給されたそれぞ
れの音声信号は、加算装置５により、４４．１ｋＨｚの
サンプリングレートで加算され、左右の伴奏信号と組み
合わされるため、加算装置１２，１３へ供給されてい
る。

【０００５】例えば、ＣＤプレーヤ、ビデオディスクプ
レーヤなどの音楽再生装置６から出力された、左右ステ
レオの伴奏信号は、左右のＡ／Ｄ変換装置７，８により
それぞれ、４４．１ｋＨｚの周波数のクロックで、デジ
タル信号に変換されている。そして、音声信号除去装置
９により、主に中央に定位する歌手の音声信号が除去さ
れた後、左右の音程処理装置１０，１１へ供給されてい
る。その後、音程処理装置１０により、所定の音程に変
換された左の伴奏信号は、音声信号と加算されるため、
加算装置１２へ供給されている。同様に、右の伴奏信号
は、音程処理装置１１により、所定の音程に変換された
後、音声信号と加算されるため、加算装置１３へ供給さ
れている。

【０００６】加算装置５から出力された音声信号と、音
程処理装置１０から出力された左の伴奏信号は、加算装
置１２により加算された後、Ｄ／Ａ（デジタル／アナロ
グ）変換装置１４により、４４．１ｋＨｚの周波数のク
ロックで、アナログ信号に変換され、スピーカ１６へ供
給されている。また、音程処理装置１１から出力された
右の伴奏信号は、加算装置１３により、加算装置５から
出力された音声信号と加算されている。そして、Ｄ／Ａ
変換装置１５により、４４．１ｋＨｚの周波数のクロッ
クで、アナログ信号に変換され、スピーカ１７へ供給さ
れている。

【０００７】次に、その動作について説明する。Ａ／Ｄ
変換装置２は、マイクロホン１から入力されたアナログ
の音声信号を、デジタル信号に変換し、音程処理装置３
へ供給する。音程処理装置３は、Ａ／Ｄ変換装置２から
供給された音声信号を、ユーザの操作（指令）に対応す
る所定の音程の信号に変換した後、残響処理装置４と加
算装置５へ供給する。残響処理装置４は、音程処理装置
３からの音声信号に対して、残響効果を付加し、加算装
置５へ供給する。そして、加算装置５は、残響処理装置
４と、音程処理装置３から供給された信号を加算して、
新たな音声信号を生成し、伴奏信号と組み合わせるた
め、加算装置１２，１３へ供給する。

【０００８】左右のＡ／Ｄ変換装置７，８は、音楽再生
装置６から出力したステレオの伴奏信号を、デジタル信
号に変換し、音声信号除去装置９へ供給する。音声信号
除去装置９は、Ａ／Ｄ変換装置７，８より供給された、
左右の伴奏信号に含まれる同相成分としての歌手の音声
信号を除去し、左右の音程処理装置１０，１１へ供給す
る。音程処理装置１０は、供給された左の伴奏信号を、
ユーザの操作（指令）に対応する所定の音程の信号に変
換し、加算装置１２へ供給する。同様に、音程処理装置
１１は、供給された右の伴奏信号を、ユーザの操作（指
令）に対応する所定の音程の信号（音程処理１０で変換
される音程に対応する信号）に変換し、加算装置１３へ
供給する。

【０００９】加算装置１２は、加算装置５から供給され
た音声信号と、音程処理装置１０から供給された左の伴
奏信号を加算し、Ｄ／Ａ変換装置１４へ供給する。加算
装置１３は、加算装置５から供給された音声信号と、音
程処理装置１１から供給された右の伴奏信号を加算し、
Ｄ／Ａ変換装置１５へ供給する。そして、Ｄ／Ａ変換装
置１４は、加算装置１２から供給されたデジタル信号
を、アナログ信号に変換し、スピーカ１６から出力す
る。同様に、Ｄ／Ａ変換装置１５は、加算装置１３から
供給されたデジタル信号を、アナログ信号に変換し、ス
ピーカ１７から出力する。

【００１０】図７は、残響処理装置４の従来構成例を示
すブロック図である。

【００１１】この構成例は、音声信号の遅延処理を、通
常の１／２の２２．０５ｋＨｚのサンプリングレートで
行っている。これは、残響の遅延量を、限られたメモリ
容量で多く確保するためのものである。この場合、サン
プリングレートのダウンサンプリング、アップサンプリ
ングの信号処理が必要となるが、メモリ容量を節約する
ほうが重要であるので、このような構成になる。

【００１２】音程処理装置３から出力された音声信号
は、デジタルフィルタ２１により、そのサンプリングレ
ートが、４４．１ｋＨｚから２２．０５ｋＨｚに、１／
２にダウンサンプリングされている。そして、その出力
は、遅延装置２２により遅延処理が施され、デジタルフ
ィルタ２３によりサンプリングレートが、２２．０５ｋ
Ｈｚから４４．１ｋＨｚに、２倍にアップサンプリング
された後、加算装置２４へ供給されている。音程処理装
置３から出力された音声信号と、デジタルフィルタ２３
から出力された音声信号は、加算装置２４により、４
４．１ｋＨｚのサンプリングレートで加算され、出力さ
れるようになされている。このように、遅延装置２２の
前後でダウンサンプリングとアップサンプリングを行う
ことにより、少ない容量の遅延装置で長い遅延時間（長
い残響）を得ることができる。

【００１３】次にその動作について説明する。デジタル
フィルタ２１は、音程処理装置３から出力された音声信
号のサンプリングレートを、１／２にダウンサンプリン
グし、遅延装置２２へ供給する。続いて、遅延装置２２
は、音声信号を所定の時間遅延し、デジタルフィルタ２
３へ供給する。デジタルフィルタ２３は、遅延装置２２
から供給された音声信号のサンプリングレートを、２倍
にアップサンプリングして、元のサンプリングレートに
戻す。そして、加算装置２４は、音程処理装置３から出
力された信号と、デジタルフィルタ２３から出力された
信号を加算して、残響効果を付加した音声信号を生成
し、出力する。

【００１４】図８は、音声信号除去装置９の従来構成例
を示すブロック図である。左右のＡ／Ｄ変換装置７，８
により、４４．０１ｋＨｚの周波数のクロックで、デジ
タル信号に変換された左右の伴奏信号は、減算装置３１
と、左右の信号に対応するＢＥＦ（Band Eliminate Fil
ter）３２，３３へ供給されている。そして、減算装置
３１は、入力された左右の伴奏信号を減算した後、左右
の加算装置３４，３５へ供給している。

【００１５】ＢＥＦ３２は、供給された左の伴奏信号か
ら、音声帯域付近である中域（中心の周波数ｆ_Qが３ｋ
Ｈｚ乃至４ｋＨｚの帯域）の信号を減衰した後、加算装
置３４へ供給している。一方、ＢＥＦ３３は、供給され
た右の伴奏信号から、音声帯域付近である中域（中心の
周波数ｆ_Qが３ｋＨｚ乃至４ｋＨｚの帯域）の信号を減
衰した後、加算装置３５へ供給している。そして、減算
装置３１、およびＢＥＦ３２から出力された信号は、加
算装置３４により、４４．１ｋＨｚのサンプリングレー
トで加算され、出力されるようになされている。また、
ＢＥＦ３３から出力された信号は、加算装置３５により
減算装置３１から出力された信号と、４４．１ｋＨｚの
サンプリングレートで加算され、出力されるようになさ
れている。

【００１６】続いて、その動作について説明する。減算
装置３１は、Ａ／Ｄ変換装置７の出力する信号から、Ａ
／Ｄ変換装置８の出力する信号を減算する。これによ
り、主に、左右の信号に含まれる同相成分としての歌手
の音声信号が除去される。また、ＢＥＦ３２は、Ａ／Ｄ
変換装置７から出力された、左の伴奏信号の中域（中心
の周波数ｆ_Qが３ｋＨｚ乃至４ｋＨｚの帯域）の信号、
すなわち、音声帯域付近の信号（減算装置３１で減算さ
れる周波数帯域に対応する信号）を減衰する。一方、Ｂ
ＥＦ３３も同様に、Ａ／Ｄ変換装置８から出力された、
右の伴奏信号の中域（中心の周波数ｆ_Qが３ｋＨｚ乃至
４ｋＨｚの帯域）の信号、すなわち、音声帯域付近の信
号（減算装置３１で減算される周波数帯域に対応する信
号）を減衰する。

【００１７】加算装置３４は、減算装置３１から出力さ
れた伴奏信号と、ＢＥＦ３２から出力された左の伴奏信
号を加算し、出力する。また、加算装置３５は、減算装
置３１から出力された伴奏信号と、ＢＥＦ３３から出力
された右の伴奏信号を加算し、出力する。

【００１８】図９は、音程処理装置１０の従来構成例を
示すブロック図である。音声信号除去装置９から入力さ
れた左の伴奏信号は、音程変換装置４１により、４４．
１ｋＨｚのサンプリングレートで、ユーザの操作（指
令）に対応する所定の音程の信号に変換され、出力され
るようになされている。なお、音程処理装置１１は、音
程処理装置１０と同様の構成となるので、その図示は省
略する。

【００１９】通常、音程処理としては、限られた容量の
メモリでリアルタイムに音程変換を行うため、離散的な
サンプル列データを、フェードイン、またはフェードア
ウトしながらつないでいく、クロスフェード処理方法が
用いられる。しかし、この処理方法では、サンプル列デ
ータのつなぎ目付近で、信号レベルの周期的な変動がノ
イズ（クロスフェードノイズ）となって発生する。そし
て、このクロスフェードノイズは、音程変換量が多い場
合、または高域周波数の信号ほど目立ち易い。

【００２０】このような音程処理の際に生じるクロスフ
ェードノイズを、低減するように改良した音程処理装置
として、図１０に示すものが知られている。

【００２１】この構成例は、信号の周波数帯域を分離
し、低域周波数の信号に対してのみ、音程変換処理を行
うものである。換言すれば、高域周波数の信号に対して
は音程変換処理を行わないものである。

【００２２】音声信号除去装置９から入力された左の伴
奏信号は、ＨＰＦ（High Pass Filter）５１により、４
４．１ｋＨｚのサンプリングレートで、高域周波数側の
信号が抽出され、加算装置５３に供給されている。ま
た、ＬＰＦ（Low Pass Filter）５２により、４４．１
ｋＨｚのサンプリングレートで、低域周波数側の信号が
抽出され、音程変換装置５５により所定の音程に変換さ
れた後、加算装置５３へ供給されている。そして、ＨＰ
Ｆ５１より出力された高域周波数の信号と、音程変換装
置５５より出力された低域周波数の信号は、加算装置５
３により、４４．１ｋＨｚのサンプリングレートで加算
され、出力されるようになされている。

【００２３】また、この時、ＨＰＦ５１と、ＬＰＦ５２
のカットオフ周波数ｆ_Cは、ほぼ同一周波数とされ、例
えば７ｋＨｚ乃至８ｋＨｚの間の所定の周波数に設定さ
れている。

【００２４】次に、その動作について説明する。音声信
号除去装置９から出力された、左右の伴奏信号のうち、
左の伴奏信号は、ＨＰＦ５１とＬＰＦ５２に供給され
る。そして、ＨＰＦ５１は、供給された信号のうち、カ
ットオフ周波数ｆ_Cより低域周波数側の信号をカット
し、高域周波数側の信号のみを抽出し、加算装置５３へ
供給する。また、ＬＰＦ５２は、供給された信号のう
ち、カットオフ周波数ｆ_Cより高域周波数側の信号をカ
ットし、低域周波数側の信号のみを抽出し、音程変換装
置５５へ供給する。音程変換装置５５は、ＬＰＦ５２か
ら供給された信号を、ユーザの操作（指令）に対応する
所定の音程の信号に変換し、加算装置５３へ供給する。
そして、加算装置５３は、ＨＰＦ５１から供給された高
域周波数側の信号と、音程変換装置５５から供給された
低域周波数側の信号を加算して、新たな伴奏信号を生成
し、出力する。

【００２５】音程変換によって得られる効果は、低域周
波数の方が強く感じ、また、クロスフェードノイズは、
高域周波数の信号の方が目立ち易いといった特性があ
る。図１０の例では、従って、図９の例に較べ、加算装
置５３より出力された伴奏信号のクロスフェードノイズ
を、目立たなくすることができる。

【００２６】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来のカ
ラオケ装置は、比較的周波数帯域の狭い音声信号の遅延
処理は、１／２のサンプリングレートで行うようにして
いるが、低くとも、２０ｋＨｚ程度までの広い周波数帯
域を有する伴奏信号については、例えば１／２のサンプ
リングレートで処理すると、リアルタイムの処理が間に
合わなくなってしまい、結局、高域成分が欠落してしま
うので、通常の４４．１ｋＨｚのサンプリングレートで
処理していた。しかし、通常のサンプリングレートでは
ＤＳＰのステップ数に限界があるため、カラオケ装置に
対する多機能の要求を実現するには、複数のＤＳＰを使
用する必要があり、装置が大型化するとともに、コスト
アップの要因となってしまう。

【００２７】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであり、広い周波数帯域の信号についても、少ない
ＤＳＰで高精度かつ多彩な処理ができるようにするもの
である。

【００２８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の信号処
理装置は、第１のサンプリングレートの入力音声信号
を、より低い第２のサンプリングレートの音声信号に変
換する第１の変換手段と、第１の変換手段より出力され
た第２のサンプリングレートの音声信号を、所定の時間
遅延する遅延手段と、第１の変換手段より出力された音
声信号を、遅延手段より出力された音声信号と、加算す
る加算手段と、加算手段より出力された音声信号を、第
２のサンプリングレートから第１のサンプリングレート
に変換する第２の変換手段とを備えることを特徴とす
る。

【００２９】請求項２に記載の信号処理方法は、第１の
サンプリングレートの入力音声信号を、より低い第２の
サンプリングレートの第１の音声信号に変換し、第１の
音声信号を、所定の時間遅延して第２の音声信号を生成
し、第１の音声信号を、第２の音声信号と加算して第３
の音声信号を生成し、第３の音声信号を、第２のサンプ
リングレートから第１のサンプリングレートの第４の音
声信号に変換することを特徴とする。

【００３０】請求項３に記載の信号処理装置は、第１の
サンプリングレートの伴奏信号を、より低い第２のサン
プリングレートの伴奏信号に変換する第１の変換手段
と、第１の変換手段より出力された第２のサンプリング
レートの伴奏信号から、歌手の音声信号を除去する除去
手段と、第１の変換手段より出力された第２のサンプリ
ングレートの伴奏信号の、所定の周波数帯域を減衰する
減衰手段と、除去手段より出力された伴奏信号を、減衰
手段より出力された伴奏信号と、加算する加算手段と、
加算手段より出力された伴奏信号を、第２のサンプリン
グレートから第１のサンプリングレートに変換する第２
の変換手段と、第１の変換手段と第２の変換手段の間の
処理に際し不足した周波数帯域の信号を補足する補足手
段とを備えることを特徴とする。

【００３１】請求項４に記載の信号処理方法は、第１の
サンプリングレートの第１の伴奏信号を、より低い第２
のサンプリングレートの第２の伴奏信号に変換し、第２
の伴奏信号から歌手の音声信号を除去して、第３の伴奏
信号を生成し、第２の伴奏信号の所定の周波数帯域を減
衰して、第４の伴奏信号を生成し、第３の伴奏信号を、
第４の伴奏信号と加算して、第５の伴奏信号を生成し、
第５の伴奏信号を、第２のサンプリングレートから第１
のサンプリングレートの第６の伴奏信号に変換し、第２
の伴奏信号から第６の伴奏信号までの処理の間に不足し
た周波数帯域の信号を補足することを特徴とする。

【００３２】請求項５に記載の信号処理装置は、第１の
サンプリングレートの伴奏信号を、より低い第２のサン
プリングレートの伴奏信号に変換する第１の変換手段
と、第１の変換手段より出力された第２のサンプリング
レートの伴奏信号の、所定の周波数帯域を抽出する抽出
手段と、抽出手段より出力された伴奏信号を、所定の音
程に変換する音程変換手段と、音程変換手段より出力さ
れた伴奏信号を、第２のサンプリングレートから第１の
サンプリングレートに変換する第２の変換手段と、第１
の変換手段と第２の変換手段の間の処理に際し不足した
周波数帯域の信号を補足する補足手段とを備えることを
特徴とする。

【００３３】請求項６に記載の信号処理方法は、第１の
サンプリングレートの第１の伴奏信号を、より低い第２
のサンプリングレートの第２の伴奏信号に変換し、第２
の伴奏信号の所定の周波数帯域を抽出して、第３の伴奏
信号を生成し、第３の伴奏信号を、所定の音程の第４の
伴奏信号に変換し、第４の伴奏信号を、第２のサンプリ
ングレートから第１のサンプリングレートの第５の伴奏
信号に変換し、第２の伴奏信号から第５の伴奏信号まで
の処理の間に不足した周波数帯域の信号を補足すること
を特徴とする。

【００３４】請求項１に記載の信号処理装置、および請
求項２に記載の信号処理方法においては、第１のサンプ
リングレートの入力音声信号を、より低い第２のサンプ
リングレートの音声信号に変換し、第２のサンプリング
レートの音声信号を、所定の時間遅延する。そして、第
２のサンプリングレートの音声信号と、遅延された第２
のサンプリングレートの音声信号を加算し、加算信号
を、第１のサンプリングレートに変換する。

【００３５】請求項３に記載の信号処理装置、および請
求項４に記載の信号処理方法においては、第１のサンプ
リングレートの伴奏信号を、より低い第２のサンプリン
グレートの伴奏信号に変換し、その第２のサンプリング
レートの伴奏信号から、音声信号を除去する。さらに不
足した周波数帯域の信号が補足される。

【００３６】請求項５に記載の信号処理装置、および請
求項６に記載の信号処理方法においては、第１のサンプ
リングレートの伴奏信号を、より低い第２のサンプリン
グレートの伴奏信号に変換し、その第２のサンプリング
レートの伴奏信号に対して、音程処理を行う。さらに不
足した周波数帯域の信号が補足される。

【００３７】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を説明
するが、特許請求の範囲に記載の発明の各手段と以下の
実施の形態との対応関係を明らかにするために、各手段
の後の括弧内に、対応する実施の形態（但し一例）を付
加して本発明の特徴を記述すると、次のようになる。但
し勿論この記載は、各手段を記載したものに限定するこ
とを意味するものではない。

【００３８】請求項１に記載の信号処理装置は、第１の
サンプリングレートの入力音声信号を、より低い第２の
サンプリングレートの音声信号に変換する第１の変換手
段（例えば図１のデジタルフィルタ２１）と、第１の変
換手段より出力された第２のサンプリングレートの音声
信号を、所定の時間遅延する遅延手段（例えば図１の遅
延装置２２）と、第１の変換手段より出力された音声信
号を、遅延手段より出力された音声信号と、加算する加
算手段（例えば図１の加算装置１０１）と、加算手段よ
り出力された音声信号を、第２のサンプリングレートか
ら第１のサンプリングレートに変換する第２の変換手段
（例えば図１のデジタルフィルタ２３）とを備えること
を特徴とする。

【００３９】請求項３に記載の信号処理装置は、第１の
サンプリングレートの伴奏信号を、より低い第２のサン
プリングレートの伴奏信号に変換する第１の変換手段
（例えば図２のデジタルフィルタ６３，６４）と、第１
の変換手段より出力された第２のサンプリングレートの
伴奏信号から、歌手の音声信号を除去する除去手段（例
えば図２の減算装置１１１）と、第１の変換手段より出
力された第２のサンプリングレートの伴奏信号の、所定
の周波数帯域を減衰する減衰手段（例えば図２のＢＥＦ
１１２，１１３）と、除去手段より出力された伴奏信号
を、減衰手段より出力された伴奏信号と、加算する加算
手段（例えば図２の加算装置１１４，１１５）と、加算
手段より出力された伴奏信号を、第２のサンプリングレ
ートから第１のサンプリングレートに変換する第２の変
換手段（例えば図２のデジタルフィルタ６５，６６）
と、第１の変換手段と第２の変換手段の間の処理に際し
不足した周波数帯域の信号を補足する補足手段（例えば
図２のＨＰＦ６１，６２、加算装置６７，６８）とを備
えることを特徴とする。

【００４０】請求項５に記載の信号処理装置は、第１の
サンプリングレートの伴奏信号を、より低い第２のサン
プリングレートの伴奏信号に変換する第１の変換手段
（例えば図３のデジタルフィルタ７１）と、第１の変換
手段より出力された第２のサンプリングレートの伴奏信
号の、所定の周波数帯域を抽出する抽出手段（例えば図
３のＬＰＦ１２１）と、抽出手段より出力された伴奏信
号を、所定の音程に変換する音程変換手段（例えば図３
の音程変換装置１２２）と、音程変換手段より出力され
た伴奏信号を、第２のサンプリングレートから第１のサ
ンプリングレートに変換する第２の変換手段（例えば図
３のデジタルフィルタ７２）と、第１の変換手段と第２
の変換手段の間の処理に際し不足した周波数帯域の信号
を補足する補足手段（例えば図３のＨＰＦ５１、加算装
置５３）とを備えることを特徴とする。

【００４１】図１は、残響処理装置４の構成例を示すブ
ロック図である。この構成例では、図７に示す従来の構
成に較べ、加算装置１０１の位置が変更されている。

【００４２】音程処理装置３から出力された音声信号
は、デジタルフィルタ２１によりサンプリングレート
が、４４．１ｋＨｚから２２．０５ｋＨｚに、１／２に
ダウンサンプリングされている。そして、その出力は、
直接、または遅延装置２２により遅延処理を施された
後、加算装置１０１へ供給されている。デジタルフィル
タ２１と、遅延装置２２から供給された音声信号は、加
算装置１０１により、２２．０５ｋＨｚのサンプリング
レートで加算された後、デジタルフィルタ２３によりサ
ンプリングレートが、２２．０５ｋＨｚから４４．１ｋ
Ｈｚに、２倍にアップサンプリングされ、出力されてい
る。

【００４３】次にその動作について説明する。デジタル
フィルタ２１は、音程処理装置３から出力された音声信
号のサンプリングレートを、１／２にダウンサンプリン
グし、遅延装置２２と、加算装置１０１へ供給する。遅
延装置２２は、音声信号を所定の時間遅延し、加算装置
１０１へ供給する。加算装置１０１は、デジタルフィル
タ２１と、遅延装置２２から供給された信号を加算し、
デジタルフィルタ２３に供給する。そして、デジタルフ
ィルタ２３は、加算装置１０１から供給された音声信号
のサンプリングレートを、２倍にアップサンプリングし
て、元のサンプリングレートに戻し、出力する。

【００４４】加算装置１０１は、デジタルフィルタ２１
の出力と、遅延装置２２の出力を加算するので、２２．
０５ｋＨｚのサンプリングレートのものでよい、従っ
て、図７に示す４４．１ｋＨｚのサンプリングレートの
加算装置２４に較べ、小型化、低コスト化することがで
きる。

【００４５】また、残響処理装置４で処理される信号
は、人の音声信号のみであるので、広い周波数帯域を必
要としない。そのため、図１に示すように、加算装置１
０１をデジタルフィルタ２３の前段に挿入したとしても
周波数特性に影響はなく、リアルタイムで従来と同様の
残響効果を得ることが可能である。そのうえ、残響処理
装置４の全ての信号処理を、通常の１／２の２２．０５
ｋＨｚのサンプリングレートで行うことができる。

【００４６】図２は、サンプリングレートを１／２にダ
ウンサンプリングして、音声信号除去の処理を行う場合
の音声信号除去装置９の構成例を示すブロック図であ
る。ここで、ＨＰＦ６１，６２のカットオフ周波数ｆ_C
は、例えば７ｋＨｚ乃至１０ｋＨｚの間の所定の周波数
に設定されている。

【００４７】左右のＡ／Ｄ変換装置７，８により、４
４．１ｋＨｚの周波数のクロックで、デジタル信号に変
換された左右の伴奏信号は、左右の信号に対応するＨＰ
Ｆ６１，６２と、デジタルフィルタ６３，６４へ供給さ
れている。ＨＰＦ６１へ供給された左の伴奏信号は、カ
ットオフ周波数ｆ_Cより高域周波数側の信号が抽出さ
れ、加算装置６７へ供給されている。同様に、ＨＰＦ６
２へ供給された右の伴奏信号は、そこでカットオフ周波
数ｆ_Cより高域周波数側の信号が抽出され、加算装置６
８へ供給されている。

【００４８】一方、デジタルフィルタ６３へ供給された
左の伴奏信号は、デジタルフィルタ６３によりサンプリ
ングレートが、４４．１ｋＨｚから２２．０５ｋＨｚ
に、１／２にダウンサンプリングされた後、減算装置１
１１と、ＢＥＦ１１２へ供給されている。また、デジタ
ルフィルタ６４へ供給された右の伴奏信号は、デジタル
フィルタ６４によりサンプリングレートが、４４．１ｋ
Ｈｚから２２．０５ｋＨｚに、１／２にダウンサンプリ
ングされた後、減算装置１１１と、ＢＥＦ１１３へ供給
されている。

【００４９】減算装置１１１は、左右のデジタルフィル
タ６３，６４から供給された、左右の伴奏信号を減算し
た後、左右の加算装置１１４，１１５へ供給している。
そして、ＢＥＦ１１２は、供給された左の伴奏信号か
ら、音声帯域付近である中域（中心の周波数ｆ_Qが３ｋ
Ｈｚ乃至４ｋＨｚの帯域）の信号を減衰した後、加算装
置１１４へ供給している。一方、ＢＥＦ１１３は、供給
された右の伴奏信号から、音声帯域付近である中域（中
心の周波数ｆ_Qが３ｋＨｚ乃至４ｋＨｚの帯域）の信号
を減衰した後、加算装置１１５へ供給している。

【００５０】減算装置１１１から出力された伴奏信号
と、ＢＥＦ１１２から出力された左の伴奏信号は、加算
装置１１４により加算された後、デジタルフィルタ６５
によりサンプリングレートが、２２．０５ｋＨｚから４
４．１ｋＨｚに、２倍にアップサンプリングされ、加算
装置６７へ供給されるようになされている。また、同様
に、減算装置１１１から出力された伴奏信号と、ＢＥＦ
１１３から出力された右の伴奏信号は、加算装置１１５
により加算された後、デジタルフィルタ６６によりサン
プリングレートが、２２．０５ｋＨｚから４４．１ｋＨ
ｚに、２倍にアップサンプリングされ、加算装置６８へ
供給されるようになされている。

【００５１】ＨＰＦ６１から供給された、左の伴奏信号
の高域周波数側の信号と、デジタルフィルタ６５から供
給された左の伴奏信号は、加算装置６７により、４４．
１ｋＨｚのサンプリングレートで加算され、出力される
ようになされている。また、ＨＰＦ６２から供給され
た、右の伴奏信号の高域周波数側の信号と、デジタルフ
ィルタ６６から供給された右の伴奏信号は、加算装置６
８により、４４．１ｋＨｚのサンプリングレートで加算
され、出力されるようになされている。

【００５２】続いて、その動作について説明する。左右
のＡ／Ｄ変換装置７，８から出力された左右の伴奏信号
は、それぞれ対応する左右のＨＰＦ６１，６２と、デジ
タルフィルタ６３，６４へ入力される。そして、ＨＰＦ
６１は、左の伴奏信号からカットオフ周波数ｆ_Cより低
域周波数側の信号をカットし、高域周波数側の信号のみ
を抽出し、加算装置６７へ供給する。また、ＨＰＦ６２
は、右の伴奏信号からカットオフ周波数ｆ_Cより低域周
波数側の信号をカットし、高域周波数側の信号のみを抽
出し、加算装置６８へ供給する。

【００５３】一方、デジタルフィルタ６３は、供給され
た左の伴奏信号のサンプリングレートを、１／２にダウ
ンサンプリングし、減算装置１１１と、ＢＥＦ１１２へ
供給する。同様に、デジタルフィルタ６４は、供給され
た右の伴奏信号のサンプリングレートを、１／２にダウ
ンサンプリングし、減算装置１１１と、ＢＥＦ１１３へ
供給する。

【００５４】減算装置１１１は、デジタルフィルタ６３
の出力する信号から、デジタルフィルタ６４の出力する
信号を減算する。これにより、主に、左右の伴奏信号に
含まれる同相成分としての歌手の音声信号が除去され
る。そして、ＢＥＦ１１２は、供給された左の伴奏信号
のうち、音声帯域である中域（中心の周波数ｆ_Qが３ｋ
Ｈｚ乃至４ｋＨｚの帯域）の信号（減算装置１１１で減
算される周波数帯域に対応する信号）を減衰する。ま
た、ＢＥＦ１１３は、供給された右の伴奏信号のうち、
音声帯域である中域（中心の周波数ｆ_Qが３ｋＨｚ乃至
４ｋＨｚの帯域）の信号（減算装置１１１で減算される
周波数帯域に対応する信号）を減衰する。

【００５５】加算装置１１４は、減算装置１１１と、Ｂ
ＥＦ１１２から出力された信号を加算し、デジタルフィ
ルタ６５へ供給する。そして、デジタルフィルタ６５
は、供給された信号のサンプリングレートを、２倍にア
ップサンプリングして、元のサンプリングレートに戻
し、加算装置６７へ供給する。また、加算装置１１５
は、減算装置１１１と、ＢＥＦ１１３から出力された信
号を加算し、デジタルフィルタ６６へ供給する。デジタ
ルフィルタ６６は、供給された信号のサンプリングレー
トを、２倍にアップサンプリングして、元のサンプリン
グレートに戻し、加算装置６８へ供給する。

【００５６】加算装置６７は、ＨＰＦ６１から供給され
た、左の伴奏信号の高域周波数側の信号と、デジタルフ
ィルタ６５から供給された信号を加算し、出力する。そ
して、加算装置６８は、ＨＰＦ６２から供給された、右
の伴奏信号の高域周波数側の信号と、デジタルフィルタ
６６から供給された信号を加算し、出力する。

【００５７】通常、人の音声帯域の中心は、３ｋＨｚ乃
至４ｋＨｚ付近にあるので、サンプリングレートを、１
／２にダウンサンプリングしても音声信号除去は可能で
ある。しかし、ダウンサンプリングした信号を処理する
ことにより、伴奏信号の高域周波数側の成分が失なわれ
てしまうので、高域周波数側の成分を、ダウンサンプリ
ング前の信号からＨＰＦ６１，６２で抽出し、音声信号
を除去した信号に補足する必要がある。このような構成
にすることにより、サンプリングレートを１／２にダウ
ンサンプリングしても、従来と同様な処理が可能とな
る。また、補足する成分の周波数帯域は、音声帯域に関
係のない帯域であるので、音質的に、何も処理を施さな
いで補足するほうがよい。

【００５８】図３は、サンプリングレートを、１／２に
ダウンサンプリングして、伴奏信号の音程変換処理を行
う場合の音程処理装置１０の構成例を示すブロック図で
ある。なお、音程処理装置１１は、音程処理装置１０と
同様の構成となるので、その図示は省略する。また、こ
こで、ＨＰＦ５１とＬＰＦ１２１のカットオフ周波数ｆ
_Cは、ほぼ同一周波数とされ、例えば７ｋＨｚ乃至８ｋ
Ｈｚの間の所定の周波数に設定されている。

【００５９】音声信号除去装置９から出力された左右の
伴奏信号のうち、左の伴奏信号は、ＨＰＦ５１と、デジ
タルフィルタ７１へ供給されている。そして、ＨＰＦ５
１へ供給された左の伴奏信号は、４４．１ｋＨｚのサン
プリングレートで、高域周波数側の信号が抽出され、加
算装置５３へ供給されている。

【００６０】一方、デジタルフィルタ７１へ供給された
左の伴奏信号は、サンプリングレートが、４４．１ｋＨ
ｚから２２．０５ｋＨｚに、１／２にダウンサンプリン
グされている。そして、その出力は、ＬＰＦ１２１によ
り、その低域周波数側の信号が抽出され、音程変換装置
１２２により、所定の音程の信号に変換された後、デジ
タルフィルタ７２へ供給されるようになされている。音
程変換装置１２２から供給された左の伴奏信号は、デジ
タルフィルタ７２によりサンプリングレートが、２２．
０５ｋＨｚから４４．１ｋＨｚに、２倍にアップサンプ
リングされ、加算装置５３へ供給されるようになされて
いる。

【００６１】ＨＰＦ５１から供給された、左の伴奏信号
の高域周波数側の信号と、デジタルフィルタ７２から供
給された、左の伴奏信号の低域周波数側の信号は、加算
装置５３により、４４．１ｋＨｚのサンプリングレート
で加算され、出力されている。

【００６２】次にその動作について説明する。音声信号
除去装置９から出力された左の伴奏信号は、ＨＰＦ５１
と、デジタルフィルタ７１へ供給される。そして、ＨＰ
Ｆ５１は、供給された伴奏信号のうち、カットオフ周波
数ｆ_Cより低域周波数側の信号をカットし、高域周波数
側の信号のみを抽出し、加算装置５３へ供給する。ま
た、デジタルフィルタ７１は、伴奏信号のサンプリング
レートを、１／２にダウンサンプリングし、ＬＰＦ１２
１へ供給する。ＬＰＦ１２１は、供給された信号のう
ち、カットオフ周波数ｆ_Cより高域周波数側の信号をカ
ットし、低域周波数側の信号のみを抽出し、音程変換装
置１２２へ供給する。

【００６３】音程変換装置１２２は、ＬＰＦ１２１から
供給された信号を、ユーザの操作（指令）に対応する所
定の音程の信号に変換し、デジタルフィルタ７２へ供給
する。デジタルフィルタ７２は、音程変換装置１２２か
ら供給された信号のサンプリングレートを、２倍にアッ
プサンプリングして、元のサンプリングレートに戻し、
加算装置５３へ供給する。そして、加算装置５３は、Ｈ
ＰＦ５１から供給された高域周波数側の信号と、デジタ
ルフィルタ７２から供給された低域周波数側の信号を加
算し、出力する。

【００６４】すなわち、ダウンサンプリングした信号に
音程処理を施すことにより不足する高域成分を、ＨＰＦ
５１で抽出し、最後に補足する。このような構成にする
ことにより、１／２のサンプリングレートで処理して
も、従来と同様の効果を得ることができる。

【００６５】図４は、音声信号除去と、伴奏信号の音程
処理を、通常の１／２のサンプリングレートで行う場合
の構成例を示すブロック図である。ここで、ＨＰＦ８
１，８２と、ＬＰＦ１２１，１２３のカットオフ周波数
ｆ_Cは、ほぼ同一周波数とされ、例えば７ｋＨｚ乃至８
ｋＨｚの間の所定の周波数に設定されている。

【００６６】左右のＡ／Ｄ変換装置７，８により、４
４．１ｋＨｚの周波数のクロックで、デジタル信号に変
換された左右の伴奏信号は、左右の信号に対応する左右
のＨＰＦ８１，８２と、デジタルフィルタ８３，８４へ
供給されている。そして、ＨＰＦ８１へ供給された左の
伴奏信号は、４４．１ｋＨｚのサンプリングレートで、
高域周波数側の信号が抽出され、加算装置８７へ供給さ
れるようになされている。また、ＨＰＦ８２へ供給され
た右の伴奏信号は、４４．１ｋＨｚのサンプリングレー
トで、高域周波数側の信号が抽出され、加算装置８８へ
供給されるようになされている。

【００６７】一方、デジタルフィルタ８３へ供給された
左の伴奏信号は、サンプリングレートが、４４．１ｋＨ
ｚから２２．０５ｋＨｚに、１／２にダウンサンプリン
グされ、減算装置１１１と、ＢＥＦ１１２へ供給されて
いる。同様に、デジタルフィルタ８４へ供給された右の
伴奏信号は、サンプリングレートが、４４．１ｋＨｚか
ら２２．０５ｋＨｚに、１／２にダウンサンプリングさ
れ、減算装置１１１とＢＥＦ１１３へ供給されている。
そして、減算装置１１１は、左右のデジタルフィルタ８
３，８４から供給された左右の伴奏信号を減算した後、
左右の加算装置１１４，１１５へ供給している。

【００６８】ＢＥＦ１１２は、供給された左の伴奏信号
から、音声帯域である中域（中心の周波数ｆ_Qが３ｋＨ
ｚ乃至４ｋＨｚの帯域）の周波数帯の信号を減衰した
後、加算装置１１４へ供給している。同様に、ＢＥＦ１
３２は、供給された右の伴奏信号から、音声帯域である
中域（中心の周波数ｆ_Qが３ｋＨｚ乃至４ｋＨｚの帯
域）の周波数帯の信号を減衰した後、加算装置１１５へ
供給している。減算装置１１１、およびＢＥＦ１１２か
ら出力された信号は、加算装置１１４により、２２．０
５ｋＨｚのサンプリングレートで、加算されるようにな
されている。また、減算装置１１１、およびＢＥＦ１１
３から出力された信号は、加算装置１１５により、２
２．０５ｋＨｚのサンプリングレートで、加算されるよ
うになされている。

【００６９】加算装置１１４から出力された左の伴奏信
号は、ＬＰＦ１２１により、低域周波数側の信号が抽出
され、音程変換装置１２２により所定の音程の信号に変
換された後、デジタルフィルタ８５へ供給されるように
なされている。音程変換装置１２２から出力された信号
は、デジタルフィルタ８５によりサンプリングレート
が、２２．０５ｋＨｚから４４．１ｋＨｚに、２倍にア
ップサンプリングされている。そして、その出力は、加
算装置８７により、ＨＰＦ８１から供給された、左の伴
奏信号の高域周波数側の信号と加算され、出力されるよ
うになされている。

【００７０】一方、加算装置１１５から出力された右の
伴奏信号は、ＬＰＦ１２３により、低域周波数側の信号
が抽出され、音程変換装置１２４により所定の音程の信
号に変換された後、デジタルフィルタ８６へ供給される
ようになされている。音程変換装置１２４から出力され
た信号は、デジタルフィルタ８６によりサンプリングレ
ートが、２２．０５ｋＨｚから４４．１ｋＨｚに、２倍
にアップサンプリングされている。そして、その出力
は、加算装置８８によりＨＰＦ８２から供給された、右
の伴奏信号の高域周波数側の信号と加算され、出力され
るようになされている。

【００７１】次にその動作について説明する。ＨＰＦ８
１は、左の伴奏信号からカットオフ周波数ｆ_Cより低域
周波数側の信号をカットし、高域周波数側の信号のみを
抽出し、加算装置８７へ供給する。また、ＨＰＦ８２
は、右の伴奏信号からカットオフ周波数ｆ_Cより低域周
波数側の信号をカットし、高域周波数側の信号のみを抽
出し、加算装置８８へ供給する。

【００７２】一方、デジタルフィルタ８３は、供給され
た左の伴奏信号のサンプリングレートを、１／２にダウ
ンサンプリングし、減算装置１１１と、ＢＥＦ１１２へ
供給する。また、デジタルフィルタ８４は、供給された
右の伴奏信号のサンプリングレートを、１／２にダウン
サンプリングし、減算装置１１１と、ＢＥＦ１１３へ供
給する。そして、減算装置１１１は、デジタルフィルタ
８３の出力する信号から、デジタルフィルタ８４の出力
する信号を減算する。これにより、主に、左右の伴奏信
号に含まれる同相成分としての歌手の音声信号が除去さ
れる。

【００７３】ＢＥＦ１１２は、供給された左の伴奏信号
のうち、音声帯域である中域（中心の周波数ｆ_Qが３ｋ
Ｈｚ乃至４ｋＨｚの帯域）の信号（減算装置１１１で減
算される周波数帯域に対応する信号）を減衰する。同様
に、ＢＥＦ１１３は、供給された右の伴奏信号のうち、
音声帯域である中域（中心の周波数ｆ_Qが３ｋＨｚ乃至
４ｋＨｚの帯域）の信号（減算装置１１１で減算される
周波数帯域に対応する信号）を減衰する。そして、加算
装置１１４は、減算装置１１１から出力された伴奏信号
と、ＢＥＦ１１２から出力された左の伴奏信号を加算
し、ＬＰＦ１２１へ供給する。また、加算装置１１５
は、減算装置１１１から出力された伴奏信号と、ＢＥＦ
１１３から出力された右の伴奏信号を加算し、ＬＰＦ１
２３へ供給する。

【００７４】ＬＰＦ１２１は、供給された左の伴奏信号
から、カットオフ周波数ｆ_Cより高域周波数側の信号を
カットし、低域周波数側の信号のみを抽出し、音程変換
装置１２２へ供給する。音程変換装置１２２は、ＬＰＦ
１２１から供給された信号をユーザの操作（指令）に対
応する所定の音程の信号に変換し、デジタルフィルタ８
５へ供給する。次に、デジタルフィルタ８５は、音程変
換装置１２２から供給された信号のサンプリングレート
を、２倍にアップサンプリングして、元のサンプリング
レートに戻し、加算装置８７へ供給する。そして、加算
装置８７は、ＨＰＦ８１から供給された、左の伴奏信号
の高域周波数側の信号と、デジタルフィルタ８５から供
給された、左の伴奏信号の低域周波数側の信号を加算
し、出力する。

【００７５】一方、ＬＰＦ１２３は、供給された右の伴
奏信号から、カットオフ周波数ｆ_Cより高域周波数側の
信号をカットし、低域周波数側の信号のみを抽出し、音
程変換装置１２４へ供給する。音程変換装置１２４は、
ＬＰＦ１２３から供給された信号をユーザの操作（指
令）に対応する所定の音程の信号（音程変換装置１２２
で変換される音程に対応する信号）に変換し、デジタル
フィルタ８６へ供給する。次に、デジタルフィルタ８６
は、音程変換装置１２４から供給された信号のサンプリ
ングレートを、２倍にアップサンプリングして、元のサ
ンプリングレートに戻し、加算装置８８へ供給する。そ
して、加算装置８８は、ＨＰＦ８２から供給された、右
の伴奏信号の高域周波数側の信号と、デジタルフィルタ
８６から供給された、右の伴奏信号の低域周波数側の信
号を加算し、出力する。

【００７６】なお、ＬＰＦ１２１，１２３は、デジタル
フィルタ８３，８４の直後に配置してもよい。

【００７７】以上、図１乃至図４に示した実施の形態に
おいては、サンプリングレートのダウンサンプリング、
およびアップサンプリングの処理を、入力段のデジタル
フィルタと、出力段のデジタルフィルタにて行ったが、
図５を参照して後述するように、音声信号と、伴奏信号
の入力段のＡ／Ｄ変換装置による信号処理と、出力段の
Ｄ／Ａ変換装置による信号処理を、通常の１／２のサン
プリングレートで行えば、入力段と出力段のデジタルフ
ィルタを取り除いても同様の信号処理が可能である。

【００７８】図５は、一般のカラオケ装置内で行われる
残響処理、および音声信号除去、音程処理を、通常の１
／２のサンプリングレートで行う場合の構成例を示すブ
ロック図である。ここで、ＨＰＦ９１，９２のカットオ
フ周波数ｆ_Cは、例えば７ｋＨｚ乃至８ｋＨｚの間の所
定の周波数に設定されている。

【００７９】この構成例は、信号のＡ／Ｄ変換処理、お
よびＤ／Ａ変換処理を、通常の１／２のサンプリングレ
ートで行う。そして、ダウンサンプリングされた信号の
処理に際し不足する伴奏信号の高域周波数側の信号を、
アナログのＨＰＦで抽出し、その抽出した信号を、Ｄ／
Ａ変換処理後のアナログ信号に加算するものである。

【００８０】マイクロホン１から出力されたアナログの
音声信号は、Ａ／Ｄ変換装置１３１により、通常の１／
２の２２．０５ｋＨｚのサンプリングレートで、デジタ
ル信号に変換され、音程処理装置１３２へ供給されてい
る。Ａ／Ｄ変換装置１３１から供給された信号は、音程
処理装置１３２により、所定の音程の信号に変換される
ようになされている。そして、音程処理装置１３２から
出力された信号は、直接、または残響処理装置１３３に
より残響効果を付加された後、加算装置１３４へ供給さ
れている。それぞれの信号は、加算装置１３４により、
２２．０５ｋＨｚのサンプリングレートで加算された
後、伴奏信号と加算するため加算装置１４０，１４１へ
供給されている。

【００８１】音楽再生装置６から出力された、左右ステ
レオの伴奏信号は、左右の信号に対応する左右のＡ／Ｄ
変換装置１３５，１３６と、アナログのＨＰＦ９１，９
２へ供給されている。供給された左右の伴奏信号のう
ち、左の伴奏信号は、ＨＰＦ９１により、その高域周波
数側の信号が抽出され、加算装置１４４へ供給されてい
る。また、右の伴奏信号は、ＨＰＦ９２により、その高
域周波数側の信号が抽出され、加算装置１４５へ供給さ
れている。一方、Ａ／Ｄ変換装置１３５，１３６へ供給
された伴奏信号は、それぞれ、通常の１／２の２２．０
５ｋＨｚのサンプリングレートで、デジタル信号に変換
されている。

【００８２】左右のＡ／Ｄ変換装置１３５，１３６から
出力された伴奏信号は、音声信号除去装置１３７によ
り、主に中央に定位する歌手の音声信号のみが除去され
た後、左右の音程処理装置１３８，１３９へ供給される
ようになされている。そして、音程処理装置１３８へ供
給された左の伴奏信号は、音程処理装置１３８により音
程処理が施された後、加算装置１４０へ供給されてい
る。また、音程処理装置１３９へ供給された右の伴奏信
号は、音程処理装置１３９により音程処理が施された
後、加算装置１４１へ供給されている。

【００８３】加算装置１３４から出力された音声信号
と、音程処理装置１３８から出力された左の伴奏信号
は、加算装置１４０により加算され、Ｄ／Ａ変換装置１
４２により、通常の１／２の２２．０５ｋＨｚのサンプ
リングレートで、アナログ信号に変換されている。そし
て、その出力は、加算装置１４４により、左の伴奏信号
の高域周波数側のアナログ信号と加算され、スピーカ１
６から出力されるようになされている。

【００８４】一方、加算装置１３４から出力された音声
信号と、音程処理装置１３９から出力された右の伴奏信
号は、加算装置１４１により加算され、Ｄ／Ａ変換装置
１４３により、通常の１／２の２２．０５ｋＨｚのサン
プリングレートで、アナログ信号に変換されている。そ
して、その出力は、加算装置１４５により、右の伴奏信
号の高域周波数側のアナログ信号と加算され、スピーカ
１７から出力されるようになされている。

【００８５】次にその動作について説明する。Ａ／Ｄ変
換装置１３１は、マイクロホン１から出力されたアナロ
グの音声信号を、通常の１／２のサンプリングレートで
デジタル信号に変換し、音程処理装置１３２へ供給す
る。音程処理装置１３２は、音声信号を所定の音程の信
号に変換した後、直接、または残響処理装置１３３によ
り残響効果を付加した後、加算装置１３４へ供給する。
加算装置１３４は、それぞれの信号を加算し、伴奏信号
と加算するため、加算装置１４０，１４１へ供給する。

【００８６】音楽再生装置６から出力された、左右ステ
レオの伴奏信号に対して、アナログのＨＰＦ９１は、左
の伴奏信号からカットオフ周波数ｆ_Cより低域周波数側
の信号をカットし、高域周波数側の信号のみを抽出し、
加算装置１４４へ供給する。また、アナログのＨＰＦ９
２は、右の伴奏信号からカットオフ周波数ｆ_Cより低域
周波数側の信号をカットし、高域周波数側の信号のみを
抽出し、加算装置１４５へ供給する。そして、左右のＡ
／Ｄ変換装置１３５、１３６は、供給された伴奏信号
を、それぞれ、通常の１／２のサンプリングレートでデ
ジタル信号に変換し、音声信号除去装置１３７へ供給す
る。

【００８７】音声信号除去装置１３７は、Ａ／Ｄ変換装
置１３５，１３６から供給された、左右の信号に含まれ
る同相成分としての歌手の音声信号を除去し、左右の音
程処理装置１３８，１３９へ供給する。音程処理装置１
３８は、供給された左の伴奏信号を、ユーザの操作（指
令）に対応する所定の音程の信号に変換し、加算装置１
４０へ供給する。同様に、音程処理装置１３９は、供給
された右の伴奏信号を、ユーザの操作（指令）に対応す
る所定の音程の信号（音程処理装置１３８で変換される
音程に対応する信号）に変換し、加算装置１４１へ供給
する。

【００８８】加算装置１４０は、加算装置１３４から出
力された音声信号と、音程処理装置１３８から出力され
た左の伴奏信号を加算し、Ｄ／Ａ変換装置１４２へ供給
する。Ｄ／Ａ変換装置１４２は、供給された信号を、通
常の１／２のサンプリングレートでアナログ信号に変換
する。そして、その出力に対し、加算装置１４４は、Ｈ
ＰＦ９１から出力された、左の伴奏信号の高域周波数側
のアナログ信号を加算し、スピーカ１６から出力する。

【００８９】一方、加算装置１４１は、加算装置１３４
から出力された音声信号と、音程処理装置１３９から出
力された右の伴奏信号を加算し、Ｄ／Ａ変換装置１４３
へ供給する。Ｄ／Ａ変換装置１４３は、供給された信号
を、通常の１／２のサンプリングレートでアナログ信号
に変換する。そして、その出力に対し、加算装置１４５
は、ＨＰＦ９２から出力された、右の伴奏信号の高域周
波数側のアナログ信号を加算し、スピーカ１７から出力
する。

【００９０】また、この構成例において、残響処理装置
１３３の前後で、ダウンサンプリングとアップサンプリ
ングを行えば、さらに長い遅延時間（長い残響）を得る
ことができる。

【００９１】図１乃至図５の実施の形態に示したよう
に、サンプリングレートを、１／２にダウンサンプリン
グして信号処理を行うことにより、ＤＳＰの処理能力を
等価的に２倍にアップすることができ、高性能な信号処
理が可能になるとともに、装置の機能アップになる。そ
して、同じ機能、性能の場合には、動作周波数を１／２
に下げることができるので、消費電力を低減することが
できる。また、同じ機能、性能、動作周波数の場合に
は、回路規模を縮小することができる。さらに、ダウン
サンプリングしたデータを処理する結果不足する高域成
分については、別途、抽出して、最後に加算するように
したので、処理の結果、高域成分が欠落するようなこと
が防止される。

【００９２】

【発明の効果】以上のように、請求項１に記載の信号処
理装置、および請求項２に記載の信号処理方法によれ
ば、信号を加算した後にサンプリングレートを戻すよう
にしたので、装置の小型化、低コスト化が可能となる。

【００９３】請求項３に記載の信号処理装置、および請
求項４に記載の信号処理方法によれば、第２のサンプリ
ングレートの伴奏信号から音声信号を除去し、不足した
周波数成分を補足するようにしたので、高域成分を欠落
させることなく、少ないＤＳＰで、多彩かつ高性能な信
号処理が可能となるとともに、装置の低コスト化を実現
することができる。

【００９４】請求項５に記載の信号処理装置、および請
求項６に記載の信号処理方法によれば、第２のサンプリ
ングレートの伴奏信号に対して音程処理を行い、不足し
た周波数成分を補足するようにしたので、高域成分を欠
落させることなく、少ないＤＳＰで、多彩かつ高性能な
信号処理が可能となるとともに、装置の低コスト化を実
現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の信号処理装置を適用した残響処理装置
の構成例を示すブロック図である。

【図２】本発明の信号処理装置を適用した音声信号除去
装置の構成例を示すブロック図である。

【図３】本発明の信号処理装置を適用した音程処理装置
の構成例を示すブロック図である。

【図４】本発明の信号処理装置を適用した音声信号除去
と音程変換処理を行う場合の構成例を示すブロック図で
ある。

【図５】本発明の信号処理装置を適用したカラオケ装置
の構成例を示すブロック図である。

【図６】従来のカラオケ装置の構成例を示すブロック図
である。

【図７】図６の残響処理装置の構成例を示すブロック図
である。

【図８】図６の音声信号除去装置の構成例を示すブロッ
ク図である。

【図９】図６の音程処理装置の構成例を示すブロック図
である。

【図１０】図６の音程処理装置の他の構成例を示すブロ
ック図である。

【符号の説明】

２１ デジタルフィルタ， ２２ 遅延装置， ２３
デジタルフィルタ，５１ ＨＰＦ， ５３ 加算装置，
６１，６２ ＨＰＦ， ６３乃至６６ デジタルフィ
ルタ， ６７，６８ 加算装置， ７１，７２ デジタ
ルフィルタ，１０１ 加算装置， １１１ 減算装置，
１１２，１１３ ＢＥＦ， １１４，１１５ 加算装
置， １２１ ＬＦＰ， １２２ 音程変換装置

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１のサンプリングレートの入力音声信
   号を、より低い第２のサンプリングレートの音声信号に
   変換する第１の変換手段と、 前記第１の変換手段より出力された第２のサンプリング
   レートの音声信号を、所定の時間遅延する遅延手段と、 前記第１の変換手段より出力された音声信号を、前記遅
   延手段より出力された音声信号と、加算する加算手段
   と、 前記加算手段より出力された音声信号を、第２のサンプ
   リングレートから第１のサンプリングレートに変換する
   第２の変換手段とを備えることを特徴とする信号処理装
   置。
2. 【請求項２】 第１のサンプリングレートの入力音声信
   号を、より低い第２のサンプリングレートの第１の音声
   信号に変換し、 前記第１の音声信号を、所定の時間遅延して第２の音声
   信号を生成し、 前記第１の音声信号を、前記第２の音声信号と加算して
   第３の音声信号を生成し、 前記第３の音声信号を、第２のサンプリングレートから
   第１のサンプリングレートの第４の音声信号に変換する
   ことを特徴とする信号処理方法。
3. 【請求項３】 第１のサンプリングレートの伴奏信号
   を、より低い第２のサンプリングレートの伴奏信号に変
   換する第１の変換手段と、 前記第１の変換手段より出力された第２のサンプリング
   レートの伴奏信号から、歌手の音声信号を除去する除去
   手段と、 前記第１の変換手段より出力された第２のサンプリング
   レートの伴奏信号の、所定の周波数帯域を減衰する減衰
   手段と、 前記除去手段より出力された伴奏信号を、前記減衰手段
   より出力された伴奏信号と、加算する加算手段と、 前記加算手段より出力された伴奏信号を、第２のサンプ
   リングレートから第１のサンプリングレートに変換する
   第２の変換手段と、 前記第１の変換手段と第２の変換手段の間の処理に際し
   不足した周波数帯域の信号を補足する補足手段とを備え
   ることを特徴とする信号処理装置。
4. 【請求項４】 第１のサンプリングレートの第１の伴奏
   信号を、より低い第２のサンプリングレートの第２の伴
   奏信号に変換し、 前記第２の伴奏信号から歌手の音声信号を除去して、第
   ３の伴奏信号を生成し、 前記第２の伴奏信号の所定の周波数帯域を減衰して、第
   ４の伴奏信号を生成し、 前記第３の伴奏信号を、前記４の伴奏信号と加算して、
   第５の伴奏信号を生成し、 前記第５の伴奏信号を、第２のサンプリングレートから
   第１のサンプリングレートの第６の伴奏信号に変換し、 前記第２の伴奏信号から第６の伴奏信号までの処理の間
   に不足した周波数帯域の信号を補足することを特徴とす
   る信号処理方法。
5. 【請求項５】 第１のサンプリングレートの伴奏信号
   を、より低い第２のサンプリングレートの伴奏信号に変
   換する第１の変換手段と、 前記第１の変換手段より出力された第２のサンプリング
   レートの伴奏信号の、所定の周波数帯域を抽出する抽出
   手段と、 前記抽出手段より出力された伴奏信号を、所定の音程に
   変換する音程変換手段と、 前記音程変換手段より出力された伴奏信号を、第２のサ
   ンプリングレートから第１のサンプリングレートに変換
   する第２の変換手段と、 前記第１の変換手段と第２の変換手段の間の処理に際し
   不足した周波数帯域の信号を補足する補足手段とを備え
   ることを特徴とする信号処理装置。
6. 【請求項６】 第１のサンプリングレートの第１の伴奏
   信号を、より低い第２のサンプリングレートの第２の伴
   奏信号に変換し、 前記第２の伴奏信号の所定の周波数帯域を抽出して、第
   ３の伴奏信号を生成し、 前記第３の伴奏信号を、所定の音程に変換して第４の伴
   奏信号を生成し、 前記第４の伴奏信号を、第２のサンプリングレートから
   第１のサンプリングレートの第５の伴奏信号に変換し、 前記第２の伴奏信号から第５の伴奏信号までの処理の間
   に不足した周波数帯域の信号を補足することを特徴とす
   る信号処理方法。