JPH1020873A - 音声信号処理装置 - Google Patents
音声信号処理装置Info
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- JPH1020873A JPH1020873A JP8178295A JP17829596A JPH1020873A JP H1020873 A JPH1020873 A JP H1020873A JP 8178295 A JP8178295 A JP 8178295A JP 17829596 A JP17829596 A JP 17829596A JP H1020873 A JPH1020873 A JP H1020873A
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- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
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- G10K15/02—Synthesis of acoustic waves
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- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10L—SPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
- G10L21/00—Speech or voice signal processing techniques to produce another audible or non-audible signal, e.g. visual or tactile, in order to modify its quality or its intelligibility
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- G10H—ELECTROPHONIC MUSICAL INSTRUMENTS; INSTRUMENTS IN WHICH THE TONES ARE GENERATED BY ELECTROMECHANICAL MEANS OR ELECTRONIC GENERATORS, OR IN WHICH THE TONES ARE SYNTHESISED FROM A DATA STORE
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- G10H1/36—Accompaniment arrangements
- G10H1/361—Recording/reproducing of accompaniment for use with an external source, e.g. karaoke systems
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Abstract
略化し、高精度のA/D変換器ならびにD/A変換器を
用いなくてもマイク等からの入力音声信号にユニゾン効
果(斉唱効果)を付加した信号を生成する。 【解決手段】 マイク2から入力された歌声等の音声信
号をマイクアンプ3で増幅し、A/D変換器4でデジタ
ル音声信号に変換する。ユニゾン音声生成部5の音響特
性変換回路5aで、デジタル信号処理により入力音声信
号とは異なる音程のデジタル音声信号を生成し、そのデ
ジタル音声信号と、A/D変換器4のデジタル音声信号
出力とが合成回路5bでデジタル信号処理により合成さ
れる。ユニゾン音声生成部5の出力は、イコライザ・残
響処理部6で必要に応じて周波数特性を変更等され、D
/A変換器7でアナログ音声信号に変換され、アナログ
合成回路13でマイクアンプ3から出力入力音声信号と
合成される。
Description
ム等に用いて好適な音声信号処理装置に係り、詳しく
は、歌い手等の歌声等にその歌声等から生成した音程が
異なる歌声等を加えて(ユニゾン効果)出力するように
した音声信号処理装置に関するものである。
「音声信号処理装置」(特開平8−44389号)によ
って、入力音声と、その入力音声の音程から所定ピッチ
だけ離れた音程の音声とを合成することによって、一人
で歌っているのに複数人が歌っているような音響効果
(ユニゾン効果)が得られるようにした音声信号処理装
置を提案した。ユニゾンとは斉唱,斉奏という意味であ
る。
ることのできる従来の音声信号処理装置のブロック構成
図である。従来の音声信号処理装置101は、図示しな
いマイクから入力された歌い手等の音声等のマイク入力
M−INを増幅するマイクアンプ102と、このマイク
アンプ102で増幅された音声信号等をデジタル音声信
号に変換するA/D変換器103と、ユニゾン音声生成
部104と、図示しないコンパクトディスク再生装置や
ビデオディスク再生装置等で再生された音楽演奏信号等
のミュージック入力L−INを増幅するラインアンプ1
05と、ラインアンプ105で増幅された音楽演奏信号
等をデジタル音楽信号に変換するA/D変換器106
と、キーコントロール回路107と、ミュージック・ボ
ーカルミキシング部108と、D/A変換器109とか
ら構成される。
路110と、合成回路111とを備える。音程変換回路
110は、デジタル信号処理によってデジタル音声信号
の音程を入力音声信号の音程から所定ピッチだけ離れた
音程に変換する。合成回路111は、デジタル音声信号
と音程変換回路110から出力される入力音声信号の音
程から所定ピッチ離れた音程のデジタル音声信号とをデ
ジタル信号処理によって合成する。
一人で歌っている場合でも歌い手の歌声等の音程とは異
なる音程の歌声が合成されて出力されるため、複数人で
歌っているようなユニゾン(斉唱)効果が得られる。ま
た、音声信号処理装置101は、音程変換回路110を
複数組設けて、音程がそれぞれ異なる複数の歌声を生成
するとともにそれらを合成するようにも構成される。さ
らに、音声信号処理装置101は、ユニゾン効果を使用
するか否かの選択や、音程変換するピッチを利用者が適
宜設定できる構成となっている。
い音程指定信号に基づいて音楽演奏信号等の音程を変換
し、音程変換された音楽演奏信号等を出力する。
8は、ユニゾン音声生成部104から出力されたデジタ
ル音声信号に基づいて周波数特性を変更したデジタル音
声信号をデジタル信号処理によって生成するイコライザ
112と、ユニゾン音声生成部104から出力されたデ
ジタル音声信号とイコライザ112から出力されたデジ
タル音声信号とをデジタル信号処理によって合成する合
成回路113と、この合成回路113から出力されたデ
ジタル音声信号に基づいてデジタル信号処理によって残
響音(エコー)を生成する残響処理回路114と、合成
回路113から出力されたデジタル音声信号と残響処理
回路114から出力された残響音に係るデジタル音声信
号とをデジタル信号処理によって合成する合成回路11
5と、キーコントロール回路107から出力されるデジ
タル音楽信号の周波数特性をデジタル信号処理によって
変更するイコライザ116と、合成回路115から出力
されたデジタル音声信号とイコライザ116から出力さ
れたデジタル音楽信号とをデジタル信号処理によって合
成する合成回路117とを備える。
所望する周波数特性を設定できる構成となっている。各
イコライザ112,116の周波数特性は、各イコライ
ザ112,116毎に個別に調整、または、各イコライ
ザ112,116に対して共通に調整できる構成となっ
ている。また、残響処理回路114で生成する残響音の
残響時間は、利用者が設定できる構成となっている。
とが合成されたデジタル信号は、D/A変換器109で
アナログ音声・音楽信号に変換され、音声出力A−OU
Tとして出力される。
号処理装置101は、マイク入力信号(ボーカル音声)
をA/D変換器103でデジタル音声信号に変換した後
に、デジタル信号処理によって入力音声信号と音程が異
なる音声等を付与したり、周波数特性を変更したり、残
響音(エコー)を付与している。このように、従来の音
声信号処理装置101は、これらの信号処理をすべてデ
ジタル領域で行なっているため、高精度のデジタル演算
処理が必要となる。
/D変換器,D/A変換器の性能に依存することが多
く、信号処理精度が低い安価なデバイスを使用した場合
には十分な音声品位を得ることができないため、A/D
変換器103,D/A変換器109は信号処理精度が高
い、したがって比較的高価なデバイスを使用しなければ
ならない。
ゾン効果、イコライザによる周波数特性の変更、残響効
果等を使用しないで、単に、マイクで集音したボーカル
音声とミュージック入力(伴奏音楽)とを合成して音声
出力A−OUTを得る場合でも、ボーカル音声を忠実に
デジタル信号処理するためには充分なダイナミックレン
ジを確保するため量子化ビット数を大きくする必要があ
り、また、充分な音質を確保するためサンプリング周波
数を高くする必要がある。このため、音声信号処理装置
101は、そのハードウエア構成が複雑になるととも
に、高価になるという問題があった。
入力信号をデジタル信号処理することによって、入力信
号と出力信号との間に所定の遅延が生ずること、ならび
に量子化雑音が発生することが避けられないため、マイ
ク等からの入力をリアルタイムで出力しなければならな
いカラオケシステムに適用する場合には、あまり高度な
音響効果を付与できないといった問題点があった。
になされたもので、デジタル信号処理部のハードウエア
構成を簡略化し、高精度のA/D変換器ならびにD/A
変換器を用いなくてもマイク等からの入力信号にユニゾ
ン効果を付与した信号を生成することのできる音声信号
処理装置を提供することを目的とする。
め、この発明に係る音声信号処理装置は、入力音声信号
をデジタル音声信号に変換するA/D変換器と、このA
/D変換器でA/D変換されたデジタル音声信号に音響
特性変換を施して前記入力音声信号とは異なる音程のデ
ジタル音声信号を生成する音響特性変換回路と、音響特
性変換回路で生成された入力音声信号とは異なる音程の
デジタル音声信号を入力音声信号とは異なる音響特性の
音声信号に変換するD/A変換器と、このD/A変換器
によって得た入力音声信号とは異なる音響特性のアナロ
グ音声信号と入力音声信号とを合成して、入力音声信号
と音響特性が異なる入力音声信号との合成音声信号を出
力するアナログ合成回路とを備えて構成される。
声信号処理装置によれば、入力音声信号と音響特性が異
なる音声信号がデジタル信号処理によって生成され、こ
のデジタル信号処理によって生成された入力音声信号と
は音響特性が異なるデジタル音声信号をA/D変換器で
アナログ音声信号に変換した後に、アナログ合成回路で
入力音声信号と合成される。
ることなくそのまま出力される。ユニゾン効果を与える
ための入力音声信号と音響特性が異なる音声信号は、デ
ジタル信号処理を用いて生成される。この発明に係る音
声信号処理装置は、歌い手等の主音声信号に対してはデ
ジタル信号処理を施さずに、効果音の生成のみにデジタ
ル信号処理を利用するように構成したことから、デジタ
ル信号処理系統が比較的精度の低い信号処理を行うよう
にしても、歌い手等の音声等と音響特性が異なる音声信
号とを合成した合成出力信号の品位が確保される。
装置は、デジタル信号処理部のハードウエア構成が簡略
化され、高精度の、したがって比較的高価なA/D変換
器ならびにD/A変換器を用いなくてもマイク入力信号
にユニゾン効果を付与した信号を生成することができ
る。
いて添付図面に基づいて説明する。図1は、この発明の
実施の形態として示す音声信号処理装置1のブロック構
成図である。音声信号処理装置1は、マイク2から入力
された歌い手等の音声等のマイク入力M−INを増幅す
るマイクアンプ3と、このマイクアンプ3で増幅された
音声信号等をデジタル音声信号に変換するA/D変換器
4と、ユニゾン音声生成部5と、イコライザ・残響処理
部6と、D/A変換器7とを備える。
ディスクやビデオディスク等の再生装置8で再生された
音楽演奏信号(伴奏)等のミュージック入力L−INを
増幅するラインアンプ9と、このラインアンプ9で増幅
された音楽演奏信号等をデジタル音楽信号に変換するA
/D変換器10と、キーコントロール回路11と、イコ
ライザ12と、合成回路13とを備えている。合成回路
13の出力信号は、出力アンプ14で増幅されスピーカ
15に供給される。
は、ユニゾン音声や残響音等を付与されたデジタル音声
信号と、デジタル音楽信号とを合成回路117でデジタ
ル信号処理によって合成するように構成されているのに
対して、音声信号処理装置1は、マイクアンプ3の音声
信号出力と、デジタル信号処理によってユニゾン音声や
残響音等を付与された後にD/A変換器7でD/A変換
された効果音とを合成回路13でデジタル信号処理によ
らずに合成するようにした構成に特徴を有している。音
声信号処理装置1は、1個のD/A変換器7を備え、合
成回路13が2系統のアナログ信号を合成する構成とな
っている。
るA/D変換器4、ならびに、イコライザ・残響処理部
6の出力をD/A変換するD/A変換器7は、上述した
従来の音声信号処理装置101のA/D変換器103な
らびにD/A変換器109に対してビット数の少ないも
のが使用される。なお、これらは、従来のA/D変換器
103よりもサンプリング周波数を低くする構成として
もよく、或いはビット数が少なく、かつ、サンプリング
周波数を低くする構成としてもよい。
路5aと、合成回路5bとから構成される。音響特性変
換回路5aは、例えばデジタル信号処理によって入力音
声信号の音程から所定ピッチだけ離れた音程に変換す
る。音響特性変換回路5aの音程変換ピッチは、予め設
定した一定量としてもよく、別に設ける図示しない入力
音声信号の音量検出手段の検出結果に基づいてピッチを
制御するように構成してもよい。
の記録媒体に伴奏音楽のジャンルを示す識別信号(サブ
コード)を記録しておき、その識別信号に基づいてジャ
ンル毎に最適な音程変換のピッチを自動的に選択するよ
うに構成してもよく、さらに上記の音量検出手段と併用
してもよい。さらに、音響特性変換回路5aは、例えば
デジタル信号処理によって入力音声信号の音質,周波数
等から所定のピッチだけ離れた音質,周波数等に変換す
るようにしてもよい。
特性変換回路5aから出力される所定ピッチ離れた音程
のデジタル音声信号とをデジタル信号処理によって合成
する。ユニゾン音声生成部5は、これにより、一人で歌
っている場合でも歌い手の音声等の音程とは異なる音程
の歌声が合成されるため複数人で歌っているようなユニ
ゾン(斉唱)効果を得るようにする。なお、このユニゾ
ン音声生成部5は、音響特性変換回路5aを複数組設け
て、音程がそれぞれ異なる複数の歌声等を生成し、それ
らを合成する構成にしてもよい。また、ユニゾン音声生
成部5は、ユニゾン効果を使用するか否かの選択や、音
程変換するピッチを利用者が適宜設定できる構成として
ある。
6aと、合成回路6bと、残響処理回路6cと合成回路
6dとを備える。イコライザ6aは、ユニゾン音声生成
部5から出力されたデジタル音声信号に基づいて周波数
特性を変更したデジタル音声信号をデジタル信号処理に
よって生成する。合成回路6bは、ユニゾン音声生成部
5から出力されたデジタル音声信号とイコライザ6aか
ら出力されたデジタル音声信号とをデジタル信号処理に
よって合成する。なお、イコライザ・残響処理部6は、
イコライザ6aによって周波数特性を変更するか否か、
また、どのような周波数特性にするかを利用者が適宜設
定できるように構成している。
力されたデジタル音声信号に基づいて残響音をデジタル
信号処理によって生成する。合成回路6dは、合成回路
6bから出力されたデジタル音声信号と残響処理回路6
cから出力された残響音に係るデジタル音声信号とをデ
ジタル信号処理によって合成する。なお、残響処理回路
6cは、残響効果を利用するか否か、また、残響時間を
どの程度に設定するかを利用者が適宜設定できるように
構成している。
7に供給され、イコライザ・残響処理部6から出力され
たデジタル音声信号がアナログ音声信号に変換される。
器10から出力されたデジタル音楽信号にデジタル信号
処理を施して音楽演奏信号等の音程を変換し、音程変換
された音楽演奏信号等を出力する。なお、キーコントロ
ール回路11は、キーコントロールを行なうか否か、ま
た、どの程度の音程に変更するかを利用者が適宜設定で
きるように構成している。
11から出力されたデジタル音楽信号にデジタル信号処
理を施して音楽演奏信号等の周波数特性を変更する。な
お、イコライザ12は、周波数特性を変更するか否か、
また、どのような周波数特性にするかを利用者が適宜設
定できるように構成している。
楽信号は、D/A変換器7に供給される。D/A変換器
7は、イコライザ12から出力されたデジタル音声信号
をアナログ音声信号に変換する。このD/A変換器7の
出力信号は、合成回路13に供給される。
号と、D/A変換器7の出力信号とを合成して音声出力
A−OUTを出力する。すなわち、この合成回路13
は、マイクで集音した歌い手等の音声等に対して、デジ
タル信号処理を用いて生成したユニゾン音声や残響音を
付与する。
D変換器4,ユニゾン音声生成部5,イコライザ・残響
処理部6,D/A変換器7とからなるマイク入力信号に
対するデジタル信号処理部のデジタル信号処理精度が、
歌い手等の音声等の品位を低下させずにデジタル信号処
理しようとする場合のデジタル信号処理精度よりも低く
できることにより、デジタル信号処理部のハード構成が
簡略化される。
音声信号や残響信号は、歌い手等の音声等に特殊な音響
効果を付与するための信号である。このデジタル信号処
理部で生成されるユニゾン音声信号や残響信号は、歌い
手等の音声等を主とすれば、補助的な信号である。した
がって、この補助的な信号を生成するためのデジタル信
号処理部は、そのデジタル信号処理の精度、例えばA/
D変換のビット数やサンプリング周波数を低くしても、
主信号である歌い手等の音声等のデジタル信号処理に影
響を与えることはない。したがって、合成された音声出
力A−OUTは、聴感上全く問題がない音声品質が保持
される。
的なユニゾン音声信号や残響信号を高品質にデジタル信
号処理する音声信号のデジタル信号の処理精度に対し
て、デジタル信号処理精度を低くしたことにより、デジ
タル信号処理部のハードウエア構成が簡略化され、また
この構成によっても実用上充分な音響効果を与えること
ができ、より安価にすることが可能とされる。
うなデジタル信号処理部の信号処理精度を低下させない
ように構成した場合であっても、このデジタル信号処理
部のダイナミックレンジの制約によって、歌い手等の音
声等に歪みを生じさせることはない。
すユニゾン音声生成用の音声信号処理装置21のブロッ
ク構成図である。音声信号処理装置21は、ユニゾン音
声が付与された音声信号を生成するためのものである。
この第2の音声信号処理装置21は、基本的な機能を上
述した第1の音声信号処理装置1と同等とする。
いマイクで集音された歌い手等の音声等を増幅するマイ
クアンプ22と、マイクアンプ22の出力信号をA/D
変換するA/D変換器23と、A/D変換されたデジタ
ル音声信号に対してデジタル信号処理を施して入力音声
信号の音程とは異なる音程のデジタル音声信号を生成す
る音響特性変換回路24と、この音響特性変換回路24
から出力された入力音声信号と異なる音程のデジタル音
声信号をD/A変換して入力音声信号と異なる音程のア
ナログ音声信号を生成するD/A変換器25と、D/A
変換器25から出力された異なる音程のアナログ音声信
号とマイクアンプ22の出力信号(本来の音程のアナロ
グ信号)とを合成して合成出力OUTを生成する合成回
路26とを備えている。
複数人で歌っているようなユニゾン効果を得ようとする
場合には音響特性変換回路24を複数設ければよい。ま
た、合成回路26の出力を増幅度を制御することができ
る手段を備えたアンプを介してA/D変換器23の入力
側に帰還するループ(図示せず)を設けた構成とすれば
1個の音響特性変換回路24で同様のユニゾン効果を得
ることができ、回路構成をさらに簡略化することができ
る。入力音声信号に付与するユニゾン音声の音程は、入
力音声信号より低くても、高くてもよく、もちろん両者
を併せて付与してもよい。
のユニゾン音声生成部5が、入力音声信号をA/D変換
器4でA/D変換したデジタル音声信号と、音響特性変
換回路5aで生成した入力音声信号と異なる音程のデジ
タル音声信号とが合成回路5bでデジタル信号処理によ
って合成されるように構成されている。これに対して、
音声信号処理装置21は、デジタル信号処理による合成
回路5bが設けられていない構成としているので、ハー
ドウエア構成を更に簡略化できる。
ゾン音声生成部5が、本来の音程の信号を含めて出力す
るように構成されている。したがって、第1の音声信号
処理装置1は、デジタル処理されていない音声信号と、
デジタル処理された音声信号(デジタル信号処理部の信
号処理時間分だけ遅延が生じている音声信号)と、入力
音声信号と音程が異なる音声信号の3種類の信号が合成
回路13で合成される。これに対して、第2の音声信号
処理装置21は、デジタル信号処理によって生成した、
入力音声信号と音程が異なるアナログ音声信号と、本来
の入力音声信号とがアナログ合成回路26で合成され
る。
て示す音声信号処理装置31のブロック構成図である。
音声信号処理装置31は、マイク2から入力された歌い
手等の音声等のマイク入力M−INを増幅するマイクア
ンプ3と、このマイクアンプ3で増幅された音声信号等
をデジタル音声信号に変換するA/D変換器4と、ユニ
ゾン音声生成部5と、イコライザ・残響処理部6と、D
/A変換器7と、コンパクトディスクやビデオディスク
等の再生装置8で再生された音楽演奏信号等のミュージ
ック入力L−INを増幅するラインアンプ9と、ライン
アンプ9で増幅された音楽演奏信号等をデジタル音楽信
号に変換するA/D変換器10と、キーコントロール回
路11と、イコライザ12と、合成回路13とを備えて
いる。合成回路13の出力信号は出力アンプ14で増幅
されスピーカ15に供給される。
を音声信号処理装置1と同様の構成とするが、上述した
音声信号処理装置1が、デジタル音声信号とデジタル音
楽信号とをD/A変換器7でD/A変換した後にアナロ
グ合成回路13で入力音声信号と合成する構成であるの
に対し、音声信号処理装置31では、イコライザ12の
出力信号をD/A変換器16でD/A変換した音楽信号
と、マイクアンプ3の出力信号とデジタル信号処理によ
って生成された音声信号とをアナログ合成回路13で合
成する構成としている点に特徴を有している。
クアンプ3の出力信号をA/D変換するA/D変換器
4,ラインアンプ9の出力信号をA/D変換するA/D
変換器10ならびにイコライザ・残響処理部6の出力を
D/A変換するD/A変換器7,イコライザ12の出力
をD/A変換するD/A変換器16が、従来の音声信号
処理装置101のA/D変換器103,106ならびに
D/A変換器109に対してビット数の少ないものを使
用することができる。もちろん、音声信号処理装置1
は、これらを従来のA/D変換器103よりもサンプリ
ング周波数を低くする構成としてもよく、或いはビット
数が少なく、かつ、サンプリング周波数を低くする構成
としてもよい。
路5aで生成した入力音声信号と異なる音程のデジタル
音声信号と、音響特性変換回路5aの入力側のデジタル
音声信号とを合成回路5bで合成する構成を示したが、
音響特性変換回路5aのみを備えて音程変換した異なる
音程のデジタル音声信号のみを出力する構成としてもよ
い。
ても、上述したように各合成回路6b,6dを設けず
に、イコライザ6aならびに残響処理回路6cのみを備
える構成としてもよい。イコライザ・残響処理部6は、
このような構成にすることで、イコライザ6aを通した
デジタル音声信号(必要によって周波数特性が補正され
たデジタル音声信号)、ならびに、残響処理が施された
エコーに係るデジタル音声信号を出力することができ
る。
助的なユニゾン音声信号や残響信号を高品質にデジタル
信号処理する音声信号のデジタル信号の処理精度に対し
てデジタル信号処理精度を低くしたことにより、デジタ
ル信号処理部のハードウエア構成が簡略化され、またこ
の構成によっても実用上充分な音響効果を与えることが
でき、より安価にすることが可能とされる。
ようなデジタル信号処理部の信号処理の精度を低下させ
ないように構成した場合であっても、このデジタル信号
処理部のダイナミックレンジの制約によって、歌い手等
の音声等に歪みを生じさせることはない。
声信号処理装置は、マイク等から入力された入力音声信
号からユニゾン効果を得るための音程変換された信号を
デジタル信号処理を用いて生成し、音程変換された信号
と入力音声信号とを合成回路で合成する構成、すなわ
ち、マイク等から入力された入力音声信号に音程変換さ
れた信号を付与する構成としたので、音程変換された信
号を生成するためのデジタル信号処理系統の信号処理精
度を低下させても、入力音声信号の音質が劣化すること
はない。
号処理部のハードウエア構成を簡略化し、高精度のA/
D変換器ならびにD/A変換器を用いなくても入力音声
信号にユニゾン効果を付与した信号を生成することがで
きる。
成図である。
信号処理装置のブロック構成図である。
ク構成図である。
る。
0,23,103,106 A/D変換器、5,104
ユニゾン音声生成部、5a,24 音響特性変換回
路、110 音程変換回路、7,25,16,109
D/A変換器、5b,6b,6d,13,26,11
1,113,115,117 合成回路
Claims (1)
- 【請求項1】 入力音声信号をデジタル音声信号に変換
するA/D変換器と、 上記A/D変換器でA/D変換されたデジタル音声信号
に音響特性変換を施して上記入力音声信号とは異なる音
響特性のデジタル音声信号を生成する音響特性変換回路
と、 上記音響特性変換回路で生成された入力音声信号とは異
なる音響特性のデジタル音声信号を入力音声信号とは異
なる音響特性のアナログ音声信号に変換するD/A変換
器と、 上記D/A変換器によってD/A変換されて得た入力音
声信号とは異なる音響特性のアナログ音声信号と前記入
力音声信号とを合成して、入力音声信号と音響特性が異
なる入力音声信号との合成音声信号を出力する合成回路
とを備えたことを特徴とする音声信号処理装置。
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