JPH1138980A

JPH1138980A - 音声信号処理装置

Info

Publication number: JPH1138980A
Application number: JP9189991A
Authority: JP
Inventors: Masataka Yoritatsu; 昌孝寄立; Hiroshi Masuda; 浩増田
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1997-07-15
Filing date: 1997-07-15
Publication date: 1999-02-12

Abstract

(57)【要約】【課題】キャンセルさせたい音声を、任意のキャンセ
ルレベルで、かつそれがセンター定位でなかった場合で
も対応してキャンセルできるようにする。【解決手段】Ｌ側フィルタ３１、Ｒ側フィルタ３２に
おいて、例えばボーカル音声としての帯域など所定の帯
域を抽出し、これをＬチャンネル減算手段３７、Ｒチャ
ンネル減算手段３８での減算に用いることで、例えばセ
ンター定位されている音声の中からキャンセルを求める
音声成分のみをキャンセルさせる。そして各フィルタ手
段の出力をＬ側乗算手段３４、Ｒ側乗算手段３５で係数
演算を行うとともに、その演算係数をキャンセルレベル
操作手段の操作で可変設定できるようにすることで、キ
ャンセル対象音声のキャンセルレベル調整を実現する。
また各係数の比を調整することで、キャンセル対象とな
る定位を調整できるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は音声信号処理装置に
関し、特にステレオ音声として特定の定位、特定の周波
数帯の音声成分のキャンセル効果を得るものに関する。

【０００２】

【従来の技術】ＣＤ（コンパクトディスク）やＭＤ（ミ
ニディスク）と呼ばれる光ディスク、光磁気ディスク
や、ＤＡＴ（デジタルオーディオテープ）、アナログカ
セットテープなどの磁気テープなど、音楽等を記録する
記録媒体（音楽ソフトウエア）が各種存在し、Ｌ
（左）、Ｒ（右）の２チャンネル、もしくはサラウンド
モードなどによる３チャンネル、４チャンネルなどの音
楽再生演奏を楽しむことができる。また、単に音楽を聞
くだけでなく、通常の音楽ソフトウエアの再生音声から
ボーカル成分のみをキャンセルして再生させ、ユーザー
が自分で歌うことで、カラオケを楽しむことも可能とさ
れている。

【０００３】従来、このようにボーカル音声をキャンセ
ルする再生機能が、例えばカラオケモード機能などと呼
ばれてＣＤプレーヤなどの再生装置に搭載される例があ
った。この機能は、例えばボーカル音声が通常ＬＲステ
レオ音声のセンターに定位していることを利用してい
る。即ちＬチャンネル音声信号とＲチャンネル音声信号
の減算を行うことで、センター定位成分、つまりＬチャ
ンネル音声信号とＲチャンネル音声信号で同レベル同周
波数、同位相となる成分をキャンセルするものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
カラオケモード処理では、センター定位の音声がキャン
セルされてしまうことで、演奏音声としてドラムやベー
ス等の楽器の音がセンター定位とされていた場合は、そ
れもキャンセルされてしまい、非常に不自然な演奏音声
となったり、キャンセルのための信号演算処理により発
生する逆相成分が耳につく音声となってしまうなど、音
質的な問題があった。また当然ながらボーカルがセンタ
ー定位とされていなかった場合は、ボーカル音声をキャ
ンセルすることができない。

【０００５】またボーカル音声がセンター定位であり、
良好にキャンセルできたとしても都合の悪いことも生じ
る。即ち音楽（曲）によっては、ボーカル音声が効果的
にキャンセルされたことでメロディラインが完全に消え
てしまい、かえって歌いにくいという場合もある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明はこれらの問題点
に鑑みて、ボーカルなど、ユーザーがキャンセルさせた
いとする音声を良好にキャンセルできること、またそれ
がセンター定位でなかった場合でも対応できること、及
び楽曲の音構成やユーザの好みに合わせてキャンセル状
態をコントロールすることで、最も好ましいカラオケモ
ード演奏が可能となるようにすることを目的とする。

【０００７】このために音声信号処理装置として、Ｌチ
ャンネル音声信号から所定帯域の信号成分を抽出するＬ
側フィルタ手段と、Ｒチャンネル音声信号から同じく所
定帯域の信号成分を抽出するＲ側フィルタ手段と、Ｌ側
フィルタ手段から出力される信号に対して係数乗算を行
うＬ側乗算手段と、Ｒ側フィルタ手段から出力される信
号に対して係数乗算を行うＲ側乗算手段と、Ｌチャンネ
ル音声信号からＲ側乗算手段の出力信号を減算するＬチ
ャンネル減算手段と、Ｒチャンネル音声信号からＬ側乗
算手段の出力信号を減算するＲチャンネル減算手段と、
キャンセルレベル操作手段と、キャンセルレベル操作手
段の操作に応じてＬ側乗算手段及びＲ側乗算手段におけ
る乗算係数を可変設定する制御手段とを設ける。即ちＬ
側フィルタ手段、Ｒ側フィルタ手段において、例えばボ
ーカル音声としての帯域など所定の帯域を抽出し、これ
をＬチャンネル減算手段、Ｒチャンネル減算手段での減
算に用いることで、例えばセンター定位されている音声
の中からキャンセルを求める音声成分のみをキャンセル
させるようにする。そしてさらに、減算に用いる信号と
なるＬ側フィルタ手段、Ｒ側フィルタ手段の出力をＬ側
乗算手段、Ｒ側乗算手段で係数演算を行うとともに、そ
の演算係数をキャンセルレベル操作手段の操作で可変設
定できるようにすることで、キャンセル対象音声のキャ
ンセルレベル調整（キャンセル効果の度合いの調整）が
実現できる。

【０００８】またＬ側フィルタ手段と、Ｒ側フィルタ手
段は、互いに同一の通過帯域とされたバンドパスフィル
タにより形成する。

【０００９】もしくは、Ｌ側フィルタ手段と、Ｒ側フィ
ルタ手段は、互いに同一の第１のカットオフ周波数とさ
れたローパスフィルタにより形成されているとともに、
第１のカットオフ周波数より低い第２のカットオフ周波
数によりＬチャンネル音声信号及びＲチャンネル音声信
号からの低域成分を抽出する低域抽出フィルタ手段と、
低域抽出フィルタ手段から出力される信号に対して係数
乗算を行う低域用乗算手段とを備えるようにする。そし
て、Ｌチャンネル減算手段は、Ｌチャンネル音声信号か
らＲ側乗算手段の出力信号を減算するとともに低域用乗
算手段の出力信号を加算するように構成され、Ｒチャン
ネル減算手段は、Ｒチャンネル音声信号からＬ側乗算手
段の出力信号を減算するとともに低域用乗算手段の出力
信号を加算するように構成する。つまりバンドパスフィ
ルタをもちいないで複数のローパスフィルタにより特定
帯域を抽出できるようにする。又このようにした場合、
低域キャンセル操作手段の操作に応じて低域用乗算手段
における乗算係数を可変設定することで、キャンセル状
態をコントロールできる。

【００１０】又、Ｌ側乗算手段の乗算係数とＲ側乗算手
段における乗算係数が互いに同一の値となる状態を保っ
たまま、キャンセルレベル操作手段の操作に応じて可変
されるようにすることでセンター定位の音声成分のキャ
ンセルレベルが調整されるようにする。さらに、Ｌ側乗
算手段の乗算係数とＲ側乗算手段における乗算係数を、
キャンセル定位操作手段の操作に応じた比の値となる状
態を保ったまま、キャンセルレベル操作手段の操作に応
じて可変設定することで、キャンセル定位操作手段で指
定された定位における音声成分のキャンセルレベルが調
整されるようにする。つまりキャンセルしたい音声の定
位状態に応じたキャンセル動作を実現できる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図１から図１０を用いて本
発明の音声信号処理装置の第１の実施の形態を説明す
る。図２は本例の音声信号処理装置の全体の構成のブロ
ック図である。音源部１とは、Ｌ、Ｒ２チャンネルの音
声信号を出力する部位であり、例としてはＣＤ、ＭＤ、
ＤＶＤ（デジタルビデオディスク／デジタルバーサタイ
ルディスク）などに対応するディスクプレーヤ部、ＤＡ
Ｔなどに対応するテーププレーヤ部、或いはラジオ放
送、衛星放送などを受信するチューナ部などが考えられ
る。少なくともＬチャンネル音声信号、Ｒチャンネル音
声信号を出力できる部位であれば、音源部１としてはど
のような形態のものでもよい。もちろん、音源部１は別
体の機器であってもよい。

【００１２】音源部１から出力されるＬチャンネル音声
信号、Ｒチャンネル音声信号は、Ａ／Ｄ変換器２におい
て例えばサンプリング周波数４８ＫＨｚでデジタルデー
タとされた後、信号処理部３に入力される。なお、音源
部１からデジタルデータ形態でＬ、Ｒ音声信号が出力さ
れる場合は、Ａ／Ｄ変換器２は必要ない。信号処理部３
の内部の回路構成例については図１で説明するが、この
信号処理部３はＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）
により形成される。本例では図１において特にカラオケ
モード機能のための構成を説明することとなるが、信号
処理部３内では、それ以外の各種音響処理（エコー、リ
バーブ、イコライジングなど）が可能とされてもよい。

【００１３】信号処理部３は、サラウンドモードとし
て、Ｌチャンネル、Ｒチャンネルの他に、Ｌリアチャン
ネル（ＳＬ）、Ｒリアチャンネル（ＳＲ）を加えた４チ
ャンネルステレオ信号を出力する。各チャンネルの信号
はＤ／Ａ変換器４でアナログ信号とされた後、出力部５
に供給される。出力部５は、例えば４チャンネルのパワ
ーアンプ及びスピーカを有することで、入力されたアナ
ログ音声信号を４チャンネル音声として出力する。

【００１４】信号処理部３の処理動作は、マイクロコン
ピュータにより形成されるコントローラ６によって制御
される。特に後述するカラオケモード動作のための制御
としては信号処理部３内の乗算器に対する乗算係数設定
制御を行うことになる。ユーザーは音源部１や出力部５
の動作に関する操作や、信号処理部３におけるカラオケ
モードその他の音響処理に関する操作を操作部７もしく
はリモートコマンダー１１を用いて行う。操作部７には
各種操作のための操作子として操作キーやダイヤルが設
けられており、これらの操作子の操作情報がコントロー
ラ６に供給される。またリモートコマンダー１１にも各
種操作のための操作キー等が設けられており、リモート
コマンダー１１からはその操作キー等の操作に応じて赤
外線によるコマンド信号が出力される。そのコマンド信
号は赤外線受光部８によって受光され電気信号とされ
て、操作情報としてコントローラ６に供給される。コン
トローラ６はこれらの操作情報に応じて所要部位を制御
し、ユーザーの求めた動作が実現されるようにする。

【００１５】各種動作状況等をユーザーに対して表示す
るために例えばＦＬディスプレイ等による表示部１０が
設けられる。コントローラ６は表示すべき情報その他の
表示制御信号を表示ドライバ９に供給し、表示ドライバ
９は表示制御信号に基づいて表示部１０を駆動する。本
例におけるカラオケモードでは、例えばボーカル音声の
キャンセルレベル（どの程度キャンセルするか）を調整
可能であるが、そのキャンセルレベルの表示等を、表示
部１０で実行する。

【００１６】図１に信号処理部３の内部としてカラオケ
モードの処理を実行する回路部の構成を示す。図示する
ように信号処理部３にはローパスフィルタ３１，３２，
３３、係数可変の係数乗算器３４，３５，３６、加算器
３７，３８，３９、オールパスフィルタ４０，４１、遅
延回路４２，４３、固定係数の係数乗算器４４〜５５が
設けられる。

【００１７】ローパスフィルタ３１，３２はどちらもカ
ットオフ周波数ｆｃ＝６ＫＨｚとされ、例えば図４に示
すような５３次のＦＩＲフィルタとして実現される。即
ち遅延ブロック８１-1〜８１-52 、加算器８２、係数器
８３-1〜８３-53 によって構成される。またローパスフ
ィルタ３１，３２は、加算器３７，３８における減算信
号成分を得るものであるため、係数値は−１倍された値
とされている。このローパスフィルタ３１，３２の出力
に所定ゲインを与えた信号の周波数特性は図８ののよ
うになる。

【００１８】ローパスフィルタ３３はカットオフ周波数
ｆｃ＝９０Ｈｚとされ、例えば図３に示すようなＩＩＲ
フィルタとして実現される。即ち遅延ブロック７１-1〜
７１-4、加算器７２、係数器７３-1〜７３-5によって構
成される。このローパスフィルタ３３の出力に所定ゲイ
ンを与えた信号の周波数特性は図８ののようになる。

【００１９】Ａ／Ｄ変換器２から供給されるＬチャンネ
ル音声信号Ｌinは、乗算器４４を介して遅延回路４２、
ローパスフィルタ３１に供給される。ローパスフィルタ
３１では６ＫＨｚ以下の帯域の信号成分が抽出され、こ
れに係数乗算器３４で係数Ｋｆ１が乗算されて信号Ｃ１
とされ、Ｒチャンネル側の信号系に設けられた加算器３
８に供給される。また遅延回路４２に供給されたＬチャ
ンネル音声信号Ｌinは、遅延回路４２においてローパス
フィルタ３２及び係数乗算器３５での処理時間に相当す
る遅延時間が与えられた後、係数乗算器４５を介して加
算器３７に供給される。

【００２０】Ａ／Ｄ変換器２から供給されるＲチャンネ
ル音声信号Ｒinは、乗算器４６を介して遅延回路４３、
ローパスフィルタ３２に供給される。ローパスフィルタ
３２では６ＫＨｚ以下の帯域の信号成分が抽出され、こ
れに係数乗算器３５で係数Ｋｆ２が乗算されて信号Ｃ２
とされ、Ｌチャンネル側の信号系に設けられた加算器３
７に供給される。また遅延回路４３に供給されたＲチャ
ンネル音声信号Ｒinは、遅延回路４３においてローパス
フィルタ３１及び係数乗算器３４での処理時間に相当す
る遅延時間が与えられた後、係数乗算器４７を介して加
算器３８に供給される。

【００２１】また遅延回路４２で所定の遅延量が与えら
れたＬチャンネル音声信号Ｌinは、係数乗算器４８を介
して加算器３９に供給される。さらに遅延回路４３で所
定の遅延量が与えられたＲチャンネル音声信号Ｒinは、
係数乗算器４９を介して加算器３９に供給される。そし
て加算器３９でＬチャンネル音声信号Ｌin、Ｒチャンネ
ル音声信号Ｒinが加算されてローパスフィルタ３３に供
給され、９０Ｈｚ以下の音声信号成分が抽出される。こ
の低域の音声信号成分に対しては係数乗算器３６で係数
Ｋｂが乗算されて加算器３７、３８に供給される。

【００２２】加算器３７では、係数乗算器４５からのＬ
チャンネル音声信号Ｌinに対して、係数乗算器３５から
の信号Ｃ２、及び係数乗算器３６からの信号Ｃ３を加算
して出力する。但し上述のようにローパスフィルタ３２
ではフィルタ係数が−１倍されているため、係数乗算器
３５からの信号Ｃ２については減算処理となる。

【００２３】加算器３７の出力はオールパスフィルタ４
０でフィルタ処理される。このオールパスフィルタ４０
は例えば図５に示すように、遅延ブロック９１-1〜９１
-2、加算器９２-1〜９２-3、係数器９３-1〜９３-4によ
って構成される。オールパスフィルタ４０の出力は係数
乗算器５０を介してＬチャンネル音声信号Ｌout として
出力され、また係数乗算器５１，５２を介してサラウン
ドモードにおけるリアＬチャンネル音声信号ＳＬout と
して出力される。

【００２４】加算器３８では、係数乗算器４７からのＲ
チャンネル音声信号Ｒinに対して、係数乗算器３４から
の信号Ｃ１、及び係数乗算器３６からの信号Ｃ３を加算
して出力する。上述のようにローパスフィルタ３１では
フィルタ係数が−１倍されているため、係数乗算器３４
からの信号Ｃ１については減算処理となる。

【００２５】加算器３８の出力はオールパスフィルタ４
１でフィルタ処理される。オールパスフィルタ４１はオ
ールパスフィルタ４０と同様に図５に示す構成となる。
オールパスフィルタ４１の出力は係数乗算器５３を介し
てＲチャンネル音声信号Ｒout として出力され、また係
数乗算器５４，５５を介してサラウンドモードにおける
リアＲチャンネル音声信号ＳＲout として出力される。

【００２６】このような回路構成で得られる信号、特に
加算器３７、３８から出力される信号について図８、図
９で説明する。なお、これらの図はＬ、Ｒチャンネルに
同相信号を入力したときの出力の周波数特性を示してい
る。係数乗算器３４，３５，３６における係数値Ｋｆ
１、Ｋｆ２、Ｋｂは、図２に示したコントローラ６が可
変設定可能とされる。そして、カラオケモードがオフ、
つまり通常の音声出力を行う場合は、コントローラ６
は、係数値Ｋｆ１＝Ｋｆ２＝Ｋｂ＝０と設定する。する
と信号Ｃ１＝Ｃ２＝Ｃ３＝０となり、加算器３７からは
Ｌチャンネル音声信号Ｌinが、また加算器３８からはＲ
チャンネル音声信号Ｒinが、そのまま出力される。この
ような場合の出力音声信号の周波数特性は、図８にと
示すように全音声帯域においてほぼフラットな特性とな
る。

【００２７】ここでボーカル音声をキャンセルすること
を考える。通常ボーカル音声としての帯域は、男性の場
合で１００Ｈｚ〜７ＫＨｚ、女性の場合で２００Ｈｚ〜
９ＫＨｚとなる。そして通常、ボーカル音声はＬＲステ
レオにおけるセンターに定位されているため、実際上、
センター定位成分として９０Ｈｚ〜６ＫＨｚ程度の帯域
をキャンセルすれば、カラオケモードとしてボーカル成
分が取り除かれた音声信号を得ることができる。

【００２８】上記したようにローパスフィルタ３１，３
２のカットオフ周波数ｆｃ＝６ＫＨｚであるが、係数乗
算器３４，３５における係数値Ｋｆ１、Ｋｆ２が、ボー
カルキャンセル効果として最も有効な係数値ｘに設定さ
れている（Ｋｆ１＝Ｋｆ２＝ｘ）としたときの、信号Ｃ
１、Ｃ２の周波数特性が図８ののようになるとする。
まず信号Ｃ３について考えない状態では、加算器３７で
はＬチャンネル音声信号Ｌinから信号Ｃ２成分が減算さ
れることになるため、その特性は図８の（＝−
）のようになる。同様に加算器３８ではＲチャンネル
音声信号Ｒinから信号Ｃ１成分が減算されることになる
ため、その特性も図８ののようになる。

【００２９】つまり、Ｌチャンネル音声信号Ｌinから
は、Ｒチャンネル音声信号Ｒinにおける６ＫＨｚ以下の
信号成分が減算され、これはＬチャンネルとＲチャンネ
ルにおける同レベル同位相、つまりセンター定位音声で
あって、６ＫＨｚ以下の帯域の音声信号成分が除かれた
状態である。またＲチャンネル音声信号Ｒinからは、Ｌ
チャンネル音声信号Ｌinにおける６ＫＨｚ以下の信号成
分が減算され、これもＬチャンネルとＲチャンネルにお
ける同レベル同位相、つまりセンター定位音声であっ
て、６ＫＨｚ以下の帯域の音声信号成分が除かれた状態
となる。

【００３０】ここで、信号Ｃ３がさらに加算されること
を考える。係数Ｋｂが或る適切な値に設定されているこ
とにより、信号Ｃ３の周波数特性は図８ののようにな
る。ローパスフィルタ３９のカットオフ周波数ｆｃ＝９
０Ｈｚであるため、この信号Ｃ３は、Ｌ、Ｒチャンネル
の１００〜９０Ｈｚ以下の低域成分となる。これが加算
器３７，３８で加算されることで、加算器３７から出力
されるＬチャンネルの信号、及び加算器３８から出力さ
れるＲチャンネルの信号は、図９ののような特性とな
る。

【００３１】この特性を見ると明らかなように、加算
器３７，３８の出力は、センター定位の音声として概略
ボーカル成分のみがキャンセルされたような特性とな
り、例えばドラムスやベースの低域の演奏音声がセンタ
ー定位であったとしても、それらはキャンセルされず、
音楽として不自然にならない音声出力が可能となる。

【００３２】又、本例では、ローパスフィルタ３１，３
２はそれぞれ同様の構成とし、図４に示す各係数器８３
-1〜８３-53 の各係数値としても、ローパスフィルタ３
１と３２で同様の設定としている。この場合、加算器３
７，３８でのセンター定位成分減算後に残るＬチャンネ
ル成分、Ｒチャンネル成分は互いに逆相となってしま
い、そのままでは音質的に逆相感があらわれる。そこで
オールパスフィルタ４０，４１を介して出力すること
で、逆相成分が音声としてあらわれないようにし、また
疑似ステレオ効果により音の広がり感を加えている。こ
れによってカラオケモードによるキャンセル効果を発揮
させる際の出力音声の音質的な低下もしくは違和感が発
生しないようにしている。

【００３３】そしてさらに本例では、カラオケモードの
際に、単にセンター定位のボーカル音声を効果的にキャ
ンセルするだけでなく、そのキャンセルの程度（キャン
セルレベル）をユーザーがコントロールできるようにし
たことを特徴としている。即ち例えばカラオケを楽しむ
場合などでも、ユーザーの好みや、その音楽のアレン
ジ、演奏音構成などにより、どの程度センター定位のボ
ーカル帯域音声をキャンセルすると出力音声として最適
になるか（例えば歌いやすい音となるか）は異なるもの
となる。そこでユーザーが任意に操作を行って、キャン
セルレベルをコントロールできるようにしている。

【００３４】例えば図２に示した操作部７には、図６
（ａ）に示すようなキャンセルレベルの操作子として、
＋操作キー、−操作キーを設ける。もちろんダイヤル形
態、フェーダー形態など他の形態の操作子でもよい。そ
して＋操作キーが押される毎に、コントローラ６は係数
乗算器３４，３５の係数Ｋｆ１、Ｋｆ２の値を、「０」
から上記「ｘ」に向かう方向に１段階づつ設定変更して
いく。また−操作キーが押される毎に、コントローラ６
は係数乗算器３４，３５の係数Ｋｆ１、Ｋｆ２の値を、
上記「ｘ」から「０」に向かう方向に１段階づつ設定変
更していく。

【００３５】これは信号Ｃ１、Ｃ２のレベル変化とな
り、例えば図９に特性として係数Ｋｆ１＝Ｋｆ２＝ｘ
の場合を示しているが、この状態から−操作キーが押さ
れて係数Ｋｆ１、Ｋｆ２の値が小さくされていく毎に、
例えば図９に特性ａ、ｂとして示すように特性が変
化する。即ち図８の特性に近づいていくことになり、
センター定位のボーカル帯域音声のキャンセルする度合
いが小さくなっていく。逆に、例えば特性ｂの状態か
ら＋操作キーが押されて係数Ｋｆ１、Ｋｆ２の値が大き
くされていくことにより、特性ａ、として示すよう
に出力音声の特性が変化する。即ちセンター定位のボー
カル帯域音声のキャンセルの度合いが大きくなる。この
ようにキャンセルレベルをコントロールすることで、カ
ラオケモードとしてユーザーが最適な状態を選択でき
る。例えば＋操作キー、−操作キーの操作の１段階毎に
対数的に係数値を変化させていくことが適当である。ま
た連続的に操作することで、徐々にキャンセル量が大き
くなっていたり、小さくなっていくという音響効果も得
ることができる。

【００３６】ところでこのようにキャンセルレベルをコ
ントロールできるようにすることを考えると、ユーザー
に対して現在のキャンセルレベル状態を提示するように
することが好ましい。例えばキャンセルレベルが「０」
とされているときは、表示部１０において図７（ａ）に
示すような表示状態をとらせ、またキャンセルレベルが
最大として係数Ｋｆ１＝Ｋｆ２＝ｘとされているときに
は、図７（ｃ）のような表示を実行させる。そして図９
にａ、ｂとして示したようにキャンセルレベルが０
から最大までの途中の値となっているときは、そのレベ
ルに応じて表示部のバー表示を増減させる。例えばキャ
ンセルレベル５０％のときは、図７（ｂ）のようにバー
表示を最大時（図７（ｃ））の半分とする。ユーザーは
このような表示をみながら＋操作キー、−操作キーを操
作していくことで、現在のキャンセル状況を正確に把握
しながら所望のキャンセルレベル状態を得ることができ
る。

【００３７】また本例では信号Ｃ３の加算を行うこと
で、低域成分が除かれないようにしているが、この加算
する低域成分のレベルをコントロールすることでも、出
力される音声信号のキャンセル状態（音質感やカラオケ
としての歌い易さなど）を変化させることができる。こ
のため例えば図２に示した操作部７には、図６（ｂ）に
示すような低域キャンセルコントロールの操作子として
の操作ダイヤル（ロータリーエンコーダ）を設ける。も
ちろん＋操作キー、−操作キー形態など他の形態でもよ
い。そして操作ダイヤルがＭＡＸ方向に回されることに
応じて、コントローラ６は係数乗算器３６の係数Ｋｂの
値を、「０」から、図８の特性が得られる値「ｙ」に
向かう方向に１段階づつ設定変更していく。また操作ダ
イヤルがＭＩＮ方向に回されることに応じて、コントロ
ーラ６は係数乗算器３６の係数Ｋｂの値を、上記「ｙ」
から「０」に向かう方向に１段階づつ設定変更してい
く。

【００３８】これは信号Ｃ３のレベル変化となり、例え
ば図９に特性として係数Ｋｂ＝ｙの場合を示している
が、この状態から操作ダイヤルがＭＩＮ方向に回され係
数Ｋｂの値が小さくされていく毎に、例えば図９に特性
ｃ、ｄとして示すように特性が変化する。即ち低域
加算成分が小さくなっていく。逆に、例えば特性ｄの
状態から操作ダイヤルをＭＡＸ方向に回していき係数Ｋ
ｂの値が大きくされていくことにより、特性ｃ、と
して示すように出力音声の特性が変化する。即ち低域加
算成分が大きくなっていく。このように低域加算成分の
レベルをコントロールすることで、カラオケモードとし
てユーザーが任意のキャンセル音声状態を設定できる。

【００３９】なお、このような低域加算成分のレベルの
可変を行うことが必要ではない場合は、係数乗算器３６
を固定の係数の乗算器とすればよい。

【００４０】ところで以上の説明は、センター定位のボ
ーカル音声帯域のキャンセル及びそのキャンセルレベル
コントロールという観点で述べてきた。ところが、ボー
カル音声がセンター定位されていない場合は、センター
定位音声をキャンセルしても有効なカラオケ音声とはな
らない。そこで本例の場合、センター以外の定位の音声
もキャンセルできるようにしている。換言すれば、キャ
ンセル対象となる音声の定位に合わせてユーザーがキャ
ンセルすべき定位を調整できるようにするものである。

【００４１】センター定位音声をキャンセルするには、
上述の通り係数Ｋｆ１＝Ｋｆ２とすればよい。そして係
数Ｋｆ１＝Ｋｆ２が保たれた状態で両係数値が変化され
ていくことで、センター定位音声のキャンセルレベルの
調節ができた。そして係数Ｋｆ１と係数Ｋｆ２の値を異
なる値に設定すれば、センター以外の或る位置に定位し
ている音声成分（つまり、ＬチャンネルとＲチャンネル
でレベルが異なる同位相の音声成分）をキャンセルする
ことができる。

【００４２】例えば音楽ソースの録音時（ミックスダウ
ン時）にパンポット操作によりセンターよりＬ側に定位
された音声成分をキャンセルしたい場合は、係数Ｋｆ１
＜Ｋｆ２、逆にセンターよりＲ側に定位された音声成分
をキャンセルしたい場合は、係数Ｋｆ１＞Ｋｆ２とすれ
ばよい。

【００４３】キャンセルさせたい定位と係数の関係を図
１０に示す。図１０で実線は係数Ｋｆ１、一点鎖線は係
数Ｋｆ２を示し、両曲線の比が、キャンセル対象となる
定位を設定することを示している。係数Ｋｆ１＝Ｋｆ２
（Ｋｆ１：Ｋｆ２＝１：１）のときは上述の通り、セン
ターがキャンセル対象位置となる。係数Ｋｆ１＝０であ
って、係数Ｋｆ２＞０の場合は、最も左に定位している
音声がキャンセル対象となり、また係数Ｋｆ２＝０であ
って、係数Ｋｆ１＞０の場合は、最も右に定位している
音声がキャンセル対象となる。また、例えば係数Ｋｆ
１：Ｋｆ２＝ｂ：ａの場合は、図示するようにセンター
より左よりの位置ＰLCに定位した音声成分がキャンセル
対象となる。

【００４４】このように係数Ｋｆ１、Ｋｆ２の比によっ
てキャンセル対象の定位を選択することができるため、
本例では、例えばユーザーが楽曲に応じてキャンセル対
象定位を調整することで、最適なカラオケモード音声、
つまりボーカルがセンター定位でない場合でも良好なボ
ーカルキャンセルを実現できるようにしている。このた
めに例えば操作部７に、図７（ｃ）のようなキャンセル
定位コントロールの操作子としての操作ダイヤル（ロー
タリーエンコーダ）を設ける。もちろん他の形態の操作
子でもよい。そして操作ダイヤルが、Ｌ・・・センター
Ｃ・・・Ｒの間で操作された位置に応じて、コントロー
ラ６は係数乗算器３４，３５の係数Ｋｆ１、Ｋｆ２ｂの
比を図１０に示した関係に応じて設定する。

【００４５】例えば図１０の位置ＰLCに相当する位置
に、操作ダイヤルが回された場合、係数Ｋｆ１：Ｋｆ２
＝ｂ：ａという設定を行う。そしてその比を保ったま
ま、図６（ａ）の＋操作キー、−操作キーの操作に応じ
て、係数Ｋｆ１、Ｋｆ２ｂの値を増減する。これにより
位置ＰLCに定位しているボーカル帯域音声がキャンセル
されるとともに、そのキャンセルレベルが任意に調整可
能となる。即ち係数Ｋｆ２の値が上記「ｘ」、係数Ｋｆ
１の値がｘ（ａ／ｂ）とされたときに、位置ＰLCに定位
しているボーカル帯域音声のキャンセルレベルが最大に
なり、また係数Ｋｆ２の値が上記「ｘ」より小さい値で
ある「ｘ-1」とされたときに、係数Ｋｆ１の値がｘ-1
（ａ／ｂ）とされることになり、このとき位置ＰLCに定
位しているボーカル帯域音声のキャンセルレベルが下が
る。

【００４６】このように本例では、ユーザーは楽曲に合
わせてキャンセルすべき定位を調整することができるこ
とで、たとえボーカル音声がセンター定位とされていな
い場合でも、良好なカラオケ音声を得ることができる。

【００４７】また本例においては、主にボーカルをキャ
ンセルするものとして説明してきたが、もちろんボーカ
ルキャンセルに限られるものではない。特にキャンセル
対象となる定位については任意にコントロールできるた
め、ユーザーはボーカル以外の音声（例えば左又は右に
定位しているコーラス音声）をキャンセルすることなど
も可能となる。さらに、ローパスフィルタ３１，３２，
３３のカットオフ周波数の設定を変えること、もしくは
ユーザー操作に応じて通過帯域を可変できるようにすれ
ば、特定の楽器の音声をキャンセルするといったことも
可能となる。

【００４８】次に、図１１に本発明の第２の実施の形態
としての信号処理部３の構成を示す。なお、図１と同一
部分には同一符号を付し、説明を省略する。この例で
は、図１のようにローパスフィルタ３１，３２，３３を
設けず、バンドパスフィルタ６１，６２によりキャンセ
ル対象となる帯域の音声成分を抽出している。バンドパ
スフィルタ６１，６２は例えば図４のようなＦＩＲフィ
ルタとされるとともに、信号Ｃ１，Ｃ２を加算器３７，
３８での減算成分とするため、係数値は−１倍されてい
る。通過帯域は、ボーカル音声帯域として例えば９０Ｈ
ｚ〜６ＫＨｚ程度とされる。但し、この帯域でリップル
を抑えたＦＩＲバンドパスフィルタを形成するのは、図
４のような５３次程度の低次では困難であり、より高い
次数のＦＩＲフィルタとされる。

【００４９】Ｌチャンネル音声信号ＬINはバンドパスフ
ィルタ６１によりボーカル帯域成分が抽出され、それに
係数乗算器６３で係数Ｋｆ１が乗算されて信号Ｃ１とさ
れ、加算器３８に供給される。Ｒチャンネル音声信号Ｒ
INはバンドパスフィルタ６２によりボーカル帯域成分が
抽出され、それに係数乗算器６４で係数Ｋｆ２が乗算さ
れて信号Ｃ２とされ、加算器３７に供給される。

【００５０】そして加算器３７ではＬチャンネル音声信
号ＬINから信号Ｃ２が減算され、また加算器３８ではＲ
チャンネル音声信号ＲINから信号Ｃ１が減算されること
で、上記だＩ１の実施の形態と同様にキャンセル効果が
得られる。即ち、係数Ｋｆ１＝Ｋｆ２の状態が保たれた
まま係数値が増減されることで、センター定位のボーカ
ル帯域音声のキャンセル及びキャンセルレベルの調整が
実現される。また係数Ｋｆ１、係数Ｋｆ２の比を設定す
ることで、センター以外の定位の音声も選択してキャン
セルできる。もちろんその比が保たれた状態で係数値が
増減されることで、センター定位以外のキャンセルの際
のキャンセルレベル調整も可能である。

【００５１】また、この例でもオールパスフィルタ４
０，４１により出力される音声の音質上の逆相感も解消
される。なお、この第２の実施の形態の例は高次のＦＩ
Ｒフィルタが好ましいという事情があるため、例えばＤ
ＳＰ内で高次のＦＩＲフィルタを構成できないような場
合は、上述した第１の実施の形態の例を採用することが
好適となる。

【００５２】以上実施の形態の説明をしてきたが、本発
明の構成や、キャンセルレベルやキャンセル対象定位の
調整動作などに関しては、さらに多様な構成例、動作例
が考えられる。また各処理をＤＳＰとしての信号処理部
３内でデジタル処理によるものとしたが、アナログフィ
ルタや乗算器、加算器により本発明を実現することも可
能である。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように本発明の音声信号処
理装置は、Ｌ側フィルタ手段、Ｒ側フィルタ手段におい
て、例えばボーカル音声としての帯域など所定の帯域を
抽出し、これをＬチャンネル減算手段、Ｒチャンネル減
算手段での減算に用いることで、例えばセンター定位さ
れている音声の中からキャンセルを求める音声成分のみ
をキャンセルできる。すなわちセンター定位としてボー
カル音声の他にドラムス、ベースなどの演奏音声が存在
しても、これらをボーカル音声と同様にキャンセルして
しまうことなく、例えばカラオケに用いる音楽として好
適な音声信号出力を行うことができるという効果があ
る。

【００５４】またさらに、キャンセルのための減算に用
いる信号となるＬ側フィルタ手段、Ｒ側フィルタ手段の
出力をＬ側乗算手段、Ｒ側乗算手段で係数演算を行うと
ともに、その演算係数をキャンセルレベル操作手段の操
作で可変設定できるようにすることで、キャンセルの程
度を調整でき、キャンセル対象音声のレベルをユーザー
の望むレベルとすることができる。つまりユーザーの好
み、楽曲の演奏楽器構成、アレンジ、音構成などの各種
事情により、その音声に合わせて歌いやすい状態は曲毎
に異なるものとなるが、キャンセルレベルをユーザーが
任意に調整できることで、カラオケ用途などに最も好適
な音声出力状態を作り出すことができるという効果があ
る。

【００５５】またＬ側フィルタ手段と、Ｒ側フィルタ手
段は、互いに同一の通過帯域とされたバンドパスフィル
タにより形成することで実現できる。さらにバンドパス
フィルタを用いなくとも、Ｌ側フィルタ手段と、Ｒ側フ
ィルタ手段を、互いに同一の第１のカットオフ周波数と
されたローパスフィルタにより形成したうえで、第１の
カットオフ周波数より低い第２のカットオフ周波数によ
りＬチャンネル音声信号及びＲチャンネル音声信号から
の低域成分を抽出する低域抽出フィルタ手段と、低域抽
出フィルタ手段から出力される信号に対して係数乗算を
行う低域用乗算手段とを備え、Ｌチャンネル減算手段
は、Ｌチャンネル音声信号からＲ側乗算手段の出力信号
を減算するとともに低域用乗算手段の出力信号を加算す
るようにし、Ｒチャンネル減算手段は、Ｒチャンネル音
声信号からＬ側乗算手段の出力信号を減算するとともに
低域用乗算手段の出力信号を加算するように構成しても
本発明の音声信号処理装置は実現できる。つまりバンド
パスフィルタをもちいないで複数のローパスフィルタに
より特定帯域を抽出できるように構成できる。そしてこ
のように構成した場合、高次のデジタルフィルタによる
バンドパスフィルタの搭載が困難な場合でも性能的に問
題のないフィルタを実現できる。

【００５６】又、このように低域抽出フィルタ手段、低
域用乗算手段を備えた場合、低域キャンセルレベル操作
手段の操作に応じて低域用乗算手段における乗算係数を
可変設定することで、キャンセル音声としての低域加算
成分の状態をコントロールでき、これもユーザーが任意
に調整することで最適な音声出力状態を得ることができ
る。

【００５７】Ｌ側乗算手段の乗算係数とＲ側乗算手段に
おける乗算係数が互いに同一の値となる状態を保つよう
にすれば、キャンセルレベル操作手段の操作に応じて可
変されるようにすることでセンター定位の音声成分のキ
ャンセルレベルが調整できる。一方、Ｌ側乗算手段の乗
算係数とＲ側乗算手段における乗算係数を、キャンセル
定位操作手段の操作に応じた比の値となる状態を保った
まま、キャンセルレベル操作手段の操作に応じて可変さ
れるようにすることで、キャンセル定位操作手段で指定
された定位における音声成分のキャンセルレベルが調整
できる。つまりキャンセルしたい音声の定位状態に応じ
てキャンセル対象となる定位を調整することで、例えば
ボーカル音声がセンター定位でない場合でも良好なカラ
オケ音声を得ることができたり、ユーザーの好みに応じ
たキャンセル状態を任意に実現できるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の信号処理部のブロ
ック図である。

【図２】第１の実施の形態の全体構成のブロック図であ
る。

【図３】第１の実施の形態のＩＩＲローパスフィルタの
ブロック図である。

【図４】第１の実施の形態のＦＩＲローパスフィルタの
ブロック図である。

【図５】第１の実施の形態のオールパスフィルタのブロ
ック図である。

【図６】第１の実施の形態の操作子の例の説明図であ
る。

【図７】第１の実施の形態の表示態様の説明図である。

【図８】第１の実施の形態の各フィルタの出力の説明図
である。

【図９】第１の実施の形態のキャンセル効果の説明図で
ある。

【図１０】第１の実施の形態のキャンセル対象定位と係
数値の関係の説明図である。

【図１１】本発明の第２の実施の形態の信号処理部のブ
ロック図である。

【符号の説明】

１音源部、２Ａ／Ｄ変換器、３信号処理部、４
Ｄ／Ａ変換器、５出力部、６コントローラ、７操
作部、８受光部、９表示ドライバ、１０表示部、１
１リモートコマンダー、３１，３２，３３ローパス
フィルタ、３４，３５，３６，６３，６４係数乗算
器、３７，３８，３９加算器、４０，４１オールパ
スフィルタ、４２，４３遅延回路、６１，６２バン
ドパスフィルタ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｌチャンネル音声信号から所定帯域の信
号成分を抽出するＬ側フィルタ手段と、Ｒチャンネル音声信号から前記所定帯域の信号成分を抽
出するＲ側フィルタ手段と、前記Ｌ側フィルタ手段から出力される信号に対して係数
乗算を行うＬ側乗算手段と、前記Ｒ側フィルタ手段から出力される信号に対して係数
乗算を行うＲ側乗算手段と、前記Ｌチャンネル音声信号から、前記Ｒ側乗算手段の出
力信号を減算するＬチャンネル減算手段と、前記Ｒチャンネル音声信号から、前記Ｌ側乗算手段の出
力信号を減算するＲチャンネル減算手段と、キャンセルレベル操作手段と、前記キャンセルレベル操作手段の操作に応じて前記Ｌ側
乗算手段及びＲ側乗算手段における乗算係数を可変設定
する制御手段と、を備えたことを特徴とする音声信号処理装置。
【請求項２】前記Ｌ側フィルタ手段と、前記Ｒ側フィ
ルタ手段は、互いに同一の通過帯域とされたバンドパス
フィルタにより形成されていることを特徴とする請求項
１に記載の音声信号処理装置。
【請求項３】前記Ｌ側フィルタ手段と、前記Ｒ側フィ
ルタ手段は、互いに同一の第１のカットオフ周波数とさ
れたローパスフィルタにより形成されているとともに、前記第１のカットオフ周波数より低い第２のカットオフ
周波数により、前記Ｌチャンネル音声信号及び前記Ｒチ
ャンネル音声信号からの低域成分を抽出する低域抽出フ
ィルタ手段と、前記低域抽出フィルタ手段から出力される信号に対して
係数乗算を行う低域用乗算手段とを備え、前記Ｌチャンネル減算手段は、前記Ｌチャンネル音声信
号から、前記Ｒ側乗算手段の出力信号を減算するととも
に、前記低域用乗算手段の出力信号を加算するように構
成され、前記Ｒチャンネル減算手段は、前記Ｒチャンネル音声信
号から、前記Ｌ側乗算手段の出力信号を減算するととも
に、前記低域用乗算手段の出力信号を加算するように構
成されていることを特徴とする請求項１に記載の音声信
号処理装置。
【請求項４】低域キャンセル操作手段を備え、前記制御手段は、前記低域キャンセル操作手段の操作に
応じて前記低域用乗算手段における乗算係数を可変設定
することを特徴とする請求項３に記載の音声信号処理装
置。
【請求項５】前記制御手段は、前記Ｌ側乗算手段の乗
算係数と前記Ｒ側乗算手段における乗算係数が互いに同
一の値となる状態を保ったまま、前記キャンセルレベル
操作手段の操作に応じて前記Ｌ側乗算手段及びＲ側乗算
手段における乗算係数を可変設定することで、前記Ｌチ
ャンネル減算手段及び前記Ｒチャンネル減算手段から出
力されるＬチャンネル及びＲチャンネルの音声信号とし
てセンター定位の音声成分のキャンセルレベルが調整さ
れるようにすること特徴とする請求項１に記載の音声信
号処理装置。
【請求項６】キャンセル定位操作手段を備え、前記制御手段は、前記Ｌ側乗算手段の乗算係数と前記Ｒ
側乗算手段における乗算係数を、前記キャンセル定位操
作手段の操作に応じた比の値となる状態を保ったまま、
前記キャンセルレベル操作手段の操作に応じて前記Ｌ側
乗算手段及びＲ側乗算手段における乗算係数を可変設定
することで、前記Ｌチャンネル減算手段及び前記Ｒチャ
ンネル減算手段から出力されるＬチャンネル及びＲチャ
ンネルの音声信号として、キャンセル定位操作手段で指
定された定位における音声成分のキャンセルレベルが調
整されるようにすること特徴とする請求項１に記載の音
声信号処理装置。