JPS62125576A - 音声信号減衰装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、テ〜グ、レコード、コンパクトディスク、ビ
デオディスク等の再生時あるいはラジオ、テレビ等の受
信時においてステレオ信号を処理してそれらに含まれる
音声信号成分を伴奏信号レベルに対して減衰して歌唱練
習を容易にする音声信号減衰装置に関するものである。

従来の技術 歌を聴いたシ練習するには各種の記録媒体を再生したシ
、テレビやラジオを受信して行うことが多い。これらの
記録媒体にはプロ歌手の歌声と伴奏がミックスされて記
録されていることが多い。

また、ラジオ、テレビの放送においても同様で歌声と伴
奏が含まれている。これらの媒体を通じて歌の練習を行
う際に、最初は慣れていないので、プロ歌手の歌声が入
っているのが練習しやすいが、慣れるにしたがって伴奏
だけで歌いたくなる。この場合にはプロ歌手の歌声がか
えって練習の妨げとなる。

これを実現する一つの方法として、俗称”カラオケ”と
呼ばれるテープも市販されている。これは、伴奏のみの
ものや、プロ歌手の歌声と伴奏が別々に記録されたもの
である。しかし、これらは新曲が発表されてから市場に
出るまでに長時間かかることや自分の好みに合わせるの
がむずかしいこともある。

以上のようなニーズを満すべく、従来はつぎのような音
声減衰装置があった。以下図面を参照しながら説明する
。第２図は従来の音声信号減衰装置の一例である。

１に一方の入力端子、２は他方の入力端子、３は第１の
遅延手段、４は第２の遅延手段、５は減算部、６は低音
検出部、７は混合手段、８は出力端子である。第１の遅
延手段３は例えば電子式遅延素子゛バケットプリゲート
デバイス″（以下ＢＢＤと路体する）などを用いた遅延
器３０１と、クロック信号を発生する発振器３０２で構
成している。

第２の遅延手段４は遅延器４０１と発振器４０２、発振
周波数調整用の可変抵抗器４０３で構成している。そし
て、遅延器４０１は上記遅延器３０１と同種のＢＢＤを
用いている。減算部５は演算増幅器を用いた減算器５０
１で構成している。

低音検出部６は演算増幅器を用いた加算器６０１とロー
パスフィルタ６０２で構成している。

このように構成された従来の音声＝９装置の動作につい
て説明する。記録媒体等を再生した際に得られるステレ
オ信号で、かつその信号には歌声などの音声と伴奏が混
在しておシ、また音声信号はステレオ信号のそれぞれの
チャンネルにおいて基本的に同位相・同振１ａ６で記録
されているものと限定する。上記ステレオ信号の一方の
信号を一方の入力端子１に、他方の信号を他方の入力端
子２に供給する。一方の入力端子１の信号は第１の遅延
手段３で一定時間遅延される。その遅延時間ｔｄは遅延
器３０１を構成するＢＢＤの段数Ｎと発振器３０２の発
振周波数ｆｃによって決まシ、その値は次式で算出でき
る。

ｔａ　＝　Ｎ　／　（２ｆｃ）　　　　　　　　−山−
（１）他方の入力端子２の信号は第２の遅延手段４で遅
延され、その値１／ｄは、遅延器４０１のＢＢＤの段数
Ｎ７２発振器４０２の発振周波数ｆ。ｌによって算出で
きる。

ｔｄｚ　＝Ｎ’　／　（”　Ｊ”　ｃ’　）　　　　　
　　’・・・・・（２）そして、遅延時間ｔａｔは可変
抵抗器４０３の調整によって発振周波数ｆｃ／が変化し
、その結果、これも変化させることが可能になる。

このように遅延時間ｔｄｌを調整するねらいは入力端子
１および入力端子２に加えられたステレオ信号の位相ま
たは時間ずれを補償することにある。

すなわち、記録媒体に記録されたステレオ信号は、音声
信号がそれぞれ同位相・同振幅で記録されていても再生
手段（図示せず）の不安定要因や製品のバラツキによっ
て位相が元の状態と異なっている。特にカセットテープ
を再生した際には走行系の不安定要因やカセットテープ
を収納したハーフのバラツキ等によシ音声信号の位相ず
れが大きい。

そして記録周波数が高くなるほど位相ずれが大きくなる
。このため、後述の演算処理を行っても音声信号を減衰
させることが難かしくなる。この状態を防ぐために、第
２の遅延手段４で遅延時間を調整し、ステレオ信号の音
声信号が・それぞれ同位相になるように補償する。

第１の遅延手段３の出力と第２の遅延手段４の出力とは
減算部５で減算される。今、第１の遅延手段３の出力と
第２の遅延手段４の出力とにおいて、音声信号が同位相
でレベルがほぼ等しいと仮定すると減算器５０１の出力
には音声信号が出なくなる。ただし、伴奏信号について
はステレオ信号として位相・振幅とも異なっているので
、妖算器６０１の出力として発生する。なお、伴奏信号
のうちでも低い周波数成分の楽器、例えばドラムやベー
スなどの信号はステレオ信号であってもそれぞれ同じ程
度の大きさ・位相になることが多くある（周波数が低く
なると指向性が少なくなシ記録時にステレオとして分離
記録できないことがある）。そのため、減算器５０１の
出力には伴奏の低域成分が少なくなる。

この低域成分の補償を行うのが低音検出部６であシ、第
１の遅延手段３の出力と第２の遅延手段４の出力とを加
算器６０１で加算演算し、音声周波数帯域よシも低い周
波数の伴奏音をローパスフイルタロ０２で抽出する。

つぎに、混合手段７で演算部５の出力と低音検出部６の
出力を混合し出力端子８へ出力する。したがって、ユー
ザーは出力端子８に接続した拡声装置（図示せず）で音
を聴きながら、可変抵抗器４０３を調整して、音声が最
も小さくなる状態に設定すれば伴突音だけを聴くことが
可能である。

発明が解決しようとする問題点 ところで、前述のようにユーザーは出力端子８に接続し
た拡声装置で音を聴きながら、可変抵抗器４０３を調整
して、音声が最も小さくなる状態に設定するが、この設
定が音を聴きながら行うものであるために、使用される
記録媒体の種類や曲目によっては可変抵抗器４０３の最
適設定位置が分り難く、設定に長時間を要する場合が生
じるという問題点があった。

本発明は上記問題点に鑑み、音声信号減衰装置の効果す
なわち音声信号の減衰量の大小が視覚的に検知できるよ
うにして、可変抵抗器４０３の設定が容易な音声信号減
衰装置を提供するものである０ 問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するため、本発明の音声信号減衰装置
は、音声信号成分を増強する音声増強手段と、この音声
増強手段の出力信号と音声減衰手段の出力信号との差を
検出する検出手段と、この差の大きさを表示する表示手
段とを設けたものである。

作　　用 本発明の音声信号減衰装置では、２つの遅延手段の出力
において音声信号が同位相でレベルがほぼ等しくなって
いれば、これら２つの遅延手段の出力信号の減算を行っ
たなら、その出力信号は音声信号成分は打ち消され、は
ぼ除去されて伴奏信号成分が主体となシ、２つの遅延手
段の出力信号の加算を行えばその出力信号は音声信号成
分が増強される。

このような音声増強手段の出力と、音声減衰手段の出力
との差を検出することによシ音声信号減衰装置としての
効果の大きさを知ることができ、この差の大きさを表示
手段で表示することにょシ音声信号減衰装置の音声減衰
効果を視覚に訴えるという新しい機能を実現するもので
ある。

実施例 以下、本発明の一実施例の音声信号減衰装置について図
面とともに説明する。第１図は本発明の実施例における
音声信号減衰装置のブロック図である。

１は伴奏や音声が合成されるとともに相互に関連のある
信号、たとえばステレオ信号の一方の信号が供給される
入力端子、２は他方の信号が供給される入力端子である
。３は第１の遅延手段で、遅延器３０１とそのクロック
を発生する発振器３０２で構成する。遅延器３ｏ１には
一例として″パケットプリケートデバイス″（以下ＢＢ
Ｄと略称する）と呼ばれる電子遅延素子を用いる。４は
第２の遅延手段で、遅延器４０１．クロックを発生する
発奈器４０２および発振器４０２の周波数を変える可変
抵抗器４０３から構成する。遅延器４０１には遅延器３
０１と同じ（ＢＢＤを用いる。

９は減衰手段であシ、演算増幅器を用いた減算器９０１
で構成する。１０は加算手段であシ演算増幅器を用いた
加算器１０１で構成する。１１は低音抽出手段であジロ
ーパスフィルタ１１１で構成する。１２にミキシング手
段であり演算増幅器を応用して構成する。１３は出力端
子であシ、音声信号の減衰された信号を拡声装置などの
機器（図示せず）に出力するためのものである。１４は
検出手段であり、演算増幅器を用いた減算器１４１で構
成する。１５は表示手段であシ、整流器と可動コイル形
直流電圧計などの機械式レベルメータや複数のＬＥＤを
駆動表示する電子式レベルメータなど全周いて構成する
。

以上のように構成された音声信号減衰装置の動作につい
て説明する。

まず、入力信号について述べ・る。プロ歌手の歌声など
の音声信号と楽器などの伴奏信号が合成されており、か
つ相互に関連のある信号、例えばステレオ信号を本装置
の入力信号とする。最近では立体音再現手段の一つとし
て４チヤンネルのような複数のチャンネル信号を用いる
こともあるがこれらもステレオ信号に含めるものとする
。

ところで、一般にステレオ方式では２つの信号間におい
て音声信号を同位相・同振幅で形成することが多い。

これは、２つの信号間において音声信号の位相や振幅が
異なったり変化するとステレオ再生した場合に音声の音
像が中央に定位せず、いずれか一方へ移動したような位
置に再現され、また、その位置が不安定に変化するとい
った問題を生ずる。また、ステレオ信号をモノラル再生
した場合には音声信号が相殺されて元の大きさよシも小
さくなることもある。これに対して、伴奏信号は臨場感
を出すためにステレオ信号の２つの信号間に別々の楽器
信号が入るよう形成されることが多い。

このステレオ信号を記録媒体から再生したシ放送電波を
受信したシする際に機器の性能差・バラツキ・不安定要
因などによって再現されたステレオ信号の２つの信号間
に元の状態と異なる時間差が生じたシ位相差が生じると
ともに振幅レベルも変化することがある。例えば、カセ
ットチーブをテープレコーダで再生したときにはステレ
オ信号０２つの信号間における音声信号の時間ずれが最
大で２００マイクロ秒から３００マイクロ秒生ずる。

これらの時間ずれがあるとステレオ信号から音声信号を
減衰させることが難かしくなる。これを補償するために
第１の遅延手段３と第２の遅延手段４で時間合わせ、す
なわち位相制御を行う。そして、その後の演算処理によ
って音声信号レベルの減衰作用を行う。

つぎに各部の詳細な動作説明を行う。第１の遅延手段３
に供給されたステレオ信号のうち一方の信号は遅延器３
０１によって遅延される。その遅延時間ｔｄ　は遅延器
３０１を構成するＢＢＤの段数Ｎ２発振器３０２の発振
周波数ｆ０によシ次式で算出される。

ｔｄ＝　Ｎ　／　（２ｆｏ）　　　　　　　　　−・−
（３）また、ステレオ信号のうちの他方の信号は入力端
子２から第２の遅延手段４へ供給され、ここで遅延され
る。

その遅延時間ｔｄｌｌは遅延器４０１を構成するＢＢＤ
の段数Ｎ“と発振器４０２の発振周波数ｆｃ／／とによ
り次式で算出できる。

ｔ、１ｎ＝Ｎ“／Ｃ２ｆｏ／／）　　　　　　　、・−
−−−＜４）なお、発振周波数と遅延時間との相対関係
はっぎのようになる。

ただし、Ｎ＝Ｎ“とする。

すなわち、５式６式７式に示したように第１の遅延手段
３の遅延時間ｔｄに対し第２の遅延手段４の遅延手段ｔ
ｄ〃を変えることができる。そして、前記再生手段や受
信機器等で生じるステレオ信号のうちの２つの信号間の
時間ずれ（以下チャ／ネル時間差と略称する）を、入力
端子１に供給される信号を基準にｔｏとし、 。　　ｄｄ・　　　　　　　　　　　　　−°°−゛−
（８）のような関係が成立するようにｔｄ／／を調整す
ればステレオ信号の元の位相あるいは時間関係にもどす
ことができる。

すなわち、記録媒体（例えばテープやディスク〕を再生
する手段や放送電波を受信する手段（例えばラジオやテ
レビ）などにおいて、機器の性能、不安定要因などによ
ってその複数のチャンネル出力（ステレオ出力）間に定
常的な位相差もしくは時間差があっても可変抵抗器４０
３の調整にょシそれを補正できる。したがって、第１の
遅延手段３の出力と第２の遅延手段４の出力とは記録媒
体に記録する際と同じ位相あるいは時間関係が再現され
たことになシ、音声信号成分はそれぞれ同位相になって
いる。

減衰手段９は第１の遅延手段３および第２の遅延手段４
からそれぞれ出力を受け、これらの減算の演算処理を行
う。

例えば減算器９０１で減算を行うことによシ、同相成分
の信号は出力には出す、位相の異なった成分は出力とし
て出る。このため、同じ位相の音声信号成分は減算器９
０１で減衰もしくはゼロにまで削除され、位相の異なっ
ている伴奏信号成分は減算器９０１の出力として生ずる
。すなわち、音声信号の減衰作用を実現している。

加算手段１ｏは第１の遅延手段３および第２の遅延手段
４の出力を受けて加算の演算処理を加算器１０１にて行
う。その結果、同位相成分は直接加算され、位相の異な
っている成分はベクトル和の大きさに加算される。いま
第１の遅延手段３の出力と第２の遅延手段４の出力との
音声信号成分が同位相・同振幅である場合には音声信号
成分は２倍になシ、伴奏信号成分は位相・振幅とも異な
っているのでベクトル和（例えば２乗の和の平方根の大
きさ）の大きさになる。その結果、音声信号成分は伴奏
信号成分よシ大きくなシ、元の信号における音声信号成
分対伴奏信号成分の比率を高くすることが出来る。すな
わち音声信号の増強作用を実現している。

低音抽出手段１１はローパスフィルタ１１１で低い周波
数成分（例えば１．Ｏｏヘルツ以下）の伴奏信号を検出
する。この目的は、減衰手段９にて減算演算を行うと同
位相の音声信号成分は減衰されるが、１００ヘルツ以下
の低い周°波数成分の伴の出力は音声信号が増強されて
いるが伴奏信号も含まれておシ、この伴奏信号のうち周
波数の低い成分をローパスフィルタ１１１で抽出し、ミ
キシング手段１２にて減衰手段９の出力と混合する。

その結果、ミキシング手段１２の出力には、音声信号成
分が減衰もしくは削除され、出力端子１３に伴奏信号が
発生する。

検出手段１４は加算手段１ｏの出力信号と減衰手段９の
出力信号との減算を減算器１４１で行い、加算手段１０
によって音声信号が増強された信号と減衰手段９によっ
て音声信号が減衰された信号の差が検出され、出力され
る。この検出手段１４の出力信号は音声信号減衰装置と
しての効果が大きい程大きなレベルとなる。

すなわち音声信号減衰装置としての効果が太きければ、
減衰手段９の出力信号は小さくなシ、加算手段１０の出
力信号は大きくなるためである。

表示手段１６は検出手段１４の出力信号の太きさを表示
するためのものであシ、検出手段１４の出力信号をダイ
オードで整流後、可動コイル形直流レベルメータに入力
すれば容易に構成できる。

つぎに、装置全体の動作について説明する。ユーザーは
ステレオ信号を再生手段（図示せず）で再生し入力端子
１および２にそれらの信号を供給し、出力端子１３の信
号を拡声装置（図示せず）で聴いているものとする。

そして、ステレオ信号の音声信号成分はそれぞれのチャ
ンネル間で同位相・同振幅にて記録媒体（図示せず）に
記録されているものとする。

この状態にて、拡声装置からの音を聴きながら音声信号
成分が最小の状態になるよう可変抵抗器４０３を調整す
る。すなわち、再生手段の性能あるいはバラツキ等によ
って入力端子１および２に加えられるステレオ信号の音
声信号成分の位相が異なっていても第１の遅延手段３の
遅延作用と第２の遅延手段４の遅延作用によって、第１
の遅延手段３の出力と第２の遅延手段４の出力とにおけ
る音声信号成分は同位相とすることができる。

減衰手段９は第１の遅延手段３の出力と第２の遅延手段
４の出力とを減算（または差）を減算器９０１で行い、
その出力としては同位相関係にある音声信号成分が大き
く減衰され位相関係の異なった伴奏信号成分が生ずる。

すなわち、音声信号の減衰作用が実現される。

なお、減衰手段９では低周波数成分の伴奏信号成分が位
相差が／ＪＸさく同時に減衰されることもあるので、低
音抽出手段１１で抽出された伴奏信号成分と減衰手段９
の出力とヲミキシング手段１２へ供給し、ミキシング手
段１２で伴奏信号をよ９元の状態に近づけて出力端子１
３から出力する。

一方、加算手段１０は第１の遅延手段３の出力と第２の
遅延手段４の出力とを加算（和）し、それぞれの出力に
おいて同相関係にある音声信号成分を元の大きさの２倍
に増強し、位相の異なった伴奏信号成分をベクトル和（
２乗の和の平方根の大きさ）することから、音声信号成
分の増強作用を実現する。

次に検出手段１４で加算手段１０の出力信号である音声
信号の増強された信号と減衰手段９の出力信号である音
声信号の減衰された信号との差が検出されて、この差の
大きさが表示手段１５にょシ表示される。この表示手段
１５の表示にょシユーザーは本発明の音声信号減衰装置
として得られる効果の大きさを視覚によって認識するこ
とができる。

したがって第２の遅延手段４の半固定抵抗器４０３の調
整による信号の位相合わせが容易となる。

なお、第１図の実施例では遅延器３０１および４０１に
ＢＢＤを用いた説明をしたがデジタルメモリ（図示せず
）にても同じ作用を実現できる。

また、減算器９０１．加算器１０１およびミキシング手
段１２には演算増幅器を応用し、低音抽出手段１１には
ローパスフィルタ１１１を用いた例を説明したが、マイ
クロコンビーータを用いて同じ作用をデジタル的に実現
することも可能である。

発明の効果 以上のように本発明は、伴奏信号や音声信号が混合され
ており相互に関連のある複数チャンネルの入力信号のう
ち一方のチャンネルの入力信号を遅延する第１の遅延手
段と、他方のチャンネルの入力信号を遅延するとともに
その遅延時間を変えることができる第２の遅延手段と、
前記第１の遅延手段の出力信号および前記第２の遅延手
段の出力信号を演算処理して音声信号成分を減衰もしく
は削除する減衰手段と、前記第１の遅延手段の出力およ
び前記第２の遅延手段の出力を演算処理して音声信号成
分を主に抽出する加算手段と、前記加算手段の出力信号
と前記減衰手段の出力信号の差を検出する検出手段と、
前記検出手段の出力信号の大きさを表示する表示手段と
全備え、音声信号減衰装置としての効果の大きさ全表示
手段で表示するため、ユーザーはこの表示を見ながら第
２の遅延手段の可変抵抗器を調整し、最適の可変抵抗器
設定位置に短時間で正確に合わせることができるという
すぐれた効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の音声信号減衰装置の一実施例を示すブ
ロック図、第２図は従来の音声信号減衰装置のブロック
図である。 ３・−・・・・第１の遅延手段、４−・−・・・第２の
遅延手段、９・・・・・・減衰手段、１ｏ・・・・・・
加算手段、１４・・・・・・検出手段、１５・・・・・
・表示手段。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 伴奏信号や音声信号が混合されており相互に関連のある
   複数チャンネルの入力信号のうち、一方のチャンネルの
   入力信号を遅延する第１の遅延手段と、他方のチャンネ
   ルの入力信号を遅延するとともにその遅延時間を可変で
   きる第２の遅延手段と、前記第１の遅延手段の出力信号
   および前記第２の遅延手段の出力信号を演算処理して音
   声信号成分を減衰もしくは削除する減衰手段と、前記第
   １の遅延手段の出力および前記第２の遅延手段の出力を
   演算処理して音声信号成分を主に抽出する加算手段と、
   前記加算手段の出力信号と前記減衰手段の出力信号の差
   を検出する検出手段と、前記検出手段の出力信号の大き
   さを表示する表示手段とを有することを特徴とした音声
   信号減衰装置。