(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-04-18
(45)【発行日】2024-04-26
(54)【発明の名称】音声信号処理装置、音声信号処理方法およびプログラム
(51)【国際特許分類】
H04R 3/00 20060101AFI20240419BHJP
【FI】
H04R3/00
(21)【出願番号】P 2022546848
(86)(22)【出願日】2020-09-07
(86)【国際出願番号】 JP2020033743
(87)【国際公開番号】W WO2022049760
(87)【国際公開日】2022-03-10
【審査請求日】2023-02-03
(73)【特許権者】
【識別番号】315017409
【氏名又は名称】AlphaTheta株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000637
【氏名又は名称】弁理士法人樹之下知的財産事務所
(72)【発明者】
【氏名】佐川 健太
(72)【発明者】
【氏名】遠藤 満宣
(72)【発明者】
【氏名】津田 悠佑
(72)【発明者】
【氏名】小泉 伸哉
【審査官】金子 秀彦
(56)【参考文献】
【文献】特開平10-222165(JP,A)
【文献】特開2008-003509(JP,A)
【文献】特開平05-061493(JP,A)
【文献】特開2003-281859(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H04R 3/00
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
音声信号が一時的に蓄積されるバッファと、
前記バッファの出力側に接続され、前記バッファの入力が実質的にオフである場合にオンになり、そうではない場合にオフになる第1のゲートと、
前記第1のゲートの出力側から分岐して前記バッファの入力側の加算器に接続されるフィードバック経路と
を備える音声信号処理装置。
【請求項2】
前記バッファと前記フィードバック経路の分岐点との間に接続される減衰器をさらに備える、請求項1に記載の音声信号処理装置。
【請求項3】
前記バッファと前記フィードバック経路の分岐点との間に接続される可変増幅器をさらに備える、請求項1に記載の音声信号処理装置。
【請求項4】
前記第1のゲートは、前記バッファの入力を実質的にオフにする操作によってオフからオンに切り替えられる、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の音声信号処理装置。
【請求項5】
前記加算器の前段に接続される第2のゲートをさらに備え、
前記第1のゲートは、前記第2のゲートがオフである場合にオンになり、前記第2のゲートがオンである場合にオフになる、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の音声信号処理装置。
【請求項6】
入力された音声信号をバッファに一時的に蓄積するステップと、
前記バッファの入力が実質的にオフである場合に前記バッファに蓄積された音声信号を出力するとともに前記バッファにフィードバックするステップと、
前記バッファの入力が実質的にオフではない場合に前記バッファに蓄積された音声信号を出力せず、前記バッファへのフィードバックを無効化するステップと
を含む音声信号処理方法。
【請求項7】
前記バッファにフィードバックされる音声信号を増幅または減衰させるステップをさらに備える、請求項6に記載の音声信号処理方法。
【請求項8】
音声信号が一時的に蓄積されるバッファと、
前記バッファの出力側に接続され、前記バッファの入力が実質的にオフである場合にオンになり、そうではない場合にオフになる第1のゲートと、
前記第1のゲートの出力側から分岐して前記バッファの入力側の加算器に接続されるフィードバック経路と
を備える音声信号処理装置としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、音声信号処理装置、音声信号処理方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
DJパフォーマンスに用いられるコントローラーやミキサーのような音響機器において、機能性や操作性を向上させたりするための技術が種々提案されている。そのような技術の例は、例えば特許文献1、特許文献2および特許文献3に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】国際公開第2019/239538号
【文献】国際公開第2019/239486号
【文献】国際公開第2019/234861号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上記の文献に記載されたような従来の技術では、音声信号を一時的に蓄積するバッファを用いて楽曲に例えばディレイ、エコー、リバーブ、またはループなどと呼ばれるエフェクトを加えて再生する機能が実装されており、パフォーマンスにおいて楽曲に様々なエフェクトを加えることができる。しかしながら、例えばDJパフォーマンスにおいて楽曲の複雑な再生操作を行ったような場合には適切にエフェクトを加えることが難しいことがあり、バッファを用いた楽曲のエフェクトにはなおも改善の余地がある。
【0005】
そこで、本発明は、バッファを用いて楽曲に加えられるエフェクトを改善することが可能な音声信号処理装置、音声信号処理方法およびプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
[1]音声信号が一時的に蓄積されるバッファと、バッファの出力側に接続され、バッファの入力が実質的にオフである場合にオンになり、そうではない場合にオフになる第1のゲートと、第1のゲートの出力側から分岐してバッファの入力側の加算器に接続されるフィードバック経路とを備える音声信号処理装置。
[2]バッファとフィードバック経路の分岐点との間に接続される減衰器をさらに備える、[1]に記載の音声信号処理装置。
[3]バッファとフィードバック経路の分岐点との間に接続される可変増幅器をさらに備える、[1]に記載の音声信号処理装置。
[4]第1のゲートは、バッファの入力を実質的にオフにする操作によってオフからオンに切り替えられる、[1]から[3]のいずれか1項に記載の音声信号処理装置。
[5]加算器の前段に接続される第2のゲートをさらに備え、第1のゲートは、第2のゲートがオフである場合にオンになり、第2のゲートがオンである場合にオフになる、[1]から[3]のいずれか1項に記載の音声信号処理装置。
[6]入力された音声信号をバッファに一時的に蓄積するステップと、バッファの入力が実質的にオフである場合にバッファに蓄積された音声信号を出力するとともにバッファにフィードバックするステップと、バッファの入力が実質的にオフではない場合にバッファに蓄積された音声信号を出力せず、バッファへのフィードバックを無効化するステップとを含む音声信号処理方法。
[7]バッファにフィードバックされる音声信号を増幅または減衰させるステップをさらに備える、[6]に記載の音声信号処理方法。
[8]音声信号が一時的に蓄積されるバッファと、バッファの出力側に接続され、バッファの入力が実質的にオフである場合にオンになり、そうではない場合にオフになる第1のゲートと、第1のゲートの出力側から分岐してバッファの入力側の加算器に接続されるフィードバック経路とを備える音声信号処理装置としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
【0007】
上記の構成によれば、ゲートがバッファの出力側とフィードバック経路の分岐点との間に接続されるため、ゲートがオフである間はフィードバック経路に音声信号が入力されず、それによってバッファを用いて楽曲に加えられるエフェクトを改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【
図1】本発明の一実施形態に係るミキサーの全体構成を示す図である。
【
図2】
図1に示されるミキサーのエフェクト回路の構成を示す図である。
【
図3】
図2に示したエフェクト回路でゲートがオフになっている状態を示す図である。
【
図4】
図2に示したエフェクト回路でゲートがオンになっている状態を示す図である。
【
図7】本発明の一実施形態の変形例におけるエフェクト回路の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【0010】
図1は、本発明の一実施形態に係るミキサーの全体構成を示す図である。本実施形態に係る音声信号処理装置は、DJパフォーマンスに用いられるミキサー100である。ミキサー100は、外部音源から入力される2チャンネルの音声信号を、筐体に配置されたスイッチやノブなどの操作子に対する操作に従って処理し、スピーカーなどに出力する。ミキサー100の操作子には、チャンネルフェーダー101A,101Bと、クロスフェーダー102とが含まれる。チャンネルフェーダー101A,101Bは、図示された方向D1,D2にスライドさせることによって各チャンネルで再生される楽曲の音量を徐々に変化させられるように構成されており、方向D2で可動域の端までスライドさせると各チャンネルの音量が0になる。
【0011】
一方、クロスフェーダー102は、それぞれのチャンネルで再生される楽曲のバランスを調節するように構成される。チャンネルフェーダー101A側をAチャンネル、チャンネルフェーダー101B側をBチャンネルとした場合、クロスフェーダー102を図示された方向D3の端までスライドさせるとBチャンネルの楽曲の音量が0になり、方向D4にスライドさせるとAチャンネルの楽曲の音量が0になり、中間部では両方のチャンネルの楽曲が0ではない音量で再生される。
【0012】
また、ミキサー100の操作子には、以下で説明するエフェクト機能を起動するためのボタン103が含まれる。なお、上記のフェーダーおよびボタンを含むミキサー100の操作子は、以下で説明するようなエフェクト機能に利用される点を除いては通常のミキサーと同様に構成されるため、操作子についてのさらに詳細な説明は省略する。
【0013】
図2は、
図1に示されるミキサーのエフェクト回路の構成を示す図である。なお、ミキサー100において、音声信号の処理回路は、CPU(Central Processing Unit)またはDSP(Digital Signal Processor)を用いてソフトウェア的に実装される。図示されたエフェクト回路110は、ミキサー100のAチャンネルおよびBチャンネルのそれぞれで、フェーダーによる音量調節処理の後段に接続される。従って、エフェクト回路110に入力される音声信号には、チャンネルフェーダー101A,101Bおよびクロスフェーダー102による音調調節の結果が反映されている。具体的には、例えばチャンネルフェーダー101A,101Bを
図1に示した方向D2の端部までスライドさせた状態ではそれぞれのチャンネルには音量0の音声信号(無信号)が入力され、クロスフェーダー102を方向D3,D4のいずれかの端部までスライドさせた状態では、いずれかのチャンネルで音量0の音声信号(無信号)が入力される。以下では、エフェクト回路110の各部の構成についてさらに説明する。
【0014】
エフェクト回路110は、並列接続された伝送経路111A,111Bを含む。伝送経路111Aはバイパス経路であり、エフェクトを加えない原音の音声信号が伝送される。伝送経路111Bは後述するようなエフェクトのための回路構成を含み、エフェクト音の音声信号が伝送される。原音とエフェクト音とのバランスは、増幅器112A,112Bによって調節され、加算器113で互いに加算されて出力される。伝送経路111Bには、バッファ114が接続される。バッファ114は入力された音声信号を一時的に蓄積し、所定の遅延時間の後に出力する。バッファ114の出力側にはゲート115Aが接続される。本明細書において、ゲートは、オンである場合には信号を伝送し、オフである場合には信号を遮断するように構成される回路要素(上記のようにソフトウェア的に実装される)を意味する。ゲート115Aは、バッファ114の入力が実質的にオフである場合にオンになり、そうではない場合にオフになる。
【0015】
より具体的には、
図1に示したボタン103の操作によってエフェクト機能が有効化されており、かつチャンネルフェーダー101A,101Bが
図1に示した方向D2の端部までスライドされているか、またはクロスフェーダー102が方向D3,D4のいずれかの端部までスライドされている場合に、入力が音量0の音声信号(無信号)になるチャンネルのエフェクト回路110でゲート115Aがオンになる。つまり、
図2の例においてゲート115Aは、バッファ114の入力を実質的にオフにする操作によってオフからオンに切り替えられる。後述するようにゲート115Aがオンになることによってエフェクト音が出力されるため、上記のようなチャンネルフェーダー101A,101Bまたはクロスフェーダー102の操作は、エフェクトのトリガー操作になる。
【0016】
さらに、伝送経路111Bでは、ゲート115Aの出力側から分岐してバッファ114の入力側の加算器116に接続されるフィードバック経路117が接続される。また、バッファ114とフィードバック経路117の分岐点との間、より具体的にはバッファ114とゲート115Aとの間に可変増幅器118が接続されてもよい。他の例では、可変増幅器118に代えて減衰器が接続されてもよい。ゲート115Aがオンになっている間、バッファ114に蓄積された音声信号はエフェクト音として加算器113を経て出力されるとともに、フィードバック経路117を介してバッファ114にフィードバックされ、所定の遅延時間の後に繰り返し再生される。可変増幅器118で増幅率が1未満の場合および減衰器が接続される場合、繰り返し再生されるエフェクト音は次第に減衰する(フェードアウト)。逆に、可変増幅器118で増幅率が1を越える場合は、エフェクト音は次第に増幅される(フェードイン)。また、可変増幅器118がない場合や増幅率が1の場合、エフェクト音は同じ音量で繰り返し再生され続ける(ループ)。
【0017】
図3は、
図2に示したエフェクト回路でゲートがオフになっている状態を示す図である。エフェクト回路110でバッファ114への入力が実質的にオフではなく、従ってゲート115Aがオフになっている場合、入力された音声信号はバッファ114に一時的に蓄積されるが、バッファ114の出力がゲート115Aで遮断されるため、バッファ114に蓄積された音声信号は出力されない。また、上述のようにフィードバック経路117がゲート115Aの出力側から分岐しているため、ゲート115Aがオフである間はフィードバック経路117によるバッファ114への音声信号のフィードバックが無効化され、バッファ114には直近の遅延時間分の音声信号のみが逐次蓄積される。
【0018】
図4は、
図2に示したエフェクト回路でゲートがオンになっている状態を示す図である。エフェクト回路110でゲート115Aがオンになるのはバッファ114の入力が実質的にオフである場合であるため、図示された状態においてエフェクト回路110に入力されるのは音量0の音声信号(無信号)である。一方、バッファ114には入力が実質的にオフになる直前に入力された音声信号が蓄積されており、ゲート115Aがオンになっている間、バッファ114に蓄積された音声信号は所定の遅延時間後に出力される。加えて、ゲート115Aがオンになっている間、バッファ114に蓄積された音声信号はフィードバック経路117を介してバッファ114にフィードバックされる。このとき、例えば可変増幅器118によってフィードバックされる音声信号が増幅または減衰させられてもよい。このように、ゲート115Aがオンになっている状態では、バッファ114に蓄積された音声信号が出力されてエフェクト音として加算器113で原音の音声信号に加算されるとともに、フィードバックによって繰り返し再生される。上記のように原音は無信号であるため、エフェクト回路110からは繰り返し再生されるエフェクト音の音声信号のみが出力される。例えば上述したような可変増幅器118による増幅率の設定によって、このエフェクト音によって楽曲にディレイ、エコー、リバーブ、またはループなどと呼ばれる種類のエフェクトを加えることができる。
【0019】
図5および
図6は、エフェクト回路の参考例を示す図である。
図5に示されるように、参考例に係るエフェクト回路910と上記で
図2に示したエフェクト回路110との違いとして、エフェクト回路910ではバッファ114の出力側とフィードバック経路117の分岐点との間にゲート115Aが接続されず、代わりにフィードバック経路117の分岐点の後(加算器113側)にゲート915が接続される。
図6に示されるようにゲート915がオフである場合、バッファ114の出力がゲート915で遮断されるため加算器113で原音にエフェクト音は加算されない点は、参考例でも同様である。ただし、参考例ではフィードバック経路117がゲート915の入力側から分岐するため、ゲート915がオフであってもフィードバック経路117を介して音声信号がフィードバックされ、バッファ114には直近の遅延時間分の音声信号に加えてそれ以前の音声信号の繰り返し再生分が重畳的に蓄積される。
【0020】
上記のような構成の結果として、参考例では、エフェクト回路910に入力される原音が無信号になりゲート915がオンになった場合に、バッファ114には原音が無信号になる直前に入力された音声信号だけではなく、それ以前の音声信号の繰り返し再生分が重畳的に蓄積されている。例えば上述したような可変増幅器118による増幅率の設定によっては、この重畳的に蓄積された音声信号によって再生される音が、エフェクト音の濁りとして知覚される場合がある。また、例えばDJパフォーマンスでスクラッチしながらクロスフェーダー102の操作を繰り返す場合のように、短時間にエフェクトのトリガー操作が繰り返された場合、2回目以降のトリガー操作の時点でバッファ114に前回のトリガー操作時の繰り返し再生分の音声信号が残っており、エフェクト音において連続していない楽曲の音が重なることによって適切にエフェクトを加えることが難しい場合がある。
【0021】
本実施形態に係るミキサー100のエフェクト回路110では、上述のようにゲート115Aをバッファ114の出力側とフィードバック経路117の分岐点との間に接続することによって、ゲート115Aがオフである間はフィードバック経路117を介しt合フィードバックが無効化され、それによって参考例の場合のような音の濁りやトリガー操作を繰り返した場合に生じうる問題を回避することができる。また、このような問題とは別に、例えばバッファ114の遅延時間を長めに設定するとともに可変増幅器118の増幅率を1に近い値に設定し、最初のトリガー操作によってバッファ114の遅延時間分の楽曲の区間をループ再生させながら、さらに遅延時間よりも短い時間でエフェクトのトリガー操作のオフおよびオンを連続して行うことによって、ループ再生の一部の区間だけを楽曲の別の区間(または別の楽曲の区間)の音に置き換えるといったような、これまでにない新たなパフォーマンスを行うこともできる。
【0022】
図7は、本発明の一実施形態の変形例におけるエフェクト回路の構成を示す図である。変形例に係るエフェクト回路110Aは、
図2を参照して説明したエフェクト回路110と同様の構成要素に加えて、伝送経路111B内でフィードバック経路の接続点である加算器116の前段に接続されるゲート115Bを含む。この例において、バッファ114の出力側接続されるゲート115Aは、ゲート115Bがオフである場合にオンになり、ゲート115Bがオンである場合にオフになる。ここで、
図2の例ではエフェクト回路110の入力が音量0の音声信号(無信号)になる操作がエフェクトのトリガー操作になることによって、ゲート115Aがバッファ114の入力が実質的にオフである場合にオンになり、そうではない場合にオフになるという動作が実現されている。一方、
図7の例におけるゲート115Bは、エフェクトのトリガー操作の種類にかかわらず同様の動作を実現する。つまり、例えばミキサー100の任意のボタンまたはスイッチがエフェクトのトリガー操作に用いられ、トリガー操作時に必ずしもエフェクト回路110の入力が音量0の音声信号(無信号)にならない場合であっても、トリガー操作時にゲート115Aがオンになるのと同時にゲート115Bがオフになることによって、上記で
図4を参照して説明したのと同様の動作が実現される。
【0023】
なお、上記のような機能をもった音声信号処理装置は一実施形態として説明されたようなミキサーには限られず、例えばミキサー機能を備えたDJコントローラーなどであってもよい。上記の例では2チャンネルのミキサーが説明されたが、例えば4チャンネルのミキサーでも同様の機能が実現可能である。また、本発明はDJ機器に限られず、一般的なミキサーや電子楽器などの音響機器にも適用可能である。
【0024】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【0025】
100…ミキサー、101A,101B…チャンネルフェーダー、102…クロスフェーダー、103…ボタン、110,110A…エフェクト回路、111A,111B…伝送経路、112A,112B…増幅器、113…加算器、114…バッファ、115A,115B…ゲート、116…加算器、117…フィードバック経路、118…可変増幅器、D1,D2,D3,D4…方向。