JP2004064363A - デジタルオーディオ処理方法、デジタルオーディオ処理装置およびデジタルオーディオ記録媒体 - Google Patents
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Abstract
【課題】再生または受信された楽曲などの、ある特定の成分についてのみ、仮想立体音響効果を得ることができるようにする。
【解決手段】特定成分抽出部２０の前段部分で、入力デジタルオーディオ信号Ｌ１，Ｒ１の演奏成分を、デジタルオーディオ信号Ｌａ，Ｒａとして抽出する。仮想立体音響出力モードでは、その抽出した演奏成分を利用して、入力デジタルオーディオ信号Ｌ１，Ｒ１のボーカル成分を、デジタルオーディオ信号Ｌ２，Ｒ２として抽出し、さらに１チャンネル化して、仮想立体音響処理部３０で、その１チャンネル化したデジタルオーディオ信号Ｃ２に仮想立体音響処理を施す。カラオケ出力モードでは、演奏成分からなる信号Ｌａ，Ｒａを、そのまま、信号Ｌ２，Ｒ２として取り出す。
【選択図】 図５
【解決手段】特定成分抽出部２０の前段部分で、入力デジタルオーディオ信号Ｌ１，Ｒ１の演奏成分を、デジタルオーディオ信号Ｌａ，Ｒａとして抽出する。仮想立体音響出力モードでは、その抽出した演奏成分を利用して、入力デジタルオーディオ信号Ｌ１，Ｒ１のボーカル成分を、デジタルオーディオ信号Ｌ２，Ｒ２として抽出し、さらに１チャンネル化して、仮想立体音響処理部３０で、その１チャンネル化したデジタルオーディオ信号Ｃ２に仮想立体音響処理を施す。カラオケ出力モードでは、演奏成分からなる信号Ｌａ，Ｒａを、そのまま、信号Ｌ２，Ｒ２として取り出す。
【選択図】 図５
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、デジタルオーディオ信号を処理して仮想立体音響効果を得る方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
デジタルオーディオ信号の処理として、左右２チャンネルのオーディオ再生出力だけで、リスナ（ユーザ）が３次元空間の様々な方向（角度）および距離の位置の音源からの再生音として認識できるように、デジタルオーディオ信号を処理する仮想立体音響処理がある。
【０００３】
これは、あらかじめ、リスナ頭部からの位置関係によって、音や声が、どのように聞こえるかを、モデルとして記録し、その記録されたモデルデータを解析して、想定する各位置での処理係数を設定し、実際のオーディオ再生に当たって、その処理係数をデジタルオーディオ信号に対して動的に適用するものである。
【０００４】
市販の音楽記録媒体から、左右２チャンネルのデジタルオーディオ信号を再生し、その再生されたデジタルオーディオ信号に対して、この仮想立体音響処理を施すことによって、多チャンネル再生が実行されているような立体音響効果が得られる。
【０００５】
これとは別に、デジタルオーディオ信号の処理として、記録媒体から、ボーカルパートおよび演奏成分を含むデジタルオーディオ信号を再生し、再生されたデジタルオーディオ信号からボーカルパートのみを除去するカラオケ処理がある。
【０００６】
これは、最近の楽曲では、多くの場合、ボーカルパートが中央に定位している傾向や、人の声のおおよその周波数帯域を考慮して、記録媒体から再生されたデジタルオーディオ信号に差分処理やフィルタ処理などを施すことによって、簡易的にボーカルパートを除去し、残余の演奏成分のみによってオーディオ再生を行うものである。
【０００７】
これによって、記録媒体上の原曲とほぼ同様の伴奏のみの再生音を得ることができ、カラオケ専用の記録媒体ではなく、市販の音楽記録媒体を再生することによって、カラオケを楽しむことができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の仮想立体音響処理の方法では、ディスクなどの記録媒体に記録されているデジタルオーディオ信号に仮想立体音響処理を施すので、記録媒体に記録されている楽曲などの、全ての成分に対して仮想立体音響処理が施されてしまって、ある特定の成分についてのみ、仮想立体音響効果を得ることはできない。
【０００９】
そこで、この発明は、再生または受信された楽曲などの、ある特定の成分についてのみ、仮想立体音響効果を得ることができるようにしたものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明のデジタルオーディオ処理方法は、
入力デジタルオーディオ信号中の各構成成分の定位状態または周波数帯域によって、当該入力デジタルオーディオ信号の特定成分を抽出する工程と、
その抽出した特定成分に仮想立体音響処理を施して、出力デジタルオーディオ信号を得る工程と、
を備えるものである。
【００１１】
上記のデジタルオーディオ処理方法では、入力デジタルオーディオ信号として得られる楽曲などの、ある特定の成分に対してのみ、仮想立体音響処理が施されるので、ある特定の成分についてのみ、仮想立体音響効果を得ることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
〔システム全体の一実施形態：図１〕
図１は、この発明のデジタルオーディオ処理装置の一実施形態を示し、光ディスクから、これに記録されている左右２チャンネルのデジタルオーディオ信号を再生し、その再生されたデジタルオーディオ信号を、この発明のデジタルオーディオ処理方法によって処理し、その処理後の出力デジタルオーディオ信号によってオーディオ再生を行うとともに、処理後の出力デジタルオーディオ信号をハードディスクに記録する場合である。
【００１３】
光ディスク１には、ＰＣＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｃｏｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）などによってデジタル化された左右２チャンネルのデジタルオーディオ信号が、インタリーブされ、ＥＦＭ（Ｅｉｇｈｔ ｔｏ Ｆｏｕｒｔｅｅｎ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）などによって変調されて、記録されている。
【００１４】
光ディスク１は、スピンドルモータ１１によって回転駆動され、光ピックアップ１２は、送りモータ１３によって光ディスク１の径方向に送られる。
【００１５】
光ピックアップ１２からの再生ＲＦ信号は、ＲＦ信号処理回路１５に供給されて、ＲＦ信号処理回路１５から、速度エラー信号、トラッキングエラー信号およびフォーカスエラー信号が得られ、これらエラー信号が、サーボ制御回路１６に供給されて、光ディスク１の回転、光ピックアップ１２の送り、および光ピックアップ１２のトラッキングおよびフォーカスが制御される。
【００１６】
また、ＲＦ信号処理回路１５から、再生デジタルオーディオ信号が得られ、これが、復調用ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）１７で、ＥＦＭ復調され、エラー訂正され、デインタリーブされ、記録時の圧縮符号化や暗号化に応じて復号化処理されて、復調用ＤＳＰ１７から、左右２チャンネルの再生デジタルオーディオ信号Ｌ１，Ｒ１が得られる。
【００１７】
また、復調用ＤＳＰ１７から、再生制御用の制御情報が得られ、これが、再生制御回路１８に供給され、サーボ制御回路１６による光ディスク１の回転制御および光ピックアップ１２の送り制御に供される。
【００１８】
復調用ＤＳＰ１７からの左右２チャンネルの再生デジタルオーディオ信号Ｌ１，Ｒ１は、入力デジタルオーディオ信号として特定成分抽出部２０に供給され、後述のように特定成分が抽出される。なお、以下においてアナログオーディオ信号と断らない場合、「オーディオ信号」はデジタルオーディオ信号である。
【００１９】
この実施形態では、後述のように、操作部８０での操作に基づく制御部７０の制御によって、通常出力、カラオケ出力、仮想立体音響出力、および混合出力のうちのいずれかを選択することができる。
【００２０】
特定成分抽出部２０からは、その選択された出力モードに応じて、後述のように、通常出力用およびカラオケ出力用の２チャンネルのオーディオ信号Ｌ２，Ｒ２、仮想立体音響出力用の１チャンネルのオーディオ信号Ｃ２、および混合出力用の２チャンネルのオーディオ信号Ｌａ，Ｒａが得られる。
【００２１】
仮想立体音響出力用のオーディオ信号Ｃ２は、仮想立体音響処理部３０に供給されて、後述のように仮想立体音響処理が施され、仮想立体音響処理部３０から処理後の２チャンネルのオーディオ信号Ｌ３，Ｒ３が得られる。
【００２２】
さらに、加算回路４３Ｌで、オーディオ信号Ｌ３，Ｌａが加算され、加算回路４３Ｒで、オーディオ信号Ｒ３，Ｒａが加算され、オーディオ信号Ｌ２，Ｒ２、オーディオ信号Ｌ３，Ｒ３、および加算回路４３Ｌ，４３Ｒの出力のオーディオ信号Ｌ４，Ｒ４が、セレクタ４１に供給される。
【００２３】
セレクタ４１では、後述のように、出力モードに応じて、左右２チャンネルのオーディオ信号が、出力オーディオ信号Ｌ５，Ｒ５として選択される。
【００２４】
その選択された出力オーディオ信号Ｌ５，Ｒ５は、デジタルフィルタ５１Ｌ，５１Ｒで、光ディスク１に記録されたオーディオ信号の記録帯域に応じてフィルタ処理された後、Ｄ／Ａコンバータ５２Ｌ，５２Ｒで、アナログオーディオ信号に変換される。その２チャンネルのアナログオーディオ信号が、オーディオ増幅回路５３Ｌ，５３Ｒで増幅されて、スピーカ５４Ｌ，５４Ｒに供給される。
【００２５】
さらに、この実施形態では、操作部８０での操作に基づく制御部７０の制御によって、セレクタ４１から得られた出力オーディオ信号Ｌ５，Ｒ５が、ハードディスク記録再生処理部６１で記録処理されて、ハードディスク装置部６２内のハードディスクに記録される。
【００２６】
ハードディスクに記録されたオーディオ信号は、操作部８０での操作に基づく制御部７０の制御によって、ハードディスクから再生され、ハードディスク記録再生処理部６１で再生処理されて、再生出力部５０に供給され、光ディスク１の再生時と同様に、オーディオ再生される。
【００２７】
〔特定成分抽出および仮想立体音響処理の第１の例：図２〜図６〕
（特定成分抽出）
特定成分抽出部２０は、一例として、図２に示すように、係数乗算回路２１Ｌ，２１Ｒ，２２Ｌ，２２Ｒ，２３Ｌ，２３Ｒ，２４Ｌ，２４Ｒ、デジタルフィルタ２５Ｌ，２５Ｒ、および加算回路２６，２７Ｌ，２７Ｒ，２８Ｌ，２８Ｒ，２９によって構成される。
【００２８】
係数乗算回路２１Ｌ，２１Ｒの係数は、Ｋ１，−Ｋ１で示すように、互いに正負が逆で、絶対値が等しい係数値に設定される。
【００２９】
したがって、係数乗算回路２１Ｌ，２１Ｒの出力信号が加算回路２６で加算されることによって、左右２チャンネルの入力オーディオ信号Ｌ１，Ｒ１中に同相で存在している成分、具体的には中央に定位しているボーカル成分が除去され、加算回路２６からは、演奏成分からなるオーディオ信号が得られる。
【００３０】
デジタルフィルタ２５Ｌ，２５Ｒは、入力オーディオ信号Ｌ１，Ｒ１中の、人の声の帯域、例えば２００Ｈｚ〜３ｋＨｚの周波数成分を減衰させるものである。したがって、デジタルフィルタ２５Ｌ，２５Ｒからは、ボーカル成分が除去された、演奏成分からなるオーディオ信号が得られる。
【００３１】
すなわち、この例では、入力オーディオ信号Ｌ１，Ｒ１中の定位状態によって、係数乗算回路２１Ｌ，２１Ｒおよび加算回路２６で、入力オーディオ信号Ｌ１，Ｒ１中の演奏成分が抽出されるとともに、入力オーディオ信号Ｌ１，Ｒ１中の周波数帯域によって、デジタルフィルタ２５Ｌ，２５Ｒで、入力オーディオ信号Ｌ１，Ｒ１中の演奏成分が抽出される。
【００３２】
そして、加算回路２７Ｌ，２７Ｒで、デジタルフィルタ２５Ｌ，２５Ｒの出力信号に、それぞれ加算回路２６の出力信号が加算されて、加算回路２７Ｌ，２７Ｒから、演奏成分からなる左右２チャンネルのオーディオ信号Ｌａ，Ｒａが得られる。
【００３３】
さらに、後述の仮想立体音響出力モードおよび混合出力モードでは、係数乗算回路２２Ｌ，２２Ｒの係数Ｋ２が１に設定され、係数乗算回路２３Ｌ，２３Ｒの係数Ｋ３が−１に設定されることによって、加算回路２８Ｌ，２８Ｒで、係数乗算回路２２Ｌ，２２Ｒを、そのまま通じた入力オーディオ信号Ｌ１，Ｒ１から、上記の加算回路２７Ｌ，２７Ｒからの、演奏成分からなるオーディオ信号Ｌａ，Ｒａが減算されて、加算回路２８Ｌ，２８Ｒの出力信号Ｌ２，Ｒ２として、入力オーディオ信号Ｌ１，Ｒ１中のボーカル成分からなる左右２チャンネルのオーディオ信号が得られる。
【００３４】
すなわち、後述の仮想立体音響出力モードおよび混合出力モードでは、特定成分抽出部２０において、入力オーディオ信号Ｌ１，Ｒ１中の特定成分として、一方で演奏成分が抽出されると同時に、他方でボーカル成分が抽出される。
【００３５】
係数乗算回路２２Ｌ，２２Ｒの係数Ｋ２、係数乗算回路２３Ｌ，２３Ｒの係数Ｋ３、および係数乗算回路２４Ｌ，２４Ｒの係数Ｋ４は、制御部７０によって、後述のように出力モードに応じて設定される。
【００３６】
なお、上記のように演奏成分を二重に抽出して加算する代わりに、定位状態のみから演奏成分を抽出し、または周波数帯域のみから演奏成分を抽出する構成としてもよい。
【００３７】
また、図２では省略したが、デジタルフィルタ２５Ｌ，２５Ｒの出力信号の、加算回路２６の出力信号に対する時間遅延を補正するため、加算回路２６の出力側に遅延回路を設けてもよい。また、遅延回路などによって、加算回路２７Ｌ，２７Ｒの出力の、演奏成分からなるオーディオ信号Ｌａ，Ｒａにステレオ感を持たせてもよい。
【００３８】
（仮想立体音響処理）
仮想立体音響処理部３０では、後述の仮想立体音響出力モードおよび混合出力モードで、特定成分抽出部２０の加算回路２９から得られる、入力オーディオ信号Ｌ１，Ｒ１中のボーカル成分からなる１チャンネル化されたオーディオ信号Ｃ２に対して、仮想立体音響処理が施される。
【００３９】
具体的に、この例では、操作部８０での操作に基づく制御部７０の制御によって、オーディオ信号Ｃ２による音像の位置が３次元空間で動的に変更制御されるような処理がなされる。
【００４０】
そのため、あらかじめ、リスナ頭部からの位置関係によって、音や声が、どのように聞こえるかを、モデルとして記録し、その記録されたモデルデータを解析して、想定する各位置での処理係数を算出し、仮想立体音響処理部３０に設定しておく。
【００４１】
操作部８０は、多方向に制御可能なボタン群やアナログコントローラなどによって、３次元空間における位置を動的に指定できるものとする。
【００４２】
制御部７０は、その指定された位置を位置情報に変換して、仮想立体音響処理部３０に送出する。位置情報は、例えば、指定された位置を、リスナの位置を中心として、水平面上での回転角、傾斜角（仰角および俯角）、および距離で示した３次元座標情報とすることができる。
【００４３】
仮想立体音響処理部３０は、その位置情報によって、上記の設定された係数群から、指定された位置に応じた処理係数を選択して、オーディオ信号Ｃ２に仮想立体音響処理を施す。処理後のオーディオ信号は、２チャンネルのオーディオ信号Ｌ３，Ｒ３として出力される。
【００４４】
なお、このような係数による処理以外に、例えば、フィルタ処理による距離感の演出や、ピッチ変換処理を利用したドップラー効果の演出などを加えることによって、距離や移動による音響表現の現実感を、より向上させることができる。
【００４５】
（通常出力モード：図３）
通常出力モードでは、図３に示すように、係数乗算回路２２Ｌ，２２Ｒの係数Ｋ２が１に設定され、係数乗算回路２３Ｌ，２３Ｒの係数Ｋ３が０に設定される。
【００４６】
したがって、このとき、左右２チャンネルの入力オーディオ信号Ｌ１，Ｒ１が、そのまま、係数乗算回路２２Ｌ，２２Ｒおよび加算回路２８Ｌ，２８Ｒを通じて、オーディオ信号Ｌ２，Ｒ２として、セレクタ４１に供給され、このときセレクタ４１がオーディオ信号Ｌ２，Ｒ２を選択する状態に切り換えられることによって、出力オーディオ信号Ｌ５，Ｒ５としてセレクタ４１から得られる。
【００４７】
セレクタ４１がオーディオ信号Ｌ２，Ｒ２を選択する状態に切り換えられるので、このとき、係数乗算回路２４Ｌ，２４Ｒの係数Ｋ４の値、仮想立体音響処理部３０の出力のオーディオ信号Ｌ３，Ｒ３、および加算回路４３Ｌ，４３Ｒの出力のオーディオ信号Ｌ４，Ｒ４は、無視することができる。
【００４８】
（カラオケ出力モード：図４）
カラオケ出力モードでは、通常出力モードと逆に、図４に示すように、係数乗算回路２２Ｌ，２２Ｒの係数Ｋ２が０に設定され、係数乗算回路２３Ｌ，２３Ｒの係数Ｋ３が１に設定される。
【００４９】
したがって、このとき、上述した加算回路２７Ｌ，２７Ｒからの、演奏成分からなる左右２チャンネルのオーディオ信号Ｌａ，Ｒａが、そのまま、係数乗算回路２３Ｌ，２３Ｒおよび加算回路２８Ｌ，２８Ｒを通じて、オーディオ信号Ｌ２，Ｒ２として、セレクタ４１に供給され、このときセレクタ４１がオーディオ信号Ｌ２，Ｒ２を選択する状態に切り換えられることによって、出力オーディオ信号Ｌ５，Ｒ５としてセレクタ４１から得られる。
【００５０】
セレクタ４１がオーディオ信号Ｌ２，Ｒ２を選択する状態に切り換えられるので、このとき、係数乗算回路２４Ｌ，２４Ｒの係数Ｋ４の値、仮想立体音響処理部３０の出力のオーディオ信号Ｌ３，Ｒ３、および加算回路４３Ｌ，４３Ｒの出力のオーディオ信号Ｌ４，Ｒ４は、無視することができる。
【００５１】
（仮想立体音響出力モード：図５）
仮想立体音響出力モードでは、図５に示すように、係数乗算回路２２Ｌ，２２Ｒの係数Ｋ２が、通常出力モードと同様に１に設定され、係数乗算回路２３Ｌ，２３Ｒの係数Ｋ３が、カラオケ出力モードと逆に−１に設定され、係数乗算回路２４Ｌ，２４Ｒの係数Ｋ４が、オーバーフローを考慮して、例えば１／２に設定される。
【００５２】
したがって、このとき、上述したように、加算回路２８Ｌ，２８Ｒで、係数乗算回路２２Ｌ，２２Ｒを、そのまま通じた入力オーディオ信号Ｌ１，Ｒ１から、加算回路２７Ｌ，２７Ｒからの、演奏成分からなるオーディオ信号Ｌａ，Ｒａが減算されて、加算回路２８Ｌ，２８Ｒの出力信号Ｌ２，Ｒ２として、入力オーディオ信号Ｌ１，Ｒ１中のボーカル成分からなるオーディオ信号が得られる。
【００５３】
そして、仮想立体音響出力モードでは、加算回路２９で、このボーカル成分からなる左右２チャンネルのオーディオ信号Ｌ２，Ｒ２が１：１で加算されて、加算回路２９の出力信号Ｃ２として、ボーカル成分からなる１チャンネル化されたオーディオ信号が得られる。
【００５４】
さらに、仮想立体音響出力モードでは、仮想立体音響処理部３０で、このボーカル成分からなる１チャンネル化されたオーディオ信号Ｃ２に対して、上述したような仮想立体音響処理が施され、仮想立体音響処理部３０から、処理後のボーカル成分からなる左右２チャンネルのオーディオ信号Ｌ３，Ｒ３が得られる。
【００５５】
そして、この仮想立体音響の処理後のボーカル成分からなる左右２チャンネルのオーディオ信号Ｌ３，Ｒ３が、セレクタ４１に供給され、このときセレクタ４１がオーディオ信号Ｌ３，Ｒ３を選択する状態に切り換えられることによって、出力オーディオ信号Ｌ５，Ｒ５としてセレクタ４１から得られる。
【００５６】
セレクタ４１がオーディオ信号Ｌ３，Ｒ３を選択する状態に切り換えられるので、このとき、加算回路２８Ｌ，２８Ｒの出力のオーディオ信号Ｌ２，Ｒ２、および加算回路４３Ｌ，４３Ｒの出力のオーディオ信号Ｌ４，Ｒ４は、無視することができる。
【００５７】
以上のように、仮想立体音響出力モードでは、入力オーディオ信号Ｌ１，Ｒ１として得られる楽曲のボーカル成分に対してのみ、仮想立体音響処理が施され、ボーカル成分についてのみ、仮想立体音響効果を得ることができる。
【００５８】
（混合出力モード：図６）
混合出力モードでは、仮想立体音響出力モードと同様に、図６に示すように、係数乗算回路２２Ｌ，２２Ｒの係数Ｋ２が１に設定され、係数乗算回路２３Ｌ，２３Ｒの係数Ｋ３が−１に設定され、係数乗算回路２４Ｌ，２４Ｒの係数Ｋ４が、例えば１／２に設定される。
【００５９】
したがって、このとき、加算回路４３Ｌ，４３Ｒで、加算回路２７Ｌ，２７Ｒからの、演奏成分からなる左右２チャンネルのオーディオ信号Ｌａ，Ｒａと、仮想立体音響処理部３０からの、仮想立体音響の処理後のボーカル成分からなる左右２チャンネルのオーディオ信号Ｌ３，Ｒ３が加算され、その加算後の左右２チャンネルのオーディオ信号Ｌ４，Ｒ４が、セレクタ４１に供給されて、このときセレクタ４１がオーディオ信号Ｌ４，Ｒ４を選択する状態に切り換えられることによって、出力オーディオ信号Ｌ５，Ｒ５としてセレクタ４１から得られる。
【００６０】
したがって、混合出力モードでは、入力オーディオ信号Ｌ１，Ｒ１として得られる楽曲の演奏成分を、元の定位状態のまま再生することができると同時に、楽曲のボーカル成分についてのみ、仮想立体音響効果を得ることができる。
【００６１】
〔特定成分抽出および仮想立体音響処理の第２の例：図７〕
（構成）
特定成分抽出部２０は、他の例として、図７に示すように、係数乗算回路４５Ｌ，４５Ｒ、加算回路４６、デジタルフィルタ４７、係数乗算回路４８Ｌ，４８Ｒ、および減算回路４９Ｌ，４９Ｒによって構成される。
【００６２】
係数乗算回路４５Ｌ，４５Ｒの係数Ｋ５は、１に設定される。したがって、加算回路４６の出力信号として、左右２チャンネルの入力オーディオ信号Ｌ１，Ｒ１が１：１で加算された信号が得られる。
【００６３】
デジタルフィルタ４７は、この加算回路４６の出力信号中の、人の声の帯域、例えば２００Ｈｚ〜３ｋＨｚの周波数成分を抽出するものである。したがって、デジタルフィルタ４７の出力信号として、ボーカル成分からなる１チャンネル化されたオーディオ信号Ｃ２が得られる。
【００６４】
そして、後述の仮想立体音響出力モードおよび混合出力モードでは、仮想立体音響処理部３０で、このボーカル成分からなる１チャンネル化されたオーディオ信号Ｃ２に対して、仮想立体音響処理が施され、仮想立体音響処理部３０から、処理後のボーカル成分からなる左右２チャンネルのオーディオ信号Ｌ３，Ｒ３が得られる。
【００６５】
一方、係数乗算回路４８Ｌ，４８Ｒの係数Ｋ６は、制御部７０によって出力モードに応じて設定され、通常出力モードでは０、カラオケ出力モード、仮想立体音響出力モードおよび混合出力モードでは１／２に設定される。
【００６６】
したがって、通常出力モードを除く出力モードでは、減算回路４９Ｌ，４９Ｒで、入力オーディオ信号Ｌ１，Ｒ１から、係数乗算回路４８Ｌ，４８Ｒの出力のボーカル成分が減算されることによって、減算回路４９Ｌ，４９Ｒの出力信号Ｌ２（Ｌａ），Ｒ２（Ｒａ）として、入力オーディオ信号Ｌ１，Ｒ１中の演奏成分が抽出される。
【００６７】
（各出力モード）
通常出力モードでは、係数乗算回路４８Ｌ，４８Ｒの係数Ｋ６が０に設定されて、左右２チャンネルの入力オーディオ信号Ｌ１，Ｒ１が、そのまま、減算回路４９Ｌ，４９Ｒを通じて、オーディオ信号Ｌ２，Ｒ２として、セレクタ４１に供給され、このときセレクタ４１がオーディオ信号Ｌ２，Ｒ２を選択する状態に切り換えられることによって、出力オーディオ信号Ｌ５，Ｒ５としてセレクタ４１から得られる。
【００６８】
カラオケ出力モードでは、係数乗算回路４８Ｌ，４８Ｒの係数Ｋ６が１／２に設定されて、上述した減算回路４９Ｌ，４９Ｒからの、演奏成分からなる左右２チャンネルのオーディオ信号が、オーディオ信号Ｌ２，Ｒ２として、セレクタ４１に供給され、このときセレクタ４１がオーディオ信号Ｌ２，Ｒ２を選択する状態に切り換えられることによって、出力オーディオ信号Ｌ５，Ｒ５としてセレクタ４１から得られる。
【００６９】
仮想立体音響出力モードでは、上述した仮想立体音響処理部３０からの、仮想立体音響の処理後のボーカル成分からなる左右２チャンネルのオーディオ信号Ｌ３，Ｒ３が、セレクタ４１に供給され、このときセレクタ４１がオーディオ信号Ｌ３，Ｒ３を選択する状態に切り換えられることによって、出力オーディオ信号Ｌ５，Ｒ５としてセレクタ４１から得られる。
【００７０】
混合出力モードでは、係数乗算回路４８Ｌ，４８Ｒの係数Ｋ６が１／２に設定される。したがって、このとき、加算回路４３Ｌ，４３Ｒで、上述した減算回路４９Ｌ，４９Ｒからの、演奏成分からなる左右２チャンネルのオーディオ信号Ｌａ（Ｌ２），Ｒａ（Ｒ２）と、上述した仮想立体音響処理部３０からの、仮想立体音響の処理後のボーカル成分からなる左右２チャンネルのオーディオ信号Ｌ３，Ｒ３が加算され、その加算後の左右２チャンネルのオーディオ信号Ｌ４，Ｒ４が、セレクタ４１に供給されて、このときセレクタ４１がオーディオ信号Ｌ４，Ｒ４を選択する状態に切り換えられることによって、出力オーディオ信号Ｌ５，Ｒ５としてセレクタ４１から得られる。
【００７１】
〔特定成分抽出および仮想立体音響処理の第３の例：図８〕
図１の実施形態、および上述した第１および第２の例は、左右２チャンネルの入力オーディオ信号Ｌ１，Ｒ１からボーカル成分を抽出し、そのボーカル成分からなる１チャンネルのオーディオ信号Ｃ２に仮想立体音響処理を施して、仮想立体音響の処理後のボーカル成分からなる左右２チャンネルのオーディオ信号Ｌ３，Ｒ３を得る場合であるが、逆の順序で、左右２チャンネルの入力オーディオ信号Ｌ１，Ｒ１を１チャンネル化し、その１チャンネルのオーディオ信号に仮想立体音響処理を施して、仮想立体音響の処理後の左右２チャンネルのオーディオ信号を得、そのオーディオ信号からボーカル成分を抽出する構成としてもよい。
【００７２】
図８は、この場合の例を示す。この例では、信号合成部９０で、左右２チャンネルの入力オーディオ信号Ｌ１，Ｒ１が１チャンネル化される。
【００７３】
すなわち、信号合成部９０は、係数乗算回路９１Ｌ，９１Ｒおよび加算回路９２によって構成され、係数乗算回路９１Ｌ，９１Ｒの係数は、Ｋ７で示すように等しい係数値に設定されて、信号合成部９０で、左右２チャンネルの入力オーディオ信号Ｌ１，Ｒ１が１：１で加算されて、信号合成部９０の出力信号Ｃ７として、１チャンネル化された入力オーディオ信号が得られる。
【００７４】
そして、この例では、仮想立体音響処理部３０で、この１チャンネル化された入力オーディオ信号Ｃ７に対して、仮想立体音響処理が施され、仮想立体音響処理部３０から、処理後の左右２チャンネルのオーディオ信号Ｌ７，Ｒ７が得られる。
【００７５】
仮想立体音響処理部３０での仮想立体音響処理そのものは、上述した各例と同じで、処理対象および処理後のオーディオ信号がボーカル成分のみからなるものではない点が、上述した各例と異なる。
【００７６】
そして、この例では、デジタルフィルタ９５Ｌ，９５Ｒで、この仮想立体音響の処理後の左右２チャンネルのオーディオ信号Ｌ７，Ｒ７中の、人の声の帯域、例えば２００Ｈｚ〜３ｋＨｚの周波数成分が抽出される。したがって、デジタルフィルタ９５Ｌ，９５Ｒからは、仮想立体音響の処理後のボーカル成分からなる左右２チャンネルのオーディオ信号Ｌ３，Ｒ３が得られる。
【００７７】
この例でも、通常出力、カラオケ出力、仮想立体音響出力、および混合出力のうちのいずれかを選択することができるように、この仮想立体音響の処理後のボーカル成分からなる左右２チャンネルのオーディオ信号Ｌ３，Ｒ３が、セレクタ４１に供給される。
【００７８】
一方、この例では、特定成分抽出部２０が、カラオケ出力用に、例えば、図２の特定成分抽出部２０中の、仮想立体音響出力用の係数乗算回路２４Ｌ，２４Ｒおよび加算回路２９が無いものとして、すなわち、係数乗算回路２１Ｌ，２１Ｒ，２２Ｌ，２２Ｒ，２３Ｌ，２３Ｒ、デジタルフィルタ２５Ｌ，２５Ｒ、および加算回路２６，２７Ｌ，２７Ｒ，２８Ｌ，２８Ｒからなるものとして構成される。
【００７９】
したがって、通常出力モードでは、図３に示したモードと同様に、左右２チャンネルの入力オーディオ信号Ｌ１，Ｒ１が、そのまま、オーディオ信号Ｌ２，Ｒ２として、特定成分抽出部２０から得られて、セレクタ４１に供給され、このときセレクタ４１がオーディオ信号Ｌ２，Ｒ２を選択する状態に切り換えられることによって、出力オーディオ信号Ｌ５，Ｒ５としてセレクタ４１から得られる。
【００８０】
カラオケ出力モードでは、図４に示したモードと同様に、左右２チャンネルの入力オーディオ信号Ｌ１，Ｒ１中の演奏成分が、オーディオ信号Ｌ２，Ｒ２として、特定成分抽出部２０から得られて、セレクタ４１に供給され、このときセレクタ４１がオーディオ信号Ｌ２，Ｒ２を選択する状態に切り換えられることによって、出力オーディオ信号Ｌ５，Ｒ５としてセレクタ４１から得られる。
【００８１】
仮想立体音響出力モードでは、上述したようにデジタルフィルタ９５Ｌ，９５Ｒから得られる仮想立体音響の処理後のボーカル成分からなる左右２チャンネルのオーディオ信号Ｌ３，Ｒ３が、セレクタ４１に供給され、このときセレクタ４１がオーディオ信号Ｌ３，Ｒ３を選択する状態に切り換えられることによって、出力オーディオ信号Ｌ５，Ｒ５としてセレクタ４１から得られる。
【００８２】
混合出力モードでは、左右２チャンネルの入力オーディオ信号Ｌ１，Ｒ１中の演奏成分が、オーディオ信号Ｌａ，Ｒａとして、特定成分抽出部２０から得られて、加算回路４３Ｌ，４３Ｒで、この演奏成分からなる左右２チャンネルのオーディオ信号Ｌａ，Ｒａと、デジタルフィルタ９５Ｌ，９５Ｒからの、仮想立体音響の処理後のボーカル成分からなる左右２チャンネルのオーディオ信号Ｌ３，Ｒ３が加算され、その加算後の左右２チャンネルのオーディオ信号Ｌ４，Ｒ４が、セレクタ４１に供給されて、このときセレクタ４１がオーディオ信号Ｌ４，Ｒ４を選択する状態に切り換えられることによって、出力オーディオ信号Ｌ５，Ｒ５としてセレクタ４１から得られる。
【００８３】
〔他の実施形態〕
仮想立体音響の処理後の出力オーディオ信号として得る特定成分は、ボーカル成分に限らず、定位状態または周波数帯域によって抽出可能な任意の成分とすることができる。
【００８４】
出力オーディオ信号を再生する場合、スピーカに限らず、ヘッドホンなどによって再生することもできる。
【００８５】
出力オーディオ信号を記録媒体に記録する場合、ハードディスクに限らず、光ディスク、光磁気ディスク、メモリカードなどに記録することもできる。
【００８６】
また、上述した実施形態は、光ディスクから処理対象の入力オーディオ信号を再生する場合であるが、この発明は、光磁気ディスクや半導体メモリなどの記録媒体から処理対象の入力オーディオ信号を再生する場合にも適用することができる。
【００８７】
また、このように入力オーディオ信号を記録媒体から再生する場合に限らず、放送や通信ネットワークなどによって入力オーディオ信号を受信する場合にも、この発明を適用することができる。
【００８８】
さらに、入力オーディオ信号がアナログオーディオ信号である場合にも、これをデジタルオーディオ信号に変換することによって、この発明を適用することができる。
【００８９】
【発明の効果】
上述したように、この発明によれば、再生または受信された楽曲などの、ある特定の成分についてのみ、仮想立体音響効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のデジタルオーディオ処理装置の一実施形態を示す図である。
【図２】特定成分抽出および仮想立体音響処理の第１の例を示す図である。
【図３】第１の例の通常出力モードを示す図である。
【図４】第１の例のカラオケ出力モードを示す図である。
【図５】第１の例の仮想立体音響出力モードを示す図である。
【図６】第１の例の混合出力モードを示す図である。
【図７】特定成分抽出および仮想立体音響処理の第２の例を示す図である。
【図８】特定成分抽出および仮想立体音響処理の第３の例を示す図である。
【符号の説明】
主要部については図中に全て記述したので、ここでは省略する。
【発明の属する技術分野】
この発明は、デジタルオーディオ信号を処理して仮想立体音響効果を得る方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
デジタルオーディオ信号の処理として、左右２チャンネルのオーディオ再生出力だけで、リスナ（ユーザ）が３次元空間の様々な方向（角度）および距離の位置の音源からの再生音として認識できるように、デジタルオーディオ信号を処理する仮想立体音響処理がある。
【０００３】
これは、あらかじめ、リスナ頭部からの位置関係によって、音や声が、どのように聞こえるかを、モデルとして記録し、その記録されたモデルデータを解析して、想定する各位置での処理係数を設定し、実際のオーディオ再生に当たって、その処理係数をデジタルオーディオ信号に対して動的に適用するものである。
【０００４】
市販の音楽記録媒体から、左右２チャンネルのデジタルオーディオ信号を再生し、その再生されたデジタルオーディオ信号に対して、この仮想立体音響処理を施すことによって、多チャンネル再生が実行されているような立体音響効果が得られる。
【０００５】
これとは別に、デジタルオーディオ信号の処理として、記録媒体から、ボーカルパートおよび演奏成分を含むデジタルオーディオ信号を再生し、再生されたデジタルオーディオ信号からボーカルパートのみを除去するカラオケ処理がある。
【０００６】
これは、最近の楽曲では、多くの場合、ボーカルパートが中央に定位している傾向や、人の声のおおよその周波数帯域を考慮して、記録媒体から再生されたデジタルオーディオ信号に差分処理やフィルタ処理などを施すことによって、簡易的にボーカルパートを除去し、残余の演奏成分のみによってオーディオ再生を行うものである。
【０００７】
これによって、記録媒体上の原曲とほぼ同様の伴奏のみの再生音を得ることができ、カラオケ専用の記録媒体ではなく、市販の音楽記録媒体を再生することによって、カラオケを楽しむことができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の仮想立体音響処理の方法では、ディスクなどの記録媒体に記録されているデジタルオーディオ信号に仮想立体音響処理を施すので、記録媒体に記録されている楽曲などの、全ての成分に対して仮想立体音響処理が施されてしまって、ある特定の成分についてのみ、仮想立体音響効果を得ることはできない。
【０００９】
そこで、この発明は、再生または受信された楽曲などの、ある特定の成分についてのみ、仮想立体音響効果を得ることができるようにしたものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明のデジタルオーディオ処理方法は、
入力デジタルオーディオ信号中の各構成成分の定位状態または周波数帯域によって、当該入力デジタルオーディオ信号の特定成分を抽出する工程と、
その抽出した特定成分に仮想立体音響処理を施して、出力デジタルオーディオ信号を得る工程と、
を備えるものである。
【００１１】
上記のデジタルオーディオ処理方法では、入力デジタルオーディオ信号として得られる楽曲などの、ある特定の成分に対してのみ、仮想立体音響処理が施されるので、ある特定の成分についてのみ、仮想立体音響効果を得ることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
〔システム全体の一実施形態：図１〕
図１は、この発明のデジタルオーディオ処理装置の一実施形態を示し、光ディスクから、これに記録されている左右２チャンネルのデジタルオーディオ信号を再生し、その再生されたデジタルオーディオ信号を、この発明のデジタルオーディオ処理方法によって処理し、その処理後の出力デジタルオーディオ信号によってオーディオ再生を行うとともに、処理後の出力デジタルオーディオ信号をハードディスクに記録する場合である。
【００１３】
光ディスク１には、ＰＣＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｃｏｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）などによってデジタル化された左右２チャンネルのデジタルオーディオ信号が、インタリーブされ、ＥＦＭ（Ｅｉｇｈｔ ｔｏ Ｆｏｕｒｔｅｅｎ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）などによって変調されて、記録されている。
【００１４】
光ディスク１は、スピンドルモータ１１によって回転駆動され、光ピックアップ１２は、送りモータ１３によって光ディスク１の径方向に送られる。
【００１５】
光ピックアップ１２からの再生ＲＦ信号は、ＲＦ信号処理回路１５に供給されて、ＲＦ信号処理回路１５から、速度エラー信号、トラッキングエラー信号およびフォーカスエラー信号が得られ、これらエラー信号が、サーボ制御回路１６に供給されて、光ディスク１の回転、光ピックアップ１２の送り、および光ピックアップ１２のトラッキングおよびフォーカスが制御される。
【００１６】
また、ＲＦ信号処理回路１５から、再生デジタルオーディオ信号が得られ、これが、復調用ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）１７で、ＥＦＭ復調され、エラー訂正され、デインタリーブされ、記録時の圧縮符号化や暗号化に応じて復号化処理されて、復調用ＤＳＰ１７から、左右２チャンネルの再生デジタルオーディオ信号Ｌ１，Ｒ１が得られる。
【００１７】
また、復調用ＤＳＰ１７から、再生制御用の制御情報が得られ、これが、再生制御回路１８に供給され、サーボ制御回路１６による光ディスク１の回転制御および光ピックアップ１２の送り制御に供される。
【００１８】
復調用ＤＳＰ１７からの左右２チャンネルの再生デジタルオーディオ信号Ｌ１，Ｒ１は、入力デジタルオーディオ信号として特定成分抽出部２０に供給され、後述のように特定成分が抽出される。なお、以下においてアナログオーディオ信号と断らない場合、「オーディオ信号」はデジタルオーディオ信号である。
【００１９】
この実施形態では、後述のように、操作部８０での操作に基づく制御部７０の制御によって、通常出力、カラオケ出力、仮想立体音響出力、および混合出力のうちのいずれかを選択することができる。
【００２０】
特定成分抽出部２０からは、その選択された出力モードに応じて、後述のように、通常出力用およびカラオケ出力用の２チャンネルのオーディオ信号Ｌ２，Ｒ２、仮想立体音響出力用の１チャンネルのオーディオ信号Ｃ２、および混合出力用の２チャンネルのオーディオ信号Ｌａ，Ｒａが得られる。
【００２１】
仮想立体音響出力用のオーディオ信号Ｃ２は、仮想立体音響処理部３０に供給されて、後述のように仮想立体音響処理が施され、仮想立体音響処理部３０から処理後の２チャンネルのオーディオ信号Ｌ３，Ｒ３が得られる。
【００２２】
さらに、加算回路４３Ｌで、オーディオ信号Ｌ３，Ｌａが加算され、加算回路４３Ｒで、オーディオ信号Ｒ３，Ｒａが加算され、オーディオ信号Ｌ２，Ｒ２、オーディオ信号Ｌ３，Ｒ３、および加算回路４３Ｌ，４３Ｒの出力のオーディオ信号Ｌ４，Ｒ４が、セレクタ４１に供給される。
【００２３】
セレクタ４１では、後述のように、出力モードに応じて、左右２チャンネルのオーディオ信号が、出力オーディオ信号Ｌ５，Ｒ５として選択される。
【００２４】
その選択された出力オーディオ信号Ｌ５，Ｒ５は、デジタルフィルタ５１Ｌ，５１Ｒで、光ディスク１に記録されたオーディオ信号の記録帯域に応じてフィルタ処理された後、Ｄ／Ａコンバータ５２Ｌ，５２Ｒで、アナログオーディオ信号に変換される。その２チャンネルのアナログオーディオ信号が、オーディオ増幅回路５３Ｌ，５３Ｒで増幅されて、スピーカ５４Ｌ，５４Ｒに供給される。
【００２５】
さらに、この実施形態では、操作部８０での操作に基づく制御部７０の制御によって、セレクタ４１から得られた出力オーディオ信号Ｌ５，Ｒ５が、ハードディスク記録再生処理部６１で記録処理されて、ハードディスク装置部６２内のハードディスクに記録される。
【００２６】
ハードディスクに記録されたオーディオ信号は、操作部８０での操作に基づく制御部７０の制御によって、ハードディスクから再生され、ハードディスク記録再生処理部６１で再生処理されて、再生出力部５０に供給され、光ディスク１の再生時と同様に、オーディオ再生される。
【００２７】
〔特定成分抽出および仮想立体音響処理の第１の例：図２〜図６〕
（特定成分抽出）
特定成分抽出部２０は、一例として、図２に示すように、係数乗算回路２１Ｌ，２１Ｒ，２２Ｌ，２２Ｒ，２３Ｌ，２３Ｒ，２４Ｌ，２４Ｒ、デジタルフィルタ２５Ｌ，２５Ｒ、および加算回路２６，２７Ｌ，２７Ｒ，２８Ｌ，２８Ｒ，２９によって構成される。
【００２８】
係数乗算回路２１Ｌ，２１Ｒの係数は、Ｋ１，−Ｋ１で示すように、互いに正負が逆で、絶対値が等しい係数値に設定される。
【００２９】
したがって、係数乗算回路２１Ｌ，２１Ｒの出力信号が加算回路２６で加算されることによって、左右２チャンネルの入力オーディオ信号Ｌ１，Ｒ１中に同相で存在している成分、具体的には中央に定位しているボーカル成分が除去され、加算回路２６からは、演奏成分からなるオーディオ信号が得られる。
【００３０】
デジタルフィルタ２５Ｌ，２５Ｒは、入力オーディオ信号Ｌ１，Ｒ１中の、人の声の帯域、例えば２００Ｈｚ〜３ｋＨｚの周波数成分を減衰させるものである。したがって、デジタルフィルタ２５Ｌ，２５Ｒからは、ボーカル成分が除去された、演奏成分からなるオーディオ信号が得られる。
【００３１】
すなわち、この例では、入力オーディオ信号Ｌ１，Ｒ１中の定位状態によって、係数乗算回路２１Ｌ，２１Ｒおよび加算回路２６で、入力オーディオ信号Ｌ１，Ｒ１中の演奏成分が抽出されるとともに、入力オーディオ信号Ｌ１，Ｒ１中の周波数帯域によって、デジタルフィルタ２５Ｌ，２５Ｒで、入力オーディオ信号Ｌ１，Ｒ１中の演奏成分が抽出される。
【００３２】
そして、加算回路２７Ｌ，２７Ｒで、デジタルフィルタ２５Ｌ，２５Ｒの出力信号に、それぞれ加算回路２６の出力信号が加算されて、加算回路２７Ｌ，２７Ｒから、演奏成分からなる左右２チャンネルのオーディオ信号Ｌａ，Ｒａが得られる。
【００３３】
さらに、後述の仮想立体音響出力モードおよび混合出力モードでは、係数乗算回路２２Ｌ，２２Ｒの係数Ｋ２が１に設定され、係数乗算回路２３Ｌ，２３Ｒの係数Ｋ３が−１に設定されることによって、加算回路２８Ｌ，２８Ｒで、係数乗算回路２２Ｌ，２２Ｒを、そのまま通じた入力オーディオ信号Ｌ１，Ｒ１から、上記の加算回路２７Ｌ，２７Ｒからの、演奏成分からなるオーディオ信号Ｌａ，Ｒａが減算されて、加算回路２８Ｌ，２８Ｒの出力信号Ｌ２，Ｒ２として、入力オーディオ信号Ｌ１，Ｒ１中のボーカル成分からなる左右２チャンネルのオーディオ信号が得られる。
【００３４】
すなわち、後述の仮想立体音響出力モードおよび混合出力モードでは、特定成分抽出部２０において、入力オーディオ信号Ｌ１，Ｒ１中の特定成分として、一方で演奏成分が抽出されると同時に、他方でボーカル成分が抽出される。
【００３５】
係数乗算回路２２Ｌ，２２Ｒの係数Ｋ２、係数乗算回路２３Ｌ，２３Ｒの係数Ｋ３、および係数乗算回路２４Ｌ，２４Ｒの係数Ｋ４は、制御部７０によって、後述のように出力モードに応じて設定される。
【００３６】
なお、上記のように演奏成分を二重に抽出して加算する代わりに、定位状態のみから演奏成分を抽出し、または周波数帯域のみから演奏成分を抽出する構成としてもよい。
【００３７】
また、図２では省略したが、デジタルフィルタ２５Ｌ，２５Ｒの出力信号の、加算回路２６の出力信号に対する時間遅延を補正するため、加算回路２６の出力側に遅延回路を設けてもよい。また、遅延回路などによって、加算回路２７Ｌ，２７Ｒの出力の、演奏成分からなるオーディオ信号Ｌａ，Ｒａにステレオ感を持たせてもよい。
【００３８】
（仮想立体音響処理）
仮想立体音響処理部３０では、後述の仮想立体音響出力モードおよび混合出力モードで、特定成分抽出部２０の加算回路２９から得られる、入力オーディオ信号Ｌ１，Ｒ１中のボーカル成分からなる１チャンネル化されたオーディオ信号Ｃ２に対して、仮想立体音響処理が施される。
【００３９】
具体的に、この例では、操作部８０での操作に基づく制御部７０の制御によって、オーディオ信号Ｃ２による音像の位置が３次元空間で動的に変更制御されるような処理がなされる。
【００４０】
そのため、あらかじめ、リスナ頭部からの位置関係によって、音や声が、どのように聞こえるかを、モデルとして記録し、その記録されたモデルデータを解析して、想定する各位置での処理係数を算出し、仮想立体音響処理部３０に設定しておく。
【００４１】
操作部８０は、多方向に制御可能なボタン群やアナログコントローラなどによって、３次元空間における位置を動的に指定できるものとする。
【００４２】
制御部７０は、その指定された位置を位置情報に変換して、仮想立体音響処理部３０に送出する。位置情報は、例えば、指定された位置を、リスナの位置を中心として、水平面上での回転角、傾斜角（仰角および俯角）、および距離で示した３次元座標情報とすることができる。
【００４３】
仮想立体音響処理部３０は、その位置情報によって、上記の設定された係数群から、指定された位置に応じた処理係数を選択して、オーディオ信号Ｃ２に仮想立体音響処理を施す。処理後のオーディオ信号は、２チャンネルのオーディオ信号Ｌ３，Ｒ３として出力される。
【００４４】
なお、このような係数による処理以外に、例えば、フィルタ処理による距離感の演出や、ピッチ変換処理を利用したドップラー効果の演出などを加えることによって、距離や移動による音響表現の現実感を、より向上させることができる。
【００４５】
（通常出力モード：図３）
通常出力モードでは、図３に示すように、係数乗算回路２２Ｌ，２２Ｒの係数Ｋ２が１に設定され、係数乗算回路２３Ｌ，２３Ｒの係数Ｋ３が０に設定される。
【００４６】
したがって、このとき、左右２チャンネルの入力オーディオ信号Ｌ１，Ｒ１が、そのまま、係数乗算回路２２Ｌ，２２Ｒおよび加算回路２８Ｌ，２８Ｒを通じて、オーディオ信号Ｌ２，Ｒ２として、セレクタ４１に供給され、このときセレクタ４１がオーディオ信号Ｌ２，Ｒ２を選択する状態に切り換えられることによって、出力オーディオ信号Ｌ５，Ｒ５としてセレクタ４１から得られる。
【００４７】
セレクタ４１がオーディオ信号Ｌ２，Ｒ２を選択する状態に切り換えられるので、このとき、係数乗算回路２４Ｌ，２４Ｒの係数Ｋ４の値、仮想立体音響処理部３０の出力のオーディオ信号Ｌ３，Ｒ３、および加算回路４３Ｌ，４３Ｒの出力のオーディオ信号Ｌ４，Ｒ４は、無視することができる。
【００４８】
（カラオケ出力モード：図４）
カラオケ出力モードでは、通常出力モードと逆に、図４に示すように、係数乗算回路２２Ｌ，２２Ｒの係数Ｋ２が０に設定され、係数乗算回路２３Ｌ，２３Ｒの係数Ｋ３が１に設定される。
【００４９】
したがって、このとき、上述した加算回路２７Ｌ，２７Ｒからの、演奏成分からなる左右２チャンネルのオーディオ信号Ｌａ，Ｒａが、そのまま、係数乗算回路２３Ｌ，２３Ｒおよび加算回路２８Ｌ，２８Ｒを通じて、オーディオ信号Ｌ２，Ｒ２として、セレクタ４１に供給され、このときセレクタ４１がオーディオ信号Ｌ２，Ｒ２を選択する状態に切り換えられることによって、出力オーディオ信号Ｌ５，Ｒ５としてセレクタ４１から得られる。
【００５０】
セレクタ４１がオーディオ信号Ｌ２，Ｒ２を選択する状態に切り換えられるので、このとき、係数乗算回路２４Ｌ，２４Ｒの係数Ｋ４の値、仮想立体音響処理部３０の出力のオーディオ信号Ｌ３，Ｒ３、および加算回路４３Ｌ，４３Ｒの出力のオーディオ信号Ｌ４，Ｒ４は、無視することができる。
【００５１】
（仮想立体音響出力モード：図５）
仮想立体音響出力モードでは、図５に示すように、係数乗算回路２２Ｌ，２２Ｒの係数Ｋ２が、通常出力モードと同様に１に設定され、係数乗算回路２３Ｌ，２３Ｒの係数Ｋ３が、カラオケ出力モードと逆に−１に設定され、係数乗算回路２４Ｌ，２４Ｒの係数Ｋ４が、オーバーフローを考慮して、例えば１／２に設定される。
【００５２】
したがって、このとき、上述したように、加算回路２８Ｌ，２８Ｒで、係数乗算回路２２Ｌ，２２Ｒを、そのまま通じた入力オーディオ信号Ｌ１，Ｒ１から、加算回路２７Ｌ，２７Ｒからの、演奏成分からなるオーディオ信号Ｌａ，Ｒａが減算されて、加算回路２８Ｌ，２８Ｒの出力信号Ｌ２，Ｒ２として、入力オーディオ信号Ｌ１，Ｒ１中のボーカル成分からなるオーディオ信号が得られる。
【００５３】
そして、仮想立体音響出力モードでは、加算回路２９で、このボーカル成分からなる左右２チャンネルのオーディオ信号Ｌ２，Ｒ２が１：１で加算されて、加算回路２９の出力信号Ｃ２として、ボーカル成分からなる１チャンネル化されたオーディオ信号が得られる。
【００５４】
さらに、仮想立体音響出力モードでは、仮想立体音響処理部３０で、このボーカル成分からなる１チャンネル化されたオーディオ信号Ｃ２に対して、上述したような仮想立体音響処理が施され、仮想立体音響処理部３０から、処理後のボーカル成分からなる左右２チャンネルのオーディオ信号Ｌ３，Ｒ３が得られる。
【００５５】
そして、この仮想立体音響の処理後のボーカル成分からなる左右２チャンネルのオーディオ信号Ｌ３，Ｒ３が、セレクタ４１に供給され、このときセレクタ４１がオーディオ信号Ｌ３，Ｒ３を選択する状態に切り換えられることによって、出力オーディオ信号Ｌ５，Ｒ５としてセレクタ４１から得られる。
【００５６】
セレクタ４１がオーディオ信号Ｌ３，Ｒ３を選択する状態に切り換えられるので、このとき、加算回路２８Ｌ，２８Ｒの出力のオーディオ信号Ｌ２，Ｒ２、および加算回路４３Ｌ，４３Ｒの出力のオーディオ信号Ｌ４，Ｒ４は、無視することができる。
【００５７】
以上のように、仮想立体音響出力モードでは、入力オーディオ信号Ｌ１，Ｒ１として得られる楽曲のボーカル成分に対してのみ、仮想立体音響処理が施され、ボーカル成分についてのみ、仮想立体音響効果を得ることができる。
【００５８】
（混合出力モード：図６）
混合出力モードでは、仮想立体音響出力モードと同様に、図６に示すように、係数乗算回路２２Ｌ，２２Ｒの係数Ｋ２が１に設定され、係数乗算回路２３Ｌ，２３Ｒの係数Ｋ３が−１に設定され、係数乗算回路２４Ｌ，２４Ｒの係数Ｋ４が、例えば１／２に設定される。
【００５９】
したがって、このとき、加算回路４３Ｌ，４３Ｒで、加算回路２７Ｌ，２７Ｒからの、演奏成分からなる左右２チャンネルのオーディオ信号Ｌａ，Ｒａと、仮想立体音響処理部３０からの、仮想立体音響の処理後のボーカル成分からなる左右２チャンネルのオーディオ信号Ｌ３，Ｒ３が加算され、その加算後の左右２チャンネルのオーディオ信号Ｌ４，Ｒ４が、セレクタ４１に供給されて、このときセレクタ４１がオーディオ信号Ｌ４，Ｒ４を選択する状態に切り換えられることによって、出力オーディオ信号Ｌ５，Ｒ５としてセレクタ４１から得られる。
【００６０】
したがって、混合出力モードでは、入力オーディオ信号Ｌ１，Ｒ１として得られる楽曲の演奏成分を、元の定位状態のまま再生することができると同時に、楽曲のボーカル成分についてのみ、仮想立体音響効果を得ることができる。
【００６１】
〔特定成分抽出および仮想立体音響処理の第２の例：図７〕
（構成）
特定成分抽出部２０は、他の例として、図７に示すように、係数乗算回路４５Ｌ，４５Ｒ、加算回路４６、デジタルフィルタ４７、係数乗算回路４８Ｌ，４８Ｒ、および減算回路４９Ｌ，４９Ｒによって構成される。
【００６２】
係数乗算回路４５Ｌ，４５Ｒの係数Ｋ５は、１に設定される。したがって、加算回路４６の出力信号として、左右２チャンネルの入力オーディオ信号Ｌ１，Ｒ１が１：１で加算された信号が得られる。
【００６３】
デジタルフィルタ４７は、この加算回路４６の出力信号中の、人の声の帯域、例えば２００Ｈｚ〜３ｋＨｚの周波数成分を抽出するものである。したがって、デジタルフィルタ４７の出力信号として、ボーカル成分からなる１チャンネル化されたオーディオ信号Ｃ２が得られる。
【００６４】
そして、後述の仮想立体音響出力モードおよび混合出力モードでは、仮想立体音響処理部３０で、このボーカル成分からなる１チャンネル化されたオーディオ信号Ｃ２に対して、仮想立体音響処理が施され、仮想立体音響処理部３０から、処理後のボーカル成分からなる左右２チャンネルのオーディオ信号Ｌ３，Ｒ３が得られる。
【００６５】
一方、係数乗算回路４８Ｌ，４８Ｒの係数Ｋ６は、制御部７０によって出力モードに応じて設定され、通常出力モードでは０、カラオケ出力モード、仮想立体音響出力モードおよび混合出力モードでは１／２に設定される。
【００６６】
したがって、通常出力モードを除く出力モードでは、減算回路４９Ｌ，４９Ｒで、入力オーディオ信号Ｌ１，Ｒ１から、係数乗算回路４８Ｌ，４８Ｒの出力のボーカル成分が減算されることによって、減算回路４９Ｌ，４９Ｒの出力信号Ｌ２（Ｌａ），Ｒ２（Ｒａ）として、入力オーディオ信号Ｌ１，Ｒ１中の演奏成分が抽出される。
【００６７】
（各出力モード）
通常出力モードでは、係数乗算回路４８Ｌ，４８Ｒの係数Ｋ６が０に設定されて、左右２チャンネルの入力オーディオ信号Ｌ１，Ｒ１が、そのまま、減算回路４９Ｌ，４９Ｒを通じて、オーディオ信号Ｌ２，Ｒ２として、セレクタ４１に供給され、このときセレクタ４１がオーディオ信号Ｌ２，Ｒ２を選択する状態に切り換えられることによって、出力オーディオ信号Ｌ５，Ｒ５としてセレクタ４１から得られる。
【００６８】
カラオケ出力モードでは、係数乗算回路４８Ｌ，４８Ｒの係数Ｋ６が１／２に設定されて、上述した減算回路４９Ｌ，４９Ｒからの、演奏成分からなる左右２チャンネルのオーディオ信号が、オーディオ信号Ｌ２，Ｒ２として、セレクタ４１に供給され、このときセレクタ４１がオーディオ信号Ｌ２，Ｒ２を選択する状態に切り換えられることによって、出力オーディオ信号Ｌ５，Ｒ５としてセレクタ４１から得られる。
【００６９】
仮想立体音響出力モードでは、上述した仮想立体音響処理部３０からの、仮想立体音響の処理後のボーカル成分からなる左右２チャンネルのオーディオ信号Ｌ３，Ｒ３が、セレクタ４１に供給され、このときセレクタ４１がオーディオ信号Ｌ３，Ｒ３を選択する状態に切り換えられることによって、出力オーディオ信号Ｌ５，Ｒ５としてセレクタ４１から得られる。
【００７０】
混合出力モードでは、係数乗算回路４８Ｌ，４８Ｒの係数Ｋ６が１／２に設定される。したがって、このとき、加算回路４３Ｌ，４３Ｒで、上述した減算回路４９Ｌ，４９Ｒからの、演奏成分からなる左右２チャンネルのオーディオ信号Ｌａ（Ｌ２），Ｒａ（Ｒ２）と、上述した仮想立体音響処理部３０からの、仮想立体音響の処理後のボーカル成分からなる左右２チャンネルのオーディオ信号Ｌ３，Ｒ３が加算され、その加算後の左右２チャンネルのオーディオ信号Ｌ４，Ｒ４が、セレクタ４１に供給されて、このときセレクタ４１がオーディオ信号Ｌ４，Ｒ４を選択する状態に切り換えられることによって、出力オーディオ信号Ｌ５，Ｒ５としてセレクタ４１から得られる。
【００７１】
〔特定成分抽出および仮想立体音響処理の第３の例：図８〕
図１の実施形態、および上述した第１および第２の例は、左右２チャンネルの入力オーディオ信号Ｌ１，Ｒ１からボーカル成分を抽出し、そのボーカル成分からなる１チャンネルのオーディオ信号Ｃ２に仮想立体音響処理を施して、仮想立体音響の処理後のボーカル成分からなる左右２チャンネルのオーディオ信号Ｌ３，Ｒ３を得る場合であるが、逆の順序で、左右２チャンネルの入力オーディオ信号Ｌ１，Ｒ１を１チャンネル化し、その１チャンネルのオーディオ信号に仮想立体音響処理を施して、仮想立体音響の処理後の左右２チャンネルのオーディオ信号を得、そのオーディオ信号からボーカル成分を抽出する構成としてもよい。
【００７２】
図８は、この場合の例を示す。この例では、信号合成部９０で、左右２チャンネルの入力オーディオ信号Ｌ１，Ｒ１が１チャンネル化される。
【００７３】
すなわち、信号合成部９０は、係数乗算回路９１Ｌ，９１Ｒおよび加算回路９２によって構成され、係数乗算回路９１Ｌ，９１Ｒの係数は、Ｋ７で示すように等しい係数値に設定されて、信号合成部９０で、左右２チャンネルの入力オーディオ信号Ｌ１，Ｒ１が１：１で加算されて、信号合成部９０の出力信号Ｃ７として、１チャンネル化された入力オーディオ信号が得られる。
【００７４】
そして、この例では、仮想立体音響処理部３０で、この１チャンネル化された入力オーディオ信号Ｃ７に対して、仮想立体音響処理が施され、仮想立体音響処理部３０から、処理後の左右２チャンネルのオーディオ信号Ｌ７，Ｒ７が得られる。
【００７５】
仮想立体音響処理部３０での仮想立体音響処理そのものは、上述した各例と同じで、処理対象および処理後のオーディオ信号がボーカル成分のみからなるものではない点が、上述した各例と異なる。
【００７６】
そして、この例では、デジタルフィルタ９５Ｌ，９５Ｒで、この仮想立体音響の処理後の左右２チャンネルのオーディオ信号Ｌ７，Ｒ７中の、人の声の帯域、例えば２００Ｈｚ〜３ｋＨｚの周波数成分が抽出される。したがって、デジタルフィルタ９５Ｌ，９５Ｒからは、仮想立体音響の処理後のボーカル成分からなる左右２チャンネルのオーディオ信号Ｌ３，Ｒ３が得られる。
【００７７】
この例でも、通常出力、カラオケ出力、仮想立体音響出力、および混合出力のうちのいずれかを選択することができるように、この仮想立体音響の処理後のボーカル成分からなる左右２チャンネルのオーディオ信号Ｌ３，Ｒ３が、セレクタ４１に供給される。
【００７８】
一方、この例では、特定成分抽出部２０が、カラオケ出力用に、例えば、図２の特定成分抽出部２０中の、仮想立体音響出力用の係数乗算回路２４Ｌ，２４Ｒおよび加算回路２９が無いものとして、すなわち、係数乗算回路２１Ｌ，２１Ｒ，２２Ｌ，２２Ｒ，２３Ｌ，２３Ｒ、デジタルフィルタ２５Ｌ，２５Ｒ、および加算回路２６，２７Ｌ，２７Ｒ，２８Ｌ，２８Ｒからなるものとして構成される。
【００７９】
したがって、通常出力モードでは、図３に示したモードと同様に、左右２チャンネルの入力オーディオ信号Ｌ１，Ｒ１が、そのまま、オーディオ信号Ｌ２，Ｒ２として、特定成分抽出部２０から得られて、セレクタ４１に供給され、このときセレクタ４１がオーディオ信号Ｌ２，Ｒ２を選択する状態に切り換えられることによって、出力オーディオ信号Ｌ５，Ｒ５としてセレクタ４１から得られる。
【００８０】
カラオケ出力モードでは、図４に示したモードと同様に、左右２チャンネルの入力オーディオ信号Ｌ１，Ｒ１中の演奏成分が、オーディオ信号Ｌ２，Ｒ２として、特定成分抽出部２０から得られて、セレクタ４１に供給され、このときセレクタ４１がオーディオ信号Ｌ２，Ｒ２を選択する状態に切り換えられることによって、出力オーディオ信号Ｌ５，Ｒ５としてセレクタ４１から得られる。
【００８１】
仮想立体音響出力モードでは、上述したようにデジタルフィルタ９５Ｌ，９５Ｒから得られる仮想立体音響の処理後のボーカル成分からなる左右２チャンネルのオーディオ信号Ｌ３，Ｒ３が、セレクタ４１に供給され、このときセレクタ４１がオーディオ信号Ｌ３，Ｒ３を選択する状態に切り換えられることによって、出力オーディオ信号Ｌ５，Ｒ５としてセレクタ４１から得られる。
【００８２】
混合出力モードでは、左右２チャンネルの入力オーディオ信号Ｌ１，Ｒ１中の演奏成分が、オーディオ信号Ｌａ，Ｒａとして、特定成分抽出部２０から得られて、加算回路４３Ｌ，４３Ｒで、この演奏成分からなる左右２チャンネルのオーディオ信号Ｌａ，Ｒａと、デジタルフィルタ９５Ｌ，９５Ｒからの、仮想立体音響の処理後のボーカル成分からなる左右２チャンネルのオーディオ信号Ｌ３，Ｒ３が加算され、その加算後の左右２チャンネルのオーディオ信号Ｌ４，Ｒ４が、セレクタ４１に供給されて、このときセレクタ４１がオーディオ信号Ｌ４，Ｒ４を選択する状態に切り換えられることによって、出力オーディオ信号Ｌ５，Ｒ５としてセレクタ４１から得られる。
【００８３】
〔他の実施形態〕
仮想立体音響の処理後の出力オーディオ信号として得る特定成分は、ボーカル成分に限らず、定位状態または周波数帯域によって抽出可能な任意の成分とすることができる。
【００８４】
出力オーディオ信号を再生する場合、スピーカに限らず、ヘッドホンなどによって再生することもできる。
【００８５】
出力オーディオ信号を記録媒体に記録する場合、ハードディスクに限らず、光ディスク、光磁気ディスク、メモリカードなどに記録することもできる。
【００８６】
また、上述した実施形態は、光ディスクから処理対象の入力オーディオ信号を再生する場合であるが、この発明は、光磁気ディスクや半導体メモリなどの記録媒体から処理対象の入力オーディオ信号を再生する場合にも適用することができる。
【００８７】
また、このように入力オーディオ信号を記録媒体から再生する場合に限らず、放送や通信ネットワークなどによって入力オーディオ信号を受信する場合にも、この発明を適用することができる。
【００８８】
さらに、入力オーディオ信号がアナログオーディオ信号である場合にも、これをデジタルオーディオ信号に変換することによって、この発明を適用することができる。
【００８９】
【発明の効果】
上述したように、この発明によれば、再生または受信された楽曲などの、ある特定の成分についてのみ、仮想立体音響効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のデジタルオーディオ処理装置の一実施形態を示す図である。
【図２】特定成分抽出および仮想立体音響処理の第１の例を示す図である。
【図３】第１の例の通常出力モードを示す図である。
【図４】第１の例のカラオケ出力モードを示す図である。
【図５】第１の例の仮想立体音響出力モードを示す図である。
【図６】第１の例の混合出力モードを示す図である。
【図７】特定成分抽出および仮想立体音響処理の第２の例を示す図である。
【図８】特定成分抽出および仮想立体音響処理の第３の例を示す図である。
【符号の説明】
主要部については図中に全て記述したので、ここでは省略する。
Claims (13)
- 入力デジタルオーディオ信号中の各構成成分の定位状態または周波数帯域によって、当該入力デジタルオーディオ信号の特定成分を抽出する工程と、
その抽出した特定成分に仮想立体音響処理を施して、出力デジタルオーディオ信号を得る工程と、
を備えるデジタルオーディオ処理方法。 - 入力デジタルオーディオ信号に仮想立体音響処理を施す工程と、
その処理後のデジタルオーディオ信号から特定の周波数成分を抽出して、出力デジタルオーディオ信号を得る工程と、
を備えるデジタルオーディオ処理方法。 - 請求項１または２のデジタルオーディオ処理方法において、
前記出力デジタルオーディオ信号をアナログオーディオ信号に変換して再生する工程を備え、
前記仮想立体音響処理工程では、処理対象の特定成分または入力デジタルオーディオ信号に、動的に仮想立体音響処理を施すデジタルオーディオ処理方法。 - 請求項１〜３のいずれかのデジタルオーディオ処理方法において、
前記出力デジタルオーディオ信号を記録媒体に記録する工程を備えるデジタルオーディオ処理方法。 - 請求項４のデジタルオーディオ処理方法によってデジタルオーディオ信号が記録されたデジタルオーディオ記録媒体。
- 入力デジタルオーディオ信号中の各構成成分の定位状態または周波数帯域によって、当該入力デジタルオーディオ信号の特定成分を抽出する手段と、
その抽出された特定成分に仮想立体音響処理を施して、出力デジタルオーディオ信号を得る手段と、
を備えるデジタルオーディオ処理装置。 - 入力デジタルオーディオ信号中の各構成成分の定位状態または周波数帯域によって、当該入力デジタルオーディオ信号の特定成分を第１の特定成分として抽出する手段と、
その抽出された第１の特定成分に仮想立体音響処理を施して、第１のデジタルオーディオ信号を得る手段と、
前記入力デジタルオーディオ信号中の各構成成分の定位状態または周波数帯域によって、当該入力デジタルオーディオ信号の前記第１の特定成分と異なる特定成分を第２の特定成分として抽出して、第２のデジタルオーディオ信号を得る手段と、
前記第１および第２のデジタルオーディオ信号のいずれかを、出力デジタルオーディオ信号として選択する手段と、
を備えるデジタルオーディオ処理装置。 - 入力デジタルオーディオ信号中の各構成成分の定位状態または周波数帯域によって、当該入力デジタルオーディオ信号の特定成分を第１の特定成分として抽出する手段と、
その抽出された第１の特定成分に仮想立体音響処理を施して、第１のデジタルオーディオ信号を得る手段と、
前記入力デジタルオーディオ信号中の各構成成分の定位状態または周波数帯域によって、当該入力デジタルオーディオ信号の前記第１の特定成分と異なる特定成分を第２の特定成分として抽出して、第２のデジタルオーディオ信号を得る手段と、
前記第１および第２のデジタルオーディオ信号を合成して、出力デジタルオーディオ信号を得る手段と、
を備えるデジタルオーディオ処理装置。 - 入力デジタルオーディオ信号に仮想立体音響処理を施す手段と、
その処理後のデジタルオーディオ信号から特定の周波数成分を抽出して、出力デジタルオーディオ信号を得る手段と、
を備えるデジタルオーディオ処理装置。 - 入力デジタルオーディオ信号に仮想立体音響処理を施す手段と、
その処理後のデジタルオーディオ信号から特定の周波数成分を第１の特定成分として抽出して、第１のデジタルオーディオ信号を得る手段と、
前記入力デジタルオーディオ信号中の各構成成分の定位状態または周波数帯域によって、当該入力デジタルオーディオ信号の前記第１の特定成分と異なる特定成分を第２の特定成分として抽出して、第２のデジタルオーディオ信号を得る手段と、
前記第１および第２のデジタルオーディオ信号のいずれかを、出力デジタルオーディオ信号として選択する手段と、
を備えるデジタルオーディオ処理装置。 - 入力デジタルオーディオ信号に仮想立体音響処理を施す手段と、
その処理後のデジタルオーディオ信号から特定の周波数成分を第１の特定成分として抽出して、第１のデジタルオーディオ信号を得る手段と、
前記入力デジタルオーディオ信号中の各構成成分の定位状態または周波数帯域によって、当該入力デジタルオーディオ信号の前記第１の特定成分と異なる特定成分を第２の特定成分として抽出して、第２のデジタルオーディオ信号を得る手段と、
前記第１および第２のデジタルオーディオ信号を合成して、出力デジタルオーディオ信号を得る手段と、
を備えるデジタルオーディオ処理装置。 - 請求項６〜１１のいずれかのデジタルオーディオ処理装置において、
前記出力デジタルオーディオ信号をアナログオーディオ信号に変換して再生する手段を備え、
前記仮想立体音響処理手段は、処理対象の特定成分または入力デジタルオーディオ信号に、動的に仮想立体音響処理を施すデジタルオーディオ処理装置。 - 請求項６〜１２のいずれかのデジタルオーディオ処理装置において、
前記出力デジタルオーディオ信号を記録媒体に記録する手段を備えるデジタルオーディオ処理装置。
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