JP3780431B2 - Predetermined signal component removal device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばコンパクトディスク(以下、単にCDと称する)といったステレオ音響装置の音響信号からボーカル信号を除去し、主にカラオケ装置に使用される所定信号成分除去装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、このような所定信号成分除去装置としては、通常の2チャンネル(Lチャンネル、Rチャンネル)の音響信号から主旋律となる信号、例えばボーカル信号の成分を除去してカラオケ等に応用する場合に、片方のチャンネルから他方のチャンネルを減算してボーカル成分を打ち消すことにより、音響信号からボーカル成分を除去するようにしていた。
【0003】
このような所定信号成分除去装置としては、実開平6−15400号公報に開示されている。図4は、このような従来技術の所定信号成分除去装置内部の概略構成を示すブロック図である。
【0004】
図4において所定信号成分除去装置100としては、2チャンネル(L,R)の主成分及び副成分を含む音響信号、つまりLチャンネル入力信号及びRチャンネル入力信号を合成して音響合成信号(L+R)を得る第1加算器101と、各Lチャンネル入力信号又はRチャンネル入力信号(L又はR)に適応フィルタ処理を施して、音響適応処理信号(L2 又はR2 )を生成する各適応フィルタ102a,102bと、前記音響合成信号(L+R)から音響適応処理信号(L2 又はR2 )を減算して、差成分信号(RA 又はLA )を得る各減算器103a,103bと、さらに各チャンネル入力信号(L,R)の中央に定位している、例えばベースやドラム等の低音域の成分信号(L3 又はR3 )を抽出する各LPF104a,104bと、この低音域成分信号(L3 又はR3 )と差成分信号(RA 又はLA )とを加算して、音響出力信号を得る各第2加算器105a,105bとを有している。
【0005】
尚、前記適応フィルタ102a,102bは、前記差成分信号(RA 又はLA )に基づいてフィルタ係数を制御することにより、前記差成分信号(RA 又はLA )の自乗平均値を最小にするものである。
【0006】
このようにLチャンネル入力信号とRチャンネル入力信号の中で同位相、同振幅成分を減算器にて打ち消すことにより、通常、この音響信号の中央に定位しているボーカル成分を除去する。尚、この処理のために、音響信号の中央に定位している(ベースやドラム等)の低域成分も打ち消されてしまう。
【0007】
そこで、前記第2加算器105a,105bは、前記LPF104a,104bにて抽出された低音域成分信号(L3 又はR3 )と差成分信号(RA 又はLA )とを加算することにより、低域成分が打ち消されてしまうといった事態を解消することができる。
【0008】
従って、上記従来の所定信号成分除去装置によれば、音響信号における原信号のステレオ感を損なうことなく、通常の2チャンネル音響信号を音源として主信号、つまりボーカル成分を除去することができ、さらには左右の録音レベルが多少乱れていてもボーカル成分を除去することができる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の所定信号成分除去装置100によれば、例えばLチャンネル信号及びRチャンネル信号に別のリバーブをかけた場合、つまりLチャンネル入力信号及びRチャンネル入力信号、それぞれのボーカル成分が一致していない場合には、これらチャンネル入力信号同士でボーカル成分を打ち消すことができず、このボーカル成分を除去することができなくなるといった問題点があった。
【0010】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、各チャンネルのボーカル成分が一致していなくても、各チャンネルのボーカル成分を除去することができる所定信号成分除去装置を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明における請求項1記載の所定信号成分除去装置は、2チャンネルの主成分及び副成分を含む音響信号を合成して音響合成信号を生成する音響合成手段と、各チャンネルの音響信号に適応フィルタ処理を施して第1音響適応処理信号を生成する第1適応フィルタ手段と、前記音響合成信号と第1音響適応処理信号とで第1差成分信号を得る第1演算手段と、この第1差成分信号の自乗平均値を最小にするように、第1適応フィルタ手段を制御する第1フィルタ制御手段と、各チャンネルの音響信号から除去対象成分が含まれる周波数帯域の信号成分を抽出する第1帯域フィルタ手段と、前記音響合成信号から除去対象成分が含まれる周波数帯域の信号成分を抽出する第2帯域フィルタ手段と、前記第1帯域フィルタ手段の出力信号に適応フィルタ処理を施して第2音響適応処理信号を得る第2適応フィルタ手段と、前記第2帯域フィルタ手段の出力信号と第2音響適応処理信号とで第2差成分信号を得る第2演算手段と、この第2差成分信号の自乗平均値を最小にするように、第2適応フィルタ手段を制御する第2フィルタ制御手段と、前記第1差成分信号と第2差成分信号とで第3差成分信号を得る第3演算手段と、この第3差成分信号に基づいてチャンネル出力信号を生成する出力信号生成手段とを有することを特徴とする。
【0012】
前記2チャンネルの音響信号は、例えばCD、カセットテープ装置といった音源からのLチャンネル入力信号及びRチャンネル入力信号に相当するものである。
【0013】
前記音響合成手段は、Lチャンネル入力信号とRチャンネル入力信号とを加算する加算器に相当するものである。
【0014】
前記第1演算手段は、例えば音響合成信号から第1音響適応処理信号を減算する減算器に相当するものである。
【0015】
また、前記第1適応フィルタ手段は、例えばFIRフィルタに相当するものであり、前記第1演算手段の出力である第1差成分信号の自乗平均値を最小にするようなフィルタ係数で各チャンネルの音響信号に適応フィルタ処理を施すものである。
【0016】
前記第1帯域フィルタ手段は、各チャンネルの音響信号から除去対象成分、つまりボーカル成分を含む周波数帯の信号成分を抽出するBPFに相当するものである。
【0017】
前記第2帯域フィルタ手段は、音響合成信号から除去対象成分、つまりボーカル成分を含む周波数帯の信号成分を抽出するBPFに相当するものである。
【0018】
前記第2演算手段は、前記第2帯域フィルタ手段の出力信号から第2適応フィルタ手段の第2音響適応処理信号を減算する減算器に相当するものである。
【0019】
また、前記第2適応フィルタ手段は、例えばFIRフィルタに相当するものであり、前記第2演算手段の出力である第2差成分信号の自乗平均値を最小にするようなフィルタ係数で各チャンネルの音響信号に適応フィルタ処理を施すものである。
【0020】
前記第3演算手段は、第1差成分信号から第2差成分信号を減算処理することにより、原信号である音響信号からボーカル成分を除去した第3差成分信号を得るものである。尚、第1差成分信号と第2差成分信号とは、第1帯域フィルタ手段及び第2帯域フィルタ手段の処理時間に遅延が発生するために、第1演算手段の出力段に遅延器を設けるようにしておけば良い。
【0021】
前記出力信号生成手段は、音響合成信号から低域成分を抽出するLPFと、このLPFにて抽出された低域成分及び、ボーカル成分を除去した第3差成分信号を加算してチャンネル出力信号を生成する加算器とを有するものである。
【0022】
また、請求項1記載の所定信号成分除去装置においては、第1適応フィルタ手段及び第2帯域フィルタ手段の入力を音響信号、第1演算手段及び第1帯域フィルタ手段の入力を音響合成信号で行うようにしたが、第1適応フィルタ手段及び第2帯域フィルタ手段の入力を音響合成信号、第1演算手段及び第1帯域フィルタ手段の入力を音響信号で行うようにしても良く。このような形態を示すものが請求項2記載の所定信号成分除去装置に相当するものである。
【0023】
また、本発明における請求項2記載の所定信号成分除去装置は、2チャンネルの主成分及び副成分を含む音響信号を合成して音響合成信号を生成する音響合成手段と、この音響合成信号に適応フィルタ処理を施して第1音響適応処理信号を生成する第1適応フィルタ手段と、前記音響信号と第1音響適応処理信号とで第1差成分信号を得る第1演算手段と、この第1差成分信号の自乗平均値を最小にするように、第1適応フィルタ手段を制御する第1フィルタ制御手段と、各チャンネルの音響信号から除去対象成分が含まれる周波数帯域の信号成分を抽出する第1帯域フィルタ手段と、前記音響合成信号から除去対象成分が含まれる周波数帯域の信号成分を抽出する第2帯域フィルタ手段と、前記第2帯域フィルタ手段の出力信号に適応フィルタ処理を施して第2音響適応処理信号を得る第2適応フィルタ手段と、前記第1帯域フィルタ手段の出力信号と第2音響適応処理信号とで第2差成分信号を得る第2演算手段と、この第2差成分信号の自乗平均値を最小にするように、第2適応フィルタ手段を制御する第2フィルタ制御手段と、前記第1差成分信号と第2差成分信号とで第3差成分信号を得る第3演算手段と、この第3差成分信号に基づいてチャンネル出力信号を生成する出力信号生成手段とを有することを特徴とする。
【0024】
前記2チャンネルの音響信号は、例えばCD、カセットテープ装置といった音源からのLチャンネル入力信号及びRチャンネル入力信号に相当するものである。
【0025】
前記音響合成手段は、Lチャンネル入力信号とRチャンネル入力信号とを加算する加算器に相当するものである。
【0026】
前記第1演算手段は、例えば音響信号から第1音響適応処理信号を減算する減算器に相当するものである。
【0027】
また、前記第1適応フィルタ手段は、例えばFIRフィルタに相当するものであり、前記第1演算手段の出力である第1差成分信号の自乗平均値を最小にするようなフィルタ係数で音響合成信号に適応フィルタ処理を施すものである。
【0028】
前記第1帯域フィルタ手段は、音響合成信号から除去対象成分、つまりボーカル成分を含む周波数帯の信号成分を抽出するBPFに相当するものである。
【0029】
前記第2帯域フィルタ手段は、各チャンネルの音響信号から除去対象成分、つまりボーカル成分を含む周波数帯の信号成分を抽出するBPFに相当するものである。
【0030】
前記第2演算手段は、前記第2帯域フィルタ手段の出力信号から第2適応フィルタ手段の第2音響適応処理信号を減算する減算器に相当するものである。
【0031】
また、前記第2適応フィルタ手段は、例えばFIRフィルタに相当するものであり、前記第2演算手段の出力である第2差成分信号の自乗平均値を最小にするようなフィルタ係数で音響合成信号に適応フィルタ処理を施すものである。
【0032】
前記第3演算手段は、第1差成分信号から第2差成分信号を減算処理することにより、原信号である音響信号からボーカル成分を除去した第3差成分信号を得るものである。尚、第1差成分信号と第2差成分信号とは、第1帯域フィルタ手段及び第2帯域フィルタ手段の処理時間に遅延が発生するために、第1演算手段の出力段に遅延器を設けるようにしておけば良い。
【0033】
前記出力信号生成手段は、音響信号から低域成分を抽出するLPFと、このLPFにて抽出された低域成分及び、ボーカル成分を除去した第3差成分信号を加算してチャンネル出力信号を生成する加算器とを有するものである。
【0034】
従って、本発明における請求項1又は2記載の所定信号成分除去装置によれば、各チャンネルのボーカル成分が一致していなくても、各チャンネルのボーカル成分を除去することができる。
【0035】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を示す所定信号成分除去装置について説明する。図1は本発明の実施の形態を示す所定信号成分除去装置内部の概略構成を示すブロック図である。
【0036】
図1において所定信号成分除去装置1は、各チャンネルの音響信号であるLチャンネル入力信号Lに基づいてRチャンネル出力信号R´を生成するRチャンネル出力系統10Aと、音響信号であるRチャンネル入力信号Rに基づいてLチャンネル出力信号L´を生成するLチャンネル出力系統10Bと、前記Lチャンネル入力信号L及びRチャンネル入力信号Rを加算して音響合成信号(L+R)を得る音響合成手段である第1加算器2とを有している。
【0037】
前記Rチャンネル出力系統10Aは、前記Lチャンネル入力信号Lに適応フィルタ処理を施して第1音響適応処理信号を生成する第1適応フィルタ手段である第1適応フィルタ11Aと、前記第1加算器2からの音響合成信号(L+R)から第1音響適応処理信号を減算して、第1差成分信号(R´+CR )を得る第1演算手段である第1減算器12Aと、前記Lチャンネル入力信号Lから除去対象成分、つまりボーカル成分を含む周波数帯の成分((CLR/2)+CL )を抽出する第1帯域フィルタ手段である第1BPF13Aと、前記音響合成信号(L+R)から除去対象成分、つまりボーカル成分を含む周波数帯の成分(CLR+CL +CR )を抽出する第2帯域フィルタ手段である第2BPF14Aと、前記第1BPF13Aの除去成分信号に適応フィルタ処理を施して第2音響適応処理信号を生成する第2適応フィルタ手段である第2適応フィルタ15Aと、前記第2BPF14Aの除去成分信号(CLR+CL +CR )から第2音響適用処理信号を減算して、第2差成分信号CR を生成する第2演算手段である第2減算器16Aと、前記第1減算器12Aの第1差成分信号(R´+CR )に遅延処理を施す第1遅延器17Aと、この遅延処理を施された第1差成分信号(R´+CR )から前記第2減算器16Aの第2差成分信号CR を減算して、第3差成分信号R´を生成する第3演算手段である第3減算器18Aと、前記音響合成信号(L+R)に遅延処理を施す第2遅延器19Aと、この第2遅延器19Aにて遅延処理された音響合成信号(L+R)から低音域成分を抽出するLPF20Aと、前記第3減算器18Aからの第3差成分信号R´とLPF20Aの低音域成分信号とを加算し、Rチャンネル出力信号R´´を生成する第2加算器21Aとを有している。尚、請求項1又は2記載の第1フィルタ制御手段は、第1適応フィルタ11Aのフィルタ係数を制御するものであり、第2フィルタ制御手段は、第2適応フィルタ15Aのフィルタ係数を制御するものである。
【0038】
また、請求項1又は2記載の出力信号生成手段は、LPF20A及び第2加算器21Aに相当するものである。
【0039】
前記第1適応フィルタ11Aは、FIRフィルタで構成されており、前記第1減算器12Aの第1差成分信号(R´+CR )に基づいて、この第1差成分信号(R´+CR )の自乗平均値が最小となるようにフィルタ係数が制御されるものである。
【0040】
また、前記第2適応フィルタ15Aは、FIRフィルタで構成されており、前記第2減算器16Aの第2差成分信号CR に基づいて、この第2差成分信号CR の自乗平均値が最小となるようにフィルタ係数が制御されるものである。
【0041】
尚、上記においてはLチャンネル入力信号L及び音響合成信号(L+R)を入力して、Rチャンネル出力信号R´´を生成するRチャンネル出力系統10Aについて説明したが、Lチャンネル出力系統10BはLチャンネル入力信号Lの代わりにRチャンネル入力信号Rを入力し、Lチャンネル出力信号L´´を生成する以外は、その構成及び動作はほぼ同一であり、その重複する説明については省略する。尚、Lチャンネル出力系統10Aの符号には番号の傍らに“A”を付したが、便宜上、Rチャンネル出力系統10Bの符号には番号の傍らに“B”を付しておく。
【0042】
では、本実施の形態に示す所定信号成分除去装置1の動作について説明する。
【0043】
まず、前記Lチャンネル入力信号L及びRチャンネル入力信号Rは夫々、(数1)及び(数2)で表すことができる。尚、数式中、L´:L信号より中央定位信号を取り除いた信号、R´:R信号より中央定位信号を取り除いた信号、CLR:L,Rに共通する中央定位信号、CL :L成分のみに存在する中央定位信号、CR :R成分のみに存在する中央定位信号に相当するものである。
【0044】
【数1】
【0045】
【数2】
次に第1減算器12Aにて第1差成分信号(R´+CR )を得る過程について説明する。尚、ここで使用される第1適応フィルタ11Aの処理はLMS法を用いて説明する。
【0046】
第1適応フィルタ11Aには、Lチャンネル入力信号Lを入力する。第1減算器12Aの一方の入力には音響合成信号(L+R)を供給すると共に、他方の入力には第1適応フィルタ11Aにてフィルタ処理を施された第1音響適応処理信号を供給する。
【0047】
この第1減算器12Aの出力はS1OUTとすると、(数3)で表すことができる。
【0048】
【数3】
このS1OUTの自乗平均誤差E[S1OUT2 ] は(数4)に表すようになる。尚、ここでL´,R´,CLR,CL ,CR には相関性がないものとすると、(数4)の右辺第2項は0になり、(数5)に示すようになる。
【0049】
【数4】
【0050】
【数5】
ここで、E[(R´+CR )2 ]はフィルタ係数には依存しないので、第1適応フィルタ11AがE[S1OUT2 ] を最小にするには、(数5)の右辺第2項を最小にすることになる。従って、(数5)は(数6)で表すことができる。
【0051】
【数6】
このようにして第1減算器12Aは第1差成分信号(R´+CR )を得ることができる。
【0052】
次に第2減算器16Aが第2差成分信号CR を得る過程について説明する。
【0053】
第2BPF14Aは、音響合成信号(L+R)からボーカル成分の周波数帯域信号(CLR+CL +CR )を抽出する。さらに第1BPF13Aは、Lチャンネル入力信号Lからボーカル成分の周波数帯域信号((CLR/2)+CL )を抽出する。尚、これらBPF13A,14Aによるカットオフ周波数は、予め得られた実験結果に基づいて設定されるものである。
【0054】
次に第1BPF13Aの出力信号((CLR/2)+CL )が第2適応フィルタ15Aに入力されると、この第2適応フィルタ15Aは、上述したようなLMS法で第1BPF13Aの出力信号に適応フィルタ処理を施して第2音響適応処理信号を生成する。
【0055】
第2BPF13Aの出力信号(CLR+CL +CR )及び第2適応フィルタ15Aの第2音響適応処理信号は夫々第2減算器16Aに入力する。第2減算器16Aは、第2BPF14Aの出力信号(CLR+CL +CR )から第2適応フィルタの第2音響適応処理信号を減算することにより、第2差成分信号CR を得る。
【0056】
このように第1減算器12Aにて第1差成分信号(R´+CR )を得て、第2減算器16Aにて第2差成分信号CR を得る。第1減算器12Aは、前記BPF13A,14Aの遅延時間分を遅延させるために、第1差成分信号(R´+CR )を第1遅延器17Aに供給する。
【0057】
第1遅延器17Aは、この遅延処理を施された第1差成分信号(R´+CR )を第3減算器18Aの一方の入力に供給する。さらに第2減算器16Aは第2差成分信号CR を第3減算器18Aの他方の入力に供給する。この第3減算器18Aは、第1差成分信号(R´+CR )から第2差成分信号CR を減算し、第3差成分信号R´を得る。
【0058】
また、第2遅延器19Aは、前記BPF13A,14Aの遅延時間分を遅延させるために、音響合成信号(L+R)をLPF20Aに供給する。LPF20Aは、この音響合成信号(L+R)から適応フィルタ処理で除去された中央定位信号の低域成分を抽出し、この抽出された低域成分を第2加算器21Aの一方の入力に供給する。
【0059】
また、第3減算器18Aは第3差成分信号R´を第2加算器21Aの他方の入力に供給する。そして、第2加算器21Aは、前記LPF20Aの低域成分と第3差成分信号R´とを加算することにより、Rチャンネル出力信号R´´を得る。
【0060】
従って、本実施の形態によれば、Lチャンネル入力信号L及びRチャンネル入力信号Rのボーカル成分が一致していなくても、各チャンネルのボーカル成分のみを確実に除去することができる。
【0061】
尚、上記実施の形態においては、第3差成分信号(L´、R´)を得るために図1に示す第3減算器18A(18B)及び第1遅延器17A(17B)を用いるようにしたが、これらの代わりに、図2に示すような第4減算器41A(41B)及び第3適応フィルタ42A(42B)を用いるようにしても良く。
【0062】
この場合には、第3適応フィルタ42A(42B)は第2減算器16A(16B)の出力である第2差成分信号CR (CL )に適応フィルタ処理を施し、この適応フィルタ処理された第2差成分信号CR (CL )を第4減算器42A(42B)の他方の入力に供給する。この第4減算器41A(41B)は、前記第1減算器12Aの第1差成分信号R´+CR (L´+CL )から適応フィルタ処理を施された第2差成分信号CR (CL )を減算し、第3差成分信号R´(L´)を得る。
【0063】
また、上記実施の形態においては、例えばRチャンネル出力系統10Aの場合、Lチャンネル入力信号Lを第1適応フィルタ11A及び第1BPF13Aに入力し、音響合成信号(L+R)を第2遅延器19A、第1減算器12A及び第2BPF14Aに入力するようにしたが、図3に示すようにLチャンネル入力信号Lを第2遅延器19A、第1減算器12A及び第2BPF14Aに入力するようにし、音響合成信号(L+R)を第1適応フィルタ11A及び第1BPF13Aに入力するようにしても同様の効果が得られることは言うまでもない。
【0064】
この場合には、図3に示すように前記第1減算器12A(12B)は、例えばLチャンネル入力信号L(Rチャンネル入力信号R)から第1音響適応処理信号を減算するものである。
【0065】
また、前記第1適応フィルタ11Aは、例えばFIRフィルタに相当するものであり、前記第1減算器12A(12B)の出力である第1差成分信号R´+CR (L´+CL )の自乗平均値を最小にするようなフィルタ係数で音響合成信号(L+R)に適応フィルタ処理を施すものである。
【0066】
前記第1BPF13A(13B)は、音響合成信号(L+R)から除去対象成分、つまりボーカル成分を含む周波数帯の信号成分を抽出するものである。
【0067】
前記第2BPF14A(14B)は、各チャンネル入力信号L(R)から除去対象成分、つまりボーカル成分を含む周波数帯の信号成分を抽出するものである。
【0068】
前記第2減算器16A(16B)は、前記第2BPF14A(14B)の出力信号から第2適応フィルタ15A(15B)の第2音響適応処理信号を減算するものである。
【0069】
また、前記第2適応フィルタ15A(15B)は、例えばFIRフィルタに相当するものであり、前記第2減算器16A(16B)の出力である第2差成分信号CR (CL )の自乗平均値を最小にするようなフィルタ係数で音響合成信号(L+R)に適応フィルタ処理を施すものである。
【0070】
前記第3減算器18A(18B)は、第1差成分信号から第2差成分信号を減算処理することにより、原信号である音響信号からボーカル成分を除去した第3差成分信号R´(L´)を得るものである。
【0071】
前記第2加算器21Aは、各チャンネル入力信号L(R)から低域成分(ベースやドラムの音等)を抽出するLPF20A(20B)にて抽出された低域成分及び、ボーカル成分を除去した第3差成分信号R´(L´)を加算してチャンネル出力信号R´´(L´´)を生成するものである。
【0072】
従って、図3に示す所定信号成分除去装置によれば、図1及び図2に示す所定信号成分除去装置と同様の効果が得られることはいうまでもない。
【0073】
【発明の効果】
上記のように構成された本発明の所定信号成分除去装置によれば、各チャンネルのボーカル成分が一致していなくても、各チャンネルのボーカル成分を除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明における実施の形態を示す所定信号成分除去装置内部の概略構成を示すブロック図である。
【図2】他の実施の形態を示す所定信号成分除去装置内部の概略構成を示すブロック図である。
【図3】他の実施の形態を示す所定信号成分除去装置内部の概略構成を示すブロック図である。
【図4】従来技術の所定信号成分除去装置内部の概略構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
1 所定信号成分除去装置
2 第1加算器(音響合成手段)
11A(11B) 第1適応フィルタ(第1適応フィルタ手段)
12A(12B) 第1減算器(第1演算手段)
13A(13B) 第1BPF(第1帯域フィルタ手段)
14A(14B) 第2BPF(第2帯域フィルタ手段)
15A(15B) 第2適応フィルタ(第2適応フィルタ手段)
16A(16B) 第2減算器(第2演算手段)
18A(18B) 第3減算器(第3演算手段)
20A(20B) LPF(出力信号生成手段)
21A(21B) 第2加算器(出力信号生成手段)
41A(41B) 第4減算器(第3演算手段)
42A(42B) 第3適応フィルタ(第3演算手段)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a predetermined signal component removing apparatus mainly used for a karaoke apparatus by removing a vocal signal from an acoustic signal of a stereo acoustic apparatus such as a compact disc (hereinafter simply referred to as a CD).
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as such a predetermined signal component removing apparatus, when applying to a karaoke or the like by removing a main melody signal, for example, a vocal signal component, from a normal 2-channel (L channel, R channel) acoustic signal, The vocal component is removed from the acoustic signal by subtracting the other channel from one channel and canceling the vocal component.
[0003]
Such a predetermined signal component removing device is disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 6-15400. FIG. 4 is a block diagram showing a schematic configuration inside such a predetermined signal component removing apparatus of the prior art.
[0004]
In FIG. 4, as the predetermined signal component removing apparatus 100, an acoustic signal including two-channel (L, R) main components and subcomponents, that is, an L-channel input signal and an R-channel input signal are synthesized to generate an acoustic synthesis signal (L + R). And the
[0005]
The
[0006]
In this way, by canceling out the same phase and same amplitude components in the L channel input signal and the R channel input signal by the subtracter, the vocal component usually localized at the center of the acoustic signal is removed. Note that, due to this processing, low-frequency components localized at the center of the acoustic signal (bass, drums, etc.) are also canceled out.
[0007]
Therefore, the
[0008]
Therefore, according to the above-described conventional predetermined signal component removing device, the main signal, that is, the vocal component can be removed using the normal two-channel sound signal as a sound source without impairing the stereo feeling of the original signal in the sound signal, Can remove the vocal component even if the left and right recording levels are somewhat disturbed.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to the conventional predetermined signal component removing apparatus 100, for example, when reverberation is applied to the L channel signal and the R channel signal, that is, the vocal components of the L channel input signal and the R channel input signal match each other. If not, the vocal component cannot be canceled between these channel input signals, and this vocal component cannot be removed.
[0010]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to remove predetermined signal components that can remove the vocal components of each channel even if the vocal components of each channel do not match. To provide an apparatus.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the predetermined signal component removal apparatus according to
[0012]
The two-channel sound signals correspond to an L channel input signal and an R channel input signal from a sound source such as a CD or a cassette tape device, for example.
[0013]
The sound synthesizing means corresponds to an adder for adding the L channel input signal and the R channel input signal.
[0014]
The first calculation means corresponds to, for example, a subtracter that subtracts the first acoustic adaptive processing signal from the acoustic synthesis signal.
[0015]
The first adaptive filter means corresponds to, for example, an FIR filter, and has a filter coefficient that minimizes the mean square value of the first difference component signal that is the output of the first calculation means. An adaptive filter process is performed on the acoustic signal.
[0016]
The first band filter means corresponds to a BPF that extracts a component to be removed from the acoustic signal of each channel, that is, a signal component in a frequency band including a vocal component.
[0017]
The second band filter means corresponds to a BPF that extracts a component to be removed, that is, a signal component in a frequency band including a vocal component, from an acoustic synthesis signal.
[0018]
The second calculation means corresponds to a subtracter that subtracts the second acoustic adaptive processing signal of the second adaptive filter means from the output signal of the second band filter means.
[0019]
The second adaptive filter means corresponds to, for example, an FIR filter, and has a filter coefficient that minimizes the mean square value of the second difference component signal that is the output of the second calculation means. An adaptive filter process is performed on the acoustic signal.
[0020]
The third calculation means obtains a third difference component signal obtained by removing a vocal component from the original acoustic signal by subtracting the second difference component signal from the first difference component signal. Since the first difference component signal and the second difference component signal are delayed in the processing time of the first band filter means and the second band filter means, a delay device is provided at the output stage of the first calculation means. You should do so.
[0021]
The output signal generating means adds the LPF that extracts the low frequency component from the sound synthesis signal, the low frequency component extracted by the LPF, and the third difference component signal from which the vocal component has been removed, to obtain the channel output signal. And an adder to be generated.
[0022]
In the predetermined signal component removing apparatus according to
[0023]
According to a second aspect of the present invention, there is provided an apparatus for removing a predetermined signal component, comprising: an acoustic synthesizer for synthesizing an acoustic signal including a main component and a subcomponent of two channels to generate an acoustic synthetic signal; A first adaptive filter means for generating a first acoustic adaptive processing signal by performing filter processing; a first computing means for obtaining a first difference component signal from the acoustic signal and the first acoustic adaptive processing signal; First filter control means for controlling the first adaptive filter means so as to minimize the mean square value of the component signals, and a first signal component for extracting a frequency band signal component including the component to be removed from the acoustic signal of each channel. Band filter means, second band filter means for extracting a signal component in a frequency band including a component to be removed from the acoustic synthesis signal, and an adaptive filter for the output signal of the second band filter means. Second adaptive filter means for obtaining a second acoustic adaptive processing signal by performing data processing, and second computing means for obtaining a second difference component signal from the output signal of the first band filter means and the second acoustic adaptive processing signal; The third difference between the second filter control means for controlling the second adaptive filter means so as to minimize the mean square value of the second difference component signal, and the first difference component signal and the second difference component signal. It has the 3rd calculating means which obtains a component signal, and the output signal production | generation means which produces | generates a channel output signal based on this 3rd difference component signal, It is characterized by the above-mentioned.
[0024]
The two-channel sound signals correspond to an L channel input signal and an R channel input signal from a sound source such as a CD or a cassette tape device, for example.
[0025]
The sound synthesizing means corresponds to an adder for adding the L channel input signal and the R channel input signal.
[0026]
The first calculation means corresponds to, for example, a subtracter that subtracts the first acoustic adaptive processing signal from the acoustic signal.
[0027]
The first adaptive filter means corresponds to, for example, an FIR filter, and an acoustic synthesis signal with a filter coefficient that minimizes the mean square value of the first difference component signal that is the output of the first calculation means. Is subjected to adaptive filter processing.
[0028]
The first band filter means corresponds to a BPF that extracts a component to be removed, that is, a signal component in a frequency band including a vocal component, from an acoustic synthesis signal.
[0029]
The second band filter means corresponds to a BPF that extracts a component to be removed from the acoustic signal of each channel, that is, a signal component in a frequency band including a vocal component.
[0030]
The second calculation means corresponds to a subtracter that subtracts the second acoustic adaptive processing signal of the second adaptive filter means from the output signal of the second band filter means.
[0031]
Further, the second adaptive filter means corresponds to, for example, an FIR filter, and an acoustic synthesis signal with a filter coefficient that minimizes the mean square value of the second difference component signal that is the output of the second calculation means. Is subjected to adaptive filter processing.
[0032]
The third calculation means obtains a third difference component signal obtained by removing a vocal component from the original acoustic signal by subtracting the second difference component signal from the first difference component signal. Since the first difference component signal and the second difference component signal are delayed in the processing time of the first band filter means and the second band filter means, a delay device is provided at the output stage of the first calculation means. You should do so.
[0033]
The output signal generation means generates a channel output signal by adding the LPF that extracts the low frequency component from the acoustic signal, the low frequency component extracted by the LPF, and the third difference component signal from which the vocal component has been removed. And an adder.
[0034]
Therefore, according to the predetermined signal component removing apparatus of the first or second aspect of the present invention, the vocal component of each channel can be removed even if the vocal components of the channels do not match.
[0035]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a predetermined signal component removing device showing an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration inside a predetermined signal component removing apparatus according to an embodiment of the present invention.
[0036]
In FIG. 1, a predetermined signal
[0037]
The R
[0038]
The output signal generation means according to
[0039]
The first
[0040]
The second
[0041]
In the above description, the R
[0042]
Now, the operation of the predetermined signal
[0043]
First, the L channel input signal L and the R channel input signal R can be expressed by (Equation 1) and (Equation 2), respectively. In the formula, L ′: a signal obtained by removing the central localization signal from the L signal, R ′: a signal obtained by removing the central localization signal from the R signal, CLR: a central localization signal common to L and R, and CL: only the L component Is equivalent to a central localization signal existing only in the CR: R component.
[0044]
[Expression 1]
[0045]
[Expression 2]
Next, the process of obtaining the first difference component signal (R '+ CR) by the
[0046]
The L channel input signal L is input to the first
[0047]
If the output of the
[0048]
[Equation 3]
The root mean square error E [S1OUT 2 ] of S1OUT is expressed by (Equation 4). If L ′, R ′, CLR, CL, and CR are not correlated here, the second term on the right side of (Equation 4) becomes 0, as shown in (Equation 5).
[0049]
[Expression 4]
[0050]
[Equation 5]
Here, since E [(R ′ + CR) 2 ] does not depend on the filter coefficient, in order for the first
[0051]
[Formula 6]
In this way, the
[0052]
Next, the process by which the
[0053]
The
[0054]
Next, when the output signal ((CLR / 2) + CL) of the
[0055]
The output signal (CLR + CL + CR) of the
[0056]
Thus, the
[0057]
The
[0058]
Further, the
[0059]
The
[0060]
Therefore, according to the present embodiment, even if the vocal components of the L channel input signal L and the R channel input signal R do not match, only the vocal component of each channel can be reliably removed.
[0061]
In the above embodiment, the
[0062]
In this case, the third
[0063]
In the above embodiment, for example, in the case of the R
[0064]
In this case, as shown in FIG. 3, the
[0065]
The first
[0066]
The
[0067]
The
[0068]
The
[0069]
The second
[0070]
The
[0071]
The
[0072]
Therefore, it is needless to say that the predetermined signal component removing apparatus shown in FIG. 3 can obtain the same effects as those of the predetermined signal component removing apparatus shown in FIGS.
[0073]
【The invention's effect】
According to the predetermined signal component removal apparatus of the present invention configured as described above, the vocal component of each channel can be removed even if the vocal components of each channel do not match.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration inside a predetermined signal component removing apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration inside a predetermined signal component removing apparatus showing another embodiment.
FIG. 3 is a block diagram showing a schematic configuration inside a predetermined signal component removal apparatus showing another embodiment.
FIG. 4 is a block diagram showing a schematic configuration inside a predetermined signal component removing apparatus of the prior art.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
11A (11B) First adaptive filter (first adaptive filter means)
12A (12B) First subtractor (first calculation means)
13A (13B) 1st BPF (first bandpass filter means)
14A (14B) Second BPF (second bandpass filter means)
15A (15B) Second adaptive filter (second adaptive filter means)
16A (16B) Second subtractor (second calculation means)
18A (18B) Third subtractor (third arithmetic means)
20A (20B) LPF (output signal generating means)
21A (21B) Second adder (output signal generating means)
41A (41B) Fourth subtractor (third arithmetic means)
42A (42B) Third adaptive filter (third arithmetic means)
Claims (2)
各チャンネルの音響信号に適応フィルタ処理を施して第1音響適応処理信号を生成する第1適応フィルタ手段と、
前記音響合成信号と第1音響適応処理信号とで第1差成分信号を得る第1演算手段と、
この第1差成分信号の自乗平均値を最小にするように、第1適応フィルタ手段を制御する第1フィルタ制御手段と、
各チャンネルの音響信号から除去対象成分が含まれる周波数帯域の信号成分を抽出する第1帯域フィルタ手段と、
前記音響合成信号から除去対象成分が含まれる周波数帯域の信号成分を抽出する第2帯域フィルタ手段と、
前記第1帯域フィルタ手段の出力信号に適応フィルタ処理を施して第2音響適応処理信号を得る第2適応フィルタ手段と、
前記第2帯域フィルタ手段の出力信号と第2音響適応処理信号とで第2差成分信号を得る第2演算手段と、
この第2差成分信号の自乗平均値を最小にするように、第2適応フィルタ手段を制御する第2フィルタ制御手段と、
前記第1差成分信号と第2差成分信号とで第3差成分信号を得る第3演算手段と、
この第3差成分信号に基づいてチャンネル出力信号を生成する出力信号生成手段とを有することを特徴とする所定信号成分除去装置。Acoustic synthesis means for synthesizing an acoustic signal including two-channel main components and sub-components to generate an acoustic synthetic signal;
First adaptive filter means for applying an adaptive filter process to the acoustic signal of each channel to generate a first acoustic adaptive processing signal;
First computing means for obtaining a first difference component signal from the acoustic synthesis signal and the first acoustic adaptive processing signal;
First filter control means for controlling the first adaptive filter means so as to minimize the mean square value of the first difference component signal;
First band filter means for extracting a signal component in a frequency band including a component to be removed from an acoustic signal of each channel;
Second band filter means for extracting a signal component in a frequency band including a component to be removed from the acoustic synthesis signal;
Second adaptive filter means for performing adaptive filter processing on the output signal of the first band filter means to obtain a second acoustic adaptive processing signal;
Second computing means for obtaining a second difference component signal from the output signal of the second band filter means and the second acoustic adaptive processing signal;
Second filter control means for controlling the second adaptive filter means so as to minimize the mean square value of the second difference component signal;
Third computing means for obtaining a third difference component signal from the first difference component signal and the second difference component signal;
And a predetermined signal component removing apparatus comprising output signal generating means for generating a channel output signal based on the third difference component signal.
この音響合成信号に適応フィルタ処理を施して第1音響適応処理信号を生成する第1適応フィルタ手段と、
前記音響信号と第1音響適応処理信号とで第1差成分信号を得る第1演算手段と、
この第1差成分信号の自乗平均値を最小にするように、第1適応フィルタ手段を制御する第1フィルタ制御手段と、
各チャンネルの音響信号から除去対象成分が含まれる周波数帯域の信号成分を抽出する第1帯域フィルタ手段と、
前記音響合成信号から除去対象成分が含まれる周波数帯域の信号成分を抽出する第2帯域フィルタ手段と、
前記第2帯域フィルタ手段の出力信号に適応フィルタ処理を施して第2音響適応処理信号を得る第2適応フィルタ手段と、
前記第1帯域フィルタ手段の出力信号と第2音響適応処理信号とで第2差成分信号を得る第2演算手段と、
この第2差成分信号の自乗平均値を最小にするように、第2適応フィルタ手段を制御する第2フィルタ制御手段と、
前記第1差成分信号と第2差成分信号とで第3差成分信号を得る第3演算手段と、
この第3差成分信号に基づいてチャンネル出力信号を生成する出力信号生成手段とを有することを特徴とする所定信号成分除去装置。Acoustic synthesis means for synthesizing an acoustic signal including two-channel main components and sub-components to generate an acoustic synthetic signal;
First adaptive filter means for applying an adaptive filter process to the acoustic synthesis signal to generate a first acoustic adaptive processing signal;
First computing means for obtaining a first difference component signal by the acoustic signal and the first acoustic adaptive processing signal;
First filter control means for controlling the first adaptive filter means so as to minimize the mean square value of the first difference component signal;
First band filter means for extracting a signal component in a frequency band including a component to be removed from an acoustic signal of each channel;
Second band filter means for extracting a signal component in a frequency band including a component to be removed from the acoustic synthesis signal;
Second adaptive filter means for performing adaptive filter processing on the output signal of the second band filter means to obtain a second acoustic adaptive processing signal;
Second computing means for obtaining a second difference component signal from the output signal of the first band filter means and the second acoustic adaptive processing signal;
Second filter control means for controlling the second adaptive filter means so as to minimize the mean square value of the second difference component signal;
Third computing means for obtaining a third difference component signal from the first difference component signal and the second difference component signal;
And a predetermined signal component removing apparatus comprising output signal generating means for generating a channel output signal based on the third difference component signal.
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