專利名稱：音程變換方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用時(shí)間軸壓縮擴(kuò)展和交叉漸變(クロスフエ一ド)處理將數(shù)字信號(hào)序列表示的音響信號(hào)的音程變換為任意音程的音程變換方法及其裝置。
背景技術(shù)：
例如，在卡拉OK等中，為了不改變樂(lè)曲的速度而變換為易唱的音程，使用這種音程變換裝置。
即，所謂音程變換裝置，是指像卡拉OK等中使用的音調(diào)控制器那樣將音響信號(hào)的音程、即頻率變換為原頻率的常數(shù)倍的裝置。
迄今，提出了各種音程變換方法，而本發(fā)明涉及通過(guò)時(shí)間軸壓縮擴(kuò)展和交叉漸變來(lái)對(duì)數(shù)字信號(hào)序列進(jìn)行音程變換的技術(shù)。
這里，所謂時(shí)間軸壓縮擴(kuò)展，是指對(duì)原信號(hào)的時(shí)間軸進(jìn)行壓縮擴(kuò)展、生成原頻率的常數(shù)倍的信號(hào)序列的處理。
而所謂交叉漸變處理，是指下述處理對(duì)從原信號(hào)中取出的部分信號(hào)進(jìn)行淡入，對(duì)與該部分信號(hào)不同的部分信號(hào)進(jìn)行淡出，將兩部分信號(hào)在時(shí)間軸上重合。
接著，說(shuō)明這種現(xiàn)有技術(shù)。
(現(xiàn)有技術(shù)1不補(bǔ)償相位差的音程變換技術(shù))首先，用圖9來(lái)說(shuō)明音程變換的原理。
時(shí)間軸壓縮擴(kuò)展在圖9中，橫軸是時(shí)間，縱軸是信號(hào)的振幅。
圖9(a)示出原信號(hào)的波形。
這里，如果進(jìn)行時(shí)間軸壓縮擴(kuò)展，則能夠變換音程(頻率)。
例如，如果對(duì)圖9(a)所示的原信號(hào)進(jìn)行時(shí)間軸壓縮，則原信號(hào)被變換到高的頻率，如圖9(b)所示。
此時(shí)，時(shí)間軸壓縮后的信號(hào)(圖9(b))的再現(xiàn)時(shí)間比原信號(hào)(圖9(a))的再現(xiàn)時(shí)間短。
另一方面，如果對(duì)圖9(a)所示的原信號(hào)進(jìn)行時(shí)間軸擴(kuò)展，則原信號(hào)被變換到低的頻率，如圖9(c)所示。
此時(shí)，時(shí)間軸擴(kuò)展后的信號(hào)(圖9(c))的再現(xiàn)時(shí)間比原信號(hào)(圖9(a))的再現(xiàn)時(shí)間長(zhǎng)。
如上所述，如果進(jìn)行時(shí)間軸壓縮擴(kuò)展，則再現(xiàn)時(shí)間與原信號(hào)的再現(xiàn)時(shí)間不同。這樣，存在時(shí)窗的切換處不連續(xù)、產(chǎn)生噪聲等問(wèn)題。
因此，在現(xiàn)有技術(shù)1中，設(shè)法在時(shí)間軸壓縮擴(kuò)展中加入交叉漸變處理，使再現(xiàn)時(shí)間不變化。
時(shí)間軸壓縮擴(kuò)展和交叉漸變處理的組合圖10示意性地示出時(shí)間軸壓縮擴(kuò)展和交叉漸變處理的組合。圖10(a)示出進(jìn)行時(shí)間軸壓縮的例子，而圖10(b)示出時(shí)間軸擴(kuò)展的例子。
在圖10(a)中，上部(1)示出數(shù)字信號(hào)序列表示的原信號(hào)。中部(2)示出時(shí)間軸壓縮處理的過(guò)程，而下部(3-1)、(3-2)示出交叉漸變處理的第1例及第2例。下部(3-1)、(3-2)的方框內(nèi)的斜線表示進(jìn)行交叉漸變的部位，在第1例(3-1)中進(jìn)行長(zhǎng)交叉漸變，而在第2例(3-2)中進(jìn)行短交叉漸變。
位于該斜線下側(cè)的分量是進(jìn)行淡入的分量，而位于上側(cè)的分量是進(jìn)行淡出的分量。
接著，用圖10(a)來(lái)更具體地說(shuō)明各處理。
這里，從原信號(hào)中取出時(shí)間為(T1+T1)的部分信號(hào)進(jìn)行處理。
時(shí)間(T1+T1)例如是大約0.1秒的短時(shí)間。
此外，假設(shè)時(shí)間軸的壓縮比K1大于1，有T2＝K1*T1這一關(guān)系。
然后，從原信號(hào)中取出時(shí)間為(T2+T2)的部分信號(hào)，將其前半分量A1分配為淡入側(cè)，將后半分量B2分配為淡出側(cè)。
接著，對(duì)這些分量A1、B2實(shí)施壓縮比為K1的時(shí)間軸壓縮，得到壓縮后前半分量A1H和壓縮后后半分量B2H。
當(dāng)然，這些分量A1H、B2H的再現(xiàn)時(shí)間都是時(shí)間T1。
接著，取出時(shí)間為(T2+T2)的部分信號(hào)，將其前半分量A2分配為淡入側(cè)，將后半分量B3分配為淡出側(cè)，使得與壓縮的后半分量B2H的前頭一致。
接著，對(duì)這些分量A2、B3實(shí)施壓縮比為K1的時(shí)間軸壓縮，得到壓縮后前半分量A2H和壓縮后后半分量B3H。
當(dāng)然，這些分量A2H、B3H的再現(xiàn)時(shí)間都是時(shí)間T1。
以下同樣求壓縮后前半分量A3H、…、及壓縮后B4H、…。
在這樣得到的壓縮后的各分量中，對(duì)B2H和A2H、B3H和A3H、…、BnH和AnH(n是整數(shù))進(jìn)行交叉漸變處理。
如上所述，對(duì)BnH進(jìn)行淡出，對(duì)AnH進(jìn)行淡入。
這里，可以像第1例(3-1)那樣用方框的整個(gè)區(qū)間來(lái)進(jìn)行交叉漸變處理，也可以像第2例(3-2)那樣用方框中央附近的一部分來(lái)進(jìn)行交叉漸變處理。
如圖10(b)所示，在降低音程的情況下，除了“時(shí)間軸壓縮”變?yōu)椤皶r(shí)間軸擴(kuò)展”、壓縮比小于1以外，與提高音程的情況(圖10(a))相同。
通過(guò)該交叉漸變處理，能夠抑制時(shí)窗切換處的不連續(xù)點(diǎn)產(chǎn)生的噪聲，以與原信號(hào)相同的再現(xiàn)時(shí)間來(lái)再現(xiàn)音程變換輸出信號(hào)。
以下，用圖8來(lái)說(shuō)明現(xiàn)有技術(shù)1的結(jié)構(gòu)例。
如圖8所示，從音響輸入端子807輸入的(數(shù)字信號(hào)序列表示的)音響信號(hào)暫時(shí)被存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器801。
讀出地址產(chǎn)生部件804指定存儲(chǔ)器801的地址，根據(jù)指定的地址，濾波運(yùn)算部件802a、802b讀出2套(淡入側(cè)和淡出側(cè))信號(hào)序列。
濾波運(yùn)算部件802a、802b對(duì)讀出的信號(hào)序列進(jìn)行時(shí)間軸壓縮擴(kuò)展，變換音程(頻率)。
交叉漸變部件803對(duì)進(jìn)行過(guò)時(shí)間軸壓縮擴(kuò)展的2套信號(hào)序列實(shí)施交叉漸變處理，其結(jié)果從音響輸出端子808輸出。
該現(xiàn)有技術(shù)1的問(wèn)題是在交叉漸變處理時(shí)，由于淡入側(cè)的信號(hào)序列和淡出側(cè)的信號(hào)序列之間的相位差，所以產(chǎn)生震音感。
這里，偶爾如圖11所示，如果2套信號(hào)序列的相位一致，則在交叉漸變處理中，輸出信號(hào)的振幅的包絡(luò)線(振幅峰值的連線)不變化，所以不產(chǎn)生震音感。然而，這2套信號(hào)序列的相位一般有偏移的。
特別是如圖12所示，如果2套信號(hào)序列相位完全相反，則在交叉漸變處理中，這些信號(hào)序列的各個(gè)信號(hào)變成互相抵銷的關(guān)系，所以輸出信號(hào)的振幅會(huì)比不進(jìn)行交叉漸變處理的區(qū)間小。
因此，在不進(jìn)行交叉漸變處理的區(qū)間、和進(jìn)行交叉漸變處理的區(qū)間中，振幅有差異，結(jié)果是相互交替重復(fù)。因此，產(chǎn)生震音感。
(現(xiàn)有技術(shù)2補(bǔ)償相位差的音程變換技術(shù))作為著眼于現(xiàn)有技術(shù)1的問(wèn)題而對(duì)其進(jìn)行改善的現(xiàn)有技術(shù)2，例如可以舉出日本國(guó)特開(kāi)平5-297891號(hào)公報(bào)。
在該技術(shù)中，由于產(chǎn)生震音感的原因是進(jìn)行交叉漸變處理的2個(gè)信號(hào)序列的相位差，所以求這2個(gè)信號(hào)序列的相位差，通過(guò)將另一信號(hào)序列在時(shí)間軸方向上移動(dòng)該相位差的量，來(lái)使相位一致。
更具體地說(shuō)，求2個(gè)信號(hào)序列的峰值，將信號(hào)序列移動(dòng)該峰值差的量。
然而，詳細(xì)的理由待后述，這里只說(shuō)結(jié)論，在該技術(shù)中，如果是簡(jiǎn)單的聲音信號(hào)，則尚能順利進(jìn)行，但是對(duì)音樂(lè)等復(fù)雜信號(hào)(特別是包含強(qiáng)諧音分量的信號(hào))，峰值的誤檢測(cè)很多，未必能夠很好地使相位一致。

發(fā)明內(nèi)容
將以上現(xiàn)有技術(shù)1、2的問(wèn)題歸納如下現(xiàn)有技術(shù)1在不補(bǔ)償相位差的音程變換方法中，產(chǎn)生震音感。
現(xiàn)有技術(shù)2在用信號(hào)的峰值來(lái)補(bǔ)償相位差的方法中，對(duì)于復(fù)雜信號(hào)，由于峰值的誤檢測(cè)，而使震音感的減少效果甚微。
因此，本發(fā)明的第1目的在于提供一種技術(shù)，即使是復(fù)雜信號(hào)，也能夠抑制震音感。
此外，隨著壓縮技術(shù)的采用，近年的音頻信號(hào)以塊為單位進(jìn)行處理的情況增多。1個(gè)塊例如由64、80、192個(gè)樣本的數(shù)據(jù)構(gòu)成。
這樣，如果以塊為單位來(lái)處理音頻信號(hào)，則塊內(nèi)的處理一般很容易。然而，跨越多個(gè)塊的處理則非常復(fù)雜，其結(jié)果是，運(yùn)算量也增加。
例如，在采樣頻率為48kHz、信號(hào)為100Hz的情況下，由于1個(gè)周期為480個(gè)樣本，所以為了檢測(cè)相位差，需要480個(gè)樣本以上的檢索范圍。
即，要跨越多個(gè)塊，處理復(fù)雜，運(yùn)算量多，用于存儲(chǔ)信號(hào)序列的存儲(chǔ)器的容量也增加。
因此，本發(fā)明的第2目的在于提供一種音程變換技術(shù)，即使是以塊為單位的處理形態(tài)，也能夠設(shè)法使運(yùn)算量及存儲(chǔ)器容量很少即可。
為了實(shí)現(xiàn)第1目的，第1發(fā)明的音程變換方法包括將數(shù)字信號(hào)序列表示的音響信號(hào)存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器中的步驟；從存儲(chǔ)器中讀出淡入側(cè)的信號(hào)序列和淡出側(cè)的信號(hào)序列并進(jìn)行時(shí)間軸壓縮擴(kuò)展的步驟；以及對(duì)時(shí)間軸壓縮擴(kuò)展過(guò)的淡入側(cè)的信號(hào)序列和淡出側(cè)的信號(hào)序列進(jìn)行交叉漸變處理的步驟；根據(jù)基音分量來(lái)校正淡入側(cè)的信號(hào)序列和淡出側(cè)的信號(hào)序列之間的相位差。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于能夠補(bǔ)償?shù)雮?cè)和淡出側(cè)的2個(gè)信號(hào)序列的相位差，所以能夠抑制震音感。而且，相位差的補(bǔ)償是根據(jù)基音分量來(lái)進(jìn)行的，所以能夠大幅度削減相位差的誤檢測(cè)，即使是音樂(lè)等復(fù)雜聲音信號(hào)，也能夠抑制震音感。
為了實(shí)現(xiàn)第2目的，第2發(fā)明的音程變換裝置包括相位差調(diào)整部件，該相位差調(diào)整部件對(duì)作為交叉漸變部件的輸入的時(shí)間軸偏移的淡入側(cè)和淡出側(cè)的2個(gè)信號(hào)序列，檢測(cè)其相位差，校正其相位差；相位差調(diào)整部件具有多個(gè)階段的調(diào)整功能，在第1相位差調(diào)整階段中，將2個(gè)信號(hào)序列分別分割為規(guī)定的塊，求每個(gè)塊的代表值，用求出的代表值來(lái)求2個(gè)信號(hào)序列以塊為單位的相位差最小時(shí)的塊的偏移，在2個(gè)信號(hào)序列中，將淡入側(cè)的信號(hào)序列移動(dòng)求出的偏移的量，在第1相位差調(diào)整階段后，在第2以后的相位差調(diào)整階段中，對(duì)2個(gè)信號(hào)序列，以1個(gè)樣本為單位或以幾個(gè)樣本為單位，求比以塊為單位更精細(xì)的相位差，在2個(gè)信號(hào)序列中，將淡入側(cè)的信號(hào)序列移動(dòng)求出的相位差的量，在相位差調(diào)整部件完成相位差調(diào)整后，交叉漸變部件進(jìn)行交叉漸變處理。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，即使在以塊為單位的處理形態(tài)中，運(yùn)算量及存儲(chǔ)器容量很少即可。


圖1(a)是本發(fā)明實(shí)施例1的音程變換裝置的方框圖。
圖1(b)是其相位差調(diào)整部件的流程圖。
圖2(a)是其相位差調(diào)整的區(qū)間說(shuō)明圖。
圖2(b)是其第1次相位差調(diào)整的說(shuō)明圖。
圖2(c)是其第1次相位差調(diào)整的最小平方誤差說(shuō)明圖。
圖2(d)是其相位差調(diào)整的區(qū)間說(shuō)明圖。
圖3(a)是其相位差調(diào)整的區(qū)間說(shuō)明圖。
圖3(b)是其第1次相位差調(diào)整的說(shuō)明圖。
圖3(c)是其第1次相位差調(diào)整的最小平方誤差說(shuō)明圖。
圖3(d)是其相位差調(diào)整的區(qū)間說(shuō)明圖。
圖4是其方框的代表值的說(shuō)明圖。
圖5是其第2次相位差調(diào)整的最小平方誤差說(shuō)明圖。
圖6是現(xiàn)有技術(shù)2的誤檢測(cè)的說(shuō)明圖。
圖7是本發(fā)明實(shí)施例1的讀出/寫入地址的關(guān)系圖。
圖8是現(xiàn)有技術(shù)1的音程變換裝置的方框圖。
圖9(a)是音程變換的原理說(shuō)明圖(原信號(hào))。
圖9(b)是音程變換的原理說(shuō)明圖(時(shí)間軸壓縮信號(hào))。
圖9(c)是音程變換的原理說(shuō)明圖(時(shí)間軸擴(kuò)展信號(hào))。
圖10(a)是交叉漸變處理的說(shuō)明圖(時(shí)間軸壓縮)。
圖10(b)是交叉漸變處理的說(shuō)明圖(時(shí)間軸擴(kuò)展)。
圖11是交叉漸變處理和震音感之間的關(guān)系說(shuō)明圖。
圖12是交叉漸變處理和震音感之間的關(guān)系說(shuō)明圖。
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例。
(實(shí)施例1)本發(fā)明實(shí)施例1的音程變換裝置設(shè)有相位差調(diào)整部件，相位差調(diào)整部件分2個(gè)階段來(lái)調(diào)整相位差。
圖1(a)是本實(shí)施例的音程變換裝置的方框圖。
圖1(a)所示的音程變換裝置包括存儲(chǔ)器1；濾波運(yùn)算部件2a、2b；交叉漸變部件3；讀出地址產(chǎn)生部件4；相位差調(diào)整部件5；音程控制信號(hào)輸入端子6；音響信號(hào)輸入端子7；音響信號(hào)輸出端子8。
存儲(chǔ)器1暫時(shí)存儲(chǔ)來(lái)自音響信號(hào)輸入端子7的音響信號(hào)。
讀出地址產(chǎn)生部件4按照來(lái)自音程控制信號(hào)輸入端子6的信號(hào)來(lái)生成要從存儲(chǔ)器1讀出的信號(hào)的讀出地址。
濾波運(yùn)算部件2a、2b對(duì)來(lái)自存儲(chǔ)器1的信號(hào)進(jìn)行濾波處理，生成時(shí)間軸壓縮擴(kuò)展信號(hào)，輸出到交叉漸變部件3。
交叉漸變部件3進(jìn)行過(guò)交叉漸變處理后，從音響輸出端子8輸出音程變換信號(hào)。
相位差調(diào)整部件5根據(jù)來(lái)自存儲(chǔ)器1的2套信號(hào)序列來(lái)求該2套信號(hào)序列的相位差，將其值送至讀出地址產(chǎn)生部件4，將淡入側(cè)的信號(hào)序列移動(dòng)相位差的量。
在交叉漸變處理開(kāi)始前，淡入側(cè)的信號(hào)序列的乘法系數(shù)是零，淡出側(cè)的乘法系數(shù)是1。因此，在音響輸出中只出現(xiàn)淡出側(cè)的信號(hào)序列的分量。此時(shí)，由于淡入側(cè)的乘法系數(shù)是零，所以即使移動(dòng)淡入側(cè)的信號(hào)序列，也不會(huì)對(duì)音響輸出有不良影響。
本發(fā)明的關(guān)鍵點(diǎn)是該相位差調(diào)整部件5，所以下面說(shuō)明以相位差調(diào)整部件5為中心的、求相位差并移動(dòng)信號(hào)序列的操作。
如圖1(b)所示，構(gòu)成為下述2級(jí)第1次相位差檢測(cè)和基于時(shí)間軸調(diào)整的第1次相位差調(diào)整；以及第2次相位差檢測(cè)和基于時(shí)間軸調(diào)整的第2次相位差調(diào)整。
這些相位差調(diào)整在交叉漸變處理之前的時(shí)刻進(jìn)行。
首先，將2個(gè)信號(hào)序列分別分割為塊(有些音頻格式一開(kāi)始就進(jìn)行了分割)。
例如，32個(gè)樣本為1個(gè)塊。
如圖2(a)所示，考慮將開(kāi)始交叉漸變前的14個(gè)塊用于相位差調(diào)整的例子。
假設(shè)在該14個(gè)塊中，前半12個(gè)塊用于第1次相位差調(diào)整，后半2個(gè)塊用于第2次相位差調(diào)整。第2次相位差調(diào)整用于微調(diào)，所以無(wú)需分配太多的塊數(shù)。例如，1～3個(gè)塊左右就夠了。
先說(shuō)明第1次相位差調(diào)整。
首先，求每個(gè)塊的代表值。
如圖4所示，該代表值是對(duì)塊內(nèi)的信號(hào)序列施加低通濾波所得的值。
在圖4中，符號(hào)○表示1個(gè)樣本，包圍多個(gè)樣本的虛線矩形表示1個(gè)塊。在圖4的例子中，示出的是相鄰塊相互交叉一部分，但是即使本來(lái)沒(méi)有這樣交叉，也同樣能夠應(yīng)用本發(fā)明。
這里，考慮提高音程的情況。
如圖2(b)所示，以淡出側(cè)的信號(hào)序列的塊7～12為基準(zhǔn)，對(duì)淡入側(cè)的信號(hào)序列的下述7組塊
(0)7～12 (1)6～11 (2)5～10(3)4～9(4)3～8(5)2～7(6)1～6，求相位差最小的塊串。該7組列舉了可作為偏移而成立的組。
如圖2(c)所示，該求法的例子是使對(duì)應(yīng)的塊的最小平方誤差最小的方法。
從塊的先頭起求各個(gè)差分，求其平方和，將其值最小的情況下的塊的偏移作為第1次相位差調(diào)整時(shí)的移動(dòng)量。
在上述例子中，如果(4)3～8的塊串最小，則如圖2(d)所示，與淡出側(cè)13、14對(duì)應(yīng)的淡入側(cè)的信號(hào)序列為從過(guò)去的信號(hào)序列移動(dòng)4個(gè)塊后的9、10。
在降低音程的情況下，將基準(zhǔn)塊串作為淡入側(cè)的信號(hào)序列。
如圖3(b)所示，以淡入側(cè)的信號(hào)序列的塊7～12為基準(zhǔn)，與提高音程的情況同樣，對(duì)淡出側(cè)的信號(hào)序列的下述7組塊(0)7～12 (1)6～11 (2)5～10(3)4～9 (4)3～8 (5)2～7(6)1～6，求相位差最小的塊串。
在上述例子中，如果(3)4～9的塊串最小，則如圖3(d)所示，與淡出側(cè)13、14對(duì)應(yīng)的淡入側(cè)的信號(hào)序列為從未來(lái)的信號(hào)序列移動(dòng)3個(gè)塊后的16、17。
接著，說(shuō)明第2次相位差調(diào)整。
如圖5所示，將淡出側(cè)作為基準(zhǔn)。
例如，采用32個(gè)樣本中的第(12，14，16，18，20)個(gè)樣本。
與此相對(duì)，與第1次相位差調(diào)整同樣，淡入側(cè)對(duì)第(1，3，5，7，9，11)個(gè)樣本至第(22，24，26，28，30，32)個(gè)樣本求最小平方誤差最小的序列。這里，不是對(duì)全部樣本一個(gè)不漏地進(jìn)行處理，而是在合理的范圍內(nèi)，抽取樣本來(lái)減少處理量。
例如，在偏移了5個(gè)樣本的第(7，9，11，13，15，17)個(gè)樣本的情況下，將淡入側(cè)的訓(xùn)練序列從過(guò)去信號(hào)序列移動(dòng)5個(gè)樣本量。
該第2次相位差調(diào)整可以進(jìn)行多次。
在本例中，可以進(jìn)行淡出側(cè)的塊是13的情況和14的情況的2次調(diào)整。
此外，該第2次相位差調(diào)整也可以以淡入側(cè)為基準(zhǔn)。
然而，求相位差后移動(dòng)的仍然是淡入側(cè)。這是因?yàn)?，在交叉漸變處理開(kāi)始前，淡入側(cè)的信號(hào)序列的乘法系數(shù)是零。
接著，說(shuō)明本實(shí)施例的效果。
首先，通過(guò)將相位差調(diào)整部件分為第1次和第2次這2個(gè)階段(多個(gè)階段)，可削減運(yùn)算量和存儲(chǔ)器。
首先在第1次中通過(guò)使用每個(gè)塊的代表值，在上述例子中，只需求7種最小誤差即可。
此外，對(duì)每個(gè)塊只需將1個(gè)代表值保存在存儲(chǔ)器中即可。
如果想只用第2次相位差調(diào)整部件的方法來(lái)包含第1次相位差調(diào)整的范圍，則運(yùn)算量約增大1個(gè)數(shù)量級(jí)。
此外，由于必須將相應(yīng)的整個(gè)信號(hào)序列保存在存儲(chǔ)器中，所以存儲(chǔ)器容量也增大。
這樣，將相位差調(diào)整部件分為2個(gè)階段，對(duì)削減運(yùn)算量和存儲(chǔ)器容量有很大效果。
此外，塊的代表值是對(duì)塊內(nèi)的信號(hào)序列施加低通濾波所得的值。
一般，樂(lè)音信號(hào)是以最低的頻率為基音，與該基音頻率的整數(shù)倍的諧音組合而成的。
如果使相位與該基音一致，則其諧音的相位也一致。
相反，如果諧音的相位一致，則基音的相位不一定一致。
圖6示出該例子。在圖6中，著眼于振幅大的諧音分量，為了使相位一致，基音的相位有偏移。
圖6表示如果像現(xiàn)有技術(shù)2那樣根據(jù)振幅的峰值來(lái)使相位一致，則誤檢測(cè)相位差的可能性很大。
即，在現(xiàn)有技術(shù)2中，相位差誤檢測(cè)的最大的原因是，結(jié)果不是求出基音而是求出諧音的相位差。
另一方面，在本實(shí)施例中，如果在求塊的代表值時(shí)，使用低通濾波器的輸出，則減少了作為相位差誤檢測(cè)原因的諧音的電平，取出基音分量，所以能夠大幅度減少相位差的誤檢測(cè)。
即使基音是比該低通濾波器的截止頻率高的頻率也沒(méi)有問(wèn)題。
因而在第1次相位調(diào)整中選擇哪個(gè)相位差的塊也沒(méi)有關(guān)系。
這是因?yàn)榛舻念l率高，所以1周期包含在1個(gè)塊內(nèi)，只需第2次相位調(diào)整就能夠充分進(jìn)行相位調(diào)整。
再者，在第1次相位差調(diào)整中，在提高音程的情況下，以淡出側(cè)的信號(hào)序列為基準(zhǔn)，獲得與時(shí)間偏移的淡入側(cè)的信號(hào)序列之間的相位差，從過(guò)去信號(hào)序列來(lái)移動(dòng)音響信號(hào)。
而在降低音程的情況下，以淡入側(cè)的信號(hào)序列為基準(zhǔn)，獲得與時(shí)間偏移的淡出側(cè)的信號(hào)序列之間的相位差，從未來(lái)信號(hào)序列來(lái)移動(dòng)音響信號(hào)。
即使在存在相位差調(diào)整部件5的情況下，這些操作也有助于削減圖1(a)中的存儲(chǔ)器1的容量。
圖7示出存儲(chǔ)器1中的寫入地址和讀出地址之間的關(guān)系。
例如，在提高音程的情況下，由于從存儲(chǔ)器1中進(jìn)行讀出的地址的更新速度快，所以記錄音響輸入端子7的信號(hào)的地址需要設(shè)定為具有余量、使得不被前述讀出地址趕上的值。
在提高音程的情況下，以淡入側(cè)的信號(hào)序列為基準(zhǔn)，其結(jié)果是，可從未來(lái)的信號(hào)序列將音響信號(hào)移動(dòng)相位差的量。
然而，在此情況下，除了上述余量之外，為了從未來(lái)移動(dòng)音響信號(hào)，還需要準(zhǔn)備相當(dāng)于其移動(dòng)量可取的最大值的量(在本例中是6個(gè)塊)的存儲(chǔ)器。
降低音程的情況也同樣。
由于從存儲(chǔ)器1中進(jìn)行讀出的地址的更新速度慢，所以記錄音響輸入端子7的信號(hào)的地址需要設(shè)定為具有余量、使得不趕上前述讀出地址的值。
在降低音程的情況下，以讀出側(cè)的信號(hào)序列為基準(zhǔn)，其結(jié)果是，可從過(guò)去的信號(hào)序列將音響信號(hào)移動(dòng)相位差的量。
在本發(fā)明的方法中，在提高音程的情況下從過(guò)去的信號(hào)序列來(lái)移動(dòng)值，而在降低音程的情況下從未來(lái)信號(hào)序列來(lái)移動(dòng)值，所以無(wú)需伴隨該第1次相位差調(diào)整而增加新的存儲(chǔ)器。
根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)將相位差調(diào)整分為第1次和第2次以后多個(gè)階段，第1次相位差調(diào)整為以塊為單位的調(diào)整，從而能削減運(yùn)算量和存儲(chǔ)器容量。
此外，通過(guò)使用低通濾波器的輸出來(lái)作為第1次相位差調(diào)整部件的塊的代表值，從而可減少相位差的誤檢測(cè)。
再者，在第1次相位差調(diào)整中，在提高音程的情況下，以淡出側(cè)的信號(hào)序列為基準(zhǔn)，獲得與時(shí)間偏移的淡入側(cè)的信號(hào)序列之間的相位差，從過(guò)去的信號(hào)序列來(lái)移動(dòng)音響信號(hào)。
在降低音程的情況下，以淡入側(cè)的信號(hào)序列為基準(zhǔn)，獲得與時(shí)間偏移的淡出側(cè)的信號(hào)序列之間的相位差，從未來(lái)的信號(hào)序列來(lái)移動(dòng)音響信號(hào)。
該操作具有削減存儲(chǔ)器的效果。
即，本發(fā)明能夠提供一種音程變換裝置，其相位差的誤檢測(cè)少，在塊處理中運(yùn)算量和存儲(chǔ)器容量少，而且震音感少。
權(quán)利要求
1.一種音程變換方法，其特征在于，包括將數(shù)字信號(hào)序列表示的音響信號(hào)存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器中的步驟；從上述存儲(chǔ)器中，讀出淡入側(cè)的信號(hào)序列、和淡出側(cè)的信號(hào)序列，進(jìn)行時(shí)間軸壓縮擴(kuò)展的步驟；以及對(duì)時(shí)間軸壓縮擴(kuò)展過(guò)的淡入側(cè)的信號(hào)序列、和淡出側(cè)的信號(hào)序列進(jìn)行交叉漸變處理的步驟；根據(jù)基音分量來(lái)校正淡入側(cè)的信號(hào)序列和淡出側(cè)的信號(hào)序列之間的相位差。
2.如權(quán)利要求1所述的音程變換方法，其特征在于，相位差的校正由粗略的電平校正、和精細(xì)的電平校正的組合來(lái)構(gòu)成。
3.如權(quán)利要求2所述的音程變換方法，其特征在于，粗略的電平校正以信號(hào)序列的塊為單位來(lái)進(jìn)行，而精細(xì)的電平校正以構(gòu)成塊的樣本為單位來(lái)進(jìn)行。
4.如權(quán)利要求1所述的音程變換方法，其特征在于，基音分量是對(duì)信號(hào)序列施加低通濾波而提取出的。
5.一種音程變換裝置，其特征在于，包括存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)數(shù)字信號(hào)序列表示的音響信號(hào)；濾波運(yùn)算部件，從上述存儲(chǔ)器中讀出淡入側(cè)的信號(hào)序列和淡出側(cè)的信號(hào)序列，進(jìn)行時(shí)間軸壓縮擴(kuò)展；交叉漸變部件，對(duì)時(shí)間軸壓縮擴(kuò)展過(guò)的淡入側(cè)的信號(hào)序列和淡出側(cè)的信號(hào)序列進(jìn)行交叉漸變處理；以及相位差調(diào)整部件，根據(jù)基音分量來(lái)校正淡入側(cè)的信號(hào)序列和淡出側(cè)的信號(hào)序列之間的相位差。
6.如權(quán)利要求5所述的音程變換裝置，其特征在于，相位差的校正由粗略的電平校正和精細(xì)的電平校正的組合來(lái)構(gòu)成。
7.如權(quán)利要求6所述的音程變換裝置，其特征在于，粗略的電平校正以信號(hào)序列的塊為單位來(lái)進(jìn)行，而精細(xì)的電平校正以構(gòu)成塊的樣本為單位來(lái)進(jìn)行。
8.如權(quán)利要求5所述的音程變換裝置，其特征在于，基音分量是對(duì)信號(hào)序列施加低通濾波而提取出的。
9.一種音程變換裝置，用時(shí)間軸壓縮擴(kuò)展和交叉漸變處理將數(shù)字信號(hào)序列表示的音響信號(hào)的音程變換為任意音程，其特征在于，包括相位差調(diào)整部件，該相位差調(diào)整部件對(duì)作為交叉漸變部件的輸入的時(shí)間軸偏移的淡入側(cè)和淡出側(cè)的2個(gè)信號(hào)序列檢測(cè)其相位差，并校正其相位差上述相位差調(diào)整部件具有多個(gè)階段的調(diào)整功能，在第1相位差調(diào)整階段中，將2個(gè)信號(hào)序列分別分割為規(guī)定的塊，求每個(gè)塊的代表值，用求出的代表值來(lái)求使2個(gè)信號(hào)序列以塊為單位的相位差最小時(shí)的塊的偏移，在2個(gè)信號(hào)序列中，將淡入側(cè)的信號(hào)序列移動(dòng)求出的偏移的量，在第1相位差調(diào)整階段后，在第2以后的相位差調(diào)整階段中，對(duì)2個(gè)信號(hào)序列以1個(gè)樣本為單位或以幾個(gè)樣本為單位來(lái)求比以塊為單位更精細(xì)的相位差，在2個(gè)信號(hào)序列中，將淡入側(cè)的信號(hào)序列移動(dòng)求出的相位差的量，在上述相位差調(diào)整部件完成相位差調(diào)整后，上述交叉漸變部件進(jìn)行交叉漸變處理。
10.如權(quán)利要求9所述的音程變換裝置，其特征在于，作為塊的代表值使用對(duì)塊內(nèi)的信號(hào)序列施加低通濾波所得的輸出值。
11.如權(quán)利要求9所述的音程變換裝置，其特征在于，在相位差調(diào)整階段的至少一部分中，在提高音程的情況下，將淡入側(cè)的信號(hào)序列向使用過(guò)去信號(hào)的方向移動(dòng)；在降低音程的情況下，將淡入側(cè)的信號(hào)序列向使用未來(lái)信號(hào)的方向移動(dòng)。
12.一種音程變換方法，用時(shí)間軸壓縮擴(kuò)展和交叉漸變處理將數(shù)字信號(hào)序列表示的音響信號(hào)的音程變換為任意音程，其特征在于，包括相位差調(diào)整處理，該相位差調(diào)整處理對(duì)作為交叉漸變處理的輸入的時(shí)間軸偏移的淡入側(cè)和淡出側(cè)的2個(gè)信號(hào)序列檢測(cè)其相位差，并校正其相位差上述相位差調(diào)整處理具有多個(gè)階段的調(diào)整功能，在第1相位差調(diào)整階段中，將2個(gè)信號(hào)序列分別分割為規(guī)定的塊，求每個(gè)塊的代表值，用求出的代表值來(lái)求使2個(gè)信號(hào)序列以塊為單位的相位差最小時(shí)的塊的偏移量，在2個(gè)信號(hào)序列中，將淡入側(cè)的信號(hào)序列移動(dòng)求出的偏移的量，在第1相位差調(diào)整階段后，在第2以后的相位差調(diào)整階段中，對(duì)2個(gè)信號(hào)序列以1個(gè)樣本為單位或以幾個(gè)樣本為單位來(lái)求比以塊為單位更精細(xì)的相位差，在2個(gè)信號(hào)序列中，將淡入側(cè)的信號(hào)序列移動(dòng)求出的相位差的量，在上述相位差調(diào)整處理完成后，進(jìn)行交叉漸變處理。
13.如權(quán)利要求12所述的音程變換方法，其特征在于，作為塊的代表值，使用對(duì)塊內(nèi)的信號(hào)序列施加低通濾波所得的輸出值。
14.如權(quán)利要求12所述的音程變換方法，其特征在于，在相位差調(diào)整階段的至少一部分中，在提高音程的情況下，將淡入側(cè)的信號(hào)序列向使用過(guò)去信號(hào)的方向移動(dòng)；在降低音程的情況下，將淡入側(cè)的信號(hào)序列向使用未來(lái)信號(hào)的方向移動(dòng)。
全文摘要
一種音程變換方法,用時(shí)間軸壓縮擴(kuò)展和交叉漸變處理將數(shù)字信號(hào)序列表示的音響信號(hào)的音程變換為任意音程。將音響信號(hào)存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器中。從存儲(chǔ)器中,讀出淡入側(cè)的信號(hào)序列、和淡出側(cè)的信號(hào)序列,并進(jìn)行時(shí)間軸壓縮擴(kuò)展。對(duì)時(shí)間軸壓縮擴(kuò)展過(guò)的淡入側(cè)的信號(hào)序列、和淡出側(cè)的信號(hào)序列進(jìn)行交叉漸變處理。根據(jù)基音分量來(lái)校正淡入側(cè)的信號(hào)序列和淡出側(cè)的信號(hào)序列之間的相位差。
文檔編號(hào)H04S1/00GK1347076SQ0114069
公開(kāi)日2002年5月1日 申請(qǐng)日期2001年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月22日
發(fā)明者熊本義則, 加藤直行 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社