JPH10164700A - 音声信号解析装置 - Google Patents
音声信号解析装置Info
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- JPH10164700A JPH10164700A JP9289862A JP28986297A JPH10164700A JP H10164700 A JPH10164700 A JP H10164700A JP 9289862 A JP9289862 A JP 9289862A JP 28986297 A JP28986297 A JP 28986297A JP H10164700 A JPH10164700 A JP H10164700A
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04S—STEREOPHONIC SYSTEMS
- H04S7/00—Indicating arrangements; Control arrangements, e.g. balance control
- H04S7/40—Visual indication of stereophonic sound image
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R13/00—Arrangements for displaying electric variables or waveforms
- G01R13/40—Arrangements for displaying electric variables or waveforms using modulation of a light beam otherwise than by mechanical displacement, e.g. by Kerr effect
- G01R13/404—Arrangements for displaying electric variables or waveforms using modulation of a light beam otherwise than by mechanical displacement, e.g. by Kerr effect for discontinuous display, i.e. display of discrete values
- G01R13/408—Two or three dimensional representation of measured values
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R23/00—Arrangements for measuring frequencies; Arrangements for analysing frequency spectra
- G01R23/16—Spectrum analysis; Fourier analysis
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ２ステレオ音声チャンネルの強さと位相を表
示し、声紋及びフェーズスコープの表示の利点を兼備す
る音声解析装置を得る。 【解決手段】 ２音声チャンネルの音声信号のマグニチ
ュードを検出する手段と、該２チャンネルの音声信号間
の位相関係度を検出する手段と、試験時に音声チャンネ
ルに関する表示に用いる標識カラーを発生する手段とを
設ける。ただし、標識カラーは、少なくとも、試験時に
おける該２チャンネルの音声信号の大小及び該音声信号
間の位相関係度に応じた色相、明度及び／又は彩度を有
するものとする。
示し、声紋及びフェーズスコープの表示の利点を兼備す
る音声解析装置を得る。 【解決手段】 ２音声チャンネルの音声信号のマグニチ
ュードを検出する手段と、該２チャンネルの音声信号間
の位相関係度を検出する手段と、試験時に音声チャンネ
ルに関する表示に用いる標識カラーを発生する手段とを
設ける。ただし、標識カラーは、少なくとも、試験時に
おける該２チャンネルの音声信号の大小及び該音声信号
間の位相関係度に応じた色相、明度及び／又は彩度を有
するものとする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、音声（オーディ
オ）信号の解析に関するものである。
オ）信号の解析に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】これまで、可視表示器上に音声信号の種
々の技術的特徴を示すため、幾つかの技法が提案されて
きた。以前に提案された１つの技法に、いわゆる「声
紋」がある。代表的な「声紋」は、コンピュータのスク
リーンやプリント紙又は陰極線管の表示器（ディスプレ
ー）上に２次元画像でモノラル音を表すものである。
々の技術的特徴を示すため、幾つかの技法が提案されて
きた。以前に提案された１つの技法に、いわゆる「声
紋」がある。代表的な「声紋」は、コンピュータのスク
リーンやプリント紙又は陰極線管の表示器（ディスプレ
ー）上に２次元画像でモノラル音を表すものである。
【０００３】時間を表すのに水平軸を用い、最も前の時
間を左側に、最も後の（最も新しい）時間を右側に表
す。また、周波数を表すのに垂直軸を用い、最も低い周
波数を一番下に、最も高い周波数を一番上に表してい
る。
間を左側に、最も後の（最も新しい）時間を右側に表
す。また、周波数を表すのに垂直軸を用い、最も低い周
波数を一番下に、最も高い周波数を一番上に表してい
る。
【０００４】垂直軸は対数目盛にする、即ち、同じ垂直
距離が周波数におけるオクターブの差を表すようにする
のが普通である。画像の各点における（エネルギ）の強
さは、その音の特定の周波数及び時間における強さを表
す。通常、振幅−強さのマッピングは対数的に行われ
る、即ち、デシベル（ｄＢ）値における変化が強さにお
ける変化と対応している。使用する表示の種類（プリン
トアウトされた紙又はスクリーン表示）に応じて、大き
い音はより暗いか又はより明るい画像要素で表される。
画像は、何秒かにわたる音の静止したスナップであった
り、或いは、ロールや紙の上に又はスクリーンをスクロ
ールしながら実時間で連続的に生成されるものもある。
距離が周波数におけるオクターブの差を表すようにする
のが普通である。画像の各点における（エネルギ）の強
さは、その音の特定の周波数及び時間における強さを表
す。通常、振幅−強さのマッピングは対数的に行われ
る、即ち、デシベル（ｄＢ）値における変化が強さにお
ける変化と対応している。使用する表示の種類（プリン
トアウトされた紙又はスクリーン表示）に応じて、大き
い音はより暗いか又はより明るい画像要素で表される。
画像は、何秒かにわたる音の静止したスナップであった
り、或いは、ロールや紙の上に又はスクリーンをスクロ
ールしながら実時間で連続的に生成されるものもある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】声紋画像は、４０年以
上或いはもっと長い間にわたって使用されてきたが、使
用されたのは要するにモノラル技法であった。その技法
をステレオ信号に適用しようとすれば、各チャンネルに
対し別々の声紋を作らねばならないか、又は、その時間
に応じて変わる強さを声紋上にマッピングできるよう
に、２つのチャンネルを結合して単独の音声信号を作ら
ねばならない。しかし、これらの解決法はいずれも、ス
テレオ・チャンネルの相対的位相（位相関係）を全く示
さないものである。
上或いはもっと長い間にわたって使用されてきたが、使
用されたのは要するにモノラル技法であった。その技法
をステレオ信号に適用しようとすれば、各チャンネルに
対し別々の声紋を作らねばならないか、又は、その時間
に応じて変わる強さを声紋上にマッピングできるよう
に、２つのチャンネルを結合して単独の音声信号を作ら
ねばならない。しかし、これらの解決法はいずれも、ス
テレオ・チャンネルの相対的位相（位相関係）を全く示
さないものである。
【０００６】以前に提案されたもう１つの技法に、ステ
レオ対の相対的位相を画像で表示できる「フェーズスコ
ープ」表示器と呼ばれるものがある。
レオ対の相対的位相を画像で表示できる「フェーズスコ
ープ」表示器と呼ばれるものがある。
【０００７】この表示器では、ステレオ信号の左と右の
部分をオシロスコープのスクリーン上に次のように表示
する。即ち、左の信号は、表示面の右下隅から左上隅へ
の軸に沿ってスポットを上方に移し、右の信号は、表示
面の左下隅から右上隅への軸に沿ってスポットを上方に
移すように表示する。このようにすれば、フェーズスコ
ープ上に表示される「位相スポット」で次の信号を区別
することができる。
部分をオシロスコープのスクリーン上に次のように表示
する。即ち、左の信号は、表示面の右下隅から左上隅へ
の軸に沿ってスポットを上方に移し、右の信号は、表示
面の左下隅から右上隅への軸に沿ってスポットを上方に
移すように表示する。このようにすれば、フェーズスコ
ープ上に表示される「位相スポット」で次の信号を区別
することができる。
【０００８】 ＳＩＬＥＮＣＥ： スクリーン中央の静止スポット ＬＥＦＴのみ： 右下から左上への線 ＲＩＧＨＴのみ： 左下から右上への線 ＦＲＯＮＴ： 垂直線 ＢＡＣＫ： 水平線 ＯＲＴＨＯＧＯＮＡＬ：中央の楕円形又は円形の表示 ＲＡＮＤＯＭ： 「毛糸玉」の中央表示 ただし、ＦＲＯＮＴは、左右が等振幅で同相であること
を表し、ＢＡＣＫは、左右が等振幅で非同相であること
を表す（ここで、「ＢＡＣＫ」という用語は厳密には正
確でないが、本明細書では、非同相信号を同相信号や
「ＦＲＯＮＴ」信号と区別するのに有益な用語として使
用する。）。ＯＲＴＨＯＧＯＮＡＬは、左右の信号が正
弦波に類似し、９０°の位相差があることを表す。ＲＡ
ＮＤＯＭは、左右の信号に関連性がないことを表す。
を表し、ＢＡＣＫは、左右が等振幅で非同相であること
を表す（ここで、「ＢＡＣＫ」という用語は厳密には正
確でないが、本明細書では、非同相信号を同相信号や
「ＦＲＯＮＴ」信号と区別するのに有益な用語として使
用する。）。ＯＲＴＨＯＧＯＮＡＬは、左右の信号が正
弦波に類似し、９０°の位相差があることを表す。ＲＡ
ＮＤＯＭは、左右の信号に関連性がないことを表す。
【０００９】このようなフェーズスコープによれば、左
右のチャンネルの位相関係について有益な画像情報が得
られるものの、この「フェーズスコープ」にもまた幾つ
かの欠点がある。声紋の表示とは対照的に、フェーズス
コープの表示は一時的であるため、操作者は、試験中の
音声信号に何か興味深いことが起こる度に監視を続ける
必要がある。
右のチャンネルの位相関係について有益な画像情報が得
られるものの、この「フェーズスコープ」にもまた幾つ
かの欠点がある。声紋の表示とは対照的に、フェーズス
コープの表示は一時的であるため、操作者は、試験中の
音声信号に何か興味深いことが起こる度に監視を続ける
必要がある。
【００１０】また、「フェーズスコープ」表示は、一般
に指向特性が異なる多くの楽器の出力より成る集合的ス
テレオ信号に対して行われるので、他の信号がすべて存
在する中で１つの信号の指向性情報を弁別するのは困難
である。したがって、本発明の課題は、２つのステレオ
音声チャンネルの位相と強さを表示できるようにして、
「声紋」と「フェーズスコープ」型の表示の利点を兼ね
備えた音声解析装置を提供することである。
に指向特性が異なる多くの楽器の出力より成る集合的ス
テレオ信号に対して行われるので、他の信号がすべて存
在する中で１つの信号の指向性情報を弁別するのは困難
である。したがって、本発明の課題は、２つのステレオ
音声チャンネルの位相と強さを表示できるようにして、
「声紋」と「フェーズスコープ」型の表示の利点を兼ね
備えた音声解析装置を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、１対のステレ
オ音声チャンネルからの音声信号を解析する次の如き装
置を提供する。その装置は、上記２音声チャンネルの音
声信号のマグニチュード（絶対値）を検出するマグニチ
ュード検出手段と、上記２音声チャンネルの音声信号間
の位相関係の状態を検出する位相検出手段と、試験時に
上記音声チャンネルに関する表示に用いる標識カラーを
生成する手段で、その標識カラーは、少なくとも、試験
時における上記２音声チャンネルの音声信号の大小関係
及び該音声信号間の位相関係の状態に応じた色相、明度
及び／又は彩度を有するものである標識カラー生成手段
とを具える。
オ音声チャンネルからの音声信号を解析する次の如き装
置を提供する。その装置は、上記２音声チャンネルの音
声信号のマグニチュード（絶対値）を検出するマグニチ
ュード検出手段と、上記２音声チャンネルの音声信号間
の位相関係の状態を検出する位相検出手段と、試験時に
上記音声チャンネルに関する表示に用いる標識カラーを
生成する手段で、その標識カラーは、少なくとも、試験
時における上記２音声チャンネルの音声信号の大小関係
及び該音声信号間の位相関係の状態に応じた色相、明度
及び／又は彩度を有するものである標識カラー生成手段
とを具える。
【００１２】本発明の実施形態による音声信号解析装置
は、２ステレオ音声チャンネルの位相及び強さを表示す
ると共に、これらの値の一定期間における時間的変化を
示す「履歴」を表示する。少なくとも本発明の実施形態
の更に他の特徴は、情報が周波数バンド（帯域）によっ
て分割され、そのため、特定の周波数バンドに現れる位
相効果（例えば、個々の楽器からキャッチされた音の中
に生じる効果）を容易に識別できることである。
は、２ステレオ音声チャンネルの位相及び強さを表示す
ると共に、これらの値の一定期間における時間的変化を
示す「履歴」を表示する。少なくとも本発明の実施形態
の更に他の特徴は、情報が周波数バンド（帯域）によっ
て分割され、そのため、特定の周波数バンドに現れる位
相効果（例えば、個々の楽器からキャッチされた音の中
に生じる効果）を容易に識別できることである。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明を具
体的に説明する。図１は、本発明を用いる音声解析装置
の概略図である。本装置は、幾つかの点において、標準
の「声紋」の場合と似た動作をするが、通常「フェーズ
スコープ」で表される位相情報の幾つかを表示するのに
表示カラーを使用する点が異なる。
体的に説明する。図１は、本発明を用いる音声解析装置
の概略図である。本装置は、幾つかの点において、標準
の「声紋」の場合と似た動作をするが、通常「フェーズ
スコープ」で表される位相情報の幾つかを表示するのに
表示カラーを使用する点が異なる。
【００１４】図１に示す如く、本装置は、左右の音声チ
ャンネルを表す音声信号を受ける入力段１０、フィルタ
段２０、符号化段３０、マッピング段４０及び表示デバ
イス５０を具える。次に、これら各段の機能を残りの図
面を参照して詳述する。
ャンネルを表す音声信号を受ける入力段１０、フィルタ
段２０、符号化段３０、マッピング段４０及び表示デバ
イス５０を具える。次に、これら各段の機能を残りの図
面を参照して詳述する。
【００１５】図２は、本装置の入力段１０の概略を示
す。音声信号（「左信号」及び「右信号」より成る。）
が、必要に応じて夫々のアナログ・デジタル変換器（Ａ
ＤＣ）１００に供給される。これらは、入力音声信号が
アナログ形式の場合に使用され、入力音声信号が既にデ
ジタル形式のときは勿論使用する必要はない。
す。音声信号（「左信号」及び「右信号」より成る。）
が、必要に応じて夫々のアナログ・デジタル変換器（Ａ
ＤＣ）１００に供給される。これらは、入力音声信号が
アナログ形式の場合に使用され、入力音声信号が既にデ
ジタル形式のときは勿論使用する必要はない。
【００１６】デジタル化された左右の音声信号はそれか
ら夫々のハイパス・デジタルフィルタ１１０に供給さ
れ、そこで、直流レベル以外の殆どすべての周波数を通
過させ、アナログ・デジタル変換過程によって発生する
直流オフセット（システム内のどこでも発生する。）が
あればそれを除くようにする。本例では、１Ｈｚ以上の
通過帯域をもつハイパス・フィルタでこれを達成してい
る。
ら夫々のハイパス・デジタルフィルタ１１０に供給さ
れ、そこで、直流レベル以外の殆どすべての周波数を通
過させ、アナログ・デジタル変換過程によって発生する
直流オフセット（システム内のどこでも発生する。）が
あればそれを除くようにする。本例では、１Ｈｚ以上の
通過帯域をもつハイパス・フィルタでこれを達成してい
る。
【００１７】２つのハイパス・フィルタの出力は、夫々
の乗算器１２０に並列に供給され、同時に絶対値（マグ
ニチュード）検出及び比較ユニット１３０に供給され
る。絶対値検出器は、立上がりが早く減衰が遅い（ｆａ
ｓｔ ａｔｔａｃｋ ａｎｄｓｌｏｗ ｄｅｃａｙ）機
能を条件として各ハイパス・フィルタ１１０の出力から
絶対値を発生する。このユニットはそれから、左右夫々
のチャンネルに対する２つの絶対値のうち大きい方を検
出し、この大きい方の値から逆数を計算する。それか
ら、乗算器１２０でこの逆数に左右の各信号を乗じる。
こうして、２つの信号は、そのうちの大きい方のマグニ
チュードに応じた量によってスケールされ、立上がりが
早く減衰が遅い自動利得制御を与える。
の乗算器１２０に並列に供給され、同時に絶対値（マグ
ニチュード）検出及び比較ユニット１３０に供給され
る。絶対値検出器は、立上がりが早く減衰が遅い（ｆａ
ｓｔ ａｔｔａｃｋ ａｎｄｓｌｏｗ ｄｅｃａｙ）機
能を条件として各ハイパス・フィルタ１１０の出力から
絶対値を発生する。このユニットはそれから、左右夫々
のチャンネルに対する２つの絶対値のうち大きい方を検
出し、この大きい方の値から逆数を計算する。それか
ら、乗算器１２０でこの逆数に左右の各信号を乗じる。
こうして、２つの信号は、そのうちの大きい方のマグニ
チュードに応じた量によってスケールされ、立上がりが
早く減衰が遅い自動利得制御を与える。
【００１８】図３は、図１の装置のフィルタ段２０の一
方のチャンネル部分を示すブロック図である。同図にお
いて、図２の左チャンネル乗算器１２０によって発生さ
れた「スケールされた左」信号は、１列の類似（又は同
一）の「Ｑ」バンドパス・フィルタ１３５に並列に供給
される。各バンドパス・フィルタは、図４のａ〜ｄに図
式的に示すように（ただし、周波数は水平軸で、フィル
タ利得は垂直軸で表す。）異なる周波数の通過帯域を有
する。これらの通過帯域は、実質的に重複せず、解析表
示（図８参照）に使用する種々異なる周波数範囲に対応
している。
方のチャンネル部分を示すブロック図である。同図にお
いて、図２の左チャンネル乗算器１２０によって発生さ
れた「スケールされた左」信号は、１列の類似（又は同
一）の「Ｑ」バンドパス・フィルタ１３５に並列に供給
される。各バンドパス・フィルタは、図４のａ〜ｄに図
式的に示すように（ただし、周波数は水平軸で、フィル
タ利得は垂直軸で表す。）異なる周波数の通過帯域を有
する。これらの通過帯域は、実質的に重複せず、解析表
示（図８参照）に使用する種々異なる周波数範囲に対応
している。
【００１９】よって、図３のフィルタ段は、各音声チャ
ンネルに対し、各バンドパス・フィルタ１３５から一連
の帯域通過濾波された信号を出力する。この実施形態で
は、各音声チャンネルに対し６１個のバンドパス・フィ
ルタ１３５がある。即ち、全周波数範囲の各端にあるフ
ィルタを含め、１０オクターブに対しオクターブ当たり
６個のバンドパス・フィルタがある。
ンネルに対し、各バンドパス・フィルタ１３５から一連
の帯域通過濾波された信号を出力する。この実施形態で
は、各音声チャンネルに対し６１個のバンドパス・フィ
ルタ１３５がある。即ち、全周波数範囲の各端にあるフ
ィルタを含め、１０オクターブに対しオクターブ当たり
６個のバンドパス・フィルタがある。
【００２０】図５は、図１の装置の符号化段３０の概略
を示す。実のところ、図５に示す構成要素は、フィルタ
段２０のバンドパス・フィルタ１３５の各対（１つは
左、１つは右）に対し１回繰返される。符号化段３０へ
の入力は、フィルタ段からの帯域通過濾波された（ＢＰ
Ｆ）左信号と、同じ周波数バンドに対応するＢＰＦ右信
号である。
を示す。実のところ、図５に示す構成要素は、フィルタ
段２０のバンドパス・フィルタ１３５の各対（１つは
左、１つは右）に対し１回繰返される。符号化段３０へ
の入力は、フィルタ段からの帯域通過濾波された（ＢＰ
Ｆ）左信号と、同じ周波数バンドに対応するＢＰＦ右信
号である。
【００２１】これら２つの信号は、乗算器１４０で互い
に乗算され左×右信号を生じる。また、ＢＰＦ左信号
は、乗算器１５０で自乗され左×左信号を生じ、ＢＰＦ
右信号は、乗算器１６０で右×右信号を生じる。ここで
最後に述べておくべき処理は、左×右信号をまた乗算器
１７０で反転する（−１を乗じる）ことである。
に乗算され左×右信号を生じる。また、ＢＰＦ左信号
は、乗算器１５０で自乗され左×左信号を生じ、ＢＰＦ
右信号は、乗算器１６０で右×右信号を生じる。ここで
最後に述べておくべき処理は、左×右信号をまた乗算器
１７０で反転する（−１を乗じる）ことである。
【００２２】よって、この時点で、次の４つの信号が生
成されたことになる。 左×左 右×右 左×右 −（左×右） 左×左信号は、ＬＥＦＴ信号の振幅の良き標識であり、
同様に、右×右信号は、ＲＩＧＨＴ信号の振幅の良き標
識である。後述の如く、正のピークに伴う包絡線の検出
器（信号内の正に向かうピークを追跡し、所定の減衰レ
ートで保持する回路）を用いて、一時的なピーク効果を
観測できるようにする。
成されたことになる。 左×左 右×右 左×右 −（左×右） 左×左信号は、ＬＥＦＴ信号の振幅の良き標識であり、
同様に、右×右信号は、ＲＩＧＨＴ信号の振幅の良き標
識である。後述の如く、正のピークに伴う包絡線の検出
器（信号内の正に向かうピークを追跡し、所定の減衰レ
ートで保持する回路）を用いて、一時的なピーク効果を
観測できるようにする。
【００２３】左×右信号は、左右の信号が同相であると
き大きく正であり（ＦＲＯＮＴ信号）、左右の信号が非
同相のとき負である（ＢＡＣＫ信号）。よって、この実
施形態では、正ピーク検出器をこれ（左×右信号）に適
用してＦＲＯＮＴ信号の良き標識を与え、また正ピーク
検出器を−（左×右）信号に適用してＢＡＣＫ信号の良
き標識を与えている。
き大きく正であり（ＦＲＯＮＴ信号）、左右の信号が非
同相のとき負である（ＢＡＣＫ信号）。よって、この実
施形態では、正ピーク検出器をこれ（左×右信号）に適
用してＦＲＯＮＴ信号の良き標識を与え、また正ピーク
検出器を−（左×右）信号に適用してＢＡＣＫ信号の良
き標識を与えている。
【００２４】これを念頭において、上述した４つの信号
を夫々の正ピーク検出器１８０によって処理する。該検
出器は、スケールされる乗算段、最大値検出器（ｍａ
ｘ）及び遅延素子（τ）より成る。正ピーク検出器１８
０から出力される４つの信号の各々は、夫々の線形から
対数への変換器１９０に、そこから更にビット・シフタ
２００に供給される。
を夫々の正ピーク検出器１８０によって処理する。該検
出器は、スケールされる乗算段、最大値検出器（ｍａ
ｘ）及び遅延素子（τ）より成る。正ピーク検出器１８
０から出力される４つの信号の各々は、夫々の線形から
対数への変換器１９０に、そこから更にビット・シフタ
２００に供給される。
【００２５】図６は、図５の符号化段から出力される符
号化データワードを模式的に示すものである。図５及び
図６を参照するに、ビット・シフタ２００は、各対数変
換器１９０の数値出力を、量により差を付けてシフトす
る。４つのビット・シフトされた値を縦続接続された加
算器２１０で加算すると、ＢＡＣＫ，ＦＲＯＮＴ，ＬＥ
ＦＴ及びＲＩＧＨＴ信号は、図６に示す如く、１つの符
号化データワードの中で異なるビットを占めるようにな
る。
号化データワードを模式的に示すものである。図５及び
図６を参照するに、ビット・シフタ２００は、各対数変
換器１９０の数値出力を、量により差を付けてシフトす
る。４つのビット・シフトされた値を縦続接続された加
算器２１０で加算すると、ＢＡＣＫ，ＦＲＯＮＴ，ＬＥ
ＦＴ及びＲＩＧＨＴ信号は、図６に示す如く、１つの符
号化データワードの中で異なるビットを占めるようにな
る。
【００２６】具体的には、（本例で）１６ビットの符号
化データワードを用いると仮定すれば、ＲＩＧＨＴ信号
が４個の最上位ビット（ＭＳＢ）を占め、４個の最下位
ビット（ＬＳＢ）を占めるＬＥＦＴ信号、ＦＲＯＮＴ信
号及びＢＡＣＫ信号がこれに続く。この符号化過程は、
勿論不可欠ではなく、ただ符号化段３０とマッピング段
４０の間のデータ移送を便利にするための技法として使
用する。
化データワードを用いると仮定すれば、ＲＩＧＨＴ信号
が４個の最上位ビット（ＭＳＢ）を占め、４個の最下位
ビット（ＬＳＢ）を占めるＬＥＦＴ信号、ＦＲＯＮＴ信
号及びＢＡＣＫ信号がこれに続く。この符号化過程は、
勿論不可欠ではなく、ただ符号化段３０とマッピング段
４０の間のデータ移送を便利にするための技法として使
用する。
【００２７】マッピング段４０では、符号化段で（夫々
のフィルタ通過帯域について）生成されたＦＲＯＮＴ，
ＢＡＣＫ，ＬＥＦＴ及びＲＩＧＨＴ信号を夫々の表示カ
ラーの中にマッピングする。
のフィルタ通過帯域について）生成されたＦＲＯＮＴ，
ＢＡＣＫ，ＬＥＦＴ及びＲＩＧＨＴ信号を夫々の表示カ
ラーの中にマッピングする。
【００２８】濾波されたステレオ信号から明度、色相及
び彩度へのマッピングとして幾つかの方法が考えられ
る。しかし、本実施形態では、モノラルの「声紋」との
両立性を保つために、ステレオ信号の明度の対数を、結
果として生じる表示の明度に直接マッピングする。該表
示の彩度（カラーの「量」）は、ステレオ信号中の指向
性の量によって制御する。大体において、ＯＲＴＨＯＧ
ＯＮＡＬ及びＲＡＮＤＯＭ信号（以下、総称してＣＥＮ
ＴＲＥ信号という。）はゼロ又は極めて低い彩度を示す
（黒色、灰色又は白色を生成する）が、ＬＥＦＴ，ＲＩ
ＧＨＴ，ＦＲＯＮＴ及びＢＡＣＫ信号は非常に濃い色を
強く生成する。
び彩度へのマッピングとして幾つかの方法が考えられ
る。しかし、本実施形態では、モノラルの「声紋」との
両立性を保つために、ステレオ信号の明度の対数を、結
果として生じる表示の明度に直接マッピングする。該表
示の彩度（カラーの「量」）は、ステレオ信号中の指向
性の量によって制御する。大体において、ＯＲＴＨＯＧ
ＯＮＡＬ及びＲＡＮＤＯＭ信号（以下、総称してＣＥＮ
ＴＲＥ信号という。）はゼロ又は極めて低い彩度を示す
（黒色、灰色又は白色を生成する）が、ＬＥＦＴ，ＲＩ
ＧＨＴ，ＦＲＯＮＴ及びＢＡＣＫ信号は非常に濃い色を
強く生成する。
【００２９】どちらの方向にどの色相を使うかは、多く
の考え方により自由に選択できる。幾つかの伝統的ステ
レオ・レベル・メータでは、左は赤、右は緑という慣例
に従っているが、これは、船舶や飛行機に使われる左側
及び右側の航行灯と一致している。
の考え方により自由に選択できる。幾つかの伝統的ステ
レオ・レベル・メータでは、左は赤、右は緑という慣例
に従っているが、これは、船舶や飛行機に使われる左側
及び右側の航行灯と一致している。
【００３０】これをＬＥＦＴ及びＲＩＧＨＴに対する出
発点として用い、残りのＦＲＯＮＴ及びＢＡＣＫ信号を
指定する。使用の際、ＦＲＯＮＴカラーは、或る意味で
ＬＥＦＴ及びＲＩＧＨＴカラーの混合色らしく見えるべ
きである（音声においても、それは実際に左右の信号を
混合して生成されるから）が、ＢＡＣＫ信号は全く違う
のがよい（ステレオ信号中に偶然生じるＢＡＣＫ要素は
速やかに識別されることが重要であるから）。本実施形
態では、ＦＲＯＮＴ信号には黄色（これは、最近のディ
スプレーで実際に赤と緑から作られている。）、ＢＡＣ
Ｋ信号には青色（これは、他の２つの原色、赤や緑と容
易に見分けが付く。）を使用している。
発点として用い、残りのＦＲＯＮＴ及びＢＡＣＫ信号を
指定する。使用の際、ＦＲＯＮＴカラーは、或る意味で
ＬＥＦＴ及びＲＩＧＨＴカラーの混合色らしく見えるべ
きである（音声においても、それは実際に左右の信号を
混合して生成されるから）が、ＢＡＣＫ信号は全く違う
のがよい（ステレオ信号中に偶然生じるＢＡＣＫ要素は
速やかに識別されることが重要であるから）。本実施形
態では、ＦＲＯＮＴ信号には黄色（これは、最近のディ
スプレーで実際に赤と緑から作られている。）、ＢＡＣ
Ｋ信号には青色（これは、他の２つの原色、赤や緑と容
易に見分けが付く。）を使用している。
【００３１】よって、色相と彩度を結合して一体化した
マッピングは、次のようになることが分かるであろう。 このマッピングは、ＬＥＦＴ，ＲＩＧＨＴ，ＦＲＯＮＴ
及びＢＡＣＫ信号に適用される４ビット量子化の状況の
中で、ＬＥＦＴ，ＲＩＧＨＴ，ＦＲＯＮＴ，ＢＡＣＫマ
ップ上の中間値が色相／彩度マップ上の中間カラーに転
換される点において、擬似連続的である。
マッピングは、次のようになることが分かるであろう。 このマッピングは、ＬＥＦＴ，ＲＩＧＨＴ，ＦＲＯＮＴ
及びＢＡＣＫ信号に適用される４ビット量子化の状況の
中で、ＬＥＦＴ，ＲＩＧＨＴ，ＦＲＯＮＴ，ＢＡＣＫマ
ップ上の中間値が色相／彩度マップ上の中間カラーに転
換される点において、擬似連続的である。
【００３２】左右のフィルタ出力信号をＬＥＦＴ，ＲＩ
ＧＨＴ，ＦＲＯＮＴ，ＢＡＣＫマップ上の強さ及び位置
に変換するのに、幾つかの方法が考えられる。そのうち
１つの方法は、一旦ＬＥＦＴ，ＲＩＧＨＴ，ＦＲＯＮ
Ｔ，ＢＡＣＫ信号（左×左、右×右、左×右及び−（左
×右））が生成されると、Ｈ（水平）信号を（ＲＩＧＨ
Ｔ−ＬＥＦＴ）から生成し、Ｖ（垂直）信号を（ＦＲＯ
ＮＴ−ＢＡＣＫ）から生成することである。これらのＨ
及びＶ信号を用いて、色相／彩度マッピング・テーブル
を記憶するリードオンリメモリ（ＲＯＭ）内の適正な位
置を選ぶ。
ＧＨＴ，ＦＲＯＮＴ，ＢＡＣＫマップ上の強さ及び位置
に変換するのに、幾つかの方法が考えられる。そのうち
１つの方法は、一旦ＬＥＦＴ，ＲＩＧＨＴ，ＦＲＯＮ
Ｔ，ＢＡＣＫ信号（左×左、右×右、左×右及び−（左
×右））が生成されると、Ｈ（水平）信号を（ＲＩＧＨ
Ｔ−ＬＥＦＴ）から生成し、Ｖ（垂直）信号を（ＦＲＯ
ＮＴ−ＢＡＣＫ）から生成することである。これらのＨ
及びＶ信号を用いて、色相／彩度マッピング・テーブル
を記憶するリードオンリメモリ（ＲＯＭ）内の適正な位
置を選ぶ。
【００３３】図７のａ，ｂに、この過程を図式的に示
す。図７のａは、Ｈ及びＶ軸に変換される図７のｂの４
つの信号方向（ＦＲＯＮＴ，ＢＡＣＫ，ＬＥＦＴ，ＲＩ
ＧＨＴ）に関する色相／彩度テーブルを示す。このテー
ブルを記憶したＲＯＭは単に、ビデオ表示をするための
パレット（調色）値の参照表であり、各対即ち（Ｈ，
Ｖ）値（ＲＯＭのアドレスとして使用）に対し、夫々の
色相、彩度及び明度の１組の値を定め、これを当該アド
レスに記憶させる。
す。図７のａは、Ｈ及びＶ軸に変換される図７のｂの４
つの信号方向（ＦＲＯＮＴ，ＢＡＣＫ，ＬＥＦＴ，ＲＩ
ＧＨＴ）に関する色相／彩度テーブルを示す。このテー
ブルを記憶したＲＯＭは単に、ビデオ表示をするための
パレット（調色）値の参照表であり、各対即ち（Ｈ，
Ｖ）値（ＲＯＭのアドレスとして使用）に対し、夫々の
色相、彩度及び明度の１組の値を定め、これを当該アド
レスに記憶させる。
【００３４】マッピング動作は、各周波数バンド（各左
右１対のバンドパス・フィルタによって決まる）につい
て繰返し行われる。マッピング・テーブルの中央（ＣＥ
ＮＴＲＥ信号に対応）から始めると、その色相は白でそ
の彩度は極めて低い。表示されるその明度は、ＣＥＮＴ
ＲＥ信号の振幅が増すと共に増加する。中央から特定の
方向に離れると、白以外の色相（例えば、オレンジ）に
なり、中央からの変位は彩度を定める、即ち、テーブル
の中央から遠くなればもっと高い彩度になる。当該周波
数バンドに対し表示しようとするカラーの明度は、その
周波数バンド内の信号の振幅に比例するか、さもなけれ
ば該振幅に応じて変わる。
右１対のバンドパス・フィルタによって決まる）につい
て繰返し行われる。マッピング・テーブルの中央（ＣＥ
ＮＴＲＥ信号に対応）から始めると、その色相は白でそ
の彩度は極めて低い。表示されるその明度は、ＣＥＮＴ
ＲＥ信号の振幅が増すと共に増加する。中央から特定の
方向に離れると、白以外の色相（例えば、オレンジ）に
なり、中央からの変位は彩度を定める、即ち、テーブル
の中央から遠くなればもっと高い彩度になる。当該周波
数バンドに対し表示しようとするカラーの明度は、その
周波数バンド内の信号の振幅に比例するか、さもなけれ
ば該振幅に応じて変わる。
【００３５】その振幅（明度値のマッピングに用いる）
は、例えば左右の信号の和として定めることができよ
う。マッピングは、各周波数バンドに対し一定の時間間
隔で、夫々の場合に、符号化段３０からの最後の有効信
号値を用いて行う。その結果得られる各周波数バンドに
対するカラー（色相、彩度、明度）は、当該バンドの周
波数に応じた垂直スクリーン位置と、マッピングが行わ
れた時間に応じた水平スクリーン位置とに表示される。
は、例えば左右の信号の和として定めることができよ
う。マッピングは、各周波数バンドに対し一定の時間間
隔で、夫々の場合に、符号化段３０からの最後の有効信
号値を用いて行う。その結果得られる各周波数バンドに
対するカラー（色相、彩度、明度）は、当該バンドの周
波数に応じた垂直スクリーン位置と、マッピングが行わ
れた時間に応じた水平スクリーン位置とに表示される。
【００３６】図８は、図１の装置により生成されたスク
リーン表示の例を示す模式図である。図８において、時
間は左（最も新しくない）から右（最も新しい）への水
平軸に沿って表し、周波数は、６１個の周波数バンドに
分割された垂直軸に沿って表す。実際は、各左右１対の
バンドパス・フィルタ１３５に対して１個のバンドがあ
るが、図では、簡単にするため比較的少数のバンドのみ
を示した。
リーン表示の例を示す模式図である。図８において、時
間は左（最も新しくない）から右（最も新しい）への水
平軸に沿って表し、周波数は、６１個の周波数バンドに
分割された垂直軸に沿って表す。実際は、各左右１対の
バンドパス・フィルタ１３５に対して１個のバンドがあ
るが、図では、簡単にするため比較的少数のバンドのみ
を示した。
【００３７】幾つかの領域は、種々の灰色の陰影で色合
を変えて示されている。特許図面に課せられた公式の制
約内で、これらの陰影は、フィルタ及び符号化段によっ
てその時に各周波数バンドに指定された種々異なる色
相、彩度及び明度を表すように意図されたものである。
を変えて示されている。特許図面に課せられた公式の制
約内で、これらの陰影は、フィルタ及び符号化段によっ
てその時に各周波数バンドに指定された種々異なる色
相、彩度及び明度を表すように意図されたものである。
【００３８】ゆえに、表示の同じ水平レベルに沿って左
から右へ行けば、特定の周波数バンドにおける信号の内
容及びチャンネル位相を時間に関して見ることができ
る。（特定の周波数バンド又は少グループのバンドが、
主として特定の音源からの信号を含むことが多い。例え
ば、低周波数のドラムや１オクターブ位上の比較的高周
波数のトランペットなどである。）特定の瞬間（水平軸
上の特定の点）に垂直方向を見れば、周波数スペクトル
の中で音声エネルギが集中している所、及び各周波数に
おける２チャンネルの位相関係が分かる。
から右へ行けば、特定の周波数バンドにおける信号の内
容及びチャンネル位相を時間に関して見ることができ
る。（特定の周波数バンド又は少グループのバンドが、
主として特定の音源からの信号を含むことが多い。例え
ば、低周波数のドラムや１オクターブ位上の比較的高周
波数のトランペットなどである。）特定の瞬間（水平軸
上の特定の点）に垂直方向を見れば、周波数スペクトル
の中で音声エネルギが集中している所、及び各周波数に
おける２チャンネルの位相関係が分かる。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
２つのステレオ音声チャンネルの位相と（エネルギの）
強さを表示し、「声紋」と「フェーズスコープ」型の表
示の利点を兼備した音声解析装置を得ることができる。
２つのステレオ音声チャンネルの位相と（エネルギの）
強さを表示し、「声紋」と「フェーズスコープ」型の表
示の利点を兼備した音声解析装置を得ることができる。
【図１】本発明を適用する音声解析装置の概略図であ
る。
る。
【図２】図１装置の入力段１０の具体例を示す概略図で
ある。
ある。
【図３】図１装置のフィルタ段２０の左チャンネル分を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図４】図３のフィルタ段のバンドパス・フィルタの通
過帯域を示す模式図である。
過帯域を示す模式図である。
【図５】図１装置の符号化段３０の具体例を示す概略図
である。
である。
【図６】図５の符号化段より出力される符号化されたデ
ータワードの模式図である。
ータワードの模式図である。
【図７】図６の符号化データワードと表示カラーとの間
のマッピングの説明図である。
のマッピングの説明図である。
【図８】図１装置により生成されるスクリーン表示の例
を示す模式図である。
を示す模式図である。
１３０ マグニチュード検出手段、１４０〜２１０ 位
相検出手段、４０ 標識カラー生成手段、１３５ フィ
ルタ、５０ 標識カラー表示手段
相検出手段、４０ 標識カラー生成手段、１３５ フィ
ルタ、５０ 標識カラー表示手段
Claims (6)
- 【請求項１】 １対のステレオ音声チャンネルからの音
声信号を解析する装置であって、 上記２音声チャンネルの音声信号のマグニチュードを検
出するマグニチュード検出手段と、 上記２音声チャンネルの音声信号間の位相関係の状態を
検出する位相検出手段と、 試験時に上記音声チャンネルに関する表示に用いる標識
カラーを生成する手段で、その標識カラーは、少なくと
も、試験時における上記２音声チャンネルの音声信号の
大小関係及び該音声信号間の位相関係の状態に応じた色
相、明度及び／又は彩度を有するものである標識カラー
生成手段とを具えた音声信号解析装置。 - 【請求項２】 上記装置は、周期的に連続する試験時間
に連続的に上記標識カラーを生成する動作を行う請求項
１の装置。 - 【請求項３】 各音声チャンネルに対し、当該チャンネ
ルの音声信号を濾波して２以上の周波数バンドとする１
以上のフィルタを具え、 上記マグニチュード検出手段は、上記２チャンネルから
の対応する周波数バンド対の大小を検出し、 上記位相検出手段は、上記２チャンネルからの周波数バ
ンド対の位相関係の状態を検出し、 上記標識カラー生成手段は、試験時に上記音声チャンネ
ルの周波数バンドに関する表示に用いる夫々の標識カラ
ーを生成するように構成された請求項２の装置。 - 【請求項４】 上記標識カラーを表示スクリーンに表示
する手段を具え、各標識カラーは、試験の時間と、当該
標識カラーが生成された周波数バンドとに応じたスクリ
ーン位置に表示される請求項３の装置。 - 【請求項５】 上記標識カラーを表示する上記スクリー
ン位置は、試験の時間に応じた水平スクリーン位置と、
当該標識カラーが生成された周波数バンドに応じた垂直
スクリーン位置とを有する請求項４の装置。 - 【請求項６】 上記位相検出手段は、上記２音声チャン
ネルの音声信号の和の大きさと、上記２音声チャンネル
の音声信号間の差の大きさとを検出する手段を含む上記
各請求項のいずれか１項の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB9623635A GB2319346B (en) | 1996-11-13 | 1996-11-13 | Analysis of audio signals |
| GB9623635:1 | 1996-11-13 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10164700A true JPH10164700A (ja) | 1998-06-19 |
Family
ID=10802891
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9289862A Pending JPH10164700A (ja) | 1996-11-13 | 1997-10-22 | 音声信号解析装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6021204A (ja) |
| JP (1) | JPH10164700A (ja) |
| GB (1) | GB2319346B (ja) |
Cited By (4)
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| JP2014229965A (ja) * | 2013-05-20 | 2014-12-08 | カシオ計算機株式会社 | 音源位置表示装置、音源位置表示方法およびプログラム |
| JP2014239269A (ja) * | 2013-06-06 | 2014-12-18 | シャープ株式会社 | 音声信号再生装置及び方法 |
| JP2015095719A (ja) * | 2013-11-11 | 2015-05-18 | 日本放送協会 | 音像表示装置、音像表示システム、および音像表示方法 |
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