(57)【要約】【課題】変速再生時に行う間引き処理によるオーディオのサンプルデータの接続で発生する、不連続点の急激な音の変化を軽減すること。【解決手段】オーディオ信号の間引き処理を行うオーディオ信号処理装置であって、オーディオ信号における第１の波形を含む第１の区間と、第１の区間以降で、第１の波形に連続する波形と類似する第２の波形を含む第２の区間とを検出する検出部と、第１の区間と第２の区間とに基づいて間引き処理を行う間引き処理部と、を備える。【選択図】図４
2010191353.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オーディオ信号の間引き処理を行うオーディオ信号処理装置であって、
オーディオ信号における第１の波形を含む第１の区間と、前記第１の区間以降で、前記第１の波形に連続する波形と類似する第２の波形を含む第２の区間とを検出する検出部と、
前記第１の区間と前記第２の区間とに基づいて前記間引き処理を行う間引き処理部と、
を備えるオーディオ信号処理装置。
【請求項２】
前記検出部は、前記第１の波形に連続する波形の傾きの変化傾向に類似する傾きの変化傾向を有する波形を前記第２の波形とすることを特徴とする請求項１に記載のオーディオ信号処理装置。
【請求項３】
前記検出部は、前記第１の波形に連続する波形と類似する波形が複数存在する場合、前記類似する傾きの変化傾向が最も長い波形を前記第２の波形とすることを特徴とする請求項２に記載のオーディオ信号処理装置。
【請求項４】
前記検出部は、前記第１の波形と類似する波形に連続する波形を前記第２の波形とすることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のオーディオ信号処理装置。
【請求項５】
前記検出部は、前記第１の波形及び前記第１の波形に連続する波形を含めた区間の内、前半を前記第１の区間として検出し、前記第１の波形と類似する波形及び前記第２の波形を含めた区間の内、後半を前記第２の区間とを検出することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のオーディオ信号処理装置。
【請求項６】
前記間引き処理部は、前記第１の区間の末端の信号値と前記第２の区間の先端の信号値とが所定の範囲内である場合に、前記間引き処理を行うことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のオーディオ信号処理装置。
【請求項７】
前記間引き処理部は、前記第１の区間の末端の信号値と前記第２の区間の先端の信号値との差分が所定の範囲に含まれる場合に、前記間引き処理を行うことを特徴とする請求項６に記載のオーディオ信号処理装置。
【請求項８】
前記間引き処理部は、前記差分が最小となる前記第１の区間と前記第２の区間とに基づいて前記間引き処理を行うことを特徴とする請求項７に記載のオーディオ信号処理装置。
【請求項９】
前記検出部は、前記間引き処理部において過去に間引き処理が行われた区間に基づいて、次の間引き処理のための前記第１の区間及び前記第２の区間を検出することを請求項１乃至８のいずれか１項に記載のオーディオ信号処理装置。
【請求項１０】
前記傾きの変化傾向は、１ビットのデータ列で表現することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載のオーディオ信号処理装置。
【請求項１１】
オーディオ信号の間引き処理を行うオーディオ信号処理方法であって、
オーディオ信号における第１の波形を含む第１の区間と、前記第１の区間以降で、前記第１の波形に連続する波形と類似する第２の波形を含む第２の区間とを検出する検出ステップと、
前記第１の区間と前記第２の区間とに基づいて前記間引き処理を行う間引き処理ステップと、
を含むオーディオ信号処理方法。
【請求項１２】
前記検出ステップは、前記第１の波形に連続する波形の傾きの変化傾向に類似する傾きの変化傾向を有する波形を前記第２の波形とすることを特徴とする請求項１１に記載のオーディオ信号処理方法。
【請求項１３】
前記検出ステップは、前記第１の波形に連続する波形と類似する波形が複数存在する場合、前記類似する傾きの変化傾向が最も長い波形を前記第２の波形とすることを特徴とする請求項１２に記載のオーディオ信号処理方法。
【請求項１４】
前記検出ステップは、前記第１の波形と類似する波形に連続する波形を前記第２の波形とすることを特徴とする請求項１１乃至１３のいずれか１項に記載のオーディオ信号処理方法。
【請求項１５】
前記検出ステップは、前記第１の波形及び前記第１の波形に連続する波形を含めた区間の内、前半を前記第１の区間として検出し、前記第１の波形と類似する波形及び前記第２の波形を含めた区間の内、後半を前記第２の区間とを検出することを特徴とする請求項１１乃至１４のいずれか１項に記載のオーディオ信号処理方法。
【請求項１６】
前記間引き処理ステップは、前記第１の区間の末端の信号値と前記第２の区間の先端の信号値とが所定の範囲内である場合に、前記間引き処理を行うことを特徴とする請求項１１乃至１５のいずれか１項に記載のオーディオ信号処理方法。
【請求項１７】
前記間引き処理ステップは、前記第１の区間の末端の信号値と前記第２の区間の先端の信号値との差分が所定の範囲に含まれる場合に、前記間引き処理を行うことを特徴とする請求項１６に記載のオーディオ信号処理方法。
【請求項１８】
前記間引き処理ステップは、前記差分が最小となる前記第１の区間と前記第２の区間とに基づいて前記間引き処理を行うことを特徴とする請求項１７に記載のオーディオ信号処理方法。
【請求項１９】
前記検出ステップは、前記間引き処理ステップにおいて過去に間引き処理が行われた区間に基づいて、次の間引き処理のための前記第１の区間及び前記第２の区間を検出することを請求項１１乃至１８のいずれか１項に記載のオーディオ信号処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オーディオ信号処理装置及び方法に関し、特に、オーディオ信号処理における倍速再生等の間引き処理を行うオーディオ信号処理装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
オーディオ信号処理の分野においては、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）レコーダーやＨＤＤ（Hard Disk Drive）レコーダーの普及に伴い、時間短縮のために短時間で再生したいなど、有音で再生速度を変更する要求がある。そこで、有音の再生速度を１．５倍速や２倍速とするという、様々な変速再生を行う技術が開発されている。有音で再生速度を変更するには、一般的にオーディオ信号のサンプルデータを間引いて、間引いた前後のサンプルデータを接続することが行われる。しかし、サンプルデータを間引いて、間引いたサンプルデータの前後のサンプルデータを接続すると、前後のサンプルデータの接続点が、接続点と直前又は直後の点においてサンプルデータのオーディオ信号のレベル値の差が大きい、すなわち、不連続な点となるため音声が聞き取りにくくなる。そこで、間引き後による不連続性を軽減し、よりクリアな音声を出力させる必要性が高まっている。
【０００３】
ここで、特許文献１にかかるデータ再生方法の実施例を図９に示す。図９Ａは、特許文献１にかかる間引き実施前のオーディオ信号の図である。ここでは、図９Ａに示す音声信号から時点ｔ（ｂ０）〜ｔ（ｂ１），ｔ（ｂ２）〜ｔ（ｂ３），ｔ（ｂ４）〜ｔ（ｂ５）の音声信号のサンプルデータを抜き出して２倍速の音声信号を得るものとする。図９Ｂは、特許文献１にかかる対策を施さない間引き実施後のオーディオ信号の図である。図９Ｂに示すように時点ｔ（ｂ１），ｔ（ｂ２）で音声信号の不連続が生じて、雑音が混入したような音声となり聞き取りにくいものとなる。そこで、特許文献１では信号レベルが０レベルとなるゼロクロス点で音声信号を抜き出して接続する。
【０００４】
例えば、図９Ａに示す音声信号から、抜き出すサンプルデータの標準サンプルデータ数がｍ０とされて、ｍ０よりも小さい数である標準サンプルデータ下限数ｍ１、ｍ０よりも大きい数である標準サンプルデータ上限数ｍ２が設定される。
【０００５】
次に、時点ｔ（ｂ０）からゼロクロス点であるサンプルデータまでのサンプル数ｎ１が、第１の範囲である「ｍ１＜ｎ１＜ｍ０」の条件を満たすゼロクロス点の検出が行われる。前記の条件を満たすサンプルデータ、すなわち時点ｔ（ｂａ）のゼロクロス点Ｚａが検出されると、この時点ｔ（ｂａ）からサンプル数ｐ１が第２の範囲である「ｍ０≦ｐ１＜ｍ２」の条件を満たすゼロクロス点の検出が行われ、前記の条件を満たす時点ｔ（ｂｂ）のゼロクロス点Ｚｂが検出される。再び時点ｔ（ｂｂ）からサンプル数ｎ２が「ｍ０≦ｎ２＜ｍ２」の条件を満たすゼロクロス点が検出されて、この条件を満たす時点ｔ（ｂｃ）のゼロクロス点Ｚｃが検出されると、この時点ｔ（ｂｃ）からサンプル数ｐ２が「ｍ１＜ｐ２＜ｍ０」の条件を満たすゼロクロス点の検出が行われて、時点ｔ（ｂｄ）のゼロクロス点Ｚｄが検出される。以下同様に処理されて、サンプル数ｎｘが第１の範囲の条件を満たし、サンプル数ｐｘが第２の範囲の条件を満たすように、ゼロクロス点が検出される。そして、サンプル数ｎ１，ｎ２，・・・のサンプルデータが抜き出されると共に、サンプル数ｐ１，ｐ２，・・・のサンプルデータが間引かれる。
【０００６】
図９Ｃは、特許文献１にかかる間引き実施後のオーディオ信号の図である。前述のように、ゼロクロス点で抜き出されたサンプルデータに基づく音声信号は、図９Ｃに示すようにゼロクロス点で接続が行われるので音声信号の不連続を生じることなく連続的な音声信号となる。またｍ０，ｍ１，ｍ２を設定してサンプルデータの抜き出しが行われるので、抜き出されたサンプルデータと間引きされたサンプルデータのデータ量をほぼ等しいものとすることができる。
【０００７】
このように、特許文献１では、ゼロクロス点で音声信号を抜き出して接続することにより、接続するゼロクロス点は連続している。しかし、ゼロクロス点で接続する前部分と後ろ部分の二つの波形の傾きが大きく異なっている場合は、傾きが急激に変化する波形となる。
【０００８】
そこで、特許文献１の課題を解決する特許文献２には、音声データを含むフレームを再生フレームと非再生フレームとに区別し、再生フレームのみを再生するデータ再生方法に関する技術が開示されている。特許文献２に記載の技術によれば、処理対象の再生フレームの音声データの値及び変化方向と、処理対象の再生フレームの直前の再生フレームの最後の音声データの値及び変化方向とを比較し、変化方向が一致し、音声データの値の差が最少となるサンプル点を処理対象の再生フレームの中から検索する。
【０００９】
また、特許文献３には、データ自体の処理単位とは異なる処理単位でデータを処理しながら再生動作を行う際に、好適な再生動作を実現する情報再生装置に関する技術が開示されている。但し、特許文献３は、圧縮符号化された動画像データに関するデータに対する間引きの方法であり、音声データの倍速再生を対象としたものではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平１０−０６９２９５号公報
【特許文献２】特開２００４−２７９９０６号公報
【特許文献３】特開２００７−２５７７７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献２では、直前の再生フレームの最後の一点及び処理対象の再生フレームの内の一点における変化方向及び音声レベルの一致の有無を判定している。特許文献１におけるゼロクロス点に比べ、音声レベルが０以外の点を含めているものの、一点における比較に過ぎないため、波形を接続したときに急激に波形の傾きが変化してしまうという問題点を有する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の第１の態様にかかるオーディオ信号処理装置は、オーディオ信号の間引き処理を行うものであって、オーディオ信号における第１の波形を含む第１の区間と、前記第１の区間以降で、前記第１の波形に連続する波形と類似する第２の波形を含む第２の区間とを検出する検出部と、前記第１の区間と前記第２の区間とに基づいて前記間引き処理を行う間引き処理部と、を備える。
【００１３】
本発明の第２の態様にかかるオーディオ信号処理方法は、オーディオ信号の間引き処理を行うものであって、オーディオ信号における第１の波形を含む第１の区間と、前記第１の区間以降で、前記第１の波形に連続する波形と類似する第２の波形を含む第２の区間とを検出する検出ステップと、前記第１の区間と前記第２の区間とに基づいて前記間引き処理を行う間引き処理ステップと、を含む。
【００１４】
上述した本発明にかかるオーディオ信号処理装置及び方法によれば、一点ではなく、波形単位で比較し、第１の波形に連続する波形を、当該波形に類似する第２の波形に置き換えて接続することで、第１の波形に連続する波形以降で第２の波形より前の波形を間引くものである。これにより、聴覚上、第２の波形が第１の波形に連続する波形との違和感を感じ難くなるため、不連続点の急激な音の変化を軽減することができる。例えば、特許文献１の課題であるゼロクロス点での接続による倍速再生等で、サンプルデータを間引きながら出音する際に発生する、接続点での急激な波形の傾きによる変化が生じ、音質が低下する問題を解決することができる。さらに、特許文献２の課題である波形を接続したときに急激に波形の傾きが変化してしまうという問題点を解決することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明により、変速再生時に行う間引き処理によるオーディオのサンプルデータの接続で発生する、不連続点の急激な音の変化を軽減することができるオーディオ信号処理装置及び方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明で対象とするオーディオ信号の例を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１にかかるオーディオ信号処理装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態１にかかるオーディオ信号処理の概略を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態１にかかるオーディオ信号処理の詳細を示すフローチャートである。
【図５】図５Ａは、本発明の実施の形態１にかかる間引き処理実施前のオーディオ信号の図である。図５Ｂは、本発明の実施の形態１にかかる本発明の間引き実施後のオーディオ信号の図である。
【図６】本発明の実施の形態１にかかる間引き区間の調整を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態２にかかるオーディオ信号処理装置の構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の実施の形態３にかかるオーディオ信号処理の詳細を示すフローチャートである。
【図９】図９Ａは、関連技術にかかる間引き実施前のオーディオ信号の図である。図９Ｂは、関連技術にかかる対策を施さない間引き実施後のオーディオ信号の図である。図９Ｃは、関連技術にかかる間引き実施後のオーディオ信号の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下では、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図面において、同一要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略する。
【００１８】
＜発明の実施の形態１＞
図１は、本発明で対象とするオーディオ信号の例を示す図である。出音区間ｄ１及びｄ３は、出音させるサンプルデータの区間である。間引き区間ｄ２は、サンプルデータを破棄することにより出音させない区間である。また、間引き区間ｄ２の前後には接続点解析区間を設定し、接続点解析区間の範囲内で接続する点を解析しサンプルデータを接続する。間引き区間ｄ２の前の接続点解析区間を間引き開始前区間ｄ４、間引き区間ｄ２の後ろの接続点解析区間を間引き終了後区間ｄ５とする。つまり、間引き開始前区間ｄ４は、間引き処理の開始点を選択する区間であり、間引き終了後区間ｄ５は、間引き処理の終了点を選択する区間である。
【００１９】
図２は、本発明の実施の形態１にかかるオーディオ信号処理装置１００の構成を示すブロック図である。オーディオ信号処理装置１００は、オーディオ信号の間引き処理を行い、変速再生を実現する。
【００２０】
オーディオ信号処理装置１００は、デジタルオーディオデータをサンプルデータとして入力する入力装置１と、入力したサンプルデータを記憶する記憶装置２と、間引き処理を行うための接続点を解析する解析処理装置３と、サンプルデータを間引いて出力する間引き処理装置４と、間引き処理を行ったＮ倍速のサンプルデータを出力する出力装置５とを含む。言い換えると、解析処理装置３は、オーディオ信号における第１の波形を含む第１の区間と、前記第１の区間以降で、前記第１の波形に連続する波形と類似する第２の波形を含む第２の区間とを検出する。また、間引き処理装置４は、解析処理装置３により検出された第１の区間と第２の区間とに基づいて前記間引き処理を行う。
【００２１】
入力装置１は、デジタルオーディオデータをサンプルデータとして入力し、記憶装置２へ与える。記憶装置２は、入力装置１から与えられたサンプルデータを記憶し、解析処理装置３および、間引き処理装置４からサンプルデータのアドレス要求があると、要求アドレスに従ったサンプルデータを解析処理装置３及び間引き処理装置４へ与える。解析処理装置３は、接続点検出手段１０と、傾き一致検出手段１１と、検索窓判定手段１２を備える。
【００２２】
接続点検出手段１０は、間引き開始前区間ｄ４に属する複数のオーディオ信号における変化情報の集合である第１の変化情報群を生成し、間引き終了後区間ｄ５に属する複数のオーディオ信号における変化情報の集合である第２の変化情報群を生成する。ここで、第１の変化情報群は、間引き開始前区間ｄ４に属する波形の傾きの変化傾向であり、第２の変化情報群は、間引き開始前区間ｄ５に属する波形の傾きの変化傾向である。また、変化情報は、オーディオ信号の信号値と当該オーディオ信号の直前又は直後の信号値との増減を示す傾き情報であることが望ましい。以下では、傾き情報を１ビットデータとして説明する。例えば、オーディオ信号の信号値が直前の信号値に比べて等しい又は減少する場合、傾き情報を１とし、増加する場合、傾き情報を０とする。但し、変化情報は、これに限定されない。例えば、変化情報は、信号値の差分値であっても構わない。また、傾きの変化傾向は、区間における波形の信号レベル方向の変化を無視して、時間軸方向の変化の傾向を表すものであればよい。
【００２３】
具体的には、接続点検出手段１０は、記憶装置２からサンプルデータを取得し、間引き開始前区間ｄ４のサンプルデータを１サンプルデータ毎に一つ後のサンプルデータと大小比較を行い、比較結果である０又は１のビットデータを間引き開始前区間ｄ４の傾きデータとして順次記憶する。同様に、間引き終了後区間ｄ５のサンプルデータも１サンプル毎に一つ後のサンプルデータと大小比較を行い、比較結果である０又は１のビットデータを間引き終了後区間ｄ５の傾きデータとして順次記憶する。間引き開始前区間ｄ４の傾きデータと、間引き終了後区間ｄ５の傾きデータを、傾き一致検出手段１１へ与える。
【００２４】
傾き一致検出手段１１は、第１の変化情報群において、第２の変化情報群と時系列に沿って連続して一致する変化情報に対応するオーディオ信号の集合である第１の信号列と、第２の変化情報群において、第１の変化情報群に対応する第２の信号列と、を検出する。具体的には、傾き一致検出手段１１は、接続点検出手段１０から与えられた、間引き開始前区間ｄ４の傾きデータと間引き終了後区間ｄ５の傾きデータの比較を行い、値が連続して一致する回数を検出して接続点検出手段１０へ与える。言い換えると、傾き一致検出手段１１は、間引き開始前区間ｄ４の波形の傾きの変化傾向に類似する傾きの変化傾向を有する波形を、間引き終了後区間ｄ５の中から検出する。尚、傾き一致検出手段１１は、少なくとも間引き開始前区間ｄ４の波形の一部を第１の波形として検出し、その際、当該第１の波形に連続する波形の傾きの変化傾向に類似する傾きの変化傾向を有する波形を検出すればよい。
【００２５】
接続点検出手段１０は、傾き一致検出手段１１から連続して一致した回数が与えられると、以前の連続一致回数よりも大きいかどうかの判定を行い、大きい場合に、間引き開始前区間ｄ４の間引き開始点となるサンプルデータと、間引き終了後区間ｄ５の間引き終了点となるサンプルデータを、検索窓判定手段１２へ与える。つまり、接続点検出手段１０は、時系列に沿って連続して一致する変化情報に対応するオーディオ信号の集合の内、最も長く連続して一致するものを第１の信号列及び第２の信号列として検出する。言い換えると、接続点検出手段１０は、第１の波形に連続する波形と類似する波形が複数存在する場合、類似する傾きの変化傾向が最も長い波形を第２の波形とする。
【００２６】
検索窓判定手段１２は、あらかじめ最大値と最小値を検索窓として設定し、接続点検出手段１０から与えられた間引き開始点のサンプルデータと間引き終了点のサンプルデータが、共に検索窓の範囲内であるかどうかを判定し、判定結果を接続点検出手段１０へ与える。
【００２７】
接続点検出手段１０は、検索窓判定手段１２から与えられた判定結果が検索窓範囲内であった場合、傾きデータの最大連続一致回数と間引き開始点と間引き終了点となるサンプルデータのアドレスを保持する。さらに連続して一致する傾きデータを検出する処理を行う。
【００２８】
つまり、解析処理装置３は、第１の信号列及び第２の信号列に基づいて、間引き処理の対象となる区間である間引き区間を決定する。ここでは、解析処理装置３により第１の信号列の中から間引き開始点及び第２の信号列の中から間引き終了点が選択され、間引き開始点と間引き終了点に挟まれる区間を間引き区間として決定するように間引き処理装置４へ送る。特に、解析処理装置３は、第１の信号列及び第２の信号列に含まれるオーディオ信号の信号値の内、所定の範囲に含まれるオーディオ信号に基づいて、間引き区間を決定する。
【００２９】
間引き処理装置４は、間引き判定手段１３と間引き出力手段１４とを備える。間引き判定手段１３は、記憶装置２からサンプルデータを取得し、接続点検出手段１０から間引き開始点のサンプルデータのアドレスと間引き終了点のサンプルデータのアドレスが与えられると、間引き開始点のサンプルデータと間引き終了点のサンプルデータの間のサンプルデータを間引いて、間引き出力手段１４へ出力する。間引き出力手段１４は、間引き判定手段１３から与えられたサンプルデータを、Ｎ倍速のサンプルデータとして出力装置５へ出力する。すなわち、間引き処理装置４は、解析処理装置３により検出された第１の区間と第２の区間とに基づいて間引き処理を行う。
【００３０】
また、解析処理装置３は、第１の波形及び第１の波形に連続する波形を含めた区間の内、前半を第１の区間として検出し、第１の波形と類似する波形及び第２の波形を含めた区間の内、後半を第２の区間とを検出する。さらに、解析処理装置３は、第１の区間の末端の信号値と第２の区間の先端の信号値とが所定の範囲内であるか否かを判定する。そして、所定の範囲内である場合に、間引き処理装置４は、検出された第１の区間及び第２の区間に基づいて間引き処理を行う。
【００３１】
図３は、本発明の実施の形態１にかかるオーディオ信号処理の概略を示すフローチャートである。以下では、適宜、図２を参照して動作を説明する。まず、入力装置１は、デジタルオーディオ信号を入力し、サンプルデータとして記憶装置２に与える（Ｓ２０１）。次に、記憶装置２は、入力されたサンプルデータを記憶する（Ｓ２０２）。
【００３２】
そして、解析処理装置３は、記憶装置２からサンプルデータを取得し、間引き開始前区間ｄ４のサンプルデータと間引き終了後区間ｄ５のサンプルデータを解析して、間引き開始点と間引き終了点を決定し、間引き開始点と間引き終了点のサンプルデータのアドレスを間引き判定手段１３へ出力する（Ｓ２０３）。
【００３３】
続いて、間引き判定手段１３は、接続点検出手段１０から、間引き開始点と間引き終了点を取得し、間引き開始点と間引き終了点の間のサンプルデータを間引いて、間引き出力手段１４へ出力する（Ｓ２０４）。
【００３４】
その後、入力するサンプルデータが有ればステップＳ２０１の処理に戻る（Ｓ２０５）。そして、入力するサンプルデータがなくなるまで、ステップＳ２０１からＳ２０４までの処理を繰り返す。
【００３５】
図４は、図３の本発明の実施の形態１にかかるオーディオ信号処理のステップＳ２０３の処理を詳細に説明したフローチャートである。ここでは、図５Ａに記載の区間Ｘを間引き開始前区間、区間Ｙを間引き終了後区間として、間引き開始点と間引き終了点を決定する例を説明する。
【００３６】
まず、接続点検出手段１０は、区間Ｘと区間Ｙを含むサンプルデータを記憶装置２から取得して、区間Ｘのサンプルデータに対して、区間Ｘの解析位置を示す現在のサンプルデータアドレス（以下、区間Ｘの解析位置アドレスと称す）に区間Ｘの先頭サンプルデータのアドレスを設定し、区間Ｙのサンプルデータに対して、区間Ｙの解析位置を示す現在のサンプルデータアドレス（以下、区間Ｙの解析位置アドレスと称す）に区間Ｙの先頭サンプルデータのアドレスを設定する（Ｓ１０１）。
【００３７】
次に、接続点検出手段１０は、区間Ｘの解析位置アドレスのサンプルデータと一つ後のアドレスのサンプルデータとの大小比較を判定する（Ｓ１０２）。区間Ｘの解析位置アドレスのサンプルデータの方が大きい場合、間引き開始前区間の傾きデータとして１を格納する（Ｓ１０３）。また、区間Ｘの解析位置アドレスのサンプルデータの方が小さいか同じ場合、間引き開始前区間の傾きデータとして０を格納する（Ｓ１０４）。
【００３８】
続いて、接続点検出手段１０は、現在のサンプルデータの位置が区間Ｘの終端であるか判定する（Ｓ１０５）。区間Ｘの解析位置アドレスのサンプルデータの位置が区間Ｘの終端でない場合、区間Ｘの解析位置アドレスを次のアドレスにし、Ｓ１０２の処理へ戻る（Ｓ１０６）。
【００３９】
また、区間Ｘの解析位置アドレスの位置が区間Ｘの終端であった場合、区間Ｙの解析位置アドレスのサンプルデータと一つ後のアドレスのサンプルデータとの大小比較を判定する（Ｓ１０７）。区間Ｙの解析位置アドレスのサンプルデータの方が大きい場合、間引き終了後区間の傾きデータとして１を格納する（Ｓ１０８）。また、区間Ｙの解析位置アドレスのサンプルデータの方が小さいか同じ場合、間引き終了後区間の傾きデータとして０を格納する（Ｓ１０９）。
【００４０】
そして、接続点検出手段１０は、区間Ｙの解析位置アドレスの位置が区間Ｙの終端であるか判定する（Ｓ１１０）。区間Ｙの解析位置アドレスの位置が区間Ｙの終端でない場合、区間Ｙの解析位置アドレスを次のアドレスにし、Ｓ１０７の処理へ戻る（Ｓ１１１）。また、区間Ｙの解析位置アドレスの位置が区間Ｙの終端であった場合、Ｓ１１２の処理へ進む。
【００４１】
その後、接続点検出手段１０は、最大連続一致回数を０に初期化する（Ｓ１１２）。次に、接続点検出手段１０は、区間Ｘの傾き一致比較開始位置を、間引き開始前区間の傾きデータの先頭のデータに設定する（Ｓ１１３）。続いて、接続点検出手段１０は、区間Ｙの傾き一致比較開始位置を、間引き終了後区間の傾きデータの先頭のデータに設定する（Ｓ１１４）。傾き一致検出手段１１は、接続点検出手段１０から間引き開始前区間の傾きデータと間引き終了後区間の傾きデータを与えられると、連続一致回数を０に初期化する（Ｓ１１５）。
【００４２】
そして、傾き一致検出手段１１は、区間Ｘの傾き一致比較開始位置の間引き開始前区間の傾きデータの値と区間Ｙの傾き一致比較開始位置の間引き終了後区間の傾きデータの値が一致しているかどうかを判定する（Ｓ１１６）。値が一致していれば、連続一致回数を一つ増加させ、区間Ｘの傾き一致比較位置と区間Ｙの傾き一致比較位置を、それぞれ一つ進めてＳ１１６の処理に戻る（Ｓ１１７）。
【００４３】
また、値が一致していなければ、連続一致回数を接続点検出手段１０へ与える。接続点検出手段１０は、最大連続一致回数よりも、連続一致回数の方が大きいかどうかを判定する（Ｓ１１８）。最大連続一致回数よりも、連続一致回数の方が大きい場合は、間引き開始前区間の中で連続一致回数に該当する区間の中間点に当たるサンプルデータ（以下、区間Ｘ中間点データと称す）と、間引き終了後区間の中で連続一致回数に該当する区間の中間点に当たるサンプルデータ（以下、区間Ｙ中間点データと称す）を検索窓判定手段１２へ与える。
【００４４】
そして、検索窓判定手段１２は、あらかじめ設定されているサンプルデータの上限値と下限値の間に、接続点検出手段１０から与えられた区間Ｘ中間点データと区間Ｙ中間点データが入っているかを判定（Ｓ１１９）し、判定結果を接続点検出手段１０に与える。
【００４５】
ここで、接続点検出手段１０は、ステップＳ１１９において、区間Ｘ中間点データと区間Ｙ中間点データが共に前述した検索窓の範囲内であった場合、最大連続一致回数を連続一致回数に更新し、区間Ｘ中間点データと区間Ｙ中間点データとなるサンプルデータのアドレスを、接続点候補として保持する（Ｓ１２０）。
【００４６】
接続点検出手段１０は、ステップＳ１２０の処理後、ステップＳ１１８において連続一致回数が最大連続一致回数より少ないか同じであった場合、又は、ステップＳ１１９において区間Ｘ中間点データと区間Ｙ中間点データが共に検索窓の範囲外であった場合、区間Ｙの傾き一致比較開始位置が、区間Ｙの終端であるかどうかを判定する（Ｓ１２１）。区間Ｙの傾き一致比較開始位置が区間Ｙの終端でない場合、区間Ｙの傾き一致比較開始位置を一つ進め、区間Ｙの傾き一致比較開始位置を更新する。更新された区間Ｙの傾き一致比較開始位置と、区間Ｘの傾き一致比較開始位置を一致検出手段１１へ与え、Ｓ１１５の処理に戻る（Ｓ１２２）。
【００４７】
また、ステップＳ１２１において、区間Ｙの傾き一致比較開始位置が区間Ｙの終端であった場合、接続点検出手段１０は、区間Ｘの傾き一致比較開始位置が区間Ｘの終端であるかどうかを判定する（Ｓ１２３）。区間Ｘの傾き一致比較開始位置が区間Ｘの終端でない場合、区間Ｘの傾き一致比較開始位置を一つ進め、区間Ｘの傾き一致比較開始位置を更新し、Ｓ１１４の処理に戻る（Ｓ１２４）。
【００４８】
また、接続点検出手段１０は、ステップＳ１２３において、区間Ｘの傾き一致比較開始位置が区間Ｘの終端であった場合、ステップＳ１２０で保持した区間Ｘと区間Ｙの接続点候補となるサンプルデータのアドレスを間引き判定手段１３へ与え（Ｓ１２５）、当該オーディオ信号処理を終了する。
【００４９】
すなわち、解析処理装置３は、第１の信号列に含まれるオーディオ信号と時系列に沿って同じ順番に対応する第２の信号列に含まれるオーディオ信号とに基づいて、間引き区間を決定する。特に、解析処理装置３は、第１の信号列に含まれるオーディオ信号内の中間に位置するオーディオ信号である第１の中間点と、第２の信号列に含まれるオーディオ信号内の中間に位置するオーディオ信号である第２の中間点とに基づいて、間引き区間を決定する。
【００５０】
以下、図５を用いて本発明の実施の形態１にかかるオーディオ信号処理について、更に詳細に説明する。図５Ａは、本発明の実施の形態１にかかる間引き処理実施前のオーディオ信号の図である。図５Ａにおいて、区間Ｘは間引き開始前区間であり、区間Ｙは間引き終了後区間である。
【００５１】
まず、図４のステップＳ１０１乃至Ｓ１１０において、接続点検出手段１０は、区間Ｘ及び区間Ｙそれぞれに対して、サンプルデータの増減を１ビットの０または１で表現した傾きデータを作成する。このとき、区間Ｘ及び区間Ｙに対して先頭のサンプルデータから順に、現在のサンプルデータと、一つ後のサンプルデータとを比較し、現在のサンプルデータの方が大きい場合は１とし、現在のサンプルデータの方が小さいか同じ場合は０とする。この処理を区間Ｘ及び区間Ｙの全てのサンプルデータに対して行う。
【００５２】
図５Ａの区間Ｘ及び区間Ｙの全てのサンプルデータに対して解析を行うと、次の結果が得られる。
区間Ｘの傾きデータ＝［１，０，１，１，１，０，０，１，０，０，１］
区間Ｘの傾きデータ群に対応するサンプルデータ＝［ａ１，ａ２，ａ３，ａ４，ａ５，ａ６，ａ７，ａ８，ａ９，ａ１０，ａ１１］
区間Ｙの傾きデータ＝［０，０，０，１，１，１，０，０，１，１，１］
区間Ｙの傾きデータ群に対応するサンプルデータ＝［ｂ１，ｂ２，ｂ３，ｂ４，ｂ５，ｂ６，ｂ７，ｂ８，ｂ９，ｂ１０，ｂ１１］
【００５３】
次に、図４のステップＳ１１６乃至Ｓ１２４において、接続点検出手段１０、傾き一致検出手段１１及び検索窓判定手段１２は、区間Ｘ及び区間Ｙの傾きデータ群から、最も多く連続一致するデータ部分を求める。具体的には、区間Ｘ及び区間Ｙの傾きデータにおいて、最も多く連続一致するデータ部分は次のデータとなる。
区間Ｘと区間Ｙの傾きデータ群の最大連続一致データ＝［０，１，１，１，０，０，１］
区間Ｘの傾きデータ群の最大連続一致データに対応するサンプルデータ＝［ａ２，ａ３，ａ４，ａ５，ａ６，ａ７，ａ８］
区間Ｙの傾きデータ群の最大連続一致データに対応するサンプルデータ＝［ｂ３，ｂ４，ｂ５，ｂ６，ｂ７，ｂ８，ｂ９］
【００５４】
ここで、区間Ｘの傾きデータ群の最大連続一致データに対応するサンプルデータであるａ２からａ８の区間Ｘ中間点データはａ５となる。また、区間Ｙの傾きデータ群の最大連続一致データに対応するサンプルデータ、ｂ３からｂ９の区間Ｙ中間点データはｂ６となる。
【００５５】
その後、検索窓判定手段１２は、検出した中間点データであるａ５及びｂ６が検索窓データの範囲かどうか判断する。ここでは、ａ５及びｂ６ともに検索窓データの範囲内であるため、ａ５及びｂ６が接続点となる。また、間引き処理装置４は、ａ５とｂ６との接続点をａ５とし、次に区間Ｙのｂ７、ｂ８、ｂ９と繋いでいく。図５Ｂは、本発明の実施の形態１にかかる本発明の間引き実施後のオーディオ信号の図である。図５Ｂに示すように、実際の間引く区間は、調整後間引き区間ｄ１４となる。
【００５６】
さらに、解析処理装置３は、前記決定された前記間引き区間に応じて、次の間引き区間の開始点を選択する区間及び終了点を選択する区間を設定する、つまり、間引き区間を調整することが望ましい。例えば、図５Ａの所定の間引き区間はｄ１１であったが、接続点を解析して間引いた結果、間引き区間はｄ１４のように大きくなってしまう場合がある。間引き区間がｄ１４のように所定より大きくなった場合は、出音サンプル数と間引きサンプル数の比率を調整して、次回の間引き処理を行うときの間引き区間を決定する。言い換えると、解析処理装置３は、間引き処理装置４において過去に間引き処理が行われた区間に基づいて、次の間引き処理のための第１の区間及び第２の区間を検出する。
【００５７】
図６は、２倍速再生の場合における間引き区間の調整の例を示す図である。２倍速再生を実現するために、出音区間ｄ２０と間引き区間ｄ２１は同じサンプル数で設定する。しかし、接続点となるサンプルデータは、間引き開始前区間のサンプルデータと間引き終了後区間のサンプルデータから検出するため、出音区間ｄ２０に対して、実際に間引く区間が間引き区間ｄ２２のように、本来設定された間引き区間ｄ２１よりも大きくなる。そこで、次の間引き区間ｄ２３では余分に間引いた間引き区間ｄ２２の区間を考慮し、間引き区間ｄ２１よりも狭い区間を間引き区間として設定する。間引き区間ｄ２３に対しても接続点の検出により、間引き区間は間引き区間ｄ２４のように大きくなるので、同様に次の間引き区間に関しても調整し、最終的に出音するサンプルデータと、間引きにより破棄したサンプルデータの比率を合わせこむことで、２倍速再生を実現する。
【００５８】
本発明は、間引き開始前区間のサンプルデータに対してサンプルデータの増減を解析する処理と、間引き終了後区間のサンプルデータに対してサンプルデータの増減を解析する処理を行い、間引き開始前区間と間引き終了後区間のサンプルデータの増減をサンプルデータの傾きとし、間引き開始前区間と間引き終了後区間のサンプルデータの傾きの類似点を検出し、最も傾きが類似する区間を中心に間引きを行う。これにより、関連技術ように、接続点前後の傾きが不連続であるものに対して、本発明は、接続点前後のデータの増減値の類似を判定することでサンプルデータの接続による波形の傾きの急激な変化を解消できる。
【００５９】
また、本発明によれば、一点ではなく、複数の連続する点において、傾きの変化が一致するものの内、最長の組み合わせを検出し、当該組み合わせの中間点において傾きの変化の前半と後半を接続することができる。これにより、不連続点の急激な音の変化を軽減することができる。
【００６０】
ここで、本発明の実施の形態１の第１の効果は、変速再生時に行う間引き処理によるオーディオのサンプルデータの接続で発生する、不連続点の急激な音の変化を軽減できることである。その理由としては、サンプルデータの増減を傾きデータとして解析することで、間引き開始前区間と間引き終了後区間の中で一番傾きデータが類似する箇所を検出して接続するためである。
【００６１】
また、本発明の実施の形態１の第２の効果は、間引き開始前区間と間引き終了後区間の類似するサンプルデータを、複雑な計算をすることなく簡単な比較で検出できることである。その理由としては、間引き開始前区間のサンプルデータの前後の増減を０又は１で表現した傾きデータ群を作成し、同様に、間引き終了後区間のサンプルデータの前後の増減を０又は１で表現した傾きデータ群を作成し、その傾きデータ群を比較するためである。
【００６２】
さらに、本発明の実施の形態１の第３の効果は、間引きによる接続で生じる音位差を抑制できることである。その理由としては、検索窓を設けることで、類似するサンプルデータの傾きから接続点を検出する際に、検出した接続点が検索窓の範囲内であるかどうか判定し、検索窓の範囲外であった場合は、サンプルデータの傾きが類似していても音位差があるため、接続対象外として次に類似するサンプルデータの傾きを検出するためである。
【００６３】
＜発明の実施の形態２＞
本発明の実施の形態２にかかるオーディオ信号処理装置１０１は、本発明の実施の形態１の変形例であり、上述した第１の信号列に含まれる第１の中間点の信号値と、第２の信号列に含まれる第２の中間点の信号値との差分が所定の範囲に含まれる場合に、第１の中間点及び第２の中間点に基づいて、間引き区間を決定することを特徴とする。言い換えると、本発明の実施の形態２では、第１の区間の末端の信号値と第２の区間の先端の信号値との差分が所定の範囲に含まれる場合に、間引き処理を行うことを特徴とする。
【００６４】
図７は、本発明の実施の形態２にかかるオーディオ信号処理装置１０１の構成を示すブロック図である。図７は、本発明の実施の形態１の図２の解析処理装置３の代わりに、第２解析処理装置６を備える。第２解析処理装置６は、解析処理装置３の検索窓判定手段１２の代わりに、間引き開始前区間のサンプルデータの値と、間引き終了後区間のサンプルデータの値を取得して比較するゲイン値比較判定手段２０を備える。なお、図２に示した構成図と同じ要素については同じ番号を引用し説明を省略する。
【００６５】
接続点検出手段１０は、連続一致回数が以前の連続一致回数よりも大きかった場合、区間Ｘ中間点データと区間Ｙ中間点データを、ゲイン値比較判定手段２０へ与える。ゲイン値比較判定手段２０は、区間Ｘ中間点データと区間Ｙ中間点データの差分があらかじめ設定されている差分値の範囲内であるかどうかを判定し、判定結果を接続点検出手段１０へ与える。
【００６６】
このように本発明の実施の形態２では、検索窓を設ける代わりに、検出した接続点候補のサンプルデータ同士を比較する。差分が大きなものは接続点候補から外し、差分の小さなものを接続することで、接続時の音位差を抑制することができる。そのため、検索窓のときには範囲外であった領域も含めて、間引き開始前区間と間引き終了後区間の全てのサンプルデータに対して比較するので、間引き開始前区間と間引き終了後区間の、最も類似してさらに差の小さい接続点候補を検出できる効果がある。
【００６７】
＜発明の実施の形態３＞
本発明の実施の形態３では、上述した第１の信号列及び第２の信号列が複数検出された場合、それらの内、中間点の信号値同士の差分が最小である第１の中間点及び第２の中間点に基づいて、間引き区間として決定することを特徴とする。言い換えると、本発明の実施の形態３では、第１の区間の末端の信号値と前記第２の区間の先端の信号値との差分が最小となる場合に、間引き処理を行うことを特徴とする。
【００６８】
図８は、本発明の実施の形態３にかかるオーディオ信号処理の詳細を示すフローチャートである。図８は、間引き開始前区間と間引き終了後区間において、傾きデータの最大連続一致が複数存在するとき、最もゲイン差が小さい接続点候補を検出するフローチャートである。なお、図４に示したフローチャートと同じ処理は、同じ番号を引用し説明を省略する。
【００６９】
まず、ステップＳ１０１乃至Ｓ１１７までは、図４のフローと同じ動作をする。
【００７０】
次に、接続点検出手段１０は、ステップＳ１１８において傾き一致検出手段１１から与えられた連続一致回数が、最大連続一致回数よりも小さいか同じ場合、連続一致回数と最大連続一致回数が同じであるかどうかを判定する（Ｓ３０１）。連続一致回数と最大連続一致回数が同じでなかった場合、ステップＳ１２１の処理に移る。また、連続一致回数と最大一致回数が同じであった場合、接続点検出手段１０は、区間Ｘ中間点データと区間Ｙ中間点データをゲイン値比較判定手段２０へ与える。
【００７１】
そして、ゲイン値比較判定手段２０は、区間Ｘ中間点データと区間Ｙ中間点データの差分が、一つ前の接続点候補の区間Ｘ中間点データと区間Ｙ中間点データの差分（以下、最小ゲイン値と称す）より小さいかどうかを判定する（Ｓ３０２）。区間Ｘ中間点データと区間Ｙ中間点データの差分が、最小ゲイン値より大きいか同じ場合、ステップＳ１２１の処理に移る。
【００７２】
ステップＳ３０２において、区間Ｘ中間点データと区間Ｙ中間点データの差分が、最小ゲイン値より小さかった場合、ゲイン値比較判定手段２０は、区間Ｘ中間点データと区間Ｙ中間点データの差分を最小ゲイン値として更新し、Ｓ１２０の処理に移る（Ｓ３０４）。
【００７３】
また、接続点検出手段１０は、ステップＳ１１８において傾き一致検出手段１１から与えられた連続一致回数が、最大連続一致回数よりも大きかった場合、区間Ｘ中間点データと区間Ｙ中間点データをゲイン値比較判定手段２０へ与える。そして、ゲイン値比較判定手段２０は、区間Ｘ中間点データと区間Ｙ中間点データの差分があらかじめ設定されている差分値の範囲内であるかどうかを判定する（Ｓ３０３）。区間Ｘ中間点データと区間Ｙ中間点データの差分が、あらかじめ設定されている差分値の範囲外であった場合、Ｓ１２１の処理に移る。
【００７４】
ステップＳ３０３において、区間Ｘ中間点データと区間Ｙ中間点データの差分があらかじめ設定されている差分値の範囲内であった場合、区間Ｘ中間点データと区間Ｙ中間点データの差分を最小ゲイン値に更新し、Ｓ１２０の処理に移る（Ｓ３０４）。
【００７５】
このように、本発明の実施の形態３では、図７と同じ構成において、連続一致回数と最大一致回数が等しかった場合、接続点候補のサンプルデータの差分値と新たに見つけた接続点候補のサンプルデータの差分値を比較する。比較した結果、接続点候補のサンプルデータよりも、新たに見つけた接続点候補のサンプルデータの差分値の方が小さい場合、新たに見つけた接続点候補のサンプルデータを接続点候補のサンプルデータに更新する。連続一致回数が以前の連続一致回数よりも大きかった場合だけでなく、連続一致回数が以前の連続一致回数と等しかった場合は、より音位差の小さい接続点を検出候補として検出できる効果がある。
【００７６】
＜その他の実施の形態＞
尚、特許文献２は、変化方向と音声レベルが一致するサンプル点のみに着眼して接続点を検出する方法である。そのため、接続後の波形で、接続点前後の波形を見たときに、周波数が異なる場合がある。このとき、接続後に音の連続性を失い、原音に対して周波数成分が乱れてしまう現象が発生する。たとえば、傾きが急な波形と緩やかな波形を接続してしまう可能性がある。本発明では、連続して一致するサンプルを検出して接続するため、本来の波形に近い形の波形同士を接続することができ、接続前の波形と接続後の波形の差異が少なくなるため、接続波形への切り替わり時の音の再現性が良くなるという効果を奏する。
【００７７】
さらに、本発明は上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、既に述べた本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００７８】
１００  オーディオ信号処理装置
１０１  オーディオ信号処理装置
１  入力装置
２  記憶装置
３  解析処理装置
４  間引き処理装置
５  出力装置
６  第２解析処理装置
１０  接続点検出手段
１１  傾き一致検出手段
１２  検索窓判定手段
１３  間引き判定手段
１４  間引き出力手段
２０  ゲイン値比較判定手段
ｄ１  出音区間
ｄ２  間引き区間
ｄ３  出音区間
ｄ４  間引き開始前区間
ｄ５  間引き終了後区間
Ｗ  検索窓
Ｘ  区間
Ｙ  区間
ｄ１１  間引き基準区間
ｄ１４  調整後間引き区間
ａ１  サンプル点
ａ１１  サンプル点
ｂ１  サンプル点
ｂ１１  サンプル点
ｄ２０  出音区間
ｄ２１  間引き区間
ｄ２２  間引き区間
ｄ２３  間引き区間
ｄ２４  間引き区間
ｍ０  標準サンプルデータ数
ｍ１  標準サンプルデータ下限数
ｍ２  標準サンプルデータ上限数
ｎ１  サンプル数
ｎ２  サンプル数
ｐ１  サンプル数
ｐ２  サンプル数
ｔ（ｂ０）  時点
ｔ（ｂ１）  時点
ｔ（ｂ２）  時点
ｔ（ｂ３）  時点
ｔ（ｂ４）  時点
ｔ（ｂ５）  時点
ｔ（ｂａ）  時点
ｔ（ｂｂ）  時点
ｔ（ｂｃ）  時点
ｔ（ｂｄ）  時点
Ｚａ  ゼロクロス点
Ｚｂ  ゼロクロス点
Ｚｃ  ゼロクロス点
Ｚｄ  ゼロクロス点
【図１】
2010191353.tif 000003
【図２】
2010191353.tif 000004
【図３】
2010191353.tif 000005
【図４】
2010191353.tif 000006
【図５】
2010191353.tif 000007
【図６】
2010191353.tif 000008
【図７】
2010191353.tif 000009
【図８】
2010191353.tif 000010
【図９】
2010191353.tif 000011