(57)【要約】【課題】通信環境において音声信号および音響効果を正確に処理又は調節する【解決手段】音声信号（３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ）を受信するステップと、当該音声信号を複数の音響効果（３８）の中の選択された１つと統合するステップとを含んだ音声信号を処理する方法を提供する。また、この方法は、前述の音声信号と選択された音響効果との統合を反映する出力（４０）を生成するステップを含む。次にこの出力は次の出力先へ送られる。【選択図】　　　図１
2004062190.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対応する音声信号を受信する複数の音声入力であって、前記音声信号の各々は演奏されて前記音声信号の選択された１つを生成する楽器を意味する、前記複数の音声入力と、
前記複数の音声信号を受信するように動作可能な前記複数の音声入力に接続された音声処理モジュールであって、該音声処理モジュールは複数の音響効果のうちの選択された一つ以上の音響効果を対応する音声信号と統合するよう動作可能であり、該音声処理モジュールはそれぞれの選択された音響効果と前記対応する音声信号との統合を反映する音声信号出力を生成するように動作可能である、前記音声処理モジュールと、
を備えた音声信号を処理するシステム。
【請求項２】
音声信号を処理する方法であって、
複数の音声信号を受信するステップと、
各音声信号を複数の対応する音響効果の選択された１つ以上と統合させるステップと、
各音声信号と対応する選択された音響効果との統合を反映する出力を生成するステップと、
前記出力を次の出力先に送るステップと、
を備えた方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般的にディジタル処理に関し、更に特定すれば１つ以上の音声信号をディジタル方式で処理するシステムおよび方法に関するものである。
【０００２】
【発明の背景】
信号処理は音響および音声技術環境においてますます重要になっている。音声信号を適切に処理する機能は、所望の音声結果を得る際、極めて重要である。音響および録音技術者は、可能な限りの最も効率のよい方法で生成される所望のトーン、音響パラメータ、および音響効果をどのようにしたら実現することができるか常に取り組んでいる。同様に、ミュ−ジシャンは、音声制御パラメータに基づいて目標の音声を生成する課題に直面している。音声制御パラメータは、楽器毎に又はコンポーネント毎に提供されるのが一般的である。場合によっては、ミュージシャン又は音声技術者は、特定の装置用の単一の装置の中で採用されている単一の音響効果に限定される。そのように限定されることによって、音声データを構成し、演奏し、または聞きながら、音声データを制御又は処理する機能は大幅に抑制される。更に、充分に多種多様な潜在的音響効果を得るためには、沢山の音響効果システムの機能を向上させるもの、即ち追加機能を購入しなければならないが、それらは音楽作品、楽曲、又は録音に注入される単一の音声パラメータを与えるに過ぎない。これは実行可能な潜在的音響効果の選択を持続しようと努める人に対し大きな経済的な負担となる。
【０００３】
【発明の要約】
以上のことから、通信環境において音声信号と音響効果とを正確に処理又は調節（ｍａｎｉｐｕｌａｔｉｏｎ　ｏｒ　ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ）するように機能する改善された処理手法が求められていることを当業者は認めるであろう。本発明の一実施形態に従って、従来の信号処理技法に伴う難点および問題点を大幅に削減する、即ち大きく低減させる音声信号処理システムおよび方法が提供されている。
【０００４】
本発明の１実施形態に基づいて、音声信号を受信してこれを複数の音響効果のうちの選択された１つと統合させる（ｉｎｔｅｇｒａｔｉｎｇ）ステップを含んだ音声信号処理方法が提供されている。この方法にはまた、音声信号と選択された音響効果とが統合されたことを反映する出力を生成するステップが含まれている。出力はそのあと次の出力先（ｎｅｘｔ　ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ）へ送られる。
【０００５】
本発明のいくつかの実施形態は、多数の技術的利点を提供することができる。例えば、本発明の１実施形態に基づき１つ以上の音声信号を処理する際かなりの柔軟性が得られる処理手法が提供されている。柔軟性の増大は、音声信号のディジタル処理の結果である。かかるディジタル処理によってミュージシャンは、あらゆる特定の音響効果又は音声パラメータを処理モジュールにダウンロードすることが可能となる。次にこの処理モジュールは、楽器、マイクロフォン、又はその他の要素と一緒に用いられ、音楽作品演奏時に所望の音響効果又は音声パラメータを実現することができる。したがって、処理モジュール内部に配置された又はこれに結合されたプログラム可能なインターフェースを介して情報またはデータが受信される際、あらゆる音声パラメータ又は音響効果を音楽作品に比較的容易に注入することができる。
【０００６】
本発明の１実施形態の別の技術的利点は処理モジュールに与えられた、音声信号をディジタル方式で処理する時間区間特定機能（ｔｉｍｅ　ｉｎｔｅｒｖａｌｓｐｅｃｉｆｉｃ　ｆｅａｔｕｒｅ）の結果である。この時間区間特定機能によってミュージシャン、又は録音あるいは音響技術者は、音響効果を特定の時点で配することが可能となる。かかる音響効果を個々のトラック上に配することができる。ここで各トラックとは、演奏中の音楽作品に参加している単一の楽器、マクロフォン、又はその他の楽音発生要素のことを意味している。これによって創造的自由が高められ、多数の音響効果又は音響パラメータを指定時点に正確に配することができる。例えば、これにより音楽作品開始後３０秒後にギターとピアノのディストーション（ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ）開始が可能となる。また、音響又は録音技術者は、そのような時間区間特定ポジショニングの実現し安さの利点を享受する。これにより楽器と伴奏の音響効果との間の潜在的相乗効果が高められ、一般的に音楽作品の創造的範囲を広げる。本発明の実施形態はこれらの利点の一部、または全てを享受するか、あるいは全く享受しない場合もある。その他の技術的利点は以下の図面、説明、および特許請求の範囲から当業者には直ちに明瞭となろう。
【０００７】
図１は通信環境において１つ以上の音声信号をディジタル方式で処理する処理システム１０の簡略ブロック図である。処理システム１０は音声処理モジュール１４を含み、該音声処理モジュール１４はプログラム可能なインターフェース１８と、機械式インターフェース・ユニット２０と、ディジタル信号プロセッサ２４と、コーデック２８と、メモリ・エレメント３０とを含む。更に、処理システム１０は多数の入力３４ａ‐３４ｄと、音響効果データ入力３８と、音声出力４０とを含む。
【０００８】
音声処理モジュール１４は選択された１つ以上の音声入力３４ａ‐３４ｄを受信し、該選択された音声信号を１つ以上の音響効果と統合或いは一体化（ｉｎｔｅｇｒａｔｅｓ）するように動作する。音響効果は、メモリ・エレメント３０又は音声処理モジュール１４のその他のあらゆる適切な場所に格納することができる。ディジタル信号プロセッサ２４とコーデック２８とは連携して又は別個に動作し、音声入力３４ａ‐３４ｄからの音声入力のいずれか１つからの着信アナログ信号をディジタル・フォーマットに変換し、適切に処理するか又は選択された音響効果と統合させる。音声入力３４ａ‐３４ｂと選択された音響効果がディジタル方式で統合されたものは、次にアナログ・フォーマットに再変換され、音声出力４０を介して、例えば増幅器又はサウンド・ボードードのような出力先に送られる。
【０００９】
処理システム１０によって１つ以上の音声信号を操作する際にかなりの柔軟性が得られる。柔軟性の増加は着信音声信号のディジタル処理の結果である。このようなディジタル処理によってミュージシャンは、あらゆる特定の音響効果又は音響パラメータを音声処理モジュール１４にダウンロードすることが可能となる。次に音声処理モジュール１４を、楽器、マイクロフォン、又はその他のエレメントと一緒に用いて、音楽作品演奏時に所望の音響効果又は音響パラメータを実現することができる。したがって、音響処理モジュール１４の内部に配置された、又はこれに結合されたプログラム可能なインターフェース１８を介して情報を受信する際、あらゆる音響パラメータ又は音響効果を比較的容易に音楽作品に注入することができる。
【００１０】
音声処理モジュール１４は、音声入力３４ａ‐３４ｂと共に使われる又はそれらと統合される対象のひとつ以上の音響効果を格納するように動作可能な構成要素である。音声処理モジュール１４は多数のエレメントを含み、これらのエレメントは協働して音声信号をディジタル方式で処理し、選択された音響効果によって影響を受けつつある、又は変化する音声信号を表す結果がもたらされるようにする。以下に記述する構成要素に加えて音声処理モジュール１４は、ハードウエア、ソフトウエア、エレメント、又は音声信号の処理を容易にするように動作可能な物体を含み、所望の音声結果を生成する。
【００１１】
図１に示すように、音声処理モジュール１４は、音響効果のデータ又は情報を提供するソースと連結又は結合することができ、これによってあらゆる数の選択された音響効果をダウンロードするか、又は音声処理モジュール１４に送ることができる。音声処理モジュール１４は、実現される音響効果の開始、即ち起動機構に更に結合することもできる。そのような機構には、演奏中の楽器又は使用中のマイクロフォン用に１つ以上の選択された音響効果を開始させるように動作する（図２に示すような）フット・ペダル６０、スイッチ、又はレバーが含まれる。音声処理モジュール１４は、ミュージシャン、音響技師、又は音響効果を音声入力と統合したいと思うその他のあらゆる人または主体が都合よくアクセスすることができるようなあらゆる適切な大きさおよび形状とすることもできる。更に、図２に示し、且つこれに関し以下で更に詳細に説明するように、音声処理モジュール１４は楽器又はマイクロフォン上の適切な場所に直接配置することができる。そのような位置づけは、関連の楽器又はマイクロフォンの重量、寸法、および操作性に与える影響はごく僅かなものである。
【００１２】
プログラム可能なインターフェース１８は音響効果データを受け取り、当該情報を音声処理モジュール１４に送り出すように動作するエレメントである。プログラム可能なインターフェースは本発明の１実施形態に応じたユニバーサル・システム・バス（ＵＳＢ）である。しかしながら、プログラム可能なインターフェース１８は、ＲＦＣ　８０２．１１通信プロトコル・インターフェース、ブルートゥース・インターフェース・ユニットのようなあらゆるその他の適切なインターフェース、又は音響効果に関連するデータの送出又は交換を容易にするように動作可能なあらゆるその他の適切なソフトウエア、ハードウエア、物体、又はエレメントとすることができる。プログラム可能なインターフェース１８は、ワールド・ワイド・ウエブ、即ちインターネットに接続され、選択されたファイルおよび指定された音響効果情報が適切にダウンロードされる、又は音声処理モジュール１４に送られるようにすることも可能である。更に、多数のその他の装置がプログラム可能なインターフェース１８とインターフェースし、特定の音響効果情報又はデータを送り出することが可能である。例えば、中央処理装置（ＣＰＵ）をプログラム可能なインターフェース１８を介して音声処理モジュール１４に結合することが可能である。これによってエンドユ−ザはＣＰＵ上に格納されたファイルを利用し、この情報を音声処理モジュール１４に送ることが可能となる。更に、携帯情報端末（ＰＤＡ）、セルラ電話機、ラップトップ又は電子ノートブックといったその他のあらゆる適切なエレメント、あるいはその他のあらゆる装置、構成要素、又は物体を用いてファイルを音声処理モジュール１４に送り出すことができる。
【００１３】
機械式インターフェース・ユニット２０は、エンド・ユーザが音声処理モジュール１４を用いてアクセスすることができるチューニング機構である。機械式インターフェース・ユニット２０には、音声処理モジュール１４によって処理される音声信号に何らかの変化を生じさせるように動作可能なスイッチ、ノブ、レバー、又はその他の適切なエレメントが含まれる。また、機械式インターフェース・ユニット２０には、バイパス・スイッチ・エレメントと、電源投入および電源切断調節つまみと、が含まれる。機械式インターフェース・ユニット２０には、音声信号処理実行中にいつでもアクセスし使用することができるため、生成される音響効果に関連する音響パラメータを、スイッチ、ノブ、およびレバーの操作に基づいて、調節、操作又は変化させることができる。
【００１４】
ディジタル信号プロセッサ２４はアナログ情報のディジタル・フォーマットへの変換に対応する指示コードを備えたプログラム可能な装置である。ディジタル信号プロセッサ２４は、音声入力３４ａ‐３４ｂから１つ以上の音声信号を受信し、着信アナログ信号を適切に処理し、この信号がディジタル・フォーマットに変換され更に処理されるようにする。ディジタル信号処理は、最初、例えばマイクロフォン、ギター、ピアノ、又は１セットのドラムから共鳴するサウンドと一緒に生成されるアナログ電圧又は電流の形態である可能性のある信号を含むのが一般的である。別のシナリオでは、着信データはコンパクト・ディスク・プレーヤからの出力のようなディジタル形式である場合もある。着信アナログ信号は、ディジタル信号処理技法を施す前に、数値フォーマット、又はディジタル・フォーマットに変換するのが一般的である。アナログ電圧信号は、例えば、付随のアナログ‐ディジタル・コンバータ（ＡＤＣ）を用いてディジタル化し、変換実行後にディジタル信号処理が行われる。これによって、二進数形式のディジタル出力が生成され、その値は電圧を示す。この形式において、ディジタル信号は次に実現予定の音響効果で処理されるか、又は選択された音声信号と統合される。所望の音声集合を得るべくディジタル信号処理を使用すると、音声信号アレイおよび生じる結果にはかなりの柔軟性が得られる。ディジタル信号処理２４は、コーデック２８と一緒に又は別個に適宜動作し、更に特定のニーズに応じて動作することができる。
【００１５】
コーデック２８は着信音声データに対しアナログ‐ディジタル変換又は適切な圧縮／展開技法を実行するエレメントである。コーデック２８はアナログ信号をディジタル信号に変換するよう動作する適切なアルゴリズム又はコンピュータ・プログラムを含むことができる。コーデック２８は、ディジタル信号プロセッサ２４と一緒に動作し、音声入力３４ａ‐３４ｂが選択された音響効果と統合中に音声入力３４ａ‐３４ｂを適切に処理することができる。あるいは、コーデック２８はディジタル信号プロセッサ２４の中に含まれるか、適宜完全に除去され、その機能の１つ以上は音声処理モジュール１４内に含まれる１つ以上のエレメントによって実行される。
【００１６】
メモリ・エレメント３０は音声入力３４ａ‐３４ｂから受信した音声信号と統合される音響効果に関連するファイルを格納するメモリ・エレメントである。あるいは、メモリ・エレメント３０は、音声処理モジュール１４が受け取った音声信号と統合しようとする音響効果に関連するあらゆるその他の適切なデータ又は情報を格納することもできる。メモリ・エレメント３０は、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、リード・オンリ・メモリ（ＲＯＭ）、フィールド・プログマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、消去およびプログラム可能ＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ）、電気的消去およびプログラム可能ＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、マイクロコントローラのいずれか、又は通信環境においてデータ又は情報を格納するように動作するマイクロプロセッサ・エレメント、装置、コンポーネント、あるいは物体とすることもできる。また、メモリ・エレメント３０は、処理システム１０と一緒に使用される音響効果に関連するファイルをまとめ、選択する適切なハードウエア、ソフトウエア、またはプログラムいずれをも含む。メモリ・エレメント３０は選択された音響効果を、指定された音声入力３４ａ‐３４ｄと統合するように動作する適切な指示集合を更に含むことができる。
【００１７】
音声入力３４ａ‐３４ｂは、楽器、マイクロフォン、およびその他の楽音発生エレメント又は装置へのカプリング（ｃｏｕｐｌｉｎｇｓ）を示す。単に例示の目的のため、図１ではドラム、ギター、ピアノ、およびマイクロフォンを含む楽器集合が示されている。多数のその他の楽器および楽音発生エレメントを音声処理モジュール１４への音声入力３４ａ‐３４ｂとして備えことができ、これにより着信音声信号を音響効果と適切に統合した後に次の出力先に送られる。音声入力３４ａ‐３４ｂは楽音発生装置から生じ、音声処理モジュール１４を楽音発生エレメント上に直接搭載する場合には音声処理モジュール１４の内側に配置することができる。
【００１８】
音響効果データ入力３８は、音声入力３４ａ‐３４ｂと統合される音響効果に関係付けられたデータ、ファイル、又は情報の通信路（ｐａｔｈｗａｙ）を意味する。音響効果データ入力３８はワールド・ワイド・ウエブ、ＣＰＵ、ＰＤＡのような適切なソース、又は音響効果と関連するデータまたは情報を転送するように動作可能なあらゆるその他の適切なエレメントから発することができる。音響効果はファイルに格納するか、又は情報の送出を容易にする付随ソフトウエアまたはハードウエアと一緒に、データ又は情報の部分集合内に単に維持することができる。更に、情報を音声処理モジュール１４に適切に供給し、選択された音声入力３４ａ‐３４ｂと統合されるように、音響効果はオブジェクト・コード又はソース・コードのいずれかの形式で格納することができる。
【００１９】
音響効果データ入力３８を用いて任意の数の潜在的な音響効果を音声処理モジュール１４にダウンロードするか、又は送ることができる。プログラム可能なインターフェース１８は音響効果データ入力１８と音声処理モジュール１４との間を結合する。音響効果は音声処理モジュール１４が受信する音声信号に何らかの変化を生じさせるように動作可能な適切な物体又はエレメントのいずれかとすることができる。教示を目的として、多数の可能性のある音響効果の多数の例を以下に記述する。可能性のある音響効果に関するこのリストは、全てを網羅しているわけではない。なぜならあらゆる数のその他の適切な音響効果を、適宜、且つ特定のニーズに応じて処理システムと一緒に用いることができるからである。
【００２０】
１組の音響効果の１例は、信号の大きさ／量（ｌｏｕｄｎｅｓｓ／ｖｏｌｕｍｅ）の変化に基づくものである。信号の大きさ（ｌｏｕｄｎｅｓｓ）、トーン、タイミング、又はピッチの変化に基づく音響効果には、音量制御、パニング（ｐａｎｎｉｎｇ）、圧縮、エキスパンション、ノイズ・ゲーティング、アタック遅延、エコー、リバーバレイション（ｒｅｖｅｒｂｅｒａｔｉｏｎ）、コーラス、フランジング（ｆｌａｎｇｉｎｇ）、フェージィング（ｐｈａｓｉｎｇ）、および下記に更に詳細に個別に説明した種々のその他のものが含まれる。
【００２１】
最も簡単な形態では、音量制御は入力信号の減衰を変化させることによって信号の振幅を制御することである。しかしながら、能動的音量制御は、音量の増大（例えば、入力信号を増幅する）、且つ信号を減衰させる機能を有する場合がある。
【００２２】
音量制御器は、異なる効果の相対的音量を一定のレベルに保つことができるように効果間に配置すると有効である。しかしながら、効果によっては音量調整器が組み込まれており、エンド・ユーザは、（効果が届かない場合の）影響を受けない信号の音量に対する効果で出力の音量調節を行う場合もある。
【００２３】
音量ペダルは、音量調節器を制御することができ、一般的にはホアホア・ペダル（ｗａｈ−ｗａｈ　ｐｅｄａｌｓ）と同様に用いられる。即ち、音量ペダルは「音量増大」効果をもたらし、音色のアタックからフェード・インし、これによってアタックを除去する。これは、例えば、コードをつま弾いた後でギター音をフィード・インすることによってギター音をシンセサイザのようにするために使用することができる。このディジタル・バリエーションはトレモロである。効果は最小音量と最大音量の間で一定の速度で絶えず変化する。
【００２４】
パニングはステレオ録音において用いられる。ステレオ録音は通常左右の２つのチャネルを有する。各チャネルの音量は調節可能であり、この調節によってステレオ領域内で知覚される音の位置を効果的に変化させる。両極端は全ての音を左だけ、又は全ての音を右だけとすることによって示される。一部のサウンド・システムでは、これは通常バランスと呼ばれている。パニングはステレオ効果を増大させることができるが、ステレオ分離においては一般的に有効ではない。ステレオ分離を実現するには、一方のチャネルをもう一方のチャネルに対して時間遅延させる。
【００２５】
圧縮は、音量のより大きい信号の増幅は小さく、より穏やかな信号の増幅は大きく行うように入力信号を増幅させる。それは可変利得増幅器を意味し、その利得は入力信号の音量に反比例的に（ｉｎｖｅｒｓｅｌｙ）依存する。
【００２６】
圧縮は、音声トラックのダイナミック・レインジを縮小し、フィードバックのような過渡事象からラジオ（ｒａｄｉｏｓ）を保護するために無線局又は放送局によって用いられる。またそれは、スタジオ録音において、録音に一定の音量を与えるために用いられる。ギター録音用にコンプレッサを用いると、指でつま弾く音、およびクリーン・リード・パッセージ・サウンド（ｃｌｅａｎ　ｌｅａｄｐａｓｓａｇｅ　ｓｏｕｎｄ）を一層スムーズとすることができる。圧縮は、特に無音の期間中に、バックグラウンドのノイズを増大させる場合がある。したがって、ノイズ・ゲートをコンプレッサと一緒に用いるとよい。エキスパニンダは、一般的にコンプレッサの逆の効果をもたらす。この効果は信号のダイナミック・レインジを拡大させるために使用することができる。
【００２７】
ノイズ・ゲートは、振幅が一定の閾値以下である信号をゲートで制御（阻止）し、更にその他の信号は通すように動作することができる。これは録音又は演奏時に、無音期間中のヒス音またはハム音といった背景ノイズを削除するのに有効である。それ以外のときは、録音又は演奏が背景ノイズを引き出すことができる。
【００２８】
ノイズ・ゲートは一時待機時間（ｈｏｌｄ　ｔｉｍｅ）、アタック・タイム（ａｔｔａｃｋ　ｔｉｍｅ）、およびリリース・タイム（ｒｅｌｅａｓｅ　ｔｉｍｅ）用の制御器を有する。一時待機時間は信号がゲートで制御される前に、信号が閾値以下に留まっている時間である。アタック時間は、（閾値より大きな）信号がゲートで制御された状態からフェード・インされている間の時間である。リリース時間は（閾値以下の）信号がゲートで制御された状態にフェードされている間の時間である。これらの制御器は、表面の音声信号の一部であるゲート信号が原因である歪みの問題を排除し、更にノイズ・ゲートによって持続ノートが突然削除されるという問題を排除するのに役立つ。
【００２９】
アタック遅延は、テープの逆再生時に生成される音とよく似た、「逆」演奏をシミュレートするのに用いられる。それは、遅延アタックを生じるようにノート（ｎｏｔｅ）またはコードを急激にフェード・インさせることによって、ノート又はコードのアタックを遅延させる際に動作する。
【００３０】
１組の音響効果の別の例には、現行の音声出力に時間遅延サンプルを付加したものに基づいたものがある。時間遅延サンプル付加に基づいた音響効果には、エコー、リバーバレーション、コーラス、フランジング、およびフェージィングが含まれる。
【００３１】
エコーは、時間遅延信号を音声出力に付加することによって生成される。これは単一のエコーを生成する。多数のエコーは実現するには、減衰器を介してエコー装置の出力をその入力に再び供給してやる。減衰器はエコーの減衰を判定し、各エコーがいかに急速に消えるかを示す。エコーの構成はくし型フィルタと呼ばれる。エコーは歪んだリード（ｄｉｓｔｏｒｔｅｄ　ｌｅａｄ）の音を大幅に改善する。何故なら、それはサステイン（ｓｕｓｔａｉｎ）を改善し、全体的によりスムーズな音を与えるからである。ボイス・トラックに低い減衰値が付加された（例えば、５乃至１５ミリ秒の）短いエコーは、ボイス音を「金属的」又はロボット・ライクにする。
【００３２】
リバーブは、部屋および密閉された建物の音響効果をシミュレートするために用いられる。例えば、部屋では音は壁、天井、および床で反射される。所与の時間に聞こえる音は、ソースからの音と反射音とを加えたものである。（拍手のような）衝撃は急激に減衰する。残響時間は衝撃がもとの大きさのほぼ６０ｄＢ減少するのにかかる時間と定義されている。
【００３３】
コーラス効果は音声トラックの録音を、二人以上の人間が合唱しているように聞こえさせることからコーラス効果と呼ばれている。これを実現するには、単一の遅延信号（エコー）をもとの入力に付加することによって可能となる。しかしながら、このエコー遅延は最小遅延と最大遅延の間において一定の速度で絶えず変動する可能性がある。
【００３４】
フランジング（ｆｌａｎｇｉｎｇ）はコーラス効果の特別事例である。通常、フランジャーのエコー遅延は０ミリ秒と５ミリ秒間において一定の速度で変動する。２つの同一録音を同時に再生し、一方のスピードを落としフランジング効果を与える。フランジングは、楽器が鼓動しているような「ヒューという（ｗｈｏｏｓｈｉｎｇ）」音を与える。それは本質的に誇張されたコーラスに相当する。
【００３５】
フェージィング（ｐｈａｓｉｎｇ）はフランジングと類似のものである。同一なるも位相のずれた２つの信号を足し合わせると、その結果これらの信号は相殺しあう。しかしながら、これらの信号の位相のずれが部分的である場合には、部分的相殺と、部分的強化とが起こる。これによりフェージィング効果へ導かれる。その他の所望の効果は、エコーとコーラスの変化によって実現することができる。
【００３６】
音響効果集合の別の例は、ある種の伝達関数（非線形）によってもとの信号を歪曲させるものである。伝達関数に基づく音響効果には、クリッピングと歪（ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ）が含まれる。
【００３７】
信号にハード・リミット（ｈａｒｄ−ｌｉｍｉｔ）伝達関数（歪）を乗ずると、対象／非対称のクリッピングが実現される。波形の２分の１／入力サンプルの絶対値のクリッピングが行われると半波／全波整流が実現される。任意の波形は、信号に任意の伝達関数を乗ずると形成され、ディジタル・バルブ／チューブ（ｖａｌｖｅ／ｔｕｂｅ）変形エミュレーションを実行するために用いられる。
【００３８】
一般に歪は上述のクリッピング機能の一方を用いて実現される。しかしながら、歪効果をもたらすアナログ回路をディジタル方式でシミュレートすることによって音楽的に更に有用な歪を実現することができる。異なる回路は異なる音を生成し、これらの回路の特徴をディジタル方式でシミュレートすると、効果を再生することができる。
【００３９】
１組の音響効果の別の例には、入力信号のろ波（ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ）又はその周波数の変調に基づく効果が含まれる。ろ波に基づく音響効果には、ピッチ・シフティング（ｐｉｔｃｈ　ｓｈｉｆｔｉｎｇ）、ビブラート、両側波帯変調、イコライズ（ｅｑｕａｌｉｚａｔｉｏｎ：等化）、ホアホア、およびボコーディング（ｖｏｃｏｄｉｎｇ）が含まれる。
【００４０】
ピッチ・シフトは、入力信号の周波数スペクトルをシフトする。ピッチ・シフトは、人間の音声に似せる、又は音声音を音声スペクトル上で「ダース・ベイダー（“ｄａｒｔｈ　Ｖａｄａｒ”）」音声を介して「チップマンク（“ｃｈｉｐｍｕｎｋｓ”）」の音声音のような音声音を作るために用いることができる。またそれは、リード・パッセージの中にハーモニーを作り出すために用いることができる。ピッチ・シフトの１つの特別事例はオクターブと呼ばれ、周波数スペクトルがオクターブ、シフト・アップ又はシフト・ダウンされる。
【００４１】
ビブラートは、ピッチ・シフトを最小ピッチと最大ピッチとの間において一定の速度で変動させることによって得ることができる。
【００４２】
両側波帯変調は、またリング変調（ｒｉｎｇｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）とも呼ばれる。この効果においては、入力信号にコサイン波形のような数学的関数を乗ずることによって、入力信号は変調される。これは、無線周波数放送用に両側波帯変調において利用されるのと同じ原理である。コサイン波は「キャリア」であり、もとの信号はその上で変調される。
【００４３】
イコライズは、これによってユーザが出力信号の周波数応答を制御することを可能とする１つの効果である。エンド・ユーザは一部の周波数帯域を拡大又は縮小し、特定のニーズに適合するように出力音を変化させることができる。イコライズは、（互いの周波数帯域の外側の）異なる周波数を中心とした多数の帯域フィルタで行うことができ、これによって帯域フィルタは制御可能な利得を有する。イコライズを用いると低音域および／又は高音域を強調することができる。
【００４４】
ホアホアは、またパラメトリック・イコライゼーションとしても周知である。これは単一の帯域幅フィルタであり、その中心周波数は音声周波数スペクトラルのどこにおいても制御および変更可能である。この効果はギタリストによって使用されることが多く、これを用いるとギターに音声のような音を生成させることができる。
【００４５】
ボコーディング（ｖｏｃｏｄｉｎｇ）は、楽器に音声に似た音を生成させるために用いられる効果である。それには制御信号（人間の発話）の周波数スペクトルに基づいた（楽器からの）入力信号の動的イコライゼーションがある。人間の発話の周波数スペクトラルを算出し、この周波数スペクトラルを入力信号の上に重ね合わせる。これはリアルタイムに且つ連続して行うことができる。ボコーディングの別の形態は、人間の声路をシミュレーションし、人間の発話をリアルタイムに合成することによって行われる。
【００４６】
音声出力４０は、増幅器、音楽サウンド・ボード、ミキサー、又はその他の音声処理モジュール１４への潜在的結合を示す。あるいは、音声出力４０は特定のニーズに応じてあらゆる適切な次の出力先へ導くことができる。例えば、音声出力４０は、演奏中の一連のトラック（即ち、ギター、ドラム、マクロフォン等）をサウンド・エンジニアが管理する処理ボードへ導くことができる。サウンド・エンジニアは音声処理モジュール１４と一緒にプログラム可能なインターフェース１８を用い、音楽作品に注入される音響効果を制御することができる。これで、選択されたあらゆる情報をダウンロードし、所望の音声信号出力を生成することができるプログラム可能な音楽サウンド・ボードを提供することによってカスタマイズ機能が得られる。また、録音エンジニアも、トラックを、例えばＣＰＵ上にディジタル方式で録音し次に所望の音響効果を音楽作品に付加する際、かかるシステムを利用することができる。
【００４７】
また処理システム１０には、特定の音響効果又はいくつかの情報を特定の時点用に指定することができる、時間区間特定パラメータ（ｔｉｍｅ　ｉｎｔｅｒｖａｌ　ｓｐｅｃｉｆｉｃ　ｐａｒａｍｅｔｅｒ）が備えられている。したがって、所望の音響効果をチャネル上にまたはトラック上に正確な時点で配すことができるため、所望の音声出力が実現される。これはＣＰＵを使用することによって、又は単に音声処理モジュール１４を使用することによって実行される。この意味では、チャネル毎のまたはトラック毎の多重化を行うことができるため、所望の音響効果を音楽作品の指定地点において正確に且つ素早く配すことができる。
【００４８】
図２は図１の処理システムの簡略ブロック図であって、本発明の代替実施形態を示している。同図では、音声処理モジュール１４は楽器の中に組み込まれている。例示のために、ギター５０にはアンプ５２に結合された音声処理モジュール１４が備えられた状態で示されている。アンプ５２はミキサー、拡声装置、サウンド・ボード、多数の音声入力信号を処理する処理装置、その他の処理モジュール１４、または他のあらゆる適切な装置又はエレメントに結合するか、又はこれらと置換してもよい。そのほかに、図２は音声処理モジュール１４に送られるか、又はダウンロードされる音響効果データを格納するために使用することができるＰＤＡ５６を更に示している。
【００４９】
実施形態の一例の動作においては、エンド・ユーザはＰＤＡ５６を用いて所望の１組の音響効果を音声処理モジュール１４の中にダウンロードすることができる。次に、エンド・ユーザはギターを演奏すると、アンプ５２を介して所望の音声信号出力を体験する。エンド・ユーザは、別のＣＰＵ、又はワールド・ワイド・ウエブ、または音響効果に関連する情報を格納するよう動作可能なその他のあらゆる適切な拠点を介して音響効果に関連する所望の音声ファイルを取り出すことができる。更に、ギター５０を演奏中に、ブルートゥースのようなあらゆる適切な通信プロトコルを用いて音響効果をダウンロードすることができる。更に多数の楽器が演奏されている場合には、セントラル・マネージャーは音声処理装置１４をＰＤＡ５６と一緒に用いて演奏中の音楽作品の多数の部分を管理することができる。これは、無線周波数（ＲＦ）技術、８０２．１１プロトコル、又はブルートゥース技術を用いて行うことができる。更に、セルラ・フォン、電子ノートブックのような適切な装置、又は音響効果関連情報を格納および／又は送信するように動作可能なその他のあらゆる適切なエレメント、装置、コンポーネント、又は物体を用いて効果をダウンロードすることができる。
【００５０】
図３は、音声信号をディジタル形式で処理する方法に関連する一連のステップを示すフローチャートである。この方法はステップ１００で始まり、ステップ１００では、１つ以上の音響効果に関係する１つ以上のファイルがダウンロードされるか又は送られる。音響効果データはプログラム可能なインターフェース１８を介して音声処理モジュール１４に出力される。ステップ１０２では、音声信号が選択された音声入力３４ａ‐３４ｄから受信される。ステップ１０４では、１つ以上の音響効果が音声信号に統合され、出力又は結果が生成されるように、音声信号を処理することができる。次に出力はステップ１０６において、アンプ５２、音楽サウンド・ボード又はその他の処理モジュール１４のような次の出力先へ送られる。
【００５１】
図３に示されたステップのいくつかは、適宜変更又は削除し、追加のステップをフローチャートに付加することができる。これらの変更は特定の音声システム・アーキテクチャ又は特定の楽器配置又は構成に基づくことができ、本発明の範囲又は教示から逸脱するものではない。
【００５２】
本発明を個々の実施形態を参照して詳細に説明してきたが、種々の変形、代替物、交替物を本発明の精神と範囲から逸脱することなく作成することができることは理解されよう。例えば、本発明は単一の音声処理モジュールを用いるものとして説明してきたが、多数の処理モジュールを適宜用い、多数の楽器を介して所望の音響効果を生成しやすくすることが可能である。そのような配置においては、音声処理モジュール１４をあらゆる適切な構成又は配置に結合して所望の音声信号出力を実行することができる。更に、音声処理モジュール１４のそれぞれは、エレメント間の相互作用、およびＣＰＵ、ＰＤＡのようなその他のあらゆる適切な素子、又は音声処理モジュール１４と一緒に利用されるその他のあらゆる素子のとの更なる相互作用を可能とする通信プロトコルを含むことができる。
【００５３】
その他の多数の変更、代替物、変形、交替物、および修正物を当業者は確認することができ、更にかかる変更、代替物、変形、交替物、および修正物は添付の特許請求の範囲の精神と範囲の内に収まるが、本発明はそれらを全て包含することを意図している。
【００５４】
更に、本発明は添付の特許請求の範囲にともすると示されていない明細書中のあらゆる陳述によって制約されることは決して意図していない。種々の実施形態の例を示し且つ説明してきたが、本発明は提供されたそれらの実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の範囲は特許請求の範囲によってのみ限定されることを意図している。
【００５５】
以上の説明に関して更に以下の項を開示する。
（１）対応する音声信号を受信する複数の音声入力であって、前記音声信号の各々は演奏され前記音声信号の選択された１つを生成する楽器を意味する、前記複数の音声入力と、
前記複数の音声信号を受信するように動作可能な前記複数の音声入力に接続された音声処理モジュールであって、該音声処理モジュールは複数の音響効果のうちの選択された一つ以上の音響効果を対応する音声信号と統合するよう動作可能であり、該音声処理モジュールはそれぞれの選択された音響効果と前記対応する音声信号との統合を反映する音声信号出力を生成するように動作可能である、前記音声処理モジュールと、
を備えた音声信号を処理するシステム。
（２）第１項記載のシステムにおいて、前記音声処理モジュールは前記選択された音響効果と関連するファイルを格納するように動作可能であるシステム。
（３）第１項記載のシステムにおいて、前記音声処理モジュールは前記音声信号が前記選択された音響効果と統合される際、手動調整を行って前記音声信号をチューニングするよう動作可能であるシステム。
（４）第１項記載のシステムにおいて、前記音声処理モジュールは前記選択された音響効果が音楽作品において選択された時間区間で実現されるように、前記音声信号を処理すべく動作可能であるシステム。
（５）音声信号を処理する方法であって、
複数の音声信号を受信するステップと、
各音声信号を複数の対応する音響効果の選択された１つ以上と統合させるステップと、
各音声信号と対応する選択された音響効果との統合を反映する出力を生成するステップと、
前記出力を次の出力先に送るステップと、
からなる方法。
（６）第５項記載の方法であって、更に、
前記選択された音響効果と関連するファイルを格納するステップと、
前記選択された音響効果が前記対応する音声信号と統合されるように、前記選択された音響効果に関連するファイルにアクセスするステップと、
からなる方法。
（７）第５項記載の方法であって、更に、
前記選択された音響効果が前記音声信号と統合される際に前記音声信号をチューニングするステップ、
を備える方法。
（８）第５項記載の方法であって、更に、
対応する音声信号に関連する特定の時間区間において前記選択された音響効果を統合するステップを備え、前記チャネルは楽器によって生成された音楽トラックを表す方法。
【００５６】
（９）音声信号（３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ）を受信するステップと、当該音声信号を複数の音響効果（３８）の中の選択された１つと統合するステップとを含んだ音声信号を処理する方法を提供する。また、この方法は、前述の音声信号と選択された音響効果との統合を反映する出力（４０）を生成するステップを含む。次にこの出力は次の出力先へ送られる。
【図面の簡単な説明】
本発明とその特徴および利点とを一層完璧に理解するため、添付図面に関係付けられた以下の説明を参照する。同図のなかで、同一の参照符号は同一の部分を表す。
【図１】１つ以上の音声信号をディジタル方式で処理する処理システムの簡略ブロック図。
【図２】処理システムの実施態様の一例の簡略ブロック図。
【図３】１つ以上の音声信号をディジタル方式で処理する方法にかかわる一連のステップを示すフローチャート。
【符号の説明】
１０　処理システム
１４　音声処理モジュール
１８　プログラム可能インターフェース
２０　機械式インターフェース・ユニット
２４　ディジタル信号プロセッサ
２８　コーデック
３０　メモリ・エレメント
５２　アンプ
５６　ＰＤＡ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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