(57)【要約】【課題】簡単、高速あるいは正確に音質の調整を行うための音声信号調整装置等を提供することである。【解決手段】サブバンドデータ入力部１が、音声の基本周波数成分又は高調波成分の強度の時間変化を表すサブバンドデータ群を取得し、一方、校正用データ生成部３は、音声再生部５が再生する音声を受音し、この音声を表す校正用サブバンドデータ群を生成する。音質調整部４は、校正用サブバンドデータ群に基づいて、サブバンドデータ群内の各サブバンドデータの強度を調整し、また、音質指定データ入力部が音質指定データを取得していれば、この音質指定データに従って、サブバンドデータ群内の各サブバンドデータの強度を調整する。音声再生部５は、調整後のサブバンドデータ群が表す音声を再生する。【選択図】図１
2007110451.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
音声の基本周波数成分又は高調波成分の強度の時間変化を表す音声信号からなる音声信号群を外部より取得する音声信号取得手段と、
前記音声信号取得手段が取得した音声信号群に含まれる音声信号の強度を変更する音声信号調整手段と、
音声信号の強度を変更された音声信号群に基づき、当該音声信号群が表す音声の波形を表す信号を生成する波形生成手段と、を備える、
ことを特徴とする音声信号調整装置。
【請求項２】
前記音声信号取得手段が取得した音声信号群に含まれる音声信号の強度の変更の態様を指定する指定データを外部より取得する指定データ取得手段を更に備え、
前記音声信号調整手段は、前記音声信号取得手段が取得した音声信号群に含まれる音声信号の強度を、前記指定データ取得手段が取得した指定データが指定する態様で変更する、
ことを特徴とする請求項１に記載の音声信号調整装置。
【請求項３】
音声を受音し、当該音声の波形を表す加工対象の音声信号の基本周波数成分及び高調波成分の強度の時間変化を表す校正用音声信号からなる校正用音声信号群を生成する校正用音声信号生成手段を更に備え、
前記音声信号調整手段は、前記音声信号取得手段が取得した音声信号群に含まれる音声信号の強度の変更後の値を、当該音声信号の強度、及び、当該音声信号と実質的に同一の周波数の成分を表す前記校正用音声信号の強度に基づいて決定し、決定結果に従って当該音声信号の強度を変更する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の音声信号調整装置。
【請求項４】
前記校正用音声信号生成手段は、
受音した音声の波形を表す信号を生成し、当該信号の単位ピッチ分にあたる区間の時間長を実質的に同一に揃えることにより、当該信号をピッチ波形信号へと加工する手段と、
前記ピッチ波形信号の基本周波数成分及び高調波成分の強度の時間変化を表す信号を、前記校正用音声信号として生成する手段と、を備えている、
ことを特徴とする請求項３に記載の音声信号調整装置。
【請求項５】
音声の基本周波数成分又は高調波成分の強度の時間変化を表す音声信号からなる音声信号群を外部より取得し、
取得した音声信号群に含まれる音声信号の強度を変更し、
音声信号の強度を変更された音声信号群に基づき、当該音声信号群が表す音声の波形を表す信号を生成する、
ことを特徴とする音声信号調整方法。
【請求項６】
コンピュータを、
音声の基本周波数成分又は高調波成分の強度の時間変化を表す音声信号からなる音声信号群を外部より取得する音声信号取得手段と、
前記音声信号取得手段が取得した音声信号群に含まれる音声信号の強度を変更する音声信号調整手段と、
音声信号の強度を変更された音声信号群に基づき、当該音声信号群が表す音声の波形を表す信号を生成する波形生成手段と、
して機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、音声信号調整装置、音声信号調整方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
音声データを用いて音声を再生する場合、一般に、音声データが表す本来の音声と実際に再生される音声との差異を補正する、再生される音声から雑音を除去する、あるいは本来の音声に聴覚上の特殊効果を付加する、等の目的で、再生される音声の音質の調整が行われる。
【０００３】
音質の調整は、従来は、イコライザを備えた音声再生装置にテスト用の音声データを用いて音声を再生させ、再生された音声を受信して、受信された音声の波形とテスト用の音声データが表す波形との差異に基づいてイコライザの周波数特性を決定し、決定した通りの周波数特性となるようにイコライザを操作することによって行っていた（例えば、特許文献１参照）。なお、テスト用の音声データとしては、例えばインパルス波形やスイープ波形を表すものが用いられていた。
【特許文献１】特開２００１−１９７５８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来のイコライザは構成が複雑であり製造コストが大きかった。また、決定した通りになるよう正確に周波数特性を変化させるイコライザは構成が複雑となり、これを製造することは技術的にも経済的にも困難であった。また、テスト用の音声としてインパルス波形を使うと、再生される音声の帯域が極めて広くなるため、その周波数特性を正確に特定しにくく、従ってイコライザの周波数特性の決定結果が不適切になりやすい。また、テスト用の音声としてスイープ波形を使うと、再生される音声の周波数特性の特定に長時間が必要になる。
【０００５】
この発明は、上記実状に鑑みてなされたものであり、簡単、高速あるいは正確に音質の調整を行うための音声信号調整装置、音声信号調整方法及びプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、この発明の第１の観点に係る音声信号調整装置は、
音声の基本周波数成分又は高調波成分の強度の時間変化を表す音声信号からなる音声信号群を外部より取得する音声信号取得手段と、
前記音声信号取得手段が取得した音声信号群に含まれる音声信号の強度を変更する音声信号調整手段と、
音声信号の強度を変更された音声信号群に基づき、当該音声信号群が表す音声の波形を表す信号を生成する波形生成手段と、を備える、
ことを特徴とする。
【０００７】
前記音声信号調整装置は、前記音声信号取得手段が取得した音声信号群に含まれる音声信号の強度の変更の態様を指定する指定データを外部より取得する指定データ取得手段を更に備えてもよい。
この場合、前記音声信号調整手段は、前記音声信号取得手段が取得した音声信号群に含まれる音声信号の強度を、前記指定データ取得手段が取得した指定データが指定する態様で変更するものであってもよい。
【０００８】
前記音声信号調整装置は、音声を受音し、当該音声の波形を表す加工対象の音声信号の基本周波数成分及び高調波成分の強度の時間変化を表す校正用音声信号からなる校正用音声信号群を生成する校正用音声信号生成手段を更に備えてもよい。
この場合、前記音声信号調整手段は、前記音声信号取得手段が取得した音声信号群に含まれる音声信号の強度の変更後の値を、当該音声信号の強度、及び、当該音声信号と実質的に同一の周波数の成分を表す前記校正用音声信号の強度に基づいて決定し、決定結果に従って当該音声信号の強度を変更するものであってもよい。
【０００９】
前記校正用音声信号生成手段は、
受音した音声の波形を表す信号を生成し、当該信号の単位ピッチ分にあたる区間の時間長を実質的に同一に揃えることにより、当該信号をピッチ波形信号へと加工する手段と、
前記ピッチ波形信号の基本周波数成分及び高調波成分の強度の時間変化を表す信号を、前記校正用音声信号として生成する手段と、を備えていてもよい。
【００１０】
また、この発明の第２の観点に係る音声信号調整方法は、
音声の基本周波数成分又は高調波成分の強度の時間変化を表す音声信号からなる音声信号群を外部より取得し、
取得した音声信号群に含まれる音声信号の強度を変更し、
音声信号の強度を変更された音声信号群に基づき、当該音声信号群が表す音声の波形を表す信号を生成する、
ことを特徴とする。
【００１１】
また、この発明の第３の観点に係るプログラムは、
コンピュータを、
音声の基本周波数成分又は高調波成分の強度の時間変化を表す音声信号からなる音声信号群を外部より取得する音声信号取得手段と、
前記音声信号取得手段が取得した音声信号群に含まれる音声信号の強度を変更する音声信号調整手段と、
音声信号の強度を変更された音声信号群に基づき、当該音声信号群が表す音声の波形を表す信号を生成する波形生成手段と、
して機能させるためのものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、簡単、高速あるいは正確に音質の調整を行うための音声信号調整装置、音声信号調整方法及びプログラムが実現される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、この発明の実施の形態を、音質調整装置を例とし、図面を参照して説明する。
図１は、この音質調整装置の構成を示す図である。図示するように、この音質調整装置は、サブバンドデータ入力部１と、音質指定データ入力部２と、校正用データ生成部３と、音質調整部４と、音声再生部５とより構成されている。
【００１４】
サブバンドデータ入力部１は、例えば、記録媒体（例えば、フレキシブルディスクやＭＯ（Magneto Optical disk）など）に記録されたデータを読み取る記録媒体ドライバ（フレキシブルディスクドライブや、ＭＯドライブなど）や、あるいは、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）インターフェース回路等からなり外部とのデータ交換を制御する通信制御装置などからなっている。
【００１５】
サブバンドデータ入力部１は、音声を表すサブバンドデータ群を取得し、音質調整部４に供給する。サブバンドデータ群は、音声の基本周波数成分の強度の時間変化を表す０番目のサブバンドデータと、この音声のｎ個（ｎは自然数）の高調波成分の強度の時間変化を表す１番目〜ｎ番目までのｎ個のサブバンドデータとを含むデータである。それぞれのサブバンドデータは、音声の基本周波数成分（又は高調波成分）の強度の時間変化がないとき、基本周波数成分（又は高調波成分）の強度を、直流信号の形で表す。
【００１６】
また、当該サブバンドデータ群が表す音声が、その単位ピッチ分にあたる各区間を移相することにより、各区間の位相を揃えられたものである場合、サブバンドデータ入力部１は、当該サブバンドデータ群が表す音声についてのピッチ情報を取得可能であれば、このピッチ情報も取得し、音声再生部５に供給する。ピッチ情報は、当該サブバンドデータ群が表す音声の各区間の長さ（ピッチ長）の本来の値を表す情報である。
【００１７】
音質指定データ入力部２は、例えば、キーボード、ポインティングデバイス等の入力装置と、ＣＰＵ（Digital Signal Processor）等のプロセッサとより構成されている。音質指定データ入力部２は、音質指定データを入力する操作が操作者によってなされれば、この操作に従って、音質指定データを取得する。そして、取得した音質指定データを、音質調整部４に供給する。
【００１８】
音質指定データは、サブバンドデータ入力部１が取得したサブバンドデータ群を構成するそれぞれのサブバンドデータの強度をどのように変更すべきかを指定するデータであり、たとえば、それぞれのサブバンドデータが表す成分の強度に乗じるべき係数を表すデータからなっている。
【００１９】
校正用データ生成部３は、校正用音声入力部３１と、ピッチ抽出部３２と、サブバンド解析部３３とより構成されている。
【００２０】
校正用音声入力部３１は、マイクロフォンなどからなる受音装置や、ＡＦ（Audio Frequency）増幅器、サンプラー、Ａ／Ｄ（Analog-to-Digital）コンバータ及びＰＣＭエンコーダなどより構成されている。校正用音声入力部３１は、自己のマイクロフォンが受音した音声を表す音声信号を増幅し、サンプリングしてＡ／Ｄ変換した後、サンプリングされた音声信号を表す校正用音声データを生成して、ピッチ抽出部３２へと供給する。
【００２１】
なお、校正用音声データは、たとえば、ＰＣＭ（Pulse Code Modulation）変調されたディジタル信号の形式を有していればよく、校正用音声入力部３１が受音した音声を、そのピッチより十分短い一定の周期でサンプリングした結果を表すものとなっていればよい。
【００２２】
ピッチ抽出部３２及びサブバンド解析部３３は、いずれも、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）やＣＰＵ等のプロセッサと、ＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリとより構成されている。なお、単一のプロセッサや単一のメモリがピッチ抽出部３２及びサブバンド解析部３３の一部又は全部の機能を行うようにしてもよい。また、音質指定データ入力部２の機能を行うプロセッサがピッチ抽出部３２及びサブバンド解析部３３の一部又は全部の機能を共通して行うようにしてもよい。
【００２３】
ピッチ抽出部３２は、機能的には、たとえば図２に示すように、ケプストラム解析部３２１と、自己相関解析部３２２と、重み計算部３２３と、ＢＰＦ（Band Pass Filter：バンドパスフィルタ）係数計算部３２４と、バンドパスフィルタ３２５と、ゼロクロス解析部３２６と、波形相関解析部３２７と、位相調整部３２８と、リサンプリング部３２９とより構成されている。
【００２４】
なお、単一のプロセッサや単一のメモリがケプストラム解析部３２１、自己相関解析部３２２、重み計算部３２３、ＢＰＦ（Band Pass Filter）係数計算部３２４、バンドパスフィルタ３２５、ゼロクロス解析部３２６、波形相関解析部３２７、位相調整部３２８及びリサンプリング部３２９の一部又は全部の機能を行うようにしてもよい。
【００２５】
ケプストラム解析部３２１は、校正用音声入力部３１より供給される校正用音声データにケプストラム分析を施すことにより、この校正用音声データが表す音声の基本周波数及びフォルマント周波数を特定する。そして、特定した基本周波数を示すデータを生成して重み計算部３２３へと供給し、また、特定したフォルマント周波数を示すデータを生成してサブバンド解析部３３へと供給する。
【００２６】
具体的には、ケプストラム解析部３２１は、校正用音声入力部３１より校正用音声データを供給されると、まず、この校正用音声データのスペクトルを、高速フーリエ変換の手法（あるいは、離散的変数をフーリエ変換した結果を表すデータを生成する他の任意の手法）により求める。
【００２７】
次に、ケプストラム解析部３２１は、求められたスペクトルの各成分の強度を、それぞれの元の値の対数にあたる値へと変換する。（対数の底は任意であり、例えば常用対数などでよい。）
次に、ケプストラム解析部３２１は、値が変換されたスペクトルに逆フーリエ変換を施した結果（すなわち、ケプストラム）を、高速逆フーリエ変換の手法（あるいは、離散的変数を逆フーリエ変換した結果を表すデータを生成する他の任意の手法）により求める。
【００２８】
そして、ケプストラム解析部３２１は、得られたケプストラムに基づいて、このケプストラムが表す音声の基本周波数を特定し、特定した基本周波数を示すデータを生成して重み計算部３２３へと供給する。
具体的には、ケプストラム解析部３２１は、例えば、得られたケプストラムをフィルタリング（すなわちリフタリング）することにより、このケプストラムのうち所定のケフレンシ以上の周波数成分（長成分）を抽出し、抽出された長成分ピークの位置に基づいて基本周波数を特定すればよい。
【００２９】
自己相関解析部３２２は、校正用音声入力部３１より校正用音声データを供給されると、校正用音声データの波形の自己相関関数に基づく解析を行うことにより、この校正用音声データが表す音声の基本周波数を特定し、特定した基本周波数を示すデータを生成して重み計算部３２３へと供給する。
【００３０】
具体的には、自己相関解析部３２２は、校正用音声入力部３１より校正用音声データを供給されるとまず、数式１の右辺により表される自己相関関数ｒ（ｌ）を特定する。
【００３１】
【数１】
2007110451.tif 000003
【００３２】
次に、自己相関解析部３２２は、自己相関関数ｒ（ｌ）をフーリエ変換した結果得られる関数（ピリオドグラム）の極大値を与える周波数のうち、所定の下限値を超える最小の値を基本周波数として特定し、特定した基本周波数を示すデータを生成して重み計算部３２３へと供給する。
【００３３】
重み計算部３２３は、ケプストラム解析部３２１及び自己相関解析部３２２より基本周波数を示すデータを１個ずつ合計２個供給されると、これら２個のデータが示す基本周波数の逆数の絶対値の平均を求める。そして、求めた値（すなわち、平均ピッチ長）を示すデータを生成し、ＢＰＦ係数計算部３２４へと供給する。
【００３４】
ＢＰＦ係数計算部３２４は、平均ピッチ長を示すデータを重み計算部３２３より供給され、ゼロクロス解析部３２６より後述のゼロクロス信号を供給されると、供給されたデータやゼロクロス信号に基づき、平均ピッチ長とピッチ信号とゼロクロスの周期とが互いに所定量以上異なっているか否かを判別する。そして、異なっていないと判別したときは、ゼロクロスの周期の逆数を中心周波数（バンドパスフィルタ３２５の通過帯域の中央の周波数）とするように、バンドパスフィルタ３２５の周波数特性を制御する。一方、所定量以上異なっていると判別したときは、平均ピッチ長の逆数を中心周波数とするように、バンドパスフィルタ３２５の周波数特性を制御する。
【００３５】
バンドパスフィルタ３２５は、中心周波数が可変なＦＩＲ（Finite Impulse Response）型のフィルタの機能を行う。
具体的には、バンドパスフィルタ３２５は、自己の中心周波数を、ＢＰＦ係数計算部３２４の制御に従った値に設定する。そして、校正用音声入力部３１より供給される校正用音声データをフィルタリングして、フィルタリングされた校正用音声データ（ピッチ信号）を、ゼロクロス解析部３２６及び波形相関解析部３２７へと供給する。ピッチ信号は、校正用音声データのサンプルリング間隔と実質的に同一のサンプリング間隔を有するディジタル形式のデータからなるものとする。なお、バンドパスフィルタ３２５の帯域幅は、バンドパスフィルタ３２５の通過帯域の上限が校正用音声データの表す音声の基本周波数の２倍以内に常に収まるような帯域幅であることが望ましい。
【００３６】
ゼロクロス解析部３２６は、バンドパスフィルタ３２５から供給されたピッチ信号の瞬時値が０となる時刻（ゼロクロスする時刻）が来るタイミングを特定し、特定したタイミングを表す信号（ゼロクロス信号）を、ＢＰＦ係数計算部３２４へと供給する。
ただし、ゼロクロス解析部３２６は、ピッチ信号の瞬時値が０でない所定の値となる時刻が来るタイミングを特定し、特定したタイミングを表す信号を、ゼロクロス信号に代えてＢＰＦ係数計算部３２４へと供給するようにしてもよい。
【００３７】
波形相関解析部３２７は、校正用音声入力部３１より校正用音声データを供給されると、バンドパスフィルタ３２５より供給されたピッチ信号の単位周期（例えば１周期）の境界が来るタイミングでこの校正用音声データを区切る。そして、区切られてできる区間のそれぞれについて、この区間内の校正用音声データの位相を種々変化させたものとこの区間内のピッチ信号との相関を求め、最も相関が高くなるときの校正用音声データの位相を、この区間内の校正用音声データの位相として特定する。
【００３８】
具体的には、波形相関解析部３２７は、それぞれの区間毎に、例えば、数式２の右辺により表される値ｃｏｒを、位相を表すφ（ただし、φは０以上の整数）の値を種々変化させた場合それぞれについて求める。そして、波形相関解析部３２７は、値ｃｏｒが最大になるようなφの値Ψを特定し、値Ψを示すデータを生成して、この区間内の校正用音声データの位相を表す位相データとして位相調整部３２８に供給する。
【００３９】
【数２】
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【００４０】
なお、区間の時間的な長さは、１ピッチ分程度であることが望ましい。区間が長いほど、区間内のサンプル数が増えて校正用ピッチ波形データ（後述）のデータ量が増大し、あるいは、サンプリング間隔が増大して校正用ピッチ波形データが表す音声が不正確になる、という問題が生じる。
【００４１】
位相調整部３２８は、校正用音声入力部３１より校正用音声データを供給され、波形相関解析部３２７より校正用音声データの各区間の位相Ψを示すデータを供給されると、それぞれの区間の校正用音声データの位相を（−Ψ）だけ移相することにより、各区間の位相を揃える。そして、移相された校正用音声データ（校正用ピッチ波形データ）をリサンプリング部３２９に供給する。
【００４２】
リサンプリング部３２９は、位相調整部３２８より供給された校正用音声データの各区間をサンプリングし直し（リサンプリングし）、リサンプリングされた校正用ピッチ波形データを、サブバンド解析部３３に供給する。
【００４３】
ただし、リサンプリング部３２９は、校正用音声データの各区間のサンプル数が互いにほぼ等しい一定数になるようにして、同一区間内では等間隔になるようリサンプリングする。サンプル数がこの一定数に満たない区間については、時間軸上で隣接するサンプル間を所定の手法（例えば、ラグランジェ補間）により補間するような値を有するサンプルを追加することにより、この区間のサンプル数をこの一定数に揃える。
【００４４】
サブバンド解析部３３は、リサンプリング部３２９より供給された校正用ピッチ波形データにＤＣＴ（Discrete Cosine Transform）等の直交変換を施すことにより、校正用サブバンドデータ群を生成して、生成した校正用サブバンドデータ群を、音質調整部４へと供給する。
校正用サブバンドデータ群は、サブバンド解析部３３に供給された校正用ピッチ波形データが表す音声の基本周波数成分の強度の時間変化を表す０番目の校正用サブバンドデータと、この音声のｎ個（ｎは上述の自然数）の高調波成分の強度の時間変化を表す１番目〜ｎ番目までのｎ個の校正用サブバンドデータとを含むデータである。
【００４５】
音質調整部４は、サブバンドデータ群をサブバンドデータ入力部１より供給され、また、校正用サブバンドデータ群を校正用データ生成部３のサブバンド解析部３３より供給されると、サブバンドデータ群内のｋ番目（ｋは０以上ｎ以下の整数）のサブバンドデータの強度が数式３に示す値Ｙ（ｋ）になるように、サブバンドデータ群内の各サブバンドデータを変更する。そして、値を変更されたサブバンドデータ群をサブバンド合成部５１に供給する。
【００４６】
（数３）
Ｙ（ｋ）＝｛α・Ｘ（ｋ）｝２／｛Ｒ（ｋ）｝
（ただし、Ｘ（ｋ）はサブバンドデータ群内のｋ番目のサブバンドデータの変更前の強度、Ｒ（ｋ）は校正用サブバンドデータ群内のｋ番目のサブバンドデータの強度、αは所定の比例係数）
【００４７】
音声再生部５が再生した音声を校正用データ生成部３が受音するようにした場合において、音質調整部４から音声再生部５へと供給されたサブバンドデータ群が表す音声が音声再生部５により再生されてから、当該音声を表す校正用サブバンドデータ群が生成され音質調整部４に供給されるまでの時間長が無視できる程度に短く、また、Ｒ（ｋ）がＹ（ｋ）に比例するとみなせる、という条件下では、Ｙ（ｋ）の値は実質的に、｛α・Ｘ（ｋ）｝に比例する値へと調整される。（ただし、音質指定データは音質指定データ入力部２より供給されてないものとする。）
【００４８】
ただし、音質調整部４は、音質指定データを音質指定データ入力部２より供給されている場合は、値を変更した後のサブバンドデータ群内の各サブバンドデータの強度を、音質指定データが指定する強度へと更に変更することにより、サブバンドデータ群が全体として表す音声の音質を調整する。たとえば、音質指定データが、当該サブバンドデータが表す成分の強度に乗じるべき係数を表すものであれば、当該成分の強度と当該係数との積が新たな強度となるように、当該サブバンドデータの強度を変更する。そして、強度を更に変更されることにより音質の調整を受けたサブバンドデータ群を、サブバンド合成部５１に供給する。
【００４９】
音声再生部５は、サブバンド合成部５１と、音声波形復元部５２と、音声出力部５３とより構成されている。
このうち、サブバンド合成部５１及び音声波形復元部５２は、いずれも、ＤＳＰやＣＰＵ等のプロセッサと、ＲＡＭ等のメモリとより構成されている。なお、単一のプロセッサや単一のメモリがサブバンド合成部５１及び音声波形復元部５２の一部又は全部の機能を行うようにしてもよい。また、音質指定データ入力部２、ピッチ抽出部３２及びサブバンド解析部３３の一部又は全部の機能を行うプロセッサが、サブバンド合成部５１及び音声波形復元部５２の一部又は全部の機能を共通して行うようにしてもよい。
【００５０】
サブバンド合成部５１は、サブバンドデータ群を音質調整部４より供給されると、このサブバンドデータ群に変換を施すことにより、このサブバンドデータ群により各周波数成分の強度が表されるピッチ波形データ（すなわち、音声の単位ピッチ分にあたる各区間を移相することにより、各区間の位相を揃えられた音声データ）、又は各区間の位相を揃える処理を経ていない音声データを復元し、復元されたピッチ波形データ又は音声データを、音声波形復元部５２へと供給する。
【００５１】
サブバンド合成部５１がサブバンドデータ群に施す変換は、サブバンドデータ入力部１が取得したサブバンドデータ群を生成するために音声データに施した変換に対して実質的に逆変換の関係にあるような変換である。従って、たとえばこのサブバンドデータ群がピッチ波形データにＤＣＴを施して生成されたものである場合、サブバンド合成部５１は、このサブバンドデータ群にＩＤＣＴ（Inverse DCT）を施すようにすればよい。
【００５２】
音声波形復元部５２は、サブバンド合成部５１より供給されたデータがピッチ波形データであれば、当該ピッチ波形データの各区間の時間長を、サブバンドデータ入力部１より供給されるピッチ情報が示す時間長になるよう変更する。区間の時間長の変更は、たとえば区間内にあるサンプルの間隔及び／又はサンプル数を変更することにより行えばよい。そして、音声波形復元部５２は、各区間の時間長を変更されたピッチ波形データ（すなわち、復元された音声を表す音声データ）を音声出力部５３へと供給する。
一方、音声波形復元部５２は、サブバンド合成部５１より供給されたデータが、各区間の位相を揃える処理を経ていない音声データであれば、当該音声データを、復元された音声を表す音声データであるものとして音声出力部５３へと供給する。
【００５３】
音声出力部５３は、たとえば、ＰＣＭデコーダの機能を行う制御回路と、Ｄ／Ａ（Digital-to-Analog）コンバータと、ＡＦ（Audio Frequency）増幅器と、スピーカ等とを備えている。
音声出力部５３は、音声波形復元部５２より、復元された音声を表す音声データを供給されると、これらの音声データを復調し、Ｄ／Ａ変換及び増幅を行い、得られたアナログ信号を用いてスピーカを駆動することにより、音声を再生する。
【００５４】
音声再生部５が再生した音声を校正用データ生成部３が受音する、という条件の下で以上説明した動作を行うことにより、この音質調整装置は、サブバンドデータが表す音声の音質を調整する。
【００５５】
音質の調整は、サブバンドデータが表す成分の強度を変更する形で行われるものであり、一方、サブバンドデータは、音声の基本周波数成分又は高調波成分の強度の時間変化が特に急峻でない限り直流信号とみなせるものであるから、この音質調整装置の構成は簡単なものとでき、容易に製造することができる。
【００５６】
また、直流信号とみなせるサブバンドデータの強度を変更する処理は、有限次数のフィルタによるフィルタリングとは異なり、所望の特性を正確に得られるものであるから、音質の調整は正確に行われる。
【００５７】
また、この音質調整装置は、外部から取得する任意のサブバンドデータに基づいて自らが再生する音声をテスト用の音声として用いることができるので、所定のテスト用信号を用いて音質の調整を行うために時間を割く必要はなく、本来再生したい音声を再生させながら音質の調整を行わせることが可能である。
【００５８】
なお、この音質調整装置の構成は上述のものに限られない。
たとえば、この音質調整装置は、必ずしも音質指定データ入力部２及び校正用データ生成部３の両方を備えていなくてもよい。なお、この音質調整装置が校正用データ生成部３を備えない場合（又は、校正用データ生成部３より校正用サブバンドデータが供給されない場合）、音質調整部４は、サブバンドデータ入力部１より供給されたサブバンドデータ群を、サブバンドデータの値を変更済みのサブバンドデータ群であるものとして扱えばよい。そして、当該サブバンドデータ群内の各サブバンドデータの強度を、音質指定データが指定する強度へと直ちに変更すればよい。
【００５９】
また、サブバンドデータ入力部１は、電話回線、専用回線、衛星回線等の通信回線を介して外部よりサブバンドデータを取得するようにしてもよい。この場合、サブバンドデータ入力部１は、例えばモデム等からなる通信制御装置を備えていればよい。
同様に、音質指定データ入力部２が通信制御装置を備えていてもよく、通信回線を介して外部より音質指定データを取得するようにしてもよい。
なお、１個の記録媒体ドライブ装置や通信制御装置がサブバンドデータ入力部１及び音質指定データ入力部２の機能を兼ねて行ってもよい。
【００６０】
また、ピッチ抽出部３２は、ケプストラム解析部３２１（又は自己相関解析部３２２）を備えていなくてもよく、この場合、重み計算部３２３は、ケプストラム解析部３２１（又は自己相関解析部３２２）が求めた基本周波数の逆数をそのまま平均ピッチ長として扱うようにすればよい。
また、波形相関解析部３２７は、バンドパスフィルタ３２５から供給されたピッチ信号を、そのままゼロクロス信号としてケプストラム解析部３２１へと供給するようにしてもよい。
【００６１】
また、音質調整部４は、サブバンドデータをフィルタリングしてその交流成分を実質的に除去することにより、当該サブバンドデータから雑音を除去するようにしてもよい。
【００６２】
以上、この発明の実施の形態を説明したが、この発明にかかる音声信号調整装置は、専用のシステムによらず、通常のコンピュータシステムを用いて実現可能である。
例えば、マイクロホン、サンプリング回路、Ａ／Ｄ変換器、Ｄ／Ａ変換器、スピーカ等を備えたパーソナルコンピュータに上述のサブバンドデータ入力部１、音質指定データ入力部２、校正用データ生成部３、音質調整部４及び音声再生部５の動作を実行させるためのプログラムを格納した媒体（ＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク等）から該プログラムをインストールすることにより、上述の処理を実行する音質調整装置を構成することができる。
【００６３】
そして、このプログラムを実行する上述のパーソナルコンピュータが、図１の音声調整装置の動作に相当する処理として、図３〜図４に示す処理を行うものとする。図３〜図４は、このパーソナルコンピュータが実行する処理を示すフローチャートである。
【００６４】
すなわち、まず、このパーソナルコンピュータが、外部より、上述のサブバンドデータ群を取得し（図３、ステップＳ１０１）、また、当該サブバンドデータ群が表す音声が、その単位ピッチ分にあたる各区間を移相することにより、各区間の位相を揃えられたものであって、当該サブバンドデータ群が表す音声についてのピッチ情報を取得可能であれば、このピッチ情報も取得する（ステップＳ１０１）。また、このパーソナルコンピュータは、音質指定データを入力する操作が操作者によってなされれば、この操作に従って、音質指定データを取得する（ステップＳ１０１）。
【００６５】
その一方で、このパーソナルコンピュータは、音声を受音してサンプリングし、Ａ／Ｄ変換することにより、デジタル形式の校正用音声データを生成する（ステップＳ１０２）。そしてこの校正用音声データをフィルタリングすることにより、フィルタリングされた校正用音声データ（ピッチ信号）を生成する（ステップＳ１０３）。
【００６６】
なお、このパーソナルコンピュータは、ピッチ信号を生成するために行うフィルタリングの特性を、後述するピッチ長と、ピッチ信号の瞬時値が０となる時刻（ゼロクロスする時刻）とに基づくフィードバック処理を行うことにより決定する。
【００６７】
すなわち、このパーソナルコンピュータは、受音して生成した音声データに、例えば、上述したケプストラム解析、あるいは、上述した自己相関関数に基づく解析を施すことにより、この音声データが表す音声の基本周波数を特定し、この基本周波数の逆数の絶対値（すなわち、ピッチ長）を求める（ステップＳ１０４）。（あるいは、このパーソナルコンピュータは、ケプストラム解析及び自己相関関数に基づく解析の両方を行うことにより基本周波数を２個特定し、これら２個の基本周波数の逆数の絶対値の平均をピッチ長として求めるようにしてもよい。）
【００６８】
一方、このパーソナルコンピュータは、ピッチ信号がゼロクロスする時刻が来るタイミングを特定する（ステップＳ１０５）。そして、このパーソナルコンピュータは、ピッチ長とピッチ信号のゼロクロスの周期とが互いに所定量以上異なっているか否かを判別し（ステップＳ１０６）、異なっていないと判別した場合は、ゼロクロスの周期の逆数を中心周波数とするようなバンドパスフィルタの特性で上述のフィルタリングを行うこととする（ステップＳ１０７）。一方、所定量以上異なっていると判別した場合は、ピッチ長の逆数を中心周波数とするようなバンドパスフィルタの特性で上述のフィルタリングを行うこととする（ステップＳ１０８）。
【００６９】
次に、このパーソナルコンピュータは、生成したピッチ信号の単位周期の境界が来るタイミング（具体的には、ピッチ信号がゼロクロスするタイミング）で、記録媒体から読み出した音声データを区切る（ステップＳ１０９）。そして、区切られてできる区間のそれぞれについて、この区間内の音声データの位相を種々変化させたものとこの区間内のピッチ信号との相関を求め、最も相関が高くなるときの音声データの位相を、この区間内の音声データの位相として特定する（図４、ステップＳ１１０）。そして、音声データのそれぞれの区間を、互いが実質的に同じ位相になるように移相することにより、校正用ピッチ波形データを生成する（ステップＳ１１１）。具体的には、このパーソナルコンピュータは、それぞれの区間についてステップＳ１１０で上述の値Ψを特定し、当該区間内の音声データを、ステップＳ１１１で（−Ψ）だけ移相する。
【００７０】
次に、このパーソナルコンピュータは、校正用ピッチ波形データの各区間をリサンプリングする（ステップＳ１１２）。なお、このパーソナルコンピュータは、ピッチ波形データの各区間のサンプル数が互いにほぼ等しくなるようにして、同一区間内では等間隔になるようリサンプリングするものとすればよい。サンプル数がこの一定数に満たない区間については、時間軸上で隣接するサンプル間を所定の手法により補間するような値を有するサンプルを追加することにより、この区間のサンプル数をこの一定数に揃えればよい。
【００７１】
次に、このパーソナルコンピュータは、校正用ピッチ波形データに直交変換を施すことにより、校正用サブバンドデータ群を生成する（ステップＳ１１３）。そして、ステップＳ１０１で取得したサブバンドデータ群内のｋ番目のサブバンドデータの変更前の強度をＸ（ｋ）、ステップＳ１１３で生成された校正用サブバンドデータ群内のｋ番目のサブバンドデータの強度をＲ（ｋ）として、ステップＳ１０１で取得したサブバンドデータ群内のｋ番目のサブバンドデータの強度が数式３に示す上述の値Ｙ（ｋ）になるように、サブバンドデータ群内の各サブバンドデータを変更し（ステップＳ１１４）、ステップＳ１１６に処理を進める。なお、このパーソナルコンピュータは、校正用サブバンドデータ群をまだ作成していない状態では、ステップＳ１０１で取得したサブバンドデータ群を、ステップＳ１１４の処理を経たものとして扱えばよい。
【００７２】
次にこのパーソナルコンピュータは、音質指定データも取得している場合、ステップＳ１１４で値を変更した後のサブバンドデータ群内の各サブバンドデータの強度を、音質指定データが指定する強度へと更に変更することにより、サブバンドデータ群が全体として表す音声の音質を調整して（ステップＳ１１５）、ステップＳ１１６に処理を進める。
【００７３】
ステップＳ１１６でこのパーソナルコンピュータは、ステップＳ１１４又はＳ１１５までの処理を経たサブバンドデータ群に変換を施すことにより、このサブバンドデータ群により各周波数成分の強度が表されるピッチ波形データ又は音声データを復元する。ステップＳ１１６でサブバンドデータ群に施す変換は、ステップＳ１０１で取得したサブバンドデータ群を生成するために音声データに施した変換に対して実質的に逆変換の関係にあるような変換であるものとする。
【００７４】
次に、このパーソナルコンピュータは、ステップＳ１１６で生成されたデータがピッチ波形データであれば、当該ピッチ波形データの各区間の時間長を、ステップＳ１０１で取得したピッチ情報が示す時間長になるよう変更し（ステップＳ１１７）、処理をステップＳ１１８へ移す。一方、ステップＳ１１６で生成されたデータが、各区間の位相を揃える処理を経ていない音声データであれば、ステップＳ１１７の処理を省略して直ちにステップＳ１１８へと処理を移す。
【００７５】
ステップＳ１１８でこのパーソナルコンピュータは、ステップＳ１１６又はステップＳ１１７までの処理により得られた音声データを復調し、Ｄ／Ａ変換及び増幅を行い、得られたアナログ信号を用いて音声を再生する。
【００７６】
なお、たとえば通信回線の掲示板（ＢＢＳ）にこのプログラムをアップロードし、これを通信回線を介して配信してもよく、また、このプログラムを表す信号により搬送波を変調し、得られた変調波を伝送し、この変調波を受信した装置が変調波を復調してこれらのプログラムを復元するようにしてもよい。
そして、このプログラムを起動し、ＯＳの制御下に、他のアプリケーションプログラムと同様に実行することにより、上述の処理を実行することができる。
【００７７】
なお、ＯＳが処理の一部を分担する場合、あるいは、ＯＳが本願発明の１つの構成要素の一部を構成するような場合には、記録媒体には、その部分を除いたプログラムを格納してもよい。この場合も、この発明では、その記録媒体には、コンピュータが実行する各機能又はステップを実行するためのプログラムが格納されているものとする。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】この発明の実施の形態に係る音質調整装置の構成を示すブロック図である。
【図２】ピッチ抽出部の構成を示すブロック図である。
【図３】この発明の実施の形態に係る音声調整装置の機能を行うパーソナルコンピュータが実行する処理を示すフローチャートである。
【図４】この発明の実施の形態に係る音声調整装置の機能を行うパーソナルコンピュータが実行する処理を示すフローチャートの続きである。
【符号の説明】
【００７９】
１          サブバンドデータ入力部
２          音質指定データ入力部
３          校正用データ生成部
３１        校正用音声入力部
３２        ピッチ抽出部
３２１      ケプストラム解析部
３２２      自己相関解析部
３２３      重み計算部
３２４      ＢＰＦ係数計算部
３２５      バンドパスフィルタ
３２６      ゼロクロス解析部
３２７      波形相関解析部
３２８      位相調整部
３２９      リサンプリング部
３３        サブバンド解析部
４          音質調整部
５          音声再生部
５１        サブバンド合成部
５２        音声波形復元部
５３        音声出力部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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