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ディジタル信号処理シリーズ 【シリーズ一覧へ】

自分の声をリアルタイム加工!PCとヘッドホンで始める

プログラム101付き 音声信号処理

川村 新 著
B5変型判 336ページ
定価3,520円(税込)
JAN9784789831475

2021年1月1日発行

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スマホやAIスピーカに代表されるように,声で装置を操作する時代がやってきつつあります.また,YouTubeに代表されるように,個人で画像や音声を配信するのが当たり前になってきました.人間の声の信号処理が求められています.本書を読み,声の加工技術をマスタすることで,人工知能で認識しやすくなったり,YouTubeで自分ではないキャラクタの声を作れたりします.さらに,無音の箇所をカットしたり遅くしたりもできます.声の加工自由自在!始めるためにはノート・パソコンとヘッドホンがあれば十分です.本書はC言語でプログラミングしますが,プログラミングができなくても,声の効果を試せる実行ファイルも付属しています.そもそもCプログラムもメイン部分は数十行ですし,コピー&ペーストから始めて,慣れてくれば自分で書いてみるなど,レベルに合わせて楽しめます.


目次


第1章 音声信号処理の実験方法
1-1 音声信号処理で広がる世界
1-2 実験環境の準備
1-3 実行プログラムの使い方
1-4 独自プログラムの作成方法

第2章 音声データの基本操作
2-1 wavファイルの読み込み
2-2 作成した音をwavファイルで書き出し
2-3 wavファイルの読み込みと書き出し
2-4 ステレオ化
2-5 疑似ステレオ化
2-6 マイクからの録音
2-7 マイクからのステレオ録音

第3章 基本フィルタ処理
3-1 素通しフィルタ
3-2 遅延フィルタ
3-3 ローパス・フィルタ(低域通過フィルタ)
3-4 ハイパス・フィルタ(高域通過フィルタ)
3-5 バンドパス・フィルタ(帯域通過フィルタ)
3-6 FIRフィルタによるエコー
3-7 インパルス応答によるフィルタ
3-8 オールパス・フィルタ
3-9 ノッチ・フィルタ
3-10 逆ノッチ・フィルタ
3-11 サンプリング周波数の変換

第4章 スペクトル解析
4-1 高速フーリエ変換FFT/逆FFT
4-2 FFTによるバンドパス・フィルタ
4-3 FFTのオーバラップ率の変更
4-4 最大振幅周波数の抽出と表示
4-5 ピーク周波数だけの音声
4-6 声の特徴をつかむケプストラム
4-7 微細構造とスペクトル包絡
4-8 ゼロ位相変換
4-9 縦続接続型オールパス・フィルタによるスペクトル・ゲイン制御
4-10 線形予測分析
4-11 線形予測分析合成

第5章 ボイス・チェンジャ
5-1 サンプリング周波数による再生速度の変更
5-2 逆再生
5-3 リング変調
5-4 振幅変調ボイス・チェンジャ
5-5 時変AMボイス・チェンジャ
5-6 ヘリウム音声
5-7 フェーズ・ボコーダ
5-8 小振幅カット音声
5-9 ノイズを音源とする音声
5-10 人工パルスを音源とした音声合成 〜声の高さを推定する〜
5-11 人工パルスを音源とした音声合成 〜声の高さを固定する〜
5-12 人工パルスを音源とした音声合成 〜声の高さを変更する〜
5-13 話者音源の高さ変更

第6章 エフェクト
6-1 ディレイ・エコー
6-2 リバーブ
6-3 コンプレッサ
6-4 ノイズ・ゲート
6-5 リミッタ
6-6 ディストーション
6-7 ソフト・クリッピング
6-8 全波整流とディストーション
6-9 トレモロ
6-10 ビブラート
6-11 コーラス
6-12 フランジャー
6-13 ワウ
6-14 イコライザ
6-15 オート・パン
6-16 ボーカル・キャンセラ
6-17 マイク入力へのBGM追加
6-18 簡易カラオケ・システム

第7章 適応フィルタ
7-1 適用線スペクトル強調器
7-2 線形予測器
7-3 線形予測による補間
7-4 ラティス・フィルタによる線形予測
7-5 相関制御ラティス・フィルタ
7-6 適応フィルタによるヌル生成
7-7 適応ノッチ・フィルタ
7-8 適応ノッチ・フィルタの縦続接続
7-9 適応逆ノッチ・フィルタの縦続接続
7-10 システム同定
7-11 システム同定によるノイズ除去
7-12 エコー・キャンセラ
7-13 ボイス・スイッチを用いたエコー・キャンセラ
7-14 減衰定数を利用したソフト・ボイス・スイッチ
7-15 フィードバック・キャンセラ

第8章 スペクトル・ノイズ除去
8-1 スペクトル・サブトラクション
8-2 ウィーナー・フィルタ
8-3 事後確率最大化(MAP推定)によるノイズ除去 〜レイリー分布〜
8-4 事後確率最大化(MAP推定)によるノイズ除去 〜Lotterらの分布〜
8-5 事後確率最大化(MAP推定)によるノイズ除去 〜可変分布〜
8-6 ゼロ位相信号の減算によるノイズ除去
8-7 ゼロ位相信号の原点処理によるノイズ除去
8-8 ゼロ位相信号の置き換えによるパルス・ノイズ除去
8-9 ゼロ位相信号の置き換えによるパルス・ノイズ除去の改善
8-10 バイナリ・マスキング

第9章 分析音
9-1 振幅スペクトル音声
9-2 位相スペクトル音声
9-3 短時間パワーだけの音声
9-4 微細構造だけの音声
9-5 スペクトル包絡だけの音声
9-6 周波数変調音声
9-7 位相変調音声
9-8 量子化音声
9-9 間引きによるエイリアシング

第10章  音の視覚化
10-1 画像データの読み書き
10-2 任意の画像データの書き込み
10-3 スペクトログラム
10-4 スペクトログラムのカラー表示
10-5 パターン・プレイバック
10-6 ランダム位相を利用したパターン・プレイバック
10-7 垂直方向エッジのパターン・プレイバック
10-8 水平方向エッジのパターン・プレイバック
10-9 水平垂直方向エッジのパターン・プレイバック

付録 音声信号の基礎知識
音声の発生機構
声の特徴を表す「ケプストラム」


本書は月刊誌「Interface」の 2016年6月号特集「体感!CD付き 音声信号処理」と2016年10月号〜2017年10月号の連載「適応時代のノイズ・キャンセル実験室」を基に,加筆・修正を加えたものです.



「Interface 2021年 3月号」 (税込定価1,020円) 好評発売中!


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