音響音楽信号処理
前回の記事でWindows11での VST3 開発環境構築が整ったので、試しに簡単なエフェクタを実装してみました。 VST3 SDK 3.7.0 から追加された VST3 Project Generator を使うことでプロジェクトを簡単に作ることができましたので、参考にしたWebページやメモを…
[2023/5/2: Twitterで頂いたすずむし様からのご指摘を元に，VST SDK ver. 3.7.7での動作確認ができたため修正。ご情報ありがとうございました。] 前々からやろうと思っていたWin11，VS2022，VST3.7 でのVST開発環境の構築にトライしてみたところ、とりあえず…
２台のスピーカを用いたステレオ再生において、左右のスピーカに振幅差をつけて再生することで両耳間位相差と両耳間強度差を実音源に近づくようにする手法を振幅パンニングといいます。 この振幅パンニングの代表的な手法としてサイン則とタンジェント則が知…
音信号処理の代表例として、コンボリューションリバーブ*1のような入力信号にインパルス応答を畳み込む処理が挙げられます。 この畳み込み演算をリアルタイムのブロック処理で実現する*2実用的な方法としては、 Overlap-Add法とOverlap-Save法が有名です。 …
需要が高まってきているバイノーラル処理にチャレンジする場合、まずはWeb上のSOFA形式のHRTFデータで試すことが多いかと思います。 Pythonであれば、SOFA形式のデータ読み込んで Numpy配列にさえ変換すればバイノーラル処理やプロットは容易です。 そこで、…
lofi hiphop 風のビートをさくっと作れるリズムマシンの試作。前半がヨレたビートの生成，後半がランダムパターンのデモ #reactjs #webaudioapi #webapp #lofi #lofibeats #lofihiphophttps://t.co/L7qrtNEEmM pic.twitter.com/h0JvMf654O— Kurene (@_kurene…
今回は，以下の記事で紹介したオールパスフィルタによる残響生成を用いて、実用的な残響エフェクタとして有名なシュレーダーリバーブをPythonで実装してみました。 www.wizard-notes.com シュレーダーリバーブの概要 フィードバック型コムフィルタの回路につ…
「信号処理に欠かせないオールパスフィルタ―」で紹介したオールパスフィルタの利用例として、人工残響フィルタを実装してみました。 設計方法 フィルタ応答の比較 試聴 Python実装 参考文献 設計方法 直列オールパスフィルタによる人工残響生成はシュレーダ…
音の時間波形の包絡線を抽出や振幅変調（AM）の復調などで利用されるヒルベルト変換をPythonで実装し、いくつかの簡単な信号に対して適用してみました。 ヒルベルト変換の概要 ヒルベルト変換の仕組みや実装方法については、以下のWebページがわかりやすいで…
音信号向けの簡単かつ実用的なリアルタイム向け雑音抑圧処理として，以下の書籍で適応線スペクトル強調器 (ALE) が紹介されていました． 上記の書籍を参考にしつつ，Pythonでの適応線スペクトル強調器 (ALE)の実装と，様々な信号への適用例を紹介します。 適…
サンプル数が大きい時系列データや周波数応答が格納されたxlsxやcsvファイルをExcelで開くと、かなり動作が重くなることがあります。 そのようファイルでグラフをプロットのような操作をするのは動作が遅いため苦行ですし、Excelが突然落ちるリスクも高くな…
不協和度、緊張度に引き続き、“The Psychophysics of Harmony Perception: Harmony is a Three-Tone Phenomenon” より和音の明るさー暗さや嬉しさー悲しさを表すとされる和音のモダリティの算出モデルについて紹介します。 また、モダリティ曲線を算出するPy…
前回に引き続き、“The Psychophysics of Harmony Perception: Harmony is a Three-Tone Phenomenon” より和音の心理数理モデルのPython実装を行います。 今回は、和音の緊張度を分析する数理モデルを扱います。 用途としては、減３和音や増3和音のような緊張…
和音の響きはその音楽の雰囲気を分析する重要な要素です。 長／短3和音のような明るい／悲しいといった響きから、ジャジーな和音の複雑で豊かな響きまで様々です。 このような和音の響きを計算機で分析する方法はいくつかあります。 今回は、和音がどのくら…
「信号処理に欠かせないオールパスフィルタ―の概要・使い方・利用例」では、オールパスフィルタによって低演算量で様々な周波数特性のフィルタを作成できることを紹介しました。 www.wizard-notes.com この記事では、その具体例として1次IIRオールパスフィル…
※2022/9/28: λの算出式の符号が間違っていたためプロットとともに修正 信号処理におけるフィルタとしては、ローパス／ハイパスフィルタのような振幅特性を活用するフィルタが良く知られています。 しかし、一方で位相特性のみに影響を与えるオールパスフィル…
入出力の管理リアルタイム音響信号処理を使った身近な機器としては、ボーカルやギターなどの楽器で利用されているエフェクターが挙げられます。 エフェクターは信号処理としては簡単なのですが、実際にPCでプログラミングをして音を出力するのは準備が割と大…
数値計算でよく利用されている Python (CPython) ですが、for文の処理が遅いという問題点があります。 音響信号処理ではC/C++風に配列の各要素にアクセスが必要な処理を for文を使って実装することが多いため、これは致命的です。 そこで、Python用のjitコン…
前回紹介した適応ノッチフィルタ は、正弦波信号を除去するアルゴリズムでした。 www.wizard-notes.com www.wizard-notes.com しかし、音楽信号処理でよくある楽音を抽出したいという要求には適応ノッチフィルタは利用しにくいです。 そこで今回は、正弦波信…
前回の記事では、適応ノッチフィルタを使って音高が未知の正弦波を除去しました． www.wizard-notes.com しかし、正弦波が複数ある区間ではうまく動作しませんでした。 そこで、今回は複数の正弦波を除去できる、多段適応ノッチフィルタを紹介します。 また…
以下の記事では，Pythonで音の再生・録音を行うためのライブラリ sounddevice を紹介しました。 Python-sounddevice で音声や歌声をリアルタイム収音・再生・録音 - Wizard Notes この記事では、音の信号処理／アプリ開発でよく使う、音声ファイルの再生をso…
音響信号処理の良い参考書である プログラム101付き 音声信号処理 では、適応信号処理の一例として適応ノッチフィルタが紹介されています。 ただし、プログラムがC言語のみであり、また、数学的な説明が僅かであるため仕組みが分かりにくいです。 そこで、適…
前回は、単純なグラフィックイコライザとして、1/Nオクターブバンドごとに双二次フィルタを用意し直列接続した実装を解説しました。 www.wizard-notes.com しかし、この手法だと、グラフィックイコライザ全体の周波数特性として各中心周波数での振幅値が指定…
音源制作の現場で最も利用されているプラグインの一つとして、ある周波数帯域を増幅／減衰させるイコライザがあります。 その一種であるグラフィックイコライザをPythonで実装してみます*1。 グラフィックイコライザについて オクターブバンド分割（中心周波…
エレクトロニカっぽい曲を自動生成＆展開し続けるリズムマシンのWebアプリ試作 #javascript #webaudioapi #React Electronica Machine v0.1https://t.co/HiqdWvGV7d pic.twitter.com/zjsJosajte— Kurene (@_kurene) 2022年8月21日 当初は単純なドラムマシン…
音響分野において指数チャープ信号などを使ったインパルス応答の測定は非常に重要ですが、測定条件に対して柔軟に対応できる測定用ソフトウェアを自前で用意するのは結構手間です。 そこで、Pythonで手軽に利用できるインパルス応答測定ツール pyrirtool を…
カラオケや補聴器のような音響システムでは、スピーカから出力した音が再びマイクへの入力としてフィードバックされることによる発振ハウリングが問題となります． このハウリングを信号処理（適応フィルタ）によって除去する方法として、フィードバックキャ…
Pyroomacoustics はPython向けの音響アレイ信号処理のラピッドプロトタイピングプラットフォームです。 github.com Pyroomacoustics の便利な機能の一つとして、僅かな行数のスクリプトで多面体の部屋の室内インパルス応答を生成することができます。 インパ…
https://www.openair.hosted.york.ac.uk/ 動画やゲーム，AR/MRコンテンツで利用する音源にリアルな残響音を付加する手法として、コンボリューション（畳み込み）リバーブがあります。 これは、インパルス応答と呼ばれる実測で収録した残響音データを使って、…
https://github.com/deezer/spleeter より 前回の記事では、Python向け楽器分離ライブラリ Spleeter の使い方を紹介しました。 具体的には、2-mixの楽曲ファイルを、ボーカルやベース、ドラムといったオーディオファイルに分離する方法を紹介しました。 Pyth…