JP2003263180A - 残響付与装置、残響付与方法、プログラムおよび記録媒体 - Google Patents

残響付与装置、残響付与方法、プログラムおよび記録媒体

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JP2003263180A
JP2003263180A JP2002065694A JP2002065694A JP2003263180A JP 2003263180 A JP2003263180 A JP 2003263180A JP 2002065694 A JP2002065694 A JP 2002065694A JP 2002065694 A JP2002065694 A JP 2002065694A JP 2003263180 A JP2003263180 A JP 2003263180A
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signal
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    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10KSOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K15/00Acoustics not otherwise provided for
    • G10K15/08Arrangements for producing a reverberation or echo sound
    • G10K15/12Arrangements for producing a reverberation or echo sound using electronic time-delay networks

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡易な構成により十分な音場効果を表現する
残響付与装置を提供する。 【解決手段】 本発明に係るエフェクタ100では、イ
ンパルス応答波形のサンプリングデータのうち、インパ
ルス音の発生(0秒)から所定期間(例:0〜0.5
秒)に含まれるデータを「初期反射音用データ」とし
て、その後の所定期間(例:0.5〜1.0秒)に含ま
れるデータを「後部残響音用データ」として記憶する。
そして、残響効果付与対象となる音響信号のサンプリン
グデータに対して、「初期反射音用データ」を畳み込み
初期反射音のデータを生成する。また、サンプリングデ
ータに対して「後部残響音用データ」を畳み込むととも
に、減衰させながら繰り返し出力することにより後部残
響音のデータを生成する。そして、初期反射音のデータ
と後部残響音のデータを合成したものを、音場効果を付
与したデータとして出力する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、音響信号に対し音
響空間の残響効果を付与するための技術に関する。
【0002】
【従来の技術】ホールや教会などの音響空間におけるイ
ンパルス応答波形を記録しておき、このインパルス応答
波形のサンプリングデータを音響信号に畳み込むことに
より、当該音響空間における初期反射音やその後の残響
音の効果を付与する装置(以下、残響付与装置という)
がある。音響空間におけるインパルス応答波形のサンプ
リングデータは、当該音響空間内に設置された音源から
発せられたインパルス音やTSP(Time Stretched Pul
se)などの音響測定信号をマイクロホン等により集音
し、その後、電気信号に変換した音のアナログ信号波形
をサンプリングし、必要に応じた処理を行うことにより
得ることができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、残響時間が
長い音響空間では、インパルス音の発生からしばらく経
過した後であってもインパルス音の反射音、残響音が集
音されるため、正確な残響空間を再現するためにはイン
パルス応答波形の時間は長いものとなる。そして、この
ような残響空間を再現するためには、大量のサンプリン
グデータを畳み込む必要があり、膨大なハードウェアリ
ソースが必要となってしまう。このため、従来は、以下
に示すように比較的簡易なハード構成による方法を採っ
ていた。
【0004】(方法1)インパルス応答波形のサンプリ
ングデータのうち初期部分のみを使用する方法。この方
法によれば、インパルス音の発生から所定期間内に含ま
れるデータを使用して畳み込み演算を行い初期反射音の
信号を生成する。後続する残響音の信号は、インパルス
応答とは無関係に巡回型のフィルタを用いて人工的に生
成する。そして、初期反射音の信号に後続する残響音の
信号を合成する、という方法である。しかしながら、本
方法では、後続する残響音の信号はインパルス応答とは
無関係に生成されるため、初期反射音に後続残響音の信
号をつなげたときにそのつながりが聴感上不自然になる
という問題があった。信号のつながりを自然にするため
には、フィルタ係数の微調整などの煩雑な作業が必要と
なっていた。
【0005】(方法2)インパルス応答波形のサンプリ
ングデータのうち主要なデータのみを使用する方法。た
とえば、インパルス応答波形を所定サンプリング周波数
でサンプリングしたデータの値のうち、一定のレベル以
上にあるデータを抽出して主要データとして扱い、この
主要データのみを使用して畳み込み演算処理を行う、と
いうものである。しかしながら、本方法では、インパル
ス応答波形のサンプリングデータのうち主要データしか
使用しない。すなわち、主要データ以外のデータは間引
かれてしまうため、空間の音響特性がかなり抜け落ちて
しまい、結果的に十分な音響空間の再現ができない問題
があった。
【0006】本発明は、以上の点を考慮して行われたも
のであり、簡易な構成により十分な音場効果を表現する
ことができる残響付与装置、残響付与方法を提供するこ
とを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明に係る残響付与装置は、処理対象となる
音響信号に対し、インパルス応答波形におけるインパル
ス音発生時から所定時間経過後までの初期期間に対応す
るサンプリングデータを畳み込むことにより初期音響信
号を生成する第1の畳み込み演算部と、前記音響信号に
対し、前記インパルス応答波形における所定期間に対応
するサンプリングデータを畳み込む第2の畳み込み演算
部と、前記第2の畳み込み演算部の演算によって得られ
る信号を減衰させながら繰り返し出力することにより後
部音響信号を生成する減衰演算部と、前記初期音響信号
と前記後部音響信号を合成して出力する出力部と、を具
備することを特徴とする。このような構成をとる残響付
与装置によれば、インパルス応答波形のサンプリングデ
ータのうち、インパルス音発生時から所定時間経過後ま
での初期期間に対応するサンプリングデータを畳み込む
ことにより初期音響信号(主に初期反射音に係る信号)
を生成することができる(第1の畳み込み演算部)。よ
って、音響空間を特徴付ける初期反射音に係るデータに
ついてはインパルス応答を忠実に再現させることができ
る。また、インパルス応答波形のサンプリングデータの
うち、所定期間に対応するサンプリングデータを畳み込
むとともに(第2の畳み込み演算部)、畳み込んで得ら
れる信号を減衰させて繰り返すことにより後部音響信号
(主に後部反射音に係る信号)を生成することができる
(減衰演算部)。よって、インパルス応答波形のすべて
のサンプリングデータを畳み込む必要がないため、膨大
なハードウェアリソースが必要となることもなく簡易な
構成をとることができる。そして、初期音響信号と後部
音響信号はいずれも同一のインパルス応答波形から取り
出したサンプリングデータに基づき生成されるため、初
期音響信号と後部音響信号を合成した場合であっても
(出力部)、信号のつながりが不自然になることもな
い。すなわち、簡易な構成により十分な音場効果を表現
することが可能となる。
【0008】また、本発明に係る残響付与装置は、処理
対象となる音響信号に対し、インパルス応答波形におけ
るインパルス音発生時から所定時間経過後までの初期期
間に対応するサンプリングデータを畳み込むことにより
初期音響信号を生成する第1の畳み込み演算部と、前記
音響信号に対し、前記インパルス応答波形における所定
期間に対応するサンプリングデータを畳み込む第2の畳
み込み演算部と、前記第2の畳み込み演算部の演算によ
って得られる信号を減衰させながら繰り返し出力するこ
とにより減衰信号を生成する減衰演算部と、前記減衰信
号の密度、位相の少なくとも1つを調整して後部音響信
号を生成する拡散部と、前記初期音響信号と前記後部音
響信号を合成して出力する出力部と、を特徴とするもの
であってもよい。
【0009】本発明に係る残響付与装置は、処理対象と
なる音響信号に対し、インパルス応答波形におけるイン
パルス音発生時から所定時間経過後までの初期期間に対
応するサンプリングデータを畳み込むことにより初期音
響信号を生成する畳み込み演算部と、前記畳み込み演算
部の演算により得られる信号を減衰させながら繰り返し
出力することにより後部音響信号を生成する減衰演算部
と、前記初期音響信号と前記後部音響信号を合成して出
力する出力部と、を具備することを特徴とする。
【0010】本発明に係る残響付与方法は、処理対象と
なる音響信号に対し、インパルス応答波形におけるイン
パルス音発生時から所定時間経過後までの初期期間に対
応するサンプリングデータを畳み込むことにより初期音
響信号を生成する第1の畳み込み演算過程と、前記音響
信号に対し、前記インパルス応答波形における所定期間
に対応するサンプリングデータを畳み込む第2の畳み込
み演算過程と、前記第2の畳み込み演算部の演算によっ
て得られる信号を減衰させながら繰り返し出力すること
により後部音響信号を生成する減衰演算過程と、前記初
期音響信号と前記後部音響信号を合成して出力する出力
過程と、を具備することを特徴としてもよい。
【0011】また、本発明に係る残響付与方法は、処理
対象となる音響信号に対し、インパルス応答波形におけ
るインパルス音発生時から所定時間経過後までの初期期
間に対応するサンプリングデータを畳み込むことにより
初期音響信号を生成する第1の畳み込み演算過程と、前
記音響信号に対し、前記インパルス応答波形における所
定期間に対応するサンプリングデータを畳み込む第2の
畳み込み演算過程と、前記第2の畳み込み演算部の演算
によって得られる信号を減衰させながら繰り返し出力す
ることにより減衰信号を生成する減衰演算過程と、前記
減衰信号の密度、位相の少なくとも1つを調整して後部
音響信号を生成する拡散過程と、前記初期音響信号と前
記後部音響信号を合成して出力する出力過程と、を具備
することを特徴としてもよい。
【0012】本発明に係るプログラムは、コンピュータ
を、処理対象となる音響信号に対し、インパルス応答波
形におけるインパルス音発生時から所定時間経過後まで
の初期期間に対応するサンプリングデータを畳み込むこ
とにより初期音響信号を生成する第1の畳み込み演算手
段と、前記音響信号に対し、前記インパルス応答波形に
おける所定期間に対応するサンプリングデータを畳み込
む第2の畳み込み演算手段と、前記第2の畳み込み演算
部の演算によって得られる信号を減衰させながら繰り返
し出力することにより後部音響信号を生成する減衰演算
手段と、前記初期音響信号と前記後部音響信号を合成し
て出力する出力手段として機能させるためのプログラム
であることを特徴とする。
【0013】本発明に係るプログラムは、コンピュータ
を、処理対象となる音響信号に対し、インパルス応答波
形におけるインパルス音発生時から所定時間経過後まで
の初期期間に対応するサンプリングデータを畳み込むこ
とにより初期音響信号を生成する第1の畳み込み演算手
段と、前記音響信号に対し、前記インパルス応答波形に
おける所定期間に対応するサンプリングデータを畳み込
む第2の畳み込み演算手段と、前記第2の畳み込み演算
部の演算によって得られる信号を減衰させながら繰り返
し出力することにより減衰信号を生成する減衰演算手段
と、前記減衰信号の密度、位相の少なくとも1つを調整
して後部音響信号を生成する拡散手段と、前記初期音響
信号と前記後部音響信号を合成して出力する出力手段と
して機能させるためのプログラムであることを特徴とし
てもよい。
【0014】なお、上述したプログラムは、コンピュー
タ読み取り可能な記録媒体に記録しておけば、取引等を
行う上で便宜を図ることができる。
【0015】
【発明の実施の形態】次に本発明の好適な実施形態につ
いて図面を参照しながら説明する。 A:実施形態の構成・動作 図1は、この発明の一実施形態であるエフェクタ100
の構成を例示するブロック図である。エフェクタ100
は、ホールや教会などの音響空間において測定されたイ
ンパルス応答波形やシミュレーションで得られたインパ
ルス応答波形のサンプリングデータを記憶しており、当
該サンプリングデータを音響信号と畳み込み演算処理す
ることにより、その音響空間の初期反射音や後部残響音
といった残響効果を付与した信号を生成するという残響
付与装置としての機能を有している。
【0016】エフェクタ100は、図1に示すように、
操作部101、ROM(Read OnlyMemory)102、R
AM(Random Access Memory)103、A/D(Analog
/ Digital)変換回路104、CPU(Central Proces
sing Unit)105、表示部106、残響データメモリ
107およびD/A(Digital / Analog)変換回路10
8、残響付与部120を有し、各部はバス109を介し
て互いに接続されている。またA/D変換回路104に
は、マイクロホン10が接続されており、D/A変換回
路108には、アンプ30を介してスピーカ40が接続
されている。
【0017】操作部101は、ユーザによって操作パネ
ルのキー操作が行われると、その操作に応じた操作信号
をCPU105に出力する。ROM102には、エフェ
クタ100の各部を制御するための各種プログラムが予
め格納されている。RAM103は、ワーキングエリア
として用いられ、残響付与などの処理を行う際に必要な
データが一時的に格納される。
【0018】A/D変換回路104は、所定周波数のサ
ンプリングクロックが与えられる毎に、入力信号をサン
プリングして出力する。CPU105は、ROM102
に格納されているプログラムを実行することにより、バ
ス109を介して接続される装置各部を制御する。表示
部106は、液晶表示パネルと、この液晶表示パネルの
表示制御を行う駆動回路とから構成される。
【0019】残響データメモリ107には、インパルス
応答波形のサンプリングデータが格納されている。本発
明に係るエフェクタ100の残響データメモリ107に
は、インパルス応答波形の全サンプリングデータが格納
されるのではなく、サンプリングデータの一部が格納さ
れる。図2は、インパルス応答波形のサンプリングデー
タを模式的に示したものである。図2において、横軸は
時間、縦軸は信号レベルを示している。ここではサンプ
リング時間Tsごとにサンプリングを行った例を示して
いる。このようなインパルス応答波形のサンプリングデ
ータのうち、インパルス音発生時(0秒)から0.5秒
の初期期間T1に含まれるデータD1が「初期反射音用
データ」として残響データメモリ107に格納される。
また、例えば0.5〜1.0秒の期間T2に含まれるデ
ータD2が「後部残響音用データ」として残響データメ
モリ107に格納される。なお、「初期反射音データ」
の前部にデータ値がほぼ0である区間があれば、かかる
区間のデータは残響データメモリ107に格納しないよ
うにしてもよい。これにより、残響データメモリ107
の使用メモリ量を削減することができる。
【0020】残響データメモリ107には、図3に示す
ように、該当する期間のサンプリングデータのデータ値
がサンプリング時間Ts毎の時系列データとして格納さ
れる。データ値の情報としては、インパルス応答波形の
サンプリングデータ値そのものを格納してもよく、イン
パルス応答波形のサンプリングデータのあるレベルで規
格化した値を格納してもよい。また、各サンプルデータ
の時間情報をデータ値と対応付けて格納するようにして
もよい。
【0021】残響付与部120は、入力信号である音響
信号等のサンプリングデータに対して残響効果を付与し
たデータを生成する機能を有する。図4は、残響付与部
120の内部ブロック図であり、残響付与部120は、
畳み込み演算部121、畳み込み演算部122、加算器
123、遅延器124、フィルタ125を有している。
【0022】畳み込み演算部121は、音響信号のサン
プリングデータに対し、残響データメモリ107に格納
される初期反射音用データD1を畳み込む演算処理を行
う。図5に示すように、畳み込み演算部121は、遅延
器121D−1、121D−2、…、121D−(m−
1)、乗算器121A−0、121A−1、121A−
2、…、121A−(m−1)、加算器121K−1、
121K−2、…、121K−(m−1)から構成され
ており、m段の畳み込み演算処理を行う。遅延器121
D−1、121D−2、…、121D−(m−1)の遅
延時間T121は、インパルス応答波形のサンプリング
時間Tsに対応している。また、乗算器121A−0、
121A−1、121A−2、…、121A−(m−
1)の各乗算係数として、残響データメモリ107内の
初期反射音用データD1(La1、La2、…、La
m)を設定する。具体的には、乗算器121A−0の乗
算係数として初期反射音データLa1、乗算器121A
−1の乗算係数として初期反射音データLa2、…、乗
算器121A−(m−1)の乗算係数として初期反射音
データLamを設定する。
【0023】畳み込み演算部122は、音響信号のサン
プリングデータに対し、残響データメモリ107に格納
される後部残響音用データD2を畳み込む演算処理を行
う。図6に示すように、畳み込み演算部122は、遅延
器122D−1、122D−2、…、122D−(n−
1)、乗算器122A−0、122A−1、122A−
2、…、122A−(n−1)、加算器122K−1、
122K−2、…、122K−(n−1)から構成され
ており、n段の畳み込み演算処理を行う。遅延器122
D−1、122D−2、…、122D−(n−1)の遅
延時間T122は、インパルス応答波形のサンプリング
時間Tsに対応している。また、乗算器122A−0、
122A−1、122A−2、…、122A−(n−
1)の各乗算係数として、残響データメモリ107内の
後部残響音用データD2(Lb1、Lb2、…Lbn)
を設定する。具体的には、乗算器122A−0の乗算係
数として後部残響音データLb1、乗算器122A−2
の乗算係数として後部残響音データLb2、…、乗算器
122A−(n−1)の乗算係数として後部残響音デー
タLanを設定する。
【0024】遅延器124は、所定時間T124だけデ
ータを遅延させる。所定時間T124は、畳み込み演算
部121において畳込む初期反射音データの時間長に相
当するように調整されている。
【0025】フィルタ125は、フィードバックループ
を有するフィルタであり、本実施形態では図4に示すよ
うな櫛型フィルタ(Combフィルタ)を採用する。より詳
細に説明すると、フィルタ125は、図4に示すよう
に、遅延器125D、125ID、ローパスフィルタ1
25L、増幅器125A、125GA、加算器125K
から構成されるフィルタを125F−1、125F−
2、…、125F−pとP個並列に接続させたものであ
る。ここで、遅延器125IDは、フィルタ125F−
1の入力信号に対して所定遅延を与えるイニシャルディ
レイとしての役割を担っている。また、増幅器125G
Aは、フィルタ125F−1の出力信号全体のレベル調
整を行う。なお、ローパスフィルタは、高域を減衰させ
るものであればよく、シェルビングフィルタを用いても
よい。
【0026】ここで図7は、フィルタ125F−1にパ
ルス信号が供給されたときの出力信号を示した図であ
る。図7に示したように、フィルタ125F−1の出力
信号は、遅延器125Dによる遅延時間T125ごとに
データを後続させたものとなる。増幅器125Aの増幅
係数を1未満の数に調整することにより、図7に示すよ
うに自然な減衰特性を有する信号をフィルタ125F−
1から出力させることができる。
【0027】ここで、フィルタ125F−1を構成する
ローパスフィルタ125Lは、所定の周波数以上の高周
波信号成分を除去することができる。よって、各段のフ
ィルタ125F−1、125F−2、…、125F−p
を構成するローパスフィルタのフィルタ係数を調整、ま
た、各段のフィルタの出力信号を増幅するための増幅器
125GAの増幅係数を調整することにより、たとえば
高周波の信号ほど残響時間が短くなるという実際の音響
空間での音響特性を再現させることができる。
【0028】図8は、畳み込み演算部122の出力信号
S1、各フィルタ125F−1、125F−2、…、1
25F−pのそれぞれの出力信号S1−1、S1−2、
…、S1−pおよびフィルタ125の出力信号S2の関
係を模式的に示したものである。畳み込み演算部122
の演算結果から得られる信号S1は、各フィルタ125
F−1、125F−2、…、125F−pに供給され
る。次いで、各フィルタからは、当該フィルタのフィル
タ係数に応じた信号成分が繰り返し減衰しながら出力さ
れる。そして、各フィルタの出力信号S1−1、S1−
2、…、S1−pの合成信号S2がフィルタ125から
出力されることになる。すなわち、図8に示すように、
畳み込み演算部122の演算結果から得られる信号S1
の期間Tcに比較し、期間Tfが長い(Tf>Tc)減
衰信号S2をフィルタ125において生成、出力させる
ことができるのである。
【0029】なお、便宜上図8では、各フィルタ125
F−1、125F−2、…、125F−pの出力信号S
1−1、S1−2、…、S1−pについて同様の信号形
としている。しかし、実際には各フィルタ125F−
1、125F−2、…、125F−pのフィルタ係数の
値により、出力信号S1−1、S1−2、…、S1−p
の信号形(周波数特性や減衰特性)は異なるものとな
る。
【0030】加算器123は、供給される2つの信号を
合成(加算)したものを出力する。ここでは、畳み込み
演算部121から得られる信号と、フィルタ125の出
力信号を合成した信号を出力する。図9は、加算器12
3の出力信号を模式的に示す図である。上述したように
本実施形態においては、遅延器124の遅延時間T12
4が畳み込み演算部121において畳み込む初期反射音
データの時間長に対応するものとなっている。このた
め、残響付与部120のインパルス応答において、加算
器123は、はじめに畳み込み演算部121から得られ
る信号を出力し、後続させて、フィルタ125の出力信
号を出力したものとなる(図9)。
【0031】ここで、畳み込み演算部121、122で
用いる乗算係数は、いずれも同一のインパルス応答波形
に基づくデータを使用している。また、フィルタ125
は、畳み込み演算部122から得られる信号に対して残
響特性を付加する。以上のことより、畳み込み演算部1
21から得られる信号に後続させて、フィルタ125の
出力信号を出力した場合であっても、データのつながり
が聴感上不自然になるといった不具合は生じない。図9
に模式的に示すように、データとしてつながりのよい信
号を加算器123から出力させることができる。
【0032】その後、加算器123から出力された信号
(ディジタル信号)は、CPU105の制御下で、D/
A変換回路108に供給される。D/A変換回路108
でアナログ信号に変換された信号は、アンプ30を介し
てスピーカ40から残響効果が付与された音として出力
される。
【0033】このように本発明に係るエフェクタ100
では、インパルス応答波形のサンプリングデータのう
ち、インパルス音発生時から所定時間経過後までの初期
期間(たとえば0秒〜0.5秒)に対応するサンプリン
グデータを畳み込み演算部121において畳み込むこと
により初期反射音に係る信号を生成する。よって、音響
空間を特徴付ける初期反射音については、インパルス応
答波形のデータ内容を忠実に再現することができ、十分
な音響特性を表現することができる。また、インパルス
応答波形のサンプリングデータのうち、その後の所定期
間(たとえば0.5〜1秒)に対応するサンプリングデ
ータを畳み込み演算部122において畳み込むととも
に、その結果得られる信号を減衰させて繰り返すことに
より後部残響音に係る信号を生成することができる。よ
って、インパルス応答波形のサンプリングデータをすべ
て畳み込む必要がないため、膨大なハードウェアリソー
スを必要とせずに、十分な音響特性を表現することがで
きる。また、残響信号の生成は、音響空間の特徴は表れ
ているものの反射音間隔が比較的大きな初期反射音期間
のサンプリングデータに基づくのではなく、それより後
部で反射音間隔がより緻密になる後部残響音期間のサン
プリングデータに基づいている。このため、インパルス
応答波系の音響特性をより忠実に再現した残響音を生成
することができる。さらに、初期反射音に係る信号と後
部残響音に係る信号はいずれも、同一のインパルス応答
波形のサンプリングデータに基づき生成されるため、双
方の信号を加算器123により合成したとき、信号のつ
ながりが不自然になってしまう問題も生じない。すなわ
ち、入力信号に対し、原残響空間の特性を付与した信号
を生成することができる。また、フィルタ125におい
て付加する残響特性の内容を適宜制御することにより、
インパルス応答波形のデータ内容を保ったまま、言い換
えると、音響空間の特性を保ったまま、残響時間を任意
に制御することができる。
【0034】B:変形例以上、本発明の実施形態につい
て説明したが、この実施形態はあくまでも例示であり、
本発明の趣旨の範囲内で変形することができる。変形例
としては、たとえば以下のようなものが考えられる。
【0035】(変形例1)上記実施形態に係るエフェク
タ100は、インパルス応答波形のサンプリングデータ
のうち、インパルス音の発生(0秒)〜0.5秒の期間
に含まれるデータを「初期反射音用データ」とし、0.
5〜1.0秒の期間に含まれるデータを「後部残響音用
データ」とし、それぞれ記憶することとしているが、こ
の構成は任意に変更可能である。例えば、0〜0.3秒
に含まれるデータを「初期反射音用データ」とし、0.
5〜1.0秒に含まれるデータを「後部残響音用デー
タ」、というように、「初期反射音用データ」と「後部
残響音用データ」とが連続したものでなくてもよい。ま
た、0〜0.5秒に含まれるデータを「初期反射音用デ
ータ」、0.3〜0.7秒に含まれるデータを「後部残
響音用データ」、というように「初期反射音用データ」
と「後部残響音用データ」のデータが重複する形式をと
ってもよい。いずれにしても、上述実施形態と同様に、
インパルス応答波形のサンプリングデータをすべて畳み
込む必要がないため、膨大なハードウェアリソースが必
要となる問題は生じない。また、「初期反射音用デー
タ」と「後部残響音用データ」はいずれも同一のインパ
ルス応答波形から得られるサンプリングデータを使用し
て生成するため、データのつながりが聴感上不自然にな
るといった問題は生じない。
【0036】(変形例2)「初期反射音用データ」と
「後部残響音用データ」とが全く同じデータであっても
よい。たとえば、インパルス応答波形のサンプリングデ
ータのうち、0〜0.5秒の期間に含まれるデータを
「初期反射音用データ」および「後部残響音用データ」
としてもよい。この場合は図10に示すように、エフェ
クタ100の残響付与部120の構成をさらに簡略化で
きる点で有意である。
【0037】本変形例においては、インパルス応答波形
のサンプリングデータのうち、0〜0.5秒の期間に含
まれるデータが畳み込み演算部122により畳み込ま
れ、その結果、初期反射音に係る信号が生成される。ま
た、畳み込み演算部122の演算結果から得られる信号
は、遅延部124を介し、フィルタ125において繰り
かえし減衰しながら出力されることになる。すなわち、
フィルタ125において、畳み込み演算部122の演算
結果に基づき、後部残響音に係る信号を生成させること
ができるのである。よって、上述実施形態と同様、本変
形例においても、簡易な構成により十分な音場効果を表
現することができる。
【0038】(変形例3)図11に示すように、フィル
タ125の後段にさらに密度調整フィルタ126を入れ
る構成としてもよい。密度調整フィルタ126とは、時
間軸方向のデータの密度(パルスの密度)、およびデー
タの位相(パルスの位相)を調整(拡散)させるための
フィルタである。ここで、時間軸方向のデータの密度を
拡散させる目的は、一般のインパルス応答波形のサンプ
リングデータは、インパルス音が発せられてから時間が
十分に経過するといわゆる拡散領域に入り、データ(パ
ルス信号)の発生する時間的間隔が短くなっていくこと
を考慮したものである。また、データの位相を拡散する
目的は、インパルス応答波形のデータの位相を人間の左
右の聴覚のバランスとして考えた場合、十分に時間が経
過したときに位相の区別がなくなる音響特性を再現する
ためである。このように、データの密度、データの位相
を拡散することにより、音響空間におけるインパルス応
答の後部領域(拡散領域)を模擬することが可能とな
る。
【0039】以下に、密度調整フィルタ126の具体的
な構成例をいくつか列挙する。 オールパスフィルタ(APF)を直接または並列に
接続する構成。 図12は、z個のオールパスフィルタ12APFを、1
2APF−1、12APF−2、…、12APF−zと
直列に接続させた構成である。図13は、オールパスフ
ィルタ12APFのを入力波形と出力波形を例示したも
のである。図13に示したようにオールパスフィルタ1
2APF−1は、最初の信号の位相を反転する機能を有
するフィルタである。そして、オールパスフィルタを1
2APF−1、2、…、zと直列に接続させることによ
り、順次位相を拡散した信号を生成、出力することがで
きる。また、図14に示すように、z個のオールパスフ
ィルタ14APFと乗算器14Aを並列に接続させた構
成をとってもよい。この場合も、入力信号に対して位相
を拡散した信号を生成することができる。
【0040】 オールパスフィルタ(APF)を使い
フィードバックループを形成した構成。 図15は、オールパスフィルタ15APFの出力を、ロ
ーパスフィルタ15L、遅延器15Dおよび増幅器15
Aを介してフィードバックさせた構成である。図16
は、オールパスフィルタ15APFの入力波形と出力波
形を例示したものである。オールパスフィルタ15AP
Fにより入力信号の位相を拡散することができる。さら
に、フィードバックによる信号を加算することにより、
データの時間密度も順次増加させることができる。ここ
で、データの時間密度が順次増加するとは、時間軸方向
においてデータ(パルス信号)が存在する間隔が順次短
くなることをいう。このようにデータの時間密度を順次
増加させると、人間の聴覚で判断したときに個々の反射
音に相当するパルスを区別することができなくなる効果
を得ることができる。そして残響空間におけるいわゆる
拡散領域を再現させることが可能になる。
【0041】 マルチタップディレイを使った構成
(図17)。 図18は、マルチタップディレイ17MTDの入力波形
と出力波形を例示したものである。マルチタップディレ
イ17MTDを構成する遅延器17D−1、2、…、q
の遅延時間を異なるように調整すれば、データの時間密
度を順次増加させることができる。さらに、乗算器17
A−0、17A−1、…、17A−qの乗算係数を−1
〜1の範囲で設定することにより、データの位相を拡散
させることも可能である。また、フィードバックループ
を形成する構成(図19)としても、同様にデータの時
間密度の増加、データの位相の拡散を行うことができ
る。
【0042】以上、密度調整フィルタ126の具体的な
構成例を示したが、これらのうちのいずれか1つを選択
してもよく、複数を組み合わせて密度調整フィルタ12
6を構成してもよい。
【0043】(変形例4)上述した実施形態において
は、インパルス応答波形のサンプリングデータを実測す
ることとしているが、予め音場シミュレーションプログ
ラムをROM102に格納しておき、ユーザが任意の音
響空間のインパルス応答波形をシミュレーションしたも
のを畳み込みを行うサンプリングデータとして用いるよ
うにしてもよい。
【0044】(変形例5)また、ユーザが、インパルス
応答波形のサンプリングデータのうち、「初期反射音用
データ」として使用するデータ、「後部残響音用デー
タ」として使用するデータの領域範囲を指定できるよう
な構成にしてもよい。このような構成によることによ
り、音響空間の残響特性をより特徴付けるデータを選択
することができる。
【0045】(変形例6)残響データメモリ107に複
数のインパルス応答波形データを格納する構成としても
よい。この場合は、図20に示すように、各々のインパ
ルス応答に対応するホールや教会といった音響空間の名
前も対応付けて、残響データメモリ107内に格納され
る。そして、ユーザが操作部101の操作を行うことに
より、所望の音響空間を選択できる構成にしてもよい。
【0046】(変形例7)上記実施形態においては残響
付与機能を搭載したエフェクタ100により説明してい
るが、この他、残響付与機能を搭載したミキサ、リバー
ブといった装置であっても本発明の適用は当然可能であ
る。
【0047】(変形例8)本発明に係るプログラムを記
録する記録媒体も任意であり、例えば、半導体メモリ、
CD−ROM(Compact Disc- Read Only Memory)、C
D−R(CompactDisc-Recordable)等の光ディスク、M
O(Magneto Optical Disk)、MD(Mini Disc)等の
光磁気ディスク、フロッピー(登録商標)ディスク、ハ
ードディスク等の磁気ディスク等があげられる。また、
かかるプログラムのインストール方法も任意であり、上
述した記録媒体を使ってエフェクタ100にインストー
ルすることとしてもよく、本発明に係るプログラムが格
納されるサーバからインターネット等のネットワークを
介してエフェクタ100にインストールする、いわゆる
ネット配信を用いる方法を使ってもよい。
【0048】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
音響空間の特性を保ったまま残響時間を任意に制御する
ことができるため、簡易な構成により十分な音場効果を
付与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施形態に係るエフェクタ100の
構成図である。
【図2】 インパルス応答波形のサンプリングデータを
模式的に示す図である。
【図3】 本発明の実施形態に係るエフェクタ100の
残響データメモリ107のデータ内容を模式的に示す図
である。
【図4】 同エフェクタ100の残響付与部120の構
成図である。
【図5】 同エフェクタ100の畳み込み演算部121
の構成図である。
【図6】 同エフェクタ100の畳み込み演算部122
の構成図である。
【図7】 同エフェクタ100のフィルタ125の信号
処理内容を説明するための図である。
【図8】 同エフェクタ100のフィルタ125の信号
処理内容を説明するための図である。
【図9】 同エフェクタ100の残響付与部120の信
号処理内容を説明するための図である。
【図10】 本発明の第2変形例に係るエフェクタの構
成図である。
【図11】 本発明の第3変形例に係るエフェクタの構
成図である。
【図12】 本発明の第3変形例に係るエフェクタの密
度調整フィルタ126の構成例である。
【図13】 同密度調整フィルタ126の信号処理内容
を説明するための図である。
【図14】 同密度調整フィルタ126の別の構成例で
ある。
【図15】 同密度調整フィルタ126の別の構成例で
ある。
【図16】 同密度調整フィルタ126の信号処理内容
を説明するための図である。
【図17】 同密度調整フィルタ126の別の構成例で
ある。
【図18】 同密度調整フィルタ126の信号処理内容
を説明するための図である
【図19】 同密度調整フィルタ126の別の構成例で
ある。
【図20】 本発明の第6変形例を説明するための図で
ある。
【符号の説明】
100……エフェクタ、 101……操作部、 102……ROM(Read Only Memory)、 103……RAM(Random Access Memory)、 104……A/D(Analog / Digital)変換回路、 105……CPU(Central Processing Unit)、 106……表示部、 107……残響データメモリ、 108……D/A(Digital / Analog)変換回路、 109……バス、 120……残響付与部、 10……マイクロホン、 30……アンプ、 40……スピーカ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田宮 健一 静岡県浜松市中沢町10番1号 ヤマハ株式 会社内 (72)発明者 関根 聡 静岡県浜松市中沢町10番1号 ヤマハ株式 会社内 Fターム(参考) 5D108 AB07 AC01 5D378 JB07

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 処理対象となる音響信号に対し、インパ
    ルス応答波形におけるインパルス音発生時から所定時間
    経過後までの初期期間に対応するサンプリングデータを
    畳み込むことにより初期音響信号を生成する第1の畳み
    込み演算部と、 前記音響信号に対し、前記インパルス応答波形における
    所定期間に対応するサンプリングデータを畳み込む第2
    の畳み込み演算部と、 前記第2の畳み込み演算部の演算によって得られる信号
    を減衰させながら繰り返し出力することにより後部音響
    信号を生成する減衰演算部と、 前記初期音響信号と前記後部音響信号を合成して出力す
    る出力部と、 を具備することを特徴とする残響付与装置。
  2. 【請求項2】 処理対象となる音響信号に対し、インパ
    ルス応答波形におけるインパルス音発生時から所定時間
    経過後までの初期期間に対応するサンプリングデータを
    畳み込むことにより初期音響信号を生成する第1の畳み
    込み演算部と、 前記音響信号に対し、前記インパルス応答波形における
    所定期間に対応するサンプリングデータを畳み込む第2
    の畳み込み演算部と、 前記第2の畳み込み演算部の演算によって得られる信号
    を減衰させながら繰り返し出力することにより減衰信号
    を生成する減衰演算部と、 前記減衰信号の密度、位相の少なくとも1つを調整して
    後部音響信号を生成する拡散部と、 前記初期音響信号と前記後部音響信号を合成して出力す
    る出力部と、 を具備することを特徴とする残響付与装置。
  3. 【請求項3】 処理対象となる音響信号に対し、インパ
    ルス応答波形におけるインパルス音発生時から所定時間
    経過後までの初期期間に対応するサンプリングデータを
    畳み込むことにより初期音響信号を生成する畳み込み演
    算部と、 前記畳み込み演算部の演算により得られる信号を減衰さ
    せながら繰り返し出力することにより後部音響信号を生
    成する減衰演算部と、 前記初期音響信号と前記後部音響信号を合成して出力す
    る出力部と、 を具備することを特徴とする残響付与装置。
  4. 【請求項4】 前記出力部は、前記初期期間に対応する
    サンプリングデータの時間長に相当する遅延を加えて前
    記後部音響信号を出力させるものであることを特徴とす
    る請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の残響付与
    装置。
  5. 【請求項5】 処理対象となる音響信号に対し、インパ
    ルス応答波形におけるインパルス音発生時から所定時間
    経過後までの初期期間に対応するサンプリングデータを
    畳み込むことにより初期音響信号を生成する第1の畳み
    込み演算過程と、 前記音響信号に対し、前記インパルス応答波形における
    所定期間に対応するサンプリングデータを畳み込む第2
    の畳み込み演算過程と、 前記第2の畳み込み演算部の演算によって得られる信号
    を減衰させながら繰り返し出力することにより後部音響
    信号を生成する減衰演算過程と、 前記初期音響信号と前記後部音響信号を合成して出力す
    る出力過程と、 を具備することを特徴とする残響付与方法。
  6. 【請求項6】 処理対象となる音響信号に対し、インパ
    ルス応答波形におけるインパルス音発生時から所定時間
    経過後までの初期期間に対応するサンプリングデータを
    畳み込むことにより初期音響信号を生成する第1の畳み
    込み演算過程と、 前記音響信号に対し、前記インパルス応答波形における
    所定期間に対応するサンプリングデータを畳み込む第2
    の畳み込み演算過程と、 前記第2の畳み込み演算部の演算によって得られる信号
    を減衰させながら繰り返し出力することにより減衰信号
    を生成する減衰演算過程と、 前記減衰信号の密度、位相の少なくとも1つを調整して
    後部音響信号を生成する拡散過程と、 前記初期音響信号と前記後部音響信号を合成して出力す
    る出力過程と、 を具備することを特徴とする残響付与方法。
  7. 【請求項7】 コンピュータを、 処理対象となる音響信号に対し、インパルス応答波形に
    おけるインパルス音発生時から所定時間経過後までの初
    期期間に対応するサンプリングデータを畳み込むことに
    より初期音響信号を生成する第1の畳み込み演算手段
    と、 前記音響信号に対し、前記インパルス応答波形における
    所定期間に対応するサンプリングデータを畳み込む第2
    の畳み込み演算手段と、 前記第2の畳み込み演算部の演算によって得られる信号
    を減衰させながら繰り返し出力することにより後部音響
    信号を生成する減衰演算手段と、 前記初期音響信号と前記後部音響信号を合成して出力す
    る出力手段として機能させるためのプログラム。
  8. 【請求項8】 コンピュータを、 処理対象となる音響信号に対し、インパルス応答波形に
    おけるインパルス音発生時から所定時間経過後までの初
    期期間に対応するサンプリングデータを畳み込むことに
    より初期音響信号を生成する第1の畳み込み演算手段
    と、 前記音響信号に対し、前記インパルス応答波形における
    所定期間に対応するサンプリングデータを畳み込む第2
    の畳み込み演算手段と、 前記第2の畳み込み演算部の演算によって得られる信号
    を減衰させながら繰り返し出力することにより減衰信号
    を生成する減衰演算手段と、 前記減衰信号の密度、位相の少なくとも1つを調整して
    後部音響信号を生成する拡散手段と、 前記初期音響信号と前記後部音響信号を合成して出力す
    る出力手段として機能させるためのプログラム。
  9. 【請求項9】 請求項7または請求項8のいずれかに記
    載のプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能
    な記録媒体。
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