JP2720418B2 - 音声信号処理回路 - Google Patents
音声信号処理回路Info
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- JP2720418B2 JP2720418B2 JP5347397A JP34739793A JP2720418B2 JP 2720418 B2 JP2720418 B2 JP 2720418B2 JP 5347397 A JP5347397 A JP 5347397A JP 34739793 A JP34739793 A JP 34739793A JP 2720418 B2 JP2720418 B2 JP 2720418B2
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- 230000005236 sound signal Effects 0.000 title claims description 23
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 3
- 230000004807 localization Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000001755 vocal effect Effects 0.000 description 1
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- Stereophonic System (AREA)
- Reverberation, Karaoke And Other Acoustics (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、デジタルシグナルプロ
セッサ(以下ＤＳＰと略す)を用いてステレオ音声信号を
出力するサラウンド回路に関し、特に両チャンネルのス
ピーカの間隔が狭いカラオケシステム等に好適な回路に
関する。
セッサ(以下ＤＳＰと略す)を用いてステレオ音声信号を
出力するサラウンド回路に関し、特に両チャンネルのス
ピーカの間隔が狭いカラオケシステム等に好適な回路に
関する。
【０００２】
【従来の技術】一般のサラウンド回路では、左チャンネ
ルの音声信号と右チャンネルの音声信号との差信号(Ｌ
−Ｒ)を利用したり、残響回路を付加して音に奥行き感
を与える方法が回路構成が簡単であり、安価に構成でき
るために広く用いられている。ところが低域周波数で
は、指向特性が殆ど無いため、同位相で録音されてい
る。そのため、間接音信号として音声信号の差信号を生
成すると、同位相で録音された低域周波数の信号成分が
失われてしまう欠点があった。
ルの音声信号と右チャンネルの音声信号との差信号(Ｌ
−Ｒ)を利用したり、残響回路を付加して音に奥行き感
を与える方法が回路構成が簡単であり、安価に構成でき
るために広く用いられている。ところが低域周波数で
は、指向特性が殆ど無いため、同位相で録音されてい
る。そのため、間接音信号として音声信号の差信号を生
成すると、同位相で録音された低域周波数の信号成分が
失われてしまう欠点があった。
【０００３】これらを改善するために、実開平５−６０
０９５号公報に開示されているように、第１及び第２の
チャンネルの音声信号Ｌ，Ｒ夫々の和の信号(Ｌ＋Ｒ)を
生成する加算手段と、和の信号(Ｌ＋Ｒ)の低調波成分Ｓ
ub(Ｌ＋Ｒ)を生成する低調波生成手段とを具備し、出力
手段により、低調波生成手段の出力信号Ｓub(Ｌ＋Ｒ)
を、第１のチャンネルの音声信号Ｌと遅延された差の信
号φ(Ｌ−Ｒ)に応じた第１の信号 Ｋ1(φ)と加算して出
力すると共に、低調波生成手段の出力信号Ｓub（Ｌ＋
Ｒ）を、第２のチャンネルの音声信号Ｒと遅延された差
の信号φ(Ｌ−Ｒ)に応じた第２の信号 Ｋ2(φ)と加算し
て出力するよう構成して、低域周波数の信号成分を補充
する方法等が考えられている。
０９５号公報に開示されているように、第１及び第２の
チャンネルの音声信号Ｌ，Ｒ夫々の和の信号(Ｌ＋Ｒ)を
生成する加算手段と、和の信号(Ｌ＋Ｒ)の低調波成分Ｓ
ub(Ｌ＋Ｒ)を生成する低調波生成手段とを具備し、出力
手段により、低調波生成手段の出力信号Ｓub(Ｌ＋Ｒ)
を、第１のチャンネルの音声信号Ｌと遅延された差の信
号φ(Ｌ−Ｒ)に応じた第１の信号 Ｋ1(φ)と加算して出
力すると共に、低調波生成手段の出力信号Ｓub（Ｌ＋
Ｒ）を、第２のチャンネルの音声信号Ｒと遅延された差
の信号φ(Ｌ−Ｒ)に応じた第２の信号 Ｋ2(φ)と加算し
て出力するよう構成して、低域周波数の信号成分を補充
する方法等が考えられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前述に代表されるよう
に、サラウンド効果を得ることにより、低域周波数の信
号成分が失われるので、何等かの補償回路を設けて補正
する必要がある。本発明では、その補償手段として、同
位相成分が多く含まれる周波数領域をフイルターで選択
して補償するようにしたものである。
に、サラウンド効果を得ることにより、低域周波数の信
号成分が失われるので、何等かの補償回路を設けて補正
する必要がある。本発明では、その補償手段として、同
位相成分が多く含まれる周波数領域をフイルターで選択
して補償するようにしたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】そのため本発明では、第
１のチャンネルの音声信号と、第１のチャンネルの音声
信号から分岐して入力するカットオフ周波数を可変可能
とするハイパスフイルタと、ハイパスフイルタの出力を
逆相にする反転回路と、反転回路の出力を前記第１のチ
ャンネルの音声信号と加算する加算器とによって構成す
る第１のチャンネルの音声信号回路と、同様に構成する
第２のチャンネルの音声信号回路とを有することを特徴
とし、前記ハイパスフイルタにはＩＩＲフイルタを用い
る、若くはＦＩＲフイルタと遅延回路とを組み合わせた
構成を用いることを特徴としたものである。そして、カ
ットオフ周波数を４００〜８００Ｈｚの間で任意に設定
できるように構成している。
１のチャンネルの音声信号と、第１のチャンネルの音声
信号から分岐して入力するカットオフ周波数を可変可能
とするハイパスフイルタと、ハイパスフイルタの出力を
逆相にする反転回路と、反転回路の出力を前記第１のチ
ャンネルの音声信号と加算する加算器とによって構成す
る第１のチャンネルの音声信号回路と、同様に構成する
第２のチャンネルの音声信号回路とを有することを特徴
とし、前記ハイパスフイルタにはＩＩＲフイルタを用い
る、若くはＦＩＲフイルタと遅延回路とを組み合わせた
構成を用いることを特徴としたものである。そして、カ
ットオフ周波数を４００〜８００Ｈｚの間で任意に設定
できるように構成している。
【０００６】
【作用】ハイパスフイルタにＩＩＲフイルタを用いた場
合には、カットオフ周波数で徐々に変化する位相特性を
利用し、高域周波数で逆相となって違和感の少ない拡が
り感を得る。また、ＦＩＲフイルタを用いた場合には、
チャンネル間に遅延時間を与えることによって、カット
オフ周波数付近の違和感を減らし、高域周波数での拡が
り感を拡大させる。そして、低域周波数の信号成分は、
打ち消し合いが起こらずに出力されるので、不自然さの
無い音場が得られる。また、再生する音楽ジャンルに合
わせて、カットオフ周波数を変化させて最適な音場空間
を形成させる。
合には、カットオフ周波数で徐々に変化する位相特性を
利用し、高域周波数で逆相となって違和感の少ない拡が
り感を得る。また、ＦＩＲフイルタを用いた場合には、
チャンネル間に遅延時間を与えることによって、カット
オフ周波数付近の違和感を減らし、高域周波数での拡が
り感を拡大させる。そして、低域周波数の信号成分は、
打ち消し合いが起こらずに出力されるので、不自然さの
無い音場が得られる。また、再生する音楽ジャンルに合
わせて、カットオフ周波数を変化させて最適な音場空間
を形成させる。
【０００７】
【実施例】本発明の一実施例を図１の全体構成を示すブ
ロック図で説明する。コンパクトディスク(ＣＤ)等の音
響源１は、ＬチャンネルとＲチャンネルを有し、それぞ
れＡ／Ｄ変換器２によって変換されてＤＳＰ３に入力す
る。ＤＳＰ内部ではデジタル信号処理が行われて初期反
射音や残響音を作成し出力する。この初期反射音や残響
音は、サラウンド選択スイッチ３ａによって音場を選択
できるようになっている。出力信号はＤ／Ａ変換器４に
よってアナログ信号に戻され、パワーアンプ５で電力増
幅してスピーカ６，７を駆動する。
ロック図で説明する。コンパクトディスク(ＣＤ)等の音
響源１は、ＬチャンネルとＲチャンネルを有し、それぞ
れＡ／Ｄ変換器２によって変換されてＤＳＰ３に入力す
る。ＤＳＰ内部ではデジタル信号処理が行われて初期反
射音や残響音を作成し出力する。この初期反射音や残響
音は、サラウンド選択スイッチ３ａによって音場を選択
できるようになっている。出力信号はＤ／Ａ変換器４に
よってアナログ信号に戻され、パワーアンプ５で電力増
幅してスピーカ６，７を駆動する。
【０００８】次にＤＳＰ３の内部での信号の流れを図２
の要部を示すブロック図で説明する。図において、Ｌチ
ャンネルの信号８は、第１の混合器９とハイパスフイル
タ（ＨＰＦ）１０と、第２の混合器１１に入力する。ま
た、Ｒチャンネルの信号１２は、Ｌチャンネルと同様に
第３の混合器１３と、ハイパスフイルタ(ＨＰＦ)１４
と、第２の混合器１１に入力する。そして、第２の混合
器１１に入力したＬチャンネル信号８とＲチャンネル信
号１２は、加算(Ｌ＋Ｒ)されて残響発生装置１５に入力
し、残響音が付加されて出力した信号〔Ｒｅｖ(Ｌ＋
Ｒ)〕は、第１の混合器９に入力する。また、この信号
は反転増幅器１６で反転〔−Ｒｅｖ(Ｌ＋Ｒ)〕されて第
３の混合器１３に入力する。
の要部を示すブロック図で説明する。図において、Ｌチ
ャンネルの信号８は、第１の混合器９とハイパスフイル
タ（ＨＰＦ）１０と、第２の混合器１１に入力する。ま
た、Ｒチャンネルの信号１２は、Ｌチャンネルと同様に
第３の混合器１３と、ハイパスフイルタ(ＨＰＦ)１４
と、第２の混合器１１に入力する。そして、第２の混合
器１１に入力したＬチャンネル信号８とＲチャンネル信
号１２は、加算(Ｌ＋Ｒ)されて残響発生装置１５に入力
し、残響音が付加されて出力した信号〔Ｒｅｖ(Ｌ＋
Ｒ)〕は、第１の混合器９に入力する。また、この信号
は反転増幅器１６で反転〔−Ｒｅｖ(Ｌ＋Ｒ)〕されて第
３の混合器１３に入力する。
【０００９】一方、ハイパスフイルタ１０を通過したＬ
チャンネルの信号は、２次のフイルタ構成なので、徐々
に位相が逆相に反転〔−ＨＰＦ(Ｌ)〕されて第１の混合
器９に入力する。同様に、ハイパスフイルタ１４を通過
したＲチャンネルの信号も、徐々に位相が逆相に反転
〔−ＨＰＦ(Ｒ)〕されて第３の混合器１３に入力する。
このようにして、第１の混合器９にはＬチャンネル信号
８と、−ＨＰＦ(Ｌ)信号と、Ｒｅｖ(Ｌ＋Ｒ)信号が入力
し、それぞれのレベルを任意に調節して混合され、出力
(ＬOUT) する。同様に、第３の混合器１３にはＲチャン
ネル信号１２と、−ＨＰＦ(Ｒ)信号と、−Ｒｅｖ(Ｌ＋
Ｒ)信号が入力し、それぞれのレベルを任意に調節して
混合され、出力(ＲOUT)する。
チャンネルの信号は、２次のフイルタ構成なので、徐々
に位相が逆相に反転〔−ＨＰＦ(Ｌ)〕されて第１の混合
器９に入力する。同様に、ハイパスフイルタ１４を通過
したＲチャンネルの信号も、徐々に位相が逆相に反転
〔−ＨＰＦ(Ｒ)〕されて第３の混合器１３に入力する。
このようにして、第１の混合器９にはＬチャンネル信号
８と、−ＨＰＦ(Ｌ)信号と、Ｒｅｖ(Ｌ＋Ｒ)信号が入力
し、それぞれのレベルを任意に調節して混合され、出力
(ＬOUT) する。同様に、第３の混合器１３にはＲチャン
ネル信号１２と、−ＨＰＦ(Ｒ)信号と、−Ｒｅｖ(Ｌ＋
Ｒ)信号が入力し、それぞれのレベルを任意に調節して
混合され、出力(ＲOUT)する。
【００１０】ところで、一般にステレオ信号の音像の定
位は、左右の音のレベル差と、位相差で認識される。位
相差を０゜から１３５゜程度まで変化させると、その音
像は、点音像から拡がって大きくボケた音像と変化し、
さらに位相差を拡げると、左右のスピーカに別々の音と
して分離し始め、１８０゜で無定位状態となって拡散さ
れた音場となる。高域周波数では、一般の音場でも反射
音が多く含まれた拡散音場成分が多く含まれるので、逆
位相の系や６０ｍｓ程度までの遅延時間を与えた系によ
る拡散音場に違和感はない。
位は、左右の音のレベル差と、位相差で認識される。位
相差を０゜から１３５゜程度まで変化させると、その音
像は、点音像から拡がって大きくボケた音像と変化し、
さらに位相差を拡げると、左右のスピーカに別々の音と
して分離し始め、１８０゜で無定位状態となって拡散さ
れた音場となる。高域周波数では、一般の音場でも反射
音が多く含まれた拡散音場成分が多く含まれるので、逆
位相の系や６０ｍｓ程度までの遅延時間を与えた系によ
る拡散音場に違和感はない。
【００１１】しかしながら、低域周波数では、指向特性
が殆ど無いため、同位相で録音されているので、上記系
を通すとレベルが極端に低下したり、不安定な定位にな
ったりして、大変不自然になってしまう。この不自然さ
が認識される周波数は４００Ｈｚ〜８００Ｈｚの間にあ
り、この周波数の範囲にハイパスフイルタのカットオフ
周波数を設定して、拡散音場とする周波数領域を決める
ことにより、不自然さを解消することができる。さら
に、カットオフ周波数付近の位相変化による不自然さを
解消するため、図３(ａ)の周波数特性に示すように、２
次のＩＩＲフイルタで構成することにより、図３(ｂ)の
位相特性に示すように、穏やかな位相変化を得て不自然
さを防止している。
が殆ど無いため、同位相で録音されているので、上記系
を通すとレベルが極端に低下したり、不安定な定位にな
ったりして、大変不自然になってしまう。この不自然さ
が認識される周波数は４００Ｈｚ〜８００Ｈｚの間にあ
り、この周波数の範囲にハイパスフイルタのカットオフ
周波数を設定して、拡散音場とする周波数領域を決める
ことにより、不自然さを解消することができる。さら
に、カットオフ周波数付近の位相変化による不自然さを
解消するため、図３(ａ)の周波数特性に示すように、２
次のＩＩＲフイルタで構成することにより、図３(ｂ)の
位相特性に示すように、穏やかな位相変化を得て不自然
さを防止している。
【００１２】このように、ＩＩＲフイルタによるハイパ
スフイルタを通過した信号は、それぞれ逆位相同士で加
算されるので高域周波数で拡散音場を得、低域周波数で
は影響されない。そしてＩＩＲフイルタ特有の位相変化
を利用してカットオフ周波数付近での音像の拡がり感
と、残響回路で作成された奥行き感で良好なサラウンド
の音場が得られる。尚、２次以上のＩＩＲフイルタを用
いる場合には、反転増幅器１９，２０を付加して逆位相
となる様に設定する。
スフイルタを通過した信号は、それぞれ逆位相同士で加
算されるので高域周波数で拡散音場を得、低域周波数で
は影響されない。そしてＩＩＲフイルタ特有の位相変化
を利用してカットオフ周波数付近での音像の拡がり感
と、残響回路で作成された奥行き感で良好なサラウンド
の音場が得られる。尚、２次以上のＩＩＲフイルタを用
いる場合には、反転増幅器１９，２０を付加して逆位相
となる様に設定する。
【００１３】また、カットオフ周波数の設定は、音楽ジ
ャンルによって可変する。例えば、ボーカル等の音像の
定位を重要視する音楽ジャンルでは、カットオフ周波数
を８００Ｈｚ付近に設定し、音像の不安定さを防ぐ。ま
た、残響音が多く含まれている例えば教会音楽等では、
カットオフ周波数を４００Ｈｚ付近に設定し、サラウン
ド効果を強調する。これらは、ＤＳＰ３で音場選択する
サラウンド選択スイッチ３ａに連動させる構成としても
良い。
ャンルによって可変する。例えば、ボーカル等の音像の
定位を重要視する音楽ジャンルでは、カットオフ周波数
を８００Ｈｚ付近に設定し、音像の不安定さを防ぐ。ま
た、残響音が多く含まれている例えば教会音楽等では、
カットオフ周波数を４００Ｈｚ付近に設定し、サラウン
ド効果を強調する。これらは、ＤＳＰ３で音場選択する
サラウンド選択スイッチ３ａに連動させる構成としても
良い。
【００１４】また、他の実施例として、図５のブロック
図に示すように、ハイパスフイルタをＦＩＲフイルタ１
７，１８で構成し、反転増幅器１９，２０の前段若くは
後段に遅延回路２１，２２を設けて信号を遅延させ、そ
れぞれの混合器９，１３に入力させる構成としても良
い。ＦＩＲフイルタを用いると、完全直線位相特性とな
って、完全に信号が打ち消されてしまうので、６０ｍｓ
程度までの遅延回路を付加して、一方の信号を遅らせて
拡散音場を得る構成とする。
図に示すように、ハイパスフイルタをＦＩＲフイルタ１
７，１８で構成し、反転増幅器１９，２０の前段若くは
後段に遅延回路２１，２２を設けて信号を遅延させ、そ
れぞれの混合器９，１３に入力させる構成としても良
い。ＦＩＲフイルタを用いると、完全直線位相特性とな
って、完全に信号が打ち消されてしまうので、６０ｍｓ
程度までの遅延回路を付加して、一方の信号を遅らせて
拡散音場を得る構成とする。
【００１５】
【発明の効果】本発明によれば、低音域の情報を失うこ
となく、拡散音場を形成するサラウンド回路を得ること
ができる。
となく、拡散音場を形成するサラウンド回路を得ること
ができる。
【図１】本発明の一実施例を示すブロック図。
【図２】本発明の一実施例を示す要部詳細のブロック
図。
図。
【図３】ＩＩＲフイルタの周波数特性図。
【図４】ＩＩＲフイルタの位相特性図。
【図５】他の実施例を示す要部詳細ブロック図。
１ 音響源 ２ Ａ／Ｄ変換器 ３ ＤＳＰ ３ａ サラウンド選択スイッチ ４ Ｄ／Ａ変換器 ５ パワーアンプ ６，７ スピーカ ８ Ｌチャンネル信号 ９ 第１の混合器 １０，１４ ＩＩＲフイルタ １１ 第２の混合器 １２ Ｒチャンネル信号 １３ 第３の混合器 １５ 残響発生器 １７，１８ ＦＩＲフイルタ １６，１９，２０ 反転増幅器 ２１，２２ 遅延回路
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−181462（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−42300（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−178000（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−105600（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−133800（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭61−3160（ＪＰ，Ｂ２) 実公 昭58−55760（ＪＰ，Ｙ２)
Claims (4)
- 【請求項１】 第１のチャンネルの音声信号と、該第１
のチャンネルの音声信号から分岐して入力するカットオ
フ周波数を可変可能とするハイパスフイルタと、該ハイ
パスフイルタの出力を前記第１のチャンネルの音声信号
と逆相にする反転回路と、該反転回路の出力を前記第１
のチャンネルの音声信号と加算する加算器とによって構
成する第１のチャンネルの音声信号処理回路と、同様の
構成による第２のチャンネルの音声信号処理回路とを有
することを特徴とした音声信号処理回路。 - 【請求項２】 ハイパスフイルタはＩＩＲフイルタを用
いたことを特徴とする請求項１記載の音声信号処理回
路。 - 【請求項３】 ハイパスフイルタの回路はＦＩＲフイル
タと遅延回路とを連結した回路で構成したことを特徴と
する請求項１記載の音声信号処理回路。 - 【請求項４】 ハイパスフイルタのカットオフ周波数を
４００Ｈｚから８００Ｈｚの間で任意に選択できること
を特徴とする請求項１記載の音声信号処理回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5347397A JP2720418B2 (ja) | 1993-12-25 | 1993-12-25 | 音声信号処理回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5347397A JP2720418B2 (ja) | 1993-12-25 | 1993-12-25 | 音声信号処理回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07193898A JPH07193898A (ja) | 1995-07-28 |
| JP2720418B2 true JP2720418B2 (ja) | 1998-03-04 |
Family
ID=18389948
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5347397A Expired - Lifetime JP2720418B2 (ja) | 1993-12-25 | 1993-12-25 | 音声信号処理回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2720418B2 (ja) |
-
1993
- 1993-12-25 JP JP5347397A patent/JP2720418B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07193898A (ja) | 1995-07-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19970930 |