JP2901990B2 - 合成音発生装置 - Google Patents
合成音発生装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は合成音発生装置に関する。
本発明に係る合成音発生装置は，例えば，自動車の車
室内に発生する所謂こもり音を抑制するための相殺音の
発生源として，あるいは運転シミュレータや遊技用ドラ
イブシミュレータ，動力玩具などに実用化されている疑
似エンジン音や回転機器音の発生源として利用される。
室内に発生する所謂こもり音を抑制するための相殺音の
発生源として，あるいは運転シミュレータや遊技用ドラ
イブシミュレータ，動力玩具などに実用化されている疑
似エンジン音や回転機器音の発生源として利用される。
例えば自動車においては，車室の空洞共鳴騒音により
発生する所謂車内こもり音を抑制するため，エンジン回
転数に応じてスピーカから空洞共鳴騒音と逆位相の相殺
音を出力して空洞共鳴騒音を相殺することが行われてい
る。この相殺音の発生装置としては，例えばエンジン回
転パルスを基本波として用いてこれをフィルタなどによ
って波形整形して相殺音を発生するものなどが知られて
おり，例えば特開昭59−9699号公報に開示されているよ
うなものがある。
発生する所謂車内こもり音を抑制するため，エンジン回
転数に応じてスピーカから空洞共鳴騒音と逆位相の相殺
音を出力して空洞共鳴騒音を相殺することが行われてい
る。この相殺音の発生装置としては，例えばエンジン回
転パルスを基本波として用いてこれをフィルタなどによ
って波形整形して相殺音を発生するものなどが知られて
おり，例えば特開昭59−9699号公報に開示されているよ
うなものがある。
また運転シミュレータ等の疑似エンジン音発生装置
は，エンジン回転数の変化に応じて音の再生速度やフィ
ルタのピーク位置を変化させるようなものが主体となっ
ている。
は，エンジン回転数の変化に応じて音の再生速度やフィ
ルタのピーク位置を変化させるようなものが主体となっ
ている。
例えば車室空洞共鳴騒音を抑制する場合，実車の車内
音はエンジン回転数だけではなく，運転状態によって音
質が大きく変化するため，簡単な発振回路とフィルタ等
の組合せだけでは，単純なこもり音の抑制程度にしか利
用できず，より複雑な波形のこもり音の抑制効果は低
い。
音はエンジン回転数だけではなく，運転状態によって音
質が大きく変化するため，簡単な発振回路とフィルタ等
の組合せだけでは，単純なこもり音の抑制程度にしか利
用できず，より複雑な波形のこもり音の抑制効果は低
い。
また運転シミュレータ等に用いられている従来の疑似
音発生装置では，回転数の変化は表現できるが，運転状
態に応じた多様な音質変化までは表現できない。この場
合，複数の発振器により種々の次数成分の信号を発生
し，回転数に応じてこれら発振出力の合成割合を調整し
つつ合成すれば，音質に変化を与えることができるが，
発振器の数が多くなり，制御も複雑化するので実用的で
ない。
音発生装置では，回転数の変化は表現できるが，運転状
態に応じた多様な音質変化までは表現できない。この場
合，複数の発振器により種々の次数成分の信号を発生
し，回転数に応じてこれら発振出力の合成割合を調整し
つつ合成すれば，音質に変化を与えることができるが，
発振器の数が多くなり，制御も複雑化するので実用的で
ない。
そこでトランスバーサルフィルタを用いて高品質な合
成音を発生することが考えられる。すなわち，回転数と
トルク等の運転状態に応じてトランスバーサルフィルタ
のタップ係数を変化させれば，状態変化に応じてた相殺
音，疑似音，あるいは強調音等の合成音を発生できるも
のである。この場合，駆動源としてイグニションパルス
を用い，これを全極型のトランスバーサルフィルタに入
力させて波形合成する構成が簡単である。
成音を発生することが考えられる。すなわち，回転数と
トルク等の運転状態に応じてトランスバーサルフィルタ
のタップ係数を変化させれば，状態変化に応じてた相殺
音，疑似音，あるいは強調音等の合成音を発生できるも
のである。この場合，駆動源としてイグニションパルス
を用い，これを全極型のトランスバーサルフィルタに入
力させて波形合成する構成が簡単である。
ところが，自動車のエンジン音等は一般にその周波数
スペクトルに極（ピーク点）だけでなく零点（谷間点）
も存在しており，全極型のトランスバーサルフィルタで
はかかる零点付近の成分を合成できる精度に限界があ
り，精度を上げようとすると計算量が増え，リアルタイ
ムでの処理が困難になる。そこで零点型のトランスバー
サルフィルタで装置を実現することも考えられるが，こ
の場合はフィルタが複雑化し，その制御も複雑となる。
スペクトルに極（ピーク点）だけでなく零点（谷間点）
も存在しており，全極型のトランスバーサルフィルタで
はかかる零点付近の成分を合成できる精度に限界があ
り，精度を上げようとすると計算量が増え，リアルタイ
ムでの処理が困難になる。そこで零点型のトランスバー
サルフィルタで装置を実現することも考えられるが，こ
の場合はフィルタが複雑化し，その制御も複雑となる。
したがって本発明の目的は，簡単な構成の回路で，き
めの細かい音質の合成音を発生できるようにすることに
ある。
めの細かい音質の合成音を発生できるようにすることに
ある。
本発明に係る合成音発生装置は，合成により発生させ
ようとする目的音の波形を決定する要因であって周期的
に発生する周期的要因を含むものについての情報を発生
情報として入力する手段と，該発生情報に応じて複数の
パルスからなるパルス列を，該目的音の周波数スペクト
ルの零点付近成分の合成に寄与できるよう該発生情報の
周期的要因から得られる周期的なタイミング毎に該タイ
ミングに対してパルス数，パルス振幅およびパルス位置
を決定しつつ発生するパルス列発生手段と，このパルス
列発生手段からのパルス列が入力されてこのパルス列に
基づいて目的音の音信号を合成するディジタルフィルタ
と、該目的音の発生情報に応じて該目的音の波形をその
周波数スペクトルの極付近成分を含めて合成するように
該ディジタルフィルタのフィルタ係数を制御するフィル
タ係数制御手段と，該ディジタルフィルタからの音信号
を音波に変換する音波発生手段とを備えてなる。
ようとする目的音の波形を決定する要因であって周期的
に発生する周期的要因を含むものについての情報を発生
情報として入力する手段と，該発生情報に応じて複数の
パルスからなるパルス列を，該目的音の周波数スペクト
ルの零点付近成分の合成に寄与できるよう該発生情報の
周期的要因から得られる周期的なタイミング毎に該タイ
ミングに対してパルス数，パルス振幅およびパルス位置
を決定しつつ発生するパルス列発生手段と，このパルス
列発生手段からのパルス列が入力されてこのパルス列に
基づいて目的音の音信号を合成するディジタルフィルタ
と、該目的音の発生情報に応じて該目的音の波形をその
周波数スペクトルの極付近成分を含めて合成するように
該ディジタルフィルタのフィルタ係数を制御するフィル
タ係数制御手段と，該ディジタルフィルタからの音信号
を音波に変換する音波発生手段とを備えてなる。
本発明装置は、合成音の駆動源として複数のパルスか
らなるパルス列を用いることで，より複雑な波形を合成
可能にするものである。
らなるパルス列を用いることで，より複雑な波形を合成
可能にするものである。
例えばエンジン音の室内相殺音（あるいは強調音）を
発生する場合には，エンジン音を線形予測して得られた
LPCパラメータ等のフィルタ係数だけでなく，駆動源と
なるパルスの数と振幅をエンジンのイグニションパルス
との相対位置情報と共に予め推定して記憶しておき，こ
れらの情報に基づき，エンジン運転状態に応じてフィル
タ係数とパルス列のパルス数および振幅を決定してディ
ジタルフィルタに与えることで，周波数成分と位相が最
適に制御された相殺音を合成することができる。
発生する場合には，エンジン音を線形予測して得られた
LPCパラメータ等のフィルタ係数だけでなく，駆動源と
なるパルスの数と振幅をエンジンのイグニションパルス
との相対位置情報と共に予め推定して記憶しておき，こ
れらの情報に基づき，エンジン運転状態に応じてフィル
タ係数とパルス列のパルス数および振幅を決定してディ
ジタルフィルタに与えることで，周波数成分と位相が最
適に制御された相殺音を合成することができる。
一般に音の合成などではLPCパラメータとパルスによ
る合成が行われているが，駆動源は自由発振であり，単
一周期パルスで全極型フィルタ（共鳴型フィルタ）を通
過させる方法が普通である。ところが，例えばエンジン
等の回転装置では，その発生音は周波数スペクトルに極
だけでなく零点を持っているので，この零点付近の成分
を合成するためには，共鳴位置情報（すなわち極情報）
だけでなく伝達零点情報が重要であり，この情報を利用
できれば，音の細かい特性を合成できる。この目的のた
めには零点型フィルタで実現するよりも，駆動パルスの
複数化を行うほうが容易であり，特にエンジン等の回転
数の変化に応じる合成音を発生する場合には少ない情報
量で実現できるものである。
る合成が行われているが，駆動源は自由発振であり，単
一周期パルスで全極型フィルタ（共鳴型フィルタ）を通
過させる方法が普通である。ところが，例えばエンジン
等の回転装置では，その発生音は周波数スペクトルに極
だけでなく零点を持っているので，この零点付近の成分
を合成するためには，共鳴位置情報（すなわち極情報）
だけでなく伝達零点情報が重要であり，この情報を利用
できれば，音の細かい特性を合成できる。この目的のた
めには零点型フィルタで実現するよりも，駆動パルスの
複数化を行うほうが容易であり，特にエンジン等の回転
数の変化に応じる合成音を発生する場合には少ない情報
量で実現できるものである。
この駆動パルスの複雑化について数式を用いて以下に
更に詳しく説明する。
更に詳しく説明する。
線形予測法を例にして説明すると，線形予測法では信
号の予測値 の形で表すため，実際の音Snとの誤差enは， となる。これをＺ変換すると， すなわち，音Ｓ（ｚ）は， となる。これは駆動源信号Ｅ（ｚ）を，伝達関数Ｈ
（ｚ）が というフィルタに通すと,S（ｚ）の合成音が得られるも
のと解釈することができる。周波数特性上で見ると，一
般にＥ（ｚ）としては単一パルスかホワイトノイズを用
いるため，駆動源信号Ｅ（ｚ）の周波数特性はフラット
であり，一方，式（５）の伝達関数Ｈ（ｚ）は全極型
（共鳴型）であるため，周波数特性にピーク点を持つも
のとなり，したがって合成音Ｓ（ｚ）も式（５）と同じ
周波数特性を持つものとなる。
号の予測値 の形で表すため，実際の音Snとの誤差enは， となる。これをＺ変換すると， すなわち，音Ｓ（ｚ）は， となる。これは駆動源信号Ｅ（ｚ）を，伝達関数Ｈ
（ｚ）が というフィルタに通すと,S（ｚ）の合成音が得られるも
のと解釈することができる。周波数特性上で見ると，一
般にＥ（ｚ）としては単一パルスかホワイトノイズを用
いるため，駆動源信号Ｅ（ｚ）の周波数特性はフラット
であり，一方，式（５）の伝達関数Ｈ（ｚ）は全極型
（共鳴型）であるため，周波数特性にピーク点を持つも
のとなり，したがって合成音Ｓ（ｚ）も式（５）と同じ
周波数特性を持つものとなる。
ところが，エンジン音などの周波数特性は，極だけで
なく零点を持っている。つまり，システムが全極型でな
く，極ゼロ型，すなわち伝達関数が前述の（５）式では
なく， の形であるといえる。これはエンジン音がイグニション
周期に基づく短周期の繰り返しであることに起因してい
る。
なく零点を持っている。つまり，システムが全極型でな
く，極ゼロ型，すなわち伝達関数が前述の（５）式では
なく， の形であるといえる。これはエンジン音がイグニション
周期に基づく短周期の繰り返しであることに起因してい
る。
したがって，かかる周波数特性を持つエンジン音等の
波形を全極型のフィルタで合成することは無理がある。
波形を全極型のフィルタで合成することは無理がある。
さて，この極ゼロ型のシステムを見ると， これは前出と同じく周波数特性がフラットな駆動源パ
ルスＥ（ｚ）を伝達関数が式（６）のフィルタに通して
合成音Ｓ（ｚ）を得ることになるが，分子の という特性は， Ｙ（ｚ）＝（１＋Σbz-j）Ｘ（ｚ） ＝Ｘ（ｚ）＋bj1X(z)Z-jl＋…＋bjgX(z)X-jgであり，時
間軸ｉは， ｙ（ｔ）＝ｘ（ｔ）＋bjx（ｔ−j1）＋…bjgx(t-jg)と
なり，これは入力をj1，J2…Jgだけ遅らせた信号の総加
算を意味している。すなわち１パルスを入力すると複数
のパルスを出力するものである。
ルスＥ（ｚ）を伝達関数が式（６）のフィルタに通して
合成音Ｓ（ｚ）を得ることになるが，分子の という特性は， Ｙ（ｚ）＝（１＋Σbz-j）Ｘ（ｚ） ＝Ｘ（ｚ）＋bj1X(z)Z-jl＋…＋bjgX(z)X-jgであり，時
間軸ｉは， ｙ（ｔ）＝ｘ（ｔ）＋bjx（ｔ−j1）＋…bjgx(t-jg)と
なり，これは入力をj1，J2…Jgだけ遅らせた信号の総加
算を意味している。すなわち１パルスを入力すると複数
のパルスを出力するものである。
この合成は次の意味を持つ。すなわち，単一パルスを
極ゼロ型フィルタに通すことと，複数パルスを全極型フ
ィルタに通すことは等価である。ここで実際の回路で構
成する場合，前者に比べて後者の方が遥かに実現が容易
である。
極ゼロ型フィルタに通すことと，複数パルスを全極型フ
ィルタに通すことは等価である。ここで実際の回路で構
成する場合，前者に比べて後者の方が遥かに実現が容易
である。
以上の原理に基づき，本発明の合成音発生装置では，
周波数特性に極だけでなく零点をも持つような目的音を
合成する場合に，パルス列発生手段で目的音の発生情報
に応じてパルス数および位置が制御されたパルス列を発
生してこれをディジタルフィルタに与えることにより合
成目的音の零点付近成分の合成に寄与させ，一方，フィ
ルタ係数制御手段で目的音の発生情報に応じてディジタ
ルフィルタのフィルタ係数を制御して目的音の極付近成
分の合成に寄与させ，それにより一層きめ細かい音質の
音の合成を実現している。
周波数特性に極だけでなく零点をも持つような目的音を
合成する場合に，パルス列発生手段で目的音の発生情報
に応じてパルス数および位置が制御されたパルス列を発
生してこれをディジタルフィルタに与えることにより合
成目的音の零点付近成分の合成に寄与させ，一方，フィ
ルタ係数制御手段で目的音の発生情報に応じてディジタ
ルフィルタのフィルタ係数を制御して目的音の極付近成
分の合成に寄与させ，それにより一層きめ細かい音質の
音の合成を実現している。
以下，図面を参照して本発明の実施例を説明する。
本発明の一実施例としの合成音発生装置が第１図に示
される。この合成音発生装置は本発明を自動車の車室内
における空洞共鳴騒音を相殺する相殺音の発生源として
用いたものである。
される。この合成音発生装置は本発明を自動車の車室内
における空洞共鳴騒音を相殺する相殺音の発生源として
用いたものである。
図中,1はエンジンのイグニションパルスを検出するは
イグニションパルス検出器,2は検出されたイグニション
パルスを波形整形するパルス整形回路,4はロータリエン
コーダ等からなるアクセル開度検出器,9は８次の全極型
のトランスバーサルフィルタで専用のディジタル信号プ
ロセッサ等で構成されるもの,40はパルス整形回路２か
らのイグニションパルスP3から得られる回転数情報と，
アクセル開度検出器４から得られるスロットル開度情報
に基づきトランスバーサルフィルタ９に与えるパルス列
とフィルタタップ係数を決定して，パルス整形回路２か
らのイグニションパルス位置P2のタイミングで出力する
処理装置,10はD/A変換器,11は低域通過フィルタ,12はオ
ーディオアンプ,13はスピーカである。
イグニションパルス検出器,2は検出されたイグニション
パルスを波形整形するパルス整形回路,4はロータリエン
コーダ等からなるアクセル開度検出器,9は８次の全極型
のトランスバーサルフィルタで専用のディジタル信号プ
ロセッサ等で構成されるもの,40はパルス整形回路２か
らのイグニションパルスP3から得られる回転数情報と，
アクセル開度検出器４から得られるスロットル開度情報
に基づきトランスバーサルフィルタ９に与えるパルス列
とフィルタタップ係数を決定して，パルス整形回路２か
らのイグニションパルス位置P2のタイミングで出力する
処理装置,10はD/A変換器,11は低域通過フィルタ,12はオ
ーディオアンプ,13はスピーカである。
ここで処理装置40はマイクロコンピュータを用いたソ
フトウェア的処理で実現されるものであり，その機能を
等価的な機能ブロック構成で表すと，パルス整形回路２
からのパルスP3に基づきエンジン回転数P4を計算する回
転数計算回路3,この回転数情報P4とスロットル開度情報
S1に基づきパルス列のパルス情報M1を決定するパルス情
報テーブル5,回転数情報P4とスロットル開度情報S1に基
づきトランスバーサルフィルタのLPC係数を決定するLPC
係数テーブル6,パルス列補間計算回路7,係数補間計算回
路８等を含み構成される。
フトウェア的処理で実現されるものであり，その機能を
等価的な機能ブロック構成で表すと，パルス整形回路２
からのパルスP3に基づきエンジン回転数P4を計算する回
転数計算回路3,この回転数情報P4とスロットル開度情報
S1に基づきパルス列のパルス情報M1を決定するパルス情
報テーブル5,回転数情報P4とスロットル開度情報S1に基
づきトランスバーサルフィルタのLPC係数を決定するLPC
係数テーブル6,パルス列補間計算回路7,係数補間計算回
路８等を含み構成される。
ここでパルス情報テーブル５は、第２図に示されるよ
うなデータ構造でパルス情報を格納しているメモリであ
る。すなわち，回転数P4（1000rpm〜6500rpm）とスロッ
トル開度S1（0.2〜1.0）をパラメータとしてパルス情報
を検索するテーブルとなっており、パルス情報は第４図
に示されるように８個のパルスについてのイグニション
パルス位置P2からの相対位置Pos（０）〜Pos（７）と振
幅Amp（０）〜Amp（７）の組である。
うなデータ構造でパルス情報を格納しているメモリであ
る。すなわち，回転数P4（1000rpm〜6500rpm）とスロッ
トル開度S1（0.2〜1.0）をパラメータとしてパルス情報
を検索するテーブルとなっており、パルス情報は第４図
に示されるように８個のパルスについてのイグニション
パルス位置P2からの相対位置Pos（０）〜Pos（７）と振
幅Amp（０）〜Amp（７）の組である。
またLPC係数テーブル６は第３図に示されるようなデ
ータ構造でLPC係数を格納しているメモリであり，上述
同様に回転数P4とスロットル開度S1をパラメータとして
LPC係数情報を検索することができる。このLPC係数情報
は第５図に示されるようなトランスバーサルフィルタ９
の各タップ係数を表す８個の実数Ａ（０）〜Ａ（７）の
組である。
ータ構造でLPC係数を格納しているメモリであり，上述
同様に回転数P4とスロットル開度S1をパラメータとして
LPC係数情報を検索することができる。このLPC係数情報
は第５図に示されるようなトランスバーサルフィルタ９
の各タップ係数を表す８個の実数Ａ（０）〜Ａ（７）の
組である。
ここで，これらのパルス情報およびLPC係数情報は、
エンジン回転数とスロットル開度を変えた種々の運転状
態下において車室内で発生する音響を予め実験で測定
し，これらの音響を相殺する相殺音をトランスバーサル
フィルタ９で合成するためのデータとして設定されてい
る。
エンジン回転数とスロットル開度を変えた種々の運転状
態下において車室内で発生する音響を予め実験で測定
し，これらの音響を相殺する相殺音をトランスバーサル
フィルタ９で合成するためのデータとして設定されてい
る。
パルス列補間計算回路７はパルス情報テーブル５のデ
ータが，離散的な回転数とスロットル開度に応じた値で
あるので，その間を補間するデータを計算により求める
回路であり，この計算で求めた振幅および位置のパルス
列M2をイグニションパルス位置信号P2にタイミングを合
わせて発生してトランスバーサルフィルタ９に出力す
る。
ータが，離散的な回転数とスロットル開度に応じた値で
あるので，その間を補間するデータを計算により求める
回路であり，この計算で求めた振幅および位置のパルス
列M2をイグニションパルス位置信号P2にタイミングを合
わせて発生してトランスバーサルフィルタ９に出力す
る。
またLPC係数補間計算回路８は同じく離散的な回転数
とスロットル開度の間のデータ補間計算する回路であ
り，計算で求められたLPC係数L2をトランスバーサルフ
ィルタ９にフィルタタップ係数として与える。
とスロットル開度の間のデータ補間計算する回路であ
り，計算で求められたLPC係数L2をトランスバーサルフ
ィルタ９にフィルタタップ係数として与える。
以下，実施例装置の動作が説明される。
まず，全体的な動作を説明すると，マイクロコンピュ
ータシステム40が現在の回転数情報とスロットル開度情
報を元に記憶装置のテーブルから音源パルス列とLPC係
数を割り出し，トランスバーサルフィルタ９に入力させ
る。トランスバーサルフィルタ９はこれらに基づき合成
音信号を合成してそれをD/A変換器10,低域通過フィルタ
11を通過させた後，オーディオアンプ12とスピーカ13に
より制御用音響波にして出力するものである。以下，こ
れについて説明する。
ータシステム40が現在の回転数情報とスロットル開度情
報を元に記憶装置のテーブルから音源パルス列とLPC係
数を割り出し，トランスバーサルフィルタ９に入力させ
る。トランスバーサルフィルタ９はこれらに基づき合成
音信号を合成してそれをD/A変換器10,低域通過フィルタ
11を通過させた後，オーディオアンプ12とスピーカ13に
より制御用音響波にして出力するものである。以下，こ
れについて説明する。
イグニションパルス検出器１によって検出されたエン
ジン回転２次成分信号P1は波形整形回路２によって波形
整形された後、マイクロコンピュータ40に取り込まれ，
回転数計算用のパルスP3として回転数計算回路３に送ら
れると共に，イグニションパルスの位置（タイミング）
信号P2としてパルス列補間計算回路７にも送られる。ま
たアクセル開度検出器４で検出された８ビットの開度信
号S1もマイクロコンピュータ40に取り込まれる。
ジン回転２次成分信号P1は波形整形回路２によって波形
整形された後、マイクロコンピュータ40に取り込まれ，
回転数計算用のパルスP3として回転数計算回路３に送ら
れると共に，イグニションパルスの位置（タイミング）
信号P2としてパルス列補間計算回路７にも送られる。ま
たアクセル開度検出器４で検出された８ビットの開度信
号S1もマイクロコンピュータ40に取り込まれる。
回転数計算回路３はイグニションパルスP3に基づきエ
ンジン回転数P4を計算する。マイクロコンピュータ40は
このようにして得た現在の回転数P4とアクセル開度S1を
元に，それに最も近いパルス情報をパルス情報テーブル
５から検索し，これを周辺の値とあわせてパルス列補間
計算回路７で計算して現在の駆動源パルス列M2を作りだ
す。
ンジン回転数P4を計算する。マイクロコンピュータ40は
このようにして得た現在の回転数P4とアクセル開度S1を
元に，それに最も近いパルス情報をパルス情報テーブル
５から検索し，これを周辺の値とあわせてパルス列補間
計算回路７で計算して現在の駆動源パルス列M2を作りだ
す。
この駆動源パルス列M2は８個のパルスからなり，各パ
ルスは回転数およびスロットル開度（すなわちトルク情
報）に応じてイグニションパルス位置２からの相対位置
とその振幅が定められるものである。ここでエンジン音
はイグニションパルスの付近に音の大きな振幅があるも
のなので，パルス列は普通にはイグニションパルスの近
くに配列される。
ルスは回転数およびスロットル開度（すなわちトルク情
報）に応じてイグニションパルス位置２からの相対位置
とその振幅が定められるものである。ここでエンジン音
はイグニションパルスの付近に音の大きな振幅があるも
のなので，パルス列は普通にはイグニションパルスの近
くに配列される。
またマイクロコンピュータ40は回転数P4とスロットル
開度S1に応じてLPC係数テーブルからそれに最も近いLPC
係数を検索し，同じく係数補間計算回路８で周辺の値と
あわせて現在のLPC係数L2を計算し，これをトランスバ
ーサルフィルタ９に与える。
開度S1に応じてLPC係数テーブルからそれに最も近いLPC
係数を検索し，同じく係数補間計算回路８で周辺の値と
あわせて現在のLPC係数L2を計算し，これをトランスバ
ーサルフィルタ９に与える。
これによりトランスバーサルフィルタ９は目的の合成
音を生成し，これをD/A変換器10,低域通過フィルタ11,
オーディオアンプ12を介してスピーカ13から車内相殺音
として出力する。
音を生成し，これをD/A変換器10,低域通過フィルタ11,
オーディオアンプ12を介してスピーカ13から車内相殺音
として出力する。
以上の構成により，エンジンの回転数とスロットルの
状態に細かく対応した正確な補正音を得ることができ
る。特に合成音の周波数軸での共振成分はLPC係数によ
る極で表現することができ，一方，合成音の零点と位相
はマルチパルスの構造と位置で調整することができるた
め，幅広い特性を持った相殺音をわずかな量のパラメー
タでリアルタイムで合成できるようになる。
状態に細かく対応した正確な補正音を得ることができ
る。特に合成音の周波数軸での共振成分はLPC係数によ
る極で表現することができ，一方，合成音の零点と位相
はマルチパルスの構造と位置で調整することができるた
め，幅広い特性を持った相殺音をわずかな量のパラメー
タでリアルタイムで合成できるようになる。
本発明の実施にあたっては種々の変形形態が可能であ
る。第７図にはかかる変形例装置の一つが示される。こ
の変形例装置は，前述の実施例装置が車室内の相殺音
（あるいは強調音）の発生源として用いられたのに対
し，車両運動シミュレーション装置の疑似車両音の発生
源として用いられているものである。
る。第７図にはかかる変形例装置の一つが示される。こ
の変形例装置は，前述の実施例装置が車室内の相殺音
（あるいは強調音）の発生源として用いられたのに対
し，車両運動シミュレーション装置の疑似車両音の発生
源として用いられているものである。
この変形例装置が第１図の実施例装置と相違する点
は，マイクロコンピュータ41に入力される回転数情報R1
とスロットル開度情報S1が車両運動シミュレーション装
置21からのものであり，マイクロコンピュータ41内に雑
音レベル情報テーブル22と雑音レベル補間計算回路25を
備えており、さらにトランスバーサルフィルタ９にパル
ス列P2の他にホワイトノイズ発生器28からのハワイトノ
イズN3もレベル調整器29を介して入力されており、この
レベル調整器29は雑音レベル補間計算回路25からの雑音
レベル信号N2によってレベル調整を行うように構成され
ていることである。なお，雑音レベル情報テーブル25は
第６図に示されるように，各回転数対応にホワイト雑音
レベル情報Ｎ（×××）を蓄えている記憶装置である。
は，マイクロコンピュータ41に入力される回転数情報R1
とスロットル開度情報S1が車両運動シミュレーション装
置21からのものであり，マイクロコンピュータ41内に雑
音レベル情報テーブル22と雑音レベル補間計算回路25を
備えており、さらにトランスバーサルフィルタ９にパル
ス列P2の他にホワイトノイズ発生器28からのハワイトノ
イズN3もレベル調整器29を介して入力されており、この
レベル調整器29は雑音レベル補間計算回路25からの雑音
レベル信号N2によってレベル調整を行うように構成され
ていることである。なお，雑音レベル情報テーブル25は
第６図に示されるように，各回転数対応にホワイト雑音
レベル情報Ｎ（×××）を蓄えている記憶装置である。
この変形例装置の全体的な動作を説明すると、まず外
部の車両運動シミュレーション装置21から現在の回転数
情報R1とスロットル開度情報S1が出力され，それを元に
マイクロコンピュータ41が記憶装置からホワイト雑音レ
ベル，音源パルス列，およびLPC係数を割り出し，トラ
ンスバーサルフィルタ９とホワイトノイズ発生器28を用
いて，低域の回転音成分と広域雑音成分を同時に合成
し，その合成出力はD/A変換器10,低域通過フィルタ11を
通った後，オーディオアンプ12とスピーカ13により疑似
車両音として出力されるものである。以下，これについ
て説明する。
部の車両運動シミュレーション装置21から現在の回転数
情報R1とスロットル開度情報S1が出力され，それを元に
マイクロコンピュータ41が記憶装置からホワイト雑音レ
ベル，音源パルス列，およびLPC係数を割り出し，トラ
ンスバーサルフィルタ９とホワイトノイズ発生器28を用
いて，低域の回転音成分と広域雑音成分を同時に合成
し，その合成出力はD/A変換器10,低域通過フィルタ11を
通った後，オーディオアンプ12とスピーカ13により疑似
車両音として出力されるものである。以下，これについ
て説明する。
車両運動シュミレーション装置21が出力する現在のエ
ンジン回転数R1とスロットル開度情報S1はマイクロコン
ピュータシステム41に取り込まれる。マイクロコンピュ
ータ41は，回転数情報を元に雑音レベル情報テーブル22
から現在の回転数R1に最も近い雑音レベルＮ検索し，雑
音レベル補間計算回路25で周辺の値とあわせて現在の雑
音レベルを決定し，これをレベル調整器29に供給する。
ンジン回転数R1とスロットル開度情報S1はマイクロコン
ピュータシステム41に取り込まれる。マイクロコンピュ
ータ41は，回転数情報を元に雑音レベル情報テーブル22
から現在の回転数R1に最も近い雑音レベルＮ検索し，雑
音レベル補間計算回路25で周辺の値とあわせて現在の雑
音レベルを決定し，これをレベル調整器29に供給する。
ホワイトノイズ発生器28で合成された広帯域雑音はこ
のレベル調整器29で指定のレベルに調整された後にトラ
ンスバーサルフィルタ９に入力される。
のレベル調整器29で指定のレベルに調整された後にトラ
ンスバーサルフィルタ９に入力される。
なお，パルス列P2とLPC係数L2に関する動作は前述の
実施例と同様であるので，詳しい説明は省略する。
実施例と同様であるので，詳しい説明は省略する。
トランスバーサルフィルタ９は係数補間計算回路27で
計算されたLPC係数L2をタップ係数とし，レベル調整器2
9からの広帯域雑音N4とパルス列補間計算回路26からの
パルス列P2とを駆動源として，疑似車内音信号を合成す
る。この合成された音信号はD/A変換器10,低域通関フィ
ルタ11,オーディオアンプ12を経てスピーカ13から疑似
車内音として出力される。
計算されたLPC係数L2をタップ係数とし，レベル調整器2
9からの広帯域雑音N4とパルス列補間計算回路26からの
パルス列P2とを駆動源として，疑似車内音信号を合成す
る。この合成された音信号はD/A変換器10,低域通関フィ
ルタ11,オーディオアンプ12を経てスピーカ13から疑似
車内音として出力される。
このように，この変形例装置では，複数の励起パルス
とホワイトノイズを音源として用いてトランスバーサル
フィルタで自動車疑似音を合成している。すなわち，ス
ロットル操作量とエンジン回転数からトルクの状態を推
定して，それに応じた駆動源パルス列とホワイトノイズ
のレベルを記憶装置から取り出して音源信号とし，これ
を同じくトルク状態に応じて制御されるフィルタ係数を
持ったトランスバーサルフィルタを用いて疑似エンジン
音を合成するものである。
とホワイトノイズを音源として用いてトランスバーサル
フィルタで自動車疑似音を合成している。すなわち，ス
ロットル操作量とエンジン回転数からトルクの状態を推
定して，それに応じた駆動源パルス列とホワイトノイズ
のレベルを記憶装置から取り出して音源信号とし，これ
を同じくトルク状態に応じて制御されるフィルタ係数を
持ったトランスバーサルフィルタを用いて疑似エンジン
音を合成するものである。
これにより機械の固有振動の共振による音成分と回転
により変化する次数成分の両方が，負荷と回転の状況に
応じたより細かい音質表現で合成でき，近似度の高い疑
似車内音を得ることができる。特に低域の周期成分は周
波数軸でのマルチパルスの構造と位置で調整ができ，高
域の共振成分はLPC係数による極によりパルス音源と雑
音音源の両方を同時に効率よく制御できるものである。
により変化する次数成分の両方が，負荷と回転の状況に
応じたより細かい音質表現で合成でき，近似度の高い疑
似車内音を得ることができる。特に低域の周期成分は周
波数軸でのマルチパルスの構造と位置で調整ができ，高
域の共振成分はLPC係数による極によりパルス音源と雑
音音源の両方を同時に効率よく制御できるものである。
また発生する音の周波数特性や音量変化の調整はメモ
リの記憶情報を変えることで容易に行え，システムも単
一サンプリング周波数の信号処理システムであるので，
可変速モータや音響信号記憶装置なども不要であり，装
置構成が簡単となる。
リの記憶情報を変えることで容易に行え，システムも単
一サンプリング周波数の信号処理システムであるので，
可変速モータや音響信号記憶装置なども不要であり，装
置構成が簡単となる。
以上の実施例では、本発明を自動車用の各種合成音を
発生する装置に適用した場合について説明したが，本発
明にこれに限られるものではなく，音響を合成する合成
音発生装置として広く一般に用いることができ，特に合
成すべき目的音の周波数特性に極の他の零点も含んでい
るような場合に本発明は適している。
発生する装置に適用した場合について説明したが，本発
明にこれに限られるものではなく，音響を合成する合成
音発生装置として広く一般に用いることができ，特に合
成すべき目的音の周波数特性に極の他の零点も含んでい
るような場合に本発明は適している。
本発明によれば，簡単な構成の回路で，きめの細かい
音質の合成音を発生することができるようになる。本発
明を例えば自動車車室内におけるこもり音の相殺音の発
生源として用いれば，高い相殺効果を得ることができ，
また運転シミュレーション装置に用いれば，実際の運転
感覚により近い疑似車内音を発生できる。
音質の合成音を発生することができるようになる。本発
明を例えば自動車車室内におけるこもり音の相殺音の発
生源として用いれば，高い相殺効果を得ることができ，
また運転シミュレーション装置に用いれば，実際の運転
感覚により近い疑似車内音を発生できる。
第１図は本発明の一実施例としての合成音発生装置を示
すブロック図， 第２図は実施例装置におけるパルス情報テーブルのデー
タ構造を示す図， 第３図は実施例装置におけるLPC係数テーブルのデータ
構造を示す図， 第４図は第２図におけるパルス情報の構造を示す図， 第５図は第２図におけるLPC係数の構造を示す図， 第６図は雑音レベル情報テーブルのデータ構造を示す
図， 第７図は本発明の変形例装置を示すブロック図である。 図において， １…イグニションパルス検出器 ２…パルス整形回路 ３…回転数計算回路 ４…アクセル開度検出器 ５…パルス情報テーブル 6,24…LPC係数情報テーブル 7,26…パルス列補間計算回路 ８、27…係数補間計算回路 ９…トランスバーサルフィルタ回路 10…D/A変換器 11…低域通過フィルタ 12…オーディオアンプ 13…スピーカ 21…車両運動シミュレーション装置
すブロック図， 第２図は実施例装置におけるパルス情報テーブルのデー
タ構造を示す図， 第３図は実施例装置におけるLPC係数テーブルのデータ
構造を示す図， 第４図は第２図におけるパルス情報の構造を示す図， 第５図は第２図におけるLPC係数の構造を示す図， 第６図は雑音レベル情報テーブルのデータ構造を示す
図， 第７図は本発明の変形例装置を示すブロック図である。 図において， １…イグニションパルス検出器 ２…パルス整形回路 ３…回転数計算回路 ４…アクセル開度検出器 ５…パルス情報テーブル 6,24…LPC係数情報テーブル 7,26…パルス列補間計算回路 ８、27…係数補間計算回路 ９…トランスバーサルフィルタ回路 10…D/A変換器 11…低域通過フィルタ 12…オーディオアンプ 13…スピーカ 21…車両運動シミュレーション装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G10K 11/178
Claims (3)
- 【請求項１】合成により発生させようとする目的音の波
形を決定する要因であって周期的に発生する周期的要因
を含むものについての情報を発生情報として入力する手
段と，該発生情報に応じて複数のパルスからなるパルス
列を、該目的音の周波数スペクトルの零点付近成分の合
成に寄与できるよう該発生情報の周期的要因から得られ
る周期的なタイミング毎にそのタイミングに対してパル
ス数、パルス振幅およびパルス位置を決定しつつ発生す
るパルス列発生手段と，このパルス列発生手段からのパ
ルス列が入力されてこのパルス列に基づいて目的音の音
信号を合成するディジタルフィルタと，該目的音の発生
情報に応じて該目的音の波形をその周波数スペクトルの
極付近成分を含めて合成するように該ディジタルフィル
タのフィルタ係数を制御するフィルタ係数制御手段と，
該ディジタルフィルタからの音信号を音波に変換する音
波発生手段とを備えた合成音発生装置。 - 【請求項２】上記目的音は実際の車両において少なくと
もエンジン音を含んで発生する音を打ち消すための音で
あり，上記発生情報から得られる周期的なタイミングは
エンジンの点火時期に関するタイミングである請求項１
記載の合成音発生装置。 - 【請求項３】上記目的音は車両のエンジン音を含む音を
シミュレートするシミュレーション装置の疑似音であ
り，上記発生情報から得られる周期的なタイミングはエ
ンジンの回転に基づくタイミングである請求項１記載の
合成音発生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1058145A JP2901990B2 (ja) | 1989-03-10 | 1989-03-10 | 合成音発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1058145A JP2901990B2 (ja) | 1989-03-10 | 1989-03-10 | 合成音発生装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02237298A JPH02237298A (ja) | 1990-09-19 |
| JP2901990B2 true JP2901990B2 (ja) | 1999-06-07 |
Family
ID=13075822
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1058145A Expired - Fee Related JP2901990B2 (ja) | 1989-03-10 | 1989-03-10 | 合成音発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2901990B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9118987B2 (en) * | 2013-03-12 | 2015-08-25 | Bose Corporation | Motor vehicle active noise reduction |
| US9269344B2 (en) * | 2013-09-03 | 2016-02-23 | Bose Corporation | Engine harmonic cancellation system afterglow mitigation |
| DE112017006946B4 (de) * | 2017-03-03 | 2022-03-31 | Mitsubishi Electric Corporation | Maschinenklangsteuerungsvorrichtung, maschinenklangsteuerungsverfahren und maschinenklangsteuerungsprogramm |
-
1989
- 1989-03-10 JP JP1058145A patent/JP2901990B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02237298A (ja) | 1990-09-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |