JP4212563B2 - Bass enhancement circuit and bass enhancement processing program - Google Patents
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この発明は、低音再生能力の低い小型スピーカ、ヘッドホンを使用する場合に低音感を高めることができる低音強調回路および低音強調処理プログラムに関する。 The present invention relates to a bass emphasis circuit and a bass emphasis processing program that can enhance the sense of bass when using a small speaker or headphones with low bass reproduction capability.
基準周波数ｆの信号の高調波である２ｆ，３ｆ，４ｆ，…の信号からなる音を聴いた場合、基準周波数ｆの信号が含まれていなくても、その周波数ｆの音が再生されているように感じるという聴覚心理現象が知られている。
また、高調波の生成方法としては、各種の方法があるが、最も簡単な方法として、基準周波数の信号を全波整流することにより、偶数次数の高調波を生成する方法が知られている。
When a sound composed of 2f, 3f, 4f,..., Which is a harmonic of the signal of the reference frequency f, is heard, the sound of the frequency f is reproduced even if the signal of the reference frequency f is not included. The psychoacoustic phenomenon of feeling like this is known.
There are various methods for generating harmonics. As the simplest method, there is known a method of generating even-order harmonics by full-wave rectifying a signal of a reference frequency.
ところで、低音再生能力は、主にスピーカの容積によって制約を受ける。そのため、テレビなどで使用されている小型スピーカでは、十分な低音再生能力が得られない。この問題を解決するための方法として、高調波信号による聴覚心理現象により、スピーカが再生できない基準周波数信号を人間に感知させる方法がある。特開平０８−２３７８００号公報には、入力音声信号のうちスピーカ再生限界以下の低音域成分のみを全波整流することにより、上記低音域成分の偶数次数の高調波を生成して、生成された高調波のうち二次の高調波を増幅して入力音声信号に加算することにより、低音感を高める技術が開示されている。 By the way, the bass reproduction capability is restricted mainly by the volume of the speaker. Therefore, a small speaker used in a television or the like cannot obtain a sufficient bass reproduction capability. As a method for solving this problem, there is a method for causing a human to sense a reference frequency signal that cannot be reproduced by a speaker due to an auditory psychological phenomenon caused by a harmonic signal. In Japanese Patent Laid-Open No. 08-237800, an even-order harmonic of the low-frequency component is generated by full-wave rectifying only the low-frequency component below the speaker reproduction limit in the input audio signal. A technique is disclosed in which a low-frequency feeling is enhanced by amplifying a second-order harmonic of the harmonics and adding it to an input audio signal.
しかしながら、この従来技術では、次のような問題があるため、低音が認識できたとしても、自然な音が得られない。 However, this conventional technique has the following problems, so that even if bass can be recognized, a natural sound cannot be obtained.
（１）通常の大型ＴＶに使用されているスピーカでも、再生下限周波数は１５０〜１８０Ｈｚ程度である。このため、楽器音の高調波に対する高調波も生成されるが、楽器音の高調波が再生されると、不自然な音となる。また、低い周波数の高調波が生成された場合、高調波どうしが不協和音となる。広い帯域の基準音に対する高調波が生成された場合、様々な高調波成分が混在し、低音部分の認識ができなくなる場合がある。 (1) Even in a loudspeaker used in a normal large TV, the reproduction lower limit frequency is about 150 to 180 Hz. For this reason, harmonics with respect to the harmonics of the instrument sound are also generated, but when the harmonics of the instrument sound is reproduced, the sound becomes unnatural. Moreover, when the harmonic of a low frequency is produced | generated, harmonics will become a dissonance. When harmonics with respect to a wide-band reference sound are generated, various harmonic components may be mixed and the bass part may not be recognized.
（２）音楽などで高調波のみを増幅して入力音声信号に加算した場合、不自然な音となる。また、全波整流により生成された高調波のエンベロープ特性は固定であり、自然な音が得られない。
この発明は、協和性のある自然な高調波が得られ、自然な再生音が得られるようになる低音強調回路および低音強調処理プログラムを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a bass emphasis circuit and a bass emphasis processing program capable of obtaining a natural harmonic with coherency and a natural reproduction sound.
また、この発明は、楽器音の基準波とその高調波の両方に対して２次高調波が生成されてしまうのを防止でき、自然な再生音が得られるようになる低音強調回路および低音強調処理プログラムを提供することを目的とする。 Further, the present invention can prevent the generation of the second harmonic with respect to both the reference wave of the instrument sound and the harmonics thereof, and a bass enhancement circuit and bass enhancement that can obtain a natural reproduced sound. An object is to provide a processing program.
さらに、この発明は、高調波による違和感が抑えられる低音強調回路および低音強調処理プログラムを提供することを目的とする。 Furthermore, an object of the present invention is to provide a bass emphasis circuit and a bass emphasis processing program that can suppress a sense of incongruity due to harmonics.
請求項１に記載の発明は、複数チャンネルの入力音声信号を合成する第１加算器、上記第１の加算器によって合成された音声信号のうち、所定周波数帯域の信号のみを通過させる第１のバンドパスフィルタ、上記第１のバンドパスフィルタを通過した音声信号の偶数次数の高調波信号を生成する全波整流回路、ならびに上記全波整流回路によって生成された高調波信号と上記各チャンネルの入力音声信号とに基づいて、各チャンネル毎に低音部が強調された出力信号を生成する出力信号生成回路を備えており、上記第１のバンドパスフィルタを通過する音声信号の周波数をｆ ｉ とした場合、上記第１のバンドパスフィルタの下限周波数ｆ ｌ （ｆ ｌ ≦ｆ ｉ ）が、上記全波整流回路によって生成される上記音声信号の偶数次数（２ｆ ｉ 、４ｆ ｉ 、６ｆ ｉ ・・・２ｎｆ ｉ 、但し、ｎは１以上の整数）の高調波信号の隣合う周波数間隔（２ｆ ｉ ）が、使用するスピーカの再生下限周波数から低音強調のために利用しようとする高調波の上限周波数までの周波数帯域の信号に対する臨界帯域幅以上となるような値に設定されていることを特徴とする。 According to the first aspect of the present invention, a first adder for synthesizing input audio signals of a plurality of channels, and a first adder that passes only a signal in a predetermined frequency band among the audio signals synthesized by the first adder. A band-pass filter, a full-wave rectifier circuit that generates an even-order harmonic signal of an audio signal that has passed through the first band-pass filter, and a harmonic signal generated by the full-wave rectifier circuit and an input of each channel based on the audio signal, and an output signal generation circuit for generating an output signal bass is enhanced for each channel, and the frequency of the audio signal passing through the first band-pass filter and f i case, the first lower limit frequency f l of the band-pass filter (f l ≦ f i) is the full-wave even number order of the audio signal generated by the rectifier circuit (2f i, 4 i use, 6f i · · · 2nf i, where, n is an integer of 1 or more) adjacent coupling intends frequency spacing of the harmonic signal (2f i) is, from the reproduction limit frequency of the speaker to be used for bass enhancement It is characterized by being set to a value that is equal to or greater than the critical bandwidth for a signal in a frequency band up to the upper limit frequency of the harmonic to be obtained.
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の低音強調回路において、上記第１のバンドパスフィルタの上限周波数ｆ ｈ が、上記第１のバンドパスフィルタの下限周波数ｆ ｌ の２倍以下の値に設定されていることを特徴とする。
According to a second aspect of the invention, the bass enhancement circuit as claimed in
請求項３に記載の発明は、請求項１乃至２に記載の低音強調回路において、上記出力信号生成回路は、上記全波整流回路によって生成された高調波信号のうち、低音強調のために利用しようとする高調波の上限周波数を越える高周波数帯域の信号をカットするためのローパスフィルタ、各チャンネル毎に設けられ、かつ上記ローパスフィルタを通過した高調波信号を、上記各チャンネルの入力音声信号にそれぞれ加算する複数の第２の加算器、各チャンネル毎に設けられ、かつそのチャンネルに対応する上記第２の加算器の出力信号から使用するスピーカで再生できない低周波数帯域の信号をカットする複数のハイパスフィルタ、各チャンネル毎に設けられ、かつそのチャンネルに対応する上記ハイパスフィルタを通過した信号のうち低周波数帯域の信号を増幅する複数の増幅器、ならびに各チャンネル毎に設けられ、かつそのチャンネルに対応する上記ハイパスフィルタを通過した信号に、そのチャンネルに対応する上記増幅器の出力信号を合成する複数の第３加算器を備えていることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the bass emphasis circuit according to the first or second aspect, the output signal generation circuit is used for bass emphasis among the harmonic signals generated by the full-wave rectifier circuit. A low-pass filter for cutting a signal in a high frequency band exceeding the upper limit frequency of the harmonic to be tried, and a harmonic signal that is provided for each channel and that has passed through the low-pass filter is used as an input audio signal for each channel. A plurality of second adders for adding each of them, a plurality of second adders which are provided for each channel and which cut a low frequency band signal which cannot be reproduced by a speaker used from the output signal of the second adder corresponding to the channel. A high-pass filter is provided for each channel, and a low-frequency signal out of the signal that has passed through the high-pass filter corresponding to that channel. A plurality of amplifiers for amplifying signals in the band, and a plurality of third amplifiers for combining the output signals of the amplifiers corresponding to the channels with the signals provided for each channel and passing through the high-pass filter corresponding to the channels. An adder is provided.
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至２に記載の低音強調回路において、上記出力信号生成回路は、上記全波整流回路によって生成された高調波信号のうち、低音強調のために利用しようとする高調波の上限周波数を越える高周波数帯域の信号をカットするとともに、使用するスピーカで再生できない低周波数帯域の信号をカットする第２のバンドパスフィルタ、各チャンネル毎に設けられ、かつそのチャンネルに対応する入力音声信号のうち、使用するスピーカで再生できない低周波数帯域の信号をカットするハイパスフィルタ、各チャンネル毎に設けられ、かつそのチャンネルに対応する上記ハイパスフィルタを通過した音声信号に、上記第２のバンドパスフィルタを通過した高調波信号を加算する複数の第２の加算器、各チャンネル毎に設けられ、かつそのチャンネルに対応する上記第２の加算器の出力信号のうち低周波数帯域の信号を増幅する複数の増幅器、ならびに各チャンネル毎に設けられ、かつそのチャンネルに対応する上記第２の加算器の出力信号に、そのチャンネルに対応する上記増幅器の出力信号を合成する複数の第３の加算器を備えていることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the bass emphasis circuit according to the first or second aspect, the output signal generation circuit is used for the bass emphasis among the harmonic signals generated by the full-wave rectifier circuit. A second band-pass filter that cuts a signal in a high frequency band exceeding an upper limit frequency of a harmonic to be tried, and cuts a signal in a low frequency band that cannot be reproduced by a speaker to be used; A high-pass filter that cuts a signal in a low frequency band that cannot be reproduced by a speaker to be used among input audio signals corresponding to a channel, an audio signal that is provided for each channel and that has passed through the high-pass filter corresponding to the channel, A plurality of second adders for adding the harmonic signals that have passed through the second bandpass filter, each channel And a plurality of amplifiers for amplifying a low frequency band signal among the output signals of the second adder corresponding to the channel, and the second amplifier provided for each channel and corresponding to the channel. And a plurality of third adders for synthesizing the output signal of the amplifier corresponding to the channel with the output signal of the adder.
この発明によれば、協和性のある自然な高調波が得られ、自然な再生音が得られるようになる。 According to the present invention, natural harmonics having synergy can be obtained, and natural reproduced sound can be obtained.
また、この発明によれば、楽器音の基準波とその高調波の両方に対して２次高調波が生成されてしまうのを防止でき、自然な再生音が得られるようになる。 In addition, according to the present invention, it is possible to prevent the generation of the second harmonic with respect to both the reference wave of the musical instrument sound and its harmonics, and a natural reproduced sound can be obtained.
さらに、この発明によれば、高調波による違和感が抑えられるようになる。 Furthermore, according to the present invention, a sense of incongruity due to harmonics can be suppressed.
以下、図面を参照して、この発明の実施例について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
〔１〕低音疑似再生装置の構成について説明
図１は、第１実施例である低音強調回路の構成を示している。
[1] Description of Configuration of Bass Simulated Reproduction Device FIG. 1 shows a configuration of a bass emphasis circuit according to the first embodiment.
低音強調回路には、Ｌチャンネル信号（Ｌｃｈ ｉｎ）とＲチャンネル信号（Ｒｃｈ ｉｎ）とからなる音声信号が入力される。Ｌチャンネル信号は、遅延回路１Ｌおよび増幅器２Ｌを介して加算器３Ｌに送られる。また、Ｌチャンネル信号は、加算器１１にも送られる。Ｒチャンネル信号は、遅延回路１Ｒおよび増幅器２Ｒを介して加算器３Ｒに送られる。また、Ｒチャンネル信号は、加算器１１にも送られる。
An audio signal composed of an L channel signal (Lch in) and an R channel signal (Rch in) is input to the bass emphasis circuit. The L channel signal is sent to the adder 3L via the delay circuit 1L and the
加算器１１では、Ｌチャンネル信号とＲチャンネル信号とが加算される。加算器１１の出力は、所定周波数帯域の信号のみを通過させるバンドパスフィルタ（ＢＰＦ１）１２を介して全波整流回路１３に送られる。バンドパスフィルタ（ＢＰＦ１）１２の特性および機能については、後述する。全波整流回路１３は、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ１）１２を通過した信号の偶数次数の高調波信号を生成する。全波整流回路１３によって生成された高調波信号は、周波数の高い成分をカットするためのローパスフィルタ（ＬＰＦ１）１４に送られる。
In the adder 11, the L channel signal and the R channel signal are added. The output of the adder 11 is sent to the full-
なお、任意の信号（sin θ) に対して全波整流を行えば、次式(1) で示すように、偶数次数の高調波が生成される。 If full-wave rectification is performed on an arbitrary signal (sin θ), even-order harmonics are generated as shown in the following equation (1).
abs[sinθ] ＝2/π+4/ π×｛(1/3) ×sin2θ−(1/15)×sin4θ+(1/35) ×sin6θ…｝
…(1)
abs [sinθ] = 2 / π + 4 / π × {(1/3) × sin2θ− (1/15) × sin4θ + (1/35) × sin6θ…}
… (1)
上記式(1) において、abs[A]は、A の絶対値を取ることを意味している。 In the above formula (1), abs [A] means that the absolute value of A is taken.
ローパスフィルタ（ＬＰＦ１）１４から出力される信号は、増幅器１５Ｌを介して加算器３Ｌに送られる。また、ローパスフィルタ（ＬＰＦ１）１４から出力される信号は、増幅器１５Ｒを介して加算器３Ｒに送られる。
The signal output from the low-pass filter (LPF1) 14 is sent to the adder 3L via the amplifier 15L. The signal output from the low pass filter (LPF1) 14 is sent to the adder 3R via the
加算器３Ｌでは、増幅器２Ｌの出力信号（原音の信号）と増幅器１５Ｌの出力信号（高調波の信号）とが加算される。加算器３Ｌの出力信号は、周波数の低い成分をカットするためのハイパスフィルタ（ＨＰＦ）４Ｌに送られる。ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）４Ｌの特性および機能については、後述する。ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）４Ｌを通過した信号は、遅延回路５Ｌを介して加算器８Ｌに送られる。また、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）４Ｌを通過した信号は、周波数の高い成分をカットするためのローパスフィルタ（ＬＰＦ２）６Ｌおよび増幅器７Ｌを介して加算器８Ｌに送られる。ローパスフィルタ（ＬＰＦ２）６Ｌの特性および機能については、後述する。加算器８Ｌでは、遅延回路５Ｌの出力信号と増幅器７Ｌの出力信号とが加算され、Ｌチャンネルの出力信号（Ｌｃｈ ｏｕｔ）として図示しないＬチャンネル用スピーカに出力される。
In the adder 3L, the output signal (original sound signal) of the
同様に、加算器３Ｒでは、増幅器２Ｒの出力信号（原音の信号）と増幅器１５Ｒの出力信号（高調波の信号）とが加算される。加算器３Ｒの出力信号は、周波数の低い成分をカットするためのハイパスフィルタ（ＨＰＦ）４Ｒに送られる。ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）４Ｒを通過した信号は、遅延回路５Ｒを介して加算器８Ｒに送られる。また、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）４Ｒを通過した信号は、周波数の高い成分をカットするためのローパスフィルタ（ＬＰＦ２）６Ｒおよび増幅器７Ｒを介して加算器８Ｒに送られる。加算器８Ｒでは、遅延回路５Ｒの出力信号と増幅器７Ｒの出力信号とが加算され、Ｒチャンネルの出力信号（Ｒｃｈ ｏｕｔ）として図示しないＲチャンネル用スピーカに出力される。
Similarly, in the adder 3R, the output signal (original sound signal) of the amplifier 2R and the output signal (harmonic signal) of the
なお、上記各部は、ハードウエアで実現してもよいし、ソフトウエアで実現してもよい。 Each of the above units may be realized by hardware or software.
〔２〕各フィルタについての説明 [2] Explanation of each filter
〔２−１〕バンドパスフィルタ（ＢＰＦ１）１２についての説明
バンドパスフィルタ（ＢＰＦ１）１２は、Ｌチャンネル信号とＲチャンネル信号との合成信号から、所定周波数帯域の信号のみを通過させるフィルタである。
[2-1] Description of Bandpass Filter (BPF1) 12 The bandpass filter (BPF1) 12 is a filter that passes only a signal in a predetermined frequency band from a combined signal of an L channel signal and an R channel signal.
ところで、スピーカの再生下限周波数は１００Ｈｚ〜２００Ｈｚであるものが多い。また、全波整流回路１３によって生成される高調波信号のうち、低音強調のために利用する高調波の上限周波数は５００Ｈｚ〜６００Ｈｚ程度である。スピーカの再生下限周波数（１００Ｈｚ〜２００Ｈｚ）から、低音強調のために利用しようとする高調波の上限周波数（５００Ｈｚ〜６００Ｈｚ）までの周波数帯域の信号の臨界帯域幅は、約８０〜１００Ｈｚである。臨界帯域幅以下の周波数差を有する２つの音を聴いたとき、不協和音が生じることが知られている。また、その周波数差が小さいほど、その不協和性が強くなり、耳障りな音に聴こえる。
By the way, the reproduction lower limit frequency of the speaker is often 100 Hz to 200 Hz. Of the harmonic signals generated by the full-
そこで、この実施例では、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ１）１２の下限周波数を、スピーカの再生下限周波数から低音強調のために利用しようとする高調波の上限周波数までの周波数帯域の信号の臨界帯域幅の約１／２にあたる４５Ｈｚに設定している。このようにバンドパスフィルタ（ＢＰＦ１）１２の下限周波数を設定することにより、全波整流回路１３で生成される偶数次数の高調波信号のうち、隣合う次数の高調波信号の周波数間隔が上記臨界帯域幅に相当する９０Ｈｚ以上となり、不協和音が発生しなくなる。
Therefore, in this embodiment, the lower limit frequency of the bandpass filter (BPF1) 12 is set to the critical bandwidth of the signal in the frequency band from the lower limit frequency of reproduction of the speaker to the upper limit frequency of the harmonic to be used for bass enhancement. It is set to 45 Hz, which is about 1/2. By setting the lower limit frequency of the bandpass filter (BPF1) 12 in this way, the frequency interval between the harmonic signals of the adjacent orders among the even harmonic signals generated by the full-
また、一般的に楽器音には、高調波が元々含まれているため、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ１）１２の上限周波数を高く設定すると、全波整流回路１３によって、楽器音の基準波とその高調波の両方に対して２次高調波が生成されてしまい、不自然な音が再生されてしまう。そこで、この実施例では、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ１）１２の上限周波数として、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ１）１２の下限周波数の２倍以下の値を設定している。具体的には、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ１）１２の上限周波数を、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ１）１２の下限周波数４５Ｈｚの２倍に相当する９０Ｈｚに設定している。
In general, musical instrument sounds originally contain harmonics. Therefore, if the upper limit frequency of the bandpass filter (BPF1) 12 is set high, the full-
〔２−２〕ローパスフィルタ（ＬＰＦ１）１４についての説明（その１）
ローパスフィルタ（ＬＰＦ１）１４は、全波整流回路１３によって生成された高調波信号のうち、周波数の高い成分をカットするために設けられている。ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１４のカットオフ周波数は、ローパスフィルタ（ＬＰＦ２）６Ｌ、６Ｒのカットオフ周波数以上に設定されている。
[2-2] Description of the low-pass filter (LPF1) 14 (part 1)
The low-pass filter (LPF1) 14 is provided to cut a high-frequency component from the harmonic signal generated by the full-
〔２−３〕ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）４Ｌ、４Ｒについての説明
ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）４Ｌ，４Ｒは、原音の信号に低音強調用の高調波信号が加算された信号のうち、使用するスピーカで再生できない帯域の低音信号をカットするために設けられている。なお、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）４Ｌ、４Ｒは、増幅器７Ｌ，７Ｒの増幅による信号の飽和を抑える働きもある。
[2-3] Description of the high-pass filters (HPF) 4L and 4R The high-pass filters (HPF) 4L and 4R are reproduced by the speaker to be used among the signals obtained by adding the harmonic signal for low-frequency emphasis to the original sound signal. It is provided to cut bass signals that cannot be used. The high-pass filters (HPF) 4L and 4R also have a function of suppressing signal saturation due to amplification of the
〔２−４〕ローパスフィルタ（ＬＰＦ２）６Ｌ、６Ｒについての説明
ローパスフィルタ（ＬＰＦ２）６Ｌ、６Ｒのカットオフ周波数は、ローパスフィルタ（ＬＰＦ１）１４のカットオフ周波数より小さな値に設定されている。
[2-4] Description of Low-Pass Filters (LPF2) 6L and 6R The cutoff frequencies of the low-pass filters (LPF2) 6L and 6R are set to be smaller than the cutoff frequency of the low-pass filter (LPF1) 14.
ローパスフィルタ（ＬＰＦ２）６Ｌ，６Ｒは、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）４Ｌ，４Ｒを通過した信号のうち、周波数の高い成分をカットする。ローパスフィルタ（ＬＰＦ２）６Ｌ，６Ｒを通過した信号は増幅器７Ｌ，７Ｒで増幅された後、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）４Ｌ，４Ｒを通過した信号と合成される。
The low pass filters (LPF2) 6L and 6R cut high frequency components from the signals that have passed through the high pass filters (HPF) 4L and 4R. The signals that have passed through the low-pass filters (LPF2) 6L and 6R are amplified by the
つまり、原音の信号と低音強調用の高調波信号との合成信号のうち、ローパスフィルタ（ＬＰＦ２）６Ｌ、６Ｒで決定される周波数帯域の信号が増幅され、増幅された信号（強調信号）が原音の信号に合成されている。このように、低音強調用の高調波信号だけ増幅するのではなく、原音の信号と低音強調用の高調波信号との合成信号のうちの所定帯域成分が増幅されているので、低音強調用の高調波信号だけ増幅する場合に比べて、高調波による違和感が抑えられ、波及効果として迫力のある重低音感を高めることができる。 In other words, among the synthesized signal of the original sound signal and the harmonic signal for bass emphasis, the signal in the frequency band determined by the low pass filters (LPF2) 6L and 6R is amplified, and the amplified signal (enhanced signal) is the original sound. The signal is synthesized. In this way, rather than amplifying only the harmonic signal for bass emphasis, the predetermined band component of the synthesized signal of the original sound signal and the harmonic signal for bass emphasis is amplified. Compared to a case where only the harmonic signal is amplified, a sense of incongruity due to the harmonic is suppressed, and a powerful deep bass feeling can be enhanced as a ripple effect.
〔２−５〕ローパスフィルタ（ＬＰＦ１）１４についての説明（その２）
ところで、必要以上に高次の高調波までを強調すると、耳障りな音になるため、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ１）１２の上限周波数である９０Ｈｚの基準周波数に対して、ｎ次、（ｎ＋２）次の２本の高調波が通過できるように、ローパスフィルタ（ＬＰＦ１）１４のカットオフ周波数を設定している。ｎは、９０Ｈｚの基準周波数に対する偶数次数の高調波のうち、スピーカの再生下限周波数以上の帯域で最も周波数が低い高調波に対応する次数とする。４５Ｈｚの信号に対しては、最大４本の高調波がローパスフィルタ（ＬＰＦ１）１４を通過する。
[2-5] Description of low-pass filter (LPF1) 14 (part 2)
By the way, if the harmonics higher than necessary are emphasized, the sound becomes harsh, so the nth order and (n + 2) th order with respect to the reference frequency of 90 Hz, which is the upper limit frequency of the bandpass filter (BPF1) 12. The cut-off frequency of the low-pass filter (LPF1) 14 is set so that two harmonics can pass. Let n be the order corresponding to the harmonic having the lowest frequency in the band equal to or higher than the reproduction lower limit frequency of the speaker among the even-order harmonics with respect to the reference frequency of 90 Hz. For a 45 Hz signal, a maximum of four harmonics pass through the low pass filter (LPF 1) 14.
例えば、２００Ｈｚ以下の信号が再生できないスピーカを使用する場合、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ１）１２を通過する上限周波数９０Ｈｚの信号に対する高調波は、１８０Ｈｚ，３６０Ｈｚ，５４０Ｈｚ，…であり、スピーカで再生可能な４次と６次の高調波があれば９０Ｈｚの基準音を認識できるため、ローパスフィルタ（ＬＰＦ１）１４のカットオフ周波数を５４０Ｈｚとする。 For example, when a speaker that cannot reproduce a signal of 200 Hz or less is used, the harmonics for the signal with the upper limit frequency of 90 Hz that passes through the bandpass filter (BPF1) 12 are 180 Hz, 360 Hz, 540 Hz,. Since the reference sound of 90 Hz can be recognized if there are fourth-order and sixth-order harmonics, the cutoff frequency of the low-pass filter (LPF1) 14 is set to 540 Hz.
この場合、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ１）１２の下限周波数４５Ｈｚの信号に対する高調波は、９０Ｈｚ，１８０Ｈｚ，２７０Ｈｚ，３６０Ｈｚ，４５０Ｈｚ，５４０Ｈｚ，…であり、スピーカで再生可能な６次、８次、１０次、１２の高調波がローパスフィルタ（ＬＰＦ１）１４を通過することになる。 In this case, the harmonics of the bandpass filter (BPF1) 12 with respect to the signal having the lower limit frequency of 45 Hz are 90 Hz, 180 Hz, 270 Hz, 360 Hz, 450 Hz, 540 Hz,. , 12 harmonics pass through the low pass filter (LPF 1) 14.
なお、表１に、使用するスピーカのタイプ（再生下限周波数）に対する上記各種フィルタの特性を示す。表１において、ＢＰＦ１はバンドパスフィルタ１２の下限周波数および上限周波数を、ＬＰＦ１はローパスフィルタ１３のカットオフ周波数を、ＨＰＦはハイパスフィルタ４Ｌ、４Ｒのカットオフ周波数を、ＬＰＦ２はローパスフィルタ６Ｌ、６Ｒのカットオフ周波数を、それぞれ示している。
Table 1 shows the characteristics of the various filters with respect to the type of speaker used (reproduction lower limit frequency). In Table 1, BPF1 is the lower limit frequency and upper limit frequency of the
上記実施例によれば、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ１）１２によって、高調波が生成される基準信号の周波数帯域を上述したような特定帯域に設定したため、協和性のある自然な高調波が得られ、自然な再生音が得られるようになる。また、楽器音の基準波とその高調波の両方に対して２次高調波が生成されてしまうのを防止でき、自然な再生音が得られるようになる。 According to the above embodiment, the bandpass filter (BPF1) 12 sets the frequency band of the reference signal for generating the harmonics to the specific band as described above, so that a natural harmonic with coherency is obtained. Natural playback sound can be obtained. Moreover, it is possible to prevent the generation of the second harmonic with respect to both the reference wave of the instrument sound and its harmonics, and a natural reproduced sound can be obtained.
また、原音の信号と低音強調用の高調波信号とを合成した後に、ローパスフィルタ（ＬＰＦ２）６Ｌ、６Ｒで決定される周波数帯域の信号を増幅し、増幅した信号（強調信号）を原音の信号に合成しているので、つまり、高調波を原音と一緒に強調しているので、高調波による違和感が抑えられる。この結果、基準音（低音）の認識を強めることができる。 Further, after synthesizing the original sound signal and the low-frequency emphasis harmonic signal, the signal in the frequency band determined by the low-pass filters (LPF2) 6L and 6R is amplified, and the amplified signal (enhanced signal) is converted to the original sound signal. In other words, since the harmonics are emphasized together with the original sound, the sense of incongruity due to the harmonics can be suppressed. As a result, the recognition of the reference sound (bass) can be strengthened.
図２は、第２実施例である強調回路の構成を示している。 FIG. 2 shows a configuration of an emphasis circuit according to the second embodiment.
第２実施例では、次の点が第１実施例と異なっている。 The second embodiment is different from the first embodiment in the following points.
（１）ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）４Ｌ、４Ｒを、加算器３Ｌ、３Ｒの後段ではなく、加算器３Ｌ、３Ｒの前段に配置したこと。それに伴って、全波整流回路１３の後段に設けられていたローパスフィルタ（ＬＰＦ）１４の代わりに、ローパスフィルタ（ＬＰＦ１）１４とハイパスフィルタ（ＨＰＦ）４Ｌ、４Ｒの両方の機能を備えたバンドパスフィルタ（ＢＰＦ２）１６を用いたこと。
(1) The high-pass filters (HPF) 4L and 4R are arranged not before the adders 3L and 3R but before the adders 3L and 3R. Accordingly, instead of the low-pass filter (LPF) 14 provided at the subsequent stage of the full-
（２）原音の特定の帯域のみが強調されることによる違和感を更に緩和するために、ローパスフィルタ（ＬＰＦ２）６Ｌ（６Ｒ）と増幅器７Ｌ（７Ｒ）との直列回路に並列に、ローパスフィルタ（ＬＰＦ３）９Ｌ（９Ｒ）と増幅器１０Ｌ（１０Ｒ）との直列回路が設けられていること。この場合のローパスフィルタ（ＬＰＦ２）６Ｌ（６Ｒ）とローパスフィルタ（ＬＰＦ３）９Ｌ（９Ｒ）の特性は、例えば、表２のように設定される。また、ローパスフィルタ（ＬＰＦ２）６Ｌ（６Ｒ）を通過した信号を増幅する増幅器７Ｌ（７Ｒ）のゲインをＧ１、ローパスフィルタ（ＬＰＦ３）９Ｌ（９Ｒ）を通過した信号を増幅する増幅器１０Ｌ（１０Ｒ）のゲインをＧ２とすると、Ｇ１＞Ｇ２に設定される。
(2) In order to further alleviate the uncomfortable feeling caused by emphasizing only a specific band of the original sound, the low-pass filter (LPF3) is connected in parallel with the series circuit of the low-pass filter (LPF2) 6L (6R) and the
１Ｌ，１Ｒ 遅延回路
２Ｌ，２Ｒ 増幅器
３Ｌ，３Ｒ 加算器
１５Ｌ，１５Ｒ 増幅器
４Ｌ，４Ｒ ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）
５Ｌ，５Ｒ 遅延回路
６Ｌ，６Ｒ ローパスフィルタ（ＬＰＦ２）
７Ｌ，７Ｒ 増幅器
８Ｌ，８Ｒ 加算器
９Ｌ，９Ｒ ローパスフィルタ（ＬＰＦ３）
１０Ｌ，１０Ｒ 増幅器
１１ 加算器
１２ バンドパスフィルタ（ＢＰＦ１）
１３ 全波整流回路
１４ ローパスフィルタ（ＬＰＦ１）
１５Ｌ，１５Ｒ 増幅器
１６ バンドパスフィルタ（ＢＰＦ２）
1L,
5L,
7L,
10L, 10R Amplifier 11
13 Full-
15L, 15R Amplifier 16 Band pass filter (BPF2)
Claims (4)
上記第１の加算器によって合成された音声信号のうち、所定周波数帯域の信号のみを通過させる第１のバンドパスフィルタ、
上記第１のバンドパスフィルタを通過した音声信号の偶数次数の高調波信号を生成する全波整流回路、ならびに
上記全波整流回路によって生成された高調波信号と上記各チャンネルの入力音声信号とに基づいて、各チャンネル毎に低音部が強調された出力信号を生成する出力信号生成回路を備えており、
上記第１のバンドパスフィルタを通過する音声信号の周波数をｆ ｉ とした場合、上記第１のバンドパスフィルタの下限周波数ｆ ｌ （ｆ ｌ ≦ｆ ｉ ）が、上記全波整流回路によって生成される上記音声信号の偶数次数（２ｆ ｉ 、４ｆ ｉ 、６ｆ ｉ ・・・２ｎｆ ｉ 、但し、ｎは１以上の整数）の高調波信号の隣合う周波数間隔（２ｆ ｉ ）が、使用するスピーカの再生下限周波数から低音強調のために利用しようとする高調波の上限周波数までの周波数帯域の信号に対する臨界帯域幅以上となるような値に設定されていることを特徴とする低音強調回路。 A first adder for synthesizing input audio signals of a plurality of channels;
A first band-pass filter that passes only a signal of a predetermined frequency band out of the audio signal synthesized by the first adder;
A full-wave rectifier circuit that generates even-order harmonic signals of the audio signal that has passed through the first bandpass filter, and a harmonic signal generated by the full-wave rectifier circuit and an input audio signal of each channel. Based on the output signal generation circuit for generating an output signal with emphasized bass for each channel,
When the frequency of the audio signal passing through the first bandpass filter is f i , the lower limit frequency f l (f l ≦ f i ) of the first bandpass filter is generated by the full-wave rectifier circuit. that the even order of said audio signal (2f i, 4f i, 6f i ··· 2nf i, where, n is an integer of 1 or more) are adjacent if intends frequency spacing of the harmonic signal (2f i), using A bass emphasis circuit characterized by being set to a value that is equal to or greater than a critical bandwidth for a signal in a frequency band from a reproduction lower limit frequency of a speaker to an upper limit frequency of a harmonic to be used for bass emphasis.
上記全波整流回路によって生成された高調波信号のうち、低音強調のために利用しようとする高調波の上限周波数を越える高周波数帯域の信号をカットするためのローパスフィルタ、
各チャンネル毎に設けられ、かつ上記ローパスフィルタを通過した高調波信号を、上記各チャンネルの入力音声信号にそれぞれ加算する複数の第２の加算器、
各チャンネル毎に設けられ、かつそのチャンネルに対応する上記第２の加算器の出力信号から使用するスピーカで再生できない低周波数帯域の信号をカットする複数のハイパスフィルタ、
各チャンネル毎に設けられ、かつそのチャンネルに対応する上記ハイパスフィルタを通過した信号のうち低周波数帯域の信号を増幅する複数の増幅器、ならびに
各チャンネル毎に設けられ、かつそのチャンネルに対応する上記ハイパスフィルタを通過した信号に、そのチャンネルに対応する上記増幅器の出力信号を合成する複数の第３加算器、
を備えていることを特徴とする請求項１および２のいずれかに記載の低音強調回路。 The output signal generation circuit includes:
Among the harmonic signals generated by the full-wave rectifier circuit, a low-pass filter for cutting a signal in a high frequency band exceeding the upper limit frequency of the harmonics to be used for bass emphasis,
A plurality of second adders that are provided for each channel and that add the harmonic signal that has passed through the low-pass filter to the input audio signal of each channel;
A plurality of high-pass filters that are provided for each channel and cut a low-frequency band signal that cannot be reproduced by the speaker used from the output signal of the second adder corresponding to the channel;
A plurality of amplifiers that amplify low frequency band signals among the signals that pass through the high-pass filter corresponding to the channel, and the high-pass that is provided for each channel and corresponds to the channel A plurality of third adders for combining the output signal of the amplifier corresponding to the channel with the signal that has passed through the filter;
The bass emphasis circuit according to claim 1, further comprising:
上記全波整流回路によって生成された高調波信号のうち、低音強調のために利用しようとする高調波の上限周波数を越える高周波数帯域の信号をカットするとともに、使用するスピーカで再生できない低周波数帯域の信号をカットする第２のバンドパスフィルタ、
各チャンネル毎に設けられ、かつそのチャンネルに対応する入力音声信号のうち、使用するスピーカで再生できない低周波数帯域の信号をカットするハイパスフィルタ、
各チャンネル毎に設けられ、かつそのチャンネルに対応する上記ハイパスフィルタを通過した音声信号に、上記第２のバンドパスフィルタを通過した高調波信号を加算する複数の第２の加算器、
各チャンネル毎に設けられ、かつそのチャンネルに対応する上記第２の加算器の出力信号のうち低周波数帯域の信号を増幅する複数の増幅器、ならびに
各チャンネル毎に設けられ、かつそのチャンネルに対応する上記第２の加算器の出力信号に、そのチャンネルに対応する上記増幅器の出力信号を合成する複数の第３の加算器、
を備えていることを特徴とする請求項１および２のいずれかに記載の低音強調回路。 The output signal generation circuit includes:
Of the harmonic signal generated by the full-wave rectifier circuit, cuts the signal in the high frequency band that exceeds the upper limit frequency of the harmonic to be used for bass emphasis, and cannot be reproduced by the speaker used. A second bandpass filter that cuts the signal of
A high-pass filter that is provided for each channel and cuts a signal in a low frequency band that cannot be reproduced by a speaker to be used among input audio signals corresponding to the channel,
A plurality of second adders that are provided for each channel and add the harmonic signal that has passed through the second band-pass filter to the audio signal that has passed through the high-pass filter corresponding to the channel;
Provided for each channel and a plurality of amplifiers for amplifying low frequency band signals among the output signals of the second adder corresponding to the channel, and provided for each channel and corresponding to the channel A plurality of third adders for combining the output signal of the second adder with the output signal of the amplifier corresponding to the channel;
The bass emphasis circuit according to claim 1, further comprising:
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