JPH0410078B2 - - Google Patents

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JPH0410078B2
JPH0410078B2 JP58182443A JP18244383A JPH0410078B2 JP H0410078 B2 JPH0410078 B2 JP H0410078B2 JP 58182443 A JP58182443 A JP 58182443A JP 18244383 A JP18244383 A JP 18244383A JP H0410078 B2 JPH0410078 B2 JP H0410078B2
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reverberation
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  • Reverberation, Karaoke And Other Acoustics (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、楽音信号などに人工的に残響を付
加する装置に関する。さらに詳細には、所定の残
響特性の時間関数と入力信号の畳み込み演算によ
つて残響信号を生成する畳み込み演算回路を主体
とする残響付加装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a device for artificially adding reverberation to a musical tone signal or the like. More specifically, the present invention relates to a reverberation adding device mainly including a convolution operation circuit that generates a reverberation signal by convolution operation of a time function of a predetermined reverberation characteristic and an input signal.

残響付加装置としての畳み込み演算回路の原理
的な構成を第1図に示している。デイレイメモリ
1は入力信号X(t)を所定時間分順次更新しな
がら記憶する。その結果、入力信号X(t)はデ
イレイメモリ1によつて遅延される。デイレイメ
モリ1から取り出される信号X1〜Xmは入力信号
X(t)をそれぞれ時間T1〜Tmだけ遅延した信
号である。各遅延信号X1〜Xmはそれぞれ係数乗
算器21〜2mにて係数(ゲインデータ)G1〜Gm
が掛けられ(重み付され)、これら各出力が加算
器3にて加算合成される。つまりこの加算器3か
らは、次の式に示す畳み込み演算結果Yが出力さ
れる。
FIG. 1 shows the basic configuration of a convolution calculation circuit as a reverberation adding device. The delay memory 1 stores the input signal X(t) while sequentially updating it for a predetermined period of time. As a result, the input signal X(t) is delayed by the delay memory 1. The signals X 1 to Xm taken out from the delay memory 1 are signals obtained by delaying the input signal X(t) by times T1 to Tm, respectively. Each delayed signal X1 to Xm is converted into a coefficient (gain data) G1 to Gm by a coefficient multiplier 21 to 2m, respectively.
are multiplied (weighted), and these respective outputs are added and combined in an adder 3. In other words, the adder 3 outputs the convolution result Y shown in the following equation.

Y=ni=1 Gi+Xi この出力Yが残響信号となる。 Y= ni=1 Gi+Xi This output Y becomes the reverberation signal.

ここで、上記の遅延時間TiとゲインデータGi
(i=1〜m)は第2図に示すようなインパルス
応答による残響特性に対応する。つまりパラメー
タTiとGiとで所望の残響特性の時間関数が表現
され、これと入力信号X(t)が畳み込み演算さ
れ、残響信号Yが作り出される。
Here, the above delay time Ti and gain data Gi
(i=1 to m) corresponds to the reverberation characteristics due to the impulse response as shown in FIG. In other words, the time function of the desired reverberation characteristic is expressed by the parameters Ti and Gi, and the reverberation signal Y is generated by convolving this with the input signal X(t).

この種の畳み込み残響付加装置において問題な
のは、畳み込み演算の点数、すなわち第1図の例
におけるm点がハードウエア的に大きく制約さ
れ、これを自由に大きくすることが困難なことで
ある。
The problem with this type of convolutional reverberation adding device is that the number of convolution calculation points, that is, the m points in the example of FIG. 1, is severely restricted by hardware, and it is difficult to freely increase this number.

第1図の原理的な構成では、個別の係数乗算器
1〜2mを用いて畳み込み演算を行なつている
が、この場合にmを大きくすると、ハードウエア
が膨大になるのは容易に理解できることである。
In the basic configuration shown in Figure 1, convolution operations are performed using individual coefficient multipliers 2 1 to 2 m, but it is easy to understand that if m is increased in this case, the hardware becomes enormous. It is possible.

また実際的には、上記の畳み込み演算を個別の
係数乗算器を用いて行なうのではなく、直列遂次
処理によつて演算を行なう構成が普通である。
Furthermore, in practice, the above convolution operation is not performed using individual coefficient multipliers, but is usually performed by serial sequential processing.

この場合にmを大きくすると、一定時間内に行
なうべき演算回路が増えるわけで、当然ながら演
算速度の面でmの上限が存在する。
In this case, if m is increased, the number of arithmetic circuits that must be executed within a certain period of time increases, and as a matter of course, there is an upper limit to m in terms of arithmetic speed.

畳み込み演算点数mを大きくできないというこ
とは、あまり長い遅延時間の残響を作り出せない
ということである。なぜなら、演算点数mはすな
わち演算に使われるパラメータTi,Giの個数m
であり、少ない個数のパラメータで長い遅延時間
にまで及ぶ残響特性を適切に表現することができ
ないからである。
The fact that the number m of convolution calculation points cannot be increased means that reverberation with a very long delay time cannot be created. This is because the number of calculation points m is the number of parameters Ti and Gi used in calculation.
This is because reverberation characteristics extending to long delay times cannot be appropriately expressed with a small number of parameters.

このことは第2図から容易に理解できるであろ
う。遅延時間データTiを時間軸上で非常に粗に
とれば、少ないパラメータ数で長い時間帯に亘る
残響特性を表現できることになる。しかしこれで
は残響の長さは満足しても、残響の質を満足させ
ることができない(この方式はパラメータの間引
きと称されている)。希望する自然な残響を実現
するには、一般に、時間軸上で充分密に配置され
る多数のパラメータが必要である。
This can be easily understood from FIG. If the delay time data Ti is taken very roughly on the time axis, reverberation characteristics over a long time period can be expressed with a small number of parameters. However, even if this method satisfies the length of the reverberation, it does not satisfy the quality of the reverberation (this method is called parameter thinning). Achieving the desired natural reverberation generally requires a large number of parameters that are spaced sufficiently closely together on the time axis.

これらのことから従来の多くは、希望する残響
特性の初期遅延時間帯のみの残響を畳み込み演算
によつて作り出すようにしている。限られた初期
遅延時間帯のみであれば、m個のパラメータでも
高密度に残響特性を表現することができる。しか
しこの場合、本来希望する大きな時間帯に亘る残
響特性のうちの後半部分(後期遅延時間帯)を省
略しているのであつて、これをなんらかの形で補
うことが望まれる。
For these reasons, in most conventional systems, reverberation of only the initial delay time period of a desired reverberation characteristic is created by convolution calculation. As long as there is only a limited initial delay time period, the reverberation characteristics can be expressed with high density even with m parameters. However, in this case, the latter part (later delay time range) of the originally desired reverberation characteristics over a large time range is omitted, and it is desirable to compensate for this in some way.

この発明は以上のような背景のもとになされた
ものであり、その目的は、畳み込み演算回路によ
り残響特性の初期遅延時間帯の残響を作り出し、
それに続くべき後期遅延時間帯の残響を別の簡単
なハードウエアで補うことにより、より自然な残
響効果が得られるようにした残響付加装置を提供
することにある。
This invention was made against the above background, and its purpose is to create reverberation in the initial delay time zone of reverberation characteristics using a convolution calculation circuit,
To provide a reverberation adding device capable of obtaining a more natural reverberation effect by supplementing the reverberation in the subsequent late delay time period with another simple hardware.

上記の目的を達成するために、この発明は、初
期遅延時間帯の残響信号を生成する畳み込み演算
回路と、この畳み込み演算回路の出力を遅延する
従属接続された複数の遅延回路と、上記畳み込み
演算回路と上記各段の遅延回路の出力を加算して
合成出力を得る加算回路と、上記各段の遅延回路
の出力から上記加算回路による最終加算点に至る
までの信号経路に挿入されたフイルタとを備える
ことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention includes a convolution calculation circuit that generates a reverberation signal in an initial delay time period, a plurality of cascade-connected delay circuits that delay the output of this convolution calculation circuit, and a convolution calculation circuit that delays the output of the convolution calculation circuit. an adder circuit that adds the outputs of the circuit and the delay circuits at each stage to obtain a composite output; and a filter inserted in a signal path from the output of the delay circuit at each stage to the final addition point by the adder circuit. It is characterized by having the following.

以下、この発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail based on the drawings.

第3図はこの発明に係る残響付加装置の構成を
示している。同図における畳み込み演算回路CU
は、第1図に示した原理的構成を持つもので、こ
れに入力信号X(t)が印加される。畳み込み演
算回路CUから出力される残響信号は従属接続さ
れたn段の遅延回路DU1〜DUnに供給されて遅
延される。畳み込み演算回路CUの出力と、各段
の遅延回路DU1〜DUnの出力はn個の加算器
KU1〜KUnによつて加算合成され、出力端子
OUTに導出される。このとき各段の遅延回路DU
1〜DUnの出力は最終加算点の加算器KU1に至
るまでに、フイルタF1〜Gnを通過する。詳細
には、初段の遅延回路DU1の出力はフイルタF
1のみを通過し、2段目の遅延回路DU2の出力
はフイルタF2とF1を通過し、最終段の遅延回
路DUnの出力はすべてのフイルタFn〜F1を通
過し、それぞれ最終段の加算点に入力される。
FIG. 3 shows the configuration of a reverberation adding device according to the present invention. Convolution calculation circuit CU in the same figure
has the basic configuration shown in FIG. 1, and an input signal X(t) is applied to it. The reverberant signal output from the convolution arithmetic circuit CU is supplied to n-stage delay circuits DU1 to DUn connected in series and delayed. The output of the convolution arithmetic circuit CU and the output of the delay circuits DU1 to DUn of each stage are connected to n adders.
Addition and synthesis are performed by KU1 to KUn, and the output terminal
Derived to OUT. At this time, the delay circuit DU of each stage
The outputs of 1 to DUn pass through filters F1 to Gn before reaching the adder KU1 at the final addition point. In detail, the output of the first stage delay circuit DU1 is filter F.
1, the output of the second stage delay circuit DU2 passes through filters F2 and F1, and the output of the final stage delay circuit DUn passes through all filters Fn to F1, and is sent to the final stage addition point. is input.

従つて第3図の構成は、第4図のように各フイ
ルタF1〜Fnを各遅延回路DU1〜DUnの段間に
設け、1つの加算器KUにて合成出力を得る構成
と等価である。ここで畳み込み演算回路CUの出
力をYとし、遅延回路DU1で遅延されてフイル
タF1を経た出力をY1とし、遅延回路DU1と
DU2で遅延されてフイルタF1とF2を経た出
力をY2と表わす。
Therefore, the configuration shown in FIG. 3 is equivalent to the configuration shown in FIG. 4, in which filters F1 to Fn are provided between stages of delay circuits DU1 to DUn, and one adder KU obtains a combined output. Here, the output of the convolution arithmetic circuit CU is Y, the output delayed by the delay circuit DU1 and passed through the filter F1 is Y1, and the output of the delay circuit DU1 is
The output delayed by DU2 and passed through filters F1 and F2 is expressed as Y2.

第5図は上述の各出力Y,Y1,Y2とそれらの
合成出力をインパルス応答波形の形で示してい
る。畳み込み演算回路CUからは、入力インパル
スに対して最大遅延時間Tmの残響信号Yが出力
される。このTmを畳み込み時間と称している。
第5図に示した波形例では、遅延回路DU1と
DU2の遅延時間DT1およびDT2を畳み込み時
間Tmに等しく設定している。
FIG. 5 shows the above-mentioned outputs Y, Y1, Y2 and their combined output in the form of an impulse response waveform. The convolution arithmetic circuit CU outputs a reverberation signal Y having a maximum delay time Tm with respect to the input impulse. This Tm is called the convolution time.
In the waveform example shown in Figure 5, the delay circuit DU1 and
The delay times DT1 and DT2 of DU2 are set equal to the convolution time Tm.

このように設定すれば、畳み込み演算回路CU
の残響成分がなくなつたとき、全く空白時間を生
ぜずにこれに続いて遅延残響成分Y1が生じ、ま
た出力Y1の残響成分がなくなつたとき、これに
空白時間を生ぜずに続けて遅延残響出力Y2が生
じる。その結果、合成出力OUTは第5図に示す
ように、畳み込み演算回路CUの出力Yおよび各
段の遅延出力Y1〜Ynを重複も空白もなく連続し
た残響特性の信号となる。
With this setting, the convolution calculation circuit CU
When the reverberation component of output Y1 disappears, a delayed reverberation component Y1 follows without any blank time, and when the reverberation component of output Y1 disappears, it continues with a delay without any blank time. Reverberation output Y2 is generated. As a result, as shown in FIG. 5, the composite output OUT becomes a signal with a continuous reverberation characteristic that includes the output Y of the convolution arithmetic circuit CU and the delayed outputs Y1 to Yn of each stage without any overlap or blank space.

なお、この発明は畳み込み時間Tmと各段の遅
延時間を等しくするものに限定されない。例えば
遅延時間DT1を畳み込み時間Tmより大きくして
出力YとY1の残響成分の間に空白時間を生じさ
せても良いし、逆にDT1をTmより小さくして、
出力YとY1の残響成分に重なりを生じさせるよ
うにしても良い。このように各段の遅延時間を適
宜に設定し、各段の出力の接続部分で不自然な残
響間を生じないようにするのが良い。
Note that the present invention is not limited to making the convolution time Tm equal to the delay time of each stage. For example, the delay time DT1 may be made larger than the convolution time Tm to create a blank time between the reverberation components of the output Y and Y1, or conversely, the delay time DT1 may be made smaller than the convolution time Tm,
The reverberation components of the outputs Y and Y1 may be overlapped. In this way, it is preferable to appropriately set the delay time of each stage to prevent unnatural reverberation from occurring at the connection portion of the output of each stage.

また遅延回路の遅延時間を固定的に設定するの
ではなく、遅延時間を時間とともに変化させるよ
うに構成しても良い。その場合、前後段の出力の
残響成分の繁がり方が一定でなく、ランダムに変
化するので、各段の残響成分の周期性が耳につか
なくなり、より自然な残響効果が得られる。
Further, instead of setting the delay time of the delay circuit fixedly, the delay time may be changed over time. In this case, the way in which the reverberation components of the outputs of the front and rear stages grow is not constant, but changes randomly, so that the periodicity of the reverberation components of each stage is no longer noticeable, and a more natural reverberation effect can be obtained.

次にフイルタF1〜Fnの作用について説明す
る。フイルタF1〜Fnは一般的にはハイカツト
フイルタとする。そうすると、入力信号の低周波
成分ほど残響時間が長くなり、広域成分の残響時
間は短くなる。つまり前述したように、出力端
OUTから見ると、残響時間(遅延時間)の大き
な信号成分ほどフイルタF1〜Fnを多段に通過
してきているからである。このような残響の周波
数特性は自然に近いものであり、一般的にこのよ
うに設定されるが、本発明はこれに限定されず、
フイルタF1〜Fnの特性を様々に選び、特殊な
音響効果を得ることもできる。
Next, the functions of the filters F1 to Fn will be explained. Filters F1 to Fn are generally high-cut filters. Then, the reverberation time becomes longer for lower frequency components of the input signal, and the reverberation time for wider frequency components becomes shorter. In other words, as mentioned above, the output terminal
This is because, when viewed from OUT, signal components with larger reverberation times (delay times) pass through filters F1 to Fn in multiple stages. The frequency characteristics of such reverberation are close to natural and are generally set in this way, but the present invention is not limited to this.
It is also possible to obtain special acoustic effects by selecting various characteristics of the filters F1 to Fn.

以上のようにこの発明によれば、畳み込み演算
回路CUで限られた時間Tmの残響しか得られな
くても、これに続くべき残響が遅延回路DU1〜
DUn,フイルタF1〜Fnおよび加算器によつて
作り出され、畳み込み演算回路CUにおける残響
特性を繰り返す形で非常に長い時間に亘る自然な
残響が得られる。
As described above, according to the present invention, even if reverberation is obtained only for a limited time Tm in the convolution arithmetic circuit CU, the reverberation that should follow is generated in the delay circuits DU1 to DU1.
DUn, filters F1 to Fn, and an adder create natural reverberation over a very long time in the form of repeating the reverberation characteristics in the convolution arithmetic circuit CU.

次に、畳み込み演算回路CUの具体的構成例を
第6図,第7図,第8図に従つて詳細に説明す
る。
Next, a specific example of the configuration of the convolution arithmetic circuit CU will be explained in detail with reference to FIGS. 6, 7, and 8.

第6図に示す畳み込み演算回路CUは、アナロ
グの楽音信号などをデイジタル化してなる入力信
号X(t)を所定サンプル分順次記憶するデータ
メモリ23と、仮想する部屋のインパルス応答な
どに相当する残響特性を記憶するパラメータメモ
リ20と、これら両メモリ20と23のデータに
従つて畳み込み演算を行なつて残響信号OUTを
得る畳み込み演算手段を備える。
The convolution calculation circuit CU shown in FIG. 6 includes a data memory 23 that sequentially stores a predetermined number of samples of an input signal X(t) obtained by digitizing an analog musical tone signal, etc., and a reverberation corresponding to an impulse response of a virtual room. It is provided with a parameter memory 20 for storing characteristics, and convolution calculation means for performing a convolution calculation according to data in both of these memories 20 and 23 to obtain a reverberation signal OUT.

データメモリ23は、タイミングコントローラ
32から出力される周期TのクロツクC2が発生
する毎に書込みモードになり、また同じ周期Tの
クロツクC1で歩進されるカウンタ24の出力が
書込みアドレスとして与えられる(なお、カウン
タ24の出力は減算器27を介して与えられる
が、後述するようにこのときの減算入力はOであ
る)。つまり、データメモリ23には入力信号X
(t)が一定のサンプリング周期Tで順次書込ま
れ、所定個数の最新のサンプルデータX1〜Xj(新
しい順にX1,X2…とする)が順次更新されなが
ら記憶される。
The data memory 23 enters the write mode every time the clock C2 with the period T output from the timing controller 32 is generated, and the output of the counter 24, which is incremented by the clock C1 with the same period T, is given as the write address ( Note that the output of the counter 24 is given via the subtracter 27, and the subtraction input at this time is O, as will be described later). In other words, the input signal X is stored in the data memory 23.
(t) are sequentially written at a constant sampling period T, and a predetermined number of latest sample data X 1 to Xj (X 1 , X 2 . . . in order of newest) are stored while being updated sequentially.

パラメータメモリ20には、第2図に示したよ
うなインパルス応答特性が第8図に示すデータ形
態で記憶される。1個のパラメータは遅延時間デ
ータDiとゲインデータGi(i=1〜m)の対から
なり、時間軸上のm点の遅延時間データDiとそ
の各点に対応するゲインデータGiで所望の残響
特性が表現される。パラメータメモリ2はm+1
個のアドレスを有し、先頭のアドレスOにはデー
タOが書込まれ、以降のアドレスにパラメータ
Di,Giが順番に格納されている(なお、アドレ
スOのデータOをD0,G0とする)。
In the parameter memory 20, impulse response characteristics as shown in FIG. 2 are stored in the data format shown in FIG. One parameter consists of a pair of delay time data Di and gain data Gi (i = 1 to m), and the desired reverberation is achieved using delay time data Di at m points on the time axis and gain data Gi corresponding to each point. Characteristics are expressed. Parameter memory 2 is m+1
Data O is written to the first address O, and parameters are written to the subsequent addresses.
Di and Gi are stored in order (note that data O at address O is assumed to be D 0 and G 0 ).

ここでの遅延時間データDiは、入力信号のサ
ンプリング周期Tの何倍かを示す整数値で与えら
れる。つまり、Di×T=Tiである。
The delay time data Di here is given as an integer value indicating how many times the sampling period T of the input signal is. That is, Di×T=Ti.

このパラメータの書込みはコントローラ22に
よつて予め行なわれる。なお、パラメータメモリ
20のアドレス入力に接続されているマルチプレ
クサ26は、コントローラ22によるデータ書込
時にコントローラ22側に選択される。その他の
通常の動作状態では、カウンタ25の出力がマル
チプレクサ26を介してパラメータメモリ20に
読出しアドレスとして印加される。
Writing of this parameter is performed by the controller 22 in advance. Note that the multiplexer 26 connected to the address input of the parameter memory 20 is selected by the controller 22 when the controller 22 writes data. In other normal operating conditions, the output of counter 25 is applied via multiplexer 26 to parameter memory 20 as a read address.

カウンタ25は、クロツクC1の直後に発生す
るクロツクC4でクリアされるとともに、サンプ
リング周期Tの1/(m+1)の周期のクロツク
C5で歩進され、その係数出力をパラメータメモ
リ2に読出しアドレスとして与える。従つてサン
プリング周期T毎に、パラメータメモリ20に記
憶されたデータが順次読み出される。メモリ20
から読み出されるパラメータのうちの遅延時間デ
ータDiは上記減算器27の減算入力となる。ま
たゲインデータGiは乗算器28に入力され、デ
ータメモリ23から後述するように読み出される
データXiと乗算される。その乗算出力は、加算
器30とレジスタ35とAND回路31からなる
アキユムレータ29に入力される。
The counter 25 is cleared by the clock C4 that occurs immediately after the clock C1, and is incremented by the clock C5 with a period of 1/(m+1) of the sampling period T, and gives its coefficient output to the parameter memory 2 as a read address. . Therefore, data stored in the parameter memory 20 is sequentially read out every sampling period T. memory 20
The delay time data Di among the parameters read from the subtracter 27 becomes the subtraction input of the subtracter 27. Further, the gain data Gi is input to the multiplier 28 and multiplied by the data Xi read out from the data memory 23 as described later. The multiplication output is input to an accumulator 29 consisting of an adder 30, a register 35, and an AND circuit 31.

詳述すると第7図に示すようにクロツクC1の
立上りでカウンタ24が歩進され、同時このとき
クロツクC4がLレベルになつてカウンタ25が
クリアされる。従つてパラメータメモリ20はカ
ウンタ25の出力によつてアドレスOが指定さ
れ、前述のようにアドレス0に記憶されたデータ
D0=0,G0=0が読み出される。
More specifically, as shown in FIG. 7, the counter 24 is incremented at the rising edge of the clock C1, and at the same time, the clock C4 goes low and the counter 25 is cleared. Therefore, the parameter memory 20 is designated with address O by the output of the counter 25, and the data stored at address 0 is stored in the parameter memory 20 as described above.
D 0 =0, G 0 =0 are read.

そして、次のクロツクC5の立上りでクロツク
C2も立上り、データメモリ23は書込み状態に
なる。このときパラメータメモリ20の出力は0
であるから、減算器27の出力はカウンタ24の
出力そのものである。従つてこのときの入力信号
X(t)は、カウンタ24の出力Akが示すアドレ
スに書込まれる。これが最新のサンプルデータ
X1であり、同様にして最新の過去一定量のサン
プルデータX1〜Xjがデータメモリ23に蓄えら
れる。
Then, when the next clock C5 rises, the clock C2 also rises, and the data memory 23 enters the write state. At this time, the output of the parameter memory 20 is 0.
Therefore, the output of the subtracter 27 is the output of the counter 24 itself. Therefore, the input signal X(t) at this time is written to the address indicated by the output Ak of the counter 24. This is the latest sample data
Similarly, a certain amount of latest past sample data X 1 to Xj is stored in the data memory 23.

データメモリ23への1サンプルデータの書込
が終了すると、データメモリ23は読出しモード
となる。またクロツクC1の次の立上りまでの間
に、カウンタ25はクロツクパルスC5に同期し
て歩進され、パラメータメモリ20のアドレス1
〜nが順次指定され、パラメータDi,Gが順次
読み出される。
When writing of one sample data to the data memory 23 is completed, the data memory 23 enters the read mode. Further, until the next rising edge of the clock C1, the counter 25 is incremented in synchronization with the clock pulse C5, and the counter 25 is incremented in synchronization with the clock pulse C5.
.about.n are sequentially specified, and parameters Di and G are sequentially read.

遅延時間データDiがパラメータメモリ20か
ら出力されると、カウンタ24の出力AkからDi
を引いた値Ak−Diが減算器27から出力され、
これがデータメモリ23の読出しアドレスとな
り、これに該当するデータがメモリ23から読み
出される。
When the delay time data Di is output from the parameter memory 20, Di is changed from the output Ak of the counter 24.
The subtractor 27 outputs the value Ak−Di obtained by subtracting
This becomes the read address of the data memory 23, and the data corresponding to this is read from the memory 23.

データメモリ23のアドレスAkは最新のサン
プルデータX1の格納アドレスであり、これに対
しアドレスAk−DiはDi回だけ過去のサンプルデ
ータの格納アドレスである。このアドレスAk−
Diから読み出されたサンプルデータをXiとする。
このデータXiは入力信号X(t)を時間Ti=Di×
Tだけ遅延したデータである。
The address Ak of the data memory 23 is the storage address of the latest sample data X1, whereas the address Ak-Di is the storage address of the past sample data Di times. This address Ak−
Let Xi be the sample data read from Di.
This data Xi converts input signal X(t) into time Ti=Di×
This is data delayed by T.

データメモリ23から読み出された上記の遅延
データXiは、遅延時間データDiとともにパラメ
ータメモリ20から読み出されたゲインデータ
Giと乗算器28で乗算(重み付)される。乗算
器28の出力Gi×Xiはアキユムレータ29に入
力される。
The delay data Xi read out from the data memory 23 is the gain data read out from the parameter memory 20 together with the delay time data Di.
Multiplyed (weighted) by Gi and multiplier 28. The output Gi×Xi of the multiplier 28 is input to the accumulator 29.

アキユムレータ29はクロツクC5に同期し
て、乗算器28の出力Gi×Xiを加算器30とレ
ジスタ35によつて順次累算する。そしてクロツ
クC1の次の立上り直後には、1周期分の累算結
果、 Y=ni=1 Gi×Xi が得られ、これが残響信号出力OUTとなる。
The accumulator 29 sequentially accumulates the output Gi×Xi of the multiplier 28 using an adder 30 and a register 35 in synchronization with the clock C5. Immediately after the next rise of the clock C1, the cumulative result for one cycle, Y= ni=1 Gi×Xi, is obtained, and this becomes the reverberant signal output OUT.

その後、カウンタ25の出力が1になる期間に
クロツクC3がLレベルとなり、これでアキユム
レータ29のAND回路31が遮断される。つま
りアキユムレータ29の内容がこの時点で一旦ク
リアされ、再び次の周期の累算が開始される。
Thereafter, during the period in which the output of the counter 25 becomes 1, the clock C3 becomes L level, and as a result, the AND circuit 31 of the accumulator 29 is cut off. In other words, the contents of the accumulator 29 are once cleared at this point, and the accumulation for the next cycle is started again.

次に、第4図の構成における1つの遅延回路
DUiとフイルタFiを含んだ具体的な回路構成を第
9図に従つて説明する。
Next, one delay circuit in the configuration of FIG.
A specific circuit configuration including DUi and filter Fi will be explained with reference to FIG.

第9図において、入力信号Inはデイレイメモリ
60に入力され、周期Tの前述のクロツク信号C
1によつて歩進されるカウンタ65の出力で指定
されるアドレスに書込まれる。カウンタ65の出
力をApとすると、デイレイメモリ60は、アド
レスApに入力を書込む直前に、アドレスApに書
込されていたデータを読み出すように制御され
る。従つてデイレイメモリ60からは入力信号
INをメモリ60の容量分だけ遅延した信号が周
期Tで順次出力される。これが遅延回路DUiとし
ての構成である。
In FIG. 9, the input signal In is input to the delay memory 60, and the above-mentioned clock signal C having a period T is input to the delay memory 60.
It is written to the address specified by the output of counter 65, which is incremented by 1. When the output of the counter 65 is Ap, the delay memory 60 is controlled to read the data written to the address Ap immediately before writing the input to the address Ap. Therefore, the input signal from the delay memory 60
Signals obtained by delaying IN by the capacity of the memory 60 are sequentially output at a period T. This is the configuration of the delay circuit DUi.

デイレイメモリ60から出力される遅延データ
は乗算器61,62と加算器63およびレジスタ
64からなるフイルタFiに供給される。レジスタ
64はクロツクC1を受けて1周期T分だけ古い
データをラツチする。デイレイメモリ60の出力
をYpとすると、レジスタ64からは1周期前の
Yp−1が出力される。信号Ypには乗算器61で
係数A0が掛けられ、信号Yp−1は乗算器62で
係数A1が掛けられ、それらの結果が加算器63
で加算されて出力信号OUTとなる。これは周知
の一次フイルタの構成である。
Delayed data output from the delay memory 60 is supplied to a filter Fi consisting of multipliers 61 and 62, an adder 63, and a register 64. Register 64 receives clock C1 and latches old data for one cycle T. If the output of the delay memory 60 is Yp, the register 64 outputs the data from one cycle before.
Yp-1 is output. The signal Yp is multiplied by a coefficient A 0 in a multiplier 61, the signal Yp-1 is multiplied by a coefficient A 1 in a multiplier 62, and the results are sent to an adder 63.
are added together to form the output signal OUT. This is a well-known primary filter configuration.

第10図は第9図における遅延回路の部分の変
形例を示しているここではデイレイメモリ60に
よる遅延時間が乱数発生器66によつて時間とと
もにランダムに変えられる(これの効果について
は先に述べている)。入力信号INをデイレイメモ
リ60に書込むときには、カウンタ65の出力が
マルチプレクサ69を介してデイレイメモリ60
のアドレス入力となる。しかし書込み直前に行な
われるデータ読出し時のアドレスは、レジスタ6
7にストアされたデータとカウンタ65の出力を
加算器68で加算した値がマルチプレクサ69を
介して与えられる。レジスタ67には、乱数発生
器66から生ずるランダムなデータがクロツクC
9に同期してラツチされる。このクロツクC9の
周期は、畳み込み演算回路CUの前述した畳み込
み時間と等しい。また乱数発生器66は畳み込み
時間Tmより充分速い周期で動作し、例えばM系
列乱数を発生する。その結果、デイレイメモリ6
0による遅延時間は畳み込み時間Tm毎にランダ
ムに変化する。
FIG. 10 shows a modification of the delay circuit part in FIG. 9. Here, the delay time by the delay memory 60 is randomly changed over time by a random number generator 66 (the effect of this is described earlier). ing). When writing the input signal IN to the delay memory 60, the output of the counter 65 is sent to the delay memory 60 via the multiplexer 69.
This is the address input. However, the address when reading data immediately before writing is register 6.
A value obtained by adding the data stored in 7 and the output of the counter 65 by an adder 68 is given via a multiplexer 69. Random data generated from the random number generator 66 is stored in the register 67 as the clock C.
It is latched in synchronization with 9. The period of this clock C9 is equal to the aforementioned convolution time of the convolution arithmetic circuit CU. Further, the random number generator 66 operates at a cycle sufficiently faster than the convolution time Tm, and generates, for example, M-sequence random numbers. As a result, the delay memory 6
The delay time due to 0 changes randomly for each convolution time Tm.

以上詳細に説明したように、この発明に係る残
響付加装置によれば、畳み込み演算回路に比較的
簡単なハードウエアを付加することで、充分に長
い時間帯に亘る自然な残響特性を実現することが
できる。
As explained in detail above, according to the reverberation adding device according to the present invention, by adding relatively simple hardware to the convolution calculation circuit, it is possible to realize natural reverberation characteristics over a sufficiently long time period. I can do it.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は畳み込み演算回路の原理的構成を示す
ブロツク図、第2図はインパルス応答による残響
特性の時間関数の説明図、第3図はこの発明に係
る残響付加装置の基本構成を示すブロツク図、第
4図は第3図と等価な本発明の他の実施例を示す
ブロツク図、第5図は第4図の装置の動作説明
図、第6図は第3図および第4図における畳み込
み演算回路CUの具体的構成例を示すブロツク図、
第7図は第6図の装置の動作説明用タイミングチ
ヤート、第8図は第6図の装置におけるパラメー
タメモリ20の内容を示す説明図、第9図は第4
図の装置における遅延回路とフイルタを含んだ具
体的な回路構成を示すブロツク図、第10図は第
9図の変形例を示すブロツク図である。 CU…畳み込み演算回路、DU1〜DUn…遅延
回路、F1〜Fn…フイルタ、KU1〜KUn…加
算器。
FIG. 1 is a block diagram showing the basic configuration of a convolution calculation circuit, FIG. 2 is an explanatory diagram of the time function of reverberation characteristics due to impulse response, and FIG. 3 is a block diagram showing the basic configuration of the reverberation adding device according to the present invention. , FIG. 4 is a block diagram showing another embodiment of the present invention equivalent to FIG. 3, FIG. 5 is an explanatory diagram of the operation of the device in FIG. 4, and FIG. 6 is a diagram showing the convolution in FIGS. 3 and 4. A block diagram showing a specific configuration example of the arithmetic circuit CU,
7 is a timing chart for explaining the operation of the device shown in FIG. 6, FIG. 8 is an explanatory diagram showing the contents of the parameter memory 20 in the device shown in FIG. 6, and FIG.
A block diagram showing a specific circuit configuration including a delay circuit and a filter in the device shown in the figure, and FIG. 10 is a block diagram showing a modification of FIG. 9. CU...Convolution operation circuit, DU1~DUn...Delay circuit, F1~Fn...Filter, KU1~KUn...Adder.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 所定の残響特性の時間関数と入力信号の畳み
込み演算によつて残響信号を生成する畳み込み演
算回路と; 上記畳み込み演算回路の出力を遅延する従属接
続された複数の遅延回路と; 上記畳み込み演算回路と上記各段の遅延回路の
出力を加算して合成出力を得る加算回路と; 上記各段の遅延回路の出力から上記加算回路に
よる最終加算点に至るまでの信号経路に挿入され
たフイルタと; を備えることを特徴とする残響付加装置。
[Claims] 1. A convolution calculation circuit that generates a reverberation signal by convolving an input signal with a time function of a predetermined reverberation characteristic; and a plurality of cascade-connected delay circuits that delay the output of the convolution calculation circuit. and; an adder circuit that adds the outputs of the convolution arithmetic circuit and the delay circuits of each stage to obtain a composite output; and a signal path from the output of the delay circuit of each stage to the final addition point by the adder circuit. A reverberation adding device comprising: an inserted filter;
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