JPH04240896A - 音場制御装置 - Google Patents

音場制御装置

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JPH04240896A
JPH04240896A JP3007741A JP774191A JPH04240896A JP H04240896 A JPH04240896 A JP H04240896A JP 3007741 A JP3007741 A JP 3007741A JP 774191 A JP774191 A JP 774191A JP H04240896 A JPH04240896 A JP H04240896A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sound
early
multiplier
delay
adder
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP3007741A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroshi Kowaki
宏 小脇
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Denso Ten Ltd
Original Assignee
Denso Ten Ltd
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Publication date
Application filed by Denso Ten Ltd filed Critical Denso Ten Ltd
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Publication of JPH04240896A publication Critical patent/JPH04240896A/ja
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  • Stereophonic System (AREA)
  • Reverberation, Karaoke And Other Acoustics (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は音楽会場の拡がり感を、
一般家庭の室内や車室内などにおいて疑似的に得る音場
制御装置に関する。特に本発明では拡がり感を得るべく
DSP(Digital Signal Proces
sor)において実行される演算ステップ数の低減を目
的とする。
【0002】
【従来の技術】図9は従来の音場制御装置における初期
反射音生成部を示す図である。なお全図を通じて同様の
構成要素については同一参照番号または符号をもって表
す。各音楽会場例えばコンサートホール、ライブハウス
、教会等の拡がり感を再現する音場制御装置を構成する
初期反射音生成部は一定のサンプリング周期で入力デー
タを順次取り込む遅延メモリ1と、該遅延メモリ1の各
タップから取り出された遅延データの振幅を調整する乗
算器2と、各該乗算器2からの出力データを合成する加
算器(3)とからなり、DSP(Digital Si
gnal Processor)で構成される非再帰形
デイジタルフイルタ(FIR) であって初期反射音を
生成する。
【0003】図10は音場制御装置により生成される音
場を説明する図である。各音楽会場の音場の分布は、図
10に示すように、音源から真直ぐにリスナーの席に到
来する直接音と、壁・天井・床などに反射して直接音よ
りも道のりが長い分だけ時間的に遅れて到来する反射音
において左右の両側壁面を主とする最初の反射による初
期反射音と、このあとさらに何回となく反射を繰り返し
ながら四方八方からランダムに到来し、初期反射音より
もさらに時間が遅れしかもその遅れ方はまちまちでレベ
ルも次第に減衰するというパターンをもった一連の残響
音とからなる。なお、残響音の生成については本発明と
直接の関連がないのでその構成の説明を省略する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の音
場制御装置における初期反射音生成部では各音楽会場の
音場を忠実に表現しようとすると、生成すべき初期反射
音の数が増大するが、これに伴ない乗算器2の数も多く
なり、結果的にDSPでは乗算の演算ステップが増大し
、DSPは大規模になるという問題があった。
【0005】したがって本発明では初期反射音の数が増
大してもDSPを効率的に使用できる初期反射音生成部
で構成される音場制御装置を提供することを目的とする
【0006】
【課題を解決するための手段】第1図は本発明の原理構
成を示す図である。本発明は前記問題点を解決するため
に、音場制御装置において初期反射音を生成するために
第1の初期反射音生成部4および第2の初期反射音生成
部8を有する。第1の初期反射音生成部4は遅延メモリ
1の任意の複数タップから遅延データを取り出し乗算器
2および加算器3を介して複数の初期反射音を代表する
基本初期反射音を生成する。
【0007】第2の初期反射音生成部8はサンプリング
周期で加算器の出力データを順次取り込む遅延メモリ5
と、遅延メモリ5の各タップからの遅延データの振幅を
調整する乗算器6と、各該乗算器6の出力データを合成
する加算器7とからなり前記基本初期反射音に対して一
群の副次初期反射音を生成する。
【0008】
【作用】第1図において本発明の音場制御装置によれば
、第1の初期反射音生成部4によって、音楽会場の壁か
ら反射する初期反射音のうち基本となる初期反射音が遅
延メモリ1の所望タップから取り出される。したがって
第1の初期反射音生成部4の隣接する基本初期反射音の
間では従来のように初期反射音の生成を行わない。音楽
会場の対称性、構造、材料の部分的連続性により初期反
射音に類似するパターンが生じることを考慮して第2の
初期反射音8では各前記基本初期反射音に対して前記第
1の初期反射音生成部4における遅延メモリ5、乗算器
6および加算器7を用いて一群の副次初期反射音を生成
することによって、隣接する基本初期反射音の間の初期
反射音を生成するので、乗算器による乗算回数が大幅に
低減する。
【0009】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図2は本発明の第1の実施例に係る初期反
射音生成部を示す図である。本図の初期反射音生成部は
第1の初期反射音生成部4および第2の初期反射音生成
部8からなり、第1の初期反射音生成部4は一定のサン
プリング周期で入力データを順次取り込む遅延メモリ1
と、該遅延メモリ1の任意の複数のタップから遅延デー
タを取り出し該遅延データの振幅を調整する乗算器2と
、各該乗算器2からの出力を合成する加算器3とからな
り基本初期反射音を生成し、第2の初期反射音生成部8
は前記サンプリング周期で前記加算器3の出力データを
順次取り込みかつ前記遅延メモリ1よりも小さいタップ
間隔を有する遅延メモリ5と、該遅延メモリ5の各タッ
プからの遅延データの振幅を調整する乗算器6と、各該
乗算器6の出力データを合成する加算器7とからなり、
前記基本初期反射音に対して副次初期反射音を生成する
【0010】図3は基本初期反射音および副次反射音を
説明する図である。本図における音楽会場における舞台
の音源Aからの初期反射音は、音楽会場の非対称位置B
にリスナが存在すると、図に示すように壁に反射されて
異なる経路を経てリスナに到来する。ここで説明を簡単
化し、図に示すように各音楽会場の壁の位置、例えばa
1 ,a2 ,a3 ,a4 ,b1 ,b2 ,b3
 ,b4 ,…,f1 ,f2 ,f3 ,f4 で音
源Aからの音が反射されたとすると、例えばa1 ,a
2 ,a3 ,a4 と、b1 ,b2 ,b3 ,b
4 で反射されてリスナ位置Bに到来する音は異なる経
路を経るので音の拡散、減衰が著しく異なるが各a1 
,a2 ,a3 ,a4 で反射される音は相互に一定
の時間遅れおよび、一定の振幅減衰との関係を有する。 これは壁の材質が一定とすれば、他の各b1 ,b2 
,b3 ,b4 ,…,f1 ,f2 ,f3 ,f4
 についても相互に一定の時間遅れおよび一定の振幅減
衰を近似的に共通に使用し得ることを意味する。したが
って、各グループの異なる経路のa1 ,b1 ,…,
f1 を基本初期反射音とし、経路が類似する各グルー
プ内でのa2 ,a3 ,a4 ,b2 ,b3 ,b
4 ,…,f2 f3 ,f4 を副次初期反射音とす
る。
【0011】第2図にもどり、上記のような基本初期反
射音および副次初期反射音の特徴を考慮して、遅延メモ
リ1の取り出しタップの数を基本初期反射音の数にし、
そのタップにおける遅延時間をτa ,τb ,…,τ
f とし、乗算器2の乗算係数をそれぞれga ,gb
 ,…,gf とする。遅延メモリ5の取り出しタップ
の遅延時間を一定τ0 とし、乗算器6の乗算係数をそ
れぞれg1 ,g2 ,g3 とする。
【0012】ここで遅延メモリ1に入力したデータvi
 が遅延されてタップにそれぞれva ,vb ,…,
vf が現われるとすると、加算器3の出力v3 は次
のようになる。
【0013】
【数1】
【0014】遅延メモリ5に入力したデータv3 が遅
延されてタップにそれぞれv50,v51, v52,
v53が現われるとすると、加算器7への出力v0 は
次のようになる。
【0015】
【数2】
【0016】ここでv50=v3 である。図4は第1
の実施例により生成された初期反射音を示す図である。 本図に示す基本初期反射音va ,vb ,…,vf 
に対する乗算係数は例えばga =0.8,gb =0
.7,gc =0.5,gd =0.4,ge =0.
3,gf =0.2とし、副次初期反射音に対する乗算
係数はg1 =0.8,g2 =0.6,g3 =0.
4とした。さらに基本初期反射音の間隔は遅延メモリ5
の遅延時間3τ0よりも大きくとり、各基本初期反射音
に対して生成される副次初期反射音が他の基本初期反射
音および副次初期反射音と重複しないようにしている。
【0017】このように第1の実施例の構成例において
、従来初期反射音の生成では生成毎に乗算するので6×
4=24回の乗算をしていたことになるが第1の実施例
によれば乗算回数は〔数1〕,〔数2〕により6+3=
9回の乗算に大幅に低減可能になる。図5は本発明の第
2の実施例に係る初期反射音生成部を示す図である。
【0018】第2の実施例が第1の実施例と異なるのは
、第2の初期反射音生成部8において複数の遅延メモリ
5−1,5−2,5−3と、該遅延メモリ5−1,5−
2,5−3にそれぞれ接続する乗算器6−1,6−2,
6−3と該乗算器6−1,6−2,6−3に接続される
加算器7−1,7−2,7−3と、該加算器7−1,7
−2,7−3に接続される加算器7−4であり、さらに
第1の初期反射音生成部4において、基本初期反射音の
va およびvb が振幅を調整されて合成して前記遅
延メモリ5−1へ入力せしめる加算器3−1、同様の加
算器3−2,3−3である。
【0019】第2の実施例では図3の音楽会場の壁の構
造材質が舞台に対して例えば左右対称で前部、中部、後
部で異なる場合、(a1 ,a2 ,a3 ,a4 )
および(b1 ,b2 ,b3 ,b4 )での反射に
よる減衰率が同一であるので遅延メモリ5−1、乗算器
6−1、加算器7−1によって副次初期反射音は生成さ
れ同様にして(c1 ,c2 ,c3 ,c4 )およ
び(d1 ,d2 ,d3 ,d4 )の反射による減
衰率、(e1 ,e2 ,e3 ,e4 )および(f
1 ,f2 ,f3,f4 )の反射による減衰率が同
一であるのでそれぞれ遅延メモリ5−2,乗算器6−2
,加算器7−1,遅延メモリ5−3,乗算器6−3,加
算器7−3によって副次初期反射音は生成される。他方
(a1 ,a2 ,a3 ,a4 )、(c1 ,c2
,c3 ,c4 )、(e1 ,e2 ,e3 ,e4
 )の減衰率が異なり、同様にして(b1,b2 ,b
3 ,b4 )、(d1 ,d2 ,d3 ,d4 )
、(f1 ,f2 ,f3 ,f4 )の減衰率が異な
るので乗算器6−1,6−2,6−3の乗算係数はそれ
ぞれ最適値に設定される。さらに(e1 ,e2 ,e
3 ,e4 )が(e1 ,e2 ,e3 ,e4 ,
e5 )に、(f1 ,f2 ,f3 ,f4 )が(
f1 ,f2 ,f3 ,f4 ,f5 )になるよう
に副次初期反射音の数を増加することが好ましい場合も
生じる。
【0020】図5は第2の実施例により生成された初期
反射音を示す図である。本図における基本初期反射音に
対する副次初期反射音の生成する乗算器6−1の乗算係
数を例えば順次g11=0.8,g12=0.6,g1
3=0.4とし、同様に乗算器6−2の乗算係数を順次
g21=0.6,g12=0.8,g13=0.4とし
乗算器6−3の乗算係数を順次g31=0.8,g32
=0.7,g33=0.6,g34=0.5とした。
【0021】このように第2の実施例によって壁の構造
・材料を考慮しても乗算回数は6+3×2+4=16回
であり、大幅に低減できる。尚、遅延メモリ5−1,5
−2,5−3の取出しタップの遅延時間τ0 は各遅延
メモリ毎に夫々異なるようにしてもよい。図7は本発明
の第3の実施例に係る初期反射音生成部を示す図である
【0022】第3の実施例において第2の実施例と異な
る構成は第1の初期反射音生成部において、基本初期反
射音va およびvc の加算器3−1、vb および
ve の加算器3−2、vd およびvf の加算器3
−3である。 第2の実施例では音楽会場の壁の構造、材料が左右対称
としたが必ずしも左右対称でないものも存在する。一方
左右対称でなくともインパルス応答試験を行うと副次初
期反射音の生成が共通するものがあるので、かかる場合
には本実施例が使用されると好適である。
【0023】図8は第3の実施例により生成された初期
反射音を示す図である。各乗算器の乗算係数は第2の実
施例のものと同一のものを使用している。本図の基本初
期反射音vb ,vc ,vd ,ve を丸で囲んだ
副次初期反射音が第2の実施例のものと異なる。また第
2の実施例および第3の実施例において第2の初期反射
音生部8の乗算器6−1,6−2および6−3の乗算係
数を適切に設定することによって、遅延メモリ5−1、
乗算器6−1、加算器7−1からなる部分を高域フイル
タに、遅延メモリ5−2、乗算器6−2、加算器7−2
からなる部分を帯域フイルタに、遅延メモリ5−3、乗
算器6−3、加算7−3からなる部分を低域フイルタに
して、初期反射音の周波数成分の制御をするといった事
も可能である。
【0024】なお、前記した数値、遅延メモリ1からの
取り出しタップ数、遅延メモリ5の数、乗算器6の数等
は説明を容易にするために使用したもので、本発明は、
これらに限定されるものではない。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、複
数の初期反射音を代表する基本初期反射音を生成しかつ
該基本初期反射音に対して一群の副次初期反射音を生成
するようにしたので、DSPにおける演算ステップ数を
低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理構成を示す図である。
【図2】本発明の第1の実施例に係る初期反射音生成部
を示す図である。
【図3】基本反射音および副次初期反射音を説明する図
である。
【図4】第1の実施例により生成された初期反射音を示
す図である。
【図5】本発明の第2の実施例に係る初期反射音生成部
を示す図である。
【図6】第2の実施例により生成された初期反射音を示
す図である。
【図7】本発明の第3の実施例に係る初期反射音生成部
を示す図である。
【図8】第3の実施例により生成された初期反射音を示
す図である。
【図9】従来の音場制御装置における初期反射音生成部
を示す図である。
【図10】音場制御装置により生成された音場を説明す
る図である。
【符号の説明】
1,5…遅延メモリ 2,6…乗算器 3,7…加算器 4…第1の初期反射音生成部 8…第2の初期反射音生成部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  一定のサンプリング周期で入力データ
    を順次取り込む遅延メモリ(1)、該遅延メモリ(1)
    の任意の複数タップから取り出された遅延データの振幅
    を調整する乗算器(2)、および各該乗算器(2)から
    の出力データを合成する加算器(3)とからなり複数の
    初期反射音を代表する基本初期反射音を生成する第1の
    初期反射音生成部(4)と、前記サンプリング周期で前
    記加算器(3)の出力データを順次取り込む遅延メモリ
    (5)と、該遅延メモリ(5)の各タップからの遅延デ
    ータの振幅を調整する乗算器(6)と、各該乗算器(6
    )の出力データを合成する加算器(7)とからなり前記
    基本初期反射音に対して一群の副次初期反射音を生成す
    る第2の初期反射音生成部(8)とを備えることを特徴
    とする音場制御装置。
JP3007741A 1991-01-25 1991-01-25 音場制御装置 Withdrawn JPH04240896A (ja)

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JP3007741A JPH04240896A (ja) 1991-01-25 1991-01-25 音場制御装置

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6782105B1 (en) 1998-11-25 2004-08-24 Yamaha Corporation Reflection sound generator with series of main and supplementary FIR filters
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Effective date: 19980514