JPH04253097A - 残響付加装置 - Google Patents

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】本発明は直接音に初期反射音およ
び残響音を付加して各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再現する残響付加装置に関す
る。特に、本発明では直接音に付加する初期反射音およ
び残響音を形成する演算を行うＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ
　Ｓｉｇｎａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）の規模縮小化に
言及する。

【０００２】

【従来の技術】図９は従来の残響付加装置の構成を示す
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信号をもって表す。本図の構成に
はカセットデッキ、ＦＭチューナ等による音響源１と、
該音響源からの音響信号をアナログ信号からディジタル
信号に変換するアナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換器
２と、ディジタル化された前記音響信号に対する残響を
形成する演算処理部３と、残響を付加されたディジタル
の音響信号をアナログ信号に変換するディジタル／アナ
ログ（Ｄ／Ａ）変換器４と、Ｄ／Ａ変換器４の出力信号
を電力増幅するパワーアンプ７と、該パワーアンプ７に
よって駆動され音響信号に残響が付された信号を再生す
るスピーカ８とを含む。

【０００３】前記演算処理部３の構成については実施例
の項で説明する。次に動作を説明する。音響源１からの
音響信号はＡ／Ｄ変換器２でアナログ信号からディジタ
ル信号に変換されるが、人間の聴取可能な周波数範囲が
２０Ｈｚ〜２０ＫＨｚ　であるので全周波数範囲の再生
を考えた場合、音響信号のサンプリング周波数（ｆＳ　
）　は約２倍の４０ＫＨｚ　以上である。演算処理部３
では音響源１からの音楽の種類に応じて例えばコンサー
トホール、スタジアム、ライブハウス、教会等の音楽会
場の拡がり感や臨場感を与えるように、ディジタル化さ
れた音響信号を演算処理して残響音信号を作成する。こ
の残響音信号付加はサンプリング周波数をｆＳ　とする
と１／ｆＳ　毎に演算処理部３によってなされる。そし
て、この残響音信号とディジタル化された音響信号（直
接音）とを合成し、このように残響音信号が付加された
音響信号はＤ／Ａ変換器４でディジタル信号をアナログ
信号に変換され、引続きパワーアンプ７で電力増幅され
た後に、スピーカ８で再生される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、直接音は音
響源１からの音響信号そのものであり、単に一旦ディジ
タル信号に変換したものをアナログ信号に戻している。 しかしながら従来の残響付加装置ではディジタル化され
た音響信号を直接音として使用しており、全可聴周波数
範囲（約２０Ｈｚ〜２０ＫＨｚ）の再生のため、サンプ
リング周波数ｆＳ　を高く設定しなければならず、演算
処理部３が１／ｆＳ　毎に演算を行わなければならない
ため演算規模が大きく、製品コストが高くついていた。 ところで、直接音は音響源１からの音響信号そのもので
あり、直接音の再生帯域が狭くなると音響信号の特性が
変化し、音響効果が著しく劣化する。しかし、残響音信
号は元の音響信号に対して拡がり感や臨場感を与えるた
めに付加されるものであり、再生帯域が多少せばめられ
ても元の音響信号に対する影響は少ない。

【０００５】したがって本発明はこの着想に基づき上記
問題点を解決すべく演算規模縮小化を図れる残響付加装
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
に残響付加装置において、ディジタル演算処理により作
成した残響音信号をアナログ信号に変換した後に、直接
音として音響源１からの音響信号を直接付加するように
したものである。低域フィルタ５および加算部６とを設
けた。該低域フィルタ５は音響源１およびアナログ／デ
ィジタル変換器２との間に接続され、該音響源１の高周
波成分を遮断する。加算部６は前記音響源１からの直接
音に、該音響源１から低域フィルタ５、前記アナログ／
ディジタル変換器２、演算処理部３およびディジタル／
アナログ変換器４を介して形成される残響を付加する。

【０００７】

【作用】第１図において本発明の残響付加装置によれば
、音響源１からの音響信号は直接音としてのアナログ信
号をスルー信号とし、初期反射音および残響音を形成す
るためにだけ音響信号をディジタル化することとした。 よって直接音の再生帯域はサンプリング周波数にかかわ
らず音響源１からの音響信号そのものの再生帯域として
確保でき、従ってサンプリング周波数を小さくできるの
で、演算処理部３の演算規模が大幅に縮小できる。 また、直接音のアナログ信号には可聴周波数帯域におけ
る高周波成分が保存されているので従来のように高周波
成分による音響特性も従来と略同様に確保でき、残響音
を形成するためのディジタル演算処理におけるサンプリ
ング周波数を小さくしても、音響効果を大きく損なうこ
とがない。

【０００８】尚、低域フィルタ５は特に設けられなくて
もよく、サンプリング周波数のみ小さくするようにして
もよい。

【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は本発明の実施例に係る残響付加装置を
示す図である。本図の構成を説明する。本図の残響付加
装置は音響源１と、該音響源１のアナログ信号をディジ
タル信号に変換するＡ／Ｄ変換器２と、該Ａ／Ｄ変換器
に接続される演算処理部３と、該演算処理部３に接続さ
れるＤ／Ａ変換器４と、前記音響源１およびＡ／Ｄ変換
器２との間に接続されて、該音響１の高周波成分を遮断
する低域フィルタ５と、前記音響源１およびＤ／Ａ変換
器４の出力信号を合成する加算部６と、該加算部６およ
び該Ｄ／Ａ変換器４の出力をそれぞれ電力増幅するパワ
ーアンプ７−１および７−２と、該パワーアンプ７−１
および７−２によって駆動されて電気信号を音に再生す
るスピーカ８−１および８−２と、該Ｄ／Ａ変換器４の
出力に接続されて高周波成分を遮断する低域フィルタ９
と、該低域フィルタ９および前記加算部６の間に設けら
れるゲイン調整部１０−１と、該加算部６およびパワー
アンプ７−１の間に設けられるゲイン調整部１０−２と
、低域フィルタ９とパワーアンプ７−２の間に設けられ
るゲイン調整部１０−３と、該ゲイン調整部１０−１，
１０−２、および１０−３、ならびに該演算処理部３に
おいて後述する可変乗算器に調整を指示する制御部１１
とを含む。

【００１０】図３は図２における低域フィルタ５および
９の周波数特性を示す図である。音響源１には２０〜２
０ＫＨｚ　の周波数範囲の信号が含まれるが、本図に示
すように低域フィルタ５および９は例えばカット周波数
約１０ＫＨｚ　を有する。したがってＡ／Ｄ変換器２、
演算処理部３およびＤ／Ａ変換器９は、従来２０ＫＨｚ
　×２以上のサンプリング周波数による処理が必要とさ
れていたが、本実施例によれば１０ＫＨｚ　×２以上の
サンプリング周波数による処理を行えばよいことになる
。

【００１１】図４は図２の演算処理部の構成を示す図で
ある。本図においてＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｓｉｇｎ
ａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）　で構成される演算処理部
３は音楽会場等の音場を再現すべく、Ａ／Ｄ変換器２か
らの直接音信号をＴ１　時間およびＴ２　時間遅延させ
る初期遅延メモリ３１と、Ｔ１　時間だけ遅延された直
接音信号を受ける遅延メモリ３０１　と、この遅延メモ
リ３０１　によって遅延された信号ごとにある係数を乗
算する複数の乗算器３０２　と、この乗算器３０２　の
出力を加算する複数の加算器３０３　からなる初期反射
音生成部３２と、前記初期反射音生成部３２の出力を調
整する可変乗算器３０４　と、前記Ｔ２　時間だけ遅延
された直接音信号をΔＴ時間だけ遅延してＤ／Ａ変換器
４へ出力する遅延器３０５　と、該遅延器３０５　の信
号にある係数を乗算する乗算器３０６　と、該乗算器３
０６　の出力信号と該遅延器３０５　の入力信号を加算
する加算器３０７　とからなる残響音生成部３３と、該
残響音生成部３３および前記初期反射音生成部３２の出
力をそれぞれ可変乗算器３１０，　３１１によりレベル
調整した後加算してＤ／Ａ変換器４へ出力する加算器３
０８　とを包含する。またＡ／Ｄ変換器２の直接音を可
変乗算器３１２　によりレベル調整した後初期反射音生
成部３２の出力に加算する加算器３０９　を具備しても
よい。ただしこの直接音はＬＰＦ　５によって高周波成
分が遮断されている。また可変乗算器３０４，　３１０
，３１１，　３１２の乗算係数は制御部１１の指示によ
り調整される。

【００１２】図５は演算処理部の特性を示す図である。 図中の直接音に対してＴ１　およびＴ２　だけ遅延して
初期反射音および残響音の最初のインパルス応答は初期
遅延メモリ３１で形成され、そのインパルスに続く初期
反射音および残響音は初期反射音生成部３２および残響
音生成部３３でそれぞれ形成する。ここで一般に残響付
加は直接音に初期反射音および残響音を付加することを
意味する。 各音楽会場等に対応して初期遅延メモリ３１のＴ１　お
よびＴ２　、乗算器３０２　および３０６　の乗算係数
が設定される。

【００１３】図６は図２における加算部の構成を示す図
である。本図の加算部６には音響源１およびゲイン調整
部１０−１の出力電圧Ｖ１　およびＶ１０がそれぞれの
一方に入力され、抵抗値がＲ１　である抵抗６０１　お
よび６０２　と、該抵抗６０１　および６０２　の他方
がその反転端子に接続されかつその非反転端子が接地さ
れる演算増幅器６０３　と、その抵抗値がＲ１　であり
、該演算増幅器６０３　の帰還用の抵抗６０４　と、該
演算増幅器６０３　の出力に接続され、抵抗値がＲ２　
である各抵抗６０５　と、該抵抗６０５　の他方がその
反転端子に接続されかつその非反転端子が接地される演
算増幅器６０６　と、その抵抗値がＲ２　であり該演算
増幅器１６７　の帰還用の抵抗６０７　とを含む。

【００１４】本図において、演算増幅器１６３　の出力
をＶＸ　とすると、（Ｖ１　−０）／Ｒ１　＋（Ｖ１０
−０）／Ｒ１　＝（０−ＶＸ　）／Ｒ１　が成立するか
らＶＸ　＝−（Ｖ１　＋Ｖ１０）、となる。さらに各演
算増幅器６０６　の出力をＶ６　とすると、（ＶＸ　−
０）／Ｒ２　＝（０−Ｖ６　）／Ｒ２　が成立するから
右側信号Ｖ６　＝−ＶＸ　＝Ｖ１　＋Ｖ１０となる。

【００１５】次に本実施例について一連の動作を説明す
る。図２において、音響源１からのアナログ信号はスル
ー信号（Ｖ１　）と、残響付加を形成する信号に分れ、
ＬＰＦ　５で２０〜２０ＫＨｚ　範囲の音響信号のうち
２０〜１０ＫＨｚ　範囲の信号が通過し、Ａ／Ｄ変換器
２を介して演算処理部３で初期音および残響音が形成さ
れるが、従来のように演算処理部３で直接音への付加処
理は行われない。このため従来のサンプリング周波数が
約４０ＫＨｚ　から約２０ＫＨｚ　になるので演算処理
部３の演算規模が大幅に縮小されコストの低域が図れる
。演算処理部３で処理されたディジタル信号はＤ／Ａ変
換器４でアナログ信号に変換され、その高周波成分がＬ
ＰＦ　９で除去され、制御部で指示されるゲイン調整部
１０−１を介して加算部で直接音である音響源１のアナ
ログ信号に残響音が付加される。このように残響付加さ
れた信号はゲイン調整部１０−２およびパワーアンプ７
−１を介してスピーカ８−１で音に再生される。

【００１６】前記ＬＰＦ　９からの残響音等は単独でパ
ワーアンプ７−２を介してスピーカ８−２で音に再生さ
れる。図７は本発明の実施例の変形を示す図である。本
図には音響源１からパワーアンプ７−３を介して周波数
２０〜２０ＫＨｚ　範囲の直接音を再生するスピーカ８
−３と、音響源１からゲイン調整部１０−３を介する信
号に音響源１からＬＰＦ　５、Ａ／Ｄ変換器２、演算処
理部３、Ｄ／Ａ変換器４、ＬＰＦ　９およびゲイン調整
部を介する残響を加算部７で加算してパワーアンプ７−
４を介して周波数２０〜２０ＫＨｚ　の範囲の直接音な
らび２０〜１０ＫＨｚ　の残響音を再生するスピーカ８
−４と、同様にしてゲイン調整部１０−５およびパワー
アンプ７−５を介して周波数２０〜１０ＫＨｚ　の初期
反射音および残響音を再生するスピーカ８−５が含まれ
る。ここでスピーカ８−３および８−４については直接
音をステレオ用に２チャンネル（Ｒ，Ｌ）にすることも
できる。

【００１７】図８は図７のスピーカの車室配置を示す図
である。本図は２チャンネルのステレオ用のスピーカ配
置を示し、スピーカ８−３は前席に使用され直接音によ
る音像定位に使用され、スピーカ８−４は後席に使用さ
れ、残響を付加するとともにスピーカ８−３の直接音を
補強し、スピーカ８−５は前席中央に使用されスピーカ
８−４と共に反射音および残響音を付加して、音楽会の
拡がり感を形成する。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、演
算処理部により低減されたサンプリング周波数で形成さ
れた初期反射音および残響音を音響源の直接音であるス
ルー信号に付加するようにしたので従来のように付加品
質を維持しつつ演算処理部の演算規模が大幅に縮小され
、コストダウンが図れる。

【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】本発明の実施例に係る残響付加装置を示す図で
ある。

【図３】図２における低域フィルタ５および９の周波数
特性を示す図である。

【図４】図２の演算処理部の構成を示す図である。

【図５】演算処理部の特性を示す図である。

【図６】図２における加算部の構成を示す図である。

【図７】本発明の実施例の変形を示す図である。

【図８】図７のスピーカの車室配置を示す図である。

【図９】従来の残響付加装置の構成を示す図である。

【符号の説明】

１…音響源 ２…アナログ／ディジタル変換器 ３…演算処理部 ４…ディジタル／アナログ変換器 ５…低域フィルタ ６…加算部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　音響源（１）と、該音響源（１）から
   の音響信号をアナログ信号からディジタル信号に変換す
   るアナログ／ディジタル変換器（２）と、ディジタル化
   された音響信号に残響を形成する演算処理部（３）と、
   残響を付加されたディジタルの音響信号をアナログ信号
   に変換するディジタル／アナログ変換器（４）とを有す
   る残響付加装置において、前記音響源（１）からの音響
   信号を分岐して一方をアナログ／ディジタル変換器（２
   ）に与えると共に、他方と前記ディジタル／アナログ変
   換器（４）からの出力とを合成して出力するようにした
   ことを特徴とする残響付加装置。