JPH079593B2 - 残響付加装置の係数設定方法 - Google Patents
残響付加装置の係数設定方法Info
- Publication number
- JPH079593B2 JPH079593B2 JP3086861A JP8686191A JPH079593B2 JP H079593 B2 JPH079593 B2 JP H079593B2 JP 3086861 A JP3086861 A JP 3086861A JP 8686191 A JP8686191 A JP 8686191A JP H079593 B2 JPH079593 B2 JP H079593B2
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- reverberation
- delay
- comb filter
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- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Reverberation, Karaoke And Other Acoustics (AREA)
- Filters That Use Time-Delay Elements (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は音楽信号等に人工的に残
響を付加する音場制御装置に関する。特に本発明では、
複数段並列接続されるコムフィルタにつき、残響の後部
に生じる不快音を除去するための乗算係数設定を目的と
する。
響を付加する音場制御装置に関する。特に本発明では、
複数段並列接続されるコムフィルタにつき、残響の後部
に生じる不快音を除去するための乗算係数設定を目的と
する。
【０００２】
【従来の技術】図４は従来の音場制御装置を示す図であ
る。本図の音場制御装置はＤＳＰ（Digital Signal Pro
cessor）で構成され、各音楽会場例えばコンサートホー
ル、ライブハウス、教会、スタジアム等の臨場感や拡が
り感を再現するもので、一定のサンプリング周期の入力
信号を前処理する初期遅延メモリ10と、初期遅延メモリ
10からの出力データを順次取り込む遅延メモリ20−１、
該遅延メモリ20−１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20−２および各乗算器20−
２からの出力データを合成する加算器20−３からなる非
再帰形ディジタルフィルタ（FIR)で形成される初期反射
音生成部20と、初期遅延メモリ10からの出力データを所
定時間遅延する遅延器30−１、該遅延器30−１の出力の
ゲインを調整する乗算器30−２、および該乗算器30−２
の出力データと該遅延器30−１の入力データを加算する
加算器30−３からなる再帰形ディジタルコムフィルタ
（IIR)で形成される残響付加装置30と、該残響付加装置
30および前記初期反射音生成部20の出力データを合成す
る加算器40とを含む。
る。本図の音場制御装置はＤＳＰ（Digital Signal Pro
cessor）で構成され、各音楽会場例えばコンサートホー
ル、ライブハウス、教会、スタジアム等の臨場感や拡が
り感を再現するもので、一定のサンプリング周期の入力
信号を前処理する初期遅延メモリ10と、初期遅延メモリ
10からの出力データを順次取り込む遅延メモリ20−１、
該遅延メモリ20−１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20−２および各乗算器20−
２からの出力データを合成する加算器20−３からなる非
再帰形ディジタルフィルタ（FIR)で形成される初期反射
音生成部20と、初期遅延メモリ10からの出力データを所
定時間遅延する遅延器30−１、該遅延器30−１の出力の
ゲインを調整する乗算器30−２、および該乗算器30−２
の出力データと該遅延器30−１の入力データを加算する
加算器30−３からなる再帰形ディジタルコムフィルタ
（IIR)で形成される残響付加装置30と、該残響付加装置
30および前記初期反射音生成部20の出力データを合成す
る加算器40とを含む。
【０００３】通常使用されるサンプリング周波数は48KH
z 程度であり、可聴周波数の最大値20KHz の２倍程度を
採用する。残響付加装置30の遅延器30−１には例えばシ
フトレジスタ、ＲＡＭ等が用いられ、シフトレジスタで
あれば遅延データは出力タップから取り出され、出力タ
ップの選択により遅延時間が設定される。ＲＡＭの場合
であればメモリアドレスを介して遅延時間が設定され
る。
z 程度であり、可聴周波数の最大値20KHz の２倍程度を
採用する。残響付加装置30の遅延器30−１には例えばシ
フトレジスタ、ＲＡＭ等が用いられ、シフトレジスタで
あれば遅延データは出力タップから取り出され、出力タ
ップの選択により遅延時間が設定される。ＲＡＭの場合
であればメモリアドレスを介して遅延時間が設定され
る。
【０００４】図５は音場制御装置で形成される初期反射
音および残響音を示す図である。本図に示すように音源
から真直ぐにリスナーの席に到来する直接音に対して初
期遅延メモリ10によりＴ1 時間遅延され、初期反射音生
成部20によって壁、天井、床などに反射して直接音より
も道のりが長いだけ時間的に遅れて到来する初期反射音
が形成され、初期遅延メモリ10により直接音よりもＴ2
時間遅延され、残響付加装置30によりさらに何回も反射
を繰り返し四方八方からランダムに到来し遅れ方もまち
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
一連の残響音が形成される。
音および残響音を示す図である。本図に示すように音源
から真直ぐにリスナーの席に到来する直接音に対して初
期遅延メモリ10によりＴ1 時間遅延され、初期反射音生
成部20によって壁、天井、床などに反射して直接音より
も道のりが長いだけ時間的に遅れて到来する初期反射音
が形成され、初期遅延メモリ10により直接音よりもＴ2
時間遅延され、残響付加装置30によりさらに何回も反射
を繰り返し四方八方からランダムに到来し遅れ方もまち
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
一連の残響音が形成される。
【０００５】図６は４段のコムフィルタからなる残響付
加装置を示す図である。本図の残響付加装置について説
明簡略化のため複数段コムフィルタを４段で構成したも
のについて説明する。まず本図の構成には第１〜４のコ
ムフィルタ30，31，32および33として、遅延器30−１，
31−１，32−１、および33−１、乗算器30−２, 31−
２，32−２および33−２、加算器30−３, 31−３，32−
３および33−３、各遅延器30−１，31−１，32−１およ
び33−１の出力を合成する加算器34を含む。
加装置を示す図である。本図の残響付加装置について説
明簡略化のため複数段コムフィルタを４段で構成したも
のについて説明する。まず本図の構成には第１〜４のコ
ムフィルタ30，31，32および33として、遅延器30−１，
31−１，32−１、および33−１、乗算器30−２, 31−
２，32−２および33−２、加算器30−３, 31−３，32−
３および33−３、各遅延器30−１，31−１，32−１およ
び33−１の出力を合成する加算器34を含む。
【０００６】図４のコムフィルタ（残響付加装置30）を
本図のように複数段とするのは下記の理由による。図７
はコムフィルタの周波数特性を示す図である。本図
（ａ）は単独コムフィルタの周波数特性であり、音場形
成のために遅延時間としてシフトレジスタのタップTap
＝４の位置からデータを取り出すとすると、即ち遅延時
間としてサンプリング周期の４倍の時間遅延させると、
fs／４ごとの周波数位置にピークが生じる。このように
単独のコムフィルタでは周波数特性が著しく悪いので次
のように複数段構成にしている。
本図のように複数段とするのは下記の理由による。図７
はコムフィルタの周波数特性を示す図である。本図
（ａ）は単独コムフィルタの周波数特性であり、音場形
成のために遅延時間としてシフトレジスタのタップTap
＝４の位置からデータを取り出すとすると、即ち遅延時
間としてサンプリング周期の４倍の時間遅延させると、
fs／４ごとの周波数位置にピークが生じる。このように
単独のコムフィルタでは周波数特性が著しく悪いので次
のように複数段構成にしている。
【０００７】本図（ｂ）は４段のコムフィルタの合成周
波数特性であり、各段のピーク周波数位置をずらして合
成されるので周波数特性が平坦化する。
波数特性であり、各段のピーク周波数位置をずらして合
成されるので周波数特性が平坦化する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の残
響付加装置には次のような問題が生じた。ここで図６に
戻り、このような周波数特性を改善すべく４段コムフィ
ルタとした場合に、それぞれの遅延器30−１，31−１，
32−１および33−１の遅延時間をそれぞれＤ1 ，Ｄ2 ，
Ｄ3 およびＤ4 としてＤ1 ＞Ｄ2 ＞Ｄ3 ＞Ｄ4 の関係に
あるとする。説明の簡単化のために乗算器30−２，31−
２，32−２および33−２の乗算係数をそれぞれｇ1 ，ｇ
2 ，ｇ3 およびｇ4 として通常ｇ1 ＝ｇ2 ＝ｇ3 ＝ｇ4
の関係にある。
響付加装置には次のような問題が生じた。ここで図６に
戻り、このような周波数特性を改善すべく４段コムフィ
ルタとした場合に、それぞれの遅延器30−１，31−１，
32−１および33−１の遅延時間をそれぞれＤ1 ，Ｄ2 ，
Ｄ3 およびＤ4 としてＤ1 ＞Ｄ2 ＞Ｄ3 ＞Ｄ4 の関係に
あるとする。説明の簡単化のために乗算器30−２，31−
２，32−２および33−２の乗算係数をそれぞれｇ1 ，ｇ
2 ，ｇ3 およびｇ4 として通常ｇ1 ＝ｇ2 ＝ｇ3 ＝ｇ4
の関係にある。
【０００９】図８は各コムフィルタの残響時間のエンベ
ロープを示す図である。本図によると各コムフィルタの
遅延時間が小さくなるに従って振幅減少が大きくなるが
残響後部エンベロープでは遅延時間が小さいコムフィル
タの振幅が小さくなりすぎインパルスの密度が下るた
め、残響前部では周波数特性の平坦化が達成されている
にもかかわらず、残響後部では平坦化が達成できないと
いう問題があった。よって、残響後部音の再生ではパラ
パラ（チリチリ）との不快な音が残り易すい。さらに上
記遅延時間Ｄ1 〜Ｄ4 も同時に設定できれば係数の設定
が総合的に容易になるという課題もあった。
ロープを示す図である。本図によると各コムフィルタの
遅延時間が小さくなるに従って振幅減少が大きくなるが
残響後部エンベロープでは遅延時間が小さいコムフィル
タの振幅が小さくなりすぎインパルスの密度が下るた
め、残響前部では周波数特性の平坦化が達成されている
にもかかわらず、残響後部では平坦化が達成できないと
いう問題があった。よって、残響後部音の再生ではパラ
パラ（チリチリ）との不快な音が残り易すい。さらに上
記遅延時間Ｄ1 〜Ｄ4 も同時に設定できれば係数の設定
が総合的に容易になるという課題もあった。
【００１０】したがって本発明は上記問題点に鑑みて、
残響後部でも周波数特性が容易に平坦にできる残響付加
装置の係数設定方法を提供することを目的とする。
残響後部でも周波数特性が容易に平坦にできる残響付加
装置の係数設定方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【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、複数段並列接続されたコムフィルタを有する残響付
加装置において、前記各コムフィルタを構成するｎ番目
の遅延器の遅延時間をＤn 、乗算器の乗算係数をｇn と
する場合に、該乗算器の乗算係数を実質的にｇn ＝10
-3Dn/ReV，ReV ＝−３×Ｄ1 ／log10 ｇ1 に設定する。
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、複数段並列接続されたコムフィルタを有する残響付
加装置において、前記各コムフィルタを構成するｎ番目
の遅延器の遅延時間をＤn 、乗算器の乗算係数をｇn と
する場合に、該乗算器の乗算係数を実質的にｇn ＝10
-3Dn/ReV，ReV ＝−３×Ｄ1 ／log10 ｇ1 に設定する。
【００１２】
【作用】第１図における残響付加装置において前記各コ
ムフィルタの各乗算器への乗算係数は上記式によって与
えられるのでその設定が容易になる。この設定により、
各コムフィルタの残響時間が共通になるので残響特性の
エンベロープが一致し、残響後部でも、残響前部と同様
に周波数特性を平坦にできる。すなわち、残響後部でも
インパルスの残響密度をほぼ一定に保て、従来のように
密度がさがることはないので不快な音が残りにくくな
る。
ムフィルタの各乗算器への乗算係数は上記式によって与
えられるのでその設定が容易になる。この設定により、
各コムフィルタの残響時間が共通になるので残響特性の
エンベロープが一致し、残響後部でも、残響前部と同様
に周波数特性を平坦にできる。すなわち、残響後部でも
インパルスの残響密度をほぼ一定に保て、従来のように
密度がさがることはないので不快な音が残りにくくな
る。
【００１３】
【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
の係数設定方法を説明する図である。本図の構成は説明
の簡単化のため、図６の構成と実質的に同一にし、乗算
器30−２，31−２，32−２および33−２の乗算係数を設
定制御する制御部35が新たに加わっている点で相違す
る。
て説明する。図２は本発明の実施例に係る残響付加装置
の係数設定方法を説明する図である。本図の構成は説明
の簡単化のため、図６の構成と実質的に同一にし、乗算
器30−２，31−２，32−２および33−２の乗算係数を設
定制御する制御部35が新たに加わっている点で相違す
る。
【００１４】制御部35によって各乗算器に設定する乗算
係数が設定される方法について説明する。図３は図２の
一つのコムフィルタの残響音形成を説明する図である。
図に示すようにこのコムフィルタの遅延時間をＤ、乗算
係数をｇ（ｇ＜１）とすると、入力信号のレベルを規格
化して1.０とすると、１番目の残響音は入力信号よりも
Ｄ時間だけ遅れて、振幅がｇになり、２番目の残響音は
さらにＤ時間だけ遅れて、振幅がｇ2 になり、…、ｎ番
目の残響音は入力信号よりｎＤ時間遅れ、振幅はｇ n に
なる。ここで入力信号が−60ｄＢにまで減衰する残響時
間をＲｅＶとすると、20log10 g n ＝20ｎlog10 ｇ＝−
60，ReV ＝ｎＤ（sec)であるから ReV＝−３×Ｄ／log
10 ｇ（sec)になる。
係数が設定される方法について説明する。図３は図２の
一つのコムフィルタの残響音形成を説明する図である。
図に示すようにこのコムフィルタの遅延時間をＤ、乗算
係数をｇ（ｇ＜１）とすると、入力信号のレベルを規格
化して1.０とすると、１番目の残響音は入力信号よりも
Ｄ時間だけ遅れて、振幅がｇになり、２番目の残響音は
さらにＤ時間だけ遅れて、振幅がｇ2 になり、…、ｎ番
目の残響音は入力信号よりｎＤ時間遅れ、振幅はｇ n に
なる。ここで入力信号が−60ｄＢにまで減衰する残響時
間をＲｅＶとすると、20log10 g n ＝20ｎlog10 ｇ＝−
60，ReV ＝ｎＤ（sec)であるから ReV＝−３×Ｄ／log
10 ｇ（sec)になる。
【００１５】コンサートホール、ライブハウス、教会、
スタジアム等の音楽会場の残響特性に基づき、上部残響
時間ＲｅＶを決定し、これに基づき図２の各遅延器の遅
延時間Ｄ1 〜Ｄ4 、および乗算器30−２，31−２，32−
２，33−２のうちいずれかの乗算係数、例えば乗算器30
−２の乗算係数ｇ1 を決定する。そして他の乗算器の31
−２，32−２および33−２の乗算係数ｇn につき、ｇn
＝10-3Dn/ReV（ｎ＝２，３，４）とする。このように乗
算係数を決定することにより、コムフィルタ30，31，32
および33の残響時間ＲｅＶが共通になり、残響後部で各
段の残響特性のエンベロープが一共存するようになる。
スタジアム等の音楽会場の残響特性に基づき、上部残響
時間ＲｅＶを決定し、これに基づき図２の各遅延器の遅
延時間Ｄ1 〜Ｄ4 、および乗算器30−２，31−２，32−
２，33−２のうちいずれかの乗算係数、例えば乗算器30
−２の乗算係数ｇ1 を決定する。そして他の乗算器の31
−２，32−２および33−２の乗算係数ｇn につき、ｇn
＝10-3Dn/ReV（ｎ＝２，３，４）とする。このように乗
算係数を決定することにより、コムフィルタ30，31，32
および33の残響時間ＲｅＶが共通になり、残響後部で各
段の残響特性のエンベロープが一共存するようになる。
【００１６】図２に示す具体的数値を用いて説明する
と、Ｄ1 ＝50ms，Ｄ2 ＝45ms，Ｄ3 ＝40ms，Ｄ4 ＝35m
s，ｇ1 ＝0.７とおくと、ReV ＝−３×50ms／log10 0.
７＝970msec となり、ｇ2 ＝10-3D2/970＝0.7254，ｇ3
＝10-3D3/970＝0.7518，ｇ4 ＝10-3D4/970＝0.7791が求
められる。
と、Ｄ1 ＝50ms，Ｄ2 ＝45ms，Ｄ3 ＝40ms，Ｄ4 ＝35m
s，ｇ1 ＝0.７とおくと、ReV ＝−３×50ms／log10 0.
７＝970msec となり、ｇ2 ＝10-3D2/970＝0.7254，ｇ3
＝10-3D3/970＝0.7518，ｇ4 ＝10-3D4/970＝0.7791が求
められる。
【００１７】なお、一般的にｎ段のコムフィルタについ
ての乗算器の乗算係数ｇn はｇn ＝10-3Dn/ReVとして表
わされる。本乗算係数の設定の特徴は遅延時間が小さく
なるに従って乗算係数を大きくし、残響後部での各コム
フィルタの減衰エンベロープを一致させ、残響密度を後
部までほぼ一定に保て、かつ、制御部35より設定できる
ので設定が容易になることである。
ての乗算器の乗算係数ｇn はｇn ＝10-3Dn/ReVとして表
わされる。本乗算係数の設定の特徴は遅延時間が小さく
なるに従って乗算係数を大きくし、残響後部での各コム
フィルタの減衰エンベロープを一致させ、残響密度を後
部までほぼ一定に保て、かつ、制御部35より設定できる
ので設定が容易になることである。
【００１８】さらに追加的実施例として、制御部35は、
ｎ段のコムフィルタからなるｋ番目のコムフィルタにつ
いて乗算係数ｇk をｇk ＝10-3Dk/ReVに設定するととも
に遅０００遅延時間Ｄk をＤk ＝Ｄ1 ／２(k-1)/nとし
て設定するようにしてもよい。この遅延時間Ｄk も設定
するようにすることにより、コムフィルタの係数の設定
が総合的に容易になる。この遅延時間Ｄk の設定は図７
に示すように各コムフィルタの基準振動ピーク周波数を
対数軸上に等間隔にするのでコムフィルタの合成周波数
の平坦化を容易にし、コムフィルタの最適化を図れるよ
うにする。
ｎ段のコムフィルタからなるｋ番目のコムフィルタにつ
いて乗算係数ｇk をｇk ＝10-3Dk/ReVに設定するととも
に遅０００遅延時間Ｄk をＤk ＝Ｄ1 ／２(k-1)/nとし
て設定するようにしてもよい。この遅延時間Ｄk も設定
するようにすることにより、コムフィルタの係数の設定
が総合的に容易になる。この遅延時間Ｄk の設定は図７
に示すように各コムフィルタの基準振動ピーク周波数を
対数軸上に等間隔にするのでコムフィルタの合成周波数
の平坦化を容易にし、コムフィルタの最適化を図れるよ
うにする。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば複数
並列接続されたコムフィルタを構成するｎ番目の遅延時
間をＤn 、乗算器の乗算係数をｇn ＝10-3Dn/ReV，ReV
＝−３×Ｄ1 ／log10 ｇ1 に設定するようにしたので各
コムフィルタの残響時間を一致させることができ不快な
音が残りにくくなり、しかも係数設定を容易にできる。
並列接続されたコムフィルタを構成するｎ番目の遅延時
間をＤn 、乗算器の乗算係数をｇn ＝10-3Dn/ReV，ReV
＝−３×Ｄ1 ／log10 ｇ1 に設定するようにしたので各
コムフィルタの残響時間を一致させることができ不快な
音が残りにくくなり、しかも係数設定を容易にできる。
【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の係数設定
方法を説明する図である。
方法を説明する図である。
【図３】図２の一のコムフィルタの残響音形成を説明す
る図である。
る図である。
【図４】従来の音場制御装置を示す図である。
【図５】音場制御装置で形成される初期反射音および残
響音を示す図である。
響音を示す図である。
【図６】４段のコムフィルタからなる残響付加装置を示
す図である。
す図である。
【図７】コムフィルタの周波数特性を示す図である。
【図８】各コムフィルタの残響時間のエンベロープを示
す図である。
す図である。
30−１，31−１，32−１，33−１…遅延器 30−２，31−２，32−２，33−２…乗算器 30−３，31−３，32−３，33−３…加算器 34…加算器 35…制御部
Claims (1)
- 【請求項１】 複数段並列接続されたコムフィルタを有
する残響付加装置において、前記各コムフィルタを構成
するｎ番目の遅延器の遅延時間をＤn 、乗算器の乗算係
数をｇn とする場合に、該乗算器の乗算係数を実質的に
ｇn ＝10-3Dn/ReV，ReV ＝−３×Ｄ1 ／log10 ｇ1 に設
定したことを特徴とする残響付加装置の係数設定方法。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3086861A JPH079593B2 (ja) | 1991-04-18 | 1991-04-18 | 残響付加装置の係数設定方法 |
| US07/865,201 US5247474A (en) | 1991-04-18 | 1992-04-08 | Coefficients setting method of a reverberation unit |
| CA002065598A CA2065598C (en) | 1991-04-18 | 1992-04-08 | Coefficients setting method of a reverberation unit |
| DE69227273T DE69227273T2 (de) | 1991-04-18 | 1992-04-14 | Verfahren zur Koeffizientenbestimmung einer Nachhalleinheit |
| EP97118205A EP0827276B1 (en) | 1991-04-18 | 1992-04-14 | Coefficients setting method for comb filters |
| EP92303349A EP0509767B1 (en) | 1991-04-18 | 1992-04-14 | Coefficients setting method of a reverberation unit |
| DE69231193T DE69231193T2 (de) | 1991-04-18 | 1992-04-14 | Verfahren zur Koeffizientenbestimmung für Kammfilter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3086861A JPH079593B2 (ja) | 1991-04-18 | 1991-04-18 | 残響付加装置の係数設定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04318898A JPH04318898A (ja) | 1992-11-10 |
| JPH079593B2 true JPH079593B2 (ja) | 1995-02-01 |
Family
ID=13898600
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3086861A Expired - Fee Related JPH079593B2 (ja) | 1991-04-18 | 1991-04-18 | 残響付加装置の係数設定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH079593B2 (ja) |
-
1991
- 1991-04-18 JP JP3086861A patent/JPH079593B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| JOURNAL OF THE AUDIO ENGINEERING SOCIETY=1962 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04318898A (ja) | 1992-11-10 |
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