JPH0955634A - 高調波付加回路 - Google Patents
高調波付加回路Info
- Publication number
- JPH0955634A JPH0955634A JP7206053A JP20605395A JPH0955634A JP H0955634 A JPH0955634 A JP H0955634A JP 7206053 A JP7206053 A JP 7206053A JP 20605395 A JP20605395 A JP 20605395A JP H0955634 A JPH0955634 A JP H0955634A
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- JP
- Japan
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- signal
- circuit
- audio signal
- band
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- Tone Control, Compression And Expansion, Limiting Amplitude (AREA)
- Signal Processing For Digital Recording And Reproducing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 伝送または記録の際にオーディオ信号から失
われた高域のスペクトルを可能な限り元に戻し、自然感
に富んだオーディオ信号を再生する。 【解決手段】 ＤＡＣ１、ローパスフィルタ２を介して
得られた音楽信号を非線形回路３に入力することにより
高調波信号を付加する。そして、バンドパスフィルタ４
により、非線形回路３の出力信号からオーディオ信号の
周波数帯よりも高域側の所定の周波数帯の信号を選択
し、この選択した信号と元のオーディオ信号とを加算器
５によって加算し、失われた高調波の回復したオーディ
オ信号を得る。
われた高域のスペクトルを可能な限り元に戻し、自然感
に富んだオーディオ信号を再生する。 【解決手段】 ＤＡＣ１、ローパスフィルタ２を介して
得られた音楽信号を非線形回路３に入力することにより
高調波信号を付加する。そして、バンドパスフィルタ４
により、非線形回路３の出力信号からオーディオ信号の
周波数帯よりも高域側の所定の周波数帯の信号を選択
し、この選択した信号と元のオーディオ信号とを加算器
５によって加算し、失われた高調波の回復したオーディ
オ信号を得る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ＣＤ、ＤＡＴ等
のデジタルオーディオ機器のアナログ再生部として好適
な高調波付加回路に関する。
のデジタルオーディオ機器のアナログ再生部として好適
な高調波付加回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】周知の通り、デジタルオーディオにおい
ては、折り返し雑音の発生を防止する必要上、取り扱う
音楽信号のスペクトルはサンプリング周波数ｆｓの１／
２以内に制限される。従って、例えばＣＤの場合には、
記録時のサンプリング周波数ｆｓが４４．１ｋＨｚであ
るため、記録対象たる音楽信号（アナログ信号）から２
２．０５ｋＨｚ以上の帯域のスペクトルが予め除去さ
れ、この高域除去のなされた音楽信号のＡ／Ｄ変換およ
びＣＤへのデジタル記録が行われる。人間の耳で聴こえ
る周波数の上限は２０ｋＨｚとされているので２２．０
５ｋＨｚまで伝送できれば問題ない、というのがＣＤの
サンプリング周波数ｆｓを４４．１ｋＨｚとした理由で
ある。
ては、折り返し雑音の発生を防止する必要上、取り扱う
音楽信号のスペクトルはサンプリング周波数ｆｓの１／
２以内に制限される。従って、例えばＣＤの場合には、
記録時のサンプリング周波数ｆｓが４４．１ｋＨｚであ
るため、記録対象たる音楽信号（アナログ信号）から２
２．０５ｋＨｚ以上の帯域のスペクトルが予め除去さ
れ、この高域除去のなされた音楽信号のＡ／Ｄ変換およ
びＣＤへのデジタル記録が行われる。人間の耳で聴こえ
る周波数の上限は２０ｋＨｚとされているので２２．０
５ｋＨｚまで伝送できれば問題ない、というのがＣＤの
サンプリング周波数ｆｓを４４．１ｋＨｚとした理由で
ある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、現実に
は音楽信号のスペクトルは２０ｋＨｚ以上にも存在す
る。そして、最近では、この聴こえないはずの２０ｋＨ
ｚ以上のスペクトルの有無が、音楽を聴く人の心理に影
響を与えているのではないかという説が出てきている。
また、音楽信号の２０ｋＨｚ以上のスペクトルを除去し
たものと除去しないものを聴かせて脳波を調べたとこ
ろ、除去しないものの方がα波の発生が多いという報告
もある。また、デジタル信号で記録・再生を行うＣＤは
音がクリアーな反面長く聴くと疲れるが、アナログ信号
で記録・再生を行うレコードは長く聴いても疲れること
がなく落ちつくという人が結構多くいて、この原因はＣ
Ｄが２０ＫＨｚ以上の信号がスッポリなくなっているこ
とによるという説もある。
は音楽信号のスペクトルは２０ｋＨｚ以上にも存在す
る。そして、最近では、この聴こえないはずの２０ｋＨ
ｚ以上のスペクトルの有無が、音楽を聴く人の心理に影
響を与えているのではないかという説が出てきている。
また、音楽信号の２０ｋＨｚ以上のスペクトルを除去し
たものと除去しないものを聴かせて脳波を調べたとこ
ろ、除去しないものの方がα波の発生が多いという報告
もある。また、デジタル信号で記録・再生を行うＣＤは
音がクリアーな反面長く聴くと疲れるが、アナログ信号
で記録・再生を行うレコードは長く聴いても疲れること
がなく落ちつくという人が結構多くいて、この原因はＣ
Ｄが２０ＫＨｚ以上の信号がスッポリなくなっているこ
とによるという説もある。
【０００４】このような背景から、ＣＤから再生された
音に２０ｋＨｚ以上のスペクトルを有するノイズを付加
して出力する製品が出てきている。しかしながら、この
ような本来の音とは無関係なノイズを再生音に加算した
としても、デジタル記録の際に除去された高調波を元通
りにすることにはならないため、自然らしさを出すのに
も限界がある。
音に２０ｋＨｚ以上のスペクトルを有するノイズを付加
して出力する製品が出てきている。しかしながら、この
ような本来の音とは無関係なノイズを再生音に加算した
としても、デジタル記録の際に除去された高調波を元通
りにすることにはならないため、自然らしさを出すのに
も限界がある。
【０００５】この発明は以上説明した事情に鑑みてなさ
れたものであり、伝送または記録の際にオーディオ信号
から失われた高域のスペクトルを可能な限り元に戻し、
自然感に富んだオーディオ信号を再生することができる
高調波付加回路を提供することを目的とする。
れたものであり、伝送または記録の際にオーディオ信号
から失われた高域のスペクトルを可能な限り元に戻し、
自然感に富んだオーディオ信号を再生することができる
高調波付加回路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】請求項１に係る発明は、
非線形な伝達特性を有し、オーディオ信号に対して高調
波を付加して出力する非線形回路と、前記非線形回路の
出力信号から前記オーディオ信号の周波数帯よりも高域
側の所定の周波数帯の信号を選択して出力するバンドパ
スフィルタと、前記オーディオ信号と前記バンドパスフ
ィルタの出力信号を加算する回路とを具備することを特
徴とする高調波付加回路を要旨とする。
非線形な伝達特性を有し、オーディオ信号に対して高調
波を付加して出力する非線形回路と、前記非線形回路の
出力信号から前記オーディオ信号の周波数帯よりも高域
側の所定の周波数帯の信号を選択して出力するバンドパ
スフィルタと、前記オーディオ信号と前記バンドパスフ
ィルタの出力信号を加算する回路とを具備することを特
徴とする高調波付加回路を要旨とする。
【０００７】請求項２に係る発明は、オーディオ信号を
時間軸方向に圧縮して元の周波数の整数倍の周波数の信
号を出力するピッチコントロール回路と、前記ピッチコ
ントロール回路の出力信号から前記オーディオ信号の周
波数帯よりも高域側の所定の周波数帯の信号を選択して
出力するバンドパスフィルタと、前記オーディオ信号と
前記バンドパスフィルタの出力信号を加算する回路とを
具備することを特徴とする高調波付加回路を要旨とす
る。
時間軸方向に圧縮して元の周波数の整数倍の周波数の信
号を出力するピッチコントロール回路と、前記ピッチコ
ントロール回路の出力信号から前記オーディオ信号の周
波数帯よりも高域側の所定の周波数帯の信号を選択して
出力するバンドパスフィルタと、前記オーディオ信号と
前記バンドパスフィルタの出力信号を加算する回路とを
具備することを特徴とする高調波付加回路を要旨とす
る。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明を更に理解しやすく
するため、実施の形態について説明する。かかる実施の
形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を
限定するものではなく、本発明の範囲で任意に変更可能
である。
するため、実施の形態について説明する。かかる実施の
形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を
限定するものではなく、本発明の範囲で任意に変更可能
である。
【０００９】Ａ．第１の実施形態 図１はこの発明の第１の実施形態である高調波付加回路
の構成を示すブロック図である。この実施形態は本発明
をデジタルオーディオ機器の最終段たるアナログ回路の
部分に適用したものであり、図中、１はＣＤ等のソース
から再生されたデジタル信号をアナログ信号に変換する
ＤＡＣ（デジタル／アナログ変換器）、２はＤＡＣ１の
出力信号の高域のスペクトルを除去して滑らかなアナロ
グ信号を出力するローパスフィルタである。
の構成を示すブロック図である。この実施形態は本発明
をデジタルオーディオ機器の最終段たるアナログ回路の
部分に適用したものであり、図中、１はＣＤ等のソース
から再生されたデジタル信号をアナログ信号に変換する
ＤＡＣ（デジタル／アナログ変換器）、２はＤＡＣ１の
出力信号の高域のスペクトルを除去して滑らかなアナロ
グ信号を出力するローパスフィルタである。
【００１０】３は非線形な伝達特性を有する非線形回路
である。この非線形回路としては、例えば図２あるいは
図４に示す回路を使用することができる。図２に示す非
線形回路は検波回路であり、図３に示すように入力信号
のうち一定の極性の信号のみを出力するものである。ま
た、図４に示す非線形回路はクリップ回路であり、図５
に示すように入力信号中、一定レベル以下の信号につい
てはそのまま出力し、一定レベルを越える部分について
は一定レベルに抑えて出力するものである。
である。この非線形回路としては、例えば図２あるいは
図４に示す回路を使用することができる。図２に示す非
線形回路は検波回路であり、図３に示すように入力信号
のうち一定の極性の信号のみを出力するものである。ま
た、図４に示す非線形回路はクリップ回路であり、図５
に示すように入力信号中、一定レベル以下の信号につい
てはそのまま出力し、一定レベルを越える部分について
は一定レベルに抑えて出力するものである。
【００１１】図１において、４は非線形回路３の出力信
号のうち可聴周波数帯域よりも高域のスペクトルを選択
するためのバンドパスフィルタであり、例えば２０ｋＨ
ｚ〜１００ｋＨｚの通過帯域あるいは２０ｋＨｚ〜１５
０ＫＨｚの通過帯域を有している。５はバンドパスフィ
ルタ４の出力信号とローパスフィルタ２の出力信号を加
算してスピーカ（図示略）へ供給する加算器である。
号のうち可聴周波数帯域よりも高域のスペクトルを選択
するためのバンドパスフィルタであり、例えば２０ｋＨ
ｚ〜１００ｋＨｚの通過帯域あるいは２０ｋＨｚ〜１５
０ＫＨｚの通過帯域を有している。５はバンドパスフィ
ルタ４の出力信号とローパスフィルタ２の出力信号を加
算してスピーカ（図示略）へ供給する加算器である。
【００１２】以上の構成によれば、ＤＡＣ１およびロー
パスフィルタ２を介して出力された音楽信号（アナログ
信号）は非線形回路３に入力され、本来の音楽信号の
他、音楽信号の整数倍の周波数の高調波を含んだ信号と
なって非線形回路３から出力される。この非線形回路３
の出力信号のうち可聴周波数帯域よりも高域側のスペク
トルがバンドパスフィルタ４によって選択され、加算器
５により元の音楽信号に加えられて出力される。
パスフィルタ２を介して出力された音楽信号（アナログ
信号）は非線形回路３に入力され、本来の音楽信号の
他、音楽信号の整数倍の周波数の高調波を含んだ信号と
なって非線形回路３から出力される。この非線形回路３
の出力信号のうち可聴周波数帯域よりも高域側のスペク
トルがバンドパスフィルタ４によって選択され、加算器
５により元の音楽信号に加えられて出力される。
【００１３】この元の音楽信号に加えられるスペクトル
は、ローパスフィルタ２から出力される音楽信号の整数
倍の周波数を有しており、デジタル記録に先立って除去
されたスペクトル、すなわち、本来の音楽信号に含まれ
ていた可聴周波数帯域より高域側の高調波に相当するも
のであると考えられる。従って、この高調波付加回路に
よれば、デジタル記録前の本来の音楽信号に近いアナロ
グ信号が加算器５から出力されることとなる。
は、ローパスフィルタ２から出力される音楽信号の整数
倍の周波数を有しており、デジタル記録に先立って除去
されたスペクトル、すなわち、本来の音楽信号に含まれ
ていた可聴周波数帯域より高域側の高調波に相当するも
のであると考えられる。従って、この高調波付加回路に
よれば、デジタル記録前の本来の音楽信号に近いアナロ
グ信号が加算器５から出力されることとなる。
【００１４】Ｂ．第２の実施形態 上記第１の実施形態では、アナログ回路によって音楽信
号に対する高調波の付加を行ったが、この第２の実施形
態では、かかる処理をデジタル回路により行うものであ
る。
号に対する高調波の付加を行ったが、この第２の実施形
態では、かかる処理をデジタル回路により行うものであ
る。
【００１５】デジタルオーディオにおいてＤ／Ａ変換を
行う場合には、Ｄ／Ａ変換後のアナログ信号の低域ろ過
のためのアナログローパスフィルタの設計を簡単にする
ため、ＤＡＣの前段にオーバサンプリング機能を有した
デジタルフィルタを介挿することが一般的である。
行う場合には、Ｄ／Ａ変換後のアナログ信号の低域ろ過
のためのアナログローパスフィルタの設計を簡単にする
ため、ＤＡＣの前段にオーバサンプリング機能を有した
デジタルフィルタを介挿することが一般的である。
【００１６】本実施形態は、このＤＡＣとデジタルフィ
ルタの間に設けられるものであり、図６に示す構成を有
している。同図において、１はＤＡＣ、６は上記デジタ
ルフィルタである。そして、７は非線形の伝達特性を有
する非線形回路であり、デジタルフィルタ６から出力さ
れるデジタル音楽信号に対して高調波を付加して出力す
る。８は非線形回路７の出力信号のうち可聴周波数帯域
よりも高域のスペクトルを選択するためのバンドパスフ
ィルタである。そして、９はバンドパスフィルタ８の出
力信号とデジタルフィルタ６の出力信号を加算してＤＡ
Ｃ１へ供給する加算器である。
ルタの間に設けられるものであり、図６に示す構成を有
している。同図において、１はＤＡＣ、６は上記デジタ
ルフィルタである。そして、７は非線形の伝達特性を有
する非線形回路であり、デジタルフィルタ６から出力さ
れるデジタル音楽信号に対して高調波を付加して出力す
る。８は非線形回路７の出力信号のうち可聴周波数帯域
よりも高域のスペクトルを選択するためのバンドパスフ
ィルタである。そして、９はバンドパスフィルタ８の出
力信号とデジタルフィルタ６の出力信号を加算してＤＡ
Ｃ１へ供給する加算器である。
【００１７】以上の構成によれば、ＣＤ等から再生され
たデジタル音楽信号は、デジタルフィルタ６により、サ
ンプリング周波数が４倍もしくは８倍にオーバサンプリ
ングされる。よって、ＣＤ等から再生されたデジタル音
楽信号のサンプリング周波数ｆｓが４４．１ＫＨｚであ
っても、ＤＡＣ１自体はその４倍もしくは８倍のサンプ
リング周波数で動作するため、非線形回路７およびバン
ドパスフィルタ８により２０ＫＨｚ以上の高調波を発生
させても何等問題を生じないのである。
たデジタル音楽信号は、デジタルフィルタ６により、サ
ンプリング周波数が４倍もしくは８倍にオーバサンプリ
ングされる。よって、ＣＤ等から再生されたデジタル音
楽信号のサンプリング周波数ｆｓが４４．１ＫＨｚであ
っても、ＤＡＣ１自体はその４倍もしくは８倍のサンプ
リング周波数で動作するため、非線形回路７およびバン
ドパスフィルタ８により２０ＫＨｚ以上の高調波を発生
させても何等問題を生じないのである。
【００１８】Ｃ．第３の実施形態 図７はこの発明の第３の実施形態である高調波付加回路
の構成を示すブロック図である。この高調波付加回路
は、上記第２の実施形態（図６）における非線形回路７
の代わりに、ピッチコントロール回路１０〜１２および
これらの出力信号を加算する加算器１３を設けたもので
ある。ここで、ピッチコントロール回路１０〜１２は、
デジタルフィルタ６が出力するデジタル音楽信号をリン
グバッファを使用して時間軸方向に圧縮し、元の周波数
の２倍、３倍および４倍の周波数の波形のデジタル信号
として各々出力するものである。各ピッチコントロール
回路の出力信号は加算器１３を介してバンドパスフィル
タ８に与えられる。他の動作に関しては、上記第２の実
施形態と同様である。本実施形態においても、上記第２
の実施形態と同様な効果が得られる。
の構成を示すブロック図である。この高調波付加回路
は、上記第２の実施形態（図６）における非線形回路７
の代わりに、ピッチコントロール回路１０〜１２および
これらの出力信号を加算する加算器１３を設けたもので
ある。ここで、ピッチコントロール回路１０〜１２は、
デジタルフィルタ６が出力するデジタル音楽信号をリン
グバッファを使用して時間軸方向に圧縮し、元の周波数
の２倍、３倍および４倍の周波数の波形のデジタル信号
として各々出力するものである。各ピッチコントロール
回路の出力信号は加算器１３を介してバンドパスフィル
タ８に与えられる。他の動作に関しては、上記第２の実
施形態と同様である。本実施形態においても、上記第２
の実施形態と同様な効果が得られる。
【００１９】Ｄ．その他 以上、本発明の各種実施形態について説明したが、本発
明の適用範囲はデジタルオーディオの分野に限られるも
のではなく、例えば電話などのように狭い帯域を利用し
て音声信号の伝送を行う伝送系において、伝送に先立っ
て除去された高調波を受信側において付加する等の形態
で実現してもよい。また、本発明は、上記各実施形態に
おいても明らかにした通り、デジタル、アナログいずれ
の伝送系にも適用可能である。
明の適用範囲はデジタルオーディオの分野に限られるも
のではなく、例えば電話などのように狭い帯域を利用し
て音声信号の伝送を行う伝送系において、伝送に先立っ
て除去された高調波を受信側において付加する等の形態
で実現してもよい。また、本発明は、上記各実施形態に
おいても明らかにした通り、デジタル、アナログいずれ
の伝送系にも適用可能である。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
再生されたオーディオ信号から高調波を生成して付加す
るようにしたため、デジタル記録等の際に本来のオーデ
ィオ信号から除去された高調波信号に近いものを再生後
のオーディオ信号に付加することとなり、自然感に富ん
だオーディオ信号を再生することができるという効果が
ある。
再生されたオーディオ信号から高調波を生成して付加す
るようにしたため、デジタル記録等の際に本来のオーデ
ィオ信号から除去された高調波信号に近いものを再生後
のオーディオ信号に付加することとなり、自然感に富ん
だオーディオ信号を再生することができるという効果が
ある。
【図１】 この発明の第１の実施形態である高調波付加
回路の構成を示すブロック図である。
回路の構成を示すブロック図である。
【図２】 同実施形態における非線形回路の構成例を示
す回路図である。
す回路図である。
【図３】 同非線形回路の動作を示す波形図である。
【図４】 非線形回路の他の構成例を示す回路図であ
る。
る。
【図５】 同非線形回路の動作を示す波形図である。
【図６】 この発明の第１の実施形態である高調波付加
回路の構成を示すブロック図である。
回路の構成を示すブロック図である。
【図７】 この発明の第１の実施形態である高調波付加
回路の構成を示すブロック図である。
回路の構成を示すブロック図である。
１……ＤＡＣ、２……ローパスフィルタ、３，７……非
線形回路、４，８……バンドパスフィルタ、５，１３…
…加算器、１０〜１２……ピッチコントロール回路。
線形回路、４，８……バンドパスフィルタ、５，１３…
…加算器、１０〜１２……ピッチコントロール回路。
Claims (2)
- 【請求項１】 非線形な伝達特性を有し、オーディオ信
号に対して高調波を付加して出力する非線形回路と、 前記非線形回路の出力信号から前記オーディオ信号の周
波数帯よりも高域側の所定の周波数帯の信号を選択して
出力するバンドパスフィルタと、 前記オーディオ信号と前記バンドパスフィルタの出力信
号を加算する回路とを具備することを特徴とする高調波
付加回路。 - 【請求項２】 オーディオ信号を時間軸方向に圧縮して
元の周波数の整数倍の周波数の信号を出力するピッチコ
ントロール回路と、 前記ピッチコントロール回路の出力信号から前記オーデ
ィオ信号の周波数帯よりも高域側の所定の周波数帯の信
号を選択して出力するバンドパスフィルタと、 前記オーディオ信号と前記バンドパスフィルタの出力信
号を加算する回路とを具備することを特徴とする高調波
付加回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7206053A JPH0955634A (ja) | 1995-08-11 | 1995-08-11 | 高調波付加回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7206053A JPH0955634A (ja) | 1995-08-11 | 1995-08-11 | 高調波付加回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0955634A true JPH0955634A (ja) | 1997-02-25 |
Family
ID=16517098
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7206053A Pending JPH0955634A (ja) | 1995-08-11 | 1995-08-11 | 高調波付加回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0955634A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000070769A1 (fr) * | 1999-05-14 | 2000-11-23 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Procede et appareil d'elargissement de la bande d'un signal audio |
| EP1357733A1 (en) * | 2002-04-25 | 2003-10-29 | Sony Ericsson Mobile Communications AB | Audio bandwidth extending system and method |
| WO2003092255A1 (en) * | 2002-04-25 | 2003-11-06 | Sony Ericsson Mobile Communications Ab | Audio bandwidth extending system and method |
| GB2390788A (en) * | 2002-07-11 | 2004-01-14 | Samsung Electronics Co Ltd | Audio decoding method and apparatus which recovers high frequency component with small computation. |
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| US8195317B2 (en) | 2007-03-13 | 2012-06-05 | Sony Corporation | Data reproduction apparatus and data reproduction method |
| JP2014071403A (ja) * | 2012-10-01 | 2014-04-21 | Kyushu Institute Of Technology | 音響信号処理装置及び音響信号処理方法 |
-
1995
- 1995-08-11 JP JP7206053A patent/JPH0955634A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| EP1126620A4 (en) * | 1999-05-14 | 2003-06-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | METHOD AND DEVICE FOR WANDING AN AUDIO SIGNAL |
| US6829360B1 (en) | 1999-05-14 | 2004-12-07 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method and apparatus for expanding band of audio signal |
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