JPH10247089A - 演奏音場制御装置 - Google Patents
演奏音場制御装置Info
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- JPH10247089A JPH10247089A JP9063866A JP6386697A JPH10247089A JP H10247089 A JPH10247089 A JP H10247089A JP 9063866 A JP9063866 A JP 9063866A JP 6386697 A JP6386697 A JP 6386697A JP H10247089 A JPH10247089 A JP H10247089A
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- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- G10K15/08—Arrangements for producing a reverberation or echo sound
-
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- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Circuit For Audible Band Transducer (AREA)
- Reverberation, Karaoke And Other Acoustics (AREA)
- Stereophonic System (AREA)
- Electrophonic Musical Instruments (AREA)
Abstract
実現する。 【解決手段】 電子楽器62に複数個のマイク68〜7
0と複数個のスピーカ72〜74を配設する。マイク6
8〜70の収音信号は収音信号切換回路86で経路が順
次切り換えられ、FIRフィルタ88〜90で反射音信
号が生成される。この反射音信号は音源発生回路78か
ら発生する楽音信号と加算器96〜98で加算されて、
スピーカ72〜74から再生される。スピーカ72〜7
4から再生された音は、部屋の壁や天井で反射されてマ
イク68〜70で再び収音される。
Description
響感、拡がり感等の音場感を増強するための演奏音場制
御装置に関し、自然な響きを簡易な構成で実現したもの
である。
音源発生回路(トーンジェネレータ)2で音源波形を発
生しかつ適宜効果処理(エコー、残響、トレモロなど)
をした後、パワーアンプ4を経て単一または複数のスピ
ーカ6から楽音を空間へ放射していた。
増強する音場支援装置として、図3に原理を示すアコー
スティック・フィードバック(Acoustic Feedback :音
響帰還)系があった。これは、室10内にスピーカ12
とマイク14を適宜の距離隔てて配置し、マイク14で
収音した音をヘッドアンプ16を介してFIR(Finite
Impulse Response :非巡回型)フィルタ18に供給し
て残響信号(主に初期反射音信号)を生成し、これをパ
ワーアンプ20を介してスピーカ12から再生し、マイ
ク14でこれを収音し、さらにこれを繰り返すことによ
り、音量感の増加(音圧レベルの増加)、残響感の増加
(残響時間の延長)、拡がり感の増加(側方反射音エネ
ルギの増強)等を図ったものである。
を用いた従来の音場制御装置を図4、図5に示す。図4
は、マイクとスピーカの配置を示したもので、音楽室等
の部屋22には、天井に4個のマイク24〜27が設置
され、壁に4個のスピーカ30〜33が設置されてい
る。全体を制御する装置本体36は独立した装置として
構成され、部屋22内に設置されている。
24〜27の収音信号は、ヘッドアンプ38〜41を介
してイコライザ42でハウリングを防止するために周波
数特性が調整され、FIRフィルタ44で初期反射音が
生成され、アンプ46〜49で増幅されてスピーカ30
〜33から再生される。ROM52には、様々な音場パ
ターンの初期反射音パラメータが記憶されている。外部
の赤外リモコン送信機54で音場パターンの選択操作を
すると、該当する音場パターン選択信号56が送信さ
れ、装置本体36の受光窓58で受信される。CPU6
0はこれを受けてROM52から該当する音場パターン
の初期反射音パラメータを読み出して、FIRフィルタ
44にセットして、音場空間の設定を行う。
は、一部の効果(スピーカ回転によるトレモロ効果な
ど)を除いてすべて電気信号処理による効果付与である
ため、エコー付加や残響付加効果を始めとして自然な音
場効果を付与するには限界があった。また、効果付与が
楽器ごとに独立しているため、他の楽器との合奏時に、
付加する響き(特に残響)の質、量、長さ等が異なり、
演奏の一体感を欠いたり、異和感を誘発する嫌いがあっ
た。
る残響付加は、残響付加専用にスピーカ30〜33が必
要であり、また部屋22の壁面や天井面にマイク24〜
27やスピーカ30〜33を設置したり、装置本体36
を独立して設置したり、信号ケーブルを壁面や天井内に
配線する必要があり、システムが大がかりとなるため、
導入が容易でなかった。
を解決して、自然な響きの音場効果を簡単な構成で実現
した演奏音場制御装置を提供しようとするものである。
にアコーステック・フィードバック系を融合させたもの
である。すなわち、この発明の演奏音場制御装置は、演
奏操作部と、この演奏操作部での演奏操作または別途入
力される演奏情報に応じて楽音信号を発生する音源発生
部と、別々の場所に設置され、周囲から到来する音をそ
れぞれ収音する複数個のマイクと、これらマイクによる
収音信号の反射音信号をそれぞれ生成する反射音信号生
成部と、これら反射音信号生成部で生成された反射音信
号に前記音源発生部で発生された楽音信号をそれぞれミ
キシングするミキシング手段と、別々の場所に設置さ
れ、前記ミキシング手段から出力される信号を周囲に向
けてそれぞれ再生する複数個のスピーカとを具備してな
るものである。
外部からマイクに入る音にも同じ響きが付けられる。し
たがって、この電子楽器と他の電子楽器または自然楽器
とでアンサンブルする場合、すべての楽器の音に同様な
響きが付与され自然な音場効果を付与することができ
る。しかも、電子楽器の楽用再生用スピーカをアコース
ティック・フィードバック系用のスピーカに兼用してい
るので、スピーカ数を削減することができ、構成を簡素
化することができる。特に各構成部分を電子楽器本体に
組み込めば設置、移動等が容易になる。
との接続の組合せを相互に順次繰返し切り換えることに
より、マイクとスピーカ間の伝達特性が平均化されて、
カラレーションの低減とハウリングマージンの拡大が図
られる。これにより、スピーカとマイク間の距離が固定
されていてもカラレーションやハウリングが発生しにく
くなる。
で構成し、このFIRフィルタの反射音パラメータを時
間軸上で連続的かつランダムに変動させることにより、
FIRフィルタの周波数特性が平坦化され、カラレーシ
ョンやハウリングをより発生しにくくすることができ
る。
子ピアノとして構成した実施の形態を以下説明する。図
6は電子ピアノにおけるマイクとスピーカの配置例を示
したもので、(a)は正面図、(b)は側面図である。
電子ピアノ62は前面の中間の高さ位置に鍵盤(演奏操
作部)64が配設されている。電子ピアノ62の筐体6
6(電子楽器本体)には3個のマイク68〜70が受音
部を外部に露出させた状態で埋め込まれて設置されてい
る。このうちマイク68,69は筐体66の前面の鍵盤
64の上側の左右に離れた位置にそれぞれ配設されてい
る。また、マイク70は筐体66の天板の左右中央位置
に配設されている。
放射面を外部に露出させた状態で埋め込まれて設置され
ている。このうちスピーカ72は筐体66の前面の鍵盤
64の下側の左右中央位置に配設されている。また、ス
ピーカ73,74は筐体66の天板の左右に離れた位置
にそれぞれ配設されている。マイク68〜70およびス
ピーカ72〜74の信号ケーブルは筐体66内に配線さ
れている。
〜74から再生され、この再生された楽音および外部の
音は図6(b)に示すように部屋76の壁面や天井面で
反射されて、マイク68〜70で収音される。
部の構成を図1に示す。信号線のうち太線で示した部分
は従来の電子ピアノにおいて設けられていた部分であ
る。この回路は3つのマイク68〜70から3つのスピ
ーカ72〜74に至る3本の独立した信号経路を並列に
構成している。音源発生回路78は音源波形発生、波形
成形、効果処理回路等を含む音源部(トーンジェネレー
タ)で、演奏操作部(鍵盤)64での演奏操作またはM
IDI情報発生部80(例えば自動演奏用の演奏情報を
再生する磁気ディスク装置、光ディスク装置等)から出
力される演奏情報に応じて楽音信号を発生する。この楽
音信号は、必要に応じてエコー等の効果が付与されて出
力される。
ンプ82〜84で増幅されて収音信号切換回路86に入
力される。収音信号切換回路86は3つの入力1〜3と
3つの出力1〜3との接続の組合わせを交互に入れ替え
ながら順次繰り返し切り換えるものである。
動作の一例を図7に示す。収音信号切換回路86は一種
のレベルマトリクスを構成し、3系統の入力信号は、交
互に入れ替わりながら一定周期で3系統の出力1〜3に
均等に順次配分される。3系統のゲインの総和は各時点
において一定に保たれるように、ゲイン変化は例えばサ
インカーブや三角波、あるいは上記条件を満たす互いに
独立なランダム信号等に従って連続的に変化する。これ
によれば、3個のマイク68〜70をそれらの設置位置
間で相互に順次繰り返し位置を入れ換えていくのと同等
の効果が得られ、空間平均化により伝達特性が平坦化さ
れて、カラレーションの低減とハウリングマージンの拡
大が図られる。なお、切換周期は例えば使用する部屋の
残響時間の1〜1/2倍程度に設定する。
力される3系統の出力信号は、FIRフィルタ88〜9
0に入力されて、反射音信号がそれぞれ生成される。F
IRフィルタ88〜90の反射音パラメータは、相互に
異なるパラメータに設定され、かつ個別に図8に示すよ
うに時間軸上で、さらに必要に応じてレベル軸上で連続
的かつランダムに変動される。これにより、FIRフィ
ルタ88〜90が固定型である場合に生じる周波数特性
の乱れを低減して周波数特性が平均化され、カラレーシ
ョンの低減とハウリングマージンの拡大がさらに図られ
る。なお、パラメータの時間軸の変動は、聴感上不自然
さを生じさせない範囲で(例えば0.25msec〜5
msecの変動幅で)FIRフィルタ88〜90の出力
タップを無相関に動かすことで実現される。また、前記
図5のように複数種類の反射音パラメータをROMに記
憶しておき、演奏者が好みの反射音パラメータを任意に
選択してFIRフィルタ88〜90に設定できるように
することもできる。
射音信号は、イコライザ92〜94に入力されて、使用
する部屋やスピーカ72〜74、電子ピアノ62の設置
場所等に起因する周波数特性上の固有のうねりを大まか
に平坦化する。イコライザ92〜94の特性はハウリン
グポイントに対して各系のループゲイン上のピークが−
12dBになるように各周波数帯域毎に自動調整される
(もちろんユーザによる調整も可能である。)。
音信号は、加算器96〜98で音源発生回路78から出
力される楽音信号と加算ミキシングされ、パワーアンプ
100〜102で増幅されて、スピーカ72〜74から
再生される。スピーカ72〜74から再生された音は部
屋の壁面や天井面で反射されて、全マイク68〜70で
共通に収音され、再び各系統を通ってスピーカ72〜7
4から再生される。この経緯は各系統で繰り返し発生
し、部屋本来の響きに融合した形で、残響が付与延長さ
れる。
ーカ72〜74とマイク68〜70との間に形成される
直接帰還経路によるくし形フィルタ効果を補正するもの
である。すなわち、部屋自体に構成される従来のアコー
スティック・フィードバックと異なり、楽器単体にマイ
クとスピーカを配置すると、音源−受音点間の物理的距
離が小さいため、スピーカから放射された音が直接マイ
クに帰還されるパスが多くなり、ループゲインの周波数
特性上に乱れが生じる。そこで、この間のレスポンスF
(ω)によるくし形フィルタ効果を打ち消すため、n
(系統数。図1の例ではn=3)の自乗個のエコーキャ
ンセラ104〜112を用意し、各系統の出力信号を収
音信号切換回路86の手前に挿入された加算器124〜
126に帰還して、スピーカ72〜74からマイク68
〜70に直接帰還される音を打ち消す。これにより、ハ
ウリングをより確実に防止することができる。
は、例えばスピーカ72〜74とマイク68〜70間の
直接帰還経路と、第1次反射音に対応する帰還経路(特
に電子ピアノ62が窓際に置かれた場合)すなわちアコ
ースティック・フィードバックによるインパルス応答の
初期部分を打ち消すように、−F(ω)に近いレスポン
スに調整される。なお、エコーキャンセラ104〜11
2を適応型フィルタで構成して、特性を自動調整するこ
ともできる。エコーキャンセラ104〜112の調整
は、電子ピアノ62を部屋76内に設置した後、音源発
生回路78等からインパルスノイズを発生してスピーカ
72〜74から再生し、マイク68〜70でそれを収音
し、そのインパルス応答をそれぞれ計測し、そのインパ
ルス応答の初期部分を打ち消すようにエコーキャンセラ
104〜112のパラメータをほぼ−F(ω)に手動ま
たは自動で調整することにより行うことができる。
ーキャンセラ104〜112の調整は、例えば調整工程
の当初にイコライザ92〜94を自動あるいは手動で調
整し、その後エコーキャンセラ104〜112を自動あ
るいは手動で調整することにより行うことができる。さ
らに、エコーキャンセラ104を自動あるいは手動で調
整しながら(あるいは調整後に)、イコライザ92〜9
4を自動あるいは手動で微調整(再調整)することもで
きる。
イク68〜70からスピーカ72〜74に至る互いに独
立な複数の信号経路が構成されることにより、単なる音
圧加算(いわゆるミキシング)による方式では得られな
い平均化効果(自乗音圧領域での加算)が得られるうえ
に、収音信号切換回路86による信号経路の切換え、F
IRフィルタ88〜90における反射音パラメータの時
変処理およびエコーキャンセラ104〜112により、
マイク68〜70とスピーカ72〜74間の伝達特性が
さらに大幅に平均化されてカラレーションの低減とハウ
リングマージンの拡大が顕著となる。
部からマイク68〜70に入る音にも同じ響きが付けら
れるので、電子ピアノ62と他の電子楽器または自然楽
器とでアンサンブルする場合、すべての楽器の音に同様
な響きが付与され自然な音場効果を付与することができ
る。しかも、電子ピアノ62の楽用再生用スピーカ72
〜74をアコースティック・フィードバック系用のスピ
ーカに兼用しているので、スピーカ数を削減することが
でき、構成を簡素化することができる。また、各構成部
分を電子ピアノ62の筐体66内に内蔵して一体に組み
込んだので、設置、移動等が容易になる。
からのアンサンブル信号を加算器120〜122によっ
て各系統に直接入力することもできる。また、前記実施
の形態では系統数を3としたが、それ以外の系統数に設
定することもできる。また、前記実施の形態ではこの発
明を電子ピアノに適用した場合について説明したが、他
の電子鍵盤楽器さらには鍵盤楽器以外の電子楽器にも適
用することができる。
子ピアノの筐体内に配設される回路部のブロック図であ
る。
ク図である。
である。
導入列を示す配置図である。
回路構成を示すブロック図である。
クおよびスピーカの配置例を示す正面図および側面図で
ある。
ある。
よびその時間軸とレベル軸の時変動作を示す図である。
段) 96,97,98 加算器(ミキシング手段)
Claims (4)
- 【請求項1】演奏操作部と、 この演奏操作部での演奏操作または別途入力される演奏
情報に応じて楽音信号を発生する音源発生部と、 別々の場所に設置され、周囲から到来する音をそれぞれ
収音する複数個のマイクと、 これらマイクによる収音信号の反射音信号をそれぞれ生
成する反射音信号生成部と、 これら反射音信号生成部で生成された反射音信号に前記
音源発生部で発生された楽音信号をそれぞれミキシング
するミキシング手段と、 別々の場所に設置され、前記ミキシング手段から出力さ
れる信号を周囲に向けてそれぞれ再生する複数個のスピ
ーカとを具備してなる演奏音場制御装置。 - 【請求項2】前記複数個のマイクから前記各ミキシング
手段に至る信号経路の途中に、前記複数個のマイクと前
記複数個のスピーカとの接続の組合せを相互に順次繰り
返し切り換える信号経路切換手段をさらに具備してなる
請求項1記載の演奏音場制御装置。 - 【請求項3】前記反射音信号生成部が、反射音パラメー
タを時間軸上で連続的かつランダムに変動させるFIR
フィルタで構成されてなる請求項1または2記載の演奏
音場制御装置。 - 【請求項4】前記各構成部分が電子楽器本体に一体に組
み込まれてなる請求項1から3のいずれかに記載の演奏
音場制御装置。
Priority Applications (4)
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JP06386697A JP3175622B2 (ja) | 1997-03-03 | 1997-03-03 | 演奏音場制御装置 |
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JP06386697A JP3175622B2 (ja) | 1997-03-03 | 1997-03-03 | 演奏音場制御装置 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Family
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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EP (1) | EP0865025B1 (ja) |
JP (1) | JP3175622B2 (ja) |
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