JPS61176995A - 後続残響音信号生成装置 - 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】 く技術分野〉 この発明は、電気的信号処理により、所望のエコータイ
ムパタンを生成し、これに基づく音響性情から、所望の
臨場感を再現するものであって、特に、エコータイムパ
タンの特徴的要素の一つである後続残響音（リバーブレ
ーション）を表わすステレオ再生用の電気信号を人為的
に生成するための後続残響音信号生成装置に関する。

〈従来技術〉 楽音再生に際して、現実の再生空間のそれとは異なる臨
場感を得ること、典型的には、小空間の再生音場にて、
大空間の臨場感を得ることが広く要請されている。その
ためには、再生音場ごとの音響性情を特徴づけるエコー
タイムパタンを表わす電気信号を人為的に生成してやれ
ばよいことが知られている。

すなわち、第２図はエコータイムパタンの１例を示すも
ので、＃定周波敬成分の振幅〜経過時間の平面中に、特
定振幅の原音（直接音）ａと、それに後続して、その振
幅が経時的に減少傾向を示し、その時間軸ヒの発生密度
が原音発生時点からの経過時間の２乗に比例して増加傾
向を示す初期反射音部すと、さらに、これらに後続して
、その振幅が同様に経時的に減少傾向を示し、その時間
軸トの発生位置が不確定である後続残響音（リバーブレ
ーション）Ｃとが表わされている。

そして、原音（直接音）ａの大きさと方向、のほかに初
期反射音群す及び後続残響音Ｃの大きさと、方向と、そ
の時間軸トの発生位置（遅れ時間）とに従って、再生音
場ごとに区々に異なる臨場感を誘引する音響性情、すな
わち、音量感、拡がり感、残響感が特定されるものであ
るところ、とりわけ後続残響音群を人為的に操作するこ
とにより、広がり感が相当に支配される点に着目して、
それを表わす電気信号を電気的信号処理により、人為的
に生成し、これにより、疑似ステレオ再生（いわゆる後
続残響音のステレオ化）が行われるようになった。

かかる信号処理に際しては、エコータイムパタンの各特
徴的要素のうち、後続残響音群を表わす電気信号だけを
分離して、個別的に生成するような信号処理回路がしば
しば用いられる。

第３図に示す信号処理回路は、その−例であって、疑似
ステレオ再生信号として有効な後続残響音信号を生成す
るものである。

入力端子１には、複数の、第１のコムフィルタＦｉ１．
　　Ｆ１２、…Ｆｉｎの入力端子が共通接続され、４第
１のコムフィルタＦｉ１．　Ｆ１２．…Ｆｉｎの各出力
端子は、第１の信号加算器２に対して共通に延び、さら
に、該加算器２には、第１のオールパスフィルタ３が後
続し、該フィルタ３の出力端子が右信号出力端子Ｒとし
て外部に延びている。

−１方、同様に、その入力端子が、入力端子１に共通接
続されている複数の、第２のコムフィルタＦ　２１．　
　Ｆ　２２、…Ｆ１ａの各出力端子は、第２の信号加算
器４に対して共通に延び、さらに、該加算器４には、第
２のオールパスフィルタ５が後続し、該フィルタ５の出
力端子が左信号出力端子りとして、外部に延びている。

そして、第１．及び第２の各コムフィルタＦｉ１、　Ｆ
１２・＝Ｆ１ｎ、　　Ｆ２１．　Ｆ２２、・・−Ｆ１ａ
は互いに同様に構成されており、その一つについて説明
すると、入力端子１に対して、その入力端子が接続され
た信号加算器ｌＯの出力端子は、ＣＯＤやＢＢＤから成
る多段のアナログ　シフトレジスタ１１の初段１１ａに
接続され、該レジスタ１１の最終段１１ｂは、帰環増幅
器１２を介して、信号加算器１０のもう一つの入力端子
に接続されるとともに、外部の信号加算器２（又は４）
にも接続されている。

ｈ記構成の従来装置では、入力端子１に対して、この装
置にて疑似ステレオ再生信号として有効な後続残響音信
号を付すべき入力楽音信号を供給すると、該楽音信号は
、先ず複数の、第１のコムフィルタＦｉ１．　　Ｆ１２
…Ｆｉｍにより、各別に異なる遅延時間が付与された複
数の第１の遅延楽音信号Ｓｉｔ、５１２…に変成された
後、第１の信号加算器２にて加算合成されて、第１の後
続残響音信号Ｓ１となるものであるが、その際、入力端
子ｌから第１の信号加算器２の出力端子に至るまでの回
路全体としての周波数特性が、複数のバンドエリミネー
ション帯域を持つ櫛歯状のものであって、かかる櫛歯状
周波数特性のフィルタに楽音信号を通過させると、第２
図Ｃを参照して前述した後続残響音信号が得られること
はよく知られている。

この間、全く同様の信号処理が、複数の第２の、コムフ
ィルタＦ２１、Ｆ２２…Ｆ１ａでも行なわれて、複数の
、第２の遅延楽音信号５２１．　Ｓ２２…が変成され、
第２の信号加算器４からは、前記第１の後続残響音信号
Ｓ１とは異なる第２の後続残響音信号Ｓ２が得られる。

次いで、これら第１、第２の後続残響音信号Ｓ１、Ｓ２
は、各別に第１、第２のオールパスフィルタ３．５を通
過するが、これらのオールパスフィルタ３．５は、ここ
を通過する楽音信号の振幅を変えることなく、その位相
に′°揺ぎ゛を与えるものであって、これにインパルス
を付与した際の固波数応答特性に関しては、時間経過に
伴って複数の特定の周波数成分が強調されて現われるこ
とが”　５ｃｈｒｏｅｄｅｒの色づけ”としてよく知ら
れている。

そして、その時間軸とでの発生位置が、各コムフィルタ
Ｆｉｌ　〜Ｆｉｎ、　　Ｆ２１〜Ｆ２ｎ中の遅延素子１
１にて形成される遅延時間の間数として確定され、しか
も、その振幅が、各コムフィルタＦｉｌ〜Ｆｉｎ、Ｆ２
１〜Ｆ２ｎ中の帰環増幅器１２の利得の関数として確定
されるようなτいに異なる二つの第１、第２の後続残響
音信号Ｓ１．Ｓ２が、上述のような特性を持つ第１．第
２のオールパスフィルタ３゜５を各別に通過すると、第
１図Ｃを参照して前述したように、その時間軸上の発生
位置が不確定であり、しかも、その振幅が所望の関数に
従って経詩的に減衰するもの、すなわち、現実の自然な
再生音場での音響性情を特徴づけるエコータイムパタン
の後続残響音を忠実に表わすようなτいに異なる二つの
不確定後続残響音信号Ｓ’１．Ｓ’２に変成され、第１
の不確定後続残響音信号Ｓ’ｌは、右信号出力がＳＲと
して、右信号出力端子Ｒに出力され、一方、第２の不確
定後続残響音Ｓ２は、左信号出力ＳＬとして、左信号出
力端子りに、それぞれ、出力される。

かくして、この装置から得られた右信号出力ＳＲと、左
信号出力ＳＬとを、それぞれ左右のチャンネル別に、図
外の別の装置で生成されるエコータイムパタンの他の要
素である原音（直接音）との初期反射音とを表わす電気
信号に対して加算合成して再生すれば、ステレオ音響効
果が得られるものであるが、とりわけ、°後続残響音信
号に間して、その時間軸ヒの発生位置が不確定になって
いるので、音Ｉ＃性情のうち、拡がり感がすこぶる良好
となるものである。

しかしながら、このような従来装置では、左右のチャン
ネルについて、別々に設けられた各複数の、第１．第２
のコムフィルタＦｉｌ　〜Ｆｉｎ、　Ｆ２１〜Ｆ２ｎに
て変成される互いに異なる第１、第２の後続残響音信号
Ｓ１．Ｓ２を各別に通過させる第１、第２のオールパス
フィルタ３．５．つまり。

２個のオールパスフィルタを備えることが必要であると
ころ、このようなオールパスフィルタは、その回路構成
が複雑で高価なものであるので、装置全体としても複雑
高価にならざるを得ないという欠点があった。

く目的〉 この発明の目的は、上記従来技術に基づく構成上の制約
によるオールパスフィルタの必要個数の問題点に鑑み、
唯一のオールパスフィルタに対して複数のコムフィルタ
を後続させることにより、丘記欠点を解消し、複雑高価
なオールパスフィルタの使用を１個のみで済ませ、もっ
て、装置全体の構成を簡潔にし、コスト逓減をも図れる
優れた後続１４響音信号生成装置を提供せんとするもの
である。

く構成〉 ｈ記目的に沿うこの発明の構成は、第１図に示されるよ
うに、入力楽音信号ＳＯを唯一のオールパスフィルタ３
に通じて、その位相に”揺ぎ”を与えた後、この揺ぎ楽
音信号３’Ｏを複数のコムフィルタＦ１．Ｆ２…Ｆｎに
対して一斉供給して、それらを通過させ、各コムフィル
タごとの遅延時間と帰環量とを該揺ぎ楽音信号Ｓ°０に
付与して。

任意の一群のコムフィルタ中の各遅延素子１１の各終端
部１１ｂと上記一群以外の他の一群のコムフィルタ中の
各遅延素子１１の各中間部１１ｃとから得られる第１の
遅延楽音信号Ｓ’ｌｌ　、　Ｓ’１２…を後続する第１
の信号加算器２にて加算合成して、該加算器の出力端子
である右信号出力端子Ｒに右信号出力Ｓ’Ｒを出力し、
一方、任意の一群のコムフィルタ中の各遅延素子１１の
各中間部１１ｃと上記一群以外の他の一群のコムフィル
タ中の各遅延素子１１の各終端部１１ｂとから得られる
第２の遅延楽音信号Ｓ　’２１　、　Ｓ　’２２…を後
続する第２の信号加算器４にて加算合成して、該加算器
の出力端子である左信号出力端子りに左信号出力Ｓ’Ｌ
を出力することを要旨とするものである。

〈実施例〉 第１図に基づいて、この発明の一実施例を説明すれば以
下のとおりである。

入力端子ｌには、オールパスフィルタ３の入力端子が接
続され、該フィルタの出力端子は、複数のコムフィルタ
Ｆ１、Ｆ２…Ｆｎの各入力端子に共通接続されている。

各コムフィルタＦ１．Ｆ２…Ｆｎは、第３図中のＦ　１
１−　Ｆ　ｉｎ、　Ｆ　２１〜Ｆ　２ｎと同様に構成さ
れており（第１図、第３図中同一の符号で示される構成
要素はそれぞれ同一である）、その相違点のみを説明す
れば、以下のとおりである。

最初のコムフィルタＦ１の遅延素子１１に関しては、そ
の終端部、すなわち、アナログ　シフトレジスタが採用
されている場合には、その最終段１１ｂの出力端子が、
第１の信号加算器２の入力端子に接続され、一方、その
中間部、すなわち、アナログ　シフトレジスタが採用さ
れている場合には、その中間段１１ｃの出力端子が第２
の信号加算器４の入力端子に接続されている。

次いで、２番目のコムフィルタＦ２の遅延素子１１に関
しては、その最終段１１ｂの出力端子が第２の信号加算
器４の入出端子に接続され、一方、その中間段１１ｃの
出力端子が第１の信号加算器２の入力端子に接続されて
いる。

以下、この実施例では、奇数番目のコムフィルタＦｌ　
、Ｆ３…から成る一群のコムフィルタに関しては、その
遅延素子１１が最初のコムフィルタＦ１のそれと同様に
結線され、偶数番目のコムフィルタＦ２．Ｆ４…から成
る他の一群のコムフィルタに関しては、その遅延素子１
１が２番目のコムフィルタＦ２のそれと同様に結線され
るものであるそして、奇数番目のコムフィルタＦ１．Ｆ
３…の各遅延素子１１の各最終段１１ｂと、偶数番目の
コムフィルタＦ２．Ｆ４…の各遅延素子１１の各中間段
１１ｃとに接続された第１の信号加算器２の出力端子が
右信号出力端子Ｒとして部外に延び、一方、奇数番目の
コムフィルタＦ１．Ｆ３…の各遅延素子１１の各中間段
１１ｃと偶数番目のコムフィルタＦ２．Ｆ４…の各遅延
素子１１の各最終段１１ｂとに接続された第２の信号加
算器４の出力端子が左信号出力端子りとして外部に延び
ている。

ｌ−記構成において、入力端子１に入力楽音信号ＳＯを
供給すると、オールパスフィルタ３は、第３図の従来装
置にて、例えば、時間軸上の発生位置が確定している後
続残響音信号Ｓ１を、それが確定していない第１の不確
定後続残響音信号Ｓ°１に変成したのと同じ信号処理を
、今度は、入力楽音信号ＳＯに対して育種的に施して、
これを、その振幅に関しては、入力楽音信号のそれが、
そのまま維持されて、その位相に関しては、瞬時的な揺
ぎを伴った揺ぎ楽音信号Ｓ°０に変成して、後続の複数
のコムフィルタＦ１．Ｆ２…Ｆｎに対して、−斉供給す
る。

これに応答して、各コムフィルタＦ１．Ｆ２…Ｆｎは、
各コムフィルタごとの遅延時間と帰環量とを該揺ぎ楽音
信号Ｓ°０に付与して、各コムフィルタごとに別々に、
奇数番目のコムフィルタＦ１、Ｆ３…の各遅延素子１１
の各最終段１１ｂと偶数番目のコムフィルタＦ２．Ｆ４
…の各遅延素子１１の各中間段１１ｃとから第１の遅延
楽音信号Ｓ°１１、Ｓ°１２…Ｓ’ｉｎを変成し、これ
らを、後続の第１の信号加算器２にて加算合成して、該
加算器の出力端子である右信号出力端子Ｒから右信号出
力Ｓ°Ｒを出力する。

一方、この間、同時的に、奇数番目のコムフィルタＦ１
．Ｆ３…の各遅延素子１１の各中間段１１ｃと偶数番目
のコムフィルタＦ２．Ｆ４…の各遅延素子１１の各最終
段ｔｔｂとから第２の遅延楽音信号Ｓ’２１　、３’２
２…を変成し、これらを、後続の第２の信号加算器４に
て加算合成して、該加算器の出力端子である左信号出力
端子りから左信号出力Ｓ’Ｌを出力する。

そして、最初のコムフィルタＦ１の遅延素子１１の中間
段１１ｃから得られる第２の遅延楽音信号Ｓ°２１は、
該遅延素子の最終段ｔｔｂから得られる第１の遅延楽音
信号Ｓ°１１に対して相関関係を有し、一方、２番目の
コムフィルタＦ２の遅延素子１１の中間段１１ｃから得
られる第１の遅延楽音信号Ｓ１２は、該遅延素子１１の
最終段１１ｂから得られる第２の８延楽音信号Ｓ°２２
に対して相関関係を有するが、最初のコムフィルタＦｌ
から得られる第１、第２の遅延楽音信号Ｓ’ｌｌ　、　
Ｓ’２１と２番目のコムフィルタＦ２から得られる第１
、第２の遅延楽音信号Ｓ’１２．Ｓ“２２とを対比する
と、これらは同一の揺ぎ楽音信号Ｓ°０に対して、それ
ぞれ、異るコムフィルタにて、異なる遅延時間と異なる
帰１母とが付与されたものであって１両者間の相関間係
は極めて弱い。

以下同様の説明が残りのコムフィルタのすべてについて
も成立することは勿論のことである。

したがって、複数のコムフィルタＦｌ　、Ｆ２…Ｆｎの
敬をある程度以上に１定すれば、第１の信号加算器２に
て得られる右信号出力Ｓ’Ｒと第２の信号加算器４にて
得られる左信号出力Ｓ’Ｌとの相関間係は程度よいもの
となる。

即ち、第１の信号加算器２での、加算合成要素である第
１の遅延楽音信号Ｓ’ｌ１、Ｓ“１２…の各々と第２の
信号加算器４での、加算合成要素である第２の遅延楽音
信号Ｓ’２１　、　Ｓ’２２…の各々とを対比すると、
複数のコムフィルタＦｌ　、Ｆ２…Ｆｎの数の増大に伴
って、相当の相関関係で対応する各要素（例えば、Ｓ　
’１１とＳ’２１　、５’１２とＳ°２２…）の数が増
大することとなるので、これらの要素を、それぞれ、加
算合成して得られる左右両信号出力Ｓ’Ｌ、Ｓ’Ｈの相
関関係はステレオ聴覚上良好な程度となるものである。

かくして、この実施例の装置にて得られた右信号出力Ｓ
’Ｒと左信号出力Ｓ’Ｌとを、従来装置の場合と同様に
、原音（直接音）と初期反射音を表わす電気信号に対し
て加算合成して再生したところ、前述の従来装置と同等
の、良好な拡がり感の得られることが実験的に確認され
た。

なお、上記実施例では、奇数番目のコムフィルタＦ１．
Ｆ３…を含む一群のコムフィルタでは、その遅延素子１
１の各最終段１１ｂを第１の信号加算器２に、各中間段
ｌＩＣを第２の信号加算器４に、それぞれ、接続し、一
方、偶数番目のコムフィルタＦ２．Ｆ４…を含む他の一
群のコムフィルタでは、その遅延素子１１の各最終段１
１ｂを第２の信号加算器４に、各中間段１１ｃを第１の
信号加算器２に、それぞれ、接続しているが、それぞれ
の群に全まれるべきコムフィルタの指定とその数に関し
ては、何らの制約も存在しないので、全部のコムフィル
タを一つの群１例えば、上記実施例にて奇数番目のコム
フィルタが含まれている群に含ませてもよい。

そのようにすれば、各遅延素子１１の各最終段１１ｂが
第１の信号加算器２に接続され、各遅延素子１１の各中
間段１１ｃが第２の信号加算器４に接続された構成が得
られる。

く効果〉 以上のように、この発明によれば、唯一のオールパスフ
ィルタに後続する複数のコムフィルタの各遅延素子の各
終端部又は各中間部からの、各第１の遅延楽音信号を加
算合成して右信号出力を生成し、さらに、上記複数のコ
ムフィルタの各遅延素子の各中間部又は各終端部からの
、各第２の遅延楽音信号を加算合成して左信号出力を生
成するように構成したことにより、その振幅が経時的に
減少傾向を示し、その時間軸上の発生位置が不確定であ
って、その不確定さの微細構造が互いに不一致であるス
テレオ再生の右信号用の後続残響音信号と、同じく左信
号用の後続残響音信号とが得られるにも拘らず、これと
同等機能を有する従来装置にて、２個必要とされていた
複雑高価なオールパスフィルタを１個の使用で済ませる
ことができるので、その分だけ、装置全体の構成が簡潔
になり、加えて、コストの逓減が図れるという優れた効
果が奏される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例の構成を示すブロック図
である。第２図、第３図は、従来技術に間するものであ
り、第２図は、原音、反射音、後続残響音を表わすエコ
ータイムパタンの説明図、第３図は、従来装置の構成を
示すブロック図である。 ３…………………………オールパスフィルタＰＩ　　　
Ｆ２…Ｆｎ………コムフィルタ２．４．１０……………
…信号加算器１１…………………………遅延素子１２…
………………………帰環増幅器第２図１１・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・遅
延素子１２・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・帰環増幅器第２図 孤 蝋

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 その入力端子に楽音信号が供給されるオールパスフィル
   タ３と、 オールパスフィルタ３の出力端子にその入力端子が共通
   接続された複数のコムフィルタＦ１、Ｆ２…とから成り
   、 該複数のコムフィルタＦ１、Ｆ２…のうちの任意の一群
   のコムフィルタの遅延素子１１の各終端部１１ｂと該複
   数のコムフィルタＦ１、Ｆ２…のうちの上記一群以外の
   他の一群のコムフィルタの遅延素子１１の各中間部１１
   ｃとに対してその入力端子が接続された第１の信号加算
   器２の出力端子が第１の出力信号端子であり、 該複数のコムフィルタＦ１、Ｆ２…のうちの任意の一群
   のコムフィルタの遅延素子１１の各中間部１１ｃと該複
   数のコムフィルタＦ１、Ｆ２…のうちの上記一群以外の
   他の一群のコムフィルタの各終端部１１ｂとに対してそ
   の入力端子が接続された第２の信号加算器４の出力端子
   が第２の出力信号端子である後続残響音信号生成装置。