JPS6260399A - オーディオ信号処理装置 - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明はオーディオ信号伝送システムに関する。

〈従来の技術〉 近年、オーディオ機器としてはコンパクトディスクシス
テム（ＣＤ）、ディジタルオーディオチーブレコーダ（
ＤＡＴ）等の各種のディジタル機器が出現するに至り、
高品質なオーディオ信号の再現が実現される様になって
きた。

またメディアとしてのオーディオ技術は、各分野に多様
な広がりを見せ始めている。

第４図は一般的なオーディオＳ器の概略構成を示す図で
、ｌは入力媒体、２はアンプ等を含む伝送部、３はスピ
ーカ等を含む出力部である。近年の高品質のオーディオ
機器においては伝送部２における伝送歪を飛躍的に減少
させることができる様になった。これらの源は近年進展
の著しい超ＬＳＩ技術に依存している処が多い。

〈発明が解決しようとする問題点〉 ところがこれらの超ＬＳＩ技術を駆使した音質の改善は
、伝送部２における伝送歪に起因する音質の劣化を防止
することに伴うものであった。即ちＣＤやＤＡＴにおけ
るディジタル信号処理用のＬＳＩの高速化に伴う高音質
化、所謂エンファシス処理、ノイズリダクション処理に
伴う高音質化と称されるものは全て、伝送路上での伝送
歪を抑え、入力媒体１より入力されたオーディオ信号が
いかに忠実に出力部３に供給されるかということを素材
、構造等の最適化により果そうとしているにすぎない。

■　優れている　Ｏ普通　Δ　劣る 第１表 これに対してマイクやスピーカ等のメカニカルな振動系
は宿命的に質量を持っており、更に振動系の保持システ
ムはダンパーの役目を果たしている。この質量とダンパ
ーの存在は波形の歪を招くもので、特にトランジェント
特性の劣化と残留振動を生じさせるものである。この傾
向は特に大エネルギーを発生させるスピーカにおいて著
しい。

第１表は第４図における各部の忠実性を示す。

これより明らかな如く、近年においては入力部及び出力
部、特に出力部において忠実性が大きく劣化し、いかに
高品質のオーディオ機器を用いても主音声との差は大き
いものであった。

本発明は上述の如き問題に鑑み、高忠実な出力を得るこ
とのできるオーディオ信号の伝送システムを提供するこ
とを目的としている。

く問題点を解決するための手段〉 上述の目的下において、本発明のオーディオ信号伝送シ
ステムにおいては、入力されたオーディオ信号のスペク
トラム解析を行い、この解析結果に基き出力部の物理的
な応答特性に応じた信号補正を伝送部において行う様に
構成している。

く作　　用〉 上述の如く構成することにより、原音の高忠実な出力に
対する最も大きな障害となっていた出力部の物理的な応
答特性に基〈歪を相殺することができるため、極めて高
忠実な音声を復元可能となった。

〈実施例〉 速度は約３４０ｍ／ｓｅｃ、言い換えれば１ｍ伝搬する
のに３ｍ５ｅｃ必要である０本提案ではこの音差支えな
い筈である０例えば生演奏を考えた時、３ｍ５ｅｃ程度
の遅れは本来の位置より奏者と聴者の間の距離が１ｍ遠
くなったにすぎない０本発明ではこの数ｍ　Ｓｅｃの時
間を利用して演算処理を行うものである。

第２図はオーディオ入力信号を示す図、第３図は本発明
の詳細な説明するためのタイミングチャートである。ま
ず、第１図に示すオーディオ入力信号の波形の観測を行
いスペクトル解析を行う。この場合のサンプリング周波
数は、最大可聴周波数ｆｍの２倍以上とする０例えば４
０ＫＨｚ程度とする。

この解析結果と、予めメモリに格納しているスピーカの
入力応答特性を示すデータを用い数ｍ５ｅｃ程度の時間
（ｔｃ）内にて、補正信号を演算する。即ち第２図にお
いて実際の入力が行われるｔ　ｎ＋１のタイミングにお
ける入力波形（第３図（ａ））は、ｔｃ遅れｔｎ＋１＋
ｔｃのタイミングでスピーカへ供給されることになる。

第３図（ｂ）は第３図（ａ）の入力波形をそのままスピ
ーカに供給した場合のスピーカの振動位置を示している
。尚ｔｎ＋１−ｔｎは１サンプリング期間を示す。

上述の演算はｔ　ｎ＋１のタイミングの入力に対して、
ｔｎ＋１＋ｔｃのタイミングで理想位置にスピーカの振
動系を定位するためのｔｎ＋ｔｃのタイミングにおける
スピーカの振動系の位置並びに加速度を過去の入力信号
を用いてまず演算する。

そしてこのｔｆｉ＋ｔｃのタイミングにおけるスピーカ
振動系の位置及び加速度及びｔｎ◆１＋ｔｃのタイミン
グにおけるスピーカ振動系の理想位置の３条件とメモリ
に格納されているスピーカの振動系の質量、駆動力＋ダ
ンパ等の物理的特性とによってスピーカに実際に入力す
る補正入力を算出する。

この補正入力は第３図（Ｃ）に示す如＜　ｔ　ｎ＋１＋
ｔｃのタイミングでスピーカに供給される。この結果ス
ピーカ振動系はｔｃ遅れたタイミングで入力オーディオ
信号に極めて忠実な位置をとることになる。これにより
スピーカ振動系は第一３図（ｂ）に示す如き分割振動、
トランジェントの劣化を極力抑えた振動を行うことがで
きる。この様子を第３図（ｄ）に示す。

第１図は上述の考え方をブロック化した模式図である。

第１図において入力部５より入力されたオーディオ信号
はディジタルフィルタ６を介してスペクトラム解析部７
に供給され、前述した如きデータが得られる。メモリ８
に格納されているスピーカ１１の物理的特性を示すデー
タとスペクトラム解析部７よりのデータは補正信号演算
回路９に供給される。補正信号演算回路９は専用のマイ
クロプロセッサ、特に近年応用の著しいディジタルシグ
ナルプロセッサ（Ｄ　Ｓ　Ｐ）により構成される。１０
はアンプ、１１はスピーカである。

第５図は本発明を３スピーカシステムに応用した場合の
模式図で、前述の補正信号は高域、中域、低域に分けて
別の補正信号演算回路９ａ。

９ｂ、９ｃで演算し、これに用いるデータはスピーカｌ
ｌａ、ｌｌｂ、ｌｌｃの物理的な特性に応じて夫々メモ
リ８′より各補正信号演算回路９ａ、９ｂ、９ｃに供給
される。

一般にオーディオ信号に対して、フーリエスペクトルを
求める有効性の根拠は、人間の耳の感覚器自体が、音の
スペクトル分析を行なって識別していると考えられるこ
とに基〈０人間は、無意識にオーディオ信号のフーリエ
スペクトルの主としてピーク値に着目して、不自由なく
会話を行っており、人の声の弁別を行い、認識処理を行
っている。いわば、入間の感覚器官はスペクトル情服を
抽出して処理を行っている事に他ならない。

人聞はこの様に複雑な処理を連続して行なえるが、機械
が行なう場合、得られたサンプリング信号に対し、例え
ばディジタル計算機を用いて計算する場合でも、データ
数が多くなると、計算時間が膨大となる。しかし近年、
この様な連続したデータを扱うのに最適なプロセッサが
出現したゆこの様なプロセッサを用いることにより上述
のシステムが実現可能となっている。

〈発明の効果〉 以上説明した様に本発明によれば極めて高忠実なオーデ
ィオ信号を出力することのできるオーディオ信号伝送シ
ステムを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の考え方をブロック化した模式第２図は
オーディオ入力信号を示す図、第３図は本発明の詳細な
説明するためのタイミングチャート、 第４図は一般的なオーディオ機器の概略構成を示す図、 第５図は本発明の応用例を模式的に示すブロック図であ
る。 ５は入力部、７はスペクトラム解析部、８はメモリ、９
は補正信号演算回路、１１はスピーカである。 （−ｔＪ１千１十七〇） 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 入力部、出力部及びそれらの間に介在する伝送部を含む
   オーディオ信号伝送システムにあつて、入力されたオー
   ディオ信号のスペクトラム解析を行い、この解析結果に
   基き前記出力部の物理的な応答特性に応じた信号補正を
   前記伝送部にて行うことを特徴とするオーディオ信号伝
   送システム。