WO2017094429A1 - 信号処理装置および信号処理方法 - Google Patents

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    • H04S2400/00—Details of stereophonic systems covered by H04S but not provided for in its groups
    • H04S2400/09—Electronic reduction of distortion of stereophonic sound systems

Definitions

  • the quality of broadcasting content has improved, and in particular, rich heavy bass components are included in audio signals.
  • the TV as the receiver tends to generate resonance (so-called chatter) of the casing due to the heavy bass component due to the design-oriented casing such as thinning and flattening, and the demand for cost reduction. Yes.
  • Patent Document 1 a technique for removing a frequency component that causes chattering of the casing from an input audio signal has been developed (for example, Patent Document 1).
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the signal processing apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is an external view of the digital television in the first embodiment.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a signal processing device for dealing with various resonance frequencies.
  • FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a signal processing apparatus for dealing with various resonance sensitivities.
  • FIG. 5 is a block diagram of the digital television in the first embodiment.
  • FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the signal processing apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a signal processing apparatus according to the prior art.
  • FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of a signal processing apparatus using the missing fundamental phenomenon.
  • the technique shown in FIG. 8 utilizes an auditory psychological phenomenon called a missing fundamental phenomenon.
  • the missing fundamental phenomenon is that even if the fundamental tone (for example, 50 Hz sound) is missing, its harmonic (overtone component) is present (if the fundamental tone is 50 Hz, 100 Hz, 150 Hz, 200 Hz, 250 Hz,... This is a phenomenon that the missing fundamental tone can be heard in the sense of hearing.
  • the second harmonic is referred to as a first harmonic
  • the third harmonic is referred to as a second harmonic
  • the (N + 1) harmonic is referred to as an Nth harmonic.
  • the signal processing device 100b shown in FIG. 8 includes a bandpass filter 150 that extracts a fundamental frequency component from an input signal, a harmonic generation unit 151 that generates a harmonic signal for the output signal of the bandpass filter 150, and a harmonic generation unit 151. Are added to the output signal and at least a part of the frequency component of the input signal, and a speaker 153 that outputs the output signal of the adder 152 is provided.
  • the signal processing apparatus 100b shown in FIG. 8 adds a low frequency component serving as a fundamental tone to the input signal and outputs the sound from the speaker 153. Therefore, the speaker 153 cannot reproduce the frequency component serving as the fundamental tone. Even if it is a speaker, the listener can hear the fundamental component. Therefore, the signal processing apparatus 100b shown in FIG. 8 can maintain good sound quality even with an inexpensive speaker (see Patent Document 2).
  • the signal processing apparatus according to the present invention is configured based on this knowledge.
  • Embodiment 1 The signal processing apparatus according to Embodiment 1 will be described with reference to the drawings.
  • the signal processing device 1 is a signal processing device including a speaker 14 and a casing 15 to which the speaker 14 is attached.
  • the signal processing device 1 can reduce the resonance of the casing 15 caused by the input audio signal, and can suppress the timbre of the input audio signal from being damaged.
  • the digital television 16 includes a speaker 14, a display 17, and the like in its housing 15.
  • the speaker 14 in FIG. 2 is the same as the speaker 14 in FIG. 2 is the same as the casing 15 in FIG.
  • the frequency component that causes the resonance of the casing 15 is 50 Hz, but this value differs for each device.
  • the harmonic of the third harmonic (second order) is already 300 Hz. Therefore, if a higher harmonic is generated, the noise becomes rather harsh. Will be.
  • the frequency component that causes resonance of the housing 15 is 50 Hz, even if it generates up to 5th harmonics, the harmonics of the 5th harmonics are 250 Hz, so there is little possibility of harsh abnormal sounds. In this way, the order of harmonics to be generated differs depending on the frequency component that causes resonance of the housing 15.
  • the third harmonic component is smaller than 400 Hz. Therefore, even if the third harmonic component is generated, the sound is not harsh. Therefore, when the frequency F is smaller than P, an Nth-order harmonic component is generated, and when the frequency F is equal to or higher than P, an order (Mth-order) harmonic component smaller than N is generated. Note that the values of F, P, N, and M described above are examples.
  • the order (Mth order) described above may be zero.
  • FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a signal processing device for dealing with various resonance sensitivities.
  • the signal processing device 3 includes a resonance band pass filter 10, a harmonic generation unit 31, an addition unit 32, a resonance band cut filter 33, a speaker 34, a setting unit 35, and a harmonic adjustment unit. 36 and a filter adjusting means 37.
  • the signal processing device 3 is different from the signal processing device 1 shown in FIG. 1 in that the signal processing device 3 sets the information relating to the characteristics of the housing 15 and the information set in the setting device 35.
  • the harmonic adjustment means 36 for adjusting the output signal from the harmonic generation means 31 and the filter adjustment for adjusting the gain (cut (attenuation) depth) of the resonance band cut filter 33 according to the information set in the setting means 35 Means 37 is provided.
  • the setting means 35 sets information indicating the sensitivity of resonance of the casing 15 as information regarding the characteristics of the casing 15.
  • the gain of the resonance band cut filter 33 becomes -G. Set so that the cut becomes deeper. Further, when the information (S) indicating the sensitivity set in the setting means 35 is equal to or smaller than a predetermined value, the gain of the resonance band cut filter 33 is set to ⁇ H larger than ⁇ G (so that the cut becomes shallower). To set). By doing so, even when the housing 15 easily generates chatter, chatter can be reliably suppressed, and the loss of the frequency band caused by chatter can be compensated by strengthening the harmonics. In addition, when the housing 15 is less prone to chatter, a tone closer to the original sound can be produced by weakening the harmonic.
  • S described above is as follows.
  • the amplitude value at the time when the signal begins to generate chatter when the signal starts to gradually increase in amplitude is assumed to be X
  • X if X is large, the case is less prone to chatter, and if X is small, The case is prone to chatter.
  • S is a definition that chatter is more likely to occur as S is larger
  • S is an index that decreases as X increases, such as the reciprocal of X.
  • ⁇ G and ⁇ H are values obtained by converting the gain of the filter into decibels. For example, -G is -18 dB or the like, and -H is -6 dB or the like.
  • the value of H and G mentioned above is an example.
  • each means and filter may be realized by hardware or may be realized by software.
  • FIG. 5 is a block diagram of the digital television in the present embodiment, and shows the configuration of the digital television 16 that implements the above-described signal processing device with software.
  • the digital television 16 includes a speaker 14, a display 17, a system LSI (Large Scale Integration) 71, an antenna 72, and a keyboard 73.
  • the system LSI 71 includes a tuner 711, an AV decoder 712, a memory 713, a CPU 714, an interface (I / F) 715, an audio output unit 716, and a video output unit 717.
  • the digital television 16 may include only the speaker 14, the display 17, and the system LSI 71 among the above. In that case, the digital television 16 can be configured to be connected to the antenna 72 or the keyboard 73 by a cable or the like.
  • the antenna 72 receives the broadcast signal of the digital television 16 and sends it to the system LSI 71.
  • the system LSI 71 demodulates the broadcast signal sent from the antenna 72 and outputs an audio signal and a video signal.
  • the speaker 14 outputs the audio signal sent from the system LSI 71 as a sound.
  • the display 17 outputs the video signal sent from the system LSI 71 as an image.
  • the tuner 711 converts the broadcast signal into a digital signal of a desired channel and sends it to the AV decoder 712.
  • the AV decoder 712 decodes the digital signal sent from the tuner 711 to generate an audio signal and a video signal.
  • the memory 713 stores a program that realizes the functions of the signal processing device described above when executed by the CPU 714.
  • the audio signal generated by the AV decoder 712 is signal-processed and sent to the audio output means 716.
  • the audio output means 716 outputs an audio signal.
  • the video signal generated by the AV decoder 712 is sent to the video output means 717.
  • the video output means 717 outputs a video signal.
  • FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the signal processing apparatus 1 in the present embodiment.
  • an audio signal is input to the signal processing device 1 (step S81).
  • the resonance band pass filter 10 extracts the resonance frequency component of the housing 15 included in the audio signal input in step S81 (step S82).
  • a harmonic signal for the resonance frequency component of the casing 15 extracted in step S82 is generated by the harmonic generation means 11 (step S83).
  • the adding means 12 adds the harmonic signal generated in step S83 and the audio signal input to the signal processing device 1 in step S81 (step S84).
  • the resonance band cut filter 13 removes the frequency component that causes resonance from the signal added in step S84 (step S85).
  • the signal processing device 2 and the signal processing device 3 perform the same operation as the signal processing device 1, and thus the description thereof is omitted here.
  • the signal processing device has been described based on the embodiment.
  • the present invention is not limited to this embodiment. Unless it deviates from the gist of the present invention, various modifications conceived by those skilled in the art have been made in this embodiment, and forms constructed by combining components in different embodiments are also within the scope of one or more aspects. May be included.
  • the signal processing apparatus can be applied to portable devices such as a television, a car audio, a smart phone, and a tablet.

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Abstract

信号処理装置（１）は、入力信号から筐体（１５）の共振の原因となる周波数成分を抽出する共振帯域パスフィルタ（１０）と、共振帯域パスフィルタ（１０）の出力信号に対するハーモニック信号を生成するハーモニック生成手段（２１）と、ハーモニック生成手段（２１）の出力信号と入力信号の少なくとも一部の周波数成分とを加算する加算手段（２２）と、加算手段（２２）の出力信号から筐体（１５）の共振の原因となる周波数成分を除去する共振帯域カットフィルタ（１３）とを備える。

Description

信号処理装置および信号処理方法
　本発明は、信号処理装置および信号処理方法に関する。
　近年、収録技術や放送技術の進歩によって、放送コンテンツの品質が向上し、とりわけ音声信号にリッチな重低音成分が含まれるようになっている。一方、その受信機であるテレビは、薄型化、フラット化など、デザイン性重視の筐体と、コストダウンの要請から、当該重低音成分による筐体の共振（所謂ビビリ）が発生しやすくなっている。
　このような課題を解消するために、入力の音声信号から筐体のビビリの要因になる周波数成分を除去する技術が開発されている（例えば、特許文献１）。
　特許文献１にかかる技術では、信号処理装置の筐体のビビリの原因となる周波数成分が大きい場合は、バンドカットフィルタでの減衰の深さを大きくし、筐体のビビリの原因となる周波数成分が小さい場合は、バンドカットフィルタでの減衰の深さを小さくしている。これによって、入力の音声信号が引き起こす筐体の共振を低減し、入力の音声信号の音色を損なわないようにしている。
特開２０００－７８４９７号公報 特開２００４－１０１７９７号公報
　しかしながら、上記特許文献１に記載の技術は、入力の音声信号において、筐体の共振を引き起こす周波数成分が急峻に変動した場合、筐体の共振を引き起こす周波数成分の検出またはバンドカットフィルタの特性の修正等が間に合わず、ビビリの現象が発生したり、バンドカットフィルタの特性の修正を急峻に行うことによる音色の違和感が生じたりするという課題がある。
　本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであって、入力された音声信号が引き起こす筐体の共振を低減し、かつ、入力された音声信号の音色が損なわれるのを抑制することができる信号処理装置を提供することを目的とする。
　上記の課題を解決するため、本発明の一態様にかかる信号処理装置は、スピーカと当該スピーカが取り付けられた筐体とを備えた信号処理装置であって、入力信号から前記筐体の共振の原因となる周波数成分を抽出する共振帯域パスフィルタと、前記共振帯域パスフィルタの出力信号に対するハーモニック信号を生成するハーモニック生成手段と、前記ハーモニック生成手段の出力信号と前記入力信号の少なくとも一部の周波数成分とを加算する加算手段と、前記加算手段の出力信号から、前記筐体の共振の原因となる周波数成分を除去する共振帯域カットフィルタとを備える。
　また、上記の課題を解決するため、本発明の一態様にかかる信号処理方法は、スピーカと当該スピーカが取り付けられた筐体とを備えた信号処理装置における信号処理方法であって、共振帯域パスフィルタにより、入力信号から前記筐体の共振の原因となる周波数成分を抽出するステップと、ハーモニック生成手段により、前記共振帯域パスフィルタの出力信号に対するハーモニック信号を生成するステップと、加算手段により、前記ハーモニック生成手段の出力信号と前記入力信号の少なくとも一部の周波数成分とを加算するステップと、共振帯域カットフィルタにより、前記加算手段の出力信号から前記筐体の共振の原因となる周波数成分を除去するステップとを含む。
　本発明によれば、入力された音声信号が引き起こす筐体の共振を低減し、かつ、入力された音声信号の音色が損なわれるのを抑制することができる信号処理装置を提供することができる。
図１は、本実施の形態１における信号処理装置の構成を示すブロック図である。 図２は、本実施の形態１におけるデジタルテレビの外観図である。 図３は、種々の共振周波数に対応するための信号処理装置の構成を示すブロック図である。 図４は、種々の共振感度に対応するための信号処理装置の構成を示すブロック図である。 図５は、本実施の形態１におけるデジタルテレビのブロック図である。 図６は、本実施の形態１における信号処理装置の動作を示すフローチャートである。 図７は、従来技術にかかる信号処理装置の構成を示すブロック図である。 図８は、ミッシングファンダメンタル現象を利用した信号処理装置の構成を示すブロック図である。
　（本発明の前提となる知識）
　まず、課題および本実施の形態にかかる信号処理装置の前提となる知識を図７および図８を用いて説明する。図７は、従来技術にかかる信号処理装置１００ａの構成を示すブロック図である。図８は、ミッシングファンダメンタル現象を利用した信号処理装置１００ｂの構成を示すブロック図である。
　図７に示す信号処理装置１００ａは、入力信号から筐体１０１のビビリの原因となる周波数成分を抽出するバンドパスフィルタ１４０と、入力信号から筐体１０１の共振の原因となる周波数成分を減衰させる可変バンドカットフィルタ１４３と、バンドパスフィルタ１４０の出力信号の振幅レベルを検出する検出手段１４１と、検出手段１４１の検出値に応じて可変バンドカットフィルタ１４３のゲイン（減衰の深さ）を決定する制御手段１４２とを備えている。
　従来の技術では、このような構成によって、筐体１０１のビビリの原因となる周波数成分が大きい場合は、可変バンドカットフィルタ１４３での減衰の深さを大きくし、筐体１０１のビビリの原因となる周波数成分が小さい場合は、可変バンドカットフィルタ１４３での減衰の深さを小さくする。そうすることによって、入力の音声信号が引き起こす筐体１０１の共振を低減し、しかも入力の音声信号の音色をできるだけ損なわないようにしている。
　また、図８に示した技術は、ミッシングファンダメンタル現象という聴覚心理現象を利用したものである。ミッシングファンダメンタル現象は、基音（例えば５０Ｈｚの音）が欠落しても、そのハーモニック（倍音成分）が存在している場合（基音が５０Ｈｚの場合には、１００Ｈｚ、１５０Ｈｚ、２００Ｈｚ、２５０Ｈｚ、・・・という倍音が存在している場合）、欠落している基音が聴感上聞える、という現象である。なお、本願では、２倍音を１次のハーモニック、３倍音を２次のハーモニック、（Ｎ＋１）倍音をＮ次のハーモニックということとする。
　図８に示した信号処理装置１００ｂは、入力信号から基音の周波数成分を抽出するバンドパスフィルタ１５０と、バンドパスフィルタ１５０の出力信号に対するハーモニック信号を生成するハーモニック生成手段１５１と、ハーモニック生成手段１５１の出力信号と入力信号の少なくとも一部の周波数成分とを加算する加算手段１５２と、加算手段１５２の出力信号を出音するスピーカ１５３とを備えている。このような構成によって、図８に示した信号処理装置１００ｂでは、基音となる低い周波数成分が入力信号に加算されスピーカ１５３によって出音されるので、仮にスピーカ１５３が基音となる周波数成分を再生できないスピーカであったとしても、リスナーには基音成分が聞こえることになる。したがって、図８に示した信号処理装置１００ｂでは、安価なスピーカでも良好な音質を維持することができる（特許文献２参照）。本発明にかかる信号処理装置は、この知識を前提として構成されている。
　以下、上述の課題を解決し、入力された音声信号が引き起こす筐体の共振を低減し、かつ、入力された音声信号の音色が損なわれるのを抑制することができる信号処理装置について、以下の実施の形態を例として説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置および接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
　（実施の形態１）
　実施の形態１における信号処理装置について、図面を参照しながら説明する。
　図１は、本実施の形態における信号処理装置１の構成を示す図である。図２は、本実施の形態１におけるデジタルテレビの外観図である。
　本実施の形態にかかる信号処理装置１は、スピーカ１４と当該スピーカ１４が取り付けられた筐体１５とを備えた信号処理装置である。信号処理装置１は、入力の音声信号が引き起こす筐体１５の共振を低減し、かつ、入力の音声信号の音色が損なわれるのを抑制することができる。
　図１において、信号処理装置１は、入力信号から筐体１５の共振の原因となる周波数成分を抽出する共振帯域パスフィルタ１０と、共振帯域パスフィルタ１０の出力信号に対するハーモニック信号を生成するハーモニック生成手段１１と、ハーモニック生成手段１１の出力信号と入力信号の少なくとも一部の周波数成分とを加算する加算手段１２と、加算手段１２の出力信号から共振の原因となる周波数成分を除去する共振帯域カットフィルタ１３と、筐体１５に取り付けられたスピーカ１４とを備えている。
　図１に示す信号処理装置１は、例えば図２に外観を示すデジタルテレビ１６の筐体１５の内部に設置されている。
　図２において、デジタルテレビ１６は、スピーカ１４、ディスプレイ１７等をその筐体１５に備えている。図２におけるスピーカ１４は、図１におけるスピーカ１４と同一である。また、図２における筐体１５は、図１における筐体１５と同一である。
　以上のように構成された信号処理装置１の動作について、以下説明する。
　まず、共振帯域パスフィルタ１０で、入力信号から筐体１５の共振の原因となる周波数成分を抽出する。例えば、５０Ｈｚ近傍の周波数成分が筐体１５の共振の原因となる周波数である場合、共振帯域パスフィルタ１０は、５０Ｈｚを含む周波数成分を取り出すバンドパスフィルタである。なお、共振帯域パスフィルタ１０は、５０Ｈｚ含むローパスフィルタであってもよい。
　次に、ハーモニック生成手段１１で、共振帯域パスフィルタ１０の出力信号に対するハーモニック信号を生成する。ハーモニック信号を生成する手段はどのようなものであってもよいが、例えば、前述の特許文献２に示された手段であってもよい。
　次に、加算手段１２で、ハーモニック生成手段１１の出力信号と入力信号とを加算する。ここで、ハーモニック生成手段１１の出力信号と加算される入力信号は、少なくとも一部の周波数成分を含む入力信号であってもよい。例えば、入力信号は、音質を調整するために周波数成分の加工が行われていてもよい。
　次に、共振帯域カットフィルタ１３で、加算手段１２の出力信号から共振の原因となる周波数成分を除去する。本実施の形態にかかる信号処理装置１では、５０Ｈｚ近傍の周波数成分が筐体１５の共振の原因となる周波数であるとしているので、共振帯域カットフィルタ１３は、５０Ｈｚを含む周波数帯域を減衰させるものである。なお、ハーモニック生成手段１１によってハーモニック成分が生成されていることで音色は維持できているので、共振帯域カットフィルタ１３は、５０Ｈｚを含む範囲の周波数成分を減衰させるものであってもよい。そうすることで筐体１５のビビリを確実に抑え込むことができる。
　最後に、スピーカ１４で、共振帯域カットフィルタ１３の出力信号を出音する。当該スピーカは筐体１５に取り付けられているが、筐体１５の共振をもたらす周波数成分は除去されている。
　以上のように、本実施の形態にかかる信号処理装置１によれば、入力信号から筐体１５の共振の原因となる周波数成分を抽出する共振帯域パスフィルタ１０と、共振帯域パスフィルタ１０の出力信号に対するハーモニック信号を生成するハーモニック生成手段１１と、ハーモニック生成手段１１の出力信号と入力信号の少なくとも一部の周波数成分とを加算する加算手段１２と、加算手段１２の出力信号から共振の原因となる周波数成分を除去する共振帯域カットフィルタ１３とを備える。これにより、筐体１５の共振を抑えることができる。しかも、筐体１５の共振を抑えるために減衰させた周波数成分を、ミッシングファンダメンタルの聴覚心理現象によって聴感的に補うことができる。
　なお、本実施の形態にかかる信号処理装置１では、筐体１５の共振を引き起こす周波数成分を５０Ｈｚとしているが、この値は機器ごとに異なる。例えば、筐体１５の共振を引き起こす周波数成分が１００Ｈｚである場合、３倍音（２次）のハーモニックがすでに３００Ｈｚであるので、あまり高次のハーモニックを生成するとむしろ耳障りな異音となって出音されてしまう。一方、筐体１５の共振を引き起こす周波数成分が５０Ｈｚの場合は、５倍音まで生成しても５倍音のハーモニックは２５０Ｈｚであるので、耳障りな異音となる可能性は少ない。このように、筐体１５の共振を引き起こす周波数成分の高低によって何次のハーモニックまで生成するべきか、が異なってくる。
　以下に、筐体１５の共振を引き起こす周波数成分の高低によって何次のハーモニックまで生成するべきかを調整するための、信号処理装置２の構成について説明する。図３は、種々の共振周波数に対応するための信号処理装置の構成を示すブロック図である。
　図３に示すように、信号処理装置２は、共振帯域パスフィルタ１０と、ハーモニック生成手段２１と、加算手段２２と、共振帯域カットフィルタ２３と、スピーカ２４と、設定手段２５と、ハーモニック調整手段２６とを備えている。
　信号処理装置２が図１に示した信号処理装置１と異なる点は、信号処理装置２が、筐体１５の特徴に関する情報を設定する設定手段２５と、設定手段２５に設定された情報に応じてハーモニック生成手段２１からの出力信号を調整するハーモニック調整手段２６とを備えている点である。設定手段２５は、筐体１５の特徴に関する情報として、筐体１５の共振の原因となる周波数成分を示す情報（周波数Ｆ）を設定する。
　この構成によって、設定手段２５に筐体１５の共振の原因となる周波数Ｆが設定された場合、ハーモニック調整手段２６は、周波数Ｆが、予め定められた値（Ｐ）より低い場合、ハーモニック生成手段２１が生成するＮ次のハーモニックを含む信号を加算手段２２に送出するように調整する。また、周波数Ｆが予め定められた値（Ｐ）以上の場合、ハーモニック生成手段２１が生成するＮ次より少ないＭ次のハーモニックを含む信号を加算手段２２に送出するよう調整する。
　ここで、上述したＦ、Ｐ、Ｎの関係は、以下のように決定される。ハーモニック成分は、あまり高い周波数成分にまで達すると耳障りな音になるという傾向にある。例えば、４００Ｈｚより上の周波数帯域にまでハーモニック成分が存在してしまうとハーモニック成分が耳障りな音になるとする。また、あまり高次のハーモニック成分が存在すると、これも耳障りな音になる。例えば、３次のハーモニック成分（４倍音）まで存在すればミッシングファンダメンタル現象により十分に基音が知覚されるので、それ以上の高次のハーモニック成分は不要であるとする。この場合、Ｎは３であり、Ｐは１００となる。すなわち、周波数Ｆが１００Ｈｚ以上の場合、３次のハーモニック成分は４００Ｈｚ以上となり、耳障りな音が近くされる周波数となる。逆に、周波数Ｆが１００Ｈｚより小さい場合は、３次のハーモニック成分が４００Ｈｚより小さくなるので、３次のハーモニック成分まで生成しても耳障りな音とはならない。したがって、周波数ＦがＰより小さい場合はＮ次のハーモニック成分を生成し、周波数ＦがＰ以上の場合はＮより小さい次数（Ｍ次）のハーモニック成分を生成する。なお、上述したＦ、Ｐ、Ｎ、Ｍの値は、一例である。
　そうすることによって、ハーモニック成分が最終的な音色に悪い影響を与えないように制御することができる。なお、上述した次数（Ｍ次）は０であってもよい。
　また、筐体１５の共振を引き起こす感度（共振の感度）も機器ごとに異なる。ここで、感度とは、どの程度敏感に共振が発生するかどうか、という意味であり、予め定められた値より大きい場合に「感度が高い（簡単に筐体１５にビビリが生じる状態）」、予め定められた値以下の場合に「感度が低い」ということとする。
　以下に、筐体１５の共振の感度を調整するための、信号処理装置３の構成について説明する。図４は、種々の共振の感度に対応するための信号処理装置の構成を示すブロック図である。
　図４に示すように、信号処理装置３は、共振帯域パスフィルタ１０と、ハーモニック生成手段３１と、加算手段３２と、共振帯域カットフィルタ３３と、スピーカ３４と、設定手段３５と、ハーモニック調整手段３６と、フィルタ調整手段３７とを備えている。
　信号処理装置３が図１に示した信号処理装置１と異なる点は、信号処理装置３では、筐体１５の特徴に関する情報を設定する設定手段３５と、設定手段３５に設定された情報に応じてハーモニック生成手段３１からの出力信号を調整するハーモニック調整手段３６と、設定手段３５に設定された情報に応じて共振帯域カットフィルタ３３のゲイン（カット（減衰）の深さ）を調整するフィルタ調整手段３７とを備えている点である。設定手段３５は、筐体１５の特徴に関する情報として、筐体１５の共振の感度を示す情報を設定する。
　このような構成によって、ハーモニック調整手段３６は、設定手段３５に設定された感度を示す情報（Ｓ）が、予め定められた値（例えば、以下に示すＸの逆数）より大きい場合（簡単に筐体１５にビビリが生じる場合）、ハーモニック生成手段３１の出力信号をＡ倍に増幅して加算手段３２に送出する。また、設定手段３５に設定された感度を示す情報（Ｓ）が、予め定められた値以下の場合は、ハーモニック生成手段３１の出力信号をＡより小さいＢ倍に増幅して加算手段３２に送出する。なお、ＡおよびＢは、Ａ＞Ｂを満たす値である。このとき、ＡおよびＢを１より大きく設定してもよい。
　また、設定手段３５に設定された感度を示す情報（Ｓ）が予め定められた値より大きい場合（簡単に筐体１５にビビリが生じる場合）、共振帯域カットフィルタ３３のゲインが－Ｇとなるように（カットが深くなるように）設定する。また、設定手段３５に設定された感度を示す情報（Ｓ）が予め定められた値以下の場合、共振帯域カットフィルタ３３のゲインが－Ｇより大きい－Ｈとなるように（カットが浅くなるように）設定する。そうすることで、筐体１５が簡単にビビリを生じるような場合でも確実にビビリを抑制でき、ビビリによって生じた周波数帯域のロスも、ハーモニックを強くすることによって補うことができる。また、筐体１５がビビリを生じ難い場合は、ハーモニックを弱くすることによってより原音に近い音色を出音できる。
　ここで、上述したＳは、以下のようなものである。振幅が徐々に大きくなる信号を出音し筐体がビビリを生じ始めるときの振幅値をＸとした場合、Ｘが大きい場合には当該筐体はビビリを生じ難く、Ｘが小さい場合には当該筐体はビビリを生じ易いということになる。Ｓは大きい程ビビリを生じ易いという定義なので、ＳはＸの逆数など、Ｘの増加に従って減少する指数である。また、上述した－Ｇ、－Ｈは、フィルタのゲインをデシベル換算した値である。例えば、－Ｇは－１８ｄＢなどであり、－Ｈは－６ｄＢなどである。なお、上述したＨ、Ｇの値は一例である。
　上述した信号処理装置は、それぞれの手段、フィルタのすべて、もしくは一部をハードウェアで実現しても構わないし、ソフトウェアで実現してもよい。
　図５は、本実施の形態におけるデジタルテレビのブロック図であり、上述した信号処理装置をソフトウェアで実現するデジタルテレビ１６の構成を示している。
　図５において、デジタルテレビ１６は、スピーカ１４と、ディスプレイ１７と、システムＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ　Ｓｃａｌｅ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ：大規模集積回路）７１と、アンテナ７２と、キーボード７３とを備えている。システムＬＳＩ７１は、チューナ７１１と、ＡＶデコーダ７１２と、メモリ７１３と、ＣＰＵ７１４と、インタフェース（Ｉ／Ｆ）７１５と、オーディオ出力手段７１６と、ビデオ出力手段７１７を備えている。
　なお、デジタルテレビ１６は、上記のうち、スピーカ１４と、ディスプレイ１７と、システムＬＳＩ７１のみを備えるものであってもよい。その場合、デジタルテレビ１６はケーブル等によりアンテナ７２またはキーボード７３と接続するように構成することができる。
　アンテナ７２は、デジタルテレビ１６の放送信号を受信してシステムＬＳＩ７１に送る。システムＬＳＩ７１は、アンテナ７２から送られた放送信号を復調してオーディオ信号およびビデオ信号を出力する。スピーカ１４は、システムＬＳＩ７１から送られたオーディオ信号を音にして出力する。ディスプレイ１７は、システムＬＳＩ７１から送られたビデオ信号を映像にして出力する。
　システムＬＳＩ７１の内部では、チューナ７１１で放送信号が所望のチャンネルのデジタル信号に変換されてＡＶデコーダ７１２に送られる。ＡＶデコーダ７１２では、チューナ７１１から送られたデジタル信号がデコードされてオーディオ信号とビデオ信号とが生成される。メモリ７１３には、ＣＰＵ７１４で実行されたときに上述した信号処理装置の機能を実現するプログラムが格納されている。ＣＰＵ７１４が当該プログラムをメモリ７１３から読み出して実行すると、ＡＶデコーダ７１２で生成されたオーディオ信号が信号処理されてオーディオ出力手段７１６に送られる。オーディオ出力手段７１６は、オーディオ信号を出力する。ＡＶデコーダ７１２で生成されたビデオ信号は、ビデオ出力手段７１７に送られる。ビデオ出力手段７１７は、ビデオ信号を出力する。
　システムＬＳＩ７１は、さらに、インタフェース７１５を備え、外部からの入力手段、たとえば、キーボード７３等を接続することができる。インタフェース７１５は、デジタルテレビ１６の筐体１５の共振を引き起こす周波数成分や筐体１５の共振の感度を示す情報等を、キーボード７３等を用いてシステムＬＳＩ７１内部に設定するために用いられる。
　次に、信号処理装置１における信号処理方法について説明する。図６は、本実施の形態における信号処理装置１の動作を示すフローチャートである。
　図６に示すように、本実施の形態における信号処理装置１では、まず、信号処理装置１に、オーディオ信号が入力される（ステップＳ８１）。次に、共振帯域パスフィルタ１０によって、ステップＳ８１で入力されたオーディオ信号に含まれる筐体１５の共振周波数成分が抽出される（ステップＳ８２）。次に、ハーモニック生成手段１１によってステップＳ８２で抽出された筐体１５の共振周波数成分に対するハーモニック信号が生成される（ステップＳ８３）。次に、加算手段１２によって、ステップＳ８３で生成されたハーモニック信号とステップＳ８１で信号処理装置１に入力されたオーディオ信号とが加算される（ステップＳ８４）。次に、共振帯域カットフィルタ１３によって、ステップＳ８４で加算された信号から共振の原因となる周波数成分が除去される（ステップＳ８５）。以上のような信号処理方法により、信号処理装置１において、筐体１５の共振を抑え、かつ、筐体１５の共振を抑えるために減衰させた周波数成分を、ミッシングファンダメンタルの聴覚心理現象によって聴感的に補うことができる。
　なお、信号処理装置２および信号処理装置３についても、信号処理装置１と同様の動作を行うため、ここでは説明を省略する。
　このように、本実施の形態にかかる信号処理装置によると、入力の音声信号が引き起こす筐体の共振を低減し、かつ、入力の音声信号の音色が損なわれるのを抑制することができる。
　以上、一つまたは複数の態様に係る信号処理装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、一つまたは複数の態様の範囲内に含まれてもよい。
　本発明にかかる信号処理装置は、テレビ、カーオーディオ、スマートホン、タブレットなどのポータブル機器に応用できる。
　１、２、３、１００ａ、１００ｂ　信号処理装置
　１０　共振帯域パスフィルタ
　１１、２１、３１、１５１　ハーモニック生成手段
　１２、２２、３２、１５２　加算手段
　１３、２３、３３　共振帯域カットフィルタ
　１４、２４、３４、１４４、１５３　スピーカ
　１５、１０１　筐体
　１６　デジタルテレビ
　１７　ディスプレイ
　２５、３５　設定手段
　２６、３６　ハーモニック調整手段
　３７　フィルタ調整手段
　７１　システムＬＳＩ
　７２　アンテナ
　７３　キーボード
　１４０、１５０　バンドパスフィルタ
　１４１　検出手段
　１４２　制御手段
　１４３　可変バンドカットフィルタ
　７１１　チューナ
　７１２　ＡＶデコーダ
　７１３　メモリ
　７１４　ＣＰＵ
　７１５　インタフェース
　７１６　オーディオ出力手段
　７１７　ビデオ出力手段

Claims (4)

  1. 　スピーカと当該スピーカが取り付けられた筐体とを備えた信号処理装置であって、
    　入力信号から前記筐体の共振の原因となる周波数成分を抽出する共振帯域パスフィルタと、
    　前記共振帯域パスフィルタの出力信号に対するハーモニック信号を生成するハーモニック生成手段と、
    　前記ハーモニック生成手段の出力信号と前記入力信号の少なくとも一部の周波数成分とを加算する加算手段と、
    　前記加算手段の出力信号から、前記筐体の共振の原因となる周波数成分を除去する共振帯域カットフィルタとを備える
    　信号処理装置。
  2. 　前記筐体の特徴に関する情報を設定する設定手段と、
    　前記設定手段に設定された情報に応じて前記ハーモニック生成手段からの出力信号を調整するハーモニック調整手段とを備え、
    　前記設定手段には、前記情報として前記筐体の共振の原因となる周波数が設定されており、
    　前記ハーモニック調整手段は、
    　前記設定手段に設定された前記周波数が予め定められた値より低い場合、前記ハーモニック生成手段が生成するＮ次のハーモニックを含む信号を前記加算手段に送出するように調整し、
    　前記設定手段に設定された前記周波数が前記予め定められた値以上である場合、前記ハーモニック生成手段が生成するＮ次より少ないＭ次のハーモニックを含む信号を前記加算手段に送出するよう調整する
    　請求項１記載の信号処理装置。
  3. 　前記筐体の特徴に関する情報を設定する設定手段と、
    　前記設定手段に設定された情報に応じて前記ハーモニック生成手段からの出力信号を調整するハーモニック調整手段と、
    　前記設定手段に設定された情報に応じて前記共振帯域カットフィルタのゲインを調整するフィルタ調整手段とを備え、
    　前記設定手段には、前記情報として前記筐体の共振の感度が設定されており、
    　前記ハーモニック調整手段は、
    　前記設定手段に設定された前記筐体の共振の感度が予め定められた値より大きい場合、前記ハーモニック生成手段の出力信号をＡ倍に増幅して前記加算手段に送出し、
    　前記設定手段に設定された前記筐体の共振の感度が前記予め定められた値以下の場合は、前記ハーモニック生成手段の出力信号をＡより小さいＢ倍に増幅して前記加算手段に送出し、
    　前記フィルタ調整手段は、
    　前記感度が前記予め定められた値より大きい場合、前記共振帯域カットフィルタのゲインが－Ｇとなるように設定し、
    　前記筐体の共振の感度が前記予め定められた値以下の場合、前記共振帯域カットフィルタのゲインが－Ｇより大きい－Ｈとなるように設定する
    　請求項１記載の信号処理装置。
  4. 　スピーカと当該スピーカが取り付けられた筐体とを備えた信号処理装置における信号処理方法であって、
    　共振帯域パスフィルタにより、入力信号から前記筐体の共振の原因となる周波数成分を抽出するステップと、
    　ハーモニック生成手段により、前記共振帯域パスフィルタの出力信号に対するハーモニック信号を生成するステップと、
    　加算手段により、前記ハーモニック生成手段の出力信号と前記入力信号の少なくとも一部の周波数成分とを加算するステップと、
    　共振帯域カットフィルタにより、前記加算手段の出力信号から前記筐体の共振の原因となる周波数成分を除去するステップとを含む
    　信号処理方法。
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