JP2000253486A - Secondary distortion imparting device - Google Patents
Secondary distortion imparting deviceInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、オーディオ信号を
再生するスピーカシステムにおいて、所望のスピーカに
おける二次成分の特性を予め測定し、測定した二次成分
の特性をスピーカシステムに付加することにより、前記
所望のスピーカの個性を再現させることが可能な二次歪
み付加装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a speaker system for reproducing an audio signal, in which a characteristic of a secondary component of a desired speaker is measured in advance, and the measured characteristic of the secondary component is added to the speaker system. The present invention relates to a second-order distortion adding device capable of reproducing the personality of the desired speaker.
【0002】[0002]
【従来の技術】オーディオアンプは歪みの生じないこと
が理想とされるのであるが、全く歪みが生じないと音質
が無機的になるため、真空管アンプのような歪みの多い
アンプを好む人も多い。そして、真空管アンプのような
暖かみのある音質を得るための回路として、例えば特開
平５−１２７６７２に記載の如く、真空管アンプと同等
の歪みをディジタル信号処理で付加する回路が提案され
ている。2. Description of the Related Art An audio amplifier is ideally free from distortion, but if distortion is not generated at all, the sound quality becomes inorganic. Therefore, many people prefer an amplifier with much distortion such as a vacuum tube amplifier. . As a circuit for obtaining a warm sound quality, such as a vacuum tube amplifier, for example, a circuit for adding distortion equivalent to that of a vacuum tube amplifier by digital signal processing has been proposed as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-127672.
【0003】また、カラオケ装置等のように故意に波形を歪
ませて音響効果を得る方法としては、例えば特開平５−
６１７７のような提案がなされており、小振幅のオーデ
ィオ信号であってもディジタル信号処理によって理想的
な歪みを付加することが可能となっている。As a method of obtaining a sound effect by intentionally distorting a waveform, such as a karaoke apparatus, for example, Japanese Unexamined Patent Publication No.
Proposals such as 6177 have been made, and even an audio signal having a small amplitude can be added with ideal distortion by digital signal processing.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところが、これらの方
法は、基本波に対して所望の高調波（倍音）を付加する
ことによって音質を改善しようとするものであり、この
ように歪みを付加した場合でもオーディオアンプ等の電
気的処理では混変調歪みといった倍音以外の成分が発生
することは少ない。また、楽器の音色をシミュレートす
るような場合も、倍音を付加することが主な処理であ
り、混変調歪みが発生することは少ない。However, these methods are intended to improve sound quality by adding a desired harmonic (overtone) to a fundamental wave, and thus add distortion. Even in this case, components other than harmonics, such as cross-modulation distortion, rarely occur in electrical processing of an audio amplifier or the like. Also, in the case of simulating the timbre of a musical instrument, adding harmonics is the main processing, and cross-modulation distortion rarely occurs.
【0005】これに対し、オーディオ信号を再生するスピー
カシステムは、電気信号から機械振動、そして、音響放
射といった複雑な変換を行うシステムであり、あらゆる
周波数成分が同時に出力されるシステムである。従っ
て、スピーカシステムでは高調波歪みばかりではなく混
変調波歪みも発生する。[0005] On the other hand, a loudspeaker system for reproducing an audio signal is a system for performing a complicated conversion such as mechanical vibration and acoustic radiation from an electric signal, and is a system that simultaneously outputs all frequency components. Accordingly, in the speaker system, not only harmonic distortion but also cross modulation wave distortion occurs.
【0006】さて、このようなスピーカシステムにおいて、
所望のスピーカの個性を再現させたい場合、従来の倍音
を付加する方法では混変調歪みが全く付加されないため
不充分である。即ち、所望のスピーカの個性を再現する
ためには、倍音と同時に混変調歪みも付加する処理が課
題となる。[0006] Now, in such a speaker system,
When it is desired to reproduce the desired personality of the speaker, the conventional method of adding harmonics is insufficient because no intermodulation distortion is added. That is, in order to reproduce the desired personality of the speaker, a process of adding the intermodulation distortion simultaneously with the overtone becomes a problem.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めに、本発明に係る二次歪み付加装置は、予め測定した
所望のスピーカにおける二次応答の係数であるh2(k1,
k2)を保持する第１の記憶手段と、前記所望のスピーカ
における二次応答の係数であるh2(k1,k2)を用いて入力
ディジタル音声信号に数１の演算を施して、前記所望の
スピーカにおける二次成分を生成する第１のボルテラフ
ィルタと、前記入力ディジタル音声信号と前記第１のボ
ルテラフィルタから出力される二次成分とを加算する加
算手段とを具備したことを特徴とするものである。In order to solve the above-mentioned problems, a second-order distortion adding apparatus according to the present invention comprises a coefficient h 2 (k 1 ,
k 2 ), and the input digital audio signal is subjected to the operation of Equation 1 using h 2 (k 1 , k 2 ), which is a coefficient of the secondary response in the desired speaker, A first Volterra filter for generating a secondary component in the desired speaker; and an adding unit for adding the input digital audio signal and a secondary component output from the first Volterra filter. It is assumed that.
【0008】また、本発明に係る二次歪み付加装置は、前記
加算手段の出力信号により駆動される駆動スピーカの二
次成分を生成する手段を備え、前記入力ディジタル音声
信号と前記第１のボルテラフィルタから出力される二次
成分とを加算した信号から前記駆動スピーカの二次成分
を減算することを特徴とするものである。[0008] The secondary distortion adding apparatus according to the present invention further comprises means for generating a secondary component of a driving speaker driven by an output signal of the adding means, wherein the input digital audio signal and the first volterra are output. A secondary component of the driving speaker is subtracted from a signal obtained by adding a secondary component output from a filter.
【0009】[0009]
【発明の実施の形態】本発明に係る二次歪み付加装置
は、所望のスピーカの個性を再現するために、高調波歪
みと混変調歪みとを付加する装置であり、ここではまず
その原理について説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A second-order distortion adding apparatus according to the present invention is an apparatus for adding harmonic distortion and cross-modulation distortion in order to reproduce the desired personality of a speaker. explain.
【0010】非線形システムは、一次からＮ次システムの和
であると考えられ、ボルテラ級数展開によって多項式に
展開することができる。なお、三次以降の成分は微少で
あるため無視でき、ここでは展開を二次までで打ち切っ
た場合のボルテラ級数を数２に示す。[0010] A non-linear system is considered to be the sum of first to Nth order systems and can be expanded into a polynomial by Volterra series expansion. Note that the third-order and subsequent components are so small that they can be neglected. Here, the Volterra series when the expansion is ceased to the second-order is shown in Equation 2.
【0011】[0011]
【数２】 (Equation 2)
【0012】また、図１はこれをモデル化したものである。
ここで、Ｈ[・]はトータルシステム、Ｈ1[・]は一次シ
ステム、Ｈ2[・]は二次システムの処理を夫々示してお
り、また、Ｈ[・]、Ｈ1[・]、Ｈ2[・]は、図１における
２５，２６，２７に夫々相当する。FIG. 1 is a model of this.
Here, H [•] represents the processing of the total system, H 1 [•] represents the processing of the primary system, H 2 [•] represents the processing of the secondary system, and H [•], H 1 [•], H 2 [·] corresponds to 25, 26, and 27 in FIG. 1, respectively.
【0013】また、h1(k1)は一次のボルテラインパルス応答
（以下、ＶＩＲとも記す）であり、スピーカの線形特性
を表すものである。なお、これは、一般に使われている
インパルス応答と同等である。一方、h2(k1,k2)は二次
のボルテラインパルス応答であり、スピーカの二次特性
を示すものである。そして、h2(k1,k2)を同定できれ
ば、数１に示す処理を実施することにより、スピーカの
二次成分を自由に生成することが可能となる。[0013] Further, h 1 (k 1 ) is a primary Volte line pulse response (hereinafter also referred to as VIR) and represents the linear characteristic of the speaker. This is equivalent to a commonly used impulse response. On the other hand, h 2 (k 1 , k 2 ) is a secondary volte line pulse response, which indicates the secondary characteristics of the speaker. If h 2 (k 1 , k 2 ) can be identified, it is possible to freely generate the secondary component of the loudspeaker by performing the processing shown in Expression 1.
【0014】即ち、所望のスピーカにおける二次のボルテラ
インパルス応答であるh2(k1,k2)をフィルタ係数にもつ
ボルテラフィルタを用意することにより、所望のスピー
カの混変調歪みを付加することが可能となり、このスピ
ーカの個性を再現することが可能となる。That is, by providing a Volterra filter having a filter coefficient of h 2 (k 1 , k 2 ) which is a secondary Volte line pulse response in a desired speaker, the desired speaker can be added with intermodulation distortion. And the individuality of the speaker can be reproduced.
【0015】次に、本発明の第１の実施例に係る二次歪み付
加装置を図２を用いて説明する。入力端子１に入力され
たオーディオ信号は、まずＡ／Ｄ変換器２でディジタル
信号に変換される。そして、ディジタル信号に変換され
たオーディオ信号は二つに分岐し、分岐した一方はその
まま加算器４に入力され、分岐した他方は第１のボルテ
ラフィルタ３にて二次成分が抽出され、この二次成分が
加算器４で加算される。二次成分を加算したオーディオ
信号は、Ｄ／Ａ変換器５にてアナログ信号に変換されて
オーディオアンプ６で増幅された後にスピーカ７にて再
生される。Next, a second-order distortion adding apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The audio signal input to the input terminal 1 is first converted by the A / D converter 2 into a digital signal. The audio signal converted into a digital signal is branched into two, one of which is directly input to the adder 4, and the other of which is branched by the first Volterra filter 3 to extract a secondary component. The next component is added by the adder 4. The audio signal to which the secondary component has been added is converted into an analog signal by the D / A converter 5, amplified by the audio amplifier 6, and then reproduced by the speaker 7.
【0016】ここで、第１のボルテラフィルタ３におけるフ
ィルタ係数は、予め測定をした所望のスピーカにおける
二次応答を例えばＲＯＭ等により構成される第１の記憶
手段３ａに保存しておき、この第１の記憶手段３ａに保
持されるフィルタ係数を用いることにより、所望のスピ
ーカの個性を再現することができる。Here, as for the filter coefficient of the first Volterra filter 3, the secondary response of a desired speaker measured in advance is stored in a first storage means 3a constituted by, for example, a ROM or the like. By using the filter coefficient held in the first storage means 3a, it is possible to reproduce a desired personality of the speaker.
【0017】また、第１の記憶手段３ａに異なる複数のスピ
ーカの二次応答係数を保持しておき、例えば、クラッシ
ック、ジャズ、ロック等の音楽ジャンルに応じて視聴者
がこれらの係数を切り替えられるように構成し、夫々の
音楽ジャンルに適した異なるスピーカの個性を再現でき
るようにしても構わない。[0017] Also, the secondary response coefficients of a plurality of different speakers are stored in the first storage means 3a, and a viewer can switch these coefficients according to a music genre such as classical, jazz, and rock. The configuration may be such that the individuality of different speakers suitable for each music genre can be reproduced.
【0018】このように、第１の実施例は、Ａ／Ｄ変換をし
たオーディオ信号に所望のスピーカの二次成分を付加す
ることにより、所望のスピーカの個性を再現させるもの
であり、スピーカ７が発生する二次成分に対しては、何
ら処理を行っていない。ところが、スピーカ７が発生す
る二次成分が無視できないような場合には、スピーカ７
が発生する二次成分を予め除去する必要がある。As described above, the first embodiment reproduces the desired personality of the speaker by adding the secondary component of the desired speaker to the A / D converted audio signal. No processing is performed on the secondary component in which occurs. However, if the secondary components generated by the speaker 7 cannot be ignored, the speaker 7
It is necessary to remove in advance the secondary components that generate.
【0019】本発明の第２の実施例に係る二次歪み付加装置
は、このようなスピーカが発生する二次成分が無視でき
ないような場合に、このスピーカが発生する二次成分を
予め除去すると共に所望のスピーカの二次成分を付加す
ることで、所望のスピーカの個性をより明確に再現させ
るものである。The second-order distortion adding apparatus according to the second embodiment of the present invention removes the secondary component generated by the speaker in advance when the secondary component generated by the speaker cannot be ignored. In addition, by adding a secondary component of a desired speaker, the personality of the desired speaker can be reproduced more clearly.
【0020】図３は、本発明の第２の実施例に係る二次歪み
付加装置であり、入力端子１１に入力されたオーディオ
信号は、まずＡ／Ｄ変換器１２でディジタル信号に変換
される。そして、ディジタル信号に変換されたオーディ
オ信号は分岐点Ｎ１で二つに分岐し、分岐した一方は遅
延手段２１に入力され、分岐した他方は第２のボルテラ
フィルタ１４に入力される。FIG. 3 shows a second-order distortion adding apparatus according to a second embodiment of the present invention. An audio signal input to an input terminal 11 is first converted into a digital signal by an A / D converter 12. . Then, the audio signal converted into the digital signal is branched into two at a branch point N 1, one of which is input to the delay means 21, and the other of which is input to the second Volterra filter 14.
【0021】また、遅延手段２１から出力されるオーディオ
信号は、更に分岐点Ｎ２で二つに分岐し、分岐した一方
はそのまま加算器１６に入力され、分岐した他方は第１
のボルテラフィルタ１３にて二次成分が抽出され、この
二次成分が加算器１６で加算される。なお、ここで、遅
延手段２１におけるオーディオ信号の遅延量は、分岐点
Ｎ１で分岐した経路Ｐ３を通過するオーディオ信号と経
路Ｐ１及びＰ２を通過するオーディオ信号との加算器１
６への到達タイミングが一致するよう遅延量が設定され
る。Further, the audio signal output from the delay means 21 is further branched into two at a branch point N2, one of which is directly input to the adder 16, and the other of which is the first.
The secondary component is extracted by the Volterra filter 13 described above, and the secondary component is added by the adder 16. Here, the delay amount of the audio signal in the delay means 21 is determined by the adder 1 of the audio signal passing through the path P3 branched at the branch point N1 and the audio signal passing through the paths P1 and P2.
The delay amount is set so that the timings of arrival at 6 coincide.
【0022】ここで、第２のボルテラフィルタ１４、第２の
記憶手段１４ａ、コンボルバ１５、第３の記憶手段１５
ａは、スピーカ１９の二次成分を除去するために設けら
れた構成であり、分岐点Ｎ１で分岐したオーディオ信号
は、まず第２のボルテラフィルタ１４を通過し、更に、
コンボルバ１５を通過した後に加算器１６に出力され
る。Here, the second Volterra filter 14, the second storage means 14a, the convolver 15, and the third storage means 15
a is a configuration provided to remove the secondary component of the speaker 19, and the audio signal branched at the branch point N1 first passes through the second Volterra filter 14, and further,
After passing through the convolver 15, it is output to the adder 16.
【0023】第２のボルテラフィルタ１４におけるフィルタ
係数は、予め測定したスピーカ１９の二次応答を第２の
記憶手段１４ａに保存しておくことが可能で、この第２
の記憶手段１４ａに保持されているフィルタ係数を用い
ることにより、第２のボルテラフィルタ１４からは分岐
点Ｎ１で分岐したオーディオ信号からスピーカ１９の二
次成分のみを抽出した信号が出力される。As the filter coefficient of the second Volterra filter 14, the secondary response of the speaker 19 measured in advance can be stored in the second storage means 14a.
By using the filter coefficients stored in the storage means 14a, the second Volterra filter 14 outputs a signal obtained by extracting only the secondary component of the speaker 19 from the audio signal branched at the branch point N1.
【0024】また、コンボルバ１５におけるフィルタ係数
は、予め測定したスピーカ１９の一次応答の逆特性を第
３の記憶手段１５ａに保存しておくことが可能で、この
第３の記憶手段１５ａに保持されているフィルタ係数を
用いることにより、コンボルバ１５からは第２のボルテ
ラフィルタ１４の出力にスピーカ１９の一次成分の逆特
性を与えた信号が出力される。The filter coefficient in the convolver 15 can store the inverse characteristic of the primary response of the speaker 19 measured in advance in the third storage means 15a, and is stored in the third storage means 15a. By using the filter coefficient, the convolver 15 outputs a signal in which the output of the second volterra filter 14 is given the inverse characteristic of the primary component of the speaker 19.
【0025】そして、加算器１６では、遅延手段２１から出
力された経路Ｐ１による信号と第１のボルテラフィルタ
から出力された経路Ｐ２による信号とを加算し、その加
算信号からコンボルバ１５の出力する経路Ｐ３による信
号を減算することにより、スピーカ１９における二次成
分を除去し、更に所望のスピーカの二次成分を付加した
オーディオ信号を得る。The adder 16 adds the signal on the path P1 output from the delay means 21 and the signal on the path P2 output from the first Volterra filter, and outputs a path from the added signal to the output of the convolver 15. By subtracting the signal of P3, the secondary component of the speaker 19 is removed, and an audio signal to which a desired secondary component of the speaker is added is obtained.
【0026】そして、加算器１６の出力信号は、Ｄ／Ａ変換
器１７にてアナログ信号に変換された後にオーディオア
ンプ１８で増幅され、スピーカ１９で再生される。以上
のように本発明の第２の実施例に係る二次歪み付加装置
では、スピーカの二次成分を除去したうえで所望のスピ
ーカの二次成分を付加しているため、所望のスピーカの
個性をより明確に再現させることが可能となる。The output signal of the adder 16 is converted into an analog signal by a D / A converter 17 and then amplified by an audio amplifier 18 and reproduced by a speaker 19. As described above, in the second-order distortion adding apparatus according to the second embodiment of the present invention, since the secondary component of the speaker is removed and the secondary component of the desired speaker is added, the desired personality of the speaker is removed. Can be reproduced more clearly.
【0027】[0027]
【発明の効果】請求項１に係る二次歪み付加装置では、
予め測定した所望のスピーカにおける二次成分を付加す
ることにより混変調歪みが加えられ、安価なスピーカで
あっても所望のスピーカの個性を再現することが可能と
なる。According to the first-order distortion adding apparatus according to the first aspect,
By adding the secondary component of the desired speaker measured in advance, cross-modulation distortion is added, and even if the speaker is inexpensive, the desired personality of the speaker can be reproduced.
【0028】また、請求項２に係る二次歪み付加装置では、
駆動スピーカの二次成分を除去したうえで所望のスピー
カにおける二次成分を付加しているため、所望のスピー
カの個性をより明確に再現することが可能となる。[0028] In the second-order distortion adding device according to claim 2,
Since the secondary component of the desired speaker is added after removing the secondary component of the driving speaker, it is possible to more clearly reproduce the personality of the desired speaker.
【図１】スピーカシステムを一次と二次システムの和と
して示した図である。FIG. 1 illustrates a speaker system as the sum of a primary and a secondary system.
【図２】第１の実施例に係る二次歪み付加装置を説明す
るための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining a second-order distortion adding device according to the first embodiment.
【図３】第２の実施例に係る二次歪み付加装置を説明す
るための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining a second-order distortion adding device according to a second embodiment.
１、１１…入力端子 ２、１２…Ａ／Ｄ変換器 ３、１３…第１のボルテラフィルタ ３ａ、１３ａ…第１の記憶手段 ４、１６…加算器 ５、１７…Ｄ／Ａ変換器 ６、１８…オーディオアンプ ７、１９…スピーカ １４…第２のボルテラフィルタ １４ａ…第２の記憶手段 １５…コンボルバ １５ａ…第３の記憶手段 ２５…トータルシステム ２６…一次システム ２７…二次システム 1, 11 input terminal 2, 12 A / D converter 3, 13 first Volterra filter 3a, 13a first storage means 4, 16 adder 5, 17 D / A converter 6, Reference Signs List 18 audio amplifier 7, 19 speaker 14 second Volterra filter 14a second storage means 15 convolver 15a third storage means 25 total system 26 primary system 27 secondary system
Claims (2)
応答の係数であるh2(k1,k2)を保持する第１の記憶手段
と、 前記所望のスピーカにおける二次応答の係数であるh2(k
1,k2)を用いて入力ディジタル音声信号に数１の演算を
施して、前記所望のスピーカにおける二次成分を生成す
る第１のボルテラフィルタと、 前記入力ディジタル音声信号と前記第１のボルテラフィ
ルタから出力される二次成分とを加算する加算手段とを
具備したことを特徴とする二次歪み付加装置。 【数１】 1. A first storage means for storing h 2 (k 1 , k 2 ) which is a coefficient of a secondary response of a desired speaker measured in advance, and a coefficient of a secondary response of the desired speaker. h 2 (k
1 , k 2 ) to perform a calculation of Equation 1 on an input digital audio signal to generate a second-order component in the desired speaker; and a first Volterra filter for inputting the input digital audio signal and the first Volterra filter. An adder for adding a secondary component output from the filter. (Equation 1)
駆動スピーカの二次成分を生成する手段を備え、前記入
力ディジタル音声信号と前記第１のボルテラフィルタか
ら出力される二次成分とを加算した信号から前記駆動ス
ピーカの二次成分を減算することを特徴とする請求項１
記載の二次歪み付加装置。2. A device for generating a secondary component of a driving speaker driven by an output signal of the adding unit, wherein the input digital audio signal is added to a secondary component output from the first Volterra filter. 2. The method according to claim 1, wherein a secondary component of the driving speaker is subtracted from the obtained signal.
The second-order distortion adding device as described in the above.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5019699A JP2000253486A (en) | 1999-02-26 | 1999-02-26 | Secondary distortion imparting device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5019699A JP2000253486A (en) | 1999-02-26 | 1999-02-26 | Secondary distortion imparting device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000253486A true JP2000253486A (en) | 2000-09-14 |
Family
ID=12852404
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5019699A Pending JP2000253486A (en) | 1999-02-26 | 1999-02-26 | Secondary distortion imparting device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000253486A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006135993A (en) * | 2004-11-04 | 2006-05-25 | Tektronix Inc | Linearity corrector and method of compensating nonlinear distortion |
| JP2014138226A (en) * | 2013-01-16 | 2014-07-28 | Onkyo Corp | Sound reproduction device |
-
1999
- 1999-02-26 JP JP5019699A patent/JP2000253486A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006135993A (en) * | 2004-11-04 | 2006-05-25 | Tektronix Inc | Linearity corrector and method of compensating nonlinear distortion |
| JP2014138226A (en) * | 2013-01-16 | 2014-07-28 | Onkyo Corp | Sound reproduction device |
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