JP2000253486A - 二次歪み付加装置 - Google Patents
二次歪み付加装置Info
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- JP2000253486A JP2000253486A JP5019699A JP5019699A JP2000253486A JP 2000253486 A JP2000253486 A JP 2000253486A JP 5019699 A JP5019699 A JP 5019699A JP 5019699 A JP5019699 A JP 5019699A JP 2000253486 A JP2000253486 A JP 2000253486A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 安価なスピーカシステムでも所望のスピーカ
の個性を再現させる。 【解決手段】 Ａ／Ｄ変換器２にてディジタルに変換さ
れた音声信号は、二つに分岐され、一方はそのまま加算
器４に出力され、他方は第１のボルテラフィルタ３を介
して加算器４に入力される。第１の記憶手段３ａには予
め測定した所望のスピーカの二次応答係数が保持されて
おり、第１のボルテラフィルタ３はこの係数に基づき所
望のスピーカの二次成分を生成し、加算器４は所望のス
ピーカの二次成分を付加した音声信号を出力する。
の個性を再現させる。 【解決手段】 Ａ／Ｄ変換器２にてディジタルに変換さ
れた音声信号は、二つに分岐され、一方はそのまま加算
器４に出力され、他方は第１のボルテラフィルタ３を介
して加算器４に入力される。第１の記憶手段３ａには予
め測定した所望のスピーカの二次応答係数が保持されて
おり、第１のボルテラフィルタ３はこの係数に基づき所
望のスピーカの二次成分を生成し、加算器４は所望のス
ピーカの二次成分を付加した音声信号を出力する。
Description
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【0011】
【数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。
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。
【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。
（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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
して示した図である。
【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。
るための図である。
【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。
るための図である。
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
Claims (2)
- 【請求項1】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(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】 - 【請求項2】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請求項１
記載の二次歪み付加装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5019699A JP2000253486A (ja) | 1999-02-26 | 1999-02-26 | 二次歪み付加装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5019699A JP2000253486A (ja) | 1999-02-26 | 1999-02-26 | 二次歪み付加装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000253486A true JP2000253486A (ja) | 2000-09-14 |
Family
ID=12852404
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5019699A Pending JP2000253486A (ja) | 1999-02-26 | 1999-02-26 | 二次歪み付加装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000253486A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006135993A (ja) * | 2004-11-04 | 2006-05-25 | Tektronix Inc | 線形補正器及び非線形歪補償方法 |
| JP2014138226A (ja) * | 2013-01-16 | 2014-07-28 | Onkyo Corp | 音声再生装置 |
-
1999
- 1999-02-26 JP JP5019699A patent/JP2000253486A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006135993A (ja) * | 2004-11-04 | 2006-05-25 | Tektronix Inc | 線形補正器及び非線形歪補償方法 |
| JP2014138226A (ja) * | 2013-01-16 | 2014-07-28 | Onkyo Corp | 音声再生装置 |
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