JP3786036B2 - 残響付与装置、残響付与方法、プログラムおよび記録媒体 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、音響信号に対し各種音響空間の残響効果を付与するための残響付与装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ホールや教会などの音響空間におけるインパルス応答波形を測定し、このインパルス応答波形のサンプリングデータを音響信号に畳み込むことによって、当該音響空間における初期反射音やその後の残響音の効果を付与する装置（以下、残響付与装置という）が提供されている。
音響空間におけるインパルス応答波形のサンプリングデータは、当該音響空間内に設置された音源から発せられたインパルス音やＴＳＰ（Time Stretched Pulse）などの音響測定信号をマイクロホン等により収音し、その後、電気信号に変換した音のアナログ信号波形をサンプリングし必要に応じた処理を行うことにより得ることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、残響時間が長い音響空間においては、インパルス音の発生からしばらく経過した後であってもインパルス音の反射音、残響音が収音されるため、正確な残響空間を再現するためにはインパルス応答波形の時間は長いものとなる。そして、このような残響空間を再現するためには、大量のサンプリングデータを畳み込むための膨大なハードウェアリソースが必要となっていた。
【０００４】
このため、従来は、インパルス応答波形のサンプリングデータをすべて用いた畳み込み演算処理を行うのではなく、インパルス応答波形データのうちインパルス音発生から所定期間内に含まれるデータのみを使った畳み込み演算を行うことにより、初期反射音に係るデータを生成していた。その後の後続反射音（残響音）に係るデータは、別途、人工的に生成したものを後続させて、残響特性付与を行っていた。
しかしながら、この方法においては、初期反射音のデータと後続反射音（残響音）のデータは、音質的に異なるものであるため、初期反射音のデータに残響音のデータを後続させた場合に、接続部分におけるデータのつながりが悪く、聴感上好ましくなかった。従来の方法では、ハードウェアリソースの規模は小さく抑えられるものの、十分な音場効果を表現するには至っていなかった。
【０００５】
本発明は、以上の点を考慮してなされたものであり、簡易な構成により、十分な音場効果を表現することができる残響付与装置、残響付与方法、プログラムおよび記録媒体を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、本発明に係る残響付与装置は、処理対象となる音響信号に対し、インパルス応答波形の一部を表すサンプリングデータのうち第１の所定時間分の波形を表す第１のデータ列をその終了直前のデータ値がフェードアウトするよう補正して畳み込むことにより第１の反射音信号を生成する第１の信号処理手段と、前記音響信号に対し、前記サンプリングデータのうち第２の所定時間分の波形を表す第２のデータ列をその開始直後のデータ値が前記フェードアウトと同じ時間でフェードインするよう補正して畳み込むとともに、畳み込んで生成した信号を巡回型フィルタを用いて繰り返し出力することにより、前記第１の反射音信号に続く第２の反射音信号を生成する第２の信号処理手段と、前記第１の信号処理手段によって生成される前記第１の反射音信号と、前記第２の信号処理手段によって生成される前記第２の反射音信号とを加算して出力する手段であって、前記第２の反射音信号を、前記第１の所定時間よりも前記フェードアウトの時間だけ短い時間遅延させて出力する出力手段と、を具備することを特徴とする。
かかる残響付与装置の構成によれば、処理対象となる音響信号に対し、インパルス応答波形の一部を表すサンプリングデータのうち第１の所定時間分の波形を表す第１のデータ列をその終了直前のデータ値がフェードアウトするよう補正して畳み込むことにより第１の反射音信号を生成することができる。また、処理対象となる音響信号に対し、前記サンプリングデータのうち第２の所定時間分の波形を表す第２のデータ列をその開始直後のデータ値が前記フェードアウトと同じ時間でフェードインするよう補正して畳み込むとともに、畳み込んで生成した信号を巡回型フィルタを用いて繰り返し出力することにより、前記第１の反射音信号に続く第２の反射音信号を生成することができる。そして、第１の反射信号に、第２の反射音信号を、第１の所定時間よりも前記フェードアウトの時間だけ短い時間遅延させて加算したものを残響付与した信号として出力することができる。このため、処理対象となる音響信号に対してインパルス応答のデータをすべて畳み込む必要がなく残響効果を付与することができるとともに、第１の反射恩信号と第２の反射音信号とがクロスフェードされて出力されるため、第１の反射音信号に係る音質から第２の反射音信号に係る音質にいきなり変化することがなく、聴感上不自然な状況は生じない。
【０００９】
また、本発明に係る残響付与装置は、処理対象となる音響信号に対し、インパルス応答波形の一部を表すサンプリングデータのうち第１の所定時間分の波形を表す第１のデータ列を畳み込むことにより第１の畳み込み信号を生成するとともに、前記サンプリングデータのうち第２の所定時間分の波形を表す第２のデータ列をその終了直前のデータ値がフェードアウトするよう補正して前記音響信号に畳み込むことにより第２の畳み込み信号を生成し、前記第１の畳み込み信号に前記第２の畳み込み信号を後続させることにより、第１の反射音信号を生成する第１の信号処理手段と、前記第１の信号処理手段において、前記第２のデータ列を畳み込むことにより得られる信号を、巡回型フィルタを用いて繰り返し出力することにより、前記第１の反射音信号に続く第２の反射音信号であって、該反射音信号の開始直後の信号レベルが前記フェードアウトと同じ時間でフェードインするよう処理された反射音信号を生成する第２の信号処理手段と、前記第１の信号処理手段によって生成される前記第１の反射音信号と、前記第２の信号処理手段によって生成される前記第２の反射音信号とを加算して出力する手段であって、前記第２の反射音信号を、前記第１の所定時間と前記第２の所定時間を加算した値よりも前記フェードアウトの時間だけ短い時間遅延させて出力する出力手段と、を具備することを特徴としてもよい。
【００１１】
さらに、第１の反射音信号と第２の反射音信号との合成信号を出力するにあたり、第１の反射音信号と第２の反射音信号のいずれかあるいは双方の信号レベルを調整するような手段を有することとしてもよい。
このような態様によれば、残響付与処理された出力信号においては、第１の反射音信号に係る音質から第２の反射音信号に係る音質および音量も自然に変化することとなり、聴感上より自然なものとなる。
【００１２】
信号レベルの調整を行うにあたっては、第１の反射音信号の第１の所定時間に含まれる信号のレベル値と、第２の反射音信号の所定時間に含まれる信号のレベル値に応じてレベル調整を行うようにするのが好ましい。
【００１３】
本発明に係る残響付与方法は、処理対象となる音響信号に対し、インパルス応答波形の一部を表すサンプリングデータのうち第１の所定時間分の波形を表す第１のデータ列をその終了直前のデータ値がフェードアウトするよう補正して畳み込むことにより第１の反射音信号を生成する第１の信号処理過程と、前記音響信号に対し、前記サンプリングデータのうち第２の所定時間分の波形を表す第２のデータ列をその開始直後のデータ値が前記フェードアウトと同じ時間でフェードインするよう補正して畳み込むとともに、畳み込んで生成した信号を巡回型フィルタを用いて繰り返し出力することにより、前記第１の反射音信号に続く第２の反射音信号を生成する第２の信号処理過程と、前記第１の信号処理過程によって生成される前記第１の反射音信号と、前記第２の信号処理過程によって生成される前記第２の反射音信号とを加算して出力する過程であって、前記第２の反射音信号を、前記第１の所定時間よりも前記フェードアウトの時間だけ短い時間遅延させて出力する出力過程と、を具備することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明に係る残響付与方法は、処理対象となる音響信号に対し、インパルス応答波形の一部を表すサンプリングデータのうち第１の所定時間分の波形を表す第１のデータ列を畳み込むことにより第１の畳み込み信号を生成するとともに、前記サンプリングデータのうち第２の所定時間分の波形を表す第２のデータ列をその終了直前のデータ値がフェードアウトするよう補正して前記音響信号に畳み込むことにより第２の畳み込み信号を生成し、前記第１の畳み込み信号に前記第２の畳み込み信号を後続させることにより、第１の反射音信号を生成する第１の信号処理過程と、前記第１の信号処理過程において、前記第２のデータ列を畳み込むことにより得られる信号を、巡回型フィルタを用いて繰り返し出力することにより、前記第１の反射音信号に続く第２の反射音信号であって、該反射音信号の開始直後の信号レベルが前記フェードアウトと同じ時間でフェードインするよう処理された反射音信号を生成する第２の信号処理過程と、前記第１の信号処理過程によって生成される前記第１の反射音信号と、前記第２の信号処理過程によって生成される前記第２の反射音信号とを加算して出力する過程であって、前記第２の反射音信号を、前記第１の所定時間と前記第２の所定時間を加算した値よりも前記フェードアウトの時間だけ短い時間遅延させて出力する出力過程と、を具備することを特徴としてもよい。
【００１５】
本発明に係るプログラムは、コンピュータを、処理対象となる音響信号に対し、インパルス応答波形の一部を表すサンプリングデータのうち第１の所定時間分の波形を表す第１のデータ列をその終了直前のデータ値がフェードアウトするよう補正して畳み込むことにより第１の反射音信号を生成する第１の信号処理手段と、前記音響信号に対し、前記サンプリングデータのうち第２の所定時間分の波形を表す第２のデータ列をその開始直後のデータ値が前記フェードアウトと同じ時間でフェードインするよう補正して畳み込むとともに、畳み込んで生成した信号を巡回型フィルタを用いて繰り返し出力することにより、前記第１の反射音信号に続く第２の反射音信号を生成する第２の信号処理手段と、前記第１の信号処理手段によって生成される前記第１の反射音信号と、前記第２の信号処理手段によって生成される前記第２の反射音信号とを加算して出力する手段であって、前記第２の反射音信号を、前記第１の所定時間よりも前記フェードアウトの時間だけ短い時間遅延させて出力する出力手段として機能させるためのプログラムであることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明に係るプログラムは、コンピュータを、処理対象となる音響信号に対し、インパルス応答波形の一部を表すサンプリングデータのうち第１の所定時間分の波形を表す第１のデータ列を畳み込むことにより第１の畳み込み信号を生成するとともに、前記サンプリングデータのうち第２の所定時間分の波形を表す第２のデータ列をその終了直前のデータ値がフェードアウトするよう補正して前記音響信号に畳み込むことにより第２の畳み込み信号を生成し、前記第１の畳み込み信号に前記第２の畳み込み信号を後続させることにより、第１の反射音信号を生成する第１の信号処理手段と、前記第１の信号処理手段において、前記第２のデータ列を畳み込むことにより得られる信号を、巡回型フィルタを用いて繰り返し出力することにより、前記第１の反射音信号に続く第２の反射音信号であって、該反射音信号の開始直後の信号レベルが前記フェードアウトと同じ時間でフェードインするよう処理された反射音信号を生成する第２の信号処理手段と、前記第１の信号処理手段によって生成される前記第１の反射音信号と、前記第２の信号処理手段によって生成される前記第２の反射音信号とを加算して出力する手段であって、前記第２の反射音信号を、前記第１の所定時間と前記第２の所定時間を加算した値よりも前記フェードアウトの時間だけ短い時間遅延させて出力する出力手段として機能させるためのプログラムであることを特徴とするものであってもよい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
次に本発明の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００１８】
Ａ：第１実施形態
Ａ１：構成
図１は、この発明の一実施形態である残響付与装置１００の構成図である。
図１に示すように、残響付与装置１００は、操作部１、コントローラ２、入力部３、出力部４、ＤＳＰ５、音源６を備え、各部はバス９を介して接続されている。
【００１９】
入力部３にはマイクロホンＭＩＣが接続され、ユーザは、残響付与の処理対象となる音響信号を、マイクロホンＭＩＣを介して入力部３に供給する。入力部３は、供給された音響信号を所定のサンプリング周期でＡ／Ｄ（ディジタル／アナログ）変換したものをコントローラ２に出力する。
音源６は、所定の音響信号を発生する機能を有し、ユーザは、音源６から出力される音響信号に対して残響効果を付与することもできるようになっている。
【００２０】
出力部４にはスピーカＳＰが接続されている。出力部４は、コントローラ２の制御下、残響付与処理が行われたディジタル信号をＤ／Ａ（ディジタル／アナログ）変換し、スピーカＳＰに出力する。スピーカＳＰは残響付与処理された音響信号（アナログ信号）を外部出力する。
【００２１】
操作部１には、操作キーや液晶パネルが配置され、ユーザは操作部１の操作キーを操作して、具体的な残響付与処理の指示をする。操作部１は、ユーザが操作した操作キーの内容をコントローラ２に出力する。
コントローラ２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を備え、ユーザの指示に基づき、残響付与装置１００の各部を制御し、残響付与に係る各種処理を実行する。また、コントローラ２は、メモリを備えており、メモリには残響付与に係る制御プログラムが予め格納されている。
【００２２】
ＤＳＰ５は、コントローラ２の制御下において、具体的な残響付与処理を実行する。
図２は、ＤＳＰ５の構成を示す図であり、このようにＤＳＰ５は、残響データメモリ１０７と、残響付与部１２０から構成される。
【００２３】
残響データメモリ１０７には、各種音響空間におけるインパルス応答波形のサンプリングデータが格納される。インパルス応答波形のサンプリングデータは、実測やシミュレーションを行うことにより予め求められている。
図３は、インパルス応答波形のサンプリングデータの一例を模式的に示したものである。図３において、横軸は時間、縦軸は信号レベルを示し、サンプリング時間をＴＳとしている。ここで、本実施形態に係る残響データメモリ１０７には、インパルス応答波形のすべてのサンプリングデータが格納されるのではなく、サンプリングデータのうちの一部が格納されている。より具体的には、インパルス音発生時（０秒）から所定期間（たとえば、０〜０．２秒）の期間Ｔ１に含まれるデータ列Ｄ１と、別の所定期間（たとえば、０．３〜０．６秒）の期間Ｔ２に含まれるデータ列Ｄ２が残響データメモリ１０７に格納されている。図３に例示したように、データ列Ｄ１とデータ列Ｄ２とは、もとのインパルス応答波形において互いに不連続な関係になっている。
【００２４】
さらに詳述すると、データ列Ｄ１とデータ列Ｄ２がそのままの状態で残響データメモリ１０７に格納されるのではなく、データ列Ｄ１とデータ列Ｄ２の各々に対し、所定のデータ補正を行ったもの（これを、データ列Ｄ１´，データ列Ｄ２´と記述する）が、残響データメモリ１０７に格納される。データ列Ｄ１，Ｄ２に補正を行う理由は、残響効果付与を施した信号を、聴感上より自然なものとするためである。この具体的なデータ補正の内容は後述する。
【００２５】
再び図２に戻り、ＤＳＰ５の構成説明を行う。
残響付与部１２０は、供給される音響信号（サンプリングデータ）に対し、具体的に残響効果付与処理を行う。図４は、残響付与部１２０の構成図であるが、このように、残響付与部１２０は、畳み込み演算部１２１、畳み込み演算部１２２、合成部１２３、遅延器１２４、フィルタ１２５を備えている。
【００２６】
畳み込み演算部１２１は、供給される音響信号のサンプリングデータに対し、残響データメモリ１０７に格納されるデータ列Ｄ１´を畳み込む演算処理を行う。畳み込み演算部１２１は、データ列Ｄ１´を畳み込んだ信号を、初期反射音信号Ｓ１２１として出力する。
図５に示すように、畳み込み演算部１２１は、遅延器１２１Ｄ−１、１２１Ｄ−２、……、１２１Ｄ−（ｍ−１）、乗算器１２１Ａ−０、１２１Ａ−１、１２１Ａ−２、……、１２１Ａ−（ｍ−１）、加算器１２１Ｋ−１、１２１Ｋ−２、……、１２１Ｋ−（ｍ−１）から構成されており、ｍ段の畳み込み演算処理を行う。
遅延器１２１Ｄ−１、１２１Ｄ−２、……、１２１Ｄ−（ｍ−１）の各遅延時間は、インパルス応答波形のサンプリング時間Ｔｓに対応する。ここで、各遅延器の遅延時間の総和をＴ１２１とする。また、乗算器１２１Ａ−０、１２１Ａ−１、１２１Ａ−２、……、１２１Ａ−（ｍ−１）の各乗算係数として、残響データメモリ１０７内の初期反射音用データ列Ｄ１´（Ｌａ１、Ｌａ２、……）を設定する。具体的には、乗算器１２１Ａ−０の乗算係数として初期反射音用データＬａ１、乗算器１２１Ａ−１の乗算係数として初期反射音用データＬａ２、……、というように設定し、乗算器１２１Ａ−（ｍ−１）の乗算係数として初期反射音用データＬａｍを設定する。
【００２７】
畳み込み演算部１２２は、音響信号のサンプリングデータに対し、残響データメモリ１０７に格納されるデータ列Ｄ２´を畳み込む演算処理を行う。畳み込み演算部１２２は、データ列Ｄ２´を畳み込んだ信号を、後部反射音信号Ｓ１２２として出力する。
図６に示すように、畳み込み演算部１２２は、遅延器１２２Ｄ−１、１２２Ｄ−２、……、１２２Ｄ−（ｎ−１）、乗算器１２２Ａ−０、１２２Ａ−１、１２２Ａ−２、……、１２２Ａ−（ｎ−１）、加算器１２２Ｋ−１、１２２Ｋ−２、……、１２２Ｋ−（ｎ−１）から構成されており、ｎ段の畳み込み演算処理を行う。
遅延器１２２Ｄ−１、１２２Ｄ−２、……、１２２Ｄ−（ｎ−１）の各遅延時間は、インパルス応答波形のサンプリング時間Ｔｓに対応する。ここで、各遅延器の遅延時間の総和をＴ１２２とする。また、乗算器１２２Ａ−０、１２２Ａ−２、……、１２２Ａ−（ｎ−１）の各乗算係数として、残響データメモリ１０７内の後部残響音用データ列Ｄ２´（Ｌｂ１、Ｌｂ２、……）を設定する。具体的には、乗算器１２２Ａ−０の乗算係数として後部残響音用データＬｂ１、乗算器１２２Ａ−１の乗算係数として後部残響音用データＬｂ２、……、というように設定し、乗算器１２２Ａ−（ｎ−１）の乗算係数として後部残響音用データＬｂｎを設定する。
【００２８】
図４に戻り、残響付与部１２０の構成説明を行う。
遅延器１２４は、畳み込み演算部１２２から供給される後部反射信号Ｓ１２２を、所定時間Ｔ１２４だけ遅延させてフィルタ１２５に出力する。ここで、従来の残響付与装置においては、畳み込み演算部１２１から出力される初期反射音信号Ｓ１２１に、畳み込み演算部１２２から出力される後部反射音信号Ｓ１２２を単純に後続させるような合成処理を行っていたため、遅延器１２４の遅延時間Ｔ１２４は、時間長Ｔ１２１、すなわち、データ列Ｄ１（データ列Ｄ１´）の時間長（上掲図３における期間Ｔ１に相当する時間：０．２秒）に対応するものとなっていた。
本実施形態においては従来とは異なり、遅延器１２４の遅延時間Ｔ１２４は、時間長Ｔ１２１よりも所定時間αだけ短くした値（Ｔ１２４＝Ｔ１２１−α）となっている点が特徴的である。この遅延時間Ｔ１２４の値の意味については後述する。
【００２９】
フィルタ１２５は、フィードバックループを有する巡回型フィルタであり、本実施形態では図４に示すような櫛型フィルタ（Combフィルタ）を採用する。より詳細に説明すると、フィルタ１２５は、図４に示すように、遅延器１２５Ｄ、１２５ＩＤ、ローパスフィルタ１２５Ｌ、増幅器１２５Ａ、１２５ＧＡ、および加算器１２５Ｋから構成されるフィルタ１２５Ｆを、１２５Ｆ−１、１２５Ｆ−２、……、１２５Ｆ−ｐとｐ段並列に接続したものである。ここで、遅延器１２５ＩＤは、フィルタ１２５Ｆ−１の入力信号に対して所定遅延を与えるイニシャルディレイとしての役割を担っている。また、増幅器１２５ＧＡは、フィルタ１２５Ｆ−１の出力信号全体のレベル調整を行う。なお、ローパスフィルタは高域を減衰させるものであればよく、シェルビングフィルタを用いてもよい。
図７は、フィルタ１２５Ｆ−１に１つのパルス信号が供給された場合の出力信号を模式的に示した図である。図７に示すように、フィルタ１２５Ｆ−１の出力信号は、遅延器１２５Ｄによる遅延時間Ｔ１２５ごとにデータが後続された信号となっており、増幅器１２５Ａの増幅係数を１未満の数に調整しておけば、図７に示すように繰り返し減衰する特性を有する信号をフィルタ１２５Ｆ−１から出力させることができる。
ここで、フィルタ１２５Ｆ−１を構成するローパスフィルタ１２５Ｌは、所定の周波数以上の高周波信号成分を除去する機能を有する。よって、各段のフィルタ１２５Ｆ−１、１２５Ｆ−２、……、１２５Ｆ−ｐを構成するローパスフィルタのフィルタ係数および、各段のフィルタを構成する増幅器の増幅係数を調整することにより、たとえば高周波の信号ほど残響時間が短くなるという音響特性を再現することができる。
【００３０】
図８は、畳み込み演算部１２２にパルス信号が供給されたときの出力信号Ｓ１２２、各フィルタ１２５Ｆ−１、１２５Ｆ−２、……、１２５Ｆ−ｐのそれぞれの出力信号Ｓ１２５−１、Ｓ１２５−２、……、Ｓ１２５−ｐおよびフィルタ１２５の出力信号Ｓ１２５の関係を模式的に示したものである。
畳み込み演算部１２２から得られる信号Ｓ１２２は、各フィルタ１２５Ｆ−１、１２５Ｆ−２、……、１２５Ｆ−ｐに供給され、次いで、各フィルタからは、当該フィルタの周波数帯域に応じた信号成分が繰り返し減衰しながら出力される。そして、各フィルタの出力信号Ｓ１２５−１、Ｓ１２５−２、……、Ｓ１２５−ｐの合成信号Ｓ１２５がフィルタ１２５から出力されることになる。このような結果、図８に示すように、畳み込み演算部１２２から得られる信号Ｓ１２２の時間長（期間）Ｔ１２２に比較し、期間が長い（Ｔ１２５＞Ｔ１２２）減衰信号Ｓ１２５をフィルタ１２５において生成、出力させることができる。以下、この減衰信号Ｓ１２５を残響音信号Ｓ１２５と記述する。
また、説明の便宜上、図８においては、各フィルタ１２５Ｆ−１、１２５Ｆ−２、……、１２５Ｆ−ｐの出力信号Ｓ１２５−１、Ｓ１２５−２、……、Ｓ１２５−ｐについて同様の信号形としているが、実際には各フィルタ１２５Ｆ−１、１２５Ｆ−２、……、１２５Ｆ−ｐのフィルタ係数の値により、出力信号Ｓ１２５−１、Ｓ１２５−２、……、Ｓ１２５−ｐの信号形（減衰する傾きや期間等）は異なるものとなる。
【００３１】
図４に戻り、残響付与部１２０の各部の説明を行う。
合成部１２３は、畳み込み演算部１２１から出力される初期反射音信号Ｓ１２１と、フィルタ１２５から出力される残響音信号Ｓ１２５を加算した信号Ｓ１２３を出力する手段である。この信号Ｓ１２３が、ＤＳＰ５から、残響付与処理結果として出力される。
図９は、合成部１２３に供給される初期反射音信号Ｓ１２１、残響音信号Ｓ１２５の時間関係を模式的に示したものである。ここでは説明便宜のため、信号Ｓ１２３の内容も併せて示している。
上述したように、遅延部１２４は、畳み込み演算部１２２から出力される後部反射音信号Ｓ１２２を時間Ｔ１２４だけ遅延し、その後、フィルタ１２５は、この後部反射音信号Ｓ１２２をもととして残響音信号Ｓ１２５を生成する。よって、フィルタ１２５での信号処理に要する時間が、遅延時間Ｔ１２４に比較して無視できる値とすれば、図９に示したように、合成部１２３に初期反射音信号Ｓ１２１が供給されてから時間Ｔ１２４だけ経過後、残響音信号Ｓ１２５が供給され始めることになる。そして、遅延時間Ｔ１２４は、初期反射音信号Ｓ１２１の時間長Ｔ１２１よりも短い値（Ｔ１２４＝Ｔ１２１−α）であるから、初期反射音信号Ｓ１２１と残響音信号Ｓ１２５がオーバーラップする期間Ｔαが必ず生じることとなる。
【００３２】
図９に示したように、合成部１２３で生成される合成信号Ｓ１２３は、３つの部分、すなわち信号Ｓ１２３−１、信号Ｓ１２３−２、信号Ｓ１２３−３から構成されている。このうち、信号Ｓ１２３−１は、初期反射音信号Ｓ１２１のみに基づく信号であり、信号Ｓ１２３−３は、残響音信号Ｓ１２５のみに基づく信号である。そして、信号Ｓ１２３−２は、初期反射音信号Ｓ１２１と残響音信号Ｓ１２５の双方が混在する合成信号となっている。このように、合成部１２３から出力される信号Ｓ１２３は、初期反射音信号Ｓ１２１と残響音信号Ｓ１２５とが混在する信号Ｓ１２３−２を有しているので、信号の性質（音質）が初期反射音信号Ｓ１２１から残響音信号Ｓ１２５のものにいきなり変化することはない。このため、ＤＳＰ５から出力信号される信号Ｓ１２３を、その後、出力部４を介してスピーカＳＰから出力させた場合においても、従来のように、音質がいきなり変化してしまい、聴感上不自然になるような状況は起こらない。より具体的には、初期反射音信号Ｓ１２１に基づく音質から、残響音信号Ｓ１２５に基づく音質に徐々に変化することとなる。
特に、本実施形態においては、畳み込み演算部１２１において畳み込まれるデータ列Ｄ１と、畳み込み演算部１２２において畳み込まれるデータ列Ｄ２は、もとのインパルス応答データにおいて連続した関係にないため、初期反射音信号Ｓ１２１の音質と、後部反射音信号Ｓ１２２から生成される残響音信号Ｓ１２５に係る音質とは異なる可能性が高い。しかし、かかる場合においても、本実施形態に係る残響付与装置１００によれば、従来のように音質がいきなり変化するようなことは起こらず、音質が徐々に変化していくように合成処理が行われるため、聴感上自然な残響特性を付与することができる。なお、データ列Ｄ１とデータ列Ｄ２のもとのインパルス応答における関係は任意であり、たとえば、時間的に連続した関係、時間的に一部重複部分がある関係、時間的に全て重複した関係（すなわち同一の関係）のいずれであってもよい。
【００３３】
以上が、本実施形態に係る残響付与装置１００の概要である。上述したように、本実施形態に係る残響付与装置１００の最大の特徴は、初期反射音信号Ｓ１２１と、残響音信号Ｓ１２５を合成する際に、従来のように初期反射音信号Ｓ１２１の後ろに残響音信号Ｓ１２５をそのまま後続させるのではなく、初期反射音信号Ｓ１２１と残響音信号Ｓ１２５の接続部分に、初期反射音信号Ｓ１２１と残響音信号Ｓ１２５をオーバーラップさせる部分を設ける点にある。
【００３４】
ところで、本実施形態に係る残響付与装置１００においては、初期反射音信号Ｓ１２１に残響音信号Ｓ１２５を後続させる処理を行うにあたり、さらなる聴感上の音質の変化が自然になるように、インパルス応答波形のデータ列Ｄ１、Ｄ２に対する補正を行っている。以下、データ列Ｄ１、Ｄ２に対する補正内容について詳述する。
【００３５】
Ａ２：インパルス応答波形のデータ列Ｄ１、Ｄ２に対する補正
図１０は、インパルス応答波形におけるデータ列Ｄ１（破線）と、データ補正を行った後のデータ列Ｄ１´の内容を模式的に示したものである。時間軸は、データ列Ｄ１（Ｄ１´）の開始時を基準時間（０秒）として示している。
図１０に示したように、データ列Ｄ１に対する補正は、データ列Ｄ１の終了直前の所定時間（本実施形態においては時間α）に含まれるデータ部分について行われる。具体的には、データ列Ｄ１の終了直前のデータ値について、データ値がだんだん減少していくように、すなわち、データ値がフェードアウトしていくように、補正（フェードアウト補正）される。
ここで、データ列Ｄ１´のフェードアウト態様は任意であり、たとえば１次関数で与えられる値に沿ってデータ値が単調減少するようにフェードアウトしていってもよく、対数関数など他の関数で与えられる値に沿うようにしてもよい。出願人が行ったシミュレーション実験によれば、ｙ＝ｌｏｇ（ａ×ｘ＋ｂ）（ｘはデータ列Ｄ１の値、ｙはデータ列Ｄ１´の値、ａ、ｂは所定の定数）という対数関数を用いた場合に、聴感上好ましい残響効果付与を実現できることがわかった。
【００３６】
図１１は、インパルス応答波形におけるデータ列Ｄ２（破線）と、データ補正を行った後のデータ列Ｄ２´の内容を模式的に示したものである。時間軸は、データ列Ｄ２（Ｄ２´）の開始時を基準時間（０秒）として示している。
図１１に示したように、データ列Ｄ２に対する補正は、データ列Ｄ２の開始直後の所定時間（本実施形態においては時間α）に含まれるデータ部分について行われる。具体的には、データ列Ｄ２の開始直後のデータ値について、データ値が０値からだんだん増加していくように、すなわち、データ値がフェードインしていくように、補正（フェードイン補正）される。
ここで、データ列Ｄ２´のフェードイン態様は任意であり、たとえば１次関数で与えられる値に沿ってデータ値が単調増加するようにフェードインしていってもよく、他の関数で与えられる値に沿うようにしてもよい。
【００３７】
図１２は、残響データメモリ１０７に格納される具体的なデータ内容を模式的に示すものである。図１２は、インパルス音発生時を基準としたときの時間の情報と、データ列Ｄ１´（データＬａ１、Ｌａ２、……、Ｌａｍ）およびデータ列Ｄ２´（データＬｂ１、Ｌｂ２、……、Ｌｂｎ）の値とが対応付けて格納した例を示したが、時間の情報を省略して、サンプリング時間ＴＳ毎の時系列データとしてデータ列Ｄ１´およびデータ列Ｄ２´の値を格納するようにしてもよい。
ここで、データ列Ｄ１´およびデータ列Ｄ２´の値は、インパルス応答波形のサンプリングデータ値に対応する値を格納してもよく、インパルス応答波形のサンプリングデータのあるレベルで規格化した値を格納するようにしてもよい。
【００３８】
このようにして、残響データメモリ１０７に格納されるデータ列Ｄ１´は、畳み込み演算部１２１において、処理対象となる音響信号に畳み込まれる処理が行われ、初期反射音信号Ｓ１２１が生成される。図１３は、初期反射音信号Ｓ１２１を模式的に示した図であるが、このように畳み込み演算の終了前のα時間においては、フェードアウト処理されたデータ列Ｄ１´が畳み込まれるため、初期反射音信号Ｓ１２１の終了前のα時間部分もフェードアウト処理されたものとなっている。
また、残響データメモリ１０７に格納されるデータ列Ｄ２´は、畳み込み演算部１２２において、処理対象となる音響信号に畳み込まれる処理が行われ、後部反射音信号Ｓ１２２が生成される。図１４は、後部反射音信号Ｓ１２２を模式的に示した図であるが、このように畳み込み演算の開始後のα時間においては、フェードイン処理されたデータ列Ｄ２´が畳み込まれるため、後部反射音信号Ｓ１２２の開始後のα時間部分もフェードイン処理されたものとなっている。
【００３９】
後部反射音信号Ｓ１２２はその後、フィルタ１２５において、くりかえし減衰されながら残響音信号Ｓ１２５として出力される。図１５は、残響音信号Ｓ１２５の内容を模式的に示した図であるが、畳み込み演算部１２２からフィルタ１２５に供給される後部反射音信号Ｓ１２２そのものがフェードイン処理された形となっており、残響音信号Ｓ１２５もフェードイン処理されたものとなっている。
【００４０】
以上のようにして、畳み込み演算部１２１からフェードアウト処理された初期反射音信号Ｓ１２１、フィルタ１２５からフェードイン処理された残響音信号Ｓ１２５が出力され、これらの２つの信号Ｓ１２１、Ｓ１２５は、合成部１２３に供給される。
図１６は、合成部１２３に供給される初期反射音信号Ｓ１２１、残響音信号Ｓ１２５を模式的に示したものである。上述したように、合成部１２３に初期反射音信号Ｓ１２１が供給され始めてから、遅延器１２４の遅延時間Ｔ１２４だけ遅れて、残響音信号Ｓ１２５が供給され始める。そして、遅延器１２４の遅延時間Ｔ１２４は、初期反射音信号Ｓ１２１の時間長Ｔ１２１よりも所定時間（α時間）だけ小さい値になっている（Ｔ１２４＝Ｔ１２１−α）。すなわち、図１６に示すように、初期反射音信号Ｓ１２１のフェードアウト処理がされた部分（初期反射音信号Ｓ１２１の終了直前のα時間）と、残響音信号Ｓ１２５のフェードイン処理がされた部分（残響音信号Ｓ１２５の開始直後のα時間）とがちょうどオーバーラップするようになる。このオーバーラップする期間を、期間Ｔαとして示す（図１６参照）。
【００４１】
このように、本実施形態に係る残響付与装置１００によれば、初期反射音に係る初期反射音信号Ｓ１２１と、後部反射音に係る残響音信号Ｓ１２５を合成する際に、従来のように初期反射音信号Ｓ１２１の後ろに残響音信号Ｓ１２５をそのまま後続させるのではなく、初期反射音信号Ｓ１２１と残響音信号Ｓ１２５の接続部分に、初期反射音信号Ｓ１２１と残響音信号Ｓ１２５をオーバーラップさせる期間Ｔαが設けられる。さらに、オーバーラップ期間Ｔαにおいては、初期反射音信号Ｓ１２１はフェードアウト処理、残響音信号Ｓ１２５はフェードイン処理がされた状態になっているため、結果、初期反射音信号Ｓ１２１と残響音信号Ｓ１２５とはクロスフェード合成されることとなり、合成信号Ｓ１２３においては、音質の変化がより自然な滑らかなものとなる効果を奏する。
【００４２】
ところで、初期反射音信号Ｓ１２１に残響音信号Ｓ１２５を後続させる処理を行うにあたり、実際には、音質だけでなく、音響信号のレベル（音量）までを考慮する必要がある。図１６に示すように、初期反射音信号Ｓ１２１と、残響音信号Ｓ１２５の全体の信号レベルに大差がない場合は、かかる２つの信号を合成した場合においても、音響信号のレベル（音量）変化が不自然なものとなることはない。
しかし、もとのインパルス応答波形データにおける、データ列Ｄ１とデータ列Ｄ２の時間位置が大きく離れていたような場合、図１７に示すように、初期反射音信号Ｓ１２１と、残響音信号Ｓ１２５の全体の信号レベルに大きな差が生じる場合も想定される。この場合、合成信号Ｓ１２３は、図１８に示すように、信号レベル（音量）の変化が不自然となり、聴感上の問題が生じることとなる。
本実施形態においては、かかる音量の問題も考慮し、音量の面でも聴感上不自然な状況とならないよう、合成部１２３において、初期反射音信号Ｓ１２１と残響音信号Ｓ１２５の各々に対する信号レベルの調整処理を行っている。以下に、この信号レベルの調整処理の内容を説明する。
【００４３】
Ａ３：レベル調整処理
はじめに、合成部１２３の構成を説明する。図１９は、合成部１２３の構成図であり、合成部１２３は、レベル調整部１２３Ａと、加算器１２３Ｃを備えている。このうち、レベル調整部１２３Ａは２つの増幅器１２３Ａ−１，１２３Ａ−２から構成されている。増幅器１２３Ａ−１には初期反射音信号Ｓ１２１、増幅器１２３Ａ−２には残響音信号Ｓ１２５が供給され、それぞれ所定の増幅率により信号全体の増幅処理が行われる。
【００４４】
本実施形態においては、コントローラ２の制御下において、インパルス応答波形データの値に基づき、増幅器１２３Ａ−１，１２３Ａ−２の増幅率Ｇ１，Ｇ２が予め決定されている。以下に、増幅率Ｇ１，Ｇ２の値の決定方法を説明する。
図２０は、インパルス応答波形データのうち、所定期間ＴＤ１に含まれるデータ列Ｄ１および補正後のデータＤ１´の内容、および、所定期間ＴＤ２に含まれるデータ列Ｄ２および補正後のデータＤ２´の内容を模式的に示したものである。説明の便宜上、図２０における時間軸は、合成部１２３に供給される初期反射音信号Ｓ１２１と残響音信号Ｓ１２５のタイミングに対応するように表示している。
【００４５】
図２０において、まず、データ列Ｄ１における終了直前の微小期間β（β＜α）に含まれるデータ列Ｄ１のデータのレベル、またはパワーの総和値ＳＵＭ１と、データ列Ｄ２において、データ列Ｄ２の開始からα時間経過後の微小期間βに含まれるデータ列Ｄ２のデータのレベル、またはパワーの総和値ＳＵＭ２を求めることができる。なお、データのレベル、またはパワーの総和値は、直流成分を除去したデータ値に基づいて算出するようにしてもよい。
このようにして求められる値ＳＵＭ１，ＳＵＭ２の値から、以下の式を用いて増幅器１２３Ａ−１および増幅器１２３Ａ−２の増幅率Ｇ１，Ｇ２が決定される。
【００４６】
Ｇ２／Ｇ１＝ＳＵＭ１／ＳＵＭ２……（１）
【００４７】
図２１は、上式（１）から決定された増幅率Ｇ１，Ｇ２を用いた場合の増幅器１２３Ａ−１，１２３Ａ−２の初期反射音信号Ｓ１２１´と残響音信号Ｓ１２５´を模式的に示すものである。また破線は、初期反射音信号Ｓ１２１´と残響音信号Ｓ１２５´を合成部１２３により合成した信号Ｓ１２３を示すものである。上掲図１８に示した信号Ｓ１２３に比較して、信号レベル（音量）のつながりが自然なものになっている。
このように、レベル調整部１２３Ａの機能により、初期反射音信号Ｓ１２１に残響音信号Ｓ１２５を合成処理をする場合においても、音質だけでなく、音響信号のレベル（音量）についても聴感上不自然な状況とならない効果が奏される。
【００４８】
以上説明したように、本発明に係る残響付与装置１００においては、インパルス応答波形のサンプリングデータのうち、所定期間（たとえばインパルス音発生から０．２秒までの期間）に含まれるサンプリングデータを畳み込み演算部１２１において畳み込むことにより初期反射音に係る初期反射音信号Ｓ１２１を生成する。このため、音響空間を特徴付ける初期反射音については、インパルス応答波形のデータ内容を忠実に再現することができ、十分な音響特性を表現することができる。
また、インパルス応答波形のサンプリングデータのうち、別の所定期間（たとえば０．３〜０．６秒）に含まれるサンプリングデータを畳み込み演算部１２２において畳み込むとともに、その結果得られる信号をフィルタ１２５において減衰させながら繰り返し出力することにより後部反射音に残響効果を付した残響音信号Ｓ１２５を生成することができる。よって、インパルス応答波形のサンプリングデータをすべて畳み込む必要がいらないため、膨大なハードウェアリソースを必要としない。
ここで、合成部１２３において、初期反射音に係る初期反射音信号Ｓ１２１と、後部残響音に係る残響音信号Ｓ１２５を合成する際には、２つの信号がオーバーラップする期間Ｔαが設けられるため、合成信号Ｓ１２３においては、初期反射音信号Ｓ１２１から残響音信号Ｓ１２５にいきなり変化するようなことがなく、合成信号Ｓ１２３を音響信号として出力した場合に、音質が突然変化するような聴感上不自然な状況は生じない。さらに、期間Ｔαにおいて、初期反射音信号Ｓ１２１と残響音信号Ｓ１２５とがクロスフェードされるように、畳み込み演算部１２１，１２２において畳み込まれる乗算係数の補正が行われている。このため、合成信号Ｓ１２３においては、初期反射音信号Ｓ１２１から残響音信号Ｓ１２５に徐々に変化することとなり、合成信号Ｓ１２３を音響信号として出力した場合に、音質の変化がより滑らかなものとなる効果を奏する。
また、合成部１２３においては、２つの信号Ｓ１２１，Ｓ１２２のレベル調整が行われた上で、合成処理が行われる。このため、合成信号Ｓ１２３を音響信号として出力した場合に、音質のみならず音量の変化も聴感上滑らかな自然ものとなる効果も奏する。
【００４９】
Ｂ：変形例
以上、本発明の実施形態について説明したが、この実施形態はあくまでも例示であり、本発明の趣旨の範囲内で変形することができる。変形例としては、たとえば以下のようなものが考えられる。
【００５０】
（変形例１）
上述実施形態においては、同一のインパルス応答波形のサンプリングデータにおいて、所定期間Ｔ１，Ｔ２にそれぞれ含まれるデータ列を、データ列Ｄ１，データ列Ｄ２として扱っていたが、これに限らず、データ列Ｄ１，データ列Ｄ２はそれぞれ異なるインパルス応答波形のサンプリングデータに基づくものであってもよい。かかる場合でも、上述実施形態と同様、合成部１２３から出力される信号Ｓ１２３においては、音質、音量ともに滑らかなつながりを有する信号となるので、聴感上も自然な残響特性を付与することができる。
【００５１】
（変形例２）
レベル調整部１２３Ａの増幅率Ｇ１，Ｇ２の決定方法については任意に変形が可能である。たとえば、図２２に示すように、データ列Ｄ２における開始直後の微小期間γ（γ＜α）に含まれるデータ列Ｄ２のデータのレベル、またはパワーの総和値ＳＵＭ４と、データ列Ｄ１において、データ列Ｄ１の開始からＴ１２４時間だけ経過直前の微小期間γに含まれるデータ列Ｄ１のデータのレベル、またはパワーの総和値ＳＵＭ３を求め、以下の式により増幅率Ｇ１，Ｇ２の決定をすることとしてもよい。
【００５２】
Ｇ２／Ｇ１＝ＳＵＭ３／ＳＵＭ４……（２）
【００５３】
この方法によっても、初期反射音に係る初期反射音信号Ｓ１２１と、後部反射音に係る残響音信号Ｓ１２５を合成して得られる合成信号Ｓ１２３のデータのレベル値のつながりが自然なものになり、上述実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００５４】
（変形例３）
フィルタ１２５の構成も任意に変形可能である。たとえば、フィルタ１２５の後段にさらに複数のオールパスフィルタ（ＡＰＦ）を直列あるいは並列に加える構成として、フィルタ１２５から出力される信号の位相を調整するようにしてもよい。
あるいは、フィルタ１２５の後段にマルチタップディレイを加え、フィルタ１２５から出力される信号に対して、時間密度の調整を行うようにしてもよい。
【００５５】
（変形例４）
残響付与装置１００の構成自体も任意に変形可能である。例えば図２４に示すように、畳み込み演算部１２１から出力される初期反射音信号Ｓ１２１を、フィルタ１２５においてくりかえし減衰させながら出力することにより後部反射音に係る残響音信号Ｓ１２５を生成することとしてもよい。
本変形例においては、上述実施形態に係る畳み込み演算部１２２が構成要素として省略できる利点がある一方、フィルタ１２５の出力残響音信号Ｓ１２５の形をフェードイン処理を施したものにする必要がある。
このため、フィルタ１２５におけるフィルタ係数の値を適当な値に調整しておき、フィルタ１２５の出力残響音信号Ｓ１２５の開始直後（α時間の部分）につき、残響音信号Ｓ１２５の信号レベルが０からだんだん増加していくように、すなわち、フェードイン処理がされたような信号形状とすればよい。
このような本変形例の構成とした場合においても、上述第１実施形態と同様、本実施形態においても、初期反射音に係る初期反射音信号Ｓ１２１、後部残響音に係る残響音信号Ｓ１２５を合成するときに、所定期間クロスフェードを行うようにした合成処理を行うことができる。このため、合成信号Ｓ１２３においては、信号（データ）のつながりが悪くなることもなく、音楽的にも自然な残響効果付与を行うことができる。
【００５６】
（変形例５）
また、残響付与装置１００の構成を、図２５に示すように、畳み込み演算部１２２から出力される後部反射音信号Ｓ１２２を、畳み込み演算部１２１から出力される初期反射音信号Ｓ１２１に後続させるようにしてもよい。より具体的には、畳み込み演算部１２２から出力される後部反射音信号Ｓ１２２について、遅延器１２７を介して加算器１２８に供給させ、畳み込み演算部１２１から出力される初期反射音信号Ｓ１２１に後続させる。この場合、畳み込み演算部１２１と畳み込み演算部１２２において畳み込まれるデータ列は、もとのインパルス応答において時間的に連続したデータが用いられる。そして、遅延器１２７の遅延時間Ｔ１２７を、初期反射音信号Ｓ１２１の時間長Ｔ１２１と同じにしておけば、初期反射音信号Ｓ１２１にそのまま後部反射音信号Ｓ１２２が後続された信号Ｓ１２８が、加算器１２８から出力される。ここで、初期反射音信号Ｓ１２１、後部反射音信号Ｓ１２２は、もとのインパルス応答波形のサンプリングデータをそのまま畳み込んで得られる信号であり、インパルス応答波形のデータ内容を忠実に再現した信号の有効利用が図られることになる。
ただし、本変形例においては、畳み込み演算処理部１２２において畳み込まれるデータ列Ｄ２にのみデータ補正を行うことが必要である。具体的にはデータ列Ｄ２の終了直前の所定時間に含まれるデータにおいてだんだんとデータ値が小さくなっていくように、すなわち、フェードアウトしていくようなデータ補正を行えばよい。
一方、上述変形例４と同様、フィルタ１２５におけるフィルタ係数の値を適当な値に調整しておき、フィルタ１２５の出力残響音信号Ｓ１２５の開始直後につき、残響音信号Ｓ１２５の信号レベルが０からだんだん増加していくように、すなわち、フェードイン処理がされたような信号形状とすればよい。このような処理を行うことにより、上述した実施形態と同様、合成部１２３において、信号Ｓ１２８と残響音信号Ｓ１２５との合成処理を行うにあたり、所定期間クロスフェードを行うようにした合成処理を行うことができる。このため、合成信号Ｓ１２３においては、信号（データ）のつながりが悪くなることもなく、聴感上自然な残響効果付与を行うことができる。
【００５７】
（変形例６）
上述した実施形態においては、インパルス応答波形のサンプリングデータを予め残響データメモリ１０７に格納することとしているが、予め音場シミュレーションプログラムをコントローラ２内の図示しないＲＯＭ（Read Only Memory）に格納しておき、ユーザが任意の音響空間のインパルス応答波形をプログラミングできるようにしてもよい。
【００５８】
（変形例７）
残響データメモリ１０７に複数のインパルス応答波形データを格納する構成としてもよい。この場合は、図２３に示すように、各々のインパルス応答に対応するホールや教会といった音響空間の名前も対応付けて、残響データメモリ１０７内に格納される。そして、ユーザが操作部１の操作を行うことにより、所望の音響空間を選択できる構成にしてもよい。
【００５９】
（変形例８）
上記実施形態においては残響付与機能を搭載した残響付与装置１００により説明しているが、この他、残響付与機能を搭載したミキサ、リバーブといった装置であっても本発明の適用は当然可能である。
【００６０】
（変形例９）
本発明に係るプログラムを記録する記録媒体も任意であり、例えば、半導体メモリ、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc- Read Only Memory）、ＣＤ−Ｒ（Compact Disc-Recordable）等の光ディスク、ＭＯ（Magneto Optical Disk）、ＭＤ（Mini Disc）等の光磁気ディスク、フロッピーディスク、ハードディスク等の磁気ディスク等があげられる。
また、かかるプログラムのインストール方法も任意であり、上述した記録媒体を使って残響付与装置１００にインストールすることとしてもよく、本発明に係るプログラムが格納されるサーバからインターネット等のネットワークを介して残響付与装置１００にインストールする、いわゆるネット配信を用いる方法を使ってもよい。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、簡易な構成により十分な音場効果を表現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態に係る残響付与装置１００の構成図である。
【図２】 同残響付与装置１００のＤＳＰ５の構成図である。
【図３】 インパルス応答波形のサンプリングデータを示す図である。
【図４】 本発明の実施形態に係る残響付与装置１００の残響付与部１２０の構成図である。
【図５】 同残響付与装置１００の畳み込み演算部１２１の構成図である。
【図６】 同残響付与装置１００の畳み込み演算部１２２の構成図である。
【図７】 同残響付与装置１００のフィルタ１２５Ｆ−１の出力信号の形状を模式的に示す図である。
【図８】 同残響付与装置１００のフィルタ１２５の信号処理内容を説明するための図である。
【図９】 同残響付与装置１００の合成部１２３の供給される信号タイミングを示す図である。
【図１０】 同残響付与装置１００においてデータ列Ｄ１に対する補正の内容を説明するための図である。
【図１１】 同残響付与装置１００においてデータ列Ｄ２に対する補正の内容を説明するための図である。
【図１２】 同残響付与装置１００の残響データメモリ１０７に格納されるデータ内容を模式的に示す図である。
【図１３】 同残響付与装置１００の畳み込み演算部１２１の出力初期反射音信号Ｓ１２１を模式的に示す図である。
【図１４】 同残響付与装置１００の畳み込み演算部１２２の出力後部反射音信号Ｓ１２２を模式的に示す図である。
【図１５】 同残響付与装置１００のフィルタ１２５の出力残響音信号Ｓ１２５を模式的に示す図である。
【図１６】 同残響付与装置１００の合成部１２３の動作説明のための図である。
【図１７】 同残響付与装置１００の合成部１２３の動作説明のための図である。
【図１８】 同残響付与装置１００の合成部１２３の動作説明のための図である。
【図１９】 同残響付与装置１００の合成部１２３の構成図である。
【図２０】 同残響付与装置１００のレベル調整部１２３Ａの増幅率の決定方法を説明するための図である。
【図２１】 同残響付与装置１００の合成部１２３の合成信号Ｓ１２３を示す図である。
【図２２】 本発明の変形例を説明するための図である。
【図２３】 本発明の変形例を説明するための図である。
【図２４】 本発明の変形例を説明するための図である。
【図２５】 本発明の変形例を説明するための図である。
【符号の説明】
１００………残響付与装置、
１………操作部、２………コントローラ、３……入力部、４……出力部、
５……ＤＳＰ、６……音源、９……バス、
ＭＩＣ……マイクロホン、ＳＰ……スピーカ、
１０７……残響データメモリ、１２０……残響付与部、
１２１、１２２……畳み込み演算部、１２３……合成部、
１２３Ａ……レベル調整部、
１２３Ｃ……加算器、
１２４……遅延器、１２５……フィルタ。
【発明の属する技術分野】
本発明は、音響信号に対し各種音響空間の残響効果を付与するための残響付与装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ホールや教会などの音響空間におけるインパルス応答波形を測定し、このインパルス応答波形のサンプリングデータを音響信号に畳み込むことによって、当該音響空間における初期反射音やその後の残響音の効果を付与する装置（以下、残響付与装置という）が提供されている。
音響空間におけるインパルス応答波形のサンプリングデータは、当該音響空間内に設置された音源から発せられたインパルス音やＴＳＰ（Time Stretched Pulse）などの音響測定信号をマイクロホン等により収音し、その後、電気信号に変換した音のアナログ信号波形をサンプリングし必要に応じた処理を行うことにより得ることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、残響時間が長い音響空間においては、インパルス音の発生からしばらく経過した後であってもインパルス音の反射音、残響音が収音されるため、正確な残響空間を再現するためにはインパルス応答波形の時間は長いものとなる。そして、このような残響空間を再現するためには、大量のサンプリングデータを畳み込むための膨大なハードウェアリソースが必要となっていた。
【０００４】
このため、従来は、インパルス応答波形のサンプリングデータをすべて用いた畳み込み演算処理を行うのではなく、インパルス応答波形データのうちインパルス音発生から所定期間内に含まれるデータのみを使った畳み込み演算を行うことにより、初期反射音に係るデータを生成していた。その後の後続反射音（残響音）に係るデータは、別途、人工的に生成したものを後続させて、残響特性付与を行っていた。
しかしながら、この方法においては、初期反射音のデータと後続反射音（残響音）のデータは、音質的に異なるものであるため、初期反射音のデータに残響音のデータを後続させた場合に、接続部分におけるデータのつながりが悪く、聴感上好ましくなかった。従来の方法では、ハードウェアリソースの規模は小さく抑えられるものの、十分な音場効果を表現するには至っていなかった。
【０００５】
本発明は、以上の点を考慮してなされたものであり、簡易な構成により、十分な音場効果を表現することができる残響付与装置、残響付与方法、プログラムおよび記録媒体を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、本発明に係る残響付与装置は、処理対象となる音響信号に対し、インパルス応答波形の一部を表すサンプリングデータのうち第１の所定時間分の波形を表す第１のデータ列をその終了直前のデータ値がフェードアウトするよう補正して畳み込むことにより第１の反射音信号を生成する第１の信号処理手段と、前記音響信号に対し、前記サンプリングデータのうち第２の所定時間分の波形を表す第２のデータ列をその開始直後のデータ値が前記フェードアウトと同じ時間でフェードインするよう補正して畳み込むとともに、畳み込んで生成した信号を巡回型フィルタを用いて繰り返し出力することにより、前記第１の反射音信号に続く第２の反射音信号を生成する第２の信号処理手段と、前記第１の信号処理手段によって生成される前記第１の反射音信号と、前記第２の信号処理手段によって生成される前記第２の反射音信号とを加算して出力する手段であって、前記第２の反射音信号を、前記第１の所定時間よりも前記フェードアウトの時間だけ短い時間遅延させて出力する出力手段と、を具備することを特徴とする。
かかる残響付与装置の構成によれば、処理対象となる音響信号に対し、インパルス応答波形の一部を表すサンプリングデータのうち第１の所定時間分の波形を表す第１のデータ列をその終了直前のデータ値がフェードアウトするよう補正して畳み込むことにより第１の反射音信号を生成することができる。また、処理対象となる音響信号に対し、前記サンプリングデータのうち第２の所定時間分の波形を表す第２のデータ列をその開始直後のデータ値が前記フェードアウトと同じ時間でフェードインするよう補正して畳み込むとともに、畳み込んで生成した信号を巡回型フィルタを用いて繰り返し出力することにより、前記第１の反射音信号に続く第２の反射音信号を生成することができる。そして、第１の反射信号に、第２の反射音信号を、第１の所定時間よりも前記フェードアウトの時間だけ短い時間遅延させて加算したものを残響付与した信号として出力することができる。このため、処理対象となる音響信号に対してインパルス応答のデータをすべて畳み込む必要がなく残響効果を付与することができるとともに、第１の反射恩信号と第２の反射音信号とがクロスフェードされて出力されるため、第１の反射音信号に係る音質から第２の反射音信号に係る音質にいきなり変化することがなく、聴感上不自然な状況は生じない。
【０００９】
また、本発明に係る残響付与装置は、処理対象となる音響信号に対し、インパルス応答波形の一部を表すサンプリングデータのうち第１の所定時間分の波形を表す第１のデータ列を畳み込むことにより第１の畳み込み信号を生成するとともに、前記サンプリングデータのうち第２の所定時間分の波形を表す第２のデータ列をその終了直前のデータ値がフェードアウトするよう補正して前記音響信号に畳み込むことにより第２の畳み込み信号を生成し、前記第１の畳み込み信号に前記第２の畳み込み信号を後続させることにより、第１の反射音信号を生成する第１の信号処理手段と、前記第１の信号処理手段において、前記第２のデータ列を畳み込むことにより得られる信号を、巡回型フィルタを用いて繰り返し出力することにより、前記第１の反射音信号に続く第２の反射音信号であって、該反射音信号の開始直後の信号レベルが前記フェードアウトと同じ時間でフェードインするよう処理された反射音信号を生成する第２の信号処理手段と、前記第１の信号処理手段によって生成される前記第１の反射音信号と、前記第２の信号処理手段によって生成される前記第２の反射音信号とを加算して出力する手段であって、前記第２の反射音信号を、前記第１の所定時間と前記第２の所定時間を加算した値よりも前記フェードアウトの時間だけ短い時間遅延させて出力する出力手段と、を具備することを特徴としてもよい。
【００１１】
さらに、第１の反射音信号と第２の反射音信号との合成信号を出力するにあたり、第１の反射音信号と第２の反射音信号のいずれかあるいは双方の信号レベルを調整するような手段を有することとしてもよい。
このような態様によれば、残響付与処理された出力信号においては、第１の反射音信号に係る音質から第２の反射音信号に係る音質および音量も自然に変化することとなり、聴感上より自然なものとなる。
【００１２】
信号レベルの調整を行うにあたっては、第１の反射音信号の第１の所定時間に含まれる信号のレベル値と、第２の反射音信号の所定時間に含まれる信号のレベル値に応じてレベル調整を行うようにするのが好ましい。
【００１３】
本発明に係る残響付与方法は、処理対象となる音響信号に対し、インパルス応答波形の一部を表すサンプリングデータのうち第１の所定時間分の波形を表す第１のデータ列をその終了直前のデータ値がフェードアウトするよう補正して畳み込むことにより第１の反射音信号を生成する第１の信号処理過程と、前記音響信号に対し、前記サンプリングデータのうち第２の所定時間分の波形を表す第２のデータ列をその開始直後のデータ値が前記フェードアウトと同じ時間でフェードインするよう補正して畳み込むとともに、畳み込んで生成した信号を巡回型フィルタを用いて繰り返し出力することにより、前記第１の反射音信号に続く第２の反射音信号を生成する第２の信号処理過程と、前記第１の信号処理過程によって生成される前記第１の反射音信号と、前記第２の信号処理過程によって生成される前記第２の反射音信号とを加算して出力する過程であって、前記第２の反射音信号を、前記第１の所定時間よりも前記フェードアウトの時間だけ短い時間遅延させて出力する出力過程と、を具備することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明に係る残響付与方法は、処理対象となる音響信号に対し、インパルス応答波形の一部を表すサンプリングデータのうち第１の所定時間分の波形を表す第１のデータ列を畳み込むことにより第１の畳み込み信号を生成するとともに、前記サンプリングデータのうち第２の所定時間分の波形を表す第２のデータ列をその終了直前のデータ値がフェードアウトするよう補正して前記音響信号に畳み込むことにより第２の畳み込み信号を生成し、前記第１の畳み込み信号に前記第２の畳み込み信号を後続させることにより、第１の反射音信号を生成する第１の信号処理過程と、前記第１の信号処理過程において、前記第２のデータ列を畳み込むことにより得られる信号を、巡回型フィルタを用いて繰り返し出力することにより、前記第１の反射音信号に続く第２の反射音信号であって、該反射音信号の開始直後の信号レベルが前記フェードアウトと同じ時間でフェードインするよう処理された反射音信号を生成する第２の信号処理過程と、前記第１の信号処理過程によって生成される前記第１の反射音信号と、前記第２の信号処理過程によって生成される前記第２の反射音信号とを加算して出力する過程であって、前記第２の反射音信号を、前記第１の所定時間と前記第２の所定時間を加算した値よりも前記フェードアウトの時間だけ短い時間遅延させて出力する出力過程と、を具備することを特徴としてもよい。
【００１５】
本発明に係るプログラムは、コンピュータを、処理対象となる音響信号に対し、インパルス応答波形の一部を表すサンプリングデータのうち第１の所定時間分の波形を表す第１のデータ列をその終了直前のデータ値がフェードアウトするよう補正して畳み込むことにより第１の反射音信号を生成する第１の信号処理手段と、前記音響信号に対し、前記サンプリングデータのうち第２の所定時間分の波形を表す第２のデータ列をその開始直後のデータ値が前記フェードアウトと同じ時間でフェードインするよう補正して畳み込むとともに、畳み込んで生成した信号を巡回型フィルタを用いて繰り返し出力することにより、前記第１の反射音信号に続く第２の反射音信号を生成する第２の信号処理手段と、前記第１の信号処理手段によって生成される前記第１の反射音信号と、前記第２の信号処理手段によって生成される前記第２の反射音信号とを加算して出力する手段であって、前記第２の反射音信号を、前記第１の所定時間よりも前記フェードアウトの時間だけ短い時間遅延させて出力する出力手段として機能させるためのプログラムであることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明に係るプログラムは、コンピュータを、処理対象となる音響信号に対し、インパルス応答波形の一部を表すサンプリングデータのうち第１の所定時間分の波形を表す第１のデータ列を畳み込むことにより第１の畳み込み信号を生成するとともに、前記サンプリングデータのうち第２の所定時間分の波形を表す第２のデータ列をその終了直前のデータ値がフェードアウトするよう補正して前記音響信号に畳み込むことにより第２の畳み込み信号を生成し、前記第１の畳み込み信号に前記第２の畳み込み信号を後続させることにより、第１の反射音信号を生成する第１の信号処理手段と、前記第１の信号処理手段において、前記第２のデータ列を畳み込むことにより得られる信号を、巡回型フィルタを用いて繰り返し出力することにより、前記第１の反射音信号に続く第２の反射音信号であって、該反射音信号の開始直後の信号レベルが前記フェードアウトと同じ時間でフェードインするよう処理された反射音信号を生成する第２の信号処理手段と、前記第１の信号処理手段によって生成される前記第１の反射音信号と、前記第２の信号処理手段によって生成される前記第２の反射音信号とを加算して出力する手段であって、前記第２の反射音信号を、前記第１の所定時間と前記第２の所定時間を加算した値よりも前記フェードアウトの時間だけ短い時間遅延させて出力する出力手段として機能させるためのプログラムであることを特徴とするものであってもよい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
次に本発明の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００１８】
Ａ：第１実施形態
Ａ１：構成
図１は、この発明の一実施形態である残響付与装置１００の構成図である。
図１に示すように、残響付与装置１００は、操作部１、コントローラ２、入力部３、出力部４、ＤＳＰ５、音源６を備え、各部はバス９を介して接続されている。
【００１９】
入力部３にはマイクロホンＭＩＣが接続され、ユーザは、残響付与の処理対象となる音響信号を、マイクロホンＭＩＣを介して入力部３に供給する。入力部３は、供給された音響信号を所定のサンプリング周期でＡ／Ｄ（ディジタル／アナログ）変換したものをコントローラ２に出力する。
音源６は、所定の音響信号を発生する機能を有し、ユーザは、音源６から出力される音響信号に対して残響効果を付与することもできるようになっている。
【００２０】
出力部４にはスピーカＳＰが接続されている。出力部４は、コントローラ２の制御下、残響付与処理が行われたディジタル信号をＤ／Ａ（ディジタル／アナログ）変換し、スピーカＳＰに出力する。スピーカＳＰは残響付与処理された音響信号（アナログ信号）を外部出力する。
【００２１】
操作部１には、操作キーや液晶パネルが配置され、ユーザは操作部１の操作キーを操作して、具体的な残響付与処理の指示をする。操作部１は、ユーザが操作した操作キーの内容をコントローラ２に出力する。
コントローラ２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を備え、ユーザの指示に基づき、残響付与装置１００の各部を制御し、残響付与に係る各種処理を実行する。また、コントローラ２は、メモリを備えており、メモリには残響付与に係る制御プログラムが予め格納されている。
【００２２】
ＤＳＰ５は、コントローラ２の制御下において、具体的な残響付与処理を実行する。
図２は、ＤＳＰ５の構成を示す図であり、このようにＤＳＰ５は、残響データメモリ１０７と、残響付与部１２０から構成される。
【００２３】
残響データメモリ１０７には、各種音響空間におけるインパルス応答波形のサンプリングデータが格納される。インパルス応答波形のサンプリングデータは、実測やシミュレーションを行うことにより予め求められている。
図３は、インパルス応答波形のサンプリングデータの一例を模式的に示したものである。図３において、横軸は時間、縦軸は信号レベルを示し、サンプリング時間をＴＳとしている。ここで、本実施形態に係る残響データメモリ１０７には、インパルス応答波形のすべてのサンプリングデータが格納されるのではなく、サンプリングデータのうちの一部が格納されている。より具体的には、インパルス音発生時（０秒）から所定期間（たとえば、０〜０．２秒）の期間Ｔ１に含まれるデータ列Ｄ１と、別の所定期間（たとえば、０．３〜０．６秒）の期間Ｔ２に含まれるデータ列Ｄ２が残響データメモリ１０７に格納されている。図３に例示したように、データ列Ｄ１とデータ列Ｄ２とは、もとのインパルス応答波形において互いに不連続な関係になっている。
【００２４】
さらに詳述すると、データ列Ｄ１とデータ列Ｄ２がそのままの状態で残響データメモリ１０７に格納されるのではなく、データ列Ｄ１とデータ列Ｄ２の各々に対し、所定のデータ補正を行ったもの（これを、データ列Ｄ１´，データ列Ｄ２´と記述する）が、残響データメモリ１０７に格納される。データ列Ｄ１，Ｄ２に補正を行う理由は、残響効果付与を施した信号を、聴感上より自然なものとするためである。この具体的なデータ補正の内容は後述する。
【００２５】
再び図２に戻り、ＤＳＰ５の構成説明を行う。
残響付与部１２０は、供給される音響信号（サンプリングデータ）に対し、具体的に残響効果付与処理を行う。図４は、残響付与部１２０の構成図であるが、このように、残響付与部１２０は、畳み込み演算部１２１、畳み込み演算部１２２、合成部１２３、遅延器１２４、フィルタ１２５を備えている。
【００２６】
畳み込み演算部１２１は、供給される音響信号のサンプリングデータに対し、残響データメモリ１０７に格納されるデータ列Ｄ１´を畳み込む演算処理を行う。畳み込み演算部１２１は、データ列Ｄ１´を畳み込んだ信号を、初期反射音信号Ｓ１２１として出力する。
図５に示すように、畳み込み演算部１２１は、遅延器１２１Ｄ−１、１２１Ｄ−２、……、１２１Ｄ−（ｍ−１）、乗算器１２１Ａ−０、１２１Ａ−１、１２１Ａ−２、……、１２１Ａ−（ｍ−１）、加算器１２１Ｋ−１、１２１Ｋ−２、……、１２１Ｋ−（ｍ−１）から構成されており、ｍ段の畳み込み演算処理を行う。
遅延器１２１Ｄ−１、１２１Ｄ−２、……、１２１Ｄ−（ｍ−１）の各遅延時間は、インパルス応答波形のサンプリング時間Ｔｓに対応する。ここで、各遅延器の遅延時間の総和をＴ１２１とする。また、乗算器１２１Ａ−０、１２１Ａ−１、１２１Ａ−２、……、１２１Ａ−（ｍ−１）の各乗算係数として、残響データメモリ１０７内の初期反射音用データ列Ｄ１´（Ｌａ１、Ｌａ２、……）を設定する。具体的には、乗算器１２１Ａ−０の乗算係数として初期反射音用データＬａ１、乗算器１２１Ａ−１の乗算係数として初期反射音用データＬａ２、……、というように設定し、乗算器１２１Ａ−（ｍ−１）の乗算係数として初期反射音用データＬａｍを設定する。
【００２７】
畳み込み演算部１２２は、音響信号のサンプリングデータに対し、残響データメモリ１０７に格納されるデータ列Ｄ２´を畳み込む演算処理を行う。畳み込み演算部１２２は、データ列Ｄ２´を畳み込んだ信号を、後部反射音信号Ｓ１２２として出力する。
図６に示すように、畳み込み演算部１２２は、遅延器１２２Ｄ−１、１２２Ｄ−２、……、１２２Ｄ−（ｎ−１）、乗算器１２２Ａ−０、１２２Ａ−１、１２２Ａ−２、……、１２２Ａ−（ｎ−１）、加算器１２２Ｋ−１、１２２Ｋ−２、……、１２２Ｋ−（ｎ−１）から構成されており、ｎ段の畳み込み演算処理を行う。
遅延器１２２Ｄ−１、１２２Ｄ−２、……、１２２Ｄ−（ｎ−１）の各遅延時間は、インパルス応答波形のサンプリング時間Ｔｓに対応する。ここで、各遅延器の遅延時間の総和をＴ１２２とする。また、乗算器１２２Ａ−０、１２２Ａ−２、……、１２２Ａ−（ｎ−１）の各乗算係数として、残響データメモリ１０７内の後部残響音用データ列Ｄ２´（Ｌｂ１、Ｌｂ２、……）を設定する。具体的には、乗算器１２２Ａ−０の乗算係数として後部残響音用データＬｂ１、乗算器１２２Ａ−１の乗算係数として後部残響音用データＬｂ２、……、というように設定し、乗算器１２２Ａ−（ｎ−１）の乗算係数として後部残響音用データＬｂｎを設定する。
【００２８】
図４に戻り、残響付与部１２０の構成説明を行う。
遅延器１２４は、畳み込み演算部１２２から供給される後部反射信号Ｓ１２２を、所定時間Ｔ１２４だけ遅延させてフィルタ１２５に出力する。ここで、従来の残響付与装置においては、畳み込み演算部１２１から出力される初期反射音信号Ｓ１２１に、畳み込み演算部１２２から出力される後部反射音信号Ｓ１２２を単純に後続させるような合成処理を行っていたため、遅延器１２４の遅延時間Ｔ１２４は、時間長Ｔ１２１、すなわち、データ列Ｄ１（データ列Ｄ１´）の時間長（上掲図３における期間Ｔ１に相当する時間：０．２秒）に対応するものとなっていた。
本実施形態においては従来とは異なり、遅延器１２４の遅延時間Ｔ１２４は、時間長Ｔ１２１よりも所定時間αだけ短くした値（Ｔ１２４＝Ｔ１２１−α）となっている点が特徴的である。この遅延時間Ｔ１２４の値の意味については後述する。
【００２９】
フィルタ１２５は、フィードバックループを有する巡回型フィルタであり、本実施形態では図４に示すような櫛型フィルタ（Combフィルタ）を採用する。より詳細に説明すると、フィルタ１２５は、図４に示すように、遅延器１２５Ｄ、１２５ＩＤ、ローパスフィルタ１２５Ｌ、増幅器１２５Ａ、１２５ＧＡ、および加算器１２５Ｋから構成されるフィルタ１２５Ｆを、１２５Ｆ−１、１２５Ｆ−２、……、１２５Ｆ−ｐとｐ段並列に接続したものである。ここで、遅延器１２５ＩＤは、フィルタ１２５Ｆ−１の入力信号に対して所定遅延を与えるイニシャルディレイとしての役割を担っている。また、増幅器１２５ＧＡは、フィルタ１２５Ｆ−１の出力信号全体のレベル調整を行う。なお、ローパスフィルタは高域を減衰させるものであればよく、シェルビングフィルタを用いてもよい。
図７は、フィルタ１２５Ｆ−１に１つのパルス信号が供給された場合の出力信号を模式的に示した図である。図７に示すように、フィルタ１２５Ｆ−１の出力信号は、遅延器１２５Ｄによる遅延時間Ｔ１２５ごとにデータが後続された信号となっており、増幅器１２５Ａの増幅係数を１未満の数に調整しておけば、図７に示すように繰り返し減衰する特性を有する信号をフィルタ１２５Ｆ−１から出力させることができる。
ここで、フィルタ１２５Ｆ−１を構成するローパスフィルタ１２５Ｌは、所定の周波数以上の高周波信号成分を除去する機能を有する。よって、各段のフィルタ１２５Ｆ−１、１２５Ｆ−２、……、１２５Ｆ−ｐを構成するローパスフィルタのフィルタ係数および、各段のフィルタを構成する増幅器の増幅係数を調整することにより、たとえば高周波の信号ほど残響時間が短くなるという音響特性を再現することができる。
【００３０】
図８は、畳み込み演算部１２２にパルス信号が供給されたときの出力信号Ｓ１２２、各フィルタ１２５Ｆ−１、１２５Ｆ−２、……、１２５Ｆ−ｐのそれぞれの出力信号Ｓ１２５−１、Ｓ１２５−２、……、Ｓ１２５−ｐおよびフィルタ１２５の出力信号Ｓ１２５の関係を模式的に示したものである。
畳み込み演算部１２２から得られる信号Ｓ１２２は、各フィルタ１２５Ｆ−１、１２５Ｆ−２、……、１２５Ｆ−ｐに供給され、次いで、各フィルタからは、当該フィルタの周波数帯域に応じた信号成分が繰り返し減衰しながら出力される。そして、各フィルタの出力信号Ｓ１２５−１、Ｓ１２５−２、……、Ｓ１２５−ｐの合成信号Ｓ１２５がフィルタ１２５から出力されることになる。このような結果、図８に示すように、畳み込み演算部１２２から得られる信号Ｓ１２２の時間長（期間）Ｔ１２２に比較し、期間が長い（Ｔ１２５＞Ｔ１２２）減衰信号Ｓ１２５をフィルタ１２５において生成、出力させることができる。以下、この減衰信号Ｓ１２５を残響音信号Ｓ１２５と記述する。
また、説明の便宜上、図８においては、各フィルタ１２５Ｆ−１、１２５Ｆ−２、……、１２５Ｆ−ｐの出力信号Ｓ１２５−１、Ｓ１２５−２、……、Ｓ１２５−ｐについて同様の信号形としているが、実際には各フィルタ１２５Ｆ−１、１２５Ｆ−２、……、１２５Ｆ−ｐのフィルタ係数の値により、出力信号Ｓ１２５−１、Ｓ１２５−２、……、Ｓ１２５−ｐの信号形（減衰する傾きや期間等）は異なるものとなる。
【００３１】
図４に戻り、残響付与部１２０の各部の説明を行う。
合成部１２３は、畳み込み演算部１２１から出力される初期反射音信号Ｓ１２１と、フィルタ１２５から出力される残響音信号Ｓ１２５を加算した信号Ｓ１２３を出力する手段である。この信号Ｓ１２３が、ＤＳＰ５から、残響付与処理結果として出力される。
図９は、合成部１２３に供給される初期反射音信号Ｓ１２１、残響音信号Ｓ１２５の時間関係を模式的に示したものである。ここでは説明便宜のため、信号Ｓ１２３の内容も併せて示している。
上述したように、遅延部１２４は、畳み込み演算部１２２から出力される後部反射音信号Ｓ１２２を時間Ｔ１２４だけ遅延し、その後、フィルタ１２５は、この後部反射音信号Ｓ１２２をもととして残響音信号Ｓ１２５を生成する。よって、フィルタ１２５での信号処理に要する時間が、遅延時間Ｔ１２４に比較して無視できる値とすれば、図９に示したように、合成部１２３に初期反射音信号Ｓ１２１が供給されてから時間Ｔ１２４だけ経過後、残響音信号Ｓ１２５が供給され始めることになる。そして、遅延時間Ｔ１２４は、初期反射音信号Ｓ１２１の時間長Ｔ１２１よりも短い値（Ｔ１２４＝Ｔ１２１−α）であるから、初期反射音信号Ｓ１２１と残響音信号Ｓ１２５がオーバーラップする期間Ｔαが必ず生じることとなる。
【００３２】
図９に示したように、合成部１２３で生成される合成信号Ｓ１２３は、３つの部分、すなわち信号Ｓ１２３−１、信号Ｓ１２３−２、信号Ｓ１２３−３から構成されている。このうち、信号Ｓ１２３−１は、初期反射音信号Ｓ１２１のみに基づく信号であり、信号Ｓ１２３−３は、残響音信号Ｓ１２５のみに基づく信号である。そして、信号Ｓ１２３−２は、初期反射音信号Ｓ１２１と残響音信号Ｓ１２５の双方が混在する合成信号となっている。このように、合成部１２３から出力される信号Ｓ１２３は、初期反射音信号Ｓ１２１と残響音信号Ｓ１２５とが混在する信号Ｓ１２３−２を有しているので、信号の性質（音質）が初期反射音信号Ｓ１２１から残響音信号Ｓ１２５のものにいきなり変化することはない。このため、ＤＳＰ５から出力信号される信号Ｓ１２３を、その後、出力部４を介してスピーカＳＰから出力させた場合においても、従来のように、音質がいきなり変化してしまい、聴感上不自然になるような状況は起こらない。より具体的には、初期反射音信号Ｓ１２１に基づく音質から、残響音信号Ｓ１２５に基づく音質に徐々に変化することとなる。
特に、本実施形態においては、畳み込み演算部１２１において畳み込まれるデータ列Ｄ１と、畳み込み演算部１２２において畳み込まれるデータ列Ｄ２は、もとのインパルス応答データにおいて連続した関係にないため、初期反射音信号Ｓ１２１の音質と、後部反射音信号Ｓ１２２から生成される残響音信号Ｓ１２５に係る音質とは異なる可能性が高い。しかし、かかる場合においても、本実施形態に係る残響付与装置１００によれば、従来のように音質がいきなり変化するようなことは起こらず、音質が徐々に変化していくように合成処理が行われるため、聴感上自然な残響特性を付与することができる。なお、データ列Ｄ１とデータ列Ｄ２のもとのインパルス応答における関係は任意であり、たとえば、時間的に連続した関係、時間的に一部重複部分がある関係、時間的に全て重複した関係（すなわち同一の関係）のいずれであってもよい。
【００３３】
以上が、本実施形態に係る残響付与装置１００の概要である。上述したように、本実施形態に係る残響付与装置１００の最大の特徴は、初期反射音信号Ｓ１２１と、残響音信号Ｓ１２５を合成する際に、従来のように初期反射音信号Ｓ１２１の後ろに残響音信号Ｓ１２５をそのまま後続させるのではなく、初期反射音信号Ｓ１２１と残響音信号Ｓ１２５の接続部分に、初期反射音信号Ｓ１２１と残響音信号Ｓ１２５をオーバーラップさせる部分を設ける点にある。
【００３４】
ところで、本実施形態に係る残響付与装置１００においては、初期反射音信号Ｓ１２１に残響音信号Ｓ１２５を後続させる処理を行うにあたり、さらなる聴感上の音質の変化が自然になるように、インパルス応答波形のデータ列Ｄ１、Ｄ２に対する補正を行っている。以下、データ列Ｄ１、Ｄ２に対する補正内容について詳述する。
【００３５】
Ａ２：インパルス応答波形のデータ列Ｄ１、Ｄ２に対する補正
図１０は、インパルス応答波形におけるデータ列Ｄ１（破線）と、データ補正を行った後のデータ列Ｄ１´の内容を模式的に示したものである。時間軸は、データ列Ｄ１（Ｄ１´）の開始時を基準時間（０秒）として示している。
図１０に示したように、データ列Ｄ１に対する補正は、データ列Ｄ１の終了直前の所定時間（本実施形態においては時間α）に含まれるデータ部分について行われる。具体的には、データ列Ｄ１の終了直前のデータ値について、データ値がだんだん減少していくように、すなわち、データ値がフェードアウトしていくように、補正（フェードアウト補正）される。
ここで、データ列Ｄ１´のフェードアウト態様は任意であり、たとえば１次関数で与えられる値に沿ってデータ値が単調減少するようにフェードアウトしていってもよく、対数関数など他の関数で与えられる値に沿うようにしてもよい。出願人が行ったシミュレーション実験によれば、ｙ＝ｌｏｇ（ａ×ｘ＋ｂ）（ｘはデータ列Ｄ１の値、ｙはデータ列Ｄ１´の値、ａ、ｂは所定の定数）という対数関数を用いた場合に、聴感上好ましい残響効果付与を実現できることがわかった。
【００３６】
図１１は、インパルス応答波形におけるデータ列Ｄ２（破線）と、データ補正を行った後のデータ列Ｄ２´の内容を模式的に示したものである。時間軸は、データ列Ｄ２（Ｄ２´）の開始時を基準時間（０秒）として示している。
図１１に示したように、データ列Ｄ２に対する補正は、データ列Ｄ２の開始直後の所定時間（本実施形態においては時間α）に含まれるデータ部分について行われる。具体的には、データ列Ｄ２の開始直後のデータ値について、データ値が０値からだんだん増加していくように、すなわち、データ値がフェードインしていくように、補正（フェードイン補正）される。
ここで、データ列Ｄ２´のフェードイン態様は任意であり、たとえば１次関数で与えられる値に沿ってデータ値が単調増加するようにフェードインしていってもよく、他の関数で与えられる値に沿うようにしてもよい。
【００３７】
図１２は、残響データメモリ１０７に格納される具体的なデータ内容を模式的に示すものである。図１２は、インパルス音発生時を基準としたときの時間の情報と、データ列Ｄ１´（データＬａ１、Ｌａ２、……、Ｌａｍ）およびデータ列Ｄ２´（データＬｂ１、Ｌｂ２、……、Ｌｂｎ）の値とが対応付けて格納した例を示したが、時間の情報を省略して、サンプリング時間ＴＳ毎の時系列データとしてデータ列Ｄ１´およびデータ列Ｄ２´の値を格納するようにしてもよい。
ここで、データ列Ｄ１´およびデータ列Ｄ２´の値は、インパルス応答波形のサンプリングデータ値に対応する値を格納してもよく、インパルス応答波形のサンプリングデータのあるレベルで規格化した値を格納するようにしてもよい。
【００３８】
このようにして、残響データメモリ１０７に格納されるデータ列Ｄ１´は、畳み込み演算部１２１において、処理対象となる音響信号に畳み込まれる処理が行われ、初期反射音信号Ｓ１２１が生成される。図１３は、初期反射音信号Ｓ１２１を模式的に示した図であるが、このように畳み込み演算の終了前のα時間においては、フェードアウト処理されたデータ列Ｄ１´が畳み込まれるため、初期反射音信号Ｓ１２１の終了前のα時間部分もフェードアウト処理されたものとなっている。
また、残響データメモリ１０７に格納されるデータ列Ｄ２´は、畳み込み演算部１２２において、処理対象となる音響信号に畳み込まれる処理が行われ、後部反射音信号Ｓ１２２が生成される。図１４は、後部反射音信号Ｓ１２２を模式的に示した図であるが、このように畳み込み演算の開始後のα時間においては、フェードイン処理されたデータ列Ｄ２´が畳み込まれるため、後部反射音信号Ｓ１２２の開始後のα時間部分もフェードイン処理されたものとなっている。
【００３９】
後部反射音信号Ｓ１２２はその後、フィルタ１２５において、くりかえし減衰されながら残響音信号Ｓ１２５として出力される。図１５は、残響音信号Ｓ１２５の内容を模式的に示した図であるが、畳み込み演算部１２２からフィルタ１２５に供給される後部反射音信号Ｓ１２２そのものがフェードイン処理された形となっており、残響音信号Ｓ１２５もフェードイン処理されたものとなっている。
【００４０】
以上のようにして、畳み込み演算部１２１からフェードアウト処理された初期反射音信号Ｓ１２１、フィルタ１２５からフェードイン処理された残響音信号Ｓ１２５が出力され、これらの２つの信号Ｓ１２１、Ｓ１２５は、合成部１２３に供給される。
図１６は、合成部１２３に供給される初期反射音信号Ｓ１２１、残響音信号Ｓ１２５を模式的に示したものである。上述したように、合成部１２３に初期反射音信号Ｓ１２１が供給され始めてから、遅延器１２４の遅延時間Ｔ１２４だけ遅れて、残響音信号Ｓ１２５が供給され始める。そして、遅延器１２４の遅延時間Ｔ１２４は、初期反射音信号Ｓ１２１の時間長Ｔ１２１よりも所定時間（α時間）だけ小さい値になっている（Ｔ１２４＝Ｔ１２１−α）。すなわち、図１６に示すように、初期反射音信号Ｓ１２１のフェードアウト処理がされた部分（初期反射音信号Ｓ１２１の終了直前のα時間）と、残響音信号Ｓ１２５のフェードイン処理がされた部分（残響音信号Ｓ１２５の開始直後のα時間）とがちょうどオーバーラップするようになる。このオーバーラップする期間を、期間Ｔαとして示す（図１６参照）。
【００４１】
このように、本実施形態に係る残響付与装置１００によれば、初期反射音に係る初期反射音信号Ｓ１２１と、後部反射音に係る残響音信号Ｓ１２５を合成する際に、従来のように初期反射音信号Ｓ１２１の後ろに残響音信号Ｓ１２５をそのまま後続させるのではなく、初期反射音信号Ｓ１２１と残響音信号Ｓ１２５の接続部分に、初期反射音信号Ｓ１２１と残響音信号Ｓ１２５をオーバーラップさせる期間Ｔαが設けられる。さらに、オーバーラップ期間Ｔαにおいては、初期反射音信号Ｓ１２１はフェードアウト処理、残響音信号Ｓ１２５はフェードイン処理がされた状態になっているため、結果、初期反射音信号Ｓ１２１と残響音信号Ｓ１２５とはクロスフェード合成されることとなり、合成信号Ｓ１２３においては、音質の変化がより自然な滑らかなものとなる効果を奏する。
【００４２】
ところで、初期反射音信号Ｓ１２１に残響音信号Ｓ１２５を後続させる処理を行うにあたり、実際には、音質だけでなく、音響信号のレベル（音量）までを考慮する必要がある。図１６に示すように、初期反射音信号Ｓ１２１と、残響音信号Ｓ１２５の全体の信号レベルに大差がない場合は、かかる２つの信号を合成した場合においても、音響信号のレベル（音量）変化が不自然なものとなることはない。
しかし、もとのインパルス応答波形データにおける、データ列Ｄ１とデータ列Ｄ２の時間位置が大きく離れていたような場合、図１７に示すように、初期反射音信号Ｓ１２１と、残響音信号Ｓ１２５の全体の信号レベルに大きな差が生じる場合も想定される。この場合、合成信号Ｓ１２３は、図１８に示すように、信号レベル（音量）の変化が不自然となり、聴感上の問題が生じることとなる。
本実施形態においては、かかる音量の問題も考慮し、音量の面でも聴感上不自然な状況とならないよう、合成部１２３において、初期反射音信号Ｓ１２１と残響音信号Ｓ１２５の各々に対する信号レベルの調整処理を行っている。以下に、この信号レベルの調整処理の内容を説明する。
【００４３】
Ａ３：レベル調整処理
はじめに、合成部１２３の構成を説明する。図１９は、合成部１２３の構成図であり、合成部１２３は、レベル調整部１２３Ａと、加算器１２３Ｃを備えている。このうち、レベル調整部１２３Ａは２つの増幅器１２３Ａ−１，１２３Ａ−２から構成されている。増幅器１２３Ａ−１には初期反射音信号Ｓ１２１、増幅器１２３Ａ−２には残響音信号Ｓ１２５が供給され、それぞれ所定の増幅率により信号全体の増幅処理が行われる。
【００４４】
本実施形態においては、コントローラ２の制御下において、インパルス応答波形データの値に基づき、増幅器１２３Ａ−１，１２３Ａ−２の増幅率Ｇ１，Ｇ２が予め決定されている。以下に、増幅率Ｇ１，Ｇ２の値の決定方法を説明する。
図２０は、インパルス応答波形データのうち、所定期間ＴＤ１に含まれるデータ列Ｄ１および補正後のデータＤ１´の内容、および、所定期間ＴＤ２に含まれるデータ列Ｄ２および補正後のデータＤ２´の内容を模式的に示したものである。説明の便宜上、図２０における時間軸は、合成部１２３に供給される初期反射音信号Ｓ１２１と残響音信号Ｓ１２５のタイミングに対応するように表示している。
【００４５】
図２０において、まず、データ列Ｄ１における終了直前の微小期間β（β＜α）に含まれるデータ列Ｄ１のデータのレベル、またはパワーの総和値ＳＵＭ１と、データ列Ｄ２において、データ列Ｄ２の開始からα時間経過後の微小期間βに含まれるデータ列Ｄ２のデータのレベル、またはパワーの総和値ＳＵＭ２を求めることができる。なお、データのレベル、またはパワーの総和値は、直流成分を除去したデータ値に基づいて算出するようにしてもよい。
このようにして求められる値ＳＵＭ１，ＳＵＭ２の値から、以下の式を用いて増幅器１２３Ａ−１および増幅器１２３Ａ−２の増幅率Ｇ１，Ｇ２が決定される。
【００４６】
Ｇ２／Ｇ１＝ＳＵＭ１／ＳＵＭ２……（１）
【００４７】
図２１は、上式（１）から決定された増幅率Ｇ１，Ｇ２を用いた場合の増幅器１２３Ａ−１，１２３Ａ−２の初期反射音信号Ｓ１２１´と残響音信号Ｓ１２５´を模式的に示すものである。また破線は、初期反射音信号Ｓ１２１´と残響音信号Ｓ１２５´を合成部１２３により合成した信号Ｓ１２３を示すものである。上掲図１８に示した信号Ｓ１２３に比較して、信号レベル（音量）のつながりが自然なものになっている。
このように、レベル調整部１２３Ａの機能により、初期反射音信号Ｓ１２１に残響音信号Ｓ１２５を合成処理をする場合においても、音質だけでなく、音響信号のレベル（音量）についても聴感上不自然な状況とならない効果が奏される。
【００４８】
以上説明したように、本発明に係る残響付与装置１００においては、インパルス応答波形のサンプリングデータのうち、所定期間（たとえばインパルス音発生から０．２秒までの期間）に含まれるサンプリングデータを畳み込み演算部１２１において畳み込むことにより初期反射音に係る初期反射音信号Ｓ１２１を生成する。このため、音響空間を特徴付ける初期反射音については、インパルス応答波形のデータ内容を忠実に再現することができ、十分な音響特性を表現することができる。
また、インパルス応答波形のサンプリングデータのうち、別の所定期間（たとえば０．３〜０．６秒）に含まれるサンプリングデータを畳み込み演算部１２２において畳み込むとともに、その結果得られる信号をフィルタ１２５において減衰させながら繰り返し出力することにより後部反射音に残響効果を付した残響音信号Ｓ１２５を生成することができる。よって、インパルス応答波形のサンプリングデータをすべて畳み込む必要がいらないため、膨大なハードウェアリソースを必要としない。
ここで、合成部１２３において、初期反射音に係る初期反射音信号Ｓ１２１と、後部残響音に係る残響音信号Ｓ１２５を合成する際には、２つの信号がオーバーラップする期間Ｔαが設けられるため、合成信号Ｓ１２３においては、初期反射音信号Ｓ１２１から残響音信号Ｓ１２５にいきなり変化するようなことがなく、合成信号Ｓ１２３を音響信号として出力した場合に、音質が突然変化するような聴感上不自然な状況は生じない。さらに、期間Ｔαにおいて、初期反射音信号Ｓ１２１と残響音信号Ｓ１２５とがクロスフェードされるように、畳み込み演算部１２１，１２２において畳み込まれる乗算係数の補正が行われている。このため、合成信号Ｓ１２３においては、初期反射音信号Ｓ１２１から残響音信号Ｓ１２５に徐々に変化することとなり、合成信号Ｓ１２３を音響信号として出力した場合に、音質の変化がより滑らかなものとなる効果を奏する。
また、合成部１２３においては、２つの信号Ｓ１２１，Ｓ１２２のレベル調整が行われた上で、合成処理が行われる。このため、合成信号Ｓ１２３を音響信号として出力した場合に、音質のみならず音量の変化も聴感上滑らかな自然ものとなる効果も奏する。
【００４９】
Ｂ：変形例
以上、本発明の実施形態について説明したが、この実施形態はあくまでも例示であり、本発明の趣旨の範囲内で変形することができる。変形例としては、たとえば以下のようなものが考えられる。
【００５０】
（変形例１）
上述実施形態においては、同一のインパルス応答波形のサンプリングデータにおいて、所定期間Ｔ１，Ｔ２にそれぞれ含まれるデータ列を、データ列Ｄ１，データ列Ｄ２として扱っていたが、これに限らず、データ列Ｄ１，データ列Ｄ２はそれぞれ異なるインパルス応答波形のサンプリングデータに基づくものであってもよい。かかる場合でも、上述実施形態と同様、合成部１２３から出力される信号Ｓ１２３においては、音質、音量ともに滑らかなつながりを有する信号となるので、聴感上も自然な残響特性を付与することができる。
【００５１】
（変形例２）
レベル調整部１２３Ａの増幅率Ｇ１，Ｇ２の決定方法については任意に変形が可能である。たとえば、図２２に示すように、データ列Ｄ２における開始直後の微小期間γ（γ＜α）に含まれるデータ列Ｄ２のデータのレベル、またはパワーの総和値ＳＵＭ４と、データ列Ｄ１において、データ列Ｄ１の開始からＴ１２４時間だけ経過直前の微小期間γに含まれるデータ列Ｄ１のデータのレベル、またはパワーの総和値ＳＵＭ３を求め、以下の式により増幅率Ｇ１，Ｇ２の決定をすることとしてもよい。
【００５２】
Ｇ２／Ｇ１＝ＳＵＭ３／ＳＵＭ４……（２）
【００５３】
この方法によっても、初期反射音に係る初期反射音信号Ｓ１２１と、後部反射音に係る残響音信号Ｓ１２５を合成して得られる合成信号Ｓ１２３のデータのレベル値のつながりが自然なものになり、上述実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００５４】
（変形例３）
フィルタ１２５の構成も任意に変形可能である。たとえば、フィルタ１２５の後段にさらに複数のオールパスフィルタ（ＡＰＦ）を直列あるいは並列に加える構成として、フィルタ１２５から出力される信号の位相を調整するようにしてもよい。
あるいは、フィルタ１２５の後段にマルチタップディレイを加え、フィルタ１２５から出力される信号に対して、時間密度の調整を行うようにしてもよい。
【００５５】
（変形例４）
残響付与装置１００の構成自体も任意に変形可能である。例えば図２４に示すように、畳み込み演算部１２１から出力される初期反射音信号Ｓ１２１を、フィルタ１２５においてくりかえし減衰させながら出力することにより後部反射音に係る残響音信号Ｓ１２５を生成することとしてもよい。
本変形例においては、上述実施形態に係る畳み込み演算部１２２が構成要素として省略できる利点がある一方、フィルタ１２５の出力残響音信号Ｓ１２５の形をフェードイン処理を施したものにする必要がある。
このため、フィルタ１２５におけるフィルタ係数の値を適当な値に調整しておき、フィルタ１２５の出力残響音信号Ｓ１２５の開始直後（α時間の部分）につき、残響音信号Ｓ１２５の信号レベルが０からだんだん増加していくように、すなわち、フェードイン処理がされたような信号形状とすればよい。
このような本変形例の構成とした場合においても、上述第１実施形態と同様、本実施形態においても、初期反射音に係る初期反射音信号Ｓ１２１、後部残響音に係る残響音信号Ｓ１２５を合成するときに、所定期間クロスフェードを行うようにした合成処理を行うことができる。このため、合成信号Ｓ１２３においては、信号（データ）のつながりが悪くなることもなく、音楽的にも自然な残響効果付与を行うことができる。
【００５６】
（変形例５）
また、残響付与装置１００の構成を、図２５に示すように、畳み込み演算部１２２から出力される後部反射音信号Ｓ１２２を、畳み込み演算部１２１から出力される初期反射音信号Ｓ１２１に後続させるようにしてもよい。より具体的には、畳み込み演算部１２２から出力される後部反射音信号Ｓ１２２について、遅延器１２７を介して加算器１２８に供給させ、畳み込み演算部１２１から出力される初期反射音信号Ｓ１２１に後続させる。この場合、畳み込み演算部１２１と畳み込み演算部１２２において畳み込まれるデータ列は、もとのインパルス応答において時間的に連続したデータが用いられる。そして、遅延器１２７の遅延時間Ｔ１２７を、初期反射音信号Ｓ１２１の時間長Ｔ１２１と同じにしておけば、初期反射音信号Ｓ１２１にそのまま後部反射音信号Ｓ１２２が後続された信号Ｓ１２８が、加算器１２８から出力される。ここで、初期反射音信号Ｓ１２１、後部反射音信号Ｓ１２２は、もとのインパルス応答波形のサンプリングデータをそのまま畳み込んで得られる信号であり、インパルス応答波形のデータ内容を忠実に再現した信号の有効利用が図られることになる。
ただし、本変形例においては、畳み込み演算処理部１２２において畳み込まれるデータ列Ｄ２にのみデータ補正を行うことが必要である。具体的にはデータ列Ｄ２の終了直前の所定時間に含まれるデータにおいてだんだんとデータ値が小さくなっていくように、すなわち、フェードアウトしていくようなデータ補正を行えばよい。
一方、上述変形例４と同様、フィルタ１２５におけるフィルタ係数の値を適当な値に調整しておき、フィルタ１２５の出力残響音信号Ｓ１２５の開始直後につき、残響音信号Ｓ１２５の信号レベルが０からだんだん増加していくように、すなわち、フェードイン処理がされたような信号形状とすればよい。このような処理を行うことにより、上述した実施形態と同様、合成部１２３において、信号Ｓ１２８と残響音信号Ｓ１２５との合成処理を行うにあたり、所定期間クロスフェードを行うようにした合成処理を行うことができる。このため、合成信号Ｓ１２３においては、信号（データ）のつながりが悪くなることもなく、聴感上自然な残響効果付与を行うことができる。
【００５７】
（変形例６）
上述した実施形態においては、インパルス応答波形のサンプリングデータを予め残響データメモリ１０７に格納することとしているが、予め音場シミュレーションプログラムをコントローラ２内の図示しないＲＯＭ（Read Only Memory）に格納しておき、ユーザが任意の音響空間のインパルス応答波形をプログラミングできるようにしてもよい。
【００５８】
（変形例７）
残響データメモリ１０７に複数のインパルス応答波形データを格納する構成としてもよい。この場合は、図２３に示すように、各々のインパルス応答に対応するホールや教会といった音響空間の名前も対応付けて、残響データメモリ１０７内に格納される。そして、ユーザが操作部１の操作を行うことにより、所望の音響空間を選択できる構成にしてもよい。
【００５９】
（変形例８）
上記実施形態においては残響付与機能を搭載した残響付与装置１００により説明しているが、この他、残響付与機能を搭載したミキサ、リバーブといった装置であっても本発明の適用は当然可能である。
【００６０】
（変形例９）
本発明に係るプログラムを記録する記録媒体も任意であり、例えば、半導体メモリ、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc- Read Only Memory）、ＣＤ−Ｒ（Compact Disc-Recordable）等の光ディスク、ＭＯ（Magneto Optical Disk）、ＭＤ（Mini Disc）等の光磁気ディスク、フロッピーディスク、ハードディスク等の磁気ディスク等があげられる。
また、かかるプログラムのインストール方法も任意であり、上述した記録媒体を使って残響付与装置１００にインストールすることとしてもよく、本発明に係るプログラムが格納されるサーバからインターネット等のネットワークを介して残響付与装置１００にインストールする、いわゆるネット配信を用いる方法を使ってもよい。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、簡易な構成により十分な音場効果を表現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態に係る残響付与装置１００の構成図である。
【図２】 同残響付与装置１００のＤＳＰ５の構成図である。
【図３】 インパルス応答波形のサンプリングデータを示す図である。
【図４】 本発明の実施形態に係る残響付与装置１００の残響付与部１２０の構成図である。
【図５】 同残響付与装置１００の畳み込み演算部１２１の構成図である。
【図６】 同残響付与装置１００の畳み込み演算部１２２の構成図である。
【図７】 同残響付与装置１００のフィルタ１２５Ｆ−１の出力信号の形状を模式的に示す図である。
【図８】 同残響付与装置１００のフィルタ１２５の信号処理内容を説明するための図である。
【図９】 同残響付与装置１００の合成部１２３の供給される信号タイミングを示す図である。
【図１０】 同残響付与装置１００においてデータ列Ｄ１に対する補正の内容を説明するための図である。
【図１１】 同残響付与装置１００においてデータ列Ｄ２に対する補正の内容を説明するための図である。
【図１２】 同残響付与装置１００の残響データメモリ１０７に格納されるデータ内容を模式的に示す図である。
【図１３】 同残響付与装置１００の畳み込み演算部１２１の出力初期反射音信号Ｓ１２１を模式的に示す図である。
【図１４】 同残響付与装置１００の畳み込み演算部１２２の出力後部反射音信号Ｓ１２２を模式的に示す図である。
【図１５】 同残響付与装置１００のフィルタ１２５の出力残響音信号Ｓ１２５を模式的に示す図である。
【図１６】 同残響付与装置１００の合成部１２３の動作説明のための図である。
【図１７】 同残響付与装置１００の合成部１２３の動作説明のための図である。
【図１８】 同残響付与装置１００の合成部１２３の動作説明のための図である。
【図１９】 同残響付与装置１００の合成部１２３の構成図である。
【図２０】 同残響付与装置１００のレベル調整部１２３Ａの増幅率の決定方法を説明するための図である。
【図２１】 同残響付与装置１００の合成部１２３の合成信号Ｓ１２３を示す図である。
【図２２】 本発明の変形例を説明するための図である。
【図２３】 本発明の変形例を説明するための図である。
【図２４】 本発明の変形例を説明するための図である。
【図２５】 本発明の変形例を説明するための図である。
【符号の説明】
１００………残響付与装置、
１………操作部、２………コントローラ、３……入力部、４……出力部、
５……ＤＳＰ、６……音源、９……バス、
ＭＩＣ……マイクロホン、ＳＰ……スピーカ、
１０７……残響データメモリ、１２０……残響付与部、
１２１、１２２……畳み込み演算部、１２３……合成部、
１２３Ａ……レベル調整部、
１２３Ｃ……加算器、
１２４……遅延器、１２５……フィルタ。
Claims (9)
- 処理対象となる音響信号に対し、インパルス応答波形の一部を表すサンプリングデータのうち第１の所定時間分の波形を表す第１のデータ列をその終了直前のデータ値がフェードアウトするよう補正して畳み込むことにより第１の反射音信号を生成する第１の信号処理手段と、
前記音響信号に対し、前記サンプリングデータのうち第２の所定時間分の波形を表す第２のデータ列をその開始直後のデータ値が前記フェードアウトと同じ時間でフェードインするよう補正して畳み込むとともに、畳み込んで生成した信号を巡回型フィルタを用いて繰り返し出力することにより、前記第１の反射音信号に続く第２の反射音信号を生成する第２の信号処理手段と、
前記第１の信号処理手段によって生成される前記第１の反射音信号と、前記第２の信号処理手段によって生成される前記第２の反射音信号とを加算して出力する手段であって、前記第２の反射音信号を、前記第１の所定時間よりも前記フェードアウトの時間だけ短い時間遅延させて出力する出力手段と、
を具備することを特徴とする残響付与装置。 - 処理対象となる音響信号に対し、インパルス応答波形の一部を表すサンプリングデータのうち第１の所定時間分の波形を表す第１のデータ列を畳み込むことにより第１の畳み込み信号を生成するとともに、前記サンプリングデータのうち第２の所定時間分の波形を表す第２のデータ列をその終了直前のデータ値がフェードアウトするよう補正して前記音響信号に畳み込むことにより第２の畳み込み信号を生成し、前記第１の畳み込み信号に前記第２の畳み込み信号を後続させることにより、第１の反射音信号を生成する第１の信号処理手段と、
前記第１の信号処理手段において、前記第２のデータ列を畳み込むことにより得られる信号を、巡回型フィルタを用いて繰り返し出力することにより、前記第１の反射音信号に続く第２の反射音信号であって、該反射音信号の開始直後の信号レベルが前記フェードアウトと同じ時間でフェードインするよう処理された反射音信号を生成する第２の信号処理手段と、
前記第１の信号処理手段によって生成される前記第１の反射音信号と、前記第２の信号処理手段によって生成される前記第２の反射音信号とを加算して出力する手段であって、前記第２の反射音信号を、前記第１の所定時間と前記第２の所定時間を加算した値よりも前記フェードアウトの時間だけ短い時間遅延させて出力する出力手段と、
を具備することを特徴とする残響付与装置。 - 請求項１または請求項２のいずれかに記載の残響付与装置において、
前記出力手段において、前記第１の反射音信号、前記第２の反射音信号のいずれかあるいは双方の信号レベルを調整する信号レベル調整手段を有する
ことを特徴とする残響付与装置。 - 請求項３に記載の残響付与装置において、
前記信号レベル調整手段は、前記第１の反射音信号の終了直前の微小期間に畳み込まれるデータの補正前のレベル値の総和である第１の値と前記第２の反射音信号のフェードイン直後の微小期間に畳み込まれるデータのレベル値の総和である第２の値とを算出し、前記第１の反射音信号の増幅率に対する前記第２の反射音信号の増幅率の比が前記第２の値に対する前記第１の値の比に一致するように、前記第１の反射音信号、前記第２の反射音信号のいずれかあるいは双方の信号レベルを調整する
ことを特徴とする残響付与装置。 - 処理対象となる音響信号に対し、インパルス応答波形の一部を表すサンプリングデータのうち第１の所定時間分の波形を表す第１のデータ列をその終了直前のデータ値がフェードアウトするよう補正して畳み込むことにより第１の反射音信号を生成する第１の信号処理過程と、
前記音響信号に対し、前記サンプリングデータのうち第２の所定時間分の波形を表す第２のデータ列をその開始直後のデータ値が前記フェードアウトと同じ時間でフェードインするよう補正して畳み込むとともに、畳み込んで生成した信号を巡回型フィルタを用いて繰り返し出力することにより、前記第１の反射音信号に続く第２の反射音信号を生成する第２の信号処理過程と、
前記第１の信号処理過程によって生成される前記第１の反射音信号と、前記第２の信号処理過程によって生成される前記第２の反射音信号とを加算して出力する過程であって、前記第２の反射音信号を、前記第１の所定時間よりも前記フェードアウトの時間だけ短い時間遅延させて出力する出力過程と、
を具備することを特徴とする残響付与方法。 - 処理対象となる音響信号に対し、インパルス応答波形の一部を表すサンプリングデータのうち第１の所定時間分の波形を表す第１のデータ列を畳み込むことにより第１の畳み込み信号を生成するとともに、前記サンプリングデータのうち第２の所定時間分の波形を表す第２のデータ列をその終了直前のデータ値がフェードアウトするよう補正して前記音響信号に畳み込むことにより第２の畳み込み信号を生成し、前記第１の畳み込み信号に前記第２の畳み込み信号を後続させることにより、第１の反射音信号を生成する第１の信号処理過程と、
前記第１の信号処理過程において、前記第２のデータ列を畳み込むことにより得られる信号を、巡回型フィルタを用いて繰り返し出力することにより、前記第１の反射音信号に続く第２の反射音信号であって、該反射音信号の開始直後の信号レベルが前記フェードアウトと同じ時間でフェードインするよう処理された反射音信号を生成する第２の信号処理過程と、
前記第１の信号処理過程によって生成される前記第１の反射音信号と、前記第２の信号処理過程によって生成される前記第２の反射音信号とを加算して出力する過程であって、前記第２の反射音信号を、前記第１の所定時間と前記第２の所定時間を加算した値よりも前記フェードアウトの時間だけ短い時間遅延させて出力する出力過程と、
を具備することを特徴とする残響付与方法。 - コンピュータを、
処理対象となる音響信号に対し、インパルス応答波形の一部を表すサンプリングデータのうち第１の所定時間分の波形を表す第１のデータ列をその終了直前のデータ値がフェードアウトするよう補正して畳み込むことにより第１の反射音信号を生成する第１の信号処理手段と、
前記音響信号に対し、前記サンプリングデータのうち第２の所定時間分の波形を表す第２のデータ列をその開始直後のデータ値が前記フェードアウトと同じ時間でフェードインするよう補正して畳み込むとともに、畳み込んで生成した信号を巡回型フィルタを用いて繰り返し出力することにより、前記第１の反射音信号に続く第２の反射音信号を生成する第２の信号処理手段と、
前記第１の信号処理手段によって生成される前記第１の反射音信号と、前記第２の信号処理手段によって生成される前記第２の反射音信号とを加算して出力する手段であって、前記第２の反射音信号を、前記第１の所定時間よりも前記フェードアウトの時間だけ短い時間遅延させて出力する出力手段
として機能させるためのプログラム。 - コンピュータを、
処理対象となる音響信号に対し、インパルス応答波形の一部を表すサンプリングデータのうち第１の所定時間分の波形を表す第１のデータ列を畳み込むことにより第１の畳み込み信号を生成するとともに、前記サンプリングデータのうち第２の所定時間分の波形を表す第２のデータ列をその終了直前のデータ値がフェードアウトするよう補正して前記音響信号に畳み込むことにより第２の畳み込み信号を生成し、前記第１の畳み込み信号に前記第２の畳み込み信号を後続させることにより、第１の反射音信号を生成する第１の信号処理手段と、
前記第１の信号処理手段において、前記第２のデータ列を畳み込むことにより得られる信号を、巡回型フィルタを用いて繰り返し出力することにより、前記第１の反射音信号に続く第２の反射音信号であって、該反射音信号の開始直後の信号レベルが前記フェードアウトと同じ時間でフェードインするよう処理された反射音信号を生成する第２の信号処理手段と、
前記第１の信号処理手段によって生成される前記第１の反射音信号と、前記第２の信号処理手段によって生成される前記第２の反射音信号とを加算して出力する手段であって、前記第２の反射音信号を、前記第１の所定時間と前記第２の所定時間を加算した値よりも前記フェードアウトの時間だけ短い時間遅延させて出力する出力手段
として機能させるためのプログラム。 - 請求項７または請求項８のいずれかに記載のプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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