JPH0142159Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はステレオ装置、カラオケ装置等の残響
付加装置に関し、入力信号に含まれる残響成分を
自己相関係数として検出し、検出された自己相関
係数の大小に応じて残響付加量を制御し豊かな音
を得ることを目的とするものである。

すなわち、本考案は、入力信号の自己相関関数
及び入力信号と調波関係にある信号の自己相関関
数を計算し、ある一定遅延時における自己相関係
数の大きさに対応して残響量を自動的に変化させ
るものである。

一般にある信号ｘ（ｔ）の自己相関関数φ_xx（τ）
は次式で与えられる。

φ_xx（τ）＝lim Ｔ→∞１／2T∫^T _-Tｘ（ｔ）ｘ（ｔ−τ）dt
……(1) 同様にある信号ｘ（ｔ）とｙ（ｔ）の相互相関関数
φ_xy（τ）は(2)式のようになる。

φ_xy（τ）＝lim Ｔ→∞１／2T∫^T _-Tｘ（ｔ）ｙ（ｔ−τ）dt
……(2) ある遅延時間τ_1〜nにおけるｎ個のτにおける相
関係数を求めるには、第１図、及び第２図に示す
回路で側定することがある。

第１図に示す自己相関関数計算回路において、
１は入力端子、２，２′〜２ⁿはそれぞれ遅延時間
τ₁，τ₂〜τ_oの遅延器、３，３′〜３ⁿは入力端子１
に加えられた信号と上記遅延器で遅延された信号
とを掛算する掛算器、４，４′〜４ⁿは平均回路、
５は加算器である。

また第２図に示す相互相関関数計算回路におに
て、１，１′は入力端子であり、入力端子１に印
加された信号ｘ（ｔ）と、入力端子１′に印加さ
れ、遅延器２，２′〜２ⁿで遅延された信号とが掛
算器３，３′，〜３ⁿで掛算され、平均回路４，
４′〜４ⁿを介し、加算器５で加算され出力される
ものである。

しかしながら自己相関関数の特長をつかむに
は、複素平面上で解析関数として表わし、自己相
関関数のエンベロープでみた場合がわかりやす
い。

第３図は上記考えを電気回路で実現するための
回路であり、遅延時間τ₁における自己相関係数の
エンベロープが求められる。

すなわち、第１図に示す自己相関関数計算回
路、第２図に示す相互相関関数計算回路を用いて
求まる相関関数は、自己相関関数を例にとると
5KHzのトーンバースト波形が第８図ａの原波形
に対して自己相関関数が同ｂのように求まる。ｂ
において、横軸は時間である。ここで、時間軸上
の１点又は複数点の時間の設定によつては少しの
時間設定値の違いによつてその設定時間にける相
関係数値が大きく変動する。

本考案の目的は、自己相関係数の大きさに対応
して、残響付加装置の残響量を変化させることに
あるが上述したように時間設定値によつて相関係
数値が大きく変動することは好ましくない。そこ
で本考案は、例えば第８図ｃのようにｂのエンベ
ロープを求めておくことにより、この問題点を解
決せんとするものである。

音源の自己相関関数エンベロープは次のように
考えることができる。

今、プログラムソースσ（ｔ）を複素数で表わ
すと σ（ｔ）＝ｆ（ｔ）＋jF（ｔ） ……(3) 複素平面上での自己相関関数φ^は次のようにな
る。

φ^＝１／Ｔ∫^T _O（ｆ（ｔ）＋jF（ｔ）） （ｆ（ｔ＋τ）−jF（ｔ＋τ））dt ……(4) ここで ｛ftの自己相関関数：φ_ff Ｆ（Ｔ）の自己相関関数：φ_FF ｆ（ｔ）Ｆ（ｔ）の相互相関関数：φ_fF，φ_Ff｝ (4)式を展開すると φ^＝２（φ_ff＋jφ_fF） ∴φ^＝φ_ff＋jφ_fF ……(5) ｜φ^｜＝φ^×φ^^*＝（φ² _ff＋φ² _fF）^1/2 ……(6) (6)式によりプログラムソースσ（ｔ）の自己相
関関数のエンベロープを求めることができる。第
３図において入力信号ｘ（ｔ）は直接音信号とし
て掛算器３に印加されるとともに、遅延回路２に
印加され、遅延信号を発生する。この遅延信号と
上記直接音信号とが掛算器３で掛算され、時定数
T₁をもつ平均化回路４で平均され、全波整流回
路６を通り直流電圧となる。これが実数の信号処
理である。虚数は前記と同様の回路構成であるが
入力信号ｘ（ｔ）を90゜シフター７でシフトするも
のである。このようにして得られた直流電圧を加
算器５で１対１の比で加算すると遅延時間τ₁にお
ける自己相関係数に相当する直流電圧を得ること
ができる。側定点を増やすことにより精度のよい
側定が可能となる。

第４図に実際の側定例を示すが出力電圧がτ＝
０に対して1/10になる時間（Ｔ1/10ACF）をみ
ると、ソースＡが2.0ms、ソースＢが9.0msとな
る。このようにそれぞれプログラムソースの特性
によつてこの値（Ｔ1/10ACF）は異なつている。

しかし、Ｔ1/10ACF（自己相関係数が1/10にな
るまでの時間）の値と残響量の「検知限」
（threshold）、「最適値」（optimum）、「過多」
（excess）との間には第５図に示すように対応関
係のあることがわかつた。

すなわち、第３図は(5)式及び(6)式によりプログ
ラムソースの自己相関関数のエンベロープを求め
るための電気回路であり、この回路によりプログ
ラムソースの自己相関関数のエンベロープを求め
ると、第４図ａ，ｂのようになる。この第４図の
例に示されるように、プログラムソースの特性に
よつて（Ｔ1/10ACF）に差が見られる。そこで、
この（Ｔ1/10ACF）が異なる代表的な５つのプ
ログラムソースについて最適の残響付加量を求め
た結果、第５図のような対応関係が得られた。

本考案はこれらの現象に着目すると共に、入力
信号の自己相関関数だけでなく、前記入力信号と
ある調波関係にあるもの（例えば心地よさの順：
２：１，３：２，４：３，５：４，６：５，８：
５，５：３の比であると確認されている。）につ
いても自己相関係数が1/10になるまでの時間（Ｔ
１／１０ACF）に対応して残響量を自動的に変化さ
せるものである。

すなわち、本考案は、原信号の自己相関係数
と、原信号と調波関係にある信号の自己相関係数
との両方を加味したＴ1/10ACFを考えたもので
ある。

その構成を第６図に示す。

第６図においてＡの部分は第３図と全く同じ構
成である。調波構造検出回路８（例えば音程変換
回路，倍周器，分周器，帯域フイルター等から構
成される）を通り、以下同様に回路Ｂに入る。回
路Ａ、回路Ｂからの出力を更に加算器９で加算し
て調波関係までも含めた相関係数の直流電圧１０
が得られる。

第７図は残響付加装置の構成を示しており、１
１が第６図に示す自己相関係数検出回路であり、
この自己相関係数検出回路１１の直流出力電圧１
２により、直接音信号１３と間接音信号１４との
レベル比を調整し残響量を変化させるものであ
る。

第７図において、１５は加算器、１６は遅延
器、１７は帰還回路、１８は電圧制御アツテネー
タであり、遅延器１６の出力が電圧制御アツテネ
ータ１８でレベル制御され、加算器１９で直接音
信号に加算されるものである。

本考案は上記のような構成であり、本考案によ
れば、入力信号の自己相関係数と、入力信号と調
波関係にある信号の自己相関係数とを加算し、そ
の大きさに応じて残響付加量を制御するものであ
り、豊かな音が得られる利点を有するものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は自己相関関数を計算する回路の電気回
路図、第２図は相互相関関数を計算する回路の電
気回路図、第３図は自己相関関数エンベロープを
計算する回路の電気回路図、第４図ａ，ｂはそれ
ぞれ音楽信号の遅延時間に対する自己相関係数を
示す図、第５図は自己相関係数（Ｔ1/10ACF）
と、直接音に対する間接音の比との関係を示す
図、第６図は本考案の一実施例における残響付加
装置の自己相関関数エンベロープ計算回路の電気
回路図、第７図は本考案の一実施例における残響
付加装置の電気回路図、第８図は自己相関係数の
特長を説明するための波形図である。 １，１′……入力端子、２，２′〜２ⁿ……遅延
器、３，３′〜３ⁿ……掛算器、４，４′〜４ⁿ……
平均化回路、５……加算器、６……全波整流回
路、７……90゜シフター、８……調波構造検出回
路、９……加算器、１０……直流電圧、１１……
自己相関係数検出回路、１２……直流出力、１３
……直接音信号、１４……間接音信号、１５……
加算器、１６……遅延器、１７……帰還回路、１
８……電圧制御アツテネータ、１９……加算器。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 入力信号の自己相関関数エンベロープの時間軸
   上の１点又は複数点における自己相関係数の大き
   さと、前記入力信号と調波関係にある信号の自己
   相関関数エンベロープの時間軸上の１点又は複数
   点における自己相関係数の大きさとを加算し、そ
   の大きさに対応して残響付加回路の残響量を変化
   させることを特徴とする残響付加装置。