JPH04143799A - 残響付加装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、楽音信号なとに人口的に残響音を付加する残
響付加装置に関する。

従来の技術 近年、一般の家庭のりスニングルームにおいて、様々な
音場を再生する音場再生の技術開発が盛んになってきた
。音場再生は、音楽ソースの楽音信号に、人口的に再生
したい音場（コンサートポール、ライブハウス等）での
残響音を付加することによりなされる。残響音はより臨
場感を出すためステレオ再生するので、複数のチャネル
分生成し、複数のスピーカで再生する。

第９図に従来の残響付加ｇ置の一例を示す。

第１０図に第９図の構成の残響付加装置により生成しよ
うとする音場のインパルス応答を示す。

第１０図において、インパルス応答の時間パラメータＴ
８．−Ｔ８．、および係数パラメータＧ８．〜Ｇ８．と
てコンサートホールのインパルス応答のうちの初期反射
音を時間関数で表現している。ここでは残響付加装置の
複数あるチャネルのうち１つたけ説明する。他のチャネ
ルも同様の構成であるか、時間関数はステレオ再生する
ため、各チャネル間により異なっている。

第９図において、１はディノタル信号を出力するディジ
タルオーディオ機器、２はデイ／タルオーディオアンプ
、３はスピーカ、４は聴取空間である。８００は残響付
加回路、Ｘ３（ｔ）はデイ／タルオーディオ機器１から
の入力信号、８０は畳み込み演算回路、８１は入力信号
を記憶するデイレイメモ１ハ　８２．〜８２．．は係数
乗算器、８３゜８４．８５は加算器である。９０は帰還
型残響付加回路で、畳み込み演算回路８０からの信号Ｙ
３２（ｔ）か入力される。９１は入力信号を時間Ｔたけ
遅延させるデイレイメモリ、９２は係数Ａ（たたし、Ｑ
＜Ａ＜１）を掛ける係数乗算器、９３は加算器である。

以上の各構成要素の相互の関係と動作を説明す第９図に
おいてデイ／タルオーディオ機器１からの信号Ｘ３ｆｔ
）を、デイレイメモリ８１はアドレスを順次更新しなか
ら所定時間分記憶する。

次に、デイレイメモリ８１て入力信号Ｘ３ｆｔ）をそれ
ぞれＴ８．〜Ｔ８．ｌたけ遅延し、遅延信号Ｘ８、〜Ｘ
８．．として取り出す。デイレイメモリ８１から取り出
される信号のうちＸ８．〜Ｘ８．まては乗算器８２１〜
８２．を介して加算器８３て加算され初期反射音Ｙ３１
１ｔ）を得る。Ｘ　８、、、〜Ｘ８゜は乗算器８２．．
１〜８２．を介し加算器８４て加算され信号Ｙ３２（ｔ
）を得る。信号Ｙ３２（ｔ　）は帰還型残響付加回路９
０に入力される。帰還型残響付加回路９０は入力信号と
してレベルが１の信号か加わったとすると、デイレイメ
モリ９１によりＴなる時間遅延し、出力すると同時に係
数乗算器９２によりレベルＡの信号とし、デイレイメモ
リ９１に帰還する。以下、Ｔの間隔てＡ２．　　Ａ３．
・・・か順に後部残響信号Ｙ３３（ｔ）として現れる。

パラメータＡ、　　Ｔは後部残響信号Ｙ３３（ｔ）が前
記一般のりスニングルームの後部残響音の減衰特性を再
現するように設定する。

さらに、加算器８５により直接音である信号Ｘ３（ｔ）
と、初期反射音Ｙ３１（ｔ）と、後部残響信号Ｙ３３（
ｔ　）との加算を行い出力信号２３ｆｔ）を得、出力信
号Ｚ３（ｔ）をデイ／タルオーディオアンプ２に入力し
、スピーカ３により試聴空間４に放射する。

残響付加装置の他のチャネルも以上の動作と同様に各チ
ャネルの残響音を放射する。

これにより一般のりスニングルーム内において、コンサ
ートホールの音場を再生することかでき、聴取者は臨場
感のある音楽を聴くことができる。

しかしながら、実際のコノサートホールなとてのインパ
ルス応答による残響特性をみるとイノパルス応答の本数
は非常に多く、これらをすへて畳み込み演算で実現しよ
うとすると第９図の畳み込み演算回路８０における畳み
込み演算の点数ｍは非常に多くなってしまう。契際に実
用化されている残響付加装置はハードウェアの制限かあ
るために畳み込み演算の点数ｍは実際のインパルス応答
の本数よりも少なく制限しており、畳み込み演算は初期
反射音の生成に用いている。初期反射音に続く後部残響
音は聴取空間の壁面で何回も反射を繰り返しており、イ
ンパルス応答をみると非常に本数か多い。したかって、
畳み込み演算の点数か制限されている畳み込み演算回路
８０で後部残響音を生成するのは難しいので、別の残響
付加回路により生成し、付加している。

第１０図には実際に畳み込み演算の点数を制限した残響
付加装置のインパルス応答を示している。

第１０図のように残響音を制限しても、一般のりスニン
グルームで試聴する場合はりスニングルーム自体に影響
かあるために時間軸上に密な残響音が生成でき、残響の
質は満足できる。第１１図に実際のりスニングルームの
インパルス応答の例、第１２図にリスニングルームで残
響音を制限した残響付加装置を試聴した場合のインパル
ス応答の例を示す。

発明が解決しようとする課題 このような従来の残響付加装置では、一般のりスニング
ルームでの聴取を前提とし、畳み込み演算の点数を制限
しているので、車室内のような非常に残響の少ない聴取
空間では聴取空間自体で発生する残響が期待できす、残
響音が時間的に分離して聞こえる不自然さがある。

ところが畳み込み演算の点数、すなわち、第９図の構成
におけるｍ点の数を大きくするとハードウェアもそれに
比例し大きくなる。また、畳み込み演算は個別の係数乗
算器を用いて行うものではなく、直列逐次処理によって
行う構成か一般的であるため、一定時間内に処理できる
畳み込み演算の点数には制限がある。

したがって、車室内のような非常に残響音の少ない聴取
空間では、従来の構成は時間軸上に充分密な残響音か再
生できず、残響の質を満足できるものにならない。

本発明は上記問題点を解決するもので、残響の非常に少
ない聴取空間において、時間軸上に充分密に残響音か生
成でき、希望する自然な残響を実現できる残響付加装置
を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段− 上記目的を達成するために本発明の残響付加装置は、入
力信号と第１の部屋の残響特性のうちの初期反射音を表
す時間関数との畳み込み演算を行う畳み込み演算回路、
前記初期反射音に続く後部残響音を生成する残響付加回
路ををする第１の残響付加手段と、第１の残響付加回路
の出力信号と第２の部屋の残響特性を表す時間関数との
畳み込み演算によって反射音を生成する第２の残響付加
手段とを備えてなる。

また、より自然な音場を再生するために、入力信号と第
１の部屋の残響特性のうちの初期反射音を表す時間関数
との畳み込み演算を行う畳み込み演算回路、初期反射音
に続く後部残響音を生成する残響付加回路を有する第１
の残響付加手段と、第１の残響付加回路の出力信号と第
２の部屋の残響特性のうちの初期反射音を表す時間関数
との畳み込み演算を行う畳み込み演算回路、初期反射音
に続く後部残響音を生成する後部残響付加回路を育する
第２の残響付加手段とを備えてなるものである。

作用 本発明は上記した構成により、第１の残響付加手段によ
り得られた残響音に、第２の残響付加手段の畳み込み演
算により得られる残響音か加えられ、時間軸上に密な残
響音を得ること／：ｌ）でき、さらに、第２の部屋の残
響音の生成に、後部残響音を付加する残響付加回路を追
加することにより、第２の部屋の残響音をより密で、か
つ長（する。

実施例 以下本発明の実施例について、図面を参照しながら説明
する。ここでも、従来例の説明と同様、残響付加装置の
複数あるチャネルのうち１つたけについて説明する。他
のチャネルも同様の構成であるが、時間関数はステレオ
再生するため、前記各チャネル間により異なっている。

ます、本発明の第１の実施例について説明する。

第１図は本発明の第１の実施例の残響付加装置の構成図
である。

第２図、第３図、第４図は、第１図の残響付加装置の各
部でのインパルス応答図である。

第１図において、１はディジタル音声信号を出力するデ
ィジタルオーディオ機器、２はディノタルオーディオア
ンプ、３はスピーカ、４は聴取空間である。

ＸＨｔ）はディジタルオーディオ機器１の出力信号、１
００は第１の残響付加回路、１０は畳み込み演算回路、
１１は入力信号を記憶するデイレイメモリ、１２１〜１
２１は係数乗算器、１３，１４．１５は加算器である。

２０は帰還型残響付加回路で、畳み込み演算回路１０の
出力信号Ｙ１２Ｄ）か入力される。２１は入力信号を時
間Ｔたけ遅延させるデイレイメモ１ハ　２２は係数Ａ（
たたし、０＜Ａ＜１）を掛ける係数乗算器、２３は加算
器である。

３００は第２の残響付加回路であり、第１の残響付加回
路１００の出力信号Ｙ　１４（ｔ　）を入力信号とし、
畳み込み演算により残響を付加する。３１はデイレイメ
モリ、３２．〜３２．は係数乗算器、３３．３４は加算
器である。

以上のように構成された残響付加装置について、以下そ
の動作を説明する。

第１図においてディジタルオーディオ機器１から出力さ
れた人力信号ＸＩ（ｔ）は、第１の残響付加回路１００
に入力される。

第１の残響付加回路１００は従来の技術で述へた残響付
加回路と同様の動作で信号Ｙ１４（ｔ）を生成する。第
２図に、第１の残響付加回路１００のインパルス応答を
示す。

次に信号Ｙ１４（ｔ）を第２の残響付加回路３００に人
力する。第２の残響付加回路３００て信号Ｙ１４（ｔ）
と畳み込み演算をする時間関数は、−般のりスニングル
ームのインパルス応答の初期反射音に対応しており、第
３図に示す。つまり、第３図におけるインパルス応答の
時間パラメータＴ３　＋　−７３−１係数パラメータＧ
３．〜Ｇ３．とて一般のりスニングルームの残響特性の
時間関数を表している。第２の残響付加回路３００ては
、信号Ｙ１４（ｔ）に含まれる直接音、初期反射音、後
部残響音の各々に一般のりスニングルームでの初期反射
音を付加することにより信号Ｙ１５（ｔ）を生成するこ
ととなる。

第１の残響付加回路１００からの信号Ｙ１４（ｔ）と第
２の残響付加回路３００からの信号Ｙ１５（ｔ）とを加
算器３４によって加算することにより、出力信号ＺＨｔ
）か得られる。出力信号Ｚｌｆｔ）はディジタルオーデ
ィオアンプ２に入力され、スピーカ３を介し、聴取空間
４に放射される。残響付加装置の他のチャネルも以上の
動作と同様に各チャネルの残響音を出力する。

第４図に出力信号Ｚｌ（ｔ）のインパルス応答を示す。

第４図に示すように、出力信号Ｚｌ（ｔ）は、直接音に
コンサートホールて残響音を付加した信号Ｙ１４（ｔ）
に、一般のりスニングルームの残響音を付加したもので
ある。従って、出力信号Ｚ１（１）は信号Ｙ１４（ｔ）
に対して、時間軸上でより密になり、一般のりスニング
ルームで、コンサートホールの残響特性を再生する場合
と同しような効果を車室内のような残響の非常に短い聴
取空間４ても得ることかできる。

このように本発明の第１の実施例の残響付加装置によれ
ば、初期反射音とそれに続く後部残響音を生成する第１
の残響付加回路と、リスニングルームの反射音を生成す
る第２の残響付加回路とを継続するようにしであるので
、車室内でおいてもリスニングルームでホールの特性を
再生するのと同様な効果か得られる。

次に本発明の第２の実施例について説明する。

この実施例では、リスニングルームの残響特性の再生を
、第１の実施例よりもより高い精度で行うことにより、
さらに自然な残響を再生するものである。

第５図は本発明の第２の実施例の残響付加装置の構成図
である。ここでも、上記説明と同様、残響付加装置の複
数あるチャネルの内１つたけについて説明する。他のチ
ャネルも同様の構成であるが、時間関数はステレオ再生
するため、各チャネル間によって異なっている。

第６図、第７図、第８図は第５図の残響付加装置の各部
でのインパルス応答図である。

第５図において、■はディジタル信号を出力するディジ
タルオーディオ機器、２はディジタルオーディオアンプ
、３はスピーカ、４は聴取空間である。

Ｘ２（ｔ）はデインタルオーディオ機器１の出力信号、
４００は第１の残響付加回路、４０は畳み込み演算回路
、４１は入力信号を記憶するデイレイメモリ、４２＋〜
４２．は係数乗算器、４３，４４．４５は加算器である
。５０は帰還型残響付加回路で、畳み込み演算回路４０
からの信４Ｙ２２（１）が入力される。５１は入力信号
を時間Ｔたけ遅延させるデイレイメモリ、５２は係ｆｉ
Ａ　（但し、０＜Ａ＜１）を掛ける係数乗算器、５３は
加算器である。６００は第２の残響付加回路であり、６
０は畳み込み演算回路で、第１の残響付加回路の出力Ｙ
２４（ｔ）を入力信号とする。６１はデイレイメモリ、
６２．〜６２．は係数乗算器、６３，６４．６５は加算
器である。７０は帰還型残響付加回路で、畳み込み演算
回路６０からの信号Ｙ２６（１）か入力される。７１は
入力信号を時間Ｔたけ遅延させるデイレイメモリ、７２
は係数Ａ（但し、０＜Ａ＜１）を掛ける係数乗算器、７
３は加算器である。

以上のように構成された残響付加装置について、以下そ
の動作を説明する。

第５図において、ディジタルオーディオ機器１から出力
された入力信号Ｘ２（ｔ）は、第１の残響付加回路４０
０に入力される。

第１の残響付加回路４００は、第１の実施例の第１の残
響付加回路１００と同様の動作で信号Ｙ２４ｆｔ）を得
、畳み込み演算回路６０に出力する。

第６図に第１の残響付加回路４００のインパルス応答を
示す。

第５図の畳み込み演算回路６０て、信号Ｙ２４（１）と
畳み込み演算をする時間関数は、一般のりスニングルー
ムのインパルス応答の初期反射音に対応している。その
インパルス応答を第７図に示す。第５図の時間パラメー
タＴ６．〜Ｔ６１、係数パラメータＧ６．〜Ｇ６．とて
一般のりスニ／グルームの残響特性のうち初期反射音の
時間関数を表している。畳み込み演算回路６０ては、デ
イレイメモリ６１から取り出される信号のうちＸ６．〜
Ｘ６、まては乗算器６２１〜６２、を介して加算器６３
て加算され、初期反射音Ｙ２５（ｔ）を得る。Ｘ６．４
１〜Ｘ６．は乗算器６２．。１〜６２、を介し、加算器
６４で加算された信号Ｙ２６（ｔ）を得る。

一般のりスニングルームの音場特性には、青み込み演算
回路６０の時間関数たけては、表現できない長い残響時
間を持った後部残響音を伴っている場合がある。そのた
め、信号Ｙ２６（ｔ）を帰還型残響付加回路７０に入力
し、後部残響音を生成する。帰還型残響付加回路７０で
は入力信号としてレベルが１の信号が加わったとすると
、デイレイメモリ７１によりＴなる時間遅延され、出力
されると同時に係数乗算器７２によりレベルへの信号と
なり、デイレイメモリ７１に帰還される。

以下、Ｔの間隔でＡ２１　　Ａ３＋　　・・・か順に後
部残響信号Ｙ２７ｆｔ）として現れる。パラメータＡ、
　　Ｔは後部残響信号Ｙ２７ｆｔ）か一般のりスニング
ルームの後部残響音の減衰特性を再現するように設定す
る。なお、帰還型残響付加装置７０はこの構成に限らな
くともよい。

第１の残響付加回路４００の出力Ｙ２４ｆｔ）と第２の
残響付加回路６００による第２の部屋の初期反射音Ｙ２
５（ｔ）と後部残響信号Ｙ２７ｆｔ）とを加算器６５で
加算することにより、出力信号２２（ｔ）を得る。出力
信号Ｚ２（ｔ）はデイ／タル万一ディオアンプ２に入力
され、スピーカ３を介し、聴取空間４に放射される。残
響付加装置の他のチャネルも以上の動作と同様に各チャ
ネルの残響音を出力する。

第８図に出力信号Ｚ２（ｔ）のインパルス応答を示す。

第８図に示すように、出力信号Ｚ２（ｔ）はコンサート
ホールての残響音である信号Ｙ２４ｆｔ）に一般のりス
ニングルームの初期反射音Ｙ２５（ｔ）と後部残響信号
Ｙ２７（ｔ）が付加されている。出力信号Ｚ２Ｄ）は第
１の実施例の出力Ｚｌ（ｔ）に対して、時間軸上でより
密になり、一般のリスニングルームて、コンサートホー
ルの残響特性を再生する場合と同しような残響特性をよ
り正確に疑イＵ生成している。これにより、車室内のよ
うな残響の非常に短い聴取空間における台場の生成を、
第１の発明より一層自然にすることができる。

このように本発明の第２の実施例の残響付加装置によれ
ば、初期反射音とそれに続く後部残響音を生成する第１
の残響付加回路と、リスニングルームの残響特性をソミ
ュレートする初期反射音とそれに続（後部残響音を生成
する第２の残響付加回路を継続するように配しであるの
で、より自然な音場の再生かできる。

なお、本発明はデインタル信号、アナログ信号の別なく
同機能の構成で実施できる。

発明の効果 以上の実施例の説明より明らかなように本発明は、入力
信号と第１の部屋の残響特性のうちの初期反射音を表す
時間関数との畳み込み演算を行う畳み込み演算回路、初
期反射音に続く後部残響音を生成する残響付加回路を有
する第１の残響付加手段と、第１の残響付加回路の出力
信号と第２の部屋の残響特性を表す時間関数との畳み込
み演算によって反射音を生成する第２の残響付加回路と
を継続して配しであるので、一般のりスニングルームで
、例えばコンサートホールの残響特性を再生する場合と
同しような効果を、車室内のような残響の非常に短い聴
取空間で得ることかでき、さらに、入力信号と、第１の
部屋の残響特性のうちの初期反射音を表す時間関数との
畳み込み演算を行う畳み込み演算回路、初期反射音に続
く後部残響音を生成する残響付加回路を有する第１の残
響付加手段と、第１の残響付加回路の出力信号と第２の
部屋の残響特性のうちの初期反射音を表す時間関数との
畳み込み演算を行う畳み込み演算回路、初期反射音に続
く後部残響音を生成する後部残響付加回路を有する第２
の残響付加手段とを継続しであるので第２の部屋の残響
特性をより精度よ（再現することかでき、自然な音場の
再生か可能な残響付加装置か提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例の残響付加装置の構成を
示すブロック図、第２図は同第１の残響付加回路でのイ
ンパルス応答図、第３図は同第２の残響付加回路でのイ
ンパルス応答図、第４図は同残響付加装置のインパルス
応答図、第５図は本発明の第２の実施例の残響付加装置
の構成を示すプロ、り図、第６図は同第１の残響付加回
路でのインパルス応答図、第７図は同第２の残響付加回
路でのインパルス応答図、第８図は同残響付加装置のイ
ンパルス応答図、第９図は従来の残響付加装置の構成を
示すブロック図、第１０図は同残響付加回路のインパル
ス応答図、第１１図は一般の試聴室でのインパルス応答
の一例を示す応答図、第１２図は従来の残響付加装置を
一般の試聴室で試聴したときのインパルス応答の一例を
示す応答図である。 １０．４０．６０・・・畳み込み演算回路、　　２０゜
５０．７０・・・帰還型残響付加装置、　　１００，３
００．４００，６００・・・残響付加回路。 代理人の氏名　弁理士　小鍜冶　明　ほか２名第２図 第３図 第４図 第６１図 第７図 第８図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）入力信号と第１の部屋の残響特性の内の初期反射
   音を表す時間関数との畳み込み演算を行う畳み込み演算
   回路、前記初期反射音に続く後部残響音を生成する後部
   残響付加回路を有する第１の残響付加手段と、前記第１
   の残響付加回路の出力信号と第２の部屋の残響特性を表
   す時間関数との畳み込み演算によって反射音を生成する
   第２の残響付加手段とを備えてなる残響付加装置。
2. （２）入力信号と第１の部屋の残響特性の内の初期反射
   音を表す時間関数との畳み込み演算を行う畳み込み演算
   回路、前記初期反射音に続く後部残響音を生成する後部
   残響付加回路を有する第１の残響付加手段と、前記第１
   の残響付加回路の出力信号と第２の部屋の残響特性の内
   の初期反射音を表す時間関数との畳み込み演算を行う畳
   み込み演算回路、前記初期反射音に続く後部残響音を生
   成する後部残響付加回路を有する第２の残響付加手段と
   を備えてなる残響付加装置。