JPH0547840B2 - - Google Patents
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- JPH0547840B2 JPH0547840B2 JP2292494A JP29249490A JPH0547840B2 JP H0547840 B2 JPH0547840 B2 JP H0547840B2 JP 2292494 A JP2292494 A JP 2292494A JP 29249490 A JP29249490 A JP 29249490A JP H0547840 B2 JPH0547840 B2 JP H0547840B2
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Description
〔産業上の利用分野〕
この発明は、音楽信号等に人工的に残響を付加
するための残響音付加装置に関し、残響音の周波
数特性を時間的に制御するようにしたものであ
る。
〔従来の技術〕
音楽信号等に人工的に残響を付加する場合、電
子的な方法として最も直接的なものは、仮想する
ホール等の音響空間におけるインパルス応答に対
応して、直接音から種々の時間遅れをもつ信号の
重ね合せとして表現する方法である。すなわち、
仮想する音響空間のインパルス応答が、第2図に
示すように、直接音に対して遅延時間τiとレベル
gi(i=1,2,……,n)で構成される複数の
反射音の列であるとすると、この遅延時間τiとレ
ベルgiと係数パラメータ(反射音パラメータ)と
して、入力信号の各サンプルについて反射音列を
それぞれ作成し、各サンプルの反射音を同時刻ご
とに重ね合せていくことにより(このように遅延
信号にゲインをかけて加算する演算をたたみ込み
演算という。)、残響音が作成される。
この重ね合せは、第3図に示すように、マルチ
タツプを持つシフトレジスタ1に入力信号の各サ
ンプル値をサンプリング周期τ0ごとに順次シフト
しながら入力し、1サンプリング周期内τ0におい
て、遅延時間τ1〜τoに対応する各タツプから各サ
ンプルの遅延信号x1〜xoをそれぞれ出力し、これ
らをアンプ2−1〜2−nでそれぞれゲインg1〜
goを付与し、加算器3で加算するもので、
Xput=o
〓i=1
xi・gi
なる残響信号の1つのサンプルが作成される。そ
して、この演算を入力信号のサンプリング周期τ0
ごとに繰り返すことにより、一連の残響信号が作
成される。
また、上記インパルス応答を用いる方式以外に
も、各種の人工的に残響を付加する装置がある。
〔発明が解決しようとする課題〕
従来の残響付加装置で作成される残響信号は周
波数特性を考慮していなかつたが、自然界では残
響の周波数特性は時間とともに変化する。すなわ
ち、自然界では残響は高域成分ほど早く減衰し、
時間とともに低域成分だけになつていく。したが
つて、前記の残響付加においても、作成する残響
信号の周波数特性を時間的に制御できればより自
然な残響音を作成することができる。
また、このような目的以外にも、特殊効果を得
る等の目的で残響音の周波数特性を時間的に制御
できれば便利である。
この発明は、前記従来の技術における問題点を
解決して、残響音の周波数特性を時間的に制御す
ることができる残響付加装置を提供しようとする
ものである。
〔課題を解決するための手段〕
この発明は、入力信号データに対して所定の係
数データに基づきデータ演算を行ない前記入力信
号の残響音データを作成する残響付加手段と、入
力信号データの途絶を検出する入力途絶検出手段
と、入力信号データが途絶する直前の前記入力信
号データ、またはこの入力信号データから作成し
た前記残響音データ、または前記係数データにフ
イルタ特性を加える周波数特性制御手段と、前記
入力途絶検出手段で検出される入力信号の途絶に
合わせて、前記周波数特性制御手段のフイルタ特
性の帯域を徐々に低域方向に狭めるように当該フ
イルタの係数データに対して時間的変化を付加す
る制御を実行するフイルタ特性可変手段とを具備
してなるものである。
〔作用〕
この発明によれば、入力信号が途絶したときに
残響信号の高域が早く減衰するようにフイルタ特
性を時間的に変化させることにより、自然界にお
ける残響音を忠実に再現することができる。な
お、同様の残響音を得るための別の手法として、
入力信号を周波数帯域ごとに分割して、高域側で
は残響時間が短く、低域側では残響音が長くなる
ように個別の回路で残響信号を生成してこれらを
合成して出力することもできるが、このようにす
ると周波数帯域ごとに残響付加手段を設ける必要
があり、装置規模が大きくなる問題がある。これ
に対し、この発明にように、フイルム特性を時間
的に変化させるようにすれば、周波数帯域ごとに
分割して残響付加手段を設ける必要がなくなるの
で、装置規模が小さくてすむ。
〔実施例〕
インパルス応答を係数パラメータとして、たた
み込み演算を行ない入力信号の残響音を作成する
残響付加装置にこの発明を適用した実施例を説明
する。ここでは、残響音を作成する前のデータ、
または残響音を作成した後のデータ、または前記
係数パラメータにフイルタ特性を加え、かつこの
フイルタ特性に時間的変化を付加するようにした
各場合について説明する。
(実施例 1)
この発明の第1実施例を第1図に示す。これ
は、残響信号を作成する前の入力データに周波数
特性を付与するようにしたものである。
第1図において、入力信号は周波数特性制御回
路10でフイルタ特性が付与される。このフイル
タ特性はフイルタ特性可変手段11により時間的
に可変制御される。周波数特性制御回路10の出
力は、残響付加回路12に入力される。残響付加
回路12は、係数メモリ14に記憶されているイ
ンパルス応答のパラメータ(遅延時間とレベルに
関するパラメータ)に基づき、入力信号の各サン
プルについて残響信号をそれぞれ作成し、それら
をたたみ込み演算により加算して一連の残響信号
を作成する(前記第3図に示した演算)。周波数
特性制御回路10のフイルタ特性を時間的に可変
制御することにより、残響付加回路12からは、
時間的に変化するフイルタ特性が付与された残響
信号が出力される。
(実施例 2)
この発明の第2実施例を第4図に示す。これ
は、残響信号を作成した後のデータにフイルタ特
性を付与するようにしたものである。
第4図において、入力信号は残響付加回路12
に入力される。残響付加回路12は、係数メモリ
14に記憶されているインパルス応答の係数パラ
メータに基づき、入力信号の各サンプルについて
残響信号をそれぞれ作成し、これらをたたみ込み
演算により加算して、一連の残響信号を作成す
る。残響付加回路12から出力される残響信号
は、周波数特性制御回路10でフイルタ特性が付
与される。このフイルタ特性はフイルタ特性可変
手段により時間的に可変制御される。
(実施例 3)
この発明の第3実施例を第5図に示す。これ
は、残響信号を作成するためのインパルス応答の
係数パラメータにフイルタ特性を付与するように
したものである。
第5図において、係数メモリ14に記憶されて
いるインパルス応答の係数パラメータは周波数特
性制御回路10でフイルタ特性が付与される。こ
のフイルタ特性は、フイルタ特性可変手段11に
より時間的に可変制御される。残響付加回路12
はこのフイルタ特性の付与された係数パラメータ
に基づき入力信号の各サンプルについて残響信号
をそれぞれ作成し、これらをたたみ込み演算によ
り加算して一連の残響信号を作成する。
インパルス応答のパターンとフイルタ特性とは
同次元のものなので、インパルス応答のパターン
を周波数特性制御回路10に通すことで変形させ
て、この変形したインパルス応答を用いてたたみ
込み演算を行なうことにより、そのフイルタ特性
の付与された残響信号を得ることができる。
前記第1図、第4図、第5図の各実施例によれ
ば、入力信号が途絶した場合に、残響信号の減衰
に合わせて周波数特性制御回路10のフイルタ特
性の帯域を低域の方向に狭めていくことにより、
高域を早く減衰させることができ、自然界におけ
る残響音を忠実に再現することができる。
(周波数特性制御回路10の構成例)
前記各実施例における周波数特性制御回路10
の構成例を第6図に示す。これは、周波数特性の
異なる2系統のフイルタ回路を設けて、これらを
クロスフエードさせることにより、周波数特性を
徐々に切替えるようにしたものである。
第6図において、入力信号はA,B2系統に分
岐され、フイルタ16,18にそれぞれ入力され
る。フイルタ16,18の周波数特性はそれぞれ
独立に設定される。フイルタ16,18の出力は
乗算器20,22でクロスフエード用係数x,y
がそれぞれ乗算されて、加算器24で加算されて
出力される。係数x,yは、例えば第7図に示す
ように、係数xが0から1まで変化する間に、係
数yが1から0に変化するように設定される。し
たがつて、はじめはフイルタ16の特性だけが効
いているが、時間とともにフイルタ16の特性が
徐々に弱まつてフイルタ18の特性が効きはじ
め、最後にはフイルタ18だけの特性となる。こ
のようにして、周波数特性を連続的に切替えてい
くことができる。例えばフイルタ16,18がと
もにローパスフイルタで、フイルタ16のカツト
オフ周波数が高い周波数1に設定され、フイルタ
16のカツトオフ周波数が低い周波数2に設定さ
れているとすると、カツトオフ周波数が1から2
に徐々に変化していく周波数特性が得られる。
また、このような切替えを連続的に行なえば周
波数特性を広い範囲にわたつて変化させることが
可能である。
第8図はその一例を示すもので、入力が途絶し
て残響信号が徐々に減衰していく場合に、フイル
タ特性を交互に切替えていくようにしたものであ
る。ここでは、フイルタ特性として、例えば第9
図にa〜iで示す特性を用いる。係数x,yは、
第8図に示すように、1〜0の間を連続的かつ周
期的に、かつx,yが相互に反転した関係(x+
y=1)を保持して変化する。フイルタ特性は、
第8図に示すように、係数が0→1→0と変化す
る間1つのフイルタ特性が連続して使用され、係
数が0に減衰したら次のフイルタ特性に切替えて
いく。すなわち、第8図の例では、入力が持続し
ているときは、x=1、y=0で、A系統側のフ
イルタ16の特性が生かされて、カツトオフ周波
数の最も高いaの特性に設定されている。入力が
途絶すると、A系統側はフイルタ特性がaのまま
で、係数xの値が1→0へと徐々に減衰し、B系
統側はフイルタ特性がaよりもカツトオフ周波数
の低いbに設定されて、係数yの値が0→1へと
徐々に増加する。係数xが0になると、A系統側
のフイルタ特性がbよりもカツトオフ周波数の低
いcに切替えられる。このようにして、A系統、
B系統で係数x,yの値が交互に0になるごとに
a,b,c,d,……,iと順次カツトオフ周波
数の低いフイルタ特性に切替えることにより、残
響信号は高域成分が早く減衰し、低域成分が長く
残る自然界における残響音の特性を忠実に再現す
ることができる。
ところで、第6図のフイルタ16,18は、
FIR(finite impulse response:非巡回形フイル
タ)やIIR(infinite impulse response:巡回形フ
イルタ)等のデイジタルフイルタで構成すること
ができる。2次IIR形フイルタで構成した一例を
第10図に示す。これは、入力信号に乗算器26
で係数(ゲイン)A0を付与した信号と、入力信
号を遅延素子27で1サンプリング周期τ0遅らせ
て乗算器28で係数A1を付与した信号と、入力
信号を遅延素子27,29で周期2τ0遅らせて乗
算器30で係数A2を付与した信号とを加算器3
1で加算し、加算器31の出力を遅延素子32で
周期τ0遅らせて乗算器33で係数B1を付与した
信号と、加算器31の出力を遅延素子32,34
で周期2τ0で遅らせて乗算器35で係数B2を付与
した信号とを加算器31にフイードバツクさせた
ものである。この回路では、入出力間の伝達係数
H(Z)として、
H(Z)=出力/入力=A0+A1Z-1+A2Z-2/1−B1Z-1−B2Z
-2
が得られる。係数A0,A1,A2,B1,B2の値によ
りフイルタ特性を任意に設定することができる。
フイルタ16,18をFIR形フイルタで構成し
た第6図の周波数特性制御回路10の構成例を第
11図に示す。これは、例えば第12図に示すよ
うに、入力信号x0を遅延素子40で1サンプリン
グ周期τ0ずつ遅延させて、各段(ここでは20個の
サンプル点でフイルタ特性を表わす例を示してい
る。)の遅延出力に各乗算器42……で係数a1〜
a20を付与し、各a1x0〜a20x0を加算器44で累算
して(すなわちたたみ込み演算して)入力信号x0
にローパスフイルタの特性を付与するようにした
ものである。係数a1〜a20の値でフイルタ特性が
設定される。そして、第11図の回路では特に
RAMを用いたプログラム制御でこれを実現して
いる。なお、第11図の回路で用いられている各
制御信号を第13図に示す。
第11図において、フイルタ特性パラメータメ
モリ46は、設定しようとする各フイルタ特性
(例えば第9図のa,b,……,iの特性)ごと
に、その周波数特性を決定する係数a1〜an,b1〜
bn,……,i1〜in(各々m個のサンプル点でフイ
ルタ特性を表わす場合)の値を下記第1表に示す
ように各アドレスに記憶している。
[Industrial Application Field] The present invention relates to a reverberation sound adding device for artificially adding reverberation to a music signal or the like, and is adapted to temporally control the frequency characteristics of the reverberation sound. [Prior Art] When artificially adding reverberation to music signals, etc., the most direct electronic method is to extract various types of reverberation from the direct sound in response to the impulse response in an acoustic space such as a virtual hall. This is a method of expressing signals as a superposition of signals with time delays. That is,
As shown in Figure 2, the impulse response of the virtual acoustic space is expressed by the delay time τ i and the level relative to the direct sound.
Assuming that it is a string of multiple reflected sounds consisting of g i (i = 1, 2 , ..., n), the input signal is By creating a reflected sound sequence for each sample, and superimposing the reflected sounds of each sample at the same time (the operation of multiplying the delayed signal by a gain and adding it in this way is called a convolution operation), A reverberant sound is created. As shown in Fig. 3, this superposition is carried out by inputting each sample value of the input signal to the shift register 1 having a multi-tap while sequentially shifting it at every sampling period τ 0 , and at τ 0 within one sampling period. Delayed signals x 1 to x o of each sample are outputted from each tap corresponding to τ 1 to τ o , respectively, and these are applied to amplifiers 2-1 to 2-n with gains g 1 to g 1 , respectively.
g o is given and added by the adder 3, and one sample of the reverberant signal is created as follows: X put = o 〓 i=1 x i ·g i . Then, this operation is performed using the input signal sampling period τ 0
By repeating each step, a series of reverberation signals is created. In addition to the method using the impulse response described above, there are various devices that artificially add reverberation. [Problems to be Solved by the Invention] Reverberation signals created by conventional reverberation adding devices do not take frequency characteristics into consideration, but in nature, the frequency characteristics of reverberation change over time. In other words, in the natural world, reverberation attenuates faster the higher the frequency component.
As time passes, it becomes only low-frequency components. Therefore, even in the above-mentioned reverberation addition, if the frequency characteristics of the reverberation signal to be created can be temporally controlled, a more natural reverberation sound can be created. In addition to such purposes, it would be convenient if the frequency characteristics of reverberant sound could be temporally controlled for purposes such as obtaining special effects. The present invention aims to solve the problems in the conventional techniques and provide a reverberation adding device that can temporally control the frequency characteristics of reverberant sound. [Means for Solving the Problems] The present invention provides a reverberation addition means for performing data calculation on input signal data based on predetermined coefficient data to create reverberation sound data of the input signal, and a reverberation addition means for creating reverberation sound data of the input signal; an input interruption detection means for detecting; a frequency characteristic control means for adding a filter characteristic to the input signal data immediately before the input signal data is interrupted, the reverberation sound data created from this input signal data, or the coefficient data; In accordance with the interruption of the input signal detected by the input interruption detection means, a temporal change is added to the coefficient data of the filter so that the band of the filter characteristic of the frequency characteristic control means is gradually narrowed toward lower frequencies. and filter characteristic variable means for executing control. [Operation] According to the present invention, reverberant sound in the natural world can be faithfully reproduced by temporally changing the filter characteristics so that the high frequency range of the reverberant signal attenuates quickly when the input signal is interrupted. . In addition, as another method to obtain similar reverberation sound,
It is also possible to divide the input signal into frequency bands, generate reverberant signals in separate circuits so that the reverberation time is short on the high frequency side, and the reverberant sound is long on the low frequency side, and then synthesize and output these signals. However, in this case, it is necessary to provide a reverberation adding means for each frequency band, and there is a problem that the scale of the apparatus becomes large. On the other hand, if the film characteristics are changed over time as in the present invention, there is no need to divide the film into frequency bands and provide reverberation adding means, so the scale of the apparatus can be reduced. [Embodiment] An embodiment in which the present invention is applied to a reverberation adding device that performs convolution operation using impulse responses as coefficient parameters to create reverberant sound of an input signal will be described. Here, the data before creating reverberation sound,
Or, a case will be described in which a filter characteristic is added to the data after creating reverberant sound or the coefficient parameters, and a temporal change is added to the filter characteristic. (Example 1) A first example of the present invention is shown in FIG. This is a method in which frequency characteristics are given to input data before creating a reverberant signal. In FIG. 1, a frequency characteristic control circuit 10 imparts filter characteristics to an input signal. This filter characteristic is temporally variably controlled by filter characteristic variable means 11. The output of the frequency characteristic control circuit 10 is input to the reverberation adding circuit 12. The reverberation addition circuit 12 creates a reverberation signal for each sample of the input signal based on the impulse response parameters (parameters related to delay time and level) stored in the coefficient memory 14, and adds them by convolution operation. A series of reverberant signals are created using the above-mentioned calculations shown in FIG. 3. By temporally variable control of the filter characteristics of the frequency characteristic control circuit 10, the reverberation addition circuit 12 outputs
A reverberation signal to which a filter characteristic that changes over time is added is output. (Example 2) A second example of the present invention is shown in FIG. This is a method in which filter characteristics are given to data after creating a reverberant signal. In FIG. 4, the input signal is input to the reverberation adding circuit 12.
is input. The reverberation addition circuit 12 creates a reverberation signal for each sample of the input signal based on the impulse response coefficient parameters stored in the coefficient memory 14, and adds these signals by convolution to create a series of reverberation signals. create. The reverberation signal output from the reverberation addition circuit 12 is given filter characteristics by the frequency characteristic control circuit 10 . This filter characteristic is variably controlled over time by a filter characteristic variable means. (Embodiment 3) A third embodiment of the present invention is shown in FIG. This is a method in which filter characteristics are given to the coefficient parameters of an impulse response for creating a reverberant signal. In FIG. 5, the impulse response coefficient parameters stored in the coefficient memory 14 are given filter characteristics by the frequency characteristic control circuit 10. In FIG. This filter characteristic is variably controlled over time by filter characteristic variable means 11. Reverberation addition circuit 12
creates a reverberation signal for each sample of the input signal based on the coefficient parameters given the filter characteristics, and adds these signals by convolution to create a series of reverberation signals. Since the impulse response pattern and the filter characteristics are of the same dimension, the impulse response pattern is transformed by passing it through the frequency characteristic control circuit 10, and the convolution operation is performed using this transformed impulse response. A reverberation signal with filter characteristics can be obtained. According to the embodiments shown in FIG. 1, FIG. 4, and FIG. 5, when the input signal is interrupted, the filter characteristic band of the frequency characteristic control circuit 10 is changed in the lower frequency direction in accordance with the attenuation of the reverberant signal. By narrowing it down to
It can attenuate high frequencies quickly and faithfully reproduce reverberant sounds in the natural world. (Configuration example of frequency characteristic control circuit 10) Frequency characteristic control circuit 10 in each of the above embodiments
An example of the configuration is shown in FIG. This is a system in which two systems of filter circuits with different frequency characteristics are provided, and by crossfading these, the frequency characteristics are gradually switched. In FIG. 6, the input signal is branched into two systems A and B and input to filters 16 and 18, respectively. The frequency characteristics of filters 16 and 18 are set independently. The outputs of the filters 16 and 18 are used as crossfade coefficients x and y by multipliers 20 and 22.
are respectively multiplied, added by an adder 24, and output. The coefficients x and y are set such that, for example, as shown in FIG. 7, while the coefficient x changes from 0 to 1, the coefficient y changes from 1 to 0. Therefore, at first, only the characteristics of the filter 16 are effective, but as time passes, the characteristics of the filter 16 gradually weaken and the characteristics of the filter 18 begin to take effect, and eventually only the characteristics of the filter 18 become effective. In this way, the frequency characteristics can be switched continuously. For example, if filters 16 and 18 are both low-pass filters, and the cutoff frequency of filter 16 is set to a high frequency 1 , and the cutoff frequency of filter 16 is set to a low frequency 2 , the cutoff frequency will change from 1 to 2.
A frequency characteristic that gradually changes is obtained. Moreover, if such switching is performed continuously, it is possible to change the frequency characteristics over a wide range. FIG. 8 shows an example of this, in which the filter characteristics are alternately switched when the input is interrupted and the reverberant signal gradually attenuates. Here, as a filter characteristic, for example, the 9th
The characteristics shown by a to i are used in the figure. The coefficients x and y are
As shown in Figure 8, the relationship between 1 and 0 is continuous and periodic, and x and y are mutually inverted (x+
y=1) and changes. The filter characteristics are
As shown in FIG. 8, one filter characteristic is used continuously while the coefficient changes from 0 to 1 to 0, and when the coefficient attenuates to 0, the filter characteristic is switched to the next filter characteristic. In other words, in the example of FIG. 8, when the input is sustained, x = 1, y = 0, and the characteristics of the filter 16 on the A system side are utilized to set the characteristics of a, which has the highest cutoff frequency. has been done. When the input is interrupted, the filter characteristic of the A system remains a, and the value of the coefficient x gradually decreases from 1 to 0, and the filter characteristic of the B system is set to b, which has a lower cutoff frequency than a. As a result, the value of the coefficient y gradually increases from 0 to 1. When the coefficient x becomes 0, the filter characteristic on the A system side is switched to c, which has a lower cutoff frequency than b. In this way, A lineage,
By sequentially switching to a filter characteristic with a lower cutoff frequency in order of a, b, c, d, ..., i each time the values of coefficients x and y become 0 alternately in the B system, the high frequency components of the reverberant signal become faster. It is possible to faithfully reproduce the characteristics of reverberant sound in the natural world, which is attenuated and low-frequency components remain for a long time. By the way, the filters 16 and 18 in FIG.
It can be configured with digital filters such as FIR (finite impulse response: acyclic filter) and IIR (infinite impulse response: cyclic filter). An example of a configuration using a secondary IIR type filter is shown in FIG. This is done by adding a multiplier 26 to the input signal.
The input signal is delayed by one sampling period τ 0 by the delay element 27 and given the coefficient A 1 by the multiplier 28, and the input signal is The signal delayed by 2τ 0 and given a coefficient A 2 by the multiplier 30 is added to the adder 3.
1, the output of the adder 31 is delayed by a period τ 0 by the delay element 32, and the multiplier 33 adds a coefficient B 1 , and the output of the adder 31 is added to the signal by the delay elements 32, 34.
A signal delayed by a period of 2τ 0 and given a coefficient B 2 by a multiplier 35 is fed back to the adder 31. In this circuit, the transfer coefficient between input and output is
As H (Z) , H (Z) = output/input = A 0 +A 1 Z -1 +A 2 Z -2 /1-B 1 Z -1 -B 2 Z
-2 is obtained. Filter characteristics can be arbitrarily set by the values of coefficients A 0 , A 1 , A 2 , B 1 , and B 2 . FIG. 11 shows an example of the configuration of the frequency characteristic control circuit 10 shown in FIG. 6, in which the filters 16 and 18 are FIR type filters. For example, as shown in FIG. 12, the input signal x 0 is delayed by one sampling period τ 0 by the delay element 40, and the filter characteristics are expressed at each stage (here, 20 sample points are shown). ) to the delayed output of each multiplier 42 ...
a 20 is given, each a 1 x 0 to a 20 x 0 is accumulated in the adder 44 (that is, by convolution operation), and the input signal x 0
This gives the characteristics of a low-pass filter to the filter. Filter characteristics are set by the values of coefficients a 1 to a 20 . And, especially in the circuit shown in Figure 11,
This is achieved through program control using RAM. Incidentally, each control signal used in the circuit of FIG. 11 is shown in FIG. 13. In FIG. 11, the filter characteristic parameter memory 46 stores coefficients a 1 to a that determine the frequency characteristics for each filter characteristic to be set (for example, the characteristics a, b, ..., i in FIG. 9). n , b 1 ~
The values of b n , .
【表】
フイルタ特性選択回路48は、フイルタ特性パ
ラメータメモリ46に記憶されているフイルタ特
性(a〜i)のうち2つのフイルタ特性を選択す
る。
データメモリ50はm+1個のアドレスを有
し、入力信号のサンプルを古いサンプルが記憶さ
れているアドレスから順に更新して新しいサンプ
ルを書込んでいく。これにより、データメモリ5
0には、常に現時点から過去m+1個のサンプル
が記憶された状態となる。
カウンタ52はデータメモリ50の書込アドレ
スを指令するもので、入力信号のサンプリング周
期τ0ごとに発生するクロツクC1によつてカウン
トアツプされ、mカウントまで達したら再び0か
らカウントを繰り返す。
カウンタ54は、フイルタ特性パラメータメモ
リ46およびデータメモリ50の読出アドレスを
指令するもので、入力信号のサンプリング周期τ0
の間にm+1個発生するクロツクC2によつて0
〜mまでカウントアツプする。カウンタ52の値
は引算器56でカウンタ54の値が引算され、デ
ータメモリ50にアドレスとして加わる。
データメモリ50は、カウンタ54の値が0の
時クロツクC3によつて書込モードに切替えら
れ、それ以外のカウント値のとき読出モードにあ
る。したがつて、書込モードのときはカウンタ5
2の値がそのままデータメモリ50に書込アドレ
スとして加わり、そのアドレスに入力サンプルが
書込まれる。書込後データメモリ50は読出モー
ドに戻り、カウンタ54はクロツクC2によつて
順次カウントアツプされていく。そして、引算器
56においてカウンタ52の値(最新データのア
ドレス)と引算され、現時点よりも1つ前のサン
プル、2つ前のサンプル、……、m個前のサンプ
ルが1サンプリング周期τ0内に順次読み出されて
いく。
また、フイルタ特性パラメータメモリ46は、
カウンタ54の値をアドレスとして、前記第1表
に示すフイルタ特性a〜iのうちフイルタ特性選
択回路48で選択された2つのフイルタ特性(例
えばaとbの特性)の係数(a1〜an,b1〜bn)を
並行して順次出力する。
データメモリ50の出力データは2つの系統
A,Bに導かれ、乗算器58,60でフイルタ特
性パラメータメモリ46から順次出力されるフイ
ルタ特性の係数が付与される。遅延データの読出
とフイルタ特性の係数の読出はカウンタ54によ
り同期が取られているので、乗算器58,60で
は読出されている遅延データに対応した係数が付
与される。
乗算器58の出力データは、加算器62とレジ
スタ64からなるアキユームレータで順次累算さ
れ、周期τ0内に得られるm個のデータの総累算値
はクロツクC1によつてレジスタ66にラツチさ
れる。累算値がレジスタ66にラツチされると、
レジスタ64はクロツクC1の反転信号によつて
リセツトされ、次のサンプリング周期における累
算に備える。
乗算器60の出力データについても同様に処理
される。
以上により、レジスタ66,72からは、入力
信号にフイルタ特性選択回路48で選択されたフ
イルタ特性を付与したデータが出力され、これら
は乗算器74,76においてクロスフエード用の
係数x,yがそれぞれ付与される。
クロスフエード用パラメータメモリ78は、係
数x,y(第7図参照)を例えば下記第2表に示
す値を各アドレスに記憶している。[Table] The filter characteristic selection circuit 48 selects two filter characteristics from among the filter characteristics (a to i) stored in the filter characteristic parameter memory 46. The data memory 50 has m+1 addresses, and updates the samples of the input signal in order from the addresses where the oldest samples are stored, and writes new samples. As a result, data memory 5
0 always stores m+1 past samples from the current time. The counter 52 instructs the write address of the data memory 50, and is counted up by the clock C1 generated every sampling period τ 0 of the input signal, and when the count reaches m, the count is repeated from 0 again. The counter 54 instructs the read address of the filter characteristic parameter memory 46 and the data memory 50, and has a sampling period τ 0 of the input signal.
0 by clock C2 which occurs m+1 times during
Count up to ~m. The value of the counter 52 is subtracted from the value of the counter 54 by a subtracter 56, and added to the data memory 50 as an address. The data memory 50 is switched to the write mode by the clock C3 when the value of the counter 54 is 0, and is in the read mode when the count value is other than that. Therefore, in write mode, counter 5
The value of 2 is directly added to the data memory 50 as a write address, and the input sample is written to that address. After writing, the data memory 50 returns to the read mode, and the counter 54 is sequentially incremented by the clock C2. Then, the value of the counter 52 (the address of the latest data) is subtracted in the subtracter 56, and the samples one sample before, two samples before, . It is read out sequentially within 0 . In addition, the filter characteristic parameter memory 46 is
Using the value of the counter 54 as an address, the coefficients (a 1 to a n , b 1 to b n ) are output in parallel and sequentially. The output data of the data memory 50 is guided to two systems A and B, and multipliers 58 and 60 add coefficients of the filter characteristics sequentially output from the filter characteristic parameter memory 46. Since the readout of the delay data and the readout of the filter characteristic coefficients are synchronized by the counter 54, the multipliers 58 and 60 provide coefficients corresponding to the delay data being read out. The output data of the multiplier 58 is sequentially accumulated by an accumulator consisting of an adder 62 and a register 64, and the total accumulated value of m data obtained within a period τ 0 is stored in the register 66 by the clock C1. Latched. When the accumulated value is latched into register 66,
Register 64 is reset by the inverted signal of clock C1 in preparation for accumulation in the next sampling period. The output data of multiplier 60 is similarly processed. As a result, the registers 66 and 72 output data in which the filter characteristics selected by the filter characteristic selection circuit 48 are added to the input signals, and these data are given crossfade coefficients x and y in the multipliers 74 and 76, respectively. be done. The crossfade parameter memory 78 stores coefficients x and y (see FIG. 7), for example, values shown in Table 2 below at each address.
【表】
カウンタ80は、トリガ信号TRGによつてト
リガされると、入力信号の1サンプリング周期τ0
よりも非常に長い周期のクロツクC4によつてカ
ウントアツプされる。このカウント値はメモリ7
8にアドレスとして加わり、前記第2表に示す係
数x,yが順次読み出される。乗算器74,76
の出力データは加算器78で加算されて、入力信
号と同じサンプリング周期τ0で出力される。この
ようにして、A系統のフイルタ特性からB系統の
フイルタ特性に順次切替えられていく。
なお、A系統からB系統に完全に切替えられた
場合(すなわち、カウンタ80の値が10になつた
場合)、カウンタ80のカウントを停止させれば、
B系統のフイルタ特性がその後継続して生かされ
る。
また、A系統からB系統に完全に切替えられた
場合、A系統を別のフイルタ特性に切替えるとと
もに、カウンタ80をダウンカウントに切替えれ
ば、B系統のフイルタ特性からA系統の新たなフ
イルタ特性に順次切替えていくことができる。更
にカウンタ80の値が0まで下がつたら、B系統
を別のフイルタ特性に切替えるとともに、カウン
タ80をアツプカウントに切替えれば、A系統の
フイルタ特性からB系統の新たなフイルタ特性に
切替えていくことができる。このようにして、前
記第8図に示したようなフイルタ特性の切替が実
現される。
(第1図、第4図における残響付加回路12およ
び係数メモリ14の構成例)
前記第1図の実施例(残響付加前の入力信号に
フイルタ特性を付与するもの)や第4図の実施例
(残響付加後の入力信号にフイルタ特性を付与す
るもの)に適用される残響付加回路12および係
数メモリ14の構成例を第14図に示す。第14
図の回路は、前記第3図に示した残響付加の原理
をRAMを用いたプログラム制御で実現したもの
である。そしてここでは、残響信号作成のために
1サンプリング周期τ0内に行なうことができるた
たみ込み演算の速度に限界があることから、第2
図のインパルス応答のパラメータ(τ1,g1)〜
(τo,go)の全てを使用するのでなく、ある領域
を選んでたたみ込み演算を行なうようにしてい
る。すなわち、入力信号が持続しているときは、
後部残響音はマスキングされ、これをカツトして
も聴感上問題はないので、初期残響音のパラメー
タ(τ1,g1)〜(τi,gi)のみを使用してたたみ
込み演算により残響音を作成する。また、入力信
号が途絶したときは、マスキング作用がなくな
り、初期残響音だけでは残響音が急に途切れて不
自然な感じがするので、使用するパラメータの領
域を(τ2,g2)〜(τi+1,gi+1)、更には(τ3,g3
)
〜(τi+2,gi+2)と順次下位に移行させていくよ
うにして、初期から中期を経て後期に至る自然な
残響音を得ている。以下、使用するパラメータの
領域をこのように順次下位に移行させて行なうた
たみ込み演算を「適応形」たたみ込みという。な
お、第14図の回路で用いられている各制御信号
を第15図に示す。なお、第15図のクロツクC
1は前記第13図のクロツクC1と同じもの(サ
ンプリング周期τ0ごとに発生する信号)である。
第14図において、入力信号はプリメモリ82
に一旦記憶される。プリメモリ82は適応形に移
行するか否かを決定するため入力信号が持続して
いるか途絶したかを検出するのに必要な数10ミリ
秒程度の区間の入力信号を記憶している。
カウンタ80は、プリメモリ82に書込アドレ
スを与えるもので、周期τ0ごとにクロツクC1に
よつてインクリメントされていく。
カウンタ86はプリメモリ82に読出アドレス
を与えるもので、クロツクC8によつてカウント
アツプされて周期τ0内にプリメモリ82の各アド
レスのデータを読み出す。カウンタ86の値はク
ロツクC7によつて周期τ0のはじめにリセツトさ
れる。
プリメモリ82は、クロツクC9によつて周期
τ0のはじめに1度書込モードに切替えられる。こ
のとき、カウンタ86はリセツトされており、カ
ウンタ80の値がそのまま出力され、その値が示
すプリメモリ82のアドレス(最古データの記憶
アドレス)に入力信号の新しいサンプルが書き込
まれる。
クロツクC9以外のタイミングでは、プリメモ
リ82は読出モードにあり、引算器84でカウン
タ80の値からカウンタ86の値を引いた値が読
出アドレスとして与えられて、プリメモリ82の
記憶内容が1サンプリング周期τ0内に順次読み出
される。
係数メモリ14は、インパルス応答の係数パラ
メータを下記第3表に示すように各アドレスに記
憶している。[Table] When the counter 80 is triggered by the trigger signal TRG, one sampling period τ 0 of the input signal
It is counted up by the clock C4, which has a much longer cycle than the clock C4. This count value is memory 7
8 as an address, and the coefficients x and y shown in Table 2 are read out sequentially. Multipliers 74, 76
The output data of is added by an adder 78 and outputted at the same sampling period τ 0 as the input signal. In this way, the filter characteristics of the A system are sequentially switched to the filter characteristics of the B system. Note that when the A system is completely switched to the B system (that is, when the value of the counter 80 reaches 10), if the counter 80 stops counting,
The filter characteristics of the B system will continue to be utilized thereafter. In addition, when the A system is completely switched to the B system, by switching the A system to a different filter characteristic and switching the counter 80 to down-count, the B system's filter characteristic can be changed to the A system's new filter characteristic. It is possible to switch sequentially. Furthermore, when the value of the counter 80 falls to 0, switch the B system to another filter characteristic, and switch the counter 80 to up count, then switch from the A system's filter characteristic to the B system's new filter characteristic. I can go. In this way, switching of filter characteristics as shown in FIG. 8 is realized. (Configuration examples of the reverberation adding circuit 12 and coefficient memory 14 in FIGS. 1 and 4) The embodiment shown in FIG. 1 (which gives filter characteristics to the input signal before adding reverberation) and the embodiment shown in FIG. FIG. 14 shows a configuration example of the reverberation adding circuit 12 and the coefficient memory 14 applied to the reverberation adding circuit 12 (which gives filter characteristics to an input signal after adding reverberation). 14th
The circuit shown in the figure realizes the principle of adding reverberation shown in FIG. 3 through program control using RAM. Here, since there is a limit to the speed of the convolution operation that can be performed within one sampling period τ 0 to create the reverberant signal, the second
Parameters of the impulse response in the figure (τ 1 , g 1 ) ~
Rather than using all of (τ o , g o ), a certain area is selected to perform the convolution operation. In other words, when the input signal is sustained,
The rear reverberation sound is masked and there is no auditory problem even if it is cut out, so the reverberation can be calculated by convolution using only the parameters (τ 1 , g 1 ) to (τ i , g i ) of the early reverberation sound. Create sounds. In addition, when the input signal is interrupted, the masking effect disappears, and if only the initial reverberation sound is used, the reverberation sound suddenly cuts off and feels unnatural, so the range of parameters to be used is (τ 2 , g 2 ) ~ ( τ i+1 , g i+1 ), and even (τ 3 , g 3
)
~(τ i+2 , g i+2 ), and the natural reverberation sound is obtained from the early stage through the middle stage to the late stage. Hereinafter, a convolution operation in which the area of parameters to be used is sequentially shifted to a lower level in this manner will be referred to as "adaptive" convolution. Incidentally, each control signal used in the circuit of FIG. 14 is shown in FIG. 15. In addition, clock C in Fig. 15
1 is the same as the clock C1 in FIG. 13 (a signal generated every sampling period τ 0 ). In FIG. 14, the input signal is input to the pre-memory 82.
is stored once. The pre-memory 82 stores the input signal for a period of about several tens of milliseconds, which is necessary to detect whether the input signal continues or is interrupted in order to determine whether to shift to the adaptive mode. The counter 80 provides a write address to the prememory 82, and is incremented by the clock C1 every cycle τ0 . The counter 86 provides a read address to the prememory 82, and is counted up by the clock C8 and reads out data at each address in the prememory 82 within a period τ 0 . The value of counter 86 is reset at the beginning of period τ 0 by clock C7. Prememory 82 is switched to write mode once at the beginning of period τ 0 by clock C9. At this time, the counter 86 has been reset, the value of the counter 80 is output as is, and a new sample of the input signal is written to the address of the pre-memory 82 (the storage address of the oldest data) indicated by the value. At timings other than clock C9, the pre-memory 82 is in the read mode, and the value obtained by subtracting the value of the counter 86 from the value of the counter 80 is given as a read address by the subtracter 84, and the stored contents of the pre-memory 82 are read in one sampling period. They are read out sequentially within τ 0 . The coefficient memory 14 stores impulse response coefficient parameters at each address as shown in Table 3 below.
【表】
なお、ここで遅延時間データτiは、便宜上、入
力信号の1サンプリング周期τ0の何個分に相当す
るかという形で記憶されるものである。(これを
実時間の形で記憶することも可能であるが、その
場合回路上でのタイミングとのインターフエース
構成が別途必要となる。)
データメモリ88は、残響信号を作成するため
入力信号のサンプルを記憶するものである。
カウンタ90は、データメモリ88に書込アド
レスを与えるもので、入力信号の1サンプリング
周期τ0ごとにクロツクC1によつてインクリメン
トされていく。引算器92は現在の書込アドレス
に対する各遅延時間τiのアドレスを求め、データ
メモリ88に読出アドレスとして与える。データ
メモリ88は、クロツクC5によつて周期τ0に1
度書込モードに切替えられる。このとき、遅延時
間パラメータは0であるので、引算器92からは
カウンタ90の値がそのまま出力され、その値が
示すデータメモリ88のアドレスにプリメモリ8
2の出力が書き込まれる。このとき、プリメモリ
82はカウンタ80によつて次の書込アドレスが
指令されているので、データメモリ88に書込ま
れるデータはプリメモリ82の容量分遅延された
入力信号のサンプルとなる。
クロツクC5以外のタイミングでは、データメ
モリ88は読出モードに切替えられ、係数メモリ
14から周期τp内に順次出力される各遅延時間パ
ラメータτiにより、書込アドレスを基準としてτi
の各遅延時間にあるデータが順次読み出される。
データメモリ88から順次読み出される入力信
号の各遅延データxiは乗算器94において、係数
メモリ14から順次出力される各レベルパラメー
タgiがそれぞれ乗算されて、gi・xiが順次出力さ
れる。
アキユームレータ96は、乗算器94からの乗
算値を加算器98とレジスタ100で累算してい
く。これにより、アキユームレータ96からは最
終的に周期τp内の総累算値が出力される。レジス
タ100の内容は、全乗算値の累算後クロツクC
6によつてリセツトされる。
ゼロ検出回路104(入力途絶検出手段)は、
入力信号のレベルを検出するもので、1サンプリ
ング周期τ0内にプリメモリ82から順次読出され
る遅延データを乗算器106でそれぞれ自乗し、
各自乗値を加算器108とレジスタ110で累算
する。そして周期τp内の総累算値をクロツクC1
でレジスタ112に転送する。このようにしてレ
ジスタ112には、入力信号のレベルに対応した
値が保持される。レジスタ110はクロツクC1
によつてサンプリング周期τ0ごとにリセツトされ
る。
適応形動作用パラメータの読出は次のようにし
て行なわれる。
ゼロ検出回路104の出力がゼロとなつた場合
比較器118はカウンタ120,122をリセツ
トする。カウンタ120は適応形動作用パラメー
タデータの初期値を設定するもので、リセツト時
には“1”、リセツト解除時には、一致検出回路
124の出力のカウント値となる。
カウンタ116は読出アドレスを指令するもの
で、周期τ0に一度出力されるクロツクC7によつ
てリセツトされ、次のクロツクC8でカウンタ1
20の値を読み込み、その値を初期値としてクロ
ツクC8をカウントアツプし、周期τp内に適用形
動作に用いるi個の読出アドレスを出力する。カ
ウンタ120が“1”の時(入力信号持続時)
は、カウンタ116が“1”にプリセツトされ、
係数メモリ14はアドレス1からアドレスiまで
順次指定されていく。
カウンタ122は、ゼロ検出によつてリセツト
解除され、以後クロツクC1によつてカウントア
ツプされていく。このカウント値は、適応形動作
移行後のサンプル数に対応し、適応形動作移行後
の経過時間(入力信号が途絶えてからの経過時
間)tを意味する。
一致検出回路124は、適応形動作用の各遅延
時間パラメータτ1〜τoと時間tを比較し、一致す
るごとにパルスを出力し、カウンタ120がこれ
をカウントする。これは適応形動作では、入力信
号途絶後の経過時間tよりも以後の(すなわちt
よりも大きい)遅延時間のパラメータが適用され
るので(時間tよりも前の(tよりも小さい)遅
延時間に対応する入力信号データは、入力が途絶
えて0となつているので、これをたたみ込んでも
無意味なため)、入力信号が途絶えてからいくつ
のパラメータを経過したかを求め、現時点で何番
目のパラメータからたたみ込み演算に適用してい
けばよいかを決定するためである。
カウンタ120の値を初期値としクロツクC5
をカウントするカウンタ116の値は読出アドレ
スとして係数メモリ14に加わり、対応パラメー
タデータが読み出される。
なお、第14図においてタイミングコントロー
ラ130は、各回路を動作させるための制御信号
を出力するものである。
第14図の回路の動作の一例を第15図に示
す。ただしこれは、まだ適応形動作に至らない状
態を示している。
サンプリング周期τpはクロツクC1で開始さ
れ、このクロツクC1をカウンタ80,90でカ
ウントして、書込アドレスが1ずつずれていく。
遅延時間パラメータは、はじめは0なので、その
ときカウンタ80,90の値がそのままアドレス
信号としてデータメモリ88に加わる。データメ
モリ88は、クロツクC5で書込みが行なわれ
る。このとき、プリメモリ82ではカウンタ80
が次の書込アドレスを指令しており、クロツクC
5によつてそのアドレスのデータがデータメモリ
88に転送される。プリメモリ82にはその後ク
ロツクC9によつて新データが入つてくる。
係数メモリ14からは、適応形動作用パラメー
タがクロツクC8の周期で順次読み出される。
第15図では、まだ適応形動作に至つていない
ので、カウンタ116の初期値は1(その前の0
はリセツト状態)となつて、適応形動作用パラメ
ータは(τ1,g1)〜(τi〜gi)と先頭からi個読
み出されている。適応形動作が開始されると、カ
ウンタ116の初期値が、2,3……と順次変化
していき、パラメータもこれに応じ順次シフトし
ていく。
この適応形動作による1サンプリング周期τ0内
における各演算値を累算していけば、各周期τ0の
終わりに最終的累算値が得られ、これが1つの残
響信号のサンプルとなる。そして、各サンプリン
グ周期τ0ごとにこの動作を繰り返して一連の残響
信号が作成される。
以上説明した第14図の残響付加回路12は第
11図の周波数特性制御回路10と組合せて、第
1図や第4図の実施例に適用可能である。この場
合、第4図の実施例では、入力信号に残響付加を
行なつた後にフイルタ特性を付与するので、入力
信号が途絶した場合に、前記第8図に示したよう
な残響信号の減衰とともに、フイルタ特性を徐々
に変化させていくことが可能である。しかし、第
1図の実施例では残響付加前にフイルタ特性を付
与するので、入力信号が途絶した場合に周波数特
性制御回路10の入力側では第8図の入力信号の
ように徐々に減衰する残響信号は得られず、第1
1図の周波数特性制御回路10と第14図の残響
付加回路12の組合せでは、残響信号の減衰とと
もにフイルム特性を徐々に変化させていくことは
できない。
(第1図の回路の他の構成例)
そこで、第1図の実施例においても残響信号の
減衰とともにフイルタ特性を徐々に変化させてい
くことを可能にした周波数特性制御回路10と残
響付加回路12の構成例を第16図、第17図に
それぞれ示す。
第16図の周波数特性制御回路10は、入力側
にプリメモリ132を設けて入力信号を一時蓄え
てからデータメモリ50に送出するもので、プリ
メモリ132の記憶データに基づきゼロ検出回路
134(入力途絶検出手段)で入力信号の持続/
途絶状態を検出し、入力信号が途絶したことを検
出したらデータメモリ50の書込を停止してデー
タメモリ50に途絶直前の入力信号のデータを保
持してこれを繰り返し読み出してたたみ込み演算
によりフイルタ特性を付与するようにし、このと
きフイルタ特性を切替えていくようにしている。
また、第17図の残響付加回路12では、周波数
特性制御回路10からのフイルタ特性の変化する
出力に対し、適応形たたみ込み演算を適用して残
響付加を行なつている。
第16図、第17図の回路の詳細について説明
する。なお、第16図、第17図においては、前
記第11図、第14図の回路と共通する部分には
同一の符号を用いる。
第16図において、プリメモリ132はデータ
メモリ50と同じアドレス信号を用いて入力信号
の書込および読出を行なつている。プリメモリ1
32の書込用クロツクC3′は、データメモリ5
0の書込用クロツクC3よりも一瞬遅れて発生さ
れる信号である。したがつて、プリメモリ132
の次の書込アドレスから読出が行なわれていると
きに、データメモリ50にはクロツクC3によつ
てプリメモリ132から読出されているデータが
書込まれるので、データメモリ50には、プリメ
モリ132の容量分遅延されたデータが書込まれ
ていく。この直後、プリメモリ132がクロツク
C3′によつて書込が行なわれる。
ゼロ検出回路134は、第14図に示したもの
とほぼ同様であるが、レジスタ140の転送用ク
ロツクをクロツクC2としている点が異なる。こ
のゼロ検出回路134の出力は比較器144に入
力され、所定のスレツシヨールドレベルより小さ
い場合、入力信号が途絶したと判断する。これに
より、データメモリ50は新たな書込が停止さ
れ、カウンタ52はカウントを停止し、データメ
モリ50には途絶する直前の入力信号のデータが
保持され、このデータがサンプリング周期τ0ごと
に繰返し読出され、フイルタ特性パラメータメモ
リ46から読出されるフイルタ特性の係数が付与
されて、たたみ込み演算によりフイルタ特性が付
与される。
このとき、カウンタ80は比較器144の出力
信号がトリガ信号TRGとなつて起動され、クロ
スフエード用パラメータメモリ78からクロスフ
エード用係数x,yの値を順次読出してA系統の
周波数特性とB系統の周波数特性の間でクロスフ
エードをかける。そして、一方の系統が完全に減
衰するごとにカウンタのアツプ/ダウンを切替
え、また減衰した方の系統のフイルタ特性を切替
えていくようにする。こうすることにより、この
周波数特性制御回路10からは、入力信号が途絶
した後もフイルタ特性が順次切替えられて信号が
出力される。
第17図の残響付加回路12において、データ
メモリ88には第16図の周波数特性制御回路1
0の出力信号が入力されて、たたみ込み演算によ
る残響付加が行なわれる。第16図の比較器14
4が入力信号の途絶状態を検出すると、カウンタ
120,122はリセツト解除され、適応形動作
が実行される。すなわち、カウンタ122で適応
形動作に移行してからの経過時間を求め、一致検
出回路124で遅延時間パラメータτ1〜τoと一致
するごとにパルスを出し、これをカウンタ120
でカウントし、カウンタ116の初期値を順次増
大させ、係数メモリ14の読出アドレスが順次上
位に変更されていき、残響付加に使用されるイン
パルス応答のパラメータが、初期→中期→後期と
順次移行していく。このようにして適応形動作が
行なわれる。この場合、入力には第16図の周波
数特性制御回路10からフイルタ特性が順次切替
えられた信号が入力されるので、第17図の残響
付加回路12からは、フイルタ特性が順次変化す
る残響信号が出力される。このようにして、第1
図の実施例においても前記第8図に示したような
制御が実現される。
(第5図の実施例の構成例)
次に、第5図の実施例の構成例について説明す
る。
第5図の実施例は、前述のように、残響付加の
ためのインパルス応答のパラメータ自体にフイル
タ特性を付与したものである。これは、インパル
ス応答のパターンをフイルタに通して変形させ
て、この変形したインパルス応答を用いてたたみ
込み演算を行なうことにより、所定のフイルタ特
性の付与された残響信号を得ようとするものであ
る。
第5図の実施例の構成例を第18図に示す。
第18図において、入力信号はその持続/途絶
状態検出のためにプリメモリ150に一旦蓄えら
れた後データメモリ152に転送される。
係数メモリ14には、残響付加のためのインパ
ルス応答の係数パラメータが記憶されている。イ
ンパルス応答は、第19図に示すように飛び飛び
の時間に発生するので、前記第14図や第17図
の実施例の係数メモリ14では、反射音が存在す
る部分だけについて遅延時間とレベルのパラメー
タでインパルス応答を表わして記憶していたが、
(第3表参照)、ここではインパルス応答自体にフ
イルタ特性を付与するため、インパルス応答を時
系列に並べたデータとして、サンプリング周期τ0
ごとの反射音のレベルを記憶する。すなわち、反
射音がない部分もレベル0の反射音として記憶す
る。下記第4表は、一例として第19図のインパ
ルス応答を用いる場合の係数メモリ14の記憶内
容を示したものである。[Table] Here, for convenience, the delay time data τ i is stored in the form of how many sampling periods τ 0 of the input signal it corresponds to. (It is also possible to store this in real time form, but in that case a separate interface configuration with the timing on the circuit is required.) The data memory 88 stores the input signal in order to create the reverberation signal. It stores samples. Counter 90 provides a write address to data memory 88, and is incremented by clock C1 every sampling period τ 0 of the input signal. Subtractor 92 obtains the address of each delay time τ i with respect to the current write address and provides it to data memory 88 as a read address. Data memory 88 is clocked by clock C5 at period τ 0 .
Switch to write mode. At this time, since the delay time parameter is 0, the value of the counter 90 is output as is from the subtracter 92, and the address of the data memory 88 indicated by that value is stored in the pre-memory 88.
The output of 2 is written. At this time, since the next write address has been instructed to the pre-memory 82 by the counter 80, the data written to the data memory 88 is a sample of the input signal delayed by the capacity of the pre-memory 82. At timings other than clock C5, the data memory 88 is switched to the read mode, and each delay time parameter τ i sequentially output from the coefficient memory 14 within the period τ p determines τ i based on the write address.
The data at each delay time is sequentially read out. Each delayed data x i of the input signal sequentially read from the data memory 88 is multiplied by each level parameter g i sequentially output from the coefficient memory 14 in a multiplier 94, and g i · x i are sequentially output. . The accumulator 96 accumulates the multiplied value from the multiplier 94 using an adder 98 and a register 100. As a result, the total accumulated value within the period τ p is finally output from the accumulator 96. The contents of register 100 are the clock C after the accumulation of all multiplication values.
It is reset by 6. The zero detection circuit 104 (input interruption detection means)
It detects the level of the input signal, and the multiplier 106 squares the delay data sequentially read out from the pre-memory 82 within one sampling period τ 0 .
The respective squared values are accumulated by an adder 108 and a register 110. Then, the total accumulated value within the period τ p is calculated by clock C1.
is transferred to the register 112. In this way, the register 112 holds a value corresponding to the level of the input signal. Register 110 is clock C1
It is reset every sampling period τ 0 by . The adaptive operation parameters are read out as follows. When the output of zero detection circuit 104 becomes zero, comparator 118 resets counters 120 and 122. The counter 120 sets the initial value of the adaptive operation parameter data, and is set to "1" when reset, and becomes the count value of the output of the coincidence detection circuit 124 when the reset is released. The counter 116 commands the read address and is reset by the clock C7 which is output once every period τ0 , and the counter 116 is reset by the clock C7 which is output once every period τ0.
A value of 20 is read in, the clock C8 is counted up using that value as an initial value, and i read addresses used in the adaptive operation are outputted within a period τ p . When the counter 120 is “1” (when the input signal continues)
The counter 116 is preset to "1", and
The coefficient memory 14 is sequentially designated from address 1 to address i. The counter 122 is reset and released by zero detection, and thereafter is counted up by the clock C1. This count value corresponds to the number of samples after the shift to the adaptive mode, and means the elapsed time t after the shift to the adaptive mode (the elapsed time after the input signal is interrupted). The coincidence detection circuit 124 compares each of the delay time parameters τ 1 to τ o for adaptive operation with the time t, and outputs a pulse every time there is a coincidence, which is counted by the counter 120 . In adaptive operation, this means that after the elapsed time t after the loss of the input signal (i.e., t
Since the parameter of the delay time (greater than t) is applied, the input signal data corresponding to the delay time before time t (less than t) is 0 due to the interruption of input, so this is folded. This is to find out how many parameters have passed since the input signal was interrupted (because it is meaningless even if the input signal is interrupted), and to determine which parameter should be applied to the convolution operation at the current point in time. With the value of counter 120 as the initial value, clock C5
The value of the counter 116 for counting is added to the coefficient memory 14 as a read address, and the corresponding parameter data is read out. Note that in FIG. 14, the timing controller 130 outputs control signals for operating each circuit. FIG. 15 shows an example of the operation of the circuit shown in FIG. 14. However, this indicates a state where adaptive operation has not yet been achieved. The sampling period τ p starts with the clock C1, and the clock C1 is counted by the counters 80 and 90, and the write address is shifted by one.
Since the delay time parameter is initially 0, the values of the counters 80 and 90 are then directly added to the data memory 88 as address signals. Data memory 88 is written on clock C5. At this time, in the pre-memory 82, the counter 80
is commanding the next write address, and clock C
5 transfers the data at that address to the data memory 88. Thereafter, new data is entered into the prememory 82 by the clock C9. Adaptive operation parameters are sequentially read out from the coefficient memory 14 at the cycle of clock C8. In FIG. 15, since the adaptive operation has not yet been reached, the initial value of the counter 116 is 1 (the previous value is 0).
(reset state), and i adaptive operation parameters (τ 1 , g 1 ) to (τ i to g i ) are read from the beginning. When the adaptive operation is started, the initial value of the counter 116 changes sequentially to 2, 3, etc., and the parameters also shift sequentially accordingly. By accumulating each calculated value within one sampling period τ 0 by this adaptive operation, a final accumulated value is obtained at the end of each period τ 0 , which becomes a sample of one reverberation signal. This operation is then repeated for each sampling period τ 0 to create a series of reverberant signals. The reverberation adding circuit 12 shown in FIG. 14 described above can be applied to the embodiments shown in FIGS. 1 and 4 in combination with the frequency characteristic control circuit 10 shown in FIG. 11. In this case, in the embodiment shown in FIG. 4, filter characteristics are added after reverberation is added to the input signal, so that when the input signal is interrupted, the reverberation signal is attenuated as shown in FIG. , it is possible to gradually change the filter characteristics. However, in the embodiment shown in FIG. 1, filter characteristics are added before adding reverberation, so when the input signal is interrupted, the reverberation that gradually attenuates on the input side of the frequency characteristic control circuit 10 as shown in the input signal shown in FIG. No signal was obtained and the first
The combination of the frequency characteristic control circuit 10 shown in FIG. 1 and the reverberation adding circuit 12 shown in FIG. 14 cannot gradually change the film characteristics as the reverberation signal attenuates. (Other configuration examples of the circuit shown in FIG. 1) Therefore, also in the embodiment shown in FIG. 1, the frequency characteristic control circuit 10 and the reverberation adding circuit make it possible to gradually change the filter characteristics as the reverberant signal is attenuated. Twelve configuration examples are shown in FIGS. 16 and 17, respectively. The frequency characteristic control circuit 10 shown in FIG. 16 is provided with a pre-memory 132 on the input side to temporarily store the input signal and then send it to the data memory 50. Based on the data stored in the pre-memory 132, a zero detection circuit 134 (input discontinuation detection means) to sustain the input signal/
When the interruption state is detected and the input signal is interrupted, writing to the data memory 50 is stopped, the data of the input signal immediately before the interruption is held in the data memory 50, and this is repeatedly read out and filtered by convolution operation. At this time, the filter characteristics are switched.
Further, the reverberation addition circuit 12 shown in FIG. 17 applies reverberation to the output from the frequency characteristic control circuit 10 whose filter characteristics change by applying an adaptive convolution operation. Details of the circuits shown in FIGS. 16 and 17 will be explained. In FIGS. 16 and 17, the same reference numerals are used for parts common to the circuits in FIGS. 11 and 14. In FIG. 16, prememory 132 uses the same address signal as data memory 50 to write and read input signals. Pre-memory 1
32 write clock C3' is the data memory 5.
This signal is generated a moment later than the 0 write clock C3. Therefore, pre-memory 132
While data is being read from the next write address, the data that has been read from the pre-memory 132 is written into the data memory 50 by the clock C3. The data delayed by the minute is written. Immediately after this, pre-memory 132 is written in by clock C3'. The zero detection circuit 134 is almost the same as that shown in FIG. 14, except that the clock C2 is used as the transfer clock for the register 140. The output of this zero detection circuit 134 is input to a comparator 144, and if it is smaller than a predetermined threshold level, it is determined that the input signal has been interrupted. As a result, new writing to the data memory 50 is stopped, the counter 52 stops counting, and the data of the input signal immediately before the interruption is held in the data memory 50, and this data is repeated every sampling period τ 0 . The coefficients of the filter characteristics read out from the filter characteristic parameter memory 46 are assigned, and the filter characteristics are assigned by a convolution operation. At this time, the counter 80 is activated by using the output signal of the comparator 144 as the trigger signal TRG, and sequentially reads out the values of the crossfade coefficients x and y from the crossfade parameter memory 78 to obtain the frequency characteristics of the A system and the frequency of the B system. Crossfade between characteristics. Then, each time one of the systems is completely attenuated, the counter is switched up or down, and the filter characteristics of the attenuated system are switched. By doing so, the frequency characteristic control circuit 10 outputs a signal with the filter characteristics sequentially switched even after the input signal is interrupted. In the reverberation adding circuit 12 shown in FIG. 17, the data memory 88 stores the frequency characteristic control circuit 1 shown in FIG.
An output signal of 0 is input, and reverberation is added by convolution calculation. Comparator 14 in FIG.
4 detects a loss of input signal, counters 120 and 122 are reset and adaptive operation is performed. That is, the counter 122 calculates the elapsed time after shifting to the adaptive operation, and the match detection circuit 124 outputs a pulse every time the delay time parameters τ 1 to τ o match.
, the initial value of the counter 116 is sequentially increased, the readout address of the coefficient memory 14 is sequentially changed to a higher value, and the parameters of the impulse response used for adding reverberation are sequentially shifted from the early phase to the middle phase to the late phase. To go. Adaptive operation is thus performed. In this case, since the input signal is a signal in which the filter characteristics are sequentially changed from the frequency characteristic control circuit 10 in FIG. 16, the reverberation signal in which the filter characteristics are sequentially changed is inputted from the reverberation addition circuit 12 in FIG. Output. In this way, the first
In the illustrated embodiment as well, control as shown in FIG. 8 is realized. (Configuration example of the embodiment shown in FIG. 5) Next, a configuration example of the embodiment shown in FIG. 5 will be described. In the embodiment shown in FIG. 5, filter characteristics are added to the impulse response parameters themselves for adding reverberation, as described above. This is an attempt to obtain a reverberation signal with predetermined filter characteristics by passing an impulse response pattern through a filter and transforming it, and then performing a convolution operation using this transformed impulse response. . An example of the configuration of the embodiment shown in FIG. 5 is shown in FIG. 18. In FIG. 18, the input signal is temporarily stored in a pre-memory 150 for detection of its continuation/discontinuation state, and then transferred to a data memory 152. The coefficient memory 14 stores impulse response coefficient parameters for adding reverberation. Since impulse responses occur at discrete times as shown in FIG. 19, the coefficient memory 14 of the embodiments shown in FIGS. I expressed the impulse response and memorized it, but
(See Table 3). Here, in order to impart filter characteristics to the impulse response itself, the impulse response is treated as data arranged in time series, and the sampling period τ 0
Memorize the level of each reflected sound. That is, portions where there is no reflected sound are also stored as level 0 reflected sounds. Table 4 below shows the contents stored in the coefficient memory 14 when the impulse response shown in FIG. 19 is used as an example.
【表】【table】
以上説明したように、この発明によれば、入力
信号が途絶したときに残響信号の高域が早く減衰
するようにフイルタ特性を時間的に変化させるよ
うにしたので、自然界における残響音を忠実に再
現することができる。また、フイルタ特性を時間
的に変化させて残響信号の高域が早く減衰するよ
うにしたので、周波数帯域ごとに残響付加手段を
設けて、高域を早く減衰させるように個別に残響
信号を生成する場合に比べて装置規模が小さくて
すむ。
As explained above, according to the present invention, the filter characteristics are changed over time so that the high frequency range of the reverberant signal is quickly attenuated when the input signal is interrupted. Can be reproduced. In addition, since the filter characteristics are changed over time so that the high range of the reverberant signal attenuates quickly, a reverberation adding means is provided for each frequency band to individually generate reverberant signals so that the high range attenuates quickly. The scale of the equipment can be smaller compared to the case where
第1図は、この発明の第1実施例を示すブロツ
ク図である。第2図は、インパルス応答を示す図
である。第3図は、第2図のインパルス応答をパ
ラメータとしてたたみ込み演算により残響付加を
行なう回路を示す回路図である。第4図は、この
発明の第2実施例を示すブロツク図である。第5
図は、この発明の第3実施例を示すブロツク図で
ある。第6図は、第1図、第4図、第5図の周波
数特性制御回路10の一例を示す回路図である。
第7図は、第6図のクロスフエード用係数x,y
の時間的変化を示す線図である。第8図は、第6
図の周波数特性制御回路10を用いて、減衰する
残響信号に対して順次フイルタ特性を変化させて
いく状態を示すタイムチヤートである。第9図
は、第8図の動作において使用される各フイルタ
特性を示す図である。第10図は、第6図におけ
るフイルタ16,18を巡回形フイルタで構成し
た一例を示す回路図である。第11図は、非巡回
形フイルタを用いて構成した第6図の周波数特性
制御回路10の構成例を示すブロツク図である。
第12図は、非巡回形フイルタの原理を示す図で
ある。第13図は、第11図の回路の動作を示す
タイムチヤートである。第14図は、第1図、第
4図の実施例における残響付加回路12の構成例
を示すブロツク図である。第15図は、第14図
の回路の動作を示すタイムチヤートである。第1
6図および第17図は、第1図の実施例において
第8図のフイルタ特性切替動作を実現するための
周波数特性制御回路10および残響付加回路12
の構成す図である。第18図は、第5図の実施例
の構成例を示すブロツク図である。第19図は、
第18図における係数メモリ14に記憶されるイ
ンパルス応答のパラメータの一例を示す図であ
る。第20図は、第18図における周波数特性制
御回路10から出力されるフイルタ特性の付与さ
れたインパルス応答のパラメータを示す図であ
る。
10……周波数特性制御回路(周波数特性制御
手段)、11……フイルタ特性可変手段、12…
…残響付加回路(残響付加手段)、14……係数
メモリ、104,134,158……ゼロ検出回
路(入力途絶検出手段)。
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing an impulse response. FIG. 3 is a circuit diagram showing a circuit that adds reverberation by convolution using the impulse response of FIG. 2 as a parameter. FIG. 4 is a block diagram showing a second embodiment of the invention. Fifth
The figure is a block diagram showing a third embodiment of the invention. FIG. 6 is a circuit diagram showing an example of the frequency characteristic control circuit 10 of FIGS. 1, 4, and 5.
Figure 7 shows the crossfade coefficients x, y in Figure 6.
FIG. 2 is a diagram showing temporal changes in FIG. Figure 8 shows the 6th
This is a time chart showing a state in which filter characteristics are sequentially changed with respect to an attenuating reverberant signal using the frequency characteristic control circuit 10 shown in the figure. FIG. 9 is a diagram showing characteristics of each filter used in the operation of FIG. 8. FIG. 10 is a circuit diagram showing an example in which the filters 16 and 18 in FIG. 6 are configured as cyclic filters. FIG. 11 is a block diagram showing an example of the structure of the frequency characteristic control circuit 10 of FIG. 6, which is constructed using an acyclic filter.
FIG. 12 is a diagram showing the principle of an acyclic filter. FIG. 13 is a time chart showing the operation of the circuit of FIG. 11. FIG. 14 is a block diagram showing an example of the configuration of the reverberation adding circuit 12 in the embodiments of FIGS. 1 and 4. FIG. FIG. 15 is a time chart showing the operation of the circuit of FIG. 14. 1st
6 and 17 show a frequency characteristic control circuit 10 and a reverberation adding circuit 12 for realizing the filter characteristic switching operation of FIG. 8 in the embodiment of FIG.
FIG. FIG. 18 is a block diagram showing an example of the configuration of the embodiment shown in FIG. Figure 19 shows
19 is a diagram showing an example of impulse response parameters stored in the coefficient memory 14 in FIG. 18. FIG. FIG. 20 is a diagram showing the parameters of the impulse response to which filter characteristics are applied, which is output from the frequency characteristic control circuit 10 in FIG. 18. 10... Frequency characteristic control circuit (frequency characteristic control means), 11... Filter characteristic variable means, 12...
...Reverberation adding circuit (reverberation adding means), 14... Coefficient memory, 104, 134, 158... Zero detection circuit (input interruption detection means).
Claims (1)
基づきデータ演算を行ない前記入力信号の残響音
データを作成する残響付加手段と、 入力信号データの途絶を検出する入力途絶検出
手段と、 入力信号データが途絶する直前の前記入力信号
データ、またはこの入力信号データから作成した
前記残響音データ、または前記係数データにフイ
ルタ特性を加える周波数特性制御手段と、 前記入力途絶検出手段で検出される入力信号の
途絶に合わせて、前記周波数特性制御手段のフイ
ルタ特性の帯域を徐々に低域方向に狭めるように
当該フイルタの係数データに対して時間的変化を
付加する制御を実行するフイルタ特性可変手段と を具備してなる残響付加装置。[Scope of Claims] 1. Reverberation addition means that performs data calculation on input signal data based on predetermined coefficient data to create reverberation sound data of the input signal; and Input interruption detection means that detects interruption of input signal data. and a frequency characteristic control means for adding a filter characteristic to the input signal data immediately before the input signal data is interrupted, or the reverberant sound data created from this input signal data, or the coefficient data, and detected by the input interruption detection means. a filter characteristic that performs control to add a temporal change to the coefficient data of the filter so as to gradually narrow the band of the filter characteristic of the frequency characteristic control means toward a lower frequency band in accordance with the interruption of the input signal that is input to the filter; A reverberation adding device comprising variable means.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2292494A JPH03155597A (en) | 1990-10-30 | 1990-10-30 | Reverberation attaching device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2292494A JPH03155597A (en) | 1990-10-30 | 1990-10-30 | Reverberation attaching device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03155597A JPH03155597A (en) | 1991-07-03 |
| JPH0547840B2 true JPH0547840B2 (en) | 1993-07-19 |
Family
ID=17782549
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2292494A Granted JPH03155597A (en) | 1990-10-30 | 1990-10-30 | Reverberation attaching device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03155597A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0915077A (en) * | 1995-06-29 | 1997-01-17 | Nec Corp | Liquid leak detector for pipe joint |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5630878B2 (en) * | 1973-08-13 | 1981-07-17 | ||
| JPS6042653B2 (en) * | 1974-11-14 | 1985-09-24 | ソニー株式会社 | reverberation device |
-
1990
- 1990-10-30 JP JP2292494A patent/JPH03155597A/en active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0915077A (en) * | 1995-06-29 | 1997-01-17 | Nec Corp | Liquid leak detector for pipe joint |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03155597A (en) | 1991-07-03 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |