(57)【要約】【課題】高周波成分が予め取り除かれている音源信号に高周波成分を付加して再生するときに、音源に依存することなく、所望の高周波成分を有する信号を得ること。【解決手段】オーバサンプリング部２１０は、所定の周波数以上の高周波成分が予め取り除かれた音源信号をオーバサンプリングすることにより、第１の信号ｓ（ｔ）を生成する。高周波成分発生部２２０は、音源信号又は第１の信号ｓ（ｔ）に関する項を含まない数式（１）に基づいて、一定の周波数ｆの高周波成分を有する第２の信号Ｘ（ｔ）を発生する。オーバサンプリング部２１０により生成された第１の信号ｓ（ｔ）と、高周波成分発生部２２０により発生された第２の信号Ｘ（ｔ）とが乗算されることにより、音源に依存することなく、所望の周波数ｆの高周波成分が音源信号に付加された第３の信号Ｙ（ｔ）が生成される。【選択図】図１
2008015380.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の周波数以上の高周波成分が予め取り除かれた音源信号を入力される入力手段と、
前記音源信号をオーバサンプリングすることにより、第１の信号を生成するオーバサンプリング手段と、
前記音源信号或いは前記第１の信号とは別途に、一定の周波数の高周波成分を有する第２の信号を発生する高周波成分発生手段と、
前記第１の信号と前記第２の信号とを乗算することにより、前記一定の周波数の高周波成分が前記音源信号に付加された第３の信号を生成する乗算手段と、
前記第３の信号における電気信号を音響信号に変換することにより、前記音源信号と前記第２の信号とを共に再生する再生手段と
を備えることを特徴とする音響再生装置。
【請求項２】
所定の周波数以上の高周波成分が予め取り除かれた音源信号をオーバサンプリングすることにより、第１の信号を生成するオーバサンプリング手段と、
前記音源信号或いは前記第１の信号とは別途に、一定の周波数の高周波成分を有する第２の信号を発生する高周波成分発生手段と、
前記第１の信号と前記第２の信号とを乗算することにより、前記一定の周波数の高周波成分が前記音源信号に付加された第３の信号を生成する乗算手段と
を備え、
前記オーバサンプリング手段は、前記一定の周波数の２倍以上の周波数で前記音源信号をオーバサンプリングすることにより、前記第１の信号を生成し、
前記高周波成分発生手段は、下記数式（１）
Ｘ（ｔ）＝ａ｛１＋ｓｉｎ（２πｆｔ―θ）｝…（１）
（式中、ａは任意の係数を表し、ｆは前記一定の周波数を表し、ｔは時間を表し、θは該周波数ｆにおける位相を表す。）
により、一定の周波数ｆの高周波成分を有する第２の信号Ｘ（ｔ）を発生することを特徴とする高周波付加装置。
【請求項３】
前記乗算手段は、下記数式（２）
Ｙ（ｔ）＝ａ｛１＋ｓｉｎ（２πｆｔ―θ）｝ｓ（ｔ）…（２）
（式中、ｓ（ｔ）は前記第１の信号を表す。）
により、前記第１の信号ｓ（ｔ）と前記第２の信号Ｘ（ｔ）とを乗算することにより、前記一定の周波数ｆの高周波成分が前記音源信号に付加された第３の信号Ｙ（ｔ）を生成することを特徴とする請求項２記載の高周波付加装置。
【請求項４】
前記高周波成分発生手段は、前記数式（１）により、高周波成分を有する第２の信号Ｘ（ｔ）を複数発生し、
前記乗算手段は、下記数式（３）
【数１】
2008015380.tif 000007
（式中、ｎは前記複数発生された第２の信号の個数であり、ｉはｎ個の第２の信号のうち何れか一つに対する識別子であってｎ以下の自然数であり、ａｉはｉ番目の第２の信号における任意の係数を表し、ｆｉはｉ番目の第２の信号における周波数を表し、θｉは該周波数ｆｉにおける位相を表す。）
により、前記第１の信号ｓ（ｔ）と前記複数の第２の信号の総和とを乗算することにより、複数の高周波成分が前記音源信号に付加された第３の信号Ｙ（ｔ）を生成することを特徴とする請求項２又は請求項３記載の高周波付加装置。
【請求項５】
入力手段が、所定の周波数以上の高周波成分が予め取り除かれた音源信号を入力される入力ステップと、
オーバサンプリング手段が、前記音源信号をオーバサンプリングすることにより、第１の信号を生成するオーバサンプリングステップと、
高周波成分発生手段が、前記音源信号或いは前記第１の信号とは別途に、一定の周波数の高周波成分を有する第２の信号を発生する高周波成分発生ステップと、
乗算手段が、前記第１の信号と前記第２の信号とを乗算することにより、前記一定の周波数の高周波成分が前記音源信号に付加された第３の信号を生成する乗算ステップと、
再生手段が、前記第３の信号における電気信号を音響信号に変換することにより、前記音源信号と前記第２の信号とを共に再生する再生ステップと
を備えることを特徴とする音響再生方法。
【請求項６】
オーバサンプリング手段が、所定の周波数以上の高周波成分が予め取り除かれた音源信号をオーバサンプリングすることにより、第１の信号を生成するオーバサンプリングステップと、
高周波成分発生手段が、前記音源信号或いは前記第１の信号とは別途に、一定の周波数の高周波成分を有する第２の信号を発生する高周波成分発生ステップと、
乗算手段が、前記第１の信号と前記第２の信号とを乗算することにより、前記一定の周波数の高周波成分が前記音源信号に付加された第３の信号を生成する乗算ステップと
を備え、
前記オーバサンプリングステップにおいては、前記一定の周波数の２倍以上の周波数で前記音源信号をオーバサンプリングすることにより、前記第１の信号を生成し、
前記高周波成分発生ステップにおいては、下記数式（１）
Ｘ（ｔ）＝ａ｛１＋ｓｉｎ（２πｆｔ―θ）｝…（１）
（式中、ａは任意の係数を表し、ｆは前記一定の周波数を表し、ｔは時間を表し、θは該周波数ｆにおける位相を表す。）
により、一定の周波数ｆの高周波成分を有する第２の信号Ｘ（ｔ）を発生することを特徴とする高周波付加方法。
【請求項７】
前記乗算ステップにおいては、下記数式（２）
Ｙ（ｔ）＝ａ｛１＋ｓｉｎ（２πｆｔ―θ）｝ｓ（ｔ）…（２）
（式中、ｓ（ｔ）は前記第１の信号を表す。）
により、前記第１の信号ｓ（ｔ）と前記第２の信号Ｘ（ｔ）とを乗算することにより、前記一定の周波数ｆの高周波成分が前記音源信号に付加された第３の信号Ｙ（ｔ）を生成することを特徴とする請求項６記載の高周波付加方法。
【請求項８】
前記高周波成分発生ステップにおいては、前記数式（１）により、高周波成分を有する第２の信号Ｘ（ｔ）を複数発生し、
前記乗算ステップにおいては、下記数式（３）
【数２】
2008015380.tif 000008
（式中、ｎは前記複数発生された第２の信号の個数であり、ｉはｎ個の第２の信号のうち何れか一つに対する識別子であってｎ以下の自然数であり、ａｉはｉ番目の第２の信号における任意の係数を表し、ｆｉはｉ番目の第２の信号における周波数を表し、θｉは該周波数ｆｉにおける位相を表す。）
により、前記第１の信号ｓ（ｔ）と前記複数の第２の信号の総和とを乗算することにより、複数の高周波成分が前記音源信号に付加された第３の信号Ｙ（ｔ）を生成することを特徴とする請求項６又は請求項７記載の高周波付加方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音響再生装置、高周波付加装置、音響再生方法及び高周波付加方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
可聴周波数以上の高周波数の音は、人間にとって意識的には知覚されないと知られている（非特許文献１参照）。このため、従来、例えばＣＤなどの音源において２２ｋＨｚ以上の高周波数の音は予めカットされていた。一方で、高周波成分がすでに取り除かれている音源に対して、例えば再生音質を向上させるために、所望の高周波成分を付加することが必要な場合がある。
【０００３】
特許文献１及び特許文献２には、高周波成分を有する信号を発生するための技術が記載されている。特許文献１に記載された技術においては、音源信号の基本周波数成分の倍音列に基づく推定により、高周波成分を発生する。また、特許文献２に記載された技術においては、音源信号をオーバサンプリングし、更に半波又は両波整流することで、高周波成分を有する信号を発生する。
【非特許文献１】Muraoka T, Yamada Y, Yamazaki M, Sampling-frequency considerations in digital audio, J Audio Engineer Soc 26, 252〜256, 1978.
【特許文献１】特開２００３―１０８１９７号公報
【特許文献２】特開２００３−１５６９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１及び特許文献２に記載されたように、従来の技術においては、高周波成分を有する信号を発生する際に、音源信号をその元としている。このため、発生された信号に含まれる高周波成分は、元となった音源信号に依存する場合が多い。したがって、従来の技術による場合には、高周波成分が予め取り除かれている音源信号に高周波成分を付加しようとするときに、音源信号の周波数成分の割合に依存する高周波成分を得ることはできたものの、例えば音源信号の周波数成分の割合とは関係の無い所望の高周波成分を得ることは困難であった。
【０００５】
そこで、本発明は上記に鑑みてなされたもので、高周波成分が予め取り除かれている音源信号に高周波成分を付加するときに、所望の高周波成分を有する信号を得ることが可能な音響再生装置、高周波付加装置、音響再生方法及び高周波付加方法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】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の音響再生装置は、所定の周波数以上の高周波成分が予め取り除かれた音源信号を入力される入力手段と、音源信号をオーバサンプリングすることにより、第１の信号を生成するオーバサンプリング手段と、音源信号或いは第１の信号とは別途に、一定の周波数の高周波成分を有する第２の信号を発生する高周波成分発生手段と、第１の信号と第２の信号とを乗算することにより、一定の周波数の高周波成分が音源信号に付加された第３の信号を生成する乗算手段と、第３の信号における電気信号を音響信号に変換することにより、音源信号と第２の信号とを共に再生する再生手段とを備える。
【０００７】
また、本発明の音響再生方法は、入力手段が、所定の周波数以上の高周波成分が予め取り除かれた音源信号を入力される入力ステップと、オーバサンプリング手段が、音源信号をオーバサンプリングすることにより、第１の信号を生成するオーバサンプリングステップと、高周波成分発生手段が、音源信号或いは第１の信号とは別途に、一定の周波数の高周波成分を有する第２の信号を発生する高周波成分発生ステップと、乗算手段が、第１の信号と第２の信号とを乗算することにより、一定の周波数の高周波成分が音源信号に付加された第３の信号を生成する乗算ステップと、再生手段が、第３の信号における電気信号を音響信号に変換することにより、音源信号と第２の信号とを共に再生する再生ステップとを備える。
【０００８】
このような本発明の音響再生装置及び音響再生方法によれば、高周波成分発生手段は、音源信号或いは第１の信号とは別途に、一定の周波数の高周波成分を有する第２の信号を発生する。そして、該発生された第２の信号と第１の信号とが乗算されることにより、一定の周波数の高周波成分が音源信号に付加された第３の信号が生成される。この第３の信号が音響信号に変換されることにより、音源信号と第２の信号とが音響として再生される。
【０００９】
このように、高周波成分発生手段により発生された第２の信号は、音源信号或いは該音源信号をオーバサンプリングして得た第１の信号とは周波数成分の割合において無関係である。すなわち、高周波成分発生手段は、音源に依存することなく、所望の周波数の高周波成分を含む第２の信号を発生することができる。また、乗算手段は、該第２の信号と第１の信号とを乗算させることにより、所望の周波数の高周波成分が音源信号に付加された第３の信号を生成することができる。そして、再生手段によって再生される音響には、音源信号と共に、該音源信号に依存しない所望の周波数の高周波成分が含まれる。
【００１０】
また、本発明の高周波付加装置は、所定の周波数以上の高周波成分が予め取り除かれた音源信号をオーバサンプリングすることにより、第１の信号を生成するオーバサンプリング手段と、音源信号或いは第１の信号とは別途に、一定の周波数の高周波成分を有する第２の信号を発生する高周波成分発生手段と、第１の信号と第２の信号とを乗算することにより、一定の周波数の高周波成分が音源信号に付加された第３の信号を生成する乗算手段とを備え、オーバサンプリング手段は、一定の周波数の２倍以上の周波数で音源信号をオーバサンプリングすることにより、第１の信号を生成し、高周波成分発生手段は、下記数式（１）
Ｘ（ｔ）＝ａ｛１＋ｓｉｎ（２πｆｔ―θ）｝…（１）
（式中、ａは任意の係数を表し、ｆは一定の周波数を表し、ｔは時間を表し、θは該周波数ｆにおける位相を表す。）
により、一定の周波数ｆの高周波成分を有する第２の信号Ｘ（ｔ）を発生する。
【００１１】
また、本発明の高周波付加方法は、オーバサンプリング手段が、所定の周波数以上の高周波成分が予め取り除かれた音源信号をオーバサンプリングすることにより、第１の信号を生成するオーバサンプリングステップと、高周波成分発生手段が、音源信号或いは第１の信号とは別途に、一定の周波数の高周波成分を有する第２の信号を発生する高周波成分発生ステップと、乗算手段が、第１の信号と第２の信号とを乗算することにより、一定の周波数の高周波成分が音源信号に付加された第３の信号を生成する乗算ステップとを備え、オーバサンプリングステップにおいては、一定の周波数の２倍以上の周波数で音源信号をオーバサンプリングすることにより、第１の信号を生成し、  高周波成分発生ステップにおいては、下記数式（１）
Ｘ（ｔ）＝ａ｛１＋ｓｉｎ（２πｆｔ―θ）｝…（１）
（式中、ａは任意の係数を表し、ｆは一定の周波数を表し、ｔは時間を表し、θは該周波数ｆにおける位相を表す。）
により、一定の周波数ｆの高周波成分を有する第２の信号Ｘ（ｔ）を発生する。
【００１２】
このような本発明の高周波付加装置及び高周波付加方法によれば、高周波成分発生手段は、音源信号或いは第１の信号とは別途に、数式（１）により、一定の周波数ｆの高周波成分を有する第２の信号Ｘ（ｔ）を発生する。そして、該発生された第２の信号Ｘ（ｔ）と第１の信号とが乗算されることにより、一定の周波数ｆの高周波成分が音源信号に付加された第３の信号が生成される。
【００１３】
数式（１）に示すように、高周波成分発生手段により発生された第２の信号Ｘ（ｔ）は、音源信号或いは該音源信号をオーバサンプリングして得た第１の信号とは周波数成分の割合において無関係である。つまり、数式（１）には、音源信号又は第１の信号に関する項は存在しない。このため、高周波成分発生手段は、数式（１）に基づいて、音源に依存することなく、所望の周波数ｆの高周波成分を含む第２の信号Ｘ（ｔ）を発生することができる。また、乗算手段は、該第２の信号Ｘ（ｔ）と第１の信号とを乗算することにより、所望の周波数ｆの高周波成分が音源信号に付加された第３の信号を生成することができる。
【００１４】
また、高周波付加装置の乗算手段は、下記数式（２）
Ｙ（ｔ）＝ａ｛１＋ｓｉｎ（２πｆｔ―θ）｝ｓ（ｔ）…（２）
（式中、ｓ（ｔ）は第１の信号を表す。）
により、第１の信号ｓ（ｔ）と第２の信号Ｘ（ｔ）とを乗算することにより、一定の周波数ｆの高周波成分が音源信号に付加された第３の信号Ｙ（ｔ）を生成する。
【００１５】
また、高周波付加方法の乗算ステップにおいては、下記数式（２）
Ｙ（ｔ）＝ａ｛１＋ｓｉｎ（２πｆｔ―θ）｝ｓ（ｔ）…（２）
（式中、ｓ（ｔ）は第１の信号を表す。）
により、第１の信号ｓ（ｔ）と第２の信号Ｘ（ｔ）とを乗算することにより、一定の周波数ｆの高周波成分が音源信号に付加された第３の信号Ｙ（ｔ）を生成する。
【００１６】
これらの発明は、高周波成分発生手段により発生された任意の１つの第２の信号Ｘ（ｔ）に対して、乗算手段が、数式（２）に基づいて、第３の信号Ｙ（ｔ）を生成する場合に、特に有用である。乗算手段は、該第２の信号Ｘ（ｔ）と第１の信号ｓ（ｔ）とを数式（２）により乗算させることにより、１つの所望の周波数ｆの高周波成分が音源信号に付加された第３の信号Ｙ（ｔ）を生成することができる。
【００１７】
また、高周波付加装置の高周波成分発生手段は、数式（１）により、高周波成分を有する第２の信号Ｘ（ｔ）を複数発生し、乗算手段は、下記数式（３）
【数３】
2008015380.tif 000003
（式中、ｎは複数発生された第２の信号の個数であり、ｉはｎ個の第２の信号のうち何れか一つに対する識別子であってｎ以下の自然数であり、ａｉはｉ番目の第２の信号における任意の係数を表し、ｆｉはｉ番目の第２の信号における周波数を表し、θｉは該周波数ｆｉにおける位相を表す。）
により、第１の信号ｓ（ｔ）と複数の第２の信号の総和とを乗算することにより、複数の高周波成分が音源信号に付加された第３の信号Ｙ（ｔ）を生成する。
【００１８】
また、高周波付加方法の高周波成分発生ステップにおいては、数式（１）により、高周波成分を有する第２の信号Ｘ（ｔ）を複数発生し、乗算ステップにおいては、下記数式（３）
【数４】
2008015380.tif 000004
（式中、ｎは複数発生された第２の信号の個数であり、ｉはｎ個の第２の信号のうち何れか一つに対する識別子であってｎ以下の自然数であり、ａｉはｉ番目の第２の信号における任意の係数を表し、ｆｉはｉ番目の第２の信号における周波数を表し、θｉは該周波数ｆｉにおける位相を表す。）
により、第１の信号ｓ（ｔ）と複数の第２の信号の総和とを乗算することにより、複数の高周波成分が音源信号に付加された第３の信号Ｙ（ｔ）を生成する。
【００１９】
これらの発明によれば、高周波成分発生手段は、数式（１）に基づいて、周波数ｆｉの高周波成分を有する第２の信号を複数発生する。そして、数式（３）に基づいて、該発生された複数の第２の信号の総和と、オーバサンプリング手段により生成された第１の信号ｓ（ｔ）とが乗算されることにより、複数の周波数（ｆ１…ｆｎ）の高周波成分が音源信号に付加された第３の信号Ｙ（ｔ）が生成される。
【００２０】
数式（１）及び数式（３）に示すように、複数の第２の信号の各々及びそれらの総和は、音源信号或いは該音源信号をオーバサンプリングして得た第１の信号ｓ（ｔ）とは周波数成分の割合において無関係である。つまり、数式（１）に、音源信号又は第１の信号に関する項は存在しない。同様に、数式（３）において複数の第２の信号の総和を表す部分に、音源信号又は第１の信号ｓ（ｔ）に関する項は存在しない。このため、高周波成分発生手段は、数式（１）に基づいて、音源信号に依存することなく、所望の周波数ｆｉの高周波成分を含む第２の信号を複数でも発生することができる。また、乗算手段は、数式（３）に基づいて、該複数の第２の信号の総和と第１の信号ｓ（ｔ）とを乗算させることにより、複数の周波数（ｆ１…ｆｎ）の高周波成分が音源信号に付加された第３の信号Ｙ（ｔ）を生成することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、高周波成分が予め取り除かれている音源信号に高周波成分を付加して再生するときに、音源に依存することなく、所望の高周波成分を有する信号を得ることができ、より自然な形での再生を可能とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、添付図面を参照して本発明にかかる高周波付加装置の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２３】
[第１実施形態]
まず、第１実施形態に係る音響再生装置１の構成について、図１を参照しながら説明する。図１は、音響再生装置１の構成概要図である。図１に示すように、音響再生装置１は、入力部１０（入力手段）、高周波付加部２０（高周波付加装置）及び再生部３０（再生手段）を備えている。音響再生装置１においては、入力部１０より入力された音信号に対して、高周波付加部２０が所望の周波数（後述する周波数ｆ）の高周波成分を付加し、再生部３０が該高周波成分の付加された音信号を音響として再生する。
【００２４】
図２は、音響再生装置１のハードウェア構成図である。第１実施形態に係る音響再生装置１は、物理的には、図２に示すように、ＣＰＵ４１、主記憶装置であるＲＯＭ４２及びＲＡＭ４３、例えば操作ボタンなどの操作部４４、例えばＬＣＤ（Liquid Crystal Display）などのディスプレイ４５、例えばスピーカ等の出力装置４６、外部装置からデータの入力を受けるための通信インターフェイス４７、例えばメモリディバイス等の補助記憶装置４８等を備えて構成されることができる。後述する音響再生装置１の各機能は、図２に示すＣＰＵ４１、ＲＡＭ４３等のハードウェア上に所定のソフトウェアを読み込ませることにより、ＣＰＵ４１の制御のもとで操作部４４、ディスプレイ４５、通信インターフェイス４７を動作させると共に、ＲＡＭ４３や補助記憶装置４８におけるデータの読み出し及び書き込みを行うことで実現される。また、通信インターフェイス４７は、例えば外部音源としてＣＤ等からの音源信号を受け取ることが可能なものであり、出力装置４６は、電気信号を音響信号に変換することが可能なものである。
【００２５】
図１に戻り、音響再生装置１の機能的な構成について説明する。入力部１０は、音源信号を高周波付加部２０に入力するものである。入力部１０は、例えば通信インターフェイス４７が外部音源から受信した音源信号を高周波付加部２０に入力する。第１実施形態においては、音源信号として、例えば一般に普及されているＣＤ等に記録されているオーディオデータを想定する。この音源信号は、例えば２５ｋＨｚといった所定の周波数以上の高周波成分が予め取り除かれている。図３は、音響再生装置１の各構成要素の機能を説明するための図であり、図３（Ａ）は入力部１０が高周波付加部２０に入力した音源信号をイメージした図である。図３（Ａ）に示すように、入力部１０は、振幅が時間ｔによって変化する音源信号を高周波付加部２０に入力する。
【００２６】
図１に戻り、高周波付加部２０は、入力部１０より入力された音源信号に、所望の周波数の高周波成分を付加するものである。図１に示すように、第１実施形態における高周波付加部２０は、オーバサンプリング部２１０（オーバサンプリング手段）、高周波成分発生部２２０（高周波成分発生手段）、乗算部２３０（乗算手段）及びＤ／Ａ変換部２４０を備える。以下、高周波付加部２０の各構成要素について詳細に説明する。
【００２７】
オーバサンプリング部２１０は、入力部１０より入力された音源信号をオーバサンプリングすることにより、第１の信号を生成するものである。入力部１０より入力された音源信号は、一般に普及されているＣＤなどに記録されているオーディオデータであるため、その音源信号に可聴周波数以上の高周波を付加することは不可能である。なぜなら、一般に普及されているオーディオデータは、５０ｋＨｚより小さい周波数でサンプリングされているからである。このままでは、周知のサンプリング定理によって、２５ｋＨｚ以上の高周波を付加することは不可能である。そこで、オーバサンプリング部２１０は、後ほど音源信号に付加しようとする高周波成分における周波数の少なくとも２倍以上の周波数で、該音源信号をオーバサンプリングする。このことにより、オーバサンプリング部２１０は、該高周波成分の付加を受けることの可能な第１の信号を生成することができる。オーバサンプリング部２１０は、生成した第１の信号を乗算部２３０に出力する。
【００２８】
高周波成分発生部２２０は、上記音源信号或いは第１の信号とは別途に、一定の周波数の高周波成分を有する第２の信号を発生するものである。高周波成分発生部２２０は、下記数式（１）
Ｘ（ｔ）＝ａ｛１＋ｓｉｎ（２πｆｔ―θ）｝…（１）
により、一定の周波数ｆの高周波成分を有する第２の信号Ｘ（ｔ）を発生する。数式（１）において、ａは、任意の係数を表す。ｆは、後ほど乗算部２３０によって音源信号に付加される高周波成分における周波数を表す。ｔは、時間を表す。θは、該周波数ｆにおける位相を表す。
【００２９】
図３（Ｂ）は、高周波成分発生部２２０が生成した第２の信号Ｘ（ｔ）をイメージした図である。図３（Ｂ）に示すように、高周波成分発生部２２０は、振幅が時間ｔによって変化し、周波数ｆの高周波成分を有する第２の信号Ｘ（ｔ）を生成する。数式（１）に音源信号又は第１の信号に関する項が存在しないことから分かるように、高周波成分発生部２２０が生成した第２の信号Ｘ（ｔ）は、音源信号或いは第１の信号とは周波数成分の割合において無関係である。このため、第２の信号Ｘ（ｔ）は、音源に依存することなく、所望の周波数ｆの高周波成分を含むことができる。高周波成分発生部２２０は、生成した第２の信号Ｘ（ｔ）を乗算部２３０に出力する。
【００３０】
乗算部２３０は、オーバサンプリング部２１０から入力された第１の信号と、高周波成分発生部２２０から入力された第２の信号Ｘ（ｔ）とを乗算することにより、一定の周波数の高周波成分が付加された第３の信号を生成するものである。乗算部２３０は、下記数式（２）
Ｙ（ｔ）＝ａ｛１＋ｓｉｎ（２πｆｔ―θ）｝ｓ（ｔ）…（２）
により、周波数ｆの高周波成分が付加された第３の信号Ｙ（ｔ）を生成する。数式（２）において、ｓ（ｔ）は第１の信号を表す。
【００３１】
図３（Ｃ）は、乗算部２３０が第１の信号ｓ（ｔ）と第２の信号Ｘ（ｔ）を乗算することにより生成した第３の信号Ｙ（ｔ）をイメージした図である。図３（Ｃ）に示すように、乗算部２３０は、振幅が音源信号の大きさ及び時間ｔによって変化し、周波数ｆの高周波成分が付加された第３の信号Ｙ（ｔ）を生成する。乗算部２３０は、生成した第３の信号Ｙ（ｔ）をＤ／Ａ変換部２４０に出力する。
【００３２】
Ｄ／Ａ変換部２４０は、乗算部２３０から入力されたものであってデジタル信号である第３の信号Ｙ（ｔ）をアナログ信号に変換するものである。Ｄ／Ａ変換部２４０は、変換したアナログ信号を再生部３０に出力する。
【００３３】
再生部３０は、Ｄ／Ａ変換部２４０から入力されたアナログ信号を音響として再生するものである。再生部３０は、例えば、増幅部及び電気音響変換部（図示しない）等を備えることにより、Ｄ／Ａ変換部２４０から入力されたアナログ信号を増幅して、その増幅した電気信号を音響信号に変換する。そして、例えば図２に示した出力装置４６を通じて、該音響信号を音として再生する。再生部３０により再生された音響には、音源信号と共に、周波数ｆの高周波成分が含まれる。
【００３４】
続いて、音響再生装置１により行われる動作（音響再生方法及び高周波付加方法）について、図４を参照しながら説明する。図４は、音響再生装置１の動作を示すフローチャートである。
【００３５】
まず、入力部１０が、例えば一般に普及されているＣＤ等に記録されているオーディオデータ等の音源信号を高周波付加部２０に入力する。前述した図３（Ａ）は、入力部１０が高周波付加部２０に入力した音源信号をイメージしている（ステップＳ１０１）。
【００３６】
次に、オーバサンプリング部２１０が、入力部１０より入力された音源信号をオーバサンプリングすることにより、第１の信号ｓ（ｔ）を生成する。オーバサンプリング部２１０は、例えば周波数ｆの周波数成分が後ほど音源信号に付加される場合に、少なくとも周波数２ｆ以上の周波数で、該音源信号をオーバサンプリングする。オーバサンプリング部２１０より生成された第１の信号ｓ（ｔ）は、乗算部２３０に出力される（ステップＳ１０２）。
【００３７】
次に、高周波成分発生部２２０が、ステップＳ１０１における音源信号或いはステップＳ１０２における第１の信号ｓ（ｔ）とは別途に、前述した数式（１）に基づいて、周波数ｆの高周波成分を有する第２の信号Ｘ（ｔ）を発生する。前述した図３（Ｂ）は、高周波成分発生部２２０が発生した第２の信号Ｘ（ｔ）をイメージしている。高周波成分発生部２２０が生成した第２の信号Ｘ（ｔ）は、音源信号或いは第１の信号ｓ（ｔ）とは周波数成分の割合において無関係である。すなわち、第２の信号Ｘ（ｔ）には、音源に依存することなく、所望の周波数ｆの高周波成分を含ませることができる。高周波成分発生部２２０より生成された第２の信号Ｘ（ｔ）は、乗算部２３０に出力される（ステップＳ１０３）。
【００３８】
次に、乗算部２３０が、前述した数式（２）に基づいて、周波数ｆの高周波成分が付加された第３の信号Ｙ（ｔ）を生成する。乗算部２３０は、ステップＳ１０２にてオーバサンプリング部２１０から入力された第１の信号ｓ（ｔ）と、ステップＳ１０３にて高周波成分発生部２２０から入力された第２の信号Ｘ（ｔ）とを乗算することにより、振幅が音源信号の大きさ及び時間ｔによって変化し、周波数ｆの高周波成分が付加された第３の信号Ｙ（ｔ）を生成する。前述した図３（Ｃ）は、乗算部２３０が生成した第３の信号Ｙ（ｔ）をイメージしている。乗算部２３０より生成された第３の信号Ｙ（ｔ）は、Ｄ／Ａ変換部２４０に出力される（ステップＳ１０４）。
【００３９】
次に、Ｄ／Ａ変換部２４０が、ステップＳ１０４にて乗算部２３０から入力された第３の信号Ｙ（ｔ）をアナログ信号に変換する。そして、該変換されたアナログ信号は音響信号に変換され、音響として再生される（ステップＳ１０５）。
【００４０】
続いて、第１実施形態にかかる音響再生装置１の作用及び効果について説明する。第１実施形態の音響再生装置１によれば、高周波成分発生部２２０は、音源信号或いは第１の信号ｓ（ｔ）とは別途に、数式（１）により、一定の周波数ｆの高周波成分を有する第２の信号Ｘ（ｔ）を発生する。そして、数式（２）に基づいて、該発生された第２の信号Ｘ（ｔ）と、オーバサンプリング部２１０により生成された第１の信号ｓ（ｔ）とが乗算されることにより、一定の周波数ｆの高周波成分が音源信号に付加された第３の信号Ｙ（ｔ）が生成される。この第３の信号Ｙ（ｔ）が音響信号に変換されることにより、音源信号と第２の信号Ｘ（ｔ）とが音響として再生される。
【００４１】
数式（１）に示したように、第２の信号Ｘ（ｔ）は、音源信号或いは該音源信号をオーバサンプリングして得た第１の信号ｓ（ｔ）とは周波数成分の割合において無関係である。つまり、数式（１）には、音源信号又は第１の信号ｓ（ｔ）に関する項は存在しない。このため、高周波成分発生部２２０は、音源に依存することなく、所望の周波数ｆの高周波成分を含む第２の信号Ｘ（ｔ）を発生することができる。また、乗算部２３０は、該第２の信号Ｘ（ｔ）と第１の信号ｓ（ｔ）とを乗算させることにより、音源に依存することなく、所望の周波数ｆの高周波成分が音源信号に付加された第３の信号Ｙ（ｔ）を生成することができる。そして、再生部３０によって再生される音響には、音源信号と共に、該音源信号に依存しない所望の周波数ｆの高周波成分が含まれる。
【００４２】
上述した第１実施形態は、高周波成分発生部２２０により発生された任意の１つの第２の信号Ｘ（ｔ）に対して、乗算部２３０が、数式（２）により、第３の信号Ｙ（ｔ）を生成する場合に、特に有用である。乗算部２３０は、該第２の信号Ｘ（ｔ）と第１の信号ｓ（ｔ）とを数式（２）により乗算させることにより、１つの所望の周波数ｆの高周波成分が音源信号に付加された第３の信号Ｙ（ｔ）を生成することができる。
【００４３】
[第２実施形態]
以下、第２実施形態に係る音響再生装置２の構成について、図５を参照しながら説明する。図５は、第２実施形態における音響再生装置２の構成概要図である。図５と、前述した図１とを比較することから分かるように、第２実施形態における音響再生装置２は、主に、高周波成分発生部５２０（高周波成分発生手段）及び乗算部５３０（乗算手段）の構成において第１実施形態と相違する。音響再生装置２においては、入力部１０より入力された音信号に対して、高周波付加部５０（高周波付加装置）が複数の所望の周波数（後述する周波数ｆ１…ｆｎ）の高周波成分を付加し、再生部３０が該複数の高周波成分が付加された音信号を音響として再生する。以下、音響再生装置２について、第１実施形態の場合と相違する部分を中心に詳細に説明する。
【００４４】
図５に示すように、高周波成分発生部５２０は、加算部５２１と、複数（ｎ個）のレベル調整部（第１レベル調整部５２２１、第２レベル調整部５２２２、…、第ｎレベル調整部５２２ｎ）、及び複数（ｎ個）の発生部（第１発生部５２３１、第２発生部５２２３、…、第ｎ発生部５２３ｎ）を備える。ｎは、高周波成分発生部５２０により発生される複数の高周波成分の個数である。以下、ｎ個のレベル調整部のうち何れか１つを「第ｉレベル調整部５２２ｉ」と言い、ｎ個の発生部のうち該第ｉレベル調整部５２２ｉに対応する１つの発生部を「第ｉ発生部５２３ｉ」と言う。ｉは、ｎ以下の自然数である。
【００４５】
第ｉ発生部５２３ｉは、下記数式（４）
Ｘ１ｉ（ｔ）＝１＋ｓｉｎ（２πｆｉｔ―θｉ）…（４）
により、周波数ｆｉの高周波成分を有する信号Ｘ１ｉ（ｔ）を発生する。数式（４）において、ｆｉは、後ほど音源信号に付加されるｎ個の高周波成分のうちｉ番目の高周波成分における周波数を表す。ｔは、時間を表す。θｉは、該周波数ｆｉにおける位相を表す。数式（４）に音源信号又は第１の信号ｓ（ｔ）に関する項が存在しないことから分かるように、第ｉ発生部５２３ｉにより生成された信号Ｘ１ｉ（ｔ）は、音源信号或いは第１の信号ｓ（ｔ）とは周波数成分の割合において無関係である。すなわち、信号Ｘ１ｉ（ｔ）には、音源に依存することなく、所望の周波数ｆｉの高周波成分を含ませることができる。
【００４６】
第ｉ発生部５２３ｉは、以上より発生した信号Ｘ１ｉ（ｔ）を該第ｉ発生部５２３ｉに対応する第ｉレベル調整部５２２ｉに出力する。すなわち、第１発生部５２３１が発生した信号Ｘ１１（ｔ）は第１レベル調整部５２２１に出力され、第２発生部５２３２が発生した信号Ｘ１２（ｔ）は第２レベル調整部５２２２に出力される。同様に、第１発生部５２３ｎが発生した信号Ｘ１ｎ（ｔ）は第ｎレベル調整部５２２ｎに出力される。
【００４７】
第ｉレベル調整部５２２ｉは、第ｉ発生部５２３ｉにより発生された信号Ｘ１ｉ（ｔ）を入力される。第ｉレベル調整部５２２ｉは、下記数式（５）
Ｘｉ（ｔ）＝ａｉ｛１＋ｓｉｎ（２πｆｉｔ―θｉ）｝…（５）
により、信号Ｘ１ｉ（ｔ）に周波数ｆｉに応じる重みａｉを付ける。このことにより、第ｉレベル調整部５２２ｉは、第２の信号Ｘｉ（ｔ）を発生する。数式（５）において、ａｉは、周波数ｆｉに応じる任意の係数である。第ｉレベル調整部５２２ｉは、以上より発生した第２の信号Ｘｉ（ｔ）を加算部５２１に出力する。
【００４８】
加算部５２１は、ｎ個の第ｉレベル調整部５２２ｉより発生されたｎ個の第２の信号Ｘｉ（ｔ）を入力される。加算部５２１は、下記数式（６）
【数５】
2008015380.tif 000005
により、ｎ個の第ｉレベル調整部５２２ｉから入力されたｎ個の第２の信号Ｘｉ（ｔ）に対する総和Ｚ（ｔ）を求める。数式（６）に音源信号又は第１の信号ｓ（ｔ）に関する項が存在しないことから分かるように、加算部５２１により生成された第２の信号Ｘｉ（ｔ）の総和Ｚ（ｔ）は、音源信号或いは第１の信号ｓ（ｔ）とは周波数成分の割合において無関係である。すなわち、総和Ｚ（ｔ）は、音源に依存することなく、複数の所望の周波数（ｆ１…ｆｎ）の高周波成分を含むことができる。加算部５２１は、該生成した総和Ｚ（ｔ）を乗算部５３０に出力する。
【００４９】
乗算部５３０は、オーバサンプリング部２１０から入力された第１の信号ｓ（ｔ）と、高周波成分発生部５２０から入力された第２の信号Ｘｉ（ｔ）の総和Ｚ（ｔ）とを乗算することにより、複数の所望の周波数（ｆ１…ｆｎ）の高周波成分が付加された第３の信号Ｙ（ｔ）を生成するものである。乗算部５３０は、下記数式（３）
【数６】
2008015380.tif 000006
により、複数の所望の周波数（ｆ１…ｆｎ）の高周波成分が付加された第３の信号Ｙ（ｔ）を生成する。
【００５０】
続いて、音響再生装置２により行われる動作（音響再生方法及び高周波付加方法）について、図６を参照しながら説明する。図６は、音響再生装置２の動作を示すフローチャートである。
【００５１】
まず、入力部１０が、例えば一般に普及されているＣＤ等に記録されているオーディオデータ等の音源信号を高周波付加部５０に入力する（ステップＳ２０１）。
【００５２】
次に、オーバサンプリング部２１０が、入力部１０より入力された音源信号をオーバサンプリングすることにより、第１の信号ｓ（ｔ）を生成する。オーバサンプリング部２１０は、例えば周波数ｆの周波数成分が後ほど音源信号に付加される場合に、少なくとも周波数２ｆ以上の周波数で、該音源信号をオーバサンプリングする。オーバサンプリング部２１０より生成された第１の信号ｓ（ｔ）は、乗算部５３０に出力される（ステップＳ２０２）。
【００５３】
次に、第ｉ発生部５２３ｉが、前述した数式（４）に基づいて、周波数ｆｉの高周波成分を有する信号Ｘ１ｉ（ｔ）を発生する。第ｉ発生部５２３ｉは、該発生した信号Ｘ１ｉ（ｔ）を該第ｉ発生部５２３ｉに対応する第ｉレベル調整部５２２ｉに出力する。ｎ個の第ｉ発生部５２３ｉの各々は、それぞれ信号Ｘ１ｉ（ｔ）を発生し、該発生した信号Ｘ１ｉ（ｔ）をそれぞれに対応する第ｉレベル調整部５２２ｉに出力する（ステップＳ２０３）。
【００５４】
次に、第ｉレベル調整部５２２ｉが、前述した数式（５）に基づいて、ステップＳ２０３にて入力された信号Ｘ１ｉ（ｔ）に対応する重みａｉを付ける。ｎ個の第ｉレベル調整部５２２ｉの各々は、それぞれ信号Ｘ１ｉ（ｔ）に重みａｉを付けることにより得た第２の信号Ｘｉ（ｔ）を加算部５２１に出力する（ステップＳ２０４）。
【００５５】
次に、加算部５２１が、前述した数式（６）に基づいて、ステップＳ２０４にて入力されたｎ個の第２の信号Ｘｉ（ｔ）の総和Ｚ（ｔ）を求める。加算部５２１は、求めた総和Ｚ（ｔ）を乗算部５３０に出力する（ステップＳ２０５）。
【００５６】
次に、乗算部５３０が、前述した数式（３）に基づいて、複数の所望の周波数（ｆ１…ｆｎ）の高周波成分が付加された第３の信号Ｙ（ｔ）を生成する。乗算部５３０は、ステップＳ２０２にてオーバサンプリング部２１０から入力された第１の信号ｓ（ｔ）と、ステップＳ２０５にて加算部５２１から入力された第２の信号Ｘｉ（ｔ）の総和Ｚ（ｔ）とを乗算することにより、振幅が音源信号の大きさ及び時間ｔによって変化し、複数の所望の周波数（ｆ１…ｆｎ）の高周波成分が付加された第３の信号Ｙ（ｔ）を生成する。乗算部５３０より生成された第３の信号Ｙ（ｔ）は、Ｄ／Ａ変換部２４０に出力される（ステップＳ２０６）。
【００５７】
次に、Ｄ／Ａ変換部２４０が、ステップＳ２０６にて乗算部５３０から入力された第３の信号Ｙ（ｔ）をアナログ信号に変換する。そして、該変換されたアナログ信号は音響信号に変換され、音響として再生される（ステップＳ２０７）。
【００５８】
続いて、第２実施形態にかかる音響再生装置２の作用及び効果について説明する。第２実施形態によれば、第ｉ発生部５２３ｉの各々は、数式（４）により、周波数ｆｉの高周波成分を有する信号Ｘ１ｉ（ｔ）を複数発生する。また、第ｉレベル調整部５２２ｉの各々が、数式（５）に基づいて、該信号Ｘ１ｉ（ｔ）のそれぞれに対応する重みａｉを付けることにより、複数の第２の信号Ｘｉ（ｔ）が生成される。そして、数式（３）に基づいて、該生成された複数の第２の信号Ｘｉ（ｔ）の総和Ｚ（ｔ）と、オーバサンプリング部２１０により生成された第１の信号ｓ（ｔ）とが乗算されることにより、複数の周波数（ｆ１…ｆｎ）の高周波成分が音源信号に付加された第３の信号Ｙ（ｔ）が生成される。この第３の信号Ｙ（ｔ）が音響信号に変換されることにより、音源信号と複数の第２の信号（Ｘ１（ｔ）…Ｘｎ（ｔ））とが音響として再生される。
【００５９】
数式（４）〜数式（６）に示すように、第２の信号Ｘｉ（ｔ）の各々及びそれらの総和Ｚ（ｔ）は、音源信号或いは該音源信号をオーバサンプリングして得た第１の信号ｓ（ｔ）とは周波数成分の割合において無関係である。つまり、数式（４）〜数式（６）に、音源信号又は第１の信号ｓ（ｔ）に関する項は存在しない。このため、高周波成分発生部５２０は、音源に依存することなく、所望の周波数ｆｉの高周波成分を含む第２の信号Ｘｉ（ｔ）を複数でも発生することができる。また、乗算部５３０は、数式（６）により、該複数の第２の信号Ｘｉ（ｔ）の総和Ｚ（ｔ）と第１の信号ｓ（ｔ）とを乗算させることにより、複数の周波数（ｆ１…ｆｎ）の高周波成分が音源信号に付加された第３の信号Ｙ（ｔ）を生成することができる。そして、再生部３０によって再生される音響には、音源信号と共に、該音源信号に依存しない複数の周波数（ｆ１…ｆｎ）の高周波成分が含まれる。
【００６０】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。
【００６１】
例えば、上記実施形態においては、音源信号として、例えば一般に普及されているＣＤ等に記録されているオーディオデータを想定していたが、これに限られることなく、例えば常用のＭＰ３プレイヤで用いられるオーディオデータを想定しても良い。
【００６２】
また、上記実施形態においては、Ｄ／Ａ変換部２４０が高周波付加部２０或いは高周波付加部５０に含まれるように構成したが、これに限られることなく、Ｄ／Ａ変換部２４０が例えば再生部３０に含まれるように構成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】音響再生装置の構成概要図である。
【図２】音響再生装置のハードウェア構成図である。
【図３】音響再生装置の各構成要素の機能を説明するための図である。
【図４】音響再生装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】音響再生装置の構成概要図である。
【図６】音響再生装置の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６４】
１，２…音響再生装置、１０…入力部、２０，５０…高周波付加部、２１０オーバサンプリング部、２２０，５２０…高周波成分発生部、２３０，５３０…乗算部、２４０…Ｄ／Ａ変換部、３０…再生部、５２１…加算部、５２２１，５２２２，５２２ｎ…レベル調整部、５２３１，５２３２，５２３ｎ…発生部。
【図１】
2008015380.tif 000009
【図２】
2008015380.tif 000010
【図３】
2008015380.tif 000011
【図４】
2008015380.tif 000012
【図５】
2008015380.tif 000013
【図６】
2008015380.tif 000014