(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力音声信号を特性の異なる複数のフィルタで処理し、それぞれを切り替えて出力する音声信号処理装置において、
それぞれのフィルタのインパルス応答の最大値が出力されるまでの遅延時間を同じにする遅延手段を設けてなり、
上記フィルタによる処理は、実測により求められた伝送系のインパルス応答を畳み込む畳み込み積分を含む、あるいは実測により求められた伝送系の逆特性の畳み込み積分を含むものであり、
上記複数のフィルタの内の少なくとも一種類のフィルタの上記畳み込み積分は周波数領域での畳み込み積分により構成され、上記遅延手段は、上記畳み込み積分を周波数領域で行うために時間領域と周波数領域との間で変換を行うＦＦＴ処理による遅延時間と、上記インパルス応答自体が持つ最大値までの遅延時間とを補正し、
全てのフィルタの処理出力の最大レベルをほぼ同じ遅延時間で出力する音声信号処理装置。
【請求項２】
上記フィルタによる処理は計算あるいは実測により求められた伝送系の逆特性の畳み込み積分を含むものである請求項１記載の音声信号処理装置。
【請求項３】
上記フィルタによる処理は計算あるいは実測により求められた伝送系のインパルス応答を畳み込む畳み込み積分を含むものである請求項１記載の音声信号処理装置。
【請求項４】
上記複数のフィルタの内の少なくとも一種類は入力音声をそのまま出力する処理を行う請求項１乃至３記載の音声信号処理装置。
【請求項５】
入力音声信号を特性の異なる複数のフィルタで処理し、それぞれのフィルタのインパルス応答の最大値が出力されるまでの遅延時間を同じにする遅延手段を設けてなり、上記フィルタによる処理は、実測により求められた伝送系のインパルス応答を畳み込む畳み込み積分を含む、あるいは実測により求められた伝送系の逆特性の畳み込み積分を含むものであり、上記複数のフィルタの内の少なくとも一種類のフィルタの上記畳み込み積分は周波数領域での畳み込み積分により構成され、上記遅延手段は、上記畳み込み積分を周波数領域で行うために時間領域と周波数領域との間で変換を行うＦＦＴ処理による遅延時間と、上記インパルス応答自体が持つ最大値までの遅延時間とを補正し、全てのフィルタの処理出力の最大レベルをほぼ同じ遅延時間として、それぞれを切り替えて出力する音声信号処理装置と、
周波数帯域によって分けられた少なくとも２個以上のドライブユニットを有するスピーカシステムと
を備える音声信号再生システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音声信号を特性の異なるデジタルフィルタで処理し、フィルタ処理出力を切り換えて出力する音声信号処理装置及び音声信号再生システムに関し、特に信号処理装置における畳み込み積分によって得られた音質や音像定位の特性を切り換える時に発生するノイズを低減する音声信号処理装置及び音声信号再生システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
入力音声信号に様々な特性をもったインパルス応答を畳み込み積分することにより、それぞれの特徴をもった音声出力信号を得ることができる。これらのインパルス応答をＯＮ／ＯＦＦしたり、互いに切り替えて聞くことにより、音の変化や、音質の変化を楽しむシステムが考えられる。
【０００３】
しかし、このような複数のインパルス応答の異なる畳み込み積分を切り替えて聞けるようにした音声信号再生システムにあっては、各畳み込み積分の特性が大きく異なる場合、不快なノイズを発生することがあった。
【０００４】
この様に発生するノイズの一つの要因に畳み込み積分器の遅延時間特性によるものがある。図１０に示す従来例における信号処理装置、例えばフィルタ出力切り替え装置１００において、図１１に示すようなインパルス応答を第１のフィルタ１０２に構成した畳み込み積分器で入力音声信号に畳み込み、第２のフィルタ１０３でスルー処理（時間０でのインパルスのみの信号）を施す。第１のフィルタ１０２による出力はインパルス応答の最大信号出力部Ｍａｘに於いて第２のフィルタ１０３のインパルスＩｐに比べて遅延時間Δｔを持つことになる。
【０００５】
図１２に示すように、遅延時間Δｔを有する特性（図１２（ｂ））と、遅延時間０のスルーの特性（図１２（ａ））とを音声切り替え装置１０４にて時刻Ｔにて切り替えた場合、図１２（ｃ）に示すように遅延時間Δｔによる波形のずれによるノイズを発生しこれが刺激的なショック音として聞こえる。
【０００６】
これを回避するため、特許第２６２６３１５号にて開示されているように制御系でノイズ発生時間内の音声出力を無くすミュート処理を入れるなどの対応をする必要があった。
【０００７】
このようなミュート処理を入れると、ノイズを回避することは可能となるが、制御系にそのための処理を設けたり、切り替えによる正確な聞き比べが無音部を挟むことにより阻害されるという問題があった。
【０００８】
なお、上記説明では畳み込み積分は時間領域での畳み込みの場合を説明したが、畳み込み積分を周波数領域で実現する場合は、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）演算において、畳み込む次数に応じたサンプルが揃うまで待つ必要があり、この為の時間遅れが発生する。このためノイズは更に大きなものとなる。あるいは時間遅れが大きくなった場合は、再生音が分離し同じフレーズが繰り返し聞こえる事になる。
【０００９】
【特許文献１】特許第２６２６３１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
以上述べたように、従来のフィルタ出力切り替え装置による、畳み込み演算処理結果と、スルー出力や他の処理結果との切替えにおいては、そのフィルタ毎の遅延特性が異なるため、切り替え時にノイズや、フレーズの繰り返しが発生するという問題があった。このため、制御システムによってミュート処理などを追加する必要が発生した。しかし、この様なミュート処理を行った場合は、音声が途切れる無音時間が長くなり、正確な音声切り替え比較が阻害されるという問題があった。
【００１１】
本発明は、上記実情に鑑みなされたものであり、処理出力を切り替える各フィルタ間で伝播遅延時間差が発生せず、波形の位相がずれないため、ノイズの少ない良好な切り替え処理が行える、音声信号処理装置及び音声信号再生システムの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る音声信号処理装置は、上記課題を解決するために、入力音声信号を特性の異なる複数のフィルタで処理し、それぞれを切り替えて出力する音声信号処理装置において、それぞれのフィルタのインパルス応答の最大値が出力されるまでの遅延時間を同じにする遅延手段を設けてなり、上記フィルタによる処理は、実測により求められた伝送系のインパルス応答を畳み込む畳み込み積分を含む、あるいは実測により求められた伝送系の逆特性の畳み込み積分を含むものであり、上記複数のフィルタの内の少なくとも一種類のフィルタの上記畳み込み積分は周波数領域での畳み込み積分により構成され、上記遅延手段は、上記畳み込み積分を周波数領域で行うために時間領域と周波数領域との間で変換を行うＦＦＴ処理による遅延時間と、上記インパルス応答自体が持つ最大値までの遅延時間とを補正し、全てのフィルタの処理出力の最大レベルをほぼ同じ遅延時間で出力する。
【００１３】
この音声信号処理装置によれば、切り替える各フィルタ間で伝播遅延時間差が発生せず、波形の位相がずれない。
【００１４】
本発明に係る音声信号処理装置は、上記課題を解決するために、入力音声信号に特性の異なる複数のフィルタで畳み込み積分処理を施し、それぞれを切り替えて出力する音声信号処理装置において、それぞれのフィルタのインパルス応答の最大値が出力されるまでの遅延時間を同じにする遅延手段を設けてなり、全てのフィルタの畳み込み積分処理出力の最大レベルをほぼ同じ遅延時間で出力する。
【００１５】
この音声信号処理装置によれば、畳み込み積分処理を入力音声信号に施す各フィルタ間で伝播遅延時間差が発生せずに切り替えるので波形の位相がずれない。
【００１６】
本発明に係る音声信号処理装置は、上記課題を解決するために、入力音声信号に特性の異なる複数のフィルタで群遅延特性一定の畳み込み積分を含む処理を施し、それぞれを切り替えて出力する音声信号処理装置において、それぞれのフィルタのインパルス応答の最大値が出力されるまでの遅延時間を同じにする遅延手段を設けてなり、全てのフィルタの群遅延特性一定の畳み込み積分を含む処理出力の最大レベルをほぼ同じ遅延時間で出力する。
【００１７】
この音声信号処理装置によれば、群遅延特性一定の畳み込み積分を含む処理を入力音声信号に施す各フィルタ間で伝播遅延時間差が発生せずに切り替えるので波形の位相がずれない。
【００１８】
本発明に係る音声信号処理装置は、上記課題を解決するために、入力音声信号に特性の異なる複数のフィルタで計算あるいは実測により求められた伝送系の逆特性の畳み込み積分を含む処理を施し、それぞれを切り替えて出力する音声信号処理装置において、それぞれのフィルタのインパルス応答の最大値が出力されるまでの遅延時間を同じにする遅延手段を設けてなり、全てのフィルタの計算あるいは実測により求められた伝送系の逆特性の畳み込み積分を含む処理出力の最大レベルをほぼ同じ遅延時間で出力する。
【００１９】
この音声信号処理装置によれば、計算あるいは実測により求められた伝送系の逆特性の畳み込み積分を含む処理を入力音声信号に施す各フィルタ間で伝播遅延時間差が発生せずに切り替えるので波形の位相がずれない。
本発明に係る音声信号処理装置は、上記課題を解決するために、入力音声信号に特性の異なる複数のフィルタで計算あるいは実測により求められた伝送系のインパルス応答の畳み込み積分を含む処理を施し、それぞれを切り替えて出力する音声信号処理装置において、それぞれのフィルタのインパルス応答の最大値が出力されるまでの遅延時間を同じにする遅延手段を設けてなり、全てのフィルタの計算あるいは実測により求められた伝送系のインパルス応答の畳み込み積分を含む処理出力の最大レベルをほぼ同じ遅延時間で出力する。
【００２０】
この音声信号処理装置によれば、計算あるいは実測により求められた伝送系のインパルス応答の畳み込み積分を含む処理を入力音声信号に施す各フィルタ間で伝播遅延時間差が発生せずに切り替えるので波形の位相がずれない。
【００２１】
本発明に係る音声信号再生システムは、上記課題を解決するために、入力音声信号を特性の異なる複数のフィルタで処理し、それぞれのフィルタのインパルス応答の最大値が出力されるまでの遅延時間を同じにする遅延手段を設けてなり、上記フィルタによる処理は、実測により求められた伝送系のインパルス応答を畳み込む畳み込み積分を含む、あるいは実測により求められた伝送系の逆特性の畳み込み積分を含むものであり、上記複数のフィルタの内の少なくとも一種類のフィルタの上記畳み込み積分は周波数領域での畳み込み積分により構成され、上記遅延手段は、上記畳み込み積分を周波数領域で行うために時間領域と周波数領域との間で変換を行うＦＦＴ処理による遅延時間と、上記インパルス応答自体が持つ最大値までの遅延時間とを補正し、全てのフィルタの処理出力の最大レベルをほぼ同じ遅延時間として、それぞれを切り替えて出力する音声信号処理装置と、周波数帯域によって分けられた少なくとも２個以上のドライブユニットを有するスピーカシステムとを備える。
【００２２】
音声信号処理装置は、切り替える各フィルタ間で伝播遅延時間差を発生させず、波形の位相にずれを生じさせない。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の音声信号処理装置によれば、入力音声信号を特性の異なる複数のフィルタで処理し、それぞれのフィルタのインパルス応答の最大値が出力されるまでの遅延時間を同じにする遅延手段を設けてなり、全てのフィルタの処理出力の最大レベルをほぼ同じ遅延時間として、それぞれを切り替えて出力するので、切り替える各フィルタ間で伝播遅延時間差が発生せず、波形の位相がずれず、よってノイズの少ない良好な切り替え処理が行える。
【００２４】
本発明に係る音声信号処理装置によれば、入力音声信号に特性の異なる複数のフィルタで畳み込み積分処理を施し、それぞれのフィルタのインパルス応答の最大値が出力されるまでの遅延時間を同じにする遅延手段を設けてなり、全てのフィルタの畳み込み積分処理出力の最大レベルをほぼ同じ遅延時間として、それぞれを切り替えて出力するので、畳み込み積分処理を入力音声信号に施す各フィルタ間で伝播遅延時間差が発生せずに切り替えるので波形の位相がずれず、よってノイズの少ない良好な切り替え処理が行える。
【００２５】
本発明に係る音声信号処理装置によれば、入力音声信号に特性の異なる複数のフィルタで群遅延特性一定の畳み込み積分を含む処理を施し、それぞれのフィルタのインパルス応答の最大値が出力されるまでの遅延時間を同じにする遅延手段を設けてなり、全てのフィルタの群遅延特性一定の畳み込み積分を含む処理出力の最大レベルをほぼ同じ遅延時間として、それぞれを切り替えて出力するので、群遅延特性一定の畳み込み積分を含む処理を入力音声信号に施す各フィルタ間で伝播遅延時間差が発生せず、波形の位相がずれず、よってノイズの少ない良好な切り替え処理が行える。
【００２６】
本発明に係る音声信号処理装置によれば、入力音声信号に特性の異なる複数のフィルタで計算あるいは実測により求められた伝送系の逆特性の畳み込み積分を含む処理を施し、それぞれのフィルタのインパルス応答の最大値が出力されるまでの遅延時間を同じにする遅延手段を設けてなり、全てのフィルタの計算あるいは実測により求められた伝送系の逆特性の畳み込み積分を含む処理出力の最大レベルをほぼ同じ遅延時間として、それぞれを切り替えて出力するので、計算あるいは実測により求められた伝送系の逆特性の畳み込み積分を含む処理を入力音声信号に施す各フィルタ間で伝播遅延時間差が発生せず、波形の位相がずれず、よってノイズの少ない良好な切り替え処理が行える。
【００２７】
本発明に係る音声信号処理装置によれば、入力音声信号に特性の異なる複数のフィルタで計算あるいは実測により求められた伝送系のインパルス応答の畳み込み積分を含む処理を施し、それぞれのフィルタのインパルス応答の最大値が出力されるまでの遅延時間を同じにする遅延手段を設けてなり、全てのフィルタの計算あるいは実測により求められた伝送系のインパルス応答の畳み込み積分を含む処理出力の最大レベルをほぼ同じ遅延時間として、それぞれを切り替えて出力するので、計算あるいは実測により求められた伝送系のインパルス応答の畳み込み積分を含む処理を入力音声信号に施す各フィルタ間で伝播遅延時間差が発生せず、波形の位相がずれず、よってノイズの少ない良好な切り替え処理が行える。
【００２８】
本発明に係る音声信号再生システムは、入力音声信号を特性の異なる複数のフィルタで処理し、それぞれのフィルタのインパルス応答の最大値が出力されるまでの遅延時間を同じにする遅延手段を設けてなり、全てのフィルタの処理出力の最大レベルをほぼ同じ遅延時間として、それぞれを切り替えて出力する音声信号処理装置と、周波数帯域によって分けられた少なくとも２個以上のドライブユニットを有するスピーカシステムとを備え、音声信号処理装置では、切り替える各フィルタ間で伝播遅延時間差を発生させず、波形の位相にずれを生じさせないので、ノイズの少ない良好な切り替え処理が行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明を実施するためのいくつかの最良の形態を説明する。第１の実施の形態は、図１に示すような音声信号処理装置１である。この音声信号処理装置生１にあっては、入力信号としてデジタル音声信号を想定して説明するが、アナログ音声信号の場合も、Ａ／Ｄ変換処理を最初に行うことにより、まったく同様に扱える。
【００３０】
図１において、この音声信号処理装置１は、入力端子２から入力されたデジタル音声信号に、第１フィルタ３、第２フィルタ４、第３フィルタ５によって相互に異なる特性を付加し、その中からユーザなどの操作に応じて音声切り替え装置８により１種類のフィルタによって特性の付加された信号が切り替え選択されて出力端子９に供給される。
【００３１】
また、第２フィルタ４には第１遅延器６が接続され、第３フィルタには第２遅延器７が接続されている。第１フィルタ３には遅延器は接続されていない。よって、音声切り替え装置８の被選択端子８ａには第１フィルタ３のフィルタ出力が直接供給され、被選択端子８ｂには第１遅延器６を介した第２フィルタ４のフィルタ出力が供給され、被選択端子８ｃには第２遅延器７を介した第３フィルタ５のフィルタ出力が供給される。
【００３２】
音声切り替え装置８は、上述したようにユーザなどの操作に応じて切り替えスイッチ８ｄが被選択端子８ａ乃至８ｃのうちのいずれかの被選択端子に接続されることにより、１種類のフィルタによって特性の付加された信号を出力端子９に出力する。
【００３３】
例えば第１フィルタ３がタップ数512タップの群遅延一定のイコライザ、第２フィルタ４がタップ数256タップの同じく群遅延一定のイコライザ、第３フィルタ５が実際は処理をしないスルーの系だとすると、サンプリング周波数４４．１ｋＨｚの場合、第１フィルタ３でインパルス応答のピーク値が伝送されるまでの遅延時間は
２２．７μｓ×２５６ ≒ ５．８ｍｓ 
となる。また第２フィルタ４の遅延時間は、
２２．７μｓ×１２８ ≒ ２．９ｍｓ 
となる。また、フィルタ３は処理しないので、遅延時間は０sとなる。
【００３４】
このまま、オーディオ信号を出力すると、上記群遅延特性に起因する伝播時間差が発生し、切り替えて聞いた場合に、大きなノイズを発生することになる。そこで、この音声信号処理装置１では、第２フィルタ４の出力を遅延時間２．９ｍｓの上記第１遅延器６に入力し、また第３フィルタ５の出力を遅延時間５．８ｍｓの第２遅延器７に入力する。これにより、各フィルタのインパルス応答の最大値における遅延時間が一致し、これらを切り替えた場合に発生するノイズを低減することが可能となる。
【００３５】
次に、第２の実施の形態について説明する。上記第１の実施の形態の音声信号処理装置１では、群遅延特性が一定のイコライザを構成するフィルタを考えたが、第２の実施の形態となる音声信号再生システム１０は、スピーカの再生特性の逆フィルタのフィルタ出力と、スルーの系のフィルタ出力とを切り替える際に遅延時間を調整する。
【００３６】
図２において、入力端子１１から入力されたデジタル音声信号は、第１の信号処理装置１２及び第２の信号処理装置１３に供給される。第１の信号処理装置１２はスピーカの再生特性の逆フィルタを構成し、第２の音声信号処理装置１３はスルーの系のフィルタを構成している。第２の信号処理装置１３には、第１の信号処理装置１２の上記逆フィルタによる遅延時間に相当する遅延時間を発生する遅延器を内蔵又は外付けする。
【００３７】
第１の信号処理装置１２のフィルタ出力と、第２の信号処理装置１３のフィルタ出力は、切り替えスイッチ１４によって切り替えられる。切り替えスイッチ１４による切り替え出力は、Ｄ／Ａ変換器１５によりアナログオーディオ信号に変換され、電力増幅器１６にて電力増幅された後、例えば２ウェイスピーカシステム１７に供給される。
【００３８】
２ウェイスピーカシステム１７は、電力増幅器１６にて電力増幅されたアナログ音声信号の低周波数帯域を通過させるＬＰＦ１８に接続した低域ドライブユニット１９と、上記アナログ音声信号の高周波数帯域を通過させるＨＰＦ２０に接続した高域ドライブユニット２１からなる。この２ウェイスピーカシステム１７では、低域ドライブユニット１９の駆動面（音響中心）１９ａと高域ドライブユニット２１の駆動面２１ａが揃っていないので、再生周波数の低域と高域とで伝播遅延時間差Δtが発生する。このように各ドライブユニットの駆動面が揃っていないことから伝播遅延時間差Δtが発生すると、再生周波数帯域によって音波の波面の位相がずれてしまい、良好な音像定位を得るためには好ましくない。
【００３９】
そこで、第１の信号処理装置１２では、高域ドライブユニット２１と低域ドライブユニット１９の両方が同時にドライブされた場合のスピーカシステム１７の総合インパルス応答を事前に測定し、演算により求められた逆特性を用いる。
【００４０】
例えば、図２のスピーカシステム１７が図３（ａ）のインパルス応答と、その周波数領域での表現である図３（ｂ）の周波数特性を有しているとする。図３（ａ）のインパルス応答の逆特性を算出すると、図４（ａ）のインパルス応答（逆インパルス応答）が得られる。
【００４１】
インパルス応答の逆特性の算出は以下のような原理に基づいて行われる。図５（ａ）に示すインパルスＩＰを関数Ａに入力するとインパルス応答ＲＩが得られる。このインパルス応答ＲＩを図５（ｂ）のようにインパルスＩＰに戻す伝達関数を逆関数Ａ−１とする。この逆関数Ａ−１に図５（ｃ）のようにインパルスＩＰを入力すると、逆インパルス応答ＩＲＩが得られる。ただし、低音域においては、低域ドライブユニット９の再生能力、例えば非線形歪み特性や許容入力レベルなどの制約に基づいてロールオフさせている。
【００４２】
このインパルス応答の逆特性（逆インパルス応答）ＩＲＩを第１の信号処理装置１２においてデジタルフィルタにより実現する。この逆インパルス応答を、関数Ａを持つスピーカシステム１７に入力すれば、インパルスＩＰが得られることになる。これにより、同じ測定点でスピーカの特性を図った場合、図６（ｂ）に示すような平坦な周波数特性と、図６（ａ）に示すインパルスに近いインパルス応答特性を得ることができる。
【００４３】
第１の信号処理装置１２は、上記インパルス応答の逆特性を例えば図７に示すようなデジタルフィルタ３０を用いて実現する。図７に示すデジタルフィルタ３０において、デジタルオーディオ信号ＳＤは入力端子３１を通じて複数の遅延回路３２〜３２に直列に供給されるとともに、端子３１および遅延回路３２ 〜３２から得られる信号が乗算回路３３〜３３に供給され、その乗算出力が加算回路３４〜３４を通じて出力端子３５に取り出される。この場合、遅延回路３２〜３２は、デジタルオーディオ信号ＳＤに、その１サンプリング期間（１単位期間）τの遅延を与えるものであり、乗算回路３３〜３３は、上記インパルス応答の逆特性を係数として有するものである。
【００４４】
仮に、低域ドライブユニットの駆動面と高域ドライブユニットの駆動面が揃った理想的な２ウェイスピーカシステムでは、個々のドライブユニット自体が持つインパルス応答の時間的な広がりを無視するとき、上記位相のずれは生じないはずであるので、インパルスを入力すれば、図３（ａ）のように時間的な広がりを持つインパルス応答ではなく、そのままインパルスが出てくるはずである。
【００４５】
このことは、図２に示したスピーカシステム１７にあっても、インパルスを入れてインパルスが出るのであれば、低域ドライブユニット１９の駆動面１９ａと高域ドライブユニット２１の駆動面２１ａが揃っているのと等価となることを示す。
【００４６】
したがって、スピーカシステム１７でも、複数のスピーカ・ドライブユニットによる伝送遅延時間の差による伝送特性の劣化が改善され各ユニットの同位相性が確保されたことになる。このため、上記図７に示したデジタルフィルタ３０を第１の信号処理装置１２で用いれば、良好な音像定位および音質を有するスピーカ再生システムを得ることが可能となる。
【００４７】
しかしながら、図４の様な逆特性を計算により求めた場合、そのインパルス応答のピーク位置は元のインパルス応答に比べて遅延時間ｔを持つことになる。
【００４８】
したがって、このような逆特性を付加した第１の信号処理装置１２の出力と、付加しないものすなわち遅延時間０の第２の信号処理装置１３の出力とを切り替えスイッチ１４で切り替えて聞いた場合、時間差ｔによりノイズを発生することになる。そこで、上記第１の実施の形態と同様に、逆特性を付加しない第２の信号処理装置１３の系に関してこの逆特性による遅延時間ｔに相当する遅延器を内蔵又は外付けすることにより、インパルス応答のピーク近傍における遅延時間差が少なくなり、両者を切り替えた場合のノイズを低減することが可能となる。
【００４９】
次に、第３の実施の形態について説明する。この第３の実施の形態は、例えば、イコライザや上記インパルス応答の逆特性、あるいは残響などを含む部屋のインパルス応答などを、畳み込み積分により畳み込んで、所望の特性を得る音声信号処理装置にあって、これらの特性を相互に切り替えたり、ＯＮ／ＯＦＦで切り替えたりできるようにするとき、上記畳み込み積分を周波数軸で行う、図８の音声信号処理装置４０である。
【００５０】
図８にあって、音声信号処理装置４０は、入力端子４１からの音声信号に上記畳み込み積分を周波数軸で施す第１の信号処理部４２と、上記入力音声信号をスルーする第２の信号処理部４６と、第１の信号処理部４２の処理出力と第２の信号処理部４６の処理出力とを切り替えて出力端子４９に供給する切り替えスイッチ４８を備えている。また、音声信号処理装置４０は、第２の信号処理部４６の後段に第１の信号処理部４２における遅延時間に相当する遅延時間を発生する遅延器４７も備えている。
【００５１】
第１の信号処理部４２は、上記入力音声信号を周波数軸上のデータに変換する高速フーリエ変換（ＦＦＴ）部４３と、ＦＦＴ部４３の出力Ｓにフィルタ特性Ｇを畳み込む畳み込み積分器４４と、積分器４４の出力Ｓ・Ｇを逆ＦＦＴする逆ＦＦＴ部４５とを有してなる。この積分器４４は、実際は、周波数領域でＦＦＴ部４３の出力Ｓとフィルタ特性Ｇとを乗算する乗算器である。
【００５２】
切り替えスイッチ４８は、第１の信号処理部４２の出力を被選択端子ａで受け、遅延器４７で遅延された第２の信号処理部４６の出力を被選択端子ｂで受け、切り替え片ｃの切り替えにより、被選択端子ａ又は被選択端子ｂを選択して何れかの出力を出力端子４９に供給する。
【００５３】
上記第１及び第２の実施の形態では、畳込み積分を時間軸で行っており、その出力のインパルス応答最大レベルに相当する遅延時間は、インパルス応答の最大値までの遅延時間がほぼそのまま反映される。ここでは、Ａ／ＤやＤ／Ａなどに伴う時間遅れを考えないとする。
【００５４】
しかし、第３の実施の形態の音声信号処理装置４０では、第１の信号処理部４２による畳み込み積分をＦＦＴ部４３を用いた周波数軸で行おうとするので、実際の処理に於いては、インパルス応答の遅延時間の他に、ＦＦＴ処理による遅延時間が別途発生する。すなわち、ＦＦＴ演算において、畳み込む次数に応じたサンプルが揃うまで待つ時間と、処理に要する時間が必要があり、この為の時間遅れが例えば５１２タップの場合はサンプリング周波数４４．１ｋＨｚの場合、
２２．７μｓ×５１２×２ ≒ ２３．２ｍｓ 
以上発生する事になる。したがって、この様な第１の信号処理部４２の出力と、例えばスルーの系の第２の信号処理部４６の出力とを、ＯＮ／ＯＦＦに応じた切り替えスイッチ４８の切り替えにより聞く場合、その時間差によるノイズや、音の繰り返しが発生する。この第３の実施の形態の音声信号処理装置４０では、これを回避するため、上記ＦＦＴ処理による時間遅れ、及びインパルス応答自体が持つピーク値までの遅延時間を、第２の信号処理部４６に接続した遅延器４７により補正し、切り替えて聞いた場合も再生波形のずれが少なくなるよう構成することにより、ノイズの少ない切り替えを実現する。
【００５５】
なお、上記第１の実施の形態においては、予め信号処理装置１に構成された複数のフィルタ３、４、５を音声切り替え装置８にて切り替える構成を記載したが、アルゴリズム書き換え可能な信号処理装置にあってフィルタのアルゴリズムを切り替え処理のたびに新規アルゴリズムに書き換えて異なるフィルタを実現する場合も同様であるのは当然である。
【００５６】
また、同じアルゴリズムを使い、その係数のみを切り替えて切り替え機能を実現する場合も同様に実現できる。
【００５７】
また、上記第１の実施の形態では、説明の便宜上、フィルタ部と遅延器を分けて説明したが、両方の特性を合成し、遅延手段としてインパルス応答が０のインターバルを時間ｔ１だけ最初のインパルス応答の前に設けることにより、時間ｔ１の遅延情報を付加した１個のフィルタ手段を用いても実現できる。この場合の元のインパルス応答の具体例を図９（ａ）に、時間遅れｔ１を合成したインパルス応答の具体例を図９（ｂ）に示す。この図９（ｂ）のｔ０＋ｔ１という合成した時間遅れは、上記両方の特性を合成したフィルタ手段により発生される。
【００５８】
このことは、スルーの信号、すなわち、単にｔ１なる遅延器を通す場合も同様で、遅延手段として遅延器の代わりに、インパルス応答の出力レベルが０のインターバルを時間ｔ１だけ最初に持ち、時間ｔ１においてのみ出力を有し、以降再び出力レベルが０となるインパルス応答を有するフィルタ手段によっても実現できる。
【００５９】
この方法によれば、例えば、図７に示すようなフィルタのアルゴリズムを全てのフィルタ特性で共通で使い、係数の書き換えだけで特性やオン／オフ切り替えする場合も同様に実現できることになる。
【００６０】
また、上記第１〜第３の実施の形態では、信号処理装置において入力音声信号に付加する様々なインパルス応答は、スピーカシステムのインパルス応答の逆特性の他、予め測定あるいは計算によって求めた任意の伝送特性を挙げることができる。
【００６１】
例えば、入力音声信号を複数のスピーカにより再生した場合の音像定位位置を任意の位置に制御するための特性や、任意の部屋のインパルス応答特性、電気音響変換装置のインパルス応答特性等である。
【００６２】
特に、電気音響変換装置のインパルス応答特性としては、いわゆる名機とか、入手が困難となったようなスピーカあるいはヘッドホンシステムのインパルス応答特性や、レコード針のインパルス応答特性、録音再生機のインパルス応答特性、周波数特性付加装置のインパルス応答特性、音声増幅機のインパルス応答特性等を挙げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】第１の実施の形態の音声信号処理装置のブロック図である。
【図２】第２の実施の形態の音声信号再生システムのブロック図である。
【図３】上記音声信号再生システムで用いられるスピーカシステムのインパルス応答と振幅周波数特性を示す特性図である。
【図４】上記スピーカシステムの逆インパルス応答と振幅周波数特性を示す特性図である。
【図５】インパルス応答の逆特性の算出原理を説明するための図である。
【図６】インパルスに近いインパルス応答と振幅周波数特性を示す特性図である。
【図７】デジタルフィルタの具体例を示す回路図である。
【図８】第３の実施の形態の音声信号処理装置のブロック図である。
【図９】フィルタと遅延器の両方の特性を合成したインパルス応答を説明するための図である。
【図１０】従来のフィルタ切り替え装置のブロック図である。
【図１１】上記フィルタ切り替え装置のフィルタに与えるインパルス応答の特性図である。
【図１２】フィルタ切り替え装置によって発生する遅延時間によるノイズを説明するたえの図である。
【符号の説明】
【００６４】
１  音声信号処理装置、３  第１のフィルタ、４  第２のフィルタ、５  第３のフィルタ、６  第１の遅延器、７  第２の遅延器、８  音声切り替え装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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