(57)【要約】【課題】  音の聞き難さや低音のクリップ状態を防止することができる音響システムを提供する。【解決手段】  メモリ１１内の曲データには、予め、楽音データと共に係数指定データが記憶されている。そして、メモリ１１から読み出された楽音データは楽音信号生成回路１２へ、係数指定データはＦＩＲ係数メモリ１４へ出力される。楽音信号生成回路１２は楽音データに基づいて楽音信号を生成する。フィルタ回路１３は、ＦＩＲ係数メモリ１４から供給されるフィルタ係数に基づき楽音信号生成回路１２から出力される楽音信号を変換して、該楽音信号に基づく仮想スピーカをフィルタ係数に対応する位置に定位させる。フィルタ回路１３の出力は乗算器１５、１６によって増幅され、スピーカＳＰｒ、ＳＰｌから発音される。ＦＩＲ計数メモリ１４には予め複数のフィルタ係数が記憶され、係数指定データに対応するフィルタ係数が読み出されフィルタ回路１３へ出力される。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
曲データに基づいて楽音信号を生成する楽音信号生成手段と、
外部から供給される２組のフィルタ係数に基づき前記楽音信号生成手段から出力される楽音信号をそれぞれ変換して、それぞれの変換楽音信号が所定の２つのスピーカから放音された時に、音像を上記２つのスピーカの外であって、かつ、前記２組のフィルタ係数組に対応する位置に定位させるフィルタ回路と、
前記フィルタ回路の出力に基づく楽音を生成する発音手段と、
複数のフィルタ係数組が記憶され、係数指定データに対応する２つのフィルタ係数組を前記フィルタ回路へ出力する記憶手段と、
を具備し、前記曲データに前記記憶手段内のフィルタ係数を指定する係数指定データを含ませたことを特徴とする音響システム。
【請求項２】
前記記憶手段には徐々に変化する複数のフィルタ係数組が記憶され、前記曲データに含まれる係数指定データは、前記フィルタ回路に供給される２つのフィルタ係数組を徐々に変化させることを特徴とする請求項１に記載の音響システム。
【請求項３】
曲データに基づいて楽音信号を生成する楽音信号生成手段と、
外部から供給される２組のフィルタ係数に基づき前記楽音信号生成手段から出力される楽音信号をそれぞれ変換して、それぞれの変換楽音信号が所定の２つのスピーカから放音された時に、音像を上記２つのスピーカの外であって、かつ、前記２組のフィルタ係数組に対応する位置に定位させるフィルタ回路と、
前記フィルタ回路の出力に基づく楽音を生成する発音手段と、
複数のフィルタ係数組が記憶され、係数指定データに対応する２つのフィルタ係数組を前記フィルタ回路へ出力する記憶手段と、
ユーザによって操作される操作部の操作状態に対応する前記係数指定データを前記記憶手段へ出力する制御手段と、
を具備することを特徴とする音響システム。
【請求項４】
前記記憶手段には徐々に変化する複数のフィルタ係数組が記憶され、前記制御手段は、前記フィルタ回路に供給される２つのフィルタ係数組を徐々に変化させる係数指定データを前記記憶手段へ出力することを特徴とする請求項３に記載の音響システム。
【請求項５】
曲データに基づいて楽音信号を生成する楽音信号生成手段と、
外部から供給される２組のフィルタ係数に基づき前記楽音信号生成手段から出力される楽音信号をそれぞれ変換して、それぞれの変換楽音信号が所定の２つのスピーカから放音された時に、音像を上記２つのスピーカの外であって、かつ、前記２組のフィルタ係数組に対応する位置に定位させるフィルタ回路と、
前記フィルタ回路の出力に基づく楽音を生成する発音手段と、
複数のフィルタ係数組が記憶され、係数指定データに対応する２つのフィルタ係数組を前記フィルタ回路へ出力する記憶手段と、
前記フィルタ回路の出力レベルを検出するレベル検出手段と、
前記レベル検出手段の出力に対応する前記係数指定データを前記記憶手段へ出力する制御手段と、
を具備することを特徴とする音響システム。
【請求項６】
前記レベル検出手段に代えて、前記フィルタ回路の出力レベルのクリップ状態を検出するクリップ検出手段を設けたことを特徴とする請求項５に記載の音響システム。
【請求項７】
前記記憶手段には徐々に変化する複数のフィルタ係数組が記憶され、前記制御手段は、前記フィルタ回路に供給される２つのフィルタ係数組を徐々に変化させる係数指定データを前記記憶手段へ出力することを特徴とする請求項５または請求項６に記載の音響システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、仮想スピーカ定位技術を適用した音響システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、近接配置された２個のスピーカから発生される音が、あたかも離れた２個のスピーカから発せられたように聞こえる仮想スピーカ定位技術（ステレオダイポール）が知られている。図３は仮想スピーカ定位技術の説明図であり、Ｒ（ライト）チャネルの楽音信号がＦＩＲフィルタ１、３を通して加算回路５，６へ供給され、Ｌ（レフト）チャネルの楽音信号がＦＩＲフィルタ２、４を通して加算回路５，６へ供給される。加算回路５、６はそれぞれＦＩＲフィルタ１、２の出力、ＦＩＲフィルタ３、４の出力を加算し、加算結果を乗算器７、８へ出力する。乗算器７，８は、加算回路５，６の出力を増幅した後、アナログ信号に変換し、近接配置された右スピーカＳＰｒ、左スピーカＳＰｌへ出力する。
【０００３】
このような構成において、ＦＩＲフィルタ１〜４の係数を変え、スピーカＳＰｒ、ＳＰｌから発せられる音の周波数特性および遅延特性を変化させることにより、スピーカＳＰｒ、ＳＰｌから発せられて、直接、聴取者Ｍの耳に届く音ををキャンセルし、あたかも離れた位置にある仮想スピーカＶｒ、Ｖｌから音が発生られたようにすることができる。この場合、フィルタ係数を変えることによって、仮想スピーカＶｒ、Ｖｌの位置を近接した位置から遠く離れた位置まで自在に作り出すことができる。なお、この仮想スピーカ定位技術については、特許文献１に詳細に記載されている。
【特許文献１】特表2000-506691号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述した仮想スピーカ定位技術には次のような問題がある。
（１）実際にスピーカを置いて発音させた場合と、仮想スピーカによって発音させた場合とでは、聞いていて音が若干異なり、仮想スピーカによる音は幾分不自然で聞き難くく、長時間聞いていると疲れる場合がある。その原因は、音響環境の違い、聴取者の両耳の間隔や形に左右されて、期待した通りには音を再生できないことにある。
（２）仮想スピーカを左右遠くに離すほど低域の振幅が大きくなってしまう。図４は仮想スピーカを左右遠く離れた位置に定位させた時の周波数特性の一例であり、低音の振幅が大きくなっている。このため、図５（ａ）に示すオリジナル波形が、同図（ｂ）のように低音の振幅が大きい波形となる。携帯電話等のように、アンプやスピーカのパワーに余裕がない場合は、低音の振幅が増大すると、クリップされてしまう場合がある。
本発明は上記事情を考慮してなされたもので、その目的は、音の聞き難さや低音のクリップ状態を防止することができる音響システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明は上記の課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、曲データに基づいて楽音信号を生成する楽音信号生成手段と、外部から供給される２組のフィルタ係数に基づき前記楽音信号生成手段から出力される楽音信号をそれぞれ変換して、それぞれの変換楽音信号が所定の２つのスピーカから放音された時に、音像を上記２つのスピーカの外であって、かつ、前記２組のフィルタ係数組に対応する位置に定位させるフィルタ回路と、前記フィルタ回路の出力に基づく楽音を生成する発音手段と、複数のフィルタ係数組が記憶され、係数指定データに対応する２つのフィルタ係数組を前記フィルタ回路へ出力する記憶手段とを具備し、前記曲データに前記記憶手段内のフィルタ係数を指定する係数指定データを含ませたことを特徴とする音響システムである。
【０００６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の音響システムにおいて、前記記憶手段には徐々に変化する複数のフィルタ係数組が記憶され、前記曲データに含まれる係数指定データは、前記フィルタ回路に供給される２つのフィルタ係数組を徐々に変化させることを特徴とする。
【０００７】
請求項３に記載の発明は、曲データに基づいて楽音信号を生成する楽音信号生成手段と、外部から供給される２組のフィルタ係数に基づき前記楽音信号生成手段から出力される楽音信号をそれぞれ変換して、それぞれの変換楽音信号が所定の２つのスピーカから放音された時に、音像を上記２つのスピーカの外であって、かつ、前記２組のフィルタ係数組に対応する位置に定位させるフィルタ回路と、前記フィルタ回路の出力に基づく楽音を生成する発音手段と、複数のフィルタ係数組が記憶され、係数指定データに対応する２つのフィルタ係数組を前記フィルタ回路へ出力する記憶手段と、ユーザによって操作される操作部の操作状態に対応する前記係数指定データを前記記憶手段へ出力する制御手段とを具備することを特徴とする音響システムである。
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の音響システムにおいて、前記記憶手段には徐々に変化する複数のフィルタ係数組が記憶され、前記制御手段は、前記フィルタ回路に供給される２つのフィルタ係数組を徐々に変化させる係数指定データを前記記憶手段へ出力することを特徴とする。
【０００８】
請求項５に記載の発明は、曲データに基づいて楽音信号を生成する楽音信号生成手段と、外部から供給される２組のフィルタ係数に基づき前記楽音信号生成手段から出力される楽音信号をそれぞれ変換して、それぞれの変換楽音信号が所定の２つのスピーカから放音された時に、音像を上記２つのスピーカの外であって、かつ、前記２組のフィルタ係数組に対応する位置に定位させるフィルタ回路と、前記フィルタ回路の出力に基づく楽音を生成する発音手段と、複数のフィルタ係数組が記憶され、係数指定データに対応する２つのフィルタ係数組を前記フィルタ回路へ出力する記憶手段と、前記フィルタ回路の出力レベルを検出するレベル検出手段と、前記レベル検出手段の出力に対応する前記係数指定データを前記記憶手段へ出力する制御手段とを具備することを特徴とする音響システムである。
【０００９】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の音響システムにおいて、前記レベル検出手段に代えて、前記フィルタ回路の出力レベルのクリップ状態を検出するクリップ検出手段を設けたことを特徴とする。
請求項７に記載の発明は、請求項５または請求項６に記載の音響システムにおいて、前記記憶手段には徐々に変化する複数のフィルタ係数組が記憶され、前記制御手段は、前記フィルタ回路に供給される２つのフィルタ係数組を徐々に変化させる係数指定データを前記記憶手段へ出力することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、曲再生中において自動または手動により仮想スピーカの左右の離間距離を変更することができる。これにより、不自然さがない、疲れにくい音を再生することが可能となる。また、この発明によれば、発生楽音のクリップ状態を自動的に回避することができる効果が得られ、特に、出力が小さい携帯電話機等に用いて好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照し、この発明の実施の形態について説明する。図１はこの発明の一実施の形態による音響システムの構成を示すブロック図である。この図において、符号１１は曲データが記憶された曲データメモリである。曲データは例えばＭＩＤＩ規格による楽音データであり、音色を指定するデータ、音高を指定するデータ、音量を指定するデータ、発音時間を指定するデータ等と共に、ＦＩＲ係数を指定する係数指定データが含まれている。そして、音色、音高、音量、発音時間を指定するデータは楽音信号生成回路１２へ供給され、ＦＩＲ係数を指定する係数指定データはＦＩＲ係数メモリ１４へ出力される。
【００１２】
楽音信号生成回路１２はシーケンサおよび音源回路から構成されており、シーケンサがメモリ１１から曲データを順次読み出し、読み出したデータを音源回路へ供給してＲチャネル／Ｌチャネルのディジタル楽音信号を生成し、フィルタ回路１３へ出力する。フィルタ回路１３は、図３に示すように、４個のＦＩＲフィルタと２個の加算回路から構成されている。そして、各ＦＩＲフィルタには、フィルタ係数メモリ１４から出力されるフィルタ係数が設定される。
【００１３】
フィルタ係数メモリ１４は予めＬ用、Ｒ用の２組の係数が複数種類記憶されたメモリであり、曲データに含まれる係数指定データによっていずれか一方の２組が選択され、フィルタ回路１３へ出力される。フィルタ回路１３から出力されたＲチャネル／Ｌチャネルのディジタル楽音信号は乗算器１５、１６によって増幅され、次いでアナログ信号に変換され、左右のスピーカＳＰｒ、ＰＳｌへ供給される。
【００１４】
このような構成において、ＦＩＲ係数メモリ１４には、予め仮想スピーカの配置間隔が広くなるWide係数と、狭くなるNarrow係数とを記憶させておく。また、曲データには、Wide係数／Narrow係数のいずれかを指定する係数指定データを加える。これにより、発生楽音が低音の場合はNarrow係数を指定して仮想スピーカの配置間隔を幾分狭め、クリップ状態を回避し、また、発生楽音に低音域を含まない場合はWide係数を選択して仮想スピーカの配置を広くすることが可能となる。
【００１５】
なお、ＦＩＲ係数メモリ１４に、仮想スピーカの効果をＯＦＦとする係数を加えてもよい。
また、上記実施形態においては、ＦＩＲ係数メモリ１４内に係数を記憶させておき、その係数を読み出してフィルタ回路１３に設定するようになっているが、曲データ中に、楽音データに対応してＦＩＲ係数を入れておき、そのＦＩＲ係数を曲データと共に読み出してフィルタ回路１３に設定するようにしてもよい。
【００１６】
図２はこの発明の第２の実施形態の構成を示すブロック図であり、この図において、上述した第１の実施形態と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。この図において、１８はＣＰＵ（中央処理装置）であり、ユーザのマニュアル操作に基づく信号またはレベル検出回路１９の出力に基づいてＦＩＲ係数メモリ１４へ係数指定データを出力する。レベル検出回路１９はフィルタ回路１３の出力レベルを検出し、検出結果をＣＰＵ１８へ出力する。
【００１７】
このような構成において、曲データに基づく楽音がスピーカＳＰｒ、ＳＰｌから発生している時に、ユーザが操作部によってNarrow係数を指示すると、ＣＰＵ１８がそれを検知し、Narrow係数を指定する係数指定データをＦＩＲ係数メモリ１４へ出力する。これにより、フィルタ回路１３のＦＩＲフィルタにNarrow係数が設定される。同様に、ユーザが操作部によってWide係数を指示すると、フィルタ回路１３のＦＩＲフィルタにWide係数が設定される。
【００１８】
また、ユーザが操作部から「係数自動選択」を入力すると、ＣＰＵ１８がそれを検知し、以後、レベル検出回路１９の出力に基づく制御を行う。すなわち、レベル検出回路１９の出力が予め設定されている一定値を越えた場合はNarrow係数を指定する係数指定データをＦＩＲ係数メモリ１４へ出力し、一定値以下の場合はWide係数を指示係数指定データをＦＩＲ係数メモリ１４へ出力する。これにより、フィルタ回路１３の出力レベルが一定値より大となった時、フィルタ回路１３のＦＩＲフィルタに自動的にNarrow係数が設定され、発生楽音のクリップを防止することができる。
【００１９】
なお、フィルタ係数をWide係数／Narrow係数の２種類で切り換えると、切替の際にノイズが発生する虞がある。そこで、ＦＩＲ係数メモリ１３に、少しずつ変化する複数の係数を記憶させておき、フィルタ係数が徐々に変化するようにしてもよい。
また、上記実施形態は、レベル検出回路１９がフィルタ回路１３の出力レベルを検出しているが、これに代えて、レベル検出回路１９がフィルタ回路１３の出力のクリップ状態を検出して、ＣＰＵ１８へ検出信号を出力するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】この発明の第１の実施形態による音響システムの構成を示すブロック図である。
【図２】この発明の第２の実施形態による音響システムの構成を示すブロック図である。
【図３】従来の仮想スピーカ定位技術を用いた音響システムの説明図である
【図４】従来の仮想スピーカ定位技術を用いた音響システムの問題点を説明するための図である。
【図５】従来の仮想スピーカ定位技術を用いた音響システムの問題点を説明するための図である。
【符号の説明】
【００２１】
１１…曲データメモリ、１２…楽音信号生成回路、１３…フィルタ回路、１４…ＦＩＲ係数メモリ、１５、１６…乗算器、１８…ＣＰＵ、１９…レベル検出回路、ＳＰｒ…右スピーカ、ＳＰｌ…左スピーカ。
【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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