(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インパルス応答のたたみ込みを行うことによって効果音を生成する際に用いられるインパルス応答の収集方法において、
測定用音響信号を発生する測定用音響信号発生のステップと、
上記測定用音響信号発生のステップで発生された上記測定用音響信号に対応する音響信号が入力される入力のステップと、
上記入力のステップで入力された上記音響信号を、上記測定用音響信号の逆特性の信号で割ることでインパルス応答に変換する変換のステップと
を有し、
上記測定用音響信号発生のステップで発生された上記測定用音響信号を、機械的振動子を用いて残響音を発生させる残響音発生装置に対して供給したときに該残響音発生装置から出力される音響信号を上記入力のステップで入力することで、該残響音発生装置によるインパルス応答を収集するようにした
ことを特徴とするインパルス応答の収集方法。
【請求項２】
請求項１に記載のインパルス応答の収集方法において、
上記測定用音響信号発生のステップは、上記測定用音響信号を複数回、発生し、
上記複数回、発生された上記測定用音響信号による測定結果を同期加算する同期加算のステップをさらに有し、
上記変換のステップでは、上記インパルス応答への変換を、上記同期加算のステップでの加算結果に基づいて行う
ことを特徴とするインパルス応答の収集方法。
【請求項３】
請求項１に記載のインパルス応答の収集方法において、
上記変換のステップで変換されたインパルス応答を加工する加工のステップをさらに有することを特徴とするインパルス応答の収集方法。
【請求項４】
コンピュータによって読み取り可能で着脱可能な記録媒体であって、
機械的振動子を用いて残響音を発生させる残響音発生装置に対して供給した測定用音響信号に応じて該残響音発生装置から出力された音響信号を、上記測定用音響信号の逆特性の信号で割ることでインパルス応答に変換して得られた、該残響音発生装置によるインパルス応答データが記録された
ことを特徴とするコンピュータによって読み取り可能な記録媒体。
【請求項５】
請求項４に記載の記録媒体において、
複数回発生された上記測定用音響信号により得られた測定結果を同期加算した加算結果を用いて、上記インパルス応答への変換が行われている
ことを特徴とするコンピュータによって読み取り可能な記録媒体。
【請求項６】
測定用信号を機械的振動子に与えたときに発生する機械的振動子の振動を測定し、測定された振動をインパルス応答に変換して得られたインパルス応答データを、入力されたディジタルオーディオ信号に対してたたみ込むことによって効果音を付加する効果音付加装置において、
インパルス応答データが記録された記録媒体から上記インパルス応答データを再生する再生手段と、
ディジタルオーディオ信号を入力する入力手段と、
上記入力手段で入力された上記ディジタルオーディオ信号を、時間軸上で後から前に向けて順次、１／２に分割し、分割されたそれぞれをさらに１／２に分割する分割手段と、
上記分割手段で上記順次、１／２に分割された上記ディジタルオーディオ信号のそれぞれについて、上記さらに１／２に分割された上記ディジタルオーディオ信号の一方と他方とを、上記再生手段で再生された上記インパルス応答データの対応するデータに基づきフィルタ処理を施してたたみ込む、複数のたたみ込み手段と
を有する
ことを特徴とする効果音付加装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、実在する機器または空間のインパルス応答に基づき残響音を付加する際の、インパルス応答の収集方法および効果音付加装置ならびに記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
オーディオ信号に対して効果音を付加するための装置の一つに、残響付加装置（リバーブレータ）がある。この残響付加装置は、例えば録音スタジオでオーディオ信号に残響音を付加し、音に広がりや深みを出すために多く用いられている。スタジオなどで録音された音に残響音を付加することで、実際にホールで演奏されているような効果や、さらに特殊な効果を与えることができる。
【０００３】
古くには、残響音の付加は、実際に、ホールなどの残響音を得られるような場所で録音を行うか、あるいは、鉄板などの振動を利用して残響音的な効果を得るようにした、鉄板エコーなどの装置を用いて行われていた。近年の残響付加装置では、これらの効果が電気的に実現されている。さらに、近年では、ディジタル信号処理技術の発達に伴い、ディジタル的に残響音を合成するような装置が普及してきている。
【０００４】
ディジタル処理によって残響音を付加する際には、例えば巡回型のディジタルフィルタが用いられる。入力されたディジタルオーディオ信号が減衰されながら巡回され、残響音が発生される。これを、元のディジタルオーディオ信号に混合する。実際には、直接音に対して所定期間遅延された位置に初期反射音が加えられ、さらに所定期間後に残響音が加えられる。直接音に対する残響音の遅延時間は、プリディレイと称される。残響時間や副残響音の付加、細かなレベル調整などを行うことが可能で、幅広い音作りができる。
【０００５】
ところで、実際のホールなどでの残響音は、ホールの形状や音源の位置などにより、音が様々に反射や干渉などを起こし、より複雑な波形となっている。しかしながら、上述のように、元のディジタルオーディオ信号をフィルタ処理する方法では、単純に減衰した波形が得られるだけなので、どうしても人工的な印象を免れなかった。また、元の信号をフィルタ処理により巡回させる方法では、入力が無くなった後の最終的な残響音のピッチが、巡回型フィルタ内部のフィードバックループのピッチとなってしまい、高品位で自然な残響音を得ることができなかった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
実際にホールなどで録音を行うと、より自然な残響音を得ることができる。しかしながら、実際のホールでは、残響時間などの、残響音に関するパラメータを変更できない、瞬時にマイクロホンの位置や銘柄（特性）を変えることができない、膨大な機材が必要、空調機器などの騒音がありＳ／Ｎが悪いといった、様々な問題点があった。
【０００７】
同様に、鉄板エコーやスプリングエコーなどの、機械式の残響付加装置を用いることも考えられる。しかしながら、これらの機械式の装置は、経年変化がありメンテナンスが大変であるという問題点があった。これは、特に絶版となってしまった機器について、顕著である。また、機械式なので、振動や外来のノイズに弱いという問題点があった。さらに、残響時間の調整がある範囲内でしか行えないうえ、再現性にも乏しいという問題点があった。さらにまた、装置自身が重厚長大である、Ｓ／Ｎが悪いという問題点があった。
【０００８】
一方、実際にホールや鉄板エコーなどで残響音を発生させて、発生された残響音に基づきインパルス応答を収集し、収集されたインパルス応答をフィルタ処理により入力データと共にたたみ込むという方法が既に提案されている。これにより、実際の空間や装置のインパルス応答に基づいた、より自然な残響音を得ることができる。
【０００９】
図２０は、ＦＩＲ(Finite Impulse Response) フィルタを用いて、時間軸方向にインパルス応答をたたみ込む構成の一例を示す。インパルス応答の係数は、入力されるディジタルオーディオ信号のサンプルに対応して必要である。したがって、２19ポイント（５２４，２８８ポイント：端数を省略して、５１２ｋポイントと記述する）のインパルス応答データがあれば、例えばディジタルオーディオ信号のサンプリング周波数が４８ｋＨｚで、１０ｓｅｃ程度の残響時間が得られる。
【００１０】
図２０において、端子３１０から量子化ビット数が例えば２４ビットで、サンプリング周波数が４８ｋＨｚのディジタルオーディオ信号が供給される。入力信号は、５１２ｋ個が直列に接続された、１サンプル分の遅延を有する遅延回路３１１に入力される。各遅延回路３１１の出力は、それぞれ係数乗算器３１２に供給される。係数乗算器３１２のそれぞれには、第１ポイントから第５１２ｋポイントまでのインパルス応答データが、２４ビットの量子化ビット数で以て供給される。係数乗算器３１２のそれぞれにおいて、遅延回路３１１の出力とインパルス応答データとの乗算が行われ、乗算結果が加算器３１３で加算される。加算結果は、入力データに対する残響データとして、端子３１４に導出される。
【００１１】
このように、時間軸方向にインパルス応答をたたみ込む方法では、膨大な数の遅延回路３１１と係数乗算器３１２とが必要となるという問題点があった。
【００１２】
また、これを解決するために、図２１に示されるように、入力ディジタルオーディオ信号およびインパルス応答データをそれぞれフーリエ変換することにより周波数要素データに変換する方法が提案されている。
【００１３】
端子３２０から入力ディジタルオーディオ信号が供給され、必要な残響時間に対応するサンプル数分、すなわち、５１２ｋポイントのデータがメモリ３２１に格納される。そして、メモリ３２１に格納されたデータを、ＦＦＴ回路３２２で高速フーリエ変換することで、例えば０．１Ｈｚ毎の周波数要素データに変換する。一方、インパルス応答データについても同様に、端子３２３から供給されたデータをメモリ３２４に格納し、ＦＦＴ回路３２５で高速フーリエ変換して周波数要素データに変換する。なお、インパルス応答データは、予め知られているため、この部分はＲＯＭ３２６として構成してもよい。
【００１４】
ＦＦＴ回路３２２および３２５の出力は、乗算器３２７に供給され、互いに周波数成分が一致するデータ同士で乗算が行われる。乗算結果は、ＩＦＦＴ回路３２８で逆高速フーリエ変換され、時間軸上のデータとされ、端子３２９に導出される。
【００１５】
この方法では、上述の時間軸上でのたたみ込みの方法に比べて、ハードウェアの規模が小さくて済むという利点がある。しかしながら、必要な残響時間に対応する分の入力データを、一旦メモリ３２１に格納する必要があるため、入出力に関して大きな遅延が生じてしまうという問題点があった。
【００１６】
さらに、インパルス応答のたたみ込みに関する、上述の問題を解決するために、インパルス応答データを時間軸上で分割し、分割されたそれぞれのインパルス応答によって入力データのたたみ込みを行う方法が提案されている（特表平８−５０１６６７号公報）。しかしながら、この方法を用いるにしても、高品位にインパルス応答を収集するのは容易ではないという問題点があった。この文献にも、インパルス応答をどのように収集するかについては、記載されていない。
【００１７】
すなわち、音が止まってから音圧レベルが６０ｄＢ減衰するまでが残響時間と定められており、残響音を収録する際には、このレベルの全域をカバーしなければならない。したがって、残響音の収集は、極めて小レベルの信号まで行う必要があるため、雑音が混入しやすい。また、ユーザがホールなどで残響音の収録を行うことは、非常に困難であるという問題点があった。
【００１８】
したがって、この発明の目的は、高品位な残響音を、小規模なハードウェアで得られるようにしたインパルス応答の収集方法および効果音付加装置ならびに記録媒体を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、上述した課題を解決するために、インパルス応答のたたみ込みを行うことによって効果音を生成する際に用いられるインパルス応答の収集方法において、測定用音響信号を発生する測定用音響信号発生のステップと、測定用音響信号発生のステップで発生された測定用音響信号に対応する音響信号が入力される入力のステップと、入力のステップで入力された音響信号を、測定用音響信号の逆特性の信号で割ることでインパルス応答に変換する変換のステップとを有し、測定用音響信号発生のステップで発生された測定用音響信号を、機械的振動子を用いて残響音を発生させる残響音発生装置に対して供給したときに残響音発生装置から出力される音響信号を入力のステップで入力することで、残響音発生装置によるインパルス応答を収集するようにしたことを特徴とするインパルス応答の収集方法である。
【００２１】
また、第３の発明は、コンピュータによって読み取り可能で着脱可能な記録媒体であって、機械的振動子を用いて残響音を発生させる残響音発生装置に対して供給した測定用音響信号に応じて残響音発生装置から出力された音響信号を、測定用音響信号の逆特性の信号で割ることでインパルス応答に変換して得られた、残響音発生装置によるインパルス応答データが記録されたことを特徴とするコンピュータによって読み取り可能な記録媒体である。
【００２３】
また、第４の発明は、測定用信号を機械的振動子に与えたときに発生する機械的振動子の振動を測定し、測定された振動をインパルス応答に変換して得られたインパルス応答データを、入力されたディジタルオーディオ信号に対してたたみ込むことによって効果音を付加する効果音付加装置において、インパルス応答データが記録された記録媒体からインパルス応答データを再生する再生手段と、ディジタルオーディオ信号を入力する入力手段と、入力手段で入力されたディジタルオーディオ信号を、時間軸上で後から前に向けて順次、１／２に分割し、分割されたそれぞれをさらに１／２に分割する分割手段と、分割手段で順次、１／２に分割されたディジタルオーディオ信号のそれぞれについて、さらに１／２に分割されたディジタルオーディオ信号の一方と他方とを、再生手段で再生されたインパルス応答データの対応するデータに基づきフィルタ処理を施してたたみ込む、複数のたたみ込み手段とを有することを特徴とする効果音付加装置である。
【００２４】
上述したように、第１および第２の発明は、測定用信号を機械的振動子に与えたときに発生する、機械的振動子の振動を測定し、測定された振動をインパルス応答に変換しているため、機械的振動子のインパルス応答を得ることができる。
【００２６】
また、第３の発明は、測定用信号を機械的振動子に与えたときに発生する、機械的振動子の振動の測定結果をインパルス応答に変換して得られたインパルス応答データが記録された、コンピュータによって読み取り可能な記録媒体であるため、インパルス応答データを保存することができる。
【００２８】
また、第４の発明は、インパルス応答データが記録された記録媒体からインパルス応答データを再生し、再生されたインパルス応答データによって入力ディジタルオーディオ信号をたたみ込んで効果音を付加しているため、様々なインパルス応答データに基づく効果音を得ることができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施形態について説明する。この一実施形態における効果音付加装置は、入力されたディジタルオーディオ信号からなる原音に対して残響音を付加する残響付加装置であって、実際のホールなどの残響を収集することで得られたインパルス応答データにより入力ディジタルオーディオ信号をたたみ込み、付加する残響音を得る。
【００３０】
図１は、この一実施形態による残響音を従来の巡回型フィルタによる残響音と比較して示す。図１Ａに示される従来技術による残響音は、直接音に対して所定時間遅延されて初期反射音が発生され、さらに所定時間遅延されてフィルタにより生成された残響音が付加されている。付加される残響音は、単純な減衰曲線で残響音が減衰する。これに対して、この一実施形態では、実際に収録されたデータに基づくインパルス応答によって残響音を生成しているため、図１Ｂに示されるように、実際のホールなどでの音響特性を反映した、単純な減衰曲線ではない残響音が得られる。これにより、より自然で高品位な残響音を得ることができる。
【００３１】
この発明は、このような自然な残響音を得るための、インパルス応答の収集方法を与えるものである。図２は、この発明によるインパルス応答収集装置９７の構成の一例を示す。この例では、鉄板エコー装置９２のインパルス応答を測定する。インパルス応答収集装置９７は、例えばパーソナルコンピュータにより構成できる。この装置９７では、インパルス応答測定用の信号を発生し、測定対象に対して出力すると共に、測定結果を収集し、測定結果をインパルス応答データに変換する。インパルス応答データは、例えばファイルとして保存される。
【００３２】
測定用信号発生部９０で、インパルス応答を測定するためのＴＳＰ（タイムストレッチパルス）信号が発生される。ＴＳＰ信号は、スイープ信号の一種であり、逆特性の信号で割ることによって、インパルス信号が得られる。インパルス応答を測定するためには、直接的にインパルス信号を発生させるのがより好ましいが、測定が困難であるため、このような方法を用いる。測定用信号発生部９０で発生されたＴＳＰ信号は、Ｄ／Ａ変換器９１を介してアナログ信号に変換され、鉄板エコー装置９２に入力される。
【００３３】
鉄板エコー装置９２では、入力されたＴＳＰ信号により、残響音を発生する。この残響音は、Ｌ（左）およびＲ（右）チャンネルのアナログオーディオ信号として出力される。これらの出力は、Ａ／Ｄ変換器９３でＬおよびＲチャンネルそれぞれのディジタルオーディオ信号とされる。Ａ／Ｄ変換器９３では、例えばサンプリング周波数が４８ｋＨｚあるいは９６ｋＨｚ、量子化ビット数が２４ビットでサンプリングが行われる。Ａ／Ｄ変換器９３の出力は、ＬおよびＲチャンネルのそれぞれがインパルス応答収集装置９７に入力される。入力された信号は、例えば図示されないハードディスク装置やメモリなどに記憶される。
【００３４】
なお、残響時間は、音が止まってから音圧レベルが６０ｄＢ減衰するまでの時間と定められている。この例では、量子化ビット数の２４ビットにおいて、１ビットに対して６ｄＢが割り当てられる。
【００３５】
測定用信号発生部９０によるＴＳＰ信号の発生は、Ｎ回行われる。Ｎ回分の出力信号は、同期加算部９４で同期加算される。同期加算は、例えばＴＳ信号の発生タイミングに基づき出力信号を揃えるようにしてなされる。Ｎ回分の信号を同期加算することにより、再現性のある信号のみが加算され、ランダムに発生されるノイズ成分は加算されないため、Ｓ／Ｎ比を向上させることができる。Ｓ／Ｎ比は、（１０ｌｏｇＮ）ｄＢ向上される。例えば、Ｓ／Ｎ比は、Ｎ＝１６で１２ｄＢ向上される。
【００３６】
同期加算された信号は、ＬおよびＲチャンネルのそれぞれがインパルス応答変換部９５に供給される。インパルス応答変換部９５では、供給された信号を、ＴＳＰ信号の逆特性を有する信号で割る。これにより、ＴＳＰ信号がインパルス信号に変換され、測定結果が、インパルス信号により発生された残響音に基づくインパルス応答に変換される。インパルス応答データは、サンプリング周波数に対応した間隔で得られる波高値である。Ａ／Ｄ変換器９３により２４ビットの量子化ビット数でサンプリングされた信号は、変換後は、量子化ビット数が３２ビットとされる。
【００３７】
インパルス応答変換部から出力された、Ｌチャンネルのインパルス応答データ９６ＬおよびＲチャンネルのインパルス応答データ９６Ｒは、ＣＤ−ＲＯＭやＭＯといった、所定の記録媒体に記録される。インパルス応答収集装置９７にイーサネットなどのインターフェイスを設け、ネットワークを介して外部へ供給するようにしてもよい。
【００３８】
図３は、ホールでインパルス応答を収集する場合の例を示す。ホール１０１は、ステージ部１０１Ａおよび客席部１０１Ｂを有する。ステージ部１０１Ａの所定位置に、音源１０２が据えられる。音源１０２は、例えば球面上の互いに異なる１２方向にスピーカが設けられた１２面体スピーカである。客席部１０１Ｂには、ＬおよびＲチャンネルにそれぞれ対応したマイクロフォン１０３Ｌおよび１０３Ｒが所定位置に据えられる。
【００３９】
インパルス応答収集装置９７から出力されたＴＳＰ信号がＤ／Ａ変換器９１でアナログ信号に変換され、アンプ１００で増幅され、音源１０２で音声として再生される。この再生音を、マイクロフォン１０３Ｌおよび１０３Ｒで収録する。マイクロフォン１０３Ｌおよび１０３Ｒの出力は、それぞれＡ／Ｄ変換器９３で所定のサンプリング周波数および量子化ビット数でサンプリングされ、ＬおよびＲチャンネルのディジタルオーディオ信号とされ、インパルス応答収集装置９７に供給される。インパルス応答収集装置９７での処理は、上述の鉄板エコー装置９２での処理と、全く同一である。
【００４０】
この場合、音源１０２の位置を様々に変えて、インパルス応答の収集が行われる。また、音源１０２として用いられるスピーカも、その銘柄などを様々に変えて収集が行われる。同様に、マイクロフォン１０３Ｌおよび１０３Ｒも、その位置および銘柄を様々に変えて収録が行われる。こうして、１つのホール１０１において、複数のデータが収集される。これらは、例えば残響音付加の際に、残響音のバリエーションとして選択可能とすることができる。
【００４１】
一方、インパルス応答変換部９５で得られたインパルス応答データ９６Ｌおよび９６Ｒは、加工することができる。図４は、インパルス応答データの加工の際の処理の流れを、概略的に示す。インパルス応答データ１１０は、加工処理１１１を施される。図５は、加工処理１１１の例を示す。図５Ａに一例が示されるように、データには、音の伝搬によるシステムディレイが存在する（図中の「Ａ」の部分）。加工処理１１１で、このシステムディレイ部Ａの値が〔０〕に固定され、この部分のノイズが除去される。
【００４２】
また、データの後半は、データの終端を〔０〕に収束させるために、フェードアウト処理が施される。このフェードアウト処理により、後半の微小レベルの信号部分のノイズ除去もなされる。図５Ｂおよび図５Ｃは、このフェードアウト処理の例を示す。
【００４３】
図５Ｂは、減衰の指数関数に基づきフェードアウト処理を行う例である。例えば、元のインパルス応答をｈ（ｎ）として、フェードアウト関数をＦ0 （ｎ）とする。ｎは、インパルス応答データのポイントを表す。なお、インパルス応答データのポイントと、ディジタルオーディオ信号のサンプリング点のポイントとは、互いに対応する。このとき、Ｆ0 （ｎ）において、ｎ≦０であれば、Ｆ0 （ｎ）＝１である。一方、ｎ＞０であれば、Ｆ0 （ｎ）は、図５Ｂのような減衰の指数関数とされる。
【００４４】
出力データｘ（ｎ）は、次式（１）に示されるように、
ｘ（ｎ）＝ｈ（ｎ）・Ｆ0 （ｎ−ａ）    ・・・（１）
となる。値ａは、元のインパルス応答における直接音の位置を、サンプル数で表したものである。このように、フェードアウトは、直接音の位置よりも後ろで行われる。これは、直接音と同じ位置、すなわちｎ＝０の時点でフェードアウトを開始すると、直接音自体のレベルも低下してしまうからである。
【００４５】
なお、フェードアウト関数は、減衰の指数関数に限られない。例えば、図５Ｃに示されるように、直線的な減衰特性としてもよい。
【００４６】
また、フェードアウトによって、このデータを用いて実際にオーディオ信号に残響音を付加する残響付加装置の処理能力に適合するように、インパルス応答データのポイント数を調整することができる。すなわち、インパルス応答データのポイント数を所定値、例えば２５６ｋポイント（２６２，１４４ポイント：端数を省略して、２５６ｋポイントと記述する。２n の値の表現については、以下同様とする）に制限するときには、例えば図４Ａに示されるように、１２８ｋポイントの時点でフェードアウトを開始し、２５６ｋポイントの時点でデータが〔０〕になるようにする。
【００４７】
加工処理１１１としては、上述の他に、レベル調整なども行われる。加工されたインパルス応答データは、ＦＩＲフィルタによるたたみ込みの際の、ＦＩＲフィルタ係数１１２として、例えばＣＤ−ＲＯＭ４５に記録される。
【００４８】
図６は、このようにして作成されたインパルス応答データを用いてたたみ込みを行う、残響付加装置の構成の一例を、概略的に示す。残響音を付加したいディジタルオーディオ信号が入力端１２０から入力される。入力データは、乗算器１２６に供給されると共に、プリディレイ１２１によって遅延され、プリディレイを与えられる。プリディレイ１２１の出力は、たたみ込み処理部１２２に供給される。
【００４９】
たたみ込み処理部１２２は、ＬおよびＲチャンネルそれぞれのＦＩＲフィルタ（フィルタ１２２Ｌおよびフィルタ１２２Ｒ）からなる。上述のインパルス応答収集装置９７で作成された、インパルス応答データ９６Ｌおよび９７Ｒが対応するチャンネルのＦＩＲフィルタ係数として、端子１２３Ｌおよび１２３Ｒから供給される。これらインパルス応答データ９６Ｌおよび９６Ｒは、例えばＣＤ−ＲＯＭから読み出されて得られる（図示しない）。
【００５０】
フィルタ１２２Ｌおよび１２２Ｒでは、インパルス応答データ９６Ｌおよび９７Ｒによって、入力されたディジタルオーディオ信号のたたみ込みが行われる。このたたみ込みの結果、インパルス応答データ９６Ｌおよび９６Ｒに基づく残響音が生成される。フィルタ１２２Ｌおよび１２２Ｒの出力は、それぞれ乗算器１２４Ｌおよび１２４Ｒに供給される。
【００５１】
乗算器１２４Ｌ，１２４Ｒおよび上述の乗算器１２６と、加算器１２８Ｌおよび１２８Ｒとで、原音（ドライ成分）と残響音（ウェット成分）との混合器が構成される。端子１２７および１２５にそれぞれ供給された原音および残響音の比率に応じて、乗算器１２６および乗算器１２４Ｌ，１２４Ｒで入力ディジタルオーディオ信号およびたたみ込み処理部１２２の出力が調整され、加算器１２８Ｌおよび１２８Ｒで、これらの信号が加算され、Ｌチャンネルの出力が出力端１２９Ｌに、Ｒチャンネルの出力が出力端１２９Ｒに、それぞれ導出される。
【００５２】
図７は、この残響付加装置の構成の一例を、より具体的に示す。この残響付加装置１は、２チャンネル（１ｃｈ／２ｃｈ）分のディジタルオーディオ信号が、ＡＥＳ／ＥＢＵ(Audio Engineering Society/European Broadcasting Union) の規格に基づくディジタルオーディオ入力端子１０から入力される。入力端子１０から供給されたディジタルオーディオ信号は、ディジタル入力部１１を介してインプットスイッチャ１２に供給される。
【００５３】
入力されるディジタルオーディオ信号は、例えばサンプリング周波数が４８ｋＨｚ、量子化ビット数が２４ビットである。なお、後述するオプションボード５０をこの装置１に装着することで、扱うことができるサンプリング周波数を２倍の９６ｋＨｚとすることが可能とされる。また、これらの例に限らず、例えばサンプリング周波数４４．１ｋＨｚのディジタルオーディオ信号にも対応可能とすることができる。この場合には、オプションボード５０装着時には、サンプリング周波数が８８．２ｋＨｚの信号を扱うことが可能とされる。
【００５４】
残響付加装置１に対してアナログオーディオ信号を入力する場合には、アナログオーディオ入力端子１３Ｌ，１３Ｒが用いられる。Ｌ（左）およびＲ（右）チャンネルのオーディオ信号のそれぞれは、入力端子１３Ｌおよび１３Ｒの対応する側から入力され、Ａ／Ｄ変換器１４で例えば４８ｋＨｚのサンプリング周波数で量子化ビット数が２４ビットでサンプリングされ、ディジタルオーディオ信号に変換される。Ａ／Ｄ変換器１４の出力は、インプットスイッチャ１２に供給される。
【００５５】
インプットスイッチャ１２は、後述するコントローラ４０の制御あるいは手動の切り替えスイッチにより、入力オーディオ信号の系統を切り替える。インプットスイッチャ１２の出力は、経路３１を通って、ＤＳＰ(Digital Signal Processor)３０に供給される。
【００５６】
ＤＳＰ３０は、ＤＲＡＭ(Dynamic Random Access Memory)を有し、後述するコントローラ４０から供給されるプログラムに基づき、入出力されるディジタルオーディオ信号の様々な制御を行う。ＤＳＰ３０は、所定のプログラムに基づき、供給されたディジタルオーディオ信号を、インパルス応答のたたみ込み演算を行うためのＤＳＰ３２Ａ〜３２Ｋに供給する。また、ＤＳＰ３０では、入力信号に基づき初期反射音を生成する。さらに、ＤＳＰ３０には、後述するＤＳＰ３４から、インパルス応答のたたみ込み演算結果が供給される。
【００５７】
ＤＳＰ３２Ａ〜３２Ｋは、ＤＳＰ３０から供給されたディジタルオーディオ信号を、それぞれ所定のサイズのブロックに切り出し、予め供給されたインパルス応答データによるたたみ込み演算を行う。ＤＳＰ３２Ａ〜３２Ｋは、それぞれ処理するサンプル数に応じた容量のＤＲＡＭを有する。この例では、ＤＳＰ３２Ａ〜３２Ｈはそれぞれ１個ずつ、ＤＳＰ３２Ｉは２個、ＤＳＰ３２Ｊ，３２Ｋは４個ずつ、容量が１６ＭビットのＤＲＡＭを有する。
【００５８】
ＤＳＰ３２Ａ〜３２Ｋにより行われた、ブロック毎でのインパルス応答のたたみ込み演算結果は、加算器３３で加算され、ＤＳＰ３４を介してＤＳＰ３０に供給される。ＤＳＰ３４では、加算結果のオーバーフローが検出され、例えばオーバーフローを起こしたデータが所定値に固定される。
【００５９】
ＤＳＰ３０では、入力ディジタルオーディオ信号と、上述の初期反射音と、ＤＳＰ３４を介して供給されたインパルス応答のたたみ込み演算結果とを混合することで、入力ディジタルオーディオ信号に対して残響音を付加して出力する。ＤＳＰ３０の出力３５は、アウトプットスイッチャ１８に供給される。
【００６０】
なお、形成された残響音および処理されていない入力ディジタルオーディオ信号は、それぞれ「ウェット成分」および「ドライ成分」とも称される。ＤＳＰ３０では、これらウェット成分およびドライ成分の混合比を、ＬおよびＲチャンネルのそれぞれについて、自在に変更することができる。それと共に、ＤＳＰ３０では、出力信号のレベル調整なども行われる。
【００６１】
また、ＤＳＰ３０に対して、取り扱うディジタルオーディオ信号のサンプリング周波数に対応した周波数のクロックＦＳあるいは２ＦＳが供給される。ＤＳＰ３０での信号処理は、このクロックに基づきなされる。
【００６２】
アウトプットスイッチャ１８は、後述するコントローラ４０の制御あるいは手動の切り替えスイッチにより、出力信号の系統を切り替える。出力は、ディジタルおよびアナログのオーディオ信号として出力できる。アウトプットスイッチャ１８からディジタル出力部１９を介して、ＡＥＳ／ＥＢＵ規格による出力端子２０に対して、２チャンネル分のディジタルオーディオ信号が導出される。また、アウトプットスイッチャ１８から出力されたディジタルオーディオ信号は、Ｄ／Ａ変換器２１でＬおよびＲチャンネルのアナログオーディオ信号に変換される。ＬおよびＲチャンネルのアナログオーディオ信号は、それぞれアナログ出力端子２２Ｌおよび２２Ｒに導出される。
【００６３】
なお、この例では、入力端子１０、入力端子１３Ｌおよび１３Ｒ、出力端子２０、出力端子２２Ｌおよび２２Ｒのそれぞれには、ホット、コールドおよび独立したアースラインの３本の信号線を有する、キャノン型が用いられている。
【００６４】
また、アウトプットスイッチャ１８により、入力されたオーディオ信号に対する装置１内部での残響音付加処理をバイパスするように選択することもできる。バイパスが選択されると、入力されたディジタルオーディオ信号は、インプットスイッチャ１２からバイパス経路１７を通ってアウトプットスイッチャ１８に直接的に供給される。
【００６５】
一方、この残響付加装置１の全体は、コントローラ４０によって制御される。コントローラ４０は、例えばＣＰＵ(Central Processing Unit) やＲＡＭ(Random Access Memory)、ＲＯＭ(Read Only Memory)、所定の入出力インターフェイスなどからなる。ＲＯＭは、例えばシステムを起動するための初期プログラムや、シリアル番号が予め記憶される。ＲＡＭは、ＣＰＵが動作するためのワークメモリであると共に、例えば外部からプログラムがロードされる。
【００６６】
コントローラ４０は、例えば８ビットパラレルでバス４１に接続される。バス４１は、上述のＤＳＰ３０、３２Ａ〜３２Ｈ、３４にそれぞれ接続される。バス４１を介して、コントローラ４０と各ＤＳＰ３０、３２Ａ〜３２Ｈ、３４との間で通信が行われる。この通信により、コントローラ４０から各ＤＳＰ３０、３２Ａ〜３２Ｈ、３４のそれぞれに対してプログラムが供給されると共に、コントローラ４０と各ＤＳＰ３０、３２Ａ〜３２Ｈ、３４との間で、データやコマンドのやり取りが行われる。
【００６７】
また、上述したように、インプットスイッチャ１２およびアウトプットスイッチャ１８は、例えばバス４１と接続され（図示しない）、コントローラ４０によって制御される。
【００６８】
コントローラ４０に対して、例えばフルドットのＬＣＤ(Liquid Crystal Display)からなる表示装置４２が接続される。コントローラ４０で生成された表示データに基づいて、表示装置４２に対して所定の表示が行われる。
【００６９】
入力部４３は、図示しないが、複数の入力手段、例えば回転角に対応してデータを入力するようにされたロータリエンコーダと、複数のプッシュスイッチを有する。これらの入力手段を操作することで、対応する制御信号が入力部４３からコントローラ４０に供給される。この制御信号に基づき、コントローラ４０から各ＤＳＰ３０、３２Ａ〜３２Ｈ、３４に対して、所定のプログラムやパラメータなどが供給される。
【００７０】
この残響付加装置１には、ＣＤ−ＲＯＭ(Compact Disc-ROM)ドライブ４４が設けられる。ＣＤ−ＲＯＭドライブ４４に対してＣＤ−ＲＯＭ４５が挿入され、ＣＤ−ＲＯＭ４５からデータやプログラムが読み出される。読み出されたデータやプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭドライブ４４からコントローラ４０に供給される。
【００７１】
例えば、ＣＤ−ＲＯＭ４５には、インパルス応答データが記録されている。ＣＤ−ＲＯＭ４５からこのインパルス応答データが読み出され、コントローラ４０に供給される。そして、コントローラ４０からＤＳＰ３２Ａ〜３２Ｋのそれぞれに対して、このデータが供給される。ＤＳＰ３２Ａ〜３２Ｋでは、供給されたインパルス応答データに基づき、インパルス応答のたたみ込み演算を行う。
【００７２】
なお、ＣＤ−ＲＯＭ４５に、様々な環境で収集されたインパルス応答データを多数、記録しておくことで、使用するインパルス応答に対応する環境と同様の残響効果を得ることができる。また、複数のインパルス応答データを組み合わせて用いることもできる。実際には存在しない空間をつくり出すことが可能である。さらに、インパルス応答データを、この残響付加装置１で加工することができる。例えば、読み出されたインパルス応答データを加工し、フェードアウト処理を行うことで、残響時間の調整を行う。
【００７３】
また、他の例として、ＣＤ−ＲＯＭ４５に、インパルス応答データをフーリエ変換により周波数要素データに変換したデータを記録するようにしてもよい。残響付加装置１における処理を軽減することができる。
【００７４】
さらに、ＣＤ−ＲＯＭ４５には、上述した表示部４２に対する表示の際に用いられる表示データも格納される。
【００７５】
この残響付加装置１は、外部インターフェイスとしてＭＩＤＩ(Musical Instrument Digital Interface)を備える。ＭＩＤＩ入力端子４６から供給されたＭＩＤＩ信号は、コントローラ４０に供給される。供給されたＭＩＤＩ信号に基づき、この装置１の所定の機能を制御することができる。また、コントローラ４０において、ＭＩＤＩ信号を生成して出力することができる。ＭＩＤＩ入力端子４６から供給されたＭＩＤＩ信号を加工して出力するようにもできる。コントローラ４０から出力されたＭＩＤＩ信号は、ＭＩＤＩ出力端子４７から外部の機器へと供給される。また、ＭＩＤＩスルー端子４８は、ＭＩＤＩ入力端子４６から供給されたＭＩＤＩ信号を、そのまま出力する。
【００７６】
この残響付加装置１は、オプションボード５０を装着することで、機能を拡張することができる。機能拡張の一例として、サンプリング周波数が４８ｋＨｚのディジタルオーディオ信号を、さらに２系統、扱うことができるようになる。２チャンネル分（３ｃｈ／４ｃｈ）のディジタルオーディオ信号がオプションボード５０を介して、端子１５から入力される。このディジタルオーディオ信号は、ディジタル入力部１６を介してインプットスイッチャ１２に供給される。また、アウトプットスイッチャ１８から出力された、オプションボード５０での処理に対応した２チャンネル分のディジタルオーディオ信号がディジタル出力部２３を介して端子２４に導出される。このディジタルオーディオ信号は、端子２４からオプションボード５０を介して外部に出力される。
【００７７】
機能拡張の他の例として、２チャンネル（１ｃｈ／２ｃｈ）分のディジタルオーディオ信号を扱う際に、サンプリング周波数が２倍の９６ｋＨｚである信号を扱うことができるようになる。
【００７８】
オプションボード５０とこの装置１とは、端子５１〜５６および端子１５，２４で互いに接続される。図８は、オプションボード５０の構成の一例を示す。このオプションボード５０は、上述のＤＳＰ３２Ａ〜３２Ｋおよび加算器３３による、インパルス応答のたたみ込み演算を拡張して実行できるようにしたものである。したがって、このオプションボード５０には、上述のＤＳＰ３２Ａ〜３２Ｋと同様のＤＳＰ３２Ｌ、３２Ｍ、およびＤＳＰ６０Ａ〜Ｌが設けられると共に、加算器６１ならびに上述のＤＳＰ３４に対応するＤＳＰ６２とが設けられる。
【００７９】
ボード５０上のバス４１’は、端子５６を介して装置１のバス４１と接続される。ボード５０上の各ＤＳＰ３２Ｌ、３２Ｍ、およびＤＳＰ６０Ａ〜Ｌは、バス４１’を介して、コントローラ４０との間で通信を行うことができる。
【００８０】
ＤＳＰ３２Ｌおよび３２Ｍは、１６ＭビットのＤＲＡＭを８個有し、上述のＤＳＰ３２Ａ〜Ｋと共にたたみ込み演算を行う。入力ディジタルオーディオ信号がＤＳＰ３０から出力され、端子５３を介してＤＳＰ３２Ｌおよび３２Ｍに対してそれぞれ供給される。ＤＳＰ３２Ｌおよび３２Ｍによるたたみ込み演算結果は、それぞれ端子５４および５５を介して加算器３３に供給され、他のＤＳＰ３２Ａ〜３２Ｋの演算結果と共に加算される。
【００８１】
一方、ＤＳＰ６０Ａ〜６０Ｍは、例えば上述のＤＳＰ３２Ａ〜３２Ｍと並列的に処理を行う。入力ディジタルオーディオ信号がＤＳＰ３０から出力され、端子５１を介してＤＳＰ６０Ａ〜６０Ｍに配分される。
【００８２】
例えば、オプションボード５０の装着によって、１ｃｈ〜４ｃｈまでの４チャンネル分の処理を行う場合には、ＤＳＰ３２Ａ〜３２Ｍによって１ｃｈおよび２ｃｈのたたみ込み演算が行われ、ＤＳＰ６０Ａ〜６０Ｍによって３ｃｈおよび４ｃｈのたたみ込み演算が行われる。また、サンプリング周波数が９６ｋＨｚのディジタルオーディオ信号を扱う場合には、例えば同一のサンプル数からなるブロックが供給されるＤＳＰ同士、すなわち、ＤＳＰ３２Ａおよび６０Ａ、ＤＳＰ３２Ｂおよび６０Ｂ、・・・、ＤＳＰ３２Ｍおよび６０Ｍがそれぞれ並列的にたたみ込み演算を行うことで、２倍速での処理に対応することができる。
【００８３】
ＤＳＰ６０Ａ〜６０Ｍでのたたみ込み演算結果は、それぞれ加算器６１に供給され加算される。加算結果は、ＤＳＰ６２に供給され、上述のＤＳＰ３４と同様にオーバーフロー処理をされ、端子５２を介してＤＳＰ３０に供給される。そして、ＤＳＰ３０において、必要に応じてドライ成分およびウェット成分の比率の調整や、他のチャンネルの信号との混合比の調整をされ、アウトプットスイッチャ１８に供給される。
【００８４】
なお、オプションボード５０には、ＡＥＳ／ＥＢＵの規格に基づくディジタルオーディオ信号の入力端子６３および出力端子６４とが設けられる。入力端子６３には、２チャンネル（３ｃｈ／４ｃｈ）分の信号が入力され、入力された信号は、端子１５を介してインプットスイッチャ１２に供給される。同様に、アウトプットスイッチャ１８から出力された２チャンネル（３ｃｈ／４ｃｈ）分の出力信号は、端子２４を介してこのボード５０に供給され、出力端子６４に導出される。なお、この例では、端子６３および６４は、キャノン型が用いられている。
【００８５】
図９は、この残響付加装置１のフロントパネル２００の一例を示す。フロントパネル２００の四隅には、この装置１をラックにマウントすることが可能なように、取り付け穴が設けられている。パネル２００の左側に、電源スイッチ２０１が設けられ、その下方にＣＤ−ＲＯＭドライブ４４に対してＣＤ−ＲＯＭ４５を装着するための、ＣＤ−ＲＯＭ挿入部２０２が設けられる。スイッチ２０５を操作することで、ＣＤ−ＲＯＭ挿入部２０２へのＣＤ−ＲＯＭ４５の挿入および挿入部２０２からのＣＤ−ＲＯＭ４５の取り出しを行うことができる。
【００８６】
パネル２００の略中央部には、表示部２０３が設けられる。表示部２０３は、上述したＬＣＤ４２に対応するものである。表示部２０３の右側に、ロータリエンコーダ２０４が設けられる。また、表示部２０３の下部に、ファンクションキー２０６，２０７，２０８および２０９が設けられる。これらロータリエンコーダ２０４およびファンクションキー２０６〜２０９によって、この装置１の機能の選択やデータの入力などを行うことができる。
【００８７】
表示部２０３は、選択されている機能などにより様々な表示を行う。この例では、所定の残響音のタイプが選択された場合の、パラメータ表示が行われ、表示部２０３内の表示領域２１０には、選択された残響音に対して指定されたパラメータが感覚的に表示されると共に、表示領域２１１には、パラメータ名とパラメータ値が表示されている。
【００８８】
表示領域２１１の表示は、表示部２０３の下部に配置されたファンクションスイッチ２０６〜２０９のそれぞれに対応している。例えば、ファンクションキー２０６〜２０９のうちの何れかを押すことで、押されたキーの直上に表示されているパラメータが選択される。そして、ロータリエンコーダ２０４を回転させると、そのパラメータが変更される。また例えば、所定の操作によって、表示部２０３に、別のページを表示させることも可能である。別のページでは、別のパラメータ値を変更することができる。
【００８９】
一方、この一実施形態においては、表示領域２１０に対して、現在設定されているパラメータ値に対応した波紋が表示され、そのパラメータ値による残響音の効果（音の広がり）が感覚的に把握できるようにされている。図１０および図１１は、この表示領域２１０の表示の例を示す。残響時間を短い値から長い値へと変更していくのに伴い、図１０Ａ〜図１０Ｈ、さらに、図１１Ａ〜図１１Ｈというように、波紋の波数が増加される。
【００９０】
この例では、波紋は、残響時間の最小値から最大値までの値に段階的に対応した、１６段階の表示を有する。この１６段階の表示は、残響時間に対して相対的である。波紋表示のための表示データは、ＣＤ−ＲＯＭ４５に格納されている。そして、例えばこの装置１の起動時に予めＣＤ−ＲＯＭ４５から読み出され、コントローラ４０が有するＲＡＭに格納される。これに限らず、コントローラ４０が有するＲＯＭに予め格納しておくようにしてもよい。残響時間のパラメータを決定すると、波紋の表示は、そのときの表示が保持される。
【００９１】
このような表示を行うことにより、ユーザに対して、視覚的に印象を与えることができる。ユーザは、残響の効果を、感覚的に把握することができるようになる。すなわち、ユーザは、波紋により、残響音の広がりを視覚的に把握することができる。
【００９２】
なお、波紋の表示は、この例では表示領域２１０の左下から右上に向かって広がっていくように表示されているが、これはこの例に限定されない。図１２は、表示領域２１０に対する波紋の表示の、他の例を示す。波紋の中心点および波紋が広がる方向は、任意に設定することができ、例えば、左端を波紋の中心とすることができる（図１２Ａ）。また、表示領域２１０の中心を波紋の中心とすることもできる（図１２Ｂ）。さらにまた、波紋の断面を表示するようにしてもよい（図１２Ｃ）。また、選択された残響音のタイプに応じて波紋の形状を変化させることもできる。さらに、この例では、波紋の表示は固定的に行われているが、１段階のパラメータに対して複数枚の表示データを用意し、これらを連続的に切り替えて表示することで、アニメーション表示とすることもできる。
【００９３】
次に、ＤＳＰ３２Ａ〜３２Ｍ、ＤＳＰ６０Ａ〜６０Ｍで行われる、インパルス応答のたたみ込み演算について説明する。なお、ここでは、繁雑さを避けるため、オプションボード５０を用いずに、ＤＳＰ３２Ａ〜３２Ｋのみで行う演算について説明する。
【００９４】
図１３は、ＤＳＰ３２Ａ〜３２Ｋの各々における処理を概略的に示す。インパルス応答データは、コントローラ４０の制御によって、例えばＣＤ−ＲＯＭ４５から読み出され、予めＤＳＰ３２Ａ〜３２Ｋに対して供給され、ＤＳＰ３２Ａ〜３２Ｋがそれぞれ備えるＤＲＡＭに格納される。そして、各ＤＳＰ３２Ａ〜３２Ｋにおいて、それぞれに対して定められている処理ブロックサイズに対応し、インパルス応答データが時間軸上の所定の間隔で区切られる。
【００９５】
ここで、各ＤＳＰ３２Ａ〜３２ＫをＤＳＰ３２として代表し、ＤＳＰ３２に処理されるインパルス応答の単位をＮとする。例えば、この例では、ＤＳＰ３２Ａは、１２８ポイントのインパルス応答データのたたみ込み演算を行うようにされているため、Ｎ＝１２８である。また、以下の説明において、１ワードは、ディジタルオーディオ信号の１サンプリングデータに対応する。したがって、１ワードは、時間軸上では（１／サンプリング周波数）の時間間隔を有し、ディジタルデータとしては、量子化ビット数（２４ビット）のものである。
【００９６】
ＤＳＰ３２に供給された入力データは、Ｎワードからなるブロックデータに切り出される。したがって、最初のＮワード分の時間は、データの入力に費やされる。入力されたＮワード分のデータは、ＤＳＰ３２が有するＤＲＡＭに格納される。そして、次のＮワード分の時間で、格納されたＮワード分の入力データに対するインパルス応答のたたみ込み演算が行われる。演算が全て終了すると、Ｎワード分の演算結果が出力される。したがって、Ｎワードの演算において、データの入出力に対して２Ｎワード分の遅延が生じることになる。
【００９７】
図１４は、ＤＳＰ３２における処理を、さらに詳細に示す。ＤＳＰ３２では、周知の技術である、巡回たたみ込みにおけるオーバーラップセーブメソッドを用いて、インパルス応答のたたみ込み演算を行っている。
【００９８】
すなわち、図１４に示されるように、時間軸に従いＮワード毎に供給される、第ｎ番目のブロック８０Ｂと、一つ前の第（ｎ−１）番目のブロック８０Ａとに対してＤＦＴ(Discrete Fourier Transform)を行い、時間軸上のデータを、（Ｎ＋１）ワードの実数部８１Ａと（Ｎ−１）ワードの虚数部８１Ｂとからなる周波数要素データ８１に変換する。
【００９９】
一方、インパルス応答データ８２は、それぞれＮワードの、実データ８２Ａとゼロデータ８２Ｂについて予めＤＦＴされ、（Ｎ＋１）ワードの実数部８３Ａと（Ｎ−１）ワードの虚数部８３Ｂとからなる周波数要素データ８３に変換されている。
【０１００】
入力データによる周波数要素データ８１と、インパルス応答による周波数要素データ８３の、互いに対応する周波数要素同士が乗算され、乗算結果について、等しい周波数成分同士を足し合わせるフィルタ処理（たたみ込み）が行われる。この演算の結果、（Ｎ＋１）ワードの実数部８４Ａと（Ｎ−１）ワードの虚数部８４Ｂとからなる周波数要素データ８４が得られる。この周波数要素データ８４に対して、ＤＦＴの逆の処理であるＩＤＦＴして、２Ｎワードからなる時間軸上のデータ８６が得られる。
【０１０１】
ＩＤＦＴの結果は、図１４のデータ８５，８６，８７に示されるように、Ｎワード間隔で２Ｎワードずつ得られる。データ８５，８６，８７のそれぞれにおいて、前半のＮワードのデータ８５Ａ，８６Ａ，８７Ａが捨てられ、第（ｎ−１）番目のブロック，第ｎ番目のブロック，第（ｎ＋１）番目のブロックというように、出力データが得られる。第ｎ番目の出力データは、対応する第ｎ番目の入力データに対して２ブロック分、遅延している。
【０１０２】
ブロックサイズを大きくとり、１回の処理でより多くのインパルス応答データのたたみ込み演算を行うことで、長い残響時間を得ることができる。しかしながら、上述したように、入力されたブロックが出力されるまでには、２ブロック分の遅延があるため、１ブロックを大きくすると、残響処理の成分が出力されるまでの遅延時間が長くなり、実用的ではない。そこで、この一実施形態では、所望の残響時間を得るための処理を、それぞれ所定のポイント数（ワード数）に分割された複数のブロック毎に並列的に行う。
【０１０３】
図１５および図１６は、この一実施形態による、複数のブロックに分割してのたたみ込み演算処理について示す。例えば２18ワード（２５６ｋワード）のたたみ込み演算を行う場合を考える。この場合、ディジタルオーディオ信号が２５６ｋワード（２５６ｋポイント）のインパルス応答データによってたたみ込まれる。サンプリング周波数が４８ｋＨｚの場合で略５．３ｓｅｃ、サンプリング周波数が４４．１ｋＨｚの場合で略５．９ｓｅｃの残響時間が得られる。
【０１０４】
図１５に一例が示されるように、全体２５６ｋワードが２分割され、２分割されたうち時間軸上で前に位置する側がさらに２分割される。このように、時間軸上で前に位置する側が順次２分割される。そして、２分割されたうち、時間軸上で後ろに位置する側のそれぞれは、さらに２分割され同一サイズの２ブロックが形成される。
【０１０５】
図１６は、図１５における先頭の８ｋワードの部分Ａを拡大して示す。この部分Ａも、同様にして２分割されていくが、先頭の２５６ワードに関しては、１２８ワードのブロックが２ブロック形成され、この２ブロックについてインパルス応答のたたみ込みが行われる。したがって、残響成分は、先頭の２５６ワード分遅延されて出力される。しかしながら、例えばサンプリング周波数が４８ｋＨｚの場合、これは僅か５ｍｓｅｃの遅延であり、残響音付加の面から考えると、問題がない。
【０１０６】
このように、全体が２18ワード（２５６ｋワード）のこの例では、２7 ワード（１２８ワード），２8 ワード（２５６ワード），２9 ワード（５１２ワード），２10ワード（１ｋワード），２11ワード（２ｋワード），２12ワード（４ｋワード），２13ワード（８ｋワード），２14ワード（１６ｋワード），２15ワード（３２ｋワード）および２16ワード（６４ｋワード）の、２n ワードのサイズを有するブロックがそれぞれ２ブロックずつ形成される。
【０１０７】
ＤＳＰ３２Ａ〜３２Ｋでは、それぞれ同一ブロックサイズの組について処理が行われる。すなわち、図１５および図１６に示されるように、ＤＳＰ３２Ａ〜３２Ｋに対して供給された入力データは、ＤＳＰ３２Ａ〜３２Ｋのそれぞれにおいて、ＤＳＰ３２Ａで１２８ワード、ＤＳＰ３２Ｂで２５６ワード、ＤＳＰ３２Ｃで５１２ワード、ＤＳＰ３２Ｄで１ｋワード、ＤＳＰ３２Ｅで２ｋワード、ＤＳＰ３２Ｆで４ｋワード、ＤＳＰ３２Ｇで８ｋワードＤＳＰ３２Ｈで１６ｋワード、ＤＳＰ３２Ｉで３２ｋワード、ＤＳＰ３２Ｊ，３２Ｋで６４ｋワードに、それぞれ切り出される。
【０１０８】
１２８ワードから３２ｋワードまでの処理のそれぞれは、同一のブロックサイズの２つのブロックについてのたたみ込みの処理を、一つのＤＳＰによって時分割的に行うようにしている。
【０１０９】
すなわち、ＤＳＰ３２Ａ〜３２Ｋのそれぞれにおいて、切り出されたブロックデータに対して対応するインパルス応答データによるたたみ込み演算が行われる。同一ブロックサイズの組の、後半のブロックについては、処理後、１ブロック分遅延されて出力される。これにより、ＤＳＰ３２Ａ〜３２Ｋのそれぞれにおいて、同一サイズの２ブロックが連続して出力される。ＤＳＰ３２Ａ〜３２Ｋの出力を加算器３３で加算することで、残響データ８８が生成される。
【０１１０】
なお、ＤＳＰ３２Ａ〜３２Ｋのそれぞれに対して連続的に供給されるデータに対して、ＤＳＰ３２Ａ〜３２Ｋのそれぞれの周期で以て処理を行い、その結果を加算することで、連続的に供給されるデータに対して残響音を付加することができることは、周知である。
【０１１１】
図１７は、各ＤＳＰ３２Ａ〜３２Ｋにおける、たたみ込み演算をするためのたたみ込みフィルタ７０の構成の一例を示す。たたみ込みフィルタ７０は、例えば、コントローラ４０からＤＳＰ３２Ａ〜３２Ｋに対して供給される所定のプログラムに基づいて実現される。端子７１からディジタルオーディオ信号が入力され、ＤＦＴ回路７２に供給される。ディジタルオーディオ信号は、ＤＦＴ回路７２で時間軸上のデータから周波数要素データに変換される。ＤＦＴ回路７２の出力は、乗算器７４に供給されると共に、遅延回路７３に供給される。
【０１１２】
遅延回路７３は、Ｎワード分の遅延を有する。すなわち、ＤＳＰ３２Ａ〜３２Ｋは、それぞれＮ＝１２８，２５６，５１２，１ｋ，２ｋ，４ｋ，８ｋ，１６ｋ，３２ｋおよび６４ｋであって、対応する遅延量を有する。遅延回路７３で遅延されたデータは、乗算器７６に供給される。
【０１１３】
乗算器７４では、端子７５から、ＤＦＴされたインパルス応答データであるフィルタ係数Ａが供給される。乗算器７４で、ＤＦＴ回路７２の出力およびフィルタ係数Ａの対応する周波数要素同士の乗算がなされる。一方、乗算器７６でも同様な処理が行われる。すなわち、端子７７から、ＤＦＴされたインパルス応答データであるフィルタ係数Ｂが供給され、遅延回路７３からの出力およびフィルタ係数Ｂの対応する周波数要素同士の乗算がなされる。
【０１１４】
乗算器７４および７６それぞれの乗算結果は、加算器７８で加算される。加算結果は、ＩＤＦＴ回路７９に供給され、周波数要素データが時間軸上のデータに変換され、端子８０から出力される。
【０１１５】
このように、たたみ込みフィルタ７０では、入力データと、Ｎワード、すなわち１ブロック分遅延された入力データとの、２ブロック分のデータを用いてたたみ込み演算が行われ、２ワード分のデータが出力される。図１４を用いて既に説明したように、出力された２ワード分のデータのうち、前半の１ワードは、捨てられる。
【０１１６】
図１８は、上述の図１７の構成に基づく、たたみ込みフィルタ７０の処理を、時間軸に対応して示す。図１８の左端側には入力データが示され、右端側には、出力データが示される。また、図１８は、全体的に、上側から下側へ向けて、時間の経過が示される。すなわち、複数のフィルタ７０が存在するように示されているが、これらは、一つのフィルタの異なるタイミングでの処理を示す。このように、１つ前のタイミングでＤＦＴした結果が遅延回路７３によって遅延されて、次のタイミングのフィルタ処理に用いられる。そのため、入力データに対して、２ブロック分遅延された出力データが連続的に出力される。
【０１１７】
図１９は、ＤＳＰ３２Ａ〜３２Ｋの並列処理の概略を示す機能ブロック図である。入力データがＤＳＰ３２Ａ〜３２Ｋのそれぞれに対して並列的に供給される。ＤＳＰ３２Ａ〜３２Ｋは、それぞれＮ＝１２８，Ｎ＝２５６，Ｎ＝５１２，Ｎ＝１ｋ，Ｎ＝２ｋ，Ｎ＝４ｋ，Ｎ＝８ｋ，Ｎ＝１６ｋ，Ｎ＝３２ｋおよびＮ＝６４ｋのポイントのたたみ込みを行う。そして、演算結果は、ＤＳＰ３２Ａ〜３２Ｋのそれぞれから、２Ｎワード分遅延されて、加算器２２に供給される。
【０１１８】
例えば、ＤＳＰ３２Ａに供給された入力データは、Ｎ＝１２８ワードからなるブロックに切り出され、切り出されたブロックに対してたたみ込み処理を行い、入力タイミングに対して２Ｎワード遅延されて演算結果が出力される。そして、次のＮワードのブロックが取り込まれ、同様な処理が繰り返される。ＤＳＰ３２Ｂ〜３２Ｋのそれぞれにおいて、同様の処理が行われる。
【０１１９】
なお、上述では、インパルス応答収集装置９７と、残響付加装置１とが別個の装置であるように記述したが、これはこの例に限定されない。すなわち、残響付加装置１に対して、ＴＳＰ信号を発生する測定用信号発生部９０や、同期加算部９４ならびにインパルス応答変換部９５を持たせる。これらは、ＣＰＵと若干の周辺部品によって構成することが可能であることは言うまでもない。残響付加装置１が元々有するＤＳＰ３０やＤＳＰ３４などを利用することも可能である。このように、残響付加装置１に対してインパルス応答を収集する機能を持たせることで、ユーザ独自の効果音を得ることができる。
【０１２０】
また、上述では、インパルス応答のたたみ込み処理を、ＤＳＰ３２Ａ〜３２Ｋといった、ハードウェアで行っているが、これはこの例に限定されず、ソフトウェア処理で行うことも可能である。同様に、ＤＳＰ３０および３４の処理も、ソフトウェアで行うことが可能である。
【０１２１】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、実際に実空間や鉄板エコー装置などでの計測により得られたインパルス応答を、丸ごとたたみ込んで残響音を生成しているため、自然で高品位な処理結果が得られるという効果がある。
【０１２２】
すなわち、この発明によれば、残響音のピッチが入力した音のピッチと等しくなるという効果がある。
【０１２３】
また、この発明によれば、インパルス応答を、ＴＳＰ信号による測定を複数回行い、得られた複数回分の結果を同期加算することで得ているため、実際の例えば鉄板エコー装置や、実際の空間によって得られる残響音よりも、高いＳ／Ｎ比を実現することができる効果がある。
【０１２４】
さらに、この発明によれば、鉄板エコー装置や実空間から得られたインパルス応答データを加工することで、残響時間の調整を行うことができるという効果がある。
【０１２５】
さらにまた、この発明によれば、互いに異なる鉄板エコー装置や実空間により得られたインパルス応答データを合成することで、実際には存在しない機器や空間をつくり出すことができる効果がある。
【０１２６】
また、この発明によれば、最良の状態でインパルス応答の計測を行ってしまえば、実際の鉄板エコー装置やホールなどの実空間のようなメンテナンスの必要性が一切無いという効果がある。
【０１２７】
さらに、この一実施形態によれば、実際に実空間や鉄板エコー装置などでの計測により得られたインパルス応答を用いて残響音を付加しているため、瞬時に別の空間や装置による残響音と入れ替えることができるという効果がある。
【０１２８】
同様に、瞬時に、別のマイクロフォンにより収録された残響に入れ替えることができるという効果がある。
【０１２９】
さらにまた、この一実施形態によれば、実際の鉄板エコー装置や実際のホールなどと比べ、より軽量でコンパクトであるうえに、容易に高品位な残響音を得ることができるという効果がある。
【０１３０】
また、この発明によれば、入手困難な機器や、解体されてしまうような空間のインパルス応答を計測し、記録媒体に記録しておけば、後に再現することが可能であるという効果がある。
【０１３１】
さらに、この一実施形態によれば、インパルス応答を収集する機能を残響付加装置に内蔵させることで、ユーザ独自の効果音を得ることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施形態による残響音を従来の巡回型フィルタによる残響音と比較して示す略線図である。
【図２】この発明によるインパルス応答収集装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図３】ホールでインパルス応答を収集する場合の例を示す略線図である。
【図４】インパルス応答の加工処理の一例を示す略線図である。
【図５】インパルス応答の加工処理の一例を示す略線図である。
【図６】インパルス応答データを用いてたたみ込みを行う残響付加装置の構成の一例を概略的に示すブロック図である。
【図７】残響付加装置の構成の一例をより具体的に示すブロック図である。
【図８】残響付加装置のオプションボードの構成の一例を示すブロック図である。
【図９】残響付加装置のフロントパネルの一例を示す略線図である。
【図１０】表示領域に表示される波紋の例を示す略線図である。
【図１１】表示領域に表示される波紋の例を示す略線図である。
【図１２】表示領域に表示される波紋の他の例を示す略線図である。
【図１３】たたみ込み演算を行う各ＤＳＰにおける処理を概略的に示す略線図である。
【図１４】各ＤＳＰにおける処理を、さらに詳細に示す略線図である。
【図１５】複数のブロックに分割してのたたみ込み演算処理について示す略線図である。
【図１６】複数のブロックに分割してのたたみ込み演算処理について示す略線図である。
【図１７】各ＤＳＰにおけるたたみ込みフィルタの構成の一例を示すブロック図である。
【図１８】たたみ込みフィルタの処理を時間軸に対応して示す略線図である。
【図１９】異なるＮワードの処理を並列的に行う例を示す略線図である。
【図２０】ＦＩＲフィルタを用いて時間軸方向にインパルス応答をたたみ込む構成の一例を示すブロック図である。
【図２１】入力信号とインパルス応答データとをそれぞれフーリエ変換して周波数要素データに変換する構成の一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１・・・残響付加装置、３０・・・ＤＳＰ、３２Ａ〜３２Ｍ・・・ＤＳＰ、３３・・・加算器、３４・・・ＤＳＰ、４０・・・コントローラ、４２・・・ＬＣＤによる表示部、４３・・・入力部、４４・・・ＣＤ−ＲＯＭドライブ、４５・・・ＣＤ−ＲＯＭ、５０・・・オプションボード、６０Ａ〜６０Ｍ・・・ＤＳＰ、６１・・・加算器、６２・・・ＤＳＰ、９０・・・測定用信号発生部、９４・・・同期加算部、９５・・・インパルス応答変換部９５、９６Ｌ，９６Ｒ・・・インパルス応答データ、９７・・・インパルス応答収集装置、１２２・・・たたみ込みフィルタ
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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