(57)【要約】      （修正有）【課題】発音直後の初期的な反射も忠実に再現した自然に減衰する残響音を生成する音響処理装置及び音響処理方法を提供する。【解決手段】音響処理装置は、音響信号ＳCを第１遅延量ＤLだけ遅延させて帰還信号ＳDを生成するとともに第１遅延量ＤLにわたる遅延のうち開始から途中までの第２遅延量ＤTだけ遅延させた音響信号ＳCを残響信号Ｒ(ｎ)として出力する遅延部３２２と、第１遅延量ＤLの遅延を発生させる伝播経路での壁面反射及び距離減衰の特性を帰還信号ＳDに付与する第１特性付与部３２４と、第２遅延量ＤTの遅延を発生させる伝播経路での壁面反射および距離減衰の特性を入力信号ＳAに付与する第２特性付与部３２６と、第１特性付与部３２４による処理後の信号ＱBと第２特性付与部３２６による処理後の信号ＱAとを加算した音響信号ＳCを遅延部３２２に供給する加算部３２８とを具備する。【選択図】図３
2017049454.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号に対する残響成分を表す残響信号を生成する装置であって、
音響信号を第１遅延量だけ遅延させて帰還信号を生成するとともに当該第１遅延量にわたる遅延のうち開始から途中までの第２遅延量だけ遅延させた前記音響信号を前記残響信号として出力する遅延部と、
前記第１遅延量の遅延を発生させる伝播経路での壁面反射および距離減衰の特性を前記帰還信号に付与する第１特性付与部と、
前記第２遅延量の遅延を発生させる伝播経路での壁面反射および距離減衰の特性を前記入力信号に付与する第２特性付与部と、
前記第１特性付与部による処理後の信号と前記第２特性付与部による処理後の信号とを加算した音響信号を前記遅延部に供給する加算部と
を具備する音響処理装置。
【請求項２】
音響空間内の受聴環境に関する指示に応じて、前記第１特性付与部が帰還信号に付与する特性と第２特性付与部が入力信号に付与する特性とを相互に連動して変化させる変数設定部
を具備する請求項１の音響処理装置。
【請求項３】
入力信号に対する残響成分を表す残響信号を生成する装置であって、
伝播経路での壁面反射の特性を音響信号に付与するフィルタ部と第１遅延量の遅延を発生させる伝播経路での距離減衰の特性に関する第１係数を音響信号に乗算する乗算部とを含む特性付与部と、
前記特性付与部による処理後の音響信号を第１遅延量だけ遅延させて帰還信号を生成するとともに当該第１遅延量にわたる遅延のうち開始から途中までの第２遅延量だけ遅延させた前記音響信号を前記残響信号として出力する遅延部と、
第２遅延量の遅延を発生させる伝播経路での距離減衰の特性に関する第２係数の前記第１係数に対する比を前記入力信号に乗算する乗算部と、
前記遅延部による処理後の信号と前記乗算部による処理後の信号とを加算した音響信号を前記特性付与部に供給する加算部と
を具備する音響処理装置。
【請求項４】
入力信号に対する残響成分を表す残響信号を生成する複数の残響処理部と、
前記複数の残響処理部が生成した残響信号と前記入力信号とを混合する混合部とを具備し、
前記複数の残響処理部の各々は、
音響信号を第１遅延量だけ遅延させて帰還信号を生成するとともに当該第１遅延量にわたる遅延のうち開始から途中までの第２遅延量だけ遅延させた前記音響信号を残響信号として出力する遅延部と、
前記第１遅延量の遅延を発生させる伝播経路での壁面反射および距離減衰の特性を前記帰還信号に付与する第１特性付与部と、
前記第２遅延量の遅延を発生させる伝播経路での壁面反射および距離減衰の特性を前記入力信号に付与する第２特性付与部と、
前記第１特性付与部による処理後の信号と前記第２特性付与部による処理後の信号とを加算した音響信号を前記遅延部に供給する加算部と
を含む
音響処理装置。
【請求項５】
入力信号に対する残響成分を表す残響信号を生成する複数の残響処理部と、
前記複数の残響処理部が生成した残響信号と前記入力信号とを混合する混合部とを具備し、
前記複数の残響処理部の各々は、
伝播経路での壁面反射の特性を音響信号に付与するフィルタ部と第１遅延量の遅延を発生させる伝播経路での距離減衰の特性に関する第１係数を音響信号に乗算する乗算部とを含む特性付与部と、
前記特性付与部による処理後の音響信号を第１遅延量だけ遅延させて帰還信号を生成するとともに当該第１遅延量にわたる遅延のうち開始から途中までの第２遅延量だけ遅延させた前記音響信号を前記残響信号として出力する遅延部と、
第２遅延量の遅延を発生させる伝播経路での距離減衰の特性に関する第２係数の前記第１係数に対する比を前記入力信号に乗算する乗算部と、
前記遅延部による処理後の信号と前記乗算部による処理後の信号とを加算した音響信号を前記特性付与部に供給する加算部と
を含む
音響処理装置。
【請求項６】
入力信号に対する残響成分を表す残響信号を生成する音響処理方法であって、
音響信号を第１遅延量だけ遅延させて帰還信号を生成するとともに当該第１遅延量にわたる遅延のうち開始から途中までの第２遅延量だけ遅延させた前記音響信号を前記残響信号として出力する遅延処理と、
前記第１遅延量の遅延を発生させる伝播経路での壁面反射および距離減衰の特性を前記帰還信号に付与する第１特性付与処理と、
前記第２遅延量の遅延を発生させる伝播経路での壁面反射および距離減衰の特性を前記入力信号に付与する第２特性付与処理と、
前記第１特性付与処理後の信号と前記第２特性付与処理後の信号とを加算した音響信号を前記遅延処理に供給する加算処理と
を実行する音響処理方法。
【請求項７】
入力信号に対する残響成分を表す残響信号を生成する音響処理方法であって、
伝播経路での壁面反射の特性を音響信号に付与する処理と第１遅延量の遅延を発生させる伝播経路での距離減衰の特性に関する第１係数を音響信号に乗算する処理とを含む特性付与処理と、
前記特性付与処理後の音響信号を第１遅延量だけ遅延させて帰還信号を生成するとともに当該第１遅延量にわたる遅延のうち開始から途中までの第２遅延量だけ遅延させた前記音響信号を前記残響信号として出力する遅延処理と、
第２遅延量の遅延を発生させる伝播経路での距離減衰の特性に関する第２係数の前記第１係数に対する比を前記入力信号に乗算する乗算処理と、
前記遅延処理後の信号と前記乗算処理後の信号とを加算した音響信号を前記特性付与処理に供給する加算処理と
を実行する音響処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音響信号に残響を付与する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
音響信号に残響を付与する技術が従来から提案されている。例えば、特許文献１には、遅延回路を含むコムフィルタのループ回路で入力信号を循環させ、遅延回路の途中のタップ位置に至った入力信号を残響信号として出力する構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−２５９０８７公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１の技術においては、入力信号の音響の開始から遅延回路のタップ位置に至るまでの遅延に相当する伝播経路での壁面反射および距離減衰の特性が入力信号に付与されずに出力される。したがって、発音直後の初期的な反射は残響音で再現されず、発音直後から自然に減衰する残響音を生成できないという問題がある。以上の事情を考慮して、本発明は、発音直後の初期的な反射も忠実に再現した自然な残響音（例えば発音直後から自然に減衰する残響音）を生成することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以上の課題を解決するために、本発明に係る音響処理装置は、入力信号に対する残響成分を表す残響信号を生成する装置であって、音響信号を第１遅延量だけ遅延させて帰還信号を生成するとともに第１遅延量にわたる遅延のうち開始から途中までの第２遅延量だけ遅延させた音響信号を残響信号として出力する遅延部と、第１遅延量の遅延を発生させる伝播経路での壁面反射および距離減衰の特性を帰還信号に付与する第１特性付与部と、第２遅延量の遅延を発生させる伝播経路での壁面反射および距離減衰の特性を入力信号に付与する第２特性付与部と、第１特性付与部による処理後の信号と第２特性付与部による処理後の信号とを加算した音響信号を遅延部に供給する加算部とを具備する。以上の構成では、第１遅延量にわたる遅延のうち開始から途中までの第２遅延量の遅延を発生させる伝播経路（すなわち、例えば発音直後における第１次反射等の初期的な反射を含む経路）での壁面反射および距離減衰の特性が入力信号に付与され、加算部による加算と遅延部による第２遅延量の遅延とを経て残響信号として出力される。したがって、第２特性付与部がなく発音直後の初期的な反射が残響信号に反映されない構成と比較して、発音直後の初期的な反射も忠実に再現した自然な残響音（例えば発音直後から自然に減衰する残響音）を生成することが可能である。
【０００６】
本発明の好適な態様において、音響空間内の受聴環境に関する指示に応じて、第１特性付与部が帰還信号に付与する特性と第２特性付与部が入力信号に付与する特性とを相互に連動して変化させる変数設定部を具備する。以上の構成では、音響空間内の受聴環境に関する指示に応じて、第１特性付与部が帰還信号に付与する特性と第２特性付与部が入力信号に付与する特性とを変数設定部が相互に連動して変化させるので、第１遅延量の遅延を発生させる伝播経路での壁面反射および距離減衰と第２遅延量の遅延を発生させる伝播経路での壁面反射および距離減衰が同じ受聴環境で発生することを残響信号に再現することができる。したがって、変数設定部がなく第１特性付与部が帰還信号に付与する特性と第２特性付与部が入力信号に付与する特性とが連動しない構成と比較して、受聴環境を適切に反映した残響信号を生成することが可能である。
【０００７】
本発明の第２態様に係る音響処理装置は、入力信号に対する残響成分を表す残響信号を生成する装置であって、伝播経路での壁面反射の特性を音響信号に付与するフィルタ部と第１遅延量の遅延を発生させる伝播経路での距離減衰の特性に関する第１係数を音響信号に乗算する乗算部とを含む特性付与部と、特性付与部による処理後の音響信号を第１遅延量だけ遅延させて帰還信号を生成するとともに第１遅延量にわたる遅延のうち開始から途中までの第２遅延量だけ遅延させた音響信号を残響信号として出力する遅延部と、第２遅延量の遅延を発生させる伝播経路での距離減衰の特性に関する第２係数の第１係数に対する比を入力信号に乗算する乗算部と、遅延部による処理後の信号と乗算部による処理後の信号とを加算した音響信号を特性付与部に供給する加算部とを具備する。以上の構成は、第２遅延量の遅延を発生させる伝播経路での距離減衰の特性に関する第２係数と、第１遅延量の遅延を発生させる伝播経路での距離減衰の特性に関する第１係数との比（第２係数／第１係数）が乗算部で入力信号に乗算されてから、特性付与部により第２遅延量の遅延を発生させる伝播経路での壁面反射の特性の付与と第１係数の乗算とが音響信号に対して行われ、遅延部による第２遅延量の遅延を経て残響信号として出力される。すなわち、乗算部による処理後の信号に特性付与部が第１係数を乗算する作用は、第１係数に対する第２係数の比を乗算部が事前に入力信号に乗算する作用により相殺される。したがって、第１係数に対する第２係数の比を乗算する乗算部がなく発音直後の初期的な反射が残響信号に反映されない構成と比較して、発音直後の初期的な反射も忠実に再現した自然な残響音（例えば発音直後から自然に減衰する残響音）を生成することが可能である。さらに、第１遅延量の遅延を発生させる伝播経路での壁面反射の特性の付与と第２遅延量の遅延を発生させる伝播経路での壁面反射の特性の付与とにフィルタ部が兼用されるので、第１遅延量の遅延を発生させる伝播経路での壁面反射の特性を付与するフィルタ部と第２遅延量の遅延を発生させる伝播経路での壁面反射の特性を付与するフィルタ部とを別個に設ける構成と比較して、音響処理装置の構成や処理が簡素化されるという利点がある。
【０００８】
本発明の第３態様に係る音響処理装置は、入力信号に対する残響成分を表す残響信号を生成する複数の残響処理部と、複数の残響処理部が生成した残響信号と入力信号とを混合する混合部とを具備し、複数の残響処理部の各々は、信号を第１遅延量だけ遅延させて帰還信号を生成するとともに第１遅延量にわたる遅延のうち開始から途中までの第２遅延量だけ遅延させた音響信号を残響信号として出力する遅延部と、第１遅延量の遅延を発生させる伝播経路での壁面反射および距離減衰の特性を帰還信号に付与する第１特性付与部と、第２遅延量の遅延を発生させる伝播経路での壁面反射および距離減衰の特性を入力信号に付与する第２特性付与部と、第１特性付与部による処理後の信号と第２特性付与部による処理後の信号とを加算した音響信号を遅延部に供給する加算部とを含む。以上の構成では、第１遅延量にわたる遅延のうち開始から途中までの第２遅延量の遅延を発生させる伝播経路（すなわち、例えば発音直後における第１次反射等の初期的な反射を含む経路）での壁面反射および距離減衰の特性が入力信号に付与され、加算部による加算と遅延部による第２遅延量の遅延とを経て残響信号として出力される。したがって、第２特性付与部がなく発音直後の初期的な反射が残響信号に反映されない構成と比較して、発音直後の初期的な反射も忠実に再現した自然な残響音（例えば発音直後から自然に減衰する残響音）を生成することが可能である。
【０００９】
本発明の第４態様に係る音響処理装置は、入力信号に対する残響成分を表す残響信号を生成する複数の残響処理部と、複数の残響処理部が生成した残響信号と入力信号とを混合する混合部とを具備し、複数の残響処理部の各々は、伝播経路での壁面反射の特性を音響信号に付与するフィルタ部と第１遅延量の遅延を発生させる伝播経路での距離減衰の特性に関する第１係数を音響信号に乗算する乗算部とを含む特性付与部と、特性付与部による処理後の音響信号を第１遅延量だけ遅延させて帰還信号を生成するとともに第１遅延量にわたる遅延のうち開始から途中までの第２遅延量だけ遅延させた音響信号を残響信号として出力する遅延部と、第２遅延量の遅延を発生させる伝播経路での距離減衰の特性に関する第２係数の第１係数に対する比を入力信号に乗算する乗算部と、遅延部による処理後の信号と乗算部による処理後の信号とを加算した音響信号を特性付与部に供給する加算部とを含む。以上の構成は、第２遅延量の遅延を発生させる伝播経路での距離減衰の特性に関する第２係数と、第１遅延量の遅延を発生させる伝播経路での距離減衰の特性に関する第１係数との比（第２係数／第１係数）が乗算部で入力信号に乗算されてから、特性付与部により第２遅延量の遅延を発生させる伝播経路での壁面反射の特性の付与と第１係数の乗算とが音響信号に対して行われ、遅延部による第２遅延量の遅延を経て残響信号として出力される。すなわち、乗算部による処理後の信号に特性付与部が第１係数を乗算する作用は、第１係数に対する第２係数の比を乗算部が事前に入力信号に乗算する作用により相殺される。したがって、第１係数に対する第２係数の比を乗算する乗算部がなく発音直後の初期的な反射が残響信号に反映されない構成と比較して、発音直後の初期的な反射も忠実に再現した自然な残響音（例えば発音直後から自然に減衰する残響音）を生成することが可能である。さらに、第１遅延量の遅延を発生させる伝播経路での壁面反射の特性の付与と第２遅延量の遅延を発生させる伝播経路での壁面反射の特性の付与とにフィルタ部が兼用されるので、第１遅延量の遅延を発生させる伝播経路での壁面反射の特性を付与するフィルタ部と第２遅延量の遅延を発生させる伝播経路での壁面反射の特性を付与するフィルタ部とを別個に設ける構成と比較して、音響処理装置の構成や処理が簡素化されるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態に係る音響システムの構成図である。
【図２】第１実施形態に係る音響処理装置の構成図である。
【図３】第１実施形態に係る音響処理装置の任意の１個の残響処理部の構成図である。
【図４】音響空間で遅延を発生させる伝播経路の表示例である。
【図５】第１実施形態に係る残響処理部にインパルス信号を入力信号として供給した場合に生成される残響信号の説明図である。
【図６】第１実施形態に係る音響処理装置にインパルス信号を入力信号として供給した場合に生成される出力信号の説明図である。
【図７】第２特性付与部を具備しない残響処理部の構成図である。
【図８】残響処理部にインパルス信号を入力信号として供給した場合に生成される残響信号の説明図である。
【図９】Ｎ個の残響処理部を含む対比例の音響処理装置にインパルス信号を入力信号として供給した場合に生成される出力信号の説明図である。
【図１０】第２実施形態に係る音響処理装置の構成図である。
【図１１】第３実施形態に係る音響処理装置の任意の１個の残響処理部の構成図である。
【図１２】変形例に係る混合部の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態に係る音響システム１０の構成図である。音響システム１０は、処理対象となる楽音や音声等の各種の音響に残響を付加して再生するためのシステムであり、信号供給装置１２０と音響処理装置１３０と放音装置１４０とを具備する。信号供給装置１２０は、音響処理装置１３０による処理対象となる音響を表す入力信号ＳAを音響処理装置１３０に供給する装置であり、例えば、周囲の音声を収音して入力信号ＳAを生成する収音機器や、可搬型または内蔵型の記録媒体から入力信号ＳAを取得して音響処理装置１３０に供給する再生機器（例えばＣＤプレーヤ）である。なお、信号供給装置１２０を音響処理装置１３０と一体に構成することも可能である。音響処理装置１３０は、信号供給装置１２０から供給される入力信号ＳAに残響を付加する残響処理で出力信号ＳBを生成する。放音装置（例えばスピーカ）１４０は、音響処理装置１３０から供給される出力信号ＳBに応じた音響を放音する。
【００１２】
図２は、第１実施形態に係る音響処理装置１３０の構成図である。音響処理装置１３０は、Ｎ個の残響処理部３２(１)〜３２(Ｎ)と混合部３４とを具備する。音響処理装置１３０の各要素は、例えば半導体記録媒体等の記憶装置に記憶されたプログラムをＣＰＵ（Central Processing Unit）等の処理装置が実行することで実現される。なお、音響処理装置１３０の一部の機能を専用の電子回路で実現した構成や、音響処理装置１３０の機能を複数の装置に分散した構成も採用され得る。
【００１３】
Ｎ個の残響処理部３２(１)〜３２(Ｎ)には入力信号ＳAが共通に供給される。Ｎ個のうち任意の１個の残響処理部３２(ｎ)(ｎ＝１〜Ｎ)は、入力信号ＳAから残響信号Ｒ(ｎ)を生成する。混合部３４は、Ｎ個の残響処理部３２(１)〜３２(Ｎ)から供給されるＮ系統の残響信号Ｒ(１)〜Ｒ(Ｎ)と入力信号ＳAとを混合することで出力信号ＳBを生成して放音装置１４０に供給する。
【００１４】
図３は、音響処理装置１３０の任意の１個の残響処理部３２(ｎ)の構成図である。図３に例示される通り、残響処理部３２(ｎ)は、遅延部３２２と第１特性付与部３２４と第２特性付与部３２６と加算部３２８とを具備する。遅延部３２２と第１特性付与部３２４と加算部３２８とでフィードバック型のコムフィルタが構成される。Ｎ個の残響処理部３２(１)〜３２(Ｎ)の構成は同様である。
【００１５】
遅延部３２２は、図３に例示される通り、加算部３２８から供給される音響信号ＳCを第１遅延量ＤLだけ遅延させて帰還信号ＳDを生成するとともに、第１遅延量ＤLにわたる遅延のうち開始から途中までの第２遅延量ＤTだけ遅延させた音響信号ＳCを残響信号Ｒ(ｎ)として出力する。
【００１６】
図４は、仮想的な音響空間１００で発生する残響音の説明図である。図４では、発音点ＰSから発音された音響が音響空間１００内の複数の伝播経路を経由して受音点ＰRに到達する場合が想定されている。図４の伝播経路ＣAは、発音点ＰSから発音された音響が音響空間１００の壁面で１回だけ反射（第１次反射）して受音点ＰRに到達する経路である。他方、伝播経路ＣBは、伝播経路ＣAから受音点ＰRを通過した音響が音響空間１００の相対向する壁面間で順次に（例えば２回）反射して受音点ＰRに到達する経路である。伝播経路ＣAを介して発音点ＰSから受音点ＰRに音響が到達してから、複数回にわたり伝播経路ＣBを介して受音点ＰRに反復的に音響が到達することで、発音点ＰSで発音された音響の残響音が受音点ＰRで観測される。
【００１７】
図３の遅延部３２２の第１遅延量ＤLは、音響信号ＳCが遅延部３２２の開始から最後に達するまでの遅延量（ループ遅延）であり、図４の伝播経路ＣBで発生する遅延量（すなわち伝播経路ＣBの始点から終点まで音響が伝播するための所要時間）に相当する。第２遅延量ＤTは、音響信号ＳCが遅延部３２２の途中にあるタップ位置に至るまでの遅延量（タップ遅延）であり、図４の伝播経路ＣAで発生する遅延量（すなわち伝播経路ＣAの始点から終点まで音響が伝播するための所要時間）に相当する。
【００１８】
図３の第１特性付与部３２４は、伝播経路ＣBでの壁面反射および距離減衰を模擬することで壁面反射および距離減衰の特性を帰還信号ＳDに付与して信号ＱBを生成する。第１実施形態の第１特性付与部３２４は、フィルタ部４２と乗算部４４とを具備する。フィルタ部４２は、伝播経路ＣBでの壁面反射を模擬する要素であり、壁面反射の特性を帰還信号ＳDに付与する。具体的には、帰還信号ＳDのうち音響空間１００の壁面で反射される周波数帯域の成分を通過させるとともに当該壁面で吸収される周波数帯域の成分を抑圧するフィルタ（例えば低域通過フィルタ）がフィルタ部４２として好適である。乗算部４４は、伝播経路ＣBでの距離減衰を模擬する要素であり、距離減衰の特性に関する第１係数ＧLを帰還信号ＳDに乗算する。第１係数ＧLは、距離減衰に相当するゲインであり、１未満の正数に設定される。したがって、第１係数ＧLの乗算により帰還信号ＳDの音量は低下する。なお、乗算部４４をフィルタ部４２と一体とした構成（第１係数ＧLの乗算の作用を加味した周波数特性をフィルタ部４２が帰還信号ＳDに付加する構成）やフィルタ部４２と乗算部４４との順序を逆転した構成も採用され得る。
【００１９】
第２特性付与部３２６は、伝播経路ＣAでの壁面反射および距離減衰を模擬することで壁面反射および距離減衰の特性を入力信号ＳAに付与して信号ＱAを生成する。第１実施形態の第２特性付与部３２６は、第１特性付与部３２４と同様に、フィルタ部６２と乗算部６４とを具備する。フィルタ部６２は、伝播経路ＣAでの壁面反射の特性を入力信号ＳAに付与する。具体的には、入力信号ＳAのうち音響空間１００の壁面で反射される周波数帯域の成分を通過させるとともに当該壁面で吸収される周波数帯域の成分を抑圧するフィルタ（例えば低域通過フィルタ）がフィルタ部６２として好適である。乗算部６４は、伝播経路ＣAでの距離減衰の特性に関する第２係数ＧTを入力信号ＳAに乗算する。第２係数ＧTは、距離減衰に相当するゲインであり、１未満の正数に設定される。したがって、第２係数ＧTの乗算により入力信号ＳAの音量は低下する。なお、乗算部６４をフィルタ部６２と一体とした構成（第２係数ＧTの乗算の作用を加味した周波数特性をフィルタ部６２が入力信号ＳAに付加する構成）やフィルタ部６２と乗算部６４との順序を逆転した構成も採用され得る。
【００２０】
加算部３２８は、第１特性付与部３２４で処理された信号ＱBと第２特性付与部３２６で処理された信号ＱAを加算して音響信号ＳCを生成し、音響信号ＳCを遅延部３２２に供給する。
【００２１】
入力信号ＳAが供給された残響処理部３２(ｎ)の動作を説明する。図５は、残響処理部３２(ｎ)にインパルス信号Ｐを入力信号ＳAとして供給した場合に生成される残響信号（すなわちインパルス応答）Ｒ(ｎ)の説明図である。
【００２２】
残響処理部３２(ｎ)に供給された入力信号ＳAは、フィルタ部６２による壁面反射の特性付与と乗算部６４による第２係数ＧTの乗算とを経て、遅延部３２２による第２遅延量ＤTの遅延後に残響信号Ｒ(ｎ)として出力される。すなわち、図５に例示される通り、入力信号ＳAのインパルス信号Ｐと比較して第２遅延量ＤTだけ遅延した時点に、インパルス信号Ｐと比較して第２係数ＧTを乗算した分だけ減衰した残響成分５１が生成される。残響成分５１は、音響空間１００内の発音点ＰSでインパルス信号Ｐを発音したときに伝播経路ＣAを介して受音点ＰRに到達する音響に相当する。
【００２３】
他方、残響成分５１の発生の時点から遅延量（ＤL−ＤT）だけ遅延部３２２で遅延された帰還信号ＳDは、フィルタ部４２による壁面反射の特性付与と乗算部４４による第１係数ＧLの乗算とを経て、遅延部３２２による第２遅延量ＤTの遅延後に残響信号Ｒ(ｎ)として出力される。すなわち、図５に例示される通り、残響成分５１と比較して第１遅延量ＤL（＝(ＤL−ＤT)＋ＤT）だけ遅延した時点に、残響成分５１と比較して第１係数ＧLを乗算した分だけ減衰した残響成分５２が生成される。残響成分５２は、音響空間１００内の発音点ＰSでインパルス信号Ｐを発音したときに、伝播経路ＣAに後続する伝播経路ＣBを介して受音点ＰRに到達する音響に相当する。
【００２４】
以上のように、インパルス信号Ｐを入力信号ＳAとして残響処理部３２(ｎ)に供給した
場合、残響処理部３２(ｎ)は、遅延部３２２による第１遅延量ＤLの遅延と第１特性付与部３２４による壁面反射および距離減衰の特性の付与（第１係数ＧLの乗算）とを含むループに信号を反復的に巡回させることで、第１遅延量ＤLに相当する間隔をあけて徐々に減衰していく複数の残響成分（５２，５３，５４，……）の時系列を含む残響信号Ｒ(ｎ)が出力される。
【００２５】
第１遅延量ＤLおよび第２遅延量ＤTの片方または両方は、Ｎ個の残響処理部３２(１)〜３２(Ｎ)の間で相違する。ただし、Ｎ個の残響処理部３２(１)〜３２(Ｎ)のうちの２個以上の間で第１遅延量ＤLを一致させたり第２遅延量ＤTを一致させたりすることも可能である。また、第１係数ＧLおよび第２係数ＧTとフィルタ部４２およびフィルタ部６２の周波数特性とについても、Ｎ個の残響処理部３２(１)〜３２(Ｎ)の各々で個別に設定され得る。これにより、音響空間１００内の相異なる伝播経路での壁面反射および距離減衰がＮ個の残響処理部３２(１)〜３２(Ｎ)により模擬される。
【００２６】
図２の混合部３４は、加算部３４２とオールパスフィルタ(以下「ＡＰＦ」という)３４４と加算部３４６とを具備する。加算部３４２は、Ｎ個の残響処理部３２(１)〜３２(Ｎ)から供給されるＮ系統の残響信号Ｒ(１)〜Ｒ(Ｎ)を加算した信号ＳFを生成してＡＰＦ３４４に供給する。ＡＰＦ３４４は、振幅を変化させずに、周波数毎に相異なる移相量だけ信号ＳFの各周波数成分の位相を変化させるフィルタであり、信号ＳFの時間軸上の密度を増やした信号ＳGを生成して加算部３４６に供給する。加算部３４６は、信号ＳGと入力信号ＳAとの加算により出力信号ＳBを生成する。以上の説明から理解される通り、Ｎ個の残響処理部３２(１)〜３２(Ｎ)と加算部３４２とＡＰＦ３４４とは、入力信号ＳAの残響音を表す信号ＳGを生成する残響生成部３２０として機能する。
【００２７】
図６は、音響処理装置１３０にインパルス信号Ｐを入力信号ＳAとして供給した場合に生成される出力信号ＳBの説明図である。Ｎ個の残響処理部３２(１)〜３２(Ｎ)から生成されるＮ系統の残響信号Ｒ(１)〜(Ｎ)と入力信号ＳAとを混合することで、図６に例示される通り、経時的に自然に減衰していく残響音が生成される。
【００２８】
第１実施形態における第２特性付与部３２６の作用を説明するために、第２特性付与部３２６を具備しない図７の残響処理部３３(ｎ)を対比例として説明する。図８は、対比例の残響処理部３３(ｎ)にインパルス信号Ｐを入力信号ＳAとして供給した場合に生成される残響信号（すなわちインパルス応答）Ｒ(ｎ)の説明図である。
【００２９】
残響処理部３３(ｎ)の構成は、図７に例示される通り、第２特性付与部３２６を具備しないこと以外は残響処理部３２(ｎ)と同様である。残響処理部３３(ｎ)に供給された入力信号ＳAは、残響処理部３２(ｎ)とは異なり、加算部３２８に直接に供給される。したがって、伝播経路ＣAでの壁面反射および距離減衰の特性が入力信号ＳAに付与されずに遅延部３２２に供給される。すなわち、図８に例示される通り、入力信号ＳAのインパルス信号Ｐと比較して第２遅延量ＤTだけ遅延した時点に、インパルス信号Ｐと同じ振幅の残響成分５１が生成される。残響成分５１の後方の各残響成分（５２，５３，５４，……）の経時的な減衰は図５の例示と同様である。
【００３０】
図９は、Ｎ個の残響処理部３３(１)〜３３(Ｎ)を含む対比例の音響処理装置１３０にインパルス信号Ｐを入力信号ＳAとして供給した場合に生成される出力信号ＳBの説明図である。Ｎ個の残響処理部３３(１)〜３３(Ｎ)から生成されるＮ系統の残響信号Ｒ(１)〜(Ｎ)と入力信号ＳAとを混合することで、第１実施形態の残響音を例示した図６との対比で理解される通り、図９の対比例では、インパルス信号Ｐの発生から所定の時間にわたり残響成分（第１次反射音）の振幅がインパルス信号Ｐと同等に維持されて減衰しない残響音が生成される。以上の説明から理解される通り、第２特性付与部３２６は、伝播経路ＣAでの壁面反射および距離減衰の特性を入力信号ＳAに付与することで経時的に自然に減衰していく残響音を生成するように作用する。すなわち、第１実施形態によれば、発音直後の初期的な反射も忠実に再現した自然な残響音を生成することが可能である。
【００３１】
＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態を説明する。以下に例示する各態様において作用や機能が第１実施形態と同様である要素については、第１実施形態の説明で使用した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。
【００３２】
図１０は、第２実施形態に係る音響処理装置１３０の構成図である。第２実施形態の音響処理装置１３０は、図２で例示した第１実施形態の音響処理装置１３０に変数設定部２０を追加した構成である。変数設定部２０は、Ｎ個の残響処理部３２(１)〜３２(Ｎ)の各々で残響信号Ｒ(ｎ)の生成に適用される変数を設定する。
【００３３】
音響処理装置１３０の利用者は、仮想的な音響空間１００内の受聴環境を任意に指示することが可能である。具体的には、例えば音響空間１００内の壁面の音響特性（反射特性や吸音特性）、音響空間１００のサイズ、発音点ＰSと受音点ＰRの位置関係等の受聴環境が利用者により指示される。変数設定部２０は、利用者から指示された受聴環境に応じて各残響処理部３２(ｎ)の変数（第１遅延量ＤL，第２遅延量ＤT，第１係数ＧL，第２係数ＧT，フィルタ部４２およびフィルタ部６２の特性）を可変に設定する。具体的には、変数設定部２０は、音響空間１００内の壁面の音響特性に応じてフィルタ部４２およびフィルタ部６２の壁面反射の特性を設定する。また、変数設定部２０は、音響空間１００のサイズと発音点ＰSと受音点ＰRの位置関係とに応じて、第１係数ＧLおよび第２係数ＧTと、第１遅延量ＤLおよび第２遅延量ＤTとを設定する。なお、利用者が指示できる受聴環境に関する情報は、以上の例示に限定されない。
【００３４】
変数設定部２０は、音響空間１００内の受聴環境に関する指示に応じて、第１特性付与部３２４が帰還信号ＳDに付与する特性と第２特性付与部３２６が入力信号ＳAに付与する特性とを相互に連動して変化させる。例えば、フィルタ部４２およびフィルタ部６２の周波数特性を規定する遮断周波数や周波数帯域毎の利得は、音響空間１００内の壁面の音響特性に関する利用者からの指示に応じて同方向（増加／減少）に同程度だけ変動する。また、乗算部４４の第１係数ＧLと乗算部６４の第２係数ＧTとは、音響空間１００のサイズや発音点ＰSと受音点ＰRの位置関係に応じて同方向に同程度だけ変動する。
【００３５】
したがって、伝播経路ＣBでの壁面反射および距離減衰と伝播経路ＣAでの壁面反射および距離減衰が同じ受聴環境で発生することを残響信号Ｒ(ｎ)に再現することができる。すなわち、変数設定部２０がなく第１特性付与部３２４が帰還信号ＳDに付与する特性と第２特性付与部３２６が入力信号に付与する特性とが連動しない構成と比較して、仮想的な音響空間１００内の受聴環境を適切に反映した残響信号Ｒ(ｎ)を生成することができる。なお、変数設定部２０以外の構成は第１実施形態と同様であるから、第２実施形態においても第１実施形態と同様の効果が実現される。
【００３６】
＜第３実施形態＞
第３実施形態の音響処理装置１３０は、第１実施形態の音響処理装置１３０のＮ個の残響処理部３２(１)〜３２(Ｎ)を、図１１に任意の１個が例示されたＮ個の残響処理部３６(１)〜３６(Ｎ)に置換した構成である。図１１に例示される通り、残響処理部３６(ｎ)は、特性付与部３５４と遅延部３２２と乗算部８４と加算部３２８とを具備する。特性付与部３５４と遅延部３２２と加算部３２８とでフィードバック型のコムフィルタが構成される。Ｎ個の残響処理部３６(１)〜３６(Ｎ)の構成は同様である。
【００３７】
特性付与部３５４には加算部３２８から音響信号ＳCが供給される。第３実施形態の特性付与部３５４は、第１実施形態の第１特性付与部３２４と同様に、音響空間１００内での壁面反射の特性を音響信号ＳCに付与するフィルタ部４２と、第１遅延量ＤLの遅延を発生させる伝播経路ＣBでの距離減衰の特性に関する第１係数ＧLを音響信号ＳCに乗算する乗算部４４とを含む。第３実施形態では、伝播経路ＣAでの壁面反射の特性の付与と伝播経路ＣBでの壁面反射の特性の付与とに共通のフィルタ部４２が兼用される。
【００３８】
特性付与部３５４による処理後の音響信号ＳEが遅延部３２２に供給される。第３実施形態の遅延部３２２は、第１実施形態の遅延部３２２と同様の処理を信号ＳEに対して行うことで、帰還信号ＳDと残響信号Ｒ(ｎ)とを生成する。具体的には、遅延部３２２は、特性付与部３５４による処理後の音響信号ＳEを第１遅延量ＤLだけ遅延させて帰還信号ＳDを生成するとともに、第１遅延量ＤLにわたる遅延のうち開始から途中までの第２遅延量ＤTだけ遅延させた音響信号ＳEを残響信号Ｒ(ｎ)として出力する。なお、フィルタ部４２と乗算部４４との順序を逆転した構成も採用され得る。
【００３９】
音響処理装置１３０に供給された入力信号ＳAは、Ｎ個の残響処理部３６(１)〜３６(Ｎ)の各々の乗算部８４に対して共通に供給される。乗算部８４は、第１係数ＧLに対する第２係数ＧTの比ＧT／ＧLを入力信号ＳAに乗算し、乗算後の信号ＱAを加算部３２８に出力する。加算部３２８は、遅延部３２２で生成された帰還信号ＳDと乗算部８４で処理された信号ＱAとを加算して音響信号ＳCを生成し、音響信号ＳCを特性付与部３５４に供給する。
【００４０】
以上の構成において、残響処理部３６(ｎ)に供給された入力信号ＳAは、乗算部８４による比ＧT／ＧLの乗算と、フィルタ部４２による壁面反射の特性の付与と、乗算部４４による第１係数ＧLの乗算とを経て、遅延部３２２により第２遅延量ＤTだけ遅延されたうえで残響信号Ｒ(ｎ)として出力される。乗算部８４による処理後に乗算部４４が第１係数ＧLを乗算する作用は、第１係数ＧLに対する第２係数ＧTの比ＧT／ＧLを乗算部８４が事前に入力信号ＳAに乗算する作用により相殺される（ＳA×(ＧT／ＧL)×ＧL＝ＳA×ＧT）。したがって、インパルス信号Ｐを入力信号ＳAとして残響処理部３６(ｎ)に供給した場合には、図５の例示と同様に、インパルス信号Ｐと比較して第２係数ＧTの乗算分（比ＧT／ＧLおよび第１係数ＧLの乗算分）だけ減衰した残響成分５１が、インパルス信号Ｐから第２遅延量ＤTだけ遅延した時点に生成される。また、遅延部３２２による第１遅延量ＤLの遅延と特性付与部３５４による壁面反射および距離減衰の特性の付与（第１係数ＧLの乗算）とを含むループで信号が反復的に巡回される。したがって、第１実施形態と同様に、第１遅延量ＤLに相当する間隔をあけて徐々に減衰していく複数の残響成分（５２，５３，５４，……）の時系列を含む残響信号Ｒ(ｎ)が出力される。そして、Ｎ個の残響処理部３６(１)〜３６(Ｎ)から生成されるＮ系統の残響信号Ｒ(１)〜(Ｎ)と入力信号ＳAとを混合部３４が混合することで出力信号ＳBを生成し、図６の例示と同様に、経時的に自然に減衰していく残響音が生成される。
【００４１】
以上に説明した通り、第３実施形態においても第１実施形態と同様に、発音直後の初期的な反射も忠実に再現した自然な残響音を生成することが可能である。また、第３実施形態では、伝播経路ＣAでの壁面反射の特性の付与と伝播経路ＣBでの壁面反射の特性の付与とに共通のフィルタ部４２が兼用されるので、伝播経路ＣBでの壁面反射の特性を付与するフィルタ部４２と伝播経路ＣAでの壁面反射の特性を付与するフィルタ部６２とを別個に設ける第１実施形態の構成と比較して、音響処理装置１３０の構成や処理が簡素化されるという利点がある。具体的には、第１実施形態ではＮ個の残響処理部３２(１)〜３２(Ｎ)の各々に設置されるフィルタ部６２を第３実施形態では省略することが可能である。以上の説明から理解される通り、音響処理装置１３０の構成や処理が簡素化されるという前述の効果は、Ｎ個の残響処理部３６(１)〜３６(Ｎ)を並列に設置する構成において格別に顕著である。
【００４２】
＜変形例＞
以上に例示した各態様は多様に変形され得る。具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された２個以上の態様は、相互に矛盾しない範囲で適宜に併合され得る。
【００４３】
（１）前述の各形態では、混合部３４が加算部３４２とＡＰＦ３４４と加算部３４６とを具備する構成を例示したが、混合部３４の構成は以上の例示に限定されない。例えば、図１２に例示される通り、Ｎ個の残響処理部３２(１)〜３２(Ｎ)から供給されるＮ系統の残響信号Ｒ(１)〜Ｒ(Ｎ)と入力信号ＳAとを加算して出力信号ＳBを生成する加算部３４８を混合部３４が具備する構成も可能である。以上の説明から理解される通り、ＡＰＦ３４４や加算部３４２は混合部３４の構成として必須ではない。つまり、混合部３４は、Ｎ個の残響処理部３２(１)〜３２(Ｎ)が生成したＮ系統の残響信号Ｒ(１)〜Ｒ(Ｎ)と入力信号ＳAとを混合する要素として包括的に表現される。したがって、Ｎ系統の残響信号Ｒ(１)〜Ｒ(Ｎ)を加算後に入力信号ＳAに加算するか（図２）Ｎ系統の残響信号Ｒ(１)〜Ｒ(Ｎ)と入力信号ＳAとを一括的に加算するか（図１２）という点や、各種のフィルタ処理（例えばＡＰＦ３４４）の有無は、本発明において不問である。ただし、ＡＰＦ３４４を具備する構成により、残響音の信号ＳGの密度を高め、より自然な残響音を生成する効果がある。なお、残響処理部３６(１)〜３６(Ｎ)が生成したＮ系統の残響信号Ｒ(１)〜Ｒ(Ｎ)と入力信号ＳAとを混合する第３実施形態の混合部３４についても同様である。
【００４４】
（２）前述の各形態で例示した音響処理装置１３０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などの汎用の演算処理装置とプログラムとの協働により好適に実現される。例えば、第１実施形態のプログラムは、音響信号ＳCを第１遅延量ＤLだけ遅延させて帰還信号ＳDを生成するとともに第１遅延量ＤLにわたる遅延のうち開始から途中までの第２遅延量ＤTだけ遅延させた音響信号ＳCを残響信号Ｒ(ｎ)として出力する遅延部３２２、第１遅延量ＤLの遅延を発生させる伝播経路ＣBでの壁面反射および距離減衰の特性を帰還信号ＳDに付与する第１特性付与部３２４、第２遅延量ＤTの遅延を発生させる伝播経路ＣAでの壁面反射および距離減衰の特性を入力信号ＳAに付与する第２特性付与部３２６、および、第１特性付与部３２４による処理後の信号ＱBと第２特性付与部３２６による処理後の信号ＱAとを加算した音響信号ＳCを遅延部３２２に供給する加算部３２８として、コンピュータを機能させる。
【００４５】
また、第３実施形態のプログラムは、伝播経路での壁面反射の特性を音響信号ＳCに付与するフィルタ部４２と第１遅延量ＤLの遅延を発生させる伝播経路ＣBでの距離減衰の特性に関する第１係数ＧLを音響信号ＳCに乗算する乗算部４４とを含む特性付与部３５４、特性付与部３５４による処理後の音響信号ＳEを第１遅延量ＤLだけ遅延させて帰還信号ＳDを生成するとともに第１遅延量ＤLにわたる遅延のうち開始から途中までの第２遅延量ＤTだけ遅延させた音響信号ＳEを残響信号Ｒ(ｎ)として出力する遅延部３２２、第２遅延量ＤTの遅延を発生させる伝播経路ＣAでの距離減衰の特性に関する第２係数ＧTの第１係数ＧLに対する比ＧT／ＧLを入力信号ＳAに乗算する乗算部８４、および、遅延部３２２による処理後の信号ＳDと乗算部８４による処理後の信号ＱAとを加算した音響信号ＳCを特性付与部３５４に供給する加算部３２８として、コンピュータを機能させる。
【００４６】
以上に例示したプログラムは、コンピュータが読取可能な記録媒体に格納された形態で提供されてコンピュータにインストールされ得る。記録媒体は、例えば非一過性（non-transitory）の記録媒体であり、ＣＤ-ＲＯＭ等の光学式記録媒体（光ディスク）が好例であるが、半導体記録媒体や磁気記録媒体等の公知の任意の形式の記録媒体を包含し得る。また、各形態に係るプログラムは、通信網を介した配信の形態で提供されてコンピュータにインストールされ得る。
【００４７】
（３）本発明の好適な態様は、前述の各形態で例示した音響処理装置１３０の動作方法（音響処理方法）としても表現され得る。例えば、第１実施形態に対応する音響処理方法は、音響信号ＳCを第１遅延量ＤLだけ遅延させて帰還信号ＳDを生成するとともに第１遅延量ＤLにわたる遅延のうち開始から途中までの第２遅延量ＤTだけ遅延させた音響信号ＳCを残響信号Ｒ(ｎ)として出力する遅延処理と、第１遅延量ＤLの遅延を発生させる伝播経路ＣBでの壁面反射および距離減衰の特性を帰還信号ＳDに付与する第１特性付与処理と、第２遅延量ＤTの遅延を発生させる伝播経路ＣAでの壁面反射および距離減衰の特性を入力信号ＳAに付与する第２特性付与処理と、第１特性付与処理後の信号ＱBと第２特性付与処理後の信号ＱAとを加算した音響信号ＳCを遅延部３２２に供給する加算処理とを包含する。
【００４８】
また、第３実施形態に対応する音響処理方法は、伝播経路での壁面反射の特性を音響信号ＳCに付与する処理と第１遅延量ＤLの遅延を発生させる伝播経路ＣBでの距離減衰の特性に関する第１係数ＧLを音響信号ＳCに乗算する処理とを含む特性付与処理と、特性付与処理後の音響信号ＳEを第１遅延量ＤLだけ遅延させて帰還信号ＳDを生成するとともに第１遅延量ＤLにわたる遅延のうち開始から途中までの第２遅延量ＤTだけ遅延させた音響信号ＳEを残響信号Ｒ(ｎ)として出力する遅延処理と、第２遅延量ＤTの遅延を発生させる伝播経路ＣAでの距離減衰の特性に関する第２係数ＧTの第１係数ＧLに対する比ＧT／ＧLを入力信号ＳAに乗算する乗算処理と、遅延処理後の信号ＳDと乗算処理後の信号ＱAとを加算した音響信号ＳCを特性付与処理に供給する加算処理とを包含する。
【符号の説明】
【００４９】
１０……音響システム、１００……音響空間、１２０……信号供給装置、１３０……音響処理装置、１４０……放音装置、２０……変数設定部、３２(ｎ)（３２(１)〜３２(Ｎ)），３３(ｎ)（３３(１)〜３３(Ｎ)），３６(ｎ)（３６(１)〜３６(Ｎ)）……残響処理部、３２２……遅延部、３４……混合部、３２４……第１特性付与部、３２６……第２特性付与部、３２８，３４２，３４６，３４８……加算部、３４４……ＡＰＦ、３５４……特性付与部、４２，６２……フィルタ部、４４，６４，８４……乗算部、５１，５２……残響成分
【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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