(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号から所望の帯域成分の信号を抽出する帯域成分抽出手段と、上記帯域成分抽出手段により抽出された帯域成分の信号における所定の４分の１周期区間を検出する４分の１周期区間検出手段と、零信号を生成する零信号生成手段と、上記４分の１周期区間検出手段により４分の１周期区間が検出されている区間では、上記零信号生成手段により生成された零信号を選択し、上記４分の１周期区間検出手段により４分の１周期区間が検出されていない区間では、上記帯域成分抽出手段により抽出された帯域成分の信号を選択する信号選択手段と、上記信号選択手段により選択された信号と上記入力信号を加算する信号加算手段とを備えた高調波生成装置。
【請求項２】
４分の１周期区間検出手段は、帯域成分抽出手段により抽出された帯域成分の信号の傾きを検出する傾き検出部と、上記帯域成分抽出手段により抽出された帯域成分の信号の符号を検出する符号検出部と、上記傾き検出部の検出結果と上記符号検出部の検出結果から所定の４分の１周期区間を判別する４分の１周期区間判別部とから構成されていることを特徴とする請求項１記載の高調波生成装置。
【請求項３】
傾き検出部は、帯域成分抽出手段により抽出された現在の帯域成分の信号と、上記帯域成分抽出手段により抽出された１サンプル前の帯域成分の信号とを比較して、現在の帯域成分の信号の傾きを検出することを特徴とする請求項２記載の高調波生成装置。
【請求項４】
傾き検出部は、帯域成分抽出手段により抽出された現在の帯域成分の信号と、上記帯域成分抽出手段により抽出された過去数サンプルの帯域成分の信号とから、現在の帯域成分の信号の傾きを検出することを特徴とする請求項２記載の高調波生成装置。
【請求項５】
４分の１周期区間判別部は、傾き検出部により検出された傾きが負であり、かつ、符号検出部により検出された符号が正である区間を所定の４分の１周期区間であると判別することを特徴とする請求項２記載の高調波生成装置。
【請求項６】
４分の１周期区間判別部は、所定の４分の１周期区間を判別したのち、傾き検出部により検出された傾きが正に変化しても、符号検出部により検出された符号が正である限り、所定の４分の１周期区間が継続していると判別することを特徴とする請求項５記載の高調波生成装置。
【請求項７】
４分の１周期区間検出手段は、帯域成分抽出手段により抽出された帯域成分の信号のゼロクロス点を検出するゼロクロス点検出部と、上記ゼロクロス点検出部の検出結果から所定の４分の１周期区間を判別する４分の１周期区間判別部とから構成されていることを特徴とする請求項１記載の高調波生成装置。
【請求項８】
信号選択手段により選択された信号に含まれている余分な帯域の信号を除去する波形整形手段を設けたことを特徴とする請求項１から請求項７のうちのいずれか１項記載の高調波生成装置。
【請求項９】
信号選択手段により選択された信号のゲインを調整するゲイン調整手段を設けたことを特徴とする請求項１から請求項８のうちのいずれか１項記載の高調波生成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、奇数次高調波と偶数次高調波を生成する高調波生成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶ＤＴＶなどにおいては、筐体デザインを重視する傾向にあり、スリムな筐体が受け入れられている。
そのため、筐体に搭載されるスピーカが小型化されることから、十分な低音感を得ることが難しい状況が発生している。
【０００３】
低音感を創作する技術として、音響心理的特徴“Ｍｉｓｓｉｎｇ  ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌ”を利用する技術が知られている。
“Ｍｉｓｓｉｎｇ  ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌ”とは、ユーザが２つ以上の周波数の音を同時に聴くと、その差分の音が聴こえる錯覚を利用するものである。
例えば、以下の特許文献１には、音響心理的特徴“Ｍｉｓｓｉｎｇ  ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌ”を利用している高調波生成装置が開示されている。
【０００４】
この高調波生成装置では、スピーカの周波数ｆ0以下の低音成分から高調波成分を生成し、その高調波成分を原音に加算することで、スピーカの周波数ｆ0以下の低音成分がなくても、その高調波成分によって低音成分が聴こえるように錯覚させている。
即ち、この高調波生成装置では、スピーカの周波数ｆ0以下の低音成分をピークホールドすることで奇数次高調波を生成し、その奇数次高調波を半波整流することで偶数次高調波を生成するようにしている。
このように、奇数次高調波と偶数次高調波を別々に生成していることから、多くの演算量を要するほか、高調波の次数に対する強度の減衰率が奇数次高調波と偶数次高調波で異なり、一定の割合で、高次の高調波ほど、強度が小さくなるような高調波の生成が困難になる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３１８５９８号公報（段落番号［００２４］〜［００２６］、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の高調波生成装置は以上のように構成されているので、多くの演算量を要するほか、高調波の次数に対する強度の減衰率が奇数次高調波と偶数次高調波で異なり、一定の割合で、高次の高調波ほど、強度が小さくなるような高調波の生成が困難である。そのため、ある次数の高調波の強度のみが大きくなるような現象が起こり易くなり、ある次数の高調波が強調されて音質の劣化を招くことがあるなどの課題があった。
【０００７】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、少ない演算量で、高次の高調波ほど、強度が小さくなるような高調波を生成することで、良質な音を再生することができる高調波生成装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係る高調波生成装置は、帯域成分抽出手段により抽出された帯域成分の信号における所定の４分の１周期区間を検出する４分の１周期区間検出手段と、４分の１周期区間検出手段により４分の１周期区間が検出されている区間では、零信号生成手段により生成された零信号を選択し、４分の１周期区間検出手段により４分の１周期区間が検出されていない区間では、帯域成分抽出手段により抽出された帯域成分の信号を選択する信号選択手段とを設け、信号加算手段が信号選択手段により選択された信号と入力信号を加算するようにしたものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、帯域成分抽出手段により抽出された帯域成分の信号における所定の４分の１周期区間を検出する４分の１周期区間検出手段と、４分の１周期区間検出手段により４分の１周期区間が検出されている区間では、零信号生成手段により生成された零信号を選択し、４分の１周期区間検出手段により４分の１周期区間が検出されていない区間では、帯域成分抽出手段により抽出された帯域成分の信号を選択する信号選択手段とを設け、信号加算手段が信号選択手段により選択された信号と入力信号を加算するように構成したので、少ない演算量で、高次の高調波ほど、強度が小さくなるような高調波を生成することができるようになり、その結果、ある次数の高調波が強調されて音質の劣化を招くことなく、良質な音を再生することができる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による高調波生成装置を示す構成図であり、図において、帯域成分抽出部１はオーディオ信号である入力信号からスピーカの最低再生周波数ｆ0以下の低音成分からなる帯域成分信号を抽出する処理を実施する。なお、帯域成分抽出部１は帯域成分抽出手段を構成している。
４分の１周期区間検出部２は帯域成分抽出部１により抽出された帯域成分信号における所定の４分の１周期区間を検出する処理を実施する。なお、４分の１周期区間検出部２は４分の１周期区間検出手段を構成している。
【００１１】
零信号生成部３は零信号を生成する処理を実施する。なお、零信号生成部３は零信号生成手段を構成している。
スイッチ４は４分の１周期区間検出部２により４分の１周期区間が検出されている区間では、零信号生成部３により生成された零信号を選択し、４分の１周期区間検出部２により４分の１周期区間が検出されていない区間では、帯域成分抽出部１により抽出された帯域成分信号を選択することにより、その零信号と帯域成分信号からなる高調波成分信号を加算器５に出力する。なお、スイッチ４は信号選択手段を構成している。
加算器５はスイッチ４から出力された高調波成分信号と入力信号を加算し、加算後の信号を出力信号として出力する。なお、加算器５は信号加算手段を構成している。
【００１２】
次に動作について説明する。
帯域成分抽出部１はオーディオ信号を入力すると、入力信号からスピーカの最低再生周波数ｆ0以下の低音成分からなる帯域成分信号を抽出し、その帯域成分信号を４分の１周期区間検出部２及びスイッチ４に出力する。
例えば、スピーカの最低再生周波数ｆ0が１００Ｈｚである場合には、１００Ｈｚ以下の低音成分からなる帯域成分信号を抽出する。
ここでは、例えば、帯域成分抽出部１により抽出された帯域成分信号が正弦波ｓｉｎωｔであるとして説明する。
零信号生成部３は、零信号を生成し、その零信号をスイッチ４に出力する。
【００１３】
４分の１周期区間検出部２は、帯域成分抽出部１が帯域成分信号を抽出すると、その帯域成分信号における所定の４分の１周期区間を検出する。
例えば、正弦波ｓｉｎωｔの１周期（−Ｔ／２〜Ｔ／２）のうち、Ｔ／４〜Ｔ／２の範囲が所定の４分の１周期区間であるとして検出する。
【００１４】
スイッチ４は、４分の１周期区間検出部２により４分の１周期区間が検出されている区間では、零信号生成部３により生成された零信号を選択し、４分の１周期区間検出部２により４分の１周期区間が検出されていない区間では、帯域成分抽出部１により抽出された帯域成分信号を選択することにより、その零信号と帯域成分信号からなる高調波成分信号を加算器５に出力する。
加算器５は、スイッチ４から高調波成分信号を受けると、その高調波成分信号と入力信号を加算し、加算後の信号を出力信号として出力する。
【００１５】
ここで、４分の１周期区間検出部２及びスイッチ４による高調波成分信号の生成過程を具体的に説明する。
４分の１周期区間検出部２は、正弦波ｓｉｎωｔの１周期（−Ｔ／２〜Ｔ／２）のうち、Ｔ／４〜Ｔ／２の範囲（所定の４分の１周期区間）では“０”を出力し、Ｔ／４〜Ｔ／２の範囲以外では“１”を出力する。
即ち、４分の１周期区間検出部２は、下記の式（１）に示すような周期的な方形波信号ｆ（ｔ）をスイッチ４に出力する。
【００１６】
スイッチ４は、下記の式（２）に示すように、４分の１周期区間検出部２から出力される方形波信号ｆ（ｔ）を正弦波ｓｉｎωｔに乗算することにより、高調波成分信号ｓｉｎωｔ・ｆ（ｔ）を生成する。
【数１】
0004986893.tif 000002
【００１７】
上記の式（２）より、スイッチ４により生成された高調波成分信号ｓｉｎωｔ・ｆ（ｔ）には、奇数次高調波と偶数次高調波が含まれており、奇数次高調波と偶数次高調波が同時に生成されていることが理解される。
ここで、図２は式（２）の算出結果に基づいてｎ次高調波の係数（強度）を示している説明図である。
図２では、高調波の次数が増す毎に、高調波の強度が徐々に減少している様子を示している。したがって、スイッチ４によって、高次の高調波ほど、強度が小さくなり、音質が良い高調波が生成されていることが分る。
【００１８】
また、図３は正弦波ｓｉｎωｔ、方形波信号ｆ（ｔ）及び高調波成分信号ｓｉｎωｔ・ｆ（ｔ）の時間軸波形と周波数特性を示す説明図である。
図３より明らかなように、スピーカでの再生が困難な低音成分の音が高調波成分信号ｓｉｎωｔ・ｆ（ｔ）には含まれており、スピーカでの再生が困難な低音成分の音を擬似的に感じさせることができることが理解される。
【００１９】
以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、帯域成分抽出部１により抽出された帯域成分信号における所定の４分の１周期区間を検出する４分の１周期区間検出部２と、４分の１周期区間検出部２により４分の１周期区間が検出されている区間では、零信号生成部３により生成された零信号を選択し、４分の１周期区間検出部２により４分の１周期区間が検出されていない区間では、帯域成分抽出部１により抽出された帯域成分信号を選択するスイッチ４とを設け、加算器５がスイッチ４により選択された信号と入力信号を加算するように構成したので、少ない演算量で、高次の高調波ほど、強度が小さくなるような高調波を生成することができるようになり、その結果、ある次数の高調波が強調されて音質の劣化を招くことなく、良質な音を再生することができる効果を奏する。
【００２０】
即ち、この実施の形態１によれば、４分の１周期区間検出部２により４分の１周期区間が検出されている区間では、零信号生成部３により生成された零信号を選択し、４分の１周期区間検出部２により４分の１周期区間が検出されていない区間では、帯域成分抽出部１により抽出された帯域成分信号を選択することで、高調波成分信号を生成しているので、その高調波成分信号が入力信号のパワーに追従した信号となり、入力信号のパワーが変動するような場合でも、自然な音を再生することができる効果を奏する。
【００２１】
また、この実施の形態１によれば、４分の１周期区間検出部２が所定の４分の１周期区間を検出し、スイッチ４が４分の１周期区間検出部２の検出結果にしたがって零信号又は帯域成分信号を選択する簡易な処理で、奇数次高調波と偶数次高調波を一度に生成しているので、低演算量で高調波を生成することができるという効果も奏する。
【００２２】
なお、この実施の形態１では、帯域成分抽出部１が入力信号からスピーカの最低再生周波数ｆ0以下の低音成分からなる帯域成分信号を抽出するものについて示したが、入力信号から高音成分からなる帯域成分信号を抽出するようにしてもよい。
このように高音成分からなる帯域成分信号を抽出して、高調波成分信号を生成するようにすれば、例えば、ｍｐ３，ＡＡＣなどの非可逆圧縮方式による符号化処理によって失われた高音成分の音を擬似的に補間する技術にも応用することができる。
【００２３】
実施の形態２．
図４はこの発明の実施の形態２による高調波生成装置を示す構成図であり、図において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
傾き検出部１１は帯域成分抽出部１により抽出された帯域成分信号の傾きを検出する処理を実施する。
符号検出部１２は帯域成分抽出部１により抽出された帯域成分信号の符号を検出する処理を実施する。
論理積素子１３は所定の４分の１周期区間を判別する４分の１周期区間判別部を構成しており、傾き検出部１１の検出結果と符号検出部１２の検出結果から所定の４分の１周期区間を判別する処理を実施する。
【００２４】
次に動作について説明する。
４分の１周期区間検出部２は、上記実施の形態１と同様にして、帯域成分抽出部１が帯域成分信号を抽出すると、その帯域成分信号における所定の４分の１周期区間を検出する。
例えば、正弦波ｓｉｎωｔの１周期（−Ｔ／２〜Ｔ／２）のうち、Ｔ／４〜Ｔ／２の範囲が所定の４分の１周期区間であるとして検出する。
【００２５】
以下、４分の１周期区間検出部２の処理内容を具体的に説明する。
まず、４分の１周期区間検出部２の傾き検出部１１は、帯域成分抽出部１により抽出された帯域成分信号の傾きを検出する。
即ち、傾き検出部１１は、帯域成分抽出部１により抽出された現在の帯域成分信号と、帯域成分抽出部１により抽出された１サンプル前の帯域成分信号とを比較し、例えば、現在の帯域成分信号が１サンプル前の帯域成分信号より大きければ、現在の帯域成分信号の傾きが正であると判別し、現在の帯域成分信号が１サンプル前の帯域成分信号より小さければ、現在の帯域成分信号の傾きが負であると判別する。
【００２６】
傾き検出部１１は、現在の帯域成分信号の傾きが正であると判別すると、“０”の傾き情報信号を論理積素子１３に出力し、現在の帯域成分信号の傾きが負であると判別すると、“１”の傾き情報信号を論理積素子１３に出力する。
ここでは、傾き検出部１１が帯域成分抽出部１により抽出された現在の帯域成分信号と、帯域成分抽出部１により抽出された１サンプル前の帯域成分信号とを比較して、現在の帯域成分信号の傾きを検出するものについて示したが、帯域成分抽出部１により抽出された現在の帯域成分信号と、帯域成分抽出部１により抽出された過去数サンプルの帯域成分信号とから、現在の帯域成分信号の傾きを検出するようにしてもよい。
【００２７】
符号検出部１２は、帯域成分抽出部１により抽出された帯域成分信号の符号を検出し、その帯域成分信号の符号が正であれば、“１”の符号情報信号を論理積素子１３に出力し、その帯域成分信号の符号が負であれば、“０”の符号情報信号を論理積素子１３に出力する。
【００２８】
論理積素子１３は、傾き検出部１１から出力された傾き情報信号と、符号検出部１２から出力された符号情報信号との論理積を求め、その論理積結果を４分の１周期情報信号としてスイッチ４に出力する。
即ち、論理積素子１３は、傾き検出部１１から出力された傾き情報信号が“１”であり、かつ、符号検出部１２から出力された符号情報信号が“１”であれば（現在の帯域成分信号の傾きが負であり、かつ、帯域成分信号の符号が正である場合）、所定の４分の１周期区間である旨を示す“１”の４分の１周期情報信号をスイッチ４に出力する。
論理積素子１３は、傾き検出部１１から出力された傾き情報信号が“０”、または、符号検出部１２から出力された符号情報信号が“０”であれば（現在の帯域成分信号の符号が負である場合、または、帯域成分信号の符号が正であっても傾きが正である場合）、所定の４分の１周期区間でない旨を示す“０”の４分の１周期情報信号をスイッチ４に出力する。
【００２９】
スイッチ４は、４分の１周期区間検出部２から所定の４分の１周期区間である旨を示す“１”の４分の１周期情報信号を受けると、零信号生成部３により生成された零信号を選択し、４分の１周期区間検出部２から所定の４分の１周期区間でない旨を示す“０”の４分の１周期情報信号を受けると、帯域成分抽出部１により抽出された帯域成分信号を選択することにより、その零信号と帯域成分信号からなる高調波成分信号を加算器５に出力する。
加算器５は、スイッチ４から高調波成分信号を受けると、上記実施の形態１と同様に、その高調波成分信号と入力信号を加算し、加算後の信号を出力信号として出力する。
【００３０】
以上で明らかなように、この実施の形態２によれば、帯域成分抽出部１により抽出された帯域成分信号の傾きを検出する傾き検出部１１と、帯域成分抽出部１により抽出された帯域成分信号の符号を検出する符号検出部１２と、傾き検出部１１の検出結果と符号検出部１２の検出結果から所定の４分の１周期区間を判別する論理積素子１３とから、４分の１周期区間検出部２を構成するようにしたので、簡単な構成で所定の４分の１周期区間を検出することができる効果を奏する。
【００３１】
実施の形態３．
図５はこの発明の実施の形態３による高調波生成装置を示す構成図であり、図において、図４と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
４分の１周期区間検出部６は図４の４分の１周期区間検出部２と同様にして、帯域成分抽出部１により抽出された帯域成分信号における所定の４分の１周期区間を検出するが、所定の４分の１周期区間を判別したのち、傾き検出部１１により検出された傾きが正に変化しても、符号検出部１２により検出された符号が正である限り、所定の４分の１周期区間が継続していると判別するようにする。なお、４分の１周期区間検出部６は４分の１周期区間検出手段を構成している。
【００３２】
カウンタ１４は論理積素子１３の論理積結果が“０”から“１”に変化する毎にカウント値をインクリメントし、符号検出部１２から出力される符号情報信号が“０”から“１”、または、“１”から“０”に変化するとカウント値を０リセットし、そのカウント値を４分の１周期情報信号としてスイッチ４に出力する処理を実施する。
なお、この実施の形態３では、論理積素子１３及びカウンタ１４から４分の１周期区間判別部が構成されている。
【００３３】
次に動作について説明する。
４分の１周期区間検出部６は、帯域成分抽出部１が帯域成分信号を抽出すると、図４の４分の１周期区間検出部２と同様に、その帯域成分信号における所定の４分の１周期区間を検出する。
例えば、正弦波ｓｉｎωｔの１周期（−Ｔ／２〜Ｔ／２）のうち、Ｔ／４〜Ｔ／２の範囲が所定の４分の１周期区間であるとして検出する。
ただし、４分の１周期区間検出部６は、所定の４分の１周期区間を判別したのち、傾き検出部１１により検出された傾きが正に変化しても、符号検出部１２により検出された符号が正である限り、所定の４分の１周期区間が継続していると判別する。
【００３４】
以下、４分の１周期区間検出部６の処理内容を具体的に説明する。
例えば、帯域成分抽出部１により抽出された帯域成分信号が、図６（ａ）に示すように、基本波と３次高調波が含まれる信号（半周期に２つの極値が存在する信号）である場合を想定する。
このような帯域成分信号が帯域成分抽出部１により抽出された場合、図４の４分の１周期区間検出部２では、所定の４分の１周期区間を検出したのち、符号検出部１２により検出された符号が正のままでも、傾き検出部１１により検出された傾きが負から正に変化すると、４分の１周期区間が終了したものと判断してしまうので、図６（ｂ）に示すような波形変形が行われる。
この場合、実際には、所定の４分の１周期区間が終了する前に、帯域成分抽出部１により抽出された帯域成分信号を選択してしまうので、ほぼ一定の割合で、高次の高調波ほど、強度が小さくなる高調波成分信号の生成ができなくなる。
【００３５】
そこで、この実施の形態３では、所定の４分の１周期区間が終了する前に、帯域成分抽出部１により抽出された帯域成分信号を選択することがないようにするために、カウンタ１４を４分の１周期区間検出部６に実装して、図６（ｃ）に示すような波形変形を実施する。
【００３６】
カウンタ１４は、論理積素子１３の論理積結果が“０”から“１”に変化する毎にカウント値をインクリメントし、符号検出部１２から出力される符号情報信号が“０”から“１”、または、“１”から“０”に変化するとカウント値を０リセットする。
このため、現在の帯域成分信号の傾きが負になり、かつ、帯域成分信号の符号が正になることによって、論理積素子１３の論理積結果が、所定の４分の１周期区間である旨を示す“１”になると、カウンタ１４のカウント値が“０”から“１”にカウントアップされ、“１”の４分の１周期情報信号（カウンタ１４のカウント値）がスイッチ４に出力される。ただし、カウントアップされる前のカウンタ１４のカウント値が“０”でなければ、カウント値がカウントアップされて、“２”以上の４分の１周期情報信号（カウント値）がスイッチ４に出力される。
この状況下では、スイッチ４は、カウンタ１４から“０”以外の４分の１周期情報信号を受けることになるので、零信号を選択する。
【００３７】
その後、半周期における２つ目の極値があることによって、帯域成分信号の傾きが負から正に変化しても、カウンタ１４のカウント値は変化しないので、相変わらず、カウンタ１４から“１”以上の４分の１周期情報信号がスイッチ４に出力される。
この状況下では、スイッチ４は、カウンタ１４から“０”以外の４分の１周期情報信号を受けることになるので、零信号の選択を継続する。
【００３８】
さらに、その後、帯域成分信号の符号が正から負に変化して、所定の４分の１周期区間が終了すると、カウンタ１４のカウント値が０リセットされ、“０”の４分の１周期情報信号（カウンタ１４のカウント値）がスイッチ４に出力される。
この状況下では、スイッチ４は、カウンタ１４から“０”の４分の１周期情報信号を受けることになるので、選択対象の信号を零信号から帯域成分抽出部１により抽出された帯域成分信号に切り替える。
【００３９】
以上で明らかなように、この実施の形態３によれば、所定の４分の１周期区間を判別したのち、傾き検出部１１により検出された傾きが正に変化しても、符号検出部１２により検出された符号が正である限り、所定の４分の１周期区間が継続していると判別するように構成したので、帯域成分抽出部１により抽出された帯域成分信号が、例えば、図６（ａ）に示すように、基本波と３次高調波が含まれているような信号であっても、ほぼ一定の割合で、高次の高調波ほど、強度が小さくなる高調波成分信号を生成することができるようになり、その結果、上記実施の形態２よりも更に良質な音を再生することができる効果を奏する。
【００４０】
なお、この実施の形態３では、カウンタ１４を４分の１周期区間検出部６に実装して、所定の４分の１周期区間を正確に判別するものについて示したが、帯域成分抽出部１により抽出された帯域成分信号を例えばＨＰＦに通す構成にして、基本波と３次高調波が同時に含まれないようにしてもよい。
この場合にも、音質劣化が起り難くなり、良質な音を再生することができる効果を奏する。
【００４１】
実施の形態４．
図７はこの発明の実施の形態４による高調波生成装置を示す構成図であり、図において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
ゼロクロス点検出部２１は帯域成分抽出部１により抽出された帯域成分信号のゼロクロス点を検出する処理を実施する。
カウンタ２２はゼロクロス点検出部２１によりゼロクロス点が検出されるとカウント値が０リセットされ、次にゼロクロス点が検出されるまでの間、サンプル値であるカウント値をカウントアップする処理を実施する。
制御信号生成部２３はカウンタ２２のカウント値とゼロクロス点検出部２１によるゼロクロス点の検出結果から、所定の４分の１周期区間を判別する処理を実施する。
この実施の形態４では、カウンタ２２及び制御信号生成部２３から４分の１周期区間判別部が構成されている。
【００４２】
次に動作について説明する。
４分の１周期区間検出部２がゼロクロス点検出部２１、カウンタ２２及び制御信号生成部２３から構成されている点以外は、上記実施の形態１と同様であるため、ゼロクロス点検出部２１、カウンタ２２及び制御信号生成部２３の処理内容のみを説明する。
この実施の形態４では、帯域成分抽出部１により抽出された帯域成分信号が、図６（ａ）に示すように、基本波と３次高調波が含まれる信号（半周期に２つの極値が存在する信号）である場合を想定する。
【００４３】
４分の１周期区間検出部２のゼロクロス点検出部２１は、帯域成分抽出部１により抽出された帯域成分信号のゼロクロス点を検出する。
ゼロクロス点検出部２１によるゼロクロス点の検出結果は、カウンタ２２及び制御信号生成部２３に出力される。
なお、ゼロクロス点の検出結果には、帯域成分抽出部１により抽出された帯域成分信号が負から正に変化することにより検出されたゼロクロス点であるのか、その帯域成分信号が正から負に変化することにより検出されたゼロクロス点であるのかを示す情報が含まれているものとする。
【００４４】
カウンタ２２は、ゼロクロス点検出部２１がゼロクロス点を検出すると、カウント値が０リセットされ、次にゼロクロス点が検出されるまでの間、サンプル値であるカウント値をカウントアップする。
【００４５】
制御信号生成部２３は、ゼロクロス点検出部２１がゼロクロス点を検出し、そのゼロクロス点が、帯域成分抽出部１により抽出された帯域成分信号が負から正に変化することにより検出されたゼロクロス点である場合、カウンタ２２のカウント値から所定の４分の１周期区間を判別する。
例えば、ゼロクロス点の検出周期が、カウント値が“０”から“１００”にカウントアップされる周期と同じであるとすれば、カウント値が“５０”の時点が４分の１周期区間の開始点で、カウント値が“１００”の時点が４分の１周期区間の終了点であると判別する。
制御信号生成部２３は、４分の１周期区間では、“１”の４分の１周期情報信号をスイッチ４に出力し、４分の１周期区間以外では、“０”の４分の１周期情報信号をスイッチ４に出力する。
【００４６】
ここで、図８はこの発明の実施の形態４による高調波生成装置により生成される高調波成分信号の時間波形と周波数特性を示す説明図である。
図８より、この実施の形態４の高調波生成装置により生成される高調波成分信号は、上記実施の形態２，３の高調波生成装置により生成される高調波成分信号と比較して、高域の高調波の減衰量が大きいことが分る。
【００４７】
以上で明らかなように、この実施の形態４によれば、帯域成分抽出部１により抽出された帯域成分信号のゼロクロス点を検出するゼロクロス点検出部２１を設け、ゼロクロス点検出部２１の検出結果から所定の４分の１周期区間を判別するように構成したので、４分の１周期区間の検出精度が向上して、高域の高調波の減衰量が大きくなり、その結果、上記実施の形態２，３よりも更に良質な音を再生することができる効果を奏する。
【００４８】
実施の形態５．
図９はこの発明の実施の形態５による高調波生成装置を示す構成図であり、図において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
波形整形部３１は例えばＬＰＦやＨＰＦなどから構成されており、スイッチ４から出力される高調波成分信号に含まれている余分な帯域の信号（例えば、ＤＣ成分、高次の高調波成分）を除去する処理を実施する。なお、波形整形部３１は波形整形手段を構成している。
乗算器３２は波形整形部３１から出力された高調波成分信号のゲインを調整する処理を実施する。なお、乗算器３２はゲイン調整手段を構成している。
図９では、波形整形部３１及び乗算器３２を図１の高調波生成装置に適用する例を示しているが、波形整形部３１及び乗算器３２を図４、図５及び図７の高調波生成装置に適用するようにしてもよい。
【００４９】
次に動作について説明する。
スイッチ４から出力される高調波成分信号には、音質の劣化を招く、ＤＣ成分や余分な高次の高調波成分が含まれていることがある。
そこで、この実施の形態５では、波形整形部３１が、ＤＣ成分を除去するために高調波成分信号をＨＰＦに通し、また、余分な高次の高調波成分を除去するために高調波成分信号をＬＰＦに通すようにする。
また、この実施の形態５では、ユーザの好みの強度の効果を付加することができるようにするために、乗算器３２が波形整形部３１から出力された高調波成分信号のゲインを調整する。
【００５０】
以上で明らかなように、この実施の形態５によれば、波形整形部３１がスイッチ４から出力される高調波成分信号に含まれている余分な帯域の信号を除去するように構成したので、音質の劣化を防止して、より良質な音を再生することができる効果を奏する。
また、この実施の形態５によれば、乗算器３２が波形整形部３１から出力された高調波成分信号のゲインを調整するように構成したので、ユーザの好みの強度の効果を付加することができる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】この発明の実施の形態１による高調波生成装置を示す構成図である。
【図２】式（２）の算出結果に基づいてｎ次高調波の係数（強度）を示している説明図である。
【図３】正弦波ｓｉｎωｔ、方形波信号ｆ（ｔ）及び高調波成分信号ｓｉｎωｔ・ｆ（ｔ）の時間軸波形と周波数特性を示す説明図である。
【図４】この発明の実施の形態２による高調波生成装置を示す構成図である。
【図５】この発明の実施の形態３による高調波生成装置を示す構成図である。
【図６】この発明の実施の形態２，３による高調波生成装置により生成される高調波成分信号の時間波形と周波数特性を示す説明図である。
【図７】この発明の実施の形態４による高調波生成装置を示す構成図である。
【図８】この発明の実施の形態４による高調波生成装置により生成される高調波成分信号の時間波形と周波数特性を示す説明図である。
【図９】この発明の実施の形態５による高調波生成装置を示す構成図である。
【符号の説明】
【００５２】
１  帯域成分抽出部（帯域成分抽出手段）、２，６  ４分の１周期区間検出部（４分の１周期区間検出手段）、３  零信号生成部（零信号生成手段）、４  スイッチ（信号選択手段）、５  加算器（信号加算手段）、１１  傾き検出部、１２  符号検出部、１３  論理積素子（４分の１周期区間判別部）、１４，２２  カウンタ（４分の１周期区間判別部）、２１  ゼロクロス点検出部、２３  制御信号生成部（４分の１周期区間判別部）、３１  波形整形部（波形整形手段）、３２  乗算器（ゲイン調整手段）。
【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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