JPH06141391A - 音響再生装置 - Google Patents

音響再生装置

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Publication number
JPH06141391A
JPH06141391A JP28773992A JP28773992A JPH06141391A JP H06141391 A JPH06141391 A JP H06141391A JP 28773992 A JP28773992 A JP 28773992A JP 28773992 A JP28773992 A JP 28773992A JP H06141391 A JPH06141391 A JP H06141391A
Authority
JP
Japan
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signal
sound
mixing
frequency
acoustic signal
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP28773992A
Other languages
English (en)
Inventor
Takaaki Takesute
貴昭 武捨
Katsumi Saruwatari
克己 猿渡
Hitoshi Oe
仁 大江
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ono Sokki Co Ltd
Original Assignee
Ono Sokki Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】入力された音響信号に含まれていない周波数成
分を表す信号を生成でき、自然音や自然楽器の楽音等に
近い音響を表す音響信号が得られる低コストの音響再生
装置を提供する。 【構成】ミキシング回路14a、14b、14cにおい
て、入力された音響信号に所定の周波数の正弦波信号を
ミキシングすることにより、音響信号の周波数と正弦波
信号の周波数との和と差の周波数成分が含まれたミキシ
ング信号が生成される。ミキシング回路14a、14
b、14cそれぞれから出力された各ミキシング信号の
うち、和の周波数成分からなる高調波信号をハイパスフ
ィルタ16a、16b、16cで抽出し、ハイパスフィ
ルタ16a、16b、16cから出力された各高調波信
号を加算手段22で音響信号に加算する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、入力された音響信号
を、この音響信号に含まれていない高い周波数成分を含
んだ音響信号に変換する音響再生装置に関し、例えば入
力された音響信号がディジタル信号であるときに好適な
音響再生装置に関する。
【0002】
【従来の技術】CD(コンパクト ディスク)等には、
自然音や自然楽器の楽音等がディジタル信号として記録
されている。このCD等に記録されているディジタル信
号は、音響再生装置により音響を表すアナログ信号に変
換され、スピーカ等を通して音響として再生される。
【0003】ところで、音響をディジタル信号としてC
D等に記録する場合、再生したい音響の波形の最高周波
数の2倍以上の周波数でサンプリングが行われる。人間
の可聴帯域は20Hz〜20kHz程度とされており、
このため現在CD等の音響記録用メディアには約20k
Hz程度まで再生されるように、約40kHzでサンプ
リングされたディジタル信号が記録されている。
【0004】ところが、自然音や自然楽器の音には、2
0kHz以上50〜70kHz程度の高い周波数成分も
含まれており、また人間の耳には20kHz以上の音響
そのものは聞こえないとは言われているものの、20k
Hz以下の周波数のみの音と20kHz以上の周波数も
含まれた音とではその‘音色’の差を聞き分けることの
できる人も多い。一方、前述のように、CD等に記録さ
れたディジタル信号は40kHz程度でサンプリングさ
れたものであるため、このディジタル信号を従来の音響
再生装置でアナログ信号に変換しスピーカ等を通して再
生して得られた音響には20kHzを越える周波数成分
は含まれていない。このため、特に音が急激に変化する
場合、例えばある音が鳴り出した瞬間において、自然音
とは違った‘音色’として聞こえる場合があるという問
題がある。
【0005】従来の音響再生装置には、この問題を解決
するために、「レガート・リンク・コンバージョン方
式」と呼ばれるDAコンバート・システムが採用された
ものがある。この「レガート・リンク・コンバージョン
方式」は、CD等に含まれていない20kHz以上の信
号を、DSP(ディジタル シグナル プロセッサ)を
使用してディジタル演算により復元するシステムであ
る。このDSPを使用する方法は、「どんな音楽でも周
波数に反比例して自然楽器の出力レベルが減少していく
傾向にある」という原則に従って補間関数を割り出し、
この補間関数を使って、CD等にディジタル信号を記録
する際のサンプリング点の間を補間し、20kHz以上
の音響を再生する方法である(ASCII,vol.1
6,#7July 1992参照)。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】このDSPを使用する
方法は、補間関数を割り出すことが容易ではなく、また
音響再生装置の構造が複雑となりこのためコストが高く
なるという問題がある。本発明は、上記事情に鑑み、入
力された音響信号をこの音響信号に含まれていない高周
波数成分を表す音響信号に変換する低コストの音響再生
装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の第1の音響再生装置は、音響信号を入力しこ
の音響信号に所定の周波数の正弦波信号をミキシングす
ることにより、音響信号の周波数と正弦波信号の周波数
との和と差の周波数成分が含まれたミキシング信号を生
成するミキシング手段と、ミキシング手段から出力され
たミキシング信号のうち和の周波数成分からなる高調波
信号を抽出するハイパスフィルタと、ハイパスフィルタ
から出力された高調波信号を音響信号に加算する加算手
段とを備えたことを特徴とするものである。
【0008】ここで、上記音響再生装置に、高調波信号
を重み付けする重み付け手段を備えることが好ましい。
また、上記音響再生装置に、高調波信号の位相を調整す
る位相調整手段を備えることが好ましい。また、上記目
的を達成するための本発明の第2の音響再生装置は、音
響信号を入力し該音響信号に互いに異なる周波数の正弦
波信号をミキシングすることにより、音響信号の周波数
と各正弦波信号の周波数との和と差の周波数成分が含ま
れた各ミキシング信号を生成する複数のミキシング手段
と、複数のミキシング手段それぞれから出力された各ミ
キシング信号のうち和の周波数成分からなる各高調波信
号を抽出する複数のハイパスフィルタと、複数のハイパ
スフィルタそれぞれから出力された各高調波信号を音響
信号に加算する加算手段とを備えたことを特徴とするも
のである。
【0009】
【作用】本発明の音響再生装置のミキシング回路で音響
信号をミキシングする原理を説明する。一般に周期Tを
有する音響信号f(t)はDC成分がなければフーリエ
級数により、
【0010】
【数1】
【0011】として表わされる。ここで
【0012】
【数2】
【0013】である。ここで、 cos(nωt)・cos(ω0 t) =1/2{cos(nω−ω0 )t+cos(nω+ω0 )t} sin(nωt)・cos(ω0 t) =1/2{sin(nω+ω0 )t+sin(nω−ω0 )t} であるため、
【0014】
【数3】
【0015】となる。上記原理で示すように、先ずミキ
シング回路において、入力された音響信号f(t)に所
定周波数(上記ではω0 )の正弦波信号がミキシングさ
れることにより、入力された音響信号の周波数と正弦波
信号の周波数との和と差の周波数成分が含まれたミキシ
ング信号が生成される。
【0016】次に、ハイパスフィルタでは、ミキシング
回路から出力されたミキシング信号のうち、和の周波数
成分からなる高調波信号が抽出され、続いて加算手段
で、このハイパスフィルタから出力された高調波信号が
音響信号に加算される。この結果、入力された音響信号
に含まれていない周波数成分を含んだ音響信号が生成さ
れる。
【0017】ここで、重み付け回路を備えた場合は、高
調波信号に重み付けが行われるため、自然音や自然楽器
の楽音等に一層近い音響を表す音響信号を生成すること
ができる。尚、音響信号f(t)は1次の微分まで区分
的に連続であるとみなされ、したがってフーリエ級数の
公式により上記(1)式におけるan 、bn が、|a n
|<1/n,|bn |<1/nとなる。このため、例え
ば高調波信号の重み付けを−20log2 n、すなわち
−6dBdown/オクターブの特性となるように決定
するときは、この重み付けの値は1/2であり、この場
合は特に重み付けする必要はない。
【0018】また、位相調整回路を備えた場合は、入力
された音響信号と高調波信号の位相が調整されるため、
この場合も自然音や自然楽器の楽音等に一層近い音響を
表す音響信号を生成することができる。さらにまた、複
数のミキシング回路と、複数のハイパスフィルタとを備
え、加算手段により、複数の高調波信号を、入力された
音響信号に加算した場合は、種々の高周波数成分を含ん
だ音響信号が生成されるため、自然音や自然楽器の楽音
等に更に一層近い音響を表す音響信号が生成される。
【0019】
【実施例】本発明の実施例を図面を参照して説明する。
図1は、本発明の第1実施例の音響再生装置の概略構成
を示すブロック図である。本実施例の音響再生装置10
に、外部の例えばCD等からディジタル音響信号が入力
される。このディジタル音響信号は次の式で表される
が、角周波数ω0 (周波数20kHz;ω0 =2π×2
0kHz)以上の成分を含んでいない。
【0020】
【数4】
【0021】
【数5】
【0022】この音響信号は先ずD/A変換器12でア
ナログ音響信号に変換され、このアナログ音響信号が3
つのミキシング回路14a、14b、14cそれぞれに
入力される。この3つのミキシング回路14a、14
b、14cのそれぞれにおいて、アナログ音響信号はそ
れぞれ周波数ω0 、2ω0 、3ω0 の正弦波信号とミキ
シングされる。例えばミキシング回路14aの場合を例
にとると、前述したように下記の(2)式で示されるよ
うに、アナログ音響信号の周波数と正弦波信号の周波数
ω0 との和と差の周波数成分が含まれたミキシング信号
が生成される。
【0023】
【数6】
【0024】ミキシング回路14aで生成されたミキシ
ング信号を図2に模式的に示す。図2に示すように、ミ
キシング信号14には、和の周波数成分14dと差の周
波数成分14eが含まれており、この2つの周波数成分
は周波数ω0 に対して対称になっている。ミキシング回
路14b、14cにおいても、同様にそれぞれ周波数2
ω0 、3ω0 に対して対称な周波数成分を含むミキシン
グ信号が生成される。このように、ミキシング回路14
a、14b、14cでは、音響再生装置10に入力され
たディジタル音響信号に含まれていなかった周波数成分
を含んだミキシング信号が生成される。
【0025】ミキシング回路14a、14b、14cそ
れぞれから出力された各ミキシング信号はハイパスフィ
ルタ16a、16b、16cに入力され、各ミキシング
信号のうち和の周波数成分からなる高調波信号がハイパ
スフィルタ16a、16b、16cからそれぞれ抽出さ
れる。抽出された各高調波信号は、それぞれ重み付け回
路18a、18b、18cに入力されk1 、k2 、k3
で表される重み付けが行われる。
【0026】重み付け回路18a、18b、18cそれ
ぞれから出力された各高調波信号はそれぞれ位相調整回
路20a、20b、20cに入力され、この位相調整回
路20a、20b、20cで各高調波信号の位相が調整
される。位相が調整された上記の各高調波信号は、加算
回路22に入力され、この加算回路で上記のD/A変換
器12から出力されたままの状態の音響信号と加算され
る。この加算された結果を、図3に模式的に示す。D/
A変換器12から出力されたまま状態の音響信号22a
と高調波信号22bが加算された結果、図3に示すよう
に、音響再生装置10に入力された音響信号に含まれて
いない周波数成分を含んだ音響信号が生成される。この
結果、自然音や自然楽器の楽音等に近い音響を表す音響
信号が得られる。この音響信号が、図示しないスピーカ
等を経由して音響として再生され、自然音や自然楽器の
楽音等に近い音響が得られる。
【0027】上記実施例では、3つのミキシング回路1
4a、14b、14cそれぞれで音響信号に周波数ω
0 、2ω0 、3ω0 の正弦波信号をミキシングする構成
としたが、周波数ω0 の正弦波信号をミキシングして高
調波を生成するだけでも音響的にかなり改善される。一
方、さらに多くのミキシング回路を使用して周波数4ω
0 、5ω0 、……の正弦波信号を音響信号にミキシング
する構成としてもよい。この構成の場合は、一層高い周
波数成分を含んだ音響信号が生成されるため、自然音や
自然楽器の音等に一層近い音響を表す音響信号が得られ
る。
【0028】本発明の音響再生装置の第2実施例を、図
4を参照して説明する。上記第1実施例の音響再生装置
10(図1参照)が、入力されたディジタル音響信号を
D/A変換器12(図1参照)でアナログ音響信号に変
換しこのアナログ音響信号の状態で信号処理するのに対
し、第2実施例の音響再生装置30は、入力されたディ
ジタル音響信号をアナログ音響信号に変換せずにそのア
ナログ状態のままで信号処理し、D/A変換器32でア
ナログ音響信号に変換し出力する構成である。
【0029】この音響再生装置30には、図4に示すよ
うに、第1実施例と同様に入力音響信号に周波数ω0
2ω0 、3ω0 の正弦波信号をそれぞれミキシングする
ミキシング回路34a、34b、34c、これらのミキ
シング回路34a、34b、34cそれぞれから出力さ
れた各ミキシング信号から各高調波信号を抽出するハイ
パスフィルタ36a、36b、36c、これらのハイパ
スフィルタ36a、36b、36cそれぞれから出力さ
れた各高調波信号にk1 、k2 、k3 で表される重み付
けをする重み付け回路38a、38b、38c、これら
の重み付け回路38a、38b、38cそれぞれから出
力された各高調波信号を加算する加算回路40が備えら
れており、これらの回路等でディジタル音響信号に第1
実施例の音響再生装置10(図1参照)と同様の処理が
行われるが、上記のハイパスフィルタ36a、36b、
36cは入力された各音響信号の位相がずれない構成で
あり、このため、音響再生装置30に位相調整回路は備
えられていない。加算回路40から出力された音響信号
は、上記のようにD/A変換器32でアナログ音響信号
に変換され出力される。
【0030】本実施例の音響再生装置30でも、第1実
施例の音響再生装置10と同様の効果が得られる。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように本発明の音響再生装
置では、入力された音響信号に所定周波数の正弦波信号
をミキシングすることにより、入力された音響信号に含
まれていない周波数成分を含んだ音響信号が生成される
ため、自然音や自然楽器の楽音等に近い音響を表す音響
信号が得られる。この音響信号が、スピーカ等を経由し
て音響として再生されることにより、音が急激に変化す
る場合であっても、自然音や自然楽器の楽音等に近い音
響が得られる。
【0032】また、本発明の音響再生装置で行われる音
響信号の処理方法は、リアルタイムで信号処理ができ、
また低コストの音響再生装置となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施例の音響再生装置の概略構成を示すブ
ロック図である。
【図2】ミキシング回路で生成されたミキシング信号を
模式的に示すグラフである。
【図3】位相調整回路から出力された各高調波信号とD
/A変換器から出力されたままの状態の音響信号とが加
算された結果を模式的に示すグラフである。
【図4】第2実施例の音響再生装置の概略構成を示すブ
ロック図である。
【符号の説明】
10、30 音響再生装置 12、32 D/A変換器 14a、14b、14c、34a、34b、34c ミ
キシング回路 16a、16b、16c、36a、36b、36c ハ
イパスフィルタ 18a、18b、18c、38a、38b、38c 重
み付け回路 20a、20b、20c 位相調整回路 22、40 加算回路

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 音響信号を入力し該音響信号に所定の周
    波数の正弦波信号をミキシングすることにより、前記音
    響信号の周波数と前記正弦波信号の周波数との和と差の
    周波数成分が含まれたミキシング信号を生成するミキシ
    ング手段と、 該ミキシング手段から出力されたミキシング信号のうち
    和の周波数成分からなる高調波信号を抽出するハイパス
    フィルタと、 該ハイパスフィルタから出力された高調波信号を前記音
    響信号に加算する加算手段とを備えたことを特徴とする
    音響再生装置。
  2. 【請求項2】 前記高調波信号を重み付けする重み付け
    手段を備えたことを特徴とする請求項1記載の音響再生
    装置。
  3. 【請求項3】 前記高調波信号の位相を調整する位相調
    整手段を備えたことを特徴とする請求項1記載の音響再
    生装置。
  4. 【請求項4】 音響信号を入力し該音響信号に互いに異
    なる所定の周波数の正弦波信号をミキシングすることに
    より、前記音響信号の周波数と前記各正弦波信号の周波
    数との和と差の周波数成分が含まれた各ミキシング信号
    を生成する複数のミキシング手段と、 複数の該ミキシング手段それぞれから出力された各ミキ
    シング信号のうち和の周波数成分からなる各高調波信号
    を抽出する複数のハイパスフィルタと、 複数の該ハイパスフィルタそれぞれから出力された各高
    調波信号を前記音響信号に加算する加算手段とを備えた
    ことを特徴とする音響再生装置。
JP28773992A 1992-10-26 1992-10-26 音響再生装置 Withdrawn JPH06141391A (ja)

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JP28773992A JPH06141391A (ja) 1992-10-26 1992-10-26 音響再生装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008306448A (ja) * 2007-06-07 2008-12-18 Yokogawa Electric Corp 損失補償回路

Cited By (1)

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JP2008306448A (ja) * 2007-06-07 2008-12-18 Yokogawa Electric Corp 損失補償回路

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