JP2002108337A - エンベロープ検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 立ち上りの急な楽音信号に比し、遅れのない
エンベロープを検出でき，かつ構成が簡単なエンベロー
プ検出装置を提供する。 【解決手段】 従来の、ローパスフィルタを備えるエン
ベロープ検出装置から検出される、立ち上りの急な楽音
信号に比し立ち上りが遅れるエンベロープ波形と、その
楽音信号の立ち上りのタイミング、及びその急峻さを基
に生成した立ち上りが急峻なエンベロープ波形とを加算
することで、楽音信号に忠実なエンベロープを生成する
機能を備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、楽音信号のエンベ
ロープを検出するエンベロープ検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、エレクトリックギターやエレ
クトリックベースギターなどから出力される楽音信号
の、エンベロープを検出するエンベロープ検出装置が知
られている。エンベロープは、楽音信号の特徴を包絡線
で表わしたものであり、楽音信号に含まれる高調波成分
を抑制してエンベロープを検出する場合、エンベロープ
検出装置には、入力された楽音信号に含まれる高調波成
分を抑制するためのローパスフィルタが備えられる。従
って、立ち上りの急な楽音信号を上記エンベロープ検出
装置に入力すると、ローパスフィルタによって楽音信号
の立ち上りが急な部分は高調波成分と共にカットされる
ため、最初の立ち上りがなまった、即ち立ち上がりが遅
れたエンベロープが検出される。

【０００３】エレクトリックギターやエレクトリックベ
ースギターなどからの楽音に効果を付与する効果装置で
は、エレクトリックギターやエレクトリックベースギタ
ーなどの楽音信号の特性を表わすエンベロープが検出さ
れ、その検出したエンベロープに基づいて楽音信号に効
果が付与される。しかし、検出されたエンベロープが、
上記のように、最初の立ち上りがなまった、即ち立ち上
がりが遅れたエンベロープとして検出されると、立ち上
りの急な楽音信号に効果がついて行けず、エレクトリッ
クギターやエレクトリックベースギターの演奏者は、演
奏と効果との間にずれを感じることとなる。

【０００４】そこで、最初の立ち上りが急な楽音信号に
比し、遅れの小さいエンベロープを検出できるような、
エンベロープ検出装置が提案されている。例えば楽音信
号の立ち上りの部分だけ、ローパスフィルタの時定数を
小さくする制御を行うエンベロープ検出装置等である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した、楽
音信号の立ち上りの部分だけについてローパスフィルタ
の時定数を小さくするエンベロープ検出装置は、立ち上
りの急な楽音信号に比し、遅れの小さいエンベロープを
検出することができるものの、装置が複雑であるという
問題がある。

【０００６】本発明は、上記事情に鑑み、立ち上りの急
な楽音信号に比し、遅れの小さいエンベロープを検出す
ることができ、かつ構成が簡単なエンベロープ検出装置
を提供することを目的とする。

【０００７】

【発明を解決する手段】上記目的を達成するための本発
明のエンベロープ検出装置は、楽音信号を入力する入力
部と、上記入力部から入力された楽音信号の立ち上りの
タイミングを検出する立ち上り検出部と、上記入力部か
ら入力された楽音信号のエンベロープを表わすエンベロ
ープ波形を生成するエンベロープ生成部と、上記立ち上
り検出部で楽音信号の立ち上りが検出されたことを受け
て、上記エンベロープ生成部で生成されるエンベロープ
波形よりも急峻に立ち上るアタック波形を生成するアタ
ック生成部と、上記アタック生成部で生成されたアタッ
ク波形と上記エンベロ―プ生成部で生成されたエンベロ
ープ波形とを合成して新たなエンベロープ波形を生成す
る波形合成部とを備えたことを特徴とする。

【０００８】本発明のエンベロープ検出装置は、上記構
成により、立ち上り部分は立ち上りの速いアタック波形
を、その他の部分はその楽音信号の特性を受け継いだ、
従来のエンベロープ検出装置によるエンベロープ検出方
法と同じ方法で検出したエンベロープ波形を、主に合成
することで、入力された楽音信号に比し、遅れの少ない
エンベロープを検出することができる。

【０００９】ここで、上記立ち上り検出部は、上記入力
部から入力された楽音信号の立ち上りのタイミングと共
に立ち上りの急峻さを検出するものであって、上記アタ
ック生成部は、上記立ち上り検出部で検出された、楽音
信号の急峻さに応じたアタック波形を生成するものであ
ることが好ましい。

【００１０】上記アタック生成部で生成されるアタック
波形波は、楽音信号の急峻さに応じたレベルのアタック
波形を生成するものであることが好ましい。

【００１１】このように、主にエンベロープの立ち上り
部分を支配するアタック波形を、入力される楽音信号の
立ち上りの急峻さに応じて生成することによって、入力
された楽音信号に比し、立ち上りに遅れが少なく、かつ
立ち上りの部分についても楽音にさらに忠実なエンベロ
ープを検出することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。

【００１３】図１は、本発明の一実施形態のエンベロー
プ検出装置が適用された「ピッキングワウ」効果装置の
要部ブロック図である。

【００１４】この図１に示す「ピッキングワウ」効果装
置のＡＤコンバータ１には図示しないエレクトリックギ
ターもしくはエレクトリックベースギターが接続され、
ＤＡコンバータ５０には図示しない楽音出力装置、例え
ばアンプおよびスピーカなどが接続される。

【００１５】「ピッキングワウ」とは、入力された楽音
信号を帯域中心周波数や周波数帯域幅の制御が可能なバ
ンドパスフィルタに入力し、入力された楽音信号がその
バンドパスフィルタを通過する際に、入力された楽音信
号自身がもつエンベロープに従って、バンドパスフィル
タの帯域中心周波数、又は周波数帯域幅が制御されるこ
とにより発生する、「ワウ」と称する効果の一種であ
る。

【００１６】なお、図１の「ピッキングワウ」効果装置
はＣＰＵやＤＳＰ等のソフトウェアで構成されているも
のであるが、以下は、処理の説明を容易にするためハー
ドウェア的な表現で説明する。

【００１７】図１に示すピッキングワウ効果装置１００
には、エンベロープ検出装置１０が備えられている。

【００１８】ここではまず、このピッキングワウ効果装
置１００における、エンベロープ検出装置１０の働きに
ついて述べる。

【００１９】エレクトリックギターもしくはエレクトリ
ックベースギターから入力されたアナログ楽音信号は、
図１のエンベロープ検出装置１０のＡＤコンバータ１で
デジタル楽音信号に変換され、そのデジタル楽音信号
は、基本エンベロープ検出部２とトリガ検出部３との双
方に入力される。

【００２０】図２は、図１に示す基本エンベロープ検出
部２における入出力波形を示す図である。

【００２１】この基本エンベロープ検出部２は、従来の
エンベロープ検出装置で採用されている、ローパスフィ
ルタで高調波成分を抑制する方式と同じ方式のものであ
り、高調波成分を抑制するためのローパスフィルタを備
えているため、図２（a）に示す、最初の振幅が最大
で、時間の経過と共に次第に減衰する振動波形を有す
る、ＡＤコンバータ１から入力された立ち上りの急な楽
音信号は、図２（b）に示す、入力された立ち上りの急
な楽音信号に比べ最初の立ち上りがなまっていて、ピー
クをむかえた後は、楽音信号の減衰に従ってなだらかに
減少する、立ち上りが遅れたエンベロープ波形として検
出される。

【００２２】図１のトリガ検出部３では、ＡＤコンバー
タ１から入力された楽音信号の立ち上りのタイミングが
検出され、以下の作用によりパルス波が生成される。

【００２３】図３は、図１のトリガ検出部３の内部回路
のブロック図である。このトリガ検出部３における、入
力された楽音信号の立ち上りのタイミングの検出は、こ
の回路において行われる。

【００２４】この回路は、図１のＡＤコンバータ１から
入力される楽音信号を、或るサンプリング間隔で監視す
る。記憶部１１は前回のサンプリングデータを保持し、
新たなサンプリングデータの入力がある度にそれを前回
のサンプリングデータとして更新し保持する。

【００２５】図３において、今回のサンプリングデータ
が記憶部１１と減算部１２に入力されると記憶部１１に
保持されていた前回のサンプリングデータは減算部１２
に送られ、減算部１２では今回のサンプリングデータと
記憶部１１から送られた前回のサンプリングデータを減
算し、差分が算出される。なお、差分が負の場合は、そ
の値を正の値に変換する絶対値処理も含んでいる。ま
た、今回のサンプリングデータは次回にとっての前回の
サンプリングデータとして記憶部１１に保持される。し
きい値記憶部１３にはしきい値が設定されており、減算
部１２で算出された差分と、しきい値記憶部１３に設定
してあるしきい値とが比較部１４で比較され、差分がし
きい値より大きい場合に、比較部１４はパルス生成部１
５にパルス波生成の指示を出し、それを受けてパルス生
成部１５がパルス波を生成する。

【００２６】図４は、図３に示すトリガ検出部３におけ
る、入出力波形を示す図である。

【００２７】このうち図４（a）は、図２（a）と同一
の、入力された楽音信号の減衰振動波形を示す図であ
り、図４（b）は、図３のトリガ検出部３の回路の比較
部１４からの指示により、パルス生成部１５において生
成された楽音信号の発音とほぼ同時に立ち上がるパルス
波を示す図である。

【００２８】図５は、図１のアタック波形信号生成部４
における入出力波形を示す図である。

【００２９】図３のトリガ検出部３のパルス生成部１５
において生成された、図５（a）に示す、図４（b）と同
一のパルス波は、図１のアタック波形信号生成部４に送
られ、図５（b）に示すアタック波形が生成される。

【００３０】このアタック波形は、図２（b）に示す図
１の基本エンベロープ検出部２で検出されたエンベロー
プ波形の立ち上りに比べ、急速に立ち上がり、ピークを
むかえた後すみやかに立ち下がる波形である。

【００３１】図６は、図１に示すアタック波形信号・基
本エンベロープ信号合成部５における、入出力波形を示
す図である。

【００３２】図１のアタック波形信号・基本エンベロー
プ信号合成部５において、図６（a）に示す、図５（b）
と同一の、急速に立ち上がりピークをむかえた後すみや
かに立ち下がるアタック波形と、図６（b）に示す、図
２（b）と同一の最初の立ち上りがなまっていて、ピー
ク以降の波形はその楽音信号の減衰に伴い忠実に減少す
るエンベロープ波形とが、全域に渡って加算され、図６
（c）に示す、立ち上りが急で、その立ち上り以降も入
力楽音信号に忠実な、新たなエンベロープ波形が生成さ
れる。

【００３３】以上が、図１のエンベロープ検出装置１０
における、入力された楽音信号の処理である。

【００３４】上記エンベロープ検出装置１０で得られ
た、この新たなエンベロープ波形は、図１の周波数制御
部３０とＱ制御部４０との双方に入力される。

【００３５】また、図１のＡＤコンバータ１から入力さ
れた楽音信号は、前述したように、エンベロープ検出装
置１０の基本エンベロープ検出部２とトリガ検出部３と
に入力されると共に、直接、図１のバンドパスフィルタ
２０にも入力される。

【００３６】このバンドパスフィルタ２０は、入力され
る楽音信号とは別に入力される制御信号に従ってこのバ
ンドパスフィルタ２０の帯域中心周波数、及び周波数帯
域幅を変化させる機能を持つ。

【００３７】このピッキングワウ効果装置１００では、
図１の周波数制御部３０、Ｑ制御部４０がこのバンドパ
スフィルタ２０の帯域中心周波数、及び周波数帯域幅を
制御しており、このバンドパスフィルタ２０の帯域中心
周波数、及び周波数帯域幅は、図１の周波数制御部３０
とＱ制御部４０とに入力されたエンベロープ波形にした
がって制御されることとなる。

【００３８】上記制御により、バンドパスフィルタを通
過した楽音信号は、図１のＤＡコンバータ５０に入力さ
れ、そのＤＡコンバータ５０において、アナログデータ
に再変換された後、図示しない出力装置から楽音となっ
て出力される。

【００３９】この立ち上りが急で、入力された楽音信号
に忠実な新たなエンベロープ波形の利用により、演奏と
効果との間の時間的ズレが少なくなり、演奏者にとって
も演奏感が改善される。

【００４０】さらに、図３のトリガ検出部３における、
入力された楽音信号の立ち上りのタイミングを検出する
機能に、入力された楽音信号の立ち上りの急峻さに応じ
た高さのパルス波を生成する機能を付加することによっ
て、さらに演奏感を充実させることも可能である。

【００４１】これを実現するにあたっては、図３に示す
トリガ検出部３の比較部１４に代えて、減算部１２から
の出力としきい値記憶部１３からのしきい値との差分を
出力する減算部を備え、比較部１４に代えて配置された
減算部からの出力信号に応じた高さのパルス波を生成す
ることができる、図３のパルス生成部１５に代わる、パ
ルス生成部を備える。

【００４２】回路を上記のように変更した場合、比較部
１４に代えて配置された減算部において、減算部１２で
算出された差分からしきい値記憶部１３からのしきい値
を減算することにより算出された差分を表わす信号が生
成され、その信号が、図３のパルス生成部１５に代わっ
て備えられたパルス生成部に送られ、その信号に応じた
高さのパルス波が生成される。

【００４３】図３のパルス生成部１５に代えて備えられ
たパルス生成部によって生成された出力信号に応じた高
さを持つパルス波は、図１のアタック波形信号生成部４
に送られ、入力された楽音の立ち上りの急峻さに応じた
高さまで急速に立ち上がり、ピークをむかえた後すみや
かに立ち下がるアタック波形に生成される。このアタッ
ク波形と、最初の立ち上りがなまっていて、ピークをむ
かえた後、楽音信号の減衰に従ってなだらかに減少す
る、ピーク後はその楽音信号に忠実なエンベロープ波形
とが、全域に渡って加算されると、立ち上りに遅れが少
なく、更に楽音信号に忠実な新たなエンベロープ波形が
生成される。

【００４４】したがって、このようなエンベロープ波形
を生成すると、実際の演奏においては、演奏との間にズ
レを感じさせない効果を付与することに加え、演奏の強
弱に対し一層忠実な、効果の強弱を得ることができる。

【００４５】尚、上記の実施形態においては、図１のア
タック波形信号生成部４で生成されたアタック波形と基
本エンベロープ検出部２で生成されたエンベロープ波形
はアタック波形信号・基本エンベロープ信号合成部５に
おいて、全域に渡って加算されたが、図７で示すよう
に、立ち上りの部分は、図７（a）に示す、アタック波
形である図６（a）の立ち上りの急峻な部分のみを選択
し、立ち上り以外の部分については、図７（b）に示
す、図１のエンベロープ検出部２で検出されたエンベロ
ープ波形である図６（b）の立ち上り以外の部分を選択
することで、図７（c）に示す、新たなエンベロープ波
形を合成してもよい。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように本発明のエンベロー
プ検出装置によれば、簡単な構成で立ち上りの急な楽音
信号に比し、遅れがなく、楽音信号に忠実なエンベロー
プを検出できる。

【００４７】また、立ち上りに遅れのない新たなエンベ
ロープ波形が得られるので、楽器の演奏に忠実でズレが
ない「ワウ」効果などの効果装置の効果の制御に適した
エンベロープを検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態のエンベロープ検出装置が
適用された、「ピッキングワウ」効果装置の一実施形態
の概要を示す図である。

【図２】入力されたデジタル楽音信号、及び検出された
エンベロープ波形を示す図である。

【図３】トリガ検出部の中の回路を表わすブロック図で
ある。

【図４】入力されたデジタル楽音信号、及び生成された
パルス波を示す図である。

【図５】生成されたパルス波、及び生成されたアタック
波形を示す図である。

【図６】生成されたアタック波形、検出されたエンベロ
ープ波形、及び全域に渡って加算された新たなエンベロ
ープ波形を示す図である。

【図７】図６（a）の立ち上りの部分と図６（b）の立ち
上り以外の部分を加算した図である。

【符号の説明】

１ ＡＤコンバータ ２ 基本エンベロープ検出部 ３ トリガ検出部 ４ アタック波形信号生成部 ５ アタック波形信号・基本エンベロープ信号合成部 １０ エンベロープ検出装置 １１ 記憶部 １２ 減算部 １３ しきい値記憶部 １４ 比較部 １５ パルス生成部 ２０ バンドパスフィルタ ３０ 周波数制御部 ４０ Ｑ制御部 ５０ ＤＡコンバータ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 楽音信号を入力する入力部と、 前記入力部から入力された楽音信号の立ち上りのタイミ
   ングを検出する立ち上り検出部と、 前記入力部から入力された楽音信号のエンベロープを表
   わすエンベロープ波形を生成するエンベロープ生成部
   と、 前記立上り検出部で楽音信号の立ち上りが検出されたこ
   とを受けて、前記エンベロープ生成部で生成されるエン
   ベロープ波形よりも急峻に立ち上るアタック波形を生成
   するアタック生成部と、 前記アタック生成部で生成されたアタック波形と前記エ
   ンベロ―プ生成部で生成されたエンベロープ波形とを合
   成して新たなエンベロープ波形を生成する波形合成部と
   を備えたことを特徴とするエンベロープ検出装置。
2. 【請求項２】 前記立ち上り検出部は、前記入力部から
   入力された楽音信号の立ち上りのタイミングとともに該
   立ち上りの急峻さを検出するものであって、 前記アタック生成部は、前記立ち上り検出部で検出され
   た、楽音信号の急峻さに応じたアタック波形を生成する
   ものであることを特徴とする請求項１記載のエンベロー
   プ検出装置。