JP2007041013A

JP2007041013A - Delay unit

Info

Publication number: JP2007041013A
Application number: JP2005221663A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Suda; 正行須田
Original assignee: Kawai Musical Instrument Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Kawai Musical Instrument Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2005-07-29
Filing date: 2005-07-29
Publication date: 2007-02-15
Anticipated expiration: 2025-07-29
Also published as: JP4675179B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce noise when a delay length is changed over. <P>SOLUTION: The delay unit 1 for outputting a digital musical sound signal from a low pass filter 24. comprises: a delay means 23 for delaying and outputting an input digital musical sound signal by a delay length; and the low pass filter 24 in which a cut-off frequency is variable, when changing the delay length. The cut-off frequency of the low pass filter 24 is gradually shifted to a lower frequency with reference to the delay signal before changing in a predetermined period, and the delay length of the delay means 23 is changed according to elapse of the predetermined period. After the predetermined period, the cut-off frequency of the low pass filter is gradually shifted to an original frequency. In the delay unit 1 such as this, click noise is reduced when the delay length is changed. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、遅延する音声を用いた効果を付与する遅延装置に関し、特に、その音声を遅延するときの遅延長が可変である遅延装置に関する。 The present invention relates to a delay device that provides an effect using delayed audio, and more particularly, to a delay device that has a variable delay length when the audio is delayed.

遅延する音声を用いた効果を付与する遅延装置が知られている。このような効果としては、エコー、リバーブが例示される。その遅延装置は、その音声を遅延するときの遅延長が可変である。このような遅延装置は、その遅延長を変更すると、遅延長の変更の前後で、出力される音声信号の波形が不連続になり、クリックノイズが発生してしまう不具合がある。このようなクリックノイズが低減されることが望まれている。 There is known a delay device that imparts an effect using delayed audio. Examples of such effects include echo and reverb. The delay device has a variable delay length when delaying the sound. Such a delay device has a problem that when the delay length is changed, the waveform of the output audio signal becomes discontinuous before and after the change of the delay length, and click noise occurs. It is desired that such click noise is reduced.

特許２５６０４２８号公報には、切り替わり部分で発生するクリックノイズを除去することができるようにした効果装置が開示されている。その効果装置は、入力した楽音信号を遅延出力し、この遅延長を切り替えることができる可変遅延手段を具え、この遅延に基づく効果を該楽音信号に対して付与する効果装置において、この可変遅延手段の遅延長を変更すべきことが指示されたとき、変更前の遅延長に対応する前記可変遅延手段の出力信号に対して減衰エンベロープを付与することを指示する第１の指示手段と、前記第１の指示手段による指示の後、或る時間が経過したとき前記可変遅延手段の遅延長を変更することを指示すると共に、変更後の遅延長に対応する前記可変遅延手段の出力信号に対して立上りエンベロープを付与することを指示する第２の指示手段と、前記第１の指示手段による指示に応答して前記変更前の遅延長に対応する前記可変遅延手段の出力信号に対して減衰エンベロープを付与し、また、前記第２の指示手段による指示に応答して前記変更後の遅延長に対応する前記可変遅延手段の出力信号に対して立上りエンベロープを付与するエンベロープ付与手段とを具え、遅延長を変更するときに生じるクリックノイズを除去したことを特徴としている。 Japanese Patent No. 2560428 discloses an effect device capable of removing click noise generated at a switching portion. The effect device comprises variable delay means capable of delaying and outputting the input musical sound signal and switching the delay length, and the variable delay means is provided in the effect device for imparting an effect based on this delay to the musical sound signal. First instruction means for instructing to add an attenuation envelope to the output signal of the variable delay means corresponding to the delay length before the change, when the instruction to change the delay length of Instructing to change the delay length of the variable delay means when a certain amount of time has elapsed after the instruction by the one instruction means, and for the output signal of the variable delay means corresponding to the changed delay length A second instruction means for instructing application of a rising envelope; and an output signal of the variable delay means corresponding to the delay length before the change in response to an instruction by the first instruction means. Providing an attenuation envelope, and in response to an instruction from the second instruction means, an envelope application means for providing a rising envelope to the output signal of the variable delay means corresponding to the changed delay length. It is characterized by eliminating click noise that occurs when changing the delay length.

特許３１８０３７１号公報には、簡略な構成で遅延時間変更時や信号切換時のノイズを防止できる信号遅延装置が開示されている。その信号遅延装置は、閉ループ状に接続された複数の遅延手段を有し、該閉ループ上に設けられた入力部に信号を入力し、該閉ループ上に設けられた出力部から信号を取り出す信号遅延装置であって、信号の発生が指示された時に、各遅延手段の出力を各遅延手段の遅延時間に対応する時間だけマスクする手段を備えている。 Japanese Patent No. 3180371 discloses a signal delay device that can prevent noise when changing a delay time or switching signals with a simple configuration. The signal delay device has a plurality of delay means connected in a closed loop shape, inputs a signal to an input section provided on the closed loop, and extracts a signal from an output section provided on the closed loop The apparatus is provided with means for masking the output of each delay means for a time corresponding to the delay time of each delay means when generation of a signal is instructed.

特許２５６０４２８号公報Japanese Patent No. 2560428 特許３１８０３７１号公報Japanese Patent No. 3180371

本発明の課題は、遅延長が切り換わるときのノイズを低減する遅延装置を提供することにある。
又、その従来例に見られる遅延出力信号の切り換えを振幅制御により除去する方式においては、出力信号の振幅制御を急速に行うとそれ自身がノイズの発生原因となる場合がある。たとえば、回転操作子により遅延長を変更するときに、頻繁に遅延長が更新されるが、その更新の間隔より速く出力信号のレベル制御を行わなくてはならないために、出力信号は、高速の振幅変調を掛けたような大変耳障りな音を示す。逆に、出力信号のレベル制御を比較的遅く設定すると遅延長変更のタイミングを長くとるように制御しなければならなく、出力信号は、回転操作子の動きに追従しないような違和感がある。
本発明の他の課題は、遅延長を高速で切り換えることができ、かつ、遅延長が切り換わるときのノイズを低減する遅延装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a delay device that reduces noise when the delay length is switched.
Further, in the method of removing the switching of the delayed output signal found in the conventional example by amplitude control, if the output signal amplitude control is performed rapidly, it may itself cause noise. For example, when the delay length is changed by the rotary operator, the delay length is frequently updated, but the output signal must be controlled at a high speed because the level control of the output signal must be performed faster than the update interval. It shows a very harsh sound like amplitude modulation. On the other hand, if the level control of the output signal is set relatively late, the delay length change timing must be controlled so that the output signal does not follow the movement of the rotary operator.
Another object of the present invention is to provide a delay device capable of switching the delay length at a high speed and reducing noise when the delay length is switched.

以下に、発明を実施するための最良の形態・実施例で使用される符号を括弧付きで用いて、課題を解決するための手段を記載する。この符号は、特許請求の範囲の記載と発明を実施するための最良の形態・実施例の記載との対応を明らかにするために付加されたものであり、特許請求の範囲に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。 In the following, means for solving the problems will be described using the reference numerals used in the best modes and embodiments for carrying out the invention in parentheses. This reference numeral is added to clarify the correspondence between the description of the claims and the description of the best mode for carrying out the invention / example, and is described in the claims. It should not be used to interpret the technical scope of the invention.

本発明による遅延装置（１）は、入力されたデジタル楽音信号を遅延長だけ遅延して出力する遅延手段（２３）と、遅延手段（２３）の出力信号データを入力し、カットオフ周波数が可変のローパスフィルタ（２４）とを備え、ローパスフィルタ（２４）よりデジタル楽音出力信号を出力する遅延装置（１）において、遅延長を変更するときに、変更前の遅延信号に対してローパスフィルタ（２４）のカットオフ周波数を予定の時間で徐々に低い周波数に移行し、その予定の時間の経過に合わせて遅延手段（２３）の遅延長の変更を行い、その予定の時間経過後に、ローパスフィルタ（２４）のカットオフ周波数を徐々に元の周波数に移行することを特徴としている。このような遅延装置（１）は、遅延長変更時のクリックノイズを低減させることができる。 The delay device (1) according to the present invention receives a delay means (23) for delaying and outputting an input digital musical tone signal by a delay length, and inputs output signal data of the delay means (23), and the cut-off frequency is variable. In the delay device (1) that outputs a digital musical tone output signal from the low-pass filter (24), when the delay length is changed, the low-pass filter (24) ) Is gradually shifted to a lower frequency at a predetermined time, the delay length of the delay means (23) is changed in accordance with the elapse of the predetermined time, and the low pass filter ( The cut-off frequency of 24) is gradually shifted to the original frequency. Such a delay device (1) can reduce click noise when changing the delay length.

本発明による遅延装置（１）は、遅延長データの変化を検出する第１遅延長検出手段（８）と、その遅延長データを第２遅延装置（６）に入力し、第２遅延装置（６）の出力データの変化を検出する第２遅延長検出手段（１１）と、第１遅延長検出手段（８）の指示によりそのカットオフ周波数を徐々に低い周波数に移行させ、第２遅延長検出手段（１１）の指示によりそのカットオフ周波数を徐々に元の周波数に移行させるカットオフ周波数指示手段（１３）とをさらに備えている。 The delay device (1) according to the present invention includes a first delay length detection means (8) for detecting a change in delay length data, and inputs the delay length data to the second delay device (6). 6) The second delay length detecting means (11) for detecting the change in the output data and the first delay length detecting means (8) instruct the first delay length detecting means (8) to gradually shift the cut-off frequency to a lower frequency. Cut-off frequency indicating means (13) for gradually shifting the cut-off frequency to the original frequency in accordance with an instruction from the detecting means (11) is further provided.

このとき、本発明による遅延装置（１）は、遅延長の変更があったときに、第１遅延長検出手段（８）とカットオフ周波数指示手段（１２）とによりローパスフィルタ（２４）のカットオフ周波数が低い周波数に移行する。遅延長データは、第２遅延装置（６）に入力され、カットオフ周波数が低い周波数に移行する時間と同等の遅延時間で読み出されてそのデータにより遅延長が変更される。そして、さらに、時間経過後に読み出された遅延長データの変化を検出する第２遅延長検出手段（１１）とカットオフ周波数指示手段（１２）によりカットオフ周波数は元の周波数に戻る。カットオフ周波数が低い周波数に移行するに連れて遅延手段（２３）の出力波形の変動は、だんだん鈍くなり、したがって、波形が切り換わる際の急激な変化が抑制され滑らかな変化となりクリックノイズが低減される。 At this time, when the delay length is changed, the delay device (1) according to the present invention cuts the low-pass filter (24) by the first delay length detection means (8) and the cut-off frequency indication means (12). The off frequency shifts to a lower frequency. The delay length data is input to the second delay device (6), read out with a delay time equivalent to the time when the cutoff frequency shifts to a lower frequency, and the delay length is changed by the data. Further, the cut-off frequency is returned to the original frequency by the second delay length detecting means (11) and the cut-off frequency indicating means (12) for detecting the change of the delay length data read after the elapse of time. As the cut-off frequency shifts to a lower frequency, the fluctuation in the output waveform of the delay means (23) gradually becomes dull, and therefore, a sudden change when the waveform is switched is suppressed and the change becomes smooth and the click noise is reduced. Is done.

本発明による遅延装置（１）は、カットオフ周波数が十分に低い周波数に移行する時間と同等の遅延時間でその遅延長データを読み出して遅延長を遅延手段（２３）に指示する遅延長指示手段（７）を備えている。 The delay device (1) according to the present invention reads delay length data with a delay time equivalent to a time when the cut-off frequency shifts to a sufficiently low frequency, and indicates the delay length to the delay means (23). (7) is provided.

本発明による遅延装置（１）は、入力音声信号を遅延長だけ遅延した遅延音声信号を出力する遅延手段（２３）と、遅延音声信号のカットオフ周波数より高い周波数帯域を減衰させるローパスフィルタ（２４）とを備えている。遅延長が更新されて遅延音声信号が変更前遅延音声信号から変更後遅延音声信号に切り換わる切換期間でのカットオフ周波数を遅延音声信号が切り換わらない無切換期間でのカットオフ周波数より低くすることにより、遅延装置（１）は、遅延長が切り換わるときのノイズを低減することができる。 The delay device (1) according to the present invention includes a delay means (23) for outputting a delayed sound signal obtained by delaying an input sound signal by a delay length, and a low-pass filter (24) for attenuating a frequency band higher than the cutoff frequency of the delayed sound signal. ). The cut-off frequency in the switching period in which the delay length is updated and the delayed audio signal is switched from the delayed audio signal before the change to the delayed audio signal after the change is made lower than the cut-off frequency in the non-switching period in which the delayed audio signal is not switched. Thus, the delay device (1) can reduce noise when the delay length is switched.

カットオフ周波数は、無切換期間から切換期間に移行する期間で単純に減少し、切換期間から無切換期間に移行する期間で単純に上昇することが好ましい。 It is preferable that the cut-off frequency is simply decreased during the transition from the non-switching period to the switching period and simply increased during the transition from the switching period to the non-switching period.

本発明による遅延装置（１）は、入力音声のうちの高域の音声を強調して入力音声信号を生成するプリエンファシスフィルタ（２２）をさらに備えていることが好ましい。遅延装置（１）は、遅延手段（２３）の１ワード当たりのビット数を入力信号のビット数より小さくすることができる。このとき、遅延手段（２３）は、その分だけ、メモリを有効に活用することができ、遅延長を長く取ることができる。通常、入力データのビット数が小さいビット幅の遅延手段を適用すると、フィードバックループによるノイズが発生する。遅延装置（１）は、さらに、このようなノイズを抑制することができる。 The delay device (1) according to the present invention preferably further includes a pre-emphasis filter (22) for generating an input audio signal by emphasizing high-frequency audio of the input audio. The delay device (1) can make the number of bits per word of the delay means (23) smaller than the number of bits of the input signal. At this time, the delay means (23) can use the memory effectively by that much, and can increase the delay length. Normally, when a bit delay unit having a small number of bits of input data is applied, noise due to a feedback loop occurs. The delay device (1) can further suppress such noise.

本発明による電子楽器は、本発明による遅延装置（１）と、入力装置の操作に対応する入力音声を生成する電子楽器本体とを備えていることが好ましい。 The electronic musical instrument according to the present invention preferably includes the delay device (1) according to the present invention and an electronic musical instrument main body that generates an input sound corresponding to the operation of the input device.

本発明によるエコー付きマイクは、本発明による遅延装置（１）と、入力音声を入力音声信号に変換するマイク本体とを備えていることが好ましい。 The echo-equipped microphone according to the present invention preferably includes the delay device (1) according to the present invention and a microphone main body that converts input sound into an input sound signal.

本発明による遅延装置は、遅延長が切り換わるときのノイズを低減することができる。 The delay device according to the present invention can reduce noise when the delay length is switched.

図面を参照して、本発明による遅延装置の実施の形態を記載する。その遅延装置１は、図１に示されているように、遅延制御装置２と第１遅延装置３とを備えている。遅延制御装置２は、機能ブロックとしてデータバッファ５と第２遅延装置６と遅延長指示手段７と第１遅延長検出手段８と第２遅延長検出手段１１とカットオフ周波数指示手段１２とを備えている。 An embodiment of a delay device according to the present invention will be described with reference to the drawings. The delay device 1 includes a delay control device 2 and a first delay device 3, as shown in FIG. The delay control device 2 includes a data buffer 5, a second delay device 6, a delay length instruction means 7, a first delay length detection means 8, a second delay length detection means 11, and a cutoff frequency instruction means 12 as functional blocks. ing.

コントローラ１４は、ユーザにより操作される入力装置であり、ユーザにより操作されて生成される遅延長データをＣＰＵ１５に出力する。コントローラ１４としては、ユーザにより操作されて数値が出力されるテンキー、連続量を出力するノブ（回転操作子）が例示される。すなわち、ＣＰＵ１５は、コントローラ１４から出力される遅延長データを遅延制御装置２に出力する。 The controller 14 is an input device operated by a user, and outputs delay length data generated by being operated by the user to the CPU 15. Examples of the controller 14 include a numeric keypad that is operated by a user to output a numerical value, and a knob (rotary operation element) that outputs a continuous amount. That is, the CPU 15 outputs the delay length data output from the controller 14 to the delay control device 2.

データバッファ５は、コントローラ１４から入力される遅延長データを一時的に記憶し、その遅延長データを第２遅延装置６と第１遅延長検出手段８とにサンプリング毎に出力する。第２遅延装置６は、データバッファ５から出力される遅延長データを所定の時間だけ遅延してＯＵＴ１から遅延長指示手段７に出力する。第２遅延装置６は、さらに、データバッファ５から出力される遅延長データを所定の時間だけ遅延してＯＵＴ２から第２遅延長検出手段１１に出力する。遅延長指示手段７は、第２遅延装置６から出力される遅延長データを第１遅延装置３に出力する。 The data buffer 5 temporarily stores the delay length data input from the controller 14 and outputs the delay length data to the second delay device 6 and the first delay length detection means 8 for each sampling. The second delay device 6 delays the delay length data output from the data buffer 5 by a predetermined time and outputs it from OUT1 to the delay length instruction means 7. The second delay device 6 further delays the delay length data output from the data buffer 5 by a predetermined time and outputs the delayed data from OUT2 to the second delay length detection means 11. The delay length instruction means 7 outputs the delay length data output from the second delay device 6 to the first delay device 3.

第１遅延長検出手段８は、データバッファ５から出力される遅延長データが更新されたことが検出されたときに、その更新のタイミングを示すタイミング信号を出力する。第２遅延長検出手段１１は、第２遅延装置６から出力される遅延長データが更新されたことが検出されたときに、その更新のタイミングを示すタイミング信号を出力する。カットオフ周波数指示手段１２は、第１遅延長検出手段８から出力されるタイミング信号を検出したときに、所定の期間で１から０に単純に減少する周波数データＦに基づいて値Ａを算出する。周波数データＦは、その期間以降に０を示す。カットオフ周波数指示手段１２は、さらに、第２遅延長検出手段１１から出力されるタイミング信号を検出したときに、所定の期間で０から１に単純に上昇する周波数データＦに基づいて値Ａを算出する。周波数データＦは、その期間以降に１を示す。 When it is detected that the delay length data output from the data buffer 5 has been updated, the first delay length detection means 8 outputs a timing signal indicating the update timing. When it is detected that the delay length data output from the second delay device 6 has been updated, the second delay length detection means 11 outputs a timing signal indicating the update timing. When detecting the timing signal output from the first delay length detection means 8, the cutoff frequency instruction means 12 calculates the value A based on the frequency data F that simply decreases from 1 to 0 in a predetermined period. . The frequency data F indicates 0 after that period. The cut-off frequency instruction means 12 further determines the value A based on the frequency data F that simply rises from 0 to 1 in a predetermined period when the timing signal output from the second delay length detection means 11 is detected. calculate. The frequency data F indicates 1 after that period.

第１遅延装置３は、機能ブロックとして加算器２１とプリエンファシスフィルタ２２と遅延手段２３とローパスフィルタ２４と乗算器２５と加算器２６とを備えている。加算器２１は、第１遅延装置３に入力される音声信号と乗算器２５から出力される音声信号とが加算された合成音声信号をプリエンファシスフィルタ２２に出力する。すなわち、加算器２１は、サンプリング周期ごとに、第１遅延装置３に入力される音声信号の変位と乗算器２５から出力される音声信号の変位とを加算した値を出力する。プリエンファシスフィルタ２２は、加算器２１から出力される音声信号の高域を強調して遅延手段２３に出力する。 The first delay device 3 includes an adder 21, a pre-emphasis filter 22, a delay unit 23, a low-pass filter 24, a multiplier 25, and an adder 26 as functional blocks. The adder 21 outputs a synthesized speech signal obtained by adding the speech signal input to the first delay device 3 and the speech signal output from the multiplier 25 to the pre-emphasis filter 22. That is, the adder 21 outputs a value obtained by adding the displacement of the audio signal input to the first delay device 3 and the displacement of the audio signal output from the multiplier 25 for each sampling period. The pre-emphasis filter 22 emphasizes the high frequency of the audio signal output from the adder 21 and outputs it to the delay unit 23.

遅延手段２３は、入力される音声信号を記憶する記憶装置であり、プリエンファシスフィルタ２２から出力された音声信号を遅延長指示手段７から出力される遅延長データ分だけ遅延させて出力する。ローパスフィルタ２４は、遅延手段２３から出力される音声信号をカットオフ周波数指示手段１２から出力される値に基づいて高域の音声信号のゲインを低減して、乗算器２５と加算器２６とに出力する。乗算器２５は、ローパスフィルタ２４から出力される音声信号にフィードバック係数を乗算して加算器２１に出力する。加算器２６は、第１遅延装置３に入力される音声信号とローパスフィルタ２４から出力される音声信号とを加算して外部に出力する。 The delay unit 23 is a storage device that stores an input audio signal, and outputs the audio signal output from the pre-emphasis filter 22 by delaying the audio signal by the delay length data output from the delay length instruction unit 7. The low-pass filter 24 reduces the gain of the high-frequency audio signal based on the value output from the cut-off frequency instruction unit 12 from the audio signal output from the delay unit 23, and outputs the gain to the multiplier 25 and the adder 26. Output. The multiplier 25 multiplies the audio signal output from the low-pass filter 24 by the feedback coefficient and outputs the result to the adder 21. The adder 26 adds the audio signal input to the first delay device 3 and the audio signal output from the low pass filter 24 and outputs the result to the outside.

図２は、プリエンファシスフィルタ２２の機能ブロックを示している。プリエンファシスフィルタ２２は、サンプリング周期毎に演算する乗算器３１と１サンプリングディレー３２と乗算器３３と加算器３４と乗算器３５とを備えている。乗算器３１は、入力される信号に１を乗算した値を出力する。１サンプリングディレー３２は、入力される信号を１サンプリング周期だけ遅延して出力する。乗算器３３は、１サンプリングディレー３２から出力される値に０．７５を乗算した値を出力する。加算器３４は、乗算器３１から出力される値から乗算器３３から出力される値を減算した値を出力する。乗算器３５は、加算器３４から出力される値に４を乗算した値を出力する。 FIG. 2 shows functional blocks of the pre-emphasis filter 22. The pre-emphasis filter 22 includes a multiplier 31, a sampling delay 32, a multiplier 33, an adder 34, and a multiplier 35 that calculate every sampling period. The multiplier 31 outputs a value obtained by multiplying the input signal by 1. The one sampling delay 32 delays the input signal by one sampling period and outputs it. The multiplier 33 outputs a value obtained by multiplying the value output from the one sampling delay 32 by 0.75. The adder 34 outputs a value obtained by subtracting the value output from the multiplier 33 from the value output from the multiplier 31. The multiplier 35 outputs a value obtained by multiplying the value output from the adder 34 by 4.

図３は、プリエンファシスフィルタ２２の出力特性を示している。その出力特性３９は、周波数が２ｋＨｚ以上の領域から周波数が高くなるにつれてゲインが大きくなっていることを示している。 FIG. 3 shows the output characteristics of the pre-emphasis filter 22. The output characteristic 39 indicates that the gain increases as the frequency increases from the region where the frequency is 2 kHz or higher.

図４は、ローパスフィルタ２４の機能ブロックを示している。ローパスフィルタ２４は、サンプリング周期毎に演算する乗算器４１と加算器４２と１サンプリングディレー４３と乗算器４４とを備えている。乗算器４１は、入力される信号に所定の値Ａが乗算された値を出力する。その所定の値Ａは、カットオフ周波数指示手段１２において算出される周波数データＦを用いて、次式：
Ａ＝０．２４１５×Ｆ＋０．００８５
により表現され、０．２５から０．００８５の範囲で変動する。 FIG. 4 shows functional blocks of the low-pass filter 24. The low-pass filter 24 includes a multiplier 41, an adder 42, one sampling delay 43, and a multiplier 44 that calculate every sampling period. The multiplier 41 outputs a value obtained by multiplying the input signal by a predetermined value A. The predetermined value A is obtained by using the frequency data F calculated by the cut-off frequency instruction means 12 using the following formula:
A = 0.2415 × F + 0.0085
And varies in the range of 0.25 to 0.0085.

加算器４２は、乗算器４１から出力される値と１サンプリングディレー４３から出力される値とを加算した値から乗算器４４から出力される値を減算した値を１サンプリングディレー４３と次段演算器に出力する。１サンプリングディレー４３は、加算器４２から出力される値を１サンプリング周期だけ遅延して加算器４２と乗算器４４とに出力する。乗算器４４は、１サンプリングディレー４３から出力される値に所定の値Ａを乗算した値を加算器４２に出力する。 The adder 42 subtracts the value output from the multiplier 44 from the value obtained by adding the value output from the multiplier 41 and the value output from the 1 sampling delay 43 to the next sampling operation with the 1 sampling delay 43. Output to the instrument. The one sampling delay 43 delays the value output from the adder 42 by one sampling period and outputs the delayed value to the adder 42 and the multiplier 44. The multiplier 44 outputs a value obtained by multiplying the value output from the one sampling delay 43 by a predetermined value A to the adder 42.

図５は、ローパスフィルタ２４の周波数特性を示している。その周波数特性は、カットオフ周波数指示手段１２から出力される値により異なっている。その周波数特性４７は、カットオフ周波数指示手段１２から出力される値に基づいて算出されるカットオフ周波数以下の領域ではゲインがフラットであり、そのカットオフ周波数以上の領域では周波数が高くなるにつれてゲインが小さくなっていることを示している。 FIG. 5 shows the frequency characteristics of the low-pass filter 24. The frequency characteristic differs depending on the value output from the cut-off frequency instruction means 12. The frequency characteristic 47 is such that the gain is flat in the region below the cut-off frequency calculated based on the value output from the cut-off frequency instruction means 12, and the gain increases as the frequency increases in the region above the cut-off frequency. Indicates that it is getting smaller.

カットオフ周波数指示手段１２において算出される周波数データＦが０であるときの周波数特性４８は、周波数が６０Ｈｚ以下の領域でゲインがフラットであり、周波数が６０Ｈｚ以上の領域では周波数が高くなるにつれてゲインが小さくなっていることを示している。周波数データＦが１であるときの周波数特性４９は、周波数が２ｋＨｚ以下の領域でゲインがフラットであり、周波数が２ｋＨｚ以上の領域では周波数が高くなるにつれてゲインが小さくなっていることを示している。 The frequency characteristic 48 when the frequency data F calculated by the cut-off frequency instruction means 12 is 0 has a flat gain when the frequency is 60 Hz or less, and gain increases as the frequency increases when the frequency is 60 Hz or more. Indicates that it is getting smaller. The frequency characteristic 49 when the frequency data F is 1 indicates that the gain is flat in the region where the frequency is 2 kHz or less, and the gain decreases as the frequency increases in the region where the frequency is 2 kHz or more. .

なお、遅延制御装置２と第１遅延装置３とが備える各手段は、複数の電気回路により構成することができる。その複数の電気回路は、データバッファ５と第２遅延装置６と遅延長指示手段７と第１遅延長検出手段８と第２遅延長検出手段１１とカットオフ周波数指示手段１２と加算器２１とプリエンファシスフィルタ２２と遅延手段２３とローパスフィルタ２４と乗算器２５と加算器２６とが示す複数の動作をそれぞれ実行する。すなわち、遅延装置１は、その複数の電気回路を備えることにより、その複数の動作を実行する。 Each means provided in the delay control device 2 and the first delay device 3 can be configured by a plurality of electric circuits. The plurality of electric circuits include a data buffer 5, a second delay device 6, a delay length instruction means 7, a first delay length detection means 8, a second delay length detection means 11, a cutoff frequency instruction means 12, an adder 21, A plurality of operations indicated by the pre-emphasis filter 22, the delay means 23, the low-pass filter 24, the multiplier 25, and the adder 26 are executed. That is, the delay device 1 executes the plurality of operations by including the plurality of electric circuits.

図６は、ユーザの操作により遅延長データが変更前遅延長データから変更後遅延長データに更新されるときの遅延装置１の動作を示している。データバッファ５は、遅延長データが更新された時刻ｔ１より前に変更前遅延長データを出力し、時刻ｔ１より後に変更後遅延長データを出力する。第１遅延長検出手段８は、時刻ｔ１に遅延長データが更新されたことを検出してタイミング信号をカットオフ周波数指示手段１２に出力する。カットオフ周波数指示手段１２は、そのタイミング信号を受信すると、時刻ｔ１から時刻ｔ２までに１から徐々に減少する周波数データＦに基づいて値Ａを算出してローパスフィルタ２４に出力する。ローパスフィルタ２４は、その値Ａに基づいてカットオフ周波数を２ｋＨｚから６０Ｈｚに変化させる。 FIG. 6 shows the operation of the delay device 1 when the delay length data is updated from the pre-change delay length data to the post-change delay length data by a user operation. The data buffer 5 outputs the pre-change delay length data before the time t1 when the delay length data is updated, and outputs the post-change delay length data after the time t1. The first delay length detection means 8 detects that the delay length data has been updated at time t 1 and outputs a timing signal to the cutoff frequency instruction means 12. When receiving the timing signal, the cut-off frequency instruction means 12 calculates a value A based on the frequency data F that gradually decreases from 1 from time t1 to time t2, and outputs the value A to the low-pass filter 24. The low pass filter 24 changes the cutoff frequency from 2 kHz to 60 Hz based on the value A.

第２遅延装置６は、データバッファ５から出力される遅延長データを時刻ｔ１から時刻ｔ３までの時間だけ遅延してＯＵＴ１より遅延長指示手段７に出力する。すなわち、第２遅延装置６は、時刻ｔ２より後の時刻ｔ３より前に変更前遅延長データを遅延長指示手段７に出力し、時刻ｔ３より後に変更後遅延長データを遅延長指示手段７に出力する。遅延手段２３は、時刻ｔ３より前にプリエンファシスフィルタ２２から出力された音声信号を変更前遅延長データだけ遅延させて出力し、時刻ｔ３より後にプリエンファシスフィルタ２２から出力された音声信号を変更後遅延長データだけ遅延させて出力する。 The second delay device 6 delays the delay length data output from the data buffer 5 by the time from time t1 to time t3 and outputs the delay length data from OUT1 to the delay length instruction means 7. That is, the second delay device 6 outputs the pre-change delay length data to the delay length instruction means 7 before the time t3 after the time t2, and the post-change delay length data to the delay length instruction means 7 after the time t3. Output. The delay means 23 delays the audio signal output from the pre-emphasis filter 22 before time t3 by the pre-change delay length data and outputs the audio signal output from the pre-emphasis filter 22 after time t3. Delayed data is output after being delayed.

第２遅延装置６は、さらに、データバッファ５から出力される遅延長データを時刻ｔ１から時刻ｔ３までの時間よりさらに長い時間だけ遅延してＯＵＴ２より第２遅延長検出手段１１に出力する。すなわち、第２遅延装置６は、時刻ｔ３より後の時刻ｔ４より前に変更前遅延長データを第２遅延長検出手段１１に出力し、時刻ｔ４より後に変更後遅延長データを第２遅延長検出手段１１に出力する。第２遅延長検出手段１１は、時刻ｔ４に遅延長データが更新されたことを検出してタイミング信号をカットオフ周波数指示手段１２に出力する。カットオフ周波数指示手段１２は、そのタイミング信号を受信すると、時刻ｔ４から時刻ｔ５までに０から１に徐々に上昇する周波数データＦに基づいて値Ａを算出してローパスフィルタ２４に出力する。ローパスフィルタ２４は、その値Ａに基づいてカットオフ周波数を６０Ｈｚから２ｋＨｚに変化させる。 The second delay device 6 further delays the delay length data output from the data buffer 5 by a time longer than the time from the time t1 to the time t3, and outputs it to the second delay length detection means 11 from OUT2. That is, the second delay device 6 outputs the pre-change delay length data to the second delay length detector 11 before the time t4 after the time t3, and the post-change delay length data after the time t4 to the second delay length. Output to the detection means 11. The second delay length detection unit 11 detects that the delay length data has been updated at time t4 and outputs a timing signal to the cutoff frequency instruction unit 12. When receiving the timing signal, the cut-off frequency instruction means 12 calculates a value A based on the frequency data F that gradually increases from 0 to 1 from time t4 to time t5, and outputs the value A to the low-pass filter 24. The low pass filter 24 changes the cutoff frequency from 60 Hz to 2 kHz based on the value A.

このような遅延装置１の動作は、遅延長データの更新にしたがって自動的に実行され、ＣＰＵ１４からの各タイミングの指示またはタイマーなどによるタイミング管理を必要としない点で好ましい。 Such an operation of the delay device 1 is preferable because it is automatically executed according to the update of the delay length data and does not require the timing management from the CPU 14 or the timing management by a timer or the like.

図７は、遅延装置１のカットオフ周波数指示手段１２で生成される周波数データＦと遅延手段２３により出力される波形とローパスフィルタ２４により出力される波形とを示している。周波数データＦは、時刻ｔ３を含む期間で０になるように変化する。遅延手段２３の出力は、時刻ｔ３より前に出力される波形の位相と時刻ｔ３より後に出力される波形の位相とが異なり、時刻ｔ３で急激に変化している。ローパスフィルタ２４の出力は、周波数データＦに伴ないカットオフ周波数が徐々に低くなり時刻ｔ３で十分に低い値であるので、時刻ｔ３では波形の変動が滑らかであり、遅延長データが切り換わるときのノイズが低減されることを示している。 FIG. 7 shows the frequency data F generated by the cut-off frequency instruction means 12 of the delay device 1, the waveform output by the delay means 23, and the waveform output by the low-pass filter 24. The frequency data F changes so as to become 0 in a period including the time t3. The output of the delay means 23 is different in the phase of the waveform output before time t3 from the phase of the waveform output after time t3, and changes rapidly at time t3. The output of the low-pass filter 24 is a value that is sufficiently low at the time t3 when the cut-off frequency is gradually lowered with the frequency data F, so that the waveform changes smoothly at the time t3, and the delay length data is switched. This shows that the noise is reduced.

遅延装置１は、プリエンファシスフィルタ２２と遅延手段２３の後段にその逆特性フィルタであるローパスフィルタ２４とを備えることにより、遅延手段２３の１ワード当たりのビット数を入力信号のビット数より小さくすることができる。このとき、遅延手段２３は、その分だけ、遅延長データを長く取れ、メモリを有効に活用することができる。通常、入力データのビット数が小さいビット幅の遅延手段を適用すると、フィードバックループによるノイズが発生する。遅延装置１は、さらに、このようなノイズを抑制することができる。 The delay device 1 includes a pre-emphasis filter 22 and a low-pass filter 24 that is an inverse characteristic filter in the subsequent stage of the delay unit 23, thereby making the number of bits per word of the delay unit 23 smaller than the number of bits of the input signal. be able to. At this time, the delay unit 23 can take longer delay length data and use the memory effectively. Normally, when a bit delay unit having a small number of bits of input data is applied, noise due to a feedback loop occurs. The delay device 1 can further suppress such noise.

図８〜図１０は、遅延装置１の出力と従来例との比較結果を示している。遅延装置１の出力は、カットオフ周波数指示手段１２により出力される周波数データＦと遅延手段２３により出力される波形とローパスフィルタ２４により出力される波形とを示している。その従来例は、遅延手段２３により出力される音声信号が切り換わる時刻ｔ３でその音声信号の音量が小さくなるように制御された音声信号の波形を示している。その従来例は、遅延手段２３により出力される波形の変位にカットオフ周波数指示手段１２により出力される周波数データＦを乗算して生成される波形を示し、すなわち、特許２５６０４２８号公報に開示される振幅制御により生成される波形を示している。 8 to 10 show comparison results between the output of the delay device 1 and the conventional example. The output of the delay device 1 shows the frequency data F output by the cutoff frequency instruction means 12, the waveform output by the delay means 23, and the waveform output by the low-pass filter 24. The conventional example shows the waveform of an audio signal that is controlled so that the volume of the audio signal is reduced at time t3 when the audio signal output by the delay means 23 is switched. The conventional example shows a waveform generated by multiplying the displacement of the waveform output by the delay means 23 by the frequency data F output by the cutoff frequency instruction means 12, that is, disclosed in Japanese Patent No. 2560428. The waveform produced | generated by amplitude control is shown.

図８の比較結果は、切り換わりのタイミングによっては、振幅制御による波形が、遅延手段２３の出力波形より変動が大きくなる場合があることを示している。図８の比較結果は、さらに、振幅制御による波形の変動が大きくなる場合にも、本発明によるローパスフィルタ２４の出力波形の変動が小さくなることを示している。 The comparison result of FIG. 8 indicates that the waveform by the amplitude control may vary more than the output waveform of the delay means 23 depending on the switching timing. The comparison result of FIG. 8 further shows that the fluctuation of the output waveform of the low-pass filter 24 according to the present invention becomes small even when the fluctuation of the waveform due to the amplitude control becomes large.

図８〜図１０の比較結果は、従来例とローパスフィルタ２４の出力波形とは、ともに、時刻ｔ３で滑らかであり、遅延長データが切り換わるときのノイズが低減されることを示している。その比較結果は、さらに、遅延装置１の出力の波形が従来例の波形より遅延手段出力の波形に似ていることを示し、遅延長データが切り換わるときのノイズがより低減されることを示している。 The comparison results in FIGS. 8 to 10 show that both the conventional example and the output waveform of the low-pass filter 24 are smooth at time t3, and noise when the delay length data is switched is reduced. The comparison result further shows that the waveform of the output of the delay device 1 is more similar to the waveform of the delay means output than the waveform of the conventional example, and that the noise when the delay length data is switched is further reduced. ing.

本発明による遅延装置は、リバーブマシンにも適用することができる。そのリバーブマシンは、互いに異なる複数の遅延長データがそれぞれ入力される複数の遅延装置１を備えている。そのリバーブマシンは、入力される音声信号をその複数の遅延装置１に入力し、その複数の遅延装置１からそれぞれ出力される複数の音声信号を合成した音声信号を出力する。そのリバーブマシンは、このようにして、様々な遅延時間を有する反射音（エコー）が合成されて得られる効果（リバーブ）を入力音声に付加することができる。このようなリバーブマシンは、本発明による遅延装置と同様にして、遅延長データが切り換わるときのノイズを低減することができる。 The delay device according to the present invention can also be applied to a reverb machine. The reverb machine includes a plurality of delay devices 1 to which a plurality of different delay length data are respectively input. The reverb machine inputs input audio signals to the plurality of delay devices 1, and outputs an audio signal obtained by synthesizing a plurality of audio signals output from the plurality of delay devices 1. In this way, the reverb machine can add an effect (reverb) obtained by synthesizing reflected sounds (echoes) having various delay times to the input sound. Such a reverb machine can reduce noise when the delay length data is switched in the same manner as the delay device according to the present invention.

本発明による遅延装置は、ユーザの操作により楽音を生成する電子楽器に適用することができる。このとき、その電子楽器は、本発明による遅延装置１と入力装置と電子楽音発生装置とスピーカとを備えている。その入力装置は、互いに異なる複数の楽音に対応する複数のスイッチを備えている。その入力装置としては、鍵盤が例示される。その電子楽音発生装置は、複数のスイッチのうちの押鍵されたスイッチに対応する楽音を示すタイミング信号を生成する。遅延装置１は、そのタイミング信号に基づいてエコー効果を付与した楽音を示すタイミング信号を生成する。そのスピーカは、遅延装置１により生成されたタイミング信号を音声に変換する。このような電子楽器は、遅延長データが切り換わるときのノイズが低減して好ましい。 The delay device according to the present invention can be applied to an electronic musical instrument that generates a musical sound by a user operation. At this time, the electronic musical instrument includes the delay device 1 according to the present invention, an input device, an electronic musical tone generator, and a speaker. The input device includes a plurality of switches corresponding to a plurality of different musical sounds. An example of the input device is a keyboard. The electronic musical tone generator generates a timing signal indicating a musical tone corresponding to a pressed key among a plurality of switches. The delay device 1 generates a timing signal indicating a musical sound to which an echo effect is applied based on the timing signal. The speaker converts the timing signal generated by the delay device 1 into sound. Such an electronic musical instrument is preferable because noise when the delay length data is switched is reduced.

本発明による遅延装置は、エコー付きマイクに適用することができる。このとき、そのエコー付きマイクは、本発明による遅延装置１とマイク本体とを備えている。そのマイク本体は、音声をタイミング信号に変換する。遅延装置１は、そのタイミング信号に基づいてエコー効果を付与した楽音を示すタイミング信号を生成する。そのスピーカは、遅延装置１により生成されたタイミング信号を音声に変換する。このようなエコー付きマイクは、遅延長データが切り換わるときのノイズが低減して好ましい。 The delay device according to the present invention can be applied to a microphone with an echo. At this time, the microphone with echo includes the delay device 1 according to the present invention and a microphone body. The microphone body converts the sound into a timing signal. The delay device 1 generates a timing signal indicating a musical sound to which an echo effect is applied based on the timing signal. The speaker converts the timing signal generated by the delay device 1 into sound. Such an echo-equipped microphone is preferable because noise when the delay length data is switched is reduced.

図１は、本発明による遅延装置の実施の形態を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a delay device according to the present invention. 図２は、プリエンファシスフィルタを示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating the pre-emphasis filter. 図３は、プリエンファシスフィルタの出力特性を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing output characteristics of the pre-emphasis filter. 図４は、ローパスフィルタを示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing the low-pass filter. 図５は、ローパスフィルタの出力特性を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing output characteristics of the low-pass filter. 図６は、ユーザの操作により遅延長データが更新されるときの遅延装置の動作を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing the operation of the delay device when the delay length data is updated by a user operation. 図７は、カットオフ周波数指示手段により出力される周波数データと遅延手段により出力される波形とローパスフィルタにより出力される波形とを示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing the frequency data output by the cutoff frequency instruction means, the waveform output by the delay means, and the waveform output by the low pass filter. 図８は、本発明による遅延装置の出力と従来例との比較結果を示すグラフである。FIG. 8 is a graph showing a comparison result between the output of the delay device according to the present invention and the conventional example. 図９は、本発明による遅延装置の出力と従来例との他の比較結果を示すグラフである。FIG. 9 is a graph showing another comparison result between the output of the delay device according to the present invention and the conventional example. 図１０は、本発明による遅延装置の出力と従来例とのさらに他の比較結果を示すグラフである。FIG. 10 is a graph showing still another comparison result between the output of the delay device according to the present invention and the conventional example.

Explanation of symbols

１：遅延装置
２：遅延制御装置
３：第１遅延装置
５：データバッファ
６：第２遅延装置
７：遅延長指示手段
８：第１遅延長検出手段
１１：第２遅延長検出手段
１２：カットオフ周波数指示手段
１４：コントローラ
２１：加算器
２２：プリエンファシスフィルタ
２３：遅延手段
２４：ローパスフィルタ
２５：乗算器
２６：加算器
３１：乗算器
３２：１サンプリングディレー
３３：乗算器
３４：加算器
３５：乗算器
３９：出力特性
４１：乗算器
４２：加算器
４３：１サンプリングディレー
４４：乗算器
４７：出力特性
４８：出力特性
４９：出力特性 1: Delay device 2: Delay control device 3: First delay device 5: Data buffer 6: Second delay device 7: Delay length instruction means 8: First delay length detection means 11: Second delay length detection means 12: Cut Off-frequency indication means 14: Controller 21: Adder 22: Pre-emphasis filter 23: Delay means 24: Low-pass filter 25: Multiplier 26: Adder 31: Multiplier 32: 1 Sampling delay 33: Multiplier 34: Adder 35 : Multiplier 39: Output characteristic 41: Multiplier 42: Adder 43: 1 Sampling delay 44: Multiplier 47: Output characteristic 48: Output characteristic 49: Output characteristic

Claims

Delay means for delaying the input digital musical sound signal by the delay length and outputting it;
Input the output signal data of the delay means, comprising a low-pass filter with a variable cutoff frequency,
In a delay device that outputs a digital musical tone output signal from the low-pass filter,
When changing the delay length, the cutoff frequency of the low-pass filter is gradually shifted to a lower frequency at a predetermined time with respect to the delayed signal before the change,
Change the delay length of the delay means as the scheduled time elapses,
A delay device characterized by gradually shifting the cut-off frequency of the low-pass filter to the original frequency after a predetermined time has elapsed.

In claim 1,
First delay length detection means for detecting a change in the delay length data;
Second delay length detection means for inputting the delay length data to a second delay device and detecting a change in output data of the second delay device;
A cut-off frequency instruction for causing the cut-off frequency to gradually shift to a lower frequency according to an instruction from the first delay length detection means, and for causing the cut-off frequency to gradually move to the original frequency according to an instruction from the second delay length detection means A delay device further comprising: means.

In claim 2,
A delay device further comprising: a delay length instruction means for reading the delay length data with a delay time equivalent to a time when the cut-off frequency shifts to a sufficiently low frequency and instructing the delay means to determine the delay length.

Delay means for outputting a delayed voice signal obtained by delaying an input voice signal indicating an input voice by a delay length;
A low pass filter for attenuating a voice having a frequency higher than a cutoff frequency of the delayed voice signal;
The cut-off frequency in the switching period in which the delay length is updated and the delayed sound signal is switched from the pre-change delayed sound signal to the post-change delayed sound signal is the cut-off frequency in the non-switching period in which the delayed sound is not switched. Lower delay device.

In claim 4,
The cut-off frequency simply decreases in a period in which the non-switching period shifts to the switching period, and simply increases in a period in which the switching period shifts to the non-switching period.

In either claim 4 or claim 5
A delay device further comprising: a pre-emphasis filter that emphasizes high-frequency sound of the input sound and generates the input sound signal.

A delay device according to any one of claims 4 to 6;
An electronic musical instrument comprising: an electronic musical instrument main body that generates the input voice corresponding to the operation of the input device.

A delay device according to any one of claims 4 to 6;
A microphone with an echo, comprising: a microphone body that converts the input sound into the input sound signal.