JP2013186147A - 弦楽器のための信号処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】弦の振動をピックアップした信号と、弦の振動による胴の共鳴音を含む楽器音に対応した信号とを混合して楽器音信号を生成する弦楽器のための信号処理装置を提供する。
【解決手段】信号処理装置３０は、ピックアップセンサ２１によるピックアップ信号に基づいて、弦の振動による胴の共鳴音を含む楽器音に対応した信号を生成するＦＩＲフィルタ３３を有する。信号処理装置３０は、ピックアップセンサ２１によるピックアップ信号をローパスフィルタ３２を介して加算回路３５に導くとともに、前記ＦＩＲフィルタ３３で生成された信号をハイパスフィルタ３４を介して加算回路３５に導き、加算回路３５にて両信号を加算することにより混合する。ハイパスフィルタ３４のカットオフ周波数は、ローパスフィルタ３２のカットオフ周波数以上である。
【選択図】図２

Description

本発明は、弦の振動をピックアップした信号と、弦の振動による胴の共鳴音を含む楽器音に対応した信号とを混合して出力する弦楽器のための信号処理装置に関する。

アコースティクギターなどの弦楽器は、演奏時の音量が限られる。そのため、広い会場でライブ演奏する場合には、マイクロフォンを用いて収音して増幅することで、音量を大きくすることが行われている。この方法では、他の楽器が近傍に存在する場合、他の楽器の音を拾ってしまったり、ハウリングしてしまったりすることがある。そこで、弦を支持するサドルに圧電素子からなるピックアップセンサを設けて弦の振動を電気信号に変換して、その電気信号を増幅することで音量を大きくすることも行われている。

一方、サドルにピックアップセンサを設けることで、弦の振動に対応した電気信号（ピックアップ信号）を得ることができるが、このピックアップ信号には、箱鳴りと呼ばれる胴の共鳴音に関する成分が少しか含まれていない。そこで、従来から、下記特許文献１に示されているとともに図１１に示すように、弦を支持するサドルに設けたピックアップセンサ１による主に弦の振動に対応したピックアップ信号を加算器２に供給するとともに、前記ピックアップセンサ１によるピックアップ信号を、胴の共鳴音の成分を付加するためのＦＩＲ（Finite Impulse Response
）フィルタ３を介して加算器２に供給し、加算器２により前記供給された２つの信号を混合して、前記少なくなった胴の共鳴音の成分を補足して出力することも行われている。この場合、ＦＩＲフィルタ３は、入力信号を畳み込み演算することにより、弦楽器の胴の共鳴による共鳴音をシミュレートして、共鳴音の成分を充分に含む楽器音信号を生成するものである。これにより、弦楽器の弦の振動に主に対応した信号と、弦の振動による胴の共鳴音を充分に含む楽器音に対応した信号とが混合され、弦の振動に加えて胴の共鳴を充分に反映した弦楽器音が出力されることになる。

特開２０１１−１９７３２５号公報

しかしながら、本発明者は、上記従来技術による信号処理では、前記混合される２つの信号間に位相干渉が生じ、混合信号の低域の音量が低下してしまうという現象が生じることを発見した。この点について、図１２の周波数特性図を用いて説明する。図１２(Ａ)はピックアップセンサ１による弦振動に対応した信号の周波数特性を示し、図１２(Ｂ)はＦＩＲフィルタ３によって生成された胴の共鳴音を含む楽器音に対応した信号の周波数特性を示し、図１２(Ｃ)はこれらの２つの信号を混合した混合信号の周波数特性を示す。この場合、特に、図１２(Ｂ)に示されたほぼ１００〜２００Ｈｚの音域に存在する信号成分のゲインが低下し、図１２(Ｃ)に矢印Ａで示すようになる。これは、ピックアップセンサ１からの直接の信号と、ＦＩＲフィルタ３を介した信号との間に位相ずれが生じて、この位相ずれによる位相干渉によるものと推測される。その結果、混合信号による楽器音は、弦楽器から実際に発せられる楽器音とは異なり、不自然な楽器音となってしまう。

本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、その目的は、弦の振動をピックアップした信号と、弦の振動による胴の共鳴音を含む楽器音に対応した信号とを混合することにより、弦の振動に加えて胴の共鳴を反映した楽器音を生成する弦楽器のための信号処理装置において、発生される楽器音の不自然さをなくすることにある。なお、下記本発明の各構成要件の記載においては、本発明の理解を容易にするために、後述する実施形態の対応箇所の符号を括弧内に記載しているが、本発明の各構成要件は、この実施形態の符号によって示された対応箇所の構成に限定解釈されるべきものではない。

上記目的を達成するために、本発明の構成上の特徴は、弦（５）の振動をピックアップした第1信号と、弦の振動による胴（１１）の共鳴音を含む楽器音に対応した第２信号とのうちのいずれか一方の信号を入力するローパスフィルタ（３２）と、第１信号及び第２信号のうちの他方の信号を入力するとともに、カットオフ周波数が前記ローパスフィルタのカットオフ周波数以上であるハイパスフィルタ（３４）と、ローパスフィルタの出力とハイパスフィルタの出力とを混合して出力する混合手段（３５）とを備えたことにある。この場合、ハイパスフィルタのカットオフ周波数はローパスフィルタのカットオフ周波数以上であればよいが、ハイパスフィルタのカットオフ周波数とローパスフィルタのカットオフ周波数は等しいことが望ましい。

上記のように構成した本発明においては、第１信号と第２信号は混合されて出力されるので、弦の振動をピックアップした第1信号に胴の共鳴音が少ししか含まれていなくても、弦の振動による胴の共鳴音を含む楽器音信号が生成される。また、ローパスフィルタとハイパスフィルタを通過する信号の帯域が区別されているので、第１及び第２信号間には位相干渉が生じることはなく、混合信号の低域の音量が低下してしまうことがなくなり、混合信号による楽器音は不自然なものではなくなる。また、ハイパスフィルタのカットオフ周波数とローパスフィルタのカットオフ周波数とを等しくすれば、第１信号と第２信号とを全周波数帯域で均等に混合できる。

また、本発明の他の特徴は、ローパスフィルタのカットオフ周波数と、ハイパスフィルタのカットオフ周波数を同時に変更する変更制御手段を設けたことにある。この変更制御手段により、胴の共鳴による共鳴音の成分をあまり含まない楽器音信号と、胴の共鳴による共鳴音の成分を充分に含む楽器音信号との間の種々の特性の楽器音信号が生成される。その結果、この本発明の他の特徴によれば、演奏者の好み、状況の変化などに応じた周波数特性を有する楽器音信号を発生することができる。

また、本発明の他の特徴は、ローパスフィルタは第１信号を入力し、かつハイパスフィルタは第２信号を入力することを特徴とする。これによれば、ピックアップされた第１信号の低域成分のみが抽出され、ピックアップされた第１信号に多く含まれる耳障りな高域成分がカットされるので、楽器音信号が耳障りでなくなる。

また、本発明の他の特徴は、第１信号は、弦を支持するサドル近傍に設けた振動センサ（２１）によってピックアップされた信号であり、かつ第２信号は第１信号を畳み込み演算するフィルタ回路（３３）により生成した信号であることを特徴とする。これによれば、フィルタ回路で第１信号を畳み込み演算することにより、弦楽器の胴の共鳴による共鳴音がシミュレートされて、共鳴音の成分を充分に含む楽器音信号を簡単に生成できる。

また、本発明の他の特徴は、第１信号は、弦を支持するサドル近傍に設けた第１振動センサ（２１）によってピックアップされた信号であり、かつ第２信号は、胴に設けた第２振動センサ（２２）によってピックアップされた信号、又は胴の近傍に設けたマイクロフォン（２３，２４）によって取得された信号であることを特徴とする。これによれば、前記のような畳み込み演算して胴の共鳴音をシミュレートするフィルタ回路のような特別な回路を用意しなくても、一般的によく使われている振動センサ又はマイクロフォンを利用して、楽器音信号を簡単に生成できるようになる。

本発明の実施形態に係るギターの外観図である。 本発明の実施形態に係る基本的構成例に関する図１の信号処理装置の回路ブロック図である。 (Ａ)は図２のローパスフィルタ（ＬＰＦ）とハイパスフィルタ（ＨＰＦ）の周波数特性図であり、(Ｂ)は前記(Ａ)のカットオフ周波数Ｆｃ部分を拡大して示す周波数特性図であり、(Ｃ)は他の例に係るローパスフィルタ（ＬＰＦ）とハイパスフィルタ（ＨＰＦ）の周波数特性図である。 (Ａ)〜(Ｃ)は、前記基本的構成例に係る信号処理装置による信号の周波数特性を示す図である。 本発明の具体的実施形態に係る信号処理装置の回路ブロック図である。 図５のＬＰＦ及びＨＰＦのカットオフ周波数の変更状態を説明するための説明図である。 図６のカットオフ周波数の変更に対応した混合楽器音信号の周波数特性を示す図である。 本発明の変形例に係るギターの外観図である。 変形例に係るギターを基本的構成例に適用した場合の信号処理装置の回路ブロック図である。 変形例に係るギターを具体的実施形態に適用した場合の信号処理装置の回路ブロック図である。 従来の弦楽器のための信号処理装置を示す概略ブロック図である。 (Ａ)〜(Ｃ)は、前記従来の信号処理装置による信号の周波数特性を示す図である。

ａ．基本的構成例
以下、本発明の一実施形態に係る弦楽器のための信号処理装置について説明するが、最初に、この信号処理装置の基本的構成例について説明する。

図１は、本発明の実施形態に係るギター（エレクトリック・アコースティックギター）１０の外観図である。ギター１０は、胴１１及びネック１２を備えるとともに、胴１１の上面に固定されたブリッジ１３とネック１２の上部に設けたヘッド１４との間に張設された複数の弦１５を備えている。弦１５は、ブリッジ１３上（又は胴１１の上面上）に設けたサドル１６によって支持されている。

このギター１０は、さらに、ピックアップセンサ２１、信号処理装置３０及び操作部４１を備えている。ピックアップセンサ２１は、ブリッジ１３（又は胴１１）とサドル１６の間に配置された圧電素子により構成された振動センサであり、弦１５の振動をピックアップして弦１５の振動を表す電気信号（ピックアップ信号）を出力する。なお、このピックアップセンサ２１は、弦１５の振動をピックアップして電気信号に変換できれば、圧電素子以外の素子を用いることもできる。また、ピックアップセンサ２１は、胴１１とサドル１６との間に配置しなくても、サドル１６の近傍に配置、例えばサドル１６の表面に固着するようにしてもよい。また、圧電素子などの素子を用いたピックアップセンサ２１でなくても、弦１５の振動を主にピックアップするものであれば、ピックアップコイルなどをピックアップセンサ２１として用いることもできる。

信号処理装置３０は、胴１１の内部に配置されて、ピックアップセンサ２１からのピックアップ信号及び操作部４１からの操作信号を入力し、操作部４１からの操作信号に従って動作して、ピックアップ信号を処理して放音部５０に出力する。この信号処理装置３０については、詳しく後述する。操作部４１は、胴１１の横面に設けられ、演奏者によって操作されるロータリスイッチ、操作ボタンなどからなる。放音部５０は、アンプ、スピーカなどからなり、信号処理装置３０から出力された楽器音信号を音響信号に変換して外部に放音する。なお、信号処理装置３０及び操作部４１に関しては、胴１１すなわちギター１０の外部に配置するようにしてもよい。

信号処理装置３０は、図２に示すように、入力回路３１を備えている。入力回路３１は、ピックアップセンサ２１からのアナログ信号であるピックアップ信号を適宜増幅し、Ａ／Ｄ変換して出力する。入力回路３１には、ローパスフィルタ３２（以下、単にＬＰＦ３２という）が接続されるとともに、有限インパルス応答フィルタ３３（以下、単にＦＩＲフィルタ３３という）及びハイパスフィルタ３４の直列回路が接続されている。ＬＰＦ３２は、図３(Ａ)に示すように、カットオフ周波数Ｆｃ以下の低域でフラットなゲインの周波数特性を有する。

ＦＩＲフィルタ３３は、ピックアップセンサ２１からの入力信号を畳み込み演算することにより、ピックアップセンサ２１によるピックアップ信号に不足する胴１１の共鳴による共鳴音の成分を、前記ピックアップ信号に付加することにより、共鳴音の成分を充分に含む楽器音信号を生成する。ＨＰＦ３４は、図３(Ａ)に示すように、カットオフ周波数Ｆｃ以上の高域でフラットなゲインの周波数特性を有する。なお、この場合、ＬＰＦ３２のカットオフ周波数Ｆｃと、ＨＰＦ３４のカットオフ周波数Ｆｃとが等しいことが特徴である。正確には、図３(Ｂ)にカットオフ周波数Ｆｃ部分を拡大して示すように、ＬＰＦ３２のゲインのフラットな最大値から３ｄＢだけ低い位置に対応した周波数と、ＨＰＦ３４のゲインのフラットな最大値から３ｄＢだけ低い位置に対応した周波数が等しい。

ＬＰＦ３２とＨＰＦ３４には加算回路３５が接続されている。加算回路３５は、ＬＰＦ３２及びＨＰＦ３４からの出力信号を加算することにより混合して、出力回路３６に出力する。出力回路３６は、前記混合された信号をＤ／Ａ変換して、放音部５０に出力する。

上記のように構成した基本的構成例では、演奏によって弦１５が振動すると、ピックアップセンサ２１によって弦１５の振動がピックアップ信号に変換され、変換されたピックアップ信号は、入力回路３１を介して、ＬＰＦ３２と、直列接続したＦＩＲフィルタ３３及びＨＰＦ３４とに供給される。図４(Ａ)は、このピックアップ信号の周波数特性を表している。ＬＰＦ３２は、カットオフ周波数Ｆｃ以下のピックアップ信号の低域成分のみを加算回路３５に出力する。一方、ＦＩＲフィルタ３３は、弦１５の振動に対応した成分に加えて胴１１の共鳴による共鳴音の成分を充分に含む信号を生成する。図４(Ｂ)は、この共鳴音の成分を充分に含む信号の周波数特性を表している。そして、ＨＰＦ３４は、カットオフ周波数Ｆｃ以上のＦＩＲフィルタ３３による胴１１の共鳴による共鳴音の成分を充分に含んだ信号の高域成分のみを加算回路３５に出力する。

加算回路３５は、ＬＰＦ３２及びＨＰＦ３４からの出力信号を加算することにより混合して、混合信号を出力回路３６に出力する。図４(Ｃ)は、この混合信号の周波数特性を表している。この図４(Ｃ)に示された周波数特性から、混合信号の低域成分、特に１００〜２００Ｈｚ近傍の成分が、図４(Ｂ)の周波数特性に示されていている、胴１１の共鳴による共鳴音の成分の分布特性と同様に充分に残されていることが分かる（矢印Ａ参照）。出力回路３６は前記混合信号をＤ／Ａ変換して、放音部５０に出力する。なお、このＬＰＦ３２からの出力信号と、ＨＰＦ３４からの出力信号との混合率は、カットオフ周波数Ｆｃの位置を調整することにより行われるもので、図４(Ｃ)の周波数特性は、ＬＰＦ３２からの出力信号と、ＨＰＦ３４からの出力信号との混合率を４対６とするものである。放音部５０は、前記出力回路３６からの混合信号を適宜増幅するとともに音響信号に変換して放音する。

上記のように動作する基本的構成例においては、ＬＰＦ３２及びＨＰＦ３４の両出力信号は周波数帯域を互いに異ならせているので、両信号との間に位相干渉は生ぜず、位相干渉によって低域成分の音量が低下、特に１００〜２００Ｈｚ近傍の成分の低下が防止される。したがって、前記基本的構成例によれば、混合信号による楽器音は、弦楽器から実際に発せられる楽器音と類似したものとなり、不自然な楽器音となることを避けることができ、出力される楽器音を良好なものとすることができる。

また、前記基本的構成例によれば、ピックアップセンサ２１からのピックアップ信号をＬＰＦ３２を介して出力することにより、ピックアップ信号の低域成分のみを抽出した。これにより、ピックアップ信号に多く含まれる耳障りな高域成分がカットされて出力され、楽器音が耳障りでなくなる。また、この場合に出力されるピックアップ信号は、ＦＩＲフィルタ３３によって電気的な加工処理が施されていないので、低域成分による臨場感あふれるパワー感も実現される。

また、上記基本的構成例では、畳み込み演算するＦＩＲフィルタ３３により、胴１１の共鳴音を含む楽器音信号を、ピックアップセンサ２１によるピックアップ信号に基づいて生成するようにした。このように、ＦＩＲフィルタ３３でピックアップ信号を畳み込み演算することにより、ギター１０の胴１１の共鳴による共鳴音がシミュレートされて、共鳴音の成分を充分に含む楽器音信号を簡単に生成できる。

なお、上記基本的構成例においては、ＬＰＦ３２のカットオフ周波数Ｆｃと、ＨＰＦ３４のカットオフ周波数Ｆｃを等しくして、ＬＰＦ３２及びＨＰＦ３４からの出力信号を混合するようにした。しかし、これに代えて、図３(Ｃ)に示すように、ＬＰＦ３２のカットオフ周波数Ｆｃ１と、ＨＰＦ３４のカットオフ周波数Ｆｃ２とを離しても、すなわちＨＰＦ３４のカットオフ周波数ＦｃをＬＰＦ３２のカットオフ周波数Ｆｃ１より大きくしても、前記のように、ＬＰＦ３２及びＨＰＦ３４の両出力信号の間には位相干渉は生ぜず、混合信号による楽器音は、不自然な楽器音となることを避けることができ、出力される楽器音を良好なものとすることができる。ただし、ＬＰＦ３２のカットオフ周波数Ｆｃ１と、ＨＰＦ３４のカットオフ周波数Ｆｃ２とをあまり大きく離し過ぎると、両カットオフ周波数Ｆｃ１，Ｆｃ２間に信号が出力されない大きな帯域ができるので、前記離す量はある程度小さく抑える必要はある。すなわち、ＬＰＦ３２及びＨＰＦ３４の関係においては、ＨＰＦ３４のカットオフ周波数Ｆｃ２はＬＰＦ３２のカットオフ周波数Ｆｃ１よりも大きく、かつ両カットオフ周波数Ｆｃ１，Ｆｃ２の差は予め決められた小さな所定値に維持される。また、この場合も、ピックアップセンサ２１からのピックアップ信号をＬＰＦ３２に入力させることにより、前記耳障りを回避する効果も、パワー感の効果も期待できる。

また、上記ピックアップ信号に多く含まれる耳障りな高域成分の問題が無視できる程度であり、又は問題視する必要がなく、前記パワー感の効果もそれほど期待されるべきものではない場合には、ＬＰＦ３２とＨＰＦ３４を互いに入れ替えてもよい。すなわち、入力回路３１からの出力信号をＨＰＦ３４を介して加算回路３５に導き、ＦＩＲフィルタ３３の出力をＬＰＦ３２を介して加算回路３５に出力するようにしてもよい。これによっても、ＬＰＦ３２及びＨＰＦ３４の両出力信号の間に位相干渉は生ぜず、位相干渉による低域成分の音量の低下の問題は解消され、弦楽器から実際に発せられる楽器音と類似したものとなり、不自然な楽器音となることを避けることができ、出力される楽器音を良好なものとすることができる。

また、上記基本的構成例においては、ＬＰＦ３２、ＦＩＲフィルタ３３、ＨＰＦ３４及び加算回路３５をそれぞれ独立したディジタル回路で構成したが、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）などのディジタル処理回路を用いて、ソフトウェア処理により、前記ＬＰＦ３２、ＦＩＲフィルタ３３、ＨＰＦ３４及び加算回路３５の各機能を実現するようにしてもよい。また、ＬＰＦ３２、ＦＩＲフィルタ３３、ＨＰＦ３４及び加算回路３５をアナログ回路でそれぞれ構成するようにしてもよい。この場合、入力回路３１のＡ／Ｄ変換動作及び出力回路３６のＤ／Ａ変換動作は不要となる。

さらに、上述した基本的構成例における各種変形例は、後述する具体的実施形態及び変形例の場合にも適用されるものである。

ｂ．具体的実施形態
次に、本発明の具体的実施形態について説明する。図５は、本発明の具体的実施形態に係る信号処理装置３０の回路ブロックを示している。この具体的実施形態においては、信号処理装置３０は、制御回路３７を有する。その他の部分に関しては、上述した図２の基本的構成例の場合と同じであるので、図２と同一の符号を付し、それらの説明を省略する。

制御回路３７は、演奏者による操作部４１の操作に応じてＬＰＦ３２及びＨＰＦ３４のカットオフ周波数Ｆｃを、所定の周波数範囲内、例えば２０Ｈｚ〜２０ＫＨｚの範囲内で、同時かつ連続的に変更するように制御する。ＬＰＦ３２及びＨＰＦ３４は、制御回路３７の制御により、それらの同一のカットオフ周波数Ｆｃを前記所定の周波数範囲内で、連続的にそれぞれ同時に変化させる。なお、この連続的なカットオフ周波数Ｆｃの変化時には、ＬＰＦ３２及びＨＰＦ３４の各カットオフ周波数Ｆｃは常に等しく保たれる。

図６の上段は、ＬＰＦ３２及びＨＰＦ３４のカットオフ周波数Ｆｃを２０ＫＨｚに設定した場合を示している。この場合、加算回路３５で混合された信号は、ＬＰＦ３２の出力信号のみ、すなわちピックアップセンサ２１からのピックアップ信号のみからなる楽器音信号となる。図６の下段は、ＬＰＦ３２及びＨＰＦ３４のカットオフ周波数Ｆｃを２０Ｈｚに設定した場合を示している。この場合、加算回路３５で混合された信号は、ＨＰＦ３４の出力信号のみ、すなわちＦＩＲフィルタ３３で生成された胴１１の共鳴による共鳴音の成分を含む信号のみからなる楽器音信号なる。図６の中段は、加算回路３５で混合されたＬＰＦ３２の出力信号と、ＨＰＦ３４の出力信号との混合率が５対５になるように、ＬＰＦ３２及びＨＰＦ３４のカットオフ周波数Ｆｃを２０Ｈｚと２０ＫＨｚの間の所定値に設定した場合を示している。

この具体的実施形態においては、ＬＰＦ３２及びＨＰＦ３４のカットオフ周波数Ｆｃの連続的な変化により、ピックアップセンサ２１からのピックアップ信号のみからなる楽器音信号と、胴１１の共鳴による共鳴音の成分を含む信号のみからなる楽器音信号との間で、両楽器音信号を任意の比率で混合した楽器音信号を生成して出力することができる。図７は、前記図６のカットオフ周波数Ｆｃの変更によって設定される楽器音信号の周波数特性の変化を示している。

これにより、この具体的実施形態による信号処理装置３０によれば、ピックアップセンサ２１からのピックアップ信号のみによる楽器音すなわち胴１１の共鳴による共鳴音の成分をあまり含まない楽器音と、ＦＩＲフィルタ３３によって生成された楽器音すなわち胴１１の共鳴による共鳴音の成分を充分に含む楽器音との間の種々の楽器音を、演奏者の好み、状況の変化などに応じて放音部５０から放音させることができる。その結果、上記基本的構成例で述べた効果に加えて、演奏者は、任意の周波数特性を有する楽器音を発生させることができるという効果が期待される。

また、上記基本的構成例で述べたＬＰＦ３２のカットオフ周波数Ｆｃ１とＨＰＦ３４のカットオフ周波数Ｆｃ２とを離した場合にも、このカットオフ周波数の連続的変更は適用され得る。この場合、操作部４１の操作に応じた制御回路３７の制御により、ＬＰＦ３２及びＨＰＦ３４は、それらのカットオフ周波数Ｆｃ１，Ｆｃ２の差を一定に保ったまま、それらのカットオフ周波数Ｆｃ１，Ｆｃ２を同時かつ連続的に変化させる。この変形例によっても、前記のように、演奏者は、任意の周波数特性を有する楽器音を発生させることができる。

なお、この具体的実施形態においては、ＬＰＦ３２及びＨＰＦ３４のカットオフ周波数Ｆｃ、又はＬＰＦ３２のカットオフ周波数Ｆｃ１とＨＰＦ３４のカットオフ周波数Ｆｃ２とを、操作部４１の操作に応じて同時かつ連続的に変化させるようにした。しかし、これに代えて、ＬＰＦ３２及びＨＰＦ３４のカットオフ周波数Ｆｃ、又はＬＰＦ３２のカットオフ周波数Ｆｃ１とＨＰＦ３４のカットオフ周波数Ｆｃ２とを、操作部４１の操作に応じて段階的に同時に変化させるようにしてもよい。すなわち、操作部４１の操作に応じて、ＬＰＦ３２及びＨＰＦ３４のカットオフ周波数Ｆｃ、又はＬＰＦ３２のカットオフ周波数Ｆｃ１とＨＰＦ３４のカットオフ周波数Ｆｃ２とを、所定の周波数ずつ切り替えて変更させるようにしてもよい。この場合、周波数の変更を指示する操作部４１の操作子を、所定段数の切換えスイッチなどで構成するとよい。これによっても、演奏者は、種々の周波数特性を有する楽器音を発生させることができる。

ｃ．変形例
上記基本的構成例及び具体的実施形態においては、ＦＩＲフィルタ３３により、胴１１の共鳴による共鳴音の成分を充分に含む楽器音信号を生成するようにした。しかし、このＦＩＲフィルタ３３に代えて、図８のギターの外観図に示すように、ピックアップセンサ（振動センサ）２２、マイクロフォン２３又はマイクロフォン２４を利用することもできる。この変形例においても、その他の部分に関しては、上述した図１のギター１０の外観図の場合と同じであるので、図１と同一の符号を付し、それらの説明を省略する。

ピックアップセンサ２２は、胴１１の表板の内側面（裏面）に設けられ、胴１１の振動を検出することにより、胴１１の共鳴による共鳴音の成分を充分に含む楽器音信号を出力する。この場合、ピックアップセンサ２２として、圧電素子センサを用いることができる。また、マイクロフォン２３は胴１１の内部に配置され、胴１１の内部の空気振動を検出することにより、胴１１の共鳴による共鳴音の成分を充分に含む楽器音信号を出力する。この場合、マイクロフォン２３としては、小型のコンデンサマイクロフォンが適しているが、それ以外のマイクロフォンでもよい。また、マイクロフォン２４は、胴１１の外部すなわちギター１０の外部に配置され、胴１１の外部の空気振動を検出することにより、胴１１の共鳴による共鳴音の成分を充分に含む楽器音信号を出力する。

次に、この変形例に係る信号処理装置３０について説明する。図９は、ピックアップセンサ２２、マイクロフォン２３又はマイクロフォン２４を、図２の基本的構成例に適用した信号処理装置３０の回路ブロック図である。図１０は、ピックアップセンサ２２、マイクロフォン２３又はマイクロフォン２４を、図５の具体的実施形態に適用した信号処理装置３０の回路ブロック図である。なお、図９及び図１０においては、上記基本的構成例及び具体的実施形態のピックアップセンサ２１を「ＰＵ１」として示し、前記変形例に係るピックアップセンサ２２、マイクロフォン２３又はマイクロフォン２４を「ＰＵ２」として示している。

この変形例に係る図９及び図１０の信号処理装置３０は、入力回路３８を備えている。入力回路３８は、上述した入力回路３１と同様に構成され、入力信号を適宜増幅するとともに、Ａ／Ｄ変換してＨＰＦ２４に出力する。この変形例に係る図９及び図１０の信号処理装置３０の他の部分に関しては、上記図２の基本的構成例の信号処理装置３０及び図５の具体的実施形態の信号処理装置３０と同じであるので、それらと同一符号を付して説明を省略する。なお、この場合も、ＬＰＦ３２、ＨＰＦ３４及び加算回路３５がアナログ回路で構成される場合には、入力回路３８におけるＡ／Ｄ変換は不要である。

このように構成した変形例に係る信号処理装置３０においても、ＨＰＦ３４には、上記基本的構成例及び具体的実施形態のＦＩＲフィルタ３３によって生成される信号と同様に、胴１１の共鳴による共鳴音の成分を充分に含む信号が供給される。したがって、この変形例においても、上記基本的構成例及び具体的実施形態の場合と同様に、ＬＰＦ３２にはピックアップセンサ２１によって検出されたピックアップ信号が供給されるとともに、ＨＰＦ３４には、ピックアップセンサ２２、マイクロフォン２３又はマイクロフォン２４によってピックアップされたものであるが、胴１１の共鳴による共鳴音の成分を充分に含む信号が供給されることになる。その結果、この変形例においても、上記基本的構成例及び具体的実施形態の場合と同様な効果が期待される。

また、この変形例においては、前記のような畳み込み演算して胴の共鳴音をシミュレートするＦＩＲフィルタ３３のような特別な回路を用意しなくても、一般的によく使われているピックアップセンサ２２、マイクロフォン２３又はマイクロフォン２４を利用して、楽器音信号を簡単に生成できるようになる。

さらに、本発明の実施にあたっては、上記基本的構成例、具体的実施形態及び変形例に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

１０…ギター、１１…胴、１３…ブリッジ、１５…弦、１６…サドル、２１，２２…ピックアップセンサ、２３，２４…マイクロフォン、３０…信号処理装置、３２…ローパスフィルタ（ＬＰＦ）、３３…有限インパルス応答フィルタ（ＦＩＲフィルタ）、３４…ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）、３５…加算回路、３７…制御回路、４１…操作部、５０…放音部

Claims (6)

1. 弦の振動をピックアップした第1信号と、弦の振動による胴の共鳴音を含む楽器音に対応した第２信号とのうちのいずれか一方の信号を入力するローパスフィルタと、
   前記第１信号及び第２信号のうちの他方の信号を入力するとともに、カットオフ周波数が前記ローパスフィルタのカットオフ周波数以上であるハイパスフィルタと、
   前記ローパスフィルタの出力と前記ハイパスフィルタの出力とを混合して出力する混合手段とを備えたことを特徴とする弦楽器のための信号処理装置。
2. 請求項１に記載の弦楽器のための信号処理装置において、さらに、
   前記ローパスフィルタのカットオフ周波数と、前記ハイパスフィルタのカットオフ周波数を同時に変更する変更制御手段を設けたことを特徴とする弦楽器のための信号処理装置。
3. 請求項１又は２に記載の弦楽器のための信号処理装置において、
   前記ローパスフィルタは前記第１信号を入力し、かつ
   前記ハイパスフィルタは前記第２信号を入力することを特徴とする弦楽器のための信号処理装置。
4. 請求項１乃至３のうちのいずれか一つに記載の弦楽器のための信号処理装置において、
   前記第１信号は、弦を支持するサドル近傍に設けた振動センサによってピックアップされた信号であり、かつ
   前記第２信号は、前記第１信号を畳み込み演算するフィルタ回路により生成した信号であることを特徴とする弦楽器のための信号処理装置。
5. 請求項１乃至３のうちのいずれか一つに記載の弦楽器のための信号処理装置において、
   前記第１信号は、弦を支持するサドル近傍に設けた第１振動センサによってピックアップされた信号であり、かつ
   前記第２信号は、胴に設けた第２振動センサによってピックアップされた信号、又は胴の近傍に設けたマイクロフォンによって取得された信号であることを特徴とする弦楽器のための信号処理装置。
6. 請求項１乃至５のうちのいずれか一つに記載の弦楽器のための信号処理装置において、
   前記ハイパスフィルタのカットオフ周波数と前記ローパスフィルタのカットオフ周波数は等しいことを特徴とする弦楽器のための信号処理装置。

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