JP2615946B2 - 楽音制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電子ギター等の電子弦楽器をはじめとする
シンセサイザータイプの電子楽器に係り、特に奏法によ
って音色等を変化させた楽音を発音させることのできる
楽音制御装置に関する。

〔従来の技術〕

ギター等を演奏操作することにより弦の振動等を電気
信号として検出し、その入力波形信号に従ってディジタ
ル回路等で構成された楽音発生回路を制御して、楽音を
合成し放音させるようにした電子楽器が開発されてい
る。

特に、ピッチ抽出回路が入力波形信号からピッチ周期
を抽出し、楽音発生回路がそのピッチ周期に対応した音
高の楽音を発生するタイプのものは、楽音の音高等が入
力波形信号にダイレクトに応答するため、演奏者の演奏
に忠実な楽音合成を行うことができる。

上記のような電子楽器において、楽音の音量・音色等
は、従来、入力波形信号の立ち上がり時、すなわち、例
えばギターにおいては弦をピッキングした時点における
信号強度を検出し、楽音発生回路がその信号強度に対応
して音量及び音色等を変化させた楽音を発生していた。

そして、上記のような従来例においては、入力波形信
号の信号強度という１つのパラメータのみで楽音の音量
及び音色等を変化させていたため、例えば入力波形信号
が変化して楽音の音量が大きくなると、同時に音色が硬
い感じの音色になる、というように常に相関をもって変
化していた。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、例えばアコースティックギター等を実際に
弾いて直接音を出した場合、弦を弾く強さが同じでも、
荒いピッキングをして弦振動が乱れるように弾くと硬い
音色になり、逆にソフトなピッキングをすると軟らかい
音色になる。

従って、前記従来例のように信号強度のみで音量と音
色を変化させるタイプの電子楽器では、ピッキングの荒
さ等により音量と音色を別々に制御することができず、
豊かな演奏効果を得ることができないという問題点を有
していた。

本発明の課題は、入力波形信号に基づいて、楽音の音
量、音色等の個別の制御を可能とすることにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、例えば金属弦振動をピックアップによって
入力波形信号として検出し、これからピッチ情報を抽出
し、該ピッチ情報により楽音の音高を制御するタイプの
電子弦楽器（電子ギター）等として実現される楽音制御
装置である。

そして、まず、入力波形信号からピッチ情報を抽出す
るピッチ抽出手段を有する。同手段は、例えば予め求め
た入力波形信号をデジタル化し、そのデジタル波形から
有効なピーク値とその直後のゼロクロス時刻を順次検出
し、該有効なピーク値とその直後あるいはその直前のゼ
ロクロス時刻の組を判定することにより、各ゼロクロス
時刻の間隔としてピッチ情報すなわちピッチ周期を抽出
する手段である。或いは、各ピーク値の間隔としてピッ
チ周期を抽出する手段である。勿論これ以外のピッチ抽
出技術によってもよい。

次に、前記入力波形信号の立ち上がり時点を検出する
立ち上がり検出手段を有する。同手段は、例えば楽音が
消音中に前記ピッチ抽出手段において検出される有効な
ピーク値が最初に所定しきい値以上となった直後のゼロ
クロス時刻として入力波形信号の立ち上がり時点を検出
する手段である。

また、前記立ち上がり検出手段で前記入力波形信号の
立ち上がり時点が検出されてから前記ピッチ抽出手段で
有効なピッチ情報が抽出され始める時点までの間隔を計
測する間隔計測手段を有する。同手段は、例えば前記立
ち上がり検出手段で入力波形の立ち上がりが検出された
時点で計時をスタートし、ピッチ情報抽出手段で有効な
ピッチ情報が抽出され始める最初のゼロクロス時刻で計
時をストップするタイマー手段と、該タイマー手段によ
る計時結果を、ピッチ情報抽出手段で有効に検出された
最初のピッチ周期（ピッチ情報）で除算し、その結果を
前記間隔として出力する手段である。

更に、上記間隔計測手段により計測された前記間隔に
従って楽音の特性を可変制御しながら前記ピッチ抽出手
段で抽出されるピッチ情報に応じた音高で楽音の発生を
指示する楽音発生制御手段を有する。同手段は、例えば
前記間隔の大きさに従って前記楽音の音色を制御する手
段である。

〔作用〕

本発明の作用は次の通りである。

入力波形信号が乱れた波形となると、前記立ち上がり
検出手段が入力波形の立ち上がりを検出した後も、前記
ピッチ抽出手段がなかなか有効なピッチ情報を検出しな
い。これは入力波形が安定な波形でないため、ピッチ抽
出手段においてピッチ周期の抽出が開始されるための条
件をなかなか満たさないためである。

従って、演奏法によって入力波形信号を意図的に乱す
ことができれば、間隔計測手段によって計測される間隔
を可変させることができ、同手段で得られる間隔に従っ
て、楽音の特性例えば音色を変化させることで、より豊
かな演奏効果が得られる。この場合、楽音の音量は、例
えば入力波形の信号強度に従って制御すれば、入力波形
信号によって楽音の音量と音色を独立して制御できるこ
とになる。

例えばギターシンセサイザー等の電子弦楽器において
は、弦振動を乱すように荒くピッキングすることにより
入力波形信号が乱れ、前記入力波形の立ち上がり時にお
いて、前記ピッチ抽出手段がなかなか有効なピッチ情報
を検出せず、前記間隔計測手段で計測される間隔が長く
なる。この状態で、弦を弾く強さを一定にすれば、例え
ば楽音の音量は変化させずに音色のみを変化させること
ができ、大きな演奏効果が生まれる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例につき詳細に説明を行う。な
お、以下の説明においては、記号｛｝、（）、《》で囲
まれ、アンダーラインを付した見出しの順に、順次項目
分けを行う。

｛本発明による電子楽器の構成｝ 本実施例は、ボディー上に６本の金属弦が張られ、該
金属弦の下部に設けられたフレット（指板）を指で押え
ながら、所望の弦をピッキングすることにより演奏を行
う電子ギターとして実現されている。なお、その外見は
省略する。

第１図は、本実施例の全体の構成図である。

まず、ピッチ抽出アナログ回路１は、特には図示しな
い前記６本の弦毎にそれぞれ設けられ、各弦の振動を電
気信号に変換するヘキサピックアップからの各出力を、
特には図示しないローパスフィルタに通して高調波成分
を除去することにより、６種類の各波形信号Wi（ｉ＝１
〜６）を得る。更に、各波形信号Wiの振幅の符号が正又
は負に変化する毎に、ハイレベル又はローレベルとなる
パルス状のゼロクロス信号Zi（ｉ＝１〜６）を発生す
る。そして、これら６種類の波形信号Wi及びゼロクロス
信号Ziを、各々特には図示しないA/D変換器等により、
時分割のシリアルゼロクロス信号ZCR及びディジタル出
力（時分割波形信号）D1に変換し、出力する。

ピッチ抽出ディジタル回路２は、第２図に示すように
ピーク検出回路201、時定数変換制御回路202、波高値取
込み回路203、ゼロクロス時刻取込回路204からなる。こ
れら第２図の各回路は，前記ピッチ抽出アナログ回路１
（第１図）からの、６弦分を時分割したシリアルゼロク
ロス信号ZCR及びディジタル出力D1に基づいて、６弦分
を時分割処理する。以下の説明では説明を容易にするた
め１弦分の処理について説明し、シリアルゼロクロス信
号ZCR及びディジタル出力D1は１弦分の信号のイメージ
で説明するが、特に言及しないときは６弦分について時
分割処理が行われているものとする。

第２図において、まず、ピーク検出回路201は、前記
シリアルゼロクロス信号ZCR及びディジタル出力D1に基
づいて、ディジタル出力D1の最大ピーク点及び最小ピー
ク点を検出する。そのために、同回路201の内部に、特
には図示しないが、過去のピーク値の絶対値を減算し
（減衰させ）ながらホールドするピークホールド回路を
有している。そして、ピーク検出回路201は前回のピー
ク値検出後、上記ピークホールド回路から出力されるピ
ークホールド信号をしきい値として、次のシリアルゼロ
クロス信号ZCRが発生した後にディジタル出力D1の絶対
値がこのしきい値を越えた時点でピーク値のタイミング
を検出する。なお、ピーク値のタイミング検出は、ディ
ジタル出力D1が正符号の場合と負符号の場合の各々につ
いて行われる。そして、上記ピーク値の検出タイミング
で、正符号の場合は最大ピーク値検出信号MAX、負符号
の場合は最小ピーク値検出信号MINを出力する。なお、
これらの各信号も実際には当然６弦分の時分割信号であ
る。

次に、時定数変換制御回路202は、上記ピーク検出回
路201内のピークホールド回路の減衰率を変更する回路
であり、ピーク検出回路201からの最大・最小ピーク値
検出信号MAX,MIN、及び第１図の中央制御装置（MCP、以
下同じ）３からの制御により動作する。これについては
後述する。

続いて、第２図における波高値取込回路203は、前記
ピーク抽出アナログ回路１より時分割的に送出されてく
るディジタル出力D1を、各弦毎の波高値にデマルチプレ
クス（分解）処理し、前記ピーク検出回路201からのピ
ーク値検出信号MAX,MINに従って、ピーク値をホールド
する。そして、MCP3（第１図）がアドレスデコーダ４
（第１図）を介してアクセスしてきた弦についての最大
ピーク値、もしくは最小ピーク値をバスBUSを介してMCP
3へ順次出力する。また、この波高値取込回路203から
は、上記ピーク値の他、各弦毎の振動の瞬時値も出力可
能になっている。

ゼロクロス時刻取込回路204は、前記ピッチ抽出アナ
ログ回路１（第１図）からのシリアルゼロクロス信号ZC
Rに従って、各弦共通のタイムベースカウンタ2041の出
力を、各弦のゼロクロス時点、厳密には、ピーク検出回
路201から出力される最大・最小ピーク値検出信号MAX、
MINで決定される最大ピーク点及び最小ピーク点の通過
タイミング直後のゼロクロス時点でラッチする。このラ
ッチ動作が行われると、ゼロクロス時刻取込回路204は
続いて、第１図のMCP3に割り込み信号INTを出力する。
これにより、MCP3からアドレスデコーダ４（第１図）を
介して出力される制御信号（後述する）に従って、ゼロ
クロスが発生した弦番号、ラッチした当該弦に対応する
ゼロクロス時刻及び正負情報（後述する）を、バスBUS
を介してMCP3へ順次出力する。

また、第２図のタイミングジェネレータ205からは、
第１図及び第２図に示す各回路の処理動作のためのタイ
ミング信号が出力される。

次に、第１図に戻って、MCP3は、メモリ例えばROM301
及びRAM302を有するとともに、タイマ303、304を有す
る。ROM301は後述する各種楽音制御用のプログラムを記
憶している不揮発メモリであり、RAM302は該制御時の各
種変数・データ用のワーク領域として用いられる書き替
え可能なメモリである。また、タイマ303は、後述する
ノートオフ（消音）処理のために用いられる。更に、タ
イマ304は、後述するSTEP2の始まりからSTEP4の始まり
までの時間を計測する。

楽音発生部５は、楽音発生回路501とD/A変換器502、
アンプ503及びスピーカ504からなり、MCP3からの楽音制
御情報に応じた楽音を放音する。なお、楽音発生回路50
1の入力側に、インターフェイス（Musical Instrument
Digital Interface）MIDIが設けられており、楽音制御
情報伝送用の専用バスMIDI-BUSを介して、MCP3と接続さ
れる。なお、ギター本体内に楽音発生部５を設けるとき
は、別の内部インターフェイスを介してもよい。

アドレスデコーダ４は、前記したゼロクロス時刻取込
回路204（第２図）からの割り込み信号INTの発生の後、
MCP3（第１図）からの発生するアドレス読み出し信号AR
に従って、ゼロクロス時刻取込回路204に、弦番号読込
み信号▲▼、続いて、時刻読込み信号▲
▼（ｉ＝１〜６）を供給する。また、同様に、
波高値取込み回路203（第２図）に波形読込み信号RDAj
（ｊ＝１〜18）を出力する。これらの動作の詳細につい
ては後述する。

｛本実施例の概略動作｝ 以上の構成の実施例の動作につき、以下に説明を行
う。

まず、楽音発生までの本実施例の概略動作について説
明を行う。

第10図のD1は、第１図のピッチ抽出アナログ回路１か
ら出力されるディジタル出力D1の１弦分についてアナロ
グ的に示したものである。この波形は、特には図示しな
いギターの６弦のうち１弦をピッキングすることによ
り、対応するピックアップから検出される電気信号をデ
ィジタル信号として出力したものであり、当該弦を特に
は図示しないフレット（指板）上で押さえる位置に従っ
て、第10図T₀〜T₅等に示すようなピッチ周期を有する波
形が発生する。

本実施例では、このピッチ周期T₀〜T₅等をリアルタイ
ムで抽出することにより、第１図のMCP3がそれに対応す
る音高情報を生成し、第１図の楽音発生回路501でその
音高の楽音を発音させる。従って、特には図示しないト
レモロアームによって、演奏中に演奏者が弦の張力を変
化させたような場合、それに従ってディジタル出力D1の
ピッチ周期が変化するため、音高情報もそれに従ってリ
アルタイムで変化し、楽音に豊かな表現を付加すること
ができる。

また、本実施例では、第10図のディジタル出力D1のピ
ーク値a₀〜a₃又はb₀〜b₃等を検出しており、特に第１図
のMCP3が立ち上がり時（弦のピッキング時）の最大ピー
ク値a₀に基づいて音量情報を作成して楽音発生回路501
に転送することにより、弦をピッキングした強さに応じ
た音量の楽音を発音させることができる。

次に、本実施例では、第10図のピッチ周期T₀を抽出し
た時点で、すぐに発音を開始するわけではなく、始めの
いくつかのピッチ周期を論理的に判定し、安定したピッ
チ周期が抽出できるようになった時点で発音を開始す
る。これは、弦のピッキング時には、その開始部分でデ
ィジタル出力D1が乱れやすく、安定なピッチ周期を抽出
できず、そのままのピッチ周期に対応する音程で楽音を
発音させると、おかしな音程の楽音が発音されてしまう
ためである。すなわち、ディジタル出力D1が乱れていれ
ば乱れているほど、発音開始までの時間が長くなる。

ここで、一般の生ギター（アコースティックギター）
等においては、演奏者が、弦をピッキングする強さは同
じにしても、弦を荒くピッキングすると硬い音色とな
り、逆にソフトにピッキングすると軟らかい音色にな
る。そして、本実施例においてこのような弦振動をピッ
クアップで拾うと、荒くピッキングした場合はディジタ
ル出力D1の波形が乱れて発音開始までの時間が長くな
り、逆にソフトにピッキングした場合はきれいな波形と
なって発音開始までの時間が短くなる。

そこで、本実施例では、ディジタル出力D1の検出を開
始した時点で第１図のMCP3内のタイマ304をスタートさ
せ、楽音の発音を開始する時点でストップさせる。そし
て、この計時結果を直前のピッチ周期で除算することに
より、波形の検出開始さら発音開始までに何周期分必要
としたかを計測し、それを音色情報として第１図の楽音
発生回路501に転送する。これにより、楽音発生回路501
は上記音色情報の値が大きいときには、例えば軟い音色
になるように楽音のエンベロープ又は倍音等を制御し、
逆にその値が小さいときには、例えば軟らかい音色にな
るように制御することにより、弦をピッキングする荒さ
に応じた音色の楽音を発音させることができる。そし
て、音量は前記したようにディジタル出力D1の立ち上が
り時の最大ピーク値a₀に基づいて、上記音色制御とは独
立して制御されるため、結局、発音される音量と音色を
独立して制御できることが、本実施例の大きな特徴であ
る。

上記動作は、ギターの６弦分の時分割ディジタル出力
D1について時分割処理されるため、楽音発生回路501か
らは６弦分の楽音を聴覚的に同時に発音させることがで
きる。そして、これらの楽音は、自由な音量・音色に設
定でき、電子的に各種の効果を付加できるため、極めて
大きな演奏効果が得られる。

｛ピッチ抽出ディジタル回路の動作｝ 上記動作を実現するための本実施例の動作につき、以
下に詳細に説明を行ってゆく。

（概略動作） まず、第１図又は第２図のピッチ抽出ディジタル回路
２の動作について説明を行う。なお、以下の説明におい
ても１弦分についてのみ説明し、シリアルゼロクロス信
号ZCR、ディジタル出力D1、最大・最小ピーク値検出信
号MAX,MINは１弦分のイメージで説明するが、実際には
６弦分について時分割処理されている。

同回路２では、各弦毎に第10図のディジタル出力D1か
ら、ピーク値a₀〜a₃又はb₀〜b₃等を抽出し、同時に各ピ
ーク値の直後のゼロクロス時刻t₁〜t₇等を抽出し、更
に、各ゼロクロス時刻の直前のピーク値が正か負かによ
り１又は０を示す情報を抽出して、第１図のMCP3に供給
する。これに基づいて、MCP3は前記ゼロクロス時刻の間
隔から第10図の各ピッチ周期T₀〜T₅等を抽出して、ま
た、その他前記各種楽音情報を生成し、更に、後述する
ように必要に応じて、エラー処理、ノートオフ（消音）
処理、リラティブオン・オフの処理等を行う。

（詳細動作） そのために、第２図のピーク検出回路201では、第10
図のように入力してくるディジタル出力D1に対して、ま
ず、その値が負となる部分で、その絶対値が０を越えた
タイミングx₀で、第10図に示すような最小ピーク値検出
信号MINがハイレベルになる。

これにより、第２図の波高値取込回路203は、上記最
小ピーク値検出信号MINがハイレベルとなった直後のタ
イミングx₁で、別に入力するディジタル出力D1から最小
ピーク値（負側の波高値）b₀（絶対値）を検出して特に
は図示しないラッチにホールドし、これと共に最小ピー
ク値検出信号MINをローレベルに戻す。

一方、第１図のピッチ抽出アナログ回路１から第２図
のゼロクロス時刻取込回路204には、第10図に示すよう
なシリアルゼロクロス信号ZCRが入力している。この信
号は、ピッチ抽出アナログ回路１内の特には図示しない
コンパレータがディジタル出力D1の正負を判定し、それ
に従って同コンパレータからハイレベル又はローレベル
の２値ディジタル信号として出力される信号である。

そして、ゼロクロス時刻取込回路204では、前記ピー
ク検出回路201から出力される最小ピーク値検出信号MIN
がタイミングx₀でハイレベルとなった直後に、シリアル
ゼロクロス信号ZCRが変化するエッジタイミング、すな
わち、ディジタル出力D1のゼロクロス時点で、第２図の
タイムベースカウンタ2041で計時されている時刻t₀（第
10図）をラッチする。なお、このラッチデータの最上位
ビットに、直前のピーク値が正であるか負であるかを示
す１または０の正負フラグ（最小ピーク値b₀に対しては
０となる）が付加される。

更に、ゼロクロス時刻取込回路204は上記動作に連続
して第１図のMCP3に割り込み信号INTを出力する。これ
により、割り込み信号INTが発生した時点において、第
２図の波高値取込回路203には最小ピーク値b₀（絶対
値）がホールドされ、ゼロクロス時刻取込回路204には
最小ピーク値b₀の発生直後の前記正負フラグを含むゼロ
クロス時刻がラッチされている。

そして、割り込み信号INTの出力の後、第１図のMCP3
からアドレスデコーダ４を介して行われるアクセス（後
述する）により、上記正負フラグを含むゼロクロス時刻
及び最小ピーク値b₀が、バスBUSを介してMCP3に転送さ
れる。なお、以上の処理は６弦分について時分割処理さ
れているため、後述するように、上記各情報の出力の前
に、どの弦番号について上記割り込みが発生したのかを
示す情報を、ゼロクロス時刻取込回路204からMCP3に出
力する。

次に、第２図のピーク検出回路201では、内部の特に
は図示しないピークホールド回路が、第10図の最小ピー
ク値b₀（絶対値）をピークホールドし、第10図のピーク
ホールド信号q₀を出力する。これにより、ピーク検出回
路201は上記ピークホールド信号（絶対値）をしきい値
として、ディジタル出力D1の負側についてその絶対値が
上記しきい値を越えたタイミングx₂で、再び最小ピーク
値検出信号MINをハイレベルにする。

これにより、前記と全く同様にして、第２図の波高値
取込回路203で、最小ピーク値検出信号MINがハイレベル
となった直後のタイミングx₃で次の最小ピーク値b₁（絶
対値）がホールドされ、第２図のゼロクロス時刻取込回
路204で、上記最小ピーク値b₁の発生直後の正負フラグ
（この場合も０）を含むゼロクロス時刻t₂がラッチさ
れ、割り込み信号INTの送出後、MCP3に転送される。

上記に基づく、第10図のディジタル出力D1の負側に対
する最小ピーク値b₀〜b₃（絶対値）、ゼロクロス時刻
t₀,t₂,t₄,t₆等の検出、及びピークホールド信号q₀〜q₃
等の出力動作と全く同様にして、ディジタル出力D1の正
側に対して最大ピーク値a₀〜a₃等の検出、ゼロクロス時
刻t₁,t₃,t₅,t₇等の検出、及びピークホールド信号p₀〜p
₃等の出力動作が並列して行われる。なお、この場合
は、ピーク検出回路201から最大ピーク値検出信号MAXが
第10図に示すように出力され、第２図の波高値取込回路
203及びゼロクロス時刻取込回路204においては、この信
号MAXに基づいて最大ピーク値a₀〜a₃等、及び正負フラ
グ（この場合、正ピークであるから１）を含むゼロクロ
ス時刻t₁,t₃,t₅,t₇等がラッチされる。

以上に示した動作により、第２図のゼロクロス時刻取
込回路204からは、第10図のゼロクロス時刻t₀〜t₇の各
時刻毎に割り込み信号INTが第１図のMCP3に出力され、
これに基づいた各時刻毎に、最小又は最大ピーク値（絶
対値）とゼロクロス時刻の組として、b₀とt₀、a₀とt₁、
b₁とt₂、a₁とt₃,・・・等が順次MCP3へ出力される。こ
こでMCP3において、最小ピーク値（負側のピーク値）で
あるのか最大ピーク値（正側のピーク値）であるのかの
判定は、ゼロクロス時刻の最上位ビットに付加されてい
る前記正負フラグにより可能である。

なお、上記動作の他に、第２図の波高値取込回路203
はMCP3からのアクセスによりディジタル出力D1の瞬時値
を任意に出力できる。これについては後述する。

また、第２図のピーク検出回路201内のピークホール
ド回路で発生される第10図のピークホールド信号p₀〜
p₃,q₀〜q₃等の各減衰率（時定数）は、MCP3の制御下で
第２図の時定数変換制御回路202によって随時変更され
る。

基本的には、ディジタル出力D1の例えば１ピッチ周期
時間が経過した後に、上記ピークホールド信号が急速に
減衰するようにその時定数を変更する。そして、このと
きのピッチ周期情報の設定は、第１図のMCP3が後述する
動作により、各ピッチ周期の抽出を行った後にバスBUS
を介して、時定数変換制御回路202内の時定数変換レジ
スタCHTRR（後述する）にピッチ周期情報をセットして
行う。これにより、時定数変換制御回路202は、内部に
設けられた特には図示しない各弦独立のカウンタと、MC
P3から時定数変換レジスタCHTRRに設定されたピッチ周
期情報との一致比較を行い、ピッチ周期時間が経過して
一致出力が発生した時点で、時定数チェンジ信号を前記
ピーク検出回路201へ送出する。この動作により、ピー
クホールド信号は１ピッチ周期の時間が経過すると、急
速に減衰し、これにより次のピッチ周期のピークが適切
に検出される。

なお、１ピッチ周期が経過する前に、ピーク検出回路
201において次の最大又は最小ピーク値検出信号MAX又は
MINが検出された場合は、これらの信号の立ち下がりの
タイミングで上記カウンタをリセットし、次のピークホ
ールド信号を生成するようにしている。

また、各弦の振動周期は、演奏者がフレット上で当該
弦を押さえる位置によって幅広く変化するため、ディジ
タル出力D1の各弦に対応する波形の立ち上がり時には、
その波形の振動を速やかに検知すべく、各弦の最高音周
期時間経過にてピークホールド信号が急速減衰し、その
直後は、各ピッチ周期の倍音を拾わないように、各弦の
開放弦周期（最低音周期）時間経過にて急速減衰するよ
うに設定が行われる。そして、ピッチ周期が有効に抽出
された後は、当該ピッチ周期時間経過にて急速減衰する
ように設定が行われ、演奏操作によるディジタル出力D1
の各弦のピッチ周期の変化に追従する。

更に、ピッチ検出回路201において、正負どちらのピ
ーク値に対して上記ピークホールドの制御を行うかは、
シリアルゼロクロス信号ZCRがハイレベルであるかロー
レベルであるかによって判定するようにしている（第10
図参照）。

｛中央制御装置（MCP）の動作｝ 以上の動作により、第１図のピッチ抽出回路２から供
給される最大又は最小ピーク値、ゼロクロス時刻、およ
びピーク値の正負を示す正負フラグに基づいて、第１図
のMCP3が、ピッチ抽出及び音量・音色に関するパラメー
タの抽出を行うことにより、楽音発生回路501を制御す
るための楽音制御情報を発生する。なお、MCP3はROM301
に記憶されたプログラムに従って、以下に詳細に説明す
るように第３図〜第９図に示す動作フローチャートを実
行する。

（変数の説明） はじめに、後述する第３図〜第９図の動作フローチャ
ートで示される制御プログラムにおいて用いられる各変
数について、以下に列挙しておく。

AD・・・第１図のピッチ抽出ディジタル回路２への入力
波形D1を直接読んだ入力波高値（瞬時値） AMP（0,1）・・・正又は負の前回（old）の波高値（ピ
ーク値） AMRL1・・・振幅レジスタで記憶されているリラティブ
（relative）オフ（off）のチェックのための前回の振
幅値（ピーク値）である。ここで、前記リラティブオフ
とは波高値が急激に減衰してきたことに基づき消音する
ことで、フレット操作をやめて開放弦へ移ったときの消
音処理に相当する。

AMRL2・・・振幅レジスタで記憶されている前記リラテ
ィブオフのための前々回の振幅値（ピーク値）で、これ
にはAMRL1の値が入力される。

CHTIM・・・最高音フレット（22フレット目）に対応す
る周期 CHTIO・・・開放弦フレットに対応する周期 CHTRR・・・時定数変換レジスタで、上述の時定数変換
制御回路202（第２図）の内部に設けられている。

DUB・・・波形が続けて同一方向にきたことを示すフラ
グ、 FOFR・・・リラティブオフカウンタ、 HNC・・・波形ナンバーカウンタ MT・・・これからピッチ抽出を行う側のフラグ（正＝
１、負＝０） NCHLV・・・ノーチェンジレベル（定数） OFTIM・・・オフタイム（例えば当該弦の開放弦周期に
相当） OFPT・・・通常オフチェック開始フラグ ONF・・・ノートオンフラグ RIV・・・後述のステップ（STEP）４での処理ルートの
切替を行うためのフラグ ROFCT・・・リラティブオフのチェック回数を定める定
数 RSP・・・発音開始までに何周期分かかったかを設定す
る変数 STEP・・・MCP3のフロー動作を指定するレジスタ（１〜
５の値をとる） TF・・・有効となった前回のゼロクロス時刻データ TFN（0,1）・・・正または負のピーク値直後の前回のゼ
ロクロス時刻データ TFR・・・時刻記憶レジスタ THLIM・・・周波数上限（定数） TLLIM・・・周波数下限（定数） TP（0,1）・・・正または負の前回の周期データ TRLAB（0,1）・・・正または負の絶対トリガレベル（ノ
ートオンしきい値） TRLRL・・・リラティブオン（再発音開始）のしきい値 TRLRS・・・共振除去しきい値 TTLIM・・・トリガ時の周波数下限 TTP・・・前回抽出された周期データ TTR・・・周期レジスタ、 TTU・・・定数（17/32と今回の周期情報ttの積） TTW・・・定数（31/16と今回の周期情報ttの積） VEL・・・速度（ベロシティ）を定める情報で、発音開
始時の波形の最大ピーク値にて定まる。

Ｘ・・・異常または正常状態を示すフラグ ｂ・・・ワーキングレジスタＢに記憶されている今回正
負フラグ（正ピークの次のゼロ点のとき１、負ピークの
次のゼロ点のとき０） ｃ・・・ワーキングレジスタＣに記憶されている今回波
高値（ピーク値） ｅ・・・ワーキングレジスタＥに記憶されている前々回
波高値（ピーク値） ｈ・・・ワーキングレジスタＨに記憶されている前々回
抽出された周期データ ｔ・・・ワーキングレジスタT0に記憶されている今回の
ゼロクロス時刻 tt・・・ワーキングレジスタTOTOに記憶されている今回
の周期情報 （割り込み処理ルーチンの動作） 次に、第３図は、MCP3へピッチ抽出ディジタル回路２
内のゼロクロス時刻取込回路204（第２図）から、割り
込み信号INTにより割り込みがかけられたときの処理を
示す割り込み処理ルーチンの動作フローチャートを示し
た図である。

前記したように、ゼロクロス時刻取込回路204から割
り込み信号INTが出力される時点においては、第２図の
波高値取込回路203には最大又は最小ピーク値（絶対
値）がホールドされ、ゼロクロス時刻取込回路204には
当該ピーク値発生直後のゼロクロス時刻、及び直前のピ
ーク値が最大（正の）ピーク値である場合１、最小（負
の）ピーク値である場合０を示す正負フラグがラッチさ
れている。

そこで、MCP3はまず第３図のI1において、アドレスデ
コーダ４に所定のアドレス読み出し信号ARをセットし、
第２図のゼロクロス時刻取込回路204に対して、弦番号
読み込み信号▲▼を出力させる。これにより
同回路204からは、まずどの弦番号について上記割り込
みが発生したのかを示す弦番号が、バスBUSを介してMCP
3に出力される。続いて、MCP3はアドレスデコーダ４に
別のアドレス読み出し信号ARをセットし、ゼロクロス時
刻取込回路204に対して、時刻読み込み信号▲
▼〜▲▼のうち上記弦番号に対応する
信号を出力させる。これにより同回路204からは、上記
時刻読み込み信号▲▼（ｉ＝１〜６のうち
いずれか）で指定される弦番号対応のラッチにセットさ
れているゼロクロス時刻情報が、バスBUSを介してMCP3
に出力される。これを第３図I1に示すように今回のゼロ
クロス時刻ｔとする。

続いて、第３図のI2において、前記「ピッチ抽出ディ
ジタル回路の動作」の項で説明したように、ゼロクロス
時刻情報の最上位ビットに付加されている正負フラグを
取り出しこれを今回正負フラグｂとする。

その後、第３図のI3において、MCP3は前記と同様にア
ドレスデコーダ４を介して、第２図の波高値取込回路20
3に対して、ピーク値読み込み信号▲▼（ｊ＝
１〜12のうちいずれか）を出力させる。ここで、同回路
203内には、特には図示しないが、６弦分の最大ピーク
値及び最小ピーク値をホールドする12個のラッチがある
ため、MCP3は前記弦番号及び正負フラグｂに基づいて、
上記ピーク値読み込み信号▲▼を選択して出力
させる。これにより同回路203からは、当該ピーク値読
み込み信号▲▼で指定されるラッチにセットさ
れている最大ピーク値または最小ピーク値（絶対値）
が、バスBUSを介してMCP3に出力される。これを第３図I
3に示すように、今回ピーク値ｃとする。

以上の動作の後、第３図のI4において、上記のように
して得たt,c,bの値をMCP3内の特には図示しないレジス
タT0,C,Bにセットする。このレジスタには、上記割込み
処理がなされる都度、このようなゼロクロス時刻情報、
ピーク値情報（絶対値）、ピークの種類を示す正負フラ
グの情報がワンセットとして書込まれていき、後述する
メインルーチンで、各弦毎にかかる情報に対する処理が
なされる。

なお、上記レジスタT0,C,Bは、６弦に対応して６個ず
つあり、以下第４図〜第９図に説明する楽音制御の処理
は、６弦分について全て時分割で行われるが、これ以後
は簡単のため１弦分の処理について述べてゆく。

（メインルーチンの動作） 第４図は、メインルーチンの処理を示す動作フローチ
ャートである。ここでは、パワーON後の初期化（イニシ
ャライズ）、楽音のノートオフ（消音）処理、及びSTEP
0〜STEP4（又は５）の各処理の選択の処理を行う。本実
施例では、楽音制御の処理を後述するようにステップと
いう処理概念で行っており、後述するように、STEP0→S
TEP1→STEP2→STEP3→STEP4（→STEP5）→STEP0という
順で楽音制御を行ってゆく。

《基本動作》 第４図において、まず、パワーオン（電源投入）する
ことにより、M1において各種レジスタやフラグがイニシ
ャライズされ、レジスタSTEPが０とされる。またこの場
合、前記「ピッチ抽出ディジタル回路の動作」の項の時
定数変換制御回路202（第２図）の説明において述べた
ように、初期状態において、ピーク検出回路201（第２
図）がディジタル出力D1の波形の立ち上がり時の振動を
速やかに検知できるように、MCP3がバスBUSを介して時
定数変換制御回路202内の時定数変換レジスタCHTRRに最
高音フレット周期CHTIMをセットし、ピーク検出回路201
内のピークホールド回路から出力されるピークホールド
信号（第10図p₀またはq₀等）が、最高音周期時間経過に
て急速減衰するように制御される。

続いて、第４図のM2で、前記「割り込み処理ルーチン
の動作」の項で説明したレジスタが空かどうかが判断さ
れ、ノー（以下、NOと称す）の場合にはM3に進み、各レ
ジスタB,C,T0の内容が読まれる。続いて、M4において、
レジスタSTEPの値はいくつかが判断され、M5ではSTEP0,
M6ではSTEP1,M7ではSTEP2,M8ではSTEP3、M9ではSTEP4の
処理が順次実行される。なお、次のステップへの更新
は、後述するように各STEP0〜STEP4の処理において行わ
れる。

《ノートオフ動作》 前記M2でバッファが空の場合、すなわちイエス（以
下、YESと称する）の場合、M10〜M19への処理に進み、
ここで通常のノートオフのアルゴリズムの処理が行われ
る。このノートオフのアルゴリズムは、ディジタル出力
D1（第１図）において、その波高値がオフ（OFF）レベ
ル以下の状態が所定のオフタイム時間続いたら、ノート
オフするアルゴリズムである。

まず、M10でSTEP＝０かどうかが判断され、YESの場合
には、楽音を発生していない初期状態のため、ノートオ
フはする必要がなく、M2に戻る。一方、NOの場合には、
M11に進む。

M11では、その時点のディジタル出力D1の入力波高値
（瞬時値）ADが直接読まれる。これは、MCP3がアドレス
デコーダ４を介して、波高値取込み回路203（第２図）
へピーク値読み込み信号▲▼〜▲
▼のいずれかを与えることにより、同回路203がディジ
タル出力D1の現在の瞬時値を、バスBUSを介してMCP3に
出力することで達成できる。そして、この値ADが、予め
設定したオフレベル以下かどうかが判断され、NOの場合
はノートオフする必要がないためM2に戻り、YESの場合
にはM12に進む。

M12では、前回の入力波高値ADがオフレベル以下かど
うかが判断され、NOの場合には、M17に進みMCP3内のタ
イマ303をスタートし、M2に戻る。そして、次に再びこ
の処理にきたときに、M12はYESとなるため、M13に進
み、ここでタイマ303の値がオフタイムOFTIMかどうかが
判断される。オフタイムOFTIMとしては例えば処理をし
ている弦の開放弦フレット周期CHTIOがセットされてお
り、M13でNOの場合にはM2に戻って処理が繰り返され、Y
ESとなるとM14に進み、レジスタSTEPに０を書き込み、
時定数変換レジスタCHTRRへ最高音フレット周期CHTIMを
セットした後、M15を介して（後述する）、M16に進む。
すなわち、ディジタル出力D1のレベルが減衰してきた場
合、オフレベル以下の入力波高値ADがオフタイムOFTIM
に相当する時間続くと、ディジタル出力D1が入力せず弦
が弾かれなくなったと判断できるため、M16に進んでノ
ートオフの処理がされる。

M16では、MCP3が楽音発生回路501（第１図）に対し
て、ノートオフの指示を送出し、これにより楽音の発音
が停止される。このようにノートオフされた場合には、
必ずSTEP0に戻る。

なお、ステップM15において、通常の状態ではYESの判
断がなされるが、後述するような処理によって、楽音の
発音を指示していない場合でもレジスタSTEPは０以外の
値をとっていることがあり（例えばノイズの入力によ
る）、そのようなときには、M14,M15の処理後M2へ戻る
ことで、STEP0へ初期設定される。

（STEP0の処理動作） 次に、第４図のメインルーチンにおいて分岐して対応
する処理を行う各ルーチンの詳細について説明を行う。

まず、第５図は、第４図のメインルーチンのM5として
示すステップ０（STEP0）の処理の動作フローチャート
である。この処理においては、ピッチ抽出処理等のため
の初期設定、及び次のSTEP1への移行処理を行う。以下
第11図の基本動作説明図を用いて説明を行う。なお、第
11図は第10図と同一の波形である。

《基本動作》 今、第４図のメインルーチンは、M2とM10のループの
繰り返しにより、前記「割り込み処理ルーチンの動作」
の項において説明したように、ピッチ抽出ディジタル回
路２（第１図）から割り込みが掛かって、レジスタT0、
Ｃ、Ｂにデータが入力するのを待っている。

そして、データが入力し、第４図のM2からM3を経て上
記各レジスタの内容が読み込まれると、M4を介してM5、
即ち第５図のSTEP0に移る。この状態においては、例え
ば第11図に示すように、今回のゼロクロス時刻ｔ＝t₀、
今回正負フラグｂ＝０、今回ピーク値ｃはｂ＝０より最
小ピーク値でｃ＝b₀（絶対値）である。なお、第11図で
ｂとb₀〜b₃等は異なる記号である。

まず、第５図のS01において、今回ピーク値ｃの値
が、絶対トリガレベル（ノートオンのための正の閾値）
TRLAB（ｂ）より大きいか否かが判定される。なお、こ
の判定は、今回正負フラグｂの値に基づき正と負の各極
性（最大ピーク値又は最小ピーク値）の各々について実
行され、正側の絶対トリガレベルTRLAB（１）と負側の
絶対トリガレベルTRLAB（０）は、ディジタル出力D1
（第１図）にオフセットが重畳された場合等を考慮し
て、経験的に別々の値に設定することができる。理想的
なシステムでは同じ値でよい。第11図の例では、今回最
小ピーク値ｃ＝b₀（絶対値）とTRLAB（ｂ）＝TRLAB
（０）とが比較され、ｃ＝b₀＞TRLAB（０）、即ち判定
はYESとなる。

次に、S02を経た後（後述する）、S03の処理が実行さ
れる。ここでは、まず、今回正負フラグｂがフラグMTに
書き込まれ、レジスタSTEPに１が書き込まれて次のステ
ップへの移行準備がなされ、更に、今回のゼロクロス時
刻ｔが以降の処理のために前回のゼロクロス時刻データ
TFN（ｂ）として設定される。第11図の例では、同図に
示すようにMT＝ｂ＝０、TFN（ｂ）＝TFN（０）＝ｔ＝t₀
となる。

続いて、S04において、「変数の説明」の項に示した
上記フラグ以外のその他フラグ類（定数値を除く）が初
期化される。

更に、S05においては、今回ピーク値ｃが以降の処理
のために前回のピーク値AMP（ｂ）（絶対値）としてセ
ットされ、第４図のメインルーチンのM2の処理に戻る。
第11図の例では、同図に示すようにAMP（ｂ）＝AMP
（０）＝ｃ＝b₀となる。

以上の処理により、第11図の例では、同図（STEP0→
１の間）に示すようにフラグMTにレジスタＢの今回正負
フラグｂ＝０が書き込まれ、負側の前回のゼロクロス時
刻のデータTFN（０）にレジスタT0の今回のゼロクロス
時刻データｔ＝t₀が書き込まれ、負側の前回のピーク値
AMP（０）にレジスタＣの今回最小ピーク値ｃ＝b₀が書
き込まれる。

《共振除去動作》 なお、第５図のS01において、今回ピーク値ｃの値が
絶対トリガレベルTRLAB（ｂ）以下の場合は、発音（ノ
ートオン）の処理へは移行せず、S05において前回のピ
ーク値AMP（ｂ）に今回ピーク値ｃの値をセットするだ
けで、第４図のメインルーチンへ戻る。ところが、１本
の弦をピッキングすることにより、他の弦が共振を起こ
すような場合、当該他の弦については振動のレベルが徐
々に大きくなり、やがて第５図のS01の判定結果がYESと
なり、S02の処理に移る。しかし、このような場合、正
規のピッキングを行った訳ではないので、発音（ノート
オン）の動作に移行するのは妥当ではない。そこで、S0
2の処理において上記共振の除去を行う。即ち、上記の
ような場合、今回ピーク値ｃは前回のピーク値AMP
（ｂ）に比べてほとんど大きくなっていないため、その
差c-AMP（ｂ）が共振除去しきい値TRLRSより大きくない
場合には、上記共振状態が発生したと判定して、発音処
理へは移行せず、S05において前回のピーク値AMP（ｂ）
に今回ピーク値ｃの値をセットするだけで、第４図のメ
インルーチンに戻る。一方、第11図のような正常なピッ
キングを行った場合に、波形が急激に立上ることにな
り、前記ピーク値の差c-AMP（ｂ）は共振除去閾値TRLRS
を越え、前記したようにS02からS03の処理へ移行する。

《リラティブオンのエントリ動作》 第５図において、Ａは後述するリラティブオン（再発
音開始）のエントリであり、後述するSTEP4のフローか
らこのS06へジャンプしてくる。そして、S06では今まで
出力している楽音を一度消去（ノートオフ）し、再発音
開始のためにS03へ進行する。この再発音開始のための
処理は、通常の発音開始のときと同様であり、前記した
とおりである。ここでS06のノートオフの処理は、第４
図の前記M16の処理と同じである。

（STEP1の処理動作） 次に、第６図は、第４図のメインルーチンのM6として
示すステップ１（STEP1）の処理の動作フローチャート
である。この処理においては、前記STEP0に続くピッチ
抽出処理等のための初期設定とそれに続くSTEP2への移
行処理、又はおかしな波形が入力したときのダブリ処理
（エラー処理）等を行う。特に本発明に関係する処理と
しては、第１図のMCP3内のタイマ304のスタート処理を
行う。

《基本動作》 まず、前記STEP0により、最初のデータに対する初期
設定が行われた後、第４図のメインルーチンでは、M2→
M10→M11→M2のループの繰り返しにより、前記ピッチ抽
出デジタル回路２（第１図）から再び割り込みがかかっ
て、レジスタT0、Ｃ、Ｂに次のデータが入力するのを待
っている。

そして、データが入力し、第４図のM2からM3を経て上
記各レジスタの内容が読み込まれると、M4を介してM6、
即ち第６図のSTEP1に移る。この状態においては、例え
ば第11図に示すように、今回のゼロクロス時刻ｔ＝t₁、
今回正負フラグｂ＝１、今回ピーク値はｂ＝１より最大
ピーク値でｃ＝a₀である。

まず、第６図のS11を介して（後述する）、S12におい
て前記「STEP0の処理動作」の項における第５図のS01の
説明で述べたのと全く同様に、今回ピーク値ｃの値が、
絶対トリガレベルTRLAB（ｂ）より大きいか否かが判定
される。第11図の例では、今回最大ピーク値ｃ＝a₀とTR
LAB（ｂ）＝TRLAB（１）とが比較され、ｃ＝a₀＞TRLAB
（１）、即ち判定はYESとなる。

次に、S13でレジスタSTEPに２が書き込まれ次のステ
ップへの移行準備がなされる。

その後、S132において、第１図のMCP3内のタイマ304
をスタートさせる。このタイマ304は、後述するように
発音開始時までの時間を計測するためのものであり、デ
ィジタル出力D1の状態を検出するための、本発明に特に
関係するものである（第11図参照）。

続いて、S14において、レジスタT0の今回のゼロクロ
ス時刻ｔが以降の処理のために前回のゼロクロス時刻デ
ータTFN（ｂ）として設定される。更に、S15において、
レジスタｃの今回ピーク値ｃが以降の処理のために前回
のピーク値AMP（ｂ）としてセットされ、第４図のメイ
ンルーチンのM2の処理に戻る。第11図の例では、同図に
示すようにTFN（１）＝ｔ＝t₁、AMP（１）＝ｃ＝a₀とな
る。なお、MTの内容は書き替えられず０のままである。

《ダブリ処理の動作》 第11図のような正常なディジタル出力D1が入力してい
る場合には、前記STEP0において負（正）側の最小
（大）ピーク値（絶対値）が抽出された後は、STEP1に
おいて反対に正（負）側の最大（小）ピーク値が抽出さ
れる。従って、第６図のS11においては、今回正負フラ
グｂ＝１（０）はSTEP0でセットされたフラグMT＝０
（１）と異なるため、前記したようにS12に進む。

ところが、場合により、STEP0の後にSTEP1で第12図
（ａ）又は（ｂ）に示すような波形が入力することがあ
る。この場合、STEP0で負側の最小ピーク値b₀が抽出さ
れた後、STEP1で再び負側の最小ピーク値b₁がダブって
抽出される。従って、第６図のS11においては、今回正
負フラグはｂ＝０となり、STEP0でセットされたフラグM
T＝０と一致する。この場合は、第６図のS16に進み、ダ
ブリ処理（エラー処理）を行う。

S16では、ピーク値ｃの値が同じ符号の前回のピーク
値AMP（ｂ）より大きいか否かが判定される。

今、第12図（ａ）のような場合、ｃ＝b₁＞AMP（ｂ）
＝AMP（０）＝b₀は成立しない。このような場合は、今
回の最小ピーク値b₁はおかしな波形として無視し（斜線
部）、STEPは更新せずに、第４図のメインルーチンのM2
の処理に戻り、次の正常なピークが入力されるのを待
つ。

一方、第12図（ｂ）のような場合、ｃ＝b₁＞APM
（ｂ）＝AMP（０）＝b₀は成立する。このような場合
は、前回のSTEP0で抽出した最小ピーク値b₀の方をおか
しな波形として無視し（斜線部）、STEP0においてセッ
トされた負側の前回のゼロクロス時刻データTFN
（０）、及び負側の前回のピーク値AMP（０）の内容
を、第６図のS14、S15により今回のゼロクロス時刻ｔ及
び今回ピーク値ｃと入れ替えて変更する。即ち、第12図
（ｂ）の例では、TFN（０）＝ｔ＝t₁、AMP（０）＝ｃ＝
b₁となる。このダブリ処理の後、STEPは更新せずに（第
６図のS13を通らない）、第４図のメインルーチンのM2
の処理に戻り、次の正常なピークが入力されるのを待
つ。

上記動作の後、正常なピーク値が入力すると、第６図
のS11→S12→S13→S14→S15により前記した処理が行わ
れ、例えば第11図に示すようにｔ＝t₁で、次のSTEP2の
処理への移行が行われる。

（STEP2の処理動作） 次に、第７図は、第４図のメインルーチンのM7として
示すステップ２（STEP2）の処理の動作フローチャート
である。この処理においては、ピッチ抽出のための第１
回目のピッチ周期の検出、ベロシティーの設定、及びST
EP3への移行処理、又はおかしな波形が入力したときの
エラー処理（ダブリ処理）等を行う。

《基本動作》 まず、前記STEP1による処理が行われた後、第４図の
メインルーチンでは、M2→M10→M11→M2のループの繰り
返しにより、前記ピッチ抽出デジタル回路２（第１図）
から再び割り込みがかかって、レジスタT0、Ｃ、Ｂに次
のデータが入力するのを待っている。

そして、データが入力し、第４図のM2からM3を経て上
記各レジスタの内容が読み込まれると、M4を介してM7、
即ち第７図のSTEP2に移る。この状態においては、例え
ば第11図に示すように、今回のゼロクロス時刻ｔ＝t₂、
今回正負フラグｂ＝０、今回ピーク値はｂ＝０より最小
ピーク値でｃ＝b₁である。

まず、第７図のS20を経た後（後述する）のS21におい
ては、MCP3がバスBUSを介して第２図の時定数変換制御
回路202内の時定数変換レジスタCHTRRに現在処理をして
いる弦の開放弦フレット周期CHTIOをセットする。これ
は、前記「ピッチ抽出ディジタル回路の動作」の項の時
定数変換制御回路202の説明において述べたように、ピ
ーク検出回路201（第２図）がデジタル出力D1の波形の
立ち上がり時の振動を検知した後は、各ピッチ周期の倍
音を拾わないように、ピーク検出回路201内のピークホ
ールド回路から出力されるピークホールド信号（第10図
p₁、q₂等）が各弦の開放弦周期、即ち最低音周期CHTIO
の時間経過にて急速減衰するようにしたものである。

次に、S22において、今回ピーク値ｃの値が同じ符号
の前回のピーク値AMP（ｂ）の7/8倍より大きいか否かが
判定される。この処理については後に詳述するが、通常
は弦をピッキングした波形はなめらかに自然減衰するた
めこの判定はYESとなり、次のS23を経て（後述する）S2
4に進む。

S24では、｛（今回のゼロクロス時刻ｔ）−（同じ符
号の前回のゼロクロス時刻データTFN（ｂ））｝を演算
することにより、第１回目のピッチ周期を検出する。そ
してこの結果を、後述するSTEP3でのノートオン（発音
開始）の条件として使用するために、前回周期データTP
（ｂ）として設定する。第11図の例では、同図に示すよ
うにTP（０）＝ｔ−TFN（０）＝t₂−t₀となる。

また、S24では、今回のゼロクロス時刻ｔが以降の処
理のために前回のゼロクロス時刻データTFN（ｂ）とし
て設定される。第11図の例では、同図に示すようにTFN
（０）＝ｔ＝t₂となる。なお、STEP0で設定されたTFN
（０）＝t₀は、上記前回周期データTP（ｂ）＝TP（０）
が演算できたため必要なくなり消去される。

同じく、S24では、レジスタSTEPに３が書き込まれて
次のステップへの移行準備がなされる。

更に、S24では、以降の処理のために、今回ピーク値
ｃと、前回のピーク値AMP（０）、AMP（１）のうち、最
も大きい値をベロシティVELとして設定する。なお、ベ
ロシティVELは、STEP3で後述するように楽音の音量を決
定するための値として用いられる。同様に、今回ピーク
値ｃを前回のピーク値AMP（ｂ）として設定し、第４図
のメインルーチンのM2の処理に戻る。第11図の例では、
VEL＝max｛ｃ、AMP（０）、AMP（１）｝＝max｛b₁、
b₀、a₀｝となり、AMP（０）＝ｃ＝b₁となる。なお、STE
P0で設定されたAMP（０）＝b₀は、上記ベロシティVELが
演算できたため必要なくなり消去される。

《ダブリ処理の動作》 第11図のような正常なデジタル出力D1が入力している
場合には、前記STEP1において正（負）の最大（小）ピ
ーク値が抽出された後は、STEP2において反対に負
（正）側の最小（大）ピーク値が抽出される。従って、
この場合のSTEP2におけるピーク値の符号はSTEP1のとき
と逆であり、更に、STEP0のときと同じとなり、第７図
のS20においては、今回正負フラグｂ＝０（１）はSTEP0
でセットされたフラグMT＝０（１）と一致し、前記した
ようにS21に進む。

ところが、前記「STEP1の処理動作」の「ダブリ処理
の動作」の項の説明において述べたのと同様に、場合に
より波形がダブって、STEP1の後に第13A図又は第13B図
に示すような波形が入力することがある。この場合、ST
EP1で正側の最大ピーク値a₀が抽出された後、STEP2で再
び正側の最大ピーク値a₁がダブって抽出される。従っ
て、第７図のS20においては、今回正負フラグはｂ＝１
となり、STEP0でセットされたフラグMT＝０と一致す
る。この場合は、第７図のS25に進み、ダブリ処理（エ
ラー処理）を行う。なお、第13A図、第13B図において単
純斜線のハッチを施したピークは、第２図のピーク検出
回路201内のピークホールド回路から発生される第13A図
又は第13B図のピークホールド信号p₀、p₁、q₀等にひっ
かからなかったため、ピークとして検出されなかった部
分である。

S25では、まず、ダブリフラグDUBを１に設定した後
（後述する）、S26に進み、今回ピーク値ｃの値が同じ
符号の前回のピーク値AMP（ｂ）より大きいか否かが判
定される。

今、第13A図において、STEP0（ｔ＝t₀）、STEP1（ｔ
＝t₁）の処理の後、ｔ＝t₂においてSTEP2が実行された
場合、ｃ＝a₁＞AMP（ｂ）＝AMP（１）＝a₀は成立しな
い。即ち、第７図のS26の判定結果はNOとなる。このよ
うな場合は、今回の最大ピーク値a₁はおかしな波形とし
て無視し（同図のクロス斜線のハッチを施した部分）、
STEPは更新せずに、第４図のメインルーチンのM2の処理
に戻り、次の正常なピークが入力されるのを待つ。そし
て、ｔ＝t₃において、最小ピーク値ｃ＝b₁が入力するこ
とにより、第７図のS20がYESとなって、第11図の場合と
同様に、前記S21→S22→S23→S24の処理が行われ、第14
A図のｔ＝t₃で次のSTEP3の処理に進む。なお、第７図の
S24において設定される前回周期データTP（０）は、第1
3A図に示すように、今回のゼロクロス時刻t₃と、STEP0
において設定された前回のゼロクロス時刻t₀の差にな
る。また、後述するSTEP3において演算されるその次の
周期データTxの起点は、同図に示すようにクロス斜線の
ハッチを施したピーク（ｃ＝a₁）が無視されるため、ST
EP1において設定された前回のゼロクロス時刻TFN（１）
＝t₁である。

一方、第13B図の場合、上記とは逆にｃ＝a₁＞AMP
（ｂ）＝AMP（１）＝a₀は成立する。即ち、第７図のS26
の判定結果はYESとなる。このような場合は、前回のSTE
P1で抽出した最大ピーク値a₀の方をおかしな波形として
無視し（同図のクロス斜線のハッチを施した部分）、ST
EP1においてセットされた前回のゼロクロス時刻データT
FN（１）、及び正側の前回のピーク値AMP（１）の内容
を、第７図のS29により今回のゼロクロス時刻ｔ及び今
回のピーク値ｃと入れ替えて変更する。即ち、第13B図
の例では、同図に示すようにTFN（１）＝ｔ＝t₂、AMP
（１）＝ｃ＝a₀となる。このダブリ処理の後、STEPは更
新せずに第４図のメインルーチンのM2の処理に戻り、次
の正常なピーク値が入力するのを待つ。以下、ｔ＝t₃に
おいて最小ピーク値ｃ＝b₁が入力した後の処理は、前記
第13A図の場合と同じである。ただし、STEP1において抽
出されたピーク（第13B図のクロス斜線のハッチを施し
たピークｃ＝a₀）が無視され、ｃ＝a₁のピークに変更さ
れているため、後述するSTEP3において演算されるTP
（０）の次の周期データTyの起点は、STEP2の前記ダブ
リ処理において設定された前回のゼロクロス時刻TFN
（１）＝t₂となり、第13A図の場合と異なる。

以上、第13A図又は第13B図に示すように波形がダブっ
た場合は、ピーク値の小さい方のピークがおかしな波形
として無視され、エラー処理される。

次に、ダブリ処理の他の場合の処理のための、第７図
に示したS22の分岐の処理について説明を行う。

今、第７図のSTEP2の処理が実行される場合、弦をピ
ッキングした正常な波形はなめらかに自然減衰するた
め、S22において今回ピーク値の値は同じ符号の前回の
ピーク値AMP（ｂ）の7/8倍より大きい値となり、S22の
処理における判定はYESとなって次のS23の処理に進む。

ところが、場合によっては、ｃ＞（7/8）×AMP（ｂ）
が成立しないことがあり得る。すなわち、第１の場合と
しては、例えば弦をブリッジに近いところでピッキング
することにより、波形は正常だがなめらかな減衰波形と
ならず、S22の判定結果がNOとなることがおこりうる。
しかし、このような場合においても、前記第７図のS24
の処理を正常に行う必要がある。そして、この場合、波
形が正常であるために、前記したようなダブリは発生し
ておらず、それ以前に第７図のS20からS25へ分岐してい
ないため、ダブリフラグDUBの値は０のままである。そ
こで、第７図のS27において、DUB＝１が成立しない場合
は、S22の判定結果にかかわらず、再びS24の処理に戻
り、前記「基本動作」の項で述べた処理を行う。なお、
ダブリフラグDUBは、前記第５図のSTEP0のS04の処理に
おいて、その値が０に初期化されている。

一方、第７図のS22が成立しない第２の場合として、
波形に前記したようなダブリが発生した場合がある。こ
の場合について、第13C図を用いて以下に説明を行う。

今、第13B図で説明したのと同様に、第13C図に示すよ
うに、STEP0（ｔ＝t₀）、STEP1（ｔ＝t₁）の処理の後
に、ｔ＝t₂において前記ダブリ処理が行われ、ｃ＝a₀の
ピーク（同図のクロス斜線のハッチを施したピーク）が
除去され、ｃ＝a₁のピーク（同図の縦線のハッチが施し
たピーク）が残されたとする。なお、単純な斜線のハッ
チを施したピーク（ｃ＝a₁）は、第13A図又は第13B図と
同様、元々検出されないピークである。

上記のようにダブリが発生すると、次のｔ＝t₃におい
ては第13C図に示すように正負フラグはｂ＝０となるた
め、STEP0でセットされたフラグMT＝０と一致する。従
って、第７図のS20からS21を介してS22の処理に進む。
ところが、ｔ＝t₃において検出される今回の最小ピーク
値ｃ＝b₁は、波形がダブったために同じ符号の前回の最
小ピーク値AMP（０）＝b₀からかなり離れており、減衰
も大きい。従って、第13C図に示すように第７図のS22の
判定結果がNOとなる場合がある。

上記のような場合は、それ以前のｔ＝t₂においてダブ
リ処理を行っているため、ダブリフラグDUBの値は１で
ある。従って、第７図のS27の判定結果はNOとなり、S28
を介して（後述する）S29に進む。

S29においては、第13C図のｔ＝t₃以後に正常な波形を
獲得して新たに処理をやり直すために、STEP0において
セットされた前回のゼロクロス時刻データTFN（０）、
及び負側の前回のピーク値AMP（０）の内容を、第７図
のS29により今回のゼロクロス時刻ｔ及び今回のピーク
値ｃと入れ替えて変更する。即ち、第13C図の例では、
同図に示すようにTFN（０）＝ｔ＝t₃、AMP（０）＝ｃ＝
b₁となり、結局、同図の横線のハッチを施したピーク
（ｃ＝b₀）が無視される。なお、以降の処理のために、
第７図のS28でダブリフラグDUBは０にリセットされる。
これらの動作の後、STEPの値は更新せずに第４図のメイ
ンルーチンのM2の処理に戻り、次のピークの入力を待
つ。

そして、上記の場合、第13C図に示すようにｔ＝t₄、
ｔ＝t₅において、第７図のSTEP2が繰り返された後、STE
P3に移行する。このようなSTEP2の繰り返し動作につい
ては様々なパターンがあるため、その詳細な説明は省略
するが、全体の流れとしては正常な波形を獲得できるよ
うになって、次のSTEP3において用いるためのデータTFN
（０）、AMP（０）、及びTFN（１）、AMP（１）が有効
に決定されるように動作した後に、STEP3に移行する。
なお、第13C図のケースでは、TP（０）＝t₅−t₃、後述
するSTEP3において演算されるその次の周期データTiの
起点は、TFN（１）＝t₄となる。

（STEP3の処理動作） 次に、第８図は、第４図のメインルーチンのM8として示
すステップ３（STEP3）の処理の動作フローチャートで
ある。この処理においては、ノートオン（発音開始）処
理、ノートオン時の音高設定のためのピッチ周期の抽
出、ベロシティの演算、特に本発明に係る音色設定のた
めのパラメータの演算、STEP4への移行処理、及びおか
しな波形が入力したときのエラー処理等を行う。

《基本動作》 まず、前記STEP3による処理が行われた後、第４図の
メインルーチンでは、M2→M10→M11→M2のループの繰り
返しにより、前記ピッチ抽出デジタル回路２（第１図）
から再び割り込みがかかって、レジスタT0、Ｃ、Ｂに次
のデータが入力するのを待っている。

そして、データが入力し、第４図のM2からM3を経て上
記各レジスタの内容が読み込まれると、M4を介してM8、
即ち第８図のSTEP3に移る。この状態においては、例え
ば第11図に示すように、今回のゼロクロス時刻ｔ＝t₃、
今回正負フラグｂ＝１、今回ピーク値はｂ＝１より最大
ピーク値でｃ＝a₁である。

まず、第８図のS30、S31、S32を経た後（後述す
る）、S33においてベロシティVELを演算する。今、前記
「STEP2の処理動作」の「基本動作」の項で説明したよ
うに第７図のS24において、過去３回のピーク値、第11
図の例では、b₀、a₀、b₁の各値（絶対値）のうち最大の
ものがベロシティVELに格納されている。そこで、第８
図のS33において、ベロシティVELと今回ピーク値ｃのう
ち大きい方を判定し、それを楽音発生回路501（第１
図）で楽音を発生するときの新たなベロシティVELとす
る。第11図の例では、VEL＝a₀、ｃ＝a₁より、VEL＝max
〔a₀,a₁〕＝a₀となる。

上記動作の後、第８図の同じくS33において、MT←ｂ
とした後（後述する）、S34において、｛（今回のゼロ
クロス時刻ｔ）−（同じ符号の前回のゼロクロス時刻デ
ータTFN（ｂ））｝を演算することにより、ピッチ周期
を検出し、前回周期データTP（ｂ）として設定する。第
11図の例では、同図に示すようにTP（１）＝t₃−t₁とな
る。

続いて、第８図のS35〜S38を経た後（後述する）、S3
9において、上記S34で求まった前回周期データTP（ｂ）
と、前記第７図のS24において設定された、上記TP
（ｂ）とは異極性の前回周期データTP（）とが、ほぼ
同一であるか否かを判定する。そして、その判定結果が
YESである場合には、ピッチ周期が安定に抽出され始め
たとして、S301を経た後（後述する）、S305において音
色設定のためのパラメータの演算処理を行う。第11図の
例では、負側の前回周期データTP（１）＝t₃−t₁と正側
の前回周期データTP（０）＝t₂−t₀が、ほぼ同一である
と判定され、ノートオンの処理に移る。なお、判定結果
がNOの場合については後述する。

次のS305では、第１図のMCP3内のタイマ304をストッ
プさせ、その値をS34で求まった前回周期データTP
（ｂ）で除算し、その整数部分を変数RSPとする。な
お、第８図S305でINT〔Ａ〕は、値Ａの整数を求める演
算である。この演算により、変数RSPには、STEP1→２に
変化する時点からSTEP3→４に変化する時点すなわち発
音開始時点までに、何周期分かかったかが設定される。

続いて、S302においては、第８図のS33で演算された
ベロシティVEL及びS34で抽出された前回ピッチ周期TP
（ｂ）とに基づいて、対応する音量情報及び音高情報が
生成され、更に、S305で演算された変数RSPと上記ベロ
シティVELに基づいて音色情報が生成された後、第１図
のMIDI−BUS及びインタフェースMIDIを介して楽音発生
回路501に出力される。そして、同回路501では上記各情
報に応じた音量、音色及び音高の楽音がリアルタイムで
発生される。このように、本実施例では音高情報、音量
情報と共に、音色情報を抽出するで、「本実施例の概略
動作」の項で説明したように大きな演奏効果を得ること
ができる。

なお、第８図の処理は、ギターの６弦各々について行
われるため、上記処理も６弦各々について独立になされ
ることになる。

上記ノートオンの処理と共に、第８図のS38及びS301
において、次のSTEP4において用いられるパラメータの
設定を行なった後、S305、S302を経て第４図のメインル
ーチンのM2の処理に戻り、次のSTEP4に移行する。即
ち、S38においてS34で抽出された前回の周期データTP
（ｂ）が前回抽出された周期データTTPとしてセットさ
れ、S301において第７図のSTEP2のS24において設定され
た前回のゼロクロス時刻データTFN（）が時刻記憶レ
ジスタTFRにセットされ、今回のゼロクロス時刻データ
ｔが有効となった前回のゼロクロス時刻データTFとして
セットされ、波形ナンバーカウンタHNCが０にクリアさ
れ、レジスタSTEPの値が４に更新され、ノートオンフラ
グONFが２（発音状態）にセットされ、定数TTUが０（最
低MIN）にセットされ、定数TTWが最高MAXにセットさ
れ、リラティブオフチェックのための前回の振幅値AMRL
1が０にクリアされる。これらの各パラメータについて
は、STEP4で後述する。

《周期不適切の場合の動作》 前記第８図のS34において、前回周期データTP（ｂ）
が検出された場合、このピッチ周期は、対応する弦を最
高フレットで演奏したときの周期より大きい値を有し、
その弦の開放弦周期より小さい値を有するはずである。

そこで、周波数上限THLIMという定数として、現在処
理をしている弦の最高音フレットで定まる音高の２〜３
半音上の音高周期を設定し、周波数下限TTLIMという定
数として、同じ弦の開放弦状態で定まる音高の５半音程
度下の音高周期を設定し、第８図のS36、S37において、
S34で求まった前回周期データTP（ｂ）がTHLIMより大き
く、かつ、TTLIMより小さいか否かが判定される。そし
て、上記判定結果が共にYESであれば、S39に進んで前記
した周期判定処理を行う。

ここでS36、S37の判定結果がNOの場合、S34で抽出さ
れた前回周期データTP（ｂ）は適切な値でないことにな
る。従って、このような場合は、S36又はS37から第４図
のメインルーチンのM2の処理に戻りSTEP3を繰り返す。

次に、第８図のS39において、S34で求まった前回周期
データTP（ｂ）と、これと異極性の前回周期データTP
（）とが離れた値である場合には、倍音等を抽出して
しまって正確なピッチ周期の抽出を誤った可能性が高
く、ピッチ周期が安定に抽出されていないことになる。
従って、このような場合は、S39の判定結果がNOとな
り、第４図のメインルーチンのM2の処理に戻りSTEP3を
繰り返す。

ここで、上記動作によりSTEP3を繰り返す場合、通常
の波形においては、第４図のM2、M3を介して新たに検出
されるピークは、その極性が交互に切り替わってｂの値
が０と１で交互に反転し、また、第８図のS33において
フラグMTの値が交互に変更され、同じくS34においてTP
（ｂ）が新たに演算され、TFN（ｂ）の内容も書き替え
られる。従って、S36、S37の判定は、最も新しく求まっ
たピッチ周期に対して行われ、更に、S39における判定
は、最も新しく求まったピッチ周期と、その１つ前（約
半周期前）の異極性側のピッチ周期とに対して行われ、
ピッチ周期が安定に抽出できた時点で前記ノートオンの
処理へ移行することになる。

また、その都度、第８図のS33において、ベロシティV
ELが、新しく検出されたピークに対応するように更新さ
れる。

《ノイズ除去処理の動作》 第８図のS31の処理は、波形の立ち上がり部分にノイ
ズが発生した場合に対処するための処理である。今、例
えば第14図に示すように、STEP0、１、２においてノイ
ズによるピークa₀、b₀、a₁等が検出されてしまった場
合、これらのノイズの周期を検出して発音開始を指示す
ると、全くおかしな楽音を発音してしまう。

そこで、第８図のS31においては、連続するピーク値
が大きく変化した場合には、ノイズが発生していると判
断して異常検知フラグＸを１にセットし、S35においてN
Oの判定をさせることにより、ノイズ部分に基づいてノ
ートオンしないようにしている。

具体的には、今回ピーク値ｃを1/8した値が、それと
同符号の前回ピーク値AMP（ｂ）より小さければ正常で
あると判断してＸ＝０とし、そうでなければＸ＝１とす
る。そして、S35においてＸ＝０でないと判定された場
合には、第４図のメインルーチンのM2の処理に戻りSTEP
3を繰り返す。この場合、第８図のS32において前回ピー
ク値AMP（ｂ）が順次更新されるため、S31における処理
は、最も新しく検出されたピーク値とその直前の同符号
のピーク値とに対して行われ、連続するピーク値が大き
く変化しなくなった時点で前記ノートオンの処理へ移行
することになる。第14図の例では、ｔ＝t₃、ｔ＝t₄共に
S31でＸ＝１となってまうためノートオンせず、ｔ＝t₅
において初めて正常なピークが入力したと判断されるた
めＸ＝０となり、ｔ＝t₅でノートオンする。そして、こ
の場合は、連続するピッチ周期TP（ｂ）とTP（）は正
常な値となっている。

《ダブリ処理の動作》 第８図のS30の判定処理は、ダブリ処理のための判定
である。今、第11図のような正常な波形D1が入力してい
る場合には、ｔ＝t₃における今回正負フラグｂ＝１は、
フラグMT＝０と一致せず、前記したようにS31へ進む。

ところが、前記「STEP1の処理動作」又は「STEP2の処
理動作」の「ダブリ処理の動作」の項の説明において述
べたのと同様に、波形がダブった場合、第８図のS30の
判定結果はNOとなる。

そして、ダブったピークのピーク値ｃの方が、それと
同符号の直前のピーク値AMP（ｂ）より小さい場合は、
第８図のS303の判定結果がNOとなることによりそのダブ
ったピークを無視し、第４図のM2の処理に戻った後STEP
3を繰り返す。これは、第13A図の場合等と同様の考え方
による。

これに対して、ダブったピークのピーク値ｃの方が大
きかった場合は、S303の判定結果はYESとなり、S304の
処理へ進む。そして、S304では直前のピークの方を無視
して、AMP（ｂ）の内容を今回のピーク値ｃに設定し直
し、ベロシティVELをその値を使って計算し直した後、
第４図のM2に戻ってSTEP3を繰り返す。これは、第13B図
の場合等と同様の考え方による。

以上の処理の後、正常なピークが入力することによ
り、S30の判定結果がYESとなり、更に、S35、S36、S37
及びS39等の各判定結果がYESとなることにより、前記ノ
ートオンの処理が行われ、楽音の発音が開始されること
になる。

（STEP4の処理動作） 次に、第９図は、第４図のメインルーチンのM9として
示すステップ４（STEP4）の処理の動作フローチャート
である。この処理においては、ピッチ抽出・変更処理、
リラティブオン・リラティブオフの処理、ピッチ周期不
適時の処理、及びダブリ処理等を行う。なお、ここの処
理は本発明には直接は関係しないが、楽音の音高制御を
行うために重要であるため、順次説明を行う。まず、ピ
ッチ抽出・変更処理においては、ピッチ抽出のみを行う
ルート、実際にピッチ変更を行うルートがあり、通
常は新たなピークが入力する毎に交互に繰り返す。

《ルートの動作》 先ず、S40、S41、S42、S63〜S67に示すルートにつ
いて説明する。S40において、波形ナンバーカウンタHNC
＞３が判断され、YESの場合にはS41に進む。S41では、
リラティブオンしきい値TRLRL＜（今回ピーク値ｃ−同
じ符号の前回のピーク値AMP（ｂ））かどうかが判断が
行われ、NOの場合にはS42に進む（YESの場合は後述す
る）。S42では今回正負フラグｂ＝フラグMTつまりピッ
チ変更側かどうかが判断され、YESの場合にはS43に進
む。

ところで、初期状態では、前記波形ナンバーカウンタ
HNCは０である（第８図のS301参照）ので、S40ではNOの
判断をしてS42へ進む。そして、例えば第11図のような
波形入力の場合は、ｔ＝t₄においてｂ＝０でMT＝１（第
８図のSTEP3のS33で書き替えられている）であるから、
S42からS63へ進む。

S63においては、同じ極性のピークが続けて入力され
てきているか（ダブリであるか）、否かチェックするた
めに、レジスタRIV＝１かどうかが判断され、YESの場合
（ピークがダブった場合）にはS68に進んでダブリ処理
を行い（後述する）、また、NOの場合（ダブリでない場
合）にはS64に進み、ここで以下の処理が行われる。

即ち、S64では今回ピーク値ｃが前回のピーク値AMP
（ｂ）に入力され、リラティブオフ処理（後述する）の
ために前回の振幅値AMRL1が前々回の振幅値AMRL2に入力
される。なお、始めはAMRL1の内容は０である。（第８
図のSTEP3のS301参照）。

更に、S64において、異符号の前回のピーク値AMP
（）と今回ピーク値ｃのうちいずれか大きい値が前回
振幅値AMRL1に入力される。つまり、周期の中で２つあ
る正、負のピーク値について大きい値のピーク値が振幅
値AMRL1にセットされる。

そして、S65で波形ナンバンーカウンタHNC＞８かどう
かが判断され、ここで波形ナンバーカウンタ（ピッチ変
更側でないゼロクロスカウンタ）HNCが＋１され、カン
ウトアップされる。従って、波形ナンバーカウンタHNC
は、上限が９となる。そして、S65もしくはS66の処理の
後S67へ進行する。

S67では、レジスタRIVを１とし、今回のゼロクロス時
刻ｔから時刻記憶レジスタTFRの内容を引算して、周期
レジスタTTRへ入力する。この周期レジスタTTRは、第11
図の例では周期情報TTR＝ｔ−TFR＝t₄−t₂を示す。そし
て、今回のゼロクロス時刻ｔは、時刻記憶レジスタTFR
へセーブされ、この後、第４図のメインルーチンのM2の
処理に戻る。

以上述べたようにルートは、第11図の例によれば以
下のような処理がなされる。即ち、MT＝１≠ｂ、RIV＝
０、AMP（０）←ｃ＝b₂、AMRL2←AMRL1＝０、AMRL1←ma
x｛AMP（１）＝a₁、ｃ＝b₂（のいずれか大きい方）｝、
HNC←｛HNC＋１｝＝１、RIV←１、TTR←｛ｔ−TFR｝＝
｛t₄−t₂｝、TFR←ｔ＝t₄となる。従って、周期レジス
タTTRに前回の同極性のゼロクロス点ｔ＝t₂（STEP2→３
の変化時点）から今回のゼロクロス点ｔ＝t₄までの時刻
情報の差つまり、周期情報が求まったことになる。そし
て、第４図のメインルーチンのM2の処理へ戻り、次のピ
ークが入力するのを待つ。

《ルートの動作》 次に、S40〜S62に示すルートへ進んだ場合の説明を
行なう。いま、波形ナンバーカウンタHNC＝１なので（S
66参照）、S40からS42へ進む（S40については後述す
る）。

S42では、例えば第11図のような場合、MT＝１、ｂ＝
１なのでYESとなり、S43へ進む。

S43では、レジスタRIV＝１かどうかが判断される。既
にルートにおいて、レジスタRIVは１とされている（S
67参照）ので、S43の判断はYESとなり、S44へ進む。な
お、S43の判定結果がNOとなる場合のダブリ処理につい
ては後述する。

S44では、レジスタSTEP＝４かどうかが判断され、YES
の場合にはS45に進む（NOの場合については後述す
る）。S45では、今回ピーク値ｃ＜60H（Ｈは16進法表現
を示す）かどうかが判断され、値の大きなピーク値が入
力した場合は、この判定結果はNOとなり、S47に進む。
これに対して、値が60Hより小さい場合は、YESとなりS4
6に進む。

S46では、前々回の振幅値（ピーク値）AMRL2−前回の
振幅値（ピーク値）AMRL1≦（1/32）×前々回の振幅値
（ピーク値）AMRL2かどうかが判断され、YESの場合には
S47に進み、リラティブオフカウンタFOFRが０にセット
される。NOの場合には、S74に進みリラティブオフの処
理が行われる。このリラティブオフの処理については後
述する。

S48では周期計算がおこなわれる。具体的には（今回
のゼロクロス時刻ｔ−前回のゼロクロス時刻データTF）
が今回の周期情報ttとしてレジスタTOTOにセットされ
る。そして、S49に進む。

S49では、今回の周期情報tt＞周波数上限THLIM（発音
開始後の上限）かどうかが判断され、YESの場合にはS50
に進む（NOの場合は後述する）。S49の周波数上限THLIM
は、第８図のSTEP3のS36で使用したトリガ時（発音開始
時）の周波数の許容範囲の上限（従って周期として最小
で、最高音フレットの２〜３半音上の音高周期に相当す
る）と同一のものである。

次に、S50では以下の処理が行われる。即ち、レジス
タRIVを０にし、今回のゼロクロス時刻ｔが前回のゼロ
クロス時刻データTFとして入力され、また前回のピーク
値AMP（ｂ）が前々回ピーク値ｅに入力され、さらに今
回ピーク値ｃが前回のピーク値AMP（ｂ）に入力され
る。

そして、S50の処理の後S51に進み、S51では、周波数
下限TLLIM＞今回の周期情報ttかどうかが判断され、YES
の場合即ち今回の周期がノートオン中のピッチ抽出音域
下限以下になった場合にはS52に進む。この場合、周波
数下限TLLIMは、例えば、開放弦音階の１オクターブ下
にセットされる。つまり、第８図のSTEP3の周波数下限T
TLIM（S37参照）に比較して、許容範囲を広くしてい
る。このようにすることで、トレモロアームの操作など
による周波数変更に対応し得るようになる。

上記動作により、周波数の上限、下限について許容範
囲に入る場合についてのみS52まで進み、そうでない場
合はS49、S51より第４図のメインルーチンのM2の処理に
戻って次のピークの入力を待つ。

次に、S52では周期データTTPが前々回抽出された周期
データｈに入力され、また、今回の周期情報ttが前回抽
出された周期データTTPに入力される。

そして、S53で今回ピーク値ｃがベロシティVELに書込
まれ、S54に進む。

S54では、ノーチェンジレベルNCHLV＞（前々回ピーク
値ｅ−今回ピーク値ｃ）かどうかの判断が行われ、YES
の場合にはS55に進む。即ち、前回の同極性のピーク値
（ｅ＝AMP（ｂ）と今回のピーク値ｃとが大きく変化し
ている場合は、その差がNCHLVを越えることになり、そ
のようなときに、抽出された周期情報に基づきピッチ変
更を行なうと、不自然な音高変化を呈することになる可
能性が高い。そこで、S54でNOの判断がなされると、S55
以降の処理をすることなく、第４図のメインルーチンの
M2の処理へ戻り、次のピークの入力を待つ。

次に、S54でYESの場合は、リラティブオフカウンタFO
FR＝０か否かが判断される。後述するリラティブオフ処
理を行っているときは、リラティブオフカウンタFOFRは
０でなくなっており、そのような場合はピッチ変更（S6
1を参照）の処理を行なうことなく、S55でNOの判断をし
て第４図のメインルーチンのM2の処理へリターンする。
そして、S55にて、YESの判断をしたときは、S56、S57へ
と順次進む。

S56、S57では２波３値一致条件が判断される。S56で
は今回の周期情報tt×2^-7＞｜今回の周期情報tt−前々
回情報データh|が判断され、YESの場合はS57に進み、ま
たS57では今回の周期情報tt×2^-7＞｜今回の周期情報tt
−周期レジスタTTRの内容｜が判断され、YESの場合には
S58に進む。即ち、S56では、第11図の例の場合、今回の
周期情報tt＝t₅−t₃（S48参照）が、前回の周期データ
ｈ＝TTP＝t₃−t₁（S52参照）の値とほぼ一致するか否か
を判断し、S57では、今回の周期情報tt＝t₅−t₃が、そ
れに重なる周期TTR＝t₄−t₂（S67参照）とほぼ一致する
か否かを判断する。なお、その限界範囲は、2^-7・ttと
して、周期情報に依存してその値が変わるようになって
いる。勿論、これは固定の値としてもよいが、本実施例
採用技術の方が良好な結果を得ることができる。

次のS58では、今回の周期情報tt＞定数TTUかどうかが
判断され、YESならばS59へ進み、ここで今回の周期情報
tt＜定数TTWかどうかが判断され、YESならばS60へ進
む。なお、S58、S59でNOと判定される場合については後
述する。

S60では、レジスタSTEP＝４であるのかどうかの判断
が行われ、YESの場合にはS61に進む。

S61では、第１図のMCP3から楽音発生回路501へピッチ
変更（今回の周期情報ttに基づく）が行われ、S62に進
む。

S62では、今回の周期情報ttに対応して時定数チェン
ジをし、また定数TTUが（17/32）×今回の周期情報ttに
書替えられ、さらに定数TTWが（31/16）×今回の周期情
報ttに書き替えられる。

また、後述するように、リラティブオフの処理がなさ
れたときに限り、STEP＝５となるが、そのときはS60か
らS62に直接進み、S61でピッチ変更を行なうことなく、
S62で時定数チェンジを行なう。

上記時定数チェンジの処理とは、第２図の時定数変換
制御回路202内部の時定数変換レジスタCHTRRに今回の周
期情報ttの値に基づく周期データを第１図のMCP3がセッ
トすることをいう。これは、前記「ピッチ抽出デジタル
回路の動作」の「詳細動作」の項で既に説明したとおり
である。

そして、S62の処理の終了で第４図のメインルーチン
のM2の処理へ戻る。

以上述べたようにルートでは、第11図の例では、次
の処理がなされる。即ち、HNC＝１、MT＝１＝ｂ、RIV＝
１と判定され、FOFR←０、tt←ｔ−TF＝t₅−t₃、RIV←
０、TF←ｔ＝t₅、ｅ←AMP（１）＝a₁、AMP（１）←ｃ＝
a₂、ｈ←TTP＝TP（１）＝t₃−t₁、TTP←tt＝t₅−t₃、VE
L←Ｃ＝a₂となり、更に、 TTP≒TTR≒tt、 TTU＜tt＜TTW、 AMP（０）−ｃ＜NCHLV の３条件の満足で、ttに従ったピッチ変更を行なう。そ
の後、TTU←（17/32）×tt、TTW←（31/16）×ttの設定
がなされる。

以上の動作によりルートにおいて、実際の楽音発生
回路501（第１図）に対するピッチ変更が行われ、続く
ゼロクロスインタラプト（次のピークの検出）でルート
の処理、同様に、続くゼロクロスインタラプトで、ル
ートの処理が行われる。このようにして、ルートで
は、単に周期を抽出（S67を参照）し、ルートでは実
際のピッチ変更（S61参照）、時定数チェンジ処理（S62
参照）が行われることになる。

《リラティブオンの処理動作》 第９図のSTEP4におけるルートのS66で、波形ナンバ
ーカウンタHNCが３を越えるようにカウントアップされ
た後は、S40においてYESの判断がなされ、次にS41へ行
き、リラティブオンの条件を検出する。

これは、ｃ−AMP（ｂ）＞TRLRLであり、前回のピーク
値AMP（ｂ）に比べて今回のピーク値ｃがしきい値TRLRL
を越えて増大したとき、つまり、これは弦操作後に同じ
弦を再度ピッキングしたとき（トレモロ奏法などによ
る）にこのようなことがおき、この場合はS41の判定結
果がYESとなり、リラティブオンの処理をすべくS41から
S78へ進む。

S78では、時定数変換制御回路202（第２図）の時定数
変換レジスタCHTRRへ最高音フレット（例えば22フレッ
ト）の周期CHTIMをセットする。

上記処理の後、第５図のSTEP0のS06へ進み、当該発音
中の楽音をノートオフした後、再発音を開始する。な
お、通常の演奏操作によれば、第９図のSTEP4のS41では
NOの判断がなされ、S42へ進み、上述したルートもし
くはルートへ進む。

《リラティブオフの処理動作》 次に、第15図を参照して、リラティブオフ処理を説明
する。リラティブオフとは、フレット操作をしている状
態から、ピッキングをしないで開放弦状態へ移行する操
作にともない消音動作を行うことをいう。

この場合、波形の振幅レベルは急激に落ちてきて、前
々回の波高値（ピーク値）AMRL2と前回の波高値（ピー
ク値）AMRL1との差が（1/32）・AMRL2を越えるようにな
り、第９図のSTEP4のS46からS74へ進む。

そして、リラティブオフカウンタFOFRが定数ROFCTを
越えるまでカウントアップするようにS74からS75へ進
む。

続けて、S75からS48へ行きS49〜S55の処理を行なう
が、FOFR＝０でないので、S55の判定結果はNOとなり、
リラティブオフ処理に入る直前ではピッチ変更を行なう
ことなく第４図のメインルーチンのM2の処理へ戻る。

そして、リラティブオフ時のピークが次々に入力し、
S74でNOと判断すると、つまり第15図の例では、FOFRの
値が３となったとき（ROFCTは２である）、S74からS76
へ移行する。

ただし、S46の判断でYESの判断が一度でもあると、S4
6からS47へ進み、FOFRをリセットするように動作する。
従って、ROFCTで指定される回数だけ続けてS46の条件を
満足しなければ、リラティブオフの処理はなされない。
なお、ROFCTの値は、音高が高い弦について大きな値と
しておけば、ほぼ一定の時間経過で、いずれの弦につい
てもリラティブオフ処理ができる。

次に、S74からS76へ行くと、リラティブオフカウンタ
FOFRをリセットし、レジスタSTEPを５とし、S77へ進ん
で楽音発生回路501（第１図）に対しノートオフを指示
する。

このSTEPが５の状態では、ピッチ抽出処理をSTEP4の
時と同様に実行するが、S60からS61を介することなくS6
2へ進むので、楽音発生回路501に対しては、ピッチ変更
は指示されない。ただし、S62において抽出した周期に
従って時定数チェンジ処理を行なう。

そして、STEPが５の状態では、リラティブオンの処理
を受付けるが（S41、S78）、それ以外の場合では、第４
図のメインルーチンの中で、振動レベルが減少してきた
ことが検知されることによりM14でSTEPが０となり、初
期状態にもどる。

なお、S46で使用するAMRL1、AMRL2はS64で作られてお
り、１周期の中でレベルが大きい方のピーク（最大ピー
クと最小ピークとのうちのいずれか一方）がこの値とさ
れ、第15図の最大ピークakが最大ピークbk−１より必ず
大である場合であって、an＋１とan＋２、an＋２とan＋
３、an＋３とan＋４の差がいずれも所定値を越えるよう
になっている。

また、このときルートの処理においては、最小ピー
クbn＋１、bn＋２、bn＋３が極端に減少してきているの
で、S54でNOの判断が成されて、第４図のメインルーチ
ンのM2の処理へ戻り、ピッチ変更処理はなされない。

《ピッチ周期不適切時の処理動作》 次に、ピッチ周期が不適切な場合、即ち、ピッチ抽出
している際に、S58又はS59でオクターブ関係にある倍
音、つまりオクターブ高い周期やオクターブ低い周期が
続けて検出されたときの処理について説明を行う。

今、第９図のSTEP4のS58の定数TTUは、第８図のSTEP3
のS301にて最小の値０とされ、定数TTWは同様に最大の
値MAXとされており、はじめてこのフローを通るときは
必ずS58、S59でYESの判断がなされるが、その後はS62に
おいて、定数TTUには、（17/32）・tt（ほぼ１オクター
ブ高音の周期情報）がセットされ、定数TTWには同様にS
62にて（31/16）・tt（ほぼ１オクターブ低音の周期情
報）がセットされる。

従って、急激にオクターブアップする場合（これは、
振動弦を指で振動を止めるようにミュート操作したとき
などに生ずる）、又はオクターブダウンする場合（これ
は波形のピークを取り逃した時などに起る）が発生した
ときは、ピッチ変更をすると、不自然となるので、ピッ
チ変更をしないように分岐する。

即ち、S58ではttがTTUを越えなかったとき、つまり、
前回抽出した周期の17/32倍した値TTUより小になったと
き、S76へ進む。つまり、オクターブ高い音が抽出され
たときは、ミュート操作をした場合とみなし、オクター
ブ高い音を出力することなく、S58からS76へ行き、前記
リラティブオフ時同様S76、S77の処理によって当該音の
発音を停止する。

また、S59では、ttがTTWを越えなかったとき、つまり
前回抽出した周期の31/16倍した値TTWより大となったと
き、S60へ進むことなく、第４図のメインルーチンのM2
の処理へ戻る。

この状態は第16図に示されている。通常ノートオフ近
辺の非常に波形が小さい場合は、他のピッキングによっ
てヘキサピックアップのクロストークやボディの共振に
よって波形が乗ってくる。すると、例えば、第16図のよ
うな入力波形となり、１オクターブ下の入力波形が続け
て検出されてしまうことがある。

このような場合、何等処理を施さないと、急にオクタ
ーブ下の音を出力してしまい、極めて不自然となる。そ
のために、S56、S57でTan＋２≒Tan＋３≒Tbn＋２が検
出されても、Tan＋３＞Tan＋１×（31/16）となるの
で、ピッチ変更することなく、S59から第４図のメイン
ルーチンのM2の処理へ戻る。

《ダブリ処理の動作》 次に、波形がダブって抽出される場合、即ち、同じ極
性のピークが続けて検出される場合の処理について説明
を行う。

まず、第９図のSTEP4のS42の判定結果がNOとなるルー
トにおいて、S63でYESの場合は、S68に進みダブリ処
理が行われる。

即ち、S63でYESの場合はS68に進み、今回ピーク値ｃ
＞同じ符号の前回のピーク値AMP（ｂ）かどうかが判断
され、YESの場合はS69に進む。

S69では、今回ピーク値ｃに前回のピーク値AMP（ｂ）
が書き替えられ、S70に進む。

S70では今回ピーク値ｃ＞前回の振幅値（ピーク値）A
MRL1かどうかが判断され、YESの場合にはS71に進み、こ
こで今回ピーク値ｃが前回の振幅値（ピーク値）AMRL1
とされる。

もし、S68でNOの判断がなされるとすぐに、第４図の
メインルーチンのM2の処理に戻る。従って、新しい入力
波形のピークが大である場合についてのみ、倍音のピー
クをひろっていないと考えられるので、新しい波形のピ
ーク値が登録される。

また、S70でNOのときと、S71の処理の終了のときに
は、同様にメインルーチンへ戻る。

第17図に、上記ダブリ処理の例を示す。なお、この例
の場合はMT＝０の状態を示している。一般に、基本波周
期と倍音成分の周期が非整数倍の関係にあるので、倍音
の位相がずれて行き、同じ極性のゼロクロスを検出をし
てしまうことになり、そのために誤ったピッチ変更をし
ないようにしないといけない。この図の例の場合では、
「ダブリ」と示しているところで、ダブリの状態が生じ
ている。

このときは、S42からS63へ行き、YESの判断をしてS68
へ行く。S68では、この場合、（an＋２）と（an＋３）
との比較をして、（an＋３）が（an＋２）より大なとき
に限りS69へ行き、AMP（１）を書替える。そして、更に
前回の振幅値（ピーク値）AMRL1と今回の振幅情報（ピ
ーク値ｃ）の比較をS70で行って、もしYESならばS71へ
進み、今回のピーク値ｃを前回の振幅値（ピーク値）AM
RL1とする。

次に、第９図のSTEP4のS42の判定結果がYESとなるル
ートにおいて、次のS43でNOとなる場合は、S72に進み
上記と同様にダブリ処理が行われる。

即ち、S43でNOの場合はS72に進み、今回ピーク値ｃ＞
同じ符号の前回のピーク値AMP（ｂ）かどうかが判断さ
れ、YESの場合はS73に進み、今回ピーク値ｃに前回のピ
ーク値AMP（ｂ）が書き替えられた後、第４図のメイン
ルーチンのM2の処理へ戻る。

もし、S72でNOの判断がなさるとすぐに、第４図のメ
インルーチンのM2の処理に戻る。従って、この場合も、
新しい入力波形のピークが大である場合についてのみ、
新しい波形のピーク値が登録される。

第18図に、その例を示す。この例ではMT＝１の状態を
示している。この場合、図のダブリと書いてあるゼロク
ロス時のSTEP4の処理では、S42からS43へ行き、S43では
YESの判断をしてS72へ進む。ここで（an＋３）と（an＋
２）の大きさが比較され、もし（an＋３）が（an＋２）
より大であれば、S72でYESの判断をし、AMP（１）に、
（an＋３）の値をセットし、もし逆の場合は何等変更処
理をしない。

ところで、上記のダブリ処理の場合、抽出している時
刻データは何等使用しないので、周期情報Tan＋３は何
等変わらない。また、当然周期データに基づくピッチ変
更は行われない。

｛本発明の他の実施例｝ 上記実施例において、音色を制御する変数RSPは整数
値としたが、実数値によって制御するようにしてもよ
い。

また、本実施例においては、この発明を電子ギター
（ギターシンセサイザ）に適用したものであったが、そ
れに限らない。演奏操作を入力波形信号として検出し、
それに基づいてオリジナルの信号とは別の音響信号を発
生するタイプの楽音発生装置であれば、種々適用可能で
ある。

また、本実施例では、波形立ち上がりから発音開始ま
での間隔により、楽音の音色を制御するようにしたが、
その他、様々な効果（エフェクト）等の制御を行うよう
にしてもよい。

〔発明の効果〕

本発明によれば、入力波形信号に基づいて楽音発生部
を制御して人工的に対応する楽音が得られる楽音制御装
置において、演奏法によって入力波形信号を意図的に乱
すことにより、間隔計測手段によって計測される間隔を
可変させることができ、同手段で得られる間隔に従っ
て、楽音の特性例えば音色を変化させることで、より豊
かな演奏効果が得られる。この場合、楽音の音量は、例
えば入力波形の信号強度に従って制御すれば、入力波形
信号によって楽音の音量と音色を独立して制御できるこ
とになる。

従って、例えばギターシンセサイザー等の電子弦楽器
において、弦振動を乱すように荒くピッキングすること
により入力波形信号が乱れ、入力波形の立ち上がり時に
おいて、ピッチ抽出手段がなかなか有効なピッチ情報を
検出せず、間隔計測手段で計測される間隔が長くなる。
この状態で、弦を弾く強さを一定にすれば、例えば楽音
の音量は変化させずに音色のみを変化させることがで
き、大きな演奏効果が生じさせることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による電子楽器の構成図、 第２図は、ピッチ抽出ディジタル回路の構成図、 第３図は、割込み処理ルーチンの動作フローチャートを
示した図、 第４図は、メインルーチンの動作フローチャートを示し
た図、 第５図は、STEP0の動作フローチャートを示した図、 第６図は、STEP1の動作フローチャートを示した図、 第７図は、STEP2の動作フローチャートを示した図、 第８図は、STEP3の動作フローチャートを示した図、 第９図は、STEP4（５）の動作フローチャートを示した
図、 第10図は、本実施例の概略動作説明図、 第11図は、本実施例の基本動作説明図、 第12図（ａ）、（ｂ）は、STEP1におけるダブリ処理の
動作説明図、 第13A図、第13B図、第13C図は、それぞれSTEP2における
ダブリ処理の動作説明図、 第14図は、STEP3におけるノイズ除去処理の動作説明
図、 第15図は、STEP4におけるリラティブオフ処理の動作説
明図、 第16図は、STEP4におけるピッチ周期不適切時の処理動
作説明図、 第17図は、ルートにおけるダブリ処理の動作説明図、 第18図は、ルートにおけるダブリ処理の動作説明図で
ある。 １……ピッチ抽出アナログ回路、２……ピッチ抽出デジ
タル回路、３……中央制御装置（MCP）、４……アドレ
スデコーダ、５……楽音発生部、201……ピーク検出回
路、202……時定数変換制御回路、203……波高値取込回
路、204……ゼロクロス時刻取込回路、303、304……タ
イマ、501……楽音発生回路、D1……デジタル出力．

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入力波形信号からピッチ情報を抽出するピ
   ッチ抽出手段と、 前記入力波形信号の立ち上がり時点を検出する立ち上が
   り検出手段と、 該立ち上がり検出手段で前記入力波形信号の立ち上がり
   時点が検出されてから前記ピッチ抽出手段で有効なピッ
   チ情報が抽出され始める時点までの間隔を計測する間隔
   計測手段と、 該間隔計測手段により計測された前記間隔に従って楽音
   の特性を可変制御しながら前記ピッチ抽出手段で抽出さ
   れるピッチ情報に応じた音高で楽音の発生を指示する楽
   音発生制御手段と、 を有することを特徴とする楽音制御装置。
2. 【請求項２】前記楽音発生制御手段は、前記間隔に従っ
   て前記楽音の音色を制御することを特徴とする請求項１
   記載の楽音制御装置。