JP3120490B2 - Voice control device and voice-controlled electronic musical instrument - Google Patents

Voice control device and voice-controlled electronic musical instrument

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JP3120490B2
JP3120490B2 JP03254398A JP25439891A JP3120490B2 JP 3120490 B2 JP3120490 B2 JP 3120490B2 JP 03254398 A JP03254398 A JP 03254398A JP 25439891 A JP25439891 A JP 25439891A JP 3120490 B2 JP3120490 B2 JP 3120490B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、電子キーボード等の楽
音発生装置から発生される楽音信号を音声信号によって
変調することにより、発生する楽音が音声に対応して変
化する効果を付加することのできる音声制御装置及び音
声制御電子楽器に関し、特に、音声の摩擦音を明瞭に発
生できるもの関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of modulating a tone signal generated from a tone generator such as an electronic keyboard with a voice signal, thereby adding an effect that the generated tone changes corresponding to the voice. More particularly, the present invention relates to a voice control device and a voice control electronic musical instrument capable of clearly generating a fricative sound of voice.

【0002】[0002]

【従来の技術】電子楽器の普及に伴い、演奏者が自分の
演奏意志をより簡単かつ効果的に楽音に反映させること
のできる電子楽器が求められている。そのような電子楽
器の一形態として、演奏者が発声等して得られる音声信
号により楽音信号に変調をかけることのできる電子楽器
がある。本出願人は、このような電子楽器として、ディ
ジタル信号処理手段による、ソフトウェアの時分割処理
に基づくディジタルフィルタ処理により、楽器の倍音成
分に人間の声のニュアンスを付加することのできる音声
制御電子楽器を出願している(特願平2−21269
9)。これによれば、人間の発声等に基づくディジタル
声信号のスペクトルを第2のディジタルフィルタリング
処理により複数帯域に分割して分析し、続いて実行され
るエンベロープ抽出処理において各帯域毎のスペクトル
のエンベロープ信号が生成される。そして予め第1のデ
ィジタルフィルタリング処理に基づいて帯域制限された
各楽音信号が上記各エンベロープ信号によって変調され
る変調処理が実行され、累算処理により累算された変調
楽音信号が出力されることにより、楽器音の倍音成分に
人間の声のニュアンスが付加されることになる。
2. Description of the Related Art With the widespread use of electronic musical instruments, there is a demand for electronic musical instruments that allow a player to more easily and effectively reflect his or her intention to play music. As one form of such an electronic musical instrument, there is an electronic musical instrument capable of modulating a tone signal by a voice signal obtained by a player uttering or the like. The present applicant has proposed an electronic musical instrument capable of adding a nuance of a human voice to the overtone component of the musical instrument by digital filter processing based on software time division processing by digital signal processing means. (Japanese Patent Application No. Hei 2-21269)
9). According to this, the spectrum of a digital voice signal based on human utterances or the like is divided into a plurality of bands by a second digital filtering process and analyzed, and the envelope signal of the spectrum for each band is subsequently executed in an envelope extraction process. Is generated. Then, a modulation process is performed in which each tone signal whose band has been limited based on the first digital filtering process is modulated by each of the envelope signals, and a modulated tone signal accumulated by the accumulation process is output. Thus, the nuance of the human voice is added to the overtone component of the instrument sound.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、人間の
声には声帯の振動により発せられる声帯音の他に、両
唇、舌と歯、舌と上顎等によって形成される声道の狭め
られた部分を吐息による乱気流が通過するときに生ずる
ホワイトノイズが高周波帯に含まれている(学問上「摩
擦音」と呼ばれている)。これは特に、サ行、ハ行にお
いて重要な要素となるが(図16及び図17の「s」と
「a」の振幅及び周波数スペクトル(イ)(ロ)参照)、従来
の音声制御電子楽器においては、こうしたホワイトノイ
ズが含まれておらず、サ行、ハ行の音声のニュアンスが
うまく付加されない問題があった。本発明は、楽音の倍
音成分に人間の声、特に「摩擦音」の声のニュアンスを
明瞭に付加することのできる音声制御電子楽器を提供す
ることを目的とする。
However, in addition to the vocal cord sounds emitted by the vibration of the vocal cords, the human voice has a narrowed portion of the vocal tract formed by the lips, tongue and teeth, tongue and upper jaw, and the like. The white noise generated when the turbulence caused by the exhalation passes through is included in the high frequency band (called "friction sound" in academic studies). This is an important factor especially in the row and the row (see the amplitude and frequency spectra of "s" and "a" in FIGS. 16 and 17 (a) and (b)). However, there is a problem that such white noise is not included, and the nuances of the voices of the lines S and C are not properly added. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a voice-controlled electronic musical instrument capable of clearly adding a nuance of a human voice, particularly a "frictional" voice, to a harmonic component of a musical tone.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明は、ホワイトノイ
ズを発生するホワイトノイズ発生手段と、以下の各処理
を時分割のディジタル信号処理により所定の処理間隔で
順次実行するディジタル信号処理手段と、を有すること
を特徴とする。すなわち、まず、ディジタル楽音信号を
複数の異なる周波数帯域内に帯域制限された各楽音信号
に分割する第1のディジタルフィルタリング処理が実行
される。これと共に、ディジタル声信号を複数の異なる
周波数帯域内に帯域制限された各声信号に分割する第2
のディジタルフィルタリング処理が実行される。ここ
で、上述の第1及び第2のディジタルフィルタリング処
理は、それぞれ例えば、各入力を各周波数帯域に帯域制
限するバンドパスフィルタ処理として実現されるが、更
にこれらのバンドパスフィルタ処理は、それぞれ例え
ば、FIR型のハイパスフィルタリング処理と、各周波
数帯域の中心周波数でピークを有するレゾナンスが付加
されたIIR型のローパスフィルタリング処理とを順次
時分割で実行する処理として実現される。次に、第2の
ディジタルフィルタリング処理により得られる帯域制限
された各声信号から各エンベロープ信号を抽出するエン
ベロープ抽出処理が実行される。この処理は、例えば第
1及び第2のディジタルフィルタリング処理において帯
域制限される最低の周波数帯域の中心周波数より低いカ
ットオフ周波数を有するローパスフィルタリング処理、
言い換えれば、直流分近傍の周波数成分のみを通過させ
るローパスフィルタリング処理として実現される。更
に、第1のフィルタリング処理により得られる帯域制限
された各楽音信号を、エンベロープ抽出処理により得ら
れる各エンベロープ信号で変調する変調処理が実行され
る。この処理は、例えば第1のフィルタリング処理によ
り得られる帯域制限された各楽音信号に、エンベロープ
抽出処理により得られる各エンベロープ信号を乗算する
処理として実現される。このあとホワイトノイズ発生手
段からのホワイトノイズを特定帯域内に制限する第3の
ディジタルフィルタリング処理が行なわれ、そしてこの
ホワイトノイズを、エンベロープ抽出処理により得られ
た特定帯域のエンベロープ信号で変調するノイズ変調処
理が実行される。この処理は、例えばホワイトノイズ発
生手段により得られたホワイトノイズに、エンベロープ
抽出処理により得られる特定帯域のエンベロープ信号を
乗算する処理として実現される。そして、変調処理およ
びノイズ変調処理で得られた各変調信号を累算して、デ
ィジタル出力楽音信号として出力する類算処理が実行さ
れる。上述の構成において、ディジタル楽音信号は、演
奏者による演奏操作に基づいて動作する、例えばディジ
タル電子キーボード等の楽音信号発生手段から発生され
得る。また、ディジタル声信号は、演奏者による発生動
作に基づいて動作する、例えばマイクロフォンとアンプ
とA/D変換器等からなる声信号生成手段から生成され
得る。
According to the present invention, there is provided a white noise generating means for generating white noise, a digital signal processing means for sequentially executing the following processing at predetermined processing intervals by time-division digital signal processing, It is characterized by having. That is, first, a first digital filtering process for dividing a digital musical tone signal into musical tone signals band-limited to a plurality of different frequency bands is executed. At the same time, a second method for dividing the digital voice signal into respective voice signals band-limited to a plurality of different frequency bands.
Is performed. Here, the above-described first and second digital filtering processes are each realized as, for example, a band-pass filter process for band-limiting each input to each frequency band. , FIR-type high-pass filtering and IIR-type low-pass filtering to which resonance having a peak at the center frequency of each frequency band is added are sequentially executed in a time-division manner. Next, an envelope extraction process for extracting each envelope signal from each band-limited voice signal obtained by the second digital filtering process is executed. This process includes, for example, a low-pass filtering process having a cutoff frequency lower than the center frequency of the lowest frequency band that is band-limited in the first and second digital filtering processes.
In other words, it is realized as a low-pass filtering process that passes only the frequency components near the DC component. Further, a modulation process of modulating each band-limited tone signal obtained by the first filtering process with each envelope signal obtained by the envelope extraction process is executed. This process is realized, for example, as a process of multiplying each band-limited tone signal obtained by the first filtering process with each envelope signal obtained by the envelope extraction process. Thereafter, a third digital filtering process for limiting the white noise from the white noise generating means to a specific band is performed, and the white noise is modulated by an envelope signal of the specific band obtained by the envelope extraction process. The processing is executed. This process is realized as, for example, a process of multiplying the white noise obtained by the white noise generating means by an envelope signal of a specific band obtained by the envelope extraction process. Then, an analogization process of accumulating each modulation signal obtained by the modulation process and the noise modulation process and outputting the accumulated signal as a digital output tone signal is executed. In the above configuration, the digital tone signal can be generated from tone signal generating means, such as a digital electronic keyboard, which operates based on the performance operation by the player. Further, the digital voice signal can be generated by voice signal generating means which operates based on the operation performed by the player, for example, includes a microphone, an amplifier, an A / D converter and the like.

【0005】[0005]

【作用】人間の発声等に基づくディジタル声信号のスペ
クトルは第2のディジタルフィルタリング処理により複
数帯域に分割して分析され、続いて実行されるエンベロ
ープ抽出処理において各帯域毎のエンベロープ信号が生
成される。そして、予め第1のディジタルフィルタリン
グ処理に基づいて帯域制限された各楽音信号が、上記各
エンベロープ信号によって変調される変調処理が実行さ
れるとともにホワイトノイズも特定帯域、例えばサ行、
ハ行など摩擦音を含む音声の中心周波数を含む帯域のエ
ンベロープ信号によって変調されるノイズ変調処理が実
行され、累算処理により累算されて出力されることによ
り、楽器音の倍音成分に人間の声のニュアンスを付加す
ることが可能となる。特に本発明では、上述の各処理
は、ディジタル信号処理手段による、ソフトウェアの時
分割処理に基づくディジタルフィルタ処理として実現さ
れる。これにより、楽器音の倍音成分に人間の声のニュ
アンスを付加するという効果付加処理を、1チップのD
SPにより、簡単かつ安定して行なうことができる。こ
のとき、第1及び第2のディジタルフィルタ処理を、ハ
イパスフィルタリング処理とレゾナンスが付加されたロ
ーパスフィルタリング処理とのカスケード接続の処理と
して実行することにより、処理能力の比較的低いDSP
でも、リアルタイム処理を安定して行なうことができ
る。勿論、DSPの処理に余裕があれば、バンドパスフ
ィルタの演算処理を、その伝達関数を直接設計した結果
に基づいて構成してもよい。
The spectrum of a digital voice signal based on human utterance or the like is divided into a plurality of bands by a second digital filtering process and analyzed, and an envelope signal for each band is generated in an envelope extraction process to be executed subsequently. . Then, each tone signal whose band has been limited based on the first digital filtering process is subjected to a modulation process of being modulated by each of the envelope signals, and white noise is also reduced to a specific band, for example,
A noise modulation process that is modulated by an envelope signal of a band including a center frequency of a sound including a fricative sound such as a line is performed, and is accumulated and output by an accumulation process. Nuance can be added. In particular, in the present invention, each of the above-described processes is realized as digital filter processing based on time-division processing of software by digital signal processing means. As a result, the effect adding process of adding the nuance of the human voice to the overtone component of the instrument sound can be performed by one chip D
With SP, it can be performed easily and stably. At this time, by executing the first and second digital filter processes as a cascade connection of a high-pass filtering process and a low-pass filtering process to which resonance is added, a DSP having a relatively low processing capability is provided.
However, the real-time processing can be performed stably. Of course, if there is room in the DSP processing, the calculation processing of the bandpass filter may be configured based on the result of directly designing the transfer function.

【0006】[0006]

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて図面を参照
しながら詳細に説明する。図1は、本発明の実施例の全
体構成図である。図1において、演奏者が、キーボード
33で鍵盤操作を行ない、あるいは機能スイッチ34に
よって音色設定や各種音楽効果設定等のスイッチ操作を
行なうと、それにより得られる演奏情報がバス41を介
してCPU(Central ProcessingUnit)25に入力され
る。CPU25は、R0M(Read Only Memory)26に
記憶されたプログラムを実行し、RAM(Random Acces
s Memory)27を一時的なワークメモリとして使用しな
がら、演奏情報の処理を行なう。このようにして処理さ
れた演奏情報、例えば、ノートオン/オフ、ベロシテ
ィ、音色設定データ等は、バス41を介して楽音発生回
路31に送られ、楽音発生回路31は、上述の演奏情報
に従って楽音の生成処理を行なう。楽音発生回路31に
おける楽音発声方式としては、例えばPCM方式、変調
方式、倍音加算方式等が実現可能である。次に、楽音発
声回路31において生成されたディジタル楽音信号x(n)
は、楽音信号専用のバス42を介してDSP(Digital
Signal Processor:ディジタル信号処理プロセッサ)2
8に入力される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall configuration diagram of an embodiment of the present invention. In FIG. 1, when a player performs a keyboard operation with a keyboard 33 or a switch operation such as a tone color setting or various music effect settings with a function switch 34, performance information obtained thereby is transmitted to a CPU (bus) via a bus 41. Central Processing Unit) 25. The CPU 25 executes a program stored in an R0M (Read Only Memory) 26 and executes a RAM (Random Acces
s Memory) 27 is used as a temporary work memory to process performance information. The performance information processed in this way, for example, note on / off, velocity, tone color setting data, etc., is sent to the tone generation circuit 31 via the bus 41, and the tone generation circuit 31 performs the tone generation in accordance with the above-described performance information. Is generated. As the tone generation method in the tone generation circuit 31, for example, a PCM method, a modulation method, an overtone addition method, or the like can be realized. Next, the digital tone signal x (n) generated in the tone utterance circuit 31
Is connected to a DSP (Digital
Signal Processor: Digital Signal Processor 2
8 is input.

【0007】一方、マイクロフォン35に向って演奏者
等が発声すると、アンプ36を介して得られるアナログ
声信号がローパスフィルタ37からA/D変換器38に
入力され、ディジタル声信号p(n)に変換された後DSP
28に入力される。なお、アナログ声信号は、マイクロ
フォン35からではなく、ラインイン端子LINE INから
入力されるようにしてもよい。
On the other hand, when a performer or the like utters a voice toward the microphone 35, an analog voice signal obtained through the amplifier 36 is input from the low-pass filter 37 to the A / D converter 38, and converted into a digital voice signal p (n). DSP after conversion
28. Note that the analog voice signal may be input not from the microphone 35 but from the line-in terminal LINE IN.

【0008】DSP28は、後述するディジタルフィル
タリング演算のための各種係数を記憶したフィルタ係数
ROM29、ホワイトノイズを発生するホワイトノイズ
発生回路24、楽音発生回路31から入力するディジタ
ル楽音信号x(n)及びA/D変換器38から入力するディ
ジタル声信号p(n)を記憶し、或いは、ディジタルフィル
タリング演算のためのデータを記憶するワークRAM3
0を使用して、後述する振幅変調処理を実行する。
The DSP 28 includes a filter coefficient ROM 29 storing various coefficients for a digital filtering operation to be described later, a white noise generating circuit 24 for generating white noise, and a digital tone signal x (n) and A input from a tone generating circuit 31. Work RAM 3 for storing digital voice signal p (n) input from / D converter 38 or for storing data for digital filtering operation
Using 0, an amplitude modulation process described later is executed.

【0009】DSP28での振幅変調処理により得られ
たディジタル出力楽音信号z(n)は、専用のバス43を介
してD/A変換器32に送られ、ここでアナログ出力楽
音信号に変換され、アンプ39で増幅された後、スピー
カー40から放音される。
The digital output tone signal z (n) obtained by the amplitude modulation processing in the DSP 28 is sent to the D / A converter 32 via a dedicated bus 43, where it is converted into an analog output tone signal. After being amplified by the amplifier 39, the sound is emitted from the speaker 40.

【0010】図2は、図1のDSP28の構成図であ
る。まず、インタフェース281は、ホワイトノイズ発
生回路24に接続されるバス22、A/D変換器38に
接続されるバス23、CPU25に接続されるバス4
1、楽音発生回路31に接続されるバス42及びD/A
変換器32に接続されるバス43を収容し、各バスと内
部の回路とを接続する。
FIG. 2 is a block diagram of the DSP 28 shown in FIG. First, the interface 281 includes a bus 22 connected to the white noise generation circuit 24, a bus 23 connected to the A / D converter 38, and a bus 4 connected to the CPU 25.
1. Bus 42 connected to the tone generator 31 and D / A
A bus 43 connected to the converter 32 is accommodated, and each bus is connected to an internal circuit.

【0011】オペレーションROM282は、DSP2
8全体の動作を制御するマイクロプログラムを格納した
ROMであり、アドレスカウンタ283からの指定アド
レスに基づいて対応するプログラム命令が読み出され
る。図1のCPU25は、オペレーションROM282
から如何なるプログラム命令を読み出して後述する変調
処理を実行するかを、アドレスカウンタ283に値をセ
ットすることにより指示する。オペレーションROM2
82の出力は、デコーダ284にも与えられており、D
SP28内の各回路に各種制御信号を出力し、所望の動
作を行なわせる。
The operation ROM 282 stores the DSP 2
8 is a ROM in which a microprogram for controlling the entire operation is stored, and a corresponding program instruction is read out based on a designated address from the address counter 283. The CPU 25 of FIG.
By setting a value in the address counter 283, an instruction is given as to what program instruction is to be read from and the modulation process described later is to be executed. Operation ROM2
The output of 82 is also provided to decoder 284, and D
Various control signals are output to each circuit in the SP 28 to perform a desired operation.

【0012】また、DSP28の内部バスには、図1の
フィルタ係数ROM29及びワークRAM30が接続さ
れて、オペレーションROM282のプログラム命令に
従って適宜フィルタ係数データやディジタル楽音信号x
(n)、ディジタル声信号p(n)等がDSP28に対して供
給されたり、或いはワークRAM30に対して入出力さ
れたりする。
A filter coefficient ROM 29 and a work RAM 30 shown in FIG. 1 are connected to the internal bus of the DSP 28, and filter coefficient data and digital tone signals x are appropriately adjusted according to program instructions of an operation ROM 282.
(n), a digital voice signal p (n) or the like is supplied to the DSP 28 or input / output to / from the work RAM 30.

【0013】DSP28は、更に、乗算器285、加減
算器286を、演算処理のために有しており、それぞれ
2入力、1出力の形式で内部バスに接続されている。レ
ジスタ群287は、演算途中のデータを記憶する複数の
レジスタからなり、乗算器285又は加減算器286の
各入出力端子に内部バスを介して接続されている。
The DSP 28 further has a multiplier 285 and an adder / subtractor 286 for arithmetic processing, and is connected to the internal bus in the form of two inputs and one output, respectively. The register group 287 includes a plurality of registers for storing data in the middle of a calculation, and is connected to each input / output terminal of the multiplier 285 or the adder / subtractor 286 via an internal bus.

【0014】また、DSP28は、加減算器286から
の演算結果(比較結果等)に従ってジャッジ処理をする
ため、フラグレジスタ288を介して、アドレスカウン
タ283へジャッジ結果を示すフラグ信号が送出され
る。このフラグレジスタ288の出力に応じてアドレス
カウンタ283のアドレス値が適宜変更され、オペレー
ションROM282からはアドレスジャンプされたプロ
グラム命令が読み出されることになる。
The DSP 28 sends a flag signal indicating the judge result to the address counter 283 via the flag register 288 in order to perform a judge process according to the operation result (comparison result or the like) from the adder / subtracter 286. The address value of the address counter 283 is appropriately changed according to the output of the flag register 288, and the program command whose address has been jumped is read from the operation ROM 282.

【0015】次に、DSP28で実現される機能をブロ
ック化した図を図3に示す。DSP28上のソフトウェ
アの時分割処理により実現される帯域別変換部441、
・・・、44i=j、・・・、44Nが、各サンプリング周
期毎に動作し、各サンプリングの最後で各変換部からの
出力がDSP28上のソフトウェア処理により実現され
る累算部49で累算され、ディジタル出力楽音信号z(n)
として図1のD/A変換器32に出力される。
FIG. 3 is a block diagram showing functions realized by the DSP 28. As shown in FIG. A band-by-band converter 441 realized by time-division processing of software on the DSP 28;
, 44 i = j ,..., 44 N operate at each sampling period, and at the end of each sampling, an output from each conversion unit is accumulated by a software processing on the DSP 28. Digital output tone signal z (n)
Is output to the D / A converter 32 in FIG.

【0016】各帯域別変換部44t(1≦t≦N)は、更にバ
ンドパスフィルタ部(BPF部)45、46、エンベロ
ープ抽出部47及び乗算部48から構成される。BPF
部45、46は、それぞれ後述するように、各帯域共通
のソフトウェア処理によるハイパスフィルタと各帯域別
のソフトウェア処理によるローパスフィルタの組み合わ
せで実現される。
Each band converting section 44 t (1 ≦ t ≦ N) further includes band pass filter sections (BPF sections) 45 and 46, an envelope extracting section 47 and a multiplying section 48. BPF
The units 45 and 46 are realized by a combination of a high-pass filter by software processing common to each band and a low-pass filter by software processing for each band, as described later.

【0017】また、エンベロープ抽出部47は、後述す
るように、カットオフ周波数の低いソフトウェア処理に
よるローパスフィルタで実現される。乗算部48は、累
算部49と合せて、後述するように、積和演算処理によ
り実現される。
The envelope extracting section 47 is realized by a low-pass filter by software processing having a low cutoff frequency, as described later. The multiplying unit 48 is realized by a product-sum operation process together with the accumulating unit 49, as described later.

【0018】この各帯域別変換部441〜44Nの中の特
定帯域別変換部44m(1≦m≦N)は、上記バンドパスフィ
ルタ部45、46、エンベロープ抽出部47及び乗算部
48の他にバンドパスフィルタ部80及び乗算部81を
有する。
The specific band by converting portion 44 m in the respective bands by conversion unit 44 1 ~44 N (1 ≦ m ≦ N) , said band-pass filter portions 45 and 46, the envelope extraction unit 47 and the multiplication section 48 And a band-pass filter unit 80 and a multiplication unit 81.

【0019】次に、図3のBPF部45、46、80及
びエンベロープ抽出部47の部分の詳細な原理構成につ
いて説明する。図1の楽音発生回路31及びA/D変換
器38からそれぞれ入力される各サンプリングタイミン
グn毎のディジタル楽音信号x(n)とディジタル声信号p
(n)は、DSP28の時分割処理によって、N個のBP
F部45、46、48でフィルタリング処理が実行され
る。各帯域別変換部44tにおけるBPF部45、4
6、そして、特定帯域別変換部44mのBPF部80
は、それぞれ同じ伝達関数を有し、その伝達関数をH
t(z)とする。本実施例では、このBPF部は、各帯域共
通のハイパスフィルタ部と各帯域別のローパスフィルタ
部のカスケード接続により実現される。ハイパスフィル
タ部の伝達関数をH1(z)、ローパスフィルタ部の伝達関
数をH2t(z)とすれば、伝達関数Ht(z)は図4のごと
く、H1(z)とH2t(z)の積で表される特性となる。
Next, the detailed principle configuration of the BPF units 45, 46, 80 and the envelope extracting unit 47 in FIG. 3 will be described. The digital tone signal x (n) and the digital voice signal p at each sampling timing n input from the tone generator 31 and the A / D converter 38 in FIG.
(n) shows N BPs by the time division processing of the DSP 28.
Filtering processing is executed in the F units 45, 46, and 48. BPF units 45 and 4 in each band-specific conversion unit 44 t
6 Then, BPF portion of the specific band by converting portion 44 m 80,
Have the same transfer function, and the transfer function is H
Let t (z). In this embodiment, the BPF unit is realized by cascade connection of a high-pass filter unit common to each band and a low-pass filter unit for each band. Assuming that the transfer function of the high-pass filter unit is H 1 (z) and the transfer function of the low-pass filter unit is H 2t (z), the transfer function H t (z) becomes H 1 (z) and H 2t as shown in FIG. The characteristic is represented by the product of (z).

【0020】そして、図3のBPF部45の場合には、
ディジタル楽音信号x(n)は、伝達関数H1(z)のハイパス
フィルタ部でフィルタリングされた後、伝達関数H
2t(z)のローパスフィルタ部でフィルタリングされ、帯
域制限されたディジタル楽音信号Yi(n)(但し、i=
t)として出力される。
In the case of the BPF unit 45 shown in FIG.
The digital tone signal x (n) is filtered by the high-pass filter of the transfer function H 1 (z) and then transferred to the transfer function H (z).
A digital tone signal Y i (n) filtered by a low-pass filter section of 2t (z) and band-limited (where i =
t).

【0021】また、BPF部46の場合には、ディジタ
ル楽音信号p(n)は、伝達関数H1(z)のハイパスフィルタ
部でフィルタリングされた後、伝達関数H2t(z)のロー
パスフィルタ部でフィルタリングされ、帯域制限された
ディジタル声信号Qj(n)(但し、i=t)として出力さ
れる。更に、このディジタル声信号Qj(n)は、図3のエ
ンベロープ抽出部47での処理にかけられるが、この部
分は、図4のように、伝達関数HEt(z)を有するカット
オフ周波数の低いローパスフィルタ部によって実現され
る。このようなローパスフィルタ部により、ディジタル
声信号Qj(n)からエンベロープ信号Rj(n)が得られる。
In the case of the BPF section 46, the digital tone signal p (n) is filtered by the high-pass filter section of the transfer function H 1 (z) and then filtered by the low-pass filter section of the transfer function H 2t (z). , And is output as a digital voice signal Q j (n) (i = t) whose band is limited. Further, the digital voice signal Q j (n) is subjected to processing in the envelope extraction unit 47 in FIG. 3, and this part has a cutoff frequency having a transfer function H Et (z) as shown in FIG. This is realized by a low-pass filter unit. With such a low-pass filter section, an envelope signal R j (n) is obtained from the digital voice signal Q j (n).

【0022】また、BPF部46の場合には、ホワイト
ノイズ信号W(n)は、伝達関数H1(z)のハイパスフィル
タリング部でフィルタリングされた後、伝達関数H2(z)
のローパスフィルタ部でフィルタリングされ、帯域制限
されたディジタルホワイトノイズ信号Um(n)として出力
される。
In the case of the BPF unit 46, the white noise signal W (n) is filtered by the high-pass filtering unit of the transfer function H 1 (z), and then the transfer function H 2 (z).
, And output as a band-limited digital white noise signal U m (n).

【0023】上述の伝達関数H1(z)のハイパスフィルタ
部、伝達関数H2t(z)およびHEt(z)の各ローパスフィル
タ部の特性について、以下に詳細に説明する。
The characteristics of the high-pass filter section of the transfer function H 1 (z) and the low-pass filter sections of the transfer functions H 2t (z) and H Et (z) will be described in detail below.

【0024】図5は、図4のハイパスフィルタH1(z)を
ハードウエアのイメージで示した構成図である。これ
は、2次のFIRディジタルフィルタであって、伝達関
数は、 H1(z)=(1/4)(1-2Z-1+Z-2) である。
FIG. 5 is a block diagram showing the hardware of the high-pass filter H 1 (z) of FIG. This is a second-order FIR digital filter, and the transfer function is H 1 (z) = (1/4) (1-2Z −1 + Z −2 ).

【0025】図5において、50、51は遅延素子、5
2、53、54は乗算器、55、56は加算器を示して
いる。DSP28(図1又は図2)においては、図5の
構成のハイパスフィルタと等価なフィルタ演算処理が、
BPF部45(図3)の場合は、 S(n)=(1/4)(p(n)-2x(n-1)+x(n-2))・・・・・・(1) BPF部46(図3)の場合は、 S(n)=(1/4)(p(n)-2p(n-1)+p(n-2))・・・・・・(2) なる離散演算処理により実現される。なお、この場合、
フィルタ係数は2の倍数となっているため、係数と信号
の乗算は単なるビットシフト処理で実現できる。
In FIG. 5, reference numerals 50 and 51 denote delay elements, 5
2, 53 and 54 are multipliers, and 55 and 56 are adders. In the DSP 28 (FIG. 1 or FIG. 2), a filter operation equivalent to the high-pass filter having the configuration of FIG.
In the case of the BPF unit 45 (FIG. 3), S (n) = (1/4) (p (n) -2x (n-1) + x (n-2)) (1) In the case of the BPF unit 46 (FIG. 3), S (n) = (1/4) (p (n) -2p (n-1) + p (n-2)) (2) This is realized by discrete arithmetic processing. In this case,
Since the filter coefficient is a multiple of 2, the multiplication of the coefficient and the signal can be realized by simple bit shift processing.

【0026】このハイパスフィルタの周波数特性は、The frequency characteristics of this high-pass filter are as follows:

【数1】 となり、Ω=0(0Hz)で最小、Ω=π(fs/2Hz)で
最大となる特性を有する。但し、fsは、ディジタル楽
音信号x(n)及びディジタル声信号p(n)のサンプリング周
波数(共通)である。図6にその特性を示す。
(Equation 1) It becomes minimum at Ω = 0 (0Hz), having a Ω = π (f s / 2Hz ) becomes maximum in characteristics. Here, f s is the sampling frequency (common) of the digital tone signal x (n) and the digital voice signal p (n). FIG. 6 shows the characteristics.

【0027】図7は、図4のローパスフィルタH2t(z)
をハードウェアのイメージで示した構成図である。これ
は、2次のIIRディジタルフィルタであって、伝達関
数は、 である。後述するように、図3の各帯域別変換部44t
の添え字tに依存してθとCYとが変化し、rがレゾナン
スの強さ(ピークの程度)を示すパラメータとなる。
FIG. 7 shows the low-pass filter H 2t (z) of FIG.
FIG. 1 is a configuration diagram showing a hardware image. This is a second-order IIR digital filter whose transfer function is It is. As described later, each band-specific conversion unit 44 t in FIG.
Θ and CY change depending on the subscript t, and r is a parameter indicating the intensity of resonance (degree of peak).

【0028】図7において、57、58は遅延素子、5
9、60、61は乗算器、62、63は加算器を示して
いる。DSP28(図1又は図2)においては、図7の
構成のローパスフィルタと等価なフィルタ演算処理が、 Wt(n)=CY・S(n)+2rcosθWt(n-1)−r2Wt(n-2)・・・・・・・・(3) なる離散演算処理により実現される。
In FIG. 7, 57 and 58 are delay elements, 5
9, 60 and 61 indicate multipliers, and 62 and 63 indicate adders. In the DSP 28 (FIG. 1 or FIG. 2), a filter operation equivalent to the low-pass filter having the configuration of FIG. 7 is performed as follows: W t (n) = CY · S (n) + 2rcos θW t (n−1) −r 2 W t (n-2)... (3) It is realized by the discrete operation processing as follows.

【0029】[0029]

【数2】 (Equation 2)

【0030】ここで、伝達関数の極は、Here, the pole of the transfer function is

【外1】 に存在し、z=0に二重の零点がある。この極と零点の
配置と、0<θ<π/2としたときの極ベクトルと零点
ベクトルとの関係を図8に示す。同図から理解される通
り、Ω=0からΩ=πに向けて単位円に沿ってΩが動く
につれベクトルv2の長さははじめ減少し、次に増加す
る。最小のベクトルv2の長さは、極(rej)の近くであ
る。ここで、周波数Ωにおける周波数応答の大きさは、
零点ベクトルv1と極ベクトルv2の長さの比であり、周
波数応答の位相は、実軸と零点ベクトルv1のなす角度
から極ベクトルv2のなす角を引いた値となることが知
られており、振幅特性のみを図示すると図9のごとくな
る。すなわち、周波数応答の大きさ(振幅特性)は、極
ベクトルv2の大きさの逆数に比例し、θに近いΩで最
大となることがわかる。そして、rの大きさに従ってこ
のピークの鋭さが決まり、rを1に近づけてゆくと急な
ピーク(レゾナンス特性)を有するフィルタが実現でき
る。
[Outside 1] And there is a double zero at z = 0. FIG. 8 shows the arrangement of the poles and zeros and the relationship between the pole vector and the zero point vector when 0 <θ <π / 2. As can be understood from the figure, as Ω moves along the unit circle from Ω = 0 to Ω = π, the length of the vector v2 first decreases and then increases. The length of the smallest vector v 2 is the near pole (rej). Here, the magnitude of the frequency response at the frequency Ω is
The ratio of the zero point vector v 1 pole vector v 2 length, frequency response phase, it becomes a value obtained by subtracting pole angle of the vector v 2 from the real axis and the zero point angle of the vector v 1 is known FIG. 9 shows only the amplitude characteristics. That is, the size (amplitude characteristics) of the frequency response, poles proportional to the magnitude inverse of the vector v 2, it can be seen that the maximum at near theta Omega. Then, the sharpness of this peak is determined according to the magnitude of r, and as r approaches 1, a filter having a steep peak (resonance characteristic) can be realized.

【0031】以上の説明から明らかなように、図3の各
帯域別変換部44t毎にθの値を決定すれば(θ=2πf
t/fs)、図10に示されるように、各帯域の中心周波数
ftでピークを持つレゾナンス付きのローパスディジタル
フィルタを実現できる。
As is apparent from the above description, if determining the value of theta for each respective band converting unit 44 t of FIG. 3 (θ = 2πf
t / f s), as shown in FIG. 10, the center frequency of each band
A low-pass digital filter with resonance having a peak at f t can be realized.

【0032】ここで、rは隣の帯域に影響しないような
大きさに、CYは各帯域で同等のレベルの出力Wt(n)が得
られるような大きさに、経験的に若しくは数学的に求め
ることが可能である。例えば、各帯域の中心周波数f
tと、Δf離れた隣の帯域の中心周波数ft+Δf(すなわ
ち、ft+1)との周波数応答の大きさの比をm:1とすれ
ば、
Here, r is sized so as not to affect the adjacent band, CY is sized empirically or mathematically to obtain an output W t (n) of the same level in each band. It is possible to ask for. For example, the center frequency f of each band
Assuming that the ratio of the magnitude of the frequency response between t and the center frequency f t + Δf (that is, f t + 1 ) of the adjacent band Δf is m: 1,

【数3】 というrについての4次方程式を解き、0<r<1のも
のを選んで、各係数-2rcosθ、r2を求めることができ
る。数値計算の結果、例えばサンプリング周波数fs=5k
Hz、f=440Hzで、m=4とすると、-2rcosθ=1.9773、r2=0.
9851、CY=36.7となる。その他の帯域についても同様で
ある。
(Equation 3) Solve the quartic equation for r that, to choose those 0 <r <1, each coefficient -2Rcosshita, it is possible to obtain the r 2. As a result of numerical calculation, for example, sampling frequency f s = 5k
Hz, f = 440Hz, and m = 4, -2rcosθ = 1.9773, r 2 = 0.
9851, CY = 36.7. The same applies to other bands.

【0033】以上に示されるような伝達関数H1(z)を有
するハイパスフィルタと、伝達関数H2t(z)を有するロ
ーパスフィルタとが、図4に示されるようにカスケード
接続されることにより、各伝達関数の積として表される
全体の伝達関数によって、図11に示されるように、t
=1〜t=Nの各帯域毎に、中心周波数f1〜fN、隣接帯域
間の周波数差Δfを有する疑似的なバンドパスフィルタ
が実現できる。
A high-pass filter having the transfer function H 1 (z) as described above and a low-pass filter having the transfer function H 2t (z) are cascaded as shown in FIG. By the overall transfer function, expressed as the product of each transfer function, as shown in FIG.
A pseudo bandpass filter having center frequencies f 1 to f N and a frequency difference Δf between adjacent bands can be realized for each band of = 1 to t = N.

【0034】次に図12は、図3のエンベロープ抽出部
47に対応する図4のローパスフィルタHEt(z)をハー
ドウェアのイメージで示した構成図である。これは、先
に説明したローパスフィルタH2t(z)と同じ形の2次の
IIRディジタルフィルタであって、伝達関数は、 である。これは先のローパスフィルタH2t(z)の伝達関
数において、r=0.9、θ=0としたものである。
Next, FIG. 12 is a configuration diagram showing a hardware image of the low-pass filter H Et (z) of FIG. 4 corresponding to the envelope extraction unit 47 of FIG. This is a second-order IIR digital filter having the same form as the low-pass filter H 2t (z) described above, and the transfer function is It is. This is obtained by setting r = 0.9 and θ = 0 in the transfer function of the low-pass filter H 2t (z).

【0035】図12において、64は図4のローパスフ
ィルタH2t(z)の出力Wt(n)である図3のBPF部46の
出力Qj(n)を絶対値化する絶対値回路であり、その出力
|Qj(n)|がディジタルフィルタリングされる。そし
て、65、66は遅延素子、67、68、69は乗算
器、70、71は加算器を示している。DSP28(図
1又は図2)においては、図12の構成のローパスフィ
ルタと等価なフィルタ演算処理が、 Rj(n)=CE|Qj(n)|+1.8Rj(n-1)−0.81Rj(n-2)・・・・・・・(4) なる離散演算処理により実現される。
In FIG. 12, reference numeral 64 denotes an absolute value circuit for converting the output Q j (n) of the BPF section 46 of FIG. 3, which is the output W t (n) of the low-pass filter H 2t (z) of FIG. 4, into an absolute value. And its output | Q j (n) | is digitally filtered. Reference numerals 65 and 66 denote delay elements, reference numerals 67, 68 and 69 denote multipliers, and reference numerals 70 and 71 denote adders. In the DSP 28 (FIG. 1 or FIG. 2), a filter operation equivalent to the low-pass filter having the configuration of FIG. 12 is performed as follows: R j (n) = CE | Q j (n) | + 1.8R j (n−1) − 0.81R j (n-2)... (4) It is realized by the discrete operation processing as follows.

【0036】このローパスフィルタの周波数特性は、前
述の説明より明らかなように、θ=0でピークを有するレ
ゾナンス付きのローパスフィルタで、図13に示される
ような特性(振幅特性)を有する。この場合のカットオ
フ周波数は、最低帯域のローパスフィルタH2t(z)のカ
ットオフ周波数よりも更に低い周波数に設定される。こ
こで、係数CEは、各帯域毎のレベルを一様にする係数
で、経験的に適宜求め得る。
As is clear from the above description, the frequency characteristic of this low-pass filter is a resonance-equipped low-pass filter having a peak at θ = 0, and has the characteristic (amplitude characteristic) shown in FIG. In this case, the cutoff frequency is set to a lower frequency than the cutoff frequency of the low-pass filter H 2t (z) in the lowest band. Here, the coefficient CE is a coefficient for making the level of each band uniform, and can be empirically obtained as appropriate.

【0037】図14は、上述の原理により得られるエン
ベロープ信号Rj(n)を、入力|Qj(n)|と対比させて模式
的に示した図である。図12の絶対値回路64に相当す
る演算により、負の波高値(図14の破線)が全て正の
波高値に変換された上でローパスフィルタリングが実行
されるため、結局、この帯域制限されたディジタル声信
号|Qj(n)|の直流成分を求めるような動作を、図3の
エンベロープ抽出部47が実行することになる。
FIG. 14 is a diagram schematically showing the envelope signal R j (n) obtained according to the above principle in comparison with the input | Q j (n) |. By the operation corresponding to the absolute value circuit 64 in FIG. 12, all the negative peak values (broken lines in FIG. 14) are converted into positive peak values, and then low-pass filtering is performed. The operation of obtaining the DC component of the digital voice signal | Q j (n) | is performed by the envelope extracting unit 47 of FIG.

【0038】以上、図3〜図14で示したフィルタ機能
を図1又は図2のDSP28でソフトウェア処理として
実行する場合の動作を以下に説明する。
The operation when the filter function shown in FIGS. 3 to 14 is executed as software processing by the DSP 28 shown in FIG. 1 or 2 will be described below.

【0039】図15は、DSPにおいて、オペレーショ
ンROM282(図2参照)に記憶されたマイクロプロ
グラムに従って実行されるバンドパスフィルタ処理及び
エンベロープ抽出のためのローパスフィルタ処理、すな
わちDSPボコーダ処理の動作フローチャートである。
これにより、ディジタル楽音信号x(n)、ディジタル声信
号p(n)及びホワイトノイズ信号W(n)で共通の各サンプリ
ング周期毎に、図3の各帯域毎の帯域別変換部44t(t
=1〜N)でのBPF部45、46、80、エンベロープ
抽出部47及び乗算部48、81に相当する処理、並び
に累算部49に相当する処理が、時分割処理として実行
されることによって、各サンプリング周期毎にディジタ
ル出力楽音信号z(n)が得られ、図1のD/A変換器32
に出力される。
FIG. 15 is a flowchart showing the operation of the DSP in accordance with the microprogram stored in the operation ROM 282 (see FIG. 2), ie, the band-pass filter processing and the low-pass filter processing for envelope extraction, that is, the DSP vocoder processing. .
Thus, for each sampling period common to the digital tone signal x (n), the digital voice signal p (n), and the white noise signal W (n), the band-by-band conversion unit 44 t (t
= 1 to N), the processing corresponding to the BPF units 45, 46, 80, the envelope extracting unit 47, the multiplying units 48, 81, and the processing corresponding to the accumulating unit 49 are executed as time-division processing. A digital output tone signal z (n) is obtained for each sampling period, and the D / A converter 32 shown in FIG.
Is output to

【0040】図15において、まず、図1又は図2のワ
ークRAM30等の内容がイニシャライズされる(ステ
ップS1)。
In FIG. 15, first, the contents of the work RAM 30 shown in FIG. 1 or 2 are initialized (step S1).

【0041】次に、図1のA/D変換器38からサンプ
リング周波数fsに対応する周期で発生されるA/D変換
終了信号を待ち(ステップS2)、各サンプリングタイ
ミング毎に、A/D変換されたディジタル声信号p(n)を
インタフェース281(図2参照)から取り込み、ワー
クRAM30へ順次格納してゆく。このとき同時に、楽
音発生回路31(図2参照)から入力されるディジタル
楽音信号x(n)をインタフェース281から取り込み、ワ
ークRAM30へ順次格納してゆく。またホワイトノイ
ズ発生回路24から入力されるホワイトノイズ信号W(n)
をインタフェース281から取り込みワークRAM30
に順次格納してゆく。ワークRAM30は、現在のサン
プルと、過去2サンプル分をそれぞれ記憶することがで
きる。
Next, wait for the A / D conversion completion signal generated at a period corresponding to the sampling frequency f s from the A / D converter 38 of FIG. 1 (step S2), the each sampling timing, A / D The converted digital voice signal p (n) is taken in from the interface 281 (see FIG. 2), and is sequentially stored in the work RAM 30. At this time, the digital tone signal x (n) input from the tone generating circuit 31 (see FIG. 2) is fetched from the interface 281 and sequentially stored in the work RAM 30. The white noise signal W (n) input from the white noise generation circuit 24
From the interface 281 and the work RAM 30
Are stored sequentially. The work RAM 30 can store a current sample and two past samples.

【0042】次に、図15のステップS4〜S9の処理
は、図3の帯域別変換部441〜44Nの各BPF部46
及びエンベロープ抽出部47の処理に相当する。すなわ
ち、まず、ワークRAM30から図2のレジスタ群28
7内のレジスタp(n)、p(n-1)、p(n-2)に、現在のディジ
タル声信号と過去2サンプル分のディジタル声信号が読
み出され、図3のBPF部46に対応する処理の一部で
ある図4の伝達関数H1(z)で示されるハイパスフィルタ
リング処理が実行される(図15のステップS4)。こ
の処理は、前述の(2)式で表される演算処理であり、図
2の乗算器285及び加減算器286を使用して実行さ
れる。このときに、(2)式の演算に使用される各フィル
タ係数は、フィルタ係数ROM29(図1又は図2参
照)から読み出されて演算に使用される。この結果得ら
れた出力は、レジスタ群287内のレジスタS(n)に格納
される。このハイパスフィルタリング処理は、各帯域で
共通な処理であるため、1回のみの実行でよい。
Next, the process of step S4~S9 in Figure 15, the BPF 46 of the respective band converting unit 44 1 ~ 44 N of FIG. 3
And the processing of the envelope extraction unit 47. That is, first, from the work RAM 30, the register group 28 of FIG.
The current digital voice signal and the digital voice signals of the past two samples are read out to the registers p (n), p (n-1), and p (n-2) in 7, and are stored in the BPF unit 46 in FIG. A high-pass filtering process represented by the transfer function H 1 (z) in FIG. 4 that is a part of the corresponding process is executed (Step S4 in FIG. 15). This processing is an arithmetic processing represented by the above-described equation (2), and is executed using the multiplier 285 and the adder / subtractor 286 in FIG. At this time, each filter coefficient used for the calculation of the expression (2) is read from the filter coefficient ROM 29 (see FIG. 1 or 2) and used for the calculation. The resulting output is stored in register S (n) in register group 287. Since this high-pass filtering process is a process common to each band, it may be performed only once.

【0043】次に、図3のBPF部46に対応する処理
の残りである図4の伝達関数H2t(z)=H2j(z)で示され
るローパスフィルタリング処理と、同じくエンベロープ
抽出部47に対応する処理である図4の伝達関数H
Et(z)=HEj(z)で示されるローパスフィルタリング処理
が続けて実行される。これらの処理は、図3の帯域別変
換部441〜44Nに対応して、N帯域分の時分割処理と
して繰り返される。そのために、図2のレジスタ群28
7内に、N帯域の時分割処理を行なうための繰り返し制
御用のレジスタjが設けられ、ステップS5で値1に初
期設定されて、ステップS6及びS7の1帯域分のロー
パスフィルタリング処理が終了する毎に、ステップS8
でレジスタjの内容がNに達したか否かが判別される。
達していなければ、ステップS9においてレジスタjの
内容がインクリメントされ、ステップS6が繰り返され
る。この処理は、図2の加減算器286とフラグレジス
タ288によって実行され、アドレスカウンタ283
は、ステップS6及びS7に対応するプログラム命令を
オペレーションROM282から繰り返し読み出させ
る。
Next, a low-pass filtering process represented by the transfer function H 2t (z) = H 2j (z) in FIG. 4, which is the rest of the process corresponding to the BPF unit 46 in FIG. Transfer processing H of FIG.
Low-pass filtering processing represented by Et (z) = H Ej (z) is continuously performed. These processes correspond to the respective band converting unit 44 1 ~ 44 N of FIG. 3 are repeated as time division processing of N bands minute. Therefore, the register group 28 shown in FIG.
7 is provided with a register j for repetition control for performing N-band time-division processing, is initialized to a value of 1 in step S5, and the low-pass filtering processing for one band in steps S6 and S7 ends. Step S8 for each
It is determined whether or not the contents of the register j have reached N.
If not, the content of the register j is incremented in step S9, and step S6 is repeated. This processing is executed by the adder / subtractor 286 and the flag register 288 shown in FIG.
Causes the program instructions corresponding to steps S6 and S7 to be repeatedly read from the operation ROM 282.

【0044】まず、前述のハイパスフィルタ処理の出力
であるレジスタS(n)の内容に対して、図4の伝達関数H
2t(z)=H2j(z)で示されるローパスフィルタリング処理
が実行される(図15ステップS6)。この処理は、前
述の(3)式でWt=Qjとして表される演算処理であり(図4
参照)、図2の乗算器285及び加減算器286を使用
して実行される。(3)式の演算処理に使用される各フィ
ルタ係数は、フィルタ係数ROM29から読み出されて
演算に使用される。また、レジスタ群287内には、過
去2サンプル分の自分自身のフィルタ出力を格納するレ
ジスタQj(n-1)及びQj(n-2)が設けられており、これらの
内容も上記演算に使用される。この結果得られた出力
は、レジスタ群287内のレジスタQj(n)に格納され
る。なお、各レジスタQj(n)、Qj(n-1)及びQj(n-2)は、
添え字jを変化させてN帯域分設けられている。
First, the transfer function H of FIG. 4 is applied to the contents of the register S (n), which is the output of the above-described high-pass filter processing.
A low-pass filtering process represented by 2t (z) = H2j (z) is executed (step S6 in FIG. 15). This process is an arithmetic processing expressed as W t = Q j in the above (3) (Fig. 4
2) and the adder / subtractor 286 of FIG. Each filter coefficient used in the calculation processing of the equation (3) is read from the filter coefficient ROM 29 and used for the calculation. In the register group 287, there are provided registers Q j (n-1) and Q j (n-2) for storing their own filter outputs for the past two samples. Used for The resulting output is stored in register Q j (n) in register group 287. Note that each register Q j (n), Q j (n-1) and Q j (n-2)
N bands are provided by changing the suffix j.

【0045】次に、上述のローパスフィルタ処理の出力
であるレジスタQj(n)の内容に対して、図4の伝達関数
Et(z)=HEj(z)で示されるローパスフィルタリング処
理が実行される(図15のステップS7)。この処理
は、前述の(4)式で表される演算処理であり、図2の乗
算器285及び加減算器286を使用して実行される。
この場合も、(4)式の演算処理に使用される各フィルタ
係数は、フィルタ係数ROM29から読み出される。ま
た、レジスタ群287内には、過去2サンプル分の自分
自身のフィルタ出力を格納するレジスタRj(n-1)、とR
j(n-2)が設けられており、これらの内容も上記演算に使
用される。この結果得られた出力は、レジスタ群287
内のレジスタRj(n)に格納される。なお、各レジスタR
j(n)、Rj(n-1)及びRj(n-2)は、添え字jを変化させてN
帯域分設けられている。
Next, the contents of an output register Q j of the low-pass filter process described above (n), low-pass filtering process represented by transfer function H Et in FIG 4 (z) = H Ej ( z) The process is executed (Step S7 in FIG. 15). This processing is an arithmetic processing represented by the above-described equation (4), and is executed using the multiplier 285 and the adder / subtractor 286 in FIG.
Also in this case, each filter coefficient used for the calculation processing of the equation (4) is read from the filter coefficient ROM 29. Also, in the register group 287, registers R j (n−1) for storing own filter outputs for the past two samples and R
j (n-2) are provided, and their contents are also used in the above operation. The resulting output is stored in register group 287
Is stored in the register R j (n). Note that each register R
j (n), R j (n-1) and R j (n-2) are obtained by changing the subscript j to N
It is provided for the band.

【0046】以上、図15のステップステップS5〜ス
テップS9の処理により、図3のN帯域分の帯域別変換
部441〜44NのBPF部46及びエンベロープ抽出部
47に相当する処理が実行される。
The above, by the processing of step Step S5~ step S9 in FIG. 15, the processing corresponding to the N band portion of the band-specific conversion unit 44 1 ~ 44 N BPF unit 46 and envelope extractor 47 of FIG. 3 is executed You.

【0047】続いて、図15のステップS10〜S13
の処理は、図3の帯域別変換部441〜44Nの各BPF
部45の処理に相当する。
Subsequently, steps S10 to S13 in FIG.
Process, each BPF of respective band conversion unit four hundred forty-one to forty-four N of FIG. 3
This corresponds to the processing of the unit 45.

【0048】すなわち、まず、ワークRAM30から図
2のレジスタ群287内のレジスタx(n)、x(n-1)、x(n-
2)に、現在と過去2サンプル分のディジタル楽音信号が
読み出され、図3のBPF部45に対応する処理の一部
である図4の伝達関数H1(z)で示されるハイパスフィル
タリング処理が実行される(図15のステップS1
0)。この処理は、前述の(1)式で表される演算処理で
あり、図2の乗算器285及び加減算器286を使用し
て実行される。このとき、(1)式の演算に使用される各
フィルタ係数は、フィルタ係数ROM29から読み出さ
れる。この結果得られる出力は、レジスタ群287内の
レジスタS(n)に格納される。このハイパスフィルタリン
グ処理は、各帯域で共通な処理であるため、1回のみの
実行でよい。
That is, first, the registers x (n), x (n-1), x (n-n) in the register group 287 of FIG.
In 2), digital tone signals of the present and the past two samples are read out, and a high-pass filtering process indicated by a transfer function H 1 (z) in FIG. 4 which is a part of the process corresponding to the BPF unit 45 in FIG. Is executed (step S1 in FIG. 15).
0). This processing is an arithmetic processing represented by the above-described equation (1), and is executed using the multiplier 285 and the adder / subtractor 286 in FIG. At this time, each filter coefficient used for the calculation of the expression (1) is read from the filter coefficient ROM 29. The resulting output is stored in register S (n) in register group 287. Since this high-pass filtering process is a process common to each band, it may be performed only once.

【0049】次に、図3のBPF部45に対応する処理
の残りである図4の伝達関数H2t(z)=H2i(z)で示され
るローパスフィルタリング処理が実行される。この処理
は、図3の帯域別変換部441〜44Nに対応して、N帯
域分の時分割処理として繰り返される。そのために、図
2のレジスタ群287内に、N帯域の時分割処理を行な
うための繰り返し制御用のレジスタiが設けられ、ステ
ップS11で値1に初期設定される。その後、ステップ
S12の1帯域分のローパスフィルタリング処理が終了
する毎に、ステップS13でレジスタiの内容がNに達
したか否かが判別され、達していなければ、ステップS
14においてレジスタiの内容がインクリメントされ
て、ステップS12が繰り返される。この場合も、前述
のレジスタjの場合と同様に図2の各回路が動作する。
Next, a low-pass filtering process represented by a transfer function H 2t (z) = H 2i (z) in FIG. 4, which is the rest of the process corresponding to the BPF unit 45 in FIG. 3, is executed. This process corresponds to the respective band converting unit 44 1 ~ 44 N of FIG. 3 are repeated as time division processing of N bands minute. For this purpose, a register i for repetition control for performing time division processing of N bands is provided in the register group 287 of FIG. 2, and is initialized to a value of 1 in step S11. Thereafter, each time the low-pass filtering process for one band in step S12 is completed, it is determined in step S13 whether or not the content of the register i has reached N.
At 14, the contents of the register i are incremented, and step S12 is repeated. Also in this case, each circuit in FIG. 2 operates similarly to the case of the register j described above.

【0050】ステップS12の処理は、前述のステップ
S6の処理とほぼ同様である。すなわち、ハイパスフィ
ルタ処理の出力であるレジスタS(n)の内容に対して、前
述の(3)式でWt=Yiとして表される演算処理が実行される
(図4参照)。このとき、レジスタ群287内には、過
去2サンプル分の自分自身のフィルタ出力を格納するレ
ジスタYi(n-1)及びYi(n-2)が設けられており、これらの
内容も上記演算に使用される。この結果得られた出力
は、レジスタ群287内のレジスタYi(n)に格納され
る。なお、各レジスタYi(n)、Yi(n-1)及びYi(n-2)は、
添え字iを変化させてN帯域分設けられている。
The processing in step S12 is almost the same as the processing in step S6 described above. That is, the contents of the register is the output of high-pass filtering S (n), the arithmetic processing is performed expressed as W t = Y i in the above (3) (see FIG. 4). At this time, registers Y i (n−1) and Y i (n−2) for storing their own filter outputs for the past two samples are provided in the register group 287, and their contents are also described above. Used for arithmetic. The resulting output is stored in register Y i (n) in register group 287. Note that each register Y i (n), Y i (n-1) and Y i (n-2)
N subbands are provided by changing the subscript i.

【0051】以上、図15のステップS10〜S13の
処理により、図3のN帯域分の帯域別変換部441〜4
NのBPF部45に相当する処理が実行される。
As described above, by the processing in steps S10 to S13 in FIG. 15, the band-by-band conversion units 44 1 to 44 for N bands in FIG.
4 process corresponding to the BPF section 45 of N is performed.

【0052】以上、ステップS4〜S13により、図3
のエンベロープ抽出部47及びBPF45の出力に対応
するレジスタRj(n)及びYi(n)の内容が確定する。これら
の内容を使用して、図3のN帯域分の帯域別変換部44
1〜44Nの各乗算器48と同じく図3の累算部49の処
理に対応する以下の処理が実行される。すなわち、図1
5のステップS15において、レジスタi=jの内容を
1〜Nまで変化させながら、Rj(n)×Yi(n)の乗算が実行
される。これは、図2の乗算器285を使用して行なわ
れる。そして、これらの各乗算結果が累算される。これ
は、図2の加減算器286を使用して行なわれる。
As described above, in steps S4 to S13, FIG.
, The contents of the registers R j (n) and Y i (n) corresponding to the outputs of the envelope extractor 47 and the BPF 45 are determined. Using these contents, the band-specific converters 44 for the N bands in FIG.
The following processing corresponding to the processing of the accumulating unit 49 in FIG. 3 is executed similarly to the multipliers 48 of 1 to 44 N. That is, FIG.
In step S15 of 5, the multiplication of R j (n) × Y i (n) is performed while changing the contents of the register i = j from 1 to N. This is done using the multiplier 285 of FIG. Then, the respective multiplication results are accumulated. This is performed using the adder / subtractor 286 of FIG.

【0053】上述のようにして得られる累算結果は、図
2のレジスタ群287内のレジスタz(n)に格納され、
続いてホワイトノイズ信号W(n)の特定帯域変換部44m
のBPF部80及び乗算部81に相当する処理をステッ
プS16〜S18で行なう。
The accumulation result obtained as described above is stored in the register z (n) in the register group 287 in FIG.
Subsequently, the specific band conversion unit 44 m of the white noise signal W (n)
The processing corresponding to the BPF unit 80 and the multiplication unit 81 is performed in steps S16 to S18.

【0054】すなわち、まずワークRAM30から図2
のレジスタ群287内のレジスタW(n),W(n-1)、W(n-2)
に、現在と過去2サンプル分のホワイトノイズ信号が読
み出され、図3のBPF部80に対応する処理の一部で
ある図4の伝達関数H1(z)で示されるハイパスフィルタ
リング処理が実行される(ステップS16)。この処理
は、前述の(1)式で表される演算処理であり、図2の乗
算器285及び加減算器286を使用して実行される。
このとき(1)式の演算に使用される各フィルタ係数はフ
ィルタ係数ROM29から読み出される。この結果得ら
れた出力は、レジスタ群287内のレジスタS(n)に格納
される。
That is, first, the work RAM 30 is
Registers W (n), W (n-1), W (n-2) in the register group 287 of FIG.
Then, the white noise signals of the current and past two samples are read out, and the high-pass filtering process indicated by the transfer function H 1 (z) in FIG. 4 which is a part of the process corresponding to the BPF unit 80 in FIG. 3 is executed. Is performed (step S16). This processing is an arithmetic processing represented by the above-described equation (1), and is executed using the multiplier 285 and the adder / subtractor 286 in FIG.
At this time, each filter coefficient used for the calculation of the expression (1) is read from the filter coefficient ROM 29. The resulting output is stored in register S (n) in register group 287.

【0055】次に、図3のBPF部45に対応する処理
の残りである図4の伝達関数H2t=H2m(z)で示される
ローパスフィルタ処理が実行される。この処理は、楽音
信号や声信号と異なって特定の帯域のみ行なわれる(ス
テップS17)。
Next, a low-pass filter process represented by the transfer function H 2t = H 2m (z) in FIG. 4, which is the rest of the process corresponding to the BPF unit 45 in FIG. 3, is executed. This processing is performed only for a specific band unlike the tone signal and the voice signal (step S17).

【0056】そして、この後ステップS17でローパス
フィルタリングされたホワイトノイズ信号Um(n)は、同
じ特定帯域mで抽出されたエンベロープ信号Rm(n)と乗
算され(ステップS18)、この乗算された信号Vm(n)
はレジスタ群287内のレジスタz(n)に加算され、再
びレジスタz(n)に格納する(ステップS19)。この
後に続く図15のステップS20において、サンプリン
グ間隔で図2のインタフェース281から図1のD/A
変換器32に出力される。
Then, the white noise signal U m (n), which has been low-pass filtered in step S17, is then multiplied by the envelope signal R m (n) extracted in the same specific band m (step S18). Signal V m (n)
Is added to the register z (n) in the register group 287 and stored again in the register z (n) (step S19). In the subsequent step S20 of FIG. 15, at the sampling interval, the D / A of FIG.
Output to the converter 32.

【0057】以上説明した実施例により、楽音信号及び
人間の声信号を複数帯域に分割する図3のBPF部4
5、46の処理、帯域制限された声信号からエンベロー
プを抽出する図3のエンベロープ抽出部47の処理、エ
ンベロープ信号で帯域制限された楽音信号に振幅変調を
かける図3の乗算部48の処理、そしてノイズ信号を特
定帯域に制限するBPF部80の処理、この帯域制限さ
れたホワイトノイズ信号をエンベロープ信号で振幅変調
をかける乗算部81の処理、各帯域の変調出力を累算し
て、出力楽音信号を得る図3の累算部49の処理が、ソ
フトウェアの時分割処理によるディジタル声信号として
実現される。これにより、楽音信号の倍音成分に人間の
声のニュアンスを付加するとともに、摩擦音を含む人間
の声のニュアンスも明瞭に付加するという効果付加処理
を、1チップのDSPにより、簡単かつ安定して行なう
ことができる。
According to the embodiment described above, the BPF unit 4 shown in FIG. 3 for dividing a musical tone signal and a human voice signal into a plurality of bands.
5, processing of 46, the processing of the envelope extraction unit 47 of FIG. 3 for extracting the envelope from the band-limited voice signal, the processing of the multiplication unit 48 of FIG. 3 for applying amplitude modulation to the tone signal band-limited by the envelope signal, The BPF unit 80 limits the noise signal to a specific band, the multiplication unit 81 performs amplitude modulation of the band-limited white noise signal with an envelope signal, accumulates the modulation output of each band, and outputs an output tone. The processing of the accumulator 49 in FIG. 3 for obtaining the signal is realized as a digital voice signal by software time-division processing. Thus, the effect adding process of adding the nuance of the human voice to the overtone component of the musical tone signal and also clearly adding the nuance of the human voice including the fricative sound is simply and stably performed by the one-chip DSP. be able to.

【0058】なお、DSPの処理に余裕があれば、バン
ドパスフィルタの演算処理を、上述の実施例のようにハ
イパスフィルタとローパスフィルタの組合わせの演算処
理としてではなく、バンドパスフィルタの伝達関数を直
接設計した結果に基づいて構成した演算処理によって実
現してもよい。
If there is room in the DSP processing, the operation of the band-pass filter is not performed as the operation of the combination of the high-pass filter and the low-pass filter as in the above-described embodiment, but the transfer function of the band-pass filter is used. May be realized by arithmetic processing configured based on the result of direct design.

【0059】また、本実施例のようにホワイトノイズ発
生回路24を特別に設けずに、DSPの処理によって行
なってもよい。
Further, the processing may be performed by DSP without specially providing the white noise generating circuit 24 as in this embodiment.

【0060】[0060]

【発明の効果】本発明によれば、ディジタル信号処理手
段による、ソフトウェアの時分割処理に基づくディジタ
ルフィルタ処理により、楽器音の倍音成分に摩擦音を含
む人間の声のニュアンスを明瞭に付加することのできる
音声制御装置及び音声制御電子楽器を、在来のディジタ
ル電子楽器に1チップないし数チップのDSPを付加す
るだけで、簡単に実現できる。これにより、S/N比が
良く、経年変化や大量生産における性能のバラつきの少
ない音声制御電子楽器を、低価格で提供することが可能
となる。
According to the present invention, the nuances of the human voice including fricative sounds can be clearly added to the overtone components of the musical instrument sound by digital filter processing based on software time division processing by the digital signal processing means. A possible voice control device and voice control electronic musical instrument can be easily realized simply by adding one or several chips of DSP to a conventional digital electronic musical instrument. This makes it possible to provide a low-cost voice-controlled electronic musical instrument with a good S / N ratio and little variation in performance over time or mass production.

【0061】特に、第1及び第2のディジタルフィルタ
処理を、ハイパスフィルタリング処理とレゾナンスが付
加されたローパスフィルタリング処理とのカスケード接
続の処理として実行することにより、処理能力の比較的
低いDSPでも、リアルタイム処理を安定して行なうこ
とが可能となる。
In particular, by executing the first and second digital filter processes as a cascade connection of a high-pass filtering process and a low-pass filtering process to which resonance is added, even a DSP having a relatively low processing capability can perform real-time processing. Processing can be performed stably.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例の全体構成図。FIG. 1 is an overall configuration diagram of an embodiment of the present invention.

【図2】図1のDSPの構成図。FIG. 2 is a configuration diagram of the DSP of FIG. 1;

【図3】DSPの機能ブロック図。FIG. 3 is a functional block diagram of a DSP.

【図4】BPF部とエンベロープ抽出部のフィルタ構成
図。
FIG. 4 is a filter configuration diagram of a BPF unit and an envelope extraction unit.

【図5】ハイパスフィルタH1(z)の構成図。FIG. 5 is a configuration diagram of a high-pass filter H 1 (z).

【図6】ハイパスフィルタH1(z)の特性図。FIG. 6 is a characteristic diagram of a high-pass filter H 1 (z).

【図7】ローパスフィルタH2t(z)の構成図。FIG. 7 is a configuration diagram of a low-pass filter H 2t (z).

【図8】ローパスフィルタH2t(z)の極と零点及び極ベ
クトルと零ベクトルの関係図。
FIG. 8 is a diagram showing the relationship between a pole and a zero point and the pole vector and a zero vector of the low-pass filter H 2t (z).

【図9】ローパスフィルタH2t(z)の振幅特性図。FIG. 9 is an amplitude characteristic diagram of a low-pass filter H 2t (z).

【図10】ローパスフィルタH2t(z)の特性図。FIG. 10 is a characteristic diagram of a low-pass filter H 2t (z).

【図11】バンドパスフィルタH1(z)・H2t(z)の特性
図。
FIG. 11 is a characteristic diagram of the band-pass filters H 1 (z) and H 2t (z).

【図12】ローパスフィルタHEj(z)の構成図。FIG. 12 is a configuration diagram of a low-pass filter H Ej (z).

【図13】ローパスフィルタHEj(z)の特性図。FIG. 13 is a characteristic diagram of a low-pass filter H Ej (z).

【図14】|Qj(n)|とRj(n)の関係図。FIG. 14 is a relationship diagram between | Q j (n) | and R j (n).

【図15】DSPボコーダ処理の動作フローチャート。FIG. 15 is an operation flowchart of a DSP vocoder process.

【図16】「sa」単音の振幅波形。FIG. 16 is an amplitude waveform of a single sound “sa”.

【図17】「sa」単音の周波数スペクトル波形。FIG. 17 is a frequency spectrum waveform of a single sound “sa”.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

24 ホワイトノイズ発生回路 28 DSP 29 フィルタ係数ROM 30 ワークRAM 281 インタフェース 282 オペレーションROM 283 アドレスカウンタ 284 デコーダ 285 乗算器 286 加減算器 287 レジスタ群 288 フラグレジスタ 24 White noise generating circuit 28 DSP 29 Filter coefficient ROM 30 Work RAM 281 Interface 282 Operation ROM 283 Address counter 284 Decoder 285 Multiplier 286 Adder / Subtractor 287 Register group 288 Flag register

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ホワイトノイズを発生するホワイトノイ
ズ発生手段と、 ディジタル楽音信号を複数の異なる周波数帯域内に帯域
制限された各楽音信号に分割する第1のディジタルフィ
ルタリング処理、ディジタル声信号を複数の異なる周波
数帯域内に帯域制限された各声信号に分割する第2のデ
ィジタルフィルタリング処理、前記第2のディジタルフ
ィルタリング処理により得られる帯域制限された各声信
号から各エンベロープ信号を抽出するエンベロープ抽出
処理、前記第1のフィルタリング処理により得られる帯
域制限された各楽音信号を、前記エンベロープ抽出処理
により得られる各エンベロープ信号で変調する変調処
理、前記ホワイトノイズ発生手段で発生したホワイトノ
イズを特定の周波数帯域内に帯域制限されたホワイトノ
イズ信号に信号処理する第3のディジタルフィルタリン
グ処理、前記第3のディジタルフィルタリング処理によ
り得られたホワイトノイズ信号を前記エンベロープ抽出
処理により得られた特定帯域内のエンベロープ信号で変
調するノイズ変調処理、前記変調処理及び前記ノイズ変
調処理で得られた各変調信号を累算してディジタル出力
楽音信号として出力する累算処理、時分割のディジタル
信号処理により所定の処理間隔で順次実行するディジタ
ル信号処理、の各処理を時分割のディジタル信号処理に
より所定の処理間隔で順次実行するディジタル信号処理
手段と、 を有することを特徴とする音声制御装置。
1. A white noise generating means for generating white noise, a first digital filtering process for dividing a digital tone signal into tone signals band-limited in a plurality of different frequency bands, and a digital voice signal A second digital filtering process of dividing into voice signals band-limited within different frequency bands, an envelope extraction process of extracting each envelope signal from each band-limited voice signal obtained by the second digital filtering process, A modulation process of modulating each band-limited tone signal obtained by the first filtering process with each envelope signal obtained by the envelope extraction process; and converting white noise generated by the white noise generating means into a specific frequency band. White noise band-limited A third digital filtering process for performing signal processing on the signal, a noise modulation process for modulating a white noise signal obtained by the third digital filtering process with an envelope signal in a specific band obtained by the envelope extraction process, and the modulation Processing and an accumulation process for accumulating each modulated signal obtained in the noise modulation process and outputting it as a digital output tone signal; and a digital signal process for sequentially executing at predetermined processing intervals by time-division digital signal processing. Digital signal processing means for sequentially executing processing at predetermined processing intervals by time-division digital signal processing.
【請求項2】 前記ディジタル信号処理手段が、前記第
1及び第2のディジタルフィルタリング処理を、それぞ
れ入力を前記各周波数帯域に帯域制限するバンドパスフ
ィルタ処理として実行することを特徴とする請求項1記
載の音声制御装置。
2. The digital signal processing means according to claim 1, wherein said first and second digital filtering processes are respectively performed as band-pass filter processes for limiting an input to each of said frequency bands. The voice control device according to claim 1.
【請求項3】 前記ディジタル信号処理手段が、前記第
1及び第2のディジタルフィルタリング処理を、それぞ
れハイパスフィルタリング処理と、前記各周波数帯域の
中心周波数でピークを有するレゾナンスが付加されたロ
ーパスフィルタリング処理と、を順次時分割で実行する
処理として行なうことを特徴とする請求項2記載の音声
制御装置。
3. The digital signal processing means according to claim 1, wherein said first and second digital filtering processes include a high-pass filtering process, and a low-pass filtering process to which resonance having a peak at a center frequency of each of said frequency bands is added. 3. The voice control device according to claim 2, wherein the processes are sequentially performed in a time-division manner.
【請求項4】 前記ディジタル信号処理手段が、前記第
1及び第2のディジタルフィルタリング処理を、それぞ
れFIR型のハイパスフィルタリング処理と、前記各周
波数帯域の中心周波数でピークを有するレゾナンスが付
加されたIIR型のローパスフィルタリング処理と、を
順次時分割で実行する処理として行なうことを特徴とす
る請求項2記載の音声制御装置。
4. The digital signal processing means according to claim 1, wherein said first and second digital filtering processes are respectively performed by an FIR type high-pass filtering process and an IIR to which a resonance having a peak at a center frequency of each frequency band is added. 3. The voice control device according to claim 2, wherein the low-pass filtering process of the type is sequentially performed in a time-division manner.
【請求項5】 前記ディジタル信号処理手段が、前記エ
ンベロープ抽出処理を、前記第1及び第2のディジタル
フィルタリング処理において帯域制限される最低の周波
数帯域の中心周波数より低いカットオフ周波数を有する
ローパスフィルタリング処理として実行することを特徴
とする請求項1記載の音声制御装置。
5. The digital signal processing means according to claim 1, wherein said envelope extraction processing is a low-pass filtering processing having a cutoff frequency lower than a center frequency of a lowest frequency band which is band-limited in said first and second digital filtering processing. The voice control device according to claim 1, wherein the voice control device is executed as:
【請求項6】 前記ディジタル信号処理手段が、前記エ
ンベロープ抽出処理を、直流分近傍の周波数成分のみを
通過させるローパスフィルタリング処理として実行する
ことを特徴とする請求項1記載の音声制御装置。
6. The voice control apparatus according to claim 1, wherein said digital signal processing means executes said envelope extraction processing as a low-pass filtering processing for passing only a frequency component near a DC component.
【請求項7】 前記ディジタル信号処理手段が、前記変
調処理を、前記第1のフィルタリング処理により得られ
る帯域制限された各楽音信号に、前記エンベロープ抽出
処理により得られる各エンベロープ信号を乗算する処理
として実行することを特徴とする請求項1記載の音声制
御電子楽器。
7. The digital signal processing means performs the modulation process as a process of multiplying each band-limited tone signal obtained by the first filtering process by each envelope signal obtained by the envelope extraction process. The voice-controlled electronic musical instrument according to claim 1, wherein the electronic musical instrument is executed.
【請求項8】 演奏者による演奏操作に基づいてディジ
タル楽音信号を発生する楽音信号発生手段と、 演奏者による発声動作に基づいてディジタル声信号を生
成する声信号生成手段と、 ホワイトノイズを発生するホワイトノイズ発生手段と、 ディジタル信号処理を行なってディジタル出力楽音信号
を出力するディジタル信号処理手段と、 該ディジタル信号処理手段から出力されるディジタル出
力楽音信号をアナログ出力楽音信号に変換して放音する
放音手段と、 前記楽音信号発生手段の発生するディジタル楽音信号を
複数の異なる周波数帯域内に帯域制限された各楽音信号
に分割する第1のディジタルフィルタリング処理、前記
声信号生成手段の生成するディジタル声信号を複数の異
なる周波数帯域内に帯域制限された各声信号に分割する
第2のディジタルフィルタリング処理、前記第2のディ
ジタルフィルタリング処理により得られる帯域制限され
た各声信号から各エンベロープ信号を抽出するエンベロ
ープ抽出処理、前記第1のフィルタリング処理により得
られる帯域制限された各楽音信号を、前記エンベロープ
抽出処理により得られる各エンベロープ信号で変調する
変調処理、前記ホワイトノイズ発生手段の発生するホワ
イトノイズ信号を特定の帯域内に帯域制限する第3のデ
ィジタルフィルタリング処理、前記第3のディジタルで
フィルタリング処理で得られたホワイトノイズを前記エ
ンベロープ抽出処理により得られた特定帯域のエンベロ
ープ信号で変調するノイズ変調処理、前記変調処理で得
られた各変調信号を累算して、ディジタル出力楽音信号
として出力する累算処理、の各処理を時分割のディジタ
ル信号処理により所定の処理間隔で順次実行するディジ
タル信号処理手段と、 を有することを特徴とする音声制御電子楽器。
8. A tone signal generating means for generating a digital tone signal based on a performance operation by a player, a voice signal generating means for generating a digital voice signal based on a vocal operation by the player, and generating white noise. White noise generating means, digital signal processing means for performing digital signal processing to output a digital output tone signal, and converting the digital output tone signal output from the digital signal processing means into an analog output tone signal to emit sound Sound emitting means, first digital filtering processing for dividing a digital tone signal generated by the tone signal generating means into tone signals which are band-limited to a plurality of different frequency bands, and a digital signal generated by the voice signal generating means. Divide the voice signal into each band-limited voice signal within several different frequency bands 2 digital filtering processing, envelope extraction processing for extracting each envelope signal from each band-limited voice signal obtained by the second digital filtering processing, and each band-limited tone signal obtained by the first filtering processing Is modulated by each envelope signal obtained by the envelope extraction processing, a third digital filtering processing for band-limiting a white noise signal generated by the white noise generating means to a specific band, the third digital A noise modulation process of modulating white noise obtained by the filtering process with an envelope signal of a specific band obtained by the envelope extraction process, accumulating each modulation signal obtained by the modulation process, and outputting a digital output tone signal Cumulative output as Voice control electronic musical instrument characterized by having processes, a digital signal processing means for sequentially executing a predetermined processing interval by a digital signal processing at the time of dividing each process, the.
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