JP3168708B2 - 音階検出装置 - Google Patents
音階検出装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、入力される音響信号の
スペクトルに基づいて、固定された音階周波数の中間の
音階周波数をも検出可能とした音階検出装置に関する。
スペクトルに基づいて、固定された音階周波数の中間の
音階周波数をも検出可能とした音階検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】楽器音や人声音等の入力される音響信号
をディジタル信号処理によりディジタルフィルタリング
処理を時分割で実行し、その出力結果から音階周波数を
検出するものがある（例えば、特開平４−１９６９６号
公報参照）。
をディジタル信号処理によりディジタルフィルタリング
処理を時分割で実行し、その出力結果から音階周波数を
検出するものがある（例えば、特開平４−１９６９６号
公報参照）。
【０００３】この音階検出装置は、基本的には、与えら
れる音響信号を表現するディジタル波形信号に対して、
予め固定された各音階に対応する周波数に関する周波数
スペクトルのレベルを検知するために、時分割で異なる
特性のディジタルフィルタリング処理を順次行い、この
ディジタル信号処理手段にて実行されたディジタルフィ
ルタリング処理の結果に基づいて、上記与えられる音響
信号に含まれる音階周波数を検出している。
れる音響信号を表現するディジタル波形信号に対して、
予め固定された各音階に対応する周波数に関する周波数
スペクトルのレベルを検知するために、時分割で異なる
特性のディジタルフィルタリング処理を順次行い、この
ディジタル信号処理手段にて実行されたディジタルフィ
ルタリング処理の結果に基づいて、上記与えられる音響
信号に含まれる音階周波数を検出している。
【０００４】したがって、この音階検出装置によれば、
信号処理をすべてディジタル処理することができ、入力
音響の音階周波数を短時間で検出し、しかも回路的に小
規模で安定した動作をさせることができる。
信号処理をすべてディジタル処理することができ、入力
音響の音階周波数を短時間で検出し、しかも回路的に小
規模で安定した動作をさせることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
音階検出装置にあっては、与えられる音響信号を表現す
るディジタル波形信号に対して、時分割で異なる特性の
ディジタルフィルタリング処理を順次実行し、予め固定
された各音階に対応する周波数に関する周波数スペクト
ルのレベルを検知して、入力音響信号の音階周波数が固
定音階のいずれであるかを検出していたため、与えられ
る音響信号が予め固定された音階の中間の音階周波数の
ときには、隣接する固定音階のどちらか一方と検出され
るため、その音響信号の音階周波数を正確に検出するこ
とができないという問題があった。そこで、本発明は、
与えられる音響信号が、固定された各音階の中間の音階
周波数のときにも、正確にその音階の周波数を検出する
ことのできる音階検出装置を提供することを目的として
いる。
音階検出装置にあっては、与えられる音響信号を表現す
るディジタル波形信号に対して、時分割で異なる特性の
ディジタルフィルタリング処理を順次実行し、予め固定
された各音階に対応する周波数に関する周波数スペクト
ルのレベルを検知して、入力音響信号の音階周波数が固
定音階のいずれであるかを検出していたため、与えられ
る音響信号が予め固定された音階の中間の音階周波数の
ときには、隣接する固定音階のどちらか一方と検出され
るため、その音響信号の音階周波数を正確に検出するこ
とができないという問題があった。そこで、本発明は、
与えられる音響信号が、固定された各音階の中間の音階
周波数のときにも、正確にその音階の周波数を検出する
ことのできる音階検出装置を提供することを目的として
いる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、与えられる音
響信号を表現するディジタル波形信号に対して、異なる
特性のディジタルフィルタリング処理を時分割で順次実
行することにより、各音階に対応する周波数に関する周
波数スペクトルのレベルを検出するフィルタ手段と、前
記フィルタ手段により検出した周波数スペクトルのレベ
ルの最も大きい音階及びこの音階に隣接する音階のうち
周波数スペクトルのレベルの大きい方を選択する第１の
選択手段と、前記第１の選択手段により選択された２つ
の音階の周波数スペクトルのレベル比を演算する演算手
段と、前記各音階毎に設けられ、夫々隣接する音階との
周波数スペクトルのレベル比に対する音階周波数差に対
応するシフトデータが記憶された複数の変換手段と、 前
記複数の変換手段の中から、前記第１の選択手段により
選択された隣接する音階に対応する変換手段を選択する
第２の選択手段と、 前記第２の選択手段により選択され
た変換手段から前記演算手段により演算されたレベル比
に対応するシフトデータを読み出す読み出し手段と、 前
記第１の選択手段により選択された音階の周波数を前記
読み出し手段にて読み出されたシフトデータに基づいた
周波数分だけシフトした音階周波数を中間音階周波数と
して検出する検出手段と、を備えたことを特徴としてい
る。
響信号を表現するディジタル波形信号に対して、異なる
特性のディジタルフィルタリング処理を時分割で順次実
行することにより、各音階に対応する周波数に関する周
波数スペクトルのレベルを検出するフィルタ手段と、前
記フィルタ手段により検出した周波数スペクトルのレベ
ルの最も大きい音階及びこの音階に隣接する音階のうち
周波数スペクトルのレベルの大きい方を選択する第１の
選択手段と、前記第１の選択手段により選択された２つ
の音階の周波数スペクトルのレベル比を演算する演算手
段と、前記各音階毎に設けられ、夫々隣接する音階との
周波数スペクトルのレベル比に対する音階周波数差に対
応するシフトデータが記憶された複数の変換手段と、 前
記複数の変換手段の中から、前記第１の選択手段により
選択された隣接する音階に対応する変換手段を選択する
第２の選択手段と、 前記第２の選択手段により選択され
た変換手段から前記演算手段により演算されたレベル比
に対応するシフトデータを読み出す読み出し手段と、 前
記第１の選択手段により選択された音階の周波数を前記
読み出し手段にて読み出されたシフトデータに基づいた
周波数分だけシフトした音階周波数を中間音階周波数と
して検出する検出手段と、を備えたことを特徴としてい
る。
【０００７】
【作用】本発明によれば、与えられる音響信号を表現す
るディジタル波形信号に対して、フィルタ手段により、
異なる特性のディジタルフィルタリング処理を時分割で
順次実行し、各音階に対応する周波数に関する周波数ス
ペクトルのレベルを検出する。このフィルタ手段により
検出した周波数スペクトルのレベルの最も大きい音階及
びこの音階に隣接する音階のうち周波数スペクトルのレ
ベルの大きい方を、第１の選択手段により、選択し、こ
の第１の選択手段により選択された２つの音階の周波数
スペクトルのレベル比を、演算手段により、演算する。
そして、この演算手段からのレベル比を、各音階毎に設
けられた変換手段の中から第２の選択手段により、隣接
する音階に対応する変換手段を選択し、該変換手段によ
り上記２つの音階周波数差に対応したシフトデータに変
換し、この変換手段からのシフトデータに基づいて、検
出手段により、上記第１の選択手段で選択された音階の
周波数を周波数分だけシフトした音階周波数を中間音階
周波数として検出する。
るディジタル波形信号に対して、フィルタ手段により、
異なる特性のディジタルフィルタリング処理を時分割で
順次実行し、各音階に対応する周波数に関する周波数ス
ペクトルのレベルを検出する。このフィルタ手段により
検出した周波数スペクトルのレベルの最も大きい音階及
びこの音階に隣接する音階のうち周波数スペクトルのレ
ベルの大きい方を、第１の選択手段により、選択し、こ
の第１の選択手段により選択された２つの音階の周波数
スペクトルのレベル比を、演算手段により、演算する。
そして、この演算手段からのレベル比を、各音階毎に設
けられた変換手段の中から第２の選択手段により、隣接
する音階に対応する変換手段を選択し、該変換手段によ
り上記２つの音階周波数差に対応したシフトデータに変
換し、この変換手段からのシフトデータに基づいて、検
出手段により、上記第１の選択手段で選択された音階の
周波数を周波数分だけシフトした音階周波数を中間音階
周波数として検出する。
【０００８】したがって、ディジタルフィルタリング処
理により、与えられる音響信号の実際の音階に近い互い
に隣接する固定された音階を検出し、この隣接する音階
の周波数レベル比を算出して、音響信号の実際の音階の
周波数を検出することができる。その結果、予め固定さ
れた音階周波数の間の中間の音階周波数をも検出するこ
とができる。
理により、与えられる音響信号の実際の音階に近い互い
に隣接する固定された音階を検出し、この隣接する音階
の周波数レベル比を算出して、音響信号の実際の音階の
周波数を検出することができる。その結果、予め固定さ
れた音階周波数の間の中間の音階周波数をも検出するこ
とができる。
【０００９】
【実施例】以下に、本願発明の一実施例を説明する。
【００１０】＜基本原理＞先ず、実施例で用いるディジ
タルフィルタ処理の基本原理について説明する。実施例
では、ディジタルフィルタ処理をＤＳＰ（Digital Sign
al Processor：ディジタル信号処理プロセッサ）を使用
することにより行っている。すなわち、ＤＳＰにディジ
タルフィルタとして動作させるのに必要なプログラムや
データを書き込み、図１に示すようなバンドパスフィル
タＨt(z)を構成するとともに、更にエンベロープ抽出回
路を構成し、ディジタルフィルタ処理及びエンベロープ
抽出処理を行う。
タルフィルタ処理の基本原理について説明する。実施例
では、ディジタルフィルタ処理をＤＳＰ（Digital Sign
al Processor：ディジタル信号処理プロセッサ）を使用
することにより行っている。すなわち、ＤＳＰにディジ
タルフィルタとして動作させるのに必要なプログラムや
データを書き込み、図１に示すようなバンドパスフィル
タＨt(z)を構成するとともに、更にエンベロープ抽出回
路を構成し、ディジタルフィルタ処理及びエンベロープ
抽出処理を行う。
【００１１】図１において、入力信号Ｘ(n) は、アナロ
グの音響信号を所定サンプリングタイミングでサンプリ
ングした値をディジタル信号（もともとディジタル信号
で供給される場合はそのままでよい）に変換して入力し
たものであり、この入力信号Ｘ(n) に対して、ＤＳＰの
時分割処理によってｎ個のバンドパスフィルタＨt(z)の
フィルタリング処理を行う。このフィルタリング処理に
際して、ｎ個のバンドパスフィルタＨt(z)の伝達関数
を、複数オクターブの各音階に依存させて変更する。
グの音響信号を所定サンプリングタイミングでサンプリ
ングした値をディジタル信号（もともとディジタル信号
で供給される場合はそのままでよい）に変換して入力し
たものであり、この入力信号Ｘ(n) に対して、ＤＳＰの
時分割処理によってｎ個のバンドパスフィルタＨt(z)の
フィルタリング処理を行う。このフィルタリング処理に
際して、ｎ個のバンドパスフィルタＨt(z)の伝達関数
を、複数オクターブの各音階に依存させて変更する。
【００１２】図２は、バンドパスフィルタＨt(z)として
チェビシエフ形のものを採用した場合の周波数特性の大
きさを示している。
チェビシエフ形のものを採用した場合の周波数特性の大
きさを示している。
【００１３】この場合の伝達関数としては、ｔを各音階
を指定するサフィックス（添字）として、次のようにな
る。
を指定するサフィックス（添字）として、次のようにな
る。
【００１４】
【数１】 ここで、ｉ＝１としてこのバンドパスフィルタＨt(z)を
構成すると、ＤＳＰの処理は、
構成すると、ＤＳＰの処理は、
【００１５】
【数２】 を実行することになる。
【００１６】なお、ｉ≧２の場合は、上式と同様の演算
を繰り返し実行することになる。
を繰り返し実行することになる。
【００１７】また、各バンドパスフィルタＨt(z)の係数
については、数値計算で求めることができる。
については、数値計算で求めることができる。
【００１８】具体例としては、Ａ4＝４４０Hzのバンド
パスフィルタを次の条件（〜は図２参照）で構成す
ると、下記の如き係数値をもつ伝達関数のディジタルフ
ィルタリング処理を実行することになる。
パスフィルタを次の条件（〜は図２参照）で構成す
ると、下記の如き係数値をもつ伝達関数のディジタルフ
ィルタリング処理を実行することになる。
【００１９】すなわち、 ＝１dB ＝（サンプリング周波数ｆs）＝１０ＫHz ＝１２dB以上 ＝４１５Hz ＝４３０Hz ＝４５０Hz ＝４６６Hz の条件で、ｉ＝１、２の２段のディジタルフィルタのそ
れぞれの係数は次のようになる。
れぞれの係数は次のようになる。
【００２０】Ｈ440Hz(0)＝0.08192384 ｉ＝１に対し、 ａ1(1)＝−1.91442200776 ａ2(1)＝ 0.9933673 ｂ1(1)＝−1.91105345727 ｂ2(1)＝ 1. ｉ＝２に対し、 ａ1(2)＝−1.9210712 ａ2(2)＝ 0.993606 ｂ1(2)＝−1.93525314797 ｂ2(2)＝ 1. このように、バンドパスフィルタＨt(z)の演算が各音階
に対して時分割的に実行され、その結果信号Ｙt(n)、ｔ
＝１〜Ｎが求まる。
に対して時分割的に実行され、その結果信号Ｙt(n)、ｔ
＝１〜Ｎが求まる。
【００２１】この結果信号Ｙt(n)に対して、次に、ＤＳ
Ｐは、エンベロープ抽出処理を時分割で行う。このエン
ベロープ処理は、それぞれの結果信号Ｙt(n)の波形につ
いて所定時間間隔毎（例えば各音階の対応する周波数
毎）にピークレベル（絶対値）を求めて行う。あるいは
後述するような特定のディジタルフィルタを｜Ｙt(n)｜
（Ｙt(n)の絶対値信号）に対して行って求める。
Ｐは、エンベロープ抽出処理を時分割で行う。このエン
ベロープ処理は、それぞれの結果信号Ｙt(n)の波形につ
いて所定時間間隔毎（例えば各音階の対応する周波数
毎）にピークレベル（絶対値）を求めて行う。あるいは
後述するような特定のディジタルフィルタを｜Ｙt(n)｜
（Ｙt(n)の絶対値信号）に対して行って求める。
【００２２】このようにＤＳＰの時分割処理により、そ
れぞれの音階についてのエンベロープ信号Ｅt（ｎ）、
ｔ＝１〜Ｎが求まり、この出力に対して、このＤＳＰの
適用された楽音発生装置等のＣＰＵ（マイクロコンピュ
ータなど）が、レベル判断を実行することにより、もと
もとの入力信号Ｘ(n) の波形に含まれる音階信号を１乃
至複数検出することが可能となる。
れぞれの音階についてのエンベロープ信号Ｅt（ｎ）、
ｔ＝１〜Ｎが求まり、この出力に対して、このＤＳＰの
適用された楽音発生装置等のＣＰＵ（マイクロコンピュ
ータなど）が、レベル判断を実行することにより、もと
もとの入力信号Ｘ(n) の波形に含まれる音階信号を１乃
至複数検出することが可能となる。
【００２３】このように、この基本原理は、各音階につ
いてピークをもつバンドパスフィルタＨt(z)によりフィ
ルタリング処理を時分割で行うものであるが、バンドパ
スフィルタＨt(z)は、上述したチェビシェフ形のバンド
パスフィルタに限るものではなく、種々の形式のディジ
タルフィルタで何等の機能を実現できる。また、バンド
パスフィルタは、ローパスフィルタとハイパスフィルタ
をカスケード接続することによっても実現できる。
いてピークをもつバンドパスフィルタＨt(z)によりフィ
ルタリング処理を時分割で行うものであるが、バンドパ
スフィルタＨt(z)は、上述したチェビシェフ形のバンド
パスフィルタに限るものではなく、種々の形式のディジ
タルフィルタで何等の機能を実現できる。また、バンド
パスフィルタは、ローパスフィルタとハイパスフィルタ
をカスケード接続することによっても実現できる。
【００２４】上記チェビシェフ形のバンドパスフィル
タ、Ａ4 ＝４４０Hzの例では、８回の乗算が必要とな
る。そこで、以下に、フィルタ演算を行う際の乗算回数
を減らし、リアルタイムでフィルタリングを行うことを
容易にしたフィルタリング処理のひとつの改良原理を説
明する。
タ、Ａ4 ＝４４０Hzの例では、８回の乗算が必要とな
る。そこで、以下に、フィルタ演算を行う際の乗算回数
を減らし、リアルタイムでフィルタリングを行うことを
容易にしたフィルタリング処理のひとつの改良原理を説
明する。
【００２５】＜改良原理＞図３は、乗算回数を減少させ
たディジタルフィルタ演算をＤＳＰに行わせる改良原理
を示しており、このバンドパスフィルタは、ハイパスフ
ィルタＨ1(z)、ローパスフィルタＨ2t(z) 及びローパス
フィルタＨE(z)で構成されている。
たディジタルフィルタ演算をＤＳＰに行わせる改良原理
を示しており、このバンドパスフィルタは、ハイパスフ
ィルタＨ1(z)、ローパスフィルタＨ2t(z) 及びローパス
フィルタＨE(z)で構成されている。
【００２６】このバンドパスフィルタでは、ディジタル
表現による入力音響信号Ｘ(n) は、まず、ハイパスフィ
ルタＨ1(z)に入力され、ハイパスフィルタＨ1(z)は、そ
の詳細については後述するが、周波数０で０、周波数ｆ
s／２で最大となるハイパスディジタルフィルタであ
る。
表現による入力音響信号Ｘ(n) は、まず、ハイパスフィ
ルタＨ1(z)に入力され、ハイパスフィルタＨ1(z)は、そ
の詳細については後述するが、周波数０で０、周波数ｆ
s／２で最大となるハイパスディジタルフィルタであ
る。
【００２７】このハイパスフィルタＨ1(z)の出力Ｙ(n)
が、各音階ｔ毎に時分割動作するローパスフィルタＨ2t
(z) に入力され、ローパスフィルタＨ2t(z) は、その詳
細については後述するが、音階周波数でピークをもった
レゾナンスタイプのローパスディジタルフィルタの特性
をもっている。
が、各音階ｔ毎に時分割動作するローパスフィルタＨ2t
(z) に入力され、ローパスフィルタＨ2t(z) は、その詳
細については後述するが、音階周波数でピークをもった
レゾナンスタイプのローパスディジタルフィルタの特性
をもっている。
【００２８】したがって、上記ハイパスフィルタＨ1(z)
とローパスフィルタＨ2t(z) をカスケード接続して得ら
れるディジタルフィルタの周波数特性の大きさは、図４
のごとくなっており、疑似バンドパスフィルタとなって
いる。
とローパスフィルタＨ2t(z) をカスケード接続して得ら
れるディジタルフィルタの周波数特性の大きさは、図４
のごとくなっており、疑似バンドパスフィルタとなって
いる。
【００２９】図４において、ｆ1、ｆ2、……ｆN が、各
音階周波数に対応し、Ｎを４０〜５０程度（３オクター
ブから４オクターブ）にすることが可能である。なお、
これ以上の広いオクターブレンジで音階検出するとき
は、高速のＤＳＰか、複数のＤＳＰによる並列処理を採
用することで達成できる。
音階周波数に対応し、Ｎを４０〜５０程度（３オクター
ブから４オクターブ）にすることが可能である。なお、
これ以上の広いオクターブレンジで音階検出するとき
は、高速のＤＳＰか、複数のＤＳＰによる並列処理を採
用することで達成できる。
【００３０】このローパスフィルタＨ2t(z) の出力Ｗ
t(n)、ｔ＝１〜Ｎが、各音階毎に時分割動作するローパ
スフィルタＨE(z)に与えられ、このローパスフィルタＨ
E(z)の特性も後述するが、このローパスフィルタＨE(z)
の各出力Ｅt(n)が、図１と同様に、各音階についてのエ
ンベロープ信号となる。その後の処理は、基本原理の場
合と同様である。
t(n)、ｔ＝１〜Ｎが、各音階毎に時分割動作するローパ
スフィルタＨE(z)に与えられ、このローパスフィルタＨ
E(z)の特性も後述するが、このローパスフィルタＨE(z)
の各出力Ｅt(n)が、図１と同様に、各音階についてのエ
ンベロープ信号となる。その後の処理は、基本原理の場
合と同様である。
【００３１】次に、図３の各ディジタルフィルタの構
成、特性を詳述する。
成、特性を詳述する。
【００３２】ハイパスフィルタＨ1(z) 図５は、ハイパスフィルタＨ1(z)の一構成例を示してい
る。
る。
【００３３】このハイパスフィルタＨ1(z)は、２次のＦ
ＩＲ（Finite Impulse Response）ディジタルフィルタ
であり、その伝達関数は、
ＩＲ（Finite Impulse Response）ディジタルフィルタ
であり、その伝達関数は、
【００３４】
【数３】 である。
【００３５】図５において、５−１、５−２は遅延素
子、５−３、５−４、５−５は乗算器、５−６、５−７
は加算器を示している。このハイパスフィルタＨ1(z)を
ＤＳＰで演算により実現するときには、
子、５−３、５−４、５−５は乗算器、５−６、５−７
は加算器を示している。このハイパスフィルタＨ1(z)を
ＤＳＰで演算により実現するときには、
【００３６】
【数４】 を実行することとなる。この場合、係数と信号の乗算は
単なるシフト処理で実現できる。
単なるシフト処理で実現できる。
【００３７】このハイパスフィルタＨ1(z)の周波数特性
は、
は、
【００３８】
【数５】 となり、図６にその特性を示すように、Ω＝０（０Hz）
で最小、Ω＝π（ｆs／２Hz）で最大となる特性をと
る。
で最小、Ω＝π（ｆs／２Hz）で最大となる特性をと
る。
【００３９】ローパスフィルタＨ2t(z) 図７は、ローパスフィルタＨ2t(z) の一構成例を示して
いる。
いる。
【００４０】このローパスフィルタＨ2t(z) は、２次の
ＩＩＲ（Infinite Impulse Response） ディジタルフィ
ルタであって、その伝達関数は、
ＩＩＲ（Infinite Impulse Response） ディジタルフィ
ルタであって、その伝達関数は、
【００４１】
【数６】 である。
【００４２】ローパスフィルタＨ2t(z) は、後述するよ
うに、音階を示すサフィックス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。
うに、音階を示すサフィックス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。
【００４３】図７において、７−１、７−２は遅延素
子、７−３、７−４、７−５は乗算器、７−６、７−７
は加算器を示している。このローパスフィルタＨ2t(z)
をＤＳＰで演算により実現するときは、 Ｗt(n)＝ＣＹ・Ｙ(n)＋２ｒｃｏｓθＷt(n-1)−ｒ2Ｗt(n-2)……式（２） を実行することとなる。
子、７−３、７−４、７−５は乗算器、７−６、７−７
は加算器を示している。このローパスフィルタＨ2t(z)
をＤＳＰで演算により実現するときは、 Ｗt(n)＝ＣＹ・Ｙ(n)＋２ｒｃｏｓθＷt(n-1)−ｒ2Ｗt(n-2)……式（２） を実行することとなる。
【００４４】このローパスフィルタＨ2t(z) の周波数特
性は
性は
【００４５】
【数７】 で与えられる。ここで、この伝達関数の極は、
【００４６】
【数８】 に依存し、Ｚ＝０に２重の零点がある。この伝達関数の
極と零点の配置、および、θを、０＜θ＜π／２とした
ときの極ベクトルと零点ベクトルと、を図８に示す。図
８から理解されるとおり、Ω＝０からΩ＝πに向けて単
位円に沿ってΩが動くにつれて、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、
極と零点の配置、および、θを、０＜θ＜π／２とした
ときの極ベクトルと零点ベクトルと、を図８に示す。図
８から理解されるとおり、Ω＝０からΩ＝πに向けて単
位円に沿ってΩが動くにつれて、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、
【００４７】
【外１】 の近くである。
【００４８】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、実軸とベクトルｖ1 のなす
角度からベクトル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のように
なる。
きさは、零点ベクトルｖ1 とベクトルｖ2 の長さの比で
あり、周波数応答の位相は、実軸とベクトルｖ1 のなす
角度からベクトル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のように
なる。
【００４９】すなわち、周波数応答の大きさ（振幅特
性）は、図９から分るように、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。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）をもった
フィルタが実現できる。
性）は、図９から分るように、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。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）をもった
フィルタが実現できる。
【００５０】以上の説明から明らかなように、各音階毎
に、θの値を決定すれば（θ＝２πｆt／ｆs）、図１０
に示すように、音階周波数ｆt でピークをもつレゾナン
ス付きのローパスフィルタＨ2t(z) を実現することがで
きる。
に、θの値を決定すれば（θ＝２πｆt／ｆs）、図１０
に示すように、音階周波数ｆt でピークをもつレゾナン
ス付きのローパスフィルタＨ2t(z) を実現することがで
きる。
【００５１】なお、ｒは、となりの音階のレベルに影響
しないような大きさに、ＣＹは、各音階で同等のレベル
の出力Ｗ1(n)が得られるような大きさに、実験で、もし
くは数学的に求めることが可能となる。
しないような大きさに、ＣＹは、各音階で同等のレベル
の出力Ｗ1(n)が得られるような大きさに、実験で、もし
くは数学的に求めることが可能となる。
【００５２】例えば、ｆの音階周波数（ｆt）と、Δｆ
離れたとなりの音階周波数ｆ＋Δｆ（すなわちｆt+1 ）
との周波数応答の大きさの比を、ｍ：１とする場合、
離れたとなりの音階周波数ｆ＋Δｆ（すなわちｆt+1 ）
との周波数応答の大きさの比を、ｍ：１とする場合、
【００５３】
【数９】 というｒについての４次方程式を解いて、０＜ｒ＜１を
満足するものを選び、各係数 −２ｒｃｏｓθ、ｒ2 を
求めることができる。いま、数値計算の結果、例えば、
ｆs ＝５ＫHz、ｆ＝４４０Hzで、ｍ＝４とすると、 −２ｒｃｏｓθ＝−1.9773、ｒ2 ＝ 0.9851、ＣＹ＝36.
7 となる。その他の音階についても同様である。
満足するものを選び、各係数 −２ｒｃｏｓθ、ｒ2 を
求めることができる。いま、数値計算の結果、例えば、
ｆs ＝５ＫHz、ｆ＝４４０Hzで、ｍ＝４とすると、 −２ｒｃｏｓθ＝−1.9773、ｒ2 ＝ 0.9851、ＣＹ＝36.
7 となる。その他の音階についても同様である。
【００５４】ローパスフィルタＨE（ｚ） 図１１は、ローパスフィルタＨE(z)の一構成例を示す。
【００５５】これはさきに説明したローパスフィルタＨ
2t(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、
2t(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、
【００５６】
【数１０】 である。
【００５７】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。
伝達関数において、ｒ＝0.9、θ＝0と、したものであ
る。
【００５８】図１１において、１１−１は、入力信号
（ローパスフィルタＨ2t(z) の出力信号）Ｗt(n)を、絶
対値化する絶対値回路であり、その出力｜Ｗt(n)｜がデ
ィジタルフィルタリングされる。１１−２、１１−３は
遅延素子、１１−４、１１−５、１１−６は乗算器、１
１−７、１１−８は加算器を示している。このローパス
フィルタＨ2t(z) をＤＳＰで演算により実現するとき
は、 Ｅt（ｎ）＝ＣＥ｜Ｗt(n)｜＋1.8Ｅt(n-1)−0.81Ｅt(n-2)……式（３） を実行することとなる。
（ローパスフィルタＨ2t(z) の出力信号）Ｗt(n)を、絶
対値化する絶対値回路であり、その出力｜Ｗt(n)｜がデ
ィジタルフィルタリングされる。１１−２、１１−３は
遅延素子、１１−４、１１−５、１１−６は乗算器、１
１−７、１１−８は加算器を示している。このローパス
フィルタＨ2t(z) をＤＳＰで演算により実現するとき
は、 Ｅt（ｎ）＝ＣＥ｜Ｗt(n)｜＋1.8Ｅt(n-1)−0.81Ｅt(n-2)……式（３） を実行することとなる。
【００５９】このローパスフィルタＨ2t(z) は、その周
波数特性が、上述の説明のように、θ＝０でピークをも
つ、レゾナンス付きのローパスフィルタで、図１２に示
すような特性（振幅特性）をとる。ここで、係数ＣＥ
は、各音階毎のレベルを一様にするファクターで実験な
どで適宜求め得る。
波数特性が、上述の説明のように、θ＝０でピークをも
つ、レゾナンス付きのローパスフィルタで、図１２に示
すような特性（振幅特性）をとる。ここで、係数ＣＥ
は、各音階毎のレベルを一様にするファクターで実験な
どで適宜求め得る。
【００６０】図１３は、この図１１の構成によって得ら
れるエンベープ信号Ｅt（ｎ）を模式的に示している。
れるエンベープ信号Ｅt（ｎ）を模式的に示している。
【００６１】このように、ローパスフィルタＨ2t(z)
は、絶対値回路１１−１により、負の波高値（図１１の
破線）がすべて正の波高値に変換された上でローパスフ
ィルタがかけられるので、結局この波形信号｜Ｗt(n)｜
の直流成分を求めるような動作をフィルタ回路がとるよ
うになる。
は、絶対値回路１１−１により、負の波高値（図１１の
破線）がすべて正の波高値に変換された上でローパスフ
ィルタがかけられるので、結局この波形信号｜Ｗt(n)｜
の直流成分を求めるような動作をフィルタ回路がとるよ
うになる。
【００６２】＜実施例の全体構成＞次に、本願発明の音
階検出装置の一実施例の具体的な構成を説明する。
階検出装置の一実施例の具体的な構成を説明する。
【００６３】図１４は、本願発明に係る音階検出装置を
適用した楽音発生装置１の全体ブロック図である。
適用した楽音発生装置１の全体ブロック図である。
【００６４】楽音発生装置１は、ＣＰＵ（Central Proc
essing Unit)２、ＲＯＭ（Read Only Memory) ３、ＲＡ
Ｍ（Random Access Memory) ４、音階検出装置５、キー
ボード６、ディスプレイ７、プリンタ８、楽音発生回路
９、オーディオシステム１０及びスピーカ１１等を備え
ており、こられ各部はバス１２により接続されている。
ＲＯＭ３には、楽音発生装置としてのプログラム等や各
種データが格納されている。特に、ＲＯＭ３は、後述す
る中間音検出処理で使用する中間音検出用データテーブ
ルを記憶しており、この中間音検出用データテーブルに
ついては、後述する。
essing Unit)２、ＲＯＭ（Read Only Memory) ３、ＲＡ
Ｍ（Random Access Memory) ４、音階検出装置５、キー
ボード６、ディスプレイ７、プリンタ８、楽音発生回路
９、オーディオシステム１０及びスピーカ１１等を備え
ており、こられ各部はバス１２により接続されている。
ＲＯＭ３には、楽音発生装置としてのプログラム等や各
種データが格納されている。特に、ＲＯＭ３は、後述す
る中間音検出処理で使用する中間音検出用データテーブ
ルを記憶しており、この中間音検出用データテーブルに
ついては、後述する。
【００６５】ＣＰＵ２は、ＲＯＭ３内のプログラムに従
って楽音発生装置１の各部を制御し、楽音発生装置１と
しての処理及び中間音検出処理を行なう。ＣＰＵ２は、
特に、後述するように、音階検出装置５の検出周波数ス
ペクトルのレベルの最も大きい音階及びこの音階に隣接
する音階のうち周波数スペクトルのレベルの大きい方を
選択する選択手段、この選択された２つの音階の周波数
スペクトルのレベル比を演算する演算手段、各音階毎に
設けられ、演算手段からのレベル比を上記２つの音階周
波数差に対応したシフトデータに変換する変換手段及び
この変換手段からのシフト量に基づいて選択手段で選択
された２つの音階周波数の中間音階周波数を検出する検
出手段、としての処理を実行する。
って楽音発生装置１の各部を制御し、楽音発生装置１と
しての処理及び中間音検出処理を行なう。ＣＰＵ２は、
特に、後述するように、音階検出装置５の検出周波数ス
ペクトルのレベルの最も大きい音階及びこの音階に隣接
する音階のうち周波数スペクトルのレベルの大きい方を
選択する選択手段、この選択された２つの音階の周波数
スペクトルのレベル比を演算する演算手段、各音階毎に
設けられ、演算手段からのレベル比を上記２つの音階周
波数差に対応したシフトデータに変換する変換手段及び
この変換手段からのシフト量に基づいて選択手段で選択
された２つの音階周波数の中間音階周波数を検出する検
出手段、としての処理を実行する。
【００６６】ＲＡＭ４は、後述する音階検出装置５をデ
ィジタルフィルタやエンベロープ抽出装置として動作さ
せるためのデータ等を記憶するとともに、ＣＰＵ２のワ
ーク用メモリとして機能する。
ィジタルフィルタやエンベロープ抽出装置として動作さ
せるためのデータ等を記憶するとともに、ＣＰＵ２のワ
ーク用メモリとして機能する。
【００６７】音階検出装置５は、マイクロフォン４１、
ローパスフィルタ４２、Ａ／Ｄ変換器４３、ＤＳＰ４
４、フィルタ係数ＲＯＭ４５及びワークＲＡＭ４６等を
備えており、音響信号の入力端子として、ライン入力 L
INE INを備えている。
ローパスフィルタ４２、Ａ／Ｄ変換器４３、ＤＳＰ４
４、フィルタ係数ＲＯＭ４５及びワークＲＡＭ４６等を
備えており、音響信号の入力端子として、ライン入力 L
INE INを備えている。
【００６８】この音階検出装置５は、マイクロフォン４
１あるいはライン入力 LINE INから入力する音響信号
（これは楽器音、人声音、あるいはテープレコーダやラ
ジオ、テレビ、ＣＤプレーヤー等からの再生音響であっ
てもよい）を、ローパスフィルタ４２で適宜フィルタリ
ングした後、適当なサンプリング周波数ｆsで、Ａ／Ｄ
変換器４３よりディジタル信号Ｘ(n) に変換し、ＤＳＰ
４４に入力する。
１あるいはライン入力 LINE INから入力する音響信号
（これは楽器音、人声音、あるいはテープレコーダやラ
ジオ、テレビ、ＣＤプレーヤー等からの再生音響であっ
てもよい）を、ローパスフィルタ４２で適宜フィルタリ
ングした後、適当なサンプリング周波数ｆsで、Ａ／Ｄ
変換器４３よりディジタル信号Ｘ(n) に変換し、ＤＳＰ
４４に入力する。
【００６９】フィルタ係数ＲＯＭ４５は、ＤＳＰ４４を
ディジタルフィルタとして機能させるのに必要な各種係
数を記憶し、必要に応じて読み出されてＤＳＰ４４に出
力される。
ディジタルフィルタとして機能させるのに必要な各種係
数を記憶し、必要に応じて読み出されてＤＳＰ４４に出
力される。
【００７０】ワークＲＡＭ４６は、ＤＳＰ４４がディジ
タルフィルタとして動作する際のワークメモリであり、
フィルタリング演算のためのデータや、Ａ／Ｄ変換器４
３から入力されたディジタル入力信号Ｘ(n) 及びＤＳＰ
４４で演算処理された波形信号等を記憶する。
タルフィルタとして動作する際のワークメモリであり、
フィルタリング演算のためのデータや、Ａ／Ｄ変換器４
３から入力されたディジタル入力信号Ｘ(n) 及びＤＳＰ
４４で演算処理された波形信号等を記憶する。
【００７１】ＤＳＰ４４は、後述するように、フィルタ
係数ＲＯＭ４５に記憶されている係数やワークＲＡＭ４
６を使用して、演算処理し、ディジタルフィルタリング
処理を実行するとともに、エンベロープ抽出処理を実行
する。
係数ＲＯＭ４５に記憶されている係数やワークＲＡＭ４
６を使用して、演算処理し、ディジタルフィルタリング
処理を実行するとともに、エンベロープ抽出処理を実行
する。
【００７２】ＤＳＰ４４の処理結果は、ＣＰＵ２に送ら
れ、ＣＰＵ２は、音階検出装置５の検出結果、及び後述
する楽音発生回路９に内蔵されている各種モジュールの
記憶状態に基づいて音階検出装置５の検出した音階や楽
音発生装置９により発生している楽音の状態を判断し
て、楽音発生回路９の発生モジュールへの音階音の割り
付け処理や削除処理を行なう。
れ、ＣＰＵ２は、音階検出装置５の検出結果、及び後述
する楽音発生回路９に内蔵されている各種モジュールの
記憶状態に基づいて音階検出装置５の検出した音階や楽
音発生装置９により発生している楽音の状態を判断し
て、楽音発生回路９の発生モジュールへの音階音の割り
付け処理や削除処理を行なう。
【００７３】キーボード６には、ファンクションスイッ
チや鍵盤等が設けられており、キーボード６でスイッチ
や鍵盤等の操作が行なわれると、ＣＰＵ２がこの操作を
検出して、楽音発生回路９の発生音モジュールに発生楽
音を割り当てる。
チや鍵盤等が設けられており、キーボード６でスイッチ
や鍵盤等の操作が行なわれると、ＣＰＵ２がこの操作を
検出して、楽音発生回路９の発生音モジュールに発生楽
音を割り当てる。
【００７４】ディスプレイ７およびプリンタ８は、ＣＰ
Ｕ２の制御下で作動し、音階検出装置５で検出された１
乃至複数の音階を表示し、また用紙に印字する。例え
ば、ＣＰＵ２は、リアルタイムで入力中の音響に含まれ
る音階をディスプレイ７に表示してもよく、あるいはノ
ンリアルタイムで、編集作業などを経た上で楽譜として
ディスプレイ７に表示したり、プリンタ８で用紙に印刷
したりする。
Ｕ２の制御下で作動し、音階検出装置５で検出された１
乃至複数の音階を表示し、また用紙に印字する。例え
ば、ＣＰＵ２は、リアルタイムで入力中の音響に含まれ
る音階をディスプレイ７に表示してもよく、あるいはノ
ンリアルタイムで、編集作業などを経た上で楽譜として
ディスプレイ７に表示したり、プリンタ８で用紙に印刷
したりする。
【００７５】前記音階検出装置５は、後述するように、
全体として、与えられる音響信号を表現するディジタル
波形信号に対して、異なる特性のディジタルフィルタリ
ング処理を時分割で順次行なうことにより各音階に対応
した周波数に関する周波数スペクトルのレベルを検出す
るフィルタ手段として機能している。
全体として、与えられる音響信号を表現するディジタル
波形信号に対して、異なる特性のディジタルフィルタリ
ング処理を時分割で順次行なうことにより各音階に対応
した周波数に関する周波数スペクトルのレベルを検出す
るフィルタ手段として機能している。
【００７６】楽音発生装置９としては、各種タイプの音
源発生回路が適用可能であり、例えば、ＰＣＭ方式、Ｆ
Ｍ方式、ｉＰＤ方式、正弦波合成方式等の音源発生回路
が適用される。この楽音発生装置９は、複数の楽音発生
チャンネル、例えば、４チャンネルを有しており、前記
ＣＰＵ２の発音モジュールに割り当てられた音階番号の
音階音を、オーディオシステム１０を駆動することによ
り、スピーカ１１を介して音響出力させる。
源発生回路が適用可能であり、例えば、ＰＣＭ方式、Ｆ
Ｍ方式、ｉＰＤ方式、正弦波合成方式等の音源発生回路
が適用される。この楽音発生装置９は、複数の楽音発生
チャンネル、例えば、４チャンネルを有しており、前記
ＣＰＵ２の発音モジュールに割り当てられた音階番号の
音階音を、オーディオシステム１０を駆動することによ
り、スピーカ１１を介して音響出力させる。
【００７７】オーディオシステム１０としては、通常の
オーディオシステムが使用されており、オーディオシス
テム１０には、楽音発生回路９からの信号だけでなく、
マイクロフォン４１やライン入力 LINE INの信号も与え
られ、必要に応じて音響出力として出力する。また、楽
音発生回路９は、キーボード６の音色指定に従った音色
の楽音信号を発生でき、この場合も、ＣＰＵ２が出力す
べき音階音を発音モジュールに割り当てて楽音発生動作
をする。さらに、ＣＰＵ２は、音階検出装置５が検出し
た音階音の変化を順次ＲＡＭ４にシーケンサ情報として
記憶し、このシーケンサ情報をキーボード６のプレイス
タート指示等に応答して、順次読み出して楽音発生回路
９から対応する楽音信号を発生することも可能である。
オーディオシステムが使用されており、オーディオシス
テム１０には、楽音発生回路９からの信号だけでなく、
マイクロフォン４１やライン入力 LINE INの信号も与え
られ、必要に応じて音響出力として出力する。また、楽
音発生回路９は、キーボード６の音色指定に従った音色
の楽音信号を発生でき、この場合も、ＣＰＵ２が出力す
べき音階音を発音モジュールに割り当てて楽音発生動作
をする。さらに、ＣＰＵ２は、音階検出装置５が検出し
た音階音の変化を順次ＲＡＭ４にシーケンサ情報として
記憶し、このシーケンサ情報をキーボード６のプレイス
タート指示等に応答して、順次読み出して楽音発生回路
９から対応する楽音信号を発生することも可能である。
【００７８】＜ＤＳＰの構成＞図１５は、ディジタルフ
ィルタ及びエンベロープ抽出回路として機能するＤＳＰ
４４の回路構成図であり、ＤＳＰ４４は、インターフェ
ィス４４１、オペレーションＲＯＭ４４２、アドレスカ
ウンタ４４３、デコーダ４４４、乗算器４４５、加減算
器４４６、レジスタ群４４７、及びフラグレジスタ４４
８等を備えている。
ィルタ及びエンベロープ抽出回路として機能するＤＳＰ
４４の回路構成図であり、ＤＳＰ４４は、インターフェ
ィス４４１、オペレーションＲＯＭ４４２、アドレスカ
ウンタ４４３、デコーダ４４４、乗算器４４５、加減算
器４４６、レジスタ群４４７、及びフラグレジスタ４４
８等を備えている。
【００７９】インターフェィス４４１は、バスを介して
図１４に示すＣＰＵ２やＡ／Ｄ変換器４３に接続されて
おり、インターフェィス４４１を介して音響入力信号や
ＣＰＵ２からの命令が入力され、また処理結果の音階信
号等が出力される。
図１４に示すＣＰＵ２やＡ／Ｄ変換器４３に接続されて
おり、インターフェィス４４１を介して音響入力信号や
ＣＰＵ２からの命令が入力され、また処理結果の音階信
号等が出力される。
【００８０】オペレーションＲＯＭ４４２には、楽音発
生装置１に使用するディジタルフィルタ及びエンベロー
プ抽出回路としてのプログラムが格納されており、プロ
グラムメモリ２は、アドレスカウンタ４４３のアドレス
指定により順次プログラム内容をデコーダ４４４に出力
するとともに、各部に出力する。
生装置１に使用するディジタルフィルタ及びエンベロー
プ抽出回路としてのプログラムが格納されており、プロ
グラムメモリ２は、アドレスカウンタ４４３のアドレス
指定により順次プログラム内容をデコーダ４４４に出力
するとともに、各部に出力する。
【００８１】デコーダ４４４は、オペレーションＲＯＭ
４４２から読み出されたプログラム内容をデコードし、
制御信号としてＤＳＰ４４の各部に出力する。
４４２から読み出されたプログラム内容をデコードし、
制御信号としてＤＳＰ４４の各部に出力する。
【００８２】ＤＳＰ４４のバスには、上記音階検出装置
５のフィルタ係数ＲＯＭ４５及びワークＲＡＭ４６が接
続されており、オペレーションＲＯＭ４４２のプログラ
ムに従って適宜係数データや波形信号等がＤＳＰ４４に
供給され、またＤＳＰ４４で演算処理した波形信号がワ
ークＲＡＭ４６に出力されて書き込まれる。
５のフィルタ係数ＲＯＭ４５及びワークＲＡＭ４６が接
続されており、オペレーションＲＯＭ４４２のプログラ
ムに従って適宜係数データや波形信号等がＤＳＰ４４に
供給され、またＤＳＰ４４で演算処理した波形信号がワ
ークＲＡＭ４６に出力されて書き込まれる。
【００８３】乗算器４４５は、入力されるデータを乗算
処理し、その演算結果を加減算器４４６やレジスタ群４
４７等に出力する。
処理し、その演算結果を加減算器４４６やレジスタ群４
４７等に出力する。
【００８４】加減算器４４６は、入力データに加算処理
あるいは減算処理を行ない、演算結果をレジスタ群４４
７を介して乗算器４４５やワークＲＡＭ４６等に出力す
るとともに、演算結果の符号データをフラグレジスタ４
４８に出力する。
あるいは減算処理を行ない、演算結果をレジスタ群４４
７を介して乗算器４４５やワークＲＡＭ４６等に出力す
るとともに、演算結果の符号データをフラグレジスタ４
４８に出力する。
【００８５】フラグレジスタ４４８のフラグデータは、
アドレスカウンタ４４３に出力され、アドレスカウンタ
４４３へのフラグレジスタ４４８のフラグデータにより
オペレーションＲＯＭ４４２から出力されるプログラム
内容が決定される。すなわち、フラグレジスタ４４８の
フラグデータによりジャッジ処理を行なっている。
アドレスカウンタ４４３に出力され、アドレスカウンタ
４４３へのフラグレジスタ４４８のフラグデータにより
オペレーションＲＯＭ４４２から出力されるプログラム
内容が決定される。すなわち、フラグレジスタ４４８の
フラグデータによりジャッジ処理を行なっている。
【００８６】次に作用を説明する。
【００８７】楽音発生装置１の処理としては、主に、入
力音響信号から固定された音階の音階音を検出する音階
検出処理、中間音階を検出する中間音検出処理及び検出
した音階音をその音域とレベルにより所定の音色等で発
音させる音階音発生処理、に分類することができる。以
下、この音階検出処理、中間音検出処理及び音階音発生
処理について説明する。
力音響信号から固定された音階の音階音を検出する音階
検出処理、中間音階を検出する中間音検出処理及び検出
した音階音をその音域とレベルにより所定の音色等で発
音させる音階音発生処理、に分類することができる。以
下、この音階検出処理、中間音検出処理及び音階音発生
処理について説明する。
【００８８】＜音階検出処理＞先ず、音階検出装置５に
おける固定された音階に対する音階検出処理を説明す
る。
おける固定された音階に対する音階検出処理を説明す
る。
【００８９】音階検出処理は、ＣＰＵ２の制御下で行な
われ、上記改良原理で説明したディジタルフィルタ処理
により音階検出処理を行なう。
われ、上記改良原理で説明したディジタルフィルタ処理
により音階検出処理を行なう。
【００９０】ＣＰＵ２は、まず、図１６に示すように、
音階検出処理の開始に際して、イニシャル処理を行う
（ステップＳ１）。このイニシャル処理は、主にワーク
ＲＡＭ４６をクリアする処理である。
音階検出処理の開始に際して、イニシャル処理を行う
（ステップＳ１）。このイニシャル処理は、主にワーク
ＲＡＭ４６をクリアする処理である。
【００９１】イニシャル処理が完了すると、Ａ／Ｄ変換
器４３による音響信号のディジタル信号Ｘ(n) へのディ
ジタル変換が完了したかどうかチェックし（ステップＳ
２）、Ａ／Ｄ変換器４３でディジタル変換が完了する
と、Ａ／Ｄ変換器４３から入力されるディジタル信号Ｘ
(n) を順次アドレス設定してワークＲＡＭ４６に記憶す
る（ステップＳ３）。この場合、ワークＲＡＭ４６のう
ちの特定エリアをリングバッファ（終端と始端とを仮想
的に連結することで構成されるバッファ）として使用す
ることにより、無制限の入力信号（ディジタル信号Ｘ
(n) ）に対応できる。
器４３による音響信号のディジタル信号Ｘ(n) へのディ
ジタル変換が完了したかどうかチェックし（ステップＳ
２）、Ａ／Ｄ変換器４３でディジタル変換が完了する
と、Ａ／Ｄ変換器４３から入力されるディジタル信号Ｘ
(n) を順次アドレス設定してワークＲＡＭ４６に記憶す
る（ステップＳ３）。この場合、ワークＲＡＭ４６のう
ちの特定エリアをリングバッファ（終端と始端とを仮想
的に連結することで構成されるバッファ）として使用す
ることにより、無制限の入力信号（ディジタル信号Ｘ
(n) ）に対応できる。
【００９２】ワークＲＡＭ４６にディジタル信号Ｘ(n)
が記憶されると、ＣＰＵ２は、ＤＳＰ４４をＦＩＲのハ
イパスフィルタＨ1(z)として動作させる（ステップＳ
４）。このＦＩＲハイパスフィルタＨ1(z)としての動作
処理は、上記ＤＳＰ４４のオペレーションＲＯＭ４４２
のプログラムのアドレス設定をアドレスカウンタ４４３
に行なうととともに、フィルタ係数ＲＯＭ４５の係数設
定をハイパスフィルタＨ1(z)用に設定することにより行
なう。
が記憶されると、ＣＰＵ２は、ＤＳＰ４４をＦＩＲのハ
イパスフィルタＨ1(z)として動作させる（ステップＳ
４）。このＦＩＲハイパスフィルタＨ1(z)としての動作
処理は、上記ＤＳＰ４４のオペレーションＲＯＭ４４２
のプログラムのアドレス設定をアドレスカウンタ４４３
に行なうととともに、フィルタ係数ＲＯＭ４５の係数設
定をハイパスフィルタＨ1(z)用に設定することにより行
なう。
【００９３】このハイパスフィルタＨ1(z)としての演算
は、上記式（１）によるもので、今回の入力ディジタル
信号Ｘ(n) のほかワークＲＡＭ４６から前回、前々回の
入力ディジタル信号入力Ｘ(n-1)、Ｘ(n-2)を読み出し、
ＤＳＰ４４内の乗算器４４５、加減算器４４６を使用し
て実行する。
は、上記式（１）によるもので、今回の入力ディジタル
信号Ｘ(n) のほかワークＲＡＭ４６から前回、前々回の
入力ディジタル信号入力Ｘ(n-1)、Ｘ(n-2)を読み出し、
ＤＳＰ４４内の乗算器４４５、加減算器４４６を使用し
て実行する。
【００９４】ハイパスフィルタＨ1(z)としての演算処理
が完了すると、各音階についてフィルタ処理を行なうた
めの設定値ｔを初期設定値ｔ＝１にセットし（ステップ
Ｓ５）、ローパスフィルタＨ2t(z) としてのフィルタリ
ング演算を行う（ステップＳ６）。このローパスフィル
タＨ2t(z) としての演算は、上記式（２）によるもの
で、各係数ＣＹ、２ｒｃｏｓθ、ｒ2 をフィルタ係数Ｒ
ＯＭ４５から読み出しながら、ＤＳＰ４４内の乗算器４
４５、加減算器４４６を使用して実行する。この演算結
果Ｗt(n) も、ワークＲＡＭ４６の別の特定のエリアを
リングバッファとして使用し、順次ストアする。この場
合も、ワークＲＡＭ４６をリングバッファとして使用す
ることにより、このバッファから前回及び前々回の演算
結果Ｗt(n-1)、Ｗt(n-2)を次々と読み出して演算に用い
ることができる。
が完了すると、各音階についてフィルタ処理を行なうた
めの設定値ｔを初期設定値ｔ＝１にセットし（ステップ
Ｓ５）、ローパスフィルタＨ2t(z) としてのフィルタリ
ング演算を行う（ステップＳ６）。このローパスフィル
タＨ2t(z) としての演算は、上記式（２）によるもの
で、各係数ＣＹ、２ｒｃｏｓθ、ｒ2 をフィルタ係数Ｒ
ＯＭ４５から読み出しながら、ＤＳＰ４４内の乗算器４
４５、加減算器４４６を使用して実行する。この演算結
果Ｗt(n) も、ワークＲＡＭ４６の別の特定のエリアを
リングバッファとして使用し、順次ストアする。この場
合も、ワークＲＡＭ４６をリングバッファとして使用す
ることにより、このバッファから前回及び前々回の演算
結果Ｗt(n-1)、Ｗt(n-2)を次々と読み出して演算に用い
ることができる。
【００９５】ハイパスフィルタＨ1(z)及びローパスフィ
ルタＨ2t(z) としての演算処理が完了すると、次に各音
階についてのエンベロープ抽出処理を行なう。このエン
ベロープ抽出処理は、各音階についてＤＳＰ４４をＩＩ
ＲローパスフィルタＨE(z)として演算処理させることに
より実行する（ステップＳ７）。
ルタＨ2t(z) としての演算処理が完了すると、次に各音
階についてのエンベロープ抽出処理を行なう。このエン
ベロープ抽出処理は、各音階についてＤＳＰ４４をＩＩ
ＲローパスフィルタＨE(z)として演算処理させることに
より実行する（ステップＳ７）。
【００９６】このローパスフィルタＨE(z)としての演算
は、上記式（３）によるもので、各係数ＣＥ、1.8、−
0.81 をフィルタ係数ＲＯＭ４５から読み出しながら、
ＤＳＰ４４内の乗算器４４５、加減算器４４６を使用し
て行う。この演算のうち、絶対値計算｜Ｗt(n)｜も加減
算器４４６を使用して実行する。
は、上記式（３）によるもので、各係数ＣＥ、1.8、−
0.81 をフィルタ係数ＲＯＭ４５から読み出しながら、
ＤＳＰ４４内の乗算器４４５、加減算器４４６を使用し
て行う。この演算のうち、絶対値計算｜Ｗt(n)｜も加減
算器４４６を使用して実行する。
【００９７】この演算結果Ｅt(n)も、ワークＲＡＭ４６
の更に別の特定エリア４６をリングバッファとして使用
して、順次ストアすることにより、このバッファから前
回及び前々回の演算結果Ｅt(n-1)、Ｅt(n-2)を次々と読
み出して演算に用いることができる。
の更に別の特定エリア４６をリングバッファとして使用
して、順次ストアすることにより、このバッファから前
回及び前々回の演算結果Ｅt(n-1)、Ｅt(n-2)を次々と読
み出して演算に用いることができる。
【００９８】上記フィルタ処理及びエンベロープ抽出処
理が終了すると、全ての音階についてこれらの各処理が
なされたかどうか（ｔ＝Ｎ）チェックし（ステップＳ
８）、すべての音階については処理が終了していないと
きには、設定値ｔをインクリメントして（ステップＳ
９）、ステップＳ６に移行する。ステップＳ６に移行す
ると、再びステップＳ６及びステップＳ７のフィルタリ
ング処理を実行する。
理が終了すると、全ての音階についてこれらの各処理が
なされたかどうか（ｔ＝Ｎ）チェックし（ステップＳ
８）、すべての音階については処理が終了していないと
きには、設定値ｔをインクリメントして（ステップＳ
９）、ステップＳ６に移行する。ステップＳ６に移行す
ると、再びステップＳ６及びステップＳ７のフィルタリ
ング処理を実行する。
【００９９】ステップＳ８で、全ての音階に対してフィ
ルタリング処理等が完了していると、各音階についての
エンベロープＥt(n)（ｔ＝１〜Ｎ）をＣＰＵ２へ通知し
た後（ステップＳ１０）、音階検出処理モードを終了す
るかどうかチェックする（ステップＳ１１）。音階検出
処理モードの終了でないときには、ステップＳ２に移行
し、次の音響信号のＡ／Ｄ変換を待って、同様に処理を
行なう。すなわち、ＤＳＰ４４は、１サンプリング毎
に、時分割で３系統のディジタルフィルタリングを順番
に、しかも各音階について繰り返して実行することによ
り、リアルタイムで、各音階のエンベロープに従って、
固定された各音階に対応する周波数に関する周波数スペ
クトルのレベルを検知することができる。
ルタリング処理等が完了していると、各音階についての
エンベロープＥt(n)（ｔ＝１〜Ｎ）をＣＰＵ２へ通知し
た後（ステップＳ１０）、音階検出処理モードを終了す
るかどうかチェックする（ステップＳ１１）。音階検出
処理モードの終了でないときには、ステップＳ２に移行
し、次の音響信号のＡ／Ｄ変換を待って、同様に処理を
行なう。すなわち、ＤＳＰ４４は、１サンプリング毎
に、時分割で３系統のディジタルフィルタリングを順番
に、しかも各音階について繰り返して実行することによ
り、リアルタイムで、各音階のエンベロープに従って、
固定された各音階に対応する周波数に関する周波数スペ
クトルのレベルを検知することができる。
【０１００】ステップＳ１１で、キーボード５の操作等
によりＣＰＵ２が音階検出処理モードの終了をＤＳＰ４
４に通知してきたときは、一連の処理動作を終了する。
によりＣＰＵ２が音階検出処理モードの終了をＤＳＰ４
４に通知してきたときは、一連の処理動作を終了する。
【０１０１】＜ＣＰＵ２の音階音発生処理＞ＣＰＵ２
は、上述したようにＤＳＰ４４から毎サンプリング周期
で各音階についてのエンベロープ信号Ｅt(n)（ｔ＝１〜
Ｎ）、すなわち、各音階に対応する周波数に関する周波
数スペクトルのレベルが与えられるので、種々の目的に
これを使用することができるが、本実施例では、入力音
響信号が単音である場合について説明する。
は、上述したようにＤＳＰ４４から毎サンプリング周期
で各音階についてのエンベロープ信号Ｅt(n)（ｔ＝１〜
Ｎ）、すなわち、各音階に対応する周波数に関する周波
数スペクトルのレベルが与えられるので、種々の目的に
これを使用することができるが、本実施例では、入力音
響信号が単音である場合について説明する。
【０１０２】以下、モード設定に対応した音階音発生処
理について、図１７に基づいて説明する。
理について、図１７に基づいて説明する。
【０１０３】ＣＰＵ２は、図１７に示すように、音階音
発生処理を行なうために、まず、ＤＳＰ４４から結果通
知があるかどうかチェックする（ステップＰ１）。この
結果通知チェック処理は、上記音階検出装置５での音階
検出処理が終了したことを示す音階検出終了信号が音階
検出装置５から入力されているかどうかチェックするこ
とにより行なう。
発生処理を行なうために、まず、ＤＳＰ４４から結果通
知があるかどうかチェックする（ステップＰ１）。この
結果通知チェック処理は、上記音階検出装置５での音階
検出処理が終了したことを示す音階検出終了信号が音階
検出装置５から入力されているかどうかチェックするこ
とにより行なう。
【０１０４】音階検出終了信号が入力されているときに
は、音階検出装置５が検出した各音階のエンベロープ値
Ｅt(n)をＲＡＭ４に書き込む（ステップＰ２）。検出し
た各音階のエンベロープ値Ｅt(n)のＲＡＭ４への書込が
完了すると、これらの各音階のエンベロープ値Ｅt(n)の
うち最も大きいものを取り出して、Max としてＲＡＭ４
へ書き込み（ステップＰ３）、Max が所定の閾値を越え
ているかどうかジャッジする（ステップＰ４）。
は、音階検出装置５が検出した各音階のエンベロープ値
Ｅt(n)をＲＡＭ４に書き込む（ステップＰ２）。検出し
た各音階のエンベロープ値Ｅt(n)のＲＡＭ４への書込が
完了すると、これらの各音階のエンベロープ値Ｅt(n)の
うち最も大きいものを取り出して、Max としてＲＡＭ４
へ書き込み（ステップＰ３）、Max が所定の閾値を越え
ているかどうかジャッジする（ステップＰ４）。
【０１０５】上記ステップＰ４で、Max が閾値を越えて
いないときには、発音中の楽音があるかどうか、すなわ
ち楽音発生回路９により発生中の楽音信号があるかどう
かチェックし（ステップＰ５）、発生中の楽音がないと
きには、ステップＰ１に戻って、ＤＳＰ４４からの次の
音階のエンベロープ値Ｅt(n)の入力に備える。
いないときには、発音中の楽音があるかどうか、すなわ
ち楽音発生回路９により発生中の楽音信号があるかどう
かチェックし（ステップＰ５）、発生中の楽音がないと
きには、ステップＰ１に戻って、ＤＳＰ４４からの次の
音階のエンベロープ値Ｅt(n)の入力に備える。
【０１０６】ステップＰ５で、発生中の楽音があるとき
には、前回のサンプリングによりマイクロホン４１やラ
イン入力 LINE IN等からMax として採用した音階音の音
響入力が停止したと判断して、ＣＰＵ２は、楽音発生回
路９に、消音開始を指示し（ステップＰ６）、ステップ
Ｐ１に戻って次のＤＳＰ４４からのからの入力に備え
る。
には、前回のサンプリングによりマイクロホン４１やラ
イン入力 LINE IN等からMax として採用した音階音の音
響入力が停止したと判断して、ＣＰＵ２は、楽音発生回
路９に、消音開始を指示し（ステップＰ６）、ステップ
Ｐ１に戻って次のＤＳＰ４４からのからの入力に備え
る。
【０１０７】ステップＰ４で、Max が所定の閾値を越え
ているときには、音階検出装置５が検出した各音階のエ
ンベロープ値Ｅt(n)の最大の音階に隣接する上下２つの
音階のうちエンベロープ値Ｅt(n)が大きい方のものをSe
condとしてＲＡＭ４に記憶し（ステップＰ７）、中間音
検出処理を行なう（ステップＰ８）。
ているときには、音階検出装置５が検出した各音階のエ
ンベロープ値Ｅt(n)の最大の音階に隣接する上下２つの
音階のうちエンベロープ値Ｅt(n)が大きい方のものをSe
condとしてＲＡＭ４に記憶し（ステップＰ７）、中間音
検出処理を行なう（ステップＰ８）。
【０１０８】すなわち、入力音響信号の実際の音階は、
音階検出装置が検出したエンベロープの最大の音階（Ma
x ）から、この音階に隣接する上下２つの音階のうちエ
ンベロープの大きい方の音階（Second）側にシフトして
いると考えられるからである。
音階検出装置が検出したエンベロープの最大の音階（Ma
x ）から、この音階に隣接する上下２つの音階のうちエ
ンベロープの大きい方の音階（Second）側にシフトして
いると考えられるからである。
【０１０９】この中間音検出処理により、後述するよう
に、入力音響の音階が前記音階検出処理で検出可能な固
定音階と固定音階の間の音階であるときに、その固定音
階と固定音階の間の実際の音階を検出する。
に、入力音響の音階が前記音階検出処理で検出可能な固
定音階と固定音階の間の音階であるときに、その固定音
階と固定音階の間の実際の音階を検出する。
【０１１０】中間音検出処理により、実際の音階を検出
すると、次に、上記音階検出処理で検出された音階音
が、現在発音中であるかどうかチェックする（ステップ
Ｐ９）。発音中のときには、固定音階音に対しては、新
たに発音対象とする必要がないので、中間音検出処理で
検出されたベンドレンジにベンド値を設定し、ステップ
Ｐ１に戻って、同様の処理を繰り返す（ステップＰ１
０）。このベンドレンジへのベンド値の設定により、固
定音階に対してベンド値だけシフトした実際の音階の音
階音が発音される。
すると、次に、上記音階検出処理で検出された音階音
が、現在発音中であるかどうかチェックする（ステップ
Ｐ９）。発音中のときには、固定音階音に対しては、新
たに発音対象とする必要がないので、中間音検出処理で
検出されたベンドレンジにベンド値を設定し、ステップ
Ｐ１に戻って、同様の処理を繰り返す（ステップＰ１
０）。このベンドレンジへのベンド値の設定により、固
定音階に対してベンド値だけシフトした実際の音階の音
階音が発音される。
【０１１１】ステップＰ９で、上記音階検出処理で検出
された音階音が、現在発音中でないときには、別の音階
音が発音中であるかどうか、チェックする（ステップＰ
１１）。別の音階音が発音中のときには、本実施例で
は、単音を取り扱っており、発音されるのは１音に限定
されるので、当該発音中の音階音の消音指示を行なっ
て、発音中の音階音を消音した後（ステップＰ１２）、
今回上記音階検出処理で取り出した音階音の発音を指示
する（ステップＰ１３）。発音指示を行なうと、中間音
検出処理で検出されたベンドレンジにベンド値を設定
し、固定音階に対してベンド値だけシフトした実際の音
階の音階音を発音させる（ステップＰ１０）。すなわ
ち、楽音発生回路９は、発音指示があり、ベンド値が設
定されると、指示された音階からベンド値だけシフトし
た音階音を発音する。
された音階音が、現在発音中でないときには、別の音階
音が発音中であるかどうか、チェックする（ステップＰ
１１）。別の音階音が発音中のときには、本実施例で
は、単音を取り扱っており、発音されるのは１音に限定
されるので、当該発音中の音階音の消音指示を行なっ
て、発音中の音階音を消音した後（ステップＰ１２）、
今回上記音階検出処理で取り出した音階音の発音を指示
する（ステップＰ１３）。発音指示を行なうと、中間音
検出処理で検出されたベンドレンジにベンド値を設定
し、固定音階に対してベンド値だけシフトした実際の音
階の音階音を発音させる（ステップＰ１０）。すなわ
ち、楽音発生回路９は、発音指示があり、ベンド値が設
定されると、指示された音階からベンド値だけシフトし
た音階音を発音する。
【０１１２】ステップＰ１１で、別の音階音が発音中で
ないときには、そのまま今回音階検出処理で取り出した
音階音を発音対象として、発音指示し（ステップＰ１
３）、中間音検出処理で検出されたベンドレンジにベン
ド値を設定して、指示された音階からベンド値だけシフ
トした音階音を発音させる（ステップＰ１０）。
ないときには、そのまま今回音階検出処理で取り出した
音階音を発音対象として、発音指示し（ステップＰ１
３）、中間音検出処理で検出されたベンドレンジにベン
ド値を設定して、指示された音階からベンド値だけシフ
トした音階音を発音させる（ステップＰ１０）。
【０１１３】＜ＣＰＵ２の中間音検出処理＞中間音検出
処理では、ＣＰＵ２は、図１７のステップＰ７で、音階
検出装置５が検出した各音階のエンベロープ値Ｅt(n)の
最大の音階に隣接する上下２つの音階のうちエンベロー
プ値Ｅt(n)が大きい方のものをSecondとしてＲＡＭ４に
記憶すると、このMax とSecondで音階の低いものをLow
、音階の高いものをHighに設定する（ステップＱ
１）。
処理では、ＣＰＵ２は、図１７のステップＰ７で、音階
検出装置５が検出した各音階のエンベロープ値Ｅt(n)の
最大の音階に隣接する上下２つの音階のうちエンベロー
プ値Ｅt(n)が大きい方のものをSecondとしてＲＡＭ４に
記憶すると、このMax とSecondで音階の低いものをLow
、音階の高いものをHighに設定する（ステップＱ
１）。
【０１１４】次に、ＲＯＭ３の中間音階検出データテー
ブルのアドレスをLow にあわせ（ステップＱ２）、Low
のエンベロープ／Highのエンベロープを演算して、この
演算結果から中間音階データ（実際の音階データ）のオ
フセットを求める（ステップＱ３）。
ブルのアドレスをLow にあわせ（ステップＱ２）、Low
のエンベロープ／Highのエンベロープを演算して、この
演算結果から中間音階データ（実際の音階データ）のオ
フセットを求める（ステップＱ３）。
【０１１５】上記音階検出処理で検出された音階をLow
とし、そこからのＲＯＭ３の中間音階検出データテーブ
ルを基にしたLow からのシフト量をベンドベンドデータ
として記憶して（ステップＱ４）、中間音検出処理を終
了する。
とし、そこからのＲＯＭ３の中間音階検出データテーブ
ルを基にしたLow からのシフト量をベンドベンドデータ
として記憶して（ステップＱ４）、中間音検出処理を終
了する。
【０１１６】上記ＲＯＭ３の中間音階検出データテーブ
ルは、例えば、ディジタルフィルタの伝達関数が、図１
９に示すように、２２１Hzと２３４・１４Hzであったと
すると、この２つの伝達関数の比、すなわち、ピーク周
波数２２１Hzの伝達関数をピーク周波数２３４．１４Hz
の伝達関数で割ったものが、図２０であり、この図２０
の２００Hz〜２５０Hz附近を拡大したものが図２１であ
る。図２１に示すように、隣接する音階を検出するディ
ジタルフィルタの伝達関数の比は、極大点及び極小点が
２つの伝達関数のピークに一致しており、この２点間で
は、単調に減少している。したがって、この極値間での
伝達関数の比が分ると、逆変換により、実際の周波数が
分ることになる。そこで、伝達関数比から周波数を変換
する変換テーブルを、ＲＯＭ３に中間音階検出データテ
ーブルとして記憶させ、この中間音階検出データテーブ
ルから、上記図１８のステップＱ４でシフト量を求めて
いる。例えば、上記周波数の例では、２２１Hzをベース
とした中間音階への変換テーブルがＲＯＭ３に記憶され
ており、この中間音階検出データテーブルとしては、上
記音階検出処理で検出される全ての固定音階をベースと
した中間音階への変換テーブルがそれぞれ用意されてい
る。この中間音階検出データテーブルは、実際には、半
音の間をセント単位で分けられる程度のデータで充分で
ある。
ルは、例えば、ディジタルフィルタの伝達関数が、図１
９に示すように、２２１Hzと２３４・１４Hzであったと
すると、この２つの伝達関数の比、すなわち、ピーク周
波数２２１Hzの伝達関数をピーク周波数２３４．１４Hz
の伝達関数で割ったものが、図２０であり、この図２０
の２００Hz〜２５０Hz附近を拡大したものが図２１であ
る。図２１に示すように、隣接する音階を検出するディ
ジタルフィルタの伝達関数の比は、極大点及び極小点が
２つの伝達関数のピークに一致しており、この２点間で
は、単調に減少している。したがって、この極値間での
伝達関数の比が分ると、逆変換により、実際の周波数が
分ることになる。そこで、伝達関数比から周波数を変換
する変換テーブルを、ＲＯＭ３に中間音階検出データテ
ーブルとして記憶させ、この中間音階検出データテーブ
ルから、上記図１８のステップＱ４でシフト量を求めて
いる。例えば、上記周波数の例では、２２１Hzをベース
とした中間音階への変換テーブルがＲＯＭ３に記憶され
ており、この中間音階検出データテーブルとしては、上
記音階検出処理で検出される全ての固定音階をベースと
した中間音階への変換テーブルがそれぞれ用意されてい
る。この中間音階検出データテーブルは、実際には、半
音の間をセント単位で分けられる程度のデータで充分で
ある。
【０１１７】上記図１８のステップＱ４で記憶したベン
ドデータを、図１７のステップＰ１０で、音階検出処理
で検出した音階、すなわちLow からのシフト量として、
ベンドレンジにベンド値を設定し、楽音発生回路９は、
このベンド値だけ発音指示された音階（Low ）からシフ
トした音階の楽音を発生する。
ドデータを、図１７のステップＰ１０で、音階検出処理
で検出した音階、すなわちLow からのシフト量として、
ベンドレンジにベンド値を設定し、楽音発生回路９は、
このベンド値だけ発音指示された音階（Low ）からシフ
トした音階の楽音を発生する。
【０１１８】したがって、ディジタルフィルタリング処
理により、与えられる音響信号の実際の音階に近い互い
に隣接する固定された音階を検出し、この隣接する音階
の周波数レベル比を算出して、音響信号の実際の音階を
検出することができる。その結果、予め固定された音階
の間の中間の音階をも検出することができ、検出した予
め固定された音階の間の中間の音階音をも発生させるこ
とができる。
理により、与えられる音響信号の実際の音階に近い互い
に隣接する固定された音階を検出し、この隣接する音階
の周波数レベル比を算出して、音響信号の実際の音階を
検出することができる。その結果、予め固定された音階
の間の中間の音階をも検出することができ、検出した予
め固定された音階の間の中間の音階音をも発生させるこ
とができる。
【０１１９】なお、上記実施例においては、単音につい
て説明したが、これに限るものではなく、複音に対して
も同様に中間音を検出し、検出した中間音の複音を発生
させることができる。
て説明したが、これに限るものではなく、複音に対して
も同様に中間音を検出し、検出した中間音の複音を発生
させることができる。
【０１２０】
【発明の効果】本発明によれば、ディジタルフィルタリ
ング処理により、与えられる音響信号の実際の音階に近
い互いに隣接する固定された音階を検出し、この隣接す
る音階の周波数レベル比を算出して、予め固定された音
階周波数の間の中間の音階周波数をも検出することがで
きる。その結果、音響信号の実際の音階を正確に検出す
ることができる。
ング処理により、与えられる音響信号の実際の音階に近
い互いに隣接する固定された音階を検出し、この隣接す
る音階の周波数レベル比を算出して、予め固定された音
階周波数の間の中間の音階周波数をも検出することがで
きる。その結果、音響信号の実際の音階を正確に検出す
ることができる。
【図１】本願発明に係る音階検出装置の一実施例の基本
原理を示す構成図。
原理を示す構成図。
【図２】図１のバンドパスフィルタＨt(z)の周波数特性
図。
図。
【図３】図１を改良した原理による構成図。
【図４】図３のハイパスフィルタＨ1(z)とローパスフィ
ルタＨ2t(z) をカスケード接続したときの周波数特性
図。
ルタＨ2t(z) をカスケード接続したときの周波数特性
図。
【図５】図３のハイパスフィルタＨ1(z)の構成図。
【図６】図５のハイパスフィルタＨ1(z)の周波数特性
図。
図。
【図７】図３のローパスフィルタＨ2t(z) の構成図。
【図８】図７のディジタルフィルタの極と零点及び極ベ
クトルと零点ベクトルを示す図。
クトルと零点ベクトルを示す図。
【図９】図８に対応てして周波数特性を表した図。
【図１０】図７のローパスフィルタＨ2t(z) の周波数特
性図。
性図。
【図１１】図３のローパスフィルタＨE(z)の構成図。
【図１２】図１１のローパスフィルタＨE(z)の周波数特
性図。
性図。
【図１３】図１１の構成によりエンベロープ抽出がなさ
れることを説明する説明図。
れることを説明する説明図。
【図１４】本願発明に係る音階検出装置の一実施例を適
用した楽音発生装置の全体回路構成図。
用した楽音発生装置の全体回路構成図。
【図１５】図１４のＤＳＰ４４の内部回路構成図。
【図１６】図１６のＤＳＰ４４によるディジタルフィル
タ処理のフローチャート。
タ処理のフローチャート。
【図１７】音階音発生処理を示すフローチャート。
【図１８】図１７の中間音検出処理を示すフローチャー
ト。
ト。
【図１９】ディジタルフィルタの伝達関数の一例を示す
図。
図。
【図２０】図１９の伝達関数の比を示す図。
【図２１】図２０の部分拡大図。
１ 楽音発生装置 ２ ＣＰＵ ３ ＲＯＭ ４ ＲＡＭ ５ 音階検出装置 ６ キーボード ７ ディスプレイ ８ プリンタ ９ 楽音発生回路 １０ オーディオシステム １１ スピーカ １２ バス ２２ 音色バッファ ２３ ポリピッチ抽出データバッファ ２４ 最大レベルバッファ ２５ 特定音域バッファ ４４ ＤＳＰ ４５ フィルタ係数ＲＯＭ ４６ ワークＲＡＭ
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G10H 1/00 G01R 23/16 - 23/167 H03H 17/00 - 17/08
Claims (1)
- 【請求項１】 与えられる音響信号を表現するディジタ
ル波形信号に対して、異なる特性のディジタルフィルタ
リング処理を時分割で順次実行することにより、各音階
に対応する周波数に関する周波数スペクトルのレベルを
検出するフィルタ手段と、 前記フィルタ手段により検出した周波数スペクトルのレ
ベルの最も大きい音階及びこの音階に隣接する音階のう
ち周波数スペクトルのレベルの大きい方を選択する第１
の選択手段と、 前記第１の選択手段により選択された２つの音階の周波
数スペクトルのレベル比を演算する演算手段と、 前記各音階毎に設けられ、夫々隣接する音階との周波数
スペクトルのレベル比に対する音階周波数差に対応する
シフトデータが記憶された複数の変換手段と、 前記複数の変換手段の中から、前記第１の選択手段によ
り選択された隣接する音階に対応する変換手段を選択す
る第２の選択手段と、 前記第２の選択手段により選択された変換手段から前記
演算手段により演算されたレベル比に対応するシフトデ
ータを読み出す読み出し手段と、 前記第１の選択手段により選択された音階の周波数を前
記読み出し手段にて読み出されたシフトデータに基づい
た周波数分だけシフトした音階周波数を中間音階周波数
として検出する検出手段と、 を備えたことを特徴とする音階検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17918792A JP3168708B2 (ja) | 1992-06-12 | 1992-06-12 | 音階検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17918792A JP3168708B2 (ja) | 1992-06-12 | 1992-06-12 | 音階検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05346783A JPH05346783A (ja) | 1993-12-27 |
| JP3168708B2 true JP3168708B2 (ja) | 2001-05-21 |
Family
ID=16061464
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17918792A Expired - Fee Related JP3168708B2 (ja) | 1992-06-12 | 1992-06-12 | 音階検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3168708B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102004028694B3 (de) | 2004-06-14 | 2005-12-22 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Vorrichtung und Verfahren zum Umsetzen eines Informationssignals in eine Spektraldarstellung mit variabler Auflösung |
-
1992
- 1992-06-12 JP JP17918792A patent/JP3168708B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05346783A (ja) | 1993-12-27 |
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