JP3274503B2 - 楽音加工装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、楽音の音色を加工する
楽音加工装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、楽音加工装置としては、櫛形フィ
ルタに楽音信号を入力すると共に、この楽音信号のピッ
チをピッチ検出手段によって検出し、この検出されたピ
ッチに対応するように櫛形フィルタの周波数特性を調整
するものがあった。即ち、櫛形フィルタの周波数特性の
ピークが入力楽音信号の基本周波数及びその整数倍の周
波数に生じるようにするもので入力楽音信号のピッチの
変化に追従して、櫛形フィルタの特性も変化しているた
め、入力される楽音信号の基本周波数（ピッチ）と、そ
の整数倍の高調波成分とが櫛形フィルタの各ピーク周波
数に常に一致している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】よって前述のような楽
音加工装置では、櫛形フィルタのピーク部分の周波数と
入力楽音信号の倍音成分の周波数とが常に一致している
ので、さほど大きな音色変化が得られないという欠点が
あった。また、発音開始後における楽音信号のピッチ変
化、例えば、エレクトリックギターにおいてチョーキン
グやビブラートをかけた場合に生じるピッチ変化に対し
ても、上記のような楽音加工装置では、楽音信号のピッ
チの変化に追従して櫛形フィルタの周波数も変化するよ
うにしている。そのため、チョーキングやビブラートを
かけた後の楽音信号の高調波成分を加工することができ
ず、音色変化に乏しいという問題点があった。

【０００４】本発明は、従来のフィルタによる音色加工
装置では得られない、より大きな音色変化を提供するこ
と、また楽音信号のピッチの変化があった場合に、大き
く音色を変化させることができる音色加工装置を提供す
ることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本第１の発明は、入力楽音信号のピッチを検出
し、ピッチデータを得るピッチ検出手段と、上記入力楽
音信号を入力し、その音色形成を行う櫛形フィルタ手段
と、上記ピッチデータを入力し、これを上記櫛形フィル
タ手段の周波数特性を設定するパラメータに変換するパ
ラメータ発生手段とを、具備し、上記パラメータ発生手
段は、上記ピッチデータまたは上記パラメータを遅延さ
せる遅延手段を有している。

【０００６】

【０００７】

【０００８】また、第２の発明は、第１の発明と同様
に、ピッチ検出手段と、櫛形フィルタ手段と、パラメー
タ発生手段とを、具備し、上記パラメータ発生手段は、
上記ピッチデータまたは上記パラメータをフィルタリン
グ処理するフィルタ手段を含むものである。

【０００９】また、第３の発明は、第１の発明と同様
に、ピッチ検出手段と、櫛形フィルタ手段と、パラメー
タ発生手段とを、具備し、さらに、入力楽音信号の立ち
上がりを検出する立ち上がり検出手段も有している。そ
して、上記パラメータ発生手段が、上記ピッチデータま
たは上記パラメータを、上記立ち上がり検出手段が検出
した上記入力楽音信号の立ち上がりでホールドするホー
ルド手段を有するものである。

【００１０】

【００１１】

【００１２】

【作用】第１の発明では、ピッチ検出手段によって検出
されたピッチに基づいてパラメータ発生手段が、櫛形フ
ィルタ手段の周波数特性を制御するパラメータを発生す
るが、遅延手段を設けているので、楽音信号のピッチの
変化に対して櫛形フィルタ手段のパラメータは遅延して
いるので、楽音信号のピッチ及びその高調波と、櫛形フ
ィルタの各ピーク周波数との間に時間的に変化する偏差
が生じ、よって音色を加工することができる。

【００１３】第２の発明のように遅延手段の代わりにフ
ィルタ手段を設けた場合でも、ピッチ及びその高調波
と、櫛形フィルタの各ピーク周波数との間に偏差が生
じ、音色加工を行うことができる。

【００１４】第３の発明では、入力楽音信号の立ち上が
りにおいて、ピッチデータが検出され、このピッチデー
タまたはこのピッチデータに基づくパラメータが、立ち
上がり検出手段によって検出された入力楽音信号の立ち
上がり時にホールドされる。従って、櫛形フィルタ手段
に供給されるパラメータは特定の値を常に維持する。そ
して、入力楽音信号のピッチが変化すると、特定のパラ
メータによる櫛形フィルタ手段の周波数特性と、入力楽
音信号の周波数特性とは異なったものとなり、櫛形フィ
ルタ手段を通過する、入力楽音信号の高調波成分のレベ
ルが異なったものとなり、音色が変化する。

【００１５】

【実施例】図１乃至図２に第１の実施例を示す。この実
施例は、例えばエレクトリックギターの出力音を加工す
るもので、この出力音は、櫛形フィルタ１０に供給され
ている。この櫛形フィルタ１０は、上記出力音に係数ｋ
（０＜ｋ≦１）を乗算することによってアッテネータと
して機能する乗算器１２を有している。この乗算器１２
の出力は、加算器１４において、後述する乗算器１６の
出力と加算されて、ディレイ１８に供給される。このデ
ィレイ１８からの出力が、乗算器１６においてフィード
バック係数ＦＢ（０＜ＦＢ≦１）と乗算されて、加算器
１４にフィードバックされる。この加算器１４の出力
が、櫛形フィルタ１０の出力として取り出される。この
櫛形フィルタ１０は、ディレイ１８の遅延段数ｍを調整
することによって、その櫛形の周波数特性の各ピーク周
波数を調整することができる。なお、実施例ではディジ
タル処理を行っているので、入力端子と出力端子とにＡ
／Ｄ変換手段とＤ／Ａ変換手段が必要であるが、説明と
図面を簡単にするため、Ａ／Ｄ、Ｄ／Ａ変換手段は省略
して説明する。またディレイ１８の遅延段数ｍは、補間
演算を利用すれば、小数点表現の遅延段数を設定するこ
とも可能である。

【００１６】この遅延段数の調整、即ち櫛形フィルタの
周波数特性のパラメータの調整は、演算部２０から供給
されるパラメータ信号によって行われる。従来、このパ
ラメータの設定は、エレクトリックギターの出力音のピ
ッチをピッチ検出部２２によって検出し、このピッチと
櫛形フィルタ１０の各ピーク周波数の基本周波数とが一
致するように行われていた。例えば、ピッチ検出部２２
で検出されたピッチが２ＫＨｚであるとすると、櫛形フ
ィルタ１０の各ピーク周波数が２ＫＨｚ、４ＫＨｚ、６
ＫＨｚ・・・となるようにディレイ１８の遅延段数を設
定するパラメータ信号を演算部２０が算出していた。こ
のパラメータ信号は、ピッチ検出部２２で検出されたピ
ッチをｆｐとし、エレクトリックギターの出力音を図示
していないＡ／Ｄ変換手段でディジタル信号に変換する
ときのサンプリング周波数をｆｓとすると、ｆｓ／ｆｐ
の演算を行うことによって得られる。

【００１７】しかし、この実施例では、上記のように出
力音のピッチと櫛形フィルタ１０の各ピーク周波数の基
本周波数とを一致させるパラメータ信号を算出した後
に、操作子２４によって予め演奏者によって任意に設定
されているオフセット量が、算出されたパラメータ信号
に加算される。

【００１８】このようなオフセット量の加算によって、
例えば出力音のピッチと櫛形フィルタ１０の各ピーク周
波数の基本周波数とを一致させるのに必要なパラメータ
信号よりも、若干パラメータ信号が小さくされると、即
ち出力音のピッチと櫛形フィルタ１０の各ピーク周波数
の基本周波数とを一致させるのに必要な遅延段数よりも
若干短い遅延段数にディレイ１８の遅延段数が設定され
ると、図２（ａ）に示す出力音のスペクトルと、同図
（ｂ）に示す櫛形フィルタ１０の周波数特性との比較か
ら明らかなように、櫛形フィルタ１０の各ピーク周波数
と、出力音の各高調波成分との偏差は、Ｄｆ１、Ｄｆ
２、Ｄｆ３、Ｄｆ４、Ｄｆ５として図２（ａ）に示すよ
うに、高次の高調波になる程、大きくなる。

【００１９】その結果、同図（ｃ）に示すように、高次
の高調波ほど大きく減衰して櫛形フィルタ１０から出力
され、非整数倍高周波が減衰されると同時にローパスフ
ィルタに出力音を通したのと同様な音色加工を行うこと
ができる。

【００２０】なお、上記の実施例では、演算部２０によ
ってパラメータ信号にオフセット量を加算したが、ピッ
チ検出部２２で検出されたピッチ検出信号にオフセット
量を加算してもよい。また、パラメータ信号またはピッ
チ検出信号に、適当な係数を乗算してもよい。

【００２１】また、上記の実施例では、演算部２０を用
いて、検出ピッチｆｐとサンプリング周波数ｆｓとの除
算値を求め、これにオフセット量を加算して、パラメー
タ信号を求めている。即ち、ピッチ検出信号とパラメー
タ信号との間には、線形関係があり、オフセット量は、
ピッチ検出信号がどれだけ変化しても常に一定である。

【００２２】しかし、この演算部２０に代えて、例えば
ピッチ検出信号を入力すると、これと非線形関係にある
パラメータ信号を発生するような非線形変換手段を設け
ると（この非線形変換手段は、例えばルックアップテー
ブルを用いることによって容易に実現できる。）、例え
ばピッチの変化が大きければ大きいほど、大きなオフセ
ットを持った、或いは反対にピッチの変化が大きければ
大きいほど、小さなオフセットを持ったパラメータ信号
を発生することができる。

【００２３】図３乃至図５に第２の実施例を示す。この
実施例では、図３に示すように演算部２０からのパラメ
ータ信号が、遅延部２６を介してディレイ１８に供給さ
れている。他の部分は、第１の実施例と同様に構成され
ているので、詳細な説明は省略する。

【００２４】エレクトリックギターの出力音が、例えば
図４（ａ）に点線で示すような周波数成分を有し、櫛形
フィルタ１０が同図（ｂ）に示すような周波数特性、即
ち出力音のピッチよりもわずかにピーク周波数の基本周
波数が高い周波数特性を有していたと仮定すると、櫛形
フィルタ１０の出力は、同図（ｃ）に点線で示すような
周波数成分を有している。

【００２５】この状態で、チョーキング等の奏法が行わ
れ、エレクトリックギターの出力音の周波数成分が同図
（ａ）に実線で示すように、ピッチが高くなるように変
化したとする。このとき、ピッチ検出部２２がピッチの
変化を検出し、演算部２０は、変化したピッチに応じ、
かつオフセットが付加されたパラメータ信号を発生して
いるが、遅延部２６を設けているので、新たなパラメー
タ信号は、櫛形フィルタ１０には、まだ供給されてな
く、櫛形フィルタ１０の周波数特性は、図４（ｂ）に示
したままの状態である。

【００２６】従って、一時的に出力音の各周波数成分
と、櫛形フィルタ１０の各ピーク周波数とが一致する方
向に、出力音の各周波数成分が移動する。その結果、同
図（ｃ）に実線で示すように、櫛形フィルタ１０の出力
の高調波成分が増加し、チョーキング奏法によって楽音
の音色が変化する。

【００２７】この実施例では、遅延部２６を演算部２０
の出力側に設けて、パラメータ信号を遅延させたが、遅
延部２６を演算部２０の入力側に設けて、ピッチ検出信
号を遅延させて、演算部２０に供給するようにしてもよ
い。また、この実施例では、第１の実施例と同様にパラ
メータ信号にオフセットを付加したが、場合によっては
オフセットを付加しなくてもよいし、第１の実施例に関
連して述べたように、演算部２０に代えて、非線形変換
手段を用いてもよい。

【００２８】また、この実施例では、遅延部２６を用い
たが、これに代えて、ローパスフィルタ、ハイパスフィ
ルタ、バンドパスフィルタ等の各種フィルタを使用する
こともできる。この場合も、フィルタは、演算部２０の
入力側、出力側いずれに設けてもよい。ローパスフィル
タを用いた場合、遅延部２０を用いたのと同様な効果が
得られ、ローパスフィルタ以外のフィルタを使用する
と、ピッチ検出信号とパラメータ信号との間に、遅延部
２０を用いた場合に生じる遅延とは異なった差が生じ、
遅延部２０を用いた場合とは異なった効果が得られる。

【００２９】図５に第３の実施例を示す。この実施例
は、チョーキング等の演奏がなされた際にのみ、音色を
変化させようとするものである。この実施例は、第１及
び第２の実施例に示した櫛形フィルタ１０及び演算部２
０と同様に構成されたフィルタ部２６を有している。

【００３０】このフィルタ部２６には、アタック時のピ
ッチレジスタ２８からアタック時に検出されたピッチ検
出信号が供給されており、このピッチ検出信号に基づい
たパラメータ信号が供給され、このパラメータ信号に応
じた周波数特性に櫛形フィルタが設定されている。

【００３１】アタック時のピッチレジスタ２８には、エ
レクトリックギターの出力音の立ち上がりをアタック検
出部３０によって検出し、この検出信号を所定時間遅延
させたディレイ３２の出力信号が、ラッチ指令信号とし
て供給される。また、アタック時のピッチレジスタ２８
には、エレクトリックギターの出力音のピッチを、１波
ごとに検出するピッチ検出部３４のピッチ検出信号も供
給される。従って、アタック時にピッチ検出部３４によ
って検出されたピッチ検出信号は、アタック時のピッチ
レジスタ２８にラッチされる。但し、入力ピッチを確定
し、そのピッチを検出するのには若干の時間がかかるの
で、アタック検出部３０によって検出した立ち上がり検
出信号をディレイ３２で遅延させて、ラッチ指令信号と
して使用している。

【００３２】このようにアタック時のピッチが、レジス
タ２８にラッチされ、これがフィルタ部２６に供給され
ているので、フィルタ部２０の周波数特性は、エレクト
リックギターのディジタル出力音の立ち上がりから常に
一定である。従って、演奏の途中においてエレクトリッ
クギターの出力音のピッチが、アタック時のピッチと異
なった値に変化すると、第２の実施例で説明したのと同
様に、櫛形フィルタの周波数特性は変化しないが、エレ
クトリック楽音信号のスペクトルが変化し、音色の変化
が生じる。

【００３３】また、アタック時以外に、ピッチ検出部３
４で検出されたピッチは、減算器３６に供給され、アタ
ック時のピッチレジスタ２８に記憶されているアタック
時のピッチとの偏差が算出される。この偏差は切換スイ
ッチ３８を介して、または絶対値回路４０及び切換スイ
ッチ３８を介して合成手段として機能する可変抵抗器４
２の摺動子に供給される。この摺動子は、可変抵抗器４
２によって行われるエレクトリックギターの出力音とフ
ィルタ部２６の出力との合成の比率を変更するもので、
減算器３６によって算出された偏差に応じて合成比率が
変化する。

【００３４】従って、アタック時とピッチが変化してい
ない状態では、減算器３６によって算出される偏差は零
であり、可変抵抗器４２の摺動子は、エレクトリックギ
ターの出力音側に摺動しており、エレクトリックギター
の出力音のみを出力する。

【００３５】一方、アタック時とはピッチが変化してい
る場合、フィルタ部２６の出力は、上述したようにピッ
チの変化に応じてエレクトリックギターの出力音の音色
を加工したものとなる。そして、減算器３６は、アタッ
ク時と現在のピッチとの偏差を出力しており、この偏
差、または、この偏差の絶対値（絶対値回路４０の出
力）に応じて、エレクトリックギターの出力音と、これ
の音色を加工したフィルタ部２６の出力とが、可変抵抗
器４２によって混合され、出力される。

【００３６】なお、切換スイッチ３８と絶対値回路４０
とを設けたのは、通常のチョーキングのようにピッチが
上がる場合だけでなく、アーミングやチョーキングダウ
ンのようにピッチが下がる場合にも対応することができ
るようにするためのもので、アーミングやチョーキング
ダウンの際には、切換スイッチ３８を切り換えて、絶対
値回路４０の出力を可変抵抗器４２の摺動子に供給す
る。

【００３７】なお、この実施例のフィルタ部２６に使用
する櫛形フィルタに供給するパラメータ信号は、第１の
実施例と同様にオフセットを付加したものでもよいし、
第２の実施例と同様に遅延手段等を用いて、結果的にパ
ラメータ信号を遅延させて、櫛形フィルタに供給するよ
うにしてもよい。

【００３８】

【００３９】

【発明の効果】第１の発明によれば、パラメータ発生手
段に遅延手段を設けることにより、ピッチの変化と櫛形
フィルタの周波数特性の変化とに時間差を持たしてある
ので、櫛形フィルタを通過する入力楽音信号の高調波成
分の量が変化し、音色や音量を調整することができ、ピ
ッチの変化を伴う奏法を行ったとき、音色や音量を調整
することができる。

【００４０】第２の発明によれば、パラメータ発生手段
にフィルタ手段を設けることにより、特にフィルタ手段
としてローパスフィルタを用いた場合、ピッチの変化と
櫛形フィルタの周波数特性の変化とに時間差を生じ、櫛
形フィルタを通過する入力楽音信号の高調波成分の量が
変化し、音色や音量を調整することができる。また、他
のフィルタ手段を用いた場合には、遅延手段やローパス
フィルタを用いた場合のような、ピッチの変化と櫛形フ
ィルタの周波数特性の変化とが、時間的に変化するのと
は異なった差が生じ、遅延手段やローパスフィルタとは
異なった効果が得られる。

【００４１】第３の発明によれば、入力楽音信号の立ち
上がり時のピッチに基づいて櫛形フィルタ手段の周波数
特性が設定されているので、入力楽音信号のピッチが変
化すると、入力楽音信号と櫛形フィルタ手段のピーク周
波数の基本周波数との間にずれが生じて、音色の加工が
行われる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による楽音加工装置の第１の実施例のブ
ロック図である。

【図２】同第１の実施例の各部の波形図である。

【図３】同第２の実施例のブロック図である。

【図４】同第２の実施例の各部の波形図である。

【図５】同第３の実施例のブロック図である。

【符号の説明】

１０ 櫛形フィルタ ２０ 演算部（パラメータ発生手段） ２２ ピッチ検出部 ２６ 遅延部 ２８ アタック時のピッチレジスタ（ホールド手段） ３０ アタック検出部（立ち上がり検出手段）

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力楽音信号のピッチを検出し、ピッチ
   データを得るピッチ検出手段と、 上記入力楽音信号を入力し、その音色形成を行う櫛形フ
   ィルタ手段と、 上記ピッチデータを入力し、これを上記櫛形フィルタ手
   段の周波数特性を設定するパラメータに変換するパラメ
   ータ発生手段と、 を、具備し、 上記パラメータ発生手段は、上記ピッチデータまたは上
   記パラメータを遅延させる遅延手段を有することを特徴
   とする楽音加工装置。
2. 【請求項２】 入力楽音信号のピッチを検出し、ピッチ
   データを得るピッチ検出手段と、 上記入力楽音信号を入力し、その音色形成を行う櫛形フ
   ィルタ手段と、 上記ピッチデータを入力し、これを上記櫛形フィルタ手
   段の周波数特性を設定するパラメータに変換するパラメ
   ータ発生手段と、 を、具備し、 上記パラメータ発生手段は、上記ピッチデータまたは上
   記パラメータをフィルタリング処理するフィルタ手段を
   含むことを特徴とする楽音加工装置。
3. 【請求項３】 入力楽音信号の立ち上がりを検出する立
   ち上がり検出手段と、 上記入力楽音信号のピッチを検出し、ピッチデータを得
   るピッチ検出手段と、 上記入力楽音信号を入力し、その音色形成を行う櫛形フ
   ィルタ手段と、 上記ピッチデータを入力し、これを上記櫛形フィルタ手
   段の周波数特性を設定するパラメータに変換するパラメ
   ータ発生手段と、 を、具備し、 上記パラメータ発生手段は、上記ピッチデータまたは上
   記パラメータを上記立ち上がり検出手段が検出した上記
   入力楽音信号の立ち上がりでホールドするホールド手段
   を設けたことを特徴とする楽音加工装置。