JP4213856B2

JP4213856B2 - エンベロープ検出装置

Info

Publication number: JP4213856B2
Application number: JP2000299157A
Authority: JP
Inventors: 康宏福田
Original assignee: Roland Corp
Current assignee: Roland Corp
Priority date: 2000-09-29
Filing date: 2000-09-29
Publication date: 2009-01-21
Anticipated expiration: 2020-09-29
Also published as: JP2002108337A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、楽音信号のエンベロープを検出するエンベロープ検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、エレクトリックギターやエレクトリックベースギターなどから出力される楽音信号の、エンベロープを検出するエンベロープ検出装置が知られている。エンベロープは、楽音信号の特徴を包絡線で表わしたものであり、楽音信号に含まれる高調波成分を抑制してエンベロープを検出する場合、エンベロープ検出装置には、入力された楽音信号に含まれる高調波成分を抑制するためのローパスフィルタが備えられる。従って、立ち上りの急な楽音信号を上記エンベロープ検出装置に入力すると、ローパスフィルタによって楽音信号の立ち上りが急な部分は高調波成分と共にカットされるため、最初の立ち上りがなまった、即ち立ち上がりが遅れたエンベロープが検出される。
【０００３】
エレクトリックギターやエレクトリックベースギターなどからの楽音に効果を付与する効果装置では、エレクトリックギターやエレクトリックベースギターなどの楽音信号の特性を表わすエンベロープが検出され、その検出したエンベロープに基づいて楽音信号に効果が付与される。しかし、検出されたエンベロープが、上記のように、最初の立ち上りがなまった、即ち立ち上がりが遅れたエンベロープとして検出されると、立ち上りの急な楽音信号に効果がついて行けず、エレクトリックギターやエレクトリックベースギターの演奏者は、演奏と効果との間にずれを感じることとなる。
【０００４】
そこで、最初の立ち上りが急な楽音信号に比し、遅れの小さいエンベロープを検出できるような、エンベロープ検出装置が提案されている。例えば楽音信号の立ち上りの部分だけ、ローパスフィルタの時定数を小さくする制御を行うエンベロープ検出装置等である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した、楽音信号の立ち上りの部分だけについてローパスフィルタの時定数を小さくするエンベロープ検出装置は、立ち上りの急な楽音信号に比し、遅れの小さいエンベロープを検出することができるものの、装置が複雑であるという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑み、立ち上りの急な楽音信号に比し、遅れの小さいエンベロープを検出することができ、かつ構成が簡単なエンベロープ検出装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【発明を解決する手段】
上記目的を達成するための本発明のエンベロープ検出装置は、
楽音信号を入力する入力部と、
上記入力部から入力された楽音信号の立ち上りのタイミングを検出する立ち上り検出部と、
上記入力部から入力された楽音信号のエンベロープを表わすエンベロープ波形を生成するエンベロープ生成部と、
上記立ち上り検出部で楽音信号の立ち上りが検出されたことを受けて、上記エンベロープ生成部で生成されるエンベロープ波形よりも急峻に立ち上るアタック波形を生成するアタック生成部と、
上記アタック生成部で生成されたアタック波形と上記エンベロ―プ生成部で生成されたエンベロープ波形とを合成して新たなエンベロープ波形を生成する波形合成部とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
本発明のエンベロープ検出装置は、上記構成により、立ち上り部分は立ち上りの速いアタック波形を、その他の部分はその楽音信号の特性を受け継いだ、従来のエンベロープ検出装置によるエンベロープ検出方法と同じ方法で検出したエンベロープ波形を、主に合成することで、入力された楽音信号に比し、遅れの少ないエンベロープを検出することができる。
【０００９】
ここで、上記立ち上り検出部は、上記入力部から入力された楽音信号の立ち上りのタイミングと共に立ち上りの急峻さを検出するものであって、上記アタック生成部は、上記立ち上り検出部で検出された、楽音信号の急峻さに応じたアタック波形を生成するものであることが好ましい。
【００１０】
上記アタック生成部で生成されるアタック波形波は、楽音信号の急峻さに応じたレベルのアタック波形を生成するものであることが好ましい。
【００１１】
このように、主にエンベロープの立ち上り部分を支配するアタック波形を、入力される楽音信号の立ち上りの急峻さに応じて生成することによって、入力された楽音信号に比し、立ち上りに遅れが少なく、かつ立ち上りの部分についても楽音にさらに忠実なエンベロープを検出することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００１３】
図１は、本発明の一実施形態のエンベロープ検出装置が適用された「ピッキングワウ」効果装置の要部ブロック図である。
【００１４】
この図１に示す「ピッキングワウ」効果装置のＡＤコンバータ１には図示しないエレクトリックギターもしくはエレクトリックベースギターが接続され、ＤＡコンバータ５０には図示しない楽音出力装置、例えばアンプおよびスピーカなどが接続される。
【００１５】
「ピッキングワウ」とは、入力された楽音信号を帯域中心周波数や周波数帯域幅の制御が可能なバンドパスフィルタに入力し、入力された楽音信号がそのバンドパスフィルタを通過する際に、入力された楽音信号自身がもつエンベロープに従って、バンドパスフィルタの帯域中心周波数、又は周波数帯域幅が制御されることにより発生する、「ワウ」と称する効果の一種である。
【００１６】
なお、図１の「ピッキングワウ」効果装置はＣＰＵやＤＳＰ等のソフトウェアで構成されているものであるが、以下は、処理の説明を容易にするためハードウェア的な表現で説明する。
【００１７】
図１に示すピッキングワウ効果装置１００には、エンベロープ検出装置１０が備えられている。
【００１８】
ここではまず、このピッキングワウ効果装置１００における、エンベロープ検出装置１０の働きについて述べる。
【００１９】
エレクトリックギターもしくはエレクトリックベースギターから入力されたアナログ楽音信号は、図１のエンベロープ検出装置１０のＡＤコンバータ１でデジタル楽音信号に変換され、そのデジタル楽音信号は、基本エンベロープ検出部２とトリガ検出部３との双方に入力される。
【００２０】
図２は、図１に示す基本エンベロープ検出部２における入出力波形を示す図である。
【００２１】
この基本エンベロープ検出部２は、従来のエンベロープ検出装置で採用されている、ローパスフィルタで高調波成分を抑制する方式と同じ方式のものであり、高調波成分を抑制するためのローパスフィルタを備えているため、図２（a）に示す、最初の振幅が最大で、時間の経過と共に次第に減衰する振動波形を有する、ＡＤコンバータ１から入力された立ち上りの急な楽音信号は、図２（b）に示す、入力された立ち上りの急な楽音信号に比べ最初の立ち上りがなまっていて、ピークをむかえた後は、楽音信号の減衰に従ってなだらかに減少する、立ち上りが遅れたエンベロープ波形として検出される。
【００２２】
図１のトリガ検出部３では、ＡＤコンバータ１から入力された楽音信号の立ち上りのタイミングが検出され、以下の作用によりパルス波が生成される。
【００２３】
図３は、図１のトリガ検出部３の内部回路のブロック図である。このトリガ検出部３における、入力された楽音信号の立ち上りのタイミングの検出は、この回路において行われる。
【００２４】
この回路は、図１のＡＤコンバータ１から入力される楽音信号を、或るサンプリング間隔で監視する。記憶部１１は前回のサンプリングデータを保持し、新たなサンプリングデータの入力がある度にそれを前回のサンプリングデータとして更新し保持する。
【００２５】
図３において、今回のサンプリングデータが記憶部１１と減算部１２に入力されると記憶部１１に保持されていた前回のサンプリングデータは減算部１２に送られ、減算部１２では今回のサンプリングデータと記憶部１１から送られた前回のサンプリングデータを減算し、差分が算出される。なお、差分が負の場合は、その値を正の値に変換する絶対値処理も含んでいる。また、今回のサンプリングデータは次回にとっての前回のサンプリングデータとして記憶部１１に保持される。しきい値記憶部１３にはしきい値が設定されており、減算部１２で算出された差分と、しきい値記憶部１３に設定してあるしきい値とが比較部１４で比較され、差分がしきい値より大きい場合に、比較部１４はパルス生成部１５にパルス波生成の指示を出し、それを受けてパルス生成部１５がパルス波を生成する。
【００２６】
図４は、図３に示すトリガ検出部３における、入出力波形を示す図である。
【００２７】
このうち図４（a）は、図２（a）と同一の、入力された楽音信号の減衰振動波形を示す図であり、図４（b）は、図３のトリガ検出部３の回路の比較部１４からの指示により、パルス生成部１５において生成された楽音信号の発音とほぼ同時に立ち上がるパルス波を示す図である。
【００２８】
図５は、図１のアタック波形信号生成部４における入出力波形を示す図である。
【００２９】
図３のトリガ検出部３のパルス生成部１５において生成された、図５（a）に示す、図４（b）と同一のパルス波は、図１のアタック波形信号生成部４に送られ、図５（b）に示すアタック波形が生成される。
【００３０】
このアタック波形は、図２（b）に示す図１の基本エンベロープ検出部２で検出されたエンベロープ波形の立ち上りに比べ、急速に立ち上がり、ピークをむかえた後すみやかに立ち下がる波形である。
【００３１】
図６は、図１に示すアタック波形信号・基本エンベロープ信号合成部５における、入出力波形を示す図である。
【００３２】
図１のアタック波形信号・基本エンベロープ信号合成部５において、図６（a）に示す、図５（b）と同一の、急速に立ち上がりピークをむかえた後すみやかに立ち下がるアタック波形と、図６（b）に示す、図２（b）と同一の最初の立ち上りがなまっていて、ピーク以降の波形はその楽音信号の減衰に伴い忠実に減少するエンベロープ波形とが、全域に渡って加算され、図６（c）に示す、立ち上りが急で、その立ち上り以降も入力楽音信号に忠実な、新たなエンベロープ波形が生成される。
【００３３】
以上が、図１のエンベロープ検出装置１０における、入力された楽音信号の処理である。
【００３４】
上記エンベロープ検出装置１０で得られた、この新たなエンベロープ波形は、図１の周波数制御部３０とＱ制御部４０との双方に入力される。
【００３５】
また、図１のＡＤコンバータ１から入力された楽音信号は、前述したように、エンベロープ検出装置１０の基本エンベロープ検出部２とトリガ検出部３とに入力されると共に、直接、図１のバンドパスフィルタ２０にも入力される。
【００３６】
このバンドパスフィルタ２０は、入力される楽音信号とは別に入力される制御信号に従ってこのバンドパスフィルタ２０の帯域中心周波数、及び周波数帯域幅を変化させる機能を持つ。
【００３７】
このピッキングワウ効果装置１００では、図１の周波数制御部３０、Ｑ制御部４０がこのバンドパスフィルタ２０の帯域中心周波数、及び周波数帯域幅を制御しており、このバンドパスフィルタ２０の帯域中心周波数、及び周波数帯域幅は、図１の周波数制御部３０とＱ制御部４０とに入力されたエンベロープ波形にしたがって制御されることとなる。
【００３８】
上記制御により、バンドパスフィルタを通過した楽音信号は、図１のＤＡコンバータ５０に入力され、そのＤＡコンバータ５０において、アナログデータに再変換された後、図示しない出力装置から楽音となって出力される。
【００３９】
この立ち上りが急で、入力された楽音信号に忠実な新たなエンベロープ波形の利用により、演奏と効果との間の時間的ズレが少なくなり、演奏者にとっても演奏感が改善される。
【００４０】
さらに、図３のトリガ検出部３における、入力された楽音信号の立ち上りのタイミングを検出する機能に、入力された楽音信号の立ち上りの急峻さに応じた高さのパルス波を生成する機能を付加することによって、さらに演奏感を充実させることも可能である。
【００４１】
これを実現するにあたっては、図３に示すトリガ検出部３の比較部１４に代えて、減算部１２からの出力としきい値記憶部１３からのしきい値との差分を出力する減算部を備え、比較部１４に代えて配置された減算部からの出力信号に応じた高さのパルス波を生成することができる、図３のパルス生成部１５に代わる、パルス生成部を備える。
【００４２】
回路を上記のように変更した場合、比較部１４に代えて配置された減算部において、減算部１２で算出された差分からしきい値記憶部１３からのしきい値を減算することにより算出された差分を表わす信号が生成され、その信号が、図３のパルス生成部１５に代わって備えられたパルス生成部に送られ、その信号に応じた高さのパルス波が生成される。
【００４３】
図３のパルス生成部１５に代えて備えられたパルス生成部によって生成された出力信号に応じた高さを持つパルス波は、図１のアタック波形信号生成部４に送られ、入力された楽音の立ち上りの急峻さに応じた高さまで急速に立ち上がり、ピークをむかえた後すみやかに立ち下がるアタック波形に生成される。このアタック波形と、最初の立ち上りがなまっていて、ピークをむかえた後、楽音信号の減衰に従ってなだらかに減少する、ピーク後はその楽音信号に忠実なエンベロープ波形とが、全域に渡って加算されると、立ち上りに遅れが少なく、更に楽音信号に忠実な新たなエンベロープ波形が生成される。
【００４４】
したがって、このようなエンベロープ波形を生成すると、実際の演奏においては、演奏との間にズレを感じさせない効果を付与することに加え、演奏の強弱に対し一層忠実な、効果の強弱を得ることができる。
【００４５】
尚、上記の実施形態においては、図１のアタック波形信号生成部４で生成されたアタック波形と基本エンベロープ検出部２で生成されたエンベロープ波形はアタック波形信号・基本エンベロープ信号合成部５において、全域に渡って加算されたが、図７で示すように、立ち上りの部分は、図７（a）に示す、アタック波形である図６（a）の立ち上りの急峻な部分のみを選択し、立ち上り以外の部分については、図７（b）に示す、図１のエンベロープ検出部２で検出されたエンベロープ波形である図６（b）の立ち上り以外の部分を選択することで、図７（c）に示す、新たなエンベロープ波形を合成してもよい。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明のエンベロープ検出装置によれば、簡単な構成で立ち上りの急な楽音信号に比し、遅れがなく、楽音信号に忠実なエンベロープを検出できる。
【００４７】
また、立ち上りに遅れのない新たなエンベロープ波形が得られるので、楽器の演奏に忠実でズレがない「ワウ」効果などの効果装置の効果の制御に適したエンベロープを検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態のエンベロープ検出装置が適用された、「ピッキングワウ」効果装置の一実施形態の概要を示す図である。
【図２】入力されたデジタル楽音信号、及び検出されたエンベロープ波形を示す図である。
【図３】トリガ検出部の中の回路を表わすブロック図である。
【図４】入力されたデジタル楽音信号、及び生成されたパルス波を示す図である。
【図５】生成されたパルス波、及び生成されたアタック波形を示す図である。
【図６】生成されたアタック波形、検出されたエンベロープ波形、及び全域に渡って加算された新たなエンベロープ波形を示す図である。
【図７】図６（a）の立ち上りの部分と図６（b）の立ち上り以外の部分を加算した図である。
【符号の説明】
１ＡＤコンバータ
２基本エンベロープ検出部
３トリガ検出部
４アタック波形信号生成部
５アタック波形信号・基本エンベロープ信号合成部
１０エンベロープ検出装置
１１記憶部
１２減算部
１３しきい値記憶部
１４比較部
１５パルス生成部
２０バンドパスフィルタ
３０周波数制御部
４０Ｑ制御部
５０ＤＡコンバータ

Claims

楽音信号を入力する入力部と、
前記入力部から入力された楽音信号の立ち上りのタイミングを検出する立ち上り検出部と、
前記入力部から入力された楽音信号のエンベロープを表わすエンベロープ波形を生成するエンベロープ生成部と、
前記立上り検出部で楽音信号の立ち上りが検出されたことを受けて、前記エンベロープ生成部で生成されるエンベロープ波形よりも急峻に立ち上るアタック波形を生成するアタック生成部と、
前記アタック生成部で生成されたアタック波形と前記エンベロ―プ生成部で生成されたエンベロープ波形とを合成して新たなエンベロープ波形を生成する波形合成部とを備えたことを特徴とするエンベロープ検出装置。
前記立ち上り検出部は、前記入力部から入力された楽音信号の立ち上りのタイミングとともに該立ち上りの急峻さを検出するものであって、前記アタック生成部は、前記立ち上り検出部で検出された、楽音信号の急峻さに応じたレベルのアタック波形を生成するものであることを特徴とする請求項１記載のエンベロープ検出装置。