JP4534883B2 - 楽音制御装置および楽音制御処理のプログラム - Google Patents
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Description
図1は、実施形態における電子鍵盤楽器の構成を示すブロック図である。CPU1は、システムバスを介して、鍵盤2、スイッチ部3、ROM4、RAM5、表示部6、A/D変換器8、楽音生成部9に接続されており、これら各部との間で指令およびデータを授受して、この電子鍵盤楽器全体を制御する。さらに、A/D変換器8には、複数種類の音源の信号波形を入力するサウンド入力システム7が接続されている。また、楽音生成部9には、D/A変換器10が接続され、D/A変換器10には増幅器やスピーカ(図示せず)を有するサウンド出力システム11が接続されている。
sp 分離実行フラグ(0:分離しない、1:分離する)
pa 分離ポイントの傾き補正パラメータ1
pb 分離ポイントの傾き補正パラメータ2
level 分離ポイントのレベル調整パラメータ
ml ユーザ演奏強度反映フラグ(0:反映しない、1:反映する)
vbias 分離ポイントの直線特性を変動的に補正する変動補正パラメータ
fbias 分離ポイントの直線特性を固定的に補正する固定補正パラメータ
db 分離方法フラグ(0:ドラム・ベース音以外の音を残す、1:ドラム・ベース音を残す)
fp スペクトルのパワー修正処理の範囲の分岐を設定する周波数ポイント
mean 移動平均実行フラグ(0:実行しない、1:実行する)
ratio 移動平均動作パラメータ
(以上は、ユーザによって設定される。)
kamp ユーザ演奏強度
dmax FFT分析による振幅最大値
re[0]・・・・re[Len-1] FFT分析の実部格納領域
im[0] ・・・・im[Len-1] FFT分析の虚部格納領域
d[0] ・・・・d[Len-1] re[ ],im[ ]から計算される振幅格納領域
pole[0] ・・・・pole[Len-1] 極小フラグ(0:極小でない、1:極小である)
bias[0] ・・・・bias[Len-1] 分離ポイント値の格納領域
図3はメインルーチンのフローチャートである。初期処理(ステップSA1)の後、スイッチ処理(ステップSA2)、鍵盤処理(ステップSA3)、表示処理(ステップSA4)、その他の処理(ステップSA5)を繰り返す。
a=(d[s]-d[n])/(s-n)
b=d[s]-a×s
また、次の極小ポイントの周波数チャンネルsまでの周波数チャンネルを指定する変数kの値にnの値をセットする(ステップSF9)。
c=a×k+b
bias[k]=c×(pa×k+pb)+(d[k]-c)×lv+vbias×dmax/100+fbias
この他、この演算式においては、傾き補正パラメータpaおよびpbの値を用いた周波数に依存した補正(pa×k+pb)、変動補正パラメータvbiasの値を用いたスペクトル振幅最大値に依存した補正(vbias×dmax/100)、および周波数やスペクトル振幅最大値には依存しない固定補正パラメータfbiasの値による補正が行われ、分離ポイントbias[k]が算出される。各パラメータpa、pb、vbias、fbiasは、例えば前述のスイッチ処理(図4)のステップSB5において、ユーザにより適切な値が設定される。
md=md×ratio+bias[n]×(1-ratio)
この演算で算出したmdの値をbias[n]およびbias[Len-n-1]にストアし、nの値をデクリメントする。すなわち、最初の中央の周波数チャンネルから両端の周波数チャンネルに向けて移動平均を算出する。そして、デクリメントしたnの値が0より小さいか否かを判別し(ステップSH4)、nの値が0以上である場合には、ステップSH3の移動平均の演算処理を繰り返す。nの値が0より小さくなって、スペクトル全体に対する移動平均を算出したときは、図6のインタラプト処理に戻る。
re[n]=re[n]×bias[n]/d[n]
im[n]=im[n]×bias[n]/d[n]
re[n]=re[n]×(d[n]-bias[n])/d[n]
im[n]=im[n]×(d[n]-bias[n])/d[n]
ステップSG5においてnがfp以下である場合には、低域を除去するために実部re[n]および虚部im[n]をともに0に設定する(ステップSG7)。
一方、分岐の周波数ポイントfp以下の低域の周波数範囲については、図10(B)に示すように、図10(A)のスペクトルがそのまま残る。すなわち分岐の周波数ポイントfpをベース音の中心的な周波数帯域の上限の周波数ポイントに設定することにより、ベースの音源の信号波形で主要な低域の周波数成分が損なわれることなく抽出される。
したがって、複数種類の音源の信号波形からドラムの音源の非周期的な信号波形およびベースの音源の信号波形を抽出することができる。
ただし、非周期的な音源としてはドラムの音源に限定されない。例えば、タンバリン、トライアングル、カスタネット、鐘などのリズムセクションの非周期的な音源にも適用できることは言うまでもない。
したがって、複数種類の音源が混在する信号波形の中から、メロディやコードなどの周期的な音源とドラム、パーカッションなどのリズムセクションの非周期的な音源やベースの音源とを分離して、新たな楽音発生に利用することができる。
また、CPU1は、算出した分離ポイントに対して算術平均処理を行うので、簡易な手法で分離ポイントの調整を行うことができる。
また、CPU1は、設定されている周波数ポイントに基づいて周期的成分を有する信号波形と非周期的成分を有する信号波形とを分離する周波数範囲を決定するので、ドラム、パーカッションなどのリズムセクションに加え、ベースの低域の信号波形のスペクトルを容易に抽出又は除去を行うことができる。
さらに、CPU1は、所定のパラメータに基づいて、スペクトルにおける隣接する極小点の間を直線および曲線の少なくとも一方で補間して分離ポイントを算出するので、信号波形の周期的成分と非周期的成分との分離の度合いについて調整することができる。さらに、CPU1は、所定のパラメータを演奏強度に応じて補正するので、演奏強度が高い(演奏を活発に行っている)場合はドラム・ベース音が分離・抽出された楽音を発生させる一方、演奏強度が低い(演奏が行われていない)場合はドラム・ベース音の分離・抽出が行われない楽音を発生させることが可能になるため、ユーザが特別なスイッチ操作等を行わずに分離態様を変更させることができる。
入力された信号波形のスペクトルを分析するステップAと、前記ステップAによって分析されたスペクトルの振幅の極小点を検出するステップBと、前記ステップBによって検出された極小点に基づいてスペクトルの分離ポイントを算出し、周期的成分を有する信号波形と非周期的成分を有する信号波形とを当該分離ポイントによって分離するステップCと、をコンピュータに実行させる。
2 鍵盤
3 スイッチ部
4 ROM
5 RAM
6 表示部
7 サウンド入力システム
8 A/D変換器
9 楽音生成部
10 D/A変換器
11 サウンド出力システム
Claims (6)
- 演奏操作により得られるベロシティに基づいて、演奏強度を算出する演奏強度算出手段と、
入力された信号波形のスペクトルを分析する分析手段と、
前記分析手段によって分析されたスペクトルの振幅における複数の極小点を検出する検出手段と、
この検出手段により検出された複数の極小点のうち、隣接する極小点間を線形補間して得られる線分上の位置及び前記演奏強度算出手段により算出された演奏強度に基づいて前記スペクトルの各振幅を分離する分離ポイントを算出する分離ポイント算出手段と、
この分離ポイント算出手段により算出された分離ポイントに基づいて、前記入力された信号波形を、周期的成分を有する信号波形と非周期的成分を有する信号波形とに分離する分離手段と、
を備えた楽音制御装置。 - 前記分離手段は、前記分離ポイント算出手段により算出された分離ポイントに対して算術平均処理を行う平均処理手段を含み、当該算術平均処理を行なった分離ポイントにより、前記入力された信号波形を、周期的成分を有する信号波形と非周期的成分を有する信号波形とに分離することを特徴とする請求項1に記載の楽音制御装置。
- 前記分離手段は、前記スペクトル上において、予め設定された周波数範囲に含まれる前記スペクトルのみ、前記分離ポイントに基づいて、前記入力された信号波形を、周期的成分を有する信号波形と非周期的成分を有する信号波形とに分離することを特徴とする請求項1に記載の楽音制御装置。
- 演奏操作により得られるベロシティに基づいて、演奏強度を算出する演奏強度算出ステップと、
入力された信号波形のスペクトルを分析する分析ステップと、
前記分析されたスペクトルの振幅における複数の極小点を検出する検出ステップと、
この検出された複数の極小点のうち、隣接する極小点間を線形補間して得られる線分上の位置及び前記算出された演奏強度に基づいて前記スペクトルの各振幅を分離する分離ポイントを算出する分離ポイント算出ステップと、
この算出された分離ポイントに基づいて、前記入力された信号波形を、周期的成分を有する信号波形と非周期的成分を有する信号波形とに分離する分離ステップと、
をコンピュータに実行させる楽音制御処理のプログラム。 - 前記分離ステップは、前記算出された分離ポイントに対して算術平均処理を行う平均処理ステップを含み、当該算術平均処理を行なった分離ポイントに基づき、前記入力された信号波形を、周期的成分を有する信号波形と非周期的成分を有する信号波形とに分離することを特徴とする請求項4に記載の楽音制御処理のプログラム。
- 前記分離ステップは、前記スペクトル上において、予め設定された周波数範囲に含まれる前記スペクトルのみ、前記分離ポイントに基づいて、前記入力された信号波形を、周期的成分を有する信号波形と非周期的成分を有する信号波形とに分離することを特徴とする請求項4に記載の楽音制御処理のプログラム。
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