JP7475988B2 - 効果装置および効果処理プログラム - Google Patents

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Description

本発明は、効果装置および効果処理プログラムに関するものである。
特許文献１には、入力された楽音信号を１オクターブ低い音高の楽音信号に変換し、入力された楽音信号と加算して出力する効果装置が開示されている。演奏者は、かかる効果装置に１の音高の楽音信号を入力するだけで、その楽音信号を１オクターブ低い音高の楽音信号と入力された元の楽音信号とによる１オクターブを隔てた２の音高の音を容易に出力できる。
特開２００５－３７７６０号公報（例えば、段落００２０－００２３、図２）
特許文献１の効果装置に和音による楽音信号を入力すると、和音を構成する各音は１オクターブ低い音高とした楽音信号に変換される。ここで特許文献１の効果装置では、入力された楽音信号に含まれる音の高低に依らず、一律に入力された楽音信号を１オクターブ低い音高の楽音信号に変換する。
従って、１オクターブ低下させた楽音信号による和音のうち低い音の音高は、入力された楽音信号による和音のいずれにも重複しない一方で、１オクターブ低下させた楽音信号による和音のうち高い音の音高は、入力された楽音信号による和音のいずれかと重複することがある。かかる場合に、入力された楽音信号と１オクターブ低下させた楽音信号とを加算すると、同一の音高の音が２種類混合されることになり、その音高の音が滲んでしまうという問題点があった。
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、入力された楽音信号における低い音による楽音信号を抽出し、所定の音響効果を付加できる効果装置および効果処理プログラムを提供することを目的としている。
この目的を達成するために本発明の効果装置は、楽音信号を入力する入力手段と、その入力手段で入力された楽音信号を所定の周波数帯域毎に通過させる通過手段と、その通過手段で通過させた周波数帯域毎の楽音信号の出力レベルを検出するレベル検出手段と、前記通過手段で通過させた周波数帯域毎に、その周波数帯域よりも低い周波数帯域の前記レベル検出手段で検出された出力レベルの総和である個別総和を算出する個別総和算出手段と、その個別総和算出手段で算出された周波数帯域毎の個別総和の中で、個別総和が所定値より小さい周波数帯域に該当する楽音信号を前記通過手段で通過させた周波数帯域毎の楽音信号の中から抽出することで、前記入力手段で入力された楽音信号における低い音の楽音信号を抽出する抽出手段と、その抽出手段で抽出された楽音信号に、その楽音信号を１オクターブ低い音高とした楽音信号に変換する音響効果を付加して出力する付加手段とを備えている。
また本発明の効果処理プログラムは、コンピュータに、入力された楽音信号に所定の音響効果を適用する効果処理を実行させるプログラムであって、楽音信号を入力する入力ステップと、その入力ステップで入力された楽音信号を所定の周波数帯域毎に通過させる通過ステップと、その通過ステップで通過させた周波数帯域毎の楽音信号の出力レベルを検出するレベル検出ステップと、前記通過ステップで通過させた周波数帯域毎に、その周波数帯域よりも低い周波数帯域の前記レベル検出ステップで検出された出力レベルの総和である個別総和を算出する個別総和算出ステップと、その個別総和算出ステップで算出された周波数帯域毎の個別総和の中で、個別総和が所定値より小さい周波数帯域に該当する楽音信号を前記通過ステップで通過させた周波数帯域毎の楽音信号の中から抽出することで、前記入力ステップで入力された楽音信号における低い音の楽音信号を抽出する抽出ステップと、その抽出ステップで抽出された楽音信号に、その楽音信号を１オクターブ低い音高とした楽音信号に変換する音響効果を付加して出力する付加ステップと、を前記コンピュータに実行させる。
（ａ）は、効果装置の使用形態を表す図であり、（ｂ）は、効果装置の上面図である。 効果装置の機能ブロック図である。 効果装置の電気的構成を示すブロック図である。 ＤＳＰの機能ブロック図である。 総和レベル比と出力係数との関係を表すグラフである。 （ａ）は、効果装置に入力される楽音信号の周波数スペクトルを表す図であり、（ｂ）は、効果装置から出力される楽音信号の周波数スペクトルを表す図である。 変形例におけるＤＳＰの機能ブロック図である。 別の変形例におけるＤＳＰの機能ブロック図である。 変形例におけるメイン処理のフローチャートである。 変形例における総和レベル比算出処理のフローチャートである。
以下、好ましい実施例について、添付図面を参照して説明する。図１を参照して、本実施形態の効果装置１の概要を説明する。図１（ａ）は、効果装置１の使用形態を表す図であり、図１（ｂ）は、効果装置１の上面図である。効果装置１は、エレキギターＧやエレキベース等の電気楽器から入力された楽音信号Ｓｉｎ（図４参照）と、その入力された楽音信号Ｓｉｎの音高を１オクターブ低下させる音響効果を付加した楽音信号とを加算した楽音信号である楽音信号Ｓｏｕｔ（図４参照）を出力する装置（エフェクタ）である。以下、楽音信号Ｓｉｎに１オクターブ低下させる音響効果を付加することを「オクターブ処理」という。
効果装置１には、エレキギターＧやエレキベース等の電気楽器が接続され該電気楽器からの楽音信号Ｓｉｎが入力される入力端子２と、その入力端子２から入力された楽音信号Ｓｉｎにオクターブ処理を付加した楽音信号Ｓｏｕｔが出力される出力端子３と、ペダルスイッチ４と、出力端子３から出力される楽音信号Ｓｏｕｔの出力レベル等が設定される操作子５と、入力端子２に接続された電気楽器の種類を選択する切替スイッチ６とが設けられる。
ペダルスイッチ４は、入力端子２から入力された楽音信号Ｓｉｎに音響効果を付加する／付加しないを切り替えるスイッチである。演奏者Ｈの足で踏まれる等してペダルスイッチ４が押し込まれた場合に、楽音信号Ｓｉｎにオクターブ処理が付加され、演奏者Ｈがペダルスイッチ４から離す等してペダルスイッチ４への押し込みが解除された場合に、楽音信号Ｓｉｎへのオクターブ処理の付加が停止される。
本実施形態の効果装置１では、入力された楽音信号Ｓｉｎにおける音高毎の楽音信号にオクターブ処理が付加され、オクターブ処理が付加された楽音信号のうち、低い音高の楽音信号の出力レベルが高く設定され、高い音高の楽音信号の出力レベルが低く設定される。これによってオクターブ処理が付加された楽音信号のうち低い音高の楽音信号が抽出され、抽出された楽音信号と、入力された楽音信号Ｓｉｎと加算され、楽音信号Ｓｏｕｔとして出力される。出力された楽音信号Ｓｏｕｔは、スピーカＳに出力されて楽音として出力（放音）される他、ディレイ等の他の音響処理を行う他の効果処理に出力される。
この際、エレキギターＧ等のコード演奏によって和音による楽音信号Ｓｉｎが入力端子２に入力された場合、その入力された和音による楽音信号Ｓｉｎと、その楽音信号Ｓｉｎにおける低い音高に該当する楽音信号にオクターブ処理した楽音信号とが、加算されて出力される。従って、オクターブ処理された楽音信号による音と入力された楽音信号Ｓｉｎによる和音とに、同一の音高の音が含まれるのを抑制できる。
これにより、出力端子３から出力される楽音信号Ｓｏｕｔによる楽音は、入力端子２に入力された楽音信号Ｓｉｎによる和音と、その楽音信号Ｓｉｎをオクターブ処理した楽音信号による和音とが加算（混合）されながらも、滲みや歪みが抑制された音とすることができる。
次に図２を参照して、効果装置１の機能を説明する。図２は、効果装置１の機能ブロック図である。図２に示すように、効果装置１は、入力手段２００と、通過手段２１０と、レベル検出手段２２０と、個別総和算出手段２３０と、抽出手段２４０と、付加手段２５０とを有する。
入力手段２００は、楽音信号を入力する手段であり、入力端子２と図３で後述のＡＤＣ１１とで実現される。通過手段２１０は、入力手段２００で入力された楽音信号を所定の周波数帯域毎に通過させる手段であり、図３，４で後述のＤＳＰ１０で実現される。レベル検出手段２２０は、通過手段２１０で通過させた周波数帯域毎の楽音信号の出力レベルを検出する手段であり、ＤＳＰ１０で実現される。個別総和算出手段２３０は、通過手段２１０で通過させた周波数帯域毎に、その周波数帯域よりも低い周波数帯域の出力レベルの総和である個別総和を算出する手段であり、ＤＳＰ１０で実現される。
抽出手段２４０は、個別総和算出手段２３０で算出された周波数帯域毎の個別総和の中で、個別総和が所定値より小さい周波数帯域に該当する楽音信号を通過手段２１０で通過させた周波数帯域毎の楽音信号の中から抽出することで、入力手段２００で入力された楽音信号における低い音の楽音信号を抽出する手段であり、ＤＳＰ１０で実現される。付加手段２５０は、抽出手段２４０で抽出された楽音信号に所定の音響効果を付加して出力する手段であり、ＤＳＰ１０で実現される。
効果装置１においては、入力手段２００で入力された楽音信号の所定の周波数帯域毎の出力レベルが検出され、周波数帯域毎にその周波数帯域よりも低い周波数帯域の出力レベルの総和である個別総和が算出される。かかる周波数帯域毎の個別総和の中で、個別総和が所定値より小さい周波数帯域に該当する楽音信号が抽出され、抽出された楽音信号に所定の音響効果が付加されて出力される。これにより、入力手段２００で入力された楽音信号から低い音による楽音信号を抽出でき、抽出された楽音信号に所定の音響効果を付加することができる。
次に、図３を参照して効果装置１の電気的構成を説明する。図３は、効果装置の電気的構成を示すブロック図である。効果装置１には、楽音信号に関する各種の処理が行われるDigital Signal Processor１０（以下「ＤＳＰ１０」と称す）が設けられる。ＤＳＰ１０内には、図示しないプログラムを記憶するＲＯＭと一時記憶するＲＡＭとが設けられる。
ＤＳＰ１０には、アナログデジタルコンバータ（ＡＤＣ）１１と、デジタルアナログコンバータ（ＤＡＣ）１２と、ＣＰＵ１３と、ＲＯＭ１４と、ＲＡＭ１５と、上記したペダルスイッチ４、操作子５及び切替スイッチ６とが接続される。
ＡＤＣ１１は、上記した入力端子２に接続され、入力端子２を介してエレキギターＧ等の電気楽器から入力された電気信号（アナログ信号）である楽音信号Ｓｉｎを、デジタル信号（例えば１６ビット）に変換する装置である。ＡＤＣ１１で変換された楽音信号ＳｉｎはＤＳＰ１０に入力される。ＤＡＣ１２は、上記した出力端子３に接続され、ＤＳＰ１０から出力された楽音信号Ｓｏｕｔを電気信号（アナログ信号）に変換する装置である。ＡＤＣ１１で電気信号に変換された楽音信号Ｓｏｕｔは、出力端子３を介してスピーカＳや、他の効果装置に出力される。
ＣＰＵ１３は、接続された各部を制御する演算装置である。ＲＯＭ１４は、ＣＰＵ２０により実行されるプログラムや固定値データ等を格納した書き換え不可能な不揮発性の記憶装置であり、ＲＡＭ１５は、ＣＰＵ１３がプログラムの実行時に各種のワークデータやフラグ等を書き換え可能に記憶するメモリである。
次に図４～６を参照して、ＤＳＰ１０の処理を説明する。図４は、ＤＳＰ１０の機能ブロック図である。ＡＤＣ１１からＤＳＰに入力された楽音信号Ｓｉｎは、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１０ａ１～１０ａ３３にそれぞれ入力される。ＢＰＦ１０ａ１～１０ａ３３は、所定の周波数帯域の楽音信号を通過させるフィルタである。以下、ＢＰＦ１０ａ１～１０ａ３３を通過した楽音信号のことを、それぞれ「通過楽音信号Ｓ１～Ｓ３３」という。
本実施形態において、ＢＰＦ１０ａ１は、中心周波数が５５Ｈｚ（Ａ１）に設定され、その前後それぞれ１半音分に該当する周波数帯域、即ち５１．９Ｈｚ（Ｇ＃１）～５８．３Ｈｚ（Ａ＃１）が通過帯域に設定される。これによりＢＰＦ１０ａ１では、ＡＤＣ１１から入力された楽音信号のうち、５１．９Ｈｚ（Ｇ＃１）～５８．３Ｈｚ（Ａ＃１）の周波数帯域の楽音信号が通過楽音信号Ｓ１として出力される。
同様に、ＢＰＦ１０ａ２は、中心周波数が６１．７Ｈｚ（Ｂ１）に設定され、その前後それぞれ１半音分（即ち５８．３Ｈｚ（Ａ＃１）～６５．４Ｈｚ（Ｃ２））が通過帯域に設定され、ＢＰＦ１０ａ３２は、中心周波数が１９７５Ｈｚ（Ｂ６）に設定され、その前後それぞれ１半音分（即ち１８６４．７Ｈｚ（Ａ＃６）～２０９３Ｈｚ（Ｃ７））が通過帯域に設定され、ＢＰＦ１０ａ３３は、中心周波数が２２１７Ｈｚ（Ｃ＃７）に設定され、その前後それぞれ１半音分（即ち２０９３Ｈｚ（Ｃ７）～２３４９．３Ｈｚ（Ｄ７））が通過帯域に設定される。
即ちＢＰＳ１０ａ１～１０ａ３３による通過帯域は、５８．３Ｈｚ（Ａ＃１）～２３４９．３Ｈｚ（Ｄ７）までの間に、切れ目（谷間）がないように設定される。これにより、ＡＤＣ１１から入力された楽音信号Ｓｉｎが所定の音高の音のみで構成された場合だけでなく、エレキギターＧでチョーキング奏法する等して、楽音信号Ｓｉｎが音高と音高との中間の音で構成された場合も、これらの音をＢＰＳ１０ａ１～１０ａ３３による通過楽音信号Ｓ１～Ｓ３３に含むことができる。このような通過楽音信号Ｓ１～Ｓ３３に基づいて、後述のＯｃｔ処理部１０ｂ１～１０ｂ３３によって１オクターブ低下された音が出力されるので、音楽的なバランスを崩すことなく、楽音信号Ｓｉｎを１オクターブ低下させた音に変換できる。
なお、ＢＰＦ１０ａ１～１０ａ３３の中心周波数は、上記した音高毎の周波数に限られず、他の周波数を用いても良い。また通過帯域も中心周波数のそれぞれ前後１半音に該当する周波数帯域に限られず、１半音以上に該当する周波数帯域でも良いし、１半音以下に該当する周波数帯域でも良い。
通過楽音信号Ｓ１～Ｓ３３は、それぞれオクターブ（Ｏｃｔ）処理部１０ｂ１～１０ｂ３３に入力される。Ｏｃｔ処理部１０ｂ１～１０ｂ３３はそれぞれ、入力された楽音信号を１オクターブ低い音高の楽音信号に変換するものである。通過楽音信号Ｓ１～Ｓ３３がＯｃｔ処理部１０ｂ１～１０ｂ３３に入力されることで、それぞれ１オクターブ低い音高の楽音信号であるＯｃｔ楽音信号Ｓｅ１～Ｓｅ３３に変換されて出力される。
本実施形態では、ＡＤＣ１１から入力された楽音信号Ｓｉｎと、Ｏｃｔ楽音信号Ｓｅ１～Ｓｅ３３とを後述の加算器１０ｉで加算することで楽音信号Ｓｏｕｔが生成される。この際、Ｏｃｔ楽音信号Ｓｅ１～Ｓｅ３３の出力レベルをそれらの元となる通過楽音信号Ｓ１～Ｓ３３の出力レベルに応じて調整することで、Ｏｃｔ楽音信号Ｓｅ１～Ｓｅ３３のうちの低い音高の楽音信号が抽出されて加算器１０ｉに入力される。次に、かかるＯｃｔ楽音信号Ｓｅ１～Ｓｅ３３の出力レベルの調整について説明する。
通過楽音信号Ｓ１～Ｓ３３は、Ｏｃｔ処理部１０ｂ１～１０ｂ３３と共に、レベル検出部１０ｃ１～１０ｃ３３にも入力される。レベル検出部１０ｃ１～１０ｃ３３は、入力された通過楽音信号Ｓ１～Ｓ３３の出力レベルであるレベルＬ１～Ｌ３３を検出するものである。
レベル検出部１０ｃ１～１０ｃ３２で検出されたレベルＬ１～Ｌ３２から、個別総和算出部１０ｅ１～１０ｅ３２によって個別総和Ａ１～Ａ３２がそれぞれ算出される。個別総和Ａ１～Ａ３２は、該当する通過楽音信号Ｓ１～Ｓ３２よりも低い周波数帯域（即ち音高）のレベルＬ１～Ｌ３２の総和である。
具体的に、個別総和Ａ１～Ａ３２の取得方式を説明する。まず通過楽音信号Ｓ１は、最低の音高の楽音信号なので、レベル検出部１０ｃ１で検出されたレベルＬ１がそのまま該当する個別総和Ａ１として取得される。通過楽音信号Ｓ２に該当する個別総和Ａ２は、レベルＬ１とレベルＬ２とを加算した値であるので、加算器１０ｄ２でレベルＬ１とレベルＬ２とを加算した値とされる。
通過楽音信号Ｓ３に該当する個別総和Ａ３は、レベルＬ１，Ｌ２，Ｌ３をそれぞれ加算した値なので、レベルＬ１とレベルＬ２とを加算器１０ｄ２で加算された値（即ち個別総和Ａ２）と、レベルＬ３とを加算器１０ｄ３で加算した値とされる。同様に、通過楽音信号Ｓ４～Ｓ３３に該当する個別総和Ａ４～Ａ３２が算出される。これら個別総和Ａ１～Ａ３２が、個別総和算出部１０ｅ１～１０ｅ３２で取得される。
本実施形態では、個別総和Ａ１～Ａ３２に加え、個別総和算出部１０ｅ０によって出力レベル「０．０」による個別総和Ａ０（即ち個別総和Ａ０の値は「０．０」）が取得される。これは、後述の乗算器１０ｈ１～１０ｈ３３によるＯｃｔ楽音信号Ｓｅ１～Ｓｅ３３の出力レベルの調整が、それぞれの周波数帯域よりも低い出力レベルの個別総和に基づいて行われるからである。ここでＯｃｔ楽音信号Ｓｅ２～Ｓｅ３３においては、それぞれの周波数帯域よりも低いレベルＬ１～Ｌ３２が存在するので個別総和Ａ１～Ａ３２は取得できるが、Ｏｃｔ楽音信号Ｓｅ１は、最低の音高であるのでそれよりも周波数帯域の低い出力レベルが存在せず、個別総和が取得できない。そこで本実施形態では、個別総和算出部１０ｅ０によって出力レベル「０．０」による個別総和Ａ０を取得し、個別総和Ａ０をＯｃｔ楽音信号Ｓｅ１の出力レベルの調整に用いる。
これら個別総和Ａ０～Ａ３２と、レベル検出部１０ｃ１～１０ｃ３３で検出されたレベルＬ１～Ｌ３３とが、それぞれ総和レベル比算出部１０ｆ１～１０ｆ３３に入力される。総和レベル比算出部１０ｆ１～１０ｆ３３は、それぞれ個別総和Ａ０～Ａ３２を、レベルＬ１～Ｌ３３で除算した総和レベル比Ｄ１～Ｄ３３を算出するものである。即ち総和レベル比算出部１０ｆ１では、個別総和Ａ０をレベルＬ１で除算した総和レベル比Ｄ１が算出され、同様に、総和レベル比算出部１０ｆ２では、個別総和Ａ１をレベルＬ２で除算した総和レベル比Ｄ２が算出され、総和レベル比算出部１０ｆ３２では、個別総和Ａ３１をレベルＬ３２で除算した総和レベル比Ｄ３２が算出され、総和レベル比算出部１０ｆ３３では、個別総和Ａ３２をレベルＬ３３で除算した総和レベル比Ｄ３３が算出される。
総和レベル比Ｄ１～Ｄ３３は、該当する音高よりも低い音高の個別総和Ａ０～Ａ３２を、該当する音高のレベルＬ１～Ｌ３３で除算した値なので、その値が小さい程、その音高はＡＤＣ１１から入力された楽音信号Ｓｉｎに含まれる音高のうちの低いものとされ、総和レベル比Ｄ１～Ｄ３３が大きい程、その音高は高いものとされる。
また総和レベル比Ｄ１～Ｄ３３は、該当する音高よりも低い音高の個別総和Ａ０～Ａ３２及びレベルＬ１～Ｌ３３に基づくので、該当する音高よりも高い音のレベルＬ１～Ｌ３３及び個別総和Ａ０～Ａ３２には依存しない。例えば、エレキギターＧで６弦のみが発音されている状態において、６弦の音に該当する総和レベル比Ｄ１～Ｄ３３は、１～５弦の音よりも小さくなる。この状態で、６弦よりも音高の高い１弦を６弦と同じレベルＬ１～Ｌ３３で演奏した場合、６弦の音に該当する総和レベル比Ｄ１～Ｄ３３は、新たに発音された１弦の音のレベルＬ１～Ｌ３３及び個別総和Ａ０～Ａ３２に依存して変化しない。
また、１弦の音に該当するレベルＬ１～Ｌ３３は６弦の音と同一である一方、１弦の音に該当する個別総和Ａ０～Ａ３２には、発音している６弦の音に該当するレベルＬ１～Ｌ３３が加算されるので、６弦の音に該当する個別総和Ａ０～Ａ３２よりも大きくなる。これによって１弦の音に該当する総和レベル比Ｄ１～Ｄ３３は、６弦の音よりも大きいままとなる。この際、発音しない２～５弦に該当する総和レベル比Ｄ１～Ｄ３３も、１弦の音に依存して変化しないので、これらも６弦の音に該当する総和レベル比Ｄ１～Ｄ３３よりも大きいままとなる。よって、発音している音の中で最も低い６弦の音に該当する総和レベル比Ｄ１～Ｄ３３が他の音のものよりも小さくなる。従って、低い音を発音中に、それよりも高い音が発音された場合でも、総和レベル比Ｄ１～Ｄ３３の大小の状態を、実際に発音されている音の音高の状態と合致させることができる。
これにより、総和レベル比Ｄ１～Ｄ３３の大小を比較することで、入力された楽音信号Ｓｉｎに含まれる通過楽音信号Ｓ１～Ｓ３３の中から、低い音高の音を正確に特定することができる。
このように総和レベル比算出部１０ｆ１～１０ｆ３３で算出された総和レベル比Ｄ１～Ｄ３３が、それぞれ出力関数１０ｇ１～１０ｇ３３に入力される。出力関数１０ｇ１～１０ｇ３３は、それぞれ入力された総和レベル比Ｄ１～Ｄ３３等に応じて、楽音信号の出力レベルを調整する係数である出力係数を出力するものである。以下、出力関数１０ｇ１から出力される出力係数を出力係数Ｃ１といい、出力関数１０ｇ２～１０ｇ３３から出力される出力係数をそれぞれ出力係数Ｃ２～Ｃ３３という。
出力関数１０ｇ１～１０ｇ３３から出力された出力係数Ｃ１～Ｃ３３を、それぞれＯｃｔ楽音信号Ｓｅ１～Ｓｅ３３の出力レベルに乗じることで、Ｏｃｔ楽音信号Ｓｅ１～Ｓｅ３３の出力レベルが調整される。ここで図５を参照して、出力関数１０ｇ１～１０ｇ３３で取得される出力係数Ｃ１～Ｃ３３を説明する。
図５は、総和レベル比Ｄと出力係数Ｃとの関係を表すグラフである。図５では、総和レベル比Ｄ１～Ｄ３３をまとめて「総和レベル比Ｄ」といい、出力係数Ｃ１～Ｃ３３をまとめて「出力係数Ｃ」という。本実施形態では出力係数Ｃとして、図５に示す通り、総和レベル比Ｄが「０」から「０．７５」の間は、出力係数Ｃに「１．０」が設定される。これによって、総和レベル比Ｄがかかる範囲の場合は、該当するＯｃｔ楽音信号Ｓｅ１～Ｓｅ３３の出力レベルが維持されたまま、図４の加算器１０ｉに出力される。このように出力係数Ｃが「１．０」となる総和レベル比Ｄの範囲のことを「通過域」という。
総和レベル比Ｄが０．７５から１．０の間では、総和レベル比Ｄの大きさに応じて出力係数Ｃが１．０から０に低減される。これによって、総和レベル比Ｄがかかる範囲に該当する場合は、その総和レベル比Ｄの大きさに応じて、該当するＯｃｔ楽音信号Ｓｅ１～Ｓｅ３３の出力レベルが低下されて加算器１０ｉに出力される。このような出力係数Ｃが取得される総和レベル比の範囲のことを「減衰域」という。
そして、総和レベル比Ｄが１．０より大きい場合は、出力係数Ｃに「０」が設定される。これによって、総和レベル比Ｄがかかる範囲に該当する場合は、楽音信号の出力レベルが「０」となり、該当するＯｃｔ楽音信号Ｓｅ１～Ｓｅ３３は加算器１０ｉに出力されない。このような出力係数Ｃが「０．０」となる総和レベル比の範囲を「阻止域」という。
総和レベル比Ｄが通過域および減衰域である０．０～１．０の場合は、該当する個別総和Ａ０～Ａ３２が、該当するレベルＬ１～Ｌ３３の１音分の出力レベル未満であり、それよりも低い音高のＯｃｔ楽音信号Ｓｅ１～Ｓｅ３３の中から、低い音高の音が十分に抽出されていない場合である。このような場合に、該当するＯｃｔ楽音信号Ｓｅ１～Ｓｅ３３の出力レベルをそのまま又は減衰された状態で加算器１０ｉに出力することで、Ｏｃｔ楽音信号Ｓｅ１～Ｓｅ３３の中から低い音高の音を抽出できる。
また、総和レベル比Ｄが０．７５～１．０の間の減衰域が設けられる。これにより、最低の音高の周波数帯域が幅広く、その一部が２番目に低い音高の音の周波数帯域と重なっている場合でも、最低の音高のみによるＯｃｔ楽音信号Ｓｅ１～Ｓｅ３３を抽出しつつも、２番目に低い音高と重なっている部分のＯｃｔ楽音信号Ｓｅ１～Ｓｅ３３が減衰されて抽出される。これにより、最低の音高を構成するＯｃｔ楽音信号Ｓｅ１～Ｓｅ３３を欠落させることなく抽出できるので、かかる音の聴感上の違和感を最小限に抑制できる。
このように、出力関数１０ｇ１～１０ｇ３３において総和レベル比Ｄに応じた出力係数Ｃの通過域、減衰域および阻止域を設定することで、Ｏｃｔ楽音信号Ｓｅ１～Ｓｅ３３の中から低い音高の音を容易に抽出できる。
なお、図５の出力関数１０ｇ１～１０ｇ３３において、通過域を総和レベル比Ｄが０～０．７５の範囲に、減衰域を総和レベル比Ｄが０．７５～１．０の範囲に、阻止域を総和レベル比Ｄが１．０より大きい範囲にそれぞれ設定したが、これらに限られず、任意の範囲を設定しても良い。また、切替スイッチ６で選択されている電気楽器の種類（エレキギターＧ又はエレキベース等）に応じて、通過域、減衰域および阻止域における総和レベル比Ｄの範囲を変更しても良い。
図４に戻る。このような出力関数１０ｇ１～１０ｇ３３から取得された出力係数Ｃ１～Ｃ３３を、乗算器１０ｈ１～１０ｈ３３によってＯｃｔ楽音信号Ｓｅ１～Ｓｅ３３の出力レベルに乗じることで、Ｏｃｔ楽音信号Ｓｅ１～Ｓｅ３３の出力レベルが調整される。これらＯｃｔ楽音信号Ｓｅ１～Ｓｅ３３と、ＡＤＣ１１から入力される楽音信号Ｓｉｎとを加算器１０ｉで加算することで楽音信号Ｓｏｕｔが生成され、ＤＡＣ１２に出力される。
この際、上記した通り、個別総和算出部１０ｅ０には「０．０」の個別総和Ａ０が取得され、総和レベル比算出部１０ｆ１では、個別総和Ａ０をレベルＬ１で除算した「０．０」である総和レベル比Ｄ１が出力関数１０ｇ１に入力される。これにより、最低の音高である通過楽音信号Ｓ１を通過域として扱うことができるので、通過楽音信号Ｓ１から生成されるＯｃｔ楽音信号Ｓｅ１を確実に加算器１０ｉへ入力できる。
Ｏｃｔ楽音信号Ｓｅ１～Ｓｅ３３のうち、総和レベル比Ｄ１～Ｄ３３が通過域または減衰域であるものが、出力レベルが維持または調整されて加算器１０ｉに入力される楽音信号として抽出される。一方で、総和レベル比Ｄ１～Ｄ３３が阻止域であるＯｃｔ楽音信号Ｓｅ２～Ｓｅ３３は出力レベルが「０」となるので、加算器１０ｉから遮断される。
これによって、総和レベル比Ｄ１～Ｄ３３に応じて加算器１０ｉに出力されるＯｃｔ楽音信号Ｓｅ１～Ｓｅ３３が抽出されるので、ＡＤＣ１１から入力された楽音信号Ｓｉｎに含まれる音の最低の周波数や、楽音信号Ｓｉｎに含まれる音の全体の周波数のレンジ（幅）によることなく、楽音信号Ｓｉｎに基づくＯｃｔ楽音信号Ｓｅ２～Ｓｅ３３から低い音高のものを抽出し、加算器１０ｉに出力できる。ここで図６を参照して、効果装置１から出力される楽音信号Ｓｏｕｔを説明する。
図６（ａ）は、効果装置１に入力される楽音信号Ｓｉｎの周波数スペクトルを表す図であり、図６（ｂ）は、効果装置１から出力される楽音信号Ｓｏｕｔの周波数スペクトルを表す図である。まず、図６（ａ），（ｂ）においては楽音信号Ｓｉｎとして、１００Ｈｚ、２００Ｈｚ、４００Ｈｚの音による和音が入力されるものとする。これによって、図６（ａ）に示す通り、楽音信号Ｓｉｎの音による周波数スペクトルとして１００Ｈｚの音によるスペクトルＰ１と、２００Ｈｚの音によるスペクトルＰ２と、４００Ｈｚの音によるスペクトルＰ３とが出力される。
このような楽音信号Ｓｉｎを、効果装置１に入力することでオクターブ処理をした場合の楽音信号Ｓｏｕｔは、図６（ｂ）に示す通り、楽音信号ＳｉｎによるスペクトルＰ１～Ｐ４の音に加え、１００Ｈｚの音を１オクターブ低下させた音によるスペクトルＰｏ１と、２００Ｈｚの音を１オクターブ低下させた音によるスペクトルＰｏ２と、４００Ｈｚの音を１オクターブ低下させた音によるスペクトルＰｏ３とが出力される。
楽音信号Ｓｉｎに含まれる最低の音高の音である１００Ｈｚの音は通過域に該当するので元となる１００Ｈｚの音の出力レベルがそのままに、１００Ｈｚの音を１オクターブ低下させた音として出力される。これにより、楽音信号Ｓｉｎのうち最低の音高である１００Ｈｚの音を適切に抽出し、その音を１オクターブ低下させた音を出力できる。
また、楽音信号Ｓｉｎに含まれる２００Ｈｚ又は４００Ｈｚの音は、減衰域に該当するので、２００Ｈｚ又は４００Ｈｚの音の出力レベルが減衰された状態で、２００Ｈｚ又は４００Ｈｚの音を１オクターブ低下された音が出力される。
２００Ｈｚ又は４００Ｈｚを１オクターブ低下させた音（即ち図６（ｂ）のスペクトルＰｏ２又はＰｏ３）は、楽音信号Ｓｉｎにおける１００Ｈｚ又は２００Ｈｚの音（即ち図６（ｂ）のスペクトルＰ１又はＰ２）とそれぞれ重複する周波数帯域ではあるが、２００Ｈｚ又は４００Ｈｚの音を１オクターブ低下された音の出力レベルは、楽音信号Ｓｉｎにおける１００Ｈｚ又は２００Ｈｚの音よりも小さい。これにより、楽音信号Ｓｏｕｔに、楽音信号Ｓｉｎに含まれる和音と楽音信号Ｓｉｎを１オクターブ低下させた和音とに重複した音高の音がある場合でも、出力される楽音信号Ｓｏｕｔによる音の滲みや歪みの発生を最小限に抑制できるので、かかる音に対する聴感上の違和感を抑制できる。
以上、上記実施形態に基づき説明したが、種々の改良変更が可能であることは容易に推察できるものである。
上記実施形態では、図４のＯｃｔ処理部１０ｂ１～１０ｂ３３によって、通過楽音信号Ｓ１～Ｓ３３の音高をそれぞれ１オクターブ低下させた上で、出力係数Ｃ１～Ｃ３３を乗じてそれらの出力レベルを調整し、調整した楽音信号と楽音信号Ｓｉｎとを加算器１０ｉで加算して楽音信号Ｓｏｕｔを生成した。しかし、これに限られず、図７のＤＳＰ１００のように、通過楽音信号Ｓ１～Ｓ３３に出力係数Ｃ１～Ｃ３３を乗じてそれらの出力レベルを調整した上で、Ｏｃｔ処理部１０ｂ１～１０ｂ３３によって音高を１オクターブ低下させたＯｃｔ楽音信号Ｓｅ１～Ｓｅ３３をそれぞれ生成し、生成されたＯｃｔ楽音信号Ｓｅ１～Ｓｅ３３と楽音信号Ｓｉｎとを加算器１０ｉで加算することで、楽音信号Ｓｏｕｔを生成しても良い。
また、図８のＤＳＰ１１０のように、通過楽音信号Ｓ１～Ｓ３３に出力係数Ｃ１～Ｃ３３を乗じてそれらの出力レベルを調整し、調整された通過楽音信号Ｓ１～Ｓ３３を加算器１０ｉで加算し、加算された楽音信号をＯｃｔ処理部１０ｂによって音高を１オクターブ低下させた楽音信号を生成した上で、その楽音信号とＡＤＣ１１から入力された楽音信号Ｓｉｎとを加算器１０ｊで加算することで、楽音信号Ｓｏｕｔを生成しても良い。
上記実施形態では、入力された楽音信号Ｓｉｎの音高を１オクターブ低下させるオクターブ処理（効果処理）を、ＤＳＰ１０で実行した。しかし、オクターブ処理を実行するのはＤＳＰ１０に限られず、ＲＯＭ１４（図３参照）に記憶されたプログラムである効果処理プログラム（図示せず）を、ＣＰＵ１３（図３参照）で実行することで、オクターブ処理を実行しても良い。
具体的には、ＣＰＵ１３によって効果処理プログラムが実行されることで、図９のメイン処理が実行される。そのメイン処理ではまず、楽音信号ＳｉｎをＡＤＣ１１（図３参照）から入力する（Ｓｔ１）。Ｓｔ１の処理の後、入力された楽音信号Ｓｉｎから、音高毎の楽音信号である通過楽音信号Ｓ１～Ｓ３３を取得する（Ｓｔ２）。Ｓｔ２の処理の後、通過楽音信号Ｓ１～Ｓ３３のそれぞれの出力レベルである、レベルＬ１～Ｌ３３を検出する（Ｓｔ３）。
Ｓｔ３の処理の後、総和レベル比算出処理（Ｓｔ４）を実行する。ここで図１０を参照して、総和レベル比算出処理を説明する。
図１０は、変形例における総和レベル比算出処理のフローチャートである。総和レベル比算出処理は、通過楽音信号Ｓ１～Ｓ３３毎に、該当する周波数帯域よりも低いレベルＬ１～Ｌ３３の総和である個別総和Ａ０～Ａ３２を該当するレベルＬ１～Ｌ３３で除算した、総和レベル比Ｄ１～Ｄ３３を算出する処理である。
総和レベル比算出処理はまず、個別総和Ａ０に「０．０」を設定する（Ｓｔ２０）。図４で上記した通り、通過楽音信号Ｓ１に該当する個別総和Ａ０においては、通過楽音信号Ｓ１よりも低い周波数帯域の出力レベルが存在しないので、個別総和Ａ０に「０．０」が設定される。
Ｓｔ２０の処理の後、カウンタ変数Ｎに１を設定する（Ｓｔ２１）。Ｓｔ２１の処理の後、総和レベル比Ｄ（Ｎ）に、個別総和Ａ（Ｎ－１）をレベルＬ（Ｎ）で除算した値を設定する（Ｓｔ２２）。ここで「総和レベル比Ｄ（Ｎ）」は、Ｎ番目の総和レベル比Ｄ１～Ｄ３３を表し、例えば、Ｎが「１」の場合は「総和レベル比Ｄ１」を表す。「個別総和Ａ（Ｎ－１）」は、Ｎ－１番目の個別総和Ａ０～Ａ３２を表し、例えば、Ｎが「１」の場合は「個別総和Ａ０」を表す。また「レベルＬ（Ｎ）」は、Ｎ番目のレベルＬ１～Ｌ３３を表し、例えば、Ｎが「１」の場合は「レベルＬ１」を表す。
Ｓｔ２２の処理の後、カウンタ変数Ｎが３２より大きいかを確認する（Ｓｔ２３）。Ｓｔ２３の処理において、カウンタ変数Ｎが３２以下の場合は（Ｓｔ２３：Ｎｏ）、個別総和Ａ（Ｎ）に、個別総和Ａ（Ｎ－１）とレベルＬ（Ｎ）とを加算した値を設定する（Ｓｔ２４）。Ｓｔ２４の処理の後、カウンタ変数Ｎに１を加算し（Ｓｔ２５）、Ｓｔ２２以下の処理を繰り返す。一方で、Ｓｔ２３の処理において、カウンタ変数Ｎが３２より大きい場合は（Ｓｔ２３：Ｙｅｓ）、総和レベル比算出処理を終了する。
即ち通過楽音信号Ｓ１に該当する総和レベル比Ｄ１は、通過楽音信号Ｓ１よりも低い音高の出力レベルの個別総和とされる個別総和Ａ０を、通過楽音信号Ｓ１に該当するレベルＬ１で除算した値とされる。通過楽音信号Ｓ２に該当する総和レベル比Ｄ２は、通過楽音信号Ｓ２よりも低い音高の出力レベルによる個別総和Ａ１を、通過楽音信号Ｓ２に該当するレベルＬ２で除算した値とされ、以下同様に、個別総和Ａ２～Ａ３２をレベルＬ３～Ｌ３３で除算した値が、それぞれ総和レベル比Ｄ３～Ｄ３３とされる。
図９に戻る。Ｓｔ４の総和レベル比算出処理の後、総和レベル比Ｄ１～Ｄ３３を出力関数（図５参照）に入力し、それぞれによる出力係数Ｃ１～Ｃ３３を算出する（Ｓｔ５）。Ｓｔ５の処理の後、通過楽音信号Ｓ１～Ｓ３３をそれぞれ１オクターブ音高を低下させた楽音信号である、Ｏｃｔ楽音信号Ｓｅ１～Ｓｅ３３を生成する（Ｓｔ６）。Ｓｔ６の処理の後、生成されたＯｃｔ楽音信号Ｓｅ１～Ｓｅ３３の出力レベルに、出力係数Ｃ１～Ｃ３３をそれぞれ乗算することで、Ｏｃｔ楽音信号Ｓｅ１～Ｓｅ３３の出力レベルを調整する（Ｓｔ７）。
Ｓｔ７の処理の後、出力レベルが調整されたＯｃｔ楽音信号Ｓｅ１～Ｓｅ３３とＳｔ１の処理で入力された楽音信号Ｓｉｎとを加算した楽音信号である、楽音信号Ｓｏｕｔを生成する（Ｓｔ８）。Ｓｔ８の処理の後、生成された楽音信号ＳｏｕｔをＤＡＣ１２（図３参照）に出力し（Ｓｔ９）、Ｓｔ１以下の処理を繰り返す。
また、かかる効果処理プログラムは、効果装置１で実行するものに限られず、ＰＣや携帯端末等のコンピュータ（情報処理装置）で実行しても良い。
上記実施形態では、総和レベル比Ｄ１～Ｄ３３を、個別総和Ａ０～Ａ３２をレベルＬ１～Ｌ３３で除算することで算出した。しかし、これに限られず、総和レベル比Ｄ１～Ｄ３３を、レベルＬ１～Ｌ３３を個別総和Ａ０～Ａ３２で除算して算出しても良い。この場合、出力関数１０ｇ１～１０ｇ３３の通過域、減衰域および阻止域を、図５を反転させたもの、例えば、総和レベル比Ｄ１～Ｄ３３が「０」から「１．０」までの範囲を阻止域、「１．０」から「１．３３」までの範囲を減衰域、そして「１．３３」より大きい範囲を通過域とすれば良い。
また、総和レベル比Ｄ１～Ｄ３３を算出する代わりに、個別総和Ａ０～Ａ３２をレベルＬ１～Ｌ３３の平均値でそれぞれ除算した総和比Ｅ１～Ｅ３３を算出し、かかる総和比Ｅ１～Ｅ３３に基づいて出力係数Ｃ１～Ｃ３３を出力しても良い。この場合、出力関数１０ｇ１～１０ｇ３３を、総和比Ｅ１～Ｅ３３に応じた出力係数Ｃ１～Ｃ３３が出力されるように構成すれば良い。また、総和比Ｅ１～Ｅ３３は、個別総和Ａ０～Ａ３２をレベルＬ１～Ｌ３３の平均値で除算するものに限られず、個別総和Ａ０～Ａ３２をレベルＬ１～Ｌ３３の最大値や最小値、中央値等で除算することで算出しても良い。
上記実施形態では、図５の出力関数において通過域、減衰域および阻止域をそれぞれ設ける構成としたが、これに限られない。例えば、出力関数から減衰域を省略しても良いし、通過域を省略しても良い。また、出力関数を総和レベル比Ｄの全域に亘る減衰域のみで構成しても良い。
上記実施形態では、入力された楽音信号Ｓｉｎに付加される音響効果としてオクターブ処理を例示した。しかし、付加される音響効果はオクターブ処理に限られず、ディストーションやディレイ、リバーブ等の他の音響効果でも良い。また、入力された楽音信号Ｓｉｎに含まれる最低の音高の音のみを出力することで、和音演奏した場合のルート音（根音）を取得（検出）するように構成しても良い。
上記実施形態に挙げた数値は一例であり、他の数値を採用することは当然可能である。
１ 効果装置
２ 入力端子（入力手段の一部）
１１ ＡＤＣ（入力手段の一部）
６ 切替スイッチ（選択手段）
Ｓｉｎ 楽音信号
１０ａ１～１０ａ３３ ＢＰＦ（通過手段）
１０ｂ１～１０ｂ３３ Ｏｃｔ処理部（付加手段）
Ｌ１～Ｌ３３ レベル（出力レベル）
１０ｃ１～１０ｃ３３ レベル検出部（レベル検出手段）
Ａ０～Ａ３２ 個別総和
１０ｅ０～１０ｅ３２ 個別総和算出部（個別総和算出手段）
１０ｇ１～１０ｇ３３ 出力関数（レベル調整手段、抽出手段の一部）
Ｄ１～Ｄ３３ 総和レベル比
１０ｆ１～１０ｆ３３ 総和レベル比算出部（総和レベル比算出手段）
１０ｈ１～１０ｈ３３ 乗算器（レベル調整手段、抽出手段の一部）
Ｓｔ１ 入力ステップ
Ｓｔ２ 通過ステップ
Ｓｔ３ レベル検出ステップ
Ｓｔ２０，Ｓｔ２４ 個別総和算出ステップ
Ｓｔ５，Ｓｔ７ 抽出ステップ
Ｓｔ６，Ｓｔ９ 付加ステップ

Claims (8)

  1. 楽音信号を入力する入力手段と、
    その入力手段で入力された楽音信号を所定の周波数帯域毎に通過させる通過手段と、
    その通過手段で通過させた周波数帯域毎の楽音信号の出力レベルを検出するレベル検出手段と、
    前記通過手段で通過させた周波数帯域毎に、その周波数帯域よりも低い周波数帯域の前記レベル検出手段で検出された出力レベルの総和である個別総和を算出する個別総和算出手段と、
    その個別総和算出手段で算出された周波数帯域毎の個別総和の中で、個別総和が所定値より小さい周波数帯域に該当する楽音信号を前記通過手段で通過させた周波数帯域毎の楽音信号の中から抽出することで、前記入力手段で入力された楽音信号における低い音の楽音信号を抽出する抽出手段と、
    その抽出手段で抽出された楽音信号に、その楽音信号を１オクターブ低い音高とした楽音信号に変換する音響効果を付加して出力する付加手段とを備えていることを特徴とする効果装置。
  2. 前記周波数帯域は、音高毎に設定されることを特徴とする請求項１記載の効果装置。
  3. 前記個別総和算出手段で算出された周波数帯域毎の個別総和と、該当する周波数帯域の前記レベル検出手段で検出された出力レベルとの比である総和レベル比を算出する総和レベル比算出手段を備え、
    前記抽出手段は、前記総和レベル比算出手段で算出された周波数帯域毎の総和レベル比に応じて、前記通過手段で通過させた周波数帯域毎の楽音信号の中から前記入力手段で入力された楽音信号における低い音の楽音信号を抽出することを特徴とする請求項１又は２に記載の効果装置。
  4. 前記総和レベル比算出手段は、前記個別総和算出手段で算出された周波数帯域毎の個別総和を、該当する周波数帯域の前記レベル検出手段で検出された出力レベルでそれぞれ除算することで総和レベル比を算出するものであり、
    前記抽出手段は、前記総和レベル比算出手段で算出された総和レベル比が所定以下である周波数帯域の楽音信号を前記通過手段で通過させた周波数帯域毎の楽音信号の中から抽出することで、前記入力手段で入力された楽音信号における低い音の楽音信号を抽出することを特徴とする請求項３記載の効果装置。
  5. 前記通過手段で通過させた周波数帯域毎の楽音信号に、該当する周波数帯域の前記総和レベル比算出手段で算出された総和レベル比が小さいほど楽音信号の出力レベルを大きくする係数である出力係数を適用することで、その楽音信号の出力レベルを調整するレベル調整手段を備え、
    前記抽出手段は、そのレベル調整手段で出力レベルが調整された全ての周波数帯域の楽音信号を加算することで、前記入力手段で入力された楽音信号における低い音の楽音信号を抽出することを特徴とする請求項４記載の効果装置。
  6. 前記出力係数には、
    前記総和レベル比が第１所定比よりも小さい場合に、前記通過手段で通過させた楽音信号をそのままの出力レベルとする係数が設定され、
    前記総和レベル比が第２所定比よりも大きい場合に、前記通過手段で通過させた楽音信号を遮断する係数が設定され、
    前記総和レベル比が第１所定比から第２所定比の間の場合は、前記総和レベル比が大きいほど前記通過手段で通過させた楽音信号の出力レベルを低くする係数が設定されることを特徴とする請求項５記載の効果装置。
  7. 前記入力手段で入力される楽音信号が出力される楽器を選択する選択手段を備え、
    前記第１所定比および／または前記第２所定比を、その選択手段で選択された楽器に応じて変更することを特徴とする請求項６記載の効果装置。
  8. コンピュータに、入力された楽音信号に所定の音響効果を適用する効果処理を実行させる効果処理プログラムであって、
    楽音信号を入力する入力ステップと、
    その入力ステップで入力された楽音信号を所定の周波数帯域毎に通過させる通過ステップと、
    その通過ステップで通過させた周波数帯域毎の楽音信号の出力レベルを検出するレベル検出ステップと、
    前記通過ステップで通過させた周波数帯域毎に、その周波数帯域よりも低い周波数帯域の前記レベル検出ステップで検出された出力レベルの総和である個別総和を算出する個別総和算出ステップと、
    その個別総和算出ステップで算出された周波数帯域毎の個別総和の中で、個別総和が所定値より小さい周波数帯域に該当する楽音信号を前記通過ステップで通過させた周波数帯域毎の楽音信号の中から抽出することで、前記入力ステップで入力された楽音信号における低い音の楽音信号を抽出する抽出ステップと、
    その抽出ステップで抽出された楽音信号に、その楽音信号を１オクターブ低い音高とした楽音信号に変換する音響効果を付加して出力する付加ステップと、
    を前記コンピュータに実行させることを特徴とする効果処理プログラム。
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