JPH0298A

JPH0298A - 周波数制御装置

Info

Publication number: JPH0298A
Application number: JP63214926A
Authority: JP
Inventors: Naoaki Matsumoto; 松本　直明
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1987-10-14
Filing date: 1988-08-31
Publication date: 1990-01-05
Anticipated expiration: 2013-02-10
Also published as: US4895060A; JP2712346B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は、入力波形信号からピッチを抽出して楽音を
発生するタイプの電子装置に関し、特に電子ギターもし
くはギターシンセサイザの如き電子弦楽器に関する。

［従来技術とその問題点］近時１人声音あるいは自然楽器の演奏操作に応じて発生
される波形信号からピッチ（基本周波数）を抽出し、電
子回路で構成された音源装置を制御して、人工的に楽音
等の音響を得るようにしたものが種々開発されている。

このような技術を開示したものとして、次のようなもの
がある。

特公昭５７−３７０７４　　（Ｓ５７．８．７公告）特
公昭５７−５８６７２　　（Ｓ５７．１２．１０公告）
特開昭５５−５５３９８　　（Ｓ５５．４．２３公開）
特開昭５５−８７１９６　　（Ｓ５５．７．１公開）特
開昭５５−１５９４９５　（Ｓ５５．１２．１１公開）
実開昭５５−１５２５９７　（Ｓ５５．１１．４公開）
実開昭５５−１８２１３２　（Ｓ５５．１１．２０公Ｂ
１１）特公昭６１−５１７９３　　（３Ｂ１．１１．１
０公告）実公昭６２　＝２０８７１８　（Ｓ６２．５．
２７公告）ＵＳＰ　　４，１１７，７５７　　（１９７
８，１０，３発行）ＵＳＰ　　４．Ｓ１０８，２５５　
　（１９８Ｂ、　８．１９発行）ＵＳＰ　　４，８３３
，７４８　　（１９８７，１，８発行）ＵＳＰ　　４，
８８８，４８４　　（１９８？、　８．２５発行）更に
、本件発明に関連するシステムを本件特許出願人は、次
に示す特許出願にて開示している。

特願昭６１−２５３４８７　（ＳＥｌｌ、ＩＯ，２４出
願）特願昭６１−２８２１４０　（Ｓ８１．１１．２８
出願）特願昭６１−２８２１４２　（Ｓ８１．１１．２
８出願）特願昭６１−２８３２９２　（Ｓ８１．１１．
２８出願）特願昭６１−２８６２２８　（Ｓ８１．１２
．１出願）特願昭８１−２８５９８５　（Ｓ８１．１２
．２出ＴｉＡ）特願昭６１−２８６７４５　（Ｓ８１．
１２．３出願）特願昭６１−３１４１５７　Ｃ５８１，
１２，２９出願）特願昭６２−４７１４　　　（Ｓ６２
．１．１２出願）特願昭６２−５０３８１　　（Ｓ８２
．３．８出願）特願昭６２−５０３８２　　（Ｓ８２．
３．８出願）特願昭６２−７６４５３　　（Ｓ８２．３
．３１出願）ところで、以上水した先行技術によれば、
音声あるいは、振動信号のピッチの時間的変化に追従し
て、音源から出力する楽音の周波数を変化させるように
するのが一般的である。

例えばギターシンセサイザなどにおいては、トレモロア
ームの操作によって弦のテンションが変化し、振動周波
数が上下変化する。あるいはチョーキング操作を行うこ
とで、弦の振動周波数が高くなる。このようなピッチの
変動に対して、音源から出力すべき楽音周波数は、追従
して変化することが要求され、従来のシステムではこの
ような課題を達成すべく種々の改良がなされていた。

ところで、従来のシステムにあっては、この追従性にの
み重きがおかれていて１例えば、弦の振動の微妙な変動
に敏感に反応してしまい、出力される楽音は、耳ざわり
な周波数変動を伴ってしまうという事態が生じていた。

［発明の目的］この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、入
力波形信号からピッチを抽出して対応する音高の音響を
発生するタイプの電子装置において、ピッチの変動にと
もない、出力音響の音高を追従して変更するようにし、
しかも、不必要な音程の変動をともなわないようにする
技術を提供することを特徴とする特に、電子弦楽器において、弦振動の微妙な変動に影響
されることを低減し、発音される楽音の周波数にふらつ
きを極力なくすようにして、演奏者に周波数変動をあま
り感じさせないようにする電子弦楽器の周波数制御装置
を提供することを目的とする。

［発明の手段ならびに作用］この発明は、上述の目的を達成するために、以下の如き
手段をもって構成される。

すなわち、この発明のひとつの側面によれば、電子弦楽
器の周波数制御装置が提案される。これは、弦の振動の
周期を抽出し対応する音高の楽音を発生するよう制御す
るものであって、周期の変動があまりないとき、即ちこ
の変動幅が所定の音程差内であるときに限り、新抽出周
期とこれ以前に抽出した周期とに対し平滑化処理を施し
て、新たな周期を得て出力音響の音高を指示するように
する。

具体的に言うならば、新たに開始した弦振動の周期デー
タの変動の幅が所定の範囲１例えば±１００セントの範
囲内の場合に限り、その新たに得た周期データとそれ以
前に得たいくつかの周波数データを平滑化する０例えば
過去の周期データと今回の周期データとの平均値を求め
、その平均値を新たな周期データとして楽音発生手段を
制御して楽音を生成させるようにして、弦振動の微妙な
変動を生成する楽音の周波数に極力及ぼさないようにす
る。逆に、例えば±１００セントを越えて周期の抽出が
なされた場合は、演奏者が意図的に音高変更を行ったも
のとして、新たに求めたピッチで、音高制御を行う、従
って、その場合の応答性は、悪くならない。

また、この発明は、電子弦楽器に適用されるばかりでな
く、例えば大音声あるいは楽器音からピッチを抽出して
対応する音高の楽音あるいは音響を発生する装置にも適
用できる。

すなわち、このような側面によれば１次のような電子装
置の周波数制御装置が提供される。

まず、入力振動波形のピッチを抽出し、この変動幅が所
定の音程差内であれば、今回抽出のピッチと、それ以前
に抽出したピッチとの平滑化処理、例えば平均演算処理
を行ない、その処理結果のピッチで、音高指示を行うよ
うになる。

この発明の別の側面としては、また発音開始時のピッチ
決定と１発音開始後の音高変更処理とを異なる態様で行
うことを提案する。

すなわち発音開始はすみやかに行うべきであり、抽出さ
れたピッチに従って発音開始の指示をし、以後は、タイ
マ手段のタイマ出力に従って所定時間毎に音高変更指示
を行う、この場合に、ピッチの変動幅の大小に従って上
述のような平滑化処理を行う、あるいは行わずに音高変
更の指示をすることとなる。

その他本件発明の特徴ないし態様は、添付の図面ととも
に本件の好適な実施例についての記載から当業者ならば
容易に理解されるところである。

［実施例］以下、この発明の一実施例を図面を参照しながら説明す
る。第１図は、ギタータイプの電子弦楽器に本発明を適
用した場合の一実施例の全体構成図である。

弦の振動は、ピックアップ回路１−１により電気信号に
変換されて、弦ピッチ抽出装置１−２へ伝達され、弦振
動の基本周波数（弦ピッチ）が抽出され１周波数データ
バスａを経て周期データとして周波数制御装置１−４に
出力される。この弦ピッチ抽出装置１−２、弦発音消音
検出装置ｌ−３の具体的構成は、ここでは詳述しないが
、先に提示した種々の先行例の技術を採用できる。特に
、本件出願人の先に提案した発明が好適である。また、
ピックアップ回路１−１よりの電気信号は弦発音消音検
出装置１−３へ伝達され、弦振動の開始、終了を検出し
てトリガデータ及びオフデータとして発音ＯＮ１０　Ｆ
　Ｆバスｂを経て周波数制御装置ａｌ−４に出力される
０周波数制御装置１−４では、入力された周期データ、
トリガデータ及びオフデータにより、ノートオンデータ
、セントデータ及びノートオフデータを得て、Ｉ１０バ
スＣを介して楽音発生器制御装置１−５へ出力する。楽
音発生器制御装置１−５では入力された各データにより
、楽音発生器１−６のなかの複数の楽音発生チャンネル
である音源モジュールへの楽音の割り当てを行い、楽音
の発音、消音及び周波数制御などの発音制御を行なう、
そして楽音発生器１−６から出力された楽音は増幅器１
−７、スピーカ１−８を経て放音される。

第２図は、第１図における周波数制御装置ｌ−４の詳細
を示す構成図である０図において、２−１は入出力制御
回路であり、２−２は入出力制御回路２−１から与えら
れるデータや信号に従って所定の制御動作を行うＣＰＵ
である。２−３はＣＰＵ２−２の各種処理のためのプロ
グラム記憶用のＲＯＭ、２−４はＣＰＵ２−２で使用さ
れる各種データを記憶するためのＲＡＭである。そして
、ＣＰＵ２−２はメモリバスｆを介して、ＲＯＭ２−３
．１ＡＭ２−４に接続される。

入出力制御回路２−１には、第１図の弦ピッチ抽出装Ｎ
１−２から周期データバスａを介して周期を示すデータ
が与えられ、弦発音消音検出装置１−３からトリガーデ
ータなどが発音０Ｎ１０ＦＦ／＜スｂを介して与えられ
る。

この入出力制御回路２−１は、ＣＰＵ２−２に対し、イ
ンタラブドラインｄを介して割込信号を与えて、後述す
る処理の実行を指示する。これは、入出力制御回路２−
１にトリガデータが与えられたときになされる。ＣＰＵ
２−２と入出力制御回路２−１との間のデータの授受は
バスｅを介してなされる。

そして、入出力制御回路２−１はＩ１０バスＣを介して
上述したように各種データを楽音発生器制御装置ｆ−５
に供給することになる。

次に、このＣＰＵ２−２の動作を説明する。以下の説明
は、この電子弦楽器の任意の弦が正常な基本周波数で振
動を開始し、振動を終了した場合である。

弦が振動を開始すると、第１図の弦発音消音検出装置１
ｆｉｌ−３で振動開始が検出され、発音０Ｎ１０ＦＦバ
スｂを介して入出力制御回路２−１にトリガデータが送
出される。トリガデータは、弦操作された弦の番号とレ
ベルデータとからなる。このレベルデータは、弦の振動
開始時における振幅の大きさに対応したデータである０
弦の振動開始と同時に、第１図の弦ピッチ抽出装置１−
２は。

周波数データバスａを介して第２図の入出力制御回路２
−１に周期データを、その弦の振動終了時まで送り続け
る０周期データは、弦操作された弦の基本周期と弦の番
号に対応した数値とからなっている。そして入出力制御
回路２−１は、トリガデータを入力した後に周期データ
を入力すると、インタラブドラインｄを経てＣＰＵ２−
２に割り込みをかける。

第３図は、弦振動の一例を示す図であり、横軸は時間、
縦軸は振幅を示す０図における時間軸上のＡ点において
、弦発音消音検出装ｇ１１〜３により弦振動の開始を検
出し、トリガデータを発音ＯＮ１０　Ｆ　Ｆバスｂを介
して第２図の入出力制御回路２−１へ出力する０次にＢ
１点では、弦ピッチ抽出装置１−２により基本周波数（
ピッチ）が求められ、その周期データを周波数データバ
ス＆を介して入出力制御回路２−１へ出力する。いま、
トリガデータ、周期データの順に同一の弦に関して入出
力制御回路２−１へ出力した場合は。

ＣＰＵ２−２へインターラブドラインｄを経て割込み指
令が与えられて、弦の振動開始を伝達する。

ＣＰＵ２−２は割込み指令が与えられると、入出力制御
回路２−１から周期データを読み込み、ノートオンデー
タ及びセントデータを＠算し、Ｉ１０バスＣを介してそ
れらのデータを楽音発生器制御装置１−５に転送する。

−例をあげるならば、Ａ４の周波数を４４０　Ｈｚ　と
し、Ａ４のノートオンデータを４０とすると、周期デー
タが２．１３３ｇ５ｅｃ　（４６８，９１（ｚ　）のと
き。

ノートオンデータは４１ＣＡａす、セントデータは１０
セントとなる。

第３図において、Ｂ２〜Ｂ８の各点において、弦ピッチ
抽出装置１−２は、周期データを同様に入出力制御回路
２−１へ転送するが、Ｂ２〜Ｂ８の各点の場合は、入出
力制御回路２−１はＣＰＵ２−２に割込み指令を出さな
い、すなわち、ＣＰＵ２−２は、所定の周期で周期デー
タを読み込み、周期データの例えば算術平均を演算して
いるのであり、読み込んだ周期データの変動幅が所定の
範囲内の音程差の場合、例えば読み込んだ周期データが
先に算術平均した周期データより±１００セント（半音
）の範囲内の値であれば、新しく演算した周期データの
算術平均値と発音開始時でのノートオンデータとからセ
ントデータを演算し、それらのデータをＩ１０バスＣを
介して楽音発生制御回路１−５へ出力する。もし、読み
込んだ周期データの変動幅が１００セントを越えている
場合は、演奏者が意図的に周波数を変化させたものとみ
なし、入力した周期データと発音開始時のノートオンデ
ータとからセントデータを演算し、そのデータを同様に
楽音発生制御回路１−５へ出力し、周波数の変化に対す
る追従性を良くしている。

第３図における８１〜８８点での周期データをそれぞれ
ｔ１〜ｔ８とし、′°＋１°、とｔ５の差が１００やッ
トより大きく、ｔｓ　＋ｔ６とｔ７（７）差も１００セ
ントより大きい場合には、ｔｓ、ｔｓヱ−！’−，ｔ　
７　、　　ｔ　８の順序で周期デーりで演算をする。そ
して０点に達すると、弦発音消音検出装置１−３からオ
フデータが入出力制御回路２−１へ出力され、入出力制
御回路２−１はＣＰＵ２−２に割込み指令を発生し、弦
振動が終了したことを伝達する。そして、ＣＰＵ２−２
は楽音発生制御装置１−５へノートオフデータを送出す
る。なお、第３図は、本実施例の動作を明瞭にするため
に波形の変化をモデル化して示しており、実際には、こ
のような極端な変化をとることはない。

以下、第４図〜第１１図に基づいて第２図のＣＰＵ２−
２の動作を更に詳細に説明する。

第４図はＣＰＵ２−２の動作を示すメインルーチンのフ
ローチャートである。この電子弦楽器へのパワーオン後
、まずステップ４−１でイニシャライズ処理を行ない、
全てのフラグがリセットされる。ステップ４−２では弦
カウンタ（これは、ＲＡＭ２−４上に構成される。以下
の各レジスタなどもＲＡＭ２−４上に構成される。）に
１をセットするが、この弦カウンタには第１弦から第６
弦までの各弦に対応する弦番号１〜６が入る。ステップ
４−３では弦振動にもとづく楽音が発音中か否か、すな
わち、弦カウンタに対応する弦の発音フラグがセットさ
れているか否かをジャッジし、セットされていないとき
は、ステップ４−１Ｏ以降へ分岐し、セットされている
ときは、ステップ４−４へすすむ、ステップ４−４では
周波数制御を実行する時間間隔である所定時間が経過し
たか否か、すなわち弦カウンタの値に対応する弦のタイ
ムフラグセットされているか否かを判断し、Ｎｏならば
ステップ４−１０にバイパスされ、ＹＥＳならばステッ
プ４−５に進む、このタイムフラグは、発音の開始、終
了及びステップ４−５においてリセットされ、ＣＰＵ２
−２内部のタイマのインタラブドルーチンにおいて、セ
ットされる。すなわち発音開始後一定時間毎にセットさ
れる。

ステップ４−５では、タイムフラグをリセットすると共
に、入出力制御回路２−１より、弦カウンタの値に対応
する番号の弦の周期データを入力して、レジスタＸｏ　
にセーブし、ステップ４−６．４−７．４−８及び４−
９において周期データに関する処理を行ない、周波数情
報を楽音発生器制御装Ｍ１−５へ出力する。

ステップ４−６に進むと、レジスタＸ−＋とレジスタＸ
−２の平均値、すなわち１回前と２回前の周期データの
平均値とＸＯの差分値が１００セントより小さいか否か
を判断し、ＹＥＳならば、ステップ４−７　でＸ−２に
Ｘ−＋を、Ｘ　−１ニＸ　ｏ　をコピーし、つまりそれ
ぞれ１回前の周期データの値とし、ＮＯならばステー／
プ４−８で、Ｘ−２とＸ　−１ニＸＯをコピーする。そ
してステップ４−９において、Ｘ−２とＸ−１の平均値
を求める。

とＸ−１とが平均化され、成立しなければ、ＸＯそのも
のが平均値とみなされる。つまり、１００セント以内の
ピッチの変化ならば、過去に求めた周期との平均をとり
、１００セントを越えた変化ならば、新たな周期のみで
、周波数変更を行うようになる。ステップ４−９におい
て、求めたＸ−２とＸ−＋との平均値と、後述するトリ
ガ処理で求められるノートオンデータとからセントデー
タを算出し、しかる後、楽音発生器制御装置１−５へセ
ントデータを送出する。

そしてステップ４−１０．４−１１及び４−１２では、
弦カウンタを１だけ加算し、その数値が７以上となった
ときはステップ４−１２で弦カウンタに１をセットする
。そしてステップ４−１３では、入力バッファ内のデー
タ処理を行なって新たに発音開始、消音開始の指示を、
楽音発生器制御装置１−５を介して楽音発生器１−６に
対して行う、しかる後、ステップ４−３ヘリターンする
。ここでいずれの弦も振動していない場合には、ステッ
プ４−４〜４−９は実行されず、ステー、プ４−１３も
一部実行されるだけで、単に弦カウンタが１から６まで
の値を繰り返すだけである。

次に第５図に示すＣＰＵ２−２の外部からの割込み処理
（外部インタラブド）のフローチャートについて述へる
。このフローは、メインルーチンの処理中に外部インタ
ラブドがかかると優先的に動作するルーチンである。ス
テップ５−１は、ＣＰＵ２−２内部のタイマによる割込
みを、ステップ５−２からステップ５−４までの間は禁
止するために、タイマの割込みフラグをマスクし。

ステップ５−５でそのマスクを解除している。ステップ
５−２では１弦発音消音検出装置１−３からデータを入
力し、トリガデータであれば弦ピッチ抽出装置１−２か
ら、トリガデータの弦の番号に対応する弦の周期データ
を取り込む、ステップ５−３ではその周期データを入力
バッファへセーブする。このセーブするフォーマットは
第６図に示すように、４バイトの固定長であり、１バイ
ト目の下位４ビツトは弦番号に対応し、１から６までの
値をとり、それぞれ電子弦楽器の第１弦から第６弦まで
に対応する。１バイト目の上位４ビツトはコマンドであ
り、その４ビツトが全てＯならばトリガデータであり、
ＭＳＢから数えて４ビツト目が１で残りのビットが全て
０ならばオフデータである。オフデータの場合には、２
〜４バイト目のデータは無視してよい、２，３バイト目
のデータは、基本周期の値を示し、２バイト目に下位バ
イトが、３バイト目に上位バイトが格納される。４バイ
ト目は、トリガデータ中のレベルデータである。

第５図の説明に戻ると、ステップ５−４で入力カウンタ
を１だけ加算し、入力バッファのバイトサイズのへ以上
になったときは入力カウンタをＯにする０例えば、この
実施例では、入力バッファを２５６バイトとすると、入
力カウンタは０から６３の値をとる。このようにしてト
リガデータ、オフデータを入力バッファにセーブするの
であり、セーブされたトリガデータは第４図に示したＣ
ＰＵ２−２のメインルーチンで処理される。

さて、入力バッファにトリガデータがセーブされると、
まず第４図のステップ４−１３において楽音を発音する
処理が実行される。第７図は外部インタラブドに基づく
処理を実行するステップ４−１３における発音ＯＮ１０
　Ｆ　Ｆ処理サブルーチンのフローチャートである０図
において、ステップ７−１で入力カウンタと処理カウン
タの値が等しいか否かの判断を行なうが、入力カウンタ
は、入力バッファに４バイトのデータを格納する毎に１
だけ加算処理され、入力バッファのアドレスサイズの％
になったときＯになる。また、処理カウンタは、入力バ
ッファから４バイトデータを読み出す毎に同じ〈ｌだけ
加算処理される０両方ウンタ共、イニシャライズによっ
てＯにされるため、両カウンタの値が等しい場合は、入
力バッファにデータが無く、入出力制御回路２−１から
の割込みデータを全て処理していることを意味する。し
たがってステップ７−１でＹＥＳと判断されるとステッ
プ４−１３の発音ＯＮ１０　Ｆ　Ｆ処理を終了する。

いま、トリガデータが入力バッファに入っている場合な
ので、ＮＯとなりステップ７−２で、入力カウンタの値
に対応するアドレスが４バイトのデータを入力バッファ
から取り込みロードする。

そしてステップ７−３で、処理カウンタを１だけ加算し
、アドレスを１つ進め、この実施例ではカウンタ値が６
４以上ならば０にセットする０次にステップ７−４では
１バイト目のデータから、トリガデータであるか否か、
すなわちノートオンであるか否かを判断し、いまはＹＥ
Ｓであるからステップ７−６でトリガ処理を実行する。

ＮＯであればオフデータであり、ステップ７−５でオフ
処理を行った後、ステップ７−１へ戻り、処理カウンタ
と入力カウンタの値が等しくなるまで繰り返す。

第８図はステップ７−５のオフ処理の詳細なフローチャ
ートであり、ステップ７−７でノートオフデータを楽音
発生器制御装置１−５へ出力し。

ステップ７−８で発音フラグとタイムフラグをリセット
して終了する。第９図はステップ７−６のトリガ処理の
詳細なフローチャートであり、ステップ７−９では、第
６図に示す受入データフォーマットの２バイト目、３バ
イト目の周期データよりノートオンデータとセントデー
タを求め、ステップ７−１Ｏで弦番号とレベルデータを
そのままノートオンデータ出力として楽音発生器制御装
置１−５へ送出する。ステップ７−１１では弦カウンタ
にて指定される弦の周期データカウンタに、前記カウン
タ値をセットし、ステップ７−１２では発音フラグをセ
ットし、タイムフラグをリセットする。ステップ７−１
３において、弦カウンタに対応する弦のレジスタＸ−１
，Ｘ−２に周期データを書き込み終了する。

第１０図は入出力制御回路２−．１よりＩ１０バスＣを
介して楽音発生器制御装置１−５へ転送する送出データ
フォーマットを示す図である０図に示すように５バイト
で１命令を構成しており、１バイト目は４ビツトずつが
コマンドと弦番号であり、２バイト目はノートデータ、
３バイト目と４バイト目はそれぞれ下位バイトセントデ
ータ、上位バイトセントデータであり、５バイト目はレ
ベルデータとなっており、コマンドＯはトリガデータ、
コマンド１はオフデータとなっている。

第１１図はタイマインタラブド処理のフローチャートで
あり、このフローではタイムフラグを立てるために、つ
まりメインルーチンのステップ４−４で所定時間経過を
判断するために各弦毎に独立して処理がなされるもので
ある。ステップ９−１で弦カウンタに１を書き込むが、
この弦カウンタも第４図の弦カウンタと同様に１弦の番
号を指定するためのものであるが、全く別個に設けられ
たカウンタであり、タイマインタラブド時にのみ使用す
る。ステップ９−２において、弦が発音中か否か、すな
わち弦カウンタの値に対応する発音フラグがセットされ
ているか否かを判断し、ＹＥＳならば、ステップ９−３
で同様に対応する周期データカウンタの値を１だけ減算
し、ポローが生じたときには、ステップ９−４でタイム
フラグをセットし、ステップ９−６で周期データカウン
タに所定時間の間隔のカウント値をセットする。このス
テップ９−３ではタイマインタラブドが周期データカウ
ンタにセットした回数だけ入ったか否かを判断するもの
である。ステップ９−３でポローが生じないときには、
ステップ９−７に分岐し、弦カウンタを１だけ加算し、
ステップ９−８において弦カウンタが１〜６まで、つま
り第１弦から第６弦まで、ステップ９−２〜９−６を鰻
り返す、また、ステップ９−２でＮＯとなると、ステッ
プ９−５でタイムフラグをリセットし２ステップ９−６
で弦カウンタに対応した周期データカウンタに同様のカ
ウント値を書き込む。

このようにして、発音開始後は、周期データカウンタの
セット値に応じた周期で発生楽音の周波数の変更指示が
なされる。

このように、上述した実施例にあっては、弦振動のピッ
チを抽出して、その値をそのまま用いて楽音の音高変更
の指示をするのではなく、新しく得た周期データとそれ
までに求めていた周期データとの値の差が所定の音程差
の範囲内にある場合に限り、新しい周期データとそれ以
前の周期データとを平滑化して所望の周期データを得る
ようにしたので１弦の振動の微妙なふらつきによって発
音させる楽音の周波数がふらつくことの影響がおさえら
れ、演奏上自然な楽音の発音が可能となり、また、演奏
者が意識的に行った音高変更については、新たに求めた
変更ピッチに従って音高変更が可能となりそのような場
合の応答性は決して悪くならないようにした電子弦楽器
の周波数制御装置が得られるという効果がある。

以上、本発明の一実施例について説明したが、この発明
はこれに限られるものではない。

すなわち、上記実施例では、２個の周期データを平滑化
して所望の周期データを得るものとしているが、必ずし
も２個に限定されるものではなく、３個、４個等より多
数の周期データを平滑化するようにしてもよい、また、
例えば、６弦を有する電子弦楽器の場合は、各弦毎に平
滑化する周期データの個数や周期データカウンタにセッ
トするカウント値を異なって設定するようにしてもよい
、更に、平滑化の演算としては、相加平均に限らず、相
乗平均あるいはそれ以外の演算例えば重みづけを今回求
めた周期データとそれ以前に求めた周期データとに対し
異ならせて合成するなど、種々変更できる。

また、平滑化の演算は、先に平滑化処理を行って得た基
本波の周期に対し、今回抽出した基本波の周期が所定の
音程差の範囲内であると判断されたときに、今回抽出し
た基本波の周期と上記光に平滑化処理を行って得た基本
波の周期とを平滑化するものであってもよい、このよう
にすると、更にピッチの変動をおさえ得る。

また、上記実施例では、±１００セントの音程変化を境
に、平滑化処理をするか否かを制御するようにしたが、
このスレッシュボールドの値は。

はぼ半音の値のほか種々変更できる０例えば５０セント
でも、半オクターブでもよく、これは実験にもとづき適
宜決定すればよい。

この発明は、また電子弦楽器のほかにも種々のタイプの
電子楽器あるいは電子装置に適用し得るもので、上述し
たように人声音や楽器音などのピッチを抽出して１人工
的に対応する音高のサウンドを発生するものにも応用可
能である。

［発明の効果］以上説明したとおり、本件発明によれば、入力波形信号
から得た抽出ピッチに従って音響の音高を制御するとと
もに、新しく得たピッチとこれまでに得たピッチとの変
化の幅が所定範囲内にあるときに限り、新しいピッチと
これ以前に抽出したピッチとを平滑化することによって
入力波形信号のピッチの変動にともなう出力音響の周波
数変化を極力おさえることができる。

すなわち、請求項１乃至請求項８記載の発明は、本発明
を電子弦楽器の周波数制御装置に適用したものであり、
この発明によれば、弦の振動の微妙なふらつきによって
発音させる楽音の周波数がふらつくことの影響がおさえ
られ、演奏上自然な楽音の発生が可能となり、また演奏
者が意識的に行った音高変更については、新たに求めた
変更ピッチに従って音高変更が可能となり、このような
場合の応答性は決して悪くならない。

また、請求項９．１０記載の発明は、本発明を更に一般
的な電子装置に適用したもので、人声音や楽器音からピ
ッチ抽出して種々の音響を発生する際にも、入力波形信
号のピッチの変動、ゆらぎ等にともなう不自然な音高変
化を極力低減することができる。

請求項１１乃至請求項１５記載の発明は、本発明を電子
弦楽器に適用してなされたものであり、上記同様に弦振
動のピッチの変動にともなう出力楽音の周波数変化を極
力低減することになる。

特に、請求項１３の発明によれば、発音開始後の楽音の
音高変更は、タイマ手段によっており、所定のレートで
、上述した音高変更処理がなされて電子弦楽器を構成す
る上で好適である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明を電子弦楽器に適用した場合の一実
施例の全体回路構成図、第２図は、第１図に示す周波数
制御装置の詳細を示す図、第３図は、弦振動の状態をモ
デル化して示した状態図、第４図は、第２図の周波数制
御装置内のＣＰＵの動作を説明するためのメインルーチ
ンのフローチャートを示す図、第５図は、上記ＣＰＵに
外部からインタラブドが与えられたときに動作する割込
みルーチンのフローチャートを示す図、第６図は、周波
数制御装置に与えられるデータのデータフォーマットを
示す図、第７図は、第４図における発音ＯＮ１０　Ｆ　
Ｆ処理サブルーチンの詳細フローチャートを示す図、第
８図は、第７図のオフ処理の詳細フローチャートを示す
図、第９図は、第７図のトリガ処理の詳細フローチャー
トを示す図、第１０図は、周波数制御装置より送出され
るデータのフォーマットを示す図、第１１図は、上記Ｃ
ＰＵのタイマインタラブド処理を示すフローチャートの
図である。１−２・・・・・・弦ピッチ抽出装置、１−３・・・・
・・弦発音消音検出装置、ｌ−４・・・・・・周波数制
御装置、１−５・・・・・・楽音発生器制御装置、２−
１・・・・・・入出力制御回路、２−２・・・・・・Ｃ
ＰＵ、２−３・・・・・・ＲＯＭ、２−４・・・・・・
ＲＡＭ、ａ・・・・・・周波数データバス、ｂ・・・・
・・Ａｇ０Ｎ１０ＦＦバス、Ｃ・・・・・・Ｉ１０バス
、ｄ・・・・・・インタラブドライン、ｆ・・・・・・
メモリーバス。特許出願人　　カシオ計算機株式会社第２図ｒ＠方数脣１匍猥１第３図弦擾動第５図外部イ２ターフフ゛トヌイ５几−士ンコマ：￥Ｏニトリ゛フシーー１′−タコマ′／タ　１ニオフチ゛−タ（ｌｉｉｌ賞真チーＺレベ′Ｌテ′タク甚
り冒案）第６図壱λテ一タフォーマット第７図？ｎｏＮ１０ＦＦ０１’１コマシν フマンＶフマシＶ２ノーレ２＞（２パイ賢！！、５Ｎイシ日の＾秘禍夕）ｔ
どント″ヲ゛゛−タ（３）でイト−，４１Ｘ″イト＠リ
ートクイ高−角０ノートオフ丁−タ〔１バイ）！ｉ、２
八′イト目のみ叱シ９Ｐ角う〕第１０図注巳チータフオーマット第９図トリフｒ−咬ユ旭タイマーイ）タラ７１公理

Claims

【特許請求の範囲】

（１）弦の振動に基づき発生する振動波形の基本波の周
期を抽出して対応する音高の音響を発生するようにした
電子弦楽器の周波数制御装置において、上記振動波形の基本波の周期を抽出する周期抽出手段と
、この周期抽出手段にて抽出された上記基本波の周期の変
動幅を検知する変動幅検知手段と、この変動幅検知手段
にて上記基本波の周期の変動幅が所定の音程差の範囲内
であると検知された場合、新しく抽出した上記基本波の
周期とこれ以前に抽出した上記基本波の周期とに対し平
滑化処理を行って平滑化して新たな基本波の周期を得て
、出力音響の音高を指示する平滑化手段と、を有してな
る周波数制御装置。
（２）請求項１記載の周波数制御装置において、上記変
動幅検知手段にて上記基本波の周期の変動幅が上記所定
の音程差の範囲を越えていると検知された場合、上記平
滑化手段にて上記平滑化処理を施すことなく新しく抽出
した上記基本波の周期にて音高を指定する指定手段を更
に有してなる周波数制御装置。
（３）請求項１記載の周波数制御装置において、上記平
滑化手段は、上記基本波の周期の変動幅が±１００セン
ト以内である場合に、上記新しく抽出した上記基本波の
周期とこれ以前に抽出した上記基本波の周期とに対し上
記平滑化処理を行って平滑化するようにしてなる周波数
制御装置。
（４）請求項１記載の周波数制御装置において、上記平
滑化手段は、上記新しく抽出した上記基本波の周期とこ
れ以前に得られた１もしくは複数の上記基本波の周期と
の平均をとることによって上記平滑化処理を行うように
してなる周波数制御装置。
（５）請求項３記載の周波数制御装置において、上記平
滑化手段は、上記新しく抽出した上記基本波の周期とこ
れ以前に抽出した１もしくは複数の上記基本波の周期と
の平均をとることによって上記平滑化処理を行うように
してなる周波数制御装置。
（６）請求項１記載の周波数制御装置において、上記周
期抽出手段にて抽出される今回の上記基本波の周期をＸ
＿０とし、前回の基本波の周期をＸ＿−＿１とし、前々
回の基本波の周期をＸ＿−＿２とした場合に、｜Ｘ＿０
−（Ｘ＿−＿１＋Ｘ＿−＿２／２）｜＜１００セントを
満足することが上記変動幅検知手段にて検知されたとき
、上記平滑化手段は、上記平滑化処理として、（Ｘ＿０
＋Ｘ＿−＿１／２）を演算し、その結果を平滑化された
今回の基本波の周期とするようにしてなる周波数制御装
置。
（７）請求項１記載の周波数制御装置において、先に平
滑化処理を行って得た基本波の周期に対し、上記周期抽
出手段にて今回抽出した基本波の周期が所定の音程差の
範囲内であると上記変動幅検知手段が検知した場合、上
記平滑化手段は、上記今回抽出した基本波の周期と上記
先に平滑化処理を行って得た基本波の周期とに対し平滑
化処理を施して平滑化するようにしてなる周波数制御装
置。
（８）請求項７記載の周波数制御装置において、上記変
動幅検知手段が、上記先に平滑化処理を行って得た基本
波の周期に対し、上記周期抽出手段にて今回抽出した基
本波の周期が±１００セントの範囲内であることを検知
した場合に、上記平滑化手段は上記平滑化処理を行うよ
うにしてなる周波数制御装置。
（９）入力振動波形のピッチを抽出して対応する音高の
音響を発生することを指示するようにした電子装置の周
波数制御装置において、上記入力振動波形のピッチの変動幅を検知する変動幅検
知手段と、この変動幅検知手段にて上記入力振動波形のピッチの変
動幅が所定の音程差の範囲内であると検知された場合、
上記入力振動波形の今回抽出したピッチと、これ以前に
得たピッチとに対し平滑化処理をして、新たな今回のピ
ッチを得て、対応する音高を指示するとともに、上記変
動幅検知手段にて上記入力振動波形のピッチの変動幅が
上記所定の音程差の範囲を越えていると検知された場合
、上記入力振動波形の今回抽出したピッチを新たな今回
のピッチとして対応する音高を指示する制御手段と、を有してなる周波数制御装置。
（１０）請求項９記載の周波数制御装置において、上記
制御手段は、上記入力振動波形のピッチの変動幅が±１
００セント以内であると上記変動幅検知手段が検知した
場合に、上記平均演算を行って上記新たな今回のピッチ
を得て対応する音高を指示するとともに、上記入力振動
波形のピッチの変動幅が±１００セントを越えていると
上記変動幅検知手段が検知した場合に、上記今回抽出し
たピッチを、上記新たな今回のピッチとして対応する音
高を指示してなる周波数制御装置。
（１１）複数の弦を有する電子弦楽器の周波数制御装置
において、弦の振動の開始を検出する弦振動開始検出手段と、弦の振動のピッチを抽出するピッチ抽出手段と、上記弦振動開始検出手段にて検出される弦の振動の開始
にともなって、上記ピッチ抽出手段にて抽出される上記
ピッチに従って、対応する音高の楽音を発生する楽音発
生手段と、この楽音発生手段に対し、上記ピッチ抽出手
段にて抽出されるピッチに従って出力楽音の音高を時間
とともに変化するよう制御する音高制御手段と、を有し、上記音高制御手段は、上記ピッチ抽出手段から抽出され
る弦の振動のピッチの変動幅が、半音以内の変動に限り
、平均化演算を行った後、出力楽音の音高の指示をする
平均演算手段を含んでなる周波数制御装置。
（１２）少なくとも１本の弦を有し、この弦の振動にと
もなって、対応するサウンドを電子的に発生する演奏装
置の周波数制御装置であって、上記弦の振動のピッチを抽出するピッチ抽出手段と、このピッチ抽出手段にて抽出される上記ピッチに従って
対応する音高の楽音を発生することを指示する指示手段
と、この指示手段にて指示した楽音の音高を上記ピッチ抽出
手段にて抽出するピッチに従って時間と共に変化させる
音高制御手段と、を有し、上記音高制御手段は、上記ピッチ抽出手段から抽出され
る弦の振動のピッチの変動幅が、所定範囲内に限り、平
滑化演算を行った後、出力楽音の音高の指示を行う平滑
化演算手段を含んでなり、所定範囲を越えた変動のとき
は、平滑化演算を行うことなく抽出されたピッチに従っ
て音高の指示をするようにしてなる周波数制御装置。
（１３）複数の弦を有する電子弦楽器の周波数制御装置
において、弦の振動の開始を検出する弦振動開始検出手段と、弦の振動のピッチを抽出するピッチ抽出手段と、上記弦振動開始検出手段にて検出される弦の振動の開始
にともなって上記ピッチ抽出手段にて抽出されるピッチ
に従って、対応する音高の楽音を発生することを指示す
る指示手段と、所定の時間間隔を計時するタイマ手段と、このタイマ手段にて所定の時間間隔が計時される都度、
上記ピッチ抽出手段から抽出される弦の振動のピッチに
従って、上記指示手段にて指示した発生楽音の音高を変
更制御する変更制御手段と、を有し、上記変更制御手段は、上記ピッチ抽出手段にて抽出され
る弦の振動のピッチの変動幅が、所定範囲内であるとき
に限り、過去に抽出したピッチとの平滑化演算を行ない
、平滑化演算後のピッチにて発生楽音の音高制御をする
ようにし、且つ上記弦の振動のピッチの変動幅が、上記
所定範囲を越えているときは、上記平滑化演算を行うこ
となく今回抽出されたピッチにて発生楽音の音高制御を
するようにする手段を有してなる周波数制御装置。
（１４）請求項１３記載の周波数制御装置において、上
記変更制御手段は、上記弦のピッチの変動幅が略半音以
内である場合に限り、過去に抽出した１乃至複数のピッ
チとの平均演算を行って新たなピッチを得て、上記楽音
の音高を変更制御するようにしてなる周波数制御装置。
（１５）請求項１３記載の周波数制御装置において、上
記タイマ手段は、各弦毎に異なった時間間隔で計時動作
して、上記変更制御手段における上記楽音の音高の変更
制御を行う頻度を各弦毎に異ならせるようにしてなる周
波数制御装置。