JPH03269589A - 電子楽器の効果装置 - Google Patents

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】 ［ａ業上の利用分野］ 本発明は電子楽器の効果装置に関し、特に、電子楽器の
楽音の所定周波数帯域成分のレベルに応して他の所定周
波数帯域成分を強調するようにしたものに関する。

［従来の技術］ 従来、音量に応して楽音の所定周波数帯域成分の出力レ
ベルを制御するようにした電子楽器としては、音源回路
において豊富な高調波成分を有する波形の信号を発生さ
せ、これをフィルタ回路に通して不要な高調波成分をカ
ットするに際し、音源回路が出力する楽音レベル等に応
じてフィルタ定数を変化させて高調波含有率を制御する
ようにしたものが知られている（特公昭４Ｏ−３５８９
）。

また、発音されるべき楽音信号の音量レベルを検出し、
これに基づき音色フィルタの特性を変化させ、楽音信号
中の倍音含有率を制御するようにしたものも知られてい
る（特公昭４６−３５５９０）。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記従来例においては、いずれの場合も
、単純に楽音の音量レベルに応じてフィルタ等の周波数
特性を変化させているだけなので、微妙で多彩な音色変
化を与えるには不十分である。

例えば、低域に集中したスペクトル成分を持つような楽
音を入力する場合、従来の方式では、倍音成分のない帯
域（高域）も増幅してしまうことになり、Ｓ／Ｎの劣化
を招く恐れがある。

本発明の目的は、このような従来技術の問題点に鑑み、
電子楽器の効果装置において、入力される楽音信号のレ
ベルに応じて微妙で多彩かつＳ／Ｎの劣化なくソロパー
ト等特定音域の楽音の存在感をより引き立たせ、楽曲の
中で押出しの効くような音質の楽音信号を出力できるよ
うにすることにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するため本発明の電子楽器の効果装置（
以下、エンファサイザという）は、入力される楽音信号
のうち所定の第１の周波数帯域成分を分離して出力する
第１のフィルタ手段と、前記入力楽音信号のうち他の第
２の周波数帯域成分を分離して出力する第２のフィルタ
手段と、この第２のフィルタ手段の出力信号レベルを検
出して出力するレベル検出手段と、第１フィルタ手段の
出力信号に対しレベル検出手段の出力に基づいた信号を
乗じて出力する乗算手段と、前記入力楽音信号あるいは
これを変形した楽音信号に対し乗算手段の出力をミキシ
ングして出力するミキシング手段とを備えている。

［作用］ この構成において、電子楽器の楽音波形発生部等から入
力される楽音信号は、第１および第２のフィルタ手段に
よって第１および第２の周波数帯域成分が抽出され、第
１周波数帯域成分はレベル検出手段によって検出された
、第２周波数ＩＦ域成分の信号レベルに基づいた信号に
応じて乗算手段を介して強調され、そして入力楽音信号
はこの強調された第１周波数帯域成分とミキシングされ
て出力される。すなわち、出力される楽音信号は、入力
楽音信号に対し第１周波数帯域成分が第２周波数帯域成
分のレベルに応じて強調されたものとなる。

したがって、第１および第２の周波数帯域を適切に設定
すること社より不要な成分の増幅によるＳ／Ｈの劣化も
なく微妙で多彩な帯域ごとの出力バランスの制御が行な
われる。具体的には例えば、中音域の伴奏パートの音量
レベルに応じて高音域のソロパートを強調し、原音が有
する本来の音色バランスを崩すことなく、ソロパートを
浮き立たせめりはりある歯切れの良い音信号が出力さね
る。

［実施例］ 以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。

実施例１ 第１図は本発明の基本的な第１の実施例に係るエンファ
サイザの構成を示すブロック回路図である。図中、１は
入力楽音信号ＩＮのうち高周波数寄域戒分を通過させて
出力するバイパスフィルタ、２は入力楽音信号ＩＮのう
ちフィルタ１が通過させるｆ域より低い周波数帯域を通
過させて出力するバンドパスフィルタ、３はフィルタ２
の出力信号Ｍの信号レベルを検出して出力するレベル検
出部、４はフィルタ１の出力信号Ｈに対しレベル検出部
３の出力ＭＶを乗じて出力する電圧制御増幅器（アナロ
グ信号の場合）、乗算器（デジタル信号の場合）等の乗
算手段、５は入力信号ＩＮに対し乗算手段４からの出力
信号を加算しミキシングして出力信号ＯＵＴを出力する
加算器である。レベル検出部３には、フィルタ２の出力
信号ＭがＯのときのレベル検出部３の出力ＭＶのレヘル
を定めるバイアス電圧ＢＩＡＳが印加されている。

第２図はこのようなエンファサイザが通用される基本的
な電子楽器の構成例を示すブロック図である。図中、２
１は基本的な楽音信号を生成するための楽音指定情報（
キーオン・オフ、音高、音量、音色等）を発生する楽音
指定情報発生部、２２はその情報に基いて基本的な楽音
信号を生成する楽音波形発生部、２３は楽音指定情報発
生部２１からの指示あるいは予め定められた条件に基づ
き楽音波形発生部２２の出力信号に何等かの音響的効果
を付与して出力する効果付与部である。第１図に示すエ
ンファサイザは、この効果付与部２３に含まれる。

楽音波形発生部２２からの楽音信号ＩＮは、第１図に示
すエンファサイザに入力されると、バイパスフィルタ１
とバントパスフィルタ２とによって高周波数帯域成分Ｈ
とそれより低い周波数ｆ域成分Ｍとか抽出され、この低
い周波数帯域成分の信号レベルがレベル検出部３におい
て検出される。その検出信号ＭＶは乗算手段４において
高周波数帯域成分Ｈに乗ぜられ、これによって高周波帯
域成分Ｈはそれより低い周波数帯域成分Ｍの信号レベル
に応じて強調される。そして、この強調された信号は加
算器５によって元の入力楽音信号ＩＮにミキシングされ
、これによって入力信号ＩＮは高周波数帯域成分のみが
それより低い周波数帯域成分Ｍの信号レベルに応して強
調された信号として出力される。

なお、レベル検出部３にはバイアス電圧ＢＩＡＳが付与
され、これによって入力信号ＭがＯであるときの出力信
号ＭＶ値すなわちオフセット電圧が設定される。

′ｆＳ３図はレベル検出部３の基本的構成を示すブロッ
ク図である。図中、３１はフィルタ２（第１図）の出力
信号Ｍを単極性化して出力する単極性化処理部、３２は
この出力を平滑化して検出信号ＭＶとして出力するロー
パスフィルタである。レベル検出部３は、このように、
基本的にはフィルタ２の出力信号Ｍを単極化（整流）し
てローパスフィルタなどで平滑化する機能を有するもの
である。

単極性化処理部３１における処理の手段あるいは方法と
しては、半波整流、全波整流（絶対値化）、２乗または
偶数べき乗（２ｎ乗）などがある。

第４図は、アナログ信号を扱う場合におけるレベル検出
部の例を示す回路図である。図中、４１はアナログ信号
Ｍを絶対値化・して単極性化する絶対値回路であり、オ
ペアンプ４２．４３、ダイオード４４．４５およびすべ
て抵抗値が等しい抵抗Ｒ，〜Ｒ６によって構成される。

４６は抵抗Ｒ６とコンデンサＣで構成され、絶対値回路
４１からの絶対値化された信号を平滑化して出力するＣ
Ｒ次ワクローパスフィルタる。４７はＣＲ−次ローパス
フィルタ４６からの平滑化された信号が非反転入力端子
に入力され、これを増幅するオペアンプであり、反転入
力端子には可変抵抗４８および抵抗Ｒ７を介してオフセ
ット電圧調整のための直流バイアス電圧（−Ｖ）が供給
される。また、オペアンプ４７の出力側は出力リミッタ
としてのツェナーダイオード４９を介して接地されてお
り、ツェナーダイオード４９のツェナー電圧値に応して
出力ＭＶの最大値が限定されるようになっている。

第５図はディジタル信号の場合のレベル検出部を例示す
る回路図である。同図において、５１はｎビットの入力
信号を絶対値化して出力するディジタル絶対値回路、５
２はてディジタル絶対値回路５１の出力を平滑化して出
力する一次のディジタルローパスフィルタ、５３はその
出力に所定のバイアス値を加算して出力する加算器であ
る。ディジタル絶対値回路５１は、負数が補数表現され
た入力信号ＭとそのＭＳＢ（最上位ビット）との排他的
論理和をとって出力する排他的論理和回路５４と、その
出力にＭＳＢを加算して出力するハーフアダー５５とを
備え、入力信号Ｍの極性（正負）を判定しその絶対値化
を行なう。ディジタルローパスフィルタ５２はディジタ
ル絶対値回路５１からの入力信号は加算し遅延回路５９
からの入力信号は減算して出力する加算器および減算器
５６、この出力に係数αを乗じて出力する乗算器５７、
乗算器５７からの入力に遅延回路５９からの入力を加算
して出力する加算器５８、および加算器５８から入力さ
れるデータをサンプリングパルスの一周期（基本化周期
）遅延させる遅延回路を備え、乗算器５７に入力される
係数αによって平滑化特性（カットオフ周波数）が可変
できるようになっている。

第６図（ａ）は、′ｓ５図に示したレベル検出部におい
てディジタル絶対値回路５１の代わりに変換テーブルを
参照して単極性化する回路６１を用いるようにしたレベ
ル検出部の構成を示す。回路６１においては、第６図（
ｂ）や（Ｃ）に示すような特性を有するテーブルを用い
、入力信号Ｍの振幅値に応じたデータをアドレスとして
このテーブルを参照して出力することにより単極性化か
行なわれる。特に、′ｔ％６図（Ｃ）に示すような非線
形的特性のテーブルを用いることにより、簡単な構成て
非線形性をもたせた単極化が行なえるという利点がある
。

その他、第７図に示すように、乗算器７１によって入力
信号値を単純に２乗演算して単極化するようにしてもよ
い。また、２ｎべき乗演算する例としては、第８図に示
すように、入力信号振幅値りを対数変換回路８１により
対数変換してから、シフト回路８２により２ｎビツトシ
フトし、さらに逆対数変換回路８３によって逆対数変換
する方法がある。この場合、対数変換や逆対数変換は演
算によっても、あるいはテーブルを参照するようにして
もよい。

実施例２ 第９図は本発明の基本的な第２の実施例に係るエンファ
サイザの構成を示すブロック回路図である。図中、第１
図と同一の符号は同一要素を示す。３１は入力信号ＩＮ
のうち低周波数帯域成分りを通過させて出力するローパ
スフィルタ、３２はローパスフィルタ３１と加算器５と
の間に挿入され、ローパスフィルタ３１の出力に低域ミ
キシングボリューム（Ｌｏｗ−ｒａｎｇｅ　　Ｍｉｘｉ
ｎｇ　　Ｖｏｌ、）からの信号を乗する乗算手段、３３
はバンドパスフィルタ２と加算器５との間に挿入され、
バンドパスフィルタ２の出力に対し中域ミキシングボリ
ューム（Ｍｉ　ｄ−ｒａｎｇｅＭｉｘｉｎｇ　　Ｖｏｌ
、）からの信号を乗しる乗算手段である。

この例では、入力楽音信号ＩＮはフィルタ１゜２および
３１により高、中、低周波数帯域成分Ｈ，Ｍ、Ｌに３分
割され、高周波数帯域成分Ｈは第１実施例と同様にして
中周波数帯域成分Ｍのレベルに応して強調される。そし
て、この強調された信号と、乗算手段３３．３２を介し
てそれぞれミキシングレベルが所望に調節された中、低
周波数帯域成分とが加算器５によってミキシングされて
出力される。したがって、高周波数帯域成分の強調と、
帯域毎のイコライジングが可能である。

ゑ」０艷ｌ 第１０図は本発明の第３の実施例に係るエンファサイザ
の構成を示すブロック回路図である。この例ては、複数
のバンドパスフィルタＢＦＩ〜ＢＦｎおよびレベル検出
部ＬＢＩ〜ＬＢｎを備え、これらにより入力楽音信号Ｉ
Ｎの中周波数帯域成分をさらに複数周波数帯域成分０Ｕ
ＴＩ〜０ＵＴｎに分割してそれぞれの信号レベルを検出
するようになっている。

入力楽音信号ＩＮおよび各帯域成分のレベル検出信号Ｍ
ＶＩ〜ＭＶｎはミキシング回路７５１に入力されてミキ
シングされ、バイパスフィルタ１によって抽出された高
周波数帯域成分Ｈは乗算器４を介して、このミキシング
された信号レベルに応じて強調される。そして、強調さ
れた高周波数帯域成分０ＵＴＯＯおよび各中周波数帯域
成分０ＵＴＩ〜０ＵＴｎならびに入力楽音信号ＩＮはミ
キシング回路７５２に入力されミキシングされて出力さ
れる。ただし、ミキシング回路７５１と乗算器４間には
加算器７５０が挿入され、これを介してミキシング回路
７５１の出力にバイアス電圧が加算されオフセット電圧
が設定されるとともに、ミキシング回路７５１と加算器
７５０間にはミキシングボリュームＶＡＯＯが挿入され
、制御信号ａ０°に従ってミキシング回路７５１からの
出力が調整されるようになっている。また、ミキシング
回路７５１への入力楽音信号ＩＮおよびレベル検出信号
ＭＶＩ〜ＭＶｎの入力はそれぞれ乗算手段Ｖ　Ａ　Ｏ−
Ｖ　Ａ　ｎを介して行なわれ、それぞれ制御信号ａ０〜
ａｎに従ってレベル調整される。

同様に、強調された高周波数帯域成分○ＵＴＯＯ１入力
楽音信号ＩＮおよび各周波数ｆ酸成分０ＵＴＩ〜０ＵＴ
ｎのミキシング回路７５２への入力レベルも乗算手段Ｖ
ＢＯ○、ＶＢＯ−ＶＢｎにより制御信号す。。、ｂｏ−
ｂｎに従って調整されるようになっている。

この構成によれば、各乗算手段への制御信号ａｏｏ、　
　ａｏ　〜ａｎ　、　　ｂｏｏ、　　ｂｏ−ｂｎ　ヲ与
エルＺキシングボリュームの操作により、各周波数帯域
成分のレベル検出結果について重みを付けて高周波数１
！域成分を強調することができ、また同時に、強調され
た高周波数帯域成分と各中周波数帯域成分を重み付きミ
キシングしてイコライジングすることもできる。さらに
、各フィルタ１、ＢＦ１〜ＢＦｎは独立してカットオフ
周波数やＱ値等の特性をコントロールできるようにして
おけは、さらに音色変化の自由度や可能性を拡げること
ができる。

東凰勿１ 第１１は本発明の第４の実施例に係るエンファサイザの
構成を示すブロック回路図である。

同図において、１１１〜１１３は入力楽音信号ＩＮのう
ちそれぞれ高、中および低周波数ｆ酸成分Ｈ，Ｍ、Ｌを
通過させて出力するバイパスフィルタ、バンドパスフィ
ルタおよびローパスフィルタ、１１４および１１５はそ
れぞれフィルタ１１２および１１３が出力する中および
低周波数帯域成分の出力信号レベルを検出するレベル検
出回路、１１６はレベル検出回路１１５の出力レベルを
調整するための乗算手段、１１７は乗算手段１１６の出
力電圧にそのオフセット値としてバイアス電圧ＢＩＡＳ
２を加算する加算器、１１８はレベル検出回路１１４の
出力と加算器１１７の出力とを乗じて出力する乗算手段
、１１９は乗算手段１１８の出力にそのオフセット値と
してバイアス電圧ＢＩＡＳ１を加算する加算器、１２０
はフィルタ１１１からの高周波数帯域成分Ｈに加算器１
１９からの出力を乗して出力する乗算手段、１２１は乗
算手段１２０の出力、フィルタ１１２および１１３から
の中および低周波数ｆ酸成分Ｍおよびし、ならびに入力
楽音信号ＩＮをミキシングして出力するミキシング回路
である。中および低周波数ｆ酸成分Ｍ、Ｌおよび入力楽
音信号ＩＮのミキシング回路１２１への入力は乗算手段
１２２〜１２４を介して行なわれ、それぞれ制御信号ａ
＋　、ａ２．ａＯに従って調整されるようになっている
。

この場合、レベル検出回路１１４によって検出された中
周波数帯域成分Ｍのレベル検出信号に対し、レベル検出
回路１１５によって検出された低周波数ｆ酸成分りのレ
ベル検出信号が乗算手段１１８において乗ぜられ、この
乗ぜられた信号によって高周波数帯域成分Ｈが強調され
る。そして、強調された高周波数帯域成分と、中および
低周波数帯域成分Ｍ、Ｌならびに入力楽音信号ＩＮとが
ミキシングされて出力される。すなわち、下位のフィル
タ１１３出力のレベル検出信号によって、隣接する上位
フィルタ１１２出力のレベル検出信号を制御してゆく構
成であり、実質的には中、低各帯域のレベル検出信号の
積による高周波数ｆ酸成分のエンファシス制御とみなす
ことがてきる。

五妻０Ｉ至 第１２図は本発明の第５の実施例に係るエンファサイザ
の構成を示すブロック回路図である。同図において、Ｅ
ＭＰＩ〜ＥＭＰｎは、それぞれ第１図に示すような基本
的なエンファサイザてあリ、それぞれ、入力楽音信号Ｉ
Ｎから高および中周波数ＩＦ域酸成分抽出して出力する
バイパスフィルタ１２５およびバントパスフィルタ１２
６、フィルタ１２６からの中周波数帯域成分の信号レベ
ルを検出するレベル検出回路１２７、レベル検出回路１
２６の出力レベルを調節するための乗算手段１２８、そ
の出力電圧にバイアス電圧を加算してオフセット電圧を
設定する加算器１２９、および、加算器１２９の出力と
バイパスフィルタ１２５からの高周波数１Ｆ域戒分とを
乗じて出力する乗算手段１３０を備える。各フィルタ１
２５および１２６は制御信号ｆｃ＋、Ｑｌおよびｆｃ２
．Ｑ２に応じて独立してカットオフ周波数およびＱ値が
設定可能であり、また、制御信号ｋにより乗算手段１２
８を介してレベル検出手段１２７の出力が調整可能であ
る。したがって、各基本エンファサイザＥＭＰ　１〜Ｅ
ＭＰｎそれぞれで設定を異ならせることにより、各設定
帯域毎にエンファシス効果が付与される。

ＢＰＦＩ〜ＢＰＦｎはそれぞれ入力楽音信号ＩＮから所
定周波数帯域成分を抽出して出力するノ＼ンドパスフィ
ルタ、ＭＭＶＩ〜ＭＭＶｎはそれぞれフィルタＢＰＦＩ
〜ＢＰＦｎの出力を調節するための乗算手段であり、こ
れらによって単純イコライザを構成している。

１３１はミキシング回路であり、エンファサイザＥＭＰ
Ｉ〜ＥＭＰｎからの各帯域毎の強調された信号、ならび
に乗算手段ＭＭＶＯおよびＭＭＶ１〜ＭＭＶｎを介して
調整可能に入力される楽音信号ＩＮおよびフィルタＢＰ
ＦＩ〜ＢＰＦｎて抽出された各帯域の信号をミキシング
して出力する。

なお、上述各実施例では、高周波数帯域成分を各中周波
数帯域成分レベルに応じて強調するようにしているが、
バイパスフィルタおよび各バントパスフィルタの代わり
にそれぞれバンドパスフィルタおよびローパスフィルタ
を用いるなど処理する入力楽音信号の特性に応し、種々
最適な特性関係を選択して構成される。

また、上述てはアナログ処理とディジタル処理の各場合
に分けて説明したが、入力楽音信号に対するフィルタ処
理はアナログで行ない、レベル検出はディジタル化して
実施するなど、アナログ処理とディジタル処理とが混在
した構成としてもよい。

また、多数の各種フィルタ処理、演算処理等は時分割で
行なうようにしてもよい。

また、各フィルタは可変フィルタとし、ユーザか自由に
帯域および特性を決められるような構成としたり、音色
毎に適宜設定するようにしてもよいし、また、時変特性
としてもよい。

さらに、上述においてはある帯域のレベルで他の１つの
帯域を制御するような「１対１」の構成を主に示したが
、制御する対象の帯域が複数あってもよい。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、第１の周波数帯域
成分の信号レベルに応して第２の周波数帯域成分を強調
するようにしたため、第１および第２の周波数帯域を適
切に設定することにより不要な成分の増幅によるＳ／Ｎ
の劣化もなく微妙で多彩な帯域ごとの出力バランスの制
御が行なわれる。具体的には例えば、中音域の伴奏パー
トの音量レベルに応して高音域のソロパートを強調し、
原音が有する本来の音色バランスを崩すことなくソロパ
ートを浮き立たせ、めりはりある歯切れの良い音信号を
出力することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の基本的な第１の実施例に係るエンフ
ァサイザの構成を示すブロック回路図、第２図は、本発
明のエンファサイサが適用される基本的な電子楽器の構
成を例示するブロック図、 第３図は、本発明のエンファサイザに適用されるレベル
検出部の基本構成例を示すブロック図、第４図は、本発
明のエンファサイザに通用しつるアナログ信号の場合の
レベル検出部の構成例を示すブロック回路図、 第５図は、本発明のニンファサイザに通用しつるディジ
タル信号の場合のレベル検出部の構成例を示すブロック
図、 第６図（ａ）〜（Ｃ）は、第５図のレベル検出部におけ
る単極化処理を変換テーブルを用いて行なう場合の説明
図、 第７図および第８図は、第５図のレベル検出部における
単極化処理をそれぞれ２乗および２ｎ乗することによっ
て行なう場合の構成を示すプロッ実施例に係るエンファ
サイザの構成を示すブロック回路図である。 １１１１．１２５：バイパスフィルタ、２８Ｆ　１〜Ｂ
Ｆｎ、　　１１２．１２６　＋バントパスフィルタ、３
．ＬＢＩ　〜ＬＢｎ、１１４．１１５１２７二レベル検
出部、４，１２０，１３０＋乗算手段、５：加算器、７
５１，７５２，１２１゜１３１：ミキシング回路。 （０） （ｂ） 第 図 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、入力される楽音信号のうち所定の第１の周波数帯域
   成分を分離して出力する第１のフィルタ手段と、前記入
   力楽音信号のうち他の第２の周波数帯域成分を分離して
   出力する第２のフィルタ手段と、第２フィルタ手段の出
   力信号レベルを検出して出力するレベル検出手段と、第
   １フィルタ手段の出力信号に対しレベル検出手段の出力
   に基づいた信号を乗じて出力する乗算手段と、前記入力
   楽音信号あるいはこれを変形した楽音信号に対し乗算手
   段の出力をミキシングして出力するミキシング手段とを
   具備することを特徴とする電子楽器の効果装置。 ２、前記入力楽音信号のうちさらに他の第３の周波数帯
   域成分を分離して出力する第３のフィルタ手段、および
   その出力信号レベルを検出して出力する他のレベル検出
   手段を備え、該他のレベル検出手段の出力に基づいた信
   号により前記レベル検出手段の出力が制御される請求項
   １記載の電子楽器の効果装置。