JPH05183389A - デジタルフィルタの入力装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 使用者が入力するデータによってデジタルフ
ィルタの特性がどのようなものになるか視認できるよう
にする。 【構成】 マウス４の位置データに変化があれば（スイ
ッチ２１）、その位置データをデジタルフィルタのＺ平
面上の極の位置データに変換し（ステップＳ２２）、次
いで、表示装置３の前回の極を消去し、今回の新しい極
の位置を表示する（ステップＳ２３）。ステップＳ２４
では新たな極の位置データによりデジタルフィルタ係数
を算出し、その係数をデジタルフィルタ回路６に転送す
る（ステップＳ２５）。すなわち、デジタルフィルタの
極の位置を自由に動かすことにより、デジタルフィルタ
の係数を決定するためのデジタルフィルタのカットオフ
周波数とレゾナンスとを同時に、可変することが可能と
なる。そして、デジタルフィルタ回路６では転送された
フィルタ係数に応じてデジタルフィルタの特性が決定さ
れ、音源５からの波形値データに対してフィルタリング
が行われ、デジタル信号処理により所望の音色の楽音信
号が作成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子楽器等に利用され
るデジタルフィルタの入力装置に係わり、詳しくはデジ
タルフィルタの各種係数を外部から入力して変更可能で
あるとともに、デジタルフィルタの極の位置を表示可能
なデジタルフィルタの入力装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子楽器の楽音生成処理等にデジ
タルフィルタが用いられており、このようなデジタルフ
ィルタのフィルタ係数を外部から入力して変更し、各種
の電子音の生成に利用する試みが行われている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
従来の電子楽器等に用いられるデジタルフィルタの入力
装置にあっては、デジタルフィルタのカットオフ周波数
を入力する手段と、レゾナンス（共振点の先鋭度）を入
力する手段とが別々に配置されている場合が多い。そし
て、この２つの手段により、デジタルフィルタのカット
オフポイントおよびレゾナンスを可変することによって
種々の特性のデジタルフィルタを作成することを可能に
している。

【０００４】しかしながら、２つの手段によってはデジ
タルフィルタの周波数特性のうちのカットオフポイント
とレゾナンスの度合いしか決定されないから、周波数特
性全体がどのようなものか、使用者にはイメージしにく
く、また作られるデジタルフィルタの特性もこの２つの
パラメータからだけでは、非常に大まかなものとなり、
使用者の意図する特性とするには、かなりの熟練を必要
としていた。

【０００５】このため、楽音作成の自由度が減り、幅広
い音色の楽音を作成するのは困難であった。

【０００６】また、入力する信号を連続して特性の変化
するデジタルフィルタで処理させたいような場合には、
デジタルフィルタの周波数特性をどのように変化させれ
ばよいのか、従来の２つの手段だけではそのイメージを
つかむことは、さらに困難になり、使用者の意図する特
性を作り出すことができなかった。

【０００７】そこで本発明は、使用者の意図するデジタ
ルフィルタの特性を作り出せるように、その特性を容易
に視認することのできるデジタルフィルタの入力装置を
提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明によるデジタルフィルタの入力
装置は、入力される信号をフィルタリングして出力する
デジタルフィルタ手段と、このデジタルフィルタ手段の
Ｚ平面の単位円上の極の位置を入力する入力手段と、入
力手段によって入力された極の位置に応じてフィルタ係
数を算出する演算手段と、演算手段によって算出された
フィルタ係数を前記デジタルフィルタ手段に転送する転
送手段と、前記入力手段の入力情報に基づいて前記デジ
タルフィルタ手段のＺ平面の単位円上における極の位置
を表示する表示手段と、を備えたことを特徴とする。

【０００９】また、請求項２記載の発明によるデジタル
フィルタの入力装置は、入力される信号をフィルタリン
グして出力するデジタルフィルタ手段と、このデジタル
フィルタ手段のＺ平面の単位円上の極の位置を入力する
入力手段と、入力手段によって入力された極の位置に応
じてフィルタ係数を算出する演算手段と、演算手段によ
って算出されたフィルタ係数を前記デジタルフィルタ手
段に転送する転送手段と、前記入力手段で入力される極
の位置を移動させたときに極の位置データを順次連続し
て記憶する記憶手段と、この記憶手段の記憶情報に基づ
いて前記デジタルフィルタ手段の極の位置および極の移
動軌跡を表示する表示手段と、を備えたことを特徴とす
る。

【００１０】

【作用】請求項１記載の発明では、入力手段によってデ
ジタルフィルタの極の位置が入力されると、この入力さ
れた極の位置に応じて演算手段によりフィルタ係数が算
出され、デジタルフィルタに転送される。そして、デジ
タルフィルタでは転送されたフィルタ係数に応じてフィ
ルタの特性が決定され、デジタル信号処理により音色が
作成される。また、入力手段の入力情報に基づき表示手
段によってデジタルフィルタのＺ平面の単位円上におけ
る極の位置が表示される。

【００１１】したがって、極の位置を自由に動かすこと
により、フィルタ係数を決定するためのデジタルフィル
タのカットオフ周波数とレゾナンスとを同時に可変させ
ることが可能となり、楽音作成の自由度が増加し、幅広
い音色の楽音作りができる。また、Ｚ平面上の極の位置
が表示されるため、フィルタの特性がどのようなものか
が容易にイメージでき、使用者の意図するデジタルフィ
ルタの特性を作り出すことが容易になる。

【００１２】請求項２記載の発明では、上記に加えて、
入力される極の位置を連続的に移動させることによる極
の移動軌跡データが順次記憶手段に記憶され、この記憶
情報に基づき表示手段によってデジタルフィルタの極の
位置および極の移動経路が表示される。

【００１３】したがって、カットオフ周波数に対応する
カットオフポイントとレゾナンスの移動軌跡を視認で
き、これに伴うデジタルフィルタの特性の変化を再現す
ることが容易で、幅広い音色楽音作りが可能になる。

【００１４】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て説明する。図１は本発明に係るデジタルフィルタの入
力装置を備えた電子楽器の一実施例の全体構成を示すブ
ロック図である。

【００１５】図１において、この電子楽器は大きく分け
て、ＣＰＵ１、スイッチ部２、表示装置３、マウス４、
音源５、デジタルフィルタ回路（デジタルフィルタ手
段）６、Ｄ／Ａ変換器７、ローパスフィルタ８、アンプ
９およびスピーカ１０によって構成される。

【００１６】ＣＰＵ１は楽器全体を制御するもので、Ｃ
ＰＵ１には制御プログラムや各種データを記憶している
ＲＯＭや演算でワーキングメモリとして使用するＲＡＭ
が内蔵されている。また、ＣＰＵ１にはスイッチ部２、
表示装置３、マウス４、音源５およびデジタルフィルタ
回路６が接続されている。

【００１７】スイッチ部２には各種機能キー２１および
鍵盤２２が設けられている。各種機能キー２１はＣＰＵ
１に対して操作情報を入力するもので、音色指定キーや
自動演奏スタートキー等が配置されており、これらのキ
ーの操作情報および鍵盤２２の操作情報はＣＰＵ１に与
えられる。

【００１８】マウス（入力手段）４はデジタルフィルタ
回路６の極（以下、適宜デジタルフィルタおよびデジタ
ルフィルタの極と略称する）の位置を入力したり、その
他必要なデータを入力するために使用され、この入力情
報はＣＰＵ１に与えられる。ＣＰＵ１はマウス４からの
位置情報により表示装置３に極の位置を変更するための
データを送る。表示装置（表示手段）３は例えばＬＣＤ
からなり、マウス４からの入力情報に基づくＣＰＵ１か
らのデータに応じてデジタルフィルタ回路６の極の位置
を表示する。

【００１９】音源５にはＣＰＵ１から発音を行うために
必要な各種データが与えられ、音源５は与えられた各種
データを処理して発音のための波形値（例えば、楽音信
号生成のための波形値）を演算してデジタルフィルタ回
路６に出力する。

【００２０】また、ＣＰＵ１はマウス４から極の位置が
入力されると、この入力された極の位置に応じてデジタ
ルフィルタ係数を演算し、デジタルフィルタ回路６にデ
ジタルフィルタ係数を転送する。デジタルフィルタ回路
６は転送されたデジタルフィルタ係数に応じてデジタル
フィルタの特性を決定し、音源５からの波形値データに
フィルタリングを行ってＤ／Ａ変換器７に出力する。し
たがって、デジタル信号処理により所定の楽音の音色が
作成される。ＣＰＵ１は演算手段および転送手段として
の機能を有する。

【００２１】Ｄ／Ａ変換器７はデジタルフィルタ回路６
によって作成されたデジタル値で表される楽音信号をア
ナログ値に変換し、アナログ値に変換された信号はロー
パスフィルタ８およびアンプ９を介した後、スピーカ１
０により放音される。

【００２２】次に、ＣＰＵ１による楽音発生およびデジ
タルフィルタ処理のフローチャートを説明する。

【００２３】図２は楽音発生のメインフローである。こ
の電子楽器に設けられている電源スイッチを投入する
と、このメインフローがスタートし、ＣＰＵ１はイニシ
ャライズ（イニシャル処理：初期設定）を行う（ステッ
プＳ１）。このイニシャライズではＣＰＵ１の内部レジ
スタがクリアされるとともに、初期値の設定等が行われ
る。

【００２４】次いで、ステップＳ２でスイッチ部２にお
ける前記各種機能キー２１の操作状態や鍵盤２２の押
鍵、離鍵状態を、このメインフローの１周期毎に取り込
み、ステップＳ３でキーバッファ領域のレジスタに記憶
する（これは機能キー取り込み処理に相当する）。

【００２５】そして、ステップＳ４で、このレジスタに
記憶された各種機能キー２１の操作状態および鍵盤２２
の押鍵、離鍵状態により各種フラグレジスタのフラグ処
理を行う（これは機能キー処理に相当する）。例えば、
楽音の音色、音量等に対応するフラグ処理である。

【００２６】次いで、ステップＳ５でマウス状態取り込
み処理、すなわちマウス４からの位置情報をＣＰＵ１に
取り込み、マウス４によって指定されるデジタルフィル
タの極の位置に変化があれば、ステップＳ６でＣＰＵ１
は表示装置３とデジタルフィルタ回路６に新しい極の位
置によって演算したデータを送る。

【００２７】これにより、デジタルフィルタ回路６では
転送されたデータ、すなわちデジタルフィルタ係数に応
じてデジタルフィルタの特性が決定されて音源５からの
波形値データにフィルタリングが行われ、デジタル信号
処理により所望の音色の楽音信号が作成される。これ
は、デジタルフィルタ処理に相当し、詳細は後述のサブ
ルーチンで示される。

【００２８】次いで、ステップＳ７で鍵盤取り込み処
理、すなわち鍵盤２２の押鍵、離鍵操作情報をＣＰＵ１
に取り込み、ステップＳ８で押鍵、離鍵操作状態により
発音処理に必要なデータをセットする。そして、これら
の処理を行った後、このメインフローで必要なタイマ値
を得るために、フローチャートの１周時間を基に演算を
行い、例えば９６分音符値やエンペロープ用タイマ値等
を得る（ステップＳ９のタイマ処理）。

【００２９】さらに、前記ステップＳ４でセットされた
フラグレジスタから実際に発音を行うための各種演算を
行って音源５にデータをセットする発音処理を行う（ス
テップＳ１０）。

【００３０】これにより、音源５に対してＣＰＵ１から
発音を行うために必要な各種データが与えられ、音源５
では与えられた各種データが処理されて発音のための波
形信号が作成され、デジタルフィルタ回路６に出力され
る。その後、デジタル信号処理により所望の音色の波形
信号が作成され、このデジタル波形信号がアナログ値に
変換されてローパスフィルタ８およびアンプ９を介した
後、スピーカ１０から放音される。

【００３１】ステップＳ１１ではフロー１周準備処理、
すなわちこのフローチャート１周毎に必要な各種処理
（例えば、フラグの整理）を行い、以後、電源がオン状
態にある限り、ステップＳ２からステップＳ１１のルー
プを繰り返す。

【００３２】次に、図３は前記ステップＳ６におけるデ
ジタルフィルタ処理の詳細なサブルーチンである。ステ
ップＳ２１では、前記ステップＳ５で取り込んだマウス
４の位置データに変化があったか否かを判別し、変化が
あればマウス４の位置データをデジタルフィルタのＺ平
面上の極の位置データに変換する（ステップＳ２２）。
マウス４の位置データは、例えばＸ軸、Ｙ軸データによ
って求め、変化の有無を判断する。

【００３３】次いで、表示装置３の前回の極を消去し、
今回の極の位置を表示する（ステップＳ２３）。すなわ
ち、表示装置３の画面から現在表示してある極を意味す
る図形を消去し、その後、表示装置３に対して新しい極
の位置に今回の極を意味する図形を表示するためのデー
タを送り、画面に表示させる。ただし、この例では後述
のようにＺ平面上の零点を固定している。

【００３４】次いで、ステップＳ２４で新たな極の位置
データによりデジタルフィルタの係数（フィルタ係数）
を算出し、その係数をデジタルフィルタ回路６に転送す
る（ステップＳ２５）。その後、次の処理に移行する。

【００３５】これにより、デジタルフィルタ回路６では
転送されたフィルタ係数に応じてデジタルフィルタの特
性が決定され、音源５からの波形値データに対してフィ
ルタリングが行われ、デジタル信号処理により所望の音
色の楽音信号が作成される。

【００３６】一方、ステップＳ２１において、取り込ん
だマウス４の位置データに変化がない場合には、上記ス
テップＳ２２〜ステップＳ２５をジャンプし、次の処理
に移行する。したがって、前回のフィルタ係数のままで
デジタルフィルタ回路６の特性が決定され、フィルタリ
ングが行われる。

【００３７】ここで、図４は表示装置３の画面上に表示
されるデジタルフィルタの特性を図形化した一例を示す
ものである。図４は実数軸Ｒｅと虚数軸Ｉｍとからなる
座標平面（Ｚ平面）で示されるデジタルフィルタの伝達
関数を表示しており、デジタルフィルタの特性上、伝達
関数のすべての極α₁、α₂が単位円内に存在すること
が、デジタルフィルタの安定上必要である。

【００３８】したがって、図４はデジタルフィルタが安
定して動作するための単位円３１も示している。単位円
３１の内部にある極１（α₁）と極２（α₂）とは共役で
あり、実数軸Ｒｅに対して常に対象に置かれるので、マ
ウス４で動かす極は、実際上は極１だけでよい。

【００３９】また、ＺＰは零点であり、零点ＺＰは固定
となっている。なお、零点ＺＰが−１側にあるときはロ
ーパスフィルタ、＋１側にあるときはハイパスフィルタ
となる。そして、極が単位円３１に近づけば近づく程、
レゾナンスが大きくなる（先鋭度がシャープになる）。
また、極の実数軸Ｒｅ上の位置に応じてカットオフ周波
数が変化し、例えば極が−１に近づく程、カットオフ周
波数が高くなる。

【００４０】本実施例は２次のＩＩＲ型デジタルフィル
タの例であり、その伝達関数Ｈ（ｚ）は次の数式１（い
わゆる２次バターワースＬＰＦの伝達関数）で表され
る。

【数１】

【００４１】数式１から極、零点を求めるために、数式
１の分母、分子にｚ²を乗じ、次の数式２のように変形
する。

【００４２】

【数２】

【００４３】数式２に対して因数分解を実行すると、 極：α₁＝０．５７１４９＋ｊ０．２９３６ α₂＝０．５７１４９−ｊ０．２９３６ 零点：β₁＝−１、β₂＝−１（重根）となり、Ｚ平面上
の位置は図４に示す通りである。極α₁、α₂が単位円内
に位置するので、このデジタルフィルタは安定となる。

【００４４】図５は数式１の伝達関数によって表される
デジタルフィルタの回路構成の一例を示している。図５
において、４１〜４３はそれぞれ入力される信号に対し
て乗算係数ａ₀、ａ₁、ａ₂で乗算を行う乗算器、４４、
４５はそれぞれ入力される信号に対して乗算係数ｂ₁、
ｂ₂で乗算を行う乗算器、５１〜５４は入力信号を遅延
させて各乗算器４２、４３、５３、５４に供給する遅延
器、６１は各乗算器４１〜４５からの出力の総和を求め
る加算器であり、加算器６１の出力がデジタルフィルタ
の出力として取り出される。

【００４５】このように、本実施例ではマウス４によっ
てデジタルフィルタの極の位置が入力されると、この入
力された極の位置に応じてＣＰＵ１によりフィルタ係数
が演算され、デジタルフィルタに転送される。そして、
デジタルフィルタでは転送されたフィルタ係数に応じて
フィルタの特性が決定され、デジタル信号処理により所
望の音色の楽音信号が作成される。また、このときマウ
ス４の入力情報（位置情報）に基づき表示装置３によっ
てデジタルフィルタの極の位置が表示される。

【００４６】したがって、マウス４の操作によって極の
位置を自由に動かすことにより、デジタルフィルタの係
数を決定するためのデジタルフィルタのカットオフ周波
数とレゾナンスとを同時にしかも自由に動かすことが可
能となり、楽音作成の自由度が増加し、幅広い音色作り
をすることができる。

【００４７】また、表示装置３ではこうして入力される
フィルタ係数より求まるＺ平面上の極の位置が表示され
るため、極とその係数でのフィルタ効果の相関を容易に
イメージすることができ、デジタル信号処理を十分に行
うことができる。

【００４８】すなわち、デジタルフィルタのＺ平面上の
極の位置がデジタルフィルタが安定して動作する単位円
内のどの位置にあるかを容易にかつ的確に知ることがで
きる。したがって、例えばデジタルフィルタの特性を変
更したような場合に、その変更後の特性が作成された楽
音の音色にどのように影響するかを容易に知ることがで
き、デジタル信号処理の効果を十分に発揮することがで
きる。このような効果は、例えばデジタル信号処理の学
習をする上においても有効である。

【００４９】次に、図６、図７は本発明に係るデジタル
フィルタの入力装置を備えた電子楽器の他の実施例を示
す図であり、本実施例のハード的構成およびメインフロ
ーは前記実施例と同様であるため、省略する。

【００５０】図６はデジタルフィルタ処理のサブルーチ
ンを示すフローチャートである。図６において、まずス
テップＳ７１でデジタルフィルタタイマが一定値になっ
たか否かを判別する。デジタルフィルタタイマは前述し
た図２のステップＳ９においてメインフローで必要なタ
イマ値を得るために、時間計測を行っているものであ
る。

【００５１】ステップＳ７１の判別結果、デジタルフィ
ルタタイマが一定値になったときはステップＳ７２でデ
ジタルフィルタの入力モードを判別する。この入力モー
ドはマウス４のスイッチ操作によって決定されるもの
で、次の３つの態様がある。このスイッチ操作として
は、例えば左右のマウススイッチのクリック操作を１回
あるいは２回実行することによって３つの態様を実現す
る。

【００５２】 ・ノーマルモード ・書き込みモード ・再現モード

【００５３】ノーマルモード ノーマルモードは、通常のモードであり、新しい極の位
置を指定し、デジタルフィルの係数を算出するものであ
る（極の軌跡は描かない）。ノーマルモードと判断した
ときは、まずステップＳ７３でノーマルモードの開始で
あるか否かを判別し、ＹＥＳのときは続くステップＳ７
４で表示装置３の表示画面を初期化する。すなわち、前
回まで他のモードであったので、極の軌跡等の消去を行
う。一方、ノーマルモードの開始でないときは、表示画
面の初期化を省略してステップＳ７５に進む。

【００５４】ステップＳ７５では、マウス４の位置デー
タをＺ平面上の極の位置データに変換するとともに、ス
テップＳ７６で表示装置３に現在表示してある極を意味
する図形を消去し、新しい極の位置を意味する図形を表
示するためのデータを表示装置３に送り、この図形を表
示させる。

【００５５】次いで、ステップＳ７７で今回の極の位置
データに基づいてデジタルフィルの係数を算出し、その
係数をデジタルフィルタ回路６に転送する（ステップＳ
７８）。その後、次の処理に移行する。これにより、デ
ジタルフィルタ回路６では転送されたフィルタ係数に応
じてデジタルフィルタの特性が決定され、音源５からの
波形値データに対してフィルタリングが行われ、デジタ
ル信号処理により音色が作成される。

【００５６】書き込みモード 書き込みモードは、新しい極の位置を順次書き込んでい
く処理を行うものである。書き込みモードと判断したと
き（例えば、スタートスイッチの操作によって判断）
は、まずステップＳ８１で書き込みモードの開始である
か否かを判別し、ＹＥＳのときは続くステップＳ８２で
極の位置を記憶するためのＣＰＵ１内のＲＡＭに対する
アドレスを指定するレジスタに、極の位置記憶の先頭ア
ドレスをセットする。

【００５７】次いで、ステップＳ８３で表示装置３の表
示画面を初期化する。すなわち、前回まで書き込み以外
の他のモードであったので、極の軌跡等の消去を行うた
めに初期化処理を行う。一方、書き込みモードの開始で
ないときは、表示画面の初期化を省略してステップＳ８
４に進む。

【００５８】ステップＳ８４では、マウス４の位置デー
タをＺ平面上の極の位置データに変換するとともに、こ
の変換した極の位置データを前述したＲＡＭに書き込
み、そのアドレスを指定するレジスタのアドレスデータ
を［１］だけインクリメントする（ステップＳ８５）。
これにより、次の極の位置データをＲＡＭに書き込む準
備が行われる。

【００５９】次いで、ステップＳ８６で今回の極の位置
を意味する図形を表示するためのデータを表示装置３に
送り、この図形を表示装置３に表示させる。その後、ノ
ーマルモードの場合と同様にステップＳ７７、ステップ
Ｓ７８を実行する。

【００６０】したがって、新しい極の位置がアドレスを
指定しながらＣＰＵ１内のＲＡＭに順次書き込まれてい
くとともに、新しい極の位置データに基づいてデジタル
フィルタの係数が算出され、その係数がデジタルフィル
タ回路６に転送されてデジタルフィルタの特性が決定さ
れ、音源５からの波形値データに対してフィルタリング
が行われ、デジタル信号処理により所望の音色の波形信
号が作成される。

【００６１】再現モード 再現モードは、極の移動軌跡を再現する処理を行うもの
である。再現モードと判断したときは、まずステップＳ
９１で再現モードの開始であるか否かを判別し、ＹＥＳ
のときは続くステップＳ９２で極の位置を記憶している
ＣＰＵ１内のＲＡＭに対するアドレスを指定するレジス
タに、極の位置記憶の先頭アドレスをセットする。

【００６２】次いで、ステップＳ９３で表示装置３の表
示画面を初期化する。すなわち、前回まで再現モード以
外の他のモードであったので、前回までの不要な画面の
消去を行うために初期化処理を行う。一方、再現モード
の開始でないときは、表示画面の初期化を省略してステ
ップＳ９４に進む。

【００６３】ステップＳ９４では、極の位置データを前
述したＲＡＭから読み出し、ＲＡＭのアドレスを指定す
るレジスタからのアドレスデータを［１］だけインクリ
メントする。これにより、次の極の位置データをＲＡＭ
から読み出す準備が行われる。

【００６４】次いで、ステップＳ８６に進み、前述した
書き込みモードの場合と同様に、極の位置を意味する図
形を表示するためのデータを表示装置３に送り、この図
形を表示装置３に表示させる。その後、ステップＳ７
７、ステップＳ７８を実行する。

【００６５】したがって、記憶された極の位置がアドレ
スを指定しながらＣＰＵ１内のＲＡＭから順次読み出さ
れていくとともに、その読み出した極の位置データに基
づいてデジタルフィルタの係数が算出され、その係数が
デジタルフィルタ回路６に転送されてデジタルフィルタ
の特性が決定され、音源５からの波形値データに対して
フィルタリングが行われ、デジタル信号処理により音色
が作成される。

【００６６】このように、本実施例ではマウス４によっ
てデジタルフィルタの極の位置が入力されると、この入
力された新しい極の位置がＣＰＵ１内のＲＡＭに順次書
き込まれつつ、デジタルフィルタの係数が算出されてデ
ジタルフィルタ処理が行われる。また、表示装置３には
ＲＡＭに書き込む極の位置を意味する図形が表示される
とともに、記憶された極の位置がＲＡＭから順次読み出
され、その軌跡が表示装置３によって表示される。

【００６７】ここで、図７は表示装置３の画面上に表示
されるデジタルフィルタの特性を図形化した一例を示す
もので、特に書き込みモードのときの表示例である。単
位円３１等の表示は前述した図４の場合と同様である。
単位円３１の内部にある極１（α₁）と極２（α₂）とは
共役であり、同図に示す最初の位置が始点となってい
る。また、これらの極１、極２は実数軸Ｒｅに対して常
に対象に置かれるので、マウス４で動かす極は、実際上
は極１だけでよい。

【００６８】また、零点ＺＰは固定で重極となってい
る。図７に示すものは、２次のＩＩＲ型デジタルフィル
タの例であり、その伝達関数Ｈ（ｚ）は前述した数式１
で表される（同様なので省略する）。図７では極１およ
び極２のそれぞれの移動の軌跡が表示されている。

【００６９】なお、本実施例の場合、数式１の伝達関数
によって表されるデジタルフィルタの回路構成の一例は
前述した図５に示すものと同様であるため、省略する。

【００７０】このように、本実施例にあっては、マウス
４の操作によって極の位置を連続的に動かすとき、極の
移動による極の移動軌跡データが順次記憶され、この記
憶情報に基づき表示装置３によってデジタルフィルタの
極の位置および極の移動軌跡が表示される。

【００７１】したがって、カットオフ周波数に対応する
カットオフポイントとレゾナンスの連続的変化がその極
の移動軌跡を視認することにより、確認することがで
き、それに応じて変化するフィルタ係数に関するデータ
を順次連続的に記憶し、この記憶されたデータを順次読
み出すことにより、カットオフポイントおよびレゾナン
スの変化を再現することが容易となり、幅広い音色の楽
音作りが可能になるという効果が得られる。そのため、
例えばプリセットされている音色をエディットするとき
にも有効であるという利点がある。

【００７２】なお、本発明の範囲内で種々の変形が可能
である。例えば、上記実施例ではデジタルフィルタとし
て２次のＩＩＲ型デジタルフィルタの例で説明したが、
高次のデジタルフィルタで複数の極の位置をマウスによ
って設定し、そのうちの１点（１つの極）をマウスで選
択し、動かすようにしてもよい。

【００７３】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、入力手段
の操作によって極の位置を自由に動かすことにより、そ
れに対応してデジタルフィルタの係数を決定するための
デジタルフィルタのカットオフ周波数とレゾナンスとを
同時に、しかも極めて広範囲でかつ精密に自由に動かす
ことが可能となり、波形信号作成の自由度が増加し、幅
広い音色の楽音信号作りをすることができる。

【００７４】また、表示手段ではＺ平面上の極の位置が
表示されるので、フィルタの特性がどのようなものかを
容易にイメージすることができ、使用者の意図するデジ
タル信号処理を行うことができる。すなわち、デジタル
フィルタのＺ平面上の極の位置がデジタルフィルタが安
定して動作する単位円内のどの位置にあるかで、カット
オフポイント、レゾナンスの大きさを容易にかつ的確に
知ることができる。

【００７５】したがって、例えばデジタルフィルタの特
性を変更したような場合に、その変更後の特性が波形信
号作成にどのように影響するかを容易に知ることがで
き、デジタル信号処理の効果を十分に発揮することがで
きる。このような効果は、例えばデジタル信号処理の学
習をする上においても有効である。

【００７６】また、請求項２記載の発明では、上記効果
に加えて、極の移動による極の移動軌跡データを順次連
続的に記憶手段に記憶し、この記憶情報に基づき表示手
段によってデジタルフィルタの極の位置および極の移動
軌跡を表示しているので、この極移動に伴うカットオフ
周波数に対応するカットオフポイントとレゾナンスの変
化を視認することができ、そのフィルタ係数に関するデ
ータを記憶し、さらにこのデータに基づいて再現するこ
とが容易となり、幅広い音色の楽音信号作りをすること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るデジタルフィルタの入力装置を備
えた電子楽器の一実施例の全体構成を示すブロック図で
ある。

【図２】同実施例の楽音発生処理のメインフローチャー
トである。

【図３】同実施例のデジタルフィルタ処理の詳細なサブ
ルーチンを示すフローチャートである。

【図４】同実施例の表示装置の画面上に表示されるデジ
タルフィルタの特性を図形化した一例を示す図である。

【図５】同実施例の数式１の伝達関数によって表される
デジタルフィルタの回路構成の一例を示す図である。

【図６】本発明に係るデジタルフィルタの入力装置を備
えた電子楽器の他の実施例のデジタルフィルタ処理のサ
ブルーチンを示すフローチャートである。

【図７】同実施例の表示装置の画面上に表示されるデジ
タルフィルタの特性を図形化した一例を示す図である。

【符号の説明】

１ ＣＰＵ（演算手段、転送手段） ２ スイッチ部 ３ 表示装置（表示手段） ４ マウス（入力手段） ５ 音源 ６ デジタルフィルタ回路（デジタルフィルタ手段） ７ Ｄ／Ａ変換器 ８ ローパスフィルタ ９ アンプ９ １０ スピーカ ２１ 各種機能キー ２２ 鍵盤

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力される信号をフィルタリングして出
   力するデジタルフィルタ手段と、 このデジタルフィルタ手段のＺ平面の単位円上の極の位
   置を入力する入力手段と、 入力手段によって入力された極の位置に応じてフィルタ
   係数を算出する演算手段と、 演算手段によって算出されたフィルタ係数を前記デジタ
   ルフィルタ手段に転送する転送手段と、 前記入力手段の入力情報に基づいて前記デジタルフィル
   タ手段のＺ平面の単位円上における極の位置を表示する
   表示手段と、 を備えたことを特徴とするデジタルフィルタの入力装
   置。
2. 【請求項２】 入力される信号をフィルタリングして出
   力するデジタルフィルタ手段と、 このデジタルフィルタ手段のＺ平面の単位円上の極の位
   置を入力する入力手段と、 入力手段によって入力された極の位置に応じてフィルタ
   係数を算出する演算手段と、 演算手段によって算出されたフィルタ係数を前記デジタ
   ルフィルタ手段に転送する転送手段と、 前記入力手段で入力される極の位置を移動させたときに
   極の位置データを順次連続して記憶する記憶手段と、 この記憶手段の記憶情報に基づいて前記デジタルフィル
   タ手段の極の位置および極の移動軌跡を表示する表示手
   段と、 を備えたことを特徴とするデジタルフィルタの入力装
   置。