JPH05346783A - Scale detecting device - Google Patents

Scale detecting device

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JPH05346783A
JPH05346783A JP4179187A JP17918792A JPH05346783A JP H05346783 A JPH05346783 A JP H05346783A JP 4179187 A JP4179187 A JP 4179187A JP 17918792 A JP17918792 A JP 17918792A JP H05346783 A JPH05346783 A JP H05346783A
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scale
frequency
low
filter
tone
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Makoto Iwaooji
誠 岩大路
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Casio Computer Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To provide the scale detecting device which can detects a given acoustic signal even when the acoustic signal has an intermediate scale between respective fixed scales. CONSTITUTION:The input acoustic signal is digitally filtered to two mutually adjacent fixed scales which are close to the actual scale of the input acoustic signal; and the scale which has a large envelope value between the two scales is denoted as Max and the scale which has a small envelope value is denoted as Second. The low scale between those Max and Second is denoted as Low and the high scale is denoted as High (step Q1); and the address of a data table ROM for intermediate-sound detection is set to Low (step Q2). Then the ratio of the envelope of those Low and High is calculated and the offset of the intermediate-sound data is obtained from the value (step Q3). The detected scale is set to Low and bend data is set to a shift quantity from the Low based upon table data (step S4). The scale shifted from the detected scale by this shift quantity is detected as the scale of the actual input acoustic signal.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、入力される音響信号の
スペクトルに基づいて、固定された音階周波数の中間の
音階周波数をも検出可能とした音階検出装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a scale detection device capable of detecting a scale frequency intermediate between fixed scale frequencies based on the spectrum of an input acoustic signal.

【0002】[0002]

【従来の技術】楽器音や人声音等の入力される音響信号
をディジタル信号処理によりディジタルフィルタリング
処理を時分割で実行し、その出力結果から音階周波数を
検出するものがある(例えば、特開平4−19696号
公報参照)。
2. Description of the Related Art There is a method in which an input acoustic signal such as a musical instrument sound or a human voice sound is time-divisionally subjected to digital filtering processing by digital signal processing, and a scale frequency is detected from the output result (for example, Japanese Patent Laid-Open No. Hei 4). -19696).

【0003】この音階検出装置は、基本的には、与えら
れる音響信号を表現するディジタル波形信号に対して、
予め固定された各音階に対応する周波数に関する周波数
スペクトルのレベルを検知するために、時分割で異なる
特性のディジタルフィルタリング処理を順次行い、この
ディジタル信号処理手段にて実行されたディジタルフィ
ルタリング処理の結果に基づいて、上記与えられる音響
信号に含まれる音階周波数を検出している。
Basically, this scale detecting device is applied to a digital waveform signal expressing a given acoustic signal,
In order to detect the level of the frequency spectrum relating to the frequency corresponding to each fixed scale in advance, digital filtering processing of different characteristics is sequentially performed in time division, and the result of the digital filtering processing executed by this digital signal processing means is performed. Based on this, the scale frequency included in the given acoustic signal is detected.

【0004】したがって、この音階検出装置によれば、
信号処理をすべてディジタル処理することができ、入力
音響の音階周波数を短時間で検出し、しかも回路的に小
規模で安定した動作をさせることができる。
Therefore, according to this scale detecting device,
All the signal processing can be digitally processed, the scale frequency of the input sound can be detected in a short time, and the circuit can be operated in a small scale and stably.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
音階検出装置にあっては、与えられる音響信号を表現す
るディジタル波形信号に対して、時分割で異なる特性の
ディジタルフィルタリング処理を順次実行し、予め固定
された各音階に対応する周波数に関する周波数スペクト
ルのレベルを検知して、入力音響信号の音階周波数が固
定音階のいずれであるかを検出していたため、与えられ
る音響信号が予め固定された音階の中間の音階周波数の
ときには、隣接する固定音階のどちらか一方と検出され
るため、その音響信号の音階周波数を正確に検出するこ
とができないという問題があった。そこで、本発明は、
与えられる音響信号が、固定された各音階の中間の音階
周波数のときにも、正確にその音階の周波数を検出する
ことのできる音階検出装置を提供することを目的として
いる。
However, in the conventional scale detecting device, the digital waveform signal representing the given acoustic signal is sequentially subjected to the digital filtering process of different characteristics in a time division manner, and the digital waveform signal is sequentially processed in advance. The level of the frequency spectrum related to the frequency corresponding to each fixed scale was detected, and it was detected whether the scale frequency of the input acoustic signal was a fixed scale. At an intermediate scale frequency, one of the adjacent fixed scales is detected, so that there is a problem that the scale frequency of the acoustic signal cannot be accurately detected. Therefore, the present invention is
It is an object of the present invention to provide a scale detection device capable of accurately detecting the frequency of a given scale even when the given acoustic signal has a middle scale frequency of each fixed scale.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、与えられる音
響信号を表現するディジタル波形信号に対して、異なる
特性のディジタルフィルタリング処理を時分割で順次実
行することにより、各音階に対応する周波数に関する周
波数スペクトルのレベルを検出するフィルタ手段と、前
記フィルタ手段により検出した周波数スペクトルのレベ
ルの最も大きい音階及びこの音階に隣接する音階のうち
周波数スペクトルのレベルの大きい方を選択する選択手
段と、前記選択手段により選択された2つの音階の周波
数スペクトルのレベル比を演算する演算手段と、各音階
毎に設けられ、前記演算手段からのレベル比を上記2つ
の音階周波数差に対応したシフトデータに変換する変換
手段と、前記変換手段からのシフト量に基づいて上記選
択手段で選択された2つの音階周波数の間の中間音階周
波数を検出する検出手段と、を備えたことを特徴として
いる。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to frequencies corresponding to respective scales by sequentially performing time-divisional digital filtering processing having different characteristics on a digital waveform signal expressing a given acoustic signal. Filter means for detecting the level of the frequency spectrum, selecting means for selecting one of the scale having the highest level of the frequency spectrum detected by the filter means and the scale adjacent to this scale, which has the larger level of the frequency spectrum, and the selection Calculating means for calculating the level ratio of the frequency spectrums of the two scales selected by the means, and the level ratio from the calculating means, which is provided for each scale, is converted into shift data corresponding to the difference between the two scale frequencies. Selected by the selecting means based on the converting means and the shift amount from the converting means Detecting means for detecting an intermediate scale frequency between two scale frequency, it is characterized by comprising a.

【0007】[0007]

【作用】本発明によれば、与えられる音響信号を表現す
るディジタル波形信号に対して、フィルタ手段により、
異なる特性のディジタルフィルタリング処理を時分割で
順次実行し、各音階に対応する周波数に関する周波数ス
ペクトルのレベルを検出する。このフィルタ手段により
検出した周波数スペクトルのレベルの最も大きい音階及
びこの音階に隣接する音階のうち周波数スペクトルのレ
ベルの大きい方を、選択手段により、選択し、この選択
手段により選択された2つの音階の周波数スペクトルの
レベル比を、演算手段により、演算する。この演算手段
からのレベル比を、各音階毎に設けられた変換手段によ
り、上記2つの音階周波数差に対応したシフトデータに
変換し、この変換手段からのシフト量に基づいて、検出
手段により、上記選択手段で選択された2つの音階周波
数の間の中間音階周波数を検出する。
According to the present invention, the digital waveform signal expressing the given acoustic signal is filtered by the filter means.
The digital filtering process having different characteristics is sequentially executed in a time-division manner, and the level of the frequency spectrum regarding the frequency corresponding to each scale is detected. The tone scale having the highest level of the frequency spectrum detected by the filter means and the tone scale adjacent to this scale having the highest frequency spectrum level are selected by the selecting means, and one of the two scales selected by the selecting means is selected. The level ratio of the frequency spectrum is calculated by the calculating means. The conversion means provided for each scale converts the level ratio from the computing means into shift data corresponding to the difference between the two scale frequencies, and based on the shift amount from the conversion means, the detection means An intermediate scale frequency between the two scale frequencies selected by the selecting means is detected.

【0008】したがって、ディジタルフィルタリング処
理により、与えられる音響信号の実際の音階に近い互い
に隣接する固定された音階を検出し、この隣接する音階
の周波数レベル比を算出して、音響信号の実際の音階の
周波数を検出することができる。その結果、予め固定さ
れた音階周波数の間の中間の音階周波数をも検出するこ
とができる。
Therefore, digital filtering processing detects fixed scales adjacent to each other that are close to the actual scale of a given acoustic signal, calculates the frequency level ratio of the adjacent scales, and calculates the actual scale of the acoustic signal. The frequency of can be detected. As a result, it is possible to detect an intermediate scale frequency between the preset scale frequencies.

【0009】[0009]

【実施例】以下に、本願発明の一実施例を説明する。EXAMPLE An example of the present invention will be described below.

【0010】<基本原理>先ず、実施例で用いるディジ
タルフィルタ処理の基本原理について説明する。実施例
では、ディジタルフィルタ処理をDSP(Digital Sign
al Processor:ディジタル信号処理プロセッサ)を使用
することにより行っている。すなわち、DSPにディジ
タルフィルタとして動作させるのに必要なプログラムや
データを書き込み、図1に示すようなバンドパスフィル
タHt(z)を構成するとともに、更にエンベロープ抽出回
路を構成し、ディジタルフィルタ処理及びエンベロープ
抽出処理を行う。
<Basic Principle> First, the basic principle of digital filter processing used in the embodiment will be described. In the embodiment, the digital filter processing is performed by a DSP (Digital Sign).
al Processor: digital signal processor). That is, a program and data necessary for operating as a digital filter are written in the DSP to configure a bandpass filter H t (z) as shown in FIG. 1 and an envelope extraction circuit to configure a digital filter processing and Envelope extraction processing is performed.

【0011】図1において、入力信号X(n) は、アナロ
グの音響信号を所定サンプリングタイミングでサンプリ
ングした値をディジタル信号(もともとディジタル信号
で供給される場合はそのままでよい)に変換して入力し
たものであり、この入力信号X(n) に対して、DSPの
時分割処理によってn個のバンドパスフィルタHt(z)の
フィルタリング処理を行う。このフィルタリング処理に
際して、n個のバンドパスフィルタHt(z)の伝達関数
を、複数オクターブの各音階に依存させて変更する。
In FIG. 1, an input signal X (n) is input after converting a value obtained by sampling an analog acoustic signal at a predetermined sampling timing into a digital signal (original signal may be left unchanged if originally supplied as a digital signal). The input signal X (n) is subjected to the filtering processing of the n band-pass filters H t (z) by the time division processing of the DSP. In this filtering process, the transfer functions of the n bandpass filters H t (z) are changed depending on each scale of a plurality of octaves.

【0012】図2は、バンドパスフィルタHt(z)として
チェビシエフ形のものを採用した場合の周波数特性の大
きさを示している。
FIG. 2 shows the magnitude of frequency characteristics when a Chebyshev type band pass filter H t (z) is used.

【0013】この場合の伝達関数としては、tを各音階
を指定するサフィックス(添字)として、次のようにな
る。
The transfer function in this case is as follows, where t is a suffix (subscript) designating each scale.

【0014】[0014]

【数1】 ここで、i=1としてこのバンドパスフィルタHt(z)を
構成すると、DSPの処理は、
[Equation 1] Here, if this bandpass filter H t (z) is configured with i = 1, the DSP processing is

【0015】[0015]

【数2】 を実行することになる。[Equation 2] Will be executed.

【0016】なお、i≧2の場合は、上式と同様の演算
を繰り返し実行することになる。
When i ≧ 2, the same operation as the above equation is repeatedly executed.

【0017】また、各バンドパスフィルタHt(z)の係数
については、数値計算で求めることができる。
The coefficient of each band pass filter H t (z) can be obtained by numerical calculation.

【0018】具体例としては、A4=440Hzのバンド
パスフィルタを次の条件(〜は図2参照)で構成す
ると、下記の如き係数値をもつ伝達関数のディジタルフ
ィルタリング処理を実行することになる。
As a concrete example, if a bandpass filter of A 4 = 440 Hz is constructed under the following conditions (see FIG. 2), the digital filtering processing of the transfer function having the following coefficient values will be executed. ..

【0019】すなわち、 =1dB =(サンプリング周波数fs)=10KHz =12dB以上 =415Hz =430Hz =450Hz =466Hz の条件で、i=1、2の2段のディジタルフィルタのそ
れぞれの係数は次のようになる。
That is, = 1 dB = (sampling frequency f s ) = 10 KHz = 12 dB or more = 415 Hz = 430 Hz = 450 Hz = 466 Hz, and the coefficients of the two-stage digital filter with i = 1 and 2 are as follows. become.

【0020】H440Hz(0)=0.08192384 i=1に対し、 a1(1)=−1.91442200776 a2(1)= 0.9933673 b1(1)=−1.91105345727 b2(1)= 1. i=2に対し、 a1(2)=−1.9210712 a2(2)= 0.993606 b1(2)=−1.93525314797 b2(2)= 1. このように、バンドパスフィルタHt(z)の演算が各音階
に対して時分割的に実行され、その結果信号Yt(n)、t
=1〜Nが求まる。
[0020] For H440Hz (0) = 0.08192384 i = 1, a 1 (1) = - 1.91442200776 a 2 (1) = 0.9933673 b 1 (1) = - 1.91105345727 b 2 (1) = a 1. i = 2 On the other hand, a 1 (2) = − 1.9210712 a 2 (2) = 0.993606 b 1 (2) = − 1.93525314797 b 2 (2) = 1. Thus, the calculation of the bandpass filter H t (z) is performed at each scale. Are performed in a time-divisional manner for the resulting signals Y t (n), t
= 1 to N is obtained.

【0021】この結果信号Yt(n)に対して、次に、DS
Pは、エンベロープ抽出処理を時分割で行う。このエン
ベロープ処理は、それぞれの結果信号Yt(n)の波形につ
いて所定時間間隔毎(例えば各音階の対応する周波数
毎)にピークレベル(絶対値)を求めて行う。あるいは
後述するような特定のディジタルフィルタを|Yt(n)|
(Yt(n)の絶対値信号)に対して行って求める。
For this result signal Y t (n),
P performs the envelope extraction process in a time division manner. This envelope processing is performed by obtaining the peak level (absolute value) for each predetermined time interval (for example, for each frequency corresponding to each scale) for the waveform of each result signal Y t (n). Alternatively, a specific digital filter such as described below is used as | Y t (n) |
(Y t (n) absolute value signal).

【0022】このようにDSPの時分割処理により、そ
れぞれの音階についてのエンベロープ信号Et(n)、
t=1〜Nが求まり、この出力に対して、このDSPの
適用された楽音発生装置等のCPU(マイクロコンピュ
ータなど)が、レベル判断を実行することにより、もと
もとの入力信号X(n) の波形に含まれる音階信号を1乃
至複数検出することが可能となる。
As described above, the envelope signal E t (n) for each scale is obtained by the time division processing of the DSP.
From t = 1 to N, a CPU (microcomputer, etc.) such as a tone generator to which this DSP is applied executes level judgment for this output, and the original input signal X (n) It is possible to detect one or more scale signals included in the waveform.

【0023】このように、この基本原理は、各音階につ
いてピークをもつバンドパスフィルタHt(z)によりフィ
ルタリング処理を時分割で行うものであるが、バンドパ
スフィルタHt(z)は、上述したチェビシェフ形のバンド
パスフィルタに限るものではなく、種々の形式のディジ
タルフィルタで何等の機能を実現できる。また、バンド
パスフィルタは、ローパスフィルタとハイパスフィルタ
をカスケード接続することによっても実現できる。
[0023] Thus, the basic principle is a band-pass filter H t (z) having a peak for each chromatic is performed by time division filtering process, band-pass filter H t (z) is above The present invention is not limited to the Chebyshev bandpass filter, and various functions can be realized by various types of digital filters. The bandpass filter can also be realized by connecting a lowpass filter and a highpass filter in cascade.

【0024】上記チェビシェフ形のバンドパスフィル
タ、A4 =440Hzの例では、8回の乗算が必要とな
る。そこで、以下に、フィルタ演算を行う際の乗算回数
を減らし、リアルタイムでフィルタリングを行うことを
容易にしたフィルタリング処理のひとつの改良原理を説
明する。
In the example of the Chebyshev bandpass filter, A 4 = 440 Hz, eight multiplications are required. Therefore, a description will be given below of one improvement principle of the filtering process that reduces the number of multiplications when performing the filter operation and facilitates real-time filtering.

【0025】<改良原理>図3は、乗算回数を減少させ
たディジタルフィルタ演算をDSPに行わせる改良原理
を示しており、このバンドパスフィルタは、ハイパスフ
ィルタH1(z)、ローパスフィルタH2t(z) 及びローパス
フィルタHE(z)で構成されている。
<Improvement Principle> FIG. 3 shows an improvement principle for causing a DSP to perform a digital filter operation with a reduced number of multiplications. This bandpass filter is a highpass filter H 1 (z) and a lowpass filter H 2t. (z) and a low-pass filter H E (z).

【0026】このバンドパスフィルタでは、ディジタル
表現による入力音響信号X(n) は、まず、ハイパスフィ
ルタH1(z)に入力され、ハイパスフィルタH1(z)は、そ
の詳細については後述するが、周波数0で0、周波数f
s/2で最大となるハイパスディジタルフィルタであ
る。
[0026] In the band-pass filter is input by the digital representation acoustic signal X (n) is first, is input to a high-pass filter H 1 (z), the high-pass filter H 1 (z) is the details of which will be described later , 0 at frequency 0, frequency f
It is a high-pass digital filter that maximizes at s / 2.

【0027】このハイパスフィルタH1(z)の出力Y(n)
が、各音階t毎に時分割動作するローパスフィルタH2t
(z) に入力され、ローパスフィルタH2t(z) は、その詳
細については後述するが、音階周波数でピークをもった
レゾナンスタイプのローパスディジタルフィルタの特性
をもっている。
The output Y (n) of this high-pass filter H 1 (z)
Is a low-pass filter H 2t that operates in time division for each scale t
The low-pass filter H 2t (z) input to (z) has the characteristics of a resonance-type low-pass digital filter having a peak at the scale frequency, the details of which will be described later.

【0028】したがって、上記ハイパスフィルタH1(z)
とローパスフィルタH2t(z) をカスケード接続して得ら
れるディジタルフィルタの周波数特性の大きさは、図4
のごとくなっており、疑似バンドパスフィルタとなって
いる。
Therefore, the high pass filter H 1 (z)
The magnitude of the frequency characteristics of the digital filter obtained by cascading low-pass filter H 2t (z) with
It has become a pseudo bandpass filter.

【0029】図4において、f1、f2、……fN が、各
音階周波数に対応し、Nを40〜50程度(3オクター
ブから4オクターブ)にすることが可能である。なお、
これ以上の広いオクターブレンジで音階検出するとき
は、高速のDSPか、複数のDSPによる並列処理を採
用することで達成できる。
In FIG. 4, f 1 , f 2 , ... F N correspond to each scale frequency, and N can be set to about 40 to 50 (3 octaves to 4 octaves). In addition,
To detect the scale in a wider octave range than this, it can be achieved by adopting a high-speed DSP or parallel processing by a plurality of DSPs.

【0030】このローパスフィルタH2t(z) の出力W
t(n)、t=1〜Nが、各音階毎に時分割動作するローパ
スフィルタHE(z)に与えられ、このローパスフィルタH
E(z)の特性も後述するが、このローパスフィルタHE(z)
の各出力Et(n)が、図1と同様に、各音階についてのエ
ンベロープ信号となる。その後の処理は、基本原理の場
合と同様である。
Output W of this low-pass filter H 2t (z)
t (n) and t = 1 to N are given to the low-pass filter H E (z) that operates in time division for each scale, and this low-pass filter H E
E characteristics of (z) is also described later, the low-pass filter H E (z)
Each output E t (n) of is an envelope signal for each scale, as in FIG. The subsequent processing is the same as in the case of the basic principle.

【0031】次に、図3の各ディジタルフィルタの構
成、特性を詳述する。
Next, the configuration and characteristics of each digital filter shown in FIG. 3 will be described in detail.

【0032】ハイパスフィルタH1(z) 図5は、ハイパスフィルタH1(z)の一構成例を示してい
る。
High Pass Filter H 1 (z) FIG. 5 shows an example of the configuration of the high pass filter H 1 (z).

【0033】このハイパスフィルタH1(z)は、2次のF
IR(Finite Impulse Response)ディジタルフィルタ
であり、その伝達関数は、
This high-pass filter H 1 (z) has a second-order F
It is an IR (Finite Impulse Response) digital filter whose transfer function is

【0034】[0034]

【数3】 である。[Equation 3] Is.

【0035】図5において、5−1、5−2は遅延素
子、5−3、5−4、5−5は乗算器、5−6、5−7
は加算器を示している。このハイパスフィルタH1(z)を
DSPで演算により実現するときには、
In FIG. 5, 5-1, 5-2 are delay elements, 5-3, 5-4, 5-5 are multipliers, 5-6, 5-7.
Indicates an adder. When this high-pass filter H 1 (z) is realized by a DSP,

【0036】[0036]

【数4】 を実行することとなる。この場合、係数と信号の乗算は
単なるシフト処理で実現できる。
[Equation 4] Will be executed. In this case, the multiplication of the coefficient and the signal can be realized by simple shift processing.

【0037】このハイパスフィルタH1(z)の周波数特性
は、
The frequency characteristic of this high pass filter H 1 (z) is

【0038】[0038]

【数5】 となり、図6にその特性を示すように、Ω=0(0Hz)
で最小、Ω=π(fs/2Hz)で最大となる特性をと
る。
[Equation 5] Therefore, as shown in the characteristics in Fig. 6, Ω = 0 (0Hz)
At the minimum and at Ω = π (f s / 2 Hz) the maximum.

【0039】ローパスフィルタH2t(z) 図7は、ローパスフィルタH2t(z) の一構成例を示して
いる。
Low Pass Filter H 2t (z) FIG. 7 shows a configuration example of the low pass filter H 2t (z).

【0040】このローパスフィルタH2t(z) は、2次の
IIR(Infinite Impulse Response) ディジタルフィ
ルタであって、その伝達関数は、
This low-pass filter H 2t (z) is a second-order IIR (Infinite Impulse Response) digital filter whose transfer function is

【0041】[0041]

【数6】 である。[Equation 6] Is.

【0042】ローパスフィルタH2t(z) は、後述するよ
うに、音階を示すサフィックスtに依存してθとCYと
が変化し、rがレゾナンスの強さ(ピークの程度)を示
すパラメータとなる。
As will be described later, in the low-pass filter H 2t (z), θ and CY change depending on the suffix t indicating the scale, and r becomes a parameter indicating the strength of resonance (degree of peak). ..

【0043】図7において、7−1、7−2は遅延素
子、7−3、7−4、7−5は乗算器、7−6、7−7
は加算器を示している。このローパスフィルタH2t(z)
をDSPで演算により実現するときは、 Wt(n)=CY・Y(n)+2rcosθWt(n-1)−r2t(n-2)……式(2) を実行することとなる。
In FIG. 7, 7-1 and 7-2 are delay elements, 7-3, 7-4 and 7-5 are multipliers, and 7-6 and 7-7.
Indicates an adder. This low-pass filter H 2t (z)
When implemented by calculation in the DSP includes performing W t (n) = CY · Y (n) + 2rcosθW t (n-1) -r 2 W t (n-2) ...... equation (2) Become.

【0044】このローパスフィルタH2t(z) の周波数特
性は
The frequency characteristic of this low pass filter H 2t (z) is

【0045】[0045]

【数7】 で与えられる。ここで、この伝達関数の極は、[Equation 7] Given in. Where the poles of this transfer function are

【0046】[0046]

【数8】 に依存し、Z=0に2重の零点がある。この伝達関数の
極と零点の配置、および、θを、0<θ<π/2とした
ときの極ベクトルと零点ベクトルと、を図8に示す。図
8から理解されるとおり、Ω=0からΩ=πに向けて単
位円に沿ってΩが動くにつれて、ベクトルv2の長さ
は、はじめ減少し、次に増加する。最小のベクトルv2
の長さは、
[Equation 8] , There is a double zero at Z = 0. FIG. 8 shows the arrangement of poles and zeros of this transfer function, and the pole vector and zero point vector when θ is 0 <θ <π / 2. As can be seen from FIG. 8, as Ω moves along the unit circle from Ω = 0 to Ω = π, the length of vector v 2 decreases first and then increases. Minimum vector v 2
The length of

【0047】[0047]

【外1】 の近くである。[Outer 1] Is near.

【0048】ここで、周波数Ωにおける周波数応答の大
きさは、零点ベクトルv1 とベクトルv2 の長さの比で
あり、周波数応答の位相は、実軸とベクトルv1 のなす
角度からベクトルv2 のなす角を引いた値となることが
知られており、振幅特性のみを図示すると図9のように
なる。
Here, the magnitude of the frequency response at the frequency Ω is the ratio of the lengths of the zero point vector v 1 and the vector v 2 , and the phase of the frequency response is the vector v from the angle formed by the real axis and the vector v 1. It is known that the value is obtained by subtracting the angle formed by 2 , and FIG. 9 shows only the amplitude characteristic.

【0049】すなわち、周波数応答の大きさ(振幅特
性)は、図9から分るように、極ベクトルv2 の大きさ
の逆数に比例し、θに近いΩで最大となる。そして、r
の大きさに従ってこのピークの鋭さが決まり、rを1に
近づけてゆくと急なピーク(レゾナンス特性)をもった
フィルタが実現できる。
That is, as can be seen from FIG. 9, the magnitude of the frequency response (amplitude characteristic) is proportional to the reciprocal of the magnitude of the pole vector v 2 , and becomes maximum at Ω close to θ. And r
The sharpness of this peak is determined according to the magnitude of, and a filter having a steep peak (resonance characteristic) can be realized by bringing r closer to 1.

【0050】以上の説明から明らかなように、各音階毎
に、θの値を決定すれば(θ=2πft/fs)、図10
に示すように、音階周波数ft でピークをもつレゾナン
ス付きのローパスフィルタH2t(z) を実現することがで
きる。
As is clear from the above description, if the value of θ is determined for each scale (θ = 2πf t / f s ), FIG.
As shown in, it is possible to realize a low-pass filter H 2t (z) with resonance having a peak at the scale frequency f t .

【0051】なお、rは、となりの音階のレベルに影響
しないような大きさに、CYは、各音階で同等のレベル
の出力W1(n)が得られるような大きさに、実験で、もし
くは数学的に求めることが可能となる。
In the experiment, r is set to a magnitude that does not affect the level of the next scale, and CY is set to a magnitude that an output W 1 (n) of an equivalent level is obtained in each scale. Or it can be calculated mathematically.

【0052】例えば、fの音階周波数(ft)と、Δf
離れたとなりの音階周波数f+Δf(すなわちft+1
との周波数応答の大きさの比を、m:1とする場合、
For example, the scale frequency (f t ) of f and Δf
Scale frequency f + Δf next to the distance (ie f t + 1 )
When the ratio of the magnitude of the frequency response to and is m: 1,

【0053】[0053]

【数9】 というrについての4次方程式を解いて、0<r<1を
満足するものを選び、各係数 −2rcosθ、r2
求めることができる。いま、数値計算の結果、例えば、
s =5KHz、f=440Hzで、m=4とすると、 −2rcosθ=−1.9773、r2 = 0.9851、CY=36.
7 となる。その他の音階についても同様である。
[Equation 9] By solving the quartic equation for r, the one satisfying 0 <r <1 is selected, and each coefficient −2rcos θ, r 2 can be obtained. Now, as a result of numerical calculation, for example,
If f s = 5 KHz, f = 440 Hz, and m = 4, then −2r cos θ = −1.9773, r 2 = 0.9851, CY = 36.
7 The same applies to other scales.

【0054】ローパスフィルタHE(z) 図11は、ローパスフィルタHE(z)の一構成例を示す。 Low Pass Filter H E (z) FIG. 11 shows an example of the configuration of the low pass filter H E (z).

【0055】これはさきに説明したローパスフィルタH
2t(z) と同じ形の2次のIIRディジタルフィルタであ
って伝達関数は、
This is the low pass filter H described above.
It is a second-order IIR digital filter of the same form as 2t (z) and its transfer function is

【0056】[0056]

【数10】 である。[Equation 10] Is.

【0057】これは、先のローパスフィルタH2t(z) の
伝達関数において、r=0.9、θ=0と、したものであ
る。
This is obtained by setting r = 0.9 and θ = 0 in the transfer function of the low pass filter H 2t (z).

【0058】図11において、11−1は、入力信号
(ローパスフィルタH2t(z) の出力信号)Wt(n)を、絶
対値化する絶対値回路であり、その出力|Wt(n)|がデ
ィジタルフィルタリングされる。11−2、11−3は
遅延素子、11−4、11−5、11−6は乗算器、1
1−7、11−8は加算器を示している。このローパス
フィルタH2t(z) をDSPで演算により実現するとき
は、 Et(n)=CE|Wt(n)|+1.8Et(n-1)−0.81Et(n-2)……式(3) を実行することとなる。
In FIG. 11, 11-1 is an absolute value circuit for converting the input signal (output signal of the low-pass filter H 2t (z)) W t (n) into an absolute value, and its output | W t (n ) | Is digitally filtered. 11-2, 11-3 are delay elements, 11-4, 11-5, 11-6 are multipliers, 1
Reference numerals 1-7 and 11-8 denote adders. When this low-pass filter H 2t (z) is realized by a DSP, E t (n) = CE | W t (n) | + 1.8E t (n-1) -0.81E t (n-2) ... The formula (3) is executed.

【0059】このローパスフィルタH2t(z) は、その周
波数特性が、上述の説明のように、θ=0でピークをも
つ、レゾナンス付きのローパスフィルタで、図12に示
すような特性(振幅特性)をとる。ここで、係数CE
は、各音階毎のレベルを一様にするファクターで実験な
どで適宜求め得る。
This low-pass filter H 2t (z) is a low-pass filter with resonance whose frequency characteristic has a peak at θ = 0 as described above, and has a characteristic (amplitude characteristic) as shown in FIG. ). Where the coefficient CE
Is a factor that makes the level of each scale uniform, and can be obtained as appropriate by experiments.

【0060】図13は、この図11の構成によって得ら
れるエンベープ信号Et(n)を模式的に示している。
FIG. 13 schematically shows the embep signal E t (n) obtained by the configuration of FIG.

【0061】このように、ローパスフィルタH2t(z)
は、絶対値回路11−1により、負の波高値(図11の
破線)がすべて正の波高値に変換された上でローパスフ
ィルタがかけられるので、結局この波形信号|Wt(n)|
の直流成分を求めるような動作をフィルタ回路がとるよ
うになる。
Thus, the low pass filter H 2t (z)
Is low-pass filtered after all the negative peak values (broken lines in FIG. 11) have been converted to positive peak values by the absolute value circuit 11-1, so that this waveform signal | W t (n) |
The filter circuit takes an operation to obtain the DC component of the.

【0062】<実施例の全体構成>次に、本願発明の音
階検出装置の一実施例の具体的な構成を説明する。
<Overall Structure of Embodiment> Next, a specific structure of an embodiment of the scale detecting device of the present invention will be described.

【0063】図14は、本願発明に係る音階検出装置を
適用した楽音発生装置1の全体ブロック図である。
FIG. 14 is an overall block diagram of the musical tone generating apparatus 1 to which the scale detecting apparatus according to the present invention is applied.

【0064】楽音発生装置1は、CPU(Central Proc
essing Unit)2、ROM(Read Only Memory) 3、RA
M(Random Access Memory) 4、音階検出装置5、キー
ボード6、ディスプレイ7、プリンタ8、楽音発生回路
9、オーディオシステム10及びスピーカ11等を備え
ており、こられ各部はバス12により接続されている。
ROM3には、楽音発生装置としてのプログラム等や各
種データが格納されている。特に、ROM3は、後述す
る中間音検出処理で使用する中間音検出用データテーブ
ルを記憶しており、この中間音検出用データテーブルに
ついては、後述する。
The tone generator 1 is a CPU (Central Proc
essing unit) 2, ROM (Read Only Memory) 3, RA
An M (Random Access Memory) 4, a scale detection device 5, a keyboard 6, a display 7, a printer 8, a tone generation circuit 9, an audio system 10, a speaker 11 and the like are provided, and these units are connected by a bus 12. ..
The ROM 3 stores various programs such as a musical tone generator and various data. In particular, the ROM 3 stores an intermediate sound detection data table used in an intermediate sound detection process described later, and this intermediate sound detection data table will be described later.

【0065】CPU2は、ROM3内のプログラムに従
って楽音発生装置1の各部を制御し、楽音発生装置1と
しての処理及び中間音検出処理を行なう。CPU2は、
特に、後述するように、音階検出装置5の検出周波数ス
ペクトルのレベルの最も大きい音階及びこの音階に隣接
する音階のうち周波数スペクトルのレベルの大きい方を
選択する選択手段、この選択された2つの音階の周波数
スペクトルのレベル比を演算する演算手段、各音階毎に
設けられ、演算手段からのレベル比を上記2つの音階周
波数差に対応したシフトデータに変換する変換手段及び
この変換手段からのシフト量に基づいて選択手段で選択
された2つの音階周波数の中間音階周波数を検出する検
出手段、としての処理を実行する。
The CPU 2 controls each part of the musical tone generating apparatus 1 according to the program in the ROM 3 to perform the processing as the musical tone generating apparatus 1 and the intermediate tone detecting processing. CPU2 is
In particular, as will be described later, a selecting means for selecting the scale having the highest level of the detected frequency spectrum of the scale detecting device 5 and the scale adjacent to the scale having the larger frequency spectrum level, the selected two scales. Calculating means for calculating the level ratio of the frequency spectrum, conversion means for converting the level ratio from the calculating means into shift data corresponding to the difference between the two scale frequencies, and the shift amount from this converting means. Based on the above, the detecting means for detecting an intermediate scale frequency of the two scale frequencies selected by the selecting means is executed.

【0066】RAM4は、後述する音階検出装置5をデ
ィジタルフィルタやエンベロープ抽出装置として動作さ
せるためのデータ等を記憶するとともに、CPU2のワ
ーク用メモリとして機能する。
The RAM 4 stores data for operating the scale detecting device 5 described later as a digital filter and an envelope extracting device, and also functions as a work memory of the CPU 2.

【0067】音階検出装置5は、マイクロフォン41、
ローパスフィルタ42、A/D変換器43、DSP4
4、フィルタ係数ROM45及びワークRAM46等を
備えており、音響信号の入力端子として、ライン入力 L
INE INを備えている。
The scale detecting device 5 includes a microphone 41,
Low-pass filter 42, A / D converter 43, DSP4
4, a filter coefficient ROM 45, a work RAM 46, etc. are provided, and the line input L is used as an acoustic signal input terminal.
It has INE IN.

【0068】この音階検出装置5は、マイクロフォン4
1あるいはライン入力 LINE INから入力する音響信号
(これは楽器音、人声音、あるいはテープレコーダやラ
ジオ、テレビ、CDプレーヤー等からの再生音響であっ
てもよい)を、ローパスフィルタ42で適宜フィルタリ
ングした後、適当なサンプリング周波数fsで、A/D
変換器43よりディジタル信号X(n) に変換し、DSP
44に入力する。
The scale detecting device 5 is provided with the microphone 4
1 or line input The sound signal input from LINE IN (this may be a musical instrument sound, a human voice sound, or a reproduced sound from a tape recorder, radio, TV, CD player, etc.) is appropriately filtered by the low-pass filter 42. Then, at an appropriate sampling frequency f s , A / D
Converted to digital signal X (n) from converter 43
44.

【0069】フィルタ係数ROM45は、DSP44を
ディジタルフィルタとして機能させるのに必要な各種係
数を記憶し、必要に応じて読み出されてDSP44に出
力される。
The filter coefficient ROM 45 stores various coefficients necessary for causing the DSP 44 to function as a digital filter, and is read out as needed and output to the DSP 44.

【0070】ワークRAM46は、DSP44がディジ
タルフィルタとして動作する際のワークメモリであり、
フィルタリング演算のためのデータや、A/D変換器4
3から入力されたディジタル入力信号X(n) 及びDSP
44で演算処理された波形信号等を記憶する。
The work RAM 46 is a work memory when the DSP 44 operates as a digital filter,
Data for filtering calculation and A / D converter 4
Digital input signal X (n) and DSP input from 3
The waveform signal and the like processed by 44 are stored.

【0071】DSP44は、後述するように、フィルタ
係数ROM45に記憶されている係数やワークRAM4
6を使用して、演算処理し、ディジタルフィルタリング
処理を実行するとともに、エンベロープ抽出処理を実行
する。
As will be described later, the DSP 44 stores the coefficients stored in the filter coefficient ROM 45 and the work RAM 4
6 is used to perform arithmetic processing, digital filtering processing, and envelope extraction processing.

【0072】DSP44の処理結果は、CPU2に送ら
れ、CPU2は、音階検出装置5の検出結果、及び後述
する楽音発生回路9に内蔵されている各種モジュールの
記憶状態に基づいて音階検出装置5の検出した音階や楽
音発生装置9により発生している楽音の状態を判断し
て、楽音発生回路9の発生モジュールへの音階音の割り
付け処理や削除処理を行なう。
The processing result of the DSP 44 is sent to the CPU 2, and the CPU 2 of the scale detection device 5 is based on the detection result of the scale detection device 5 and the storage state of various modules incorporated in the tone generation circuit 9 described later. The detected musical scale and the state of the musical tone generated by the musical tone generating device 9 are judged, and the process of allocating the musical scale to the generating module of the musical tone generating circuit 9 and the deleting process are performed.

【0073】キーボード6には、ファンクションスイッ
チや鍵盤等が設けられており、キーボード6でスイッチ
や鍵盤等の操作が行なわれると、CPU2がこの操作を
検出して、楽音発生回路9の発生音モジュールに発生楽
音を割り当てる。
The keyboard 6 is provided with a function switch, a keyboard, etc. When the keyboard 6, etc. is operated by a switch, a keyboard, etc., the CPU 2 detects this operation and generates a sound module for the musical sound generating circuit 9. Assign the generated tone to.

【0074】ディスプレイ7およびプリンタ8は、CP
U2の制御下で作動し、音階検出装置5で検出された1
乃至複数の音階を表示し、また用紙に印字する。例え
ば、CPU2は、リアルタイムで入力中の音響に含まれ
る音階をディスプレイ7に表示してもよく、あるいはノ
ンリアルタイムで、編集作業などを経た上で楽譜として
ディスプレイ7に表示したり、プリンタ8で用紙に印刷
したりする。
The display 7 and the printer 8 are CP
It operates under the control of U2 and is detected by the scale detection device 5.
To display multiple scales and print on paper. For example, the CPU 2 may display the scale included in the sound being input in real time on the display 7, or display the score as the score on the display 7 after the editing work or the like in the non-real time. Or print it on.

【0075】前記音階検出装置5は、後述するように、
全体として、与えられる音響信号を表現するディジタル
波形信号に対して、異なる特性のディジタルフィルタリ
ング処理を時分割で順次行なうことにより各音階に対応
した周波数に関する周波数スペクトルのレベルを検出す
るフィルタ手段として機能している。
The scale detecting device 5, as will be described later,
As a whole, it functions as a filter means for detecting the level of the frequency spectrum related to the frequency corresponding to each scale by sequentially performing digital filtering processing with different characteristics on a digital waveform signal expressing a given acoustic signal in a time division manner. ing.

【0076】楽音発生装置9としては、各種タイプの音
源発生回路が適用可能であり、例えば、PCM方式、F
M方式、iPD方式、正弦波合成方式等の音源発生回路
が適用される。この楽音発生装置9は、複数の楽音発生
チャンネル、例えば、4チャンネルを有しており、前記
CPU2の発音モジュールに割り当てられた音階番号の
音階音を、オーディオシステム10を駆動することによ
り、スピーカ11を介して音響出力させる。
As the tone generator 9, various types of tone generators can be applied. For example, PCM system, F
A sound source generation circuit such as an M method, an iPD method, or a sine wave synthesis method is applied. The musical tone generating device 9 has a plurality of musical tone generating channels, for example, four channels, and drives the audio system 10 to generate the musical scale of the musical scale number assigned to the sound generating module of the CPU 2, thereby causing the speaker 11 to operate. Sound output via.

【0077】オーディオシステム10としては、通常の
オーディオシステムが使用されており、オーディオシス
テム10には、楽音発生回路9からの信号だけでなく、
マイクロフォン41やライン入力 LINE INの信号も与え
られ、必要に応じて音響出力として出力する。また、楽
音発生回路9は、キーボード6の音色指定に従った音色
の楽音信号を発生でき、この場合も、CPU2が出力す
べき音階音を発音モジュールに割り当てて楽音発生動作
をする。さらに、CPU2は、音階検出装置5が検出し
た音階音の変化を順次RAM4にシーケンサ情報として
記憶し、このシーケンサ情報をキーボード6のプレイス
タート指示等に応答して、順次読み出して楽音発生回路
9から対応する楽音信号を発生することも可能である。
As the audio system 10, a normal audio system is used, and not only the signal from the tone generating circuit 9 but also the audio system 10 is used in the audio system 10.
Signals from the microphone 41 and line input LINE IN are also given, and output as an acoustic output as required. Further, the musical tone generating circuit 9 can generate a musical tone signal of a tone color according to the tone color designation of the keyboard 6, and in this case also, the musical tone generating operation is performed by allocating the scale tone to be output by the CPU 2 to the tone generating module. Further, the CPU 2 sequentially stores the changes in the scale sound detected by the scale detection device 5 in the RAM 4 as sequencer information, and sequentially reads this sequencer information in response to a play start instruction of the keyboard 6 and the like from the tone generation circuit 9. It is also possible to generate a corresponding tone signal.

【0078】<DSPの構成>図15は、ディジタルフ
ィルタ及びエンベロープ抽出回路として機能するDSP
44の回路構成図であり、DSP44は、インターフェ
ィス441、オペレーションROM442、アドレスカ
ウンタ443、デコーダ444、乗算器445、加減算
器446、レジスタ群447、及びフラグレジスタ44
8等を備えている。
<Configuration of DSP> FIG. 15 shows a DSP functioning as a digital filter and an envelope extraction circuit.
44 is a circuit configuration diagram of a DSP 44, which includes an interface 441, an operation ROM 442, an address counter 443, a decoder 444, a multiplier 445, an adder / subtractor 446, a register group 447, and a flag register 44.
It has 8 etc.

【0079】インターフェィス441は、バスを介して
図14に示すCPU2やA/D変換器43に接続されて
おり、インターフェィス441を介して音響入力信号や
CPU2からの命令が入力され、また処理結果の音階信
号等が出力される。
The interface 441 is connected to the CPU 2 and the A / D converter 43 shown in FIG. 14 via a bus, receives an audio input signal and a command from the CPU 2 via the interface 441, and outputs the processing result. A scale signal or the like is output.

【0080】オペレーションROM442には、楽音発
生装置1に使用するディジタルフィルタ及びエンベロー
プ抽出回路としてのプログラムが格納されており、プロ
グラムメモリ2は、アドレスカウンタ443のアドレス
指定により順次プログラム内容をデコーダ444に出力
するとともに、各部に出力する。
The operation ROM 442 stores a program as a digital filter and an envelope extraction circuit used in the musical tone generator 1, and the program memory 2 sequentially outputs the program contents to the decoder 444 by the address designation of the address counter 443. And output to each section.

【0081】デコーダ444は、オペレーションROM
442から読み出されたプログラム内容をデコードし、
制御信号としてDSP44の各部に出力する。
The decoder 444 is an operation ROM
Decode the program contents read from 442,
The control signal is output to each unit of the DSP 44.

【0082】DSP44のバスには、上記音階検出装置
5のフィルタ係数ROM45及びワークRAM46が接
続されており、オペレーションROM442のプログラ
ムに従って適宜係数データや波形信号等がDSP44に
供給され、またDSP44で演算処理した波形信号がワ
ークRAM46に出力されて書き込まれる。
The filter coefficient ROM 45 and the work RAM 46 of the scale detection device 5 are connected to the bus of the DSP 44, coefficient data and waveform signals are appropriately supplied to the DSP 44 according to the program of the operation ROM 442, and the DSP 44 performs arithmetic processing. The generated waveform signal is output to and written in the work RAM 46.

【0083】乗算器445は、入力されるデータを乗算
処理し、その演算結果を加減算器446やレジスタ群4
47等に出力する。
The multiplier 445 multiplies the input data and multiplies the operation result by the adder / subtractor 446 and the register group 4
Output to 47 etc.

【0084】加減算器446は、入力データに加算処理
あるいは減算処理を行ない、演算結果をレジスタ群44
7を介して乗算器445やワークRAM46等に出力す
るとともに、演算結果の符号データをフラグレジスタ4
48に出力する。
The adder / subtractor 446 performs addition processing or subtraction processing on the input data and outputs the operation result to the register group 44.
7 to the multiplier 445, the work RAM 46, etc., and the code data of the operation result is output to the flag register 4
Output to 48.

【0085】フラグレジスタ448のフラグデータは、
アドレスカウンタ443に出力され、アドレスカウンタ
443へのフラグレジスタ448のフラグデータにより
オペレーションROM442から出力されるプログラム
内容が決定される。すなわち、フラグレジスタ448の
フラグデータによりジャッジ処理を行なっている。
The flag data of the flag register 448 is
The program content output from the operation ROM 442 is output to the address counter 443, and the flag data of the flag register 448 to the address counter 443 determines the program content output from the operation ROM 442. That is, the judgment process is performed by the flag data of the flag register 448.

【0086】次に作用を説明する。Next, the operation will be described.

【0087】楽音発生装置1の処理としては、主に、入
力音響信号から固定された音階の音階音を検出する音階
検出処理、中間音階を検出する中間音検出処理及び検出
した音階音をその音域とレベルにより所定の音色等で発
音させる音階音発生処理、に分類することができる。以
下、この音階検出処理、中間音検出処理及び音階音発生
処理について説明する。
The processing of the musical tone generator 1 is mainly a scale detection processing for detecting a scale note of a fixed scale from an input sound signal, an intermediate tone detection processing for detecting an intermediate scale, and the detected scale range. According to the level, it is possible to classify into scale tone generation processing in which a predetermined tone color is generated. Hereinafter, the scale detection process, the intermediate tone detection process, and the scale tone generation process will be described.

【0088】<音階検出処理>先ず、音階検出装置5に
おける固定された音階に対する音階検出処理を説明す
る。
<Scale Detection Processing> First, the scale detection processing for the fixed scale in the scale detection device 5 will be described.

【0089】音階検出処理は、CPU2の制御下で行な
われ、上記改良原理で説明したディジタルフィルタ処理
により音階検出処理を行なう。
The scale detection process is performed under the control of the CPU 2, and the scale detection process is performed by the digital filter process described in the above-mentioned improvement principle.

【0090】CPU2は、まず、図16に示すように、
音階検出処理の開始に際して、イニシャル処理を行う
(ステップS1)。このイニシャル処理は、主にワーク
RAM46をクリアする処理である。
The CPU 2, first, as shown in FIG.
At the start of the scale detection process, an initial process is performed (step S1). This initial process is mainly a process of clearing the work RAM 46.

【0091】イニシャル処理が完了すると、A/D変換
器43による音響信号のディジタル信号X(n) へのディ
ジタル変換が完了したかどうかチェックし(ステップS
2)、A/D変換器43でディジタル変換が完了する
と、A/D変換器43から入力されるディジタル信号X
(n) を順次アドレス設定してワークRAM46に記憶す
る(ステップS3)。この場合、ワークRAM46のう
ちの特定エリアをリングバッファ(終端と始端とを仮想
的に連結することで構成されるバッファ)として使用す
ることにより、無制限の入力信号(ディジタル信号X
(n) )に対応できる。
When the initial processing is completed, it is checked whether or not the digital conversion of the acoustic signal into the digital signal X (n) by the A / D converter 43 is completed (step S
2) When the digital conversion is completed by the A / D converter 43, the digital signal X input from the A / D converter 43 is input.
Addresses (n) are sequentially set and stored in the work RAM 46 (step S3). In this case, by using a specific area of the work RAM 46 as a ring buffer (a buffer configured by virtually connecting the end and the start), an unlimited input signal (digital signal X
(n)).

【0092】ワークRAM46にディジタル信号X(n)
が記憶されると、CPU2は、DSP44をFIRのハ
イパスフィルタH1(z)として動作させる(ステップS
4)。このFIRハイパスフィルタH1(z)としての動作
処理は、上記DSP44のオペレーションROM442
のプログラムのアドレス設定をアドレスカウンタ443
に行なうととともに、フィルタ係数ROM45の係数設
定をハイパスフィルタH1(z)用に設定することにより行
なう。
A digital signal X (n) is input to the work RAM 46.
When is stored, the CPU 2 causes the DSP 44 to operate as a high pass filter H 1 (z) of FIR (step S
4). The operation processing as the FIR high pass filter H 1 (z) is performed by the operation ROM 442 of the DSP 44.
Address setting of the program of the address counter 443
And the coefficient setting in the filter coefficient ROM 45 for the high pass filter H 1 (z).

【0093】このハイパスフィルタH1(z)としての演算
は、上記式(1)によるもので、今回の入力ディジタル
信号X(n) のほかワークRAM46から前回、前々回の
入力ディジタル信号入力X(n-1)、X(n-2)を読み出し、
DSP44内の乗算器445、加減算器446を使用し
て実行する。
The calculation as the high-pass filter H 1 (z) is based on the above equation (1). In addition to the input digital signal X (n) this time, the input digital signal input X (n -1), X (n-2) is read,
It is executed by using the multiplier 445 and the adder / subtractor 446 in the DSP 44.

【0094】ハイパスフィルタH1(z)としての演算処理
が完了すると、各音階についてフィルタ処理を行なうた
めの設定値tを初期設定値t=1にセットし(ステップ
S5)、ローパスフィルタH2t(z) としてのフィルタリ
ング演算を行う(ステップS6)。このローパスフィル
タH2t(z) としての演算は、上記式(2)によるもの
で、各係数CY、2rcosθ、r2 をフィルタ係数R
OM45から読み出しながら、DSP44内の乗算器4
45、加減算器446を使用して実行する。この演算結
果Wt(n) も、ワークRAM46の別の特定のエリアを
リングバッファとして使用し、順次ストアする。この場
合も、ワークRAM46をリングバッファとして使用す
ることにより、このバッファから前回及び前々回の演算
結果Wt(n-1)、Wt(n-2)を次々と読み出して演算に用い
ることができる。
When the calculation process as the high pass filter H 1 (z) is completed, the set value t for performing the filter process for each scale is set to the initial set value t = 1 (step S5), and the low pass filter H 2t ( The filtering operation as z) is performed (step S6). The calculation as the low-pass filter H 2t (z) is based on the above equation (2), and each coefficient CY, 2rcos θ, r 2 is converted into a filter coefficient R.
Multiplier 4 in DSP44 while reading from OM45
45, using the adder / subtractor 446. This calculation result W t (n) is also sequentially stored by using another specific area of the work RAM 46 as a ring buffer. In this case as well, by using the work RAM 46 as a ring buffer, it is possible to read out the previous and the previous two previous calculation results W t (n-1) and W t (n-2) one after another and use them in the calculation. ..

【0095】ハイパスフィルタH1(z)及びローパスフィ
ルタH2t(z) としての演算処理が完了すると、次に各音
階についてのエンベロープ抽出処理を行なう。このエン
ベロープ抽出処理は、各音階についてDSP44をII
RローパスフィルタHE(z)として演算処理させることに
より実行する(ステップS7)。
When the calculation processing as the high-pass filter H 1 (z) and the low-pass filter H 2t (z) is completed, the envelope extraction processing for each scale is next performed. This envelope extraction process is performed by the DSP 44 for each scale.
The R low-pass filter H E (z) is calculated and processed (step S7).

【0096】このローパスフィルタHE(z)としての演算
は、上記式(3)によるもので、各係数CE、1.8、−
0.81 をフィルタ係数ROM45から読み出しながら、
DSP44内の乗算器445、加減算器446を使用し
て行う。この演算のうち、絶対値計算|Wt(n)|も加減
算器446を使用して実行する。
[0096] The operation of the low-pass filter H E (z), due to the above formula (3), each coefficient CE, 1.8, -
While reading 0.81 from the filter coefficient ROM 45,
This is performed using the multiplier 445 and the adder / subtractor 446 in the DSP 44. Of these operations, absolute value calculation | W t (n) | is also executed using the adder / subtractor 446.

【0097】この演算結果Et(n)も、ワークRAM46
の更に別の特定エリア46をリングバッファとして使用
して、順次ストアすることにより、このバッファから前
回及び前々回の演算結果Et(n-1)、Et(n-2)を次々と読
み出して演算に用いることができる。
This calculation result E t (n) is also stored in the work RAM 46.
By further using another specific area 46 of as a ring buffer and sequentially storing, the previous and last two calculation results E t (n-1) and E t (n-2) are read one after another. It can be used for calculation.

【0098】上記フィルタ処理及びエンベロープ抽出処
理が終了すると、全ての音階についてこれらの各処理が
なされたかどうか(t=N)チェックし(ステップS
8)、すべての音階については処理が終了していないと
きには、設定値tをインクリメントして(ステップS
9)、ステップS6に移行する。ステップS6に移行す
ると、再びステップS6及びステップS7のフィルタリ
ング処理を実行する。
Upon completion of the above filter processing and envelope extraction processing, it is checked whether or not these processings have been performed for all scales (t = N) (step S).
8) If the processing has not been completed for all scales, the set value t is incremented (step S
9) and proceeds to step S6. When the process proceeds to step S6, the filtering process of steps S6 and S7 is executed again.

【0099】ステップS8で、全ての音階に対してフィ
ルタリング処理等が完了していると、各音階についての
エンベロープEt(n)(t=1〜N)をCPU2へ通知し
た後(ステップS10)、音階検出処理モードを終了す
るかどうかチェックする(ステップS11)。音階検出
処理モードの終了でないときには、ステップS2に移行
し、次の音響信号のA/D変換を待って、同様に処理を
行なう。すなわち、DSP44は、1サンプリング毎
に、時分割で3系統のディジタルフィルタリングを順番
に、しかも各音階について繰り返して実行することによ
り、リアルタイムで、各音階のエンベロープに従って、
固定された各音階に対応する周波数に関する周波数スペ
クトルのレベルを検知することができる。
In step S8, if the filtering process and the like have been completed for all the scales, the envelope E t (n) (t = 1 to N) for each scale is notified to the CPU 2 (step S10). It is checked whether or not the scale detection processing mode is ended (step S11). When the scale detection processing mode has not ended, the process proceeds to step S2, waits for the A / D conversion of the next acoustic signal, and the same processing is performed. That is, the DSP 44 executes digital filtering of three systems in time-division in order for each sampling and repeatedly for each scale, and in real time, according to the envelope of each scale.
It is possible to detect the level of the frequency spectrum with respect to the frequency corresponding to each fixed scale.

【0100】ステップS11で、キーボード5の操作等
によりCPU2が音階検出処理モードの終了をDSP4
4に通知してきたときは、一連の処理動作を終了する。
In step S11, the CPU 2 causes the DSP 4 to terminate the scale detection processing mode by operating the keyboard 5 or the like.
When 4 is notified, the series of processing operations is ended.

【0101】<CPU2の音階音発生処理>CPU2
は、上述したようにDSP44から毎サンプリング周期
で各音階についてのエンベロープ信号Et(n)(t=1〜
N)、すなわち、各音階に対応する周波数に関する周波
数スペクトルのレベルが与えられるので、種々の目的に
これを使用することができるが、本実施例では、入力音
響信号が単音である場合について説明する。
<Scale tone generation processing of CPU2> CPU2
Is the envelope signal E t (n) (t = 1 to 1) for each scale at every sampling period from the DSP 44 as described above.
N), that is, the level of the frequency spectrum related to the frequency corresponding to each scale is given, and can be used for various purposes, but in this embodiment, the case where the input acoustic signal is a single tone will be described. ..

【0102】以下、モード設定に対応した音階音発生処
理について、図17に基づいて説明する。
The scale sound generation processing corresponding to the mode setting will be described below with reference to FIG.

【0103】CPU2は、図17に示すように、音階音
発生処理を行なうために、まず、DSP44から結果通
知があるかどうかチェックする(ステップP1)。この
結果通知チェック処理は、上記音階検出装置5での音階
検出処理が終了したことを示す音階検出終了信号が音階
検出装置5から入力されているかどうかチェックするこ
とにより行なう。
As shown in FIG. 17, the CPU 2 first checks whether or not there is a result notification from the DSP 44 in order to perform the scale sound generation processing (step P1). The result notification check process is performed by checking whether or not a scale detection end signal indicating that the scale detection process of the scale detection device 5 has been completed is input from the scale detection device 5.

【0104】音階検出終了信号が入力されているときに
は、音階検出装置5が検出した各音階のエンベロープ値
t(n)をRAM4に書き込む(ステップP2)。検出し
た各音階のエンベロープ値Et(n)のRAM4への書込が
完了すると、これらの各音階のエンベロープ値Et(n)の
うち最も大きいものを取り出して、Max としてRAM4
へ書き込み(ステップP3)、Max が所定の閾値を越え
ているかどうかジャッジする(ステップP4)。
When the scale detection end signal is input, the envelope value E t (n) of each scale detected by the scale detecting device 5 is written in the RAM 4 (step P2). When the writing of the detected envelope value E t (n) of each scale to the RAM 4 is completed, the largest envelope value E t (n) of these scales is taken out and stored in the RAM 4 as Max.
Write to (step P3) and judge whether Max exceeds a predetermined threshold value (step P4).

【0105】上記ステップP4で、Max が閾値を越えて
いないときには、発音中の楽音があるかどうか、すなわ
ち楽音発生回路9により発生中の楽音信号があるかどう
かチェックし(ステップP5)、発生中の楽音がないと
きには、ステップP1に戻って、DSP44からの次の
音階のエンベロープ値Et(n)の入力に備える。
When Max does not exceed the threshold value in step P4, it is checked whether or not there is a musical tone being generated, that is, whether there is a musical tone signal being generated by the musical tone generating circuit 9 (step P5). When there is no tone of No., the procedure returns to step P1 to prepare for input of the envelope value E t (n) of the next scale from the DSP 44.

【0106】ステップP5で、発生中の楽音があるとき
には、前回のサンプリングによりマイクロホン41やラ
イン入力 LINE IN等からMax として採用した音階音の音
響入力が停止したと判断して、CPU2は、楽音発生回
路9に、消音開始を指示し(ステップP6)、ステップ
P1に戻って次のDSP44からのからの入力に備え
る。
In step P5, when there is a musical tone being generated, the CPU 2 judges that the sound input of the scale tone adopted as Max from the microphone 41 or the line input LINE IN has stopped by the previous sampling, and the CPU 2 generates the musical tone. The circuit 9 is instructed to start muting (step P6), and the process returns to step P1 to prepare for the next input from the DSP 44.

【0107】ステップP4で、Max が所定の閾値を越え
ているときには、音階検出装置5が検出した各音階のエ
ンベロープ値Et(n)の最大の音階に隣接する上下2つの
音階のうちエンベロープ値Et(n)が大きい方のものをSe
condとしてRAM4に記憶し(ステップP7)、中間音
検出処理を行なう(ステップP8)。
In step P4, when Max exceeds the predetermined threshold value, the envelope value of the upper and lower two scales adjacent to the maximum scale of the envelope value E t (n) of each scale detected by the scale detecting device 5 Se with a larger E t (n)
The cond is stored in the RAM 4 (step P7), and an intermediate sound detection process is performed (step P8).

【0108】すなわち、入力音響信号の実際の音階は、
音階検出装置が検出したエンベロープの最大の音階(Ma
x )から、この音階に隣接する上下2つの音階のうちエ
ンベロープの大きい方の音階(Second)側にシフトして
いると考えられるからである。
That is, the actual scale of the input acoustic signal is
The maximum scale of the envelope detected by the scale detection device (Ma
x), it is considered that the scale is shifted to the side with the larger envelope of the upper and lower scales adjacent to this scale.

【0109】この中間音検出処理により、後述するよう
に、入力音響の音階が前記音階検出処理で検出可能な固
定音階と固定音階の間の音階であるときに、その固定音
階と固定音階の間の実際の音階を検出する。
By this intermediate tone detection process, as will be described later, when the scale of the input sound is a scale between fixed scales that can be detected by the scale detection process, and between the fixed scales and the fixed scales. Detects the actual scale of.

【0110】中間音検出処理により、実際の音階を検出
すると、次に、上記音階検出処理で検出された音階音
が、現在発音中であるかどうかチェックする(ステップ
P9)。発音中のときには、固定音階音に対しては、新
たに発音対象とする必要がないので、中間音検出処理で
検出されたベンドレンジにベンド値を設定し、ステップ
P1に戻って、同様の処理を繰り返す(ステップP1
0)。このベンドレンジへのベンド値の設定により、固
定音階に対してベンド値だけシフトした実際の音階の音
階音が発音される。
When the actual scale is detected by the intermediate tone detection process, it is next checked whether or not the scale tone detected by the above scale detection process is currently sounding (step P9). When the sound is being generated, it is not necessary to newly generate a fixed-tone note as a sounding target. Therefore, a bend value is set in the bend range detected by the intermediate tone detection processing, and the process returns to step P1 to perform the same processing. (Step P1
0). By setting the bend value in this bend range, a scale note of the actual scale shifted by the bend value with respect to the fixed scale is produced.

【0111】ステップP9で、上記音階検出処理で検出
された音階音が、現在発音中でないときには、別の音階
音が発音中であるかどうか、チェックする(ステップP
11)。別の音階音が発音中のときには、本実施例で
は、単音を取り扱っており、発音されるのは1音に限定
されるので、当該発音中の音階音の消音指示を行なっ
て、発音中の音階音を消音した後(ステップP12)、
今回上記音階検出処理で取り出した音階音の発音を指示
する(ステップP13)。発音指示を行なうと、中間音
検出処理で検出されたベンドレンジにベンド値を設定
し、固定音階に対してベンド値だけシフトした実際の音
階の音階音を発音させる(ステップP10)。すなわ
ち、楽音発生回路9は、発音指示があり、ベンド値が設
定されると、指示された音階からベンド値だけシフトし
た音階音を発音する。
At step P9, if the scale sound detected by the scale detection process is not currently being sounded, it is checked whether another scale sound is being sounded (step P9).
11). In the present embodiment, when a different tone is being sounded, a single tone is handled, and the number of sounds that can be pronounced is limited to one. After muting the scale sound (step P12),
Instructing the pronunciation of the scale note extracted in the scale detection process this time (step P13). When the pronunciation instruction is given, a bend value is set in the bend range detected by the intermediate tone detection processing, and a scale note of an actual scale shifted by the bend value with respect to the fixed scale is sounded (step P10). That is, the musical tone generating circuit 9 produces a scale tone shifted from the designated scale by the bend value when the tone generation instruction is issued and the bend value is set.

【0112】ステップP11で、別の音階音が発音中で
ないときには、そのまま今回音階検出処理で取り出した
音階音を発音対象として、発音指示し(ステップP1
3)、中間音検出処理で検出されたベンドレンジにベン
ド値を設定して、指示された音階からベンド値だけシフ
トした音階音を発音させる(ステップP10)。
At step P11, when another scale tone is not being sounded, the scale tone extracted in the scale detection process this time is set as the sounding target and the pronunciation is instructed (step P1).
3), a bend value is set to the bend range detected by the intermediate tone detection processing, and a scale tone shifted from the designated scale by the bend value is generated (step P10).

【0113】<CPU2の中間音検出処理>中間音検出
処理では、CPU2は、図17のステップP7で、音階
検出装置5が検出した各音階のエンベロープ値Et(n)の
最大の音階に隣接する上下2つの音階のうちエンベロー
プ値Et(n)が大きい方のものをSecondとしてRAM4に
記憶すると、このMax とSecondで音階の低いものをLow
、音階の高いものをHighに設定する(ステップQ
1)。
<Intermediate Tone Detection Process of CPU2> In the intermediate tone detection process, the CPU 2 adjoins the maximum scale of the envelope value E t (n) of each scale detected by the scale detection device 5 in step P7 of FIG. If the one with the larger envelope value E t (n) of the upper and lower scales is stored in the RAM 4 as the Second, the one with the lower scale between Max and Second is Low.
, Set the higher scale to High (step Q
1).

【0114】次に、ROM3の中間音階検出データテー
ブルのアドレスをLow にあわせ(ステップQ2)、Low
のエンベロープ/Highのエンベロープを演算して、この
演算結果から中間音階データ(実際の音階データ)のオ
フセットを求める(ステップQ3)。
Next, the address of the intermediate scale detection data table of the ROM 3 is set to Low (step Q2), and Low
And the high envelope are calculated, and the offset of the intermediate scale data (actual scale data) is obtained from this calculation result (step Q3).

【0115】上記音階検出処理で検出された音階をLow
とし、そこからのROM3の中間音階検出データテーブ
ルを基にしたLow からのシフト量をベンドベンドデータ
として記憶して(ステップQ4)、中間音検出処理を終
了する。
The scale detected by the scale detection process is set to Low.
Then, the shift amount from Low based on the intermediate scale detection data table of the ROM 3 stored therein is stored as bend bend data (step Q4), and the intermediate tone detection processing ends.

【0116】上記ROM3の中間音階検出データテーブ
ルは、例えば、ディジタルフィルタの伝達関数が、図1
9に示すように、221Hzと234・14Hzであったと
すると、この2つの伝達関数の比、すなわち、ピーク周
波数221Hzの伝達関数をピーク周波数234.14Hz
の伝達関数で割ったものが、図20であり、この図20
の200Hz〜250Hz附近を拡大したものが図21であ
る。図21に示すように、隣接する音階を検出するディ
ジタルフィルタの伝達関数の比は、極大点及び極小点が
2つの伝達関数のピークに一致しており、この2点間で
は、単調に減少している。したがって、この極値間での
伝達関数の比が分ると、逆変換により、実際の周波数が
分ることになる。そこで、伝達関数比から周波数を変換
する変換テーブルを、ROM3に中間音階検出データテ
ーブルとして記憶させ、この中間音階検出データテーブ
ルから、上記図18のステップQ4でシフト量を求めて
いる。例えば、上記周波数の例では、221Hzをベース
とした中間音階への変換テーブルがROM3に記憶され
ており、この中間音階検出データテーブルとしては、上
記音階検出処理で検出される全ての固定音階をベースと
した中間音階への変換テーブルがそれぞれ用意されてい
る。この中間音階検出データテーブルは、実際には、半
音の間をセント単位で分けられる程度のデータで充分で
ある。
In the intermediate scale detection data table of the ROM 3, for example, the transfer function of the digital filter is shown in FIG.
As shown in FIG. 9, assuming that they are 221 Hz and 234 · 14 Hz, the ratio of these two transfer functions, that is, the transfer function of the peak frequency 221 Hz is the peak frequency 234.14 Hz.
20 is obtained by dividing by the transfer function of
21 is an enlarged view of the vicinity of 200 Hz to 250 Hz. As shown in FIG. 21, the transfer function ratios of the digital filters for detecting adjacent tones are such that the maximum point and the minimum point coincide with the peaks of the two transfer functions, and between these two points, it decreases monotonically. ing. Therefore, when the ratio of the transfer function between the extreme values is known, the actual frequency is known by the inverse transformation. Therefore, a conversion table for converting the frequency from the transfer function ratio is stored in the ROM 3 as an intermediate scale detection data table, and the shift amount is obtained from the intermediate scale detection data table in step Q4 of FIG. For example, in the example of the above frequency, a conversion table to intermediate scale based on 221 Hz is stored in the ROM 3, and the intermediate scale detection data table is based on all the fixed scales detected by the scale detection processing. There is a conversion table for each intermediate scale. In the intermediate scale detection data table, it is actually sufficient to divide the semitones into cents.

【0117】上記図18のステップQ4で記憶したベン
ドデータを、図17のステップP10で、音階検出処理
で検出した音階、すなわちLow からのシフト量として、
ベンドレンジにベンド値を設定し、楽音発生回路9は、
このベンド値だけ発音指示された音階(Low )からシフ
トした音階の楽音を発生する。
The bend data stored in step Q4 of FIG. 18 is used as the scale detected by the scale detection process in step P10 of FIG. 17, that is, as the shift amount from Low.
The bend value is set to the bend range, and the tone generation circuit 9
A tone of a scale shifted from the scale (Low) instructed to generate by this bend value is generated.

【0118】したがって、ディジタルフィルタリング処
理により、与えられる音響信号の実際の音階に近い互い
に隣接する固定された音階を検出し、この隣接する音階
の周波数レベル比を算出して、音響信号の実際の音階を
検出することができる。その結果、予め固定された音階
の間の中間の音階をも検出することができ、検出した予
め固定された音階の間の中間の音階音をも発生させるこ
とができる。
Therefore, the fixed scales adjacent to each other, which are close to the actual scale of the given acoustic signal, are detected by the digital filtering process, the frequency level ratio of the adjacent scales is calculated, and the actual scale of the acoustic signal is calculated. Can be detected. As a result, it is possible to detect an intermediate scale between pre-fixed scales, and it is also possible to generate an intermediate scale tone between the detected pre-fixed scales.

【0119】なお、上記実施例においては、単音につい
て説明したが、これに限るものではなく、複音に対して
も同様に中間音を検出し、検出した中間音の複音を発生
させることができる。
In the above embodiment, a single tone has been described, but the present invention is not limited to this, and an intermediate tone can be similarly detected for a compound tone and a compound tone of the detected intermediate tone can be generated.

【0120】[0120]

【発明の効果】本発明によれば、ディジタルフィルタリ
ング処理により、与えられる音響信号の実際の音階に近
い互いに隣接する固定された音階を検出し、この隣接す
る音階の周波数レベル比を算出して、予め固定された音
階周波数の間の中間の音階周波数をも検出することがで
きる。その結果、音響信号の実際の音階を正確に検出す
ることができる。
According to the present invention, fixed scales adjacent to each other that are close to the actual scale of a given acoustic signal are detected by digital filtering processing, and the frequency level ratio of the adjacent scales is calculated, Intermediate scale frequencies between pre-fixed scale frequencies can also be detected. As a result, the actual scale of the acoustic signal can be accurately detected.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本願発明に係る音階検出装置の一実施例の基本
原理を示す構成図。
FIG. 1 is a block diagram showing the basic principle of an embodiment of a scale detection device according to the present invention.

【図2】図1のバンドパスフィルタHt(z)の周波数特性
図。
2 is a frequency characteristic diagram of the bandpass filter H t (z) of FIG.

【図3】図1を改良した原理による構成図。FIG. 3 is a configuration diagram based on the principle improved from FIG.

【図4】図3のハイパスフィルタH1(z)とローパスフィ
ルタH2t(z) をカスケード接続したときの周波数特性
図。
4 is a frequency characteristic diagram when the high-pass filter H 1 (z) and the low-pass filter H 2t (z) of FIG. 3 are cascade-connected.

【図5】図3のハイパスフィルタH1(z)の構成図。5 is a configuration diagram of a high pass filter H 1 (z) of FIG.

【図6】図5のハイパスフィルタH1(z)の周波数特性
図。
6 is a frequency characteristic diagram of the high-pass filter H 1 (z) of FIG.

【図7】図3のローパスフィルタH2t(z) の構成図。7 is a configuration diagram of the low pass filter H 2t (z) of FIG.

【図8】図7のディジタルフィルタの極と零点及び極ベ
クトルと零点ベクトルを示す図。
8 is a diagram showing poles and zeros and pole vectors and zero vectors of the digital filter shown in FIG.

【図9】図8に対応てして周波数特性を表した図。9 is a diagram showing frequency characteristics corresponding to FIG.

【図10】図7のローパスフィルタH2t(z) の周波数特
性図。
10 is a frequency characteristic diagram of the low pass filter H 2t (z) of FIG. 7.

【図11】図3のローパスフィルタHE(z)の構成図。11 is a configuration diagram of the low-pass filter H E (z) of FIG.

【図12】図11のローパスフィルタHE(z)の周波数特
性図。
12 is a frequency characteristic diagram of the low pass filter H E (z) of FIG.

【図13】図11の構成によりエンベロープ抽出がなさ
れることを説明する説明図。
13 is an explanatory diagram illustrating that envelope extraction is performed by the configuration of FIG. 11.

【図14】本願発明に係る音階検出装置の一実施例を適
用した楽音発生装置の全体回路構成図。
FIG. 14 is an overall circuit configuration diagram of a musical tone generating device to which an embodiment of a scale detecting device according to the present invention is applied.

【図15】図14のDSP44の内部回路構成図。15 is an internal circuit configuration diagram of the DSP 44 of FIG.

【図16】図16のDSP44によるディジタルフィル
タ処理のフローチャート。
16 is a flowchart of digital filter processing by the DSP 44 of FIG.

【図17】音階音発生処理を示すフローチャート。FIG. 17 is a flowchart showing a scale sound generation process.

【図18】図17の中間音検出処理を示すフローチャー
ト。
FIG. 18 is a flowchart showing the intermediate sound detection processing of FIG.

【図19】ディジタルフィルタの伝達関数の一例を示す
図。
FIG. 19 is a diagram showing an example of a transfer function of a digital filter.

【図20】図19の伝達関数の比を示す図。20 is a diagram showing a ratio of transfer functions of FIG.

【図21】図20の部分拡大図。21 is a partially enlarged view of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 楽音発生装置 2 CPU 3 ROM 4 RAM 5 音階検出装置 6 キーボード 7 ディスプレイ 8 プリンタ 9 楽音発生回路 10 オーディオシステム 11 スピーカ 12 バス 22 音色バッファ 23 ポリピッチ抽出データバッファ 24 最大レベルバッファ 25 特定音域バッファ 44 DSP 45 フィルタ係数ROM 46 ワークRAM 1 tone generator 2 CPU 3 ROM 4 RAM 5 scale detector 6 keyboard 7 display 8 printer 9 tone generator circuit 10 audio system 11 speaker 12 bus 22 tone color buffer 23 polypitch extraction data buffer 24 maximum level buffer 25 specific range buffer 44 DSP 45 Filter coefficient ROM 46 Work RAM

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 与えられる音響信号を表現するディジタ
ル波形信号に対して、異なる特性のディジタルフィルタ
リング処理を時分割で順次実行することにより、各音階
に対応する周波数に関する周波数スペクトルのレベルを
検出するフィルタ手段と、 前記フィルタ手段により検出した周波数スペクトルのレ
ベルの最も大きい音階及びこの音階に隣接する音階のう
ち周波数スペクトルのレベルの大きい方を選択する選択
手段と、 前記選択手段により選択された2つの音階の周波数スペ
クトルのレベル比を演算する演算手段と、 各音階毎に設けられ、前記演算手段からのレベル比を上
記2つの音階周波数差に対応したシフトデータに変換す
る変換手段と、 前記変換手段からのシフト量に基づいて上記選択手段で
選択された2つの音階周波数の間の中間音階周波数を検
出する検出手段と、 を備えたことを特徴とする音階検出装置。
1. A filter for detecting a level of a frequency spectrum relating to a frequency corresponding to each scale by sequentially performing time-division digital filtering processing having different characteristics on a digital waveform signal expressing a given acoustic signal. Means, selection means for selecting one of the scales having the highest level of the frequency spectrum detected by the filter means and the scale adjacent to this scale, which has a larger level of the frequency spectrum, and two scales selected by the selection means. Calculating means for calculating the level ratio of the frequency spectrum, converting means provided for each scale, and converting the level ratio from the calculating means into shift data corresponding to the difference between the two scale frequencies; Between the two scale frequencies selected by the selection means based on the shift amount of Scale detecting apparatus characterized by comprising detecting means for detecting the intermediate scale frequency, a.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8017855B2 (en) 2004-06-14 2011-09-13 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung E.V. Apparatus and method for converting an information signal to a spectral representation with variable resolution
JP4815436B2 (en) * 2004-06-14 2011-11-16 フラウンホッファー−ゲゼルシャフト ツァ フェルダールング デァ アンゲヴァンテン フォアシュンク エー.ファオ Apparatus and method for converting an information signal into a spectral representation with variable resolution

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