JPH073637B2 - リズム表示装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、テープレコーダ，レコード，テレビ，ラジ
オ，いわゆるカラオケ等の音響再生機に用いられるリズ
ム表示装置に関するものである。

従来の技術 従来からあるリズム表示装置について図面と共に説明す
る。

第３図に従来のリズム表示装置のブロック図を示す。第
３図において、13は信号を入力する入力端子、14は信号
中のある帯域の信号を抽出する帯域通過フィルタ、15,1
6は異なる時定数をもって信号を積分し、ある時間内に
おける信号のエネルギーを求める抵抗とコンデンサなど
により構成される整流回路、17は整流回路15の出力信号
レベルを増幅する増幅回路、18は信号の立ち上がりを検
出する抵抗とコンデンサなどにより構成される微分回
路、19は２つの信号を入力し、それらの信号のレベルを
比較し、一方の信号が他方の信号より大きいとき、パル
ス信号を出力する比較回路、20は最初に入力された信号
は通過させるが、その後、一定の時間内では入力信号を
通過させないゲート回路、21は入力された信号に対応さ
せて音を発生する発音回路である。

第４図，第５図に、第３図における各ブロックの信号波
形を示す。

第４図において、ａは入力信号,bは帯域通過フィルタ14
の出力信号（この場合は低域の信号を通した場合を示し
ている。）ｃは整流回路15を通り、増幅回路17から出力
された信号、ｄは整流回路16の出力信号、ｅは微分回路
18の出力信号で、破線で整流回路16の出力信号ｄを重ね
て示している。又、ｆは比較回路19の出力信号、ｇはゲ
ート回路20の出力信号を示している。

第５図は第４図と入力信号が異なる場を示すもので、第
５図において、ａは入力信号、ｂは帯域通過フィルタ14
の出力信号、ｃは増幅回路17の出力信号、ｄは整流回路
16の出力信号、ｅの実線は微分回路18の出力信号、破線
は整流回路16の出力信号、p,fは比較回路19の出力信
号、ｇはゲート回路20の出力信号を示している。

以下、第３図，第４図に従って動作を説明する。

第４図に示すように、入力端子13に入力された信号ａ
は、帯域通過フィルタ14に入力され、ある帯域のみの信
号ｂが抽出される。これにより、リズム楽器信号を強調
することができる。帯域通過フィルタ14の出力信号ｂ
は、ある時間内の信号の平均エネルギーを求めるため時
定数が異なる（整流回路16の方が大きい）整流回路15,1
6に入力さる。整流回路15の出力信号は増幅回路17に入
力され、ある増幅度をもって増幅される（信号ｃ）。こ
れは、次の微分回路18において、信号が減衰するため
で、これを補償している。（もし微分回路において、信
号の減衰を補償できる場合は、増幅回路17は必要な
い。）増幅回路17の出力信号ｃは微分回路18に入力さ
れ、信号の立ち上がりが検出される（信号ｅ）。比較回
路19には信号ｅと、整流回路16の出力信号ｄが入力さ
れ、比較される。そして、信号ｅが信号ｄより大きけれ
ばパルス信号ｆが出力される。信号ｄは入力信号のレベ
ルに比例した値でゆっくりと変動する信号で、また、信
号ｅは信号の立ち上がりを検出していることから、信号
ｄをリファレンスとして、信号ｅと比較することによ
り、入力信号のレベルにかかわらず、立ち上がりが鋭い
信号、例えばリズム楽器音を精度よく抽出することがで
きる。次に、比較回路19の出力信号ｆはゲート回路20に
入力され、ある時間Ｔをもって、ゲートされて出力され
る（信号ｇ）。（ここで、ゲートとは、入力された最初
のパルスはそのまま通過させ、その信号からＴの時間の
間に入力された信号は、通過させないということを意味
する。）このようにゲート回路を設けることにより、リ
ズム楽器以外の信号やノイズ，リズム楽器信号のふらつ
きなどによるパルス信号のバタつきを防ぐことができ
る。

そして、ゲート回路20の出力信号ｇは発音回路21に入力
され、この信号ｇをトリガーとして、発音が行なわれ
る。

以上のように構成することにより、ある帯域に含まれ
る。リズム楽器信号のように、立ち上がりが鋭い信号
を、入力レベルにかかわらず検出し、表示することがで
き、これにより、音楽中のリズムを表示可能となる。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、第３図で示した従来のリズム表示装置で
は、第５図で示すような立ち上がりが鋭い波形が連続し
た信号ａが入力された場合には誤動作が生じる。第５図
に示す信号ａは、ベース音又は、ドラムのロール，ある
いはスズや、タンバリンなどの音によって生じる。

以下、誤動作が生じる現象を第３図，第５図を用いて示
す。

第３図における比較回路19において、第５図に示す信号
ｅ（実線は、入力信号の立ち上がりを検出した信号，破
線は、入力信号を積分し、信号のレベル変動を求めたも
のである。）２つが比較され、パルス信号ｆが得られ
る。

しかし、実際のリズムは、信号の立ち上がり、つまりパ
ルス信号ｆの最初のパルスP1が発生した時点である。こ
のことから、パルス信号ｆの第2,第３番目のパルス信号
P2,P3は誤動作によって生じたといえ、実際に試聴した
ときには、非常に異和感を感じることとなる。

この現象は、入力信号を積分した信号が十分に入力信号
のレベル変動に応答できないためにおこる。また、パル
ス信号ｆの第４番目パルスP4以降のように、入力信号が
小さく、又、ノイズが含まれているような場合には、リ
ズム成分がないにもかかわらず、パルス信号が発生して
しまうという欠点もあった。

本発明は、上記問題点に鑑み、入力信号に、立ち上がり
が鋭い波形が連続して生じる場合にも、誤動作がなく、
また、ノイズによる影響も受けず、一定の精度で音楽信
号中に含まれるリズム音を検出及び表示することができ
るリズム装置を提供するものである。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するため、本発明は、信号中の特定の
帯域の信号を抽出する帯域通過手段と、前記帯域通過手
段の出力信号を２つに分岐する第１の分岐手段と、第１
の分岐手段の出力信号をそれぞれ異なった時定数で積分
し、信号の平均エネルギーを求める第1,第２の積分手段
と、第１の積分手段の出力信号を２つに分岐する第２の
分岐手段と、第２の分岐手段の出力信号のレベルをそれ
ぞれ調整する第1,第２のレベル調整手段と、一定の電圧
を与えるバイアス手段と、第１のレベル調整手段の出力
信号の立ち上がりを検出する微分手段と、第２のレベル
調整手段，第２の積分手段及びバイアス手段の３つの出
力信号を加算する加算手段と、前記微分手段と前記加算
手段の出力信号の大きさを比較する比較手段と、前記比
較手段からの出力信号をゲートするゲート手段と、前記
ゲート手段の出力信号を表示する表示手段によって構成
される。

作 用 この構成によって、まず、帯域通過手段により、ある帯
域の信号が抽出され、高域又は低域あるいは他の帯域に
含まれるリズム楽器成分が抽出，強調されることとな
る。（ただし、リズム楽器信号が他の信号に比べ、大き
い場合には、この帯域通過手段は必要ない。）特に、高
域においては、スネア及びシンバル類のリズム楽器，低
域では、バスドラム及びベース類のリズム楽器音が含ま
れた信号を抽出することができ、この帯域通過手段の帯
域は低域又は高域に設定することにより、よりリズム成
分を抽出しやすくなる。前記帯域通過手段の出力信号は
２つに分岐された時、ある時間内のそれぞれの信号の平
均エネルギーを求めるため時定数が異なる第1,第２の積
分手段に入力される。

ここで、第１の積分手段によって求められる信号は、信
号の立ち上がり及び入力信号のレベル変動を検出するた
めに使用され、第２の積分手段によって求められた信号
は、立ち上がりが鋭い信号が連続して生じるような信号
に対する誤動作を防ぐためにバイアス用の信号として使
用される。つまり、この誤動作を防ぐためには、後で示
す比較回路における信号の立ち上がりを検出した信号と
比較を行なう信号にある微小な値の信号を加え、比較信
号の値を上げること、すなわちバイアスすることにより
行なうことができる。

このような信号は、入力信号のレベルに比例し、その変
動がゆるやかであるような、入力信号を大きな時定数で
積分した信号によって作成することができる。また、こ
の信号を用いることにより、入力信号が小さい場合は小
さなバイアスが、入力信号が大きい場合は大きなバイア
スがかかり、適応的にバイアス値を設定できることとな
り、誤動作が防げることとなる。

次に第１の積分手段の出力信号は、２つに分岐され、そ
れぞれ第1,第２のレベル調整手段に入力され、信号のレ
ベルが調整される。第１のレベル調整手段は、次段の微
分手段による信号の減衰の補償と、第２の積分手段の出
力信号との比率を調整するため、第２のレベル調整手段
は、第２の積分手段の出力信号との比率を調整するため
に使用される。

次に、第１のレベル調整手段の出力信号は、微分手段に
入力され、入力信号の立ち上がりが検出される。また、
第２のレベル調整手段と、第２の積分手段の出力信号及
び前記バイアス手段の出力信号は、それぞれ加算手段に
入力され加算される。ここで、前記バイアス手段は、入
力信号が無い場合、又は、入力信号が小さなときに、ノ
イズによって生じる誤動作を防ぐために使用される。

前記微分手段と前記加算手段の出力信号は、前記比較手
段に入力され、それぞれの入力信号の比較が行なわれ、
前記微分手段の出力信号が、前記加算手段の出力信号よ
り大きい場合に、正又は負のパルス信号が出力される。

加算手段の出力信号は、入力信号の大小に比例し、入力
信号の変動を効出した信号（第２のレベル調整手段の出
力）と、誤動作防止用のバイアス信号の２つを加えた信
号であることから、この信号と、入力信号の立ち上がり
を検出した信号を比較することにより、より精度よく、
リズム楽器信号のように立ち上がりが鋭い信号を検出す
ることが可能となる。

次に、比較手段の出力信号は、ゲート手段に入力され、
ここで、入力信号がある時間間隔をもってゲートされ
る。これにより、リズム楽器以外の楽器音又はノイズな
どによる誤動作を防ぐことができる。

ゲート手段の出力信号は表示手段に入力され、入力信号
に対応した量が表示され、音楽信号に対応したリズム表
示を精度よく行なうことができる。

実施例 以下、本発明の一実施例について、図面を参照しながら
説明する。第１図は、本発明の一実施例におけるリズム
表示装置のブロック図を示すものである。

第１図において、１は信号を入力する入力端子、２はあ
る帯域の信号のみを通過させる帯域通過フィルタ、3,4
は入力信号を整流した後、異なった時定数を持ち、帯域
通過フィルタ２からの出力を２分した信号をそれぞれ積
分する、抵抗とコンデンサなどで構成された整流回路
で、整流回路４の時定数は整流回路３の値より大きく設
定されている。5,6は信号レベルを増幅する増幅回路、
７はある一定の電圧値を出力するバイアス回路、８は増
幅回路５からの出力を入力とし、この入力信号の立ち上
がりを検出する、抵抗とコンデンサなどにより構成され
る微分回路、９は増幅回路6,整流回路4,バイアス回路７
の出力を入力とし、これらの入力信号を加算する加算回
路、10は微分回路８と加算回路９からの出力信号を入力
とし、これらの入力信号の信号レベルを比較し、一方の
信号レベルが大きいときに、パルス信号を出力する比較
回路、11は比較回路10の出力信号を入力とし、この入力
信号の最初の信号は通過させ、その信号からある一定期
間は入力信号を通過させない、単安定マルチバイブレー
タなどにより構成されるゲート回路、12はゲート回路11
からの出力を入力とし、この入力信号をトリガーとし
て、発音を行なう発音回路である。

また、第２図は、第１図に示した本発明の一実施例であ
るブロック図における各点における信号波形を示してい
る。

第２図において、ａは入力信号、ｂは帯域通過フィルタ
２の出力信号（この場合は、低域の信号を通した場合を
示している）、ｃは増幅回路５及び６の出力信号、ｄは
整流回路４の出力信号、ｅはバイアス回路７の出力信
号、ｆは加算回路９の出力信号、ｇは微分回路８の出力
信号で、破線で信号ｆを重ねて示している。ｈは比較回
路10の出力信号、ｉはゲート回路11の出力信号である。

以下、本実施例の動作について、図面を参照して説明す
る。

第１図，第２図において、入力端子１に入力された信号
ａは、帯域通過フィルタ２に入力され、ある帯域のみの
信号ｂが抽出される。これにより、リズム楽器の信号が
強調される。帯域通過フィルタ２の出力信号ｂは２つに
分岐され、それぞれ積分の時定数が異なる整流回路3,4
に入力され、積分されて信号のエネルギーが求められ
る。整流回路３の出力信号は２つに分岐され、それぞれ
増幅度が異なる増幅回路5,6に入力され、増幅される。
増幅回路５の増幅度は、次段の微分回路８において信号
が減衰されるのを補償する値と、整流回路４の出力信号
ｄとの比較を調整するための値を合わせて設定する。ま
た、増幅回路６の増幅度は、整流回路４の出力信号ｄと
の比率を調整するための値に設定する。次に、増幅回路
５の出力信号は微分回路８に入力され、信号の立ち上が
りが検出され（信号ｇ）、その信号が比較回路10に入力
される。また、増幅回路６の出力信号ｃと、整流回路４
の出力信号ｄと、バイアス回路７の出力信号ｅは加算回
路９に入力され、加算された後（信号ｆ）、比較回路10
に入力される。比較回路10では、信号ｇと信号ｆとの比
較が行なわれ、信号ｇが信号ｆより大きい場合に、パル
ス信号ｈが出力される。信号ｆは、入力信号のレベルに
比例し、ゆっくりと変動する信号と、バイアス用の２つ
の信号を加えたもの、また、信号ｇは信号の立ち上がり
を検出したものであることから、この比較回路10によ
り、誤動作なく立ち上がりが鋭いリズム楽器音を精度よ
く抽出できることとなる。

次に、比較回路10の出力信号ｈは、ゲート回路11に入力
され、ある時間Ｔをもってゲートされて出力される（信
号ｉ）。このように、ゲート回路を設けることにより、
他の楽器の影響及びノイズによる誤動作を防ぐことがで
きる。ここで、ゲート回路11のゲート時間は、検出する
主なリズム楽器の最小リズム幅に設定しておくことによ
り、より正確なリズムが検出可能となる。

そして、ゲート回路11の出力信号ｉは、発音回路12に入
力され、この信号をトリガーとして発音が行なわれる。

以上のように、本実施例によれば、入力信号がどのよう
なものであっても誤動作なく、音楽信号中のリズム成分
を正確に抽出することができ、精度よくリズム表示を行
なうことができる。

また、実施例では、リズムの表示手段を発音回路とした
が、これをLEDなどを利用した発光回路、又は、発音の
代りに振動を直接人体に加える方式、又は画象による表
示などによっても同じ効果を得ることができる。

発明の効果 本発明は、入力信号のある帯域の信号のみを通過させる
帯域通過手段と、信号の平均エネルギーを求める第1,第
２の積分手段と、信号のレベルを調整する第1,第２のレ
ベル調整手段と、ある一定の電圧を与えるバイアス手段
と、入力信号の立ち上がりを検出する微分手段と、入力
された３つの信号を加算する加算手段と、入力された２
つの信号を比較し、一方の信号が他方の信号より大きい
場合に、正又は負のパルス信号を出力する比較手段と、
入力信号をある時間をもってゲートするゲート手段と、
入力信号の量に対応した表示を行なう表示手段とを具備
することにより、入力信号に立ち上がりが鋭いリズム成
分以外の信号が連続して生じる場合にも誤動作がなく、
入力信号が無い場合及び入力信号が小さな場合のノイズ
の影響も受けず、精度よく音楽信号中に含まれるリズム
成分の信号を抽出し、それを表示することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるリズム表示装置のブ
ロック図、第２図は第１図の実施例の各部の動作を示す
信号の波形図、第３図は従来例のブロック図、第４図，
第５図は従来例の各部の動作を示す信号の波形図であ
る。 １……入力端子、２……帯域通過フィルタ、3,4……整
流回路、5,6……増幅回路、７……バイアス回路、８…
…微分回路、９……加算回路、10……比較回路、11……
ゲート回路、12……発音回路。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】音楽再生信号を入力する入力端子と、入力
   信号の特定の帯域のリズム楽器成分を含む信号を抽出す
   る帯域通過手段と、帯域通過手段の出力信号を２つに分
   岐する第１の分岐手段と、第１の分岐手段により２つに
   分岐された信号をそれぞれ異なった時定数で積分し、信
   号の平均エネルギーを求める第1,第２の積分手段と、第
   １の積分手段の出力信号を２つに分岐する第２の分岐手
   段と、第２の分岐手段で分岐された２つの信号レベルを
   それぞれ調整する第1,第２のレベル調整手段と、ある一
   定の電圧を与えるバイアス手段と、第１のレベル調整手
   段の出力信号の立ち上がりを検出する微分手段と、第２
   のレベル調整手段，第２の積分手段及び前記バイアス手
   段の各出力信号を入力とし、それぞれの信号を加算する
   加算手段と、前記微分手段の出力信号と前記加算手段の
   出力信号とを比較し、前記微分手段の出力信号が、前記
   加算手段の出力信号より大きい場合に、正又は負のパル
   ス信号を発生する比較手段と、前記比較手段の出力信号
   を入力とし、最初の入力信号は通過させるが、その後一
   定の時間内では入力信号を通過させないゲート手段と、
   前記ゲート手段の出力信号を入力とし、その信号を他の
   表示用物理量に変換する変換手段とを具備してなるリズ
   ム表示装置。
2. 【請求項２】変換手段は、入力信号に対応させて、音，
   光，振動及び画像に変換することを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載のリズム表示装置。