JPH09319365A - Pitch detecting device for string instrument - Google Patents

Pitch detecting device for string instrument

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Publication number
JPH09319365A
JPH09319365A JP8152910A JP15291096A JPH09319365A JP H09319365 A JPH09319365 A JP H09319365A JP 8152910 A JP8152910 A JP 8152910A JP 15291096 A JP15291096 A JP 15291096A JP H09319365 A JPH09319365 A JP H09319365A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pitch
detected
candidate
fingerboard
string
Prior art date
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Application number
JP8152910A
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Japanese (ja)
Inventor
Sei Hasebe
聖 長谷部
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Yamaha Corp
Original Assignee
Yamaha Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a string instrument pitch detecting device capable of improving the accuracy and speed of pitch detection immediately after note-on. SOLUTION: When an ultrasonic pulse outputted from an ultrasonic pulse output part 21 in an ultrasonic wave sensor 1 and reflected by a player's hand is detected by an ultrasonic pulse detection part 22, a distance information converting part 31 converts a time interval from the output of the pulse up to its detection into the information of a finger plate operating position and a coefficient generating part 34 retrieves a coefficient table stored in a table data storing part 38 in each string, sets up the retrieved result in a filter 33, retrieves a candidate sound table in the storing part 38 in each string, and sends a candidate sound to a music instrument digital interface(MIDI) signal generating part 37. The MIDI signal generating part 37 compares the pitch of a musical sound detected, band-limited and detected at its pitch with the candidate sound, and when the musical sound pitch is included in the candidate sound, sends an MIDI signal corresponding to the pitch to a sound source 4.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、入力された楽音信
号、特に弦楽器の弦から入力された楽音信号に基づいて
楽音のピッチを検出する弦楽器用ピッチ検出装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pitch detecting device for a stringed musical instrument, which detects a pitch of a musical tone based on an inputted musical tone signal, particularly a musical tone signal inputted from a string of a stringed musical instrument.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、弦楽器用ピッチ検出装置として、
通常の弦楽器(この弦楽器は「ギター」が一般的である
ので、以下、「ギター」に限定して説明する)に、各弦
の弦振動を検出する専用のピックアップを増設し、この
ピックアップから得られた楽音信号に基づいて楽音のピ
ッチを検出するものが知られている。そして、このよう
にして検出されたピッチに応じて楽音(通常はギターの
音色でない音色の楽音)を発生するようにしたギターシ
ンセサイザと呼ばれるものがある。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a pitch detecting device for a stringed instrument,
A special pickup that detects the string vibration of each string is added to a normal string instrument (since this guitar is generally a "guitar", the explanation will be limited to "guitar"). It is known to detect the pitch of a musical tone based on the generated musical tone signal. There is a so-called guitar synthesizer that generates a musical sound (usually a musical sound having a tone color other than the tone color of a guitar) according to the pitch thus detected.

【0003】現在のギターシンセサイザは、上述のよう
に、通常のギターに専用のピックアップを増設するよう
に構成したものが主流となっている。これは、ピッチ検
出された楽音に基づいた演奏と通常のギター奏法による
演奏とを選択できるようにして、ギター奏者の幅広い要
求に応えるようにしたためである。
As described above, the current guitar synthesizer is mainly constructed by adding a dedicated pickup to a normal guitar. This is because it is possible to meet a wide range of demands of the guitar player by making it possible to select the performance based on the pitch-detected musical sound and the performance by the normal guitar playing method.

【0004】また、ギター演奏により発生する楽音のピ
ッチ検出は、たとえばピアノ等の他の楽器の演奏により
発生する楽音のピッチ検出と比較して、困難である。そ
れは、ピアノ等がどの鍵盤が押されたかを直接検出し、
それによってピッチを特定するのに対して、弦楽器では
はつ弦による弦の振動をピックアップで拾って振動の周
期を計算することでピッチを求めているからである。こ
のピッチ検出をできるだけ容易にするために、前記ピッ
クアップから検出した信号の周波数帯域を制限するフィ
ルタを設け、フィルタにより周波数帯域が制限された信
号に基づいて楽音のピッチを検出するようにしている。
さらに、このようなフィルタとして、フィルタ特性(具
体的には、フィルタ係数)を変更可能なものを採用し、
ピッチ検出後の情報に応じてフィルタ特性を変更し、ピ
ッチ検出の精度をさらに向上させるようにしたものも知
られている。
Further, it is difficult to detect the pitch of a musical sound generated by playing a guitar, as compared with the pitch detection of a musical sound generated by playing another musical instrument such as a piano. It directly detects which key is pressed by the piano,
This is because the pitch is specified by this, whereas in a stringed instrument, the pitch is obtained by picking up the vibration of the string due to the consonant string with a pickup and calculating the cycle of the vibration. In order to make this pitch detection as easy as possible, a filter for limiting the frequency band of the signal detected from the pickup is provided, and the pitch of the musical tone is detected based on the signal whose frequency band is limited by the filter.
Further, as such a filter, a filter whose filter characteristic (specifically, filter coefficient) can be changed is used.
It is also known that the filter characteristics are changed according to the information after pitch detection to further improve the accuracy of pitch detection.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の弦楽器用ピッチ検出装置では、ピッチ検出後の情報
に応じてフィルタ特性を変更しているので、ノートオン
直後のピッチ検出の精度を向上させることはできなかっ
た。一般に、最も正確なピッチ検出を行いたいのはノー
トオン直後のものであり、従来の弦楽器用ピッチ検出装
置では、このような要請に応えることはできなかった。
However, in the above-mentioned conventional pitch detecting device for a stringed instrument, since the filter characteristic is changed according to the information after the pitch detection, it is possible to improve the accuracy of the pitch detection immediately after the note-on. I couldn't. Generally, the most accurate pitch detection is to be performed immediately after the note-on, and the conventional pitch detection device for a stringed instrument cannot meet such a request.

【0006】本発明は、上記問題に鑑みてなされたもの
で、ノートオン直後のピッチ検出の精度および速度を向
上させることが可能な弦楽器用ピッチ検出装置を提供す
ることを目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a pitch detection device for a stringed instrument that can improve the accuracy and speed of pitch detection immediately after note-on.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、弦楽器における演奏者の指板操作位置を検出
する指板操作位置検出手段と、演奏者が発生させたと推
定される楽音の音高の候補を、前記検出された指板操作
位置に基づいて決定する候補音高決定手段と、演奏者が
発生させた楽音のピッチを検出する楽音ピッチ検出手段
と、前記決定された候補音高中に前記検出された楽音ピ
ッチに相当する音高があるときには、該検出された楽音
ピッチを演奏者が発生させた楽音ピッチと認定する楽音
ピッチ認定手段とを有することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides a fingerboard operation position detecting means for detecting a fingerboard operation position of a player in a stringed instrument, and a musical sound estimated to be generated by the player. Candidate pitch determining means for determining a pitch candidate based on the detected fingerboard operation position, musical tone pitch detecting means for detecting a pitch of a musical tone generated by the player, and the determined candidate tone When there is a pitch corresponding to the detected musical tone pitch in the high pitch, the musical tone pitch recognizing means for certifying the detected musical tone pitch as the musical tone pitch generated by the player.

【0008】また、好ましくは、前記楽音ピッチ検出手
段の前段に設けられ、該ピッチ検出手段に入力される信
号を所定の特性でフィルタリングするフィルタ手段と、
前記指板操作位置検出手段により検出された指板操作位
置に基づいて前記フィルタ手段の特性を変更制御するフ
ィルタ特性変更制御手段とを有することを特徴とする。
[0008] Further, preferably, a filter means provided before the tone pitch detecting means for filtering a signal inputted to the pitch detecting means with a predetermined characteristic,
And a filter characteristic change control means for changing and controlling the characteristic of the filter means based on the fingerboard operation position detected by the fingerboard operation position detection means.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0010】図1は、本発明の実施の一形態に係る弦楽
器用ピッチ検出装置を適用したギターシンセサイザの概
略構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a guitar synthesizer to which a pitch detecting device for a stringed instrument according to an embodiment of the present invention is applied.

【0011】同図において、本実施の形態のギターシン
セサイザは、たとえば6弦ギターGの各弦の弦振動をそ
れぞれ独立に検出して電気信号に変換するピックアップ
1と、演奏者(ギター奏者)の指板(フィンガーボー
ド;FB)操作位置を検出するための超音波センサ2
と、ピックアップ1および超音波センサ2からの出力に
基づいて、弦振動によって発生する楽音のピッチを検出
し、この検出ピッチに応じたMIDI(Musical Instru
ment Digital Interface)信号(コード)を生成する制
御部3と、制御部3から出力されたMIDI信号を楽音
信号に変換する音源4と、音源4からの楽音信号を音響
に変換する、たとえばスピーカ等のサウンドシステム5
とにより構成されている。
In the figure, the guitar synthesizer according to the present embodiment includes, for example, a pickup 1 for independently detecting the string vibration of each string of a 6-string guitar G and converting it into an electric signal, and a player (guitar player). Ultrasonic sensor 2 for detecting the fingerboard (FB) operating position
And the pitch of the musical sound generated by the string vibration based on the outputs from the pickup 1 and the ultrasonic sensor 2, and the MIDI (Musical Instrument) corresponding to the detected pitch is detected.
ment Digital Interface) signal (code), a sound source 4 for converting the MIDI signal output from the control unit 3 into a tone signal, and a tone signal from the tone source 4 converted into sound, for example, a speaker or the like. Sound system 5
It is composed of

【0012】超音波センサ2は、超音波パルスを出力す
る超音波パルス出力部21と、この超音波パルスが障害
物(主として、演奏者の手F)によって反射された反射
パルスを検出する超音波パルス検出部22とにより構成
されている。
The ultrasonic sensor 2 includes an ultrasonic pulse output section 21 for outputting an ultrasonic pulse and an ultrasonic wave for detecting a reflected pulse reflected by an obstacle (mainly the player's hand F). It is composed of a pulse detector 22.

【0013】制御部3は、ピックアップ1から出力され
た弦毎のアナログ楽音信号をそれぞれデジタル楽音信号
に変換する6つのA/D変換器30と、超音波パルス出
力部21でパルスを出力してから超音波パルス検出部2
2でその反射パルスを検出するまでの時間を計測し、こ
の計測結果に基づいて演奏者の指板操作位置を検出す
る。すなわち時間情報から距離情報に変換する距離情報
変換部31と、演奏者が変則的なチューニングを行った
場合に、このチューニング情報を記憶するチューニング
情報記憶部32と、A/D変換器30から出力された各
デジタル楽音信号の周波数帯域を各弦毎に独立に制限す
る6つのフィルタ33と、距離情報変換部31からの出
力結果(演奏者の指板操作位置に関する情報)に応じて
フィルタ33の各フィルタ係数を発生し、対応するフィ
ルタ33にそれぞれ設定する係数発生部34と、フィル
タ33から出力され、周波数帯域が制限された楽音信号
から、各弦毎の楽音ピッチを検出する6つのピッチ検出
部35と、A/D変換器30から出力された各楽音信号
のエンベロープをそれぞれ検出する6つのエンベロープ
検出部36と、ピッチ検出部35およびエンベロープ検
出部36からそれぞれ出力された弦毎のピッチおよびエ
ンベロープ、距離情報変換部31から出力された演奏者
の指板操作位置に関する距離情報、チューニング情報記
憶部32から出力されたチューニング情報に基づいてM
IDI信号を生成するMIDI信号生成部37と、係数
発生部34がフィルタ係数を発生するときに参照する係
数テーブル、MIDI信号生成部37がMIDI信号を
生成するときに使用する候補音テーブルや各種テーブル
等を記憶するテーブルデータ記憶部38とにより構成さ
れている。
The control unit 3 outputs pulses from the ultrasonic pulse output unit 21 and six A / D converters 30 for converting the analog musical tone signals output from the pickup 1 into digital musical tone signals. To ultrasonic pulse detector 2
In step 2, the time until the reflection pulse is detected is measured, and the player's fingerboard operation position is detected based on the measurement result. That is, a distance information conversion unit 31 that converts time information into distance information, a tuning information storage unit 32 that stores this tuning information when the performer performs irregular tuning, and an output from the A / D converter 30. The six filters 33 that independently limit the frequency band of each of the digital tone signals that have been generated, and the filters 33 according to the output result (information about the fingerboard operation position of the performer) from the distance information conversion unit 31. A coefficient generating unit 34 that generates each filter coefficient and sets each filter coefficient in the corresponding filter 33, and six pitch detections that detect the tone pitch of each string from the tone signal output from the filter 33 and having a limited frequency band. Section 35, six envelope detecting sections 36 for detecting the envelopes of the respective tone signals output from the A / D converter 30, and the pitch. The pitch and envelope for each string output from the output unit 35 and the envelope detection unit 36, the distance information about the player's fingerboard operating position output from the distance information conversion unit 31, and the tuning output from the tuning information storage unit 32. M based on information
A MIDI signal generation unit 37 that generates an IDI signal, a coefficient table that the coefficient generation unit 34 refers to when generating a filter coefficient, a candidate sound table and various tables that the MIDI signal generation unit 37 uses when generating a MIDI signal. And the like, and a table data storage unit 38 for storing the above.

【0014】図2は、テーブルデータ記憶部38に記憶
された候補音テーブルから候補音を選択する選択方法の
一例を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing an example of a selection method for selecting a candidate sound from the candidate sound table stored in the table data storage unit 38.

【0015】同図において、FBは前記ギターGの指板
を示し、指板FBには複数個のフレットfが配設され、
6本の弦sが張られている。隣接するフレットfとフレ
ットfとの間の領域rには、“1”から順に番号が付さ
れ、各フレットfにより分割された各弦sの部分には、
当該部分を演奏者が押さえたときに発生する楽音に対応
するキーコードが記載されている。図示例では、通常の
チューニングを行った場合に発生する楽音のキーコード
が記載されている。このキーコードは、前記候補音テー
ブルに記憶されたキーコードを、視覚的に分かり易いよ
うに指板FB上に並べたものであり、実際の候補音テー
ブルでは、各キーコードは指板操作位置をパラメータに
して各弦毎に配列され記憶されている。
In the figure, FB indicates a fingerboard of the guitar G, and a plurality of frets f are arranged on the fingerboard FB.
Six strings s are stretched. The regions r between the adjacent frets f and f are numbered sequentially from "1", and the part of each chord s divided by each fret is:
A key code corresponding to a musical sound generated when the player presses the portion is described. In the example shown in the figure, the key code of the musical tone generated when normal tuning is performed is described. This key code is one in which the key codes stored in the candidate sound table are arranged on the fingerboard FB for easy visual understanding. In the actual candidate sound table, each key code corresponds to the fingerboard operation position. Is stored as a parameter for each string.

【0016】同図中、矢印41は、前記距離情報変換部
31からの出力に基づいて算出された演奏者の手の位置
を示し、演奏者の手の位置が矢印41の位置のときに
は、候補音として、たとえば円42内のキーコード、す
なわち各弦s毎に4個のキーコードが選択される。
In the figure, an arrow 41 indicates the position of the player's hand calculated based on the output from the distance information conversion unit 31, and when the position of the player's hand is the position of the arrow 41, the candidate is selected. As the sound, for example, the key code in the circle 42, that is, four key codes for each string s are selected.

【0017】このようにして選択されたキーコードは、
図5を用いて後述するように、MIDI信号生成部37
に送出され、図示しない候補音レジスタに格納される。
The key code selected in this way is
As will be described later with reference to FIG. 5, the MIDI signal generator 37
And is stored in a candidate sound register (not shown).

【0018】なお、演奏者は指板FBを操作しないで演
奏する場合もあり、このような場合を「開放弦」として
いる。
Note that the player sometimes plays without operating the fingerboard FB, and such a case is referred to as "open string".

【0019】以上のように構成されたギターシンセサイ
ザの動作処理を、以下、図3〜5を参照して説明する。
The operation process of the guitar synthesizer configured as described above will be described below with reference to FIGS.

【0020】図3は、本実施の形態のギターシンセサイ
ザの制御部3、特にMIDI信号生成部37が実行する
メインルーチンの手順を示すフローチャートである。
FIG. 3 is a flow chart showing the procedure of a main routine executed by the control section 3 of the guitar synthesizer of this embodiment, particularly the MIDI signal generating section 37.

【0021】同図において、まず、動作モードが「チュ
ーニングモード」であるか否かを判別する(ステップS
1)。本実施の形態では、動作モードには、大きく分け
て「演奏モード」と「チューニングモード」の2種類の
モードがあり、「演奏モード」とは、主としてピックア
ップ1から検出された楽音信号からピッチを検出してM
IDI信号を生成する処理を行うモードをいい、「チュ
ーニングモード」とは、前述したように、変則チューニ
ングを行うことができるモードをいう。
In the figure, first, it is judged whether or not the operation mode is the "tuning mode" (step S).
1). In the present embodiment, the operation modes are roughly classified into two types, that is, a "playing mode" and a "tuning mode". The "playing mode" mainly refers to a pitch from a musical tone signal detected by the pickup 1. Detect and M
The mode in which the process of generating the IDI signal is performed, and the "tuning mode" is the mode in which the irregular tuning can be performed as described above.

【0022】ステップS1の判別で、動作モードが「チ
ューニングモード」であるときにはステップS2に進
み、演奏者が変則チューニング等の通常のチューニング
と異なるチューニングを行った場合には、当該チューニ
ングに対するチューニング情報を設定、すなわち前記チ
ューニング情報記憶部32に記憶した後、ステップS1
に戻る。
If it is determined in step S1 that the operation mode is the "tuning mode", the process proceeds to step S2. If the performer makes a tuning different from normal tuning such as irregular tuning, tuning information for the tuning is displayed. After setting, that is, storing in the tuning information storage unit 32, step S1
Return to

【0023】一方、ステップS1の判別で、動作モード
が「チューニングモード」でないとき、すなわち「演奏
モード」のときにはステップS3に進み、ノートオンが
あるか否かを判別する。ここで、ノートオンか否かの判
別は、前記エンベロープ検出部36から出力された楽音
信号のレベルが所定の閾値より大きくなったか否かを判
別することによって行う。
On the other hand, when it is determined in step S1 that the operation mode is not the "tuning mode", that is, the "playing mode", the process proceeds to step S3, and it is determined whether or not there is a note-on. Here, the determination as to whether or not the note is on is performed by determining whether or not the level of the tone signal output from the envelope detection unit 36 has become larger than a predetermined threshold value.

【0024】図4は、ピックアップ1により検出された
ある弦の楽音信号波形の一例を示す図であり、図中、縦
軸は信号レベルを示し、横軸は時刻を示している。同図
に示すように、検出された楽音信号が信号レベルTHを
超えたとき、すなわち時刻t0になったとき、ノートオ
ンであると判別する。
FIG. 4 is a diagram showing an example of a musical tone signal waveform of a certain string detected by the pickup 1, in which the vertical axis represents the signal level and the horizontal axis represents the time. As shown in the figure, when the detected musical tone signal exceeds the signal level TH, that is, when time t0 is reached, it is determined that note-on has occurred.

【0025】ステップS3の判別で、ノートオンが検出
されたときには、ピックアップ1から検出された楽音信
号の処理状態を記憶するために、MIDI信号生成部3
7のRAM(図示せず)の所定位置に確保された処理状
態記憶領域E_iに“1”を格納する。ここで、iは、
当該検出されたノートオンに係る弦の番号を示し、本実
施の形態では、1〜6のいずれかの整数値に対応する。
また、処理状態記憶領域E_iには、0〜2のいずれか
の整数値が格納され、“0”は、ノートオフの状態を示
し、“1”は、ノートオンが検出されたがMIDI信号
を出力していない状態を示し、“2”は、ノートオンが
検出され、かつMIDI信号を出力した状態(ノートオ
ン中)を示している。
When it is determined in step S3 that note-on is detected, the MIDI signal generator 3 stores the processing state of the tone signal detected by the pickup 1.
"1" is stored in the processing state storage area E_i secured at a predetermined position of the RAM (not shown) of No. 7. Where i is
The number of the string relating to the detected note-on is shown, and in the present embodiment, it corresponds to any integer value of 1 to 6.
Further, an integer value of 0 to 2 is stored in the processing state storage area E_i, "0" indicates a note-off state, and "1" indicates that a note-on has been detected but a MIDI signal is output. A state in which no note-on is detected and "2" indicates that note-on is detected and a MIDI signal is output (during note-on).

【0026】一方、ステップS3の判別で、ノートオン
が検出されないときには、ステップS4をスキップして
ステップS5に進む。
On the other hand, if it is determined in step S3 that no note-on is detected, step S4 is skipped and the process proceeds to step S5.

【0027】ステップS5では、ピッチが検出されたか
否かを判別する。以下、このピッチの検出方法を、前記
図4を参照して説明する。
In step S5, it is determined whether or not the pitch has been detected. The pitch detecting method will be described below with reference to FIG.

【0028】楽音ピッチは、楽音信号が信号レベル
“0”とクロスする点(ゼロクロス点)間の時間に基づ
いて算出する。このゼロクロス点には、楽音信号のレベ
ルが負側から正側に変化して“0”とクロスする場合お
よびこの逆の場合の2種類があり、ピッチ検出は、同じ
種類のゼロクロス点間の時間に基づいて算出される。具
体的には、図4中、時刻t1−t3の時間、時刻t1−
t5の時間、時刻t2−t4の時間、時刻t2−t6の
時間のいずれかに基づいてピッチが検出される。
The tone pitch is calculated based on the time between the points (zero cross points) where the tone signal crosses the signal level "0". There are two types of zero-cross points, that is, when the tone signal level changes from the negative side to the positive side and crosses "0", and vice versa. Pitch detection is the time between zero-cross points of the same type. Is calculated based on. Specifically, in FIG. 4, time t1-t3, time t1-
The pitch is detected based on any one of the time t5, the time t2-t4, and the time t2-t6.

【0029】なお、ノートオンが検出された後、すなわ
ち時刻t0以降のゼロクロス点に基づいてピッチを検出
する場合には、時刻t2−t4の時間または時刻t2−
t6の時間のいずれかに基づいてピッチが検出されるこ
とになる。
After the note-on is detected, that is, when the pitch is detected based on the zero-cross point after time t0, the time from time t2-t4 or time t2-.
The pitch will be detected based on any of the times of t6.

【0030】ステップS5の判別で、ピッチが検出され
たときには、当該検出に係る弦jに対応する前記処理状
態記憶領域E_jの値が“1”であるか否か、すなわち
ノートオンが検出されたがMIDI信号を出力していな
い状態であるか否かを判別する(ステップS6)。
When the pitch is detected in the determination in step S5, it is detected whether or not the value of the processing state storage area E_j corresponding to the detected string j is "1", that is, the note-on is detected. Determines whether or not the MIDI signal is not being output (step S6).

【0031】ステップS6の判別で、E_j≠1のとき
にはステップS7に進み、弦jがノートオン中(E_j
=2)でピッチ変化がある場合には、当該ピッチ変化に
対応する差分、すなわち現在出力中のピッチと当該変化
に対応するピッチとの差分をピッチベンド情報としてM
IDI信号を生成して出力する。
If it is determined in step S6 that E_j ≠ 1, the process proceeds to step S7, and the string j is in the note-on state (E_j
= 2), the difference corresponding to the pitch change, that is, the difference between the pitch currently being output and the pitch corresponding to the change is M as pitch bend information.
Generates and outputs an IDI signal.

【0032】一方、ステップS6の判別で、E_j=1
のときにはステップS8に進み、弦jに関する候補ピッ
チ(候補音)、すなわち前記候補音レジスタの弦jに対
応するレジスタに格納された候補音の中に検出されたピ
ッチに対応するものがあるか否かを判別する。具体的に
は、前記図2において、弦jが“6”であり、演奏者の
手が矢印41の位置にあるとすると、候補音として、
“5F#”,“5G”,“5G#”,“5A”が前記候
補音テーブルから選択されて候補音レジスタに格納さ
れ、この中に、ステップS5で検出されたピッチに対応
するものがあるか否かが判別される。
On the other hand, in the determination of step S6, E_j = 1
If so, the process proceeds to step S8, and it is determined whether or not there is a candidate pitch (candidate sound) for the string j, that is, the candidate sound stored in the register corresponding to the string j of the candidate sound register corresponds to the detected pitch. Determine whether. Specifically, assuming that the string j is "6" and the player's hand is at the position of the arrow 41 in FIG.
"5F #", "5G", "5G #", and "5A" are selected from the candidate tone table and stored in the candidate tone register, some of which correspond to the pitch detected in step S5. It is determined whether or not.

【0033】このとき、複数個のピッチが検出される場
合がある。前記図4の例では、時刻t1−t3の時間に
基づくピッチと時刻t1−t5の時間に基づくピッチの
2つのピッチが検出される場合がこれに該当する。この
よう場合には、そのうち1つのみを選択する必要がある
が、上記のように候補音を4つにした場合には、そのう
ち基準となる候補音を1つ選択し、この選択された候補
音の周期と検出されたピッチの周期(ゼロクロス点間の
時間)との比(検出ピッチの周期/選択候補音の周期)
が所定値(たとえば“0.84”)以下であるか否かを
判別し、“0.84”以下となる検出ピッチを除外し
て、“0.84”より大きくなる周期を有する検出ピッ
チを採用する。
At this time, a plurality of pitches may be detected. In the example of FIG. 4, the case where two pitches, that is, the time-based pitch from time t1 to t3 and the time-based pitch from time t1 to t5 are detected corresponds to this. In such a case, it is necessary to select only one of them, but when the number of candidate sounds is four as described above, one of the reference candidate sounds is selected and the selected candidate sound is selected. Ratio of the cycle of the sound and the cycle of the detected pitch (time between zero cross points) (cycle of detected pitch / cycle of selected candidate sound)
Is less than or equal to a predetermined value (for example, "0.84"), the detection pitches that are less than "0.84" are excluded, and adopt.

【0034】ステップS8の判別で、弦jに関する候補
ピッチの中に検出されたピッチがあるときには、当該ピ
ッチに対応するMIDI信号(ノートオンおよびキーコ
ード)を生成して出力し(ステップS9)、処理状態記
憶領域E_jに“2”を設定する(ステップS10)。
If it is determined in step S8 that the detected pitch is among the candidate pitches for the string j, a MIDI signal (note-on and key code) corresponding to the pitch is generated and output (step S9), "2" is set in the processing state storage area E_j (step S10).

【0035】一方、ステップS8の判別で、弦jに関す
る候補ピッチの中に検出されたピッチがないときには、
この状態が所定回(たとえば3回)連続して起こったか
否かを判別する(ステップS11)。
On the other hand, if it is determined in step S8 that there is no detected pitch among the candidate pitches for the string j,
It is determined whether or not this state has occurred a predetermined number of times (for example, three times) continuously (step S11).

【0036】ステップS11の判別で、この状態が所定
回連続して起こったときには、本発明の特徴である候補
ピッチに応じたピッチ検出処理(ロジック)を無視し、
通常のピッチ検出処理、すなわちゼロクロス点間の時間
のみからピッチを検出する処理によりピッチを検出して
(ステップS12)、前記ステップS9に進み、この検
出ピッチに応じてMIDI信号を生成する。
If it is determined in step S11 that this state has occurred a predetermined number of times in succession, the pitch detection processing (logic) according to the candidate pitch, which is a feature of the present invention, is ignored.
The pitch is detected by a normal pitch detection process, that is, a process of detecting the pitch only from the time between the zero-cross points (step S12), and the process proceeds to step S9 to generate a MIDI signal according to the detected pitch.

【0037】一方、ステップS11の判別で、この状態
が所定回連続して起こっていないときにはステップS1
3に進む。
On the other hand, if it is determined in step S11 that this state has not occurred for a predetermined number of times in succession, step S1
Go to 3.

【0038】ステップS13では、ノートオフが検出さ
れたか否かを判別する。この判別は、前記ステップS3
のノートオンの判別と同様にして、所定の閾値とを比較
し、この閾値以下のレベルが所定時間継続したときに、
ノートオフと判別するようにすればよい。
In step S13, it is determined whether or not note-off is detected. This determination is based on the above step S3.
In the same way as the note-on judgment of, a predetermined threshold value is compared, and when the level below this threshold value continues for a predetermined time,
It may be determined to be note-off.

【0039】ステップS13の判別で、ノートオフが検
出されたときには、当該ノートオフに対応するMIDI
信号(ノートオフおよびキーコード)を生成して出力し
(ステップS14)、ノートオフに係る弦kに対応する
処理状態記憶領域E_kに“0”を設定した後に、前記
ステップS1に戻って、前述の処理を繰り返す。
If a note-off is detected in the determination in step S13, the MIDI corresponding to the note-off is detected.
A signal (note-off and key code) is generated and output (step S14), "0" is set in the processing state storage area E_k corresponding to the string k related to note-off, and then the process returns to step S1 and the above-mentioned The process of is repeated.

【0040】図5は、制御部3が実行する割込処理の手
順を示すフローチャートであり、本処理は、図示しない
タイマが所定時間(たとえば10msec)を計時する
毎に発生するタイマ割込に応じて実行される。
FIG. 5 is a flow chart showing the procedure of an interrupt process executed by the control unit 3. This process is performed in response to a timer interrupt generated every time a timer (not shown) measures a predetermined time (for example, 10 msec). Is executed.

【0041】同図において、まず、演奏者の指板操作位
置のスキャン処理を行う(ステップS21)。具体的に
は、前記超音波センサ2の超音波パルス出力部21から
超音波パルスを出力させた後にその反射パルスを超音波
パルス検出部22で検出し、その出力から検出までの時
間を計時する。そして、この計時時間に基づいて、演奏
者の指板操作位置を検出する。
In the figure, first, a scanning process of the fingerboard operation position of the performer is performed (step S21). Specifically, after the ultrasonic pulse output unit 21 of the ultrasonic sensor 2 outputs the ultrasonic pulse, the reflected pulse is detected by the ultrasonic pulse detection unit 22 and the time from the output to the detection is timed. . Then, the player's fingerboard operation position is detected based on this time count.

【0042】次に、ステップS21のスキャン処理の結
果、指板操作位置が変更されたか否かを判別し(ステッ
プS22)、指板操作位置が変更されないときには直ち
に本割込処理を終了する一方、指板操作位置が変更され
たときにはステップS23に進む。
Next, as a result of the scanning process in step S21, it is determined whether or not the fingerboard operating position has been changed (step S22). When the fingerboard operating position is not changed, the main interrupt process is immediately terminated, while When the fingerboard operating position is changed, the process proceeds to step S23.

【0043】ステップS23では、チューニング情報記
憶部32に記憶されたチューニング情報と上記変更され
た指板操作位置から弦毎の可能性のある音高(キーコー
ド)を複数個(本実施の形態では、前述したように4
個)、前記テーブルデータ記憶部38の候補音テーブル
から検索する。
In step S23, the tuning information stored in the tuning information storage unit 32 and a plurality of possible pitches (key chords) for each string from the changed fingerboard operating position (in the present embodiment, in the present embodiment). , As mentioned above, 4
,) From the candidate sound table in the table data storage unit 38.

【0044】続くステップS24では、この検索された
弦毎の複数個の音高(候補音)を前記MIDI信号生成
部37に送出する。これにより、候補音は、MIDI信
号生成部37の前記候補音レジスタに格納される。
In a succeeding step S24, the plurality of searched pitches (candidate sounds) for each string are sent to the MIDI signal generator 37. As a result, the candidate sound is stored in the candidate sound register of the MIDI signal generator 37.

【0045】続くステップS25では、ステップS23
と同様にして、チューニング情報と指板操作位置に応じ
て、テーブルデータ記憶部38の係数テーブルから弦毎
のフィルタ係数を検索し、この弦毎に検索されたフィル
タ係数を対応するフィルタ33に送出した(ステップS
26)後に、本割込処理を終了する。
In the following step S25, step S23
Similarly, the filter coefficient for each string is searched from the coefficient table of the table data storage unit 38 according to the tuning information and the fingerboard operation position, and the filter coefficient searched for each string is sent to the corresponding filter 33. Did (step S
26) After this, this interruption processing is ended.

【0046】このように、本実施の形態では、演奏者の
指板操作位置を検出し、この指板操作位置に応じて決定
された候補音に基づいて、ピックアップ1から検出され
た楽音信号のピッチを確定するようにしたので、ピッチ
検出の精度および速度を向上させることができ、これに
より、リアルタイム演奏およびその演奏により生成した
演奏データのリアルタイム記録の操作性を向上させるこ
とができる。
As described above, in this embodiment, the fingerboard operation position of the player is detected, and the musical tone signal detected by the pickup 1 is detected based on the candidate sound determined according to the fingerboard operation position. Since the pitch is determined, the accuracy and speed of pitch detection can be improved, and thus the operability of real-time performance and real-time recording of performance data generated by the performance can be improved.

【0047】また、上記検出された指板操作位置に応じ
てフィルタ33の特性を変更するようにしたので、検出
すべきピッチの基本波のみを検出し、その倍音成分を有
効に除去でき、これにより、ピッチ検出の精度をさらに
向上させることができる。そして、このフィルタ特性は
ノートオンが検出される前に変更されるので、ノートオ
ン時のピッチ検出を正確に行うことができる。
Further, since the characteristic of the filter 33 is changed according to the detected fingerboard operation position, only the fundamental wave of the pitch to be detected can be detected, and its overtone component can be effectively removed. Thereby, the accuracy of pitch detection can be further improved. Since this filter characteristic is changed before the note-on is detected, the pitch detection at the note-on can be accurately performed.

【0048】なお、本実施の形態では、演奏者の指板操
作位置を超音波センサ2により検出するようにしたが、
これに限らず、たとえば、弦sに電流を流すことにより
フレットfが弦sに接触している位置を検出したり、光
学的な検出方法により検出したりする等、演奏者の指板
操作位置が検出できる方法であればどのような方法を用
いてもよい。また、電圧の変化、圧電センサ等も採用す
ることができる。
In this embodiment, the ultrasonic sensor 2 is used to detect the fingerboard operation position of the player.
Not limited to this, for example, the position at which the fret f is in contact with the string s by detecting an electric current flowing through the string s, the position detected by an optical detection method, or the fingerboard operation position of the player is detected. Any method may be used as long as it can detect Further, a change in voltage, a piezoelectric sensor, etc. can also be adopted.

【0049】また、本実施の形態では、候補音を選択す
る範囲を予め設定された範囲に固定して説明したが、こ
れに限らず、演奏者がその範囲を変更できるようにして
もよい。このとき、弦毎に設定できるようにしてもよ
い。さらに、この範囲を、演奏者の指板操作位置に応じ
て変更するようにしてもよい。たとえば、指板操作位置
がハイポジションのときには、候補音の範囲を拡大す
る、すなわち候補音を増やすようにすれば、ピッチをミ
ス検出することが多いハイポジションでの検出精度を向
上させることができる。また、候補音の中に常に開放弦
を入れるか否かを、演奏者が選択できるようにしてもよ
い。
In the present embodiment, the range for selecting candidate sounds is fixed to a preset range, but the present invention is not limited to this and the range may be changed by the performer. At this time, setting may be made for each string. Further, this range may be changed according to the fingerboard operation position of the player. For example, when the fingerboard operation position is at the high position, the range of the candidate sounds is expanded, that is, the number of candidate sounds is increased, so that the detection accuracy at the high position where a pitch error is often detected can be improved. . Further, the player may be allowed to select whether or not to always include an open string in the candidate sound.

【0050】[0050]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に依れば、
指板操作位置検出手段により検出された指板操作位置に
基づいて決定された候補音高中に、楽音ピッチ検出手段
により検出された楽音ピッチに相当する音高があるとき
には、該検出された楽音ピッチを演奏者が発生させた楽
音ピッチと認定するようにしたので、ピッチ検出の精度
および速度を向上させることが可能となる効果を奏す
る。
As described above, according to the present invention,
When there is a pitch corresponding to the musical tone pitch detected by the musical tone pitch detecting means in the candidate pitches determined based on the fingerboard operating position detected by the fingerboard operating position detecting means, the detected musical tone pitch is detected. Since it is identified as the musical tone pitch generated by the player, the pitch detection accuracy and speed can be improved.

【0051】また、前記指板操作位置検出手段により検
出された指板操作位置に基づいてフィルタ手段の特性が
変更制御されるので、ピッチ検出の精度をさらに向上さ
せることができるとともに、ノートオン直後のピッチ検
出の精度および速度を向上させることができる。
Further, since the characteristic of the filter means is controlled to be changed based on the fingerboard operation position detected by the fingerboard operation position detecting means, the pitch detection accuracy can be further improved and immediately after the note-on. The accuracy and speed of pitch detection can be improved.

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

【図1】本発明の実施の一形態に係る弦楽器用ピッチ検
出装置を適用したギターシンセサイザの概略構成を示す
ブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a guitar synthesizer to which a pitch detection device for a stringed instrument according to an embodiment of the present invention is applied.

【図2】図1の候補音テーブルデータから候補音を選択
する選択方法の一例を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing an example of a selection method for selecting a candidate sound from the candidate sound table data of FIG.

【図3】図1の制御部、特にMIDI信号生成部が実行
する動作処理の手順を示すフローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart showing a procedure of operation processing executed by a control unit of FIG. 1, particularly a MIDI signal generation unit.

【図4】図1のピックアップにより検出されたある弦の
楽音信号波形の一例を示す図である。
4 is a diagram showing an example of a musical tone signal waveform of a certain string detected by the pickup of FIG.

【図5】割込処理の手順を示すフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart showing a procedure of interrupt processing.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 超音波センサ(指板操作位置検出手段) 31 距離情報変換部(指板操作位置検出手段) 33 フィルタ(フィルタ手段) 34 係数発生部(フィルタ特性変更制御手段) 35 ピッチ検出部(楽音ピッチ検出手段) 37 MIDI信号生成部(候補音高決定手段、楽音ピ
ッチ認定手段) 38 テーブルデータ記憶部(候補音高決定手段、フィ
ルタ特性変更制御手段)
2 Ultrasonic sensor (fingerboard operation position detection means) 31 Distance information conversion part (fingerboard operation position detection means) 33 Filter (filter means) 34 Coefficient generation part (filter characteristic change control means) 35 Pitch detection part (tone pitch detection) 37) MIDI signal generator (candidate pitch determining means, musical pitch determining means) 38 table data storage (candidate pitch determining means, filter characteristic change controlling means)

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 弦楽器における演奏者の指板操作位置を
検出する指板操作位置検出手段と、 演奏者が発生させたと推定される楽音の音高の候補を、
前記検出された指板操作位置に基づいて決定する候補音
高決定手段と、 演奏者が発生させた楽音のピッチを検出する楽音ピッチ
検出手段と、 前記決定された候補音高中に前記検出された楽音ピッチ
に相当する音高があるときには、該検出された楽音ピッ
チを演奏者が発生させた楽音ピッチと認定する楽音ピッ
チ認定手段とを有することを特徴とする弦楽器用ピッチ
検出装置。
1. A fingerboard operation position detecting means for detecting a fingerboard operation position of a player in a stringed instrument, and a pitch candidate of a musical tone estimated to be generated by the player,
Candidate pitch determining means for making a decision based on the detected fingerboard operation position, musical tone pitch detecting means for detecting a pitch of a musical tone generated by a player, and the detected pitch during the decided candidate pitch. A pitch detecting device for a stringed instrument, comprising: a musical tone pitch recognizing means for certifying the detected musical tone pitch as a musical tone pitch generated by a player when there is a pitch corresponding to the musical tone pitch.
【請求項2】 前記楽音ピッチ検出手段の前段に設けら
れ、該ピッチ検出手段に入力される信号を所定の特性で
フィルタリングするフィルタ手段と、 前記指板操作位置検出手段により検出された指板操作位
置に基づいて前記フィルタ手段の特性を変更制御するフ
ィルタ特性変更制御手段とを有することを特徴とする請
求項1記載の弦楽器用ピッチ検出装置。
2. Filter means provided in the preceding stage of the musical tone pitch detecting means for filtering a signal input to the pitch detecting means with a predetermined characteristic, and fingerboard operation detected by the fingerboard operating position detecting means. 2. The pitch detecting device for a stringed instrument according to claim 1, further comprising: filter characteristic change control means for changing and controlling the characteristic of the filter means based on the position.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006350191A (en) * 2005-06-20 2006-12-28 Casio Comput Co Ltd Input control unit and input control program
JP2015082089A (en) * 2013-10-24 2015-04-27 カシオ計算機株式会社 Electronic string musical instrument, method for controlling musical sound, and program

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