JPS6097397A - 音響解析装置 - Google Patents
音響解析装置Info
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- JPS6097397A JPS6097397A JP58205669A JP20566983A JPS6097397A JP S6097397 A JPS6097397 A JP S6097397A JP 58205669 A JP58205669 A JP 58205669A JP 20566983 A JP20566983 A JP 20566983A JP S6097397 A JPS6097397 A JP S6097397A
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- spectrum
- frequency
- pitch
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（１）発明の技術分野
本発明は音の分析、抽出２合成を行なうため、分析装置
、主スペクトル抽出装置１金成装置を具え、とくに非調
和性の音に対し高速に解析できる音響解析装置における
合成装置の改良に関するものである。
、主スペクトル抽出装置１金成装置を具え、とくに非調
和性の音に対し高速に解析できる音響解析装置における
合成装置の改良に関するものである。
（２）従来技術と問題点
一般に自然音に対しては、解析は余シなされていないが
、音声波形はそのスペクトルエンベロープ（声道の周波
数特性）と音源に分離して考え、情報成分としてのスペ
クトルエンベロープを帯域フィルタ群によって分析抽出
し、エネルギー成分としての音源をパルス系列とランダ
ム雑音に分離する。この２つの情報すなわちスペクトル
情報と音源情報を記録しまたは伝送する。合成側では音
源情報から音源をパルス系列とランダム雑音で近似し、
その各周波数成分をスペクトル情報にょって振幅変調し
、それを分析に対応した帯域フィルタ群を通して加え合
せて音声波形を再生する。
、音声波形はそのスペクトルエンベロープ（声道の周波
数特性）と音源に分離して考え、情報成分としてのスペ
クトルエンベロープを帯域フィルタ群によって分析抽出
し、エネルギー成分としての音源をパルス系列とランダ
ム雑音に分離する。この２つの情報すなわちスペクトル
情報と音源情報を記録しまたは伝送する。合成側では音
源情報から音源をパルス系列とランダム雑音で近似し、
その各周波数成分をスペクトル情報にょって振幅変調し
、それを分析に対応した帯域フィルタ群を通して加え合
せて音声波形を再生する。
このようなボコーダ方式や、ターミナルアナログ。
声道アナログ方式等のアナログ方式や、ＰＡＲＯＯＲ等
のデジタル方式がすでに提案または実用されている。
のデジタル方式がすでに提案または実用されている。
しかし、これらは全て音声という調和性の音。
すなわち倍音関係が整数倍となる音に限られておシ、ま
たそれに対する解析方法として開発されてきたものであ
る。ここで前述の方式をトランペットやトロンポン等調
和性の高い音の解析に適用した場合には有効であると考
えられる。しかし、ピアノやチャイムで代表されるよう
な非調和性の音に対する解析には適しないし、また非常
に困難なことである。このため、自然音全体に対しとく
に非調和性の音に対して解析可能な方式が望まれている
。この場合、従来の調和性の音と同程度に情報量を減少
させることも重要でありかつ高速処理が望まれる。
たそれに対する解析方法として開発されてきたものであ
る。ここで前述の方式をトランペットやトロンポン等調
和性の高い音の解析に適用した場合には有効であると考
えられる。しかし、ピアノやチャイムで代表されるよう
な非調和性の音に対する解析には適しないし、また非常
に困難なことである。このため、自然音全体に対しとく
に非調和性の音に対して解析可能な方式が望まれている
。この場合、従来の調和性の音と同程度に情報量を減少
させることも重要でありかつ高速処理が望まれる。
これに対し、本出願人は別提案によシ、詳しくは後述す
るような音響解析装置を提案した。その概略を述べると
、要部は分析装置と主スペクトル抽出装置と合成装置よ
り成り、分析装置では音響信号のディジタルサンプル値
を所定の時間窓で切取り、これをずらしながら時系列的
にスペクトルを算出し、主スペクトル抽出装置ではこの
算出された周波数スペクトルからスペクトルエンベロー
プをめ、これによシ最も近似するＮ個以内の正弦波成分
を表わす主スペクトル成分の周波数値と振幅値と位相値
を時系列的に抽出し、次に合成装置ではこれらの主スペ
クトル成分値に基づき、Ｎ個分のディジタル正弦波発生
器によシ周波数２位相、振幅を設定し音響波形を合成す
るものである。
るような音響解析装置を提案した。その概略を述べると
、要部は分析装置と主スペクトル抽出装置と合成装置よ
り成り、分析装置では音響信号のディジタルサンプル値
を所定の時間窓で切取り、これをずらしながら時系列的
にスペクトルを算出し、主スペクトル抽出装置ではこの
算出された周波数スペクトルからスペクトルエンベロー
プをめ、これによシ最も近似するＮ個以内の正弦波成分
を表わす主スペクトル成分の周波数値と振幅値と位相値
を時系列的に抽出し、次に合成装置ではこれらの主スペ
クトル成分値に基づき、Ｎ個分のディジタル正弦波発生
器によシ周波数２位相、振幅を設定し音響波形を合成す
るものである。
この提案発明によシ、非調和性の音に対しても調和性の
音の場合と同様に少ない情報量で高速処理することがで
きるようになった。
音の場合と同様に少ない情報量で高速処理することがで
きるようになった。
一方、楽音波形の特徴抽出においては、音域における楽
音波形の変化は重要な問題である。
音波形の変化は重要な問題である。
たとえば、フルート等のような楽器において、波形は各
音域においてほとんど影響がなく相似な波形を有するが
、オーボエ、バイオリン等のような楽器においては、音
域において波形がかなシ異なることはすでに知られてい
る。
音域においてほとんど影響がなく相似な波形を有するが
、オーボエ、バイオリン等のような楽器においては、音
域において波形がかなシ異なることはすでに知られてい
る。
このような楽器特有の性質を特定音域の分析において、
その分析波形がどの程度の音域を満足するかを検証し対
処することが必要である。
その分析波形がどの程度の音域を満足するかを検証し対
処することが必要である。
（３）発明の目的
本発明の目的は自然音全体とくに非調和性の音に対し分
析、抽出１合成を高速に行なうことのできる音響解析装
置において、音域によシ波形が異なるような音響信号に
対処できる合成装置を有する音響解析装置を提供するこ
とである。
析、抽出１合成を高速に行なうことのできる音響解析装
置において、音域によシ波形が異なるような音響信号に
対処できる合成装置を有する音響解析装置を提供するこ
とである。
（４）発明の構成
前記目的を達成するため、本発明の音響解析装置は音響
信号のディジタルサンプル値より７一リエ変換手法を用
いて時系列的な周波数スペクトルを算出する分析装置と
、前記周波数スペクトルよシ前記音響信号に最も良く近
似するＮ個以内の正弦波成分値を表わす主スペクトル成
分値の周波数。
信号のディジタルサンプル値より７一リエ変換手法を用
いて時系列的な周波数スペクトルを算出する分析装置と
、前記周波数スペクトルよシ前記音響信号に最も良く近
似するＮ個以内の正弦波成分値を表わす主スペクトル成
分値の周波数。
位相、振幅を前記時系列に従い抽出する主スペクトル抽
出装置と、前記抽出した主スペクトル成分値に基づき周
波数９位相、振幅を任意に設定可能なＮ個分のディジタ
ル正弦波発生器によシ音響波形を合成する合成装置とよ
構成る音響解析装置において、前記合成装置がピッチ情
報を発生するピッチ発生手段と、前記主スペクトルの周
波数値に前記ピッチ情報を乗算するピッチ乗算手段を具
えたことを特徴とするものである。
出装置と、前記抽出した主スペクトル成分値に基づき周
波数９位相、振幅を任意に設定可能なＮ個分のディジタ
ル正弦波発生器によシ音響波形を合成する合成装置とよ
構成る音響解析装置において、前記合成装置がピッチ情
報を発生するピッチ発生手段と、前記主スペクトルの周
波数値に前記ピッチ情報を乗算するピッチ乗算手段を具
えたことを特徴とするものである。
（５） 発明の実施例
第１図は本発明の基本となる別提案の音響解析装置全体
の概略説明図である。音響信号は分析装置１００に入力
し、ここで入力信号の周波数スペクトル成分が算出され
る。入力信号はディジタル変換された後一定時間窓のサ
ンプル区間を１ブロツクとして分析される。続いて、数
サンプルずつずらして次々分析を行なう。これによシ、
時系列的な周波数スペクトルが得られる。この分析結果
は、いくつもの山（７オルマント）を持つスペクトルエ
ンベロープで表わされる。この山は、分析区間に対し波
形周期が非整数倍であることや７−リエ変換で用いられ
る窓関数による影響で生じるものである。このだめ、山
のピークに相当するスペクトル成分を抽出し、さらに有
効な数のスペクトラムにデータ圧縮を行なう。
の概略説明図である。音響信号は分析装置１００に入力
し、ここで入力信号の周波数スペクトル成分が算出され
る。入力信号はディジタル変換された後一定時間窓のサ
ンプル区間を１ブロツクとして分析される。続いて、数
サンプルずつずらして次々分析を行なう。これによシ、
時系列的な周波数スペクトルが得られる。この分析結果
は、いくつもの山（７オルマント）を持つスペクトルエ
ンベロープで表わされる。この山は、分析区間に対し波
形周期が非整数倍であることや７−リエ変換で用いられ
る窓関数による影響で生じるものである。このだめ、山
のピークに相当するスペクトル成分を抽出し、さらに有
効な数のスペクトラムにデータ圧縮を行なう。
ここでまとめてこの明細書で用いる主要な波形用語を８
２図（α）〜（ｃ）によシ説明しておく。同図（ｃＬ）
は横軸の周波数に対し縦軸に音響信号のディジタルサン
プル値をとったいわゆる周波数スペクトルを示す。
２図（α）〜（ｃ）によシ説明しておく。同図（ｃＬ）
は横軸の周波数に対し縦軸に音響信号のディジタルサン
プル値をとったいわゆる周波数スペクトルを示す。
単に「スペクトル」というときは個々の周波数スペクト
ルと同意であシ、各線スペクトルを指している。これに
対し「周波数スペクトル」というときはこのスペクトル
の集合した状態を示し、この状態中には周波数、振幅１
位相の各情報を含んでいる。次に「スペクトルエンベロ
ープ」は同図（ｂ）に示すように周波数スペクトルの包
絡線を指すものである。さらに、以下に示す「主スペク
トル」は本発明で新用語として用いるもので同図（Ｃ）
に示すように、前記スペクトルエンベループより抽出し
たＮ個以内の任意の周波数の正弦波成分に対応する線ス
ペクトルを意味し、合成のための周波数。
ルと同意であシ、各線スペクトルを指している。これに
対し「周波数スペクトル」というときはこのスペクトル
の集合した状態を示し、この状態中には周波数、振幅１
位相の各情報を含んでいる。次に「スペクトルエンベロ
ープ」は同図（ｂ）に示すように周波数スペクトルの包
絡線を指すものである。さらに、以下に示す「主スペク
トル」は本発明で新用語として用いるもので同図（Ｃ）
に示すように、前記スペクトルエンベループより抽出し
たＮ個以内の任意の周波数の正弦波成分に対応する線ス
ペクトルを意味し、合成のための周波数。
位相、振幅データの１線分を示すものである。
主スペクトル抽出装置２００は、分析装置１００よシ出
力されるスペクトルエンベロープを表わすデータのその
データ数よシ相当に少ない数Ｎ個の主スペクトルを抽出
する。Ｎ個の主スペクトルは周波数、振幅１位相データ
よ９成υ、合成装置３００に転送される。合成装置３０
０は周波数、振幅１位相を任意に制御できるＮ個の正弦
波発振器を有し、前述のＮ個の抽出された主スペクトル
データがＮ個の発振器にそれぞれ割当てられ、分析と同
様の時間間隔で音色の変化する波形を時々刻々合成し、
次にサウンドシステム４００で音響が再生される。
力されるスペクトルエンベロープを表わすデータのその
データ数よシ相当に少ない数Ｎ個の主スペクトルを抽出
する。Ｎ個の主スペクトルは周波数、振幅１位相データ
よ９成υ、合成装置３００に転送される。合成装置３０
０は周波数、振幅１位相を任意に制御できるＮ個の正弦
波発振器を有し、前述のＮ個の抽出された主スペクトル
データがＮ個の発振器にそれぞれ割当てられ、分析と同
様の時間間隔で音色の変化する波形を時々刻々合成し、
次にサウンドシステム４００で音響が再生される。
このように音響解析装置において、分析から合成までの
過程はフーリエ変換した音響信号の周波数スペクトルの
中から、重要でかつ相当に少ない数Ｎ個の主スペクトル
を限定的に抽出し、これを合成再生することによりなさ
れる。
過程はフーリエ変換した音響信号の周波数スペクトルの
中から、重要でかつ相当に少ない数Ｎ個の主スペクトル
を限定的に抽出し、これを合成再生することによりなさ
れる。
たとえば、１回の分析区間を１０２４サンプルとすると
、分析結果の周波数スペクトラムは最大５１２個算出さ
れる。
、分析結果の周波数スペクトラムは最大５１２個算出さ
れる。
上記Ｘｔｅで示されるスペクトルエンベロープ（周波数
スペクトラムの全体の包絡曲線）よ、９Ｎ個のたとえば
５２個の主スペクトルを抽出する。この時、主スペクト
ルの値は補間されたスペクトルエンベロープやその形状
から推理する方法によって算出した値でもよい。続いて
抽出した周波数。
スペクトラムの全体の包絡曲線）よ、９Ｎ個のたとえば
５２個の主スペクトルを抽出する。この時、主スペクト
ルの値は補間されたスペクトルエンベロープやその形状
から推理する方法によって算出した値でもよい。続いて
抽出した周波数。
位相、振幅を含む主スペクトルは、３２個の独立した正
弦波発振器にそれぞれ割当てられ、ｚ（ｔ）＝Σａｑｓ
ｉｎ（ωｑｔ＋θｑ）−１ （ａ９：振幅、ω９：周波数、Ｏｑ二位相）によシ示さ
れる波形ｚｌｔｌが合成される。また、３２個一組のα
９．ω９，０．は所定の時間間隔たとえば１０ｍ就毎Ｋ
１分析結果に応じて変化してゆく。
弦波発振器にそれぞれ割当てられ、ｚ（ｔ）＝Σａｑｓ
ｉｎ（ωｑｔ＋θｑ）−１ （ａ９：振幅、ω９：周波数、Ｏｑ二位相）によシ示さ
れる波形ｚｌｔｌが合成される。また、３２個一組のα
９．ω９，０．は所定の時間間隔たとえば１０ｍ就毎Ｋ
１分析結果に応じて変化してゆく。
このようにして、単に３２倍音の調和性倍音の合成のみ
ならず、非調和性行の合成や有効なデータのみを利用す
るため、たとえば方形波においては偶数倍音を含壕ない
ため、実質的には３２個の合成において、６４倍音まで
再生可能となシ高品質な合成が行なえる。
ならず、非調和性行の合成や有効なデータのみを利用す
るため、たとえば方形波においては偶数倍音を含壕ない
ため、実質的には３２個の合成において、６４倍音まで
再生可能となシ高品質な合成が行なえる。
第６図は分析装置１００の実施例の詳細説明図でおる。
音響入力信号はＡＤＯｌｏｌでアナログ−ディジタル変
換された後一旦波形メモリ１０２に記憶される。
換された後一旦波形メモリ１０２に記憶される。
波形メモリ１０２はたとえばサンプリング周波数５１、
２ＫＨｚで５秒間記１．ａできるものであれば２５６に
ワードの波形メモリである。記憶された波形は時間窓の
１ブロツクとしてたとえば１０２４サンプルずつ高速フ
ーリエ変換（Ｆａｓｔ Ｆｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏ
ｒｍ）するＦＦＴ演算回路１０６に入力し、周波数スペ
クトルが算出される。このブロックを順次数ワードずつ
ずらして同様に演算することによシ、時間的に変化する
いくつものスペクトルエンベロープが算出される。この
スペクトルデータは主スペクトル抽出装置２００に転送
される。
２ＫＨｚで５秒間記１．ａできるものであれば２５６に
ワードの波形メモリである。記憶された波形は時間窓の
１ブロツクとしてたとえば１０２４サンプルずつ高速フ
ーリエ変換（Ｆａｓｔ Ｆｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏ
ｒｍ）するＦＦＴ演算回路１０６に入力し、周波数スペ
クトルが算出される。このブロックを順次数ワードずつ
ずらして同様に演算することによシ、時間的に変化する
いくつものスペクトルエンベロープが算出される。この
スペクトルデータは主スペクトル抽出装置２００に転送
される。
第４図は主スペクトル抽出装置２００の実施例の詳細説
明図である。分析装置１００によシ算出されたスペクト
ルデータは、各時刻毎に１組のスペクトルエンペ目−プ
をスペクトルエンベロープメモリ２０１に転送する。
明図である。分析装置１００によシ算出されたスペクト
ルデータは、各時刻毎に１組のスペクトルエンペ目−プ
をスペクトルエンベロープメモリ２０１に転送する。
次にｎ次ピークレベル検出回路２０２によシ、スペクト
ルエンベロープメモリ２０１にあるスペクトルエンベ四
−プの山のピーク値を検出し、最大のものから順にＮ個
たとえば３２個のピークレベルが検出される。これによ
シ、その検出される３２個の点での振幅値と周波数値と
位相値がそれぞれ振幅抽出回路２０３９周波数抽出回路
２０４１位相抽出回路２０５によシ抽出される。
ルエンベロープメモリ２０１にあるスペクトルエンベ四
−プの山のピーク値を検出し、最大のものから順にＮ個
たとえば３２個のピークレベルが検出される。これによ
シ、その検出される３２個の点での振幅値と周波数値と
位相値がそれぞれ振幅抽出回路２０３９周波数抽出回路
２０４１位相抽出回路２０５によシ抽出される。
ここで３２個の主スペクトル成分は、その波形を最も良
く代表する成分が選択されるであろう。
く代表する成分が選択されるであろう。
次に抽出されたＮ個の主スペクトルデータは合成装置３
００にあるＮ個たとえば３２個の正弦波発振器に割当て
られる。
００にあるＮ個たとえば３２個の正弦波発振器に割当て
られる。
第５図はスペクトルエンベロープよ９８個の主スペクト
ルを抽出する方法を示す波形図である。
ルを抽出する方法を示す波形図である。
多数のポイント（たとえば５１２ポイント）で示される
なめらかなスペクトルエンベロープよシ山の最大レベル
を示す点が■〜■にその順位で示される。ここで、抽出
周波数範囲をｆ。までにすると、７番目のスペクトルは
不要となシ、かわシに９番目の九が抽出される。
なめらかなスペクトルエンベロープよシ山の最大レベル
を示す点が■〜■にその順位で示される。ここで、抽出
周波数範囲をｆ。までにすると、７番目のスペクトルは
不要となシ、かわシに９番目の九が抽出される。
このように抽出周波数帯域を制限することによって、小
さなレベルのスペクトルも抽出できるようになり利用可
能性が向上する。このようにレベル順で検出された周波
数に基づいて、位相、振幅も同時に抽出される。取シこ
ぼされたスペクトルは相当にレベルの低いものであり、
全体の音の特徴にはそれ程重要なものではない。このた
め少ないスペクトルで合成しても十分な再現性を得るこ
とができる。
さなレベルのスペクトルも抽出できるようになり利用可
能性が向上する。このようにレベル順で検出された周波
数に基づいて、位相、振幅も同時に抽出される。取シこ
ぼされたスペクトルは相当にレベルの低いものであり、
全体の音の特徴にはそれ程重要なものではない。このた
め少ないスペクトルで合成しても十分な再現性を得るこ
とができる。
第６図は本発明の要部となる合成装置３００の実施例の
ブロック図である。主スペクトル抽出装置２００によシ
各時刻毎に抽出された主スペクトルデータ（振幅・周波
数ψ位相）は全て中央制御回路３１０を介して、抽出デ
ータメモリ３６０に記憶される。
ブロック図である。主スペクトル抽出装置２００によシ
各時刻毎に抽出された主スペクトルデータ（振幅・周波
数ψ位相）は全て中央制御回路３１０を介して、抽出デ
ータメモリ３６０に記憶される。
中央制御回路５１０は、抽出データメモリ６６０の書き
込みアドレスを発生し、アドレス制御回路３２０に出力
する。
込みアドレスを発生し、アドレス制御回路３２０に出力
する。
アドレス制御回路３２０は簡単な読み出しアドレスを発
生し、また中央制御回路５１０からの書き込みアドレス
とをセレクトする。従って、読み出しアドレスを簡単に
するために、中央制御回路３１０の書き込みアドレスは
整理したアドレスが必要となる。まだ、中央制御回路５
１０は合成装置３００のスタート・ストップ等タイミン
グをも制御し、ピッチ発生回路５４０をコントロールす
る。正弦波発生回路３５０は各時点における主スペクト
ルデータとピッチ情報をもとに、Ｎ個分のデジタル正弦
波を発生し、波形累算器３６０により正弦波形を累算し
、Ｄ／Ａ変換器３７０でアナｐグ信号としてサウンドシ
ステム４００に与える。
生し、また中央制御回路５１０からの書き込みアドレス
とをセレクトする。従って、読み出しアドレスを簡単に
するために、中央制御回路３１０の書き込みアドレスは
整理したアドレスが必要となる。まだ、中央制御回路５
１０は合成装置３００のスタート・ストップ等タイミン
グをも制御し、ピッチ発生回路５４０をコントロールす
る。正弦波発生回路３５０は各時点における主スペクト
ルデータとピッチ情報をもとに、Ｎ個分のデジタル正弦
波を発生し、波形累算器３６０により正弦波形を累算し
、Ｄ／Ａ変換器３７０でアナｐグ信号としてサウンドシ
ステム４００に与える。
第７図は正弦波発生回路３５０の実施例のブロック図で
ある。各時刻毎のＮ個分の主スペクトルデータ（振幅・
位相・周波数）は一旦周波数メモリ３５２、位相メモＩ
）５５５．振幅メモリ３５４にそれぞれ転送され、分析
における速度と同じ速度で再合成が可能となるようにス
トアされる。
ある。各時刻毎のＮ個分の主スペクトルデータ（振幅・
位相・周波数）は一旦周波数メモリ３５２、位相メモＩ
）５５５．振幅メモリ３５４にそれぞれ転送され、分析
における速度と同じ速度で再合成が可能となるようにス
トアされる。
次に周波数メモリ３５２には角速度を決定するＮ個の周
波数データωｇ（’７＝Ｌ２＋・・・、Ｎ）がストアさ
れ、所定の時間間隔で更新される（たとえば１０ ｍＷ
ＩＣ毎）。
波数データωｇ（’７＝Ｌ２＋・・・、Ｎ）がストアさ
れ、所定の時間間隔で更新される（たとえば１０ ｍＷ
ＩＣ毎）。
このデータω、はピッチ乗算器５５１でピッチデータＰ
と乗算され所定のクロック（たとえば分析装置における
サンプリングクロック）周波数でＮ個の時分割で周波数
累算器３５５にて累算され、時刻ｔにおける位相角Ｐω
９ｔが算出される。次にこの出力Ｐωｑｔは位相加算、
器５５６に入力し、他方の入力である位相メモリ３５３
よシ出力される位相データθ９（ｑ＝１．２．・・・、
Ｎ）と加算され（Ｐω、ｔ＋０９）が算出される。次に
位相加算器３５５の出力によシ、−周期の正弦波をデジ
タル的に記憶する正弦波メモリ３５７より正弦波値８Ｉ
Ｎ （Ｐω９ｔ＋０９）なる値を読み出し、この出力に
振幅メモリ６５４よシ出力される振幅データＡｇ（＋７
＝１ ＋２＋・・・、Ｎ）と振幅乗算器６５８で乗算さ
れ、’Ａｑ ＳＩＮ （Ｐωｑｔ＋０９）なる正弦波値
が出力される。
と乗算され所定のクロック（たとえば分析装置における
サンプリングクロック）周波数でＮ個の時分割で周波数
累算器３５５にて累算され、時刻ｔにおける位相角Ｐω
９ｔが算出される。次にこの出力Ｐωｑｔは位相加算、
器５５６に入力し、他方の入力である位相メモリ３５３
よシ出力される位相データθ９（ｑ＝１．２．・・・、
Ｎ）と加算され（Ｐω、ｔ＋０９）が算出される。次に
位相加算器３５５の出力によシ、−周期の正弦波をデジ
タル的に記憶する正弦波メモリ３５７より正弦波値８Ｉ
Ｎ （Ｐω９ｔ＋０９）なる値を読み出し、この出力に
振幅メモリ６５４よシ出力される振幅データＡｇ（＋７
＝１ ＋２＋・・・、Ｎ）と振幅乗算器６５８で乗算さ
れ、’Ａｑ ＳＩＮ （Ｐωｑｔ＋０９）なる正弦波値
が出力される。
振幅乗算器３５８よシ出力されるＮ個の時分割された正
弦波値を波形累算器６６０によシ累算し、ω（ｔ）＝Σ
〜８ＩＮ（Ｆ＝ｌ、ｔ−１−５１，）なるデジタル合成
波形を算出する。
弦波値を波形累算器６６０によシ累算し、ω（ｔ）＝Σ
〜８ＩＮ（Ｆ＝ｌ、ｔ−１−５１，）なるデジタル合成
波形を算出する。
−１
第８図にピッチ発生回路３４０の実施例のブロック図を
示す。中央制御回路３１０よシ出力される音階・音律デ
ータは−Ｈ音律音階メモリ６４１にストアされる。音階
データとはｏ、、ｏｆ、・・・２等を、音律データとは
平均律、純正律、・・・２等をそれぞれデジタル値とし
て割当てられた値である。これら音律音階データは、ピ
ッチ変換メモリ３４２のアドレスとして与えられその出
力をピッチ情報として、ピッチ乗算器５５１に出力する
。ここで例えば音律が平均律であシ、音階が０２である
時ピッチ変換メモリの出力データを“１”とした時、音
階が０３は”２”となる。
示す。中央制御回路３１０よシ出力される音階・音律デ
ータは−Ｈ音律音階メモリ６４１にストアされる。音階
データとはｏ、、ｏｆ、・・・２等を、音律データとは
平均律、純正律、・・・２等をそれぞれデジタル値とし
て割当てられた値である。これら音律音階データは、ピ
ッチ変換メモリ３４２のアドレスとして与えられその出
力をピッチ情報として、ピッチ乗算器５５１に出力する
。ここで例えば音律が平均律であシ、音階が０２である
時ピッチ変換メモリの出力データを“１”とした時、音
階が０３は”２”となる。
このように、合成装置３００はＮ個の主スペクトル成分
を時分割で合成再生可能であシ、さらに各スペクトル毎
に周波数・位相・振幅・ピッチを任意に設定可能な装置
である。
を時分割で合成再生可能であシ、さらに各スペクトル毎
に周波数・位相・振幅・ピッチを任意に設定可能な装置
である。
（６）発明の詳細
な説明したように、本発明によれば、前記提案による分
析装置と、主スペクトル抽出装置と、合成装置とよ構成
る音響解析装置において、前記合成装置が抽出した主ス
ペクトル成分値に基づき周波数２位相、振幅を任意に設
定可能なＮ個分のディジタル正弦波発生器を設け、さら
に該主スペクトルの周波数値に記憶手段から読出しだ音
律音階情報から変換したピッチ情報を乗算する手段を設
けたものである。これによシ、音域によシ波形の異なる
ような音響信号の合成を高精度に再現することが可能と
なり、オーボエ、バイオリン等の分析、抽出１合成に最
適の音響解析装置が得られる。
析装置と、主スペクトル抽出装置と、合成装置とよ構成
る音響解析装置において、前記合成装置が抽出した主ス
ペクトル成分値に基づき周波数２位相、振幅を任意に設
定可能なＮ個分のディジタル正弦波発生器を設け、さら
に該主スペクトルの周波数値に記憶手段から読出しだ音
律音階情報から変換したピッチ情報を乗算する手段を設
けたものである。これによシ、音域によシ波形の異なる
ような音響信号の合成を高精度に再現することが可能と
なり、オーボエ、バイオリン等の分析、抽出１合成に最
適の音響解析装置が得られる。
第１図は本発明の基本となる提案例の概略説明図、第２
図は波形に関する用語の説明図、第３図。 第４図はそれぞれ第１図の要部の詳細説明図、第５図は
第４図に関連する動作波形図、第６図は本発明の要部で
ある合成装置の実施例の構成説明図、第７図、第８図は
第６図の主要部分の詳細説明図であシ、図中１００は分
析装置、１０１はＡＤＯ１１０２は波形メモＩＪ、１０
５はＦＦＴ演算回路、２００は主スペクトル抽出装置、
２０１はスペクトルエンベループメモリ、２０２はｎ次
ピークレベル検出回路、２０５は振幅抽出回路、２０４
は周波数抽出回路、２０５は位相抽出回路、３００は合
成装置、３１０は中央制御回路、３０２はアドレス制御
回路、３５０は抽出データメモリ、５４０はピッチ発生
回路、３４１は音律音階メモリ、３４２はピッチ変換メ
モリ、３５０は正弦波発生回路、３５１はピッチ乗算器
、５５２は周波数メモリ、３５３は位相メモリ、５５４
Ｊｄ、振幅メモリ、５５５は周波数累算器、３５６は位
相加算器、３５７は正弦波メモリ、５５Ｂは振幅乗算器
、５６０は波形累算器、５７０はＤ／Ａ変換器、４００
はサウンドシステムを示す。 特許出願人 株式会社 河合楽器製作所代理人 弁理士
１）坂 善 重 第１図 第２図 （ａ） 振 １１爪 振 （ｂ） 主スベクトル番号 第３図 第５図 １＋ｘｆ＋ ＾］Ｌａｑ １２ Ｘ Ｉ＋＋％； １７
Ｘ 周ａＲ第６図 一−Ｊ ３４〇 １力 ３５〇 −も 第７図 ピッチ発生回路 １− 、、、 ｗ ／３０〇 一書 ■ ↓ 合成回路
図は波形に関する用語の説明図、第３図。 第４図はそれぞれ第１図の要部の詳細説明図、第５図は
第４図に関連する動作波形図、第６図は本発明の要部で
ある合成装置の実施例の構成説明図、第７図、第８図は
第６図の主要部分の詳細説明図であシ、図中１００は分
析装置、１０１はＡＤＯ１１０２は波形メモＩＪ、１０
５はＦＦＴ演算回路、２００は主スペクトル抽出装置、
２０１はスペクトルエンベループメモリ、２０２はｎ次
ピークレベル検出回路、２０５は振幅抽出回路、２０４
は周波数抽出回路、２０５は位相抽出回路、３００は合
成装置、３１０は中央制御回路、３０２はアドレス制御
回路、３５０は抽出データメモリ、５４０はピッチ発生
回路、３４１は音律音階メモリ、３４２はピッチ変換メ
モリ、３５０は正弦波発生回路、３５１はピッチ乗算器
、５５２は周波数メモリ、３５３は位相メモリ、５５４
Ｊｄ、振幅メモリ、５５５は周波数累算器、３５６は位
相加算器、３５７は正弦波メモリ、５５Ｂは振幅乗算器
、５６０は波形累算器、５７０はＤ／Ａ変換器、４００
はサウンドシステムを示す。 特許出願人 株式会社 河合楽器製作所代理人 弁理士
１）坂 善 重 第１図 第２図 （ａ） 振 １１爪 振 （ｂ） 主スベクトル番号 第３図 第５図 １＋ｘｆ＋ ＾］Ｌａｑ １２ Ｘ Ｉ＋＋％； １７
Ｘ 周ａＲ第６図 一−Ｊ ３４〇 １力 ３５〇 −も 第７図 ピッチ発生回路 １− 、、、 ｗ ／３０〇 一書 ■ ↓ 合成回路
Claims (2)
- （１）音響信号のディジタルサンプル値よシフーリ工変
換手法を用いて時系列的な周波数スペクトルを算出する
分析装置と、前記周波数スペクトルよシ前記音響信号に
最も良く近似するＮ個以内の正弦波成分値を表わす主ス
ペクトル成分値の周波数。 位相、振幅を前記時系列に従い抽出する主スペクトル抽
出装置と、前記抽出した主スペクトル成分値に基づき周
波数９位相、振幅を任意に設定可能なＮ個分のディジタ
ル正弦波発生器によシ音響波形を合成する合成装置とよ
９成る音響解析装置において、前記合成装置がピッチ情
報を発生するピッチ発生手段と、前記主スペクトルの周
波数値に前記ピッチ情報を乗算するピッチ乗算手段とを
具えたことを特徴とする音響解析装置。 - （２）前記ピッチ発生手段が音律と音階情報を記憶する
音律音階記憶手段と前記音律音階情報をピッチデータに
変換する手段を有することを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の音響解析装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58205669A JPH079591B2 (ja) | 1983-11-01 | 1983-11-01 | 楽器音響解析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58205669A JPH079591B2 (ja) | 1983-11-01 | 1983-11-01 | 楽器音響解析装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6097397A true JPS6097397A (ja) | 1985-05-31 |
| JPH079591B2 JPH079591B2 (ja) | 1995-02-01 |
Family
ID=16510725
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58205669A Expired - Lifetime JPH079591B2 (ja) | 1983-11-01 | 1983-11-01 | 楽器音響解析装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH079591B2 (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62198900A (ja) * | 1986-02-27 | 1987-09-02 | カシオ計算機株式会社 | 波形生成装置 |
| JPS62502572A (ja) * | 1985-03-18 | 1987-10-01 | マサチユ−セツツ インステイテユ−ト オブ テクノロジ− | 音響波形の処理 |
| JPS63261398A (ja) * | 1987-04-20 | 1988-10-28 | カシオ計算機株式会社 | 楽音信号発生装置 |
| JPH023100A (ja) * | 1988-06-20 | 1990-01-08 | Casio Comput Co Ltd | 電子楽器 |
| JPH02137889A (ja) * | 1988-11-19 | 1990-05-28 | Sony Corp | 信号記録方法及び装置 |
| JPH0527771A (ja) * | 1991-07-23 | 1993-02-05 | Yamaha Corp | 電子楽器 |
| JPH0580773A (ja) * | 1991-09-18 | 1993-04-02 | Fuji Xerox Co Ltd | 音の分析処理および合成処理装置 |
| JPH05119782A (ja) * | 1991-10-29 | 1993-05-18 | Yamaha Corp | 音源装置 |
| JPH05119779A (ja) * | 1991-10-29 | 1993-05-18 | Yamaha Corp | 音源装置 |
| JPH06102883A (ja) * | 1992-09-18 | 1994-04-15 | Victor Co Of Japan Ltd | 楽音信号の合成に用いられる原楽音信号の発生方法 |
| JPH06250666A (ja) * | 1993-03-01 | 1994-09-09 | Kawai Musical Instr Mfg Co Ltd | 電子楽器 |
| WO2002049001A1 (fr) * | 2000-12-14 | 2002-06-20 | Sony Corporation | Dispositif d'extraction d'informations |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5651795A (en) * | 1979-10-03 | 1981-05-09 | Nippon Telegraph & Telephone | Sound synthesizer |
| JPS57182798A (en) * | 1981-05-06 | 1982-11-10 | Nippon Telegraph & Telephone | Voice synthesizer |
| JPS58147798A (ja) * | 1982-02-27 | 1983-09-02 | 松下電工株式会社 | 音声合成装置 |
-
1983
- 1983-11-01 JP JP58205669A patent/JPH079591B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| JPH06102883A (ja) * | 1992-09-18 | 1994-04-15 | Victor Co Of Japan Ltd | 楽音信号の合成に用いられる原楽音信号の発生方法 |
| JP2776175B2 (ja) * | 1992-09-18 | 1998-07-16 | 日本ビクター株式会社 | 楽音信号の合成に用いられる原楽音信号の発生方法 |
| JPH06250666A (ja) * | 1993-03-01 | 1994-09-09 | Kawai Musical Instr Mfg Co Ltd | 電子楽器 |
| WO2002049001A1 (fr) * | 2000-12-14 | 2002-06-20 | Sony Corporation | Dispositif d'extraction d'informations |
| US7366661B2 (en) | 2000-12-14 | 2008-04-29 | Sony Corporation | Information extracting device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH079591B2 (ja) | 1995-02-01 |
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