JPS6097398A - 音響解析装置 - Google Patents
音響解析装置Info
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- JPS6097398A JPS6097398A JP58205670A JP20567083A JPS6097398A JP S6097398 A JPS6097398 A JP S6097398A JP 58205670 A JP58205670 A JP 58205670A JP 20567083 A JP20567083 A JP 20567083A JP S6097398 A JPS6097398 A JP S6097398A
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- Japan
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- frequency
- spectrum
- sine wave
- main
- channel
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- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
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１合成を行なうため、分析装置
、主スペクトル抽出装置９含成装置を具え、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９含成装置を具え、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イナーが
、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ヲ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よって振幅変調し
、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ヲ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よって振幅変調し
、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四グ方式や、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シ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シ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り、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
構成シ、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シ、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
器により周波数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
構成シ、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シ、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
器により周波数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。
このような音響解析装置を用いて楽音波形の特徴抽出を
行なうには、各パラメータ、ここでは周波数、振幅２位
相のパターン化が必要となる場合がある。すなわち、分
析されたデータをそのまま出力する場合の外、各々のパ
ラメータを代表的な値にセットしその影響を聴覚をもっ
て判断し、よシ簡単なデータに変更しその楽音のもつ特
徴を明らかにする手法が用いられる。
行なうには、各パラメータ、ここでは周波数、振幅２位
相のパターン化が必要となる場合がある。すなわち、分
析されたデータをそのまま出力する場合の外、各々のパ
ラメータを代表的な値にセットしその影響を聴覚をもっ
て判断し、よシ簡単なデータに変更しその楽音のもつ特
徴を明らかにする手法が用いられる。
この手法はＡｎａｌｙｓｉｓ Ｂｙ ５ｙｎｔｈｅｓｉ
ｓ ” （合成による分析）と称し、たとえば、分析デ
ータＡ／−ＡＡ−Ａｐ（周波数・振幅・位相）を抽出デ
ータ記憶装置の１ ｃｈに格納し、その格納データＡ／
を２ ｃｈ ＊ ５ ｃｈに転送し、ＡＡを２ ｃｈ・
４ｃｈに転送し、２・３・４ ｔｈの位相は全て０′に
、５ｔｈの振幅データは、簡素化されたｓｈにセットし
、４Ｃｈの周波数データは簡素化されたＳ／にセットす
る。これによって、１Ｃｈは分析前を、２Ｃｈは位相項
を無視した音を、３ｃｈは振幅データをパターン化した
音を、４Ｃｈは周波数データの簡素化した音を格納し、
それぞれの音をチャンネル別に出力することによって、
音色評価を行ない、特徴抽出をよ９手早く確かめられる
。
ｓ ” （合成による分析）と称し、たとえば、分析デ
ータＡ／−ＡＡ−Ａｐ（周波数・振幅・位相）を抽出デ
ータ記憶装置の１ ｃｈに格納し、その格納データＡ／
を２ ｃｈ ＊ ５ ｃｈに転送し、ＡＡを２ ｃｈ・
４ｃｈに転送し、２・３・４ ｔｈの位相は全て０′に
、５ｔｈの振幅データは、簡素化されたｓｈにセットし
、４Ｃｈの周波数データは簡素化されたＳ／にセットす
る。これによって、１Ｃｈは分析前を、２Ｃｈは位相項
を無視した音を、３ｃｈは振幅データをパターン化した
音を、４Ｃｈは周波数データの簡素化した音を格納し、
それぞれの音をチャンネル別に出力することによって、
音色評価を行ない、特徴抽出をよ９手早く確かめられる
。
（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、前述の「合成による分析」手法を用いて簡単
Ｋかつ短時間に特徴抽出を行なうことのできる合成装置
を有する音響解析装置を提供することである。
、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、前述の「合成による分析」手法を用いて簡単
Ｋかつ短時間に特徴抽出を行なうことのできる合成装置
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。
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
構成る音響解析装置において、前記合成装置が前記ＫＮ
個のディジタル正弦波発生手段をに個のチャンネルに分
割し、それぞれのチャンネルにおいて前記主スペクトル
成分を割当てる手段と、該主スペクトル成分を前記チャ
ンネル毎独立に記憶する記憶手段と、該記憶手段を読出
す読出し手段と、該読出し手段によって読出された主ス
ペクトル成分によって正弦波を発生する正弦波発生手段
と、該正弦波発生手段より出力された正弦波を前記チャ
ンネル毎に合成する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、前記合成装置が前記ＫＮ
個のディジタル正弦波発生手段をに個のチャンネルに分
割し、それぞれのチャンネルにおいて前記主スペクトル
成分を割当てる手段と、該主スペクトル成分を前記チャ
ンネル毎独立に記憶する記憶手段と、該記憶手段を読出
す読出し手段と、該読出し手段によって読出された主ス
ペクトル成分によって正弦波を発生する正弦波発生手段
と、該正弦波発生手段より出力された正弦波を前記チャ
ンネル毎に合成する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第
２図（→〜（６）により説明しておく。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（→〜（６）により説明しておく。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（６）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ロープよシ抽出し
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（６）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ロープよシ抽出し
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２００１１、分析装置１００より
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
のデータ数より相当に少ない数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９位相デー
タよ構成シ、合成装置５００に転送される。合成装置３
００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。
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
のデータ数より相当に少ない数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９位相デー
タよ構成シ、合成装置５００に転送される。合成装置３
００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７−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Ｋよりなさ
れる。
過程は７−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Ｋ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。
ｘｋ ＝ΣＺｐ Ｗ−” （Ｗ ”＝ ｅＺｐ （ｊ
２π／Ｍ））−０ 上記塩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υＮ個のたとえば６２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１位相。
２π／Ｍ））−０ 上記塩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υＮ個のたとえば６２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１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、 ｚｆｔｌ＝Σａ、ｓｌｎ （ω９ｔ ＋ ｏｑ）−１ （α９：振幅、ωｑ：周波数、θ９：位相）によシ示さ
れる波形ｚｆｔｌが合成される。また、３２個ｍ−のへ
、鴨、θ９は所定の時間間隔たとえば１０ｍ５ｅｃ毎に
分析結果に応じて変化してゆく。
振器にそれぞれ割当てられ、 ｚｆｔｌ＝Σａ、ｓｌｎ （ω９ｔ ＋ ｏｑ）−１ （α９：振幅、ωｑ：周波数、θ９：位相）によシ示さ
れる波形ｚｆｔｌが合成される。また、３２個ｍ−のへ
、鴨、θ９は所定の時間間隔たとえば１０ｍ５ｅｃ毎に
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、非調和性前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まない
ため、実質的には３２個の合成において、６４倍音まで
再生可能となり高品質な合成が行なえる。
ならず、非調和性前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まない
ため、実質的には３２個の合成において、６４倍音まで
再生可能となり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ある。
音響入力信号はＡＤＯＩＤＩ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．
２ＫＨ２で５秒間記憶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 Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ
）するＦＦＴ演算回路１０３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り、時間的に変化するいく
ツモのスペクトルエンベロープが算出される。
２ＫＨ２で５秒間記憶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 Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ
）するＦＦＴ演算回路１０３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り、時間的に変化するいく
ツモ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袋ｙＩｔ、２
００に転送される。
００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ベ日−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ベ日−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ロ
ー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２０６９周波数抽出回路
２０４１位相抽出回路２０５により抽出される。
ルエンベロープメモリ２０１にあるスペクトルエンベロ
ー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２０６９周波数抽出回路
２０４１位相抽出回路２０５により抽出される。
ここで６２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５２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５２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
要となり、かＪクシに９番目のｆ、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
要となり、かＪクシに９番目のｆ、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シ利用可
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。取りこ
ほ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シ利用可
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。取りこ
ほ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。
ブロック図である。
主スペクトル抽出装置２００よシ出力されるＮイ固分の
主スペクトルデータは中央制御回路３１０に入力され、
定められたチャンネル（たとえば１ｃＡ）に割当てられ
、抽出データメモリ３３０に書き込まれる。書き込みア
ドレスはアドレス制御回路３２０で選択され、抽出デー
タメモリ３３０をアドレスする。
主スペクトルデータは中央制御回路３１０に入力され、
定められたチャンネル（たとえば１ｃＡ）に割当てられ
、抽出データメモリ３３０に書き込まれる。書き込みア
ドレスはアドレス制御回路３２０で選択され、抽出デー
タメモリ３３０をアドレスする。
第７図に抽出データメモリ３３０のメモリマツプを示す
。第７図においてチャンネル数には４ ａｈとしている
。以後抽出データ数Ｎを５２、チャンネル数Ｋを４、時
系列数Ｍを５１２とする。
。第７図においてチャンネル数には４ ａｈとしている
。以後抽出データ数Ｎを５２、チャンネル数Ｋを４、時
系列数Ｍを５１２とする。
これによって、抽出データメモリ５５０の容量はＮｘＫ
ｘ３ｘＭ＝１９６，６０８デ一タ分の容量が必要となる
。
ｘ３ｘＭ＝１９６，６０８デ一タ分の容量が必要となる
。
ここで、Ｉｃｈに記憶された抽出データＡｆ、Ａｈ、Ａ
ｆｔ中央制御回路３１０によって、Ａｆを２．３ｃＡに
、ＡＡを２，４ｃｈに転送し、またあらかじめ定められ
た代表的な形状（たとえば周波数データＳ／は４ｃｈ１
振幅デーｐ ｓｈは３ｃＡ、位相データｓｐは２，５，
４ｃｈ）にセットする。
ｆｔ中央制御回路３１０によって、Ａｆを２．３ｃＡに
、ＡＡを２，４ｃｈに転送し、またあらかじめ定められ
た代表的な形状（たとえば周波数データＳ／は４ｃｈ１
振幅デーｐ ｓｈは３ｃＡ、位相データｓｐは２，５，
４ｃｈ）にセットする。
この代表的な形状とは、ｓｆで言えば調和されたビフリ
ートビツチベンド等のない全くシンプルな整数倍の周波
数データ３２個であってもよいし、また立ち上りよシ数
十ｍ！Ｉｅｃ後の周波数データで時間的に変化しないよ
うなデータであってもよい。
ートビツチベンド等のない全くシンプルな整数倍の周波
数データ３２個であってもよいし、また立ち上りよシ数
十ｍ！Ｉｅｃ後の周波数データで時間的に変化しないよ
うなデータであってもよい。
これらの選択はあらかじめ音響装置のソフトウェアとし
て行なわれてもよいし、またハードウェアとして、セレ
クトスイッチ等の動作によって行なわれてもよい。
て行なわれてもよいし、またハードウェアとして、セレ
クトスイッチ等の動作によって行なわれてもよい。
このようにして書き込まれた抽出データは、たとえば１
０ｍ１Ｉｅｃ毎に読み出しアドレスをインクリメントさ
れることによって、１０ｍ５園ｘ５１２＝５．１２＠＋
の時系列データとして正弦波発生回路６４０に与えら
れる。
０ｍ１Ｉｅｃ毎に読み出しアドレスをインクリメントさ
れることによって、１０ｍ５園ｘ５１２＝５．１２＠＋
の時系列データとして正弦波発生回路６４０に与えら
れる。
第８図に正弦波発生回路３４０のブロック図を示す。
一時刻の抽出データセット（３ｘ ５２ ｘ ４＝５８
４データ）は抽出データメモリ３３０より読み出され、
周波数データは周波数メモリ６４２に、位相データは位
相メモリ６４６に、振幅データは振幅メモリ６４４にそ
れぞれ書き込まれ（３２Ｘ４＝１２８データ）、周波数
データω９は分析装置におけるサンプリングクロックと
同一の周期で周波数累算器３４１で累瀞、され、ω９ｔ
なる値を演算する。ここで周波数累算器６４１は３２Ｘ
４＝１２８個分の演算を時分割で行なっているため、実
際の演算速度は前記累算周期の１２８倍で演算する。
４データ）は抽出データメモリ３３０より読み出され、
周波数データは周波数メモリ６４２に、位相データは位
相メモリ６４６に、振幅データは振幅メモリ６４４にそ
れぞれ書き込まれ（３２Ｘ４＝１２８データ）、周波数
データω９は分析装置におけるサンプリングクロックと
同一の周期で周波数累算器３４１で累瀞、され、ω９ｔ
なる値を演算する。ここで周波数累算器６４１は３２Ｘ
４＝１２８個分の演算を時分割で行なっているため、実
際の演算速度は前記累算周期の１２８倍で演算する。
次に、周波数累算７３４１で演算されたωｑｔは位相加
算器５４５において、位相メモリ６４５から読み出され
た位相値θ９と加算され、ω９ｔ＋０９なる値を出力す
る。
算器５４５において、位相メモリ６４５から読み出され
た位相値θ９と加算され、ω９ｔ＋０９なる値を出力す
る。
位相加算器６４５の出力ω９を十θ、は正弦波メモリ３
４６に入力され、位相値ωｑｔ＋０９なる値の正弦波値
ｓｉｎ （ω９ｔ＋０９）なる値を出力する。
４６に入力され、位相値ωｑｔ＋０９なる値の正弦波値
ｓｉｎ （ω９ｔ＋０９）なる値を出力する。
正弦波メモリ３４６よ多出力された５ｉｎ（ω９ｔ＋０
９）は振幅乗算器３４７において振幅メモリ３４４よシ
読み出された振幅値α９と乗算され、α、ｓｉｎ （ω
ｑｔ十θ９）なる値を出力する。ここでｑは１から１２
８までの値であシ、１〜３２で１ ｃｈを３３〜６４で
２ｃｈを６５〜９６で５ｃｈを９７〜１２８で４ ｃｈ
の主スペクトルデータセットを表わし、時分割で演算出
力される。
９）は振幅乗算器３４７において振幅メモリ３４４よシ
読み出された振幅値α９と乗算され、α、ｓｉｎ （ω
ｑｔ十θ９）なる値を出力する。ここでｑは１から１２
８までの値であシ、１〜３２で１ ｃｈを３３〜６４で
２ｃｈを６５〜９６で５ｃｈを９７〜１２８で４ ｃｈ
の主スペクトルデータセットを表わし、時分割で演算出
力される。
正弦波発生回路３４０からの正弦波出力α９ｓｉｎ （
ωｑｔ＋θ９）は、波形累算器５５０．５５０’に入力
される。
ωｑｔ＋θ９）は、波形累算器５５０．５５０’に入力
される。
ここで波形累算器３５０は、音響出力系列分用意するの
で何個あってもよいが本回路プμツクにおいては２系列
で説明する。
で何個あってもよいが本回路プμツクにおいては２系列
で説明する。
出力制御信号線中央制御回路から波形累算器５５０゜３
５０′で与えられ、たとえば１ ａｈのみをサウンドシ
ステム４００よ多出力させる場合は、正弦波発生回路３
４０よ多出力される時分割された正弦波値αｑｓｉｎ（
ωｑｔ十θｑ）においてＮ１６４分の正弦波セット ｑ
＝１〜６２のみを波形累算器３５０において累算し、Σ
ａ９Ｂ石（Ｑｑｔ十Ｆ、） −１ なる合成波形をＶ人変換器３６０に出力する。
５０′で与えられ、たとえば１ ａｈのみをサウンドシ
ステム４００よ多出力させる場合は、正弦波発生回路３
４０よ多出力される時分割された正弦波値αｑｓｉｎ（
ωｑｔ十θｑ）においてＮ１６４分の正弦波セット ｑ
＝１〜６２のみを波形累算器３５０において累算し、Σ
ａ９Ｂ石（Ｑｑｔ十Ｆ、） −１ なる合成波形をＶ人変換器３６０に出力する。
このようにして波形演算をくり返し時間間隔ｔが１０
ｍ ｓｅｃを越える時点で周波数メモＩＪ ３４２ 、
位相メモリ３４３ 、振幅メモリ３４４に記憶された抽
出データセットは更新され、新たな抽出データセットが
抽出データメモリよシ転送され時系列的に変化する合成
波形を発生する。
ｍ ｓｅｃを越える時点で周波数メモＩＪ ３４２ 、
位相メモリ３４３ 、振幅メモリ３４４に記憶された抽
出データセットは更新され、新たな抽出データセットが
抽出データメモリよシ転送され時系列的に変化する合成
波形を発生する。
本説明では、３２個分の主スペクトルデータセットを４
ｃｈ分待時分割演算た実施例を示したが、これらを並
列に有することによってよシ多くのチャンネルを実現す
ることも可能であるし、また時分割レートを上げること
によってもチャンネル数あるいは主スペクトルデータセ
ット数をより多くすることは容易に構成される。
ｃｈ分待時分割演算た実施例を示したが、これらを並
列に有することによってよシ多くのチャンネルを実現す
ることも可能であるし、また時分割レートを上げること
によってもチャンネル数あるいは主スペクトルデータセ
ット数をより多くすることは容易に構成される。
かくして中央制御回路３１０に抽出データメモリ３５０
の書き込みを制御しかつ波形累算器３５０，３５０’に
出力制御信号を与えることによって、あらかじめ定めら
れたタイミングで正弦波形を合成するシステムにおいて
演算制御し、容易にかつ素早く合成波形を変更し、楽音
波形の特徴抽出を行なう装置が得られる。
の書き込みを制御しかつ波形累算器３５０，３５０’に
出力制御信号を与えることによって、あらかじめ定めら
れたタイミングで正弦波形を合成するシステムにおいて
演算制御し、容易にかつ素早く合成波形を変更し、楽音
波形の特徴抽出を行なう装置が得られる。
（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、各パラメータ（周波数、振幅
１位相）をそれぞれ代表的な値にセットして各チャンネ
ルに分配しこれと組合せる他のパラメータは前述のよう
に簡素化または標準化したものとし、知ろうとする特徴
を際立たせることができ、特徴評価を簡単にかつ短時間
に実行するのに効果的なものとなる。
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、各パラメータ（周波数、振幅
１位相）をそれぞれ代表的な値にセットして各チャンネ
ルに分配しこれと組合せる他のパラメータは前述のよう
に簡素化または標準化したものとし、知ろうとする特徴
を際立たせることができ、特徴評価を簡単にかつ短時間
に実行するのに効果的なものとなる。
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！ｊ、１０
５はＦＦＴ演算回路、２００は主スペクトル抽出装置、
２０１はスペクトルエンペループメモリ、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、６１０は中央制御回路、６２０はアドレス制御
回路、６５０は抽出データメモ！ｊ、３４０は正弦波発
生回路、３４１は周波数累算器、３４２は周波数メモ！
Ｊ、３４３は位相メモリ、３４４は振幅メモ！ｊ、３４
５は位相加算器、３４６は正弦波メモ’）、５４７は振
幅乗算器、３５０．３５ｆｆは波形累算器、５６０ 、
３６０’はＤ／Ａ変換器、４００ 、４０σ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 １ 第１図 第 ２ 図 （ａン を督 一−−−周Ｂ数 振 （ｂ） 一一一一周Ｂ数 主スペクトル信号 第３図 第４図 Ｍ５図 振 第６図 第７図 第８図
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！ｊ、１０
５はＦＦＴ演算回路、２００は主スペクトル抽出装置、
２０１はスペクトルエンペループメモリ、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、６１０は中央制御回路、６２０はアドレス制御
回路、６５０は抽出データメモ！ｊ、３４０は正弦波発
生回路、３４１は周波数累算器、３４２は周波数メモ！
Ｊ、３４３は位相メモリ、３４４は振幅メモ！ｊ、３４
５は位相加算器、３４６は正弦波メモ’）、５４７は振
幅乗算器、３５０．３５ｆｆは波形累算器、５６０ 、
３６０’はＤ／Ａ変換器、４００ 、４０σ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 １ 第１図 第 ２ 図 （ａン を督 一−−−周Ｂ数 振 （ｂ） 一一一一周Ｂ数 主スペクトル信号 第３図 第４図 Ｍ５図 振 第６図 第７図 第８図
Claims (4)
- （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
ル正弦波発生器により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、前記合成装置が前記ＫＮ
個のディジタル正弦波発生手段をに個のチャンネルに分
割し、それぞれのチャンネルにおいて前記主スペクトル
成分を割当てる手段と、該主スペクトル成分を前記チャ
ンネル毎独立に記憶する記憶手段と、該記憶手段を読出
す読出し手段と、該読出し手段によって読出された主ス
ペクトル成分によって正弦波を発生する正弦波発生手段
と、該正弦波発生手段よシ出力された正弦波を前記チャ
ンネル毎に合成する手段を具えたことを特徴とする音響
解析装置。 - （２）前記合成装置が各チャンネル毎に任意に選択可能
の少なくとも２つ以上の合成手段と、該合成手段に対応
した音響出力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。 - （３）前記合成装置が主スペクトル抽出装置からＮ個以
内の時系列的な周波数、振幅９位相の主スペクトルデー
タをある特定なチャンネルに割当てる割当手段と、該割
当て手段によシ主スペクトルデータを記憶する記憶手段
と、前記記憶された主スペクトルデータを他の任意のチ
ャンネルに周波数。 振幅２位相のそれぞれ独立に転送する転送手段を具えた
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。 - （４）前記合成装置が任意のチャンネルの周波数。 振幅９位相毎に記憶する記憶手段の記憶領域のうち、あ
らかじめ決められた最も代表的な特徴データにそれぞれ
独立にセット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 |
|---|---|---|---|
| JP58205670A JPS6097398A (ja) | 1983-11-01 | 1983-11-01 | 音響解析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58205670A JPS6097398A (ja) | 1983-11-01 | 1983-11-01 | 音響解析装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6097398A true JPS6097398A (ja) | 1985-05-31 |
Family
ID=16510741
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58205670A Pending JPS6097398A (ja) | 1983-11-01 | 1983-11-01 | 音響解析装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6097398A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
| WO2023068042A1 (ja) * | 2021-10-18 | 2023-04-27 | ヤマハ株式会社 | 音響処理方法、音響処理システムおよびプログラム |
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 JP58205670A patent/JPS6097398A/ja active Pending
Patent 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 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
| WO2023068042A1 (ja) * | 2021-10-18 | 2023-04-27 | ヤマハ株式会社 | 音響処理方法、音響処理システムおよびプログラム |
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