JPS638698A - リズム表示装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、音響再生装置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 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、１は信号を入力する入力端子、２は信
号中の低域又は高域の信号を抽出する帯域通過フィルタ
、３は信号を整流しある時定数を持って信号を積分する
ことにより、信号のエネルギーを求める整流回路、４は
２つの信号の振幅レベルを比較し、一方の信号が他方の
信号より大きい場合に、パルス信号を出力する比較回路
、５は比較回路４の入力となる信号のレベルを調整する
ボリュウム、又Ｖ−，Ｖ＋はある電圧値を示し、６は入
力された信号に同期して、ある音を出力する発音回路、
７は入力端子１に入力された信号を出力するスピーカ、
８は発音回路６の出力音を実際に発音させるスピーカで
ある。また、第４図に、第３図の各ブロックにおける信
号波形を示す。

第４図において、＆は入力端子１に加疋らｎる入力信号
、ｂは帯域通過フィルタ２の出力信号、Ｃは整流回路３
の出力信号、ｄ、ｅは比較回路４の出力信号の波形を、
人、Ｂはボリュウム５により設定される電圧レベルを示
している。

以下、第３図、第４図に従って動作を説明する。

入力端子１に加えられた信号ｌＬは、帯域通過フィルタ
２に入力され、低域又は高域のみの信号ｂ（但し、この
場合は、低域のみの信号を示している。）が抽出され、
そして、この信号は整流回路３に入力され、信号が整流
されてＣのような、もとの信号のエンベロープをとった
信号になる。更に、比較回路４において、ボリュウム５
によって設定された電圧値Ａ又はＢと、信号Ｃが比較さ
れ、Ａ又はＢより信号Ｃが大きい場合、信号ｄ又は６に
示すようなパルス信号を出力する（ここで、電圧唾Ａに
より出力される信号はｄ、電圧値已により出力さ几る信
号はｅである）。発音回路８では１、信号ｄ、ｅに同期
して発音信号をスピーカ８に出力し、ここで発音が行わ
れる。また、入力端子１に入力された信号は、スピーカ
γから発音さｎる。

以上のように構成することにより、入力信号の低域又は
高域に含まれるリズム楽器音を検出し、入力信号と同期
して、このリズムを表示することができる。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、第３図、第４図で示した従来例では、第
４図の信号ｄ、ａのように比較回路４における比較電圧
（第４図におけるＡ、Ｂのように）の設定値が変化すれ
ば、比較回路４の出力信号も変化してしまう。また、比
較電圧が大きい、あるいは、入力信号の振幅レベルが比
較電圧より小さい場合ハ、リズム音の検出ができないと
いう欠点があった。

また、音楽における実際のリズム音は、メロディとのバ
ランス関係により、そのレベルが随時変化しているにも
かかわらず、従来例においては、表示されるリズム音の
レベルは、変化せずに一定であるという欠点があった。

更に、音楽中の実際のリズム音は、第４図Ｃにおける信
号波形の立ち上がりが始まった最初の部分（０点）にお
いて発音されているが、従来例では、第４図ｄ、ｅから
れかるように信号の立ち上がりが始まって、ある時間が
たってリズムの抽出が行われており、ここに、実際の音
楽との間に時間遅延が生じるという欠点もあった。

本発明は上記問題点に鑑み、入力信号の振幅レベルの大
小にかかわらず、一定の精度で音楽信号中に含まｎるリ
ズム音を検出し、音楽との調和を保ち（時間遅延もなく
、メロディとのレベルバランスもとって）、検出したリ
ズム音を表示し、リズムを強調することができるリズム
表示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 上記目的を達するため、本発明は、入力端子に加えられ
た信号を２つに分岐する第１の分岐手段と、第１の分岐
手段の一方の出力信号を入力とし、その信号の特定の帯
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２の分
岐手段と、第２の分岐手段により２つに分岐された信号
を整流し、それぞれ異なった時定数で積分することによ
り、信号の平均エネルギーを求める第１．第２の整流手
段と、第１の整流手段の出力信号を２つに分岐する第３
の分岐手段と、第３の分岐手段の２つの出力信号の振幅
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、第１のレベル調整
手段の出力信号の振幅の立上りを検出する微分手段と、
第２のレベル調整手段、第２の整流手段及びバイアス手
段の３つの出力信号を入力とし、それらの信号を加算す
る加算手段と、微分手段の出力信号と加算手段の出力信
号を比較し、微分手段の出力信号が加算子、段の出力信
号より大きい場合に、ある信号を出力する比較手段と、
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、ゲート手段の出力信号を入力と
し、その信号を表示する表示手段と、第１の分岐手段の
他の出力信号を所定時間遅延させ表示する遅延手段とに
よって構成されている。

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、その帯域に含まれるリズム楽器成分
が抽出１強調さｎることとなる。

（但し、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（約５
曲以上）においてはスネア及びシンバル類のリズム楽器
、低域（約１００服以下）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。帯域通
過手段の出力信号は２つに分岐された後、ある時間内の
そｎぞれの信号の平均エネルギーを求めるため、整流及
び時定数が異なる積分を行う第１．第２の整流手段に入
力される。ここで、第１の整流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の整流手段によって求
められた信号は、立上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、後で示す比較手段
における信号の立上りを検出した信号と比較を行う信号
にある微少な値の信号を加え、比較信号の匝を上げるこ
と、すなわちバイアスすることにより行うことができる
。

そして、このようなバイアス信号は、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
整流し、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、小さいバイアスが、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、誤動作を防げることとな
る０ 次に、第１の整流手段の出力信号は、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の整流手段
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の整流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、ここで入力信号の振幅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の整流手段の出
力信号及びバイアス手段の出力信号は、加算手段に入力
され、ここで加算される。このバイアス手段は、入力信
号がない場合、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。

微分手段と加算手段の出力信号は、比較手段に入力され
、それぞれの入力信号の比較が行われ、微分手段の出力
信号が加算手段の出力信号より犬きい場合に、ある信号
が出力される。

加算手段の出力信号は、入力信号の振幅の大小に比例し
、入力信号の変動を検出した信号（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、入力信号の振・
福の立ち上りを検出した信号を比較することにより、よ
り精度良くリズム楽器信号のように、振幅の立上りが鋭
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
（ここで、ゲートとは、入力された最初の信号はそのま
ま通過させるが、その信号からある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、ここで、
入力信号に対応した量が表示される。

また、表示手段は、入力端子に加えられた入力信号の振
幅レベルに対応させて、出力する信号量を劃−する。

また、入力端子に加えられた信号は、遅延手段に入力さ
れ、ある時間だけ遅延されて表示される。

ただし、この遅延手段は、リズム信号を遅延なく抽出で
きる場合は必要ない。

以上により、入力された音楽に対応したリズム表示を精
度良く行うことができる。

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、９は信号を入力する入力端子、１０は
第１の分岐手段により分岐された一方の信号を入力とし
、ある帯域の信号のみを通過させる帯域通過フィルタ、
１１．１２は第２の分岐手段により分岐された各入力信
号を整流したあと、異　。

なった時定数で信号を積分する、オペアンプ、ダイオー
ド、抵抗、コンデンサなどで構成された整流回路（但し
、整流回路１２の積分を行う時定数は、整流回路１１に
おける値より大きく設定すも）、１３．１４は第３の分
岐手段で整流回路１１の出力が分岐された信号の信号レ
ベルを増幅する増幅回路、１５はある一定の電圧値を出
力するバイアス回路、１６は入力信号の振幅の立上りを
検出する、抵抗、コンデンサなどにより構成される微分
回路、１７は３つの入力信号を加算する加算回路、１８
は２つの入力信号の振幅レベルを比較し、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、
１９は入力信号をゲートする、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、２０は入力信号を
ある時間だけ遅延させる遅延回路、２１は入力信号をト
リガーとして、遅延回路２０の出力信号の信号レベルに
比例した量で音信号を出力する発音回路、２２は遅延回
路２０の出力信号を発音するスピーカ、２３は発音回路
２１から出力される信号を実際に発音させるスピーカで
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
るリズム表示装置の各ブロック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
１０の出力信号、０は増惺回路１３．１４の出力信号、
ｄは整流回路１２の出力信号、ｅはバイアス回路１５の
出力信号、ｆは加算回路１７の出力信号、ｇは微分回路
１６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１８の出力信号、ｉはゲート回路１９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。

入力端子９に入力された信号ａは２つに分岐され、一方
の信号は遅延回路２ｏに入力され、他方の信号は帯域通
過フィルタ１ｏに入力され、ある帯域のみの信号すが抽
出される（この場合は、低域の信号を抽出している）。

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１゜の出力信号は、さらに２つに分岐され、そ
れぞれ積分時定数が異なる整流回路１１．１２に入力さ
れ、整流及び積分が打われ、信号の平均エネルギーが求
められる。整流回路１１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１３．１４に入力さ
れ増幅される。増装置回路１３の増幅度は、次段の微分
回路１６において、信号が減衰されるのを補償する値と
、整流回路１２の出力信号ｄとの比率を調整するための
匝を合わせて設定する。また、増１福回路１４の増幅度
は、整流回路１２の出力信号ｄとの比率を調整するため
の値を設定する。

次に、増幅回路１３の出力信号は、微分回路１６に入力
され、信号の立上りが検出され（信号ｇ）、その信号が
比較回路１８に入力される。また、増幅回路１４の出力
信号Ｃと、整流回路１２の出力信号ｄと、バイアス回路
１５の出力信号６は、加算回路１７に入力され、加算さ
れた後（信号ｒ）、比較回路１８に入力される。比較口
％１８では、信号ｇと信号ｆとの振幅レベルの比較が行
われ、信号ｇが信号でより大きい場合に、パルス信号り
が出力される。信号ｆは入力信号の振幅レベルに比例し
、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は入力信号の振幅の立上り
を検出したものであることから、この比較回路１８によ
り、振幅の立上りが鋭いリズム楽器牙を精度良く抽出で
きることとなる。

次に、比較回路１８の出力信号りは、ゲート回路１９に
入力され、ある時間Ｔｉ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１９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（ゲー
ト回路１９の出力であるパルス信号のバタつき）を防ぐ
ことができる。

ここで、ゲート回路１９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（リズム信号とリズム信号と
の時間間隔）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１９の出力信号１は、発音回路２１
に入力される。

また、入力端子９に入力され、２つに分岐された他方の
信号は、遅延回路２０に入力され、ある時間だけ（２０
ｍｓｅｃ程度）遅延され、スピーカ２２に出力され、発
音される。これにより、検出されるリズム信号の時間遅
延を吸収することができる。

発音回路２１では、ゲート回路１９から入力された信号
をトリガーとし、遅延回路２０から出力された信号の振
幅レベルに比例したレベルで、音信号が出力され、スピ
ーカ２３から発音される。

以上のように、本実施例によれば、入力信号の大小に影
響されず、誤動作もなく正確にリズム信号を抽出でき、
入力された音楽信号に調和したリズム表示及びリズム強
調を行うことができる。

゛　　なお、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音
の代わりに、振動を直接人体に加える方式又は画像によ
る表示によっても同じ効果を得ることができる。

なお、遅延回路２０は、リズム信号を遅れなしで抽出で
きる場合（音楽中のリズムが・・ツキリしている場合）
＋′ｉ必要ない。

発明の効果 本発明は、入力端子に加えられた信号を２つに分岐する
第１の分岐手段と、Ｍｌの分岐手段の一方の出力信号を
入力とし、その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２の分岐手段と、第２の分岐手
段により２つに分岐された信号を整流し、それぞれ異な
った時定数で積分することにより、信号の平均エネルギ
ーを求める第１．第２の整流手段と、第１の整流手段の
出力信号を２つに分岐する第３の分岐手段と、第３の分
岐手段の２つの出力信号の振幅レベルを調整する第１．
第２のレベル調整手段と、ある−・定の電圧を／′７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
立上りを検出する微分手段と、第２のレベル調整手段と
第２の整流手段及びバイアス手段の３つの出力信号を入
力とし、それらの信号を加算する加算手段と、微分手段
の出力信号と加算手段の出力信号を比較し、微分手段の
出力信号が加算手段の出力信号より大きい場合に、ある
信号を出力する比較手段と、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、！定の
時間内では入力信号を通過させないゲート手段と、ゲー
ト手段の出力信号を入力とし、その信号を表示する表示
手段と、該第１の分岐手段の他の出力信号をある時間遅
延させ表示する遅延手段を具備することにより、入力信
号の大小によらず、精度良く音楽信号中に含まれるリズ
ム信号を抽出し、それを入力された音楽信号とよく調和
させて（時間遅延もなく、メコデイとのバランスもとれ
て）表示することができ、これにより、リズム強調もで
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、は同本実施例の各部に対応する信号
の波形図、第３図は従来例のリズム表示装置のブロック
図、第４図は従来例の各部に対応する信号の波形図であ
る。 ９・・・・・・入力端子、１ｏ・・・・・・帯域通過フ
ィルタ、１１．１２・・・・・・整流回路、１３．１４
・・・・・・増幅回路、１６・・・・・・バイアス回路
、１６・・・・・・微分回路、１７・・・・・・加算回
路、１８・・・・・・比較回路、１９・・・・・・ゲー
ト回路、２０・・・・・・遅延回路、２１・・・・・・
発音回路、２２．２３・・・・・・スピーカ。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名菓　
２　の

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）入力端子に加えられた音楽再生信号を２つに分岐
   する第１の分岐手段と、第１の分岐手段の一方の出力信
   号を入力とし、その信号中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、前記帯域通過
   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の分岐手段により２つに分岐された信号を整流し、そ
   れぞれ異なった時定数で積分することにより信号の平均
   エネルギーを求める第１、第２の整流手段と、第１の整
   流手段の出力信号を２つに分岐する第３の分岐手段と、
   第３の分岐手段の２つの出力信号の振幅レベルを調整す
   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、第１のレベル調整手段の出力信号
   の振幅の立上りを検出する微分手段と、第２のレベル調
   整手段、第２の整流手段及び前記バイアス手段の３つの
   出力信号を入力とし、それら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
   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所定の信号を出力する比較手段
   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、その信号を表示する表示手段と、第１の
   分岐手段の他の出力信号をそのままもしくは所定時間遅
   延させ表示する遅延手段とを具備したリズム表示装置。
2. （２）表示手段における表示は、音、光、振動または画
   像により行う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。
3. （３）表示手段は、入力端子に入力される音楽信号の振
   幅レベルに対応して表示のレベルを制御することを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載のリズム表示装置。
4. （４）遅延手段は、遅延時間を０から変化させうるもの
   であ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。