JPH02188794A - ピッチ抽出装置 - Google Patents

ピッチ抽出装置

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JPH02188794A
JPH02188794A JP1008801A JP880189A JPH02188794A JP H02188794 A JPH02188794 A JP H02188794A JP 1008801 A JP1008801 A JP 1008801A JP 880189 A JP880189 A JP 880189A JP H02188794 A JPH02188794 A JP H02188794A
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JP
Japan
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pitch
data
count
note
value
Prior art date
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Pending
Application number
JP1008801A
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English (en)
Inventor
Masahiko Hatanaka
正彦 畠中
Katsuyoshi Fujii
藤井 克芳
Daisuke Mori
大輔 森
Masahiro Nakanishi
雅浩 中西
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、各種楽器音及び音声等の音響信号のピッチを
抽出し、抽出したピッチを楽音を発生させるための音程
情報に変換するピッチ抽出装置に関するものである。
従来の技術 従来、電子楽器の演奏指示入力方法としては鍵盤を使っ
たものが主流であったが、近年、デジタル技術の著しい
進歩に伴い、実時間でのピッチ抽出が可能となったため
、楽器、音声等のピッチを音程情報として楽音を合成す
るためのピッチ抽出装置が考えられている。
以下、図面を参照しながら上述のピッチ抽出装置につい
て説明する。
第3図は従来のピッチ抽出装置の構成を示すものである
。第3図において、1はローパスフィルタ(LPF)、
2は入力された音響信号を2値化してディジタルデータ
に変換した後そのディジタルデータのピッチを抽出する
ピッチ抽出部、3はピッチ抽出部2によって抽出したピ
ッチを変換テーブルに基づいて音程情報に変換する音程
情報変換部、4はローパスフィルタによって帯域制限さ
れた音響信号の振幅値を抽出し、抽出した振幅値をアナ
ログ・ディジタル変換する振幅情報変換部、5は音程情
報変換部3及び振幅情報変換部4から出力される音程情
報及び振幅情報に従って楽音を合成するサウンドジェネ
レータである。
以上のように構成された電子楽器について、以下その動
作について説明する。
マイクロホン等から入力される音響信号はローパスフィ
ルタ1によって基本周波数以上の成分、即ち高調波成分
を除去された信号となり、次にピッチ抽出部2はローパ
スフィルタ1から順次出力される帯域制限された音響信
号の極性が例えば正の値であれば1、負の値であればO
の2値データに変換する。その後、ピッチ抽出部2は2
値化されたディジタルデータを順次カウントし、2値デ
ータの1と0、或は0と1の区間毎にカウント値を時間
に関する情報、即ち1周期のピッチ長として音程情報変
換部3へ出力する。
音程情報変換部3は第4図に示すようなカウントテーブ
ル、及び第5図に示すような標準ノートテーブルとを具
備しており、カウントテーブルのDlは例えば音程が8
1%  即ち61.735413[Hz]の時を16進
の231)として半音音程が上がる毎に1づつ増えるよ
うな値であり、一般にノートデータと呼ばれている。 
 なお、Dlの値が1増加する時の周波数Fnは(1)
式で表される。
Fn:61.735413X2(2・1DIial◆1
1/!4・・・(1) 又、D2はベンドデータと呼ばれるもので、1オクター
ブを21764刻みに表した値であり、D2が1増加す
る時の周波数Fbは(2)式で表される。
Fb=E31.735413X2+2 °D1411/
 重2場≧・・・(2) 尚、ピッチ抽出部2のカウントのクロックは例えば25
0 [KHzlとすると、BIの音程に対応したカウン
ト値Dkは(3)式によって求めることができ、その値
を16ビツトのビット精度で表すとFDlo、となる。
Dk=250[Ktlzl/61.735413[Hz
]・・・(3) カウントテーブルには上述したようなノート情報を示す
データD1と、ベンド情報を示すデータD2が格納され
ており、ピッチ抽出部2からカウント値Dkが出力され
ると音程情報変換部3は、まず、カウントテーブルから
カウント値Dkに対応したカウントアドレスAkでノー
トデータD1を読み出す。このカウントアドレスAkは
例えばカウントテーブルがアドレス1000+旧から格
納されていれば(4)式によって求めることができる。
Aknn=2XDkt旧+1000on  ・・・(4
)ここで、ピッチ抽出部2から出力されたカウント値D
kがI B E unである時、音程情報変換部3は、
(4)式で求めたカウントアドレスAkの137CIH
1番地からカウントテーブルに格納されたノートデータ
D1即ち49 (11%  及びD2即ちCC+H)を
読み出す。次に音程情報変換部3は、ノートデータD1
及びベンドデータD2を一旦メモリに格納した後、ノー
トデータD1に対応したカウント値を求めるためのノー
トアドレスを求める。このノートアドレスAnは例えば
標準ノートテーブルが3000+□、から格納されてい
れば(5)式によって求めることができ、この場合のノ
ートアドレスAnは3092 (141である。
Antn+=2XD 11H1+3000(Ml  ・
・・(5)標準ノートテーブルには標準カウント値Do
が格納されており、更に音程情報変換部3は標準ノート
テーブルのノートアドレスAn3092番地から標準カ
ウント値Doを読み出し、読み出した標準カウント値D
Oから再び(4)式を用いてカウントアドレスAkを求
め、そのカウントアドレスAkに従ったアドレスのカウ
ントテーブルからノートデータD1.ベンドデータD2
をそれぞれ読み出す。この場合の標準カウント値DOは
IC2181であり、又カウントアドレスAkは138
4+H〉となり、読みだしたベンドデータD2の値と一
旦格納しておいたベンドデータD2の値、即ちCB (
11とCCl)+1との差を求め、その結果であるベン
ド幅、即ちベンドデータ(1+H+)と−旦格納してお
いたノートデータDiの値(49111)とをそれぞれ
サウンドジェネレータ5へ出力する。
一方、振幅情報変換部4は、ローパスフィルタ1から順
次出力される帯域制限された音響信号のピーク、或は実
効値を振幅値として求めた後、その結果をアナログφデ
ィジタル変換し、変換したディジタルデータをエンベロ
ープデータとして出力する。サウンドジェネレータ5は
音程情報変換部3から順次出力される音程に関する情報
、即ちノートデータ、及びペンドデータと振幅情報変換
部4から順次出力されるエンベロープデータとに基づい
て楽音を順次合成し、その結果を楽音合成信号として出
力する。
以上の動作を繰り返すことにより入力された音響信号の
音程、及び振幅に従った楽音を得ることとなる。
発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記のような構成では、入力される音響
信号の周波数帯域、即ち音域に対応したアドレス分のカ
ウントテーブルが必要となり、従ってテーブルを構成す
るためのメモリが膨大になり、高価な装置になると言う
課題があった。
本発明は上記課題に鑑み、多くのメモリを必要としない
ピッチ抽出装置を提供するものである。
課題を解決するための手段 この目的を達成するために、本発明は、帯域制限された
音響信号を2値化し、2値化したディジタルデータのピ
ッチ周期を抽出するピッチ抽出部と、変換するピッチの
周波数帯域よりも狭い周波数帯域に対応したサイズで構
成した変換テーブルを持ち、抽出したピッチ周期を音程
情報に変換する音程情報変換部と、楽音を合成するサウ
ンドジェネレータとから構成される。
作用 この構成によって、帯域制限された音響信号は2値化さ
れ、2値化されたディジタルデータをカウンタによって
計数し、1周期毎に計数結果を音程情報変換部へ出力す
る。  音程情報変換部は計数結果に対応したアドレス
からノートデータ、及びペンドデータを読み出し、更に
標準の音程に対応したペンドデータとの差を求めた後、
ノートデータ及びペンドデータをサウンドジェネレータ
に出力することにより入力された音響信号のピッチ周期
に対応した音程で合成された楽音を出力することとなる
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ピッチ抽出装置の
ブロック図を示すものである。
第1図において、■はローパスフィルタ(LPF)、2
はピッチ抽出部、4は振幅情報変換部、5はサウンドジ
ェネレータであり、これらは従来の構成と同じものであ
る。6は1オクターブの音域に対応した周波数を表す狭
帯域カウントテーブル7と標準ノートテーブル8及び制
御部9とから成り、ピッチ抽出部2で抽出されたピッチ
を音程情報に変換する音程情報変換部である。
以上のように構成されたピッチ抽出装置について、以下
その動作について説明する。
まず、ローパスフィルタ(LPF) 1に入力された音
響信号は、低域通過フィルタリングされて基本周波数以
上の高調波成分が除去された後、ピッチ抽出部2で帯域
制限された音響信号が例えば正の値であれば1に、負の
値であればOにコンパレータ等によって順次2値化され
る。
次にピッチ抽出部2は順次2値化したディジタルデータ
をカウンタによって計数し、かつ2値データの変化を検
出する。  2値データの1と0、或は0と1の区間を
検出する毎に、ピッチ抽出部2はその時のカウンタの値
をピッチデータとして音程情報変換部6へ出力した後、
そのカウンタ値をリセットし、再び2値データの計数を
開始する。
以上の動作を繰り返すことにより順次音響信号のピッチ
に対応したカウント値が出力される。
音程情報変換部6は第2図に示すような例えば1オクタ
ーブの音域に対応した周波数を表わすカウントテーブル
7と、第4図に示すような標準ノートテーブル8とを具
備しており、標準ノートテーブル8は従来のものと同じ
である。この狭帯域カウントテーブル7はカウント値に
対応した周波数の分解能を考えた場合、同一のビット精
度(16ビツト)で表わすとすると低い周波数になるほ
ど小数以下の値を多く表わすことができるため、例えば
C2の音程に対応した周波数から1オクタ一ブ分のサイ
ズで構成されている。
ここで、ピッチ抽出部2からカウント値Dk(IBEu
n)が出力されると制御部9は、まずカウント値Dkが
狭帯域カウントテーブルのカウント値D kの範囲内で
あるかを判別し、カウント値Dkが狭帯域カウントテー
ブルの範囲よりも大きな値であるときはカウント値Dk
を小さくする方向(LSB側)に1ビツトシフトし、或
は狭帯域カウントテーブルの範囲よりも小さい場合はカ
ウント値Dkを大きくする方向(MSB側)に1ビツト
シフトしてカウント値Dkが狭帯域カウントテーブルの
範囲に納まるまでシフトを繰り返した後シフトした回数
を一旦格納しておく。この場合はカウント値D kの値
が小さく、MSB側に3回シフトするためカウント値D
kはD F 0181となる。
次に制御部9はカウント値Dkに基づいて(4)式から
カウントアドレスAkを求め、そのカウントアドレスA
k(28EO+1)に対応したノートデータDI (2
5u++)、及びペンドデータD2(Con )をそれ
ぞれ読み出して一旦格納した後、標準ノートテーブルか
ら(5)式によって求めたノートアドレスAn (30
4Al111)に対応した標準カウント値D o (E
 171)11)を読み出す。更に制御部9は標準カウ
ント値DOに対応したカウントアドレスAkを(4)式
によって求め、そのカウントアドレスAk (2C2E
IH1)に対応したノートデータDI(25゜、)、及
びペンドデータD2 (B、H,)をそれぞれ狭帯域カ
ウントテーブルから読み出した後、ペンドデータについ
ては一旦格納しておいたペンドデータD2(CIHI)
と読み出したペンドデータD2 (Bun)との差を求
め、一方、ノートデータについては一旦格納しておいた
シフト回数(3181)に1オクタ一ブ分のノート数1
2(C+o+ )を乗じた値と一旦格納しておいたノー
トデータDI(25181)とを加算して求め、求めた
ノートデータD1(491)+1)及び、ペンドデータ
D2(1c旧)をそれぞれサウンドジェネレータ5へ出
力する。
ところで、振幅情報変換部4は、従来と同様にローパス
フィルタ1から順次出力される帯域制限された音響信号
のピーク、或は実効値を振幅値として求めた後、その結
果をアナログφディジタル5flfiし、変換したディ
ジタルデータをエンベロープデータとして出力する。サ
ウンドジェネレータ5は制御部9から順次出力される音
程に関する情報、即ちノートデータD1及びペンドデー
タD2と振幅情報変換部4から順次出力されるエンベロ
ープデータとに基づいて楽音を順次合成し、その結果を
楽音合成信号として出力する。
以上の動作を繰り返すことにより、入力された音響信号
のピッチに対応した音程で合成された楽音信号が得られ
ることとなる。
又、カウント値Dkに対応したノートデータD1及びペ
ンドデータD2を一旦記憶する際にノートデータD1と
シフト回数とを乗じた値をノートデータD1として記憶
しておいても何等問題はなく、その場合はサウンドジェ
ネレータ5へ一旦格納しておいたノートデータD1をそ
のまま出力すればよい。
以上のように本実施例によれば、入力された音響信号の
周期に対応してピッチ抽出部2から順次出力されるカウ
ント値Dkに従った音程情報に変換する音程情報変換部
6の狭帯域カウントテーブルのサイズを1オクターブの
音域に対応した周波数帯酸分の大きさとし、順次入力さ
れるカウント値Dkがカウントテーブルの範囲外である
時は、制御部9によってカウント値Dkを所望の回数だ
けシフトしたカウント値Dkを用いてノートデータD1
及びペンドデータD2を求めるようにしたので、複数オ
クターブ分の音域の音響信号のピッチに対応した音程で
楽音を合成することができる。
発明の効果 本発明は、ピッチ、即ちカウント値を音程情報に変換す
るためのカウントテーブル、及び標準ノートテーブルを
音程情報変換部に持ち、カウントテーブルは入力される
音響信号の周波数帯域よりも小さいサイズで構成し、カ
ウント値に対応した音程情報をカウントテーブル及び標
準ノートテーブルによって求めるようにしたので、従来
のような多くのメモリは必要とせず、従って回路規模も
縮小できるため低価格な装置の実現が可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例におけるピッチ抽自装置の
ブロック図、第2図は本発明の実施例における狭帯域カ
ウントテーブルの内容を示した図、第3図は従来のピッ
チ抽出装置のブロック図、第4図及び第5図は従来のピ
ッチ抽出装置におけるカウントテーブル及び標準ノート
テーブルの内容を示した図である。 1・・・ローパスフィルタ、  2・・・ピッチ抽出部
、3.6・・・音程情報変換部、  4・・・振幅情報
変換部、5・・・サウンドジェネレータ、  7・・・
狭帯域カウントテーブル、  9・・・制御部。 代理人の氏名 弁理士 粟野 重孝 はか1名第4図 第 図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 帯域制限された音響信号を2値化し、前記2値化したデ
    ジタルデータのピッチ周期を抽出するピッチ抽出部と、
    変換テーブルによって前記ピッチを音程情報に変換する
    音程情報変換部とを具備し、前記変換テーブルは入力す
    る音響信号のピッチに対応した周波数帯域よりも狭い周
    波数帯域に対応したサイズで構成した変換テーブルを持
    ち、抽出したピッチ周期を音程情報に変換する音程情報
    変換部を有することを特徴とするピッチ抽出装置。
JP1008801A 1989-01-18 1989-01-18 ピッチ抽出装置 Pending JPH02188794A (ja)

Priority Applications (1)

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JP1008801A JPH02188794A (ja) 1989-01-18 1989-01-18 ピッチ抽出装置

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JP1008801A JPH02188794A (ja) 1989-01-18 1989-01-18 ピッチ抽出装置

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JP1008801A Pending JPH02188794A (ja) 1989-01-18 1989-01-18 ピッチ抽出装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8017855B2 (en) 2004-06-14 2011-09-13 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung E.V. Apparatus and method for converting an information signal to a spectral representation with variable resolution

Citations (2)

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JPS6113297A (ja) * 1984-06-29 1986-01-21 ヤマハ株式会社 調律装置付電子楽器
JPS6135500A (ja) * 1984-07-27 1986-02-19 松下電器産業株式会社 信号処理装置

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