JPH0627961A - ピッチシフター及び電子ギター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 オープンチューニングや１２弦ギターの効果
を１台の電子ギターによって得る。 【構成】 各弦の楽音信号のピッチをピッチ検出手段36
によって検出し、これら検出された各ピッチと、予め各
弦ごとに定めたピッチとに基づいて、DSP 制御信号生成
部28が各弦ごとのピッチシフト率を定める。このピッチ
シフト率に基づいて各弦ごとにピッチシフターを備える
効果音付加手段28が各弦のピッチシフトを行う。各ピッ
チシフターは、それぞれ記憶手段44を有し、その段数
は、ピッチ検出手段36によって検出されたピッチに応じ
た段数とされている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、入力された楽音信号の
ピッチを変更するピッチシフター及びこのようなピッチ
シフターを備えた電子ギターに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、楽器固有の調律とは異なる調律を
行い、その楽器を特殊な奏法で演奏することがある。例
えば、ギターを演奏する場合の調律として、オープンチ
ューニングというチューニング方法がある。表１に、標
準の調律と各オープンチューニングの例を示す。

【０００３】

【表１】

【０００４】このようなオープンチューニングを用いる
ことにより、ギターの音域を広げたり、ギターの演奏を
容易にしたり、音楽スタイルにあった雰囲気をだす等の
効果を得ることができる。しかし、従来のアコースティ
ックギターや、電気ギターや電子ギターでは、標準チュ
ーニングの状態から即座にいずれかのオープンチューニ
ングに、チューニング状態を変更することができなかっ
た。そのため、標準チューニングしたギター以外に、様
々なオープンチューニングを行った複数のギターを予め
準備しておき、いずれかのオープンチューニングしたギ
ターで演奏する場合には、ギターを持ち替えることを行
っていた。

【０００５】また、通常の６弦のギターで演奏していた
状態から、１２弦ギターで演奏する場合も、同様に通常
の６弦ギター以外に、１２弦ギターを準備しておいて、
必要な場合に１２弦ギターに持ち替えることを行ってい
た。

【０００６】このような欠点をなくすため、特殊なギタ
ーでは、複雑な機構を用い、２種類程度に、弦張力を機
械的に切り換えるものも存在している。

【０００７】しかし、このような特殊なギターを使用し
ても、複雑なオープンチューニングや複数のチューニン
グに順次切り換えることは不可能であった。

【０００８】入力された楽音信号のピッチを変化させる
効果音付加装置として、ピッチシフターが存在するが、
このピッチシフターを従来の電子ギターや電気ギターに
用いた場合、各弦に対応する楽音の混合音に対してピッ
チシフトを行うので、通常のチューニングのギターの楽
音をオープンチューニングしたギターの楽音とすること
はできなかった。

【０００９】また、従来のピッチシフターでは、複数段
の記憶手段を使用しているが、その記憶段数と入力され
る楽音信号のピッチとの関係によって、高品質なピッチ
シフトさせた楽音を得られないという問題点があった。
また、従来のピッチシフターでは、入力される楽音信号
のピッチにピッチシフト率が依存しているので、任意の
ピッチの楽音信号が入力された場合はその出力ピッチを
一定にすることができないという問題点があった。例え
ば正しくチューニングされていないギターの各弦におい
ては、ピッチシフト後の出力ピッチも、入力のピッチの
差に応じて目的とする正しいピッチとは異なるものにな
ってしまう。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、高品質のピ
ッチシフターを提供することを目的とする。また、本発
明は、入力される楽音信号のピッチと無関係にピッチシ
フト率を設定できるピッチシフターを提供することを目
的とする。さらに、本発明は、このようなピッチシフタ
ーを利用して、１台でありながら、標準チューニング及
びオープンチューニング等の異なったチューニング状態
が得られる電子ギターを提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本第１の発明は、楽音信号のピッチを検出するピ
ッチ検出手段と、複数段の遅延手段を有し、上記楽音信
号が入力されるピッチシフト手段と、上記ピッチ検出手
段で検出されたピッチに応じた段数に上記遅延手段の遅
延段数を設定する設定手段とを、具備している。

【００１２】また、本第２の発明は、楽音信号のピッチ
を検出するピッチ検出手段と、入力された上記楽音信号
のピッチをピッチ制御信号に応じて変更するピッチシフ
ト手段と、上記ピッチ検出手段からのピッチ検出信号と
予め定めたピッチとに基づいて定めたピッチシフト率と
する上記ピッチ制御信号を上記ピッチ手段に供給する制
御手段とを、具備する。

【００１３】また、上述した第１または第２の発明によ
るピッチシフターを各弦ごとに設けて電子ギターとする
ことができる。

【００１４】

【作用】本第１の発明では、楽音信号は、ピッチシフト
手段の遅延手段に供給されるが、この遅延手段の遅延段
数は、ピッチ検出手段によって検出されたピッチに応じ
た段数、例えば、検出ピッチの整数倍の段数とされてい
る。従って、記憶手段には、検出ピッチの整数倍の単位
周期の楽音信号波形が記憶され、これらを順次読みだす
ので、読みだされる楽音信号は連続的となり、不連続性
によるノイズは発生しない。

【００１５】また、第２の発明では、楽音信号のピッチ
がピッチ検出手段によって検出され、この検出ピッチと
予め定めたピッチとに基づいてピッチシフト率が定めら
れる。このピッチシフト率に対応したピッチ制御信号が
ピッチシフト手段に供給されるので、ピッチシフト手段
は、以後、このピッチシフト率に応じてどのようなピッ
チの楽音信号でもピッチシフトさせる。

【００１６】

【実施例】本実施例は、本発明をポリフォニック電子ギ
ターに実施したもので、図１に示すように、６本の弦
に、各弦ごとに設けたディバイデッドピックアップ１
０、１２、１４、１６、１８、２０を有している。これ
らピックアップ１０乃至２０は、対応する弦の振動を他
の弦の振動の影響を受けずにピックアップするものであ
る。

【００１７】これらピックアップ１０乃至２０でそれぞ
れ検出された振動は、６チャンネルＡ／Ｄ変換器２２に
よって所定のサンプリング周波数に基づいてディジタル
楽音信号に変換され、ＤＳＰ（ディジタル信号処理装
置）２４とＣＰＵ２６とに供給される。ＤＳＰ２４は、
機能ブロックで示すように、それぞれが各ピックアップ
１０乃至２０に対応する６チャンネル効果音付加手段２
８を有している。この効果音付加手段２８としては、後
述するようにピッチシフターが使用される。

【００１８】この効果音付加手段２８によって効果音が
付加された各楽音信号は、ミキサー３０に供給され、状
況に応じて元のディジタル楽音信号とミキシングされる
と共に、左右への任意の定位とされた２チャンネルのデ
ィジタル信号とされ、２チャンネルＤ／Ａ変換器３２に
供給され、ここで２チャンネルのアナログ信号に変換さ
れ、ステレオ再生装置３４に供給される。

【００１９】ＣＰＵ２６は、機能ブロックで示すよう
に、各ピックアップ１０乃至２０にそれぞれが対応して
いる６チャンネルピッチ検出手段３６を有している。こ
れら６チャンネルピッチ検出手段３６で検出された各弦
のピッチ情報は、ＤＳＰ制御信号生成部３８に供給され
る。

【００２０】このＤＳＰ制御信号生成部３８は、ピッチ
検出手段３６によって検出された各ピッチ情報に基づい
て、効果音付加手段２８であるピッチシフターで使用す
る記憶手段の記憶段数を指定する制御信号を生成する。
例えば、或る弦のピッチが２ＫＨｚと検出され、サンプ
リング周波数が４８ＫＨｚとすると、この弦の１周期分
を記憶することができるように、この弦に対応するピッ
チシフターが備えている記憶手段の記憶段数を２４と設
定する。この設定は、ピッチ検出手段３６で検出してい
るピッチが変更されるごとに、その変更された値に応じ
るように変更される。

【００２１】また、ＤＳＰ制御信号生成部３８には、パ
ラメータ操作子４０の操作によってチューニング情報が
供給される。このチューニング情報は、オープンＧ、オ
ープンＤ、１２弦ギターチューニング等の、この電子ギ
ターにおいて使用する各チューニングに応じたもので、
例えば、オープンＧチューニング情報は、第１弦にＤ、
第２弦にＢ、第３弦にＧ、第４弦にＤ、第５弦にＧ、第
６弦にＤのピッチをそれぞれ割り当てるというピッチ情
報からなる。これらチューニング情報は、図示しない記
憶手段に予め記憶されており、パラメータ操作子４０の
操作に応じて、いずれかが選択され、ＤＳＰ制御信号生
成部３８に供給される。

【００２２】ＤＳＰ制御信号生成部３８では、この選択
されたチューニング情報によって各弦に割り当てられて
いるピッチと、ピッチ検出手段３６によって検出された
実際のピッチとを基に、６チャンネル効果音付加手段２
８に供給するピッチシフト率制御信号を生成する。

【００２３】例えば、オープンＧチューニング情報が、
パラメータ操作子４０によって選択されている場合、第
１弦に割り当てられているピッチはＤであり、実際にピ
ッチ検出手段３６によって検出された第１弦のピッチ
が、第１弦が予め標準チューニングされていることによ
りＥであるとすると、Ｄ／Ｅのピッチシフト率を算出
し、これを６チャンネル効果音付加手段２８の第１弦に
対応するピッチシフターに供給する。他の弦においても
同様にピッチシフト率が算出され、それぞれ対応するピ
ッチシフターに供給される。

【００２４】なお、このピッチシフト率は、次にパラメ
ータ操作子４０が操作されるまで、例えばフレットを押
さえて演奏したことにより、ピッチ検出手段３６で検出
されたピッチが変化しても、変更されない。

【００２５】図２に、ＤＳＰ２４によって実行される１
チャンネルのピッチシフター４２の機能ブロック図を示
す。このピッチシフター４２は、ＤＳＰ２４内部または
ＤＳＰ２４に付属するＤＲＡＭ等によって構成された記
憶手段４４を有し、この記憶手段４４には、６チャンネ
ルＡ／Ｄ変換器２２から対応する弦の振動をディジタル
化したディジタル楽音信号が順次入力される。即ち、サ
ンプリング周期ごとに、記憶手段４４のアドレスをイン
クリメントさせながら、ディジタル楽音信号が記憶され
ていく。

【００２６】この記憶手段４４のうちどれだけの段数に
各ディジタル楽音信号を記憶させるか、即ち記憶段数
は、ＣＰＵ２６のＤＳＰ制御信号生成部３８からの記憶
段数設定信号によって設定され、上述したように対応す
る弦の振動の１周期分のディジタル楽音信号を記憶でき
る段数に設定される。これは、この記憶手段４４からデ
ィジタル楽音信号を読みだす際に、ノイズが発生するの
を防止するためである。

【００２７】なお、設定された最終段までディジタル楽
音信号が記憶されると、再び第１段目に次のディジタル
楽音信号が記憶される。

【００２８】低周波発振器４６、４８からの図３
（ａ）、（ｂ）に示すような鋸歯状波をアドレス信号に
変換し、このアドレス信号に対応する記憶手段４４のア
ドレスから順次ディジタル楽音信号が読みだされる。な
お、低周波発振器４６、４８からの鋸歯状波は周波数が
同じであるが、低周波発振器４８からの鋸歯状波の位相
を、低周波発振器４６からの鋸歯状波の位相と１８０°
異ならせてある。これは、もし低周波発振器４６からの
鋸歯状波のみによって読みだすと、鋸歯状波の変曲点ｘ
（図３（ａ）参照）においてノイズが発生することがあ
るので、これを防止するためである。

【００２９】これら読みだされたディジタル楽音信号
は、乗算器５０、５２に供給される。これら乗算器５
０、５２には、低周波発振器５４、５６からの図３
（ｃ）、（ｄ）に示されるような三角波信号が供給さ
れ、各ディジタル楽音信号の振幅変調を乗算器５０、５
２が行っている。低周波発振器５４からの三角波信号
は、低周波発振器４６からの鋸歯状波の変曲点ｘにおい
て値が０となるようにされており、同様に低周波発振器
５６からの三角波信号は、低周波発振器４８からの鋸歯
状波の変曲点ｙ（図３（ｂ）参照）において値が０とな
るようにされている。三角波信号をこのように発生して
いるのも、各鋸歯状波の変曲点ｘ、ｙにおいてノイズが
発生するのを防止するためである。これら乗算器５２、
５４の出力は合成されて、出力されている。即ち、クロ
スフェードミックスが行われている。

【００３０】このピッチシフター４２でのピッチの変化
量は、記憶手段４４へのディジタル楽音信号の書き込み
速度（サンプリング周期）と、低周波発振器４６、４８
が発生する鋸歯状波に基づくアドレスの速度との相対速
度によって決定される。

【００３１】即ち、サンプリング周期ごとにアドレスを
１つずつ変化させながら、記憶手段４４にディジタル楽
音信号が書き込まれていくのに対し、もしこの書き込み
と同一の方向に同一の速度で読みだすように低周波発振
器４６、４８の発振周波数を設定した場合、この読みだ
された各ディジタル楽音信号は、書き込まれたディジタ
ル楽音信号と同一のピッチとなる。しかし、例えば、書
き込みに対し同一方向の１／２の速度で読みだすように
低周波発振器４６、４８の発振周波数を設定すると、読
みだされたディジタル楽音信号の周波数は１／２の速
度、即ちピッチが１オクターブ下がる。

【００３２】また、書き込みの方向と反対方向に読みだ
しアドレスが変化するように低周波発振器４６、４８か
らの鋸歯状波の波形をすると、即ち、傾きを図３
（ａ）、（ｂ）と反対とすると、書き込み速度よりも読
みだし速度の方が速くなるので、波形は相対的に圧縮さ
れ、ドップラー効果と同様な原理で、書き込まれたディ
ジタル楽音信号よりも読みだし信号のピッチが上がる。

【００３３】このような低周波発振器４６、４８が発生
する鋸歯状波の周波数や傾きの変化は、発振制御部５８
が各低周波発振器４６、４８に供給する発振制御信号を
変化させることによって行われる。

【００３４】発振制御部５８は、ＣＰＵ２６のＤＳＰ制
御信号生成部３８からのピッチシフト率信号に基づいて
発振制御信号を発生し、上述したように低周波発振器４
６、４８が発生する鋸歯状波の周波数や傾きを変化させ
る。なお、低周波発振器４６、４８の周波数を変化させ
た場合には、これに応じて低周波発振器５４、５６の発
振周波数も変化させる必要がある。

【００３５】このようにして、記憶手段４４に書き込ま
れる各ディジタル楽音信号の周波数に対してピッチシフ
ト率を乗算した周波数のディジタル楽音信号を出力する
ことができる。楽音は、１オクターブで周波数が２倍異
なるので、半音単位では２の１２乗根に相当する周波数
比をもてばよいので、このピッチシフター４２では、発
振制御部５８からの発振制御信号を調整することによっ
て、入力されるディジタル楽音信号を半音単位で任意に
上下させることができる。

【００３６】従って、このようなピッチシフター５２を
各弦ごとに設け、各弦ごとにピッチシフトすることによ
って、オープンチューニングした状態を得られるし、ピ
ッチを１オクターブ変化させて、後述するように元のデ
ィジタル楽音信号とミキシングすると、１２弦ギターと
することができる。

【００３７】無論、ＤＳＰ制御信号発生部３８からのピ
ッチシフト率は、パラメータ操作子４０の操作によって
異なるチューニング情報が選択されるまで、維持され
る。

【００３８】図４に示すように、このピッチシフター４
２によってピッチを変化させたディジタル楽音信号は、
ミキサー３０の対応するチャンネル３０１に供給され
る。このチャンネル３０１には、ピッチシフター４２に
供給されたのと同じディジタル楽音信号が供給されてい
る。

【００３９】チャンネル３０１において、ピッチシフタ
ー４２から出力されたディジタル楽音信号は、乗算器６
０において係数ＭＡＳＴＥＲが乗算され、この乗算出力
は乗算器６２、６４に供給される。乗算器６２には係数
ＰＡＮ（０≦ＰＡＮ≦１）が供給されており、乗算器６
４には係数１−ＰＡＮが供給されている。乗算器６２の
出力は、例えばＬチャンネル出力として出力され、乗算
器６４の出力は、例えばＲチャンネル出力として出力さ
れる。従って、係数ＰＡＮの値を変更することによって
ピッチシフター４２の出力を任意の位置に定位させるこ
とができる。

【００４０】ピッチシフター４２の供給されたのと同じ
ディジタル楽音信号は、チャンネル３０１において乗算
器６６において係数ＭＡＳＴＥＲ１と乗算され、乗算器
６８、７０に供給される。乗算器６８には係数ＰＡＮ１
（０≦ＰＡＮ１≦１）が供給され、乗算器７０には係数
１−ＰＡＮ１が供給される。乗算器６８の出力は、乗算
器６２の出力と合成されて、Ｌチャンネル出力として出
力され、乗算器７０の出力は、乗算器６４の出力と合成
されて、Ｒチャンネル出力として出力される。

【００４１】従って、係数ＭＡＳＴＥＲとＭＡＳＴＥＲ
１との値を適切に選択することによって、ピッチシフト
された信号と元の信号とを任意の混合比率で混合するこ
とができ、ＰＡＮ、ＰＡＮ１の値を適切に選択すること
によってピッチシフトされた信号と元の信号との定位を
変更することができる。

【００４２】よって、このようなチャンネル３０１を各
弦ごとに設け、元となる６つの各弦からの信号を弦の番
号順に左から右に順に均等に定位させ、各ピッチシフタ
ーによってそれぞれ対応する元の弦からの信号を１オク
ターブ上げるか若しくはピッチをわずかにずらせた信号
を左から右に或いは逆に順次均等に定位させれば、１２
弦ギターによる豊かなステレオ空間を生成することがで
きる。

【００４３】なお、オープンチューニングとして用いる
ときには、元の信号は不要であるので、このときには係
数ＭＡＳＴＥＲ１を０としておく。

【００４４】ミキサー３０の各チャンネルのＬチャンネ
ル出力はそれぞれ合成され、Ｒチャンネル出力もそれぞ
れ合成され、２チャンネルＤ／Ａ変換器３２においてア
ナログの２チャンネル信号に変換されて、ステレオ再生
装置３４に供給される。

【００４５】上記の実施例では、本発明によるピッチシ
フター４２を電子ギターに実施したが、必ずしも電子ギ
ターだけに使用する必要はなく、他の電子楽器に実施し
てもよい。

【００４６】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、複数段
の記憶手段を有するピッチシフターにおいて、その記憶
段数を入力される楽音信号のピッチに応じたものとして
いるので、ピッチシフトさせるために各記憶手段から読
みだす際に不要な雑音が発生することがなく、高品質の
ピッチシフターを実現することができる。

【００４７】また、本発明によれば、ピッチシフターに
おけるピッチシフト率を、入力された信号のピッチと予
め定めたピッチとに基づいて予め設定してあるので、入
力される楽音信号のピッチがピッチシフト率を設定した
ときと異なっても、ピッチシフト率が変化せず、一定の
ピッチシフト率とするために、ピッチシフト率を変更す
る必要がない。

【００４８】また、上記のようなピッチシフターを電子
ギターの各弦ごとに設けることによって、オープンチュ
ーニングや１２弦ギターの効果を１台の電子ギターであ
りながら、得ることができる。また、ノイズの発生のな
い高品質な電子ギターを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるピッチシフターを使用したポリフ
ォニック電子ギターのブロック図である。

【図２】同実施例のピッチシフターのブロック図であ
る。

【図３】図２のピッチシフターに使用している低周波発
振器の出力波形図である。

【図４】本実施例で使用しているミキサーのブロック図
である。

【符号の説明】

１０乃至２０ ピックアップ ２８ ６チャンネル効果音付加手段 ３６ ６チャンネルピッチ検出手段 ３８ ＤＳＰ制御信号生成部 ４４ 記憶手段 ４６ 低周波発振器 ４８ 低周波発振器

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 楽音信号のピッチを検出するピッチ検出
   手段と、複数段の記憶手段を有し、上記楽音信号が入力
   されるピッチシフト手段と、上記ピッチ検出手段で検出
   されたピッチに応じた段数に上記記憶手段の段数を設定
   する設定手段とを、具備するピッチシフター。
2. 【請求項２】 楽音信号のピッチを検出するピッチ検出
   手段と、入力された上記楽音信号のピッチをピッチ制御
   信号に応じて変更するピッチシフト手段と、上記ピッチ
   検出手段からのピッチ検出信号に応じて上記楽音信号の
   ピッチシフト率とする上記ピッチ制御信号を上記ピッチ
   手段に供給する制御手段とを、具備するピッチシフタ
   ー。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載のピッチシフター
   を各弦ごとに設けたことを特徴とする電子ギター。