JPS61120185A - 楽音分析装置 - 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 本発明は楽音分析装置に係り、特に、和音の個々の音高
を夫々分析し得る楽音分析装置に関する。

従来の技術 本出願人は先に゛特願昭５９−２３２４５７号の特許願
「音符の表示装置」にて、発音された楽音を音高分析し
てこれをＣＲＴ等に音符表示する装置を提案した。この
ものは単音を表示するものであり、和音を表示するもの
ではない。

本発明は、和音の個々の音高を夫々分析し得る楽音分析
装置特に少ない数のコンパレータを用いた構成の楽音分
析装置を提供することを目的とする。

手段 第１図中、帯域フィルタ３は音声信号を帯域分割する手
段、整流平滑回路４は帯域分割手段の出力を整流平滑す
３手段、マルチプレクサ１０は整流平滑手段の出力を時
分割的に取出す時分割出力手段、コンパレータ５及びシ
リアル／パラレル変換器１８は時分割出力手段の出力を
基準電圧と比較してデジタル信号に変換する手段、ＣＰ
Ｌ１１１はシリアル／パラレル変換器１８の出力を検査
して音高を決定する手段の各−実施例である。

作用 帯域フィルタ３にて音声信号を分析すべき複数の音高の
数に対応して複数の周波数帯域に分割し、整流平滑回路
４にて帯域フィルタ３の各出力を夫々整流し平滑し、マ
ルチプレクサ１０にて時分割的に取出し、コンパレータ
５にて時分割出力を夫々基準電圧と比較してデジタル信
号にして取出し、ＣＰＬＪｌｌにて、デジタル信号を検
査してオクターブ関係にある同音名の信号が複数ある場
合この音名を音高として決定する。

実施例１ 第１図は本発明装置の一実施例のブロック系統図を示す
。同図において、端子１に入来した２つ以上の音からな
る和音信号はアンプ２．イコライザ６、ノーマライザ７
（入力レベルに無関係に一定レベルを出力する）を介し
て帯域フィルタ３に供給され、ここで帯域分割される。

帯域フィルタ３は第２図に示す鍵盤に対応した音名う（
Ａ＋）。

シ（Ｂ＋）、ド（Ｃ＋）、・・・に各中心周波数をもつ
Ｎ（例えば９６）個の狭帯域フィルタ３１，３２、・”
、３Ｎ（例えばスイッチドキャパシタ形フィルタ或いは
スイッチドレジスタ形フィルタにて構成される）の並列
接続からなり、夫々の各中心周波数はフィルタ駆動回路
２０から個別に供給される夫々異なる周波数のクロック
パルスにより所定値に設定されている。

帯域フィルタ３の出力は整流平滑回路４の各回路４＋　
＋　４２　＋・・・、４Ｎにて夫々整流及び平滑される
。この場合、平滑の際の時定数は聴覚特性に則して低周
波数程大に選定されており、聴覚特性に合致せる振幅に
変換される。以下、帯域フィルタ数Ｎが９６であるもの
として説明する。

なお、第５図はＣＰＬｌｌｌの概略機能図、第６図はＣ
ＰＵ１１のフローチャートを示す。整流平滑回路４の出
力は夫々サンプルホールド回路８の各サンプルホールド
回路８＋　、８２　、・・・、８！６に供給され、ＣＰ
Ｕ１１からの制御信号にてサンプルホールドされ、（サ
ンプルホールド制御部１１１）マルチプレクサ１０に供
給される。マルチプレクサ１０に供給されたサンプルホ
ールド回路８＋　、８ｚ　、・・・、８７番の出力信号
は、ＣＰＬＪｌｌからのアクセス信号（アクセス制御部
１１ｈ）により制御されるシーケンサ１９から順次アド
レス信号を供給されて順次シリアル・に時分割されてコ
ンパレータ５に供給される。ここで各サンプルホールド
回路８＋　、８２　、・・・、８り≦の出力信号は基準
電圧発生器９からの基準電圧と比較されてｒＯＪ「１」
のデジタル信号に変換され、シリアル／パラレル変換器
１８に供給される。

シーケンサ１９からはアドレス信号と同時に同期信号が
シリアル／パラレル変換器１８に供給されており、シリ
アル／パラレル変換器１８に供給された各サンプルホー
ルド回路８＋　、８２　、・・・。

８１６の出力信号は上記同期信号に基いて１２組のパラ
レルデータに変換される。

即ち、第３図に示すオクターブ関係にある「１゜ｒ２．
・・・、ｒ８に各中心周波数をもつ狭帯域フィルタ３＋
　、３２　、・・・、３Ｌからのデータは８ビツト１組
として第４図示すようにう、ラヰ、シ、・・・。

ツキの各音つまり行番号Ｍ＝１〜Ｍ−１２の１２組を各
粗銀に順次ＣＰＬ１１１に供給される。

ＣＰＵ１１は音高分析に対して第６図（Ａ）に示すフロ
ーチャートに沿って動作する。ＣＰＵ１１は先ずシステ
ムイニシャライズされ（第６図（Ａ）中ステップ１００
）　、次いで操作部１２の各種スイッチの操作状態をス
キャンする（ステップ１０１）。次に、音高分析モード
スイッチが押されたか否かが判断され（ステップ１０２
）　、押された場合は音高分析が行なわれ（ステップ１
０３）　、押されていない場合はデータ出力モードであ
るか否かが判断され（ステップ１０４）　、データ出力
モードである場合は後述の如くデータ出力され（ステッ
プ１０５）　、そうでない場合はスイッチスキャン（ス
テップ１０１）に戻る。

第６図（Ｂ）は同図（Ａ）のステップ１０３の具体的フ
ローチャートを示す。予め設定されたテンポとスイッチ
操作にて新たに設定されたテンポとが比較されてテンポ
変更の要、不要が判断され（第６図（Ｂ）中ステップ１
１０）　、変更を要する場合はＲＡＭ１５にテンポデー
タがストアされ（ステップ１１１）、変更を要しない場
合は入力信号の種類及びレベルに応じて任意に設定し得
る基準電圧発生器９の基準電圧を先のスイッチスキャン
から読取ってレベル変更の有無が判断される（ステップ
１１２）。

入力信号のレベルに応じて適正な分析を行なうべく、レ
ベル変更有の場合は基準レベル設定部１１ａからの所定
のデータがＩ１０ボート１３を介して基準電圧発生器９
に供給されて基準電圧が設定され（ステップ１１３）　
、レベル変更無の場合はデータセレクタ１０からの１２
組のオクターブデータがデータ入力部１１ｂに供給され
る。この場合、第４図に示す如く、１２組の８ビツトオ
クターブデータはＬＳＢを最低周波数、ＭＳＢを最高周
波数に設定されており、データセレクタ１０からＭ＝１
からＭ＝１２の順序で順次供給される（ステップ１１４
）。

次にデータ入力部１１ｂからの出力信号はデータ分析部
１１ｃに供給され、オクターブデータは個々にＬＳＢか
らＭＳＢへビットスキャンされて最初に「１」が現われ
るビットを検出される（ステップ１１５）。第４図に示
す例において、各組で「１」が現われるのはＭ−２では
４番目のビット。

Ｍ＝３では２番目のビット、Ｍ＝８では２番目のビット
、Ｍ−９では３番目のビットであり、音名推定部１１ｄ
によりこれらの組及びビット数から各音高が推定される
（ステップ１１６）。

上記音高推定のプロセスでは、オクターブデータの「１
」のうち１番目の「１」が基音、２番目の「１」が２倍
音、３番目の「１」が４倍音、・・・という楽音の倍音
構造理論が用いられている。このため、基音の例えば３
倍音がその基音の１オクターブ半上に生じる場合があり
、これ例ではシ（Ｂ２）の３倍音がファ（Ｆ３）に、ミ
（Ｅ２）の３倍音がラヰ　（Ａ４井）に夫々生じ、これ
ら３倍音は基音と何ら関係ないのでこれらを取除く必要
がある。そこで、上記各音高推定の後、音名補正部１１
ｅにて上記３倍音を取除く音名補正が行なわれる（ステ
ップ１１１）。この場合、シ（Ｂ２）及びミ（Ｅ２）の
２音が基音と決定されてＲＡＭ１５にストアされる。

更に、音名補正部１１１３にて行なわれるより好ましい
音名補正としては、■計２回の音高推定により同一の音
高が推定された時のみこれを基音とする。■ＬＳＢでＮ
Ｊを生じた場合この音は雑音の可能性があり（楽器演奏
中の雑音は低周波数で発生する傾向にある）、この場合
に限って２倍音及び４倍音の少なくともいずれか一方で
「１」となる場合のみＬＳＢを基音とする。■入力音が
２音であることが予めわかっている場合３以上の音高が
推定されても前回の音高推定における２音からの音の隔
りが近い方の２音のみを基音とする等の各チェックによ
り音名補正を行なう。

次にスイッチスキャンが行なわれ（ステップ１１８）　
、操作部１２において分析終了スイッチが操作されたか
否かが判断され（ステップ１１９）、操作されていなけ
れば設定されたテンポに応じた時間待機して（ステップ
１２０）ステップ１１０に戻る一方、操作されていれば
全ての分析ステップが終了する。

次に、音長分析部１１ｇにおいて、上記音名データの立
上りフラグ及び異なる音が検出される時間間隔を調べる
ことにより、その最短間隔のデータ列から最短音の平均
長が決定されて（ステップ１２１）例えば８分音符の合
価とされ、次に、全ての音名データ及び立上りフラグか
ら８分音符の倍の音符即ち４分音符、付点４分音符、２
分音符が決定される（ステップ１２２）。

第６図（Ｃ）は同図（Ａ）のステップ１０５の具体的に
実施し得るフローチャートを示す。先ず、分析された音
名データの有無が判断され（第６図（Ｃ）中ステップ１
３０）　、音名データがＲＡＭ１５に無ければ分析され
ていないことになって転送部１１ｆからエラーデータが
出力され（ステップ１３１）　、インタフェース１６に
てシリアルデータに変換されて所定の伝送速度例えば９
６００ボーにて出力端子１７より取出され、音名データ
が有ればデータ数Ｋが読取られてこれを設定され、カウ
ンタが１−０にセットされる（ステップ１３２）。

次に音名データに基いて所定のデータ形式に作成され（
ステップ１３３）　、外部機器にデータを出力可能か否
か即ち外部機器が受信可能状態にあるか否かを出力イネ
ーブルデータをチェックすることにより判断しくステッ
プ１３４）　、出力可能であれば転送部１１ｆからデー
タが出力されてインタフェース１６を介して出力端子１
７より取出される（ステップ１３５）。

次にカウンタがカウントアツプされ（ステップ１３６）
　、カウンタの容量がデータ数により大か否かが判断さ
れ（ステップ１３７）　、大でなければステップ１３３
へ戻り、大であれば転送部１１ｒから終了データが出力
されてインタフェース１６を介して出力端子１７より取
出される（ステップ１３８）。

なお、狭帯域フィルタ３１〜３Ｎの各中心周波数が最適
に設定されていないと、単音を発音したにも拘らずこの
音が相隣る２個の狭帯域フィルタを通過してしまい、正
確に音高分析し得ない。そこで、第１図示の如く、ＶＣ
Ｏ２１に電圧可変用ボリューム２２を設けて狭帯域フィ
ルタ３盲〜３Ｎに個別に供給されるクロックパルスの周
波数を可変するようにすれば、中心周波数を微調整し得
、正確に音高分析し得る。

又、基準電圧発生器９からの基準電圧を上記実施例のよ
うに１音宛１つのレベルでなく、例えば１音宛異なる４
つのレベルとしてもよい。この場合、ピット数が多くな
るが、レベルが夫々大きく異なる２音から構成される和
音の夫々の音＾を分析し得、より高精度に楽音分析し得
る。電圧比較手段は、このように複数ピットのデジタル
信号に変換するアナログ・デジタル変換器であってもよ
い。

又、Ｖ−ＲＡＭやｖｏｐ　＜ビデオ・ディスプレイ・プ
ロセッサ）等を併用して音高分析及び音長分析された結
果に基いてこれをＣＲＴに音符表示するようにしてもよ
く、或いはハードコピー装置を併用して楽譜シートを作
成するようにしてもよく、様々な実施態様が考えられる
。

発明の効果 本発明装置は、音声信号を分析すべき複数の音高の数に
対応して複数の周波数帯域に分割する帯域分割手段と、
帯域分割手段の各出力を夫々整流し平滑する整流平滑手
段と、整流平滑手段の各出力を時分割的に順次取出す時
分割出力手段と、時分割出力手段の出力を夫々基準電圧
と比較してデジタル信号にして取出す電圧比較手段と、
電圧比較手段の出力デジタル信号を検査してオクターブ
関係にある同音名の信号が複数ある場合この音名を音高
として決定する分析手段とからなるため、１音のみなら
ず複数音即ち和音の個々の音高を分析し得、又、複数の
分析数に対して１個の電圧比較手段で済み、回路を比較
的簡単に構成し得、又、分析手段を音長を分析する手段
を有する構成としたため、音長も分析できる等の特長を
有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施例のブロック系統図、第２
図は帯域フィルタと音名との対応図、第３図は帯域フィ
ルタの周波数特性図、第４図は２値デジタルデータ図、
第５図は第１図示の装置のＣＰＵの概略機能図、第６図
は第１図示の装置の動作説明用フローチャートである。 １・・・信号入力端子、３・・・帯域フィルタ、４・・
・整流平滑回路、５・・・コンパレータ、９・・・基準
電圧発生器１．１０−・・マルチプレクサ、１１・・・
ｃｐｕ。 １１ａ・・・基準レベル設定部、１１Ｃ・・・データ分
析部、１１ｄ・・・音名推定部、１１ｅ・・・音名補正
部、１１ｇ・・・音長分析部、１１ｈ・・・アクセス制
御部、１１１・・・サンプルホールド制御部、１２・・
・操作部、１４・・・ＲＯＭ、１５・・・ＲＡＭ、１７
・・・出力端子、１８・・・シリアル／パラレル変換器
、１９・・・シーケンサ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）音声信号を分析すべき複数の音高の数に対応して
   複数の周波数帯域に分割する帯域分割手段と、該帯域分
   割手段の各出力を夫々整流し平滑する整流平滑手段と、
   該整流平滑手段の各出力を時分割的に順次取出す時分割
   出力手段と、該時分割出力手段の出力を夫々基準電圧と
   比較してデジタル信号にして取出す電圧比較手段と、該
   電圧比較手段の出力デジタル信号を検査してオクターブ
   関係にある同音名の信号が複数ある場合この音名を音高
   として決定する分析手段とよりなることを特徴とする楽
   音分析装置。
2. （２）該分析手段は、決定された音の長さを分析する手
   段を更に有することを特徴とする特許請求の範囲の第１
   項記載の楽音分析装置。