JPS61120186A - 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＾
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、正規のピッチに対してずれたピッチで発音さ
れた和音の個々の音高を夫々分析し得る楽音分析装置を
提供することを目的する。

手段 第１図中、ピッチコント−ラフは入力音声信号のピッチ
を可変する手段、ピッチ分析回路８はビ。

ツチコントＯ−ラフの出力の音高を分析する手段。

の各−実施例である。

作用 入力音声信号はピッチコントローラ７にてピッチ可変さ
れ、ピッチ分析回路８に音８分析される。

実施例１ 第１図は本発明装置の第１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を介して。

後述のピッチコント−ラフに供給されてピッチ可変され
、ノーマライザ２５（入力レベルに無関係に一定レベル
を出力する）を介してピッチ分析回路８の帯域フィルタ
３に供給されてここで帯域分割される。帯域フィルタ３
は第２図に示すｗｌ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３＋　＋　３２　＋
・・・、３Ｎの並列接続からなる。

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撮幅に変
換される。以下、帯域フィルタ数Ｎ−９６として説明す
る。

整流平滑回路４の出力は夫々コンパレータ５の各コンパ
レータ５＋　、５２　、・・・、５？６に供給され、こ
こで基準電圧発生器９からの基準電圧と比較されてｒＯ
Ｊ、ｒｌＪのデジタル信号に変換され、データセレクタ
１０に供給される。データセレクタ１０はｃｐｕｉｉか
らの制御信号によりコンパレータ５＋　＋　５２　、・
・・、５２≦の出力デジタル信号を同時に取込み、第３
図に示すオクターブ関係にあるｆｌ　、ｆ２−　””＊
　　ｒｅに各中心周波数をもつ狭帯域フィルタ３＋　＋
　３ｚ　＊・・・、３ツ６からのデータを８ビツト１組
として第４図示すようにう。

う４．シ、・・・、ソ４の各音つまり行番号Ｍ−１〜Ｍ
−１２の１２組を各粗銀に順次ＣＰＵ１１に供給する。

ＣＰＵ１１は第５図示の概略機能図を有し、第６図（Ａ
）に示すフローチャートに沿って動作する構成とされて
いる。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１
０１）。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１０３）　、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（８）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１ｉｉ）　、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ｌ！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１
２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１１
４）。

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へピットスキャンされて最初に「１」が現われ
るピットを検出される（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２１目のビット、Ｍ−８では２番目のピット
、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ピ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倍音がう”　（Ａａヰ）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１１７）。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１１ｅ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「１
」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
上りフラグ及び興なる音が検出される時間間隔を調べる
ことにより、その最短開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（ステップ１２２）　、　ＲＡＭＩ　
５にストアされる（ステップ１２３）。

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
３Ｇ）　、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
１７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１３γ）、大でなければステップ１３３へ戻
り、大であれば転送部１１ｆ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、ピッチコントローラ７
によるピッチ可変が必要である。

上記ピッチ可変は、例えば、Ｏ，＋２５．＋５０゜＋７
５．　＋１００　、−２５．−５０．−７５．−１００
（単位はいずれもセント）の９段階に設定し得る構成と
されており、操作部１８にてこれらのうちのいずれかを
指定するとコントローラ２１がこれに対応して初期設定
される。例えば、＋２５セント上げたい場合、ＡＤ変換
器２０．ＤＡ変換器２２の夫々のサンプリング周波数を
ｆ＋、ｌ’ｚとすると、ｆｚ　／　ｆ＋−叩Ｃ７ｘ　（
１００＋２５）　／１０Ｇを満足するサンプリング周波
数ｆ１．ｆ２を夫々設定する。

コントローラ２１は基準周波数発生器（水晶発掘器）、
基準周波数発生器の出力を分周する可変分周器、可変分
周器の出力をＡＤ変換器２０．。

ＤＡ変換器２２に夫々供給及び非供給制御する制御部、
ＲＡＭ２３のアドレス発生部にて構成されており、上記
サンプリング周波数データに基いてＡＤ変換器２０．Ｄ
Ａ変換器２２のサンプリング周波数ｆ、、ｆ２がセット
される。

アンプ２からピッチコントローラ１８に供給された信号
はアンチ・エリアス・フィルタ１９にて不要高域周波数
成分を除去されて第７図（Ａ）に示す信号とされてＡＤ
変換器２０に供給され、ここでサンプリング周波数ｆＩ
を以てＡＤ変換されてＲＡＭ２３に書込まれ、ＲＡＭ２
３から読出された信号はサンプリング周波数ｆ２を以て
ＯＡ変換されて第７図（Ｂ）に示す信号とされる。即ち
、第７図（Ａ）に示す信号はその周波数を操作部１２に
て設定されたピッチに対応して低くされ、かつ、その波
形の一部を欠如されて同図（８）に示す信号とされ、こ
れにより、入力信号はそのピッチを所定船低くされて取
出される。この制御は例えば約２０ｍ５の周期で繰返し
行なわれる。ＯＡ変換器２２の出力はアンチ・エリアス
・フィルタ、　　　２４にて不要高域周波数成分を除去
され、ノーマライザ２５を介してピッチ分析回路８に供
給される一方、端子６より取出されてモニタされる。

この場合、第７図（Ｂ）に示す信号の繋ぎ目Ａにおいて
ノイズを生じるので、このノイズの周波数を音高分析に
支承のない値に設定する必要がある。又、このノイズを
取出さないようにするには、同図（Ａ）に示す信号をデ
ジタル化したものを全てＲＡＭ２３にストアしこれを読
出し速度を可変して読出すか、或いは、分析毎に入力を
中断するようにしてもよい。

実施例２ 第８図は本発明装置の第２実施例のブロック系統図を示
し、同図中、第１図と同一構成部分には同一番号を付し
てその説明を省略する。第９図及び第１０図は夫々ＣＰ
ＩＪ１１の概略機能図及び動作説明用フローチャートを
示す。

操作部１２にてサンプリング周波数ｆｌ、ｆ２を設定す
る。上記第１実施例と同様にＡＤ変換器２０にてＡＤ変
換された信号はＲＡＭ２３にストアされ、ピッチ分析回
路２６のデータ入力部１１ｂに供給され（第１０図中ス
テップ２１０）　、フィルタ演算部１１ｈにて第１図中
帯域フィルタ３による動作と同様に帯域分割され（フィ
ルタ処理）（ステップ２１１）　、パワー演算部１１ｉ
にて同整流平滑回路４による動作と同様に直流電圧とさ
れる（パワー処理）　（ステップ２１２）。次に比較演
算部１１ｊにて同コンパレータ５による動作と同様に基
準値と比較演算されてデータ分類部１１ｋにて同データ
セレクタ１０による動作と同様にデータセレクトされて
第４図に示すように各紺色に取出される（ステップ２１
３）。以下、ステップ２１４〜２２１は第１実施例のも
のと同様である。

なお、上記各実施例において、データセレクタ１０にお
ける出力信号の読出し及びＣＰＵ１１における音高分析
の方法は上記実施例のものに限定されるものではなく、
例えば、２データセレクタ１０にてＮ　（−９６）個の
データをＡｔ　、Ａｔヰ　。

Ｂ＋、・・・、　Ｇ９　、　Ｇ９”　　のように順次読
出し、ｃｐｕｉｉにてこれをオクターブ毎にスキャンニ
ングして音高を分析するようにしてもよい。

更に、Ｖ　−ＲＡＭやＶＤＰ（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、入力音声信号のピッチを可変して取出す
ピッチ可変手段と、ピッチ可変手段の出力を供給されて
該入力音声信号の音高を分析する音高分析手段とからな
るため、あるゆるピッチの楽音を音高分析し得、特に、
正規のピッチに対してずれたピッチで発音された和音の
個々の音高を夫々正確に分析し得る等の特長を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の第１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０、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、第
７図はピッチコントローラによるピッチ可変の様子を説
明するための信号波形図、第８図は本発明装置の第２実
施例のブロック系統図、第９図は第８図示の装置のＣＰ
Ｕの概略機能図、第１０図は第８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、７・・・ピッ
チコントローラ、８．２６・・・ピッチ分析回路、９・
・・基準電圧発生器１．１０・・・データセレクタ、１
１・・・ＣＰＬＩ、１１ａ・・・基準レベル設定部、１
１Ｃ・・・データ分析部、１１ｄ・・・音名推定部、１
１ｅ・・・音名補正部、１１１１１・・・音長分析部、
１１ｈ・・・フィルタ演算部、１１１・・・パワー演算
部、１１ｊ・・・比較演算部、１１ｋ・・・データ分類
部、１２．１８・・・操作部、１４・・・ＲＯＭ、１５
．２３・・・ＲＡＭ、１７・・・出力端子、２０・・・
ＡＤ変換器、２１・・・コントローラ、２２・・・ＤＡ
変換器。 −噸−１１〆ト

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 入力音声信号のピッチを可変して取出すピッチ可変手段
   と、該ピッチ可変手段の出力を供給されて該入力音声信
   号の音高を分析する音高分析手段とからなることを特徴
   とする楽音分析装置。