(57)【要約】組込みディジタル信号処理（ＤＳＰ）モデリング機能を有する弦楽器を開示する。弦楽器は、ボディおよび複数の弦を有し、複数の弦のそれぞれは、ポリフォニック・ピックアップのピックアップに結合される。ポリフォニック・ピックアップは、各弦の振動信号を検出するのに使用される。Ａ／Ｄ変換器が、弦の検出された振動信号をディジタル弦振動信号に変換する。さらに、ディジタル信号プロセッサが、弦楽器のボディ内に配置されて、ディジタル弦振動信号を処理する。具体的には、ディジタル信号プロセッサは、複数の選択可能な弦楽器の１つの対応する弦トーンをエミュレートできるように、ディジタル弦振動信号を処理するのに使用される。エミュレートされたデジタル・トーン信号が、アナログ形式に変換されて、増幅デバイスへの出力用のエミュレートされたアナログトーン信号が作成される。
2005533279.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
組込みディジタル信号処理（ＤＳＰ）モデリング機能を有する弦楽器であって、ボディと少なくとも１つの弦を有し、
弦が結合され、その弦の振動信号を検出するピックアップと、
弦の検出された振動信号をディジタル弦振動信号に変換するアナログ・ディジタル変換器と、
弦楽器のボディ内に配置され、エミュレートされたデジタル・トーン信号を作成するために複数の弦楽器の１つの対応する弦トーンをエミュレートするためにディジタル弦振動信号を処理するディジタル信号プロセッサと
を含む弦楽器。
【請求項２】
エミュレートされたデジタル・トーン信号が、増幅デバイスへの出力用のエミュレートされたアナログトーン信号を形成するためにアナログ形式に変換される請求項１に記載の弦楽器。
【請求項３】
ユーザが、エミュレートされる複数の弦楽器の１つを選択できるようにする、弦楽器のボディに配置されたユーザ・インターフェースをさらに含む請求項１に記載の弦楽器。
【請求項４】
ユーザによって選択された弦楽器のモデリング係数をメモリからディジタル信号プロセッサに供給するためにユーザ・インターフェースに結合された制御プロセッサをさらに含む請求項３に記載の弦楽器。
【請求項５】
複数の弦楽器の１つの対応する弦トーンのエミュレーションが、有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタを使用することを含む請求項１に記載の弦楽器。
【請求項６】
複数の弦楽器の１つの対応する弦のエミュレーションが、エミュレートされる弦楽器の対応する弦トーンに関する電磁ピックアップの位置とピックアップ高さをエミュレートすることを含む請求項１に記載の弦楽器。
【請求項７】
電磁ピックアップのピックアップ高さをエミュレートすることが、エミュレートされる弦楽器の対応する弦トーンに関する電磁ピックアップのピックアップ高さに関連する非線形ひずみをモデリングするために非線形利得を適用することを含む請求項６に記載の弦楽器。
【請求項８】
エミュレートされるデジタル・トーン信号が、複数の増幅器とキャビネット・セットアップの１つをエミュレートするために、さらなるディジタル信号処理を受ける請求項１に記載の弦楽器。
【請求項９】
ディジタル弦振動信号を処理することが、さらに、複数の異なる弦楽器の対応する弦トーンを同時にエミュレートすることを含む請求項１に記載の弦楽器。
【請求項１０】
エミュレートされる複数の弦楽器が複数のギターを含む請求項２に記載の弦楽器。
【請求項１１】
複数のギターの１つの対応する弦トーンのエミュレートされたアナログ振動信号が、標準ギター・ケーブルを使用して増幅デバイスに送られる請求項１０に記載の弦楽器。
【請求項１２】
組込みディジタル信号処理（ＤＳＰ）モデリング機能を有するギターであって、ボディと少なくとも１つの弦を有し、
弦が結合される、弦の振動信号を検出するピックアップと、
弦の検出された振動信号をディジタル弦振動信号に変換するアナログ・ディジタル変換器と、
ギターのボディ内に配置され、エミュレートされたデジタル・トーン信号を作成するために複数のギターの１つの対応する弦トーンをエミュレートするためにディジタル弦振動信号を処理するディジタル信号プロセッサと
を含むギター。
【請求項１３】
エミュレートされたデジタル・トーン信号が、増幅デバイスへの出力用のエミュレートされたアナログトーン信号を形成するためにアナログ形式に変換される請求項１２に記載のギター。
【請求項１４】
ユーザが、エミュレートされる複数のギターの１つを選択できるようにする、ギターのボディに配置されたユーザ・インターフェースをさらに含む請求項１２に記載のギター。
【請求項１５】
ユーザによって選択されたギターのモデリング係数をメモリからディジタル信号プロセッサに供給するためにユーザ・インターフェースに結合された制御プロセッサをさらに含む請求項１４に記載のギター。
【請求項１６】
複数のギターの１つの対応する弦トーンのエミュレーションが、有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタを使用することを含む請求項１２に記載のギター。
【請求項１７】
複数のギターの１つの対応する弦トーンのエミュレーションが、エミュレートされるギターの対応する弦に関する電磁ピックアップの位置とピックアップ高さをエミュレートすることを含む請求項１２に記載のギター。
【請求項１８】
電磁ピックアップのピックアップ高さをエミュレートすることが、エミュレートされるギターの対応する弦トーンに関する電磁ピックアップのピックアップ高さに関連する非線形ひずみをモデリングするために非線形利得を適用することを含む請求項１７に記載のギター。
【請求項１９】
エミュレートされるデジタル・トーン信号が、複数の増幅器とキャビネット・セットアップの１つをエミュレートするために、さらなるディジタル信号処理を受ける請求項１２に記載のギター。
【請求項２０】
ディジタル弦振動信号を処理することが、さらに、複数のギターの対応する弦トーンを同時にエミュレートすることを含む請求項１２に記載のギター。
【請求項２１】
複数のギターの１つの対応する弦トーンのエミュレートされたアナログ振動信号が、標準ギター・ケーブルを使用して増幅デバイスに送られる請求項１３に記載のギター。
【請求項２２】
組込みディジタル信号処理（ＤＳＰ）モデリング機能を有する弦楽器を用いて複数の異なる弦楽器をエミュレートする方法であって、
少なくとも１つの弦の振動信号を検出することと、
弦の検出された振動信号をディジタル弦振動信号に変換することと、
エミュレートされたデジタル・トーン信号を作成するために複数の弦楽器の１つの対応する弦トーンをエミュレートするために弦楽器内でディジタル弦振動信号を処理することと
を含む方法。
【請求項２３】
エミュレートされたデジタル・トーン信号が、増幅デバイスへの出力用のエミュレートされたアナログトーン信号を形成するためにアナログ形式に変換される請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
振動信号がピックアップを用いて検出される請求項２２に記載の方法。
【請求項２５】
ユーザが、エミュレートされる複数の弦楽器の１つをユーザ・インターフェースを用いて選択できるようにすることをさらに含み、ユーザ・インターフェースが、弦楽器に配置される請求項２２に記載の方法。
【請求項２６】
ユーザによって選択された弦楽器をエミュレートする際に使用されるモデリング係数をメモリから供給することをさらに含む請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
複数の弦楽器の１つの対応する弦トーンのエミュレーションが、有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタを使用することを含む請求項２２に記載の方法。
【請求項２８】
複数の弦楽器の１つの対応する弦トーンのエミュレーションが、エミュレートされる弦楽器の対応する弦に関する電磁ピックアップの位置とピックアップ高さをエミュレートすることを含む請求項２２に記載の方法。
【請求項２９】
電磁ピックアップのピックアップ高さをエミュレートすることが、エミュレートされる弦楽器の対応する弦に関する電磁ピックアップのピックアップ高さに関連する非線形ひずみをモデリングするために非線形利得を適用することを含む請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
エミュレートされるデジタル・トーン信号が、複数の増幅器とキャビネット・セットアップの１つをエミュレートするために、さらなるディジタル信号処理を受ける請求項２２に記載の方法。
【請求項３１】
ディジタル弦振動信号を処理することが、さらに、複数の異なる弦楽器の対応する弦トーンを同時にエミュレートすることを含む請求項２２に記載の方法。
【請求項３２】
エミュレートされる複数の弦楽器が、複数のギターを含む請求項２２に記載の方法。
【請求項３３】
複数のギターの１つの対応する弦トーンのエミュレートされたアナログ振動信号が、標準ギター・ケーブルを使用して増幅デバイスに送られる請求項２３に記載の方法。
【請求項３４】
組込みディジタル信号処理（ＤＳＰ）モデリング機能を有する弦楽器内のプロセッサによって実行される時に、プロセッサに
少なくとも１つの弦の振動信号を検出することと、
弦の検出された振動信号をディジタル弦振動信号に変換することと、
エミュレートされたデジタル・トーン信号を作成するために複数の弦楽器の１つの対応する弦トーンをエミュレートするために弦楽器内でディジタル弦振動信号を処理することと
を実行させる命令を保管したプロセッサ可読媒体。
【請求項３５】
エミュレートされたデジタル・トーン信号が、増幅デバイスへの出力用のエミュレートされたアナログ振動信号を形成するためにアナログ形式に変換される請求項３４に記載のプロセッサ可読媒体。
【請求項３６】
振動信号がピックアップを用いて検出される請求項３４に記載のプロセッサ可読媒体。
【請求項３７】
ユーザが、エミュレートされる複数の弦楽器の１つをユーザ・インターフェースを用いて選択できるようにすることをさらに含み、ユーザ・インターフェースが弦楽器に配置される請求項３４に記載のプロセッサ可読媒体。
【請求項３８】
ユーザによって選択された弦楽器をエミュレートする際に使用されるモデリング係数をメモリから供給することをさらに含む請求項３７に記載のプロセッサ可読媒体。
【請求項３９】
複数の弦楽器の１つの対応する弦トーンのエミュレーションが、有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタを使用することを含む請求項３４に記載のプロセッサ可読媒体。
【請求項４０】
複数の弦楽器の１つの対応する弦トーンのエミュレーションが、エミュレートされる弦楽器の対応する弦に関する電磁ピックアップの位置とピックアップ高さをエミュレートすることを含む請求項３４に記載のプロセッサ可読媒体。
【請求項４１】
電磁ピックアップのピックアップ高さをエミュレートすることが、エミュレートされる弦楽器の対応する弦に関する電磁ピックアップのピックアップ高さに関連する非線形ひずみをモデリングするために非線形利得を適用することを含む請求項４０に記載のプロセッサ可読媒体。
【請求項４２】
エミュレートされるデジタル・トーン信号が、複数の増幅器とキャビネット・セットアップの１つをエミュレートするために、さらなるディジタル信号処理を受ける請求項３４に記載のプロセッサ可読媒体。
【請求項４３】
ディジタル弦振動信号を処理することが、さらに、複数の異なる弦楽器の対応する弦トーンを同時にエミュレートすることを含む請求項３４に記載のプロセッサ可読媒体。
【請求項４４】
エミュレートされる複数の弦楽器が、複数のギターを含む請求項３５に記載のプロセッサ可読媒体。
【請求項４５】
複数のギターの１つの対応する弦のエミュレートされたアナログ振動信号が標準ギター・ケーブルを使用して増幅デバイスに送られる請求項４４に記載のプロセッサ可読媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弦楽器に関する。具体的には、本発明は、組込みディジタル信号処理（ＤＳＰ）モデリング機能を有する弦楽器に関する。
【背景技術】
【０００２】
音楽の音調は、単に特定のトーンなので、弦楽器では、振動する弦を使用してトーンを生成し、したがって音楽を生成する。具体的に言うと、トーンまたは音調は、ある特定の周波数で繰り返される音である。世界中で、さまざまな文化が、ギター、マンドリン、バンジョー、ベース、バイオリン、シタール、ウクレレなど、多数の異なる弦楽器を作成して、音楽を作成してきた。さらに、エレクトロニクスの出現に伴って、多数のこれらの弦楽器が、増幅器やスピーカと共に動作するように電化されてきた。現在使用されているもっとも一般的な弦楽器の１つが、電気式とアコースティックの両方の形のギターである。ギターは、現在使用されている最も人気のある楽器の１つであり、膨大な範囲の音楽スタイル、たとえばロック、カントリー、ジャズ、フォークなどにわたる。
【０００３】
前に述べたように、弦楽器の振動する弦は、トーンまたは音調を生成し、この音は、弦の長さ、弦の張力、弦の重さ、弦楽器のボディの形状と厚さなどの関数である。一般に、弦楽器、特にギターには、弦のそれぞれが取り付けられるブリッジを有するボディと、フレットやナットまたは「ゼロ」フレットを有するネックと、弦のそれぞれが取り付けられる調律ピンを有するヘッドが含まれる。弦の長さは、ブリッジとナットまたは「ゼロ」フレットの間の距離である。弦の張力は、弦をある音調に調律するために弦をしめるかゆるめる（すなわち、張力を与える）調律ピンの巻きによって決定される。弦楽器を演奏する際に、音楽家がフレットに弦を押し付ける時に、弦の長さが変化し、したがって、その周波数も変化する。フレットは、弦が所与のフレットに押し付けられる時に正しい周波数（したがって正しい音調）が作られるような間隔にされている。しかし、すべての弦楽器がフレットを有するわけではないことを諒解されたい。
【０００４】
電気弦楽器を調べ、特定の例として電気ギターを使用すると、音を作るために、電気ギターでは、弦の振動を電子的に感知し、関連する電気信号を生成し、関連する電気信号を増幅器に送る。感知は、一般に、ギターの弦のそれぞれの下で、ギターのボディとネックの異なる位置に取り付けられる電磁ピックアップを使用することによって行われる。この電磁ピックアップは、通常は、数千回巻かれた微細なワイヤのコイルを巻き付けられた棒磁石からなる。電気ギターの振動する鋼の弦が、電磁ピックアップの磁界の対応する振動を作り、したがって、コイル内に電流を作る。この電流は、ピックアップの位置での弦の音を表し、増幅器に送ることができる。多くの電気ギターが、ボディとネックの異なる点に配置された２つまたは３つの異なる磁気ピックアップを有する。各磁気ピックアップは、別個の音を有し、複数のピックアップを、同相または位相はずれで対にして、追加の振動を作ることができる。したがって、特定のタイプの電気ギターの電磁ピックアップ位置は、他の要因と共に、特定の電気ギターに関連する「音」を決定する際の主要な要因である。たとえば、クラシックな「音」は、ＧＩＢＳＯＮブランドやＦＥＮＤＥＲブランド、その他のブランドの電気ギターのさまざまなタイプに関連する。
【０００５】
変化に富んだ多数の周知のまたはクラシックなタイプのギタートーンを達成するために、ギタリストは、伝統的に、多数の異なるギターを使用することを要求された。前の試みは、ギタリストが、１つのギターだけを使用して多数の異なるクラシック・ギター音を得られるようにすることであるが、この試みは、一般に、ギターの修正、標準的でないギター配線、余分な機器を必要とする。たとえば、以前に、ディジタル信号処理（ＤＳＰ）技法を使用する別々のアウトボード処理ユニットに弦振動信号を渡す、標準的な電気ギターに取り付けられたマルチフォニック・ピックアップ（ｍｕｌｔｉ−ｐｈｏｎｉｃ  ｐｉｃｋｕｐ）によってギターの個々の弦を処理することによってさまざまなギターの異なる音をエミュレートする試みが行われた。処理ユニットは、弦振動信号に対してＤＳＰアルゴリズムを実行して、特定の周知のギターの音をシミュレートする。残念ながら、これは、標準的な電気ギターに対する修正、標準的でないギター配線、ギターと増幅システムの間でギターから離れた分離された処理ユニットの使用を必要とする。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
さらに、エミュレートされる所望の電気ギターの弦に沿った電磁ピックアップの位置をエミュレートするのに使用される、以前のＤＳＰ技法は不適切である。これは、これらのＤＳＰアルゴリズムが、極度に単純化されたモデリング技法を使用して、弦の長さ方向に沿った水平「ｘ」軸の１次元でのみ電磁ピックアップをエミュレートするからである。さらに、使用された極度に単純化されたアルゴリズムでは、電磁ピックアップによって作られるトーンのクリティカルな態様（「ピックアップ高さ（ｐｉｃｋｕｐ  ｈｅｉｇｈｔ）」と称する垂直軸または「ｙ」軸での弦からの距離）が完全に無視されている。したがって、以前のモデリング技法は、弦振動信号に応答してギターの全体的なトーンを真にエミュレートするには不十分であり、したがって、所望のクラシック電気ギターまたは、さらに言えばエミュレートされるすべての所望の電気弦楽器の音を真にエミュレートすることができない。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の実施態様は、組込みディジタル信号処理（ＤＳＰ）モデリング機能を有する弦楽器に関する。一実施態様で、弦楽器は、ボディと複数の弦を有する。複数の弦のそれぞれは、それぞれ、ポリフォニック・ブリッジ・ピックアップ（ｐｏｌｙｐｈｏｎｉｃ  ｂｒｉｄｇｅ  ｐｉｃｋｕｐ）のピックアップに結合される。ポリフォニック・ブリッジ・ピックアップは、各弦の振動信号を検出するのに使用される（たとえば、弦が音楽家によって弾かれる時）。アナログ・ディジタル変換器が、弦の検出された振動信号をディジタル弦振動信号に変換する。さらに、ディジタル信号プロセッサが、弦楽器のボディ内に配置されて、ディジタル弦振動信号を処理する。具体的に言うと、ディジタル信号プロセッサは、複数の選択可能な弦楽器の１つの対応する弦トーンをエミュレートできるように、ディジタル弦振動信号を処理するのに使用される。エミュレートされたデジタル・トーン信号がアナログ形式に変換されて、増幅デバイスへの出力のためのエミュレートされたアナログトーン信号が作成される。一実施態様で、ユーザは、複数の異なるタイプの弦楽器から所望の弦楽器を選択でき、その後、その楽器をエミュレートすることができる。さらに、本発明の一実施態様で、選択された弦楽器の対応する弦トーンのエミュレーションの１つの態様が、有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタを使用して達成される。
【０００８】
本発明のいくつかの実施態様で、ユーザが、エミュレートできる複数の選択可能な弦楽器の１つを選択できるようにするために、ユーザ・インターフェースが弦楽器のボディに配置される。制御プロセッサをユーザ・インターフェースに結合して、ユーザによって選択された特定の弦楽器のモデリング係数を、メモリからディジタル信号プロセッサに供給することができる。さらに、本発明の一実施態様で、複数の異なるタイプのギターが、ユーザによって選択可能である。
【０００９】
本発明の実施態様は、さらに、エミュレートされる電気ギターの対応する弦の電磁ピックアップのピックアップ高さ（たとえば、垂直軸または「ｙ」軸に沿った）のエミュレート、ならびにエミュレートされる電気ギターの対応する弦のｘ軸に沿ったピックアップ位置または配置（ブリッジからの距離）のエミュレートが行われる。この形で、弦振動信号に応答する電気ギターの全体的なトーンが、「ｘ」軸と「ｙ」軸の両方に沿ってエミュレートされ、したがって、選択された電気ギターの音を真にエミュレートすることができる。しかし、弦楽器トーンをより正確にエミュレートするために、「ｘ」軸と「ｙ」軸の計算を、すべてのタイプの電気弦楽器について判定できることを諒解されたい。さらに、ディジタル信号プロセッサが、弦楽器内、たとえばギターの中に含まれるので、ギターと増幅器の間のＤＳＰ処理用の分離された処理ユニットなどの余分な機器が不要であり、さらに、標準的なギター・ケーブルを使用することができる。したがって、本発明の実施態様は、過去のものよりはるかに単純で正確な、弦楽器のエミュレーションに対する解決策である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の特徴および長所は、本発明の以下の説明から明白になる。
【００１１】
以下の説明では、本発明のさまざまな実施形態を詳細に説明する。しかし、そのような詳細は、本発明の理解を容易にし、本発明を実施する例示的実施形態を説明するために含まれる。そのような詳細は、本発明の範囲内で他の変形形態や実施形態が可能なので、説明される特定の実施形態に本発明を制限するのに使用されてはならない。さらに、本発明の完全な理解を提供するために多数の詳細を示すが、これらの特定の詳細が、本発明を実践するために必要ではないことを当業者は諒解するであろう。他の場合には、本発明を不明瞭にしないために、周知の方法、データのタイプ、プロトコル、手順、構成要素、処理、インターフェース、電気構造、回路などの詳細を詳細に説明しないか、ブロック図形式で示す。さらに、本発明の諸形態を特定の実施形態で説明するが、これを、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、またはそれらの組合せで実現することができる。
【００１２】
本発明の実施形態は、組込みディジタル信号処理（ＤＳＰ）モデリング機能を有する弦楽器に関する。図１を参照すると、図１は、本発明の一実施形態による、組込みディジタル信号処理（ＤＳＰ）モデリング機能を有する弦楽器１００を示す正面図である。弦楽器１００は、ボディ１０２と複数の弦１０６を有する。この実施形態では、弦楽器１００は、６本の弦を有し、ギターである。しかし、弦楽器１００を、任意のタイプの弦楽器（たとえば、マンドリン、バンジョー、ベース、バイオリン、シタール、ウクレレなど）とすることができることを諒解されたい。
【００１３】
複数の弦のそれぞれが、それぞれ、ポリフォニック・ブリッジ・ピックアップ１１０に結合される。ポリフォニック・ブリッジ・ピックアップ１１０は、各弦１０６の振動信号を検出するのに使用される（たとえば、弦が音楽家によって弾かれる時）。図示の例では、ポリフォニック・ブリッジ・ピックアップ１１０が、６つの弦１０６に対処するためにヘキサフォニック（ｈｅｘａｐｈｏｎｉｃ）ブリッジである。ポリフォニック・ブリッジ１１０は、各弦の振動信号を検出する圧電型のブリッジとするか、各弦の振動信号を検出するのに適切な他のタイプのセンサとすることができる。センサをブリッジ・アセンブリに一体化する必要もない。ブリッジに取り付けられないポリフォニック磁気ピックアップまたはポリフォニック光ピックアップを使用することもできる。さらに、他の実施形態で、ポリフォニック・ピックアップを、エミュレートされる所望の弦楽器の弦の数に対処するために任意の適切なサイズとすることができる。
【００１４】
また、これから述べるように、アナログ・ディジタル変換器が、弦楽器１００からの弦１０６の検出された振動信号をディジタル弦振動信号に変換し、このディジタル弦振動信号が、処理のためにディジタル信号プロセッサ１２０に渡される。ディジタル信号プロセッサ１２０は、ディジタル弦振動信号を処理するために弦楽器１００のボディ１０２内に置かれる。具体的に言うと、ディジタル信号プロセッサ１２０は、複数の選択可能な弦楽器の１つの対応する弦トーンをエミュレートできるように、ディジタル弦振動信号を処理するのに使用される。本発明の一実施形態では、選択された弦楽器の対応する弦トーンのエミュレーションが、これから説明するように有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタを使用して達成される。エミュレートされたデジタル・トーン信号を、アナログ形式に変換して、増幅デバイスへの出力用のエミュレートされたアナログトーン信号を作成することができる。
【００１５】
本発明の実施形態は、所望の弦楽器をユーザが選択し、エミュレートすることを可能にする。具体的に言うと、エミュレートできる複数の異なるタイプの弦楽器の１つをユーザが選択できるようにするために、ユーザ・インターフェース１３０を、弦楽器１００のボディ１０２に配置することができる。これから説明するように、制御プロセッサを、ユーザ・インターフェースに結合して、エミュレートされるユーザによって選択された特定の弦楽器のモデリング係数をメモリからディジタル信号プロセッサ１２０に供給することができる。
【００１６】
さらに、本発明のギター実施形態では（すなわち、弦楽器１００がギターである場合）、複数の異なるタイプのギターが、ユーザによって選択可能である。たとえば、ＧＩＢＳＯＮブランドやＦＥＮＤＥＲブランドの電気ギターのさまざまなタイプを含む、エミュレートできる関連するクラシックな「音」またはトーンを有するクラシック・タイプのギター、さまざまなタイプのアコースティック・ギター（たとえベースチール弦またはナイロン弦）、ならびに他のギターである。
【００１７】
以下では、本発明の実施形態を示し、本発明の原理の説明を単純にするために、弦楽器１００をギター１００と称する。しかし、これが例示のためのみであり、本発明の原理を、すべての弦楽器（たとえば、マンドリン、バンジョー、ベース、バイオリン、シタール、ウクレレなど）に適用できることを諒解されたい。
【００１８】
本発明の長所の１つは、ディジタル信号プロセッサ１２０がギター１００内に含まれるので、ギターと増幅器の間のＤＳＰ処理用の分離された処理ユニットなどの余分な機器が不要であることである。組込みＤＳＰモデリング機能を有するギター１００は、エミュレートされたアナログ振動信号の出力用の、第１出力ジャック１４１と任意選択の第２出力ジャック１４２も有する。さらに、標準ケーブル１４４を使用して、エミュレートされたギターのエミュレートされたアナログ振動信号（すなわち音）を、増幅器などの増幅システムに送ることができる。したがって、本発明の実施形態は、過去のものよりはるかに単純で正確な、ギターなどのエミュレートされた弦楽器に対する解決策を提供する。
【００１９】
ギター１００のユーザ・インターフェース１３０に戻ると、一実施形態では、ユーザ・インターフェース１３０がギターのボディに配置され、ユーザ・インターフェース１３０に、ギター１００の音量を調整するボリューム・ノブ１３２、ギター１００のトーンを調整するトーン・ノブ１３４、エミュレートされるギターのタイプを選択するギター・セレクタ・ノブ１３６が含まれる。たとえば、ギター・セレクタ・ノブ１３６は、エミュレートされる複数の異なるタイプのギターを選択するために、複数の異なる位置に移動することができる。一例として、ギター・セレクタ・ノブを複数の異なる位置に移動させて、ＧＩＢＳＯＮブランドの電気ギターのさまざまな異なるタイプ、ＦＥＮＤＥＲブランドの電気ギターのさまざまな異なるタイプ、アコースティック・ギターのさまざまな異なるタイプ（スチール弦またはナイロン弦）、その他のタイプのギターまたは他のタイプの弦楽器を選択することができる。
【００２０】
さらに、ユーザ・インターフェース１３０に、ギター・セレクタ・ノブ１３６によって選択される選択されたエミュレートされるギターのエミュレートされたピックアップ（たとえばリズム、高音、標準など）を選択するためのエミュレートされたピックアップ・セレクタとして使用できるブレード・スイッチが含まれる。さらに、ブレード・スイッチ１３８を、ギター・セレクタ・ノブ１３６と共に使用して、さらなるエミュレートされるピックアップの構成、異なる配線、エミュレートされる完全に異なるタイプのギター、または他の弦楽器トーンを提供することによるなど、さまざまな異なるエミュレートされるギタートーンを生成することができる。図１に関して特定のユーザ・インターフェース１３０を説明したが、ＬＣＤ、グラフィック・ディスプレイ、タッチスクリーン、英数字入力キーなどを含むさまざまな異なるタイプのユーザ・インターフェースを使用して、ギター・セレクタ・ノブ、ブレード・スイッチ、トーン・ノブ、ボリューム・ノブの機能、さらに本発明の実施形態に関連する他の機能を実行できることを諒解されたい。
【００２１】
図２に移ると、図２は、本発明の一実施形態による、組込みディジタル信号処理（ＤＳＰ）モデリング機能を有する弦楽器、たとえばギター１００の機能ブロック２００を示すブロック図である。図２からわかるように、機能ブロック２００には、ユーザ・インターフェース１３０（前に述べた）、制御プロセッサ２０５、ディジタル信号プロセッサ１２０、メモリ２１０、ディジタル・アナログ（Ｄ／Ａ）変換器２１５、複数のアナログ・ディジタル（Ａ／Ｄ）変換器２２０が含まれる。ポリフォニック・ピックアップ１１０が複数のＡ／Ｄ変換器２２０に結合され、そのＡ／Ｄ変換器２２０が、それぞれ、ディジタル信号プロセッサ１２０に結合されている。この例では、ギターの弦ごとに１つの、６つのＡ／Ｄ変換器がある。前に述べたように、ポリフォニック・ピックアップ１１０は、各弦の振動信号を検出するのに使用される（たとえば、弦が音楽家によって弾かれる時）。弦の信号に関する検出された振動信号が、それぞれのＡ／Ｄ変換器２２０に結合される。各Ａ／Ｄ変換器２２０は、弦の検出された振動信号をディジタル弦振動信号に変換し、ディジタル弦振動信号をディジタル信号プロセッサ１２０に結合する。
【００２２】
ディジタル信号プロセッサ１２０は、ディジタル弦振動信号を処理する。前に述べたように、ユーザ・インターフェース１３０を用いると、ユーザは、エミュレートできる複数の異なるタイプのギターの１つを選択できる。具体的に言うと、ディジタル信号プロセッサ１２０は、選択されたギターの対応する弦が、メモリ２１０に保管された選択されたギターのモデリング係数に基づいて正しくエミュレートされるように、ディジタル弦振動信号を処理するのに使用される。ユーザ・インターフェース１３０は、制御プロセッサ２０５によってディジタル信号プロセッサ１２０に結合される。また、メモリ２１０を、ディジタル信号プロセッサ１２０に直接に結合することもできる。
【００２３】
制御プロセッサ２０５は、ユーザによって選択された特定のギターの正しいモデリング係数をメモリ２１０からディジタル信号プロセッサ１２０に供給する。この形で、ディジタル信号プロセッサ１２０は、ディジタル弦振動信号に対して正しい変換を実行して、演奏される時に、ユーザによって選択された特定のギターの対応する弦トーンを正しくエミュレートする。制御プロセッサ２０５は、別々の回路として図示されているが、他の実施形態で、制御プロセッサのこの機能性を、その代わりにディジタル信号プロセッサ１２０によって実行できることを諒解されたい。これから説明するように、本発明の一実施形態では、選択されたギターの対応する弦のエミュレーションの一形態が、有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタを使用することによって達成される。エミュレートされるデジタル・トーン信号が、Ｄ／Ａ変換器２１５からのアナログに変換されて、増幅デバイスへの出力用のエミュレートされたトーン信号が作成される。たとえば、エミュレートされたアナログ振動信号を、標準的なギター・ケーブルを使用して、ギター１００から増幅器（図示せず）に送ることができる。
【００２４】
制御プロセッサ２０５は、本発明の実施形態の機能を実施するために、情報を処理するのに適切なすべての種類のプロセッサまたはマイクロプロセッサとすることができる。例示的な実施形態として、「プロセッサ」に、複合命令セット・コンピュータ（ＣＩＳＣ）、縮小命令セット・コンピュータ（ＲＩＳＣ）、超長命令語（ＶＬＩＷ）、またはハイブリッド・アーキテクチャなどの任意のタイプのアーキテクチャを有するプロセッサ、マイクロコントローラ、状態機械などを含めることができる。さらに、ディジタル信号プロセッサ１２０は、これから述べる、本発明の実施形態のディジタル信号処理機能を実装するための、任意の適切なＤＳＰ処理チップとすることができる。適切なＤＳＰ処理チップの例に、ＭＯＴＯＲＯＬＡ社、ＳＨＡＲＰ社、ＴＥＸＡＳ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ社などが製造するチップが含まれる。
【００２５】
メモリ２１０に、フラッシュ・プログラム可能メモリ、不揮発性メモリ、揮発性メモリなどを含めることができる。メモリ２１０は、データと、プロセッサ２０５によって実行される命令を保管することができ、制御プロセッサ２０５やディジタル信号プロセッサ１２０による命令の実行中に一時変数（たとえば、オーディオ・データ、計算されたパラメータなど）または他の中間情報を保管するのに使用することができる。不揮発性メモリは、制御プロセッサ２０５やディジタル信号プロセッサ１２０の静的情報（たとえば、特定のＦＩＲフィルタ、モデリング係数、他のパラメータなど）と命令を保管するのに使用することができる。不揮発性メモリの例に、ＲＯＭタイプのメモリおよび／またはハード・ディスク、フラッシュ・メモリ、バッテリバックアップされたランダム・アクセス・メモリ、それらの類似物などの他の静的ストレージ・デバイスが含まれ、揮発性メイン・メモリ２２２に、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ（ＤＲＡＭ）、またはスタティック・ランダム・アクセス・メモリ（ＳＲＡＭ）、それらの類似物が含まれる。
【００２６】
この例を続けると、制御プロセッサ２０５とディジタル信号プロセッサ１２０は、ギター１００の電源が入れられるかギター１００がリセットされた時に、実行のためにメモリにブートするソフトウェア・モジュールまたはファームウェア・モジュールの制御の下で動作する。ソフトウェア・モジュールまたはファームウェア・モジュールに、通常は、これから説明する、エミュレートされる所望のギターのユーザによる選択を可能にするプログラム、所望のギター音が正しくエミュレートされるように入力ディジタル振動信号に対するディジタル信号処理のための正しいモデリング係数の選択と実施を制御するプログラム（たとえばＦＩＲフィルタを実施する）、さらには本発明の実施形態に関する他のＤＳＰ機能を制御するプログラムが含まれる。
【００２７】
これらの機能は、本発明の所望の機能または動作を実行するために、１つまたは複数の命令（たとえばコード・セグメント）として実装することができる。ソフトウェアで実装される時に（たとえば、ソフトウェア・モジュールまたはファームウェア・モジュールによって）、本発明の要素は、必要なタスクを実行する命令／コード・セグメントである。機械またはプロセッサ（たとえばプロセッサ２０５）によって読み取られ、実行される時に、命令は、その機械またはプロセッサに、本発明を実施し、かつ／またはその実施形態を使用するのに必要な動作を実行させる。命令またはコード・セグメントは、機械可読媒体（たとえば、プロセッサ可読媒体またはコンピュータ・プログラム製品）に保管されるか、伝送媒体または通信リンクを介して、搬送波に埋め込まれたコンピュータ・データ信号または搬送波に変調された信号によって伝送される。機械可読媒体には、機械（たとえばプロセッサ、コンピュータなど）によって可読であり、実行可能である形で情報を保管または転送するすべての媒体を含めることができる。機械可読媒体の例に、電子回路、半導体メモリ・デバイス、ＲＯＭ、フラッシュ・メモリ、消去可能プログラマブルＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ）、フロッピ・ディスケット、コンパクト・ディスクＣＤ−ＲＯＭ、光ディスク、ハード・ディスク、光ファイバ媒体、ラジオ周波数（ＲＦ）リンクなどが含まれる。コンピュータ・データ信号に、電子ネットワーク・チャネル、光ファイバ、空気、電磁気、ＲＦリンクなどの伝送媒体を介して伝搬することができるすべての信号を含めることができる。コード・セグメントは、インターネット、イントラネットなどのネットワークを介してダウンロードができる。
【００２８】
さらに、エミュレートされるデジタル・トーン信号は、アナログ振動信号に変換され、実際の増幅器に送られる前に、さらに、ディジタル信号処理を受けて、複数の増幅器とスピーカ・キャビネット・セットアップの１つをエミュレートすることができる。既存のソフトウェア・モジュールを使用して、複数の異なる増幅器とキャビネット・セットアップの１つを介して演奏されているかのように音を出すように処理されるように、選択されたギターのエミュレートされたデジタル・トーン信号をディジタル処理することができる。一般的な増幅器とキャビネット・セットアップの例が、ＭＡＲＳＨＡＬＬ社、ＦＥＮＤＥＲ社、ＶＯＸ社、ＲＯＬＡＮＤ社などが製造するものである。
【００２９】
具体的に言うと、複数の異なる増幅器とキャビネット・セットアップの１つを介して演奏されているかのように音を出すように処理されるように、選択されたギターのエミュレートされたデジタル・トーン信号をディジタル処理するＤＳＰアルゴリズムが、当技術分野で既知であり、制御プロセッサ２０５やディジタル信号プロセッサ１２０と共に適切なソフトウェア・モジュールによって簡単に実現できることを諒解されたい。使用することができる、さまざまな増幅器とスピーカ・キャビネット構成をモデリングするためにディジタル・ギター信号を変更するＤＳＰアルゴリズムの一例が、参照によって本明細書に組み込まれる米国特許第５７８９６８９号、表題「Ｔｕｂｅ  Ｍｏｄｅｌｉｎｇ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｇｕｉｔａｒ  Ａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ」に特に記載されている。さらに、ＡＭＰ  ＦＡＲＭ製品やＰＯＤ製品などのＬＩＮＥ６製品に使用される他のソフトウェア・モジュールも使用することができる。
【００３０】
図３を参照すると、図３は、本発明の一実施形態による、同時に演奏できるように組み合わされる複数のエミュレートされる弦楽器、たとえばギターを示すブロック図３００である。具体的に言うと、図３からわかるように、ポリフォニック・ブリッジによって検出された弦の入力振動信号が、複数の処理チャネルに入力され、各チャネルは、異なるエミュレートされた弦楽器を処理する。この同時処理は、異なる弦楽器をエミュレートするために、入力の並列処理を実行する１つのＤＳＰ（図２のインスタンス１２０）によって達成することができ、あるいは、その代わりに、所与のディジタル弦入力振動信号（すなわち、演奏される弦からの）について異なるタイプのエミュレートされた弦楽器（たとえば異なるタイプのギター）を処理する複数のＤＳＰインスタンスに入力される。
【００３１】
前に述べたように、ギター実施形態では、通常、一時に、所与のディジタル弦入力振動信号に関する１タイプのギターだけが、エミュレートされる。しかし、本発明の実施形態は、はるかに多様な範囲の音を与えるために、所与の演奏された弦振動信号について同時にエミュレートされる複数のギターを提供する。この実施形態では、スイッチ３０６をアクティブにし、エミュレートされるギター信号を、加算器３０８によってチャネル１と出力を組み合わせ、出力することができる。次に、前に述べたように、組み合わされたエミュレートされたギター信号をアナログ形式に変換し、増幅のために出力することができる。その一方で、スイッチ３０６がアクティブ化されない時に、チャネルは、独立のチャネルへの出力のために分離されている。任意の個数のチャネル処理ユニット、加算器、スイッチを使用して、複数の異なるエミュレートされた弦楽器やギターの音を一緒に同時に組み合わせて、はるかに多様な範囲の音を作成できることを諒解されたい。さらに、ユーザ・インターフェース１３０を用いると、ユーザが、選択され同時に演奏される複数の異なるギターや他のタイプの弦楽器を選択できるようになる。
【００３２】
本発明の組込みディジタル信号処理（ＤＳＰ）モデリング機能を有する弦楽器（たとえばギター）のＤＳＰアルゴリズムの一部の詳細をこれから説明する。具体的に言うと、有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタ、システム・ブロック図、他の図を説明して、複数の異なるタイプの電気弦楽器を正しくエミュレートできる弦楽器を提供するために、ギター１００などの電気弦楽器の弦トーンのいくつかの形態がどのように正しくモデリングされるかを示す。前に述べたように、本発明は、エミュレートされたアコースティック弦楽器も可能である。以下の議論では、ギターのギター弦に言及するが、前に述べたように、このＤＳＰモデリングは、あらゆる弦楽器の弦に適用することができる。本発明の一実施形態では、選択されたギターの対応する弦トーンの一形態のエミュレーションが、これから述べるように有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタを使用して達成される。さらに、本発明の実施形態は、さらに、エミュレートされたギターの対応する弦の電磁ピックアップのピックアップ高さ（たとえば、垂直軸または「ｙ」軸に沿った）のエミュレーションならびにｘ軸に沿ったギター弦の応答のエミュレーションを提供する。この形で、弦に関する特定の位置の電磁ピックアップによって検出された弦振動信号に応答するギターの全体的なトーンが、「ｘ」軸と「ｙ」軸の両方に沿ってエミュレートされ、したがって、所望のギターの音を真にエミュレートすることができる。しかし、弦楽器をより正確にエミュレートするために、「ｘ」軸と「ｙ」軸の計算を、すべてのタイプの電気弦楽器について判定できることを諒解されたい。
【００３３】
しかし、まず、電気ギターの電磁ピックアップのピックアップ高さが、ギターの弦のトーンに直接に影響する弦の磁気アパーチャ（ｍａｇｎｅｔｉｃ  ａｐｅｒｔｕｒｅ）の形状にどのように影響するかを述べる議論を提供する。図４に移ると、図４は、ギターの弦４０４から比較的離れて配置された（すなわち、比較的大きいピックアップ高さ４０３を有する）電磁ピックアップ４０２（たとえば、ギターのボディまたはネックに配置される）と結果の磁気アパーチャ４０６を示す図である。弦の長さに沿った磁界の強度を、電磁ピックアップの「磁気アパーチャ」または「感知ウィンドウ」と称する。磁気アパーチャは、ピックアップ高さ４０３に直接に依存する。図４からわかるように、電磁ピックアップ４０２が、ギターの弦から比較的離れている時には、磁気アパーチャ４０６の形状が、幅広く、振幅が低い。その一方で、図５を見ると、図５には、ギターの弦５０４から比較的近くに配置された（すなわち、比較的小さいピックアップ高さ５０３を有する）電磁ピックアップ５０２と結果の磁気アパーチャ５０６が示されている。図５からわかるように、比較的小さいピックアップ高さ５０３は、より狭く振幅の大きい磁気アパーチャ５０６をもたらす。また、ピックアップ構成に依存して、磁気アパーチャは、対称である必要がない。
【００３４】
ピックアップ高さがギターのギター弦のトーンに影響する第２の形が、弦振動信号に応答する出力信号の非線形性の度合である。垂直軸または「ｙ」軸の磁界強度は、電磁ピックアップの真上で最強になり、垂直距離が増えるにつれて弱くなる。したがって、弦を弾く時に、弦の振動によって、弦と電磁ピックアップの距離が狭まり、広がり、電磁ピックアップのピックアップ高さに関連する非線形ひずみをモデリングし、したがってギター弦の真の音を正しくモデリングまたはエミュレートするために、非線形利得をモデルに適用する必要がある。もちろん、ピックアップ高さに応じて、非線形性の量が変化する。これを、後で詳細に説明する。
【００３５】
ディジタル信号処理（ＤＳＰ）、具体的には本発明の実施形態による組込みディジタル信号処理（ＤＳＰ）モデリング機能を有する弦楽器（たとえばギター）による実装に対して適切なディジタル・システム特性を生成するために、電磁ピックアップのある構成を有する特定のギターのギター弦が、どのようにモデリングされるかに関する説明を進める。具体的に言うと、複数の異なるギターおよび他の弦楽器をディジタル・エミュレートでき、選択肢としてユーザに提供できるように、複数の異なるギターおよび他の弦楽器について、有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタのモデリング係数を、以下で説明する処理によって決定することができる。
【００３６】
図６に移ると、図６には、特定の位置に電磁ピックアップを有する特定のギターのギター弦の磁気アパーチャのディジタル・モデリングのプロセス６００が示されている。図６からわかるように、ギター弦６０２は、調律ナット（ｔｕｎｉｎｇ  ｎｕｔ）６０４とブリッジ６０６の間に結合され、長さＬを有する。有限インパルス波６１０が、ギター弦６０２に沿って進み、電磁ピックアップ６１４は、弦の下でブリッジ６０６から距離ｘ  ６１６にある。さらに、電磁ピックアップ６１４は、対応するピックアップ高さｙ  ６１７を有する。磁気アパーチャ６２０の形状は、有限インパルス波６１０に応答する電磁ピックアップ出力の形状になる。有限インパルス波６１０が、ブリッジ６０６に達する時に、インパルス波は、反転し、反射インパルス波６２２になり、ギター弦６０２に沿って反対の方向に進み、その応答は、順方向での反応から反転され、鏡像化されている。したがって、総インパルス応答は、有限インパルス波６１０応答と反射インパルス波６２２応答の合計として計算することができる。
【００３７】
２つの応答の間の時間遅れは、有限インパルス波６１０が２＊ｘの距離を進むのに要する時間である。これは、次式のように計算される。
【００３８】
【数１】
2005533279.tif 000003
ここで、ｆ0は、ギター弦の開放周波数（ｏｐｅｎ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）である。サンプリングされるシステムまたは離散システムでは、この時間遅れが、次のようにＮ個のサンプルの遅延によって達成される。
【００３９】
【数２】
2005533279.tif 000004
ここで、ｆsは、システムの時間サンプリング周波数である。
【００４０】
図７に移ると、図７には、第１位置の第１電磁ピックアップと第２位置の第２磁気ピックアップを有する特定のギターのギター弦の磁気アパーチャのディジタル・モデリングのプロセス７００が示されている。図７からわかるように、ギター弦７０２は、調律ナット７０４とブリッジ７０６の間に結合され、長さＬを有する。初期インパルス波７１０は、ギター弦７０２に沿って進み、第１電磁ピックアップ７１３は、弦の下でブリッジ７０６から距離ｘ１  ７１４にあり、第２電磁ピックアップ７１５は、弦の下でブリッジ７０６から距離ｘ２  ７１６にある。さらに、第１電磁ピックアップ７１３は、対応するピックアップ高さｙ１  ７１７を有し、第２電磁ピックアップ７１５は、対応するピックアップ高さｙ２  ７１８を有する。
【００４１】
第１磁気アパーチャ７２０の形状は、初期インパルス波７１０に応答する第１電磁ピックアップ７１３の出力の形状になる。やはり、初期インパルス波７１０がブリッジ７０６に達する時に、インパルス波が反転し、反射インパルス波７２２になり、ギター弦７０２に沿って反対の方向に進み、順方向の応答から反転され、鏡像化された対応する応答を有する。したがって、第１電磁ピックアップ７１３の第１磁気アパーチャ７２０の総インパルス応答は、第１電磁ピックアップ７１３の初期インパルス波７１０応答と反射インパルス波７２２応答の合計として計算することができる。
【００４２】
同様に、第２磁気アパーチャ７３０の形状は、初期インパルス波７１０に応答する第２電磁ピックアップ７１５の出力の形状になる。やはり、初期インパルス波７１０がブリッジ７０６に達する時に、インパルス波が反転し、反射インパルス波７２２になり、ギター弦７０２に沿って反対の方向に進み、順方向の応答から反転され、鏡像化された対応する応答を有する。したがって、第２電磁ピックアップ７１５の磁気アパーチャ７３０の総インパルス応答は、第２電磁ピックアップ７１５の初期インパルス波７１０応答と反射インパルス波７２２応答の合計として計算することができる。
【００４３】
さらに、複数の電磁ピックアップ７１３、７１５が弦振動信号を感知する場合に、Ｎ（遅れ）は、電磁ピックアップごとに同一の形で計算される。また、第２電磁ピックアップ７１５の応答がブリッジにより近く、したがって、ブリッジから遠い第１電磁ピックアップ７１３の応答に関して遅れていることに留意されたい。応答の間の遅延Ｄは、波の速度と距離の同一の原理に基づいて計算され、下記のｎ個の電磁ピックアップに関する一般解につながる。
【００４４】
【数３】
2005533279.tif 000005
【００４５】
磁気アパーチャ７２０、７３０は、それぞれ、波の速度ｆ0、時間サンプリング周波数ｆs、弦の長さＬによって決定される、距離区間ｄでサンプリングされた、係数が弦に沿って測定された磁界強度である有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタとして表すことができる。
ｄ＝２・Ｌ・ｆ0／ｆs
【００４６】
当技術分野で既知のように、ＦＩＲフィルタは、数学的な形ｙn＝ｈ0ｘ0＋ｈ1ｘ1＋ｈ2ｘ2＋…ｈNｘNを有し、ここで、ｈnは０からＮまでの固定フィルタ係数、ｘ0からｘNはデータ・サンプルである（この場合では、ポリフォニック・ブリッジからサンプリングされたディジタル弦振動信号）。上のプロセス７００を実行して、電磁ピックアップ７１３、７１５のインパルス応答を計算することによって、固定されたｈnモデリング係数のすべてを計算することができ、ディジタル伝達関数を、エミュレートされる所望のギターのギター弦について計算することができる。各選択されたギターまたは他の弦楽器の各弦の係数を、組込みＤＳＰモデリング機能を有するギター１００のメモリ２１０に保管することができる。また、反転したインパルス波が弦に沿って進む時に、モデリング係数が、中央に関して鏡像化されることを諒解されたい。したがって、同一の係数を逆の順序で読み取ることができ、反転されたインパルス・フィルタの余分なストレージ・スペースの必要がなくなる。したがって、さまざまなピックアップ高さ（ｙ軸）を有する電磁ピックアップのさまざまな構成の磁気アパーチャを表すモデリング係数のテーブルを、メモリに保管して、複数の異なるタイプのギター（たとえば電気、アコースティックなど）や、ユーザによる選択のための他の弦楽器の各弦を効果的にエミュレートすることができる。
【００４７】
図８を参照すると、図８には、結果の磁気アパーチャ７２０、７３０が、ＦＩＲフィルタを用いてエミュレートされる、ギター（図７）の弦７０２に沿った特定のｘ（水平）位置と特定のｙ（ピックアップ高さ）変位に配置された２つの電磁ピックアップ７１３、７１５を有する、前にモデリングされたギターをエミュレートする一般化されたＤＳＰアルゴリズム８００のブロック図の例が示されている。図８からわかるように、弦の入力ディジタル弦振動信号８０１がＤＳＰブロック図８００に入る。一般化されたＤＳＰブロック図が、前に述べたように、電磁ピックアップ７１３、７１５の特定の構成を有する、エミュレートされる所望のギターの前にモデリングされたギター弦７０２のエミュレーションのためのディジタル伝達関数の表現であることを諒解されたい。しかし、式が同一のままになり、モデリングされる特定のギターまたは弦楽器の変数の異なる値を使用できるので、この一般化されたＤＳＰブロックを、２つの電磁ピックアップを有するすべてのギターまたは他の弦楽器のすべての弦に適用することができることを諒解されたい。
【００４８】
実例として、入力ディジタル弦振動信号８０１は、初期振動信号に応答する電磁ピックアップ７１３の磁気アパーチャ・フィルタ応答をエミュレートするＦＩＲ１  ８０２と、反射振動信号（すなわちブリッジから反射された）に応答する電磁ピックアップ７１３の磁気アパーチャ・フィルタ応答を表す、ＦＩＲ１の逆数であるＦＩＲ１−1  ８０４とによって処理される。さらに、入力ディジタル振動信号８０１は、反射振動信号がＮ1サンプルだけ遅れてエミュレートされるようにｚ−N1だけ遅延される。また、ディジタル・システム理論で既知のように、ｚ−Nは、Ｎサンプルだけ遅れた、真の入力振動信号８０１のサンプリングされたディジタル化された同等物を表す。さらに、入力振動信号８０１に対するＦＩＲ１  ８０２とＦＩＲ１−1  ８０４の初期磁気アパーチャＦＩＲ応答と反射磁気アパーチャＦＩＲ応答が、加算器８１０によって合計されて、エミュレートされた電磁ピックアップ７１３のエミュレートされたディジタル弦トーン信号が生成される。
【００４９】
同様に、ブリッジにより近い第２電磁ピックアップ７１５の応答が、ブリッジから遠い第１電磁ピックアップ７１３の応答に関して正しく遅れるように、入力振動信号８０１がｚ−D2  ８１２だけ遅延された後に、入力ディジタル弦振動信号８０１は、初期振動信号に応答する電磁ピックアップ７１５の磁気アパーチャ・フィルタ応答をエミュレートするＦＩＲ２  ８２０と、反射振動信号（すなわち、ブリッジから反射された）に応答する電磁ピックアップ７１５の磁気アパーチャ・フィルタ応答を表す、ＦＩＲ２の逆数であるＦＩＲ２−1  ８２４とによって処理される。さらに、遅延８１２の出力からの遅延入力振動信号は、反射振動信号がＮ2サンプルだけ遅れてエミュレートされるようにｚ−N2  ８２６だけ遅延させられる。さらに、入力振動信号８０１に対するＦＩＲ２  ８２０とＦＩＲ２−1  ８２４の初期磁気アパーチャＦＩＲ応答と反射磁気アパーチャＦＩＲ応答が、加算機８２８によって合計されて、エミュレートされた電磁ピックアップ７１５のエミュレートされたディジタル弦振動信号が生成される。
【００５０】
最後に、エミュレートされた電磁ピックアップ７１３のエミュレートされたディジタル弦トーン信号とエミュレートされた電磁ピックアップ７１５のエミュレートされたディジタル弦トーン信号の両方が加算器８３０によって合計され、ユーザが選択した、エミュレートされる所望のギター（この例では電磁ピックアップ７１３、７１５の特定の構成を有する）の対応する弦のエミュレートされたデジタル・トーン信号が作成される。このエミュレートされたデジタル・トーン信号を、さらに、追加のトーン成形ブロックによって処理することができ、あるいは、アナログ・フォーマットに変換し、増幅器に出力することができ、この増幅器は、組込みＤＳＰモデリング機能を有するギター１００が、ユーザによって選択された所望のギターに似た音を出すように、エミュレートされたトーンを再生することができる。
【００５１】
したがって、モデリングされる電磁ピックアップのインパルス応答と計算された遅延に基づいて、所定のモデリング係数を有する所定のＦＩＲフィルタを組み込んだ一般化されたＤＳＰブロック図８００によって表されるディジタル伝達関数が作成される。このディジタル伝達関数は、弾かれる弦からのディジタル入力信号に応答して、ユーザによって選択された特定のギター（前にモデリングされた電磁ピックアップの所望の構成を有する）のギター弦の出力信号をエミュレートするのに使用することができる。言い換えると、ピックアップによって検出されるディジタル弦振動信号に基づいて、一般化されたＤＳＰブロック図８００の特定のディジタル伝達関数（所定のモデリング係数を有する）を実施するディジタル信号プロセッサ１２０は、ディジタル弦振動信号を処理して、前にモデリングされたギター（電磁ピックアップの特定の構成（たとえば、この場合では２つのピックアップ）を有する）の対応する弦トーンをエミュレートして、弾かれる弦のエミュレートされたデジタル・トーン信号を作成することができる。このエミュレートされたデジタル・トーン信号を、アナログ・フォーマットに変換し、増幅器に出力することができ、この増幅器は、組込みＤＳＰモデリング機能を有するギター１００が、ユーザによって選択されたギターに似た音を出すように、エミュレートされたトーンを再生することができる。上で説明したＤＳＰアルゴリズムが、２次元でピックアップ位置をモデリングし、最終的に出力信号を生成するために、一般にさらなる処理が必要であることを当業者は諒解するであろう。
【００５２】
前に説明した一般化されたＤＳＰブロック図８００には、特定のギター弦用の２つの電磁ピックアップを有するギターのＤＳＰブロック図の１つの例が示されているが、電磁ピックアップの特定の構成を有するギターのギター弦の特性を表す、前に説明した処理と方法を、任意の個数の電磁ピックアップ構成と任意の本数の弦を有するすべてのギターのすべてのギター弦について行えることを、当業者は諒解するであろう。したがって、前に説明した処理と方法を使用して、すべてのギターまたはすべての弦楽器をモデリングでき、その後、エミュレートすることができる。
【００５３】
したがって、本発明の実施形態を使用することによって、モデリングされた電磁ピックアップと計算された遅延に基づく所定のモデリング係数を有する所定のＦＩＲフィルタを組み込んだディジタル伝達関数を、電磁ピックアップの所与の構成と任意の数の弦を有するすべてのギターまたは弦楽器に対して作成することができる。したがって、ディジタル伝達関数と対応するＤＳＰブロック図モデルを作成し、使用して、弾かれる弦からのディジタル入力信号に応答する任意のギターまたは弦楽器の出力信号をエミュレートすることができる。言い換えると、ブリッジによって検出されるディジタル弦振動信号に基づいて、特定のディジタル伝達関数（所定のモデリング係数を有する）を実装するディジタル信号プロセッサ１２０が、ディジタル弦振動信号を処理して、ユーザが選択したエミュレートされる所望のギターの対応する弦のトーンをエミュレートして、選択されたギターのエミュレートされたデジタル・トーン信号を作成することができる。このエミュレートされたデジタル・トーン信号を、アナログ・フォーマットに変換し、増幅器に出力することができ、増幅器は、組込みＤＳＰモデリング機能を有するギターが、ユーザによって選択された所望のギターに似た音を出すように、エミュレートされたトーンを再生することができる。さらに、この方法論は、たとえばアコースティック・ギター、マンドリン、ベースなど、すべての弦楽器に適用することができる。
【００５４】
また、ギターのトーンの正確なモデリングに重要なのが、弦の振動に応答するギターの出力信号に非線形ひずみを導入することよって、ピックアップ高さがギターのトーンに影響する形である。垂直軸または「ｙ」軸の磁界強度は、電磁ピックアップの真上で最も強く、垂直距離が増えるにつれて弱くなる。したがって、弦を弾く時に、弦の振動によって、弦と電磁ピックアップの距離が狭まり、広がり、非線形ひずみがギター出力に導入され、したがって、ギター弦の真の音を正しくモデリングまたはエミュレートするために、非線形利得を適用する必要がある。もちろん、ピックアップ高さに依存して、非線形性の量が変化する。
【００５５】
本発明の実施形態は、さらに、エミュレートされるギターの対応する弦の電磁ピックアップの高さ（垂直または「ｙ」軸に沿った）のエミュレーションを提供する。具体的に言うと、電磁ピックアップのピックアップ高さのエミュレーションに、ディジタル弦振動信号の処理で、エミュレートされる弦楽器、たとえばギターの対応する弦の電磁ピックアップのピックアップ高さに関連する非線形ひずみをモデリングするための非線形利得の適用も含まれる。この形で、弦振動信号に応答するギターの全体的なトーンが、「ｘ」軸と「ｙ」軸の両方に沿ってエミュレートされ、したがって、エミュレートされる選択されたギターの音を真にエミュレートすることができる。
【００５６】
電磁ピックアップの異なるピックアップ高さに関する振動する弦の非線形性をモデリングするために、弦の静止している「バイアス」点から電磁ピックアップに向かうまたはこれから離れる（ｙ軸に沿った）弦による移動の距離を表す弦振動信号を、非線形利得曲線に関して使用することができる。図９を参照すると、図９には、振動する弦に関する異なるピックアップ高さの非線形利得曲線９０２が示されている。具体的に言うと、弦振動信号が、非線形利得曲線９０２にマッピングされ、弦振動信号の最大の達成可能な振幅は、観察からの弦移動の最大量に対応する。これから述べるように、オフセットをディジタル弦振動信号に加算して、正しい利得を得ることができ、したがって、ピックアップ高さと、振動する弦に関するピックアップ高さに起因して導入される非線形性の度合をシミュレートすることができる。
【００５７】
図９によって、仮想電磁ピックアップの領域での（すなわち、弦が静止している時のバイアス点のピックアップ高さの上）１ｍｍピークツーピークの振幅を有する正弦波的に振動する弦に関するこの効果が示されている。可変の利得が、この２つの位置の最小、最大、および中央の弦振動の位置に示されている。第１の例として、正弦波振動する弦９０４が、仮想電磁ピックアップの上で振動して示されており、ピックアップ高さは、１．５ｍｍであり（すなわち、これが、弦が静止している時のバイアス点である）、弦は、１ｍｍピックアップ高さと２ｍｍピックアップ高さの間で振動している。これに対応して、非線形利得曲線９０２上で、最小値９１０（すなわちピックアップ高さ＝１ｍｍ）での関連する利得、中央９１２（すなわち、ピックアップ高さ＝１．５ｍｍ、バイアス点）での関連する利得、最大値９１６（すなわち、ピックアップ高さ＝２ｍｍ）での関連する利得を見つけることができる。図１０ａに、非線形利得に起因してひずんだ、振動する弦９０４の出力（たとえば電圧出力）の例を示す。
【００５８】
第２の例として、正弦波振動する弦９２０が、仮想電磁ピックアップの上で振動して示されており、ピックアップ高さは、４．５ｍｍであり（すなわち、これが、弦が静止している時のバイアス点である）、弦は、４ｍｍピックアップ高さと５ｍｍピックアップ高さの間で振動している。これに対応して、非線形利得曲線９０２上で、最小値９３０（すなわちピックアップ高さ＝４ｍｍ）での関連する利得、中央９３２（すなわち、ピックアップ高さ＝４．５ｍｍ、バイアス点）での関連する利得、最大値９３４（すなわち、ピックアップ高さ＝５ｍｍ）での関連する利得を見つけることができる。図１０ｂに、非線形利得に起因してひずんだ、振動する弦９２０の電圧出力（たとえば電圧出力）を示す。
【００５９】
図１０ａ、１０ｂからわかるように、同一の振動する弦信号の出力は、ピックアップが弦に近いほど激しくひずむ。したがって、ピックアップが相対的に近い（すなわち、ピックアップ高さ＝１．５ｍｍ）図１０ａでは、出力信号が、ピックアップが相対的に遠い（すなわち、ピックアップ高さ＝４．５ｍｍ）図１０ｂより激しくひずんでいる。これは、図９に示されているように、４．５ｍｍのピックアップ高さでのより一定の利得と比較して、１．５ｍｍのピックアップ高さで比較的高い変動を提供する非線形利得曲線によってモデリングすることができる。したがって、非線形利得曲線９０２を使用して、異なるピックアップ高さ（たとえば１．５ｍｍおよび４．５ｍｍ）のオフセットまたは利得を提供して、これらの距離のピックアップ高さを有する電磁ピックアップのピックアップ応答の非線形性をシミュレートすることができる。
【００６０】
所与のピックアップ高さの所与の電磁ピックアップのこの非線形ひずみ効果を、たとえば、図９に示された非線形利得曲線９０２を用いて以前に特性を表されたピックアップの非線形利得を記述するルックアップ・テーブルを使用して、補償することができる。さらに、複数のルックアップ・テーブルによって、エミュレートされるさまざまな異なる電磁ピックアップのそれぞれの非線形利得曲線を保持することができる。
【００６１】
図１１を見ると、図１１には、前に述べた、所与のピックアップ高さの電磁ピックアップに関する弦の非線形利得モデリングを実施するのに使用できるＤＳＰアルゴリズム１１００のブロック図が示されている。まず、入力ディジタル弦振動信号が、スケーリング・ブロック１１１０によってスケーリングされる。入力ディジタル弦振動信号は、乗算器ブロック１１２０にも直接に送られる。具体的に言うと、入力ディジタル弦振動信号の値（たとえば、電圧のディジタル表現）が、スケーリングされた物理振動距離振幅に変換される。振動する弦９０４、９２０は、１ｍｍの振幅にスケーリングされている。
【００６２】
オフセット・ブロック１１４０からのオフセットが、加算器ブロック１１４５によって加算されて、モデリングされるピックアップ高さからの距離がシミュレートされる。このオフセットは、スケーリングされた物理振動距離振幅に加算され、非線形利得ルックアップ・テーブル１１５０への入力を提供して、モデリングされる特定の電磁ピックアップの高さに関する弦のトーンの非線形ひずみを正しくエミュレートするために適用しなければならない結果の非線形利得が見つかる。利得値は、乗算器ブロック１１２０で、元の入力ディジタル信号と乗算されて、指定されたピックアップ高さの特定の電磁ピックアップの実際の非線形利得効果によって実際にひずんだかのようにエミュレートされるエミュレートされたデジタル・トーン信号が得られる。
【００６３】
たとえば、弦９０４の入力ディジタル振動信号が１ｍｍの振幅までスケーリングされ、０．３ｍｍのスケーリングされた振動距離振幅読みと１．５ｍｍのピックアップ高さまたはオフセットを有する場合に、結果の利得は、１．８ｍｍ（１．５ｍｍ＋０．３ｍｍ）に対応する利得の値を得ることによって、モデリングされる特定の電磁ピックアップの対応する非線形利得値の非線形利得ルックアップ・テーブル１１５０内で見つかる。この利得値が、乗算器ブロック１１２０で元の入力ディジタル信号と乗算されて、エミュレートされたトーン信号が得られ、この信号は、特定のピックアップ高さの特定の電磁ピックアップの実際の非線形利得効果によって実際にひずんでいるかのようにエミュレートされる。
【００６４】
図１２を参照すると、図１２には、エミュレートされる特定のギターのギターの弦に沿った特定のｘ（水平）位置と特定のｙ（ピックアップ高さ）変位に配置された２つの電磁ピックアップをエミュレートする、前に説明した弦の非線形利得モデリングの実現を含む、ＤＳＰアルゴリズム１２００のブロック図の完全な２次元の例が示されている。図１２からわかるように、弦の入力ディジタル弦振動信号８０１が、ＤＳＰブロック図８００に入る。ＤＳＰブロック図が、前に述べたように、電磁ピックアップの特定の構成を有する、エミュレートされる所望のギターのギター弦のエミュレーションのためのディジタル伝達関数の表現であることを諒解されたい。しかし、このＤＳＰブロック図を、２つの電磁ピックアップを有するすべてのギターまたは他の弦楽器のすべての弦に一般化することができる。
【００６５】
例として、入力ディジタル弦振動信号８０１は、初期振動信号に応答する第１電磁ピックアップの磁気アパーチャ・フィルタ応答をエミュレートするＦＩＲ１  ８０２と、反射振動信号（すなわちブリッジから反射された）に応答する電磁ピックアップの磁気アパーチャ・フィルタ応答を表すＦＩＲ１の逆数であるＦＩＲ１−1  ８０４とによって処理される。さらに、入力ディジタル振動信号は、反射振動信号がＮ1サンプルだけ遅れてエミュレートされるようにｚ−N1  ８０６だけ遅延される。さらに、入力振動信号８０１に対するＦＩＲ１  ８０２とＦＩＲ１−1  ８０４の初期磁気アパーチャＦＩＲ応答および反射磁気アパーチャＦＩＲ応答が、加算器８１０によって合計されて、第１のエミュレートされた電磁ピックアップの第１のエミュレートされたディジタル弦トーン信号が生成される。
【００６６】
同様に、ブリッジにより近い第２電磁ピックアップの応答が、ブリッジから遠い第１電磁ピックアップの応答に関して正しく遅れるように、入力振動信号８０１がｚ−D2  ８１２だけ遅延された後に、入力ディジタル弦振動信号８０１は、初期振動信号に応答する第２電磁ピックアップの磁気アパーチャ・フィルタ応答をエミュレートするＦＩＲ２  ８２０と、反射振動信号（すなわち、ブリッジから反射された）に応答する第２電磁ピックアップの磁気アパーチャ・フィルタ応答を表す、ＦＩＲ２の逆数であるＦＩＲ２−1  ８２４とによって処理される。さらに、遅延８１２の出力からの遅延入力振動信号は、反射振動信号がＮ2サンプルだけ遅れてモデリングされるように、ｚ−N2  ８２６だけ遅延される。さらに、入力振動信号８０１に対するＦＩＲ２  ８２０とＦＩＲ２−1  ８２４の初期磁気アパーチャＦＩＲ応答および反射磁気アパーチャＦＩＲ応答が、加算機８２８によって合計されて、第２のエミュレートされた電磁ピックアップの第２のエミュレートされたディジタル弦振動信号が生成される。
【００６７】
第１、第２のエミュレートされた電磁ピックアップの第１、第２のエミュレートされたディジタル弦振動の両方が、それぞれ、ＤＳＰアルゴリズム・ブロック１１００を介して処理されて、その所与のピックアップ高さの各電磁ピックアップに関する弦の非線形利得モデリングが実現された。第１、第２のエミュレートされた電磁ピックアップの第１、第２のエミュレートされたディジタル弦振動信号が、それぞれ、スケーリング・ブロック１１１０によってスケーリングされる。第１、第２のエミュレートされた電磁ピックアップの第１、第２のエミュレートされたディジタル弦振動信号は、それぞれ、乗算器ブロック１１２０にも直接に送られる。具体的に言うと、前に説明したように、第１、第２のエミュレートされた電磁ピックアップの第１、第２のエミュレートされたディジタル弦振動信号の値が、それぞれ、スケーリングされた物理的振動距離振幅に変換される。
【００６８】
オフセット・ブロック１１４０からのオフセットが、加算器ブロック１１４５によって加算されて、第１、第２のエミュレートされるディジタル弦振動信号のそれぞれについて、モデリングされるピックアップ高さからの距離がシミュレートされる。このオフセットは、スケーリングされた物理振動距離振幅に加算され、非線形利得ルックアップ・テーブル１１５０への入力を提供して、モデリングされる特定の電磁ピックアップの高さに関する弦のトーンの非線形ひずみを正しくエミュレートするために適用しなければならない結果の非線形利得が見つかる。利得値は、乗算器ブロック１１２０で、第１、第２のエミュレートされる電磁ピックアップの第１、第２のエミュレートされたディジタル弦トーン信号のそれぞれと乗算されて、特定のピックアップ高さの第１、第２の電磁ピックアップの実際の非線形利得効果によって実際にひずんだかのようにエミュレートされる第１、第２のエミュレートされたディジタル弦トーン信号が得られる。
【００６９】
最後に、第１のエミュレートされた電磁ピックアップの第１のエミュレートされたディジタル弦トーン信号と第２のエミュレートされた電磁ピックアップの第２のエミュレートされたディジタル弦トーン信号の両方が、加算器１２３０によって加算され、ユーザが選択したエミュレートされる所望のギターの対応する弦のエミュレートされたデジタル・トーン信号が作成される。このエミュレートされたデジタル・トーン信号は、非線形利得モデリングを含む、「ｘ」方向と「ｙ」方向の両方での、所望のギターの弦に関する特定の位置関係にある電磁ピックアップによって検出される弦をエミュレートしたものである。このエミュレートされたトーン信号が、アナログ・フォーマットに変換され、増幅器に出力され、増幅器は、組込みＤＳＰモデリング機能を有するギターが、ユーザによって選択された所望のギターに似た音を出すように、エミュレートされたトーンを再生することができる。
【００７０】
したがって、モデリングされた電磁ピックアップのインパルス応答、計算された遅延（ＤＳＰブロック図８００）、ＤＳＰブロック図１１００による「ｙ」軸での非線形モデリングに基づく、所定のモデリング係数を有する所定のＦＩＲフィルタを組み込まれた組み合わされたＤＳＰブロック図１２００によって表されるディジタル伝達関数が作成される。このディジタル伝達関数は、弾かれる弦からのディジタル入力信号に応答して、ユーザによって選択された特定のギターのギター弦の出力信号をエミュレートするのに使用することができる。言い換えると、ブリッジによって検出されるディジタル弦振動信号に基づいて、組み合わされたＤＳＰブロック図１２００の特定のディジタル伝達関数（エミュレートされる特定のギターの所定のモデリング係数を有する）を実装するディジタル信号プロセッサ１２０がディジタル弦振動信号を処理して、モデリングされるギター（前にモデリングされた電磁ピックアップの特定の構成を有する）の弦に関する特定の位置の電磁ピックアップによって検出される対応する弦をエミュレートして、「ｘ」軸領域と「ｙ」軸領域の両方でモデリングされるエミュレートされたデジタル・トーン信号を作成することができる。このエミュレートされたデジタル・トーン信号をアナログ・フォーマットに変換し、増幅器に出力することができ、組込みＤＳＰモデリング機能を有するギター１００が、ユーザによって選択されたギターに似た音を出すように、エミュレートされたトーンをその増幅器が再生することができる。やはり、前に述べたように、上で説明したＤＳＰアルゴリズムが、２次元でピックアップ位置をモデリングするのに使用され、最終的に出力信号を生成するために、一般にさらなる処理が必要であることを、当業者は諒解するであろう。
【００７１】
前に説明した組み合わされたＤＳＰブロック図１２００には、特定のギター弦に関する２つの電磁ピックアップを有するギターのＤＳＰブロック図の１つの特定の例だけが示されているが、電磁ピックアップの特定の構成を有するギターの弦に関する特定の位置（「ｘ」軸領域と「ｙ」軸領域の両方）にある電磁ピックアップによって検出されるギター弦の特徴を表す前に説明した処理と方法を、任意の個数の電磁ピックアップ構成と弦を有するすべてのギターのすべてのギター弦について行えることを、当業者は諒解するであろう。さらに、電気ギターに関して説明したが、前に説明した方法と技法を使用して、すべての弦楽器をモデリングすることができることを諒解されたい。したがって、前に説明した処理と方法を使用して、すべての電化された弦楽器をモデリングし、エミュレートすることができる。
【００７２】
したがって、本発明の実施形態を使用して、モデリングされた電磁ピックアップのインパルス応答と計算された遅延に基づく、所定のモデリング係数を有する所定のＦＩＲフィルタを組み込んだディジタル伝達関数を、電磁ピックアップの所与の構成と任意の数の弦を有するすべてのギターまたは弦楽器について作成することができ、さらに、非線形利得を適用して、特定のピックアップ高さにある特定の電磁ピックアップの非線形ひずみ効果をさらにエミュレートすることができる。したがって、ディジタル伝達関数と対応するＤＳＰブロック図モデルを作成し、使用して、弾かれる弦からのディジタル入力信号に応答するすべてのギターまたは弦楽器の出力信号をエミュレートすることができる。言い換えると、ピックアップによって検出されるディジタル弦振動信号に基づいて、特定のディジタル伝達関数を実装するディジタル信号プロセッサ１２０は、ディジタル弦振動信号を処理して、ユーザが選択したエミュレートされる所望のギターの対応するトーンを（「ｘ」軸領域と「ｙ」軸領域の両方で）エミュレートして、選択されたギターのエミュレートされたデジタル・トーン信号を作成することができる。このエミュレートされたデジタル・トーン信号をアナログ・フォーマットに変換し、増幅器に出力することができ、増幅器は、組込みＤＳＰモデリング機能を有するギターが、ユーザによって選択された所望のギターに似た音を出すように、エミュレートされたトーンを再生する。さらに、組込みＤＳＰは、たとえばアコースティック・ギター、マンドリン、ベースなどのすべての弦楽器のモデリングを可能にする。たとえば、アコースティック楽器の場合に、アコースティック楽器のボディ共鳴をモデリングするのに使用される標準的な技法を使用することができる。そのような例の１つが、参照によって本明細書に組み込まれる、カルジャライネン（Ｋａｒｊａｌａｉｎｅｎ）、ペンティネン（Ｐｅｎｔｔｉｎｅｎ）、およびバリマキ（Ｖａｌｉｍａｋｉ）共著、「Ｍｏｒｅ  Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｓｏｕｎｄｉｎｇ  Ｔｉｍｂｒｅ  ｆｒｏｍ  Ｇｕｉｔａｒ  Ｐｉｃｋｕｐｓ」、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  ２ｎｄ  ＣＯＳＴ  Ｇ−６  Ｗｏｒｋｓｈｏｐ  ｏｎ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｕｄｉｏ  Ｅｆｆｅｃｔｓ  （ＤＡＦｘ９９）、ＮＴＮＵ、Ｔｒｏｎｄｈｅｉｍ、１９９９年１２月９〜１１日で開示されたアコースティック・モデリング技法である。
【００７３】
前に説明した発明のさまざまな形態を、前に説明した機能を実行する１つまたは複数の命令（たとえば、ソフトウェア・モジュール、プログラム、コード・セグメントなど）として実装することができる。プロセッサによって読み取られ、実行される時に、命令は、そのプロセッサに、本発明を実施し、かつ／またはその実施形態を使用するのに必要な動作を実行させる。一般に、命令は、メモリ、データ・ストレージ・デバイス、および／またはリモート・デバイスなど、機械可読媒体、デバイス、または搬送波に埋め込まれ、かつ／またはこれらから可読である。命令は、動作中に使用するために、メモリ、データ・ストレージ・デバイス、および／またはリモート・デバイスからメモリにロードすることができる。命令を使用して、その命令によってプログラムされる汎用プロセッサまたは特殊目的プロセッサに、本発明のステップを実行させることができる。その代わりに、本発明の特徴またはステップを、ステップを実行するハードワイヤード・ロジックを含む特定のハードウェア・コンポーネントによって、またはプログラムされたコンピュータ・コンポーネントとカスタム・ハードウェア・コンポーネントの組合せによって、実行することができる。
【００７４】
本発明およびそのさまざまな機能コンポーネントを、特定の実施形態で説明したが、本発明の実施形態を、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、またはこれらの組合せに実装でき、そのシステム、サブシステム、コンポーネント、またはサブコンポーネントで使用できることを諒解されたい。ソフトウェアに（たとえばソフトウェア・モジュールとして）実装されると、本発明の要素は、必要なタスクを実行する命令／コード・セグメントである。プログラムまたはコード・セグメントは、プロセッサ可読媒体またはコンピュータ・プログラム製品などの機械可読媒体内に保管するか、伝送媒体または通信リンクを介して、搬送波に埋め込まれたコンピュータ・データ信号または搬送波によって変調された信号によって伝送することができる。機械可読媒体またはプロセッサ可読媒体に、機械（たとえば、プロセッサ、コンピュータなど）によって可読かつ実行可能な形態で情報を保管するか転送できるすべての媒体を含めることができる。機械／プロセッサ可読媒体の例に、電子回路、半導体メモリ・デバイス、ＲＯＭ、フラッシュ・メモリ、消去可能プログラマブルＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ）、フロッピ・ディスケット、コンパクト・ディスクＣＤ−ＲＯＭ、光ディスク、ハード・ディスク、光ファイバ媒体、ラジオ周波数（ＲＦ）リンクなどが含まれる。コンピュータ・データ信号に、電子ネットワーク・チャネル、光ファイバ、空気、電磁気、ＲＦリンクなどの伝送媒体を介して伝搬することができるすべての信号を含めることができる。コード・セグメントを、インターネット、イントラネットなどのネットワークを介してダウンロードすることができる。
【００７５】
本発明を、例示的実施形態を参照して説明したが、この説明は、制限的な意味で解釈されることを意図されたものではない。本発明に関係する当業者に明白な例示的実施形態のさまざまな修正ならびに本発明の他の実施形態は、本発明の趣旨および範囲に含まれるとみなされる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の一実施形態による、組込みディジタル信号処理（ＤＳＰ）モデリング機能を有する弦楽器を示す正面図である。
【図２】本発明の一実施形態による、組込みディジタル信号処理（ＤＳＰ）モデリング機能を有する弦楽器の機能ブロックを示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態による、同時に演奏できるように組み合わされる複数のエミュレートされる弦楽器を示すブロック図である。
【図４】ギターの弦から比較的離れて配置された（すなわち、比較的大きいピックアップ高さを有する）電磁ピックアップと結果の磁気アパーチャを示す図である。
【図５】ギターの弦から比較的近くに配置された（すなわち、比較的小さいピックアップ高さを有する）電磁ピックアップと結果の磁気アパーチャを示す図である。
【図６】本発明の一実施形態による、特定の位置に電磁ピックアップを有する特定のギターのギター弦の磁気アパーチャのディジタル・モデリングのプロセスを示す図である。
【図７】本発明の一実施形態による、第１位置の第１電磁ピックアップと第２位置の第２磁気ピックアップを有する特定のギターのギター弦の磁気アパーチャのディジタル・モデリングのプロセスを示す図である。
【図８】本発明の一実施形態による、結果の磁気アパーチャが、ＦＩＲフィルタを用いてエミュレートされる、ギターの弦に沿った（図７）特定のｘ（水平）位置および特定のｙ（ピックアップ高さ）変位に配置された２つの電磁ピックアップを有する、前にモデリングされたギターをエミュレートする一般化されたＤＳＰアルゴリズムのブロック図の例を示す図である。
【図９】本発明の一実施形態による、振動する弦に関する異なるピックアップ高さの非線形利得曲線を示す図である。
【図１０】ａ：第１の比較的近いピックアップ高さに関する非線形利得に起因してひずんだ、振動する弦の出力（たとえば電圧出力）の例を示す図である。  ｂ：第２の比較的離れたピックアップ高さに関する非線形利得に起因してひずんだ、振動する弦の出力（たとえば電圧出力）を示す図である。
【図１１】本発明の一実施形態による、所与のピックアップ高さの電磁ピックアップに関する弦の非線形利得モデリングを実施するのに使用できるＤＳＰアルゴリズムを示すブロック図である。
【図１２】本発明の一実施形態による、エミュレートされる特定のギターのギターの弦に沿った特定のｘ（水平）位置および特定のｙ（ピックアップ高さ）変位に配置された２つの電磁ピックアップをエミュレートする、弦の非線形利得モデリングの実施を含むＤＳＰアルゴリズムの一般化されたブロック図の完全な２次元の例を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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