(57)【要約】   入力される楽音信号を１オクターブ低い音高の楽音信号に安定して変換することができる効果装置を提供する。  【課題】    【解決手段】  入力されたデジタル信号は、３つのバンドパスフィルタ１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃによりそれぞれの帯域に分割され、それぞれ、オクターブ処理部１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃへ入力される。これら３つのオクターブ処理部と入力された楽音信号が直接入力されるオクターブ処理部１１２は、すべて同じ構成であり、入力楽音信号を１オクターブ低い楽音信号に変換して出力する。オクターブ処理部１１２により変換された、入力楽音信号の１オクターブ低い楽音信号は、乗算器１１３により、３つのバンドパスフィルタを通過した信号のレベルにより決定される係数が乗算される。この係数は、バンドパスフィルタを通過した信号のレベルが大きいほど、小さい値である。  【選択図】    図２
2005037760.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力される楽音信号を１オクターブ低い音高の楽音信号に変換し、前記入力される楽音信号と混合して出力する効果装置において、
入力される楽音信号の所定の周波数帯域を通過させるフィルタと
前記フィルタを通過した楽音信号のレベルを検出するレベル検出手段と、
前記フィルタを通過した楽音信号を１オクターブ低い音高の楽音信号に変換する第１のオクターブ処理手段と、  
前記入力される楽音信号を１オクターブ低い音高の楽音信号に変換する第２のオクターブ処理手段と、
前記レベル検出手段により検出されたレベルに応じて前記第２のオクターブ処理手段の
出力を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする効果装置。
【請求項２】
前記フィルタは、低域通過フィルタにより構成されることを特徴とする請求項１記載の効果装置。
【請求項３】
前記フィルタは、複数の周波数帯域に分割し、前記第１のオクターブ処理手段は、それぞれの帯域において１オクターブ低い音高の楽音信号に変換するものであることを特徴とする請求項１記載の効果装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記レベル検出手段により検出されたレベルが所定のレベルより大きい場合は、前記第２のオクターブ処理手段により変換された楽音信号を出力しないように制御するものであることを特徴とする請求項１記載の効果装置。
【請求項５】
前記第１または第２のオクターブ処理手段は、楽音信号の１周期分離れた波形の２つのピーク点を結ぶ線分を折り返し線として前記２つのピーク点間の波形を折り返す処理を１周期おきに繰り返すことにより変換するものであることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の効果装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力される楽音信号を１オクターブ低い音高の楽音信号に変換して出力する効果装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、入力される楽音信号を１オクターブ低い音高の楽音信号に変換し、入力される楽音信号と混合するなどして出力する効果装置が知られている。特開昭５４−１４３６１７号公報（特許文献１）には、入力楽音信号の１周期毎に波形の出力と遮断を繰り返し行うことにより、１オクターブ低い（周波数は、二分の一）音高の楽音を形成する方法が開示されている。
【特許文献１】特開昭５４−１４３６１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に記載されている効果装置は、入力楽音信号の１周期毎に波形の出力と遮断を行うため、１周期の検出が安定して行われないと１オクターブ低い楽音が安定して形成されないという問題点がある。特にギターやベースの低音域の楽音は、基本波の２倍の倍音のレベルが比較的大きく、倍音の周期を検出しやすいという傾向があり、上記問題点が顕著であった。
【０００４】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、入力される楽音信号のピッチを安定してオクターブ低く変換する効果装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的を達成するために、請求項１記載の効果装置は、入力される楽音信号を１オクターブ低い音高の楽音信号に変換し、前記入力される楽音信号と混合して出力する効果装置であって、所定の周波数帯域を通過させるフィルタと、前記フィルタを通過した楽音信号のレベルを検出するレベル検出手段と、前記フィルタを通過した楽音信号を１オクターブ低い音高の楽音信号に変換する第１のオクターブ処理手段と、前記入力される楽音信号を１オクターブ低い音高の楽音信号に変換する第２のオクターブ処理手段と、前記レベル検出手段により検出されたレベルに応じて前記第２のオクターブ処理手段の出力を制御する制御手段とを備えている。
【０００６】
この請求項１記載の効果装置によれば、入力される楽音信号が所定の周波数帯域に含まれる場合には、その帯域以外の倍音を含む周波数成分は減衰され、オクターブ処理が行われるとともに、入力される楽音信号の全帯域を入力してオクターブ処理されたオクターブ信号は、出力されないなどの制御が行なわれる。一方、入力される楽音信号が、所定の周波数帯域に含まれない場合は、入力される楽音信号の全帯域を入力してオクターブ処理されたオクターブ信号を出力するよう制御される。
【０００７】
請求項２記載の効果装置は、請求項１記載の効果装置において、前記フィルタは、低域通過フィルタにより構成される。
【０００８】
請求項３記載の効果装置は、請求項１記載の効果装置において、前記フィルタは、複数の周波数帯域に分割し、前記第１のオクターブ処理手段は、それぞれの帯域において１オクターブ低い音高の楽音信号に変換する。
【０００９】
請求項４記載の効果装置は、請求項１記載の効果装置において、前記レベル検出手段により検出されたレベルが所定のレベルより大きい場合は、前記第２のオクターブ処理手段により変換された楽音信号を出力しないように制御される。
【００１０】
請求項５記載の効果装置は、請求項１から４のいずれかに記載の効果装置において、前記第１または第２のオクターブ処理手段は、楽音信号の１周期分離れた波形の２つのピーク点を結ぶ線分を折り返し線として前記２つのピーク点間の波形を折り返す処理を１周期おきに繰り返すことにより変換する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の効果装置によれば、入力される楽音信号が所定の周波数帯域に含まれる場合には、その帯域以外の倍音を含む周波数成分は減衰され、オクターブ処理が行われるとともに、入力される楽音信号の全帯域を入力してオクターブ処理されたオクターブ信号は、出力されないなどの制御が行なわれる。一方、入力される楽音信号が、所定の周波数帯域に含まれない場合は、入力される楽音信号の全帯域を入力してオクターブ処理されたオクターブ信号を出力するよう制御されるので、倍音のレベルが高い楽音信号（ピッチが低い）については、周波数帯域を制限した楽音信号に基づいてオクターブ処理を行い、比較的倍音のレベルが高くない入力楽音信号の場合には、帯域を分けずにオクターブ処理を行うことができるので、入力される楽音信号をオクターブ低い楽音を安定して変換することができると共に回路構成を簡単にすることができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の好ましい実施例について、添付図面を参照して説明する。
【００１３】
図１は、本発明の効果装置１００のブロック図である。ギターのピックアップやマイクロフォンにより弦振動や音声信号が電気信号に変換され、図示しない入力ジャックに接続されて効果装置１００に入力される。この入力された楽音信号は、所定のサンプリング周波数（例えば４４．１ｋＨｚ）で標本化され、Ａ／Ｄ変換器１３０により、例えば１６ビットのデジタル信号に量子化される。このデジタル信号は、ＤＳＰ（デジタル信号処理装置）１１０により各種の信号処理が行われＤ／Ａ変換器１４０によりアナログ信号に変換されて出力される。出力される信号は、効果装置１００に設けられた出力ジャックに接続されたケーブルによりアンプ等に供給され、スピーカ等から放音される。ＤＳＰ１１０内には、図示しないプログラムを記憶するＲＯＭと一時記憶するＲＡＭが備えられている。
【００１４】
ＣＰＵ（中央処理装置）１２０は、ＲＯＭ１５０に記憶されたプログラムを実行し、一時記憶するＲＡＭ１６０を使用して、操作子１７０の操作状態を検出するなどして、パラメータを設定し、ＤＳＰ１１０に処理の指示を送る。
【００１５】
操作子としては、図示しないが、ダイレクト音（入力楽音信号）の出力レベルを調整するツマミ、ダイレクト音を１オクターブ低く形成された楽音の出力レベルを調整するツマミ、モード選択ツマミおよび選択されたモードにより機能が変化するコントロールツマミおよびエフェクトのオン／オフスイッチが備えられている。
【００１６】
モード選択ツマミにより選択されるモードには、ポリモード、オクト２モードおよび
ドライブモードがある。ポリモードの場合は、入力楽音の帯域分割を行い、それぞれの帯域で１オクターブ低い楽音を形成するので、入力楽音が和音であっても、和音を構成するそれぞれの楽音のオクターブ低い楽音が形成される。この場合、コントロールツマミは、帯域分割を行う帯域幅を調整する。
【００１７】
オクト２モードの場合は、入力される楽音の１オクターブ低い楽音とさらに１オクターブ低い楽音（入力楽音の２オクターブ低い楽音）を形成する。オクターブ処理部により１オクターブ低い楽音を形成し、その楽音を再びオクターブ処理部にてさらに１オクターブ低い楽音を形成する。この場合、コントロールツマミは、２オクターブ低い楽音の出力レベルを調整する。
【００１８】
ドライブモードの場合は、入力される楽音の１オクターブ低い楽音にのみ歪み（ディストーション）をかける。この場合、コントロールツマミは、歪み量を調整する。
【００１９】
エフェクトのオン／オフスイッチは、ペダルスイッチで構成され、オンの場合は効果がかかり、オフの場合は、入力楽音が直接出力される。
【００２０】
図２は、本発明によるＤＳＰ１１０の機能ブロック図である。入力されたデジタル信号は、３つのバンドパスフィルタ１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、乗算器１１４およびオクターブ処理部１１２へそれぞれ供給される。これらのバンドパスフィルタは、ＩＩＲデジタルフィルタにより構成される。
【００２１】
バンドパスフィルタ１１０ａは、音名Ｂ１（約６１．７Ｈｚ）から音名Ｂ２（約１２３．４Ｈｚ）の１オクターブ、バンドパスフィルタ１１０ｂは、音名Ｂ２（１２３．４Ｈｚ）から音名Ｅ３（１６４．８Ｈｚ）の５半音、バンドパスフィルタ１１０ｃは、音名Ｅ３から音名Ａ３（２２０．０Ｈｚ）までの５半音の周波数帯域をそれぞれ通過する。ここで、バンドパスフィルタ１１０ａのみが、１オクターブの範囲を受け持つのは、この帯域は、最低音領域であり、２倍音が存在することがないからである。
【００２２】
一方、バンドパスフィルタ１１０ｂや１１０ｃを通過する周波数帯域は、同じ帯域に基音と倍音が共存することがないように設定しなければならず、通過帯域幅を５半音としている。バンドパスフィルタ１１０ａ、１１０ｂおよび１１０ｃの出力はそれぞれ、オクターブ処理部１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃへそれぞれ入力される。これら３つのオクターブ処理部と入力された楽音信号が直接入力されるオクターブ処理部１１２は、すべて同じ構成であり、入力楽音信号を１オクターブ低い楽音に変換して出力するが、詳細は後述する。
【００２３】
オクターブ処理部１１２により生成された、入力楽音信号の１オクターブ低い楽音信号は、乗算器１１３により、バンドパスフィルタ１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃを通過した信号のレベルにより決定される係数が乗算される。これらのレベルは、各オクターブ処理部１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃにおいて、後述するように、エンベロープフォロアによる平滑信号が使用される。これらのレベルにより決定される係数は、バンドパスフィルタを通過した信号のレベルが大きいほど、小さい値であり、いずれかのバンドパスフィルタの出力が所定値を超える場合には、この係数を０にし、オクターブ処理部１１２により処理されたオクターブ信号を出力しないようにする。このことにより、誤検出されることが多い音名Ａ３より低いピッチの入力信号の場合には、オクターブ処理部１１２により誤ってオクターブ処理される可能性があるので、出力を停止する。逆に、これらのバンドパスフィルタを通過した信号のレベルが小さいときは、オクターブ処理部１１２によるオクターブ信号が出力される。
【００２４】
入力された楽音信号は、乗算器１１４により、操作子により設定されたレベルに変換され、加算器１１５へ入力される。また、オクターブ処理部１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃの各オクターブ信号およびオクターブ処理部１１２によりオクターブ処理され、乗算器１１３により係数を掛けられた楽音信号も加算器１１５により加算されて出力される。
【００２５】
次に、図３および図４を参照して、オクターブ処理部１１１ａ〜１１１ｃおよび１１２について詳細に説明する。図３は、ＤＳＰ１１０において実行されるオクターブ処理の機能ブロック図であり、図４は、図３の各部における波形を表す図である。
【００２６】
入力される楽音信号（波形Ｂ）は、エンベロープフォロア２１１に入力され、入力波形のピーク点を結ぶピーク信号Ｃのように変換される。なお、エンベロープフォロアとは、整流された波形を積分する処理である。図４（１）に波形Ｂおよびピーク信号Ｃを示す。
【００２７】
エンベロープフォロア２１１の出力である波形Ｃは、図２に示されるオクターブ処理部１１１ａ〜１１１ｃのレベル信号として使用される。
【００２８】
また、入力される楽音信号Ｂは、乗算器２１５により（−１）が乗算されて反転され、エンベロープフォロア２１６に入力される。エンベロープフォロア２１１および２１６の出力は、それぞれ乗算器２１３および２１７により（−１）が乗算されて反転され、加算器２１４および２１９にそれぞれ供給される。加算器２１４では、入力された楽音信号が乗算器２１２を通じ、また、加算器２１９では、乗算器２１５により反転された楽音信号が乗算器２１８を通じて、それぞれ加算され、波形Ｄおよび波形Ｆが形成される。
【００２９】
波形Ｄは、図４（２）に示すように、ピーク信号Ｃと楽音信号Ｂの差分がわずかに０レベル（波線）を上回るレベルの楽音信号となり、波形Ｆは、図４（４）に示すように、楽音信号Ｂを反転した信号におけるピーク信号とその反転された楽音信号の差分がわずかに０レベル（波線）を上回るレベルの楽音信号となる。なお、図４では、入力される楽音信号Ｂの波形を単純な波形で模式的に描いているため、波形Ｆは、波形Ｄの位相を１８０度ずらした波形のように描かれているが、一般には入力される楽音信号の波形は非常に複雑な形状であり、正負を反転した波形は、もとの波形の位相を１８０度ずらした波形とは異なる。
【００３０】
これらの波形Ｄおよび波形Ｆは、それぞれコンパレータ２２１およびコンパレータ２２０に供給され、これらのコンパレータでは、波形のレベルがレベル０より高いとき１，波形のレベルがレベル０より低いとき０の矩形波が出力される。図４（３）Ｅおよび図４（５）Ｇが、これらの波形を表す。
【００３１】
波形Ｅは、Ｓ−Ｒ  ＦＦ（セットリセット型フリップフロップ）の２２２のセットＳ端子に入力され、波形Ｇは、リセットＲ端子にそれぞれ入力される。その結果、Ｓ−Ｒ  ＦＦ２２２の出力は、図４（６）の波形Ｈに示すように、入力される楽音信号の周期と同じ周期の矩形波である。
【００３２】
この矩形波Ｈは、つぎにＤ型フリップフロップ２２３に入力され、周期が２倍の矩形波Ｉ（図４（７））が得られる。ここで、入力される楽音信号を乗算器２１５により反転した信号から波形Ｇを得、その波形ＧによりＳ−Ｒ  ＦＦ２２２を制御しているのは、実際の波形の場合、正側の波形と負側の波形が大きく異なる場合があり、入力される楽音信号の周期に応じた矩形波を確実に得るためである。
【００３３】
次に乗算器２２４の入力に波形Ｄを供給するとともに、矩形波Ｉが１の時は係数１を、矩形波Ｉが０の時は係数−１を乗算器２２４に供給することにより波形Ｊ（図４（８））が得られ、この波形Ｊを低域通過フィルタ２２５に通すことにより、波形Ｋ（図４（９））が得られる。この波形Ｋは、入力される楽音信号の１オクターブ低いピッチを有するものである。
【００３４】
以上、上記実施例に基づき本発明を説明したが、本発明は、上記実施例に何ら限定されるものでなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。
【００３５】
例えば、上記実施例では、バンドパスフィルタを３つ設けたが、これは７弦ギターの最低音を考慮したものであり、６弦ギターや他のギターでは、最低音がそれほど低くはないので、１つ、あるいは、２つのバンドパスフィルタでもよい。なお、１つの場合や、最低の音域を受け持つフィルタは、バンドパスフィルタである必要はなく、ローパスフィルタでもよい。
【００３６】
また、上記実施例では、バンドパスフィルタを通過した信号レベルをオクターブ処理部におけるエンベロープフォロアによる積分処理により得るようにしているが、これに限らず、整流した後の振幅値の平均値を演算するなどの方法で検出してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の効果装置のブロック図である。
【図２】ＤＳＰの機能ブロック図である。
【図３】オクターブ処理部のブロック図である。
【図４】オクターブ処理部の各部における波形を表す図である。
【符号の説明】
【００３８】
１００              効果装置
１１０              ＤＳＰ
１１０ａ〜１１０ｃ  バンドパスフィルタ
１１１ａ〜１１１ｃ  オクターブ処理部（第１のオクターブ処理手段）
１１２              オクターブ処理部（第２のオクターブ処理手段）
１１３              乗算器（制御手段）
１２０              ＣＰＵ
【図１】
2005037760.tif 000003
【図２】
2005037760.tif 000004
【図３】
2005037760.tif 000005
【図４】
2005037760.tif 000006