(57)【要約】【課題】テープデッキなどの録音再生による歪みをシミュレートする効果付与装置において、ボリュームを追加することなく、歪み量のみを制御できるようにすることを目的とする。【解決手段】効果付与装置において、入力信号のレベル調整を行い、磁気テープへの録音と再生を模擬する非線形変換を施し、その後、出力信号のレベル調整を行う際、オートメイクアップモードを設定できるようにし、該モードに設定されたとき、入力ゲインと出力ゲインとの和を求めて記憶し、入力レベル調整手段または出力レベル調整手段によってレベル調整が行われたとき、前記記憶したゲインの和が変わらないよう両レベル調整手段がリンクして動作するように制御する。これにより、全体のボリュームを変えることなく歪み量のみを制御できる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号に効果を付与して出力する効果付与装置であって、
入力信号のレベル調整を行う入力レベル調整手段と、
前記入力レベル調整後の入力信号に対し、磁気テープへの録音と再生を模擬する非線形変換を施す手段と、
前記非線形変換後の信号のレベル調整を行う出力レベル調整手段と、
オートメイクアップモードを設定する手段と、
オートメイクアップモードに設定されたとき、前記入力レベル調整手段で設定されているゲインと前記出力レベル調整手段で設定されているゲインとの和を求めて記憶する手段と、
オートメイクアップモードが設定されている間、前記入力レベル調整手段または出力レベル調整手段の何れかによってレベル調整が行われたとき、前記記憶したゲインの和が変わらないよう両レベル調整手段がリンクして動作するように制御する手段と
を備えたことを特徴とする効果付与装置。
【請求項２】
入力信号に効果を付与して出力する効果付与装置であって、
入力信号のレベル調整を行う入力レベル調整手段と、
前記入力レベル調整後の入力信号に対し、磁気テープへの録音と再生を模擬する非線形変換を施す手段と、
前記非線形変換後の信号のレベル調整を行う出力レベル調整手段と、
オートメイクアップモードを設定する手段と、
オートメイクアップモードに設定されたとき、前記入力レベル調整手段で設定されているゲインと前記出力レベル調整手段で設定されているゲインとの和を求めて記憶する手段と、
オートメイクアップモードが設定されている状態で前記入力レベル調整手段によるレベル調整が行われたとき、前記記憶したゲインの和が変わらないよう前記出力レベル調整手段がリンクして動作するように制御する手段と
を備えたことを特徴とする効果付与装置。
【請求項３】
入力信号に効果を付与して出力する効果付与装置であって、
入力信号のレベル調整を行う入力レベル調整手段と、
前記入力レベル調整後の入力信号に対し、磁気テープへの録音と再生を模擬する所定の飽和特性を有する非線形変換を施す手段と、
前記非線形変換後の信号のレベル調整を行う出力レベル調整手段と、
オートメイクアップモードを設定する手段と、
オートメイクアップモードに設定されたとき、前記入力レベル調整手段で設定されているゲインから計算される前記非線形変換の出力ゲインを求め、求めたゲインと前記出力レベル調整手段で設定されているゲインとの和を求めて記憶する手段と、
オートメイクアップモードが設定されている状態で前記入力レベル調整手段によるレベル調整が行われたとき、そのレベル調整で設定された前記入力レベル調整手段のゲインから計算される前記非線形変換の出力ゲインを求め、求めたゲインに対して前記記憶したゲインの和が変わらないよう前記出力レベル調整手段がリンクして動作するように制御する手段と
を備えたことを特徴とする効果付与装置。
【請求項４】
請求項２または３に記載の効果付与装置において、
前記オートメイクアップモードが設定されている状態で前記出力レベル調整手段によるレベル調整が行われたとき、前記オートメイクアップモードを解除する手段を、さらに備えたことを特徴とする効果付与装置。
【請求項５】
入力信号に効果を付与して出力する効果付与プログラムであって、
入力信号のレベル調整を行うための入力レベル調整ステップと、
前記入力レベル調整後の入力信号に対し、磁気テープへの録音と再生を模擬する非線形変換を施すステップと、
前記非線形変換後の信号のレベル調整を行うための出力レベル調整ステップと、
オートメイクアップモードを設定するステップと、
オートメイクアップモードに設定されたとき、前記入力レベル調整手段で設定されている入力ゲイン値と前記出力レベル調整手段で設定されている出力ゲイン値との和を求めて記憶するステップと、
オートメイクアップモードが設定されている間、前記入力レベル調整手段または出力レベル調整手段の何れかによってレベル調整が行われたとき、前記記憶したゲインの和の値が変わらないよう両レベル調整手段がリンクして動作するように制御するステップと
を備えたことを特徴とする効果付与プログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、楽音信号に効果を付与する効果付与装置および効果付与プログラムに関し、特にテープデッキなどに録音再生したときに生じる歪みを模擬した効果を楽音信号に付与する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、真空管特性をデジタル的にシミュレートすることにより、真空管アンプで発生する非線形歪などをデジタル的に楽音に付加して独特の味わいのある楽音を発生させようとする技術が、例えば特開平６−３４２２８７号に開示されている。また、特願２００２−２６９４１３には、アナログ式テープレコーダの特性をシミュレートする効果付与装置が記載されている。
【０００３】
図６は、テープデッキのアルゴリズムを簡単なブロック図で記述したものである。入力信号は、入力ボリューム６０１で入力ゲインの調整が行われた後、録音アンプ６０２で増幅され、録音ヘッド６０３でテープに録音される。再生時には再生ヘッド６０３でテープの磁気を読み取り、再生アンプ６０４で増幅し、出力ボリューム６０５でゲイン調整を行った後、出力される。この信号の流れの中で、録音ヘッドおよび再生ヘッドによるテープの磁化作用は、非線形性（６１３）と高域の減衰（６１２）を伴う。そこで、録音アンプ６０２では、高域を持ち上げ（６１１）、磁化作用での高域の減衰を補い、再生アンプ６０４では、録音アンプ６０２で補償した高域の強調を補正するように高域を減衰させる（６１４）。
【０００４】
【特許文献１】特開平６−３４２２８７号
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図６のようなテープデッキのアルゴリズムをシミュレートした効果付与装置を実現する場合、入力ボリューム６０１により入力ゲインを上げると、磁化作用による非線形関数（６１３）への入力が大きくなり歪みが増えるとともに、ある領域まではエフェクト全体のボリュームも上がってしまう。入力を上げても全体のボリュームが上がらなくなるのは非線形関数の飽和特性による。逆に入力ゲインを小さくすると歪みが減るとともに、ボリュームも下がってしまう。
【０００６】
そこで、歪み量だけを制御するためには、図７のように非線形関数の前後にボリュームを入れることが考えられる。同図での構成（録音アンプと再生アンプは省略）では、入力ボリューム７０１と非線形関数７０２との間、および非線形関数７０２と出力ボリューム７０３との間に、それぞれ乗算器７０５および７０６を挿入し、ボリューム７０４の操作により、乗算器７０５の乗数がｇのとき乗算器７０６の乗数が１／ｇとなるように連動させている。これにより、入力が上がれば出力を下げる、逆に入力が下がれば出力を上げる、という動作をさせて、歪み量のみを制御する。しかし、この仕様では余計なボリュームを追加する必要があった。
【０００７】
この発明は、テープデッキなどの録音再生による歪みをシミュレートする効果付与装置において、ボリュームを追加することなく、歪み量のみを制御できるようにすることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、この発明は、効果付与装置において、入力信号のレベル調整を行い、磁気テープへの録音と再生を模擬する非線形変換を施し、その後、出力信号のレベル調整を行う際、オートメイクアップモードを設定できるようにし、該モードに設定されたとき、入力ゲインと出力ゲインとの和を求めて記憶し、入力レベル調整手段または出力レベル調整手段によってレベル調整が行われたとき、前記記憶したゲインの和が変わらないよう両レベル調整手段がリンクして動作するように制御することを特徴とする。
【０００９】
オートメイクアップモードの場合に出力レベル調整手段によるレベル調整が行われたときには、オートメイクアップモードを抜けるようにするとよい。また、非線形変換の飽和特性を考慮して、全体のボリュームが変わらないようにしつつ、歪み量の制御ができるようにしてもよい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いてこの発明の実施の形態を説明する。
【００１１】
図１は、この発明の実施の形態に係る効果付与装置を適用したシステムの全体図を示す。図１のシステムは、中央処理装置（ＣＰＵ）１０１、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）１０２、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１０３、ドライブ装置１０４、ＭＩＤＩインターフェース１０６、操作子１０７、表示器１０８、音源１０９、エフェクタ１１０、デジタルアナログ変換器（ＤＡＣ）１１１、サウンドシステム１１２、およびバスライン１２０を備える。
【００１２】
ＣＰＵ１０１は、このシステム全体の動作を制御する処理装置である。ＲＯＭ１０２は、電源投入時のスタートアップルーチンや低レベルＩ／Ｏ処理を司るＢＩＯＳなどを格納する不揮発性メモリである。ＲＡＭ１０３は、ＣＰＵ１０１が実行するプログラムをロードしたり各種バッファ領域を確保する揮発性メモリである。ドライブ装置１０４は、ＣＰＵ１０１が実行するプログラムや各種のデータを記憶する外部記憶装置（ＣＤ−ＲＯＭやハードディスクなど）である。ＭＩＤＩインターフェース１０６は、外部のＭＩＤＩ機器と接続するためのインターフェースである。操作子１０７は、通常のパソコンが有するキーボードやマウスなどの操作子である。表示器１０８は、各種の情報を表示するディスプレイである。音源１０９は、ＣＰＵ１０１の指示に基づいて楽音信号を発生する。エフェクタ１１０は、音源１０９から出力された楽音信号に対し各種の効果を付与する。特に、このシステムではエフェクタ１１０として従来のアナログ方式のテープデッキに録音し再生した楽音をシミュレートする効果付与機能が備えられている。以下でエフェクタ１１０と言うときは、上記テープデッキの楽音をシミュレートする効果付与機能を示すものとする。エフェクタ１１０の出力信号は、ＤＡＣ１１１によりアナログ信号に変換され、サウンドシステム１１２により放音される。
【００１３】
この実施形態では、汎用のマイクロコンピュータ（ＰＣ）に所定の制御プログラムをインストールすることにより図１のシステムを実現している。該制御プログラムは、ハードディスクなど（ドライブ装置１０４）にインストールされている。該制御プログラムは、ユーザの所定の起動操作によってＲＡＭ上にロードされＣＰＵ１０１により実行される。音源１０９およびエフェクタ１１０は、ＤＳＰなどを備えた所定の音源ボードにより実現してもよいし、いわゆるソフト音源の方式でソフトウェアにより実現してもよい。この実施形態では、エフェクタ１１０はソフトウェア（上述の制御プログラム）により実現しているものとする。
【００１４】
図２は、図１のエフェクタ１１０の設定画面を示す。この画面は、操作子１０７の所定の操作により表示器１０８に表示されるものであり、デープデッキの外部パネルに設けられている操作子やメータを模擬したものである。エフェクト設定画面２００において、２０１はオートメイクアップスイッチ、２０２は録音側の入力レベル調整用のボリューム、２０３は録音側の周波数帯域が高域部分の信号レベル調整用のボリューム、２０４は録音時の交流バイアスの浅さ／深さを調整するボリュームである。２０５および２０６は、左右の両チャンネルの録音レベルを示すレベルメータである。２０７は再生側の周波数帯域が高域部分の信号レベル調整用のボリューム、２０８は再生側の周波数帯域が低域部分の信号レベル調整用のボリューム、２０９は再生側の出力レベル調整用のボリュームである。メイクアップスイッチ２０１は、マウスなどの操作子１０７によりオン／オフを画面上で切り替えることができる。ボリューム２０２〜２０４，２０７〜２０９は、それぞれ操作子１０７により増減することができる。
【００１５】
図６で説明したテープデッキのアルゴリズムと比較すると、入力ボリューム２０２は入力ボリューム６０１に、出力ボリューム２０９は出力ボリューム６０５に、それぞれ対応する。録音側高域調整用ボリューム２０３は録音アンプ６０２による高域補償６１１の調整用ボリューム、バイアス調整用ボリューム２０４はヘッドとテープ部分６０３による高域減衰６１２や非線形変換６１３の調整用ボリューム、再生側高域調整用ボリューム２０７および再生側低域調整用ボリューム２０８は再生アンプ６０４による逆特性６１４の調整用ボリュームに、それぞれ対応するものである。
【００１６】
オートメイクアップスイッチ２０１がオンされるとオートメイクアップモードに入り、オフされるとオートメイクアップモードを抜ける。オートメイクアップモードでは、入力ボリューム２０２の操作に対して出力ボリューム２０９が自動的にリンクして動作するように制御する。すなわち、オートメイクアップモードに入った時点で入力ボリューム２０２および出力ボリューム２０９でそれぞれ設定されているゲインを求め、その和を記憶しておく。そして、入力ボリューム２０２が操作されたときには、その和が変わらないように出力ボリューム２０９のゲイン値を自動的に調整する。これにより、全体のボリュームを変化させずに歪み量だけを制御できる。なお、出力ボリューム２０９が操作されたときには、オートメイクアップモードを抜ける。
【００１７】
図３（ａ）は、メイクアップスイッチ２０１がオンされたときの処理を示す。ステップ３０１で、入力ボリューム２０２と出力ボリューム２０９のゲインの和をラッチする。この和をＧｄＢ（ｄＢはデシベル）とする。例えば、入力ボリュームが−６ｄＢで出力ボリュームが＋６ｄＢに設定されていたら、入力と出力の両ゲインの和は０ｄＢである。次に、ステップ３０２でオートメイクアップモードへ入り、処理を終了する。
【００１８】
図３（ｂ）は、図３（ａ）の処理でオートメイクアップモードに入った後、入力ボリューム２０２または出力ボリューム２０９が操作されたとき、あるいはメイクアップスイッチ２０１がオフされたときの処理を示す。ステップ３１１で、入力ボリューム２０２の操作であるか否か判定する。入力ボリューム２０２の操作であるときは、そのゲインをＡｄＢとし、ステップ３１２に進む。ステップ３１２で、Ｂ＝Ｇ−Ａを求める。ステップ３１３で、出力ボリューム２０９で設定可能なゲインの下限値および上限値により値Ｂを制限する。ステップ３１４では、値Ｂを出力ボリューム２０９のゲインとして設定し、描画（図２の設定画面２００へ反映）する。その後は、他の編集操作の処理に進む。なお、ステップ３１３の処理は、入力ボリューム２０２が極端に小さくあるいは大きくなるように編集されたときの対処のためである。例えば、入力ボリューム２０２が−１８０ｄＢといった極端に小さな値に編集されたとき、出力は１８０ｄＢとはせず、ボリュームの取り得る最大値でリミットをかける。入力ボリューム２０２が極端に大きくなったときも同様にしてボリュームの取り得る最小値でリミットをかける。
【００１９】
例えば、Ｇ＝０ｄＢであったとすると、入力ボリューム２０２が操作されて−１２ｄＢとなったとき、ゲインの和Ｇ＝０ｄＢが変化しないように、出力ボリューム２０９の出力ゲインは＋１２ｄＢに自動的に引き上げられる。このとき、トータルの音量を変えずに歪みの量が減る。逆に入力ボリュームが編集され０ｄＢとなれば、出力ゲインを０ｄＢとする。このように、トータルの音量を変えずに歪みの量を制御することができる。
【００２０】
ステップ３１１で入力ボリュームの操作でないときは、ステップ３１５で、出力ボリューム２０９の操作であるか否か判定する。出力ボリューム２０９の操作であるときは、ステップ３１７でオートメイクアップモードを抜けて、他の編集操作に進む。出力ボリューム２０９の操作でないときは、ステップ３１６でメイクアップスイッチ２１０がオフになったか判定し、オフになったときは、ステップ３１７に進む。メイクアップスイッチ２０１のオフでないときは、他の編集操作に進む。なお、出力ボリューム２０９の操作によりオートメイクアップモードを抜けるときは、該操作に応じてそのゲインの設定変更を行うものとする。
【００２１】
上記実施形態では、磁気テープへの録音再生を模擬する非線形関数については考慮していない。次に、非線形関数の飽和特性を考慮した実施形態について説明する。非線形関数の飽和特性を考慮する場合、当該非線形関数の出力ゲインと出力ボリューム２０９のゲインとの和を変えないように制御する。
【００２２】
図４は、非線形関数の飽和特性を考慮したエフェクトにおける入力ボリューム４０１と出力ボリューム４０３のゲインの関係を示す。４０２は磁気テープへの録音再生を模擬する非線形関数のグラフであり、横軸が入力、縦軸が出力を示す。この非線形関数は、−１２ｄＢ以上の入力に対して、飽和するような特性を持っている。なお、非線形関数４０２は単なる例示であり、どのようなものでもよい。
【００２３】
いま、入力ボリューム４０１が−６ｄＢ、出力ボリューム４０３が＋６ｄＢに設定されているとする。このとき、非線形関数４０２の出力は−９ｄＢであり、出力ボリューム４０３通過後のレベルは−９ｄＢ＋６ｄＢ＝−３ｄＢとなる。この状態でオートメイクアップモードに入ったとき、入力ボリューム４０１の設定値から計算される非線形関数４０２の出力ゲインを求め、その値と出力ボリューム４０３との和を求めてラッチする。この例では、−３ｄＢがラッチされる。オートメイクアップモード下で入力ボリューム４０１が編集されたとき、例えば−１２ｄＢになったとき、非線形関数４０２の出力ゲインは−１２ｄＢであるから、ラッチしたゲインの和−３ｄＢが変化しないように出力ボリューム４０３を＋９ｄＢに上げる。逆に入力ボリューム４０１が０ｄＢとされたときは、非線形関数４０２の出力ゲインは−６ｄＢであるから、出力ボリューム４０３のゲインを＋３ｄＢとし、ゲインの和−３ｄＢを保つ。
【００２４】
図５（ａ）は、図４で説明した非線形の飽和特性を加味した場合で、メイクアップスイッチ２０１がオンされたときの処理を示す。ステップ５０１で、入力ボリューム２０２（図４の４０１）で設定されているゲインから計算される非線形関数の出力ゲインと出力ボリューム２０９（図４の４０３）で設定されているゲインとの和を求め、この和ＧｄＢをラッチする。次に、ステップ５０２でオートメイクアップモードへ入り、処理を終了する。
【００２５】
図５（ｂ）は、図５（ａ）の処理でオートメイクアップモードに入った後、入力ボリューム２０２または出力ボリューム２０９が操作されたとき、あるいはメイクアップスイッチ２０１がオフされたときの処理を示す。ステップ５１１，５１４〜５１８は、図３（ｂ）のステップ３１１，３１３〜３１７とそれぞれ同じ処理であるので説明は省略する。ステップ５１２では、入力ボリューム２０２で設定されているゲインから計算される非線形関数の出力ゲインを求め、Ａ’とする。ステップ５１３では、全体のゲインがステップ５０１でラッチした値Ｇのままとなるように、Ｂ＝Ｇ−Ａを求め、以後のステップ５１４，５１５ではこの値Ｂに基づいて出力ボリューム２０９のゲインを自動設定する。
【００２６】
なお、上記実施形態ではＰＣのソフトウェアでテープデッキを模擬するエフェクトを実現する例で説明したが、本発明はハードウエアで実現する効果付与装置に適用することも可能である。また、図２のような画面上でメイクアップスイッチやボリュームの操作を行う例で説明したが、例えばＭＩＤＩの制御信号でオートメイクアップモードのオン／オフや、入力ボリュームおよび出力ボリュームのゲイン設定を行うようにしてもよい。
【００２７】
上記実施形態では、オートメイクアップモード下で入力ボリュームを操作（編集）したとき、出力ボリュームの値を自動的に設定しており、このとき出力ボリュームを操作するとオートメイクアップモードを抜けるようにしているが、出力ボリュームを操作したときに入力ボリュームの値を自動設定するようにしてもよい。ただし、上記実施形態のようにすることで、オートメイクアップモード下では、入力ボリューム２０２が歪み量のみを制御するボリュームとなり、出力ボリュームは常に出力ゲイン調整用のボリュームとなるので、ユーザにとっては操作し易いと言える。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、テープデッキなどの録音再生による歪みをシミュレートする効果付与装置において、ボリュームを追加することなく、歪み量のみを制御することが可能となる。出力レベル調整手段によるレベル調整が行われたときにオートメイクアップモードを解除するようにすれば、ユーザの操作性も向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態に係る効果付与装置を適用したシステムの全体図
【図２】エフェクタの設定画面を示す図
【図３】第１実施形態でオートメイクアップモードの処理を示す図
【図４】非線形関数の飽和特性を考慮したエフェクトにおける入力ボリュームと出力ボリュームのゲインの関係を示す図
【図５】非線形の飽和特性を加味した第２実施形態でオートメイクアップモードの処理を示す図
【図６】テープデッキのアルゴリズムを示すブロック図
【図７】非線形関数の前後にボリュームを入れた例を示す図
【符号の説明】
１０１…中央処理装置（ＣＰＵ）、１０２…リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、１０３…ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、１０４…ドライブ装置、１０６…ＭＩＤＩインターフェース、１０７…操作子、１０８…表示器、１０９…音源、１１０…エフェクタ、１１１…デジタルアナログ変換器（ＤＡＣ）、１１２…サウンドシステム、１２０…バスライン。
【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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