JP6729311B2 - 音響信号処理装置およびその制御方法ならびにコンピュータプログラム - Google Patents

Description

この発明は、入力された音響信号に効果を付与する音響信号処理装置およびその制御方法ならびに音響信号処理装置をコンピュータにより機能させるためのコンピュータプログラムに関する。

従来、この種の音響信号処理装置として、コムフィルタ機能を用いて原音から基本周波数およびその倍音列に相当する成分を強調させて、それらの周波数を時間経過とともに高周波側へ遷移させ、その遷移に伴って各周波数の音圧ピークを増減させることにより、無限音階効果を発生させるものが知られている（特許文献１）。

特開２０１１−２０７３９２号公報（第６３〜７３段落、図６）。

しかし、上述した従来の音響信号処理装置は、各周波数が高周波側へ遷移するに従って各周波数の音圧ピークを増減させるだけの構成であるため、入力された音の上昇は感じられるが、音階が音楽的な度数に応じて明瞭に感じられ、時間とともに推移するような効果を、入力された音に付与することができなかった。

そこで、この発明は、上記の問題を解決するために提案されたものであって、音階が音楽的な度数に応じて明瞭に感じられ、時間とともに推移するような効果を、入力された音響信号に対して付与することができる音響信号処理装置およびその制御方法ならびにコンピュータプログラムを提供することを目的とする。

上述した目的を達成するため、この出願に係る発明の音響信号処理装置は、入力された音響信号に対して並列でバンドパスフィルタ処理を行う複数系統のバンドパスフィルタ処理と、各隣り合う系統のバンドパスフィルタ処理の中心周波数どうしが、半音の整数倍に相当する所定の関係を保持した状態で時間変動し、かつ、各系統のバンドパスフィルタ処理における各中心周波数の最大値が所定の動作周波数帯域内に収まるように前記各中心周波数をラッピングすることにより、前記各中心周波数を制御する中心周波数制御処理と、各系統の各バンドパスフィルタ処理された各信号を加算して出力する加算処理と、を実行することを第１の特徴とする。

つまり、中心周波数制御設定処理は、各隣り合う系統のバンドパスフィルタ処理の中心周波数どうしが、半音の整数倍に相当する所定の関係を保持した状態で時間変動するため、入力された音響信号に対して、各中心周波数が更新される毎に音階が明瞭に上がって行く効果を付与することができる。
ここで、「時間変動し、かつ、各系統のバンドパスフィルタ処理における各中心周波数の最大値が所定の動作周波数帯域内に収まるように前記各中心周波数をラッピングする」とは、各中心周波数が動作周波数帯域の上限を越える場合に動作周波数帯域の下限に、下限を下回る場合に動作周波数帯域の上限にラッピングしながら、時間の進行とともに変動して、動作周波数帯域内を推移してゆくことを意味する。
したがって、中心周波数制御処理において各中心周波数の変更をすることにより、入力された音響信号に対して、音階が明瞭に無限に上がって行くように聞こえる無限音階の効果を付与することができる。

また、この出願に係る発明の音響信号処理装置は、前述した第１の特徴において、入力された音響信号に対して出力される信号の周波数特性が、前記動作周波数帯域の下端周波数から中域にかけて利得が大きくなり、前記動作周波数帯域の中域から上端周波数にかけて利得が小さくなるように、利得を制御する利得制御処理を実行可能であることを第２の特徴とする。

つまり、各中心周波数のラッピング処理による不連続に起因して発生するノイズを抑制することができる。また、バンドパスフィルタを通過する成分は、動作周波数の下端ｆ_ＭＩＮから中域にかけて利得が十分小さいところから徐々に利得が大きくなり成分が徐々に強調されてゆき、中域にから上端ｆ_ＭＡＸにかけて利得が徐々に下げられ徐々に抑制されてゆくことによって、滑らかな無限音階の効果を付与ことができる。

また、この出願に係る発明の音響信号処理装置は、前述した第１または第２の特徴において、中心周波数制御処理は、更に、各バンドパスフィルタ処理の中心周波数のいずれもが、半音階を構成する音高に合致させて階段状に時間変動するように各中心周波数を制御することを第３の特徴とする。

つまり、各中心周波数が階段状に時間変動することにより、入力された音響信号に対して、半音階に基づいて階段状に時間変動する効果を付与することができる。

また、この出願に係る発明の音響信号処理装置は、前述した第３の特徴において、中心周波数制御処理は、各中心周波数が階段状に時間変動される際に時間的に平滑化されるように各中心周波数の変化特性を調整することを第４の特徴とする。

つまり、各中心周波数の更新に伴うフィルタ係数の急激な変更に起因するノイズの発生を簡便に抑制するとともに、滑らかな効果を付与することができる。

また、この出願に係る発明の音響信号処理装置は、前述した第１の特徴において、基準信号を発生する基準信号発生部と、基準信号が発生した基準信号を、半音階を構成する音高に相当する値を取る、時間的に離散した信号に変換するためのパターンが複数種類記憶されたパターン記憶部と、を備えており、基準信号発生部が発生した基準信号の単位時間当りの変化量に相当する信号を取得し、それに基づいて第１の基準信号を生成する基準信号生成処理と、基準信号生成処理が生成した第１の基準信号を、パターン記憶部に記憶されたいずれかのパターンに基づいて、半音階を構成する音高に相当する値を取る、時間的に離散化した第２の基準信号に加工する加工処理と、加工処理により加工された第２の基準信号を、時間的に平滑化して第３の基準信号を生成する平滑化処理とを実行し、中心周波数設定処理は、平滑化処理が生成した第３の基準信号に基づいて、半音の整数倍に相当するオフセットを加味することにより、各隣り合う系統のバンドパスフィルタ処理の中心周波数どうしが半音の整数倍に相当する所定の関係を保持した状態で時間変動し、かつ、各系統のバンドパスフィルタ処理における各中心周波数の最大値が所定の動作周波数帯域内に収まるように各中心周波数をラッピングし、複数系統のバンドパスフィルタ処理の各バンドパスフィルタ処理によって形成される周波数特性が、動作周波数帯域の下端周波数から中域にかけて利得が大きくなり、動作周波数帯域の中域から上端周波数にかけて利得が小さくなるように、中心周波数制御処理によって制御された各中心周波数に応じて、各バンドパスフィルタ処理の利得を制御する利得制御処理を実行することを第５の特徴とする。

つまり、単位時間当りの変化量に相当する信号に基づき、時間的に半音階に基づいた階段状で、平滑化された、各隣り合う系統のバンドパスフィルタ処理の中心周波数どうしが半音の整数倍に相当する所定の関係なるようにしつつ、滑らかな、無限音階の効果を、入力された音響信号に付与することができる。

また、この出願に係る発明は、前述した第１ないし第５のいずれか１つの特徴における各処理をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムであることを特徴とする。
つまり、前述した第１ないし第５のいずれか１つの特徴を有する音響信号処理装置は、音響信号処理装置に備えられた効果付与部（コンピュータ）が上記コンピュータプログラムを実行することにより機能させることができる。

また、この出願に係る発明は、複数系統のバンドパスフィルタ処理により、入力された音響信号に対して並列でバンドパスフィルタ処理を行い、各バンドパスフィルタ処理された各信号を加算して出力する音響信号処理装置の制御方法であって、各隣り合う系統のバンドパスフィルタ処理の中心周波数どうしが、半音の整数倍に相当する所定の関係を保持した状態で時間変動し、かつ、各系統のバンドパスフィルタ処理における各中心周波数の最大値が所定の動作周波数帯域内に収まるようにラッピングすることにより、各中心周波数を制御する工程を有する音響信号処理装置の制御方法であることを特徴とする。

つまり、入力された音響信号に対して、各中心周波数が更新される毎に音階が明瞭に上がって行く効果を付与することができる。さらに、入力された音響信号に対して、音階が明瞭に無限に上がって行くように聞こえる無限音階の効果を付与することができる。

この出願に係る発明の音響信号処理装置を実施すれば、音階が音楽的な度数に応じて明瞭に感じられ、時間とともに推移するような効果を、入力された音響信号に対して付与することができる音響信号処理装置およびその制御方法ならびにコンピュータプログラムを提供することができる。

電子楽器の主な電気的構成をブロックで示す説明図である。 図１に示す電子楽器に備えられた効果付与部の主な機能をブロックで示す説明図である。 図２に示す効果付与部が実行する主な処理の流れを示すフローチャートである。 各中心周波数が一定の傾きで更新される過程を示すグラフである。 各中心周波数を増減させながら各中心周波数の単位時間当りの変化量を変化させた場合のグラフである。 各中心周波数のゲイン特性を示すグラフである。 各中心周波数が階段状に更新される過程を示すグラフである。 図７に示すグラフにおいて各中心周波数が階段状に更新される過程における角部が平滑化された状態を示すグラフである。 第２実施形態に係る電子楽器に備えられた効果付与部の主な機能をブロックで示す説明図で 第１実施形態に係る電子楽器に備えられたオクターブごとの各Ｅの音高の離散値に変換するパターンを示す説明図である。 第１実施形態に係る電子楽器に備えられたＣメジャースケールの離散値に変換するパターンを示す説明図である。

〈第１実施形態〉
［電子楽器１の主な電気的構成］
この発明の音響信号処理装置としての効果付与部２０が備えられた電子楽器１の主な電気的構成について、それをブロックで示す図１に基づいて説明する。

電子楽器１は、電子楽器１全体の動作を制御するＣＰＵ８を備える。ＣＰＵ８には、ＣＰＵバス（データバスおよびアドレスバス）２を介してＲＡＭ６と、ＲＯＭ７と、記憶装置９と、通信インターフェース（図では通信Ｉ／Ｆと記載）１０と、演奏操作子３と、設定操作子４と、表示器５と、信号処理部１１とがそれぞれ電気的に接続されている。また、信号処理部１１は、音源部１２および効果付与部２０から構成されており、効果付与部２０は、サウンドシステム１３と電気的に接続されている。

ＲＯＭ７には、ＣＰＵ８が実行する各種のコンピュータプログラム、ＣＰＵ８が所定のコンピュータプログラムを実行する際に参照する各種のテーブルデータなどが読出し可能に記憶されている。ＲＡＭ６は、ＣＰＵ８が所定のコンピュータプログラムを実行する際に発生する各種データなどを一時的に記憶するワーキングメモリとして、あるいは、現在実行中のコンピュータプログラムやそれに関連するデータを一時的に記憶するメモリなどとして使用される。記憶装置９には、各種のアプリケーションプログラムや各種の楽曲データなどが記憶されている。

演奏操作子３は、この電子楽器１を使用して演奏を行う奏者が使用する複数の鍵を備えた鍵盤およびホイール（ピッチベンドホイールやモジュレーションホイールなど）などである。設定操作子４は、無限音階の特性の設定および選択、音高、音色、効果などの選択、または、それらの制御を行うためのキーボードである。表示器５は、液晶表示装置（ＬＣＤ）、または、有機ＥＬなどから構成されており、この電子楽器１の制御状態、設定操作子４による設定内容や制御内容などを表示する。通信インターフェース１０は、この電子楽器１と図示しない外部機器（たとえば、サーバやＭＩＤＩ機器など）との間で制御プログラム、伴奏スタイルおよび曲データなどの各種データ、演奏操作に対応したイベント情報などを送受信するためのインターフェースである。この通信インターフェース１０は、たとえば、ＭＩＤＩインターフェース、ＬＡＮ、インターネット、電話回線などのインターフェースであっても良いし、有線または無線のインターフェースでも良い。

音源部１２は、演奏操作子３の演奏操作データに基づく音響信号、あるいは、ＲＯＭ７や記憶装置９から読出した演奏データ、さらには、通信インターフェース１０を介して取得される演奏データに基づく音響信号を生成し、その生成した音響信号を効果付与部２０に出力する。
効果付与部２０は、音源部１２から入力された音響信号に対して所定の効果を付与し、音階が明瞭に無限に上がって行く、あるいは、音階が明瞭に無限に下がって行くように聞こえる、いわゆる無限音階の信号を作り出し、それをサウンドシステム１３へ出力する。サウンドシステム１３は、効果付与部２０から出力されるデジタル信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換部、このＤ／Ａ変換部から出力される信号を増幅するアンプ、このアンプから出力される信号を放音するスピーカなどから構成されている。
この実施形態では、効果付与部２０は、ＤＳＰ（digital signal processor）により構成されている。

［効果付与部２０の主な機能］
次に、効果付与部２０の主な機能について、それをブロックで示す図２に基づいて説明する。

効果付与部２０は、０〜（Ｎ−１）系統のバンドパスフィルタＢＰＦ０〜ＢＰＦ（Ｎ−１）と、積算部２６と、基準信号供給部３０とを備える。各バンドパスフィルタＢＰＦ０〜ＢＰＦ（Ｎ−１）は、それぞれ基準信号オフセット加算部２２と、利得制御部２３と、中心周波数制御部２４とを備える。基準信号供給部３０は、パターンテーブル記憶部３１と、加工部３２と、平滑化部３３とを備える。また、効果付与部２０が実行するコンピュータプログラムは、効果付与部２０に備えられたＲＯＭなどの記憶部（図示省略）に記憶されている。

積算部２６は、各バンドパスフィルタＢＰＦ０〜ＢＰＦ（Ｎ−１）がそれぞれ中心周波数を算出する際の基準となる基準信号θ_ｂａｓｅを生成する。この基準信号θ_ｂａｓｅは、速度信号ωを、ＣＰＵ８が速度を検出する周期毎に積算して算出される積算値に基づいて生成される。つまり、基準信号θ_ｂａｓｅは、速度信号ωを反映した信号として生成される。速度信号ωは、演奏操作子３（図１）として設けられたホイールなどの操作をトリガーとして、ＣＰＵ８（図１）が操作量を検出し、その検出された操作量に応じて、ＣＰＵ８（図１）から出力される。また、積算部２６は、上記積算値が動作周波数領域対応する範囲内に収まるようにラッピング処理を施して基準信号θ_ｂａｓｅを生成する。たとえば、上記積算値がθ_ＭＡＸを上回るような場合は、（θ_ＭＡＸ−θ_ＭＩＮ）の値を上記積算値から減算することにより、上記積算値を動作周波数領域に対応する範囲内に収める。また、上記積算値がθ_ＭＩＮを下回るような場合は、（θ_ＭＡＸ−θ_ＭＩＮ）の値を上記積算値に加算することにより、上記積算値を動作周波数領域に対応する範囲内に収める。
この実施形態では、基準信号θ_ｂａｓｅは、−π〜πの値を取るものとし、上限のθ_ＭＡＸはπであり、下限のθ_ＭＩＮは−πである。この基準信号θ_ｂａｓｅをＬＦＯ（Ｌｏｗ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）の位相情報とし、それに基づいて可聴周波数以下の周期的な制御信号を生成し、電子楽器１の音源部や効果付与部の各種制御に用いることができる。

パターンテーブル記憶部３１には、音響信号の音階を階段状に変化させるときのパターンが複数種類記憶されている。たとえば、パターンテーブル記憶部３１には、半音階を構成する音高、完全５度ごとの所定の音高、オクターブごとの所定の音高、Ｃメジャースケールに合致する音高など、半音階を構成する音高のいずれかに合致する値で構成される複数種類のパターンが記憶されている。パターンは、設定操作子４に備えられた所定のキーを操作することにより選択することができる。加工部３２は、積算部２６から出力される基準信号θ_ｂａｓｅを、上記選択されたパターンを用いて変換して加工し、その加工した信号を平滑化部３３へ出力する。

図１０はオクターブごとの各Ｅの音高の離散値に変換するパターンを示す説明図である。横軸は加工部３２への入力を表し、縦軸が加工部３２からの出力を表す。積算部２６から出力され加工部３２に入力される基準信号θ_ｂａｓｅが時間的に連続していても、このパターンで変換されることにより、オクターブごとの各Ｅの音高であるＥ−１、Ｅ０、Ｅ１、…、Ｅ８のいずれかに合致する値のみが加工部３２から出力される。例えば、下限のθ_ＭＩＮから時間経過とともに連続的に単調増加してゆく基準信号θ_ｂａｓｅが加工部３２に入力されると、加工部３２からは時間経過とともにＥ−１、Ｅ０、Ｅ１、…に相当する離散値が階段状に出力される。

図１１はＣメジャースケールの離散値に変換するパターンを示す説明図である。加工部３２に入力される基準信号θ_ｂａｓｅが時間的に連続していても、このパターンで変換されることにより、Ｃメジャースケールの音高に合致するいずれかの値のみが加工部３２から出力される。例えば、下限のθ_ＭＩＮから時間経過とともに連続的に単調増加してゆく基準信号θ_ｂａｓｅが加工部３２に入力されると、加工部３２からは時間経過とともにＥ−１、Ｆ−１、Ｇ−１、…に相当する離散値が階段状に出力される。
ここではパターンを変換テーブルで変換するように説明したが、それに限らず、数値計算で変換する計算手順をパターンとして複数記憶しておき、選択された計算手順に基づいて数値計算によって変換するようにしてもよい。例えば、床関数や天井関数を用い演算することができる。
平滑化部３３は、加工部３２から入力した基準信号θ_ｂａｓｅを平滑化し、それを各バンドパスフィルタＢＰＦ０〜ＢＰＦ（Ｎ−１）へ出力する。

各バンドパスフィルタＢＰＦ０〜ＢＰＦ（Ｎ−１）の初期設定における各中心周波数は、周波数の低い順に（ｆ_０，ｆ_１，ｆ_２・・・ｆ_Ｎ−１）とする。
図４は、各中心周波数が対数スケールで一定の傾きで更新される過程を示すグラフである。このグラフは、速度信号ωが２π／１０［ラジアン／秒］である場合に基準信号θ_ｂａｓｅを基準信号供給部３０に通さないで直接各バンドパスフィルタへ出力したときの時間および周波数の関係を示す。同図に示すように、各バンドパスフィルタの中心周波数ｆ_０〜ｆ_９は対数スケールで等間隔でありそれぞれ一定の傾きで上昇し、１０秒間かけて中心周波数のとりうる下限ｆ_ＭＩＮから上限ｆ_ＭＡＸまで更新されている。また、各バンドパスフィルタの中心周波数は上限ｆ_ＭＡＸに達すると、中心周波数は動作周波数領域内に収まるようにラッピング処理され、下限ｆ_ＭＩＮから再び一定の傾きで上昇するようになる。

図７は、各中心周波数が階段状に更新される過程を示すグラフである。このグラフは、速度信号ωが正の一定値であり単調増加する基準信号θ_ｂａｓｅを加工部３２に通して階段状に加工したが平滑化部３３を通さなかった場合の時間および周波数の関係を示す。同図に示すように、各バンドパスフィルタの中心周波数ｆ_０〜ｆ_９は、隣り合う中心周波数どうしがオクターブの関係を保ったまま、それぞれ五度ずつ階段状に上昇している。このようにすることで、音階の上昇が明瞭になり、かつ、音階が階段状に無限に上がって行くように聞こえる無限音階の効果を音響信号に付与することができる。

図８は、図７に示すグラフにおいて各中心周波数が階段状に遷移する過程における角部が平滑化された状態を示すグラフである。このグラフは、正の一定値であり単調増加する場合に基準信号θ_ｂａｓｅを加工部３２に通して階段状に加工し、かつ、平滑化部３３を通した場合の時間および周波数の関係を示す。同図に示すように、各バンドパスフィルタの中心周波数ｆ_０〜ｆ_９はそれぞれ階段状に上昇し、かつ、階段状部分の角部が平滑化されて左斜め上方に膨らんだ曲線に変化している。図８の特性は、図７と比較して音階の切替わり時が滑らかになるという違いを有するだけであり、音階の上昇が明瞭であることに変わりはない。このようにすることで、単に滑らかな効果が得られるだけでなく、各中心周波数を更新に伴うフィルタ係数の急激な変更に起因するノイズの発生を簡便に抑制することができる。

図５は、各中心周波数を増減させながら各中心周波数の単位時間当りの変化量を変化させた場合のグラフである。このグラフは、速度信号ωを正負に変化させるとともに、速度信号ωの速度を変化させた場合の時間および周波数の関係を示す。同図に示すように、各バンドパスフィルタの中心周波数ｆ_０〜ｆ_９は、隣り合う中心周波数どうしが同一の半音の倍数（例えば1オクターブ）という関係を保ったまま、各中心周波数の単位時間当りの変化量が変化し、それぞれ曲線状に上下に波を打って変化している。
上記の変化は、演奏操作子３（図１）の操作と中心周波数の変化とを対応付けることにより実現することができる。たとえば、ホイールを中立位置から一方（例えば＋ωの方向）へ大きく回動させると各中心周波数の単位時間当りの変化量が増加し、同じ方向（例えば＋ωの方向）であっても回動させる操作量を小さくすると各中心周波数の単位時間当りの変化量が減少する。また、ホイールの回動方向を変化させることにより、中心周波数が増加状態から減少状態へ、あるいは、減少状態から増加状態へ切替えることができる。
図５に示すように、中心周波数を激しく変化させると、音階が急激に上昇および下降を繰り返し、かつ、音階が変化する速度も急変するような効果音、換言すると破壊的な効果音を作り出すことができる。

各バンドパスフィルタＢＰＦ０〜ＢＰＦ（Ｎ−１）にそれぞれ備えられた基準信号オフセット加算部２２は、平滑化部３３から出力される基準信号θ_ｂａｓｅをそれぞれ取込み、その取込んだ基準信号θ_ｂａｓｅにオフセット値をそれぞれ加算して制御信号を生成する。この実施形態では、基準信号に対してオフセット値を加算し、（θ_ＭＡＸ−θ_ＭＩＮ）を加算したり減算したりして動作周波数領域に対応する範囲内に収まるようラッピング処理を施して、制御信号を求める。ラッピング処理を関数Ｗｒａｐ（）で表すと、基準信号（θ_ｂａｓｅ，θ_ｂａｓｅ，θ_ｂａｓｅ，・・・θ_ｂａｓｅ）に対してオフセット値（φ_０，φ_１，φ_２・・・φ_Ｎ−１）をそれぞれ加算し、ラッピング処理をすることで制御信号（θ_０，θ₁，θ₂，・・・，θ_ｎ・・・，θ_Ｎ−１＝（Ｗｒａｐ（θ_ｂａｓｅ＋φ_０），Ｗｒａｐ（θ_ｂａｓｅ＋φ_１），Ｗｒａｐ（θ_ｂａｓｅ＋φ_２），・・・Ｗｒａｐ（θ_ｂａｓｅ＋φ_Ｎ−１））が求まる。制御値θ_０〜θ_Ｎ−１は、それぞれ各バンドパスフィルタＢＰＦ０〜ＢＰＦ（Ｎ−１）の中心周波数を指し示す制御値であり、この値に後述する演算を施して中心周波数が一意に求められる。

各バンドパスフィルタＢＰＦ０〜ＢＰＦ（Ｎ−１）にそれぞれ備えられた中心周波数制御部２４は、基準信号オフセット加算部２２が出力した各値θ_０〜θ_Ｎ−１を取込み、次に示す式１の変換式を用いて各中心周波数ｆ_０〜ｆ_Ｎ−１を演算する。式１は、隣り合う中心周波数の関係（対数スケール上では差であり、リニアスケールでは比）がオクターブとなる中心周波数を演算する式である。ｎ番目のバンドパスフィルタＢＰＦｎの中心周波数ｆ_ｎは、ｆ_０〜ｆ_Ｎ−１における任意の中心周波数である。ここで、オフセット値（φ_０，φ_１，φ_２，・・・，φ_ｎ，・・・，φ_Ｎ−１）＝（２π×０／Ｎ，２π×１／Ｎ，２π×２／Ｎ，・・・，２π×ｎ／Ｎ，・・・，２π×（Ｎ−１）／Ｎ）であり、制御信号（θ_０，θ_１，θ_２，・・・，θ_ｎ・・・，θ_Ｎ−１）＝（Ｗｒａｐ（θ_ｂａｓｅ＋２π×０／Ｎ），Ｗｒａｐ（θ_ｂａｓｅ＋２π×１／Ｎ），Ｗｒａｐ（θ_ｂａｓｅ＋２π×２／Ｎ），・・・，Ｗｒａｐ（θ_ｂａｓｅ＋２π×ｎ／Ｎ），・・・，Ｗｒａｐ（θ_ｂａｓｅ＋２π×（Ｎ−１）／Ｎ））の関係にある。

ｆ_ｎ＝ｆ_ＭＩＮ×２^{（θｎ＋π）Ｎ／２π} ・・・式１

また、隣り合う中心周波数の関係（対数スケール上では差であり、リニアスケールでは比）が半音のＭ倍となる中心周波数を算出する場合は、次の式２を用いる。ここで、オフセット値（φ_０，φ_１，φ_２，・・・，φ_ｎ，・・・，φ_Ｎ−１）＝（２πＭ×０／１２Ｎ，２πＭ×１／１２Ｎ，２πＭ×２／１２Ｎ，・・・，２πＭ×ｎ／１２Ｎ，・・・，２πＭ×（Ｎ−１）／１２Ｎ）であり、制御信号（θ_０，θ_１，θ_２，・・・，θ_ｎ，・・・，θ_Ｎ−１）＝（Ｗｒａｐ（θ_ｂａｓｅ＋２πＭ×０／１２Ｎ），Ｗｒａｐ（θ_ｂａｓｅ＋２πＭ×１／１２Ｎ），Ｗｒａｐ（θ_ｂａｓｅ＋２πＭ×２／１２Ｎ），・・・，Ｗｒａｐ（θ_ｂａｓｅ＋２πＭ×ｎ／１２Ｎ），・・・，Ｗｒａｐ（θ_ｂａｓｅ＋２πＭ×（Ｎ−１）／１２Ｎ））の関係にある。

ｆ_ｎ＝ｆ_ＭＩＮ×２^{（Ｍ／１２）・（（θｎ＋π）Ｎ／２π）} ・・・式２

利得制御部２３は、各バンドパスフィルタの中心周波数を変化させたときに、全バンドパスフィルタによる利得を周波数軸に沿って表したものの包絡線が所定の特性になるように、各バンドパスフィルタ処理の利得ｇ_０〜ｇ_Ｎ−１を制御する。すなわち、動作周波数領域の低域から中域からにかけては利得が徐々に大きくなり、動作周波数領域の中域から高域にかけては徐々に利得が小さくなるように制御する。図６は、中心周波数ｆ_０〜ｆ_９のゲイン特性の一例を示すグラフである。ここで横軸である周波数軸は対数スケールで表されている。同図に示すように、全バンドパスフィルタによる利得を周波数軸に沿って表した包絡線は破線で表されている。すなわち、動作周波数領域であって中心周波数のとりうる周波数領域について、下限ｆ_ＭＩＮでは利得は十分小さく、下限ｆ_ＭＩＮから中域のｆ_Ａにかけては徐々に利得が大きくなり、ｆ_Ａからｆ_Ｂにかけての中域では一定の利得（０ｄＢ）を示し、中域のｆ_Ｂから上限ｆ_ＭＡＸにかけては徐々に利得が小さくなり、上限ｆ_ＭＡＸでは利得が十分小さくなる。ある時刻において、各バンドパスフィルタＢＰＦ０〜ＢＰＦ（Ｎ−１）の中心周波数ｆ_０〜ｆ_９が低域から高域にかけて順に並び、ｆ_Ａからｆ_Ｂにかけての中域に中心周波数ｆ_２〜ｆ_７が含まれるとすると、中心周波数をｆ_２〜ｆ_７とするバンドパスフィルタＢＰＦ２〜ＢＰＦ７の利得ｇ_２〜ｇ_７はそれぞれ一定の利得（０ｄＢ）に設定される。下限ｆ_ＭＩＮから中域のｆ_Ａにかけての帯域に中心周波数ｆ_０とｆ_１が含まれるとすると、バンドパスフィルタＢＰＦ０、ＢＰＦ１、ＢＰＦ２の利得ｇ_０、ｇ_１、ｇ_２は、ｇ_０＜ｇ_１＜ｇ_２に設定される。中域のｆ_Ｂから中心周波数のとりうる上限ｆ_ＭＡＸにかけての帯域に中心周波数ｆ_８とｆ_９が含まれるとすると、バンドパスフィルタＢＰＦ７、ＢＰＦ８、ＢＰＦ９の利得ｇ_７、ｇ_８、ｇ_９は、ｇ_７＞ｇ_８＞ｇ_９に設定される。

また、一つのバンドパスフィルタＢＰＦｍの中心周波数ｆ_ｍが時間進行とともに下限ｆ_ＭＩＮから上限ｆ_ＭＡＸまで推移する場合、バンドパスフィルタＢＰＦｍの利得ｇ_ｍは図６の破線に沿って推移するように制御される。すなわち、バンドパスフィルタＢＰＦｍの中心周波数ｆ_ｍが下限ｆ_ＭＩＮから中域のｆ_Ａに達するまでの期間、利得ｇ_ｍは十分小さい値から徐々に増加して０ｄＢに至る。中心周波数ｆ_ｍが中域のｆ_Ａからｆ_Ｂに達するまでの期間、利得ｇ_ｍは０ｄＢの値を取る。中心周波数ｆ_ｍが中域のｆ_Ｂから上限ｆ_ＭＡＸに達するまでの期間、利得ｇ_ｍは０ｄＢから十分小さい値まで徐々に減衰する。
このように、時間とともに各中心周波数ｆ_０〜ｆ_Ｎ−１が変化する各バンドパスフィルタＢＰＦ０〜ＢＰＦ（Ｎ−１）の各利得ｇ_０〜ｇ_Ｎ−１を、周波数の中域から低域にかけておよび中域から高域にかけて利得が小さくなるように制御することにより、バンドパスフィルタの中心周波数がとりうる下端ｆ_ＭＩＮあるいは上端ｆ_ＭＡＸでのラッピング処理による不連続に起因して発生するノイズを抑制することができる。また、バンドパスフィルタを通過する成分は、動作周波数の下端ｆ_ＭＩＮから中域にかけて利得が十分小さいところから徐々に利得が大きくなり成分が徐々に強調されてゆき、中域にから上端ｆ_ＭＡＸにかけて利得が徐々に下げられ徐々に抑制されてゆくことによって、効果付与部２０全体として滑らかな無限音階の効果を生む。

フィルタ部は既知のＩＩＲフィルタで構成されるが、それに替えてＦＩＲフィルタ等で実現してもよい。
フィルタ部２５は、中心周波数制御部２４が出力した中心周波数ｆ_ｍと利得制御部２３が出力した利得ｇ_ｍを取込み、取り込んだ中心周波数ｆ_ｍと利得ｇ_ｍに応じてフィルタ係数を更新してフィルタの特性を調整し、入力される音響信号に対して中心周波数ｆ_ｍであって所与のＱ値に基づく帯域幅の帯域を通過させるバンドパスフィルタ処理を行い、そのバンドパスフィルタ処理を行った信号をミキシング部２７へ出力する。
このとき、バンドパスフィルタの利得のピークの鋭さを表すＱ値は、演奏操作子３や設定操作子４の操作に応じて、ＣＰＵ８がフィルタ部２５の各バンドパスフィルタＢＰＦｍに供給するようにしてもよい。こうすることにより、操作に応じて、各ピークを鋭くして効果を強めたり、各ピークを鈍くして効果を弱めたりすることができる。
ミキシング部２７は、各バンドパスフィルタから出力される信号をミキシング（加算）し、それをサウンドシステム１３へ出力する。サウンドシステム１３は、ミキシング部２７から出力される信号をＤ／Ａ変換し、そのアナログ信号をアンプによって増幅し、スピーカから放音する。

［主な処理の流れ］
次に、効果付与部２０が実行する主な処理の流れについて図３に基づいて説明する。
図３は、効果付与部２０が実行する主な処理の流れを示すフローチャートである。
ここでは、演奏操作子３（図１）として設けられたホイールを操作することにより、音響信号に対して付与する効果を変化させるものとして説明する。また、ホイールは中立位置から正の方向または負の方向へ回動可能になっており、正の方向へ回動させると音階が明瞭に無限に上がって行くように聞こえる無限音階の効果音がサウンドシステム１３（図１）から出力され、負の方向へ回動させると音階が明瞭に無限に下がって行くように聞こえる無限音階の効果音がサウンドシステム１３から出力される。さらに、ホイールの正あるいは負の方向への操作量を増加させると音階の変化速度が増加し、ホイールの正あるいは負の方向への操作量を減少させると音階の変化速度が減少する。

設定操作子４によって無限音階の効果付与を開始する操作がなされるとＣＰＵ８が効果付与部２０に指示をし、効果付与部２０（図２）は初期設定を実行する（図３のステップ（以下、ステップをＳと略す）１）。この初期設定では、各バンドパスフィルタＢＰＦ０〜ＢＰＦ（Ｎ−１）の各中心周波数を周波数の低い順に（ｆ_０，ｆ_１，ｆ_２・・・ｆ_Ｎ−１）に設定する処理などを行う。そして、電子楽器１の奏者が演奏操作子３として設けられた鍵盤の所定の鍵を操作し、その鍵に対応する音響信号（たとえば、ドの音）が音源部１２から出力され、その音響信号が効果付与部２０に入力される。また、奏者がホイールを所望の方向へ回動させると、その操作量を示す信号がホイールからＣＰＵバス２を介してＣＰＵ８に出力され、ＣＰＵ８は、ホイールの操作量を反映した速度信号ωを効果付与部２０の積算部２６へ出力する。

続いて、前述したように、積算部２６（図２）は速度信号ωを積算し、基準信号θ_ｂａｓｅを生成する（Ｓ２）。ここで、積算部２６は、生成した基準信号θ_ｂａｓｅが−π〜πの範囲に収まるように前述したラッピング処理を行う。また、奏者がホイールを正の方向へ回動させると、基準信号θ_ｂａｓｅは正の傾きで増加し、ホイールを負の方向へ回動させると、基準信号θ_ｂａｓｅは負の傾きで減少する。また、ホイールの操作量が変化すると、基準信号θ_ｂａｓｅの傾きが変化し、各中心周波数の単位時間当りの変化量が変化する。
続いて、積算部２６が生成した基準信号θ_ｂａｓｅは基準信号供給部３０に入力され、所定の加工が施される（Ｓ３）。たとえば、前述したように、加工部３２は、基準信号θ_ｂａｓｅをパターンテーブル記憶部３１に記憶されているオクターブの変化パターンに加工し、その加工された基準信号は平滑化部３３によって平滑化される。

続いて、基準信号供給部３０によって加工された基準信号θ_ｂａｓｅは各バンドパスフィルタＢＰＦ０〜ＢＰＦ（Ｎ−１）に入力され、各基準信号オフセット加算部２２が、基準信号θ_ｂａｓｅにオフセット値をそれぞれ加算した後に前述したラッピング処理をすることにより制御信号θ_０〜θ_Ｎ−１をそれぞれ生成する（Ｓ４）。続いて、各中心周波数制御部２４が、取込んだ制御信号θ_０〜θ_Ｎ−１を前述した式１に代入して各中心周波数ｆ_０〜ｆ_Ｎ−１を演算する（Ｓ５）。続いて、各利得制御部２３が、各制御信号θ_０〜θ_Ｎ−１を取り込み、取込んだ制御信号θ_０〜θ_Ｎ−１に応じて、各利得ｇ_０〜ｇ_Ｎ−１を演算する。ここで各利得ｇ_０〜ｇ_Ｎ−１は、前述のように、所定の周波数特性をなすように制御される。（Ｓ６）。

続いて、各フィルタ部２５は、中心周波数制御部２４が出力した中心周波数ｆ_ｍを取込み、入力される音響信号に対して中心周波数ｆ_ｍの帯域を通過させるバンドパスフィルタ処理を行い、そのバンドパスフィルタ処理を行った処理信号をミキシング部２７へ出力する。また、フィルタ部２５は、フィルタ係数を更新する（Ｓ７）。続いて、ミキシング部２７は、各バンドパスフィルタから出力される信号をミキシングし、それをサウンドシステム１３などの後段へ出力する。

そして、それ以降、Ｓ２〜Ｓ８の処理を繰り返す。繰り返した次のサイクルにおいて、基準信号供給部３０は、初期値の基準信号θ_ｂａｓｅに速度信号ωを加算した新たな基準信号θ_ｂａｓｅを生成して各基準信号オフセット加算部２２へ供給し、中心周波数制御部２４はラッピング処理をしながら新たな中心周波数を演算する。このとき、各中心周波数は速度信号ωに応じて時間とともに変化するが、隣り合うバンドパスフィルタの中心周波数どうしは、所定のオフセット値によって定まる関係が維持される。例えば、オクターブ関係や半音の整数倍といった関係が維持される。つまり、各中心周波数は、音楽的に意味のあるオクターブや半音の整数倍という関係を維持したまま、それぞれ更新される。このように、Ｓ２〜Ｓ８を繰り返すことにより、各中心周波数を更新し、サウンドシステム１３が、音階が明瞭に無限に上がって行く、あるいは、明瞭に無限に下がって行くように聞こえる無限音階の効果音を再生する。

たとえば、各中心周波数がオクターブ関係を保ったまま時間とともに上昇するとし、入力された音響信号に様々な音高が含まれていると、あるときは音響信号に含まれる音高ドに合致する成分が強調され他の音高の成分は抑制され、あるときは音響信号に含まれる音高レに合致する成分が強調され他の音高の成分は抑制される。ここで、いずれかのバンドパスフィルタの中心周波数がとりうる上限に近づくと利得が下げられて徐々に人の耳に聞こえなくなり、やがて上限を超えそうになると中心周波数は下限にラッピング処理され、その後、中心周波数が下限から徐々に上昇するとともに利得も大きくなり、人の耳に聞こえるようになる。また、入力された音響信号がノイズのように音高を特定できない音である場合、音高を特定できない音響信号に対して、あるときは音高ドに合致する成分を強調させたり、またあるときは音高レに合致する成分を強調させたりすることができる。このようにして、音響信号に含まれるオクターブ関係にある成分を強調しそれ以外の成分を抑制することにより、無限に上昇するように聞こえる無限音階の効果を付与することができる。なお、無限に上昇するように聞こえるのは聴感上の錯覚であり、各バンドパスフィルタの通過帯域のピークが繰り返し上昇するだけである。

図３のフローチャートは説明のためにＳ２〜Ｓ８は繰り返す度に毎回各処理をするものとしたが、処理すべき時間的頻度は各処理によって異なるので、必ずしも毎回Ｓ２〜Ｓ８の処理をすべてしなければならないわけではなく、処理によっては低い頻度でよいものもある。Ｓ７の処理のうちフィルタ部のフィルタ処理とＳ８の処理であるミキシング部の処理は、リアルタイムで音響信号を処理する必要があるので、信号処理部１１やサウンドシステム１３内のＤ／Ａ変換部が動作するサンプリング周期ごとに処理をしなければならない。それに対し、Ｓ２からＳ６の処理およびＳ７のフィルタ係数更新の処理は、サンプリング周期ごとの処理ではなくて、もっと低頻度でもよい。低頻度でＳ２からＳ６の処理及びＳ７のフィルタ係数更新の処理をし、それによって設定されたフィルタ係数は更新されるまで維持され、その係数に基づいたＳ７のフィルタ処理とフィルタ処理結果を用いるＳ８の処理が高頻度にするようにしてもよい。

［第１実施形態の効果］
（１）上述した第１実施形態の効果付与部２０を実施すれば、バンドパスフィルタ処理の各隣り合う中心周波数どうしが、半音の整数倍に相当する所定の関係を保持した状態で時間変動するので、音楽的な度数が明瞭に感じられる効果を、入力された音響信号に付与することができる。しかも、各中心周波数の最大値が所定の動作周波数帯域内に収まるようにラッピングさせて、時間変動するので、無限に上がって行ったり下がって行ったりように聞こえる無限音階の効果であって音楽的な度数が明瞭に感じられる効果を付与することができる。

（２）また、上述した第１実施形態の効果付与部２０を実施すれば、動作周波数帯域の下端周波数から中域にかけて利得が大きくなり、前記動作周波数帯域の中域から上端周波数にかけて利得が小さくなるようなフィルタリングを、入力された音響信号に対して施すことにより、各中心周波数のラッピング処理による不連続に起因して発生するノイズを抑制するとともに、滑らかな無限音階の効果を付与することができる。

（３）さらに、上述した第１実施形態の効果付与部２０を実施すれば、半音階に基づいて階段状に時間変動する効果を、入力された音響信号に付与することができる。

（４）さらに、上述した第１実施形態の効果付与部２０を実施すれば、各中心周波数を更新に伴うフィルタ係数の急激な変更に起因するノイズの発生を簡便に抑制するとともに、滑らかな効果を付与することができる。

〈第２実施形態〉
次に、この発明の第２実施形態について図９に基づいて説明する。
図９は、この実施形態に係る効果付与部２０の主な機能をブロックで示す説明図である。なお、第１実施形態と同じ構成については同じ符号を用い、説明を省略する。

効果付与部２０は、０〜（Ｎ−１）系統のバンドパスフィルタＢＰＦ０〜ＢＰＦ（Ｎ−１）と、積算部２６と、基準信号供給部３０と、前処理フィルタ２８とを備える。各バンドパスフィルタＢＰＦ０〜ＢＰＦ（Ｎ−１）には、第1実施形態と異なり、利得制御部を備えていない。その代わりに各フィルタ部には利得値として全バンドパスフィルタに共通の固定値ｇ_Ｃがそれぞれ供給され、各フィルタ部はこの固定値ｇ_Ｃに基づいた利得の特性になる。固定値ｇ_Ｃに基づいた利得は、例えば０．０ｄＢである。前処理フィルタ２８は各バンドパスフィルタＢＰＦ０〜ＢＰＦ（Ｎ−１）に供給する信号の利得を制御し、ラッピング処理に起因するノイズを抑制するとともに滑らかな無限音階の効果を生む。また、図中において破線で示すように、前処理フィルタ２８に代えて後処理フィルタ３４を設け、ミキシング部２７から出力される信号の利得を制御するように構成することもできる。この構成を採用した場合も前処理フィルタ２８を設けた構成と同様の効果を奏することができる。前処理フィルタ２８あるいは後処理フィルタ３４は例えば既知のＩＩＲで構成することができる。

このように、この実施形態の効果付与部２０は、利得の制御を各バンドパスフィルタＢＰＦ０〜ＢＰＦ（Ｎ−１）が行うのではなく、前処理フィルタ２８あるいは後処理フィルタ３４が独立した処理として行う。これにより、各バンドパスフィルタの処理負担を軽減することができる。
この実施形態の効果付与部２０を備えた効果付与部２０も第１実施形態と同じ効果を奏することができる。

〈他の実施形態〉
（１）前述した各実施形態では、演奏操作子３の操作をトリガーとして音源部１２から出力された音響信号に対して効果を付与したが、電子楽器１の外部から音響信号を取込み、それに対して効果を付与することもできる。
（２）この発明に係る効果付与部２０を、音源部１２を備えないエフェクタなどの効果付与専用装置に適用し、エフェクタに入力される楽器などの音響信号に対して効果を付与することもできる。この構成を実施すれば、無限音階を作り出すエフェクタを実現することができる。

（３）効果付与部２０は、ＤＳＰに限らず、専用回路により構成することもできる。
（４）効果付与部２０が実行する各処理に相当するコンピュータプログラムを作成し、それをＣＰＵ８が実行することにより音響信号を効果音に変化させるように構成することもできる。
（５）効果付与部２０をシーケンサに設け、曲データなどの再生が開始され、予め設定した時間になったときに、あるいは、所望の時間に効果付与部２０を機能させるように構成することもできる。
（６）前述した各実施形態では音源部が刻々と生成する音響信号に対して効果付与部がリアルタイムに効果を付与するものとして説明したが、それに替えてノンリアルタイムに処理するようにしてもよい。つまり、予め用意されたデジタルオーディオファイルから、効果付与装置の処理能力に応じた処理速度で、記録されているサンプルデータ順次読み出して本発明の効果付与処理をして効果付与処理がされたサンプルデータを順次新たなデジタルオーディオファイルに記録するようにしてもよい。このときデジタルオーディオファイルをリアルタイムに再生して放音させることなく処理をするので、デジタルオーディオファイルを再生する速度にかかわらないノンリアルタイムの処理ができる。また、ノンリアルタイムに処理をする対象は予め用意されたデジタルオーディオファイルに限らず、予め用意された演奏データファイル（スタンダードＭＩＤＩファイル等）を基に、その演奏データファイルを再生した音声信号に効果を付与した結果に相当するデジタルオーディオファイルを、ノンリアルタイムに生成してもよい。
（７）前述した第１実施形態では、供給された基準信号を基に、各バンドパスフィルタ内にある基準オフセット加算部と中心周波数制御部と利得制御部が各バンドパスフィルタの中心周波数や利得を生成していたが、中心周波数や利得を各バンドパスフィルタの外に設けた処理部で生成し、各バンドパスフィルタのフィルタ部に供給するようにしてもよい。また、各バンドパスフィルタの外に設けた処理部で、各バンドパスフィルタの中心周波数や利得に対応するフィルタ係数まで生成し、各バンドパスフィルタのフィルタ部に供給するようにしてもよい。更には、各バンドパスフィルタの外に設けた処理部は、積算部や基準信号供給部も含めて、効果付与部ではなく、ＣＰＵが処理するようにしてもよい。

［特許請求の範囲との対応関係］
請求項１において、バンドパスフィルタ処理は、各フィルタ部２５の処理あるいは実行するステップＳ７の処理に対応する。中心周波数設定処理のうちの中心周波数どうしが半音の整数倍の関係を保持した状態でラッピングされる処理は、基準信号オフセット加算部２２あるいはステップＳ４の処理に対応し、中心周波数を時間変動させる処理は、積算部２６あるいはステップＳ２の処理に対応する。加算処理は、ミキシング部２７あるいはステップＳ８の処理に対応する。
請求項２における利得制御処理は、第１実施形態における利得制御部２３あるいはステップＳ６あるいは第２実施形態における前処理フィルタ２８あるいは後処理フィルタ２８’の処理に対応する。
請求項３における階段状に時間変動させる処理は、基準信号供給部３０のパターンテーブル記憶部３１および加工部３２、あるいはステップＳ３内の処理に対応する。
請求項４における平滑化する処理は、平滑化部３３あるいはステップＳ３内の処理に対応する。
請求項５において、基準信号生成処理は、積算部２６あるいはステップＳ２の処理に対応する。加工処理は、基準信号供給部３０のパターンテーブル記憶部３１および加工部３２、あるいはステップＳ３内の処理に対応する。平滑化処理は、平滑化部３３あるいはステップＳ３内の処理に対応する。中心周波数制御処理のうちのラッピングする処理は、基準信号オフセット加算部２２あるいはステップＳ４の処理に対応し、中心周波数を時間変動させる処理は、積算部２６あるいはステップＳ２の処理に対応する。利得制御処理は、第１実施形態における利得制御部２３あるいはステップＳ６あるいは第２実施形態における前処理フィルタ２８あるいは後処理フィルタ３４の処理に対応する。
請求項６は、コンピュータに効果付与部２０が各処理を実行させるためのコンピュータプログラムに対応する。
請求項７は、効果付与部２０の各処理に対応する工程を音響信号処理装置に施す制御方法に対応する。

１ 電子楽器
２０ 効果付与部
２２ 基準信号オフセット加算部
２３ 利得制御部
２４ 中心周波数制御部
２５ フィルタ部
２６ 積算部
２７ ミキシング部
３０ 基準信号供給部
３１ パターンテーブル記憶部
３２ 加工部
３３ 平滑化部
ＢＰＦ０〜ＢＰＦ（Ｎ−１） バンドパスフィルタ

Claims (7)

1. 入力された音響信号に対して並列でバンドパスフィルタ処理を行う複数系統のバンドパスフィルタ処理と、
   各隣り合う系統のバンドパスフィルタ処理の中心周波数どうしが、半音の整数倍に相当する所定の関係を保持した状態で時間変動し、かつ、各系統のバンドパスフィルタ処理における各中心周波数の最大値が所定の動作周波数帯域内に収まるように前記各中心周波数をラッピングすることにより、前記各中心周波数を制御する中心周波数制御処理と、
   各系統の各バンドパスフィルタ処理された各信号を加算して出力する加算処理と、
   を実行することを特徴とする音響信号処理装置。
2. 前記入力された音響信号に対して出力される信号の周波数特性が、前記動作周波数帯域の下端周波数から中域にかけて利得が大きくなり、前記動作周波数帯域の中域から上端周波数にかけて利得が小さくなるように、利得を制御する利得制御処理を実行可能であることを特徴とする請求項１に記載の音響信号処理装置。
3. 前記中心周波数制御処理は、更に、各バンドパスフィルタ処理の中心周波数のいずれもが、半音階を構成する音高に合致させて階段状に時間変動するように前記各中心周波数を制御することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の音響信号処理装置。
4. 前記中心周波数制御処理は、各中心周波数が階段状に時間変動時変される際に時間的に平滑化されるように各中心周波数の変化特性を調整することを特徴とする請求項３に記載の音響信号処理装置。
5. 基準信号を発生する基準信号発生部と、
   前記基準信号発生部が発生した前記基準信号を、半音階を構成する音高に相当する値を取る、時間的に離散した信号に変換するためのパターンが複数種類記憶されたパターン記憶部と、を備えており、
   前記基準信号発生部が発生した前記基準信号の単位時間当りの変化量に相当する信号を取得し、それに基づいて第１の基準信号を生成する基準信号生成処理と、
   前記基準信号生成処理が生成した前記第１の基準信号を、前記パターン記憶部に記憶されたいずれかのパターンに基づいて、半音階を構成する音高に相当する値をとる、時間的に離散化した第２の基準信号に加工する加工処理と、
   前記加工処理により加工された前記第２の基準信号を、時間的に平滑化して第３の基準信号を生成する平滑化処理とを実行し、
   前記中心周波数制御処理は、前記平滑化処理が生成した前記第３の基準信号に基づいて、半音の整数倍に相当するオフセットを加味することにより、各隣り合う系統のバンドパスフィルタ処理の中心周波数どうしが半音の整数倍に相当する所定の関係を保持した状態で時間変動し、かつ、各系統のバンドパスフィルタ処理における各中心周波数の最大値が所定の動作周波数帯域内に収まるように前記各中心周波数をラッピングし、
   前記複数系統のバンドパスフィルタ処理の各バンドパスフィルタ処理によって形成された周波数特性が、前記動作周波数帯域の下端周波数から中域にかけて利得が大きくなり、前記動作周波数帯域の中域から上端周波数にかけて利得が小さくなるように、前記中心周波数制御処理によって制御された各中心周波数に応じて、各バンドパスフィルタ処理の利得を制御する利得制御処理を実行することを特徴とする請求項１に記載の音響信号処理装置。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の各処理をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラム。
7. 複数系統のバンドパスフィルタ処理により、入力された音響信号に対して並列でバンドパスフィルタ処理を行い、各バンドパスフィルタ処理された各信号を加算して出力する音響信号処理装置の制御方法であって、
   各隣り合う系統のバンドパスフィルタ処理の中心周波数どうしが、半音の整数倍に相当する所定の関係を保持した状態で時間変動し、かつ、各系統のバンドパスフィルタ処理における各中心周波数の最大値が所定の動作周波数帯域内に収まるようにラッピングすることにより、前記各中心周波数を制御する工程を有する
   音響信号処理装置の制御方法。

Images