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公開番号2025072075
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-09
出願番号2023182586
出願日2023-10-24
発明の名称模倣音信号生成装置、電子楽器、非線形システム同定方法
出願人株式会社コルグ
代理人個人,個人,個人
主分類G10H 1/16 20060101AFI20250430BHJP(楽器;音響)
要約【課題】歪み率が大きい非線形システムを模倣した場合であっても模倣精度が劣化しない模倣音信号生成装置を提供する。
【解決手段】第1の線形フィルタ10と非線形フィルタ30と第2の線形フィルタ20を含むフィルタシステムに音信号を入力して模倣音信号を生成する。大きな振幅を持つ第1の入力信号を入力したときの非線形システム200からの出力信号に第1の入力信号の逆フィルタを適用して得られる1次成分をIR_AHとし、第2の入力信号であるランダムノイズ信号を入力したときの非線形システム200からの出力信号に第2の入力信号の逆フィルタを適用して得られる1次成分をIR_ALとする。第1の線形フィルタ10の特性は1次成分IR_ALに対応する伝達関数をH_ALとし1次成分IR_AHに対応する伝達関数H_AHとしたとき、H_AL/H_AHを逆変換して得られる時間領域特性であり第2の線形フィルタの特性20は1次成分IR_AHである。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
電子回路を用いて、非線形システムにおけるオリジナル音信号を模倣した模倣音信号を生成する模倣音信号生成装置であって、
第１の線形フィルタと、非線形フィルタと、第２の線形フィルタがこの順番で直列に結合したフィルタシステムに音信号を入力して上記模倣音信号を生成する模倣音信号生成部を含み、
第１の入力信号を上記非線形フィルタに入力したときに上記非線形フィルタから歪んだ出力信号が得られる振幅を持ち、時間とともに周波数が指数関数的に増大または減少する信号とし、第２の入力信号をランダムノイズ信号として、上記第１の入力信号を上記非線形システムに入力したときの上記非線形システムからの出力信号に上記第１の入力信号の逆フィルタを適用して得られる１次成分をＩＲ
ＡＨ
とし、上記第２の入力信号を上記非線形システムに入力したときの上記非線形システムからの出力信号に上記第２の入力信号の逆フィルタを適用して得られる１次成分をＩＲ
ＡＬ
としたとき、上記第１の線形フィルタの特性は、上記１次成分ＩＲ
ＡＬ
に対応する伝達関数をＨ
ＡＬ
とし、上記１次成分ＩＲ
ＡＨ
に対応する伝達関数Ｈ
ＡＨ
としたとき、Ｈ
ＡＬ
/Ｈ
ＡＨ
を逆変換して得られる時間領域特性であり、上記第２の線形フィルタの特性は、上記１次成分ＩＲ
ＡＨ
である
模倣音信号生成装置。
続きを表示（約 2,300 文字）【請求項２】
請求項１に記載の模倣音信号生成装置であって、
上記第２の入力信号は、
上記非線形フィルタに入力したときに上記非線形フィルタから歪んだ出力信号が得られる振幅を持つ
模倣音信号生成装置。
【請求項３】
請求項１に記載の模倣音信号生成装置であって、
上記ランダムノイズ信号は、
ホワイトノイズ信号、またはカラードノイズ信号である
模倣音信号生成装置。
【請求項４】
請求項１に記載の模倣音信号生成装置において、
上記非線形フィルタは、下記（１）（２）（３）の全てを満たし、且つ、連続的な非線形特性を持つことを特徴とする模倣音信号生成装置。
（１）上記非線形フィルタの入力信号の振幅がゼロを含むゼロの周辺の連続的な範囲（以下、「ゼロを含むゼロの周辺の連続的な範囲」を単に「ゼロ近傍」と呼称する）にある場合において、上記非線形フィルタの出力信号の振幅は、上記非線形フィルタの入力信号の振幅の一次関数として表される、あるいは、上記非線形フィルタの入力信号の振幅の一次関数によって近似される。ただし、一次関数の傾きは正の値である。
（２）上記非線形フィルタに入力可能な入力信号の振幅の範囲に含まれかつ上記ゼロ近傍以外の範囲において、上記非線形フィルタの出力信号の振幅が上記非線形フィルタの入力信号の振幅に対する上記一次関数の出力よりも小さくなるような上記非線形フィルタの入力信号の振幅が存在する。
（３）時不変である。
【請求項５】
請求項１に記載の模倣音信号生成装置において、
上記第１の入力信号は、log-SS信号である
ことを特徴とする模倣音信号生成装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の模倣音信号生成装置を含む電子楽器。
【請求項７】
電子回路を用いて、非線形システムにおけるオリジナル音信号を模倣した模倣音信号を生成する模倣音信号生成装置であって、
第１の線形フィルタと、非線形フィルタと、第２の線形フィルタがこの順番で直列に結合したフィルタシステムに音信号を入力して上記模倣音信号を生成する模倣音信号生成部を含み、
第１の入力信号を上記非線形システムに入力したときに上記非線形システムから歪んだ出力信号が得られる振幅を持ち、時間とともに周波数が指数関数的に増大または減少する信号とし、第２の入力信号をランダムノイズ信号として、上記第１の入力信号を上記非線形システムに入力したときの上記非線形システムからの出力信号に上記第１の入力信号の逆フィルタを適用して得られる１次成分をＩＲ
ＡＨ
とし、上記第２の入力信号を上記非線形システムに入力したときの上記非線形システムからの出力信号に上記第２の入力信号の逆フィルタを適用して得られる１次成分をＩＲ
ＡＬ
としたとき、上記第１の線形フィルタの特性は、上記１次成分ＩＲ
ＡＬ
に対応する伝達関数をＨ
ＡＬ
とし、上記１次成分ＩＲ
ＡＨ
に対応する伝達関数Ｈ
ＡＨ
としたとき、Ｈ
ＡＬ
/Ｈ
ＡＨ
を逆変換して得られる時間領域特性であり、上記第２の線形フィルタの特性は、上記１次成分ＩＲ
ＡＨ
である
模倣音信号生成装置。
【請求項８】
請求項７に記載の模倣音信号生成装置であって、
上記第２の入力信号は、
上記非線形システムに入力したときに上記非線形システムから歪んだ出力信号が得られる振幅を持つ
模倣音信号生成装置。
【請求項９】
請求項７に記載の模倣音信号生成装置であって、
上記ランダムノイズ信号は、
ホワイトノイズ信号、またはカラードノイズ信号である
模倣音信号生成装置。
【請求項１０】
解析対象である非線形システムと等価であると見做されるモデルを同定する非線形システム同定方法であって、
上記モデルは、第１の線形フィルタと、非線形フィルタと、第２の線形フィルタがこの順番で直列に結合したモデルであり、
第１の入力信号は上記非線形フィルタに入力したときに上記非線形フィルタから歪んだ出力信号が得られる振幅を持ち、時間とともに周波数が指数関数的に増大または減少する信号であり、
第２の入力信号は、ランダムノイズ信号であり、
上記第１の入力信号を上記非線形システムに入力したときの上記非線形システムからの出力信号に上記第１の入力信号の逆フィルタを適用して１次成分ＩＲ
ＡＨ
を得るステップと、
上記第２の入力信号を上記非線形システムに入力したときの上記非線形システムからの出力信号に上記第２の入力信号の逆フィルタを適用して１次成分ＩＲ
ＡＬ
を得るステップと
を有し、
上記１次成分ＩＲ
ＡＬ
に対応する伝達関数をＨ
ＡＬ
とし、上記１次成分ＩＲ
ＡＨ
に対応する伝達関数Ｈ
ＡＨ
としたとき、Ｈ
ＡＬ
/Ｈ
ＡＨ
を逆変換して得られる時間領域特性を上記第１の線形フィルタの特性とし、
上記１次成分ＩＲ
ＡＨ
を、上記第２の線形フィルタの特性とする
非線形システム同定方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、模倣音信号生成装置、電子楽器、非線形システム同定方法に関する。
続きを表示（約 1,000 文字）【背景技術】
【０００２】
非線形フィルタの前後に線形フィルタを配置して非線形システムを模倣する模倣音信号生成装置の従来技術として例えば特許文献１がある。
【０００３】
特許文献１の模倣音信号生成装置は、第１の線形フィルタと非線形フィルタと第２の線形フィルタを含むフィルタシステムに音信号を入力して模倣音信号を生成する装置である。
【０００４】
上記フィルタシステムに、非線形フィルタから歪んだ出力信号が得られる程度に大きな振幅を持つ入力信号（ピンクＴＳＰ信号）を入力したときの非線形システムからの出力信号に入力信号の逆フィルタを適用して得られる１次成分をＩＲ
ＡＨ
とする。
【０００５】
上記フィルタシステムに、非線形フィルタから歪まない出力信号が得られる程度に小さな振幅を持つ入力信号（ピンクＴＳＰ信号）を入力したときの非線形システムからの出力信号に入力信号の逆フィルタを適用して得られる１次成分をＩＲ
ＡＬ
とする。
【０００６】
第１の線形フィルタの特性は１次成分ＩＲ
ＡＬ
に対応する伝達関数をＨ
ＡＬ
とし１次成分ＩＲ
ＡＨ
に対応する伝達関数Ｈ
ＡＨ
としたとき、Ｈ
ＡＬ
/Ｈ
ＡＨ
を逆変換して得られる時間領域特性であり、第２の線形フィルタの特性は１次成分ＩＲ
ＡＨ
である。
【０００７】
このように特許文献１では、第１の線形フィルタと第２の線形フィルタの特性を入力信号（ピンクＴＳＰ信号）を歪む／歪まない程度の振幅で入力することにより、求めることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
特許第７０７２１６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１の模倣音信号生成装置によって歪み率が大きい非線形システムを模倣した場合、小さな振幅を持つ入力信号による計測結果のＳ／Ｎ比が悪くなり、模倣精度が劣化すする場合があった。
【００１０】
そこで本開示では、歪み率が大きい非線形システムを模倣した場合であっても模倣精度が劣化しない模倣音信号生成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】
（【００１１】以降は省略されています）

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