声音信号变换装置、乐器、声音信号变换方法及声音信号变换程序与流程

本发明涉及对声音信号进行变换的声音信号变换装置、声音信号变换方法、声音信号变换程序及具有声音信号变换装置的乐器。

背景技术：

存在被称为音轮风琴的乐器。音轮风琴能够发出具有特征性的波动的音色，在爵士乐、摇滚等音乐中常常使用。另外，作为大多与音轮风琴组合而使用的扬声器，已知旋转扬声器(rotaryspeaker)。

旋转扬声器具有高音部的扬声器及低音部的扬声器。而且，在高音部的扬声器设置喇叭旋转件，在低音部的扬声器设置鼓旋转件。通过旋转扬声器所具有的电动机使喇叭旋转件及鼓旋转件进行旋转，由此从高音部及低音部的扬声器将声音向辐射方向输出。由此，对从高音部及低音部的扬声器输出的声音，通过多普勒效应而赋予合唱、颤音、震音等效果。

下述专利文献1公开了乐音信号发生装置，该乐音信号发生装置产生对从旋转扬声器输出的电风琴的声音进行模拟的乐音信号。

专利文献1：日本专利第6547522号公报

利用产生对从旋转扬声器输出的声音进行模拟的乐音信号的装置，从而演奏者虽然使用通常的扬声器，但能够享受与使用旋转扬声器的情况相同的演奏音。如上所述的装置并非使用扬声器机械地旋转的旋转扬声器。因此，不存在实际使用旋转扬声器的情况下所产生的机械性的约束，因此通过输出不受此约束的演奏音，从而期待创造具有新的附加价值的装置。

技术实现要素：

本发明的目的在于，产生对从旋转扬声器输出的声音进行模拟的乐音信号，并且输出具有在机械式的旋转扬声器中所不具备的特征的声音信号。

按照本发明的一个技术方案的声音信号变换装置具有赋予部，该赋予部对输入的声音信号赋予周期性变化，输出被赋予了周期性变化的声音信号，赋予部包含相位决定部，该相位决定部在接收到针对声音信号赋予周期性变化的开始指示时，基于初始相位信息，决定使对声音信号赋予的周期性变化开始的相位。

可以是赋予部在接收到针对声音信号的周期性变化的赋予的停止指示时，在被赋予复位相位信息的情况下，停止针对声音信号的周期性变化的赋予，并且基于复位相位信息对初始相位信息进行更新。

可以是赋予部在接收到停止指示时，在没有被赋予复位相位信息的情况下，停止针对声音信号的周期性变化的赋予，并且基于针对声音信号的周期性变化的当前的相位对初始相位信息进行更新。

可以是赋予部基于由设定部所设定的复位相位信息对初始相位信息进行更新。

可以是在使声音信号的周期性变化与从旋转扬声器输出的声音相对应的情况下，在设定部中，作为复位相位信息，设定与在旋转扬声器朝向正面时输出的声音所对应的相位不同的相位。

可以是相位决定部基于多个初始相位信息，决定使对声音信号赋予的周期性变化开始的多个相位，赋予部基于多个相位，对声音信号赋予周期性变化。

按照本发明的另一个技术方案的乐器具有上述任一项所述的声音信号变换装置。

按照本发明的其他技术方案的声音信号变换方法，其中，输入声音信号接收针对声音信号赋予周期性变化的开始指示，在接收到开始指示时，基于初始相位信息，决定使对声音信号赋予的周期性变化开始的相位，对声音信号赋予周期性变化，输出被赋予了周期性变化的所述声音信号。

按照本发明的其他技术方案的声音信号变换程序使计算机执行下述处理：输入声音信号；接收针对声音信号赋予周期性变化的开始指示；在接收到开始指示时，基于初始相位信息，决定使对声音信号赋予的周期性变化开始的相位，对声音信号赋予周期性变化；以及输出被赋予了周期性变化的声音信号。

发明的效果

根据本发明，能够产生对从旋转扬声器输出的声音进行模拟的乐音信号，并且输出具有在机械式的旋转扬声器中所不具备的特征的声音信号。

附图说明

图1是表示声音信号变换装置及连接有声音信号变换装置的乐器的框图。

图2是表示实施方式所涉及的声音信号变换装置的结构的框图。

图3是实施方式所涉及的声音信号变换装置的功能框图。

图4是表示声音信号变换装置的操作部的一个例子的图。

图5是表示实施方式所涉及的声音信号变换方法的流程图。

图6是使对声音信号赋予的周期性变化的相位和旋转扬声器的旋转位置对应的图。

图7是使对声音信号赋予的周期性变化的相位和旋转扬声器的旋转位置对应的图。

标号的说明

1…声音信号变换装置，11…操作部，12…显示器，13…输入接口，14…输出接口，15…cpu，16…ram，17…rom，101…声音信号输入部，102…接收部，103…赋予部，104…相位决定部，105…声音信号输出部，106…设定部，p1…声音信号变换程序，pp…初始相位信息，rp…复位相位信息

具体实施方式

下面，使用附图，对本发明的实施方式所涉及的声音信号变换装置、声音信号变换方法、声音信号变换程序及乐器详细地进行说明。

(1)声音信号的周期性变化

在对本实施方式的声音信号变换装置、声音信号变换方法、声音信号变换程序及乐器进行说明之前，对本实施方式中的用语的含义进行说明。本实施方式的声音信号变换装置对声音信号赋予周期性变化。周期性变化是指声音信号的音程、音量或者音质等具有周期性的变化。通过如上所述地对声音信号赋予周期性变化，从而能够输出对从旋转扬声器输出的声音进行模拟的声音信号。

(2)乐器的结构

图1是表示本发明的实施方式所涉及的声音信号变换装置1及连接有声音信号变换装置1的乐器2的框图。图1的乐器2例如是电子键盘乐器。乐器2具有输出接口21及输入接口22。如果由演奏者对乐器2进行演奏操作，则经由输出接口21输出声音信号。对声音信号变换装置1输入从输出接口21输出的声音信号。

声音信号变换装置1对从乐器2输入的声音信号进行变换。具体地说，声音信号变换装置1通过对声音信号赋予周期性变化而对声音信号进行变换。即，由声音信号变换装置1变换后的声音信号，是对将从乐器2输出的声音信号经由旋转扬声器输出的声音进行了模拟的信号。

声音信号变换装置1将变换后的声音信号输出。乐器2经由输入接口22，输入从声音信号变换装置1输出的变换后的声音信号。乐器2将在声音信号变换装置1中变换后的声音信号从扬声器3输出。由此，如果由演奏者进行了针对乐器2的演奏操作，则从扬声器3将具有如从旋转扬声器输出这样的波动的演奏音输出。

(3)声音信号变换装置的结构

图2是本发明的实施方式所涉及的声音信号变换装置1的功能框图。声音信号变换装置1具有操作部11、显示器12、输入接口13、输出接口14及外部接口18。操作部11、显示器12、输入接口13、输出接口14及外部接口18连接于总线。

操作部11是接收针对声音信号变换装置1的操作的操作件。演奏者通过对操作部11进行操作，进行针对声音信号变换装置1的声音信号的变换开始指示或者变换停止指示等。显示器12是对声音信号变换装置1的状态进行显示的装置。作为显示器12，例如使用led等。

输入接口13输入声音信号。在声音信号变换装置1与图1所示的乐器2连接的情况下，输入接口13输入由乐器2经由输出接口21输出的声音信号。输出接口14输出声音信号。在声音信号变换装置1与图1所示的乐器2连接的情况下，乐器2经由输入接口22而输入从输出接口14输出的声音信号。

声音信号变换装置1还具有cpu(中央运算处理装置)15、ram(随机存取存储器)16及rom(只读存储器)17。cpu15、ram16及rom17连接于总线。

rom17例如由非易失性存储器构成，对包含程序的各种数据进行储存。在本实施方式中，作为rom17而使用闪存等eeprom，能够进行各种数据的擦写。在rom17中对声音信号变换程序p1、初始相位信息pp及复位相位信息rp进行存储。ram16例如由易失性存储器构成，被用作cpu15的作业区域，并且暂时地存储各种数据。

cpu15通过执行在rom17中存储的声音信号变换程序p1而执行后面记述的声音信号变换方法。cpu15、ram16及rom17构成声音信号变换装置1的控制部100。

在本实施方式中，声音信号变换程序p1、初始相位信息pp及复位相位信息rp存储于rom17，但这些数据也可以存储于硬盘等外部存储装置。另外，声音信号变换程序p1也可以通过储存于cd－rom、dvd－rom或者闪存等计算机可读取的记录介质19的方式而被提供，安装于rom17或者外部存储装置。另外，cpu15也可以经由外部接口18而执行在记录介质19中存储的声音信号变换程序p1。并且，在声音信号变换装置1与通信网连接的情况下，可以将从与通信网连接的服务器传送出的声音信号变换程序p1安装于rom17。

(4)声音信号变换装置1的控制部的结构

图3是表示声音信号变换装置1所具有的控制部100的功能性的结构的框图。如图3所示，控制部100包含声音信号输入部101、接收部102、赋予部103、声音信号输出部105及设定部106。赋予部103具有相位决定部104。控制部100的各结构部分(101～106)的功能是图1的cpu15将ram16用作作业区域，并执行在rom17中存储的声音信号变换程序p1而实现的。

声音信号输入部101经由输入接口13而输入声音信号。在声音信号变换装置1与乐器2连接的情况下，声音信号输入部101从乐器2输入声音信号。从乐器2输入的声音信号是由乐器2的演奏者进行演奏发出的演奏音的信号。

接收部102接收由操作部11进行的操作。图4是表示操作部11及显示器12的一个例子的图。操作部11具有slow按钮111、fast按钮112、stop按钮113及复位相位设定按钮114。

slow按钮111是将对声音信号赋予的周期性变化的周期的速度设定得慢的按钮。fast按钮112是将对声音信号赋予的周期性变化的周期的速度设定得快的按钮。如上所述，声音信号变换装置1对从旋转扬声器输出的声音进行模拟，对声音信号进行变换。使周期性变化的周期的速度变慢/变快，这对应于对在使旋转扬声器的旋转变慢/变快的情况下输出的声音进行模拟。

stop按钮113是指示将针对声音信号的周期性变化的赋予停止的按钮。如果stop按钮113被按下1次，则针对声音信号的周期性变化的赋予停止，并且将周期性变化的当前的相位保持为初始相位。将周期性变化的当前的相位保持为初始相位，这对应于使针对声音信号的周期性变化的赋予停止，并且通过模拟方式使旋转扬声器的旋转在当前的位置处停止。如果stop按钮113被长按，则针对声音信号的周期性变化的赋予停止，并且将复位相位设定为初始相位。将复位相位设定为初始相位，这对应于使针对声音信号的周期性变化的赋予停止，并且通过模拟方式使旋转扬声器的旋转移动至复位旋转位置。初始相位是开始针对声音信号的周期性变化的赋予的相位。复位相位是与演奏者的喜好相应地设定为初始相位的相位。关于初始相位及复位相位，在后面详细地进行说明。

复位相位设定按钮114是由演奏者进行操作的按钮，是对复位相位进行设定的按钮。在stop按钮113被长按时基于复位相位对初始相位进行设定。演奏者能够在0°～360°(或者，也可以是－180°～180°)的范围自由地设定复位相位。显示器12对声音信号变换装置1的当前的动作状态进行显示。例如，可以是在slow按钮111被按下而执行声音信号的变换处理的过程中，显示器12点灯为红色，在fast按钮112被按下而执行声音信号的变换处理的过程中，显示器12点灯为绿色。操作部11及显示器12配置于声音信号变换装置1的装置表面等。

再次参照图3。赋予部103对从声音信号输入部101输入的声音信号赋予周期性变化。赋予部103对声音信号的音程、音量或者音质等赋予周期性变化。例如在赋予部103对声音信号的音程赋予周期性变化的情况下，赋予部103对声音信号的音程(频率)乘以周期性地变动的系数。相乘系数的决定方法并没有特别限定，例如可以决定为对从旋转扬声器输出的声音进行模拟。周期性变化的周期是通过由演奏者将slow按钮111及fast按钮112的任意者按下而决定的。

相位决定部104决定对声音信号赋予的周期性变化的初始相位。相位决定部104基于在rom17中存储的初始相位信息pp而决定初始相位。

相位决定部104还进行初始相位信息pp的更新处理。如果由演奏者将stop按钮113按下1次，则相位决定部104取得对声音信号赋予的周期性变化的当前的相位，对初始相位信息pp进行更新。如果由演奏者长按stop按钮113，则相位决定部104基于复位相位信息rp对初始相位信息pp进行更新。

复位相位信息rp是由演奏者设定的。演奏者对上述的复位相位设定按钮114进行操作，输入了复位相位的值，则设定部106进行在rom17中存储的复位相位信息rp的更新。

声音信号输出部105输出在赋予部103中被赋予了周期性变化的声音信号。从声音信号输出部105输出的变换后的声音信号，经由输出接口14而输出至乐器2。

(5)声音信号变换方法的一个例子

图5是表示图3的声音信号变换装置1中的声音信号变换方法的流程图。图5的声音信号变换方法是通过由图2的cpu15执行在rom17中存储的声音信号变换程序p1而进行的。图6及图7是将声音信号的相位模拟地与旋转扬声器的旋转位置对应而示出的图。

参照图5。首先，接收部102对slow按钮111或者fast按钮112是否被按下进行判定(步骤s1)。在slow按钮111或者fast按钮112没有被按下的情况下，重复步骤s1的判定处理。在slow按钮111或者fast按钮112被按下的情况下，相位决定部104取得在rom17中存储的初始相位信息pp(步骤s2)。相位决定部104基于初始相位信息pp而决定初始相位。

接下来，赋予部103对从声音信号输入部101输入的声音信号赋予周期性变化。具体地说，赋予部103将从由相位决定部104决定出的初始相位起开始的周期性变化赋予给声音信号(步骤s3)。例如如果初始相位为30°，则赋予部103将从30°的相位起开始的周期性变化赋予给声音信号。这就是模拟在旋转扬声器从相对于正面而旋转30°后的位置起开始旋转时输出的声音。如果初始相位为0°，则就是模拟在旋转扬声器从正面位置开始旋转时输出的声音。周期性变化的周期的速度根据slow按钮111及fast按钮112中哪一个被按下而进行决定。

接下来，接收部102对stop按钮113是否被按下1次进行判定(步骤s4)。stop按钮113被按下1次的情况是指stop按钮113没有被长按，而是以短时间被按下的情况。接收部102将stop按钮113被按下的时间与规定的阈值相比较，在stop按钮113被按下的时间比规定的阈值短时判定为stop按钮113被按下1次。

在stop按钮113被按下1次的情况下，相位决定部104取得在stop按钮113被按下1次的时刻的周期性变化的当前的相位。相位决定部104基于所取得的当前的相位，对初始相位信息pp进行更新(步骤s6)，然后，赋予部103停止针对声音信号的周期性变化的赋予(步骤s7)。stop按钮113被按下1次的情况，在本发明中与“没有赋予复位相位信息的情况”相对应。在步骤s7后，处理再次返回至步骤s1，接收部102进行slow按钮111或者fast按钮112是否被按下的判定。

在步骤s4中，在没有判定为stop按钮113被按下1次的情况下，接收部102对stop按钮113是否被长按进行判定(步骤s5)。接收部102在stop按钮113被按下的时间大于或等于上述的规定的阈值时判定为stop按钮113被长按。

在stop按钮113被长按的情况下，相位决定部104从rom17取得复位相位信息rp。相位决定部104基于复位相位信息rp对初始相位信息pp进行更新(步骤s8)。接下来，赋予部103直至复位相位为止继续针对声音信号的周期性变化的赋予(步骤s9)。在赋予给声音信号的周期性变化与复位相位一致的时刻，赋予部103停止针对声音信号的周期性变化的赋予。stop按钮113被长按的情况，在本发明中与“赋予复位相位信息的情况”相对应。在步骤s9后，处理再次返回至步骤s1，接收部102进行slow按钮111或者fast按钮112是否被按下的判定。

如上所述，作为复位相位信息rp而存储有演奏者希望使周期性变化开始的相位。演奏者通过对复位相位设定按钮114进行操作，从而预先设定复位相位信息rp。演奏者通过长按stop按钮113，能够将下一次对声音信号赋予的周期性变化的相位设定为复位相位。

在步骤s9中，赋予部103直至复位相位为止使对声音信号赋予的周期性变化继续的情况与旋转扬声器继续旋转至复位位置为止的情况相对应。例如，在复位相位为0°的情况下，与旋转扬声器旋转至正面(复位位置)为止而停止的情况相对应。当然，在stop按钮113被长按时，赋予部103可以立即停止针对声音信号的周期性变化的赋予。由于没有使用机械地旋转的旋转扬声器，因此即使在立即停止针对声音信号的周期性变化的赋予的情况下，也能够基于复位相位信息rp对初始相位信息pp进行更新。

接下来，对使对声音信号赋予的周期性变化的相位通过与旋转扬声器的旋转位置模拟地对应的情况下的例子进行说明。图6及图7是使对声音信号赋予的周期性变化的相位和旋转扬声器的旋转位置对应的图。

首先，使用图6，对stop按钮113被按下1次的情况下的例子进行说明。如图6的(a1)所示，如果演奏者将slow按钮111或者fast按钮112按下，则对声音信号赋予的周期性变化从初始相位起开始。在这里，以作为初始相位信息pp而存储有0°的情况为例。因此，对声音信号赋予的周期性变化，与输出声音的旋转扬声器从正面位置起开始旋转的动作相对应。

然后，如图6的(a2)所示，对声音信号赋予的周期性变化的相位发生变化。这与旋转扬声器一边从正面位置起旋转、一边输出声音的动作相对应。由slow按钮111或者fast按钮112决定的周期性变化的速度与旋转扬声器的旋转速度相对应。

接下来，如图6的(a3)所示，如果演奏者将stop按钮113按下1次，则相位决定部104基于当前的相位对初始相位信息pp进行更新。这与旋转扬声器在stop按钮113被按下的时刻停止旋转的动作相对应。

再次，如图6的(a4)所示，如果演奏者将slow按钮111或者fast按钮112按下，则对声音信号赋予的周期性变化从初始相位起开始。在(a3)中，作为初始相位信息pp而存储有当前的相位，因此周期性变化是从在(a3)中停止时的相位起开始的。这与旋转扬声器从在(a3)中停止的位置起再次开始旋转的动作相对应。

接下来，使用图7对stop按钮113被长按的情况下的例子进行说明。图7的(b1)及(b2)与图6的(a1)及(a2)相同。接下来，如图7的(b3)所示，如果演奏者将stop按钮113长按，则如图7的(b4)所示，相位决定部104基于复位相位信息rp对初始相位信息pp进行更新。这与旋转扬声器在stop按钮113被长按后，旋转至预先所设定的复位位置为止而停止的情况相对应。在作为复位相位信息rp而设定有0°的情况下，基于复位相位信息rp对初始相位信息pp进行更新，这对应于旋转扬声器旋转至正面为止而停止的动作。

接下来，如图7的(b5)所示，如果演奏者将slow按钮111或者fast按钮112按下，则对声音信号赋予的周期性变化从初始相位(复位相位)起开始。在(b4)中，作为初始相位信息pp而存储有复位相位，因此周期性变化不是从在(b3)中stop按钮113被按下的时刻的相位，而是从复位相位起开始。

(6)实施方式的效果

根据本实施方式，基于初始相位信息pp，决定使对声音信号赋予的周期性变化开始的相位。声音信号变换装置1输出对从旋转扬声器输出的声音进行模拟的声音，但实际上不具有进行旋转的旋转扬声器。因此，通过利用没有机械地旋转的旋转扬声器的约束这一点而基于初始相位信息决定周期性变化，从而能够输出具有以往所不具备的特征的声音信号。连接有声音信号变换装置1的乐器2能够生成基于初始相位信息pp而开始周期性变化的演奏音。

另外，根据本实施方式，在接收部102中接收到周期性变化的赋予的停止指示时，在被赋予复位相位信息rp的情况下，基于复位相位信息rp对初始相位信息pp进行更新。演奏者通过利用复位相位信息rp而能够从规定的相位起开始周期性变化。例如，能够在演奏的开始时，从相同的相位起开始周期性变化，因此能够输出在机械地旋转的旋转扬声器中得不到的演奏音。

另外，根据本实施方式，在接收部102中接收到周期性变化的赋予的停止指示时，在没有被赋予复位相位信息rp的情况下，基于针对声音信号的周期性变化的当前的相位对初始相位信息pp进行更新。在下一次开始周期性变化的赋予时，能够从接收到停止指示时的相位起开始。演奏者能够得到与实际使用旋转扬声器时相同的演奏感。

另外，根据本实施方式，具有复位相位信息rp的设定部106，因此演奏者能够对开始周期性变化的期望的相位进行设定。设定部106能够作为复位相位信息rp而设定与在旋转扬声器朝向正面时输出的音所对应的相位不同的相位。例如能够从旋转扬声器旋转了30°的位置所对应的相位起开始周期性变化等，与演奏者的喜好相应地决定初始相位。在旋转扬声器朝向正面时，在周期性变化中相对地音量成为最大。因此，作为演奏开始时的初始相位也存在感到不合适的演奏者。根据本实施方式，能够与如上所述的演奏者的喜好相应地自由设定初始相位。

(7)其他实施方式

在上述实施方式中，赋予部103对声音信号赋予周期性变化。作为其他实施方式，赋予部103也可以对声音信号赋予基于多个相位的周期性变化。此时，赋予部103只要基于多个初始相位信息而分别开始周期性变化即可。另外，基于多个相位的周期性变化可以是相位的旋转方向相同，也可以是相互地相反。在相位的旋转方向相反的情况下，例如能够对从具有喇叭旋转件和鼓旋转件的旋转扬声器输出的声音进行模拟。

在上述的实施方式中，在stop按钮113被长按时，基于在rom17中存储的复位相位信息rp对初始相位信息pp进行了更新。作为其他实施方式，设为在stop按钮113被长按时，可以随机地决定复位相位。此时，可以除了与旋转扬声器朝向正面的情况相对应的相位以外而随机地决定除此以外的相位。

在上述的实施方式中，在图5的步骤s6中，在stop按钮113被按下1次时，基于当前的相位对初始相位信息pp进行了更新。作为其他实施方式，可以将在stop按钮113被按下1次后，经过规定时间后的相位作为当前的相位对初始相位信息pp进行更新。规定时间能够与是通过slow按钮111或者fast按钮112中的哪一者赋予周期性变化而相应地变化。此时，可以设为在stop按钮113被按下1次后，将周期性变化的相位的变化逐渐地变慢。由此，能够对旋转扬声器的旋转逐渐地变慢而停止的动作进行模拟。

在上述的实施方式中，在stop按钮113被长按后，直至复位相位为止继续赋予了周期性变化。作为其他实施方式，也可以在stop按钮113被长按时使来自声音信号变换装置1的输出静音。在该情况下，可以设为在规定时间经过后自动地解除静音，也可以设为与演奏者的演奏操作联动地自动解除静音。

在上述的实施方式中，在stop按钮113被长按时，基于复位相位信息rp对初始相位信息pp进行了更新。作为其他实施方式，可以在stop按钮113被双击时赋予同样的效果。或者也可以设置复位用的其他按钮。

在通过图6及图7说明的实施方式中，以周期性变化的旋转方向为逆时针的情况为例进行了说明。声音信号变换装置1也可以设为能够通过顺时针/逆时针对周期性变化的旋转方向进行设定。

在上述实施方式中，以声音信号变换装置1与乐器2连接的情况为例进行了说明。作为其他实施方式，也可以是声音信号变换装置1内置于乐器2的方式。在声音信号变换装置1内置于乐器2的情况下，操作部11及显示器12也可以设置于乐器2的机身等。例如在乐器2为电子键盘乐器的情况下，可以在键盘的远端侧或者侧部等设置操作部11及显示器12。声音信号变换装置1除了电子键盘乐器以外，也能够与电吉他、电子原声吉他等各种乐器连接。

在上述的实施方式中，以声音信号变换装置1与乐器2连接的情况为例进行了说明。作为其他实施方式，也能够将声音信号变换装置1的功能配置于云服务器上。例如，可以设为将从乐器输出的声音数据以规定帧尺寸分隔而作为文件或者数据包发送至云服务器，在云服务器中对声音信号进行变换。乐器能够输出从云服务器接收到的变换后的声音信号。或者，也可以设为取代乐器而从智能手机、平板终端将声音数据发送至云服务器。