JP2663496B2 - 楽音信号発生装置のための信号補間器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、波形の異なる第１及び第２の波形信号を発
音すべき楽音の音高周波数でそれぞれ発生する波形信号
発生手段を備えた楽音信号発生装置に適用された信号補
間器に係り、特に前記第１の波形信号と前記第２の波形
信号とを、発音時間経過、鍵タッチの強さ、発音音高、
音色制御操作子の操作量等の楽音制御要素値に応じて補
間することにより、前記楽音制御要素値の変化に従って
前記第１の波形信号から前記第２の波形信号へ滑らかに
変更される波形信号を出力する楽音信号発生装置のため
の信号補間器に関する。

（従来技術） 従来、この種の補間器は、例えば特公昭58−55518号
公報に示されるように、波形信号発生手段から出力され
た波形の異なる第１及び第２の波形信号を混合する混合
手段と、前記混合手段における第１及び第２の波形信号
の混合率を発音開始からの時間経過に従って第１の波形
信号が徐々に減少しかつ第２の波形信号が徐々に増加す
るように制御する混合率制御手段とを備え、第１の波形
信号から第２の波形信号へ滑らかに変更される波形信号
を出力するようにしている。

（発明が解決しようとする課題） しかるに、上記従来の装置にあっては、第１の波形信
号から第２の波形信号への変更中、第１の波形信号と第
２の波形信号とが単に混合されているのみであるので、
聴取者には第１の波形信号に関する音色の楽音と第２の
波形信号に関する音色の楽音とが分離して聞こえ、聴感
上、音色が滑らかに変更されていく感じが出ない。

本発明は上記聴感上の問題に鑑み案出されたもので、
その目的は、第１の波形信号から第２の波形信号への変
更を、聴感上、音色が滑らかに変化していくように感じ
させる楽音信号発生装置のための信号補間器を提供しよ
うとするものである。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明の構成上の特徴
は、波形信号発生手段から発音すべき楽音の音高周波数
で出力された波形の異なる第１の波形信号と第２の波形
信号とを、発音時間経過、鍵タッチの強さ、発音音高、
音色制御操作子の操作量等の楽音制御要素値に応じて補
間する楽音信号発生装置のための信号補間器を、第１及
び第２の波形信号をそれぞれ複数の異なる周波数帯域に
属する複数の波形信号に分離して出力するフィルタ手段
と、第１及び第２の波形信号からそれぞれ分離出力され
た複数の波形信号を混合する混合手段と、第１の波形信
号から分離出力された複数の波形信号の混合手段におけ
る各混合率と第２の波形信号から分離出力された複数の
波形信号の混合手段における各混合率とを、楽音制御要
素値の変化に従って一方の各混合率がそれぞれ異なる変
化特性で徐々に減少するとともに他方の各混合率がそれ
ぞれ異なる変化特性で徐々に増加するように制御する混
合率制御手段とで構成したことにある。

（発明の作用） 上記のように構成した本発明においては、フィルタ手
段が、第１及び第２の波形信号をそれぞれ複数の異なる
周波数帯域に属する複数の波形信号に分離して出力し、
混合率制御手段が、第１の波形信号から分離出力された
複数の波形信号の混合手段における各混合率と第２の波
形信号から分離出力された複数の波形信号の混合手段に
おける各混合率とを、楽音制御要素値の変化に従って一
方の各混合率がそれぞれ異なる変化特性で徐々に減少す
るとともに他方の各混合率がそれぞれ異なる変化特性で
徐々に増加するように制御するので、混合手段にて混合
されかつ同手段から出力される波形信号は、楽音制御要
素値の変化に従って第１の波形信号から第２の波形信号
へ徐々に変更されるとともに、複数の周波数帯域毎に異
なる変化率で徐々に変化することになる。

（発明の効果） 上記のように作用する結果、本発明によれば、第１の
波形信号から第２の波形信号への変更時、第１及び第２
の波形信号の特徴を有するとともに微妙に周波数成分を
異にする波形信号が楽音制御要素値の変化に応じて混じ
り合い、第１の波形信号と第２の波形信号とが単純に混
合されるわけではないので、第１の波形信号に関する音
色と第２の波形信号に関する音色との聴感上の分離感が
少なくなる。これにより、出力される波形信号は、第１
の波形信号から第２の波形信号に聴感上滑らかに変更さ
れるようになる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明すると、
第１図は本発明に係る信号補混器を適用した楽音信号発
生装置としての鍵盤電子楽器の全体をブロック図により
示している。

この鍵盤電子楽器はキースイッチ回路11を備えてい
る。このキースイッチ回路11は鍵盤の各鍵に対応した複
数のキースイッチを有し、鍵盤にて押鍵された鍵を表す
キーコードKC及び該押鍵を表すキーオン信号KONを出力
する。キースイッチ回路11にはアドレス発生器12が接続
されており、同発生器12は、供給されたキーコードKCに
基づき押鍵された鍵の音高周波数に対応したレートで変
化するアドレス信号を波形メモリ13,14に供給して、同
メモリ13,14の読出しを制御する。

波形メモリ13,14は共に複数のサンプリングデータか
らなり楽音を表す波形データを記憶するもので、波形メ
モリ13には発音開始時における楽音を表す高い周波数の
高調波成分を多く含んだ波形データが記憶され、波形メ
モリ14には発音持続時（終了時）における楽音を表す高
い周波数の高調波成分を余り多く含まない波形データが
記憶されている。かかる場合、これらの波形メモリ13,1
4は楽音の一周期分の波形データを記憶するものでもよ
く、また複数周期分の波形データを記憶するものでもよ
い。

これらの波形メモリ13,14にはローパスフィルタ15,1
6、バンドパスフィルタ17,18及びハイパスフィルタ21,2
2がそれぞれ並列に接続されており、フィルタ群15,17,2
1は波形メモリ13からの波形データにより表された楽音
波形信号を低域、中域及び高域に分離して出力するとと
もに、フィルタ群16,18,22は波形メモリ14からの波形デ
ータにより表された楽音波形信号を低域、中域及び高域
に分離して出力する。かかる場合、ローパスフィルタ15
の周波数特性とローパスフィルタ16の周波数特性、バン
ドパスフィルタ17の周波数特性とバンドパスフィルタ18
の周波数特性、及びハイパスフィルタ21の周波数特性と
ハイパスフィルタ22の周波数特性はそれぞれ同じでもよ
いし、異なっていてもよい。

フィルタ群15,17,21の出力には、乗算器23,24,25及び
加算器26からなる混合回路が接続されている。乗算器2
3,24,25は各フィルタ15,17,21からの楽音波形信号に補
間係数発生器27,28,31からの各補間係数信号をそれぞれ
乗算して出力し、加算器26は各乗算器23,24,25からの各
楽音波形信号を加算合成して出力する。補間係数発生器
27,28,31は楽音の発音開始からの時間経過に従って第2A
図にて実線、破線及び一点鎖線で示すように異なる変化
率で徐々に減少する補間係数信号を出力する。この補間
係数発生器27,28,31には時間関数発生器32が接続されて
おり、同関数発生器32は、キースイッチ回路11から供給
されるキーオン信号KONに基づき、楽音の発生開始（鍵
盤における押鍵時）からの時間経過を表す信号を形成す
るとともに補間係数発生器27,28,31に出力して、同係数
発生器27,28,31の補間係数信号の形成を制御する。

また、フィルタ群16,18,22の出力には、乗算器33,34,
35及び加算器36からなる混合回路が接続されている。乗
算器33,34,35は各フィルタ16,18,22からの楽音波形信号
に補数発生器37,38,41からの各補数信号をそれぞれ乗算
して出力し、加算器36は各乗算器33,34,35からの楽音波
形信号を加算合成して出力する。補数発生器37,38,41は
各補間係数発生器27,28,31からの各補間係数信号の各ビ
ットをそれぞれ反転する反転回路、いわゆる「１の補数
回路」でそれぞれ構成され、楽音の発音開始からの時間
経過に従って第2B図にて実線、破線及び一点鎖線で示す
ように異なる変化率で徐々に増加する補間係数信号を出
力する。

加算器26,36の出力には加算器42が接続され、同加算
器42は両加算器26,36からの楽音波形信号を加算合成し
て出力する。この加算器42の出力には乗算器43が接続さ
れ、同乗算器43は加算器42からの楽音波形信号にエンベ
ロープ発生器44からのエンベロープ波形信号を乗算して
出力する。エンベロープ発生器44はキースイッチ回路11
からのキーオン信号KONにより制御されるようになって
おり、同信号KONに基づき楽音の振幅エンベロープを表
すエンベロープ波形信号を形成出力する。

乗算器43の出力にはD/A変換器45が接続されており、
同変換器45は供給されたディジタル信号をアナログ信号
に変換してサウンドシステム46に供給する。サウンドシ
ステム46はアンプ、スピーカ等からなり前記供給アナロ
グ信号に対応した楽音を発音する。

次に、上記のように構成した実施例の動作を説明す
る。今、鍵盤にていずれかの鍵が押鍵されると、キース
イッチ回路11が該押鍵に応じてキーコードKC及びキーオ
ン信号KONを出力する。このキーコードKCはアドレス発
生器12に供給され、同発生器12は波形メモリ13,14に記
憶されている波形データの読出しを前記押鍵された鍵の
鍵音高周波数に対応したレートで制御する。これによ
り、波形メモリ13,14からは前記音高周波数を有する楽
音波形信号がそれぞれ出力され、該出力された各楽音波
形信号はフィルタ群15,17,21及びフィルタ群16,18,22に
よりそれぞれ低域、中域、高域に分離されて、乗算器2
3,24,25及び加算器26からなる混合回路と乗算器33,34,3
5及び加算器36からなる混合回路とにそれぞれ供給され
る。

一方、時間関数発生器32は、前記キースイッチ回路11
から出力されたキーオン信号KONに基づき、前記押鍵か
らの時間経過を表す信号を形成して補間係数発生器27,2
8,31に供給し、同発生器27,28,31が該供給信号に応じて
第2A図に示す各補間係数信号を乗算器23,24,25に供給す
るので、乗算器23,24,25にて乗算されかつ加算器26にて
加算合成された波形メモリ13からの楽音波形信号に関す
る低域、中域及び高域の各周波数成分は、第３図に示す
ように、異なる変化特性で時間経過に従って徐々に減少
する。また、補数発生器37,38,41は前記補間係数発生器
27,28,31からの補間係数信号に応じて第2B図に示す補間
係数信号を乗算器33,34,35に供給するので、乗算器33,3
4,35にて乗算されかつ加算器36にて加算合成された波形
メモリ14からの楽音波形信号に関する低域、中域及び高
域の各周波数成分は、第３図に示すように、異なる変化
特性で時間経過に従って徐々に増加する。

そして、加算器26,36によって前記加算合成された両
楽音波形信号は加算器42にて加算合成されるとともに、
乗算器43及びエンベロープ発生器44によって振幅エンベ
ロープが付与された後、D/A変換器45を介してサウンド
システム46に供給され、同システム46から楽音として発
生される。

このようにして波形メモリ13,14からの各波形信号を
時間経過に従って補間した結果、上記実施例によれば、
サウンドシステム46から発音される楽音は波形メモリ13
からの楽音波形信号に関するものから波形メモリ14から
の楽音波形信号に関するものに徐々に変更するととも
に、該変更時には前記両楽音波形信号は周波数帯域毎に
異なる変化特性で混合されることになる。これにより、
前記変更時には、以前発音されていた波形メモリ13から
の楽音波形信号と将来発音される波形メモリ14からの楽
音波形信号とが単純に混合されるわけではなく、両楽音
波形信号の特徴を有するとともに微妙に周波数成分を異
にする楽音波形信号が混合されるので、前記変更時（補
間時）における両楽音波形信号の聴感上の分離感を少な
くすることができる。

なお、上記実施例を次のように変形しても本発明は実
施できるものである。

（１）上記実施例においては、本発明に係る信号補間器
を２種の楽音波形信号の時間経過に従った補間に利用し
た例について示したが、該信号補間器を発生楽音の音
高、鍵タッチの強さ、音色制御操作子の操作量等に応じ
た信号補間に利用してもよい。かかる場合、第１図に破
線で示すように、時間関数発生器32を音高、鍵タッチの
強さ又は音色制御操作子の操作量に応じた関数信号（第
2A図及び第2B図のかっこ書き参照）を発生する関数発生
器で置換するとともに、該置換した関数発生器に、キー
スイッチ回路11からのキーコードKC、鍵タッチ検出回路
51により検出した鍵タッチの強さを表す鍵タッチ信号K
T、又はトーンコントロール操作子回路52により検出し
た音色制御操作子の操作量を表すトーンコントロール信
号TCを供給するようにすればよい。なお、かかる場合に
は、波形メモリ13,14に発音開始から終了までの全波形
を表すサンプリングデータをそれぞれ記憶させておくよ
うにしてもよい。

（２）上記実施例においては、補間の変化特性を直線的
にすると同時に、変化率が低域、中域、高域の順に大き
くなるようにしたが、前記変化特性を曲線的、折れ線的
等にしてもよく、変化率の前記順を逆にしたり、中域の
変化率を最大又は最小にするようにしてもよい。また、
変化率を同じにして、変化開始タイミングをずらすよう
にしてもよい。

（３）上記実施例においては、波形メモリ13,14からの
楽音波形信号をローパスフィルタ15,16、バンドパスフ
ィルタ17,18及びハイパスフィルタ21,22を用いて３種類
に分離したが、前記楽音波形信号を、ローパスフィルタ
とハイパスフィルタのみにより２種類に分離したり、信
号通過帯域の異なる複数のバンドパスフィルタをさらに
設けて４種類以上に分離するようにしてもよい。また、
フィルタは上記実施例の周波数特性のフィルタに限ら
ず、信号通過帯域が２種類以上あったり、周波数特性を
複雑に設定したようなフィルタを用いてもよい。

（４）上記実施例においては、楽音波形信号の発生源と
して２個の波形メモリ13,14を利用するとともに、出力
楽音波形信号を波形メモリ13からの楽音波形信号から波
形メモリ14からの楽音波形信号へ切換えるようにした
が、前記発生源として、FM演算によるもの、高調波合成
演算によるもの、発振器出力をフィルタリングしたもの
等を利用してもよい。また、かかる発生源を３個以上設
けて、該３個以上の発生源の出力を補間しながら順次切
換えて出力するようにしたり、該３個以上の発生源の出
力を同時に補間してもよい。

（５）上記実施例においては、波形メモリ13,14からの
波形データの読出し動作、フィルタ15,16,17,18,21,22
のフィルタリング動作、乗算器23,24,25,33,34,35及び
加算器26,36,42の演算動作、補間関数発生器27,28,31の
補間係数信号の発生動作等を並列的に行わせるようにし
たが、かかる動作を時分割動作させるようにしてもよ
い。特に、フィルタに関しては、フィルタリングのため
の演算器を共通に用い、該演算器の接続及びフィルタリ
ング演算のためのフィルタ係数を時分割で供給し、見か
け上一つのフィルタを時間軸上で異なる周波数特性をも
たせるようにするとよい。

（６）上記実施例においては、鍵盤を有するとともに該
鍵盤の押鍵に基づき楽音信号を発生させる楽音信号発生
装置に本発明に係る信号補間器を適用したが、本発明は
鍵盤を有さず外部からの鍵情報に基づき楽音信号を発生
させるような楽音信号発生装置にも適用される。また、
鍵盤操作に関しないシンバル、バスドラ等の打楽器音信
号を発生するリズム音発生装置のような楽音信号発生装
置にも適用される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す信号補間器を適用した
楽音信号発生装置の全体ブロック図、第2A図及び第2B図
は補間係数信号の変化特性の一例を示すグラフ、第３図
は楽音波形信号の変化状態を示す状態図である。 符号の説明 13,14……波形メモリ、15,16……ローパスフィルタ、1
7,18……バンドパスフィルタ、21,22……ハイパスフィ
ルタ、23〜25、33〜35……乗算器、26,36,42……加算
器、27,28,31……補間係数発生器、32……時間関数発生
器、37,38,41……補数発生器。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】波形の異なる第１及び第２の波形信号を発
   音すべき楽音の音高周波数でそれぞれ発生する波形信号
   発生手段を備えた楽音信号発生装置に適用され、前記第
   １の波形信号と前記第２の波形信号とを、発音時間経
   過、鍵タッチの強さ、発音音高、音色制御操作子の操作
   量等の楽音制御要素値に応じて補間することにより、前
   記楽音制御要素値の変化に従って前記第１の波形信号か
   ら前記第２の波形信号へ滑らかに変更される波形信号を
   出力する楽音信号発生装置のための信号補間器におい
   て、 前記第１及び第２の波形信号をそれぞれ複数の異なる周
   波数帯域に属する複数の波形信号に分離して出力するフ
   ィルタ手段と、 前記第１及び第２の波形信号からそれぞれ分離出力され
   た複数の波形信号を混合する混合手段と、 前記第１の波形信号から分離出力された複数の波形信号
   の前記混合手段における各混合率と前記第２の波形信号
   から分離出力された複数の波形信号の前記混合手段にお
   ける各混合率とを、前記楽音制御要素値の変化に従って
   一方の各混合率がそれぞれ異なる変化特性で徐々に減少
   するとともに他方の各混合率がそれぞれ異なる変化特性
   で徐々に増加するように制御する混合率制御手段と を備えたことを特徴とする楽音信号発生装置のための信
   号補間器。