JP2707913B2 - Music synthesizer - Google Patents
Music synthesizerInfo
- Publication number
- JP2707913B2 JP2707913B2 JP4116432A JP11643292A JP2707913B2 JP 2707913 B2 JP2707913 B2 JP 2707913B2 JP 4116432 A JP4116432 A JP 4116432A JP 11643292 A JP11643292 A JP 11643292A JP 2707913 B2 JP2707913 B2 JP 2707913B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- equation
- tube
- configuration
- excitation
- cylindrical
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Electrophonic Musical Instruments (AREA)
- Reverberation, Karaoke And Other Acoustics (AREA)
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は自然楽器音を合成する
のに適した楽音合成装置および変化に富んだ音色の得ら
れる管楽器に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a musical tone synthesizer suitable for synthesizing natural musical instrument sounds and a wind instrument capable of obtaining a variety of timbres.
【０００２】[0002]
【従来の技術】自然楽器における発音メカニズムをシミ
ュレートしたモデルを動作させ、楽音を合成する楽音合
成装置が知られている。この種の楽音合成装置のうち、
管楽器の楽音を合成する楽音合成装置は、マウスピース
部の動作をシミュレートした励振回路と、共鳴管の共鳴
特性をシミュレートした共鳴回路とを接続することによ
って構成される。2. Description of the Related Art There is known a musical sound synthesizer for synthesizing musical sounds by operating a model simulating a sounding mechanism of a natural musical instrument. Of this kind of music synthesizer,
A musical sound synthesizer for synthesizing a musical sound of a wind instrument is configured by connecting an excitation circuit simulating the operation of a mouthpiece and a resonance circuit simulating the resonance characteristics of a resonance tube.
【０００３】さて、サキソフォン、トランペット等の管
楽器は、円錐形の共鳴管を有する。この種の円錐形の共
鳴管は、太さの異なった円筒管を順次結合したものとみ
なすことができる。そこで、従来、円錐管は、遅延回路
を含んだウェーブガイド（双方向伝送回路）およびジャ
ンクション（結合回路）を複数段カスケード接続した回
路によってシミュレートされていた。なお、このような
ウェーブガイドおよびジャンクションを用いた楽音合成
装置は、例えば特開昭６３−４０１９９号公報に開示さ
れている。[0003] Wind instruments such as saxophones and trumpets have conical resonance tubes. Such a conical resonance tube can be regarded as a series connection of cylindrical tubes having different thicknesses. Therefore, conventionally, the conical tube has been simulated by a circuit in which a waveguide (bidirectional transmission circuit) including a delay circuit and a junction (coupling circuit) are cascade-connected in a plurality of stages. A tone synthesizer using such a waveguide and a junction is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-40199.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところで、円錐形の共
鳴管の伝達関数を忠実にシミュレートしようとする場
合、ウェーブガイドおよびジャンクションの段数を多く
する必要がある。しかしながら、ジャンクションは隣接
するウェーブガイドからの入力信号に対して係数乗算処
理を行う乗算器を有しており、多数のジャンクションを
用いると、それに比例して多数の乗算器が必要となる。
このため、上述した従来の楽音合成装置をハードウェア
によって実現する場合は回路規模が大きくなってしま
い、楽音合成装置をＤＳＰ（デジタル信号プロセッサ）
が行う演算によって実現する場合は演算量が大きくなっ
てしまうという問題があった。また、現在、こういった
問題を解決することへの期待が高まる一方、既存の自然
楽器によっては得られない楽音を発生し得る生楽器の実
現も望まれている。When faithfully simulating the transfer function of a conical resonance tube, it is necessary to increase the number of waveguides and junctions. However, the junction has a multiplier that performs a coefficient multiplication process on an input signal from an adjacent waveguide. When a large number of junctions are used, a large number of multipliers are required in proportion to the number of junctions.
For this reason, when the above-mentioned conventional tone synthesizer is realized by hardware, the circuit scale becomes large, and the tone synthesizer is implemented by a DSP (Digital Signal Processor).
In the case where the calculation is realized by the calculation performed, there is a problem that the amount of calculation increases. At the same time, while expectations for solving such problems are increasing, realization of live musical instruments capable of generating musical tones that cannot be obtained with existing natural musical instruments is also desired.
【０００５】この発明は上述した事情に鑑みてなされた
ものであり、比較的小規模な回路構成あるいは比較的少
ない演算量により、円錐管を有する管楽器の音を忠実に
再現することができる楽音合成装置を提供すると共に、
この楽音合成装置に基づき、これまでにない新規な音を
発生し得る管楽器を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and has a relatively small circuit configuration or a relatively small amount of calculation, so that a tone synthesis can faithfully reproduce the sound of a wind instrument having a conical tube. Providing the equipment,
It is an object of the present invention to provide a wind instrument capable of generating a novel sound that has never been seen before, based on this musical sound synthesizer.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明によ
る楽音合成装置は、自然楽器における発音メカニズムを
シミュレートして楽音を合成する楽音合成装置におい
て、２本の円筒管を各々シミュレートした手段であっ
て、各々、入力信号に対して少なくとも遅延処理を施し
て出力する第１および第２の伝送手段と、マウスピース
をシミュレートした手段であって、前記第１および第２
の伝送手段に供給する励振信号を発生する励振手段と、
前記第１の伝送手段の出力信号の振幅を、 ２Ｓ／（Ｓ 0 ＋Ｓ＋（Ｓ／Ｈ）） ［但し、Ｓ 0 は前記励振手段がシミュレートするマウス
ピースの断面積、Ｓは前記第１および第２の伝送手段シ
ミュレートする円筒管の断面積、Ｈは所定のパラメータ
を示す］なる式により求まる乗算係数α L に基づいて制
御する第１の制御手段と、 前記第２の伝送手段の出力信
号の振幅を、 ２（Ｓ／Ｈ）／（Ｓ 0 ＋Ｓ＋（Ｓ／Ｈ）） なる式により求まる乗算係数α x に基づいて制御する第
２の制御手段と、 前記励振手段の出力信号の振幅を、 ２Ｓ 0 ／（Ｓ 0 ＋Ｓ＋（Ｓ／Ｈ）） なる式により求まる乗算係数α i に基づいて制御する第
３の制御手段と、 前記励振手段と、前記第１および第２
の伝送手段とを結合し、各々の間の信号の授受を媒介す
る結合手段とを具備することを特徴とする。また、請求
項１に係る発明の第１実施態様による楽音合成装置は、
上記請求項１に係る構成において、前記第１および第２
の伝送手段が、断面積および長さが共に異なった２本の
円筒管をシミュレートしたものであることを特徴とす
る。また、請求項１に係る発明の第１実施態様による楽
音合成装置は、上記請求項１に係る構成において、前記
励振手段と前記結合手段との間に、入力信号に対して少
なくとも遅延処理を施す第３の伝送手段を介挿したこと
を特徴とする。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a musical sound synthesizer comprising a sound generating mechanism for a natural musical instrument.
A music synthesizer that simulates and synthesizes music.
Te, a respective simulated means two cylindrical tubes, respectively, the first and second transmission means for outputting subjected to at least delay processing on the input signal, the mouthpiece
Means that simulates the first and second
Excitation means for generating an excitation signal to be supplied to the transmission means ,
The amplitude of the output signal of the first transmission means is 2S / (S 0 + S + (S / H)) [where S 0 is a mouse simulated by the excitation means.
The cross-sectional area of the piece, S, is the first and second transmission means system.
The cross-sectional area of the cylindrical tube to be simulated, where H is a predetermined parameter
Is determined based on the multiplication coefficient α L obtained by the equation
Controlling the first control means, and the output signal of the second transmission means.
The control of the amplitude of the signal based on the multiplication coefficient α x obtained by the equation of 2 (S / H) / (S 0 + S + (S / H))
And the control means for controlling the amplitude of the output signal of the excitation means based on a multiplication coefficient α i obtained by the equation 2S 0 / (S 0 + S + (S / H)) .
3 control means, said excitation means, and said first and second
And transmission means for transmitting and receiving signals between the transmission means and the transmission means. The musical sound synthesizer according to the first embodiment of the invention according to claim 1 is
2. The configuration according to claim 1, wherein the first and the second
Is characterized in that the transmission means simulates two cylindrical tubes having different cross-sectional areas and lengths. According to a first aspect of the present invention, in the musical tone synthesizer according to the first aspect of the present invention, at least a delay process is performed on an input signal between the excitation unit and the coupling unit. The third transmission means is interposed .
【０００７】[0007]
【作用】円錐管の入力音響インピーダンスは、２種の円
筒管を並列接続したものの入力音響インピーダンスによ
って近似することができる。従って、請求項１に係る発
明による楽音合成装置によれば、第１の伝送手段の出力
信号の振幅を乗算係数α L に基づいて制御する第１の制
御手段と、第２の伝送手段の出力信号の振幅を乗算係数
α x に基づいて制御する第２の制御手段と、前記励振手
段の出力信号の振幅を乗算係数α i に基づいて制御する
第３の制御手段とを具備することにより、円筒管をシミ
ュレートした手段によって共鳴管を実現することができ
る。 The input acoustic impedance of a conical tube can be approximated by the input acoustic impedance of two types of cylindrical tubes connected in parallel. Therefore, according to the musical sound synthesizer according to the first aspect of the present invention, the output of the first transmission unit is output.
First control for controlling signal amplitude based on multiplication coefficient α L
Control means and a multiplication coefficient for the amplitude of the output signal of the second transmission means.
second control means for controlling based on α x ,
Controls the amplitude of the output signal of the stage based on the multiplication factor α i
The provision of the third control means allows the cylindrical tube to be stained.
The resonance tube can be realized by the means that has been modulated .
【０００８】[0008]
【実施例】＜本発明の基本構成＞図１は本発明の基本構
成を示すブロック図である。この図に示すように、本発
明による楽音合成装置においては、管楽器のマウスピー
ス部をシミュレートした励振部１に対し、ジャンクショ
ン２を介して２個のウェーブガイドＷ１およびＷ２が並
列接続されており、これらの各部におけるパラメータは
制御部３によって制御される。ここで、ウェーブガイド
Ｗ１およびＷ２は、円錐管の入力音響インピーダンスを
２個の項に分割した場合における各項をシミュレートし
たものであり、以下説明するようにして得られる。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS <Basic Configuration of the Present Invention> FIG. 1 is a block diagram showing a basic configuration of the present invention. As shown in this figure, in the musical sound synthesizer according to the present invention, two waveguides W1 and W2 are connected in parallel via a junction 2 to an excitation section 1 simulating a mouthpiece section of a wind instrument. The parameters in these units are controlled by the control unit 3. Here, the waveguides W1 and W2 simulate the respective terms when the input acoustic impedance of the conical tube is divided into two terms, and are obtained as described below.
【０００９】まず、図２に示すような円錐管の入力音響
インピーダンスＺは下記数１のように表すことができ
る。First, the input acoustic impedance Z of a conical tube as shown in FIG. 2 can be expressed by the following equation (1).
【数１】 ただし、ρは媒質密度（ｇ／ｃｍ3）、ｃは音速（ｃｍ
／ｓｅｃ）、Ｘはのどの長さ（ｃｍ）、Ｌは円錐管の長
さ（ｃｍ）である。また、ｋは波定数（ｒａｄ／ｃｍ）
であり、音の波長をλ（ｃｍ）とした場合、ｋ＝２π／
λとなる。また、Ｓは円錐管の初期面積である。さて、
上記数１における分母第１項および第２項において、(Equation 1) Here, ρ is the medium density (g / cm 3 ), and c is the sound velocity (cm
/ Sec), X is the throat length (cm), and L is the length of the conical tube (cm). K is a wave constant (rad / cm)
When the wavelength of the sound is λ (cm), k = 2π /
λ. S is the initial area of the conical tube. Now,
In the first and second terms of the denominator in Equation 1,
【数２】 (Equation 2)
【数３】 とおく。ただし、ωは音の角周波数（ｒａｄ／ｓｅｃ）
であり、ω＝ｃ・ｋである。また、Ｍ＝ρ・Ｘ／Ｓ（ｇ
／ｃｍ4）である。この置き換え操作により、下記数４
が得られる。(Equation 3) far. Where ω is the angular frequency of the sound (rad / sec)
And ω = c · k. Further, M = ρ · X / S (g
/ Cm 4 ). By this replacement operation,
Is obtained.
【数４】 すなわち、円錐管の入力音響インピーダンスＺは、イン
ピーダンスＺxおよびＺLを並列接続したものとみなすこ
とができる。ここで、インピーダンスＺxは、Ｍ＝ρ・
Ｘ／Ｓ（ｇ／ｃｍ4）の大きさを有するイナータンス
（慣性）によってシミュレートすることができる。ま
た、長さがＬの無損失平行線路において受側を短絡した
時の送側から見た入力インピーダンスはＺi＝ｊ・Ｚｃ
・ｔａｎ（ｋ・Ｌ）（ただし、Ｚｃは断面積がＳである
管の特性インピーダンスである）となるので、インピー
ダンスＺLを太さが一定の円筒管によってシミュレート
することが可能である。従って、図２に示す円錐管は、
図３に示すように、断面積Ｓおよび長さＬを有する終端
開放の円筒管の端部にイナータンスＭを接続した構成に
等価変形することができる。図３において、息（矢印
Ｐ）はイナータンスＭと円筒管の接続部に注入される。(Equation 4) That is, the input acoustic impedance Z of a conical tube can be deemed to have been connected in parallel the impedance Z x and Z L. Here, the impedance Z x is M = ρ ·
It can be simulated by inertance having a magnitude of X / S (g / cm 4 ). Further, when the receiving side is short-circuited on the lossless parallel line having the length L, the input impedance seen from the transmitting side is Z i = j · Zc
· Tan (k · L) (however, Zc is a cross-sectional area is the characteristic impedance of the tube is S) since the it is possible to the impedance Z L is the thickness be simulated by certain cylindrical tube. Therefore, the conical tube shown in FIG.
As shown in FIG. 3, an equivalent deformation can be made to a configuration in which an inertance M is connected to an end of an open-ended cylindrical tube having a cross-sectional area S and a length L. In FIG. 3, the breath (arrow P) is injected into the connection between the inertance M and the cylindrical tube.
【００１０】さて、図２において、のどの長さＸが小さ
い場合、上記数２によって示したインピーダンスＺｘを
下記数５の近似式により表すことが可能である。In FIG. 2, when the length X of the throat is small, it is possible to express the impedance Zx shown by the above equation (2) by an approximate equation of the following equation (5).
【数５】 図４は、上記数４におけるインピーダンスＺｘとして、
数５の近似式によるものを適用した場合における共鳴管
モデルの構成を示すものである。この図においては、上
記近似を行ったのに伴って、図３におけるイナータンス
Ｍが長さＸの円筒管に置き換えられている。この共鳴管
モデルにおいて、演奏者の息は長さＬの円筒部と長さＸ
の円筒部との接続部に注入される（矢印Ｐ）。図１に示
す楽音合成装置は、図４に示す共鳴管モデルおよび後述
する図５の共鳴管モデルをシミュレートしたものであ
り、図１におけるウェーブガイドＷ１およびＷ２は図４
における長さがＬの円筒部および長さがＸの円筒部に各
々対応している。このモデルによれば、長さＬを変化し
た場合に共振周波数を変化させることができる。従っ
て、このモデルをシミュレートした図１に示す楽音合成
装置によれば、Ｌをパラメータとして音高を連続的に変
化させる制御を容易に行うことができる。(Equation 5) FIG. 4 shows the impedance Zx in Equation 4 above.
9 shows a configuration of a resonance tube model in a case where an approximation formula of Expression 5 is applied. In this figure, the inertance M in FIG. 3 is replaced by a cylindrical tube of length X in accordance with the approximation. In this resonance tube model, the performer's breath consists of a cylindrical portion having a length L and a length X.
(Arrow P). The tone synthesizer shown in FIG. 1 simulates the resonance tube model shown in FIG. 4 and the resonance tube model shown in FIG. 5, which will be described later. Waveguides W1 and W2 in FIG.
Respectively correspond to the cylindrical portion having a length L and the cylindrical portion having a length X. According to this model, the resonance frequency can be changed when the length L is changed. Therefore, according to the tone synthesizer shown in FIG. 1 in which this model is simulated, control for continuously changing the pitch with L as a parameter can be easily performed.
【００１１】また、のどの長さＸが大きくて上記数５に
よる近似が不可能な場合は、上記数２におけるＸおよび
Ｓを、Ｘ／Ｘ1＝Ｓ／Ｓ1なる関係を満足し、かつ、ｋＸ
1＜＜１となりうるようなＸ1およびＳ1に置き換え、下
記数６に変形する。If the length of the throat X is too large to be approximated by the above equation (5), X and S in the above equation (2) satisfy the relationship of X / X 1 = S / S 1 , and , KX
1 << replaced by X 1 and S 1 as may be 1, deforms below 6.
【数６】 そして、この数６を下記数７によって近似する。(Equation 6) Then, Equation 6 is approximated by Equation 7 below.
【数７】 (Equation 7)
【００１２】図５は、上記数４におけるインピーダンス
Ｚｘとして、数７の近似式によるものを適用した場合に
おける共鳴管モデルの構成を示すものである。インピー
ダンスＺｘの近似式を変更したのに伴い、図５における
長さＸおよび断面積Ｓを有する円筒部が長さＸ1および
断面積Ｓ1を有する円筒部に置き換えられている。上記
数７の近似精度を高くするためには、極力、ｋＸ1の値
を小さくする必要がある。従って、円錐管から得られる
楽音を忠実に再現するためには、長さＸ1を短くする必
要があり、この長さＸ1の円筒に対応したウェーブガイ
ドを信号が一巡するのに要する遅延時間を小さくする必
要がある。デジタル回路によってウェーブガイドを実現
する場合、ウェーブガイド内に介挿される遅延回路の段
数を１とする。これにより、総遅延時間を最小値にする
ことができ、円錐管から得られる楽音を精度良く合成す
ることができる。FIG. 5 shows the configuration of a resonance tube model in the case where the impedance Zx in the above equation 4 is based on the approximation equation of the equation 7. As the approximate expression of the impedance Zx is changed, the cylindrical portion having the length X and the cross-sectional area S in FIG. 5 is replaced with a cylindrical portion having the length X 1 and the cross-sectional area S 1 . In order to increase the approximation accuracy of Equation 7, it is necessary to reduce the value of kX 1 as much as possible. Therefore, in order to reproduce faithfully the tone resulting from the conical tube, it is necessary to shorten the length X 1, delay time required for the wave guide which corresponds to a cylinder of the length X 1 in the signal makes a round Needs to be smaller. When a waveguide is realized by a digital circuit, the number of stages of the delay circuit inserted in the waveguide is one. As a result, the total delay time can be minimized, and the musical sound obtained from the conical tube can be synthesized with high accuracy.
【００１３】＜実施例＞図６は本発明による楽音合成装
置の具体的構成例を示すものである。図３〜図５に示す
各共鳴管モデルに対し、円筒部とイナータンスＭとの継
ぎ目あるいは２個の円筒部の継ぎ目の部分に断面積がＳ
0のマウスピースを取り付けることにより、実際の管楽
器に対応したモデルが得られる。これらの管楽器モデル
を図７〜図９に示す。図６に示す楽音合成装置は、図８
および図９に示す管楽器モデルを共にシミュレートする
ものであるが、各部のパラメータはシミュレートしよう
とするモデルに合せて使い分けられる。ウェーブガイド
Ｗ１は図８および図９における長さがＬの円筒部に対応
しており、該円筒部内を音波が往復する際の遅延をシミ
ュレートした遅延回路４、該円筒部内の音響損失をシミ
ュレートしたローパスフィルタ５、および管終端部での
反射をシミュレートした乗算器６（乗算係数γL）から
なる。ここで、遅延回路４は一定周波数Ｆｓのクロック
によって駆動されるＦｓ・２Ｌ／ｃ段のシフトレジスタ
によって構成される。また、ウェーブガイドＷ２は図８
における長さがＸの円筒部あるいは図９における長さが
Ｘ1の円筒部に対応しており、ウェーブガイドＷ１の場
合と同様に、遅延回路７、ローパスフィルタ８および乗
算器９（乗算係数γx）によって構成される。ここで、
遅延回路７を構成するシフトレジスタの段数はＦｓ・２
Ｘ／ｃ段あるいはＦｓ・２Ｘ1／ｃ段のシフトレジスタ
であり、後者の場合、より好ましくは１段である。<Embodiment> FIG. 6 shows a specific configuration example of a tone synthesis apparatus according to the present invention. For each of the resonance tube models shown in FIGS. 3 to 5, the cross-sectional area is S at the joint between the cylindrical portion and the inertance M or at the joint between the two cylindrical portions.
By attaching a zero mouthpiece, a model corresponding to an actual wind instrument can be obtained. These wind instrument models are shown in FIGS. The tone synthesizer shown in FIG.
And the wind instrument model shown in FIG. 9 are simulated together, and the parameters of each section are properly used according to the model to be simulated. The waveguide W1 corresponds to a cylindrical portion having a length L in FIGS. 8 and 9, a delay circuit 4 simulating a delay when a sound wave reciprocates in the cylindrical portion, and simulates an acoustic loss in the cylindrical portion. And a multiplier 6 (multiplication coefficient γ L ) simulating reflection at the tube end. Here, the delay circuit 4 is constituted by a shift register of Fs · 2L / c stage driven by a clock of a constant frequency Fs. The waveguide W2 is shown in FIG.
9 corresponds to the cylindrical portion having a length of X or the cylindrical portion having a length of X 1 in FIG. 9, and similarly to the case of the waveguide W1, the delay circuit 7, the low-pass filter 8, and the multiplier 9 (multiplication coefficient γ). x ). here,
The number of stages of the shift register constituting the delay circuit 7 is Fs · 2
It is a shift register of X / c stage or Fs · 2X 1 / c stage, and in the latter case, it is more preferably one stage.
【００１４】次にジャンクション２について説明する。
このジャンクション２は励振部１、ウェーブガイドＷ１
およびＷ２の各々からの出力信号に対し、乗算係数
αi、αLおよびαxを各々乗算して出力する乗算器２
１、２２および２３を有する。ここで、各乗算係数
αi、αLおよびαxは、図８に示すモデルをシミュレー
トする場合は下記数８〜１０によって決定され、図９に
示すモデルをシミュレートする場合は下記数１１〜１３
によって決定される。Next, the junction 2 will be described.
This junction 2 is an excitation unit 1, a waveguide W1
And to the output signal from each of W2, the multiplication coefficient α i, α L and alpha x each multiplication and outputs the multiplier 2
1, 22, and 23. Here, each of the multiplication coefficients α i , α L and α x is determined by the following Expressions 8 to 10 when simulating the model shown in FIG. 8 and by Expression 11 below when simulating the model shown in FIG. ~ 13
Is determined by
【数８】 (Equation 8)
【数９】 (Equation 9)
【数１０】 (Equation 10)
【数１１】 [Equation 11]
【数１２】 (Equation 12)
【数１３】 (Equation 13)
【００１５】マウスピース内の空気振動の伝播を忠実に
シミュレートする場合には、図１０に示すように、片方
向の線路上に遅延回路Ｄ0〜Ｄnを各々含んだ各双方向伝
送回路と、これら各双方向伝送回路間に介挿される４乗
算格子型ジャンクションＪ0〜Ｊn-1によって構成される
ウェーブガイドＷ０をジャンクション２と励振部１との
間に介挿する。[0015] When faithfully simulates the propagation of the air vibration in the mouthpiece, as shown in FIG. 10, the bidirectional transmission circuit including each delay circuit D 0 to D n on one-way lines If, interposing between the junction 2 formed waveguide W0 by 4 multiplied lattice junction J 0 through J n-1 which is interposed between each of these two-way transmission circuit and the excitation section 1.
【００１６】次に図１１を参照し、励振部１の例につい
て説明する。ウェーブガイドＷ０からの出力信号は加算
器１０１の一方の入力端に入力されると共に、乗算器１
０２によって２倍され、加算器１０３の一方の入力端に
入力される。この加算器１０３の出力は、管楽器のマウ
スピース内においてリードに向って帰還される空気振動
波の圧力に相当する信号として減算器１０４に入力され
る。そして、減算器１０４により、吹奏圧に相当する値
Ｐが加算器１０３の出力から減算され、マウスピース内
の圧力に相当する信号が出力される。減算器１０４の出
力信号は位相補正による発振防止用のフィルタ１０５を
介すことにより高域成分が減衰され、マウスピース内の
圧力変化に対するリードの応答特性をシミュレートした
フィルタ１０６（通常はローパスフィルタ）およびマウ
スピース内の空気流の流速のマウスピース内空気圧に対
する飽和特性をシミュレートした非線形回路１０７に入
力される。なお、フィルタ１０６は制御部３（図１）に
よりカットオフ周波数ｆｃおよび選択度Ｑが制御され
る。フィルタ１０６の出力は、乗算器１０８によってゲ
インＧが乗算された後、加算器１０９に入力され、演奏
者がマウスピースを咥える圧力に相当するアンブシュア
信号Ｅが加算される。そして、加算器１０９からリード
に加わる圧力に相当する信号が出力され、リードの圧力
変化に対するリードおよびマウスピース間の間隙の断面
積の変化をシミュレートした非線形回路１１０に入力さ
れる。そして、非線形回路１１０の出力信号と、非線形
回路１０７の出力信号とが乗算器１１１によって乗算さ
れ、乗算器１１１からマウスピースおよびリード間の間
隙を通過する空気流の体積流速に相当する信号が出力さ
れる。この乗算器１１１の出力信号に対し、乗算器１１
２により、マウスピース内の空気流に対するインピーダ
ンスに相当する値Ｚが乗算される。そして、マウスピー
ス内に発生する圧力変化に相当する信号が乗算器１１２
から出力される。この乗算器１１２の出力信号は、加算
器１０３の他方の入力端に帰還される一方、加算器１０
１によってウェーブガイドＷ０の出力と加算され、ウェ
ーブガイドＷ０に帰還される。Next, an example of the excitation unit 1 will be described with reference to FIG. The output signal from the waveguide W0 is input to one input terminal of the adder 101,
02 and is input to one input terminal of the adder 103. The output of the adder 103 is input to the subtractor 104 as a signal corresponding to the pressure of the air vibration wave fed back toward the reed in the mouthpiece of the wind instrument. Then, the value P corresponding to the blowing pressure is subtracted from the output of the adder 103 by the subtractor 104, and a signal corresponding to the pressure in the mouthpiece is output. The output signal of the subtractor 104 has its high-frequency component attenuated by passing through a filter 105 for preventing oscillation by phase correction, and a filter 106 (usually a low-pass filter) simulating the response characteristics of a lead to a pressure change in the mouthpiece. ) And the flow rate of the airflow in the mouthpiece is input to a non-linear circuit 107 which simulates the saturation characteristics of the flow rate of the airflow in the mouthpiece. The cutoff frequency fc and the selectivity Q of the filter 106 are controlled by the control unit 3 (FIG. 1). After the output of the filter 106 is multiplied by the gain G by the multiplier 108, it is input to the adder 109, where the embouchure signal E corresponding to the pressure at which the player holds the mouthpiece is added. Then, a signal corresponding to the pressure applied to the lead is output from the adder 109 and input to the nonlinear circuit 110 which simulates a change in the cross-sectional area of the gap between the lead and the mouthpiece with respect to the change in the pressure of the lead. The output signal of the nonlinear circuit 110 and the output signal of the nonlinear circuit 107 are multiplied by the multiplier 111, and a signal corresponding to the volume flow rate of the airflow passing through the gap between the mouthpiece and the lead is output from the multiplier 111. Is done. The output signal of the multiplier 111 is applied to the multiplier 11
2 is multiplied by a value Z corresponding to the impedance to the airflow in the mouthpiece. Then, a signal corresponding to a pressure change generated in the mouthpiece is output from the multiplier 112.
Output from The output signal of the multiplier 112 is fed back to the other input terminal of the adder 103 while the adder 10
The signal is added to the output of the waveguide W0 by 1 and fed back to the waveguide W0.
【００１７】次にこの発明をシングルリード楽器の楽音
合成に適用した実施例について説明する。円錐管に直に
リードが付いたシングルリード楽器のモデルは、上述し
た図１１に示すモデルにおいて、マウスピースに対応し
たウェーブガイドＷ０の遅延時間を極めて小さくするこ
とにより得られる。図１２はその構成例を示すものであ
り、図１１におけるウェーブガイドＷ０を取り除き、そ
の代りに一方の線路に１サンプル周期遅延回路２００を
有する双方向伝送回路を介挿したものである。ここで、
１サンプル周期遅延回路２００は、加算器１０１および
減算器２４を含むループがディレイを含まないディレイ
フリーループとなるのを防ぐために介挿されたものであ
る。Next, an embodiment in which the present invention is applied to tone synthesis of a single lead musical instrument will be described. The model of the single lead musical instrument in which the reed is directly attached to the conical tube is obtained by making the delay time of the waveguide W0 corresponding to the mouthpiece extremely small in the model shown in FIG. FIG. 12 shows an example of the configuration, in which the waveguide W0 in FIG. 11 is removed, and a bidirectional transmission circuit having a one-sample period delay circuit 200 on one line is inserted instead. here,
The one-sample period delay circuit 200 is inserted to prevent a loop including the adder 101 and the subtractor 24 from becoming a delay-free loop including no delay.
【００１８】しかし、円錐管に直にリードが付いたシン
グルリード楽器の動作をより忠実にシミュレートするた
めには、１サンプル遅延回路２００を用いることなく、
ディレイフリーループをなくした方が好ましい。図１３
は、図１２に示す構成から１サンプル遅延回路２００を
取り除き、減算器２４の出力を加算器１０１に帰還する
代りに、乗算器２１および２２の出力を加算器１０１に
入力し、加算器１０１の直後に係数が１／（αx＋αL）
の乗算器２０１を介挿することによって得られたもので
ある。この図１３に示す構成はディレイループを含んで
おらず、しかも、図１２において１サンプル周期遅延回
路２００を除去した構成と全く等価な動作が得られる。
すなわち、図１２において、１サンプル周期遅延回路２
００がないものとし、励振部１の出力をｚｆ、加算器１
０１の出力をｑo、減算器２４の出力をｑi、減算器２５
の出力をｑiL、乗算器６の出力をｑOL、減算器２６の出
力をｑix、乗算器９の出力をｑoxとすると、下記数１４
〜数１８が成立し、数１４、数１５および数１８を連立
させ、ｑoについて解くことにより、下記数１９が得ら
れる。However, in order to more faithfully simulate the operation of a single lead musical instrument in which a conical tube has a lead directly, without using the one-sample delay circuit 200,
It is preferable to eliminate the delay-free loop. FIG.
Removes the one-sample delay circuit 200 from the configuration shown in FIG. 12 and inputs the outputs of the multipliers 21 and 22 to the adder 101 instead of feeding back the output of the subtractor 24 to the adder 101. Immediately after, the coefficient is 1 / (α x + α L )
Is obtained by interpolating the multiplier 201 of FIG. The configuration shown in FIG. 13 does not include a delay loop, and an operation completely equivalent to the configuration in which one-sample period delay circuit 200 is removed in FIG. 12 is obtained.
That is, in FIG. 12, one sample period delay circuit 2
00, the output of the excitation unit 1 is zf, the adder 1
01 is q o , the output of the subtractor 24 is q i , and the subtractor 25
Is the output of the multiplier 6, q OL , the output of the subtracter 26 is q ix , and the output of the multiplier 9 is q ox.
The number 18 is established - and the number 14, is simultaneous number 15 and number 18, by solving for q o, the following Expression 19 is obtained.
【数１４】 [Equation 14]
【数１５】 (Equation 15)
【数１６】 (Equation 16)
【数１７】 [Equation 17]
【数１８】 (Equation 18)
【数１９】 上記数１９によって示されるｑoと全く同じ信号が、図
１３に示す乗算器２０１から得られる。従って、図１３
に示す構成は図１２に示す構成において１サンプル周期
遅延回路２００を欠いたものと全く等価であると言え
る。[Equation 19] The exact same signal as q o given by the above equation 19 is obtained from the multiplier 201 shown in FIG. Therefore, FIG.
Can be said to be completely equivalent to the configuration shown in FIG. 12 in which the one-sample period delay circuit 200 is omitted.
【００１９】図１３に示す構成において、αi＝１であ
る場合、図１４に示すように構成を簡略化することがで
きる。また、αi＝１であり、しかも、αL＝αSである
場合は図１５に示すようにさらに構成を簡略化すること
ができる。In the configuration shown in FIG. 13, when α i = 1, the configuration can be simplified as shown in FIG. When α i = 1 and α L = α S , the configuration can be further simplified as shown in FIG.
【００２０】＜変形例＞さて、前掲の数６を、適当に大
きな数Ｈを用いて変形すると下記数２０が得られる。<Modification> By modifying the above equation 6 by using an appropriately large number H, the following equation 20 is obtained.
【数２０】 そして、上記数２０において、数Ｈを大きくした場合、
下記数２１の近似式が成立する。(Equation 20) Then, in Equation 20, when the number H is increased,
The following approximate equation is established.
【数２１】 上記数２１によって与えられるＺXHは、長さがＸ／Ｈで
あり、かつ、断面積がＳH＝Ｓ／Ｈである円筒管の入力
インピーダンスに相当する。そして、このインピーダン
スＺXHを用いることにより、前掲の数４に対する近似式
として下記数２２が得られる。(Equation 21) Z XH given by Equation 21 corresponds to the input impedance of a cylindrical tube having a length of X / H and a cross-sectional area of S H = S / H. Then, by using the impedance Z XH , the following Expression 22 is obtained as an approximate expression for Expression 4 described above.
【数２２】 (Equation 22)
【００２１】上記近似式は、円錐管を、長さがＬであ
り、かつ、断面積がＳである円筒管と、長さがＸ／Ｈで
あり、かつ、断面積がＳ／Ｈである円筒管とを並列接続
したものによって近似し得ることを意味している。ここ
で、Ｈが大きい程、数２１におけるｋ・Ｘ／Ｈはｔａｎ
（ｋ・Ｘ／Ｈ）に近くなるので、数２２によって近似さ
れるインピーダンスＺは円錐管のインピーダンスに近い
ものとなる。図１６（ａ）〜（ｃ）は、数２２の第１項
および第２項に各々対応した２本の円筒管を用いて円錐
管を近似した構成を例示するものであり、図１６（ａ）
がＨ＜１の場合、図１６（ｂ）がＨ＝１の場合、図１６
（ｃ）がＨ＞１の場合を各々示している。これらはすべ
て円錐管を近似したものであるが、円錐管をより忠実に
近似するためには、Ｈを大きくした構成、すなわち、図
１６（ａ）〜（ｃ）に示す中では図１６（ｃ）に示すも
のが最も適している。The above approximate expression shows that a conical tube is a cylindrical tube having a length L and a cross-sectional area S, a length X / H and a cross-sectional area S / H. This means that it can be approximated by connecting a cylindrical tube in parallel. Here, as H is larger, k · X / H in Expression 21 is tan.
(K · X / H), the impedance Z approximated by Expression 22 is close to the impedance of the conical tube. FIGS. 16A to 16C illustrate a configuration in which a conical tube is approximated by using two cylindrical tubes respectively corresponding to the first and second terms of Expression 22, and FIG. )
If H <1, FIG. 16B shows the case where H = 1, and FIG.
(C) shows the case where H> 1. These are all approximations of a conical tube. However, in order to more faithfully approximate a conical tube, the configuration in which H is increased, that is, in FIGS. 16A to 16C, FIG. ) Are the most suitable.
【００２２】一方、数２２によって示されるインピーダ
ンスＺの周波数特性に着目すると以下説明する事柄が成
り立つ。図１７（ａ）〜（ｃ）は、数２１におけるＨの
値を変化させたたときのインピーダンスＺの周波数特性
の変化を示したものである。これらの図に示すように、
インピーダンスＺは、基音に対応した基本周波数ｆ
0と、このｆ0よりも高い多くの高次周波数においてピー
クとなる。ここで、図１７（ａ）に示すように、Ｈ＝１
である場合は、各高次周波数は基本周波数ｆ0のほぼ整
数倍となり、調和性の良い周波数特性となる。しかし、
Ｈが１よりも大きくなるに従い、図１７（ｂ）および
（ｃ）に示すように、インピーダンスＺがピークとなる
周波数は、基本周波数ｆ0の倍数からずれてゆき、次第
に円錐管のインピーダンスの周波数特性において見られ
るような非調和性が現れてくる。すなわち、２本の円筒
管を並列接続した構成において一方の円筒管の断面積お
よび長さを変化させると、この構成が有する入力インピ
ーダンスの調和性が変化することが判る。なお、Ｈが１
よりも小さくなると、図１７（ｄ）に示すように、イン
ピーダンスがピークとなる周波数は基本周波数ｆ0の整
数倍より低い方へとずれていく。On the other hand, when attention is paid to the frequency characteristic of the impedance Z represented by Expression 22, the following matter is satisfied. FIGS. 17A to 17C show changes in the frequency characteristics of the impedance Z when the value of H in Expression 21 is changed. As shown in these figures,
The impedance Z is the fundamental frequency f corresponding to the fundamental tone.
0 and peaks at many higher-order frequencies higher than f 0 . Here, as shown in FIG.
In the case of, each higher-order frequency is almost an integral multiple of the fundamental frequency f 0 , and the frequency characteristics are good in harmony. But,
As H becomes larger than 1, as shown in FIGS. 17B and 17C, the frequency at which the impedance Z peaks deviates from a multiple of the fundamental frequency f 0 , and gradually becomes the frequency of the impedance of the conical tube. An anharmonicity appears as seen in the characteristics. That is, when the cross-sectional area and the length of one cylindrical tube are changed in the configuration in which two cylindrical tubes are connected in parallel, it is understood that the harmony of the input impedance of this configuration changes. Note that H is 1
If it becomes smaller, the frequency at which the impedance peaks shifts to a value lower than an integral multiple of the fundamental frequency f 0 , as shown in FIG.
【００２３】図１８に示す楽音合成装置は、以上のよう
な原理に基づいて設計されたものであり、合成される楽
音の調和性を変化させる機能を有する。かかる機能を実
現するため、この楽音合成装置は、上述した図１２に示
す構成に対し、係数演算部６００、乗算器７０１および
７０２、除算器７０３が付加されている。係数演算部６
００は、乗算器６０１〜６０３、除算器６０４〜６０７
および加算器６０８からなる。ここで、係数演算部６０
０は、シミュレートしようとする管楽器の共鳴管および
マウスピースの各断面積を指定するデータＳおよびＳ0
と、合成する楽音の調和性の度合（以下、便宜上、調和
度と称する）を指定するデータＨが図示しない制御手段
から与えられる。係数演算部６００は、これらのデータ
に基づいて下記数２３〜２５に示す演算を行い、演算に
よって得られる数値αi、αLおよびαXを各々乗算器２
１、２２および２３へ乗算係数として供給する。The tone synthesizer shown in FIG. 18 is designed based on the above principle, and has a function of changing the harmony of the synthesized tone. In order to realize such a function, the tone synthesizer has a configuration in which a coefficient operation unit 600, multipliers 701 and 702, and a divider 703 are added to the configuration shown in FIG. Coefficient calculator 6
00 denotes multipliers 601 to 603 and dividers 604 to 607
And an adder 608. Here, the coefficient calculator 60
0 designates data S and S 0 which designate the respective cross-sectional areas of the resonance tube and the mouthpiece of the wind instrument to be simulated.
And data H designating the degree of harmony of the musical sounds to be synthesized (hereinafter referred to as harmony for convenience) from the control means (not shown). The coefficient calculation unit 600 performs the calculation shown in the following Expressions 23 to 25 based on these data, and calculates the numerical values α i , α L, and α X obtained by the calculation by the multiplier 2
1, 22 and 23 are supplied as multiplication coefficients.
【数２３】 (Equation 23)
【数２４】 (Equation 24)
【数２５】 このようにして、シミュレートしようとする管楽器を構
成する１本の円筒管の断面積（Ｓ／Ｈ）の変化に対応し
た乗算器２１〜２３の乗算係数の制御が行われる。(Equation 25) In this way, the control of the multiplication coefficients of the multipliers 21 to 23 corresponding to the change of the cross-sectional area (S / H) of one cylindrical tube constituting the wind instrument to be simulated is performed.
【００２４】また、乗算器７０１は共鳴管の長さＬに対
し２Ｆｓ／Ｃを乗算し、その結果得られるデータ２Ｆｓ
・Ｌ／ｃを遅延指定情報として遅延回路４に供給する。
このようにして、長さがＬである円筒管を空気圧力波が
往復するのに要する遅延時間が遅延回路４に設定され
る。また、乗算器７０２および除算器７０３により、２
Ｆｓ・（Ｘ／Ｈ）／ｃなる演算が行われ、その結果が遅
延回路７に遅延指定情報として供給される。このように
して、長さがＸ／Ｈである共鳴管を空気圧力波が往復す
るのに要する遅延時間が遅延回路７に設定される。The multiplier 701 multiplies the length L of the resonance tube by 2Fs / C, and obtains the resulting data 2Fs / C.
L / c is supplied to the delay circuit 4 as delay designation information.
In this way, the delay time required for the air pressure wave to reciprocate through the cylindrical tube having the length L is set in the delay circuit 4. The multiplier 702 and the divider 703 provide 2
An operation of Fs · (X / H) / c is performed, and the result is supplied to the delay circuit 7 as delay designation information. In this way, the delay time required for the air pressure wave to reciprocate in the resonance tube having the length of X / H is set in the delay circuit 7.
【００２５】以上説明した構成によれば、データＨを変
化させることにより、励振部１からウェーブガイドＷ１
およびＷ２側を見たインピーダンスの調和度を変化させ
ることができる。従って、Ｈを１に近づけることにより
円筒管から得られるような調和性の良い楽音を得たり、
Ｈを１より大きくすることにより円錐管から得られるよ
うな非調和な楽音を得たり、あるいはＨを１より小さく
することにより円錐管では得られない非調和な楽音を得
たりする等、多彩な音色の楽音を得ることができる。な
お、Ｈの逆数を調和度Ｕと定義すると共に除算器６０４
および７０３を乗算器に替え、各乗算器に調和度Ｕを乗
算係数として与えてもよい。According to the configuration described above, by changing the data H, the excitation unit 1 transmits the waveguide W1.
And the degree of harmony of the impedance as viewed from the W2 side can be changed. Therefore, by bringing H closer to 1, it is possible to obtain a musical sound with good harmony as obtained from a cylindrical tube,
By making H larger than 1, a non-harmonic tone like that obtained from a conical tube can be obtained, or by making H smaller than 1, a non-harmonic tone that cannot be obtained with a conical tube, etc. A tone sound can be obtained. Note that the reciprocal of H is defined as the harmonic degree U, and the divider 604
And 703 may be replaced by multipliers, and each multiplier may be provided with the degree of harmony U as a multiplication coefficient.
【００２６】以上、図１２に示す構成を変形した例を説
明したが、図１３において示したようにジャンクション
２の構成を等価変形し、係数演算部５００、乗算器７０
１および７０２、除算器７０３によって得られる各係数
を各々対応する乗算器に与えるようにしてもよい。In the above, an example in which the configuration shown in FIG. 12 is modified has been described. As shown in FIG. 13, the configuration of the junction 2 is equivalently modified, and the coefficient operation unit 500 and the multiplier 70 are modified.
Each coefficient obtained by 1 and 702 and the divider 703 may be given to a corresponding multiplier.
【００２７】＜自然楽器の応用＞以上の各実施例は、本
発明を電気的な回路あるいはＤＳＰ等が実行するプログ
ラムによって具現する場合を説明したものである。しか
し、本発明の適用はこれらに限定されるものではない。
本発明に基づいて既存の自然楽器を変形し、これまでに
ない演奏を行うことが可能な新規な自然楽器を作製する
ことができる。図１９〜図２７はその例を示すものであ
る。これらの図に示す管楽器は、図１９に例示するよう
に円錐管３０１の小径側端部にマウスピース３０２が取
り付けられてなる管楽器に本発明を適用することにより
得られたものである。<Applications of Natural Musical Instruments> Each of the embodiments described above describes the case where the present invention is embodied by an electric circuit or a program executed by a DSP or the like. However, the application of the present invention is not limited to these.
According to the present invention, an existing natural musical instrument can be modified to produce a new natural musical instrument capable of performing an unprecedented performance. 19 to 27 show such examples. The wind instruments shown in these figures are obtained by applying the present invention to wind instruments in which a mouthpiece 302 is attached to a small-diameter end of a conical tube 301 as illustrated in FIG.
【００２８】図２０に示す第１の応用例は、円筒管３０
３の一端にマウスピース３０２を取り付けると共に該取
り付け部に図３および図７におけるイナータンスＭに対
応したイナータンス部材３０４を取り付け、さらに円筒
管３０３の他端から円筒形のスライド管３０５を挿通し
たものである。ここで、イナータンス部材３０４は、媒
質密度がρ（ｇ／ｃｍ3）、図１９における円錐管３０
１の小径側端部の断面積がＳ（ｃｍ2）、のどの長さが
Ｘである場合には、慣性量ｍ＝ρ・Ｓ・Ｘ（ｇ）を有す
るものを取り付ける。本応用例によれば、図１９に示す
管楽器と同等の楽音を発生することができる。さらに、
この構成によれば、管が円錐管であるので、スライド管
を移動して管長を変化させることにより、音高を滑らか
に変化させることができる。A first application example shown in FIG.
A mouthpiece 302 is attached to one end of the tube 3, an inertance member 304 corresponding to the inertance M in FIGS. 3 and 7 is attached to the attachment portion, and a cylindrical slide tube 305 is inserted through the other end of the cylindrical tube 303. is there. Here, the inertance member 304 has a medium density ρ (g / cm 3 ) and the conical tube 30 in FIG.
In the case where the cross-sectional area of the small-diameter-side end portion is S (cm 2 ) and the throat length is X, a member having an inertia amount m = ρ · S · X (g) is attached. According to this application example, a musical tone equivalent to the wind instrument shown in FIG. 19 can be generated. further,
According to this configuration, since the pipe is a conical pipe, the pitch can be smoothly changed by moving the slide pipe to change the pipe length.
【００２９】図２１に示す第２の応用例は、図２０にお
いて、イナータンス部材３０４の代りに開口面積が
Ｓ1、高さがＸ1の穴３０６を、マウスピース３０２にお
ける円筒管３０３との結合部付近に形成したものであ
る。ここで、Ｓ1およびＸ1は、Ｓ1／Ｓ＝Ｘ1／Ｘを満足
するように決定されている。この構成においても、上記
第１の応用例と全く同様な効果が得られる。また、大き
めの穴３０６を形成し、演奏時、指等によって穴３０６
の一部を塞ぐようにしてもよい。この場合、穴３０６の
実効的な開口面積が変化することとなり、音を変化させ
ることができる。図２２に示す第３の応用例は、図２１
における穴３０６に対し、これと接続される円筒管３０
７を形成し、この円筒管３０７にスライド管３０８を挿
通したものである。この構成の場合、スライド管３０８
を移動することにより、のどの長さＸを変化させた時の
音が得られる。In a second application example shown in FIG. 21, a hole 306 having an opening area of S 1 and a height of X 1 is connected to a cylindrical tube 303 in a mouthpiece 302 instead of an inertance member 304 in FIG. It is formed near the portion. Here, S 1 and X 1 are determined so as to satisfy S 1 / S = X 1 / X. In this configuration, the same effects as in the first application example can be obtained. In addition, a large hole 306 is formed, and during playing, the hole 306 is
May be partially closed. In this case, the effective opening area of the hole 306 changes, and the sound can be changed. The third application example shown in FIG.
Of the cylindrical tube 30 connected to this hole 306
The slide tube 308 is inserted through the cylindrical tube 307. In the case of this configuration, the slide tube 308
Is moved, the sound when the throat length X is changed is obtained.
【００３０】図２３に示す第４の応用例は、上述の第１
乃至第３の応用例において、円筒管３０３に対して穴を
形成し、共振モード選択のためのレジスタチューブＲＴ
１〜ＲＴｋを設けたものである。マウスピースに近い側
が高音部レジスタチューブであり、遠い側が低音部レジ
スタチューブである。この応用例によれば、各レジスタ
チューブの開閉操作を行うことにより、円筒管３０３お
よびスライド管３０５からなる共鳴管の共振モードを変
化させることができ、幅広い音域に亙った演奏を行うこ
とができる。The fourth application example shown in FIG.
In the third to third application examples, a hole is formed in the cylindrical tube 303, and a register tube RT for selecting a resonance mode is formed.
1 to RTk. The side closer to the mouthpiece is the high register register tube, and the far side is the low register register tube. According to this application example, by opening and closing each register tube, the resonance mode of the resonance tube including the cylindrical tube 303 and the slide tube 305 can be changed, and performance over a wide range of sounds can be performed. it can.
【００３１】図２４に示す第５の応用例は、上記第１乃
至第４の応用例において、スライド管３０５を先端部が
テーパ状に広がった朝顔管３０９に置き換え、音の放射
特性を改善したものである。図２５に示す第６の応用例
は、上記第１乃至第３の応用例において、スライド管３
０５を取り付ける代りに、円筒管３０３を、レジスタチ
ューブＲＴ１〜ＲＴｋおよびトーンホールＫ１〜Ｋｍの
形成された円筒管３１０に置き換えたものである。In a fifth application example shown in FIG. 24, the slide tube 305 is replaced with a bosh tube 309 having a tapered end in the first to fourth application examples, and the radiation characteristic of sound is improved. Things. A sixth application example shown in FIG. 25 is a slide tube 3 in the first to third application examples.
The cylindrical tube 303 is replaced with a cylindrical tube 310 in which register tubes RT1 to RTk and tone holes K1 to Km are formed instead of attaching the tube 05.
【００３２】図２６に示す第７の応用例は、本実施例に
よる楽音合成装置の［変形例］として示したものを生楽
器として実現したものである。この生楽器は、円筒管と
マウスピースとの継ぎ目の部分にマウスピースおよび共
鳴管を貫通する開口部８００が形成されており、この開
口部８００に中空円筒形状のアタッチメント８０１が嵌
め込まれるようになっている。このアタッチメント８０
１は、上記変形例において説明した長さがＸ／Ｈであ
り、かつ、断面積がＳ／Ｈである円筒管としての機能を
果すために装着されるものであり、図２７（ａ）〜
（ｃ）に示すように各種形状のものが用意される。演奏
者は、所望の楽音の調和度に応じてアタッチメントを選
択し、演奏を行う。A seventh application example shown in FIG. 26 is one in which the musical tone synthesizer according to the present embodiment shown as [Modification] is realized as a live musical instrument. In this live musical instrument, an opening 800 penetrating the mouthpiece and the resonance tube is formed at the joint between the cylindrical tube and the mouthpiece, and a hollow cylindrical attachment 801 is fitted into the opening 800. ing. This attachment 80
Numeral 1 is attached to perform the function as a cylindrical tube having a length of X / H and a cross-sectional area of S / H described in the above-described modified example.
Various shapes are prepared as shown in FIG. The performer selects an attachment according to the desired degree of harmony of the musical tone and performs the performance.
【００３３】[0033]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
円筒管をシミュレートした手段によって円錐形の共鳴管
を実現することができるので、簡易な構成で円錐管をシ
ミュレートすることが可能となり、これにより、円錐管
を有する管楽器の音を小規模な回路構成あるいは少ない
演算量により合成するできるという効果が得られる。 As described above, according to the present invention,
Conical resonance tube by means simulating a cylindrical tube
The conical tube can be sealed with a simple configuration.
This makes it possible to emulate the sound of a wind instrument having a conical tube with a small-scale circuit configuration or a small amount of computation .
【図１】 この発明の基本構成を示すブロック図であ
る。FIG. 1 is a block diagram showing a basic configuration of the present invention.
【図２】 この発明がシミュレートしようとする円錐管
を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a conical tube to be simulated by the present invention.
【図３】 同円錐管と等価な円筒管モデルを示す図であ
る。FIG. 3 is a view showing a cylindrical tube model equivalent to the conical tube.
【図４】 同円錐管と等価な円筒管モデルを示す図であ
る。FIG. 4 is a diagram showing a cylindrical tube model equivalent to the conical tube.
【図５】 同円錐管と等価な円筒管モデルを示す図であ
る。FIG. 5 is a view showing a cylindrical tube model equivalent to the conical tube.
【図６】 この発明の一実施例による楽音合成装置の構
成を示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a musical sound synthesizer according to an embodiment of the present invention.
【図７】 図３の円筒管モデルにマウスピースを取り付
けた管楽器モデルを示す図である。FIG. 7 is a view showing a wind instrument model in which a mouthpiece is attached to the cylindrical pipe model of FIG. 3;
【図８】 図４の円筒管モデルにマウスピースを取り付
けた管楽器モデルを示す図である。FIG. 8 is a view showing a wind instrument model in which a mouthpiece is attached to the cylindrical pipe model of FIG. 4;
【図９】 図５の円筒管モデルにマウスピースを取り付
けた管楽器モデルを示す図である。FIG. 9 is a view showing a wind instrument model in which a mouthpiece is attached to the cylindrical pipe model of FIG. 5;
【図１０】 マウスピース内の空気圧力波の伝播遅延を
考慮した実施例の構成を示すブロック図である。FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of an embodiment in which a propagation delay of an air pressure wave in a mouthpiece is considered.
【図１１】 同実施例における励振部１の構成例を示す
ブロック図である。FIG. 11 is a block diagram showing a configuration example of an excitation unit 1 in the embodiment.
【図１２】 この発明をシングルリード楽器に適用した
実施例の構成を示すブロック図である。FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of an embodiment in which the present invention is applied to a single lead musical instrument.
【図１３】 この発明をシングルリード楽器に適用した
実施例の構成を示すブロック図である。FIG. 13 is a block diagram showing a configuration of an embodiment in which the present invention is applied to a single lead musical instrument.
【図１４】 この発明をシングルリード楽器に適用した
実施例の構成を示すブロック図である。FIG. 14 is a block diagram showing a configuration of an embodiment in which the present invention is applied to a single lead musical instrument.
【図１５】 この発明をシングルリード楽器に適用した
実施例の構成を示すブロック図である。FIG. 15 is a block diagram showing a configuration of an embodiment in which the present invention is applied to a single lead musical instrument.
【図１６】 円錐管を近似したモデルとしての２本の円
筒管を並列接続した構成を例示する図である。FIG. 16 is a diagram exemplifying a configuration in which two cylindrical tubes as a model approximating a conical tube are connected in parallel.
【図１７】 同モデルの入力インピーダンスの周波数特
性を例示する図である。FIG. 17 is a diagram illustrating a frequency characteristic of an input impedance of the same model.
【図１８】 調和度の制御機能を有する本発明の変形例
を示す図である。FIG. 18 is a diagram showing a modified example of the present invention having a function of controlling the degree of harmony.
【図１９】 この発明がシミュレートしようとする円錐
管を有する管楽器を示す図である。FIG. 19 is a diagram showing a wind instrument having a conical tube to be simulated by the present invention.
【図２０】 この発明の一実施例による管楽器の構成を
示す縦断面図である。FIG. 20 is a longitudinal sectional view showing the configuration of a wind instrument according to one embodiment of the present invention.
【図２１】 この発明の一実施例による管楽器の構成を
示す縦断面図である。FIG. 21 is a longitudinal sectional view showing the configuration of a wind instrument according to an embodiment of the present invention.
【図２２】 この発明の一実施例による管楽器の構成を
示す縦断面図である。FIG. 22 is a longitudinal sectional view showing a configuration of a wind instrument according to an embodiment of the present invention.
【図２３】 この発明の一実施例による管楽器の構成を
示す縦断面図である。FIG. 23 is a longitudinal sectional view showing the configuration of a wind instrument according to an embodiment of the present invention.
【図２４】 この発明の一実施例による管楽器の構成を
示す縦断面図である。FIG. 24 is a longitudinal sectional view showing the configuration of a wind instrument according to an embodiment of the present invention.
【図２５】 この発明の一実施例による管楽器の構成を
示す縦断面図である。FIG. 25 is a longitudinal sectional view showing the configuration of a wind instrument according to an embodiment of the present invention.
【図２６】 この発明の一実施例による管楽器の構成を
示す縦断面図である。FIG. 26 is a longitudinal sectional view showing a configuration of a wind instrument according to an embodiment of the present invention.
【図２７】 図２６におけるアタッチメントの構成を示
す斜視図である。FIG. 27 is a perspective view showing a configuration of the attachment in FIG. 26.
１……励振部、２……ジャンクション、 Ｗ１……ウェーブガイド、Ｗ２……ウェーブガイド。 1 Excitation section, 2 Junction, W1 Waveguide, W2 Waveguide.
Claims (1)
ュレートして楽音を合成する楽音合成装置において、 ２本の円筒管を各々シミュレートした手段であって、各
々、入力信号に対して少なくとも遅延処理を施して出力
する第１および第２の伝送手段と、マウスピースをシミュレートした手段であって、前記第
１および第２の伝送手段に供給する 励振信号を発生する
励振手段と、前記第１の伝送手段の出力信号の振幅を、 ２Ｓ／（Ｓ 0 ＋Ｓ＋（Ｓ／Ｈ）） ［但し、Ｓ 0 は前記励振手段がシミュレートするマウス
ピースの断面積、Ｓは前記第１および第２の伝送手段シ
ミュレートする円筒管の断面積、Ｈは所定のパラメータ
を示す］なる式により求まる乗算係数α L に基づいて制
御する第１の制御手段と、 前記第２の伝送手段の出力信号の振幅を、 ２（Ｓ／Ｈ）／（Ｓ 0 ＋Ｓ＋（Ｓ／Ｈ）） なる式により求まる乗算係数α x に基づいて制御する第
２の制御手段と、 前記励振手段の出力信号の振幅を、 ２Ｓ 0 ／（Ｓ 0 ＋Ｓ＋（Ｓ／Ｈ）） なる式により求まる乗算係数α i に基づいて制御する第
３の制御手段と、 前記励振手段と、前記第１および第２の伝送手段とを結
合し、各々の間の信号の授受を媒介する結合手段とを具
備することを特徴とする楽音合成装置。(1) The sounding mechanism of a natural musical instrument is stained.
A tone synthesizing apparatus for synthesizing musical tones by simulating two cylindrical tubes, wherein each of the first and second transmitting means performs at least delay processing on an input signal and outputs the result. Means simulating a mouthpiece, wherein the
The excitation means for generating an excitation signal to be supplied to the first and second transmission means, and the amplitude of the output signal of the first transmission means is 2S / (S 0 + S + (S / H)) [where S 0 is Mouse simulated by the excitation means
The cross-sectional area of the piece, S, is the first and second transmission means system.
The cross-sectional area of the cylindrical tube to be simulated, where H is a predetermined parameter
Is determined based on the multiplication coefficient α L obtained by the equation
Controlling the first control means and the amplitude of the output signal of the second transmission means on the basis of a multiplication coefficient α x obtained by an expression of 2 (S / H) / (S 0 + S + (S / H)). The first to control
And the control means for controlling the amplitude of the output signal of the excitation means based on a multiplication coefficient α i obtained by the equation 2S 0 / (S 0 + S + (S / H)) .
3. A musical sound synthesizer , comprising: a control unit of Claim 3, the excitation unit, and the first and second transmission units, and a coupling unit that mediates transmission and reception of a signal between the transmission units.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4116432A JP2707913B2 (en) | 1991-05-09 | 1992-05-08 | Music synthesizer |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10450191 | 1991-05-09 | ||
| JP3-104501 | 1991-05-09 | ||
| JP4116432A JP2707913B2 (en) | 1991-05-09 | 1992-05-08 | Music synthesizer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05143079A JPH05143079A (en) | 1993-06-11 |
| JP2707913B2 true JP2707913B2 (en) | 1998-02-04 |
Family
ID=26444959
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4116432A Expired - Fee Related JP2707913B2 (en) | 1991-05-09 | 1992-05-08 | Music synthesizer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2707913B2 (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2360675A1 (en) | 2010-02-12 | 2011-08-24 | Yamaha Corporation | Pipe structure of wind instrument |
| EP2360674A2 (en) | 2010-02-12 | 2011-08-24 | Yamaha Corporation | Pipe structure of wind instrument |
| EP2360676A1 (en) | 2010-02-12 | 2011-08-24 | Yamaha Corporation | Pipe structure of wind instrument |
| JP2012141509A (en) * | 2011-01-05 | 2012-07-26 | Yamaha Corp | Branch pipe and wind instrument |
| JP2012141510A (en) * | 2011-01-05 | 2012-07-26 | Yamaha Corp | Wind instrument |
| EP2557563A2 (en) | 2011-08-10 | 2013-02-13 | Yamaha Corporation | Mute for brass instrument |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2824555B2 (en) * | 1994-06-15 | 1998-11-11 | 株式会社エイ・ティ・アール人間情報通信研究所 | Sound pressure estimation device |
| JP2937096B2 (en) * | 1995-10-25 | 1999-08-23 | ヤマハ株式会社 | Music setting apparatus and method |
| US5841054A (en) * | 1996-04-06 | 1998-11-24 | Yamaha Corporation | Musical tone synthesizing apparatus having competibility of tone color parameters for different systems |
| JP3045375B2 (en) * | 1996-05-18 | 2000-05-29 | ヤマハ株式会社 | Music synthesizer |
| JP2011186444A (en) * | 2010-02-12 | 2011-09-22 | Yamaha Corp | Pipe structure of wind instrument |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2580769B2 (en) * | 1989-04-20 | 1997-02-12 | ヤマハ株式会社 | Music synthesizer |
-
1992
- 1992-05-08 JP JP4116432A patent/JP2707913B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2360675A1 (en) | 2010-02-12 | 2011-08-24 | Yamaha Corporation | Pipe structure of wind instrument |
| EP2360674A2 (en) | 2010-02-12 | 2011-08-24 | Yamaha Corporation | Pipe structure of wind instrument |
| EP2360676A1 (en) | 2010-02-12 | 2011-08-24 | Yamaha Corporation | Pipe structure of wind instrument |
| CN102163422A (en) * | 2010-02-12 | 2011-08-24 | 雅马哈株式会社 | Pipe structure of wind instrument |
| CN102163421A (en) * | 2010-02-12 | 2011-08-24 | 雅马哈株式会社 | Pipe structure of wind instrument |
| US8334447B2 (en) | 2010-02-12 | 2012-12-18 | Yamaha Corporation | Wind instrument and pipe structure thereof and a method of operating the wind instrument |
| JP2012141509A (en) * | 2011-01-05 | 2012-07-26 | Yamaha Corp | Branch pipe and wind instrument |
| JP2012141510A (en) * | 2011-01-05 | 2012-07-26 | Yamaha Corp | Wind instrument |
| EP2557563A2 (en) | 2011-08-10 | 2013-02-13 | Yamaha Corporation | Mute for brass instrument |
| US8962961B2 (en) | 2011-08-10 | 2015-02-24 | Yamaha Corporation | Mute for brass instrument |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05143079A (en) | 1993-06-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Smith | Physical modeling synthesis update | |
| Guillemain et al. | Real-time synthesis of clarinet-like instruments using digital impedance models | |
| US5587548A (en) | Musical tone synthesis system having shortened excitation table | |
| WO2006013683A1 (en) | Electronic musical instrument | |
| JP2707913B2 (en) | Music synthesizer | |
| JP2679275B2 (en) | Music synthesizer | |
| US5248844A (en) | Waveguide type musical tone synthesizing apparatus | |
| US5438156A (en) | Wind type tone synthesizer adapted for simulating a conical resonance tube | |
| JPH0778679B2 (en) | Musical tone signal generator | |
| US5371317A (en) | Musical tone synthesizing apparatus with sound hole simulation | |
| US7534953B2 (en) | Method for simulation and digital synthesis of an oscillating phenomenon | |
| JPH0679224B2 (en) | Waveform synthesizer | |
| JP2580769B2 (en) | Music synthesizer | |
| JP2504324B2 (en) | Music synthesizer | |
| JP2841847B2 (en) | Music synthesizer | |
| JP3839497B2 (en) | Music synthesizer | |
| JP2674208B2 (en) | Reverberation method | |
| JPH1063270A (en) | Musical sound synthesizer | |
| JP2722698B2 (en) | Music synthesizer | |
| JP2824555B2 (en) | Sound pressure estimation device | |
| JP3413890B2 (en) | Music synthesizer | |
| JPH0546169A (en) | Musical sound synthesizing device | |
| JP2720627B2 (en) | Music synthesizer | |
| Smith | Digital waveguide architectures for virtual musical instruments | |
| JPH0776875B2 (en) | Music synthesizer |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19970916 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313532 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071017 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081017 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091017 Year of fee payment: 12 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |