JP2712943B2 - 音源装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は分析合成系音源におけ
る持続音を形成する方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子楽器における楽音信号形成方式は従
来より種々提案されている。そのうち主なものに、ＦＭ
方式音源や波形メモリ方式音源がある。ＦＭ方式音源は
複数の基本信号を種々のアルゴリズム，強度で合成（周
波数変調）して楽音波形データを形成する方式である。
波形メモリ方式は自然楽器の楽音等を時系列にメモリに
記憶しておき、発音する際にはこれを順次読み出して楽
音波形データを形成する方式である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ＦＭ方式音源ではパラ
メータを調整することよって種々に柔軟に波形を制御す
ることができるが、意図した音色に波形を制御すること
が難しく自然楽器の再現性が悪かった。また、波形メモ
リ方式の音源は自然楽器の楽音の再現性が良いが波形の
加工が困難であり音色に変化をつけることができなかっ
た。さらに、レガートで音高を移行する場合、移行部が
不自然になる欠点があった。

【０００４】この発明は、自然楽器の音色の再現性がよ
く、且つ、波形の制御性もよい音源と、その音源におけ
る滑らかなレガート方式を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この出願の請求項１の発
明は、楽音波形データを複数の部分データに分割して各
部分データごとのスペクトルの周波数および強度を分析
する分析手段と、分析手段が分析した各部分データごと
のスペクトル周波数および強度を分析パラメータとして
記憶する記憶手段と、前記分析パラメータを順次読み出
して楽音波形データを再合成する合成手段と、を備え、
前記合成手段が１つの楽音波形データからレガートで他
の楽音波形データに移行するとき前記他の楽音波形デー
タの再合成を、そのとき前記１つの楽音波形データで読
み出されていた分析パラメータと同一タイミングの分析
パラメータから開始するレガート手段を設けたことを特
徴とする。

【０００６】この出願の請求項２の発明は、請求項１の
発明において、前記レガート手段は、他の楽音波形デー
タに前記同一タイミングの分析パラメータが存在しない
場合は、前記他の楽音波形データにおけるループ区間の
先頭の分析パラメータから楽音波形データの再合成を開
始する手段を含むことを特徴とする。

【０００７】

【作用】この発明の音源装置は、楽音波形データからス
ペクトルに関する分析パラメータを抽出してこれを記憶
している。発音のために楽音波形データを形成するとき
には、分析パラメータを順次読み出して合成する。これ
によって、波形メモリと同様の再現性のよい楽音波形デ
ータを形成することができる。且つ、分析パラメータは
自由に調整することができるため、楽音の加工も容易で
ある。

【０００８】さらに、レガートで楽音の音高が移行する
場合には、同一タイミングの分析パラメータで楽音波形
データの再合成を開始するようにした。これによって、
楽音波形の形成の同じ段階に移行することができ自然な
レガート感を出すことができる。一方、同一タイミング
の分析パラメータがない場合にはループスタートの分析
パラメータに移行することにした。これにより、同一タ
イミングの分析パラメータがない場合でも滑らかな移行
が可能になる。

【０００９】

【実施例】図１はこの発明が適用される分析合成系音源
の基本回路のブロック図である。

【００１０】この音源は、分析部１，記憶部２，補間部
３，シフト部４，合成部５を有している。図２に分析部
１の構成を示す。分析部１は複数（１２８個）のバンド
パスフィルタ（ＢＰＦ）を並列に接続した構成になって
いる。各ＢＰＦのバンド幅は１２５Ｈｚであり、そのろ
過帯域は０Ｈｚから１６ｋＨｚまで順に並べられてい
る。各ＢＰＦを０〜１２７チャンネルのチャンネルナン
バで識別する。さらに、このＢＰＦはＦＦＴ機能を有し
ており、ＢＰＦを通過するスペクトルの周波数データお
よび強度データＭａｇを検出することができる。周波数
はバンド中心周波数からのずれとして検出されるが、こ
のずれをバンド中心周波数に加算することにより絶対値
の周波数データＦｒｅｑが得られる。分析部１は上記の
ようにＢＰＦアレイで構成できるほか、高速のＦＦＴア
ナライザを用いて実現することもできる。さらにチャン
ネル数は１２８に限らず、バンド幅も１２５Ｈｚに限定
されるものではない。

【００１１】この分析部１にはＰＣＭ波形データが入力
される。ＰＣＭ波形データは３２ｋＨｚのサンプリング
クロックでサンプリングされたものである。分析部１は
連続する２０４８サンプルを１組のデータ（１フレー
ム）として扱う。ただし、各フレームは６４サンプルづ
つのずれでオーバーラップしている（図３参照）。分析
部１の各チャンネルは１フレーム分のサンプリングデー
タが入力されたときそのフレームの周波数データＦｒｅ
ｑと強度データＭａｇを出力する。ここで、１フレーム
を構成するサンプル数は２０４８に限らず、フレーム間
隔も６４サンプルに限定されない。

【００１２】記憶部２は、各チャンネルの周波数データ
Ｆ^m _n と強度データＭ^m _n を各フレームごとにテーブル
化して記憶している（図４）。１波形データに対応する
複数フレームのテーブル群をボイスデータという。各音
色に対応してこのボイスデータが記憶されている。ま
た、マルチサンプリング（音域や強度別に１音色の複数
波形を記憶する方式）の場合には、１音色に複数のボイ
スデータが含まれることになる。

【００１３】以上の分析部１による波形データの分析
（ボイスデータ化）および記憶部２への記憶が、演奏以
前に行われる前処理となる。

【００１４】補間部３は、ボイスデータを読み出して波
形データを形成するとき各サンプリングクロックのデー
タを形成する回路部である。すなわち、フレームデータ
は６４クロックごとに出力されるが、各フレーム間の６
３サンプリングタイミングにおける周波数データ，強度
データをその前後のフレームデータから直線補間して算
出する（図５参照）。補間は各チャンネルごとに同一チ
ャンネルのデータを用いて行われる。算出されたデータ
はシフト部４に出力される。

【００１５】シフト部４は鍵盤等で指定された音高（周
波数）の楽音を発音するために、周波数データのみをシ
フトする回路である。サンプリングした波形データの周
波数と指定された周波数とに基づいてシフト量が決定さ
れる。なお、マルチサンプリングにより全ての鍵（音
高）に対応するボイスデータを有する場合はこのシフト
処理は不要となる。

【００１６】合成部５は各チャンネルごとの周波数デー
タ，強度データを合成して１個の波形データを合成する
回路である。合成は逆ＦＦＴ合成を用いてもよく、加算
合成を用いてもよい。

【００１７】記憶部２に記憶されているボイスデータを
読み出して、各チャンネルごとに補間−シフトしたの
ち、合成することにより楽音波形データが形成される。
したがって、記憶部２−補間部３−シフト部４−合成部
５の動作は演奏時のリアルタイム動作となる。

【００１８】以上の方式の分析合成音源は、自然楽器等
実際の音をサンプリングして電子音を形成することがで
きるとともに、そのサンプリング波形データに対する加
工も大幅に可能にしたものである。

【００１９】図６はこの発明の実施例である分析合成系
音源における記憶部付近の構成を示す図である。この実
施例ではレガートで音高が移行するとき、フレームナン
バをそのまま引き継いだまま、読み出すボイスデータを
変更することにより、レガートを実現するようにしてい
る。また、ループスタート／エンドフレームナンバを与
えることにより、ループを実現するようにしている。記
憶部２′にはフレーム進行制御回路１０が接続されてい
る。フレーム進行制御回路１０の構成を図７に示す。フ
レームカウンタ１１が記憶部２′にフレームナンバ信号
を出力する。記憶部２′はこの信号に従ってフレームデ
ータを出力してゆく。フレームカウンタ１１はカウント
信号φによってカウントアップされる。カウント信号は
サンプリングクロックの１／６４の周波数である。この
フレームカウンタ１１のロード信号入力端子にはＯＲ回
路１４が接続されており、プリセットデータ入力端子に
はセレクタ１２が接続されている。セレクタ１２の
“１”側入力端子にはボイスデータの先頭フレームナン
バ（０）が入力され、“０”側入力端子にはそのボイス
データのループスタートフレームナンバが入力される。
セレクタ１２のセレクト信号入力端子にはＡＮＤ回路１
３が接続されている。ＡＮＤ回路１３にはキーオンパル
スＫＯＮＰおよび、インバータ１５で反転されたレガー
ト検出信号が入力される。レガート検出信号は、例えば
管楽器型コントローラでブレスオンのままキー操作が行
われた場合や、鍵盤型コントローラでオンされる鍵の移
行がオーバーラップしていた場合などに出力される。以
上の接続によりセレクタ１２は、キーオン時にレガート
が検出されていないときのみ“１”側のデータ（先頭フ
レームナンバ（０））をフレームカウンタ１１のプリセ
ットデータ入力端子に入力する。その他の場合には
“０”側のデータ（ループスタートフレームナンバ）を
プリセットデータ入力端子に入力する。

【００２０】一方、フレームカウンタ１１のロード信号
入力端子に接続されているＯＲ回路１４には比較器１８
およびＡＮＤ回路１７が接続されている。比較器１８は
フレームカウンタ１１が出力するフレームナンバとルー
プエンドフレームナンバとを比較し、これらが一致した
とき“１”を出力する回路である。またＡＮＤ回路１７
にはレガート検出信号および移行フレーム決定回路１６
が出力する信号が入力される。移行フレーム決定回路１
６は音高（ボイスデータ）が変わるとき、今読み出され
ているフレームナンバと同一ナンバのフレームが新たな
ボイスデータに存在するか否かを判断する回路である。
存在しない場合に“１”を出力する。したがって、レガ
ートが検出されたとき、新たなボイスデータに対応する
フレームが存在しない場合にはループスタートフレーム
をプリセットするようにプリセット信号を出力する。ま
た、同一ナンバのフレームが存在する場合には、移行フ
レーム決定回路１６が“１”信号を出力しないためロー
ド信号が形成されず、フレームカウンタ１１はボイスデ
ータが変わってもそのままカウントを継続する。

【００２１】フレーム信号制御回路１０が以上のように
構成されたことにより、図８のようなレガート処理が行
われる。この図ではＣ３→Ｅ３→Ｃ３→Ｅ３の
順でレガートで音高を移行している。最初のレガート
Ｃ３→Ｅ３はまだ楽音の立ち上がり部で対応するフレ
ームが存在するため、同一ナンバのフレームに移行して
いる。こののちＥ３の発音がデータ長を越えて継続した
ためループするが、Ｅ３→Ｃ３のレガートにおいて
は同一ナンバのフレームが存在するためそのまま移行し
ている。Ｃ３→Ｅ３のレガートにおいてはＥ３側に
同一ナンバのフレームが存在しないためＥ３のループス
タートフレームに移行している。

【００２２】なお、この実施例では各音高毎にボイスデ
ータを持っている場合について説明したが、複数鍵で１
つのボイスデータを持つ場合で同一鍵域（同一のボイス
データを使用する範囲）でレガートする場合には、ボイ
スデータの周波数データをシフトすることによって対応
すればよい。

【００２３】レガート時、飛び先フレームへは補間によ
って滑らかに移行するようにすればよりレガート感を出
すことができる。

【００２４】

【発明の効果】以上のようにこの発明では、自然楽器等
の楽音の再現性のよい音源装置を提供することができる
とともに、その音源において滑らかなレガートをするこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明が適用される分析合成系音源の構成を
示す図

【図２】同分析合成系音源の分析部の構成を示す図

【図３】同分析合成系音源に入力されるＰＣＭ波形デー
タの例を示す図

【図４】同分析合成系音源の記憶部の記憶内容を示す図

【図５】同分析合成系音源の補間部の動作を説明する図

【図６】この発明の実施例である分析合成系音源の一部
構成を示す図

【図７】同分析合成系音源のフレーム進行制御回路の構
成を示す図

【図８】同分析合成系音源のレガート処理を説明する図

【符号の説明】

１−分析部、２−記憶部、３−補間部、４−シフト部、
５−合成部、１０−フレーム進行制御回路、１１−フレ
ームカウンタ、１６−移行フレーム決定回路、１８−比
較回路。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 楽音波形データを複数の部分データに分
   割して各部分データごとのスペクトルの周波数および強
   度を分析する分析手段と、 分析手段が分析した各部分データごとのスペクトル周波
   数および強度を分析パラメータとして記憶する記憶手段
   と、 前記分析パラメータを順次読み出して楽音波形データを
   再合成する合成手段と、 を備え、 前記合成手段が、１つの楽音波形データからレガートで
   他の楽音波形データに移行するとき、前記他の楽音波形
   データの再合成を、そのとき前記１つの楽音波形データ
   で読み出されていた分析パラメータと同一タイミングの
   分析パラメータから開始するレガート手段を設けたこと
   を特徴とする音源装置。
2. 【請求項２】 前記レガート手段は、他の楽音波形デー
   タに前記同一タイミングの分析パラメータが存在しない
   場合は、前記他の楽音波形データにおけるループ区間の
   先頭の分析パラメータから楽音波形データの再合成を開
   始する手段を含む請求項１の音源装置。