JP2861358B2 - 楽音合成装置 - Google Patents

楽音合成装置

Info

Publication number
JP2861358B2
JP2861358B2 JP2280102A JP28010290A JP2861358B2 JP 2861358 B2 JP2861358 B2 JP 2861358B2 JP 2280102 A JP2280102 A JP 2280102A JP 28010290 A JP28010290 A JP 28010290A JP 2861358 B2 JP2861358 B2 JP 2861358B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
output
filter
filters
closed loop
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
Application number
JP2280102A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH04155393A (ja
Inventor
康之 梅山
岩男 東
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yamaha Corp
Original Assignee
Yamaha Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yamaha Corp filed Critical Yamaha Corp
Priority to JP2280102A priority Critical patent/JP2861358B2/ja
Priority to US07/778,584 priority patent/US5264658A/en
Publication of JPH04155393A publication Critical patent/JPH04155393A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2861358B2 publication Critical patent/JP2861358B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10HELECTROPHONIC MUSICAL INSTRUMENTS; INSTRUMENTS IN WHICH THE TONES ARE GENERATED BY ELECTROMECHANICAL MEANS OR ELECTRONIC GENERATORS, OR IN WHICH THE TONES ARE SYNTHESISED FROM A DATA STORE
    • G10H5/00Instruments in which the tones are generated by means of electronic generators
    • G10H5/007Real-time simulation of G10B, G10C, G10D-type instruments using recursive or non-linear techniques, e.g. waveguide networks, recursive algorithms
    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10HELECTROPHONIC MUSICAL INSTRUMENTS; INSTRUMENTS IN WHICH THE TONES ARE GENERATED BY ELECTROMECHANICAL MEANS OR ELECTRONIC GENERATORS, OR IN WHICH THE TONES ARE SYNTHESISED FROM A DATA STORE
    • G10H1/00Details of electrophonic musical instruments
    • G10H1/02Means for controlling the tone frequencies, e.g. attack or decay; Means for producing special musical effects, e.g. vibratos or glissandos
    • G10H1/06Circuits for establishing the harmonic content of tones, or other arrangements for changing the tone colour
    • G10H1/12Circuits for establishing the harmonic content of tones, or other arrangements for changing the tone colour by filtering complex waveforms
    • G10H1/125Circuits for establishing the harmonic content of tones, or other arrangements for changing the tone colour by filtering complex waveforms using a digital filter
    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10HELECTROPHONIC MUSICAL INSTRUMENTS; INSTRUMENTS IN WHICH THE TONES ARE GENERATED BY ELECTROMECHANICAL MEANS OR ELECTRONIC GENERATORS, OR IN WHICH THE TONES ARE SYNTHESISED FROM A DATA STORE
    • G10H2250/00Aspects of algorithms or signal processing methods without intrinsic musical character, yet specifically adapted for or used in electrophonic musical processing
    • G10H2250/471General musical sound synthesis principles, i.e. sound category-independent synthesis methods
    • G10H2250/511Physical modelling or real-time simulation of the acoustomechanical behaviour of acoustic musical instruments using, e.g. waveguides or looped delay lines
    • G10H2250/521Closed loop models therefor, e.g. with filter and delay line
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S84/00Music
    • Y10S84/09Filtering
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S84/00Music
    • Y10S84/10Feedback

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Electrophonic Musical Instruments (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は音量や音色等が自然楽器音と同様に変化する
楽音を発生する電子楽器に関する。
「従来の技術」 近年、技術の向上により、電子楽器の音源も多種多用
な楽音が得られるようになっている。
その音源の1つとして、実際の自然楽器の発音原理を
シミュレートすることにより得られたモデルを動作さ
せ、これにより、自然楽器の楽音を合成する物理モデル
(遅延フィードバックアルゴリズム)音源が種々、提案
されている。
第8図はそのような従来の弦楽器音の物理モデル音源
の構成例を示すブロック図である。この図において、1
は励振信号発生回路であり、インパルス等、多くの周波
数成分を含んだ励振信号波形が記憶された波形メモリが
内蔵されている。
また、2は第1の入力端に励振信号発生回路1から出
力される励振信号が入力される加算器、3は弦における
振動の伝播遅延をシミュレートしたディレイ、4は弦の
音響損失をシミュレートしたフィルタであり、フィルタ
4の出力信号が加算器2の第2の入力端に入力されるよ
うになっており、回路要素2〜4は閉ループ回路を構成
している。5は閉ループ回路内を循環する信号が楽音信
号として出力される楽音信号出力端子である。
このような構成において、励振信号発生回路1から励
振信号が出力され、加算器2の第1の入力端に入力され
ると、上述した閉ループ回路内において信号の循環が発
生する。この場合、弦の振動が一往復する周期に等しい
時間で閉ループ回路内を信号が一巡し、かつ、フィルタ
4を通過する毎に信号の帯域制限がなされる。
そして、この閉ループ回路を循環する信号が楽音信号
として楽音信号出力端子5から出力される。
尚、上述した技術の詳細については、本出願人が先に
提案した特公昭58−48109号公報を参照されたい。
次に、第9図に従来の管楽器音の物理モデル音源の構
成例のブロック図を示す。この図において、1は上述し
た励振信号発生回路、6は発音体であるリードの非線形
特性をシミュレートした非線形素子、7および8はそれ
ぞれリードにおいて行われる圧力演算をシミュレートし
た加算器であり、それぞれ第1の入力端に励振信号発生
回路1から出力される励振信号が入力される。
また、9〜12はそれぞれ、例えば、多段シフトレジス
タによって構成され、管楽器の管内における空気圧力波
の伝送遅延をシミュレートしたディレイである。ここ
で、ディレイ9および10が管部における最もリード側寄
りの部分に対応し、ディレイ11および12が最も終端部寄
りの部分に対応している。そして、ディレイ9には加算
器8の出力信号が入力され、ディレイ10の出力信号が加
算器7の第2の入力端に入力される。
また、13は径の異なる管を連結した箇所において発生
する空気圧力波の散乱現象をシミュレートしたジャンク
ションである。このジャンクション13には、管楽器内に
おける信号散乱特性に応じた乗算係数K1〜K4がそれぞれ
図示せぬ制御回路によって制御される乗算器141〜14
4と、乗算器141の出力と乗算器144の出力とを加算する
加算器151と、乗算器142の出力と乗算器143の出力とを
加算する加算器152とから構成される4乗算型格子を用
いている。そして、ディレイ9の信号出力は、乗算器14
1を介してディレイ11に伝送され、ディレイ12の信号出
力は、乗算器142を介してディレイ10に伝送される。
さらに、16は管楽器の管内損失や管の形状をシミュレ
ートしたフィルタ、17は管楽器の終端において圧力波が
反射される場合における放射損失などをシミュレートし
た乗算器であり、ディレイ11の出力信号に図示せぬ制御
回路によって制御される損失係数glが乗算されてディレ
イ12へ出力される。
尚、上述した技術の詳細については、特開昭63−4019
9号公報を参照されたい。
「発明が解決しようとする課題」 ところで、上述した従来の電子楽器に用いられる物理
モデル音源を構成しているフィルタは、弦の音響損失や
シミュレートしたり、管楽器の管内損失や管の形状をシ
ミュレートしたりしているので、通常の電子回路に用い
られるフィルタに比べてその特性が複雑である。また、
時間に応じてその特性を変化させる必要がある。
ところが、フィルタを複雑な特性にすると、次数が高
次になると共に、規模が大きくなってしまうという欠点
があった。
また、このような複雑な特性を有するフィルタの特性
を時間に応じて変化させることは難しい。
従って、このフィルタを使用した物理モデル音源を用
いた電子楽器は、単純な音色の変化しか得られないとい
う欠点があった。
本発明は上述した事情に鑑みてなされたもので、装置
の規模を大きくすることなく、音楽表現の可能性を広
げ、かつ、楽音に対して多様な音色変化を付与すること
ができる電子楽器を提供することを目的としている。
「課題を解決するための手段」 請求項1記載の発明は、遅延手段とフィルタ手段とを
閉ループ接続した閉ループ手段を有し、該閉ループ手段
に励振信号を入力するとともに、該閉ループ手段を循環
する信号を楽音信号として出力するようにした楽音合成
装置において、前記フィルタ手段は、(a)それぞれ所
定の周波数特性により当該フィルタ手段に入力される信
号を帯域制限する複数のフィルタと、(b)該複数のフ
ィルタのそれぞれの出力信号のレベルを制御する複数の
フィルタ出力制御手段と、(c)該複数のフィルタのそ
れぞれの出力信号を混合する混合手段とからなることを
特徴としている。
「作用」 請求項1記載の発明によれば、入力された励振信号は
遅延手段とフィルタ手段とを閉ループ接続した閉ループ
手段を循環し、閉ループ手段を循環する信号が楽音信号
として出力される。上記フィルタ手段においては、複数
のフィルタがそれぞれ所定の周波特性により当該フィル
タ手段に入力される信号を帯域制限し、フィルタ出力制
御手段が該複数のフィルタのそれぞれの出力信号のレベ
ルを制御し、そして、混合手段が該複数のフィルタのそ
れぞれの出力信号を混合する。したがって、複数のフィ
ルタの制御の組み合わせによってフィルタ手段の特性を
複雑にすることができる。
「実施例」 以下、図面を参照して本発明の一実施例について説明
する。第1図は本発明の一実施例による電子楽器の構成
を示すブロック図であり、この図において、18は電子楽
器本体に装備された鍵盤等の各種操作子、19は各種操作
子18の操作を検知し、それに従って操作子情報(キーコ
ードKC、キーオン信号KON等)を発生・供給する操作子
情報発生供給部である。
また、20は演奏者の音声に応じた音声信号等の外部信
号が入力される外部信号入力端子、21はパラメータ発生
供給部であり、外部信号入力端子20から入力された外部
信号の周波数スペクトル等を分析して物理モデル音源22
の制御すべき各種パラメータを発生・供給する。23は音
源22から出力される楽音信号が出力される楽音信号出力
端子である。
次に、第2図にパラメータ発生供給部21の構成のブロ
ック図を示す。この図において、24は外部信号入力端子
201から入力された外部信号をディジタルデータに変換
するA/D変換器、251はA/D変換器24の出力信号に操作子
情報発生供給部19から供給される乗算係数LV1を乗算す
る乗算器、252は外部信号入力端子202から入力されたデ
ィジタルの外部信号に操作子情報発生供給部19から供給
される乗算係数LV2を乗算する乗算器、26は乗算器251
出力信号と乗算器252の出力信号とを加算する加算器で
ある。
また、271〜27nはそれぞれ第3図に示すように、互い
に中心周波数が異なるフィルタであり、第3図の曲線m1
がフィルタ271の特性、曲線m2がフィルタ272の特性、曲
線mnがフィルタ27nの特性である。また、各フィルタ271
〜27nは、操作子情報発生供給部19から供給されるパラ
メータF1〜Fnによってその特性(カットオフ周波数ある
いは係数)が制御される。
さらに、281〜28nはそれぞれエンベロープ検出器であ
り、フィルタ271〜27nからそれぞれ出力される各周波数
成分の分析結果からそのレベル・エンベロープを抽出し
てその抽出結果a1〜anを音源22の制御すべきパラメータ
としてそれぞれ出力する。エンベロープ検出器281〜28n
は、例えば、第4図に示すように、入力信号を整流する
絶対値化回路29と、絶対値化回路29の出力信号を平滑化
(低域フィルタリング)するローパスフィルタ(以下、
LPFという)30とから構成されている。
次に、第5図に上述したパラメータ発生供給部21から
出力されるパラメータa1〜anによって制御される物理モ
デル音源のフィルタ部分の構成のブロック図を示す。
尚、物理モデル音源の他の部分の構成は、例えば、第8
図あるいは第9図に示す従来の構成とする。
第5図において、311〜31nはそれぞれフィルタ271〜2
7nと同様、第3図に示す互いに中心周波数が異なるフィ
ルタである。また、各フィルタ311〜31nは、操作子情報
発生供給部19から供給されるパラメータf1〜fnによって
その特性(カットオフ周波数あるいは係数)が制御され
る。
また、321〜32nはそれぞれフィルタ311〜31nの出力信
号にパラメータ発生供給部21から供給されるパラメータ
a1〜anを乗算係数として乗算する乗算器、33は乗算器32
1〜32nの出力信号を混合する混合器である。
このような構成において、演奏者が鍵盤等の各種操作
子1を操作すると共に、図示せぬマイクロフォンに向か
って発生すると、マイクロフォンにおいて音声が音声信
号に変換された後、外部信号として第2図の外部信号入
力端子201に入力される。
これにより、外部信号入力端子201から入力された音
声信号は、A/D変換器24においてディジタルデータに変
換された後、乗算器251において操作子情報発生供給部1
9から供給される乗算係数LV1が乗算される。この時、必
要に応じて外部信号入力端子202からディジタルの外部
信号を入力する。これにより、外部信号入力端子202
ら入力されたディジタルの外部信号は、乗算器252にお
いて操作子情報発生供給部19から供給される乗算係数LV
2が乗算された後、加算器26において乗算器251の出力信
号と加算される。外部入力端子202から外部信号を入力
しない場合には、乗算器251の出力信号は、加算器26を
そのまま通過する。
次に、加算器26の出力信号は、フィルタ271〜27nにお
いて、各フィルタ271〜27n毎にその特性に応じた周波数
成分が抽出された後、エンベロープ検出器281〜28nにお
いて、それぞれのレベル・エンベロープが抽出される。
そして、エンベロープ検出器281〜28nの抽出結果a1〜an
が音源22の制御すべきパラメータとしてそれぞれ出力さ
れる。
これにより、パラメータ発生供給部21から出力された
パラメータa1〜anによって第5図に示す物理モデル音源
のフィルタ部分の乗算器321〜32nの乗算係数が制御され
る。
以上説明した動作により、物理モデル音源のフィルタ
の出力レベルが演奏者の音声によって容易に制御される
ことになる。
尚、上述した一実施例においては、フィルタ271〜27n
の特性と、フィルタ311〜31nの特性とを同一の特性にし
た例を示したが、第1の特性である必要はない。例え
ば、周波数軸をずらしたり、各フィルタの帯域を圧縮あ
るいは延長してもよい。これにより、音色を変えること
ができる。また、フィルタ271〜27nに対応したパラメー
タa1〜anとフィルタ311〜31nとの対応関係を変えてもよ
い。これにより、フィルタ311〜31nの周波数特性を従来
とは全く別の特性に変えることができる。
また、上述した一実施例においては、フィルタ311〜3
1nを第3図に示す特性を有する複数のバンドパスフィル
タ群とした例を示したが、これらに代えて、例えば、第
6図に示すようなカットオフ周波数がそれぞれ異なるロ
ーパスフィルタとし、パラメータa1〜anによってこれら
の肩の特性を変更することにより、例えば、第7図に示
すような特性に変更するようにしてもよい。
さらに、上述した一実施例においては、外部信号入力
端子20から入力された外部信号の各周波数成分の分析を
第3図に示す特性を有する複数のバンドパスフィルタ群
271〜27nによって行った例を示したが、周波数分析方法
としては、FFT(高速フーリエ変換)分析や線形予測法
による分析等、公知の各種のスペクトル分析方法を用い
てもよい。
「発明の効果」 以上説明したように、本発明によれば、装置の規模を
大きくすることなく、音楽表現の可能性を広げることが
できるという効果がある。
また、楽音に対して多様な音色変化を付与することが
できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例による電子楽器の構成を示す
ブロック図、第2図は第1図のパラメータ発生供給部21
の構成を示すブロック図、第3図はフィルタ271〜27n
よび311〜31nの特性の一例を示す図、第4図はエンベロ
ープ検出器28の構成の一例を示すブロック図、第5図は
物理モデル音源のフィルタ部分の構成の一例を示すブロ
ック図、第6図および第7図はそれぞれフィルタ311〜3
1nの特性の他の例を示す図、第8図は従来の弦楽器音の
物理モデル音源の構成例を示すブロック図、第9図は従
来の管楽器音の物理モデル音源の構成例を示すブロック
図である。 21……パラメータ発生供給部、271〜27n,311〜31n……
フィルタ、281〜28n……エンベロープ検出器、321〜32n
……乗算器。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】遅延手段とフィルタ手段とを閉ループ接続
    した閉ループ手段を有し、該閉ループ手段に励振信号を
    入力するとともに、該閉ループ手段を循環する信号を楽
    音信号として出力するようにした楽音合成装置におい
    て、 前記フィルタ手段は、 (a)それぞれ所定の周波数特性により当該フィルタ手
    段に入力される信号を帯域制限する複数のフィルタと、 (b)該複数のフィルタのそれぞれの出力信号のレベル
    を制御する複数のフィルタ出力制御手段と、 (c)該複数のフィルタのそれぞれの出力信号を混合す
    る混合手段と からなることを特徴とする楽音合成装置。
JP2280102A 1990-10-18 1990-10-18 楽音合成装置 Expired - Fee Related JP2861358B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2280102A JP2861358B2 (ja) 1990-10-18 1990-10-18 楽音合成装置
US07/778,584 US5264658A (en) 1990-10-18 1991-10-17 Electronic musical instrument having frequency dependent tone control

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2280102A JP2861358B2 (ja) 1990-10-18 1990-10-18 楽音合成装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH04155393A JPH04155393A (ja) 1992-05-28
JP2861358B2 true JP2861358B2 (ja) 1999-02-24

Family

ID=17620349

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2280102A Expired - Fee Related JP2861358B2 (ja) 1990-10-18 1990-10-18 楽音合成装置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US5264658A (ja)
JP (1) JP2861358B2 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU699786B2 (en) * 1995-05-10 1998-12-17 Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Efficient synthesis of musical tones having nonlinear excitations
FR2904462B1 (fr) * 2006-07-28 2010-10-29 Midi Pyrenees Incubateur Dispositif de production de signaux representatifs de sons d'un instrument a clavier et a cordes.

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54131921A (en) * 1978-04-03 1979-10-13 Keio Giken Kogyo Kk Electronic keyboard instrument
JPS5847109A (ja) * 1981-09-11 1983-03-18 Yamaha Motor Co Ltd 内燃機関の吸気装置
US4984276A (en) * 1986-05-02 1991-01-08 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Digital signal processing using waveguide networks
SG52632A1 (en) * 1986-05-02 1998-09-28 Univ Leland Stanford Junior Tone generation system
JPH0769701B2 (ja) * 1989-05-09 1995-07-31 ヤマハ株式会社 楽音波形信号形成装置
JP2504203B2 (ja) * 1989-07-18 1996-06-05 ヤマハ株式会社 楽音合成装置

Also Published As

Publication number Publication date
US5264658A (en) 1993-11-23
JPH04155393A (ja) 1992-05-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
De Poli A tutorial on digital sound synthesis techniques
JP2751617B2 (ja) 楽音合成装置
US5308918A (en) Signal delay circuit, FIR filter and musical tone synthesizer employing the same
JP2745923B2 (ja) 電子楽器
US5245127A (en) Signal delay circuit, FIR filter and musical tone synthesizer employing the same
JP2861358B2 (ja) 楽音合成装置
JP3149708B2 (ja) 楽音合成装置
JPH06282271A (ja) 電子楽器の音源装置
JP2006521581A (ja) 音響楽器の物理モデル化技術を活用することにより教会オルガンの気送管音合成に使用される方法及び電子装置
JP2689709B2 (ja) 電子楽器
JP3090667B2 (ja) 楽音合成装置
JP2738175B2 (ja) 楽音信号発生装置
JP2504324B2 (ja) 楽音合成装置
JP2534636B2 (ja) 楽音合成装置
JP3538908B2 (ja) 電子楽器
JP3413890B2 (ja) 楽音合成装置
JP3097487B2 (ja) 楽音合成装置
JP3433762B2 (ja) 電子楽器の音源装置
JP2730420B2 (ja) 楽音合成装置
JP3404953B2 (ja) 楽音合成装置
JP2762733B2 (ja) 楽音合成装置
JPH0398095A (ja) 楽音合成装置
JP2751598B2 (ja) 波形信号出力装置
JP3413846B2 (ja) 楽音合成装置
JPH07121166A (ja) 変調信号発生装置

Legal Events

Date Code Title Description
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: 20081211

Year of fee payment: 10

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees