JP2940011B2 - 楽音合成装置 - Google Patents
楽音合成装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、打弦楽器、撥弦楽器、擦弦楽器あるいは
打楽器等の楽音の合成に用いて好適な楽音合成装置に関
する。 「従来の技術」 従来、楽音合成装置としては、自然楽器の各種楽音波
形をPCM符号化して波形メモリ等に記録しておき、演奏
情報に対応した波形を波形メモリから読み出して再生す
る波形メモリ方式のものが一般的に知られている。しか
しながら、自然楽器では、演奏の状況に応じて実に多彩
な楽音が発生される。例えば管楽器等では吹奏圧が変わ
ることによって音色が多様に変化する。これらの多くの
楽音波形の発生を波形メモリ方式の楽音合成装置によっ
て行おうとする場合、波形メモリに対し、極めて膨大な
記憶容量が要求されるので、実現に無理がある。また、
複数の楽音波形を演算によって合成したり、あるいは変
調して多様な楽音波形を実現する方法も考えらえるが、
この場合も極めて演算量が大きくなり、実現に無理があ
る。 そこで、自然楽器における発音メカニズムをシミュレ
ートした電気的モデルを動作させ、楽音を合成するよう
にした楽音合成装置が提案されるに至った。例えば、ピ
アノ等の打弦楽器音の楽音合成装置としては、弦におけ
る振動の伝播遅延をシミュレートした遅延回路と弦にお
ける音響損失をシミュレートしたローパスフィルタとを
閉ループ接続した構成のものがよく知られている。この
種の楽音合成装置においては、ハンマが弦を叩く時の衝
撃に相当する信号（例えばインパルス等）が閉ループに
入力され、閉ループが共振状態とされる。そして、閉ル
ープ内を循環する信号が楽音信号として取り出される。
このようにして、ピアノの弦がハンマによって叩かれる
ことによって励起され、定在波振動が発生する現象が忠
実に再現され、弦の定在波振動が直接周囲に放射される
ことによる楽音（以下、この楽音の便宜上、直接音と呼
ぶ）が忠実に再現される。 しかし、実際の自然楽器は共鳴器（例えば、ピアノに
おける響板、ギターにおける箱）を有しており、共鳴器
が直接音に共鳴することによって共鳴音が発生される。 共鳴音を直接音と共に再生することが可能な楽音合成
装置としては、直接音の楽音波形を記録した直接音用波
形メモリと、共鳴音の波形を記録した共鳴音用波形メモ
リとを備え、演奏情報に対応した直接音波形および共鳴
音波形を読み出し、重ね合わせて出力する方式のものが
例えば特公平１−15074号公報に開示されている。 「発明が解決しようとする課題」 ところで、ピアノ等の打弦楽器においては、ハンマに
よって弦を叩く時の衝撃が響板に伝播し、この衝撃に対
する共鳴音が発生される。また、ギター等の撥弦楽器に
おいても、ピックあるいは爪によって弦に与えられた衝
撃がブリッジを介して箱に伝わり、この衝撃に対する共
鳴音が発生する。すなわち、実際の自然楽器において
は、発音体の定在波振動が直接放射される直接音、共鳴
器によって発生される直接音の共鳴音、および、発音体
を駆動する時に発音体に加えられる衝撃が共鳴器に伝播
することによって発生される共鳴音（以下、この共鳴音
を便宜上、過渡音と呼ぶ）の３種の音が発生され、これ
らを混合したものが楽音として聴取される。しかしなが
ら、従来、このような多様な過渡音の合成を行うことが
できる楽音合成装置はなく、このため、現実味のある自
然楽器音を合成することができないという問題があっ
た。また、楽器から発生される過渡音を抽出して波形メ
モリに記録し、合成によって得られる直接音および直接
音の共鳴音を重ね合わせて再生するといった方法も試み
られたが、過渡音の抽出は技術的に難しく、多大な労力
を必要とする割に、満足な過渡音がなかなか得られない
という問題があった。特に、過渡音をPCMのような録音
再生方式による音源によって再生しようとする場合、音
の品質は録音の技術によって大きく左右され、場合によ
っては、過渡音が耳障りになることがある。この発明
は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、実際の
自然楽器から発生される過渡音を含んだ楽音を容易に再
現することができる楽音合成装置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」 この発明は、演奏情報に対応した駆動信号および発生
する駆動信号発生手段と、入力される信号を遅延させる
遅延手段を閉ループ接続した手段であって、前記駆動信
号を前記閉ループに入力して、前記閉ループを循環する
信号を楽音信号として出力する楽音形成手段と、前記楽
音信号に対して共鳴効果を付与し、第１の共鳴音信号を
出力する第１の共鳴手段と、前記駆動信号に対して共鳴
効果を付与し、第２の共鳴音信号を出力する第２の共鳴
手段と、前記楽音信号および第１および第２の共鳴音信
号を演奏情報に応じて混合して出力する出力手段とを具
備することを特徴としている。 「作用」 上記構成によれば、演奏情報に基づき、演奏の際に発
音系に与えられる衝撃に相当する駆動信号が、駆動信号
発生手段によって発生される。また、楽音形成手段で
は、遅延を含む閉ループに駆動信号が入力され、この閉
ループを循環する信号が楽音信号として出力される。そ
して、第１の共鳴手段によって、楽音信号に対して共鳴
効果が付与され、第１の共鳴音信号が発生される。ま
た、第２の共鳴手段によって、楽音信号を発生するのに
用いられた駆動信号に対して共鳴効果が付与され、第２
の共鳴音信号が発生される。そして、楽音信号および第
１、第２の共鳴音信号が演奏情報に応じて混合されて出
力される。 「実施例」 以下、図面を参照し、本発明の一実施例を説明する。 第１図はこの発明の一実施例によるピアノ音の楽音合
成装置の構成を示すブロック図である。同図における楽
音制御回路１では、外部から入力される操作情報に対応
し、各種制御情報が発生される。そして、これらの制御
情報によって、装置全体の動作が制御される。 楽音形成回路２は操作情報に対応した直接音の形成を
行う回路であり、加算器2a、弦における振動の伝播遅延
をシミュレートした遅延回路2bおよび弦の音響損失をシ
ミュレートしたフィルタ2cからなる閉ループ回路によっ
て実現される。 駆動信号発生回路３は、波形ROM（リードオンリメモ
リ）を有しており、この波形ROMには、ハンマによって
弦を叩く時の衝撃に相当する信号波形（この信号波形と
しては例えば多くの周波数成分を含んだインパルス波形
等が用いられる）をPCM符号化した時系列のデジタル信
号が記憶されている。そして、楽音発生時、楽音制御回
路１からキーオン信号KEYONが供給されると、波形ROMか
らデジタル信号が順次読み出され、衝撃信号IPとして楽
音形成回路２および共鳴回路４に供給される。 楽音形成回路２において、衝撃信号IPは、加算器2a→
遅延回路2b→フィルタ2cからなる閉ループを循環する。
この閉ループは、閉ループを信号が一巡するのに要する
遅延時間の逆数に対応する１次の共振周波数、および１
次の共振周波数の整数倍の高次の共振周波数を有する共
振回路として動作する。そして、閉ループを駆動信号が
循環することにより、駆動信号中における上記各共振周
波数成分が強調される。 ここで、遅延回路2bは例えば段数を切り換えることが
可能なシフトレジスタ等によって実現され、楽音制御回
路１から供給されるキーコード情報KCによって遅延時間
が切り換えられる。このようにすることで、弦に対応
し、閉ループを信号が一巡する時間、すなわち、楽音の
１次の共振周波数が切り換えられる。また、フィルタ2c
は、通常、ローパスフィルタによって実現される。ここ
で、ピアノに張設された各弦は、各々、振動の減衰率の
周波数特性が異なるので、楽音制御回路１からフィルタ
2cには、弦に対応した音色パラメータTNが与えられ、こ
の音色パラメータに従ってフィルタ2cにおけるフィルタ
演算用係数を切り換えられる。このようにして、楽音制
御回路１によって指定された音高および音色のドライ信
号SDRYが発生される。なお、楽音形成回路２としては、
上述の構成の他、例えばFM音源あるいはPCM音源によっ
て構成してもよい。 共鳴回路4aおよび4bは、各々、ピアノの響板の共鳴動
作に対応する信号処理を行う回路であり、例えば前述の
楽音形成回路２において用いられているような遅延回路
とフィルタとによる閉ループ回路によって実現される。
共鳴回路4aでは、直接音信号SDRYに対して共鳴効果が与
えられ、弦の定在波信号に対する共鳴音に相当する共鳴
音信号RDRYが発生される。また、共鳴回路4bでは、衝撃
信号IPに対して共鳴効果が与えられ、ハンマによって弦
に与えられる衝撃の共鳴音に相当する過渡音信号STRNが
出力される。 一般にピアノの響板は多数の共振周波数を有するが、
これに応じ、共振周波数の異なる閉ループ回路を複数並
列接続することによって、ピアノの響板の音響特性を忠
実に再現した共鳴回路4aおよび4bを実現することができ
る。しかしながら、ハンマからの衝撃は、主としてフレ
ームや弦を介して響板に伝わるのに対し、弦の振動エネ
ルギーは主として駒を介して響板に伝わる。このように
伝播経路が異なった振動に対し、適確な共鳴効果を与え
るには、単一の共鳴回路では困難である。そこで、この
楽音合成装置では、弦の定在波振動に対応する共鳴音信
号RDRYおよび弦に与えられる衝撃に対応する過渡音信号
STRNを、各々、別の共鳴回路4aおよび4bによって発生す
るようにしている。なお、共鳴回路4aおよび4bの構成例
については、後述する。 混合回路５は、乗算器5a,5b,5cおよび加算器5dによっ
て構成される。乗算器5aには、直接音信号SDRYが入力さ
れ、楽音制御回路１から供給される乗算係数γ１が乗じ
られる。また、乗算器5bには、共鳴回路4aから出力され
る共鳴音信号RDRYが入力され、楽音制御回路１から供給
される乗算係数γ２が乗じられる。また、乗算器5cに
は、共鳴回路4bから出力される過渡音信号STRNが入力さ
れ、楽音制御回路１から供給される乗算係数γ３が乗じ
られる。そして、各乗算結果が、加算器5dによって加算
され、楽音信号として出力される。 以下、この楽音合成装置に鍵盤ユニットを接続し、鍵
盤付電子楽器を構成する場合を想定し、動作を説明す
る。鍵盤ユニットにおいて鍵の操作が検知されると、音
高指定のためのキーコード情報KC、音色パラメータTNが
楽音制御回路１から出力され、これらの制御情報に従っ
て、楽音形成回路２における遅延回路2bの遅延時間設
定、フィルタ2cのフィルタ演算用係数の設定が行われ
る。次いで、楽音制御回路１からキーオン信号KEYONが
出力される。この結果、駆動信号発生回路３が駆動さ
れ、楽音形成回路２によって直接音信号SDRYが発生され
る。 そして、ドライ信号SDRYに対する共鳴音信号RDRYが共
鳴回路4aによって発生され、衝撃信号IPに対する過渡音
信号が共鳴回路4bによって発生される。そして、ドライ
信号SDRY、共鳴音信号RDRYおよび過渡音信号STRNが混合
回路５によって混合され、楽音信号として出力される。 上述の動作において、混合回路５における乗算係数γ
３は以下説明するように設定される。すなわち、一般的
にピアノの場合、高音になる程、過渡音が強調されるの
で、音高が高くなるに従い、高音になるに従って乗算係
数γ３が大きな値に設定される。このようにして、弦を
ハンマによって打撃した時の過渡音が音高に応じてバラ
ンス良く配合された自然感に富んだ楽音が発生される。
また、ピアノの鍵を叩く時のタッチを示す情報を入力
し、タッチが強い場合に過渡音が強調されるように構成
すると、より一層リアリティに富んだ楽音が得られる。 なお、楽音発生開始当初は、乗算係数γ３を大きな値
に設定して過渡音を強調し、時間経過と共に乗算係数γ
３を小さな値に滑らかに変化させ、次第に過渡音を減衰
するようにしてもよい。このようにすると、さらに自然
感に富んだ楽音が発生される。
打楽器等の楽音の合成に用いて好適な楽音合成装置に関
する。 「従来の技術」 従来、楽音合成装置としては、自然楽器の各種楽音波
形をPCM符号化して波形メモリ等に記録しておき、演奏
情報に対応した波形を波形メモリから読み出して再生す
る波形メモリ方式のものが一般的に知られている。しか
しながら、自然楽器では、演奏の状況に応じて実に多彩
な楽音が発生される。例えば管楽器等では吹奏圧が変わ
ることによって音色が多様に変化する。これらの多くの
楽音波形の発生を波形メモリ方式の楽音合成装置によっ
て行おうとする場合、波形メモリに対し、極めて膨大な
記憶容量が要求されるので、実現に無理がある。また、
複数の楽音波形を演算によって合成したり、あるいは変
調して多様な楽音波形を実現する方法も考えらえるが、
この場合も極めて演算量が大きくなり、実現に無理があ
る。 そこで、自然楽器における発音メカニズムをシミュレ
ートした電気的モデルを動作させ、楽音を合成するよう
にした楽音合成装置が提案されるに至った。例えば、ピ
アノ等の打弦楽器音の楽音合成装置としては、弦におけ
る振動の伝播遅延をシミュレートした遅延回路と弦にお
ける音響損失をシミュレートしたローパスフィルタとを
閉ループ接続した構成のものがよく知られている。この
種の楽音合成装置においては、ハンマが弦を叩く時の衝
撃に相当する信号（例えばインパルス等）が閉ループに
入力され、閉ループが共振状態とされる。そして、閉ル
ープ内を循環する信号が楽音信号として取り出される。
このようにして、ピアノの弦がハンマによって叩かれる
ことによって励起され、定在波振動が発生する現象が忠
実に再現され、弦の定在波振動が直接周囲に放射される
ことによる楽音（以下、この楽音の便宜上、直接音と呼
ぶ）が忠実に再現される。 しかし、実際の自然楽器は共鳴器（例えば、ピアノに
おける響板、ギターにおける箱）を有しており、共鳴器
が直接音に共鳴することによって共鳴音が発生される。 共鳴音を直接音と共に再生することが可能な楽音合成
装置としては、直接音の楽音波形を記録した直接音用波
形メモリと、共鳴音の波形を記録した共鳴音用波形メモ
リとを備え、演奏情報に対応した直接音波形および共鳴
音波形を読み出し、重ね合わせて出力する方式のものが
例えば特公平１−15074号公報に開示されている。 「発明が解決しようとする課題」 ところで、ピアノ等の打弦楽器においては、ハンマに
よって弦を叩く時の衝撃が響板に伝播し、この衝撃に対
する共鳴音が発生される。また、ギター等の撥弦楽器に
おいても、ピックあるいは爪によって弦に与えられた衝
撃がブリッジを介して箱に伝わり、この衝撃に対する共
鳴音が発生する。すなわち、実際の自然楽器において
は、発音体の定在波振動が直接放射される直接音、共鳴
器によって発生される直接音の共鳴音、および、発音体
を駆動する時に発音体に加えられる衝撃が共鳴器に伝播
することによって発生される共鳴音（以下、この共鳴音
を便宜上、過渡音と呼ぶ）の３種の音が発生され、これ
らを混合したものが楽音として聴取される。しかしなが
ら、従来、このような多様な過渡音の合成を行うことが
できる楽音合成装置はなく、このため、現実味のある自
然楽器音を合成することができないという問題があっ
た。また、楽器から発生される過渡音を抽出して波形メ
モリに記録し、合成によって得られる直接音および直接
音の共鳴音を重ね合わせて再生するといった方法も試み
られたが、過渡音の抽出は技術的に難しく、多大な労力
を必要とする割に、満足な過渡音がなかなか得られない
という問題があった。特に、過渡音をPCMのような録音
再生方式による音源によって再生しようとする場合、音
の品質は録音の技術によって大きく左右され、場合によ
っては、過渡音が耳障りになることがある。この発明
は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、実際の
自然楽器から発生される過渡音を含んだ楽音を容易に再
現することができる楽音合成装置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」 この発明は、演奏情報に対応した駆動信号および発生
する駆動信号発生手段と、入力される信号を遅延させる
遅延手段を閉ループ接続した手段であって、前記駆動信
号を前記閉ループに入力して、前記閉ループを循環する
信号を楽音信号として出力する楽音形成手段と、前記楽
音信号に対して共鳴効果を付与し、第１の共鳴音信号を
出力する第１の共鳴手段と、前記駆動信号に対して共鳴
効果を付与し、第２の共鳴音信号を出力する第２の共鳴
手段と、前記楽音信号および第１および第２の共鳴音信
号を演奏情報に応じて混合して出力する出力手段とを具
備することを特徴としている。 「作用」 上記構成によれば、演奏情報に基づき、演奏の際に発
音系に与えられる衝撃に相当する駆動信号が、駆動信号
発生手段によって発生される。また、楽音形成手段で
は、遅延を含む閉ループに駆動信号が入力され、この閉
ループを循環する信号が楽音信号として出力される。そ
して、第１の共鳴手段によって、楽音信号に対して共鳴
効果が付与され、第１の共鳴音信号が発生される。ま
た、第２の共鳴手段によって、楽音信号を発生するのに
用いられた駆動信号に対して共鳴効果が付与され、第２
の共鳴音信号が発生される。そして、楽音信号および第
１、第２の共鳴音信号が演奏情報に応じて混合されて出
力される。 「実施例」 以下、図面を参照し、本発明の一実施例を説明する。 第１図はこの発明の一実施例によるピアノ音の楽音合
成装置の構成を示すブロック図である。同図における楽
音制御回路１では、外部から入力される操作情報に対応
し、各種制御情報が発生される。そして、これらの制御
情報によって、装置全体の動作が制御される。 楽音形成回路２は操作情報に対応した直接音の形成を
行う回路であり、加算器2a、弦における振動の伝播遅延
をシミュレートした遅延回路2bおよび弦の音響損失をシ
ミュレートしたフィルタ2cからなる閉ループ回路によっ
て実現される。 駆動信号発生回路３は、波形ROM（リードオンリメモ
リ）を有しており、この波形ROMには、ハンマによって
弦を叩く時の衝撃に相当する信号波形（この信号波形と
しては例えば多くの周波数成分を含んだインパルス波形
等が用いられる）をPCM符号化した時系列のデジタル信
号が記憶されている。そして、楽音発生時、楽音制御回
路１からキーオン信号KEYONが供給されると、波形ROMか
らデジタル信号が順次読み出され、衝撃信号IPとして楽
音形成回路２および共鳴回路４に供給される。 楽音形成回路２において、衝撃信号IPは、加算器2a→
遅延回路2b→フィルタ2cからなる閉ループを循環する。
この閉ループは、閉ループを信号が一巡するのに要する
遅延時間の逆数に対応する１次の共振周波数、および１
次の共振周波数の整数倍の高次の共振周波数を有する共
振回路として動作する。そして、閉ループを駆動信号が
循環することにより、駆動信号中における上記各共振周
波数成分が強調される。 ここで、遅延回路2bは例えば段数を切り換えることが
可能なシフトレジスタ等によって実現され、楽音制御回
路１から供給されるキーコード情報KCによって遅延時間
が切り換えられる。このようにすることで、弦に対応
し、閉ループを信号が一巡する時間、すなわち、楽音の
１次の共振周波数が切り換えられる。また、フィルタ2c
は、通常、ローパスフィルタによって実現される。ここ
で、ピアノに張設された各弦は、各々、振動の減衰率の
周波数特性が異なるので、楽音制御回路１からフィルタ
2cには、弦に対応した音色パラメータTNが与えられ、こ
の音色パラメータに従ってフィルタ2cにおけるフィルタ
演算用係数を切り換えられる。このようにして、楽音制
御回路１によって指定された音高および音色のドライ信
号SDRYが発生される。なお、楽音形成回路２としては、
上述の構成の他、例えばFM音源あるいはPCM音源によっ
て構成してもよい。 共鳴回路4aおよび4bは、各々、ピアノの響板の共鳴動
作に対応する信号処理を行う回路であり、例えば前述の
楽音形成回路２において用いられているような遅延回路
とフィルタとによる閉ループ回路によって実現される。
共鳴回路4aでは、直接音信号SDRYに対して共鳴効果が与
えられ、弦の定在波信号に対する共鳴音に相当する共鳴
音信号RDRYが発生される。また、共鳴回路4bでは、衝撃
信号IPに対して共鳴効果が与えられ、ハンマによって弦
に与えられる衝撃の共鳴音に相当する過渡音信号STRNが
出力される。 一般にピアノの響板は多数の共振周波数を有するが、
これに応じ、共振周波数の異なる閉ループ回路を複数並
列接続することによって、ピアノの響板の音響特性を忠
実に再現した共鳴回路4aおよび4bを実現することができ
る。しかしながら、ハンマからの衝撃は、主としてフレ
ームや弦を介して響板に伝わるのに対し、弦の振動エネ
ルギーは主として駒を介して響板に伝わる。このように
伝播経路が異なった振動に対し、適確な共鳴効果を与え
るには、単一の共鳴回路では困難である。そこで、この
楽音合成装置では、弦の定在波振動に対応する共鳴音信
号RDRYおよび弦に与えられる衝撃に対応する過渡音信号
STRNを、各々、別の共鳴回路4aおよび4bによって発生す
るようにしている。なお、共鳴回路4aおよび4bの構成例
については、後述する。 混合回路５は、乗算器5a,5b,5cおよび加算器5dによっ
て構成される。乗算器5aには、直接音信号SDRYが入力さ
れ、楽音制御回路１から供給される乗算係数γ１が乗じ
られる。また、乗算器5bには、共鳴回路4aから出力され
る共鳴音信号RDRYが入力され、楽音制御回路１から供給
される乗算係数γ２が乗じられる。また、乗算器5cに
は、共鳴回路4bから出力される過渡音信号STRNが入力さ
れ、楽音制御回路１から供給される乗算係数γ３が乗じ
られる。そして、各乗算結果が、加算器5dによって加算
され、楽音信号として出力される。 以下、この楽音合成装置に鍵盤ユニットを接続し、鍵
盤付電子楽器を構成する場合を想定し、動作を説明す
る。鍵盤ユニットにおいて鍵の操作が検知されると、音
高指定のためのキーコード情報KC、音色パラメータTNが
楽音制御回路１から出力され、これらの制御情報に従っ
て、楽音形成回路２における遅延回路2bの遅延時間設
定、フィルタ2cのフィルタ演算用係数の設定が行われ
る。次いで、楽音制御回路１からキーオン信号KEYONが
出力される。この結果、駆動信号発生回路３が駆動さ
れ、楽音形成回路２によって直接音信号SDRYが発生され
る。 そして、ドライ信号SDRYに対する共鳴音信号RDRYが共
鳴回路4aによって発生され、衝撃信号IPに対する過渡音
信号が共鳴回路4bによって発生される。そして、ドライ
信号SDRY、共鳴音信号RDRYおよび過渡音信号STRNが混合
回路５によって混合され、楽音信号として出力される。 上述の動作において、混合回路５における乗算係数γ
３は以下説明するように設定される。すなわち、一般的
にピアノの場合、高音になる程、過渡音が強調されるの
で、音高が高くなるに従い、高音になるに従って乗算係
数γ３が大きな値に設定される。このようにして、弦を
ハンマによって打撃した時の過渡音が音高に応じてバラ
ンス良く配合された自然感に富んだ楽音が発生される。
また、ピアノの鍵を叩く時のタッチを示す情報を入力
し、タッチが強い場合に過渡音が強調されるように構成
すると、より一層リアリティに富んだ楽音が得られる。 なお、楽音発生開始当初は、乗算係数γ３を大きな値
に設定して過渡音を強調し、時間経過と共に乗算係数γ
３を小さな値に滑らかに変化させ、次第に過渡音を減衰
するようにしてもよい。このようにすると、さらに自然
感に富んだ楽音が発生される。
第２図は上記実施例における共鳴回路４の構成例を示
すブロック図である。ただし、第２図の共鳴回路はステ
レオ再生への対応を考慮し、左チャネル用出力Ｌおよび
右チャネル用出力Ｒを有する構成となっている。従っ
て、この共鳴回路を上記実施例に適用する場合、左チャ
ネル用出力Ｌおよび右チャネル用出力Ｒの各々に対応
し、ドライ信号との混合を行う混合回路を設けるか、ま
たは、左右どちから一方のチャネル出力を使用する。 この共鳴回路は、第２図に示すように、乗算器61〜6
4、閉ループ回路71〜74、加算器81,82、オールパスフィ
ルタ91,92からなる。閉ループ回路71〜74は、ピアノの
響板の共振特性にシミュレートしたものであり、各閉ル
ープ回路71〜74は、各々、異なった共振特性を有してい
る。従って、この共鳴回路は、各閉ループ回路71〜74の
１次の共振周波数および２次、３次、…といった高次の
共振周波数の各々を共振周波数として有する。 閉ループ回路71は、加算器171、遅延回路172、オール
パスフィルタ173およびよく知られたローパスフィルタ1
74によって構成される。ここで、オールパスフィルタ17
3の位相遅延は周波数に応じて変化するようになってお
り、閉ループ回路71において、高次の共振周波数が１次
の共振周波数の整数倍とならない非調和な倍音構造を有
する共振特性が得られる。そして、乗算器61を介して閉
ループ回路71に信号が入力されると、入力信号の中か
ら、上記非調和な各共振周波数成分が選択され、ローパ
スフィルタ174によって減衰されながら、閉ループ内を
循環する。なお、このようなオールパスフィルタを用い
た閉ループ回路の共振特性については、例えば特公昭56
−28274号公報に開示されている。 そして、閉ループ回路71は循環する信号が、遅延回路
172における遅延時間の異なった各遅延出力端から取り
出され、各々、乗算器172aおよび172bを介し、加算器81
および82に供給される。他の閉ループ回路72〜74も、同
様の構成となっており、各々から遅延位相の異なった２
組の信号が出力され、加算器81および82に各々入力され
る。そして、加算器81および82の各出力信号はオールパ
スフィルタ91および92を各々介し、左チャネル用出力信
号Ｌ、右チャネル用出力信号Ｒとして出力される。な
お、オールパスフィルタ173、91および92としては、従
来公知の第３図（ａ）〜（ｄ）に示す構成のものを使用
する。 この共鳴回路によれば、各閉ループ回路71〜74は、１
次の共振周波数が各々異なるのに加え、各共振特性が非
調和であるため、実際のピアノの響板が有する非常に多
くの共振周波数を実現することができる。また、各閉ル
ープ回路71〜74から位相の異なった２組の信号を取り出
し、各々を左チャネル用出力Ｌおよび右チャネル用出力
Ｒとして出力するようにしているので、入力信号に対
し、残響効果が付与され、幅の広い楽音が発生される。 なお、上述した実施例では、ピアノ音を合成する場合
を例に説明したが、同様の構成により、ギター等の撥弦
楽器の他、多くの種類の自然楽器の楽音合成を行うこと
ができる。また、ギターの楽音合成装置を構成する場
合、上記実施例における共鳴回路４に箱を直接叩く時の
衝撃に相当する信号を入力するようにしてもよい。この
ようにすると、例えばフラメンコギター演奏において、
箱を叩くことによって発生される過渡音を発生すること
ができる。また、この楽音合成装置によれば、例えば、
ピアノの共鳴器として、響板の変わりにギターの箱を接
続した場合の楽音等、自然楽器では発生し得ない音を発
生するといった応用が可能である。また、この楽音合成
装置は、上述したようなデジタル回路に限らず、アナロ
グ回路によって実現することも可能であり、DSP（デジ
タル信号プロセッサ）による演算処理によって実現する
ことも勿論可能である。 「発明の効果」 以上説明したように、この発明によれば、演奏情報に
対応した駆動信号を発生する駆動信号発生手段と、入力
される信号を遅延させる遅延手段を閉ループ接続した手
段であって、前記駆動信号を前記閉ループに入力して、
前記閉ループを循環する信号を楽音信号として出力する
楽音形成手段と、前記楽音信号に対して共鳴効果を付与
し、第１の共鳴音信号を出力する第１の共鳴手段と、前
記駆動信号に対して共鳴効果を付与し、第２の共鳴音信
号を出力する第２の共鳴手段と、前記楽音信号および第
１および第２の共鳴音信号を演奏情報に応じて混合して
出力する出力手段とを設けている。これにより、楽器の
演奏時に発生される過渡音が忠実に再生され、自然観に
富んだ楽音を容易に発生することができるという効果が
得られる。また、この発明では、遅延の含まれた閉ルー
プに駆動信号を入力して楽音信号を発生させ、この楽音
信号に対して共鳴効果を付与するとともに、楽音信号の
発生に用いた駆動信号に対しても共鳴効果を付与し、こ
の両者を楽音信号に混合させているので、例えば、ハン
マで弦を叩く時の衝撃が響板に伝播してこの衝撃に対す
る共鳴音が発生するといった生ピアノにおける現象を忠
実にシミュレートできるという効果もある。さらに、こ
の発明では、第１および第２の共鳴音信号を別々の共鳴
手段によって発生するようにしているので、共鳴手段の
設計が容易であるという利点がある。
すブロック図である。ただし、第２図の共鳴回路はステ
レオ再生への対応を考慮し、左チャネル用出力Ｌおよび
右チャネル用出力Ｒを有する構成となっている。従っ
て、この共鳴回路を上記実施例に適用する場合、左チャ
ネル用出力Ｌおよび右チャネル用出力Ｒの各々に対応
し、ドライ信号との混合を行う混合回路を設けるか、ま
たは、左右どちから一方のチャネル出力を使用する。 この共鳴回路は、第２図に示すように、乗算器61〜6
4、閉ループ回路71〜74、加算器81,82、オールパスフィ
ルタ91,92からなる。閉ループ回路71〜74は、ピアノの
響板の共振特性にシミュレートしたものであり、各閉ル
ープ回路71〜74は、各々、異なった共振特性を有してい
る。従って、この共鳴回路は、各閉ループ回路71〜74の
１次の共振周波数および２次、３次、…といった高次の
共振周波数の各々を共振周波数として有する。 閉ループ回路71は、加算器171、遅延回路172、オール
パスフィルタ173およびよく知られたローパスフィルタ1
74によって構成される。ここで、オールパスフィルタ17
3の位相遅延は周波数に応じて変化するようになってお
り、閉ループ回路71において、高次の共振周波数が１次
の共振周波数の整数倍とならない非調和な倍音構造を有
する共振特性が得られる。そして、乗算器61を介して閉
ループ回路71に信号が入力されると、入力信号の中か
ら、上記非調和な各共振周波数成分が選択され、ローパ
スフィルタ174によって減衰されながら、閉ループ内を
循環する。なお、このようなオールパスフィルタを用い
た閉ループ回路の共振特性については、例えば特公昭56
−28274号公報に開示されている。 そして、閉ループ回路71は循環する信号が、遅延回路
172における遅延時間の異なった各遅延出力端から取り
出され、各々、乗算器172aおよび172bを介し、加算器81
および82に供給される。他の閉ループ回路72〜74も、同
様の構成となっており、各々から遅延位相の異なった２
組の信号が出力され、加算器81および82に各々入力され
る。そして、加算器81および82の各出力信号はオールパ
スフィルタ91および92を各々介し、左チャネル用出力信
号Ｌ、右チャネル用出力信号Ｒとして出力される。な
お、オールパスフィルタ173、91および92としては、従
来公知の第３図（ａ）〜（ｄ）に示す構成のものを使用
する。 この共鳴回路によれば、各閉ループ回路71〜74は、１
次の共振周波数が各々異なるのに加え、各共振特性が非
調和であるため、実際のピアノの響板が有する非常に多
くの共振周波数を実現することができる。また、各閉ル
ープ回路71〜74から位相の異なった２組の信号を取り出
し、各々を左チャネル用出力Ｌおよび右チャネル用出力
Ｒとして出力するようにしているので、入力信号に対
し、残響効果が付与され、幅の広い楽音が発生される。 なお、上述した実施例では、ピアノ音を合成する場合
を例に説明したが、同様の構成により、ギター等の撥弦
楽器の他、多くの種類の自然楽器の楽音合成を行うこと
ができる。また、ギターの楽音合成装置を構成する場
合、上記実施例における共鳴回路４に箱を直接叩く時の
衝撃に相当する信号を入力するようにしてもよい。この
ようにすると、例えばフラメンコギター演奏において、
箱を叩くことによって発生される過渡音を発生すること
ができる。また、この楽音合成装置によれば、例えば、
ピアノの共鳴器として、響板の変わりにギターの箱を接
続した場合の楽音等、自然楽器では発生し得ない音を発
生するといった応用が可能である。また、この楽音合成
装置は、上述したようなデジタル回路に限らず、アナロ
グ回路によって実現することも可能であり、DSP（デジ
タル信号プロセッサ）による演算処理によって実現する
ことも勿論可能である。 「発明の効果」 以上説明したように、この発明によれば、演奏情報に
対応した駆動信号を発生する駆動信号発生手段と、入力
される信号を遅延させる遅延手段を閉ループ接続した手
段であって、前記駆動信号を前記閉ループに入力して、
前記閉ループを循環する信号を楽音信号として出力する
楽音形成手段と、前記楽音信号に対して共鳴効果を付与
し、第１の共鳴音信号を出力する第１の共鳴手段と、前
記駆動信号に対して共鳴効果を付与し、第２の共鳴音信
号を出力する第２の共鳴手段と、前記楽音信号および第
１および第２の共鳴音信号を演奏情報に応じて混合して
出力する出力手段とを設けている。これにより、楽器の
演奏時に発生される過渡音が忠実に再生され、自然観に
富んだ楽音を容易に発生することができるという効果が
得られる。また、この発明では、遅延の含まれた閉ルー
プに駆動信号を入力して楽音信号を発生させ、この楽音
信号に対して共鳴効果を付与するとともに、楽音信号の
発生に用いた駆動信号に対しても共鳴効果を付与し、こ
の両者を楽音信号に混合させているので、例えば、ハン
マで弦を叩く時の衝撃が響板に伝播してこの衝撃に対す
る共鳴音が発生するといった生ピアノにおける現象を忠
実にシミュレートできるという効果もある。さらに、こ
の発明では、第１および第２の共鳴音信号を別々の共鳴
手段によって発生するようにしているので、共鳴手段の
設計が容易であるという利点がある。
第１図は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、第２図は同実施例において用いる共
鳴回路の構成例を示すブロック図、第３図は第２図の共
鳴回路において用いるオールパスフィルタの構成例を示
すブロック図である。 １……楽音制御回路、２……楽音形成回路、３……駆動
信号発生回路、4a,4b……共鳴回路、５……混合回路。
を示すブロック図、第２図は同実施例において用いる共
鳴回路の構成例を示すブロック図、第３図は第２図の共
鳴回路において用いるオールパスフィルタの構成例を示
すブロック図である。 １……楽音制御回路、２……楽音形成回路、３……駆動
信号発生回路、4a,4b……共鳴回路、５……混合回路。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭52−109922（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−33020（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−193185（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−231595（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−91193（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−98094（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−98097（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−131112（ＪＰ，Ａ) 特許2782836（ＪＰ，Ｂ２) 特許2782831（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭41−16592（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G10H 1/00 - 7/12
Claims (1)
- 【請求項１】演奏情報に対応した駆動信号を発生する駆
動信号発生手段と、 入力される信号を遅延させる遅延手段を閉ループ接続し
た手段であって、前記駆動信号を前記閉ループに入力し
て、前記閉ループを循環する信号を楽音信号として出力
する楽音形成手段と、 前記楽音信号に対して共鳴効果を付与し、第１の共鳴音
信号を出力する第１の共鳴手段と、 前記駆動信号に対して共鳴効果を付与し、第２の共鳴音
信号を出力する第２の共鳴手段と、 前記楽音信号および第１および第２の共鳴音信号を演奏
情報に応じて混合して出力する出力手段と を具備することを特徴とする楽音合成装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1235103A JP2940011B2 (ja) | 1989-09-11 | 1989-09-11 | 楽音合成装置 |
| US07/581,310 US5256830A (en) | 1989-09-11 | 1990-09-11 | Musical tone synthesizing apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1235103A JP2940011B2 (ja) | 1989-09-11 | 1989-09-11 | 楽音合成装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0398096A JPH0398096A (ja) | 1991-04-23 |
| JP2940011B2 true JP2940011B2 (ja) | 1999-08-25 |
Family
ID=16981102
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1235103A Expired - Fee Related JP2940011B2 (ja) | 1989-09-11 | 1989-09-11 | 楽音合成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2940011B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2715692B2 (ja) * | 1991-06-11 | 1998-02-18 | ヤマハ株式会社 | 電子楽器 |
| JP3012134B2 (ja) * | 1994-01-24 | 2000-02-21 | 株式会社河合楽器製作所 | 電子楽器 |
| JP5544135B2 (ja) * | 2009-09-30 | 2014-07-09 | 株式会社河合楽器製作所 | 鍵盤装置及び鍵盤制御方法 |
| JP7331746B2 (ja) * | 2020-03-17 | 2023-08-23 | カシオ計算機株式会社 | 電子鍵盤楽器、楽音発生方法及びプログラム |
-
1989
- 1989-09-11 JP JP1235103A patent/JP2940011B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0398096A (ja) | 1991-04-23 |
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