JP3765670B2 - 楽音信号発生装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、波形メモリに予め記憶されていて楽音波形を離散的に表す一連の波形サンプル群を音高に応じた速度で読み出して楽音信号として出力する楽音信号発生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、楽音波形を離散的に表す一連の波形サンプル群を予め波形メモリに記憶しておき、同波形メモリに記憶されている波形サンプルを比較的低い固定の周波数を有するサンプリングクロック信号に同期させて読み出すために、発生される楽音の音高に応じた速度で変化して波形サンプルを指定する複数ビットからなるアドレス信号を発生し、このアドレス信号の上位ビットで指定される一つの波形サンプル近傍の複数の波形サンプルを読み出すとともに、アドレス信号の下位ビットの値に応じて変化する補間用パラメータを用いて同読み出した複数の波形サンプルを補間して、同補間された波形サンプルを楽音信号として出力するようにしたピッチ非同期型の楽音信号発生装置はよく知られている。
【０００３】
【発明の概略】
本発明は、上記従来の楽音信号発生装置の補間用パラメータの発生に着目したもので、相互に異なる特性を有する２つの補間関数に対応した２組の補間用パラメータの間を補間して、同補間された補間パラメータを波形サンプルの補間に使用するようにしたものである。
【０００４】
上記目的を達成するために、本発明の構成上の特徴は、楽音波形を離散的に表す一連の波形サンプル群を記憶した波形メモリと、音高を指定するための音高指定信号を入力し、同入力した音高指定信号により指定される音高に応じた速度で変化して前記波形サンプル群に属する波形サンプルを指定するための複数ビットからなるアドレス信号を発生するアドレス信号発生手段と、前記アドレス信号の上位ビットにより指定される波形サンプル近傍の複数の波形サンプルを補間用波形サンプルとして読み出す波形サンプル読み出し手段と、複数ビットからなる制御信号を発生する制御信号発生手段と、前記制御信号の上位ビットにより指定されるとともに相互に異なる特性を有する２つの補間関数にしたがいかつ前記アドレス信号の下位ビットにより表される値に応じて変化する２組の補間用パラメータを指定し、前記制御信号の下位ビットに応じて前記指定された２組の補間用パラメータを補間して１組の補間用パラメータを生成して出力する補間パラメータ発生手段と、前記出力された１組の補間用パラメータを用いて前記読み出した補間用波形サンプルを補間して一つの波形サンプルを導出する波形サンプル補間手段とを備えたことにある。
【０００５】
この場合、前記補間パラメータ発生手段を、異なる特性を有する複数の補間関数にしたがった補間用パラメータを記憶する補間パラメータメモリと、前記複数の補間関数のうちで前記制御信号の上位ビットにより指定されるとともに相互に異なる特性を有する２つの補間関数を表す補間関数指定データを出力する補間関数指定手段と、前記補間関数指定データにより指定されるとともに相互に異なる特性を有する２つの補間関数にしたがいかつ前記アドレス信号の下位ビットにより表される値に応じて変化する２組の補間用パラメータを前記補間パラメータメモリから読み出す補間用パラメータ読み出し手段と、前記読み出された２組の補間用パラメータを前記制御信号の下位ビットにより補間して１組の補間用パラメータを生成して出力する関数補間手段とで構成できる。また、前記制御信号は、例えば時変動する信号である。
【０００６】
上記のように構成した本発明においては、アドレス信号発生手段及び波形サンプル読み出し手段によって波形メモリから読み出された補間用波形サンプルは、波形サンプル補間手段により、補間パラメータ発生手段にて生成された１組の補間用パラメータを用いて補間される。この場合、補間パラメータ発生手段は、複数ビットからなる制御信号の上位ビットにより指定されるとともに相互に異なる特性を有する２つの補間関数にしたがいかつ前記アドレス信号の下位ビットにより表される値に応じて変化する２組の補間用パラメータを指定し、かつ同制御信号の下位ビットに応じて同２組の補間用パラメータを補間して１組の補間用パラメータを生成して出力する。例えば、補間パラメータ発生手段を、前記のように補間パラメータメモリ、補間関数指定手段、補間用パラメータ読み出し手段、及び関数補間手段で構成して、補間関数指定手段が複数の補間関数のうちで制御信号の上位ビットにより指定されるとともに相互に異なる特性を有する２つの補間関数を表す補間関数指定データを出力し、補間用パラメータ読み出し手段が前記補間関数指定データにより指定される２つの補間関数にしたがいかつ前記アドレス信号の下位ビットにより表される値に応じて変化する２組の補間用パラメータを前記補間パラメータメモリから読み出し、関数補間手段が前記読み出された２組の補間用パラメータを前記制御信号の下位ビットにより補間して１組の補間用パラメータを生成して出力する。
【０００７】
このように、制御信号の上位ビットに応じて選択された相互に異なる特性を有する関数によって規定される２組の補間用パラメータを、さらに制御信号の下位ビットにより補間した補間用パラメータを生成できる。したがって、本発明によれば、制御信号に応じた相互に異なる補間関数により規定される２組の補間用パラメータを補間して波形サンプルの補間に利用できる。
【０００８】
【実施例】
以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明すると、図１は本発明に係る楽音信号発生装置を適用した電子楽器の全体をブロック図により示している。
【０００９】
この電子楽器は、発生される楽音の音高を指定するための複数の鍵からなる鍵盤装置１１と、発生される楽音の音色を選択するための複数の音色選択スイッチ１２とを備えている。これらの鍵盤装置１１及び音色選択スイッチ１２はマイクロコンピュータ１３に接続されており、同コンピュータ１３は、鍵盤装置１１の押離鍵及び音色選択スイッチ１２の操作に応答して、音源インターフェース１４と共に波形発生器１５の複数の楽音発生チャンネルにおける各楽音信号の発生を制御する。具体的には、マイクロコンピュータ１３及び音源インターフェース１４は、下記▲１▼〜▲４▼の機能を有する。
【００１０】
▲１▼マイクロコンピュータ１３は、鍵盤装置１１における押鍵に応答して、新たに押された鍵を複数の楽音発生チャンネルのいずれかに割り当て、音源インターフェース１４に対して同割り当てチャンネルに対応した記憶領域に前記押鍵された鍵の音高を表す音高データＮＮ及び同鍵の鍵タッチ強さを表す鍵タッチデータＫＴを書き込むとともに、音源インターフェース１４を介して同割り当てチャンネルに対して楽音の発音開始を指示するためのキーオン信号ＫＯＮを出力する。これに応答して、音源インターフェース１４は、前記記憶した音高データＮＮを鍵音高周波数に比例して増加する周波数ナンバＦＮＯに変換して、前記鍵タッチデータＫＴと共に前記割り当てチャンネルに出力する。
【００１１】
▲２▼マイクロコンピュータ１３は、鍵盤装置１１における離鍵に応答して、新たに離鍵された鍵が割り当てられている楽音信号発生チャンネルを探し出し、音源インターフェース１４を介して同チャンネルに対して楽音の発音停止を指示するためのキーオフ信号ＫＯＦを出力する。
【００１２】
▲３▼マイクロコンピュータ１３は、音色選択スイッチ１２の操作に応答して、同操作された音色選択スイッチ１２により指定される音色を表す音色番号ＴＣを記憶する。
【００１３】
▲４▼マイクロコンピュータ１３は、鍵盤装置１１の押鍵及び音色選択スイッチ１２の操作に応答し、前記音色番号ＴＣ、音高データＮＮ及び鍵タッチデータＫＴに基づいて楽音信号の音色及び音量を制御するための制御パラメータＷＮ，ＡＳ，ＬＳ，ＬＥ，Ｐ１〜Ｐ５，ＦＭＳ，ＦＭＬ，ＦＭＤＴ，ＥＧを計算して音源インターフェース１４を介して前記割り当てチャンネルに出力する。なお、制御パラメータＷＮ（以下、波形番号ＷＮという）は、読み出し出力される波形サンプル群の一つを選択するもので、その他の制御パラメータＡＳ，ＬＳ，ＬＥ，Ｐ１〜Ｐ５，ＦＭＳ，ＦＭＬ，ＦＭＤＴ，ＥＧに関しては、同制御パラメータが利用される後述の各回路の説明時に説明する。
【００１４】
音源インターフェース１４には、前記楽音発生チャンネル数に等しい数の時分割チャンネルを有する波形発生器１５及びエンベロープ発生器１６が接続されている。波形発生器１５に関しては図２及び図５を用いて詳しく後述するが、基本的には、各時分割チャンネル毎に波形番号ＷＮにより指定される波形サンプル群を押鍵された鍵音高に対応した速度で読み出して乗算器１７に出力する。エンベロープ発生器１６は、各時分割チャンネル毎に、押鍵に応答して立ち上がりかつ離鍵に応答して減衰する振幅エンベロープ波形信号を形成して乗算器１７に出力する。この振幅エンベロープ波形信号の形状を決めるアタックレベル、減衰係数などは、マイクロコンピュータ１３から音源インターフェース１４を介して供給される制御パラメータＥＧにより決定される。
【００１５】
乗算器１７は、前記時分割チャンネル毎に、波形発生器１５からの波形サンプルにエンベロープ発生器からの振幅エンベロープ波形信号を乗算して累算器１８に出力する。累算器１８は前記時分割チャンネル毎の各出力信号を累算して、Ｄ／Ａ変換器２１に供給する。Ｄ／Ａ変換器２１はこの累算された信号をアナログ信号に変換して、サウンドシステム２２に供給する。サウンドシステム２２はアンプ、スピーカなどからなり、前記変換されたアナログ信号に対応した楽音を発音する。その結果、サウンドシステム２２からは音色選択スイッチ１２により指定された音色の楽音が鍵盤装置１１における押離鍵操作に応答して発音されることになる。
【００１６】
次に、図１の波形発生器１５について詳しく説明する。図２は波形発生器１５の詳細をブロック図により示しており、同発生器１５は波形メモリ３１を備えている。波形メモリ３１は、複数種類の楽音波形にそれぞれ対応した複数組の波形サンプル群を記憶しており、各波形サンプル群は多数周期からなる楽音波形を離散的に表す一連かつ多数の波形サンプルからなる。なお、データの節約上、各組の多数の波形サンプルは楽音の立ち上がり時に１回だけ読み出されるアタック分とその後に繰り返し読み出されるループ分とに分けられ、波形番号ＷＮにより指定される楽音波形のアタック部のスタートアドレス、ループ部のスタートアドレス及びエンドアドレスがそれぞれ制御パラメータＡＳ(WN)，ＬＳ(WN)，ＬＥ(WN)により指定されるようになっている。
【００１７】
波形メモリ３１には、アドレス発生器３２からのアドレス信号ＡＤＲの整数部（上位ビット）ＩＮＴと、補間カウンタ３３からのカウント値ＣＮＴとを加算器３４にて加算した値が読み出しアドレス信号として与えられている。アドレス発生器３２は、キーオン信号ＫＯＮ、周波数ナンバＦＮＯ及び制御パラメータＡＳ(WN)，ＬＳ(WN)，ＬＥ(WN)を入力して、１ＤＡＣサイクル毎に各時分割チャンネルにて周波数ナンバＦＮＯをそれぞれ累算し、波形番号ＷＮにより指定される楽音波形のアタック部の波形サンプルをキーオン信号ＫＯＮに応答して１回通り読み出し、その後にループ部の波形サンプルを繰り返し読み出すためのアドレス信号ＡＤＲを形成して出力する（図１０参照）。したがって、この各時分割チャンネルのアドレス信号ＡＤＲは、予め決められた周期毎に周波数ナンバＦＮＯに比例した速度で変化する信号となる。補間カウンタ３３は、各時分割チャンネルタイミングの間に「０」から「５」まで繰り返し変化する補間用のカウント値ＣＮＴを出力する。その結果、アドレス信号ＡＤＲの整数部ＩＮＴが図１１の楽音波形のサンプル値Ｙ0 を表していれば、１時分割チャンネルタイミングの間に、波形メモリ３１から６個の波形サンプル値Ｙ0〜Ｙ5がクロック信号φabの一周期毎にそれぞれ読み出される。
【００１８】
波形メモリ３１の出力は遅延回路３５を介して乗算器３６に接続されており、同乗算器３６は前記波形サンプル値Ｙ0〜Ｙ5に補間係数発生器４０から供給される補間用パラメータとしての６個の補間係数ａ0〜ａ5をそれぞれ順次乗算する。遅延回路３５は、波形サンプル値Ｙ0〜Ｙ5と補間係数ａ0〜ａ5の各出力タイミング合わせのために用いられている。この各乗算結果は補間累算器３７に供給されて累算され、同累算器３７は下記数１に示すように補間係数ａ0〜ａ5を用いて波形サンプル値Ｙ0〜Ｙ5を補間して一つの波形サンプル値Ｙを計算して出力する。
【００１９】
【数１】
Ｙ＝ａ0Ｙ0＋ａ1Ｙ1＋ａ2Ｙ2＋ａ3Ｙ3＋ａ4Ｙ4＋ａ5Ｙ5
補間係数発生器４０は、補間係数メモリ４１を備えている。補間係数メモリ４１は、図３に示すように、ｋ個（２以上の整数）の補間係数テーブルからなる。各補間係数テーブルは関数選択部４２からの第１補間係数選択信号ＦＳ１により選択されるようになっている。各補間係数テーブルはさらに８個の領域（ただし、本件実施例の場合には２領域は不使用）に分けられていて、各領域は補間カウンタ３３からのカウント値ＣＮＴ（０〜５）によりそれぞれ指定されるようになっている。前記６個の各領域には、アドレス発生器３２からのアドレス信号ＡＤＲの少数部（下位ビット）ＦＲＡＣによりアドレス指定される各補間係数ａ0〜ａ5がそれぞれ記憶されている。
【００２０】
これらの補間係数ａ0〜ａ5は、例えば図４のグラフに示す補間関数により規定されるもので、これらの補間係数ａ0〜ａ5を用いた上記数１の演算により複数の波形サンプル値Ｙ0〜Ｙ5が補間されることはよく知られたことである。また、このような補間関数によって規定される補間によれば、出力である波形サンプル値Ｙはローパスフィルタ処理を施されたものと同等な効果が付加されることもよく知られたことであり、図４の実線から波線方向に補間関数を変化させることは同ローパスフィルタのカットオフ周波数が低く設定されることに相当する。そして、前記ｋ個の補間係数テーブルには、前記のような異なる特性の補間関数により規定される補間係数ａ0〜ａ5がそれぞれ記憶されている。
【００２１】
関数選択部４２は、図５に詳細に示すように、時変動する制御信号を発生するための非周期信号発生器５１及び低周波発振器５２を備えている。非周期信号発生器５１はキーオン信号ＫＯＮ及び制御パラメータＰ１〜Ｐ５を入力して、キーオン信号ＫＯＮの到来から時間的かつ非周期的に変化する第１制御信号ＦＥＧを出力する（例えば、図６参照）。この場合、制御パラメータＰ１は初期レベルを表し、制御パラメータＰ２〜Ｐ５は第１制御信号ＦＥＧの所定時間後の各目標レベル及び各目標レベルに達するまでの各変化率を表すものであり、非周期信号発生器５１はこれらの制御パラメータＰ１〜Ｐ５を用いて折れ線上の第１制御信号ＦＥＧを形成する。低周波発振器５２はキーオン信号ＫＯＮ及び制御パラメータＦＭＳ，ＦＭＬ，ＦＭＤＴを入力して、キーオン信号ＫＯＮの到来から時間的に振幅が徐々に大きくなる低周波信号を表す第２制御信号ＬＦＯを出力する（例えば、図７参照）。この場合、制御パラメータＦＭＳは第２制御信号ＬＦＯの周期を表し、制御パラメータＦＭＬは同信号ＬＦＯの最大振幅レベルを表し、かつ制御パラメータＦＭＤＴはキーオン信号ＫＯＮの到来から同信号ＬＦＯの発生までの遅延時間を表すもので、低周波発振器５２はこれらの制御パラメータＦＭＳ，ＦＭＬ，ＦＭＤＴを用いて前記第２制御信号ＬＦＯを形成する。
【００２２】
これらの第１制御信号ＦＥＧと第２制御信号ＬＦＯは加算器５３にて加算され、リミッタ５４にて「０」〜「１」の範囲内に制限されて乗算器５５に出力される。乗算器５５は、第１テーブル５６から出力されたテーブル数ＴＮから減算器５７にて「１」を減算した値ＴＮ−１をリミッタ５４の出力信号に乗算して出力する。第１テーブル５６は、図８に示すように、波形番号ＷＮに対応してテーブル数ＴＮを記憶しており、同テーブル数ＴＮは波形番号ＷＮにより選択的に読み出し出力される。このテーブル数ＴＮは、波形番号ＷＮにより指定される波形サンプル群の補間演算のために利用される補間係数テーブル（図３参照）の数を表すものである。したがって、乗算器５５の出力は、「０」から利用されるテーブル数ＴＮより「１」だけ少ない数の間で連続的に変化する信号となる。たとえば、テーブル数ＴＮが「４」であれば、乗算器５５の出力は「０」〜「３」の間で変化する。
【００２３】
この乗算器５５の出力のうちで整数部（上位ビット）ＩＮＴは加算器５８を介して第２テーブル５９に出力される。加算器５８にはインバータ５８ａを介してクロック信号φabが供給されており、同加算器５８は、クロック信号φabがハイレベルにあるとき前記整数部ＩＮＴをそのまま出力し、かつクロック信号φabがローレベルにあるとき前記整数部ＩＮＴに「１」を加算して出力するものである。第２テーブル５９は、図９に示すように、波形番号ＷＮ毎に、同番号ＷＮにより指定される波形サンプル群の補間のために利用される複数の補間係数テーブル（図３参照）をそれぞれ指定するための複数のテーブルデータＴＤを記憶している。波形番号ＷＮ毎のテーブルデータＤＴの数は前述のテーブル数ＴＮに等しく、波形番号ＷＮにより指定される複数のテーブルデータＴＤは、それぞれ加算器５８の出力により指定されて第２テーブル５９から第１補間係数選択信号ＦＳ１として出力されるようになっている。
【００２４】
例えば、波形番号ＷＮが「１」であれば、第２テーブル５９内のテーブルデータＴＤとしてＴＤ１＝２，ＴＤ２＝５，ＴＤ３＝６，ＴＤ４＝０が指定される。一方、第１テーブル５６からはテーブル数ＴＮ＝４が出力され、乗算器５５の出力信号の整数部ＩＮＴは「０」，「１」，「２」のいずれかを表すので、加算器５８からは「０」と「１」、「１」と「２」、「２」と「３」を表す信号がそれぞれクロック信号φabに同期して交互に出力される。したがって、第２テーブル５９からの第１補間係数選択信号ＦＳ１は、非周期信号発生器５１からの第１制御信号ＦＥＧ及び低周波発振器５２からの第２制御信号ＬＦＯに応じて、ＴＤ１＝２とＴＤ２＝５、ＴＤ２＝５とＴＤ３＝６、ＴＤ３＝６とＴＤ４＝０をクロック信号φabに同期してそれぞれ交互に表す信号となる。そして、図２の補間係数メモリ４１（図３参照）からは、前記第１補間係数選択信号ＦＳ１により指定された補間係数テーブル内の補間係数ａ0〜ａ5であって、補間カウンタ３３のカウント値ＣＮＴ及びアドレス信号ＡＤＲの少数部ＦＲＡＣによりアドレス指定された補間係数ａ0〜ａ5がクロック信号φabに同期して２つずつ順次出力される。
【００２５】
補間係数メモリ４１には、ラッチ回路４３，４４が接続されている。ラッチ回路４３，４４はクロック信号φab及び同信号φabをインバータ４５により反転した信号により制御され、前記各２つずつの補間係数ａ0〜ａ5をそれぞれ交互にラッチして補間係数補間回路４６に出力する。この補間係数補間回路４６には、関数選択部４２の乗算器５５からの出力信号の少数部（下位ビット）ＦＲＡＣが第２補間係数選択信号ＦＳ２として供給されている。補間係数補間回路４６は、この第２補間係数選択信号ＦＳ２を用いて、ラッチ回路４３，４４にてラッチされた各一対の補間係数ａ0〜ａ5をそれぞれ補間し（例えば、第２補間係数選択信号ＦＳ２を混合比として２つの補間係数を混合し）、同補間した補間係数ａ0〜ａ5を乗算器３６に出力する。
【００２６】
上記のように構成した実施例においては、鍵盤装置１１にていずれかの鍵が押鍵されると、マイクロコンピュータ１３は押鍵された鍵の音高を表す音高データＮＮを音源インターフェース１４に供給し、音源インターフェース１４は同音高データＮＮに対応した周波数ナンバＦＮＯをアドレス発生器３２に供給する。これと同時に、マイクロコンピュータ１３は、音色選択スイッチ１２の操作により指定されている音色番号ＴＣ、音高データＮＮ及び鍵タッチデータＫＴに応じて波形番号ＷＮを決定するとともに、同波形番号ＷＮに応じて制御パラメータＡＳ，ＬＳ，ＬＥを決定してアドレス発生器３２に供給する。アドレス発生器３２は、前記制御パラメータＡＳ(WN)，ＬＳ(WN)，ＬＥ(WN)により選択される波形サンプル群に属する波形サンプルを指定しかつ前記周波数ナンバＦＮＯに比例した速度で変化する複数ビットからなるアドレス信号ＡＤＲを発生する。したがって、音色番号ＴＣ、音高データＮＮ、鍵タッチデータＫＴ、波形番号ＷＮなどが波形を選択するための波形選択信号を構成する。
【００２７】
補間カウンタ３３は「０」〜「５」まで繰り返し変化するカウント値ＣＮＴを加算器３４に出力しており、同加算器３４は前記アドレス信号ＡＤＲの整数部ＩＮＴとカウント値ＣＮＴとを加算して波形メモリ３１に供給するので、同メモリ３１から、前記整数部ＩＮＴにより指定される波形サンプル値Ｙ0 及び次の５個の波形サンプル値Ｙ1〜Ｙ5が補間用波形サンプルとして読み出される。したがって、本発明の波形サンプル読み出し手段は補間カウンタ３３及び加算器３４に対応する。
【００２８】
また、関数選択部４２においては、押鍵に応答して、非周期信号発生器５１（本発明の制御信号発生手段）が音色番号ＴＣ、音高データＮＮ及び鍵タッチデータＫＴにより決定される制御パラメータＰ１〜Ｐ５に応じて時変動する第１制御信号ＦＥＧを発生しているとともに、低周波発振器５２（本発明の制御信号発生手段）が音色番号ＴＣ、音高データＮＮ及び鍵タッチデータＫＴにより決定される制御パラメータＦＭＳ，ＦＭＬ，ＦＭＤＴに応じた第２制御信号ＬＦＯを発生している。一方、この関数選択部４２には、前記音色番号ＴＣ、音高データＮＮ及び鍵タッチデータＫＴにより決定される波形番号ＷＮも供給されており、同選択部４２内の乗算器５５、第１テーブル５６、第２テーブル５９などの作用により、補間係数メモリ４１からは本発明の補間用パラメータとしての補間係数ａ0〜ａ5がラッチ回路４３，４４及び補間係数補間回路４６を介して乗算器３６に供給される。そして、乗算器３６及び補間累算器３７の作用により、前記補間係数ａ0〜ａ5を用いて波形サンプル値Ｙ0〜Ｙ5が補間されて一つの波形サンプル値Ｙとして出力される。したがって、乗算器５５、第１テーブル５６、第２テーブル５９、補間係数メモリ４１、補間係数補間回路４６などが本発明の補間パラメータ発生手段を構成するとともに、乗算器３６及び補間累算器３７が本発明の波形サンプル補間手段を構成する。
【００２９】
上記作動説明からも理解できるように、上記実施例によれば、音色番号ＴＣ、音高データＮＮ、鍵タッチデータＫＴ、波形番号ＷＮなどからなる波形選択信号により選択される波形サンプル群に対応して、同波形サンプル群に属する波形サンプルの補間に用いられる補間用パラメータとしての補間係数ａ0〜ａ5が変更される。また、複数周期分の楽音波形を表す波形サンプル群が時間経過にしたがって読み出されるのに対応して、第１制御信号ＦＥＧは時間経過にしたがって変化するので、時間経過にしたがって変化する波形サンプル群に対応して、同波形サンプル群に属する波形サンプルの補間に用いられる補間用パラメータとしての補間係数ａ0〜ａ5も変更される。したがって、読み出される各波形サンプル群に最適な補間関数にしたがった補間係数ａ0〜ａ5を利用できて、音色、鍵タッチ、音高などの相違により読み出される波形サンプル群が変化しても、また楽音のアタックからリリースに到る時間経過にしたがって読み出される波形サンプル群が変化しても、同変化に対応した最適な波形サンプルの補間を実現することができる。また、第２制御信号ＬＦＯは補間係数ａ0〜ａ5を周期的に変化させるようにも作用するので、周期的な音色変化も実現される。
【００３０】
なお、上記実施例においては、多数の周期からなり時変動する楽音波形を表す複数種類の波形サンプル群を波形メモリ３１に記憶させるようにしたが、単に１，２周期の少ない周期の楽音波形を表す複数種類の波形サンプル群を波形メモリ３１に記憶させるようにした楽音信号発生装置にも本発明は適用できる。この場合、アドレス発生器３２を前記波形サンプル群を繰り返し読み出すためのアドレス信号ＡＤＲを発生するように構成し、非周期信号発生器５１及び低周波発振器５２を省略して、単に波形番号ＷＮに応じて補間係数ａ0〜ａ5を決定するようにすればよい。
【００３１】
また、上記実施例においては、６個の補間用波形サンプル値Ｙ0〜Ｙ5を補間するようにしたが、この補間用波形サンプル値の数は６個に限定されることはなく、他の数にしてもよい。さらに、他の回路（例えばディジタルフィルタ）との接続、楽音信号発生チャンネル数の切り換えなどに関係して、前記補間用波形サンプル値の数を選択的に設定できるようにしてもよい。この場合、補間カウンタ３３のカウンタ値ＣＮＴの最大値を変更するとともに、これに伴いチャンネルタイミングなどを変更する。
【００３２】
さらに、上記実施例においては、音色番号ＴＣ、音高データＮＮ及び鍵タッチデータＫＴに応じて波形番号ＷＮが決定され、かつ同番号ＷＮに応じて補間係数ａ0〜ａ5を規定する補間関数が決定されるようにしたが、さらに周波数ナンバＦＮＯが大きくなるにしたがってカットオフ周波数が低くなる補間関数及び補間係数ａ0〜ａ5が決定されるようにすれば、最終的に出力される楽音波形信号に含まれる折り返しノイズをより効果的に除去できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る楽音信号発生装置を適用した電子楽器の全体を示す概略ブロック図である。
【図２】 図１の波形発生器の詳細ブロック図である。
【図３】 図２の補間係数メモリのメモリマップである。
【図４】 同補間係数メモリに記憶されている補間係数を規定する補間関数を示すグラフである。
【図５】 図２の関数選択部の詳細ブロック図である。
【図６】 図５の非周期信号発生器から出力される第１制御信号の一例を示すタイムチャートである。
【図７】 図５の低周波発振器から出力される第２制御信号の一例を示すタイムチャートである。
【図８】 図５の第１テーブルのテーブルマップである。
【図９】 図５の第２テーブルのテーブルマップである。
【図１０】 図２及び図５の回路動作を説明するためのタイムチャートである。
【図１１】 図２の補間動作を説明するためのタイムチャートである。
【符号の説明】
１１…鍵盤装置、１２…音色選択スイッチ、１３…マイクロコンピュータ、１５…波形発生器、１６…エンベロープ発生器、２２…サウンドシステム、３１…波形メモリ、３２…アドレス発生器、３３…補間カウンタ、３６…乗算器、３７…補間累算器、４０…補間係数発生器、４１…補間係数メモリ、４２…関数選択部、４３，４４…ラッチ回路、４６…補間係数補間回路、５１…非周期信号発生器、５２…低周波発振器、５６…第１テーブル、５９…第２テーブル。
【産業上の利用分野】
本発明は、波形メモリに予め記憶されていて楽音波形を離散的に表す一連の波形サンプル群を音高に応じた速度で読み出して楽音信号として出力する楽音信号発生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、楽音波形を離散的に表す一連の波形サンプル群を予め波形メモリに記憶しておき、同波形メモリに記憶されている波形サンプルを比較的低い固定の周波数を有するサンプリングクロック信号に同期させて読み出すために、発生される楽音の音高に応じた速度で変化して波形サンプルを指定する複数ビットからなるアドレス信号を発生し、このアドレス信号の上位ビットで指定される一つの波形サンプル近傍の複数の波形サンプルを読み出すとともに、アドレス信号の下位ビットの値に応じて変化する補間用パラメータを用いて同読み出した複数の波形サンプルを補間して、同補間された波形サンプルを楽音信号として出力するようにしたピッチ非同期型の楽音信号発生装置はよく知られている。
【０００３】
【発明の概略】
本発明は、上記従来の楽音信号発生装置の補間用パラメータの発生に着目したもので、相互に異なる特性を有する２つの補間関数に対応した２組の補間用パラメータの間を補間して、同補間された補間パラメータを波形サンプルの補間に使用するようにしたものである。
【０００４】
上記目的を達成するために、本発明の構成上の特徴は、楽音波形を離散的に表す一連の波形サンプル群を記憶した波形メモリと、音高を指定するための音高指定信号を入力し、同入力した音高指定信号により指定される音高に応じた速度で変化して前記波形サンプル群に属する波形サンプルを指定するための複数ビットからなるアドレス信号を発生するアドレス信号発生手段と、前記アドレス信号の上位ビットにより指定される波形サンプル近傍の複数の波形サンプルを補間用波形サンプルとして読み出す波形サンプル読み出し手段と、複数ビットからなる制御信号を発生する制御信号発生手段と、前記制御信号の上位ビットにより指定されるとともに相互に異なる特性を有する２つの補間関数にしたがいかつ前記アドレス信号の下位ビットにより表される値に応じて変化する２組の補間用パラメータを指定し、前記制御信号の下位ビットに応じて前記指定された２組の補間用パラメータを補間して１組の補間用パラメータを生成して出力する補間パラメータ発生手段と、前記出力された１組の補間用パラメータを用いて前記読み出した補間用波形サンプルを補間して一つの波形サンプルを導出する波形サンプル補間手段とを備えたことにある。
【０００５】
この場合、前記補間パラメータ発生手段を、異なる特性を有する複数の補間関数にしたがった補間用パラメータを記憶する補間パラメータメモリと、前記複数の補間関数のうちで前記制御信号の上位ビットにより指定されるとともに相互に異なる特性を有する２つの補間関数を表す補間関数指定データを出力する補間関数指定手段と、前記補間関数指定データにより指定されるとともに相互に異なる特性を有する２つの補間関数にしたがいかつ前記アドレス信号の下位ビットにより表される値に応じて変化する２組の補間用パラメータを前記補間パラメータメモリから読み出す補間用パラメータ読み出し手段と、前記読み出された２組の補間用パラメータを前記制御信号の下位ビットにより補間して１組の補間用パラメータを生成して出力する関数補間手段とで構成できる。また、前記制御信号は、例えば時変動する信号である。
【０００６】
上記のように構成した本発明においては、アドレス信号発生手段及び波形サンプル読み出し手段によって波形メモリから読み出された補間用波形サンプルは、波形サンプル補間手段により、補間パラメータ発生手段にて生成された１組の補間用パラメータを用いて補間される。この場合、補間パラメータ発生手段は、複数ビットからなる制御信号の上位ビットにより指定されるとともに相互に異なる特性を有する２つの補間関数にしたがいかつ前記アドレス信号の下位ビットにより表される値に応じて変化する２組の補間用パラメータを指定し、かつ同制御信号の下位ビットに応じて同２組の補間用パラメータを補間して１組の補間用パラメータを生成して出力する。例えば、補間パラメータ発生手段を、前記のように補間パラメータメモリ、補間関数指定手段、補間用パラメータ読み出し手段、及び関数補間手段で構成して、補間関数指定手段が複数の補間関数のうちで制御信号の上位ビットにより指定されるとともに相互に異なる特性を有する２つの補間関数を表す補間関数指定データを出力し、補間用パラメータ読み出し手段が前記補間関数指定データにより指定される２つの補間関数にしたがいかつ前記アドレス信号の下位ビットにより表される値に応じて変化する２組の補間用パラメータを前記補間パラメータメモリから読み出し、関数補間手段が前記読み出された２組の補間用パラメータを前記制御信号の下位ビットにより補間して１組の補間用パラメータを生成して出力する。
【０００７】
このように、制御信号の上位ビットに応じて選択された相互に異なる特性を有する関数によって規定される２組の補間用パラメータを、さらに制御信号の下位ビットにより補間した補間用パラメータを生成できる。したがって、本発明によれば、制御信号に応じた相互に異なる補間関数により規定される２組の補間用パラメータを補間して波形サンプルの補間に利用できる。
【０００８】
【実施例】
以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明すると、図１は本発明に係る楽音信号発生装置を適用した電子楽器の全体をブロック図により示している。
【０００９】
この電子楽器は、発生される楽音の音高を指定するための複数の鍵からなる鍵盤装置１１と、発生される楽音の音色を選択するための複数の音色選択スイッチ１２とを備えている。これらの鍵盤装置１１及び音色選択スイッチ１２はマイクロコンピュータ１３に接続されており、同コンピュータ１３は、鍵盤装置１１の押離鍵及び音色選択スイッチ１２の操作に応答して、音源インターフェース１４と共に波形発生器１５の複数の楽音発生チャンネルにおける各楽音信号の発生を制御する。具体的には、マイクロコンピュータ１３及び音源インターフェース１４は、下記▲１▼〜▲４▼の機能を有する。
【００１０】
▲１▼マイクロコンピュータ１３は、鍵盤装置１１における押鍵に応答して、新たに押された鍵を複数の楽音発生チャンネルのいずれかに割り当て、音源インターフェース１４に対して同割り当てチャンネルに対応した記憶領域に前記押鍵された鍵の音高を表す音高データＮＮ及び同鍵の鍵タッチ強さを表す鍵タッチデータＫＴを書き込むとともに、音源インターフェース１４を介して同割り当てチャンネルに対して楽音の発音開始を指示するためのキーオン信号ＫＯＮを出力する。これに応答して、音源インターフェース１４は、前記記憶した音高データＮＮを鍵音高周波数に比例して増加する周波数ナンバＦＮＯに変換して、前記鍵タッチデータＫＴと共に前記割り当てチャンネルに出力する。
【００１１】
▲２▼マイクロコンピュータ１３は、鍵盤装置１１における離鍵に応答して、新たに離鍵された鍵が割り当てられている楽音信号発生チャンネルを探し出し、音源インターフェース１４を介して同チャンネルに対して楽音の発音停止を指示するためのキーオフ信号ＫＯＦを出力する。
【００１２】
▲３▼マイクロコンピュータ１３は、音色選択スイッチ１２の操作に応答して、同操作された音色選択スイッチ１２により指定される音色を表す音色番号ＴＣを記憶する。
【００１３】
▲４▼マイクロコンピュータ１３は、鍵盤装置１１の押鍵及び音色選択スイッチ１２の操作に応答し、前記音色番号ＴＣ、音高データＮＮ及び鍵タッチデータＫＴに基づいて楽音信号の音色及び音量を制御するための制御パラメータＷＮ，ＡＳ，ＬＳ，ＬＥ，Ｐ１〜Ｐ５，ＦＭＳ，ＦＭＬ，ＦＭＤＴ，ＥＧを計算して音源インターフェース１４を介して前記割り当てチャンネルに出力する。なお、制御パラメータＷＮ（以下、波形番号ＷＮという）は、読み出し出力される波形サンプル群の一つを選択するもので、その他の制御パラメータＡＳ，ＬＳ，ＬＥ，Ｐ１〜Ｐ５，ＦＭＳ，ＦＭＬ，ＦＭＤＴ，ＥＧに関しては、同制御パラメータが利用される後述の各回路の説明時に説明する。
【００１４】
音源インターフェース１４には、前記楽音発生チャンネル数に等しい数の時分割チャンネルを有する波形発生器１５及びエンベロープ発生器１６が接続されている。波形発生器１５に関しては図２及び図５を用いて詳しく後述するが、基本的には、各時分割チャンネル毎に波形番号ＷＮにより指定される波形サンプル群を押鍵された鍵音高に対応した速度で読み出して乗算器１７に出力する。エンベロープ発生器１６は、各時分割チャンネル毎に、押鍵に応答して立ち上がりかつ離鍵に応答して減衰する振幅エンベロープ波形信号を形成して乗算器１７に出力する。この振幅エンベロープ波形信号の形状を決めるアタックレベル、減衰係数などは、マイクロコンピュータ１３から音源インターフェース１４を介して供給される制御パラメータＥＧにより決定される。
【００１５】
乗算器１７は、前記時分割チャンネル毎に、波形発生器１５からの波形サンプルにエンベロープ発生器からの振幅エンベロープ波形信号を乗算して累算器１８に出力する。累算器１８は前記時分割チャンネル毎の各出力信号を累算して、Ｄ／Ａ変換器２１に供給する。Ｄ／Ａ変換器２１はこの累算された信号をアナログ信号に変換して、サウンドシステム２２に供給する。サウンドシステム２２はアンプ、スピーカなどからなり、前記変換されたアナログ信号に対応した楽音を発音する。その結果、サウンドシステム２２からは音色選択スイッチ１２により指定された音色の楽音が鍵盤装置１１における押離鍵操作に応答して発音されることになる。
【００１６】
次に、図１の波形発生器１５について詳しく説明する。図２は波形発生器１５の詳細をブロック図により示しており、同発生器１５は波形メモリ３１を備えている。波形メモリ３１は、複数種類の楽音波形にそれぞれ対応した複数組の波形サンプル群を記憶しており、各波形サンプル群は多数周期からなる楽音波形を離散的に表す一連かつ多数の波形サンプルからなる。なお、データの節約上、各組の多数の波形サンプルは楽音の立ち上がり時に１回だけ読み出されるアタック分とその後に繰り返し読み出されるループ分とに分けられ、波形番号ＷＮにより指定される楽音波形のアタック部のスタートアドレス、ループ部のスタートアドレス及びエンドアドレスがそれぞれ制御パラメータＡＳ(WN)，ＬＳ(WN)，ＬＥ(WN)により指定されるようになっている。
【００１７】
波形メモリ３１には、アドレス発生器３２からのアドレス信号ＡＤＲの整数部（上位ビット）ＩＮＴと、補間カウンタ３３からのカウント値ＣＮＴとを加算器３４にて加算した値が読み出しアドレス信号として与えられている。アドレス発生器３２は、キーオン信号ＫＯＮ、周波数ナンバＦＮＯ及び制御パラメータＡＳ(WN)，ＬＳ(WN)，ＬＥ(WN)を入力して、１ＤＡＣサイクル毎に各時分割チャンネルにて周波数ナンバＦＮＯをそれぞれ累算し、波形番号ＷＮにより指定される楽音波形のアタック部の波形サンプルをキーオン信号ＫＯＮに応答して１回通り読み出し、その後にループ部の波形サンプルを繰り返し読み出すためのアドレス信号ＡＤＲを形成して出力する（図１０参照）。したがって、この各時分割チャンネルのアドレス信号ＡＤＲは、予め決められた周期毎に周波数ナンバＦＮＯに比例した速度で変化する信号となる。補間カウンタ３３は、各時分割チャンネルタイミングの間に「０」から「５」まで繰り返し変化する補間用のカウント値ＣＮＴを出力する。その結果、アドレス信号ＡＤＲの整数部ＩＮＴが図１１の楽音波形のサンプル値Ｙ0 を表していれば、１時分割チャンネルタイミングの間に、波形メモリ３１から６個の波形サンプル値Ｙ0〜Ｙ5がクロック信号φabの一周期毎にそれぞれ読み出される。
【００１８】
波形メモリ３１の出力は遅延回路３５を介して乗算器３６に接続されており、同乗算器３６は前記波形サンプル値Ｙ0〜Ｙ5に補間係数発生器４０から供給される補間用パラメータとしての６個の補間係数ａ0〜ａ5をそれぞれ順次乗算する。遅延回路３５は、波形サンプル値Ｙ0〜Ｙ5と補間係数ａ0〜ａ5の各出力タイミング合わせのために用いられている。この各乗算結果は補間累算器３７に供給されて累算され、同累算器３７は下記数１に示すように補間係数ａ0〜ａ5を用いて波形サンプル値Ｙ0〜Ｙ5を補間して一つの波形サンプル値Ｙを計算して出力する。
【００１９】
【数１】
Ｙ＝ａ0Ｙ0＋ａ1Ｙ1＋ａ2Ｙ2＋ａ3Ｙ3＋ａ4Ｙ4＋ａ5Ｙ5
補間係数発生器４０は、補間係数メモリ４１を備えている。補間係数メモリ４１は、図３に示すように、ｋ個（２以上の整数）の補間係数テーブルからなる。各補間係数テーブルは関数選択部４２からの第１補間係数選択信号ＦＳ１により選択されるようになっている。各補間係数テーブルはさらに８個の領域（ただし、本件実施例の場合には２領域は不使用）に分けられていて、各領域は補間カウンタ３３からのカウント値ＣＮＴ（０〜５）によりそれぞれ指定されるようになっている。前記６個の各領域には、アドレス発生器３２からのアドレス信号ＡＤＲの少数部（下位ビット）ＦＲＡＣによりアドレス指定される各補間係数ａ0〜ａ5がそれぞれ記憶されている。
【００２０】
これらの補間係数ａ0〜ａ5は、例えば図４のグラフに示す補間関数により規定されるもので、これらの補間係数ａ0〜ａ5を用いた上記数１の演算により複数の波形サンプル値Ｙ0〜Ｙ5が補間されることはよく知られたことである。また、このような補間関数によって規定される補間によれば、出力である波形サンプル値Ｙはローパスフィルタ処理を施されたものと同等な効果が付加されることもよく知られたことであり、図４の実線から波線方向に補間関数を変化させることは同ローパスフィルタのカットオフ周波数が低く設定されることに相当する。そして、前記ｋ個の補間係数テーブルには、前記のような異なる特性の補間関数により規定される補間係数ａ0〜ａ5がそれぞれ記憶されている。
【００２１】
関数選択部４２は、図５に詳細に示すように、時変動する制御信号を発生するための非周期信号発生器５１及び低周波発振器５２を備えている。非周期信号発生器５１はキーオン信号ＫＯＮ及び制御パラメータＰ１〜Ｐ５を入力して、キーオン信号ＫＯＮの到来から時間的かつ非周期的に変化する第１制御信号ＦＥＧを出力する（例えば、図６参照）。この場合、制御パラメータＰ１は初期レベルを表し、制御パラメータＰ２〜Ｐ５は第１制御信号ＦＥＧの所定時間後の各目標レベル及び各目標レベルに達するまでの各変化率を表すものであり、非周期信号発生器５１はこれらの制御パラメータＰ１〜Ｐ５を用いて折れ線上の第１制御信号ＦＥＧを形成する。低周波発振器５２はキーオン信号ＫＯＮ及び制御パラメータＦＭＳ，ＦＭＬ，ＦＭＤＴを入力して、キーオン信号ＫＯＮの到来から時間的に振幅が徐々に大きくなる低周波信号を表す第２制御信号ＬＦＯを出力する（例えば、図７参照）。この場合、制御パラメータＦＭＳは第２制御信号ＬＦＯの周期を表し、制御パラメータＦＭＬは同信号ＬＦＯの最大振幅レベルを表し、かつ制御パラメータＦＭＤＴはキーオン信号ＫＯＮの到来から同信号ＬＦＯの発生までの遅延時間を表すもので、低周波発振器５２はこれらの制御パラメータＦＭＳ，ＦＭＬ，ＦＭＤＴを用いて前記第２制御信号ＬＦＯを形成する。
【００２２】
これらの第１制御信号ＦＥＧと第２制御信号ＬＦＯは加算器５３にて加算され、リミッタ５４にて「０」〜「１」の範囲内に制限されて乗算器５５に出力される。乗算器５５は、第１テーブル５６から出力されたテーブル数ＴＮから減算器５７にて「１」を減算した値ＴＮ−１をリミッタ５４の出力信号に乗算して出力する。第１テーブル５６は、図８に示すように、波形番号ＷＮに対応してテーブル数ＴＮを記憶しており、同テーブル数ＴＮは波形番号ＷＮにより選択的に読み出し出力される。このテーブル数ＴＮは、波形番号ＷＮにより指定される波形サンプル群の補間演算のために利用される補間係数テーブル（図３参照）の数を表すものである。したがって、乗算器５５の出力は、「０」から利用されるテーブル数ＴＮより「１」だけ少ない数の間で連続的に変化する信号となる。たとえば、テーブル数ＴＮが「４」であれば、乗算器５５の出力は「０」〜「３」の間で変化する。
【００２３】
この乗算器５５の出力のうちで整数部（上位ビット）ＩＮＴは加算器５８を介して第２テーブル５９に出力される。加算器５８にはインバータ５８ａを介してクロック信号φabが供給されており、同加算器５８は、クロック信号φabがハイレベルにあるとき前記整数部ＩＮＴをそのまま出力し、かつクロック信号φabがローレベルにあるとき前記整数部ＩＮＴに「１」を加算して出力するものである。第２テーブル５９は、図９に示すように、波形番号ＷＮ毎に、同番号ＷＮにより指定される波形サンプル群の補間のために利用される複数の補間係数テーブル（図３参照）をそれぞれ指定するための複数のテーブルデータＴＤを記憶している。波形番号ＷＮ毎のテーブルデータＤＴの数は前述のテーブル数ＴＮに等しく、波形番号ＷＮにより指定される複数のテーブルデータＴＤは、それぞれ加算器５８の出力により指定されて第２テーブル５９から第１補間係数選択信号ＦＳ１として出力されるようになっている。
【００２４】
例えば、波形番号ＷＮが「１」であれば、第２テーブル５９内のテーブルデータＴＤとしてＴＤ１＝２，ＴＤ２＝５，ＴＤ３＝６，ＴＤ４＝０が指定される。一方、第１テーブル５６からはテーブル数ＴＮ＝４が出力され、乗算器５５の出力信号の整数部ＩＮＴは「０」，「１」，「２」のいずれかを表すので、加算器５８からは「０」と「１」、「１」と「２」、「２」と「３」を表す信号がそれぞれクロック信号φabに同期して交互に出力される。したがって、第２テーブル５９からの第１補間係数選択信号ＦＳ１は、非周期信号発生器５１からの第１制御信号ＦＥＧ及び低周波発振器５２からの第２制御信号ＬＦＯに応じて、ＴＤ１＝２とＴＤ２＝５、ＴＤ２＝５とＴＤ３＝６、ＴＤ３＝６とＴＤ４＝０をクロック信号φabに同期してそれぞれ交互に表す信号となる。そして、図２の補間係数メモリ４１（図３参照）からは、前記第１補間係数選択信号ＦＳ１により指定された補間係数テーブル内の補間係数ａ0〜ａ5であって、補間カウンタ３３のカウント値ＣＮＴ及びアドレス信号ＡＤＲの少数部ＦＲＡＣによりアドレス指定された補間係数ａ0〜ａ5がクロック信号φabに同期して２つずつ順次出力される。
【００２５】
補間係数メモリ４１には、ラッチ回路４３，４４が接続されている。ラッチ回路４３，４４はクロック信号φab及び同信号φabをインバータ４５により反転した信号により制御され、前記各２つずつの補間係数ａ0〜ａ5をそれぞれ交互にラッチして補間係数補間回路４６に出力する。この補間係数補間回路４６には、関数選択部４２の乗算器５５からの出力信号の少数部（下位ビット）ＦＲＡＣが第２補間係数選択信号ＦＳ２として供給されている。補間係数補間回路４６は、この第２補間係数選択信号ＦＳ２を用いて、ラッチ回路４３，４４にてラッチされた各一対の補間係数ａ0〜ａ5をそれぞれ補間し（例えば、第２補間係数選択信号ＦＳ２を混合比として２つの補間係数を混合し）、同補間した補間係数ａ0〜ａ5を乗算器３６に出力する。
【００２６】
上記のように構成した実施例においては、鍵盤装置１１にていずれかの鍵が押鍵されると、マイクロコンピュータ１３は押鍵された鍵の音高を表す音高データＮＮを音源インターフェース１４に供給し、音源インターフェース１４は同音高データＮＮに対応した周波数ナンバＦＮＯをアドレス発生器３２に供給する。これと同時に、マイクロコンピュータ１３は、音色選択スイッチ１２の操作により指定されている音色番号ＴＣ、音高データＮＮ及び鍵タッチデータＫＴに応じて波形番号ＷＮを決定するとともに、同波形番号ＷＮに応じて制御パラメータＡＳ，ＬＳ，ＬＥを決定してアドレス発生器３２に供給する。アドレス発生器３２は、前記制御パラメータＡＳ(WN)，ＬＳ(WN)，ＬＥ(WN)により選択される波形サンプル群に属する波形サンプルを指定しかつ前記周波数ナンバＦＮＯに比例した速度で変化する複数ビットからなるアドレス信号ＡＤＲを発生する。したがって、音色番号ＴＣ、音高データＮＮ、鍵タッチデータＫＴ、波形番号ＷＮなどが波形を選択するための波形選択信号を構成する。
【００２７】
補間カウンタ３３は「０」〜「５」まで繰り返し変化するカウント値ＣＮＴを加算器３４に出力しており、同加算器３４は前記アドレス信号ＡＤＲの整数部ＩＮＴとカウント値ＣＮＴとを加算して波形メモリ３１に供給するので、同メモリ３１から、前記整数部ＩＮＴにより指定される波形サンプル値Ｙ0 及び次の５個の波形サンプル値Ｙ1〜Ｙ5が補間用波形サンプルとして読み出される。したがって、本発明の波形サンプル読み出し手段は補間カウンタ３３及び加算器３４に対応する。
【００２８】
また、関数選択部４２においては、押鍵に応答して、非周期信号発生器５１（本発明の制御信号発生手段）が音色番号ＴＣ、音高データＮＮ及び鍵タッチデータＫＴにより決定される制御パラメータＰ１〜Ｐ５に応じて時変動する第１制御信号ＦＥＧを発生しているとともに、低周波発振器５２（本発明の制御信号発生手段）が音色番号ＴＣ、音高データＮＮ及び鍵タッチデータＫＴにより決定される制御パラメータＦＭＳ，ＦＭＬ，ＦＭＤＴに応じた第２制御信号ＬＦＯを発生している。一方、この関数選択部４２には、前記音色番号ＴＣ、音高データＮＮ及び鍵タッチデータＫＴにより決定される波形番号ＷＮも供給されており、同選択部４２内の乗算器５５、第１テーブル５６、第２テーブル５９などの作用により、補間係数メモリ４１からは本発明の補間用パラメータとしての補間係数ａ0〜ａ5がラッチ回路４３，４４及び補間係数補間回路４６を介して乗算器３６に供給される。そして、乗算器３６及び補間累算器３７の作用により、前記補間係数ａ0〜ａ5を用いて波形サンプル値Ｙ0〜Ｙ5が補間されて一つの波形サンプル値Ｙとして出力される。したがって、乗算器５５、第１テーブル５６、第２テーブル５９、補間係数メモリ４１、補間係数補間回路４６などが本発明の補間パラメータ発生手段を構成するとともに、乗算器３６及び補間累算器３７が本発明の波形サンプル補間手段を構成する。
【００２９】
上記作動説明からも理解できるように、上記実施例によれば、音色番号ＴＣ、音高データＮＮ、鍵タッチデータＫＴ、波形番号ＷＮなどからなる波形選択信号により選択される波形サンプル群に対応して、同波形サンプル群に属する波形サンプルの補間に用いられる補間用パラメータとしての補間係数ａ0〜ａ5が変更される。また、複数周期分の楽音波形を表す波形サンプル群が時間経過にしたがって読み出されるのに対応して、第１制御信号ＦＥＧは時間経過にしたがって変化するので、時間経過にしたがって変化する波形サンプル群に対応して、同波形サンプル群に属する波形サンプルの補間に用いられる補間用パラメータとしての補間係数ａ0〜ａ5も変更される。したがって、読み出される各波形サンプル群に最適な補間関数にしたがった補間係数ａ0〜ａ5を利用できて、音色、鍵タッチ、音高などの相違により読み出される波形サンプル群が変化しても、また楽音のアタックからリリースに到る時間経過にしたがって読み出される波形サンプル群が変化しても、同変化に対応した最適な波形サンプルの補間を実現することができる。また、第２制御信号ＬＦＯは補間係数ａ0〜ａ5を周期的に変化させるようにも作用するので、周期的な音色変化も実現される。
【００３０】
なお、上記実施例においては、多数の周期からなり時変動する楽音波形を表す複数種類の波形サンプル群を波形メモリ３１に記憶させるようにしたが、単に１，２周期の少ない周期の楽音波形を表す複数種類の波形サンプル群を波形メモリ３１に記憶させるようにした楽音信号発生装置にも本発明は適用できる。この場合、アドレス発生器３２を前記波形サンプル群を繰り返し読み出すためのアドレス信号ＡＤＲを発生するように構成し、非周期信号発生器５１及び低周波発振器５２を省略して、単に波形番号ＷＮに応じて補間係数ａ0〜ａ5を決定するようにすればよい。
【００３１】
また、上記実施例においては、６個の補間用波形サンプル値Ｙ0〜Ｙ5を補間するようにしたが、この補間用波形サンプル値の数は６個に限定されることはなく、他の数にしてもよい。さらに、他の回路（例えばディジタルフィルタ）との接続、楽音信号発生チャンネル数の切り換えなどに関係して、前記補間用波形サンプル値の数を選択的に設定できるようにしてもよい。この場合、補間カウンタ３３のカウンタ値ＣＮＴの最大値を変更するとともに、これに伴いチャンネルタイミングなどを変更する。
【００３２】
さらに、上記実施例においては、音色番号ＴＣ、音高データＮＮ及び鍵タッチデータＫＴに応じて波形番号ＷＮが決定され、かつ同番号ＷＮに応じて補間係数ａ0〜ａ5を規定する補間関数が決定されるようにしたが、さらに周波数ナンバＦＮＯが大きくなるにしたがってカットオフ周波数が低くなる補間関数及び補間係数ａ0〜ａ5が決定されるようにすれば、最終的に出力される楽音波形信号に含まれる折り返しノイズをより効果的に除去できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る楽音信号発生装置を適用した電子楽器の全体を示す概略ブロック図である。
【図２】 図１の波形発生器の詳細ブロック図である。
【図３】 図２の補間係数メモリのメモリマップである。
【図４】 同補間係数メモリに記憶されている補間係数を規定する補間関数を示すグラフである。
【図５】 図２の関数選択部の詳細ブロック図である。
【図６】 図５の非周期信号発生器から出力される第１制御信号の一例を示すタイムチャートである。
【図７】 図５の低周波発振器から出力される第２制御信号の一例を示すタイムチャートである。
【図８】 図５の第１テーブルのテーブルマップである。
【図９】 図５の第２テーブルのテーブルマップである。
【図１０】 図２及び図５の回路動作を説明するためのタイムチャートである。
【図１１】 図２の補間動作を説明するためのタイムチャートである。
【符号の説明】
１１…鍵盤装置、１２…音色選択スイッチ、１３…マイクロコンピュータ、１５…波形発生器、１６…エンベロープ発生器、２２…サウンドシステム、３１…波形メモリ、３２…アドレス発生器、３３…補間カウンタ、３６…乗算器、３７…補間累算器、４０…補間係数発生器、４１…補間係数メモリ、４２…関数選択部、４３，４４…ラッチ回路、４６…補間係数補間回路、５１…非周期信号発生器、５２…低周波発振器、５６…第１テーブル、５９…第２テーブル。
Claims (3)
- 楽音波形を離散的に表す一連の波形サンプル群を記憶した波形メモリと、
音高を指定するための音高指定信号を入力し、同入力した音高指定信号により指定される音高に応じた速度で変化して前記波形サンプル群に属する波形サンプルを指定するための複数ビットからなるアドレス信号を発生するアドレス信号発生手段と、
前記アドレス信号の上位ビットにより指定される波形サンプル近傍の複数の波形サンプルを補間用波形サンプルとして読み出す波形サンプル読み出し手段と、
複数ビットからなる制御信号を発生する制御信号発生手段と、
前記制御信号の上位ビットにより指定されるとともに相互に異なる特性を有する２つの補間関数にしたがいかつ前記アドレス信号の下位ビットにより表される値に応じて変化する２組の補間用パラメータを指定し、前記制御信号の下位ビットに応じて前記指定された２組の補間用パラメータを補間して１組の補間用パラメータを生成して出力する補間パラメータ発生手段と、
前記出力された１組の補間用パラメータを用いて前記読み出した補間用波形サンプルを補間して一つの波形サンプルを導出する波形サンプル補間手段と
を備えた楽音信号発生装置。 - 前記請求項１に記載の補間パラメータ発生手段を、
異なる特性を有する複数の補間関数にしたがった補間用パラメータを記憶する補間パラメータメモリと、
前記複数の補間関数のうちで前記制御信号の上位ビットにより指定されるとともに相互に異なる特性を有する２つの補間関数を表す補間関数指定データを出力する補間関数指定手段と、
前記補間関数指定データにより指定されるとともに相互に異なる特性を有する２つの補間関数にしたがいかつ前記アドレス信号の下位ビットにより表される値に応じて変化する２組の補間用パラメータを前記補間パラメータメモリから読み出す補間用パラメータ読み出し手段と、
前記読み出された２組の補間用パラメータを前記制御信号の下位ビットにより補間して１組の補間用パラメータを生成して出力する関数補間手段と
で構成した楽音信号発生装置。 - 前記請求項１又は請求項２に記載の制御信号は、時変動する信号である楽音信号発生装置。
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