JP3898944B2

JP3898944B2 - Electronic musical instruments

Info

Publication number: JP3898944B2
Application number: JP2001388057A
Authority: JP
Inventors: 真紀山本; 忠男菊本
Original assignee: Roland Corp
Current assignee: Roland Corp
Priority date: 2001-12-20
Filing date: 2001-12-20
Publication date: 2007-03-28
Anticipated expiration: 2021-12-20
Also published as: JP2003186472A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、楽音波形の信号処理を行うデジタルフィルタを備えた電子楽器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子楽器では音源（ＷａｖｅＧｅｎｅｒａｔｏｒ：以下ＷＧという）を備えており、このＷＧから楽音波形を読み出すときに読出速度を変えて音高を変えるものや音高に対応した楽音波形を音源から読み出すものがある。前者の代表的なものにはサンプラが在り、後者の代表的なものには電子ピアノやシンセサイザが在る。
【０００３】
電子ピアノやシンセンサイザでは、サンプリング時の周波数と同じ周波数で音源から波形の読み出しを行っていて、たとえば鍵盤装置により音高情報が与えられるとその音高情報に対応した楽音波形が読み出される。一方、サンプラでは、たとえばオクターブごとに波形データを用意しておき、サンプリング時の周波数とは異なる周波数で楽音波形を読み出すことによって音高を変化させている。
【０００４】
いずれにしてもこのような電子楽器においてはＷＧから様々な音高を持つ楽音波形が読み出されて、その読み出された楽音波形の音色がＷＧの後段に配設されるデジタルフィルタによって変化する。
【０００５】
このようなＷＧから出力された楽音波形の音色を変化させるデジタルフィルタとして本出願人は特開平６−４０７６号明細書で音色形成装置を開示している。この開示された音色形成装置では楽音波形が持つ基本周波数および整数倍の周波数、基本周波数および整数倍の周波数を中心周波数としてその周辺周波数成分の通過が規制される。つまり、この開示された音色形成装置では周辺周波数成分の通過を規制するため、各通過周波数帯域の幅や遮断する周波数の帯域幅の設定が行われる。
【０００６】
このように音色形成装置では基本周波数および整数倍の周波数、そしてそれらを中心周波数としたその周辺の周波数いわゆるサイドバンドの通過周波数帯域が設定されるので、この音色形成装置のことをサイドバンドフィルタ（以下、ＳＢＦという）とも呼ぶ。
【０００７】
このようなＳＢＦではＷＧから読み出される楽音波形が音高を持つものであれば、楽音波形の基本周波数および整数倍の周波数に、ＳＢＦの通過域をあわせるように係数が設定されて音高を持つ楽音波形の処理が行われる。しかも、基本周波数、整数倍の周波数に対応する各通過周波数帯域の幅および楽音波形が持つそれぞれの周波数成分を通過させないで遮断する周波数帯域が自由に設定されるので基本周波数および整数倍の周波数が有するサイドバンドの、周波数成分の通過量の制御が確実に行える。このようにサイドバンドの、周波数成分の通過量の制御を行うことによって楽音波形の音色が変化する。
【０００８】
ここで特開平６−４０７６号明細書で開示されたＳＢＦについて図５を参照して説明を加えておく。
【０００９】
図５に示すように乗算器の係数Ａ、Ｂおよび遅延回路の遅延量Ｃを変えることによってサイドバンドの特性が自在に変えられる。これらの係数Ａ、Ｂ、Ｃを適宜設定することによって図６のような特性が得られる。図６は基本周波数を２ＫＨｚとしてその整数倍の周波数４、６、８…ＫＨｚの周波数帯で通過域が設定される場合のＳＢＦの周波数特性である。基本周波数から整数倍の周波数までが順序よく配列されている。
【００１０】
なお、横軸には周波数が示されていて縦軸には振幅をデシベル値として換算した値が示されている。
【００１１】
図５に示すＳＢＦ１００では加算器１０１〜１０４と乗算器１０５〜１０８と可変長ディレイライン１０９、１１０とを備えている。可変長ディレイライン１０９、１１０では遅延量の設定を行えて、乗算器１０５〜１０８では帰還量あるいはゲインの設定を行える。各乗算器１０５〜１０８の演算係数を変更することによって通過周波数帯域が自由に設定される。このＳＢＦ１００は２段の可変長ディレイライン１０９、１１０で構成されており、乗算器１０７でフィードバックループが構成されて、さらに乗算器１０８で２重のフィードバックループが構成される。また、可変長ディレイライン１０９あるいは１１０の出力を加算器１０３あるいは１０４へ帰還させているところは積分ループであり、ここでは今回の波形データに可変長ディレイライン１０９あるいは１１０によって遅延させた波形データが加算器１０３あるいは１０４によって加算される。これらの乗算器１０５〜１０８、可変長ディレイライン１０９、１１０に対して制御手段１５によって演算された演算係数Ａ、ＢおよびＣが与えられて基本周波数およびその整数倍の周波数からなる中心周波数およびその中心周波数周辺の周辺周波数帯域の幅が自由に設定されている。
【００１２】
まず、乗算器１０５の演算係数Ａではサイドバンドつまり周辺周波数帯域の幅の変更が行える。この遮断周波数とは図６に示すような各通過周波数帯域が設定されたときに、その周波数帯域のピークから振幅が３ｄＢ以上減衰を与えられる周波数を指す。たとえば基本周波数２ＫＨｚ帯ならばピーク値が０ｄＢであるから、２．１ＫＨｚで−３ｄＢになっていれば２．１ＫＨｚが遮断周波数である。
【００１３】
また、乗算器の係数Ｂを変えることによって通過域のピークからボトムに掛けて描かれるカーブを変えられる。図中、Ｑと示してあるのがそれを示している。このＱ値とは共振特性を示すために使用される。したがってＡとＢとを適宜組み合わせれば通過周波数帯域の特性が任意に設定される。
【００１４】
さらに遅延回路の遅延量Ｃによって基本周波数およびその整数倍の周波数の間隔が変わる。この遅延量Ｃでは現在時刻に対してどれだけ過去のデータが反映されるかが決められる。つまり、ここでＣを与えることによって通過周波数帯域の中心周波数が決められて音高つまりピッチが決められる。
【００１５】
このようなＳＢＦを用いることによってＷＧにピッチのある音（たとえばピアノ）を選んだ場合にはＷＧでピッチを決め、ＳＢＦで音色を変える制御も行えて、ＷＧにピッチの無い音（たとえばシンバル）を選んだ場合にはＳＢＦでピッチもつけられるし、同時に音色を変える制御も行える。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
このように上記ＳＢＦによってどちらかというと音色を重視して制御を行ってきたが本出願人は上記ＳＢＦによって音高を変えるという制御のみを行えばさらに音の領域を広げられる点に着目した。つまり、本出願人は上記ＳＢＦによって所望の音高を与えられる点を積極的に活用することを発案している。
【００１７】
そこで本発明では、上記ＳＢＦを活用することによって従来に比べて音の領域を広げて豊かな演奏を行える電子楽器を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明の電子楽器は、
楽音波形を記憶する波形記憶部と、
前記波形記憶部から楽音波形を読み出す、読出速度が可変な波形読出部と、
周波数軸上に等間隔に並んだ複数の通過周波数帯域を有し、これら複数の通過周波数帯域相互の間隔が可変な、上記波形読出部により読み出された楽音波形が通過するサイドバンドフィルタと、
音高を指定する押鍵情報に応じて上記波形読出部による楽音波形の読出速度を制御する第１のモードと、
上記押鍵情報に応じて上記サイドバンドフィルタの複数の通過周波数帯域相互の間隔を制御する第２のモードとを有し、
これら第１のモードと第２のモードとを切替自在に制御する制御部とを備えたことを特徴とする。
ここで、本発明においては、上記第２のモードにおいて、音色を指定するパラメータに応じて上記波形読出部による楽音波形の読出速度を制御する事が好ましい。
また、本発明において、上記サイドバンドフィルタは、上記複数の通過周波数帯域の幅が可変であることが好ましい。
【００１９】
本発明の上記電子楽器によれば、上記第１のモードによって、演奏情報に基づいて上記波形読出部による楽音波形の読出速度を変えて上記波形記憶部に記憶された楽音波形を読み出すことによって音高を得る、または読み出す波形（のアドレス）を変えて所望の音高に対応した波形を読み出すことによって音高を得る制御を行えるとともにその音高情報に基づいて上記サイドバンドフィルタの複数の通過周波数帯域相互の間隔を設定するときに該複数の周波数帯域の幅を適宜、変えることによって音色を変化させる制御を行えて、
上記第２のモードによって楽音波形を読み出すときにサンプリング時と同じ周波数のみで楽音波形を読み出すことでフォルマントを維持した音色で、上記サイドバンドフィルタによってその楽音波形に自由にピッチつまり音高を与える制御も行える。このときには上記複数の通過周波数帯域のそれぞれの幅を所定の値に設定することによって聴覚上、ピッチ感（音高）を強調することができる。したがって、第２のモードを使用すれば音高を持たない楽音波形に対しても様々な音高を持たせることができる。
【００２０】
また、第２のモードのときに楽音波形の読出速度を変えると音高を持たない楽音波形の音色が変化するものもあるのでこの音色が変化した楽音波形に上記サイドバンドフィルタによって音高を与えれば様々な音色を持つ楽音波形に様々な音高を持たせられる。
【００２１】
以上説明したように本発明の電子楽器では上記第１のモードおよび上記第２のモード、双方の制御モードを有しているのでこれらのモードを適宜、切替えることによって第１のモードで得られる作用あるいは第２のモードで得られる作用を一つの電子楽器で得られる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００２３】
図１は、本発明の一実施形態を示す電子楽器のブロック図である。
【００２４】
演奏情報入力手段１１から音色を表わすパラメータあるいはノートナンバを表わす鍵盤情報が制御手段１３および波形データ選択手段１４へ供給される。制御手段１３では波形データ読出手段１５に対してノートナンバに基づいて読出速度の情報を与えて、波形データ選択手段１４では波形データ記憶手段１２に対して指定された波形データの情報を与えている。この波形データ選択手段１４から与えられる波形データの情報によって波形データ記憶手段１２に在る楽音波形のいずれかが指定される。この指定された波形データを波形データ読出手段１５によって読み出している。この波形データ読出手段１５には制御手段１３からノートナンバに基づいて読出速度の情報が与えられているので、この読出速度の情報に基づいて波形データが読み出される。このときには楽音波形に対して音高が与えられる。そしてこの音高が与えられた波形データに対してＳＢＦ１７で音色パラメータに基づいて音色が与えられる。これが従来のシンセシスによる制御モードである。
【００２５】
これに対し本実施形態の電子楽器では第２のモードが選択されたときには音色パラメータに基づいて波形読出手段に対して所定の読出速度が与えられる。勿論、従来から行っている波形記憶手段１２から波形読出手段１５によって楽音波形が読み出されるときの読出速度を変えて波形データに対して音高を与える制御モードでの制御も行えるようにするため、第１の制御モードと第２の制御モードという２つのモードを用意して、これらのモードをモード選択手段１６で選択自在にしている。つまり、本実施形態の電子楽器１０では音色に豊富なバリエーションを持たせるために２つの制御モードを有しているのである。まず、第１のモードでは従来のシンセシスにしたがった制御が行なわれて、第２のモードでは、音色パラメータに応じた読み出し速度によって楽音波形を読み出してからノートナンバに基づいてピッチつまり音高を変化させる制御が行われている。この第２の制御モードとはサンプリング時の周波数と同じ周波数で読み出すことで元のフォルマントを維持した音色で、さらに所望の音高になるようにＳＢＦに音高データを与える制御モードである。したがって、シンバルなどのように音高がない楽音波形の場合には第２のモードが選択されて、フォルマントが維持された楽音波形が波形記憶部から読み出されてＳＢＦで音高が与えられる。
【００２６】
ここで音高を持たない楽音波形が時間軸上および周波数軸上でどのような特徴を持つかについて若干触れておく。
【００２７】
音高を持たない楽音波形たとえばシンバルなどの場合には楽音波形が時間軸上にランダムに分布している。この時間軸上でランダムに分布する波形がたとえばフーリエ変換されて周波数成分に分解されると、周波数軸上では基本周波数、その整数倍の周波数成分が規則正しく配列されない波形、言い換えれば音高のない波形となる。このような音高のない波形を処理するにあたって本発明の電子楽器では読出速度をサンプリング時と同じにする方法と読出速度をサンプリング時とは違う速度で読み出す方法との双方で楽音波形を読み出せるようにしている。
【００２８】
上記の如く、時間軸上でランダムに分布する信号は不規則信号として扱われる。このようなものの中には雑音と呼ばれるものが在ってその雑音の中で代表的なものには白色雑音がある。この白色雑音ではその不規則信号の成分が周波数軸上に一様に分布する。一方、シンバルのような楽音波形ではランダムに分布はしていているものの或る特性を有しているので周波数軸上には周波数特性が観察される。これを本出願人は利用している。この周波数特性が音色に相当する訳である。
【００２９】
このような音高を持たない楽音波形に対して本発明の電子楽器では、上述の如く波形データ記憶部１２からの読出速度を変えて音色を変えることも行っている。これは読出速度によって音色が変化するからである。
【００３０】
第１のモードでは、音高に対応した制御パラメータ（読出速度）がＷＧに与えられ、読出速度を変更して所望の音高にて読み出すか、あるいは音高に対応した制御パラメータ（波形選択のためのアドレス）がＷＧに与えられ所望の音高の波形をサンプリング時の速度で読み出し、音高を得ているが、第２のモードにおいては音高に対応した制御パラメータをＳＢＦ１７に与えて音高を得るようにしている。この第２のモードの場合、さらに音色に対応したパラメータをＷＧに与えることによってＷＧからの読出速度を変更して読み出すことでフォルマントを変化させ音色に関する制御を行っても良い。
【００３１】
このようにして楽音波形がモード選択手段１６で選択されたモードに応じて処理されて、Ｄ／Ａ変換器１８を介して楽音として出力される。
【００３２】
図２を参照して図１で示す電子楽器の動作について説明する。
【００３３】
図２は図１の波形読出手段１５で読み出された波形データを示している。この波形データはシンバルの楽音波形で、シンバルは音高を持たない楽器なのでこの音高がない楽音波形に音高が与えられる模様を示している。
【００３４】
図２（ａ）は波形記憶部１２から読み出された楽音波形の周波数特性を示す図、（ｂ）はＳＢＦ１７の周波数特性を示す図、（ｃ）は（ａ）の周波数特性を持つ楽音波形がＳＢＦ１７でピッチが与えられて出力される様子を示す図である。
【００３５】
図２（ｂ）は図１のＳＢＦ１７に対して制御手段から所定の係数が与えられて通過周波数帯域が設定されたＳＢＦ１７の周波数特性である。つまり、図２（ａ）に示す波形データがＳＢＦ１７へ供給されて図２（ｂ）に示すような音高が与えられて、図２（ｃ）のような波形データとなる。図２（ｃ）は図２（ａ）で示されるフォルマント（音色）が維持されていて音高が在る波形になっている。図中、縦軸はゲインを示し、横軸は周波数を示す。
【００３６】
これが従来のシンセシスとは逆の制御方法によって波形データを生成した場合の例である。つまり、所定の読出速度で読み出すことによって楽音波形のフォルマントを維持したままでＳＢＦ１７によって音高を与えることを行う。このように元々音高のないシンバルの楽音波形を読み出して、ＳＢＦ１７で音高を与えることによってピッチ感の在る楽音が発音される。ここではシンバルの音がシタール風の音に変えられて発音されるのである。なお、シンバルの音としてそのまま出力したい場合にはＳＢＦ１７をバイパスさせれば良い。
【００３７】
以上は読出速度を固定したままでフォルマント（音色）が得られた後でＳＢＦでピッチを与えることを行ってきたが、さらに楽音に豊富なバリエーションを持たせるために以下のようなことも本出願人は行えるようにしている。
【００３８】
これは読出速度によってフォルマント（音色）が変わるものもあるのでこれを楽音信号として処理して豊富な音色バリーエーションを得ようとするものである。
【００３９】
図３（ａ）、（ｂ）には読出速度によって音色が変わるもの、ここでは図２に示したシンバルを一例として挙げている。
【００４０】
図３（ａ）は読出速度を変えて音色が変わる様子を示す図、図３（ｂ）はＳＢＦで基本周波数、その整数倍の周波数成分の中心を遅延手段に設定して、その中心周波数の周辺の周波数成分の幅を狭くしてやることで音高感が強くなった波形の説明図である。図中、縦軸はゲインを示し、横軸は周波数を示す。
【００４１】
図３（ａ）で示す波形データは図２（ａ）と同じシンバルの波形データを、読出速度を変えて読み出していて、図３（ａ）の読出速度は図２（ａ）の読出速度よりも速い。このように速い読出速度で波形データを波形記憶手段１２から読み出すと周波数特性が高域に移動する。つまり、波形データの読出速度が上がるのでピークの位置が高域にずれる。したがって、波形データの読出速度を変えることによってフォルマントが変化し音色が変わる。
【００４２】
以上説明したように従来では音高が在る波形データにＳＢＦ１７によって音色を変化させていたが、本実施形態の電子楽器１０では、音高がない波形に対して、波形の読出速度を変えることによってフォルマントが変わることで音色が変わるので、ＳＢＦ１７の通過周波数を変えて音高を変化させることによって、様々なピッチ感を持つ楽音が生成される。なお、音高を持った楽音波形データの場合には選択手段によって従来の制御モードである第１の制御モードを選択してやれば良い。
【００４３】
ここで第２の制御モードが選択されて、ＳＢＦで音高が変化する模様を図４を参照して説明する。図中、縦軸はゲインを示し、横軸は周波数を示す。
【００４４】
図４はシンバルの波形データに対してＳＢＦ１７で様々な音高を与えた場合の例である。なお、音高を与えるときには、式（１）に示すように出力希望周波数（基音の周波数）ｆｘとサンプリング周波数ｆとで決められる値を基に図５に示す遅延手段１０９、１１０の係数Ｃが設定される。
【００４５】
ｆ×（１／ｆｘ） … 式（１）
図４（ｂ）では出力希望周波数を４４０ＨｚとしてＳＢＦ１７を設定した場合のＳＢＦ１７の周波数特性が示されている。図４（ａ）に示す波形データが波形データ読出手段によって読み出された波形データである。図中、波形データ読出手段１５は言い換えれば波形を出力する音源となるのでＷＧ出力と記載してある。この波形データが図４（ｂ）のＳＢＦ１７を通過すると、図４（ｃ）の波形データがＳＢＦ１７から出力される。図４（ｂ）のＳＢＦ１７には上式（１）で算出された値を基に図５の遅延手段に係数Ｃが設定されている。
【００４６】
これに対して基本周波数を２９３Ｈｚとして音高を与えた例が示されていて、図４（ｄ）が基本周波数を２９３ＨｚとしたＳＢＦ１７の周波数特性である。
【００４７】
つまり、サンプリング時と同じ速度で読み出すことによってシンバルのフォルマント（音色）を維持しておいて、読み出された波形データにＳＢＦ１７で音高を与えることによって図４（ｃ）あるいは図４（ｅ）の信号が生成される。双方とも周波数に対して同じフォルマントつまり音色を持つものであるが音高つまりピッチが異なる波形データとなる。つまり、同一のフォルマントを持つ楽音波形に対して異なる音高を与えることができて、これを楽音として出力することができる。
【００４８】
なお、図３（ｂ）でも示したように図４（ｂ）、（ｄ）のＳＢＦ１７の周波数特性としては各通過周波数帯域が狭帯域であることが好ましい。各通過周波数帯域を広げると、音高のない楽音波形に近づいていき、あまり大きな差異が得られない。ここでは元々音高のない楽音に対して強い音高を与える方がより大きな効果が得られる。
【００４９】
このように本発明の電子楽器によれば、元々は音高を持つ楽音波形に対して豊富な音色バリエーションを持たせるために使用しているＳＢＦ１７を、音色ではなく音高を変化させる役割を持たせることによって従来のシンセシスでの制御とは逆のシンセシスでの制御を行えるようになる。したがって、このようなＳＢＦを電子楽器に配備することによって、音高のない楽音波形たとえば雷鳴のような波形であってもＳＢＦ１７によって音高が与えられるので従来に比べて音の領域を広げて演奏を行えるようになる。
【００５０】
また、本発明の電子楽器によれば、第２の制御モードにおいて、読出速度によって音色を変え、さらに音高を与えることで従来に電子楽器に比べてより豊富な音色のバリエーションを持たせて演奏を行える。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の電子楽器によれば、第２のモードを選択することによって上記ＳＢＦを用いて音高のない波形に音高感を出すことにより波形メモリに記憶された様々な波形に様々な処理を施すことができるので第１のモード（従来のシンセシス）での演奏だけにとどまらず、従来に比べて音の領域を広げて豊かな演奏を行える電子楽器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の電子楽器の回路構成を示したブロック図である。
【図２】図１のＳＢＦで処理するときの楽音波形およびＳＢＦの周波数特性を示す図である。
【図３】図２とは異なる読出速度を設定した場合の楽音波形およびＳＢＦの周波数特性を示す図である。
【図４】電子楽器で処理される楽音波形の周波数特性を示す図である。
【図５】ＳＢＦの構成ブロック図である。
【図６】図５のＳＢＦの乗算器および可変長ディレイラインに所定の係数を設定した場合の周波数特性を示す図で、特に基本周波数を２ＫＨｚとしてその基本周波数とその基本周波数の整数倍の周波数４、６…ＫＨｚにそれぞれ通過周波数帯域が設定されている模様を示す図である。
【符号の説明】
１０電子楽器
１１演奏情報入力手段
１２波形データ記憶手段
１３制御手段
１４波形データ選択手段
１５波形データ読出手段
１６モード選択手段
１７ＳＢＦ
１８Ｄ／Ａコンバータ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electronic musical instrument including a digital filter that performs musical tone signal processing.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, electronic musical instruments have been provided with a sound generator (hereinafter referred to as WG), and when a musical sound waveform is read out from this WG, the sound wave shape corresponding to the pitch is read out from the sound source by changing the reading speed and changing the pitch. There is something. A typical example of the former is a sampler, and a typical example of the latter is an electronic piano or synthesizer.
[0003]
In an electronic piano or thin sensorizer, a waveform is read from a sound source at the same frequency as that at the time of sampling. For example, when pitch information is given by a keyboard device, a musical sound waveform corresponding to the pitch information is read. On the other hand, in the sampler, for example, waveform data is prepared for each octave, and the pitch is changed by reading the musical sound waveform at a frequency different from the frequency at the time of sampling.
[0004]
In any case, in such an electronic musical instrument, a musical sound waveform having various pitches is read from the WG, and the tone of the read musical sound waveform is changed by a digital filter disposed at the subsequent stage of the WG. .
[0005]
As a digital filter for changing the tone color of a musical sound waveform output from such a WG, the present applicant discloses a tone color forming apparatus in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-4076. In the disclosed timbre forming apparatus, the passage of peripheral frequency components is restricted with the fundamental frequency and integer multiple frequency, fundamental frequency and integral multiple frequency of the tone waveform as the center frequency. That is, in the disclosed timbre forming apparatus, in order to restrict the passage of the peripheral frequency component, the width of each passing frequency band and the bandwidth of the frequency to be cut off are set.
[0006]
In this way, in the timbre forming apparatus, the fundamental frequency and the integral multiple frequency, and the peripheral frequencies around them, the so-called sideband pass frequency band are set, so that the timbre forming apparatus is referred to as a sideband filter ( Hereinafter also referred to as SBF).
[0007]
In such an SBF, if the musical sound waveform read from the WG has a pitch, a coefficient is set to match the pass band of the SBF to the fundamental frequency and an integer multiple of the musical sound waveform and have a pitch. Musical sound waveform processing is performed. In addition, the width of each pass frequency band corresponding to the fundamental frequency, the integral multiple frequency, and the frequency band that cuts off the respective frequency components of the musical sound waveform without passing through are freely set, so the fundamental frequency and the integral multiple frequency are The amount of frequency components passing through the sidebands can be reliably controlled. In this way, the tone color of the musical sound waveform changes by controlling the passing amount of the frequency component of the side band.
[0008]
Here, the SBF disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-4076 will be described with reference to FIG.
[0009]
As shown in FIG. 5, the sideband characteristics can be freely changed by changing the coefficients A and B of the multiplier and the delay amount C of the delay circuit. By appropriately setting these coefficients A, B, and C, the characteristics shown in FIG. 6 can be obtained. FIG. 6 shows the frequency characteristics of the SBF when the passband is set in the frequency band of 4, 4, 8,. The fundamental frequency to the integer multiples are arranged in order.
[0010]
The horizontal axis indicates the frequency, and the vertical axis indicates the value obtained by converting the amplitude as a decibel value.
[0011]
The SBF 100 shown in FIG. 5 includes adders 101 to 104, multipliers 105 to 108, and variable length delay lines 109 and 110. The variable length delay lines 109 and 110 can set a delay amount, and the multipliers 105 to 108 can set a feedback amount or a gain. The pass frequency band is freely set by changing the operation coefficient of each multiplier 105 to 108. The SBF 100 includes two variable length delay lines 109 and 110. The multiplier 107 forms a feedback loop, and the multiplier 108 forms a double feedback loop. The place where the output of the variable length delay line 109 or 110 is fed back to the adder 103 or 104 is an integration loop. Here, the waveform data delayed by the variable length delay line 109 or 110 is added to the current waveform data. It is added by the adder 103 or 104. The multipliers 105 to 108 and the variable length delay lines 109 and 110 are given arithmetic coefficients A, B and C calculated by the control means 15, and the center frequency consisting of the fundamental frequency and an integral multiple thereof, and its center frequency. The width of the peripheral frequency band around the center frequency is freely set.
[0012]
First, the calculation coefficient A of the multiplier 105 can change the width of the side band, that is, the peripheral frequency band. The cut-off frequency refers to a frequency at which the amplitude is attenuated by 3 dB or more from the peak of the frequency band when each pass frequency band as shown in FIG. 6 is set. For example, if the basic frequency is 2 KHz band, the peak value is 0 dB, and if it is -3 dB at 2.1 KHz, 2.1 KHz is the cutoff frequency.
[0013]
Further, by changing the coefficient B of the multiplier, the curve drawn from the peak to the bottom of the pass band can be changed. In the figure, this is indicated by Q. This Q value is used to indicate resonance characteristics. Therefore, the characteristics of the pass frequency band can be arbitrarily set by appropriately combining A and B.
[0014]
Further, the interval between the fundamental frequency and the integral multiple of the frequency varies depending on the delay amount C of the delay circuit. This delay amount C determines how much past data is reflected with respect to the current time. That is, by giving C here, the center frequency of the pass frequency band is determined, and the pitch, that is, the pitch is determined.
[0015]
By using such an SBF, when a sound with a pitch in the WG (for example, a piano) is selected, the pitch can be determined by the WG, and the tone can be changed by the SBF. If you choose, you can also add a pitch with SBF, and at the same time, you can control the timbre.
[0016]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the SBF has been controlled with emphasis on the timbre, but the present applicant has focused on the fact that the sound area can be further expanded if only the control of changing the pitch by the SBF is performed. In other words, the applicant of the present invention has proposed to actively utilize the point that a desired pitch can be given by the SBF.
[0017]
In view of the above, an object of the present invention is to provide an electronic musical instrument that can perform a rich performance by using the SBF to expand the range of the sound compared to the prior art.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
The electronic musical instrument of the present invention is
A waveform storage unit for storing musical sound waveforms;
A waveform readout unit that reads out a musical sound waveform from the waveform storage unit and has a variable readout speed;
A sideband filter that has a plurality of pass frequency bands arranged at equal intervals on the frequency axis, the interval between the plurality of pass frequency bands is variable, and the musical sound waveform read by the waveform reading unit passes through;
A first mode for controlling a reading speed of a musical sound waveform by the waveform reading unit in accordance with key pressing information for designating a pitch;
A second mode for controlling the interval between the plurality of pass frequency bands of the sideband filter according to the key depression information,
A control unit that switches between the first mode and the second mode is provided.
Here, in the present invention, in the second mode, it is preferable to control the reading speed of the musical sound waveform by the waveform reading unit in accordance with the parameter for designating the timbre.
In the present invention, the sideband filter preferably has a variable width of the plurality of pass frequency bands.
[0019]
According to the electronic musical instrument of the present invention, in the first mode, the sound waveform stored in the waveform storage unit is read by changing the reading speed of the sound waveform by the waveform reading unit based on performance information. It is possible to control to obtain the pitch by reading the waveform corresponding to the desired pitch by changing the waveform (address) to obtain or read the pitch, and based on the pitch information, the plurality of pass frequencies of the sideband filter When setting the interval between the bands, it is possible to perform control to change the timbre by appropriately changing the width of the plurality of frequency bands,
When the tone waveform is read out in the second mode, the tone waveform is read only at the same frequency as that at the time of sampling and the formant is maintained, and the side band filter freely gives a pitch, that is, a pitch to the tone waveform. Can also be done. At this time, the pitch feeling (pitch) can be audibly enhanced by setting each width of the plurality of pass frequency bands to a predetermined value. Therefore, if the second mode is used, it is possible to give various pitches to a musical sound waveform having no pitch.
[0020]
Also, if the tone waveform reading speed is changed in the second mode, the tone tone of the tone waveform that does not have a pitch may change, so that the tone band having the tone changed can be given a pitch by the sideband filter. For example, a musical sound waveform having various timbres can have various pitches.
[0021]
As described above, since the electronic musical instrument of the present invention has both the first mode and the second mode, the operation obtained in the first mode by appropriately switching between these modes. Alternatively, the action obtained in the second mode can be obtained with one electronic musical instrument.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
[0023]
FIG. 1 is a block diagram of an electronic musical instrument showing an embodiment of the present invention.
[0024]
The performance information input means 11 supplies parameters representing the tone color or keyboard information representing the note number to the control means 13 and the waveform data selection means 14. The control means 13 gives the information on the reading speed to the waveform data reading means 15 based on the note number, and the waveform data selection means 14 gives the information on the designated waveform data to the waveform data storage means 12. . One of the musical sound waveforms in the waveform data storage unit 12 is designated by the waveform data information supplied from the waveform data selection unit 14. The designated waveform data is read by the waveform data reading means 15. Since the waveform data reading means 15 is provided with information on the reading speed from the control means 13 based on the note number, the waveform data is read based on the information on the reading speed. At this time, a pitch is given to the musical sound waveform. A tone color is given to the waveform data given the pitch by the SBF 17 based on the tone color parameter. This is a control mode based on conventional synthesis.
[0025]
On the other hand, in the electronic musical instrument of this embodiment, when the second mode is selected, a predetermined reading speed is given to the waveform reading means based on the timbre parameter. Of course, in order to be able to perform control in the control mode in which the tone is given to the waveform data by changing the reading speed when the musical tone waveform is read out by the waveform reading means 15 from the waveform storage means 12 performed conventionally. Two modes, a first control mode and a second control mode, are prepared, and these modes can be freely selected by the mode selection means 16. That is, the electronic musical instrument 10 of the present embodiment has two control modes in order to give abundant variations in timbre. First, control according to the conventional synthesis is performed in the first mode, and in the second mode, the pitch, that is, the pitch is changed based on the note number after reading out the musical sound waveform at the reading speed according to the timbre parameter. Control is performed. The second control mode is a control mode in which pitch data is supplied to the SBF so as to obtain a desired pitch with a tone color that maintains the original formant by reading at the same frequency as the sampling frequency. Therefore, in the case of a musical sound waveform having no pitch such as a cymbal, the second mode is selected, and the musical sound waveform in which the formant is maintained is read from the waveform storage unit, and the pitch is given by SBF.
[0026]
Here, it will be noted a little about the characteristics of a musical sound waveform having no pitch on the time axis and the frequency axis.
[0027]
In the case of a musical sound waveform having no pitch, such as a cymbal, the musical sound waveforms are randomly distributed on the time axis. When a waveform that is randomly distributed on the time axis is, for example, Fourier-transformed and decomposed into frequency components, the waveform on which the fundamental frequency and the integral multiple of the frequency components are not regularly arranged on the frequency axis, in other words, a waveform with no pitch. It becomes. When processing such a waveform without pitch, the electronic musical instrument of the present invention can read a musical sound waveform by both a method for making the reading speed the same as that for sampling and a method for reading the reading speed at a speed different from that for sampling. I am doing so.
[0028]
As described above, signals randomly distributed on the time axis are treated as irregular signals. Some of these are called noises, and white noise is a typical example of such noises. In this white noise, the components of the irregular signal are uniformly distributed on the frequency axis. On the other hand, a musical sound waveform such as a cymbal has a certain characteristic although it is randomly distributed, and therefore a frequency characteristic is observed on the frequency axis. The applicant uses this. This frequency characteristic corresponds to the timbre.
[0029]
In the electronic musical instrument of the present invention for such a musical sound waveform having no pitch, the tone color is also changed by changing the reading speed from the waveform data storage unit 12 as described above. This is because the timbre changes depending on the reading speed.
[0030]
In the first mode, a control parameter (reading speed) corresponding to the pitch is given to the WG, and the reading speed is changed to read at a desired pitch, or a control parameter corresponding to the pitch (waveform selection parameter). Address) is given to the WG and the waveform of the desired pitch is read at the sampling speed to obtain the pitch. In the second mode, the control parameter corresponding to the pitch is given to the SBF 17 Try to get high. In the case of the second mode, the timbre may be controlled by changing the formant by changing the reading speed from the WG by giving a parameter corresponding to the timbre to the WG and reading it.
[0031]
In this way, the musical sound waveform is processed according to the mode selected by the mode selection means 16 and output as a musical sound via the D / A converter 18.
[0032]
The operation of the electronic musical instrument shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG.
[0033]
FIG. 2 shows the waveform data read by the waveform reading means 15 of FIG. This waveform data is a cymbal musical sound waveform, and since the cymbal is a musical instrument having no pitch, the musical tone waveform having no pitch is given a pitch.
[0034]
2A is a diagram illustrating the frequency characteristics of the musical sound waveform read from the waveform storage unit 12, FIG. 2B is a diagram illustrating the frequency characteristics of the SBF 17, and FIG. 2C is a musical sound waveform having the frequency characteristics of FIG. FIG. 4 is a diagram illustrating a state in which a pitch is given by the SBF 17 and output.
[0035]
FIG. 2B shows frequency characteristics of the SBF 17 in which a predetermined frequency is given to the SBF 17 of FIG. That is, the waveform data shown in FIG. 2 (a) is supplied to the SBF 17, and a pitch as shown in FIG. 2 (b) is given, resulting in the waveform data as shown in FIG. 2 (c). FIG. 2C shows a waveform in which the formant (timbre) shown in FIG. 2A is maintained and there is a pitch. In the figure, the vertical axis represents gain, and the horizontal axis represents frequency.
[0036]
This is an example of the case where waveform data is generated by a control method opposite to the conventional synthesis. That is, the pitch is given by the SBF 17 while the musical sound waveform formant is maintained by reading at a predetermined reading speed. Thus, by reading out a cymbal musical sound waveform that originally has no pitch and giving the pitch by the SBF 17, a musical tone having a pitch feeling is produced. Here, the cymbal sound is changed to a sitar-like sound and pronounced. If it is desired to output the cymbal sound as it is, the SBF 17 may be bypassed.
[0037]
The above has given the pitch with SBF after the formant (timbre) is obtained with the reading speed fixed. People are able to do it.
[0038]
Since some formants (tone colors) change depending on the reading speed, they are processed as musical tone signals to obtain an abundant tone color variation.
[0039]
FIGS. 3A and 3B show an example in which the timbre changes depending on the reading speed, here the cymbal shown in FIG.
[0040]
FIG. 3 (a) is a diagram showing how the timbre changes by changing the reading speed, and FIG. 3 (b) is the basic frequency in SBF, and the center of the frequency component that is an integral multiple thereof is set as the delay means, and the center frequency It is explanatory drawing of the waveform which the pitch feeling strengthened by narrowing the width | variety of the surrounding frequency component. In the figure, the vertical axis represents gain, and the horizontal axis represents frequency.
[0041]
The waveform data shown in FIG. 3 (a) is the same cymbal waveform data as in FIG. 2 (a), and the readout speed is changed. The readout speed in FIG. 3 (a) is higher than the readout speed in FIG. 2 (a). Is also fast. When the waveform data is read from the waveform storage means 12 at such a high reading speed, the frequency characteristic moves to a high frequency range. That is, since the waveform data reading speed is increased, the peak position is shifted to a high frequency range. Therefore, the formant changes and the timbre changes by changing the waveform data reading speed.
[0042]
As described above, in the past, the tone color was changed by the SBF 17 to the waveform data having the pitch, but in the electronic musical instrument 10 of the present embodiment, the waveform reading speed is changed with respect to the waveform having no pitch. Since the tone changes depending on the formant, musical tones having various pitch feelings are generated by changing the pitch by changing the passing frequency of the SBF 17. In the case of musical sound waveform data having a pitch, the first control mode, which is the conventional control mode, may be selected by the selection means.
[0043]
Here, the pattern in which the second control mode is selected and the pitch changes in SBF will be described with reference to FIG. In the figure, the vertical axis represents gain, and the horizontal axis represents frequency.
[0044]
FIG. 4 shows an example in which various pitches are given to the cymbal waveform data by the SBF 17. When the pitch is given, the coefficient C of the delay means 109 and 110 shown in FIG. 5 is based on the value determined by the desired output frequency (fundamental tone frequency) fx and the sampling frequency f as shown in equation (1). Is set.
[0045]
fx (1 / fx) ... Formula (1)
FIG. 4B shows the frequency characteristics of the SBF 17 when the desired output frequency is 440 Hz and the SBF 17 is set. The waveform data shown in FIG. 4A is waveform data read by the waveform data reading means. In the figure, the waveform data reading means 15 is described as WG output because it serves as a sound source that outputs a waveform. When the waveform data passes through the SBF 17 in FIG. 4B, the waveform data in FIG. 4C is output from the SBF 17. In the SBF 17 in FIG. 4B, the coefficient C is set in the delay means in FIG. 5 based on the value calculated by the above equation (1).
[0046]
On the other hand, an example in which a pitch is given with a fundamental frequency of 293 Hz is shown, and FIG. 4D shows the frequency characteristics of the SBF 17 with a fundamental frequency of 293 Hz.
[0047]
That is, by reading out at the same speed as sampling, the cymbal formant (timbre) is maintained, and the pitch is given to the read waveform data by the SBF 17 as shown in FIG. 4C or FIG. Are generated. Both have waveform data having the same formant, that is, tone color, but having different pitches, that is, pitches. That is, different pitches can be given to musical sound waveforms having the same formant, and these can be output as musical sounds.
[0048]
As shown in FIG. 3B, it is preferable that each pass frequency band is a narrow band as the frequency characteristics of the SBF 17 in FIGS. 4B and 4D. When each passing frequency band is widened, it approaches a musical sound waveform with no pitch, and a great difference cannot be obtained. Here, a greater effect can be obtained by giving a strong pitch to a musical tone that originally has no pitch.
[0049]
As described above, according to the electronic musical instrument of the present invention, the SBF 17 that is originally used to give abundant timbre variations to the musical sound waveform having the pitch has a role of changing the pitch instead of the timbre. By doing so, it becomes possible to perform the control in the synthesis opposite to the control in the conventional synthesis. Therefore, by deploying such an SBF in an electronic musical instrument, even if it is a musical sound waveform having no pitch, for example, a thunder-like waveform, the pitch is given by the SBF 17, so that the performance of the sound is widened compared to the prior art Can be done.
[0050]
In addition, according to the electronic musical instrument of the present invention, in the second control mode, the timbre is changed according to the reading speed, and the pitch is further given, so that the timbre is more varied than the conventional electronic musical instrument. Can be done.
[0051]
【The invention's effect】
As described above, according to the electronic musical instrument of the present invention, the various modes stored in the waveform memory can be obtained by using the SBF to produce a pitch without using the SBF by selecting the second mode. Since various processing can be applied to the waveform, it is possible to provide an electronic musical instrument that can perform not only in the first mode (conventional synthesis) but also in a wider range of sounds than in the past. it can.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a circuit configuration of an electronic musical instrument according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a musical sound waveform and frequency characteristics of SBF when processing is performed by the SBF of FIG. 1;
FIG. 3 is a diagram showing frequency characteristics of musical tone waveform and SBF when a reading speed different from that in FIG. 2 is set.
FIG. 4 is a diagram illustrating frequency characteristics of a musical sound waveform processed by an electronic musical instrument.
FIG. 5 is a configuration block diagram of SBF.
6 is a diagram showing frequency characteristics when a predetermined coefficient is set for the multiplier and variable length delay line of the SBF of FIG. 5, and particularly assuming that the fundamental frequency is 2 KHz, the fundamental frequency and a frequency that is an integral multiple of the fundamental frequency. It is a figure which shows the pattern in which the pass frequency band is set to 4, 6 ... KHz, respectively.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Electronic musical instrument 11 Performance information input means 12 Waveform data storage means 13 Control means 14 Waveform data selection means 15 Waveform data reading means 16 Mode selection means 17 SBF
18 D / A converter

Claims

楽音波形を記憶する波形記憶部と、
前記波形記憶部から楽音波形を読み出す、読出速度が可変な波形読出部と、
周波数軸上に等間隔に並んだ複数の通過周波数帯域を有し、これら複数の通過周波数帯域相互の間隔が可変な、前記波形読出部により読み出された楽音波形が通過するサイドバンドフィルタと、
音高を指定する押鍵情報に応じて前記波形読出部による楽音波形の読出速度を制御する第１のモードと、
前記押鍵情報に応じて前記サイドバンドフィルタの複数の通過周波数帯域相互の間隔を制御する第２のモードとを有し、
これら第１のモードと第２のモードとを切替自在に制御する制御部とを備えたことを特徴とする電子楽器。A waveform storage unit for storing musical sound waveforms;
A waveform readout unit that reads out a musical sound waveform from the waveform storage unit and has a variable readout speed;
A sideband filter that has a plurality of pass frequency bands arranged at equal intervals on the frequency axis, the interval between the plurality of pass frequency bands is variable, and the musical sound waveform read by the waveform reading unit passes through;
A first mode for controlling a reading speed of a musical sound waveform by the waveform reading unit in accordance with key pressing information for designating a pitch;
A second mode for controlling an interval between a plurality of pass frequency bands of the sideband filter according to the key depression information,
An electronic musical instrument comprising: a control unit that switches between the first mode and the second mode.

前記第２のモードにおいて、音色を指定するパラメータに応じて前記波形読出部による楽音波形の読出速度を制御する事を特徴とする請求項１に記載の電子楽器。 2. The electronic musical instrument according to claim 1, wherein, in the second mode, the reading speed of the musical sound waveform by the waveform reading unit is controlled in accordance with a parameter for designating a tone color.

前記サイドバンドフィルタは、前記複数の通過周波数帯域の幅が可変であることを特徴とする請求項１または２に記載の電子楽器。 The electronic musical instrument according to claim 1, wherein the sideband filter has a variable width of the plurality of pass frequency bands.