JPH0229228B2 - - Google Patents
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- JPH0229228B2 JPH0229228B2 JP58201664A JP20166483A JPH0229228B2 JP H0229228 B2 JPH0229228 B2 JP H0229228B2 JP 58201664 A JP58201664 A JP 58201664A JP 20166483 A JP20166483 A JP 20166483A JP H0229228 B2 JPH0229228 B2 JP H0229228B2
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- circuit
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- harmonic
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- WURBVZBTWMNKQT-UHFFFAOYSA-N 1-(4-chlorophenoxy)-3,3-dimethyl-1-(1,2,4-triazol-1-yl)butan-2-one Chemical compound C1=NC=NN1C(C(=O)C(C)(C)C)OC1=CC=C(Cl)C=C1 WURBVZBTWMNKQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10H—ELECTROPHONIC 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
- G10H7/00—Instruments in which the tones are synthesised from a data store, e.g. computer organs
- G10H7/08—Instruments in which the tones are synthesised from a data store, e.g. computer organs by calculating functions or polynomial approximations to evaluate amplitudes at successive sample points of a tone waveform
- G10H7/10—Instruments in which the tones are synthesised from a data store, e.g. computer organs by calculating functions or polynomial approximations to evaluate amplitudes at successive sample points of a tone waveform using coefficients or parameters stored in a memory, e.g. Fourier coefficients
- G10H7/105—Instruments in which the tones are synthesised from a data store, e.g. computer organs by calculating functions or polynomial approximations to evaluate amplitudes at successive sample points of a tone waveform using coefficients or parameters stored in a memory, e.g. Fourier coefficients using Fourier coefficients
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10H—ELECTROPHONIC 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
- G10H2250/00—Aspects of algorithms or signal processing methods without intrinsic musical character, yet specifically adapted for or used in electrophonic musical processing
- G10H2250/055—Filters for musical processing or musical effects; Filter responses, filter architecture, filter coefficients or control parameters therefor
- G10H2250/095—Filter coefficient interpolation
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Description
【発明の詳細な説明】
(1) 発明の技術分野
本発明は、楽音波形の各サンプル点の波形振幅
値をフーリエ合成によつて個々に計算して楽音波
形を形成する方式の電子楽器において、音色を設
定するための高調波係数をタツチ・音域に応じて
変化させるようにした電子楽器に関する。
値をフーリエ合成によつて個々に計算して楽音波
形を形成する方式の電子楽器において、音色を設
定するための高調波係数をタツチ・音域に応じて
変化させるようにした電子楽器に関する。
(2) 従来技術と問題点
従来、デイジタル方式の電子楽器においては、
楽音波形の各サンプル点の波形振幅値を何らかの
方法で発生し、これを音高周波数に対応した読み
出しレートで読み出す方式のものが多く提案され
てきた。その最も単純な方法は波形データそのも
のを記憶して読み出すいわゆる「波形メモリ方
式」であり、アナログ入力をＡ／Ｄ変換して波形
データとする方式もこれに準ずる。しかし楽音波
形を音域に応じて変化させるためには膨大なメモ
リ容量を必要とするため、現実的には十分な効果
が得られなかつた。また各種の連続関数を用いて
パラメータを計算したり、周波数変調方式による
実時間波形合成において楽音波形の音域変化を計
算する方法も考えられたが、波形発生のためのパ
ラメータと発生される楽音の音色との対応が人間
の感覚にとつて極めて不自然であり、所望の音色
を得ることが困難であつた。
楽音波形の各サンプル点の波形振幅値を何らかの
方法で発生し、これを音高周波数に対応した読み
出しレートで読み出す方式のものが多く提案され
てきた。その最も単純な方法は波形データそのも
のを記憶して読み出すいわゆる「波形メモリ方
式」であり、アナログ入力をＡ／Ｄ変換して波形
データとする方式もこれに準ずる。しかし楽音波
形を音域に応じて変化させるためには膨大なメモ
リ容量を必要とするため、現実的には十分な効果
が得られなかつた。また各種の連続関数を用いて
パラメータを計算したり、周波数変調方式による
実時間波形合成において楽音波形の音域変化を計
算する方法も考えられたが、波形発生のためのパ
ラメータと発生される楽音の音色との対応が人間
の感覚にとつて極めて不自然であり、所望の音色
を得ることが困難であつた。
一方、フーリエ合成による楽音波形発生方式
は、高調波係数のパラメーターが聴覚的な音色評
価に自然に対応しているため、波形合成演算量が
多いという短所を補うための種々の改良とともに
広く採用されてきた。フーリエ合成による楽音波
形発生方式において楽音の音色を決定するのは高
調波係数の構成比であり、楽音波形を音域によつ
て変化させる方法については、複数のメモリを用
いて多くの高調波係数を選択する方法が考えられ
たが、回路規模が膨大になる割に十分な音色変化
が得られない欠点があつた。また特公昭53−
46445号に記載されたような、設定された高調波
係数と「フオルマントフイルタ」を乗算する方
式、および特開昭57−172396号に記載されたよう
な、音域変化関数を高調波係数毎に乗算する方式
においては、いずれも乗算回路が必要であり、そ
の回路規模・演算時間によつて全体のシステムが
制約を受けて、デイジタル方式の楽音波形の音域
的変化としては十分でない欠点があつた。
は、高調波係数のパラメーターが聴覚的な音色評
価に自然に対応しているため、波形合成演算量が
多いという短所を補うための種々の改良とともに
広く採用されてきた。フーリエ合成による楽音波
形発生方式において楽音の音色を決定するのは高
調波係数の構成比であり、楽音波形を音域によつ
て変化させる方法については、複数のメモリを用
いて多くの高調波係数を選択する方法が考えられ
たが、回路規模が膨大になる割に十分な音色変化
が得られない欠点があつた。また特公昭53−
46445号に記載されたような、設定された高調波
係数と「フオルマントフイルタ」を乗算する方
式、および特開昭57−172396号に記載されたよう
な、音域変化関数を高調波係数毎に乗算する方式
においては、いずれも乗算回路が必要であり、そ
の回路規模・演算時間によつて全体のシステムが
制約を受けて、デイジタル方式の楽音波形の音域
的変化としては十分でない欠点があつた。
(3) 発明の構成および目的
本発明は上記のような点に鑑みてなれたもの
で、高調波係数の音域的変化を乗算器を用いずに
発生させることで回路構成を簡略化し、また動作
時間を短縮化するものである。そのために本発明
においては、フーリエ合成に用いられる１組の高
調波係数データを複数組記憶するメモリ回路から
高調波係数データを読み出すための読み出しアド
レスに着目し、楽音波形の音域的変化やタツチレ
スポンスに応じた音色変化を前記読み出しアドレ
スに対して制御することによつて、最終的にフー
リエ係数となる高調波係数の構成比を変化させる
ことを特徴とする。
で、高調波係数の音域的変化を乗算器を用いずに
発生させることで回路構成を簡略化し、また動作
時間を短縮化するものである。そのために本発明
においては、フーリエ合成に用いられる１組の高
調波係数データを複数組記憶するメモリ回路から
高調波係数データを読み出すための読み出しアド
レスに着目し、楽音波形の音域的変化やタツチレ
スポンスに応じた音色変化を前記読み出しアドレ
スに対して制御することによつて、最終的にフー
リエ係数となる高調波係数の構成比を変化させる
ことを特徴とする。
(4) 発明の実施例
以下、本発明の実施例を図面とともに詳細に説
明する。
明する。
第１図は、本発明による電子楽器の構成を説明
するための構成概念図であり、３は押鍵検出・発
音割当回路、４は高調波係数回路、５は波形発生
回路、６は波形記憶回路、７は音高周波数回路、
８はＤ／Ａ変換回路、９はエンベロープ回路であ
る。
するための構成概念図であり、３は押鍵検出・発
音割当回路、４は高調波係数回路、５は波形発生
回路、６は波形記憶回路、７は音高周波数回路、
８はＤ／Ａ変換回路、９はエンベロープ回路であ
る。
すなわち、押鍵検出・発音割当回路３において
は、鍵盤１および音色設定タブレツト２によつて
入力された音色情報・演奏情報に応じた制御信号
を各部分に供給する。高調波係数回路４において
は、押鍵検出・発音割当回路３からの音色情報に
応じて楽音波形合成演算のためのフーリエ高調波
係数を設定する。波形発生回路５においては、高
調波係数回路４からのフーリエ高調波係数によつ
て楽音波形を順次演算・合成して波形記憶回路６
に供給する。一方音高周波数回路７においては、
押鍵検出・発音割当回路３からの演奏情報によつ
て楽音周波数に対応した読み出し信号を発生し、
波形記憶回路６から楽音周波数に対応した楽音波
形を読み出す。また、エンベロープ回路９におい
ては、押鍵検出・発音割当回路３からの演奏情報
によつて個々の楽音の立上り・立下りやエンベロ
ーブ特性等の振幅変調データを設定する。（以上
の動作はデイジタル的に時分割動作させること
で、回路規模を節約することが可能である。）
Ｄ／Ａ変換回路８においては、波形記憶回路６か
ら音高周波回路７によつて読み出された楽音周波
数に対応した楽音波形をデイジタル−アナログ変
換し、エンベロープ回路９からの振幅変調データ
を乗算し、アナログ信号出力を得る。Ｄ／Ａ変換
回路８からのアナログ信号出力は効果回路、アン
プ、スピーカーを含むサウンドシステム１０によ
つて音響に変換され、電子楽器の演奏者として発
音される。
は、鍵盤１および音色設定タブレツト２によつて
入力された音色情報・演奏情報に応じた制御信号
を各部分に供給する。高調波係数回路４において
は、押鍵検出・発音割当回路３からの音色情報に
応じて楽音波形合成演算のためのフーリエ高調波
係数を設定する。波形発生回路５においては、高
調波係数回路４からのフーリエ高調波係数によつ
て楽音波形を順次演算・合成して波形記憶回路６
に供給する。一方音高周波数回路７においては、
押鍵検出・発音割当回路３からの演奏情報によつ
て楽音周波数に対応した読み出し信号を発生し、
波形記憶回路６から楽音周波数に対応した楽音波
形を読み出す。また、エンベロープ回路９におい
ては、押鍵検出・発音割当回路３からの演奏情報
によつて個々の楽音の立上り・立下りやエンベロ
ーブ特性等の振幅変調データを設定する。（以上
の動作はデイジタル的に時分割動作させること
で、回路規模を節約することが可能である。）
Ｄ／Ａ変換回路８においては、波形記憶回路６か
ら音高周波回路７によつて読み出された楽音周波
数に対応した楽音波形をデイジタル−アナログ変
換し、エンベロープ回路９からの振幅変調データ
を乗算し、アナログ信号出力を得る。Ｄ／Ａ変換
回路８からのアナログ信号出力は効果回路、アン
プ、スピーカーを含むサウンドシステム１０によ
つて音響に変換され、電子楽器の演奏者として発
音される。
第２図は、第１図に示す高調波係数回路４に設
けられる。本発明に係る楽音波形の音域的変化処
理操作部分を説明するための具体的構成例であ
る。第２図において、１１はフーリエ合成に用い
られる１組の高調波係数データを複数組記憶する
メモリ回路、１３は楽音波形の音域的変化に対応
して高調波係数の構成比を音域的に変化させるた
めのデータを設定する音域的変化データ設定回
路、１２はメモリ回路１１からの高調波係数デー
タを読み出すための読み出しアドレスを前記音域
的変化データに応じて変化させながら発生させる
アドレス発生回路、１４は波形発生回路５とアド
レス発生回路１２との時分割動作を同期させるタ
イミング回路である。
けられる。本発明に係る楽音波形の音域的変化処
理操作部分を説明するための具体的構成例であ
る。第２図において、１１はフーリエ合成に用い
られる１組の高調波係数データを複数組記憶する
メモリ回路、１３は楽音波形の音域的変化に対応
して高調波係数の構成比を音域的に変化させるた
めのデータを設定する音域的変化データ設定回
路、１２はメモリ回路１１からの高調波係数デー
タを読み出すための読み出しアドレスを前記音域
的変化データに応じて変化させながら発生させる
アドレス発生回路、１４は波形発生回路５とアド
レス発生回路１２との時分割動作を同期させるタ
イミング回路である。
第２図に示す具体的構成例について、波形発生
回路５で楽音波形が演算・合成されるまでの動作
を説明すると、一般に波形発生回路５において
は、 Ｆ（ｓ）＝N 〓n=1 Cn・sin（2πns／Ｓ） ……(1)式 によつて楽音波形の振幅値が順次演算される。こ
こにｎは高調波の次数、Ｎは高調波の最高次数、
ｓはサンプル点、Ｓは１周期のサンプル数、Cn
は高調波係数回路４で設定される高調波係数であ
る。楽音波形が音域に無関係に一定である音色を
合成する場合には(1)式で十分であつても、音域に
よつて変化する楽音波形を合成する場合には、こ
のサンプリング定数ｓとは別に音高周波数または
音域に対応したパラメータｆを用いて、 Ｆ（ｓ，ｆ）＝N 〓n=1 Cn(f)・sin（2πns／Ｓ） ……(2)式 に従つて演算を行う必要がある。ここで前述のよ
うにフオルマント関数等Ｋ（ｆ）を用いた方法の
場合、音域に対応した高調波係数Cn（ｆ）が、 Cn（ｆ）＝Cn・Ｋ（ｆ） ……(3)式 として計算されるため、楽音波形演算全体として
は、 Ｆ（ｓ，ｆ）＝N 〓n=1 Cn・Ｋ（ｆ）・sin（2πns／Ｓ） ……(4)式 となつて、電子楽器の回路動作に大きな比重を占
める乗算操作がサンプル点ごとに２度ずつ必要に
なるため、回路規模と動作速度の限界によつて倍
音数を少なく限定したり、１周期に対するサンプ
ル点の精度を限定しなければならなかつた。
回路５で楽音波形が演算・合成されるまでの動作
を説明すると、一般に波形発生回路５において
は、 Ｆ（ｓ）＝N 〓n=1 Cn・sin（2πns／Ｓ） ……(1)式 によつて楽音波形の振幅値が順次演算される。こ
こにｎは高調波の次数、Ｎは高調波の最高次数、
ｓはサンプル点、Ｓは１周期のサンプル数、Cn
は高調波係数回路４で設定される高調波係数であ
る。楽音波形が音域に無関係に一定である音色を
合成する場合には(1)式で十分であつても、音域に
よつて変化する楽音波形を合成する場合には、こ
のサンプリング定数ｓとは別に音高周波数または
音域に対応したパラメータｆを用いて、 Ｆ（ｓ，ｆ）＝N 〓n=1 Cn(f)・sin（2πns／Ｓ） ……(2)式 に従つて演算を行う必要がある。ここで前述のよ
うにフオルマント関数等Ｋ（ｆ）を用いた方法の
場合、音域に対応した高調波係数Cn（ｆ）が、 Cn（ｆ）＝Cn・Ｋ（ｆ） ……(3)式 として計算されるため、楽音波形演算全体として
は、 Ｆ（ｓ，ｆ）＝N 〓n=1 Cn・Ｋ（ｆ）・sin（2πns／Ｓ） ……(4)式 となつて、電子楽器の回路動作に大きな比重を占
める乗算操作がサンプル点ごとに２度ずつ必要に
なるため、回路規模と動作速度の限界によつて倍
音数を少なく限定したり、１周期に対するサンプ
ル点の精度を限定しなければならなかつた。
第２図に示す、本発明に係る楽音波形の音域的
変化処理操作部分を説明するための具体的構成例
においては、上記のような乗算操作を必要とせ
ず、フーリエ合成に用いられる１組の高調波係数
データを複数組記憶するメモリ回路１１、楽音波
形の音域的変化に対応して高調波係数の構成比を
音域的に変化させるためのデータを設定する音域
的変化データ設定回路１３、メモリ回路１１から
高調波係数データを読み出すための読み出しアド
レスを前記音域変化データに応じて変化させなが
ら発生させるアドレス発生回路１２によつて音域
的波形変化を実現する。すなわち、音域に対応し
た高調波係数Cn（ｆ）を前記メモリ回路から読み
出すためのアドレス：Adを用いて、 Cn（ｆ）＝Cn（Ad（ｆ）） ……(5)式 という表現で高調波係数Cn（ｆ）を求めるが、こ
れはメモリ回路のアドレス操作にすぎないため、
複雑な演算回路を必要とせずに容易に実現でき
る。この動作を第３図に示すグラフを用いて説明
すると、従来の方式のフーリエ合成では、たとえ
ば第３図ａのような高調波係数を高調波係数メモ
リの形で波形合成演算のために用意して、(1)式に
従つて波形発生を行つたが、本発明におけるメモ
リ回路１１の段階はこれと異なる。第２図のメモ
リ回路１１には、たとえば第３図ｂのような高調
波データが記憶されているが、これ第３図ａのよ
うな「第ｎ倍音」というフーリエ係数の形式でな
く、ある構成を持つた一群の高調波データにすぎ
ない。そして、第２図のアドレス発生回路２によ
つて第３図ｂのような高調波データを、たとえば
Ｆ１というアドレス地点からｄ１というアドレス
間隔でとびとびに読み出すと、この場合には第３
図ａのような高調波係数データが得られ、またＦ
２というアドレス地点からｄ１というアドレス間
隔でとびとびに読み出すと、この場合には第３図
ｃのような高調波係数データが得られる。ここで
第３図ａおよび第３図ｃの高調波係数構成を比較
してみると、全体の傾向は第３図ｂの高調波デー
タの輪郭に近いながら、音色に影響のある幾つか
の特徴的な低音のレベルに大きな変化のあるのが
わかる。このように第２図のアドレス発生回路１
２からの読み出しアドレスを少し制御するだけで
楽音波形をコントロールでき、かつ楽音の全体の
傾向は失わないという特性は、電子楽器の楽音波
形発生方式としては理想的なものである。
変化処理操作部分を説明するための具体的構成例
においては、上記のような乗算操作を必要とせ
ず、フーリエ合成に用いられる１組の高調波係数
データを複数組記憶するメモリ回路１１、楽音波
形の音域的変化に対応して高調波係数の構成比を
音域的に変化させるためのデータを設定する音域
的変化データ設定回路１３、メモリ回路１１から
高調波係数データを読み出すための読み出しアド
レスを前記音域変化データに応じて変化させなが
ら発生させるアドレス発生回路１２によつて音域
的波形変化を実現する。すなわち、音域に対応し
た高調波係数Cn（ｆ）を前記メモリ回路から読み
出すためのアドレス：Adを用いて、 Cn（ｆ）＝Cn（Ad（ｆ）） ……(5)式 という表現で高調波係数Cn（ｆ）を求めるが、こ
れはメモリ回路のアドレス操作にすぎないため、
複雑な演算回路を必要とせずに容易に実現でき
る。この動作を第３図に示すグラフを用いて説明
すると、従来の方式のフーリエ合成では、たとえ
ば第３図ａのような高調波係数を高調波係数メモ
リの形で波形合成演算のために用意して、(1)式に
従つて波形発生を行つたが、本発明におけるメモ
リ回路１１の段階はこれと異なる。第２図のメモ
リ回路１１には、たとえば第３図ｂのような高調
波データが記憶されているが、これ第３図ａのよ
うな「第ｎ倍音」というフーリエ係数の形式でな
く、ある構成を持つた一群の高調波データにすぎ
ない。そして、第２図のアドレス発生回路２によ
つて第３図ｂのような高調波データを、たとえば
Ｆ１というアドレス地点からｄ１というアドレス
間隔でとびとびに読み出すと、この場合には第３
図ａのような高調波係数データが得られ、またＦ
２というアドレス地点からｄ１というアドレス間
隔でとびとびに読み出すと、この場合には第３図
ｃのような高調波係数データが得られる。ここで
第３図ａおよび第３図ｃの高調波係数構成を比較
してみると、全体の傾向は第３図ｂの高調波デー
タの輪郭に近いながら、音色に影響のある幾つか
の特徴的な低音のレベルに大きな変化のあるのが
わかる。このように第２図のアドレス発生回路１
２からの読み出しアドレスを少し制御するだけで
楽音波形をコントロールでき、かつ楽音の全体の
傾向は失わないという特性は、電子楽器の楽音波
形発生方式としては理想的なものである。
第２図の音域的変化データ設定回路１３におい
ては、楽音の音域に対応した音色変化として、た
とえばピアノの高音部と低音部の音色差異・各音
域（ソプラノ、アルト、テナー、バス等）のサキ
ソフオーンの音色の差異・グロツケンの音色の高
音部に特徴的な金属音、等に対応した音域的変化
データが設定される。この音域的変化データ設定
手段としては、鍵盤１および音色設定タブレツト
２によつて入力された音色情報・演奏情報に応じ
て押鍵検出・発音割当回路３から供給される制御
信号によつて対応する音域的変化データを読み出
すメモリ回路によつて構成したり、必要な音域的
変化データを実時間で演算設定する簡単な演算回
路を用いることができる。この音域的変化データ
は各鍵盤がONされた時点で音高周波数がはじめ
て確定し、OFFされるまで一定であるので波形
発生回路５が複数の発音チヤンネルの波形合成演
算を時分割によつて行う場合、個々の発音チヤン
ネルの演算ごとに夫々対応した音域的変化データ
設定が必要である。このため、第２図のタイミン
グ回路１４は波形発生回路５のフーリエ演算の高
調波次数情報をアドレス発生回路１２に供給する
とともに、全体の回路の時分割動作のタイミング
をコントロールする。第２図のアドレス発生回路
１２によつてメモリ回路１１から読み出される高
調波係数データを(2)式に従つて求めると、波形発
生回路５において、あるサンプル点ｓにおける演
算は倍音ｎごとの乗算・累算であり、 Ｇ（ｎ，ｓ，ｆ）＝Cn（ｆ）・sin（2πns／Ｓ）
……(6)式 という倍音ｎごとの乗算結果Ｇ（ｎ，ｓ，ｆ）を、 Ｆ（ｓ，ｆ）＝N 〓n=1 Ｇ（ｎ，ｓ，ｆ） ……(7)式 とＮ次まで累算していることがわかる。この乗算
タイムスロツトごとにアドレス発生回路１２はタ
イミング回路１４から高調波次数情報ｎを受け取
り、さらに音域的変化データ設定回路１３から音
域的変化データを受け取る。ここでたとえば第３
図ｂのような高調波データに対して、音域ｆにお
ける第ｎ次高調波係数を読み出すアドレスを、 Ad（ｆ，ｎ）＝P1＋（ｎ−１）・ｄ＋Ｗ（ｆ）
……(8)式 と設定することができる。(8)式において、Ｐ１は
基音（倍音）の高調波係数を読み出すアドレス、
ｄは前述のように「とびとびに」読み出すスキツ
プ値、Ｗ（ｆ）は音域的変化データである。(8)式
の計算は形式的には面倒のように見えるが、実際
にはスキツプ値ｄをメモリの一定の上位アドレス
とすれば単なるアドレス操作になり、また音域的
変化データＷ（ｆ）は音域変化パラメータｆのみ
の関数であつて鍵盤のON／OFF毎にしか変化し
ないため、実現は容易である。このようなアドレ
スに対して、メモリ回路１１は(5)式における高調
波係数Cn（ｆ）を発生する一種の変換テーブル：
Ｍとして機能し、 Cn（ｆ）＝Ｍ（Ad（ｆ，ｎ）） ＝Ｍ（P1＋（ｎ−１）・ｄ＋Ｗ（ｆ））
……(9)式 なる高調波係数データを波形発生回路５に供給す
る。これによつて波形発生回路５においては、各
乗算タイムスロツト：ｎごとに、 Ｇ（ｎ，ｓ，ｆ）＝（Ｍ（P1＋（ｎ−１）・ｄ ＋Ｗ（ｆ）））×sin（2πns／Ｓ） ……(10)式 なる演算を行うことになる。ここで３つの時分割
演算パラメーターｎ，ｓ，ｆを同期させるため
に、タイミング回路１４は必要なデータをラツチ
し、また各部分に必要なラツチパルスを供給する
とともに、アドレス発生回路１２のアドレス生成
に関与する。
ては、楽音の音域に対応した音色変化として、た
とえばピアノの高音部と低音部の音色差異・各音
域（ソプラノ、アルト、テナー、バス等）のサキ
ソフオーンの音色の差異・グロツケンの音色の高
音部に特徴的な金属音、等に対応した音域的変化
データが設定される。この音域的変化データ設定
手段としては、鍵盤１および音色設定タブレツト
２によつて入力された音色情報・演奏情報に応じ
て押鍵検出・発音割当回路３から供給される制御
信号によつて対応する音域的変化データを読み出
すメモリ回路によつて構成したり、必要な音域的
変化データを実時間で演算設定する簡単な演算回
路を用いることができる。この音域的変化データ
は各鍵盤がONされた時点で音高周波数がはじめ
て確定し、OFFされるまで一定であるので波形
発生回路５が複数の発音チヤンネルの波形合成演
算を時分割によつて行う場合、個々の発音チヤン
ネルの演算ごとに夫々対応した音域的変化データ
設定が必要である。このため、第２図のタイミン
グ回路１４は波形発生回路５のフーリエ演算の高
調波次数情報をアドレス発生回路１２に供給する
とともに、全体の回路の時分割動作のタイミング
をコントロールする。第２図のアドレス発生回路
１２によつてメモリ回路１１から読み出される高
調波係数データを(2)式に従つて求めると、波形発
生回路５において、あるサンプル点ｓにおける演
算は倍音ｎごとの乗算・累算であり、 Ｇ（ｎ，ｓ，ｆ）＝Cn（ｆ）・sin（2πns／Ｓ）
……(6)式 という倍音ｎごとの乗算結果Ｇ（ｎ，ｓ，ｆ）を、 Ｆ（ｓ，ｆ）＝N 〓n=1 Ｇ（ｎ，ｓ，ｆ） ……(7)式 とＮ次まで累算していることがわかる。この乗算
タイムスロツトごとにアドレス発生回路１２はタ
イミング回路１４から高調波次数情報ｎを受け取
り、さらに音域的変化データ設定回路１３から音
域的変化データを受け取る。ここでたとえば第３
図ｂのような高調波データに対して、音域ｆにお
ける第ｎ次高調波係数を読み出すアドレスを、 Ad（ｆ，ｎ）＝P1＋（ｎ−１）・ｄ＋Ｗ（ｆ）
……(8)式 と設定することができる。(8)式において、Ｐ１は
基音（倍音）の高調波係数を読み出すアドレス、
ｄは前述のように「とびとびに」読み出すスキツ
プ値、Ｗ（ｆ）は音域的変化データである。(8)式
の計算は形式的には面倒のように見えるが、実際
にはスキツプ値ｄをメモリの一定の上位アドレス
とすれば単なるアドレス操作になり、また音域的
変化データＷ（ｆ）は音域変化パラメータｆのみ
の関数であつて鍵盤のON／OFF毎にしか変化し
ないため、実現は容易である。このようなアドレ
スに対して、メモリ回路１１は(5)式における高調
波係数Cn（ｆ）を発生する一種の変換テーブル：
Ｍとして機能し、 Cn（ｆ）＝Ｍ（Ad（ｆ，ｎ）） ＝Ｍ（P1＋（ｎ−１）・ｄ＋Ｗ（ｆ））
……(9)式 なる高調波係数データを波形発生回路５に供給す
る。これによつて波形発生回路５においては、各
乗算タイムスロツト：ｎごとに、 Ｇ（ｎ，ｓ，ｆ）＝（Ｍ（P1＋（ｎ−１）・ｄ ＋Ｗ（ｆ）））×sin（2πns／Ｓ） ……(10)式 なる演算を行うことになる。ここで３つの時分割
演算パラメーターｎ，ｓ，ｆを同期させるため
に、タイミング回路１４は必要なデータをラツチ
し、また各部分に必要なラツチパルスを供給する
とともに、アドレス発生回路１２のアドレス生成
に関与する。
第４図は、第１図に示す高調波係数回路４に設
けられる、本発明に係る楽音波形の音域的変化処
理操作部分の別の実施例を説明するための具体的
構成例である。第４図において、２１はフーリエ
合成に用いられる１組の高調波係数データを複数
組記憶するメモリ回路、２３は楽音波形の音域的
変化に対応して高調波係数の構成比を音域的に変
化させるためのデータを発生する音域的変化デー
タ設定回路、２２はメモリ回路２１から高調波係
数データを読み出すための読み出しアドレスを前
記音域的変化データに応じて変化させながら発生
させるアドレス発生回路、２５はアドレス発生回
路２２からの読み出しアドレスによつてメモリ回
路２１から読み出された高調波係数データを補間
する補間回路、２４は波形発生回路５およびアド
レス発生回路２２および補間回路２５の時分割動
作を同期させるタイミング回路である。
けられる、本発明に係る楽音波形の音域的変化処
理操作部分の別の実施例を説明するための具体的
構成例である。第４図において、２１はフーリエ
合成に用いられる１組の高調波係数データを複数
組記憶するメモリ回路、２３は楽音波形の音域的
変化に対応して高調波係数の構成比を音域的に変
化させるためのデータを発生する音域的変化デー
タ設定回路、２２はメモリ回路２１から高調波係
数データを読み出すための読み出しアドレスを前
記音域的変化データに応じて変化させながら発生
させるアドレス発生回路、２５はアドレス発生回
路２２からの読み出しアドレスによつてメモリ回
路２１から読み出された高調波係数データを補間
する補間回路、２４は波形発生回路５およびアド
レス発生回路２２および補間回路２５の時分割動
作を同期させるタイミング回路である。
第４図に示す、本発明に係る楽音波形の音域的
変化処理操作部分の別の実施例を説明するための
具体的構成例の動作を第５図に示すグラフを用い
て説明すると、メモリ回路２１においてはたとえ
ば第５図ａのような高調波係数データが代表値と
して格納されるが、このデータ自身は楽音波形の
高調波係数構成と直接対応するものではなく、合
成される楽音波形の任意性に応じて任意に構成で
きる。ここでアドレス発生回路２２の設定する読
み出しアドレスが、(8)式に従つて第５図ｂのＦ３
をスタート点に、ｄ２をスキツプ値として設定さ
れると、補間回路２５においてはメモリ回路２１
の高調波係数データＰ１，Ｐ２，……によつて対
応する補間値が計算される。この補間値を楽音波
形の倍音構成として表わしたのが第５図ｃのグラ
フであり、アドレス発生回路２２の設定する読み
出しアドレスによつて効果的に高調波係数構成が
設定されるのがわかる。この具体的構成例では第
２図よりも構成が複雑に見えるが、メモリ回路２
１に要求されるメモリ容量は非常に少なくなるた
め、実際にはむしろ有効で、補間回路２５の補間
方式をシフト回路による非線型補間等にすれば、
回路規模も少なくてすむ。
変化処理操作部分の別の実施例を説明するための
具体的構成例の動作を第５図に示すグラフを用い
て説明すると、メモリ回路２１においてはたとえ
ば第５図ａのような高調波係数データが代表値と
して格納されるが、このデータ自身は楽音波形の
高調波係数構成と直接対応するものではなく、合
成される楽音波形の任意性に応じて任意に構成で
きる。ここでアドレス発生回路２２の設定する読
み出しアドレスが、(8)式に従つて第５図ｂのＦ３
をスタート点に、ｄ２をスキツプ値として設定さ
れると、補間回路２５においてはメモリ回路２１
の高調波係数データＰ１，Ｐ２，……によつて対
応する補間値が計算される。この補間値を楽音波
形の倍音構成として表わしたのが第５図ｃのグラ
フであり、アドレス発生回路２２の設定する読み
出しアドレスによつて効果的に高調波係数構成が
設定されるのがわかる。この具体的構成例では第
２図よりも構成が複雑に見えるが、メモリ回路２
１に要求されるメモリ容量は非常に少なくなるた
め、実際にはむしろ有効で、補間回路２５の補間
方式をシフト回路による非線型補間等にすれば、
回路規模も少なくてすむ。
第６図は、第１図に示す高調波係数回路４に設
けられる、本発明に係る楽音波形の音域的変化処
理操作部分の更に別の実施例を説明するための具
体的構成例である。第６図において、３１はフー
リエ合成に用いられる１組の高調波係数データを
複数組記憶するメモリ回路、３６は楽音波形の音
域的変化に対応して高調波係数の構成比を音域的
に変化させるためのデータを押鍵検出・発音割当
回路３からのタツチレスポンス情報に応じて発生
する音域的変化データ設定回路、３２はメモリ回
路３１から高調波係数データを読み出すための読
み出しアドレスを前記音域的変化データに応じて
変化させながら発生させるアドレス発生回路、３
４は波形発生回路５およびアドレス発生回路３２
の時分割動作を同期させるタイミング回路であ
る。
けられる、本発明に係る楽音波形の音域的変化処
理操作部分の更に別の実施例を説明するための具
体的構成例である。第６図において、３１はフー
リエ合成に用いられる１組の高調波係数データを
複数組記憶するメモリ回路、３６は楽音波形の音
域的変化に対応して高調波係数の構成比を音域的
に変化させるためのデータを押鍵検出・発音割当
回路３からのタツチレスポンス情報に応じて発生
する音域的変化データ設定回路、３２はメモリ回
路３１から高調波係数データを読み出すための読
み出しアドレスを前記音域的変化データに応じて
変化させながら発生させるアドレス発生回路、３
４は波形発生回路５およびアドレス発生回路３２
の時分割動作を同期させるタイミング回路であ
る。
第７図は第６図に示す音域的変化データ設定回
路３６における動作を説明するための具体的構成
例である。すなわち第７図において、４１は楽音
波形の音域的変化に対応して高調波係数の構成比
を音域的に変化させるためのデータを設定する音
域的変化データ回路、４２は音域的変化データ回
路４１によつて発生される音域的変化データの効
果量を設定するデプス設定回路、４３は演奏にお
けるタツチレスポンス情報に応じてバイアス値を
設定するバイアス設定回路、４４は押鍵検出・発
音割当回路３からのタツチレンポンス情報に応じ
てデプス設定回路４２およびバイアス設定回路４
３を制御するタツチレスポンスコントロール回路
である。
路３６における動作を説明するための具体的構成
例である。すなわち第７図において、４１は楽音
波形の音域的変化に対応して高調波係数の構成比
を音域的に変化させるためのデータを設定する音
域的変化データ回路、４２は音域的変化データ回
路４１によつて発生される音域的変化データの効
果量を設定するデプス設定回路、４３は演奏にお
けるタツチレスポンス情報に応じてバイアス値を
設定するバイアス設定回路、４４は押鍵検出・発
音割当回路３からのタツチレンポンス情報に応じ
てデプス設定回路４２およびバイアス設定回路４
３を制御するタツチレスポンスコントロール回路
である。
６図および第７図に示す、本発明に係る楽音波
形の音域的変化処理操作部分の別の実施例を説明
するための具体的構成例の動作を第８図に示すグ
ラフを用いて説明すると、一般に減衰音系の自然
楽器、たとえばピアノ、ギター、ヴイブラホン、
太鼓等の楽音は第８図ａのような「エンベロー
プ」特性、すなわち音量の時間変化曲線を持つて
いる。しかし電子楽器においてこのような楽音信
号を発生する場合、波形発生回路の波形信号出力
を第８図ａのような音量カーブで振幅変調しただ
けでは自然な音色は得られない。これは、特に打
撃動作を持つ減衰音系の自然楽器の場合、第８図
ｂのＣ曲線に相当する楽器固有の持続音色に加え
て、第８図ｂのＡ曲線ないしＢ曲線のような、打
撃時の特別な立上り音色が楽器の個性として重要
な因子として作用するからである。そこでタツチ
レスポンスコントロール回路４４においては、各
発音チヤンネル毎に発音開始後一定期間、音域的
変化データ回路４１によつて発生される音域的変
化データの効果量を設定するデプス設定回路４２
にタツチレスポンス情報を供給して打撃時の特別
な立上り音色変化の変化量を制御し、またバイア
ス設定回路が設定する楽器固有の持続音色部分の
レベルもコントロールする。更に第８図ｃのよう
にバイアス値Biに加える音域的変化データのレ
ベルを２進シフトさせて簡単な指数特性を持たす
ことで、より効果的なタツチレスポンス特性を実
現できる。
形の音域的変化処理操作部分の別の実施例を説明
するための具体的構成例の動作を第８図に示すグ
ラフを用いて説明すると、一般に減衰音系の自然
楽器、たとえばピアノ、ギター、ヴイブラホン、
太鼓等の楽音は第８図ａのような「エンベロー
プ」特性、すなわち音量の時間変化曲線を持つて
いる。しかし電子楽器においてこのような楽音信
号を発生する場合、波形発生回路の波形信号出力
を第８図ａのような音量カーブで振幅変調しただ
けでは自然な音色は得られない。これは、特に打
撃動作を持つ減衰音系の自然楽器の場合、第８図
ｂのＣ曲線に相当する楽器固有の持続音色に加え
て、第８図ｂのＡ曲線ないしＢ曲線のような、打
撃時の特別な立上り音色が楽器の個性として重要
な因子として作用するからである。そこでタツチ
レスポンスコントロール回路４４においては、各
発音チヤンネル毎に発音開始後一定期間、音域的
変化データ回路４１によつて発生される音域的変
化データの効果量を設定するデプス設定回路４２
にタツチレスポンス情報を供給して打撃時の特別
な立上り音色変化の変化量を制御し、またバイア
ス設定回路が設定する楽器固有の持続音色部分の
レベルもコントロールする。更に第８図ｃのよう
にバイアス値Biに加える音域的変化データのレ
ベルを２進シフトさせて簡単な指数特性を持たす
ことで、より効果的なタツチレスポンス特性を実
現できる。
(5) 発明の効果
以上説明したように、本発明に係る電子楽器に
よれば、楽音波形の音域的変化を実現する上で、
フーリエ合成演算に必要な高調波係数を簡単な構
成で短時間に発生することができるため、高調波
係数の次数およびサンプリングレートおよび回路
規模の制約を克服して、真に音楽的な楽音波形を
発生することができる。また補間回路やタツチレ
スポンスコントロール回路によつて回路規模の節
約およびタツチレスポンス表現を実現すること
で、音楽性豊かな電子楽器を容易に提供できるも
のであり、良質の音楽のために貢献するところ大
である。
よれば、楽音波形の音域的変化を実現する上で、
フーリエ合成演算に必要な高調波係数を簡単な構
成で短時間に発生することができるため、高調波
係数の次数およびサンプリングレートおよび回路
規模の制約を克服して、真に音楽的な楽音波形を
発生することができる。また補間回路やタツチレ
スポンスコントロール回路によつて回路規模の節
約およびタツチレスポンス表現を実現すること
で、音楽性豊かな電子楽器を容易に提供できるも
のであり、良質の音楽のために貢献するところ大
である。
第１図は、本発明による電子楽器の構成を説明
するための構成概念図、第２図は第１図に示す高
調波係数回路４に設けられる本発明に係る楽音波
形の音域的変化処理操作部分を説明するための具
体的構成例、第３図は第２図に示す具体的構成例
の動作を説明するためのグラフ、第４図は第１図
に示す高調波係数回路４に設けられる本発明に係
る楽音波形の音域的変化処理操作部分の別の実施
例を説明するための具体的構成例、第５図は第４
図に示す具体的構成例の動作を説明するためのグ
ラフ、第６図は第１図に示す高調波係数回路４に
設けられる本発明に係る楽音波形の音域的変化処
理操作部分の更に別の実施例を説明するための具
体的構成例、第７図は第６図に示す音域的変化デ
ータ設定回路３６における動作を説明するための
具体的構成例、第８図は第６図および第７図に示
す具体的構成例の動作を説明するためのグラフで
ある。 同図において、１は鍵盤、２は音色設定タブレ
ツト、３は押鍵検出・発音割当回路、４は高調波
係数回路、５は波形発生回路、６は波形記憶回
路、７は音高周波数回路、８はＤ／Ａ変換回路、
９はエンベロープ回路、１０はサウンドシステ
ム、１１はメモリ回路、１２はアドレス発生回
路、１３は音域的変化データ設定回路、１４はタ
イミング回路、２１はメモリ回路、２２はアドレ
ス発生回路、２３は音域的変化データ設定回路、
２４はタイミング回路、２５は補間回路、３１は
メモリ回路、３２はアドレス発生回路、３４はタ
イミング回路、３６は音域的変化データ設定回
路、４１は音域的変化データ回路、４２はデプス
設定回路、４３はバイアス設定回路、４４はタツ
チレスポンスコントロール回路である。
するための構成概念図、第２図は第１図に示す高
調波係数回路４に設けられる本発明に係る楽音波
形の音域的変化処理操作部分を説明するための具
体的構成例、第３図は第２図に示す具体的構成例
の動作を説明するためのグラフ、第４図は第１図
に示す高調波係数回路４に設けられる本発明に係
る楽音波形の音域的変化処理操作部分の別の実施
例を説明するための具体的構成例、第５図は第４
図に示す具体的構成例の動作を説明するためのグ
ラフ、第６図は第１図に示す高調波係数回路４に
設けられる本発明に係る楽音波形の音域的変化処
理操作部分の更に別の実施例を説明するための具
体的構成例、第７図は第６図に示す音域的変化デ
ータ設定回路３６における動作を説明するための
具体的構成例、第８図は第６図および第７図に示
す具体的構成例の動作を説明するためのグラフで
ある。 同図において、１は鍵盤、２は音色設定タブレ
ツト、３は押鍵検出・発音割当回路、４は高調波
係数回路、５は波形発生回路、６は波形記憶回
路、７は音高周波数回路、８はＤ／Ａ変換回路、
９はエンベロープ回路、１０はサウンドシステ
ム、１１はメモリ回路、１２はアドレス発生回
路、１３は音域的変化データ設定回路、１４はタ
イミング回路、２１はメモリ回路、２２はアドレ
ス発生回路、２３は音域的変化データ設定回路、
２４はタイミング回路、２５は補間回路、３１は
メモリ回路、３２はアドレス発生回路、３４はタ
イミング回路、３６は音域的変化データ設定回
路、４１は音域的変化データ回路、４２はデプス
設定回路、４３はバイアス設定回路、４４はタツ
チレスポンスコントロール回路である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 楽音波形の各サンプル点の波形振幅値をフー
リエ合成によつて個々に計算して楽音波形を形成
する方式の電子楽器において、フーリエ合成に用
いられる１組の高調波係数データを複数組記憶す
るメモリ回路と、発生する楽音の音高周波数に対
応して高調波係数の構成比を設定するためのデー
タを設定する音高周波数データ設定回路と、前記
メモリ回路から高調波係数データを読み出すため
の読み出しアドレスを前記音高周波数データに応
じて発生させるアドレス発生回路とを具備し、任
意の構成の高調波係数を楽音の音高周波数に対応
して設定するようにしたことを特徴とする電子楽
器。 ２ 前記アドレス発生回路からの読み出しアドレ
スの下位アドレスに対応した高調波係数データを
計算する補間回路を具備し、前記メモリ回路に格
納される１組の高調波係数データは前記アドレス
発生回路からの読み出しアドレスの上位アドレス
に対応した特徴的な代表点とし、前記補間回路に
よつて前記メモリ回路から読み出される高調波係
数データを補間するようにしたことを特徴とす
る、特許請求の範囲第１項記載の電子楽器。 ３ 前記アドレス発生回路からの読み出しアドレ
スに更にバイアス値を設定して加えるバイアス設
定回路と、前記音高周波数データ設定回路におい
て設定される音高周波数データの効果影響量を設
定するデプス設定回路とを具備し、演奏における
タツチレスポンス情報に応じて前記バイアス設定
回路のバイアス値および前記デプス設定回路の効
果デプス値を制御するようにしたことを特徴とす
る、特許請求の範囲第１項または第２項記載の電
子楽器。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58201664A JPS6093495A (ja) | 1983-10-27 | 1983-10-27 | 電子楽器 |
| US06/665,126 US4638706A (en) | 1983-10-27 | 1984-10-26 | Electronical musical instrument with note frequency data setting circuit and interpolation circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58201664A JPS6093495A (ja) | 1983-10-27 | 1983-10-27 | 電子楽器 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3105799A Division JPH0666040B2 (ja) | 1991-05-10 | 1991-05-10 | 電子楽器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6093495A JPS6093495A (ja) | 1985-05-25 |
| JPH0229228B2 true JPH0229228B2 (ja) | 1990-06-28 |
Family
ID=16444848
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58201664A Granted JPS6093495A (ja) | 1983-10-27 | 1983-10-27 | 電子楽器 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4638706A (ja) |
| JP (1) | JPS6093495A (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4677889A (en) * | 1985-10-25 | 1987-07-07 | Kawai Musical Instrument Mfg. Co., Ltd. | Harmonic interpolation for producing time variant tones in an electronic musical instrument |
| DE3943800B4 (de) * | 1988-11-19 | 2004-09-16 | Sony Computer Entertainment Inc. | Verfahren zum Erzeugen von Quelltondaten |
| US5086475A (en) * | 1988-11-19 | 1992-02-04 | Sony Corporation | Apparatus for generating, recording or reproducing sound source data |
| US4953437A (en) * | 1989-01-17 | 1990-09-04 | Gulbransen Incorporated | Method and apparatus for digitally generating musical notes |
| US5218155A (en) * | 1990-03-30 | 1993-06-08 | Kabushiki Kaisha Kawai Gakki Seisakusho | Tone signal processing apparatus for PCM waveform interpolation and filtering |
| US5747714A (en) * | 1995-11-16 | 1998-05-05 | James N. Kniest | Digital tone synthesis modeling for complex instruments |
| WO2007088500A2 (en) * | 2006-01-31 | 2007-08-09 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Component based sound synthesizer |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US31653A (en) * | 1861-03-12 | Ditching-machine | ||
| US3908504A (en) * | 1974-04-19 | 1975-09-30 | Nippon Musical Instruments Mfg | Harmonic modulation and loudness scaling in a computer organ |
| JPS5917838B2 (ja) * | 1977-11-01 | 1984-04-24 | ヤマハ株式会社 | 電子楽器の波形発生装置 |
| US4205575A (en) * | 1978-05-19 | 1980-06-03 | The Wurlitzer Company | Binary interpolator for electronic musical instrument |
| JPS5521041A (en) * | 1978-07-31 | 1980-02-14 | Nippon Musical Instruments Mfg | Producing musical tone of electronic device and electronic musical device |
| US4352312A (en) * | 1981-06-10 | 1982-10-05 | Allen Organ Company | Transient harmonic interpolator for an electronic musical instrument |
| JPS5865493A (ja) * | 1981-10-15 | 1983-04-19 | 松下電器産業株式会社 | 波形発生装置 |
| GB2113447B (en) * | 1981-12-22 | 1986-07-09 | Casio Computer Co Ltd | Tone signal generating apparatus of electronic musical instruments |
| JPS5940698A (ja) * | 1982-07-27 | 1984-03-06 | ロ−ランド株式会社 | 電子楽器の楽音生成装置 |
| US4444082A (en) * | 1982-10-04 | 1984-04-24 | Allen Organ Company | Modified transient harmonic interpolator for an electronic musical instrument |
| JPS59137997A (ja) * | 1983-01-28 | 1984-08-08 | カシオ計算機株式会社 | 波形メモリ読出し方式 |
| US4566364A (en) * | 1983-06-14 | 1986-01-28 | Nippon Gakki Seizo Kabushiki Kaisha | Electronic musical instrument controlling a tone waveshape by key scaling |
-
1983
- 1983-10-27 JP JP58201664A patent/JPS6093495A/ja active Granted
-
1984
- 1984-10-26 US US06/665,126 patent/US4638706A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4638706A (en) | 1987-01-27 |
| JPS6093495A (ja) | 1985-05-25 |
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