JPH03107898A - Musical tone synthesizer - Google Patents
Musical tone synthesizerInfo
- Publication number
- JPH03107898A JPH03107898A JP1245678A JP24567889A JPH03107898A JP H03107898 A JPH03107898 A JP H03107898A JP 1245678 A JP1245678 A JP 1245678A JP 24567889 A JP24567889 A JP 24567889A JP H03107898 A JPH03107898 A JP H03107898A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- musical tone
- circuit
- resonance
- string
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 claims description 16
- 230000005236 sound signal Effects 0.000 claims description 14
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 4
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 abstract description 19
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 6
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 18
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 13
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 12
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 12
- 230000008859 change Effects 0.000 description 11
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 5
- 230000006870 function Effects 0.000 description 5
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 2
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 2
- 238000009527 percussion Methods 0.000 description 2
- 239000007779 soft material Substances 0.000 description 2
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 210000005069 ears Anatomy 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Electrophonic Musical Instruments (AREA)
Abstract
Description
「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
しなから、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（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れるが、
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４・た。例えば、ピ
アノ等の打弦楽器音のり１音合代装置とし５゛Ｃは、弦
における振動の（１１播遅卸ベシミ上シ・−１１，た；
！ｆ延回路と弦に１）Ｈる音響損失をシミニレ−トした
■、１−バスフィルタとを閉ルー・ブ接続Ｉ〜た構成媚
ハものかよく知られ−（°いる３、この種のγｌ″１合
成装置１．゛おいでは、ハ：／−・か弦を叩く時のＩｌ
ｌ撃に相当する信号（例えばインパル環等）が閉ル・−
ブに人力され、閉ループが共振状態とされる。
ぞ（５で、閉ル・−ブ内を循環する信すか楽ａ Ｇｉ−
ｐｉと（７で取り出さねる。この、よ）にし、Ｘｌ ピ
アノの弦がハンマによ１Ｃ叩かれること１．−よって励
起され、定在波振動が発生Ｖ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γ音
（以ド、この楽音を便宜」６、直接Ｒ’ ；、、呼ぶ）
が忠実に再現される。
１−５かＩｌｌ、実際の自然切器は共鳴ａ７（例えば、
ピアノにおける響板、ｔ・ターにおける箱）を４１（、
こおり、共鳴器か直接音に〕（鳴セること１・：よっ”
Ｃ共鳴音か発生、″てれる。
ｊ（鳴音を直接音と共に再生することが司能な楽音合成
装置としＣは、直接音の楽Ｐ１波形を記録１−６た的接
旨用波形メモリと、共鳴音の波形を記録Ｉ、た共鳴音用
波形メモリとを備え、演奏情報ｊ、゛対応した直接畠波
形および共鳴音波形を読・・チ出１２、重ね合わせＣ出
力するｈ式のものが例えば持分・（４１〜 １５０７４
号公報に間車されている５、１発明が解？、及シようと
Ｖる課題」
ところで、ピアノ等の打弦楽器に千３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１、この衝撃に
対″４′る共鳴器′か発生志４“Ｌろ４、ま］、−１輻
゛ター等の撥弦楽器においても、ビックあるいは１１′
Ｘ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ずる３６すなわ
ら、実際の自然梨型においては、発へ体υ定在波振動が
直接放射される直接音、共鳴器：こよ−・て発生される
直接音の共鳴＆、および、発音体ギ一・駆動する時に発
音体に加えられる（ｈ撃が共鳴’Ａ’Ｆｉに伝播するこ
とによって発生される’１％ ’！！１％Ｎ （以ド、
この共鳴音を便宜１−１過渡音ど呼ぶ）の３種の音が発
生され、これらを混合したものが楽音Ｊし、５て聴取さ
れる。しかしなから、］二述し、た従来の楽音、′″ｉ
代４置は、直接音および直接音に対する共鳴音を再現す
ることはできたか、演奏時の衝撃に蟻づ（過渡音を再現
ｒることがこきず、このため、現号゛味のある自？〜楽
器音を発生することができないといパ）問題があった。
また、楽器からｔ、生される過渡音を抽出ｔ２ご波形メ
モ１１に記録し１、合成によって得られる直接＆および
直接音の共鳴音と宙ね△・わせて再生するといまた方法
も試みられたが、過度音の抽出は技術的に難しく、９大
な方力を必要とする割に、満足な過渡合がなかなか得ら
れないとい）問題があった。特に、過７度音をＰＣＭの
ような録音再生ｈ゛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（２二よ・）で太きく
ｉＥ右され、場合によ−）では、過渡音が耳障りにな
ることがある。１
こｔ＋）発明は、１〜．述した事情に鑑〆Ｖごなされた
もので（ｂす、実際の自′ＩＫ楽器から発生される過渡
音を；１んた楽音を容部に再現することができる楽音合
［戊五目を提（１１ｒることを目的とし、ている。
［課題を解決するための手段−ｊ
この発明は、演奏情報に対応し、た駆動信号を発生′す
る駆動（ｇ号発生手段と、
前記駆動信号に対する共鳴高信号を発、生ずる。！１：
鳴丁、段と、
前記駆動信号に対して前記演奏情報に対応し？。
信号処理を施し５、楽音信号を形成する全高形成手段と
、
前記共鳴手段の出力信号と楽音形成手段から出力される
楽音信号とを演々情報に応じて混合し２出力する出力手
段と
を具備することを特徴とし１ている。
１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ケる駆動伝りが、駆動信号発
生手段によって発生される３、ぞ（。
で、この駆動イ５すに対し２、楽音形成丁、段によ−）
て演奏情報に対応し、た信号処理が施され、楽音信−子
が形成される。また、駆動信号に対し、て共鳴効翳を付
与し、た共ｌｌ！％音信号が共す１）手段によって発ｑ
、される。そして、この共鳴音信号と、楽音形成手段に
よって形成された楽音信号とが、混合手段によって、混
合されて出力される。
「実施例」
以下、図面を参照し、本発明の詳細な説明する。"Industrial Application Field" The present invention relates to a musical tone synthesis device suitable for use in synthesizing musical tones of a percussed string instrument, a plucked string instrument, a bowed string instrument, a percussion instrument, or the like. "Prior Art" Traditionally, musical tone synthesis devices have used a waveform memory method in which various musical sound waveforms of natural musical instruments are PCM encoded and recorded in a waveform memory, etc., and a waveform corresponding to performance information is read out from the waveform memory and played back. are generally known. However, natural musical instruments produce a wide variety of musical tones depending on the performance situation. For example, in wind instruments, the timbre changes in a variety of ways as the blowing pressure changes. If an attempt is made to generate these multiple tone waveforms using a waveform memory type musical tone synthesis device, it would be impossible to realize this because an extremely large storage capacity would be required for the waveform memory.
It is possible to synthesize multiple musical sound waveforms through calculations or to modulate them to create a variety of musical sound waveforms.
In this case as well, the amount of calculation becomes extremely large, making it difficult to implement. Therefore, a musical tone synthesis device was proposed that synthesized musical tones by operating an electrical model that simulated the sound production mechanism of a natural musical instrument. For example, in the case of a one-note synthesis device for a percussed stringed instrument such as a piano, 5°C is the vibration in the string (11, -11,
! It is well known that the configuration in which the acoustic loss caused by the extension circuit and the strings is simulated (1) and the bass filter is connected in a closed loop is well known (3). γl''1 Synthesizing device 1. ``Come on, C:/-・Il when hitting the strings
If the signal corresponding to a single strike (for example, an impulse ring, etc.) is a closed loop -
The closed loop is placed in a resonant state. (At 5, there is a loop circulating inside the closed loop.)
Pi and (take it out at 7. This, yo), and Xl The piano string is struck by a hammer at 1C 1. - Therefore, the phenomenon of being excited and generating standing wave vibrations is faithfully reproduced,
γ sound caused by the standing wave vibration of the string being directly radiated to the surroundings (hereinafter, this musical sound will be referred to as "6", "direct R'")
is faithfully reproduced. 1-5 or Ill, the actual natural cutter is resonance a7 (for example,
41 (soundboard in piano, box in t-tar)
Cool, resonator or direct sound]
C is a musical tone synthesizer capable of reproducing the resonance tone together with the direct tone, and C is a waveform memory for glyphs 1-6 that records the waveform of the music P1 of the direct tone. and a resonant sound waveform memory that records the waveform of the resonant sound, and reads the corresponding direct Hatake waveform and resonant sound waveform. For example, equity (41-15074
Are the 5.1 inventions interspersed in the publication the solution? By the way, in percussion instruments such as pianos, when the strings are struck by a hammer, the impact propagates to the soundboard, and a resonator is used to counteract this impact. Even in plucked string instruments such as 4 "L, 4, ma], -1 radiators, big or 11'
The impact applied to the string by X is transmitted to the box via the bridge, and a resonance sound is generated in response to this impact. The direct sound generated by the resonator, and the resonance of the direct sound generated by the resonator, and the resonance of the direct sound generated by the resonator, and the direct sound that is applied to the sounding body when it is driven. '1%'!!1%N (hereinafter,
Three types of sounds (referred to as 1-1 transient sounds for convenience) are generated, and a mixture of these sounds is called a musical sound J and is heard at 5. However, the conventional musical tones mentioned above,
The fourth position was not able to reproduce the direct sound and the resonance sound for the direct sound. ?~ There was a problem with not being able to generate instrument sounds. In addition, a method has also been tried in which the transient sound produced by the musical instrument is extracted, recorded in the waveform memo 11, and played back in conjunction with the direct and resonance sound of the direct sound obtained by synthesis. However, extracting transient sounds is technically difficult and requires a large amount of force, but there are problems in that it is difficult to obtain a satisfactory transient sound. In particular, when attempting to reproduce a hyperseventh sound using a sound source using a recording/playback method such as PCM, the quality of the sound will depend on the recording technology (22, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, and 2), depending on the case. In this case, transient sounds may become harsh to the ears. 1) The invention is based on 1 to . In view of the circumstances mentioned above, it has been developed that the transient sounds generated by actual self-IK musical instruments can be reproduced in one volume. (11r) [Means for Solving the Problems-j] This invention provides a drive (g generation means) for generating a drive signal corresponding to performance information, and a drive signal corresponding to the drive signal. Generates a high resonance signal.!1:
Does the performance information correspond to the drive signal? . A total height forming means for performing signal processing 5 and forming a musical tone signal, and an output means for mixing the output signal of the resonance means and the musical tone signal output from the musical tone forming means according to the performance information and outputting the mixture. It is characterized by 1. According to the above configuration, based on the performance information, the drive signal generating means generates a drive transmission equivalent to the impact given to the sound generation system during performance. 2 for A 5, musical tone formation, dan-)
A musical tone signal is formed by performing signal processing corresponding to the performance information. In addition, a resonance effect is added to the drive signal, giving the drive signal a resonance effect. % Sound signal is generated by means of 1) q
, will be done. This resonance signal and the musical tone signal formed by the musical tone forming means are mixed by the mixing means and output. "Example" Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
【第１実施例】
第１図はこの発明の第１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 （ｌｊ−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
ジタル信号か記憶されている。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。駆動信号発生回路３としては、このような波
形ＲＯＭを用いた構成の他、種々の構成か考えられるが
、衝撃に相当する波形を忠実に再生することが可能なも
のが望ましい。なお、この駆動信号発生回路として有効
な構成例について後で詳細に説明する。
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
信号か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か
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２
ｃ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５ＤＲＹ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４は、ピアノの響板の音響特性をシミュレート
したものであり、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。
一般にピアノの響板は多数の共振周波数を有するか、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４を実現することができる。この共
鳴回路４によって、駆動信号発生回路３から出力された
衝撃信号ＩＰに対して共鳴効果が与えられる。この結果
、ノ・ンマから弦に与えられたｉ撃が響板に伝播し、響
板が共鳴することによって発生される過渡者に対応した
過渡音信号５ＴＲＮが出力される。なお、共鳴回路４の
構成例については、後述する。
混合回路５は、乗算器Ｏａｌ ５ ｂおよび加算器５Ｃ
によって構成される。乗算器５ａには、前述の過渡音信
号５ＴＲＮが入力され、楽音制御回路１から供給される
乗算係数γ、が乗しられる。また、乗算器ＤＩ）には、
前述の直接音信号Ｓ ｌ） ＲＹか入力され、楽音制御
回路１から供給される乗算係数γ４、か乗じられる。そ
し、て、各乗算結果が、加ヤ器＋５ Ｃによ、ってｊＪ
ｉｌ算され、加算結緊が楽音信号として出力され、る５
、
以ド、この楽音ｈ５′ｉ、装置１．こ鍵盤ユニフトを接
続し１、鍵盤例電−Ｊ′−梨器を構成する場合を想定［
１、動作を説明する。、、鍵盤−コ、ニットにおいζ鍵
の操作が検知さ才するど、＆・高指定のためのキーコー
ド情報ＫＣ，名色パラメータ′１′Ｎか楽音制御回路１
から出すされ・、これ［、の制御情報に従って、楽高形
１戊回路：ビにおける遅延回路２ｂの遅延時間設定、フ
ィ・し７２ ｃのフィルタ演算用係数の設定が行われる
５、次いで、楽音制御回路１から牛−オン信号Ｋ Ｅ
ＹＯ−か出力さイ′する。この結果、駆動信号発生回路
：うが駆動さ第１、−１−述１１．たように過渡音（Ｈ
＜ｑＳ′ｒＲ＼および直接音信号ｓ ｌ） Ｒｙか各々
発生される。
さて、」−述の過渡音Ｓ Ｔ ＲＮおよび直接音Ｓ Ｉ
Ｉ）Ｒ）′の発生に先立って、楽音制御回路１によ−）
で混合回路５における乗算係数７１．γ、が設定される
。具体的には、ビア／の場合、高音になる程、過渡へ゛
か強調されるので、高音になるに従：）−１：乗算係数
γ、が乗算係数γ、に対して大きくなるように、谷係数
か設定される。このように１−で、弦をハンマによって
打撃し、た時の過渡音と弦の振動による直接音とが音高
に応じた比率でバランス良くｍ、 ’Ｎされた自然感に
富んだ楽音が発生される。
なお、このように各係数の比率を音高に応じ”こ変える
他、例えば、楽音発生開始角切は乗算ｔ１′８故？・、
は大きな値に９乗算係数γ、は小さな値に設定して過渡
音、を強調し、それ以後は時間経過（−伴一〕て徐々に
乗算係数γ、を小さな値に、乗算係数γ。
は大きな値に変化させるようにすると、さらに臨場感に
富んた楽音が発（１ニされる。First Embodiment FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a piano tone musical tone synthesis apparatus according to a first embodiment of the present invention. In the musical tone control circuit 1 shown in the figure, various control information is generated in response to operation information input from the outside. The operation of the entire device is controlled by this control information. The musical tone forming circuit 2 is a circuit that forms a direct sound corresponding to the operation information, and includes an adder 2a, a delay circuit 2b that simulates the propagation delay of vibrations in the strings, and a filter 2c that simulates the acoustic loss of the strings. Realized by a closed loop circuit. The drive signal generation circuit 3 has a waveform ROM (lj-only memory), and this waveform ROM contains a signal waveform corresponding to the impact when hitting a string with a hammer (this signal waveform includes, for example, many frequency components). A time-series digital signal obtained by PCM encoding is stored. When a musical tone is generated, when a key-on signal KEYON is supplied from the musical tone control circuit 1, digital signals are sequentially read from the waveform ROM and supplied to the musical tone forming circuit 2 and resonance circuit 4 as an impact signal IP. Although various configurations are conceivable for the drive signal generation circuit 3 in addition to the configuration using such a waveform ROM, it is desirable that the drive signal generation circuit 3 be capable of faithfully reproducing the waveform corresponding to an impact. Note that an effective configuration example of this drive signal generation circuit will be described in detail later. In the musical tone forming circuit 2, the impact signal IP is sent to the adder 2a.
-> Delay circuit 2b -> It circulates through a closed loop consisting of filter 2c. This closed loop operates as a resonant circuit having a first-order resonant frequency corresponding to the reciprocal of the delay time required for a signal to go around the closed loop, and a higher-order resonant frequency that is an integral multiple of the first-order resonant frequency. By circulating the drive signal in a closed loop, each of the above-mentioned resonance frequency components in the drive signal is emphasized. Here, the delay circuit 2b is realized, for example, by a shift register or the like capable of switching the number of stages, and the delay time is switched by key code information KC supplied from the tone control circuit 1. By doing this, the time it takes for the signal to make one circuit through the closed loop, that is, the primary resonance frequency of the musical tone, is switched in correspondence with the string. Also, filter 2
c is usually realized by a low-pass filter. Here, since each string strung on the piano has a different frequency characteristic of vibration damping rate, a tone parameter TN corresponding to the string is given from the musical tone control circuit 1 to the filter 2c, and this tone parameter Accordingly, the coefficients for filter calculation in the filter 2c can be switched. In this way, the dry signal 5DRY having the pitch and timbre specified by the musical tone control circuit 1 is generated. In addition to the above-described configuration, the musical tone forming circuit 2 may be configured by, for example, an FM sound source or a PCM sound source. The resonance circuit 4 simulates the acoustic characteristics of a piano soundboard, and is realized by a closed loop circuit including a delay circuit and a filter, such as the one used in the tone forming circuit 2 described above. In general, a piano soundboard has a large number of resonant frequencies, or accordingly, by connecting multiple closed loop circuits with different resonant frequencies in parallel, a resonant circuit 4 that faithfully reproduces the acoustic characteristics of a piano soundboard is realized. be able to. This resonance circuit 4 gives a resonance effect to the impact signal IP output from the drive signal generation circuit 3. As a result, the i-blow given to the strings by the soundboard propagates to the soundboard, and a transient sound signal 5TRN corresponding to the transient generated by resonance of the soundboard is output. Note that a configuration example of the resonance circuit 4 will be described later. The mixing circuit 5 includes a multiplier Oal 5b and an adder 5C.
Consisted of. The aforementioned transient sound signal 5TRN is input to the multiplier 5a, and is multiplied by the multiplication coefficient γ supplied from the musical tone control circuit 1. In addition, the multiplier DI) has
The above-mentioned direct sound signal S1) RY is inputted and multiplied by a multiplication coefficient γ4 supplied from the musical tone control circuit 1. Then, each multiplication result is added by adder +5 C, then jJ
il is calculated, and the sum is output as a musical tone signal.
, This musical tone h5'i, device 1. Assume that this keyboard unit is connected to configure a keyboard unit.
1. Explain the operation. ,,keyboard-ko,knit odor ζ key operation is detected, &・key code information KC for high specification, name color parameter '1'N or musical tone control circuit 1
According to the control information of the musical tone 1, the delay time of the delay circuit 2b in the circuit B and the coefficient for filter calculation of the filter 72c are set. Cow-on signal K E from control circuit 1
YO- or output. As a result, the drive signal generation circuit is driven. Transient sound (H
<qS'rR\ and a direct sound signal sl)Ry are generated, respectively. Now, the transient sound S T RN and the direct sound S I
I) Prior to the generation of R)', the tone control circuit 1 -)
The multiplication coefficient 71 in the mixing circuit 5 is 71. γ is set. Specifically, in the case of via/, the higher the pitch, the more the transient is emphasized, so as the pitch gets higher, -1: The multiplication coefficient γ becomes larger with respect to the multiplication coefficient γ. Valley coefficient is set. In this way, when the string is hit with a hammer, the transient sound produced by hitting the string with a hammer and the direct sound caused by the vibration of the string are balanced in a proportion corresponding to the pitch, producing a musical tone rich in naturalness. generated. In addition to changing the ratio of each coefficient depending on the pitch, for example, the cutoff at the start of musical tone generation is multiplied by t1'8.
9 multiplication coefficient γ is set to a large value, and transient sound is emphasized by setting it to a small value, and after that, the multiplication coefficient γ is gradually reduced to a small value, and the multiplication coefficient γ is set to a small value. If you change the value to a large value, a musical tone with even more realism will be produced.
【第２実施例］
第２図はこの発明の第２実施例によるピアノ音の楽音合
成装置の構成を小ずブロック図である。
なお、同図において、丘述した第１図と対応する部分に
は同一の符号が（＝１’ Ｌ−ｒある。
本実施例では、駆動信号発生回路３から出力される衝撃
信号））〕と楽音形成回路２から出力される直接盲信■
５ＤＲＹとを混合する／ｊ（１，自回路６庖設け、この
混り回路６の出力を共鳴回路４に入力するようにし、た
点が前述の第１実施例と異なる。
ここ−ぴ、混（）回路６には楽音制御回路１ａから東１
５、係数γ５．γ４が供給され、衝撃音信号ＩＰおよび
直接音Ｓ ＤＲＹの混合比１玉か制御される。具体的に
は、発生する楽音が高音になる程、乗算係数γ、は大き
な値に、乗算係数７４は小さな値に設定さ（］、ＩＲ信
号Ｉ信号比率が大きくなるように制御される。
この楽音合成装置によれば、ハンマによって弦を打撃し
た時の衝撃および弦に励起された振動の両ノｊが響仮に
伝播することによって得られる共鳴音に相当する信′−
；が共鳴回路４から出力され、この共鳴回路４の出力信
号と直接音４７１号Ｓ １）ＲＹとか混合回路５によっ
て混合されて出力される。従２、て、実際の自然楽器に
おい°Ｃ発生されるような直接音、［６接高に対する共
鳴音、および過渡音かバランス良＜ ｌＩＩ： ｉ’ｆ
Ｌ、た楽音を発生ずることかできる。
【駆動信号発生回路の構成例］
第３図は上記第１および第２実施例における駆動信号発
生回路３の別の構成例を示“ケブロノク図である。この
駆動信号発生回路は、ピアノ６）ハンマおよび弦の動作
を忠実にシミュレートしたちのである。同図において、
遅延回路２１、加算器２２、フィルタ２３、位相反転回
路２４、遅÷ｇ回路２；）、加算器２（３および位相反
転回路２７によ−）て構１戊されるループ回路２８は、
ビア／の弦の動作をン・ミュレー トシ、たちのである
。さらに詳述するさ、遅延回路２１および２５は振動か
弦を伝播“り際の伝播遅延をノミュレートしたものであ
り、フィルタ２３は振動か弦を伝播する時の減衰をシミ
ュレートしたものであり、位相反転回路２１ｆ３よび２
７は弦を伝播する振動が固定端において夕、射される時
の位相反転をシミュレートシたものである。ここで、遅
延回路２１および２５の遅延時間は杓弦する弦の音高に
対応し切り換えられるうまた、フィルタ２３におけるフ
ィルタ、寅算゛用の（糸数も弦の音高に応じて切・〕換
えろ４１、帯域通：ｔｈ ；−、”ｔ性が制御される。
そして、位相反転回路２７の出力に乗算器２８ａによっ
て係数β１が乗じられ、位相反転回路２４の出力に乗算
器２８ｂによって乗じられ、各乗算結果が加算器２８ｃ
によって加算され、加算結果が衝撃音信号ＩＰとして出
力される。ここで、係数β１．β、は打弦する弦に対応
し切り換えられる。
すなわち、弦に発生した振動の響板への伝播の仕方は弦
と響板との位置関係によって変わってくるが、このよう
に係数β、およびβ、を打弦する弦に対応して切り換え
ることにより、各弦の響板との位置関係を考慮して衝撃
音信号ＩＰを発生することができる。
遅延回路２１および２２の出力信号が加算器２９によっ
て加算され、弦の速度に相当する信号■Ｓ、か出力され
る。この信号Ｖｓ、に乗算器３０によって係数ａｄｍが
乗算される。なお、この係数ａｄｍについては後述する
。
そして、乗算器３０の出力信号が加算器３１および１サ
ンプル周期遅延回路３２によって構成される積分回路３
３によって積分される。この結果、第４図に示すピアノ
の弦ＳＰの基準線ＲＥＦからの変位に相当する信号Ｘが
得られ、信号Ｘか減算器３４に入力される。減算器３４
のもう一方の入力端には後述する積分器３８から出力さ
れるハンマＨＭの変位に相当する信号ｙ（第４図参照）
か入力される。そして、減算器３４から信号ｙと信号Ｘ
の差信号ｙ−ｘ、すなわち、ハンマＨＭと弦ＳＰとの相
対変位に相当する信号が出力される。ここで、弦ＳＰに
ハンマＨＭが食い込んでいる場合、ＹＸは正となり、弦
ＳＰとハンマＨＭとの間にはその食い込み量ｙ−ｘに応
じた反撥力が働く。一方、弦ＳＰのハンマＨＭが軽く触
れているだけの状態あるいは弦ＳＰからハンマＨＭか離
れている場合、ｙ−ｘはＯあるいは負であり、反撥力は
０である。
ＲＯＭ３５には、弦ＳＰとハンマＨＭとの相対変位Ｙ−
Ｘと弦ＳＰとハンマＨＭとの間に働く反撥力Ｆとの関係
を示す非線形関数Ｂのテーブルが記憶されている。第５
図はハンマＨＭがフェルト等の柔らかい材料で作られて
いる場合における非線形弦ＳＰにハンマＨＭが食い込ん
でいる場合、ｙ−ｘは正となり、弦ＳＰとハンマＨＭと
の間にはその食い込み量ｙ−ｘに応じた反撥力が働く。
一方、弦ＳＰのハンマＨＭが軽く触れているだけの状態
あるいは弦ＳＰからハンマＨＭが離れている場合、ｙ−
ＸはＯあるいは負であり、反撥力はＯである。
ＲＯＭ ３５には、弦ＳＰとハンマＨＭとの相対変位Ｙ
−Ｘと弦ＳＰとハンマＨＭとの間に働く反撥力Ｆとの関
係を示す非線形関数Ｂのテーブルが記憶されている。第
５図はハンマＨＭがフェルト等の柔らかい材料で作られ
ている場合における非線形関数Ｂを例示したものである
。同図に示すように、ｙ−ｘがＯまたは負の場合、すな
わち、ハンマＨＭが弦ＳＰを叩いていない状態では、反
撥力ＦはＯてあり、ハンマＨＭが弦ＳＰを叩く場合、反
撥力Ｆは相対変位Ｙ−Ｘか大きくなるのに緩やかに大き
くなる。なお、ハンマＨＭが硬い材質の場合は、ｙ−ｘ
に対しＦが急峻に立ち上がるように非線形関数Ｂを設定
する。
このようにして、ＲＯＭ ３５からその時点におけるハ
ンマＨＭと弦ＳＰとの相対変位ｙ−ｘに応じた反撥力に
相当する信号Ｆが得られ、この信号Ｆに乗算器３６によ
って乗算係数−１／Ｍが乗算される。ここで、Ｍはハン
マＨＭの慣性質量に相当する係数であり、乗算器３６か
らはハンマＨ＞１の加速度に相当する信号αか出力され
る。この信号αは積分器３７によって積分され、積分器
３７からハンマＨＭの速度変化分に相当する信号βが出
力される。そして、この信号βはハンマＨＭの初速度に
相当する信号■。と共に積分器３８に入力され、積分器
３８から前述したハンマＨＭの変位に相当する信号ｙか
出力される。
一方、ＲＯＭ３５から出力されるハンマＨＭと弦ＳＰと
の反撥力に相当する信号Ｆが、ハンマＨＭによって弦Ｓ
Ｐに与えられる速度変化分として、ループ回路２８の加
算器２２および２６に入力される。本来ならば、反撥力
に相当する信号Ｆに対し、弦ＳＰの速度変化に対する抵
抗に相当する係数を乗じて弦ＳＰの速度変化分を算出し
、ループ回路２８に入力するところであるが、本実施例
では、上述した乗算係数ａｄｍに上記抵抗に相当する係
数を含ませている。
以下、この駆動信号発生回路の動作を説明する。
打弦前の状態では、ハンマＨＭは弦ＳＰから離れており
、相対変位ｙ−ｘは負の値となっている。また、積分器
３２，３７．３８における１サンプル周期遅延回路はす
べてＯにリセットされている。そして、図示してない楽
音発生制御回路からハンマの初速度に相当する信号Ｖ。
が出力されると、この信号は積分器３８によって積分さ
れ、ハンマＨＭの変位に相当する信号ｙが時間経過と共
に負から正に向って変化する。この期間、ハンマＨＭと
弦ＳＰとは離れていて相対変位ｙ−ｘは負の値となって
おり、第５図に示すように信号ＦはＯであるため、積分
器３７の出力βはＯである。従って、積分器３８では初
速度■。のみか積分され、ハンマの位置に対応した積分
値ｙは負から正、すなわち、弦ＳＰに近つく方向に次第
に変化する。
そして、ハンマＨＭが弦ＳＰに衝突し、相対変位ｙ−ｘ
がＯを越えて正の値になると、ＲＯＭ３５から相対変位
ｙ−ｘに応じた大きさの反撥力に相当する信号Ｆが出力
される。そして、上述したように、この信号Ｆに係数−
１／Ｍが乗じられてノ１ンマＨＭの加速度に相当する信
号α（負の値）が演算され、さらに信号αが積分されて
速度変化分に相当する信号βが求められる。ここで、信
号βは負の値となるので、積分器３８では、初速度Ｖ０
が信号βの分だけ減速されて、積分が行われるので、ハ
ンマＨＭの変位ｙの増加の時間的変化は徐々に鈍くなる
。また、この期間、ハンマＨＭの変位ｙは正方向に増加
するが、相対変位ｙ−Ｘが増加するため第５図の矢印Ｆ
、に示すように、ハンマＨＭが弦ＳＰから受ける反撥力
Ｆは徐々に増大する。
従って、加速度αおよび速度変化分βは負の方向に太き
（なる。そして、信号βの大きさが初速度ｖ０を越え、
ハンマＨＭの速度の方向が弦ＳＰから離れる方向に逆転
すると、ｙは負の方向に変化する。そして、ハンマＨＭ
と弦ＳＰの相対変位ｙ−Ｘは徐々に小さくなり、ハンマ
ＨＭが弦ＳＰから受ける反撥力に相当する信号Ｆは徐々
に小さくなる（矢印Ｆ、）。そして、相対変位ｙ−Ｘ＜
Ｏｌすなわち、ハンマＨＭが、弦ＳＰから離れ、弦ＳＰ
の弾性特性から解放された状態となって打弦動作が終了
する。このようにして打弦動作時における弦ＳＰの反撥
力に相当する信号Ｆが演算され、この信号ＦがハンマＨ
Ｍの弦ＳＰの速度変化への寄与分としてループ回路２８
に入力される。このようにして、ループ回路２８内に、
弦ＳＰの速度変化を付与する信号が励振信号として与え
られ、同回路内を循環し、フィルタ２３によって徐々に
減衰される。そして、ループ回路２８における位相反転
回路°２７および２４の出力に基づいて衝撃音信号ＩＰ
が発生される。
この駆動信号発生回路によれば、ピアノの弦をハンマで
叩いた時に弦に発生する衝撃を忠実に現した衝撃音信号
ＩＰが得られる。従って、この駆動信号発生回路を上記
第１および第２実施例に示した楽音合成装置に適用する
ことにより、さらに現実のピアノ音を忠実に再現するこ
とができる。
なお、この駆動信号発生回路の場合、ループ回路２８を
循環する信号としてピアノの弦の振動に対応した直接音
信号が得ちれるので、この駆動信号発生回路を上記第１
および第２実施例に適用する場合は、楽音形成回路２を
省略することかできる。
【共鳴回路の構成例】
第６図は上記第１および第２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。たたし、第６図の共
鳴回路はステレオ再生への対応を考慮し、左チヤネル用
出力しおよび右チヤネル出力Ｒを有する構成となってい
る。従って、この共鳴回路を°上記第１および第２実施
例に適用する場合、左チヤネル用出力しおよび右チヤネ
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、左右どちらか一方のチャ
ネル出力を使用する。
この共鳴回路は、第６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を
シミュレートしたものであり、各閉ルーブ回路７１〜７
４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用１皮数として有する。
閉ループ回路７１は、加算器１７１、遅延回路１７２、
オールバスフィルタ１７３およびよく知られたローパス
フィルタ１７４によって構成される。ここで、オールバ
スフィルタ１７３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、
バッファ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
されなから、閉ループ内を循環する。なお、このような
オールバ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を循環する信号が、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、バッファ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バスフィルタ９１および９
２を各々介し、左チヤネル用出力信号Ｌ、右チヤネル用
出力信号Ｒとして出力される。なお、オールバスフィル
タ１７３．９１および９２としては、従来公知の第７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、各々を左チヤネル用出力しおよび右チヤネル
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、直接音に対する共鳴音と過
渡者を共通の共鳴回路４によって発生するようにしたが
、各々、別の共鳴回路で発生するようにしてもよい。ま
た、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、多くの種類の自然漆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、ギターの胴などを叩くことによって発生される過渡
者を発生することかできる。また、この楽音合成装置に
よれば、例えば、ビア／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（デジタル信号ブロセ、す）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、前記駆
動信号に対する共鳴音信号を発生する共鳴手段と、前記
駆動信号に対し演奏情報に対応した信号処理を施し、楽
音信号を発生する楽音形成手段と、前記共鳴手段の出力
信号と楽音形成手段から出力される楽音信号とを演奏情
報に応じて混合し出力する出力手段とを設けたので、楽
器の演奏時に発生される過渡者を含んだ自然感に富んだ
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。[Second Embodiment] FIG. 2 is a small block diagram showing the configuration of a piano tone musical tone synthesis apparatus according to a second embodiment of the present invention. In addition, in the same figure, the parts corresponding to those in FIG. and the direct blind faith output from the musical tone forming circuit 2■
This differs from the first embodiment described above in that 6 self-circuits are provided and the output of this mixed circuit 6 is input to the resonant circuit 4. () Circuit 6 includes the east 1 from the musical tone control circuit 1a.
5, coefficient γ5. γ4 is supplied, and the mixing ratio of the impact sound signal IP and the direct sound SDRY is controlled to 1 level. Specifically, the higher the generated musical tone, the larger the value of the multiplication coefficient γ, and the smaller the value of the multiplication coefficient 74 (), the higher the IR signal I signal ratio is controlled. According to the musical tone synthesizer, a sound corresponding to a resonance sound obtained by the acoustic propagation of both the impact when a string is struck by a hammer and the vibration excited in the string is generated.
; is output from the resonance circuit 4, and the output signal of this resonance circuit 4 and the direct sound No. 471 S1) RY are mixed and outputted by the mixing circuit 5. 2. Direct sounds such as those generated by actual natural musical instruments, [6 resonant sounds with respect to the contact height, and transient sounds are well-balanced <lII: i'f
L, can generate musical tones. [Example of Configuration of Drive Signal Generation Circuit] FIG. 3 is a "Kebronok" diagram showing another example of the configuration of the drive signal generation circuit 3 in the first and second embodiments. This faithfully simulates the action of the hammer and string.
The loop circuit 28 is composed of the delay circuit 21, the adder 22, the filter 23, the phase inversion circuit 24, the delay ÷g circuit 2;), the adder 2 (3 and the phase inversion circuit 27),
It simulates the action of the strings in the via. More specifically, the delay circuits 21 and 25 simulate the propagation delay when the vibration propagates through the string, and the filter 23 simulates the attenuation when the vibration propagates through the string. Phase inversion circuits 21f3 and 2
7 simulates the phase reversal when the vibration propagating through the string is radiated at the fixed end. Here, the delay times of the delay circuits 21 and 25 can be switched according to the pitch of the string being played, and the number of threads for the filter and calculation in the filter 23 can also be changed according to the pitch of the string. Change 41, band pass: th ;-, "t characteristic is controlled. Then, the output of the phase inversion circuit 27 is multiplied by the coefficient β1 by the multiplier 28a, and the output of the phase inversion circuit 24 is multiplied by the multiplier 28b. and each multiplication result is sent to the adder 28c.
and the addition result is output as an impact sound signal IP. Here, coefficient β1. β is switched depending on the string to be struck. In other words, the way the vibrations generated in the strings are propagated to the soundboard varies depending on the positional relationship between the strings and the soundboard, but in this way the coefficients β and β can be switched depending on the string being struck. Accordingly, it is possible to generate the impact sound signal IP in consideration of the positional relationship of each string with the soundboard. The output signals of the delay circuits 21 and 22 are added by an adder 29, and a signal S corresponding to the speed of the string is output. This signal Vs is multiplied by a coefficient adm by a multiplier 30. Note that this coefficient adm will be described later. Then, the output signal of the multiplier 30 is input to an integrating circuit 3 constituted by an adder 31 and a one-sample period delay circuit 32.
It is integrated by 3. As a result, a signal X corresponding to the displacement of the piano string SP from the reference line REF shown in FIG. 4 is obtained, and the signal X is input to the subtracter 34. Subtractor 34
The other input terminal receives a signal y corresponding to the displacement of the hammer HM output from an integrator 38 (see FIG. 4), which will be described later.
is input. Then, from the subtracter 34, the signal y and the signal
A difference signal y-x, that is, a signal corresponding to the relative displacement between the hammer HM and the string SP is output. Here, when the hammer HM is biting into the string SP, YX becomes positive, and a repulsive force acts between the string SP and the hammer HM in accordance with the biting amount y-x. On the other hand, when the hammer HM of the string SP is only lightly touching, or when the hammer HM is far from the string SP, y-x is O or negative, and the repulsive force is 0. The ROM 35 stores the relative displacement Y- between the string SP and the hammer HM.
A table of a nonlinear function B showing the relationship between X and the repulsive force F acting between the string SP and the hammer HM is stored. Fifth
The figure shows that when the hammer HM is made of a soft material such as felt and is biting into the nonlinear string SP, y-x is positive, and the amount of biting y is between the string SP and the hammer HM. - A repulsive force according to x acts. On the other hand, if the hammer HM of the string SP is only lightly touching or the hammer HM is far away from the string SP, then y-
X is O or negative, and the repulsive force is O. ROM 35 stores the relative displacement Y between the string SP and the hammer HM.
A table of a nonlinear function B showing the relationship between -X and the repulsive force F acting between the string SP and the hammer HM is stored. FIG. 5 illustrates the nonlinear function B when the hammer HM is made of a soft material such as felt. As shown in the figure, when y-x is O or negative, that is, when the hammer HM is not hitting the string SP, the repulsive force F is O, and when the hammer HM is hitting the string SP, the repulsive force F is O. F gradually increases as the relative displacement Y-X increases. In addition, if the hammer HM is made of a hard material, y-x
The nonlinear function B is set so that F rises steeply with respect to In this way, a signal F corresponding to the repulsive force corresponding to the relative displacement y-x between the hammer HM and the string SP at that point in time is obtained from the ROM 35, and this signal F is multiplied by a multiplier of -1/ Multiplied by M. Here, M is a coefficient corresponding to the inertial mass of the hammer HM, and the multiplier 36 outputs a signal α corresponding to the acceleration of the hammer H>1. This signal α is integrated by an integrator 37, and the integrator 37 outputs a signal β corresponding to the speed change of the hammer HM. This signal β is a signal ■ corresponding to the initial speed of the hammer HM. The signal y is also input to the integrator 38, and the integrator 38 outputs a signal y corresponding to the displacement of the hammer HM described above. On the other hand, a signal F corresponding to the repulsive force between the hammer HM and the string SP output from the ROM 35 is transmitted to the string SP by the hammer HM.
The speed change given to P is input to adders 22 and 26 of loop circuit 28. Normally, the speed change of the string SP would be calculated by multiplying the signal F corresponding to the repulsive force by a coefficient corresponding to the resistance to the speed change of the string SP, and input it to the loop circuit 28, but in this implementation. In the example, the multiplication coefficient adm described above includes a coefficient corresponding to the resistance. The operation of this drive signal generation circuit will be explained below. Before the string is struck, the hammer HM is away from the string SP, and the relative displacement y−x is a negative value. Furthermore, all the one sample period delay circuits in the integrators 32, 37, and 38 are reset to O. A signal V corresponding to the initial speed of the hammer is sent from a musical tone generation control circuit (not shown). When is output, this signal is integrated by the integrator 38, and the signal y corresponding to the displacement of the hammer HM changes from negative to positive with the passage of time. During this period, the hammer HM and the string SP are apart and the relative displacement y-x is a negative value, and as shown in FIG. 5, the signal F is O, so the output β of the integrator 37 is O. It is. Therefore, the integrator 38 has an initial velocity ■. The integral value y corresponding to the position of the hammer gradually changes from negative to positive, that is, in the direction approaching the string SP. Then, the hammer HM collides with the string SP, and the relative displacement y−x
When the value exceeds O and becomes a positive value, the ROM 35 outputs a signal F corresponding to a repulsive force having a magnitude corresponding to the relative displacement y-x. Then, as mentioned above, this signal F has a coefficient -
A signal α (negative value) corresponding to the acceleration of the 1 mm HM is calculated by multiplying by 1/M, and the signal α is further integrated to obtain a signal β corresponding to the speed change. Here, since the signal β has a negative value, the integrator 38 uses the initial velocity V0
is decelerated by the signal β and the integration is performed, so the temporal change in the increase in the displacement y of the hammer HM gradually becomes slower. Also, during this period, the displacement y of the hammer HM increases in the positive direction, but since the relative displacement y-X increases, the arrow F in FIG.
As shown in , the repulsive force F that the hammer HM receives from the string SP gradually increases. Therefore, the acceleration α and the velocity change β become thicker in the negative direction.Then, the magnitude of the signal β exceeds the initial velocity v0,
When the direction of the speed of the hammer HM is reversed in the direction away from the string SP, y changes in the negative direction. And hammer HM
The relative displacement y-X between the string SP and the string SP gradually becomes smaller, and the signal F corresponding to the repulsive force that the hammer HM receives from the string SP gradually becomes smaller (arrow F,). And the relative displacement y−X<
Ol, that is, the hammer HM separates from the string SP,
The string-striking operation ends when the string is released from the elastic properties of the string. In this way, a signal F corresponding to the repulsive force of the string SP during the string-striking operation is calculated, and this signal F is applied to the hammer H.
The loop circuit 28 contributes to the speed change of the string SP of M.
is input. In this way, within the loop circuit 28,
A signal imparting a speed change to the string SP is given as an excitation signal, circulates within the same circuit, and is gradually attenuated by the filter 23. Based on the outputs of the phase inversion circuits 27 and 24 in the loop circuit 28, the impact sound signal IP
is generated. According to this drive signal generation circuit, it is possible to obtain an impact sound signal IP that faithfully represents the impact generated on the strings of a piano when the strings are hit with a hammer. Therefore, by applying this drive signal generation circuit to the musical tone synthesis apparatus shown in the first and second embodiments, it is possible to more faithfully reproduce the actual piano sound. In the case of this drive signal generation circuit, since a direct sound signal corresponding to the vibration of the piano strings is obtained as a signal circulating through the loop circuit 28, this drive signal generation circuit is
When applied to the second embodiment, the tone forming circuit 2 can be omitted. [Example of configuration of resonance circuit] Figure 6 shows the resonance circuit 4 in the first and second embodiments above.
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example. However, the resonant circuit shown in FIG. 6 is configured to have a left channel output and a right channel output R in consideration of stereo reproduction. Therefore, when this resonant circuit is applied to the first and second embodiments described above, a mixing circuit is provided corresponding to each of the left channel output and right channel output R to mix with the dry signal, or Or use either the left or right channel output. This resonant circuit includes multipliers 61 to 6 as shown in FIG.
4. Consists of closed loop circuits 71 to 74, adders 81.82, and all-pass filters 91.92. The closed loop circuits 71 to 74 simulate the resonance characteristics of a piano soundboard, and each closed loop circuit 71 to 7
4 each have different resonance characteristics. Therefore,
This resonant circuit has each of the first-order resonance frequencies and higher-order resonance frequencies such as second-order, third-order, . . . of each of the closed loop circuits 71 to 74 as one frequency for resonance. The closed loop circuit 71 includes an adder 171, a delay circuit 172,
It is composed of an all-bus filter 173 and a well-known low-pass filter 174. Here, the phase delay of the all-bus filter 173 changes depending on the frequency, and in the closed loop circuit 71, an aharmonic overtone structure is created in which the higher-order resonance frequency is not an integral multiple of the first-order resonance frequency. A resonance characteristic with . and,
When a signal is input to the closed loop circuit 71 via the buffer 61, each of the above-mentioned non-harmonic resonance frequency components is selected from the input signal and circulated within the closed loop without being attenuated by the low-pass filter 174. The resonance characteristics of a closed loop circuit using such an all-bus filter are disclosed in, for example, Japanese Patent Publication No. 56-28274. The signals circulating in the closed loop circuit 71 are taken out from delay output terminals having different delay times in the delay circuit 172, and are supplied to adders 81 and 82 via buffers 172a and 172b, respectively. The other closed loop circuits 72 to 74 have a similar configuration, and each outputs two sets of signals with different delay phases, and an adder 81
and 82, respectively. The output signals of adders 81 and 82 are then filtered through all-bus filters 91 and 9.
2, and are output as a left channel output signal L and a right channel output signal R, respectively. As the all-bus filters 173.91 and 92, conventionally known configurations shown in FIGS. 7(a) to 7(d) are used. According to this resonant circuit, each closed loop circuit 71 to 74 is
In addition to having different primary resonance frequencies, each resonance characteristic is anharmonic, so it is possible to realize a large number of resonance frequencies that an actual piano soundboard has. In addition, two sets of signals with different phases are taken out from each closed loop circuit 71 to 74, and each is outputted as the left channel output and the right channel output R, so that the reverberation effect is not affected by the input signal. and a wide range of musical tones are generated. In the above-described embodiment, the resonance sound and the transient sound relative to the direct sound are generated by the common resonance circuit 4, but they may be generated by separate resonance circuits. Further, in the above-described embodiment, the case where piano sounds are synthesized has been described as an example, but with the same configuration, it is possible to synthesize musical tones of many types of natural lacquerware in addition to plucked string instruments such as guitars. Furthermore, when constructing a musical tone synthesis device for a guitar, a signal corresponding to the impact when directly hitting the box may be input to the resonance circuit 4 in the above embodiment. In this way, for example, in a flamenco guitar performance, it is possible to generate a transient that is generated by hitting the body of the guitar. In addition, this musical tone synthesis device can be used to generate sounds that cannot be generated by natural instruments, such as when a guitar box is connected instead of a soundboard as a via/resonator. It is. Further, this musical tone synthesis device is not limited to the digital circuit as described above, but can also be realized by an analog circuit, and of course can also be realized by arithmetic processing by a DSP (digital signal processor). "Effects of the Invention" As explained above, according to the present invention, there is provided a drive signal generating means for generating a drive signal corresponding to performance information, a resonance means for generating a resonance sound signal in response to the drive signal, and a drive signal generating means for generating a resonance sound signal corresponding to the drive signal. a musical tone forming means that performs signal processing corresponding to the performance information and generates a musical tone signal; and an output that mixes the output signal of the resonance means and the musical tone signal output from the musical tone forming means in accordance with the performance information and outputs the mixture. Since the means is provided, it is possible to easily generate musical tones rich in naturalness that include transients that are generated when playing a musical instrument.
第１図はこの発明の第１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図はこの発明の第２実施例に
よる楽音合成装置の構成を示すブｏ ツク図、第３図は
上記第１・および第２実施例における駆動信号発生回路
の構成例を示すブロック図、第４図はピアノの弦とハン
マとを例示した図、第５図は第３図におけるＲＯＭ３．
５に記憶された非線形関数Ｂを例示した図、第６図は上
記第１および第２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７図は第６図の共鳴回路におい
て用いるオールバスフィルタの構成例を示すフロック図
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、４・・・・共鳴
回路、５・・・・混合回路。FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a musical tone synthesizer according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of a musical tone synthesizer according to a second embodiment of the present invention, and FIG. A block diagram showing an example of the configuration of the drive signal generation circuit in the first and second embodiments, FIG. 4 is a diagram illustrating the strings and hammers of a piano, and FIG. 5 is a block diagram showing the ROM 3.
5 is a block diagram showing an example of the configuration of the resonant circuit used in the first and second embodiments, and FIG. 7 is a diagram illustrating the nonlinear function B stored in FIG. FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of a bus filter. 1... Musical tone control circuit, 2... Musical tone forming circuit, 3... Drive signal generation circuit, 4... Resonance circuit, 5... Mixing circuit.
Claims (1)
手段と、 前記駆動信号に対する共鳴音信号を発生する共鳴手段と
、 前記駆動信号に対して前記演奏情報に対応した信号処理
を施し、楽音信号を形成する楽音形成手段と、 前記共鳴手段の出力信号と楽音形成手段から出力される
楽音信号とを演奏情報に応じて混合し出力する出力手段
と を具備することを特徴とする楽音合成装置。[Scope of Claims] Drive signal generation means for generating a drive signal corresponding to performance information; resonance means for generating a resonance sound signal in response to the drive signal; and signal processing for the drive signal in accordance with the performance information. and a musical tone forming means for forming a musical tone signal; and an output means for mixing and outputting the output signal of the resonance means and the musical tone signal output from the musical tone forming means according to performance information. A musical tone synthesizer.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1245678A JP2782836B2 (en) | 1989-09-21 | 1989-09-21 | Music synthesizer |
| 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 |
|---|---|---|---|
| JP1245678A JP2782836B2 (en) | 1989-09-21 | 1989-09-21 | Music synthesizer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03107898A true JPH03107898A (en) | 1991-05-08 |
| JP2782836B2 JP2782836B2 (en) | 1998-08-06 |
Family
ID=17137186
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1245678A Expired - Lifetime JP2782836B2 (en) | 1989-09-11 | 1989-09-21 | Music synthesizer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2782836B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007243687A (en) * | 2006-03-09 | 2007-09-20 | Pioneer Electronic Corp | Connection body of speaker unit |
| JP2021047459A (en) * | 2020-12-18 | 2021-03-25 | ヤマハ株式会社 | Electronic musical instrument, resonance signal generation method, and program |
-
1989
- 1989-09-21 JP JP1245678A patent/JP2782836B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007243687A (en) * | 2006-03-09 | 2007-09-20 | Pioneer Electronic Corp | Connection body of speaker unit |
| JP2021047459A (en) * | 2020-12-18 | 2021-03-25 | ヤマハ株式会社 | Electronic musical instrument, resonance signal generation method, and program |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2782836B2 (en) | 1998-08-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8729376B2 (en) | Musical sound synthesizing apparatus | |
| JPH0437799A (en) | Musical sound synthesizing device | |
| JPH03200296A (en) | Musical sound synthesizer | |
| JP2591198B2 (en) | Electronic musical instrument | |
| US5290969A (en) | Musical tone synthesizing apparatus for synthesizing a muscial tone of an acoustic musical instrument having a plurality of simultaneously excited tone generating elements | |
| JP2940011B2 (en) | Music synthesizer | |
| JP3090667B2 (en) | Music synthesizer | |
| JP2782831B2 (en) | Music synthesizer | |
| JP2782836B2 (en) | Music synthesizer | |
| JPH03243993A (en) | Musical sound generator | |
| JP2814699B2 (en) | Music synthesizer | |
| JP2940012B2 (en) | Music synthesizer | |
| JPH0883067A (en) | Musical tone controller of electronic musical instrument | |
| JPH03233499A (en) | Musical sound synthesizer | |
| JPH1063270A (en) | Musical sound synthesizer | |
| JP3097487B2 (en) | Music synthesizer | |
| JPH04343394A (en) | Sound image home position device | |
| JP2504320B2 (en) | Music synthesizer | |
| JP2568759B2 (en) | Music synthesizer | |
| JP3085908B2 (en) | Music synthesizer | |
| JP3775121B2 (en) | Musical sound synthesizer and recording medium recording musical sound synthesis program | |
| JPH0546169A (en) | Musical sound synthesizing device | |
| JP2841847B2 (en) | Music synthesizer | |
| JPH07175475A (en) | Electronic musical instrument | |
| JPH0782328B2 (en) | Music synthesizer |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313532 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090522 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100522 Year of fee payment: 12 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100522 Year of fee payment: 12 |