JPH03151709A - サウンド用デジタルフィルタ装置 - Google Patents
サウンド用デジタルフィルタ装置Info
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- JPH03151709A JPH03151709A JP1290043A JP29004389A JPH03151709A JP H03151709 A JPH03151709 A JP H03151709A JP 1290043 A JP1290043 A JP 1290043A JP 29004389 A JP29004389 A JP 29004389A JP H03151709 A JPH03151709 A JP H03151709A
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Links
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Landscapes
- Electrophonic Musical Instruments (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
【発明の技術分野J
この発明はサウンド用デジタルフィルタamに関する。
【従来技術とその問題点」
オーディオ装置や電子楽器等に使用されるサウンド用デ
ジタルフィルタ装置は既知である0例えば、電子楽器の
楽音の減算式合成に利用されるサウンド用デジタルフィ
ルタ装置は従来のVCF(電圧制御フィルタ)のような
アナログフィルタでは実現困難なフィルタリング処理が
可能となることを1つの要因として研究、開発されてい
る。
ジタルフィルタ装置は既知である0例えば、電子楽器の
楽音の減算式合成に利用されるサウンド用デジタルフィ
ルタ装置は従来のVCF(電圧制御フィルタ)のような
アナログフィルタでは実現困難なフィルタリング処理が
可能となることを1つの要因として研究、開発されてい
る。
残念ながら、従来の技術では、サウンドデジタルフィル
タ回路(信号処理回路)自体には潜在的な大きな能力が
あっても、デジタルフィルタ回路の特性を制御する制御
装置(代表的にはCPU)における制御方式に満足のゆ
くものがなく、その結果、豊富な音色加工や自然な音色
加工をデジタルフィルタ回路で実行することができなか
った。
タ回路(信号処理回路)自体には潜在的な大きな能力が
あっても、デジタルフィルタ回路の特性を制御する制御
装置(代表的にはCPU)における制御方式に満足のゆ
くものがなく、その結果、豊富な音色加工や自然な音色
加工をデジタルフィルタ回路で実行することができなか
った。
[発明の目的]
したがって、この発明の目的は、デジタルフィルタの特
性を単純な周波数特性ではなく複合化さ・れた特性にし
、かつ、複合化特性を決定づけるようなパラメータを容
易に求めてデジタルフィルタ回路手段にセットできるよ
うにすることにより自然な、あるいは豊かな音色加工を
実現するサウンド用デジタルフィルタ装置を提供するこ
とである。
性を単純な周波数特性ではなく複合化さ・れた特性にし
、かつ、複合化特性を決定づけるようなパラメータを容
易に求めてデジタルフィルタ回路手段にセットできるよ
うにすることにより自然な、あるいは豊かな音色加工を
実現するサウンド用デジタルフィルタ装置を提供するこ
とである。
[発明の構成、作用]
上記の目的を達成するため、この発明によれば、音をデ
ジタル表現する入力信号をフィルタリングするデジタル
フィルタ回路手段と、前記デジタルフィルタ回路手段の
特性を制御する特性制御手段とを備えるサウンド用デジ
タルフィルタ装置において、前記特性制御手段が、前記
デジタルフィルタ回路手段の周波数特性における第1の
カットオフ領域に関するパラメータを計算するI81カ
ットオフ計算手段と、前記第1カットオフ計算手段の計
算結果に基づいて、少なくとも1つの付加的カットオフ
領域に関するパラメータを計算する付加カットオフ計算
手段と、前記第1カットオフ計算手段の計算結果と前記
付加的カットオフ計算手段の計算結果を前記デジタルフ
ィルタ回路手段に転送する転送手段とを有することを特
徴とするサウンド用デジタルフィルタ装置が提供される
。
ジタル表現する入力信号をフィルタリングするデジタル
フィルタ回路手段と、前記デジタルフィルタ回路手段の
特性を制御する特性制御手段とを備えるサウンド用デジ
タルフィルタ装置において、前記特性制御手段が、前記
デジタルフィルタ回路手段の周波数特性における第1の
カットオフ領域に関するパラメータを計算するI81カ
ットオフ計算手段と、前記第1カットオフ計算手段の計
算結果に基づいて、少なくとも1つの付加的カットオフ
領域に関するパラメータを計算する付加カットオフ計算
手段と、前記第1カットオフ計算手段の計算結果と前記
付加的カットオフ計算手段の計算結果を前記デジタルフ
ィルタ回路手段に転送する転送手段とを有することを特
徴とするサウンド用デジタルフィルタ装置が提供される
。
この構成によれば、デジタルフィルタ回路手段は複数の
カットオフ領域をもつ複合化されたフィルタ特性が与え
られ、かつ、そのなかの1つのカットオフ領域に関する
パラメータに少なくとももう1つの付加的カットオフ領
域に関するパラメータが依存しで求められるので、比較
的複雑なフィルタ特性を容易に制御でき、自然な音色加
工や豊かな音色加工の実現に有効である。
カットオフ領域をもつ複合化されたフィルタ特性が与え
られ、かつ、そのなかの1つのカットオフ領域に関する
パラメータに少なくとももう1つの付加的カットオフ領
域に関するパラメータが依存しで求められるので、比較
的複雑なフィルタ特性を容易に制御でき、自然な音色加
工や豊かな音色加工の実現に有効である。
−構成例において、前記第1カットオフ計算手段は周波
数特性における第1カットオフ周波数を算出する手段を
有し、前記付加カットオフ計算手段は算出された第1カ
ットオフ周波数を入力設電手段から設定された比率デー
タと時間変動パラメータ発生手段から発生される前記比
率データをスケーリングして有効比率データを生成する
ための時間変動パラメータとから前記少なくとも1つの
付加的カットオフの周波数を算出する手段を含むこの構
成によれば、ユーザーは周波数比を指足するだけで所望
の外部からの比率データによって制御されながら、時間
変動パラメータによる時間に依存性をもち、これにより
時間的に音色が変化する楽音が容易に得られる。
数特性における第1カットオフ周波数を算出する手段を
有し、前記付加カットオフ計算手段は算出された第1カ
ットオフ周波数を入力設電手段から設定された比率デー
タと時間変動パラメータ発生手段から発生される前記比
率データをスケーリングして有効比率データを生成する
ための時間変動パラメータとから前記少なくとも1つの
付加的カットオフの周波数を算出する手段を含むこの構
成によれば、ユーザーは周波数比を指足するだけで所望
の外部からの比率データによって制御されながら、時間
変動パラメータによる時間に依存性をもち、これにより
時間的に音色が変化する楽音が容易に得られる。
L実施例」
以下、図面を参照してこの発明の詳細な説明する。
第1図に本実施例に係るサウンド用デジタルフィルタ装
置の機能ブロック図を示す、このサウンド用デジタルフ
ィルタ装置は電子楽器に適用されており、その演奏入力
手段1(例えばm11、演奏シーケンサ等)から演奏情
報が入力され、その解読が演奏入力解読手段2で行われ
る。
置の機能ブロック図を示す、このサウンド用デジタルフ
ィルタ装置は電子楽器に適用されており、その演奏入力
手段1(例えばm11、演奏シーケンサ等)から演奏情
報が入力され、その解読が演奏入力解読手段2で行われ
る。
デジタル音データのソースとしてサンプリング音記憶手
段11が設けられており、演奏入力解読手段2で解読さ
れた演奏ピッチの情報等が再生データ生成手段12に渡
される。これを受けて、再生データ生成手段12はサン
プリング音記憶手段11からサンプレンゲ音データを読
み出し、指定された演奏ピッチをもつ再生データを補間
等によって生成し、それをLPFデジタルフィルタ回路
手段13に供給する。
段11が設けられており、演奏入力解読手段2で解読さ
れた演奏ピッチの情報等が再生データ生成手段12に渡
される。これを受けて、再生データ生成手段12はサン
プリング音記憶手段11からサンプレンゲ音データを読
み出し、指定された演奏ピッチをもつ再生データを補間
等によって生成し、それをLPFデジタルフィルタ回路
手段13に供給する。
更に、演奏入力解読手段2の解読した演奏ピッチの情報
は第1カットオフ周波数パラメータ算出手段4にも渡さ
れる。この手段4はLPFデジタルフィルタ回路手段1
3の周波数応答特性における第1のカットオフ周波数f
cIまたはそれを決定づけるパラメータを生成するもの
である。
は第1カットオフ周波数パラメータ算出手段4にも渡さ
れる。この手段4はLPFデジタルフィルタ回路手段1
3の周波数応答特性における第1のカットオフ周波数f
cIまたはそれを決定づけるパラメータを生成するもの
である。
即ち、この実施例に従い、サンプリング音記憶手段11
から原音と異なるピッチで音が再生されること、ピッチ
によってスペクトルが大なり小なり変化するという自然
楽音の性質、データピッチ再生における補間等により発
生する折り返しノイズ(エイリアシング)の問題を考慮
し、手段4はサンプリング記憶手段にサンプリングした
原音のピッチ3をその第2人力に受け、演奏入力解読手
段2から与えられた演奏ピッチに適合する第1カットオ
フ周波数fclを決定する。
から原音と異なるピッチで音が再生されること、ピッチ
によってスペクトルが大なり小なり変化するという自然
楽音の性質、データピッチ再生における補間等により発
生する折り返しノイズ(エイリアシング)の問題を考慮
し、手段4はサンプリング記憶手段にサンプリングした
原音のピッチ3をその第2人力に受け、演奏入力解読手
段2から与えられた演奏ピッチに適合する第1カットオ
フ周波数fclを決定する。
更に、この実施例は、LPFデジタルフィルタ回路手段
13に第1のカットオフ周波数fcl より低い第2の
カットオフ周波数fc2をもたせることに関連し、この
!s2−の5力ツトオツ周波数fc2を第1カットオフ
周波数パラメータ算出手段から与えられる演奏ピッチに
依存する第1カットオフ周波数に依存させる機能を有す
るとともに、楽音スペクトルの時間的変化を導入する手
段を有している。即ち、ユーザープログラム可能な比率
指定手段5で指足される第1と第2のカットオフとの間
の基本となる比率のデータCと演奏入力解読手段2で検
出したノートオン後のタイム(ノートタイム)に従って
可変のパラメータEGFを発生する時間変動パラメータ
発生手段、6からの情報とが第1カットオフ周波数fc
+ とともに第2カットオフ周波数パラメータ算出手段
7に入力され、ここでLPFデジタルフィルタ回路手段
13の第2のカットオフ周波数もしくはそれを決定づけ
るパテメータが算出される。
13に第1のカットオフ周波数fcl より低い第2の
カットオフ周波数fc2をもたせることに関連し、この
!s2−の5力ツトオツ周波数fc2を第1カットオフ
周波数パラメータ算出手段から与えられる演奏ピッチに
依存する第1カットオフ周波数に依存させる機能を有す
るとともに、楽音スペクトルの時間的変化を導入する手
段を有している。即ち、ユーザープログラム可能な比率
指定手段5で指足される第1と第2のカットオフとの間
の基本となる比率のデータCと演奏入力解読手段2で検
出したノートオン後のタイム(ノートタイム)に従って
可変のパラメータEGFを発生する時間変動パラメータ
発生手段、6からの情報とが第1カットオフ周波数fc
+ とともに第2カットオフ周波数パラメータ算出手段
7に入力され、ここでLPFデジタルフィルタ回路手段
13の第2のカットオフ周波数もしくはそれを決定づけ
るパテメータが算出される。
このようにして算出された第1カットオフ周波数fCI
と第2カットオフ周波数fc2はユーザープログラマブ
ルなしYナンス指定手段8で指足されたレゾナンスパラ
メータRとともにフィルタ係数算出手段9に供給され、
ここでLPFデジタルフィルタ回路手段13を直接的に
制御するのに用いられるフィルタ係数セット、即ち、L
PFデジタルフィルタ回路手段13内のデジタル演奏動
作で使用される情報が生成される。
と第2カットオフ周波数fc2はユーザープログラマブ
ルなしYナンス指定手段8で指足されたレゾナンスパラ
メータRとともにフィルタ係数算出手段9に供給され、
ここでLPFデジタルフィルタ回路手段13を直接的に
制御するのに用いられるフィルタ係数セット、即ち、L
PFデジタルフィルタ回路手段13内のデジタル演奏動
作で使用される情報が生成される。
生成されたフィルタ係数セットは転送手段10を介して
LPFデジタルフィルタ回路手段13に転送され、この
転送情報を受けて、LPFデジタルフィルタ回路手段1
3が再生データ生成手段12からの楽音信号を低域フィ
ルタリング処理し。
LPFデジタルフィルタ回路手段13に転送され、この
転送情報を受けて、LPFデジタルフィルタ回路手段1
3が再生データ生成手段12からの楽音信号を低域フィ
ルタリング処理し。
その結果を外部のサウンドシステム(ffi示せず)に
送出する。
送出する。
第2図は第1@で述べた特徴を具備する電子鍵盤楽器の
ハードウェアブロック図である。CPU20はROM3
0に記憶されるプログラムに従って動作し、RAM40
を作業用メモリとして使用する。入力装置50は演奏入
力手段としてのキーボード50Aと比率データ及びレゾ
ナンスデータの入力手段としてのテンキー50Bを含む
、テンキー50Bの状態、キーボード50Aの状態はC
PU20により定期的にモニターされ、その結果やメツ
セージ等が表示装置60に表示される。
ハードウェアブロック図である。CPU20はROM3
0に記憶されるプログラムに従って動作し、RAM40
を作業用メモリとして使用する。入力装置50は演奏入
力手段としてのキーボード50Aと比率データ及びレゾ
ナンスデータの入力手段としてのテンキー50Bを含む
、テンキー50Bの状態、キーボード50Aの状態はC
PU20により定期的にモニターされ、その結果やメツ
セージ等が表示装置60に表示される。
例えば、テンキー50Bからの比率摺電データ、レゾナ
ンスデータはRAM40内の対応するエリアにストアさ
れ、後述するフィルタリング制御のために使用される。
ンスデータはRAM40内の対応するエリアにストアさ
れ、後述するフィルタリング制御のために使用される。
キーボード50Aから押鍵を検出した場合には、CPO
20は七の演奏ピッチをPCM音源70にあるサンプリ
ング音データの原音ピッチ(これはROM30の電数デ
ータの一部である)とを比較してその相対的な高奄を求
め、所定の演算を施してLPFデジタルフィルタ回路(
波形信号処yttxaoで実現される)におけるI81
カットオフ周波数を決定づけるパラメータを算出する。
20は七の演奏ピッチをPCM音源70にあるサンプリ
ング音データの原音ピッチ(これはROM30の電数デ
ータの一部である)とを比較してその相対的な高奄を求
め、所定の演算を施してLPFデジタルフィルタ回路(
波形信号処yttxaoで実現される)におけるI81
カットオフ周波数を決定づけるパラメータを算出する。
また、押鍵検出時に、CPU20はPCM音源90に対
し、・演奏ピッチデータを転送してPCM音源90に演
奏ピッチをもつPCM再生データを発生させるとともに
、押鍵検出からのノートタイムを計数し、定期的に再生
データの音量を制御するアンプエンベa−プをPCM音
源90に送出する。
し、・演奏ピッチデータを転送してPCM音源90に演
奏ピッチをもつPCM再生データを発生させるとともに
、押鍵検出からのノートタイムを計数し、定期的に再生
データの音量を制御するアンプエンベa−プをPCM音
源90に送出する。
この一連のPCM音源処理に並行して、CPU20はL
PFデジタルフィルタ演算回路を含む波形信号熱理装置
80(DSP)も制御し、装置80におけるPCM再生
データの実時間レベルのダイナミツ、りな低域フィルタ
リング処理を可能にする。即ち、押鍵検出に応答して、
LPFデジタルフィルタ回路の第1カットオフ周波数快
足パラメータを求めた後、CPU20は定期的にフィル
タ用の時間変動パラメータ(フィルタエンベロープ)を
作成し、この時間変動パラメータと、ROM40にスト
アされているテンキー50Bからの比率データと、既に
算出され、セーブされている第1カットオフ周波数快足
パラメータとから。
PFデジタルフィルタ演算回路を含む波形信号熱理装置
80(DSP)も制御し、装置80におけるPCM再生
データの実時間レベルのダイナミツ、りな低域フィルタ
リング処理を可能にする。即ち、押鍵検出に応答して、
LPFデジタルフィルタ回路の第1カットオフ周波数快
足パラメータを求めた後、CPU20は定期的にフィル
タ用の時間変動パラメータ(フィルタエンベロープ)を
作成し、この時間変動パラメータと、ROM40にスト
アされているテンキー50Bからの比率データと、既に
算出され、セーブされている第1カットオフ周波数快足
パラメータとから。
LPFデジタルフィルタ回路におけるI82のカッート
オフ周波数を決定するパラメータを求め、更に、波形信
号処理装置80の処理に適合するフィルタ係数のセット
を生成し、この係数セットを波形信号処理装置80に送
って同装置80を実時間制御する。
オフ周波数を決定するパラメータを求め、更に、波形信
号処理装置80の処理に適合するフィルタ係数のセット
を生成し、この係数セットを波形信号処理装置80に送
って同装置80を実時間制御する。
この結果、波形信号処理装置80はその第1カットオフ
周波数が演奏ピッチに依存し、その第2カットオフ周波
数がI81カットオフ周波数と摺電1 比率と時間変動パラメータに依存する形式で。
周波数が演奏ピッチに依存し、その第2カットオフ周波
数がI81カットオフ周波数と摺電1 比率と時間変動パラメータに依存する形式で。
PCM再生データを低域フィルタリングする。
フィルタリングされたデジタル楽音信号はD/A変換器
90を通して、オーディオ信号として出力される。
90を通して、オーディオ信号として出力される。
第3図は881図の波形信号処理1IcI!で実現され
るLPFデジタルフィルタ回路の論理構成を示したもの
である0図示のように、このLPFデジタルフィルタ回
路は1次、2次、2次のデジタルフィルタセクシ諺ンを
カネケード結合した5次のローパスフィルタである。1
次デジタルフィルタセクションはPCM音源70からの
PCM再生データ入力をK1倍する入力乗算器101、
その出力と1サンプル遅延素子124の出力をbl1倍
する係数乗算器102から与えられる1次セクシ璽ンの
フィードバック信号とを加算し、その結果を遅延素子1
24と出力加算器115に入力する入力加算器114と
、この入力加算結果と遅延素子124の出力をb12倍
する係数乗算器102と・を加算して1次セクシ厘ンの
出力を形成する出力 2 加算器115とから成る。
るLPFデジタルフィルタ回路の論理構成を示したもの
である0図示のように、このLPFデジタルフィルタ回
路は1次、2次、2次のデジタルフィルタセクシ諺ンを
カネケード結合した5次のローパスフィルタである。1
次デジタルフィルタセクションはPCM音源70からの
PCM再生データ入力をK1倍する入力乗算器101、
その出力と1サンプル遅延素子124の出力をbl1倍
する係数乗算器102から与えられる1次セクシ璽ンの
フィードバック信号とを加算し、その結果を遅延素子1
24と出力加算器115に入力する入力加算器114と
、この入力加算結果と遅延素子124の出力をb12倍
する係数乗算器102と・を加算して1次セクシ厘ンの
出力を形成する出力 2 加算器115とから成る。
この1次セクションに縦続される2次セクシ胃ンは1次
セクシ璽ン出力信号をに2倍する入力乗算器104と、
その出力を2次セクションのフィードバック信号、即ち
、入力加算器116の出力を1サンプル遅延させる遅延
素子125の遅延出力をb21倍する係数乗算器105
出力と、更に遅延素子125出力を1サンプル遅延させ
て出力する遅延素子126からの2サンプル遅延値号を
b22倍する係数乗算器106出力との和をとる加算器
117からの信号を加算する入力加算器116と、入力
加算結果を1サンプル遅延性号のb23倍(係数乗算器
107)と2サンプル遅延値号のb24倍(係数乗算器
108)との加算結果(加算器119)に加算する出力
加算器118とから成る。
セクシ璽ン出力信号をに2倍する入力乗算器104と、
その出力を2次セクションのフィードバック信号、即ち
、入力加算器116の出力を1サンプル遅延させる遅延
素子125の遅延出力をb21倍する係数乗算器105
出力と、更に遅延素子125出力を1サンプル遅延させ
て出力する遅延素子126からの2サンプル遅延値号を
b22倍する係数乗算器106出力との和をとる加算器
117からの信号を加算する入力加算器116と、入力
加算結果を1サンプル遅延性号のb23倍(係数乗算器
107)と2サンプル遅延値号のb24倍(係数乗算器
108)との加算結果(加算器119)に加算する出力
加算器118とから成る。
この中間2次セクションに縦続される最後の2次セクシ
ョン・は中間1次セクシ画ンと同様に結合された係数に
3の入力乗算器109、入力加算器120.2つの1サ
ンプル遅延素子127.128、フィードバック係数b
31の係数乗算器11O、フィードバック係数b32の
係数乗算器111、フィードバック信号形成用加算器1
21、フォーワード係数b33の係数乗算器b33、フ
ォーワード係数b34の係数乗算器b34、遅延フォー
ワード信号、形成用加算器123及びデジタルフィルタ
の最終出力を形成する出力加算器122から成る。
ョン・は中間1次セクシ画ンと同様に結合された係数に
3の入力乗算器109、入力加算器120.2つの1サ
ンプル遅延素子127.128、フィードバック係数b
31の係数乗算器11O、フィードバック係数b32の
係数乗算器111、フィードバック信号形成用加算器1
21、フォーワード係数b33の係数乗算器b33、フ
ォーワード係数b34の係数乗算器b34、遅延フォー
ワード信号、形成用加算器123及びデジタルフィルタ
の最終出力を形成する出力加算器122から成る。
183図の構成のデジタルフィルタの周波数応答特性は
1次セクシ璽ンのf特、中間2次セクシ璽ンのf特、最
終2次セクションのf特の1であるので、セクション間
の係数を独立にすることは可能であるが、実際には、横
効果によって所望のカットオフ特性に近似させる設計プ
ラクティスのため、例えば、ローパスフィルタを実現す
る場合に選択していた5次LPFデジタルフィルタの代
表的な周波数応答特性は第4図のAに例示するような所
謂バクワース特性形であった。
1次セクシ璽ンのf特、中間2次セクシ璽ンのf特、最
終2次セクションのf特の1であるので、セクション間
の係数を独立にすることは可能であるが、実際には、横
効果によって所望のカットオフ特性に近似させる設計プ
ラクティスのため、例えば、ローパスフィルタを実現す
る場合に選択していた5次LPFデジタルフィルタの代
表的な周波数応答特性は第4図のAに例示するような所
謂バクワース特性形であった。
これに対し、この発明ではデジタルフィルタに複数のカ
ットオフ領域(通過域と阻止域の中間である遮断域、過
渡域〕をもたせることを指向しており、この実施例では
第4図のBに示すようにLPF特性として2つのカット
オフ領域をもつ複合特性を考慮している。したがって、
2つのカットオフ周波数、即ち、主に折り返しノイズを
防止する機能をもつ第1カットオフ周波数fcl と1
、第1カットオフ周波数fHより低く主に音色加工の機
能を担うI82カットオフ周波数fc2 とを有し、第
2カットオフ周波数fc2より低域は基本的に通過域と
なる。
ットオフ領域(通過域と阻止域の中間である遮断域、過
渡域〕をもたせることを指向しており、この実施例では
第4図のBに示すようにLPF特性として2つのカット
オフ領域をもつ複合特性を考慮している。したがって、
2つのカットオフ周波数、即ち、主に折り返しノイズを
防止する機能をもつ第1カットオフ周波数fcl と1
、第1カットオフ周波数fHより低く主に音色加工の機
能を担うI82カットオフ周波数fc2 とを有し、第
2カットオフ周波数fc2より低域は基本的に通過域と
なる。
この複合的LPF特性を第4図の5次デジタルフィルタ
にもたせるには、その各部の係数を次のように定めると
よい。
にもたせるには、その各部の係数を次のように定めると
よい。
ただし、R=レゾナンス係数 0≦R<1fs=サ
ンプリング周波数 fc2 =fc+ XC (1)式かられかるように、At<ラメータt±第1カ
ットオフ周波数fc+ に依存し、一方Alノ々ラメー
タは第2カットオフ周波数fc2に依存する。そして、
Aパラメータは中間2次セクションのフィードバック係
数b21.b22、入力係数に2と最終2次セクシ璽ン
のフィードl(ツク係数b31.b32、入力係数に3
の決定に係って1/%るので、これらのフィルタセクシ
ョンが第1カットオフ周波数を信号に作用させる。また
Al)(う 5 6 メータは1次セクシ璽ンの係数bllとに!を決定する
のでこの1次セクションで信号の第2カットオフ周波数
に作用が生じる。また、レゾナンス係数Rは中間2次セ
クションに組み込まれ、そこで作用する。
ンプリング周波数 fc2 =fc+ XC (1)式かられかるように、At<ラメータt±第1カ
ットオフ周波数fc+ に依存し、一方Alノ々ラメー
タは第2カットオフ周波数fc2に依存する。そして、
Aパラメータは中間2次セクションのフィードバック係
数b21.b22、入力係数に2と最終2次セクシ璽ン
のフィードl(ツク係数b31.b32、入力係数に3
の決定に係って1/%るので、これらのフィルタセクシ
ョンが第1カットオフ周波数を信号に作用させる。また
Al)(う 5 6 メータは1次セクシ璽ンの係数bllとに!を決定する
のでこの1次セクションで信号の第2カットオフ周波数
に作用が生じる。また、レゾナンス係数Rは中間2次セ
クションに組み込まれ、そこで作用する。
第5図は第4図の特性形Bに対し、異なるレゾナンス係
数Rを与えた場合の周波数応答特性の変化を示したもの
で、レゾナンス効果はほぼI81カットオフ周波数の位
置で生じ、この近くの信号成分を強調させる。
数Rを与えた場合の周波数応答特性の変化を示したもの
で、レゾナンス効果はほぼI81カットオフ周波数の位
置で生じ、この近くの信号成分を強調させる。
第6図は第1カットオフ周波数fCIと演奏ピッチとの
関係を偶因する図であり、後述するフローに示す演真に
よってこの関係が与えられる。−般に、自然楽音はピッ
チが低くなるとその高調波成分も低域に移動する。一方
、PCMデータのようなサンプリング音データから、演
奏ピッチ(再生ピッチ)のデータを生成することに起因
して原音にはないスペクトル成分(ノイズ)が生じ、特
に、簡易なサンプリング音データ補間によって再生デー
タを生成する場合にモの影響は著しく、エイリアシング
(折り返しノイズ)として高域(ナイキスト周波数より
高域)の成分が低域に折り返えされ、不自然な楽音歪み
を生じさせる。これらの点を考慮すると再生ピッチが原
音に比べ低くなる場合にはエイリアシング防止用の第1
カットオフ周波数を下げるのが望ましい、このアプロー
チに従い、第6図では、原音ピッチより90%以下の再
生ピッチでは$1カフトオフ゛周波数fcIを再生ピッ
チに比例して下げるようにしている。ブレークポイント
である90%の再生ピッチでは第1カツトオツ周波数f
c+はサンプリング周波数fsの半分(ナイキスト周波
数)の90%になる。
関係を偶因する図であり、後述するフローに示す演真に
よってこの関係が与えられる。−般に、自然楽音はピッ
チが低くなるとその高調波成分も低域に移動する。一方
、PCMデータのようなサンプリング音データから、演
奏ピッチ(再生ピッチ)のデータを生成することに起因
して原音にはないスペクトル成分(ノイズ)が生じ、特
に、簡易なサンプリング音データ補間によって再生デー
タを生成する場合にモの影響は著しく、エイリアシング
(折り返しノイズ)として高域(ナイキスト周波数より
高域)の成分が低域に折り返えされ、不自然な楽音歪み
を生じさせる。これらの点を考慮すると再生ピッチが原
音に比べ低くなる場合にはエイリアシング防止用の第1
カットオフ周波数を下げるのが望ましい、このアプロー
チに従い、第6図では、原音ピッチより90%以下の再
生ピッチでは$1カフトオフ゛周波数fcIを再生ピッ
チに比例して下げるようにしている。ブレークポイント
である90%の再生ピッチでは第1カツトオツ周波数f
c+はサンプリング周波数fsの半分(ナイキスト周波
数)の90%になる。
上述したように実施例のもう1つの特徴は折り返しノイ
ズ防止用の第1力+ト第2周波数に依存して音色加工用
の第2力?)オフ周波数が変化する点である。第1カッ
トオフ周波数と第2カットオフ周波数との間に形成され
るカットオフ領域は音色のスペクトルを左右し、両者の
比が一定であれば、再生ピッチの変化によってピッチ感
は変化するが、音色感は基本的に変化しないと考えられ
る。ここに、入力装置からユーザープログラマブルな両
カットオフ周波数の比を指定する意義がある。更に、楽
音のスペクトルは時間によって変化するのでこれを実現
する手段が望ましく、実施例ではこれを時間変動パラメ
ータEGF (例えば、音色ごとに対応するデータとし
てgsz図のROM30に置くことができる)を介して
実現している。
ズ防止用の第1力+ト第2周波数に依存して音色加工用
の第2力?)オフ周波数が変化する点である。第1カッ
トオフ周波数と第2カットオフ周波数との間に形成され
るカットオフ領域は音色のスペクトルを左右し、両者の
比が一定であれば、再生ピッチの変化によってピッチ感
は変化するが、音色感は基本的に変化しないと考えられ
る。ここに、入力装置からユーザープログラマブルな両
カットオフ周波数の比を指定する意義がある。更に、楽
音のスペクトルは時間によって変化するのでこれを実現
する手段が望ましく、実施例ではこれを時間変動パラメ
ータEGF (例えば、音色ごとに対応するデータとし
てgsz図のROM30に置くことができる)を介して
実現している。
第7図は時間変動パラメータEGFの一例であり、第8
図はこの時間変動パラメータEGFとユーザープログラ
マブルな比率をそれぞれ、0.8.0.8 、0.4と
したときの時間に対する第2カットオフ周波数fe2の
変化を水平な点線で示す第1カットオフ周波数fcl
とともに示したものである。この第8図では、fc2は f c2= f c+ XCXEGF で与えられることを1足している(後述するフローも同
様である)。
図はこの時間変動パラメータEGFとユーザープログラ
マブルな比率をそれぞれ、0.8.0.8 、0.4と
したときの時間に対する第2カットオフ周波数fe2の
変化を水平な点線で示す第1カットオフ周波数fcl
とともに示したものである。この第8図では、fc2は f c2= f c+ XCXEGF で与えられることを1足している(後述するフローも同
様である)。
以下、189図からl813図に示すフローに従っ9
て実施例の動作を説明する。いずれのフローも足期的に
CPU20により実行される。
CPU20により実行される。
テンキースキャン(7)70− ($9rIIJ) テ
cPU20はテンキー50Bからの入力を調べ(9−1
)、比率C1あるいはレゾナンスパラメータRの入力が
あればそれをRAM40にストアする(9−2)。
cPU20はテンキー50Bからの入力を調べ(9−1
)、比率C1あるいはレゾナンスパラメータRの入力が
あればそれをRAM40にストアする(9−2)。
キーボードスキャンのフロー(第10図)ではCPU2
0はキーボード50Aの状態を読み込み(10−1)、
状態に変化があれば(l〇−2)、それが押鍵か離鍵か
を判別しく10−3)、離鍵検出のときは単にゲートフ
ラグGTを離鍵中を示す値“0”にセットして(10−
7)フローを抜けるが、押鍵検出のときはその演奏ピッ
チの原音ピッチに対する相対的な高さFTを算出し、ゲ
ートフラグGTを押鍵中を示す値“l”にセットする(
10−5)、そして、この相対ピッチデータをPCM音
源90に転送してその内部のPCM補間再生ロジックを
設電する(10−4)、これによりPCM音源90の補
間再生口0 シック(図示せず)はPCM波形メモリ(図示せず)を
アクセスして、演奏ピッチをもつ楽音波形データの列を
生成する。更にCPU20はω−GENIO−6のルー
チン(411図)を呼び出し、演奏相対ピッチFTが原
音ピッチの90%以上かどうかを判別しく1l−1)、
そうであればω=π×0.8によりパラメータωを算出
しく1l−2)、90%未満ならω=πXPTによりパ
ラメータωを算出する。ここにパラメータωは上述あり
、したがって、LPFデジタルフィルタの第1カットオ
フ周波数fc1を決定、づけるパラメータである。した
がってこの第11図のフローにより、第6図に示すよう
な演奏ピッチに1存する第1カットオフ周波数の性質が
与えられることになる。また、これにより第1図で述べ
た第1カットオフ周波数算出手段4が実現される。
0はキーボード50Aの状態を読み込み(10−1)、
状態に変化があれば(l〇−2)、それが押鍵か離鍵か
を判別しく10−3)、離鍵検出のときは単にゲートフ
ラグGTを離鍵中を示す値“0”にセットして(10−
7)フローを抜けるが、押鍵検出のときはその演奏ピッ
チの原音ピッチに対する相対的な高さFTを算出し、ゲ
ートフラグGTを押鍵中を示す値“l”にセットする(
10−5)、そして、この相対ピッチデータをPCM音
源90に転送してその内部のPCM補間再生ロジックを
設電する(10−4)、これによりPCM音源90の補
間再生口0 シック(図示せず)はPCM波形メモリ(図示せず)を
アクセスして、演奏ピッチをもつ楽音波形データの列を
生成する。更にCPU20はω−GENIO−6のルー
チン(411図)を呼び出し、演奏相対ピッチFTが原
音ピッチの90%以上かどうかを判別しく1l−1)、
そうであればω=π×0.8によりパラメータωを算出
しく1l−2)、90%未満ならω=πXPTによりパ
ラメータωを算出する。ここにパラメータωは上述あり
、したがって、LPFデジタルフィルタの第1カットオ
フ周波数fc1を決定、づけるパラメータである。した
がってこの第11図のフローにより、第6図に示すよう
な演奏ピッチに1存する第1カットオフ周波数の性質が
与えられることになる。また、これにより第1図で述べ
た第1カットオフ周波数算出手段4が実現される。
また、フィルタパラメータ算出(フィルタ制御)のフロ
ー(第12図)ではCPU200はゲートフラグGTと
ゲートフラグGTがノートオンを示す“l”に変化して
からの時間データ、あるいはノートオフに転じた後の時
間データ等から時間変数パラメータ(フィルタエンベロ
ープパラメータ)EGFの現在値を算出しく12−1)
、パラメータω131ωl=ωXCXEGFにより算出
する(12−2)、ここにパラメータωlはあり、した
がって、LPFデジタルフィルタの第2のカットオフ周
波数fc2を決定づけるパラメータである。これにより
1.第1図で述べた第2カットオフ周波数パラメータ算
出手段7が実現されるとともに、l88v!Jに例示す
るような時間に依存し比率に依存する第2カットオフ周
波数の性質が与えられる。そして、CPU20は第1カ
ットオフ周波数パラメータωと882力ツトオフ周波数
パラメータωlとからAパラメータとA1パラメータを
算出しく12−3)、これとRAM40にストアされた
ユーザー指定のレゾナンスパラメータRとから、(1)
式に示し、第3図の各係数乗算器に示すフィルタ係数の
セットを算出しく12−4)、そのセットを信号処理装
置80に転送しく12−5)、信号処理装@80におけ
るダイナミックな実時間フィルタリング処理を可能にす
る。
ー(第12図)ではCPU200はゲートフラグGTと
ゲートフラグGTがノートオンを示す“l”に変化して
からの時間データ、あるいはノートオフに転じた後の時
間データ等から時間変数パラメータ(フィルタエンベロ
ープパラメータ)EGFの現在値を算出しく12−1)
、パラメータω131ωl=ωXCXEGFにより算出
する(12−2)、ここにパラメータωlはあり、した
がって、LPFデジタルフィルタの第2のカットオフ周
波数fc2を決定づけるパラメータである。これにより
1.第1図で述べた第2カットオフ周波数パラメータ算
出手段7が実現されるとともに、l88v!Jに例示す
るような時間に依存し比率に依存する第2カットオフ周
波数の性質が与えられる。そして、CPU20は第1カ
ットオフ周波数パラメータωと882力ツトオフ周波数
パラメータωlとからAパラメータとA1パラメータを
算出しく12−3)、これとRAM40にストアされた
ユーザー指定のレゾナンスパラメータRとから、(1)
式に示し、第3図の各係数乗算器に示すフィルタ係数の
セットを算出しく12−4)、そのセットを信号処理装
置80に転送しく12−5)、信号処理装@80におけ
るダイナミックな実時間フィルタリング処理を可能にす
る。
またアンプエンベロープ(音量制御)のフローではCP
U20はゲートフラグGTの値と7−トオンからの時間
データあるいはノートオフからの時間データ等からPC
M再生データの音量を制御するアンプエンベロープEG
Aを算Jtl(13−1)、それをPCM音源70に転
送する。
U20はゲートフラグGTの値と7−トオンからの時間
データあるいはノートオフからの時間データ等からPC
M再生データの音量を制御するアンプエンベロープEG
Aを算Jtl(13−1)、それをPCM音源70に転
送する。
L変形例]
以上で実施例の説明を終えるがこの発明の範囲内で種々
の変形、変更が可能である。
の変形、変更が可能である。
例えば、上記実施例では再生(演奏)ピッチが可変で指
定入力されるが、固定であってもよく、PCM音@70
の代りに例えば、アナログの音信号をデジタル信号に変
換するD/A変換器を使用し、その出力をデジタル信号
処理波!i80に通してもよい、また、LPF (ロー
パスフィルタ)に3 限らすHPF (バイパスフィルタ)、BPF(バンド
パスフィルタ)等のその他のフィルタリング処理をデジ
タル信号処理波@80で行ってもよく、その処理にこの
発明を適用し得る。また、信号処理装置80はポリフォ
ニック対応のために時分割多重化により複数の楽音チャ
ンネルを取り扱うものであってもよい、また、デジタル
フィルタの次数は5次に限らず、他の任意の適当な次数
を採用し得る。
定入力されるが、固定であってもよく、PCM音@70
の代りに例えば、アナログの音信号をデジタル信号に変
換するD/A変換器を使用し、その出力をデジタル信号
処理波!i80に通してもよい、また、LPF (ロー
パスフィルタ)に3 限らすHPF (バイパスフィルタ)、BPF(バンド
パスフィルタ)等のその他のフィルタリング処理をデジ
タル信号処理波@80で行ってもよく、その処理にこの
発明を適用し得る。また、信号処理装置80はポリフォ
ニック対応のために時分割多重化により複数の楽音チャ
ンネルを取り扱うものであってもよい、また、デジタル
フィルタの次数は5次に限らず、他の任意の適当な次数
を採用し得る。
[発明の効果部]
以上詳細に説明したように、この発明では複数のカット
オフ領域のある特性をデジタルフィルタ回路手段にもた
せ、そのなかの第1のカットオフ領域に関するパラメー
タを基に少なくとも1つの付加的なカットオフ領域に関
するパラメータを求めてデジタルフィルタ回路手段の特
性を制御することにより、デジタル音信号をフィルタリ
ング処理しているので、豊かな音色加工が可能であり、
外部からの特性指定も容易になる。
オフ領域のある特性をデジタルフィルタ回路手段にもた
せ、そのなかの第1のカットオフ領域に関するパラメー
タを基に少なくとも1つの付加的なカットオフ領域に関
するパラメータを求めてデジタルフィルタ回路手段の特
性を制御することにより、デジタル音信号をフィルタリ
ング処理しているので、豊かな音色加工が可能であり、
外部からの特性指定も容易になる。
4
f@lrI!Jはこの発明の実施例によるサウンド用デ
ジタルフィルタの機能ブロック図。 第2rI!Jは881図の実施例を電子鍵盤楽器に具体
化した場合のハードウェアブロック図。 第3図は第2図の波形信号処理装置において実現される
LPFデジタルフィルタ回路の論理構成図、 第4図はデジタルフィルタ回路の周波数応答特性を示す
図、 第5図は異なるレゾナンスパラメータに対するデジタル
フィルタ回路の周波数応答特性を示す図、 第6rIAは演奏ピッチとデジタルフィルタ回路のml
カットオフ周波数との関係を示すグラフ、第7図は時間
変動パラメータEGFの時間特性例を示すグラフ、 第8図はいくつかの比率設定の下で887図の時間変動
パラメータを用いたときのデジタルフィルタ回路のI8
2カットオフ周波数の時間依存性を示すグラフ。 第9図はテンキースキャンのフローチャート、810図
はキーボードスキャンのフローチャート。 第11図はデジタルフィルタ回路の第1カットオフ周波
数を定めるパラメータを算出するフローチャート、 1812図はデジタルフィルタ回路の1!82のカット
オフ周波数を定めるパラメータの決定を含むフィルタパ
ラメータ算出のフローチャート、第1351は音源に対
するアンプエンベロープの算出のフローチャートである
。 l・・・・・・演奏入力手段、3・・・・・・原音ピッ
チ、4・・・・・・第1カットオフ周波数パラメータ算
出手段。 11・・・・・・サンプリング音記憶手段、12−−−
−−−再生データ生成手段、13・・・・・・LPFデ
ジタルフィルタ回路手段、20・・・・・・CPU、3
0・・・・・・ROM、40・旧・・RAM、70・旧
・・PCMfiil、80・・・・・・波形信号処理装
置。 + 蓋ト[亭鴫− (: 412シフ第4ヨうQ2り!トフ「フイ弄1
臂ち(R: レソ゛ナレス 第9図 テ〉キースキャン GT二 ケ°−ト7フク1 1:胛1嵐中 0:f&1童E EGF: フィルターエンA°ロープ“う°−ダ(Ol
EGFsl) 第12図 フィルダノvIラメータIiL 第13 図 7′/7°工〉へローフO
ジタルフィルタの機能ブロック図。 第2rI!Jは881図の実施例を電子鍵盤楽器に具体
化した場合のハードウェアブロック図。 第3図は第2図の波形信号処理装置において実現される
LPFデジタルフィルタ回路の論理構成図、 第4図はデジタルフィルタ回路の周波数応答特性を示す
図、 第5図は異なるレゾナンスパラメータに対するデジタル
フィルタ回路の周波数応答特性を示す図、 第6rIAは演奏ピッチとデジタルフィルタ回路のml
カットオフ周波数との関係を示すグラフ、第7図は時間
変動パラメータEGFの時間特性例を示すグラフ、 第8図はいくつかの比率設定の下で887図の時間変動
パラメータを用いたときのデジタルフィルタ回路のI8
2カットオフ周波数の時間依存性を示すグラフ。 第9図はテンキースキャンのフローチャート、810図
はキーボードスキャンのフローチャート。 第11図はデジタルフィルタ回路の第1カットオフ周波
数を定めるパラメータを算出するフローチャート、 1812図はデジタルフィルタ回路の1!82のカット
オフ周波数を定めるパラメータの決定を含むフィルタパ
ラメータ算出のフローチャート、第1351は音源に対
するアンプエンベロープの算出のフローチャートである
。 l・・・・・・演奏入力手段、3・・・・・・原音ピッ
チ、4・・・・・・第1カットオフ周波数パラメータ算
出手段。 11・・・・・・サンプリング音記憶手段、12−−−
−−−再生データ生成手段、13・・・・・・LPFデ
ジタルフィルタ回路手段、20・・・・・・CPU、3
0・・・・・・ROM、40・旧・・RAM、70・旧
・・PCMfiil、80・・・・・・波形信号処理装
置。 + 蓋ト[亭鴫− (: 412シフ第4ヨうQ2り!トフ「フイ弄1
臂ち(R: レソ゛ナレス 第9図 テ〉キースキャン GT二 ケ°−ト7フク1 1:胛1嵐中 0:f&1童E EGF: フィルターエンA°ロープ“う°−ダ(Ol
EGFsl) 第12図 フィルダノvIラメータIiL 第13 図 7′/7°工〉へローフO
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 音をデジタル表現する入力信号をフィルタリングするデ
ジタルフィルタ回路手段と、 前記デジタルフィルタ回路手段の特性を制御する特性制
御手段と、 を備えるサウンド用デジタルフィルタ装置において、 前記特性制御手段が、 前記デジタルフィルタ回路手段の周波数特性における第
1のカットオフ領域に関するパラメータを計算する第1
カットオフ計算手段と、 前記第1カットオフ計算手段の計算結果に基づいて、少
なくとも1つの付加的カットオフ領域に関するパラメー
タを計算する付加カットオフ計算手段と、 前記第1カットオフ計算手段の計算結果と前記付加的カ
ットオフ計算手段の計算結果を前記デジタルフィルタ回
路手段に転送する転送手段と、を有することを特徴とす
るサウンド用デジタルフィルタ装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1290043A JPH03151709A (ja) | 1989-11-09 | 1989-11-09 | サウンド用デジタルフィルタ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1290043A JPH03151709A (ja) | 1989-11-09 | 1989-11-09 | サウンド用デジタルフィルタ装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03151709A true JPH03151709A (ja) | 1991-06-27 |
Family
ID=17751045
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1290043A Pending JPH03151709A (ja) | 1989-11-09 | 1989-11-09 | サウンド用デジタルフィルタ装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03151709A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0535277A (ja) * | 1991-07-29 | 1993-02-12 | Kawai Musical Instr Mfg Co Ltd | 電子楽器 |
JP2005214932A (ja) * | 2004-02-02 | 2005-08-11 | Daihen Corp | 信号処理装置、この信号処理装置を用いた電圧測定装置及び電流測定装置 |
-
1989
- 1989-11-09 JP JP1290043A patent/JPH03151709A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0535277A (ja) * | 1991-07-29 | 1993-02-12 | Kawai Musical Instr Mfg Co Ltd | 電子楽器 |
JP2005214932A (ja) * | 2004-02-02 | 2005-08-11 | Daihen Corp | 信号処理装置、この信号処理装置を用いた電圧測定装置及び電流測定装置 |
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