JPH05119779A - Sound source device - Google Patents

Sound source device

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JPH05119779A
JPH05119779A JP3282989A JP28298991A JPH05119779A JP H05119779 A JPH05119779 A JP H05119779A JP 3282989 A JP3282989 A JP 3282989A JP 28298991 A JP28298991 A JP 28298991A JP H05119779 A JPH05119779 A JP H05119779A
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Abstract

PURPOSE:To provide the sound source device which reproduces the musical sound of a natural musical instrument with good reproducibility and facilitates the processing of waveforms. CONSTITUTION:Waveform data are analyzed for every fixed frequency (spectrum) intervals, and the analyzed data are stored as analytic parameters in a storage part 2' and put together when a musical sound signal is synthesized. The analyzed data are good in processability and sampling data are usable for the analysis to synthesis of the waveform data. Further, the read intervals of the analytic parameters are varied according to velocity data when the musical sound signal is synthesized. The analytic parameters are obtained, spectrum by spectrum, so even when the read intervals are varied, the frequency of the synthesized musical sound never varies.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は楽音波形データをスペ
クトルごとに分析・記憶し、これを再合成して楽音信号
を形成する分析合成系音源に関し、特に、音色変化の速
度の調整に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an analysis / synthesis type sound source which analyzes and stores musical tone waveform data for each spectrum and re-synthesizes them to form a musical tone signal, and more particularly to adjustment of speed of tone color change.

【0002】[0002]

【従来の技術】電子楽器における楽音信号形成方式は従
来より種々提案されている。そのうち主なものに、FM
方式音源や波形メモリ方式音源がある。FM方式音源は
複数の基本信号を種々のアルゴリズム,強度で合成(周
波数変調)して楽音波形データを形成する方式である。
波形メモリ方式は自然楽器の楽音等を時系列にメモリに
記憶しておき、発音する際にはこれを順次読み出して楽
音波形データを形成する方式である。
2. Description of the Related Art Various musical tone signal forming systems for electronic musical instruments have been proposed. The main one is FM
There are method sound source and waveform memory method sound source. The FM system sound source is a system in which a plurality of basic signals are synthesized (frequency modulation) with various algorithms and intensities to form musical tone waveform data.
The waveform memory system is a system in which musical sounds of a natural musical instrument are stored in a memory in a time series, and when sounding, these are sequentially read to form musical tone waveform data.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】FM方式音源ではパラ
メータを調整することよって種々に柔軟に波形を制御す
ることができるが、意図した音色に波形を制御すること
が難しく自然楽器の再現性が悪かった。また、波形メモ
リ方式の音源は自然楽器の楽音の再現性が良いが波形の
加工が困難であり音色に変化をつけることができなかっ
た。
With the FM sound source, the waveform can be flexibly controlled in various ways by adjusting the parameters, but it is difficult to control the waveform to the intended tone color, and the reproducibility of a natural musical instrument is poor. It was Further, the sound source of the waveform memory system has good reproducibility of the musical tone of the natural musical instrument, but it is difficult to process the waveform, and the tone color cannot be changed.

【0004】一方、サクソフォン(サックス)のような
管楽器では、強く吹いた場合と弱く吹いた場合とではア
タック部分の立ち上がりの速さや継続時間が異なるた
め、これを表現しようとすれば、データの読み出し時間
を伸縮する必要がある。しかし、従来の波形メモリ方式
の音源では、読み出しの速さを変えると楽音の周波数ま
で変わってしまうため、演奏強度に基づいてアタックの
速さなどに変化を付けることができない欠点があった。
On the other hand, in a wind instrument such as a saxophone (saxophone), the rising speed and duration of the attack portion are different when strongly blown and when weakly blown. Need to stretch time. However, in the conventional sound source of the waveform memory system, when the reading speed is changed, the frequency of the musical sound is also changed, so that there is a drawback that the attack speed or the like cannot be changed based on the playing intensity.

【0005】この発明の目的は、自然楽器の音色の再現
性がよく、且つ、波形の制御性もよい音源装置を提供す
ることと、その音源装置においてアタック部等の音色変
化の速度を調整できるようにすることにある。
An object of the present invention is to provide a tone generator having good reproducibility of the tone color of a natural musical instrument and good waveform controllability, and adjusting the speed of tone color change of an attack portion or the like in the tone generator. To do so.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】この発明は、楽音波形デ
ータを複数の部分データに分割して各部分データごとの
スペクトルの周波数および強度を分析する分析手段と、
分析手段が分析した各部分データごとのスペクトル周波
数および強度を分析パラメータとして記憶する記憶手段
と、前記分析パラメータを順次読み出して楽音波形デー
タを再合成する合成手段と、を備え、さらに、前記合成
手段は、分析パラメータを順次読み出す間隔を演奏強度
データによって可変する手段を含むことを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, analyzing means for dividing musical tone waveform data into a plurality of partial data and analyzing the frequency and intensity of a spectrum for each partial data,
The analysis means includes storage means for storing the spectrum frequency and intensity of each partial data analyzed as analysis parameters, and synthesis means for sequentially reading the analysis parameters and resynthesizing the musical tone waveform data. Is characterized in that it includes means for varying the intervals at which the analysis parameters are sequentially read according to the performance intensity data.

【0007】[0007]

【作用】この発明の音源装置は、楽音波形データを分割
してスペクトルに関する分析パラメータを抽出してこれ
を記憶している。発音のために楽音波形データを形成す
るときには、分析パラメータを順次読み出して合成す
る。これによって、波形メモリと同様の再現性のよい楽
音波形データを形成することができる。且つ、分析パラ
メータは自由に調整することができるため、楽音の加工
も容易である。
The sound source device of the present invention divides the musical tone waveform data, extracts the analysis parameter relating to the spectrum, and stores it. When forming musical tone waveform data for sound generation, analysis parameters are sequentially read and synthesized. As a result, it is possible to form musical tone waveform data with good reproducibility similar to the waveform memory. Moreover, since the analysis parameter can be freely adjusted, the processing of the musical sound is easy.

【0008】さらに、合成手段が分析パラメータに基づ
いて楽音波形データを再合成する場合、分析パラメータ
の読み出し間隔を可変することにより、演奏の強度によ
るアタックの速度などの楽音変化の速さを可変して音色
に変化を付けることができる。
Further, when the synthesizing means re-synthesizes the musical tone waveform data based on the analysis parameter, the speed at which the musical tone changes such as the attack speed depending on the intensity of the performance can be varied by varying the reading interval of the analysis parameter. Can change the timbre.

【0009】[0009]

【実施例】図1はこの発明が適用される分析合成系音源
の基本回路のブロック図である。
1 is a block diagram of a basic circuit of an analysis and synthesis type sound source to which the present invention is applied.

【0010】この音源は、分析部1,記憶部2,補間部
3,シフト部4,合成部5を有している。図2に分析部
1の構成を示す。分析部1は複数(128個)のバンド
パスフィルタ(BPF)を並列に接続した構成になって
いる。各BPFのバンド幅は125Hzであり、そのろ
過帯域は0Hzから16kHzまで順に並べられてい
る。各BPFを0〜127チャンネルのチャンネルナン
バで識別する。さらに、このBPFはFFT機能を有し
ており、BPFを通過するスペクトルの周波数データお
よび強度データMagを検出することができる。周波数
はバンド中心周波数からのずれとして検出されるが、こ
のずれをバンド中心周波数に加算することにより絶対値
の周波数データFreqが得られる。分析部1は上記の
ようにBPFアレイで構成できるほか、高速のFFTア
ナライザを用いて実現することもできる。さらにチャン
ネル数は128に限らず、バンド幅も125Hzに限定
されるものではない。
This sound source has an analysis unit 1, a storage unit 2, an interpolation unit 3, a shift unit 4, and a synthesis unit 5. FIG. 2 shows the configuration of the analysis unit 1. The analysis unit 1 has a configuration in which a plurality (128) of bandpass filters (BPF) are connected in parallel. The bandwidth of each BPF is 125 Hz, and its filtering band is arranged in order from 0 Hz to 16 kHz. Each BPF is identified by a channel number of 0 to 127 channels. Further, this BPF has an FFT function and can detect frequency data and intensity data Mag of a spectrum passing through the BPF. The frequency is detected as a deviation from the band center frequency. By adding this deviation to the band center frequency, the absolute frequency data Freq is obtained. The analysis unit 1 can be configured by the BPF array as described above, or can be realized by using a high-speed FFT analyzer. Furthermore, the number of channels is not limited to 128, and the bandwidth is not limited to 125 Hz.

【0011】この分析部1にはPCM波形データが入力
される。PCM波形データは32kHzのサンプリング
クロックでサンプリングされたものである。分析部1は
連続する2048サンプルを1組のデータ(1フレー
ム)として扱う。ただし、各フレームは64サンプルづ
つのずれでオーバーラップしている(図3参照)。分析
部1の各チャンネルは1フレーム分のサンプリングデー
タが入力されたときそのフレームの周波数データFre
qと強度データMagを出力する。ここで、1フレーム
を構成するサンプル数は2048に限らず、フレーム間
隔も64サンプルに限定されない。
PCM waveform data is input to the analysis unit 1. The PCM waveform data is sampled with a sampling clock of 32 kHz. The analysis unit 1 handles consecutive 2048 samples as one set of data (one frame). However, each frame overlaps with a shift of 64 samples (see FIG. 3). When the sampling data for one frame is input to each channel of the analysis unit 1, the frequency data Fre of the frame is input.
q and intensity data Mag are output. Here, the number of samples forming one frame is not limited to 2048, and the frame interval is not limited to 64 samples.

【0012】記憶部2は、各チャンネルの周波数データ
m n と強度データMm n を各フレームごとにテーブル
化して記憶している(図4)。1波形データに対応する
複数フレームのテーブル群をボイスデータという。各音
色に対応してこのボイスデータが記憶されている。ま
た、マルチサンプリング(音域や強度別に1音色の複数
波形を記憶する方式)の場合には、1音色に複数のボイ
スデータが含まれることになる。
The storage unit 2 stores the frequency data F m n and intensity data M m n of each channel as a table for each frame (FIG. 4). A table group of a plurality of frames corresponding to one waveform data is called voice data. This voice data is stored corresponding to each tone color. In the case of multi-sampling (a method of storing a plurality of waveforms of one tone color for each tone range and intensity), one tone color includes a plurality of voice data.

【0013】以上の分析部1による波形データの分析
(ボイスデータ化)および記憶部2への記憶が、演奏以
前に行われる前処理となる。
The above-described analysis of the waveform data by the analysis unit 1 (converting to voice data) and storage in the storage unit 2 are preprocessing performed before the performance.

【0014】補間部3は、ボイスデータを読み出して波
形データを形成するとき各サンプリングクロックのデー
タを形成する回路部である。すなわち、フレームデータ
は64クロックごとに出力されるが、各フレーム間の6
3サンプリングタイミングにおける周波数データ,強度
データをその前後のフレームデータから直線補間して算
出する(図5参照)。補間は各チャンネルごとに同一チ
ャンネルのデータを用いて行われる。算出されたデータ
はシフト部4に出力される。
The interpolation section 3 is a circuit section that forms data of each sampling clock when voice data is read and waveform data is formed. That is, although the frame data is output every 64 clocks, 6 frames between each frame are output.
Frequency data and intensity data at three sampling timings are calculated by linearly interpolating the frame data before and after that (see FIG. 5). Interpolation is performed using the same channel data for each channel. The calculated data is output to the shift unit 4.

【0015】シフト部4は鍵盤等で指定された音高(周
波数)の楽音を発音するために、周波数データのみをシ
フトする回路である。サンプリングした波形データの周
波数と指定された周波数とに基づいてシフト量が決定さ
れる。なお、マルチサンプリングにより全ての鍵(音
高)に対応するボイスデータを有する場合はこのシフト
処理は不要となる。
The shift unit 4 is a circuit that shifts only frequency data in order to generate a musical tone having a pitch (frequency) designated by a keyboard or the like. The shift amount is determined based on the frequency of the sampled waveform data and the designated frequency. If the voice data corresponding to all the keys (pitch) is included by the multi-sampling, this shift process is unnecessary.

【0016】合成部5は各チャンネルごとの周波数デー
タ,強度データを合成して1個の波形データを合成する
回路である。合成は逆FFT合成を用いてもよく、加算
合成を用いてもよい。
The synthesizer 5 is a circuit for synthesizing frequency data and intensity data for each channel to synthesize one waveform data. The synthesis may use inverse FFT synthesis or additive synthesis.

【0017】記憶部2に記憶されているボイスデータを
読み出して、各チャンネルごとに補間−シフトしたの
ち、合成することにより楽音波形データが形成される。
したがって、記憶部2−補間部3−シフト部4−合成部
5の動作は演奏時のリアルタイム動作となる。
The voice data stored in the storage unit 2 is read out, interpolated and shifted for each channel, and then synthesized to form musical tone waveform data.
Therefore, the operations of the storage section 2-interpolation section 3-shift section 4-synthesis section 5 are real-time operations during performance.

【0018】以上の方式の分析合成音源は、自然楽器等
実際の音をサンプリングして電子音を形成することがで
きるとともに、そのサンプリング波形データに対する加
工も大幅に可能にしたものである。
The analysis-synthesis sound source of the above-described system is capable of sampling an actual sound such as a natural musical instrument to form an electronic sound, and significantly processing the sampled waveform data.

【0019】図6はこの発明の実施例である分析合成系
音源の記憶部,補間部付近の詳細図である。記憶部2′
にはフレーム進行制御部14が接続され、補間部3′に
は64進のカウンタ13が接続されている。また、カウ
ンタ13にはフレームレート制御部10が接続されてい
る。フレームレート制御部10はテーブル11とアキュ
ムレータ12とからなっている。テーブル11は図7に
示すようなベロシティ/速度テーブルを記憶したメモリ
であり、管楽器型コントローラなどの演奏装置から入力
されたベロシティデータに基づいて速度データを出力す
る。この速度データはアキュムレータ12に入力され
る。アキュムレータ12はクロック信号に基づいて速度
データを繰り返し加算する。アキュムレータ12はCA
RRY信号をカウンタ13に出力する。テーブル11は
図7に示すような記憶内容を有しており、入力されるベ
ロシティデータが大きいほど出力する速度データも大き
い。
FIG. 6 is a detailed diagram of the vicinity of the storage unit and the interpolation unit of the analysis and synthesis system sound source according to the embodiment of the present invention. Storage unit 2 '
Is connected to a frame advance control unit 14, and the interpolation unit 3'is connected to a 64-ary counter 13. Further, the frame rate control unit 10 is connected to the counter 13. The frame rate controller 10 comprises a table 11 and an accumulator 12. The table 11 is a memory that stores a velocity / velocity table as shown in FIG. 7, and outputs velocity data based on velocity data input from a performance device such as a wind instrument type controller. This speed data is input to the accumulator 12. The accumulator 12 repeatedly adds speed data based on the clock signal. Accumulator 12 is CA
The RRY signal is output to the counter 13. The table 11 has stored contents as shown in FIG. 7, and the larger the inputted velocity data, the larger the outputted velocity data.

【0020】このため、ベロシティデータが大きいほど
アキュムレータ12のカウントアップも速くなるため、
CARRY信号が出力される間隔が短くなる。CARR
Y信号はカウンタ13のカウント端子に出力される。カ
ウンタ13はカウント値を補間部3′に出力するととも
に、CARRY信号をフレーム進行制御部14に出力す
る。カウンタ13は64進であるため、64カウントご
とにフレームが1つ進むことになる。カウンタ13のリ
セット端子およびフレーム進行制御部14にはキーオン
パルスKONPが入力される。また、フレーム進行制御
部14にはループスタートフレームナンバ,ループエン
ドフレームナンバが入力される。これにより、キーオン
時には0フレームから楽音の合成を開始し、合成が長く
継続した場合には、ループスタートフレーム−ループエ
ンドフレームの間を繰り返し読み出して合成を継続す
る。その場合、ベロシティデータが大きく(小さく)な
るとアキュムレータ12にセットされる値が大きく(小
さく)なるため、カウンタ13に入力されるカウント信
号(CARRY)の間隔が短く(長く)なり、補間の間
隔,フレームの読み出し間隔がともに短く(長く)な
り、ベロシティに対応して音色の変化速度を可変するこ
とが可能になる。この場合でも分析パラメータ(周波数
データ,音量データ)の読み出し間隔の制御であるた
め、これによって合成される楽音の周波数が変わってし
まうことはない。
For this reason, the larger the velocity data, the faster the count-up of the accumulator 12 becomes.
The interval at which the CARRY signal is output becomes short. CARR
The Y signal is output to the count terminal of the counter 13. The counter 13 outputs the count value to the interpolation unit 3 ′ and the CARRY signal to the frame progress control unit 14. Since the counter 13 is a 64-base number, one frame is advanced for every 64 counts. The key-on pulse KONP is input to the reset terminal of the counter 13 and the frame progress controller 14. Further, a loop start frame number and a loop end frame number are input to the frame progress control unit 14. As a result, when the key is turned on, the synthesis of the musical sound starts from the 0th frame, and when the synthesis continues for a long time, the loop start frame and the loop end frame are repeatedly read to continue the synthesis. In that case, when the velocity data becomes large (small), the value set in the accumulator 12 becomes large (small), so that the interval of the count signal (CARRY) input to the counter 13 becomes short (long), and the interpolation interval, Both the frame reading intervals become shorter (longer), and it becomes possible to change the tone color change speed in accordance with the velocity. Even in this case, the frequency of the synthesized musical tone does not change due to the control of the reading interval of the analysis parameters (frequency data, volume data).

【0021】[0021]

【発明の効果】以上のようにこの発明では、自然楽器等
の楽音の再現性のよいうえ楽音の加工性の高い音源装置
を実現することができ、さらに、演奏強度(ベロシテ
ィ)に基づいて音色の変化速度を可変することが可能に
なる。
As described above, according to the present invention, it is possible to realize a tone generator having good reproducibility of musical tones such as natural musical instruments and high processability of musical tones, and further, tones based on playing strength (velocity). It is possible to change the changing speed of.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明が適用される分析合成系音源の構成を
示す図
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an analysis and synthesis system sound source to which the present invention is applied.

【図2】同分析合成系音源の分析部の構成を示す図FIG. 2 is a diagram showing a configuration of an analysis unit of the analysis / synthesis sound source.

【図3】同分析合成系音源に入力されるPCM波形デー
タの例を示す図
FIG. 3 is a diagram showing an example of PCM waveform data input to the analysis / synthesis sound source.

【図4】同分析合成系音源の記憶部の記憶内容を示す図FIG. 4 is a diagram showing stored contents of a storage unit of the analysis / synthesis sound source.

【図5】同分析合成系音源の補間部の動作を説明する図FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of the interpolation unit of the analysis / synthesis sound source.

【図6】この発明の実施例である分析合成系音源の一部
構成を示す図
FIG. 6 is a diagram showing a partial configuration of an analysis / synthesis sound source according to an embodiment of the present invention.

【図7】同分析合成系音源のフレームレート制御用のテ
ーブルの内容を示す図
FIG. 7 is a diagram showing the contents of a table for controlling the frame rate of the analysis / synthesis sound source.

【図8】同分析合成系音源によって合成される楽音のア
タック部を示す図
FIG. 8 is a diagram showing an attack portion of a musical sound synthesized by the analysis / synthesis sound source.

【符号の説明】 1−分析部、2−記憶部、3−補間部、4−シフト部、
5−合成部、10−フレームレート制御部、11−テー
ブル、12−アキュムレータ、13−カウンタ、14−
フレーム進行制御部。
[Explanation of Codes] 1-analysis unit, 2-storage unit, 3-interpolation unit, 4-shift unit,
5-Combining Unit, 10-Frame Rate Control Unit, 11-Table, 12-Accumulator, 13-Counter, 14-
Frame progress controller.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 楽音波形データを複数の部分データに分
割して各部分データごとのスペクトルの周波数および強
度を分析する分析手段と、 分析手段が分析した各部分データごとのスペクトル周波
数および強度を分析パラメータとして記憶する記憶手段
と、 前記分析パラメータを順次読み出して楽音波形データを
再合成する合成手段と、 を備え、さらに、前記合成手段は、分析パラメータを順
次読み出す間隔を演奏強度データによって可変する手段
を含む音源装置。
1. Analyzing means for dividing musical tone waveform data into a plurality of partial data to analyze spectrum frequency and intensity for each partial data, and analyzing spectral frequency and intensity for each partial data analyzed by the analyzing means. Storage means for storing as parameters, and synthesizing means for sequentially reading the analysis parameters to re-synthesize musical tone waveform data, and further, the synthesizing means for varying an interval for sequentially reading the analysis parameters according to performance intensity data. Sound source device including.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS51138430A (en) * 1975-05-27 1976-11-30 Nippon Gakki Seizo Kk Electronic musical instrument
JPS6097397A (en) * 1983-11-01 1985-05-31 株式会社河合楽器製作所 Sound analyzer

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