JPH0627965A - Musical sound signal generating device - Google Patents

Musical sound signal generating device

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JPH0627965A
JPH0627965A JP3321518A JP32151891A JPH0627965A JP H0627965 A JPH0627965 A JP H0627965A JP 3321518 A JP3321518 A JP 3321518A JP 32151891 A JP32151891 A JP 32151891A JP H0627965 A JPH0627965 A JP H0627965A
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digital
memory
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Hideo Suzuki
秀雄 鈴木
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Yamaha Corp
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Abstract

PURPOSE:To easily give diverse timbre variation to a musical sound waveform signal of high quality at low cost. CONSTITUTION:Waveforms consisting of plural cycles among all waveforms from the start to the end of sound generation are stored in a memory 17, and they are read out and inputted to a digital filter 14. Filter characteristics are set with filter characteristic parameters which vary with the time from the start to the end of the sound generation of a musical sound and the timbre of the waveform signal of high quality read out of the memory 17 is varied with the time and controlled with diverse characteristics according to the parameters. The parameters can be improved in precision by being determined according to the deviation in waveform spectrum between the memory read waveform and a desired waveform when the envelope amplitude level is made nearly constant. The whole waveform section is divided into plural frames and level parameters are generated corresponding to the respective frames; and the level of the waveform signal is controlled with them and then the precision of timbre variation by filtering is improved.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は楽音信号発生装置に関
し、特に、波形メモリから読み出されたディジタル波形
信号をディジタルフィルタを用いて制御することにより
鍵タッチあるいは音高等に応じた音色変化を実現するよ
うにしたことに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a tone signal generator, and more particularly, to controlling a digital waveform signal read from a waveform memory by using a digital filter to realize a tone color change according to a key touch or pitch. Regarding what I did.

【0002】[0002]

【従来の技術】発音開始から終了までの全波形もしくは
立上り部の全波形とそれ以後の波形の一部を波形メモリ
に記憶し、前者を記憶した場合はその全波形を一通り読
み出すことにより高品質の楽音波形信号を発生し、後者
を記憶した場合は立上り部の波形を一通り読み出した後
それ以後の一部波形を繰返し読み出すことにより高品質
の楽音波形信号を発生することは、従来より公知である
(例えば、特開昭52−121313号)。また、ディ
ジタルフィルタを使用して楽音の音色を制御することも
従来公知である。例えば、特開昭53−75919号に
おいては、3つの波形メモリに異なる波形をそれぞれ1
周期記憶し、これを読み出してそれぞれ所望の係数を掛
けた上で加算合成し、その加算合成結果を1周期からな
る初期波形として、この初期波形をディジタルフィルタ
に入力し、以後は、この初期波形に基づく1周期波形を
ディジタルフィルタで繰返し循環させることにより、波
形がディジタルフィルタを通る毎にその形状が変化し、
これにより波形の時間的変化を実現するようにしたこと
が示されている。
2. Description of the Related Art All waveforms from the beginning to the end of sounding, or all waveforms at the rising edge and a part of the waveforms after that are stored in a waveform memory. When a high-quality tone waveform signal is generated and the latter is stored, it is better than in the past to generate a high-quality tone waveform signal by reading the rising waveform once and then repeatedly reading a part of the waveform after that. It is known (for example, JP-A-52-121313). It is also known in the art to control the timbre of a musical tone using a digital filter. For example, in Japanese Patent Laid-Open No. 53-75919, three different waveforms are stored in three waveform memories.
Periodically stored, read out, multiplied by respective desired coefficients, added and synthesized, and the added and synthesized result is used as an initial waveform consisting of one period, and this initial waveform is input to the digital filter. By repeatedly circulating the one-cycle waveform based on the digital filter, its shape changes every time the waveform passes through the digital filter,
It is shown that this realizes the temporal change of the waveform.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】前者の従来技術のよう
に波形メモリに予め多周期の連続波形を記憶しておく方
式は、高品質の楽音波形信号が得られる反面、膨大なメ
モリ容量が要求されるため、鍵タッチあるいは音高等に
応じた様々な音色変化を実現するのに不向きであった。
すなわち、最も単純には、すべての種類の鍵タッチある
いは音高等の音色変化パラメータに対応して多数の異な
る波形メモリを予め準備しておけばよいのであるが、そ
れでは全体のメモリ容量が余りにも膨大となり、非実用
的である。そこで、一つの方法として、2種類の連続波
形、例えばタッチレスポンス制御の場合は最強タッチに
対応する連続波形と最弱タッチに対応する連続波形、を
波形メモリに準備しておき、両波形を同時に読み出して
音色変化パラメータ(タッチ強度)に応じて両波形を補
間することにより該音色変化パラメータ(タッチ強度)
に対応する波形を得ることが考えられるが、実際には補
間すべき両波形の位相が合っていないと補間が無意味な
ものとなってしまう。波形メモリに準備すべき2種類の
波形は現実の演奏音波形のコピーが用いられるため、両
波形の位相は異っており、最初の位相を合わせることが
できても数秒後には大きな位相ずれが生じる。従って、
多周期の連続波形をメモリに記憶し、これを読み出すこ
とにより高品質の楽音波形信号を得ようとする方式で
は、単純な補間は不向きであり、多様な音色変化を小規
模な構成で実現するのは従来困難であった。
The method of storing continuous waveforms of multiple cycles in advance in the waveform memory as in the former prior art, although a high-quality tone waveform signal can be obtained, requires a huge memory capacity. Therefore, it is unsuitable for realizing various timbre changes according to key touches or pitches.
That is, the simplest is to prepare a large number of different waveform memories corresponding to all kinds of key touches or tone color change parameters such as pitches, but then the total memory capacity is too large. And is impractical. Therefore, as one method, two types of continuous waveforms, for example, in the case of touch response control, a continuous waveform corresponding to the strongest touch and a continuous waveform corresponding to the weakest touch are prepared in the waveform memory, and both waveforms are simultaneously prepared. By reading out and interpolating both waveforms according to the tone color change parameter (touch strength), the tone color change parameter (touch strength)
Although it is possible to obtain a waveform corresponding to, the interpolation becomes meaningless unless the phases of both waveforms to be interpolated actually match. The two types of waveforms to be prepared in the waveform memory are copies of the actual playing sound waveform, so the phases of both waveforms are different, and even if the initial phases can be matched, a large phase shift will occur after a few seconds. Occurs. Therefore,
A method that stores a multi-cycle continuous waveform in a memory and reads it to obtain a high-quality tone waveform signal is not suitable for simple interpolation, and realizes various tone color changes with a small-scale configuration. It has been difficult in the past.

【0004】また、後者の従来技術は、初期波形に基づ
く1周期波形をディジタルフィルタで繰返し循環させる
ことにより波形の時間的変化を実現するものであるた
め、一応、波形の時間的変化を得ることができるにして
も、単に何らかの形で波形が変化するだけであり、自然
楽器音と同様の高品質な波形を得るのは困難であった。
また、フィルタは本質的に高調波成分の減少制御を行な
うものであるため、循環のたびに高調波成分が減少して
いくような単調な波形形状変化しか実現することができ
ず、満足のゆく品質の波形を得るのは極めて困難であっ
た。この発明は上述の点に鑑みてなされたもので、高品
質かつ多様な音色変化を実現し得る楽音波形信号を、比
較的小規模かつ低コストな構成により、発生し得るよう
にした楽音信号発生装置を提供しようとするものであ
る。
In the latter prior art, the one-cycle waveform based on the initial waveform is repeatedly circulated by the digital filter to realize the temporal change of the waveform. Therefore, the temporal change of the waveform is temporarily obtained. Even if it is possible, the waveform will only change in some way, and it has been difficult to obtain a high-quality waveform similar to a natural musical instrument sound.
In addition, since the filter essentially controls the reduction of the harmonic component, it can only achieve a monotonous change in the waveform shape such that the harmonic component decreases with each circulation, which is satisfactory. Obtaining quality waveforms has been extremely difficult. The present invention has been made in view of the above-mentioned points, and a musical tone signal generation that can generate a musical tone waveform signal that can realize high quality and various tone color changes with a relatively small-scale and low-cost configuration. It is intended to provide a device.

【0005】[0005]

【課題を達成するための手段】この出願の第1の発明に
係る楽音信号発生装置は、楽音の発音開始から終了に至
るまでの全波形のうち所定の複数周期からなる波形に関
する波形データをディジタルで記憶した波形メモリと、
この波形メモリの波形データを読み出すことにより楽音
の発音開始から終了に至るまでのディジタル波形信号を
発生する読出し手段と、発生されたディジタル波形信号
が入力されるディジタルフィルタと、楽音の発音開始か
ら終了に至るまでの時間経過に従って変化するフィルタ
特性パラメータを発生し、前記ディジタルフィルタに供
給するフィルタ特性パラメータ発生手段とを具えたこと
を特徴とするものである。
The tone signal generator according to the first invention of the present application digitalizes waveform data relating to a waveform having a plurality of predetermined cycles out of all waveforms from the start to the end of the tone generation. Waveform memory stored in
Reading means for generating a digital waveform signal from the start to the end of the tone generation by reading the waveform data of the waveform memory, a digital filter to which the generated digital waveform signal is input, and a tone generation start to end. And a filter characteristic parameter generating means for generating a filter characteristic parameter that changes with the lapse of time to reach the digital filter and supplying it to the digital filter.

【0006】この出願の第2の発明に係る楽音信号発生
装置は、楽音の発音開始から終了に至るまでの全波形の
うち所定の複数周期からなる波形に関する波形データを
ディジタルで記憶した波形メモリと、この波形メモリの
波形データを読み出すことにより楽音の発音開始から終
了に至るまでのディジタル波形信号を発生する読出し手
段と、発生されたディジタル波形信号が入力されるディ
ジタルフィルタと、音色変化パラメータに応じてフィル
タ特性パラメータを発生し、前記ディジタルフィルタに
供給するフィルタ特性パラメータ発生手段とを具えたも
のにおいて、前記フィルタ特性パラメータは、前記読出
し手段による前記波形メモリの読出しに基づき発生され
るディジタル波形信号のエンベロープ振幅レベルを略一
定にしたときの波形スペクトルと望みの波形のエンベロ
ープ振幅レベルを略一定にしたときの波形スペクトルと
の偏差に従って決定されたものであることを特徴とする
ものである。
A tone signal generator according to a second invention of this application is a waveform memory for digitally storing waveform data relating to waveforms having a plurality of predetermined cycles out of all waveforms from the start to the end of tone generation. , A reading means for generating a digital waveform signal from the start to the end of the tone generation by reading the waveform data of the waveform memory, a digital filter to which the generated digital waveform signal is input, and a tone color change parameter. Filter characteristic parameter generating means for generating a filter characteristic parameter and supplying it to the digital filter, wherein the filter characteristic parameter is a digital waveform signal generated based on the reading of the waveform memory by the reading means. Wave when the envelope amplitude level is almost constant It is characterized in that which has been determined in accordance with the deviation of the waveform spectrum when the envelope amplitude level of the spectrum and desired waveform was substantially constant.

【0007】この出願の第3の発明に係る楽音信号発生
装置は、楽音の発音開始から終了に至るまでの全波形の
うち所定の複数周期からなる波形に関する波形データを
ディジタルで記憶した波形メモリと、この波形メモリの
波形データを読み出すことにより楽音の発音開始から終
了に至るまでのディジタル波形信号を発生する読出し手
段と、発生されたディジタル波形信号が入力されるディ
ジタルフィルタと、音色変化パラメータに応じてフィル
タ特性パラメータを発生し、前記ディジタルフィルタに
供給するフィルタ特性パラメータ発生手段と、楽音の発
音開始から終了に至るまでの全区間を複数のフレームに
区分し、前記読出し手段による波形データの読出しに並
行して順次フレームを特定するフレーム特定手段と、各
フレームに対応するレベルパラメータのうち前記フレー
ム特定手段によって特定されたフレームに対応するレベ
ルパラメータを発生するレベルパラメータ発生手段と、
前記ディジタルフィルタで制御された又は制御されるべ
き前記ディジタル波形信号のレベルを前記レベルパラメ
ータ発生手段から発生されたレベルパラメータに従って
制御するレベル制御手段とを具えたものである。
A tone signal generator according to a third invention of this application is a waveform memory for digitally storing waveform data relating to waveforms having a plurality of predetermined cycles out of all waveforms from the start to the end of tone generation. , A reading means for generating a digital waveform signal from the start to the end of the tone generation by reading the waveform data of the waveform memory, a digital filter to which the generated digital waveform signal is input, and a tone color change parameter. Filter characteristic parameter generating means for generating a filter characteristic parameter to be supplied to the digital filter, and the entire section from the start to the end of musical tone generation are divided into a plurality of frames, and the reading means can read the waveform data. Frame identification means for identifying frames sequentially in parallel and corresponding to each frame A level parameter generating means for generating a level parameter corresponding to the frame identified by the frame identification unit of the level parameter,
Level control means for controlling the level of the digital waveform signal controlled by the digital filter or to be controlled according to the level parameter generated by the level parameter generating means.

【0008】[0008]

【作用】波形メモリにおいて、楽音の発音開始から終了
に至るまでの全波形のうち所定の複数周期からなる波形
に関する波形データがディジタルで記憶されている。こ
の波形メモリに記憶する複数周期からなる波形は、従来
知られているように、例えば自然楽器音の楽音波形のよ
うに音色が時間的に変化する高品質な波形とすることが
できる。読出し手段によってこの波形メモリの波形デー
タを読み出すことにより楽音の発音開始から終了に至る
までのディジタル波形信号(これは上述のように高品質
なものとすることができる)が発生される。このディジ
タル波形信号がディジタルフィルタに入力され、該ディ
ジタルフィルタで設定されているフィルタ特性に従って
その波形スペクトルが制御される。ディジタルフィルタ
のフィルタ特性はフィルタ特性パラメータによって可変
設定される。第1の発明において、フィルタ特性パラメ
ータ発生手段は、楽音の発音開始から終了に至るまでの
時間経過に従って変化するフィルタ特性パラメータを発
生する。従って、ディジタルフィルタに入力される高品
質なディジタル波形信号の音色がこのフィルタ特性パラ
メータに応じて時間的に可変制御される。こうして、波
形メモリに記憶する高品質な複数周期からなる波形が仮
りに一種類であっても、この記憶波形と同様に高品質な
波形がフィルタ特性パラメータに応じて時間的に音色変
化する多様な特性で得られるのである。
In the waveform memory, waveform data relating to a waveform having a plurality of predetermined cycles out of all waveforms from the start to the end of the generation of the musical tone is digitally stored. The waveform having a plurality of periods stored in the waveform memory can be a high-quality waveform in which the tone color changes with time like a musical tone waveform of a natural musical instrument sound, as conventionally known. By reading the waveform data of the waveform memory by the reading means, a digital waveform signal from the start to the end of the tone generation (which can be of high quality as described above) is generated. This digital waveform signal is input to the digital filter, and its waveform spectrum is controlled according to the filter characteristics set by the digital filter. The filter characteristic of the digital filter is variably set by the filter characteristic parameter. In the first invention, the filter characteristic parameter generating means generates the filter characteristic parameter that changes with the passage of time from the start to the end of the musical tone generation. Therefore, the tone color of the high-quality digital waveform signal input to the digital filter is variably controlled in time according to the filter characteristic parameter. Thus, even if there is only one kind of high-quality waveform stored in the waveform memory and having a plurality of periods, a high-quality waveform similar to this stored waveform has various timbres that change with time in accordance with the filter characteristic parameters. It is obtained by the characteristics.

【0009】第2の発明において、音色変化パラメータ
に応じて発生されるフィルタ特性パラメータは、読出し
手段による波形メモリの読出しに基づき発生されるディ
ジタル波形信号のエンベロープ振幅レベルを略一定にし
たときの波形スペクトルと、望みの波形のエンベロープ
振幅レベルを略一定にしたときの波形スペクトルとの偏
差に従って決定されたものである。従って、エンベロー
プ振幅レベルの変動の影響を受けずに、音色変化パラメ
ータに対応した望みの波形を得るためのフィルタ特性パ
ラメータを決定することができる。これにより、エンベ
ロープ振幅レベルの変動によってフィルタ特性パラメー
タの精度が低下してしまうという問題を解決することが
でき、また、そのような精度低下を防ぐためにパラメー
タデータのダイナミックレンジを過度に広げてデータビ
ット数を徒らに増大させてしまうという方策を講ずる必
要もなくなる。こうして、音色変化パラメータに対応し
た望みの波形に近似した高品質の波形をディジタルフィ
ルタによって確実に得ることができる。
In the second invention, the filter characteristic parameter generated according to the tone color change parameter is a waveform when the envelope amplitude level of the digital waveform signal generated based on the reading of the waveform memory by the reading means is made substantially constant. It is determined according to the deviation between the spectrum and the waveform spectrum when the envelope amplitude level of the desired waveform is made substantially constant. Therefore, the filter characteristic parameter for obtaining the desired waveform corresponding to the timbre change parameter can be determined without being affected by the fluctuation of the envelope amplitude level. This solves the problem that the accuracy of the filter characteristic parameter decreases due to the fluctuation of the envelope amplitude level, and the dynamic range of the parameter data is excessively widened to prevent such accuracy deterioration. There is no need to take measures to increase the number of people. In this way, it is possible to reliably obtain a high-quality waveform approximate to the desired waveform corresponding to the tone color change parameter by the digital filter.

【0010】第3の発明においては、楽音の発音開始か
ら終了に至るまでの全区間を区分した複数のフレームの
うちフレーム特定手段によって特定されたフレームに対
応するレベルパラメータがレベルパラメータ発生手段か
ら発生される。ディジタルフィルタで制御された又は制
御されるべき前記ディジタル波形信号のレベルがこのレ
ベルパラメータに従ってレベル制御手段において制御さ
れる。従って、波形メモリに記憶する波形データの振幅
レベルを大きくとっておくことができ、これによりフィ
ルタリングによって得ようとする望みの波形の振幅レベ
ルが小さかったとしてもそれに対応するフィルタ特性パ
ラメータの精度は波形メモリに記憶した波形データの大
きな振幅レベルに対応する精度(小さな振幅レベルに対
応するものよりは精度がよい)とすることができ、フィ
ルタリングによる音色変化の精度を良くすることができ
る。
In the third aspect of the invention, the level parameter generating means generates a level parameter corresponding to a frame specified by the frame specifying means out of a plurality of frames dividing the entire section from the start of sound generation to the end thereof. To be done. The level of the digital waveform signal controlled by the digital filter or to be controlled is controlled by the level control means according to this level parameter. Therefore, the amplitude level of the waveform data stored in the waveform memory can be set large, and even if the amplitude level of the desired waveform to be obtained by filtering is small, the accuracy of the corresponding filter characteristic parameter is The accuracy of the waveform data stored in the memory can be improved (the accuracy is higher than that of the waveform data corresponding to the small amplitude level), and the accuracy of the tone color change due to the filtering can be improved.

【0011】この発明は、鍵タッチに応じて音色や音量
レベルを制御するタッチレスポンス制御、あるいは押圧
鍵の音高又は音域に応じて音色や音量レベルを制御する
キースケーリング制御、その他の音色変化制御において
有利に適用することができる。その場合、音色変化パラ
メータとしては、鍵タッチの強度あるいは押圧鍵の音高
又はその音域あるいはその他の音色変化を促す因子が用
いられる。一実施例として、楽音の発音開始から終了に
至るまでの全区間を複数のフレームに区分し、フィルタ
特性パラメータ発生手段では各フレームに対応するフィ
ルタ特性パラメータを発生するようにしてよい。各フレ
ーム毎のフィルタ特性パラメータは、波形メモリで準備
された波形(これを基準波形ということにする)の該当
フレームにおけるスペクトルと望みの波形の該当フレー
ムにおけるスペクトルとの偏差を分析し、このスペクト
ル偏差に応じて決定するようにしてよい。このようにす
ると、望みの波形に近似した高品質の波形をディジタル
フィルタから得ることができる。また、このようなフレ
ーム毎のスペクトル分析はフィルタ特性パラメータを決
定する作業を容易にするので好都合である。
The present invention is a touch response control for controlling a tone color or a volume level according to a key touch, a key scaling control for controlling a tone color or a volume level according to a pitch or a range of a pressed key, and other tone color change control. Can be advantageously applied in. In this case, as the tone color change parameter, the strength of the key touch, the pitch of the pressed key, its pitch range, or another factor for promoting the tone color change is used. As an example, the entire section from the start to the end of the tone generation may be divided into a plurality of frames, and the filter characteristic parameter generating means may generate the filter characteristic parameter corresponding to each frame. The filter characteristic parameter for each frame analyzes the deviation between the spectrum in the corresponding frame of the waveform prepared in the waveform memory (referred to as a reference waveform) and the spectrum in the corresponding frame of the desired waveform, and this spectrum deviation May be determined according to In this way, a high-quality waveform that is close to the desired waveform can be obtained from the digital filter. Further, such frame-by-frame spectrum analysis is convenient because it facilitates the work of determining the filter characteristic parameter.

【0012】[0012]

【実施例】以下、添付図面を参照してこの発明の一実施
例を詳細に説明しよう。図1はこの発明の第1の実施例
を示すもので、発生すべき楽音の音高を指定する手段と
して鍵盤10が用いられ、この鍵盤10で押圧された鍵
に加えられたタッチをタッチ検出装置11で検出し、こ
のタッチ検出データを音色変化パラメータとして用い、
タッチの強度に応じた音色及びレベル特性の楽音波形信
号を発生するものである。波形メモリ12には、楽音の
立上り部の全波形とその後発音終了に至るまでの波形の
全部(すなわち発音開始から終了に至るまでの全波形)
を或る基準の鍵タッチ強度(例えば最強タッチ)に対応
して予め記憶しており、その全波形データはディジタル
データから成る。鍵盤10と波形メモリ12との間に設
けられたアドレスデータ発生回路13は、鍵盤10で指
定された音高に応じて波形メモリ12から発音開始から
終了に至るまでの全波形を読み出すための読み出し手段
である。例えば、鍵盤10で或る鍵が押圧されたとき、
瞬時に発生するキーオンパルスKONPによってアドレ
スデータ発生回路13の発生アドレスが初期値にリセッ
トされ、押圧鍵を示すデータによって指定された音高に
応じたレートで発生アドレスが順次変化する。このアド
レスデータ発生回路13から発生されたアドレスデータ
が波形メモリ12に入力され、そこに記憶されているデ
ィジタル波形信号を順次読み出す。この波形読み出し技
術は公知の如何なる技術をも用いることができる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention, in which a keyboard 10 is used as a means for designating the pitch of a musical tone to be generated, and a touch applied to a key pressed by the keyboard 10 is detected by touch. The device 11 detects this touch detection data as a tone color change parameter,
The musical tone waveform signal having a tone color and a level characteristic corresponding to the touch intensity is generated. The waveform memory 12 stores all the waveforms of the rising portion of the musical sound and all the waveforms until the end of sounding (that is, all the waveforms from the start to the end of sounding).
Is stored in advance corresponding to a certain reference key touch strength (for example, the strongest touch), and all the waveform data thereof are digital data. The address data generation circuit 13 provided between the keyboard 10 and the waveform memory 12 reads out all waveforms from the waveform memory 12 from the start to the end of sounding according to the pitch specified on the keyboard 10. It is a means. For example, when a certain key is pressed on the keyboard 10,
The generation address of the address data generation circuit 13 is reset to the initial value by the key-on pulse KONP which is generated instantaneously, and the generation address is sequentially changed at a rate according to the pitch specified by the data indicating the pressed key. The address data generated by the address data generation circuit 13 is input to the waveform memory 12, and the digital waveform signals stored therein are sequentially read out. As the waveform reading technique, any known technique can be used.

【0013】波形メモリ12から読み出されたディジタ
ル波形信号はディジタルフイルタ14に入力され、該フ
ィルタ14で設定されたフイルタ特性に従って制御され
る。このフィルタ14の出力信号はディジタルアナログ
変換器15でアナログ変換された後、サウンドシステム
16に至る。ディジタルフィルタ14のフィルタ特性を
設定するためのフィルタ特性パラメータはフィルタ特性
パラメータメモリ17から与えられる。
The digital waveform signal read from the waveform memory 12 is input to the digital filter 14 and controlled according to the filter characteristics set by the filter 14. The output signal of the filter 14 is analog-converted by the digital-analog converter 15 and then reaches the sound system 16. A filter characteristic parameter for setting the filter characteristic of the digital filter 14 is given from the filter characteristic parameter memory 17.

【0014】この実施例では、波形メモリ12から読み
出される波形の全波形区間を複数のフレームに区分し、
フィルタ特性パラメータメモリ17では各フレーム単位
でフイルタ特性パラメータを発生し、ディジタルフィル
タ14に供給するようになっている。このフレームを特
定するために、アドレスデータ発生回路13から発生さ
れたアドレスデータの一部がフレームアドレスデータと
して利用される。フィルタ特性パラメータメモリ17で
は、鍵タッチの各段階毎に各フレームに対応するフィル
タ特性パラメータからなるフィルタ特性パラメータの組
を夫々予め記憶しており、タッチ検出装置11から与え
られるタッチ検出データ(すなわち音色変化パラメー
タ)に応じて1組のフィルタ特性パラメータが選択され
る。そして、選択された1組のパラメータの中から、フ
レーム特定手段としても機能するアドレスデータ発生回
路13から与えられたフレームアドレスデータに応じて
1つのフレームに対応するフィルタ特性パラメータが選
択的に読み出され、ディジタルフィルタ14に供給され
る。
In this embodiment, the entire waveform section of the waveform read from the waveform memory 12 is divided into a plurality of frames,
The filter characteristic parameter memory 17 generates a filter characteristic parameter for each frame and supplies it to the digital filter 14. In order to specify this frame, a part of the address data generated by the address data generation circuit 13 is used as frame address data. In the filter characteristic parameter memory 17, a set of filter characteristic parameters including filter characteristic parameters corresponding to each frame is stored in advance for each stage of key touch, and touch detection data (that is, tone color) provided from the touch detection device 11 is stored. A set of filter characteristic parameters is selected according to (change parameter). Then, the filter characteristic parameter corresponding to one frame is selectively read out from the selected set of parameters in accordance with the frame address data given from the address data generating circuit 13 which also functions as a frame specifying means. And is supplied to the digital filter 14.

【0015】各フレーム毎のフィルタ特性パラメータ
は、波形メモリ12で準備された波形(基準波形)と望
みの波形との該当フレーム毎のスペクトル偏差に従って
決定される。このための事前処理について説明すると次
の通りである。或る鍵タッチの強度(これをタッチAと
いい、例えば比較的弱いタッチである)に対応する望み
の波形(発音開始から終了までの全波形)が図2のaの
ようであり、波形メモリ12で準備すべき基準の波形
(例えば最強タッチに対応する波形)が図2のbのよう
であるとする。図ではピアノ音を例にしており、パーカ
ッシブ系エンベロープを持っている。このような望みの
波形及び基準波形は、実際のピアノ演奏によって得られ
るものである。なお、この場合望みの波形及び基準波形
は同一周波数(同一ピッチ)である。このように準備し
た基準波形の全波形区間を複数のフレーム(時間枠)に
区分し、このフレーム区分に対応して望みの波形も区分
する。このフレーム区分は、等時間間隔とは限らず、波
形変化の特徴に応じた適宜の間隔とする。図の例では0
から6までの7フレームに区分している。次に以下の処
理1〜4を行なう。
The filter characteristic parameter for each frame is determined according to the spectral deviation for each frame between the waveform (reference waveform) prepared in the waveform memory 12 and the desired waveform. The pre-processing for this will be described as follows. The desired waveform corresponding to the strength of a certain key touch (this is called touch A, for example, a relatively weak touch) (the entire waveform from the start to the end of sound generation) is as shown in FIG. It is assumed that the reference waveform to be prepared in 12 (for example, the waveform corresponding to the strongest touch) is as shown in b of FIG. In the figure, piano sound is taken as an example, and it has a percussive envelope. Such desired waveform and reference waveform are obtained by an actual piano performance. In this case, the desired waveform and the reference waveform have the same frequency (same pitch). The entire waveform section of the reference waveform prepared in this way is divided into a plurality of frames (time frames), and the desired waveform is also divided corresponding to this frame division. This frame division is not limited to equal time intervals, but may be an appropriate interval according to the characteristics of the waveform change. 0 in the example shown
It is divided into 7 frames from 6 to 6. Next, the following processes 1 to 4 are performed.

【0016】処理1…各フレーム毎に望みの波形(図2
のa)と基準波形(図2のb)のスペクトル解析をそれ
ぞれ行なう。例えばフレーム0では、望みの波形のスペ
クトルは図3のaのようになり、基準波形のスペクトル
は同図のbのようになる。 処理2…処理1で解析した同一フレームにおける両スペ
クトルの偏差(基準波形のスペクトル − 望みのスペ
クトル)を各フレーム毎に求める。例えば、フレーム0
のスペクトル偏差は図3のcのようになる。 処理3…望みの波形の鍵タッチの強度を変えて(タッチ
B,C,D…に変える)、上記処理1、2を夫々行な
い、各タッチに対応する各フレーム毎のスペクトル偏差
を求める。 処理4…処理2、3で求めた各タッチに対応する各フレ
ーム毎のスペクトル偏差から夫々に対応するフィルタ特
性パラメータを求める。
Process 1 ... Desired waveform for each frame (see FIG. 2).
A) and the reference waveform (b in FIG. 2) are analyzed. For example, in frame 0, the spectrum of the desired waveform is as shown in a of FIG. 3, and the spectrum of the reference waveform is as shown in b of FIG. Process 2 ... The deviation of both spectra in the same frame analyzed in Process 1 (spectrum of reference waveform-desired spectrum) is obtained for each frame. For example, frame 0
The spectrum deviation of is as shown in FIG. Process 3 ... The intensity of the key touch having a desired waveform is changed (changed to touches B, C, D ...), and the above processes 1 and 2 are performed respectively to obtain the spectrum deviation for each frame corresponding to each touch. Process 4 ... Filter characteristic parameters corresponding to each frame are obtained from the spectrum deviation of each frame corresponding to each touch obtained in the processes 2 and 3.

【0017】以上のような事前処理を施した後、基準波
形の全波形データを波形メモリ12に記憶し、処理4で
求めた各タッチに対応する各フレーム毎のフィルタ特性
パラメータをフィルタ特性パラメータメモリ17に記憶
する。この場合、波形メモリ12に記憶した全波形デー
タの1サンプル点毎に異なるアドレスが割当てられ、フ
レーム区分の仕方に従って複数アドレスグループ毎に異
なるフレームアドレスが割当てられ、アドレスデータ発
生回路13では、発生するアドレスデータの値に応じて
所定のフレームアドレスをも発生し得るような構成とす
る。尚、アドレスデータの値に応じてフレームアドレス
データを発生するコード化回路をフレーム特定手段とし
てアドレスデータ発生回路13とは別に設けてもよい。
After performing the above pre-processing, all the waveform data of the reference waveform is stored in the waveform memory 12, and the filter characteristic parameters for each frame corresponding to each touch obtained in the processing 4 are stored in the filter characteristic parameter memory. Store in 17. In this case, a different address is assigned to each sample point of all the waveform data stored in the waveform memory 12, and a different frame address is assigned to each of a plurality of address groups according to the frame division method. The configuration is such that a predetermined frame address can be generated according to the value of the address data. An encoding circuit that generates frame address data according to the value of the address data may be provided separately from the address data generation circuit 13 as frame specifying means.

【0018】ディジタルフィルタ14では、波形メモリ
12から読み出される基準の波形と望みの波形とのスペ
クトル偏差に応じたフィルタ特性パラメータに従って基
準の波形信号をフィルタ制御するので、望みの波形に近
似した波形信号を得ることができる。このフィルタ特性
パラメータはフレーム単位で時間的に変化するので、望
みの波形を精度良く近似することができる。しかも、フ
レーム単位の処理によってフィルタ特性パラメータを決
定するので、パラメータ決定作業も比較的楽である。
Since the digital filter 14 filters the reference waveform signal according to the filter characteristic parameter corresponding to the spectral deviation between the reference waveform read from the waveform memory 12 and the desired waveform, the waveform signal close to the desired waveform is obtained. Can be obtained. Since this filter characteristic parameter temporally changes in frame units, it is possible to accurately approximate a desired waveform. Moreover, since the filter characteristic parameter is determined by the processing in frame units, the parameter determination work is relatively easy.

【0019】図4はこの発明の第2の実施例を示すもの
で、図1の実施例に対する変更箇所のみを抽出して示し
ている。この第2の実施例では、レベルパラメータメモ
リ18が追加されており、このメモリ18から読み出さ
れたレベルパラメータに従ってディジタルフィルタ14
の出力信号のレベルを乗算器19において制御するよう
になっている。レベルパラメータメモリ18では、各フ
レーム毎のレベルパラメータから成るレベルパラメータ
の組を複数段階のタッチ強度に対応して夫々記憶してお
り、タッチ検出装置11から与えられるタッチ検出デー
タに応じて1組のレベルパラメータが選択され、選択さ
れた1組の中からフレームアドレスデータに応じて1つ
のフレームに対応するレベルパラメータが読み出され
る。この第2の実施例によれば、ディジタルフィルタ1
4によるスペクトル制御とは別途に、各フレーム単位で
一律のレベル制御が行なえるようになり、望みの波形再
生の精度が良くなる。
FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention, in which only the portions changed from the embodiment of FIG. 1 are extracted and shown. In this second embodiment, a level parameter memory 18 is added, and the digital filter 14 is added in accordance with the level parameter read from this memory 18.
The level of the output signal of is controlled by the multiplier 19. The level parameter memory 18 stores a set of level parameters composed of level parameters for each frame respectively corresponding to a plurality of levels of touch strength, and one set of level parameters is stored according to touch detection data provided from the touch detection device 11. The level parameter is selected, and the level parameter corresponding to one frame is read out from the selected set according to the frame address data. According to this second embodiment, the digital filter 1
In addition to the spectrum control by 4, the uniform level control can be performed for each frame, and the accuracy of desired waveform reproduction is improved.

【0020】この第2の実施例は、特に、次のような目
的で効果を発揮する。前述の第1の実施例では、事前処
理1〜4の対象となる基準波形及び望みの波形が図2の
a,bのような実際のエンベロープを持つものであっ
た。そのため、望みの波形のタッチが弱い場合は、全区
間を通じて振幅レベルが比較的低レベルであり、また、
基準波形のように強いタッチに対応するものでも最後の
フレームでは振幅レベルが小さくなる。このように振幅
レベルの小さい状態において前述の処理1〜4を行う
と、決定されるフィルタ特性パラメータの変化幅が相対
的に小さくなり、精度が非常に低下する。また、そのよ
うな条件下で精度を少しでも良くしようとして、フィル
タ特性パラメータのデータ表現におけるダイナミックレ
ンジを広げると、ビット数が徒らに多くなるので、不利
である。
This second embodiment is particularly effective for the following purposes. In the above-mentioned first embodiment, the reference waveform and the desired waveform to be subjected to the preprocessing 1 to 4 have actual envelopes as shown in a and b of FIG. Therefore, if the desired waveform has a weak touch, the amplitude level is relatively low throughout the entire section.
Even if the waveform corresponds to a strong touch like the reference waveform, the amplitude level becomes small in the last frame. When the above-described processings 1 to 4 are performed in a state where the amplitude level is small as described above, the change width of the filter characteristic parameter to be determined becomes relatively small, and the accuracy is extremely lowered. Further, if the dynamic range in the data representation of the filter characteristic parameter is widened in order to improve the accuracy even under such a condition, the number of bits becomes unnecessarily large, which is disadvantageous.

【0021】そこで、この第2の実施例では、前述の事
前処理1〜4で用いる望みの波形及び基準波形として図
5のa,bに示すようなほぼ一定レベルE0のエンベロ
ープを持つ波形を用いる。すなわち、図5のaは、図2
のaのような所望タッチに対応する望みの波形の各周期
毎の波形形状は変えずにその振幅レベルのみを所定のレ
ベルE0に変更したものである。図5のbも同様に、図
2のbのような基準タッチに対応する基準波形の各周期
毎の波形形状は変えずにその振幅レベルのみを所定のレ
ベルE0に変更したものである。尚、各周期毎に一定レ
ベルE0に変更せずに、図2のa,bの波形の各フレー
ム毎にその平均レベルとレベルE0との比を乗算して図
5のa,bに近似したほぼ一定レベルエンベロープの波
形を得てもよい。尚、この一定レベルE0としては最強
タッチの最大振幅レベルを選ぶとよい。
Therefore, in the second embodiment, a waveform having an envelope of a substantially constant level E0 as shown in FIGS. 5A and 5B is used as the desired waveform and the reference waveform used in the above-mentioned preprocessing 1 to 4. . That is, a in FIG.
The waveform shape of each desired cycle corresponding to the desired touch such as a is not changed but only the amplitude level thereof is changed to a predetermined level E0. Similarly in FIG. 5b, the waveform shape of each cycle of the reference waveform corresponding to the reference touch as in FIG. 2b is not changed and only the amplitude level is changed to a predetermined level E0. Instead of changing to a constant level E0 for each cycle, the ratio of the average level to the level E0 is multiplied for each frame of the waveforms a and b in FIG. 2 to approximate to a and b in FIG. A substantially constant level envelope waveform may be obtained. As the constant level E0, the maximum amplitude level of the strongest touch may be selected.

【0022】以上のようにして事前処理1〜4の対象と
なる基準波形及び望みの波形のエンベロープレベルをほ
ぼ一定のレベルE0に変更し、変更した両波形に関して
前述の処理1〜4と同じ処理を行ない、各タッチ強度に
対応する各フレーム毎のフィルタ特性パラメータを夫々
求める。このようにして求めたフィルタ特性パラメータ
は、すべて最大振幅レベルに関して求められたものであ
るので、前述のような振幅レベル低下による精度の低下
あるいはデータビット数の徒らな増大という問題は起こ
らない。
As described above, the envelope levels of the reference waveform and the desired waveform which are the objects of the pre-processing 1 to 4 are changed to a substantially constant level E0, and the changed waveforms are the same as the processing 1 to 4 described above. The filter characteristic parameter for each frame corresponding to each touch strength is obtained. Since the filter characteristic parameters thus obtained are all obtained with respect to the maximum amplitude level, the above-mentioned problem of a decrease in accuracy or an undesired increase in the number of data bits due to a decrease in amplitude level does not occur.

【0023】この第2の実施例では、上述のような処理
1〜4に続いて、次のような事前処理5〜7を更に行な
う。 処理5…図2のaに示すような望みの波形に関して各フ
レーム毎の平均レベルを夫々求める。 処理6…処理5で求めた望みの波形の各フレーム毎の平
均レベルと、図5のaのように一定レベルE0にレベル
変更した望みの波形の各フレーム毎の平均レベル(これ
はどのフレームでもほぼE0である)との差を夫々求め
る。 処理7…望みの波形の鍵タッチ強度を変えて、上記処理
5、6を夫々行ない、各タッチに対応する各フレーム毎
の上記レベル差を夫々求める。
In the second embodiment, the following preprocessing 5 to 7 is further performed after the above processing 1 to 4. Process 5: The average level for each frame is calculated for the desired waveform as shown in FIG. Process 6 ... The average level of each frame of the desired waveform obtained in Process 5 and the average level of each frame of the desired waveform whose level is changed to a constant level E0 as shown in FIG. (E0 is about E0). Process 7: The key touch strength of the desired waveform is changed, and the processes 5 and 6 are performed respectively to obtain the level difference for each frame corresponding to each touch.

【0024】以上のようにして事前に求めた各タッチ強
度に対応する各フレーム毎のレベル差に対応するデータ
をレベルパラメータとしてレベルパラメータメモリ18
に記憶する。そして、波形メモリ12Aには、図5のb
のようにほば一定の一定レベルE0に変更したエンベロ
ープを持つ基準波形を記憶する。また、フィルタ特性パ
ラメータメモリ17Aには、上述のように略一定レベル
E0に変更した基準波形と望みの波形にもとづき求めた
フィルタ特性パラメータを記憶する。この構成により、
図4のディジタルフィルタ14からは、図5のaのよう
な一定レベルE0のエンベロープに変更した望みの波形
に近似した波形信号が得られ、乗算器19からは図2の
aのような望みの波形に近似した波形信号が得られる。
この第2の実施例では、フィルタ特性パラメータが少な
いビット数で精度良く決定されるので、フィルタ制御の
信頼性が上がり、望みの波形のスペクトル構成を精度良
く再現することができる。尚、乗算器19はディジタル
フィルタ14の入力側に設けてもよいし、また、乗算で
はなく加減算を行なってもよい。
The level parameter memory 18 uses the data corresponding to the level difference for each frame corresponding to each touch strength obtained in advance as described above as a level parameter.
Remember. Then, in the waveform memory 12A, b of FIG.
The reference waveform having the envelope changed to a substantially constant level E0 is stored. In addition, the filter characteristic parameter memory 17A stores the filter characteristic parameter obtained based on the reference waveform changed to the substantially constant level E0 and the desired waveform as described above. With this configuration,
The digital filter 14 of FIG. 4 obtains a waveform signal similar to the desired waveform changed to the envelope of constant level E0 as shown in FIG. 5A, and the multiplier 19 obtains the desired waveform signal as shown in FIG. A waveform signal similar to the waveform is obtained.
In the second embodiment, since the filter characteristic parameter is accurately determined with a small number of bits, the reliability of the filter control is increased and the spectrum configuration of the desired waveform can be accurately reproduced. The multiplier 19 may be provided on the input side of the digital filter 14, or addition / subtraction may be performed instead of multiplication.

【0025】図6はこの発明の第3の実施例を示すもの
で、図1又は図4の実施例に対する変更箇所のみを抽出
して示している。この第3の実施例では、補間手段20
が追加されており、この補間手段20において波形メモ
リ12Bの出力とディジタルフィルタ14の出力とを鍵
タッチの強度(音色変化パラメータ)に応じた比率で補
間することにより、鍵タッチに応じた音色変化を実現す
るようにしている。波形メモリ12Bには最強タッチに
対応する波形を記憶しておく。フィルタ特性パラメータ
メモリ17Bには、最強タッチに対応する波形を基準波
形とし、最弱タッチに対応する波形を望みの波形として
前述の処理1、2、4に従って求めた1組のフィルタ特
性パラメータだけが記憶されており、このメモリ17B
はフレームアドレスデータに従って読み出される。従っ
て、ディジタルフィルタ14からは最弱タッチに対応す
る波形信号が得られる。
FIG. 6 shows a third embodiment of the present invention, in which only the changed portions with respect to the embodiment of FIG. 1 or 4 are extracted and shown. In the third embodiment, the interpolation means 20
In this interpolation means 20, the output of the waveform memory 12B and the output of the digital filter 14 are interpolated at a ratio according to the strength of the key touch (tone color change parameter), thereby changing the tone color according to the key touch. I am trying to realize. The waveform corresponding to the strongest touch is stored in the waveform memory 12B. In the filter characteristic parameter memory 17B, only one set of filter characteristic parameters obtained in accordance with the above processes 1, 2, and 4 is used as a reference waveform that corresponds to the strongest touch and a desired waveform that corresponds to the weakest touch. It is stored and this memory 17B
Are read according to the frame address data. Therefore, the waveform signal corresponding to the weakest touch is obtained from the digital filter 14.

【0026】補間手段20では、波形メモリ12Bから
読み出された最強タッチに対応する波形信号とディジタ
ルフィルタ14から得られた最弱タッチに対応する波形
信号との間をタッチ検出データに応じた比率で補間し
て、各タッチ強度に応じた波形信号を求める。一方の補
間対象波形である最弱タッチに対応する波形信号は、他
方の補間対象波形である波形メモリ12Bの出力をフィ
ルタ制御したものであるので、両補間対象波形の位相は
それほど違わない。従って、従来の方式とは異なり、こ
の第3の実施例によれば補間技術を有利に導入すること
ができる。
In the interpolator 20, the ratio between the waveform signal corresponding to the strongest touch read from the waveform memory 12B and the waveform signal corresponding to the weakest touch obtained from the digital filter 14 is proportional to the touch detection data. , And a waveform signal corresponding to each touch strength is obtained. The waveform signal corresponding to the weakest touch, which is one of the interpolation target waveforms, is the output of the waveform memory 12B, which is the other interpolation target waveform, subjected to filter control, and therefore the phases of the two interpolation target waveforms are not so different. Therefore, unlike the conventional method, the interpolation technique can be advantageously introduced according to the third embodiment.

【0027】補間手段20は、レベルパラメータメモリ
21と、このメモリ21から読み出された第1のレベル
パラメータk1と波形メモリ12Bの出力信号とを乗算
する乗算器22と、メモリ21から読み出された第2の
レベルパラメータk2とディジタルフィルタ14の出力
信号とを乗算する乗算器23と、両乗算器22,23の
出力を加算する加算器24とを具えている。レベルパラ
メータメモリ21は、基本的には、図7に示すようにタ
ッチ強度に応じた互に逆方向に変化する特性のレベルパ
ラメータk1,k2を記憶しており、タッチ検出データが
示すタッチ強度に応じたレベルパラメータk1,k2が読
み出される。従って、タッチが弱いほど第1のレベルパ
ラメータk1の値が小、第2のレベルパラメータk2の値
が大であり、ディジタルフィルタ14から出力される最
弱タッチ対応波形信号がメモリ12Bから出力される最
強タッチ対応波形信号に対して相対的に高い比率で両者
が合成され、逆にタッチが強くなるほど、k1が大、k2
が小となり、最強タッチ対応波形信号(メモリ12Bの
出力)が最弱タッチ対応波形信号(フィルタ14の出
力)に対して相対的に高い比率で両者が合成され、その
結果、タッチ強度に応じた補間が行なわれる。
The interpolating means 20 is read from the memory 21 and a level parameter memory 21, a multiplier 22 for multiplying the first level parameter k1 read from the memory 21 by the output signal of the waveform memory 12B. It also comprises a multiplier 23 for multiplying the second level parameter k2 by the output signal of the digital filter 14, and an adder 24 for adding the outputs of both multipliers 22, 23. The level parameter memory 21 basically stores level parameters k1 and k2 having characteristics that change in mutually opposite directions according to the touch strength as shown in FIG. The corresponding level parameters k1 and k2 are read out. Therefore, the weaker the touch, the smaller the value of the first level parameter k1 and the larger the value of the second level parameter k2, and the weakest touch-corresponding waveform signal output from the digital filter 14 is output from the memory 12B. Both are combined at a relatively high ratio to the strongest touch-compatible waveform signal. Conversely, the stronger the touch, the larger k1 and k2.
Becomes smaller, and the strongest touch-compatible waveform signal (output of the memory 12B) is combined with the weakest touch-compatible waveform signal (output of the filter 14) at a relatively high ratio, and as a result, the strength of the touch-sensitive waveform signal depends on the touch strength. Interpolation is performed.

【0028】波形メモリ12Bとフィルタ特性パラメー
タメモリ17Bに記憶すべきデータは、前述の第1の実
施例又は第2の実施例のどちらに従って決定されたもの
でもよい。第1の実施例に従って決定されたものである
場合は、波形メモリ12Bからは最強タッチ対応波形信
号が時間的に変化する所定のエンベロープを持って発生
され(図2のb参照)、ディジタルフィルタ14からは
最弱タッチ対応波形信号が時間的に変化する所定のエン
ベロープを持って発生される(図2のa参照)。その場
合、レベルパラメータメモリ21からは上述の補間機能
のみを持つレベルパラメータk1,k2を発生すればよ
い。
The data to be stored in the waveform memory 12B and the filter characteristic parameter memory 17B may be determined according to either the first embodiment or the second embodiment described above. If the waveform is determined according to the first embodiment, the waveform memory 12B generates the strongest touch-compatible waveform signal with a predetermined envelope that changes with time (see b in FIG. 2), and the digital filter 14 is generated. , The weakest touch-corresponding waveform signal is generated with a predetermined envelope that changes with time (see a in FIG. 2). In that case, the level parameters k1 and k2 having only the above-mentioned interpolation function may be generated from the level parameter memory 21.

【0029】しかし、波形メモリ12Bとフィルタ特性
パラメータメモリ17Bに記憶すべきデータが前述の第
2の実施例に従って決定されたものである場合は、レベ
ルパラメータメモリ21から発生すべきレベルパラメー
タk1,k2には上述の補間機能のみならず第2の実施例
のレベルパラメータと同様のレベル修正機能を持たせる
必要がある。この場合、波形メモリ12Bからは図5の
bに示すようにエンベロープレベルを略一定レベルE0
に変更された最強タッチ対応波形信号が発生され、ディ
ジタルフィルタ14からは図5のaに示すようにエンベ
ロープレベルを略一定レベルE0に変更された最弱タッ
チ対応波形信号が発生される。補間機能とレベル修正機
能の両方を持つレベルパラメータk1,k2は次のように
して決定される。まず、第1のレベルパラメータk1に
関しては、図2のbに示すような基準波形(最強タッチ
対応波形)の各フレーム毎の平均レベルを求め、この平
均レベルと図5のbに示すように一定レベルE0に変更
した基準波形の各フレーム毎の平均レベル(これはどの
フレームでも略E0である)との差を求め、こうして求
めた各フレーム毎のレベル差に応じて図7に示すような
k1の補間関数を補正し、最終的に、タッチ強度及びフ
レーム番号を変数とする第1のレベルパラメータk1を
得る。第2のレベルパラメータk2に関しては図2のa
に示すような最弱タッチ対応波形の各フレーム毎の平均
レベルを求め、この平均レベルと図5のaに示すように
一定レベルE0に変更された最弱タッチ対応波形の各フ
レーム毎の平均レベル(これはどのフレームでも略E0
である)との差を求め、こうして求めた各フレーム毎の
レベル差に応じて図7に示すようなk2の補間関数を補
正し、最終的に、タッチ強度及びフレーム番号を変数と
する第2のレベルパラメータk2を得る。以上のように
して決定したレベルパラメータk1,k2をレベルパラメ
ータメモリ21に記憶し、これをフレームアドレスデー
タ及びタッチ検出データに応じて読み出す。この場合、
レベルパラメータメモリ21を1個のメモリで構成せず
に、図8のように、タッチ検出データに応じて読み出さ
れる補間係数メモリ21Aと、フレームアドレスデータ
に応じて読み出されるレベル差メモリ21Bとに分離
し、両メモリ21A,21Bから読み出した最強タッチ
に対応する補間係数データk1aとレベル差データk1b
とを乗算器21Cで乗算して第1のレベルパラメータk
1を発生し、最弱タッチに対応する補間係数k2aとレベ
ル差データk2bとを乗算器21Dで乗算して第2のレ
ベルパラメータk2を発生するようにしてもよい。勿
論、補間係数メモリ21Aには図7に示すような補間係
数が記憶され、レベル差メモリ21Bには上述のように
して決定した最強タッチ及び最弱タッチに対応する各フ
レーム毎のレベル差を示すデータが記憶される。
However, when the data to be stored in the waveform memory 12B and the filter characteristic parameter memory 17B is determined according to the second embodiment described above, the level parameters k1 and k2 to be generated from the level parameter memory 21. Need to have not only the above-mentioned interpolation function but also a level correction function similar to the level parameter of the second embodiment. In this case, from the waveform memory 12B, the envelope level is set to a substantially constant level E0 as shown in FIG.
The strongest touch-corresponding waveform signal is generated, and the digital filter 14 generates the weakest touch-corresponding waveform signal whose envelope level is changed to a substantially constant level E0 as shown in FIG. The level parameters k1 and k2 having both the interpolation function and the level correction function are determined as follows. First, for the first level parameter k1, the average level of each frame of the reference waveform (waveform corresponding to the strongest touch) as shown in b of FIG. 2 is obtained, and this average level and the constant level are constant as shown in b of FIG. The difference between the reference waveform changed to the level E0 and the average level for each frame (this is approximately E0 for every frame) is calculated, and k1 as shown in FIG. 7 is obtained according to the level difference thus calculated for each frame. Is corrected to finally obtain the first level parameter k1 having the touch intensity and the frame number as variables. Regarding the second level parameter k2, a in FIG.
The average level for each frame of the waveform corresponding to the weakest touch as shown in Fig. 5 is obtained, and the average level for each frame of the waveform for the weakest touch changed to a constant level E0 as shown in Fig. 5A. (This is almost E0 in any frame
Is calculated, and the k2 interpolation function as shown in FIG. 7 is corrected according to the level difference for each frame thus obtained, and finally the touch strength and the frame number are used as variables. To obtain the level parameter k2 of The level parameters k1 and k2 determined as described above are stored in the level parameter memory 21 and read out according to the frame address data and the touch detection data. in this case,
As shown in FIG. 8, the level parameter memory 21 is separated into an interpolation coefficient memory 21A read according to touch detection data and a level difference memory 21B read according to frame address data, as shown in FIG. Then, the interpolation coefficient data k1a and the level difference data k1b corresponding to the strongest touch read from both memories 21A and 21B.
Are multiplied by the multiplier 21C to obtain the first level parameter k
1 may be generated and the interpolation coefficient k2a corresponding to the weakest touch and the level difference data k2b may be multiplied by the multiplier 21D to generate the second level parameter k2. Of course, the interpolation coefficient memory 21A stores the interpolation coefficients as shown in FIG. 7, and the level difference memory 21B shows the level difference for each frame corresponding to the strongest touch and the weakest touch determined as described above. The data is stored.

【0030】尚、上記各実施例において、波形メモリ1
2,12A,12Bでは発音開始から終了までの全波形
を記憶するものとしているが、これに限らず、立上り部
の全波形とその後発音終了に至るまでの波形の一部とを
記憶するようにしてもよい。その場合、アドレスデータ
発生回路13では、キーオンパルスKONPによってリ
セットされた直後から立上り部の全波形を一通り読み出
し、その後一部波形(これも複数周期波形である)を繰
返し読み出すようにする。繰返し読み出した波形信号の
振幅エンベロープは、図示しない別途のエンベロープ付
与手段によって付与する。
In each of the above embodiments, the waveform memory 1
2, 12A and 12B are supposed to store all waveforms from the start to the end of sound generation, but not limited to this, all the waveforms at the rising edge and a part of the waveform until the end of sound generation are stored. May be. In that case, the address data generation circuit 13 reads out all the waveforms at the rising edge immediately after being reset by the key-on pulse KONP, and then repeatedly reads out some waveforms (which are also waveforms having a plurality of periods). The amplitude envelope of the repeatedly read waveform signal is given by a separate envelope giving means (not shown).

【0031】また、第1及び第2の実施例において、フ
ィルタ特性パラメータメモリ17,17Aでは各フレー
ム毎のフィルタ特性パラメータを各タッチ強度に対応し
て個別に記憶しているが、これに限らず、最強タッチと
最弱タッチに対応するフィルタ特性パラメータのみを予
め記憶し、これをフレームアドレスに応じて同時に読み
出し、これを利用してタッチ検出データに応じた補間演
算を行ない、こうして各タッチ強度に対応するフィルタ
特性パラメータをその都度の補間演算によって発生する
ようにしてもよい。
In the first and second embodiments, the filter characteristic parameter memories 17 and 17A individually store the filter characteristic parameter for each frame in correspondence with each touch strength, but the present invention is not limited to this. , Only the filter characteristic parameters corresponding to the strongest touch and the weakest touch are stored in advance, and these are read out simultaneously according to the frame address, and the interpolation calculation according to the touch detection data is performed by using this, and thus, for each touch strength. The corresponding filter characteristic parameter may be generated by each interpolation calculation.

【0032】尚、音色変化パラメータとして押圧鍵(発
生すべき楽音)の音高又は音域を使用して音色のキース
ケーリングを行う場合は、上記各実施例の説明における
鍵タッチ強度又はタッチ検出データを押圧鍵の音高又は
音域に読み替えれば全く同様に実施できる。尚、波形メ
モリには隣合うサンプル振幅値間の差分データを記憶
し、読み出しの際にこの差分データを累積的に加減算し
て本来のサンプル振幅データを得るようにすることも本
発明の実施態様に含まれる。
When the tone pitch is scaled by using the pitch or tone range of the pressed key (musical tone to be generated) as the tone color change parameter, the key touch strength or touch detection data in the above description of each embodiment is used. The same operation can be performed by replacing the tone with the pitch or tone range of the pressed key. It should be noted that it is also possible to store difference data between adjacent sample amplitude values in the waveform memory and cumulatively add / subtract the difference data when reading to obtain the original sample amplitude data. include.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上の通り、この発明によれば、楽音の
発音開始から終了に至るまでの全波形のうち所定の複数
周期からなる波形に関する波形データを波形メモリに記
憶し、この波形メモリの読出し出力に基づき楽音の発音
開始から終了に至るまでのディジタル波形信号を発生
し、このディジタル波形信号をディジタルフィルタに入
力して、時間的に変化するフィルタ特性パラメータによ
って設定されたフィルタ特性に従ってその波形スペクト
ルを時間的に制御することにより複雑な音色変化を実現
するようにしたので、ディジタルフィルタに入力される
高品質なディジタル波形信号の音色が、このフィルタ特
性パラメータに応じて可変制御されると共に更に時間的
にも複雑に可変制御される。こうして、波形メモリに記
憶する高品質な複数周期からなる波形が仮りに一種類で
あっても、この記憶波形と同様に高品質な波形がフィル
タ特性パラメータに応じて時間的に音色変化する多様な
特性で得られる、という優れた効果を奏する。また、そ
のような高品質の音色変化が比較的小規模かつ低コスト
な構成で実現でき、また、フィルタ特性パラメータの設
定も比較的容易である、等の種々の優れた効果を奏す
る。
As described above, according to the present invention, the waveform data relating to the waveform having a predetermined plurality of cycles out of all the waveforms from the start to the end of the musical tone is stored in the waveform memory, and the waveform memory stores the waveform data. A digital waveform signal from the start to the end of the tone generation is generated based on the read output, this digital waveform signal is input to a digital filter, and the waveform is generated according to the filter characteristic set by the filter characteristic parameter that changes with time. Since the complex timbre change is realized by controlling the spectrum temporally, the timbre of the high-quality digital waveform signal input to the digital filter is variably controlled according to this filter characteristic parameter and It is also variably controlled in terms of time. Thus, even if there is only one kind of high-quality waveform stored in the waveform memory and having a plurality of periods, a high-quality waveform similar to this stored waveform has various timbres that change with time in accordance with the filter characteristic parameters. It has the excellent effect of being obtained with the characteristics. In addition, such high-quality timbre changes can be realized with a relatively small-scale and low-cost configuration, and setting of filter characteristic parameters is relatively easy.

【0034】また、波形メモリの読出しに基づき発生さ
れるディジタル波形信号のエンベロープ振幅レベルを略
一定にしたときの波形スペクトルと望みの波形のエンベ
ロープ振幅レベルを略一定にしたときの波形スペクトル
との偏差に従ってフィルタ特性パラメータを決定するよ
うにしたので、エンベロープ振幅レベルの変動の影響を
受けずに、音色変化パラメータに対応した望みの波形を
得るためのフィルタ特性パラメータを決定することがで
きる。これにより、エンベロープ振幅レベルの変動によ
ってフィルタ特性パラメータの精度が低下してしまうと
いう問題を解決することができ、また、そのような精度
低下を防ぐためにパラメータデータのダイナミックレン
ジを過度に広げてデータビット数を徒らに増大させてし
まうという方策を講ずる必要もなくなる、という優れた
効果を奏する。こうして、この発明によれば、音色変化
パラメータに対応した望みの波形に近似した高品質の波
形をディジタルフィルタによって確実に得ることができ
るという優れた効果を奏する。
Further, the deviation between the waveform spectrum when the envelope amplitude level of the digital waveform signal generated based on the reading of the waveform memory is substantially constant and the waveform spectrum when the envelope amplitude level of the desired waveform is substantially constant. Since the filter characteristic parameter is determined in accordance with the above, it is possible to determine the filter characteristic parameter for obtaining a desired waveform corresponding to the timbre change parameter without being affected by the fluctuation of the envelope amplitude level. This solves the problem that the accuracy of the filter characteristic parameter decreases due to the fluctuation of the envelope amplitude level, and the dynamic range of the parameter data is excessively widened to prevent such accuracy deterioration. It has an excellent effect that it is not necessary to take measures to increase the number of people. Thus, according to the present invention, there is an excellent effect that a high-quality waveform approximate to a desired waveform corresponding to the tone color change parameter can be reliably obtained by the digital filter.

【0035】また、楽音の発音開始から終了に至るまで
の全区間を区分した複数のフレームの各々に対応してレ
ベルパラメータを発生し、ディジタルフィルタで制御さ
れた又は制御されるべきディジタル波形信号のレベルを
このレベルパラメータに従って各フレーム毎に制御する
ようにしたので、波形メモリに記憶する波形データの振
幅レベルを大きくとっておくことができ、これによりフ
ィルタリングによって得ようとする望みの波形の振幅レ
ベルが小さかったとしてもそれに対応するフィルタ特性
パラメータの精度は波形メモリに記憶した波形データの
大きな振幅レベルに対応する精度(小さな振幅レベルに
対応するものよりは精度がよい)とすることができ、フ
ィルタリングによる音色変化の精度を良くすることがで
きる、という優れた効果を奏する。
Further, a level parameter is generated corresponding to each of a plurality of frames dividing the entire section from the start to the end of the musical tone generation, and a digital waveform signal controlled by or to be controlled by a digital filter is generated. Since the level is controlled for each frame according to this level parameter, the amplitude level of the waveform data stored in the waveform memory can be kept large, which allows the amplitude level of the desired waveform to be obtained by filtering. Even if is small, the accuracy of the corresponding filter characteristic parameter can be set to the accuracy corresponding to the large amplitude level of the waveform data stored in the waveform memory (the accuracy is better than that corresponding to the small amplitude level). The ability to improve the accuracy of timbre changes due to An effect.

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

【図1】この発明の一実施例を示す電気的ブロック図。FIG. 1 is an electrical block diagram showing an embodiment of the present invention.

【図2】aは望みの波形の全波形の一例を省略して示す
図、bは基準の波形の全波形の一例を省略して示す図。
2A is a diagram omitting an example of all waveforms of a desired waveform, and FIG. 2B is a diagram omitting an example of all waveforms of a reference waveform.

【図3】aは図2aの波形の或る1フレームにおけるス
ペクトルの一例を示す図、bは図2bの波形の対応する
1フレームにおけるスペクトルの一例を示す図、cはa
とbのスペクトル偏差を示す図。
3A is a diagram showing an example of a spectrum in one frame of the waveform of FIG. 2A, FIG. 3B is a diagram showing an example of a spectrum in a corresponding frame of the waveform of FIG. 2B, and c is a
The figure which shows the spectrum deviation of b and b.

【図4】この発明の別の実施例を図1の変更個所に関し
て抽出して示す電気的ブロック図。
FIG. 4 is an electrical block diagram showing another embodiment of the present invention extracted with respect to the changed portion in FIG.

【図5】aは図2aのような望み波形のエンベロープレ
ベルを略一定に変更した波形の一例を省略して示す図、
bは図2bのような基準波形のエンベロープレベルを略
一定に変更した波形の一例を省略して示す図。
5A is a diagram omitting an example of a waveform in which the envelope level of the desired waveform as shown in FIG. 2A is changed to be substantially constant,
2B is a diagram omitting an example of a waveform in which the envelope level of the reference waveform as shown in FIG. 2B is changed to be substantially constant.

【図6】この発明の更に別の実施例を図1の変更個所に
関して抽出して示す電気的ブロック図。
FIG. 6 is an electrical block diagram showing still another embodiment of the present invention by extracting with respect to the changed portion in FIG.

【図7】図6のレベルパラメータメモリに記憶した鍵タ
ッチ強度に応じた補間関数の一例を示す図。
7 is a diagram showing an example of an interpolation function according to a key touch strength stored in a level parameter memory of FIG.

【図8】図6のレベルパラメータメモリの変更例を示す
電気的ブロック図。
8 is an electrical block diagram showing a modification of the level parameter memory shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…鍵盤、11…タッチ検出装置、12,12A,1
2B…波形メモリ、13…アドレスデータ発生回路、1
4…ディジタルフィルタ、15…ディジタルアナログ変
換器、17,17A,17B…フィルタ特性パラメータ
メモリ、18,21…レベルパラメータメモリ、19,
22,23…乗算器、20…補間手段。
10 ... Keyboard, 11 ... Touch detection device, 12, 12A, 1
2B ... Waveform memory, 13 ... Address data generation circuit, 1
4 ... Digital filter, 15 ... Digital-analog converter, 17, 17A, 17B ... Filter characteristic parameter memory, 18, 21 ... Level parameter memory, 19,
22, 23 ... Multiplier, 20 ... Interpolation means.

─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成5年2月25日[Submission date] February 25, 1993

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】発明の名称[Name of item to be amended] Title of invention

【補正方法】追加[Correction method] Added

【補正内容】[Correction content]

【発明の名称】 楽音信号発生装置Title: Musical tone signal generator

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 楽音の発音開始から終了に至るまでの全
波形のうち所定の複数周期からなる波形に関する波形デ
ータをディジタルで記憶した波形メモリと、 この波形メモリの波形データを読み出すことにより楽音
の発音開始から終了に至るまでのディジタル波形信号を
発生する読出し手段と、 発生されたディジタル波形信号が入力されるディジタル
フィルタと、 楽音の発音開始から終了に至るまでの時間経過に従って
変化するフィルタ特性パラメータを発生し、前記ディジ
タルフィルタに供給するフィルタ特性パラメータ発生手
段とを具えた楽音信号発生装置。
1. A waveform memory that digitally stores waveform data relating to a waveform consisting of a plurality of predetermined cycles out of all waveforms from the start to the end of the generation of a musical sound, and the waveform data of this waveform memory is read to generate a musical sound. Readout means for generating a digital waveform signal from the start to the end of sound generation, a digital filter to which the generated digital waveform signal is input, and a filter characteristic parameter that changes with the passage of time from the start to the end of the sound generation And a filter characteristic parameter generating means for generating and supplying to the digital filter.
【請求項2】 楽音の発音開始から終了に至るまでの全
波形のうち所定の複数周期からなる波形に関する波形デ
ータをディジタルで記憶した波形メモリと、 この波形メモリの波形データを読み出すことにより楽音
の発音開始から終了に至るまでのディジタル波形信号を
発生する読出し手段と、 発生されたディジタル波形信号が入力されるディジタル
フィルタと、 音色変化パラメータに応じてフィルタ特性パラメータを
発生し、前記ディジタルフィルタに供給するフィルタ特
性パラメータ発生手段とを具えた楽音信号発生装置にお
いて、前記フィルタ特性パラメータは、前記読出し手段
による前記波形メモリの読出しに基づき発生されるディ
ジタル波形信号のエンベロープ振幅レベルを略一定にし
たときの波形スペクトルと望みの波形のエンベロープ振
幅レベルを略一定にしたときの波形スペクトルとの偏差
に従って決定されたものであることを特徴とする楽音信
号発生装置。
2. A waveform memory that digitally stores waveform data relating to waveforms having a plurality of predetermined cycles out of all waveforms from the start to the end of the generation of musical sounds, and by reading the waveform data from this waveform memory Readout means for generating a digital waveform signal from the start to the end of sound generation, a digital filter to which the generated digital waveform signal is input, and a filter characteristic parameter according to a tone color change parameter, and the digital filter is supplied to the digital filter. In the musical tone signal generating device including the filter characteristic parameter generating means, the filter characteristic parameter is set when the envelope amplitude level of the digital waveform signal generated based on the reading of the waveform memory by the reading means is substantially constant. Waveform spectrum and desired waveform envelope A musical tone signal generator characterized in that it is determined according to a deviation from a waveform spectrum when the rope amplitude level is made substantially constant.
【請求項3】 楽音の発音開始から終了に至るまでの全
波形のうち所定の複数周期からなる波形に関する波形デ
ータをディジタルで記憶した波形メモリと、 この波形メモリの波形データを読み出すことにより楽音
の発音開始から終了に至るまでのディジタル波形信号を
発生する読出し手段と、 発生されたディジタル波形信号が入力されるディジタル
フィルタと、 音色変化パラメータに応じてフィルタ特性パラメータを
発生し、前記ディジタルフィルタに供給するフィルタ特
性パラメータ発生手段と、 楽音の発音開始から終了に至るまでの全区間を複数のフ
レームに区分し、前記読出し手段による波形データの読
出しに並行して順次フレームを特定するフレーム特定手
段と、 各フレームに対応するレベルパラメータのうち前記フレ
ーム特定手段によって特定されたフレームに対応するレ
ベルパラメータを発生するレベルパラメータ発生手段
と、 前記ディジタルフィルタで制御された又は制御されるべ
き前記ディジタル波形信号のレベルを前記レベルパラメ
ータ発生手段から発生されたレベルパラメータに従って
制御するレベル制御手段とを具えた楽音信号発生装置。
3. A waveform memory that digitally stores waveform data relating to a waveform consisting of a plurality of predetermined cycles among all waveforms from the start to the end of sound generation of a musical tone, and the waveform data of the waveform memory is read to generate a musical tone. Readout means for generating a digital waveform signal from the start to the end of sound generation, a digital filter to which the generated digital waveform signal is input, and a filter characteristic parameter according to a tone color change parameter, and the digital filter is supplied to the digital filter. A filter characteristic parameter generating means, a frame specifying means that divides the entire section from the start to the end of the tone generation into a plurality of frames, and sequentially specifies the frames in parallel with the reading of the waveform data by the reading means, Among the level parameters corresponding to each frame, the frame identification hand Level parameter generating means for generating a level parameter corresponding to the frame specified by, and the level of the digital waveform signal controlled or to be controlled by the digital filter according to the level parameter generated by the level parameter generating means. A musical tone signal generator having level control means for controlling.
【請求項4】 前記フィルタ特性パラメータ発生手段
は、各フレームに対応するフィルタ特性パラメータから
なる1組のフィルタ特性パラメータを前記音色変化パラ
メータに応じて選択し、選択された1組の中から前記フ
レーム特定手段によって特定された1つのフレームに対
応するフィルタ特性パラメータを発生するものである請
求項3に記載の楽音信号発生装置。
4. The filter characteristic parameter generating means selects a set of filter characteristic parameters consisting of filter characteristic parameters corresponding to each frame according to the timbre change parameter, and selects the frame from the selected one set. 4. The musical tone signal generating apparatus according to claim 3, which generates a filter characteristic parameter corresponding to one frame specified by the specifying means.
【請求項5】 前記波形メモリでは、前記波形データを
略一定のエンベロープ振幅レベルで記憶しており、前記
各フレームに対応するフィルタ特性パラメータは、前記
読出し手段による前記波形メモリの読出しに基づき発生
されるディジタル波形信号の該当フレームにおける波形
スペクトルと望みの波形のエンベロープ振幅レベルを略
一定にしたときの該当フレームにおける波形スペクトル
との偏差に従って決定されたものであり、前記各フレー
ムに対応するレベルパラメータは、前記ディジタル波形
信号の該当フレームにおける平均レベルと望みの波形の
該当フレームにおける平均レベルとの偏差に従って決定
されたものである請求項4に記載の楽音信号発生装置。
5. The waveform memory stores the waveform data at a substantially constant envelope amplitude level, and the filter characteristic parameter corresponding to each frame is generated based on the reading of the waveform memory by the reading means. The level parameter corresponding to each frame is determined according to the deviation between the waveform spectrum in the corresponding frame of the digital waveform signal and the waveform spectrum in the corresponding frame when the envelope amplitude level of the desired waveform is made substantially constant. 5. The musical tone signal generator according to claim 4, wherein the tone signal is determined according to a deviation between an average level of the digital waveform signal in a corresponding frame and an average level of a desired waveform in the corresponding frame.
【請求項6】 前記レベルパラメータ発生手段は、各フ
レームに対応するレベルパラメータからなる1組のレベ
ルパラメータを前記音色変化パラメータに応じて選択
し、選択された1組の中から前記フレーム特定手段によ
って特定された1つのフレームに対応するレベルパラメ
ータを発生するものである請求項3乃至5の何れかに記
載の楽音信号発生装置。
6. The level parameter generating means selects a set of level parameters consisting of level parameters corresponding to each frame according to the timbre change parameter, and selects from the selected one set by the frame specifying means. 6. The musical tone signal generator according to claim 3, which generates a level parameter corresponding to one specified frame.
【請求項7】 前記波形メモリは、楽音の発音開始から
終了に至るまでの全波形に関する波形データを記憶した
ものである請求項3乃至6の何れかに記載の楽音信号発
生装置。
7. The musical tone signal generator according to claim 3, wherein the waveform memory stores waveform data relating to all waveforms from the start to the end of musical tone generation.
【請求項8】 前記波形メモリは、楽音の立上り部の全
波形とその後の発音終了に至るまでの波形の一部に関す
る波形データを記憶したものである請求項3乃至6の何
れかに記載の楽音信号発生装置。
8. The waveform memory according to claim 3, wherein the waveform memory stores waveform data of all waveforms of a rising portion of a musical sound and a part of the waveforms until the end of sounding thereafter. Musical tone signal generator.
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