JPH0769703B2 - Music synthesizer - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、遅延手段とこの遅延手段の入出力間を結合
する結合手段とにより構成される閉ループ手段に信号を
導入しこの遅延手段の遅延時間および結合手段の伝達特
性に応じて経時的に変化する楽音を合成する、いわゆる
遅延フィードバック形減衰音アルゴリズムを用いた楽音
合成装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial application] The present invention introduces a signal into a closed loop means composed of a delay means and a coupling means for coupling the input and output of the delay means and delays the delay means. The present invention relates to a musical tone synthesizer using a so-called delayed feedback type attenuated tone algorithm for synthesizing musical tones that change with time and transfer characteristics of a coupling means.

［従来技術］ 従来、電子楽器の音源として、遅延手段を含む閉ループ
に初期波形信号、インパルス信号、非線形信号等の信号
を導入して回帰演算処理することにより楽音を合成す
る、いわゆる遅延フィードバック形減衰音アルゴリズム
を用いた楽音合成装置が知られている（特公昭58−5867
9号、特公昭58−48109号、特公昭59−7396号、特開昭62
−143097号、特開昭63−80300号、特開昭63−40199号
等）。[Prior Art] Conventionally, as a sound source of an electronic musical instrument, a so-called delayed feedback type attenuation, which synthesizes a musical sound by introducing signals such as an initial waveform signal, an impulse signal, and a non-linear signal into a closed loop including delay means and performing regression calculation processing. A tone synthesizer using a sound algorithm is known (Japanese Patent Publication No. 58-5867).
9, JP-B-58-48109, JP-B-59-7396, JP-A-62
-143097, JP-A-63-80300, JP-A-63-40199, etc.).

これらの楽音合成装置は、管楽器の管や弦楽器の弦等、
自然楽器の機械振動系を電気回路によって物理的に近似
したもので、近似の度合が高ければ、自然楽器に近い楽
音を合成できることが期待される。These tone synthesizers are used for wind instruments such as wind instruments and strings of stringed instruments.
A mechanical vibration system of a natural musical instrument is physically approximated by an electric circuit, and if the degree of approximation is high, it is expected that musical sounds close to those of a natural musical instrument can be synthesized.

しかしながら、上記の各公報に開示されるような閉ルー
プが１つであるか、２以上であってもそれらの閉ループ
を単純にカスケードまたは直並列接続したものは、楽音
の厚みまたは自然楽器音の再現性という点において必ず
しも満足し得るものではなかった。例えば１音につき２
または３本の弦を張ったピアノにおいて一部の１または
２本の弦のみを打つ、いわゆるソフトペダルモードの演
奏音を高忠実に再現し得る楽音合成装置は未だ実現する
に至っていない。However, if there is one closed loop as disclosed in each of the above publications, or if there are two or more closed loops, the closed loops are simply cascaded or serially connected in parallel to reproduce the thickness of the musical sound or the natural musical instrument sound. In terms of sex, it was not always satisfactory. For example, 2 for each sound
Alternatively, a musical tone synthesizing device capable of reproducing a so-called soft pedal mode performance sound with high fidelity by hitting only a part of one or two strings in a piano having three strings has not yet been realized.

［発明が解決しようとする課題］ この発明は、従来のものより、厚みのある楽器や自然楽
器に近い楽音の合成が可能な楽音合成装置を提供するこ
とを目的とする。[Problems to be Solved by the Invention] An object of the present invention is to provide a musical tone synthesizing device capable of synthesizing musical tones closer to a thick musical instrument or a natural musical instrument than conventional ones.

［課題を解決するための手段］ この目的を達成するため、この発明では、遅延手段とこ
の遅延手段の入出力時間を結合する結合手段とからなる
閉ループ手段を２以上を組み合わせるその際、各閉ルー
プ手段の遅延手段に中間タップを設けたり、遅延手段を
さらに延長する等して閉ループ本来の出力端とは異なる
遅延時間で出力を発生する第２の出力端を設け、この第
２の出力端を用いて他の閉ループ手段とを結合するよう
にしている。[Means for Solving the Problem] In order to achieve this object, in the present invention, two or more closed loop means each including a delay means and a coupling means for coupling the input / output times of the delay means are combined, and each closed loop means A second output terminal for generating an output with a delay time different from the original output terminal of the closed loop is provided by providing an intermediate tap in the delay means of the means or by further extending the delay means. It is used to connect with other closed loop means.

［作用］ 上記構成によれば、信号は、２以上の閉ループ手段を様
々な経路で通過することにより、様々な遅延時間でルー
プ内を循環する。これらの遅延時間は自然楽器の共鳴周
波数または発生音のスペクトル周波数成分に対応するも
のであり、複数個の周波数成分は高調波関係になければ
その差に応じた周波数のうなりを生じる。そして、特に
繰返し周波数の低いホワイトノイズのような不規則なう
なりは音の揺らぎとして聞え、音の厚みを感じさせる要
因となる。[Operation] According to the above configuration, the signal circulates in the loop with various delay times by passing through the two or more closed loop means through various paths. These delay times correspond to the resonance frequency of the natural musical instrument or the spectral frequency component of the generated sound, and if the plurality of frequency components are not in a harmonic relationship, a beat of the frequency corresponding to the difference is generated. And, an irregular beat such as white noise having a particularly low repetition frequency can be heard as a fluctuation of the sound, which causes a feeling of the thickness of the sound.

この発明においては、各閉ループ手段における遅延手段
に遅延時間の異なる２以上の出力端を設け、他の閉ルー
プ手段との結合には、その閉ループ手段を構成するため
の出力端とは異なる出力端を用いるようにしたため、信
号通過ループによる遅延時間の種類が極めて多くなる。
したがって、この発明の装置によれば、これらの遅延時
間に対応する多くの周波数成分が混合された好ましい揺
らぎを有する厚みのある音を合成することができる。In the present invention, the delay means in each closed loop means is provided with two or more output terminals having different delay times, and an output terminal different from the output terminal for constituting the closed loop means is provided for coupling with other closed loop means. Since it is used, the number of types of delay time due to the signal passing loop becomes extremely large.
Therefore, according to the device of the present invention, it is possible to synthesize a thick sound having a preferable fluctuation in which many frequency components corresponding to these delay times are mixed.

また、ピッチが僅かに異なる複数の楽音が相互に干渉し
たような楽音、例えば前記ソフトペダルモードの楽音を
再現することも可能である。It is also possible to reproduce a musical tone in which a plurality of musical tones having slightly different pitches interfere with each other, for example, the musical tone in the soft pedal mode.

［実施例］ 以下、この発明を実施例に基づき詳細に説明する。[Examples] Hereinafter, the present invention will be described in detail based on examples.

第１図は、この発明の一実施例に係る楽音合成装置の構
成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a musical sound synthesizer according to an embodiment of the present invention.

同図の装置は、ディジタル波形データ発生源１（1a,1
b）、加算器２（2a,2b）,3（3a,3b）,4、シフトレジス
タ５（5a,5b），乗算器６（6a,6b）,7（7a,7b）、およ
びディジタルフィルタ８（8a,8b）を具備する。The apparatus shown in FIG. 1 is a digital waveform data source 1 (1a, 1
b), adders 2 (2a, 2b), 3 (3a, 3b), 4, shift registers 5 (5a, 5b), multipliers 6 (6a, 6b), 7 (7a, 7b), and digital filter 8 It is equipped with (8a, 8b).

シフトレジスタ５は、入力端INに入力されたデータをク
ロックφに応じて１段ずつ順送りすることによって、時
間ｎφ（但し、ｎはレジスタ５の段数）だけ遅延して出
力端OUTに出力する。この出力は、乗算器６、加算器
３、ディジタルフィルタ（例えばLPF）８および加算器
２を介してレジスタ５の入力端INに循環入力される。The shift register 5 outputs the data input to the input terminal IN to the output terminal OUT with a delay of time nφ (where n is the number of stages of the register 5) by sequentially feeding the data one stage at a time in accordance with the clock φ. This output is cyclically input to the input terminal IN of the register 5 via the multiplier 6, the adder 3, the digital filter (for example, LPF) 8 and the adder 2.

遅延手段としてのソフトレジスタ５と乗算器６およびデ
ィジタルフィルタ８を含む結合手段とは閉ループ手段９
（9a,9b）を構成している。The soft register 5 as the delay means and the combining means including the multiplier 6 and the digital filter 8 are the closed loop means 9
(9a, 9b) is composed.

レジスタ５には、中間タップCT（CTa,CTb）が設けられ
ている。中間タップCTには入力信号を時間ｍφ（但し、
ｍはレジスタ５の入力端INから中間タップCTまでの段
数、ｍ＜ｎ）だけ遅延した出力が発生する。閉ループ手
段9aのシフトレジスタ5aに設けられた中間タップCTaか
ら出力されるデータは乗算器7aおよび加算器3bを介して
閉ループ手段9bに導入される。同様に、閉ループ手段9b
のシフトレジスタ5bに設けられた中間タップCTbから出
力されるデータは乗算器7bおよび加算器3aを介して閉ル
ープ手段9aに導入される。The register 5 is provided with intermediate taps CT (CTa, CTb). The input signal is input to the middle tap CT at time mφ (however,
m is the number of stages from the input terminal IN of the register 5 to the intermediate tap CT, and an output delayed by m <n) is generated. The data output from the intermediate tap CTa provided in the shift register 5a of the closed loop means 9a is introduced into the closed loop means 9b via the multiplier 7a and the adder 3b. Similarly, closed loop means 9b
The data output from the intermediate tap CTb provided in the shift register 5b is introduced into the closed loop means 9a via the multiplier 7b and the adder 3a.

次に、第１図の装置の作用を説明する。Next, the operation of the apparatus shown in FIG. 1 will be described.

ディジタル波形データ発生源１は、所定の楽音の初期波
形１波長に相当する複数のサンプリングデータをクロッ
クφに従って順次出力する。このサンプリングデータは
加算器２を介してシフトレジスタ５に入力され、クロッ
クφに従って順次後段に送られる。この結果、このサン
プリングデータは時間ｍφ後に中間タップCTから、時間
ｎφ後には出力端OUTから出力される。出力端OUTからの
出力データは、乗算器６において１以下の定数である減
衰係数を乗算されフィルタ８において所定の周波数特性
を付与された後、レジスタ５の入力端INに再度入力され
る。これにより、閉ループ手段９内を循環する楽音デー
タは順次変更され、時間とともに音色が変化し、振幅が
減衰する楽音のデータが得られる。The digital waveform data generation source 1 sequentially outputs a plurality of sampling data corresponding to one wavelength of the initial waveform of a predetermined musical sound in accordance with the clock φ. This sampling data is input to the shift register 5 via the adder 2 and sequentially sent to the subsequent stage according to the clock φ. As a result, this sampling data is output from the intermediate tap CT after the time mφ and from the output terminal OUT after the time nφ. The output data from the output terminal OUT is multiplied by an attenuation coefficient which is a constant of 1 or less in the multiplier 6 and given a predetermined frequency characteristic in the filter 8, and then input again to the input terminal IN of the register 5. As a result, the tone data that circulates in the closed loop means 9 is sequentially changed, the tone color changes with time, and the tone data whose amplitude attenuates is obtained.

さらに、一方の閉ループ手段9aのシフトレジスタ5aの中
間タップCTaからの遅延時間ｍφの出力が乗算器で１以
下の値を乗算された後、加算器3bにて他方の閉ループ手
段9bの乗算器6bからの出力に加算されることにより、閉
ループ手段9bに導入される。閉ループ手段9bにおけるシ
フトレジスタ5bの中間タップCTbから出力される時間ｍ
φ遅延されたデータも、同様にして、閉ループ手段9aに
導入される。Further, the output of the delay time mφ from the intermediate tap CTa of the shift register 5a of the one closed loop means 9a is multiplied by a value of 1 or less by the multiplier, and then the multiplier 6b of the other closed loop means 9b is added by the adder 3b. Is introduced into the closed loop means 9b. Time m output from the intermediate tap CTb of the shift register 5b in the closed loop means 9b
The φ-delayed data is similarly introduced into the closed loop means 9a.

各閉ループ手段9a,9bの出力データは加算器４により加
算された後、楽音データとして出力される。The output data of the closed loop means 9a, 9b are added by the adder 4 and then output as tone data.

ここで、比較のため、閉ループ手段9aと9bの構成が初期
波形および伝達特性等まで含めて全く等しく、かつ中間
タップを設けずに、出力端OUTの出力データを相互に他
の閉ループ手段に導入する場合について考える。この場
合、各閉ループ手段において、自分自身のループの遅延
時間（ｎφ）と他の系統のループを経由して来るループ
の遅延時間とは実質的に等しい。これは、例えば２本の
弦がほぼ同じピッチに調律された状態に対応するもので
音色としては１弦のもの、すなわち１つの閉ループ手段
を用いた従来例と大きな差はない。Here, for comparison, the configurations of the closed loop means 9a and 9b are exactly the same including the initial waveform and the transfer characteristic, and the output data of the output terminal OUT are mutually introduced to other closed loop means without providing an intermediate tap. Think about when you do. In this case, in each closed loop means, the delay time (nφ) of its own loop and the delay time of the loop passing through the loop of another system are substantially equal. This corresponds to, for example, a state in which two strings are tuned to substantially the same pitch, and the tone color is one string, that is, there is no great difference from the conventional example using one closed loop means.

しかしながら、第１図の装置においては、ｍφ≠ｎφと
したため、各閉ループ手段において、自分自身のループ
を経由した遅延時間（ｎφ）と他の系統のループを経由
した遅延時間（ｍφ）とが異なるため、位相がずれた同
じ周期波形を重み付加算したのと同様な現象が起きる。
実際には、相互にデータを授受するため、各閉ループ手
段を１ないし複数ずつ経由したのと等価なループもあ
り、さらに複雑な現象が生じている。このため、タップ
の位置（遅延時間）と加算の重み（乗算器7a,7bの乗
数）を変化させることにより、多彩な音色の変化を実現
することができる。このことは、伝達特性（遅延時間、
乗数等）が各閉ループ手段における等しくない場合も同
様に与えることができる。However, in the apparatus of FIG. 1, since mφ ≠ nφ, the delay time (nφ) passing through its own loop and the delay time (mφ) passing through the loops of other systems are different in each closed loop means. Therefore, a phenomenon similar to that of weighted addition of the same periodic waveforms whose phases are shifted occurs.
Actually, there is a loop equivalent to passing through one or a plurality of closed loop means for exchanging data with each other, which causes a more complicated phenomenon. Therefore, various tone colors can be changed by changing the tap position (delay time) and the addition weight (multiplier of the multipliers 7a and 7b). This means that the transfer characteristics (delay time,
The same can be applied when the multipliers, etc.) are not equal in each closed loop means.

［他の実施例］ なお、この発明は、上述の実施例に限定されることなく
この発明の思想を逸脱しない範囲で適宜変形して実施す
ることができる。[Other Embodiments] The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately modified and implemented without departing from the concept of the present invention.

例えば、上述においては、ディジタル処理により楽音を
合成するディジタル音源の例について説明したが、この
発明はアナログ音源に適用することも可能である。For example, in the above description, an example of a digital sound source that synthesizes a musical sound by digital processing has been described, but the present invention can also be applied to an analog sound source.

また、遅延手段としてはシフトレジスタ以外に、メモ
リ、CCDまたはディレイライン等を用いることも可能で
ある。In addition to the shift register, a memory, a CCD, a delay line or the like can be used as the delay means.

さらに、他の閉ループ手段に結合するための第２の出力
端は、中間タップでなく、出力端OUTの延長上に設けた
出力端OUTより遅延された出力を発生するタップであっ
てもよい。見方を変えれば、閉ループ手段を形成するた
めの出力端を中間タップとし、前記第２出力端として遅
延手段の端部に設けられた出力端を用いてもよい。Further, the second output end for coupling to another closed loop means may be a tap for generating an output delayed from the output end OUT provided on the extension of the output end OUT, instead of the intermediate tap. From a different point of view, the output end for forming the closed loop means may be an intermediate tap, and the output end provided at the end of the delay means may be used as the second output end.

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明によれば、複数の閉ルー
プ手段のそれぞれ内に形成されるループと複数の閉ルー
プ手段に跨がるループとでは伝達特性が異なり、かつ様
々な伝達特性を有する多様なループが形成されるため、
これらのループを経由することにより多彩な変化を有す
る楽音信号が形成される。したがって、厚みのある楽音
の形成することができるとともに、自然楽器に極めて忠
実な楽音や従来では得られなかった特殊な効果を有する
楽音を合成することも可能になる。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, the transfer characteristics are different between the loop formed in each of the plurality of closed loop means and the loop extending over the plurality of closed loop means, and various transfer characteristics are provided. Since various loops with characteristics are formed,
A musical tone signal having various changes is formed by passing through these loops. Therefore, it is possible to form a thick musical tone, and to synthesize a musical tone extremely faithful to a natural musical instrument or a musical tone having a special effect which has not been obtained in the past.

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

第１図は、この発明の一実施例に係る楽音合成装置のブ
ロック図である。 1a,1b:ディジタル波形データ発生源 2a,2b,3a,3b,4:加算器 5a,5b:シフトレジスタ IN:入力端 OUT:出力端 CTa,CTb:中間タップ 6a,6b,7a,7b:乗算器 8a,8b:ディジタルフィルタ 9a,9b:閉ループ手段FIG. 1 is a block diagram of a musical sound synthesizer according to an embodiment of the present invention. 1a, 1b: Digital waveform data source 2a, 2b, 3a, 3b, 4: Adder 5a, 5b: Shift register IN: Input end OUT: Output end CTa, CTb: Intermediate tap 6a, 6b, 7a, 7b: Multiply Unit 8a, 8b: Digital filter 9a, 9b: Closed loop means

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】入力端とこの入力端へ入力される信号に対
して互いに異なる時間遅延された信号が出力される２以
上の出力端とを有する遅延手段、および前記出力端の少
なくとも１つを前記入力端に結合する第１の結合手段か
らなる２以上の閉ループ手段と、 前記各閉ループ手段ごとに設けられ他の閉ループ手段に
おいて前記出力端のうち前記第１の結合手段によっては
前記入力端に結合されていない出力端を当該閉ループ手
段に結合する第２の結合手段と、 少なくとも１つの閉ループ手段に対して信号を導入する
信号入力手段と、 少なくとも１つの閉ループ手段から信号を取り出す信号
出力手段と を具備することを特徴とする楽音合成装置。1. A delay means having an input terminal and two or more output terminals for outputting signals delayed by different times with respect to a signal input to the input terminal, and at least one of the output terminals. Two or more closed-loop means composed of first coupling means coupled to the input end; and another closed-loop means provided for each closed-loop means, the output end of which is connected to the input end depending on the first coupling means. Second coupling means for coupling the uncoupled output to the closed loop means, signal input means for introducing a signal to at least one closed loop means, and signal output means for extracting a signal from the at least one closed loop means A musical sound synthesizing apparatus comprising: