JPH0792668B2 - 楽音合成装置 - Google Patents
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- JPH0792668B2 JPH0792668B2 JP1309870A JP30987089A JPH0792668B2 JP H0792668 B2 JPH0792668 B2 JP H0792668B2 JP 1309870 A JP1309870 A JP 1309870A JP 30987089 A JP30987089 A JP 30987089A JP H0792668 B2 JPH0792668 B2 JP H0792668B2
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- G10H2250/511—Physical modelling or real-time simulation of the acoustomechanical behaviour of acoustic musical instruments using, e.g. waveguides or looped delay lines
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Description
【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、撥弦楽器、打弦楽器等の楽音合成に用いて
好適な楽音合成装置に関する。
好適な楽音合成装置に関する。
「従来の技術」 従来より、自然楽器の発音メカニズムをシミュレートす
ることにより、自然楽器の楽音を合成する装置が知られ
ている。弦楽器音等の楽音合成装置としては、弦の残響
損失をシミュレートしたローパスフィルタと、弦におけ
る振動の伝播遅延をシミュレートした遅延回路とを閉ル
ープ接続した構成のものが知られている。このような構
成において、閉ループ回路に例えばインパルス等の励起
信号を導入すると、この励起信号が閉ループ内を循環す
る。この場合、励起信号は、弦の振動周期に等しい時間
で閉ループ内を一巡するとともに、ローパスフィルタを
通過する際に帯域が制限される。そして、この閉ループ
を循環する信号が弦楽器の楽音信号として取り出され
る。
ることにより、自然楽器の楽音を合成する装置が知られ
ている。弦楽器音等の楽音合成装置としては、弦の残響
損失をシミュレートしたローパスフィルタと、弦におけ
る振動の伝播遅延をシミュレートした遅延回路とを閉ル
ープ接続した構成のものが知られている。このような構
成において、閉ループ回路に例えばインパルス等の励起
信号を導入すると、この励起信号が閉ループ内を循環す
る。この場合、励起信号は、弦の振動周期に等しい時間
で閉ループ内を一巡するとともに、ローパスフィルタを
通過する際に帯域が制限される。そして、この閉ループ
を循環する信号が弦楽器の楽音信号として取り出され
る。
このような楽音合成装置によれば、遅延回路の遅延時間
およびローパスフィルタの特性を調整することにより、
ギター等の撥弦楽器音、ピアノ等の打楽器音など、自然
の弦楽器音にある程度近い楽音が合成できる。また、バ
イオリン等の擦弦楽器音の楽音合成は、上述した閉ルー
プ回路に対し、弓によって弦を励起させる振動を演算す
る励起回路を接続することにより実現される。なお、こ
の種の技術は、例えば特開昭63−40199号公報あるいは
特公昭58−58679号公報に開示されている。
およびローパスフィルタの特性を調整することにより、
ギター等の撥弦楽器音、ピアノ等の打楽器音など、自然
の弦楽器音にある程度近い楽音が合成できる。また、バ
イオリン等の擦弦楽器音の楽音合成は、上述した閉ルー
プ回路に対し、弓によって弦を励起させる振動を演算す
る励起回路を接続することにより実現される。なお、こ
の種の技術は、例えば特開昭63−40199号公報あるいは
特公昭58−58679号公報に開示されている。
「発明が解決しようとする課題」 ところで、ピアノ等の打弦楽器においてはハンマの硬さ
等を変えると異なった楽音が発生される。しかしなが
ら、従来の楽音合成装置では、ハンマの硬さ等の弦に励
振を与える物理系の動作のシミュレートがなされていな
かったため、楽音が忠実に合成されないという問題があ
った。
等を変えると異なった楽音が発生される。しかしなが
ら、従来の楽音合成装置では、ハンマの硬さ等の弦に励
振を与える物理系の動作のシミュレートがなされていな
かったため、楽音が忠実に合成されないという問題があ
った。
また、上述した従来の楽音合成装置では、遅延回路やロ
ーパスフィルタを含む閉ループ回路は、１本の弦を表し
ているにすぎない。すなわち、従来の楽音合成装置は、
１本の弦を打弦（または、ピッキング）することを想定
したモデルであり、これでは、例えばアコースティック
ピアノ（３本の弦を打弦する）に見られる微妙なミスチ
ューニングによるデチューン効果やウナコルダペダルに
よる効果（３本の弦のうち２本のみを打弦する）などが
得られない。したがって、１本の弦の打弦のみをシミュ
レートする従来の楽音発生装置では、自然楽器が発生す
る楽音を忠実に再現できないという問題を生じる。
ーパスフィルタを含む閉ループ回路は、１本の弦を表し
ているにすぎない。すなわち、従来の楽音合成装置は、
１本の弦を打弦（または、ピッキング）することを想定
したモデルであり、これでは、例えばアコースティック
ピアノ（３本の弦を打弦する）に見られる微妙なミスチ
ューニングによるデチューン効果やウナコルダペダルに
よる効果（３本の弦のうち２本のみを打弦する）などが
得られない。したがって、１本の弦の打弦のみをシミュ
レートする従来の楽音発生装置では、自然楽器が発生す
る楽音を忠実に再現できないという問題を生じる。
この発明は、上述した問題点に鑑みてなされたもので、
励振に係る物理系の動作をシミュレートするとともに、
デチューン効果やウナコルダペダルによる効果を付加
し、自然楽器が発生する楽音を忠実に再現できる楽音合
成装置を提供することを目的としている。
励振に係る物理系の動作をシミュレートするとともに、
デチューン効果やウナコルダペダルによる効果を付加
し、自然楽器が発生する楽音を忠実に再現できる楽音合
成装置を提供することを目的としている。
「課題を解決するための手段」 上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、 少なくとも遅延手段を含むループ部を複数有し、各ルー
プ部の遅延手段の遅延時間を各ループ部毎に異ならせた
ループ手段と、 入力信号を所定の非線形特性に応じて変更して前記ルー
プ手段の複数のループ部の各々に入力する非線形手段
と、 この非線形手段から前記ループ手段に入力される信号を
累算した信号を出力する累算手段と、 前記ループ手段から取り出された信号に対応する信号と
前記累算手段から出力された信号を演算して前記非線形
手段の入力信号として前記非線形手段に入力する演算手
段と、 前記複数のループ部を循環する信号を楽音信号として出
力する出力手段と を具備することを特徴とする。
プ部の遅延手段の遅延時間を各ループ部毎に異ならせた
ループ手段と、 入力信号を所定の非線形特性に応じて変更して前記ルー
プ手段の複数のループ部の各々に入力する非線形手段
と、 この非線形手段から前記ループ手段に入力される信号を
累算した信号を出力する累算手段と、 前記ループ手段から取り出された信号に対応する信号と
前記累算手段から出力された信号を演算して前記非線形
手段の入力信号として前記非線形手段に入力する演算手
段と、 前記複数のループ部を循環する信号を楽音信号として出
力する出力手段と を具備することを特徴とする。
また、請求項２記載の発明は、 少なくとも遅延手段とフィルタ手段を含むループ部を複
数有し、各ループ部の遅延手段の遅延時間あるいはフィ
ルタ手段のフィルタ特性のうちの少なくとも一方を各ル
ープ部毎に異ならせたループ手段と、 入力信号を所定の非線形特性に応じて変更して前記ルー
プ手段の複数のループ部の各々に入力する非線形手段
と、 この非線形手段から前記ループ手段に入力される信号を
累算した信号を出力する累算手段と、 前記ループ手段から取り出された信号に対応する信号と
前記累算手段から出力された信号を演算して前記非線形
手段の入力信号として前記非線形手段に入力する演算手
段と、 前記複数のループ部を循環する信号を楽音信号として出
力する出力手段と を具備することを特徴とする。
数有し、各ループ部の遅延手段の遅延時間あるいはフィ
ルタ手段のフィルタ特性のうちの少なくとも一方を各ル
ープ部毎に異ならせたループ手段と、 入力信号を所定の非線形特性に応じて変更して前記ルー
プ手段の複数のループ部の各々に入力する非線形手段
と、 この非線形手段から前記ループ手段に入力される信号を
累算した信号を出力する累算手段と、 前記ループ手段から取り出された信号に対応する信号と
前記累算手段から出力された信号を演算して前記非線形
手段の入力信号として前記非線形手段に入力する演算手
段と、 前記複数のループ部を循環する信号を楽音信号として出
力する出力手段と を具備することを特徴とする。
「作用」 この発明によれば、入力信号が非線形手段により所定の
非線形特性に応じて変更され、遅延時間および／または
フィルタ特性が各々異なる複数のループ部からなるルー
プ手段の各ループ部に入力される。このとき、ループ手
段に入力される信号を累算した信号とループ手段から取
り出された信号に対応する信号とが演算され、非線形手
段の入力信号とされる。
非線形特性に応じて変更され、遅延時間および／または
フィルタ特性が各々異なる複数のループ部からなるルー
プ手段の各ループ部に入力される。このとき、ループ手
段に入力される信号を累算した信号とループ手段から取
り出された信号に対応する信号とが演算され、非線形手
段の入力信号とされる。
「実施例」 次に図面を参照してこの発明の実施例について説明す
る。
る。
第１図はこの発明の一実施例の構成を示すブロック図で
ある。この楽音合成装置では、ピアノ等の打弦楽器によ
る楽音が合成される。この図において、１および２は、
閉ループ回路であり、各々、遅延回路3a,3b、加算器4a,
4b、フィルタ5a,5b、位相反転回路6a,6b、遅延回路7a,7
b、加算器8a,8b、フィルタ9a,9bおよび位相反転回路10
a,10bから構成されている。この閉ループ回路1,2は、各
々、ピアノの弦の振動をシミュレートするものであり、
１つの閉ループ回路が１本の弦に相当する。
ある。この楽音合成装置では、ピアノ等の打弦楽器によ
る楽音が合成される。この図において、１および２は、
閉ループ回路であり、各々、遅延回路3a,3b、加算器4a,
4b、フィルタ5a,5b、位相反転回路6a,6b、遅延回路7a,7
b、加算器8a,8b、フィルタ9a,9bおよび位相反転回路10
a,10bから構成されている。この閉ループ回路1,2は、各
々、ピアノの弦の振動をシミュレートするものであり、
１つの閉ループ回路が１本の弦に相当する。
ここで、上記各構成要素の詳細について、第２図に示す
ピアノの励起振動のメカニズムに対応させて説明する。
まず、第２図において、Ｓは、それぞれピアノの弦、HM
はハンマを示す。弦ＳおよびハンマHMは、１つの鍵に対
応している。また、上記弦Ｓは、その両端を固定端T1お
よびT2によって固定されている。このようなピアノにお
いて、鍵盤が押鍵されると、その鍵に対応する弦Ｓがハ
ンマHMによって打弦される。打弦によって生じた振動
は、振動波WaおよびWbとなって弦Ｓを伝播する。第１図
に示す閉ループ回路１は、上記弦Ｓをシミュレートして
いる。また、遅延回路3aおよび7aには、振動波Waが固定
端T1で反射されて打弦位置まで戻ってくる時間、あるい
は振動波Wbが固定端T2で反射されて打弦位置まで戻って
くる時間が遅延時間として設定される。また、反転回路
6aおよび10aは、各々、第２図における固定端T1およびT
2に対応しており、これらによって振動波WaおよびWbが
各固定端T1,T2で位相反転する現象がシミュレートされ
る。このようにすることで、励起振動に対応する信号が
閉ループ回路１を一巡する時間と、弦Ｓの定在波Wsの振
動周期とが等しくなる。また、閉ループ回路１を伝播す
る信号は、弦Ｓの長さに対応した音高の楽音信号とし
て、増幅器11aによって増幅されて取り出される。ま
た、フィルタ3aおよび7aは、弦Ｓにおける振動の減衰の
周波数特性をシミュレートするためのものである。すな
わち、このフィルタ7a,7bを設けることにより、弦Ｓに
発生する振動においては、その周波数成分における高次
の高周波成分程、急速に減衰するという現象が忠実にシ
ミュレートされる。
ピアノの励起振動のメカニズムに対応させて説明する。
まず、第２図において、Ｓは、それぞれピアノの弦、HM
はハンマを示す。弦ＳおよびハンマHMは、１つの鍵に対
応している。また、上記弦Ｓは、その両端を固定端T1お
よびT2によって固定されている。このようなピアノにお
いて、鍵盤が押鍵されると、その鍵に対応する弦Ｓがハ
ンマHMによって打弦される。打弦によって生じた振動
は、振動波WaおよびWbとなって弦Ｓを伝播する。第１図
に示す閉ループ回路１は、上記弦Ｓをシミュレートして
いる。また、遅延回路3aおよび7aには、振動波Waが固定
端T1で反射されて打弦位置まで戻ってくる時間、あるい
は振動波Wbが固定端T2で反射されて打弦位置まで戻って
くる時間が遅延時間として設定される。また、反転回路
6aおよび10aは、各々、第２図における固定端T1およびT
2に対応しており、これらによって振動波WaおよびWbが
各固定端T1,T2で位相反転する現象がシミュレートされ
る。このようにすることで、励起振動に対応する信号が
閉ループ回路１を一巡する時間と、弦Ｓの定在波Wsの振
動周期とが等しくなる。また、閉ループ回路１を伝播す
る信号は、弦Ｓの長さに対応した音高の楽音信号とし
て、増幅器11aによって増幅されて取り出される。ま
た、フィルタ3aおよび7aは、弦Ｓにおける振動の減衰の
周波数特性をシミュレートするためのものである。すな
わち、このフィルタ7a,7bを設けることにより、弦Ｓに
発生する振動においては、その周波数成分における高次
の高周波成分程、急速に減衰するという現象が忠実にシ
ミュレートされる。
また、閉ループ回路２は、上述した弦Ｓに隣接する閉ル
ープ回路１と同様の１本の弦をシミュレートする。
ープ回路１と同様の１本の弦をシミュレートする。
また、第１図には、デジタル回路で実現される場合の楽
音合成装置の構成を例示している。例えば遅延回路3aお
よび7aは、各々シフトレジスタによって構成され、これ
らのシフトレジスタの各段は伝送するデジタル信号のビ
ット数に対応したフリップフロップで構成されている。
そして、各段のフリップフロップには所定周期毎にサン
プルクロックが供給される。また、遅延回路3aおよび7a
に付したn,mはレジスタの段数を示している。他の構成
要素も遅延回路3aおよび7aと同様、デジタル回路によっ
て実現されている。
音合成装置の構成を例示している。例えば遅延回路3aお
よび7aは、各々シフトレジスタによって構成され、これ
らのシフトレジスタの各段は伝送するデジタル信号のビ
ット数に対応したフリップフロップで構成されている。
そして、各段のフリップフロップには所定周期毎にサン
プルクロックが供給される。また、遅延回路3aおよび7a
に付したn,mはレジスタの段数を示している。他の構成
要素も遅延回路3aおよび7aと同様、デジタル回路によっ
て実現されている。
次に、第１図に示す楽音合成装置の説明に戻ると、遅延
回路3aおよび7aの出力信号（励起信号）は、励起回路25
へ供給される。励起回路25は、乗算器13、積分器16、減
算器17、ROM18、乗算器19、積分器20、積分器21から構
成されている。上記両励起信号は、加算器12によって加
算され、弦Ｓの振動速度に相当する速度信号Vs1が出力
される。この速度信号Vs1に乗算器13によって係数admが
乗算される。なお、この係数admについては後述する。
回路3aおよび7aの出力信号（励起信号）は、励起回路25
へ供給される。励起回路25は、乗算器13、積分器16、減
算器17、ROM18、乗算器19、積分器20、積分器21から構
成されている。上記両励起信号は、加算器12によって加
算され、弦Ｓの振動速度に相当する速度信号Vs1が出力
される。この速度信号Vs1に乗算器13によって係数admが
乗算される。なお、この係数admについては後述する。
次に、乗算器13の出力信号は、加算器14に供給される。
この加算器14には、ハンマHMに働く反撥力に相当する信
号Ｆが乗算器22、１サンプル周期遅延回路23を介して供
給される。上記乗算器13の出力信号と信号Ｆとは、加算
器14および１サンプル周期遅延回路15によって構成され
る積分回路16によって積分される。この積分結果は、第
２図に示す弦Ｓの基準線REFからの変位Ｘに相当する弦
変位信号ｘであり、この弦変位信号ｘは、減算器17の一
方の入力端に供給される。減算器17の他方の入力端に
は、後述する積分器21が出力する第２図に示すハンマHM
の変位Ｙに相当するハンマ変位信号ｙが供給される。こ
の減算器17は、ハンマHMの変位Ｙと弦の変位Ｘの差分値
（相対変位Ｘ−Ｙ）に相当する差分信号ｚ（ハンマ変位
信号ｙ−弦変位信号ｘ）を算出してROM18へ出力する。
ここで、弦ＳハンマHMが食い込んでいる場合には、差分
信号ｚは正となり、弦ＳとハンマHMとの間には、相対変
位Ｙ−Ｘ（食い込み量）に応じた反撥力Ｆが働く。一
方、弦ＳにハンマHMが軽く触れているだけの場合、ある
いは弦ＳからハンマHMが離れている場合には、差分信号
ｚは０または負であり、したがって、反撥力Ｆは０とな
る。
この加算器14には、ハンマHMに働く反撥力に相当する信
号Ｆが乗算器22、１サンプル周期遅延回路23を介して供
給される。上記乗算器13の出力信号と信号Ｆとは、加算
器14および１サンプル周期遅延回路15によって構成され
る積分回路16によって積分される。この積分結果は、第
２図に示す弦Ｓの基準線REFからの変位Ｘに相当する弦
変位信号ｘであり、この弦変位信号ｘは、減算器17の一
方の入力端に供給される。減算器17の他方の入力端に
は、後述する積分器21が出力する第２図に示すハンマHM
の変位Ｙに相当するハンマ変位信号ｙが供給される。こ
の減算器17は、ハンマHMの変位Ｙと弦の変位Ｘの差分値
（相対変位Ｘ−Ｙ）に相当する差分信号ｚ（ハンマ変位
信号ｙ−弦変位信号ｘ）を算出してROM18へ出力する。
ここで、弦ＳハンマHMが食い込んでいる場合には、差分
信号ｚは正となり、弦ＳとハンマHMとの間には、相対変
位Ｙ−Ｘ（食い込み量）に応じた反撥力Ｆが働く。一
方、弦ＳにハンマHMが軽く触れているだけの場合、ある
いは弦ＳからハンマHMが離れている場合には、差分信号
ｚは０または負であり、したがって、反撥力Ｆは０とな
る。
上述したROM18には、弦ＳおよびハンマHMの相対変位Ｙ
−Ｘと、弦ＳとハンマHMとの間に働く反撥力Ｆとの関係
を示す非線形関数Ｂのテーブルが記憶されている。第３
図はハンマHMがフェルト等の柔らかい材料で作られてい
る場合における非線形関数Ｂを例示したものである。同
図に示すように、相対変位Ｙ−Ｘが０または負の場合、
すなわち、ハンマHMが弦Ｓを叩いていない状態では、上
述したように反撥力Ｆは０であり、ハンマHMが弦Ｓを叩
く場合には、相対変位Ｙ−Ｘが大きくなるのに従い反撥
力Ｆは緩やかに大きくなる。なお、ハンマHMが硬い材質
の場合は、相対変位Ｙ−Ｘの変化に対し反撥力Ｆが急峻
に立ち上がるように非線形関数Ｂを設定する。
−Ｘと、弦ＳとハンマHMとの間に働く反撥力Ｆとの関係
を示す非線形関数Ｂのテーブルが記憶されている。第３
図はハンマHMがフェルト等の柔らかい材料で作られてい
る場合における非線形関数Ｂを例示したものである。同
図に示すように、相対変位Ｙ−Ｘが０または負の場合、
すなわち、ハンマHMが弦Ｓを叩いていない状態では、上
述したように反撥力Ｆは０であり、ハンマHMが弦Ｓを叩
く場合には、相対変位Ｙ−Ｘが大きくなるのに従い反撥
力Ｆは緩やかに大きくなる。なお、ハンマHMが硬い材質
の場合は、相対変位Ｙ−Ｘの変化に対し反撥力Ｆが急峻
に立ち上がるように非線形関数Ｂを設定する。
このようにして、ROM18は、任意の時点における相対変
位Ｙ−Ｘに応じた反撥力Ｆに相当する信号Ｆを乗算器19
および係数乗算器を介して加算器4a,4b,8a,8bへ出力す
る。乗算器19は、上記信号Ｆに乗算係数−1/Mを乗算す
る。ここで、ＭはハンマHMの慣性質量に相当する係数で
あり、乗算器19は、ハンマHMの加速度に相当する加速度
信号αを積分器20へ出力する。積分器20は、上記加速度
信号αを積分し、ハンマHMの速度変化分に相当する信号
βとして積分器21へ出力する。積分器21は、ハンマHMの
初速度に相当する初速度信号V0と上記信号βとを加算し
た結果を積分し、ハンマHMの変位Ｙに相当する変位信号
ｙとして前述した減算器へ供給する。
位Ｙ−Ｘに応じた反撥力Ｆに相当する信号Ｆを乗算器19
および係数乗算器を介して加算器4a,4b,8a,8bへ出力す
る。乗算器19は、上記信号Ｆに乗算係数−1/Mを乗算す
る。ここで、ＭはハンマHMの慣性質量に相当する係数で
あり、乗算器19は、ハンマHMの加速度に相当する加速度
信号αを積分器20へ出力する。積分器20は、上記加速度
信号αを積分し、ハンマHMの速度変化分に相当する信号
βとして積分器21へ出力する。積分器21は、ハンマHMの
初速度に相当する初速度信号V0と上記信号βとを加算し
た結果を積分し、ハンマHMの変位Ｙに相当する変位信号
ｙとして前述した減算器へ供給する。
一方、加算器4a,4b,8a,8bに供給された信号Ｆは、閉ル
ープ回路１および２を循環する励起振動Wsに相当する信
号に加算される。本来ならば、反撥力に相当する信号Ｆ
に、弦Ｓの速度変化に対する抵抗に相当する係数を乗じ
ることによって、弦Ｓの速度変化分を算出し、この速度
変化分を閉ループ回路１および２に入力するところであ
るが、本実施例では、前述した乗算係数admに上記抵抗
に相当する係数を含ませることによって、同等のシミュ
レーション効果を得ている。
ープ回路１および２を循環する励起振動Wsに相当する信
号に加算される。本来ならば、反撥力に相当する信号Ｆ
に、弦Ｓの速度変化に対する抵抗に相当する係数を乗じ
ることによって、弦Ｓの速度変化分を算出し、この速度
変化分を閉ループ回路１および２に入力するところであ
るが、本実施例では、前述した乗算係数admに上記抵抗
に相当する係数を含ませることによって、同等のシミュ
レーション効果を得ている。
次に、上述した構成における実施例の動作について説明
する。
する。
まず、楽音の発生に先立ち、初期設定として遅延回路3
a,3b,7aおよび7bに遅延時間が設定される。また、積分
器16,20,21における１サンプル周期遅延回路はすべて０
にリセットされる。そして、図示してない楽音発生制御
回路から初速度信号V0が出力されると、この初速度信号
V0は積分器21によって積分される。積分器21が出力する
ハンマ変位信号ｙは、時間経過と共に負から正に向って
変化する。この期間中、差分信号ｚは、負の値となる。
このため、信号Ｆは、この期間中、第３図に示すように
０となるため、積分器20が出力する信号βも０となる。
したがって、積分器21では、初速度信号V0のみが積分さ
れ、ハンマ変位信号ｙは負から正に向かって変化してい
く（ハンマHMが静止した弦Ｓの方に向かって移動するこ
とに相当する）。
a,3b,7aおよび7bに遅延時間が設定される。また、積分
器16,20,21における１サンプル周期遅延回路はすべて０
にリセットされる。そして、図示してない楽音発生制御
回路から初速度信号V0が出力されると、この初速度信号
V0は積分器21によって積分される。積分器21が出力する
ハンマ変位信号ｙは、時間経過と共に負から正に向って
変化する。この期間中、差分信号ｚは、負の値となる。
このため、信号Ｆは、この期間中、第３図に示すように
０となるため、積分器20が出力する信号βも０となる。
したがって、積分器21では、初速度信号V0のみが積分さ
れ、ハンマ変位信号ｙは負から正に向かって変化してい
く（ハンマHMが静止した弦Ｓの方に向かって移動するこ
とに相当する）。
そして、差分信号ｚが０を越えて正の値になると（ハン
マHMが弦Ｓに衝突したことに相当する）、ROM18から差
分信号ｚに応じた大きさの反撥力に相当する信号Ｆが出
力される。この信号Ｆは、乗算器19、閉ループ回路１お
よび閉ループ回路２に供給される。
マHMが弦Ｓに衝突したことに相当する）、ROM18から差
分信号ｚに応じた大きさの反撥力に相当する信号Ｆが出
力される。この信号Ｆは、乗算器19、閉ループ回路１お
よび閉ループ回路２に供給される。
一方の乗算器19においては、この信号Ｆに係数−1/Mが
乗じられて、加速度信号α（負の値）が算出される。さ
らに、この加速度信号αは、積分器20によって積分さ
れ、速度変化分に相当する信号βが求められる。ここ
で、信号βは負の値となるので、積分器21では、初速度
信号V0から信号βの分だけ減じた演算結果に対して積分
が行われ、新たなハンマ変位信号ｙを減算器17へ出力す
る。
乗じられて、加速度信号α（負の値）が算出される。さ
らに、この加速度信号αは、積分器20によって積分さ
れ、速度変化分に相当する信号βが求められる。ここ
で、信号βは負の値となるので、積分器21では、初速度
信号V0から信号βの分だけ減じた演算結果に対して積分
が行われ、新たなハンマ変位信号ｙを減算器17へ出力す
る。
他方の閉プール回路１では、上記ハンマ変位信号ｙが当
該ループの信号に加算され、励起信号として一巡する。
また、閉ループ回路２でも、閉ループ回路１と同様に励
起信号が一巡する。次に、閉ループ回路１を一巡し、遅
延回路3a,7aから出力される各励起信号は、励起回路25
へフィードバックされる。そして、励起回路25の積分器
15は、新たな弦変位信号ｘを減算器17へ供給する。ま
た、この閉ループ回路１および２を循環する励起信号
は、各々、乗算器11a,11bを介して楽音信号として出力
される。
該ループの信号に加算され、励起信号として一巡する。
また、閉ループ回路２でも、閉ループ回路１と同様に励
起信号が一巡する。次に、閉ループ回路１を一巡し、遅
延回路3a,7aから出力される各励起信号は、励起回路25
へフィードバックされる。そして、励起回路25の積分器
15は、新たな弦変位信号ｘを減算器17へ供給する。ま
た、この閉ループ回路１および２を循環する励起信号
は、各々、乗算器11a,11bを介して楽音信号として出力
される。
そして、励起回路25の減算器17は、上述した新たなハン
マ変位信号ｙから新たな弦変位信号ｘを減算し、差分信
号ｚを算出する。そして、ROM18は、上記差分信号ｚに
応じて新たな信号Ｆを出力する。
マ変位信号ｙから新たな弦変位信号ｘを減算し、差分信
号ｚを算出する。そして、ROM18は、上記差分信号ｚに
応じて新たな信号Ｆを出力する。
以上の動作は、信号βが初速度信号V0を越えるまで行わ
れる。そして、この期間中の加速度信号αおよび信号β
は、差分信号ｚが増加するために負の方向に大きくな
る。したがって、ハンマ変位信号ｙの増加の度合いは、
徐々に鈍くなり減少していく。
れる。そして、この期間中の加速度信号αおよび信号β
は、差分信号ｚが増加するために負の方向に大きくな
る。したがって、ハンマ変位信号ｙの増加の度合いは、
徐々に鈍くなり減少していく。
そして、信号βの大きさが初速度信号V0を越えると（ハ
ンマHMの速度の方向が弦Ｓから離れる方向に逆転するこ
とに相当する）、ハンマ変位信号ｙは負の方向に変化す
る。ハンマ変位信号ｙが負の方向に変化すると、差分信
号ｚが徐々に小さくなり、その結果、信号Ｆも徐々に小
さくなる（第３図の矢印F2参照）。したがって、閉ルー
プ回路１および２を循環する励起信号も次第に減衰され
ていく。そして、差分信号ｚが０より小さくなると（ハ
ンマHMが弦Ｓから離れ、弦Ｓの弾性特性から解放された
状態に相当する）、上述した打弦動作を終了する。
ンマHMの速度の方向が弦Ｓから離れる方向に逆転するこ
とに相当する）、ハンマ変位信号ｙは負の方向に変化す
る。ハンマ変位信号ｙが負の方向に変化すると、差分信
号ｚが徐々に小さくなり、その結果、信号Ｆも徐々に小
さくなる（第３図の矢印F2参照）。したがって、閉ルー
プ回路１および２を循環する励起信号も次第に減衰され
ていく。そして、差分信号ｚが０より小さくなると（ハ
ンマHMが弦Ｓから離れ、弦Ｓの弾性特性から解放された
状態に相当する）、上述した打弦動作を終了する。
そして、この実施例において、各閉ループ回路１および
２のそれぞれの遅延回路における遅延時間を変化させる
ことにより、各閉ループ回路1,2が出力する楽音信号間
に唸りを生じさせ、デチューン効果を得ることができ
る。また、各閉ループ回路1,2の出力比（乗算器11a,11b
の乗算係数）やフィルタの係数を変えてもよい。また、
閉ループ回路1,2のうち、いずれか一方の閉ループ回路
に供給される信号Ｆをカットすることによって、ウナ・
コルダペダルによる効果を得ることができる。さらに、
ペダルの踏み具合によって、各弦に対する信号Ｆのレベ
ル制御を行ってもよい。
２のそれぞれの遅延回路における遅延時間を変化させる
ことにより、各閉ループ回路1,2が出力する楽音信号間
に唸りを生じさせ、デチューン効果を得ることができ
る。また、各閉ループ回路1,2の出力比（乗算器11a,11b
の乗算係数）やフィルタの係数を変えてもよい。また、
閉ループ回路1,2のうち、いずれか一方の閉ループ回路
に供給される信号Ｆをカットすることによって、ウナ・
コルダペダルによる効果を得ることができる。さらに、
ペダルの踏み具合によって、各弦に対する信号Ｆのレベ
ル制御を行ってもよい。
また、第１図に示した楽音合成装置には、様々な変形が
可能である。例えば、第４図は、２本弦のモデルの各々
の閉ループ回路1,2に励起回路25aおよび25bを設けた例
である。この例の場合、各励起回路25a,25bには、各
々、ROM18aおよび18bが設けられており、それぞれの２
本の弦の特性の微妙な違いを表すことができるようにな
っている。また、ハンマHMの変位に相当するハンマ変位
信号ｙは、それぞれのROM18a,18bが出力する信号Faおよ
びFbを加算器24によって加算し、さらに乗算器19におい
て、係数−1/M/N（Ｎは弦の数）を乗算することによっ
て、各弦に対する平均値として求められる。
可能である。例えば、第４図は、２本弦のモデルの各々
の閉ループ回路1,2に励起回路25aおよび25bを設けた例
である。この例の場合、各励起回路25a,25bには、各
々、ROM18aおよび18bが設けられており、それぞれの２
本の弦の特性の微妙な違いを表すことができるようにな
っている。また、ハンマHMの変位に相当するハンマ変位
信号ｙは、それぞれのROM18a,18bが出力する信号Faおよ
びFbを加算器24によって加算し、さらに乗算器19におい
て、係数−1/M/N（Ｎは弦の数）を乗算することによっ
て、各弦に対する平均値として求められる。
なお、第１図および第４図に示す実施例では、２つの閉
ループ回路１および２を用いているが、閉ループ回路を
増やすことにより、さらに複数の弦の励起振動をシミュ
レートしてもよい。
ループ回路１および２を用いているが、閉ループ回路を
増やすことにより、さらに複数の弦の励起振動をシミュ
レートしてもよい。
また、上述した実施例では、楽音合成装置をデジタル回
路で実現する場合について説明したが、アナログ回路に
よって実現することも勿論可能であり、デジタル回路で
実現した場合と同様の効果が得られる。
路で実現する場合について説明したが、アナログ回路に
よって実現することも勿論可能であり、デジタル回路で
実現した場合と同様の効果が得られる。
また、上述した遅延回路を含む閉ループ回路としては、
前述の特開昭63−40199号公報に開示されているウェー
ブガイドを利用してもよい。
前述の特開昭63−40199号公報に開示されているウェー
ブガイドを利用してもよい。
「発明の効果」 以上、説明したようにこの発明によれば、励振に係る物
理系の特性の楽音への影響を忠実に再現できるととも
に、複数の弦を対象としたデチューン効果やウナ・コル
ダペダルによる効果を付加した楽音が発生でき、自然楽
器が発生する楽音を忠実に再現できる利点が得られる。
理系の特性の楽音への影響を忠実に再現できるととも
に、複数の弦を対象としたデチューン効果やウナ・コル
ダペダルによる効果を付加した楽音が発生でき、自然楽
器が発生する楽音を忠実に再現できる利点が得られる。
第１図はこの発明の一実施例の構成を示すブロック図、
第２図はピアノの弦への励起振動の導入メカニズムを説
明する図、第３図は同実施例における非線形関数を例示
した図、第４図は同実施例の変形例の構成を示すブロッ
ク図である。 1,2……閉ループ回路、25……励起回路。
第２図はピアノの弦への励起振動の導入メカニズムを説
明する図、第３図は同実施例における非線形関数を例示
した図、第４図は同実施例の変形例の構成を示すブロッ
ク図である。 1,2……閉ループ回路、25……励起回路。
Claims (3)
- 【請求項１】少なくとも遅延手段を含むループ部を複数
有し、各ループ部の遅延手段の遅延時間を各ループ部毎
に異ならせたループ手段と、 入力信号を所定の非線形特性に応じて変更して前記ルー
プ手段の複数のループ部の各々に入力する非線形手段
と、 この非線形手段から前記ループ手段に入力される信号を
累算した信号を出力する累算手段と、 前記ループ手段から取り出された信号に対応する信号と
前記累算手段から出力された信号を演算して前記非線形
手段の入力信号として前記非線形手段に入力する演算手
段と、 前記複数のループ部を循環する信号を楽音信号として出
力する出力手段と を具備することを特徴とする楽音合成装置。 - 【請求項２】少なくとも遅延手段とフィルタ手段を含む
ループ部を複数有し、各ループ部の遅延手段の遅延時間
あるいはフィルタ手段のフィルタ特性のうちの少なくと
も一方を各ループ部毎に異ならせたループ手段と、 入力信号を所定の非線形特性に応じて変更して前記ルー
プ手段の複数のループ部の各々に入力する非線形手段
と、 この非線形手段から前記ループ手段に入力される信号を
累算した信号を出力する累算手段と、 前記ループ手段から取り出された信号に対応する信号と
前記累算手段から出力された信号を演算して前記非線形
手段の入力信号として前記非線形手段に入力する演算手
段と、 前記複数のループ部を循環する信号を楽音信号として出
力する出力手段と を具備することを特徴とする楽音合成装置。 - 【請求項３】請求項１乃至２記載の楽音合成装置におい
て、さらに、 第１および第２のモードを選択する選択手段を設け、 前記非線形手段は、前記選択手段で第１のモードが選択
されたとき、入力信号を非線形に変更して前記ループ手
段の前記複数のループ部の全てに入力し、前記選択手段
で第２のモードが選択されたとき、入力信号を非線形に
変更して前記ループ手段の前記複数のループ部のうちの
一部に入力することを特徴とする楽音合成装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1309870A JPH0792668B2 (ja) | 1989-11-29 | 1989-11-29 | 楽音合成装置 |
| US07/619,202 US5290969A (en) | 1989-11-29 | 1990-11-28 | Musical tone synthesizing apparatus for synthesizing a muscial tone of an acoustic musical instrument having a plurality of simultaneously excited tone generating elements |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1309870A JPH0792668B2 (ja) | 1989-11-29 | 1989-11-29 | 楽音合成装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03168799A JPH03168799A (ja) | 1991-07-22 |
| JPH0792668B2 true JPH0792668B2 (ja) | 1995-10-09 |
Family
ID=17998291
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1309870A Expired - Fee Related JPH0792668B2 (ja) | 1989-11-29 | 1989-11-29 | 楽音合成装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5290969A (ja) |
| JP (1) | JPH0792668B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2738175B2 (ja) * | 1991-07-26 | 1998-04-08 | ヤマハ株式会社 | 楽音信号発生装置 |
| US5541360A (en) * | 1992-04-07 | 1996-07-30 | Casio Computer Co., Ltd. | Single chip sound source integrated circuit including effect adding device and sound source on the same single integrated circuit chip |
| JP2768195B2 (ja) * | 1993-01-26 | 1998-06-25 | ヤマハ株式会社 | 楽音合成装置 |
| JP2833403B2 (ja) * | 1993-03-26 | 1998-12-09 | ヤマハ株式会社 | 電子楽器の音源装置 |
| US5466884A (en) * | 1994-05-10 | 1995-11-14 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Music synthesizer system and method for simulating response of resonant digital waveguide struck by felt covered hammer |
| ATE208530T1 (de) * | 1995-05-10 | 2001-11-15 | Univ Leland Stanford Junior | Effiziente synthesierung von durch nichtlinearen antrieb erzeugten musiktönen |
| JP5605192B2 (ja) * | 2010-12-02 | 2014-10-15 | ヤマハ株式会社 | 楽音信号合成方法、プログラムおよび楽音信号合成装置 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5858679B2 (ja) * | 1975-12-16 | 1983-12-26 | ヤマハ株式会社 | デンシガツキ |
| WO1981003566A1 (en) * | 1980-05-29 | 1981-12-10 | Akg Akustische Kino Geraete | Artificial reverberation generator |
| EP0248527B1 (en) * | 1986-05-02 | 1995-02-01 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Digital reverberation system |
| US4984276A (en) * | 1986-05-02 | 1991-01-08 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Digital signal processing using waveguide networks |
-
1989
- 1989-11-29 JP JP1309870A patent/JPH0792668B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1990
- 1990-11-28 US US07/619,202 patent/US5290969A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03168799A (ja) | 1991-07-22 |
| US5290969A (en) | 1994-03-01 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |