JPH0990959A - 楽音波形形成装置 - Google Patents
楽音波形形成装置Info
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- JPH0990959A JPH0990959A JP7266150A JP26615095A JPH0990959A JP H0990959 A JPH0990959 A JP H0990959A JP 7266150 A JP7266150 A JP 7266150A JP 26615095 A JP26615095 A JP 26615095A JP H0990959 A JPH0990959 A JP H0990959A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】ピッチロックしないようにする。
【解決手段】(b)に示すサンプリング周期Tに対する
(a)に示すステップ状の入力信号の遷移点のタイミン
グの時間割合を算出し、遷移点Aあるいは遷移点Bを有
する入力信号の時間割合に応じて、フィルター係数を制
御することにより、(c)に示すようなピッチロックの
しないディジタルサンプルデータy00,y01・・・
あるいはディジタルサンプルデータy10,y11・・
・を得る。
(a)に示すステップ状の入力信号の遷移点のタイミン
グの時間割合を算出し、遷移点Aあるいは遷移点Bを有
する入力信号の時間割合に応じて、フィルター係数を制
御することにより、(c)に示すようなピッチロックの
しないディジタルサンプルデータy00,y01・・・
あるいはディジタルサンプルデータy10,y11・・
・を得る。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、波形信号を循環さ
せる手段を備える楽音波形形成装置に関するものであ
る。
せる手段を備える楽音波形形成装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来、自然楽器の発音機構をシミュレー
トするために、波形信号を循環させる手段を備えている
楽音波形形成装置が特公平7−23999号等に提案さ
れている。この楽音波形形成装置の構成を図12に示
し、その概略説明をすると、非線形テーブル43では、
演奏情報に応じて供給される弓等の操作子の速度情報VE
L および操作子の弦に対する押圧力(弓圧)情報PRESに
したがって、予め記憶されているテーブルから非線形関
数の励起信号が読み出される。
トするために、波形信号を循環させる手段を備えている
楽音波形形成装置が特公平7−23999号等に提案さ
れている。この楽音波形形成装置の構成を図12に示
し、その概略説明をすると、非線形テーブル43では、
演奏情報に応じて供給される弓等の操作子の速度情報VE
L および操作子の弦に対する押圧力(弓圧)情報PRESに
したがって、予め記憶されているテーブルから非線形関
数の励起信号が読み出される。
【0003】一方、遅延回路23、ローパスフィルター
(LPF)25、乗算器27、加算器29、遅延回路2
2、ローパスフィルター(LPF)24、乗算器26、
および加算器28から循環ループが形成され、非線形テ
ーブル43から出力された励起信号が加算器28,29
に印加されることにより、この循環ループに励起信号が
供給されている。そして、循環ループを循環した信号
は、加算器31を介して加算器32に供給され、ここで
操作子の速度情報VEL が加算され、さらに除算器42に
おいて押圧力(弓圧)情報PRESで除算されて非線形テー
ブル43に入力される。
(LPF)25、乗算器27、加算器29、遅延回路2
2、ローパスフィルター(LPF)24、乗算器26、
および加算器28から循環ループが形成され、非線形テ
ーブル43から出力された励起信号が加算器28,29
に印加されることにより、この循環ループに励起信号が
供給されている。そして、循環ループを循環した信号
は、加算器31を介して加算器32に供給され、ここで
操作子の速度情報VEL が加算され、さらに除算器42に
おいて押圧力(弓圧)情報PRESで除算されて非線形テー
ブル43に入力される。
【0004】このようにして非線形テーブル43から読
み出された励起信号は、乗算器44にて押圧力(弓圧)
情報PRESが乗算されて循環ループに供給される。循環ル
ープに供給された励起信号は、遅延回路22,23で遅
延され、ローパスフィルター24,25にて所定の周波
数特性が与えられて、減衰しながら循環ループを循環す
るようになる。この場合の循環信号のピッチは、おもに
遅延回路22,23によって決定される。そして、循環
信号が楽音信号として取り出されている。なお、「−
1」が乗算される乗算器26,27は弦の固定端で弦振
動が逆相で反射されることをシミュレートしている。
み出された励起信号は、乗算器44にて押圧力(弓圧)
情報PRESが乗算されて循環ループに供給される。循環ル
ープに供給された励起信号は、遅延回路22,23で遅
延され、ローパスフィルター24,25にて所定の周波
数特性が与えられて、減衰しながら循環ループを循環す
るようになる。この場合の循環信号のピッチは、おもに
遅延回路22,23によって決定される。そして、循環
信号が楽音信号として取り出されている。なお、「−
1」が乗算される乗算器26,27は弦の固定端で弦振
動が逆相で反射されることをシミュレートしている。
【0005】ところで、非線形テーブル43には、例え
ば図12(b)に示すような鋸歯状の正負に渡る非線形
関数が記憶されているが、この非線形関数の横軸は操作
子である弓の動き量を示し、縦軸はバイオリン等の楽器
の弦の動き量を表している。すなわち、直線状に増加あ
るいは下降する部分は弓の動きにつれて弦が引っ張られ
て動いていく両者間の摩擦が静止摩擦とされる部分を示
しており、その先の弦が弓の動きに抗して元に戻り弦の
動き量がが小さなほぼ一定の値となる部分は、両者の摩
擦が動摩擦とされる部分である。そして、弦にこのよう
な静止摩擦と動摩擦とが繰り返し生じることにより、
(b)に示すような鋸歯状の非線形関数が非線形テーブ
ル43から出力されるようになる。
ば図12(b)に示すような鋸歯状の正負に渡る非線形
関数が記憶されているが、この非線形関数の横軸は操作
子である弓の動き量を示し、縦軸はバイオリン等の楽器
の弦の動き量を表している。すなわち、直線状に増加あ
るいは下降する部分は弓の動きにつれて弦が引っ張られ
て動いていく両者間の摩擦が静止摩擦とされる部分を示
しており、その先の弦が弓の動きに抗して元に戻り弦の
動き量がが小さなほぼ一定の値となる部分は、両者の摩
擦が動摩擦とされる部分である。そして、弦にこのよう
な静止摩擦と動摩擦とが繰り返し生じることにより、
(b)に示すような鋸歯状の非線形関数が非線形テーブ
ル43から出力されるようになる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】このように、非線形関
数の遷移部分は急峻な特性とされているため、循環ルー
プから出力される楽音波形が、サンプリング定理を満足
しない周波数域の信号を含み、折り返しノイズが発生す
る恐れがある。特に、ピッチが高い場合にはこの現象が
生じる恐れが高くなる。そこで、これを解決するため
に、特開平4−303896号公報に記載されているよ
うに、楽音のピッチが高い場合は非線形関数の特性を図
12(c)に示すように滑らかに遷移する特性として、
楽音の周波数帯域を制限することが提案されている。し
かしながら、非線形関数の特性を図12(c)に示すよ
うに滑らかに遷移する波形とすると、周波数帯域が制限
されることから、楽音のリアリティーが失われてしまう
という問題点があった。
数の遷移部分は急峻な特性とされているため、循環ルー
プから出力される楽音波形が、サンプリング定理を満足
しない周波数域の信号を含み、折り返しノイズが発生す
る恐れがある。特に、ピッチが高い場合にはこの現象が
生じる恐れが高くなる。そこで、これを解決するため
に、特開平4−303896号公報に記載されているよ
うに、楽音のピッチが高い場合は非線形関数の特性を図
12(c)に示すように滑らかに遷移する特性として、
楽音の周波数帯域を制限することが提案されている。し
かしながら、非線形関数の特性を図12(c)に示すよ
うに滑らかに遷移する波形とすると、周波数帯域が制限
されることから、楽音のリアリティーが失われてしまう
という問題点があった。
【0007】また、循環ループから出力される楽音波形
のピッチは、非線形関数の遷移点から元に戻り、次に遷
移するまでの時間となる。そこで、非線形テーブルから
出力される信号の波形でみると、この信号は周期的な鋸
歯状の波形信号となるが、鋸歯状の波形の遷移点から次
の遷移点までの周期がピッチに対応するようになる。こ
の場合、図12に示す楽音信号形成装置は、ディジタル
システムとして構成されているため、信号は所定の周期
のサンプリングされたディジタル信号である。すなわ
ち、アナログ信号で見た場合の遷移点で必ずしもサンプ
リングされるものとは限らないため、その遷移点が次の
サンプリング点を越えるまでは、ディジタル楽音信号の
見かけ状のピッチは変更されないようになる。すなわ
ち、サンプル周期に対応するピッチロックが生じるとい
う問題点がある。このピッチロックの影響は、高音域に
おいて特に著しいものとなる。
のピッチは、非線形関数の遷移点から元に戻り、次に遷
移するまでの時間となる。そこで、非線形テーブルから
出力される信号の波形でみると、この信号は周期的な鋸
歯状の波形信号となるが、鋸歯状の波形の遷移点から次
の遷移点までの周期がピッチに対応するようになる。こ
の場合、図12に示す楽音信号形成装置は、ディジタル
システムとして構成されているため、信号は所定の周期
のサンプリングされたディジタル信号である。すなわ
ち、アナログ信号で見た場合の遷移点で必ずしもサンプ
リングされるものとは限らないため、その遷移点が次の
サンプリング点を越えるまでは、ディジタル楽音信号の
見かけ状のピッチは変更されないようになる。すなわ
ち、サンプル周期に対応するピッチロックが生じるとい
う問題点がある。このピッチロックの影響は、高音域に
おいて特に著しいものとなる。
【0008】そこで、本発明は楽音のリアリティーを保
ったまま、折り返しノイズが生じたり、ピッチロックす
ることのない楽音波形形成装置を提供することを目的と
している。
ったまま、折り返しノイズが生じたり、ピッチロックす
ることのない楽音波形形成装置を提供することを目的と
している。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の楽音波形形成装置は、波形信号を循環させ
ることにより発音すべき楽音のピッチに対応した共振周
波数を得る信号循環手段と、該信号循環手段を循環中の
波形信号と外部からの起動制御信号とを合成した合成波
形信号を所定の非線形特性に応じて変換して、前記信号
循環手段に出力する非線形制御手段とを備え、前記非線
形制御手段は、非線形変換手段と、該非線形変換手段の
出力の周波数帯域を制限するフィルター手段からなり、
サンプリングタイミングに対する前記合成波形信号が所
定レベルとなるタイミングの時間割合に応じて、前記フ
ィルター手段のフィルター係数が制御されることによ
り、前記合成波形信号が所定レベルとなるタイミングの
時間割合に応じて遅延されたディジタルサンプル信号が
前記非線形制御手段から出力されるようにしたものであ
る。
に、本発明の楽音波形形成装置は、波形信号を循環させ
ることにより発音すべき楽音のピッチに対応した共振周
波数を得る信号循環手段と、該信号循環手段を循環中の
波形信号と外部からの起動制御信号とを合成した合成波
形信号を所定の非線形特性に応じて変換して、前記信号
循環手段に出力する非線形制御手段とを備え、前記非線
形制御手段は、非線形変換手段と、該非線形変換手段の
出力の周波数帯域を制限するフィルター手段からなり、
サンプリングタイミングに対する前記合成波形信号が所
定レベルとなるタイミングの時間割合に応じて、前記フ
ィルター手段のフィルター係数が制御されることによ
り、前記合成波形信号が所定レベルとなるタイミングの
時間割合に応じて遅延されたディジタルサンプル信号が
前記非線形制御手段から出力されるようにしたものであ
る。
【0010】このような本発明によれば、非線形制御手
段において、必要最小限の周波数帯域の制限をすること
ができ、これにより、折り返しノイズの発生を防止する
ことができる。また、アナログ的に近似した遷移点のタ
イミングに応じて、フィルター係数を設定するようにし
たので、フィルターの遅延時間をこの遷移点のタイミン
グに応じて変化させることができる。このため、ピッチ
ロックが防止されたディジタルデータを出力することが
できる。
段において、必要最小限の周波数帯域の制限をすること
ができ、これにより、折り返しノイズの発生を防止する
ことができる。また、アナログ的に近似した遷移点のタ
イミングに応じて、フィルター係数を設定するようにし
たので、フィルターの遅延時間をこの遷移点のタイミン
グに応じて変化させることができる。このため、ピッチ
ロックが防止されたディジタルデータを出力することが
できる。
【0011】
【発明の実施の形態】最初に、本発明の楽音波形形成装
置において、ピッチロックしないようにする原理を図1
ないし図5を用いて説明する。ここでは説明を簡単にす
るために非線形関数が図1(a)に示すようなステップ
関数であるとする。このステップ関数は入力xがxs≧
xの時「1」、x>xsの時「0」となる関数である。
すなわち、xsがスレショルドとなる。このステップ関
数を離散的な2通りの時間で読み出すことを考える。第
1の例をAとして示すが、この例においては時間(ti
me)t0のサンプリングタイミングにおいて入力xが
x00であり、この入力xで読み出されたy軸上のステ
ップ関数は「1」であり、時間T後の次のサンプリング
タイミングt1において入力xがx01となって、この
入力xで読み出されたステップ関数は「0」となる。
置において、ピッチロックしないようにする原理を図1
ないし図5を用いて説明する。ここでは説明を簡単にす
るために非線形関数が図1(a)に示すようなステップ
関数であるとする。このステップ関数は入力xがxs≧
xの時「1」、x>xsの時「0」となる関数である。
すなわち、xsがスレショルドとなる。このステップ関
数を離散的な2通りの時間で読み出すことを考える。第
1の例をAとして示すが、この例においては時間(ti
me)t0のサンプリングタイミングにおいて入力xが
x00であり、この入力xで読み出されたy軸上のステ
ップ関数は「1」であり、時間T後の次のサンプリング
タイミングt1において入力xがx01となって、この
入力xで読み出されたステップ関数は「0」となる。
【0012】また、第2の例をBとして示すが、この例
においては時間(time)t0のサンプリングタイミ
ングにおいて入力xがx10であり、この入力xで読み
出されたステップ関数は「1」であり、時間T後の次の
サンプリングタイミングt1において入力xがx11と
なって、この入力xで読み出されたステップ関数は
「0」となる。このように、第1の例と第2の例では読
み出すタイミングの入力xが異なるものの、読み出され
たステップ関数は、図1(c)に示すようにいずれもタ
イミングt0で「1」、タイミングt1で「0」とな
る。このように、遷移点がサンプリングのタイミングの
関係で本来あるべき時間位置と異なるようになる。この
遷移点の不正確さが折り返しノイズやピッチロックが生
じる原因である。
においては時間(time)t0のサンプリングタイミ
ングにおいて入力xがx10であり、この入力xで読み
出されたステップ関数は「1」であり、時間T後の次の
サンプリングタイミングt1において入力xがx11と
なって、この入力xで読み出されたステップ関数は
「0」となる。このように、第1の例と第2の例では読
み出すタイミングの入力xが異なるものの、読み出され
たステップ関数は、図1(c)に示すようにいずれもタ
イミングt0で「1」、タイミングt1で「0」とな
る。このように、遷移点がサンプリングのタイミングの
関係で本来あるべき時間位置と異なるようになる。この
遷移点の不正確さが折り返しノイズやピッチロックが生
じる原因である。
【0013】この場合、第1の例においては同図(d)
のAに示すようなタイミングt02で遷移するステップ
関数が読み出され、第2の例においては同図(d)のB
に示すようにタイミングt12で遷移するステップ関数
が読み出されればピッチロックは生じないようになる。
このように遷移点がサンプリングのタイミングから若干
ずれている場合をディジタル信号で表現するために、図
2に示すような構成を考える。この図において、アナロ
グローパスフィルター1は、入力されるアナログ信号の
ナイキスト周波数以上の周波数成分を除去するフィルタ
ーであり、アナログ/ディジタル変換器(A/D)2は
このフィルター1からの信号を取り込んでサンプリング
周期毎にディジタル信号に変換して、変換したディジタ
ルデータを出力するものである。
のAに示すようなタイミングt02で遷移するステップ
関数が読み出され、第2の例においては同図(d)のB
に示すようにタイミングt12で遷移するステップ関数
が読み出されればピッチロックは生じないようになる。
このように遷移点がサンプリングのタイミングから若干
ずれている場合をディジタル信号で表現するために、図
2に示すような構成を考える。この図において、アナロ
グローパスフィルター1は、入力されるアナログ信号の
ナイキスト周波数以上の周波数成分を除去するフィルタ
ーであり、アナログ/ディジタル変換器(A/D)2は
このフィルター1からの信号を取り込んでサンプリング
周期毎にディジタル信号に変換して、変換したディジタ
ルデータを出力するものである。
【0014】このアナログローパスフィルター1のイン
パルス応答は、図3に示すように、 y=sin(x)/x なる形状となり、無限に連続な関数である。この関数を
ジンク関数という。したがって、アナログローパスフィ
ルター1からはステップ関数に図3に示すジンク関数を
畳み込んで得られる関数波形が出力される。この関数波
形の立ち下がり部分を図1(e)に示すが、第1の例A
と第2の例Bにおけるアナログローパスフィルター1の
フィルター係数は異なるように設定されている。すなわ
ち、第1の例Aにおいてはアナログローパスフィルター
1のフィルター係数は、その遅延時間が小さいものとさ
れるが、第2の例Bにおいてはアナログローパスフィル
ター1のフィルター係数は、その遅延時間が大きいもの
とされる。
パルス応答は、図3に示すように、 y=sin(x)/x なる形状となり、無限に連続な関数である。この関数を
ジンク関数という。したがって、アナログローパスフィ
ルター1からはステップ関数に図3に示すジンク関数を
畳み込んで得られる関数波形が出力される。この関数波
形の立ち下がり部分を図1(e)に示すが、第1の例A
と第2の例Bにおけるアナログローパスフィルター1の
フィルター係数は異なるように設定されている。すなわ
ち、第1の例Aにおいてはアナログローパスフィルター
1のフィルター係数は、その遅延時間が小さいものとさ
れるが、第2の例Bにおいてはアナログローパスフィル
ター1のフィルター係数は、その遅延時間が大きいもの
とされる。
【0015】この結果、アナログローパスフィルター1
からは第1の例Aの場合は、図1(e)に示すように、
サンプリングタイミングt0において出力値y00が得
られ、サンプリングタイミングt1において出力値y0
1が得られる。また、第2の例の場合は、同図に示すよ
うに、サンプリングタイミングt0において出力値y1
0が得られ、サンプリングタイミングt1において出力
値y11が得られる。このように、サンプリングタイミ
ングの間の異なるタイミングで遷移する信号を、遷移タ
イミングに応じたディジタル信号で表現することができ
るようになる。本発明はこのようにして、ピッチロック
されることを防止しているのである。
からは第1の例Aの場合は、図1(e)に示すように、
サンプリングタイミングt0において出力値y00が得
られ、サンプリングタイミングt1において出力値y0
1が得られる。また、第2の例の場合は、同図に示すよ
うに、サンプリングタイミングt0において出力値y1
0が得られ、サンプリングタイミングt1において出力
値y11が得られる。このように、サンプリングタイミ
ングの間の異なるタイミングで遷移する信号を、遷移タ
イミングに応じたディジタル信号で表現することができ
るようになる。本発明はこのようにして、ピッチロック
されることを防止しているのである。
【0016】以上の説明は非線形関数が立ち下がるステ
ップ関数として説明したが、立ち上がる非線形関数とさ
れた場合を図4を参照しながら説明する。図4(a)は
ステップ関数に変換後の遷移タイミングの異なるA,B
の2つのステップ関数波形でありアナログ信号として表
現されている。同図(b)はサンプリングクロックのタ
イミングであり、サンプリング周期はTである。同図
(c)は出力されるディジタルデータをアナログ波形上
の黒丸で示すサンプル点として示している。同図(a)
に示すタイミングt0に近いタイミングで遷移する第1
の例Aにおいては、図2に示す構成の処理が行われてタ
イミングt0でディジタルデータ値y00が出力され、
タイミングt1においてディジタルデータ値y01、タ
イミングt2においてディジタルデータ値y02が出力
される。また、タイミングt1に近いタイミングで遷移
する第2の例Bにおいては、図2に示す構成の処理が行
われてタイミングt0でディジタルデータ値y10が出
力され、タイミングt1においてディジタルデータ値y
11、タイミングt2においてディジタルデータ値y1
2が出力される。このようにして、遷移するタイミング
に応じたディジタルデータ値を得ることができる。
ップ関数として説明したが、立ち上がる非線形関数とさ
れた場合を図4を参照しながら説明する。図4(a)は
ステップ関数に変換後の遷移タイミングの異なるA,B
の2つのステップ関数波形でありアナログ信号として表
現されている。同図(b)はサンプリングクロックのタ
イミングであり、サンプリング周期はTである。同図
(c)は出力されるディジタルデータをアナログ波形上
の黒丸で示すサンプル点として示している。同図(a)
に示すタイミングt0に近いタイミングで遷移する第1
の例Aにおいては、図2に示す構成の処理が行われてタ
イミングt0でディジタルデータ値y00が出力され、
タイミングt1においてディジタルデータ値y01、タ
イミングt2においてディジタルデータ値y02が出力
される。また、タイミングt1に近いタイミングで遷移
する第2の例Bにおいては、図2に示す構成の処理が行
われてタイミングt0でディジタルデータ値y10が出
力され、タイミングt1においてディジタルデータ値y
11、タイミングt2においてディジタルデータ値y1
2が出力される。このようにして、遷移するタイミング
に応じたディジタルデータ値を得ることができる。
【0017】本発明の楽音信号形成装置は以上のような
原理に基づくものであるが、ローパスフィルターのフィ
ルター係数を遷移するタイミングに応じて制御するため
に、図5に示すようにサンプリングタイミングからの遷
移点の時間の割合を算出している。図5において、遷移
点は入力xがスレショルドxsを越えた瞬間であり、サ
ンプリングされている入力xがタイミングt0において
入力x0、次のサンプリング周期T後のタイミングt1
において入力x1であったとする。この時の入力x0と
入力x1とを直線補間した時の補間値が、スレショルド
xsとなった時のタイミングTxsを求めると、 Txs=(xs−x0)T/(x1−x0) となる。このタイミングTxsに応じてフィルター係数
を設定することにより、図1(e)および図4(c)に
示すように遷移するタイミングに応じたディジタルデー
タ値を得ることができる。
原理に基づくものであるが、ローパスフィルターのフィ
ルター係数を遷移するタイミングに応じて制御するため
に、図5に示すようにサンプリングタイミングからの遷
移点の時間の割合を算出している。図5において、遷移
点は入力xがスレショルドxsを越えた瞬間であり、サ
ンプリングされている入力xがタイミングt0において
入力x0、次のサンプリング周期T後のタイミングt1
において入力x1であったとする。この時の入力x0と
入力x1とを直線補間した時の補間値が、スレショルド
xsとなった時のタイミングTxsを求めると、 Txs=(xs−x0)T/(x1−x0) となる。このタイミングTxsに応じてフィルター係数
を設定することにより、図1(e)および図4(c)に
示すように遷移するタイミングに応じたディジタルデー
タ値を得ることができる。
【0018】次に、本発明の楽音波形形成装置の実施の
形態例の構成を示す機能ブロック図を図6に示す。この
図に示す楽音波形形成装置は、演奏情報発生部11と音
色情報発生部12、および楽音制御信号発生部13とを
備え、演奏情報発生部11からの演奏情報および音色情
報発生部からの音色情報に基づいて、楽音制御信号発生
部13から発生される楽音制御信号を、楽音波形信号形
成部20へ供給してバイオリン、ビオラ等の擦弦楽器の
楽音波形信号を形成するようにしたものである。
形態例の構成を示す機能ブロック図を図6に示す。この
図に示す楽音波形形成装置は、演奏情報発生部11と音
色情報発生部12、および楽音制御信号発生部13とを
備え、演奏情報発生部11からの演奏情報および音色情
報発生部からの音色情報に基づいて、楽音制御信号発生
部13から発生される楽音制御信号を、楽音波形信号形
成部20へ供給してバイオリン、ビオラ等の擦弦楽器の
楽音波形信号を形成するようにしたものである。
【0019】ここで、演奏情報発生部11は音階に対応
した複数の鍵からなる鍵盤と、この鍵盤の各鍵の押鍵操
作の有無を検出する押鍵検出回路と、押鍵された鍵の押
鍵操作速度を検出するイニシャルタッチ検出回路と、押
鍵された鍵の押鍵圧力又は押鍵深さを検出するアフター
タッチ検出回路等の鍵盤に付随する各種回路を備えてい
る。そして、各鍵の押鍵の有無及び押鍵された鍵を表す
鍵情報、イニシャルタッチ情報、アフタータッチ情報等
の演奏情報を楽音制御信号発生部13に供給している。
また、音色情報発生部12は音色選択スイッチと、この
選択スイッチの操作検出回路とを備え、選択音色を表す
音色情報を楽音制御信号発生部13へ出力している。
した複数の鍵からなる鍵盤と、この鍵盤の各鍵の押鍵操
作の有無を検出する押鍵検出回路と、押鍵された鍵の押
鍵操作速度を検出するイニシャルタッチ検出回路と、押
鍵された鍵の押鍵圧力又は押鍵深さを検出するアフター
タッチ検出回路等の鍵盤に付随する各種回路を備えてい
る。そして、各鍵の押鍵の有無及び押鍵された鍵を表す
鍵情報、イニシャルタッチ情報、アフタータッチ情報等
の演奏情報を楽音制御信号発生部13に供給している。
また、音色情報発生部12は音色選択スイッチと、この
選択スイッチの操作検出回路とを備え、選択音色を表す
音色情報を楽音制御信号発生部13へ出力している。
【0020】さらに、楽音制御信号発生部13は例えば
マイクロコンピュータ、楽音制御パラメータ記憶テーブ
ル等により構成されており、前記演奏情報及び音色情報
に応じて前記テーブルを参照して、時間変化しない各種
楽音制御信号と時間変化する各種楽音制御信号とを楽音
波形信号形成部20へ出力している。これらの楽音制御
信号は、例えば、鍵盤にて押鍵された鍵により決定され
る発生楽音のピッチを合算値により表すようにした第1
ピッチ信号PIT1および第2ピッチ信号PIT2と、イニシャ
ルタッチ演奏情報、アフタータッチ演奏情報および音色
情報により決定される擦弦楽器における弓の移動速度を
表す弓速度信号VEL と、弓の移動時における弓から弦に
付与される圧力を表す弓圧信号PRESと、音色情報により
主に決定されるとともに、各演奏情報を考慮して決定さ
れる音色制御要素としての音色制御信号TC1 〜TC5 とか
らなる。
マイクロコンピュータ、楽音制御パラメータ記憶テーブ
ル等により構成されており、前記演奏情報及び音色情報
に応じて前記テーブルを参照して、時間変化しない各種
楽音制御信号と時間変化する各種楽音制御信号とを楽音
波形信号形成部20へ出力している。これらの楽音制御
信号は、例えば、鍵盤にて押鍵された鍵により決定され
る発生楽音のピッチを合算値により表すようにした第1
ピッチ信号PIT1および第2ピッチ信号PIT2と、イニシャ
ルタッチ演奏情報、アフタータッチ演奏情報および音色
情報により決定される擦弦楽器における弓の移動速度を
表す弓速度信号VEL と、弓の移動時における弓から弦に
付与される圧力を表す弓圧信号PRESと、音色情報により
主に決定されるとともに、各演奏情報を考慮して決定さ
れる音色制御要素としての音色制御信号TC1 〜TC5 とか
らなる。
【0021】なお、前記電子楽器が演奏者により操作さ
れるホイール、ペダル等の他の演奏操作子を備えている
場合には、これらの各演奏操作子の操作に関する演奏情
報を前記イニシャルタッチ及びアフタータッチと同様な
演奏情報として扱ってもよい。また、前記演奏情報発生
部11および音色情報発生部12として、他の楽器、自
動演奏装置等を採用し、これらから楽音制御信号発生部
13に演奏情報及び音色情報が供給されるようにした
り、また他の楽器、自動演奏装置内にて前記各種楽音制
御信号が形成されるようにして、形成された楽音制御信
号が楽音波形信号形成部20へ直接供給されるようにし
てもよい。
れるホイール、ペダル等の他の演奏操作子を備えている
場合には、これらの各演奏操作子の操作に関する演奏情
報を前記イニシャルタッチ及びアフタータッチと同様な
演奏情報として扱ってもよい。また、前記演奏情報発生
部11および音色情報発生部12として、他の楽器、自
動演奏装置等を採用し、これらから楽音制御信号発生部
13に演奏情報及び音色情報が供給されるようにした
り、また他の楽器、自動演奏装置内にて前記各種楽音制
御信号が形成されるようにして、形成された楽音制御信
号が楽音波形信号形成部20へ直接供給されるようにし
てもよい。
【0022】楽音波形信号形成部20は擦弦楽器の弦に
対応して楽音波形信号を循環させる閉ループの循環ルー
プ21を有しており、この循環ループ21内には遅延回
路22,23、ローパスフィルター(LPF)24,2
5、乗算器26,27および加算器28,29が縦続に
接続されている。遅延回路22,23はピッチ信号PIT
l,PIT2により各遅延時間がそれぞれ可変制御されるよ
うになっており、この遅延時間の可変制御により、循環
ループ21の共振周波数を押鍵された鍵の音高に対応す
ることができ、発生楽音の音高がほぼ決定されるように
なっている。ローパスフィルター24,25は、循環し
ている波形信号の周波数特性を変更することにより、種
々の弦の振動特性をシミュレートするもので、音色制御
信号TC1 ,TC2 により前記特性が切り替え制御されてい
る。
対応して楽音波形信号を循環させる閉ループの循環ルー
プ21を有しており、この循環ループ21内には遅延回
路22,23、ローパスフィルター(LPF)24,2
5、乗算器26,27および加算器28,29が縦続に
接続されている。遅延回路22,23はピッチ信号PIT
l,PIT2により各遅延時間がそれぞれ可変制御されるよ
うになっており、この遅延時間の可変制御により、循環
ループ21の共振周波数を押鍵された鍵の音高に対応す
ることができ、発生楽音の音高がほぼ決定されるように
なっている。ローパスフィルター24,25は、循環し
ている波形信号の周波数特性を変更することにより、種
々の弦の振動特性をシミュレートするもので、音色制御
信号TC1 ,TC2 により前記特性が切り替え制御されてい
る。
【0023】また、乗算器26,27は循環波形信号に
「−1」を乗算することにより、循環波形信号の位相を
反転するもので、弦の両側の固定端における振動波の反
射をシミュレートしている。ところで、循環ループ21
上の波形信号は、乗算器26,27の各出力側にて、加
算器31に供給されている。この加算器31は加算器3
2と共に入力手段を構成しており、加算器32の一方の
入力には加算器31の出力が供給されており、かつ加算
器32の他方の入力には、楽音波形信号の発生開始及び
持続を制御する起動制御信号としての弓速度信号VEL が
供給されている。この加算器31,32は、弦における
弓との接触部が弓の移動により変位することと、この接
触部が弦上を進行する振動波により変位することとをシ
ミュレートしている。
「−1」を乗算することにより、循環波形信号の位相を
反転するもので、弦の両側の固定端における振動波の反
射をシミュレートしている。ところで、循環ループ21
上の波形信号は、乗算器26,27の各出力側にて、加
算器31に供給されている。この加算器31は加算器3
2と共に入力手段を構成しており、加算器32の一方の
入力には加算器31の出力が供給されており、かつ加算
器32の他方の入力には、楽音波形信号の発生開始及び
持続を制御する起動制御信号としての弓速度信号VEL が
供給されている。この加算器31,32は、弦における
弓との接触部が弓の移動により変位することと、この接
触部が弦上を進行する振動波により変位することとをシ
ミュレートしている。
【0024】そして、加算器32の出力は、加算器4
1、除算器42を介して非線形制御部100に入力され
ると共に、非線形制御部100の出力は乗算器44およ
び加算器28,29を介して循環ループ21へ供給され
ている。この非線形制御部100は、加算器32からの
出力を非線形変換して操作子である弓の移動による弦の
変位状態をシミュレートしている。そして、非線形制御
部100には前記したピッチロックを防止する原理が適
用されて、ピッチロックすることのないディジタルデー
タが乗算器44に出力するようにされている。
1、除算器42を介して非線形制御部100に入力され
ると共に、非線形制御部100の出力は乗算器44およ
び加算器28,29を介して循環ループ21へ供給され
ている。この非線形制御部100は、加算器32からの
出力を非線形変換して操作子である弓の移動による弦の
変位状態をシミュレートしている。そして、非線形制御
部100には前記したピッチロックを防止する原理が適
用されて、ピッチロックすることのないディジタルデー
タが乗算器44に出力するようにされている。
【0025】また、除算器42及び乗算器44には弓圧
信号PRESが共に入力されており、除算器42は非線形制
御部100に入力される信号を弓圧信号PRESにより除算
し、乗算器44は非線形制御部100の出力信号に弓圧
信号PRESを乗算する。これらの除算器42および乗算器
44は、摩擦係数が弦に付与される弓圧力により変化し
て、非線形特性が変更されることをシミュレートするも
のである。この変更は、弓圧力に応じて弓速度に対する
弦速度を相似的に拡大又は縮小するような変更とされて
いる。また、乗算器44の出力はローパスフィルター
(LPF)45および乗算器46を介して合成手段とし
ての加算器41に帰還されており、この帰還により除算
器42および乗算器44を含めた非線形制御部100に
よる信号の非線形変換に、ヒステリシス特性が付与され
ている。
信号PRESが共に入力されており、除算器42は非線形制
御部100に入力される信号を弓圧信号PRESにより除算
し、乗算器44は非線形制御部100の出力信号に弓圧
信号PRESを乗算する。これらの除算器42および乗算器
44は、摩擦係数が弦に付与される弓圧力により変化し
て、非線形特性が変更されることをシミュレートするも
のである。この変更は、弓圧力に応じて弓速度に対する
弦速度を相似的に拡大又は縮小するような変更とされて
いる。また、乗算器44の出力はローパスフィルター
(LPF)45および乗算器46を介して合成手段とし
ての加算器41に帰還されており、この帰還により除算
器42および乗算器44を含めた非線形制御部100に
よる信号の非線形変換に、ヒステリシス特性が付与され
ている。
【0026】また、循環信号は加算器28と遅延回路2
3との接続点から取り出されて、フォルマントフィルタ
ー51に接続されている。このフォルマントフィルター
51は擦弦楽器の動の音響特性をシミュレートするもの
で、音色制御信号TC5 により周波数特性が切替制御され
ている。このフォルマントフィルター51からの出力
は、サウンドシステム52に供給されて楽音信号はアナ
ログ信号に変換された後、増幅されてスピーカから発音
される。
3との接続点から取り出されて、フォルマントフィルタ
ー51に接続されている。このフォルマントフィルター
51は擦弦楽器の動の音響特性をシミュレートするもの
で、音色制御信号TC5 により周波数特性が切替制御され
ている。このフォルマントフィルター51からの出力
は、サウンドシステム52に供給されて楽音信号はアナ
ログ信号に変換された後、増幅されてスピーカから発音
される。
【0027】このように構成された楽音波形形成装置に
おいて、演奏情報発生部11から、演奏操作子の鍵情
報、イニシャルタッチ情報、アフタータッチ情報等の演
奏情報が楽音制御信号発生部13に供給され、楽音制御
信号発生部13は、これらの演奏情報と音色情報発生部
から供給されている音色情報に基づき、各種制御信号を
楽音波形信号形成部20へ供給する。すなわち、弓速度
信号VEL が加算器32に、弓圧信号PRESが除算器42,
乗算器44に供給されることにより、非線形制御部10
0が弓速度信号VEL をピッチロックが生じないよう非線
形処理して循環ループ内の加算器28,29に供給す
る。これにより、循環ループ内を起動信号が循環し始め
るが、遅延回路22,23の遅延時間はピッチ信号PIT
1,PIT2により制御されて、これらの遅延時間の和が発
生すべき音高の周期に対応した値とされる。
おいて、演奏情報発生部11から、演奏操作子の鍵情
報、イニシャルタッチ情報、アフタータッチ情報等の演
奏情報が楽音制御信号発生部13に供給され、楽音制御
信号発生部13は、これらの演奏情報と音色情報発生部
から供給されている音色情報に基づき、各種制御信号を
楽音波形信号形成部20へ供給する。すなわち、弓速度
信号VEL が加算器32に、弓圧信号PRESが除算器42,
乗算器44に供給されることにより、非線形制御部10
0が弓速度信号VEL をピッチロックが生じないよう非線
形処理して循環ループ内の加算器28,29に供給す
る。これにより、循環ループ内を起動信号が循環し始め
るが、遅延回路22,23の遅延時間はピッチ信号PIT
1,PIT2により制御されて、これらの遅延時間の和が発
生すべき音高の周期に対応した値とされる。
【0028】したがって、循環ループ内の循環信号の周
期は演奏情報発生部11から供給された発生すべき音高
情報の周期と一致するようになる。また、この循環信号
には、音色情報TC1 ,TC2 により制御されたLPF2
4,25により、弦の特性に応じた周波数特性が付与さ
れるようになる。このような循環信号は、音色制御情報
TC5 により制御されているフォルマントフィルター51
に導かれ、擦弦楽器の胴の音響特性が付与されてサウン
ドシステム52に供給される。これにより、サウンドシ
ステムから擦弦楽器の音響信号が発音されるようにな
る。
期は演奏情報発生部11から供給された発生すべき音高
情報の周期と一致するようになる。また、この循環信号
には、音色情報TC1 ,TC2 により制御されたLPF2
4,25により、弦の特性に応じた周波数特性が付与さ
れるようになる。このような循環信号は、音色制御情報
TC5 により制御されているフォルマントフィルター51
に導かれ、擦弦楽器の胴の音響特性が付与されてサウン
ドシステム52に供給される。これにより、サウンドシ
ステムから擦弦楽器の音響信号が発音されるようにな
る。
【0029】次に、ピッチロックが生じないように非線
形処理する非線形制御部100の構成の一例を図7に示
す。この図において、除算器42よりの信号は非線形関
数テーブル101に入力されて、非線形変換されてフィ
ルター部200に入力される。このフィルター部200
のフィルター係数が非線形変換された信号の遷移タイミ
ングに応じて制御されることにより、フィルター部20
0から図1(e)および図4(c)に示すようなピッチ
ロックの生じていないディジタルデータが出力されて、
乗算器44に出力されている。
形処理する非線形制御部100の構成の一例を図7に示
す。この図において、除算器42よりの信号は非線形関
数テーブル101に入力されて、非線形変換されてフィ
ルター部200に入力される。このフィルター部200
のフィルター係数が非線形変換された信号の遷移タイミ
ングに応じて制御されることにより、フィルター部20
0から図1(e)および図4(c)に示すようなピッチ
ロックの生じていないディジタルデータが出力されて、
乗算器44に出力されている。
【0030】ここで、フィルター部200はFIR(Fi
nite Impulse Responce )型のローパスフィルターとさ
れており、n段縦続接続された1サンプル周期Tだけ遅
延する遅延手段(D)104−1,104−2,・・
・,104−nと、それぞれの遅延手段104−1,1
04−2,・・・,104−nの前後の出力にフィルタ
ー係数を乗算する(n+1)個の係数乗算器105−
1,105−2,・・・,105−(n+1)と、係数
乗算器105−1,105−2,・・・,105−(n
+1)よりの各出力をすべて加算する加算器106−
1,106−2,・・・,106−nから構成されてい
る。
nite Impulse Responce )型のローパスフィルターとさ
れており、n段縦続接続された1サンプル周期Tだけ遅
延する遅延手段(D)104−1,104−2,・・
・,104−nと、それぞれの遅延手段104−1,1
04−2,・・・,104−nの前後の出力にフィルタ
ー係数を乗算する(n+1)個の係数乗算器105−
1,105−2,・・・,105−(n+1)と、係数
乗算器105−1,105−2,・・・,105−(n
+1)よりの各出力をすべて加算する加算器106−
1,106−2,・・・,106−nから構成されてい
る。
【0031】このフィルター部200のフィルター係数
は、フィルター係数テーブルを備えるフィルター係数制
御部103により制御される。そして、後述するように
フィルター係数制御部103において、サンプリング周
期に対する遷移点までの時間割合が、除算器42より入
力された連続する2つのサンプリング信号から前記図5
に示す手法で算出され、検出された(xs−x0)T/
(x1−x0)に基づいて、係数テーブルから所定のフ
ィルター係数が読み出されるようにされる。また、この
フィルター係数が変更されるタイミングは遷移点である
不連続点が生じるタイミングであるので、不連続点の発
生タイミングを除算器42より入力された連続する2つ
のサンプリング信号から、後述する不連続点の検出部1
02が検出して、この検出部102の出力をフィルター
係数の変更タイミングとして、フィルター係数制御部1
03にトリガー(Trigger )信号として印加している。
は、フィルター係数テーブルを備えるフィルター係数制
御部103により制御される。そして、後述するように
フィルター係数制御部103において、サンプリング周
期に対する遷移点までの時間割合が、除算器42より入
力された連続する2つのサンプリング信号から前記図5
に示す手法で算出され、検出された(xs−x0)T/
(x1−x0)に基づいて、係数テーブルから所定のフ
ィルター係数が読み出されるようにされる。また、この
フィルター係数が変更されるタイミングは遷移点である
不連続点が生じるタイミングであるので、不連続点の発
生タイミングを除算器42より入力された連続する2つ
のサンプリング信号から、後述する不連続点の検出部1
02が検出して、この検出部102の出力をフィルター
係数の変更タイミングとして、フィルター係数制御部1
03にトリガー(Trigger )信号として印加している。
【0032】また、非線形関数テーブル101の関数の
一例がそのブロック内に示されているが、この関数特性
は、弓の移動による弦の変位状態をシミュレートしてい
る。すなわち、弓を弦に擦りつけた場合、弓速度が小さ
いときには、弓と弦の間における摩擦力は静止摩擦係数
により主に支配されて弦速度は弓速度とほぼ同じになる
が、弓速度が大きくなると、前記摩擦力は動摩擦係数に
より主に支配されるようになって弦速度は弓速度より遅
くなるものであり、この現象が非線形関数テーブル10
1による非線形変換により実現されるようになってい
る。なお、この非線形関数テーブル101の特性は音色
制御信号TC3 により変更制御されるようにされている。
一例がそのブロック内に示されているが、この関数特性
は、弓の移動による弦の変位状態をシミュレートしてい
る。すなわち、弓を弦に擦りつけた場合、弓速度が小さ
いときには、弓と弦の間における摩擦力は静止摩擦係数
により主に支配されて弦速度は弓速度とほぼ同じになる
が、弓速度が大きくなると、前記摩擦力は動摩擦係数に
より主に支配されるようになって弦速度は弓速度より遅
くなるものであり、この現象が非線形関数テーブル10
1による非線形変換により実現されるようになってい
る。なお、この非線形関数テーブル101の特性は音色
制御信号TC3 により変更制御されるようにされている。
【0033】次に、不連続点の検出部102の詳細構成
を図8に示す。この図に示す不連続点の検出部102
は、非線形制御部100に入力される信号のレベル(以
下、信号xと記す。)が、図1に示すようにスレショル
ドxsとなった時に非線形変換された出力が遷移して、
不連続点が発生されることを利用することにより不連続
点を検出している。この不連続点の検出部102にはサ
ンプリングされた信号x1が入力されるが、この信号x
1は1サンプル周期の遅延手段(D)110により1サ
ンプル周期遅延される。したがって、遅延手段110か
らは信号x1より1サンプル前の信号x0が出力され
る。なお、遅延手段110にはサンプリングクロックφ
sが供給されている。
を図8に示す。この図に示す不連続点の検出部102
は、非線形制御部100に入力される信号のレベル(以
下、信号xと記す。)が、図1に示すようにスレショル
ドxsとなった時に非線形変換された出力が遷移して、
不連続点が発生されることを利用することにより不連続
点を検出している。この不連続点の検出部102にはサ
ンプリングされた信号x1が入力されるが、この信号x
1は1サンプル周期の遅延手段(D)110により1サ
ンプル周期遅延される。したがって、遅延手段110か
らは信号x1より1サンプル前の信号x0が出力され
る。なお、遅延手段110にはサンプリングクロックφ
sが供給されている。
【0034】遅延手段110の入力側および出力側から
取り出された連続する2つのサンプリング信号x1,x
0はそれぞれ比較器111(比較器1),比較器112
(比較器2)に供給される。比較器1ではサンプリング
信号x0とスレショルドxsとを比較して、サンプリン
グ信号x0がスレショルドxs以上となった時に、
「1」信号を出力する。また、比較器2ではサンプリン
グ信号x1とスレショルドxsとを比較して、サンプリ
ング信号x1がスレショルドxs以上となった時に、
「1」信号を出力する。比較器1の出力はアンド回路1
16の一方に入力されると共に、インバータ113を介
してアンド回路114の一方に入力される。また、比較
器2の出力はアンド回路114の他方に入力されると共
に、インバータ115を介してアンド回路116の他方
に入力される。
取り出された連続する2つのサンプリング信号x1,x
0はそれぞれ比較器111(比較器1),比較器112
(比較器2)に供給される。比較器1ではサンプリング
信号x0とスレショルドxsとを比較して、サンプリン
グ信号x0がスレショルドxs以上となった時に、
「1」信号を出力する。また、比較器2ではサンプリン
グ信号x1とスレショルドxsとを比較して、サンプリ
ング信号x1がスレショルドxs以上となった時に、
「1」信号を出力する。比較器1の出力はアンド回路1
16の一方に入力されると共に、インバータ113を介
してアンド回路114の一方に入力される。また、比較
器2の出力はアンド回路114の他方に入力されると共
に、インバータ115を介してアンド回路116の他方
に入力される。
【0035】したがって、アンド回路114では x0<xs・x1≧xs が出力される。すなわち、入力される信号が増加してい
ってスレショルドxs以上となった時に「1」が出力さ
れる。また、アンド回路116では x0≧xs・x1<xs が出力される。すなわち、入力される信号が減少してい
ってスレショルドxs以下となった時に「1」が出力さ
れる。
ってスレショルドxs以上となった時に「1」が出力さ
れる。また、アンド回路116では x0≧xs・x1<xs が出力される。すなわち、入力される信号が減少してい
ってスレショルドxs以下となった時に「1」が出力さ
れる。
【0036】そして、アンド回路114とアンド回路1
16の出力の論理和がオア回路117で取られ、オア回
路117の出力の立ち上がりエッジでトリガ信号発生部
118がトリガされて、インパルス状のトリガ信号(TR
IGGER )が発生される。すなわち、トリガ信号発生部1
18により立ち上がりエッジが検出される。このよう
に、不連続点の検出部102においては入力されるサン
プリング信号が増加していって、スレショルドxs以上
のレベルとなった時、および入力されるサンプリング信
号が減少していって、スレショルドxs以下のレベルと
なった時に、不連続点が生じるものとしてトリガ信号が
発生されるのである。
16の出力の論理和がオア回路117で取られ、オア回
路117の出力の立ち上がりエッジでトリガ信号発生部
118がトリガされて、インパルス状のトリガ信号(TR
IGGER )が発生される。すなわち、トリガ信号発生部1
18により立ち上がりエッジが検出される。このよう
に、不連続点の検出部102においては入力されるサン
プリング信号が増加していって、スレショルドxs以上
のレベルとなった時、および入力されるサンプリング信
号が減少していって、スレショルドxs以下のレベルと
なった時に、不連続点が生じるものとしてトリガ信号が
発生されるのである。
【0037】次に、この不連続点の検出部102の動作
を図9に示すフローチャートを参照しながら説明する。
不連続点の検出部102は2つのサンプリング信号を必
要とすることから、サンプリング信号x1が入力された
時に処理が開始され、ステップS10にてx0<xsか
つx1≧xsか否かが判定される(アンド回路114に
相当)。ここで、増加していったサンプリング信号がス
レショルドxs以上となると、「YES」と判定されて
ステップS20に進みトリガ信号が出力される。次い
で、ステップS25にてサンプリング信号x1がサンプ
リング信号x0とされてリターンされ、次のサンプリン
グタイミングでサンプリング信号x1が入力された時に
再度処理が開始される。
を図9に示すフローチャートを参照しながら説明する。
不連続点の検出部102は2つのサンプリング信号を必
要とすることから、サンプリング信号x1が入力された
時に処理が開始され、ステップS10にてx0<xsか
つx1≧xsか否かが判定される(アンド回路114に
相当)。ここで、増加していったサンプリング信号がス
レショルドxs以上となると、「YES」と判定されて
ステップS20に進みトリガ信号が出力される。次い
で、ステップS25にてサンプリング信号x1がサンプ
リング信号x0とされてリターンされ、次のサンプリン
グタイミングでサンプリング信号x1が入力された時に
再度処理が開始される。
【0038】また、ステップ10で「NO」と判定され
た場合は、ステップS15にてx0≧xsかつx1<x
sか否かが判定される(アンド回路116に相当)。こ
こで、減少していったサンプリング信号がスレショルド
xs以下となると、「YES」と判定されてステップS
20に進みトリガ信号が出力される。次いで、ステップ
S25にてサンプリング信号x1がサンプリング信号x
0とされてリターンされ、次のサンプリングタイミング
でサンプリング信号x1が入力された時に再度処理が開
始される。このように、不連続点の検出処理はサンプリ
ングタイミング毎に行われることになる。なお、ステッ
プS15にて「NO」と判定されるとステップS25に
てサンプリング信号x1がサンプリング信号x0とされ
てリターンされる。
た場合は、ステップS15にてx0≧xsかつx1<x
sか否かが判定される(アンド回路116に相当)。こ
こで、減少していったサンプリング信号がスレショルド
xs以下となると、「YES」と判定されてステップS
20に進みトリガ信号が出力される。次いで、ステップ
S25にてサンプリング信号x1がサンプリング信号x
0とされてリターンされ、次のサンプリングタイミング
でサンプリング信号x1が入力された時に再度処理が開
始される。このように、不連続点の検出処理はサンプリ
ングタイミング毎に行われることになる。なお、ステッ
プS15にて「NO」と判定されるとステップS25に
てサンプリング信号x1がサンプリング信号x0とされ
てリターンされる。
【0039】この不連続点の検出部102よりのトリガ
信号は、フィルター係数制御部103に供給されて、フ
ィルター係数を変更するタイミングとされる。このフィ
ルター係数制御部103の詳細構成を図10に示すが、
フィルター係数制御部103は前記図5に示す原理でサ
ンプリング周期Tに対する遷移点(不連続点)の時間割
合を算出している。図10において、入力されたサンプ
リング信号xは1サンプル遅延手段(D)120で遅延
されて、遅延手段120からは1サンプル周期前のサン
プリング信号x0が出力される。
信号は、フィルター係数制御部103に供給されて、フ
ィルター係数を変更するタイミングとされる。このフィ
ルター係数制御部103の詳細構成を図10に示すが、
フィルター係数制御部103は前記図5に示す原理でサ
ンプリング周期Tに対する遷移点(不連続点)の時間割
合を算出している。図10において、入力されたサンプ
リング信号xは1サンプル遅延手段(D)120で遅延
されて、遅延手段120からは1サンプル周期前のサン
プリング信号x0が出力される。
【0040】そして、減算器121において(x1−x
0)が演算出力されて、この演算出力が絶対値回路(A
BS)122で絶対値信号とされて割り算器125のA
入力端子に入力される。また、減算器123において
(xs−x0)が演算出力されて、この演算出力が絶対
値回路(ABS)124で絶対値信号とされて割り算器
125のB入力端子に入力される。割り算器125で
は、A入力端子の信号で、B入力端子の信号が除算さ
れ、その結果が出力される。すなわち、(xs−x0)
/(x1−x0)が割り算器125から出力される。こ
の出力に、乗算器(NA)126においてサンプリング
周期Tが乗算され、サンプリング周期Tに対する遷移点
の時間割合(xs−x0)T/(x1−x0)が乗算器
126から出力されるようになる。
0)が演算出力されて、この演算出力が絶対値回路(A
BS)122で絶対値信号とされて割り算器125のA
入力端子に入力される。また、減算器123において
(xs−x0)が演算出力されて、この演算出力が絶対
値回路(ABS)124で絶対値信号とされて割り算器
125のB入力端子に入力される。割り算器125で
は、A入力端子の信号で、B入力端子の信号が除算さ
れ、その結果が出力される。すなわち、(xs−x0)
/(x1−x0)が割り算器125から出力される。こ
の出力に、乗算器(NA)126においてサンプリング
周期Tが乗算され、サンプリング周期Tに対する遷移点
の時間割合(xs−x0)T/(x1−x0)が乗算器
126から出力されるようになる。
【0041】この時間割合の出力(xs−x0)T/
(x1−x0)が係数テーブル127に入力され、この
時間割合に応じたフィルター係数が係数テーブル127
から読み出されてラッチ(Latch )回路128に供給さ
れる。そして、このラッチ回路128において、前記し
た不連続点の検出部102からのトリガ信号により、係
数テーブル127から読み出されたフィルター係数がラ
ッチされる。ラッチされたフィルター係数は、前記図7
に示す係数乗算器105−1〜105−(n+1)にそ
れぞれ供給され、前記図1(e)および図4(c)に示
すようなピッチロックしないサンプリング信号が得られ
るようになる。
(x1−x0)が係数テーブル127に入力され、この
時間割合に応じたフィルター係数が係数テーブル127
から読み出されてラッチ(Latch )回路128に供給さ
れる。そして、このラッチ回路128において、前記し
た不連続点の検出部102からのトリガ信号により、係
数テーブル127から読み出されたフィルター係数がラ
ッチされる。ラッチされたフィルター係数は、前記図7
に示す係数乗算器105−1〜105−(n+1)にそ
れぞれ供給され、前記図1(e)および図4(c)に示
すようなピッチロックしないサンプリング信号が得られ
るようになる。
【0042】なお、係数テーブル127に記憶されてい
るフィルター係数の例を図11を参照しながら説明する
が、ここでは、FIRフィルターが図11(b)に示す
構成とされ、係数乗算器に供給されるフィルター係数は
1,2,3,4の4係数であるとする。図11(a)は
FIRフィルターのインパルス応答に窓関数を乗算し
て、その応答を有限長としたインパルス応答であり、○
を付した○1,○2,○3,○4の点を第1のフィルタ
ー係数組とすると、この第1のフィルター係数組はイン
パルス応答に対して左右対称とされて、サンプリング周
期Tの中央、すなわち時間遅れが50%の係数とされ
る。また、△を付した△1,△2,△3,△4の点を第
2のフィルター係数組とすると、時間遅れは0.5T短
くなり、時間遅れが0%の係数とされる。さらに、□を
付した□1,□2,□3,□4の点を第3のフィルター
係数組とすると、時間遅れは0.5T長くなり、時間遅
れが100%の係数とされる。
るフィルター係数の例を図11を参照しながら説明する
が、ここでは、FIRフィルターが図11(b)に示す
構成とされ、係数乗算器に供給されるフィルター係数は
1,2,3,4の4係数であるとする。図11(a)は
FIRフィルターのインパルス応答に窓関数を乗算し
て、その応答を有限長としたインパルス応答であり、○
を付した○1,○2,○3,○4の点を第1のフィルタ
ー係数組とすると、この第1のフィルター係数組はイン
パルス応答に対して左右対称とされて、サンプリング周
期Tの中央、すなわち時間遅れが50%の係数とされ
る。また、△を付した△1,△2,△3,△4の点を第
2のフィルター係数組とすると、時間遅れは0.5T短
くなり、時間遅れが0%の係数とされる。さらに、□を
付した□1,□2,□3,□4の点を第3のフィルター
係数組とすると、時間遅れは0.5T長くなり、時間遅
れが100%の係数とされる。
【0043】この0%の第2のフィルター係数と、10
0%の第3のフィルター係数の間のフィルター係数を多
数係数テーブル127に記憶しておくことにより、0〜
100%の遅れ時間のフィルター係数を係数テーブル1
27から読み出すことができ、ピッチロックを防止した
ディジタルデータをフィルタ部200から出力すること
ができるようになる。
0%の第3のフィルター係数の間のフィルター係数を多
数係数テーブル127に記憶しておくことにより、0〜
100%の遅れ時間のフィルター係数を係数テーブル1
27から読み出すことができ、ピッチロックを防止した
ディジタルデータをフィルタ部200から出力すること
ができるようになる。
【0044】なお、本発明の楽音波形形成装置は擦弦楽
器をシミュレートするものとして説明したが、これに限
られるものではなく、非線形の特性や各部の制御・調整
を行うことにより管楽器をシミュレートすること、およ
び非現実的な音色の合成も可能である。また、楽音波形
形成装置における楽音合成のアルゴリズムはDSP(Di
gitalSignal Processor),MPU(Micro Processing
Unit )などを用いて、マイクロプログラム等で記述し
て実行するようにしてもよい。また、ハードウェアで構
成してもよい。さらに、演奏操作子としては既存の鍵盤
等や、バイオリンを模した操作子を用いることができ
る。
器をシミュレートするものとして説明したが、これに限
られるものではなく、非線形の特性や各部の制御・調整
を行うことにより管楽器をシミュレートすること、およ
び非現実的な音色の合成も可能である。また、楽音波形
形成装置における楽音合成のアルゴリズムはDSP(Di
gitalSignal Processor),MPU(Micro Processing
Unit )などを用いて、マイクロプログラム等で記述し
て実行するようにしてもよい。また、ハードウェアで構
成してもよい。さらに、演奏操作子としては既存の鍵盤
等や、バイオリンを模した操作子を用いることができ
る。
【0045】
【発明の効果】本発明は以上のように構成されているの
で、非線形制御手段において、必要最小限だけ周波数帯
域を制限することができ、これにより折り返しノイズの
発生を防止することができる。また、アナログ的に近似
した遷移点のタイミングに応じて、フィルター係数を設
定するようにしたので、フィルターの遅延時間をこの遷
移点のタイミングに応じて変化させることができる。こ
のため、出力されるディジタルデータのピッチロックを
防止することができる。
で、非線形制御手段において、必要最小限だけ周波数帯
域を制限することができ、これにより折り返しノイズの
発生を防止することができる。また、アナログ的に近似
した遷移点のタイミングに応じて、フィルター係数を設
定するようにしたので、フィルターの遅延時間をこの遷
移点のタイミングに応じて変化させることができる。こ
のため、出力されるディジタルデータのピッチロックを
防止することができる。
【図1】 本発明の楽音波形形成装置の原理を説明する
ための図である。
ための図である。
【図2】 本発明の楽音波形形成装置の原理構成を示す
図である。
図である。
【図3】 図2に示す構成のアナログフィルターのイン
パルス応答を示す図である。
パルス応答を示す図である。
【図4】 本発明の楽音波形形成装置においてピッチロ
ックしていない出力を説明するためのステップ入力に対
する出力を示す図である。
ックしていない出力を説明するためのステップ入力に対
する出力を示す図である。
【図5】 本発明の楽音波形形成装置においてサンプリ
ング入力からサンプリング周期に対する遷移点までの時
間割合の算出を説明するための図である。
ング入力からサンプリング周期に対する遷移点までの時
間割合の算出を説明するための図である。
【図6】 本発明の楽音波形形成装置の実施の形態例の
構成を示す機能ブロック図である。
構成を示す機能ブロック図である。
【図7】 本発明の楽音波形形成装置における非線形制
御部の詳細構成を示すブロック図である。
御部の詳細構成を示すブロック図である。
【図8】 本発明の楽音波形形成装置における不連続点
の検出部の詳細構成を示すブロック図である。
の検出部の詳細構成を示すブロック図である。
【図9】 本発明の楽音波形形成装置における不連続点
の検出部の動作を示すフローチャートである。
の検出部の動作を示すフローチャートである。
【図10】 本発明の楽音波形形成装置におけるフィル
ター係数制御部の詳細構成を示すブロック図である。
ター係数制御部の詳細構成を示すブロック図である。
【図11】 本発明の楽音波形形成装置におけるフィル
ター係数制御部に記憶されるフィルター係数を説明する
ためのインパルス応答、およびフィルターの構成を示す
図である。
ター係数制御部に記憶されるフィルター係数を説明する
ためのインパルス応答、およびフィルターの構成を示す
図である。
【図12】 従来の楽音波形形成装置の構成を示す機能
ブロック図である。
ブロック図である。
1 アナログローパスフィルター、2 A/D変換器、
21 循環ループ、22,23 遅延回路、24,25
LPF、26,27 乗算器、100 非線形制御
部、101 非線形関数テーブル、102 不連続点の
検出部、103 フィルター係数制御部、200 フィ
ルター部
21 循環ループ、22,23 遅延回路、24,25
LPF、26,27 乗算器、100 非線形制御
部、101 非線形関数テーブル、102 不連続点の
検出部、103 フィルター係数制御部、200 フィ
ルター部
Claims (1)
- 【請求項1】 波形信号を循環させることにより発音
すべき楽音のピッチに対応した共振周波数を得る信号循
環手段と、 該信号循環手段を循環中の波形信号と外部からの起動制
御信号とを合成した合成波形信号を所定の非線形特性に
応じて変換して、前記信号循環手段に出力する非線形制
御手段とを備え、 前記非線形制御手段は、非線形変換手段と、該非線形変
換手段の出力の周波数帯域を制限するフィルター手段か
らなり、サンプリングタイミングに対する前記合成波形
信号が所定レベルとなるタイミングの時間割合に応じ
て、前記フィルター手段のフィルター係数が制御される
ことにより、前記合成波形信号が所定レベルとなるタイ
ミングの時間割合に応じて遅延されたディジタルサンプ
ル信号が、前記非線形変換手段から出力されるようにし
たことを特徴とする楽音波形形成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26615095A JP3339273B2 (ja) | 1995-09-21 | 1995-09-21 | 楽音波形形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26615095A JP3339273B2 (ja) | 1995-09-21 | 1995-09-21 | 楽音波形形成装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0990959A true JPH0990959A (ja) | 1997-04-04 |
JP3339273B2 JP3339273B2 (ja) | 2002-10-28 |
Family
ID=17426995
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP26615095A Expired - Fee Related JP3339273B2 (ja) | 1995-09-21 | 1995-09-21 | 楽音波形形成装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3339273B2 (ja) |
-
1995
- 1995-09-21 JP JP26615095A patent/JP3339273B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3339273B2 (ja) | 2002-10-28 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20020716 |
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S531 | Written request for registration of change of domicile |
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R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
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FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
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LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |