JPS5895792A - Musical sound generator - Google Patents
Musical sound generatorInfo
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- JPS5895792A JPS5895792A JP56194078A JP19407881A JPS5895792A JP S5895792 A JPS5895792 A JP S5895792A JP 56194078 A JP56194078 A JP 56194078A JP 19407881 A JP19407881 A JP 19407881A JP S5895792 A JPS5895792 A JP S5895792A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
本発明は楽音発生装置に関し、特に、楽音波形を時間的
に変化させて自然楽器音を模擬する楽音発生装置に関す
るものである。
自然楽器音の特徴の一要素として、楽音信号のスペクト
ル成分の時間的変化に伴なう波形の形状変化が考えられ
る。
従来、このようなスペクトル成分の時間的変化を施し自
然楽器音を模擬する電子楽器を実現する場合、回路規模
が大きくなり、実現化が困難であった。
本発明は上述のような問題を解決し、簡単な構成で自然
楽器音を模擬する楽音発生装置を提供するものである。
以下図面とともに本発明の一実施例を説明する。
まず、本発明の原理について説明する。
第1図に離散的に抽出した楽音1周期の楽音波形を示す
。発音開始時からの時間経過と楽音波形との関係を下記
に示す。
楽音波形 時間経過
ム ・・・・・・・・・・・・
10mBB ・・・・・・・・・・・・
25m1+C・・・・・・・・・・・・
50m5D ・・・・・・・・・・・・
320m5X ・・・・・・・・・・
・・ 720m5第1図からもわかるように
、時間経過とともに楽音波形の形状が変化している。本
発明は楽音波形の時間的形状変化と云う点に着目し、波
形の形状の時間的変化を模擬することにより、自然楽器
らしい楽音を発生するものである。
第2図に発音開始時から発音終了時までの楽音“波形の
エンベロープ包絡状態の一例を示す。
第2図に宗したエンベロープ包絡の発音開始時から発音
終了時までをI分割する。そして、各分割点から抽出し
た楽音波形1周期をそれぞれに分割する。第3図に抽出
した楽音波形の一例を示す。
抽出した!サレプル個の楽音波形1周期をに分割して得
たにサンプル個のサンプル値すなわち、KxI個のサン
プル値をディジクル値の形で波形メモリに記憶しておく
。
楽音発生時には、波形メモリThe present invention relates to a musical tone generating device, and more particularly to a musical tone generating device that temporally changes musical sound waveforms to simulate natural musical instrument sounds. One of the characteristics of natural musical instrument sounds is thought to be changes in the shape of the waveform accompanying temporal changes in the spectral components of musical sound signals. Conventionally, when creating an electronic musical instrument that simulates natural musical instrument sounds by subjecting spectral components to temporal changes, the circuit scale becomes large, making it difficult to implement. The present invention solves the above-mentioned problems and provides a musical tone generating device that simulates natural musical instrument sounds with a simple configuration. An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, the principle of the present invention will be explained. FIG. 1 shows a musical sound waveform of one period of musical tone extracted discretely. The relationship between the time elapsed from the start of pronunciation and the musical sound waveform is shown below. Musical sound waveform Time passage ・・・・・・・・・・・・
10mBB・・・・・・・・・・・・
25m1+C・・・・・・・・・・・・
50m5D・・・・・・・・・・・・
320m5X・・・・・・・・・・・・
...720m5 As can be seen from Figure 1, the shape of the musical sound waveform changes over time. The present invention focuses on temporal changes in the shape of musical sound waves, and generates musical sounds that are typical of natural musical instruments by simulating the temporal changes in the shape of the waveforms. Figure 2 shows an example of the envelope envelope state of the musical tone waveform from the start of sound generation to the end of sound generation. One cycle of the musical sound waveform extracted from the division points is divided into each. Figure 3 shows an example of the extracted musical sound waveform. One cycle of the extracted musical sound waveform is divided into samples of 2 samples. In other words, KxI sample values are stored in the waveform memory in the form of digital values.When a musical tone is generated, the waveform memory
【記憶しであるI’=oサ
ンプル目の楽音波形1周期を5回繰り返して読み出し、
つぎに1.工=1サンプル目の楽音波形1周期を5回繰
り返して読み出し、1順次つづけて、最後に!サンプル
目の楽音波形1周期を5回繰り返して読み出せば、Ix
J波の楽音が発生する0
以下説明を簡単にするために、I=16.J=16 、
に=16とする。
次に、楽音波形の基本波の周期決定について述べる。な
お、発生できる鍵数を4オクターブ48鍵とする。
第4図に波形メモリに記憶しである楽音波形1周期の一
例を示す。
第4図に示したような楽音波形1つから4オクターブ4
8鍵に相当する楽音を発生するために、次のような操作
を行なう。
楽音波形1周期をN分割する。ここでNは、正 ゛整
数にとLの積とする。つぎに、1周期をX分割した点を
!oat、X2.・・・・・・、!m、・・・・・・+
”k−+とする。
X分割した各区間内にはそれぞれL個の点が存在する。
それらの分割点を!工から数えて、0,1゜2、・・・
・・・、r、・・・・・・、(L−1)と番号づけして
xmrで表現する。このようにすると1周期内のN個の
す及ての点を!。、で表わすことができる。ここで、
m=o 、 1 、2 * −−+ K −1r=0,
1,2.・・川・1L−1
である。したがって上記XmはX。。と表わされる。
また、点Xmf の位相は一周期が2πであるからとな
る。
これを読み出しクロックfck (H”) で順次読
み出すと、1/ fat (tree)ごとにrが1個
づつ増加するから、発音周波数fは
ck
f = = (Hz) ・・・・・・・・・
・・・ (→となる。
同様に、q個づつの飛越し読み出しを行なうと、1/f
ck (sea)ごとにrはq個づつ増加するから発音
周波数fは
となる。
最低オクターブ12音の飛越し数qを第1表の如き値を
使用する。そうすると、飛越し数qの最qmax j4
51 X 2 = 3608 ・・・・・・
・・・ (4)となる。
そして、最高周波数でも楽音波形1周期のサンプル数を
16とすると、分割数Nは
N = qmaxX 16 = 57728 ・−
・・・−・・(6)となる。
最低周波数では一周期は役242サンプルになる。
また、ディジクル処理を考慮するとNを2の累乗とする
ことにより、処理が容易になるので、結局、分割数Nは
N=2 =66539 ・・・・・・・・・・
・・ (6)となる。
第1表
ここで、読み出しクロックfckを
fck= 17932.74 〔HzJと一定にする。
そして、飛越し数q=239とすれば、(3)式より、
f= (239/2”)x1793.74!;es、(
Hz)となる。さらに、q=253とすれば、f L=
==69.2 (Hz) 、q = 268とすれば、
f = 7 s、3(Hz)となる。
第1表に示した飛越し数qを用いることにより、音名c
、 (65,406(Hz〕) 〜音名B。
(123,47(Hz)) までの1オクターブの楽
音を発生することができる。
1オクターブ上の音程を発生するには、飛越し数qを2
倍することにより得られる。たとえば、飛越し数qx2
=239X2=478とすれば、f # 130.8
(Hz 〕 すなわち、音名C2iC相”Aする音程
が得られることになる。
同様に、2オクターブ上の音程を得るには、第1表に示
した飛越し数qを4倍すればよい。
この結果、(3)式にさらにオクターブ情報を代入する
と下式のようになる。
0D=i 、2,3.4 (ODはオクターブナンバ
ーである。)
波形メモリにはに分割した各分割点X。、!、。
・・・・・・l ”m +・・・・・・+Xk−1sす
なわち、16個のサンプル値が楽音波形1周期として記
憶されている。
そして、残る(N−K)個のxmr(r+o)の点につ
いては、”O; ”!−11・・・・・・*Xk−+
のサンプル値を参照して楽音サンプルを求めるもので
ある。
第6図に発生される楽音サンプルの一例を示す。
第6図において、(ム)は波形メモリに記憶されている
サンプル値である。CB)はクロ、りf。kごとのxm
rの位置を表わすものである。(C)は”mrによって
求められる楽音サンプル値である。第6図の例は音名B
4すなわち飛越し数をq・2δD−1=3608として
いる。
まず、xvQy−3608x Oの時は波形(A)の!
0サンプル値が発生される。Xmr=3608x1 の
時は波形(ム)のxoとxlす/プル値開に”mr が
存在し!。サンプル値が発生される。xKnr−360
8×2の時は波形(ム)の!1とx22サンプル値にX
mrが存在し11サンプル値が発生される。以下同様に
”mrによって所定のサンプル値が発生されることにな
る。
第6図に本発明の一実施例を示す。第6図では複音構成
(8音を発生する構成)を想定している。
第6図において、1は鍵盤で、複数の鍵スィッチにより
構成されている。2は押鍵検出部で、特公昭50−33
407号「電子楽器における楽音およびボイスを選択す
るだめの多重装置jなどで既に公知のジェネレータアサ
イナと同様の機能を有するものであって、上記鍵盤1の
押離鍵状態を検出し、押鍵された鍵に対応して複数の楽
音発生チャネルのうち空すている適当なチャネルを割り
当て、鍵の音高を表わすノートデータとオクターブデー
タとを送出するものであり、ここではマイクロコンピュ
ータを想定している。3は発音周期データ発生部で、上
記押鍵検出部2から送出されたノートデータ、オクター
ブデータに基づいた発δD−+
音周期データ(飛越し数q・2 )を発生する。
4は周期メモリで、上記発音周期データ発生部3から送
出された発音周期ゲータを記憶する。6は累積メモリ、
6は計数メモリ、7,8は加算器で、入カムと入力Bと
の2進加算演算を行ない入力GKに供給されるクロック
パルスによって加算結果を記憶保持し、出力Cから送出
するものである。
9は波形メモリで、第2図および第3図で説明を行なっ
た各サンプル値をディジタル値として記憶している。1
0はディジタル・アナログ変換器(以下DACと略す)
、11はタイミング・々ルス発生器(以下TPGと略す
)で、楽音発生の動作□タイミングを決定するタイミン
グ・2ルスを発生す うるものである。12はアンドゲ
ート、13はインバータである。。
なお、第6図では複音構成(8音発生)となっているた
め、周期メモリ4、累積メモリ6、計数メモリ6はそれ
ぞれ8音分に相当するデータが記憶できるようになって
おり、全体動作としては、TPGl 1によって時分割
多重処理が行なわれるようになっている。
第7図に波形メモリ9のメモリマツプを示す。
図中、x=1.x=2の位置に、は、発音開始時から発
音終了時までをI分割して抽出した1、=1サンプル目
の楽音波形1周期をに分割して得たに一2サンプル目の
サンプル値がディジタル値の形で記憶されている。以下
同様に、各サンプル点のサンプル値が記憶されている。
次に、TPGl 1から発生している動作タイミングに
ついて説明する。
第8図にTPGllの一具体例を示す。第8図において
、14は発振器、16はカウンタで、36進カウンタ構
成である。16はリード・オンリー・メモリ(以下RO
Mと略す)である。第9図にTPGl 1から発生して
いるメイミングノζルスのタイムチャートを示す。
発振器14の出力信号によりカウンタ16がカウントア
ツプ操作を行なう。そうすると、発振器14の出力信号
とカウンタ16の出力Q。、 Qlから送出される分周
信号がROM16の入力A 、 B。
Cにそれぞれ供給され、第9図に示した信号φ1〜信号
φ5が出力61〜出力65から送出される。
ROM16の入・出力の論理関係を示す上次のようにな
る。
カウンタ16の出力Qoの出力信号をQ。、出力Q、の
出力信号を91とする。
φ1−6・Qo ” Q+
φ2−φ。・Qo−Q。
φ、−φ。−Qo−Q。
φ4−φ。・Qo−Q。
φs ” Qo ” Q。
この信号φ、〜信号φ5 は周期メモリ4、累積メモリ
6および計数メモリ6のデータ書き込み、あるいは読み
出し信号や、加算器7,8の加算結果ラッチクロックに
用いられる。
また、カウンタ16の出力Q2〜出力Q5から送出され
る信号ムDは周期メモリ4、累積メモリ6および計数メ
モリ6などに供給しており、各チャネルに対応するアド
レスコードとなる。
信号ムDと対応チャネルの関係を第2表に示す。
なお、論理信号として“1 は論理・・イレベル、′6
“ハ論理ロクレベルとする。カウンタ15の出力Q2〜
出力Q5の出力信号をそれぞれQ2〜Q5とする。
第2表
まだ、信号ムDの周期Tが、前述したfckに相当する
ものである。すなわち、周期Tごとに8チャネル分に相
当する楽音の各サンプル値が発生されることになる。
次に第6図の具体的な動作説明を行なう。
押鍵検出部2において、鍵盤1の押鍵状態の検索を行な
い、押鍵スイッチに対応するノートデータとオクターブ
データおよび割り当て発音チャネルのアドレスデータと
データ書き込み信号とを押鍵検出部2から送出する。
押鍵検出部2から送出された各種データは発音周期デー
タ発生部3に供給される。そうすると、供給されたノー
トデータとオクターブデータに基づいて発生楽音波形の
音程を決める飛越し数q・2°D−+が発生される。そ
して、TPG11力・ら供給されている信号ADと割り
当て発音チャネルのアドレスデータとが一致した時、周
期メモリ4、累積メモリ6、計数メ七〇〇に対し、新発
音データ書き込み信号(以下NDWR信号と略す)が送
出される。
ここで、押鍵検出部2から発音周期データ発生部3に供
給されるデータのタイムチャートを第10図に示し、第
3表、第4表にノートデータ。
オクターブデータの構成内容を示す。さらに、第6表に
割り当て発音チャネルのアドレスデータの構成内容を示
す。
第3表
第4表
第6表
第11図に発音周期データ発生部3の一具体例を示す。
第11図において、17はラッチで、入力GKに“1“
が供給されると入力INに供給されているデータを記憶
する。そして、入力ORに“1”が供給されるとクリヤ
ー操作が行なわれ出力OUTの出力信号はすべて“0“
となる。18はラッチで、上記ランチ17と同様なもの
で、クリヤー機能を除いたものである。18はROMで
、楽音波形の周期を決定する周期データ(飛越し数q・
26D−1)が記憶されている。20は比較器で。
入カム、Bに供給されている信号が等しくなると出力C
から1″が送出されるものである。21はアンドゲート
である。
なお、ラッチ17は4ビツト構成、ラッチ18は6ピツ
ト構成となっている。また、ROM19には、12音階
4オクターブ分のすべての飛越し数が記憶されている。
押鍵検出部2から第10図に示したタイミングで各種デ
ータが供給、されると、データ書き込み信号CXの1”
で、発音チャネルのアドレスデータがラッチ17に、
ノートデータ、オクターブデータがラッチ18にそれぞ
れ記憶される。
そうすると、ラッチ18に記憶されたノートデータとオ
クターブデータに基づいた飛越し数q・2°D−+がR
6M19の出力OUTから送出される。
一方、ラッチ17に記憶されたアドレスデータとTPG
llから供給されている信号ムDとの比較を比較器20
で行ない、一致すると出力Cから1“信号が出力される
。このタイミングを第12図に示す。たとえば、う、チ
17にチャネル3に対応するアドレスコードが記憶され
ると、比較器2oにおいて信号ムDとラッチ17の出力
信号の比較を行ない第12図に示すように一致すれば信
号WPが“1#となる。そして、TPGllから供給さ
れる信号φ4が′1”となると、アンドゲート21を5
介して、ラッチ17の入力ORにクリア信号が供給され
、ラッチ17の出力信号は再びaQQOとなる。
その後、’l’PG11から供給される信号ムDが再び
チャネル3に対応するアドレスコードが発生しても、ラ
ッチ17の出力信号がaQQ’6 であるため、信号
WPは1”とならない。
すなわち、信号WPが“1”となるタイミングは押鍵検
出部2から新しいデータが供給され、割り当てられたチ
ャネルに新しいデータを書き込む最初のタイミングのみ
に“1“が現われることになる。
この信号WPは周期メモリ4、累積メモリ5、計数メモ
リ6に、新データ書き込みを行なうものである。
また、出力Do1から送出される信号は飛越しD−1
数q・2 であり5周期メモリ4に送出される。
一方、出力DO2から送出される信号は、aQQ“O″
データあシ、累積メモリ6と計数メモリ6に送出される
。このデータは累積メモリ6と計数メモリ6、の初期値
設定すなわち、累積および計数値のクリヤ操作を行ない
波形メモリ9から読み出すデータを発音開始データから
始まるように準備するものである。
なお、ROM19に4オクタ一ブ分すべての飛δD−1
越し数q・2 が記憶されているが、ROM19の
かわシに第1表に示した1オクタ一ブ分の飛越し数を記
憶しておき、ラッチ18に記憶されたノートデータに基
づいて所定の飛越し数qを選択し、そのデータとラッチ
18に記憶されたオクターブD−1
データとの乗算を行ない飛越し数q・2 を発生す
るようにしてもよい。
第6図に戻って動作説明を行なう。
発音周期データ発生部3からNDWP信号が供給される
と、TPGl 1から供給されている信号ムDに従った
所定のチャネルが選択され(たとえば、チャネル3が選
択されたとする)、信号φ5゜信号φ5によって、周期
メモリ4には新しい飛越δD−+
し数q・2 が、累積メモリ6と計数メモリ6には
all“0”データが書き込まれる。
そして、再びTPGl 1から送出される信号ムDがチ
ャネル3に対応するコードとなると、信号φ4.φ5に
よって、周期メモリ4から飛越し数D−1
q・2 が読み出され加算器70入カムに送出される
。累積メモリ5からは累積値が加算器7の入力Bに送出
される。計数メモリ6からは計数値が加算器8の入力B
に送出される。
そうすると、加算器7において飛越し数D−1
q・2 と累積値とが加算演算搭れ信号φ2によっ
て加算結果が記憶保持される。また、加算器8において
、加算器7の出力Cから送出される最上位ビットと、計
数値とが加算演算され、信号φ2によって加算結果が記
憶保持される。
加算器7.8の出力信号は波形メモリ9に供給される。
供給されたデータに基づいて所定のサンプル値が選択さ
れ、DACloを介してアナログ信号に変換されてアナ
ログ的な楽音波形の1サンプルが形成される。
そして、信→φ、が“1”となると、加算器7の出力信
号が累積メモリ6に、加算器8の出力信号が計数メモリ
6にそれぞれ書き込まれる。
信号ムDがチャネル3のアドレスコードからチ゛ ヤネ
ル4のアドレスコードに変わると、チャネル4に対応し
た上述と同様な処理が行なわれることになる。
再び信号ムDがチャネル3のアドレスコードとなると、
前述と同様な処理を行ない、DACloの出力から次の
楽音波形のサンプル値が形成され、以下同様に順次、楽
音波形のサンプル値が形成されることになる。
そして、加算器8の出力信号のMSBが”1”となると
、インバータ13を介してアンドゲート12の入力に/
l ollが供給され、アンドゲート12の出力は0″
となり、加算器7からの信号に左右されることなく加算
器8の入カムには“0“が供給される。
そうすると、加算器7の出力信号のMSBが1″”とな
っても、計数メモリ6に記憶されている計数値の+1処
理が行なわれなくなる。
この結果、加算器8の出力信号のMSBが“1“となる
と、波形メモリ9から読み出されるサンプ゛ ル値はI
=oサンプル目の楽音波形1周期が読み出され、楽音の
発生は停止する。なぜならば、I=Oサンプル目の楽音
波形は発音開始時で楽音がまだ発生されていないためサ
ンプル値として、I=0.に=0〜15サンプルはすべ
て0となっており、楽音が発生されなくなる。
なお、第6図では、加算器8の+1操作を禁止するよう
にしていたが、加算器7と8の加算操作を禁止するよう
にしてもよい。
次に、周期メモリ4、累積メモリ6、計数メモリ6およ
び加算器7,8の出力信号と波形メモリ9から選択され
る楽音波形のサンプルについて第13図を用いて説明す
る。
なお、各出力信号を下記のようなデータ名とする。
周期メモリム ・・・・・・・・・ データム累積メモ
リ5 ・・・・・・・・・ データB計数メモリ6 ・
・・・・・・・・ データC加算器7・・・・・・・・
・データD
加算器8・・・・・・・・・データ2
まず、各データのビット構成について述べる。
データムは飛越し数であり、4オクタ一ブ分の楽音発生
を想定しているので飛越し数q・2°D−1の最大値は
< 3608>となる。その結果、2進数のデータとし
てビット数は12ピツト必要になる。
データBは発音できる最高周波数の楽音波形1周期の分
割数を16分割とすると、
δD−+
q・2 (。a、)X 16=57728 となり、
その結果、2進数のデータとしてビット数は16ピ。
・ト必要になる。
データCは、I=16.J=16を想定しているので9
ピツト構成となる。
データDは、データムとデータBとの加算結果となるの
で、17ビ、ト構成トなる。
データEは、データCとデータDのMSBとの加算結果
となるので、9ピツト構成となる。
また、データDのピット4〜ビツト16で表わされてい
る内容が第4図で説明したmrに相当する。また、ピッ
ト0〜ビツト11で宍わされている内容がrにビット1
2〜ビツト16の内容がmに相当する。さらに、デ=り
DのrデータとデータEのjデータはデータDのmデー
タとデータ2のiデータそれぞれの仮想サンプル点を示
すものとなる。
第13図からもわかるように、データAとデーjlBの
内容が加算され、加算された結果がデータDとなる。
また、データCとデータDのビット16の内容が加算さ
れ、加算された結果がデータEとなる。
そして、データDのビット12〜ピツト15(mデータ
とする)の内容と、データ2のビット4〜ビツトy(i
データとする)の内容がメモリ9に供給されている。
メモリ9に供給されたmデータと1データとにより所定
のサンプル値が選択されることになる。
mデータで所定のにサンプル目を選択し、iデータで所
定の1サンプル目を選択するようになっている。
また、楽音波形1周期が発生されるごとに、データEが
+1処理される。そして、データEの内容が16歩進す
るごとにエサンプルの読み出し点が変化する。
すなわち、16波の楽音波形を発生するごとに波形の形
状の異なるものが読み出されることになる。
以上の説明のように、上記実施例は、第2図に示したよ
うな楽音波形エンベロープ包絡の発音開始時から発音終
了時までを工分割し、各分割点から抽出した楽音波形1
周期をに分割し、抽出したエサンプル個の楽音波形1周
期をX分割して得たにサンプル個のサンプル値すなわち
、Kx1個のサンプル値をディジタル値の形で波形メモ
リ9に記憶しておき、楽音発生時には、発音すべき周波
D−1
数に対応した飛越し数q・2 によって波形メモリ
9に記憶しであるI=Oサンプル目の楽音波形1周期を
5回繰り返して読み出し、つぎに、■=1サンプル目の
楽音波形1周期を5回繰り返し、で読み出し、順次つづ
けて、最後にエサンプル目の楽音波形1周期を5回繰り
返して読み出し、IxJ波の楽音を発生するようにして
、時間的に波形の形状が変化する楽香信号を得るもので
ある。
第14図に本発明の他の実施例の要部を示す。
第6図に示した実施例では、第4図で説明したXmTが
Xm、Oとxm−N、Oとの間に存在した場合、波形メ
モリ9から読み出されるサンプル値はIm、。のサンプ
ル値が読み出されるようになっていた。
第14図では・”mrがXm、OとXm+I、Oとの間
に存在した場合でも補間演算を行ない仮膠的に仮想サン
プル点におけるサンプル値を算出して近似値を求めよう
とするものである。
補間処理として直線補間を行なう場合は、つきのように
なるo xm+l、oとXm、Oとに対して。
’(Xm+1.。)とfcx 0間を直線補間す
ると、m、0)
fcx。) = ”(!m++ 、o)””m、o))
τ+f(xm、。) ・・・・・・・・・・・・ (
8)なる補間値fcx□)でf(工mr)を近似できる
。
第14図の実施例は(8)式を具現化する一例である。
なお、第6図と同一機能のものには同一符号を付して祝
明を省略する。第14図において、22はROMで、加
算器7の出力信号に+1した内容を記憶している。23
はセレクタ、24はRSフリップ70ツブ(以下R8F
Fと略す)、26゜26はラッチ、27は減算器、28
は乗算器、29はROMで、乗算係数αを記憶している
。
3oは加算器である。
加算器7の出力信号のうちビット12〜ビツト16がセ
レクタ23とROM22に供給される。
そして、信号φ2がR3FF24の入力Rに供給される
と出力Qからの出力信号は′δ″となり、セレクタ23
の出力には加算器7から直接供給された信号が現われ、
波形メモリ9にmデータとして供給される。
一方、加算器8の出力信号のうちビット4〜ビツト7が
iデータとして波形メモリ9に供給されている。そうす
ると1mデータとiデータにより波形メモリ9から所定
のサンプル値が送出される。
そして、波形メモリ9から送出されたサンプル値は信号
φ2が1”からO“へ変化するタイミングでう、チ26
に記憶保持される。
その後、信号φ、がR3FF24の入力Sに供給される
と出力Qは”1″となりROM22の出力信号がセレク
タ23の出力に現われ、mデータとして波形メモリ9に
供給される。ROM22から出力されるデータは第6表
に示すように加算器7の出力信号のビット12〜ビツト
16の2進数に+1操作を行なったものである。
(以下余白)
第6表
そして、上述と同様に加算器8の出力信号のうちビット
4〜ビツト7がiデータとして波形メモリ9に供給され
ている。そうすると1mデータとiデータとにより波形
メモリ9から所定のサンプル値が送出される。波形メモ
リ9から送出されたサンプル値は、信号φ3が“1“か
ら“0” へ変化するタイミングでラッチ26に記憶保
持される。
その結果、ラッチ26には、(8)式に示した’(xm
、。)が、ラッチ26には(@式に示したfcx工。1
.。)に相当するサンプル値が記憶保持されることにな
・る。
そして、減算器27において、(8)式に示したfcX
m+’*。) fcx。、。)に相当する減算処理を
行ない、減算結果が乗算器28に供給される。
乗算器28の他人力には、加算器7の出力信号のビット
0〜ビツト11に基づいた乗算係数αが供給される。乗
算係数αはり)式に不した「に相当するものであり、r
は加算器7の出力信号のビット0〜ビツト11の累算結
果に相当するものである。また、Lは第4図で述べた分
割数Nと楽音波形1周期の分割数にとによシ決まる定数
である。
本発明の場合、N=2” 、に=16として説明を進メ
テイルノテ、L=N/に=4096(10進数)となる
。そして、ROM29には、加算器7の出力信号のビッ
トo−ビット11で表わされる組み合わせ、すなわち、
212通りの苦に相当する乗算係数αが記憶されている
。
そして、加算器30において、乗算器28の出力信号と
ラッチ26に記憶保持されているデータとの加算処理を
行ない、加算結果をDACl 0に供給し、アナログ的
な楽音辣形の1サンプルを形成する。
以上の説明のように、第4図で述べた!mrが!m、O
と!m++、o との間に存在した場合、波形メモリ
9からXm、。と!m−1−+、。に相当するサンプル
値fcx工、。)と’(!m−)1.。)とを選択する
。
そして、加算器7の出力信号のビット0〜ビツト7すな
わち、rデータと選択したf(!工、。)と’(!m+
j、O)とを用い直線補間演算し、’(Xmr)を補間
値f(工mr) で近似することにより、波形の形状
変化をなめらかにしさらに、不用なノイズ成分の発生を
防ぐことができる。
第16図に本発明の他の実施例の要部を示す。
第16図に楽音のエンベロープ包絡を発音開始時から発
音終了時までを工分割し、抽出したiサンプル目とi+
1サンプル目の楽音波形1周期の一例を示す。
第16図中の記号について述べる。
iは 工分割して抽出したサンプル位置であり、第13
図に示したデータEのビ。
ト4〜ビ、ドアの内容に相当する。
jは iサンプルを3回(16回)繰り返し読み出しを
行なっている途中の位置全
表わすものであり、第13図に示した
データXのビット0〜ビツト3の内容
に相当するものである。
mは 楽音波形1周期の分割サンプル位置。
” ’ +喧加算器7,8の出力信号によって選択され
た波形サンプル。
!i++、mは
加算器7と加算器8に+1された出力
信号によって選択された波形サンプル。
!i 、 j 、mは
”i++ 、mと”i、mサンプルとの間に存在するj
回目の波形サンプルである。
第6図に示した実施例では波形サンプル”1. l、r
n (] = O+ 1 e 2 *・・・・・・、1
5)は、すべて同じ波形データを用い楽音波形の1サン
プルを発生するようにしていた。
第16図では、波形サンプル!i++ 、mと!i、m
との間に存在する”i、j、mは補間演算を用い仮想的
に仮想サンプル点におけるサンプル値を算出して近似値
を求めようとするものである。
補間処理として、直線補間を行なう場合は、つぎのよう
になる。”i++ 、mと!11mとに対して、f(x
、)と’(!i、m)との間を直線補間すると、1+I
、In
’(!i、1.m)=(f(xt++、m) ’(i
t、m)1j
”(!i、m) ・°・・・・・・・ (9)5=o
、1.2 、・・・・・・、16なる補間値f(”i、
j、m)で’(”i 、 j 、m) を近似できる
。第16図の実施例はり)式を具現化する一例である。
なお、第6図と同一機能なものには同一符号を付して説
明を省略する。第16図において、31はROMで、加
算器8の出力信号に+1した内容を記憶している。32
はセレクタ、33[R8FF。
34.35はラッチ、36は減算器、37Fi乗算器、
38はn6yで、乗算係数βを記憶している。
39は加算器である。
加算器8の出力信号のうちビット4〜ピツト了がセレク
タ32と16M31に供給される。そして、信号φ2が
R5FF33の入力Rに供給されると出力Qからの出力
信号ばOとなり、セレクタ32の出力には加算器8から
直接供給された信される。
一方、加算器7の出力信号のうちビット12〜ビツト1
6がmデータとして波形メモリ9に供給されている。そ
うすると、mデータとiデータにより波形メモリ9から
所定のサンプル値が送出される。
そして、波形メモリ9から送出されたサンプル値は信号
φ2が“1″から“O“へ変化するタイミングでラッチ
34に記憶保持される。
その後、信号φ3がR8FF33の入力Sに供給される
と出力Qは 1 となりROM31の出力信号がセレク
タ32の出力に現われ、1データとして波形メモリ9に
供給される。ROM31から出力されるデータは第7表
に示すように加算器8の出力信号のビット4〜ビ、トγ
の2進数ニ+1操作を行なったものである。
第7表
そして、上述と同様に加算器7の出力信号のりちビット
12〜ビツト16がmデータとして波形メモリ9に供給
されている。そうすると、mデータとiデータとにより
波形メモリ9から所定のサンプル値が送出される。波形
メモリ9から送出されたサンプル値は信号φ3が“1“
から0″へ変化するタイミングでラッチ36に記憶保持
される。
その結果、ラッチ34には、(9)式に示したf(zH
1□)がラッチ36には←)式に示したf(x4+1.
。)に相当するサンプル値が記憶保持されることになる
。
そして、減算器36において、(9)式に示したf(X
i+l 、m)、 ” (!i、m)に相当する減算処
理を行ない、減算結果が乗算器37に供給される。
乗算器37の他人力には、加算器8の出力信号のビット
4〜ビ、ト3に基づいた乗算係数βが供給される。乗算
係数βは@)式に示した上に相当するものであり、)は
加算器8の出力信号のピ、トO〜ピット3の計数結果に
相当するものである。
また、Jは16の定数である。
そして、ROM38には、加算器8の出力信号のビット
o−ビット3で表わされる組み合わせ、すなわち、24
通りの1に相当する乗算係数βが記憶されている。
そして、加算器39において、乗算器37の出力信号と
ラッチ34に記憶保持されているデータとの加算処理を
行ない、加算結果をDACloに供給し、アナログ的な
楽音波形の1サンプルを形成する。
その結果、加算器4 の出力には(9)式に示した△
f(工i、j、m)が算出されることになる。
以上の説明のように、波形メモリ9から!1−1−+
、mと)Ci、mに相当するサンプル値fcx、)と’
(!i、m)とを選択する。そして、1+1 、m
加算器8の出力信号のビット0〜ビ、ト3すなわち、j
データと選択した’OCi+I 、m)と’(!i、m
)とにより直線補間演算しfcx□、 j 、m:’
を補間値Δ
f(x、、)で近似することにより、波形の形状1 、
] 、m
変化をなめらかにしさらに、不用なノイズ成分の発生を
防ぐことができる。
第17図に本発明の他の実施例の要部を示す。
第17図は、サンプル”i、j、m、rを補間演算で算
出し、近似値を求めようとするものである。
補間処理として直線補間を行なう場合の一例を示すとつ
ぎのようになる。第18図に説明図を示す。
まず、!i++ 、m 、l!:!i、mとに対して’
f(”i++、xn)とf(Xi、m) との間の
直線補間を行ない。
’(”i 、 j、m) −(’(Xi+1.m)
’(Xi、In) 1なる補間値f(”LL□)でf(
!1+]、。)を近似する。
次に、xt++、m++と”i、m−1−+とに対して
′f(”i+1 、m+1 )とf(!5m++)との
間の直線補間を行ない、
’(xt 、 j、m++ ) = (f(xi++
、m++ ) −f(!i、mH)1なる補間値Z(z
4 、 j 、In +’)で’(”i、j、m++
)を近似する。
そして、(10)式と(11)式で求めた’(−!ij
、m)とf(xi 、+1.) との間の直線補間
を行ない。
、】9m
−十f(工i、j、m) ・・・・・・(12)なる
補間値f(Ci 、 j、m、r)でf(!i、j、m
、r) を近似する。
i=o、1+・・・・・・、16、j−Q、1,2.・
・・・・。
16、m=o、1,2.・・・・・・、16、r =
Or 1 +2、・・・・・・、L−1
第17図の実施例は(1o) 、 (11) 、 (1
2)式を具現化する一例である。
第14.15図と同一機能なものには同一符号を付して
説明を省略する。第17図において、40.41.42
は補間器で、第14図などに示したラッチ34.35、
減算器36、乗算器37および加算器39と同様なもの
で構成されている。
補間器40において、(1o)式に示した補間演算を行
ない補間値f(工i、j、m) を求める。
補間器41において、(11)式に示した補間演算を行
ない補間値f(工i 、 j 、m+1 )を求める。
そして、補間器42において、補間器4oと補間器41
で求めた補間値’(”i、j、m)とf(”i 、u
n+)を入力としく12)式に示した補間ll
演算を行ない補間値f(X、 ・ )を求め、その
、)、m、r
補間値をDACloに供給し楽音波形を発生する。
以上の説明のように、加算器7.8の出力信号に相当す
るサンプル値f(”i、j、m、r)を限られた個数の
サンプル値(波形メモリ9にはIxKサンプル個のサン
プル値が記憶されている)から。
(1o)、、 (11) 、 (12)式を用いて、補
間演算を行似することによシ、波形の形状の時間的変化
がなめらかになる。さらに、不用なディジタルノイズ成
分の発生を防ぐことができる。
以上のように本発明は、楽音の発音開始時から発音終了
時までを工分割して得たl個の異なる楽音波形1周期を
さらにに分割して得たIxK個のサンプル値をディジタ
ル値の形で記憶する波形メモリ(実施例では波形メモリ
9で構成)と、上記波形メモリより異なる楽音波形の複
数個のサンプル値を順次読み出すだめの読み出しデータ
を発生する読み出し装置(実施例では周期メモリ4.累
算器メモリ5、計数メモリ6と加算器7,8とROM5
1とセレクタ32とで構成)と、上記読み出されたサン
プル値を用いて補間計算を行なう演算器(実施例では減
算器36と乗算器37とROM38と加算器39とで構
成)とを具備し、上記波形メモリから読み出された複数
個のサンプル値f(!i++、m)と’(”i、m)間
に存在する仮想サンプル点における仮想サンプル値f(
ICi、j、m) 全上記演算装置を用いて求めた補間
値f(”i、j、m)で近似することにより、波形の形
状の時間変動の伴なった自然楽器に非常によく似た楽音
信号をつくることができる。また、補間計算により波形
の形状変化をなめらかにし、不用なディジタルノイズ成
分の発生を防ぐことができる。[Repeat and read out one cycle of the memorized I'=o sample musical waveform five times,
Next 1. Technique = Read out one period of the musical sound waveform of the first sample five times, continue one cycle, and finally! If one period of the sample tone waveform is read out 5 times, Ix
J-wave musical tone is generated.0 To simplify the explanation below, I=16. J=16,
= 16. Next, the determination of the period of the fundamental wave of the musical sound waveform will be described. Note that the number of keys that can be generated is 48 keys of 4 octaves. FIG. 4 shows an example of one cycle of a musical tone waveform stored in the waveform memory. 4 octaves 4 from one musical sound waveform as shown in Figure 4.
In order to generate musical tones corresponding to 8 keys, the following operations are performed. Divide one period of the musical sound waveform into N parts. Here, N is the product of a positive integer and L. Next, find the point where one period is divided by X! oat, X2.・・・・・・、! m,...+
"k-+. There are L points in each section divided by
. . , r, . . . , (L-1) and expressed as xmr. In this way, all N points within one period! . , can be expressed as . Here, m=o, 1, 2 * −−+ K −1r=0,
1, 2. ...River 1L-1. Therefore, the above Xm is X. . It is expressed as Further, the phase of the point Xmf is because one period is 2π. When this is read out sequentially using the read clock fck (H"), r increases by one for every 1/fat (tree), so the sounding frequency f is ck f = = (Hz)...・
... (→.Similarly, if q pieces of interlace reading are performed, 1/f
Since r increases by q for every ck (sea), the sounding frequency f becomes. Use the values shown in Table 1 for the number of skips q for the 12 notes in the lowest octave. Then, the maximum number of jumps q is qmax j4
51 x 2 = 3608...
... (4). Even at the highest frequency, if the number of samples in one period of the musical sound waveform is 16, the number of divisions N is N = qmaxX 16 = 57728 ・-
...-...(6). At the lowest frequency, one cycle consists of 242 samples. Also, considering digital processing, processing becomes easier by setting N to a power of 2, so the number of divisions N is N = 2 = 66539...
... (6) becomes. Table 1 Here, the read clock fck is kept constant at fck=17932.74 [HzJ. Then, if the number of jumps is q=239, then from equation (3),
f= (239/2”)x1793.74!;es, (
Hz). Furthermore, if q=253, f L=
==69.2 (Hz), q = 268,
f = 7 s, 3 (Hz). By using the number of jumps q shown in Table 1, the pitch name c
, (65,406 (Hz)) ~ pitch name B. It is possible to generate musical tones of one octave up to (123,47 (Hz)). To generate a pitch one octave higher, the number of jumps is q. 2
Obtained by multiplying. For example, the number of jumps qx2
=239X2=478, then f # 130.8
(Hz) In other words, an interval with the pitch name C2iC phase "A" is obtained. Similarly, to obtain an interval two octaves higher, the number of jumps q shown in Table 1 can be multiplied by 4. As a result, by further substituting octave information into equation (3), we get the following equation: 0D=i, 2, 3.4 (OD is the octave number) The waveform memory has each division point X divided into .,!,. . . . l ”m + . . . + For xmr(r+o) points, “O; ”!-11...*Xk-+
A musical tone sample is obtained by referring to the sample value of . FIG. 6 shows an example of a generated musical tone sample. In FIG. 6, (mu) is a sample value stored in the waveform memory. CB) is black, ri f. xm per k
It represents the position of r. (C) is the musical tone sample value determined by "mr.The example in Figure 6 is the tone name B.
4, that is, the number of skips is q·2δD−1=3608. First, when xvQy-3608x O, the waveform (A)!
A zero sample value is generated. When Xmr=3608x1, "mr" exists between xo and xl of the waveform (mu)/pull value.The sample value is generated.xKnr-360
When it is 8×2, the waveform (mu)! 1 and x22 sample value
mr exists and 11 sample values are generated. Similarly, predetermined sample values are generated by "mr" in the same way. Figure 6 shows an embodiment of the present invention. Figure 6 assumes a multiple-tone configuration (a configuration that generates eight tones). In Fig. 6, 1 is a keyboard, which is composed of a plurality of key switches.2 is a key press detection section,
No. 407 "This device has the same function as a generator assigner already known in the multiplexing device j for selecting musical tones and voices in electronic musical instruments, and detects the pressed/released state of keys on the keyboard 1, and This system allocates an appropriate empty channel among a plurality of musical sound generation channels in accordance with the selected key, and sends out note data and octave data representing the pitch of the key.Here, a microcomputer is assumed. Reference numeral 3 denotes a sound cycle data generation section, which generates sound cycle data (jump number q.multidot.2) based on the note data and octave data sent from the key press detection section 2. 6 is a periodic memory that stores the sounding cycle gator sent from the sounding cycle data generating section 3. 6 is a cumulative memory;
6 is a counting memory, and 7 and 8 are adders that perform a binary addition operation between the input cam and input B, store and hold the addition result by the clock pulse supplied to input GK, and send it out from output C. . A waveform memory 9 stores each sample value explained in FIGS. 2 and 3 as a digital value. 1
0 is a digital-to-analog converter (hereinafter abbreviated as DAC)
, 11 is a timing pulse generator (hereinafter abbreviated as TPG), which can generate a timing pulse that determines the operation timing of musical tone generation. 12 is an AND gate, and 13 is an inverter. . In addition, since the structure shown in Fig. 6 is a multiple tone configuration (eight notes are generated), the periodic memory 4, cumulative memory 6, and counting memory 6 can each store data equivalent to eight notes, and the overall operation is In this case, time division multiplexing is performed by TPGl1. FIG. 7 shows a memory map of the waveform memory 9. In the figure, x=1. At the position x = 2, is the sample value of the 12th sample obtained by dividing one cycle of the musical waveform of the 1st sample into is stored in the form of digital values. Similarly, the sample value of each sample point is stored. Next, the operation timing generated from TPGl 1 will be explained. FIG. 8 shows a specific example of TPGll. In FIG. 8, 14 is an oscillator, and 16 is a counter, which has a 36-decimal counter configuration. 16 is read-only memory (hereinafter referred to as RO)
(abbreviated as M). FIG. 9 shows a time chart of the maming noise ζ generated from TPGl 1. A counter 16 performs a count-up operation based on the output signal of the oscillator 14. Then, the output signal of the oscillator 14 and the output Q of the counter 16. , Ql are sent to the inputs A and B of the ROM16. Signals φ1 to φ5 shown in FIG. 9 are sent out from outputs 61 to 65, respectively. The logical relationship between input and output of the ROM 16 is shown below. The output signal of the output Qo of the counter 16 is Q. , output Q, is assumed to be 91. φ1-6・Qo ”Q+ φ2-φ.・Qo-Q. φ, -φ.-Qo-Q. φ4-φ.・Qo-Q. φs ”Qo ”Q. This signal φ, ~signal φ5 are period It is used as a data write or read signal for the memory 4, accumulation memory 6, and counting memory 6, and as an addition result latch clock for the adders 7 and 8. Also, the signal D sent from the outputs Q2 to Q5 of the counter 16 is supplied to the periodic memory 4, accumulation memory 6, counting memory 6, etc., and becomes the address code corresponding to each channel. The relationship between the signal D and the corresponding channels is shown in Table 2. Note that " 1 is logic... level, '6
"Q is the logic level. Output Q2 of the counter 15~
Let the output signals of the output Q5 be Q2 to Q5, respectively. In Table 2, the period T of the signal D corresponds to the fck described above. That is, sample values of musical tones corresponding to eight channels are generated every period T. Next, a detailed explanation of the operation shown in FIG. 6 will be given. The key press detection unit 2 searches for the key press state of the keyboard 1, and sends note data and octave data corresponding to the key press switch, address data of the assigned sound channel, and a data write signal from the key press detection unit 2. . Various data sent from the key press detection section 2 are supplied to a sound generation cycle data generation section 3. Then, based on the supplied note data and octave data, an interlaced number q·2°D-+ that determines the pitch of the generated musical sound waveform is generated. When the signal AD supplied from the TPG 11 matches the address data of the allocated sound channel, a new sound sound data write signal (hereinafter NDWR signal ) is sent. Here, a time chart of data supplied from the key press detection section 2 to the sound generation cycle data generation section 3 is shown in FIG. 10, and table 3 and table 4 show note data. This shows the composition of octave data. Further, Table 6 shows the structure of address data of assigned sound generation channels. Table 3, Table 4, Table 6, and FIG. 11 show a specific example of the sound generation period data generating section 3. In FIG. 11, 17 is a latch, and the input GK is “1”.
When supplied, the data supplied to input IN is stored. Then, when "1" is supplied to the input OR, a clear operation is performed and the output signal of the output OUT is all "0".
becomes. Reference numeral 18 denotes a latch, which is similar to the above-mentioned launch 17, except for the clearing function. 18 is a ROM that stores period data (number of jumps q,
26D-1) is stored. 20 is a comparator. When the signals supplied to the input cam and B are equal, the output C
1'' is sent from 21 is an AND gate. Note that the latch 17 has a 4-bit configuration, and the latch 18 has a 6-pit configuration. All jump numbers are stored. When various data are supplied from the key press detection section 2 at the timing shown in FIG.
Then, the address data of the sound generation channel is stored in the latch 17.
Note data and octave data are stored in the latch 18, respectively. Then, the jump number q·2°D−+ based on the note data and octave data stored in the latch 18 becomes R.
It is sent from the output OUT of 6M19. On the other hand, the address data stored in the latch 17 and the TPG
The comparator 20 compares the signal with the signal D supplied from ll.
When a match is made, a 1" signal is output from the output C. This timing is shown in FIG. 12. For example, when the address code corresponding to channel 3 is stored in the The output signals of the program D and the latch 17 are compared, and if they match as shown in FIG. 12, the signal WP becomes "1#". When the signal φ4 supplied from TPGll becomes '1', the AND gate 21 is
A clear signal is supplied to the input OR of the latch 17 through the clear signal, and the output signal of the latch 17 becomes aQQO again. Thereafter, even if the address code corresponding to channel 3 is generated again in the signal D supplied from the 'l'PG11, the signal WP will not become 1'' because the output signal of the latch 17 is aQQ'6. , the timing at which the signal WP becomes "1" is when new data is supplied from the key press detection section 2, and "1" appears only at the first timing when new data is written to the assigned channel. New data is written to the periodic memory 4, cumulative memory 5, and count memory 6. Also, the signal sent from the output Do1 is an interlaced signal D-1 number q・2, and is sent to the 5-period memory 4. On the other hand, the signal sent from output DO2 is aQQ“O”
The data are sent to the cumulative memory 6 and counting memory 6. This data is used to set the initial values of the accumulation memory 6 and the count memory 6, that is, to clear the accumulation and count values, and to prepare the data to be read from the waveform memory 9 starting from the sound generation start data. In addition, although the ROM 19 stores all the jumps δD-1 for 4 octaves, the number of jumps q・2, the numbers of jumps for 1 octave shown in Table 1 are stored in the ROM 19. Then, a predetermined jump number q is selected based on the note data stored in the latch 18, and the data is multiplied by the octave D-1 data stored in the latch 18 to obtain the jump number q・2. It may also be configured to occur. Returning to FIG. 6, the operation will be explained. When the NDWP signal is supplied from the sound generation period data generating section 3, a predetermined channel according to the signal D supplied from the TPGl 1 is selected (for example, suppose that channel 3 is selected), and the signal φ5° signal is selected. By φ5, a new interlaced number δD−+ q·2 is written into the periodic memory 4, and all “0” data is written into the cumulative memory 6 and counting memory 6. Then, when the signal D transmitted from TPGl 1 again becomes a code corresponding to channel 3, the signal φ4. By φ5, the jump number D-1 q·2 is read from the periodic memory 4 and sent to the adder 70 input cam. From the accumulation memory 5, the accumulated value is sent to the input B of the adder 7. The count value from the count memory 6 is input B to the adder 8.
will be sent to. Then, in the adder 7, the result of addition of the jump number D-1 q·2 and the cumulative value is stored and held by the addition operation signal φ2. Further, in the adder 8, the most significant bit sent from the output C of the adder 7 and the count value are added together, and the addition result is stored and held by the signal φ2. The output signal of adder 7.8 is fed to waveform memory 9. A predetermined sample value is selected based on the supplied data and converted to an analog signal via DAClo to form one sample of an analog tone waveform. When the signal →φ becomes "1", the output signal of the adder 7 is written into the accumulation memory 6, and the output signal of the adder 8 is written into the counting memory 6, respectively. When the signal D changes from the address code of channel 3 to the address code of channel 4, the same processing as described above corresponding to channel 4 will be performed. When signal D becomes the address code of channel 3 again,
The same processing as described above is performed to form sample values of the next tone waveform from the output of DAClo, and sample values of the tone waveforms are successively formed in the same manner. When the MSB of the output signal of the adder 8 becomes "1", the signal is input to the AND gate 12 via the inverter 13.
l oll is supplied, and the output of AND gate 12 is 0''
Therefore, "0" is supplied to the input cam of the adder 8 without being influenced by the signal from the adder 7. Then, even if the MSB of the output signal of the adder 7 becomes 1'', the count value stored in the count memory 6 will not be incremented by one. As a result, when the MSB of the output signal of the adder 8 becomes "1", the sample value read from the waveform memory 9 becomes I
One period of the =o-th sample of the musical sound waveform is read out, and the generation of musical tones is stopped. This is because the musical sound waveform of the I=O sample has not yet been generated at the start of sound generation, so the sample value is I=0. All of the = 0 to 15 samples are 0, and musical tones are no longer generated. In FIG. 6, the +1 operation of the adder 8 is prohibited, but the addition operation of the adders 7 and 8 may be prohibited. Next, the output signals of the cycle memory 4, the cumulative memory 6, the counting memory 6, the adders 7 and 8, and the samples of the musical waveforms selected from the waveform memory 9 will be explained with reference to FIG. Note that each output signal has a data name as shown below. Periodic memory ...... Datum cumulative memory 5 ...... Data B counting memory 6 ・
...... Data C adder 7...
-Data D Adder 8...Data 2 First, the bit configuration of each data will be described. The datum is the number of skips, and since it is assumed that musical tones are generated for four octaves, the maximum value of the number of jumps q·2°D-1 is <3608>. As a result, 12 bits are required as binary data. Data B is δD-+ q・2 (.a,)X 16=57728, assuming that the number of divisions of one cycle of the musical waveform with the highest frequency that can be produced is 16.
As a result, the number of bits is 16 bits as binary data.・It will be necessary. Data C is I=16. Since J=16 is assumed, 9
It has pit configuration. Since data D is the result of addition of datum and data B, it consists of 17 bits. Since data E is the result of addition of data C and the MSB of data D, it has a 9-pit configuration. Further, the contents represented by pits 4 to 16 of data D correspond to mr explained in FIG. 4. Also, the contents cleared in pits 0 to 11 are added to bit 1 in r.
The contents of bits 2 to 16 correspond to m. Further, r data of D and j data of data E indicate virtual sample points of m data of data D and i data of data 2, respectively. As can be seen from FIG. 13, the contents of data A and data jlB are added, and the added result becomes data D. Further, the contents of bit 16 of data C and data D are added, and the result of the addition becomes data E. Then, the contents of bits 12 to 15 of data D (assumed to be m data) and bits 4 to y of data 2 (i
The contents of the data (hereinafter referred to as data) are supplied to the memory 9. A predetermined sample value is selected based on the m data and 1 data supplied to the memory 9. The m data selects a predetermined sample, and the i data selects a predetermined first sample. Further, data E is processed by +1 every time one cycle of the musical sound waveform is generated. The reading point of the sample changes every time the content of the data E advances by 16 steps. That is, each time 16 musical tone waveforms are generated, waveforms with different shapes are read out. As described above, the above embodiment divides the musical sound waveform envelope from the start of sound generation to the end of sound generation as shown in FIG.
The period is divided into 1 period, and the sample values obtained by dividing one period of the extracted musical sound waveform into X samples, that is, Kx1 sample values, are stored in the waveform memory 9 in the form of digital values. , when a musical tone is generated, one period of the musical waveform of the I=O sample stored in the waveform memory 9 is read out five times using the jump number q・2 corresponding to the frequency D−1 to be generated, and then , ■ = 1 period of the musical sound waveform of the 1st sample is repeated 5 times, and read out sequentially.Finally, 1 period of the musical sound waveform of the 1st sample is repeatedly read out 5 times, so that a musical sound of I x J wave is generated. , to obtain a music signal whose waveform changes over time. FIG. 14 shows the main part of another embodiment of the present invention. In the embodiment shown in FIG. 6, when XmT explained in FIG. 4 exists between Xm,O and xm-N,O, the sample value read from the waveform memory 9 is Im,. The sample value of was read out. In Fig. 14, even if mr exists between Xm, O and Xm + I, O, an interpolation operation is performed to calculate the sample value at the virtual sample point in a virtual manner to obtain an approximate value. When linear interpolation is performed as an interpolation process, the equation becomes oxm+l,o and ) = ”(!m++ ,o)””m,o))
τ+f(xm,.) ・・・・・・・・・・・・(
8) f (work mr) can be approximated by the interpolated value fcx□). The embodiment shown in FIG. 14 is an example of embodying equation (8). Components having the same functions as those in FIG. 6 are given the same reference numerals and the congratulations are omitted. In FIG. 14, 22 is a ROM which stores the contents of adding 1 to the output signal of the adder 7. 23
is the selector, 24 is the RS flip 70 knob (hereinafter R8F)
(abbreviated as F), 26° 26 is a latch, 27 is a subtracter, 28
29 is a multiplier, and 29 is a ROM that stores a multiplication coefficient α. 3o is an adder. Bits 12 to 16 of the output signal of adder 7 are supplied to selector 23 and ROM 22. Then, when the signal φ2 is supplied to the input R of the R3FF24, the output signal from the output Q becomes 'δ'', and the selector 23
The signal directly supplied from the adder 7 appears at the output of
The data is supplied to the waveform memory 9 as m data. On the other hand, bits 4 to 7 of the output signal of adder 8 are supplied to waveform memory 9 as i data. Then, a predetermined sample value is sent out from the waveform memory 9 using the 1m data and the i data. Then, the sample value sent from the waveform memory 9 is transmitted to the chip 26 at the timing when the signal φ2 changes from 1" to O".
is stored in memory. Thereafter, when the signal φ is supplied to the input S of the R3FF 24, the output Q becomes "1" and the output signal of the ROM 22 appears at the output of the selector 23, and is supplied to the waveform memory 9 as m data. The data output from the ROM 22 is obtained by adding 1 to the binary number of bits 12 to 16 of the output signal of the adder 7, as shown in Table 6. (Left space below) Table 6 Similarly to the above, bits 4 to 7 of the output signal of the adder 8 are supplied to the waveform memory 9 as i data. Then, a predetermined sample value is sent out from the waveform memory 9 using the 1m data and the i data. The sample value sent from the waveform memory 9 is stored and held in the latch 26 at the timing when the signal φ3 changes from "1" to "0". As a result, the latch 26 has '(xm
,. ), but the latch 26 has (fcx construction shown in @formula.1
.. . ) will be stored and retained. Then, in the subtracter 27, fcX shown in equation (8)
m+'*. ) fcx. ,. ), and the subtraction result is supplied to the multiplier 28. A multiplication coefficient .alpha. based on bits 0 to 11 of the output signal of the adder 7 is supplied to the multiplier 28. The multiplication coefficient α corresponds to the equation
corresponds to the cumulative result of bits 0 to 11 of the output signal of the adder 7. Further, L is a constant determined depending on the number of divisions N described in FIG. 4 and the number of divisions of one cycle of the musical sound waveform. In the case of the present invention, the explanation is given as N=2" and 16, and L=N/=4096 (decimal number). Then, the ROM 29 stores bits o and bits of the output signal of the adder 7. The combination represented by 11, that is,
Multiplying coefficients α corresponding to 212 types of koku are stored. Then, in the adder 30, the output signal of the multiplier 28 and the data stored and held in the latch 26 are added together, and the addition result is supplied to the DACl 0 to form one sample in analog musical tone form. do. As explained above, as shown in Figure 4! Mr.! m, O
and! m++, o, from waveform memory 9 to Xm,. and! m-1-+,. Sample value fcx, corresponding to . ) and '(!m-)1. . ) and select. Then, bits 0 to 7 of the output signal of the adder 7, that is, the r data, the selected f(!work,.) and '(!m+
By performing linear interpolation calculations using j, O) and approximating '(Xmr) with the interpolated value f(xmr), it is possible to smooth out changes in the shape of the waveform and prevent the generation of unnecessary noise components. . FIG. 16 shows a main part of another embodiment of the present invention. Figure 16 shows the i-th sample and the i +
An example of one cycle of the first sample musical sound waveform is shown. The symbols in FIG. 16 will be explained. i is the sample position extracted by dividing the 13th
Bi of data E shown in the figure. This corresponds to the contents of the door. j represents all positions during the repeated reading of the i sample three times (16 times), and corresponds to the contents of bits 0 to 3 of data X shown in FIG. m is the divided sample position of one cycle of the musical sound waveform. `` ' + Waveform samples selected by the output signals of adders 7 and 8. !i++, m are waveform samples selected by the output signals added by 1 to adders 7 and 8. !i, j, m is j that exists between “i++,m” and “i,m samples”
This is the second waveform sample. In the embodiment shown in FIG. 6, the waveform sample "1. l, r
n (] = O+ 1 e 2 *・・・・・・, 1
5) uses the same waveform data to generate one sample of a musical sound waveform. In Figure 16, a waveform sample! i++, m and! i, m
``i, j, m'' that exist between the two are used to virtually calculate the sample value at the virtual sample point using interpolation calculation to obtain an approximate value. When performing linear interpolation as the interpolation process becomes as follows.”i++, m and! 11m, f(x
, ) and '(!i, m), 1+I
, In'(!i, 1.m)=(f(xt++,m)'(i
t, m) 1j ”(!i, m) ・°・・・・・・・ (9) 5=o
, 1.2 , ..., 16 interpolated value f("i,
j, m) can approximate '("i, j, m). The embodiment in Figure 16 is an example of embodying the formula). Components with the same functions as those in Figure 6 are given the same reference numerals. 16, 31 is a ROM, which stores the contents of adding 1 to the output signal of the adder 8. 32
is the selector, 33[R8FF. 34.35 is a latch, 36 is a subtracter, 37Fi multiplier,
38 is n6y, which stores a multiplication coefficient β. 39 is an adder. Of the output signal of the adder 8, bits 4 to 16M31 are supplied to the selector 32 and 16M31. When the signal φ2 is supplied to the input R of the R5FF33, the output signal from the output Q becomes O, and the output of the selector 32 receives the signal directly supplied from the adder 8. On the other hand, bits 12 to 1 of the output signal of adder 7
6 is supplied to the waveform memory 9 as m data. Then, a predetermined sample value is sent out from the waveform memory 9 based on the m data and i data. The sample value sent from the waveform memory 9 is stored and held in the latch 34 at the timing when the signal φ2 changes from "1" to "O". Thereafter, when the signal φ3 is supplied to the input S of the R8FF33, the output Q becomes 1, and the output signal of the ROM 31 appears at the output of the selector 32, and is supplied to the waveform memory 9 as 1 data. The data output from the ROM 31 is based on bits 4 to γ of the output signal of the adder 8 as shown in Table 7.
The result is a binary number 2+1 operation. Table 7 Similarly to the above, bits 12 to 16 of the output signal of the adder 7 are supplied to the waveform memory 9 as m data. Then, a predetermined sample value is sent out from the waveform memory 9 using the m data and the i data. The sample value sent from the waveform memory 9 has a signal φ3 of “1”.
is stored and held in the latch 36 at the timing when it changes from
1□) is applied to the latch 36 by f(x4+1.
. ) will be stored and held. Then, in the subtracter 36, f(X
i+l, m), ” (!i, m), and the subtraction result is supplied to the multiplier 37. A multiplication coefficient β based on B, G3 is supplied.The multiplication coefficient β corresponds to the above shown in the formula @), and ) is the output signal of the adder 8 from P, O to PIT3. This corresponds to the counting result. Also, J is a constant of 16. Then, the ROM 38 stores the combination represented by bit o - bit 3 of the output signal of the adder 8, that is, 24
A multiplication coefficient β corresponding to 1 is stored. Then, the adder 39 performs addition processing on the output signal of the multiplier 37 and the data stored and held in the latch 34, and supplies the addition result to DAClo to form one sample of an analog tone waveform. As a result, Δf (factor i, j, m) shown in equation (9) is calculated at the output of the adder 4. As explained above, from waveform memory 9! 1-1-+
, m and) Ci, the sample value fcx, ) corresponding to m, and'
(!i,m). Then, bits 0 to 3 of the output signal of the adder 8, i.e., j
data and selected 'OCi+I, m) and '(!i, m
) and perform linear interpolation calculations, fcx□, j, m:'
By approximating with the interpolated value Δf(x,,), the waveform shape 1,
] , m It is possible to smooth the change and furthermore prevent the generation of unnecessary noise components. FIG. 17 shows the main part of another embodiment of the present invention. In Fig. 17, samples "i, j, m, and r are calculated by interpolation to obtain approximate values. An example of linear interpolation as the interpolation process is as follows. An explanatory diagram is shown in Fig. 18. First, for !i++, m, l!:!i, m'
Perform linear interpolation between f("i++, xn) and f(Xi, m). '("i, j, m) - ('(Xi+1.m)
'(Xi, In) With the interpolated value f("LL□) of 1, f(
! 1+],. ) is approximated. Next, perform linear interpolation between 'f('i+1, m+1) and f(!5m++) for xt++, m++ and 'i, m-1-+,'(xt, j, m++) = (f(xi++
, m++ ) −f(!i, mH)1 is the interpolated value Z(z
4, j, In +') and '("i, j, m++
) is approximated. Then, '(-!ij
, m) and f(xi, +1.). , ]9m - 10f(work i, j, m) ......(12) With the interpolated value f(Ci, j, m, r), f(!i, j, m
, r). i=o, 1+..., 16, j-Q, 1, 2.・
.... 16, m=o, 1, 2. ......, 16, r =
Or 1 +2, ..., L-1 The example of FIG. 17 is (1o), (11), (1
2) This is an example of embodying the formula. Components with the same functions as those in FIGS. 14 and 15 are given the same reference numerals and their explanations will be omitted. In Figure 17, 40.41.42
is an interpolator, and the latches 34, 35 and 35 shown in Fig. 14 etc.
The subtracter 36, the multiplier 37, and the adder 39 are similar to each other. The interpolator 40 performs the interpolation calculation shown in equation (1o) to obtain an interpolated value f(factor i, j, m). The interpolator 41 performs the interpolation calculation shown in equation (11) to obtain an interpolated value f (factor i, j, m+1). Then, in the interpolator 42, an interpolator 4o and an interpolator 41
The interpolated values '('i, j, m) and f('i, u
Using n+) as input, the interpolation ll calculation shown in equation 12) is performed to obtain the interpolated value f(X, . As explained above, the sample value f("i, j, m, r) corresponding to the output signal of the adder 7.8 is stored in a limited number of sample values (IxK samples in the waveform memory 9). By using equations (1o), (11), and (12) to perform interpolation calculations, temporal changes in the shape of the waveform become smooth. , the generation of unnecessary digital noise components can be prevented.As described above, the present invention further divides one cycle of l different musical sound waveforms obtained by dividing the period from the start of sound generation to the end of sound generation. A waveform memory (consisting of waveform memory 9 in the embodiment) for storing IxK sample values obtained by dividing in the form of digital values, and a memory for sequentially reading out a plurality of sample values of different musical waveforms from the waveform memory. A readout device that generates readout data (in the embodiment, a periodic memory 4, an accumulator memory 5, a counting memory 6, adders 7 and 8, and a ROM 5)
1 and a selector 32), and an arithmetic unit (in the embodiment, composed of a subtracter 36, a multiplier 37, a ROM 38, and an adder 39) that performs interpolation calculations using the read sample values. Then, the virtual sample value f(!
ICi, j, m) By approximating with the interpolated value f("i, j, m) obtained using all the above-mentioned arithmetic devices, it is possible to create a waveform that is very similar to a natural instrument with time-varying waveform shape. It is possible to create a musical tone signal.Also, by using interpolation calculations, changes in the shape of the waveform can be made smooth, and the generation of unnecessary digital noise components can be prevented.
第1図は楽音波形の一例を示す図、第2図は楽
−音波形のエンベロープ包絡状態の一例を示す図。
第3図は楽音波形の一例を示す図、第4図、第5図は本
発明の動作原理の説明図、第6図は本発明の一実施例を
示すプロ、り図、第7図は第6図の波形メモリ9のメモ
リマツプを示す図、第8図は第6図のタイミングパルス
発生部11の一具体例を示すブロック図、第9図は上記
タイミングパルス発生部11のタイムチャート、第10
図は上記実施例の動作を説明するだめのタイムチャート
、第11図は第6図の発音周期発生部3の一具体例を示
すブロック図、第12図は第11図の動作を説明するた
めのタイムチャート、第131.2181.第16図、
第18図は上記実施例の動作を説明するための説明図、
第14図、第16図、第17図は本発明の他の実施例を
示すブロック図である。
1・・・・・・鍵盤、2・・・・・・押鍵検出部、3・
・・・・・発音周期データ発生部、4・・・・・・周期
メモリー6・・・・・・累算器モリ、6・・・・・・計
数メモリ、9・・・・・・波形メモリ、7 、8 、3
0 、39−−−−−−加算器、10・川・−DAIC
。
11・・・・・・タイミングパルス発生部、12,21
・・・・・・アンドゲート、13・・・・・・インバー
タ、17゜1 B 、 26 、26 、35 、34
・・・・・・う、チ、16゜19.22.29.31.
38・・・−・−ROM、2゜・・・・・・比較器、1
4・・・・・・発振器、16・・・・・カウンタ、23
.32・・・・・・セレクタ、24.33・・・・・・
RSフリップフロップ、27.36・・・・・・減算器
、28゜27・・・・・乗算器。
代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第3
図
第4図
第10図
第11図
第12図Figure 1 shows an example of a musical sound waveform, and Figure 2 shows an example of a musical sound waveform.
- A diagram showing an example of an envelope enveloping state of a sound waveform. Fig. 3 is a diagram showing an example of a musical tone waveform, Figs. 4 and 5 are explanatory diagrams of the operating principle of the present invention, Fig. 6 is a diagram showing an example of the present invention, and Fig. 7 is 6 is a diagram showing a memory map of the waveform memory 9, FIG. 8 is a block diagram showing a specific example of the timing pulse generator 11 in FIG. 6, FIG. 9 is a time chart of the timing pulse generator 11, and FIG. 10
The figure is a time chart for explaining the operation of the above embodiment, FIG. 11 is a block diagram showing a specific example of the sound generation cycle generator 3 of FIG. 6, and FIG. 12 is for explaining the operation of FIG. 11. Time chart of No. 131.2181. Figure 16,
FIG. 18 is an explanatory diagram for explaining the operation of the above embodiment;
FIGS. 14, 16, and 17 are block diagrams showing other embodiments of the present invention. 1...Keyboard, 2...Key press detection section, 3.
... Sound cycle data generation section, 4 ... Period memory 6 ... Accumulator memory, 6 ... Counting memory, 9 ... Waveform memory, 7, 8, 3
0, 39---Adder, 10・River・-DAIC
. 11...timing pulse generator, 12, 21
......AND gate, 13...Inverter, 17゜1 B, 26, 26, 35, 34
・・・・・・Uh, 16°19.22.29.31.
38...--ROM, 2゜...Comparator, 1
4...Oscillator, 16...Counter, 23
.. 32...Selector, 24.33...
RS flip-flop, 27.36...subtractor, 28°27...multiplier. Name of agent: Patent attorney Toshio Nakao and 1 other person No. 3
Figure 4 Figure 10 Figure 11 Figure 12
Claims (1)
て得たl個の異なる楽音波形1周期をさらにX分割して
得たIxK個のサンプル値をディジタル値の形で記憶す
る波形メモリと、上記波形メモリより異なる楽音波形の
複数個のサンプル値を順次読み出すだめの読み出しデー
タを発生する読み出し装置と、上記読み出されたサンプ
ル値を用いて補間計算を行なう演算装置とを具備し、上
記波形メモリから読み出された複数個のサンプル値間に
存在する仮想サンプル点における仮想サンプル値を上記
演算装置により求めて楽音を発生するようにした楽音発
生装置。 し)特許請求の範囲第1項記載の楽音発生装置において
、読み出し装置を発音すべき周波数に対応した周期デー
タを記憶する周期メモリと上記周期メモリに記憶された
周期データの累算を行なう累算器とその累算器の出力信
号の最上位ビット信号を計数する計数器と、上記計数器
の出力信号に+1操作を行なう+1操作器とで構成し、
上記計数器の出力信号と上記+1操作器の出力信号とで
波形メモリに記憶されているl個の楽音波形から複数の
楽音波形を選択し、上記累算器の出力信号で上記計数器
と+1操作器とで選択した複数の楽音波形1周期から所
定のサンプル値を選択し同一波形メモリから複数のサン
プル値を読み出すことを特徴とする楽音発生装置。 (3)特許請求の範囲第2項記載の楽音発生装置におい
て、累算器は発音可能な最高周波数に相当する周期デー
タのに倍以上のビット空間を有することを特徴とする楽
音発生装置。 (4)特許請求の範囲第3項記載の楽音発生装置におい
て、計数器はl個の異なる楽音波形の選択と楽音波形1
周期を5回繰り返すためのど、ト空間を有することを特
徴とする楽音発生装置。 (6)特許請求の範囲第4項記載の楽音発生装置におい
て、累算器を累算結果を記憶する累積メモリと第1の加
算器とで構成し、計数器を計数結果を記憶する計数メモ
リと第2の加算器とで構成したことを特徴とする楽音発
生装置。 (6)特許請求の範囲第6項記載の楽音発生装置におい
て、+1操作器をリード・オンリー・メモリーで構成す
ることを特徴とする楽音発生装置。 C′r)特許請求の範囲第6項記載の楽音発生装置にお
いて、周期メモリと累積メモリと計数メモリとをそれぞ
れ複数組設け、第1の加算器と第2の加算器と前記波形
メモリとを時分割的に使用することによシ複数の楽音信
号を発生することを特徴とする楽音発生装置。[Scope of Claims] (1) Digital values of IxK sample values obtained by further dividing one period of l different musical sound waveforms obtained by dividing the cycle from the start of sound generation to the end of sound generation by X a waveform memory that stores data in the form of a waveform memory; a readout device that generates readout data for sequentially reading out a plurality of sample values of different tone waveforms from the waveform memory; and interpolation calculations using the readout sample values. a musical tone generating device, the musical tone generating device comprising: an arithmetic device; the arithmetic device generates a musical tone by determining a virtual sample value at a virtual sample point existing between a plurality of sample values read from the waveform memory; (b) In the musical tone generating device according to claim 1, a periodic memory for storing periodic data corresponding to the frequency at which the reading device is to generate sound, and an accumulation for accumulating the periodic data stored in the periodic memory. a counter that counts the most significant bit signal of the output signal of the counter and its accumulator, and a +1 operation device that performs a +1 operation on the output signal of the counter,
A plurality of musical sound waveforms are selected from l musical sound waveforms stored in the waveform memory using the output signal of the counter and the output signal of the +1 operation device, and the output signal of the accumulator is used to select the +1 A musical tone generating device characterized in that a predetermined sample value is selected from one cycle of a plurality of musical sound waveforms selected by an operating device, and the plurality of sample values are read out from the same waveform memory. (3) The musical tone generating device according to claim 2, wherein the accumulator has a bit space that is more than twice as large as the periodic data corresponding to the highest frequency that can be produced. (4) In the musical tone generating device according to claim 3, the counter selects l different musical sound waveforms and selects l different musical sound waveforms.
A musical tone generator characterized by having a throat space for repeating a cycle five times. (6) In the musical tone generating device according to claim 4, the accumulator is constituted by an accumulation memory for storing accumulation results and a first adder, and the counter is a counting memory for storing counting results. and a second adder. (6) A musical tone generating device according to claim 6, characterized in that the +1 operating device is constituted by a read-only memory. C'r) In the musical tone generating device according to claim 6, a plurality of sets of periodic memories, cumulative memories, and counting memories are each provided, and a first adder, a second adder, and the waveform memory are provided. A musical tone generating device characterized in that it generates a plurality of musical tone signals by using them in a time-sharing manner.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56194078A JPS5895792A (en) | 1981-12-02 | 1981-12-02 | Musical sound generator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56194078A JPS5895792A (en) | 1981-12-02 | 1981-12-02 | Musical sound generator |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5895792A true JPS5895792A (en) | 1983-06-07 |
JPH033236B2 JPH033236B2 (en) | 1991-01-18 |
Family
ID=16318585
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP56194078A Granted JPS5895792A (en) | 1981-12-02 | 1981-12-02 | Musical sound generator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5895792A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS6059391A (en) * | 1983-09-12 | 1985-04-05 | ヤマハ株式会社 | Musical sound generator |
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- 1981-12-02 JP JP56194078A patent/JPS5895792A/en active Granted
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH033236B2 (en) | 1991-01-18 |
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