JPS6363915B2 - - Google Patents
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- JPS6363915B2 JPS6363915B2 JP55155053A JP15505380A JPS6363915B2 JP S6363915 B2 JPS6363915 B2 JP S6363915B2 JP 55155053 A JP55155053 A JP 55155053A JP 15505380 A JP15505380 A JP 15505380A JP S6363915 B2 JPS6363915 B2 JP S6363915B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は電子楽器に関し、とくにデイジタル化
に適し、時間変化のある楽音の発生に適した電子
楽器に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an electronic musical instrument, and particularly to an electronic musical instrument suitable for digitization and suitable for generating musical tones that change over time.
従来、デイジタル化した電子楽器の音源方式と
しては、種々の試みが発表されている。そのひと
つに楽音の波形を一周期分を波形メモリに記憶し
ておき、繰り返して読み出す方式があるが、この
方式では、時間的に音色が変化する楽音をつくり
出すことが困難である。また高調波スペクトルの
レベルの時間パターンを音色ごとに準備してお
き、逆フーリエ演算を行う方式もあり、この方式
では、時間的に変化する楽音をつくり出せるが、
高速の多量の演算が必要となる。 Conventionally, various attempts have been announced as sound source systems for digitalized electronic musical instruments. One such method is to store one period of a musical tone waveform in a waveform memory and read it out repeatedly, but with this method, it is difficult to create musical tones whose timbre changes over time. There is also a method in which a time pattern of harmonic spectrum levels is prepared for each timbre and inverse Fourier calculation is performed.This method can create musical tones that change over time.
A large amount of high-speed calculation is required.
本発明はこのような従来の問題を解決し、簡単
な演算で時間変化の伴う楽音を発生させることの
できる電子楽器を提供するものである。 The present invention solves these conventional problems and provides an electronic musical instrument that can generate musical tones that change over time using simple calculations.
第１図と第２図は、本発明の楽音発生の原理を
説明する図である。 FIGS. 1 and 2 are diagrams for explaining the principle of musical tone generation according to the present invention.
第１図にはｎ＝０〜（Ｎ−１）のＮ枚の波形メ
モリM0〜MN-1が示されている。各波形メモリに
は、楽音波形の所定周期分、通常は一周期分が記
憶されている。楽音波形の時間経過を考察する
と、一般に発音直後の立上り部では複雑な波形変
動を伴うが、その後はほぼ繰り返し波形に近い状
態が続き、最後に減衰部に入る。このような立上
りから定常部を経て、立下りに至る楽音波形よ
り、Ｎ個の波形を切り取り、サンプリングし量子
化して上記Ｎ枚の波形メモリに記憶しておく。 FIG. 1 shows N waveform memories M 0 to M N-1, where n=0 to ( N-1 ). Each waveform memory stores a predetermined period, usually one period, of a musical tone waveform. When considering the time course of a musical sound waveform, it is generally seen that the rising part immediately after the sound is sounded is accompanied by complicated waveform fluctuations, but after that, the waveform continues to be almost repeating, and finally enters the decay part. N waveforms are cut out from the musical sound waveform from the rising edge to the steady-state part to the falling edge, sampled, quantized, and stored in the N waveform memories.
楽音発生時には、まず、波形メモリM0をJ0回
繰り返して読み出し、つぎに波形メモリM1をJ1
回繰り返して読み出し、順次つづけて、最後に
MN-1をJN-1回読み出せば、N-1
〓n=0
Jo波の楽音が発生
する。 When generating a musical tone, first read out the waveform memory M 0 repeatedly J 0 times, then read the waveform memory M 1 J 1
Read it out repeatedly, continue sequentially, and finally
If M N-1 is read J N-1 times, a musical tone of N-1 〓 n=0 J o wave will be generated.
ここで波形メモリMoのJo回目の読出しの後に
は、波形メモリMo+1の１回目の読み出しサンプ
ルに接続されるから、楽音のスペクトルは、時刻
Ｔ（ｎ、Jo）とＴ（ｎ＋１、１）との境界で不連続
に変化する。N-1
〓n=0
Jo波全体について見ると、Ｎ段
の階段状に楽音のスペクトルが変化する波形とな
る。したがつて、階段の段差すなわち、楽音スペ
クトルの変化を大きくとりすぎると楽音に不連続
に伴なうクリツクが発生してしまう。 Here, after the J oth reading of the waveform memory M o is connected to the first read sample of the waveform memory M o+1 , the spectrum of the musical tone is divided between the times T(n, J o ) and T( It changes discontinuously at the boundary with n+1, 1). N-1 〓 n=0 J When looking at the entire o wave, it becomes a waveform in which the spectrum of the musical tone changes in the form of N steps. Therefore, if the steps of the stairs, that is, the changes in the musical tone spectrum are made too large, clicks will occur due to discontinuity in the musical tone.
これを防止する方法が、第２図に示す補間法で
ある。第２図は波形メモリMoとMo+1の間の補間
について示している。まず、波形メモリMoのｉ
番目のサンプルSo、ｉと波形メモリMo+1のｉ番
目のサンプルSo+1、ｉ（ただしｉ＝０、１、２、
…、Ｉ−１）を取り出し、これらより補間サンプ
ルSo,i,jをつぎの式に従つて計算する。 A method for preventing this is the interpolation method shown in FIG. FIG. 2 shows interpolation between waveform memories M o and M o+1 . First, i of waveform memory M o
The ith sample S o , i and the ith sample S o+1 , i of the waveform memory M o+ 1 (where i=0, 1, 2,
..., I-1) and calculate interpolated samples S o,i,j from these according to the following formula.
So,i,j＝（Jo−１−ｊ）So,i＋ｊ So+1,j／Jo−１…(1)
ただしｎ＝０、１、２…、Ｎ−１
ｉ＝０、１、２…、Ｉ−１
ｊ＝０、１、２…、jo−１
So,i,jは、So,iとSo+1,iとの２つのサンプルをｊ＝
０〜Jo-1の区間のうち、任意の点ｊにおいて直線
補間したものである。したがつて、ｉ＝０〜Ｉ−
１において｛So,i,j｝は波形MoとMo+1の、点ｊの
位置における補間波形となる。この補間波形Mo,j
は、波形MoからMo+1へなめらかに移行するか
ら、前述のクリツクは生じない。S o,i,j = (J o −1−j) S o,i +j S o+1,j ／J o −1…(1) where n=0, 1, 2…, N−1 i= 0, 1, 2..., I-1 j=0, 1, 2..., j o -1 S o,i,j is the two samples S o,i and S o+1,i as j=
This is a result of linear interpolation at an arbitrary point j in the interval from 0 to J o-1 . Therefore, i=0~I-
1, {S o,i,j } is an interpolated waveform of waveforms M o and M o+1 at the position of point j. This interpolated waveform M o,j
Since there is a smooth transition from waveform M o to M o+1 , the above-mentioned click does not occur.
以上の方式を具体化した実施例のブロツク図を
第３図に示す。第３図において、１はタイミング
パルス発生器、２は分周器、M0〜MN-1はＮペー
ジの波形メモリ、３は各ページ内のＩ個のメモリ
をアクセスするアドレスカウンタ、４は可変分周
器、５はｊを計数するＪカウンタ、７はJo−１を
格納するＪレジスタ、６はｊとJo−１とを比較
し、一致するとパルスを出すコンパレータ、９は
Jo−１を記憶しているＪメモリ、８はＪメモリの
各アドレスをアクセスするアドレスカウンタ、１
１はページをカウントするＰカウンタ、１２はＰ
カウンタのページアドレスをデコードするアドレ
スデコーダ、１３はデコードされた信号より所定
の信号を交互に選択するデータセレクタである。
１４は補間演算を行う演算装置、１８は掛算器、
１０はエンベロープデータメモリである。 A block diagram of an embodiment embodying the above method is shown in FIG. In FIG. 3, 1 is a timing pulse generator, 2 is a frequency divider, M 0 to M N-1 are N pages of waveform memories, 3 is an address counter that accesses I memories in each page, and 4 is a frequency divider. variable frequency divider; 5 is a J counter that counts j; 7 is a J register that stores J o -1; 6 is a comparator that compares j and J o -1 and outputs a pulse when they match; 9 is a
J memory that stores J o -1, 8 is an address counter that accesses each address of J memory, 1
1 is P counter that counts pages, 12 is P
An address decoder 13 decodes the page address of the counter, and a data selector 13 alternately selects a predetermined signal from the decoded signals.
14 is an arithmetic unit that performs interpolation calculations; 18 is a multiplier;
10 is an envelope data memory.
つぎに、第３図の実施例の動作について説明す
る。波形メモリM0〜MN-1には、第１図の如き波
形サンプルが記憶されている。装置のすべては初
期設定されて、各カウンタは全部ゼロ状態とす
る。この状態でタイミングパルス発生器１にシス
テムクロツク信号CKを加えると、所定のタイミ
ング信号が発生する。まずＪメモリ９よりJ0が読
み出されてＪレジスタ７に格納される。Ｐカウン
タ１１はページ０すなわち波形メモリM0をアク
セスするコード“000”を出力し、アドレスデコ
ーダ１２によりデコードし、デコードされた信号
をデータセレクタ１３に加える。データセレクタ
１３は第４図に示すようなアンドゲート、オアゲ
ート、インバータにより構成されるものでよい。
アドレスデコーダ１２より、デコードされた信号
P0〜PN-1が加わる。P0〜PN-1のうちただ１つが
“１”である。P0＝“１”の場合、タイミングパ
ルスφ1が“１”と“０”を交互に繰返すたびに、
出力線M0とM1とが交互に“１”になり、波形メ
モリのページM0とM1を交互に指示する。ページ
M2〜MN-1は“０”のままで指示されない。P1＝
“１”ならページM1とM2が選択される。PN-1＝
“１”なら、タイミングパルスφ1がどうあろうと
も、ページMN-1が常に指示される。タイミング
パルスφ1は分周器２により1/2に分周されアドレ
スカウンタ３を駆動し、各ページの内のアドレス
ｉを指示する。各ページ内に256個のサンプルが
記憶されているものとすれば、アドレスカウンタ
３は８ビツトのカウンタでよい。アドレスカウン
タの最終ビツト出力は、１／Ｋ可変分周器４を介
してＪカウンタ５を駆動する。したがつて、各ペ
ージ内のサンプル256個がＫ回読み出されるたび
にＪカウンタ５は１だけ加算される。Ｊカウンタ
５の計数値が、Ｊレジスタ７が格納しているJo−
１になると、コンパレータ６が出力を出し可変分
周器４とＪカウンタ５を初期設定し、Ｐカウンタ
１１とアドレスカウンタ８をカウントアツプす
る。Ｐカウンタ１１はつぎのページ１を指示する
コードを出力する。また、アドレスカウンタ８は
Ｊメモリ９よりJ1を出力しＪレジスタ７と１７と
に格納する。 Next, the operation of the embodiment shown in FIG. 3 will be explained. The waveform memories M 0 to M N-1 store waveform samples as shown in FIG. All of the equipment is initialized with all counters set to zero. When the system clock signal CK is applied to the timing pulse generator 1 in this state, a predetermined timing signal is generated. First, J 0 is read from the J memory 9 and stored in the J register 7. The P counter 11 outputs a code “000” for accessing page 0, that is, the waveform memory M 0 , which is decoded by the address decoder 12 and the decoded signal is applied to the data selector 13 . The data selector 13 may be constructed of an AND gate, an OR gate, or an inverter as shown in FIG.
Signal decoded by address decoder 12
P 0 to P N-1 are added. Only one of P 0 to P N-1 is "1". When P 0 = “1”, each time the timing pulse φ 1 repeats “1” and “0” alternately,
Output lines M 0 and M 1 alternately become "1" and alternately indicate pages M 0 and M 1 of the waveform memory. page
M 2 to M N-1 remain “0” and are not instructed. P 1 =
If it is "1", pages M1 and M2 are selected. P N-1 =
If "1", page M N-1 is always designated no matter what the timing pulse φ 1 is. The timing pulse φ 1 is frequency-divided by 1/2 by the frequency divider 2 and drives the address counter 3 to indicate the address i in each page. Assuming that 256 samples are stored in each page, address counter 3 may be an 8-bit counter. The final bit output of the address counter drives a J counter 5 via a 1/K variable frequency divider 4. Therefore, the J counter 5 is incremented by 1 every time the 256 samples in each page are read K times. The count value of J counter 5 is J o − stored in J register 7.
When it becomes 1, the comparator 6 outputs an output, initializes the variable frequency divider 4 and the J counter 5, and counts up the P counter 11 and the address counter 8. The P counter 11 outputs a code instructing the next page 1. Further, the address counter 8 outputs J 1 from the J memory 9 and stores it in the J registers 7 and 17.
アドレスカウンタ３は、ｉ＝０を指し、データ
セレクタ１３はページ１と２を交互に指すので、
波形メモリM1とM2のｉ＝０のサンプルS1,0とS2,0
が読み出され、それぞれ演算装置１４の中にある
レジスタ１５と１６とに格納される。 Since the address counter 3 points to i=0 and the data selector 13 points to pages 1 and 2 alternately,
i=0 samples S 1,0 and S 2,0 of waveform memories M 1 and M 2
are read out and stored in registers 15 and 16 in the arithmetic unit 14, respectively.
演算装置１４は、サンプルSo,iを格納するSR1
レジスタ１５と、サンプルo+1,iを格納するSR2レ
ジスタ１６および、Joを格納するＪレジスタ１７
の他に(1)式を演算し、補間サンプルSo,i,jを出力す
る装置を備えているもので、公知のマイクロコン
ピユータやミニコンピユータなどの演算装置で構
成できる。 The arithmetic unit 14 stores the sample S o,i in SR1
register 15, SR2 register 16 that stores sample o+1,i , and J register 17 that stores J o
In addition, it is equipped with a device that calculates equation (1) and outputs interpolated samples S o,i,j, and can be configured with a known arithmetic device such as a microcomputer or a minicomputer.
以上の説明により、波形メモリM0〜MN-1のＮ
枚とＪにもとづいて複数個の波形の補間演算によ
る新たな波形の創造ができることは明らかであろ
う。 From the above explanation, N of waveform memories M 0 to M N-1
It is clear that new waveforms can be created by interpolating a plurality of waveforms based on the number of sheets and J.
なお、第３図において、エンベロープメモリ１
０と、演算装置１４の出力とを掛算器１８により
掛算することにより、エンベロープが付与された
楽音波形情報が得られ、掛算器１８の出力をDA
変換すればアナログ楽音信号が得られることは云
うまでもない。 In addition, in FIG. 3, envelope memory 1
By multiplying 0 and the output of the arithmetic unit 14 by the multiplier 18, musical sound waveform information to which an envelope has been added is obtained, and the output of the multiplier 18 is multiplied by the DA.
It goes without saying that an analog musical tone signal can be obtained by conversion.
また、上記説明においては、２つの波形の直線
補間を例として示したが、３つ以上の波形により
２次補間やその他の関数を用いた補間をしてもよ
い。また、波形メモリM0〜MN-1には楽音の波形
を記憶したが、楽音の全体でなく一部の波形、た
とえば、高音成分のみを記憶し、第３図の如きシ
ステムを複数個組み合わせて、全体の楽音波形を
再構成するようにしてもよい。 Further, in the above description, linear interpolation of two waveforms was shown as an example, but quadratic interpolation or interpolation using other functions may be performed using three or more waveforms. In addition, although the waveforms of musical tones are stored in the waveform memories M 0 to M N-1 , some waveforms, such as only the treble components, are stored instead of the entire musical tones, and multiple systems as shown in Fig. 3 are combined. The entire musical sound waveform may be reconstructed.
以上のように本発明はＮ組の波形メモリと、上
記波形メモリより複数の波形メモリを選択する選
択装置と、上記複数の波形メモリよりそれぞれ順
次サンプル値を読み出す読み出し装置と、上記読
み出されたサンプル値より補間演算を行う演算装
置とを備え、上記演算装置は、たとえば１式に示
すように、上記読み出された複数のサンプル値の
それぞれに重み係数を与え、重みを与えられたそ
れぞれのサンプル値を結合して音源波形サンプル
を得るようにし、上記波形メモリの選択の変更に
伴つて、上記それぞれの重み係数を上記選択され
た波形メモリの読み出しの推移に従つてその初期
値から変更してゆくと共に、上記選択される複数
の波形メモリを順次変更してゆくことにより、時
間的に波形の変化を伴つた音源波形を出力するよ
うにした電子楽器である。 As described above, the present invention includes N sets of waveform memories, a selection device that selects a plurality of waveform memories from the waveform memories, a readout device that sequentially reads sample values from each of the plurality of waveform memories, and a selection device that sequentially reads sample values from the plurality of waveform memories. and an arithmetic device that performs interpolation calculations from sample values, and the arithmetic device gives a weighting coefficient to each of the plurality of sample values read out, and calculates each of the weighted values as shown in equation 1, for example. The sample values are combined to obtain a sound source waveform sample, and as the selection of the waveform memory is changed, the respective weighting coefficients are changed from their initial values in accordance with the progress of reading of the selected waveform memory. This electronic musical instrument outputs a sound source waveform with temporal waveform changes by sequentially changing the plurality of waveform memories selected as the sound source changes over time.
また、本発明は、Ｎ組の波形メモリと、上記波
形メモリより複数の波形メモリを選択する選択装
置と、上記複数の波形メモリよりそれぞれ順次サ
ンプル値を読み出す読出装置、上記読み出された
サンプル値より補間計算を行う演算装置とを備
え、上記補間計算における補間係数を時間の経過
と共に変更するとともに、上記選択される複数の
波形メモリを順次変更してゆくことによつて、時
間的に波形の変化を伴つた音源波形を出力するよ
うにしたものであるが、上記選択装置は、最大２
個の波形メモリを選択するようにしてもよいし、
上記選択装置は同一の波形メモリを選択できるよ
うにしてもよい。したがつて、補間係数は、(1)式
に限定されず、他の関数でもよい。また、Ｎ組の
波形メモリから選択する複数の波形メモリは、Ｎ
組の波形メモリからどのような選択を行なつてよ
く、選択の仕方については限定されない。 The present invention also provides N sets of waveform memories, a selection device for selecting a plurality of waveform memories from the waveform memories, a reading device for sequentially reading out sample values from each of the plurality of waveform memories, and the read sample values. It is equipped with an arithmetic unit that performs interpolation calculations, and changes the interpolation coefficient in the interpolation calculation as time passes, and sequentially changes the plurality of waveform memories selected above, thereby changing the waveform over time. This selection device outputs a sound source waveform with changes, but the selection device has a maximum of 2
It is also possible to select from several waveform memories, or
The selection device may be able to select the same waveform memory. Therefore, the interpolation coefficient is not limited to equation (1), and may be any other function. In addition, the plurality of waveform memories to be selected from N sets of waveform memories are N
Any selection may be made from the set of waveform memories, and the method of selection is not limited.
以上のように、本発明によれば、比較的単純な
補間演算により、時間変動を伴つた楽音信号をつ
くることができる。また、つくられる楽音は、従
来のスペクトル補間の場合に合成される音とは全
く異なつたスペクトル変化の経過をつくることが
可能となる。 As described above, according to the present invention, musical tone signals with time fluctuations can be created by relatively simple interpolation calculations. Furthermore, the musical tones that are created can have a course of spectral changes that is completely different from the sounds that are synthesized using conventional spectral interpolation.
第１図、第２図は本発明の原理を説明するため
の図、第３図は本発明の一実施例のブロツク図、
第４図は上記実施例に用いるデータセレクタを示
すブロツク図である。
M0〜MN-1……波形メモリ、１……タイミング
パルス発生器、２……分周器、３……アドレスカ
ウンタ、４……可変分周器、５……Ｊカウンタ、
６……コンパレータ、７……Ｊレジスタ、８……
アドレスカウンタ、９……Ｊメモリ、１０……エ
ンベロープデータメモリ、１１……ページカウン
タ、１２……アドレスデコーダ、１３……データ
セレクタ、１４……演算装置、１５〜１７……レ
ジスタ、１８……掛算器。
1 and 2 are diagrams for explaining the principle of the present invention, and FIG. 3 is a block diagram of an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a block diagram showing a data selector used in the above embodiment. M 0 ~M N-1 ... Waveform memory, 1... Timing pulse generator, 2... Frequency divider, 3... Address counter, 4... Variable frequency divider, 5... J counter,
6... Comparator, 7... J register, 8...
Address counter, 9...J memory, 10...Envelope data memory, 11...Page counter, 12...Address decoder, 13...Data selector, 14...Arithmetic unit, 15-17...Register, 18... Multiplier.
Claims (1)
数の波形メモリを選択する選択装置と、上記複数
の波形メモリよりそれぞれ順次サンプル値を読み
出す読み出し装置と、上記読み出されたサンプル
値より補間演算を行う演算装置とを備え、立上り
から定常部を経て立下りに至る楽音波形よりＮ個
の波形を切り取り、上記Ｎ組の波形メモリに記憶
し、上記波形メモリのうちのMoの波形からMo+1
の波形への時間の経過に伴い順次移行するように
補間の重み係数を時間の経過と共に変更してゆく
ようにするものであつて上記演算装置は、上記読
み出された複数のサンプル値のそれぞれに重み係
数を与え、重みを与えられたそれぞれのサンプル
値を結合して音源波形サンプルを得るようにし、
上記波形メモリの選択の変更に伴つて、上記それ
ぞれの重み係数を上記選択された波形メモリの読
み出しの推移に従つてその初期値から変更してゆ
くと共に、上記選択される複数の波形メモリを順
次変更してゆくことにより、時間的に波形の変化
を伴つた音源波形を出力するようにした電子楽
器。 ２ 特許請求の範囲第１項において、選択装置が
最大２個の波形メモリを選択するようにしたこと
を特徴とする電子楽器。 ３ 特許請求の範囲第２項において、選択装置が
同一の波形メモリを選択できるようにしたことを
特徴とする電子楽器。[Claims] 1 N sets of waveform memories, a selection device for selecting a plurality of waveform memories from the waveform memories, a reading device for sequentially reading out sample values from each of the plurality of waveform memories, and It is equipped with an arithmetic unit that performs interpolation calculations from sample values, cuts N waveforms from a musical sound waveform from a rising edge to a steady-state part to a falling edge, and stores them in the N sets of waveform memories. From the waveform of o , M o+1
The interpolation weighting coefficient is changed over time so that the waveform sequentially changes over time to the waveform of A weighting coefficient is given to , and each weighted sample value is combined to obtain a sound source waveform sample,
As the selection of the waveform memory is changed, each of the weighting coefficients is changed from its initial value in accordance with the read progress of the selected waveform memory, and the selected waveform memories are sequentially changed. An electronic musical instrument that outputs a sound source waveform that changes over time by changing the waveform. 2. The electronic musical instrument according to claim 1, wherein the selection device selects a maximum of two waveform memories. 3. The electronic musical instrument according to claim 2, characterized in that the selection device is capable of selecting the same waveform memory.
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| JPS52132819A (en) * | 1976-04-28 | 1977-11-07 | Kawai Musical Instr Mfg Co | Electronic instrument |
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1980
- 1980-11-04 JP JP55155053A patent/JPS5778599A/en active Granted
Patent Citations (2)
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5778599A (en) | 1982-05-17 |
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