JPH0358095A - Musical sound waveform signal generating device - Google Patents

Musical sound waveform signal generating device

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JPH0358095A
JPH0358095A JP1194544A JP19454489A JPH0358095A JP H0358095 A JPH0358095 A JP H0358095A JP 1194544 A JP1194544 A JP 1194544A JP 19454489 A JP19454489 A JP 19454489A JP H0358095 A JPH0358095 A JP H0358095A
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JP
Japan
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signal
musical
waveform signal
nonlinear
circulating
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JP1194544A
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Toshifumi Kunimoto
利文 国本
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Original Assignee
Yamaha Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To generate a musical sound which is extremely close to a rubbed string instrument electronically by providing a circulation signal path, 1st and 2nd signal delay means, an input means which composes a signal of input signals and outputs the composite signal, and a nonlinear deforming means. CONSTITUTION:The circulation signal path 21 corresponds to the string of the rubbed string instrument and a closed loop where a musical signal waveform signal circulates, and the loop consists of delay circuits 22 and 23, LPFs 24 and 25, multipliers 26 and 27, and adders 28 and 29. A signal is composed inside, respective parts are controlled with respective signals of a musical sound control signal generation part 13, and a nonlinear table 43 performs the nonlinear conversion of the signal with a specific function having hysteresis characteristics and inputs the result to a signal path 21. The LPF 45 functions to prevent oscillation, a formant filter 51 functions for the acoustic characteristics of a body, and a sound system 52 converts the input signal into an acoustic signal to generate a sound. Consequently, a scale, timbre, bow pressurization PRES, a bow speed, and other characteristics are controlled to generate a musical sound which is extremely close to the rubbed string instrument electronically.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

[産業上の利用分野1 本発明は電子楽器、音楽教育装置、玩具等に利用される
楽音波形信号形成装置に係り、特に波形信号を循環遅延
しながら所望とする楽音波形信号を形成する楽音波形信
号形威装置に関する。
[Industrial Application Field 1] The present invention relates to a musical waveform signal forming device used in electronic musical instruments, music education devices, toys, etc., and particularly relates to a musical waveform signal forming device that forms a desired musical waveform signal while cyclically delaying a waveform signal. Concerning signal shaping equipment.

【従来技術】[Prior art]

従来、この種の装置は、例えば特開昭63−40199
号公報に示されるように、信号遅延手段を含む循環信号
路中に非線形変換回路部を設けてなり、非線形変換回路
部にてW環中の波形信号に外部からの起動制御信号を重
畳するようにして、外部からの制御信号に応じて波形信
号の形成を開始させ、波形信号を繰り返し循環させなが
ら所望の楽音波形信号を形成するようにしていた。
Conventionally, this type of device has been disclosed, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-40199.
As shown in the publication, a nonlinear conversion circuit section is provided in the circulating signal path including the signal delay means, and the nonlinear conversion circuit section superimposes an external activation control signal on the waveform signal in the W ring. Then, the formation of a waveform signal is started in response to an external control signal, and a desired musical waveform signal is formed while the waveform signal is repeatedly circulated.

【発明が解決しようとする課題】[Problem to be solved by the invention]

しかるに、上記従来の装置にあっては、管の一端に設け
たマウスピースから空気流を吹き込み、該空気流が管内
にて反射したり透過したりして管外へ音波を発生するよ
うな管楽器音を模倣する場合には適しているが、バイオ
リン、ビオラ等の擦弦楽器の楽器音を模倣するのには不
向きであった。 本発明は上記問題に対処するためになされたもので、そ
の目的は擦弦楽器音を模倣するのに適した楽音波形信号
形成装置を提供することにある。 canを解決するための手段] 上記目的を達或するために、上記請求項1に係る発明の
構或上の特徴は、波形信号を!環させる11環信号路と
、前記W環信号路中に直列に介装された第1及びjlI
2の信号遅延手段と,外部からの起動制御信号を入力す
るとともに前記第1及び第2信号遅延手段の各間の前記
循環信号路上における各波形信号を入力して該入力した
各信号を合戊出力する入力手段と、前記入力手段から出
力される合成信号に非線形変換を施して前記第1及び第
2信号遅延手段の各間の前記循環信号路上に出力する非
線形変換手段とで楽音波形信号形威装置を構或したこと
にある, また、上記請求項2に係る発明は、前記請求項1に係る
発明の非線形変換手段に,ヒステリシス特性をもたせる
ようにしたことにある。 また、上記請求項3に係る発明は、前記請求項1に係る
発明の楽音波形信号形成装置において、前記第1及び第
2信号遅延手段の各間の前記循環信号路中に、循環波形
信号の伝達特性を変更する伝達特性変更手段をそれぞれ
設けるようにしたことにある。 また、上記請求項4に係る発明は、前記請求項1に係る
発明の楽音波形信号形威装置において、前記Ill及び
第2信号遅延手段の少なくとも一方を可変遅延手段で構
或するとヒちに、同可変遅延手段における波形信号の遅
延時間を発音すべき楽音の周波数に対応して変更制御す
る楽音制御手段を設けたことにある. さらに、上記請求項5に係る発明は、前記請求項1に係
る発明の楽音波形信号形成装置において、前記非線形変
換手段をその変換特性が変更可能な可変非線形変換手段
で構或するとともに、同可変非線形変換手段における変
換特性を変更制御する楽音制御手段を設けたことにある
However, the conventional device described above is a wind instrument in which an air flow is blown from a mouthpiece provided at one end of the tube, and the air flow is reflected or transmitted within the tube to generate sound waves outside the tube. Although it is suitable for imitating sounds, it is not suitable for imitating the sounds of bowed string instruments such as violins and violas. The present invention has been made to address the above-mentioned problems, and its purpose is to provide a musical waveform signal forming device suitable for imitating the sounds of bowed stringed instruments. [Means for Solving the Problem] In order to achieve the above object, the above feature of the structure of the invention according to claim 1 is to provide a waveform signal! an 11th ring signal path, and a first and jlI signal path interposed in series in the W ring signal path
a second signal delaying means, inputting an external activation control signal, inputting each waveform signal on the circulating signal path between each of the first and second signal delaying means, and combining the inputted signals; A musical waveform signal is formed by an input means for outputting, and a nonlinear conversion means for performing nonlinear transformation on the composite signal output from the input means and outputting the resultant onto the circulating signal path between each of the first and second signal delay means. The invention according to claim 2 is characterized in that the nonlinear conversion means of the invention according to claim 1 is provided with a hysteresis characteristic. Further, the invention according to claim 3 is the musical waveform signal forming device according to the invention according to claim 1, in which a cyclic waveform signal is formed in the cyclic signal path between each of the first and second signal delay means. The object of the present invention is that transfer characteristic changing means for changing the transfer characteristics are respectively provided. Further, the invention according to claim 4 provides the musical waveform signal shaping device according to the invention according to claim 1, wherein at least one of the Ill and the second signal delay means is a variable delay means, The present invention includes musical tone control means that changes and controls the delay time of the waveform signal in the variable delay means in accordance with the frequency of the musical tone to be produced. Furthermore, the invention according to claim 5 is, in the musical waveform signal forming device according to the invention according to claim 1, wherein the nonlinear conversion means is constituted by variable nonlinear conversion means whose conversion characteristics can be changed; The present invention is provided with musical tone control means for changing and controlling the conversion characteristics of the nonlinear conversion means.

【発明の作用及び効果1 上記のように構成した請求項1に係る発明においては、
外部からの起動制御信号が入力手段に入力されると,該
制御信号は非線形変換手段を介して循環信号路に導かれ
て,同信号路上を波形信号が第1及び第2信号遅延手段
を介して循環し始める。これと同時に、この循環中の波
形信号の一部は入力手段に入力され、同入力手段にて前
記起動!!11l信号と合成されて,再び非線形変換手
段を介して循環信号路上に出力されるようになる。そし
て、循環信号路上を循環する波形信号は′!J1及び第
2信号遅延手段による合計遅延時間だけ遅延されるので
、前f!W環している波形信号は前記合計遅延時間に対
応した周期を有する波形信号になるとともに、該周期信
号には、入力手段及び非線形変換手段によって外部から
の起動制御信号及び循環波形信号を非線形変換した非線
形成分も常に付与されることになる。 その結果、このようにして楽音波形信号を形成する請求
項1に係る発明においては、va環信号路、第1及び第
2信号遅延手段によって両端の固定された弦上を進行し
又は反射する振動波の状態をより良く模倣できるととも
に、入力手段及び非線形変換手段によって弓で弦の中間
部を擦る状態をより良く摸倣できるので、同発明によれ
ば、擦弦楽器に極めて近い楽音を電子的に形威できるよ
うになる。 また,上記請求項2に係る発明においては、非線形変換
手段による前記非線形威分にヒステリシス特性が付与さ
れる。これにより、弓で弦を擦ることにより弦を変位さ
せる(m動を付与する)場合において、弦と弓との間の
摩擦現象(静止摩擦と動摩擦)によるヒステリシス特性
がより良く模倣され、同発明によれば、前記請求項1に
係る発明に比べて,擦弦楽器により近い楽音を電子的に
形成できるようになる。 また、上記請求項3に係る発明においては、循環信号路
上を循環する波形信号に所望の伝達特性が付与される。 これにより、弦の振動特性をより良く模倣でざるので、
同発明によれば、前記請求項1に係る発明に比べて、擦
弦楽器により近い楽音を電子的に形威できるようになる
。 また、上記請求項4に係る発明においては、楽音制御手
段が発音すべき楽音の周波数に対応して第1又は第2信
号遅延手段による遅延時間を可変制御するので、すなわ
ち循環信号路上を循環する波形信号の周期を発音すべき
楽音の周波数に対応させて変更制御するので、所望音高
の楽音波形信号が形威されるようになる。これにより、
前記請求項lに係る発明の効果に加えて、同発明による
楽音波形信号形成装置を電子楽器等に適用できるように
なるとともに、その用途も拡大される。 また、上記請求項5に係る発明においては、楽音制御手
段が非線形変換手段における変換特性を種々変更制御す
るので、形威される楽音波形信号を種々変更できるよう
番こなる。これにより、同発明によれば、前記請求項1
に係る発明に比べ、弓及び弦の種類、弦に付与される圧
力の変化等に応じた種々の楽音波形信号が形成されるよ
うになる。 [実施例】 以下、本発明の一実施例に係る楽音波形信号形成装置を
電子楽器に適用した例について図面を用いて説明すると
、第1図は該電子楽器の全体をブロック図により示して
いる。 この電子楽器は演奏情報発生部11.  音色情報発生
部12及び楽音制御信号発生部13を備え,演奏情報発
生illからの演奏情報及び音色情報発生部12からの
音色情報番こ基づいて、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。 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、該各鍵の押鍵操作の有無を検出する押鍵検出回
路、押鍵操作速度を検出するイニシャルタッチ検出回路
、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とを備え、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出力する。音色情
報発生部12は音色選択スイッチ及び同スイッチの操作
検出回路とを備え、選択音色を表す音色情報を出力する
。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或され
、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出力する。これらの楽音@御信
号は、例えば、aSSにて押鍵された鍵により決定され
発生楽音のピッチを合算値により表す第1及び12ピッ
チ信号PIT+,  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及び音色情報により決
定され擦弦楽器における弓の移動速度を表す弓速度信号
VELと、前記弓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
定されるとともに前記各演奏情報を多少考慮して決定さ
れ音色制御要素としての音色I111信号Tl,+〜T
C5とからなる。 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+?fl
iとして扱ってもよい。また、前記演奏情報発生部11
及び音色情N発生部12として、他の楽器、自動演奏装
置等を採用し、同他の楽器、自動演奏装置等から楽音制
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、同楽音Il
l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。 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w1環させる閉ループの循環信号路21を有
しており、同信号路21内には遅延@路22,23、ロ
ーバスフィルタ24.25、乗算器26.27及び加算
器28.29が直列に介装されている。遅延回路22.
23はピッチ信号PITI,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、諒遅延時
間の可変制御により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24.25は、循環
している波形信号の伝達特性を変更することにより、種
々の弦の振動特性をシξユレートするもので、音色制御
信号T C + ,  T C 2により前記特性が切
り替え制御されるようになっている。乗算器26.27
は循環波形信号に「一1」を乗算することにより同信号
の位相をπだけずらすもので、弦の岡固定端における振
動波の終端条件を実現している。 循環信号第21上の波形信号は、乗算器26,27の各
出力側にて、加算器31に供給されるようになっている
。この加算器31は加算器32とともに入力手段を構或
するもので、加算器32の一方の入力には加算器31の
出力が接続されており、かつ加算器32の他方の入力に
は弓速度信号VELが供給されている。かかる加算器3
1.32は、弦における弓ヒの接触部が弓の移動により
変位することと、同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,加算器32
の出力は、加算器41、除算器42を介して非線形テー
ブル43に入力されるとともに、非線形テーブル43の
出力は乗算器44及び加算器28.29を介して循環信
号路21上に出力されるようになっている。非線形テー
ブル43は前記加算器32からの出力を非線形変換して
前記弓の移動による弦の変位状態をシミュレートするも
ので、同テーブル43の入出力特性は11!21の実線
に示すような入出力特性に設定されている。 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,この現象が非線形テーブル43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
の非線形テーブル43の特性は音色制御信号丁C3によ
り変更制御されるようになっている。 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は非線形テーブル43に入
力される信号を弓圧信号PRESにより除算し、乗算器
44は同テーブル43の出力信号に弓圧信号PRESを
乗算する。これらの除算器42及び乗算器44は、前記
廖掠係数が弦に付与される弓圧力により変化して、前記
第2図の実線で示した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,すなわち、非線形テーブル
43の入力信号を弓圧信号F’RESにより除算するこ
とにより、第2図の実線特性を例えば第2図の破線特性
のように変更し、同テーブル43の出力信号に弓圧信号
PRESを乗ずることにより、第2図の破線特性をWI
2図の一点鎖線特性に変更して、両演算により弓圧力に
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
るようにしている。 また、乗算器44の出力はローパスフィルタ45及び乗
算器46を介して加算器41に帰還されており、かかる
帰還により、除算器42及び乗算器44を含めた非線形
テーブル43による信号の非線形変換に、ヒステリシス
特性が付与される。 このヒステリシス特性の付与動作について、具体的に説
明しておく.なお、楽音制御信号発生部13から乗算器
46へは、負の値、例えば−0.1,  −0.  2
等の値を示す音色制御信号T e aが供給されており
、加算器41は加算器32の出力信号から乗算器46の
出力信号をを減算して除算器42に供給するように機能
することなる。第3図はこのヒステリス特性を説明する
ためのグラフであり、一点鎖線にて加算器4lの出力と
乗算器41の出力との関係を示している。例えば、非線
形変換入力(加算器32の出力)が零から正方向へ増加
しているとすると、非線形変換出力(乗算器44の出力
)は第3図の実線に沿って比例的に増加し、同入力値X
 1. X 2の近傍にて正の大きな値を示しているの
で、加算器41における前記減算量も大きくなる。そし
て、非線形変換入力値が値X1に達した時点で、非線形
変換出力値は急激に小さな値に変化して、以降,同入力
値が増加するに従って同出力値は小さな値を保ちながら
徐々に減少する。 一方、かかる状態から、非線形入力値が減少すると、非
線形変換出力値が小さいために、加算器41における前
記減算量は小さくなり、非線形変換入力値が前記場合と
同じでも、除算器42への入力値は大きな値を示すこと
になる。そして、非線形変換入力値が4a X Iより
小さな411 X 2に達した時点で、始めて非線形変
換出力値は急激に大きな値になる。非線形変換入力値が
負にて変化する場合も同様であり、かかる作用により、
前記ヒステリシス特性が実現される。 また,ローパスフィルタ45は発振防止としての機能を
果たし、乗算器46は帰還のゲイン調整の機能を果たす
もので、同乗算器46に付与される音色I1御信号TC
Jによりビステリシスの幅が変更制御される。なお、前
記ロJパスフィルタ45の特性も音@制御信号により変
更制御するようにしてもよい。 さらに、循環信号j121は,加算器28と遅延回路2
3との接続位置にて,フオルマントフィルタ51に接続
されている。このフオルマントフィルタ51は擦弦楽器
の胴の音響特性をシミュレートするもので、音色制御信
号TC6により切り替え制御された周波数特性を入力信
号に付与して、サウンドシステム52へ出力する。サウ
ンドシステム52はA/D変換器,アンプ、スビーカ等
からなり、入力信号を音響信号に変換して出力するもの
である。 次に、上記のように構成した実施例の動作を説明する。 演奏情報発生部11から、鍵盤における押鍵操作に応じ
て,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に供給される
と、同発生部13は、これらの演奏情報と音色情報発生
部12から供給されている音色情報に基づき、各種fN
fli信号を楽音波形信号形成m20へ出力する。 楽音波形信号形成部20においては、加算器32が前記
供給された弓速度信号VELを入力して加算器41及び
除算器42を介して非線形テーブル43に供給し、同テ
ーブル43が前記弓速度信号VELを非線形変換して乗
算器44を介して加算器2829へ供給する。加算器2
8.29は前記入力信号を循環信号路21.21へそれ
ぞれ出力し、同出力された信号は循環信号第21上を遅
延回路22,23、ローバスフィルタ24,25、乗算
器26.27及び加算器28.29を介して循環し始め
る.かかる場合、遅延回路22.23の遅延時間は楽音
制御信号発生部13からのピッチ信号PIT+ , P
Ihにより制御され、両遅延回路22.23の遅延時間
の合計が鍵盤にて押鍵された鍵音高周期に対応した値に
設定制御されるので、循環信号路21上を1循環する時
間は前記鍵音高周期に等しくなり、かかる循環中の信号
は同鍵音高周期を有する波形信号となる。また、かかる
波形信号の循環中、ローパスフィルタ24.25が音色
制御信号TC+ . TCPに制御されて同波形信号に
弦の特性に応じた周波数特性を付与し、かつ乗算器26
,27が同波形信号の位相を冗だけずらして弦の終端条
件を満足させるので,かかる循環信号は弦上を進行する
振動波をより良くシ主ユレートしたものとなる。 かかる循環中の波形信号はフォルマントフィルタ51に
導かれ,同フィルタS1は音色制御信号TCsによりI
l御されて前記波形信号に擦弦楽器の胴の音響特性をシ
ミュレートした周波数特性を付与して、サウンドシステ
ムS2に供給する。そして、このサウンドシステム52
に供給された波形信号が同システム52にて音響信号に
変換されて発音されるので、発音される楽音は擦弦楽器
の弦振動により胴を介して発音される楽音に極めて近い
ものとなる。 一方、前述した弓速度信号VELは加算器32に供給さ
れ続けており、また、この加算器32にはWi環信号路
21上を循環中の波形信号も加算器31を介して供給さ
れているので、この波形信号と前記弓速度信号VELが
合成されて非線形テーブル43に入力されることになる
。非線形テーブル43がこの入力信号を非線形変換して
出力する点は前述の通りであるが、この非線形変換に付
随して,除算器42及び乗算器44が楽音制御信号発生
部13から出力される弓圧信号PRESにより!!l御
されて、同信号PRESに応じて非線形変換出力を拡大
又は縮小する(il2図参照)とともに、ローパスフィ
ルタ45及び乗算器46を含む帰還路が楽音制御信号発
生部13から出力される音色Ig御信号TC4によりI
g御されて,同信号TC4に応じて非線形変検出力にヒ
ステリシス特性を付与する(第3図参照)ので,弓速度
に応じて摩擦係数の変化する擦弦楽器の弓と弦との関係
がより良くシミュレー1・され、前記サウンドシステム
52から発音される楽音が極めて擦弦楽器の楽音に近い
ものとなる。 なお、上記実施例においては、除算語42及び乗算器4
4を用いて非線形変換出力の拡大縮小を行うようにした
が、この拡大縮小に対応した非線形テーブル43を多数
用意しておき、弓圧信号PRESに応じて変換テーブル
を切り換えるようにしてもよい。また、この非線形テー
ブル43で弓速度信号VEL及び循環波形信号を非線形
変換するようにしたが、同テーブルの代わりに演算によ
り非線形変換を実現するようにしてもよい。 また,上記実施例においては、循環波形信号の出力端を
加算器28と遅延回路23との間に設けるようにしたが
、循環信号路21中で′あれば、他の箇所から循環波形
信号を取り出すようにしてもよい。
Function and effect of the invention 1 In the invention according to claim 1 configured as above,
When an external activation control signal is input to the input means, the control signal is guided to a circulating signal path via a nonlinear conversion means, and a waveform signal is passed through the first and second signal delay means on the same signal path. starts to circulate. At the same time, a part of this circulating waveform signal is input to the input means, and the input means causes the activation! ! It is combined with the 11l signal and outputted onto the circulating signal path via the nonlinear conversion means again. And the waveform signal circulating on the circulating signal path is ′! Since it is delayed by the total delay time by J1 and the second signal delay means, the previous f! The W circular waveform signal becomes a waveform signal having a period corresponding to the total delay time, and the periodic signal is subjected to nonlinear conversion of an external activation control signal and a circulating waveform signal by an input means and a nonlinear conversion means. Therefore, the nonlinear component is also always added. As a result, in the invention according to claim 1, in which a musical waveform signal is formed in this way, the vibration propagating or reflecting on the fixed strings at both ends by the VA ring signal path, the first and second signal delay means. According to the invention, it is possible to better imitate the state of waves, and also to better imitate the state of a bow scraping the middle part of a string using the input means and nonlinear conversion means. You will be able to perform forms. Further, in the invention according to claim 2, a hysteresis characteristic is given to the nonlinear transformation by the nonlinear conversion means. This better imitates the hysteresis characteristics caused by the friction phenomenon (static friction and dynamic friction) between the string and the bow when the string is displaced by rubbing it with the bow (imparting m-motion). According to the invention, it becomes possible to electronically form a musical tone closer to that of a bowed string instrument than in the invention according to claim 1. Further, in the invention according to claim 3, a desired transfer characteristic is imparted to the waveform signal circulating on the circulating signal path. This allows us to better imitate the vibration characteristics of strings.
According to the invention, compared to the invention according to claim 1, it becomes possible to electronically produce a musical sound closer to a bowed string instrument. Further, in the invention according to claim 4, since the musical tone control means variably controls the delay time by the first or second signal delay means in accordance with the frequency of the musical tone to be generated, that is, the musical tone is circulated on the circulating signal path. Since the period of the waveform signal is changed and controlled in accordance with the frequency of the musical tone to be generated, a musical waveform signal of a desired pitch is produced. This results in
In addition to the effects of the invention according to claim 1, the musical waveform signal forming device according to the invention can be applied to electronic musical instruments and the like, and its uses are expanded. Further, in the invention according to claim 5, the musical tone control means controls various changes in the conversion characteristics in the nonlinear conversion means, so that the musical sound waveform signal to be influenced can be changed in various ways. Accordingly, according to the same invention, said claim 1
Compared to the invention according to the above, various musical sound waveform signals can be generated depending on the type of bow and string, changes in pressure applied to the string, etc. [Embodiment] Hereinafter, an example in which a musical waveform signal forming device according to an embodiment of the present invention is applied to an electronic musical instrument will be explained using the drawings. FIG. 1 shows the entire electronic musical instrument as a block diagram. . This electronic musical instrument has a performance information generating section 11. The musical tone control signal generating section 13 includes a tone information generating section 12 and a musical tone control signal generating section 13, and controls the musical tone generated by the musical tone control signal generating section 13 based on the performance information from the performance information generating section 12 and the tone information number from the tone information generating section 12. The signal is supplied to a musical waveform signal forming section 20 to form a musical waveform signal for a bowed stringed instrument such as a violin or viola. The performance information generating section 11 includes a keyboard consisting of a plurality of keys corresponding to musical scales, a key press detection circuit that detects the presence or absence of a key press operation for each key, an initial touch detection circuit that detects the key press operation speed, and a key press pressure. Alternatively, it is equipped with various circuits associated with the keyboard, such as an aftertouch detection circuit that detects the depth of a key press, and performance information such as key information indicating the presence or absence of a key press and the pressed key, initial touch information, aftertouch information, etc. Output. The timbre information generating section 12 includes a timbre selection switch and an operation detection circuit for the switch, and outputs timbre information representing the selected timbre. The musical tone control signal generating section 13 is composed of, for example, a microcomputer, a musical tone control parameter storage table, etc., and refers to the table according to the performance information and timbre information to generate various musical tone control signals that do not change over time and various musical tone control signals that change over time. Outputs a musical tone control signal. These musical tone@control signals include, for example, the first and twelfth pitch signals PIT+ and PIT2 determined by the keys pressed in the aSS and representing the pitch of the generated musical tone as a sum value, initial touch performance information, and aftertouch performance information. and a bow speed signal VEL, which is determined based on the timbre information and represents the moving speed of the bow in the stringed instrument; a bow pressure signal PRES, which represents the pressure applied from the bow to the string when the bow is moving; and a bow pressure signal PRES, which is determined mainly by the timbre information. In addition, the timbre I111 signal Tl, +~T is determined with some consideration to the above-mentioned performance information and serves as a timbre control element.
It consists of C5. Note that if the electronic musical instrument is equipped with other performance controls such as wheels and pedals that are operated by the player, the performance information regarding the operation of each of these performance controls may be stored in the same manner as the initial touch and aftertouch. What performance +? fl
It may be treated as i. Furthermore, the performance information generating section 11
Other musical instruments, automatic performance devices, etc. may be employed as the tone color information N generation section 12, and performance information and tone color information may be supplied from the other musical instruments, automatic performance devices, etc. to the musical tone control signal generation section 13. In addition, the various musical tone control signals are generated in other musical instruments and automatic performance devices, so that the same musical tone Il is generated.
The l control signal may be directly supplied to the musical waveform signal forming section 20. The musical waveform signal forming section 20 has a closed loop circulation signal path 21 that circulates the musical waveform signal w1 in correspondence with the strings of a bowed stringed instrument. A filter 24.25, a multiplier 26.27 and an adder 28.29 are interposed in series. Delay circuit 22.
23, each delay time is variably controlled by the pitch signals PITI and PIT2, and the pitch of the generated musical tone is approximately determined by variable control of the pitch delay time. The low-pass filters 24 and 25 simulate the vibration characteristics of various strings by changing the transmission characteristics of the circulating waveform signals, and the characteristics are changed by the timbre control signals T C + and T C 2. Switching is controlled. Multiplier 26.27
By multiplying the circulating waveform signal by "1", the phase of the signal is shifted by π, and the condition for terminating the vibration wave at the fixed end of the string is realized. The waveform signal on the circulating signal 21 is supplied to an adder 31 at each output of the multipliers 26, 27. The adder 31 and the adder 32 constitute input means, and the output of the adder 31 is connected to one input of the adder 32, and the bow speed is connected to the other input of the adder 32. A signal VEL is supplied. Such an adder 3
1.32 is an adder 32 that simulates the displacement of the contact part of the bow on the string by the movement of the bow, and the displacement of the contact part by vibration waves traveling on the string.
The output of is input to the nonlinear table 43 via the adder 41 and the divider 42, and the output of the nonlinear table 43 is output onto the circulating signal path 21 via the multiplier 44 and adders 28 and 29. It looks like this. The nonlinear table 43 nonlinearly transforms the output from the adder 32 to simulate the state of string displacement caused by the movement of the bow, and the input/output characteristics of the table 43 are as shown by the solid line 11!21. The output characteristics are set. In other words, when the bow is rubbed against the string, when the bow speed is small, the frictional force between the bow and the string is mainly controlled by the coefficient of static friction, and the string speed becomes almost the same as the bow speed.
As the bow speed increases, the frictional force becomes mainly controlled by the dynamic friction coefficient, and the string speed becomes slower than the bow speed. This phenomenon is now realized by nonlinear transformation using the nonlinear table 43. ing. Note that the characteristics of this nonlinear table 43 are changed and controlled by a timbre control signal C3. The bow pressure signal PRES is input to both the divider 42 and the multiplier 44. The divider 42 divides the signal input to the nonlinear table 43 by the bow pressure signal PRES, and the multiplier 44 divides the signal input to the nonlinear table 43 by the bow pressure signal PRES. The signal is multiplied by the bow pressure signal PRES. These dividers 42 and multipliers 44 simulate the change in the nonlinear characteristics shown by the solid line in FIG. In other words, by dividing the input signal of the nonlinear table 43 by the bow pressure signal F'RES, the solid line characteristic in FIG. 2 is changed to, for example, the broken line characteristic in FIG. By multiplying the bow pressure signal PRES, the broken line characteristic in Fig. 2 becomes WI
By changing the characteristic shown by the dashed dotted line in FIG. 2, both calculations expand or reduce the string speed relative to the bow speed in a similar manner depending on the bow pressure. Further, the output of the multiplier 44 is fed back to the adder 41 via a low-pass filter 45 and a multiplier 46, and due to this feedback, the nonlinear conversion of the signal by the nonlinear table 43 including the divider 42 and the multiplier 44 is performed. , a hysteresis characteristic is provided. Let us specifically explain the operation of adding this hysteresis characteristic. Note that negative values such as -0.1, -0. 2
The adder 41 functions to subtract the output signal of the multiplier 46 from the output signal of the adder 32 and supply the result to the divider 42. Become. FIG. 3 is a graph for explaining this hysteresis characteristic, in which the relationship between the output of the adder 4l and the output of the multiplier 41 is shown by a chain line. For example, if the nonlinear conversion input (output of the adder 32) increases from zero in the positive direction, the nonlinear conversion output (output of the multiplier 44) increases proportionally along the solid line in FIG. Same input value
1. Since it shows a large positive value near X2, the amount of subtraction in the adder 41 also becomes large. When the nonlinear conversion input value reaches the value X1, the nonlinear conversion output value rapidly changes to a small value, and thereafter, as the input value increases, the output value gradually decreases while maintaining a small value. do. On the other hand, if the nonlinear input value decreases from this state, the nonlinear conversion output value is small, so the amount of subtraction in the adder 41 becomes small, and even if the nonlinear conversion input value is the same as in the above case, the input to the divider 42 The value will indicate a large value. Then, when the nonlinear transformation input value reaches 411 X 2, which is smaller than 4a X I, the nonlinear transformation output value suddenly becomes a large value. The same applies when the nonlinear conversion input value changes negatively, and due to this effect,
The hysteresis characteristic is realized. Further, the low-pass filter 45 functions to prevent oscillation, and the multiplier 46 functions to adjust the feedback gain.The timbre I1 control signal TC applied to the multiplier 46
The width of bisteresis is changed and controlled by J. Note that the characteristics of the low J pass filter 45 may also be changed and controlled by the sound @ control signal. Furthermore, the circulating signal j121 is sent to the adder 28 and the delay circuit 2.
3, it is connected to formant filter 51. This formant filter 51 simulates the acoustic characteristics of the body of a bowed stringed instrument, and gives the input signal a frequency characteristic switched and controlled by the timbre control signal TC6, and outputs it to the sound system 52. The sound system 52 includes an A/D converter, an amplifier, a speaker, etc., and converts an input signal into an audio signal and outputs it. Next, the operation of the embodiment configured as described above will be explained. When performance information such as key information, initial touch information, and aftertouch information is supplied from the performance information generation section 11 to the musical tone control signal generation section 13 in response to key press operations on the keyboard, the generation section 13 generates these information. Based on the performance information and the tone information supplied from the tone information generator 12, various fNs are generated.
The fli signal is output to the musical waveform signal generator m20. In the musical waveform signal forming section 20, an adder 32 inputs the supplied bow speed signal VEL and supplies it to a nonlinear table 43 via an adder 41 and a divider 42, and the table 43 inputs the bow speed signal VEL. VEL is non-linearly transformed and supplied to the adder 2829 via the multiplier 44. Adder 2
8.29 outputs the input signals to the circulation signal paths 21.21, respectively, and the output signals pass on the circulation signal 21 to delay circuits 22, 23, low-pass filters 24, 25, multipliers 26, 27, and It begins to circulate through adders 28 and 29. In such a case, the delay time of the delay circuits 22 and 23 is determined by the pitch signals PIT+ and P from the musical tone control signal generator 13.
Ih, and the total delay time of both delay circuits 22 and 23 is set to a value corresponding to the pitch period of the key pressed on the keyboard, so the time for one cycle on the circulation signal path 21 is The cycle becomes equal to the pitch period of the key, and the circulating signal becomes a waveform signal having the pitch period of the same key. Also, during the circulation of such waveform signals, the low-pass filters 24.25 output the timbre control signals TC+. A multiplier 26 controls the TCP to give the same waveform signal a frequency characteristic according to the string characteristics.
, 27 shift the phase of the same waveform signal by a certain amount to satisfy the string termination condition, so that such a circulating signal is a better simulation of the vibration wave traveling on the string. The circulating waveform signal is guided to the formant filter 51, and the filter S1 is controlled by the timbre control signal TCs.
The waveform signal is given a frequency characteristic that simulates the acoustic characteristics of the body of a bowed stringed instrument, and is supplied to the sound system S2. And this sound system 52
Since the waveform signal supplied to the system 52 is converted into an acoustic signal and produced, the produced musical tone is extremely similar to the musical tone produced through the body of a bowed stringed instrument due to string vibration. On the other hand, the aforementioned bow speed signal VEL continues to be supplied to the adder 32, and the waveform signal circulating on the Wi-ring signal path 21 is also supplied to this adder 32 via the adder 31. Therefore, this waveform signal and the bow velocity signal VEL are combined and input into the nonlinear table 43. As mentioned above, the nonlinear table 43 nonlinearly transforms this input signal and outputs it. By pressure signal PRES! ! The timbre Ig output from the musical tone control signal generator 13 is controlled by a feedback path including a low-pass filter 45 and a multiplier 46 to expand or reduce the nonlinear conversion output according to the signal PRES (see figure il2). I by control signal TC4
g is controlled, and a hysteresis characteristic is imparted to the nonlinear variable force according to the signal TC4 (see Figure 3), so the relationship between the bow and string of a bowed stringed instrument whose friction coefficient changes depending on the bow speed is improved. It is well simulated, and the musical tones produced by the sound system 52 are extremely close to the musical tones of a bowed string instrument. In the above embodiment, the division word 42 and the multiplier 4
4 is used to scale up and down the nonlinear conversion output, however, a large number of nonlinear tables 43 corresponding to this scaling may be prepared and the conversion tables may be switched in accordance with the bow pressure signal PRES. Further, although the bow velocity signal VEL and the cyclic waveform signal are non-linearly transformed using the non-linear table 43, the non-linear transform may be realized by calculation instead of using the table. Further, in the above embodiment, the output end of the cyclic waveform signal is provided between the adder 28 and the delay circuit 23, but if there is '' in the cyclic signal path 21, the output end of the cyclic waveform signal is provided from another location. You may also take it out.

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

all図は本発明の一実施例にかかる楽音波形信号形成
装置を備えた電子楽器の全体ブロック図,第2図及び第
3図は第1図の実施例の非線形変換特性を示すグラフで
ある。 符  号  の  説  明 11・・・演奏情報発生部、12・・・音色情報発生部
、13・・・楽音制御信号発生部、20・・・楽音波形
信号形成部、21・・・循環信号路,22.23・・・
遅延回路、24.25.45・・・ローパスフィルタ、
26,  27,  44.  46・・・乗算器.2
8,29,31,32,41・・・加算器,42・・・
除算器、43・・・非線形テーブル。
FIG. 1 is an overall block diagram of an electronic musical instrument equipped with a musical waveform signal forming device according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 2 and 3 are graphs showing nonlinear conversion characteristics of the embodiment of FIG. 1. Explanation of symbols 11...Performance information generating section, 12...Tone color information generating section, 13...Music tone control signal generating section, 20...Musical sound waveform signal forming section, 21...Circulating signal path ,22.23...
Delay circuit, 24.25.45...low pass filter,
26, 27, 44. 46... Multiplier. 2
8, 29, 31, 32, 41... adder, 42...
Divider, 43...Nonlinear table.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)波形信号を循環させる循環信号路と、前記循環信
号路中に直列に介装された第1及び第2の信号遅延手段
と、 外部からの起動制御信号を入力するとともに前記第1及
び第2信号遅延手段の各間の前記循環信号路上における
各波形信号を入力して該入力した各信号を合成出力する
入力手段と、 前記入力手段から出力される合成信号に非線形変換を施
して前記第1及び第2信号遅延手段の各間の前記循環信
号路上に出力する非線形変換手段と を備えたことを特徴とする楽音波形信号形成装置。
(1) A circulating signal path for circulating a waveform signal, first and second signal delay means interposed in series in the circulating signal path, and receiving an external activation control signal and receiving the first and second signal delay means. input means for inputting each waveform signal on the circulating signal path between each of the second signal delay means and synthesizing and outputting the input signals; A musical waveform signal forming apparatus comprising: nonlinear conversion means for outputting onto the circulating signal path between each of the first and second signal delay means.
(2)前記請求項1に記載の非線形変換手段に、ヒステ
リシス特性をもたせるようにした楽音波形信号形成装置
(2) A musical waveform signal forming device in which the nonlinear conversion means according to claim 1 has a hysteresis characteristic.
(3)前記請求項1に記載の楽音波形信号形成装置にお
いて、前記第1及び第2信号遅延手段の各間の前記循環
信号路中に、循環波形信号の伝達特性を変更する伝達特
性変更手段をそれぞれ設けるようにした楽音波形信号形
成装置。
(3) In the musical waveform signal forming apparatus according to claim 1, a transfer characteristic changing means for changing the transfer characteristic of the circulating waveform signal in the circulating signal path between each of the first and second signal delay means. A musical waveform signal forming device is provided.
(4)前記請求項1に記載の楽音波形信号形成装置にお
いて、前記第1及び第2信号遅延手段の少なくとも一方
を可変遅延手段で構成するとともに、同可変遅延手段に
おける波形信号の遅延時間を発音すべき楽音の周波数に
対応して変更制御する楽音制御手段を設けた楽音波形信
号形成装置。
(4) In the musical waveform signal forming device according to claim 1, at least one of the first and second signal delay means is constituted by a variable delay means, and the delay time of the waveform signal in the variable delay means is used to produce a sound. A musical sound waveform signal forming device is provided with musical tone control means for changing and controlling the frequency of a musical tone to be played.
(5)前記請求項1に記載の楽音波形信号形成装置にお
いて、前記非線形変換手段をその変換特性が変更可能な
可変非線形変換手段で構成するとともに、同可変非線形
変換手段における変換特性を変更制御する楽音制御手段
を設けた楽音波形信号形成装置。
(5) In the musical waveform signal forming device according to claim 1, the nonlinear conversion means is constituted by variable nonlinear conversion means whose conversion characteristics can be changed, and the conversion characteristics of the variable nonlinear conversion means are controlled to change. A musical waveform signal forming device provided with musical tone control means.
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