CN111009228B - 电子乐器以及使电子乐器执行的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供电子乐器以及使电子乐器执行的方法，电子乐器具备：某个演奏操作件，与表示某个音高的音高信息建立了对应；以及音源(12C)，该音源(12C)执行以下的处理：根据对所述某个演奏操作件的用户操作，受理包含表示所述某个音高的音高信息和音量信息(速度)的演奏操作信息的输入；基于激励数据，生成与所述某个音高对应的声音，该激励数据通过对基于在所述某个音高处声音的强度分别不同的多个波形数据而生成的激励信号用波形数据所含的部分数据乘以窗口函数(33)而生成。

Description

电子乐器以及使电子乐器执行的方法
技术领域
本发明涉及电子乐器以及使电子乐器执行的方法。
背景技术
在日本特开2011－154394号公报中，提出了一种用于提供模拟原声钢琴的放键弦振动音以及壳体共鸣音的乐音产生装置的技术。
已知有如下技术：在PCM音源中，通过采用如下构成，能够将存储器的容量也包含在内地对电路构成进行简化，即，将从存储器读出的较短的波形数据作为激励信号，在延迟环电路中一边循环地适当赋予衰减一边进行处理而产生希望长度的乐音。
在这种PCM音源中，未确立作为激励信号使用怎样的波形数据，并且即使在构建相当于激励信号的物理模型时，也需要进行很多的参数设定等，并未达到获得所希望的那样的真实音质的乐音的程度。
发明内容
本发明的电子乐器，具备：演奏操作件，与表示音高的音高信息建立了对应；以及音源，该音源执行以下的处理：根据对所述演奏操作件的用户操作，受理与演奏操作信息相应的发音指示，该演奏操作信息包含表示所述音高的音高信息和表示音量的音量信息；基于激励数据，生成与所述音高或所述音量对应的声音，该激励数据通过对基于在所述音高处声音的强度分别不同的多个波形数据而生成的激励信号用波形数据所含的部分数据乘以窗口函数而生成。
根据本发明，能够在不增大电路规模的情况下产生真实的音质的乐音。
附图说明
图1是表示本发明的一实施方式的电子键盘乐器的基本的硬件电路的构成的框图。
图2是表示上述实施方式的音源电路的构成的框图。
图3是表示上述实施方式的音源电路的其他构成的框图。
图4是对储存于上述实施方式的波形存储器的激励信号用的88个键量的波形数据进行例示的图。
图5是表示上述实施方式的波形读出部与窗口化处理部的电路构成的框图。
图6是表示上述实施方式的图2以及图3的非线性特性处理部的构成的框图。
图7是对上述实施方式的录音、收集到的某个键盘中的声音的强度(速度值)不同的乐音波形进行例示的图。
图8是例示对上述实施方式的波形数据作为预处理而施加的标准化处理的过程的图。
图9是对根据上述实施方式的强弱波形的相加合成生成激励信号的方法进行例示的图。
图10是对根据上述实施方式的速度值使波形存储器的读出地址变化的过程进行例示的图。
图11是对与上述实施方式的波长(音高)对应的窗口函数的关系进行例示的图。
图12是表示上述实施方式的非线性特性处理部中的衰减特性的例子的图。
图13是表示由上述实施方式的音符关(Note-Off)时的制音器包络发生器产生的制音器位移信号与释放的波形的包络的图。
图14是对上述实施方式的放键时的频谱特性的分布变化进行例示的图。
附图标记说明
10…电子键盘乐器
11…键盘部
12…LSI
12A…CPU
12B…ROM
12C…音源
12D…D/A转换部(DAC)
13…放大器
14…扬声器
21～23…乘法器(放大器)
24…加法器
31…音符事件处理部
32…波形读出部
33…窗口化处理部
34…(激励信号生成用)波形存储器
35A～35C…栅极放大器
36A～36C…加法器
37A～37C…延迟电路
38A～38C…全通滤波器(APF)
39A～39C…低通滤波器(LPF)
40A～40C…衰减放大器
41A～41C…非线性特性处理部
42…制音器(damper)包络发生器(制音器EG)
43、44…加法器
51…偏移地址寄存器
52…加法器
53…当前地址计数器
54…音高寄存器
55…加法器
56…插补部
57…窗口化部
58…窗口表
61…比较器(CMP)
62…反转放大器
63…低通滤波器(LPF)
64…放大器
65…减法器
66…比较器(CMP)
67…低通滤波器(LPF)
68…放大器
69…加法器
B…总线
具体实施方式
以下，参照附图，对将本发明应用于电子键盘乐器的情况下的一实施方式进行说明。
图1是表示上述实施方式的电子键盘乐器10的基本的硬件电路的构成的框图。在该图中，与作为演奏操作件的键盘部11中的操作对应的、包括音符编号(音高信息)与作为音量信息的速度值(按键速度)的操作信号被输入至LSI12的CPU12A。
LSI12经由总线B将CPU12A、ROM12B、音源12C、D/A转换部(DAC)12D连接。
CPU12A对电子键盘乐器10整体的动作进行控制。ROM12存储BCPU12A所执行的动作程序、用于演奏的激励信号用波形数据等。CPU12A在进行演奏动作时，对音源12C赋予音符编号、速度值等参数。
音源12C根据从CPU12A赋予的参数，从ROM12B读出所需的基于激励信号用波形数据的部分数据，通过信号处理生成乐音信号，将所生成的乐音信号向D/A转换部12D输出。
D/A转换部12D对乐音信号进行模拟化并向放大器13输出。通过由放大器13放大的模拟的乐音信号，扬声器14对乐音进行扩声放音。
图2是主要表示音源12C的详细的电路构成的框图。该图除了后述的音符事件处理部31、波形存储器34、加法器44之外，图中II所示的范围相当于键盘所含的一个键。在该电子键盘乐器10中，设为在键盘部11中有88个键，设置88个键量的相同的电路。
另外，在电子键盘乐器10中，按照实际的原声钢琴，设为每一个键具有一根(最低音域)、两根(低音域)或者三根(中音域以上)弦模型的信号循环电路。在图2中，提取并示出了具有三根弦模型的信号循环电路的键用的电路II。
与所述键盘部11中的键的操作对应的音符开/关信号从CPU12A输入至音符事件处理部31。
音符事件处理部31根据被操作的键，将发音开始(音符开)时的音符编号与速度值的各信息发送至波形读出部32以及窗口化处理部33，并且向各弦模型的栅极放大器35A～35C发送音符开信号和与速度值对应的乘数。
进而，音符事件处理部31向制音器包络发生器(EG)42发送音符开/关信号与速度值信号。
波形读出部32产生与音符编号和速度值的信息对应的读出地址，并从波形存储器34读出作为激励信号的波形数据。
图4对储存于波形存储器34的、激励信号用的88个键量的激励信号用波形数据进行了例示。波(0)是最低音的波形数据，波(87)是最高音的波形数据。在以相同波长数的量储存波形数据时，由于低音的波长更长，因此相比于与较高的音符编号对应的波形数据，与较低的音符编号对应的波形数据的波形数据更长，存储器中的占用区域更大。
按照发音的音高，对该88个声音的激励信号用波形数据的某个的起始地址，赋予与发音的速度值相应地在各波(n)内偏移后的值相加而得的地址值，作为偏移地址。
波形读出部32将从波形存储器34读出的部分数据向窗口化处理部33输出。
窗口化处理部33根据音符编号信息，以与该音符编号对应的音高的波长对应的时间幅度来执行窗口化(窗口函数)处理，并将窗口化处理后的波形数据向栅极放大器35A～35C发送。
以下，以三根弦模型的信号循环电路的一个、例如最上级的栅极放大器35A的后级侧为例进行说明。
在栅极放大器35A中，对窗口化处理后的波形数据实施与速度值对应的乘数下的放大处理，并将处理后的波形数据向加法器36A输出。该加法器36A还被反馈输入后述的非线性特性处理部41A输出的、被赋予了与制音器的位移对应的衰减的波形数据，其加法输出被发送至延迟电路37A。
延迟电路37A作为在原声钢琴中与该弦振动时所输出的声音的一个波长的整数部分对应的值(例如，在与高音的键对应的情况下为20、在与低音的键对应的情况下为2000这样的整数值)，设定了弦长延迟PT0_r[n]，使波形数据延迟该弦长延迟PT0_f[n]的量，并向后级的全通滤波器(APF)38A输出。
全通滤波器38A作为与该一个波长的小数部分对应的值，设定了弦长延迟PT0_f[n]，使波形数据延迟该弦长延迟PT0_f[n]的量，并向后级的低通滤波器(LPF)39A输出。即，通过延迟电路37A(～37C)以及全通滤波器38A(～38C)，可延迟根据所输入的音符编号信息(音高信息)而决定的时间(一个波长量的时间)。
低通滤波器39A使比相对于该弦长的频率而设定的宽频区域衰减用的截止频率Fc[n]低的频率区域侧的波形数据通过，并向衰减放大器40A输出。
衰减放大器40A进行与制音器位移无关的通常的衰减处理，将衰减后的波形数据向非线性特性处理部41A输出。
非线性特性处理部41A基于从制音器包络发生器(EG)42赋予的制音器位移的信息，使音符关(包括消音化的弱音化指示)后的波形数据衰减，如上所述那样将衰减后的波形数据输出至加法器36A，并且也向加法器43输出。
加法器43对非线性特性处理部41A输出的波形数据、以及同样地构成激励信号的循环电路的其他两个系统的弦模型的非线性特性处理部41B、41C输出的波形数据，进行加法处理，并将其和作为与该键的操作对应的乐音信号输出至加法器44。
在加法器44中，将被按下的各键分别对应的乐音信号相加，并将其和向下一级的D/A转换部12D输出。
图3是代替所述图2的电路构成，而主要示出音源12C的详细的其他电路构成的框图。在该图3中，在各弦模型的信号循环电路中，将衰减放大器40A(～40C)输出的自然衰减后的波形数据向非线性特性处理部41A(～41C)输出，并且作为直接反馈给加法器36A(～36C)的循环电路。
这样，通过在循环的弦模型的闭环电路中特意不包含非线性特性处理部41A(～41C)，不会出现基于对应于制音器位移的量而发挥作用的非线性特性处理部41A(～41C)的、由制音器引起的衰减因闭环电路而过度地施加，能够在放键时将闭环内的作为衰减乘法器的乘数设定为适当的值，使处理稳定化。
除此之外，如图3所示，通过将由制音器引起的衰减设于闭环电路外，适合于例如像电吉他等那样，特别是对输出拾取弦的振动后的声音那样的乐器的乐音进行再现的情况。
另一方面，在如图2所示那样，将由制音器引起的衰减设于闭环电路内的情况下，适合于例如像原声钢琴等那样，特别是对直接输出弦的振动那样的乐器的乐音进行再现的情况。
在本实施方式中虽然不采用，但也可以是如下电子键盘乐器：将由所述制音器引起的衰减设于闭环电路内的情况设为第一模式，将由制音器引起的衰减设于闭环电路外的情况设为第二模式，能够通过用户的任意模式切换操作来进行选择。
图5是表示波形读出部32与窗口化处理部33的电路构成的框图。
在存在键盘部11中的按键情况下，表示与应发音的音符编号和速度值对应的起始地址的偏移地址被保持于偏移地址寄存器51。该偏移地址寄存器51的保持内容被输出至加法器52。
另一方面，在发音初期时被复位而成为“0(零)”的当前地址计数器53的计数值被输出至加法器52、插补部56、加法器55、窗口化部57。
当前地址计数器53是通过利用加法器55将保持激励信号的再生音高的音高寄存器54的保持值与自身的计数值相加而得的结果，使计数值依次增加的计数器。
作为音高寄存器54的设定值的再生音高，在通常的情况下，若波形存储器34内的波形数据的采样率与弦模型一致则为“1.0”，另一方面，在通过主调整、拉伸调整、音律等变更了音高的情况下，被赋予从“1.0”加减后而得的值。
对当前地址加上偏移地址的加法器52的输出(地址整数部分)被作为读出地址而输出至波形存储器34，从波形存储器34读出对应的波形数据。
读出的波形数据在插补部56中，在根据当前地址计数器53输出的与音高对应的地址小数部分而进行插补处理之后，向窗口化部57输出。在窗口化部57中，随着当前地址计数器53输出的当前地址的行进，基于存储于窗口表58的汉宁(Hann/汉明)窗、布莱克曼窗等窗口函数表，进行对波形数据的窗口化处理，将窗口化处理后的波形数据作为激励信号向栅极放大器35A～35C输出。
图6是表示构成弦模型的信号循环电路的非线性特性处理部41A(～41C)的构成的框图。前级的衰减放大器40A输出的自然衰减后的波形数据、以及来自制音器包络发生器42的制音器位移的信息被输入。
如图中所示，制音器位移的信息是在符号为正的区域表示衰减的曲线波形，其信息被直接输入至比较器(CMP)61，另一方面，符号被反转放大器62反转(×－1)并输入至比较器66。
比较器61针对波形数据的输入，提取比制音器位移的信息大的波形部分并使其通过。比较器61的输出在由低通滤波器(LPF)63去除高频成分之后，由放大器64以规定放大率进行放大，并作为减数赋予给减法器65。
另一方面，比较器66针对波形数据的输入，提取比反转后的制音器位移的信息小的波形部分并使其通过。比较器66的输出在由低通滤波器67去除高频成分之后，由放大器68以规定放大率进行放大，并赋予给加法器69。
加法器69通过在所输入的波形数据加上来自放大器68的负侧的极大波形部分，获得截断了该极大波形部分的波形数据，并输出至减法器65。
减法器65对来自加法器69的波形数据，减去放大器64输出的正侧的极大波形部分，从而获得截断了该极大波形部分的波形数据。
作为结果，减法器65输出的波形数据在正侧以及负侧这两方，作为超过作为制音器位移的信息被赋予的波形范围的部分被抑制的波形数据，被反馈输入至下一级的加法器36A。
接下来，对所述实施方式的动作进行说明。
首先，根据图7至图10，对储存于波形存储器34(ROM12B)的波形数据进行说明。
图7是对录音、收集到的相同的音符编号且速度值不同的乐音波形进行例示的图。图7(A)示出了弱音(p)的波形，图7(B)示出了次强音(mf)的波形，图7(C)示出了强音(f)波形。在建模中，优选仅使用靠近波形的最初的部分、且在冲击以后泛音结构稳定的部分(图中的t2区间)。
另外，作为预处理，优选对这些多个录音数据进行标准化处理，以使振幅相等。
图8表示针对钢琴的乐音波形数据的预先处理的过程。在图8(A)中，为了简化说明，设为对强打击(f)侧的波形与弱打击(p)侧的波形进行处理而说明。
对强打击侧的波形数据，在施加窗口化(窗口函数)处理P11之后，实施作为离散傅立叶转换(DFT)的高速傅立叶转换(FFT)处理P12，转换为频率维度而获得复数的实数值(R)与虚数值(I)。这些复数通过极坐标转换处理P13被极坐标化，并转换为第一振幅信号与第一相位信息。
弱打击侧的波形数据也相同，通过窗口化(窗口函数)处理P14、高速傅立叶转换(FFT)处理P15、极坐标转换处理P16，获得第二振幅信息与第二相位信息。
之后，弱打击侧的波形数据的第二相位信息被替换为强打击侧的第一相位信息，再次通过正交坐标转换处理P17转换为复数。该复数通过逆高速傅立叶转换(逆FFT)处理P18被波形数据化。
所得的波形数据，进一步通过窗口化(窗口函数)处理P19去除不需要的波形部分，获得弱打击的基础音的波形数据。
另外，利用减法处理P20，将弱打击的基础音的波形数据作为减数，从强打击侧的波形数据进行减法处理，从而获得强打击侧的差分音的波形数据。
图8(B)示出了，通过实施图8(A)所示的波形数据的处理，取得用于储存于波形存储器34(ROM12B)的波形数据。
通过上述那样的波形处理，能够针对多个波形数据，分别使泛音相位一致。在将特定的乐器的强弱的乐音进行组合的情况下，为了抑制强度不同的录音数据的相加结果产生与相加比不同的变化的可能性，所述波形处理也有效。
图9是对在与某个音符编号对应的音高处、根据强弱波形的相加合成生成激励信号的方法进行例示的图。将与强弱对应的波形数据的起始部分的数据，以图中分别示出的相加比率所示的那样的值，按照与储存地址的行进相同的时间序列，分别以强度变化的方式进行相加。
具体而言，图9(A)表示强度高(声音的强度强)的第一波形数据即强音(f)的波形数据的约六个周期的量，如图9(B)所示那样对该波形数据赋予用于使开始的约两个周期的量有效的相加比信号。因而，在乘法器(放大器)21中，将在“1.0”～“0.0”之间变化的该相加比信号作为乘数(放大率)而对波形数据进行乘法处理，并将成为其积的波形数据向加法器24输出。
同样，图9(C)表示强度中等(声音的强度稍强)的第二波形数据即次强音(mf)的波形数据的约六个周期的量，如图9(D)所示那样，对该波形数据赋予用于使中央的约两个周期的量有效的相加比信号。因而，乘法器22将该相加比信号作为乘数而对波形数据进行乘法处理，并将成为其积的波形数据向加法器24输出。
相同地，图9(E)表示强度低(声音的强度弱)的第三波形数据即弱音(p)的波形数据的约六个周期的量，如图9(F)所示那样，对该波形数据赋予用于使后期的约两个周期的量有效的相加比信号。因而，乘法器23将该相加比信号作为乘数而对波形数据进行乘法处理，并将成为其积的波形数据向加法器24输出。
因而，将这些波形数据相加的加法器24的输出，如图9(G)所示那样，波形按每两个周期连续地变化为“强”→“中”→“弱”。
将这样的波形数据(激励信号用波形数据)储存在波形存储器34，指定与演奏强度对应的开始地址，从而将所需的波形数据(部分数据)作为激励信号读出。读出的波形数据如图9(H)所示那样，由窗口化处理部33进行窗口化处理，并供给至后级的各信号循环电路。
为了将2～3个波长的量用作波形数据，根据音高，构成波形数据的采样数据的数量不同。例如，在原声钢琴的88个键的情况下，从低音到高音，采样数据的数量约2000～20个左右(采样频率：44.1[kHz]的情况)。
另外，上述波形数据的相加方法并不仅限于相同的乐器的演奏强度不同的波形数据的组合。例如，在电钢琴的情况下，在对键进行了弱打击的情况下，具有接近正弦波的波形特性，另一方面，在进行了强打击的情况下，成为已饱和的矩形波那样的波形的形状。将这些明显形状不同的波形、例如从吉他等提取到的波形等、各种不同的乐器的乐音连续地相加，能够产生通过演奏强度、其他演奏操作件而连续地变化那样的建模的乐音。
图10对在驱动音源12C时，波形读出部32根据速度值使波形存储器34的读出地址变化的过程进行了例示。在波形存储器34中，如图10(A)所示那样，储存从强音(f)向弱音(p)连续地变化那样的波形数据，为了读出与演奏时的速度值对应的波形数据部分，使读出开始地址变化。
图10(B)示出了速度值为强音(f)的情况下的波形数据的读出范围、图10(C)示出了速度值为次强音(mf)的情况下的波形数据的读出范围，图10(D)示出了速度值为弱音(p)的情况下的波形数据的读出范围。
实际上，并不局限于所述三个阶段，如图中用虚线表示的窗口化波形那样，根据速度值，例如，如果速度值的分辨率为7比特，则分为一百二十八个阶段，使该音符编号下的波形数据的读出位置连续地变化。
另外，在实施对读出的波形数据的窗口化处理时，由于根据该音程波长不同，因此需要使实施窗口化处理的“窗”部分的时间长度也不同。
图11是对与波长(音高)对应的窗口函数的关系进行例示的图。图11(A)表示针对音高F4(MIDI：65)的强音(f)的情况下的波形数据的波形读出范围与窗口函数。同样，图11(B)示出了表示高出一个八度的音高F5(MIDI：77)的情况，图11(C)表示进一步高出一个八度的音高F6(MIDI：89)的情况。
如各图所示，在将对储存于波形存储器34的波形数据进行窗口化处理而得的结果用作激励信号时，由于根据与所指定的音符编号对应的音高而波长的时间幅度不同，因此也需要根据作为乐音而产生的发音音高变更进行窗口化的尺寸(时间幅度)。
另外，如上所述，对于波形读出部32从波形存储器34读出来波形数据，除了通过窗口化处理部33进行窗口化处理之外，对于储存于波形存储器34的波形数据自身，如所述图8中也说明的那样，预先实施窗口化处理而去除不需要的频率成分。
这里使用的作为对储存用的波形数据实施的窗口函数，例如只要是汉宁(Hann/汉明)窗、布莱克曼窗、凯斯窗等对乐音的原音的泛音成分影响较少的函数即可。
由波形读出部32从波形存储器34读出并由窗口化处理部33进行了窗口化处理的波形数据，经由栅极放大器35A～35C，以与被操作的速度值对应的乘数进行处理之后，输入至构成弦模型的信号循环电路。
在一个弦模型中，由包含产生所产生的乐音的波长量的延迟的延迟电路37A(～37C)的闭环构成，在环内由全通滤波器38A(～38C)、低通滤波器39A(～39C)、衰减放大器40A(～40C)、非线性特性处理部41A(～41C)、将模型的信号的激励信号相加的加法器36A(～36C)构成。
在通过数字处理使延迟电路37A(～37C)、全通滤波器38A(～38C)将所产生的乐音的音高频率的小数部分的倒数与1相加而得的值延迟的关系上，波长的整数部分作为弦长延迟PT0_r[n](～PT2_r[n])被赋予给延迟电路37A(～37C)，另一方面，波长的小数部分作为弦长延迟PT0_f[n](～PT2_f[n])被赋予给全通滤波器38A(～38C)。
如上所述，在图2以及图3中，示出了以原声钢琴为标准，与一个键对应地设有三根弦模型的、与中音域至高音域的键位置对应的电路的构成。
在原声钢琴的情况下，这些三弦的模型的音高的调整情况被称为齐奏(unison)，被设定为微小不同的音高。这些不同的音高是通过建模的钢琴进行调整的参数。
向与从发音起的时间一起调整泛音成分的衰减的低通滤波器39A(～39C)的截止频率Fc[n]也同样地根据建模的钢琴、弦来设定。
各弦模型的输出由加法器43相加，进而88个键量的输出由加法器44相加，并向下一级的D/A转换部12D输出。
成为激励闭环的弦模型的信号的波形数据，由波形读出部32从波形存储器34读出，在通过窗口化处理部33进行窗口化处理之后，在栅极放大器35A～35C中乘以与速度值对应的乘数，并供给至构成弦模型的各信号循环电路。
在有音符开(按键)的时刻，从音符事件处理部31向制音器包络发生器42发送音符开信号，制音器包络发生器42转换为表示制音器的位移的信号并发送至非线性特性处理部41A～41C。
具体而言，弦的振动抑制被暂时解除。在其紧后，控制为，波形读出部32从波形存储器34读出与音符编号和速度值对应的、作为激励信号的波形数据。
制音器包络发生器42以与音符关速度值对应的速度调整制音器位移的信息，以使当产生放键时的音符关(受理包括消音化的弱音化指示)时，通过内装于闭环的衰减用乘法器即非线性特性处理部41A～41C调整衰减系数。
具体而言，制音器包络发生器42在如下方向上进行调整：在较强的音符关速度值下快速衰减，在较弱的音符关速度值下，制音器较缓慢地抑制弦来抑制振动。
另外，音符关事件一般由速度值表现，但也可以采用将MIDI的控制数据那样的连续变化的信号值赋予给非线性特性处理部41A～41C那样的构成。
图12是表示非线性特性处理部41A～41C中的衰减特性的例子的图。图中的横轴为输入，纵轴为输出。
在音符开时，在弦从制音器开放的状态下，弦的衰减率为1.0，在图中如XIIA所示那样，输入＝输出。
当制音器发生位移并实际逐渐地接触、而开始吸收、抑制振动的能量时，振动的位移(输出)从接触的弦的位移平滑地成为一定的值。如图中的XIIB所示那样，该一定的量与制音器的变化量对应，若制音器较多地接触，则可以以更低的输出等级来抑制弦的振动。
图中的XIIC表示音符关时的特性，表示相对于输入，输出被抑制得更小的状态。
由于钢琴的制音器需要设计成不产生多余的声音而抑制弦的振动，因此该特性被调整为尽量描绘平滑的曲线并达到一定的输出值。
在实际的非线性特性处理部41A～41C中，例如通过图5所示的电路构成，来实现与上述那样的制音器位移对应的衰减。在该情况下，若构成非线性特性处理部41A～41C的低通滤波器63、66的截止频率为更高的频率，则平滑性减少，在放键时产生的泛音也变多。
例如，如乐器为羽管键琴(harpsichord)的情况那样，放键时的声音明显变大，在包含高频成分的情况下，将截止频率设定得较高。相反，如乐器为钢琴的情况那样，在放键时产生的泛音的成分较少情况下，将截止频率设定得足够低。
图13是表示音符关时的由制音器包络发生器产生的制音器位移信号与释放的波形的包络的图。如该图所示，在直到产生音符关为止的期间，在图中如XIIIA所示那样，仅通过在衰减放大器40A～40C设定的较少的自然衰减，输出被制音器抑制的输出信号。
之后，在成为音符关的时刻，制音器包络发生器42根据音符关时的速度值的强度使制音器位移衰减。在图中，XIIIB示出了基于音符关时的速度值的释放包络曲线的不同。速度值越大(＝放键时的速度越高)，制音器的位移量越大，衰减量越大。伴随着制音器的位移衰减，弦信号一边饱和一边衰减而消音。
图14是对放键时的频谱的特性的变化进行例示的图。图14(A)对放键之前的音符开的状态下的频率频谱的分布特性进行了例示。图14(B)对放键中的频谱的分布特性进行了例示。
在图14(A)中，示出了本实施例中的放键之前的频谱的分布特性。
在图14(B)中，示出了本实施例中的放键中的频谱的分布特性。在应用了本实施例情况下，如图中的范围的XIV部分所示那样，能够确认出现了在马上放键之前未出现的频率成分(主要为10KHz附近)。更具体而言，根据本实施例，可以说与按键对应的音高的基音频率(例如，200Hz)的偶数次泛音成分对应于放键而适度地产生，可知获得了与原声钢琴的放键时的声音非常相似的特性的乐音。认为该声音近似于制音器(压缩毛毡)碰到弦(钢琴线)的制动成分音，能够极其自然地再现原声钢琴的乐音。
如以上详细叙述的那样，根据本实施方式，能够在不增大电路规模的情况下产生真实的音质的乐音。
另外，在所述实施方式中，具有多个针对一个音符编号产生乐音波形的信号循环电路，将分别产生的乐音波形相加之后进行输出，因此能够忠实地再现针对一个音符编号的操作而使多个弦、管等鸣响那样的乐器的乐音。
并且，在所述实施方式中，在对从波形存储器读出的作为激励信号的波形数据实施窗口化处理的基础上，向产生乐音波形的信号循环电路输出，因此能够去除不需要的频率成分而简化进行信号处理的电路的构成。
除此之外，在所述实施方式中，在将储存于波形存储器的波形数据自身预先进行窗口化处理后进行储存，因此能够减少波形存储器所需的存储容量等。
另外，在所述实施方式中，根据从波形存储器读出的规定波长量的乐音波形信息，通过信号循环电路对应于演奏操作件中的操作产生所需的长度的乐音，因此能够减少波形存储器所需的存储容量等。
并且，在所述实施方式中，在受理包含音符编号与强度的演奏操作信息的基础上，根据储存于波形存储器的、对应于多个强度而变化的乐音波形信息，取得所需的范围的规定波长量，因此能够进一步简化用于读出乐音波形信息的电路构成。
更具体而言，基于受理的演奏操作信息使从存储有对应于多个强度而变化的乐音波形信息的存储器中读出的地址变化，取得规定波长量，因此能够更简单地构成用于获得所需的乐音波形信息的电路。
另外，在所述实施方式中，将针对一个音符编号而设置的多个信号循环电路的音域设为基于作为模型的乐器的音域，因此能够更忠实地再现并产生原始的乐音。
另外，如上所述，对本实施方式应用于电子键盘乐器的情况进行了说明，但本发明并不限定于乐器、特定的模型。
此外，本申请发明并不限定于所述实施方式，在实施阶段能够在不脱离其主旨的范围内进行各种变形。另外，各实施方式也可以尽可能地适当组合来实施，在该情况下可获得组合后的效果。并且，在所述实施方式中，包含各种阶段的发明，可以通过所公开的多个构成要件中的适当的组合来提取各种发明。例如，即使从实施方式所示的全部构成要件删除几个构成要件，也可以解决发明要解决的课题栏中所述的课题，在获得发明的效果栏中所述的效果的情况下，可以将删除了该构成要件的构成作为发明来提取。

Claims (15)

1.一种电子乐器，具备：
演奏操作件，与表示音高的音高信息建立了对应；以及
音源，
该音源执行以下的处理：
根据对所述演奏操作件的用户操作，受理与演奏操作信息相应的发音指示，该演奏操作信息包含表示所述音高的音高信息和表示音量的音量信息；
基于激励数据，生成与所述音高及所述音量对应的声音，该激励数据通过对激励信号用波形数据所含的与所述音量信息对应的部分数据乘以窗口函数而生成，所述激励信号用波形数据是在将在所述音高处声音的强度分别不同的多个声音的波形数据的振幅标准化以使其振幅相等后的状态下，使所述标准化后的多个声音的波形数据连续地结合而生成的激励信号用波形数据。
2.如权利要求1所述的电子乐器，其特征在于，
所述音源通过使所述激励数据循环，生成与所述音高对应的声音。
3.根据权利要求1或2所述的电子乐器，其特征在于，
所述电子乐器具备存储器，该存储器存储有所述激励信号用波形数据，
所述音源根据所述演奏操作信息的输入，从存储于所述存储器的所述激励信号用波形数据读出与所述音量信息对应的所述部分数据，
通过对所读出的所述部分数据乘以所述窗口函数，生成所述激励数据。
4.根据权利要求1或2所述的电子乐器，其特征在于，
所述音源延迟根据所述音高信息而决定的时间，并使所述激励数据循环。
5.根据权利要求3所述的电子乐器，其特征在于，
所述存储器存储有多个所述激励信号用波形数据，
所述音源根据所述音高信息，选择所述多个激励信号用波形数据中的任一个。
6.根据权利要求1或2所述的电子乐器，其特征在于，
读出至所述音源的所述部分数据的波长的时间幅度根据所述音高信息而不同，所述窗口函数的窗的时间幅度也根据所述音高信息而不同。
7.根据权利要求1或2所述的电子乐器，其特征在于，
与读出至所述音源的音高对应的部分数据的时间幅度，比高于所述音高的音高所对应的部分数据的时间幅度短，而且，与所述音高对应的窗口函数的窗的时间幅度，比高于所述音高的音高所对应的窗口函数的窗的时间幅度短。
8.根据权利要求1或2所述的电子乐器，其特征在于，
根据所受理的音高信息，来决定使所述激励数据循环的信号循环电路的数量。
9.根据权利要求1或2所述的电子乐器，其特征在于，
所述电子乐器具备键盘，该键盘作为所述演奏操作件至少包括与第一音高对应的第一键、与第二音高对应的第二键、以及与第三音高对应的第三键，
与所述第一键对应的作为信号循环处理的信号循环电路的数量为一个，
与所述第二键对应的作为所述信号循环处理的所述信号循环电路的数量为两个，
与所述第三键对应的作为所述信号循环处理的所述信号循环电路的数量为三个。
10.根据权利要求1或2所述的电子乐器，其特征在于，
所述激励信号用波形数据通过至少对所述音高处的第一波形数据以及第二波形数据进行合成来生成，所述第二波形数据相比于所述第一波形数据，声音的强度更弱。
11.一种电子乐器，其特征在于，具备：
多个键，分别与音高信息建立了关联；以及
至少一个处理器，执行以下的处理：
根据对所述键的用户操作，受理演奏操作信息的输入，该演奏操作信息包含表示音高的音高信息和表示音量的音量信息；
基于激励数据，生成与所述音高及所述音量对应的声音，该激励数据通过对激励信号用波形数据所含的与所述音量信息对应的部分数据乘以窗口函数而生成，所述激励信号用波形数据是在将在所述音高处声音的强度分别不同的多个声音的波形数据的振幅标准化以使其振幅相等后的状态下，使所述标准化后的多个声音的波形数据连续地结合而生成的激励信号用波形数据。
12.一种使电子乐器执行的方法，该电子乐器具备：
演奏操作件，与表示音高的音高信息建立对应；以及
音源，
在所述使电子乐器执行的方法中，所述音源执行以下的处理：
根据对所述演奏操作件的用户操作，受理与演奏操作信息相应的发音指示，该演奏操作信息包含表示所述音高的音高信息和表示音量的音量信息；
基于激励数据，生成与所述音高及所述音量对应的声音，该激励数据通过对激励信号用波形数据所含的与所述音量信息对应的部分数据乘以窗口函数而生成，所述激励信号用波形数据是在将在所述音高处声音的强度分别不同的多个声音的波形数据的振幅标准化以使其振幅相等后的状态下，使所述标准化后的多个声音的波形数据连续地结合而生成的激励信号用波形数据。
13.如权利要求12所述的使电子乐器执行的方法，其特征在于，
所述音源通过使所述激励数据循环，生成与所述音高对应的声音。
14.根据权利要求12或13所述的使电子乐器执行的方法，其特征在于，
所述电子乐器具备存储器，该存储器存储有所述激励信号用波形数据，
所述音源根据所述演奏操作信息的输入，从存储于所述存储器的所述激励信号用波形数据读出与所述音量信息对应的所述部分数据，
通过对所读出的所述部分数据乘以所述窗口函数，生成所述激励数据。
15.根据权利要求12或13所述的使电子乐器执行的方法，其特征在于，
所述音源延迟根据所述音高信息而决定的时间，并使所述激励数据循环。
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