JP2508333B2 - 楽音波形信号形成装置 - Google Patents
楽音波形信号形成装置Info
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Description
本発明は、波形信号を発音すべき楽音のピッチに対応
した共振周波数を得る循環路を循環させながら、所望の
楽音波形信号に形成する楽音波形信号形成装置に関す
る。
した共振周波数を得る循環路を循環させながら、所望の
楽音波形信号に形成する楽音波形信号形成装置に関す
る。
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、波形信号の往路としての第１信号
ラインと、波形信号の復路としての第２信号ラインと、
発生すべき楽音の楽音要素を制御するために外部から供
給される楽音制御信号と第２信号ラインからの波形信号
とを合成して第１信号ラインに出力する合成手段と、第
１信号ラインから入力された波形信号に所定の処理を施
して第２信号ラインへ帰還することにより発音すべき楽
音のピッチに対応した共振周波数を得る波形信号伝達手
段とを備え、外部からの演奏情報に従った楽音制御信号
を合成手段に入力するとともに、該楽音制御信号に基づ
く波形信号を、第１信号ライン、波形信号伝達手段、第
２信号ライン及び合成手段を介して循環させながら楽音
波形信号を形成することにより、管楽器の楽音形成態様
を模倣して楽音を発生させるようにしている。
報に示されるように、波形信号の往路としての第１信号
ラインと、波形信号の復路としての第２信号ラインと、
発生すべき楽音の楽音要素を制御するために外部から供
給される楽音制御信号と第２信号ラインからの波形信号
とを合成して第１信号ラインに出力する合成手段と、第
１信号ラインから入力された波形信号に所定の処理を施
して第２信号ラインへ帰還することにより発音すべき楽
音のピッチに対応した共振周波数を得る波形信号伝達手
段とを備え、外部からの演奏情報に従った楽音制御信号
を合成手段に入力するとともに、該楽音制御信号に基づ
く波形信号を、第１信号ライン、波形信号伝達手段、第
２信号ライン及び合成手段を介して循環させながら楽音
波形信号を形成することにより、管楽器の楽音形成態様
を模倣して楽音を発生させるようにしている。
しかるに、上記従来の装置にあっては、波形信号伝達
手段から第２信号ラインを介して合成手段に供給される
波形信号の振幅値があまり大きくなり過ぎると、前記循
環による波形信号の発振動作、すなわち合成手段、第１
信号ライン、波形信号伝達手段及び第２信号ラインから
なる系の発振動作が安定しなくなり、かかる方法による
楽音波形信号の形成が良好でなくなるという問題があっ
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、前記系の発振動作を安定させることによ
り、楽音波形信号の形成を良好にした楽音波形信号形成
装置を提供することにある。
手段から第２信号ラインを介して合成手段に供給される
波形信号の振幅値があまり大きくなり過ぎると、前記循
環による波形信号の発振動作、すなわち合成手段、第１
信号ライン、波形信号伝達手段及び第２信号ラインから
なる系の発振動作が安定しなくなり、かかる方法による
楽音波形信号の形成が良好でなくなるという問題があっ
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、前記系の発振動作を安定させることによ
り、楽音波形信号の形成を良好にした楽音波形信号形成
装置を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明の構成上の特徴
は、波形信号の往路としての第１信号ラインと、波形信
号の復路としての第２信号ラインと、発音すべき楽音の
楽音要素を制御するために外部から供給される楽音制御
信号と第２信号ラインからの波形信号とを合成して第１
信号ラインに出力する合成手段と、第１信号ラインから
入力された波形信号に所望の周波数特性を付与するとと
もに同波形信号を発音すべき楽音のピッチに対応した時
間だけ遅延して第２信号ラインへ帰還する波形信号伝達
手段とを備え、合成手段、第１信号ライン、波形信号伝
達手段及び第２信号ラインからなる系を発振動作させる
楽音波形信号形成装置において、波形信号伝達手段から
第２信号ラインを介して合成手段へ帰還される波形信号
の帰還路に介装され同波形信号に飽和特性を付与する非
線形変換手段を設けたことにある。
は、波形信号の往路としての第１信号ラインと、波形信
号の復路としての第２信号ラインと、発音すべき楽音の
楽音要素を制御するために外部から供給される楽音制御
信号と第２信号ラインからの波形信号とを合成して第１
信号ラインに出力する合成手段と、第１信号ラインから
入力された波形信号に所望の周波数特性を付与するとと
もに同波形信号を発音すべき楽音のピッチに対応した時
間だけ遅延して第２信号ラインへ帰還する波形信号伝達
手段とを備え、合成手段、第１信号ライン、波形信号伝
達手段及び第２信号ラインからなる系を発振動作させる
楽音波形信号形成装置において、波形信号伝達手段から
第２信号ラインを介して合成手段へ帰還される波形信号
の帰還路に介装され同波形信号に飽和特性を付与する非
線形変換手段を設けたことにある。
上記のように構成した本発明においては、上記従来装
置と同様に、楽音制御信号に基づいて合成手段から出力
された波形信号が、第１信号ライン、波形信号伝達手段
及び第２信号ラインを介して前記合成手段へ帰還されな
がら楽音波形信号が形成されるが、かかる場合には、非
線形変換手段が合成手段へ帰還される波形信号の振幅を
飽和させるので、同信号の振幅値があまり大きくなるこ
とはなく、前記循環による波形信号の発振動作は、すな
わち合成手段、第１信号ライン、波形信号伝達手段及び
第２信号ラインからなる系の発振動作が安定する。
置と同様に、楽音制御信号に基づいて合成手段から出力
された波形信号が、第１信号ライン、波形信号伝達手段
及び第２信号ラインを介して前記合成手段へ帰還されな
がら楽音波形信号が形成されるが、かかる場合には、非
線形変換手段が合成手段へ帰還される波形信号の振幅を
飽和させるので、同信号の振幅値があまり大きくなるこ
とはなく、前記循環による波形信号の発振動作は、すな
わち合成手段、第１信号ライン、波形信号伝達手段及び
第２信号ラインからなる系の発振動作が安定する。
上記作用説明のように、本発明にによれば、前記系の
発振動作が安定するので、かかる波形信号の循環による
楽音波形信号の形成状態が良好になり、高品質な楽音の
発生が可能になるとともに、音創りの自由度が増す。
発振動作が安定するので、かかる波形信号の循環による
楽音波形信号の形成状態が良好になり、高品質な楽音の
発生が可能になるとともに、音創りの自由度が増す。
以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明すると、
第１図は同実施例に係る楽音信号形成装置を備えた電子
楽器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10、音色情報発生部20
及び楽音制御信号発生部30を備え、演奏情報発生部10か
らの演奏情報及び音色情報発生部20からの音色情報に基
づいて楽音制御信号発生部30から発生される楽音制御信
号を、楽音制御信号入力部100、波形信号ループ部200及
び波形信号伝送部300からなる楽音波形信号形成装置へ
供給して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10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、イニシャルタッチ、アフタータッチ等の演奏情報を
出力する。音色情報発生部20は音色選択スイッチ及び同
スイッチの操作検出回路を備え、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30は例えばマイクロ
コンピュータ、楽音制御パラメータ記憶テーブル等によ
り構成され、前記演奏情報及び音色情報に応じて前記テ
ーブルを参照して各種楽音制御信号を出力する。これら
の楽音制御信号は、例えば、鍵盤にて押鍵された鍵によ
り決定され発生楽音のピッチを表すピッチ信号PIT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管楽器演奏時における口内圧
力（吹奏圧）に対応した口内圧力信号PRESと、前記各演
奏情報により決定され管楽器演奏時における唇の構え、
締め等に対応したアンブシュール信号MEBSと、鍵盤にお
ける押鍵に応じて楽音信号の立ち上がり直後のみ発生さ
れるアタック信号ATKとからなる。 なお、息圧等を検出するセンサを備えたマウスコント
ローラを本件実施例の電子楽器に接続可能とした場合に
は、前記演奏情報の一部を同マウスコントローラから得
るようにしてもよい。また、電子管楽器に本発明を適用
した場合には、該管楽器の演奏部から前記各種演奏情報
を得るようにする。さらに、前記演奏情報発生部10及び
音色情報発生部20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30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、同楽音制御信号が楽
音制御信号入力部100、波形信号ループ部200及び波形信
号伝送部300からなる楽音波形信号形成装置へ直接供給
されるようにしてもよい。 楽音制御信号入力部100は減算器171を有し、同減算器
171は、信号ラインL2から入力されて非線形テーブル172
を介して供給される波形信号から口内圧力信号PRESを減
算することにより、前記両信号を合成するものである。
かかる場合、例えば信号ラインL2からの波形信号を管楽
器の共鳴管からマウスピース内へ伝播して来た反射波に
対応させており、前記減算が、第２図に示すように、口
内圧力PRESと、共鳴管からマウスピース41内へ伝播して
来た反射波圧力Ｑとの差圧に応じてリード42が変位し、
該変位に応じて入射波が形成される状態に対応するとと
もに、減算器171の出力がマウスピース41のリード42を
変位させるための差圧に対応する。そして、この減算器
171の出力を音制御信号入力部100内の後述する各種演算
回路にて種々の制御信号に応じて修正することにより、
唇の構え、締め等に起因したマウスピース41内の波形信
号の変化状態に対応した制御がなされる。 非線形テーブル172は第３図に示すような入力信号に
対して出力信号が飽和する飽和特性を有するもので、信
号ラインL2を介して帰還される波形信号の振幅が大きく
なることを防止するリミッタとして機能する。これによ
り、信号ラインL1,L2により構成されるループの利得が
抑えられて、楽音信号を得るための発振動作が安定して
行われるようになる。 減算器171の出力は加算器173の一方の入力に供給され
るとともに、非線形テーブル174を介して乗算器175に供
給され、同乗算器175にてアンブシュール信号EMBSと乗
算された後、加算器173の他方の入力に供給されるよう
になっている。かかる場合、非線形テーブル174の入出
力特性は、第４図に示すように、減算器171からの信号
の振幅が小さな領域にてある程度大きな値に変換され、
かつ同信号の振幅が大きな領域にて零に変換されるよう
になっている。これにより、減算器171からの信号の振
幅が大きければ、同信号がそのまま加算器173から出力
され、かかる場合には、信号ラインL1,L2を循環してい
る波形信号の発振動作が安定して行われる。また、減算
器171からの信号の振幅が小さくなった場合には、非線
形テーブル174にて増幅されるように非線形変換される
とともに、アンブシュール信号EMBSの乗算された信号が
主に加算器173から出力されることになり、かかる場
合、信号ラインL1,L2を循環している波形信号の発振動
作が非線形テーブル174による非線形変換により確保さ
れ、かつこの発振動作がアンブシュール信号EMBSにより
制御されることになる。 加算器173の出力は加算器176の一方の入力に接続され
ている。加算器176の他方の入力には加算器177の出力が
接続されており、同加算器177は、乗算器178にてノイズ
信号発生器181からのノイズ信号にアタック信号ATKを乗
算した信号と、口内圧力信号PRESとを加算合成した信号
を前記加算器176の他方の入力に供給する。これによ
り、信号ラインL1,L2上の波形信号に、口内圧力信号PRE
Sが付加されるとともに、その立ち上がり初期において
は振幅値が不規則に変換するノイズ信号が付加される。
加算器176の出力は高域成分を除去するローパスフィル
タ182を介して信号ラインL1に出力され、同ラインL1を
介して波形信号ループ部200に供給される。 波形信号ループ部200は各信号ラインL1,L2内に挿入さ
れた加算器271,272により構成される。加算器271はその
一方の入力に信号ラインL1から供給される波形信号とそ
の他方の入力に信号ラインL2から供給される波形信号と
を加算して信号ラインL1へ出力し、加算器272はその一
方の入力に信号ラインL2から供給される波形信号とその
他方の入力に信号ラインL1から供給される波形信号とを
加算して信号ラインL2へ出力するものである。これによ
り、信号ラインL1,L2の波形信号に対して、第２図に示
すようなモデルにおけるマウスピース41とリード42との
間隙直後における入力流速による入射波W1、共鳴管から
の反射波W2及び両波W1,W2の合成として圧力Ｑの発生状
態を模倣した制御がなされる。 波形信号伝送部300は信号ラインL1上の波形信号を信
号ラインL2へ帰還するもので、該帰還路にはフォルマン
トフィルタ371及び複数のオールパスフィルタ372,372・
・・を備えている。フォルマントフィルタ371は波形信
号に所望の周波数特性（共鳴管の音響伝達特性に対応）
を付与するものである。各オールパスフィルタ372,372
・・・は発音すべき楽音のピッチに対応した共振周波数
を得るための遅延手段として機能するもので、それらの
各位相特性はピッチ信号PITすなわち発生楽音の音高に
応じて変更制御されるようになっていて、これらのフィ
ルタ372,372・・・による波形信号の位相遅れの合計が
発生楽音の周波数に対応する。また、フォルマントフィ
ルタ371の出力側には、別のフォルマントフィルタ402が
接続されており、同フィルタ402を介して信号ラインL1,
L2上の波形信号が取り出されるようになっている。 次に、上記のように構成した電子楽器の動作を説明す
る。演奏情報発生部10からの各種演奏情報及び音色情報
発生部20からの音色情報が楽音制御信号発生部30へ供給
されると、同制御信号発生部30は前記各情報に基づいて
口内圧力信号PRES、アンブシュール信号EMBS、ピッチ信
号PIT及びアタック信号ATKをそれぞれ出力する。口内圧
力信号PRESは楽音制御入力部100の減算器171にて信号ラ
インL2からの反射波W2を表す波形信号と合成されて同減
算器171から出力される。この減算器171の出力には、非
線形テーブル174により第４図の特性の非線形変換が施
されるとともに、各種演算器173,175〜178にて各種制御
信号PRES,EMBS,ATK及びノイズ信号に応じた変更が施さ
れて、ローパスフィルタ152を介して波形信号ループ部2
00へ供給される。これにより、楽音制御入力部100から
出力される波形信号に対して、マウスピース41部内の空
気流の模倣がなされるとともに、必ずしも前記模倣にと
らわれない複雑な信号制御がなされる。 波形信号ループ部200においては、加算器271,272の作
用により、信号ラインL1を介して波形信号伝送部300へ
進行する入射波W1を表す波形信号の一部が楽音制御信号
入力部100へ帰還されるとともに、信号ラインL2を介し
て楽音制御信号入力部100へ進行する反射波W2を表す波
形信号の一部が波形信号伝送部300へ帰還されるので、
マウスピース41とリード42との間隙直後における空気流
の変化状態がよりよく模倣される。 かかる波形信号ループ部200を介した波形信号は波形
信号伝送部300に供給され、同信号はフォルマントフィ
ルタ371により管楽器の共鳴管などの音響特性に制御さ
れるとともに、オールパスフィルタ372,372…にて遅延
されて、再び波形信号ループ部200を介して楽音制御信
号入力部100へ帰還される。かかる場合、オールパスフ
ィルタ372,372…は前記ピッチ信号PITにより制御されて
演奏された鍵音高に対応した時間だけ波形信号を遅延す
るので、楽音制御信号入力部100から出力された波形信
号が信号ラインL1,L2を介して再び同入力部100へ帰還さ
れるまでの時間は前記鍵音高にほぼ対応したものとな
る。これにより、楽音制御信号入力部100、波形信号伝
送部300及び信号ラインL1,L2からなる循環路の共振周波
数が鍵音高に対応し、信号ラインL1,L2上の波形信号は
鍵音高に対応した基本周波数を有するものとなる。 また、このようにして楽音制御信号入力部100へ帰還
された波形信号は非線形テーブル172を介して減算器171
へ供給されて、同減算器171にて上述のように口内圧力
信号PRESと合成される。かかる場合、非線形テーブル17
2の変換特性は、上述のように、入力信号の絶対値が小
さな領域では出力信号値の絶対値が増加するが、入力信
号の絶対値が大きくなると出力信号値の絶対値が飽和す
るような特性（第３図参照）に定められているので、循
環中の波形信号の振幅値があまり大きくなることはな
く、楽音制御信号入力部100、波形信号ループ部200、信
号ラインL1,L2及び波形信号伝送部300からなる系の発振
動作が安定する。 かかる動作説明からも理解できるとおり、上記構成の
楽音波形信号形成装置によれば、管楽器音の楽音形成状
態がシミュレートされるとともに、各制御信号の変更に
より形成される波形信号を種々に変更することも可能で
あるので、管楽器音及び同楽音を基本とした新たな楽音
信号の形成が可能となる。そして、かかる場合、楽音制
御信号入力部100にて各種制御信号により循環中の波形
信号を種々に変更しても、非線形テーブル172の飽和特
性により、常に、上記系全体の安定した発振動作が確保
され、楽音波形信号の形成状態が良好になるとともに、
安定な発振の確保をそれほど考慮しなくても自由な音創
りが可能となる。 なお、上記実施例は次のようにも変形される。 （１）上記実施例においては、口内圧力信号PRESと信号
ラインL2からの帰還信号とを減算器171で合成するよう
にしたが、同減算器171の各入出力信号の正負の符号、
同信号の表示方法（リニア表示、対数表示及び指数表
示）等を考慮することにより、前記減算器171を加算器
で構成したり、乗算器又は除算器で構成することもでき
る。また、他の加算器173,176,177、乗算器175,177等に
ついても、同様に、他の種類の演算器で構成することも
できる。 （２）上記実施例においては、非線形テーブル172,174
を単一のテーブルにより構成したが、これらの各テーブ
ル172,174をそれぞれ複数の非線形テーブルの組み合わ
せにより構成してもよい。また、前記非線形テーブル17
2,174に換えて、下記のような級数演算により入力信号
に対して所望の非線形特性を付与するようにしてもよ
い。 a0＋a1x＋a2X2＋・・・＋anXn ただし、前記式においては、非線形変換の入力信号値
をｘとし、かつ各係数a1，a2・・・anは予め与えられる
定数又は楽音制御信号発生部30から与えられる変数とす
る。 （３）上記実施例においては、加算器271,272により波
形信号ループ部200を構成するようにしたが、このルー
プ回路中にさらに乗算器等の演算回路を付加して、波形
信号ループ部200を種々に変形することも可能である。 （４）上記実施例においては、オールパスフィルタ372,
372…を用いて波形信号を発生楽音の音高に対応して遅
延するようにしたが、同フィルタ372,372…に代えて通
常のディジタル遅延回路を用いて前記遅延を実現するよ
うにしてもよい。なお、かかる場合も、遅延回路の遅延
時間をピッチ信号PITに応じて制御することにより、前
記遅延時間を発生楽音の音高に対応させるようにする。 （５）上記実施例においては、波形信号伝送部300のフ
ォルマントフィルタ371の後段からの波形信号をフォル
マントフィルタ402を介して出力するようにしたが、波
形信号は信号ラインL1,L2上を循環しながら進行するも
のであるので、波形信号の出力位置は前記箇所でなくて
も信号ラインL1,L2上の任意の位置とすることができ
る。
第１図は同実施例に係る楽音信号形成装置を備えた電子
楽器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10、音色情報発生部20
及び楽音制御信号発生部30を備え、演奏情報発生部10か
らの演奏情報及び音色情報発生部20からの音色情報に基
づいて楽音制御信号発生部30から発生される楽音制御信
号を、楽音制御信号入力部100、波形信号ループ部200及
び波形信号伝送部300からなる楽音波形信号形成装置へ
供給して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10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、イニシャルタッチ、アフタータッチ等の演奏情報を
出力する。音色情報発生部20は音色選択スイッチ及び同
スイッチの操作検出回路を備え、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30は例えばマイクロ
コンピュータ、楽音制御パラメータ記憶テーブル等によ
り構成され、前記演奏情報及び音色情報に応じて前記テ
ーブルを参照して各種楽音制御信号を出力する。これら
の楽音制御信号は、例えば、鍵盤にて押鍵された鍵によ
り決定され発生楽音のピッチを表すピッチ信号PIT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管楽器演奏時における口内圧
力（吹奏圧）に対応した口内圧力信号PRESと、前記各演
奏情報により決定され管楽器演奏時における唇の構え、
締め等に対応したアンブシュール信号MEBSと、鍵盤にお
ける押鍵に応じて楽音信号の立ち上がり直後のみ発生さ
れるアタック信号ATKとからなる。 なお、息圧等を検出するセンサを備えたマウスコント
ローラを本件実施例の電子楽器に接続可能とした場合に
は、前記演奏情報の一部を同マウスコントローラから得
るようにしてもよい。また、電子管楽器に本発明を適用
した場合には、該管楽器の演奏部から前記各種演奏情報
を得るようにする。さらに、前記演奏情報発生部10及び
音色情報発生部20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30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、同楽音制御信号が楽
音制御信号入力部100、波形信号ループ部200及び波形信
号伝送部300からなる楽音波形信号形成装置へ直接供給
されるようにしてもよい。 楽音制御信号入力部100は減算器171を有し、同減算器
171は、信号ラインL2から入力されて非線形テーブル172
を介して供給される波形信号から口内圧力信号PRESを減
算することにより、前記両信号を合成するものである。
かかる場合、例えば信号ラインL2からの波形信号を管楽
器の共鳴管からマウスピース内へ伝播して来た反射波に
対応させており、前記減算が、第２図に示すように、口
内圧力PRESと、共鳴管からマウスピース41内へ伝播して
来た反射波圧力Ｑとの差圧に応じてリード42が変位し、
該変位に応じて入射波が形成される状態に対応するとと
もに、減算器171の出力がマウスピース41のリード42を
変位させるための差圧に対応する。そして、この減算器
171の出力を音制御信号入力部100内の後述する各種演算
回路にて種々の制御信号に応じて修正することにより、
唇の構え、締め等に起因したマウスピース41内の波形信
号の変化状態に対応した制御がなされる。 非線形テーブル172は第３図に示すような入力信号に
対して出力信号が飽和する飽和特性を有するもので、信
号ラインL2を介して帰還される波形信号の振幅が大きく
なることを防止するリミッタとして機能する。これによ
り、信号ラインL1,L2により構成されるループの利得が
抑えられて、楽音信号を得るための発振動作が安定して
行われるようになる。 減算器171の出力は加算器173の一方の入力に供給され
るとともに、非線形テーブル174を介して乗算器175に供
給され、同乗算器175にてアンブシュール信号EMBSと乗
算された後、加算器173の他方の入力に供給されるよう
になっている。かかる場合、非線形テーブル174の入出
力特性は、第４図に示すように、減算器171からの信号
の振幅が小さな領域にてある程度大きな値に変換され、
かつ同信号の振幅が大きな領域にて零に変換されるよう
になっている。これにより、減算器171からの信号の振
幅が大きければ、同信号がそのまま加算器173から出力
され、かかる場合には、信号ラインL1,L2を循環してい
る波形信号の発振動作が安定して行われる。また、減算
器171からの信号の振幅が小さくなった場合には、非線
形テーブル174にて増幅されるように非線形変換される
とともに、アンブシュール信号EMBSの乗算された信号が
主に加算器173から出力されることになり、かかる場
合、信号ラインL1,L2を循環している波形信号の発振動
作が非線形テーブル174による非線形変換により確保さ
れ、かつこの発振動作がアンブシュール信号EMBSにより
制御されることになる。 加算器173の出力は加算器176の一方の入力に接続され
ている。加算器176の他方の入力には加算器177の出力が
接続されており、同加算器177は、乗算器178にてノイズ
信号発生器181からのノイズ信号にアタック信号ATKを乗
算した信号と、口内圧力信号PRESとを加算合成した信号
を前記加算器176の他方の入力に供給する。これによ
り、信号ラインL1,L2上の波形信号に、口内圧力信号PRE
Sが付加されるとともに、その立ち上がり初期において
は振幅値が不規則に変換するノイズ信号が付加される。
加算器176の出力は高域成分を除去するローパスフィル
タ182を介して信号ラインL1に出力され、同ラインL1を
介して波形信号ループ部200に供給される。 波形信号ループ部200は各信号ラインL1,L2内に挿入さ
れた加算器271,272により構成される。加算器271はその
一方の入力に信号ラインL1から供給される波形信号とそ
の他方の入力に信号ラインL2から供給される波形信号と
を加算して信号ラインL1へ出力し、加算器272はその一
方の入力に信号ラインL2から供給される波形信号とその
他方の入力に信号ラインL1から供給される波形信号とを
加算して信号ラインL2へ出力するものである。これによ
り、信号ラインL1,L2の波形信号に対して、第２図に示
すようなモデルにおけるマウスピース41とリード42との
間隙直後における入力流速による入射波W1、共鳴管から
の反射波W2及び両波W1,W2の合成として圧力Ｑの発生状
態を模倣した制御がなされる。 波形信号伝送部300は信号ラインL1上の波形信号を信
号ラインL2へ帰還するもので、該帰還路にはフォルマン
トフィルタ371及び複数のオールパスフィルタ372,372・
・・を備えている。フォルマントフィルタ371は波形信
号に所望の周波数特性（共鳴管の音響伝達特性に対応）
を付与するものである。各オールパスフィルタ372,372
・・・は発音すべき楽音のピッチに対応した共振周波数
を得るための遅延手段として機能するもので、それらの
各位相特性はピッチ信号PITすなわち発生楽音の音高に
応じて変更制御されるようになっていて、これらのフィ
ルタ372,372・・・による波形信号の位相遅れの合計が
発生楽音の周波数に対応する。また、フォルマントフィ
ルタ371の出力側には、別のフォルマントフィルタ402が
接続されており、同フィルタ402を介して信号ラインL1,
L2上の波形信号が取り出されるようになっている。 次に、上記のように構成した電子楽器の動作を説明す
る。演奏情報発生部10からの各種演奏情報及び音色情報
発生部20からの音色情報が楽音制御信号発生部30へ供給
されると、同制御信号発生部30は前記各情報に基づいて
口内圧力信号PRES、アンブシュール信号EMBS、ピッチ信
号PIT及びアタック信号ATKをそれぞれ出力する。口内圧
力信号PRESは楽音制御入力部100の減算器171にて信号ラ
インL2からの反射波W2を表す波形信号と合成されて同減
算器171から出力される。この減算器171の出力には、非
線形テーブル174により第４図の特性の非線形変換が施
されるとともに、各種演算器173,175〜178にて各種制御
信号PRES,EMBS,ATK及びノイズ信号に応じた変更が施さ
れて、ローパスフィルタ152を介して波形信号ループ部2
00へ供給される。これにより、楽音制御入力部100から
出力される波形信号に対して、マウスピース41部内の空
気流の模倣がなされるとともに、必ずしも前記模倣にと
らわれない複雑な信号制御がなされる。 波形信号ループ部200においては、加算器271,272の作
用により、信号ラインL1を介して波形信号伝送部300へ
進行する入射波W1を表す波形信号の一部が楽音制御信号
入力部100へ帰還されるとともに、信号ラインL2を介し
て楽音制御信号入力部100へ進行する反射波W2を表す波
形信号の一部が波形信号伝送部300へ帰還されるので、
マウスピース41とリード42との間隙直後における空気流
の変化状態がよりよく模倣される。 かかる波形信号ループ部200を介した波形信号は波形
信号伝送部300に供給され、同信号はフォルマントフィ
ルタ371により管楽器の共鳴管などの音響特性に制御さ
れるとともに、オールパスフィルタ372,372…にて遅延
されて、再び波形信号ループ部200を介して楽音制御信
号入力部100へ帰還される。かかる場合、オールパスフ
ィルタ372,372…は前記ピッチ信号PITにより制御されて
演奏された鍵音高に対応した時間だけ波形信号を遅延す
るので、楽音制御信号入力部100から出力された波形信
号が信号ラインL1,L2を介して再び同入力部100へ帰還さ
れるまでの時間は前記鍵音高にほぼ対応したものとな
る。これにより、楽音制御信号入力部100、波形信号伝
送部300及び信号ラインL1,L2からなる循環路の共振周波
数が鍵音高に対応し、信号ラインL1,L2上の波形信号は
鍵音高に対応した基本周波数を有するものとなる。 また、このようにして楽音制御信号入力部100へ帰還
された波形信号は非線形テーブル172を介して減算器171
へ供給されて、同減算器171にて上述のように口内圧力
信号PRESと合成される。かかる場合、非線形テーブル17
2の変換特性は、上述のように、入力信号の絶対値が小
さな領域では出力信号値の絶対値が増加するが、入力信
号の絶対値が大きくなると出力信号値の絶対値が飽和す
るような特性（第３図参照）に定められているので、循
環中の波形信号の振幅値があまり大きくなることはな
く、楽音制御信号入力部100、波形信号ループ部200、信
号ラインL1,L2及び波形信号伝送部300からなる系の発振
動作が安定する。 かかる動作説明からも理解できるとおり、上記構成の
楽音波形信号形成装置によれば、管楽器音の楽音形成状
態がシミュレートされるとともに、各制御信号の変更に
より形成される波形信号を種々に変更することも可能で
あるので、管楽器音及び同楽音を基本とした新たな楽音
信号の形成が可能となる。そして、かかる場合、楽音制
御信号入力部100にて各種制御信号により循環中の波形
信号を種々に変更しても、非線形テーブル172の飽和特
性により、常に、上記系全体の安定した発振動作が確保
され、楽音波形信号の形成状態が良好になるとともに、
安定な発振の確保をそれほど考慮しなくても自由な音創
りが可能となる。 なお、上記実施例は次のようにも変形される。 （１）上記実施例においては、口内圧力信号PRESと信号
ラインL2からの帰還信号とを減算器171で合成するよう
にしたが、同減算器171の各入出力信号の正負の符号、
同信号の表示方法（リニア表示、対数表示及び指数表
示）等を考慮することにより、前記減算器171を加算器
で構成したり、乗算器又は除算器で構成することもでき
る。また、他の加算器173,176,177、乗算器175,177等に
ついても、同様に、他の種類の演算器で構成することも
できる。 （２）上記実施例においては、非線形テーブル172,174
を単一のテーブルにより構成したが、これらの各テーブ
ル172,174をそれぞれ複数の非線形テーブルの組み合わ
せにより構成してもよい。また、前記非線形テーブル17
2,174に換えて、下記のような級数演算により入力信号
に対して所望の非線形特性を付与するようにしてもよ
い。 a0＋a1x＋a2X2＋・・・＋anXn ただし、前記式においては、非線形変換の入力信号値
をｘとし、かつ各係数a1，a2・・・anは予め与えられる
定数又は楽音制御信号発生部30から与えられる変数とす
る。 （３）上記実施例においては、加算器271,272により波
形信号ループ部200を構成するようにしたが、このルー
プ回路中にさらに乗算器等の演算回路を付加して、波形
信号ループ部200を種々に変形することも可能である。 （４）上記実施例においては、オールパスフィルタ372,
372…を用いて波形信号を発生楽音の音高に対応して遅
延するようにしたが、同フィルタ372,372…に代えて通
常のディジタル遅延回路を用いて前記遅延を実現するよ
うにしてもよい。なお、かかる場合も、遅延回路の遅延
時間をピッチ信号PITに応じて制御することにより、前
記遅延時間を発生楽音の音高に対応させるようにする。 （５）上記実施例においては、波形信号伝送部300のフ
ォルマントフィルタ371の後段からの波形信号をフォル
マントフィルタ402を介して出力するようにしたが、波
形信号は信号ラインL1,L2上を循環しながら進行するも
のであるので、波形信号の出力位置は前記箇所でなくて
も信号ラインL1,L2上の任意の位置とすることができ
る。
第１図は本発明の一実施例に係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図は管楽器の
マウスピース部の概略図、第３図及び第４図は第１図の
各非線形テーブルの入出力特性を示すグラフである。 符号の説明 10……演奏情報発生部、20……音色情報発生部、30……
楽音制御信号発生部、100……楽音制御信号入力部、171
……減算器、172,174……非線形テーブル、173,176,177
……加算器、175,178……乗算器、200……波形信号ルー
プ部、300……波形信号伝送部、372……オールパスフィ
ルタ。
を備えた電子楽器の全体ブロック図、第２図は管楽器の
マウスピース部の概略図、第３図及び第４図は第１図の
各非線形テーブルの入出力特性を示すグラフである。 符号の説明 10……演奏情報発生部、20……音色情報発生部、30……
楽音制御信号発生部、100……楽音制御信号入力部、171
……減算器、172,174……非線形テーブル、173,176,177
……加算器、175,178……乗算器、200……波形信号ルー
プ部、300……波形信号伝送部、372……オールパスフィ
ルタ。
Claims (1)
- 【請求項１】波形信号の往路としての第１信号ライン
と、 波形信号の復路としての第２信号ラインと、 発音すべき楽音の楽音要素を制御するために外部から供
給される楽音制御信号と前記第２信号ラインからの波形
信号とを合成して前記第１信号ラインに出力する合成手
段と、 前記第１信号ラインから入力された波形信号に所望の周
波数特性を付与するとともに同波形信号を発音すべき楽
音のピッチに対応した時間だけ遅延して前記第２信号ラ
インへ帰還する波形信号伝達手段と を備え、合成手段、第１信号ライン、波形信号伝達手段
及び第２信号ラインからなる系を発振動作させる楽音波
形信号形成装置において、 前記波形信号伝達手段から前記第２信号ラインを介して
前記合成手段へ帰還される波形信号の帰還路に介装され
同波形信号に飽和特性を付与する非線形変換手段を 設けたことを特徴とする楽音波形信号形成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1339302A JP2508333B2 (ja) | 1989-12-26 | 1989-12-26 | 楽音波形信号形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1339302A JP2508333B2 (ja) | 1989-12-26 | 1989-12-26 | 楽音波形信号形成装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1115546A Division JPH0769701B2 (ja) | 1989-05-09 | 1989-05-09 | 楽音波形信号形成装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02294695A JPH02294695A (ja) | 1990-12-05 |
| JP2508333B2 true JP2508333B2 (ja) | 1996-06-19 |
Family
ID=18326173
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1339302A Expired - Fee Related JP2508333B2 (ja) | 1989-12-26 | 1989-12-26 | 楽音波形信号形成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2508333B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2812348B2 (ja) * | 1992-03-03 | 1998-10-22 | ヤマハ株式会社 | 楽音波形信号形成装置 |
| JP6728843B2 (ja) * | 2016-03-24 | 2020-07-22 | カシオ計算機株式会社 | 電子楽器、楽音発生装置、楽音発生方法及びプログラム |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61162094A (ja) * | 1985-01-11 | 1986-07-22 | セイコーインスツルメンツ株式会社 | 電子楽器 |
-
1989
- 1989-12-26 JP JP1339302A patent/JP2508333B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61162094A (ja) * | 1985-01-11 | 1986-07-22 | セイコーインスツルメンツ株式会社 | 電子楽器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02294695A (ja) | 1990-12-05 |
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Legal Events
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