JP2545159B2 - 楽音合成装置 - Google Patents

楽音合成装置

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JP2545159B2
JP2545159B2 JP2320292A JP32029290A JP2545159B2 JP 2545159 B2 JP2545159 B2 JP 2545159B2 JP 2320292 A JP2320292 A JP 2320292A JP 32029290 A JP32029290 A JP 32029290A JP 2545159 B2 JP2545159 B2 JP 2545159B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、電子ピアノやシンセサイザのようなディジ
タル電子回路を応用した楽音合成装置に関するものであ
る。
従来の技術 近年、ディジタル技術の進歩により、電子ピアノやシ
ンセサイザのようなディジタル電子回路を応用した楽音
合成装置が数多く開発されている。その中において、遅
延手段を用いた演算回路により楽音を合成する楽音合成
装置が提案されている(たとえば特開昭59−187398号公
報「楽音を発生するウェーブテーブル変更機器および方
法」)。
以下、図面を参照しながら、従来の楽音合成装置につ
いて説明する。
第2図は従来の楽音合成装置のブロック図である。な
お、第2図に示す楽音合成装置は、第3図に示すギター
のような弦を弾くタイプの楽器音を忠実に合成できるも
のである。
従来の楽音合成装置は、駆動波形データを予め記憶し
たメモリ21と入力発音開始情報konに応じてメモリ21に
記憶された駆動波形データをシフトクロックsckの発生
タイミングで読みだしを行うカウンタ22からなる駆動波
形発生手段101と、メモリ21から読みだされた駆動波形
データと波形データとの選択を行い選択結果を楽音デー
タとして出力するセレクタ23からなる選択手段102と、
セレクタ23から入力されたデータをシフトクロックsck
の発生タイミング毎にシフトして一定時間遅延させるシ
フトレジスタ24からなる遅延手段103と、シフトレジス
タ24から出力されたデータと値0.5との乗算を行う乗算
器25とシフトレジスタ24から出力されたデータを1サン
プリングクロック(シフトクロックに相当)分遅延させ
る遅延器26と遅延器26から出力されるデータと値0.5と
の乗算を行う乗算器27と乗算器25,27から出力されるデ
ータどうしの加算を行い、セレクタ23へ出力する加算器
28からなる演算手段104とから構成されている。演算手
段104は一次のローパスフィルタを構成し、選択手段10
2,遅延手段103,演算手段104からなるループ状の回路を
循環するデータを総称して波形データとする。
第3図は弦を弾くタイプの楽器(たとえばギター)の
発音機構を表わす模式図である。
第3図において、ボディ5上のナット1およびブリッ
ジ2によって張られた弦3は、指Aの押えによりボディ
5上のフレット4とブリッジ2によって支持された形と
なっている。弦3は指Bで弾かれることにより振動し、
楽音が発生する。さらに詳しく説明すると、指Bで弦を
弾くことにより弦の弾かれた点に加速度が入力される。
その後加速度は弦3を伝搬していきフレット4およびブ
リッジ2で反射され、再び指Bで弾かれた場所に戻る。
この動作を繰返し行うことにより弦3が振動をおこし楽
音が発生する。この動作をディジタル電子回路を用いて
近似的に実現したものが第2図に示す楽音合成装置であ
る。
第4図は、第3図に示す弦を弾くタイプの楽器(たと
えばギター)の楽音の包絡の例であり、(A)は時刻t0
で弦を弾くことにより弦3の振動が生じ、時刻t1で急激
に弦3の振動を減衰させた場合の楽音の包絡、(B)は
時刻t1で弦3を弾くことにより弦3の振動が生じた場合
の楽音データの包絡、(C)は(A),(B)の楽音の
合成値の包絡、(D)は時刻t0で弦を弾くことにより弦
3の振動が生じた場合の楽音の包絡、(E)は時刻t1
弦3を弾くことにより弦3の振動が生じた場合の楽音デ
ータの包絡、(F)は(D),(E)の楽音の合成値の
包絡である。(C)は、第3図に示す弦3を弾くタイプ
の楽器(たとえばギター)において、たとえば指Bによ
る弾き操作毎に、指Aを押さえなおした場合の楽音の包
絡を表わしている。指Bによる弾き操作が時刻t0,t1
相当し、t1の弾き操作の直前に指Aを押えなおし、弦3
の振動を止めた場合である。これに対して、(F)は、
第3図に示す弦3を弾くタイプの楽器(たとえばギタ
ー)において、たとえば指Bによる弾き操作毎に、指A
を押さえなおさない場合の楽音の包絡を表わしている。
指Bによる弾き操作が時刻t0,t1に相当する。指Aを時
刻t1で押えなおさないので時刻t0での弾き操作による弦
3の振動が残っているので((D)の時刻t1以降の包
絡)、時刻t1で弦3を弾くと((E)の包絡)、(D)
と(E)を合成した楽音、すなわち(F)の包絡とな
る。
以上のように構成された従来の楽音合成装置につい
て、以下その動作について説明する。
まず、発音開始情報konが値1になると、カウンタ22
はリセットしてカウント値(メモリ21のアドレス)を値
0にし、その後シフトクロックSCKの発生タイミングで
カウント値をカウントアップし、都度メモリ21の読みだ
しを行う。ここでカウンタ22は値0からメモリ21の全領
域を一通りアドレスした後、メモリ21の最終アドレスに
至った時点でカウント値をホールドするものとする。メ
モリ21には前述したような弦3の弾きにより弦に与えら
れる加速度に相当するデータが格納されており、カウン
タ22の読みだし動作によりセレクタ23のA入力に入力さ
れる。なおメモリ21の最終アドレスには値0が格納され
ており、したがってカウンタ22のカウント値がメモリ21
の最終アドレスになった時点以降は駆動波形データは値
0が出力され続けることになる。セレクタ23はメモリ21
に格納された駆動波形データがすべて読みだされるまで
A入力の方を、その後はB入力をセレクトするものとす
る。セレクタ23を介して駆動波形データはシフトレジス
タ24に入力されるとともに、所望の楽音データとし出力
される。シフトレジスタ24においてはシフトクロックSC
K(サンプリングクロックに相当)の発生タイミング毎
に、入力されたデータをシフトし、シフトレジスタ24の
語長分シフトされた後に出力される。したがってサンプ
リング周期をTs、シフトレジスタ24の語長をMとすると
楽音データの周期Tは、 T=Ts×M …(1) となる。このシフトレジスタ24の動作は第4図の模式図
において、指Bから弦に入力される加速度が弦を伝搬す
る、伝搬動作に対応しており、加速度が弦を往復する時
間が第(1)式の周期Tに相当する。
シフトレジスタ24から出力された波形データは演算手
段104において高域遮断される。演算手段104は一般に知
られている一次のFIRフィルタ動作をするものでありフ
ィルタの伝達関数H(z)は次の第(2)式で与えられ
る。
H(z)=(1+z-1)/2 …(2) 演算手段から出力された波形データはセレクタ23のB
入力に入力される。ここでメモリ21の語長をNとする
と、シフトレジスタ24の語長Mとの間に次の第(3)式
の関係がある。
N<M …(3) したがって、メモリ21から入力された駆動波形データ
のあるサンプル値xが選択手段23,遅延手段103,演算手
段104で構成される回路で処理された後、再びセレクタ2
3のB入力に波形データとして入力される時には、セレ
クタ23はB入力の方を選択していることになる。以上の
ようにして駆動波形発生手段101から出力された駆動波
形データは選択手段102,遅延手段103,演算手段104で構
成されるループ状の回路を巡回することになる。この巡
回動作により波形データは演算手段104によって次第に
高域成分が遮断されることになる。このことは、第4図
の模式図において、弦3を伝搬する加速度はナット1お
よびブリッジ2においてその高域成分がボディ5へ吸収
されるといった動作に相当する。
発明が解決しようとする課題 しかしながら上記のような従来の構成では、発音開始
情報konが値1になると(発音開始が指示されると)必
ず、メモリ21に格納された駆動波形データ(楽音データ
の初期波形データ)が楽音データの冒頭にくるため、毎
回同じ音色しか出力されない。したがって、第4図の
(C)に示すような楽音、すなわち第3図の弦3を弾く
タイプの楽器において、たとえば指Bで弦3を弾く毎に
指Aを押えなおすといった演奏方法によって生じる楽音
と、また、第4図の(F)に示すような楽音、すなわち
第3図の弦3を弾くタイプの楽器において、たとえば指
Aを常に押さえた状態において指Bで連続的に弾くとい
った演奏方法によって生じる楽音の使い分けができず、
常に第4図の(C)に示すような楽音しか合成すること
ができないという問題を有していた。
本発明は上記問題を解決するものであり、実際の楽器
のように演奏の仕方に応じて、楽音を使い分けることの
できる楽音合成装置を提供することを目的とするもので
ある。
課題を解決するための手段 上記問題を解決するため本発明の楽音合成装置は、発
音開始指示信号に応じて駆動波形データを生成し、出力
する駆動波形発生手段と、少なくとも遅延器とゲート回
路を含む閉ループ状の回路を有し、前記駆動波形発生手
段から供給された駆動波形データを巡回させ巡回中のデ
ータを所望の楽音データとして取り出すようにしたルー
プ手段と、前記ループ手段のゲート回路の開閉制御を行
うことにより前記ループ手段を巡回中のデータを選択的
にリセットするリセット手段とを備え、前記リセット手
段は、リセット指示があった場合に前記発音開始指示信
号の発生時点から前記ループ手段を構成する遅延器の遅
延時間に相当する時間の間、前記ループ手段中のゲート
回路を閉じることにより前記発音開始指示信号の発生以
前に前記ループ手段を巡回していた全てのデータをリセ
ットすることを特徴とするものである。
作用 上記構成により、遅延器とゲート回路を含むループ手
段に対して、駆動波形データを2つ続けて入力して2つ
の楽音データ(それぞれ先行音、後続音とする)を発音
させた場合、リセット手段がリセット指示していない場
合は、後続音の発音時において、後続音に先行音(閉ル
ープ中の遅延回路に残っている)が重なって発音され、
リセット手段がリセット指示した場合は、ゲート回路が
遅延器の遅延時間分だけ閉じ後続音の発音時点以前に遅
延器にたまっていたデータを値0にリセットするので、
まず先行音をリセットしてから後続音を発音することと
なる。すなわち、第4図の(C)の楽音を合成する場合
は、リセット手段により発音開始指示が発生したタイミ
ングで波形データを値0にリセットし、第4図の(F)
の楽音を合成する場合は、リセット手段によるリセット
動作は行わないことで所望の楽音データが得られる。
実施例 以下、本発明の一実施例について、図面を参照しなが
ら説明する。なお従来例の第2図の構成と同一の構成に
は同一の符号を付して説明を省略する。
第1図は、本発明の楽音合成装置のブロック図であ
る。
本発明の楽音合成装置は、従来例の第2図のセレクタ
23に代えて、メモリ21から出力される駆動波形データと
波形データの加算を行う加算器11からなる加算手段201
と、発音開始情報konが値1になった時点でシフトレジ
スタ24の語長Mに相当する時間(Ts×M時間)、値1を
送出するワンショット回路13とワンショット回路13の出
力信号とリセットフラグを入力し、発音開始情報konが
値1の時リセットフラグを出力するANDゲート14と、加
算器28から出力されたデータをANDゲート14の出力信号
が値0のときリセットするANDゲート12とからなるリセ
ット手段202を付加して構成している。
以上のように構成された楽音合成装置について、第1
図,第3図,第4図を用いて以下その動作について説明
する。なお、第1図の楽音合成装置の基本的な動作は第
2図に示す従来の楽音合成装置と同様である。
まず、第4図の(C)に示す様な楽音、すなわち、第
3図の弦3を弾くタイプの楽器において、たとえば指B
で弦3を弾く毎に指Aを押さえなおすといった演奏方法
によって生じる楽音を合成する場合の動作について説明
する。この場合は発音させる前に一旦楽音データを消音
させる必要がある。この動作を行うのがリセット手段20
2である。新たな発音開始情報konが値1になることによ
りワンショット回路13の出力がTs×M時間だけ値1にな
り、この時間においてリセットフラグがANDゲート14を
介してANDゲート12に入力される。この場合はリセット
フラグが値1であるとする。したがって、ワンショット
回路13の出力が値1になっている時間、ANDゲート12は
波形データをリセットする。すなわち、シフトレジスタ
24に残っていた波形データはすべて値0にリセットされ
るため、新たに発音開始情報konが値1になった時点
(第4図(C)のt1時刻)から合成される楽音データの
包絡は第4図の(C)のようになる。
次に、第4図の(F)に示すような楽音、すなわち、
第3図の弦3を弾くタイプの楽器において、たとえば指
Aを常に押さえた状態において指Bで連続的に弾くとい
った演奏方法によって生じる楽音を合成する場合の動作
について説明する。この場合は発音させる前に楽音デー
タを消音させる必要がない。したがってリセット手段20
2においてはリセット動作が行われない。新たな発音開
始情報konが値1になることによりワンショット回路13
の出力がTs×M時間だけ値1になり、この時間において
リセットフラグがANDゲート14を介してANDゲート12に入
力される。この場合はリセットフラグが値0であるとす
る。従ってワンショット回路13の出力信号の値の如何に
関わらず、ANDゲート14が出力する値は値0であるの
で、ANDゲート12は波形データをリセットしない。すな
わち、シフトレジスタ24に残っていた波形データは加算
器11において駆動波形データと加算されるため、新たに
発音開始情報konが値1になった時点(第4図(C)のt
1時刻)から合成される楽音データの包絡は第4図の
(F)のようになる。
このように本実施例によれば、第4図の(C)に示す
ような楽音、すなわち、第3図の弦3を弾くタイプの楽
器において、たとえば指Bで弦を弾く毎に指Aを押さえ
なおすといった演奏方法によって生じる楽音も、また、
第4図の(F)に示すような楽音、すなわち、第3図の
弦3を弾くタイプの楽器において、たとえば指Aを常に
押さえた状態において指Bで連続的に弾くといった演奏
方法によって生じる楽音も合成することができる。
なお、本実施例において、遅延手段103をシフトレジ
スタで構成したが、メモリを用いても遅延手段103を構
成できることは一般に知られている。また、加算手段20
1,遅延手段103,演算手段104,リセット手段202で構成さ
れるループ状の回路は、それらの接続順序を変更しても
一向にかまわない。また、楽音データを取り出す位置を
加算手段の後としているが、たとえば遅延手段103の
後、演算手段104の後、あるいはリセット手段202の後に
しても差しつかえない。
発明の効果 以上のように、本発明によれば1つの発音モジュール
(1つの閉ループ)だけで、いいかえれば複数の発音モ
ジュールを設けることなく、先行音と後続音が重なって
発音させるようにするか、先行音をリセットして消音さ
れた後に新たに発音するかを選択的に行うことができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施における楽音合成装置のブロッ
ク図、第2図は従来の楽音合成装置のブロック図、第3
図は弦を弾くタイプの楽器(たとえばギター)の発音機
構を表す模式図、第4図(A)〜(F)はそれぞれ第3
図に示す弦を弾くタイプの楽器(たとえばギター)の楽
音の包絡の例を示す状態図である。 101……駆動波形発生手段,103……遅延手段,104……演
算手段,201……加算手段,202……リセット手段。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 林 克彦 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 畠中 正彦 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】発音開始指示信号に応じて駆動波形データ
    を生成し、出力する駆動波形発生手段と、 少なくとも遅延器とゲート回路を含む閉ループ状の回路
    を有し、前記駆動波形発生手段から供給された駆動波形
    データを巡回させ巡回中のデータを所望の楽音データと
    して取り出すようにしたループ手段と、 前記ループ手段のゲート回路の開閉制御を行うことによ
    り前記ループ手段を巡回中のデータを選択的にリセット
    するリセット手段とを備え、 前記リセット手段は、リセット指示があった場合に前記
    発音開始指示信号の発生時点から前記ループ手段を構成
    する遅延器の遅延時間に相当する時間の間、前記ループ
    手段中のゲート回路を閉じることにより前記発音開始指
    示信号の発生以前に前記ループ手段を巡回していた全て
    のデータをリセットすること を特徴とする楽音合成装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5230417A (en) * 1975-09-03 1977-03-08 Kawai Musical Instr Mfg Co Ltd Device for combining musical sound waves of electronic musical instrum ent
JPH02188793A (ja) * 1989-01-18 1990-07-24 Casio Comput Co Ltd 電子楽器

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