JP2566697C

JP2566697C -

Info

Publication number: JP2566697C
Authority: JP
Original assignee: インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレイション
Publication date: 1999-12-06

Description

【発明の詳細な説明】【０００１】【産業上の利用分野】本発明は、ディジタル式ミュージック・シンセサイザの出力をフィルタするた
めのデイジタル・フィルタに係り、更に詳細に説明すれば、ＭＩＤＩデータ・ファイルに保持されるＭＩＤＩノート番号及びプログラム制御指令（コマンド）に
より、中心周波数や、サンプリング速度や、フィルタＱを動的に制御しつつ、デ
ィジタル式ミュージック・シンセサイザの出力をフィルタするためのディジタル
・フィルタに係る。【０００２】【従来の技術】ミュージック・シンセサイザは、当該技術分野では周知である。初期のアナロ
グ式シンセサイザは、鋸歯状波、三角波又は方形波を発生する励振波形発生器を
利用するのが普通であった。かかる励振波形発生器の出力周波数は、所望のピッ
チに応じて制御可能であり、またその出力波形にヴィブラート効果を与えること
ができるように、かかる励振波形発生器の出力に、低周波オシレータを接続する
ことが多かった。更に、励振波形発生器の選択可能な出力は、スピーカのような
音響出力装置へ接続する前に、フィルタ及び増幅器へ結合されるのが普通であっ
た。【０００３】初期のミュージック・シンセサイザは、電圧制御式フィルタを使用するものが
多かった。アナログ・フィルタは電圧制御するのが難しく、そのためコンデンサ
又はインダクタの無効負荷を変化させて調整を行う、Ｌ−Ｃフィルタを利用して
構成するのが普通であった。その後、演算増幅器及びＲ−Ｃ能動フィルタが広範
に使用されるに従って、抵抗は微調整用に、コンデンサは他の目的に使用される
ようになった。【０００４】フィルタのＱ（ヘルツ数で表した帯域幅）は、フィルタの他の重要な特性であ
り、励振波形発生器によって生成された特定の音を強調するのに、この特性を利
用することができる。例えば、管楽器と弦楽器の音響の差を強調するため、帯域
フィルタの帯域幅を変化させることにより、増幅され且つスピーカに結合される
中心周波数の両側の音響エネルギを増減することができる。【０００５】ミュージック・シンセサイザ分野の初期の研究者は、ＡＤＳＲ（Attack-Decay -Sustain-Release）回路により、適切なフィルタ及び電圧制御増幅器を、迅速に
調整できることを見い出した。ＡＤＳＲ回路の４つのセグメントの各出力を選択
的に調整すると、所望の楽器の音に近似するように、励振信号を変形及びフィル
タすることができる。【０００６】勿論、最新の技術を利用するミュージック・シンセサイザが、従来よりも一層
広範囲の音や周波数を生成するようになったので、その出力をフィルタするとい
う作業が一層困難になってきた。【０００７】一般に、最近のミュージック・シンセサイザは、ＭＩＤＩを利用するものが多
い。ＭＩＤＩとは、「ミュージカル・インストルメント・ディジタル・インター
フェース」の略称であって、異なる楽器間又はシーケンサ、コンピュータ、照明
コントローラ、ミキサ等の他の機器間で、ミュージカル・ノート（音符）や、プ
ログラム・チェンジや、エクスプレッション・コントロール等の情報交換を可能
にするための、ハードウェア及びソフトウェアの標準規格として定められた。最
初、かかるデータの送受能力は、ライブ・パフォーマンス（生演奏）を対象に考
えられていたが、その後の開発は、録音スタジオや、オーディオ及びビデオの製
造や、さらには作曲の環境にまで多大な影響を与えるようになった。【０００８】ＭＩＤＩ製造者協会（ＭＭＡ）と日本ＭＩＤＩ規格委員会（ＪＭＳＣ）の共同
の成果である、ＭＩＤＩインターフェースの標準規格は、ＪＭＳＣとＭＭＡの間
の協定により将来変更される可能性を留保しつつ、１９８９年１月の「ＭＩＤＩ
1.0詳細仕様書、ドキュメント版4.1（the MIDI 1.0 Detailed Specification，
Document Version 4.1，January 1989）」として、一般に公表されている。【０００９】ＭＩＤＩインターフェースのハードウェア部分は、１スタート・ビット、８デ
ータ・ビット及び１ストップ・ビットで以て、３１．２５キロ・ボーの速度で非
同期的に動作する。すなわち、１直列バイト（１０ビット）当たり、３２０マイ
クロ秒の期間を要する。スタート・ビットが論理０であるのに対し、ストップ・ビットは論理１である。各データ・バイトを伝送するには、先ず最下位のビット
を送信する。データ・ビットは、５ミリ・アンペアの電流ループを利用して、Ｍ
ＩＤＩインターフェース中で伝送される。この電流ループにおいて、論理０は電
流がオンに転ずることによって表され、論理１は電流がオフに転ずることによっ
て表される。この電流ループの立ち上がり時間及び立ち下がり時間は、２マイク
ロ秒より小さくなければならない。この電流ループを接続するため、５個のピン
を有するＤＩＮコネクタが利用される。但し、そのうち２個のピンだけが、電流
ループの信号を伝送するのに利用される。ＭＩＤＩフォーマットを利用して互い
に連結された機器間の分離を与えるには、オプト（光）アイソレータを用いるの
が普通である。【００１０】ＭＩＤＩインターフェースを利用する通信は、複数バイト「メッセージ」を介
して行われる。かかるメッセージは、１ステータス・バイト及びこれに続く１個
以上のデータ・バイトから成る。但し、この規則には幾つかの例外がある。ＭＩ
ＤＩメッセージは、多種多様なパフォーマンス（演奏）情報のために利用可能な
１６本のチャンネルの内の任意のものを介して送信される。ＭＩＤＩメッセージ
には、チャンネル・ボイス、チャンネル・モード、システム・コモン、
システム・リアルタイム、システム・エクスクルーシブ、という５つの主要
なタイプがある。一のＭＩＤＩイベント（事象）は、一のメッセージとして伝送
され、１個以上のバイトから成る。【００１１】ＭＩＤＩシステム中の各チャンネル・メッセージは、ステータス・バイト中の
４ビットを利用して当該メッセージを１６本のＭＩＤＩチャンネルの内の特定の
チャンネルにアドレス指定するとともに、ステータス・バイト中の他の４ビット
を利用して当該メッセージを定義する。こうすることにより、ステータス・バイ
ト中で符号化されたチャンネル番号と一致するチャンネル番号を有するシステム
中のレシーバへ、チャンネル・メッセージが向けられるようになる。楽器等の機
器は、複数のチャンネルを介して一のＭＩＤＩメッセージを受信することもでき
る。どのプログラム番号をオンにすべきか、そしてどのモードに入るべきか、といった機器に対する主要な命令を受信するチャンネルは、その機器の「基本チャ
ンネル」と呼ばれることが多い。チャンネル・メッセージには、ボイス・メッ
セージ、モード・メッセージ、という２つの基本タイプがある。ボイス・メッ
セージは、機器のボイスを制御するために利用され、ボイス・チャンネルを介し
て送信されるのが普通である。モード・メッセージは、ボイス・メッセージに対
する機器の応答を定義するために利用され、機器の基本チャンネルを介して送信
されるのが普通である。【００１２】ＭＩＤＩシステム中のシステム・メッセージは、コモン・メッセージ、リアル
タイム・メッセージ及びエクスクルーシブ・メッセージを含むことができる。コ
モン・メッセージは、レシーバに関連するチャンネルに拘わりなく、システム中
の全てのレシーバに向けられる。リアルタイム・メッセージは、同期化のために
利用され、システム中の全てのクロック制御式ユニットに向けられる。リアルタ
イム・メッセージは、ステータス・バイトのみを保持し、データ・バイトを一切
含まない。リアルタイム・メッセージは、任意の時間に送信することができ、例
えばメッセージ内の異なるステータスを有する複数バイトの間でさえ送信するこ
とができる。エクスクルーシブ・メッセージは、任意の数のデータ・バイトを保
持することができ、エンド・オブ・エクスクルーシブ（ＥＯＦ）又は他の任意の
ステータス・バイト（但し、リアルタイム・メッセージを除く）によって終了さ
せることができる。各エクスクルーシブ・メッセージの終了時には、常にエンド
・オブ・エクスクルーシブ（ＥＯＦ）を送信すべきである。エクスクルーシブ・
メッセージは、製造者の識別コードを含む。もし、レシーバがこの識別コードを
認識しなければ、このレシーバは当該識別コードに続くデータを無視することに
なる。【００１３】かかるＭＩＤＩ標準規格を利用すると、実質的に少ないデータで作曲内容を符
号化し、記憶し、送信することができる。すなわち、かかるＭＩＤＩ標準規格に
よれば、「ノート・オン」及び「ノート・オフ」等のプログラム・ステータス・
メッセージ及びチャンネル・メッセージの順次リストを送信することができるから、アナログ音楽信号を直截的にディジタル化する場合よりも、符号化のために
必要なディジタル・データが実質的に少なくなるのである。【００１４】【発明が解決しようとする課題】前述の内容に照らして、ＭＩＤＩシンセサイザによって生成されている音の特
定の音響特性を自動的に調節するように、ＭＩＤＩデータ・ストリームに保持さ
れるデータによって、中心周波数、サンプリング速度及びフィルタＱを動的に制
御可能なフィルタを提供することが望ましいことは明らかである。【００１５】【００１６】【課題を解決するための手段】従って、本発明の目的は、ＭＩＤＩデータ・ファイルに保持されるＭＩＤＩノ
ート番号及びプログラム制御指令により、中心周波数、サンプリング速度及びフ
ィルタＱを動的に制御しつつ、ディジタル式ミュージック・シンセサイザの出力
をフィルタするためのディジタル・フィルタを提供することにある。【００１７】本発明の前記目的に従って、複数のフィルタ係数によって動的に制御可能なデ
ィジタル・フィルタが提供される。このディジタル・フィルタは、ＭＩＤＩシン
セサイザ内の励振信号発生源の出力に結合されるのが好ましい。この励振信号発
生源は、一連のプログラム制御指令並びにノート・オン及びノート・オフ指令を
有するＭＩＤＩデータ・ファイルによって制御される。メモリに記憶された複数
のフィルタ係数因子は、前記プログラム制御指令並びにノート・オン及びノート
・オフ指令に応答して、周期的にアクセスされる。このようにして選択されたフ
ィルタ係数因子を利用して、適切なフィルタ係数を計算することにより、このデ
ィジタル・フィルタの中心周波数及びフィルタＱを動的に且つ最適に制御するこ
とができる。本発明の好ましい実施例では、このディジタル・フィルタの出力を
最大レベルに制限するのに、一のフィルタ制御回路が利用される。こうすると、
このディジタル・フィルタの初期状態及びフィルタ係数には関係なく、出力の安
定性を常に維持することができる。【００１８】【実施例】図１は、本発明に従ったミュージック・シンセサイザを実現するのに使用する
ことができる、コンピュータ・システム１０を示す。コンピュータ・システム１
０は、ＭＩＤＩシンセサイザを実現するための適切なディジタル信号プロセッサ
を搭載した任意のコンピュータ・システム、例えばＩＢＭ社が提供するＡＣＰＡ
（Audio Capture & Playback Adapter）カードを搭載したＰＳ／２型のコン
ピュータとすることができる。【００１９】コンピュータ・システム１０内のディスプレイ１４は、本発明に従った音楽合
成の進行状況を視覚的に表示するのに利用したり、ユーザがコンピュータ・シス
テム１０内に記憶された特定のＭＩＤＩデータ・ファイルを選択するのに利用す
ることができる。コンピュータ・システム１０内のキーボード１６は、コンピュ
ータ・システム１０を利用して実現されるミュージック・シンセサイザの動作を
開始及び終了させたり、ユーザが、コンピュータ・システム１０内に格納された
特定のＭＩＤＩデータ・ファイルを選択するのに利用することができる。【００２０】図１のディジタル信号プロセッサ１２の部分には、コンピュータ・システム１
０内のディジタル信号プロセッサを用いたＭＩＤＩシンセサイザの実現形態が例
示されている。図示のように、ＭＩＤＩファイル１８に保持されるデータは、イ
ンターフェース２０に結合されている。インターフェース２０は、ＭＩＤＩプロ
トコル・ファイルのアクセスを可能とし且つこれらのファイルを適切なデバイス
・ドライバに結合することを可能にする、適切なオーディオ応用プログラム・イ
ンターフェースを利用して実現するのが好ましい。又、ソフトウェア形式で実現
するのが好ましいデバイス・ドライバ２２は、ＭＩＤＩファイル・データを利用
してミュージックを作り出すことを可能にするような態様で、かかるＭＩＤＩフ
ァイル・データを処理する。デバイス・ドライバ２２の出力は、シンセサイザ２
４へ結合される。シンセサイザ２４は、前出のＡＣＰＡカードに搭載されている
テキサス・インストルメント社製の「TMS 320C25」のような適切なディジタル信号プロセッサを利用して実現される、サブトラクティブ・シンセサイザであるの
が好ましい。シンセサイザ２４の出力は、スピーカ２６のような音響出力装置へ
結合される。【００２１】かくて、図２に示すような態様で、ディジタル信号プロセッサを利用してＭＩ
ＤＩシンセサイザ２４をエミュレートすることにより、コンピュータ・システム
１０内のメモリに格納されたＭＩＤＩファイル１８をアクセスして、当該ＭＩＤ
Ｉファイル内にディジタル形式で格納された作曲内容を生成又は再生することが
できるのである。【００２２】図２は、本発明を実現するのに利用されるシンセサイザ装置の一層詳細なブロ
ック図を示す。図２のシンセサイザは、個別的な複数のブロックから成るものと
して示されているが、これを、前出のＡＣＰＡカードに搭載されているテキサス
・インストルメント社製の「TMS 320C25」のような、単一のディジタル信号プロ
セッサを利用して実現することも可能である。【００２３】図２に示す励振信号発生源３０は、鋸歯状波発生器であることが好ましく、実
際には、一の信号で開始し且つその信号を（以前の値を記憶した後に）一定の値
ずつ増加させるような、ディジタル回路として簡単に且つ効率的に実現すること
ができる。励振信号発生源３０の出力は、ディジタル・フィルタ３８へ結合され
ている。ディジタル・フィルタ３８は、後述するように、ＭＩＤＩデータ・ファ
イルを利用して合成ミュージックを生成している間に、このＭＩＤＩデータ・フ
ァイルに保持される情報によって動的に制御されるという点で、本発明の重要な
特徴を表すものである。【００２４】ディジタル・フィルタ３８の出力は増幅器４６へ結合され、そこから音響出力
装置５０へ結合される。図示された本発明の実施例では、音響出力装置５０は、
一のスピーカ又はステレオ・ミュージックの場合は１対のスピーカで構成するの
が好ましい。かくて、図２に示すような態様で、ディジタル的に合成されたミュージックを生成して、これを音響出力装置５０へ結合することができる。【００２５】図示のように、励振信号発生源３０は、２つの独立した入力によって制御され
る。ノート番号及び音声割当て器３４は、ＭＩＤＩファイル１８から読み出され
るか、又は電子音楽キーボードによって発生される「ノート番号」に従って、励
振信号発生源３０からのピッチ又は基本周波数を制御するのに利用される。又、
同様な方法で励振信号発生源３０の出力を制御するのに、音声割当て指令を利用
することもできる。【００２６】励振信号発生源３０の出力は、特定の楽器の合成を周知の様式で最適化するた
めに修正することができるが、そうするために、ＭＩＤＩデータ・ファイルに保
持されるか、又は電子音楽キーボードにより発生される音声割当て指令を利用し
て特定の楽器を識別することが行われる。また、低周波オシレータ３２が備えら
れ、その出力が付加ミキサ３６においてノート番号及び音声割当て器３４の出力
とミックスされて、励振信号発生源３０の出力信号のピッチに低周波の振幅変動
を加えるので、これによりヴィブラート効果を与えることができる。【００２７】図示のように、励振信号発生源３０の出力［Ｘ（ｎ）］は、ディジタル・フィ
ルタ３８へ結合されている。ディジタル・フィルタ３８は、二階方程式の無限長
インパルス応答（ＩＩＲ）ディジタル・フィルタであることが好ましく、その時
間域における伝達関数は次式に示す通りである。【００２８】【数１】【００２９】かくて、フィルタ係数ａ０、ｂ１、ｂ２を、動的に更新して、制御回路４０か
ら与えることができる。後述するように、制御回路４０は、ノート番号及び音声
割当てを含むＭＩＤＩデータ・ストリームからの種々の指令を解析するとともに
、これらの因子を利用てフィルタ・ポール半径テーブル４２内の値及び余弦テー
ブル４４内の中心周数の余弦値をアクセスすることによって、前述のフィルタ係数
を導き出す。本発明の好ましい実施例では、これらのフィルタ係数は毎秒約３０
０回更新されるので、ディジタル・フィルタ３８は、励振信号発生源３０の出力
に動的に追従するとともに、その出力を適切にフィルタすることができる。【００３０】図示のように、ディジタル・フィルタ３８の出力は、好ましくは制御回路４８
によって制御される増幅器４６へ結合されている。制御回路４８は、当該技術分
野では周知のＡＤＳＲ回路のような、任意の増幅器制御回路を利用して実現する
ことができる。最後に、増幅器４６の出力は音響出力装置５０へ結合される。【００３１】図３は、図２に示すディジタル・フィルタ３８の一層詳細なブロック図である
。図示のように、入力信号は、総和回路６２へ結合される前に、ポイント６０で
ディジタル・フィルタ３８へ結合され、利得係数ａ０によって乗算される。総和
回路６２は、適切な利得係数によって乗算された入力信号と、ディジタル・フィ
ルタ３８が先に出力した２つの信号値とを加算する。【００３２】総和回路６２の出力は、飽和回路６４へ結合されている。本発明の重要な特徴
に従って、飽和回路６４は、総和回路６２の出力を制限して安定性を高めるのに
利用される。本発明の実施例では、総和回路６２内のアキュムレータの計算を正
の最大又は負の最大の数に制限しているので、ディジタル・フィルタ３８の以前
の出力に対する初期設定値にも拘らず、時間とともに変動する本発明のディジタ
ル・フィルタ３８の出力の完全性を維持することができる。【００３３】当業者には明らかなように、これらの初期値は任意のレベルに初期化すること
ができ、かくて総和回路６２の出力を範囲外に駆動することがあり得る。飽和回
路６４は、かかる現象がアナログ増幅回路における電圧レール（voltage rail）
と類似する態様で生ずるのを防止するのに利用することができる。【００３４】音響波形の「クリッピング」は、非常に不快な音である奇数調波歪みを生じさせることがある。しかしながら、この奇数調波歪みが生じている期間は、ディジ
タル・フィルタ３８の変化速度に追従している。例えば、ディジタル・フィルタ
３８の変化速度が遅い場合は歪みは殆ど生じないし、変化速度が速い場合は相当
な歪みが生じるが、聴覚的には殆ど感じられない。なぜなら、その時に生成され
ているミュージックのエネルギによって、歪みがマスクされるからである。【００３５】このように、ディジタル・フィルタ３８の出力を完全に制御することができる
ので、出力回路に聴覚的に無視できる非直線性の成分を生成するとしても、無条
件的な安定性を維持することができる。【００３６】ＱＵＡＮ回路６６は、飽和回路６４の出力を３２ビット値から１６ビット値に
量子化するのに利用される。その後、その出力信号はディジタル・フィルタ３８
の外のポイント６８に結合される。【００３７】これと同時に、ディジタル・フィルタ３８の出力信号は、遅延回路７０及び７
２へ直列的に結合される。各遅延回路の出力は、利得係数ｂ１及びｂ２によって
それぞれ乗算された後、ライン７４及び７６を介して総和回路６２へそれぞれ結
合される。当業者には明らかなように、図３のディジタル・フィルタ３８は、時
間域において前述の数式１で記述した伝達関数を有するダイレクト形式の二階方
程式のディジタル・フィルタに相当する。【００３８】最後の図４には、本発明の実施例に関連する高水準のフローチャートが示され
ている。図示のように、このプロセスはブロック８０で始まり、次にフィルタ係
数サブルーチンの呼出しを行うブロック８２に進む。本発明の実施例において、
ディジタル・フィルタ３８の動的に制御可能なフィルタ係数は、ＭＩＤＩシンセ
サイザを利用して生成されるシンセサイザ・ミュージックについてディジタル・
フィルタ３８の特性を適切に制御するために、毎秒約３００回再計算される。【００３９】図４のプロセスを検討する前に、図３に示すディジタル・フィルタ３８の数学的な基礎を検討する。ディジタル・フィルタ３８の構造を定義する最初のステッ
プでは、フィルタ・ポール（極）の半径と、各フィルタ・ポールによって定義さ
れる角度Φの余弦を求めることが必要である。フィルタ・ポールの半径を計算す
るには、最初にフィルタＱを定義しなければならない。フィルタＱは、次式のよ
うに記述することができる。【００４０】【数２】【００４１】ここで、Ｗ_cは中心周波数に等しく、Ｗ_hiは中心周波数より高い周波数側の−
３ｄＢポイントに等しく、Ｗ_lowは中心周波数より低い周波数側の最小の３ｄＢ
ポイントに等しい。本明細書に開示されているようなサンプル・データ・システムでは、中心周波
数を、次式のように定義することができる。【００４２】【数３】【００４３】ここで、Ｗ_sはシステムのサンプル・データ速度である。次に、−３ｄＢポイントによって定義される角度φは、次式のように記述する
ことができる。【００４４】【数４】【００４５】半径ｒの単位円内にあるポールからその単位円の円周までの距離が単に（１−
ｒ）であることに着目し、余弦法則を利用すると、次式を得ることができる。【００４６】【数５】【００４７】前式は、フィルタ値ｒと、制御変数Ｗ_c、Ｗ_s及びＱとの間の、関係式である。
前式をディジタル信号プロセッサのプラットホーム上で実行可能にするには、前
式と、ＭＩＤＩノート番号との間の、関係を確立しなければならない。【００４８】前式から判ることは、余弦及び索引テーブルの引数を利用すると、適切なｒの
値を選択することができる、ということである。しかしながら、この計算をディ
ジタル信号プロセッサのプラットホーム上でリアルタイムに実行するのは困難で
あり、特にＷ_cがＭＩＤＩノート番号値によって表される場合は困難である。し
かしながら、ＭＩＤＩノート番号とＷ_cとの間の関係を、次式のように記述する
ことができる。【００４９】【数６】【００５０】ここでは相対的な処理能力に関心があるので、前式の余弦引数を、次式のよう
に表すことができる。【００５１】【数７】【００５２】ここで、Ｃは定数である。前式の対数を取ると、次式が得られる。【００５３】【数８】【００５４】所望の対数のステップ数を得るために、前式をさらには次の因数、ｌｏｇ［２^(1/12)］で除算することができる。かかる因数によって除算された前式を、次式のように
記述することができる。【００５５】【数９】【００５６】ここで、Ｎは余弦項の対数の引数である。「Ｎ_{MIDI note}」は、ＭＩＤＩノー
ト番号で記述されるフィルタの所望の中心周波数である。「Ｎ_ws」は、ノート番
号で記述されるサンプリング周波数であり、オクターブ当たりの周波数において
１２個の対数ステップを与える。「Ｎ_Q」は、ノート番号のコンテキストで記述
されるフィルタＱであり、Ｑの倍数当たりのＱにおいて１２個の対数ステップを
与える。【００５７】次に、ｒの値は、余弦項の対数の引数Ｎで、数式５を利用して作成されたテーブルをアクセスして、決定することができる。このテーブルは、図２のフィルタ
・ポール半径テーブル４２内に格納するのが好ましい。所望のフィルタ周波数の
余弦は、次式に従って作成される余弦テーブルをアクセスして、決定することが
できる。【００５８】【数１０】【００５９】各余弦の値は、図２の余弦テーブル４４内に格納するのが好ましい。その後、
励振信号発生源３０の現在の音響出力について、ディジタル・フィルタ３８を最
適化するのに必要な係数を、次式に従って計算することができる。【００６０】【数１１】【００６１】再び、図４を参照するに、ＭＩＤＩデータ・ストリームを解析して、フィルタ
係数計算サブルーチンが、ブロック８４で始まる。このブロック８４では、所望
のフィルタＡＤＳＲのパラメータ、低周波オシレータのパラメータ、速度パラメ
ータ、所望のＱ及びＱパラメータを決定するために、ＭＩＤＩデータ・ストリー
ムが調べられる。次のブロック８６は、励振信号発生源３０の出力のサンプル速
度を決定する。当業者には明らかなように、ディジタル・フィルタ３８は、励振
信号発生源３０と同じサンプル速度で動作することが必要である。しかしながら
、本発明に従って構成される動的に制御可能なフィルタを利用すると、励振信号
のサンプル速度の変動に適応させるように、このフィルタが利用するサンプル速
度を変えることが可能となる。【００６２】次のブロック８８では、前述のように動的なフィルタ周波数が計算される。そ
の後のブロック９０では、所望のフィルタＱが計算される。前述のように、ディ
ジタル・フィルタ３８の所望のフィルタＱは、合成中の音声又は楽器のタイプに
応じて、変化させることができる。勿論、フィルタＱは固定された値であっても
よく、或いは種々の特殊効果を生ぜしめるために、低周波オシレータを利用して
時間とともに変動させるようにしてもよい。【００６３】次のブロック９２では、テジタル・フィルタ３８のフィルタ・ポールの半径が
計算される。この計算を行うため、数式９の対数の引数Ｎを持つ、数式５を利用
して作成されたテーブルがアクセスされる。次のブロック９４では、数式１０に
従って作成されたテーブルを利用することによって、動的なフィルタ周波数の余
弦が決定される。【００６４】次のブロック９６では、数式１１を利用することによって、フィルタ係数ａ０
、ｂ１及びｂ２が決定される。最後のブロック９８では、これらのフィルタ係数
がディジタル・フィルタ３８へ結合される。その後、このプロセスはブロック８
２に戻り、かくてフィルタ係数が毎秒約３００回の速度で再計算される。【００６５】【発明の効果】以上のように、本発明に従ったディジタル・フィルタを、ＭＩＤＩデータ・フ
ァイルによって制御されるミュージック・シンセサイザで利用すると、ＭＩＤＩ
データ・ファイルに保持される指令及びメッセージを利用する手段によって、デ
ィジタル・フィルタの中心周波数、サンプリング速度及びフィルタＱを最適に制
御することができる。

【図面の簡単な説明】【図１】本発明に従ったミュージック・シンセサイザを実現するのに利用される、コン
ピュータ・システムを示すブロック図である。【図２】本発明を実現するのに利用される、シンセサイザ装置の一層詳細なブロック図
である。【図３】本発明を実現するのに利用される、図２のディジタル・フィルタの一層詳細な
ブロック図である。【図４】本発明の実施例に関連する高水準のフローチャートである。

Claims

【特許請求の範囲】【請求項１】一連のプログラム制御指令並びにノート・オン及びノート・オフ指令を含む、
ＭＩＤＩデータ・ファイルによって制御される励振信号発生源を有する、ディジ
タル式ミュージック・シンセサイザ用のディジタル・フィルタであって、選択可能な中心周波数を有し、複数のフィルタ係数によって制御されるディジ
タル・フィルタ手段から成る帯域フィルタ手段と、前記帯域フィルタ手段及び前記ＭＩＤＩデータ・ファイルへ結合され、前記ノ
ート・オン及びノート・オフ指令に応答して前記選択可能な中心周波数を変更さ
せるための制御手段とを有し、前記制御手段が、前記中心周波数の余弦値を含む複数のフィルタ係数因子を格
納するメモリ手段と、前記ノート・オン及びノート・オフ指令に応答して対応す
るフィルタ係数因子をアクセスする手段と、アクセスされたフィルタ係数因子か
ら前記複数のフィルタ係数を計算する手段と、計算したフィルタ係数を利用して
前記帯域フィルタ手段を制御する手段とを含む、ディジタル式ミュージック・シンセサイザ用のディジタル・フィルタ。【請求項２】前記制御手段が、前記ＭＩＤＩデータ・ファイル内の前記プログラム制御指令
に応答して前記帯域フィルタ手段のＱを変更させる、請求項１記載のディジタル
式ミュージック・シンセサイザ用のディジタル・フィルタ。