JP2579049B2 - 楽音合成装置 - Google Patents
楽音合成装置Info
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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、電子楽器のうちで、特にアコースティック
な、すなわち、自然楽器と同様な音色を合成する楽音合
成装置に関する。
な、すなわち、自然楽器と同様な音色を合成する楽音合
成装置に関する。
従来の技術 近年、電子楽器にはディジタル技術の楽音合成方式が
導入されて、合成音の品質の向上が著しく、また、入力
方法としても鍵盤や管楽器形状のもの、あるいはギター
形状のものなど多様化してきている。楽音合成方式とし
ては、自然楽器の楽音波形をそのまま記憶しておいて、
再生すべき音高に比例した速度で再生するいわゆるPCM
方式に準じた方式が多く使用されているが、自然楽器の
実際の発音形態に対応した楽音合成方式も数多く提案さ
れている。
導入されて、合成音の品質の向上が著しく、また、入力
方法としても鍵盤や管楽器形状のもの、あるいはギター
形状のものなど多様化してきている。楽音合成方式とし
ては、自然楽器の楽音波形をそのまま記憶しておいて、
再生すべき音高に比例した速度で再生するいわゆるPCM
方式に準じた方式が多く使用されているが、自然楽器の
実際の発音形態に対応した楽音合成方式も数多く提案さ
れている。
このような機能は、例えば文献（“On The Oscilla
tion Of Musical Instruments",M.E.Mcintyre,R.T.S
chumacher, J.Woodhouse共著、J.Acoust.Soc.Am,74
（５）,November,1983,p1325〜p1345記載）に詳述され
ている。
tion Of Musical Instruments",M.E.Mcintyre,R.T.S
chumacher, J.Woodhouse共著、J.Acoust.Soc.Am,74
（５）,November,1983,p1325〜p1345記載）に詳述され
ている。
以下、図面を参照しながら上述したような従来の楽音
合成装置について説明する。
合成装置について説明する。
第４図は従来の楽音合成装置の構成を示すものであ
る。第４図について説明する前に、第６図〜第８図を参
照しながら、その原理について説明する。
る。第４図について説明する前に、第６図〜第８図を参
照しながら、その原理について説明する。
第６図（Ａ）は、クラリネットの断面図を示す。第６
図（Ａ）において、左端Ａはマウスピースに対応してお
り、そのリード部分を口腔圧力qmを有する口によって覆
われているものとする。なお、全てのトーンホールは塞
がれているものとする（簡単のためトーンホールはD,E,
Fの３点のみに存在するものとする。）。口腔圧力qmと
リード直下の管内圧力ｑとの圧力差によって、リード付
近には流速ｆが発生する。流速ｆは管内の特性インピー
ダンスｚを介して、進行波圧力qo（＝ｆ・ｚ）を形成す
る。進行波圧力qoは、第６図の左端Ａから右端Ｂ（開口
端部）まで進行した後に、右端Ｂにおいて放射および反
射が起きる。反射波圧力qiは、進行波圧力qoと、第８図
に示すような反射係数ｒ（ｔ）とを畳み込み演算するこ
とによって得ることができる。反射波圧力qiは、管内を
右端Ｂから左端Ａへ進行し、リード直下の管内圧力ｑ
（＝qo＋qi）が変動することによって、第７図のような
関係から口腔圧力qmと管内圧力ｑとから決まる流速ｆが
リード付近に発生することとなる。上述の動作を繰り返
すことにより、クラリネットの発音が繰り返されること
となる。
図（Ａ）において、左端Ａはマウスピースに対応してお
り、そのリード部分を口腔圧力qmを有する口によって覆
われているものとする。なお、全てのトーンホールは塞
がれているものとする（簡単のためトーンホールはD,E,
Fの３点のみに存在するものとする。）。口腔圧力qmと
リード直下の管内圧力ｑとの圧力差によって、リード付
近には流速ｆが発生する。流速ｆは管内の特性インピー
ダンスｚを介して、進行波圧力qo（＝ｆ・ｚ）を形成す
る。進行波圧力qoは、第６図の左端Ａから右端Ｂ（開口
端部）まで進行した後に、右端Ｂにおいて放射および反
射が起きる。反射波圧力qiは、進行波圧力qoと、第８図
に示すような反射係数ｒ（ｔ）とを畳み込み演算するこ
とによって得ることができる。反射波圧力qiは、管内を
右端Ｂから左端Ａへ進行し、リード直下の管内圧力ｑ
（＝qo＋qi）が変動することによって、第７図のような
関係から口腔圧力qmと管内圧力ｑとから決まる流速ｆが
リード付近に発生することとなる。上述の動作を繰り返
すことにより、クラリネットの発音が繰り返されること
となる。
第８図の反射係数ｒは、クラリネットが４分の１波長
管であることから、出力する楽音の音高の時間周期をＴ
とすると、左端Ａから右端Ｂへ、さらに右端Ｂにおける
反射によって、右端Ｂから左端Ａまでの往復経路に相当
する時間長T/2のところに反射のピークが集中している
ことがわかる。なお、出力する楽音をサンプリング周波
数fsでサンプリンクした場合、（１）式の関係が成り立
つ。
管であることから、出力する楽音の音高の時間周期をＴ
とすると、左端Ａから右端Ｂへ、さらに右端Ｂにおける
反射によって、右端Ｂから左端Ａまでの往復経路に相当
する時間長T/2のところに反射のピークが集中している
ことがわかる。なお、出力する楽音をサンプリング周波
数fsでサンプリンクした場合、（１）式の関係が成り立
つ。
T/2＝N/fs …（１） 第６図（Ｂ）は、第６図（Ａ）の管内の音圧の伝搬動
作をディジタル的に考えるための図で、Ｎ段のシフトレ
ジスタと考えればよい。トーンホールD,E,Fを全て塞い
だ状態では、第６図（Ａ）の左端のマウスピースで発生
した音圧qoは第６図（Ｂ）のシフトレジスタの１段目
（左端上）に入力され、サンプリング周期をTsとする
と、Tsごとに右にシフトし、T/2時間経過後にＮ段目か
らqiとして出力される。トーンホールＦに対応する点が
Ｍ段目である。
作をディジタル的に考えるための図で、Ｎ段のシフトレ
ジスタと考えればよい。トーンホールD,E,Fを全て塞い
だ状態では、第６図（Ａ）の左端のマウスピースで発生
した音圧qoは第６図（Ｂ）のシフトレジスタの１段目
（左端上）に入力され、サンプリング周期をTsとする
と、Tsごとに右にシフトし、T/2時間経過後にＮ段目か
らqiとして出力される。トーンホールＦに対応する点が
Ｍ段目である。
第６図（Ｃ）は、第６図（Ｂ）のシフトレジスタをメ
モリに置き換えた図である。トーンホールD,E,Fを全て
塞いだ状態では、このメモリのアドレスは値１からＮの
間をサイクリックにインクリメントされる。アクセス順
序は、まず１段目のアドレスからqiを読み出し、つぎに
１段目のアドレスにqoを書き込む。そしてアドレスを一
つインクリメントし、２段目のアドレスに対しても同様
のアクセスを行う。この動作をアドレス１からＮまでサ
イクリックに行うことにより、第６図（Ｂ）のシフトレ
ジスタと同様の動作が実現できる。
モリに置き換えた図である。トーンホールD,E,Fを全て
塞いだ状態では、このメモリのアドレスは値１からＮの
間をサイクリックにインクリメントされる。アクセス順
序は、まず１段目のアドレスからqiを読み出し、つぎに
１段目のアドレスにqoを書き込む。そしてアドレスを一
つインクリメントし、２段目のアドレスに対しても同様
のアクセスを行う。この動作をアドレス１からＮまでサ
イクリックに行うことにより、第６図（Ｂ）のシフトレ
ジスタと同様の動作が実現できる。
第７図は、リード直下の管内圧力ｑと口腔圧力qmと流
速ｆとの関係を示している。第７図のqrは、リードの復
元力に打ち勝ってリードとマウスピースの隙間を閉じる
ために必要とされる圧力に対応するものである。
速ｆとの関係を示している。第７図のqrは、リードの復
元力に打ち勝ってリードとマウスピースの隙間を閉じる
ために必要とされる圧力に対応するものである。
第４図において、41は入力データqmとデータqiに基づ
きqoを算出する変換部、42はオールパスフィルタ45から
送出されたデータの高域成分を遮断するローパスフィル
タ、43はローパスフィルタ42から送出されたデータの反
転を行う反転器、44は変換部41から送出されたデータqo
の一時記憶を行うメモリ、45はオールパスフィルタ、46
はメモリ44のアドレス指定を行うとともにオールパスフ
ィルタ46のフィルタ係数ｃを送出することにより記憶部
48に一時記憶されるデータqoの記憶時間、すなわち遅延
時間を決定する記憶時間設定部である。なお、変換部41
とローパスフィルタ42と反転器43をまとめてデータ加工
部47とする。また、メモリ44とオールパスフィルタ45を
まとめて記憶部48とする。
きqoを算出する変換部、42はオールパスフィルタ45から
送出されたデータの高域成分を遮断するローパスフィル
タ、43はローパスフィルタ42から送出されたデータの反
転を行う反転器、44は変換部41から送出されたデータqo
の一時記憶を行うメモリ、45はオールパスフィルタ、46
はメモリ44のアドレス指定を行うとともにオールパスフ
ィルタ46のフィルタ係数ｃを送出することにより記憶部
48に一時記憶されるデータqoの記憶時間、すなわち遅延
時間を決定する記憶時間設定部である。なお、変換部41
とローパスフィルタ42と反転器43をまとめてデータ加工
部47とする。また、メモリ44とオールパスフィルタ45を
まとめて記憶部48とする。
第５図は変換部41の回路図を示すもので、第５図にお
いて、51は第７図に示すｆとｑの関係を記憶したテーブ
ル、52はテーブル51から読みだされたデータｆと管内の
特性インピーダンスに相当するｚとの乗算を行う乗算
器、53は乗算器52から送出されたデータとqiとの加算を
行う加算器、54はqoとqiの加算を行う加算器である。
いて、51は第７図に示すｆとｑの関係を記憶したテーブ
ル、52はテーブル51から読みだされたデータｆと管内の
特性インピーダンスに相当するｚとの乗算を行う乗算
器、53は乗算器52から送出されたデータとqiとの加算を
行う加算器、54はqoとqiの加算を行う加算器である。
ここで、第４図に示す従来の楽音合成装置の構成を、
第６図で説明したクラリネットの発音原理に対応させて
説明する。
第６図で説明したクラリネットの発音原理に対応させて
説明する。
変換部41はリードの振舞いを実現する回路であり、qm
とqiとqoにより新たなqoを算出する。記憶部48はqoが右
端Ｂで反射し、qiとして再び左端Ａに戻るまでの遅延を
実現する回路である。第６図の往復経路Ａ→Ｂ→Ａの伝
搬遅延時間をT/2（Ｔは出力する楽音の音高の時間周
期）、メモリ44の語長をＬ、オールパスフィルタの位相
遅延をDA、ローパスフィルタ42の位相遅延をDL、サンプ
リング周波数をfsとすると、（２）式の関係が成り立
つ。
とqiとqoにより新たなqoを算出する。記憶部48はqoが右
端Ｂで反射し、qiとして再び左端Ａに戻るまでの遅延を
実現する回路である。第６図の往復経路Ａ→Ｂ→Ａの伝
搬遅延時間をT/2（Ｔは出力する楽音の音高の時間周
期）、メモリ44の語長をＬ、オールパスフィルタの位相
遅延をDA、ローパスフィルタ42の位相遅延をDL、サンプ
リング周波数をfsとすると、（２）式の関係が成り立
つ。
T/2＝（Ｌ＋DA＋DL）/fs …（２） なお、オールパスフィルタ45の伝達関数HAは（３）式
で、ローパスフィルタ42の伝達関数HLは（４）式で示さ
れる。もっともこれらのフィルタはいかなる構成のもの
を用いてもよい。
で、ローパスフィルタ42の伝達関数HLは（４）式で示さ
れる。もっともこれらのフィルタはいかなる構成のもの
を用いてもよい。
HA＝（ｃ＋z-1）／（１＋cz-1） …（３） HL＝１＋z-1/2 …（４） （３）式および（４）式からオールパスフィルタ45の
位相遅延DA、ローパスフィルタ42の位相遅延DLは第５式
および第６式で与えられる。
位相遅延DA、ローパスフィルタ42の位相遅延DLは第５式
および第６式で与えられる。
DA≒（１−ｃ）／（１＋ｃ） …（５） DL＝1/2 …（６） 変換部41と反転器43において位相遅延がないものとす
ると、（２）式から記憶部48およびデータ加工部47で構
成されるループ状の回路の語長はＬ＋DA＋DLとなり、ま
た、（１）式からＬ＋DA＋DLは出力される楽音の1/2波
長分のサンプル数Ｎに等しいことがわかる。なお、第６
図〜第８図における原理説明においては、qoの反射動作
をqoと第８図の反射係数の畳み込み演算としたが、第４
図に示す楽音合成装置においては簡単のため、ローパス
フィルタ42と反転器43を用いて実現した。すなわち、第
８図における反射係数ｒは時刻０からＴの間において分
布するものではなく、時刻T/2においてパルス状（値：
−１）に存在するものとした。
ると、（２）式から記憶部48およびデータ加工部47で構
成されるループ状の回路の語長はＬ＋DA＋DLとなり、ま
た、（１）式からＬ＋DA＋DLは出力される楽音の1/2波
長分のサンプル数Ｎに等しいことがわかる。なお、第６
図〜第８図における原理説明においては、qoの反射動作
をqoと第８図の反射係数の畳み込み演算としたが、第４
図に示す楽音合成装置においては簡単のため、ローパス
フィルタ42と反転器43を用いて実現した。すなわち、第
８図における反射係数ｒは時刻０からＴの間において分
布するものではなく、時刻T/2においてパルス状（値：
−１）に存在するものとした。
以上のように構成された楽音合成装置について、以下
その動作について説明する。
その動作について説明する。
第５図において、直前に出力したqoとqiは加算器54に
よって加算されてリード直下の管内圧力ｑが出力され
る。Ｆ（ｑ）テーブル51は第７図の関係にしたがって、
入力される管内圧力ｑに対応する流速ｆを出力する。
よって加算されてリード直下の管内圧力ｑが出力され
る。Ｆ（ｑ）テーブル51は第７図の関係にしたがって、
入力される管内圧力ｑに対応する流速ｆを出力する。
Ｆ（ｑ）テーブル51から出力される流速ｆは、乗算器
52において、管の特性インピーダンスｚと乗算された後
に加算器53において反射波圧力qiと加算されて進行波圧
力qoとして出力される。qoはメモリ44に書き込まれL/fs
の遅延時間の後にメモリ44から読みだされ、オールパス
フィルタ45に入力される。ここでオールパスフィルタ45
の目的は（２）式および（５）式からわかるように出力
データの音程の制御をする場合、メモリ44だけでは整数
語長Ｌの制御しかできない、すなわち音程の可変精度が
悪いので、音程の可変精度を向上させるために設けられ
た回路である。音程の制御は記憶時間設定部46から送出
されるメモリ44のアドレスとフィルタ係数ｃによって行
う。所望の音程に対応してL,DAが決定されるが、Ｌによ
りメモリ44のアドレスは例えば０番地からＬ−１番地を
サイクリックに更新される。この動作によりメモリ44に
おける遅延時間はL/fsとなる（詳細な動作説明は第６図
（Ｃ）を用いた上述の説明通りである）。また（５）式
によりフィルタ係数ｃによりオールパスフィルタ45の遅
延時間DA/fsが決定される。またローパスフィルタ42の
位相遅延DL/fsは（６）式からわかるように1/2と固定値
である。このことから（２）式に示すように出力データ
の音程が記憶時間設定部により決定される。
52において、管の特性インピーダンスｚと乗算された後
に加算器53において反射波圧力qiと加算されて進行波圧
力qoとして出力される。qoはメモリ44に書き込まれL/fs
の遅延時間の後にメモリ44から読みだされ、オールパス
フィルタ45に入力される。ここでオールパスフィルタ45
の目的は（２）式および（５）式からわかるように出力
データの音程の制御をする場合、メモリ44だけでは整数
語長Ｌの制御しかできない、すなわち音程の可変精度が
悪いので、音程の可変精度を向上させるために設けられ
た回路である。音程の制御は記憶時間設定部46から送出
されるメモリ44のアドレスとフィルタ係数ｃによって行
う。所望の音程に対応してL,DAが決定されるが、Ｌによ
りメモリ44のアドレスは例えば０番地からＬ−１番地を
サイクリックに更新される。この動作によりメモリ44に
おける遅延時間はL/fsとなる（詳細な動作説明は第６図
（Ｃ）を用いた上述の説明通りである）。また（５）式
によりフィルタ係数ｃによりオールパスフィルタ45の遅
延時間DA/fsが決定される。またローパスフィルタ42の
位相遅延DL/fsは（６）式からわかるように1/2と固定値
である。このことから（２）式に示すように出力データ
の音程が記憶時間設定部により決定される。
さて、オールパスフィルタ45から送出されたデータは
ローパスフィルタ42および反転器43を介して変換部41に
入力される。以上の動作が出力データの１サンプルを合
成するための動作である。
ローパスフィルタ42および反転器43を介して変換部41に
入力される。以上の動作が出力データの１サンプルを合
成するための動作である。
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、自然楽器
のような音程制御ができないという問題点があった。そ
の理由を第６図を用いて説明すると、第６図（Ａ）のD,
E,F点のトーンホールをすべて塞いだ状態で発音動作さ
せると、管内の音圧は第６図（Ｂ）のシフトレジスタ内
をデータがシフトするような動作をする。この動作は第
６図（Ｃ）のメモリにおいてはＮ段のメモリのアドレス
の１〜Ｎをサイクリックにアドレスしながらデータの読
み出し，書き込みを行った動作と等価である。それに対
して、Ｆ点のトーンホールのみを解放状態にして音程を
変化させた状態は、第６図（Ｂ）においてＭ段目のレジ
スタからＮ−Ｍ＋１段目のレジスタにバイパスした状態
と考えることができる。これを第６図（Ｃ）に対応させ
ると、Ｍ段目のアドレスからＮ−Ｍ＋１段目のアドレス
にジャンプした状態となる。しかるに従来の楽音合成装
置においてはメモリ44をサイクリックにしかアドレスす
ることしかできないため、メモリ44から取り出したデー
タと自然楽器の管内の状態とが対応せず、自然楽器と同
様の音程制御ができなかった。
のような音程制御ができないという問題点があった。そ
の理由を第６図を用いて説明すると、第６図（Ａ）のD,
E,F点のトーンホールをすべて塞いだ状態で発音動作さ
せると、管内の音圧は第６図（Ｂ）のシフトレジスタ内
をデータがシフトするような動作をする。この動作は第
６図（Ｃ）のメモリにおいてはＮ段のメモリのアドレス
の１〜Ｎをサイクリックにアドレスしながらデータの読
み出し，書き込みを行った動作と等価である。それに対
して、Ｆ点のトーンホールのみを解放状態にして音程を
変化させた状態は、第６図（Ｂ）においてＭ段目のレジ
スタからＮ−Ｍ＋１段目のレジスタにバイパスした状態
と考えることができる。これを第６図（Ｃ）に対応させ
ると、Ｍ段目のアドレスからＮ−Ｍ＋１段目のアドレス
にジャンプした状態となる。しかるに従来の楽音合成装
置においてはメモリ44をサイクリックにしかアドレスす
ることしかできないため、メモリ44から取り出したデー
タと自然楽器の管内の状態とが対応せず、自然楽器と同
様の音程制御ができなかった。
本発明は上記問題点を解決するため、自然楽器のよう
な音程制御ができる楽音合成装置を提供することを目的
とする。
な音程制御ができる楽音合成装置を提供することを目的
とする。
課題を解決するための手段 この目的を達成するために、本発明の楽音合成装置
は、入力データと記憶部から帰還されたデータとに基づ
き記憶部に入力するデータを作成するデータ加工部と、
データ加工部から送出されたデータを、第１の記憶領域
と第２の記憶領域とを有するメモリで遅延する記憶部
と、所望の音高に応じて、第１の記憶領域の出力を得る
読み出しアドレスと、第１の記憶領域の出力を入力する
第２の記憶領域の書き込みアドレスとを制御する記憶時
間設定部とを備え、記憶時間設定部は、第１、第２の記
憶領域での遅延時間を略等しくするように制御し、か
つ、第１、第２の記憶領域での遅延時間の和が所望の音
高周波数に反比例するように制御するものである。
は、入力データと記憶部から帰還されたデータとに基づ
き記憶部に入力するデータを作成するデータ加工部と、
データ加工部から送出されたデータを、第１の記憶領域
と第２の記憶領域とを有するメモリで遅延する記憶部
と、所望の音高に応じて、第１の記憶領域の出力を得る
読み出しアドレスと、第１の記憶領域の出力を入力する
第２の記憶領域の書き込みアドレスとを制御する記憶時
間設定部とを備え、記憶時間設定部は、第１、第２の記
憶領域での遅延時間を略等しくするように制御し、か
つ、第１、第２の記憶領域での遅延時間の和が所望の音
高周波数に反比例するように制御するものである。
作用 この構成によって、例えば第６図においてＦ点のトー
ンホールを解放状態にした場合はＦ点に相当するアドレ
スＭに、第１の記憶領域の読み出しアドレスが達した時
点で、第２の記憶領域の書き込みアドレスをアドレスＮ
−Ｍ＋１にジャンプさせるように制御を行う。
ンホールを解放状態にした場合はＦ点に相当するアドレ
スＭに、第１の記憶領域の読み出しアドレスが達した時
点で、第２の記憶領域の書き込みアドレスをアドレスＮ
−Ｍ＋１にジャンプさせるように制御を行う。
実施例 以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説
明する。
明する。
第１図は本発明の実施例の楽音合成装置を示す。第１
図において、11は記憶時間設定部であり、その他のブロ
ックは第４図に示す従来の楽音合成装置と同様である。
図において、11は記憶時間設定部であり、その他のブロ
ックは第４図に示す従来の楽音合成装置と同様である。
第２図は記憶時間設定部11を示すものであり、21はメ
モリ44のアドレスを保存するレジスタ、22は値001hまた
は値FFFhを加算器23に入力するマスク回路、23は加算
器、24加算器23の出力をラッチするラッチ、25はラッチ
24の出力とセレクタ27の出力とを比較し、比較一致した
ときにＴフリップフロップ26をセットする比較器、26は
Ｔフリップフロップ、27はL/2の整数部int（L/2）また
は値100hの選択を行うセレクタ、28は加算器23のＡ入
力、またはラッチ24の出力の選択を行い選択結果をメモ
リ44にアドレスとして送出するセレクタ、29はＴフリッ
プフロップ26の出力値とレジスタ21の出力値MSBとの排
他的論理和をとるXORゲートである。なお、レジスタ21,
マスク回路22,加算器23,ラッチ24,セレクタ28,XORゲー
ト29をまとめてアドレス更新部101とする。また比較器2
5,Tフリップフロップ26,セレクタ27をまとめてアドレス
更新制御部102とする。
モリ44のアドレスを保存するレジスタ、22は値001hまた
は値FFFhを加算器23に入力するマスク回路、23は加算
器、24加算器23の出力をラッチするラッチ、25はラッチ
24の出力とセレクタ27の出力とを比較し、比較一致した
ときにＴフリップフロップ26をセットする比較器、26は
Ｔフリップフロップ、27はL/2の整数部int（L/2）また
は値100hの選択を行うセレクタ、28は加算器23のＡ入
力、またはラッチ24の出力の選択を行い選択結果をメモ
リ44にアドレスとして送出するセレクタ、29はＴフリッ
プフロップ26の出力値とレジスタ21の出力値MSBとの排
他的論理和をとるXORゲートである。なお、レジスタ21,
マスク回路22,加算器23,ラッチ24,セレクタ28,XORゲー
ト29をまとめてアドレス更新部101とする。また比較器2
5,Tフリップフロップ26,セレクタ27をまとめてアドレス
更新制御部102とする。
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図を用いてその動作を説明する。
図，第３図を用いてその動作を説明する。
基本的な動作は上述した従来の楽音合成装置と同様で
あるので、ここでは相違点のみについて説明する。従来
の楽音合成装置の記憶時間設定部46のメモリ44のアドレ
ッシング方法は、所望の音程からまずＬを決定し、０番
地からＬ−１番地をサイクリックにアドレッシングする
ものであった。これに対して記憶時間設定部11はメモリ
44のメモリマップを第３図に示すように２つの領域に分
け全語長を200hからなるとし、Ｌ＝42hが指定されたと
すると、L/2の整数部であるint（L/2）、すなわち値21h
が第２図のセレクタ27のＡ入力に入力されることによ
り、000h番地→020h番地→120h番地→100h番地をサイク
リックにアドレッシングを行う。なお、このときオール
パスフィルタ45での位相遅延DAは（７）式で与えられ
る。
あるので、ここでは相違点のみについて説明する。従来
の楽音合成装置の記憶時間設定部46のメモリ44のアドレ
ッシング方法は、所望の音程からまずＬを決定し、０番
地からＬ−１番地をサイクリックにアドレッシングする
ものであった。これに対して記憶時間設定部11はメモリ
44のメモリマップを第３図に示すように２つの領域に分
け全語長を200hからなるとし、Ｌ＝42hが指定されたと
すると、L/2の整数部であるint（L/2）、すなわち値21h
が第２図のセレクタ27のＡ入力に入力されることによ
り、000h番地→020h番地→120h番地→100h番地をサイク
リックにアドレッシングを行う。なお、このときオール
パスフィルタ45での位相遅延DAは（７）式で与えられ
る。
DA＝Ｎ−DL−｛２＊int（L/2）｝ …（７） また、オールパスフィルタ45のフィルタ係数ｃは
（３）式および（７）式から算出できる。
（３）式および（７）式から算出できる。
以上の動作を第２図を用いて詳細に説明する。発音開
始時にkon信号がレジスタ21とＴフリップフロップ26の
リセット入力に入力され、出力値を値０にする。このと
き、所望の音程に対応する値int（L/2）（第３図の例で
は値021h）がセレクタ27のＡ入力に、またメモリ44の全
語長である値200hを２で割った値100hがセレクタ27のＢ
入力に入力される。また、Ｔフリップフロップ26の出力
値はkon信号により“low"となるが、この出力値がセレ
クタ27,28のセレクタ信号およびマスク回路22の制御信
号として入力される。なお、セレクタ27,28のセレクタ
信号が“low"のときＡ入力が選択され、セレクト信号が
“high"のときＢ入力が選択されるものとする。またマ
スク回路の制御信号が“low"のとき、値001hがマスク回
路22から加算器23のＢ入力へ出力され、制御信号が“hi
gh"のとき、値FFFhがマスク回路22から加算器23のＢ入
力へ出力されるものとする。レジスタ21の出力値のMSB
はXORゲート29により制御される。発音開始直後はＴフ
リップフロップ26の出力値が“low"であるのでXORゲー
ト29はスルーと考えてよい。従ってレジスタ21の出力値
はそのまま加算器23のＡ入力に入力されるとともにセレ
クタ28のＡ入力に入力される。このときセレクタ28のセ
レクト信号は“low"であるのでＡ入力（値000h）がメモ
リ44のアドレスとして出力される。マスク回路22の制御
信号は“low"であるので出力値は値001hである。従っ
て、加算値23においては、レジスタ21の出力値000hとマ
スク回路の出力値001hとが加算され、加算結果001hがラ
ッチ24にラッチされ、次のサンプリング周期でレジスタ
21にセットされる。この動作を繰り返し行うことにより
メモリ44のアドレスが000h〜020hの間を１ずつインクリ
メントされることになる。そしてラッチ24の出力値が02
1hになったときに比較器25の比較一致信号がＴフリップ
フロップ26にセットされ、セレクタ27,28のセレクト信
号およびマスク回路の制御信号が“high"となる。またX
ORゲート29はそれまでスルーであったのが反転動作に移
行する。ラッチ24の出力値021hがレジスタ21に入力さ
れ、XORゲート29によりMSBが反転され値121hとなる。マ
スク回路22は値FFFh（値−１）を出力し、加算器23によ
り値121hと値FFFhが加算され、加算結果120hがラッチ24
にラッチされるとともにセレクタ28を介してメモリ44に
値120hがアドレスとして出力される。値120hは再びレジ
スタ21に保存される。ここでレジスタ21のMSB入力は常
に値０に固定されているので、XORゲート29により加算
器23のＡ入力に入力される値は120hとなる。そして次の
サンプリング周期でマスク回路22の出力値FFFhとの加算
により、値11Fhがメモリ44に出力される。このようにし
て、メモリ44のアドレスが120h〜100hの間を１ずつデク
リメントされることになる。ラッチ24の出力値が値100h
に達した時点で比較器25は比較一致信号をＴフリップフ
ロップ26にセットし、セレクタ27,28のセレクト信号お
よびマスク回路の制御信号が“low"となる。従って次に
メモリ44に出力されるアドレス値は000hとなる。以上の
ことからメモリ44のアドレスは000h→001h→…→020h→
120h→11Fh→…→100h→000hをサイクリックに更新され
ることがわかる。ここで第３図に示すメモリマップと第
６図に示すクラリネットの断面図とを対応づけて説明す
る。Ａ点に相当する番地を000hおよび100h番地、Ｂ点に
相当する番地をOFFhおよび1FF番地、Ｆ点に相当する番
地を020hおよび120h番地とし、さらにD,E,F点を全て塞
いだ状態は第３図のメモリの全ての番地を使用し（即ち
000h→OFFh→1FFh→100hをサイクリックにアドレス）、
Ｆ点を開けた状態は第３図のメモリの020h番地から120h
番地にジャンプさせた、すなわち上述した動作説明のよ
うなアドレッシング方法をとることにより、管内の音圧
の伝搬動作まで、自然楽器と同様の振舞いを実現するこ
とができる。
始時にkon信号がレジスタ21とＴフリップフロップ26の
リセット入力に入力され、出力値を値０にする。このと
き、所望の音程に対応する値int（L/2）（第３図の例で
は値021h）がセレクタ27のＡ入力に、またメモリ44の全
語長である値200hを２で割った値100hがセレクタ27のＢ
入力に入力される。また、Ｔフリップフロップ26の出力
値はkon信号により“low"となるが、この出力値がセレ
クタ27,28のセレクタ信号およびマスク回路22の制御信
号として入力される。なお、セレクタ27,28のセレクタ
信号が“low"のときＡ入力が選択され、セレクト信号が
“high"のときＢ入力が選択されるものとする。またマ
スク回路の制御信号が“low"のとき、値001hがマスク回
路22から加算器23のＢ入力へ出力され、制御信号が“hi
gh"のとき、値FFFhがマスク回路22から加算器23のＢ入
力へ出力されるものとする。レジスタ21の出力値のMSB
はXORゲート29により制御される。発音開始直後はＴフ
リップフロップ26の出力値が“low"であるのでXORゲー
ト29はスルーと考えてよい。従ってレジスタ21の出力値
はそのまま加算器23のＡ入力に入力されるとともにセレ
クタ28のＡ入力に入力される。このときセレクタ28のセ
レクト信号は“low"であるのでＡ入力（値000h）がメモ
リ44のアドレスとして出力される。マスク回路22の制御
信号は“low"であるので出力値は値001hである。従っ
て、加算値23においては、レジスタ21の出力値000hとマ
スク回路の出力値001hとが加算され、加算結果001hがラ
ッチ24にラッチされ、次のサンプリング周期でレジスタ
21にセットされる。この動作を繰り返し行うことにより
メモリ44のアドレスが000h〜020hの間を１ずつインクリ
メントされることになる。そしてラッチ24の出力値が02
1hになったときに比較器25の比較一致信号がＴフリップ
フロップ26にセットされ、セレクタ27,28のセレクト信
号およびマスク回路の制御信号が“high"となる。またX
ORゲート29はそれまでスルーであったのが反転動作に移
行する。ラッチ24の出力値021hがレジスタ21に入力さ
れ、XORゲート29によりMSBが反転され値121hとなる。マ
スク回路22は値FFFh（値−１）を出力し、加算器23によ
り値121hと値FFFhが加算され、加算結果120hがラッチ24
にラッチされるとともにセレクタ28を介してメモリ44に
値120hがアドレスとして出力される。値120hは再びレジ
スタ21に保存される。ここでレジスタ21のMSB入力は常
に値０に固定されているので、XORゲート29により加算
器23のＡ入力に入力される値は120hとなる。そして次の
サンプリング周期でマスク回路22の出力値FFFhとの加算
により、値11Fhがメモリ44に出力される。このようにし
て、メモリ44のアドレスが120h〜100hの間を１ずつデク
リメントされることになる。ラッチ24の出力値が値100h
に達した時点で比較器25は比較一致信号をＴフリップフ
ロップ26にセットし、セレクタ27,28のセレクト信号お
よびマスク回路の制御信号が“low"となる。従って次に
メモリ44に出力されるアドレス値は000hとなる。以上の
ことからメモリ44のアドレスは000h→001h→…→020h→
120h→11Fh→…→100h→000hをサイクリックに更新され
ることがわかる。ここで第３図に示すメモリマップと第
６図に示すクラリネットの断面図とを対応づけて説明す
る。Ａ点に相当する番地を000hおよび100h番地、Ｂ点に
相当する番地をOFFhおよび1FF番地、Ｆ点に相当する番
地を020hおよび120h番地とし、さらにD,E,F点を全て塞
いだ状態は第３図のメモリの全ての番地を使用し（即ち
000h→OFFh→1FFh→100hをサイクリックにアドレス）、
Ｆ点を開けた状態は第３図のメモリの020h番地から120h
番地にジャンプさせた、すなわち上述した動作説明のよ
うなアドレッシング方法をとることにより、管内の音圧
の伝搬動作まで、自然楽器と同様の振舞いを実現するこ
とができる。
以上のように本実施例によれば、第３図に示すように
所望の音程により決定される値Ｌに基づき、メモリ44の
ジャンプアドレスを制御することにより、より自然楽器
に近い音程制御を実現することができる。
所望の音程により決定される値Ｌに基づき、メモリ44の
ジャンプアドレスを制御することにより、より自然楽器
に近い音程制御を実現することができる。
なお、実施例は管楽器の例を用いたが、弦楽器につい
ても弦の長さをシュミレートすることによって、上記と
同じような効果を出すことができるものである。
ても弦の長さをシュミレートすることによって、上記と
同じような効果を出すことができるものである。
発明の効果 本発明は、所望の音程に応じて前記記憶部内に存在す
るメモリのアドレス指定態様を変更する記憶時間設定部
を設けることにより、例えば管楽器のトーンホールの開
閉動作による音程変化、すなわち自然楽器に近い音程制
御を実現することができ、その効果は大なるものがあ
る。
るメモリのアドレス指定態様を変更する記憶時間設定部
を設けることにより、例えば管楽器のトーンホールの開
閉動作による音程変化、すなわち自然楽器に近い音程制
御を実現することができ、その効果は大なるものがあ
る。
第１図は本発明の一実施例の楽音合成装置のブロック
図、第２図は同じく記憶時間設定部11の回路図、第３図
はメモリ44のメモリマップ、第４図は従来例の楽音合成
装置のブロック図、第５図は同じく変換部41の回路図、
第６図はクラリネットの断面図、第７図はクラリネット
のリード近傍の圧力と流速の関係図、第８図はクラリネ
ットの反射係数特性図である。 11……記憶時間設定部、47……データ加工部、 48……記憶部、101……アドレス更新部、 102……アドレス更新制御部。
図、第２図は同じく記憶時間設定部11の回路図、第３図
はメモリ44のメモリマップ、第４図は従来例の楽音合成
装置のブロック図、第５図は同じく変換部41の回路図、
第６図はクラリネットの断面図、第７図はクラリネット
のリード近傍の圧力と流速の関係図、第８図はクラリネ
ットの反射係数特性図である。 11……記憶時間設定部、47……データ加工部、 48……記憶部、101……アドレス更新部、 102……アドレス更新制御部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 (56)参考文献 特開 昭63−40199（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−162094（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】入力データと記憶部から帰還されたデータ
とに基づき記憶部に入力するデータを作成するデータ加
工部と、 前記データ加工部から送出されたデータを、第１の記憶
領域と第２の記憶領域とを有するメモリで遅延する記憶
部と、 所望の音高に応じて、前記第１の記憶領域の出力を得る
読み出しアドレスと、前記第１の記憶領域の出力を入力
する前記第２の記憶領域の書き込みアドレスとを制御す
る記憶時間設定部とを備え、 前記記憶時間設定部は、前記第１、第２の記憶領域での
遅延時間を略等しくするように制御し、かつ、前記第
１、第２の記憶領域での遅延時間の和が所望の音高周波
数に反比例するように制御することを特徴とする楽音合
成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2253221A JP2579049B2 (ja) | 1990-09-21 | 1990-09-21 | 楽音合成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2253221A JP2579049B2 (ja) | 1990-09-21 | 1990-09-21 | 楽音合成装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04130496A JPH04130496A (ja) | 1992-05-01 |
| JP2579049B2 true JP2579049B2 (ja) | 1997-02-05 |
Family
ID=17248251
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2253221A Expired - Fee Related JP2579049B2 (ja) | 1990-09-21 | 1990-09-21 | 楽音合成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2579049B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0689092A (ja) * | 1992-09-07 | 1994-03-29 | Yamaha Corp | 楽音合成装置 |
Family Cites Families (2)
| 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 |
| SG52632A1 (en) * | 1986-05-02 | 1998-09-28 | Univ Leland Stanford Junior | Tone generation system |
-
1990
- 1990-09-21 JP JP2253221A patent/JP2579049B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04130496A (ja) | 1992-05-01 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |