JP2580860B2 - 楽音信号発生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明は、発生すべき楽音の音量を制御しつつ楽音信
号を発生する楽音信号発生装置に関する。

【従来技術】

従来の楽音信号発生装置は、音量に対応した微妙に波
形の異なる複数の波形サンプルデータ群を波形メモリに
記憶しておき、演奏中、音量に応じてリアルタイムにこ
の波形メモリを切り換え、音量に応じて音色を変化させ
ていた。 また、持続部の波形を時間経過に従って次々とクロス
フェードさせながら切り換えていく楽音信号発生装置と
しては特公平２−30033号公報に示されるものが知られ
ている。

【発明が解決しようとする課題】

ところで、実際の演奏では、音量を徐々に増加せしめ
たり、音量を徐々に減少せしめていくと、同じ音量であ
っても音量の変化度合いに応じて微妙に波形が異なる。 しかし、上述した従来の楽音信号発生装置では、時間
経過または音量に対応して音色を変化させることはでき
るものの、音量の変化度合いには対応していなかったた
め、音量を徐々に増加させたり音量を徐々に減少させた
りするときにおける波形の変化を再現することができな
かった。 本発明は、かかる課題を解決するためになされたもの
で、アフタタッチ、エクスプレッションペダル、ブレス
センサなどのリアルタイム操作で時間的に音量が変化し
ていく過程における微妙な波形を再現することが可能な
楽音信号発生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】 上記目的を達成するために、請求項１にかかる発明の
構成上の特徴は、演奏者により操作されて楽音の発生を
指示するとともに発生楽音の音高を指示する演奏操作手
段と、上記演奏操作手段の操作に応答して同操作により
指示された音高を有するとともに所定の音色の付与され
た楽音信号を形成して出力する楽音信号形成手段と、上
記演奏操作手段の操作に応答して時間的に変化する制御
波形信号を形成して出力する制御波形信号発生手段と、
上記楽音信号形成手段から出力される楽音信号の音量を
上記制御波形信号発生手段から出力される制御波形信号
により制御して出力する音量制御手段と、上記制御波形
信号のレベルの時間的変化率を表す変化率信号を一定時
間毎に出力する変化率信号発生手段とを備え、上記制御
波形信号発生手段から出力される制御波形信号のレベル
と上記変化率信号発生手段から出力される変化率信号と
に基づいて上記楽音信号の音色を制御する音色制御手段
を上記楽音信号形成手段に設けたことにある。 また、請求項２にかかる発明の構成上の特徴は、請求
項１に記載の楽音信号発生装置において、上記楽音信号
形成手段は複数組の異なる楽音波形のサンプルデータ群
を記憶した楽音波形メモリを有していて同楽音波形メモ
リから読出したサンプルデータ群に基づき楽音信号を形
成するものであり、上記音色制御手段は上記制御波形信
号と上記変化率信号とに基づいて上記楽音波形メモリ内
の複数組の楽音波形のサンプリングデータ群のいずれか
を選択するようにしたことにある。 また、請求項３にかかる発明の構成上の特徴は、請求
項１に記載の楽音信号発生装置において、上記楽音信号
形成手段は楽音の各高調波成分を所定の割合で合成する
合成器を用いて楽音信号を形成するものであり、上記音
色制御手段は上記制御波形信号と上記変化率信号とに基
づいて上記合成器における各高調波成分の合成割合を変
化させるようにしたことにある。 また、請求項４にかかる発明の構成上の特徴は、請求
項１に記載の楽音信号発生装置において、上記楽音信号
形成手段は楽音信号の音色を制御するフィルタを有して
おり、上記音色制御手段は上記制御波形信号と上記変化
率信号とに基づいて上記フィルタのフィルタ特性を変化
させるようにしたことにある。 また、請求項５にかかる発明の構成上の特徴は、請求
項１に記載の楽音信号発生装置において、上記楽音信号
形成手段は変調演算によって楽音信号を形成する変調楽
音合成演算手段を有しており、上記音色制御手段は上記
制御波形信号と上記変化率信号とに基づいて上記変調楽
音合成演算手段にて変調演算に用いるパラメータを変化
させるようにしたことにある。

【発明の作用】

上記のように構成した請求項１にかかる発明において
は、演奏者によって演奏操作手段が操作されると、演奏
操作手段は前記操作により楽音の発生を指示するととも
に発生楽音の音高を指示し、楽音信号形成手段が上記演
奏操作手段の操作に応答して前記指示された音高を有す
るとともに所定の音色の付与された楽音信号を形成して
出力し、また制御波形信号発生手段が上記演奏操作手段
の操作に応答して時間的に変化する制御波形信号を形成
して出力し、音量制御手段が楽音信号形成手段から出力
される楽音信号の音量を制御波形信号発生手段から出力
される制御波形信号により制御して出力する。一方、変
化率信号発生手段は上記制御波形信号のレベルの時間的
変化率を表す変化率信号を一定時間毎に出力し、音色制
御手段が、制御波形信号のレベルと変化率信号とに基づ
いて楽音信号の音色を制御する。したがって、発生され
る楽音信号の音色が、同楽音信号の音量変化及び音量変
化度合いとの両者に連動して継続して変更制御されるこ
とになる。 また、請求項２にかかる発明においては、楽音波形メ
モリに記憶されている複数組の楽音波形のサンプルデー
タ群が音色制御手段により上記制御波形信号と上記変化
率信号とに基づいて選択されるので、楽音信号として出
力される楽音波形のサンプリングデータ群が音量変化及
び音量変化度合いに応じて継続的に切り換えられて上記
音色変化が実現される。 また、請求項３にかかる発明においては、合成器にて
合成される各高調波成分の割合が音色制御手段により上
記制御波形信号と上記時間的変化率とに基づいて変更さ
れるので、合成される楽音信号の各高調波成分の合成割
合が音量変化及び音量変化度合いに応じて継続的に変更
されて上記音色変化が実現される。 また、請求項４にかかる発明においては、音色を制御
するためのフィルタのフィルタ特性が音色制御手段によ
り上記制御波形信号と上記変化率信号とに基づいて変更
されるので、フィルタにより変更される楽音信号の音色
が音量変化及び音量変化度合いに応じて継続的に変更さ
れて上記音色変化が実現される。 そして、請求項５にかかる発明においては、変調楽音
合成演算手段にて変調演算に用いられるパラメータが音
色制御手段により上記制御波形信号と上記変化率信号と
に基づいて継続的に変更されるので、変調演算に用いた
パラメータにより変更される楽音信号の音色が音量変化
及び音量変化度合いに応じて継続的に変更されて上記音
色変化が実現される。

【発明の効果】

このように本発明（請求項１〜５にかかる発明）によ
れば、音量と同音量の変化度合いとに対応して楽音信号
の音色を変化させることができ、音量を徐々に増加させ
たり音量を徐々に減少させたりする際に生じる微妙な波
形変化を実現してより表現力を向上させることができ
る。 特に、請求項２〜５にかかる発明において、請求項２
にかかる発明によれば波形サンプルデータに基づいて楽
音信号を形成する装置に適用でき、請求項３にかかる発
明によれば高調波合成によって楽音信号を形成する装置
に適用でき、請求項４にかかる発明によればフィルタを
用いて楽音信号を形成する装置に適用でき、請求項５に
かかる発明によればいわゆる周波数変調方式のように演
算によって楽音信号を形成する装置に適用できる。

【実施例】

第１の実施例 以下、本発明の第１の実施例を図面を用いて説明す
る。 第１図は、本発明が適用される電子楽器の全体を概略
的に示しており、同電子楽器は楽音波形メモリに記憶さ
れた各１周期分の楽音波形を繰り返し読み出すいわゆる
PCM方式で楽音信号を発生する。 この電子楽器は鍵盤とスイッチなどからなる演奏操作
子群10とペダルとセンサとからなるイクスプレッション
ペダル20を有している。 演奏操作子群10は鍵盤による演奏操作に応じて鍵盤演
奏データKDを操作子制御部30に出力し、同操作子制御部
30は同演奏操作子群10から鍵盤演奏データKDが入力され
ると同データKDより押鍵された鍵を表すキーコード、押
鍵中であることを示すキーオン、押鍵されたときの速度
を示すキータッチを検出し、発音チャンネルごとにそれ
ぞれを表すキーコード信号KC、キーオン信号KON、キー
タッチ信号KTを出力する。 また、イクスプレッションペダル20は演奏者による音
量の大小を指示するペダル操作に応じてペダル演奏デー
タPDを同操作子制御部30に出力し、同操作子制御部30は
同イクスプレッションペダル20より同データPDが入力さ
れると同データPDより音量の大小を表すペダル信号EPを
出力する。 操作子制御部30には音色選択設定操作子群40も接続さ
れ、同操作子群40は予め用意された音色を選択したり任
意の音色となるよう設定を行なう各種操作子が設けられ
ている。音色選択設定操作子群40はかかる操作子の操作
状況に応じて音色選択設定データSETを操作子制御部30
に出力する。 操作子制御部30から出力される各種信号のうち、キー
コード信号KCは周波数ナンバ変換部50に入力され、同周
波数ナンバ変換部50はキーコード信号KCが表す音高に対
応した周波数ナンバ信号FNをアドレス発生部60に出力す
る。この周波数ナンバ信号FNはサンプル波形を読み出す
ための位相増分値を表し、１未満の値となっている。 アドレス発生部60はクロック信号のタイミングに応じ
て周波数ナンバ信号FNが表す位相増分値を累積し、離散
的な位相に対応したサンプル波形データを記憶している
楽音波形メモリ70に同累積値の整数部をアドレス信号AD
RSとして出力するとともに、波形間補間器90に同累積値
の小数部を補間データFRACとして出力する。 楽音波形メモリ70は、第２図に示すように複数の波形
に対応する波形サンプルデータを記憶している。各波形
は音量のレベルと音量の変化の度合いとがそれぞれ異な
る状態に対応しており、アドレス発生部60から出力され
る位相値の整数部を表すアドレス信号ADRSによって各波
形サンプルデータの位相が指定され、メモリ制御部100
が出力する波形群選択信号SLによっていずれかの波形が
選択される。 このメモリ制御部100が出力する波形群選択信号SLに
ついて説明するために、同波形群選択信号SLを形成する
基礎となる音量に関するデータの処理について説明す
る。 操作子制御部30からは上述したキーコード信号KCの他
に、キーオン信号KONとキータッチ信号KTとペダル信号E
Pが出力され、各信号はエンベロープ発生器110に入力さ
れている。エンベロープ発生器110は、第３図に示す楽
音波形のエンベロープを表すエンベロープ信号EDを出力
するものであり、このときペダル信号EPによって全体の
音量のレベルが制御される。なお、持続系の楽音であれ
ばキーオン信号KONに基づいてエンベロープ信号の出力
開始点と減衰開始点とが制御され、キータッチ信号KTに
基づいてアタック部における角度（AR）とレベル（AL）
と、第１ディケイ部の角度（D1R）とレベル（D1L）、第
２ディケイ部の角度（D2R）とレベル（D2L）、及びリリ
ース部の角度（RLR）とレベル（RLL）とが制御される。 このエンベロープ発生器110から出力されるエンベロ
ープ信号EDによって音量のレベルが制御されているの
で、メモリ制御部100は同エンベロープ信号EDをもって
第２図に示す波形群を選択するための横軸方向のデータ
とする。 一方、エンベロープ信号EDはレベル変化率計算部120
に入力されており、同レベル変化率計算部120はエンブ
ロープ信号EDの単位時間あたりの変化率を計算する。レ
ベル変化率計算部120は、第４図に示すように構成さ
れ、レジスタ121は単位時間ごとに入力されるタイミン
グ信号に基づいてエンベロープ信号EDを保持し、減算器
122はエンベロープ信号EDの現在値からレジスタ121に保
持されている所定時間前の値を減算し、その差を表すレ
ベル変化率信号ΔEDをメモリ制御部100に出力する。 メモリ制御部100は、このレベル変化率信号ΔEDをも
って第２図に示す波形群を選択するための縦軸方向のデ
ータとし、波形群選択信号SLを出力する。ただし、楽音
波形メモリ70に記憶されている波形群は音量のレベルに
ついても同レベルの変化の度合いについても離散的な値
に対応するものであるため、エンベロープ信号EDとレベ
ル変化率信号ΔEDとが記憶された波形に対応する音量の
レベルと同レベルの変化の度合いとは正確に一致しない
中間値となる状態が生じる。このため、メモリ制御部10
0はかかる場合の波形を上記記憶されている波形群によ
って補間すべく、マトリクス状に配設された波形群から
同中間値を包含する４つの波形を選択して波形群選択信
号SLを出力する。 これにより楽音波形メモリ70からは４つの波形サンプ
ルデータが読み出されることになり、メモリ制御部100
から出力される補間データfracに基づいて波形群間補間
器80が補間を行なう。 例えば、各波形群との対応状態に基づいてエンベロー
プ信号EDとレベル変化率信号ΔEDが上位ビットの整数部
I,Jと下位ビットの小数部i,jとからなるものとし、音量
レベル（ｘ）と音量レベルの変化度合い（ｙ）に応じて
二次元状に配列された各波形群をＷ（x,y）で特定する
とすると、選択される４つの波形群はＷ（I,J）,W（I,J
＋１）,W（Ｉ＋1,J）,W（Ｉ＋1,J＋１）であり、波形群
間における補間演算は、次のようになる。 ｗ（I,i,J,j）＝ （１−ｉ）×（１−ｊ）×Ｗ（I,J） ＋（１−ｉ）×ｊ×Ｗ（I,J＋１） ＋ｉ×（１−ｊ）×Ｗ（Ｉ＋1,J） ＋ｉ×ｊ×Ｗ（Ｉ＋1,J＋１） そして、具体的には第５図に示すように、メモリ制御
部100が補間カウンタ101と読み出しメモリ選択回路102
を有し、補間カウンタ101が補間タイミング信号「０」
〜「５」を繰り返し出力するにつれ、読み出しメモリ選
択回路102と波形群間補間器80は、「リセット」、「波
形群Ｗ（I,J）選択」、「波形群Ｗ（I,J＋１）選択」、
「波形群Ｗ（Ｉ＋1,J）選択」、「波形群Ｗ（Ｉ＋1,J＋
１）選択」、「補間演算及び演算結果出力」という処理
を繰り返す。 波形群間補間器80から出力される波形サンプルデータ
は上述したように波形間補間器90に入力され、同波形間
補間器90は相連続するアドレス信号（ADRS,ADRS＋１）
によって読み出される２波形と補間データFRACに基づい
て波形間の補間を行なう。 波形間補間器90から出力された波形データは乗算器13
0に入力され、同乗算器130は同波形データとエンベロー
プ信号EDとを乗算する。同乗算器130から出力される信
号はエンベロープを付与されており、ミキサ部140を介
してD/Aコンバータ150でデジタルからアナログ信号に変
換され、アンプやスピーカなどからなるサウンドシステ
ム160が楽音に変換して出力する。 次に、上記構成からなる楽音信号発生装置の動作を説
明する。 演奏者が当該電子楽器の図示しない電源スイッチをオ
ンにして演奏を開始したとする。 演奏者は、当初、通常の音量となるようにイクスプレ
ッションペダルを踏み込んでおり、音量のレベルとして
は中程度の値となっているとする。 一方、鍵盤における演奏は演奏操作子群10から鍵盤演
奏データKDとして出力され、操作子制御部30が同鍵盤演
奏に対応してキーコード信号KCを周波数ナンバ変換部50
に出力する。周波数ナンバ変換部50では同キーコード信
号KCに対応した周波数ナンバ信号FNをアドレス発生部60
に出力し、同アドレス発生部はクロック信号が入力され
るごとに同周波数ナンバ信号FNが表す位相増分値を累算
するとともにその整数部をアドレス信号ADRSとして楽音
波形メモリ70に出力する。 操作子制御部30からは鍵盤の操作に対応してキーオン
信号KONやキータッチ信号KTがエンベロープ発生器110に
出力され、同エンベロープ発生器110は各信号に基づい
てエンベロープ信号EDを発生する。音量のレベルをed
（ｔ）［t:時刻］とすると、レベル変化率計算部120に
て演算されるレベル変化率信号△EDは、 但し、t1＞t0、t1−t0＝1msecで表されるが、演奏中
における音量のレベルは、概ねイクスプレッションペダ
ルの踏み込み量を表すペダル信号EPに応じて定まるの
で、 が成り立つ。 従って、イクスプレッションペダルの踏み込み量が一
定の間はレベル変化率計算部120にて検出されるレベル
変化率信号△EDはほぼ「０」となり、メモリ制御部100
は上記ペダル信号EPに応じて定まる音量のレベルとほぼ
「０」の値を有するレベル変化率に基づいて、第２図に
おけるＡ付近の波形群を選択するような波形群選択信号
SLを楽音波形メモリ70に出力する。 楽音波形メモリ70では、メモリ制御部100からの波形
群選択信号SLに基づいて４つの波形群が順次選択され、
各波形群ごとにアドレス信号ADRSに対応する位相値の波
形サンプルデータが出力される。同波形サンプルデータ
は波形群間補間器80に入力され、メモリ制御部100が出
力する補間データfracに基づいて４つの波形サンプルデ
ータから１つの補間された波形サンプルデータを導出す
る。なお、補間自体は通常の縦軸方向と横軸方向におけ
る直線補間を行なう。 アドレス発生部60はアドレス信号ADRSの出力後に、同
アドレスと１番地違いのアドレス信号（ADRS＋１）を出
力し、それぞれのアドレスに対して波形群間補間器80よ
り出力された波形サンプルデータと上記アドレス発生部
60が累積した位相値の小数部FRACとに基づいて波形間補
間器90が二波形間の直線補間を行なう。 波形間補間器90が出力する波形データは乗算器130に
入力され、同乗算器130にてエンベロープ信号EDと乗算
されて所定の振幅が与えられ、ミキサ部140を介してD/A
コンバータ150にてアナログ値に変換され、サウンドシ
ステム160より楽音として発生される。 イクスプレッションペダルを操作しない間は、鍵盤演
奏に基づいて異なるキーコード信号KCが出力され、楽音
波形メモリ70ではほぼ同一の波形群が選択されて上記二
種類の補間を経て波形データが得られ、楽音が発生され
る。 これに対し、クレッシェンドさせるためにイクスプレ
ッションベダルを徐々に踏み込んでいったとする。 すると、エンベロープ信号EDによって表される音量の
レベルが増大するとともに、レベル変化率計算部120に
て算出されるレベル変化率信号△EDは正の値となる。従
って、メモリ制御部100は、同エンベロープ信号EDとレ
ベル変化率信号△EDに基づいて第２図におけるＢ付近の
波形を選択する波形群選択信号SLを出力する。 アドレス発生部60は鍵盤操作に対応する周波数ナンバ
信号FNに基づいて楽音波形メモリ70にアドレス信号ADRS
を出力するが、この場合はメモリ制御部100が出力する
波形群選択信号SLがＢ付近の波形群を選択するものであ
るため、同じキーコードに対して読み出される波形サン
プルデータであってもＡ付近の波形群から読み出される
波形サンプルデータとは微妙に異なり、より高調波成分
が多いものとなっている。 楽音波形メモリ70から読み出された波形サンプルデー
タは上述のようにしてサウンドシステムから楽音として
出力され、クレッシェンドされたときにおける微妙な波
形変化が再現されてより現実に近い表現力のある楽音と
なっている。 これに対して通常の音量で演奏していた状態からデク
レッシェンドするときは、イクスプレッションベダルを
徐々に戻す。同ペダルを戻すと、同ペダルの踏み込み量
に対応するペダル信号EPが徐々に減少してエンベロープ
信号EDで表される音量のレベルが減少するとともに、レ
ベル変化率計算部120にて計算されるレベル変化率信号
△EDは負の値となる。従って、メモリ制御部100は同エ
ンベロープ信号EDとレベル変化率信号ΔEDに基づいて第
２図におけるＣ付近の波形を選択する波形群選択信号SL
を出力する。 Ｃ付近の波形群はＡ付近の波形群に比較して高調波成
分の少ないものとなっており、サウンドシステム160よ
り出力される楽音はより滑らかな波形の楽音となってい
る。 このように本実施例によれば、音量のレベルと音量の
レベルの変化の度合いに応じて読み出す波形メモリを変
化させており、特に音量のレベルの変化の度合いにも対
応して波形を変化させることができるため、クレッシェ
ンドやデクレッシェンドさせるときにおける微妙な波形
変化を再現することが可能となる。 第６図には、音量レベル信号edを算出するための他の
回路例を示している。 演奏入力装置170は鍵盤操作などに対応した演奏デー
タのうち、音量に関するデータとなるイニシャルタッチ
信号ITとアフタータッチ信号ATとイクスプレッションペ
ダルのペダル信号EPとを出力し、エンベロープ発生回路
111がイニシャルタッチ信号ITに基づいてエンベロープ
信号EDを形成する。エンベロープ発生回路111が出力す
るエンベロープ信号EDは上述の例における乗算器130な
どによって波形データと乗算されるが、これと同時に、
演奏入力装置170が出力するアフタータッチ信号ATとペ
ダル信号EPとともに加算器112に入力され、同加算器112
によってそれぞれのデータが加算される。加算値が音量
レベルの許容値を越えることもあり得るので同加算値を
リミッタ113に入力し、同リミッタ113は加算値が許容値
以下の場合にはその加算値を音量レベル信号として出力
し、加算値が許容値を越える場合には上限値を音量レベ
ル信号edとして出力する。 メモリ制御部100は、かかる音量レベル信号edと、同
音量レベル信号edに基づいてレベル変化率計算部120が
算出したレベル変化率信号△edとによって楽音波形メモ
リ70における波形群を選択する。 かかる構成とした場合、音量を直接的に指定するアフ
タータッチやイクスプレッションペダルの踏み込み量
を、各鍵の押鍵ごとに常に変化するエンベロープ信号と
加算して音量レベルの決定に利用しているため、クレッ
シェンドやデクレッシェンドをより正確に判断すること
ができる。 第２の実施例 次に、本発明の第２の実施例について説明する。 第７図は、本発明が適用される他の電子楽器の全体を
概略的に示しており、同電子楽器はスペクトルデータに
基づいて高調波成分を合成し、所望の波形データを再現
して楽音信号を発生する。なお、第１の実施例と同一ま
たは対応するものについては同一の符号を付している。 エンベロープ発生器110が出力するエンベロープ信号E
Dはスペクトルデータ制御部180とレベル変化率計算部12
0とに入力されており、同スペクトルデータ制御部180は
同エンベロープ信号EDと同レベル変化率計算部120が出
力するレベル変化率信号△EDとに基づいてスペクトルデ
ータメモリ190から所定の波形を表すスペクトルデータ
を読み出すとともに、同データに基づいてアドレス発生
部60を制御する。すなわち、同アドレス発生部60は周波
数ナンバ信号FNが表す位相増分値を累算しているが、ス
ペクトルデータ制御部180は同位相増分値に基づいてス
ペクトルデータが表す各高調波成分の位相値を算出せし
め、同算出した各高調波成分の位相値に対応した正弦波
を読み出すべく正弦波メモリ200に対してアドレス信号A
DRSを出力せしめる。なお、このとき相連続する番地（A
DRS,ADRS＋１）を出力せしめ、第１の実施例と同様に波
形間補間器90によって直線補間を行なっている。 スペクトルデータ制御部180は、上述のようにしてア
ドレス発生部60を制御するとともに、合成器210におけ
る各高調波成分の合成をも制御している。合成器210の
詳細は第８図に示しており、波形間補間器90から出力さ
れる各高調波成分の正弦波データとスペクトルデータ制
御部180から出力される各高調波成分のレベルを乗算す
る乗算器211と、同乗算器211から出力される各高調波成
分を順次累算する加算器212とシフトレジスタ213とから
構成されている。なお、図示しないセレクタにより１つ
の波形についての各高調波を合成したときに合成器210
から波形データを出力し、これと同時にそれまでの累算
値をリセットする。 このようにしてスペクトルデータが読み出されるスペ
クトルデータメモリ190は、第９図に示すように複数の
波形に対応するスペクトルデータを記憶しており、各波
形のスペクトルデータは音量のレベルと音量の変化の度
合いとがそれぞれ異なる状態に対応している。そして、
スペクトルデータ制御部180による制御のもとで所定の
波形を表すスペクトルデータが読み出される。 次に、上記構成からなる本実施例の動作を説明する。 演奏者が、通常の音量となるようにイクスプレッショ
ンペダルを踏み込んでいるとすると、音量のレベルとし
ては中程度の値となっている。また、演奏者が鍵盤を操
作して演奏を開始すると演奏操作子群10から鍵盤演奏デ
ータKDが出力され、操作子制御部30が同鍵盤演奏に対応
してキーコード信号KCを周波数ナンバ変換部50に出力す
る。周波数ナンバ変換部50では同キーコード信号KCに対
応した周波数ナンバ信号FNをアドレス発生部60に出力
し、同アドレス発生部60はクロック信号が入力されるご
とに同周波数ナンバ信号FNが表す位相増分値を累算す
る。 一方、操作子制御部30は鍵盤の操作に対応したキーオ
ン信号KONやキータッチ信号KTとともにイクスプレッシ
ョンペダルの踏み込み量に対応したペダル信号EPをエン
ベロープ発生器110に出力し、同エンベロープ発生器110
は各信号に基づいてエンベロープ信号EDを発生する。 イクスプレッションペダルの踏み込み量が一定の間は
上述したようにレベル変化率計算部120にて検出される
レベル変化率信号△EDがほぼ「０」となり、スペクトル
データ制御部180は上記ペダル信号EPに応じて定まる音
量のレベルとほぼ「０」の値を有するレベル変化率信号
△EDに基づいて、スペクトルデータメモリ190より第９
図におけるＤ付近のスペクトルデータを読み出す。 同スペクトルデータを読み出したら、スペクトルデー
タ制御部180はアドレス発生部60に対して各高調波成分
に対応する位相値を順次算出せしめ、位相値の整数部を
アドレス信号（ADRS,ADRS＋１）として正弦波メモリ200
に出力せしめるとともにその小数部FRACを波形間補間器
90に出力せしめる。これにより正弦波メモリ200に記憶
されていた相連続する２番地の正弦波データと小数部FR
ACとに基づいて直線補間された正弦波データが合成器21
0に出力され、さらに同正弦波データは当該合成器210内
において上記スペクトルデータ制御部180が出力する各
高調波成分のレベルとともに乗算器211によって乗算さ
れる。 乗算器211から出力される積は各高調波成分の波形デ
ータとなっており、加算器212とシフトレジスタ213によ
って各高調波成分を順次累算する。全高調波成分が累算
されたらシフトレジスタ213の出力を乗算器130に出力
し、次の位相値に対する波形データの累算を開始する。 合成器210から出力される波形データは、乗算器130に
てエンベロープ発生器110の出力するエンベロープ信号E
Dと乗算され、所定のエンベロープが付与される。その
後、ミキサ部140とD/Aコンバータ150とを介してアナロ
グ信号に変換され、サウンドシステム160より楽音とし
て発生される。 イクスプレッションペダルの踏み込み量を変化させな
い間は、鍵盤演奏に基づいて異なるキーコード信号KCが
出力されてもスペクトルデータメモリ190から読み出さ
れるスペクトルデータはほぼ同一の波形群のものであ
り、かかるスペクトルデータに対応する波形データに基
づいて楽音が発生される。 一方、演奏者がクレッシェンドさせるためにイクスプ
レッションペダルを徐々に踏み込んでいくと、エンベロ
ープ信号EDによって表される音量のレベルが増大すると
ともに、レベル変化率計算部120にて算出されるレベル
変化率信号△EDは正の値となる。従って、スペクトルデ
ータ制御部180は、同エンベロープ信号EDとレベル変化
率信号△EDに基づいて第９図におけるＥ付近の波形に対
応するスペクトルデータを読み出す。 上述した実施例の場合と同様に、クレッシェンドされ
ているときの波形は通常の演奏の時の波形とは微妙に異
なり、スペクトルデータについても異なったものとなっ
ている。かかるスペクトルデータに対応して波形合成さ
れることにより、サウンドシステムからはクレッシェン
ドされたときにおける微妙な波形変化が再現されたより
現実に近い表現力のある楽音が出力される。 一方、通常の音量で演奏していた状態からデクレッシ
ェンドするときは、イクスプレッションペダルを徐々に
戻す。同ペダルを戻すと、同ペダルの踏み込み量に対応
するペダル信号EPが徐々に減少してエンベロープ信号ED
で表される音量のレベルが減少するとともに、レベル変
化率計算部120にて計算されるレベル変化率信号△EDは
負の値となる。従って、スペクトルデータ制御部180は
同エンベロープ信号EDとレベル変化率信号△EDに基づい
て第９図におけるＦ付近のスペクトルデータを読み出
す。 Ｆ付近のスペクトルデータに基づく波形はＤ付近の波
形と比較して高調波成分が少なくなっており、合成器21
0によって合成されて乗算器130にてエンベロープを付与
された楽音波形信号は、より滑らかな波形の楽音となっ
ている。 このように本実施例では、音量のレベルと音量のレベ
ルの変化の度合いに対応してそれぞれの場合に演奏され
る波形のスペクトルデータを記憶しており、演奏時にお
ける音量のデータに基づいて所定のスペクトルデータを
読み出すとともに、同読み出したスペクトルデータに基
づいて高調波成分を波形合成して波形データを再現して
いる。 第３の実施例 次に、本発明の第３の実施例について説明する。 第10図は、本発明が適用される他の電子楽器の全体を
概略的に示しており、第１の実施例または第２の実施例
と同一または対応するものについては同一の符号を付し
ている。 本実施例においては、演奏操作子群15において押鍵さ
れたときの速度とともに押鍵されたときの押圧をも検出
し、押鍵速度をイニシャルタッチとして検出するととも
に押圧をアフタータッチとして鍵盤演奏データKDにて操
作子制御部35に送出する。操作子制御部35は演奏操作子
群15から送出される鍵盤演奏データKDからイニシャルタ
ッチとアフタータッチを検出してそれぞれを表すイニシ
ャルタッチ信号ITとアフタータッチ信号ATをエンベロー
プ発生器114に出力する。 また、音色選択設定操作子群40における操作子の操作
状況に応じて音色選択設定データSETが操作子制御部35
に出力されているが、同操作子制御部35は同データSET
に基づいて音色信号TCを波形信号発生回路300とエンベ
ロープ発生器114に出力している。 エンベロープ発生器114は、かかるイニシャルタッチ
信号ITとアフタータッチ信号ATと音色信号TCとともに、
キーコード信号KCとキーオン信号KONとペダル信号EPと
が入力されており、第11図に示すように、基本エンベロ
ープを発生する基本エンベロープ発生回路（EG_B）114a
と、イニシャルタッチエンベロープを発生するイニシャ
ルタッチエンベロープ発生回路（EG_IT）114bと、アフ
タータッチエンベロープを発生するアフタータッチエン
ベロープ発生回路（EG_AT）114cと、ペダルエンペロー
プを発生するペダルエンベロープ発生回路（EG_EP）114
dとを有している。 各エンベロープ発生回路は、キーオン信号KONとキー
コード信号KCと音色信号TCとに基づいてエンベロープ波
形と出力タイミングとが制御され、さらにイニシャルタ
ッチエンベロープ発生回路114bとアフタータッチエンベ
ロープ発生回路114cとペダルエンベロープ発生回路114d
については、それぞれ乗算器114e〜114gにて出力エンベ
ロープにイニシャルタッチ信号ITとアフタータッチ信号
ATとペダル信号EPとが乗算されるようになっている。 なお、各エンベロープ発生回路はエンベロープの記憶
されたメモリを有しており、各エンベロープ発生回路が
発生するエンベロープは、第12図〜第15図に示すよう
に、アタック部と、ループ部と、リリース部（アフター
タッチエンベロープは除く）とからなり、キーオン信号
KONに基づいて押鍵直後にはアタック部のエンベロープ
が出力され、アタック部を出力したあと離鍵されるまで
ループ部が繰り返し出力され、離鍵されたときにはリリ
ース部が出力される。むろん、演算によってエンベロー
プを決定する構成としてもよい。なお、リリース部が出
力されるときはそれまでの音量レベルが変化することの
ないように、それまでの音量レベルと同じレベルの部分
から後のエンベロープ波形が出力される。また、音色信
号TCに基づいて基本的なエンベロープ波形が選択され、
キーコード信号KCに基づいてキースケーリングが施され
る。 各エンベロープ波形より明らかなように、イニシャル
タッチとアフタタッチとペダル操作量のそれぞれの操作
量の組み合わせでエンベロープの形が多様に変化する。
また、押鍵直後はイニシャルタッチがよく効き、やがて
アフタタッチによる効果が大きくなるという現実の状況
にかなった特性を実現できる。さらに、アフタタッチエ
ンベロープのループ部によりビブラートの効果を付与し
ている。 基本エンベロープと上記乗算後のイニシャルタッチエ
ンベロープとアフタータッチエンベロープペダルエンベ
ロープは加算器114hに入力されており、同加算器114hは
各エンベロープを加算して補間回路114iに出力する。エ
ンベロープは時間経過に対して離散的な値であるため、
同補間回路114iにて補間を施す。 これまでのエンベロープが示す値は対数値となってお
り、聴感上は同対数値との対応の方がより現実的である
ので、この補間回路114iの出力をもって音色制御に使用
する。また、波形データにエンベロープを付与する際に
は常数の方がよいので対数常数変換回路115によって常
数に変換してから乗算器130に入力せしめる。 なお、以上の例ではエンベロープ発生回路を計４個使
用しているが、基本エンベロープ波形をイニシャルタッ
チで選択するようにして３個のエンベロープ発生回路で
構成することもできる。具体的には、第16図に示すよう
にキーオン信号KONとキーコード信号KCと音色信号TCと
ともにイニシャルタッチ信号ITを基本エンベロープ制御
回路114jに入力し、同基本エンベロープ制御回路114jに
よって基本エンベロープ発生回路114kによる基本エンベ
ロープの発生を制御せしめる構成とする。また、１つの
エンベロープ発生回路を時分割的に使用してもよい。 エンベロープ発生器114における補間回路114iが出力
する対数のエンベロープ信号EDtはそのまま波形信号発
生回路300に入力されるとともに、レベル変化率計算部1
23に入力されてレベル変化率信号△EDtとなって同波形
信号発生回路300に入力されている。 本実施例におけるレベル変化率計算部123は、第１及
び第２の実施例よりもさらに微少なタイミングでレベル
変化率信号△EDtを計算するものであり、１つの波形デ
ータを演算するタイミングに対応して計算される。すな
わち、第17図に示すように１クロックビットの遅延回路
124と減算器125とを有しており、遅延回路124にて遅延
された１クロックビット前のエンベロープ信号EDt1と現
在のエンベロープ信号EDtとの差を減算器125で計算して
いる。 なお、第17図に示すレベル変化率計算部123は音量レ
ベルの傾きだけを求めるものであるが、音量レベル変化
の加速度を加味する構成としても良い。具体的には、第
18図に示すように、遅延回路124a,124bを直列に接続し
て１クロックビット遅れのエンベロープ信号EDt1と２ク
ロックビット遅れのエンベロープ信号EDt2とを保持する
とともに、係数発生回路126の発生する係数α，（１−
α）を乗算器127a,127bにてエンベロープ信号EDtと１ク
ロックビット遅れのエンベロープ信号EDt2とを乗算せし
め、加算器128にて乗算後のエンベロープ信号EDtとエン
ベロープ信号EDt2とを加算するとともに１クロックビッ
ト遅れのエンベロープ信号EDt1を減算する。かかる構成
とする場合には、係数発生回路126の発生する係数αに
応じて加速度を加味したものと、加速度を加味しないも
のとを選択することもできる。 例えば、α＝0.5の場合、 EDt＝edt（ｔ） EDt1＝edt（ｔ−△ｔ） EDt2＝edt（ｔ−２△ｔ） とすると、 △EDt＝0.5edt（ｔ） −edt（ｔ−△ｔ） ＋0.5edt（ｔ−２△ｔ） ＝1/2｛（edt（ｔ）−edt（ｔ−△ｔ）） −（edt（ｔ−Δｔ）−edt（ｔ−２Δｔ））｝ となるから加速度となり、α＝１の場合は、 ΔEDt＝edt（ｔ）−edt（ｔ−Δｔ） となるから、第17図に示すものと同様に傾きだけを考慮
したものとなる。 波形信号発生回路300は、アドレス発生部65の出力す
る位相情報adrsと、上記エンベロープ信号EDtとレベル
変化率信号ΔEDt、および音色信号TCとキーコード信号K
Cとに基づいて選択された音色と演奏された音高とに応
じた波形信号を発生するものであり、第１の実施例と同
様に第５図に示す楽音波形メモリから楽音波形を読み出
すもので構成している。なお、アドレス発生部65は周波
数ナンバ変換部55が出力する周波数ナンバ信号fnを累積
するものであるが、周波数ナンバ変換部55が出力する周
波数ナンバ信号fnは整数値となっており、アドレス発生
部65が累算する累算値も整数位だけとしている。このよ
うにしたのは、波形間の補間を行わないようにするため
であるが、第１及び第２の実施例と同様に小数位を用い
て波形間の補間演算を行うようにしてもよい。 この波形信号発生回路300については、上記入力信号
に基づいて楽音波形を再現するものであれば他の構成と
することもできる。 例えば、第19図には第２の実施例と同様に高調波成分
を合成して楽音波形を再現するものの構成を示してい
る。 この場合、位相情報adrsに対してエンベロープ信号ED
tとレベル変化率信号△EDtと音色信号TCとキーコード信
号KCとが入力されたとすると、倍音スロットカウンタ30
3の出力するスロット信号ｋに応じて係数発生回路301が
高調波成分のレベルに対応する混合比ｋ（EDt,△EDt,T
C,KC）と位相偏差φｋ（EDt,△EDt,TC,KC）を出力し、
正弦波発生器302が位相情報adrsとスロット信号ｋと位
相偏差φｋ（EDt,△EDt,TC,KC）に応じて w0（adrs,k,φｋ（EDt,△EDt,TC,KC））＝ sin（ｋ・adrs＋φｋ（EDt,△EDt,TC,KC）） を出力し、乗算器304にて混合比Lkを乗算して合成器210
にて合成することにより、 なる演算式に従った高調波合成を行う。すなわち、倍音
スロットカウンタ303はスロット信号ｋを出力して係数
発生回路301と正弦波発生器302と合成器210を制御する
ときに、「ｍ」を高調波成分の倍音数とすると、同スロ
ット信号ｋは繰り返し「０」〜「ｍ＋１」と変化して、
「０」にてリセットを表し、「１」〜「ｍ」にて各高調
波成分の演算及び累算を表し、「ｍ＋１」にて合成値の
出力を表している。なお、第２の実施例がスペクトルデ
ータとして上記混合比Lkだけを出力しているのに対し
て、本実施例では位相偏差φｋも出力している。 また、第20図に示すように共振の鋭さ（以下、「Ｑ」
という。）とカットオフ周波数を変更可能なディジタル
フィルタ309に波形メモリ306から読み出された楽音波形
信号を通過せしめ、所望の楽音波形を再現する構成とす
ることもできる。 この例では、位相情報adrsとキーコード信号KCと音色
信号TCとに応じて読み出し制御回路305が波形メモリ306
の読み出しアドレスを出力し、同読み出しアドレスに記
憶された楽音波形信号をディジタルフィルタ309に入力
せしめる。一方、エンベロープ信号EDtとレベル変化率
信号ΔEDtはＱパラメータ変換回路（FQ_EG）307とカッ
トオフ周波数変換回路（FC_EG）308に入力されており、
それぞれの場合に応じたＱとカットオフ周波数をディジ
タルフィルタ309に出力している。このため、波形メモ
リ306から読み出された楽音波形信号は上記指定された
Ｑとカットオフ周波数の特性を有するディジタルフィル
タ309を通過して所望の楽音波形信号となる。 さらに、第21図には周波数変調方式にて波形信号を形
成する周波数変調楽音合成演算回路310における演算用
パラメータを変更する例を示している。 周波数変調楽音合成演算は、 ｗ＝Acos（ωct＋ｍ・sin（ωｓ）＋φ） の演算式に基づく楽音波形を演算・出力するものであ
り、音色や音高に応じて当該演算式におけるパラメータ
を適宜選択し、所定の音高及び音色の楽音信号を発生す
る。 ここで、第21図に示すものでは、パラメータ読み出し
制御回路312は音色信号TCとキーコード信号KCに応じて
パラメータバンク311からパラメータを読み出すにあた
り、エンベロープ信号EDtとレベル変化率信号ΔEDtに応
じて読み出しパラメータを適宜選択している。 このように、波形信号発生回路300はエンベロープ信
号EDtとレベル変化率信号ΔEDtとに基づいて波形を選択
しており、具体的には第５図に示すものでは楽音波形メ
モリ70における波形サンプルデータを選択し、第19図に
示すものではスペクトルデータを選択し、第20図に示す
ものではディジタルフィルタの特性パラメータを選択し
ている。 各パラメータはメモリに記憶されており、同メモリに
はエンベロープ信号EDtとレベル変化率信号ΔEDtによっ
て特定される第22図に示すような二次元のパラメータテ
ーブルが用意されている。従って、具体的な各要素は、
楽音波形メモリならば一波形分のサンプリング波形デー
タであり、スペクトルデータならば一波形における高調
波成分の混合比と位相偏差であり、ディジタルフィルタ
ならば一波形を再現するための特性パラメータであるＱ
とカットオフ周波数となっている。 また、このパラメータテーブルは、レベル変化率信号
ΔEDtが正の大なる値のときにはエンベロープ信号EDtの
値にかかわらずアタック部の波形を表すパラメータ（AT
領域）が記憶され、レベル変化率信号ΔEDtが「０」に
近い正の値のときには振幅値がやや大きいループ部の波
形を表すパラメータ（Ｖ＋領域）が記憶され、レベル変
化率信号ΔEDtが「０」付近の負の値のときには振幅値
がやや小さいループ部の波形を表すパラメータ（Ｖ−領
域）が記憶され、更にレベル変化率信号ΔEDtが小さく
なるとエンベロープ信号EDtの値に応じて次のように区
画されている。すなわち、エンベロープ信号EDtが大き
い値のときにはアタック部に続く第１ディケイ部の波形
を表すパラメータ（1stD領域）が記憶され、エンベロー
プ信号EDtが小さい値のときにはレベル変化率信号ΔEDt
が小さくなるにつれリリース部直前の第２ディケイ部の
波形を表すパラメータ（2ndD領域）が記憶され、さらに
レベル変化率信号ΔEDtが小さくなるとリリース部の波
形を表すパラメータ（RL領域）が記憶されている。 各区画の境界周辺では、図中に“＋”で示しているよ
うに特性の混じりあった波形のパラメータとなってお
り、また、アタック部からリリース部に至るに従って高
調波成分が徐々に減衰している。なお、第23図にエンベ
ロープ波形と上記領域との対応を示している。 次に、上記構成からなる本実施例の動作を説明する。 演奏者が、通常の音量となるようにイクスプレッショ
ンペダルを踏み込んでいるとすると、音量のレベルとし
ては中程度の値となっている。また、演奏者が鍵盤を操
作して演奏を開始すると演奏操作子群15から鍵盤演奏デ
ータKDが出力され、操作子制御部35が同鍵盤演奏に対応
してキーコード信号KCを周波数ナンバ変換部55に出力す
る。周波数ナンバ変換部55では同キーコード信号KCに対
応した周波数ナンバ信号fnをアドレス発生部65に出力
し、同アドレス発生部65はクロック信号が入力されるご
とに同周波数ナンバ信号fnが表す位相増分値を累算す
る。 一方、操作子制御部35は、鍵盤の操作に対応したキー
オン信号KONとキーコード信号KCとイニシャルタッチ信
号ITとアフタータッチ信号ATとともに、イクスプレッシ
ョンペダルの踏み込み量に対応したペダル信号EPと、音
色選択設定操作子群40における音色操作子の操作に対応
した音色信号TCとをエンベロープ発生器114に出力し、
同エンベロープ発生器114における各エンベロープ発生
回路114a〜114dはキーオン信号KONとキーコード信号KC
と音色信号TCとに基づいてそれぞれのエンベロープを発
生する。かかるエンベロープのうち、イニシャルタッチ
エンベロープとアフタータッチエンベロープとペダルエ
ンベロープについては乗算器114e〜114gにて各エンベロ
ープ発生回路114b〜114dの出力に絶対的な音量を表すイ
ニシャルタッチ信号ITとアフタータッチ信号ATとペダル
信号EPを乗算し、乗算後のエンベロープ信号と基本エン
ベロープ発生回路114aの出力する基本エンベロープを加
算器114hにて加算する。 加算器114hの出力するエンベロープは補間回路114iに
て連続的なエンベロープに補間され、対数状態のままで
波形信号発生回路300とレベル変化率計算部123に入力さ
れるとともに対数常数変換回路115を介して常数に変換
された後乗算器130に入力される。 発音直後は、楽音の立ち上がり部分であるのでエンベ
ロープの示す値が大きくなるとともに、その変化率も大
である。従って、エンベロープ信号EDtは「０」から正
の大なる値となり、レベル変化率信号ΔEDtは正の大な
る値となって波形信号発生回路300に入力される。 一方、演奏操作子群15にて押鍵された鍵の音高に対応
するキーコード信号KCは周波数ナンバ変換部55に入力さ
れ、同キーコード信号KCに対応した所定の周波数ナンバ
信号fnがアドレス発生部65に入力される。アドレス発生
部65は同周波数ナンバ信号fnを累算して位相情報adrsを
波形信号発生回路300に出力しており、同波形信号発生
回路300では同位相情報adrsが楽音波形メモリ70に入力
されるとともに、上記エンベロープ信号EDtとレベル変
化率信号ΔEDt、及び音色信号TCとキーコード信号KCが
読み出しメモリ選択回路102に入力される。 読み出しメモリ選択回路102は、音色信号TCにて指定
された音色に関する波形群であってキーコード信号KCに
よって指定される音域の波形群の範囲内で、上記エンベ
ロープ信号EDtとレベル変化率信号ΔEDtの整数部I,Jと
補間カウンタ101の出力する補間タイミング信号ｋに従
って楽音波形メモリ70の読み出し波形を選択する。 すなわち、第22図に示す二次元状のテーブルにおい
て、補間タイミング信号ｋが「０」〜「５」まで変化す
るときに、「１」で波形群Ｗ（I,J）を選択し、「２」
で波形群Ｗ（I,J＋１）を選択し、「３」で波形群Ｗ
（Ｉ＋1,J）を選択し、「４」で波形群Ｗ（Ｉ＋1,J＋
１）を選択する。なお、「０」はリセットを表し、
「５」では補間演算と演算結果出力が行われる。 しかして、楽音の立ち上がり部ではエンベロープ信号
EDtとレベル変化率信号△EDtがともに正の大なる値であ
るため、パラメータテーブルに示すようにアタック部の
波形を表す波形データが選択されることになる。同選択
された波形データはアドレス発生部65が出力する位相情
報adrsに対応して順次楽音波形メモリ70より読み出さ
れ、波形群間補間器80にて補間カウンタ101の出力する
補間タイミング信号ｋに応じてエンベロープ信号EDtと
レベル変化率信号△EDtの小数部i,jより上述した補間を
行う。 波形群間補間器80から出力される波形信号は乗算器13
0にて対数常数変換回路115が出力するエンベロープが付
与され、ミキサ部140とD/Aコンバータ150とサウンドシ
ステム160を経て楽音として出力される。 従って、楽音の立ち上がり部においてはアタック部の
波形データが選択されて楽音として再現されたことにな
る。 これに続き、アタック部のピークを越えるとエンベロ
ープ信号EDtは徐々に小さくなるとともに、レベル変化
率信号ΔEDtは負の大きな値に変化する。従って、パラ
メータテーブルからは第１ディケイ部の波形を表す波形
データが出力されることになる。 そしてアタック部が終了する頃には、エンベロープの
変化が少なくなってレベル変化率信号ΔEDtは「０」付
近の値となり、エンベロープ信号EDtは同テーブルで中
間程度の値を示すとともにアフタータッチエンベロープ
のループ部による上下変動程度だけ変化する。すると、
同パラメータテーブルでは振幅値のやや大きな値の波形
と振幅値のやや小さな値の波形とが交互に読み出され、
ビブラートのかかった楽音が得られる。 また、ループ部が終了するとエンベロープ信号EDtの
値はさらに小さくなり、またレベル変化率信号△EDtは
エンベロープ信号EDtの減少にともなって負の値とな
る。従って、パラメータテーブルでは第２ディケイ部の
波形を表す波形データが出力されることになり、さらに
エンベロープ信号EDtとレベル変化率信号ΔEDtが小さく
なると同テーブルにおけるリリース部の波形を表す波形
データが出力されることになる。 このようにして各鍵の押鍵にともなってアタック部か
ら第１ディケイ部、ループ部、第２ディケイ部からリリ
ース部へと至るまでにそれぞれの場合における波形が再
現されて楽音として出力される。 これまでは、音量を特に変化させることなく、通常の
発音過程を前提としていた。しかしながら、演奏者がク
レッシェンドさせるためにイクスプレッションペダルを
徐々に踏み込んでいったり、鍵の押圧を変えて音量のレ
ベルを増加させるとパラメータテーブルにおける波形デ
ータの選択に差異が生じる。 例えば、アタック部が普通に発音されてループ部を発
音しているときに演奏者がイクスプレッションペダルを
踏み込んでいったとする。 ペダルエンベロープは第15図に示すように僅かに増減
する一定のエンベロープとなっているので乗算器114gに
て増加しつつあるペダル信号EPと乗算されたペダルエン
ベロープも増加する。従って、加算器114hにて同ペダル
エンベロープが加算されるエンベロープ信号EDtも同様
に増加し、レベル変化率信号ΔEDtは増加程度に応じた
正の値となる。すると、パラメータテーブルではアタッ
ク部の波形データが参照されることになる。 現実の演奏では音圧が増加する場合に波形の高調波成
分は大きくなり、アタック部の波形に近くなる。このた
め、上述したようにループを発音しているときに再度ア
タック部の波形を再現することによりクレッシェンド演
奏に即した波形が再現されることになる。 一方、これとは逆にアタック部が普通に発音されてル
ープ部を発音しているときに演奏者がイクスプレッショ
ンペダルの踏み込み量を徐々に戻していったとする。 減少しつつあるペダル信号EPに基づいてペダルエンベ
ロープも減少し、同ペダルエンベロープが加算されるエ
ンベロープ信号EDtも同様に減少する。従って、エンベ
ロープ信号EDtがやや小さな値となるとともにレベル変
化率信号ΔEDtが負の値となってパラメータテーブルか
らは第２ディケイ部あるいはリリース部の波形データが
参照されることになる。 この場合の現実の演奏を参照すると、音圧が減少して
いく場合には波形の高調波成分が小さくなり、これはル
ープ部における波形と比較すれば第２ディケイ部からリ
リース部に至る波形に近づくことになる。 このため、上述したようにループ部を発音していると
きにリリース部の波形を再現することによりデクレッシ
ェンド演奏に即した波形が再現されることになる。 以上の例では波形メモリから波形データを再現する場
合について説明したが、高調波合成の混合比を変化させ
て楽音波形を再現したり、ディジタルフィルタの特性を
変化させて楽音波形を再現したり、周波数変調方式で波
形信号を形成する場合もパラメータテーブルから読み出
すパラメータを上述した波形データの特性と同様として
おけば、同様の効果が生じる。 例えば、高調波合成の場合は混合比と位相のパラメー
タを波形データと同様のテーブルに記憶し、ディジタル
フィルタの場合はＱパラメータとカットオフ周波数を波
形データと同様のテーブルに記憶し、周波数変調方式の
場合は演算パラメータを波形データと同様のテーブルに
記憶すればよい。 なお、上記実施例においては、鍵盤楽器の例を示して
いるが、他の管楽器や弦楽器などに適用する構成として
もよい。また、音高を変化させる楽器について説明して
いるが、音高を変化しない楽器音を再現するものであっ
てもよく、例えば、ドラム、マラカスなどの楽音を再現
するものであってもよい。さらに、電子楽器に限らず、
効果音などを形成する装置や玩具などであってもよい。 同様に、音量を調整する手段としては、鍵盤やイクス
プレッションペダルに限るものでもなく、ブレスセン
サ、ドラムパッド、ポルタメントバー、ホイール、ジョ
イスティック等の操作をボリュームや位置センサや角度
センサ等で検出するようにしてもよい。この場合、上記
実施例では音量の大小によって音色を変化させている
が、必ずしも音量の大小によって音色を変化させる必要
はなく、少なくとも音量の変化にともなって音色を変化
させる構成とすればよい。 また、上記第１の実施例では波形群ごとのパラメータ
についても補間器によって補間しているが、波形群間に
ついては補間を省略する構成としても良い。一方、波形
間における補間演算は、直線補間（１次補間）のみなら
ず、さらに高次の補間（多項式による補間、ラグランジ
ェ補間など）や、ディジタルフィルタによる補間など、
種々の補間演算が可能であり、システム構成や必要な補
間精度に応じて選択すればよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一の実施例にかかる楽音信号発生装置
が適用される電子楽器の概略構成を示すブロック図、第
２図は楽音波形メモリに記憶されている波形を示す図、
第３図はエンベロープ信号の変化状態を示す図、第４図
はレベル変化率計算部の詳細を示すブロック図、第５図
は波形群間補間を行うためのメモリ制御部と楽音波形メ
モリと波形群間補間器の関係を示すブロック図、第６図
は音量レベルを検出する他の構成を示すブロック図、第
７図は本発明の他の実施例にかかる楽音信号発生装置が
適用される電子楽器の概略構成を示すブロック図、第８
図は合成器の詳細を示すブロック図、第９図はスペクト
ルデータメモリに記憶されているスペクトルデータを示
す図、第10図は本発明の他の実施例に係る楽音信号発生
装置が適用される電子楽器の概略構成を示すブロック
図、第11図はエンベロープ発生器の構成を示すブロック
図、第12図〜第15図はエンベロープ発生回路の発生する
エンベロープ波形を示す図、第16図はエンベロープ発生
器の他の構成例を示すブロック図、第17図はレベル変化
率計算部の構成例を示すブロック図、第18図はレベル変
化率計算部の他の構成例を示すブロック図、第19図は高
調波合成による波形信号発生回路のブロック図、第20図
はディジタルフィルタを用いた波形信号発生回路のブロ
ック図、第21図は周波数変調方式によって楽音波形を発
生する波形信号発生回路のブロック図、第22図はパラメ
ータテーブルを示す図、第23図はエンベロープ波形とパ
ラメータテーブルの領域との関係を示す図である。 符号の説明 10,15……演奏操作子群、20……イクスプレッションペ
ダル、30,35……操作子制御部、50,55……周波数ナンバ
変換部、60,65……アドレス発生部、70……楽音波形メ
モリ、80……波形群間補間器、90……波形間補間器、10
0……メモリ制御部、110,114……エンベロープ発生器、
120,123……レベル変化率計算部、130……乗算器、180
……スペクトルデータ制御部、190……スペクトルデー
タメモリ、200……正弦波メモリ、210……合成器、211
……乗算器、212……加算器、213……シフトレジスタ、
300……波形信号発生回路、306……波形メモリ、307…
…Ｑパラメータ変換回路、308……カットオフ周波数変
換回路、309……ディジタルフィルタ。

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】演奏者により操作されて楽音の発生を指示
   するとともに発生楽音の音高を指示する演奏操作手段
   と、 上記演奏操作手段の操作に応答して同操作により指示さ
   れた音高を有するとともに所定の音色の付与された楽音
   信号を形成して出力する楽音信号形成手段と、 上記演奏操作手段の操作に応答して時間的に変化する制
   御波形信号を形成して出力する制御波形信号発生手段
   と、 上記楽音信号形成手段から出力される楽音信号の音量を
   上記制御波形信号発生手段から出力される制御波形信号
   により制御して出力する音量制御手段と、 上記制御波形信号のレベルの時間的変化率を表す変化率
   信号を一定時間毎に出力する変化率信号発生手段とを備
   え、 上記制御波形信号発生手段から出力される制御波形信号
   のレベルと上記変化率信号発生手段から出力される変化
   率信号とに基づいて上記楽音信号の音色を制御する音色
   制御手段を上記楽音信号形成手段に設けたことを特徴と
   する楽音信号発生装置。
2. 【請求項２】上記請求項１に記載の楽音信号発生装置に
   おいて、上記楽音信号形成手段は複数組の異なる楽音波
   形のサンプルデータ群を記憶した楽音波形メモリを有し
   ていて同楽音波形メモリから読出したサンプルデータ群
   に基づき楽音信号を形成するものであり、上記音色制御
   手段は上記制御波形信号と上記変化率信号とに基づいて
   上記楽音波形メモリ内の複数組の楽音波形のサンプリン
   グデータ群のいずかを選択するようにした楽音信号発生
   装置。
3. 【請求項３】上記請求項１に記載の楽音信号発生装置に
   おいて、上記楽音信号形成手段は楽音の各高調波成分を
   所定の割合で合成する合成器を用いて楽音信号を形成す
   るものであり、上記音色制御手段は上記制御波形信号と
   上記変化率信号とに基づいて上記合成器における各高調
   波成分の合成割合を変化させるようにした楽音信号発生
   装置。
4. 【請求項４】上記請求項１に記載の楽音信号発生装置に
   おいて、上記楽音信号形成手段は楽音信号の音色を制御
   するフィルタを有しており、上記音色制御手段は上記制
   御波形信号と上記変化率信号とに基づいて上記フィルタ
   のフィルタ特性を変化させるようにした楽音信号発生装
   置。
5. 【請求項５】上記請求項１に記載の楽音信号発生装置に
   おいて、上記楽音信号形成手段は変調演算によって楽音
   信号を形成する変調楽音合成演算手段を有しており、上
   記音色制御手段は上記制御波形信号と上記変化率信号と
   に基づいて上記変調楽音合成演算手段にて変調演算に用
   いるパラメータを変化させるようにした楽音信号発生装
   置。