JP2670306B2 - Musical tone synthesizing apparatus and musical tone synthesizing method - Google Patents

Musical tone synthesizing apparatus and musical tone synthesizing method

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JP2670306B2
JP2670306B2 JP63218700A JP21870088A JP2670306B2 JP 2670306 B2 JP2670306 B2 JP 2670306B2 JP 63218700 A JP63218700 A JP 63218700A JP 21870088 A JP21870088 A JP 21870088A JP 2670306 B2 JP2670306 B2 JP 2670306B2
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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、複数の楽音成分より1つの楽音を合成する
楽音合成方式に関する。
The present invention relates to a tone synthesis system for synthesizing one tone from a plurality of tone components.

[発明の概要] 本発明は、1つの楽音のうち、その周波数が音高に応
じた周波数に比例する楽音と必ずしも比例しない楽音と
に分けて合成することにより、より本物の楽音に近い楽
音を生成できるようにした。
[Summary of the Invention] The present invention synthesizes a musical tone whose frequency is proportional to a pitch-dependent frequency and a musical tone which is not necessarily proportional to each other among one musical tone to synthesize a musical tone closer to a real musical tone. I was able to generate.

[従来技術] 従来の電子楽器では、より本物の音に近い楽音を実現
するため、外部音を録音しておき、この外部音を音源と
して演奏する電子楽器が実現されているが、外部音を録
音するには楽音波形をPCMデータの形で記録しておき、
これを読出再生する方式をとっていた。そして、演奏に
あたっては、録音した外部音の周波数を指定された音高
に応じて変化させ、低い音から高い音まで実現できるよ
うにしている。また、外部音の録音を特定の音域ごと、
例えば1オクターブごとにサンプリングし、この1オク
ターブの範囲で指定された音高に応じて、録音した外部
音の周波数を変化させていくものもある。
[Prior Art] With a conventional electronic musical instrument, in order to realize a musical sound that is closer to a real sound, an external musical instrument is recorded and played as a sound source. To record, record the tone waveform in the form of PCM data,
The method of reading and reproducing this was adopted. In performing the music, the frequency of the recorded external sound is changed according to the designated pitch, so that a low sound to a high sound can be realized. Also, recording external sound for each specific range,
For example, there is a type in which sampling is performed for each octave, and the frequency of a recorded external sound is changed in accordance with a pitch specified within this one octave.

[発明が解決しようとする課題] ところが、外部音として録音する音、例えば本物のピ
アノの音を外部音として録音し音源として使用する場合
を考えると、ピアノの音には、押鍵によって振動する弦
から発生され響板から放音される弦振動自体の音と、こ
の弦の音を強める響板が打鍵の際ハンマーによって加え
られる衝撃によって発生される響板自体の音(打撃音又
はノイズ音)とがある。この場合、弦の音は、音高に比
例して周波数が高くなっていくが、響板自体の音のは必
ずしも音高に比例して周波数が高くならず、それほど変
化しないものである。これは、バイオリン等の他の弦楽
器でも同じである。
[Problems to be Solved by the Invention] However, considering a case where a sound to be recorded as an external sound, for example, a real piano sound is recorded as an external sound and used as a sound source, the piano sound vibrates when a key is pressed. The sound of the string vibration generated from the string and emitted from the soundboard, and the sound of the soundboard itself generated by the impact applied by the hammer when the soundboard that strengthens the sound of this string is struck (striking sound or noise sound). ) There is. In this case, the frequency of the sound of the string increases in proportion to the pitch, but the frequency of the sound of the soundboard itself does not necessarily increase in proportion to the pitch and does not change so much. This is the same for other stringed instruments such as a violin.

第2図は、ピアノの響板自体の音の周波数スペクトル
を示すもので、ピアノの鍵盤のいちばん低音の第1鍵を
叩いた時の響板の音の周波数スペクトルと音高の第73鍵
を叩いた時の響板の音の周波数スペクトルは、低域の周
波数部分では音圧レベルが少しずれてくるが、中域と高
域の周波数部分では、音圧レベルは、それほど大差がな
いし、スペクトル成分のフォルマント形状もほぼ同じで
ある。
Fig. 2 shows the frequency spectrum of the sound of the piano soundboard itself. The frequency spectrum of the sound of the soundboard when the first low-pitched key on the piano keyboard is struck and the 73rd key of the pitch are shown. In the frequency spectrum of the sound of the soundboard when struck, the sound pressure level slightly shifts in the low frequency range, but the sound pressure level in the middle and high frequency range is not so different, and the spectrum The formant shapes of the components are almost the same.

従って、このような周波数成分が音高にほとんど左右
されないあるいは音高周波数に比例しない響板自体の音
を含むピアノ音をPCM録音して指定された音高に応じて
周波数を変化させると、実際のピアノ音とはちがった音
が生成放音されてしまうことになる。
Therefore, if you change the frequency according to the specified pitch by PCM recording the piano sound including the sound of the soundboard itself, such frequency components are hardly influenced by the pitch or proportional to the pitch frequency, A sound different from the piano sound is generated and emitted.

第1図(1)は、1オクターブごとに、ピアノ音をPC
M録音し、指定された音高に応じて録音したピアノ音の
周波数を変化させたものの例を示し、弦の音はもともと
音高に比例して周波数が大きくなるので、連続した周波
数の変化を得ることができる。しかし、響板自体の音は
もともと音高いかんにかかわらず周波数はほぼ一定であ
るので、この音まで音高に応じて周波数を変化させる
と、各オクターブの境界で周波数が急に下がって音高に
応じた音の変化が連続しなくなってしまうことになる。
むろん、1オクターブごとではなく、各鍵ごとにピアノ
音を録音していけばよいが、そうすると楽音波形のメモ
リ容量がたいへん大きいものになってしまうという問題
が生じる。このようなことは、外部音を録音せず、各種
の波形を合成して外部音と同じような楽音を合成する場
合でも同じであった。
Fig. 1 (1) shows the piano sound in PC for each octave
An example of M-recording and changing the frequency of the recorded piano sound according to the specified pitch is shown.Since the frequency of the string sound originally increases in proportion to the pitch, continuous frequency changes Obtainable. However, the sound of the soundboard itself is essentially constant regardless of the pitch. The change in sound according to will not be continuous.
Of course, it is sufficient to record the piano sound for each key, not for each octave, but this causes a problem that the memory capacity of the musical tone waveform becomes very large. This was the same even when the external sound was not recorded and various waveforms were combined to synthesize a musical sound similar to the external sound.

本発明は、上述した課題を解決するためになされたも
のであり、少ないメモリ容量で各音高に応じた楽音が本
物の楽音に極めて近い楽音を生成できる楽音合成方式を
提供することを目的としている。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a musical tone synthesizing method capable of generating a musical tone corresponding to each pitch extremely close to a real musical tone with a small memory capacity. There is.

[課題を解決するための手段] 上記目的を達成するために本発明においては、第一の
発生手段は、1つの楽音のうち、その周波数が必ずしも
音高に比例しない楽音成分を発生し、第二の発生手段
は、上記1つの楽音のうち、その周波数が音高にほぼ比
例する楽音成分を発生する。そして音高制御手段は、上
記第二の発生手段に対し、その発生楽音成分を指定され
た音高に応じた周波数のものに制御し、合成手段は、上
記第一の発生手段からの楽音成分と第二の発生手段から
の楽音成分を合成する構成とした。
[Means for Solving the Problem] In order to achieve the above object, in the present invention, the first generating means generates a tone component whose frequency is not necessarily proportional to the pitch of one tone, The second generating means generates a tone component whose frequency is substantially proportional to the pitch of the one tone. The pitch control means controls the generated musical tone component to have a frequency corresponding to the designated pitch for the second generating means, and the synthesizing means controls the musical tone component from the first generating means. And the musical tone components from the second generating means are combined.

[作用] 上記構成において、ピアノの響板自体の音のように、
その周波数が音高に比例しないものは、第一の発生手段
で楽音成分を生成し、ピアノの弦の音のように、その周
波数が音高に比例するものは、第二の発生手段で楽音成
分を生成し、これらを合成すれば、各音高に応じた楽音
が本物の楽音に極めて近いものとなる。なお、周波数が
音高に比例しない楽音成分は、第1図(2)に示すよう
に、その周波数が音高にかかわらず一定であったり
(A)、階段状に変化したり(B)、音高に応じてわず
かずつ増えたり(C)、エクスポーネンシャルに増えた
り(D)、一部全くない状態であったり(E)してもよ
い。
[Operation] In the above configuration, like the sound of the soundboard of the piano itself,
If the frequency is not proportional to the pitch, the first generating means generates the musical tone component, and if the frequency is proportional to the pitch, like the sound of a piano string, the second generating means generates the musical tone. By generating the components and synthesizing them, the tone corresponding to each pitch becomes very close to the real tone. As shown in FIG. 1 (2), the tone component whose frequency is not proportional to the pitch has a constant frequency (A) regardless of the pitch or a stepwise change (B). It may increase little by little according to the pitch (C), may increase exponentially (D), or may be in a state where there is no part (E).

[実施例] 第3図は、本発明の楽音合成方式による電子楽器の全
体回路図を示すもので、本実施例では、ピアノの音を合
成出力できるようにし、1つのピアノ楽音を第5図に示
すような次の4つの楽音成分により構成されるようにし
ている。
[Embodiment] FIG. 3 shows an overall circuit diagram of an electronic musical instrument according to the musical sound synthesizing method of the present invention. In this embodiment, a piano sound can be synthesized and output, and one piano musical sound is shown in FIG. The following four tone components as shown in FIG.

(1)ピアノの弦を強打及び弱打した場合、共通して発
生する楽音成分中、エンベロープ波形の立上り(アタッ
ク)部分に主に発生する発音成分(アタック成分)。
(1) A sounding component (attack component) that mainly occurs at the rising (attack) portion of the envelope waveform among the musical sound components that commonly occur when a piano string is struck and struck weakly.

この成分は、強打音と弱打音との各周波数スペクトル
成分のうち、アタック部分において、共通するスペクト
ル成分によって形成される楽音波形をもつ。
This component has a musical tone waveform formed by a spectrum component common to the attack portion among frequency spectrum components of a strong tap sound and a weak tap sound.

(2)ピアノの弦を強打及び弱打した場合、共通して発
生する楽音成分中、エンベロープ波形の減衰(ディケ
イ、リリース)部分に主に発生する楽音成分(減衰成
分)。
(2) A musical tone component (attenuation component) mainly generated in the decay (decay, release) portion of the envelope waveform among the musical tone components commonly generated when a piano string is strongly and weakly struck.

この成分は、強打音と弱打音との各周波数スペクトル
成分のうち、減衰部分において、共通するスペクトル成
分によって形成される楽音波形をもつ。
This component has a tone waveform formed by a common spectrum component in the attenuation part among the frequency spectrum components of the strong tap sound and the weak tap sound.

(3)ピアノの弦を強打した場合にのみ発生する楽音成
分(強打成分)。
(3) A tone component (striking component) generated only when the strings of the piano are struck.

この成分は、強打音と弱打音とを各周波数スペクトル
成分を比較して、強打音にのみあらわれるスペクトル成
分によって形成される楽音波形をもつ。この波形は強打
音にあらわれる特徴部分だけについてのものであるた
め、例えば第5図(3)の周波数スペクトル成分図に示
すように、基本波成分のないものである。
This component has a tone waveform formed by comparing the frequency spectrum components of the strong tap sound and the weak tap sound, and the spectrum component that appears only in the strong tap sound. Since this waveform is only for a characteristic portion appearing in a strong tapping sound, for example, as shown in a frequency spectrum component diagram of FIG. 5 (3), it has no fundamental wave component.

(4)ピアノの響板を叩いた場合に発生する打撃音の楽
音成分(ノイズ成分)。
(4) A tone component (noise component) of a striking sound generated when a sound board of a piano is hit.

この成分は、第2図に示す響板のフォルマントの各ピ
ーク点における周波数値に応じた周波数のサイン波であ
って、このピーク点における音圧レベル(ゲイン)に応
じた振幅をもつサイン波を複数合成したものである。
This component is a sine wave having a frequency corresponding to the frequency value at each peak point of the formant of the soundboard shown in FIG. 2, and a sine wave having an amplitude corresponding to the sound pressure level (gain) at this peak point. It is a composite of several.

上記(1)〜(3)は周波数が音高に比例していく
が、(4)は周波数が音高に比例せず、ほぼ一定のもの
である。(1)〜(4)はコンピュータを使用しサイン
合成によって得られた例であるが、(1)〜(3)を弦
の振動をピックアップ等により集音し、(4)はマイク
により集音してもよい。
In the above (1) to (3), the frequency is proportional to the pitch, but in (4), the frequency is not proportional to the pitch and is almost constant. (1) to (4) are examples obtained by sine synthesis using a computer. (1) to (3) are collected by picking up vibrations of the strings, and (4) is collected by a microphone. You may.

第3図において、キーボードの各キーに設けられたキ
ースイッチ1からの操作鍵に応じキーコード及び押鍵に
応じたキーオン信号並びにキーオフ信号は、CPU2に与え
られるとともに、このキーオン信号及びキーオフ信号の
時間差に基づいて押鍵速度を示すタッチデータがタッチ
センサ3で生成され、CPU2に与えられる。このタッチセ
ンサ3は、圧力センサによる押鍵圧力を検出するものと
してもよい。CPU2は、与えられるキーコードに応じた周
波数ナンバーを周波数ナンバーテーブル4より読み出し
て、上記タッチデータ等とともに各楽音信号生成部5、
6に与える。
In FIG. 3, a key code and a key-on signal and a key-off signal corresponding to an operation key from a key switch 1 provided on each key of the keyboard are supplied to the CPU 2, and the key-on signal and the key-off signal Touch data indicating a key pressing speed based on the time difference is generated by the touch sensor 3 and is provided to the CPU 2. The touch sensor 3 may detect a key pressing pressure by a pressure sensor. The CPU 2 reads out the frequency number corresponding to the given key code from the frequency number table 4, and together with the touch data and the like, each tone signal generation section 5,
Give to 6.

周波数ナンバーテーブル4には、第1図(2)に示す
ようなデータが記憶されており、与えられるキーコード
(音高)に対応する周波数を実現する周波数ナンバーが
読み出される。上述した(1)〜(3)のピアノの弦の
アタック成分、減衰成分、強打成分については、キーコ
ードに比例する周波数ナンバーが読み出されるが、
(4)のピアノの響板のノイズ成分については、第1図
(2)のA、B、C、Dいずれかの変換テーブルが選択
されて、キーコードに比例しない周波数ナンバーが読み
出される。なお音高A3以下については、響板のノイズ成
分の楽音成分は生成放音されないようにしているが、こ
れに限られるものではなく、全音域で発生させてもよ
い。しかしながら、音高が低い場合には、響板自体の音
の周波数と弦の音の周波数が近くなって、響板の音が弦
の音にマスクされ、聴感上響板の音が合成出力されなく
とも問題がなく省略してもよい。
The frequency number table 4 stores data as shown in FIG. 1 (2), and a frequency number for realizing a frequency corresponding to a given key code (pitch) is read out. For the above-mentioned (1) to (3) piano string attack component, attenuation component, and bang component, a frequency number proportional to the key code is read.
For the noise component of the piano soundboard of (4), the conversion table of any of A, B, C, and D of FIG. 1 (2) is selected, and the frequency number not proportional to the key code is read. It should be noted that, for the pitches A 3 and below, the musical sound components of the noise components of the soundboard are not generated and emitted, but the sound components are not limited to this and may be generated in the entire range. However, when the pitch is low, the frequency of the sound of the soundboard itself and the frequency of the sound of the strings are close to each other, the sound of the soundboard is masked by the sound of the strings, and the sound of the soundboard is output synthetically. There is no problem and it may be omitted.

楽音信号生成部5、6は時分割処理により、32チャン
ネル分の楽音生成系が構成されており、上述のアタック
成分と減衰成分の楽音成分については、楽音信号生成部
5の方で処理され、強打成分とノイズ成分の楽音成分に
ついては、楽音信号生成部6の方で処理される。この場
合、各成分の処理で2チャンネル分使用するため、楽音
信号生成部5、6では、最高16音の楽音を同時放音でき
る16音ポリフォニックの楽音生成能力をもつ。各楽音信
号生成部5、6で合成された楽音成分信号は、加算器7
で最終的に一つの楽音信号に合成され、4つの楽音成分
が1つに合成される。この合成された楽音信号は、D−
A変換器8でアナログ信号に変換され、アンプ9を介し
サウンドシステム10より放音される。
The tone signal generation units 5 and 6 constitute a tone generation system for 32 channels by time division processing, and the tone signal generation unit 5 processes the tone components of the attack component and the attenuation component described above. The musical tone components of the strong hit component and the noise component are processed by the musical tone signal generation unit 6. In this case, since two channels are used in the processing of each component, the tone signal generators 5 and 6 have a 16-tone polyphonic tone generation capability capable of simultaneously emitting up to 16 tones. The tone component signals synthesized by the tone signal generators 5 and 6 are added to an adder 7.
Finally, one tone signal is synthesized, and four tone components are synthesized into one. This synthesized tone signal is D-
The signal is converted into an analog signal by the A converter 8 and is emitted from the sound system 10 via the amplifier 9.

第4図は、楽音信号生成部5、6の具体的な回路構成
を示すもので、波形メモリ11には、第5図(1)(2)
のアタック成分又は減衰成分の楽音成分波形又は第5図
(3)(4)の強打成分又はノイズ成分の楽音成分波形
が半波長分ずつ記憶されている。エンベロープ波形デー
タメモリ12には、第5図(1)(2)のアタック成分又
は減衰成分の楽音成分のエンベロープ又は第5図(3)
(4)の強打成分又はノイズ成分の楽音成分のエンベロ
ープを形成するためのデータが記憶されている。このエ
ンベロープ波形データの記憶形式は、アタック部分の時
間とレベル、ディケイ部分、リリース部分の時間を制御
する係数を記憶している。この波形メモリ11、エンベロ
ープ波形データメモリ12に記憶されている各2つの波形
及びデータは、波形上位アドレスレジスタ13、発音成分
選択レジスタ14にされるデータによりいずれかが選択さ
れ、波形上位アドレスレジスタ13には、波形メモリ11の
いずれかの波形の上位アドレスのデータがセットされ、
楽音成分選択レジスタ14には、エンベロープ波形データ
メモリ12のいずれかの波形データについての記憶エリア
の指定データがセットされ、これら両データは波形上位
アドレスレジスタ13、楽音成分選択レジスタ14の同一チ
ャンネルにセットされ、チャンネル同期がとられる。
FIG. 4 shows a specific circuit configuration of the tone signal generators 5 and 6, and the waveform memory 11 stores the same in FIG. 5 (1) and (2).
(3) and (4) of FIG. 5 (3) and (4) are stored for each half wavelength. The envelope waveform data memory 12 stores the envelope of the tone component of the attack component or the attenuation component of FIG. 5 (1) (2) or FIG. 5 (3).
The data for forming the envelope of the tone component of the strong hit component or the noise component of (4) is stored. This envelope waveform data storage format stores coefficients that control the time and level of the attack portion, the decay portion, and the time of the release portion. One of the two waveforms and data stored in the waveform memory 11 and the envelope waveform data memory 12 is selected by the data stored in the waveform upper address register 13 and the tone generation component selection register 14, and the waveform upper address register 13 is selected. The data of the upper address of any waveform in the waveform memory 11 is set in
Tone component selection register 14 is set with specified data of a storage area for any of the waveform data of envelope waveform data memory 12, and these two data are set to the same channel of waveform upper address register 13 and tone component selection register 14. And channel synchronization is achieved.

上記CPU2からの周波数メンバーは、周波数メンバーレ
ジスタ15にセットされアダー16で、アドレスレジスタ17
からのタイミングが1つ前の周波数ナンバー累算値に加
算され、これがアドレスレジスタ17にセットされてモー
ドセレクタ18を介し上記波形メモリ11に読出しアドレス
データとして与えられる。アドレスレジスタ17からの累
算値のうち上位の整数部分のみが読出アドレスデータと
して波形メモリ11に与えられ、整数部分及び小数部分全
体がアダー16へ送られて、周波数ナンバー分のステップ
でインクリメントされていく。従って、周波数ナンバー
レジスタ15にセットされる周波数ナンバーが大きいほ
ど、アドレスレジスタ17の累算値の整数部分である波形
メモリ11の読出アドレスデータが速くインクリメントさ
れ、周波数の高い波形データが波形メモリ11より出力さ
れることになる。この波形メモリ11より読み出された波
形データは、乗算器19でエンベロープと乗算され、累算
器20で累算合成されて出力されていく。
The frequency members from the CPU 2 are set in a frequency member register 15 and are added to an address register 17 by an adder 16.
Is added to the previous frequency number accumulated value, which is set in the address register 17 and applied to the waveform memory 11 via the mode selector 18 as read address data. Only the upper integer part of the accumulated value from the address register 17 is given to the waveform memory 11 as the read address data, the whole integer part and the whole decimal part are sent to the adder 16, and are incremented in steps of the frequency number. Go. Therefore, as the frequency number set in the frequency number register 15 is larger, the read address data of the waveform memory 11 which is an integer part of the accumulated value of the address register 17 is incremented faster, and the waveform data of higher frequency is stored in the waveform memory 11 than the waveform memory 11. Will be output. The waveform data read from the waveform memory 11 is multiplied by the envelope by the multiplier 19, accumulated and synthesized by the accumulator 20, and output.

モードセレクタ18は、排他的オアゲート群よりなり、
アドレスレジスタ17からの累算値の整数部分の各ビット
データが各ゲートに入力されるとともに、この整数部分
の最上位ビットデータが全ゲートに入力される。従っ
て、波形メモリ11の波形データの最終ステップの読み出
しが終了すると上記最上位ビットが「0」から「1」に
なるので、累算値は反転され、波形データの先頭からで
はなく末尾より逆にデータ読出が行われ、結果として1
波長分の波形データが出力されることになる。この場
合、後半の半波長分のデータは、上記最上位ビットに基
づいてプラスマイナス反転された値として出力される。
The mode selector 18 is composed of exclusive OR gates,
Each bit data of the integer part of the accumulated value from the address register 17 is input to each gate, and the most significant bit data of this integer part is input to all the gates. Therefore, since the most significant bit is changed from "0" to "1" when the reading of the final step of the waveform data in the waveform memory 11 is completed, the accumulated value is inverted, and the waveform data is not reversed from the beginning but from the end. Data is read out, resulting in 1
Waveform data for the wavelength will be output. In this case, the data for the latter half wavelength is output as a value that is inverted in the plus or minus based on the most significant bit.

また、上記CPU2からのタッチデータは、タッチデータ
変換回路21に与えられ、第6図に示すようなカーブに応
じてタッチレスポンスの強弱を変えられるように、タッ
チデータが変換され、エンベロープジェネレータ22に与
えられる。このタッチレスポンス特性の強い(A)、弱
い(C)普通(B)、強鍵強調(D)の特性は各楽音成
分ごとに対応し設定される。即ち、CPU2は与えられるタ
ッチデータを、例えばアタック成分については第6図B
の特性で変換し、減衰成分については同図Cの特性で変
換し、強打成分については同図Aの特性で変換し、ノイ
ズ成分については同図Dの特性で変換し、各々対応する
タッチデータ変換回路21に格納する。エンベロープジェ
ネレータ22では、エンベロープ波形データメモリ12から
のデータに基づいてエンベロープ波形が生成され、これ
が上述の変換タッチデータに応じた波形レベルとされ、
上記乗算器19に送られて、波形データに乗算される。
The touch data from the CPU 2 is given to the touch data conversion circuit 21, and the touch data is converted so that the strength of the touch response can be changed according to the curve as shown in FIG. Given. The characteristics of strong (A), weak (C), normal (B), and strong key emphasis (D) of the touch response characteristics are set corresponding to each tone component. That is, the CPU 2 outputs the given touch data, for example, for the attack component in FIG.
, The attenuation component is converted by the characteristic shown in FIG. C, the hit component is converted by the characteristic shown in FIG. A, and the noise component is converted by the characteristic shown in FIG. It is stored in the conversion circuit 21. In the envelope generator 22, an envelope waveform is generated based on the data from the envelope waveform data memory 12, and this is set to a waveform level corresponding to the above-described converted touch data,
It is sent to the multiplier 19 and multiplied by the waveform data.

上記波形上位アドレスレジスタ13、楽音成分選択レジ
スタ14、周波数ナンバーレジスタ15、アドレスレジスタ
17、タッチデータ変換回路21、エンベロープジェネレー
タ22内のメモリ等は32段のレジスタより構成されて、32
チャンネル分の楽音生成系が形成され、奇数チャンネル
にはアタック成分、(楽音信号生成部6では強打成
分)、偶数チャンネルには減衰成分(楽音信号生成部6
ではノイズ成分)が割り当てられ、累算器20でこの2つ
の楽音成分が合成されるとともに16音分の楽音信号が合
成される。なお、楽音信号生成部5、6は夫々1チップ
LSIで構成されている。
Waveform upper address register 13, tone component selection register 14, frequency number register 15, address register
17, the touch data conversion circuit 21, the memory in the envelope generator 22, etc. are composed of 32 registers, and 32
A tone generation system for the channels is formed. Attack components (odd components in the tone signal generation unit 6) for odd channels and attenuation components (sound components for the even channel).
Then, the noise component) is assigned, and the accumulator 20 synthesizes the two musical tone components and the musical tone signals of 16 tones. Note that each of the tone signal generation units 5 and 6 has one chip.
It is composed of LSI.

つぎに上記構成の電子機器についての動作及び効果に
ついて述べる。
Next, the operation and effect of the electronic device having the above configuration will be described.

まず、楽音を生成放音するには、所定のスイッチ操作
により、第1図(2)に示す周波数ナンバーテーブル4
の響板のノイズ成分の変化特性A、B、C、Dのいずれ
かを選択して、キーボードを操作すればよい。ここで、
Cの変化特性を選択し、任意の鍵例えばA3、A4、A5…の
音高の鍵を操作していくと、CPU2は、音高に比例した周
波数をもつアタック成分、減衰成分、強打部分について
は、A3のときは220ヘルツ、A4のときは440ヘルツ、A5
ときは880ヘルツの音となる周波数ナンバーを周波数ナ
ンバーテーブル4より読出して各周波数ナンバーレジス
タ15にセットする。しかし、音高に比例しない周波数を
もつノイズ成分については、A3のときは220ヘルツより
ずっと小さい音となる周波数ナンバーを周波数ナンバー
テーブル4より読み出して周波数ナンバーレジスタ15に
セットし、A4、A5のときはA3のときの周波数ナンバーよ
り順次やや大きい周波数ナンバーを周波数ナンバーテー
ブル4より読み出して周波数ナンバーレジスタ15にセッ
トする。
First, in order to generate and emit musical tones, a predetermined switch operation causes the frequency number table 4 shown in FIG.
Any one of the change characteristics A, B, C, and D of the noise component of the soundboard may be selected and the keyboard may be operated. here,
When the change characteristic of C is selected and the keys of arbitrary pitches such as A 3 , A 4 , A 5 ... Are operated, the CPU 2 causes the attack component, the attenuation component, for swipe portion sets the 220 Hz, a 440 Hz, a each frequency number register 15 is read out from the frequency number table 4 the frequency number as a 880 Hz sound when the 5 when the 4 when the a 3 . However, for a noise component having a frequency that is not proportional to the pitch, a frequency number that produces a sound much smaller than 220 Hz at A 3 is read from the frequency number table 4 and set in the frequency number register 15, and A 4 , A In case of 5 , the frequency numbers which are slightly larger than those in case of A 3 are read out from the frequency number table 4 and set in the frequency number register 15.

これにより、弦のアタック成分、減衰成分、強打成分
については音高に比例した周波数とし、響板のノイズ成
分については音高に比例しないほぼ一定した周波数とす
ることができ、本物のピアノの音に極めて近い楽音を生
成放音することができる。この場合、波形メモリ11に記
憶されるノイズ成分波形はキーボードの全鍵について共
通する一つの波形であり、弦成分音は音域ごと程度でよ
いから、記憶する波形数が少なく、それだけメモリ使用
量も少なくて済む。
As a result, it is possible to set the attack component, attenuation component, and hit component of the strings to a frequency that is proportional to the pitch, and the noise component of the soundboard to a substantially constant frequency that is not proportional to the pitch. It is possible to generate and emit a musical sound extremely close to. In this case, the noise component waveform stored in the waveform memory 11 is one waveform common to all keys of the keyboard, and since the string component sound may be in each range, the number of stored waveforms is small and the memory usage amount is accordingly. It can be small.

本実施例では、人間の聴感上、響板自体の音が弦の音
にマスクされる音高A3以下の音については、響板のノイ
ズ成分を出力しないようにしているので、それだけ周波
数ナンバーテーブル4の記憶容量が少なくて済み、デー
タ処理も容易となる。
In the present embodiment, for the human hearing, the sound component of the soundboard itself is masked by the sound of the strings, and the sound components of the pitch A 3 or less are not output the noise component of the soundboard. The storage capacity of the table 4 is small, and data processing is easy.

本発明は上記実施例に限定されず、本発明の趣旨を逸
脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、周波数が
音高に比例しない楽音成分は管自体の音、周波数が音高
に比例する楽音成分は、管内の気柱の振動音として、管
楽器にも適用したり、打楽器等にも適用可能であり、各
楽音成分は第5図に示す以外の成分や波形であってもよ
い。また打撃音(ノイズ成分)の波形を第2図に示すフ
ォルマントの変化に従い、音域によって変化させること
により、さらに真のピアノ音に近い音を実現できる。
The present invention is not limited to the above embodiment, and can be variously modified without departing from the spirit of the present invention. For example, a musical tone component whose frequency is not proportional to the pitch is the sound of the tube itself, and a musical tone component whose frequency is proportional to the pitch is also applicable to wind instruments and percussion instruments as the vibration sound of the air column in the tube. Each tone component may be a component or waveform other than that shown in FIG. Further, by changing the waveform of the striking sound (noise component) in accordance with the change of the formant shown in FIG. 2, a sound closer to a true piano sound can be realized.

[発明の効果] 以上詳述したように本発明によれば、実際の楽音と同
じように、1つの楽音のうち、その周波数が音高に応じ
た周波数に比例する楽音成分と必ずしも比例しない楽音
成分とに分けて合成することにより、より本物の楽音に
近い楽音を生成できるできる。また、従来のもののよう
に全楽音成分を音高に比例した周波数のものとしてしま
うことがないため、実際の楽音に近づけるため、周波数
が音高に比例する成分と比例しない成分とのずれ状態を
実際の楽音と同じようにすべく、各音高ごとに楽音波形
を記憶する必要がなく、それだけ波形を記憶するための
メモリ使用量も少なくて済む。
[Effects of the Invention] As described in detail above, according to the present invention, like an actual musical tone, a musical tone of one musical tone whose frequency is not necessarily proportional to a musical tone component whose frequency is proportional to the pitch. By synthesizing components separately, it is possible to generate a tone that is closer to a real tone. Further, unlike the conventional one, all the musical tone components are not made to have a frequency proportional to the pitch.Therefore, in order to bring the tone closer to the actual musical tone, the deviation state between the component whose frequency is proportional to the pitch and the component which is not proportional to it is In order to be the same as the actual musical tone, it is not necessary to store the musical tone waveform for each pitch, and the amount of memory used for storing the waveform can be reduced accordingly.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図乃至第6図は本発明の実施例を示すもので、第1
図は周波数が音高に比例する楽音成分(弦の音)と比例
しない楽音成分(響板自体の音)との音高に対する周波
数の変化特性の従来例と本発明との内容を示す図であ
り、第1図(2)の内容は周波数ナンバーテーブル4の
記憶内容ともなっており、第2図はピアノの響板自体の
各位置の音の周波数スペクトルを示す図であり、第3図
は電子楽器の全体回路図であり、第4図は楽音信号生成
部の回路図であり、第5図はピアノの音の各楽音成分の
内容を示す図であり、第6図はタッチデータ変換回路21
におけるタッチデータの変換特性を示す図である。 2……CPU、4……周波数ナンバーテーブル、5、6、2
3、24、25、26……楽音信号生成部、7……加算器、11
……波形メモリ、12……エンベロープ波形データメモ
リ、15……周波数ナンバーレジスタ20……累算器、27…
…ミキサ。
1 to 6 show an embodiment of the present invention.
FIG. 1 is a diagram showing the contents of the conventional example of the frequency variation characteristics with respect to the pitch of a musical tone component (sound of a string) whose frequency is proportional to the pitch and a musical tone component (sound of the soundboard itself) which is not proportional to the pitch, and the contents of the present invention. The contents of FIG. 1 (2) are also the contents stored in the frequency number table 4, FIG. 2 is a diagram showing the frequency spectrum of the sound at each position of the soundboard of the piano, and FIG. FIG. 4 is an overall circuit diagram of the musical instrument, FIG. 4 is a circuit diagram of a musical tone signal generation unit, FIG. 5 is a diagram showing the contents of each musical tone component of a piano sound, and FIG. 6 is a touch data conversion circuit 21.
5 is a diagram showing conversion characteristics of touch data in FIG. 2 ... CPU, 4 ... Frequency number table, 5, 6, 2
3, 24, 25, 26 ... tone signal generator, 7 ... adder, 11
...... Waveform memory, 12 …… Envelope waveform data memory, 15 …… Frequency number register 20 …… Accumulator, 27 ・ ・ ・
… Mixer.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 康史 静岡県浜松市寺島町200番地 株式会社 河合楽器製作所内 (56)参考文献 特開 昭59−75294(JP,A) 特開 昭56−146197(JP,A) 特開 平1−193899(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Yasushi Sato 200 Terashimacho, Hamamatsu-shi, Shizuoka Prefecture Kawai Musical Instruments Co., Ltd. (56) References JP-A-59-75294 (JP, A) JP-A-56-146197 (JP, A) JP-A-1-193899 (JP, A)

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】1つの楽音のうち、その周波数が音高に対
してほぼ比例する第一の楽音成分を発生するようにし、 上記1つの楽音のうち、その周波数が音高に対して比例
しない第二の楽音成分を発生するようにし、この第二の
楽音成分の周波数は、当該音高に対して、上記第一の楽
音成分の音高に対する比例変化とは異なる変化をするも
のであり、 上記発生される第一の楽音成分の周波数が、指定された
音高に対して、ほぼ比例変化するように制御し、 上記発生される第二の楽音成分の周波数が、指定された
音高に対して、比例せずかつ上記第一の楽音成分の音高
に対する比例変化と異なる変化をするように制御し、 これら制御された第一の楽音成分と第二の楽音成分とを
合成することを特徴とする楽音合成装置。
1. A first tone component, of which frequency is substantially proportional to tone pitch, is generated from one tone, and the frequency of the tone is not proportional to tone pitch. A second musical tone component is generated, and the frequency of the second musical tone component changes with respect to the pitch different from the proportional change with respect to the pitch of the first musical tone component, The frequency of the generated first musical sound component is controlled so as to change substantially proportionally to the specified pitch, and the frequency of the generated second musical sound component becomes the specified pitch. On the other hand, it is controlled so as not to be proportional and different from the proportional change of the first musical sound component with respect to the pitch, and to synthesize these controlled first musical sound component and second musical sound component. Characteristic sound synthesizer.
【請求項2】上記請求項1に加え、上記周波数が音高に
対して比例しない第二の楽音成分は響板自体のノイズ音
であり、 上記周波数が音高に対してほぼ比例する第一の楽音成分
は弦自体の音であって、この弦自体の音はアタック成
分、減衰成分、強打成分であることを特徴とする請求項
1に記載の楽音合成装置。
2. The method according to claim 1, wherein the second tone component whose frequency is not proportional to the pitch is a noise sound of the soundboard itself, and the first tone component whose frequency is substantially proportional to the pitch. 2. The musical tone synthesizer according to claim 1, wherein the musical tone component is a sound of the string itself, and the sound of the string itself is an attack component, an attenuation component, and a bang component.
【請求項3】上記第二の楽音成分は、一部の音高におい
て発生されない状態にあり、上記第二の楽音成分の音高
に対する変化特性は複数の変化特性から選択できるもの
であり、当該第二の楽音成分は響板の周波数スペクトル
の各フォルマントピーク点に応じた周波数と振幅とを有
する信号を合成したものであり、タッチに対する変化特
性は上記第一の楽音成分と上記第二の楽音成分とで異な
っていることを特徴とする請求項1又は2に記載の楽音
合成装置。
3. The second musical sound component is in a state where it is not generated at a part of the pitch, and the changing characteristic of the second musical sound component with respect to the pitch can be selected from a plurality of changing characteristics. The second musical tone component is a combination of signals having a frequency and an amplitude corresponding to each formant peak point of the frequency spectrum of the soundboard, and the change characteristic with respect to the touch has the first musical tone component and the second musical tone. 3. The musical tone synthesizer according to claim 1, wherein the musical tone is different from the component.
【請求項4】1つの楽音のうち、その周波数が音高に対
してほぼ比例する第一の楽音成分を発生させ、 上記1つの楽音のうち、その周波数が音高に対して比較
しない第二の楽音成分を発生させ、この第二の楽音成分
の周波数は、当該音高に対して、上記第一の楽音成分の
音高に対する比例変化とは異なる変化をするものであ
り、 上記発生される第一の楽音成分の周波数が、指定された
音高に対して、ほぼ比例変化するように制御させ、 上記発生される第二の楽音成分の周波数が、指定された
音高に対して、比例せずかつ上記第一の楽音成分の音高
に対する比例変化と異なる変化をするように制御させ、 これら制御された第一の楽音成分と第二の楽音成分とを
合成させることを特徴とする楽音合成方法。
4. A first tone component, the frequency of which is substantially proportional to the pitch of one tone, is generated, and the frequency of the one tone is not compared with the tone pitch. Is generated, and the frequency of the second musical sound component changes with respect to the pitch different from the proportional change with respect to the pitch of the first musical sound component. The frequency of the first musical tone component is controlled to change substantially proportionally to the designated pitch, and the frequency of the second musical tone component generated above is proportional to the designated pitch. The musical tone characterized by being controlled so as not to be changed and different from the proportional change of the first musical tone component with respect to the pitch, and the controlled first musical tone component and the second musical tone component being synthesized. Synthesis method.
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