JP2705348B2 - 楽音信号発生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、楽音信号発生装置に
関し、特に自然な経時変化の楽音波形を形成できる楽音
信号発生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、所望の楽音波形をアナログ的また
はディジタル的に記憶させた波形メモリを用い、この波
形メモリから発生しようとする楽音の周波数に比例する
速度で記憶内容を繰返し読出して楽音波形を形成するよ
うにした楽音信号発生装置があった。また、より変化に
富んだ楽音を発生させるため、所望の周波数特性を有す
るフィルタの入力端子に楽音波形を加え、該フィルタの
出力端子に現れる楽音波形を１周期遅延して再び前記フ
ィルタの入力端子に加えるようにして楽音波形がフィル
タを循環するようにループ回路を形成し、このようなル
ープ回路から順次変化してゆく楽音波形を取出すように
した楽音信号発生装置があった。特に、特公昭５８−５
８６７９号には、セレクタを用いて、始めは波形メモリ
から読出した楽音波形を用い、ループ回路の遅延時間の
後にはループ回路から読出した楽音波形に切換えるよう
にした電子楽器が開示されている。

【０００３】さらに、特公昭５８−４８１０９号には、
波形メモリからの出力データとループ回路からの出力デ
ータとを適当な混合比で混合して楽音波形を得るように
した電子楽器が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】特公昭５８−５８６７
９号の方式では、出力する楽音波形を切換えるときに波
形の連続性を考慮していないので、ノイズを生じたり、
不自然な変化を生じたりする。また、特公昭５８−４８
１０９号の方式では、波形メモリからの波形がそのまま
出力されるのはループ回路の遅延時間（シフトレジス
タ）内のみであり、それ以上の時間、波形メモリからの
楽音波形のみを出力させることができない。例えば、ア
タック波形の部分として、波形メモリをそのまま再生す
ることなどができない。

【０００５】この発明は、上述の従来例における問題点
に鑑み、ノイズや不自然な変化を生じることなく経時変
化が自然な楽音を発生でき、また波形メモリからの再生
を所望の時間行うことのできる楽音信号発生装置を提供
することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、この発明に係る楽音信号発生装置は、少なくとも１
周期分の楽音波形を発生する波形発生手段と、前記波形
発生手段にて発生された波形出力に対し徐々に漸減する
第１の乗数を乗算する第１の乗算手段と、前記第１の乗
算手段の出力を一方の入力とする加算手段とを備えると
ともに、前記加算手段と、楽音波形を変化させるフィル
タ手段と、楽音波形の１周期分の遅延を与える遅延手段
と、徐々に漸増する第２の乗数を乗算する第２の乗算手
段とを含むループ手段を備え、前記第１の乗数および／
または第２の乗数に応じて前記フィルタ手段の特性を変
更制御するとともに、前記加算手段の出力を楽音発生の
ための波形として用いることを特徴とする。

【０００７】特に、前記第１の乗算手段における乗数の
漸減の時間および前記第２の乗算手段における乗数の漸
増の時間が可変できるようにするとよい。

【０００８】

【作用】第１の乗算手段および第２の乗算手段により、
波形発生手段からの出力とループ手段からの出力とはい
わゆるクロスフェード制御される。これにより経時変化
の自然な楽音が得られる。特に、クロスフェードを開始
する時間（第１の乗算手段の乗数を「１」に、第２の乗
算手段の乗数を「０」に保持しておく時間）を適宜設定
すれば、例えばアタック波形は波形メモリをそのまま再
生し、その後はループ回路からの出力を用いることなど
が自然な経時変化のもとで実現できる。

【０００９】

【実施例】以下、図面を用いてこの発明の実施例を説明
する。

【００１０】図１は、この発明の一実施例に係る楽音信
号発生装置のブロック構成図である。この楽音信号発生
装置は、鍵盤１、音色指定のためのスイッチ類２、制御
部３、波形発生部４、遅延回路６、フィルタ７、遅延時
間データ発生部１０、フィルタ係数発生部１１、ループ
ゲインデータ発生部１２、クロスフェード係数発生部１
４、乗算器５，８，１３、および加算器９を具備する。

【００１１】制御部３は、鍵盤１の鍵の押下を検出し、
キーオンパルスＫＯＮ、押下鍵のキーコードＫＣ、およ
びタッチデータＴＯＵＣＨを出力する。また制御部３
は、音色指定スイッチ２の操作に応じて音色データＴＣ
を出力する。制御部３はＭＩＤＩインターフェースを有
する。

【００１２】波形発生部４は、内部に波形メモリとその
読出し回路を備えており、所定のクロックパルスφに応
じて波形メモリの波形データＷＡＶＥを順次読出し出力
する。波形発生部４は、キーオンパルスＫＯＮ、キーコ
ードＫＣ、タッチデータＴＯＵＣＨ、および音色データ
ＴＣを入力し、これらの入力データに応じて波形データ
ＷＡＶＥを順次読出し出力する。波形発生部４として
は、楽音波形の最初の部分を形成するための少なくとも
１周期分の波形をアナログ的またはディジタル的に発生
できるもの、例えばＰＣＭ方式で楽音信号を記憶し再生
するようなものを用いる。波形発生部４の出力データＷ
ＡＶＥは、乗算器５（第１の乗算手段）を介して加算器
９に入力する。

【００１３】加算器９、遅延回路６、フィルタ７、およ
び乗算器８はループ回路（遅延＋フィードバック回路）
２０を構成している。加算器９の出力データは遅延回路
６に入力し、所定時間遅延された後、出力される。遅延
回路６としては、例えば波形発生部４からの出力データ
を１周期分記憶し、クロックパルスφに応じてシフトし
ながら出力するシフトレジスタなどを用いる。遅延回路
６の出力はフィルタ７に入力する。楽音波形データは、
このループ回路２０をループするごとにフィルタ７を通
過し、これにより順次変化させられる。このようにして
複雑な楽音を形成することができる。フィルタ７の出力
は乗算器８（第２の乗算手段）を介して加算器９に入力
する。加算器９は、乗算器８からの出力と乗算器５から
の出力とを加算する。加算結果は、再び遅延回路６に入
力し、ループ回路２０をループしていく。また加算器９
の加算結果は、この楽音信号発生装置の出力データとし
て出力される。

【００１４】遅延時間データ発生部１０は、キーオンパ
ルスＫＯＮおよびキーコードＫＣを入力し、遅延回路６
に向けて遅延時間データＤＬＹを出力する。遅延時間デ
ータＤＬＹは、遅延回路６の遅延時間を規定する。ま
た、フィルタ係数発生部１１は、キーオンパルスＫＯ
Ｎ、キーコードＫＣ、タッチデータＴＯＵＣＨおよび音
色データＴＣを入力し、フィルタ７に向けてフィルタ係
数ＦＬＴを出力する。フィルタ係数ＦＬＴは、フィルタ
７の周波数特性や位相特性を規定する。これらのパラメ
ータＤＬＹ，ＦＬＴにより、ループ回路２０における楽
音の変化の態様が規定される。

【００１５】ループゲインデータ発生部１２は、キーオ
ンパルスＫＯＮ、キーコードＫＣ、タッチデータＴＯＵ
ＣＨおよび音色データＴＣを入力し、乗算器１３に向け
てループゲインＧ（０≦Ｇ≦１）を出力する。ループゲ
インＧは、ループ回路２０で楽音波形をループさせてい
く際の最終的な目標レベルに相当する。すなわち、後述
するように波形発生部４の出力とループ回路２０の出力
はクロスフェードされ、波形発生部４の出力データのレ
ベルは漸減し、ループ回路２０の出力データのレベルは
漸増するが、このようなクロスフェード制御におけるル
ープ回路２０の出力データの目標レベルをループゲイン
Ｇで規定している。

【００１６】クロスフェード係数発生部１４は、キーオ
ンパルスＫＯＮ、キーコードＫＣ、タッチデータＴＯＵ
ＣＨおよび音色データＴＣを入力し、クロスフェード制
御を行うためのクロスフェード係数ＡおよびＢを出力す
る。クロスフェード係数Ａは、「１」から出発して
「０」まで徐々に漸減する係数であり、乗算器５にその
乗数として出力される。クロスフェード係数Ｂは、
「０」から出発して「１」まで徐々に漸増する係数であ
り、乗算器１３にその乗数として出力される。乗算器１
３は、ループゲインデータ発生部１２から出力されたル
ープゲインＧと「０」から「１」まで漸増するクロスフ
ェード係数Ｂとを乗算し、乗算結果Ｂ・Ｇを乗算器８に
向けて出力する。この乗算結果Ｂ・Ｇは、「０」から出
発して「Ｇ」まで徐々に漸増する値をとり、この値が乗
算器８の乗数となる。

【００１７】以上より、波形発生部４の出力は乗算器５
において「１」から「０」まで徐々に漸減する係数Ａと
乗算され、加算器９に出力される。また、ループ回路２
０の出力は乗算器８において「０」から「Ｇ」まで徐々
に漸増する係数Ｂ・Ｇと乗算され、加算器９に出力され
る。これにより、クロスフェード制御が実現される。図
２は、クロスフェード係数ＡおよびＢの時間変化の一例
を示す。この例では、クロスフェード係数Ａは、所定時
刻ｔ1 まで「１」を保持し、時刻ｔ1 からｔ2 までは一
定の割合で漸減し、時刻ｔ2 で「０」に至ってから以降
は「０」を保持する。クロスフェード係数Ｂは、所定時
刻ｔ1 まで「０」を保持し、時刻ｔ1からｔ2 までは一
定の割合で漸増し、時刻ｔ2 で「１」に至ってから以降
は「１」を保持する。言い換えれば、係数ＢはＢ＝（１
−Ａ）となっている。

【００１８】クロスフェード係数ＡおよびＢがこのよう
な時間変化を示す場合、図１の楽音信号発生装置の出力
は以下のようになる。まず、鍵盤１のいずれかの鍵が押
下され時刻ｔ＝０から楽音信号が出力されるとすると、
時刻ｔ＝０〜ｔ1 では係数Ａ＝１，Ｂ＝０であるので、
波形発生部４からの出力ＷＡＶＥが乗算器５および加算
器９を介して出力される。次に、時刻ｔ＝ｔ1 〜ｔ2 で
は係数Ａは「１」から「０」へ漸減し、係数Ｂは「０」
から「１」へ漸増する（乗算器８の乗数は「０」から
「Ｇ」へ漸増）ので、波形発生部４からの出力とループ
回路２０からの出力は、加算器９においてこれらの係数
に応じた混合比で混合され出力される。そして、時刻ｔ
＝ｔ2 以降では係数Ａ＝０，Ｂ＝１（乗算器８の乗数は
「Ｇ」）であるので、ループ回路２０からの出力が乗算
器８および加算器９を介して出力される。

【００１９】図３は、出力する楽音波形のアタック期間
に波形発生部４からの出力を用いる例である。図３の例
は、図２の時刻ｔ1 をアタック期間が終了する時点に設
定し、時刻ｔ2 を初回のループ処理の途中の時点に設定
したものである。これにより、アタック期間は再現性の
良い波形発生部４からの出力をそのまま用い、アタック
期間以降は変化に富むループ回路２０からの出力の割合
を徐々に増やしていき、最終的には自然にループ回路２
０からの出力を主とするようにできる。このような制御
は、例えばピアノ音などの、アタックが音色を決定する
要因として重要な役割を果たし、比較的減衰の緩やかな
楽音を合成する場合に好適である。

【００２０】図４は、波形のゼロクロスの時点を基準に
クロスフェードする例を示す。図４の例は、図２の時刻
ｔ1 を波形が最初にゼロクロスする時点に設定し、時刻
ｔ2を次のゼロクロス時点に設定したものである。これ
により、最初にはゼロクロスするまで再現性の良い波形
発生部４からの出力をそのまま用い、これ以降次のゼロ
クロス時点まででクロスフェードを実行し、最終的には
自然にループ回路２０からの出力を主とするようにでき
る。

【００２１】なお、上記実施例では、クロスフェード係
数Ａ，Ｂの変化に応じて、フィルタ７のパラメータであ
るフィルタ係数を変化させるようにしている。上記の図
２〜４ではクロスフェード係数Ａ，Ｂが互いに相補的に
変化する例を上げたが、係数Ａ，Ｂを独立に経時変化さ
せても良い。さらに、係数Ａ，Ｂが変化する時刻ｔ１，
ｔ２は適宜変更することができるようにするのが好まし
い。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、波形発生手段からの出力とループ手段からの出力と
をクロスフェード制御するようにしているので、ノイズ
や不自然な変化を生じることなく経時変化が自然な楽音
信号を発生することができる。また、波形発生手段から
の再生を所望の時間行うようにすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例に係る楽音信号発生装置のブロック構
成図

【図２】 クロスフェード係数ＡおよびＢの時間変化の
一例を示すグラフ

【図３】 アタック期間に波形発生部からの出力を用い
る場合の時間変化を示すグラフ

【図４】 波形のゼロクロスの時点を基準にクロスフェ
ードする場合の時間変化を示すグラフ

【符号の説明】

１…鍵盤、２…スイッチ類、３…制御部、４…波形発生
部、６…遅延回路、７…フィルタ、１０…遅延時間デー
タ発生部、１１…フィルタ係数発生部、１２…ループゲ
インデータ発生部、１４…クロスフェード係数発生部、
５，８，１３…乗算器、９…加算器。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも１周期分の楽音波形を発生する
   波形発生手段と、前記波形発生手段にて発生された波形
   出力に対し徐々に漸減する第１の乗数を乗算する第１の
   乗算手段と、前記第１の乗算手段の出力を一方の入力と
   する加算手段とを備えるとともに、 前記加算手段と、楽音波形を変化させるフィルタ手段
   と、楽音波形の１周期分の遅延を与える遅延手段と、徐
   々に漸増する第２の乗数を乗算する第２の乗算手段とを
   含むループ手段を備え、前記第１の乗数および／または第２の乗数に応じて前記
   フィルタ手段の特性を変更制御するとともに、 前記加算
   手段の出力を楽音発生のための波形として用いることを
   特徴とする楽音信号発生装置。
2. 【請求項２】 前記第１の乗算手段における乗数の漸減
   の時間および前記第２の乗算手段における乗数の漸増の
   時間が、可変できる請求項１に記載の楽音信号発生装
   置。