JP2722791B2 - Music synthesizer - Google Patents

Music synthesizer

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JP2722791B2
JP2722791B2 JP2177806A JP17780690A JP2722791B2 JP 2722791 B2 JP2722791 B2 JP 2722791B2 JP 2177806 A JP2177806 A JP 2177806A JP 17780690 A JP17780690 A JP 17780690A JP 2722791 B2 JP2722791 B2 JP 2722791B2
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【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、自然楽器の楽音の合成に用いて好適な楽
音合成装置に関する。 「従来の技術」 自然楽器の発音メカニズムをシミュレートしたモデル
を動作させ、自然楽器音を合成する楽音合成装置が知ら
れている。打弦楽器あるいは溌弦楽器の減衰音の楽音合
成装置としては、弦における振動の伝播遅延をシミュレ
ートした遅延回路および弦における音響損失をシミュレ
ートしたフィルタを含んだループ回路と、このループ回
路に溌弦あるいは打弦の際の励起振動に相当する励起信
号を入力する励振回路とからなる、いわゆる遅延フィー
ドバック型の楽音合成装置が知られている。なお、この
種の楽音合成装置は、例えば特公昭58−58679号公報に
開示されている。 また、管楽器等の持続音の楽音合成装置としては、例
えば管楽器の共鳴管内における空気圧力波の伝播をシミ
ュレートしたウェーブガイド(双方向の遅延伝送路)
と、共鳴管内部に空気圧力波を励起せしめるリードの動
作をシミュレートした非線形増幅素子とを組み合わせた
構成のものが知られている。この構成によれば、非線形
増幅素子の出力信号が、ウェーブガイドを終端部に向け
て伝送され、終端部において反射された信号がウェーブ
ガイドを逆方向に介して非線形増幅素子に帰還されると
いう循環動作が繰り返される。すなわち、実際の管楽器
内部での空気圧力波の生成および往復伝播の動作が忠実
にシミュレートされる。そして、ウェーブガイド中の任
意のノードから目的とする楽音信号が取り出される。な
お、この種の技術は、特開昭63−40199号公報に開示さ
れている。 「発明が解決しようとする課題」 ところで、上述のようにして合成された楽音信号に対
して複雑な音色の変化を与えたいという要求が生じるこ
とがある。この場合、所望の音色の変化が得られるよう
な伝達関数を有するフィルタを遅延フィードバック型楽
音合成装置あるいはウェーブガイドを用いた楽音合成装
置の出力部に接続することにより、上記要求に対応して
いた。しかしながら、実現しようとする音色の変化が複
雑かつ微妙である場合には高次のフィルタを用意するこ
とが必要となり、装置全体が大規模になってしまうとい
う問題があった。 この発明は、装置規模を大きくすることなく、複雑か
つ微妙な音色調整機能を有する楽音合成装置を提供する
ことを目的としている。 「課題を解決するための手段」 この発明は、n段(nは自然数)の遅延素子からなる
遅延手段と、少なくとも前記遅延手段を閉ループ状に接
続してなる閉ループ手段と、前記閉ループ手段における
所定のノードに励振信号を入力する手段と、前記遅延手
段のn段の遅延素子のうち、連続するm段(mは2以
上,n以下の自然数)の遅延素子の各出力信号に対して、
それぞれ所望のフィルタ演算に対応した乗算係数を乗じ
ると共に、それらの乗算結果を加算し、この加算結果を
前記閉ループ手段に帰還させることなく、楽音信号とし
て出力する音色調整手段と を具備することを特徴としている。 「作用」 上記構成によれば、閉ループ手段において、入力され
た励振信号の循環が繰り返される。そして、閉ループ手
段内における遅延手段のn段の遅延素子のうち、連続す
るm段(mは2以上,n以下の自然数)の遅延素子の各出
力信号が取り出され、各々の信号に対してフィルタ演算
用の係数が乗算されると共に、各乗算結果が加算された
後、閉ループ手段に帰還させることなく、楽音信号とし
て出力される。これにより、合成された楽音信号の音色
に、複雑な変化を付与するためのフィルタの演算におけ
る遅延処理を行う手段と、閉ループ手段における遅延処
理を行う手段とを共用することができる。また、フィル
タ特性を変更しても閉ループ手段を帰還する信号の特性
が変化しないため、閉ループ手段を循環する信号の特性
を変更することなく、出力される楽音信号の特性を変更
することができる。 「実施例」 以下、図面を参照してこの発明の実施例について説明
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a musical sound synthesizer suitable for use in synthesizing musical sounds of natural musical instruments. 2. Description of the Related Art A musical sound synthesizer that synthesizes a natural musical instrument sound by operating a model simulating a sounding mechanism of a natural musical instrument is known. As a tone synthesizer for attenuated sound of a percussion instrument or a stringed instrument, a loop circuit including a delay circuit that simulates a propagation delay of vibration in a string and a filter that simulates acoustic loss in a string, and a loop circuit that includes a string Alternatively, there is known a so-called delayed feedback type tone synthesizer comprising an excitation circuit for inputting an excitation signal corresponding to an excitation vibration at the time of string striking. This kind of musical sound synthesizer is disclosed, for example, in Japanese Patent Publication No. 58-58679. Further, as a musical sound synthesizer for sustained sounds such as wind instruments, for example, a waveguide (bidirectional delay transmission path) simulating the propagation of an air pressure wave in the resonance pipe of a wind instrument
There is known a configuration in which a non-linear amplification element that simulates the operation of a lead for exciting an air pressure wave inside a resonance tube is combined. According to this configuration, the output signal of the nonlinear amplifying element is transmitted with the waveguide directed to the terminal, and the signal reflected at the terminal is returned to the nonlinear amplifying element via the waveguide in the reverse direction. The operation is repeated. That is, the operation of generating and reciprocating air pressure waves inside the actual wind instrument is faithfully simulated. Then, a desired tone signal is extracted from an arbitrary node in the waveguide. This type of technique is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-40199. "Problems to be Solved by the Invention" By the way, there is a case where a demand arises to give a complex tone change to the tone signal synthesized as described above. In this case, the above requirement has been met by connecting a filter having a transfer function that can obtain a desired tone change to the output section of a delay feedback type tone synthesis device or a tone synthesis device using a waveguide. . However, when the change in tone color to be realized is complicated and subtle, it is necessary to prepare a higher-order filter, and there is a problem that the entire device becomes large-scale. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a tone synthesizer having a complicated and subtle tone color adjustment function without increasing the scale of the apparatus. [Means for Solving the Problems] The present invention provides a delay unit including an n-stage (n is a natural number) delay element, a closed loop unit that connects at least the delay units in a closed loop, and a predetermined loop unit in the closed loop unit. Means for inputting an excitation signal to a node of the following, and for each output signal of successive m-stage (m is a natural number of 2 or more and n or less) among the n-stage delay elements of the delay means,
And a tone color adjusting means for multiplying each by a multiplication coefficient corresponding to a desired filter operation, adding the multiplication results, and outputting the addition result as a tone signal without feeding back the addition result to the closed loop means. And [Operation] According to the above configuration, the circulation of the input excitation signal is repeated in the closed loop means. Then, of the n delay elements of the delay means in the closed loop means, each output signal of m successive delay elements (m is a natural number of 2 or more and n or less) is extracted, and a filter is applied to each signal. After being multiplied by the calculation coefficient and the result of each multiplication being added, the result is output as a tone signal without being fed back to the closed loop means. As a result, it is possible to share the means for performing the delay processing in the operation of the filter for giving a complex change to the tone color of the synthesized tone signal and the means for performing the delay processing in the closed loop means. Further, even if the filter characteristic is changed, the characteristic of the signal returning to the closed loop means does not change, so that the characteristic of the output tone signal can be changed without changing the characteristic of the signal circulating through the closed loop means. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

【本発明の原理】[Principle of the present invention]

第1図はこの発明の原理を説明するブロック図であ
る。 1は遅延フィードバック型楽音形成部であり、各々が
1サンプリング周期の遅延時間を有し、カスケード接続
されたn個の遅延素子D1〜Dnと、音響損失付与のための
フィルタ、減衰係数を乗算する係数乗算器、およびピッ
チ調整用の遅延回路等からなる信号処理回路2と、加算
器3とが閉ループ状に接続されてなる。そして、波形発
生回路4によって例えばインパルス波形等の多くの周波
数成分を含んだ初期波形が発生され、この初期波形が加
算器3から遅延フィードバック型楽音合成部1内に導入
され、ループ内を循環することにより、減衰音の形成が
行われる。加算器3の出力信号および遅延素子D1〜Dnの
各出力信号は、各々、乗算器M0〜Mnに与えられて、所望
のフィルタ演算に対応した係数a0〜anが乗算される。そ
して、これらの乗算結果が加算器5によって加算され、
加算結果が楽音信号として出力される。 ここで、信号処理回路2の伝達関数をF(z)とする
と、波形発生器4から供給される波形Xと、加算器5か
ら得られる楽音信号波形Yとの間の伝達関数は下記式
(1)のようになる。 上記式(1)に示すように、第1図の構成の伝達関数
は、遅延フィードバック型楽音合成部1本来の伝達関数
1/(1−z-nF)と、n次のFIR(有限インパルス応答)
フィルタの伝達関数 を結合したものである。 すなわち、遅延フィードバック型楽音合成部1に対
し、別途FIRフィルタを接続した場合と全く同等な伝達
関数が実現される。このように、フィルタ演算に必要な
遅延処理を行う手段と、閉ループ手段における遅延処理
を行う手段とを共用するようにしたので、装置規模を大
きくすることなく、複雑かつ微妙な音色調整を行うこと
ができる。
FIG. 1 is a block diagram illustrating the principle of the present invention. 1 is a delayed feedback type tone formation portion, each having a delay time of one sampling period, multiplies the n delay elements D 1 -Dn cascaded filter for acoustic loss causing the damping coefficient A signal processing circuit 2 including a coefficient multiplier, a delay circuit for pitch adjustment, and the like, and an adder 3 are connected in a closed loop. Then, the waveform generating circuit 4 generates an initial waveform including many frequency components such as an impulse waveform, and the initial waveform is introduced from the adder 3 into the delay feedback type tone synthesizer 1 and circulates in the loop. As a result, a damping sound is formed. Output signal and the output signal of the delay element D 1 -Dn adder 3 are each provided to a multiplier M 0 to Mn, the desired coefficients a 0 .about.An corresponding to filter operation is multiplied. Then, these multiplication results are added by the adder 5,
The addition result is output as a tone signal. Here, assuming that the transfer function of the signal processing circuit 2 is F (z), the transfer function between the waveform X supplied from the waveform generator 4 and the tone signal waveform Y obtained from the adder 5 is represented by the following equation ( It becomes like 1). As shown in the above equation (1), the transfer function of the configuration of FIG.
1 / (1-z- nF ) and nth-order FIR (finite impulse response)
Filter transfer function Are combined. That is, a transfer function completely equivalent to the case where an FIR filter is separately connected to the delay feedback type tone synthesizer 1 is realized. As described above, since the means for performing the delay processing required for the filter operation and the means for performing the delay processing in the closed loop means are shared, it is possible to perform complicated and subtle tone adjustment without increasing the scale of the apparatus. Can be.

【第1実施例】 第2図はこの発明をピアノ、ギター等の減衰音の楽音
合成装置に適用した場合の構成例を示すものである。な
お、この図において、前述した第1図と対応する部分に
は同一の符号を付し、その説明を省略する。この楽音合
成装置は、図示しない演奏操作子(例えば鍵盤等)が操
作されることによって発生されるキーオン信号KONおよ
び発音すべき音高を指定するピッチ情報PITCHが供給さ
れる。 第2図において、可変遅延回路14は、1サンプリング
周期の遅延時間を有する遅延素子DD1〜DDmをカスケード
接続してなるシフトレジスタとセレクタ6によって構成
される。遅延素子Dnの出力は可変遅延回路14における第
1段目の遅延素子DD1に入力され、遅延素子DD1〜DDmの
各遅延出力はセレクタ6に入力される。そして、係数制
御部7によってピッチ情報PITCHに対応した遅延指定情
報が発生され、その整数部kがセレクタ6にセレクト情
報とし与えられる。この結果、遅延素子DDZ1〜DDmの各
遅延出力の中からkに対応した遅延出力が選択されて出
力される。すなわち、1サンプリング周期をτとした場
合、遅延素子Dnの出力はkτだけ遅延されてセレクタ6
から出力され、可変遅延回路15へと送られる。この実施
例の場合、遅延素子D1〜Dnが固定の遅延回路として介挿
されているので、ピッチ情報PITCHに対応した楽音周波
数の逆数から、遅延素子D1〜Dnの総遅延時間を差し引い
た遅延時間が、遅延指定情報によって指定される。 可変遅延回路15では、セレクタ6からの出力信号が乗
算器10に入力されると共に、遅延素子8によって1サン
プリング周期遅延されて乗算器9に入力される。これら
の乗算器9および10には、遅延指定情報の小数部bおよ
び1−bが各々乗算係数として与えられる。そして、乗
算器9および10の出力が加算器11によって加算されて出
力される。この可変遅延回路15によれば、1サンプリン
グ周期前後して入力される2つの信号の直線補間が行わ
れ、遅延回路8に入力される信号が実効的にbτだけ遅
延されて加算器11から出力される。 加算器11の出力信号はローパスフィルタ12のフィルタ
特性に応じて各周波数成分が減衰される。そして、ロー
パスフィルタ12の出力信号に対し、所望の減衰エンベロ
ープに応じて決定される減衰係数γが乗算器13によって
乗じられ、この乗算結果が加算器3に帰還される。 波形発生部4aは、例えばROM(リードオンリメモリ)
によって実現され、初期波形の波形値のサンプル列が記
憶されている。音色制御および音高制御の安定性を考え
た場合、発生しようとする楽音の音高に応じて初期波形
の周波数を変えることが望ましい。従って、発生する全
音域を例えばオクターブ単位に分割し、分割によって得
られた各区分毎に最適な周波数の初期波形を記憶するよ
うにしている。 このような構成におい、演奏操作子が操作され、キー
オン信号KONおよびピッチ情報PITCHが発生されると、波
形発生部4aからピッチ情報PITCHに対応した初期波形が
読み出される。そして、この読出波形は、加算器3→遅
延回路D1〜Dn→可変遅延回路14→可変遅延回路15→ロー
パスフィルタ12→乗算器13からなる閉ループに導入さ
れ、以後、減衰しつつ閉ループ内を循環する。 そして、加算器3の出力信号および遅延素子D1〜Dnの
各遅延出力にフィルタ演算用の係数a0〜anが乗算され、
各乗算結果が加算されて楽音信号として出力される。
First Embodiment FIG. 2 shows an example of a configuration in which the present invention is applied to a musical tone synthesizer for attenuated sounds such as pianos and guitars. In this figure, parts corresponding to those in FIG. 1 described above are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. This musical tone synthesizer is supplied with a key-on signal KON generated by operating a performance operator (for example, a keyboard or the like) (not shown) and pitch information PITCH for specifying a pitch to be sounded. In FIG. 2, the variable delay circuit 14 includes a shift register and a selector 6 in which delay elements DD 1 to DDm having a delay time of one sampling period are cascaded. The output of the delay element Dn are input to the delay element DD 1 of the first stage of the variable delay circuit 14, the delayed output of the delay element DD 1 ~DDm is inputted to the selector 6. Then, the delay control information corresponding to the pitch information PITCH is generated by the coefficient control unit 7, and the integer part k is given to the selector 6 as select information. As a result, the delay output corresponding to the k from among the delayed output of the delay element DDZ 1 ~DDm is selected and output. That is, if one sampling period is τ, the output of the delay element Dn is delayed by kτ and
And sent to the variable delay circuit 15. In the case of this embodiment, since the delay elements D 1 to Dn are interposed as fixed delay circuits, the total delay time of the delay elements D 1 to Dn is subtracted from the reciprocal of the tone frequency corresponding to the pitch information PITCH. The delay time is specified by the delay specification information. In the variable delay circuit 15, the output signal from the selector 6 is input to the multiplier 10, and is input to the multiplier 9 after being delayed by one sampling period by the delay element 8. These multipliers 9 and 10 are provided with fractional parts b and 1-b of the delay designation information as multiplication coefficients, respectively. Then, the outputs of the multipliers 9 and 10 are added by the adder 11 and output. According to the variable delay circuit 15, linear interpolation of two signals input before and after one sampling period is performed, and the signal input to the delay circuit 8 is effectively delayed by bτ and output from the adder 11. Is done. Each frequency component of the output signal of the adder 11 is attenuated according to the filter characteristics of the low-pass filter 12. Then, the output signal of the low-pass filter 12 is multiplied by an attenuation coefficient γ determined according to a desired attenuation envelope by the multiplier 13, and the multiplication result is fed back to the adder 3. The waveform generator 4a is, for example, a ROM (read only memory)
And a sample sequence of waveform values of the initial waveform is stored. In consideration of the stability of timbre control and pitch control, it is desirable to change the frequency of the initial waveform according to the pitch of a musical tone to be generated. Therefore, the entire range to be generated is divided into, for example, octave units, and an initial waveform having an optimum frequency is stored for each division obtained by the division. In such a configuration, when the performance operator is operated to generate the key-on signal KON and the pitch information PITCH, the initial waveform corresponding to the pitch information PITCH is read from the waveform generator 4a. Then, this read waveform is introduced into a closed loop consisting of an adder 3 → delay circuits D 1 to Dn → variable delay circuit 14 → variable delay circuit 15 → low pass filter 12 → multiplier 13, and thereafter attenuates in the closed loop while attenuating. Circulate. Then, the output signal of the adder 3 and each of the delay outputs of the delay elements D 1 to Dn are multiplied by coefficients a 0 to an for the filter operation,
Each multiplication result is added and output as a tone signal.

【第2実施例】 第3図は、この発明をクラリネットの楽音合成装置に
適用した場合の構成例を示すものである。同図におい
て、励振回路20はクラリネットにおけるマウスピース部
に対応しており、共振回路40はクラリネットの共鳴管に
対応している。また、励振回路20と共振回路40との間に
介挿されるジャンクション36は、マウスピース部と共鳴
管との接続部における空気圧力波の散乱をシミュレート
したものである。このジャンクション30では、共振回路
40からの出力信号と励振回路20の出力信号が加算器31に
よって加算されて共振回路40に入力され、加算器31の出
力信号と共振回路40の出力信号が加算器32によって加算
されて励振回路20に入力されるようになっている。 励振回路20は、減衰器21、フィルタ22および23、加算
器24、ROM25、乗算器26、27およびINVとで構成される。
そして、楽音発生時、係数制御部50から吹奏圧を指定す
る信号P、エンブシュア(マウスピースを口にくわえる
時の圧力)を指定する信号Eが与えられる。減算器21に
は、共振回路40からジャンクション30を介して入力され
る信号、すなわち、共鳴管内あるいは共鳴管終端部にお
いて反射され、マウスピース部に到来する空気圧力波の
空気圧に相当する信号PRと、吹奏圧に相当する信号Pが
入力される。そして、減算器21によって信号PRから信号
Pが減算され、クラリネットのリードに加わる空気圧に
相当する信号PAが得られる。 減算器21の出力信号PAはフィルタ22によって帯域制限
される。このフィルタ22は1次のローパスフィルタによ
って構成されており、励振回路20と共振回路40との間を
循環する信号の振幅が特性周波数において著しく大きく
ならないようにするために介挿されている。そして、フ
ィルタ22の出力信号P1はフィルタ23に入力されると共
に、乗算器INVによって反転されて乗算器26に入力され
る。信号P1はフィルタ23を介すことにより、高周波成分
が除去される。これにより、急激な圧力変化を吸収する
リードの応答特性がシミュレートされる。 そして、加算器24によって、フィルタ23の出力信号P2
に対し、エンブシュアに相当する信号Eが加算され、実
際にリードに加えられる圧力に相当する信号P3が求めら
れる。そして、この信号P3がROM25にアドレスとして与
えられる。これにより、ROM15内に予め記憶された非線
形関数のテーブルが参照され、リードとマウスピース部
との間隙の断面積、すなわち、空気流に対するアドミッ
タンスに相当する信号Yが出力される。そして、信号Y
と信号−P1とが乗算器26によって乗算され、リードとマ
ウスピース部との間隙を通過する空気の流速に相当する
信号FLが得られる。 そして、信号FLに対し、乗算器27によって乗算係数G
が乗じられる。ここで、乗算係数Gは共鳴管におけるマ
ウスピース部の取り付け部付近の管径に応じて決められ
る定数であり、空気流の通りにくさ、すなわち、空気流
に対するインピーダンスに相当するものである。従っ
て、乗算器27からは、共鳴管のマウスピース側の入口に
おいて発生する空気の圧力変化に相当する信号が得られ
る。そして、この信号がジャンクション30を介し、共振
回路40に入力される。 共振回路40において、遅延素子D1〜Dnによって、リー
ドと、共鳴管における最初のトーンホール(音孔)との
間を空気圧力波が往復伝播する場合に発生する遅延がシ
ミュレートされる。 ジャンクションJU1は、リード側から数えた第1番目
のトーンホールの近傍における空気圧力波の散乱をシミ
ュレートしたものであり、本実施例の場合、乗算器MJ1
〜MJ4、加算器AJ1およびAJ2からなる4乗算格子によっ
て構成されている。ここて、乗算器MJ1〜MJ4には、対象
とするトーンホールの開閉状態に応じて決定される乗算
係数k1,k1,1−k1,−k1が各々係数制御部50によって与え
られる。 ジャンクションJU1の後段には、共鳴管における各ト
ーンホール間の長さに対応した遅延時間を有する遅延回
路DL1〜DLlが、ジャンクションJU1と同等な構成のジャ
ンクションを介してカスケード接続されている(図示
略)。そして、最終段の遅延回路DLlの出力は、ローパ
スフィルタ41によって帯域制限され、さらに乗算器42に
よって負の係数δが乗算され、カスケード接続されたジ
ャンクションを逆に介し、さらにジャンクション30を介
して励振回路20の減算器21に帰還される。 このような構成において、図示しない操作子が操作さ
れて楽音の発生指示がなされると、吹奏圧Pおよびエン
ブシュアEに相当する信号が係数制御部50によって発生
され、励振回路20に供給される。また、各トーンホール
の開閉状態に対応し、各トーンホールに対応したジャン
クション(JU1および後続の図示しないジャンクショ
ン)の係数乗算係数k1,k1,1−k1,−k1、〜、kl,kl,1−k
l,−klが決定され、各々対応するジャンクションに供給
される。 そして、吹奏圧PおよびエンブシュアEに基づく励振
信号が励振回路20から出力される。この信号はジャンク
ション30を介し、共振回路40に入力される。そして、ジ
ャンクション30を介して入力された信号は、共振回路40
内の各所で折り返され、再びジャンクション30を介して
励振回路20に帰還される。そして、励振回路20では共振
回路40から帰還した信号と、当該時点における吹奏圧P
およびエンブシュアEに基づき上述した信号処理が行わ
れ、新たな励振信号がジャンクション30を介し、共振回
路40に入力される。以下同様の動作が行われ、励振回路
20と共振回路40との間で信号の循環が行われる。 そして、共振回路40における遅延素子D1の入力信号お
よび遅延素子D1〜Dnの各遅延出力に対し、乗算器M0〜Mn
によってフィルタ演算用の係数a0〜anが乗算され、各乗
算結果が加算器5によって加算されて楽音信号として出
力される。 なお、上記実施例では、音色調整用のFIRフィルタを
楽音合成装置内に1個設けた例を説明したが、複数箇所
に設けてもよい。また、この場合、複数のFIRフィルタ
の出力を混合して出力するようにしてもよい。また、FI
Rフィルタを構成するのに閉ループ手段(上記実施例に
おける遅延フィードバック型楽音形成部および共振回
路)と共用する遅延回路の段数は、必要とされるフィル
タ演算の次数に対応し、任意に決定し得る。また、発生
する楽音の周波数が高い場合、それに合わせて閉ループ
手段の総遅延時間を小さくすることが困難になることが
考えられる。しかし、この場合、フィルタ演算の次数を
下げ、FIRフィルタとして使用する遅延回路の段数を減
らすことにより、閉ループ手段の総遅延時間を所望の音
高に適した値にすることが可能である。 「発明の効果」 以上説明したように、この発明によれば、n段(nは
自然数)の遅延素子からなる遅延手段と、少なくとも前
記遅延手段を閉ループ状に接続してなる閉ループ手段
と、前記閉ループ手段における所定のノードに励振信号
を入力する手段と、前記遅延手段のn段の遅延素子のう
ち、連続するm段(mは2以上,n以下の自然数)の遅延
素子の各出力信号に対して、それぞれ所望のフィルタ演
算に対応した乗算係数を乗じると共に、それらの乗算結
果を加算し、この加算結果を前記閉ループ手段に帰還さ
せることなく、楽音信号として出力する音色調整手段と
を設けたので、合成された楽音信号の音色に複雑な変化
を付与するためのフィルタ演算における遅延処理を行う
手段と、閉ループ手段における遅延処理を行う手段とを
共用することができ、装置規模を大きくすることなく、
複雑かつ微妙な音色調整を行うことが可能な楽音合成装
置を実現することができないという効果がある。また、
フィルタ特性を変更しても閉ループ手段を循環する信号
の特性が変化しないため、閉ループ手段を循環する信号
の特性を変更することなく、出力される楽音信号の特性
を変更することができ、これにより、フィルタの周波数
特性の変化と、発生される楽音信号の特性の変化とが一
義的に対応し、所望の特性の楽音信号を容易に得ること
ができるという効果がある。
Second Embodiment FIG. 3 shows an example of the configuration when the present invention is applied to a clarinet tone synthesizer. In the figure, an excitation circuit 20 corresponds to a mouthpiece portion of a clarinet, and a resonance circuit 40 corresponds to a resonance tube of the clarinet. The junction 36 inserted between the excitation circuit 20 and the resonance circuit 40 simulates the scattering of the air pressure wave at the connection between the mouthpiece and the resonance tube. In this junction 30, the resonance circuit
The output signal from 40 and the output signal of the excitation circuit 20 are added by the adder 31 and input to the resonance circuit 40, and the output signal of the adder 31 and the output signal of the resonance circuit 40 are added by the adder 32 and the excitation circuit 20 is to be entered. The excitation circuit 20 includes an attenuator 21, filters 22 and 23, an adder 24, a ROM 25, multipliers 26 and 27, and INV.
When a musical tone is generated, a signal P for designating the blowing pressure and a signal E for designating embouchure (pressure when the mouthpiece is held in the mouth) are given from the coefficient control unit 50. The subtractor 21 has a signal PR input from the resonance circuit 40 through the junction 30, that is, a signal PR corresponding to the air pressure of the air pressure wave that is reflected in the resonance pipe or at the end of the resonance pipe and arrives at the mouthpiece. , A signal P corresponding to the blowing pressure is input. Then, the signal P is subtracted from the signal PR by the subtractor 21 to obtain a signal PA corresponding to the air pressure applied to the clarinet lead. The output signal PA of the subtractor 21 is band-limited by the filter 22. The filter 22 is constituted by a first-order low-pass filter, and is inserted so as to prevent the amplitude of a signal circulating between the excitation circuit 20 and the resonance circuit 40 from becoming extremely large at a characteristic frequency. The output signal P 1 of the filter 22 is input to the filter 23, is inputted are inverted to the multiplier 26 by a multiplier INV. Signal P 1 by the intervention of the filter 23, the high frequency component is removed. This simulates the response characteristics of a lead that absorbs sudden pressure changes. Then, the output signal P 2 of the filter 23 is output by the adder 24.
To, is added to the signal E corresponding to Enbushua, the signal P 3 are determined corresponding to the actual pressure applied to the lead. This signal P 3 is supplied as an address to the ROM 25. As a result, the table of the non-linear function stored in the ROM 15 is referred to, and the signal Y corresponding to the cross-sectional area of the gap between the lead and the mouthpiece, that is, the admittance to the air flow is output. And the signal Y
The signal -P 1 and are multiplied by a multiplier 26, a signal FL is obtained, which corresponds to the flow rate of air passing through the gap between the mouthpiece and reed unit. The multiplier 27 multiplies the signal FL by a multiplier coefficient G
Is multiplied. Here, the multiplication coefficient G is a constant determined according to the pipe diameter in the vicinity of the mouthpiece mounting portion of the resonance pipe, and corresponds to the difficulty of the air flow, that is, the impedance to the air flow. Therefore, a signal corresponding to a change in pressure of air generated at the mouthpiece-side entrance of the resonance tube is obtained from the multiplier 27. Then, this signal is input to the resonance circuit 40 via the junction 30. In the resonant circuit 40, the delay element D 1 -Dn, delay caused when the air pressure wave round trip between the lead, the first tone hole in the resonance tube (sound hole) is simulated. Junction JU 1 is obtained by simulating the scattering of the air pressure wave in the vicinity of the first tone hole counted from the lead side, in this embodiment, the multiplier MJ 1
, MJ 4 , and a 4-multiplier lattice composed of adders AJ 1 and AJ 2 . Here, in the multipliers MJ 1 to MJ 4 , multiplication coefficients k 1 , k 1 , 1−k 1 , −k 1 determined according to the open / closed state of the target tone hole are respectively controlled by the coefficient control unit 50. Given. The subsequent stage of the junctions JU 1, the delay circuit DL 1 ~DLl having a delay time corresponding to the length between the tone hole in the resonance tube, are cascade-connected via the junction equivalent structure as junctions JU 1 (Not shown). The output of the delay circuit DLl in the final stage is band-limited by the low-pass filter 41, is further multiplied by the negative coefficient δ by the multiplier 42, reverses the cascade-connected junction, and further excites through the junction 30. The signal is fed back to the subtracter 21 of the circuit 20. In such a configuration, when an operation element (not shown) is operated to give an instruction to generate a musical tone, a signal corresponding to the blowing pressure P and the embouchure E is generated by the coefficient control section 50 and supplied to the excitation circuit 20. In addition, corresponding to the opening / closing state of each tone hole, the coefficient multiplication coefficients k 1 , k 1 , 1−k 1 , −k 1 , −k 1 , of the junction (JU 1 and the subsequent unillustrated junction) corresponding to each tone hole. kl, kl, 1−k
l and -kl are determined and supplied to the respective junctions. Then, an excitation signal based on the blowing pressure P and the embouchure E is output from the excitation circuit 20. This signal is input to the resonance circuit 40 via the junction 30. The signal input via the junction 30 is
And is returned to the excitation circuit 20 via the junction 30 again. In the excitation circuit 20, the signal returned from the resonance circuit 40 and the blowing pressure P
The signal processing described above is performed on the basis of the embouchure E and the new excitation signal is input to the resonance circuit 40 via the junction 30. Hereinafter, the same operation is performed, and the excitation circuit
A signal is circulated between 20 and the resonance circuit 40. Then, for each delayed output of the input signal of the delay element D 1 in the resonant circuit 40 and a delay element D 1 -Dn, multipliers M 0 to Mn
Are multiplied by the coefficients a 0 to an for the filter operation, and the multiplication results are added by the adder 5 and output as a tone signal. In the above embodiment, an example is described in which one FIR filter for tone color adjustment is provided in the tone synthesizer, but it may be provided at a plurality of locations. In this case, the outputs of a plurality of FIR filters may be mixed and output. Also FI
The number of stages of the delay circuit shared with the closed loop means (the delay feedback type tone generator and the resonance circuit in the above embodiment) to constitute the R filter corresponds to the required order of the filter operation and can be determined arbitrarily. . Also, when the frequency of the generated musical tone is high, it may be difficult to reduce the total delay time of the closed loop means accordingly. However, in this case, by reducing the order of the filter operation and reducing the number of stages of the delay circuit used as the FIR filter, it is possible to make the total delay time of the closed loop means a value suitable for a desired pitch. [Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, the delay means including delay elements of n stages (n is a natural number), the closed loop means connecting at least the delay means in a closed loop, A means for inputting an excitation signal to a predetermined node in the closed loop means; and an output signal of m successive delay elements (m is a natural number of 2 or more and n or less) among n delay elements of the delay means. On the other hand, a timbre adjusting means for multiplying by a multiplication coefficient corresponding to a desired filter operation, adding the multiplication results, and outputting the addition result as a tone signal without returning the addition result to the closed loop means is provided. Therefore, the means for performing the delay processing in the filter operation for imparting a complex change to the tone color of the synthesized tone signal and the means for performing the delay processing in the closed loop means are shared It can, without increasing the size of the apparatus,
There is an effect that a tone synthesis device capable of performing complicated and subtle tone adjustment cannot be realized. Also,
Even if the filter characteristics are changed, the characteristics of the signal circulating in the closed loop means do not change, so that the characteristics of the output tone signal can be changed without changing the characteristics of the signal circulating in the closed loop means. In addition, the change in the frequency characteristic of the filter and the change in the characteristic of the generated tone signal uniquely correspond to each other, so that a tone signal having desired characteristics can be easily obtained.

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

第1図はこの発明の基本構成を説明するブロック図、第
2図はこの発明の第1実施例による楽音合成装置の構成
を示すブロック図、第3図はこの発明の第2実施例によ
る楽音合成装置の構成を示すブロック図である。 1……遅延フィードバック型楽音形成部、D1〜Dn……1
サンプリング周期遅延素子、M0〜Mn……乗算器、5……
加算器。
FIG. 1 is a block diagram for explaining a basic configuration of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a musical tone synthesizer according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a musical tone according to a second embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a synthesis device. 1 ...... delayed feedback type tone formation portion, D 1 -Dn ...... 1
Sampling period delay elements, M 0 to Mn ...... multiplier, 5 ......
Adder.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】n段(nは自然数)の遅延素子からなる遅
延手段と、 少なくとも前記遅延手段を閉ループ状に接続してなる閉
ループ手段と、 前記閉ループ手段における所定のノードに励振信号を入
力する手段と、 前記遅延手段のn段の遅延素子のうち、連続するm段
(mは2以上,n以下の自然数)の遅延素子の各出力信号
に対して、それぞれ所望のフィルタ演算に対応した乗算
係数を乗じると共に、それらの乗算結果を加算し、この
加算結果を前記閉ループ手段に帰還させることなく、楽
音信号として出力する音色調整手段と を具備することを特徴とする楽音合成装置。
1. A delay means comprising delay elements of n stages (n is a natural number); a closed loop means connecting at least the delay means in a closed loop; and an excitation signal inputted to a predetermined node in the closed loop means. Multiplying each output signal of successive m-stage delay elements (m is a natural number not less than 2 and not more than n) among the n-stage delay elements of the delay means. A tone synthesizer comprising: multiplying a coefficient; adding a result of the multiplication; and outputting the added result as a tone signal without feeding back the result to the closed loop means.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS62109093A (en) * 1985-11-07 1987-05-20 松下電器産業株式会社 Waveform synthesizer
JPH02240696A (en) * 1989-03-14 1990-09-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd Musical tone synthesizer

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