JP2743781B2 - 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、自然楽器をシミュレートする物理モデル音
源におけるピッチベンドやビブラートを制御する技術に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、自然楽器をシミュレートした
物理モデルを用いて楽音波形信号を形成する装置が知ら
れている。例えば、特開平２−２９４６９２号公報に
は、金管楽器や木管楽器などの管楽器のシミュレートに
適した楽音波形信号形成装置が開示されている。

【０００３】これは、遅延回路やフィルタなどを閉ルー
プ状に接続して波形信号を循環させる循環路を形成し、
励起信号をこの循環路に注入して循環路を循環させ、適
当な位置から出力楽音信号を取り出すものである。この
循環路は管楽器の管体部に相当し、主としてその循環路
内に設けられた遅延回路の遅延時間が管体の長さに相当
する。

【０００４】したがって、その遅延時間を変化させるこ
とにより、発生する楽音信号の音高を変化させることが
できる。例えば、循環路内の遅延回路の遅延時間を１／
２にすればシミュレートする管体の管長が１／２になっ
たこととなり、管の共振周波数が倍になるので、発生す
る楽音信号の音高は１オクターブ上がる。

【０００５】図９は、物理モデルを用いた楽音信号形成
装置の簡単な回路例である。この回路は、遅延回路９０
１、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）９０２、トータルディ
レイテーブル９０３、および乗算器９０４を備えてい
る。遅延回路９０１、およびＬＰＦ９０２は、ループ回
路を構成している。このループ回路に、不図示の励起信
号発生回路から発生した励起信号を注入し、循環させ
る。これにより、自然楽器をシミュレートした楽音波形
信号を得ることができる。

【０００６】発生する楽音波形信号の音高は、主として
遅延回路９０１の遅延時間に基づいて決定される。そこ
で、発生する楽音波形信号の音高を示すキーコードＫＣ
をトータルディレイテーブル９０３に入力し、そのキー
コードＫＣに対応する遅延時間ＤＬ１を得る。そして、
乗算器９０４により、その遅延時間ＤＬ１とピッチベン
ドＰＢとを乗算する。ピッチベンドＰＢは、例えばピッ
チベンドホイールなどからの出力であり、ピッチベンド
の変化量を規定するパラメータである。ピッチベンドＰ
Ｂは、例えば0.5 から2.0 までの値を取る。

【０００７】乗算器９０４の出力ＤＬ２は、遅延回路９
０１に入力し、その遅延時間を決定する。これにより、
キーコードＫＣの音高を基本とし、そこからピッチベン
ドＰＢだけピッチベンドした音高の楽音波形信号を発生
することができる。ここでは、ピッチベンドＰＢを0.5
から2.0 までの値としたから、音高は上下に１オクター
ブずつ変化させることができることとなる。

【０００８】図１０は、図９のＬＰＦ９０２の回路例で
ある。これは、１次のＩＩＲ（Ｉｎｆｉｎｉｔｅ Ｉｍ
ｐｕｌｓｅ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）フィルタである。ＬＰ
Ｆ９０２は、管体の管終端における減衰をシミュレート
するためのものである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したＬ
ＰＦ９０２は位相遅延を有する。したがって、厳密にい
えば、ＬＰＦ９０２の位相遅延を含めたループ回路全体
の遅延量によって楽音波形信号の音高が決定されるの
で、ピッチベンドＰＢを単純に遅延時間に乗算しただけ
では所望の通りのピッチベンドが実現されないという問
題があった。

【００１０】さらに、物理モデル音源は、自然楽器をシ
ミュレートするのに好適な音源であるが、自然楽器にお
けるピッチベンドやビブラートなどを、よりリアルにシ
ミュレートする技術が望まれている。しかし、従来、ピ
ッチベンドやビブラートなどによる音の変化までをプロ
グラミングできる楽音発生装置はなかった。

【００１１】この発明の目的は、管楽器などをシミュレ
ートした物理モデル音源において、ＬＰＦなどのフィル
タ手段の位相遅延量をも考慮した遅延量の制御を行なう
ことにより正確なピッチベンドを実現することのできる
楽音信号発生装置を提供することにある。また、よりリ
アルにピッチベンドやビブラートなどをシミュレートで
きる楽音信号発生装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、この発明は、発生する楽音の音高を指定する音高デ
ータ、および発生する楽音の音高を連続的に変化させる
際の変化量を指定する変化量データを入力して、該音高
データにより指定された音高を該変化量データに基づい
て連続的に変化させた音高の楽音信号を発生する楽音信
号発生装置であって、遅延時間によって楽音信号の音高
が規定される遅延手段とフィルタ手段とを有するループ
手段を備え、該ループ手段に励起信号を注入して循環さ
せることにより楽音信号を発生する楽音信号発生手段
と、上記音高データに基づいて上記遅延手段の遅延時間
を出力する手段と、該遅延時間に上記フィルタ手段によ
る位相遅延分を加算する手段と、該加算結果に対して、
上記変化量データによる変更を施す手段と、該変更結果
から上記フィルタ手段による位相遅延分を減算する手段
と、該減算結果を上記楽音信号発生手段の遅延手段の遅
延時間として設定する手段とを備えたことを特徴とす
る。

【００１３】前記音高の変化とは、例えば、ビブラート
やピッチベンドによる変化である。

【００１４】

【００１５】

【作用】音高データに基づく遅延時間にフィルタ手段に
よる位相遅延分を加算し、その加算結果に対して変化量
データによる変更を施して、再びフィルタ手段による位
相遅延分を減算し、その減算結果を楽音信号発生手段の
遅延手段の遅延時間として設定するようにしているの
で、フィルタ手段の位相遅延量をも考慮して音高の変更
制御を行なうことができる。

【００１６】

【００１７】

【実施例】以下、図面を用いて、この発明の実施例を説
明する。

【００１８】図１は、この発明の一実施例に係る楽音信
号発生装置を適用した電子楽器のブロック構成を示す。
この電子楽器は、演奏操作子１０１、演奏補助操作子群
１０２、音色設定操作子１０３、制御部１０４、および
楽音合成部１０７を備えている。制御部１０４は、制御
情報発生部１０５および音源パラメータ発生部１０６か
らなる。

【００１９】演奏操作子１０１は、演奏者が演奏操作す
るための操作子であり、本実施例では鍵盤である。演奏
操作子１０１からは、演奏者の演奏操作に応じて、楽音
の音高を指定するキーコードなどの情報が出力される。

【００２０】演奏補助操作子群１０２は、演奏者が補助
的に操作する複数の操作子である。例えば、ピッチベン
ドホイール、ペダル、モジュレーションホイール、ある
いはブレスセンサなどである。演奏補助操作子群１０２
からは、演奏者の操作に応じて、それぞれの操作情報が
出力される。

【００２１】音色設定操作子１０３は、演奏者が音色を
設定するための操作子であり、例えば音色選択ボタンな
どである。音色設定操作子１０３からは、演奏者の音色
設定操作に応じて、音色設定情報が出力される。

【００２２】制御情報発生部１０５は、演奏操作子１０
１、演奏補助操作子群１０２、および音色設定操作子１
０３から出力される各種の情報に基づいて、各種の制御
情報を出力する。音源パラメータ発生部１０６は、それ
らの制御情報に基づいて、楽音合成部１０７に向けて出
力する音源パラメータを生成して出力する。制御情報発
生部１０５および音源パラメータ発生部１０６について
は、図３〜図８を参照して後述する。

【００２３】楽音合成部１０７は、音源パラメータ発生
部１０６から出力された音源パラメータに基づいて楽音
信号を発生する。楽音合成部１０７から出力された楽音
信号は、不図示のサウンドシステムにより実際の楽音と
して放音される。

【００２４】次に、図１の電子楽器の各部について、詳
細に説明する。まず、楽音合成部１０７について説明す
る。

【００２５】図２は、管楽器をシミュレートする楽音合
成部１０７の回路図を示す。楽音合成部１０７は、励起
信号発生部２５０、ジャンクション部２６０、およびル
ープ部２７０を備えている。励起信号発生部２５０は管
楽器のマウスピース部に相当し、ループ部２７０は管体
部に相当する。ジャンクション部２６０は、マウスピー
ス部と管体部との間の接合部分に相当する。

【００２６】励起信号発生部２５０は、加算器２０１、
リードフィルタ２０２、加算器２０３、スリット関数テ
ーブル２０４、乗算器２０５、グレアム関数テーブル２
０６、ノイズ発生器２０７、ノイズフィルタ２０８、乗
算器２０９，２１０、および加算器２１１を備えてい
る。

【００２７】励起信号発生部２５０は、音源パラメータ
発生部１０６から以下のようなパラメータを入力し、こ
れらに基づいて、マウスピース部から管体部に供給され
る音圧に相当する励起信号を生成し出力する。

【００２８】（ａ）ＰＲＥＳ：管楽器のマウスピースに
吹き入れられる息圧（プレッシャー）に相当するパラメ
ータである。 （ｂ）ＥＭＢＳ：マウスピースへの口の当て方や噛み方
など（アンブシュア）に相当するパラメータである。 （ｃ）ＲＦＣ：マウスピース部のリードの周波数特性を
特定するパラメータである。設定された音色に応じた固
定値をとる。 （ｄ）ＮＦＣ０：ノイズフィルタの特性を定義するパラ
メータである。設定された音色に応じた固定値をとる。 （ｅ）ＮＬＶＬ：ノイズのレベルを表すパラメータであ
る。

【００２９】なお、これらの他にも、スリット関数テー
ブル２０４やグレアム関数テーブル２０６で用いるテー
ブルを指定する情報などがあるが、ここでは省略する。

【００３０】リードフィルタ２０２は、マウスピース部
のリードの動特性を実現するフィルタである。パラメー
タＲＦＣにより、リードフィルタ２０２の特性が定義さ
れる。

【００３１】スリット関数テーブル２０４は、与えられ
た息圧に対するリードの変位量をシミュレートするため
の非線形テーブルである。グレアム関数テーブル２０６
は、息圧が大きくなったとき狭い管路で空気流の流速が
飽和して息圧と流速とが比例しなくなることをシミュレ
ートするものである。

【００３２】ノイズ発生器２０７、ノイズフィルタ２０
８、乗算器２０９，２１０、および加算器２１１は、励
起信号に、ノイズ成分を付加するためのものである。こ
れらは、管内の乱気流によるノイズの発生をシミュレー
トする。ノイズフィルタ２０８は、ノイズの性質を定義
するためのフィルタである。ノイズフィルタ２０８の特
性は、パラメータＮＦＣ０で定義される。ノイズのレベ
ルＮＬＶＬによりレベル制御されたノイズが、励起信号
に付加される。

【００３３】以上のような構成の励起信号発生部２５０
により、息圧（プレッシャー）ＰＲＥＳ、およびアンブ
シュアＥＭＢＳなどに応じた励起信号が生成され、加算
器２１１から出力される。加算器２１１から出力された
励起信号は、ジャンクション部２６０（加算器２１２，
２１３）を介して、ループ部２７０に供給される。

【００３４】ループ部２７０は、加算器２２１，２２
２、遅延回路２２３，２２４、ＬＰＦ２２５，２２６、
乗算器２２７，２２８、および加算器２２９を備えてい
る。

【００３５】ループ部２７０は、励起信号発生部２５０
から励起信号を入力するとともに、音源パラメータ発生
部１０６から以下のようなパラメータを入力し、これら
に基づいて、管体に空気流が吹き込まれて共鳴する動作
をシミュレートし、生成した楽音信号を出力する。

【００３６】（ａ）ＤＬＹ１，ＤＬＹ２：遅延回路２２
３，２２４の遅延時間を定義するパラメータである。こ
れらの遅延時間ＤＬＹ１，ＤＬＹ２は、シミュレートす
る管楽器の管体部の長さに対応する。 （ｂ）ＬＰＦＣ１，ＬＰＦＣ２：ＬＰＦ２２５，２２６
の特性を定義する特性パラメータ（フィルタ係数）であ
る。すなわち、シミュレートする管体部の両端部におけ
る音の反射特性を規定するパラメータである。 （ｃ）ＬＧ１，ＬＧ２：乗算器２２７，２２８の乗数を
定義するパラメータである。すなわち、シミュレートす
る管体部の両端部における音の反射係数を規定するパラ
メータである。ここでは、設定された音色に応じた固定
値をとる。

【００３７】以上のようなパラメータにより、管体部が
定義されたことになる。励起信号発生部２５０から出力
された励起信号は、加算器２２１，２２１により、ルー
プ部２７０に供給される。そして、加算器２２１→遅延
回路２２３→ＬＰＦ２２５→乗算器２２７→加算器２２
２→遅延回路２２４→ＬＰＦ２２６→乗算器２２８→加
算器２２１というように循環する。これにより、管体部
に空気流が吹き込まれて共鳴する動作をシミュレートす
る。そして、ループ部２７０の適当な位置から最終的な
楽音信号を取出して出力する。

【００３８】次に、このような楽音合成部１０７に与え
る音源パラメータの生成について説明する。

【００３９】図３は、図１の操作子および制御情報発生
部の詳細なブロック構成を示す。図１と同一の付番は同
一のものを表す。なお、図１の演奏操作子１０１は、図
３では鍵盤１０１とした。また、図１の演奏補助操作子
群１０２は、図３では演奏補助操作子１０２−１〜１０
２−ｎおよびピッチベンドホイール１０２Ｐに分けて記
載してある。

【００４０】鍵盤１０１は、演奏者の演奏操作に応じ
て、キーオン／オフ信号、キーコードＫＣ、およびタッ
チ情報などを出力する。演奏補助操作子１０２−１〜１
０２−ｎは、ペダル、モジュレーションホイール、ある
いはブレスセンサなどであり、演奏者の操作に応じた操
作情報を出力する。

【００４１】ピッチベンドホイール１０２Ｐは、楽音の
音高（ピッチ）を連続的に変化させる、いわゆるピッチ
ベンドを行なうための演奏補助操作子である。ピッチベ
ンドホイール１０２Ｐは、演奏者の操作に応じたピッチ
ベンド量を出力する。音色設定操作子１０３は、演奏者
の音色設定操作に応じた音色設定情報を出力する。

【００４２】制御情報発生部１０５は、これらの操作子
１０１〜１０３から出力される各種の操作子情報に基づ
いて、以下に示すような制御情報を出力する。

【００４３】（ａ）ＰＫＳ：息圧（プレッシャー）ＰＲ
ＥＳをキースケールする係数を表すプレッシャーキース
ケールパラメータである。 （ｂ）ＥＣ：アンブシュア制御値を表すアンブシュアコ
ントロールパラメータである。 （ｃ）ＰＩＣ：ピッチ制御値を表すピッチコントロール
パラメータである。 （ｄ）ＰＲＣ：プレッシャー制御値を表すプレッシャー
コントロールパラメータである。

【００４４】（ｅ）ＰＲＳＥＧ：プレッシャーＰＲＥＳ
を時間変化させるためのエンベロープ波形を指定するパ
ラメータである。 （ｆ）Ｐ／ＥＥＧ：ピッチとアンブシュアの両者を同じ
変化分で同時に時間変化させるためのエンベロープ波形
を指定するパラメータである。 （ｇ）ＶＩＢＥＧ：ピッチやアンブシュアに加算するビ
ブラート値を時間変化させるためのエンベロープ波形を
指定するパラメータである。

【００４５】（ｈ）ＶＣ：ビブラート制御値を表すビブ
ラートコントロールパラメータである。 （ｉ）ＶＬＦＯ：ビブラートの周期を作る低周波信号を
指定するパラメータである。 （ｊ）ＧＬＦＯ：グロールの周期を作る低周波信号を指
定するパラメータである。グロールとは、サキソフォン
などの管楽器の奏法の一種で息を震わせるようにする奏
法である。ＧＬＦＯは、そのような効果を楽音に与える
ためのパラメータである。

【００４６】（ｋ）ＧＣ：グロールの制御値を表すグロ
ールコントロールパラメータである。 （ｌ）ＮＣ：ノイズの制御値を表すノイズコントロール
パラメータである。 （ｍ）ＬＰＦ１ＥＧ：ＬＰＦ２２５の特性を制御するフ
ィルタ係数ＬＰＦＣ１に関するエンベロープ波形を指定
するパラメータである。 （ｎ）ＬＰＦ１Ｃ：ＬＰＦ２２５の特性を制御する制御
値を表すＬＰＦコントロールパラメータである。

【００４７】（ｏ）ＬＰＦ１ＣＯ：ＬＰＦ２２５のカッ
トオフ周波数の基本的な値を指示するパラメータであ
る。 （ｐ）ＬＰＦ２ＥＧ：ＬＰＦ２２６の特性を制御するパ
ラメータＬＰＦＣ２に関するエンベロープ波形を指定す
るパラメータである。 （ｑ）ＬＰＦ２Ｃ：ＬＰＦ２２６の特性を制御する制御
値を表すＬＰＦコントロールパラメータである。

【００４８】（ｒ）ＬＰＦ２ＣＯ：ＬＰＦ２２６のカッ
トオフ周波数の基本的な値を指示するパラメータであ
る。 （ｓ）ＫＣ：演奏者による鍵盤１０１の演奏操作に応じ
て出力されるキーコードである。 （ｔ）ＰＢ：演奏者のピッチベンドホイールの操作に応
じたピッチベンド量である。

【００４９】なお、上記のパラメータのうち、アンブシ
ュアコントロールＥＣ、ピッチコントロールＰＩＣ、プ
レッシャーコントロールＰＲＣ、ビブラートコントロー
ルＶＣ、グロールコントロールＧＣ、ノイズコントロー
ルＮＣ、およびＬＰＦコントロールＬＰＦ１Ｃ，ＬＰＦ
２Ｃは、演奏中の演奏者の操作に応じて変更されるパラ
メータである。その他のパラメータは、設定された音色
に応じた固定値をとるものとする。

【００５０】図４および図５は、音源パラメータ発生部
の詳細な回路を示す。図４は、上記（ａ）〜（ｌ）の各
パラメータを入力して、図２の楽音合成部１０７に、プ
レッシャーＰＲＥＳ、アンブシュアＥＭＢＳ、およびノ
イズレベルＮＬＶＬを出力する部分である。図５は、上
記（ｍ）〜（ｔ）の各パラメータを入力して、図２の楽
音合成部１０７に、遅延時間ＤＬＹ１，ＤＬＹ２、およ
びフィルタ係数ＬＰＦＣ１，ＬＰＦＣ２を出力する部分
である。

【００５１】図４において、４０１はプレッシャー用の
エンベロープ指定パラメータＰＲＳＥＧに応じてエンベ
ロープ波形を出力するエンベロープジェネレータ、４０
２はピッチとアンブシュア用のエンベロープ指定パラメ
ータＰ／ＥＥＧに応じてエンベロープ波形を出力するエ
ンベロープジェネレータ、４０３はビブラート用のエン
ベロープ指定パラメータＶＩＢＥＧに応じてエンベロー
プ波形を出力するエンベロープジェネレータ、４０４は
ビブラート用の低周波指定パラメータＶＬＦＯに応じて
低周波信号を出力するＬＦＯ（低周波信号発生器）、４
０５はグロール用の低周波指定パラメータＧＬＦＯに応
じて低周波信号を出力するＬＦＯである。

【００５２】プレッシャーＰＲＥＳは、プレッシャーキ
ースケールＰＫＳ、プレッシャーコントロールＰＲＣ、
エンベロープジェネレータ４０１からのエンベロープ波
形、および加算器４１５からの出力を乗算することによ
って、生成される。加算器４１５からの出力は、プレッ
シャーＰＲＥＳにグロールによる効果を与えるために、
乗算される。すなわち、グロールコントロールＧＣとエ
ンベロープジェネレータ４０５からのエンベロープ波形
を重み付けした信号とを乗算器４１４で乗算し、その乗
算結果に１を加算してグロール用の乗算係数を算出し、
乗算器４１１に入力させるようにしている。

【００５３】アンブシュアＥＭＢＳは、アンブシュアコ
ントロールＥＣ、エンベロープジェネレータ４０２から
のエンベロープ波形を重み付けした信号、および乗算器
４１６からの出力を重み付けした信号を加算器４１２に
より加算することによって、生成される。乗算器４１６
からの出力を重み付けした信号は、アンブシュアＥＭＢ
Ｓにビブラートの効果を与えるために加算される。すな
わち、ビブラート用のエンベロープジェネレータ４０３
からのエンベロープ波形、ビブラートコントロールＶ
Ｃ、およびビブラート用のＬＦＯ４０４からの低周波信
号を乗算器４１６により乗算し、それを重み付けして、
加算器４１２に入力させている。

【００５４】ＰＭＯＤは、ピッチ変化量を表すパラメー
タであり、後述する図５の加算器５１０に入力する。ピ
ッチ変化量ＰＭＯＤは、ピッチコントロールＰＩＣを重
み付けした信号、エンベロープジェネレータ４０２から
のエンベロープ波形を重み付けした信号、および乗算器
４１６からの出力を重み付けした信号を加算器４１３に
より加算することによって、生成される。

【００５５】ノイズレベルＮＬＶＬは、ノイズコントロ
ールＮＣとエンベロープジェネレータ４０５からのエン
ベロープ波形を重み付けした信号とを乗算器４１６で乗
算することによって、生成される。

【００５６】図４に示すように、本実施例では、プレッ
シャーＰＲＥＳ、アンブシュアＥＭＢＳ、およびピッチ
変化量ＰＭＯＤを生成するにあたって、エンベロープジ
ェネレータを用いているので、管楽器のタンギングの奏
法や、シャクリなどと呼ばれる木管系の楽器でのアタッ
ク時の独特の奏法がシミュレートできる。これらのエン
ベロープジェネレータでは、レベルやレートなどがキー
スケールされており、またキータッチによってこれらの
レベルやレートを制御することにより、様々な演奏表現
が可能となる。

【００５７】また、アンブシュアＥＭＢＳ、およびピッ
チ変化量ＰＭＯＤの生成に用いるエンベロープジェネレ
ータ４０２は兼用になっているので、重み付けを行なっ
て、それぞれを足し込むようにできる。

【００５８】ビブラートに関しては、通常、ディレイビ
ブラート程度ができればよいため、遅れて立ち上がる波
形形状のエンベロープにより振幅が制御されている。当
然、遅れ時間、および立ち上がり時間などは、キースケ
ールされキータッチで制御される。ビブラートの波形に
関しては、ＬＦＯ４０４により、レート（周波数）、オ
フセット、デプス（振幅深さ）などが与えられ、これら
のうち幾つかはキースケールも与えられる。これにより
振幅制御を受けたビブラート波形は、２つに分かれて重
み付けされ、アンブシュアＥＭＢＳおよびピッチ変化量
ＰＭＯＤの両者に対して加算される。

【００５９】アンブシュアＥＭＢＳおよびピッチ変化量
ＰＭＯＤは、各々、楽音への反映の仕方に特徴がある。
ピッチ変化量ＰＭＯＤは、ほぼ単純に基本ピッチ周波数
だけを上下するため、すべての倍音も振幅はほとんど変
らずに周波数だけが移動する。このため、発生する楽音
はいわゆるシンセサイザ臭い人工的なものとなる。

【００６０】アンブシュアＥＭＢＳは、多少のピッチの
変化と音質的な変化を楽音に与えることができる。アン
ブシュアＥＭＢＳは、木管楽器類でのリードの唇による
締め具合、あるいは金管楽器では唇の緊張の度合いを表
し、自然楽器（管楽器）でのビブラートやピッチベンド
奏法時のピッチ制御手段そのものといえる。

【００６１】このため、リアルなピッチベンドやビブラ
ートは、アンブシュアＥＭＢＳを制御することによって
得られることになる。モデルや音作りによっては、アン
ブシュアＥＭＢＳだけでピッチを制御しようと思っても
大きなピッチの変化幅が得られない場合もあるので、物
理モデル音源においてはアンブシュアＥＭＢＳだけでな
く、ピッチ変化量ＰＭＯＤも同時にある程度の幅で制御
するのがよい。

【００６２】以上のような理由から、本実施例では、１
つのエンベロープジェネレータ４０２で発生したエンベ
ロープ波形を重み付けしてそれぞれ加算器４１２，４１
３にてアンブシュアＥＭＢＳおよびピッチ変化量ＰＭＯ
Ｄに加算するようにしている。また、１つのＬＦＯ４０
４からの低周波信号を重み付けしてそれぞれ加算器４１
２，４１３にてアンブシュアＥＭＢＳおよびピッチ変化
量ＰＭＯＤに加算するようにしている。これにより、滑
らかで大きな振幅を持ち、かつ自然楽器的な質感を伴っ
たピッチベンドやビブラートを得ることができる。

【００６３】また、図４において、グロール用ＬＦＯ４
０５は、プレッシャーＰＲＥＳとノイズレベルＮＬＶＬ
の両方を変調できるようになっており、それぞれ重み付
けができる。このように、単一の変調源から重みを付け
て複数のパラメータを制御できる利点は、例えば、プレ
ッシャーを変調することによる振幅変化、および音質変
化と同期させてノイズのレベルを変化させることができ
る、といったことにある。

【００６４】このため、極端な場合は、プレッシャーＰ
ＲＥＳ、アンブシュアＥＭＢＳ、ピッチ変化量ＰＭＯ
Ｄ、およびノイズレベルＮＬＶＬに対する周期的変調を
すべて同期させたい場合もあり得る。このため、グロー
ル用ＬＦＯ４０５とビブラート用ＬＦＯ４０４は、互い
に同期して動作できるようになっている。４２０は、こ
れらのＬＦＯを同期させて動作させる際の同期信号を与
えるスイッチである。

【００６５】次に、図４の回路中のエンベロープジェネ
レータについて説明する。

【００６６】図６は、図４で用いているエンベロープジ
ェネレータを示す。図４の３つのエンベロープジェネレ
ータは、いずれも、キーオン信号ＫＯＮ、ＥＧパラメー
タ、キーコードＫＣ、およびタッチ情報ＴＯＵＣＨを入
力し、これらに基づいてエンベロープ波形信号を生成出
力する。

【００６７】キーオン信号ＫＯＮは、エンベロープへ系
信号のスタートのタイミングを取るために用いる。ＥＧ
パラメータは、エンベロープ波形を指定するパラメータ
であり、上述のＰＲＳＥＧ，Ｐ／ＥＥＧ，ＶＩＢＥＧで
ある。キーコードＫＣは、エンベロープ波形を音高によ
ってキースケーリングする場合に用いる。タッチ情報Ｔ
ＯＵＣＨは、エンベロープ波形にキータッチを反映させ
る（レベルやレートの制御など）場合に用いる。

【００６８】次に、図４の回路中で用いているＬＦＯに
ついて説明する。

【００６９】図７は、図４で用いているＬＦＯを示す。
図４の２つのＬＦＯは、いずれも、波形指定パラメータ
ＷＡＶＥ、周波数を規定するパラメータＲＡＴＥ、振幅
深さＤＥＰＴＨ、およびオフセットＯＦＦＳＥＴを入力
し、これらに基づいて低周波信号を生成出力する。上述
のパラメータＶＬＦＯ，ＧＬＦＯは、これらのパラメー
タをまとめてＶＬＦＯ，ＧＬＦＯと総称したものであ
る。

【００７０】図７において、波形発生部７０１は、ＷＡ
ＶＥおよびＲＡＴＥに基づいてＬＦＯの波形信号を発生
する。乗算器７０２は、波形発生部７０１の出力と振幅
深さＤＥＰＴＨとを乗算する。加算器７０３は、その乗
算結果にオフセットＯＦＦＳＥＴを加算する。加算結果
が、ＬＦＯ出力となる。具体的には、三角波の形状のＬ
ＦＯ出力が出力されるようになっている。

【００７１】次に、図５を参照して、音源パラメータ発
生部の説明を続ける。

【００７２】図５において、５０１は入力パラメータＬ
ＰＦ１ＥＧにより指定されたエンベロープ波形を生成出
力するエンベロープジェネレータである。エンベロープ
ジェネレータ５０１から出力されたエンベロープ波形
は、加算器５０３で、ＬＰＦコントロールＬＰＦ１Ｃお
よびカットオフ周波数ＬＰＦ１ＣＯと加算される。加算
結果ＦＣ１は、ＬＰＦ２２５の最終的なカットオフ周波
数を示す。このカットオフ周波数ＦＣ１は、フィルタ係
数／遅延時間演算部５０５に入力する。フィルタ係数／
遅延時間演算部５０５は、カットオフ周波数ＦＣ１に基
づいて、ＬＰＦ２２５のフィルタ係数ＬＰＦＣ１および
遅延時間ＦＤＬＹ１を出力する。

【００７３】エンベロープジェネレータ５０２、加算器
５０４、およびフィルタ係数／遅延時間演算部５０６
は、上記と同様に、ＬＰＦ２２６のフィルタ係数ＬＰＦ
Ｃ２および遅延時間ＦＤＬＹ２を出力する。遅延時間Ｆ
ＤＬＹ１とＦＤＬＹ２とは、加算器５０７で加算され
る。

【００７４】一方、ＫＣ→ディレイ長変換テーブル５０
８は、キーコードＫＣを入力し、そのキーコードＫＣに
基づく遅延時間（遅延回路２２３，２２４の遅延時間の
トータル）を出力する。ＫＣ→ディレイ長変換テーブル
５０８からの遅延時間出力は、加算器５０９にて、加算
器５０７の加算結果と加算される。これにより、図２の
ループ回路２７０におけるトータルの遅延時間が得られ
る。

【００７５】加算器５１０は、加算器５０９の加算結果
に、ピッチ変化量ＰＭＯＤ（図４の加算器４１３からの
出力）を加算する。そして、乗算器５１１により、ピッ
チベンド量ＰＢを乗算する。加算器５１２は、この乗算
結果から加算器５０７の出力を減算する。以上により、
ループ回路２７０中のＬＰＦ２２５，２２６の位相遅延
量をも含めたトータルな遅延時間に対しピッチベンドを
かけて、再び遅延回路２２３，２２４の遅延時間に戻す
処理が行なわれたことになる。

【００７６】加算器５１２の出力は、乗算器５１３で
（１−ＤＬＹＲＡＴＩＯ）と乗算される。また、加算器
５１２の出力は、乗算器５１４でＤＬＹＲＡＴＩＯと乗
算される。これにより、遅延時間を、遅延回路２２３の
遅延時間ＤＬＹ１と遅延回路２２４の遅延時間ＤＬＹ２
とに比例配分して、それぞれ出力する。加算器５１５
は、１−ＤＬＹＲＡＴＩＯを作成するためのものであ
る。

【００７７】図８は、フィルタ係数／遅延時間演算部５
０５，５０６の構成を示す。係数テーブル８０１は、カ
ットオフ周波数ＦＣ（ＦＣ１またはＦＣ２）からフィル
タ係数ＬＰＦＣ（ＬＰＦＣ１またはＬＰＦＣ２）を得る
ためのテーブルである。遅延時間テーブル８０２は、カ
ットオフ周波数ＦＣから遅延時間（ＦＤＬＹ１またはＦ
ＤＬＹ２）を得るためのテーブルである。

【００７８】この実施例では、図２のＬＰＦ２２４，２
２５は、図１０の構成のＬＰＦである。したがって、フ
ィルタ係数ＬＰＦＣは図１０の乗算器の乗数αである。
そこで、係数テーブル８０１における入出力の関係は、
具体的には、以下に示されるようになる。

【００７９】カットオフ周波数ＦＣはｍビット、フィル
タ係数ＬＰＦＣ（＝α）はｎビットとし、０＜ＬＰＦＣ
≦１とする。カットオフ周波数ＦＣを８０Ｈｚ〜２０，
０００Ｈｚの範囲で可変とすると、ダイナミックレンジ
は、 ２０ｌｏｇ（２００００／８０）＝約４８ｄＢ である。これは、８オクターブ程度の範囲となり、実際
上はこの程度の範囲を取れば十分である。フィルタ係数
ＬＰＦＣはｎビットで、０＜ＬＰＦＣ≦１の範囲の値を
表すようにしているから、ＬＰＦＣとＦＤＬＹは、下記
の数式１に基づいて得るようにする。

【００８０】

【数１】

【００８１】本実施例によれば、物理モデル音源のルー
プ回路中の遅延回路の遅延時間の制御を、そのループ回
路中のフィルタの位相遅延量をも考慮して行なっている
ので、正確なピッチベンドを実現できる。

【００８２】なお、本発明は、特に物理モデル音源に適
用して効果を発揮するが、適用対象である音源は上記実
施例に限らない。また、フィルタは、ＬＰＦに限定され
ない。オールパスフィルタ（ＡＰＦ）、バンドパスフィ
ルタ（ＢＰＦ）、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）、あるい
はこれらの組み合わせであってもよい。

【００８３】また、図４のＬＦＯ４０４，４０５は、低
周波信号を出力するものとしたが、その波形は、正弦
波、三角波、ランダム波など、どのようなものでもよ
い。

【００８４】本実施例の電子楽器は、ＤＳＰ（ディジタ
ルシグナルプロセッサ）やマイクロコンピュータを用い
て構成することもできる。

【００８５】

【発明の効果】この発明によれば、物理モデル音源のル
ープ回路を構成する遅延回路とフィルタに関して、音高
データに基づく遅延時間にフィルタによる位相遅延分を
加算し、その加算結果に対して変化量データによる変更
を施して、再びフィルタによる位相遅延分を減算し、そ
の減算結果を遅延回路の遅延時間として設定するように
しているので、フィルタの位相遅延量をも考慮して音高
の変更制御を行なうことができる。

【００８６】

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の一実施例に係る楽音信号発生装置
を適用した電子楽器のブロック構成図

【図２】 管楽器をシミュレートする楽音合成部の回路
図

【図３】 操作子および制御情報発生部の詳細なブロッ
ク構成図

【図４】 音源パラメータ発生部の詳細な回路図（その
１）

【図５】 音源パラメータ発生部の詳細な回路図（その
２）

【図６】 エンベロープジェネレータを示す図

【図７】 ＬＦＯを示す図

【図８】 フィルタ係数／遅延時間演算部の構成図

【図９】 物理モデルを用いた楽音信号形成装置の簡単
な回路図

【図１０】 ＬＰＦの回路図

【符号の説明】

１０１…演奏操作子、１０２…演奏補助操作子群、１０
３…音色設定操作子、１０４…制御部、１０５…制御情
報発生部、１０６…音源パラメータ発生部、１０７…楽
音合成部。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】発生する楽音の音高を指定する音高デー
   タ、および発生する楽音の音高を連続的に変化させる際
   の変化量を指定する変化量データを入力して、該音高デ
   ータにより指定された音高を該変化量データに基づいて
   連続的に変化させた音高の楽音信号を発生する楽音信号
   発生装置であって、 遅延時間によって楽音信号の音高が規定される遅延手段
   とフィルタ手段とを有するループ手段を備え、該ループ
   手段に励起信号を注入して循環させることにより楽音信
   号を発生する楽音信号発生手段と、 上記音高データに基づいて上記遅延手段の遅延時間を出
   力する手段と、 該遅延時間に上記フィルタ手段による位相遅延分を加算
   する手段と、 該加算結果に対して、上記変化量データによる変更を施
   す手段と、 該変更結果から上記フィルタ手段による位相遅延分を減
   算する手段と、該減算結果を上記楽音信号発生手段の遅
   延手段の遅延時間として設定する手段 とを備えたことを特徴とする楽音信号発生装置。