JP2745865B2 - 楽音合成装置 - 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、所望のフォルマント
に従う楽音合成を実現する楽音合成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に自然楽器には、その楽器固有の構
造（例えばピアノの響板の形状等）によって生じるフォ
ルマントが存在することが知られている。また、人声音
にも人体の構造（例えば声帯、声道及び口腔の形状等）
によって所定のフォルマントが存在し、これによって人
声特有の音色等が特徴づけられている。電子楽器におい
て、自然の楽器音又は人声音により近い音色を合成する
ためには、それぞれの音に固有のフォルマントに従って
楽音合成を行わなければならない。このようなフォルマ
ントによって楽器音や人声音等の楽音を合成する装置と
して特公昭５９−１９３５２号公報に示されたものが知
られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述のように自然楽器
や人声の音色は、その楽器に固有のフォルマントによっ
て特徴付けられている。ところで、自然楽器の演奏時に
は、その発生音のフォルマントが時間的に変化してお
り、このようなフォルマントの時間的な変化によってそ
の楽器固有の音色が奏でられる。また、人声音において
も同様であり、フォルマントが時間的に変化することに
より、微妙な人声の特徴が出される。

【０００４】フォルマントを時間的に変化させて、この
ような楽音及び人声音等を電子楽器で合成する場合に
は、フォルマントを特定するための中心周波数やレベル
等のパラメータを時間的に変化させればよいわけである
が、一般的にパラメータの時間的変化を実現する手法と
しては、適宜のエンベロープ信号によって連続的にこれ
を変化させるということが行われている。しかし、この
ような単純な方法では望みのフォルマント変化を得るこ
とが困難であった。

【０００５】一方、人声音は、発音時にピッチがゆらい
だり、音の立上り時にピッチが不安定になったり、音素
から音素に移り変わるときにピッチが変化するなどの独
特のピッチ変化を有する。しかし、従来の楽音合成装置
は鍵盤等からのピッチ情報に基づいたピッチを単に発音
するか、フォルマントの時間的変化を実現する手法と同
様にピッチエンベロープ信号発生回路やピッチゆらぎ回
路によって基準ピッチを連続的に変化させるだけであっ
た。従って、楽音合成装置でフォルマントに基づいて人
声音を発音してもそれは実際の人声音の近似であり、実
際の人声音とは程遠い自然性に全く欠けるものであっ
た。

【０００６】また、人声音は、有声フォルマント（母
音）及び無声フォルマント（子音）からなり、音素から
音素に移り変わるときに有声フォルマント及び無声フォ
ルマントのそれぞれのレベルが微妙に変化している。し
かし、従来の楽音合成装置はこのような有声フォルマン
ト及び無声フォルマントを人声音に応じて交互に発音処
理するだけであり、発音された人声音は実際の人声音と
は程遠い自然性に全く欠ける機械的なものであった。自
然楽器の楽音も、線スペクトル成分と非線スペクトル成
分とからなり、そのレベルがそれぞれ微妙に変化してい
るのだが、従来の楽音合成装置は、このようなスペクト
ル成分のレベル制御を行っていなかった。

【０００７】この発明は上述の点に鑑みてなされたもの
であり、自然楽器の楽音や人声音等の時間的変化を忠実
に再現することのできる楽音合成装置を提供することを
目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】 第１の発明に係る楽音
合成装置は、音声の音色を制御するための複数種類のパ
ラメータデータであって、それぞれが時系列的に変化す
るパラメータデータをそれぞれ複数ステップについて予
め記憶している記憶手段と、楽音を発生すべきときに、
前記記憶手段から前記各種類毎のパラメータデータの各
ステップ毎のデータを該各種類毎に独立した速度で時系
列的に順次読み出す読み出し手段と、読み出された前記
各種類毎のパラメータデータを入力し、該入力された各
種パラメータデータの組合せに応じて決定される音色の
音声フォルマント特性を持つ音声楽音信号を合成するフ
ォルマント合成手段とを備え、前記音声楽音信号のフォ
ルマント特性をその都度の前記複数種類のパラメータデ
ータの組合せに応じて時間的に変化させることを特徴と
するものである。

【０００９】第２の発明に係る楽音合成装置は、音声の
音色を制御するための複数種類のパラメータデータであ
って、それぞれが時系列的に変化するパラメータデータ
をそれぞれ複数ステップについて予め記憶すると共に、
所定の基準ピッチに対する変化分を示す相対ピッチデー
タを複数ステップについて予め記憶している記憶手段
と、楽音を発生すべきときに、前記記憶手段から前記各
種類毎のパラメータデータの各ステップ毎のデータを該
各種類毎に独立した速度で時系列的に順次読み出すと共
に、前記相対ピッチデータの各ステップ毎のデータを独
立した速度で時系列的に順次読み出す読み出し手段と、
読み出された前記各種類毎のパラメータデータ及び相対
ピッチデータを入力し、該入力された各種パラメータデ
ータの組合せに応じて決定される音色の音声フォルマン
ト特性と前記相対ピッチデータに応じたピッチを持つ音
声楽音信号を合成するフォルマント合成手段とを備え、
前記音声楽音信号のフォルマント特性をその都度の前記
複数種類のパラメータデータの組合せに応じて時間的に
変化させると共にそのピッチを時間的に変化させること
を特徴とするものである。

【００１０】

【００１１】

【作用】 第１の発明によれば、記憶手段において、音
声の音色を制御するための複数種類のパラメータデータ
であって、それぞれが時系列的に変化するパラメータデ
ータをそれぞれ複数ステップについて記憶しており、読
み出し手段により、楽音を発生すべきときに、記憶手段
から前記各種類毎のパラメータデータの各ステップ毎の
データを該各種類毎に独立した速度で時系列的に順次読
み出して、フォルマント合成手段に供給する。フォルマ
ント合成手段は、入力された各種パラメータデータの組
合せに応じて決定される音色の音声フォルマント特性を
持つ音声楽音信号を合成する。これによって、合成する
音声楽音信号のフォルマント特性をその都度の前記複数
種類のパラメータデータの組合せに応じて時間的に変化
させることができるものとなり、楽音信号のフォルマン
トを実際の楽器音又は人声音と同様に時間的に変化させ
ることができるのは勿論のこと、各種パラメータデータ
の読出し速度をそれぞれ独立に制御することにより、時
々刻々のその都度の前記複数種類のパラメータデータの
組合せ内容を多様に可変制御することができるようにな
る。すなわち、記憶手段に記憶した各種のパラメータデ
ータが実際に発せられた音声に基づくデータであったと
しても、読出し時における各種パラメータデータ毎の読
出し速度をそれぞれ独立に制御することにより、時々刻
々のその都度の前記複数種類のパラメータデータの組合
せ内容が多様に可変制御されることにより、それらの組
合せによって合成される音声フォルマントに基づく音声
楽音信号の音色は、元の音声のものとは相違するものと
なり、多様な制御が実現可能となる。なお、前記複数種
類のパラメータデータには、例えば、フォルマント周波
数の位置とレベルを示すフォルマントデータ（フォルマ
ント中心周波数データとそのフォルマントレベルデー
タ）と、有声音及び無声音のレベルを示すレベルデータ
とが含まれている。

【００１２】第２の発明では、上記第１の発明の特徴を
具備することに加えて、所定の基準ピッチに対する変化
分を示す相対ピッチデータを複数ステップについて予め
記憶し、楽音を発生すべきときに、記憶手段から前記各
種類毎のパラメータデータの各ステップ毎のデータを該
各種類毎に独立した速度で時系列的に順次読み出すと共
に、前記相対ピッチデータの各ステップ毎のデータを独
立した速度で時系列的に順次読み出し、読み出された各
種類毎のパラメータデータの組合せに応じて決定される
音色の音声フォルマント特性と前記相対ピッチデータに
応じたピッチを持つ音声楽音信号を合成する。これによ
って、音声楽音信号のフォルマント特性をその都度の前
記複数種類のパラメータデータの組合せに応じて時間的
に変化させると共にそのピッチを時間的に変化させるこ
とができるものとなり、上述と同様の効果を奏すること
に加えて、その都度の楽音ピッチも任意に可変制御する
ことができるようになり、全体として、多様な制御を実
現することができる。

【００１３】

【００１４】

【００１５】

【実施例】以下、この発明の実施例を添付図面に従って
詳細に説明する。図１はこの発明に係る電子楽器の一実
施例のハードウェア構成を示すブロック図である。この
実施例において、楽音合成装置全体の制御は、マイクロ
プロセッサユニット（ＣＰＵ）１０と、システムプログ
ラムや変更の必要のない各パラメータ等を格納するプロ
グラムＲＯＭ１１と、各種データを一時的に格納し、ワ
ーキング用ＲＡＭとして用いられるデータ及びワーキン
グＲＡＭ１２とを含むマイクロコンピュータによって行
われる。

【００１６】プログラムＲＯＭ１１にはフォルマントシ
ーケンスのプリセット値が格納され、またデータ及びワ
ーキング用ＲＡＭ１２にはフォルマントシーケンス、ピ
ッチシーケンス及び有声無声音レベルシーケンスの配列
を記憶する領域が割り当てられている。従って、電源投
入時のイニシャライズ処理で、プログラムＲＯＭ１１内
のフォルマントシーケンスのプリセット値がロードされ
るので、楽音合成装置は電源投入時からフォルマントシ
ーケンスによる楽音合成を行う。

【００１７】このマイクロコンピュータには、データ及
びアドレスバス１３を介して、鍵盤回路１４、操作パネ
ル１５、音源となる有声フォルマント合成音源１７Ｖ及
び無声フォルマント合成音源１７Ｕ、シーケンスメモリ
２０、アフタタッチセンサ２１及びタイマ２２等の各種
装置が接続されており、これらの各装置はマイクロコン
ピュータによってそれぞれ制御される。

【００１８】鍵盤回路１４は、発生すべき楽音の音高を
指定する鍵盤のそれぞれの鍵に対応して設けられた複数
のキースイッチからなる回路を含む。マイクロコンピュ
ータにより、この鍵盤回路１４の出力に基づき押圧鍵を
複数の発音チャンネルのいずれかに割り当てるための発
音処理が行われる。また、必要に応じて押し下げ時の押
鍵操作速度を判別してイニシャルタッチデータＩＴＤを
生成する処理も行われる。また、鍵盤の各鍵に関連し
て、鍵押圧持続時における押圧力を検出してアフタタッ
チデータＡＴＤを出力するアフタタッチセンサ２１が鍵
盤回路１４に隣接して設けられている。

【００１９】操作パネル１５は、音色、音量、音高、効
果等を選択・設定・制御するための各種操作子を含むも
のであり、ピアノ、オルガン、バイオリン、金管楽器、
ギター等の各種自然楽器に対応する音色やその他各種の
音色（人声音）を選択するための音色選択部１６を有す
る。この音色選択部１６は音色選択信号ＴＣを出力す
る。

【００２０】有声フォルマント合成音源１７Ｖは、複数
のｎチャンネルで楽音信号の同時発生が可能であり、デ
ータ及びアドレスバス１３を経由して与えられる各チャ
ンネルに割り当てられた鍵のキーコードＫＣ、フォルマ
ントパラメータデータ（中心周波数データＦ及びそのレ
ベルデータＬ）、相対ピッチデータＰ、有声音レベルデ
ータＶ（又は有声無声音のレベル比ＵＶ）及びその他の
データ（キーオンＫＯＮ、キーオフＫＯＦ、イニシャル
タッチデータＩＴＤ、アフタタッチデータＡＴＤ、音色
選択信号ＴＣ等）を入力し、これらの各種データに基づ
き楽音信号を発生する。

【００２１】すなわち、フォルマント合成音源１７Ｖは
シーケンスメモリ２０から読み出された各フォルマント
の中心周波数データＦ、レベルデータＬ、相対ピッチデ
ータＰ、有声音レベルデータＶ（レベル比ＵＶ）、合成
すべき楽音の音高を指定するデータとして鍵盤回路１４
から与えられるキーコードＫＣ等を入力し、所定のフォ
ルマント合成演算を行い、そのフォルマントで特徴付け
られる楽音信号をキーコードＫＣ及び相対ピッチデータ
Ｐで指定された音高に対応して、有声音レベルデータＶ
（レベル比ＵＶ）に応じたレベルで出力する。楽音の音
高はキーコードＫＣに対応するピッチに相対ピッチデー
タＰの値を乗算することによって得る。乗算以外の方法
で音高を求めてもよいことはいうまでもない。この実施
例では有声フォルマント合成音源１７Ｖが同時発音可能
なチャンネル数は８個として説明する。

【００２２】無声フォルマント合成音源１７Ｕは、複数
のｎチャンネルで楽音信号の同時発生が可能であり、デ
ータ及びアドレスバス１３を経由して与えられるフォル
マントパラメータデータ（中心周波数データＦ及びその
レベルデータＬ）、無声音レベルデータＵ（又は１−Ｕ
Ｖ）及びその他のデータ（音色選択信号ＴＣ等）を入力
し、これらの各種データに基づき楽音信号を発生する。

【００２３】すなわち、フォルマント合成音源１７Ｕは
シーケンスメモリ２０から読み出された各フォルマント
の中心周波数データＦ、レベルデータＬ、無声音レベル
データＵ（又は１−ＵＶ）を入力し、所定のフォルマン
ト合成演算を行い、そのフォルマントで特徴付けられる
楽音信号を無声音レベルデータＵ（又は１−ＵＶ）に応
じたレベルで出力する。この実施例では無声フォルマン
ト合成音源１７Ｕが同時発音可能なチャンネル数は、有
声フォルマント合成音源１７Ｖと同じ８個として説明す
る。

【００２４】有声フォルマント合成音源１７Ｖ及び無声
フォルマント合成音源１７Ｕから発生されたデジタル楽
音信号はデジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換器１８Ｖ，
１８Ｕによって、アナログの楽音信号に変換され、サウ
ンドシステム１９に出力される。サウンドシステム１９
はスピーカ及び増幅器等で構成され、Ｄ／Ａ変換器１８
Ｖ，１８Ｕからのアナログの楽音信号に応じた楽音を発
生する。

【００２５】タイマ２２はマイクロコンピュータに対し
てインタラプト信号を定期的に与えるもである。この実
施例では後述するフォルマントパラメータデータ、相対
ピッチデータ及び有声無声音レベルデータの読み出し処
理がタイマインタラプトによって実行される。シーケン
スメモリ２０は、複数のフォルマントに関する中心周波
数データＦやレベルデータＬ等の種々のフォルマントパ
ラメータデータや相対ピッチデータ及び有声無声音レベ
ルデータを所望のフォルマント変化態様に対応するシー
ケンスで記憶してなるものである。

【００２６】図２はシーケンスメモリ２０に記憶される
いるフォルマントパラメータデータ（中心周波数データ
ＦやレベルデータＬ）、相対ピッチデータＰ及び有声無
声音レベルデータＶ，Ｕの格納状態（メモリ構成例）を
示す図である。図２において、縦軸は例えば人声音の音
素等にそれぞれ対応しており、シーケンス番号Ｘ（１〜
ｍ）で特定される。横軸はこの縦軸のシーケンス番号Ｘ
で特定された音素を特徴付けるフォルマントの中心周波
数及びレベル、ピッチ、有声音レベル並びに無声音レベ
ルの時系列的な変化に対応しており、ステップ番号Ｙ
（１〜ｎ）の順番に格納されている。

【００２７】そして、シーケンスメモリ２０の１個のス
テップには、シーケンス番号Ｘの音素を特徴付けるため
の中心周波数データＦとレベルデータＬからなる４個の
フォルマントパラメータデータＦＬＸＹＮ（「Ｘ」はシ
ーケンス番号、「Ｙ」はステップ番号、「Ｎ」は１ステ
ップ内の４個のうちの任意のものを示す番号）が格納さ
れており、また、フォルマントパラメータデータＦＬＸ
ＹＮに対応して、そのフォルマント発音時の基準ピッチ
（キーコードＫＣで特定されるもの）に対するピッチの
相対的変化量を示す相対ピッチデータＰＸＹと、そのフ
ォルマント発音時の有声音のレベルを示す有声音レベル
データＶＸＹと、無声音のレベルを示す無声音レベルデ
ータＵＸＹ（「Ｘ」はシーケンス番号、「Ｙ」はステッ
プ番号を示す）がそれぞれ１個ずつ格納されている。こ
の場合、各シーケンス番号Ｘにおけるステップ番号Ｙの
数ｎの値は必ずしも同じでなくてもよく、各音素毎に異
なっていてもよい。

【００２８】また、シーケンスメモリ２０は有声音レベ
ルデータＶＸＹ及び無声音レベルデータＵＸＹの代わり
に有声無声音レベル比データＵＶを記憶してもよい。こ
の有声無声音レベル比データＵＶは有声音レベルと無声
音レベルの合計値を１とした場合における有声音の比率
を示すものである。従って、無声音のレベルは１からこ
のレベル比ＵＶを減算した値（１−ＵＶ）を演算するこ
とによって容易に求めることができる。シーケンスメモ
リ２０に有声無声音レベル比データＵＶを記憶すること
によって、シーケンスメモリ２０のデータ量を大幅に削
減できるという利点がある。

【００２９】シーケンスメモリ２０のシーケンス番号１
のステップ番号１から読み出されるデータは、中心周波
数データＦとレベルデータＬからそれぞれ構成される４
個のフォルマントパラメータデータＦＬ１１１，ＦＬ１
１２，ＦＬ１１３，ＦＬ１１４と、相対ピッチデータＰ
１１と、有声音レベルデータＶ１１と、無声音レベルデ
ータＵ１１とであり、ステップ番号ｎから読み出される
のは、４個のフォルマントデータＦＬ１ｎ１，ＦＬ１ｎ
２，ＦＬ１ｎ３，ＦＬ１ｎ４と、１個の相対ピッチデー
タＰ１ｎと、有声音レベルデータＶ１ｎと、無声音レベ
ルデータＵ１ｎである。そして、これらのデータがステ
ップ番号Ｙの順番に読み出される。

【００３０】１個のステップに格納されたフォルマント
パラメータデータは、パラレルに読み出されるようにな
っていてもよいし、時分割的に読み出されるようになっ
ていてもよい。そして、ステップ順に読み出されるフォ
ルマントパラメータデータＦＬ１１１，ＦＬ１２１，・
・・，ＦＬ１ｎ１が時系列的に変化するフォルマントシ
ーケンスデータであり、それぞれの中心周波数及びレベ
ルが時系列的に微妙に変化している。

【００３１】また、ステップ順に読み出される相対ピッ
チデータＰ１１，Ｐ１２，・・・，Ｐ１ｎが時系列的に
変化するピッチシーケンスデータであり、基準ピッチに
対するピッチの変化量を示すデータである。ステップ順
に読み出される有声音レベルデータＶ１１，Ｖ１２，・
・・，Ｖ１ｎ及び無声音レベルデータＵ１１，Ｕ１２，
・・・，Ｕ１ｎが時系列的に変化する有声無声音レベル
シーケンスデータである。各シーケンス番号のフォルマ
ントパラメータデータ、相対ピッチデータ及び有声無声
音レベルデータも同様に構成されている。

【００３２】シーケンスメモリ２０は、シーケンス番号
アドレスデータＸとステップアドレスデータＹとによっ
て読出し制御される。シーケンス番号アドレスデータＸ
は、シーケンスメモリ２０から読み出すべき一連のシー
ケンスフォルマントデータ及びシーケンスピッチデータ
のシーケンス番号を指定するものである。ステップアド
レスデータＹは、シーケンス番号アドレスデータＸによ
って指定されたシーケンスにおいて現在読み出すべきス
テップを指定するものである。一例として、シーケンス
番号アドレスデータＸは、操作パネル１５における適宜
の選択操作に応じて、例えば音色選択部１６に連動し
て、あるいは専用のシーケンス番号選択操作手段に応じ
て、発生される。また、ステップアドレスデータＹは、
ＣＰＵ１０によって発生され、シーケンスメモリ２０に
アドレス入力される。このステップアドレスデータの発
生については後述する。

【００３３】なお、この実施例では、一例として、フォ
ルマントパラメータデータは、中心周波数データＦとレ
ベルデータＬの２つであるとし、１つの楽音信号は４つ
のフォルマントによって有声フォルマント合成音源１７
Ｖ及び無声フォルマント合成音源１７Ｕで合成されるも
のとして説明する。

【００３４】シーケンスメモリ２０に格納されるフォル
マントパラメータデータは、従来記述の音声波形分析法
を用いて生成する。例えば、線形予測分析法（ＬＰ
Ｃ）、線スペクトル対分析法（ＬＳＰ）又は複合正弦波
モデル分析法（ＣＳＭ）等の方法によって抽出されたフ
ォルマントデータを用いる。

【００３５】フォルマントデータの抽出と同時に相対ピ
ッチデータの抽出も行う。相対ピッチの抽出は、変形自
己相関法又はゼロクロス法等によって行う。即ち、原音
声を採取する時、ある基準ピッチを定めておき、その近
傍のピッチにて発声してもらう。これに、ピッチのゆら
ぎ成分が含まれている。そこで、基準ピッチと分析ピッ
チとの差分をとり、これを相対ピッチデータとして抽出
する。有声無声音レベルの抽出も相対ピッチデータの抽
出と同様に行う。また、レベル比ＵＶはフーリエ分析に
より約５ＫＨｚ以上とそれ以下のパワー比を求めること
によって抽出できる。

【００３６】操作パネル１５には、複数の読出しパター
ンの中から１つの読出しパターンを選択するためのモー
ド切換えキー（図示せず）を有する。ＣＰＵ１０はモー
ド切換えキーによって選択された読出しパターンに従っ
て複数ステップに関するフォルマントパラメータデー
タ、相対ピッチデータ及び有声無声音レベルデータを読
み出すための時間的に変化するステップアドレスデータ
を発生する。この読出しパターンに従うステップアドレ
スデータの発生は、鍵盤回路１４からのキーオン信号Ｋ
ＯＮに応じて、楽音発音タイミングに対応して行われ
る。複数の読出しパターンに対応してステップアドレス
データはデータ及びワーキングＲＡＭ１２内に予め記憶
しておいてもよいし、あるいは演算により発生するよう
にしてもよい。

【００３７】図３はシーケンスメモリ２０に格納される
有声音レベルデータＶ，無声音レベルデータＵ及び有声
無声音のレベル比ＵＶの値の一例を模式的に示す図であ
る。図３（ａ）は有声音レベルデータＶを示し、図３
（ｂ）は無声音レベルデータＵを示し、図３（ｃ）は有
声無声音レベル比ＵＶを示す。図３（ａ）〜（ｃ）の横
軸はシーケンスメモリ２０のステップアドレスを示し、
縦軸はそのステップアドレスに対応した有声無声音のレ
ベル値を示す。

【００３８】図３の有声音及び無声音のレベルは、それ
ぞれ『あ，か，さ，た』（［ａ］，［ｋａ］，［ｓ
ａ］，［ｔａ］）の人声音を楽音合成装置で合成発音す
る場合に対応している。図３（ａ）の各波形は全て有声
音（母音）［ａ］のレベルＶａを示し、図３（ｂ）の各
波形の第１番目は無声音（子音）［ｋ］のレベルＵｋ
を、第２番目は無声音（子音）［ｓ］のレベルＵｓを、
第３番目は無声音（子音）［ｔ］のレベルＵｔをそれぞ
れ示す。図３（ａ）において有声音レベルＶａの大きさ
は一定であるが、図３（ｂ）においては無声音レベルＵ
ｋ，Ｕｓ，Ｕｔの大きさはそれぞれ異なっている。従っ
て、楽音合成装置は図３（ａ）及び（ｂ）の波形をステ
ップアドレスの順に次々と読み出すことによって、
『あ，か，さ，た』（［ａ］，［ｋａ］，［ｓａ］，
［ｔａ］）の人声音を発音することができる。

【００３９】図３（ｃ）は、シーケンスメモリ２０に格
納される有声無声音のレベル比ＵＶを示すものである。
この例では、有声音レベルと無声音レベルの合計値を１
とした場合に、有声音レベルがその合計に占める割合が
有声無声音レベル比ＵＶとしてシーケンスメモリ２０に
格納されている。即ち、有声音レベルをＶ、無声音レベ
ルをＵとした場合のＶ／（Ｕ＋Ｖ）が有声無声音レベル
比ＵＶである。従って、無声音レベルの大きさは１−Ｕ
Ｖ（図では点線で示してある）を演算することによって
容易に求めることができる。但し、図３（ａ）及び
（ｂ）に示すように、有声音レベルと無声音レベルの合
計値が１でない場合には、有声音レベルＶと無声音レベ
ルＵとを別々にシーケンスメモリ２０に格納する方がよ
いことは言うまでもない。また、有声音レベルと無声音
レベルの合計が１でない場合でも、単純に両者の比率
（Ｖ／Ｕ）を格納してもよいことはいうまでもない。

【００４０】図４はシーケンスメモリ２０の読出しパタ
ーンの幾つかの例を示す図である。図４（ａ）に示す読
出しパターンは、所定の基準アドレスから所定の最大ア
ドレス（ＭＡＸ）まで、ステップアドレスを順次増加さ
せ、その後は最大アドレス（ＭＡＸ）を維持するもので
ある。例えば、基準アドレスをステップ番号１、最大ア
ドレスをステップ番号ｎとすると、発音開始後、ステッ
プ番号１，２，３……ｎの順で時間的にステップアドレ
スが増加し、ステップ番号ｎに到達すると、以後はステ
ップ番号ｎを維持する。この場合、例えば、シーケンス
番号１の場合は、各ステップ番号１，２，３……ｎに対
応するフォルマントパラメータデータＦＬ１１Ｎ，ＦＬ
１２Ｎ，・・・，ＦＬ１ｎＮ、相対ピッチデータＰ１
１，Ｐ１２，・・・，Ｐ１ｎ、有声音レベルデータＶ１
１，Ｖ１２，・・・，Ｖ１ｎ及び無声音レベルデータＵ
１１，Ｕ１２，・・・，Ｕ１ｎが順次読み出され、最後
にＦＬ１ｎＮ、Ｐ１ｎ、Ｖ１ｎ及びＵ１ｎが持続的に読
み出される。なお、これ以後の説明の中でアドレスとい
う場合は、ステップアドレスを指すものとする。

【００４１】図４（ｂ）の読み出しパターンは所定の基
準アドレスから所定のループエンドアドレス（ＬＯＯＰ
ＥＮＤ）まで所定の順序で読み出し、その後はループ
スタートアドレス（ＬＯＯＰ ＳＴＡＲＴ）からループ
エンドアドレス（ＬＯＯＰＥＮＤ）に向かってアドレス
を増加するというパターンを繰り返すものである。

【００４２】図４（ｃ）の読み出しパターンは所定の基
準アドレスから所定のループエンドアドレス（ＬＯＯＰ
ＥＮＤ）まで所定の順序で読み出し、その後はループ
エンドアドレス（ＬＯＯＰ ＥＮＤ）からループスター
トアドレス（ＬＯＯＰ ＳＴＡＲＴ）に向かってアドレ
スを減少するというパターンを繰り返すものである。

【００４３】図４（ｄ）の読み出しパターンは所定の基
準アドレスから所定のループエンドアドレス（ＬＯＯＰ
ＥＮＤ）まで所定の順序で読み出し、その後はループ
エンドアドレス（ＬＯＯＰ ＥＮＤ）とループスタート
アドレス（ＬＯＯＰ ＳＴＡＲＴ）との間をアドレスが
増加減少するように繰り返すものである。

【００４４】図４に示した読み出しパターンは一例であ
り、これらのパターンを任意に組み合わせることもでき
るし、読み出し速度をイニシャルタッチデータＩＴＤ、
アフタタッチデータＡＴＤの大きさ等のキー操作情報に
応じて可変制御してもよい。また、楽器の種類、人声の
種類に応じて種々のパターンを予め登録しておくことに
よって、演奏効果を格段に向上することができる。

【００４５】なお、操作パネル１５にマニュアル操作子
を設け、このマニュアル操作子で任意のステップアドレ
スを設定し、また操作量を変化することにより順次変化
させることもできる。このマニュアル操作子として、例
えば１２８段階の信号を出力するモジュレーションホイ
ールや正負の方向性を持った信号を出力するピッチベン
ドホイール等がある。

【００４６】次に、マイクロコンピュータによって実行
される処理の一例を図５、図６、図７、図８及び図９に
基づいて説明する。図５はマイクロコンピュータが処理
する「メイン処理ルーチン」の各ステップの処理内容を
示す図である。このメイン処理ルーチンは次のようなス
テップで順番に実行される。

【００４７】ステップ３１：電源投入時におけるマイク
ロコンピュータの全てのデータに所定の値をセットす
る。例えば、シーケンス番号アドレスデータ、ステップ
アドレスデータ及び読み出しパターン等の初期値を各レ
ジスタに設定する。また、前述のようにプログラムＲＯ
Ｍ１１に格納されているフォルマントシーケンスのプリ
セット値をデータ及びワーキング用ＲＡＭ１２にロード
する。

【００４８】ステップ３２：鍵盤回路１４における各キ
ースイッチのスキャンを行う。 ステップ３３：ステップ３２のキースキャンの結果、キ
ーイベントの有無を判断する。鍵が押し下げられたとき
はキーオンイベントが判断され、離鍵されたときはキー
オフイベントが判断される。キーイベント有り（ＹＥ
Ｓ）の場合は、次のステップ３４に進み、キーイベント
無し（ＮＯ）の場合はステップ３５に進む。

【００４９】ステップ３４：ステップ３３のキーイベン
トの種類に応じた発音割当て処理を行う。 ステップ３５：操作パネル１５の各操作子のスキャンを
行う。 ステップ３６：ステップ３５のパネルスキャンの結果、
操作子によるパネルイベントの有無を判断する。例え
ば、モード切換えキーが押されているかどうかを判断す
る。パネルイベント有り（ＹＥＳ）の場合は、次のステ
ップ３７に進み、パネルイベント無し（ＮＯ）の場合
は、ステップ３２に戻る。 ステップ３７：ステップ３６のパネルイベントの結果に
応じて発音割当て処理を行う。

【００５０】次に、図６はマイクロコンピュータが処理
する「発音処理」の各ステップの処理内容を示す図であ
る。この発音処理は次のようなステップで順番に実行さ
れる。 ステップ４１：キーイベントがキーオン又はキーオフの
どちらなのかを判断する。キーイベントがキーオン（Ｙ
ＥＳ）の場合は次のステップ４２に進み、キーオフ（Ｎ
Ｏ）の場合はステップ４７に進む。 ステップ４２：有声フォルマント合成音源１７Ｖ及び無
声フォルマント合成音源１７Ｕのそれぞれが発音割当て
処理を行っていない空きチャンネルをサーチする。

【００５１】ステップ４３：ステップ４２の空きチャン
ネルサーチの結果、空きチャンネルの有無を判断し、空
きチャンネル有り（ＹＥＳ）の場合はステップ４５にジ
ャンプし、空きチャンネル無し（ＮＯ）の場合は次のス
テップ４４に進む。 ステップ４４：空きチャンネルが無かったので、トラン
ケート処理を行い、発音割当て処理可能なチャンネルを
作成する。

【００５２】ステップ４５：イニシャルタッチデータＩ
ＴＤに応じたステップアドレスの読み出し位相のスピー
ドを決定し、これをスピードレジスタＳＰ（ｃｈ）に設
定する。このスピードレジスタＳＰ（ｃｈ）はチャンネ
ル毎に設けられており、チャンネル毎に異なった値が設
定される。従って、押鍵毎にフォルマントシーケンス、
ピッチシーケンス、有声無声音レベルシーケンスの読み
出し速度が変化するので、和音等が押鍵された場合でも
各音間の分離性が向上するという効果がある。

【００５３】ステップ４６：当該空きチャンネルにキー
オンフラグをセットして、割り込み処理における発音情
報の制御が行われるようにし、リターンする。すなわ
ち、この発音処理では直接には発音割当て要求は行わな
い。 ステップ４７：ステップ４１の結果、キーイベントがキ
ーオフであった場合、対応するキーの発音処理を有声フ
ォルマント合成音源１７Ｖ及び無声フォルマント合成音
源１７Ｕが行っているかどうか、すなわち対応するキー
オンが存在するかどうかを判断し、存在する（ＹＥＳ
の）場合は次のステップ４８に進み、存在しない場合は
リターンする。これは、キーオン処理されたキーがステ
ップ４４のトランケート処理によってその発音が完全に
停止していることがあり得るからである。

【００５４】ステップ４８：キーオフイベントの該当す
るチャンネルに対してキーオフ情報ＫＯＦを送出する。 ステップ４９：キーオフ情報ＫＯＦの送出されたチャン
ネルのキーオンフラグをリセットする。

【００５５】図７はマイクロコンピュータが処理する
「パネル処理」の各ステップの処理内容を示す図であ
る。このパネル処理は次のようなステップで順番に実行
される。ここでは、この発明に直接関係する部分のみが
示されている。 ステップ５１：操作パネル１５上のモード切換えキーが
押されたかどうかを判断し、押された（ＹＥＳ）場合は
次のステップ５２に進み、押されていない（ＮＯ）場合
はステップ５６に進む。

【００５６】ステップ５２：モードレジスタＭＯＤＥの
値を「１」だけインクリメントし、次のステップ５３に
進む。すなわち、このモード切換えスイッチは一回押す
たびにモードレジスタＭＯＤＥの値を増加させ、図４の
読み出しパターンの中から任意のものを選択するもので
ある。モード切換えキーはこれに限らずスライド又は回
転によってその値を任意に変えられるようなものであっ
てもよいことはいうまでもない。

【００５７】ステップ５３：図４の読み出しパターンは
４種類なので、モードレジスタＭＯＤＥの値がモード数
の最大値「５」であるかどうかを判断し、「５」の場合
は次のステップ５４に進み、そうでない場合はステップ
５５にジャンプする。読み出しパターンの数に応じてこ
のステップの値を変更してやればよい。

【００５８】ステップ５４：ステップ５３でモードレジ
スタＭＯＤＥの値が最大値「５」だったので、ここでモ
ードレジスタＭＯＤＥに「１」を格納する。このように
してモードレジスタＭＯＤＥの値はオーバーフローする
ことなく、モード切換えスイッチの押圧動作によって
１，２，３，４の値を循環する。

【００５９】ステップ５５：モードレジスタＭＯＤＥに
格納されている値に応じて割り込み処理ベクタを書き換
える。この実施例では、フォルマントシーケンスデー
タ、ピッチシーケンスデータ及び有声無声音レベルシー
ケンスデータの読み出し波形をソフトウェア処理で作り
出しており、更にそれぞれの読み出し波形を異なる割り
込み処理で形成するようにしているので、モードレジス
タＭＯＤＥの格納値に応じて割り込み処理先を変更して
いる。

【００６０】ステップ５６：操作パネル１５上のモード
切換えキー（図示せず）が押されていない場合、操作パ
ネル１５上のその他のスイッチキーに対する処理を行
う。例えば、音色選択イベントが発生した場合等は、そ
の音色に応じてシーケンス番号アドレスを変更したりす
る。

【００６１】図８はマイクロコンピュータが処理するフ
ォルマントパラメータデータ、相対ピッチデータ、有声
無声音レベルデータの読み出し処理の詳細を示す図であ
る。図８に示した処理は図７のモードレジスタＭＯＤＥ
の格納値が「１」の場合、すなわち図４（ａ）の読み出
しパターンの場合における割り込み処理を示すものであ
る。このルーチンはタイマ２２からインタラプト信号が
与えられる毎に次のようなステップの順番に実行され
る。

【００６２】ステップ６１：割り込みの多重化を防止す
るために割り込み禁止を行う。 ステップ６２：チャンネルナンバレジスタｃｈに「１」
を設定する。 ステップ６３：チャンネルナンバレジスタｃｈに格納さ
れている値に対応するチャンネルのキーオンフラグがセ
ットされているかどうかを判断し、セットされている
（ＹＥＳ）場合は次のステップ６４に進み、セットされ
ていない（ＮＯ）場合はステップ６１３にジャンプし、
チャンネルナンバレジスタｃｈの値を１だけインクリメ
ントして、次のチャンネルの処理を行う。

【００６３】ステップ６４：ステップアドレスレジスタ
Ｙ（ｃｈ）の値を「１」だけインクリメントし、さらに
スピードレジスタＳＰ（ｃｈ）にセンシティビティーＳ
Ｅを乗じた値ＳＰ（ｃｈ）×ＳＥを加算する。このセン
シティビティーＳＥを「０」にすると、スピードレジス
タＳＰ（ｃｈ）の値には無関係にステップ番号Ｙは１ず
つ増加し、センシティビティーＳＥを正の値にすると、
ステップ番号Ｙの増加率は大きくなり、逆にセンシティ
ビティーＳＥを負の値にすると、ステップ番号Ｙの増加
率は小さくなる。

【００６４】すなわち、センシティビティーＳＥが
「０」だと、シーケンスメモリ２０からはＦＬ１１Ｎ，
ＦＬ１２Ｎ，ＦＬ１３Ｎ，・・・のようにステップ番号
の順番通りにフォルマントパラメータデータ及び相対ピ
ッチデータが読み出される。センシティビティーＳＥが
正の値だと、シーケンスメモリ２０からは例えばＦＬ１
１Ｎ，ＦＬ１３Ｎ，ＦＬ１５Ｎ，・・・のように飛び飛
びのステップ番号順に読み出されフォルマントパラメー
タデータ、相対ピッチデータ又は／及び有声無声音レベ
ルデータの読み出し速度が早くなる。逆に負の値だと、
例えばＦＬ１１Ｎ，ＦＬ１１Ｎ，ＦＬ１２Ｎ，ＦＬ１２
Ｎ，ＦＬ１３Ｎ，ＦＬ１３Ｎ，・・・のように同じステ
ップ番号が読み出されフォルマントパラメータデータ、
相対ピッチデータ又は／及び有声無声音レベルデータの
読み出し速度が遅くなる。

【００６５】なお、ＳＰ（ｃｈ）×ＳＥの代わりに、ス
ピードレジスタＳＰ（ｃｈ）だけを使用し、このスピー
ドレジスタＳＰ（ｃｈ）にタッチデータに応じた正負の
値を格納できるようにしてもよいし、センシティビティ
ーＳＥの値及び／又はスピードレジスタＳＰ（ｃｈ）の
値をイニシャルタッチデータＩＴＤ及び／又はアフタタ
ッチデータＡＴＤの値に応じて可変制御してもよい。

【００６６】ステップ６５：ステップアドレスレジスタ
Ｙ（ｃｈ）がそのシーケンス番号における最大ステップ
値ＭＡＸよりも大きいかどうかを判断し、大きい場合は
ステップ６６に進み、小さい場合はステップ６７に進
む。 ステップ６６：シーケンス番号の最大ステップ値ＭＡＸ
よりも大きいステップ番号は存在しないので、ステップ
アドレスレジスタＹ（ｃｈ）にそのシーケンス番号の最
大ステップ値ＭＡＸを格納する。

【００６７】ステップ６７：各ステップ番号Ｙの４個の
フォルマントパラメータデータを順次読み出すためにレ
ジスタＮに「１」を格納する。 ステップ６８：シーケンスメモリ２０からシーケンス番
号Ｘ及びステップ番号Ｙに対応する有声音レベルデータ
ＶＸＹ及び無声音レベルデータＵＸＹを読み出し、それ
ぞれ有声フォルマント合成音源１７Ｖ及び無声フォルマ
ント合成音源１７Ｕに出力する。これによって、有声音
及び無声音の微妙なレベル変化を表現することができ
る。なお、シーケンスメモリ２０に図３（ｃ）の有声音
のレベル比ＵＶが格納されている場合には、そのレベル
比ＵＶを有声フォルマント合成音源１７Ｖに出力し、有
声音のレベル比１−ＵＶを演算し、それを無声フォルマ
ント合成音源１７Ｕに出力する。

【００６８】ステップ６９：シーケンスメモリ２０から
シーケンス番号Ｘ及びステップ番号Ｙに対応する相対ピ
ッチデータＰＸＹを読み出し、キーコードＫＣと共に有
声フォルマント合成音源１７Ｖに出力する。これによっ
て、微妙な音程のズレを表現できる。なお、相対ピッチ
データＰＸＹ及びキーコートＫＣは無声フォルマント合
成音源１７Ｕには取り込まれない。 ステップ６１０：シーケンスメモリ２０からシーケンス
番号Ｘ及びステップ番号Ｙに対応したフォルマントパラ
メータデータＦＬＸＹ１を読み出し、有声フォルマント
合成音源１７Ｖ及び無声フォルマント合成音源１７Ｕに
出力する。 ステップ６１１：レジスタＮを「１」だけインクリメン
トする。

【００６９】ステップ６１２：レジスタＮが「４」より
も大きいかどうか判断し、大きい場合はステップ番号Ｙ
の４個のフォルマントパラメータデータＦＬＸＹ１〜Ｆ
ＬＸＹ４を読み出しているので、次のステップ６１３に
進むが、小さい場合は未だ４個のフォルマントパラメー
タデータを読み出していないので、ステップ６１０に戻
り、４個のフォルマントパラメータデータを読み出すま
で処理を実行する。

【００７０】ステップ６１３：チャンネルナンバレジス
タｃｈを「１」だけインクリメントする。 ステップ６１４：チャンネルナンバレジスタｃｈが
「８」より大きいかどうか判断し、大きい場合は次のス
テップ６１５に進み、小さい場合はステップ６３に戻り
次のチャンネルに対して同様の処理を実行する。 ステップ６１５：ステップ６１で禁止していた割り込み
を許可し、通常の処理にリターンする。

【００７１】図９は図８と同様、マイクロコンピュータ
が処理するフォルマントパラメータデータ、相対ピッチ
データ及び有声無声音レベルデータの読み出し処理の詳
細を示す図であり、図７のモードレジスタＭＯＤＥの格
納値が「２」の場合、すなわち図４（ｂ）の読み出しパ
ターンの場合における割り込み処理を示すものである。
ステップ７１〜７４，７７〜７１５は図８のステップ６
１〜６４，６７〜６１５と同じなので、その説明は省略
する。

【００７２】ステップ７５：ステップアドレスレジスタ
Ｙ（ｃｈ）がそのシーケンス番号におけるループエンド
アドレス値ＬＥよりも大きいかどうかを判断し、大きい
場合はステップ７６に進み、小さい場合はステップ７７
に進む。 ステップ７６：ステップアドレスレジスタＹ（ｃｈ）に
そのシーケンス番号におけるループスタートアドレス値
ＬＳを格納する。

【００７３】このステップ７５，７６によって、図４
（ｂ）のような読み出しパターンに従って、フォルマン
トパラメータデータ、相対ピッチデータ及び有声無声音
レベルデータをシーケンスメモリ２０から順次読み出す
ことができる。なお、図４（ｃ）及び（ｄ）の読み出し
パターンは図８及び図９のフローを変形することによっ
て容易に実現できるので、ここでは省略する。

【００７４】以上のようにこの実施例によれば、フォル
マントを時系列的に変化させて発生することができると
共に楽音のピッチ及び有声無声音レベルも時系列的に変
化させることができる。また、そのときに読み出し速度
を変更することによって、フォルマント、ピッチ及び有
声無声音レベルの変化の割合を自由に制御できるという
効果がある。

【００７５】なお、有声フォルマント合成音源１７Ｖに
おける楽音合成方式にはいかなる方式のものを用いても
よい。例えば、特公昭５９−１９３５２号公報又は特公
昭６２−１４８３４号公報に記載されているような振幅
変調（ＡＭ）方式、又は特公昭６２−４２５１５号公報
に記載されているような周波数変調（ＦＭ）方式などを
使用することができる。この有声フォルマント合成音源
１７Ｖの一例として窓関数を用いた振幅変調（ＡＭ）方
式により、有声フォルマントを合成するものを図１０に
示す。

【００７６】図１０において、位相発生器８１は、フォ
ルマント中心周波数を設定するための中心周波数データ
Ｆを逐次累算することによりフォルマント中心周波数に
対応する位相データを発生するものである。従って、フ
ォルマント中心周波数の値が小さい時は累算の速度は遅
く、フォルマント中心周波数が大きい時は累算の速度は
速くなる。そして、累算値がオーバーフローしたとき
は、再び初期値に戻って累算を繰り返す。また、所定時
間幅のリセットパルスＲＳが与えられたときは、累算値
が０にリセットされ、該所定時間幅の間だけ出力０を維
持する。この位相発生器８１の累算出力はセレクタ８５
を介して対数表現の正弦関数（ｌｏｇ ｓｉｎ）テーブ
ル８６にアドレスデータとして供給される。

【００７７】位相発生器８２は、アキュムレータ構成で
あり、キーコードＫＣに対応する基本ピッチ周波数デー
タｆ０を取り込み、この基本ピッチ周波数データｆ０を
順次累算する。この位相発生器８２もオーバーフローす
ると初期値に戻って累算動作を繰り返す。また、位相発
生器８２はオーバーフローパルス（例えば、最上位ビッ
トＭＳＢ）を微分回路８３に出力するようになってい
る。

【００７８】微分回路８３は、ワンショットマルチバイ
ブレータから構成され、オーバーフローパルスが立ち上
がると、所定時間幅のリセットパルス信号ＲＳを位相発
生器８１及び８４に出力する。すなわち、微分回路８３
は、位相発生器８２の出力値が０になるタイミングを検
出し、そのタイミングでリセットパルス信号ＲＳを出力
する。従って、位相発生器８１で発生するフォルマント
中心周波数の位相データは、このリセットパルス信号Ｒ
Ｓに応じて発生すべき楽音の音高に応じた周期で所定時
間幅の間リセットされ、これによりフォルマント中心周
波数を搬送周波数とし、楽音の音高周波数を変調周波数
とする振幅変調が行われる。

【００７９】位相発生器８４は、図示していない音色パ
ラメータ供給回路から供給される音素変調波位相定数Ｋ
を所定クロックに同期して累算する回路である。この位
相発生器８４は、累算値がオーバーフローすると、その
最終値を保持し、次いでリセットパルス信号ＲＳが供給
されると、その内容をリセットし、再び初期値から累算
を開始するようになっている。この位相発生器８４の累
算結果は、セレクタ８５を介して対数表現の正弦関数
（ｌｏｇ ｓｉｎ）テーブル８６にアドレスデータとし
て供給される。この場合、位相発生器８４の累算速度
は、位相発生器８１の累算速度に比べて極めて遅くなる
ように音素変調波位相定数Ｋの値が設定されている。

【００８０】セレクタ８５は動作選択信号ＳＥＬが供給
されたときに位相発生器８１の出力データを選択し、動
作選択信号ＳＥＬが供給されていないときに位相発生器
８４の出力データを選択し、正弦関数テーブル８６にア
ドレスデータとして供給する。

【００８１】正弦関数テーブル８６は、対数表現の正弦
関数データが１周期分（又は１／２周期あるいは１／４
周期分でもよい）記憶されているテーブルであり、セレ
クタ８５を介して供給されるアドレスデータに応じた正
弦関数値を対数表現で出力するようになっている。従っ
て、正弦関数テーブル８６は、位相発生器８１又は８４
における累算値に応じたレートで正弦関数値を出力す
る。

【００８２】データシフタ８７は、正弦関数テーブル８
６の出力データを、音色パラメータであるシフト量デー
タＳに従ってシフトする回路である。このシフト量デー
タＳも図示しない音色パラメータ供給回路から供給され
る。このデータシフタ８７は、動作信号ＳＦＴが供給さ
れているときにシフト動作を行い、動作信号ＳＦＴが供
給されていないときは正弦関数テーブル８６からのデー
タがそのまま出力する。また、データシフタ８７におけ
るシフトは、シフト量データＳの値だけ上位側にシフト
する動作となる。

【００８３】加算器８８は、動作信号ＡＤＤ１が供給さ
れると、データシフタ８７の出力データとレジスタ８９
の出力データとを加算する。動作信号ＡＤＤ１が供給さ
れていない場合は、加算器８８に供給されるデータは、
そのまま出力端から出力される。また、レジスタ８９に
は、加算器８８をそのまま通過したデータが記憶される
ようになっている。この場合、加算器８８による加算
は、対数データについての加算であるから、真数に対し
ては乗算を行うことになる。

【００８４】加算器８１０は、動作信号ＡＤＤ２が供給
されると、加算器８８の出力データとレベル変換された
レベルデータＬとを加算する。この加算器８１０におけ
る加算は、対数値の加算であるから真数に対しては乗算
を行っていることとなる。

【００８５】対数／リニア（ｌｏｇ ｌｉｎｅａｒ）変
換回路８１１は、加算器８１０から供給される対数表現
のデータを真数に変換する回路である。対数／リニア変
換回路８１１が出力するデータは、アキュムレータ８１
２に与えられる。１つの楽音信号を合成するための４つ
のフォルマントパラメータデータＦ，Ｌが時分割的に与
えられ、各フォルマントに応じた部分音信号が対数／リ
ニア変換回路８１１から順次出力され、これがアキュム
レータ８１２で累算され、楽音信号として乗算器８１３
に出力される。乗算器８１３は有声音レベルデータＶ
（又はＵＶ）を入力し、それをアキュムレータ８１２か
らの楽音信号に乗算して、有声音の楽音信号として出力
する。

【００８６】以上が有声フォルマント合成音源１７Ｖの
一例であるが、この詳細については特願平１−７７３８
３号明細書に記載してあるので、ここでは省略する。な
お、図１０の有声フォルマント合成音源１７Ｖのうち、
位相発生器８４、セレクタ８５及びデータシフタ８７は
省略してもよい。

【００８７】図１１は、無声フォルマント合成音源１７
Ｕの一例を示す図である。この詳細については特願平２
−２７１３９７号公報の明細書に記載してあるので、こ
こでは簡単に説明する。図１１において、ホワイトノイ
ズ発生回路９１はフラットなスペクトルを持つホワイト
ノイズを発生する回路である。デジタルフィルタ９２は
ＩＩＲフィルタと呼ばれるローパスフィルタであり、フ
ラットなスペクトルを持つホワイトノイズを所定のバン
ド幅を有するノイズに変換するものである。デジタルフ
ィルタ９２はインバータ９３、バンド幅パラメータ発生
器９４、遅延回路９５、加算器９６，９７，９８及び乗
算器９９からなる。デジタルフィルタ９２は、ホワイト
ノイズを右下がりスペクトル特性を有するノイズ信号に
変換して乗算器９１０に出力する。

【００８８】周期波形発生回路９１１はフォルマント中
心周波数を設定するための中心周波数データＦに対応し
て遷移するフォルマント中心周波数ｆｏを有する正弦波
の順次サンプル点振幅値ｓｉｎ２πｆｏｔを出力する。
周期波形発生回路９１１は位相アキュムレータ９１２及
びサインテーブル９１３からなる。位相アキュムレータ
９１２は所定のクロックパルスに同期して中心周波数デ
ータＦを累算する。この中心周波数データＦは発生しよ
うとするノイズ音のフォルマント中心周波数ｆｏに対応
しているので、位相アキュムレータ９１２はその累算値
をサインテーブル９１３の読み出しアドレス信号として
出力する。

【００８９】サインテーブル９１３には、正弦関数デー
タが１周期分（又は１／２周期あるいは１／４周期分で
もよい）記憶されているテーブルであり、読み出しアド
レス信号によって読み出される。従って、サインテーブ
ル９１３からは位相アキュムレータ９１２の読み出しア
ドレス信号（累算値）に応じた周波数ｆｏの正弦波が出
力する。乗算器９１０はデジタルフィルタ９２のノイズ
信号と周期波形発生回路９１１の正弦波とを乗算して出
力する。従って、乗算器９１０からは所定のフォルマン
ト特性を持ったノイズ信号が出力されるようになる。

【００９０】エンベロープジェネレータ９１４はフォル
マントパラメータのレベルデータＬに従ってクロックパ
ルスのタイミングで乗算器９１０から出力されるノイズ
信号の振幅を制御するエンペロープ信号を乗算器９１５
に出力する。乗算器９１５は乗算器９１０からのノイズ
信号にこのエンベロープ信号を乗算して次段の乗算器９
１６に出力する。乗算器９１６は無声音レベルデータＵ
（又は１−ＵＶ）を入力し、それを乗算器９１５からの
ノイズ信号に乗算して、無声音の楽音信号として出力す
る。

【００９１】なお、上述の実施例ではソフトウェアによ
って実施する場合について説明したが、これに限らずハ
ードウェア等で実施するようにしてもよい。シーケンス
メモリ２０内のフォルマントパラメータデータの内容は
操作パネル１３の操作によって任意に書換え可能として
もよい。

【００９２】上述の実施例では、図２のステップ番号を
図４の読み出しパターンに従って読み出す場合について
説明したが、これに限らず図４の読み出しパターンに応
じてステップ番号からシーケンス番号にまたがってフォ
ルマントパラメータデータを順次読み出すようにしても
よい。また、フォルマントパラメータデータ、相対ピッ
チデータ及び有声無声音レベルデータの全てを読み出す
場合について説明したが、いずれか一つを読み出すだけ
でもよい。

【００９３】なお、フォルマントパラメータデータに比
べてピッチ及び有声無声音レベルの変化量も少なく、変
化速度も遅いので、ステップ番号毎に相対ピッチデータ
及び有声無声音レベルを有しなくてもよく、数ステップ
毎に相対ピッチデータ及び有声無声音レベルを設けるよ
うにしてもよい。すなわち、上記実施例では、説明の便
宜上、フォルマントパラメータデータ、相対ピッチデー
タ及び有声無声音レベルデータを、共通のステップ数で
それぞれ記憶して共通のシーケンススピードで読み出す
ようにしているが、本願の請求項に記載された本発明に
おいては、これらのフォルマントパラメータデータ、相
対ピッチデータ及び有声無声音レベルデータをそれぞれ
独立した速度で読み出すようにするものとする。その場
合に、これらのフォルマントパラメータデータ、相対ピ
ッチデータ及び有声無声音レベルデータを別々のシーケ
ンスメモリに記憶し、別々のシーケンススピードで読み
出すようにしてもよいし、シーケンスの進行は共通に制
御するが、異なるステップ番号を与えることにより各種
データの読み出しが独立に制御されるようにしてもよい
ものであり、また、上記のように、ステップ番号毎に相
対ピッチデータ及び有声無声音レベルを有しなくてもよ
く、数ステップ毎に相対ピッチデータ及び有声無声音レ
ベルを設けるようにしてもよいものである。

【００９４】相対ピッチデータは分析によって抽出して
もよく、又は専用のエディター等により作成したピッチ
データを用いてもよい。相対ピッチデータ又は有声無声
音レベルデータの出力をオフ状態にするスイッチを設け
てもよいし、相対ピッチデータ又は有声無声音レベルデ
ータの深さ（大きさ）を増減するスイッチを設けてもよ
い。これはピッチ変化や有声無声音レベル変化の全くな
いフラットな楽音の発音が欲しい場合もあるからであ
る。フォルマントパラメータデータもピッチデータと同
様にある基準フォルマントデータに対する相対変化量を
時系列的に順次記憶するようにしてもよい。

【００９５】また、実施例では、シーケンスメモリ２０
に記憶するフォルマントパラメータデータとして、フォ
ルマントを特定するための中心周波数及びレベルのパラ
メータを記憶する場合について説明したが、周波数変調
演算によってフォルマントを合成する場合はそのための
中心周波数、変調周波数、変調指数及びレベル等の各パ
ラメータを記憶しておき、これを読み出すようにしても
よい。また、音階音に限らず、リズム音等のフォルマン
トを合成する場合にも適用できることは言うまでもな
い。

【００９６】

【発明の効果】 以上の通り、第１の発明によれば、音
声の音色を制御するための複数種類のパラメータデータ
であって、それぞれが時系列的に変化するパラメータデ
ータをそれぞれ複数ステップについて記憶し、楽音を発
生すべきときに、前記各種類毎のパラメータデータの各
ステップ毎のデータを該各種類毎に独立した速度で時系
列的に順次読み出し、これらの各種パラメータデータの
組合せに応じて決定される音色の音声フォルマント特性
を持つ音声楽音信号を合成するようにしたので、合成す
る音声楽音信号のフォルマント特性をその都度の前記複
数種類のパラメータデータの組合せに応じて時間的に変
化させることができるものとなり、楽音信号のフォルマ
ントを実際の楽器音又は人声音と同様に時間的に変化さ
せることができるのは勿論のこと、各種パラメータデー
タの読出し速度をそれぞれ独立に制御することにより、
時々刻々のその都度の前記複数種類のパラメータデータ
の組合せ内容を多様に可変制御することができるように
なる、という優れた効果を奏する。すなわち、記憶手段
に記憶した各種のパラメータデータが実際に発せられた
音声に基づくデータであったとしても、読出し時におけ
る各種パラメータデータ毎の読出し速度をそれぞれ独立
に制御することにより、時々刻々のその都度の前記複数
種類のパラメータデータの組合せ内容が多様に可変制御
されることにより、それらの組合せによって合成される
音声フォルマントに基づく音声楽音信号の音色は、元の
音声のものとは相違するものとなり、多様な制御が実現
可能となる。また、第２の発明によれば、音声楽音信号
のフォルマント特性をその都度の前記複数種類のパラメ
ータデータの組合せに応じて時間的に変化させると共に
そのピッチを時間的に変化させることができるものとな
り、上述と同様の効果を奏することに加えて、その都度
の楽音ピッチも任意に可変制御することができるように
なり、全体として、更に多様な制御を実現することがで
きる、という優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明に係る電子楽器の一実施例のハード
ウェア構成を示すブロック図である。

【図２】 図１のシーケンスメモリに記憶されているフ
ォルマントパラメータデータ及び相対ピッチデータの状
態を示す図である。

【図３】 シーケンスメモリに格納される有声音レベル
データ及び無声音レベルデータの値の一例を模式的に示
す図である。

【図４】 図１のシーケンスメモリの読み出しパターン
のいくつかの例を示す図である。

【図５】 図１のマイクロコンピュータが処理するメイ
ンルーチンの一例を示すフローチャート図である。

【図６】 図１のマイクロコンピュータが処理する図４
の発音処理の詳細例を示すフローチャート図である。

【図７】 図１のマイクロコンピュータが処理する図４
のパネル処理の詳細例を示すフローチャート図である

【図８】 図３（ａ）の読み出しパターンに従ったフォ
ルマントパラメータデータ、相対ピッチデータ及び有声
無声音レベルデータの読み出し処理の詳細例を示すフロ
ーチャート図である。

【図９】 図３（ｂ）の読み出しパターンに従ったフォ
ルマントパラメータデータ、相対ピッチデータ及び有声
無声音レベルデータの読み出し処理の詳細例を示すフロ
ーチャート図である。

【図１０】 図１の有声フォルマント合成音源の一例を
示す図である。

【図１１】 図１の無声フォルマント合成音源の一例を
示す図である。

【符号の説明】

１０…ＣＰＵ、１１…プログラムＲＯＭ、１２…データ
及びワーキングＲＡＭ、１３…データ及びアドレスバ
ス、１４…鍵盤回路、１５…操作パネル、１６…音色選
択部、１７Ｖ…有声フォルマント合成音源、１７Ｕ…無
声フォルマント合成音源、１８…Ｄ／Ａ変換器、１９…
サウンドシステム、２０…シーケスメモリ、２１…アフ
タタッチセンサ、２２…タイマ

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 音声の音色を制御するための複数種類の
   パラメータデータであって、それぞれが時系列的に変化
   するパラメータデータをそれぞれ複数ステップについて
   予め記憶している記憶手段と、 楽音を発生すべきときに、前記記憶手段から前記各種類
   毎のパラメータデータの各ステップ毎のデータを該各種
   類毎に独立した速度で時系列的に順次読み出す読み出し
   手段と、 読み出された前記各種類毎のパラメータデータを入力
   し、該入力された各種パラメータデータの組合せに応じ
   て決定される音色の音声フォルマント特性を持つ音声楽
   音信号を合成するフォルマント合成手段とを備え、前記
   音声楽音信号のフォルマント特性をその都度の前記複数
   種類のパラメータデータの組合せに応じて時間的に変化
   させることを特徴とする楽音合成装置。
2. 【請求項２】 音声の音色を制御するための複数種類の
   パラメータデータであって、それぞれが時系列的に変化
   するパラメータデータをそれぞれ複数ステップについて
   予め記憶すると共に、所定の基準ピッチに対する変化分
   を示す相対ピッチデータを複数ステップについて予め記
   憶している記憶手段と、 楽音を発生すべきときに、前記記憶手段から前記各種類
   毎のパラメータデータの各ステップ毎のデータを該各種
   類毎に独立した速度で時系列的に順次読み出すと共に、
   前記相対ピッチデータの各ステップ毎のデータを独立し
   た速度で時系列的に順次読み出す読み出し手段と、 読み出された前記各種類毎のパラメータデータ及び相対
   ピッチデータを入力し、該入力された各種パラメータデ
   ータの組合せに応じて決定される音色の音声フォルマン
   ト特性と前記相対ピッチデータに応じたピッチを持つ音
   声楽音信号を合成するフォルマント合成手段とを備え、
   前記音声楽音信号のフォルマント特性をその都度の前記
   複数種類のパラメータデータの組合せに応じて時間的に
   変化させると共にそのピッチを時間的に変化させること
   を特徴とする楽音合成装置。
3. 【請求項３】 前記読み出し手段は、各データ毎の前記
   読み出し速度を キー操作情報に応じて可変制御するもの
   である請求項１又は２に記載の楽音合成装置。
4. 【請求項４】 前記複数種類のパラメータデータには、
   フォルマント周波数の位置とレベルを示すフォルマント
   データと、有声音及び無声音のレベルを示すレベルデー
   タとが含まれており、該有声音及び無声音のレベルデー
   タは、有声音及び無声音のレベルをそれぞれ別々に示す
   ものである請求項１又は２に記載の楽音合成装置。
5. 【請求項５】 前記複数種類のパラメータデータには、
   フォルマント周波数の位置とレベルを示すフォルマント
   データと、有声音及び無声音のレベルを示すレベルデー
   タとが含まれており、該有声音及び無声音のレベルデー
   タは、有声音及び無声音のレベル比を示すものである請
   求項１又は２に記載の楽音合成装置。