JP2770353B2 - 電子楽器 - Google Patents
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Description
機器の効果音発生装置に使用して好適な電子楽器に関す
る。
用して好適な電子楽器において、複数の楽音情報を非音
程成分と音程成分とに分割し、この内の非音程成分を1
系統程度の処理手段で処理し、音程成分を楽音毎に別系
統の処理手段で処理するようにして、少ない系統の処理
手段で良好な多重音が再生されるようにしたものであ
る。
として、例えば方形波信号をそれぞれ分周比及びデュー
ティ比が異なる複数のプリセット分周器に供給し、各分
周器から出力される個々の音源信号(いわゆるボイス)
を適宜のレベルで合成するものがあった。原発振波形と
しては、3角波、正弦波等も用いられる。
に、全発音期間がアタック、ディケィ、サステイン及び
リリースの4区間に分けられ、各区間で信号の振幅(レ
ベル)が特有の変化状態を呈するものがあり、これに対
応するため、各ボイスの信号レベルが同様に変化するよ
うに、いわゆるADSR制御が行なわれる。
数の正弦波信号で周波数変調(FM)した、いわゆるFM音
源が知られており、変調度を時間の函数として、少ない
音源で多重多様の音声信号(本明細書ではオーディオ信
号を意味する)を得ることができる。
等)が用いられることがある。
楽器の音を再現するためには、極めて複雑な信号処理が
必要であり、回路規模が大きくなるという問題があっ
た。
音をデジタル録音して、これをメモリ(ROM)に書き込
んでおき、このメモリから所要の楽器の信号を読み出す
ようにした、いわゆるサンプラ音源が賞用されるように
なった。
に、デジタル音声信号はデータ圧縮されてメモリに書き
込まれ、メモリから読み出された圧縮デジタル信号は伸
長処理されて原デジタル音声信号に復する。
号だけをメモリに書き込んでおき、メモリから読み出し
た信号をピッチ変換処理して、所望の高さの音の基本周
波数信号を得るようにしている。
初期の信号波形(例えばピアノの場合には鍵盤をたたい
てからハンマーが弦に当たるまでの動作音等の音)はそ
のままメモリに書き込まれて読出されるが、基本周期の
繰返し波形となる部分はその1周期分だけ書き込まれ、
繰返して読み出される。
マント成分aに続いて、波形Pの繰返しとなる基本周波
数信号成分bが得られ、所望の楽器の音が得られる。こ
のとき、ピアノ等の音のときには、波形Pのレベルを所
定の規則に従って徐々に低下させることで、自然な楽器
音が再生される。
読出した楽器音信号を同時に複数再生できるようにして
あり、多重音の再生を可能にしている。この場合には、
単一楽器の複数音程による重音或いは複数種の楽器の音
による重音等が考えられる。
メモリから読出した楽器音信号を処理する信号処理回路
を、音を多重させる数だけ必要とし、例えば8重音の再
生ができるようにすると8組の信号処理回路を必要とす
る。
ルマント成分とピッチ変換された基本周波数成分とを分
割して処理するようにすると、夫々に別の信号処理回路
が必要で、1音に2組の信号処理回路を必要とし、信号
処理回路の数が2倍になる不都合があった。
処理回路で実現できるこの種の電子楽器を提供すること
を目的とする。
の音声信号処理手段(20A),(20B)‥‥(20H)と、
複数の楽音情報を非音程成分と音程成分とに分割して記
憶する記憶手段(14V)とを有し、例えば1つの音信号
処理手段(20A)で複数の楽音情報の非音程成分の信号
処理を行い、残りの音信号処理手段(20B)〜(20H)の
夫々で、複数の楽音情報のいずれか1つの音程成分の信
号処理を行うようにし、再生時に、非音程成分の信号処
理を行う音信号処理手段(20A)の出力信号と、音程成
分の信号処理を行う音信号処理手段(20B)〜(20H)の
出力信号とを合成し、非音程成分と音程成分とを連続的
に再生するようにしたものである。
成分の信号処理を例えば1つの音信号処理手段(20A)
で処理するようにしたので、多重音の再生が少ない処理
手段(20A)〜(20H)で実現できる。この場合、非音程
成分は非常に短時間の信号なので、複数の楽音情報の処
理が順次行える。
電子楽器の一実施例について説明する。
トリッジ等の音源ROMであって、前述のようにデジタル
録音された、例えば16ビットの各種楽器の多様なデータ
が準瞬時圧縮されて、例えば4ビットにビット・レート
低減(BRRエンコード)され、ブロック化されて格納さ
れる。この場合、本例においてはピアノ等の楽器音は、
発音初期のフォルマント成分と呼ばれる非音程成分と、
特定の高さの音の1周期分の基本周波数信号である音程
成分とに分けて記憶(格納)される。
装置(DSP)を全体として示し、信号処理部(11)及び
レジスタRAM(12)が含まれる。ROM(1)の各種音源デ
ータのうちの所望のデータが、CPU(13)に制御され
て、信号処理部(11)を経由して外部RAM(14)に転送
される。この外部RAM(14)は例えば64kBの容量を有
し、音源データの他に、CPU(13)のプログラムも書き
込まれ、それぞれ時分割で用いられる。同様に各種制御
データ等が格納されたレジスタRAM(12)も信号処理部
(11)及びCPU(13)の双方からそれぞれ時分割で用い
られる。
処理部(11)において、前述のBRRエンコーダと逆のBRR
デコード処理により、もとの音源データに復した後、必
要に応じて、さきに述べたようなADSR処理、ピッチ変換
等の各種処理を施される。処理後のデジタル音声信号
は、D−A変換器(2)を介して、スピーカ(3)に供
給される。
示す。
左及び右の2チャンネルに合成して出力するようになさ
れており、各ボイス及び各チャンネルのデジタル音声信
号はそれぞれ時分割で演算処理されるが、説明の便宜
上、第1図及び第2図では各ボイス毎及び各チャンネル
毎にそれぞれ同じ構成の仮想的ハードウェアを設けてあ
る。
れぞれボイス#A,ボイス#B‥‥ボイス#Hに対する信
号処理部であって、外部RAM(14)の端子(15)に供給
される音源選択データSRCa〜hによって音源データ格
納部(14V)から読み出された所望の音源データがそれ
ぞれ供給される。
分けて音源ROM(1)に記憶された楽器音を再生する際
には、非音程成分のデータはボイス#Aの信号処理部
(20A)に供給するようにし、音程成分のデータは他の
ボイスの信号処理部(20B)〜(20H)に供給するように
後述する制御データで制御する。
ッチS1aを介して、BRRデコーダ(21)に供給されて、前
述のようにデータ伸長され、バッファRAM(22)を介し
て、ピッチ変換回路(23)に供給される。スイッチS1a
には、端子(31a)及び(32a)を介して、レジスタRAM
(12)(第3図参照)から制御データKON(キーオン)
及びKOF(キーオフ)が供給されて、その開閉が制御さ
れる。また、ピッチ変換回路(23)には、演算パラメー
タ等の制御回路(24)及び端子(33a)を経て、レジス
タRAM(12)からピッチ制御データP(H),P(L)が
供給されると共に、制御回路(24)には、端子(34a)
及びスイッチS2aを経て、例えばボイス#Hのような他
のボイスの信号が供給される。スイッチS2aには、端子
(35a)を介して、レジスタRAM(12)から制御データFM
ON(FMオン)が供給されて、その接続状態が制御され
る。
れると共に、レジスタRAM(12)からの制御データENV
(エンベロープ制御)及びADSR(ADSR制御)が、それぞ
れ端子(36a)及び(37a)、制御回路(27)及び(28)
と切換スイッチS3aとを経て乗算器(26)に供給され
る。スイッチS3aの接続状態は制御データADSRの最上位
ビットによって制御される。
略するが、例えばM系列のノイズ発生器の出力がピッチ
変換回路(23)の出力と切り換えられて乗算器(26)に
供給される。
及び(29r)に共通に供給されると共に、レジスタRAM
(12)からの制御データLVL(左音量)及びRVL(右音
量)が、それぞれ端子(38a)及び(39a)を介して、乗
算器(29l)及び(29r)に供給される。
経て、レジスタRAM(12)に供給されると共に、信号処
理部(20B)の端子(34b)に供給される。スイッチS3a
の出力の波高値ENVXが、端子(42a)を経て、レジスタR
AM(12)に供給される。
(41a)の出力を、信号処理部(20B)の端子(36b)に
供給することもできる。
第1表及び第2表に示す。
表の制御データは8ボイスに共通に用意される。アドレ
ス0D以下の制御データは以下に説明する第2図に関する
ものである。なお、各レジスタはそれぞれ8ビットであ
る。
ャンネル及び右チャンネルの信号処理部であって、第1
図の信号処理部(20A)の第2の乗算器(29l)の出力
が、端子TLaを経て、左チャンネル信号処理部(50L)の
主加算器(51ml)の直接に供給されると共に、スイッチ
S4aを介して、副加算器(51el)に供給され、第3の乗
算器(29r)の出力が、端子TRaを経て、右チャンネル信
号処理部(50R)の主加算器(51mr)に直接に供給され
ると共に、スイッチS5aを介して、副加算器(51er)に
供給される。
〜(20H)の各出力が左及び右チャンネルの信号処理部
(50L)及び(50R)の各加算器(51ml),(51el)及び
(51mr),(51er)に供給される。
るスイッチS4a,S5a;S4b,S5b‥‥S4h,S5hには、端子(61
a),(61b)‥‥(61h)を介して、レジスタRAM(12)
から制御データEONa(エコーオン),EONb‥‥EONhが供
給され、それぞれ連動して開閉される。
た非音程成分の信号処理を行っているときには、スイッ
チS4a及びS5aは閉状態にならないように制御され、非音
程成分には残響音(エコー)が付加されないようにして
ある。
と共に、レジスタRAM(12)からの制御データMVL(主音
量)が端子(62)を介して乗算器(52)に供給され、乗
算器(52)の出力が加算器(53)に供給される。
部RAM(14)の左チャンネル・エコー制御部(14El)及
びバッファRAM(55)を介して、例えば有限インパルス
応答(FIR)フィルタのようなデジタル低域フィルタ(5
6)に供給される。エコー制御部(14El)には、端子(6
3)及び(64)を介して、レジスタRAM(12)からの制御
データESA(エコースタートアドレス)及びEDL(エコー
ディレイ)が供給される。
スタRAM(12)から係数データC0〜C7が供給される。
加算器(54)にフィードバックされると共に、乗算器
(58)に供給される。両乗算器(57)及び(58)には、
それぞれ端子(67)及び(68)を介して、レジスタRAM
(12)からの制御データEFB(エコーフィードバック)
及びELV(エコー音量)が供給される。
主加算器(52)の出力と合成され、オーバサンプリング
フィルタ(59)を介して、出力端子Loutに導出される。
1図の外部RAM(14V)と同様に、それぞれ前出第3図の
外部RAM(14)の一部分であって、各ボイス毎及び各チ
ャンネル毎に時分割で用いられる。
ファRAM(55)も、上述と同様に、時分割で用いられ
る。
ソホン、シンバル‥‥のような各種楽器の音源データが
0〜255の番号を付けて格納されており、ピアノ等の非
音程成分を有する音源データは、非音程成分と音程成分
とで異なる番号を付けて格納される。そして、音源選択
データSRCa〜hによって選択された8個の音源データ
が、各ボイスの信号処理部(20A)〜(20H)において、
時分割でそれぞれ所定の処理を施される。
4.1kHzに選定され、1サンプリング周期(1/fs)内に8
ボイス及び2チャンネルで例えば合計128サイクルの演
算処理が行なわれる。1演算サイクルは例えば170nSec
となる。
ン)と停止(キーオフ)とを示すスイッチS1a〜S1hの制
御は、通常とは異なり、別々のフラグを用いて行なわれ
る。即ち、制御データKON(キーオン)及びKOF(キーオ
フ)が別々に用意される。両制御データはそれぞれ8ビ
ットであって、別々のレジスタに書き込まれる。各ビッ
トD0〜D7が各ボイス#A〜#Hのキーオン、キーオフに
それぞれ対応する。
ン、キーオフしたいボイスだけにフラグ“1"を立てれば
よく、従来のように、例えば個々の音符ごとに、変更し
ないビットを一旦バッファレジスタに書き込むプログラ
ムを作製するという煩わしい作業が必要なくなる。
分けられた音源データを再生する際には、まず非音程成
分のデータをRAM(14V)より読出し、#Aのボイスの信
号処理部(20A)のスイッチS1aを制御して、第4図Aに
示す如く、この#Aのボイスで非音程成分aの信号処理
を行う。そして、この非音程成分aのデータがRAM(14
V)より全て読出されると、これに続いた音程成分の1
周期だけのデータを繰返し読出し、#B〜#Hのいずれ
かの空いているボイスの信号処理部(20B)〜(20H)の
スイッチS1b〜S1hを制御して、この#B〜#Hのいずれ
かのボイスで音程成分の信号処理を行う。例えば#Bの
ボイスの信号処理部(20B)が空いているとすると、第
4図Bに示す如く、この信号処理部(20B)で非音程成
分aに続いた音程成分bの信号処理を行う。このときに
は、音程成分bはピッチ変換回路(23)で所定のピッチ
のデータに変換処理される。
器音を再生中に、例えば同じ楽器の異なる高さの音を再
生して重音にするときには、第4図Aに示す如く、非音
程成分aと同じ非音程成分a′をRAM(14V)より読出
し、#Aのボイスの信号処理部(20A)で信号処理を行
う。そして、このときには音程成分bが#Bのボイスで
信号処理中なので非音程成分a′に続いた音程成分b′
は、他の空いたボイス、例えば第4図Cに示す如く、#
Cのボイスの信号処理部(20C)で信号処理を行う、こ
のときには、ピッチ変換回路(23)で音程成分bとは異
なる音程にピッチ変換される。そして、夫々の音は左右
のチャンネルの信号処理部(50L),(50R)の主加算器
(51ml),(51mr)又は副加算器(51el),(51er)で
加算され、2重音となって再生される。
で信号処理するため、ピッチ変換回路(23)において
は、前後各4サンプルの入力データに基いて補間演算、
即ちオーバーサンプリングを行ない、入力データと同一
のサンプリング周波数fsでピッチ変換を行っている。所
望のピッチは制御データP(H)及びP(L)で表わさ
れる。
データの不均一な間引きを回避することができて、ピッ
チの細かい揺らぎが発生せず、高品質の再生音が得られ
る。
2aが閉成されると、前述のように端子(34a)に供給さ
れる、例えばボイス#Hの音声信号データがピッチ制御
データP(H),P(L)に代入されたようになって、ボ
イス#Aの音声信号が周波数変調(FM)される。
場合は被変調信号にビブラートがかかり、可聴周波の変
調信号の場合は被変調信号の再生音の音色が変化して、
特別に変調専用の音源を設けずとも、サンプラ方式でFM
音源が得られる。
トのレジスタに書き込まれ、各ビットD0〜D7がボイス#
A〜#Hにそれぞれ対応する。
基いて、ピッチ変換回路(23)の出力信号のレベルが時
間的に制御される。
3aは図示の接続状態となってADSR制御が行なわれ、制御
データADSRのMSBが“0"の場合にはスイッチS3aが図示と
は逆の接続状態となってフェーディング等のエンベロー
プ制御が行なわれる。
ットにより、直接指定、直線または折線フェードイン、
直線または指数フェードアウトの5モードを選択するこ
とができ、各モードの初期値には現在の波高値が採用さ
れる。
でのみ直線的に上昇し、ディケィ、サステイン及びリリ
ースの3区間では指数的に下降する。
は、制御データENVの下位5ビットで指定されるパラメ
ータ値に応じて各モード毎に適宜に設定される。
タADSR(2)の上位及び下位の各4ビットで指定される
パラメータ値に応じて設定され、サステインレベルと、
ディケィ及びリリースの時間長とは、制御データADSR
(1)の各2ビットで指定されるパラメータ値に応じて
設定される。
に、ADSRモードのアタック区間において、信号レベルが
直線的に上昇するようになっているが、ADRSモードをエ
ンベロープモードに切換え、アタック区間に折線フェー
ドインモードを対応させると共に、ディケィ、サステイ
ン及びリリースの3区間に指数フェードアウトモードを
対応させて、より自然なADSR制御をマニュアルに行なう
ことができる。
入力をそれぞれ端子(41a)及び(42a)からレジスタRA
M(12)に供給し、サンプル周期ごとに書き換えること
により、例えば同じ楽器の音源データからそれぞれピッ
チが大きく異なる複数の音声信号を得るような場合、所
定ADSRパターンと異なる任意のエンベロープ特性の音声
信号が得られる。
スイッチS4a,S5a;〜S4h,S5hが端子(61a)〜(61h)か
らの制御データEON(EONa〜EONh)によりそれぞれ閉成
されて、エコーをかけるべきボイスが選択される。制御
データEONは前出第2表に示すように、8ビットのレジ
スタに書き込まれる。
るエコーの遅延時間は、端子(64)からエコー制御部
(14El)に供給される制御データEDLによって、例えば
0〜255msecの範囲で左右のチャンネルで等しく指定さ
れる。また、先行及び後続エコーの振幅比は、端子(6
7)から乗算器(57)に供給される、符号付8ビットの
制御データEFBにより左右のチャンネルで同相に設定さ
れる。
(14)のうち、エコー制御に用いる部分の先頭アドレス
の上位8ビットを与える。
付8ビットの係数C0〜C7が供給されて、聴感上、自然な
エコー音が得られるように、フィルタ(56)の通過特性
が設定される。
8)において制御データEVLを乗算されて、乗算器(52)
において制御データMVLを乗算された主音声信号と加算
器(53)で合成される。両制御データMVL及びEVLは、い
ずれも符号なし8ビットであって、相互に独立であり、
左右のチャンネルについてもそれぞれ独立である。
にレベル制御することができて、原音響空間をイメージ
させるような、臨場感に富む再生音場を得ることができ
る。
分としての非音程成分を、#Aのボイスの信号処理部
(20A)で信号処理を行うようにし、音程成分を#B〜
#Hのいずれかの空いたボイスの信号処理部(20B)〜
(20H)で信号処理を行うようにしたことで、8ボイス
で最大7重音までの非音程成分を含むサンプラ音源によ
る良好な楽器音の再生が行われる。このため、1音毎に
非音程成分と音程成分との2ボイスを割合てる場合に比
べ、少ないボイス数でより多くの多重音の再生ができる
ようになる。
を複数回読出して同じ楽器の異なるピッチの音で多重音
を作成したが、別の楽器の非音程成分を読出せば、異な
る楽器の音の組合せで多重音ができることは勿論であ
る。
1回の非音程成分の音源データの読出し(再生)が終了
する前に次の音を構成する非音程成分の音源データ読出
しを行う必要のあるときには、例えば最初の非音程成分
の処理を中止して次の非音程成分の処理を行うようにす
れば良い。或いは、予め各楽器音の非音程成分に優先順
位を設定しておき、同時に発音が指示されたときにこの
優先順位で決まる最も良く聞こえる非音程成分だけを信
号処理して発音させるようにしても良い。このようにす
ることで、和音のように同時に複数の音を発生させる場
合にも少ないボイス数で効率よく信号処理が行われる。
てた場合について説明したが、音楽の再生状況によって
は、この#Aのボイスだけでは不足する場合も考えら
れ、このようなときには非音程成分を割当てるボイスを
適宜増やせばよい。例えば、#Aと#Bの2つのボイス
に非音程成分を交互に割当てるようにすれば、非音程成
分自体の再生が重なっているときでも、確実に双方の音
が再生される。第5図に一例を示すと、ボイス#Aと#
Bとで、非音程成分X1,X2,X3‥‥の信号処理を交互に行
い、ボイス#C〜#Hの6ボイスの空いた箇所を使って
夫々の非音程成分に対応した音程成分Y1,Y2,Y3‥‥の信
号処理を行うようにすれば良い。
要旨を逸脱することなく、その他種々の構成が取り得る
ことは勿論である。
の信号処理手段を使用して、効率よく多重音の再生が行
え、回路構成が簡単になる利益がある。
要部の構成を示すブロック図、第3図は本発明の一実施
例の全体の構成を示すブロック図、第4図及び第5図は
夫々第1図例の説明に供する略線図、第6図はサンプラ
音源の説明に供する略線図である。 (10)はデジタル信号処理装置、(12)はレジスタRA
M、(14V)は音源データ格納部、(14El),(14Er)は
エコー制御部、(20A),(20B)‥‥(20H),(50
L),(50R)は信号処理部、(22)はRAM、(23)はピ
ッチ変換回路、(24),(27),(28)は制御回路、
(26),(29l),(29r),(52),(57),(58),
(71)は乗算器、(51ml),(51mr)は主加算器、(51
el),(51er)は副加算器である。
Claims (2)
- 【請求項1】単位楽音情報を非音程成分と音程成分とに
分割して記憶する記憶部と、 選択された高さとなるよう楽音情報の音程成分の信号処
理を行う複数の音程成分処理部と、楽音情報の非音程成
分の信号処理を行う少なくとも1つの非音程成分処理部
とからなる音声信号処理部と、 上記単位楽音情報の非音程成分と音程成分とを連続的に
再生するように、上記複数の音程成分処理部からの出力
信号と上記少なくとも1つの非音程成分処理部からの出
力信号とを多重化する多重化部と からなることを特徴とする電子楽器。 - 【請求項2】複数種類の単位楽音情報を夫々非音程成分
と音程成分とに分離して記憶する記憶部と、 選択された単位楽音情報の音の高さが夫々選択された音
の高さとなるよう音程成分の信号処理を行う複数の音程
成分処理部と、選択された楽音情報の非音程成分に予め
設定されている優先度に応じて信号処理を行う少なくと
も1つの非音程成分処理部とからなる音声信号処理部
と、 選択された複数種類の楽音情報の非音程成分と音程成分
とを連続的に再生するように、上記複数の音程成分処理
部からの出力信号と上記少なくとも1つの非音程成分処
理部からの出力信号とを多重化する多重化部と からなることを特徴とする電子楽器。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP63282795A JP2770353B2 (ja) | 1988-11-09 | 1988-11-09 | 電子楽器 |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
JP63282795A JP2770353B2 (ja) | 1988-11-09 | 1988-11-09 | 電子楽器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH02129696A JPH02129696A (ja) | 1990-05-17 |
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JP63282795A Expired - Lifetime JP2770353B2 (ja) | 1988-11-09 | 1988-11-09 | 電子楽器 |
Country Status (1)
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Families Citing this family (1)
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Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS59168493A (ja) * | 1983-03-16 | 1984-09-22 | ヤマハ株式会社 | 楽音波形発生装置 |
JPS6328478U (ja) * | 1986-08-07 | 1988-02-24 |
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1988
- 1988-11-09 JP JP63282795A patent/JP2770353B2/ja not_active Expired - Lifetime
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JPH02129696A (ja) | 1990-05-17 |
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