JP2779983B2 - 電子楽器 - Google Patents
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- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10H—ELECTROPHONIC MUSICAL INSTRUMENTS; INSTRUMENTS IN WHICH THE TONES ARE GENERATED BY ELECTROMECHANICAL MEANS OR ELECTRONIC GENERATORS, OR IN WHICH THE TONES ARE SYNTHESISED FROM A DATA STORE
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- G10H1/125—Circuits for establishing the harmonic content of tones, or other arrangements for changing the tone colour by filtering complex waveforms using a digital filter
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- G10H—ELECTROPHONIC MUSICAL INSTRUMENTS; INSTRUMENTS IN WHICH THE TONES ARE GENERATED BY ELECTROMECHANICAL MEANS OR ELECTRONIC GENERATORS, OR IN WHICH THE TONES ARE SYNTHESISED FROM A DATA STORE
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- G10H2250/00—Aspects of algorithms or signal processing methods without intrinsic musical character, yet specifically adapted for or used in electrophonic musical processing
- G10H2250/055—Filters for musical processing or musical effects; Filter responses, filter architecture, filter coefficients or control parameters therefor
- G10H2250/095—Filter coefficient interpolation
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- G—PHYSICS
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- G10H—ELECTROPHONIC MUSICAL INSTRUMENTS; INSTRUMENTS IN WHICH THE TONES ARE GENERATED BY ELECTROMECHANICAL MEANS OR ELECTRONIC GENERATORS, OR IN WHICH THE TONES ARE SYNTHESISED FROM A DATA STORE
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- Mathematical Physics (AREA)
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Electrophonic Musical Instruments (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、デジタルフィルタ装置
を有する電子楽器に関し、特に、デジタルフィルタに与
える係数を演算により生成するようにしたデジタルフィ
ルタ装置を有する電子楽器に関する。
を有する電子楽器に関し、特に、デジタルフィルタに与
える係数を演算により生成するようにしたデジタルフィ
ルタ装置を有する電子楽器に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、電子楽器等において、種々の音色
の楽音を生成するために、デジタルフィルタ装置が用い
られている。
の楽音を生成するために、デジタルフィルタ装置が用い
られている。
【０００３】かかるデジタルフィルタ装置においては、
デジタルフィルタに外部から所定のフィルタ係数が与え
られることによりフィルタ特性が決定されるようになっ
ている。
デジタルフィルタに外部から所定のフィルタ係数が与え
られることによりフィルタ特性が決定されるようになっ
ている。
【０００４】電子楽器においては、かかる構成のデジタ
ルフィルタ装置を用いて楽音信号の音色の制御がなされ
る。即ち、デジタルフィルタ装置に与えるフィルタ係数
を時間的に変化させることにより種々の音色の楽音信号
が生成される。
ルフィルタ装置を用いて楽音信号の音色の制御がなされ
る。即ち、デジタルフィルタ装置に与えるフィルタ係数
を時間的に変化させることにより種々の音色の楽音信号
が生成される。
【０００５】ところで、デジタルフィルタ装置に与える
フィルタ係数を時間的に変化させるために、従来は、多
種類のフィルタ係数をメモリに記憶せしめておき、時間
の経過とともに所望のフィルタ係数を該メモリから読み
出してデジタルフィルタ装置に与えるようになってい
る。
フィルタ係数を時間的に変化させるために、従来は、多
種類のフィルタ係数をメモリに記憶せしめておき、時間
の経過とともに所望のフィルタ係数を該メモリから読み
出してデジタルフィルタ装置に与えるようになってい
る。
【０００６】しかし、種々のフィルタ特性を有するデジ
タルフィルタ装置を実現しようとすると、それぞれの特
性を実現するためのフィルタ係数を予めメモリに記憶し
ておかなければならず、膨大なメモリ容量が必要である
という欠点があった。
タルフィルタ装置を実現しようとすると、それぞれの特
性を実現するためのフィルタ係数を予めメモリに記憶し
ておかなければならず、膨大なメモリ容量が必要である
という欠点があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、上記事情
に鑑みてなされたもので、膨大なメモリ容量を必要とし
ないにも拘わらず、種々のフィルタ係数を発生して連続
的にデジタルフィルタ装置に与えることにより種々の音
色の楽音信号を発生することのできる電子楽器を提供す
ることを目的とする。
に鑑みてなされたもので、膨大なメモリ容量を必要とし
ないにも拘わらず、種々のフィルタ係数を発生して連続
的にデジタルフィルタ装置に与えることにより種々の音
色の楽音信号を発生することのできる電子楽器を提供す
ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明の電子楽器は、
演奏情報を入力し、該演奏情報に応じて第１のデジタル
波形を発生するデジタル波形発生手段と、複数の第１の
重み付け手段と遅延手段と加算手段とを具備し、前記デ
ジタル波形発生手段から出力される前記第１のデジタル
波形にフィルタ演算を施した第２のデジタル波形を出力
するデジタルフィルタ手段と、該デジタルフィルタ手段
にフィルタ係数を供給して前記演奏情報に応じてフィル
タ特性を連続的に変化させるフィルタ係数発生手段と、
前記デジタルフィルタ手段から出力される第２のデジタ
ル波形の振幅を制御して楽音波形を出力する振幅制御手
段と、を有する電子楽器において、前記デジタルフィル
タ手段は、前記第２のデジタル波形を出力する第２の重
み付け手段を更に具備し、前記フィルタ係数発生手段
は、音色、音域、タッチの各演奏情報に応じて前記デジ
タルフィルタ手段のフィルタ特性を制御するための第１
及び第２のパラメータを発生する制御信号発生手段と、
前記第１のパラメータに基づき三角関数値を発生する三
角関数発生手段と、前記三角関数値および前記第２のパ
ラメータに基づき前記第１、第２の重み付け手段の重み
量である複数のフィルタ係数を演算するフィルタ係数演
算手段と、を具備し、前記第１の重み付け手段に供給さ
れる重み量である複数のフィルタ係数は共通項を削除し
たものであり、前記第２の重み付け手段に供給される重
み量であるフィルタ係数を該削除された共通項とするこ
とにより、フィルタ係数の演算を簡素化し、連続的にフ
ィルタ係数を発生して前記デジタルフィルタ手段のフィ
ルタ特性を連続的に変化させることを特徴とする。
演奏情報を入力し、該演奏情報に応じて第１のデジタル
波形を発生するデジタル波形発生手段と、複数の第１の
重み付け手段と遅延手段と加算手段とを具備し、前記デ
ジタル波形発生手段から出力される前記第１のデジタル
波形にフィルタ演算を施した第２のデジタル波形を出力
するデジタルフィルタ手段と、該デジタルフィルタ手段
にフィルタ係数を供給して前記演奏情報に応じてフィル
タ特性を連続的に変化させるフィルタ係数発生手段と、
前記デジタルフィルタ手段から出力される第２のデジタ
ル波形の振幅を制御して楽音波形を出力する振幅制御手
段と、を有する電子楽器において、前記デジタルフィル
タ手段は、前記第２のデジタル波形を出力する第２の重
み付け手段を更に具備し、前記フィルタ係数発生手段
は、音色、音域、タッチの各演奏情報に応じて前記デジ
タルフィルタ手段のフィルタ特性を制御するための第１
及び第２のパラメータを発生する制御信号発生手段と、
前記第１のパラメータに基づき三角関数値を発生する三
角関数発生手段と、前記三角関数値および前記第２のパ
ラメータに基づき前記第１、第２の重み付け手段の重み
量である複数のフィルタ係数を演算するフィルタ係数演
算手段と、を具備し、前記第１の重み付け手段に供給さ
れる重み量である複数のフィルタ係数は共通項を削除し
たものであり、前記第２の重み付け手段に供給される重
み量であるフィルタ係数を該削除された共通項とするこ
とにより、フィルタ係数の演算を簡素化し、連続的にフ
ィルタ係数を発生して前記デジタルフィルタ手段のフィ
ルタ特性を連続的に変化させることを特徴とする。
【０００９】
【作用】本発明は、アナログフィルタの伝達関数に双一
次変換を施すことにより得られるデジタルフィルタの係
数を求める算式に所定の変形を施すことにより、三角関
数を主体にした算式に変換してデジタルフィルタ係数を
発生し、これを連続的にデジタルフィルタ手段に供給す
ることによりフィルタ特性を時系列的に変化させて、音
色を制御するものである。
次変換を施すことにより得られるデジタルフィルタの係
数を求める算式に所定の変形を施すことにより、三角関
数を主体にした算式に変換してデジタルフィルタ係数を
発生し、これを連続的にデジタルフィルタ手段に供給す
ることによりフィルタ特性を時系列的に変化させて、音
色を制御するものである。
【００１０】即ち、フィルタ係数発生手段の制御信号発
生手段は、例えば外部からの楽音情報に応じてフィルタ
特性を制御する第１、第２のパラメータを発生する。こ
の際、第１のパラメータはカットオフ周波数を反映した
三角関数の変数として用いることができる形式で発生す
る。
生手段は、例えば外部からの楽音情報に応じてフィルタ
特性を制御する第１、第２のパラメータを発生する。こ
の際、第１のパラメータはカットオフ周波数を反映した
三角関数の変数として用いることができる形式で発生す
る。
【００１１】そして、この第１のパラメータを三角関数
発生手段に与えることにより第１のパラメータに応じた
所定の三角関数値を発生する。そして、この三角関数発
生手段で発生された三角関数値と上記第２のパラメータ
とによりフィルタ係数を演算し、デジタルフィルタ手段
に与えることにより、所定のフィルタ特性を有するデジ
タルフィルタ装置が構築される。
発生手段に与えることにより第１のパラメータに応じた
所定の三角関数値を発生する。そして、この三角関数発
生手段で発生された三角関数値と上記第２のパラメータ
とによりフィルタ係数を演算し、デジタルフィルタ手段
に与えることにより、所定のフィルタ特性を有するデジ
タルフィルタ装置が構築される。
【００１２】かかるフィルタ係数の演算、及びデジタル
フィルタ手段への供給を連続して行うことにより、デジ
タル波形発生手段から出力される第１のデジタル波形
を、時系列的にその特性が変化するデジタルフィルタ手
段でフィルタリングし、第２のデジタル波形として出力
する。これにより、種々の音色を有するデジタル楽音波
形が得られる。
フィルタ手段への供給を連続して行うことにより、デジ
タル波形発生手段から出力される第１のデジタル波形
を、時系列的にその特性が変化するデジタルフィルタ手
段でフィルタリングし、第２のデジタル波形として出力
する。これにより、種々の音色を有するデジタル楽音波
形が得られる。
【００１３】このように、本発明によれば、デジタルフ
ィルタ手段に与えるフィルタ係数は演算により算出する
ので、フィルタ係数を記憶するための膨大なメモリを必
要としない。
ィルタ手段に与えるフィルタ係数は演算により算出する
ので、フィルタ係数を記憶するための膨大なメモリを必
要としない。
【００１４】また、第１、第２のパラメータを変化させ
ることにより種々のフィルタ係数を発生することができ
るので、種々の音色の楽音信号を発生することのできる
ものとなっている。
ることにより種々のフィルタ係数を発生することができ
るので、種々の音色の楽音信号を発生することのできる
ものとなっている。
【００１５】
【実施例】デジタルフィルタ回路の基本的構成の一例を
図２に示す。図において、１０1 〜１０3 は加算器、１
１1 〜１１4 は乗算器、１２1 及び１２2 は遅延素子で
ある。
図２に示す。図において、１０1 〜１０3 は加算器、１
１1 〜１１4 は乗算器、１２1 及び１２2 は遅延素子で
ある。
【００１６】このデジタルフィルタ回路に与えるべきフ
ィルタ係数は、「ＳH ／ＳL 」、「α」、「β」及び
「±２」である。
ィルタ係数は、「ＳH ／ＳL 」、「α」、「β」及び
「±２」である。
【００１７】ここで「ＳH 」はハイパスフィルタ、「Ｓ
L 」はローパスフィルタを形成する時に、それぞれ与え
られるフィルタ係数である。また、「±２」は、ローパ
スフィルタの時に「＋２」が、ハイパスフィルタの時に
「−２」が、それぞれ与えられる。
L 」はローパスフィルタを形成する時に、それぞれ与え
られるフィルタ係数である。また、「±２」は、ローパ
スフィルタの時に「＋２」が、ハイパスフィルタの時に
「−２」が、それぞれ与えられる。
【００１８】一般に、デジタルフィルタを設計する場
合、アナログフィルタの伝達関数Ｈ（ｓ）に双一次変換
を行なう方法が採られている。
合、アナログフィルタの伝達関数Ｈ（ｓ）に双一次変換
を行なう方法が採られている。
【００１９】この方法によりデジタルフィルタ回路に与
えるフィルタ係数は、以下に示す算式で求められる。
えるフィルタ係数は、以下に示す算式で求められる。
【００２０】α＝２（π2 Ｒ2 −１）／ｙｙ…（１） β＝（１−πＲ／Ｑ＋π2 Ｒ2 ）／ｙｙ…（２） ＳH ＝１／ｙｙ…（３） ＳL ＝π2 Ｒ2 ／ｙｙ…（４） ここで、 である。
【００２１】なお、Ｑは共振特性（レゾナンス）の制御
パラメータであり共振周波数における利得を制御するも
の、ｆｃはカットオフ周波数、ＦＳはサンプリング周波
数である。
パラメータであり共振周波数における利得を制御するも
の、ｆｃはカットオフ周波数、ＦＳはサンプリング周波
数である。
【００２２】このように、双一次変換によるフィルタ係
数は非常に複雑な形をしており、簡単なハードウエアで
算出することができない。
数は非常に複雑な形をしており、簡単なハードウエアで
算出することができない。
【００２３】そこで、上記（１）〜（４）式に適切な変
形を行なうことにより、下式を得る。対応するデジタル
フィルタ回路の構成を図３に示す。図３においては、乗
算器１３が追加されている点で図２に示すデジタルフィ
ルタ回路と異なっている。図３中、乗算器１１１〜１１
４は第１の重み付け手段であり、乗算器１１１はハイパ
スフィルタ特性時には次式（１０）が重み量として与え
られローパスフィルタ特性時には次式（１１）が重み量
として与えられる。乗算器１１３、１１４は次式
（８）、（９）が重み量として与えられる。乗算器１３
は第２の重み付け手段であり、次式（１２）の逆数が重
み量として与えられる。また、１２１、１２２は遅延手
段であり、１０１〜１０３は加算手段である。
形を行なうことにより、下式を得る。対応するデジタル
フィルタ回路の構成を図３に示す。図３においては、乗
算器１３が追加されている点で図２に示すデジタルフィ
ルタ回路と異なっている。図３中、乗算器１１１〜１１
４は第１の重み付け手段であり、乗算器１１１はハイパ
スフィルタ特性時には次式（１０）が重み量として与え
られローパスフィルタ特性時には次式（１１）が重み量
として与えられる。乗算器１１３、１１４は次式
（８）、（９）が重み量として与えられる。乗算器１３
は第２の重み付け手段であり、次式（１２）の逆数が重
み量として与えられる。また、１２１、１２２は遅延手
段であり、１０１〜１０３は加算手段である。
【００２４】 ここで、 である。なぜならば、（１）〜（４）式に（５）及び
（６）式を代入すると、 α＝２（ｔａｎ２θ−１）／（ｔａｎ２θ＋ｔａｎθ／Ｑ＋１） ＝２（ｓｉｎ２θ−ｃｏｓ２θ）／（ｓｉｎ２θ＋ｓｉｎθｃｏｓθ／ Ｑ＋ｃｏｓ２θ） ＝−２ｃｏｓ２θ／（１＋ｓｉｎ２θ／２Ｑ） …（１）’ β＝（１−ｔａｎθ／Ｑ＋ｔａｎ２θ）／（ｔａｎ２θ＋ｔａｎθ／Ｑ＋ １） ＝（ｃｏｓ２θ−ｓｉｎθｃｏｓθ／Ｑ＋ｓｉｎ２θ）／（ｓｉｎ２θ ＋ｓｉｎθｃｏｓθ／Ｑ＋ｃｏｓ２θ） ＝（１−ｓｉｎ２θ／２Ｑ）／（１＋ｓｉｎ２θ／２Ｑ） …（２）’ ＳＨ＝１／（ｔａｎ２θ＋ｔａｎθ／Ｑ＋１） ＝ｃｏｓ２θ／（ｓｉｎ２θ＋ｓｉｎθｃｏｓθ／Ｑ＋ｃｏｓ２θ） ＝（１＋ｃｏｓ２θ）／２（１＋ｓｉｎ２θ／２Ｑ） …（３）’ ＳＬ＝ｔａｎ２θ／（ｔａｎ２θ＋ｔａｎθ／Ｑ＋１） ＝ｓｉｎ２θ／（ｓｉｎ２θ＋ｓｉｎθｃｏｓθ／Ｑ＋ｃｏｓ２θ） ＝（１−ｃｏｓ２θ）／２（１＋ｓｉｎ２θ／２Ｑ） …（４）’ となる。ここで、（１）’〜（４）’式は、式（１２）
で示された共通項“κ”で割られた式になっている。そ
こで、共通項“１／κ”を図３の乗算器１３の重み量と
して括り出すことによりフィルタ係数値“α〜ＳＬ”を
（１）’〜（４）’式から（９）〜（１１）式のように
共通項“１／κ”が削除され、係数演算がし易い式にな
る。
（６）式を代入すると、 α＝２（ｔａｎ２θ−１）／（ｔａｎ２θ＋ｔａｎθ／Ｑ＋１） ＝２（ｓｉｎ２θ−ｃｏｓ２θ）／（ｓｉｎ２θ＋ｓｉｎθｃｏｓθ／ Ｑ＋ｃｏｓ２θ） ＝−２ｃｏｓ２θ／（１＋ｓｉｎ２θ／２Ｑ） …（１）’ β＝（１−ｔａｎθ／Ｑ＋ｔａｎ２θ）／（ｔａｎ２θ＋ｔａｎθ／Ｑ＋ １） ＝（ｃｏｓ２θ−ｓｉｎθｃｏｓθ／Ｑ＋ｓｉｎ２θ）／（ｓｉｎ２θ ＋ｓｉｎθｃｏｓθ／Ｑ＋ｃｏｓ２θ） ＝（１−ｓｉｎ２θ／２Ｑ）／（１＋ｓｉｎ２θ／２Ｑ） …（２）’ ＳＨ＝１／（ｔａｎ２θ＋ｔａｎθ／Ｑ＋１） ＝ｃｏｓ２θ／（ｓｉｎ２θ＋ｓｉｎθｃｏｓθ／Ｑ＋ｃｏｓ２θ） ＝（１＋ｃｏｓ２θ）／２（１＋ｓｉｎ２θ／２Ｑ） …（３）’ ＳＬ＝ｔａｎ２θ／（ｔａｎ２θ＋ｔａｎθ／Ｑ＋１） ＝ｓｉｎ２θ／（ｓｉｎ２θ＋ｓｉｎθｃｏｓθ／Ｑ＋ｃｏｓ２θ） ＝（１−ｃｏｓ２θ）／２（１＋ｓｉｎ２θ／２Ｑ） …（４）’ となる。ここで、（１）’〜（４）’式は、式（１２）
で示された共通項“κ”で割られた式になっている。そ
こで、共通項“１／κ”を図３の乗算器１３の重み量と
して括り出すことによりフィルタ係数値“α〜ＳＬ”を
（１）’〜（４）’式から（９）〜（１１）式のように
共通項“１／κ”が削除され、係数演算がし易い式にな
る。
【００２５】かかる変形により、各フィルタ係数は三角
関数により非常に簡単な形で表すことができ、ハードウ
エアにより実現することも容易である。
関数により非常に簡単な形で表すことができ、ハードウ
エアにより実現することも容易である。
【００２６】次に、上記（８）ないし（１３）式により
フィルタ係数を算出してフィルタ特性を制御するデジタ
ルフィルタ装置の一実施例について説明する。
フィルタ係数を算出してフィルタ特性を制御するデジタ
ルフィルタ装置の一実施例について説明する。
【００２７】図４は、この発明にかかる電子楽器に適用
するデジタルフィルタ装置の一実施例の構成を示すブロ
ック図である。
するデジタルフィルタ装置の一実施例の構成を示すブロ
ック図である。
【００２８】図において、２０は制御信号発生回路であ
る。この制御信号発生回路２０は、外部、例えば中央処
理装置（ＣＰＵ）から供給される音色情報、音域情報、
或いはタッチ情報等の楽音情報に応じて、「θ」、
「Ｑ」、及び「Ｈ／Ｌ」を生成するものである。ここ
で、「θ」は、上記（１３）式により求められるカット
オフ周波数を反映した値であり、小数部に有効数字を含
むものである。
る。この制御信号発生回路２０は、外部、例えば中央処
理装置（ＣＰＵ）から供給される音色情報、音域情報、
或いはタッチ情報等の楽音情報に応じて、「θ」、
「Ｑ」、及び「Ｈ／Ｌ」を生成するものである。ここ
で、「θ」は、上記（１３）式により求められるカット
オフ周波数を反映した値であり、小数部に有効数字を含
むものである。
【００２９】この制御信号発生回路２０で生成された
「θ」は、三角関数発生回路２１に与えられ、「Ｑ」及
び「Ｈ／Ｌ」はフィルタ係数演算回路２２に与えられ
る。
「θ」は、三角関数発生回路２１に与えられ、「Ｑ」及
び「Ｈ／Ｌ」はフィルタ係数演算回路２２に与えられ
る。
【００３０】三角関数発生回路２１は、制御信号発生回
路２０から与えられた「θ」に基づき、「ｃｏｓ（２
θ）」（以下、「ＣＤＡＴ」という。）及び「ｓｉｎ
（２θ）」（以下、「ＳＤＡＴ」という。）を算出する
ものである。この三角関数発生回路２１の詳細について
は後述する。
路２０から与えられた「θ」に基づき、「ｃｏｓ（２
θ）」（以下、「ＣＤＡＴ」という。）及び「ｓｉｎ
（２θ）」（以下、「ＳＤＡＴ」という。）を算出する
ものである。この三角関数発生回路２１の詳細について
は後述する。
【００３１】この三角関数発生回路２１で算出されたＣ
ＤＡＴ及びＳＤＡＴは、フィルタ係数演算回路２２に与
えられる。
ＤＡＴ及びＳＤＡＴは、フィルタ係数演算回路２２に与
えられる。
【００３２】フィルタ係数演算回路２２は、制御信号発
生回路２０から与えられる「Ｑ」及び「Ｈ／Ｌ」、並び
に、三角関数発生回路２１から与えられるＣＤＡＴ及び
ＳＤＡＴに基づき、上記（８）〜（１３）に示す算式に
従って、α、β、ＳH 又はＳL 、及び１／κを算出する
ものである。
生回路２０から与えられる「Ｑ」及び「Ｈ／Ｌ」、並び
に、三角関数発生回路２１から与えられるＣＤＡＴ及び
ＳＤＡＴに基づき、上記（８）〜（１３）に示す算式に
従って、α、β、ＳH 又はＳL 、及び１／κを算出する
ものである。
【００３３】このフィルタ係数演算回路２２で算出され
たフィルタ係数α、β、ＳH 又はＳL 、及び１／κがデ
ジタルフィルタ回路２３に供給される。
たフィルタ係数α、β、ＳH 又はＳL 、及び１／κがデ
ジタルフィルタ回路２３に供給される。
【００３４】デジタルフィルタ回路２３は、図３に示し
たように構成されるものであり、フィルタ係数演算回路
２２により算出されたフィルタ係数α、β、ＳH 又はＳ
L 、及び１／κにより、所定の特性を有するフィルタが
構築される。そして、入力された楽音信号に所定のフィ
ルタリングをかけて出力するものである。
たように構成されるものであり、フィルタ係数演算回路
２２により算出されたフィルタ係数α、β、ＳH 又はＳ
L 、及び１／κにより、所定の特性を有するフィルタが
構築される。そして、入力された楽音信号に所定のフィ
ルタリングをかけて出力するものである。
【００３５】以上のフィルタ係数の演算は、後述するデ
ジタルコントロールオシレータ６４のデジタル楽音波形
発生のタイミングに同期して行なわれる。つまり、上述
した楽音情報がデジタルコントロールオシレータ６４に
与えられることによりデジタル楽音波形が生成されるの
に同期して、α、β、ＳH 又はＳL 、及び１／κが算出
され、デジタルフィルタ回路２３に与えられることによ
り、フィルタ特性が時系列的に変化する。
ジタルコントロールオシレータ６４のデジタル楽音波形
発生のタイミングに同期して行なわれる。つまり、上述
した楽音情報がデジタルコントロールオシレータ６４に
与えられることによりデジタル楽音波形が生成されるの
に同期して、α、β、ＳH 又はＳL 、及び１／κが算出
され、デジタルフィルタ回路２３に与えられることによ
り、フィルタ特性が時系列的に変化する。
【００３６】なお、上記フィルタ係数α、β、ＳH 又は
ＳL 、及び１／κが与えられることにより実現されるフ
ィルタ特性としては、ハイパス、ローパス、バンドパス
特性等がある。
ＳL 、及び１／κが与えられることにより実現されるフ
ィルタ特性としては、ハイパス、ローパス、バンドパス
特性等がある。
【００３７】図５は、上記デジタルフィルタ装置の三角
関数発生回路２１の構成を示すブロック図である。制御
信号発生回路２０は、小数部を含むパラメータθを三角
関数発生回路２１に供給する。
関数発生回路２１の構成を示すブロック図である。制御
信号発生回路２０は、小数部を含むパラメータθを三角
関数発生回路２１に供給する。
【００３８】三角関数発生回路２１は、関数テーブル記
憶部３０と、関数テーブル補間部３１とにより構成され
ている。そして、制御信号発生回路２０が発生するパラ
メータθの整数部は関数テーブル記憶部３０に与えら
れ、小数部は関数テーブル補間部３１に与えられるよう
になっている。
憶部３０と、関数テーブル補間部３１とにより構成され
ている。そして、制御信号発生回路２０が発生するパラ
メータθの整数部は関数テーブル記憶部３０に与えら
れ、小数部は関数テーブル補間部３１に与えられるよう
になっている。
【００３９】関数テーブル記憶部３０は、与えられた整
数部の値によりテーブルを索引し、所定値を関数テーブ
ル補間部３１に供給する。関数テーブル補間部３１は、
関数テーブル記憶部３０から与えられた所定値を、パラ
メータθの小数部の値に応じて按分し、正確なＣＤＡＴ
及びＳＤＡＴの値を算出するものである。
数部の値によりテーブルを索引し、所定値を関数テーブ
ル補間部３１に供給する。関数テーブル補間部３１は、
関数テーブル記憶部３０から与えられた所定値を、パラ
メータθの小数部の値に応じて按分し、正確なＣＤＡＴ
及びＳＤＡＴの値を算出するものである。
【００４０】この場合、関数テーブル記憶部３０に対数
表現した周波数をアドレスとして関数値を記憶しておく
ことにより、人間の聴感にマッチしたカットオフ周波数
の制御が容易に行なえるようになる。
表現した周波数をアドレスとして関数値を記憶しておく
ことにより、人間の聴感にマッチしたカットオフ周波数
の制御が容易に行なえるようになる。
【００４１】図６に、正弦波を記憶した関数テーブルの
一構成例を示す。同図（Ａ）は、三角関数の角度をリニ
ア目盛りで記憶した場合の例を示したものである。図示
するように、１オクターブ（１２００セント）の間隔
は、三角関数の角度によって異なる。
一構成例を示す。同図（Ａ）は、三角関数の角度をリニ
ア目盛りで記憶した場合の例を示したものである。図示
するように、１オクターブ（１２００セント）の間隔
は、三角関数の角度によって異なる。
【００４２】したがって、かかる関数テーブルで、人間
の聴感にマッチした制御、例えばセントによる制御を行
なおうとした場合、角度が大きくなるに連れて大きな範
囲にわたって制御をしなければならない。
の聴感にマッチした制御、例えばセントによる制御を行
なおうとした場合、角度が大きくなるに連れて大きな範
囲にわたって制御をしなければならない。
【００４３】そこで、本実施例では、三角関数の角度を
対数目盛りで表して関数値を記憶するようにしている。
同図（Ｂ）は、三角関数の角度を対数スケールで記憶し
た場合の例を示したものである。図示するように、１オ
クターブ（１２００セント）の間隔は、三角関数の角度
に拘わらず一定である。
対数目盛りで表して関数値を記憶するようにしている。
同図（Ｂ）は、三角関数の角度を対数スケールで記憶し
た場合の例を示したものである。図示するように、１オ
クターブ（１２００セント）の間隔は、三角関数の角度
に拘わらず一定である。
【００４４】したがって、この関数テーブルを用いる
と、角度の大きさに拘わらず、同一範囲を操作すること
によりセントによる制御が可能になり、人間の聴感にマ
ッチした制御が行なえる。
と、角度の大きさに拘わらず、同一範囲を操作すること
によりセントによる制御が可能になり、人間の聴感にマ
ッチした制御が行なえる。
【００４５】また、三角関数の発生方法としては、べき
級数を演算する方法が考えられるが、その場合、ｓｉｎ
θ、ｃｏｓθは、次式のようにして求めることができ
る。
級数を演算する方法が考えられるが、その場合、ｓｉｎ
θ、ｃｏｓθは、次式のようにして求めることができ
る。
【００４６】 ここで、 である。
【００４７】この三角関数発生回路２１の出力ＣＤＡＴ
及びＳＤＡＴが、フィルタ係数演算回路２２に供給され
る。
及びＳＤＡＴが、フィルタ係数演算回路２２に供給され
る。
【００４８】図７は、上記フィルタ係数演算回路２２の
詳細な構成を示す回路図である。図において、４０は加
算器である。この加算器４０は、Ａ入力及びＢ入力を加
算して出力するものである。
詳細な構成を示す回路図である。図において、４０は加
算器である。この加算器４０は、Ａ入力及びＢ入力を加
算して出力するものである。
【００４９】この加算器４０のＢ入力端子には、セレク
タ４１、シフタ４２及び排他的論理和ゲート（以下、
「ＥＯＲゲート」という。）４３が、順次接続されてい
る。
タ４１、シフタ４２及び排他的論理和ゲート（以下、
「ＥＯＲゲート」という。）４３が、順次接続されてい
る。
【００５０】セレクタ４１は、制御回路４７からの制御
信号に応じて、三角関数発生回路２１が出力するＳＤＡ
Ｔ又はＣＤＡＴの何れかを選択して出力するものであ
る。このセレクタ４１の出力はシフタ４２に供給され
る。
信号に応じて、三角関数発生回路２１が出力するＳＤＡ
Ｔ又はＣＤＡＴの何れかを選択して出力するものであ
る。このセレクタ４１の出力はシフタ４２に供給され
る。
【００５１】シフタ４２は、セレクタ４１で選択された
ＳＤＡＴ又はＣＤＡＴを、制御回路４７が出力するＳＦ
Ｔビットだけシフトするものである。このシフタ４２の
出力はＥＯＲゲート４３に供給される。
ＳＤＡＴ又はＣＤＡＴを、制御回路４７が出力するＳＦ
Ｔビットだけシフトするものである。このシフタ４２の
出力はＥＯＲゲート４３に供給される。
【００５２】ＥＯＲゲート４３は、制御回路４７が出力
するキャリ信号ＣＩＮに応じて、シフタ４２の出力をそ
のまま、又は反転して出力するものである。このＥＯＲ
ゲート４３による反転機能と、加算器４０に対するキャ
リ入力とにより、減算（２の補数加算）機能が実現され
ている。このＥＯＲゲート４３の出力が加算器４０のＢ
入力に供給される。
するキャリ信号ＣＩＮに応じて、シフタ４２の出力をそ
のまま、又は反転して出力するものである。このＥＯＲ
ゲート４３による反転機能と、加算器４０に対するキャ
リ入力とにより、減算（２の補数加算）機能が実現され
ている。このＥＯＲゲート４３の出力が加算器４０のＢ
入力に供給される。
【００５３】一方、上記加算器４０のＡ入力端子には、
セレクタ４４が接続されるようになっている。そして、
このセレクタ４４の入力には、定数「０」、「０．
５」、及び「１」が供給されるようになっている。そし
て、制御回路４７からの制御信号に応じて上記定数の何
れかを選択し、加算器４０のＡ入力端子に供給するよう
になっている。
セレクタ４４が接続されるようになっている。そして、
このセレクタ４４の入力には、定数「０」、「０．
５」、及び「１」が供給されるようになっている。そし
て、制御回路４７からの制御信号に応じて上記定数の何
れかを選択し、加算器４０のＡ入力端子に供給するよう
になっている。
【００５４】また、上記加算器４０の出力は、逆数発生
器４５及びセレクタ４６に供給されるようになってい
る。
器４５及びセレクタ４６に供給されるようになってい
る。
【００５５】逆数発生器４５は、加算器４０の出力の逆
数を算出するものである。この逆数発生器４５は、詳細
は後述するが、加算器４０から出力される係数「κ」の
逆数「１／κ」を求めるために使用される。
数を算出するものである。この逆数発生器４５は、詳細
は後述するが、加算器４０から出力される係数「κ」の
逆数「１／κ」を求めるために使用される。
【００５６】セレクタ４６は、制御回路４７からの制御
信号に応じて、加算器４０の出力、又は逆数発生器４５
の出力の何れかを選択して出力するものである。このセ
レクタ４６の出力がデジタルフィルタ回路２３に供給さ
れることになる。
信号に応じて、加算器４０の出力、又は逆数発生器４５
の出力の何れかを選択して出力するものである。このセ
レクタ４６の出力がデジタルフィルタ回路２３に供給さ
れることになる。
【００５７】また、制御回路４７は、制御信号発生回路
２０からの「Ｑ」、「Ｈ／Ｌ」等を入力し、このフィル
タ係数演算回路２２の全体を制御する制御信号を生成す
るものである。
２０からの「Ｑ」、「Ｈ／Ｌ」等を入力し、このフィル
タ係数演算回路２２の全体を制御する制御信号を生成す
るものである。
【００５８】次に、上記デジタルフィルタ装置の動作に
ついて、図８に示したフローチャートを参照しながら説
明する。なお、Ｑについては、説明を簡略にするため
に、Ｑ＝２n-1 （ｎ＝１，２，３，４，…）の条件を満
たすものに限定する。
ついて、図８に示したフローチャートを参照しながら説
明する。なお、Ｑについては、説明を簡略にするため
に、Ｑ＝２n-1 （ｎ＝１，２，３，４，…）の条件を満
たすものに限定する。
【００５９】先ず、外部から制御信号発生回路２０に音
色情報、音域情報、或いはタッチ情報等の楽音情報が与
えられると、カットオフ周波数情報に応じたパラメータ
θが生成され、三角関数発生回路２１に与えられる。こ
れにより、三角関数発生回路２１は、ＳＤＡＴ、及びＣ
ＤＡＴを生成する（ステップＳ１）。
色情報、音域情報、或いはタッチ情報等の楽音情報が与
えられると、カットオフ周波数情報に応じたパラメータ
θが生成され、三角関数発生回路２１に与えられる。こ
れにより、三角関数発生回路２１は、ＳＤＡＴ、及びＣ
ＤＡＴを生成する（ステップＳ１）。
【００６０】即ち、θの整数部が関数テーブル記憶部３
０に与えられ、該関数テーブル記憶部３０が索引されて
所定値が読み出される。この所定値は、関数テーブル補
間部３１において、θの小数部の値に応じた補間処理が
施される。これにより、ｓｉｎ（２θ）、つまりＳＤＡ
Ｔ、及びｃｏｓ（２θ）、つまりＣＤＡＴが算出され
る。
０に与えられ、該関数テーブル記憶部３０が索引されて
所定値が読み出される。この所定値は、関数テーブル補
間部３１において、θの小数部の値に応じた補間処理が
施される。これにより、ｓｉｎ（２θ）、つまりＳＤＡ
Ｔ、及びｃｏｓ（２θ）、つまりＣＤＡＴが算出され
る。
【００６１】次いで、制御信号発生回路２０は、パラメ
ータＱ及びＨ／Ｌをフィルタ係数演算回路２２に出力す
る（ステップＳ２）。これにより、パラメータＱ及びＨ
／Ｌは、フィルタ係数演算回路２２の制御回路４７に設
定され、フィルタ係数を演算するための種々の制御信号
を生成して出力する。
ータＱ及びＨ／Ｌをフィルタ係数演算回路２２に出力す
る（ステップＳ２）。これにより、パラメータＱ及びＨ
／Ｌは、フィルタ係数演算回路２２の制御回路４７に設
定され、フィルタ係数を演算するための種々の制御信号
を生成して出力する。
【００６２】次いで、フィルタ係数α、β、１／κを求
める演算が行なわれる（ステップＳ３）。
める演算が行なわれる（ステップＳ３）。
【００６３】先ず、フィルタ係数αは、上記式（８）で
示したように、「α＝−ＣＤＡＴ」で求められる。即
ち、制御回路４７は、セレクタ４１を制御することによ
り、ＣＤＡＴを選択し、シフタ４２を制御してノンシフ
トでそのまま通過させる。また、キャリ信号ＣＩＮをア
クティブにする。これにより、データＣＤＡＴはＥＯＲ
ゲート４３で反転されて加算器４０のＢ入力に供給され
る。
示したように、「α＝−ＣＤＡＴ」で求められる。即
ち、制御回路４７は、セレクタ４１を制御することによ
り、ＣＤＡＴを選択し、シフタ４２を制御してノンシフ
トでそのまま通過させる。また、キャリ信号ＣＩＮをア
クティブにする。これにより、データＣＤＡＴはＥＯＲ
ゲート４３で反転されて加算器４０のＢ入力に供給され
る。
【００６４】一方、制御回路４７は、セレクタ４４を制
御して「０」を選択する。これにより、加算器４０のＡ
入力には「０」が供給されることになる。
御して「０」を選択する。これにより、加算器４０のＡ
入力には「０」が供給されることになる。
【００６５】したがって、加算器４０では、「０＋ＣＤ
ＡＴの反転＋１」、つまり「０−ＣＤＡＴ」が実行さ
れ、その出力には「−ＣＤＡＴ」が得られる。この際、
制御回路４７は、セレクタ４６を制御して加算器４０の
出力を通過させるので、フィルタ係数αとして「−ＣＤ
ＡＴ」が算出される。
ＡＴの反転＋１」、つまり「０−ＣＤＡＴ」が実行さ
れ、その出力には「−ＣＤＡＴ」が得られる。この際、
制御回路４７は、セレクタ４６を制御して加算器４０の
出力を通過させるので、フィルタ係数αとして「−ＣＤ
ＡＴ」が算出される。
【００６６】フィルタ係数βは、上記式（９）で示した
ように、「β＝１−ＳＤＡＴ／２Ｑ」で求められる。即
ち、制御回路４７は、セレクタ４１を制御することによ
り、ＳＤＡＴを選択して通過させる。また、シフタ４２
のシフト信号ＳＦＴとして「Ｑ」を与えることにより、
Ｑビットだけダウンシフトし、「２Ｑ」で除算するとい
う機能を実現している。また、キャリ信号ＣＩＮをアク
ティブにする。これにより、データＳＤＡＴはＥＯＲゲ
ート４３で反転されて加算器４０のＢ入力に供給され
る。
ように、「β＝１−ＳＤＡＴ／２Ｑ」で求められる。即
ち、制御回路４７は、セレクタ４１を制御することによ
り、ＳＤＡＴを選択して通過させる。また、シフタ４２
のシフト信号ＳＦＴとして「Ｑ」を与えることにより、
Ｑビットだけダウンシフトし、「２Ｑ」で除算するとい
う機能を実現している。また、キャリ信号ＣＩＮをアク
ティブにする。これにより、データＳＤＡＴはＥＯＲゲ
ート４３で反転されて加算器４０のＢ入力に供給され
る。
【００６７】一方、制御回路４７は、セレクタ４４を制
御して「１」を選択する。これにより、加算器４０のＡ
入力には「１」が供給されることになる。
御して「１」を選択する。これにより、加算器４０のＡ
入力には「１」が供給されることになる。
【００６８】したがって、加算器４０では、「１＋ＳＤ
ＡＴ／２Ｑの反転＋１」、つまり「１−ＳＤＡＴ／２
Ｑ」が実行され、出力される。この際、制御回路４７
は、セレクタ４６を制御して加算器４０の出力を通過さ
せるので、フィルタ係数βとして「１−ＳＤＡＴ／２
Ｑ」が算出される。
ＡＴ／２Ｑの反転＋１」、つまり「１−ＳＤＡＴ／２
Ｑ」が実行され、出力される。この際、制御回路４７
は、セレクタ４６を制御して加算器４０の出力を通過さ
せるので、フィルタ係数βとして「１−ＳＤＡＴ／２
Ｑ」が算出される。
【００６９】フィルタ係数１／κは、先ずκを求めるこ
とにより行なわれる。κは、上記式（１２）で示したよ
うに、「κ＝１＋ＳＤＡＴ／２Ｑ」で求められる。即
ち、制御回路４７は、セレクタ４１を制御することによ
り、ＳＤＡＴを選択して通過させる。また、シフタ４２
のシフト信号ＳＦＴとして「Ｑ」を与えることにより、
Ｑビットだけダウンシフトし、「２Ｑ」で除算するとい
う機能を実現している。また、キャリ信号ＣＩＮをノン
アクティブにする。これにより、データＳＤＡＴはＥＯ
Ｒゲート４３をそのまま通過して加算器４０のＢ入力に
供給される。
とにより行なわれる。κは、上記式（１２）で示したよ
うに、「κ＝１＋ＳＤＡＴ／２Ｑ」で求められる。即
ち、制御回路４７は、セレクタ４１を制御することによ
り、ＳＤＡＴを選択して通過させる。また、シフタ４２
のシフト信号ＳＦＴとして「Ｑ」を与えることにより、
Ｑビットだけダウンシフトし、「２Ｑ」で除算するとい
う機能を実現している。また、キャリ信号ＣＩＮをノン
アクティブにする。これにより、データＳＤＡＴはＥＯ
Ｒゲート４３をそのまま通過して加算器４０のＢ入力に
供給される。
【００７０】一方、制御回路４７は、セレクタ４４を制
御して「１」を選択する。これにより、加算器４０のＡ
入力には「１」が供給されることになる。
御して「１」を選択する。これにより、加算器４０のＡ
入力には「１」が供給されることになる。
【００７１】したがって、加算器４０では、「１＋ＳＤ
ＡＴ／２Ｑ」が実行され、出力される。この際、制御回
路４７は、セレクタ４６を制御して逆数発生器４５の出
力を通過させるので、フィルタ係数１／κとして「１／
κ＝１／（１＋ＳＤＡＴ／２Ｑ）」が算出される。
ＡＴ／２Ｑ」が実行され、出力される。この際、制御回
路４７は、セレクタ４６を制御して逆数発生器４５の出
力を通過させるので、フィルタ係数１／κとして「１／
κ＝１／（１＋ＳＤＡＴ／２Ｑ）」が算出される。
【００７２】次いで、制御信号発生回路２０から出力さ
れるパラメータ「Ｈ／Ｌ」が「Ｈ」つまりハイパスフィ
ルタ指定であるか、「Ｌ」つまりローパスフィルタ指定
であるかが調べられる（ステップＳ４）。
れるパラメータ「Ｈ／Ｌ」が「Ｈ」つまりハイパスフィ
ルタ指定であるか、「Ｌ」つまりローパスフィルタ指定
であるかが調べられる（ステップＳ４）。
【００７３】そして、「Ｈ」であることが判断される
と、フィルタ係数ＳHが求められる（ステップＳ５）。
即ち、フィルタ係数ＳH は、上記式（１０）で示したよ
うに、「ＳH ＝（１＋ＣＤＡＴ）／２」で求められる。
即ち、制御回路４７は、セレクタ４１を制御することに
より、ＣＤＡＴを選択して通過させる。また、シフタ４
２のシフト信号ＳＦＴとして「１」を与えることによ
り、１ビットだけダウンシフトし、「２」で除算すると
いう機能を実現している。
と、フィルタ係数ＳHが求められる（ステップＳ５）。
即ち、フィルタ係数ＳH は、上記式（１０）で示したよ
うに、「ＳH ＝（１＋ＣＤＡＴ）／２」で求められる。
即ち、制御回路４７は、セレクタ４１を制御することに
より、ＣＤＡＴを選択して通過させる。また、シフタ４
２のシフト信号ＳＦＴとして「１」を与えることによ
り、１ビットだけダウンシフトし、「２」で除算すると
いう機能を実現している。
【００７４】また、キャリ信号ＣＩＮをノンアクティブ
にする。これにより、データＣＤＡＴはＥＯＲゲート４
３をそのまま通過して加算器４０のＢ入力に供給され
る。
にする。これにより、データＣＤＡＴはＥＯＲゲート４
３をそのまま通過して加算器４０のＢ入力に供給され
る。
【００７５】一方、制御回路４７は、セレクタ４４を制
御して「０．５」を選択する。これにより、加算器４０
のＡ入力には「０．５」が供給されることになる。
御して「０．５」を選択する。これにより、加算器４０
のＡ入力には「０．５」が供給されることになる。
【００７６】したがって、加算器４０では、「０．５＋
ＣＤＡＴ／２」が実行され、出力される。この際、制御
回路４７は、セレクタ４６を制御して加算器４０の出力
を通過させるので、フィルタ係数ＳH として「ＳH ＝
（１＋ＣＤＡＴ）／２」が算出される。
ＣＤＡＴ／２」が実行され、出力される。この際、制御
回路４７は、セレクタ４６を制御して加算器４０の出力
を通過させるので、フィルタ係数ＳH として「ＳH ＝
（１＋ＣＤＡＴ）／２」が算出される。
【００７７】一方、上記ステップＳ４で、「Ｌ」である
ことが判断されると、フィルタ係数ＳL が求められる
（ステップＳ６）。フィルタ係数ＳL は、上記式（１
１）で示したように、「ＳL ＝（１−ＣＤＡＴ）／２」
で求められる。即ち、制御回路４７は、セレクタ４１を
制御することにより、ＣＤＡＴを選択して通過させる。
また、シフタ４２のシフト信号ＳＦＴとして「１」を与
えることにより、１ビットだけダウンシフトし、「２」
で除算するという機能を実現している。また、キャリ信
号ＣＩＮをアクティブにする。これにより、データＣＤ
ＡＴはＥＯＲゲート４３で反転されて加算器４０のＢ入
力に供給される。
ことが判断されると、フィルタ係数ＳL が求められる
（ステップＳ６）。フィルタ係数ＳL は、上記式（１
１）で示したように、「ＳL ＝（１−ＣＤＡＴ）／２」
で求められる。即ち、制御回路４７は、セレクタ４１を
制御することにより、ＣＤＡＴを選択して通過させる。
また、シフタ４２のシフト信号ＳＦＴとして「１」を与
えることにより、１ビットだけダウンシフトし、「２」
で除算するという機能を実現している。また、キャリ信
号ＣＩＮをアクティブにする。これにより、データＣＤ
ＡＴはＥＯＲゲート４３で反転されて加算器４０のＢ入
力に供給される。
【００７８】一方、制御回路４７は、セレクタ４４を制
御して「０．５」を選択する。これにより、加算器４０
のＡ入力には「０．５」が供給されることになる。
御して「０．５」を選択する。これにより、加算器４０
のＡ入力には「０．５」が供給されることになる。
【００７９】したがって、加算器４０では、「０．５＋
ＣＤＡＴ／２の反転＋１」、つまり「０．５−ＣＤＡＴ
／２」が実行され、出力される。この際、制御回路４７
は、セレクタ４６を制御して加算器４０の出力を通過さ
せるので、フィルタ係数ＳL として「（１−ＣＤＡＴ）
／２」が算出される。
ＣＤＡＴ／２の反転＋１」、つまり「０．５−ＣＤＡＴ
／２」が実行され、出力される。この際、制御回路４７
は、セレクタ４６を制御して加算器４０の出力を通過さ
せるので、フィルタ係数ＳL として「（１−ＣＤＡＴ）
／２」が算出される。
【００８０】以上のようにして算出されたフィルタ係数
α、β、１／κ、ＳH 又はＳL は、該フィルタ係数演算
回路２２から、デジタルフィルタ回路２３に送出される
（ステップＳ７）。
α、β、１／κ、ＳH 又はＳL は、該フィルタ係数演算
回路２２から、デジタルフィルタ回路２３に送出される
（ステップＳ７）。
【００８１】これにより、デジタルフィルタ回路２３
は、所定のフィルタ特性を有するデジタルフィルタ装置
として機能し、所定の音色を有する楽音信号を発生する
ことになる。
は、所定のフィルタ特性を有するデジタルフィルタ装置
として機能し、所定の音色を有する楽音信号を発生する
ことになる。
【００８２】なお、上記実施例では、１／κの演算を行
なうために逆数発生器４５を使用しているが、カットオ
フ周波数の充分低い部分では、１／κはβで近似するこ
とができる。
なうために逆数発生器４５を使用しているが、カットオ
フ周波数の充分低い部分では、１／κはβで近似するこ
とができる。
【００８３】即ち、上記（１２）式において、 とすると、 κ＝１−Ｘ となる。
【００８４】さらに、 １−Ｘn ＝（１−Ｘ）（１＋Ｘ＋Ｘ2 ＋…＋Ｘn-1 ） であるから、Ｘが充分に小さい部分では、 と近似することができる。この近似をＸの一次の項まで
で打ち切れば となり、１／κをβで近似できることになる。
で打ち切れば となり、１／κをβで近似できることになる。
【００８５】このように、１／κをβで近似する場合
は、逆数発生器４５を使用することなく、フィルタ係数
演算回路を構成できる。このような構成によれば、フィ
ルタ係数演算回路が非常に簡単な構成となるという効果
がある。また、上記実施例では、１／Ｑをダウンシフト
によって実現しているが、これを演算（除算）によって
求めることでＱの連続的な制御が可能となる。
は、逆数発生器４５を使用することなく、フィルタ係数
演算回路を構成できる。このような構成によれば、フィ
ルタ係数演算回路が非常に簡単な構成となるという効果
がある。また、上記実施例では、１／Ｑをダウンシフト
によって実現しているが、これを演算（除算）によって
求めることでＱの連続的な制御が可能となる。
【００８６】次に、上記のデジタルフィルタ装置を適用
した電子楽器の一実施例について説明する。図１は、本
発明に係る電子楽器の全体的な構成を概略的に示すブロ
ック図である。
した電子楽器の一実施例について説明する。図１は、本
発明に係る電子楽器の全体的な構成を概略的に示すブロ
ック図である。
【００８７】図において、５０はキースイッチであり、
演奏者の押鍵・離鍵動作に連動して開閉するものであ
る。このキースイッチ５０の出力は、タッチセンサ５１
に供給されるようになっている。
演奏者の押鍵・離鍵動作に連動して開閉するものであ
る。このキースイッチ５０の出力は、タッチセンサ５１
に供給されるようになっている。
【００８８】タッチセンサ５１は、押鍵の強さ（速さ）
を検出する周知のものである。このタッチセンサ５１の
出力が、タッチデータとしてＣＰＵ５３を介してトーン
ジェネレータ５５に供給される。
を検出する周知のものである。このタッチセンサ５１の
出力が、タッチデータとしてＣＰＵ５３を介してトーン
ジェネレータ５５に供給される。
【００８９】５２はパネルスイッチであって、該電子楽
器を制御する各種スイッチ、例えばリズム選択スイッ
チ、音色選択スイッチ、音量選択スイッチや表示器等が
設けられている。
器を制御する各種スイッチ、例えばリズム選択スイッ
チ、音色選択スイッチ、音量選択スイッチや表示器等が
設けられている。
【００９０】５３は中央処理装置（ＣＰＵ）であり、メ
モリ５４に記憶されている制御プログラムに従って当該
電子楽器の各部を制御するものである。
モリ５４に記憶されている制御プログラムに従って当該
電子楽器の各部を制御するものである。
【００９１】上記メモリ５４は、例えばリードオンリメ
モリ（ＲＯＭ）と、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）
とにより構成される。ＲＯＭには、上記制御プログラム
の他、演奏データ、音色データ、その他の種々の固定デ
ータが記憶される。ＲＡＭは、ＣＰＵ５３が使用するレ
ジスタ、フラグ等が定義されるとともに、ＣＰＵ５３の
ワーク領域として使用されるものである。
モリ（ＲＯＭ）と、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）
とにより構成される。ＲＯＭには、上記制御プログラム
の他、演奏データ、音色データ、その他の種々の固定デ
ータが記憶される。ＲＡＭは、ＣＰＵ５３が使用するレ
ジスタ、フラグ等が定義されるとともに、ＣＰＵ５３の
ワーク領域として使用されるものである。
【００９２】５５はトーンジェネレータであり、波形メ
モリ６０、フィルタ係数発生装置６１、デジタルコント
ロールフィルタ（ＤＣＦ）２３、デジタルコントロール
アンプ（ＤＣＡ）６３、デジタルコントロールオシレー
タ（ＤＣＯ）６４、デジタルエンベロープジェネレータ
（ＤＥＧ）６５及びデジタルエンベロープジェネレータ
（ＤＥＧ）６６により構成される。
モリ６０、フィルタ係数発生装置６１、デジタルコント
ロールフィルタ（ＤＣＦ）２３、デジタルコントロール
アンプ（ＤＣＡ）６３、デジタルコントロールオシレー
タ（ＤＣＯ）６４、デジタルエンベロープジェネレータ
（ＤＥＧ）６５及びデジタルエンベロープジェネレータ
（ＤＥＧ）６６により構成される。
【００９３】波形メモリ６０には、各音色に対応した楽
音波形データが記憶される。この波形メモリ６０に記憶
された楽音波形データがデジタルコントロールフィルタ
２３でフィルタリングされて出力される。
音波形データが記憶される。この波形メモリ６０に記憶
された楽音波形データがデジタルコントロールフィルタ
２３でフィルタリングされて出力される。
【００９４】フィルタ係数発生装置６１は、ＣＰＵ５３
及びデジタルエンベロープジェネレータ６６により制御
されるもので、上述したデジタルフィルタ装置の制御信
号発生回路２０、三角関数発生回路２１及びフィルタ係
数演算回路２２に対応するものである。
及びデジタルエンベロープジェネレータ６６により制御
されるもので、上述したデジタルフィルタ装置の制御信
号発生回路２０、三角関数発生回路２１及びフィルタ係
数演算回路２２に対応するものである。
【００９５】上記デジタルエンベロープジェネレータ６
６は、カットオフ周波数を制御するために、音色、音
域、タッチに応じたエンベロープ信号を生成してフィル
タ係数発生装置６１に供給するものである。
６は、カットオフ周波数を制御するために、音色、音
域、タッチに応じたエンベロープ信号を生成してフィル
タ係数発生装置６１に供給するものである。
【００９６】このフィルタ係数発生装置の構成及び動作
は、図４を参照して既に説明したので、ここでは説明を
省略する。このフィルタ係数発生回路６１が出力するフ
ィルタ係数α、β、１／κ、ＳH 又はＳL がデジタルコ
ントロールフィルタ２３に供給される。
は、図４を参照して既に説明したので、ここでは説明を
省略する。このフィルタ係数発生回路６１が出力するフ
ィルタ係数α、β、１／κ、ＳH 又はＳL がデジタルコ
ントロールフィルタ２３に供給される。
【００９７】デジタルコントロールフィルタ２３（図４
のデジタルフィルタ回路２３に対応するものである）
は、上述したように、例えば図３に示したように構成さ
れる。このデジタルコントロールフィルタ２３は、フィ
ルタ係数発生装置６１からのフィルタ係数に応じて、波
形メモリ６０から読み出された楽音波形データをフィル
タリングし、デジタルコントロールアンプ６３に出力す
るものである。このデジタルコントロールフィルタ２３
の構成及び動作も既に説明したので、ここでは説明を省
略する。
のデジタルフィルタ回路２３に対応するものである）
は、上述したように、例えば図３に示したように構成さ
れる。このデジタルコントロールフィルタ２３は、フィ
ルタ係数発生装置６１からのフィルタ係数に応じて、波
形メモリ６０から読み出された楽音波形データをフィル
タリングし、デジタルコントロールアンプ６３に出力す
るものである。このデジタルコントロールフィルタ２３
の構成及び動作も既に説明したので、ここでは説明を省
略する。
【００９８】デジタルコントロールアンプ６３は、デジ
タルコントロールフィルタ２３からの出力波形とデジタ
ルエンベロープジェネレータ６５の出力とを乗算するこ
とにより、振幅の制御を行なうものである。
タルコントロールフィルタ２３からの出力波形とデジタ
ルエンベロープジェネレータ６５の出力とを乗算するこ
とにより、振幅の制御を行なうものである。
【００９９】デジタルエンベロープジェネレータ６５
は、ＣＰＵ５３からの制御により、デジタルコントロー
ルフィルタ２３が出力するデジタル楽音波形の振幅を制
御するエンベロープ信号を生成するものである。
は、ＣＰＵ５３からの制御により、デジタルコントロー
ルフィルタ２３が出力するデジタル楽音波形の振幅を制
御するエンベロープ信号を生成するものである。
【０１００】このデジタルコントロールアンプ６３が出
力するデジタル楽音信号が、トーンジェネレータ５５の
出力としてＤ／Ａ変換器５６に供給される。
力するデジタル楽音信号が、トーンジェネレータ５５の
出力としてＤ／Ａ変換器５６に供給される。
【０１０１】Ｄ／Ａ変換器５６は、入力されたデジタル
楽音信号をアナログ楽音信号に変換するものである。こ
のＤ／Ａ変換器５６の出力は、サウンドシステム５７に
供給される。
楽音信号をアナログ楽音信号に変換するものである。こ
のＤ／Ａ変換器５６の出力は、サウンドシステム５７に
供給される。
【０１０２】サウンドシステム５７は、例えばスピーカ
により構成されるものである。サウンドシステム５７
は、電気信号を音響信号に変換する周知のものである。
により構成されるものである。サウンドシステム５７
は、電気信号を音響信号に変換する周知のものである。
【０１０３】なお、上記タッチセンサ５１、パネルスイ
ッチ５２、ＣＰＵ５３、メモリ５４及びトーンジェネレ
ータ５５は、システムバス５８により相互に接続されて
いる。
ッチ５２、ＣＰＵ５３、メモリ５４及びトーンジェネレ
ータ５５は、システムバス５８により相互に接続されて
いる。
【０１０４】次に、上記のような構成において、本電子
楽器の動作を説明する。
楽器の動作を説明する。
【０１０５】キースイッチ５０がオンにされると、該キ
ースイッチ５０からの信号がタッチセンサ５１に伝えら
れ、タッチデータが生成される。このタッチデータは、
オンにされたキースイッチ５０のキーナンバとともにＣ
ＰＵ５３に送出される。
ースイッチ５０からの信号がタッチセンサ５１に伝えら
れ、タッチデータが生成される。このタッチデータは、
オンにされたキースイッチ５０のキーナンバとともにＣ
ＰＵ５３に送出される。
【０１０６】ＣＰＵ５３は、パネルスイッチ５２で指定
された音色、音量情報とともに、上記キーナンバ、タッ
チデータ等をトーンジェネレータ５５に送出する。
された音色、音量情報とともに、上記キーナンバ、タッ
チデータ等をトーンジェネレータ５５に送出する。
【０１０７】トーンジェネレータ５５は、指定された音
色に応じた楽音波形データを、デジタルコントロールオ
シレータ６４より出力されるアドレスに従って、波形メ
モリ６０から読み出し、デジタルコントロールフィルタ
２３に与える。
色に応じた楽音波形データを、デジタルコントロールオ
シレータ６４より出力されるアドレスに従って、波形メ
モリ６０から読み出し、デジタルコントロールフィルタ
２３に与える。
【０１０８】一方、指定された音色及びデジタルエンベ
ロープジェネレータ６６の出力に応じたフィルタ係数が
フィルタ係数発生装置６１により発生され、デジタルコ
ントロールフィルタ２３に与えられる。これにより、デ
ジタルコントロールフィルタ２３は所定のフィルタ特性
で楽音波形データをフィルタリングし、デジタルコント
ロールアンプ６３に送出する。そして、デジタルコント
ロールアンプ６３でデジタルエンベロープジネレータ６
５の出力に応じた増幅が行なわれ、Ｄ／Ａ変換器５６に
送出される。
ロープジェネレータ６６の出力に応じたフィルタ係数が
フィルタ係数発生装置６１により発生され、デジタルコ
ントロールフィルタ２３に与えられる。これにより、デ
ジタルコントロールフィルタ２３は所定のフィルタ特性
で楽音波形データをフィルタリングし、デジタルコント
ロールアンプ６３に送出する。そして、デジタルコント
ロールアンプ６３でデジタルエンベロープジネレータ６
５の出力に応じた増幅が行なわれ、Ｄ／Ａ変換器５６に
送出される。
【０１０９】そして、Ｄ／Ａ変換器５６によりアナログ
信号に変換され、サウンドシステム５７から放音される
ことになる。
信号に変換され、サウンドシステム５７から放音される
ことになる。
【０１１０】なお、上記実施例では、トーンジェネレー
タ５５の発音チャネル数には言及していないが、単一チ
ャネルであっても複数チャネルであっても適用できる。
複数チャネルの場合は、同一ハードウエアをチャネル数
分だけ備える構成であっても良いが、ハードウエアの節
減という観点から、時分割で動作する複数チャネルを構
成することが望ましい。
タ５５の発音チャネル数には言及していないが、単一チ
ャネルであっても複数チャネルであっても適用できる。
複数チャネルの場合は、同一ハードウエアをチャネル数
分だけ備える構成であっても良いが、ハードウエアの節
減という観点から、時分割で動作する複数チャネルを構
成することが望ましい。
【０１１１】複数チャネルで構成される場合は、上記フ
ィルタ係数に応じたフィルタ特性は、各チャネル単位で
制御される。
ィルタ係数に応じたフィルタ特性は、各チャネル単位で
制御される。
【０１１２】
【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、フィルタ係数を記憶するための膨大なメモリを必要
としないにも拘わらず、種々のフィルタ係数を発生して
連続的にデジタルフィルタ装置に与えることにより種々
の音色の楽音信号を発生することのできる電子楽器を提
供することができる。
ば、フィルタ係数を記憶するための膨大なメモリを必要
としないにも拘わらず、種々のフィルタ係数を発生して
連続的にデジタルフィルタ装置に与えることにより種々
の音色の楽音信号を発生することのできる電子楽器を提
供することができる。
【図１】本発明の電子楽器の全体的な構成を概略的に示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図２】デジタルフィルタ回路の基本的構成を示す図で
ある。
ある。
【図３】本発明に適用するデジタルコントロールフィル
タの実施例の構成を示す図である。
タの実施例の構成を示す図である。
【図４】本発明に適用するデジタルフィルタ装置の一実
施例の構成を示すブロック図である。
施例の構成を示すブロック図である。
【図５】図４における三角関数発生回路の構成を示すブ
ロック図である。
ロック図である。
【図６】図４における三角関数発生回路の関数テーブル
の構成を示す図である。
の構成を示す図である。
【図７】図４におけるフィルタ係数演算回路の構成を示
す回路図である。
す回路図である。
【図８】本発明に適用するデジタルフィルタ装置の実施
例の動作を示すフローチャートである。
例の動作を示すフローチャートである。
２０ 制御信号発生回路（制御信号発生手段） ２１ 三角関数発生回路（三角関数発生手段） ２２ フィルタ係数演算回路（フィルタ係数演算手段） ２３ デジタルコントロールフィルタ（デジタルフィル
タ手段） ３０ 関数テーブル記憶部（記憶手段） ６０ 波形メモリ（デジタル波形発生手段） ６１ フィルタ係数発生装置（フィルタ係数発生手段） ６３ デジタルコントロールアンプ（振幅制御手段） ６４ デジタルコントロールオシレータ（デジタル波形
発生手段） ６５ デジタルエンベロープジェネレータ（振幅制御手
段） ６６ デジタルエンベロープジェネレータ（フィルタ係
数発生手段） θ 第１のパラメータ Ｑ，Ｈ／Ｌ 第２のパラメータ
タ手段） ３０ 関数テーブル記憶部（記憶手段） ６０ 波形メモリ（デジタル波形発生手段） ６１ フィルタ係数発生装置（フィルタ係数発生手段） ６３ デジタルコントロールアンプ（振幅制御手段） ６４ デジタルコントロールオシレータ（デジタル波形
発生手段） ６５ デジタルエンベロープジェネレータ（振幅制御手
段） ６６ デジタルエンベロープジェネレータ（フィルタ係
数発生手段） θ 第１のパラメータ Ｑ，Ｈ／Ｌ 第２のパラメータ
Claims (8)
- 【請求項１】 演奏情報を入力し、該演奏情報に応じて
第１のデジタル波形を発生するデジタル波形発生手段
と、複数の第１の重み付け手段と遅延手段と加算手段と
を具備し、前記デジタル波形発生手段から出力される前
記第１のデジタル波形にフィルタ演算を施した第２のデ
ジタル波形を出力するデジタルフィルタ手段と、 該デジタルフィルタ手段にフィルタ係数を供給して前記
演奏情報に応じてフィルタ特性を連続的に変化させるフ
ィルタ係数発生手段と、前記デジタルフィルタ手段から
出力される第２のデジタル波形の振幅を制御して楽音波
形を出力する振幅制御手段と、を有する電子楽器におい
て、 前記デジタルフィルタ手段は、 前記第２のデジタル波形を出力する第２の重み付け手段
を更に具備し、 前記フィルタ係数発生手段は、 音色、音域、タッチの各演奏情報に応じて前記デジタル
フィルタ手段のフィルタ特性を制御するための第１及び
第２のパラメータを発生する制御信号発生手段と、前記
第１のパラメータに基づき三角関数値を発生する三角関
数発生手段と、前記三角関数値および前記第２のパラメ
ータに基づき前記第１、第２の重み付け手段の重み量で
ある複数のフィルタ係数を演算するフィルタ係数演算手
段と、を具備し、 前記第１の重み付け手段に供給される重み量である複数
のフィルタ係数は共通項を削除したものであり、前記第
２の重み付け手段に供給される重み量であるフィルタ係
数を該削除された共通項とすることにより、フィルタ係
数の演算を簡素化し、連続的にフィルタ係数を発生して
前記デジタルフィルタ手段のフィルタ特性を連続的に変
化させることを特徴とする電子楽器。 - 【請求項２】 前記第１のパラメータは、前記デジタル
フィルタ手段のカットオフ周波数に対応するパラメータ
であることを特徴とする請求項１記載の電子楽器。 - 【請求項３】 前記第２のパラメータは、前記デジタル
フィルタ手段のフィルタ特性をハイパス、ローパス、バ
ンドパス特性とするためのパラメータであることを特徴
とする請求項１記載の電子楽器。 - 【請求項４】 前記第２のパラメータは、前記デジタル
フィルタ手段のフィルタ特性のうちの共振特性を制御す
るためのパラメータであることを特徴とする請求項１記
載の電子楽器。 - 【請求項５】 前記三角関数発生手段は、正弦関数から
なる三角関数値を記憶する三角関数記憶手段を有するこ
とを特徴とする請求項１記載の電子楽器。 - 【請求項６】 前記三角関数記憶手段のアドレスは対数
で表したカットオフ周波数に対応し、該対数で表したカ
ットオフ周波数に対応する三角関数値を各アドレスに記
憶することを特徴とする請求項５記載の電子楽器。 - 【請求項７】 前記三角関数発生手段は、べき級数を演
算することにより正弦関数および余弦関数からなる三角
関数値を発生することを特徴とする請求項１記載の電子
楽器。 - 【請求項８】 前記フィルタ係数は、 α＝−２ｃｏｓ（２θ） β＝２−κ＝１−ｓｉｎ（２θ）／２Ｑ ＳＨ＝〔１＋ｃｏｓ（２θ）〕／２ ＳＬ＝〔１−ｃｏｓ（２θ）〕／２ κ＝１＋ｓｉｎ（２θ）／２Ｑ で演算され、ここで、 α、βは第１の重み付け手段の重み量、 ＳＨはハイパスフィルタ特性時における第１の重み付け
手段の重み量、 ＳＬはローパスフィルタ特性時における第１の重み付け
手段の重み量、 κは第２の重み付け手段の重み量の逆数、 であり、更に、θ＝π×ｆｃ／Ｆｓで表され、 ｆｃはカットオフ周波数、 ＦＳはサンプリング周波数、 Ｑ は共振特性の制御パラメータ、 であることを特徴とする請求項１記載の電子楽器。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3210347A JP2779983B2 (ja) | 1991-07-29 | 1991-07-29 | 電子楽器 |
| US07/912,454 US5270481A (en) | 1991-07-29 | 1992-07-13 | Filter coefficient generator for electronic musical instruments |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3210347A JP2779983B2 (ja) | 1991-07-29 | 1991-07-29 | 電子楽器 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25616897A Division JP3217739B2 (ja) | 1997-09-05 | 1997-09-05 | デジタルフィルタ装置及びデジタルフィルタ方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0535277A JPH0535277A (ja) | 1993-02-12 |
| JP2779983B2 true JP2779983B2 (ja) | 1998-07-23 |
Family
ID=16587898
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3210347A Expired - Fee Related JP2779983B2 (ja) | 1991-07-29 | 1991-07-29 | 電子楽器 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5270481A (ja) |
| JP (1) | JP2779983B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2293507B (en) * | 1994-09-20 | 1999-01-13 | Sony Uk Ltd | Digital signal processing |
| JPH09152870A (ja) * | 1995-11-30 | 1997-06-10 | Kawai Musical Instr Mfg Co Ltd | 電子楽器のデジタルフィルタ装置 |
| JP3379501B2 (ja) * | 1999-12-28 | 2003-02-24 | 日本電気株式会社 | ゲイン可変型ディジタルフィルタ |
| TWI411226B (zh) * | 2009-11-18 | 2013-10-01 | Silicon Integrated Sys Corp | 動態濾波裝置 |
| JP6573869B2 (ja) * | 2013-03-26 | 2019-09-11 | バラット, ラックラン, ポールBARRATT, Lachlan, Paul | 仮想サンプルレートを増大させた音声フィルタリング |
| JP7375317B2 (ja) * | 2019-03-25 | 2023-11-08 | カシオ計算機株式会社 | フィルタ効果付与装置、電子楽器及び電子楽器の制御方法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4433604A (en) * | 1981-09-22 | 1984-02-28 | Texas Instruments Incorporated | Frequency domain digital encoding technique for musical signals |
| JPS58111096A (ja) * | 1981-12-25 | 1983-07-01 | ヤマハ株式会社 | 電子楽器のデイジタルフイルタ装置 |
| US4829463A (en) * | 1985-03-27 | 1989-05-09 | Akai Electric Co. Ltd. | Programmed time-changing coefficient digital filter |
| US4907484A (en) * | 1986-11-02 | 1990-03-13 | Yamaha Corporation | Tone signal processing device using a digital filter |
| US5018429A (en) * | 1988-04-07 | 1991-05-28 | Casio Computer Co., Ltd. | Waveform generating apparatus for an electronic musical instrument using filtered components of a waveform |
| JPH03151709A (ja) * | 1989-11-09 | 1991-06-27 | Casio Comput Co Ltd | サウンド用デジタルフィルタ装置 |
-
1991
- 1991-07-29 JP JP3210347A patent/JP2779983B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1992
- 1992-07-13 US US07/912,454 patent/US5270481A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0535277A (ja) | 1993-02-12 |
| US5270481A (en) | 1993-12-14 |
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