JP2780573B2

JP2780573B2 - 楽音合成装置

Info

Publication number: JP2780573B2
Application number: JP4174574A
Authority: JP
Inventors: 利文国本
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 1992-07-01
Filing date: 1992-07-01
Publication date: 1998-07-30
Anticipated expiration: 2013-07-30
Also published as: JPH0619480A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、打楽器音の合成に用
いて好適な楽音合成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ドラム、シンバル等の自然打楽器は、バ
チあるいはマレッタ等によって衝打され、この衝撃力に
よって楽器の所定部分が振動し、共鳴することによって
発音する。このような打楽器の発音メカニズムをシミュ
レートする装置としては、従来図１に示すようなものが
知られている。

【０００３】図において１００は打撃盤であり、加速度
センサあるいは歪ゲージ等から成る打撃センサ１０１が
固着されている。バチ１０２によって打撃盤１００が衝
打されると、その衝撃波は打撃センサ１０１によって検
出され、増幅器１０３を介して増幅され、さらにＡ／Ｄ
コンバータ１０４によってディジタル信号に変換された
後、励振信号としてウエーブガイド・ネットワーク１０
５に供給される。

【０００４】この打楽器シミュレーションに用いられる
ウエーブガイド・ネットワーク１０５は、管楽器シミュ
レーション用のウエーブガイド・ネットワークと比較し
て多数の伝搬経路が設けられており、これら伝搬経路が
並列に接続されることによって構成されている。これ
は、自然打楽器における振動波の伝搬経路が、自然管楽
器のそれに比較して多数存在すると考えられるからであ
る（特開平２−３１０５９６号公報参照）。

【０００５】ウエーブガイド・ネットワーク１０５に衝
撃波信号が供給されると、各伝搬経路において、時間と
ともに減衰する圧力波信号が伝搬される。これらの圧力
波信号は、重み付けされながら合成され、楽音信号とし
て出力される。そして、出力された楽音信号は、Ｄ／Ａ
コンバータ１０６を介してアナログ信号に変換され、サ
ウンドシステム１０７を介して発音される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ウエーブガ
イド・ネットワーク１０５は、その内部に設けられた遅
延回路の遅延量、フィルタの係数等、多数のパラメータ
によって音色造りが可能である。例えば、自然楽器の音
色は楽器の材質や形状を変えることによって音色が変る
ため、シミュレートすべき楽器の種類、あるいはその材
質や形状に応じてウエーブガイド・ネットワーク１０５
の各パラメータを適宜変化させることにより、各種打楽
器のシミュレーションが可能であると考えられる。

【０００７】しかし、本発明者の実験結果によれば、ウ
エーブガイド・ネットワーク１０５の各種パラメータを
操作しただけでは必ずしも自然楽器に近い音色が得られ
ないことが判明した。そうしたことから、自然打楽器に
おいて発生する現象を考察するのが有用であると考えら
れた。すなわち、自然打楽器では、バチ等で衝打された
当初は楽音特性が不安定な挙動を示し、時間の経過とと
もに徐々に楽音特性が安定するようになる。言い換えれ
ば、衝打によって発生する衝撃波は打撃に応答して発生
し、時間経過とともに減衰して零に収束することにな
る。ところが、従来の装置は、こうした現象を忠実に模
倣できるようには構成されていなかった。この発明は上
述した事情に鑑みてなされたものであり、忠実度の高い
楽音合成装置を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１記載の発明は、打撃部の衝打により発生す
る衝撃波信号を検出する検出手段と、前記衝撃波信号の
エンベロープ波形を抽出するエンベロープ抽出手段と、
前記エンベロープ波形に変調処理を施して励振信号を発
生する励振信号発生手段と、遅延手段と特性制御手段が
閉ループ状に接続された閉ループに前記励振信号を供給
して、前記閉ループを循環する循環信号を前記遅延手段
により遅延させ、前記特性制御手段により前記循環信号
の特性を制御するとともに、前記エンベロープ波形に応
じて前記特性制御手段を制御することにより前記循環信
号の特性を変更制御する楽音合成手段とを具備すること
を特徴としている。

【０００９】

【００１０】

【作用】請求項１記載の発明によれば、打撃部をバチ等
で衝打することで発生する衝撃波信号が検出されて、該
衝撃波信号のエンベロープ波形が抽出される。そして、
抽出されたエンベロープ波形に変調処理を施して励振信
号を発生させ、発生された励振信号を遅延手段と特性制
御手段を接続した閉ループに供給する。閉ループでは、
該閉ループを循環する循環信号が遅延されてその特性が
制御されるとともに、抽出されたエンベロープ波形に応
じてその特性が変更制御されて楽音信号が発生される。

【００１１】

【実施例】以下、図面を参照してこの発明の各種実施例
について説明する。Ａ．実施例の前提理論まず、本実施例の前提として、自然打楽器の発音メカニ
ズムについて、さらに詳細な検討を行う。例えば、自然
打楽器たるドラムをバチで衝打して楽音を発生させるこ
とを考えると、全く同じようにドラムを衝打したとして
も、ドラムの皮を強く張った場合と緩めた場合とで音色
が異なることは周知の事実である。

【００１２】この現象を図１に示す装置でシミュレート
する場合、ドラムの皮を強く張った場合と緩めた場合と
に応じてウエーブガイド・ネットワーク１０５のパラメ
ータを設定すれば、何れの状態における楽音もシミュレ
ートできるものと考えられていた。すなわち、何れの状
態においても、同じような力によるドラムの衝打をシミ
ュレートするのであるから、Ａ／Ｄコンバータ１０４を
介してウエーブガイド・ネットワーク１０５に供給され
る衝撃波を変更する必要は無いものと考えられていた。
しかし、かかる前提に基づいて音作りを行った場合に満
足な結果が得られなかったことは上述した通りである。
そこで、本発明者が打楽器の発音メカニズムを子細に検
討したところ、以下のことが判明した。

【００１３】まず、打楽器の皮面をバチで衝打すると、
バチによって皮面に衝撃が加えられ、皮面がバチによっ
て押えつけられた状態になる。次に、所定時間経過する
と、皮面からバチに対して反発力が働き、これによって
バチが皮面から離れる。ここで、打楽器のチューニング
（すなわち皮の張り具合）が低い場合には、反発力が生
じるまでの時間が長いため、打撃時間が長くなり、打撃
の加速度波形は鈍く、その周波数帯域は低く狭いものに
なるものと考えられる。逆に、打楽器のチューニングが
高い場合においては、急峻な加速度波形が得られるた
め、打撃の加速度波形の帯域が広くなるものと考えられ
る。

【００１４】以上の考察によれば、自然打楽器の発音メ
カニズムをシミュレートする場合には、ウエーブガイド
・ネットワークの音作りに応じて、衝撃波形の周波数帯
域を設定する必要がある。すなわち、かかる周波数帯域
を適宜制御することにより、忠実度の高い合成音を発生
させることが可能になるものと考えられる。

【００１５】Ｂ．第１の実施例次に、本発明の第１の実施例の楽音合成装置を図２を参
照して説明する。図２において、１０８はペダルであ
り、その操作量に応じたレベルの信号を出力する。ま
た、１０９はエンベロープジェネレータであり、所定の
エンベロープ信号を出力する。両者の出力信号は、ミキ
サ１１０を介して合成され、フィルタ１１１および変調
波形発生器１１２に供給される。フィルタ１１１は、供
給された信号に所定のフィルタリング処理（例えばバン
ドパス）を施した後、加算器１１３に供給する。

【００１６】また、変調波形発生器１１２は、所定の波
形を有する信号を発生するとともに、この発生させた信
号のエンベロープをミキサ１１０の出力信号に基づいて
設定し、その結果を加算器１１３に供給する。加算器１
１３にあっては、フィルタ１１１および変調波形発生器
１１２の出力信号が加算され、この加算結果がキャリア
信号Ｓ₂として出力される。

【００１７】一方、図示の楽音合成装置にあっては、図
１に示す装置と同様に各構成要素１００〜１０７を有し
ており、Ａ／Ｄコンバータ１０４とウエーブガイド・ネ
ットワーク１０５との間に励振波形処理部１１４が介挿
されている。この励振波形処理部１１４は、Ａ／Ｄコン
バータ１０４の出力信号を被変調信号Ｓ₁とし、これを
キャリア信号Ｓ₂によってＦＭ変調し、変調した信号を
励振信号Ｓ₃としてウエーブガイド・ネットワーク１０
５に供給する。

【００１８】ここで、励振波形処理部１１４の詳細構成
を図３に示す。図においてデジタル信号たるキャリア信
号Ｓ₂は、整数部ＩＮＴと小数部Ｆｒａｃとに分離され
る。１１４ａはシフトレジスタであり、データ長に応じ
たビット数を有する複数個のフリップフロップを縦続接
続して成るものである。Ａ／Ｄコンバータ１０４を介し
て励振波形処理部１１４に供給された被変調信号Ｓ
₁は、所定のサンプリングタイム毎にサンプリングさ
れ、シフトレジスタ１１４ａの先頭のフリップフロップ
に順次供給される。また、シフトレジスタ１１４ａの内
部にあっては、該サンプリングクロック毎に、各フリッ
プフロップに記憶されたデータが後段のフリップフロッ
プに転送される。そして、最終段のフリップフロップか
らあふれ出たデータは廃棄される。

【００１９】ここで、シフトレジスタ１１４ａは、キャ
リア信号Ｓ₂の整数部ＩＮＴが供給されると、先頭のフ
リップフロップから第「ＩＮＴ」番目のフリップフロッ
プを出力するように構成されている。従って、この整数
部ＩＮＴが変動することにより、シフトレジスタ１１４
ａの出力信号にはＦＭ変調が施されることが判る。しか
し、励振波形処理部１１４において施されるＦＭ変調
は、整数部ＩＮＴのみに基づくものであるため、後段の
回路において、小数部Ｆｒａｃに基づく補間が施され
る。これを以下詳述する。

【００２０】シフトレジスタ１１４ａの出力信号は、フ
リップフロップ１１４ｂと、乗算器１１４ｄに供給され
る。フリップフロップ１１４ｂに供給された信号は、一
サンプリング周期だけ遅延され、乗算器１１４ｃに供給
される。乗算器１１４ｃにあっては、供給された信号す
なわち一サンプリング周期前のシフトレジスタ１１４ａ
の出力信号と小数部Ｆｒａｃとが乗算され、その結果が
出力される。一方、乗算器１１４ｄにあっては、現時点
においてシフトレジスタ１１４ａから出力された信号に
「１−Ｆｒａｃ」が乗算され、その結果が出力される。
そして、両乗算器１１４ｃ，１１４ｄから出力された乗
算結果は加算器１１４ｅにおいて加算され、その加算結
果が励振信号Ｓ₃として、ウエーブガイド・ネットワー
ク１０５（図２参照）に供給される。

【００２１】上記構成によれば、現時点におけるシフト
レジスタ１１４ａの出力信号と、一サンプリング周期前
の出力信号とが小数部Ｆｒａｃに基づいて重み付けされ
た後加算されるため、小数部分における補間が施される
ことが判る。そして、このように被変調信号Ｓ₁にＦＭ
変調が施されることによって励振信号Ｓ₃の周波数帯域
を被励振信号Ｓ₁の周波数帯域よりも広くすることが可
能であり、どの程度周波数帯域を広げるかについては、
ペダル１０８の操作量あるいはエンベロープジェネレー
タ１０９における波形設定等によって、自在に制御する
ことが可能である。

【００２２】このように本実施例によれば、被変調信号
Ｓ₁の周波数帯域を適宜拡大して励振信号Ｓ₃としてウエ
ーブガイド・ネットワーク１０５に供給することができ
るから、特に被励振信号Ｓ₁の周波数帯域が狭過ぎる場
合に好適であり、忠実度の高い合成音を発生させること
が可能である。なお、上記実施例においては、励振波形
処理部１１４としてＦＭ変調回路を用いたが、ＡＭ変調
回路を用いてもよいことは言うまでもない。

【００２３】Ｃ．第２の実施例次に、本発明の第２の実施例を図４を参照して説明す
る。図において１２１は波形メモリであり、Ａ／Ｄコン
バータ１０４から出力された衝撃波信号が順次供給され
る。また、１２２は書込みアドレスポインタであり、１
２１における書込みアドレス信号ＷＡを順次供給する。
ここで、書込みアドレス信号ＷＡは、Ａ／Ｄコンバータ
１０４のサンプリングクロックに同期して、波形メモリ
１２１の先頭アドレスから最終アドレスに至るまで順次
インクリメントされ、最終アドレスに至った後は再び先
頭アドレスに戻るようになっている。そして、波形メモ
リ１２１にあっては、この書込みアドレス信号ＷＡで示
されたアドレスに、Ａ／Ｄコンバータ１０４の出力信号
が順次書込まれる。

【００２４】次に、１２０はスレッシュホールド回路で
あり、Ａ／Ｄコンバータ１０４の出力信号レベルを検出
するとともに、これが所定値（スレッシュホールドレベ
ル）を超えると、読出しアドレスポインタ１２３に検知
信号を出力する。読出しアドレスポインタ１２３は、ス
レッシュホールド回路１２０から検知信号が供給される
と、その時点における書込みアドレス信号ＷＡをラッチ
し、次にこれを順次インクリメントすることによって読
出しアドレス信号ＲＡを出力する。読出しアドレス信号
ＲＡが波形メモリ１２１に供給されると、この読出しア
ドレス信号ＲＡによって示されたアドレスのデータが波
形メモリ１２１から読出され、ウエーブガイド・ネット
ワーク１０５に供給される。

【００２５】ここで、読出しアドレスポインタ１２３に
おける読出しアドレス信号ＲＡのインクリメント周期
は、Ａ／Ｄコンバータ１０４のサンプリング周期（すな
わち書込みアドレス信号ＷＡのインクリメント周期）よ
りも長い値に設定される。従って、読出しアドレス信号
ＲＡに基づいて波形メモリ１２１から読出された信号
は、Ａ／Ｄコンバータ１０４の出力信号を時間軸方向に
伸したものになる。

【００２６】ここで、読出しアドレス信号ＲＡのインク
リメント周期は、プリセットボリューム１２４およびペ
ダル１０８によって設定される。すなわち、プリセット
ボリューム１２４によって予めインクリメント周期の概
算値を設定しておき、ペダル１０８の踏込み量によって
微調整を行う。両者の操作量は加算器１２５を介して加
算され、この加算結果に基づいて、読出しアドレスポイ
ンタ１２３において読出しアドレス信号ＲＡのインクリ
メント周期が設定される。

【００２７】上記構成によれば、Ａ／Ｄコンバータ１０
４の出力信号は、波形メモリ１２１を介して時間軸方向
に伸張された後、励振信号としてウエーブガイド・ネッ
トワーク１０５に供給される。従って、その周波数帯域
は低く、かつ、狭くなることが判る。すなわち、本実施
例の装置は、Ａ／Ｄコンバータ１０４の出力信号の帯域
が広過ぎる場合に用いて好適であり、該励振信号が適切
な周波数帯域に収るようにプリセットボリューム１２
４、ペダル１０８を適宜設定することにより、忠実度の
高い合成音を出力することが可能になる。

【００２８】なお、上記実施例においては、Ａ／Ｄコン
バータ１０４の出力信号をリアルタイムで処理したた
め、該信号を時間軸方向に伸張することのみが可能であ
ったが、予めＡ／Ｄコンバータ１０４の出力信号を波形
メモリ１２１に記憶させておき、その後適宜読出しアド
レスポインタ１２３を動作させて励振信号を発生させて
もよいことは勿論である。この場合には、読出しアドレ
ス信号ＲＡのインクリメント周期は自由に設定すること
ができ、励振信号を時間軸方向に伸張することのみなら
ず圧縮することも可能である。

【００２９】Ｄ．第３の実施例次に、本発明の第３の実施例を図５を参照して説明す
る。図において１３０は全波整流回路であり、Ａ／Ｄコ
ンバータ１０４から出力された衝撃波信号を全波整流し
て出力する。１３１はダイナミクス・フィルタであり、
全波整流回路１３０から供給された信号のエンベロープ
をエンベロープ信号ＥＮＶとして出力するものである。
但し、ダイナミクス・フィルタ１３１は、入力信号が立
上がる場合にはカットオフ周波数が高くなる一方、入力
信号が立下がる場合にはカットオフ周波数が低くなるよ
うに構成されている。この結果、ダイナミクス・フィル
タ１３１から出力されるエンベロープ信号ＥＮＶは、本
来のエンベロープ波形と比較して、なめらかに立下がる
ような波形になる。

【００３０】次に、１３３は変調回路であり、エンベロ
ープ信号ＥＮＶを所定周波数のキャリア信号によって変
調し、変調した信号を励振信号としてウエーブガイド・
ネットワーク１３４に供給する。これによって、ウエー
ブガイド・ネットワーク１３４において楽音信号が合成
される。また、１３２は係数発生装置であり、エンベロ
ープ信号ＥＮＶに基づいてウエーブガイド・ネットワー
ク１３４における種々の係数を設定するものである。

【００３１】次に、上記係数発生装置１３２およびウエ
ーブガイド・ネットワーク１３４の詳細構成を図６を参
照して説明する。図６において、ウエーブガイド・ネッ
トワーク１３４の内部には、遅延回路ＳＦ₁，ＳＦ₂，Ｓ
Ｆ₃，ＳＲ₁，ＳＲ₂，ＳＲ₃が設けられている。これらの
遅延回路は、指定された遅延量だけ入力信号を遅延させ
て出力するものであり、図３における励振波形処理部１
１４と同様に構成されている。すなわち、各遅延回路に
おける遅延時間は、サンプリング周期の整数倍のオーダ
ーのみならず小数倍のオーダーも設定可能になってい
る。

【００３２】また、ＩＶ１Ａ，ＩＶ２Ａ，ＩＶ３Ａ，Ｉ
Ｖ１Ｂ，ＩＶ２Ｂ，ＩＶ３Ｂは反転回路、ＭＡ₁，Ｍ
Ａ₂，ＭＡ₃，ＭＢ₁，ＭＢ₂，ＭＢ₃は乗算器、Ａ１Ａ，
Ａ２Ａ，Ａ３Ａ，Ａ１Ｂ，Ａ２Ｂ，Ａ３Ｂは加算器であ
る。ここで、遅延回路ＳＦ₁およびＳＲ₁、遅延回路ＳＦ
₂およびＳＲ₂、遅延回路ＳＦ₃およびＳＲ₃のペアは、各
々共振回路を構成しており、これらの共振回路によって
シンバル、ドラム等の打楽器における共鳴現象がシミュ
レートされる。

【００３３】例えば、シンバルにおいて、一旦振動が発
生すると、その振動はシンバルが共鳴することによって
持続される。そして、この場合、シンバルにおける振動
の伝搬経路は非常に多くあると考えられるので、これに
対応して、シンバルは非常に多くの共鳴周波数を有する
ものと考えられる。そして、本実施例の場合、各遅延回
路における遅延時間ＤＬ₁，ＤＬ₂，ＤＬ₃は、後述する
係数発生装置１３２の動作によって、支配的な共鳴周波
数によって概略値が設定されるとともにエンベロープ信
号ＥＮＶによる影響が付与されつつ設定されるようにな
っている。

【００３４】より詳細に言えば、遅延時間ＤＬ₁は、整
数部ＩＮＴ₁と小数部Ｆｒａｃ₁とに分離され、遅延回路
ＳＦ₁およびＳＲ₁の遅延時間として設定される。同様
に、遅延時間ＤＬ₂は整数部ＩＮＴ₂と小数部Ｆｒａｃ₂
とに分離され遅延回路ＳＦ₂およびＳＲ₂の遅延時間とし
て設定され、遅延時間ＤＬ₃は整数部ＩＮＴ₃と小数部Ｆ
ｒａｃ₃とに分離され遅延回路ＳＦ₃およびＳＲ₃の遅延
時間として設定される。

【００３５】次に、このウエーブガイド・ネットワーク
１３４の動作を説明する。図において、入力端子１３４
ａを介して加算器Ｂ１２３に励振信号が供給されると、
この励振信号は各加算器Ａ１Ａ〜Ａ３Ａを介して各遅延
回路ＳＦ₁〜ＳＦ₃に供給される。遅延回路ＳＦ₁に供給
された信号は、遅延時間ＤＬ₁だけ遅延された後、反転
回路ＩＶ１Ｂを介して反転され、遅延回路ＳＲ₁に入力
される。遅延回路ＳＲ₁においては、供給された信号が
さらに遅延時間ＤＬ₁だけ遅延され、遅延された信号は
反転回路ＩＶ１Ａを介して加算器Ａ１Ａに帰還される。
このようにして、打楽器における信号の往復伝搬がシミ
ュレートされる。他の遅延回路ＳＦ₂，ＳＲ₂，ＳＦ₃，
ＳＲ₃においても、同様にして信号の往復動作が行われ
る。

【００３６】一方、遅延回路ＳＦ₁〜ＳＦ₃の出力信号
は、各々乗算器ＭＡ₁〜ＭＡ₃によって損失係数α₁〜α₃
が乗じられ、加算器Ａ１２３によって総和された後、加
算器Ａ１Ｂ〜Ａ３Ｂに入力される。従って、各遅延回路
を伝搬する信号は、時間の経過とともに次第に減衰され
る。このようにして自然打楽器における圧力波の伝搬お
よび減衰メカニズムがシミュレートされ、合成された打
楽器音の楽音信号が出力端子１３４ｂを介してＤ／Ａコ
ンバータ１０６（図５参照）に供給される。次に、係数
発生装置１３２の詳細を説明する。係数発生装置１３２
は、エンベロープ信号ＥＮＶが供給されると、下式(１)
に基づいて、上記遅延時間ＤＬ₁〜ＤＬ₃を演算し、ウエ
ーブガイド・ネットワーク１３４に供給するものであ
る。

【００３７】ＤＬ₁＝ｎ₁＋ｍ₁・ＥＮＶＤＬ₂＝ｎ₂＋ｍ₂・ＥＮＶ ……式(１) ＤＬ₃＝ｎ₃＋ｍ₃・ＥＮＶ

【００３８】式(１)において、ｎ₁〜ｎ₃は、遅延時間の
概算値であり、それぞれ打楽器の種類あるいは材質等に
よって決定される支配的な共鳴周波数に基づいて設定さ
れる。また、ｍ₁〜ｍ₃は、エンベロープ信号ＥＮＶの遅
延時間ＤＬ₁〜ＤＬ₃に対する影響を決定するデューティ
ファクタである。式(１)に示す演算は、図６に示すよう
な乗算器と加算器とを組合せた演算回路で行ってもよい
が、エンベロープ信号ＥＮＶと遅延時間ＤＬ₁〜ＤＬ₃と
のテーブルを予め作成しておき、これに基づいて遅延時
間ＤＬ₁〜ＤＬ₃を求めてもよい。

【００３９】上記構成によれば、変調回路１３３におい
て、エンベロープ信号ＥＮＶが所定のキャリア信号によ
って変調され、変調された信号がウエーブガイド・ネッ
トワーク１３４に励振信号として供給されるから、この
キャリア信号の波形・周波数を変えることによって、励
振信号の周波数帯域を自在に制御することが可能であ
る。

【００４０】なお、上記実施例においては、エンベロー
プ信号ＥＮＶに基づいて遅延時間ＤＬ₁〜ＤＬ₃のみを設
定したが、エンベロープ信号ＥＮＶに基づいて損失係数
α₁〜α₃あるいは損失係数β₁〜β₃等、ウエーブガイド
・ネットワーク１３４内の他のパラメータを設定して良
いことは言うまでもない。

【００４１】Ｅ．第４の実施例次に、本発明の第４の実施例を図７を参照して説明す
る。図において、Ａ／Ｄコンバータ１０４から出力され
た衝撃波信号ＨＩＴは、励振波形処理部１４０において
処理を受けた後、励振信号としてウエーブガイド・ネッ
トワーク１３４に供給される。ここで、励振波形処理部
１４０としては、第１〜第３の実施例において説明した
ような種々の波形処理回路を採用してよい。また、スレ
ッシュホールド回路１２０は、衝撃波信号ＨＩＴの立ち
上がりを検出するために設けられたものであり、衝撃波
信号ＨＩＴと所定のスレッシュホールドレベルとを比較
し、前者が大となるとスタート信号ＳＴを出力する。

【００４２】次に、１４１は係数発生器であり、図８に
示すような係数ｋを出力する。すなわち、係数発生器１
４１は、スタート信号ＳＴが立ち上がるまでは係数ｋを
「０」に設定し、スタート信号ＳＴが立ち上がった後は
係数ｋが「１」になるまで漸次増加させる。ここで、係
数ｋが「０」から「１」になるまでの遷移時間ＩＴは予
め与えられていることとする。

【００４３】次に、１４２はメモリであり、ウエーブガ
イド・ネットワーク１３４において用いられる各種パラ
メータの値が記憶されている。また、メモリ１４３にお
いては、メモリ１４２に記憶されたパラメータに一対一
に対応するパラメータが記憶されている。メモリ１４２
に記憶された各パラメータは、乗算器１４４を介して係
数（ｋ−１）が乗算され、加算器１４６に供給される。
一方、メモリ１４３に記憶された各パラメータは、乗算
器１４５を介して係数ｋが乗算された後、加算器１４６
に供給される。加算器１４６においては、両乗算器１４
４，１４５から供給された各パラメータを各々加算し、
各加算結果をウエーブガイド・ネットワーク１３４のパ
ラメータとして設定する。

【００４４】上記構成において、衝撃波信号ＨＩＴが立
ち上がると、励振波形処理部１４０を介して励振信号が
ウエーブガイド・ネットワーク１３４に供給されるか
ら、ウエーブガイド・ネットワーク１３４において打楽
器音が合成される。ここで、発音当初においては、係数
ｋが「０」であるから、ウエーブガイド・ネットワーク
１３４はメモリ１４２に記憶されたパラメータに基づい
て動作する。そして、時間の経過とともに係数ｋが
「１」に近付くため、これらパラメータは徐々にメモリ
１４３に記憶されたパラメータに近付き、遷移時間ＩＴ
が経過した後はメモリ１４３に記憶されたパラメータに
基づいてウエーブガイド・ネットワーク１３４が動作す
る。

【００４５】このように、本実施例によれば、ウエーブ
ガイド・ネットワーク１３４におけるパラメータを時間
の経過とともに変動させることができるから、種々の利
点を呈することが可能である。例えば、メモリ１４２に
小さなシンバルに対応するパラメータを記憶させ、メモ
リ１４３に大きなシンバルに対応するパラメータを記憶
させておくと、合成された打楽器音は、あたかも発音途
中でシンバルの大きさが変化したような音になる。すな
わち、自然打楽器では到底得られない特殊効果が可能で
ある。

【００４６】また、シンバル等の自然打楽器において
は、バチで衝打された当初は不安定な挙動を示し、時間
の経過とともに徐々に楽音が安定する。従って、ウエー
ブガイド・ネットワーク１３４の動作が若干不安定とな
るようなパラメータをメモリ１４２に記憶させ、動作が
安定となるようなパラメータをメモリ１４３に記憶させ
ておくことにより、かかる自然打楽器の挙動をシミュレ
ートすることも可能である。

【００４７】なお、上記実施例においては、パラメータ
を記憶するために二のメモリ１４２，１４３を設けた
が、三以上のメモリを設けてもよいことは言うまでもな
い。例えば、ｎ個のメモリを設けた場合、ウエーブガイ
ド・ネットワーク１３４におけるパラメータを、第１の
パラメータ，第２のパラメータ，……，第ｎのパラメー
タに漸次移行することにより、一層緻密な制御を行うこ
とが可能である。また、上記実施例においては、係数ｋ
は係数発生器１４１によって設定されたが、例えば衝撃
波信号ＨＩＴを係数ｋの代りに用いてもよい。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、打撃部を実際に衝打したときに発生する衝
撃波信号に応じた励振信号を楽音合成手段に入力して楽
音信号を発生させるようにしたので、自然打楽器におけ
る発音原理を忠実に模倣することができ、自然打楽器の
楽音に忠実な楽音を発生できることになる。また、衝撃
波信号は打撃に応答して発生し、時間経過とともに減衰
して零に収束するものなので、本発明のように衝撃波信
号のエンベロープ波形に応じて閉ループを循環する信号
の特性を変更制御することで、バチ等で衝打された当初
は楽音特性が不安定な挙動を示し、時間の経過とともに
徐々に楽音特性が安定するという自然打楽器における現
象を忠実に模倣することができる。さらに、衝撃波信号
から抽出されたエンベロープ波形に変調処理を施して励
振信号を発生させ、この励振信号を楽音合成手段内の閉
ループに供給しているため、発生される楽音の特性を多
彩に制御することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の楽音合成装置のブロック図である。

【図２】本発明の第１の実施例の楽音合成装置のブロ
ック図である。

【図３】第１の実施例の要部のブロック図である。

【図４】本発明の第２の実施例の楽音合成装置のブロ
ック図である。

【図５】本発明の第３の実施例の楽音合成装置のブロ
ック図である。

【図６】第３の実施例の要部のブロック図である。

【図７】本発明の第４の実施例の楽音合成装置のブロ
ック図である。

【図８】第４の実施例の各部の波形図である。

【符号の説明】

１００打撃盤（打撃部）１０１打撃センサ（検出手段）１０２バチ１０３増幅器（検出手段）１０４Ａ／Ｄコンバータ（検出手段）１０８ペダル１０９エンベロープジェネレータ１１０ミキサ１１１フィルタ１１２変調波形発生器１１３加算器１１４，１４０励振波形処理部１２０スレッシュホールド回路１２１波形メモリ１２２書き込みアドレスポインタ１２３読出しアドレスポインタ１２４プリセットボリューム１２５加算器１３０全波整流回路１３１ダイナミクス・フィルタ（エンベロープ抽出手
段）１３２係数発生装置（楽音合成手段）１３３変調回路（励振信号発生手段）１３４ウエーブガイド・ネットワーク（楽音合成手
段）ＳＦ₁，ＳＦ₂，ＳＦ₃ 遅延回路（特性制御手段）ＳＲ₁，ＳＲ₂，ＳＲ₃ 遅延回路（遅延手段）

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】打撃部の衝打により発生する衝撃波信号
を検出する検出手段と、前記衝撃波信号のエンベロープ波形を抽出するエンベロ
ープ抽出手段と、前記エンベロープ波形に変調処理を施して励振信号を発
生する励振信号発生手段と、遅延手段と特性制御手段が閉ループ状に接続された閉ル
ープに前記励振信号を供給して、前記閉ループを循環す
る循環信号を前記遅延手段により遅延させ、前記特性制
御手段により前記循環信号の特性を制御するとともに、
前記エンベロープ波形に応じて前記特性制御手段を制御
することにより前記循環信号の特性を変更制御する楽音
合成手段とを具備することを特徴とする楽音合成装置。