JP2794561B2 - Waveform data generator - Google Patents

Waveform data generator

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JP2794561B2
JP2794561B2 JP9209867A JP20986797A JP2794561B2 JP 2794561 B2 JP2794561 B2 JP 2794561B2 JP 9209867 A JP9209867 A JP 9209867A JP 20986797 A JP20986797 A JP 20986797A JP 2794561 B2 JP2794561 B2 JP 2794561B2
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祐司 山下
敦史 星加
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば電子学期の
音源装置に使用する波形データ発生装置に関し、特に異
なる楽音それぞれを波形メモリに記憶させ、同時に複数
の波形を読出して合成音を発生するものにかんする。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a waveform data generator for use in, for example, an electronic semester sound source device, and more particularly to a device for storing different musical tones in a waveform memory and simultaneously reading a plurality of waveforms to generate a synthesized tone. I understand.

【0002】[0002]

【従来の技術】楽音の音色を、音量や音域に応じて変更
するため、複数の波形を波形メモリに記憶しておき、こ
れらを同時に読出して、混合比を変化させることが知ら
れている。このような技術は、例えば、鍵盤楽器では、
特開昭54−39615号、特開昭54−39616号
に、リズム楽器では、特開昭61−205997号に、
それぞれ開示されている。しかし、これらのものは、メ
モリ容量が大きくなると共に、余り大きな音色変化が得
られなかった。
2. Description of the Related Art It has been known that a plurality of waveforms are stored in a waveform memory and read out at the same time to change the mixing ratio in order to change the timbre of a musical tone in accordance with a volume or a tone range. Such techniques, for example, in keyboard instruments,
JP-A-54-39615 and JP-A-54-39616, and for rhythm instruments, JP-A-61-205997.
Each is disclosed. However, in these devices, the memory capacity was increased, and a very large tone change was not obtained.

【0003】[0003]

【課題を解決するための手段】この発明は、上述した問
題点を解決するためになされたもので、互いに異なるサ
ンプリング周波数でサンプリングされた複数の波形デー
タを記憶した波形メモリ手段と、アドレスを発生するア
ドレス発生手段を備え、該発生されたアドレスに従って
前記波形メモリより前記複数の波形データを読み出す読
み出し手段と、該読み出し手段より読み出された少なく
とも1つの波形データに対して補間演算を施し、サンプ
リング周波数の一致した複数の波形データを得る補間手
段と、該補間演算を施された波形データを含む複数の波
形データを混合比に従って混合する混合手段と、を具備
し、異なるサンプリング周波数でサンプリングされた複
数の波形データを混合した波形データを生成することを
特徴とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and has a waveform memory means for storing a plurality of waveform data sampled at mutually different sampling frequencies, and an address generator. Reading means for reading the plurality of waveform data from the waveform memory in accordance with the generated address; performing interpolation on at least one waveform data read from the reading means; Interpolating means for obtaining a plurality of waveform data having the same frequency, and mixing means for mixing a plurality of waveform data including the interpolated waveform data in accordance with a mixing ratio, wherein sampling is performed at different sampling frequencies. It is characterized by generating waveform data that mixes multiple waveform data. That.

【0004】[0004]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の一実施例による
電子楽器の音源装置の回路構成を示すものであり、マイ
クロコンピュータ1(CPU)の制御により楽音を発生
する。CPU1は、ROM3に記憶されたプログラムに
従って動作するもので、操作パネル4により設定された
音色パラメータをRAM2に記憶し、演奏情報が発生す
ると、アドレス発生器5、8に、波形メモリ6、9から
波形を読み出すためのアドレスを発生するよう指示する
と同時に、エンベロープ回路7、10にも、それぞれ波
形メモリ6、9から読出される楽音波形に、所定のエン
ベロープ波形を付与するために、エンベロープ波形を発
生させるよう、エンベロープ回路7、10を制御する。
演奏情報は、図示しないが、鍵盤やシーケンサ、自動リ
ズム演奏装置等から発生させ、図1のような構成の音源
を駆動することが知られている。エンベロープ回路とし
ても、種々の回路方式のものが知られているので、ここ
では詳述を省く。
FIG. 1 shows a circuit configuration of a tone generator of an electronic musical instrument according to an embodiment of the present invention, which generates a musical tone under the control of a microcomputer 1 (CPU). The CPU 1 operates in accordance with a program stored in the ROM 3. The CPU 1 stores tone color parameters set by the operation panel 4 in the RAM 2, and when performance information is generated, the address generators 5 and 8 store the tone data in the waveform memories 6 and 9. At the same time as instructing the generation of an address for reading the waveform, the envelope circuits 7 and 10 also generate the envelope waveform in order to add a predetermined envelope waveform to the tone waveform read from the waveform memories 6 and 9, respectively. Control the envelope circuits 7, 10.
It is known that the performance information is generated from a keyboard, a sequencer, an automatic rhythm performance device or the like (not shown) to drive a sound source having the configuration shown in FIG. Various types of envelope circuits are also known as the envelope circuit, and a detailed description thereof will be omitted.

【0005】これらエンベロープを付与された波形は、
加算器11で合成され、D/A変換器12によってアナ
ログ信号に変換され、出力される。
[0005] These enveloped waveforms are:
The signals are synthesized by an adder 11, converted into an analog signal by a D / A converter 12, and output.

【0006】波形メモリ6、9には、楽音を周波数帯域
毎に分割し、波形をサンプリングしたものが記憶され
る。帯域分割する方法としては、図2に示すように、ア
ナログ信号においてフィルタをかけて、分割するものが
あり、各フィルタの出力がA/D変換されて、それぞれ
の波形メモリに記憶される。また、図3に示すように楽
音を一度A/D変換した後、波形メモリに記憶させ、こ
の波形にディジタルフィルタ処理を行い、各帯域ごとに
波形メモリに記憶させる方法もある。
The waveform memories 6 and 9 store musical sounds obtained by dividing musical tones for each frequency band and sampling waveforms. As a method of band division, as shown in FIG. 2, there is a method in which an analog signal is filtered and divided, and the output of each filter is A / D converted and stored in each waveform memory. As shown in FIG. 3, there is also a method in which a musical tone is A / D converted once, stored in a waveform memory, digitally filtered, and stored in a waveform memory for each band.

【0007】サンプリング周波数は、サンプリング定理
から分かるように、高い周波数帯域をディジタル化する
とき、高くする必要がある。しかし、低い周波数帯域の
場合、サンプリング周波数が低くても、エイリアス(折
り返しノイズ)を発生しないので、メモリを小さくでき
る。
[0007] As can be seen from the sampling theorem, it is necessary to increase the sampling frequency when digitizing a high frequency band. However, in the case of a low frequency band, even if the sampling frequency is low, no alias (aliasing noise) is generated, so that the memory can be reduced.

【0008】通常の楽音の場合、20KHz近くまで高
調波が含まれているので、サンプリング周波数は、40
KHz以上必要である。一方、楽音を複数の周波数帯域
に分割する周波数は、音色により異なるが、2KHzで
分割すると、低い周波数帯域の音は、5KHzでサンプ
リングすれば充分であり、大幅にメモリ容量が少なくて
済む。
[0008] In the case of ordinary musical tones, since harmonics are included up to about 20 KHz, the sampling frequency is 40
KHz or more is required. On the other hand, the frequency at which a musical sound is divided into a plurality of frequency bands differs depending on the timbre, but if the musical sound is divided at 2 KHz, it is sufficient to sample the sound at a low frequency band at 5 KHz, and the memory capacity is significantly reduced.

【0009】また、ピアノ音やドラム音のように、発音
開始時急速に振幅が大きくなった後、しだいに減衰する
ものでは、発音開始時に多くの高調波を発生するが、高
調波はすぐに減衰するので、広帯域の音は速く消滅す
る。例えば、図4に概略を示すと、(a)は、全波形の
エンベロープ、(b)は周波数分割した高帯域のエンベ
ロープ、(c)は低帯域のエンベロープである。従っ
て、高いサンプリング周波数で記憶する時間が短くて済
む。
In the case of a piano sound or a drum sound, such as a piano sound or a drum sound, whose amplitude rapidly increases at the start of sound generation and then gradually attenuates, many harmonics are generated at the start of sound generation. Broadband sounds disappear quickly as they decay. For example, when schematically shown in FIG. 4, (a) shows the envelope of the entire waveform, (b) shows the high-band envelope obtained by frequency division, and (c) shows the low-band envelope. Therefore, the storage time at a high sampling frequency is short.

【0010】サンプリング周波数が異なる波形データ
を、波形メモリから同時にそれぞれ読み出し、合成する
には、サンプリング周波数を変換し、一致させる必要が
ある。また、波形メモリに記憶した楽音波形を読み出す
速度を変化させると、楽音のピッチを変えることができ
る。このような目的で、サンプリング周波数を変換する
ことが行われている。特公昭59−17838号には、
その一つの方法が開示されている。
In order to simultaneously read and synthesize waveform data having different sampling frequencies from the waveform memory, it is necessary to convert the sampling frequencies so that they match. Also, by changing the speed at which the musical tone waveform stored in the waveform memory is read out, the pitch of the musical tone can be changed. For such a purpose, conversion of a sampling frequency is performed. In Japanese Patent Publication No. 59-17838,
One such method is disclosed.

【0011】この方法では、読み出すサンプリング周波
数は、一定にしておいて、繰り返し読み出すアドレスの
歩進幅を変化させている。以下に、概略を示す。図5
(b)に示すように、波形メモリには、サンプル点
n 、Xn+1 に対応する振幅値Yn、Yn+1 を記憶し、
その間の点f(Xn とXn+1 との間隔を1とすると、f
は小数値)に対応する振幅値を前後のサンプリング値か
ら補間法により求めるものである。
In this method, the sampling frequency to be read is kept constant, and the step width of the address to be repeatedly read is changed. The outline is shown below. FIG.
As shown in (b), the waveform memory stores amplitude values Y n and Y n + 1 corresponding to the sample points X n and X n + 1 ,
Assuming that the point f between them (the interval between X n and X n + 1 is 1, f
Is obtained by interpolation from the preceding and following sampling values.

【0012】同図(a)は、補間を行う回路構成図で、
CPU1は、読み出そうとする波形メモリの書き込み時
のサンプリング周波数とピッチに対応した歩進アドレス
を歩進アドレスレジスタ11に供給する。この歩進アド
レスは、小数値であって、読み出しサンプリング周波数
に対応したタイミング毎に、累算器12で累算される。
この累算値が読出すべき波形のアドレスであるが、小数
値を含んでいるので、補間回路13により、小数値と、
整数値とが示すアドレス付近の波形振幅値から、補間演
算が行われる。こうして補間された振幅値は、エンベロ
ープが付与された後、他の波形振幅値と加算され、D/
A変換される。
FIG. 1A is a circuit configuration diagram for performing interpolation.
The CPU 1 supplies a step address corresponding to the sampling frequency and pitch at the time of writing to the waveform memory to be read to the step address register 11. The increment address is a decimal value, and is accumulated by the accumulator 12 at each timing corresponding to the read sampling frequency.
This accumulated value is the address of the waveform to be read, but contains the decimal value.
An interpolation operation is performed from the waveform amplitude value near the address indicated by the integer value. The amplitude value interpolated in this way is added with other waveform amplitude values after the envelope is given, and D / D
A conversion is performed.

【0013】この音源装置の応用例としては、例えば1
つのピアノ音を帯域分割して、高域の波形と低域の波形
とをそれぞれ記憶し、キーを押下する速さに応じて、混
合比(それぞれのエンベロープ波形)を変化させ、音高
が異なるキーについては、読み出す速度を変化させると
共に混合比を変化させることで、音高や音量による音色
の変化が可能である。
As an application example of this sound source device, for example,
The two piano sounds are divided into bands, the high-frequency waveform and the low-frequency waveform are stored respectively, and the mixing ratio (the respective envelope waveforms) is changed according to the speed at which the key is pressed, resulting in different pitches As for the key, by changing the readout speed and the mixture ratio, the timbre can be changed according to the pitch and volume.

【0014】また、異なる楽器音の周波数帯域の異なる
音を組み合わせると、従来にはない楽音を得ることがで
きる。例えば、打楽器音では、ボンゴの音の低域と、ス
ネアドラムの音の高域とを合成し、さらに、それぞれピ
ッチを変化させると全く新しい打楽器音を合成すること
ができる。
[0014] Further, by combining different musical instruments having different frequency bands, it is possible to obtain a musical tone which has not been obtained in the past. For example, in the case of a percussion instrument sound, a low range of a bongo sound and a high range of a snare drum sound are synthesized, and if the pitch is changed, a completely new percussion sound can be synthesized.

【0015】また、タムタムのように、音色はほぼ同一
で、タムの口径により音程が異なるような打楽器の場
合、一つのタム音を波形メモリに記憶し、読み出し速度
を変化させると、アタック感まで変化する。即ち、遅く
読み出せば音程が低くなると、同時にアタックが損なわ
れる。ところが、本発明のように、タム音を周波数帯域
で分割し、低い帯域の音は、タムの口径(音程)に合わ
せて読み出し速度を変化させ、一方、高い帯域の音は、
読み出し速度を音程に応じて少し変化させ、この両方の
音を合成すると、音程が変化すると同時にアタック感も
損なわれない。
In the case of a percussion instrument such as a tom-tom, which has substantially the same timbre and a different pitch depending on the caliber of the tom, storing one tom in the waveform memory and changing the reading speed will result in an attack. Change. That is, if reading is performed late, the pitch becomes lower, and at the same time, the attack is impaired. However, as in the present invention, the tom sound is divided by a frequency band, and the sound in the low band changes the readout speed according to the caliber (pitch) of the tom, while the sound in the high band is
If the reading speed is slightly changed in accordance with the pitch and the two sounds are combined, the pitch will change and the attack feeling will not be impaired.

【0016】[0016]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、異なる
サンプリング周波数でサンプリングされた複数の波形デ
ータを、サンプリング周波数の一致した複数の波形デー
タとし、これらサンプリング周波数が一致した複数の波
形データを混合した波形データを生成することができる
ので、少なくとも1つの波形データのサンプリング周波
数は、他の波形データのサンプリング周波数よりも低く
できる。従って、再生された波形の音質を損なうことな
く、複数の波形データを記憶する波形メモリ手段の容量
を小さくすることができる。
As described above, according to the present invention, a plurality of waveform data sampled at different sampling frequencies are converted into a plurality of waveform data having the same sampling frequency, and the plurality of waveform data having the same sampling frequency are obtained. Can be generated, so that the sampling frequency of at least one waveform data can be lower than the sampling frequency of the other waveform data. Therefore, the capacity of the waveform memory means for storing a plurality of waveform data can be reduced without deteriorating the sound quality of the reproduced waveform.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による波形データ発生装置の回路構成図
である。
FIG. 1 is a circuit configuration diagram of a waveform data generation device according to the present invention.

【図2】アナログ信号を周波数分割して、波形メモリに
それぞれ記憶させる回路構成図である。
FIG. 2 is a circuit configuration diagram in which an analog signal is frequency-divided and stored in a waveform memory.

【図3】アナログ信号をディジタル信号に変換してから
周波数分割する場合の回路構成図である。
FIG. 3 is a circuit configuration diagram in a case where an analog signal is converted into a digital signal and then frequency-divided.

【図4】周波数分割した場合のそれぞれの帯域のエンベ
ロープである。
FIG. 4 is an envelope of each band when frequency division is performed.

【図5】波形を読み出す場合の回路構成図である。FIG. 5 is a circuit configuration diagram when a waveform is read.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

5 8 アドレス発生器 6 9 波形メモリ 7 10 エンベロープ回路 11 加算器 13 補間回路 5 8 Address generator 6 9 Waveform memory 7 10 Envelope circuit 11 Adder 13 Interpolation circuit

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 互いに異なるサンプリング周波数でサン
プリングされた複数の波形データを記憶した波形メモリ
手段と、 アドレスを発生するアドレス発生手段を備え、該発生さ
れたアドレスに従って前記波形メモリより前記複数の波
形データを読み出す読み出し手段と、 該読み出し手段より読み出された少なくとも1つの波形
データに対して補間演算を施し、サンプリング周波数が
一致した複数の波形データを得る補間手段と、 該補間演算を施された波形データを含む複数の波形デー
タを混合比に従って混合する混合手段と、を具備し、異
なるサンプリング周波数でサンプリングされた複数の波
形データを混合した波形データを生成することを特徴と
する波形データ発生装置。
1. A waveform memory means for storing a plurality of waveform data sampled at different sampling frequencies, and an address generating means for generating an address, wherein the plurality of waveform data are stored in the waveform memory according to the generated address. Reading means for reading the data; interpolating means for performing an interpolation operation on at least one waveform data read by the reading means to obtain a plurality of waveform data having the same sampling frequency; and a waveform subjected to the interpolation operation Mixing means for mixing a plurality of waveform data including data in accordance with a mixing ratio, and generating waveform data in which a plurality of waveform data sampled at different sampling frequencies are mixed.
【請求項2】 請求項1記載の波形データ発生装置にお
いて、前記補間手段は、前記読み出し手段によって読み
出された波形データと前記アドレス発生手段で発生され
たアドレスとに従って補間演算を施す波形データ発生装
置。
2. A waveform data generating apparatus according to claim 1, wherein said interpolation means performs an interpolation operation in accordance with the waveform data read by said reading means and an address generated by said address generation means. apparatus.
【請求項3】 請求項2記載の波形データ発生装置にお
いて、前記読み出し手段は、前記波形メモリの書き込み
時のサンプリング周波数に対応した歩進アドレスで変化
するアドレスを発生するアドレス発生手段を備え、該発
生されたアドレスに対応して、前記波形メモリより前記
波形データを読み出すものである波形データ発生装置。
3. The waveform data generating device according to claim 2, wherein said reading means includes an address generating means for generating an address which changes at a step address corresponding to a sampling frequency at the time of writing in said waveform memory. A waveform data generator for reading out the waveform data from the waveform memory in accordance with the generated address.
【請求項4】 請求項3記載の波形データ発生装置にお
いて、前記読み出し手段のアドレス発生手段は、整数値
と小数値とを含んだアドレスを発生するものである波形
データ発生装置。
4. The waveform data generating device according to claim 3, wherein said address generating means of said reading means generates an address including an integer value and a decimal value.
【請求項5】 請求項3または4記載の波形データ発生
装置において、前記読み出し手段は、前記アドレス発生
手段より発生されるアドレス付近の波形データを読み出
すものである波形データ発生装置。
5. The waveform data generating device according to claim 3, wherein said reading means reads out waveform data near an address generated by said address generating means.
【請求項6】 請求項5記載の波形データ発生装置にお
いて、前記アドレス発生手段より発生されるアドレスの
前後のサンプル値を読み出すものである波形データ発生
装置。
6. A waveform data generating apparatus according to claim 5, wherein sample values before and after an address generated by said address generating means are read.
【請求項7】 請求項6記載の記載の波形データ発生装
置において、前記補間手段は、前記読み出し手段によっ
て読み出された前後のサンプリング値からその間の振幅
値を求める波形データ発生装置。
7. The waveform data generating apparatus according to claim 6, wherein said interpolation means obtains an amplitude value between the sampling values before and after read by said reading means.
【請求項8】 請求項4記載の波形データ発生装置にお
いて、前記読み出し手段は、前記アドレス発生手段より
発生されるアドレスの前後のサンプル値を読み出すもの
で、前記補間手段は、前記読み出し手段により読み出さ
れた前後のサンプル値から前記アドレス発生手段より発
生される小数値に対応する振幅値を補間するものである
波形データ発生装置。
8. The waveform data generating device according to claim 4, wherein said reading means reads sample values before and after an address generated by said address generating means, and said interpolation means reads said sample values by said reading means. A waveform data generating apparatus for interpolating an amplitude value corresponding to a decimal value generated by the address generating means from sampled values before and after the output.
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