JP2797888B2 - Music synthesizer - Google Patents

Music synthesizer

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JP2797888B2
JP2797888B2 JP5094954A JP9495493A JP2797888B2 JP 2797888 B2 JP2797888 B2 JP 2797888B2 JP 5094954 A JP5094954 A JP 5094954A JP 9495493 A JP9495493 A JP 9495493A JP 2797888 B2 JP2797888 B2 JP 2797888B2
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noise
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signal
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雅寛 小山
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    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10HELECTROPHONIC 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
    • G10H2250/00Aspects of algorithms or signal processing methods without intrinsic musical character, yet specifically adapted for or used in electrophonic musical processing
    • G10H2250/471General musical sound synthesis principles, i.e. sound category-independent synthesis methods
    • G10H2250/481Formant synthesis, i.e. simulating the human speech production mechanism by exciting formant resonators, e.g. mimicking vocal tract filtering as in LPC synthesis vocoders, wherein musical instruments may be used as excitation signal to the time-varying filter estimated from a singer's speech
    • G10H2250/495Use of noise in formant synthesis

Landscapes

  • Electrophonic Musical Instruments (AREA)

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、管楽器音や人声音な
どのようなフォルマント特性を持つ楽音信号を合成する
ための楽音合成装置に関し、特に、フォルマント特性の
時間的な微妙な変動、すなわちゆらぎやその他のランダ
ムな変動制御を簡単な構成で実現できるようにしたこと
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a tone synthesizer for synthesizing a tone signal having a formant characteristic such as a wind instrument sound or a human voice, and more particularly to a subtle temporal variation of the formant characteristic, that is, fluctuation. And other random fluctuation control with a simple configuration.

【0002】[0002]

【従来の技術】電子楽器やその他の電子的楽音合成シス
テムにおいてフォルマント音を合成する技術は、種々考
えられている。例えば、特開平2−254497号にお
いては、所望の楽音ピッチに対応する時間窓関数信号に
より、所望のフォルマント中心周波数に対応する波形関
数信号をAM(振幅変調)することにより、フォルマン
ト特性を持つ音を該所望の楽音ピッチで発生することが
示されている。この場合、所望のフォルマント特性は、
基本的には、フォルマント中心周波数を設定するパラメ
ータと、そのフォルマントのレベルを設定するパラメー
タとを適切に設定することによって作り出すことができ
る。すなわち、これらのパラメータを用いて所定の演算
アルゴリズムを実行することにより、フォルマント音の
合成が行なわれる。
2. Description of the Related Art Various techniques for synthesizing formant sounds in electronic musical instruments and other electronic musical sound synthesizing systems have been considered. For example, in JP-A-2-254497, a sound having a formant characteristic is obtained by AM (amplitude modulation) of a waveform function signal corresponding to a desired formant center frequency by a time window function signal corresponding to a desired tone pitch. At the desired tone pitch. In this case, the desired formant characteristics are:
Basically, it can be created by appropriately setting a parameter for setting the formant center frequency and a parameter for setting the level of the formant. That is, a formant sound is synthesized by executing a predetermined calculation algorithm using these parameters.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、自然楽器音
や自然の人声音では、フォルマント特性は不変ではな
く、そのフォルマント中心周波数やレベルなどが時間的
に微妙に変動している。従来のフォルマント音合成装置
においてそのようなフォルマント特性の微妙な変動をシ
ミュレートしようとする場合、フォルマント中心周波数
やレベルなどのパラメータデータを時変動特性に対応す
る分だけメモリに記憶しておかねばならず、メモリが増
大化するという問題があった。
By the way, in natural musical instrument sounds and natural human voice sounds, the formant characteristics are not invariable, and the formant center frequency and level fluctuate subtly with time. When trying to simulate such subtle variations in formant characteristics in a conventional formant sound synthesizer, it is necessary to store parameter data such as the formant center frequency and level in the memory corresponding to the time-varying characteristics. However, there is a problem that the memory is increased.

【0004】また、自然楽器音や自然の人声音にみられ
るフォルマント特性の変動は、ランダム性が強いので、
如何に多数のパラメータをメモリに記憶したとしても、
自然感を出すに限度があった。例えば、人声によるコー
ラスを考えてみると、個々人のフォルマント特性の相違
は勿論のこと、各人の発音タイミングや音量が、発音機
会ごとに異なるので、それらのすべての相違を網羅した
パラメータデータをメモリに記憶することは不可能に近
い。この発明は上述の点に鑑みてなされたもので、フォ
ルマント特性の時間的な微妙な変動すなわちゆらぎやそ
の他のランダム制御を簡単な構成で実現できるように楽
音合成装置を提供しようとするものである。
[0004] In addition, since the fluctuation of the formant characteristics observed in natural musical instrument sounds and natural human voice sounds has strong randomness,
No matter how many parameters are stored in memory,
There was a limit to getting a natural feeling. For example, considering a chorus based on human voices, not only the differences in formant characteristics of individuals, but also the sounding timing and volume of each person are different for each sounding opportunity, so parameter data covering all of those differences is It is almost impossible to store it in memory. The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a musical sound synthesizer capable of realizing minute temporal fluctuation of formant characteristics, that is, fluctuation and other random control with a simple configuration. .

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】 この発明の楽音合成装
置は、フォルマント合成用のパラメータに基づき複数の
フォルマント持つ楽音信号の合成を行なうフォルマン
ト音合成手段と、ノイズ信号を発生するノイズ発生手段
と、前記ノイズ信号によって前記パラメータ制御し、
前記フォルマント音合成手段で合成する楽音信号におけ
る複数のフォルマントの各フォルマント周波数独立に
ランダムシフト制御する制御手段とを具え、各フォルマ
ントについてそれぞれ所定の限度以上にシフトされない
ようにしたことを特徴とするものである。
Means for Solving the Problems] tone synthesis apparatus of the present invention, generates a formant sound synthesizing means for synthesizing a tone signal having a plurality of <br/> formants based on the parameter for the formant synthesis, a noise signal a noise generating means, and controlling said parameter by said noise signal,
Put the tone signals synthesized by the formant sound synthesis unit
Control means for performing random shift control of each formant frequency of a plurality of formants independently of each other.
Are not shifted beyond the specified limits for each
It is characterized by doing so.

【0006】[0006]

【作用】 ノイズ信号によってフォルマント合成用のパ
ラメータを制御することにより、フォルマント音合成手
段で合成する楽音信号のフォルマント特性をランダムに
制御することができる。従って、フォルマント特性の微
妙な変動に対応してフォルマント合成用のパラメータそ
のものを多数記憶させておく必要がなく、しかもより自
然な感じのフォルマント特性の時間的な微妙な変動すな
わちゆらぎやその他のランダムな時変動制御を簡単な構
成で実現することができ、自然楽器の管楽器音色や人声
音の模倣に優れている。なお、ランダムな時変動制御に
限らず、その他のランダム制御も可能である。例えば、
各発音機会毎にランダム値によって上記パラメータを制
御することにより、人声コーラスにおける各発音機会毎
の微妙なずれなどの感覚を出すことができる。特に、こ
の発明によれば、フォルマント音合成手段で合成する楽
音信号における複数のフォルマントの各フォルマント周
波数を独立にランダムシフト制御するようにしたので、
人声音を忠実にシミュレートすることができると共に、
その際に、各フォルマントについてそれぞれ所定の限度
以上にシフトされないようにしたので、人声音が持つパ
ーソナリティ(個人情報)がランダム制御によって不所
望に損なわれるような事態を防ぐことができる。例え
ば、自然な人声音においては、第2フォルマントを高域
側に或る程度シフトする、もしくは第3フォルマントを
低域側に或る程度シフトすると、その人声音が持つパー
ソナリティが失われることが知られているので、この点
を考慮して、ノイズによるランダム制御によって、第2
フォルマントが高域側に或る所定の限度以上にシフトさ
れたり、第3フォルマントが低域側に或る所定の限度以
上にシフトされたりすることがないようにすることが可
能である。
By controlling the parameters for formant synthesis by the noise signal, the formant characteristics of the tone signal synthesized by the formant sound synthesizer can be controlled at random. Therefore, there is no need to store a large number of parameters for formant synthesis in response to subtle variations in formant characteristics, and moreover, temporally subtle variations in formant characteristics, such as fluctuations and other randomness, of a more natural feel. Time variation control can be realized with a simple configuration, and it is excellent in imitating the wind instrument tone and human voice of natural instruments. In addition , not only the random time-varying control but also other random controls are possible. For example,
By controlling the above parameters with a random value for each pronunciation opportunity, it is possible to give a sensation such as a slight shift in each pronunciation opportunity in the human voice chorus. In particular,
According to the invention of the present application, the ease of synthesizing
Each formant cycle of multiple formants in a sound signal
Since the wave number is controlled independently by random shift,
While being able to simulate human voices faithfully,
At that time, the prescribed limit for each formant
As the shift is not shifted further,
-Personality (personal information) is incorrect due to random control
It is possible to prevent a situation that is impaired from hope. example
For example, in a natural human voice, the second formant
Shift to the side to some extent, or change the third formant
After a certain amount of shifting to the low frequency side, the par
It is known that sonarity is lost
In consideration of the above, the random control by noise
The formant is shifted to higher frequencies beyond a certain limit.
Or the third formant is lower than a certain limit
Can not be shifted up
Noh.

【0007】[0007]

【実施例】以下、添付図面を参照して、この発明の実施
例を詳細に説明しよう。図1の実施例において、フォル
マント音合成部10は、人声音や管楽器音などの固定フ
ォルマント特性を持つ音色の楽音を合成するためのもの
で、各種の演算手段や波形データテーブルを含むもので
ある。この実施例では、4つの固定フォルマントによっ
て1つの楽音を合成するようになっている。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In the embodiment shown in FIG. 1, the formant sound synthesizing section 10 synthesizes a musical tone having a fixed formant characteristic such as a human voice or a wind instrument sound, and includes various arithmetic means and a waveform data table. In this embodiment, one musical tone is synthesized by four fixed formants.

【0008】フォルマントデータ供給部11は、音色指
定部12で指定された音色に対応するフォルマント特性
を実現するために、フォルマント合成用の各種パラメー
タを発生し、フォルマント音合成部10に対して供給す
るものである。一例として、フォルマント合成用のパラ
メータは、フォルマント中心周波数を設定するための周
波数パラメータFと、そのレベル(フォルマントエンベ
ロープのピークレベル)を設定するためのレベルパラメ
ータLと、バンド幅を設定するためのパラメータKと、
フォルマントエンベロープの裾の広がり形状(スカート
特性)を設定するためのパラメータSからなり、4つの
各固定フォルマント毎にこれらの各パラメータF1〜F
4,L1〜L4,K1〜K4,S1〜S4を供給する。
フォルマントデータ供給部11は、例えば、音色指定部
12で指定可能な各音色に対応して、これらのパラメー
タを記憶したメモリを有しており、指定された音色に対
応するパラメータを読み出す。
A formant data supply unit 11 generates various parameters for formant synthesis and supplies them to the formant sound synthesis unit 10 in order to realize the formant characteristics corresponding to the timbre specified by the timbre specification unit 12. Things. As an example, parameters for formant synthesis include a frequency parameter F for setting a formant center frequency, a level parameter L for setting its level (a peak level of a formant envelope), and a parameter for setting a bandwidth. K and
A parameter S for setting the spread shape (skirt characteristic) of the skirt of the formant envelope is composed of these parameters F1 to F for each of the four fixed formants.
4, L1 to L4, K1 to K4, and S1 to S4.
The formant data supply unit 11 has, for example, a memory storing these parameters corresponding to each tone color that can be designated by the tone color designation unit 12, and reads out the parameters corresponding to the designated tone color.

【0009】この実施例では、周波数パラメータF1〜
F4とレベルパラメータL1〜L4が乗算部13,14
でノイズ信号に応じて制御され、制御済みのパラメータ
F1'〜F4',L1'〜L4'がフォルマント音合成部1
0に供給されるようになっている。音高指定部15は、
楽音発生を指示するキーオン信号KONと、発生すべき
楽音の音高を指定する音高データKCを発生するもの
で、例えば鍵盤のような演奏操作手段あるいは演奏デー
タ入力手段を含むものである。
In this embodiment, the frequency parameters F1 to F1
F4 and the level parameters L1 to L4 are multiplied by the multipliers 13 and 14
Are controlled in accordance with the noise signal, and the controlled parameters F1 'to F4' and L1 'to L4' are
0 is supplied. The pitch designation unit 15
It generates a key-on signal KON for instructing generation of a musical tone and pitch data KC for designating a pitch of a musical tone to be generated, and includes performance operation means such as a keyboard or performance data input means.

【0010】フォルマント音合成部10における楽音合
成方式は、パラメータに基づき所望のフォルマント特性
を持つ楽音信号を合成することができるものであればど
のような方式を用いてもよい。例えば前記特開平2−2
54497号に示されたもののように、所望の楽音ピッ
チに対応する時間窓関数信号により所望のフォルマント
中心周波数に対応する波形関数信号を振幅変調する方式
であってもよい。そのようなAM方式を採用したフォル
マント音合成部10の概略構成を示すと、図2のようで
ある。
As the tone synthesis method in the formant sound synthesis unit 10, any method can be used as long as it can synthesize a tone signal having desired formant characteristics based on parameters. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-2
As disclosed in Japanese Patent No. 54497, a method of amplitude-modulating a waveform function signal corresponding to a desired formant center frequency by a time window function signal corresponding to a desired musical tone pitch may be used. FIG. 2 shows a schematic configuration of the formant sound synthesizer 10 employing such an AM system.

【0011】図2について簡単に説明すると、窓関数発
生部16では、音高データKCと、バンド幅を設定する
ためのパラメータKと、フォルマントエンベロープの裾
の広がり形状(スカート特性)を設定するためのパラメ
ータSとを入力し、所望の楽音ピッチに対応する時間窓
関数信号を発生する。この時間窓信号の繰り返し周期は
音高データKCによって決定され、時間窓の幅はパラメ
ータKによって決定され、時間窓の波形形状はパラメー
タSによって決定される。正弦波発生部17では、フォ
ルマント中心周波数を設定するためのパラメータFに基
づき、該周波数を持つ正弦波信号(これは正弦波に限ら
ず別の任意の波形関数でもよい)を発生する。乗算器1
8において、正弦波発生部17から発生した正弦波信号
を前記窓関数発生部16から発生した時間窓関数信号に
よって振幅変調する。エンベロープ発生器19はフォル
マントレベルの時間変化を設定するエンベロープ信号を
キーオン信号に応じて発生するもので、このエンベロー
プ信号の全体レベルがレベルパラメータLによって設定
される。エンベロープ発生器19から発生されたレベル
設定用エンベロープ信号は、乗算器20に与えられ、前
記乗算器18の出力信号に乗算される。なお、レベルパ
ラメータLをエンベロープ状に時間変化させない場合
は、エンベロープ発生器19を設けずに、レベルパラメ
ータLを直接乗算器20に入力する。
Referring briefly to FIG. 2, the window function generator 16 sets the pitch data KC, the parameter K for setting the bandwidth, and the spread shape (skirt characteristic) of the skirt of the formant envelope. And generates a time window function signal corresponding to a desired tone pitch. The repetition period of the time window signal is determined by the pitch data KC, the width of the time window is determined by the parameter K, and the waveform shape of the time window is determined by the parameter S. The sine wave generator 17 generates a sine wave signal having this frequency based on the parameter F for setting the formant center frequency (this is not limited to a sine wave and may be another arbitrary waveform function). Multiplier 1
At 8, the sine wave signal generated from the sine wave generator 17 is amplitude-modulated by the time window function signal generated from the window function generator 16. The envelope generator 19 generates an envelope signal for setting the time change of the formant level in response to the key-on signal, and the overall level of the envelope signal is set by a level parameter L. The level setting envelope signal generated by the envelope generator 19 is supplied to the multiplier 20 and is multiplied by the output signal of the multiplier 18. In the case where the level parameter L is not changed with time in an envelope shape, the level parameter L is directly input to the multiplier 20 without providing the envelope generator 19.

【0012】こうして、乗算器20からは、各パラメー
タF,L,K,Sによって決定される固定フォルマント
特性を持つ信号が得られる。図2は1つの固定フォルマ
ントを合成するための基本構成を示している。このよう
な基本構成を各フォルマント毎に時分割使用するか又は
複数併設し、各フォルマントに対応するパラメータF
1'〜F4',L1'〜L4',K1〜K4,S1〜S4を
使用して上記のような演算を行なうことにより、夫々の
フォルマントに対応する部分音信号が乗算器20から得
られることになる。これら各フォルマントに対応する部
分音信号を加算合計することにより、4つのフォルマン
トからなる固定フォルマント特性を持つ1つの楽音信号
が得られる。図3は、そのような4つのフォルマントf
1,f2,f3,f4のスペクトルエンベロープを略示
している。
Thus, a signal having a fixed formant characteristic determined by each of the parameters F, L, K, and S is obtained from the multiplier 20. FIG. 2 shows a basic configuration for synthesizing one fixed formant. Such a basic configuration is used in a time-division manner for each formant, or a plurality of such basic configurations are provided in parallel, and a parameter F corresponding to each formant is used.
By performing the above calculations using 1 'to F4', L1 'to L4', K1 to K4, and S1 to S4, partial sound signals corresponding to the respective formants can be obtained from the multiplier 20. become. By adding and summing the partial sound signals corresponding to these formants, one tone signal having a fixed formant characteristic composed of four formants is obtained. FIG. 3 shows such four formants f
1, the spectral envelopes of f1, f2, f3 and f4 are schematically shown.

【0013】図1に戻り、フォルマント音合成部10で
合成された楽音信号は、該フォルマント音合成部10の
内部で音量振幅エンベロープの付与等適宜の処理を施さ
れた後、ディジタル/アナログ変換されて、サウンドシ
ステム21に与えられ、音響的に発音される。次に、ノ
イズ信号に応じたフォルマント合成用パラメータの制御
について説明する。ノイズデータメモリ22はノイズ波
形データを記憶しているものである。この実施例では、
ランダムなゆらぎを実現するために、ノイズ信号として
ホワイトノイズや全くランダムな信号ではなく、「1/
fゆらぎ波形」や、或るアドレスのデータがその前のア
ドレスのデータの値によって制限をうけるような「ゆら
ぎ波形」などのノイズ波形データをノイズデータメモリ
22に記憶している。
Returning to FIG. 1, the tone signal synthesized by the formant sound synthesizing section 10 is subjected to appropriate processing such as the provision of a volume amplitude envelope inside the formant sound synthesizing section 10, and then subjected to digital / analog conversion. Then, it is provided to the sound system 21 and is acoustically pronounced. Next, control of parameters for formant synthesis according to the noise signal will be described. The noise data memory 22 stores noise waveform data. In this example,
In order to realize random fluctuations, instead of white noise or a completely random signal as a noise signal, “1/1 /
The noise data memory 22 stores noise waveform data such as "f fluctuation waveform" and "fluctuation waveform" in which data at a certain address is restricted by the value of the data at the address before it.

【0014】読出しアドレス信号発生部23は、ノイズ
信号による制御の対象となる各パラメータF1〜F4,
L1〜L4毎に、ノイズ波形読出し用のアドレス信号を
夫々発生し、ノイズデータメモリ22にアドレス入力す
る。各パラメータF1〜F4,L1〜L4毎に、ノイズ
波形読出し用のアドレス信号の初期値及びアドレス変化
レートを異ならせることができるようになっており、こ
れにより、異なるノイズ信号データを発生することがで
きるようになっている。ノイズスピード設定部24は、
各パラメータF1〜F4,L1〜L4毎に、ノイズ波形
読出し用のアドレス信号の変化レート(スピード)を演
奏者が自由に可変設定できるようにするための、スライ
ドボリューム等からなる設定用操作子群である。アドレ
ス信号の変化レートを高くするほど、ノイズデータメモ
リ22のノイズ波形データが飛ばし読みされるようにな
る。このノイズ波形データは、前述のように「ゆらぎ波
形」であるため、飛ばし読みによって変化幅が大きくな
り、ノイズ度が増す。このように、ノイズデータメモリ
22に記憶するノイズ波形データとして「ゆらぎ波形」
を用いたため、その読出しアドレスの変化レート制御に
よって、ノイズ度のコントロールを行なうことができ
る。
The read address signal generator 23 includes parameters F1 to F4 to be controlled by the noise signal.
An address signal for reading the noise waveform is generated for each of L1 to L4, and the address is input to the noise data memory 22. For each of the parameters F1 to F4, L1 to L4, the initial value and the address change rate of the noise waveform reading address signal can be made different, whereby different noise signal data can be generated. I can do it. The noise speed setting unit 24
A setting operator group including a slide volume or the like for enabling a player to freely variably set a change rate (speed) of an address signal for reading a noise waveform for each of the parameters F1 to F4 and L1 to L4. It is. As the change rate of the address signal is increased, the noise waveform data in the noise data memory 22 is skipped and read. Since the noise waveform data is a “fluctuation waveform” as described above, the width of change is increased by skipping reading, and the degree of noise is increased. As described above, the “fluctuation waveform” is used as the noise waveform data stored in the noise data memory 22.
, The degree of noise can be controlled by controlling the change rate of the read address.

【0015】ノイズデータメモリ22では、入力された
アドレス信号に応じて、各パラメータF1〜F4,L1
〜L4に対応して、ノイズ波形データを夫々読み出す。
この読出しは、例えば、共通のノイズデータメモリ22
を使用して時分割で行なわれる。読み出された各ノイズ
波形データは乗算部25,26で夫々適宜にレベル制御
された後、乗算部13,14に入力され、フォルマント
データ供給部11から供給された周波数パラメータF1
〜F4とレベルパラメータL1〜L4に乗算される。こ
れにより、乗算部13,14では、該周波数パラメータ
F1〜F4とレベルパラメータL1〜L4が、それぞれ
異なるノイズ信号データに応じて微妙にかつランダムな
ゆらぎで制御される。こうして、ノイズで制御されたパ
ラメータF1'〜F4',L1'〜L4'がフォルマント音
合成部10に供給され、前述のように、固定フォルマン
ト合成演算において使用される。これにより、フォルマ
ント音合成部10で得られる各フォルマントの特性が時
間的にランダムかつ微妙に変動し(図3の矢印参照)、
自然な感じのフォルマント音が得られる。この場合、ノ
イズ波形として前述のように「ゆらぎ波形」を用いるこ
とにより、より自然感を出すことができる。
In the noise data memory 22, each of the parameters F1 to F4, L1
The noise waveform data is read out corresponding to L4.
This reading is performed by, for example, the common noise data memory 22.
Is performed in a time sharing manner. The read noise waveform data is appropriately level-controlled by the multipliers 25 and 26, respectively, and then input to the multipliers 13 and 14, where the frequency parameter F1 supplied from the formant data supplier 11 is supplied.
To F4 and the level parameters L1 to L4. Thus, in the multipliers 13 and 14, the frequency parameters F1 to F4 and the level parameters L1 to L4 are controlled with subtle and random fluctuations according to different noise signal data. Thus, the parameters F1 'to F4' and L1 'to L4' controlled by the noise are supplied to the formant sound synthesizing section 10 and used in the fixed formant synthesis operation as described above. As a result, the characteristics of each formant obtained by the formant sound synthesizer 10 fluctuate randomly and slightly over time (see the arrow in FIG. 3).
A natural formant sound is obtained. In this case, a more natural feeling can be obtained by using the “fluctuation waveform” as described above as the noise waveform.

【0016】ノイズレベル制御部27,28は、パラメ
ータ制御に使用するノイズ信号のレベルを制御するため
のデータを発生するものである。フォルマント周波数と
フォルマントレベルとで異なるノイズレベル制御を行う
ことができるようにするために、2系統のノイズレベル
制御部27,28が設けられている。ノイズレベル設定
部29は、各パラメータF1〜F4,L1〜L4毎に、
ノイズレベルを演奏者が自由に可変設定できるようにす
るための、スライドボリューム等からなる設定用操作子
群である。周波数設定用パラメータF1〜F4に対応し
て設定したノイズレベル設定データFNL1〜FNL4
はノイズレベル制御部27に入力される。レベル設定用
パラメータL1〜L4に対応して設定したノイズレベル
設定データLNL1〜LNL4はノイズレベル制御部2
8に入力される。キーオンシンクロ設定部30は、ノイ
ズレベルを発音時間経過に従って制御する(これをキー
オンシンクロという)か否かの選択を行うためのスイッ
チからなるものであり、キーオンシンクロを行うとき、
キーオンシンクロ信号SYNCとして“1”を出力し、
行わないとき“0”を出力する。
The noise level control units 27 and 28 generate data for controlling the level of a noise signal used for parameter control. In order to be able to perform different noise level control between the formant frequency and the formant level, two noise level control units 27 and 28 are provided. The noise level setting unit 29 sets the parameters for each of the parameters F1 to F4, L1 to L4,
This is a group of setting operators including a slide volume and the like so that the player can freely and variably set the noise level. Noise level setting data FNL1 to FNL4 set corresponding to frequency setting parameters F1 to F4
Is input to the noise level control unit 27. The noise level setting data LNL1 to LNL4 set corresponding to the level setting parameters L1 to L4 are
8 is input. The key-on synchro setting unit 30 includes a switch for selecting whether or not to control the noise level as the sounding time elapses (this is referred to as a key-on synchro).
"1" is output as the key-on sync signal SYNC,
When not performed, “0” is output.

【0017】ノイズレベル制御部27の一構成例を示す
と図4のようである。エンベロープ波形発生器31で
は、キーオン信号KONの入力に応じて任意の形状のエ
ンベロープ波形データを発生する。エンベロープ波形デ
ータは一例を示すと、図5のようであり、最小値が0、
最大値が1の小数データからなり、アタック、ディケイ
等の傾きを適宜持つ。セレクタ32は、キーオンシンク
ロ信号SYNCが“1”のとき、エンベロープ波形発生
器31で発生されるエンベロープ波形データを選択し、
“0”のとき定数「1」を選択する。乗算部33は、各
ノイズレベル設定データFNL1〜FNL4に対して、
セレクタ32から出力されるエンベロープ波形データ又
は定数データ「1」を夫々乗算するためのものである。
従って、キーオンシンクロ信号SYNCが“1”のとき
は、各ノイズレベル設定データFNL1〜FNL4がエ
ンベロープ波形発生器31で発生されるエンベロープ波
形データに従って、時間的に可変制御されるが、キーオ
ンシンクロ信号SYNCが“0”のときは、各ノイズレ
ベル設定データFNL1〜FNL4は時間的に変化しな
い。もう一方のノイズレベル制御部28も同様の構成と
してよい。
FIG. 4 shows an example of the configuration of the noise level control unit 27. The envelope waveform generator 31 generates envelope waveform data of an arbitrary shape according to the input of the key-on signal KON. An example of the envelope waveform data is as shown in FIG. 5, where the minimum value is 0,
The maximum value is composed of decimal data of 1 and has a slope such as attack, decay or the like as appropriate. The selector 32 selects the envelope waveform data generated by the envelope waveform generator 31 when the key-on sync signal SYNC is “1”,
When "0", a constant "1" is selected. The multiplying unit 33 calculates, for each of the noise level setting data FNL1 to FNL4,
This is for multiplying envelope waveform data or constant data “1” output from the selector 32, respectively.
Therefore, when the key-on sync signal SYNC is "1", the noise level setting data FNL1 to FNL4 are temporally variably controlled in accordance with the envelope waveform data generated by the envelope waveform generator 31, but the key-on sync signal SYNC Is "0", the noise level setting data FNL1 to FNL4 do not change with time. The other noise level control unit 28 may have the same configuration.

【0018】ノイズレベル制御部27から出力されるフ
ォルマント周波数用の各ノイズレベル設定データは乗算
部25に与えられ、フォルマント周波数制御用の各ノイ
ズ波形データのレベルを制御する。ノイズレベル制御部
28から出力されるフォルマントレベル用の各ノイズレ
ベル設定データは乗算部26に与えられ、フォルマント
レベル制御用の各ノイズ信号データのレベルを制御す
る。
The noise level setting data for formant frequency output from the noise level control section 27 is supplied to the multiplication section 25, and controls the level of each noise waveform data for formant frequency control. Each noise level setting data for formant level output from the noise level control unit 28 is supplied to the multiplication unit 26, and controls the level of each noise signal data for formant level control.

【0019】なお、上記実施例では、ノイズスピード設
定部24とノイズレベル設定部29は設定用操作子群か
らなるものとして説明したが、これに限らず、発生音の
音高や音域に応じてキースケーリングして、これらのノ
イズスピードやノイズレベルを設定するようにしてもよ
い。また、鍵タッチやベロシティデータ等によってこれ
らのノイズスピードやノイズレベルを設定するようにし
てもよい。また、ペダルやホイールなどの操作子のリア
ルタイム操作に応じてこれらのノイズスピードやノイズ
レベルの設定データを可変制御するようにしてもよい。
また、ノイズレベル制御部27,28で使用するエンベ
ロープ波形は演奏者によって自由に作成できるようにな
っていてもよいし、複数種類のエンベロープ波形の中か
ら適宜選択できるようになっていてもよい。
In the above embodiment, the noise speed setting section 24 and the noise level setting section 29 have been described as being constituted by a group of setting operators. However, the present invention is not limited to this. These noise speeds and noise levels may be set by key scaling. Alternatively, these noise speeds and noise levels may be set by key touch, velocity data, or the like. Further, the setting data of the noise speed and the noise level may be variably controlled in accordance with the real-time operation of an operator such as a pedal or a wheel.
The envelope waveforms used by the noise level control units 27 and 28 may be freely created by the player, or may be appropriately selected from a plurality of types of envelope waveforms.

【0020】ノイズデータメモリ22においては、各フ
ォルマント毎に異なるノイズ波形データを記憶するよう
にしてもよい。そのようにすれば、各フォルマント毎に
最適の特徴を持つノイズ波形データによって、好ましい
制御を行うことができる。例えば、自然な人声音におい
ては、第2フォルマントを高域側に或る程度シフトす
る、もしくは第3フォルマントを低域側に或る程度シフ
トすると、その人声音が持つパーソナリティ(個人情
報)が失われることが知られている。この点を考慮する
と、ノイズによるランダム制御によって、第2フォルマ
ントが高域側に或る限度以上にシフトされたり、第3フ
ォルマントが低域側に或る限度以上にシフトされたりす
ることが起こることは好ましくない。そこで、ノイズデ
ータメモリ22に記憶するノイズ波形データを各フォル
マント毎に異ならせるようにすれば、例えば、第2フォ
ルマント用のノイズ波形データは予めマイナス側(低域
側)にオフセットしたものを記憶しておき、第3フォル
マント用のノイズ波形データは予めプラス側(高域側)
にオフセットしたものを記憶しておくようにすることに
より、第2フォルマントが高域側に或る限度以上にシフ
トされたり、第3フォルマントが低域側に或る限度以上
にシフトされたりすることが起こらないようにすること
ができる。
The noise data memory 22 may store different noise waveform data for each formant. By doing so, it is possible to perform preferable control by using noise waveform data having optimal characteristics for each formant. For example, in a natural human voice, if the second formant is shifted to a higher frequency to some extent, or if the third formant is shifted to a lower frequency to some extent, the personality (personal information) of the human voice is lost. Is known to be. Considering this point, the random control by noise may cause the second formant to be shifted to a higher frequency by a certain limit or more, and the third formant to be shifted to a lower frequency by a certain limit or more. Is not preferred. Therefore, if the noise waveform data stored in the noise data memory 22 is made different for each formant, for example, the noise waveform data for the second formant is stored in advance as being offset to the minus side (low frequency side). In advance, the noise waveform data for the third formant is set in advance on the plus side (high frequency side).
The second formant is shifted more than a certain limit to the high frequency side, or the third formant is shifted more than the certain limit to the low frequency side by storing the offset in Can be prevented from occurring.

【0021】また、ノイズ信号の発生手段はメモリに限
らず、その他のもの、例えばランダムノイズ発生回路を
使用するもの、あるいはホワイトノイズ発生器等の出力
をフィルタに通すようにしたもの、など適宜使用してよ
い。ノイズ信号の種類も、上記のような「ゆらぎ波形」
に限らず、全くのランダムノイズ信号等であってもよ
い。
The means for generating a noise signal is not limited to a memory, but may be any other means such as a means using a random noise generating circuit or a means for passing the output of a white noise generator through a filter. May do it. The type of noise signal is also the "fluctuation waveform" as described above.
The present invention is not limited to this, and may be a completely random noise signal or the like.

【0022】上記実施例では、発音時間中絶えずノイズ
データに従ってパラメータのランダムな時変動制御を行
うようにしているが、これに限らず、その他のランダム
制御も可能である。例えば、各発音機会毎にランダム値
によって上記パラメータを制御することにより、人声コ
ーラスにおける各発音機会毎の微妙なずれなどの感覚を
出すことができる。そのためには、例えば、図4におい
て、ノイズレベル制御部27,28内のエンベロープ波
形発生器31の代わりに、キーオン信号KONの立上り
に同期して1発のキーオンパルスを発生するキーオンパ
ルス発生器を使用し、各ノイズレベル設定データFNL
1〜FNL4,LNL1〜LNL4を、発音開始時(キ
ーオン時)の一瞬だけ、乗算部25,26に入力するよ
うにする。そして、その発音開始時(キーオン時)にラ
ンダムに発生しているノイズデータメモリ22の出力ノ
イズデータに対してこれらのノイズレベル設定データを
夫々乗算するようにする。この場合、乗算部13,14
の出力側に図6に示すようにラッチ回路34,35を設
け、キーオンパルスKONPによって発音開始時(キー
オン時)に同期して、乗算部13,14の乗算結果をラ
ッチするようにすればよい。このようにすることによ
り、フォルマント音合成部10に入力する各パラメータ
F1'〜F4',L1'〜L4'を、各発音機会毎にランダ
ムに制御することができる。
In the above-described embodiment, random time-varying control of parameters is continuously performed according to noise data during sounding time. However, the present invention is not limited to this, and other random control is also possible. For example, by controlling the above parameters with random values for each sounding opportunity, it is possible to give a feeling such as a slight shift for each sounding opportunity in a human voice chorus. For this purpose, for example, in FIG. 4, instead of the envelope waveform generator 31 in the noise level control units 27 and 28, a key-on pulse generator that generates one key-on pulse in synchronization with the rise of the key-on signal KON is provided. Use each noise level setting data FNL
1 to FNL4 and LNL1 to LNL4 are input to the multiplying units 25 and 26 only for a moment at the start of sound generation (key-on). Then, the noise level setting data is multiplied by the noise level setting data with respect to the output noise data of the noise data memory 22, which is generated randomly at the start of the sound generation (at the time of key-on). In this case, the multiplication units 13 and 14
As shown in FIG. 6, latch circuits 34 and 35 may be provided on the output side of the device, and the multiplication results of the multipliers 13 and 14 may be latched in synchronization with the start of sound generation (at the time of key-on) by a key-on pulse KONP. . In this way, the parameters F1 'to F4' and L1 'to L4' to be input to the formant sound synthesizer 10 can be controlled at random for each sounding opportunity.

【0023】音高指定部15は、鍵盤に限らず、管楽器
タイプのブレスコントローラやギタータイプのコントロ
ーラなどであってもよい。また、外部からMIDI情報
を取り込み、MIDI情報に含まれる音高情報によって
発生音の音高指定を行うようにしてもよい。あるいは、
自動演奏用のシーケンサから読み出された音高情報によ
って発生音の音高指定を行うようにしてもよい。上記実
施例では、周波数パラメータF1〜F4とレベルパラメ
ータL1〜L4の両方をノイズデータによって制御する
ようにしているが、どちらか一方だけであってもよい。
また、上記実施例では、他のフォルマント合成用のパラ
メータK1〜K4,S1〜S4はノイズデータによって
制御するようにしていないが、これらをノイズデータに
よって制御するようにしてもよいのは勿論である。フォ
ルマントデータ供給部11では、パラメータメモリに限
らず、演奏者のマニュアル設定によってフォルマント合
成用の各種パラメータを供給できるようになっていても
よいし、また、外部音を音声分析してこれに基づき作成
したフォルマント合成用の各種パラメータを供給できる
ようになっていてもよい。
The pitch designation section 15 is not limited to a keyboard, but may be a wind instrument type breath controller or a guitar type controller. Alternatively, MIDI information may be fetched from outside, and the pitch of the generated sound may be specified based on the pitch information included in the MIDI information. Or,
The pitch of the generated sound may be specified based on the pitch information read from the sequencer for automatic performance. In the above embodiment, both the frequency parameters F1 to F4 and the level parameters L1 to L4 are controlled by noise data, but only one of them may be used.
Further, in the above embodiment, the other parameters K1 to K4 and S1 to S4 for formant synthesis are not controlled by noise data, but they may be controlled by noise data. . The formant data supply unit 11 is not limited to the parameter memory, and may be capable of supplying various parameters for formant synthesis by manual setting by a player. Alternatively, the external sound may be analyzed by voice and created based on this. Various parameters for the synthesized formant may be supplied.

【0024】フォルマント音合成部10におけるフォル
マント音合成方式は、上述のような窓関数を用いたAM
方式に限らず、FM(周波数変調)方式やその他の方式
であってもよく、要するにフォルマント周波数やレベル
などを設定するパラメータに基づきフォルマント音合成
を行うものであればよい。フォルマント音合成部10で
合成するフォルマント特性は固定フォルマントに限ら
ず、移動フォルマントであってもよい。例えば、フォル
マント周波数パラメータF1〜F4を音高データKCに
よってキースケーリングすれば、移動フォルマントとす
ることができる。なお、ノイズ変調制御に使用する演算
手段は、乗算手段に限らず、加減算手段であってもよい
のは勿論である。その場合、ノイズデータ等の乗数デー
タは比率ではなく、±の増分/差分データとして表現す
べきであるのは勿論である。また、各種の演算手段や回
路類は、適宜時分割利用するようにしてよいのは勿論で
ある。また、マイクロコンピュータ等を使用してソフト
ウェア処理によって各種演算や処理を行うようにしても
よいのは勿論である。上記実施例では単音発生方式とし
て説明しているが、複音同時発生方式とすることも容易
であることは勿論である。
The formant sound synthesizing method in the formant sound synthesizing section 10 is based on the AM using the window function as described above.
The system is not limited to the system, and may be an FM (frequency modulation) system or another system. In other words, any system that performs formant sound synthesis based on parameters for setting a formant frequency, a level, and the like may be used. The formant characteristics synthesized by the formant sound synthesizing unit 10 are not limited to fixed formants, but may be moving formants. For example, if the formant frequency parameters F1 to F4 are key-scaled by the pitch data KC, a moving formant can be obtained. The calculation means used for the noise modulation control is not limited to the multiplication means, but may be an addition / subtraction means. In this case, it is needless to say that multiplier data such as noise data should be expressed not as a ratio but as ± increment / difference data. Further, it is needless to say that various arithmetic means and circuits may be appropriately used in a time-sharing manner. Of course, various calculations and processing may be performed by software processing using a microcomputer or the like. Although the above embodiment has been described as a single-tone generation method, it goes without saying that a double-tone simultaneous generation method is also easy.

【0025】[0025]

【発明の効果】 以上の通り、この発明によれば、ノイ
ズ信号によってフォルマント合成用のパラメータを制御
するようにしたので、フォルマント特性の微妙な変動に
対応してフォルマント合成用のパラメータそのものを多
数記憶させたり予め作成したりする必要がなく、しかも
より自然な感じのフォルマント特性の時間的な微妙な変
動すなわちゆらぎやその他のランダムな時変動制御を簡
単な構成で実現することができ、自然楽器の管楽器音色
や人声音の模倣に優れている。また、ランダムな時変動
制御に限らず、各発音機会毎にランダム値によって上記
パラメータを制御することにより、各発音機会毎の微妙
なずれなどの感覚を出すことができる。特に、この発明
によれば、フォルマント音合成手段で合成する楽音信号
における複数のフォルマントの各フォルマント周波数を
独立にランダムシフト制御するようにしたので、人声音
を忠実にシミュレートすることができると共に、その際
に、各フォルマントについてそれぞれ所定の限度以上に
シフトされないようにしたので、人声音が持つパーソナ
リティ(個人情報)がランダム制御によって不所望に損
なわれるような事態を防ぐことができる、という優れた
効果を奏する。
As described above, according to the present invention, since the parameters for formant synthesis are controlled by the noise signal, a large number of parameters for formant synthesis are stored in response to subtle variations in formant characteristics. There is no need to create or pre-create it, and moreover, it is possible to realize a more subtle temporal change in the formant characteristics, that is, fluctuations and other random time-varying controls, with a simple configuration. Excellent at imitating wind instrument sounds and human voice sounds. Further, not only the random time variation control but also the above-mentioned parameters are controlled by a random value for each sounding opportunity, so that a sensation such as a slight shift for each sounding opportunity can be obtained. In particular, the invention
According to the tone signal synthesized by the formant sound synthesizing means,
Each formant frequency of multiple formants at
Independent random shift control allows for human voice sounds
Can be faithfully simulated, and
Each formant exceeds the specified limit
Because it was not shifted, the personality of human voices
(Personal information) is undesirably damaged by random control
That it can prevent things from happening.
It works.

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

【図1】この発明の一実施例を示す全体構成ブロック
図。
FIG. 1 is an overall configuration block diagram showing one embodiment of the present invention.

【図2】図1におけるフォルマント音合成部の一例を示
すブロック図。
FIG. 2 is a block diagram showing an example of a formant sound synthesizer in FIG. 1;

【図3】複数のフォルマントのスペクトルエンベロープ
を例示する図。
FIG. 3 is a diagram illustrating a spectrum envelope of a plurality of formants.

【図4】図1におけるノイズレベル制御部の一例を示す
ブロック図。
FIG. 4 is a block diagram showing an example of a noise level control unit in FIG. 1;

【図5】図4ので発生するエンベロープ波形データの一
例を示す図。
FIG. 5 is a view showing an example of envelope waveform data generated in FIG. 4;

【図6】図1の変更例を抽出して示す図。FIG. 6 is a diagram extracting and showing a modification of FIG. 1;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 フォルマント音合成部 11 フォルマントデータ供給部 12 音色指定部 13,14,25,26 乗算部 22 ノイズデータメモリ 24 ノイズスピード設定部 29 ノイズレベル設定部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Formant sound synthesis part 11 Formant data supply part 12 Tone designation part 13, 14, 25, 26 Multiplication part 22 Noise data memory 24 Noise speed setting part 29 Noise level setting part

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 フォルマント合成用のパラメータに基づ
複数のフォルマント持つ楽音信号の合成を行なうフ
ォルマント音合成手段と、 ノイズ信号を発生するノイズ発生手段と、 前記ノイズ信号によって前記パラメータ制御し、前記
フォルマント音合成手段で合成する楽音信号における複
数のフォルマントの各フォルマント周波数独立にラン
ダムシフト制御する制御手段とを具え、各フォルマント
についてそれぞれ所定の限度以上にシフトされないよう
にしたことを特徴とする楽音合成装置。
And 1. A formant sound synthesis means for synthesizing a tone signal having a plurality of formants based on the parameter for the formant synthesis, a noise generating means for generating a noise signal, and controls the parameter by said noise signal, wherein Duplicates in the musical sound signal synthesized by the formant sound synthesizer
And control means for controlling the run <br/> dam shifted independently of each formant frequency number of formants, the formants
Not be shifted more than the specified limit
A tone synthesizer characterized in that:
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