JP2800623B2 - 係数記憶方法及び楽音波形発生装置 - Google Patents
係数記憶方法及び楽音波形発生装置Info
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- JP2800623B2 JP2800623B2 JP5052709A JP5270993A JP2800623B2 JP 2800623 B2 JP2800623 B2 JP 2800623B2 JP 5052709 A JP5052709 A JP 5052709A JP 5270993 A JP5270993 A JP 5270993A JP 2800623 B2 JP2800623 B2 JP 2800623B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、波形メモリにより楽
音波形を発生する楽音波形発生装置、及び、波形メモリ
内の各サンプル点波形振幅値の間を補間するために設け
られた係数メモリへ係数を記憶させる係数記憶方法に関
する。
音波形を発生する楽音波形発生装置、及び、波形メモリ
内の各サンプル点波形振幅値の間を補間するために設け
られた係数メモリへ係数を記憶させる係数記憶方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】波形メモリを用いて楽音波形を発生する
電子楽器用波形発生装置として、波形メモリに記憶され
ている楽音波形の各サンプル点波形振幅値間をＬａｇｒ
ａｎｇｅ補間法により補間するものが知られている（特
公昭５９−１７８３８号公報）。このような電子楽器用
波形発生装置においては、発生すべき楽音の周波数に対
応する周波数情報Ｆが周波数情報メモリより出力され、
該周波数情報Ｆが累算器によって累算されて、その累算
値ｑＦの整数部Ｉおよび小数部ｌが出力される。整数部
Ｉは、カウンタによってＩ，Ｉ＋１，Ｉ＋２，Ｉ＋３の
計数値（Ｉ＋ｐ）（ｐ＝０，１，２，３）とされた後波
形メモリに供給される。波形メモリは、所望の音色の楽
音波形の各サンプル点波形振幅値ｆI（Ｉ＝０，１，
２，３，…，ｍ）を記憶しており、カウンタからの計数
値（Ｉ＋ｐ）を読み出しアドレスとして、記憶している
各サンプル点波形振幅値ｆ(I+p)を順次読み出す。一
方、累算値ｑＦの小数部ｌは係数メモリに取り込まれ
る。この係数メモリは、ｌの値に対応する４つの係数値
Ａk（ｋ＝０，１，２，３）を記憶しており、所定のカ
ウンタによる計数値ｋによって指定される係数値Ａkを
出力する。そして、この係数値Ａkをそれぞれ対応する
上記サンプル点波形振幅値ｆ(I+p)と乗算した後、それ
ぞれ累算することによって波形メモリに記憶されている
各サンプル点波形振幅値の間を補間した楽音波形信号が
形成される。
電子楽器用波形発生装置として、波形メモリに記憶され
ている楽音波形の各サンプル点波形振幅値間をＬａｇｒ
ａｎｇｅ補間法により補間するものが知られている（特
公昭５９−１７８３８号公報）。このような電子楽器用
波形発生装置においては、発生すべき楽音の周波数に対
応する周波数情報Ｆが周波数情報メモリより出力され、
該周波数情報Ｆが累算器によって累算されて、その累算
値ｑＦの整数部Ｉおよび小数部ｌが出力される。整数部
Ｉは、カウンタによってＩ，Ｉ＋１，Ｉ＋２，Ｉ＋３の
計数値（Ｉ＋ｐ）（ｐ＝０，１，２，３）とされた後波
形メモリに供給される。波形メモリは、所望の音色の楽
音波形の各サンプル点波形振幅値ｆI（Ｉ＝０，１，
２，３，…，ｍ）を記憶しており、カウンタからの計数
値（Ｉ＋ｐ）を読み出しアドレスとして、記憶している
各サンプル点波形振幅値ｆ(I+p)を順次読み出す。一
方、累算値ｑＦの小数部ｌは係数メモリに取り込まれ
る。この係数メモリは、ｌの値に対応する４つの係数値
Ａk（ｋ＝０，１，２，３）を記憶しており、所定のカ
ウンタによる計数値ｋによって指定される係数値Ａkを
出力する。そして、この係数値Ａkをそれぞれ対応する
上記サンプル点波形振幅値ｆ(I+p)と乗算した後、それ
ぞれ累算することによって波形メモリに記憶されている
各サンプル点波形振幅値の間を補間した楽音波形信号が
形成される。
【０００３】ここで、波形メモリを、サンプリング周波
数ｆSに従って変化するアドレス信号により、基本周波
数（ピッチ）ｆ0の波形が得られるように読み出した場
合に生じる折返し成分は ｎｆS±ｆ0（ｎ＝１，２，…） に表れる。ここで、波形メモリの読出し時における１サ
ンプリング時間毎のアドレス変化量が「１」でない場合
（周波数情報Ｆ≠１の場合）には、再生された波形に１
／２ｆS以上の周波数成分が残ってしまい、折返し成分
として発生する。上述の電子楽器に用いられるピッチ非
同期音源においては、サンプリング周波数ｆSでサンプ
リングされた波形が、ピッチ非同期の一定システム周波
数ｆSYSによってリサンプリングされた状態で読み出さ
れるため、このリサンプリング時に上記折返し成分が更
に低域周波数に折返り、雑音が発生する。上述の電子楽
器用波形発生装置における補間方法は、このようなリサ
ンプリングによる再度の折返しを減少させるものであ
る。
数ｆSに従って変化するアドレス信号により、基本周波
数（ピッチ）ｆ0の波形が得られるように読み出した場
合に生じる折返し成分は ｎｆS±ｆ0（ｎ＝１，２，…） に表れる。ここで、波形メモリの読出し時における１サ
ンプリング時間毎のアドレス変化量が「１」でない場合
（周波数情報Ｆ≠１の場合）には、再生された波形に１
／２ｆS以上の周波数成分が残ってしまい、折返し成分
として発生する。上述の電子楽器に用いられるピッチ非
同期音源においては、サンプリング周波数ｆSでサンプ
リングされた波形が、ピッチ非同期の一定システム周波
数ｆSYSによってリサンプリングされた状態で読み出さ
れるため、このリサンプリング時に上記折返し成分が更
に低域周波数に折返り、雑音が発生する。上述の電子楽
器用波形発生装置における補間方法は、このようなリサ
ンプリングによる再度の折返しを減少させるものであ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の電子楽器用波形発生装置において、各係数値Ａ
0（ｌ）〜Ａ3（ｌ）を求める場合、乗算器等の規模に応
じて適当なビット数に量子化していた。図５（ａ），
（ｂ）は、上述した電子楽器用波形発生装置における補
間の理想的な条件における周波数特性およびインパルス
応答を示す図である。図５（ａ）においては、サンプリ
ング周波数ｆSの整数倍付近のゲインが「０」となって
いる。これは、図５（ｂ）に示すように、計算式から求
めた各係数値Ａ0（ｌ）〜Ａ3（ｌ）の和が「１」となっ
ているためである。しかしながら、実際には、上述した
ように、各係数値Ａ0（ｌ）〜Ａ3（ｌ）は有限ビット数
に量子化されるため、ビットの最下位が繰り上げもしく
は繰り下げられて、係数値Ａ0（ｌ）〜Ａ3（ｌ）の和が
「１」とはならない。従って、図６に示すように、サン
プリング周波数ｆSの整数倍付近のゲインが「０」とな
らない。このため、折返しノイズが発生するという問題
があった。
来の電子楽器用波形発生装置において、各係数値Ａ
0（ｌ）〜Ａ3（ｌ）を求める場合、乗算器等の規模に応
じて適当なビット数に量子化していた。図５（ａ），
（ｂ）は、上述した電子楽器用波形発生装置における補
間の理想的な条件における周波数特性およびインパルス
応答を示す図である。図５（ａ）においては、サンプリ
ング周波数ｆSの整数倍付近のゲインが「０」となって
いる。これは、図５（ｂ）に示すように、計算式から求
めた各係数値Ａ0（ｌ）〜Ａ3（ｌ）の和が「１」となっ
ているためである。しかしながら、実際には、上述した
ように、各係数値Ａ0（ｌ）〜Ａ3（ｌ）は有限ビット数
に量子化されるため、ビットの最下位が繰り上げもしく
は繰り下げられて、係数値Ａ0（ｌ）〜Ａ3（ｌ）の和が
「１」とはならない。従って、図６に示すように、サン
プリング周波数ｆSの整数倍付近のゲインが「０」とな
らない。このため、折返しノイズが発生するという問題
があった。
【０００５】この発明は、このような背景の下になされ
たもので、サンプリング周波数の整数倍付近における折
返しノイズの発生を減少させることができる楽音波形発
生装置、及び、該装置で用いられる係数記憶方法を提供
することを目的とする。
たもので、サンプリング周波数の整数倍付近における折
返しノイズの発生を減少させることができる楽音波形発
生装置、及び、該装置で用いられる係数記憶方法を提供
することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
発生すべき楽音の周波数に対応して値が順次変化し、か
つそれぞれ複数ビットの整数部と小数部とからなるアド
レス信号を発生するアドレス信号発生手段と、所望の楽
音波形についての各サンプル点の波形振幅値をデジタル
データで記憶した波形メモリを含み、上記アドレス信号
の整数部に基づき該整数部の値に対応したサンプル点お
よびこのサンプル点と順次連続するサンプル点の合計ｎ
（ｎは３以上の整数）サンプル点分の波形振幅値を読み
出して出力する波形発生手段と、前記アドレス信号の小
数部がとり得る各値に対応して、それぞれｎ個分の係数
をデジタルデータで記憶した係数テーブルを含み、前記
アドレス信号発生手段から発生されたアドレス信号の小
数部の値に対応するｎ個の係数を該テーブルから読み出
して出力する係数発生手段と、前記波形発生手段から出
力されるｎサンプル点分の波形振幅値と前記係数発生手
段から出力されるｎ個の係数とをそれぞれ対応するもの
同士を乗算すると共に、この各乗算値を加算合成して波
形信号を出力する補間手段とを備えた楽音波形発生装置
の前記係数テーブルに前記係数を記憶させる係数記憶方
法であって、前記アドレス信号の小数部がとり得る各値
について、該小数部がとり得る各値に対応したｎ個の係
数を算出し、該算出されたｎ個の係数を所定ビット長に
丸め込み、該丸め込まれたｎ個の係数の和が、前記アド
レス信号の小数部がとり得る各値に対して同一の「所定
の一定値」となるように、前記丸め込まれたｎ個の係数
のいずれかを修正し、該修正されたｎ個の係数を前記係
数テーブルに記憶するようにしたことを特徴としてい
る。また、請求項２記載の発明は、発生すべき楽音の周
波数に対応して値が順次変化し、かつそれぞれ複数ビッ
トの整数部と小数部とからなるアドレス信号を発生する
アドレス信号発生手段と、所望の楽音波形についての各
サンプル点の波形振幅値をデジタルデータで記憶した波
形メモリを含み、上記アドレス信号の整数部に基づき該
整数部の値に対応したサンプル点およびこのサンプル点
と順次連続するサンプル点の合計ｎ（ｎは３以上の整
数）サンプル点分の波形振幅値を読み出して出力する波
形発生手段と、前記アドレス信号の小数部がとり得る各
値に対応 して、それぞれｎ個分の係数をデジタルデータ
で記憶した係数テーブルを含み、前記アドレス信号発生
手段から発生されたアドレス信号の小数部の値に対応す
るｎ個の係数を該テーブルから読み出して出力する係数
発生手段と、前記波形発生手段から出力されるｎサンプ
ル点分の波形振幅値と前記係数発生手段から出力される
ｎ個の係数とをそれぞれ対応するもの同士を乗算すると
共に、この各乗算値を加算合成して波形信号を出力する
補間手段とを備えた楽音波形発生装置において、請求項
１記載の係数記憶方法により、前記アドレス信号の小数
部がとり得る各値にそれぞれ対応したｎ個の係数を前記
係数テーブルに記憶させたことを特徴としている。
発生すべき楽音の周波数に対応して値が順次変化し、か
つそれぞれ複数ビットの整数部と小数部とからなるアド
レス信号を発生するアドレス信号発生手段と、所望の楽
音波形についての各サンプル点の波形振幅値をデジタル
データで記憶した波形メモリを含み、上記アドレス信号
の整数部に基づき該整数部の値に対応したサンプル点お
よびこのサンプル点と順次連続するサンプル点の合計ｎ
（ｎは３以上の整数）サンプル点分の波形振幅値を読み
出して出力する波形発生手段と、前記アドレス信号の小
数部がとり得る各値に対応して、それぞれｎ個分の係数
をデジタルデータで記憶した係数テーブルを含み、前記
アドレス信号発生手段から発生されたアドレス信号の小
数部の値に対応するｎ個の係数を該テーブルから読み出
して出力する係数発生手段と、前記波形発生手段から出
力されるｎサンプル点分の波形振幅値と前記係数発生手
段から出力されるｎ個の係数とをそれぞれ対応するもの
同士を乗算すると共に、この各乗算値を加算合成して波
形信号を出力する補間手段とを備えた楽音波形発生装置
の前記係数テーブルに前記係数を記憶させる係数記憶方
法であって、前記アドレス信号の小数部がとり得る各値
について、該小数部がとり得る各値に対応したｎ個の係
数を算出し、該算出されたｎ個の係数を所定ビット長に
丸め込み、該丸め込まれたｎ個の係数の和が、前記アド
レス信号の小数部がとり得る各値に対して同一の「所定
の一定値」となるように、前記丸め込まれたｎ個の係数
のいずれかを修正し、該修正されたｎ個の係数を前記係
数テーブルに記憶するようにしたことを特徴としてい
る。また、請求項２記載の発明は、発生すべき楽音の周
波数に対応して値が順次変化し、かつそれぞれ複数ビッ
トの整数部と小数部とからなるアドレス信号を発生する
アドレス信号発生手段と、所望の楽音波形についての各
サンプル点の波形振幅値をデジタルデータで記憶した波
形メモリを含み、上記アドレス信号の整数部に基づき該
整数部の値に対応したサンプル点およびこのサンプル点
と順次連続するサンプル点の合計ｎ（ｎは３以上の整
数）サンプル点分の波形振幅値を読み出して出力する波
形発生手段と、前記アドレス信号の小数部がとり得る各
値に対応 して、それぞれｎ個分の係数をデジタルデータ
で記憶した係数テーブルを含み、前記アドレス信号発生
手段から発生されたアドレス信号の小数部の値に対応す
るｎ個の係数を該テーブルから読み出して出力する係数
発生手段と、前記波形発生手段から出力されるｎサンプ
ル点分の波形振幅値と前記係数発生手段から出力される
ｎ個の係数とをそれぞれ対応するもの同士を乗算すると
共に、この各乗算値を加算合成して波形信号を出力する
補間手段とを備えた楽音波形発生装置において、請求項
１記載の係数記憶方法により、前記アドレス信号の小数
部がとり得る各値にそれぞれ対応したｎ個の係数を前記
係数テーブルに記憶させたことを特徴としている。
【０００７】
【作用】上記構成によれば、アドレス信号の小数部がと
り得る各値に対応してｎ個の係数が算出され、算出され
たｎ個の係数が所定ビット長に丸め込まれ、丸め込まれ
たｎ個の係数の和が小数部のとり得る各値に対して同一
の「所定の一定値」となるように、丸め込まれたｎ個の
係数のいずれかが修正され、修正されたｎ個の係数が係
数テーブルに記憶される。そして、これらの処理が小数
部のとり得る値のそれぞれについて行われる。これによ
り、係数テーブルから読み出されるｎ個の係数の和が常
に「所定の一定値」となるため、サンプリング周波数の
整数倍付近におけるゲインが下がり、折返しノイズが減
少する。
り得る各値に対応してｎ個の係数が算出され、算出され
たｎ個の係数が所定ビット長に丸め込まれ、丸め込まれ
たｎ個の係数の和が小数部のとり得る各値に対して同一
の「所定の一定値」となるように、丸め込まれたｎ個の
係数のいずれかが修正され、修正されたｎ個の係数が係
数テーブルに記憶される。そして、これらの処理が小数
部のとり得る値のそれぞれについて行われる。これによ
り、係数テーブルから読み出されるｎ個の係数の和が常
に「所定の一定値」となるため、サンプリング周波数の
整数倍付近におけるゲインが下がり、折返しノイズが減
少する。
【０００８】
【実施例】以下、図面を参照して、この発明の一実施例
について説明する。図１はこの発明の一実施例による楽
音波形発生装置を用いた電子楽器の構成を示すブロック
図である。この図において、１は押鍵検出回路であり、
複数の鍵を有する鍵盤（図示せず）の各鍵が押鍵される
と、押鍵状態であることを示すキーオン信号ＫＯＮ、お
よび該鍵に対応するキーコードＫＣを出力する。２は周
波数ナンバメモリであり、各鍵の音高を周波数ナンバＦ
に対応付けるテーブルを記憶しており、押鍵検出回路か
ら出力されるキーコードＫＣに対応した周波数ナンバＦ
を出力する。３はアキュムレータであり、クロックパル
スφ1を受けて周波数ナンバＦを所定の時間間隔で繰り
返し累算し、その累算値ｑＦ（ｑ＝１，２，３…）の整
数部Ｉおよび小数部ｘを出力する。４はカウンタであ
り、クロックパルスφ2を受けてアキュムレータ３から
出力される累算値ｐＦの整数部Ｉを取り込み、計数値
（Ｉ＋ｐ）（ｐ＝０，１，２，３）として出力する。こ
のカウンタ４はクロックパルスφ4が入力される毎に、
計数値をＩ→（Ｉ＋１）→（Ｉ＋２）→（Ｉ＋３）と変
化させる。５は波形メモリであり、楽音波形の各サンプ
ル点波形振幅値ｆI（Ｉ＝０，１，２，…，ｍ）を記憶
している。波形メモリ５は、カウンタ４から計数値（Ｉ
＋ｐ）が供給されると、この計数値（Ｉ＋ｐ）を読出し
アドレスとして、記憶されている波形振幅値ｆ(I+p)を
順次読出す。
について説明する。図１はこの発明の一実施例による楽
音波形発生装置を用いた電子楽器の構成を示すブロック
図である。この図において、１は押鍵検出回路であり、
複数の鍵を有する鍵盤（図示せず）の各鍵が押鍵される
と、押鍵状態であることを示すキーオン信号ＫＯＮ、お
よび該鍵に対応するキーコードＫＣを出力する。２は周
波数ナンバメモリであり、各鍵の音高を周波数ナンバＦ
に対応付けるテーブルを記憶しており、押鍵検出回路か
ら出力されるキーコードＫＣに対応した周波数ナンバＦ
を出力する。３はアキュムレータであり、クロックパル
スφ1を受けて周波数ナンバＦを所定の時間間隔で繰り
返し累算し、その累算値ｑＦ（ｑ＝１，２，３…）の整
数部Ｉおよび小数部ｘを出力する。４はカウンタであ
り、クロックパルスφ2を受けてアキュムレータ３から
出力される累算値ｐＦの整数部Ｉを取り込み、計数値
（Ｉ＋ｐ）（ｐ＝０，１，２，３）として出力する。こ
のカウンタ４はクロックパルスφ4が入力される毎に、
計数値をＩ→（Ｉ＋１）→（Ｉ＋２）→（Ｉ＋３）と変
化させる。５は波形メモリであり、楽音波形の各サンプ
ル点波形振幅値ｆI（Ｉ＝０，１，２，…，ｍ）を記憶
している。波形メモリ５は、カウンタ４から計数値（Ｉ
＋ｐ）が供給されると、この計数値（Ｉ＋ｐ）を読出し
アドレスとして、記憶されている波形振幅値ｆ(I+p)を
順次読出す。
【０００９】一方、６はカウンタであり、クロックパル
スφ2が入力されることにより計数値ｋ（ｋ＝０，１，
２，３）をリセットし、クロックパルスφ4が入力され
ることによって計数値ｋを０→１→２→３と変化させて
出力する。７は係数メモリであり、アキュムレータ３か
ら累算値ｐＦの小数部ｘ（０≦ｘ≦１）を取り込む。こ
の係数メモリ７は、小数部ｘの値に対応する４つの係数
値Ａ0（ｘ）〜Ａ3（ｘ）を記憶しており、カウンタ６か
ら計数値ｋが読み出しアドレス信号として供給され、入
力される小数部ｘに対応して係数ｋによって指定される
係数値Ａk（ｘ）を出力する。
スφ2が入力されることにより計数値ｋ（ｋ＝０，１，
２，３）をリセットし、クロックパルスφ4が入力され
ることによって計数値ｋを０→１→２→３と変化させて
出力する。７は係数メモリであり、アキュムレータ３か
ら累算値ｐＦの小数部ｘ（０≦ｘ≦１）を取り込む。こ
の係数メモリ７は、小数部ｘの値に対応する４つの係数
値Ａ0（ｘ）〜Ａ3（ｘ）を記憶しており、カウンタ６か
ら計数値ｋが読み出しアドレス信号として供給され、入
力される小数部ｘに対応して係数ｋによって指定される
係数値Ａk（ｘ）を出力する。
【００１０】８は乗算器であり、波形メモリ５の出力で
ある波形振幅値ｆ(I+p)および係数メモリ７の出力であ
る係数値Ａk（ｘ）が入力され、これらを乗算して波形
信号Ａk（ｘ）・ｆ(I+p)を出力する。９はアキュムレー
タであり、クロックパルスφ2が入力されることにより
クリアされ、クロックパルスφ3が入力されることによ
り乗算器８の出力する波形信号Ａk（ｘ）・ｆ(I+p)を累
算して出力する。１０はラッチ回路であり、クロックパ
ルスφ1が入力されるとアキュムレータ９の出力する波
形信号3Σp,k=0Ａk（ｘ）・ｆ(I+p)をラッチして出力す
る。１１はエンベロープ波形発生器であり、キーオン信
号ＫＯＮを受けてエンベロープ波形ＥＶを発生する。１
２は乗算器であり、ラッチ回路１０の出力信号にエンベ
ロープ波形ＥＶを乗算し、サウンドシステム１３に出力
する。サウンドシステム１３は、乗算器１２から出力さ
れる楽音波形を発音する。ここで、図２に示すように、
クロックパルスφ1は時刻ｔ1、クロックパルスφ2は時
刻ｔ2、クロックパルスφ3は時刻ｔ3，ｔ4，ｔ5，ｔ6、
およびクロックパルスφ4は時刻ｔ4，ｔ5，ｔ6に発生す
るようになっている。
ある波形振幅値ｆ(I+p)および係数メモリ７の出力であ
る係数値Ａk（ｘ）が入力され、これらを乗算して波形
信号Ａk（ｘ）・ｆ(I+p)を出力する。９はアキュムレー
タであり、クロックパルスφ2が入力されることにより
クリアされ、クロックパルスφ3が入力されることによ
り乗算器８の出力する波形信号Ａk（ｘ）・ｆ(I+p)を累
算して出力する。１０はラッチ回路であり、クロックパ
ルスφ1が入力されるとアキュムレータ９の出力する波
形信号3Σp,k=0Ａk（ｘ）・ｆ(I+p)をラッチして出力す
る。１１はエンベロープ波形発生器であり、キーオン信
号ＫＯＮを受けてエンベロープ波形ＥＶを発生する。１
２は乗算器であり、ラッチ回路１０の出力信号にエンベ
ロープ波形ＥＶを乗算し、サウンドシステム１３に出力
する。サウンドシステム１３は、乗算器１２から出力さ
れる楽音波形を発音する。ここで、図２に示すように、
クロックパルスφ1は時刻ｔ1、クロックパルスφ2は時
刻ｔ2、クロックパルスφ3は時刻ｔ3，ｔ4，ｔ5，ｔ6、
およびクロックパルスφ4は時刻ｔ4，ｔ5，ｔ6に発生す
るようになっている。
【００１１】上述のような構成を有する電子楽器の動作
について説明する前に、まず、上記係数メモリ７に予め
記憶する係数の算出の仕方について図３のフローチャー
トを参照して説明する。
について説明する前に、まず、上記係数メモリ７に予め
記憶する係数の算出の仕方について図３のフローチャー
トを参照して説明する。
【００１２】ステップＳ１において、まず、小数部ｘと
して０を設定する。次にステップＳ２に進み、以下の式
により、小数部ｘに対応する４つの係数値Ａ0（ｘ）〜
Ａ3（ｘ）を求める。 Ａ0（ｘ）＝−ｘ（ｘ−１）（ｘ−２）／６ …(1) Ａ1（ｘ）＝（ｘ＋１）（ｘ−１）（ｘ−２）／２ …(2) Ａ2（ｘ）＝−（ｘ＋１）ｘ（ｘ−２）／２ …(3) Ａ3（ｘ）＝（ｘ＋１）ｘ（ｘ−１）／６ …(4) 例えば、小数部ｘの値が０である場合は、係数値Ａ
0（０）＝０、Ａ1（０）＝１、Ａ2（０）＝０、Ａ
3（０）＝０となる。
して０を設定する。次にステップＳ２に進み、以下の式
により、小数部ｘに対応する４つの係数値Ａ0（ｘ）〜
Ａ3（ｘ）を求める。 Ａ0（ｘ）＝−ｘ（ｘ−１）（ｘ−２）／６ …(1) Ａ1（ｘ）＝（ｘ＋１）（ｘ−１）（ｘ−２）／２ …(2) Ａ2（ｘ）＝−（ｘ＋１）ｘ（ｘ−２）／２ …(3) Ａ3（ｘ）＝（ｘ＋１）ｘ（ｘ−１）／６ …(4) 例えば、小数部ｘの値が０である場合は、係数値Ａ
0（０）＝０、Ａ1（０）＝１、Ａ2（０）＝０、Ａ
3（０）＝０となる。
【００１３】次に、ステップＳ３に進み、算出した係数
値Ａ0（ｘ）〜Ａ3（ｘ）をｍビット長に量子化する。こ
の場合、端数は四捨五入する。次に、ステップＳ４に進
み、４つの係数値Ａ0（ｘ）〜Ａ3（ｘ）の合計値ｓｕｍ
を算出する。ここで、例えば小数部ｘの値が０の場合、
合計値ｓｕｍは ｓｕｍ＝Ａ0（０）＋Ａ1（０）＋Ａ2（０）＋Ａ3（０） ＝０＋１＋０＋０＝１ となる。そして、ステップＳ５に進み、合計値ｓｕｍの
値が１であるか否かを判断する。小数部ｘの値が０の場
合、合計値ｓｕｍの値は１となるので、ステップＳ７に
進む。そして、ステップＳ７において係数メモリ７に、
算出した４つの係数値Ａ0（０）〜Ａ3（０）を、このと
きの小数部ｘの値に対応するアドレスに書き込む。次
に、ステップＳ８に進み、小数部ｘの値が１以上か否か
を判断する。小数部ｘの値が０の場合、この判断結果は
「ＮＯ」となるので、ステップＳ９に進む。そしてステ
ップＳ９において、小数部ｘの値に、小数部ｘの分解能
である一定の値△ｘを加算し、再びステップＳ２に戻
る。
値Ａ0（ｘ）〜Ａ3（ｘ）をｍビット長に量子化する。こ
の場合、端数は四捨五入する。次に、ステップＳ４に進
み、４つの係数値Ａ0（ｘ）〜Ａ3（ｘ）の合計値ｓｕｍ
を算出する。ここで、例えば小数部ｘの値が０の場合、
合計値ｓｕｍは ｓｕｍ＝Ａ0（０）＋Ａ1（０）＋Ａ2（０）＋Ａ3（０） ＝０＋１＋０＋０＝１ となる。そして、ステップＳ５に進み、合計値ｓｕｍの
値が１であるか否かを判断する。小数部ｘの値が０の場
合、合計値ｓｕｍの値は１となるので、ステップＳ７に
進む。そして、ステップＳ７において係数メモリ７に、
算出した４つの係数値Ａ0（０）〜Ａ3（０）を、このと
きの小数部ｘの値に対応するアドレスに書き込む。次
に、ステップＳ８に進み、小数部ｘの値が１以上か否か
を判断する。小数部ｘの値が０の場合、この判断結果は
「ＮＯ」となるので、ステップＳ９に進む。そしてステ
ップＳ９において、小数部ｘの値に、小数部ｘの分解能
である一定の値△ｘを加算し、再びステップＳ２に戻
る。
【００１４】以下、小数部ｘが１になるまで、ステップ
Ｓ２〜Ｓ９を繰り返し実行し、小数部ｘを△ｘずつイン
クリメントしながら、そのときの小数部ｘの値に対応す
る係数値Ａ0（ｘ）〜Ａ3（ｘ）を順次求める。このステ
ップＳ２〜Ｓ９の実行において、ステップＳ５の判断結
果が「ＮＯ」の場合、すなわち合計値ｓｕｍが１でない
場合には、ステップＳ６に進む。そして、ステップＳ６
において、４つの係数値Ａ0（ｘ）〜Ａ3（ｘ）のうち絶
対値が最も大きいものに、１から合計値ｓｕｍを引いた
値を加算して、合計値ｓｕｍが１となるようにする。例
えば、合計値ｓｕｍが１より値ｄだけ小さく、係数値Ａ
0（ｘ）〜Ａ3（ｘ）のうち係数値Ａ2（ｘ）の絶対値が
最大であったとすると、係数値Ａ2（ｘ）に値ｄを加算
する。それにより、係数値Ａ0（ｘ）〜Ａ3（ｘ）の合計
値ｓｕｍが値ｄだけ増加し、１となる。そして、ステッ
プＳ８の判断結果が「ＹＥＳ」となると、すなわち、小
数部ｘの値が１となると、当該処理を終了する。以上の
ようにして、小数部ｘの各値に対して算出された各係数
値Ａ0（ｘ）〜Ａ3（ｘ）（０≦ｘ≦１）は、係数メモリ
７に書き込まれる。この結果、ｘの各値に対応してそれ
ぞれ記憶される１組の係数値Ａ0（ｘ）〜Ａ3（ｘ）の和
は、いずれも「１」となる。
Ｓ２〜Ｓ９を繰り返し実行し、小数部ｘを△ｘずつイン
クリメントしながら、そのときの小数部ｘの値に対応す
る係数値Ａ0（ｘ）〜Ａ3（ｘ）を順次求める。このステ
ップＳ２〜Ｓ９の実行において、ステップＳ５の判断結
果が「ＮＯ」の場合、すなわち合計値ｓｕｍが１でない
場合には、ステップＳ６に進む。そして、ステップＳ６
において、４つの係数値Ａ0（ｘ）〜Ａ3（ｘ）のうち絶
対値が最も大きいものに、１から合計値ｓｕｍを引いた
値を加算して、合計値ｓｕｍが１となるようにする。例
えば、合計値ｓｕｍが１より値ｄだけ小さく、係数値Ａ
0（ｘ）〜Ａ3（ｘ）のうち係数値Ａ2（ｘ）の絶対値が
最大であったとすると、係数値Ａ2（ｘ）に値ｄを加算
する。それにより、係数値Ａ0（ｘ）〜Ａ3（ｘ）の合計
値ｓｕｍが値ｄだけ増加し、１となる。そして、ステッ
プＳ８の判断結果が「ＹＥＳ」となると、すなわち、小
数部ｘの値が１となると、当該処理を終了する。以上の
ようにして、小数部ｘの各値に対して算出された各係数
値Ａ0（ｘ）〜Ａ3（ｘ）（０≦ｘ≦１）は、係数メモリ
７に書き込まれる。この結果、ｘの各値に対応してそれ
ぞれ記憶される１組の係数値Ａ0（ｘ）〜Ａ3（ｘ）の和
は、いずれも「１」となる。
【００１５】次に、この実施例による波形補間回路を用
いた電子楽器の動作について説明する。なお、本実施例
は係数メモリ７を除いて構成上前記特公昭５９−１７８
３８号公報記載のものと同様であるため、詳細な説明は
省略する。ある鍵が押鍵されると、その鍵に対応する周
波数ナンバＦが周波数ナンバメモリ２から読み出され、
アキュムレータ３に供給される。アキュムレータ３はク
ロックパルスφ1が入力されると周波数ナンバＦを累算
し、その累算値ｐＦの整数部Ｉをカウンタ４に、小数部
ｘを係数メモリ７に出力する。カウンタ４はクロックパ
ルスφ2が入力されると整数部Ｉを取り込み、クロック
パルスφ4が入力される毎に計数値をＩからＩ＋３まで
変化させる。この計数値Ｉ、（Ｉ＋１）、（Ｉ＋２）、
（Ｉ＋３）がアドレス信号として波形メモリ５に入力さ
れ、波形メモリ５から波形振幅値ｆI、ｆ( I+1)、ｆ
(I+2)、ｆ(I+3)が順次読み出される。これと同期して、
カウンタ６はクロックパルスφ4が入力される毎に計数
値ｋを０から３まで変化させる。係数メモリ７は、前述
した図３に示すフローに従って、予め係数メモリ７に記
憶されている各係数値のうち、小数部ｘの値に対応する
４つの係数値Ａ0（ｘ）、Ａ1（ｘ）、Ａ2（ｘ）、Ａ
3（ｘ）を、計数値ｋの変化に同期して順次出力する。
そして、乗算器８は、波形振幅値ｆIと係数値Ａ
0（ｘ）、ｆ(I+1)とＡ1（ｘ）、ｆ(I+2)とＡ2（ｘ）、
およびｆ(I+3)とＡ3（ｘ）を各々乗算し、乗算結果Ａk
（ｘ）・ｆ(I+p)をアキュムレータ９に出力する。乗算
結果Ａk（ｘ）・ｆ(I+p)はアキュムレータ９により累算
され、この累算結果である波形信号3Σp,k=0Ａk（ｘ）
・ｆ(I+p)は、ラッチ回路１０によりクロックパルスφ1
毎にラッチされる。そして、乗算器１２によってエンベ
ロープ波形発生器１１から出力されるエンベロープ波形
ＥＶと乗算され、サウンドシステム１３に供給されて楽
音として発音される。
いた電子楽器の動作について説明する。なお、本実施例
は係数メモリ７を除いて構成上前記特公昭５９−１７８
３８号公報記載のものと同様であるため、詳細な説明は
省略する。ある鍵が押鍵されると、その鍵に対応する周
波数ナンバＦが周波数ナンバメモリ２から読み出され、
アキュムレータ３に供給される。アキュムレータ３はク
ロックパルスφ1が入力されると周波数ナンバＦを累算
し、その累算値ｐＦの整数部Ｉをカウンタ４に、小数部
ｘを係数メモリ７に出力する。カウンタ４はクロックパ
ルスφ2が入力されると整数部Ｉを取り込み、クロック
パルスφ4が入力される毎に計数値をＩからＩ＋３まで
変化させる。この計数値Ｉ、（Ｉ＋１）、（Ｉ＋２）、
（Ｉ＋３）がアドレス信号として波形メモリ５に入力さ
れ、波形メモリ５から波形振幅値ｆI、ｆ( I+1)、ｆ
(I+2)、ｆ(I+3)が順次読み出される。これと同期して、
カウンタ６はクロックパルスφ4が入力される毎に計数
値ｋを０から３まで変化させる。係数メモリ７は、前述
した図３に示すフローに従って、予め係数メモリ７に記
憶されている各係数値のうち、小数部ｘの値に対応する
４つの係数値Ａ0（ｘ）、Ａ1（ｘ）、Ａ2（ｘ）、Ａ
3（ｘ）を、計数値ｋの変化に同期して順次出力する。
そして、乗算器８は、波形振幅値ｆIと係数値Ａ
0（ｘ）、ｆ(I+1)とＡ1（ｘ）、ｆ(I+2)とＡ2（ｘ）、
およびｆ(I+3)とＡ3（ｘ）を各々乗算し、乗算結果Ａk
（ｘ）・ｆ(I+p)をアキュムレータ９に出力する。乗算
結果Ａk（ｘ）・ｆ(I+p)はアキュムレータ９により累算
され、この累算結果である波形信号3Σp,k=0Ａk（ｘ）
・ｆ(I+p)は、ラッチ回路１０によりクロックパルスφ1
毎にラッチされる。そして、乗算器１２によってエンベ
ロープ波形発生器１１から出力されるエンベロープ波形
ＥＶと乗算され、サウンドシステム１３に供給されて楽
音として発音される。
【００１６】以上のようにして、補間された状態でラッ
チ回路１０から出力される波形信号の周波数特性は、図
５（ａ）に示すような特性になる。図６に示す従来の補
間回路の特性では、サンプリング周波数ｆSの整数倍周
辺は完全に「０」とならなかったが、本発明の場合は常
に「０」となる。また、図４に、サンプリング周波数ｆ
S周辺の周波数特性を示す。この図における点線は、従
来のように係数値の量子化の際に束縛条件（補正条件）
を設けない場合の周波数特性を示し、実線は本願のよう
に束縛条件を設ける場合の周波数特性を示す。この図に
示すように、束縛条件（補正条件）のない場合はサンプ
リング周波数ｆSの周辺において完全に減衰していない
が、束縛条件のある場合は完全に減衰している。
チ回路１０から出力される波形信号の周波数特性は、図
５（ａ）に示すような特性になる。図６に示す従来の補
間回路の特性では、サンプリング周波数ｆSの整数倍周
辺は完全に「０」とならなかったが、本発明の場合は常
に「０」となる。また、図４に、サンプリング周波数ｆ
S周辺の周波数特性を示す。この図における点線は、従
来のように係数値の量子化の際に束縛条件（補正条件）
を設けない場合の周波数特性を示し、実線は本願のよう
に束縛条件を設ける場合の周波数特性を示す。この図に
示すように、束縛条件（補正条件）のない場合はサンプ
リング周波数ｆSの周辺において完全に減衰していない
が、束縛条件のある場合は完全に減衰している。
【００１７】図４に示すように、この実施例において
は、５０ｋＨZのサンプリング周波数ｆSでサンプリング
を行った場合を示している。従って、４０ｋＨZの帯域
（２／４ｆS〜３／４ｆS）では減衰が大きく、４０ｋＨ
Zより低い帯域（１／４ｆS〜２／４ｆS）では減衰が小
さくなる。従って、１／４ｆS〜２／３ｆSの周波数成分
が余り大きくならないような、０〜５ｋＨZの基本ピッ
チを有する波形を記憶することが適当である。一般に楽
器では、発音する楽音の基本ピッチが数１０ＨZ〜２ｋ
ＨZの範囲にあるため、上記条件に適合する。そのた
め、本実施例による補間回路を用いることにより、楽音
の基本ピッチの折返しが生じる辺りのノイズが効果的に
除去されることとなる。
は、５０ｋＨZのサンプリング周波数ｆSでサンプリング
を行った場合を示している。従って、４０ｋＨZの帯域
（２／４ｆS〜３／４ｆS）では減衰が大きく、４０ｋＨ
Zより低い帯域（１／４ｆS〜２／４ｆS）では減衰が小
さくなる。従って、１／４ｆS〜２／３ｆSの周波数成分
が余り大きくならないような、０〜５ｋＨZの基本ピッ
チを有する波形を記憶することが適当である。一般に楽
器では、発音する楽音の基本ピッチが数１０ＨZ〜２ｋ
ＨZの範囲にあるため、上記条件に適合する。そのた
め、本実施例による補間回路を用いることにより、楽音
の基本ピッチの折返しが生じる辺りのノイズが効果的に
除去されることとなる。
【００１８】なお、上記実施例では、各係数値Ａ
0（ｘ）〜Ａ3（ｘ）の和が小数部ｘのどの値に対しても
常に「１」となるように設定した場合について説明した
が、この発明はこれに限定されるものではなく、小数部
ｘのどの値に対しても係数値Ａ0（ｘ）〜Ａ3（ｘ）の和
が常に同じ値になるように設定すればよいものである。
例えば、前記(1)〜(4)式のそれぞれにおいて、右辺に同
一の値、例えば「０．８」を乗算するようにして係数値
Ａ0（ｘ）〜Ａ3（ｘ）を求めるようにしてもよい。この
場合には、係数値Ａ0（ｘ）〜Ａ3（ｘ）の和は常に
「０．８」となるものである。
0（ｘ）〜Ａ3（ｘ）の和が小数部ｘのどの値に対しても
常に「１」となるように設定した場合について説明した
が、この発明はこれに限定されるものではなく、小数部
ｘのどの値に対しても係数値Ａ0（ｘ）〜Ａ3（ｘ）の和
が常に同じ値になるように設定すればよいものである。
例えば、前記(1)〜(4)式のそれぞれにおいて、右辺に同
一の値、例えば「０．８」を乗算するようにして係数値
Ａ0（ｘ）〜Ａ3（ｘ）を求めるようにしてもよい。この
場合には、係数値Ａ0（ｘ）〜Ａ3（ｘ）の和は常に
「０．８」となるものである。
【００１９】また、上記実施例では、４サンプル点分の
波形振幅値と４つの係数を用いて補間処理を行う場合に
ついて説明したが、これに限らず、３サンプル点分の波
形振幅値と３つの係数を用いた補間処理や５サンプル点
分以上の波形振幅値と５以上の係数を用いた補間処理を
行う場合についても、同様に実施することができるもの
である。
波形振幅値と４つの係数を用いて補間処理を行う場合に
ついて説明したが、これに限らず、３サンプル点分の波
形振幅値と３つの係数を用いた補間処理や５サンプル点
分以上の波形振幅値と５以上の係数を用いた補間処理を
行う場合についても、同様に実施することができるもの
である。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、楽音波形の補間に用いられる複数の係数値が、各々
の和が常に同じ値の「一定値」となるように補正された
状態で用意されているので、サンプリング周波数の整数
倍付近におけるゲインが下がり、折返しノイズが減少す
るという効果がある。
ば、楽音波形の補間に用いられる複数の係数値が、各々
の和が常に同じ値の「一定値」となるように補正された
状態で用意されているので、サンプリング周波数の整数
倍付近におけるゲインが下がり、折返しノイズが減少す
るという効果がある。
【図１】 この発明の一実施例による楽音波形発生装置
を用いた電子楽器の構成を示すブロック図である。
を用いた電子楽器の構成を示すブロック図である。
【図２】 同実施例において用いられるクロックパルス
のタイミングチャートである。
のタイミングチャートである。
【図３】 同実施例による楽音波形発生装置の係数演算
の処理を示すフローチャートである。
の処理を示すフローチャートである。
【図４】 係数の量子化の際に束縛条件を設けた場合と
設けない場合の、サンプリング周波数付近のゲインを示
す図である。
設けない場合の、サンプリング周波数付近のゲインを示
す図である。
【図５】 （ａ）は波形補間回路の理想的な条件におけ
る周波数特性を示す図、（ｂ）は従来の波形補間回路の
理想的な条件におけるインパルス応答を示す図である。
る周波数特性を示す図、（ｂ）は従来の波形補間回路の
理想的な条件におけるインパルス応答を示す図である。
【図６】 従来の波形補間回路の周波数特性を示す図で
ある。
ある。
２……周波数ナンバメモリ、３，９……アキュムレー
タ、５……波形メモリ、７……係数メモリ、８……乗算
器。
タ、５……波形メモリ、７……係数メモリ、８……乗算
器。
Claims (2)
- 【請求項１】 発生すべき楽音の周波数に対応して値が
順次変化し、かつそれぞれ複数ビットの整数部と小数部
とからなるアドレス信号を発生するアドレス信号発生手
段と、 所望の楽音波形についての各サンプル点の波形振幅値を
デジタルデータで記憶した波形メモリを含み、上記アド
レス信号の整数部に基づき該整数部の値に対応したサン
プル点およびこのサンプル点と順次連続するサンプル点
の合計ｎ（ｎは３以上の整数）サンプル点分の波形振幅
値を読み出して出力する波形発生手段と、 前記アドレス信号の小数部がとり得る各値に対応して、
それぞれｎ個分の係数をデジタルデータで記憶した係数
テーブルを含み、前記アドレス信号発生手段から発生さ
れたアドレス信号の小数部の値に対応するｎ個の係数を
該テーブルから読み出して出力する係数発生手段と、 前記波形発生手段から出力されるｎサンプル点分の波形
振幅値と前記係数発生手段から出力されるｎ個の係数と
をそれぞれ対応するもの同士を乗算すると共に、この各
乗算値を加算合成して波形信号を出力する補間手段とを
備えた楽音波形発生装置の前記係数テーブルに前記係数
を記憶させる係数記憶方法であって、 前記アドレス信号の小数部がとり得る各値について、 該小数部がとり得る各値に対応したｎ個の係数を算出
し、該算出されたｎ個の係数を所定ビット長に丸め込
み、 該丸め込まれた ｎ個の係数の和が、前記アドレス信号の
小数部がとり得る各値に対して同一の「所定の一定値」
となるように、前記丸め込まれたｎ個の係数のいずれか
を修正し、 該修正されたｎ個の係数を前記係数テーブルに記憶する
ようにしたことを特徴とする係数記憶方法。 - 【請求項２】 発生すべき楽音の周波数に対応して値が
順次変化し、かつそれぞれ複数ビットの整数部と小数部
とからなるアドレス信号を発生するアドレス信号発生手
段と、 所望の楽音波形についての各サンプル点の波形振幅値を
デジタルデータで記憶 した波形メモリを含み、上記アド
レス信号の整数部に基づき該整数部の値に対応したサン
プル点およびこのサンプル点と順次連続するサンプル点
の合計ｎ（ｎは３以上の整数）サンプル点分の波形振幅
値を読み出して出力する波形発生手段と、 前記アドレス信号の小数部がとり得る各値に対応して、
それぞれｎ個分の係数をデジタルデータで記憶した係数
テーブルを含み、前記アドレス信号発生手段から発生さ
れたアドレス信号の小数部の値に対応するｎ個の係数を
該テーブルから読み出して出力する係数発生手段と、 前記波形発生手段から出力されるｎサンプル点分の波形
振幅値と前記係数発生手段から出力されるｎ個の係数と
をそれぞれ対応するもの同士を乗算すると共に、この各
乗算値を加算合成して波形信号を出力する補間手段とを
備えた楽音波形発生装置において、 請求項１記載の係数記憶方法により、前記アドレス信号
の小数部がとり得る各値にそれぞれ対応したｎ個の係数
を前記係数テーブルに記憶させたことを特徴とする楽音
波形発生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5052709A JP2800623B2 (ja) | 1993-03-12 | 1993-03-12 | 係数記憶方法及び楽音波形発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5052709A JP2800623B2 (ja) | 1993-03-12 | 1993-03-12 | 係数記憶方法及び楽音波形発生装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06266359A JPH06266359A (ja) | 1994-09-22 |
| JP2800623B2 true JP2800623B2 (ja) | 1998-09-21 |
Family
ID=12922429
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5052709A Expired - Fee Related JP2800623B2 (ja) | 1993-03-12 | 1993-03-12 | 係数記憶方法及び楽音波形発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2800623B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5917838B2 (ja) * | 1977-11-01 | 1984-04-24 | ヤマハ株式会社 | 電子楽器の波形発生装置 |
| US5218155A (en) * | 1990-03-30 | 1993-06-08 | Kabushiki Kaisha Kawai Gakki Seisakusho | Tone signal processing apparatus for PCM waveform interpolation and filtering |
-
1993
- 1993-03-12 JP JP5052709A patent/JP2800623B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06266359A (ja) | 1994-09-22 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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