JP2921444B2 - 楽音合成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、擦弦楽器や管楽器
等の楽音を模擬する楽音合成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の楽音合成装置の基本的構成を図１
１に示す。楽音合成装置は、図１１に示すように、遅延
手段１０１、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１０２及びフ
ィードバック係数乗算器（ＦＢ）１０３が縦続に接続さ
れて構成された遅延ループを有しており、この遅延ルー
プに励振波形を供給するために加算器１０４が備えられ
ている。遅延手段１０１は発生する楽音信号のピッチを
任意のピッチとするための手段であり、ＬＰＦ１０２は
発生される楽音信号の音色を決めるための手段である。
また、フィードバック係数乗算器１０３は遅延ループの
フィードバックゲインを決めるためのものであり、発音
中においては１．０近辺に設定される。

【０００３】このように構成された楽音合成装置におい
て、キーオンのタイミングで励振波形を加算器１０４に
供給すると、加算器１０４を介して入力された励振波形
が、遅延手段１０１、ＬＰＦ１０２、フィードバック係
数乗算器１０３からなる遅延ループを循環するようにな
る。この場合、励振波形は多くの周波数成分を含むイン
パルスやホワイトノイズとされるが、遅延ループの周波
数特性は、遅延ループ全体の遅延時間で定められる周波
数を基本波とした時、基本波とその倍長波成分だけが通
過域となる「くし形」の周波数特性とされるため、阻止
域の周波数成分は減衰が早くなり、基本波とその倍長波
成分が主に循環し続けるようになる。

【０００４】これにより、所望のピッチの楽音信号を図
示するように遅延ループから取り出すことができる。な
お、フィードバック係数乗算器１０３のＦＢ係数は図１
２（ｂ）に示すように発音中は１．０とされるが、キー
オフのタイミングで小さい値に切り替えられる。する
と、遅延ループを循環していた楽音信号は、図１２
（ａ）に示すようにフィードバックゲインが小さくされ
たために、急速に減衰していくようになる。この場合、
遅延ループを循環している楽音信号の直流レベルは、破
線で図示するように楽音信号の減衰と共に減衰していく
ようになる。

【０００５】次に、遅延手段１０１の遅延時間を変更し
た場合の楽音合成装置の動作例を図１３を参照しながら
説明する。この図に示すように遅延手段１０１には中央
の位置から中間タップが設けられており、遅延手段１０
１の終端及び中間タップがスイッチ１０５に接続されて
いずれかに切り替えられるようにされている。今、スイ
ッチ１０５の可動接点Ｃが固定接点Ａに接続されて遅延
手段１０１の終端からの遅延出力がＬＰＦ１０２に入力
されている。この時、ＬＰＦ１０２と係数乗算器１０３
の遅延時間を無視して遅延ループの総遅延時間が遅延手
段１０１の遅延量で決まるものとすると、遅延手段１０
１の入力から終端までの遅延時間に応じた基本ピッチの
楽音信号が遅延ループを循環することになる。

【０００６】そこで、励振波形を加算器１０４に供給し
て遅延ループを励振すると、例えば図１４のＡに示すよ
うな循環信号が遅延手段１０１から出力される。この
時、時点ｔ１においてスイッチ１０５を固定接点Ａから
固定接点Ｂへ切り替えると、図１４Ｂに示すハッチング
を施した負の波形信号が、スイッチ１０５から出力され
る。この波形信号はＬＰＦ１０２、係数乗算器（ＦＢ）
１０３および加算器１０４を通過して遅延手段１０１に
再度入力されて、その中間タップ位置まで遅延された時
に遅延手段１０１から再び出力されるようになる。

【０００７】この場合、遅延手段１０１の中間タップま
での遅延時間は遅延手段１０１の終端までの遅延時間の
半分とされているため、スイッチ１０５が切り替えられ
るまでの波形信号の半周期に相当することになる。した
がって、半周期に相当する時点ｔ１からｔ２までの波形
信号が繰返し遅延ループを循環するようになり、スイッ
チ１０５からは図１４Ｃに示すような不連続な波形信号
が出力されるようになる。また、この波形信号は図示さ
れるように負の領域だけで変化する信号となるので、ス
イッチ１０５が切り替えられるまでは含まれていなかっ
た直流成分が発生するようになる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】前記したように、従来
の楽音合成装置においては、係数乗算器に設定されるフ
ィードバック係数を切り替えた時や、遅延手段の遅延時
間を切り替えた時に直流成分が発生したり、直流成分が
変動したり、波形の不連続が生じたりする。このように
遅延ループの中で直流成分が発生したり変動すると、出
力を取り出した後でハイパスフィルタにより直流成分を
除去してもクリックノイズとして認識されてしまうとい
う問題点があった。また、波形の不連続が生じた場合に
も同様にクリックノイズが発生するという問題点が生じ
る。

【０００９】そこで、本発明は遅延手段の遅延時間等を
変化させた時に、波形の不連続や直流成分の発生や急な
変動が生じないようにした楽音合成装置を提供すること
を目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の楽音合成装置は、少なくとも生成する楽音
の音高に相当する遅延時間を有する遅延手段を備える遅
延ループ部を有する楽音合成装置において、前記遅延手
段が分割されて、負の係数が設定される係数乗算器の入
力側と出力側に接続されており、前記遅延手段の遅延時
間を変更する場合に、前記係数乗算器の入力側と出力側
に接続された遅延手段の遅延時間が等しくなるように、
当該遅延手段の遅延量を変更すると共に、前記係数乗算
器の入力側と出力側に接続された遅延手段の各々におい
て、変更前の遅延時間に対応する信号から変更後の遅延
時間に対応する信号に徐々に切り替えるようクロスフェ
ードするものである。

【００１１】本発明によれば、遅延手段が少なくとも２
分割されていると共に、負の係数が設定される係数乗算
器を介して接続されているため、遅延手段の遅延時間を
変更しても波形の不連続が発生することがないと共に、
直流成分の発生や変動を防止することができる。したが
って、遅延手段の遅延時間を変更してもクリックノイズ
が発生されることを防止することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の楽音合成装置の原理を示
す構成図を図１に示し、図２にその動作を説明するため
の等価的な図を示す。この図において、１は２分割され
た一方であり、その中央に中間タップを有する第１遅延
手段、２はキーオン中は−１に近い係数が設定され、キ
ーオフ時に０に近い負の数が設定される第１係数乗算器
（ＦＢＲ）、３は２分割された他方であり、その中央に
中間タップを有する第２遅延手段である。４はキーオン
中は−１に近い係数が設定され、キーオフ時に０に近い
負の数が設定される第２係数乗算器（ＦＢＬ）、５は遅
延ループに励振波形を供給するための加算器、ＳＷ１は
第１遅延手段１の遅延時間を切り替えるための第１スイ
ッチ手段、ＳＷ２は第２遅延手段３の遅延時間を切り替
えるための第２スイッチ手段である。

【００１３】このように構成された楽音合成装置におい
て、遅延ループは第１遅延手段１、第１係数乗算器（Ｆ
ＢＲ）２、第２遅延手段３、第２係数乗算器（ＦＢＬ）
４、および加算器５とにより構成される。楽音合成装置
には一般に音色を付加するためにＬＰＦが遅延ループ内
に備えられるが、この場合は説明を簡略化するために省
略している。なお、遅延ループ内の遅延時間は係数乗算
器２，４の遅延時間を無視すると、第１遅延手段１の遅
延時間と、第２遅延手段３の遅延時間との加算値とな
り、この遅延時間が、遅延ループで循環生成される楽音
信号の音高に相当するものとなる。

【００１４】例えば図１に示す楽音合成装置が弦の中の
波動をシミュレートしたものとすると、遅延ループ内の
信号は右向き、左向きの速度波の成分に対応し、右およ
び左の端部では固定端をシミュレートしたものとされ
る。ここで、第１スイッチＳＷ１がＢ側に接続されて第
１遅延手段１の中間タップが選択されていると共に、第
２スイッチＳＷ２がＢ’側に接続されて第２遅延手段３
の中間タップが選択され、さらに第１係数乗算器２およ
び第２係数乗算器４の係数が−１に近く設定されている
場合に、励振波形が加算器５に供給されたとする。する
と、第１遅延手段１にはその上に示すような右向きの進
行波が進行していき、第２遅延手段３にはその下に示す
ような左向きの進行波が進行していくようになる。

【００１５】なお、第１遅延手段１における終端までの
遅延量をτＡ、その中間タップまでの遅延量をτＢ、第
２遅延手段２における終端までの遅延量をτＡ’、中間
タップまでの遅延量をτＢ’とする。この時、τＡとτ
Ａ’、およびτＢとτＢ’とはほぼ等しくされている。
この場合の等価的に表した図を図２（ａ）に示すが、係
数乗算器２，４は省略している。この図に示すように、
遅延量τＢの第１遅延手段（Ｄ_B ）１と遅延量τＢ’の
第２遅延手段（Ｄ_B ’）３とは等価的に接続されてお
り、同図（ｂ）に示すように両遅延手段１，３内に半波
づつの信号が入り、遅延ループに１周期分の信号が入る
ことになる。

【００１６】この時、第１スイッチＳＷ１をＡ側に切り
替えると共に、第２スイッチＳＷ２を同時にＡ’側に切
り替えたとする。両スイッチＳＷ１，ＳＷ２を切り替え
た瞬間において、遅延量τＡの第１遅延手段１には図１
に示すような基準レベルを含む波形が入っており、遅延
量τＡ’の第２遅延手段３には図１に示すような基準レ
ベルを含む波形が入っている。そして、この場合は図２
（ｃ）に示すように等価的に表されるようになる。すな
わち、この図に示すように、遅延量τＡの第１遅延手段
（Ｄ_A ）１と遅延量τＡ’の第１遅延手段（Ｄ_A ’）２
とは等価的に接続されており、同図（ｄ）に示すように
信号が入ることになり、スイッチＳＷ１，ＳＷ２の切替
前に比較して２倍の周期の信号が遅延ループに入るよう
になる。ただし、基準レベルを含む波形とされるので、
倍調波が増大するようになる。

【００１７】このように、第１遅延手段１と第２遅延手
段３とに等分に分割して、負の係数が設定される係数乗
算器を介して接続することにより遅延手段を構成すると
共に、遅延手段の遅延時間を切り替える場合に、遅延手
段１の増加する遅延量（τＡ−τＢ）と、遅延手段３の
増加する遅延量（τＡ’−τＢ’）を略等しい遅延量と
するように切り替えることにより、遅延手段の遅延量を
切り替える場合に波形に不連続が発生しないと共に、直
流成分も発生することがなくなる。なお、中間タップは
その遅延手段１，３の中央に設ける必要はなく、上記条
件を満たせば任意の位置に設けることができる。

【００１８】次に、図１に示す構成において第１スイッ
チＳＷ１および第２スイッチＳＷ２が、前述と逆にＡ側
あるいはＡ’側からＢ側あるいはＢ’側へ切り替えられ
る時の動作を図３および図４を参照しながら説明する。
図３において、第１スイッチＳＷ１がＡ側に接続されて
第１遅延手段１の終端Ａが選択されていると共に、第２
スイッチＳＷ２がＡ’側に接続されて第２遅延手段３の
始端Ａが選択され、さらに第１係数乗算器２および第２
係数乗算器４の係数が−１に近く設定されている場合
に、励振波形が加算器５に供給されたとする。すると、
第１遅延手段１にはその上に示すような右向きの進行波
が進行していき、第２遅延手段３にはその下に示すよう
な左向きの進行波が進行していくようになる。

【００１９】この場合の動作を等価的に表した図を図４
（ａ）に示すが、係数乗算器２，４は省略して示してい
る。この図に示すように、遅延量τＡの第１遅延手段
（Ｄ_A）１と遅延量τＡ’の第２遅延手段（Ｄ_A ’）３
とは等価的に接続されており、同図（ｂ）に示すように
両遅延手段１，３内に半波づつの信号が入り、遅延ルー
プに１周期分の信号が入ることになる。この時、第１ス
イッチＳＷ１をＢ側に切り替えると共に、第２スイッチ
ＳＷ２を同時にＢ’側に切り替えたとする。両スイッチ
ＳＷ１，ＳＷ２を切り替えた瞬間において、遅延量τＢ
の第１遅延手段１には１／４周期の波形が入っており、
遅延量τＢ’の第２遅延手段３には反転された１／４周
期の波形が入っている。

【００２０】この場合の動作は、図４（ｃ）に示すよう
に等価的に表されるようになる。この図に示すように、
遅延量τＢの第１遅延手段（Ｄ_B ）１と遅延量τＢ’の
第２遅延手段（Ｄ_B ’）２とは等価的に接続されるよう
になり、この中に同図（ｄ）に示すような信号が入るこ
とになり、スイッチＳＷ１，ＳＷ２の切替前に比較して
半分の周期、すなわち２倍のピッチの信号が遅延ループ
に入るようになる。この信号の波形は、図示するように
倍調波を豊富に含む音となる。このように、τＡ≒τ
Ａ’かつτＢ≒τＢ’の条件のもとで、第１スイッチＳ
Ｗ１および第２スイッチＳＷ２をＡ側からＢ側へ切り替
えることにより、遅延手段の遅延量を変更してピッチを
上昇させる場合にも波形に不連続が発生しないと共に、
直流成分も発生することはない。また、直流成分が発生
しないと、生成する信号のダイナミックレンジを大きく
できる効果もある。なお、中間タップはその遅延手段
１，３の中央に設ける必要はなく、上記条件を満たせば
任意の位置でよい。

【００２１】ところで、前記した図１に示す構成におい
ては生成する楽音のピッチを変更する場合にスイッチを
切り替えることにより行っているが、スイッチはよく知
られているようにクリックを発生しやすいので、実際に
はスイッチを使用することなく図５あるいは図６に示す
ような構成にしてピッチを切り替えるようにする。図５
は係数乗算器に設定する係数ｒにより遅延手段の切替を
行うようにした例であり、図６は遅延手段の１段以内の
微小な遅延時間の遅延制御も行えるようにした例を示し
ている。

【００２２】図５において、縦続された遅延手段１０お
よび遅延手段１１は前記図１の第１遅延手段１に相当
し、縦続された遅延手段１２および遅延手段１３は前記
図１の第２遅延手段３に相当する。１４，１５，１６お
よび１８，１９，２０は係数乗算器であり、１７，２１
は加算器である。ただし、この図５においては図１に示
す構成の右半分のピッチを変更する構成だけを示してい
る。

【００２３】ここで、乗算係数ｒが１とされているとす
ると、係数乗算器１５，１６および係数乗算器１８，２
０には０の乗算係数が設定されると共に、係数乗算器１
４および係数乗算器１９には１の乗算係数が設定される
ことになり、遅延手段１０が加算器１７および加算器２
１を介して遅延手段１３に接続されるようになる。すな
わち、遅延手段１１および遅延手段１２は遅延ループか
ら切り離されるようになり、遅延ループの遅延量は減少
してピッチが上昇するようになる。この場合、遅延手段
１１に入力される信号は断ち切られ、遅延手段１２に入
力される信号も断ち切られるようになり、遅延手段１１
および遅延手段１２が遅延ループに挿入される場合に、
信号が残ることによる影響を防止することができる。

【００２４】そして、乗算係数ｒを０とすると、係数乗
算器１４および係数乗算器１９には０の乗算係数が設定
されると共に、係数乗算器１５，１６および係数乗算器
１８，２０には１の乗算係数が設定されることになり、
遅延手段１０が遅延手段１１と接続されると共に、遅延
手段１２が遅延手段１３に接続されるようになる。すな
わち、遅延手段１１および遅延手段１２は遅延ループに
挿入されるようになり、遅延ループの遅延量が増大して
ピッチが下降するようになる。また、乗算係数ｒを徐々
に１から０あるいは０から１に変化させるようにするこ
とができる。この場合、乗算係数ｒを徐々に１から０に
変化させるようにすると、遅延手段１０の信号から遅延
手段１１の信号にクロスフェードされると共に、係数乗
算器２の信号から遅延手段１２の信号にクロスフェード
される。また、乗算係数ｒを徐々に０から１に変化させ
るようにすると、遅延手段１１の信号から遅延手段１０
の信号にクロスフェードされると共に、遅延手段１２の
信号から係数乗算器２の信号にクロスフェードされる。
なお、図示されていないが遅延手段１０〜１３の単位量
ごとに遅延量は単位量（１クロックに相当する時間）ご
とに可変できるようにされて、生成する楽音のピッチを
種々のピッチとすることができるようにされている。

【００２５】しかしながら、高精度のピッチの楽音信号
を生成するためには、遅延手段において１クロック以内
の遅延量についても調整する必要がある。そこで、これ
を図６に示すようにして実現している。ただし、この図
６では図５における上半分だけに相当する部分の構成だ
けを示している。この図において、２２，２３および２
５，２６は係数乗算器であり、２４，２７は加算器であ
る。ここで、遅延手段１０から係数乗算器２２へ接続さ
れているタップは、最終段より１クロックに相当するタ
ップであり、遅延手段１１においても同様に、遅延手段
１１から係数乗算器２５へ接続されているタップは、最
終段より１クロックに相当するタップである。

【００２６】遅延手段１０における遅延量を調整する場
合は、遅延量を制御する遅延制御データの整数部により
遅延手段１０の段数を制御し、遅延制御データの小数部
を乗算係数ｆ_B として係数乗算器２３に設定すると共
に、（１−ｆ_B ）を乗算係数として係数乗算器２２に設
定する。そして、係数乗算器２２と係数乗算器２３の出
力を加算器２４で加算することにより、１クロック以内
の遅延量を乗算係数ｆ_Bに応じて補間演算により加算器
２４から得ることができる。

【００２７】遅延手段１１においても同様であり、遅延
手段１１においては遅延制御データの小数部を乗算係数
ｆ_A として係数乗算器２６に設定している。以降の動作
は同じとされるので省略する。この場合、遅延手段１１
が切り離されている時は遅延制御データの小数部を乗算
係数ｆ_B として設定するが、遅延手段１１が挿入されて
いる時は、乗算係数ｒが０とされて係数乗算器２２およ
び係数乗算器２３は切り離されるので、遅延制御データ
の小数部を乗算係数ｆ_A として設定する。このように、
遅延制御データの小数部に対応する遅延はいわゆるＦＩ
Ｒ（Finite Impulse Responce ）フィルタの構成により
行われる。（他の方法としてＡＰＦを用いて小数遅延を
実現してもよい。）

【００２８】また、本発明の楽音合成装置により擦弦楽
器を模擬した構成を図７に示す。擦弦楽器は、弦の中途
を弓等により擦って演奏するものであるので、擦弦楽器
を模擬した物理音源モデルにおいては、図７に示すよう
に弦をシミュレートする遅延手段を左右に分割したその
間に励振制御部が設けられる構成とされている。すなわ
ち、遅延手段３０と遅延手段３１、および遅延手段３２
と遅延手段３３とに左右に分割されていると共に、本発
明の楽音合成装置の特徴点とされる遅延手段３０と遅延
手段３３、および遅延手段３１と遅延手段３２とに上下
に分割されている。そして、左右に分割された遅延手段
３０と遅延手段３１、および遅延手段３２と遅延手段３
３との間に励振制御部が設けられている。

【００２９】この図に示す楽音合成装置においては、遅
延手段３０〜３３の遅延量を調整することにより生成さ
れる楽音信号のピッチを調整する。調整する態様は、前
記図１および図３において説明したとおりであるので省
略するが、スイッチＳＷ１ないしスイッチＳＷ４は同時
に切り替えられるようにされる。また励振制御部におい
て、弓速度信号Ｖｂと、左側に位置する遅延手段３０の
出力および右側に位置する遅延手段３２の出力が入力さ
れる加算器７６は、弦における弓との接触部が弓の移動
により変位することと、この接触部が弦上を進行する振
動波により変位することとをシミュレートしている。

【００３０】また、非線形変換部７１は加算器７６より
の出力を非線形変換して弓の移動により弦の変位状態を
シミュレートするもので、その変換特性がそのブロック
内に示されている。すなわち、弓を弦に擦りつけた場
合、弓速度が小さい時には、弓と弦の間における摩擦力
は静止摩擦係数により主に支配されて弦速度は弓速度と
ほぼ同じになるが、弓速度が大きくなると、摩擦力は動
摩擦係数により主に支配されるようになって弦速度は弓
速度より遅くなるものであり、この現象が非線形変換部
７１によりシミュレートされている。

【００３１】また、乗算器７２には弓圧力Ｆｂの逆数１
／Ｆｂが、乗算器には弓圧力Ｆｂが乗算係数として供給
されて、１／Ｆｂが乗算された加算器７６の出力が非線
形変換部７１に入力されると共に、非線形変換部７１の
出力に弓圧力Ｆｂが乗算される。これは、摩擦係数が弦
に付与される弓圧力により変化して、非線形変換部７１
の非線形特性が変更されることをシミュレートするため
である。そして、乗算器７３の出力は加算器７４および
加算器７５に供給されて遅延ループに供給される。な
お、図７に示す楽音合成装置においては音色を付加する
ＬＰＦは省略されていると共に、係数乗算器ＦＢＲおよ
び係数乗算器ＦＢＬには、キーオン中には−１に近いフ
ィードバック係数が、キーオフ時には０に近い負のフィ
ードバック係数が設定される。

【００３２】図７に示す楽音合成装置を実現化した詳細
な構成を図８に示す。この図に示す楽音合成装置におい
ては励振制御部４０の構成により、擦弦楽器類あるいは
管楽器類をシミュレートすることができる汎用性のある
構成とされている。この図に示す楽音合成装置は、励振
制御部（ＥＸＣＴ）４０を挟んで右側と左側とでそれぞ
れ４分割された遅延手段４１Ｒ，４２Ｒ，４３Ｒ，４４
Ｒ、４１Ｌ，４２Ｌ，４３Ｌ，４４Ｌと、上側と下側と
に分割された遅延手段間に挿入された係数乗算器（ＦＢ
Ｒ）５４Ｒと係数乗算器（ＦＢＬ）５４Ｌとで構成され
ている。ただし、音色を付加するＬＰＦは省略されてい
る。この楽音合成装置において、例えば右側の上半分の
構成は前記図６に示す構成と同じとされており、その下
半分の構成は上半分の構成と同じミラー構成とされてお
り、さらに、左側の構成は右側の構成と同じミラー構成
とされている。

【００３３】このように、遅延手段の構成は前記図６に
示す構成と同じとされているのでその詳細な動作の説明
は省略するが、遅延ループにより生成する楽音のピッチ
を低くする場合は、乗算係数ｒを０として８つのすべて
の遅延手段が縦続されるようにする。この場合の遅延量
Ｄは、Ｄ＝２×（Ｄ１Ｒ＋Ｄ２Ｒ）＋２×（Ｄ１Ｌ＋Ｄ
２Ｌ）とされる。また、遅延ループにより生成する楽音
のピッチを高くする場合は、遅延手段４２Ｒ，４３Ｒに
おける遅延量Ｄ２Ｒと、遅延手段４２Ｌ，４３Ｌにおけ
る遅延量Ｄ２Ｌが短くなるように制御する。この場合、
遅延制御データの小数部を乗算係数ｆ_A （ｆ_A ’）とす
る遅延量の制御も行われるが、係数乗算器５０Ｒ（５７
Ｒ，５０Ｌ，５７Ｌ）および係数乗算器４９Ｒ（５８
Ｒ，４９Ｌ，５８Ｌ）にはその遅延手段の終段および１
クロック前に相当するその前段に限らず、任意の段およ
び１クロック前に相当するその前段とすることができ
る。

【００３４】さらに、遅延ループにより生成する楽音の
ピッチを高くする場合は、乗算係数ｒを１として遅延手
段４２Ｒ，４３Ｒおよび遅延手段４２Ｌ，４３Ｌを切り
離す。そして、遅延手段４１Ｒ，４４Ｒにおける遅延量
Ｄ１Ｒと、遅延手段４１Ｌ，４４Ｌにおける遅延量Ｄ１
Ｌが短くなるように制御する。この場合、遅延制御デー
タの小数部を乗算係数ｆ_B （ｆ_B ’）とする遅延量の制
御も行われるが、係数乗算器４６Ｒ（６２Ｒ，４６Ｌ，
６２Ｌ）および係数乗算器４５Ｒ（６１Ｒ，４５Ｌ，６
１Ｌ）にはその遅延手段の終段および１クロック前に相
当するその前段に限らず、任意の段および１クロック前
に相当するその前段とすることができる。なお、遅延量
Ｄ１ＲとＤ１Ｌとは略等しくされ、遅延量Ｄ２ＲとＤ２
Ｌも略等しくされる。

【００３５】次に、擦弦楽器類をシミュレートする場合
の励振制御部４０の構成の一例を図９に示す。この励振
制御部例においては制御信号（CONTROL ）として、発音
と音色の制御に関連する弓速度Ｖｂと、音色制御用の弓
圧力Ｆｂが入力されるが、その構成は前記図７に示す構
成と同じとされているのでその説明は省略する。ただ
し、図９においては弓圧力Ｆｂがそのまま入力されてい
るので、非線形変換部７１に前置する乗算器は除算器７
２’とされる。

【００３６】次に、管楽器類をシミュレートする場合の
励振制御部４０の構成の一例を図１０に示す。この励振
制御部例においては制御信号（CONTROL ）として、発音
と音色の制御に関連する息圧Ｐｂと、音色等の制御を行
うアンブシュールＥとが入力されている。すなわち、減
算器８６に息圧Ｐｂが入力され、この減算器８６の出力
がマウスピース内の圧力変化に対するリードの応答特性
をシミュレートするリード特性制御部８７に入力され、
リード特性制御部８７はマウスピースをくわえる圧力に
相当するアンブシュールＥに応じて特性が制御されるこ
とにより、生成された励振信号が、乗算係数ｋ３が設定
された係数乗算器８８を介して加算器８１に供給される
ことにより、遅延ループを励振している。

【００３７】この励振制御部４０の右側は、マウスピー
スの例えば右側の管に相当し、この場合左側はマウスピ
ースの左側の管に相当している。そして、右側からの進
行波は乗算係数ｋ２が設定された係数乗算器８３を介し
て加算器８１に入力され、左側からの進行波は乗算係数
ｋ１が設定された係数乗算器８９を介して加算器８１に
入力される。この加算器８１の出力は減算器８２を介し
て右側に伝達されていくと共に、減算器８４を介して左
側に伝達されていくようになる。さらに、減算器８５に
供給されてマウスピース側に戻される。また、減算器８
２には右側からの進行波が励振部において反射されるも
のとして入力されている。同様に減算器８４には左側か
らの進行波が励振部において反射されるものとして入力
されている。なお、乗算係数ｋ１〜ｋ３は管形状すなわ
ち音色に応じて設定される。

【００３８】以上説明した本発明の楽音合成装置におい
て、遅延ループ内にＬＰＦ等のフィルタを挿入するよう
にしてもよい。また、乗算係数ｒは、適宜、音高変換に
対応して変化する時間関数発生器（エンベロープ・ジェ
ネレータ）を用意して制御するようにすればよい。さら
に、各乗算係数ｒを乗算係数ｒにより制御される側の遅
延手段の遅延量Ｄ２Ｒ（Ｄ２Ｌ）に合わせて変化させる
ようにしてもよい。また、乗算係数（１−ｒ）を√（１
−ｒ）として、リニアに変化するようにしてもよい。ま
た、小数部の遅延はＦＩＲフィルタで行うようにした
が、オールパスフィルタ（ＡＰＦ）により行うようにし
てもよい。

【００３９】さらにまた、本発明の楽音合成装置は可変
遅延を用いるディレイ、リバーブ、コーラス等の各種音
響エフェクト装置にも適用することができる。なお、本
発明の楽音合成装置は当然ハードウェアで構成すること
ができるが、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）やＭ
ＰＵ（Micro Processing Unit ）、コンピュータシステ
ム等に音源アルゴリズム対応プログラムを実行させるこ
とにより実現することもできる。

【００４０】

【発明の効果】本発明は以上のように、遅延手段が少な
くとも２分割されていると共に、負の係数が設定される
係数乗算器を介して接続されているため、遅延手段の遅
延時間を変更しても波形の不連続が発生することがない
と共に、直流成分の発生や変動を防止することができ
る。したがって、遅延手段の遅延時間を変更してもクリ
ックノイズが発生されることを防止することができると
共に、ダイナミックレンジを広く使用することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の楽音合成装置のピッチを低くする原
理を説明するための構成図である。

【図２】 本発明の楽音合成装置のピッチを低くする動
作原理を説明するための等価的な構成図および波形図で
ある。

【図３】 本発明の楽音合成装置のピッチを高くする原
理を説明するための構成図である。

【図４】 本発明の楽音合成装置のピッチを高くする動
作原理を説明するための等価的な構成図および波形図で
ある。

【図５】 本発明の楽音合成装置の実際の構成の一部を
示す図である。

【図６】 本発明の楽音合成装置の他の実際の構成の一
部を示す図である。

【図７】 本発明の楽音合成装置を擦弦楽器類に適用し
た場合の構成の原理図である。

【図８】 本発明の楽音合成装置を各種楽器に適用でき
る汎用性のある構成を示す図である。

【図９】 図８に示す楽音合成装置を擦弦楽器類に適用
する場合の励振制御部の構成例を示す図である。

【図１０】 図８に示す楽音合成装置を管楽器類に適用
する場合の励振制御部の構成例を示す図である。

【図１１】 従来の楽音合成装置の基本構成を示す図で
ある。

【図１２】 従来の楽音合成装置の動作を説明するため
の図である。

【図１３】 従来の楽音合成装置のピッチを変更する構
成の例を示す図である。

【図１４】 従来の楽音合成装置のピッチを変更する動
作を説明するための波形図である。

【符号の説明】

１，３，１０，１１，１２，１３，３０，３１，３２，
３３，４１Ｒ，４２Ｒ，４３Ｒ，４４Ｒ，４１Ｌ，４２
Ｌ，４３Ｌ，４４Ｌ 遅延手段、２，４，３５，３６
フィードバックゲイン用の係数乗算器、５，１７，２
１，２４，２７，４７Ｒ，５１Ｒ，５３Ｒ，６０Ｒ，４
７Ｌ，５１Ｌ，５３Ｌ，６０Ｌ，７４，７５，７６，８
１ 加算器、１４，１５，１６，１７，１８，１９，２
０，２２，２３，２５，２６，４５Ｒ，４６Ｒ，４９
Ｒ，５０Ｒ，５５Ｒ，５６Ｒ，５７Ｒ，５８Ｒ，５９
Ｒ，６１Ｒ，６２Ｒ，４５Ｌ，４６Ｌ，４９Ｌ，５０
Ｌ，５５Ｌ，５６Ｌ，５７Ｌ，５８Ｌ，５９Ｌ，６１
Ｌ，６２Ｌ，８３，８４，８８，８９係数乗算器、４０
励振制御部、７１ 非線形変換部、７２，７３ 乗算
器、８２，８４，８５，８６ 減算器、８７ リード特
性制御部

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも生成する楽音の音高に相当
   する遅延時間を有する遅延手段を備える遅延ループ部を
   有する楽音合成装置において、 前記遅延手段が分割されて、負の係数が設定される係数
   乗算器の入力側と出力側に接続されており、前記遅延手
   段の遅延時間を変更する場合に、前記係数乗算器の入力
   側と出力側に接続された遅延手段の遅延時間が等しくな
   るように、当該遅延手段の遅延量を変更すると共に、前
   記係数乗算器の入力側と出力側に接続された遅延手段の
   各々において、変更前の遅延時間に対応する信号から変
   更後の遅延時間に対応する信号に徐々に切り替えるよう
   クロスフェードすることを特徴とする楽音合成装置。