JP2940011B2 - Music synthesizer - Google Patents

Music synthesizer

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JP2940011B2
JP2940011B2 JP1235103A JP23510389A JP2940011B2 JP 2940011 B2 JP2940011 B2 JP 2940011B2 JP 1235103 A JP1235103 A JP 1235103A JP 23510389 A JP23510389 A JP 23510389A JP 2940011 B2 JP2940011 B2 JP 2940011B2
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Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、打弦楽器、撥弦楽器、擦弦楽器あるいは
打楽器等の楽音の合成に用いて好適な楽音合成装置に関
する。 「従来の技術」 従来、楽音合成装置としては、自然楽器の各種楽音波
形をPCM符号化して波形メモリ等に記録しておき、演奏
情報に対応した波形を波形メモリから読み出して再生す
る波形メモリ方式のものが一般的に知られている。しか
しながら、自然楽器では、演奏の状況に応じて実に多彩
な楽音が発生される。例えば管楽器等では吹奏圧が変わ
ることによって音色が多様に変化する。これらの多くの
楽音波形の発生を波形メモリ方式の楽音合成装置によっ
て行おうとする場合、波形メモリに対し、極めて膨大な
記憶容量が要求されるので、実現に無理がある。また、
複数の楽音波形を演算によって合成したり、あるいは変
調して多様な楽音波形を実現する方法も考えらえるが、
この場合も極めて演算量が大きくなり、実現に無理があ
る。 そこで、自然楽器における発音メカニズムをシミュレ
ートした電気的モデルを動作させ、楽音を合成するよう
にした楽音合成装置が提案されるに至った。例えば、ピ
アノ等の打弦楽器音の楽音合成装置としては、弦におけ
る振動の伝播遅延をシミュレートした遅延回路と弦にお
ける音響損失をシミュレートしたローパスフィルタとを
閉ループ接続した構成のものがよく知られている。この
種の楽音合成装置においては、ハンマが弦を叩く時の衝
撃に相当する信号(例えばインパルス等)が閉ループに
入力され、閉ループが共振状態とされる。そして、閉ル
ープ内を循環する信号が楽音信号として取り出される。
このようにして、ピアノの弦がハンマによって叩かれる
ことによって励起され、定在波振動が発生する現象が忠
実に再現され、弦の定在波振動が直接周囲に放射される
ことによる楽音(以下、この楽音の便宜上、直接音と呼
ぶ)が忠実に再現される。 しかし、実際の自然楽器は共鳴器(例えば、ピアノに
おける響板、ギターにおける箱)を有しており、共鳴器
が直接音に共鳴することによって共鳴音が発生される。 共鳴音を直接音と共に再生することが可能な楽音合成
装置としては、直接音の楽音波形を記録した直接音用波
形メモリと、共鳴音の波形を記録した共鳴音用波形メモ
リとを備え、演奏情報に対応した直接音波形および共鳴
音波形を読み出し、重ね合わせて出力する方式のものが
例えば特公平1−15074号公報に開示されている。 「発明が解決しようとする課題」 ところで、ピアノ等の打弦楽器においては、ハンマに
よって弦を叩く時の衝撃が響板に伝播し、この衝撃に対
する共鳴音が発生される。また、ギター等の撥弦楽器に
おいても、ピックあるいは爪によって弦に与えられた衝
撃がブリッジを介して箱に伝わり、この衝撃に対する共
鳴音が発生する。すなわち、実際の自然楽器において
は、発音体の定在波振動が直接放射される直接音、共鳴
器によって発生される直接音の共鳴音、および、発音体
を駆動する時に発音体に加えられる衝撃が共鳴器に伝播
することによって発生される共鳴音(以下、この共鳴音
を便宜上、過渡音と呼ぶ)の3種の音が発生され、これ
らを混合したものが楽音として聴取される。しかしなが
ら、従来、このような多様な過渡音の合成を行うことが
できる楽音合成装置はなく、このため、現実味のある自
然楽器音を合成することができないという問題があっ
た。また、楽器から発生される過渡音を抽出して波形メ
モリに記録し、合成によって得られる直接音および直接
音の共鳴音を重ね合わせて再生するといった方法も試み
られたが、過渡音の抽出は技術的に難しく、多大な労力
を必要とする割に、満足な過渡音がなかなか得られない
という問題があった。特に、過渡音をPCMのような録音
再生方式による音源によって再生しようとする場合、音
の品質は録音の技術によって大きく左右され、場合によ
っては、過渡音が耳障りになることがある。この発明
は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、実際の
自然楽器から発生される過渡音を含んだ楽音を容易に再
現することができる楽音合成装置を提供することを目的
としている。 「課題を解決するための手段」 この発明は、演奏情報に対応した駆動信号および発生
する駆動信号発生手段と、入力される信号を遅延させる
遅延手段を閉ループ接続した手段であって、前記駆動信
号を前記閉ループに入力して、前記閉ループを循環する
信号を楽音信号として出力する楽音形成手段と、前記楽
音信号に対して共鳴効果を付与し、第1の共鳴音信号を
出力する第1の共鳴手段と、前記駆動信号に対して共鳴
効果を付与し、第2の共鳴音信号を出力する第2の共鳴
手段と、前記楽音信号および第1および第2の共鳴音信
号を演奏情報に応じて混合して出力する出力手段とを具
備することを特徴としている。 「作用」 上記構成によれば、演奏情報に基づき、演奏の際に発
音系に与えられる衝撃に相当する駆動信号が、駆動信号
発生手段によって発生される。また、楽音形成手段で
は、遅延を含む閉ループに駆動信号が入力され、この閉
ループを循環する信号が楽音信号として出力される。そ
して、第1の共鳴手段によって、楽音信号に対して共鳴
効果が付与され、第1の共鳴音信号が発生される。ま
た、第2の共鳴手段によって、楽音信号を発生するのに
用いられた駆動信号に対して共鳴効果が付与され、第2
の共鳴音信号が発生される。そして、楽音信号および第
1、第2の共鳴音信号が演奏情報に応じて混合されて出
力される。 「実施例」 以下、図面を参照し、本発明の一実施例を説明する。 第1図はこの発明の一実施例によるピアノ音の楽音合
成装置の構成を示すブロック図である。同図における楽
音制御回路1では、外部から入力される操作情報に対応
し、各種制御情報が発生される。そして、これらの制御
情報によって、装置全体の動作が制御される。 楽音形成回路2は操作情報に対応した直接音の形成を
行う回路であり、加算器2a、弦における振動の伝播遅延
をシミュレートした遅延回路2bおよび弦の音響損失をシ
ミュレートしたフィルタ2cからなる閉ループ回路によっ
て実現される。 駆動信号発生回路3は、波形ROM(リードオンリメモ
リ)を有しており、この波形ROMには、ハンマによって
弦を叩く時の衝撃に相当する信号波形(この信号波形と
しては例えば多くの周波数成分を含んだインパルス波形
等が用いられる)をPCM符号化した時系列のデジタル信
号が記憶されている。そして、楽音発生時、楽音制御回
路1からキーオン信号KEYONが供給されると、波形ROMか
らデジタル信号が順次読み出され、衝撃信号IPとして楽
音形成回路2および共鳴回路4に供給される。 楽音形成回路2において、衝撃信号IPは、加算器2a→
遅延回路2b→フィルタ2cからなる閉ループを循環する。
この閉ループは、閉ループを信号が一巡するのに要する
遅延時間の逆数に対応する1次の共振周波数、および1
次の共振周波数の整数倍の高次の共振周波数を有する共
振回路として動作する。そして、閉ループを駆動信号が
循環することにより、駆動信号中における上記各共振周
波数成分が強調される。 ここで、遅延回路2bは例えば段数を切り換えることが
可能なシフトレジスタ等によって実現され、楽音制御回
路1から供給されるキーコード情報KCによって遅延時間
が切り換えられる。このようにすることで、弦に対応
し、閉ループを信号が一巡する時間、すなわち、楽音の
1次の共振周波数が切り換えられる。また、フィルタ2c
は、通常、ローパスフィルタによって実現される。ここ
で、ピアノに張設された各弦は、各々、振動の減衰率の
周波数特性が異なるので、楽音制御回路1からフィルタ
2cには、弦に対応した音色パラメータTNが与えられ、こ
の音色パラメータに従ってフィルタ2cにおけるフィルタ
演算用係数を切り換えられる。このようにして、楽音制
御回路1によって指定された音高および音色のドライ信
号SDRYが発生される。なお、楽音形成回路2としては、
上述の構成の他、例えばFM音源あるいはPCM音源によっ
て構成してもよい。 共鳴回路4aおよび4bは、各々、ピアノの響板の共鳴動
作に対応する信号処理を行う回路であり、例えば前述の
楽音形成回路2において用いられているような遅延回路
とフィルタとによる閉ループ回路によって実現される。
共鳴回路4aでは、直接音信号SDRYに対して共鳴効果が与
えられ、弦の定在波信号に対する共鳴音に相当する共鳴
音信号RDRYが発生される。また、共鳴回路4bでは、衝撃
信号IPに対して共鳴効果が与えられ、ハンマによって弦
に与えられる衝撃の共鳴音に相当する過渡音信号STRNが
出力される。 一般にピアノの響板は多数の共振周波数を有するが、
これに応じ、共振周波数の異なる閉ループ回路を複数並
列接続することによって、ピアノの響板の音響特性を忠
実に再現した共鳴回路4aおよび4bを実現することができ
る。しかしながら、ハンマからの衝撃は、主としてフレ
ームや弦を介して響板に伝わるのに対し、弦の振動エネ
ルギーは主として駒を介して響板に伝わる。このように
伝播経路が異なった振動に対し、適確な共鳴効果を与え
るには、単一の共鳴回路では困難である。そこで、この
楽音合成装置では、弦の定在波振動に対応する共鳴音信
号RDRYおよび弦に与えられる衝撃に対応する過渡音信号
STRNを、各々、別の共鳴回路4aおよび4bによって発生す
るようにしている。なお、共鳴回路4aおよび4bの構成例
については、後述する。 混合回路5は、乗算器5a,5b,5cおよび加算器5dによっ
て構成される。乗算器5aには、直接音信号SDRYが入力さ
れ、楽音制御回路1から供給される乗算係数γが乗じ
られる。また、乗算器5bには、共鳴回路4aから出力され
る共鳴音信号RDRYが入力され、楽音制御回路1から供給
される乗算係数γが乗じられる。また、乗算器5cに
は、共鳴回路4bから出力される過渡音信号STRNが入力さ
れ、楽音制御回路1から供給される乗算係数γが乗じ
られる。そして、各乗算結果が、加算器5dによって加算
され、楽音信号として出力される。 以下、この楽音合成装置に鍵盤ユニットを接続し、鍵
盤付電子楽器を構成する場合を想定し、動作を説明す
る。鍵盤ユニットにおいて鍵の操作が検知されると、音
高指定のためのキーコード情報KC、音色パラメータTNが
楽音制御回路1から出力され、これらの制御情報に従っ
て、楽音形成回路2における遅延回路2bの遅延時間設
定、フィルタ2cのフィルタ演算用係数の設定が行われ
る。次いで、楽音制御回路1からキーオン信号KEYONが
出力される。この結果、駆動信号発生回路3が駆動さ
れ、楽音形成回路2によって直接音信号SDRYが発生され
る。 そして、ドライ信号SDRYに対する共鳴音信号RDRYが共
鳴回路4aによって発生され、衝撃信号IPに対する過渡音
信号が共鳴回路4bによって発生される。そして、ドライ
信号SDRY、共鳴音信号RDRYおよび過渡音信号STRNが混合
回路5によって混合され、楽音信号として出力される。 上述の動作において、混合回路5における乗算係数γ
は以下説明するように設定される。すなわち、一般的
にピアノの場合、高音になる程、過渡音が強調されるの
で、音高が高くなるに従い、高音になるに従って乗算係
数γが大きな値に設定される。このようにして、弦を
ハンマによって打撃した時の過渡音が音高に応じてバラ
ンス良く配合された自然感に富んだ楽音が発生される。
また、ピアノの鍵を叩く時のタッチを示す情報を入力
し、タッチが強い場合に過渡音が強調されるように構成
すると、より一層リアリティに富んだ楽音が得られる。 なお、楽音発生開始当初は、乗算係数γを大きな値
に設定して過渡音を強調し、時間経過と共に乗算係数γ
を小さな値に滑らかに変化させ、次第に過渡音を減衰
するようにしてもよい。このようにすると、さらに自然
感に富んだ楽音が発生される。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a musical sound synthesizer suitable for use in synthesizing musical sounds of a stringed instrument, a plucked instrument, a bowed instrument, a percussion instrument, and the like. Conventional technology Conventionally, as a tone synthesizer, a waveform memory system that PCM-encodes various musical sound waveforms of a natural musical instrument and records it in a waveform memory, etc., and reads a waveform corresponding to performance information from the waveform memory and reproduces it Are generally known. However, natural musical instruments generate a wide variety of musical tones depending on the performance situation. For example, in wind instruments and the like, the timbre changes variously due to a change in blowing pressure. If it is intended to generate many of these musical tone waveforms by a musical tone synthesizer of a waveform memory type, an extremely large storage capacity is required for the waveform memory, so that it is impossible to realize it. Also,
A method of combining or modulating a plurality of musical sound waveforms to realize various musical sound waveforms is also conceivable.
In this case, too, the amount of calculation becomes extremely large, and it is impossible to realize. Therefore, a musical sound synthesizer that synthesizes musical tones by operating an electric model simulating a sounding mechanism of a natural musical instrument has been proposed. For example, as a musical sound synthesizer of a stringed instrument sound such as a piano, there is well known a structure in which a delay circuit simulating a propagation delay of vibration in a string and a low-pass filter simulating acoustic loss in the string are connected in a closed loop. ing. In this type of musical sound synthesizer, a signal (for example, an impulse) corresponding to an impact when a hammer strikes a string is input to a closed loop, and the closed loop is brought into a resonance state. Then, a signal circulating in the closed loop is extracted as a tone signal.
In this way, the phenomenon in which the strings of the piano are excited by being struck by a hammer to generate standing wave vibrations is faithfully reproduced, and the musical tones generated by the standing wave vibrations of the strings being directly radiated to the surroundings (hereinafter, referred to as "tones"). , Called a direct sound for the sake of convenience of the musical sound). However, an actual natural musical instrument has a resonator (for example, a soundboard in a piano, a box in a guitar), and a resonance is generated by the resonator resonating directly with the sound. A tone synthesizer capable of reproducing a resonance sound together with a direct sound includes a direct sound waveform memory in which a sound waveform of the direct sound is recorded, and a resonance sound waveform memory in which a resonance sound waveform is recorded. A system in which a direct sound waveform and a resonance sound waveform corresponding to information are read out and superimposed and output is disclosed in, for example, Japanese Patent Publication No. 1-15074. [Problems to be Solved by the Invention] By the way, in a stringed musical instrument such as a piano, an impact when a string is struck by a hammer propagates to a soundboard, and a resonance sound is generated in response to the impact. Also, in a plucked string instrument such as a guitar, a shock given to a string by a pick or a claw is transmitted to a box via a bridge, and a resonance sound is generated in response to the shock. That is, in an actual natural musical instrument, the direct sound from which the standing wave vibration of the sounding body is directly radiated, the resonance sound of the direct sound generated by the resonator, and the impact applied to the sounding body when driving the sounding body Are transmitted (hereinafter referred to as "transient sounds" for convenience), and a mixture of these sounds is heard as a musical sound. However, conventionally, there is no musical tone synthesizer capable of synthesizing such various transient sounds, and therefore, there has been a problem that realistic natural musical instrument sounds cannot be synthesized. In addition, a method has been attempted in which a transient sound generated from an instrument is extracted and recorded in a waveform memory, and a direct sound obtained by synthesis and a resonance sound of the direct sound are superimposed and reproduced. Although it is technically difficult and requires a lot of labor, there is a problem that a satisfactory transient sound cannot be easily obtained. In particular, when trying to reproduce a transient sound by a sound source based on a recording / reproducing method such as PCM, the quality of the sound largely depends on the recording technique, and in some cases, the transient sound may be annoying. The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and has as its object to provide a musical sound synthesizer that can easily reproduce a musical sound including a transient sound generated from an actual natural musical instrument. Means for Solving the Problems The present invention is a means in which a drive signal corresponding to performance information and a drive signal generating means for generating the drive signal, and a delay means for delaying an input signal are connected in a closed loop, wherein the drive signal To the closed loop to output a signal circulating through the closed loop as a tone signal, and a first resonance for giving a resonance effect to the tone signal and outputting a first resonance signal. Means, a second resonance means for imparting a resonance effect to the drive signal and outputting a second resonance sound signal, and converting the tone signal and the first and second resonance sound signals in accordance with performance information. Output means for mixing and outputting. [Operation] According to the above configuration, a drive signal corresponding to an impact given to the sound system at the time of performance is generated by the drive signal generation means based on the performance information. In the musical sound forming means, a drive signal is input to a closed loop including a delay, and a signal circulating through the closed loop is output as a musical sound signal. Then, a resonance effect is given to the musical sound signal by the first resonance means, and a first resonance sound signal is generated. In addition, the second resonance means imparts a resonance effect to the drive signal used to generate the musical tone signal,
Is generated. Then, the tone signal and the first and second resonance signal are mixed and output according to the performance information. Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a musical tone synthesizer for piano sounds according to an embodiment of the present invention. The tone control circuit 1 shown in FIG. 1 generates various control information corresponding to operation information input from the outside. The control information controls the operation of the entire apparatus. The musical sound forming circuit 2 is a circuit for forming a direct sound corresponding to the operation information, and includes an adder 2a, a delay circuit 2b for simulating a propagation delay of vibration in a string, and a filter 2c for simulating acoustic loss of a string. This is realized by a closed loop circuit. The drive signal generating circuit 3 has a waveform ROM (read only memory). The waveform ROM has a signal waveform corresponding to an impact when a hammer strikes a string (for example, many frequency components are used as the signal waveform). Is used, and a time-series digital signal in which PCM coding is performed is stored. When a tone is generated, when a key-on signal KEYON is supplied from the tone control circuit 1, digital signals are sequentially read from the waveform ROM and supplied to the tone forming circuit 2 and the resonance circuit 4 as an impact signal IP. In the tone generating circuit 2, the shock signal IP is added to the adder 2a →
The circuit circulates through a closed loop including the delay circuit 2b and the filter 2c.
This closed loop has a first-order resonance frequency corresponding to the reciprocal of a delay time required for a signal to make a round of the closed loop, and 1
It operates as a resonance circuit having a higher-order resonance frequency that is an integral multiple of the next resonance frequency. When the drive signal circulates through the closed loop, the resonance frequency components in the drive signal are emphasized. Here, the delay circuit 2b is realized by, for example, a shift register capable of switching the number of stages, and the delay time is switched by the key code information KC supplied from the musical tone control circuit 1. In this way, the time required for the signal to make a complete loop through the closed loop, that is, the primary resonance frequency of the musical tone is switched corresponding to the string. Also, filter 2c
Is usually realized by a low-pass filter. Here, the strings attached to the piano have different frequency characteristics of the vibration damping rate.
The tone color parameter TN corresponding to the string is given to 2c, and the filter calculation coefficient in the filter 2c can be switched according to the tone color parameter. Thus, the dry signal SDRY of the pitch and tone specified by the tone control circuit 1 is generated. In addition, as the tone forming circuit 2,
In addition to the above-described configuration, for example, an FM sound source or a PCM sound source may be used. Each of the resonance circuits 4a and 4b is a circuit that performs signal processing corresponding to the resonance operation of the sound board of the piano. For example, the resonance circuits 4a and 4b are formed by a closed loop circuit including a delay circuit and a filter as used in the above-described tone generation circuit 2. Is achieved.
In the resonance circuit 4a, a resonance effect is given to the direct sound signal SDRY, and a resonance sound signal RDRY corresponding to a resonance sound with respect to the standing wave signal of the string is generated. In the resonance circuit 4b, a resonance effect is given to the shock signal IP, and a transient sound signal STRN corresponding to the resonance sound of the shock given to the string by the hammer is output. Generally, the soundboard of a piano has many resonance frequencies,
Accordingly, by connecting a plurality of closed loop circuits having different resonance frequencies in parallel, it is possible to realize the resonance circuits 4a and 4b that faithfully reproduce the acoustic characteristics of the sound board of the piano. However, the impact from the hammer is transmitted mainly to the soundboard through the frame and the strings, whereas the vibration energy of the strings is transmitted mainly to the soundboard through the bridge. Thus, it is difficult to provide an appropriate resonance effect to vibrations having different propagation paths by using a single resonance circuit. Therefore, in this musical sound synthesizer, a resonance sound signal RDRY corresponding to the standing wave vibration of the string and a transient sound signal corresponding to the shock given to the string
The STRN is generated by separate resonance circuits 4a and 4b, respectively. Note that a configuration example of the resonance circuits 4a and 4b will be described later. The mixing circuit 5 includes multipliers 5a, 5b, 5c and an adder 5d. The multiplier 5a is direct sound signal SDRY input, multiplication coefficient gamma 1 supplied from the tone control circuit 1 is multiplied. Also, the multiplier 5b, the resonance sound signal RDRY outputted from the resonance circuit 4a is input, multiplication coefficient gamma 2 supplied is multiplied by the tone control circuit 1. Also, the multiplier 5c, the transient sound signal STRN output from the resonance circuit 4b is inputted, the multiplication coefficient gamma 3 supplied from the tone control circuit 1 is multiplied. Then, the respective multiplication results are added by the adder 5d and output as a tone signal. Hereinafter, the operation will be described on the assumption that a keyboard unit is connected to the musical sound synthesizer to form an electronic musical instrument with a keyboard. When a key operation is detected in the keyboard unit, key code information KC and tone color parameter TN for specifying a pitch are output from the musical tone control circuit 1, and the delay circuit 2b of the musical tone forming circuit 2 is operated in accordance with the control information. The delay time setting and the filter calculation coefficient of the filter 2c are set. Next, the key-on signal KEYON is output from the tone control circuit 1. As a result, the drive signal generation circuit 3 is driven, and the tone generation circuit 2 generates a direct sound signal SDRY. Then, a resonance signal RDRY for the dry signal SDRY is generated by the resonance circuit 4a, and a transient sound signal for the impact signal IP is generated by the resonance circuit 4b. Then, the dry signal SDRY, the resonance signal RDRY, and the transient sound signal STRN are mixed by the mixing circuit 5 and output as a tone signal. In the above operation, the multiplication coefficient γ in the mixing circuit 5
3 is set as described below. That is, generally, in the case of a piano, as the become treble, since transient sound is emphasized, according tone pitch increase, the multiplication coefficient gamma 3 with increasing the treble is set to a large value. In this way, a natural sound is generated in which the transient sound when the string is struck by the hammer is mixed in a well-balanced manner according to the pitch.
Further, when information indicating a touch at the time of striking a key of a piano is input, and a transient sound is emphasized when the touch is strong, a musical tone with much more reality can be obtained. Note that the tone generation start initially stressed transient sound by setting the multiplication coefficient gamma 3 to a larger value, the multiplication factor over time gamma
3 may be smoothly changed to a small value to gradually attenuate the transient sound. By doing so, a musical sound with a more natural feeling is generated.

【共鳴回路の構成例】[Configuration example of resonance circuit]

第2図は上記実施例における共鳴回路4の構成例を示
すブロック図である。ただし、第2図の共鳴回路はステ
レオ再生への対応を考慮し、左チャネル用出力Lおよび
右チャネル用出力Rを有する構成となっている。従っ
て、この共鳴回路を上記実施例に適用する場合、左チャ
ネル用出力Lおよび右チャネル用出力Rの各々に対応
し、ドライ信号との混合を行う混合回路を設けるか、ま
たは、左右どちから一方のチャネル出力を使用する。 この共鳴回路は、第2図に示すように、乗算器61〜6
4、閉ループ回路71〜74、加算器81,82、オールパスフィ
ルタ91,92からなる。閉ループ回路71〜74は、ピアノの
響板の共振特性にシミュレートしたものであり、各閉ル
ープ回路71〜74は、各々、異なった共振特性を有してい
る。従って、この共鳴回路は、各閉ループ回路71〜74の
1次の共振周波数および2次、3次、…といった高次の
共振周波数の各々を共振周波数として有する。 閉ループ回路71は、加算器171、遅延回路172、オール
パスフィルタ173およびよく知られたローパスフィルタ1
74によって構成される。ここで、オールパスフィルタ17
3の位相遅延は周波数に応じて変化するようになってお
り、閉ループ回路71において、高次の共振周波数が1次
の共振周波数の整数倍とならない非調和な倍音構造を有
する共振特性が得られる。そして、乗算器61を介して閉
ループ回路71に信号が入力されると、入力信号の中か
ら、上記非調和な各共振周波数成分が選択され、ローパ
スフィルタ174によって減衰されながら、閉ループ内を
循環する。なお、このようなオールパスフィルタを用い
た閉ループ回路の共振特性については、例えば特公昭56
−28274号公報に開示されている。 そして、閉ループ回路71は循環する信号が、遅延回路
172における遅延時間の異なった各遅延出力端から取り
出され、各々、乗算器172aおよび172bを介し、加算器81
および82に供給される。他の閉ループ回路72〜74も、同
様の構成となっており、各々から遅延位相の異なった2
組の信号が出力され、加算器81および82に各々入力され
る。そして、加算器81および82の各出力信号はオールパ
スフィルタ91および92を各々介し、左チャネル用出力信
号L、右チャネル用出力信号Rとして出力される。な
お、オールパスフィルタ173、91および92としては、従
来公知の第3図(a)〜(d)に示す構成のものを使用
する。 この共鳴回路によれば、各閉ループ回路71〜74は、1
次の共振周波数が各々異なるのに加え、各共振特性が非
調和であるため、実際のピアノの響板が有する非常に多
くの共振周波数を実現することができる。また、各閉ル
ープ回路71〜74から位相の異なった2組の信号を取り出
し、各々を左チャネル用出力Lおよび右チャネル用出力
Rとして出力するようにしているので、入力信号に対
し、残響効果が付与され、幅の広い楽音が発生される。 なお、上述した実施例では、ピアノ音を合成する場合
を例に説明したが、同様の構成により、ギター等の撥弦
楽器の他、多くの種類の自然楽器の楽音合成を行うこと
ができる。また、ギターの楽音合成装置を構成する場
合、上記実施例における共鳴回路4に箱を直接叩く時の
衝撃に相当する信号を入力するようにしてもよい。この
ようにすると、例えばフラメンコギター演奏において、
箱を叩くことによって発生される過渡音を発生すること
ができる。また、この楽音合成装置によれば、例えば、
ピアノの共鳴器として、響板の変わりにギターの箱を接
続した場合の楽音等、自然楽器では発生し得ない音を発
生するといった応用が可能である。また、この楽音合成
装置は、上述したようなデジタル回路に限らず、アナロ
グ回路によって実現することも可能であり、DSP(デジ
タル信号プロセッサ)による演算処理によって実現する
ことも勿論可能である。 「発明の効果」 以上説明したように、この発明によれば、演奏情報に
対応した駆動信号を発生する駆動信号発生手段と、入力
される信号を遅延させる遅延手段を閉ループ接続した手
段であって、前記駆動信号を前記閉ループに入力して、
前記閉ループを循環する信号を楽音信号として出力する
楽音形成手段と、前記楽音信号に対して共鳴効果を付与
し、第1の共鳴音信号を出力する第1の共鳴手段と、前
記駆動信号に対して共鳴効果を付与し、第2の共鳴音信
号を出力する第2の共鳴手段と、前記楽音信号および第
1および第2の共鳴音信号を演奏情報に応じて混合して
出力する出力手段とを設けている。これにより、楽器の
演奏時に発生される過渡音が忠実に再生され、自然観に
富んだ楽音を容易に発生することができるという効果が
得られる。また、この発明では、遅延の含まれた閉ルー
プに駆動信号を入力して楽音信号を発生させ、この楽音
信号に対して共鳴効果を付与するとともに、楽音信号の
発生に用いた駆動信号に対しても共鳴効果を付与し、こ
の両者を楽音信号に混合させているので、例えば、ハン
マで弦を叩く時の衝撃が響板に伝播してこの衝撃に対す
る共鳴音が発生するといった生ピアノにおける現象を忠
実にシミュレートできるという効果もある。さらに、こ
の発明では、第1および第2の共鳴音信号を別々の共鳴
手段によって発生するようにしているので、共鳴手段の
設計が容易であるという利点がある。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of the resonance circuit 4 in the above embodiment. However, the resonance circuit shown in FIG. 2 is configured to have an output L for the left channel and an output R for the right channel in consideration of the stereo reproduction. Therefore, when this resonance circuit is applied to the above embodiment, a mixing circuit corresponding to each of the left channel output L and the right channel output R and mixing with the dry signal is provided, or one of the left and right mixing circuits is provided. Use the channel output of This resonance circuit includes multipliers 61 to 6 as shown in FIG.
4. It comprises closed loop circuits 71 to 74, adders 81 and 82, and all-pass filters 91 and 92. The closed loop circuits 71 to 74 simulate the resonance characteristics of a piano soundboard, and each of the closed loop circuits 71 to 74 has different resonance characteristics. Therefore, this resonance circuit has, as resonance frequencies, the primary resonance frequency of each of the closed loop circuits 71 to 74 and higher-order resonance frequencies such as secondary, tertiary, and so on. The closed loop circuit 71 includes an adder 171, a delay circuit 172, an all-pass filter 173, and a well-known low-pass filter 1.
Consists of 74. Here, the all-pass filter 17
The phase delay of 3 changes according to the frequency, and in the closed loop circuit 71, a resonance characteristic having an inharmonic overtone structure in which the higher-order resonance frequency is not an integral multiple of the first-order resonance frequency is obtained. . Then, when a signal is input to the closed loop circuit 71 via the multiplier 61, each of the above-mentioned inharmonic resonance frequency components is selected from the input signals, and circulates in the closed loop while being attenuated by the low-pass filter 174. . The resonance characteristics of a closed loop circuit using such an all-pass filter are described in, for example,
-28274. Then, the closed loop circuit 71 outputs the circulating signal to the delay circuit.
The output from each delay output terminal having a different delay time at 172 is output from multiplier 172a and 172b, respectively.
And 82. The other closed loop circuits 72 to 74 have the same configuration, and each has a different delay phase.
A set of signals is output and input to adders 81 and 82, respectively. The output signals of the adders 81 and 82 are output as an output signal L for the left channel and an output signal R for the right channel via the all-pass filters 91 and 92, respectively. Note that, as the all-pass filters 173, 91 and 92, those having a conventionally known configuration shown in FIGS. 3 (a) to 3 (d) are used. According to this resonance circuit, each of the closed loop circuits 71 to 74
In addition to the following different resonance frequencies, each resonance characteristic is non-harmonic, so that a very large number of resonance frequencies of an actual piano soundboard can be realized. Further, since two sets of signals having different phases are taken out from the closed loop circuits 71 to 74 and output as the left channel output L and the right channel output R, the reverberation effect on the input signal is reduced. A wide musical tone is generated. In the above-described embodiment, the case of synthesizing a piano sound has been described as an example. However, with the same configuration, it is possible to synthesize musical sounds of many kinds of natural musical instruments in addition to plucked string instruments such as a guitar. When a musical sound synthesizer for a guitar is configured, a signal corresponding to an impact when directly hitting a box may be input to the resonance circuit 4 in the above embodiment. In this way, for example, when playing a flamenco guitar,
A transient sound generated by hitting the box can be generated. Also, according to this musical sound synthesizer, for example,
As a resonator of a piano, it can be applied to generate a sound that cannot be generated by a natural musical instrument, such as a musical sound when a guitar box is connected instead of a soundboard. Further, the musical sound synthesizer is not limited to the digital circuit as described above, but can also be realized by an analog circuit, and can of course be realized by arithmetic processing by a DSP (digital signal processor). [Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, a drive signal generating means for generating a drive signal corresponding to performance information, and a delay means for delaying an input signal are connected in a closed loop. Inputting the drive signal to the closed loop,
Tone generating means for outputting a signal circulating in the closed loop as a tone signal, first resonance means for imparting a resonance effect to the tone signal and outputting a first resonance signal, and Second resonance means for giving a resonance effect and outputting a second resonance sound signal, and output means for mixing and outputting the tone signal and the first and second resonance sound signals in accordance with performance information. Is provided. As a result, the effect is obtained that the transient sound generated at the time of playing the musical instrument is faithfully reproduced, and a musical tone rich in natural view can be easily generated. Further, according to the present invention, a drive signal is input to a closed loop including a delay to generate a tone signal, a resonance effect is given to the tone signal, and a drive signal used for generating the tone signal is generated. Also gives a resonance effect and mixes both into the musical sound signal, so for example, the phenomenon of a live piano where the impact of striking a string with a hammer propagates to the soundboard and the resonance sound is generated in response to this impact It also has the effect of being able to faithfully simulate. Further, according to the present invention, since the first and second resonance signals are generated by separate resonance means, there is an advantage that the design of the resonance means is easy.

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

第1図はこの発明の一実施例による楽音合成装置の構成
を示すブロック図、第2図は同実施例において用いる共
鳴回路の構成例を示すブロック図、第3図は第2図の共
鳴回路において用いるオールパスフィルタの構成例を示
すブロック図である。 1……楽音制御回路、2……楽音形成回路、3……駆動
信号発生回路、4a,4b……共鳴回路、5……混合回路。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a tone synthesizer according to one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of a resonance circuit used in the embodiment, and FIG. 3 is a resonance circuit of FIG. FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration example of an all-pass filter used in the embodiment. 1 ... tone control circuit, 2 ... tone generation circuit, 3 ... drive signal generation circuit, 4a, 4b ... resonance circuit, 5 ... mixed circuit.

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭52−109922(JP,A) 特開 昭54−33020(JP,A) 特開 昭63−193185(JP,A) 特開 昭59−231595(JP,A) 特開 昭64−91193(JP,A) 特開 平3−98094(JP,A) 特開 平3−98097(JP,A) 特開 昭49−131112(JP,A) 特許2782836(JP,B2) 特許2782831(JP,B2) 特公 昭41−16592(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G10H 1/00 - 7/12 Continuation of the front page (56) References JP-A-52-109922 (JP, A) JP-A-54-33020 (JP, A) JP-A-63-193185 (JP, A) JP-A-59-231595 (JP) JP-A-64-91193 (JP, A) JP-A-3-98094 (JP, A) JP-A-3-98097 (JP, A) JP-A-49-131112 (JP, A) Patent 2782836 (JP, A) JP, B2) JP 2828331 (JP, B2) JP-B-41-16592 (JP, B1) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) G10H 1/00-7/12

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】演奏情報に対応した駆動信号を発生する駆
動信号発生手段と、 入力される信号を遅延させる遅延手段を閉ループ接続し
た手段であって、前記駆動信号を前記閉ループに入力し
て、前記閉ループを循環する信号を楽音信号として出力
する楽音形成手段と、 前記楽音信号に対して共鳴効果を付与し、第1の共鳴音
信号を出力する第1の共鳴手段と、 前記駆動信号に対して共鳴効果を付与し、第2の共鳴音
信号を出力する第2の共鳴手段と、 前記楽音信号および第1および第2の共鳴音信号を演奏
情報に応じて混合して出力する出力手段と を具備することを特徴とする楽音合成装置。
1. A means for connecting a drive signal generating means for generating a drive signal corresponding to performance information and a delay means for delaying an input signal in a closed loop, wherein the drive signal is input to the closed loop, Tone generating means for outputting a signal circulating in the closed loop as a tone signal; first resonance means for giving a resonance effect to the tone signal and outputting a first resonance signal; A resonance means for giving a resonance effect to output a second resonance signal, and an output means for mixing and outputting the tone signal and the first and second resonance signals in accordance with performance information. A tone synthesizer comprising:
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