JP2959240B2 - 音源装置 - Google Patents
音源装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は楽音波形データをスペ
クトルごとに分析・記憶し、これを再合成して楽音信号
を形成する分析合成系音源に関し、特に、音色変化の速
度の調整に関する。
クトルごとに分析・記憶し、これを再合成して楽音信号
を形成する分析合成系音源に関し、特に、音色変化の速
度の調整に関する。
【０００２】
【従来の技術】電子楽器における楽音信号形成方式は従
来より種々提案されている。そのうち主なものに、ＦＭ
方式音源や波形メモリ方式音源がある。ＦＭ方式音源は
複数の基本信号を種々のアルゴリズム，強度で合成（周
波数変調）して楽音波形データを形成する方式である。
波形メモリ方式は自然楽器の楽音等を時系列にメモリに
記憶しておき、発音する際にはこれを順次読み出して楽
音波形データを形成する方式である。
来より種々提案されている。そのうち主なものに、ＦＭ
方式音源や波形メモリ方式音源がある。ＦＭ方式音源は
複数の基本信号を種々のアルゴリズム，強度で合成（周
波数変調）して楽音波形データを形成する方式である。
波形メモリ方式は自然楽器の楽音等を時系列にメモリに
記憶しておき、発音する際にはこれを順次読み出して楽
音波形データを形成する方式である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ＦＭ方式音源ではパラ
メータを調整することよって種々に柔軟に波形を制御す
ることができるが、意図した音色に波形を制御すること
が難しく自然楽器の再現性が悪かった。また、波形メモ
リ方式の音源は自然楽器の楽音の再現性が良いが波形の
加工が困難であり音色に変化をつけることができなかっ
た。
メータを調整することよって種々に柔軟に波形を制御す
ることができるが、意図した音色に波形を制御すること
が難しく自然楽器の再現性が悪かった。また、波形メモ
リ方式の音源は自然楽器の楽音の再現性が良いが波形の
加工が困難であり音色に変化をつけることができなかっ
た。
【０００４】一方、サクソフォン（サックス）のような
管楽器では、強く吹いた場合と弱く吹いた場合とではア
タック部分の立ち上がりの速さや継続時間が異なるた
め、これを表現しようとすれば、データの読み出し時間
を伸縮する必要がある。しかし、従来の波形メモリ方式
の音源では、読み出しの速さを変えると楽音の周波数ま
で変わってしまうため、演奏強度に基づいてアタックの
速さなどに変化を付けることができない欠点があった。
管楽器では、強く吹いた場合と弱く吹いた場合とではア
タック部分の立ち上がりの速さや継続時間が異なるた
め、これを表現しようとすれば、データの読み出し時間
を伸縮する必要がある。しかし、従来の波形メモリ方式
の音源では、読み出しの速さを変えると楽音の周波数ま
で変わってしまうため、演奏強度に基づいてアタックの
速さなどに変化を付けることができない欠点があった。
【０００５】この発明の目的は、自然楽器の音色の再現
性がよく、且つ、波形の制御性もよい音源装置を提供す
ることと、その音源装置においてアタック部等の音色変
化の速度を調整できるようにすることにある。
性がよく、且つ、波形の制御性もよい音源装置を提供す
ることと、その音源装置においてアタック部等の音色変
化の速度を調整できるようにすることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、楽音
波形データを複数の部分データに分割して各部分データ
ごとのスペクトル周波数およびスペクトル強度を分析す
る分析手段と、分析手段が分析した各部分データごとの
スペクトル周波数およびスペクトル強度を対応づけて時
系列に記憶する記憶手段と、演奏強度データによって制
御される周期で前記対応づけられたスペクトル周波数お
よびスペクトル強度を順次読み出す読出手段と、読み出
されたスペクトル周波数およびスペクトル強度に基づい
て楽音波形データを再合成する合成手段と、を備えたこ
とを特徴とする。請求項２の発明は、請求項１の発明に
おいて、前記読出手段は、入力された演奏強度データを
速度データに変換して出力するテーブルを有し、テーブ
ルから出力された速度データに応じた第１の周期でスペ
クトル周波数およびスペクトル強度を順次読み出すとと
もに、順次読み出された２つのスペクトル周波数および
スペクトル強度を前記第１の周期よりも短い第２の周期
で内分補間したものを前記合成手段に供給することを特
徴とする。 請求項３の発明は、請求項１、２の発明にお
いて、前記読出手段は、前記第２の周期を前記速度デー
タに応じて設定することを特徴とする。
波形データを複数の部分データに分割して各部分データ
ごとのスペクトル周波数およびスペクトル強度を分析す
る分析手段と、分析手段が分析した各部分データごとの
スペクトル周波数およびスペクトル強度を対応づけて時
系列に記憶する記憶手段と、演奏強度データによって制
御される周期で前記対応づけられたスペクトル周波数お
よびスペクトル強度を順次読み出す読出手段と、読み出
されたスペクトル周波数およびスペクトル強度に基づい
て楽音波形データを再合成する合成手段と、を備えたこ
とを特徴とする。請求項２の発明は、請求項１の発明に
おいて、前記読出手段は、入力された演奏強度データを
速度データに変換して出力するテーブルを有し、テーブ
ルから出力された速度データに応じた第１の周期でスペ
クトル周波数およびスペクトル強度を順次読み出すとと
もに、順次読み出された２つのスペクトル周波数および
スペクトル強度を前記第１の周期よりも短い第２の周期
で内分補間したものを前記合成手段に供給することを特
徴とする。 請求項３の発明は、請求項１、２の発明にお
いて、前記読出手段は、前記第２の周期を前記速度デー
タに応じて設定することを特徴とする。
【０００７】
【作用】この発明の音源装置は、楽音波形データを複数
の部分データに分割してスペクトル周波数およびスペク
トル強度を抽出し、これらを対応づけて記憶している。
発音のために楽音波形データを形成するときには、上記
スペクトル周波数およびスペクトル強度を演奏強度デー
タによって制御される周期で順次読み出して合成する。
楽音波形データをスペクトル周波数およびスペクトル強
度から合成することにより、波形メモリと同様の再現性
のよい楽音波形データを形成することができる。
の部分データに分割してスペクトル周波数およびスペク
トル強度を抽出し、これらを対応づけて記憶している。
発音のために楽音波形データを形成するときには、上記
スペクトル周波数およびスペクトル強度を演奏強度デー
タによって制御される周期で順次読み出して合成する。
楽音波形データをスペクトル周波数およびスペクトル強
度から合成することにより、波形メモリと同様の再現性
のよい楽音波形データを形成することができる。
【０００８】さらに、合成手段がスペクトル周波数およ
びスペクトル強度に基づいて楽音波形データを再合成す
る場合、このスペクトル周波数およびスペクトル強度を
読み出す時間的間隔である周期を可変することにより、
演奏の強度によるアタックの速度などの楽音変化の速さ
を可変することができる。また、スペクトル周波数の読
出周期およびスペクトル強度の読出周期を一緒に演奏強
度データに基づいて制御することにより、読出周期が変
化しても対応関係を維持することができる。
びスペクトル強度に基づいて楽音波形データを再合成す
る場合、このスペクトル周波数およびスペクトル強度を
読み出す時間的間隔である周期を可変することにより、
演奏の強度によるアタックの速度などの楽音変化の速さ
を可変することができる。また、スペクトル周波数の読
出周期およびスペクトル強度の読出周期を一緒に演奏強
度データに基づいて制御することにより、読出周期が変
化しても対応関係を維持することができる。
【０００９】
【実施例】図１はこの発明が適用される分析合成系音源
の基本回路のブロック図である。
の基本回路のブロック図である。
【００１０】この音源は、分析部１，記憶部２，補間部
３，シフト部４，合成部５を有している。図２に分析部
１の構成を示す。分析部１は複数（１２８個）のバンド
パスフィルタ（ＢＰＦ）を並列に接続した構成になって
いる。各ＢＰＦのバンド幅は１２５Ｈｚであり、そのろ
過帯域は０Ｈｚから１６ｋＨｚまで順に並べられてい
る。各ＢＰＦを０〜１２７チャンネルのチャンネルナン
バで識別する。さらに、このＢＰＦはＦＦＴ機能を有し
ており、ＢＰＦを通過するスペクトルの周波数データお
よび強度データＭａｇを検出することができる。周波数
はバンド中心周波数からのずれとして検出されるが、こ
のずれをバンド中心周波数に加算することにより絶対値
の周波数データＦｒｅｑが得られる。分析部１は上記の
ようにＢＰＦアレイで構成できるほか、高速のＦＦＴア
ナライザを用いて実現することもできる。さらにチャン
ネル数は１２８に限らず、バンド幅も１２５Ｈｚに限定
されるものではない。
３，シフト部４，合成部５を有している。図２に分析部
１の構成を示す。分析部１は複数（１２８個）のバンド
パスフィルタ（ＢＰＦ）を並列に接続した構成になって
いる。各ＢＰＦのバンド幅は１２５Ｈｚであり、そのろ
過帯域は０Ｈｚから１６ｋＨｚまで順に並べられてい
る。各ＢＰＦを０〜１２７チャンネルのチャンネルナン
バで識別する。さらに、このＢＰＦはＦＦＴ機能を有し
ており、ＢＰＦを通過するスペクトルの周波数データお
よび強度データＭａｇを検出することができる。周波数
はバンド中心周波数からのずれとして検出されるが、こ
のずれをバンド中心周波数に加算することにより絶対値
の周波数データＦｒｅｑが得られる。分析部１は上記の
ようにＢＰＦアレイで構成できるほか、高速のＦＦＴア
ナライザを用いて実現することもできる。さらにチャン
ネル数は１２８に限らず、バンド幅も１２５Ｈｚに限定
されるものではない。
【００１１】この分析部１にはＰＣＭ波形データが入力
される。ＰＣＭ波形データは３２ｋＨｚのサンプリング
クロックでサンプリングされたものである。分析部１は
連続する２０４８サンプルを１組のデータ（１フレー
ム）として扱う。ただし、各フレームは６４サンプルづ
つのずれでオーバーラップしている（図３参照）。分析
部１の各チャンネルは１フレーム分のサンプリングデー
タが入力されたときそのフレームの周波数データＦｒｅ
ｑと強度データＭａｇを出力する。ここで、１フレーム
を構成するサンプル数は２０４８に限らず、フレーム間
隔も６４サンプルに限定されない。
される。ＰＣＭ波形データは３２ｋＨｚのサンプリング
クロックでサンプリングされたものである。分析部１は
連続する２０４８サンプルを１組のデータ（１フレー
ム）として扱う。ただし、各フレームは６４サンプルづ
つのずれでオーバーラップしている（図３参照）。分析
部１の各チャンネルは１フレーム分のサンプリングデー
タが入力されたときそのフレームの周波数データＦｒｅ
ｑと強度データＭａｇを出力する。ここで、１フレーム
を構成するサンプル数は２０４８に限らず、フレーム間
隔も６４サンプルに限定されない。
【００１２】記憶部２は、各チャンネルの周波数データ
Ｆm n と強度データＭm n を各フレームごとにテーブル
化して記憶している（図４）。１波形データに対応する
複数フレームのテーブル群をボイスデータという。各音
色に対応してこのボイスデータが記憶されている。ま
た、マルチサンプリング（音域や強度別に１音色の複数
波形を記憶する方式）の場合には、１音色に複数のボイ
スデータが含まれることになる。
Ｆm n と強度データＭm n を各フレームごとにテーブル
化して記憶している（図４）。１波形データに対応する
複数フレームのテーブル群をボイスデータという。各音
色に対応してこのボイスデータが記憶されている。ま
た、マルチサンプリング（音域や強度別に１音色の複数
波形を記憶する方式）の場合には、１音色に複数のボイ
スデータが含まれることになる。
【００１３】以上の分析部１による波形データの分析
（ボイスデータ化）および記憶部２への記憶が、演奏以
前に行われる前処理となる。
（ボイスデータ化）および記憶部２への記憶が、演奏以
前に行われる前処理となる。
【００１４】補間部３は、ボイスデータを読み出して波
形データを形成するとき各サンプリングクロックのデー
タを形成する回路部である。すなわち、フレームデータ
は６４クロックごとに出力されるが、各フレーム間の６
３サンプリングタイミングにおける周波数データ，強度
データをその前後のフレームデータから直線補間して算
出する（図５参照）。補間は各チャンネルごとに同一チ
ャンネルのデータを用いて行われる。算出されたデータ
はシフト部４に出力される。
形データを形成するとき各サンプリングクロックのデー
タを形成する回路部である。すなわち、フレームデータ
は６４クロックごとに出力されるが、各フレーム間の６
３サンプリングタイミングにおける周波数データ，強度
データをその前後のフレームデータから直線補間して算
出する（図５参照）。補間は各チャンネルごとに同一チ
ャンネルのデータを用いて行われる。算出されたデータ
はシフト部４に出力される。
【００１５】シフト部４は鍵盤等で指定された音高（周
波数）の楽音を発音するために、周波数データのみをシ
フトする回路である。サンプリングした波形データの周
波数と指定された周波数とに基づいてシフト量が決定さ
れる。なお、マルチサンプリングにより全ての鍵（音
高）に対応するボイスデータを有する場合はこのシフト
処理は不要となる。
波数）の楽音を発音するために、周波数データのみをシ
フトする回路である。サンプリングした波形データの周
波数と指定された周波数とに基づいてシフト量が決定さ
れる。なお、マルチサンプリングにより全ての鍵（音
高）に対応するボイスデータを有する場合はこのシフト
処理は不要となる。
【００１６】合成部５は各チャンネルごとの周波数デー
タ，強度データを合成して１個の波形データを合成する
回路である。合成は逆ＦＦＴ合成を用いてもよく、加算
合成を用いてもよい。
タ，強度データを合成して１個の波形データを合成する
回路である。合成は逆ＦＦＴ合成を用いてもよく、加算
合成を用いてもよい。
【００１７】記憶部２に記憶されているボイスデータを
読み出して、各チャンネルごとに補間−シフトしたの
ち、合成することにより楽音波形データが形成される。
したがって、記憶部２−補間部３−シフト部４−合成部
５の動作は演奏時のリアルタイム動作となる。
読み出して、各チャンネルごとに補間−シフトしたの
ち、合成することにより楽音波形データが形成される。
したがって、記憶部２−補間部３−シフト部４−合成部
５の動作は演奏時のリアルタイム動作となる。
【００１８】以上の方式の分析合成音源は、自然楽器等
実際の音をサンプリングして電子音を形成することがで
きるとともに、そのサンプリング波形データに対する加
工も大幅に可能にしたものである。
実際の音をサンプリングして電子音を形成することがで
きるとともに、そのサンプリング波形データに対する加
工も大幅に可能にしたものである。
【００１９】図６はこの発明の実施例である分析合成系
音源の記憶部，補間部付近の詳細図である。記憶部２′
にはフレーム進行制御部１４が接続され、補間部３′に
は６４進のカウンタ１３が接続されている。また、カウ
ンタ１３にはフレームレート制御部１０が接続されてい
る。フレームレート制御部１０はテーブル１１とアキュ
ムレータ１２とからなっている。テーブル１１は図７に
示すようなベロシティ／速度テーブルを記憶したメモリ
であり、管楽器型コントローラなどの演奏装置から入力
されたベロシティデータに基づいて速度データを出力す
る。この速度データはアキュムレータ１２に入力され
る。アキュムレータ１２はクロック信号に基づいて速度
データを繰り返し加算する。アキュムレータ１２はＣＡ
ＲＲＹ信号をカウンタ１３に出力する。テーブル１１は
図７に示すような記憶内容を有しており、入力されるベ
ロシティデータが大きいほど出力する速度データも大き
い。
音源の記憶部，補間部付近の詳細図である。記憶部２′
にはフレーム進行制御部１４が接続され、補間部３′に
は６４進のカウンタ１３が接続されている。また、カウ
ンタ１３にはフレームレート制御部１０が接続されてい
る。フレームレート制御部１０はテーブル１１とアキュ
ムレータ１２とからなっている。テーブル１１は図７に
示すようなベロシティ／速度テーブルを記憶したメモリ
であり、管楽器型コントローラなどの演奏装置から入力
されたベロシティデータに基づいて速度データを出力す
る。この速度データはアキュムレータ１２に入力され
る。アキュムレータ１２はクロック信号に基づいて速度
データを繰り返し加算する。アキュムレータ１２はＣＡ
ＲＲＹ信号をカウンタ１３に出力する。テーブル１１は
図７に示すような記憶内容を有しており、入力されるベ
ロシティデータが大きいほど出力する速度データも大き
い。
【００２０】このため、ベロシティデータが大きいほど
アキュムレータ１２のカウントアップも速くなるため、
ＣＡＲＲＹ信号が出力される間隔が短くなる。ＣＡＲＲ
Ｙ信号はカウンタ１３のカウント端子に出力される。カ
ウンタ１３はカウント値を補間部３′に出力するととも
に、ＣＡＲＲＹ信号をフレーム進行制御部１４に出力す
る。カウンタ１３は６４進であるため、６４カウントご
とにフレームが１つ進むことになる。カウンタ１３のリ
セット端子およびフレーム進行制御部１４にはキーオン
パルスＫＯＮＰが入力される。また、フレーム進行制御
部１４にはループスタートフレームナンバ，ループエン
ドフレームナンバが入力される。これにより、キーオン
時には０フレームから楽音の合成を開始し、合成が長く
継続した場合には、ループスタートフレーム−ループエ
ンドフレームの間を繰り返し読み出して合成を継続す
る。その場合、ベロシティデータが大きく（小さく）な
るとアキュムレータ１２にセットされる値が大きく（小
さく）なるため、カウンタ１３に入力されるカウント信
号（ＣＡＲＲＹ）の間隔が短く（長く）なり、補間の間
隔，フレームの読み出し間隔がともに短く（長く）な
り、ベロシティに対応して音色の変化速度を可変するこ
とが可能になる。この場合でも分析パラメータ（周波数
データ，音量データ）の読み出し間隔の制御であるた
め、これによって合成される楽音の周波数が変わってし
まうことはない。
アキュムレータ１２のカウントアップも速くなるため、
ＣＡＲＲＹ信号が出力される間隔が短くなる。ＣＡＲＲ
Ｙ信号はカウンタ１３のカウント端子に出力される。カ
ウンタ１３はカウント値を補間部３′に出力するととも
に、ＣＡＲＲＹ信号をフレーム進行制御部１４に出力す
る。カウンタ１３は６４進であるため、６４カウントご
とにフレームが１つ進むことになる。カウンタ１３のリ
セット端子およびフレーム進行制御部１４にはキーオン
パルスＫＯＮＰが入力される。また、フレーム進行制御
部１４にはループスタートフレームナンバ，ループエン
ドフレームナンバが入力される。これにより、キーオン
時には０フレームから楽音の合成を開始し、合成が長く
継続した場合には、ループスタートフレーム−ループエ
ンドフレームの間を繰り返し読み出して合成を継続す
る。その場合、ベロシティデータが大きく（小さく）な
るとアキュムレータ１２にセットされる値が大きく（小
さく）なるため、カウンタ１３に入力されるカウント信
号（ＣＡＲＲＹ）の間隔が短く（長く）なり、補間の間
隔，フレームの読み出し間隔がともに短く（長く）な
り、ベロシティに対応して音色の変化速度を可変するこ
とが可能になる。この場合でも分析パラメータ（周波数
データ，音量データ）の読み出し間隔の制御であるた
め、これによって合成される楽音の周波数が変わってし
まうことはない。
【００２１】
【発明の効果】以上のようにこの発明では、スペクトル
周波数およびスペクトル強度に基づいて楽音波形データ
を合成することにより、自然楽器等の楽音を再現性よく
再合成することができるとともに、演奏強度データ（ベ
ロシティ）に基づいてスペクトル周波数およびスペクト
ル強度の読出周期を制御することにより、音色の変化速
度を可変することが可能になる。
周波数およびスペクトル強度に基づいて楽音波形データ
を合成することにより、自然楽器等の楽音を再現性よく
再合成することができるとともに、演奏強度データ（ベ
ロシティ）に基づいてスペクトル周波数およびスペクト
ル強度の読出周期を制御することにより、音色の変化速
度を可変することが可能になる。
【図１】この発明が適用される分析合成系音源の構成を
示す図
示す図
【図２】同分析合成系音源の分析部の構成を示す図
【図３】同分析合成系音源に入力されるＰＣＭ波形デー
タの例を示す図
タの例を示す図
【図４】同分析合成系音源の記憶部の記憶内容を示す図
【図５】同分析合成系音源の補間部の動作を説明する図
【図６】この発明の実施例である分析合成系音源の一部
構成を示す図
構成を示す図
【図７】同分析合成系音源のフレームレート制御用のテ
ーブルの内容を示す図
ーブルの内容を示す図
【図８】同分析合成系音源によって合成される楽音のア
タック部を示す図
タック部を示す図
１−分析部、２−記憶部、３−補間部、４−シフト部、
５−合成部、１０−フレームレート制御部、１１−テー
ブル、１２−アキュムレータ、１３−カウンタ、１４−
フレーム進行制御部。
５−合成部、１０−フレームレート制御部、１１−テー
ブル、１２−アキュムレータ、１３−カウンタ、１４−
フレーム進行制御部。
Claims (3)
- 【請求項１】 楽音波形データを複数の部分データに分
割して各部分データごとのスペクトル周波数およびスペ
クトル強度を分析する分析手段と、 分析手段が分析した各部分データごとのスペクトル周波
数およびスペクトル強度を対応づけて時系列に記憶する
記憶手段と、演奏強度データによって制御される周期で、前記対応づ
けられたスペクトル周波数およびスペクトル強度 を順次
読み出す読出手段と、 読み出されたスペクトル周波数およびスペクトル強度に
基づいて 楽音波形データを再合成する合成手段と、 を備えた音源装置。 - 【請求項２】 前記読出手段は、入力された演奏強度デ
ータを速度データに変換して出力するテーブルを有し、
テーブルから出力された速度データに応じた第１の周期
でスペクトル周波数およびスペクトル強度を順次読み出
すとともに、順次読み出された２つのスペクトル周波数
およびスペクトル強度を前記第１の周期よりも短い第２
の周期で内分補間したものを前記合成手段に供給する請
求項１に記載の音源装置。 - 【請求項３】 前記読出手段は、前記第２の周期を前記
速度データに応じて設定する請求項１または請求項２に
記載の音源装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3282989A JP2959240B2 (ja) | 1991-10-29 | 1991-10-29 | 音源装置 |
| US07/963,445 US5412152A (en) | 1991-10-18 | 1992-10-15 | Device for forming tone source data using analyzed parameters |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3282989A JP2959240B2 (ja) | 1991-10-29 | 1991-10-29 | 音源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05119779A JPH05119779A (ja) | 1993-05-18 |
| JP2959240B2 true JP2959240B2 (ja) | 1999-10-06 |
Family
ID=17659769
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3282989A Expired - Fee Related JP2959240B2 (ja) | 1991-10-18 | 1991-10-29 | 音源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2959240B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS581800B2 (ja) * | 1975-05-27 | 1983-01-12 | ヤマハ株式会社 | デンシガツキ |
| JPH079591B2 (ja) * | 1983-11-01 | 1995-02-01 | 株式会社河合楽器製作所 | 楽器音響解析装置 |
-
1991
- 1991-10-29 JP JP3282989A patent/JP2959240B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05119779A (ja) | 1993-05-18 |
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