JP3030915B2 - 楽音合成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、吹奏楽器等の楽音を
電子的に合成する際に用いて好適な楽音合成装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、吹奏楽器（以下、管楽器という）
のシミュレーションは、管体を記述するウエーブガイド
デジタルフィルタによる線形回路と非線形回路により実
施されてきた。この方法は、演奏者の口から管体までの
波動をシミュレーションしたものであるが、演奏者の口
内や声道等へ伝搬する波動が与える影響については無視
していたために、現実の楽器の挙動と食違いを生じる。

【０００３】このような従来の管楽器をシミュレートす
る楽音合成装置の欠点を克服するため、口内や声道等へ
伝搬する波動を、線形部分はウエーブガイドデジタルフ
ィルタにより、非線形部分は従来の回路と一部を共有す
る非線形回路によって管体内の挙動と、演奏者の口内や
声道等へ伝搬する波動とのやり取りをシミュレーション
する楽音合成装置があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した楽
音合成装置では、非線形部分において寄生発振を起こし
やすかったり、息圧の直流成分によって信号がオーバー
フローしやすく、扱いにくいという問題を生じた。

【０００５】また、自然楽器における喉と管体とを共鳴
させるような演奏、すなわち楽音に非調和成分の音程を
与えるような演奏ができないという問題を生じた。

【０００６】この発明は上述した事情に鑑みてなされた
もので、従来よりも現実に近い管楽器演奏の表現力を得
ることができ、また、寄生発振を防止することができ、
さらに、信号のオーバーフローを防止することができる
とともに、管体だけでは出せなかった非調和なスペクト
ル成分を付加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。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述した問題点を解決す
るために、請求項１記載の発明では、遅延手段を含む双
方向信号伝送路からなり、口腔および声道のいずれか一
方の形状をシミュレートする第１のウエーブガイドと、
遅延手段を含む双方向信号伝送路からなり、管楽器の管
体の形状をシミュレートする第２のウエーブガイドと、
息圧を示す息圧信号を発生する息圧信号発生手段と、マ
ウスピース部をシミュレートし、前記第１のウエーブガ
イドから出力された信号、前記第２のウエーブガイドか
ら出力された信号および前記息圧信号を合成し、該合成
された信号を非線形変換した後に、前記第１のウエーブ
ガイドおよび前記第２のウエーブガイドに帰還させる非
線形部とを具備したことを特徴とする。

【０００８】請求項２記載の発明では、請求項１記載の
楽音合成装置において、前記非線形部は、前記第１のウ
エーブガイドに帰還する信号の高域周波数を通過させる
ハイパスフィルタを備えたことを特徴とする。

【０００９】請求項３記載の発明では、請求項１記載の
楽音合成装置において、演奏情報に応じて前記第２のウ
エーブガイドの遅延量を設定するとともに、発生すべき
楽音の音高および前記第２のウエーブガイドの遅延量に
応じて前記第１のウエーブガイドの遅延量を設定するこ
とを特徴とする。

【００１０】

【作用】請求項１記載の発明によれば、励振信号は、第
１のウエーブガイド、非線形部および第２のウエーブガ
イドを巡回する。また、非線形部において該励振信号に
息圧信号が加算される。そして、該巡回する励振信号
は、楽音信号として出力される。

【００１１】

【作用】請求項２記載の発明によれば、非線形部を巡回
する励振信号がハイパスフィルタによってフィルタリン
グされる。

【００１２】請求項３記載の発明によれば、演奏情報に
応じて前記第２のウエーブガイドの遅延量が設定される
とともに、発生すべき楽音の音高および前記第２のウエ
ーブガイドの遅延量に応じて第１のウエーブガイドの遅
延量が設定される。

【００１３】

【実施例】次に図面を参照してこの発明の実施例につい
て説明する。図１はこの発明の一実施例の構成を示すブ
ロック図である。図において、鍵盤１は、白鍵および黒
鍵から構成されている。操作パネル２は、楽音の音色を
制御するための各種パラメータが設定できるようになっ
ている。ＣＰＵ（中央処理装置）３は、所定のプログラ
ムを実行し、電子楽器の各部を制御する。テーブルＲＯ
Ｍ（リードオンリメモリ）４には、ＣＰＵ３の動作プロ
グラムと、後述する楽音合成回路７に与える係数などが
記憶されている。また、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモ
リ）５は、ＣＰＵ３による演算時の一時記憶領域として
用いられる。操作子６は各種操作を行なうための操作子
であり、操作に応じた制御信号がＣＰＵ３へ供給される
ようになっている。

【００１４】楽音合成回路７は、自然楽器をシミュレー
トする回路により構成されており、ＣＰＵ３の制御の下
に楽音信号を合成し、これをサウンドシステム８へ供給
する。サウンドシステム８は、楽音信号に基づいて、ス
ピーカ９を鳴動させ、楽音を発音させる。

【００１５】ここで、上述した楽音合成回路７について
説明するために、管楽器の発音機構、特に、シングルリ
ード楽器の発音機構を一例として説明する。図２に示す
ように、マウスピースＭＰ内の圧力をｑ、口内の圧力を
ｐとし、さらにこれらを次式に示すように２つに分け
る。

【００１６】 ｑ＝ｑ_i＋ｑ_o ……………………………………（１） ｐ＝ｐ_i＋ｐ_o ……………………………………（２） そして、管体部の音響アドミタンスをＺ_T、口腔部の音
響アドミタンスをＺ_Mとおくと、口と楽器との接続部分
の体積流量ｆは管体部と口腔部とでは等しいので、 ｆ＝（ｑ_o−ｑ_i）／Ｚ_T＝（ｐ_i−ｐ_o）／Ｚ_M …………………………（３） となる。これを変形して次式を得る。 ｑ_o＝ｑ_i＋Ｚ_Tf ……………………………………（４） ｐ_o＝ｐ_i−Ｚ_Mf ……………………………………（５）

【００１７】ここで、ｆはマウスピースの内圧と外圧の
差Δｑの非線形関数であり、 ｆ＝Ｆ（Δｑ） ……………………………………（６） Δｑ＝ｑ−ｐ ……………………………………（７） となる。

【００１８】上述した（１）〜（７）式を用いて上述し
た楽音合成回路７を構成すると、図３に示すようにな
る。この図において、楽音合成回路７は、クラリネット
などの管楽器の管体、管楽器のマウスピースおよび口
腔、声道をシミュレートした閉ループ回路によって構成
されている。すなわち、図３に示すように、口腔と声道
をシミュレートする口腔声道形成回路１０、唇およびリ
ードの状態をシミュレートする励振エレメントシミュレ
ート回路１１、管楽器の管体部分をシミュレートする管
体形成回路１２、ジャンクション回路ＪＣＴ１およびＪ
ＣＴ２から構成されている。

【００１９】励振エレメントシミュレート回路１１は、
加算器１５〜１９、乗算器２０，２１、ディレイ２２お
よび関数発生器２３によって構成されている。管体形成
回路１２は、楽器の管体をシミュレートするウエーブガ
イドであり、また、口腔声道形成回路１０は、口腔、声
道等をシミュレートするウエーブガイドである。

【００２０】ジャンクション回路ＪＣＴ１は、口腔声道
形成回路１０と励振エレメントシミュレート回路１１と
の接合部における気流をシミュレートし、また、ジャン
クション回路ＪＣＴ１は、励振エレメントシミュレート
回路１１と管体形成回路１２との接合部における気流を
シミュレートする。これらジャンクション回路ＪＣＴ１
およびＪＣＴ２は、いずれもクロス接続をとっている。

【００２１】次に、上述した管体形成回路１２の構成に
ついて、図４を参照して説明する。図において、Ｊ_0T〜
Ｊ_t-1Tは、各々、ジャンクションであり、トーンホール
の開閉や管体のフレアをシミュレートする。また、γ_T
は管体終端の反射係数であり、ＬＰＦ_Tは管体終端の損
失を近似するためのローパスフィルタである。また、符
号ＳＲとサフィックスで示すものは、各々シフトレジス
タであり、各々のシフト段数がＣＰＵ３によって制御さ
れるようになっている。このシフト段数により、管体の
長さに相当するディレイ時間が変化する。

【００２２】次に、上述した口腔声道形成回路１０の構
成について、図５を参照して説明する。図において、Ｊ
_m-1M〜Ｊ_0Mは各々ジャンクションであり、口腔や声道の
フレアをシミュレートする。また、γ_Mは声道終端の反
射係数であり、ＬＰＦ_Mは声道終端の損失を近似するた
めのローパスフィルタである。またｐ_rは演奏者がマウ
スピースに与える息圧に相当する息圧信号である。

【００２３】ここで、上述した（１）〜（７）式と、励
振エレメントシミュレート回路１１との関係を説明す
る。上述した構成によれば、口腔声道形成回路１０には
信号ｐ_Oが供給され、信号ｐ_iが出力されており、また、
管体形成回路１２には信号がｑ_Oが供給され、信号ｑ_iが
出力されることになる。すなわち、図３に示すような入
出力関係になる。したがって、加算器１８の加算結果は
（１）式に対応し、加算器１６の加算結果は（２）式に
対応する。そして、加算器１７が（７）式の演算（ｑ−
ｐ）を行ない、この演算結果がディレイ２２を介して関
数発生器２３へ供給され、ここで、（６）式の演算が行
なわれる。

【００２４】次に、関数発生器２３の出力信号は、乗算
器２０によって係数Ｚ_Mが乗ぜられ、その後に加算器１
５に入力される。加算器１５においては、入力された信
号がｐ_iから減算（代数加算）され、これにより、
（５）式に示す演算が行なわれる。また、関数発生器２
３の出力信号は、乗算器２１によって係数Ｚ_Tが乗ぜら
れた後に加算器１９に入力される。この加算器１９にお
いては、入力された信号に信号ｑ_iが加算されるので、
（４）式に示される演算が行なわれる。このように、楽
音合成回路７によって前述した式が実現される。

【００２５】［第１の実施例］しかしながら、図３に示
す回路では、ｆ→ｐ_o→ｐ→Δｑ→ｆのループにおいて
非線形の負の傾きの影響で負帰還がかかり、異常発振が
起きやすい。これを防止するには、以下の方法を用い
る。

【００２６】まず、図３を等価変換して図６および図７
を得る。図６では、励振エレメントシミュレート回路１
１と口腔声道形成回路１０とのジャンクション部におけ
る加算器１５，１６を用いたクロス接続と、同励振エレ
メントシミュレート回路１１と管体形成回路１２とのジ
ャンクション部における加算器１８，１９を用いたクロ
ス接続とを、乗算器２５および２６を付加した接続に置
き換えている。さらに、図７では、図６において、口腔
声道形成回路１０側の乗算器２０および加算器１５を通
るループと、乗算器２０および加算器１６を通るループ
とを分離するとともに、管体形成回路１２側の乗算器２
１および加算器１９を通るループと、乗算器２１および
加算器１８を通るループとを分離している。

【００２７】ここで、喉の特性インピーダンスＺ_Mは、
管体の特性インピーダンスＺ_Tに比べて非常に小さいた
め（言換えると、喉は管に比べて太いため）、Ｚ_M＜＜
Ｚ_Tとなる。これにより、図７に示すパスＡが省略さ
れ、図８に示す構成が得られる。この図８では、パスＡ
を省略した後、図２と構成を比較するために、再び、励
振エレメントシミュレート回路１１と管体形成回路１２
と間のジャンクションＪＣＴ２を元の構成に戻してい
る。図８に示す回路構成によれば、上述したループにお
ける負帰還がなくなり、異常発振が起きにくくなるとい
う利点が得られる。このように、本願発明の第１の実施
例では、非線形のジャンクションＪＣＴ１を簡略化する
ことによって寄生発振を抑えている。

【００２８】［第２の実施例］また、図２および図８で
は、喉部のループにおいて、入力側から楽音合成回路７
を見ると、口腔声道形状形成回路１０が積分器に近い回
路で構成されているため、息圧信号ｐ_rによって信号が
オーバーフローする恐れがある。これを解消する方法の
１つとして、図９に示すように、上記ループ外におい
て、息圧信号ｐ_rの加算を行なう方法がある。すなわ
ち、図において、息圧信号ｐ_rが入力される加算器ＡＤ
を、励振エレメントシミュレート回路１１に介挿し、息
圧信号ｐ_rを信号ｐ_iと加算した後、加算器１７の一方の
入力端（−）へ供給するようにしている。

【００２９】この回路構成によれば、口腔声道形成回路
１０は、リードに与える振動の効果をシミュレートする
ようになるため、楽音に共鳴効果が付与される。このよ
うに、第２の実施例では、喉のループ外に息圧信号ｐ_r
を供給することによって、オーバーフローを起きにくく
している。

【００３０】［第３の実施例］さらに、関数発生器２３
が出力する信号ｆの（オーバーフローの原因となる）直
流成分を除去するために、図１０に示すように、乗算器
２０の前段にハイパスフィルタ２７を介挿する。この回
路構成によれば、第２の実施例に示す楽音合成装置に比
べ、さらに、オーバーフローしにくくなる。このよう
に、第３の実施例では、非線形出力が喉部に注入される
部分にハイパスフィルタを介挿することによってオーバ
ーフローを起きにくくしている。 ［第４の実施例；非調和成分の音程を与える回路構成］

【００３１】次に、演奏者が管楽器の演奏時に喉を管体
に共鳴させる奏法をシミュレートする楽音合成回路につ
いて説明する。上記奏法を得るためには、まず、管楽器
において、非調和成分の音程を与える数式を導く必要が
ある。そこで、説明を簡単にするために、喉は直管（フ
レア無し）、管体は円錐管（直管２本をウエーブガイド
で接続したもの）と仮定する。図１１に、この仮定に基
づいて回路構成した楽音合成装置を図１１に示す。

【００３２】図において、口腔声道形成回路１０は、Ｌ
_M段のシフトレジスタＳＲ_Mから構成されている。また、
管体形成回路１２は、Ｌ_L段のシフトレジスタＳＲ_L、ロ
ーパスフィルタＬＰＦ_Lおよび乗算器を有するウエーブ
ガイドＷＧ₁とＬ_S段のシフトレジスタＳＲ_S、ローパス
フィルタＬＰＦ_Sおよび乗算器を有するウエーブガイド
ＷＧ₂から構成されている。励振エレメントシミュレー
ト回路１１、ウエーブガイドＷＧ₁およびＷＧ₂は、ジャ
ンクションＪによって接続されている。この回路構成に
おいて、ディレイ段数Ｌ_Lとディレイ段数Ｌ_Sとに応じ
て、ディレイ段数ＬMが設定される。次に、非調和成分
の音程を付与するための数式を導く手順を説明する。

【００３３】ここで、管体部の共振周波数（基音）をｆ
_0T、その時のモードをＮ_T、管体の円錐部のトータルデ
ィレイ段数をＬ_T（Ｌ_T＝Ｌ_S＋Ｌ_L）、サンプリング周波
数をＦｓとすると、次の関係が成り立つ。 Ｆｓ・Ｎ_T／ｆ_0T＝Ｌ_T＋ｄｅｌａｙ（ｆｓ）＋ｄｅｌａｙ（ｆ_L）……（８） よって、 ｆ_0T＝Ｆｓ・Ｎ_T／［Ｌ_T＋ｄｅｌａｙ（ｆｓ）＋ｄｅｌａｙ（ｆ_L）］…（９） （∵開口端←→開口端の定在波） となる。なお、ここで、ｄｅｌａｙ（ｆ）は、カットオ
フ周波数ｆのローパスフィルタの等価ｄｅｌａｙ段数を
表す関数であり、例えば、一次ＤＣＦでは、ｄｅｌａｙ
（ｆ）≒（１−２πｆ）／（２πｆ）となる。

【００３４】ここで、管体終端の係数ｒ_Mが正の場合、
すなわち口腔または声道終端が閉じている場合には、喉
の共振周波数（基音）をｆ_0M、その時のモードをＮ_M、
喉のトータルディレイ段数をＬ_Mとすると、次の関係が
成り立つ。 Ｆｓ・Ｎ_M／ｆ_0M＝Ｌ_M＋ｄｅｌａｙ（ｆ_M） …………………………（１０） よって、 ｆ_0M＝Ｆｓ・Ｎ_M／［Ｌ_M＋ｄｅｌａｙ（ｆ_M）］ ……………………（１１） （∵閉口端←→閉口端の定在波） となる。

【００３５】また、管体終端の係数ｒ_Mが負の場合、す
なわち口腔または声道終端が開いている場合には、次の
関係が成り立つ。 Ｆｓ・｛（２・Ｎ_M−１）／２｝／ｆ_0M＝Ｌ_M＋ｄｅｌａｙ（ｆ_M）……（１２） よって、 ｆ_0M＝Ｆｓ｛(２・Ｎ_M−１)／２｝／［Ｌ_M＋ｄｅｌａｙ（ｆ_M）］……（１３） （∵開口端←→閉口端の定在波） となる。例えば、喉の共振周波数ｆ_0Mを、管体の共振周
波数ｆ_0Tの半音×ｈだけ上の音に設定したい場合は、 ｆ_0M＝２^h/12・ｆ_0T とする。

【００３６】この時、Ｌ_Mを以上の式から求めると、ｒ_M
が正の場合には、 Ｌ_M＝２^-h/12・(Ｎ_M／Ｎ_T)・［Ｌ_T＋ｄｅｌａｙ（ｆｓ）＋ｄｅｌａｙ（ｆ_L）］ −ｄｅｌａｙ（ｆ_M） ……（１４） となる。したがって、図１１のＬ_Mを、Ｌ_S、Ｌ_L、ｆ_S、
ｆ_L、ｆ_M、Ｎ_T、Ｎ_Mおよびｈから自動計算する機構は、
図１２に示す構成となる。この図において、ディレイ段
数関数部２８は、ローパスフィルタＬＰＦ_Lのカットオ
フ周波数ｆ_Lに基づいた等価ディレイ段数ｄｅｌａｙ
（ｆ_L）を求め、これを加算器３０へ供給する。

【００３７】また、ディレイ段数関数部２９は、ローパ
スフィルタＬＰＦ_Sのカットオフ周波数ｆ_Sに基づいた等
価ディレイ段数ｄｅｌａｙ（ｆ_S）を求め、これを加算
器３０へ供給する。加算器３０には、他にディレイ段数
Ｌ_Lとディレイ段数Ｌ_Sが供給されている。

【００３８】上記加算器３０は、等価ディレイ段数ｄｅ
ｌａｙ（ｆ_L）、等価ディレイ段数ｄｅｌａｙ（ｆ_S）、
ディレイ段数Ｌ_Lおよびディレイ段数Ｌ_Sを加算し、（１
４）式の［Ｌ_T＋ｄｅｌａｙ（ｆｓ）＋ｄｅｌａｙ
（ｆ_L）］を求め、これを乗算器３１の一方の入力端へ
供給する。乗算器３１の他方の入力端には、モード変数
ＮMが供給されており、この乗算器３１は、加算器３０
の演算結果にモード変数Ｎ_Mを乗算し、Ｎ_M・［Ｌ_T＋ｄｅ
ｌａｙ（ｆｓ）＋ｄｅｌａｙ（ｆ_L）］を求め、これを
除算器３２の一方の入力端へ供給する。

【００３９】除算器３２は、乗算器３１の演算結果をモ
ード変数Ｎ_Tによって除算し、(Ｎ_M／Ｎ_T)・［Ｌ_T＋ｄｅ
ｌａｙ（ｆｓ）＋ｄｅｌａｙ（ｆ_L）］を求め、これを
乗算器３３の一方の入力端へ供給する。また、演算部３
４は、変数ｈに従って、定数として２^-h/12を求め、こ
の定数を乗算器３３の他方の入力端へ供給する。

【００４０】上記乗算器２２は、上記(Ｎ_M／Ｎ_T)・［Ｌ_T
＋ｄｅｌａｙ（ｆｓ）＋ｄｅｌａｙ（ｆ_L）］に定数２
^-h/12を乗じ、（１４）式の２^-h/12・(Ｎ_M／Ｎ_T)・［Ｌ_T
＋ｄｅｌａｙ（ｆｓ）＋ｄｅｌａｙ（ｆ_L）］を求め、
これを加算器３４の一方の入力端（＋）へ供給する。ま
た、ディレイ段数関数部３５は、ローパスフィルタＬＰ
Ｆ_Mのカットオフ周波数ｆ_Mに基づいた等価ディレイ段数
ｄｅｌａｙ（ｆ_M）を求め、これを加算器３４の他方の
入力端（−）へ供給する。加算器３４は、乗算器３４の
演算結果から等価ディレイ段数ｄｅｌａｙ（ｆ_M）を減
算して（１４）式に示すディレイ段数Ｌ_Mを求め、これ
をシフトレジスタＳＲ_Mへ供給する。

【００４１】また、ｒ_Mが負の場合には、 Ｌ_M＝２^-h/12・［｛（２・Ｎ_M−１）／２｝／Ｎ_T］・［Ｌ_T＋ｄｅｌａｙ（ｆ_S） ＋ｄｅｌａｙ（ｆ_L）］−ｄｅｌａｙ（ｆ_M）…………（１５） となる。したがって、図１１のＬ_Mを、Ｌ_S、Ｌ_L、ｆ_S、
ｆ_L、ｆ_M、Ｎ_T、Ｎ_Mおよびｈから自動計算する機構は、
図１３に示す構成となる。なお、この図において、図１
２と同じ要件には同一の符号を付けて説明を省略する。

【００４２】この図において、乗算器３６の一方の入力
端には、定数として「２」が供給され、他方の入力端に
は、モード変数Ｎ_Mが供給されている。この乗算器３６
は、定数「２」とモード変数Ｎ_Mとを乗算して、（１
５）式の２・Ｎ_Mを算出し、これを減算器３７の一方の
入力端へ供給する。

【００４３】減算器３７は、上記乗算器３６の演算結果
から他方の入力端に供給される定数「１」を減じて（１
５）式の（２・Ｎ_M−１）を算出し、この演算結果を乗算
器３８の他方の入力端へ供給する。乗算器３８は、加算
器３７の演算結果を１／２にし、さらに加算器３０の出
力と掛合わせて、（２・Ｎ_M−１）／２・［Ｌ_T＋ｄｅｌａ
ｙ（ｆ_S）＋ｄｅｌａｙ（ｆ_L）］を求め、これを除算器
３２の一方の入力端へ供給する。

【００４４】除算器３２は、乗算器３８の演算結果をモ
ード変数Ｎ_Tによって除算し、｛（２・Ｎ_M−１）／２｝
／Ｎ_T・［Ｌ_T＋ｄｅｌａｙ（ｆ_S）＋ｄｅｌａｙ
（ｆ_L）］を求め、これを乗算器３３の一方の入力端へ
供給する。上記乗算器３３は、上記｛（２・Ｎ_M−１）／
２｝／Ｎ_T・［Ｌ_T＋ｄｅｌａｙ（ｆ_S）＋ｄｅｌａｙ（ｆ
_L）］に定数２^-h/12を乗じ、（１５）式の２^-h/12・
［｛（２・Ｎ_M−１）／２｝／Ｎ_T］・［Ｌ_T＋ｄｅｌａｙ
（ｆ_S）＋ｄｅｌａｙ（ｆ_L）］を求め、これを加算器３
４の一方の入力端（＋）へ供給する。

【００４５】加算器３４は、乗算器３３の演算結果から
等価ディレイ段数ｄｅｌａｙ（ｆ_M）を減算して（１
５）式に示すディレイ段数Ｌ_Mを求め、これをシフトレ
ジスタＳＲ_Mへ供給する。また、上述したＬ_S、Ｌ_L、
ｆ_S、ｆ_L、ｆ_M、Ｎ_T、Ｎ_Mおよびｈは、図１４に示すパ
ラメータ生成回路４０によってキーコードＫＣに基づい
て生成され、各部に供給される。

【００４６】上述した構成によれば、キーコードＫＣが
供給されると、パラメータ生成回路４０によってＬ_S、
Ｌ_L、ｆ_S、ｆ_L、ｆ_M、Ｎ_T、Ｎ_Mおよびｈが生成され、こ
れらパラメータが上述した演算回路によって演算され、
最終的にディレイ段数Ｌ^Mが求められる。このディレイ
段数Ｌ_Mは、口腔声道形成回路１０のシフトレジスタへ
供給される。この結果、図１５に示すような喉を管体に
共鳴させる奏法による楽音、すなわち非調和成分が付与
された楽音が発音される。この図において、（ａ）は非
調和成分がない楽音の波形であり、（ｂ）がこの実施例
による楽音の波形である。

【００４７】このように、第４の実施例では、パラメー
タ生成回路４０およびディレイ段数Ｌ_M演算回路を設け
ることによって非調和成分の音程を付与する。なお、物
理的に起こりえない状況をつくることで、新規音色を得
るために、通常、Ｚ_M’＜０であるＺ_M’は、正および負
のいずれの値をとってもよい。また、大きさについて
も、｜Ｚ_M’｜＞｜Ｚ_T｜としてもよい。この時は、非調
和成分の音程による喉鳴りの影響が大きくなり、喉の中
で楽器が鳴っているような新たな音響効果が得られる。

【００４８】

【発明の効果】以上、説明したように、この発明によれ
ば、次のような効果が得られる。請求項１記載の発明で
は、前記第１のウエーブガイドから出力された信号、前
記第２のウエーブガイドから出力された信号および前記
息圧信号を合成し、該合成された信号を非線形変換した
後に、前記第１のウエーブガイドおよび前記第２のウエ
ーブガイドに帰還させているため、つまり喉のループ外
において息圧信号を加算するようにしたため、信号のオ
ーバーフローが起きにくくなっている。

【００４９】また、請求項２記載の発明によれば、請求
項１記載の楽音合成装置において、非線形部を巡回する
励振信号をハイパスフィルタによってフィルタリングす
るようにしたため、信号のオーバーフローを防止するこ
とができるという利点が得られる。

【００５０】請求項３記載の発明によれば、請求項１記
載の楽音合成装置において、演奏情報に応じて前記第２
のウエーブガイドの遅延量を設定するとともに、発生す
べき楽音の音高および前記第２のウエーブガイドの遅延
量に応じて前記第１のウエーブガイドの遅延量を設定す
るようにしたので、従来よりも現実に近い管楽器演奏の
表現力を得ることができ、（管体だけでは出せなかっ
た）例えば所望の音高の非調和なスペクトル成分を付加
することができるという利点が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例の構成を示すブロック図で
ある。

【図２】 励振エレメントシミュレート回路１１におけ
るシミュレート状態を説明するための説明図である。

【図３】 同実施例の楽音合成回路７の構成を示すブロ
ック図である。

【図４】 同実施例の管体形成回路１２の構成を示すブ
ロック図である。

【図５】 同実施例の管体形成回路１２の構成を示すブ
ロック図である。

【図６】 図３に示す楽音合成回路７の等価構成を示す
ブロック図である。

【図７】 図６に示す楽音合成回路７をさらに発展させ
た等価構成を示すブロック図である。

【図８】 第１の実施例による楽音合成回路７の構成を
示すブロック図である。

【図９】 第２の実施例による楽音合成回路７の構成を
示すブロック図である。

【図１０】 第３の実施例による楽音合成回路７の構成
を示すブロック図である。

【図１１】 第４の実施例による楽音合成回路７の構成
を示すブロック図である。

【図１２】 第４の実施例において、口腔または声道が
閉口端の場合の口腔声道形成回路のディレイ段数Ｌ_Mを
算出する演算回路の構成を示すブロック図である。

【図１３】 第４の実施例において、口腔または声道が
開口端の場合の口腔声道形成回路のディレイ段数Ｌ_Mを
算出する演算回路の構成を示すブロック図である。

【図１４】 第４の実施例における演算回路のパラメー
タを生成するパラメータ生成回路を示すブロック図であ
る。

【図１５】 従来の楽音合成装置によって得られる楽音
信号の波形と第４の実施例によって得られた楽音信号の
波形を示す波形図である。

【符号の説明】

１０……口腔声道形成回路（第１のウエーブガイド）、
１１……励振エレメントシミュレート回路（非線形
部）、１２……管体形成回路（第３のウエーブガイ
ド）、２７……ハイパスフィルタ（フィルタ手段）、Ｊ
ＣＴ１……ジャンクション（第１のジャンクション）、
ＪＣＴ２……ジャンクション（第２のジャンクショ
ン）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G10H 7/08 G10H 7/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 遅延手段を含む双方向信号伝送路からな
   り、口腔および声道のいずれか一方の形状をシミュレー
   トする第１のウエーブガイドと、 遅延手段を含む双方向信号伝送路からなり、管楽器の管
   体の形状をシミュレートする第２のウエーブガイドと、息圧を示す息圧信号を発生する息圧信号発生手段と、 マウスピース部をシミュレートし、前記第１のウエーブ
   ガイドから出力された信号、前記第２のウエーブガイド
   から出力された信号および前記息圧信号を合成し、該合
   成された信号を非線形変換した後に、前記第１のウエー
   ブガイドおよび前記第２のウエーブガイドに帰還させる
   非線形部と を具備したことを特徴とする楽音合成装置。
2. 【請求項２】 前記非線形部は、前記第１のウエーブガ
   イドに帰還する信号の高域周波数を通過させるハイパス
   フィルタを備えたことを特徴とする請求項１記載の楽音
   合成装置。
3. 【請求項３】 演奏情報に応じて前記第２のウエーブガ
   イドの遅延量を設定するとともに、発生すべき楽音の音
   高および前記第２のウエーブガイドの遅延量に応じて前
   記第１のウエーブガイドの遅延量を設定することを特徴
   とする請求項１記載の楽音合成装置。