JP3037861B2 - 波形形成装置およびこの出力波形を用いた電子楽器 - Google Patents
波形形成装置およびこの出力波形を用いた電子楽器Info
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- G10H—ELECTROPHONIC MUSICAL INSTRUMENTS; INSTRUMENTS IN WHICH THE TONES ARE GENERATED BY ELECTROMECHANICAL MEANS OR ELECTRONIC GENERATORS, OR IN WHICH THE TONES ARE SYNTHESISED FROM A DATA STORE
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- G10H7/02—Instruments in which the tones are synthesised from a data store, e.g. computer organs in which amplitudes at successive sample points of a tone waveform are stored in one or more memories
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- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
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- G10H1/00—Details of electrophonic musical instruments
- G10H1/02—Means for controlling the tone frequencies, e.g. attack or decay; Means for producing special musical effects, e.g. vibratos or glissandos
- G10H1/06—Circuits for establishing the harmonic content of tones, or other arrangements for changing the tone colour
- G10H1/12—Circuits for establishing the harmonic content of tones, or other arrangements for changing the tone colour by filtering complex waveforms
- G10H1/125—Circuits for establishing the harmonic content of tones, or other arrangements for changing the tone colour by filtering complex waveforms using a digital filter
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- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10H—ELECTROPHONIC MUSICAL INSTRUMENTS; INSTRUMENTS IN WHICH THE TONES ARE GENERATED BY ELECTROMECHANICAL MEANS OR ELECTRONIC GENERATORS, OR IN WHICH THE TONES ARE SYNTHESISED FROM A DATA STORE
- G10H3/00—Instruments in which the tones are generated by electromechanical means
- G10H3/12—Instruments in which the tones are generated by electromechanical means using mechanical resonant generators, e.g. strings or percussive instruments, the tones of which are picked up by electromechanical transducers, the electrical signals being further manipulated or amplified and subsequently converted to sound by a loudspeaker or equivalent instrument
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- Electrophonic Musical Instruments (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は波形形成装置およびこの
装置による処理波形を波形メモリに記憶する電子楽器に
関し、特に、波形メモリから波形を繰り返し読み出す場
合の波形データの修正に関するものである。
装置による処理波形を波形メモリに記憶する電子楽器に
関し、特に、波形メモリから波形を繰り返し読み出す場
合の波形データの修正に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の電子楽器においては、楽音波形を
波形メモリに記憶し、キーオンなどの演奏情報に基づい
て該波形を読み出し、楽音信号を発生させる方式があっ
た。この中には、キーオン直後のアタック部分やその後
のディケイ、サスティン部などの音色の微妙な変化を出
すために、楽器の原音を発音開始から終了までの期間録
音し、波形メモリに記憶させる方式があり、この場合
に、後半の波形はあまり音色の変化がないので、ある程
度の期間経過後は同じ波形期間を繰り返し読み出すこと
で波形メモリの容量を節約する方式があった。
波形メモリに記憶し、キーオンなどの演奏情報に基づい
て該波形を読み出し、楽音信号を発生させる方式があっ
た。この中には、キーオン直後のアタック部分やその後
のディケイ、サスティン部などの音色の微妙な変化を出
すために、楽器の原音を発音開始から終了までの期間録
音し、波形メモリに記憶させる方式があり、この場合
に、後半の波形はあまり音色の変化がないので、ある程
度の期間経過後は同じ波形期間を繰り返し読み出すこと
で波形メモリの容量を節約する方式があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】自然音は一般に周波数
成分、振幅成分共に時間的な変化をしているが、上記の
ような従来の電子楽器においては、波形メモリからの繰
り返し読み出し期間に入ると、突然スペクトルの時間的
変化が無くなるため、不自然な感じを受けるという問題
点があった。
成分、振幅成分共に時間的な変化をしているが、上記の
ような従来の電子楽器においては、波形メモリからの繰
り返し読み出し期間に入ると、突然スペクトルの時間的
変化が無くなるため、不自然な感じを受けるという問題
点があった。
【０００４】本発明の目的は、前記のような従来技術の
問題点を改良し、波形読み出しの繰り返し期間に入る前
後で音色が連続的に自然に変化するような波形データを
作成可能な波形形成装置、およびこの装置による処理波
形を用い、より自然な音色変化が得られる電子楽器を提
供することにある。
問題点を改良し、波形読み出しの繰り返し期間に入る前
後で音色が連続的に自然に変化するような波形データを
作成可能な波形形成装置、およびこの装置による処理波
形を用い、より自然な音色変化が得られる電子楽器を提
供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明は、時間的に順
次入力される原音信号を、それぞれが少なくとも１つの
高調波成分を含む複数の周波数帯域に分割し、帯域信号
を出力する帯域分割手段と、各帯域信号の、振幅および
周波数の２つのパラメータを抽出する抽出手段と、楽音
の前記第１時点から第２時点までの遷移期間において、
２つのパラメータの少なくとも一方のパラメータの変化
が徐々に減少し、第２時点以降においては前記変化が無
くなるように、前記少なくとも一方のパラメータを修正
する修正手段と、各帯域信号の振幅および周波数のうち
の少なくとも１つが修正されたパラメータを用いて各帯
域信号を合成する合成手段と、合成された各帯域信号を
混合し、出力する混合手段とを具備する波形形成装置に
特徴がある。また本発明は、上記波形生成装置の出力波
形の読出しによって楽音信号を発生する楽音信号発生手
段を有し、前記第２の時点以降の波形データを繰り返し
読み出すようにした電子楽器に特徴がある。
次入力される原音信号を、それぞれが少なくとも１つの
高調波成分を含む複数の周波数帯域に分割し、帯域信号
を出力する帯域分割手段と、各帯域信号の、振幅および
周波数の２つのパラメータを抽出する抽出手段と、楽音
の前記第１時点から第２時点までの遷移期間において、
２つのパラメータの少なくとも一方のパラメータの変化
が徐々に減少し、第２時点以降においては前記変化が無
くなるように、前記少なくとも一方のパラメータを修正
する修正手段と、各帯域信号の振幅および周波数のうち
の少なくとも１つが修正されたパラメータを用いて各帯
域信号を合成する合成手段と、合成された各帯域信号を
混合し、出力する混合手段とを具備する波形形成装置に
特徴がある。また本発明は、上記波形生成装置の出力波
形の読出しによって楽音信号を発生する楽音信号発生手
段を有し、前記第２の時点以降の波形データを繰り返し
読み出すようにした電子楽器に特徴がある。
【０００６】
【作用】この発明は、このような手段により、原音を高
調波成分ごとの帯域毎に分けて処理を行うので、パラメ
ータの変化を正確に制御でき、音色の変化の仕方を任意
に制御することが可能となる。従って、繰り返し期間に
入る前後で音色の変化度合いが滑らかに変化するような
波形を作成することが可能となり、音色の変化がより自
然な電子楽器を得ることが可能となる。
調波成分ごとの帯域毎に分けて処理を行うので、パラメ
ータの変化を正確に制御でき、音色の変化の仕方を任意
に制御することが可能となる。従って、繰り返し期間に
入る前後で音色の変化度合いが滑らかに変化するような
波形を作成することが可能となり、音色の変化がより自
然な電子楽器を得ることが可能となる。
【０００７】
【実施例】まず本発明が適用される電子楽器の実施例を
説明する。図２は本発明を適用した電子楽器の構成を表
すブロック図である。ＣＰＵ１はＲＯＭ２に記憶されて
いるプログラムにより、周知のキーアサイン処理、発音
処理等電子楽器全体の制御を行う。ＲＯＭ２には制御用
プログラムの他、例えば各種テーブル、自動演奏用楽曲
データ、各種音色データなどを記憶している。ＲＡＭ３
はＣＰＵ１の作業用領域として使用される他、キーアサ
インテーブル、音源制御情報テーブルなどの各種制御デ
ータを記憶しており、バッテリーバックアップされてい
てもよい。キーボード４は例えばそれぞれ２つのスイッ
チを有する複数の鍵からなり、図示しないキーボードイ
ンターフェースがＣＰＵ１の制御により各鍵のスイッチ
をスキャンする。
説明する。図２は本発明を適用した電子楽器の構成を表
すブロック図である。ＣＰＵ１はＲＯＭ２に記憶されて
いるプログラムにより、周知のキーアサイン処理、発音
処理等電子楽器全体の制御を行う。ＲＯＭ２には制御用
プログラムの他、例えば各種テーブル、自動演奏用楽曲
データ、各種音色データなどを記憶している。ＲＡＭ３
はＣＰＵ１の作業用領域として使用される他、キーアサ
インテーブル、音源制御情報テーブルなどの各種制御デ
ータを記憶しており、バッテリーバックアップされてい
てもよい。キーボード４は例えばそれぞれ２つのスイッ
チを有する複数の鍵からなり、図示しないキーボードイ
ンターフェースがＣＰＵ１の制御により各鍵のスイッチ
をスキャンする。
【０００８】パネル５は、例えばパネル上の音色、リズ
ムパターンなどの選択スイッチ、数値入力用テンキース
イッチ等の各種スイッチ、ＬＥＤなどの表示装置、パネ
ルインターフェース回路からなる。音源回路６は、ＣＰ
Ｕ１の制御により、時分割多重処理によって例えば１６
チャネルの独立したデジタル楽音信号を発生することが
できるものである。Ｄ／Ａ変換器７は音源回路６から出
力されるデジタル信号をアナログ信号に変換する。アン
プ８はアナログ楽音信号を増幅し、スピーカ９から発音
される。バス１０は電子楽器内の各回路を接続してい
る。この他にＭＩＤＩインターフェース等を設けてもよ
い。
ムパターンなどの選択スイッチ、数値入力用テンキース
イッチ等の各種スイッチ、ＬＥＤなどの表示装置、パネ
ルインターフェース回路からなる。音源回路６は、ＣＰ
Ｕ１の制御により、時分割多重処理によって例えば１６
チャネルの独立したデジタル楽音信号を発生することが
できるものである。Ｄ／Ａ変換器７は音源回路６から出
力されるデジタル信号をアナログ信号に変換する。アン
プ８はアナログ楽音信号を増幅し、スピーカ９から発音
される。バス１０は電子楽器内の各回路を接続してい
る。この他にＭＩＤＩインターフェース等を設けてもよ
い。
【０００９】図３は図２の音原回路６の構成を示すブロ
ック図である。アドレス発生回路２０は、ＣＰＵ１から
設定された、押下されたキーの音高に対応するアドレス
間隔情報を累算する累算器をチャネル分備えており、例
えばサンプリング周期毎に波形メモリの読み出しアドレ
スを発生する。なお、波形データが後述する方法で所定
の長さしか記憶されていない場合には、最後の所定の範
囲の波形データを繰り返し読み出すようにアドレスが制
御される。波形メモリ２１は後述する方法で形成された
波形データを記憶するＲＯＭあるいはＲＡＭであり、音
色毎およびある音高範囲ごとに異なる波形データを記憶
している。
ック図である。アドレス発生回路２０は、ＣＰＵ１から
設定された、押下されたキーの音高に対応するアドレス
間隔情報を累算する累算器をチャネル分備えており、例
えばサンプリング周期毎に波形メモリの読み出しアドレ
スを発生する。なお、波形データが後述する方法で所定
の長さしか記憶されていない場合には、最後の所定の範
囲の波形データを繰り返し読み出すようにアドレスが制
御される。波形メモリ２１は後述する方法で形成された
波形データを記憶するＲＯＭあるいはＲＡＭであり、音
色毎およびある音高範囲ごとに異なる波形データを記憶
している。
【００１０】デジタルフィルタ２２はＣＰＵ１の制御に
より音色あるいは音質の制御を行う。なおこの制御をエ
ンベロープ発生器を用いて行うようにしてもよい。エン
ベロープ発生回路２３は、ＣＰＵ１の制御により、音色
およびタッチ情報に対応した楽音のエンベロープ信号を
発生する。乗算器２４はデジタルフィルタ２２の出力信
号に、エンベロープ発生回路２３の出力であるエンベロ
ープ信号を乗算し、楽音信号を出力する。本発明の特徴
は波形メモリ２１に記憶される波形データにある。
より音色あるいは音質の制御を行う。なおこの制御をエ
ンベロープ発生器を用いて行うようにしてもよい。エン
ベロープ発生回路２３は、ＣＰＵ１の制御により、音色
およびタッチ情報に対応した楽音のエンベロープ信号を
発生する。乗算器２４はデジタルフィルタ２２の出力信
号に、エンベロープ発生回路２３の出力であるエンベロ
ープ信号を乗算し、楽音信号を出力する。本発明の特徴
は波形メモリ２１に記憶される波形データにある。
【００１１】次に、波形メモリに記憶するデータを作成
する波形形成装置について説明する。図４は本発明の波
形形成装置の構成を示すブロック図である。波形形成装
置３０は通常の計算機システムにマイクの信号を入力す
るためのＡ／Ｄ変換器４２を付加し、波形形成処理のた
めのプログラムを組み込んだものである。ＣＰＵ３１は
プログラムに従って各種演算などを実行する。メモリ３
２にはプログラムやデータが記憶される。コンソールイ
ンターフェース３３はＣＲＴディスプレイ３４とキーボ
ード３５のインターフェース回路である。
する波形形成装置について説明する。図４は本発明の波
形形成装置の構成を示すブロック図である。波形形成装
置３０は通常の計算機システムにマイクの信号を入力す
るためのＡ／Ｄ変換器４２を付加し、波形形成処理のた
めのプログラムを組み込んだものである。ＣＰＵ３１は
プログラムに従って各種演算などを実行する。メモリ３
２にはプログラムやデータが記憶される。コンソールイ
ンターフェース３３はＣＲＴディスプレイ３４とキーボ
ード３５のインターフェース回路である。
【００１２】Ｉ／Ｏインターフェース３６は計算機シス
テムと、プリンタや通信装置、ＲＯＭライタなど各種の
Ｉ／Ｏ機器３７とのインターフェース回路である。ディ
スク３８はプログラムやデータのファイルを記憶する。
バス３９はシステム内の各回路を接続している。楽器４
０は、電子楽器の波形データの元になる楽音を発生させ
るためのものであり、発生した楽音信号はマイク４１に
よって電気信号に変換され、更にＡ／Ｄ変換器４２によ
ってデジタル信号に変換され、原音データとなる。
テムと、プリンタや通信装置、ＲＯＭライタなど各種の
Ｉ／Ｏ機器３７とのインターフェース回路である。ディ
スク３８はプログラムやデータのファイルを記憶する。
バス３９はシステム内の各回路を接続している。楽器４
０は、電子楽器の波形データの元になる楽音を発生させ
るためのものであり、発生した楽音信号はマイク４１に
よって電気信号に変換され、更にＡ／Ｄ変換器４２によ
ってデジタル信号に変換され、原音データとなる。
【００１３】図１は図４の波形形成装置の処理機能を示
す機能ブロック図である。高調波分離手段５０は、図５
（ａ）に波形を示すような原音データを複数の高調波成
分に分離する。この処理は例えば、まずＦＦＴなどによ
って求めた原音のスペクトルから各高調波成分の周波数
とレベルを求め、レベルがある値以上の高調波につい
て、バンドパスフィルタ処理により各、図５（ｂ）に示
すような高調波成分を独立して抽出することにより実行
される。高調波処理手段５１、５２は抽出された高調波
の数だけ用意され、抽出された各高調波は複数の高調波
処理手段５１、５２によって独立に処理される。
す機能ブロック図である。高調波分離手段５０は、図５
（ａ）に波形を示すような原音データを複数の高調波成
分に分離する。この処理は例えば、まずＦＦＴなどによ
って求めた原音のスペクトルから各高調波成分の周波数
とレベルを求め、レベルがある値以上の高調波につい
て、バンドパスフィルタ処理により各、図５（ｂ）に示
すような高調波成分を独立して抽出することにより実行
される。高調波処理手段５１、５２は抽出された高調波
の数だけ用意され、抽出された各高調波は複数の高調波
処理手段５１、５２によって独立に処理される。
【００１４】振幅成分抽出手段５３は、例えば高調波信
号の振幅のピークを検出し、それらを線で結ぶことによ
り、図５（ｃ）に示すような振幅成分データを出力す
る。周波数成分抽出手段５４は、例えば高調波信号のゼ
ロクロス点の間隔から周期を求め、その逆数を取ること
により、図５（ｄ）に示すような周波数成分データを出
力する。平均値検出手段５５および５６は、それぞれ振
幅成分と周波数成分について所定の範囲、例えば図５の
Ａの範囲、すなわち楽音の前半期（ｔ：〜ｖ）より後の
期間内（ｔ：ｖ〜）の平均値を求める。
号の振幅のピークを検出し、それらを線で結ぶことによ
り、図５（ｃ）に示すような振幅成分データを出力す
る。周波数成分抽出手段５４は、例えば高調波信号のゼ
ロクロス点の間隔から周期を求め、その逆数を取ること
により、図５（ｄ）に示すような周波数成分データを出
力する。平均値検出手段５５および５６は、それぞれ振
幅成分と周波数成分について所定の範囲、例えば図５の
Ａの範囲、すなわち楽音の前半期（ｔ：〜ｖ）より後の
期間内（ｔ：ｖ〜）の平均値を求める。
【００１５】振幅成分修正手段５７は、所定の期間
（ｔ：ｖ〜ｋ）で振幅成分データの平均値からのずれを
徐々に減少させ、ある時刻（ｔ＝ｋ）以降は平均値とな
るように振幅成分データを修正し、図５（ｅ）に示すよ
うな修正振幅成分データを出力する。なお図５における
範囲Ｃ（ｔ＞ｋ）は波形が繰り返し読み出される楽音の
後半期を示している。処理を式で示すと、振幅成分デー
タをａ（ｔ）、修正振幅成分データをａ’（ｔ）平均値
をＡとすれば、 ａ’（ｔ）＝ａ（ｔ）． （ｔ：０〜ｖ−１）． ａ’（ｔ）＝Ａ＋（ａ（ｔ）−Ａ）＊（ｋ−ｔ）／（ｋ−ｖ）． （ｔ：ｖ〜ｋ−１）． ａ’（ｔ）＝Ａ． （ｔ：ｋ〜）． となる。
（ｔ：ｖ〜ｋ）で振幅成分データの平均値からのずれを
徐々に減少させ、ある時刻（ｔ＝ｋ）以降は平均値とな
るように振幅成分データを修正し、図５（ｅ）に示すよ
うな修正振幅成分データを出力する。なお図５における
範囲Ｃ（ｔ＞ｋ）は波形が繰り返し読み出される楽音の
後半期を示している。処理を式で示すと、振幅成分デー
タをａ（ｔ）、修正振幅成分データをａ’（ｔ）平均値
をＡとすれば、 ａ’（ｔ）＝ａ（ｔ）． （ｔ：０〜ｖ−１）． ａ’（ｔ）＝Ａ＋（ａ（ｔ）−Ａ）＊（ｋ−ｔ）／（ｋ−ｖ）． （ｔ：ｖ〜ｋ−１）． ａ’（ｔ）＝Ａ． （ｔ：ｋ〜）． となる。
【００１６】周波数成分修正手段５８は、やはり所定の
期間（ｔ：ｖ〜ｋ）で周波数成分データの平均値からの
ずれを徐々に減少させ、ある時刻（ｔ＝ｋ）以降は平均
値となるように周波数成分データを修正し、図５（ｆ）
に示すような修正周波数成分データを出力する。処理を
式で示すと、周波数成分データをｆ（ｔ）、修正周波数
成分データをｆ’（ｔ）平均値をＦとすれば、 ｆ’（ｔ）＝ｆ（ｔ）． （ｔ：０〜ｖ−１）． ｆ’（ｔ）＝Ｆ＋（ｆ（ｔ）−Ｆ）＊（ｋ−ｔ）／（ｋ−ｖ）． （ｔ：ｖ〜ｋ−１）． ｆ’（ｔ）＝Ｆ． （ｔ：ｋ〜）． となる。
期間（ｔ：ｖ〜ｋ）で周波数成分データの平均値からの
ずれを徐々に減少させ、ある時刻（ｔ＝ｋ）以降は平均
値となるように周波数成分データを修正し、図５（ｆ）
に示すような修正周波数成分データを出力する。処理を
式で示すと、周波数成分データをｆ（ｔ）、修正周波数
成分データをｆ’（ｔ）平均値をＦとすれば、 ｆ’（ｔ）＝ｆ（ｔ）． （ｔ：０〜ｖ−１）． ｆ’（ｔ）＝Ｆ＋（ｆ（ｔ）−Ｆ）＊（ｋ−ｔ）／（ｋ−ｖ）． （ｔ：ｖ〜ｋ−１）． ｆ’（ｔ）＝Ｆ． （ｔ：ｋ〜）． となる。
【００１７】波形合成手段５９は修正された振幅および
周波数成分データを基に、図５（ｇ）に示すような高調
波を再合成する。式で示すと、高調波データをＣ（ｔ）
とすれば、 Ｃ（ｔ）＝ａ’（ｔ）＊ｓｉｎ（２πｆ’（ｔ）＊ｔ） となる。混合手段６０は各高調波処理手段５１、５２の
出力を混合し、修正された楽音波形データを出力する。
周波数成分データを基に、図５（ｇ）に示すような高調
波を再合成する。式で示すと、高調波データをＣ（ｔ）
とすれば、 Ｃ（ｔ）＝ａ’（ｔ）＊ｓｉｎ（２πｆ’（ｔ）＊ｔ） となる。混合手段６０は各高調波処理手段５１、５２の
出力を混合し、修正された楽音波形データを出力する。
【００１８】第１の実施例においては、以上のような処
理により、楽音の前半期の末期（ｔ：ｖ）から繰り返し
部分の先頭（ｔ：ｋ）にかけての遷移期間中に、徐々に
パラメータの変化が少なくなり、平均値に収斂するよう
に波形を修正するので、該波形を用いた電子楽器におい
て、音色が滑らかに変化する自然な楽音を得ることがで
きる。
理により、楽音の前半期の末期（ｔ：ｖ）から繰り返し
部分の先頭（ｔ：ｋ）にかけての遷移期間中に、徐々に
パラメータの変化が少なくなり、平均値に収斂するよう
に波形を修正するので、該波形を用いた電子楽器におい
て、音色が滑らかに変化する自然な楽音を得ることがで
きる。
【００１９】図６は波形形成装置の第２の実施例の機能
を示す機能ブロック図である。第１の実施例では、各高
調波毎に処理を行うため、処理量が非常に多くなるとい
う問題があったが、この実施例では、原信号を帯域分割
手段によって例えば複数の高調波を含むような広い帯域
に分割し、処理することによって処理量の削減を可能と
するものである。
を示す機能ブロック図である。第１の実施例では、各高
調波毎に処理を行うため、処理量が非常に多くなるとい
う問題があったが、この実施例では、原信号を帯域分割
手段によって例えば複数の高調波を含むような広い帯域
に分割し、処理することによって処理量の削減を可能と
するものである。
【００２０】帯域分離手段７０は原信号を例えば複数の
高調波を含むような広い帯域に分割し、各帯域信号を出
力する。レベルの大きな高調波は１つずつ分離し、レベ
ルの小さなものは隣接するレベルの大きな高調波と同じ
帯域に含ませるようにしてもよい。帯域成分処理手段７
１、７２は帯域成分の数だけ用意され、抽出された各帯
域成分は複数の帯域成分処理手段７１、７２によって独
立に処理される。
高調波を含むような広い帯域に分割し、各帯域信号を出
力する。レベルの大きな高調波は１つずつ分離し、レベ
ルの小さなものは隣接するレベルの大きな高調波と同じ
帯域に含ませるようにしてもよい。帯域成分処理手段７
１、７２は帯域成分の数だけ用意され、抽出された各帯
域成分は複数の帯域成分処理手段７１、７２によって独
立に処理される。
【００２１】振幅成分抽出手段７３は、例えば帯域成分
信号の振幅のピークを検出し、それらを線で結ぶことに
より、振幅成分データを出力する。周波数成分抽出手段
７４は、帯域成分信号から周期を求め、その逆数を取る
ことにより、周波数成分データを出力するが、複数の高
調波が含まれている場合にはゼロクロス点の間隔から周
期を求めることは単純にはできない。そこで、例えば振
幅の最も大きなピーク間の周期を検出するとか、あるい
は帯域信号の自己相関関数を求め、０以外で最も大きな
値を示す点から周期を求めることができる。
信号の振幅のピークを検出し、それらを線で結ぶことに
より、振幅成分データを出力する。周波数成分抽出手段
７４は、帯域成分信号から周期を求め、その逆数を取る
ことにより、周波数成分データを出力するが、複数の高
調波が含まれている場合にはゼロクロス点の間隔から周
期を求めることは単純にはできない。そこで、例えば振
幅の最も大きなピーク間の周期を検出するとか、あるい
は帯域信号の自己相関関数を求め、０以外で最も大きな
値を示す点から周期を求めることができる。
【００２２】平均値検出手段７５および７６は、それぞ
れ振幅成分と周波数成分について所定の範囲の平均値を
求める。振幅成分修正手段７７は、所定の期間（ｔ：ｖ
〜ｋ）で振幅成分データの平均値からのずれを徐々に減
少させ、ある時刻（ｔ＝ｋ）以降は平均値となるように
振幅成分データを修正し、修正振幅成分データを出力す
る。周波数成分修正手段７８は、やはり所定の期間
（ｔ：ｖ〜ｋ）で周波数成分データの平均値からのずれ
を徐々に減少させ、ある時刻（ｔ＝ｋ）以降は平均値と
なるように周波数成分データを修正し、修正周波数成分
データを出力する。これらの処理は第１の実施例と同じ
である。
れ振幅成分と周波数成分について所定の範囲の平均値を
求める。振幅成分修正手段７７は、所定の期間（ｔ：ｖ
〜ｋ）で振幅成分データの平均値からのずれを徐々に減
少させ、ある時刻（ｔ＝ｋ）以降は平均値となるように
振幅成分データを修正し、修正振幅成分データを出力す
る。周波数成分修正手段７８は、やはり所定の期間
（ｔ：ｖ〜ｋ）で周波数成分データの平均値からのずれ
を徐々に減少させ、ある時刻（ｔ＝ｋ）以降は平均値と
なるように周波数成分データを修正し、修正周波数成分
データを出力する。これらの処理は第１の実施例と同じ
である。
【００２３】この実施例においては、各帯域成分処理手
段において抽出された振幅成分および周波数成分は、例
えばその帯域に含まれる最もレベルの大きな高調波の情
報しか含んでいない。従って、波形合成手段８１によっ
て帯域信号をより忠実に再合成するためには、その帯域
に含まれる最もレベルの大きな高調波についてはパラメ
ータの変化を無くし、かつその他の高調波成分の情報を
も含むような周期成分信号を用意する必要がある。この
ために、リサンプリング手段７９は周波数成分抽出手段
７４からの出力データ（周期データ）に基づき、帯域信
号をリサンプリングする。即ち各周期内のサンプル数が
全て同一数になるように、補間演算等により新たなサン
プル値を求める。また振幅修正手段８０は１周期毎の振
幅の絶対値の最大値を求め、各サンプル値を該最大値で
除算することにより、全ての周期について振幅を揃え
る。
段において抽出された振幅成分および周波数成分は、例
えばその帯域に含まれる最もレベルの大きな高調波の情
報しか含んでいない。従って、波形合成手段８１によっ
て帯域信号をより忠実に再合成するためには、その帯域
に含まれる最もレベルの大きな高調波についてはパラメ
ータの変化を無くし、かつその他の高調波成分の情報を
も含むような周期成分信号を用意する必要がある。この
ために、リサンプリング手段７９は周波数成分抽出手段
７４からの出力データ（周期データ）に基づき、帯域信
号をリサンプリングする。即ち各周期内のサンプル数が
全て同一数になるように、補間演算等により新たなサン
プル値を求める。また振幅修正手段８０は１周期毎の振
幅の絶対値の最大値を求め、各サンプル値を該最大値で
除算することにより、全ての周期について振幅を揃え
る。
【００２４】波形合成手段８１は、各修正手段から出力
された修正振幅成分および修正周波数成分データを用い
て、振幅修正手段８０、リサンプリング手段７９と逆の
処理を行うことによって、帯域信号を合成する。即ち、
まず周期成分信号に修正振幅成分データを乗算し、次に
修正周波数成分データに基づき、各周期のサンプル数を
補間演算により増減させる。混合手段８１は各帯域成分
処理手段７１、７２の出力を混合し、修正された楽音波
形データを出力する。
された修正振幅成分および修正周波数成分データを用い
て、振幅修正手段８０、リサンプリング手段７９と逆の
処理を行うことによって、帯域信号を合成する。即ち、
まず周期成分信号に修正振幅成分データを乗算し、次に
修正周波数成分データに基づき、各周期のサンプル数を
補間演算により増減させる。混合手段８１は各帯域成分
処理手段７１、７２の出力を混合し、修正された楽音波
形データを出力する。
【００２５】第２の実施例は以上のような処理により、
少ない帯域分割数で処理が可能となり、処理時間の短縮
が可能となる。また、ある帯域に含まれる高調波のパラ
メータが同じように変化している場合には、第２の実施
例による処理においても、第１の実施例と同様の修正結
果が得られる。
少ない帯域分割数で処理が可能となり、処理時間の短縮
が可能となる。また、ある帯域に含まれる高調波のパラ
メータが同じように変化している場合には、第２の実施
例による処理においても、第１の実施例と同様の修正結
果が得られる。
【００２６】以上、実施例を説明したが、以下のような
変形例も考えられる。波形形成装置においては、振幅成
分と周波数成分の検出手段について任意の方法が使用可
能である。例えば振幅については、検波（絶対値を取
る）してローパスフィルタを通すなどの処理を行っても
よい。また周波数（周期）成分の検出については、ゼロ
クロス点あるいはピーク点の周期の検出、自己相関関数
から求めるなどの方法が考えられ、第２の実施例におい
ても、予想される周期の近辺のゼロクロス点を検出する
ようにすればゼロクロス点から周期を検出することがで
きる。
変形例も考えられる。波形形成装置においては、振幅成
分と周波数成分の検出手段について任意の方法が使用可
能である。例えば振幅については、検波（絶対値を取
る）してローパスフィルタを通すなどの処理を行っても
よい。また周波数（周期）成分の検出については、ゼロ
クロス点あるいはピーク点の周期の検出、自己相関関数
から求めるなどの方法が考えられ、第２の実施例におい
ても、予想される周期の近辺のゼロクロス点を検出する
ようにすればゼロクロス点から周期を検出することがで
きる。
【００２７】図５における範囲Ａ、Ｂ、Ｃは任意に決定
すればよいが、Ｃ（あるいはｋ）は例えば音色の変化の
減少度合いと、波形メモリとして利用できるメモリ容量
などによって決定される。またＡは繰り返し部分のパラ
メータ値となるので、ｋ点における連続性を考慮して、
ｋ点を中心とする所定の範囲としてもよい。Ｂについて
は原音を必要以上に修正することなく、かつ音色が滑ら
かに変化するように、実験的に決定すればよい。
すればよいが、Ｃ（あるいはｋ）は例えば音色の変化の
減少度合いと、波形メモリとして利用できるメモリ容量
などによって決定される。またＡは繰り返し部分のパラ
メータ値となるので、ｋ点における連続性を考慮して、
ｋ点を中心とする所定の範囲としてもよい。Ｂについて
は原音を必要以上に修正することなく、かつ音色が滑ら
かに変化するように、実験的に決定すればよい。
【００２８】実施例においては、振幅と周波数の両方の
パラメータについて修正を行う例を示したが、いずれか
一方のパラメータのみを修正するようにしてもよい。サ
ンプリング機能付きの電子楽器に本発明の機能を付加す
れば、収集した楽音のデータ量を圧縮して蓄積、利用す
ることが可能となり、メモリ容量が削減できる。
パラメータについて修正を行う例を示したが、いずれか
一方のパラメータのみを修正するようにしてもよい。サ
ンプリング機能付きの電子楽器に本発明の機能を付加す
れば、収集した楽音のデータ量を圧縮して蓄積、利用す
ることが可能となり、メモリ容量が削減できる。
【００２９】
【発明の効果】以上述べたように、この発明は、原音を
帯域毎に分けて処理を行うので、パラメータの変化を正
確に制御でき、音色の変化の仕方を任意に制御すること
が可能となるという効果がある。また、この発明の装置
によって処理された波形データを記憶した波形メモリを
使用した電子楽器は音色の変化をより自然にすることが
可能となるという効果がある。
帯域毎に分けて処理を行うので、パラメータの変化を正
確に制御でき、音色の変化の仕方を任意に制御すること
が可能となるという効果がある。また、この発明の装置
によって処理された波形データを記憶した波形メモリを
使用した電子楽器は音色の変化をより自然にすることが
可能となるという効果がある。
【図１】 波形形成装置の機能を示す機能ブロック図で
ある。
ある。
【図２】 電子楽器の構成を表すブロック図である。
【図３】 図２の音原回路６の構成を示すブロック図で
ある。
ある。
【図４】 本発明の波形形成装置の構成を示すブロック
図である。
図である。
【図５】 各波形形成処理工程における信号波形を示す
波形図である。
波形図である。
【図６】 波形形成装置の他の実施例を示す機能ブロッ
ク図である。
ク図である。
１…ＣＰＵ、２…ＲＯＭ、３…ＲＡＭ、４…キーボー
ド、５…パネル、６…音源回路、７…Ｄ／Ａ変換器、８
…アンプ、９…スピーカ、１０…バス
ド、５…パネル、６…音源回路、７…Ｄ／Ａ変換器、８
…アンプ、９…スピーカ、１０…バス
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G10H 7/02
Claims (6)
- 【請求項１】楽音波形を波形メモリに記憶し、楽音の発
音開始から第１時点までの前半期においては演奏情報に
基づいて該波形を読出し、第１時点より後の、楽音の後
半期である第２時点以降においては同一波形を繰返し読
出して楽音信号を発生させるための波形形成装置であっ
て、 時間的に順次入力され る原音信号を、それぞれが少なく
とも１つの高調波成分を含む複数の周波数帯域に分割
し、帯域信号を出力する帯域分割手段と、 各帯域信号の、振幅および周波数の２つのパラメータを
抽出する抽出手段と、楽音の前記 第１時点から第２時点までの遷移期間におい
て、２つのパラメータの少なくとも一方のパラメータの
変化が徐々に減少し、第２時点以降においては前記変化
が無くなるように、前記少なくとも一方のパラメータを
修正する修正手段と、 各帯域信号の振幅および周波数のうちの少なくとも１つ
が修正されたパラメータを用いて各帯域信号を合成する
合成手段と、 合成された各帯域信号を混合し、出力する混合手段とを
具備することを特徴とする波形形成装置。 - 【請求項２】前記抽出手段は、振幅成分抽出手段と周波
数成分抽出手段とからなり、 前記修正手段は、 振幅成分の所定の範囲の平均値を検出する振幅成分平均
値検出手段と、 該振幅成分平均値検出手段の出力データを基に、前記第
１時点から、振幅成分の前記平均値からの偏移が徐々に
減少し、前記第２時点以降は前記平均値となるように、
各帯域信号の振幅成分を修正する振幅成分修正手段と、 周波数成分の所定の範囲の平均値を検出する周波数成分
平均値検出手段と、 該周波数成分平均値検出手段の出力データを基に、前記
第１時点から、前記周波数成分の平均値からの偏移が徐
々に減少し、前記第２時点以降は前記平均値となるよう
に、各帯域信号の周波数成分を修正する周波数成分修正
手段とからなることを特徴とする請求項１に記載の波形
形成装置。 - 【請求項３】更に、抽出手段によって抽出されたパラメ
ータによって、該パラメータの変化が無くなるように帯
域信号を修正する帯域信号修正手段を備え、 合成手段は前記帯域信号修正手段の出力と、各帯域信号
の振幅および周波数のうちの少なくとも１つが前記修正
手段によって修正されたパラメータを用いて各帯域信号
を合成することを特徴とする請求項１に記載の波形形成
装置。 - 【請求項４】原音信号の各次数高調波のうち、レベルの
大きい高調波成分は単独で１つの周波数帯域に分離し、
レベルの小さい高調波成分はレベルの大きい隣接の高調
波成分と同じ周波数帯域に含めることを特徴とする請求
項１ないし３のいずれかに記載の波形形成装置。 - 【請求項５】平均値の検出は、第２時点を含む予定の期
間内における原音信号のデ−タを対象として行なわれる
ことを特徴とする請求項２ないし４のいずれかに記載の
波形形成装置。 - 【請求項６】楽音波形デ−タを記憶する波形記憶手段
と、該波形データを読み出すことによって楽音信号を発
生する楽音信号発生手段とを有する電子楽器において、
該波形記憶手段には請求項１ないし５のいずれかに記載
の波形形成装置の出力波形を記憶しており、楽音発生手
段は、前記第２の時点以降の波形データを繰り返し読み
出すことを特徴とする電子楽器。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5292565A JP3037861B2 (ja) | 1993-10-28 | 1993-10-28 | 波形形成装置およびこの出力波形を用いた電子楽器 |
| US08/327,191 US5597970A (en) | 1993-10-28 | 1994-10-21 | Waveform processing apparatus and an electronic musical instrument using the output waveform thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5292565A JP3037861B2 (ja) | 1993-10-28 | 1993-10-28 | 波形形成装置およびこの出力波形を用いた電子楽器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07225583A JPH07225583A (ja) | 1995-08-22 |
| JP3037861B2 true JP3037861B2 (ja) | 2000-05-08 |
Family
ID=17783419
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5292565A Expired - Lifetime JP3037861B2 (ja) | 1993-10-28 | 1993-10-28 | 波形形成装置およびこの出力波形を用いた電子楽器 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5597970A (ja) |
| JP (1) | JP3037861B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2773601B2 (ja) * | 1993-06-11 | 1998-07-09 | ヤマハ株式会社 | 信号処理装置 |
| JP3582809B2 (ja) * | 1996-03-12 | 2004-10-27 | ローランド株式会社 | 効果装置 |
| JP3220396B2 (ja) * | 1996-11-05 | 2001-10-22 | 株式会社河合楽器製作所 | 楽音波形再生装置 |
| KR100266578B1 (ko) * | 1997-06-11 | 2000-09-15 | 구자홍 | 자동 음색보정 방법 및 장치 |
| JP4396646B2 (ja) * | 2006-02-07 | 2010-01-13 | ヤマハ株式会社 | 応答波形合成方法、応答波形合成装置、音響設計支援装置および音響設計支援プログラム |
| JP5935346B2 (ja) * | 2012-01-24 | 2016-06-15 | ヤマハ株式会社 | 楽音合成装置及びプログラム |
| US9542923B1 (en) * | 2015-09-29 | 2017-01-10 | Roland Corporation | Music synthesizer |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4754680A (en) * | 1985-09-10 | 1988-07-05 | Casio Computer Co., Ltd. | Overdubbing apparatus for electronic musical instrument |
| US5018429A (en) * | 1988-04-07 | 1991-05-28 | Casio Computer Co., Ltd. | Waveform generating apparatus for an electronic musical instrument using filtered components of a waveform |
| JP2775651B2 (ja) * | 1990-05-14 | 1998-07-16 | カシオ計算機株式会社 | 音階検出装置及びそれを用いた電子楽器 |
| JP2707911B2 (ja) * | 1992-03-03 | 1998-02-04 | ヤマハ株式会社 | 楽音合成装置 |
-
1993
- 1993-10-28 JP JP5292565A patent/JP3037861B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1994
- 1994-10-21 US US08/327,191 patent/US5597970A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5597970A (en) | 1997-01-28 |
| JPH07225583A (ja) | 1995-08-22 |
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