JP3041895B2 - 電子楽器のノイズ音源装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電子楽器においてよりリアルで表現力に富
んだ楽音を生成するためのノイズ音源装置に関する。

〔従来の技術〕

電子楽器では、押された鍵に対応した音高の音源信号
を発生させ、この音源信号にフイルタリングやエンベロ
ープ制御などの必要な処理を施すことにより目的の楽音
を生成している。

ところで、楽器の演奏音には、純粋な楽音だけでなく
擦音、撥音、気鳴音、分析不能音などのいわゆる非音楽
的なノイズ成分が含まれており、このノイズ成分が楽器
の音色や音の質感などに大きな影響を与えている。した
がって、電子楽器でより生音に近いリアルで表現力に富
んだ楽音を生成するには、このノイズ成分も楽音に付加
する必要がある。

従来、このようなノイズ成分を生成するためのノイズ
音源装置としては、演奏音から抽出したノイズ波形をメ
モリに記憶しておき、楽音発生操作に応じてノイズ波形
を読み出すようにしたもの、あるいは、アナログ信号か
らなるホワイトノイズを用い、その信号レベルを調整し
て付加するものなどが知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、ノイズ波形を直接記憶する形式のノイズ音源
装置の場合、常に予め設定されている同一のノイズが付
加され、また、ホワイトノイズを用いたノイズ音源装置
の場合、どの楽音に対しても音色的に特徴のないホワイ
トノイズが付加されるため、いづれの場合にも生成され
る楽音が単調で、自然感に乏しいという問題があった。

本発明は上記事情に基づきなされたもので、その目的
とするところは、よりリアルで表現力に富んだ楽音を生
成することのできるノイズ音源装置を提供することであ
る。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、第１のノイズ音源装置は、
ランダム的なノイズ信号を発生するノイズ信号発生手段
と、合成対象となる原音のサスティン部を所定の条件下
において複数回標本し、各回の標本の分析結果に基づい
て得られる、前記原音のノイズ成分の形状を再現する時
間的に変化するパラメータ信号を音色毎に記憶し、楽音
発生の指示に応じて該楽音発生の指示に係る音色の前記
パラメータ信号が読み出されるパラメータ記憶手段と、
前記パラメータ記憶手段から読み出されたパラメータ信
号に基づき、前記ノイズ信号発生手段から発生されるノ
イズ信号の形状を制御するノイズ形状制御手段とを備え
たことを特徴とするものである。

また、第２のノイズ音源装置は、ランダム的なノイズ
信号を発生するノイズ信号発生手段と、合成対象となる
原音のサスティン部を所定の条件下において複数回標本
し、各回の標本の分析結果に基づいて得られる、前記原
音のノイズ成分のスペクトルのピーク特性を再現する時
間的に変化するパラメータ信号を音色毎に記憶し、楽音
発生の指示に応じて該楽音発生の指示に係る音色の前記
パラメータ信号が読み出されるパラメータ記憶手段と、
前記パラメータ記憶手段から読み出されたパラメータ信
号に基づき、前記ノイズ信号発生手段から発生されるノ
イズ信号のスペクトルのピーク特性を制御するノイズピ
ーク制御手段とを備えたことを特徴とするものである。

〔作 用〕

第１のノイズ音源装置の場合、楽音の発生指示が与え
られると、該楽音発生の指示に係る音色に対応してパラ
メータ記憶手段からノイズ信号の形状を制御するパラメ
ータ信号が次々と読み出される。ノイズ形状制御手段
は、このパラメータ記憶手段から出力される時間的に変
化するパラメータ信号に従ってノイズ信号の形状を変化
させる。ノイズ形状制御手段は、例えば、ディジタルフ
ィルタによって構成することができ、このディジタルフ
ィルタのピーク周波数特性や帯域幅特性をパラメータ信
号に基づき制御することにより、ディジタルフィルタに
入力されたノイズ信号の周波数成分すなわちノイズ信号
の形状を経時的に制御することができる。この場合、ノ
イズ信号の形状を制御するパラメータ信号はパラメータ
記憶手段に予め記憶されているが、このパラメータ信号
は、合成対象となる原音のサスティン部を所定の条件下
におて複数回標本し、各回の標本の分析結果に基づいて
得られる、前記原音のノイズ成分の形状を再現する時間
的に変化するものであり、かつ、音色毎に記憶されたも
のである。例えば、目標とする自然楽器音などに含まれ
るノイズ成分の複雑な特性に対応されたもので、この結
果、ランダム性を有しながらも所望の状態に制御された
ノイズ信号を得ることができる。また、音色毎に音色固
有のノイズ形状を再現することができるとともに、原音
のサスティン部を使用してノイズ形状をパラメータ化す
るので、単なる機械的な雑音ではない、音色固有のノイ
ズ成分を確実に再現することができる。したがって、こ
のノイズ信号を通常の楽音信号に付与することにより、
非常にリアルで自然な楽音を生成することができる。

また、第２のノイズ音源装置の場合、楽音の発生指示
が与えられると、該楽音発生の指示に係る音色に対応し
てパラメータ記憶手段からノイズ成分のスペクトルのピ
ーク特性を制御するパラメータ信号が次々と読み出され
る。ノイズピーク制御手段は、ノイズ信号発生手段が発
生するノイズ信号に含まれるスペクトルのピーク特性を
パラメータ発生手段からのパラメータ信号に従って制御
する。このノイズピーク制御手段は、例えば、ディジタ
ルフィルタによって構成することができ、このディジタ
ルフィルタのピーク周波数特性や帯域幅特性をパラメー
タ信号に基づき制御することにより、ディジタルフィル
タに入力されたノイズ信号に含まれる周波数成分のピー
ク特性を制御することができる。このパラメータ信号は
合成対象となる原音のサスティン部を所定の条件下にお
いて複数回標本し、各回の標本の分析結果に基づいて得
られる、前記原音のノイズ成分のスペクトルのピーク特
性を再現する時間的に変化するものであり、かつ、音色
毎に記憶されたものである。これにより、ランダム性を
有しながらも、自然楽器などに含まれるノイズ成分と同
様の所望の状態にフォルマント制御されたスペクトルを
有するノイズ信号が得られる。また、音色毎に音色固有
のノイズのスペクトルピークを再現することができると
ともに、原音のサスティン部を使用してノイズのスペク
トルピークをパラメータ化するので、単なる機械的な雑
音ではない、音色固有のノイズ成分を確実に再現するこ
とができる。したがって、このノイズ信号を通常の楽音
信号に付与することにより、非常にリアルで自然な楽音
を生成することができる。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明の実施例につき説明す
る。

第１図は本発明のノイズ音源装置の第１の実施例を示
す。ランダムノイズ発生器１の発生するディジタル信号
からなるランダムノイズ信号は、ノイズ作成用の原音と
してバンドパスフィルタ２に送られる。バンドパスフィ
ルタ２は、そのフィルタ特性、すなわち通過帯域の中心
周波数f₀とその通過帯域幅Ｂを可変制御可能なディジタ
ルフィルタであり、このフィルタを通過したノイズ信号
は乗算器３へ入力される。乗算器３は、ノイズエンベロ
ープ特性メモリ６から送られてくるノイズエンベロープ
特性データをバンドパスフィルタ２から送られてくるノ
イズ信号に乗算することにより、ノイズ信号のエンベロ
ープを制御するものである。

ノイズ周波数特性メモリ４は、ROMまたはRAMなどの半
導体メモリからなり、楽器の演奏音を各鍵についてその
キータッチの強弱毎にサンプリングし、ノイズ成分のピ
ーク周波数f₀の経時変化曲線を各鍵の各キータッチ毎に
ノイズ周波数特性テーブルFF（ｔ）として格納してい
る。このノイズ周波数特性テーブルFF（ｔ）の一例を第
２図に示す。この第２図は、１つの鍵についてそのイニ
シャルキータッチの強度をｎ段階に変えた場合の各キー
タッチ毎のノイズ周波数特性テーブルを示すもので、ノ
イズ周波数特性メモリ４にはこのような特性テーブルが
各鍵について格納されている。

ノイズ帯域幅特性メモリ５は、ROMまたはRAMなどの半
導体メモリからなり、楽器の演奏音を各鍵についてその
キータッチの強弱毎にサンプリングし、ノイズ成分の帯
域幅の経時変化曲線、例えば前記ピーク周波数f₀からそ
の振幅が３デシベル だけ小さくなる点の帯域幅Ｂの経時変化曲線を各鍵の各
キータッチ毎に求め、この帯域幅Ｂをフィルタの選択度
Ｑに換算してノイズ帯域幅特性テーブルFQ（ｔ）として
格納している。このノイズ帯域幅特性テーブルFQ（ｔ）
の一例を第３図に示す。この第３図は、１つの鍵につい
てそのイニシャルキータッチの強度をｎ段階に変えた場
合の各キータッチ毎のノイズ帯域幅特性テーブルを示す
もので、ノイズ帯域幅特性メモリ５にはこのような特性
テーブルが各鍵について格納されている。

なお、前記したノイズ成分のピーク周波数f₀とその帯
域幅Ｂおよびフィルタの選択度Ｑとの間には、Ｑ＝f₀/B
の関係があり、ＢからＱに簡単に変換することができ
る。

ノイズエンベロープ特性メモリ６は、ROMまたはRAMな
どの半導体メモリからなり、楽器の演奏音を各鍵につい
てそのキータッチの強弱毎にサンプリングし、そのノイ
ズ成分の振幅の経時変化曲線を各鍵の各キータッチ毎に
ノイズエンベロープ特性テーブルNE（ｔ）として格納し
ている。このノイズエンベロープ特性テーブルNE（ｔ）
の一例を第４図に示す。この第４図は、１つの鍵につい
てそのイニシャルキータッチの強度をｎ段階に変えた場
合の各キータッチ毎のノイズエンベロープ特性テーブル
を示すもので、ノイズエンベロープ特性メモリ６にはこ
のような特性テーブルが各鍵について格納されている。

読出し回路7,8,9は、楽音発生指示情報すなわちキー
オン信号、押された鍵（すなわち発生すべき楽音の音
高）を示すキーコードおよびキータッチデータをアドレ
ス用の入力情報として、前記各メモリ4,5,6からその時
に押された鍵（キーコード）とそのキータッチ強度（キ
ータッチデータ）に対応する特性テーブルをそれぞれ選
択し、それぞれの特性テーブルのデータをキーオン信号
に応答して所定のクロックに同期して順次読み出す回路
である。ノイズ周波数特性メモリ４とノイズ帯域幅特性
メモリ５から読み出されたノイズ周波数特性テーブルFF
（ｔ）およびノイズ帯域幅特性テーブルFQ（ｔ）のデー
タは、バンドパスフィルタ２へ送られ、また、ノイズエ
ンベロープ特性メモリ６から読み出されたノイズエンベ
ロープ特性テーブルNE（ｔ）のデータは、乗算器３へ送
られる。

バンドパスフィルタ２は、前記ノイズ周波数特性メモ
リ４およびノイズ帯域幅特性メモリ５から送られてくる
ノイズ周波数特性テーブルFF（ｔ）とノイズ帯域幅特性
テーブルFQ（ｔ）のデータに従ってそのフィルタ特性、
すなわち通過帯域の中心周波数f₀とその通過帯域幅Ｂ
（フィルタの選択度Ｑ）を可変制御する。したがって、
バンドパスフィルタ２に入力されたランダムノイズ信号
は、そのノイズ成分のピーク周波数f₀が第２図に例示す
るような変化曲線に従い、かつ、そのノイズ成分の帯域
幅Ｂが第３図に例示するような変化曲線に従ってそれぞ
れ時間的に変わるノイズ信号に加工され、乗算器３へ送
られる。

一方、ノイズエンベロープ特性メモリ６から読み出さ
れたノイズエンベロープ特性テーブルNE（ｔ）のデータ
は、前記したように乗算器３へ送られる。乗算器３は、
このノイズエンベロープ特性テーブルNE（ｔ）のデータ
を前記バンドパスフィルタ２から送られてくるノイズ信
号に乗算し、そのエンベロープを可変制御する。したが
って、乗算器３に入力されたノイズ信号は、第４図に例
示するような変化曲線に従ってそのエンベロープが時間
的に変わるノイズ信号となる。

この結果、乗算器３から出力されるノイズ信号は、ノ
イズ信号中のノイズ成分のピーク周波数f₀とその帯域幅
Ｂおよびそのエンベロープの三者がその時に押された鍵
とその時のキータッチの違いに応じて時間とともに適応
的に変わるノイズ信号となり、実際の楽器の演奏音に含
まれるノイズに極めて良く似たノイズ信号となる。

第５図に、前記メモリ4,5,6に格納するノイズ周波数
特性テーブルFF（ｔ）、ノイズ帯域幅特性FQ（ｔ）およ
びノイズエンベロープ特性テーブルNE（ｔ）の計測回路
の構成例を示す。この第５図の例は、サンプリング用の
生楽器としてピアノ10を用いたもので、ピアノ10の各鍵
に打鍵用のソレノイド11とソレノイド駆動用のドライバ
12を組み込み、マイクロコンピュータ13でドライバ12を
制御することによってキータッチ強度を自在に変えなが
ら各鍵を自在に打鍵できるように構成している。そし
て、この打鍵時のピアノ10の発音をマイク14とアンプ15
で拾い、A/Dコンバータ16でディジタルデータ変換して
マイクロコンピュータ13の内部RAMに格納し、この格納
した生音のサンプリングデータを高速フーリエ変換（FF
T）などを用いて分析することにより、各鍵の各キータ
ッチ毎にノイズ周波数特性テーブルFF（ｔ）、ノイズ帯
域幅特性テーブルFQ（ｔ）、ノイズエンベロープ特性テ
ーブルNE（ｔ）を求めるようにしたものである。

すなわち、第５図の計測回路の動作を第６図のフロー
チャートを参照して説明すると、まずマイクロコンピュ
ータ13は、キーコードKCDとして最低音の鍵を指定するK
CD＝０に設定するとともに（ステップS1）、キータッチ
強度TDを最弱音を指定するTD＝０に設定した後（ステッ
プS2）、ドライバ12を制御してキーコードKCD＝０の
鍵、すなわち最低音の鍵を最弱キータッチで打鍵する。
この打鍵によるピアノ10の生音をマイク14とアンプ15で
拾い、A/Dコンバータ16でディジタル信号に変換してマ
イクロコンピュータ13の内部RAMに格納する。そして、
この格納したサンプリングデータを用い、その詳細な動
作は後述するステップS3のノイズパラメータ計測ルーチ
ンにより、その時のキータッチ強度におけるノイズ周波
数特性テーブルFF（ｔ）、ノイズ帯域幅特性テーブルFQ
（ｔ）およびノイズエンベロープ特性テーブルNE（ｔ）
を求める。

上記処理を１つの鍵についてそのキータッチ強度TDを
８段階（TD＝０〜７）に変えながら繰り返し行い（ステ
ップS4,S5）、さらに、これを最低音の鍵から最高音の
鍵までの全鍵について順次実行する（ステップS6,S
7）。

これにより、最低音の鍵から最高音の鍵まで、各鍵毎
にそれぞれ８段階のキータッチ強度についてノイズ周波
数特性テーブルFF（ｔ）、ノイズ帯域幅特性テーブルFQ
（ｔ）およびノイズエンベロープ特性テーブルNE（ｔ）
が得られるので、マイクロコンピュータ13によりこの得
られた特性テーブルをノイズ周波数特性メモリ４、ノイ
ズ帯域幅特性メモリ５およびノイズエンベロープ特性メ
モリ６のそれぞれに書き込む。

第７図は、前記第６図中のノイズパラメータ計測ルー
チン（ステップS3）の詳細を示すフローチャートであ
る。この第６図は、各キータッチ毎にＮ回の打鍵を行
い、このＮ回の打鍵の平均として各特性テーブルを得る
ようにしたもので、ステップS11,S18,S19においてこの
打鍵回数ｉを監視している。

まず、ソレノイド11を駆動し、ピアノ10でキーコード
KCDとキータッチ強度TDに対応した音を発音させ、その
音をサンプリングする（ステップS12）。そして、この
サンプリングした生音のサスティン部の波形を利用して
ノイズ成分を抽出する（ステップS13）。そして、この
ノイズ成分のエンベロープｅ（ｔ）を抽出するととも
に、これを正規化する（ステップS14）。得られたエン
ベロープｅ（ｔ）を前回までのNE（ｔ）に加算すること
によりＮ回の平均によるノイズエンベロープ特性テーブ
ルNE（ｔ）を求める（ステップS15）。

一方、前記正規化したノイズ成分を一定区間Δｔ毎に
高速フーリエ変換（FFT）してその周波数特性ｆ（t,
ν）を求め（ステップS16）、得られた周波数特性ｆ
（t,ν）を前回までに得られた周波数特性Ｆ（t,ν）に
加算することにより、Ｎ回の打鍵による周波数特性Ｆ
（t,ν）を得る（ステップS17）。

１つのキータッチ強度についてＮ回の打鍵が終了する
と（ステップS18）、前記ステップS17で得られたＮ回分
の周波数特性Ｆ（t,ν）を分析することによりその時の
キータッチ強度におけるノイズ周波数特性テーブルFF
（ｔ）とノイズ帯域幅特性テーブルFQ（ｔ）をそれぞれ
求める（ステップS20）。そして、この得られたノイズ
周波数特性テーブルFF（ｔ）をノイズ周波数特性メモリ
４に、ノイズ帯域幅特性テーブルFQ（ｔ）をノイズ帯域
幅特性メモリ５に書き込み、また、ステップS15で得ら
れたノイズエンベロープ特性テーブルNE（ｔ）をノイズ
エンベロープ特性メモリ６にそれぞれ書き込む（ステッ
プS21）。さらに、必要に応じ、ノイズ信号のサスティ
ン部についてのノイズ成分の繰り返しループなどの設定
を行う（ステップS22）。

第８図は、前記第１の実施例（第１図）のノイズ音源
装置を利用して構成した楽音生成装置の一例を示す。図
中、符号23で示すブロックが第１図のノイズ音源装置で
ある。また、この例では、周知のPCM音源装置22により
楽音信号を生成している。なお、通常ノイズ音源装置23
とPCM音源装置22は複数チャンネル構成となり、複数個
の鍵に対して同時に楽音信号とそのノイズ信号を時分割
的に生成できるようになされている。また、ノイズ音源
装置23は、基本的には第１図に示したものと同じである
が、この場合には、各メモリ4,5,6は各音色毎で、かつ
各鍵（各音高）毎で、かつ各キータッチ毎にそれぞれテ
ーブルFF（ｔ）,FQ（ｔ）,NE（ｔ）を記憶しているもの
である。

音色スイッチ20を操作し、所定の楽器、例えばピアノ
を選択すると、音色スイッチ検出回路21からピアノ音を
指定する音色指定信号がPCM音源装置22とノイズ音源装
置23に送られ、それぞれの音源内においてピアノ音を生
成するに必要な回路が選択される。

鍵盤17が押されると、押鍵検出回路17からチャンネル
割当回路19に対して第９図（ｃ）のキーオン信号、音高
を示すキーコード、キータッチ強度を示すキータッチコ
ードなどの必要な押鍵情報が送られる。チャンネル割当
回路19は、この押鍵情報に従ってどの鍵の音などのチャ
ンネルで発音させるかを決定し、チャンネル指定コー
ド、キーオン信号、キーコード、キータッチコードをPC
M音源装置22とノイズ音源装置23に送る。

PCM音源装置22は、前記チャンネル割当回路19と音色
スイッチ検出回路21から送られてくるデータに基づい
て、その時のキーコードの鍵音高および音色に対応し、
かつその時のキーオンの長さとキータッチ強度に対応し
た第９図（ａ）に示すような所定のエンベロープからな
る楽音信号を生成して出力する。

一方、ノイズ音源装置23は、第１図において説明した
ようにして、前記チャンネル割当回路19と音色スイッチ
検出回路21から送られてくるデータに基づいて、その時
のキーコードの鍵および音色に対応し、かつその時のキ
ータッチ強度に対応したノイズ周波数特性とノイズ帯域
幅特性およびノイズエンベロープ特性を有する第９図
（ｂ）に示すような所定のノイズ信号を生成して出力す
る。

前記PCM音源装置22とノイズ音源装置23で時分割的に
生成された各チャンネルの楽音信号とノイズ信号は加算
器24において加算された後、チャンネル累算器25におい
て各チャンネルの楽音信号を重ね合わせ、D/Aコンバー
タ26を介してサウンドシステムに送出する。

なお、第９図（ａ）に示すように楽音のサスティン部
Ｓの持続時間が長い場合には、ノイズ信号のサスティン
部は第９図（ｂ）に示すように同一ノイズパターンをル
ープ状に繰り返すようにすればよい。

第10図に、本発明のノイズ音源装置の第２の実施例を
示す。この第２の実施例は、ノイズ信号の生成回路を４
系統並列に設け、各ノイズ信号生成回路の出力するノイ
ズ信号を加算器29で加算して最終的なノイズ信号として
出力するように構成したものである。このように構成す
ることにより、第11図にそのノイズ特性を示すように、
各系統毎にピーク周波数f_0a〜f_0dの異なるノイズ信号を
独立に生成することができ、これを合成することによ
り、より実際のノイズに近いノイズ信号を生成すること
ができる。なお、第10図中、2a〜2dはバンドパスフィル
タ、3a〜3dは乗算器である。また、パラメータ発生器28
a〜28dは、その内部にそれぞれ第１図中の各特性メモリ
４〜６とその読み出し回路７〜９を内蔵しており、それ
ぞれのパラメータ発生器から、それぞれ特有のノイズ周
波数特性テーブルFF（ｔ）１〜FF（ｔ）４、ノイズ帯域
幅特性テーブルFQ（ｔ）１〜FQ（ｔ）４およびノイズエ
ンベロープ特性テーブルNE（ｔ）１〜NE（ｔ）４のデー
タを対応するバンドパスフィルタ2a〜2dと乗算器3a〜3d
に送出するようにしている。

第12図に、本発明のノイズ音源装置の第３の実施例を
示す。この第３の実施例は、特にFM音源を用いた楽音生
成装置に適したノイズ音源装置として構成したものであ
る。図中、符号30で示す部分が前述した本発明のノイズ
音源装置を構成しており、ランダムノイズ発生器１、ロ
ーパスフィルタ2e、乗算器３、特性メモリ４〜６、読出
し回路7aから構成されている。そして、この本発明のノ
イズ音源装置30の構成に加え、更にエンベロープ発生器
31と乗算器32を付加し、FM音源に適したノイズ音源装置
としている。乗算器３から出力されるノイズ信号は、後
述する第13図のFM音源装置にFM変調用の変調データの１
つとして送られ、また、ローパスフィルタ2eから分岐さ
れたノイズ信号は、乗算器32でエンベロープ発生器31の
出力するエンベロープ信号でそのエンベロープを変調さ
れた後、第13図の加算器24へ送られる。

第13図に、前記第12図のノイズ音源装置を利用して構
成した楽音生成装置の一例を示す。この第13図の楽音生
成装置は、前述したように楽音信号用の音源としてFM音
源装置34を採用している。なお、第８図と同一の回路に
は同一の符号を付してその説明を省略する。

周知のように、FM音源装置34は、オペレータと呼ばれ
るモジュールを用い、このオペレータにおいて搬送波と
なるsin波発生用の位相データ（sinテーブルのアドレス
信号）を変調信号で変調するように構成したもので、こ
のオペレータの接続数や接続方法およびフィードバック
の方法を種々変えることにより、目的とする楽音信号を
生成するようにしたものである。第12図の乗算器３から
出力されたノイズ信号は、このFM音源装置34にFM変調用
の変調データの１つとして入力されている。また、第12
図の乗算器32から出力されたノイズ信号は加算器24に送
られ、FM音源装置34で生成された楽音信号にノイズ信号
として付加される。

一般に、FM音源の周波数スペクトラムは、第14図
（ａ）に示すように基音とその倍音成分が殆どを占めて
おり、非倍音成分が極めて少ない。この第14図（ａ）の
如きスペクトルの楽音信号では音が単調に過ぎる。した
がって、楽音信号としては、第14図（ｂ）にハッチング
して示すように、基本波と倍音成分の周囲に非倍音成分
の膨らみを持った楽音信号として生成する必要がある。
そこで、第14図（ｂ）のようなスペクトラムを有する楽
音信号を生成するために、第12図中の各特性メモリ４〜
６には第14図（ｂ）中のハッチングした周波数成分を与
えるような各特性テーブルを格納しておくことが望まし
い。

第15図に、この第14図（ｂ）のハッチングで示すよう
な周波数成分を付加するに適した特性テーブルFF
（ｔ）,FQ（ｔ）,NE（ｔ）を得るためのノイズパラメー
タの計測方法の例を示す。この第15図のフローチャート
は、計測回路として第10図の計測回路を用い、各キーを
各キータッチ毎に１回だけ打鍵し、この時に得られたサ
ンプリングデータから各キータッチ毎のノイズ特性テー
ブルを得るものである。

すなわち、第15図のフローチャートを簡単に説明する
と、まずソレノイド11を駆動し、ピアノにキーコードKC
Dとキータッチ強度TDに対応した音を発音させ、その音
をサンプリングする（ステップS30）。そして、このサ
ンプリングした波形よりエンベロープを除去して一定振
幅の正規化した波形とした後（ステップS31）、この波
形に対し、一定区間ｔ毎に高速フーリエ変換（FFT）を
かけ、その周波数特性を得る（ステップS32,S33）。

上記のようにして得られた周波数特性から、第16図
（ａ）に示すように、その基本波部分の周波数成分をそ
の裾の部分まで保存した形で抽出し（ステップS34）、
この周波数成分の中心位置が0Hz位置となるようにその
周波数軸を変換するとともに、中心位置左右の周波数成
分を加算して第16図（ｂ）のようなローパスフィルタに
適した片側だけの周波数特性とする（ステップS35）。
そして、この第16図（ｂ）の周波数特性をシミュレート
するようなローパスフィルタ2eのカットオフ周波数、選
択度Ｑ、減衰レベル値を算出し、これから当該区間ｔに
おけるFF（ｔ）、FQ（ｔ）およびNE（ｔ）を得る（ステ
ップS36）。

以上の処理を各区間ｔ毎にラスト区間まで順次行うこ
とにより（ステップS37,S38）、その時のキータッチ強
度における基本波部分の周波数成分の経時的変化曲線を
与えるノイズ周波数特性テーブルFF（ｔ）、ノイズ帯域
幅特性テーブルFQ（ｔ）およびノイズエンベロープ特性
テーブルNE（ｔ）が得られる。このような処理を各種楽
器の各鍵について各キータッチ強度毎に行うことによ
り、各楽器毎に各鍵についての各キータッチ強度毎の特
性テーブルFF（ｔ）、FQ（ｔ）およびNE（ｔ）がそれぞ
れ得られる。したがって、この得られた各特性テーブル
を第13図中の各特性メモリ４〜６に書き込めばよい。

上記のようにして得られた各特性テーブルを内蔵した
ノイズ音源装置33で生成されたノイズ信号を、FM音源装
置34にFM変調用の変調データの１つとして与えれば、FM
音源装置34からは第14図（ｂ）に示す如き基本波とその
倍音の周囲に一定の広がりを持った非倍音成分を含んだ
自然感に富んだ楽音信号が生成される。

なお、上記各実施例においては、各特性メモリ４〜６
に対し、各鍵（各音高）毎にテーブルFF（ｔ）,FQ
（ｔ）,NE（ｔ）を記憶するようにしたが、各鍵毎でな
く、各鍵域（各音域）毎にこれらテーブルを記憶するよ
うにしてもよい。

〔発明の効果〕

以上述べたところから明らかなように、請求項１記載
のノイズ音源装置によるときは、パラメータ記憶手段に
記憶された、合成対象となる原音のサスティン部を所定
の条件下において複数回標本し、各回の標本の分析結果
に基づいて得られる、前記原音のノイズ成分の形状を再
現する時間的に変化する音色毎のパラメータ信号に従っ
てランダム的ノイズ信号の形状を制御するようにしたの
で、ノイズ信号の形状を経時的に、かつ複雑に制御する
ことができ、自然楽器などに含まれるノイズ成分に極め
て近似したノイズ信号を得ることができる。また、音色
毎に音色固有のノイズ形状を再現することができるとと
もに、原音のサスティン部を使用してノイズ形状をパラ
メータ化するので、単なる機械的な雑音ではない、音色
固有のノイズ成分を確実に再現することができる。した
がって、このようにして得られたノイズ信号を楽音信号
に付加すれば、従来に比べてよりリアルで表現力に富ん
だ楽音を生成することが可能となる。

また、請求項２記載のノイズ音源装置によるときは、
ランダム的ノイズ信号が有するスペクトルのピーク特性
を、合成対象となる原音のサスティン部を所定の条件下
において複数回標本し、各回の標本の分析結果に基づい
て得られる、前記原音のノイズ成分のスペクトルのピー
ク特性を再現する時間的に変化する音色毎のパラメータ
信号に従って制御するようにしたので、ランダム的ノイ
ズ信号の特性を所望の状態に容易に制御することがで
き、自然楽器などにふくまれるノイズ成分に極めて近似
したスペクトルを有するノイズ信号を容易に得ることが
できる。また、音色毎に音色固有のノイズのスペクトル
ピークを再現することができるとともに、原音のサステ
ィン部を使用してノイズのスペクトルピークをパラメー
タ化するので、単なる機械的な雑音ではない、音色固有
のノイズ成分を確実に再現することができる。したがっ
て、このようにして得られたノイズ信号を楽音信号に付
加すれば、従来に比べてよりリアルで表現力に富んだ楽
音を生成することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のノイズ音源装置の第１の実施例のブロ
ック図、 第２図は本発明のためのノイズ周波数特性テーブルの例
を示す図、 第３図は本発明のためのノイズ帯域幅特性テーブルの例
を示す図、 第４図は本発明のためのノイズエンベロープ特性テーブ
ルの例を示す図、 第５図は第１の実施例おけるノイズパラメータの計測回
路の構成図、 第６図は計測回路の処理動作のフローチャート、 第７図は第６図中のノイズパラメータ計測ルーチンの詳
細なフローチャート、 第８図は第１の実施例のノイズ音源装置を利用して構成
した楽音生成装置の一例を示すブロック図、 第９図は第８図の楽音生成装置において生成される楽音
信号とノイズ信号の波形例を示す図、 第10図は本発明のノイズ音源装置の第２の実施例のブロ
ック図、 第11図は第２の実施例で生成されるノイズ信号の説明
図、 第12図は本発明のノイズ音源装置の第３の実施例のブロ
ック図、 第13図は第３の実施例のノイズ音源装置を利用して構成
した楽音生成装置の一例を示すブロック図、 第14図はFM音源で生成される楽音信号の周波数特性を示
す図、 第15図はFM音源を用いた楽音生成装置のためのノイズパ
ラメータの計測方法のフローチャート、 第16図は第15図は基本波成分の周波数特性を示す図であ
る。 １……ランダムノイズ発生器、2,2a〜2d……バンドパス
フィルタ、2e……ローパスフィルタ、3,3a〜3e……乗算
器、４……ノイズ周波数特性メモリ、５……ノイズ帯域
幅特性メモリ、６……ノイズエンベロープ特性メモリ、
FF（ｔ）……ノイズ周波数特性テーブル、FQ（ｔ）……
ノイズ帯域幅特性テーブル、NE（ｔ）……ノイズエンベ
ロープ特性テーブル。

フロントページの続き (72)発明者 清水 正宏 静岡県浜松市中沢町10番１号 ヤマハ株 式会社内 (56)参考文献 特開 平１−209497（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−48791（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−145121（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−259300（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−194289（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−146197（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−144492（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−100797（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭61−26080（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平３−50280（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭62−9919（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平４−29080（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平３−40399（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平２−43199（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G10H 1/00 - 7/12

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ランダム的なノイズ信号を発生するノイズ
   信号発生手段と、 合成対象となる原音のサスティン部を所定の条件下にお
   いて複数回標本し、各回の標本の分析結果に基づいて得
   られる、前記原音のノイズ成分の形状を再現する時間的
   に変化するパラメータ信号を音色毎に記憶し、楽音発生
   の指示に応じて該楽音発生の指示に係る音色の前記パラ
   メータ信号が読み出されるパラメータ記憶手段と、 前記パラメータ記憶手段から読み出されたパラメータ信
   号に基づき、前記ノイズ信号発生手段から発生されるノ
   イズ信号の形状を制御するノイズ形状制御手段と を備えたことを特徴とする電子楽器のノイズ音源装置。
2. 【請求項２】ランダム的なノイズ信号を発生するノイズ
   信号発生手段と、 合成対象となる原音のサスティン部を所定の条件下にお
   いて複数回標本し、各回の標本の分析結果に基づいて得
   られる、前記原音のノイズ成分のスペクトルのピーク特
   性を再現する時間的に変化するパラメータ信号を音色毎
   に記憶し、楽音発生の指示に応じて該楽音発生の指示に
   係る音色の前記パラメータ信号が読み出されるパラメー
   タ記憶手段と、 前記パラメータ記憶手段から読み出されたパラメータ信
   号に基づき、前記ノイズ信号発生手段から発生されるノ
   イズ信号のスペクトルのピーク特性を制御するノイズピ
   ーク制御手段と を備えたことを特徴とする電子楽器のノイズ音源装置。