JP3090667B2 - Music synthesizer - Google Patents

Music synthesizer

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JP3090667B2
JP3090667B2 JP01235101A JP23510189A JP3090667B2 JP 3090667 B2 JP3090667 B2 JP 3090667B2 JP 01235101 A JP01235101 A JP 01235101A JP 23510189 A JP23510189 A JP 23510189A JP 3090667 B2 JP3090667 B2 JP 3090667B2
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【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
「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れるが、
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を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、この楽音を便宜上、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
例えば特開平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、上述した従来の楽音合成装置は、直接音および直接
音に対する共鳴音を再現することはできたが、演奏時の
衝撃に基づく過渡音を再現することができず、このた
め、現実味のある自然楽器音を発生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楽音信号を形成する
楽音形成手段と、演奏情報に対応した前記楽音信号とは
異なる駆動信号を発生する駆動信号発生手段と、前記楽
音信号および前記駆動信号を演奏情報に応じた比率で混
合し出力する混合手段と、混合手段から出力された信号
を入力し、該信号に対する共鳴音信号を発生する共鳴手
段とを具備し、前記混合手段における駆動信号と楽音信
号との混合比率が、発生すべき楽音の音高に応じて制御
され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、演奏情報に対応し
た楽音信号が楽音形成手段によって発生される。そして
混合手段によって、楽音信号および楽音信号とは異なる
駆動信号が演奏情報応じた比率で混合されて、出力され
る。このとき、混合手段における駆動信号と楽音信号と
の混合比率が、発生すべき楽音の音高に応じて制御され
る。そして共鳴手段によって、混合手段から出力された
信号に対する共鳴音信号が発生される。 「実施例」 以下、図面を参照し、本発明の実施例について、本発
明の背景技術となる参考例の説明を交えて説明する。
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 various musical sound waveforms by calculation or modulating 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 sounds by operating an electric model that simulates 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, a device in which a delay circuit simulating a propagation delay of vibration in a string and a low-pass filter simulating an acoustic loss in the string are connected in a closed loop is well known. I have. 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"). , This musical sound is called a direct sound for the sake of convenience). 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, JP-A-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, the above-described conventional musical sound synthesizer can reproduce the direct sound and the resonance to the direct sound, but cannot reproduce the transient sound based on the impact at the time of the performance. There is a problem that natural instrument sounds cannot be generated. 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, transient sounds
When sound is reproduced by a sound source based on a recording / reproducing method such as PCM, sound quality is greatly affected by a recording technique, and in some cases, 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 provides a musical tone forming means for forming a musical tone signal corresponding to performance information, a driving signal generating means for generating a driving signal different from the musical tone signal corresponding to performance information, A mixing unit that mixes and outputs the tone signal and the drive signal at a ratio according to performance information, and a resonance unit that receives a signal output from the mixing unit and generates a resonance signal for the signal, The mixing ratio of the drive signal and the tone signal in the mixing means is controlled according to the pitch of the tone to be generated. [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. A tone signal corresponding to the performance information is generated by the tone forming means. The mixing means mixes the tone signal and the drive signal different from the tone signal at a ratio according to the performance information and outputs the result. At this time, the mixing ratio of the drive signal and the tone signal in the mixing means is controlled according to the pitch of the tone to be generated. The resonance means generates a resonance signal corresponding to the signal output from the mixing means. "Example" Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to the drawings, along with a description of a reference example serving as background art of the present invention.
【参考例】[Reference example]
第1図はこの発明の参考例とな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と、こ
の閉ループ回路に駆動信号を供給する駆動信号発生回路
2dとからなる。駆動信号発生回路2dは、波形ROM(リー
ドオンリメモリ)を有しており、この波形ROMにはイン
パルス波形等の多くの周波数成分を含んだ信号波形をPC
M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、前述の駆動信号として加算器2aに供給され
る。 そして、この駆動信号は、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。 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直接音信号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。 駆動信号発生回路3は、上述の駆動信号発生回路2aと
同様の構成であり、楽音制御回路1からキーオン信号KE
YONが供給されると、ピアノの弦をハンマで叩く時の衝
撃に相当する信号波形(例えばインパルス)に対応した
デジタル信号を衝撃信号IPとして発生する。この衝撃信
号IPは、共鳴回路4に入力される。 共鳴回路4は、ピアノの響板の音響特性をシミュレー
トしたものであり、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。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
4を実現することができる。この共鳴回路4によって、
駆動信号発生回路3から出力された衝撃信号IPに対して
共鳴効果が与えられる。この結果、ハンマから弦に与え
られた衝撃が響板に伝播し、響板が共鳴することによっ
て発生される過渡音に対応した過渡音信号STRNが出力さ
れる。なお、共鳴回路4の構成例については、後述す
る。 混合回路5は、乗算器5a,5bおよび加算器5cによって
構成される。乗算器5aには、前述の過渡音信号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
乗じられる。また、乗算器5bには、前述の直接音信号SD
RY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5cに
よって加算され、加算結果が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および2dが
駆動され、上述したように過渡音信号STRNおよび直接音
信号SDRYが各々発生される。 また、上述の動作に先立ち、楽音制御回路1から乗算
係数γ1が出力され、混合回路5における過渡音信
号STRNおよび直接音信号SDRYの混合比率が設定される。
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が乗算係数γに対して大きくなるように
設定される。このようにして、弦をハンマによって打撃
した時の過渡音と弦の振動による直接音とが音高に応じ
てバランス良く混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,乗算係数γを小さ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、乗算係
数γは大きな値に滑らかに変化させ、次第に弦の振動
に基づく直接音が強調され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。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a musical tone synthesizer for piano sounds according to a reference example 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. Closed loop circuit and drive signal generation circuit for supplying a drive signal to the closed loop circuit
2d. The drive signal generation circuit 2d has a waveform ROM (read only memory). The waveform ROM stores a signal waveform containing many frequency components such as an impulse waveform on a PC.
An M-coded time-series digital signal is stored.
When a tone is generated, a key-on signal is sent from the tone control circuit 1.
When KEYON is supplied, digital signals are sequentially read from the waveform ROM and supplied to the adder 2a as the above-described drive signal. Then, this drive signal circulates through a closed loop consisting of the adder 2a → the delay circuit 2b → the filter 2c. This closed loop operates as a resonance circuit having a primary resonance frequency corresponding to the reciprocal of a delay time required for a signal to make a round of the closed loop, and a higher resonance frequency that is an integral multiple of the primary resonance frequency. When the drive signal circulates through the closed loop, the resonance frequency components in the drive signal are emphasized. 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, the filter 2c is usually
This is realized by a low-pass filter. Here, since the strings stretched over the piano have different frequency characteristics of the attenuation rate of the vibration, the tone control circuit 1 gives the filter 2c a tone color parameter TN corresponding to the string. , The filter calculation coefficient in the filter 2c can be switched. In this manner, the direct tone signal SDRY of the pitch and tone specified by the tone control circuit 1 is generated. Note that, in addition to the above-described configuration, the tone generation circuit 2 may be configured by, for example, an FM sound source or a PCM sound source. The drive signal generation circuit 3 has the same configuration as the drive signal generation circuit 2a described above.
When YON is supplied, a digital signal corresponding to a signal waveform (for example, an impulse) corresponding to an impact when a piano string is hit with a hammer is generated as an impact signal IP. This shock signal IP is input to the resonance circuit 4. The resonance circuit 4 simulates the acoustic characteristics of a sound board of a piano, and is realized by, for example, a closed loop circuit including a delay circuit and a filter as used in the above-described tone generation circuit 2. Generally, a sound board of a piano has many resonance frequencies. According to this, a plurality of closed loop circuits having different resonance frequencies are connected in parallel to realize a resonance circuit 4 that faithfully reproduces the acoustic characteristics of the sound board of the piano. be able to. With this resonance circuit 4,
A resonance effect is given to the shock signal IP output from the drive signal generation circuit 3. As a result, the impact given to the strings from the hammer propagates to the soundboard, and a transient sound signal STRN corresponding to the transient sound generated by the resonance of the soundboard is output. A configuration example of the resonance circuit 4 will be described later. The mixing circuit 5 includes multipliers 5a and 5b and an adder 5c. The multiplier 5a is supplied with the transient sound signal STRN described above, the multiplication coefficient gamma 1 supplied from the tone control circuit 1 is multiplied. Further, the multiplier 5b includes the direct sound signal SD described above.
RY is inputted, the multiplication coefficient gamma 2 supplied from the tone control circuit 1 is multiplied. Then, each multiplication result is added by the adder 5c, and the addition result is 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 circuits 3 and 2d are driven, and the transient sound signal STRN and the direct sound signal SDRY are generated as described above. Prior to the above operation, the tone control circuit 1 outputs the multiplication coefficients γ 1 and γ 2 , and sets the mixing ratio of the transient sound signal STRN and the direct sound signal SDRY in the mixing circuit 5.
In general, in the case of a piano, the higher the pitch, the more the transient sound is emphasized. Therefore, as the pitch increases, the multiplication coefficient γ 1 is set to be larger than the multiplication coefficient γ 2 as the pitch increases. . In this way, a musical tone rich in natural sensation is generated in which the transient sound when the string is struck by the hammer and the direct sound due to the vibration of the string are 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 realism can be obtained. Note that the tone generation beginning, the multiplication coefficient gamma 1 to a large value, to emphasize the transient sound by setting the multiplication coefficient gamma 2 to a small value, the smaller value the multiplication coefficient gamma 1 over time, the multiplication coefficient gamma 2 May be smoothly changed to a large value so that the direct sound based on the vibration of the string is gradually emphasized. By doing so, a musical sound with a more natural feeling is generated.
【実施例】【Example】
第2図はこの発明の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。なお、同図におい
て、上述した第1図と対応する部分には同一の符合が付
してある。 本実施例では、駆動信号発生回路3から出力される衝
撃信号IPと楽音形成回路2から出力される直接音信号SD
RYとを混合する混合回路6を設け、この混合回路6の出
力を共鳴回路4に入力するようにした点が前述の第1実
施例と異なる。ここで、混合回路6には楽音制御回路1a
から乗算係数γ3が供給され、衝撃音信号IPおよび
直接音SDRYの混合比率が制御される。具体的には、前述
の参考例と同様、音高が高くなる程、乗算係数γは大
きな値に、乗算係数γは小さな値に設定され、衝撃音
信号IPの比率が大きくなるように制御される。 この楽音合成装置によれば、ハンマによって弦を打撃
した時の衝撃および弦に励起された振動の両方が響板に
伝盤することによって得られる共鳴音に相当する信号が
共鳴回路4から出力され、この共鳴回路4の出力信号と
直接音信号SDRYとが混合回路6によって混合されて出力
される。従って、実際の自然楽器において発生されるよ
うな直接音、直接音に対する共鳴音、および過渡音がバ
ランス良く混在した楽音を発生することができる。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a musical tone synthesizer for piano sounds according to an embodiment of the present invention. Note that, in the figure, parts corresponding to those in FIG. 1 described above are denoted by the same reference numerals. In this embodiment, the shock signal IP output from the drive signal generation circuit 3 and the direct sound signal SD output from the tone generation circuit 2
A different point from the first embodiment is that a mixing circuit 6 for mixing RY is provided and an output of the mixing circuit 6 is input to the resonance circuit 4. Here, the tone control circuit 1a is included in the mixing circuit 6.
Supply the multiplication coefficients γ 3 and γ 4 to control the mixing ratio of the impact sound signal IP and the direct sound SDRY. Specifically, similar to the above reference example, as the pitch becomes higher, the larger value the multiplication coefficient gamma 3, multiplication coefficient gamma 4 is set to a small value, so that the ratio of the impact sound signal IP becomes larger Controlled. According to this tone synthesizer, a signal corresponding to a resonance sound obtained by transmitting both a shock when a string is struck by a hammer and a vibration excited in the string to the soundboard is output from the resonance circuit 4. The output signal of the resonance circuit 4 and the direct sound signal SDRY are mixed by the mixing circuit 6 and output. Therefore, it is possible to generate a musical tone in which a direct sound, a resonance sound to the direct sound, and a transient sound, which are generated in an actual natural musical instrument, are mixed in a well-balanced manner.
【共鳴回路の構成例】[Configuration example of resonance circuit]
第3図は上記参考例および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3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をおよび右チャネル用出力Rを備えた構成となっ
ている。従って、この共鳴回路を上記参考例および実施
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、直接音信号との混合を行う
混合回路を設けるか、または、左右どちらか一方のチャ
ネル出力を使用するようにする。 この共鳴回路は、第3図に示すように、入力信号に対
し所定の係数を乗算する乗算器61〜64、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を
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。そして、こ
れらの閉ループ回路71〜74が並列接続されることによ
り、各閉ループ回路71〜74の共振特性の和に相当する共
振特性を有する共鳴回路が実現されている。 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い
る。このため、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
音構造の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によって徐々に減衰されながら、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を循環する信号が、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4図(a)〜(d)に示す構成のものを使用
することができる。 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に対応した非常に
多くの共振周波数を含んだ共振特性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。 この共鳴回路を上述の参考例および実施例に適用する
ことにより、さらに実際のピアノから発生される楽音に
近い楽音を合成することができる。 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
対応した楽音信号を形成する楽音形成手段と、演奏情報
に対応した前記楽音信号とは異なる駆動信号を発生する
駆動信号発生手段と、前記楽音信号および前記駆動信号
を演奏情報に応じた比率で混合し出力する混合手段と、
混合手段から出力された信号を入力し、該信号に対する
共鳴音信号を発生する共鳴手段とを設け、楽音信号およ
び駆動信号を混合した後に共鳴手段に入力するようにし
ているので、例えば、ハンマーによって弦を打撃した時
の衝撃および弦に励起された振動の両方が響板に伝播す
ることによって得られる共鳴音を得ることができる。ま
た、楽音信号および駆動信号を演奏情報に応じた比率で
混合手段により混合した混合結果を共鳴手段に入力し、
しかも混合手段における駆動信号と楽音信号との混合比
率が、発生すべき楽音の音高に応じて制御されるように
したので、例えば、自然楽器における、ハンマーによっ
て弦を打撃した時の衝撃に対する共鳴音と弦に励起され
た振動に対する共鳴音の比率が音高に応じて異なる、と
いった現象を忠実にシミュレートできる。よって、楽器
の演奏時に発生される過渡音を含んだ自然感に富んだ楽
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。
FIG. 3 shows the resonance circuit 4 in the reference example and the embodiment.
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration example of FIG. However, the resonance circuit of FIG. 3 has a configuration in which an output L for the left channel and an output R for the right channel are provided in consideration of correspondence to stereo reproduction. Therefore, when this resonance circuit is applied to the above reference example and embodiment, a mixing circuit for mixing with the direct sound signal corresponding to each of the left channel output L and the right channel output R is provided, or Use either left or right channel output. As shown in FIG. 3, the resonance circuit includes multipliers 61 to 64 for multiplying an input signal by a predetermined coefficient, and a closed loop circuit 71.
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
Have different resonance characteristics. By connecting these closed loop circuits 71 to 74 in parallel, a resonance circuit having resonance characteristics corresponding to the sum of the resonance characteristics of the closed loop circuits 71 to 74 is realized. 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. Therefore, in the closed loop circuit 71, a resonance characteristic of an inharmonic overtone structure in which the higher-order resonance frequency does not become 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 non-harmonic resonance frequency components is selected from the input signals, and is gradually attenuated by the low-pass filter 174 while passing through the closed loop. Circulate. The resonance characteristics of a closed loop circuit using such an all-pass filter are disclosed in, for example, Japanese Patent Publication No. 56-28274. The signal circulating in the closed loop circuit 71 is a 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. Incidentally, as the all-pass filters 173, 91 and 92, those having conventionally known configurations shown in FIGS. 4 (a) to 4 (d) can be used. According to this resonance circuit, each of the closed loop circuits 71 to 74
In addition to the fact that the following resonance frequencies are different from each other, since the respective resonance characteristics are non-harmonic, resonance characteristics including an extremely large number of resonance frequencies corresponding to 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. By applying this resonance circuit to the above-described reference example and embodiment, it is possible to further synthesize a tone similar to a tone generated from an actual piano. 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 tone generating means for forming a tone signal corresponding to performance information, and a drive signal for generating a drive signal different from the tone signal corresponding to performance information Generating means, and mixing means for mixing and outputting the tone signal and the drive signal at a ratio according to performance information,
And a resonance means for receiving a signal output from the mixing means and generating a resonance signal for the signal, and mixing the tone signal and the drive signal and then inputting the signal to the resonance means. It is possible to obtain a resonance sound obtained by transmitting both the impact when the string is struck and the vibration excited by the string to the soundboard. Further, a mixing result obtained by mixing the tone signal and the drive signal at a ratio according to the performance information by the mixing means is input to the resonance means,
In addition, since the mixing ratio of the drive signal and the tone signal in the mixing means is controlled in accordance with the pitch of the tone to be generated, for example, in a natural musical instrument, resonance with an impact when a string is struck by a hammer is performed. It is possible to faithfully simulate such a phenomenon that the ratio of the resonance to the vibration excited by the sound and the string differs depending on the pitch. Therefore, it is possible to easily generate a natural sound including a transient sound generated when a musical instrument is played.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
第1図はこの発明の参考例となる楽音合成装置の構成を
示すブロック図、第2図はこの発明の実施例による楽音
合成装置の構成を示すブロック図、第3図は上記参考例
および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4図は第3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、4……共鳴回路、5……混合回路。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a tone synthesis apparatus according to a reference example of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a tone synthesis apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 4 is a block diagram showing a configuration example of a resonance circuit used in the example, and FIG. 4 is a block diagram showing a configuration example of an all-pass filter used in the resonance circuit of FIG. 1 ... tone control circuit, 2 ... tone generating circuit, 3 ... drive signal generation circuit, 4 ... resonance circuit, 5 ... mixed circuit.

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】(57) [Claims]
  1. 【請求項1】演奏情報に対応した楽音信号を形成する楽
    音形成手段と、 演奏情報に対応した前記楽音信号とは異なる駆動信号を
    発生する駆動信号発生手段と、 前記楽音信号および前記駆動信号を演奏情報に応じた比
    率で混合し出力する混合手段と、 混合手段から出力された信号を入力し、該信号に対する
    共鳴音信号を発生する共鳴手段と、 を具備し、 前記混合手段における駆動信号と楽音信号との混合比率
    が、発生すべき楽音の音高に応じて制御されることを特
    徴とする楽音合成装置。
    1. A tone generator for forming a tone signal corresponding to performance information; a drive signal generator for generating a drive signal different from the tone signal corresponding to performance information; A mixing means for mixing and outputting at a ratio according to the performance information; and a resonance means for inputting a signal output from the mixing means and generating a resonance signal for the signal, and a driving signal in the mixing means. A tone synthesizer characterized in that a mixing ratio with a tone signal is controlled in accordance with a pitch of a tone to be generated.
  2. 【請求項2】更に、前記楽音形成手段より出力される楽
    音信号と前記共鳴手段より出力される共鳴信号とを混合
    し出力する第2の混合手段を具備することを特徴とする
    請求項1に記載の楽音合成装置。
    2. The apparatus according to claim 1, further comprising second mixing means for mixing and outputting a tone signal output from said tone generating means and a resonance signal output from said resonance means. A musical sound synthesizer as described.
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