JP3104281B2 - 楽音発生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば楽音発生のため
に利用される波形を発生する電子楽器の波形発生装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】電子楽器において、波形発生装置は楽音
波形発生、エンベロープ波形発生および楽音制御用の各
種制御波形信号発生のために使用されている。例えば、
波形メモリを用いた物理モデルで楽音波形を発生する方
式のものが多い。このような電子楽器の物理モデルにお
いて、複雑な回路構成となる部分や回路構成が未解明・
不可能な部分であっても、その挙動が明らかである場
合、いわゆるテーブル読みだしおよび変換という手法が
利用される。なお、ここで使用されるテーブルを一般に
非線形テーブル、テーブル読みだしおよび変換を含んだ
部分を非線形部と称する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
従来の電子楽器の波形発生装置にあっては、物理モデル
の場合、その非線形部が模倣（シミュレート）しようと
する自然楽器特有の性質（うま味）を生み出す大きな要
因であると考えられる。しかしながら、単にテーブルに
記憶されているデータを読み出して利用するのみでは、
特有な楽音を効率よく利用するには限界があるという問
題点があった。また、新規性のある音色を簡単に発生す
るのが困難であった。

【０００４】本発明は上述した事情に鑑みてなされたも
ので、特有な楽音や新規性のある音色を簡単な構成で効
率よく発生させることのできる電子楽器の波形発生装置
を提供することを目的としている。

【０００５】

【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、本願発明の請求項１による楽音発生装置は、
楽音信号に関する非線形の複数の波形情報を記憶する波
形記憶手段と、前記波形記憶手段に記憶された複数の波
形情報のうちの少なくとも２つの波形情報の組み合わせ
を指示する制御信号を複数記憶し、記憶した制御信号を
出力すると共に、励振信号を出力する制御信号記憶手段
と、前記制御信号により指示される少なくとも２つの波
形情報を補正するためのものであって、楽音の発生開始
指示からの時間経過に従って変化する補正信号を発生す
る補正信号発生手段と、前記制御信号記憶手段が出力す
る励振信号を入力し、入力した励振信号を非線形変換す
る非線形処理手段と、該非線形処理手段で非線形変換さ
れた励振信号によって駆動される共鳴体シミュレート手
段とを備え、前記非線形処理手段は、前記制御信号記憶
手段に記憶された複数の制御信号を、楽音の発生開始指
示からの時間経過に従って順次読み出し、該読み出され
た制御信号により指示される少なくとも２つの波形情報
を前記波形記憶手段から読み出すと共に、該読み出され
た少なくとも２つの波形情報を前記補正信号に基づいて
補正し、該補正した信号に基づいて前記励振信号を非線
形変換することを特徴とする。本願発明の請求項２によ
る楽音発生装置は、前記非線形処理手段が、少なくとも
２つの波形情報を合成し、該合成結果に基づいて前記励
振信号を非線形変換することを特徴とする。本願発明の
請求項３による楽音発生装置は、前記非線形処理手段
が、選択された前記波形情報の変化する時間間隔を変更
することを特徴とする。

【０００６】

【作用】本発明では、制御信号記憶手段が、波形記憶手
段に記憶された楽音信号に関する非線形の複数の波形情
報のうちの少なくとも２つの波形情報の組み合わせを指
示する制御信号を複数記憶し、補正信号発生手段が、制
御信号により指示される少なくとも２つの波形情報を補
正するためのものであって、楽音の発生開始指示からの
時間経過に従って変化する補正信号を発生する。そし
て、非線形処理手段によって、前記制御信号記憶手段に
記憶された複数の制御信号が、楽音の発生開始指示から
の時間経過に従って順次読み出され、該読み出された制
御信号により指示される少なくとも２つの波形情報が補
正信号に基づいて補正され、該補正された信号に基づい
て、制御信号記憶手段が出力する励振信号が非線形変換
される。そして、共鳴体シミュレート手段が、非線形変
換された励振信号によって駆動される。また、本発明で
は、非線形処理手段は、少なくとも２つの波形情報を合
成し、この合成結果に基づいて前記励振信号を非線形変
換する。さらに、本発明では、非線形処理手段は、選択
された波形情報の変化する時間間隔を変更する。したが
って、非線形の複数の波形情報が適切に選択・補正され
ることになり、特有な楽音や新規性のある音色を簡単な
構成で効率良く発生できる。

【０００７】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て説明する。図１は本発明の第１実施例の構成を示す図
である。同図において、１は非線形テーブル（波形記憶
手段）で、内部に数系列のテーブルが用意され、各テー
ブルは楽音信号に関する非線形の波形データをそれぞれ
記憶している。この場合、テーブルへの入力データはア
ドレスとして使用される。２はカウンタであり、カウン
タ２にはキーオン、オフ信号とクロック（clock）とが
入力され、発音信号としてのキーオン信号で作動、キー
オフ信号で停止する。３はＣＰＵであり、予め何等かの
方法でプログラムされたテーブル変化データを取り込
み、テーブル選択信号を非線形テーブル１に出力すると
とにも、非線形テーブル１から読み出されたデータを演
奏情報に応じて重み付け補間する重み係数を補間回路
（補正手段）４に出力する。５はテーブル変化プログラ
ムメモリであり、変化していくテーブルの順番と過渡時
間がプログラムされている。ＣＰＵ３は非線形テーブル
１における選択されるべきテーブルが時間によって変化
する度にカウンタ２をリセットする。補間回路４はＣＰ
Ｕ３からの重み係数に基づいて非線形テーブル１から読
み出されたテーブルのデータを重み付け補間し、補間し
たデータを出力する。上記カウンタ２、ＣＰＵ３および
テーブル変化プログラムメモリ５は全体として制御手段
６を構成する。

【０００８】次に、作用を説明する。まず、演奏者によ
るキーボードの操作によりキーオン信号が発生してカウ
ンタ２に入力されると、カウンタ２がカウント動作を開
始するとともに、非線形テーブル１にデータが送られ
る。一方、ＣＰＵ３にはテーブル変化プログラムメモリ
５から予め、テーブルの変化順序と過渡時間が取り込ま
れ、ＣＰＵ３はキーオン信号の発生と同時にその過渡部
を挟んでいる２つのテーブル番号をテーブル選択信号Ｓ
Ａ、ＳＢとして非線形テーブル１に送る。これにより、
非線形テーブル１ではテーブル番号とデータから複数の
テーブルのうちの２つのテーブルが選択されてそのデー
タ内容が読み出しデータＤＡ、ＤＢとして読み出されて
補間回路４に送られる。また、ＣＰＵ３ではカウンタ２
の経過時間とプログラムされた過渡時間から重み付け係
数が演算され、その結果は補間回路４に送られる。そし
て、補間回路４ではテーブル読み出しされたデータが重
み付け係数によって重み付け補間され、最終的なテーブ
ル読み出しデータに基づく楽音信号に対応するデータと
して取り出される。なお、非線形テーブル１における選
択されるべきテーブルが時間によって変化する度にＣＰ
Ｕ３によりカウンタ２がリセットされる。したがって、
非線形テーブル１に記憶されている非線形の複数のテー
ブルデータが演奏情報に応じて適切に選択されて補間さ
れることとなり、特有な楽音や新規性のある音色に対応
するデータを簡単な構成で効率よく発生させることがで
きる。

【０００９】なお、ＣＰＵ３の実行する制御内容はソフ
トウエアで構成してもよい。また、非線形テーブル１に
記憶されている非線形データを重み付け補間する重み付
け係数の変化のカーブは直線に限らず、他の態様であっ
てもよい。さらに、非線形テーブル１の読み出しデータ
を組み合わせる個数は上記実施例のように２つに限ら
ず、３つ以上であってもよい。このようにすると、より
一層複雑な効果音を発生させることができる。

【００１０】図２は本発明の第２実施例の構成を示す図
である。図２において、１１は楽音指定情報発生部（制
御手段）であり、演奏情報に従って所望の楽音の指定す
るための楽音指定情報、例えばキーオン信号ＫＯＮ、キ
ーオンパルスＫＯＮＰ、楽音パラメータ、テーブル選択
信号ＴＢＬＳＥＱ、フレームタイムＦＴ、カウントスト
ップcountＳＴＯＰを出力する。１２は楽音波形発生部
（波形記憶手段）であり、複数のテーブルを用意し、各
テーブルに非線形の波形データをそれぞれ記憶してい
る。楽音波形発生部１２からは楽音指定情報発生部１１
からの信号に基づいて１つのテーブルのデータが読み出
される。１３は波形処理部（補正手段）であり、楽音指
定情報発生部１１からの信号に基づいて楽音波形発生部
１２から読み出されたデータを補正して最終的な所望の
データを出力する。

【００１１】以上の構成において、演奏情報に従って楽
音指定情報発生部１１から各種の制御信号が楽音波形発
生部１２に出力され、例えば図３（ａ）に示すような波
形が、読み出される。その後、この読み出し波形は波形
処理部１３において補正され、その補正途中の波形は図
３（ｂ）のようになり、最終的に波形処理部１３からは
図３（ｃ）に示すような波形データが出力される。した
がって、図３（ａ）に示す波形を図３（ｃ）に示す形に
容易に補正することができ、前記実施例と同様に楽音波
形発生部１２のテーブルに記憶されている非線形の複数
のテーブルデータが演奏情報に応じて適切に選択されて
補間され、特有な楽音や新規性のある音色に対応するデ
ータを簡単な構成で効率よく発生させることができる。

【００１２】図４は本発明の第３実施例の構成を示す図
である。図４において、２１は位相情報発生部であり、
楽音指定情報発生部１１の出力である演奏情報としての
キーオン信号ＫＯＮや音高に基づいて位相を変化させる
ための位相情報を発生して加算器２２に供給する。加算
器２２は、この位相情報出力を変調波形入力と加算して
時変波形メモリ（波形記憶手段および補正手段に相当）
２３に出力する。時変波形メモリ２３は複数のテーブル
を用意し、各テーブルに非線形でかつ時間によって波形
が変化可能な波形データをそれぞれ記憶している。そし
て、時変波形メモリ２３は楽音指定情報発生部１１から
の信号に基づいてあるテーブルのデータを読み出すとと
もに、これを補正して最終的な所望のデータとして出力
する。

【００１３】以上の構成において、演奏情報に従って楽
音指定情報発生部１１から各種の制御信号が位相情報発
生部２１に出力され、位相情報発生部２１からは位相を
変化させるための位相情報が生成されて加算器２２に供
給される。加算器２２ではこの位相情報出力が変調波形
入力と加算されて時変波形メモリ２３に出力される。そ
して、時変波形メモリ２３において複数のテーブルのう
ちの１つが選択されて対応する波形が読み出され、この
波形は時間によって変化可能である。その後、この波形
はフレームタイムＦＴ、カウントストップcountＳＴＯ
Ｐ等に基づき演奏情報に従って補正されて最終的な所望
のデータが生成されて出力される。したがって、例えば
図５（ａ）に示すような波形が読み出されて補正され、
その補正途中の波形は図５（ｂ）のようになり、最終的
に時変波形メモリ２３からは図５（ｃ）に示すような波
形データが出力される。したがって、前記実施例と同様
に非線形の複数のテーブルデータが演奏情報に応じて適
切に選択されて補間されることとなり、特有な楽音や新
規性のある音色に対応するデータを効率よく発生させる
ことができる。

【００１４】図６は本発明の第４実施例の構成を示す図
であり、本実施例は図１の変形例である。図６におい
て、３１は楽音指定情報発生部（制御手段）であり、演
奏情報に従って必要な情報を出力する。３２は非線形処
理部（補正手段）であり、楽音指定情報発生部３１の出
力に基づいて加算器３３を通して送られてくる非線形の
データを補正処理して共鳴体シミュレート部３４に出力
する。加算器３３は楽音指定情報発生部３１からの励振
信号と共鳴体シミュレート部３４からの信号とを加算す
る。共鳴体シミュレート部３４は楽音指定情報発生部３
１からの特性パラメータに応じて非線形処理部３２から
の信号を共鳴させてシミュレートし、その結果を再び加
算器３３を通して非線形処理部３２に供給する。

【００１５】以上の構成において、演奏情報に従って楽
音指定情報発生部３１から各種の制御信号が非線形処理
部３２、加算器３３および共鳴体シミュレート部３４に
出力される。そして、例えば図７（ａ）に示すような波
形が、まず共鳴体シミュレート部３４でシミュレートさ
れる。その後、このシミュレート波形は加算器３３によ
って楽音指定情報発生部３１からの励振信号と加算され
て非線形処理部３２に送られ、再び波形処理されて共鳴
体シミュレート部３４に供給される。このようにして演
奏情報に応じつつ非線形処理部３２、加算器３３および
共鳴体シミュレート部３４の間を信号が循環して所望の
データが作成される。したがって、図７に示すように、
例えば図７（ａ）に示すような波形が補正処理によって
その途中では図７（ｂ）のようになり、最終的に図７
（ｃ）に示すような波形データが出力される。したがっ
て、図７（ａ）に示す波形を図７（ｃ）に示す形に容易
に補正することができ、前記実施例と同様の効果を得る
ことができる。

【００１６】図８は本発明の第５実施例の構成を示す図
であり、本実施例は具体的に回路構成を示すものであ
る。図８において、４１ａ〜４１ｄは非線形テーブル
（波形記憶手段）であり、各テーブルには非線形のデー
タが記憶されている。非線形テーブル４１ａ〜４１ｄへ
のデータ入力は、入力ラインを介して外部からデータを
取り込むことにより行われる。４２はセレクタであり、
非線形テーブル４１ａ〜４１ｄのうちから２つのデータ
を選択する。セレクタ４２の出力は乗算器４３、４４を
介して加算器４５に出力され、加算器４５から最終的な
データ出力が取り出される。また、４６はシーケンスカ
ウンタ、４７はテーブル選択信号ＴＢＬＳＥＱに基づい
て２つのテーブルを選択する指令を出すテーブルシーケ
ンスメモリ、４８はフレームタイムＦＴに応答するフレ
ームタイムメモリ、４９は加算器、５０、５１はＤ型フ
リップフロップ、５２〜５６はインバータ、５７〜６０
はアンドゲート、６１はナンドゲート、６４はオアゲー
トである。上記乗算器４３、４４、加算器４５、シーケ
ンスカウンタ４６、テーブルシーケンスメモリ４７、フ
レームタイムメモリ４８、加算器４９、６２、６３、Ｄ
型フリップフロップ５０、５１、インバータ５２〜５
６、アンドゲート５７〜６０、ナンドゲート６１、オア
ゲート６４は全体として補正手段７１を構成する。

【００１７】以上の構成において、図９のタイミングチ
ャートを参照して作用を説明する。クロックパルスφｓ
は図示のようにタイミングを刻んでおり、このタイミン
グに応じてシーケンスカウンタ４６およびＤ型フリップ
フロップ５０、５１が作動する。キーオンパルスＫＯＮ
Ｐが立上がると、シーケンスカウンタ４６がリセットさ
れてカウント動作を開始し、その出力はテーブルシーケ
ンスメモリ４７に供給される。そして、テーブルシーケ
ンスメモリ４７ではテーブル選択信号ＴＢＬＳＥＱに基
づいて４つの非線形テーブル４１ａ〜４１ｄのうちから
２つのテーブルが選択されてそれぞれ乗算器４３、４４
に出力される。この場合、テーブルシーケンスメモリ４
７の選択論理図は図１０のように示され、Ａ〜Ｄの各端
子に対する論理レベルによって４つの非線形テーブル４
１ａ〜４１ｄの出力ＮＬ１〜ＮＬ４のうちの２つが選択
される。そして、例えば［１０００］〜［０１１０］〜
［１１０１］というように論理レベルが変化すると、非
線形テーブル４１ａ〜４１ｄの出力がＮＬ１〜ＮＬ２〜
ＮＬ３〜ＮＬ４というように変化するべく指定される。
これにより、非線形テーブルの波形が適切に選択されて
変化することになるか。

【００１８】一方、シーケンスカウンタ４６の出力はフ
レームタイムメモリ４８に供給され、フレームタイムメ
モリ４８は［０］のとき変化時間が最速で、オール
［１］のとき最も遅くなる。フレームタイムメモリ４８
は入力されるフレームタイムＦＴ（例えば、ｔ１、ｔ２
等）に応じた論理信号を発生し、その出力はインバータ
５３、アンドゲート５７等を介して加算器４９に供給さ
れる。さらに、加算器４９の出力はオアゲート６４等を
介してＤ型フリップフロップ５１に供給され、Ｄ型フリ
ップフロップ５１の入力はＤＡとして表される。そし
て、Ｄ型フリップフロップ５１の出力はａ（ただし、０
≦ａ≦１）で表され、各乗算器４３、４４に対して（１
−ａ）およびａという値が供給される。したがって、各
乗算器４３、４４では選択された２つの非線形テーブル
の波形を０〜１の範囲内で時間的に補正することとな
り、その補正結果は加算器４５で加算されてデータとし
て出力される。そして、Ｄ型フリップフロップ５０の出
力ＤＢが［１］になると、シーケンスカウンタ４６が更
新されて、次の補正処理が開始される。このように、本
実施例においても、前記実施例と同様に非線形の複数の
テーブルデータが演奏情報に応じて適切に選択されて補
間されることとなり、特有な楽音や新規性のある音色に
対応するデータを効率よく発生させることができる。

【００１９】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、非線形の複数の波形情報を適切に選択して補正する
ことにより、特有な楽音や新規性のある音色を簡単な構
成で効率よく発生させることができる。本発明によれ
ば、補正対象となる複数の波形情報が時間経過に従って
変化するとともに、この複数の波形情報を補正するため
の補正情報も時間経過に従って変化するため、時間経過
に従って多彩に変化する波形情報を発生することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施例の構成を示すブロック図
である。

【図２】 本発明の第２実施例の構成を示すブロック図
である。

【図３】 同実施例で処理する波形を示す図である。

【図４】 本発明の第３実施例の構成を示すブロック図
である。

【図５】 同実施例で処理する波形を示す図である。

【図６】 本発明の第４実施例の構成を示すブロック図
である。

【図７】 同実施例で処理する波形を示す図である。

【図８】 本発明の第５実施例の構成を示すブロック図
である。

【図９】 同実施例の動作を説明するタイミングチャー
トである。

【図１０】 同実施例のテーブル選択を説明する図であ
る。

【符号の説明】

１：非線形テーブル、４：補間回路、６：制御手段、１
１、３１：楽音指定情報発生部、１２：楽音波形発生
部、１３：波形処理部、２１：位相情報発生部、２３：
時変波形メモリ、３２：非線形処理部、３５波形記憶手
段、４１ａ〜４１ｄ：非線形テーブル（波形記憶手
段）、４２：セレクタ（出力手段）、４３、４４：乗算
器（出力手段）、４７：テーブルシーケンスメモリ（制
御信号記憶手段）、４８：フレームタイムメモリ（補正
信号発生手段）、７１：補正手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−214397（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G10H 7/08

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 楽音信号に関する非線形の複数の波形情
   報を記憶する波形記憶手段と、 前記波形記憶手段に記憶された複数の波形情報のうちの
   少なくとも２つの波形情報の組み合わせを指示する制御
   信号を複数記憶し、記憶した制御信号を出力すると共
   に、励振信号を出力する制御信号記憶手段と、 前記制御信号により指示される少なくとも２つの波形情
   報を補正するためのものであって、楽音の発生開始指示
   からの時間経過に従って変化する補正信号を発生する補
   正信号発生手段と、前記制御信号記憶手段が出力する励振信号を入力し、入
   力した励振信号を非線形変換する非線形処理手段と、 該非線形処理手段で非線形変換された励振信号によって
   駆動される共鳴体シミュレート手段とを備え、 前記非線形処理手段は、 前記制御信号記憶手段に記憶さ
   れた複数の制御信号を、楽音の発生開始指示からの時間
   経過に従って順次読み出し、該読み出された制御信号に
   より指示される少なくとも２つの波形情報を前記波形記
   憶手段から読み出すと共に、該読み出された少なくとも
   ２つの波形情報を前記補正信号に基づいて補正し、該補
   正した信号に基づいて前記励振信号を非線形変換するこ
   とを特徴とする楽音発生装置。
2. 【請求項２】 前記非線形処理手段は、少なくとも２つ
   の波形情報を合成し、該合成結果に基づいて前記励振信
   号を非線形変換することを特徴とする請求項１記載の楽
   音発生装置。
3. 【請求項３】 前記非線形処理手段は、選択された前記
   波形情報の変化する時間間隔を変更することを特徴とす
   る請求項１または請求項２に記載の楽音発生装置。