JP3112743B2 - 音源装置 - Google Patents

音源装置

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JP3112743B2
JP3112743B2 JP04150837A JP15083792A JP3112743B2 JP 3112743 B2 JP3112743 B2 JP 3112743B2 JP 04150837 A JP04150837 A JP 04150837A JP 15083792 A JP15083792 A JP 15083792A JP 3112743 B2 JP3112743 B2 JP 3112743B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、ループ波形を繰り返
し読み出すことによりメモリ容量を節約した音源装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】自然楽器の楽音をリアルに再現するため
の音源装置としてサンプリング音源が実用化されてい
る。サンプリング音源の基本的な機能は、自然楽器の楽
音波形を発音から消音まで記憶し、このデータを指定さ
れた周波数で先頭から読み出していくものである。しか
し、このような方式では、一つの楽音に対して発音から
消音までの長さの楽音波形データを記憶しておく必要が
あり膨大なメモリ容量が必要となる。また、持続系の楽
音は発音が指示されているかぎり定常的な楽音信号を形
成し続ける必要があるため上記の方式を適用することが
できなかった。
【0003】そこで、楽音波形の変動の少ない持続部で
は短い(1〜数周期の)ループ波形データのみを記憶し
ておき、このループ波形データを繰り返し読み出すこと
によって任意の長さの楽音(持続部)を発音することの
できるループ方式のサンプリング音源が実用化されてい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、長い楽音を発
音するためにはループ波形データを何度も繰り返し読み
出す必要があるため楽音が単調になってしまう欠点があ
った。一方、ループ波形データを長くして単調さを解消
しようとすると1つの楽音に必要なメモリ容量が大きく
なってしまい、持続部をループ化した効果がなくなって
しまう欠点があった。
【0005】この発明は、ループ区間(定常部)の周波
数変動のみをループ化せずに記憶することにより、単調
さを解消することができる音源装置を提供することを目
的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】この出願の請求項1の発
明は、全波形区間とループ区間とからなる楽音信号を形
成する音源装置であって、全波形区間の全ての波形デー
タを全波形データとして記憶するとともにループ区間の
一部の波形データをループ波形データとして記憶する波
形記憶手段と、間経過に従って変化するピッチ恋動を
ループ区間のみ記憶したピッチ変動記憶手段と、楽音の
周波数が指定されたとき全波形区間はその周波数で前記
全波形データを1回読み出し、ループ区間はその周波数
を前記ピッチ変動記憶手段に記憶されているピッチ変動
で経時的に修正し、修正された周波数で前記ループ波形
データを繰り返し読み出す読出手段と、を備えたことを
特徴とする。
【0007】この出願の請求項2の発明は、全波形区間
とループ区間とからなる楽音信号を形成する音源装置で
あって、発音開始から消音までの楽音信号を原音波形デ
ータとして入力する手段と、原音波形データから全波形
区間の波形データを切り出して全波形データとして記憶
するとともに原音波形データからループ区間の特定の1
または数周期の波形データを抽出してループ波形データ
として記憶する波形記憶手段と、前記ループ区間におけ
る前記ループ波形データに対する原音波形データのピッ
チ変動を抽出して記憶するピッチ変動記憶手段と、楽音
の周波数が指定されたとき、全波形区間はその周波数で
前記全波形データを1回読み出し、ループ区間はその周
波数を前記ピッチ変動記憶手段に記憶されているピッチ
変動で経時的に修正し、修正された周波数で前記ループ
波形データを繰り返し読み出す読出手段と、を備えたこ
とを特徴とする。この出願の請求項3の発明は、請求項
1、2の発明において、前記読出手段は、ループ区間は
前記ピッチ変動を乗算することによって前記指定された
周波数を修正し、全波形区間は前記指定された周波数に
対してピッチ変動に代えて定数を乗算する修正手段を含
むことを特徴とする。
【0008】
【作用】請求項1の音源装置は、波形記憶手段に記憶さ
れているループ波形データを繰り返して読み出すことに
より楽音信号を形成する。この読み出しは発音を指示さ
れた楽音の周波数で行われるが、このとき、この周波数
をピッチ変動記憶手段に記憶されているピッチ変動に基
づいて経時的に修正し、修正された周波数で波形記憶手
段をアクセスする(読出手段)。ピッチ変動はループ
区間のみ、その全区間にわたって記憶されており、読み
出し周波数は経時的に(ループ区間が進行するのと同じ
ように)修正されるため、繰り返しの単調さを無くすこ
とができる。
【0009】請求項2の音源装置は、発音から消音まで
の原音波形データから全波形区間の全波形データを切り
出して波形記憶手段に記憶するとともに、原音波形デー
からループ区間の1または数周期の波形データを抽出
ループ波形データとして形記憶手段に記憶する。
【0010】さらに、このループ波形データに対する
波形データのピッチ変動を抽出し、これをピッチ変動
記憶手段に記憶する。ピッチ変動はたとえば、波形デー
タの各点における周波数のループ波形データの周波数に
対する比や差として記憶すればよい。
【0011】
【実施例】図1はこの発明の実施例である音源装置を備
えた電子楽器の構成図である。この電子楽器は演奏用の
キーボード14を備えた電子鍵盤楽器である。また、サ
ンプリング回路17を備え、形成する楽音信号の元にな
る楽音波形をサンプリングして記憶しておくことができ
るものである。
【0012】この電子楽器の動作はCPU10によって
制御される。CPU10にはバス11を介してROM1
2,RAM13,キーボード14,表示器15,パネル
スイッチ16,サンプリング回路17,読出回路18,
音源21および書き込み回路22が接続されている。R
OM12にはこの電子楽器の動作を制御する制御プログ
ラム等が記憶されている。RAM13には演奏時やサン
プリング時に発生する各種のデータを一時記憶するレジ
スタが設定される。パネルスイッチ16には音色を選択
するためのスイッチやサンプリング時にサンプリングし
た楽音波形をエディットするための各種操作子が設けら
れている。サンプリング回路17にはマイク20、読出
回路18およびサンプリングメモリ19が接続されてい
る。マイク20からは自然楽器のアナログの楽音信号が
入力される。サンプリング回路17はマイク20から入
力されたアナログの楽音信号をディジタル化してサンプ
リングメモリ19に順次記憶してゆく。読出回路18
は、サンプリングした楽音波形データをエディットする
とき、CPU10の指示に従ってサンプリングメモリ1
9に記憶されている楽音波形信号を読み出してRAM1
3に転送する。音源21は図2に示すような構成になっ
ており、波形メモリ23,周波数比メモリ24および書
込回路22が接続されている。音源21が楽音信号を形
成する場合、通常区間はCPU10から指示された周波
数で波形メモリ23をアクセスして波形データを読み出
す。ループ区間の場合には、CPU10から指定された
周波数を周波数比メモリ24のデータで修正しながら波
形メモリ23をアクセスしてループ波形データを繰り返
し読み出す。書込回路22はサンプリングメモリ19か
ら読み出された楽音波形データおよび周波数比を波形メ
モリ23,周波数比メモリ24に書き込む回路である。
ここで、周波数比とはループ区間におけるループ波形デ
ータに対する他の部分の波形データの周波数比である。
音源21が形成した楽音信号はサウンドシステム25に
出力され増幅された後外部へ出力される。
【0013】ここで、図3のフローチャートおよび図
4,図5の各種信号波形を示す図を参照して同電子楽器
のサンプリング方式について説明する。まずマイク20
を用いて外部音(自然楽器の楽音)をサンプリングする
(n1)。このサンプリングによって図4(A),(B)
に示すような楽音波形信号(原音)がサンプリングメモ
リ19に記憶される。ここで図4(A)は原音のエンペ
ロープを示し、同図(B)はピッチ変動を示している。
エディットするため、サンプリングされた楽音波形信号
のエンペロープは表示器15に表示される。演奏者はパ
ネルスイッチ16等を操作してこの楽音の全体波形を複
数のステートに分割する(図4,図5の縦破線参照)。
分割は、たとえばアタック・ディケイ部,持続部,減衰
部等の楽音信号の特性の境界で行えばよい。図4,図5
の楽音信号は5つのステート(ST=1〜5)に分割さ
れている。分割された各ステートについて、全波形デー
タを記憶するか、1周期の波形のみをループ波形データ
として記憶しそれをループさせるかを指定する(n
2)。図4,図5の楽音波形の場合ST=1,3,5の
ステートでは全波形データが記憶され(全波形ステー
ト)、ST=2,4のステートではループ波形データの
みが記憶される(ループステート)。ループステートか
ら1周期の波形を切り出しこの振幅を正規化する(n
3)。ループステートの波形データは、読出回路18に
よって1周期づつ順次読み出され、表示器15にその波
形が表示される。表示された波形から適当な1周期を利
用者が選択することによって切り出しが行われる。図4
(A)における80,81が選択された1周期を表して
いる。こののち、波形データを波形メモリ23に書き込
んでゆく(n4)。全波形ステートの波形データは読出
回路18,書込回路22を介して波形メモリ23に転送
され、ループステートの波形データ(ループ波形デー
タ)は、RAM13で処理をされたのち書込回路22を
介して波形メモリ23に転送される。各波形データはス
テート順に所定のアドレスに記憶される(図5(A)参
照)。さらに、周波数比メモリ24に周波数比データを
書き込む(n5)。このデータはループステートについ
てのみ記憶される。切り出されたループ波形データと他
の部分の波形データとの周波数比を1周期毎に割り出し
て周波数比メモリ24に書き込む。この周波数比の算出
は1周期の長さを比較することによって算出され、1周
期波形の切り出しポイント80,81での周波数比デー
タは1となる。算出された周波数比データは図5(C)
の60,61のようなデータとなる。
【0014】図2は前記音源21のブロック図である。
音源21にはバス11を介してノートオン信号NON,
ノートナンバ(周波数を示すデータ)および音色番号が
入力される。また、音色データレジスタ30にはあらか
じめ複数音色の音色データが記憶されている。入力され
た音色番号の音色データはデータ供給回路31に入力さ
れる。データ供給回路31は音色データレジスタから入
力された各種データを必要なタイミングに各回路に出力
するための回路である。
【0015】一方、波形メモリ23をアクセスするアド
レスカウンタ35には、データ供給回路31から波形メ
モリスタートアドレスSA,波形メモリエンドアドレス
EAおよびループ信号LPが入力される。LPはループ
ステートのとき1となり、全波形ステートのとき0とな
る(図4(D))。また、バスを介してノートオン信号N
ONが入力される。また、アドレスカウンタ35には乗
算器41から楽音の周波数を示すデータであるFナンバ
が入力される。FナンバはCPU10から入力されるノ
ートナンバに基づいてFナンバ変換回路32が変換す
る。変換されたFナンバは、乗算器41において周波数
比データにより修正される。乗算器41に入力される乗
数は、ループステートにおいては周波数比メモリ24の
データを補間したものであり、全波形ステートにおいて
は1である。すなわち、全波形ステートではFナンバが
修正されない。アドレスカウンタ35はノートオン信号
NONの入力をトリガとしてアドレスADを出力し始め
る(図5(A))。アドレスADは波形メモリスタートア
ドレスSAからFナンバに基づく刻みで出力され、波形
メモリエンドアドレスEAに至ったとき終了する。ただ
し、ループの場合にはEAを出力したのち再度SAを出
力する(図5(A)の(70),(71)および図6参照:図6
は(70)の一部拡大図である。)。これを所定回数繰り返
し、繰り返し毎にループエンド検出信号LEを出力す
る。LEの回数はループカウンタによって計数される。
ループカウンタ37のカウント値LNはデータ供給回路
31から出力されるループ回数データLTとともに比較
器36に入力される。比較器36はLNがループ回数デ
ータLTを超えたときループステート終了信号OVを出
力する(図5(B))。一方、全波形ステートでEAを出
力するとアドレスカウンタ35はステート終了信号EN
Dを出力する(図5(B))。END,OVともにステー
トカウンタ33に入力される。ステートカウンタ33は
ノートオン信号NONでリセットされる(1がプリセッ
トされる)カウンタであり、ENDまたはOVの入力に
よりカウントアップされる。カウント値はステートデー
タST(図4(C)参照)としてデータ供給回路31に
入力される。データ供給回路31は入力されたステート
STに応じて各種データを出力する。
【0016】また、LNは加算器38にも入力される。
加算器38にはデータ供給回路31から周波数比メモリ
スタートアドレスPSAが供給されている。PSAとL
Nの加算値はアクセスアドレスとして周波数比メモリ2
4に供給される。したがって、ループステートにおいて
はループ毎に新たな周波数比データが読み出されること
になる(図5(C)の(60),(61)参照)。読み出された
周波数比データは補間回路39で補間されたのちセレク
タ40を介して前記加算器41に入力される。
【0017】補間回路39は、前回の周波数比データか
ら今回の周波数比データに滑らかに移行するようなクロ
スフェード処理を行う。セレクタ40には前記ループ信
号LPが入力されている。LPが1(ループステート)
のとき補間回路39から入力される周波数比データを乗
算器41に出力し、LPが0(全波形ステート)のとき
1を乗算器41に出力する。
【0018】アドレスADでアクセスされた波形メモリ
23からは波形データが出力される。この波形データは
乗算器42に入力される。乗算器42にはエンベロープ
ジェネレータ34からエンベロープ信号が入力されてい
る。乗算器42によってエンベロープを付加されたディ
ジタル楽音波形はD/A変換器43に入力され、アナロ
グの楽音信号に変換される。この楽音信号がサウンドシ
ステム25に入力される。なお、エンベロープジェネレ
ータ34は、ノートオン信号NONによってリセットさ
れ、データ供給回路31からエンベロープを生成するた
めのパラメータを入力する。
【0019】これにより、ループステートでは波形デー
タは1周期でも各周期毎に周波数が修正され、繰り返し
の単調さを解消することができる。
【0020】なお、この実施例ではループ波形データと
して1周期の波形データを用いてるが複数周期の波形を
用いてもよい。また、周波数比データも1周期毎に求め
て記憶しているが、複数周期毎に周波数比データを求め
るようにしてもよい。
【0021】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、ループ
波形データとループ区間のみのピッチ変動とを記憶し、
ピッチ変動で修正された周波数でループ波形データを繰
り返し読み出すようにしたことにより、極めて少ないデ
ータ量で単調さのない楽音信号を形成することができる
とともに、全波形区間とのピッチ変動のつながりも良く
なる
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明が適用される電子楽器の構成を示す図
【図2】同電子楽器の音源の構成を示す図
【図3】同電子楽器において自然楽器の楽音をサンプリ
ングする時の操作手順を示す図
【図4】同電子楽器における各種信号の変化状態を説明
する図
【図5】同電子楽器における各種信号の変化状態を説明
する図
【図6】同電子楽器における各種信号の変化状態を説明
する図
【符号の説明】
17−サンプリング回路 21−音源 23−波形メモリ 24−周波数メモリ

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 全波形区間とループ区間とからなる楽音
    信号を形成する音源装置であって、 全波形区間の全ての波形データを全波形データとして記
    憶するとともに、ループ区間の一部の波形データをルー
    プ波形データとして記憶する波形記憶手段と、 間経過に従って変化するピッチ変動をループ区間のみ
    記憶したピッチ変動記憶手段と、 楽音の周波数が指定されたとき、全波形区間は、その周
    波数で前記全波形データを1回読み出し、ループ区間
    は、その周波数を前記ピッチ変動記憶手段に記憶されて
    いるピッチ変動で経時的に修正し、修正された周波数で
    前記ループ波形データを繰り返し読み出す読出手段と、 を備えたことを特徴とする音源装置。
  2. 【請求項2】 全波形区間とループ区間とからなる楽音
    信号を形成する音源装置であって、 発音開始から消音までの楽音信号を原音波形データとし
    て入力する手段と、 原音波形データから全波形区間の波形データを切り出し
    て全波形データとして記憶するとともに、原音波形デー
    タからループ区間の特定の1または数周期の波形データ
    を抽出してループ波形データとして記憶する波形記憶手
    段と、 前記ループ区間における前記ループ波形データに対する
    原音波形データのピッチ変動を抽出して記憶するピッチ
    変動記憶手段と、 楽音の周波数が指定されたとき、全波形区間は、その周
    波数で前記全波形データを1回読み出し、ループ区間
    は、その周波数を前記ピッチ変動記憶手段に記憶されて
    いるピッチ変動で経時的に修正し、修正された周波数で
    前記ループ波形データを繰り返し読み出す読出手段と、 を備えたことを特徴とする音源装置。
  3. 【請求項3】 前記読出手段は、ループ区間は、前記ピ
    ッチ変動を乗算することによって前記指定された周波数
    を修正し、全波形区間は、前記指定された周波数に対し
    てピッチ変動に代えて定数を乗算する修正手段を含む請
    求項1または請求項2に記載の音源装置。
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