JP3278066B2 - フォルマント音合成装置 - Google Patents
フォルマント音合成装置Info
- Publication number
- JP3278066B2 JP3278066B2 JP08110791A JP8110791A JP3278066B2 JP 3278066 B2 JP3278066 B2 JP 3278066B2 JP 08110791 A JP08110791 A JP 08110791A JP 8110791 A JP8110791 A JP 8110791A JP 3278066 B2 JP3278066 B2 JP 3278066B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- waveform
- phase
- output
- formant
- pitch
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- 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
- G10H2250/00—Aspects of algorithms or signal processing methods without intrinsic musical character, yet specifically adapted for or used in electrophonic musical processing
- G10H2250/131—Mathematical functions for musical analysis, processing, synthesis or composition
- G10H2250/261—Window, i.e. apodization function or tapering function amounting to the selection and appropriate weighting of a group of samples in a digital signal within some chosen time interval, outside of which it is zero valued
-
- 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
- G10H2250/00—Aspects of algorithms or signal processing methods without intrinsic musical character, yet specifically adapted for or used in electrophonic musical processing
- G10H2250/471—General musical sound synthesis principles, i.e. sound category-independent synthesis methods
- G10H2250/481—Formant synthesis, i.e. simulating the human speech production mechanism by exciting formant resonators, e.g. mimicking vocal tract filtering as in LPC synthesis vocoders, wherein musical instruments may be used as excitation signal to the time-varying filter estimated from a singer's speech
Landscapes
- Electrophonic Musical Instruments (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、人声の母音や自然楽
器音などのようなフォルマント音を電気的に合成する装
置に関し、特に、より自然なフォルマント音の合成が可
能なフォルマント音合成装置に関する。
器音などのようなフォルマント音を電気的に合成する装
置に関し、特に、より自然なフォルマント音の合成が可
能なフォルマント音合成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図６は、フォルマント音の一般的な振幅
スペクトル分布曲線の一例を示す。この図において、ｆ
fはフォルマント中心周波数、Ｂｗはフォルマントバン
ド幅である。
スペクトル分布曲線の一例を示す。この図において、ｆ
fはフォルマント中心周波数、Ｂｗはフォルマントバン
ド幅である。
【０００３】このようなフォルマント音波形は、図７
（ｂ）に示すような周波数ｆfの第１の波形（搬送波）
と、この第１の波形の周期１／ｆfより長周期で基準レ
ベルから高レベルに向って立上りその後基準レベルに向
って立下る図７（ａ）に示すような第２の波形（ウイン
ドウ波形）とを繰返し乗算していくことにより得られ
る。すなわち、まずウインドウ波形を例えば図８（ａ）
あるいは（ｂ）に示すように初期設定しながら繰返し発
生させる。発生しようとするフォルマント音の音高（基
本ピッチ）に対応する周波数ｆ０は、ウインドウ波形の
繰返しの周期により規定される。すなわち、ウインドウ
波形の繰返しの周期を１／ｆ０としたとき発生されるフ
ォルマント音の周波数がｆ０となる。このようなウイン
ドウ波形に図７（ｂ）に示す第１の波形を乗算する。第
１の波形の位相は、ウインドウ波形の開始点ごとにリセ
ットされる。以上のようにしてフォルマント音波形が合
成される。
（ｂ）に示すような周波数ｆfの第１の波形（搬送波）
と、この第１の波形の周期１／ｆfより長周期で基準レ
ベルから高レベルに向って立上りその後基準レベルに向
って立下る図７（ａ）に示すような第２の波形（ウイン
ドウ波形）とを繰返し乗算していくことにより得られ
る。すなわち、まずウインドウ波形を例えば図８（ａ）
あるいは（ｂ）に示すように初期設定しながら繰返し発
生させる。発生しようとするフォルマント音の音高（基
本ピッチ）に対応する周波数ｆ０は、ウインドウ波形の
繰返しの周期により規定される。すなわち、ウインドウ
波形の繰返しの周期を１／ｆ０としたとき発生されるフ
ォルマント音の周波数がｆ０となる。このようなウイン
ドウ波形に図７（ｂ）に示す第１の波形を乗算する。第
１の波形の位相は、ウインドウ波形の開始点ごとにリセ
ットされる。以上のようにしてフォルマント音波形が合
成される。
【０００４】このようなフォルマント音合成装置の具体
的構成は、例えば本出願人による特開平２−２７１３９
６号などに開示されている。
的構成は、例えば本出願人による特開平２−２７１３９
６号などに開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のフォ
ルマント音合成装置では、フォルマントスペクトルは得
られるが、単調な音色であり、自然感に溢れる楽音また
は音声は得られなかった。また、ピッチや振幅をノイズ
などでランダム変調して揺らぎを与えたとしても、音声
や自然楽器音に見られる自然な揺らぎ感は得られなかっ
た。
ルマント音合成装置では、フォルマントスペクトルは得
られるが、単調な音色であり、自然感に溢れる楽音また
は音声は得られなかった。また、ピッチや振幅をノイズ
などでランダム変調して揺らぎを与えたとしても、音声
や自然楽器音に見られる自然な揺らぎ感は得られなかっ
た。
【０００６】この発明は、上述の従来例における問題点
に鑑み、単調な音色でなく、自然感に溢れる楽音または
音声を得ることのできるフォルマント音合成装置を提供
することを目的とする。
に鑑み、単調な音色でなく、自然感に溢れる楽音または
音声を得ることのできるフォルマント音合成装置を提供
することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、この発明に係るフォルマント音合成装置は、第１の
繰返し周期を有する第１の波形を発生する第１の波形発
生手段と、上記第１の波形発生手段における第１の波形
の発生開始時の位相情報を出力する位相出力手段と、上
記第１の繰返し周期より長い第２の周期を有する第２の
波形を発生する第２の波形発生手段と、発生すべきフォ
ルマント音の音高に対応した周期の制御信号を繰返し発
生する制御信号発生手段と、上記第１および第２の波形
発生手段から発生される波形を乗算してフォルマント音
波形を出力する乗算手段とを備え、上記制御信号に応じ
て上記第２の波形発生手段から繰返し初期設定して上記
フォルマント音の音高に対応した周期で第２の波形を繰
返し発生させるとともに、上記位相出力手段から第１の
波形の位相情報を順次異ならせて発生させ、上記制御信
号ごとに上記第１の波形発生手段から発生される第１の
波形の位相をその制御信号ごとに変化させることを特徴
とする。
め、この発明に係るフォルマント音合成装置は、第１の
繰返し周期を有する第１の波形を発生する第１の波形発
生手段と、上記第１の波形発生手段における第１の波形
の発生開始時の位相情報を出力する位相出力手段と、上
記第１の繰返し周期より長い第２の周期を有する第２の
波形を発生する第２の波形発生手段と、発生すべきフォ
ルマント音の音高に対応した周期の制御信号を繰返し発
生する制御信号発生手段と、上記第１および第２の波形
発生手段から発生される波形を乗算してフォルマント音
波形を出力する乗算手段とを備え、上記制御信号に応じ
て上記第２の波形発生手段から繰返し初期設定して上記
フォルマント音の音高に対応した周期で第２の波形を繰
返し発生させるとともに、上記位相出力手段から第１の
波形の位相情報を順次異ならせて発生させ、上記制御信
号ごとに上記第１の波形発生手段から発生される第１の
波形の位相をその制御信号ごとに変化させることを特徴
とする。
【０００８】
【作用】繰返し発生される第２の波形（ウインドウ波
形）に乗算される第１の波形（搬送波）は、第２の波形
の開始点において位相が異なるようにされる。したがっ
て、位相の揺らぎによる波形揺らぎが付与されたことと
なる。これにより、より自然なフォルマント音波形が実
現される。
形）に乗算される第１の波形（搬送波）は、第２の波形
の開始点において位相が異なるようにされる。したがっ
て、位相の揺らぎによる波形揺らぎが付与されたことと
なる。これにより、より自然なフォルマント音波形が実
現される。
【０００９】
【実施例】以下、図面を用いてこの発明の実施例を説明
する。
する。
【００１０】図１は、この発明の一実施例に係るフォル
マント音合成装置を適用した電子鍵盤楽器のブロック構
成図である。この電子鍵盤楽器は、発生すべきフォルマ
ント音の音高を指定するための鍵盤１および各種のパラ
メータを指定・表示するための設定・表示部２を有す
る。制御部３は、鍵盤１や設定・表示部２などの操作を
検出して所定のパラメータを音源４−１ないし４−ｎに
出力する。制御部３はＭＩＤＩインターフェースを有す
る。音源はｎ個用意されており複音化されている。な
お、時分割構成をとってもよい。各音源４−ｉ（ｉ＝１
〜ｎ）はフォルマント音合成装置となっている。音源４
−１ないし４−ｎの各出力は、加算器５で加算され、デ
ィジタル／アナログ変換器（Ｄ／Ａ変換器）６でアナロ
グ信号に変換されて最終的なアナログ楽音信号として出
力される。このアナログ楽音信号は、図示しない増幅器
およびスピーカシステム等からなるサウンドシステムを
介して音響に変換され、フォルマント音響として発音さ
れる。
マント音合成装置を適用した電子鍵盤楽器のブロック構
成図である。この電子鍵盤楽器は、発生すべきフォルマ
ント音の音高を指定するための鍵盤１および各種のパラ
メータを指定・表示するための設定・表示部２を有す
る。制御部３は、鍵盤１や設定・表示部２などの操作を
検出して所定のパラメータを音源４−１ないし４−ｎに
出力する。制御部３はＭＩＤＩインターフェースを有す
る。音源はｎ個用意されており複音化されている。な
お、時分割構成をとってもよい。各音源４−ｉ（ｉ＝１
〜ｎ）はフォルマント音合成装置となっている。音源４
−１ないし４−ｎの各出力は、加算器５で加算され、デ
ィジタル／アナログ変換器（Ｄ／Ａ変換器）６でアナロ
グ信号に変換されて最終的なアナログ楽音信号として出
力される。このアナログ楽音信号は、図示しない増幅器
およびスピーカシステム等からなるサウンドシステムを
介して音響に変換され、フォルマント音響として発音さ
れる。
【００１１】制御部３から各音源４−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）
に入力されるパラメータは以下のようなものである。 （１）ＦＯＲＭ フォルマント周波数すなわち第１の波形の周波数を指定
するフォルマント周波数指定情報である。 （２）ＫＯＮＰ 鍵盤１の鍵の押下を検出したとき出力されるキーオンパ
ルスである。 （３）ＫＯＮ 鍵盤１の鍵が押下されているとき出力されるキーオン信
号である。 （４）ＬＦＯＳＰ 音源内の低周波発振器（以下、ＬＦＯと呼ぶ）のスピー
ド（周期）を指定するスピード指定情報である。 （５）ＬＦＯＬＶＬ 音源内のＬＦＯの出力レベルを設定するＬＦＯ出力レベ
ル設定情報である。 （６）ＮＧＬＶＬ 音源内のノイズ発生器の出力レベルを設定するノイズ出
力レベル設定情報である。 （７）ＰＩＴＣＨ 発生すべきフォルマント音のピッチ周波数（音高）を指
定するピッチ周波数指定情報である。第２の波形の繰返
し発生のピッチとなる。 （８）ＢＷ フォルマント音の帯域幅を指定するためのフォルマント
帯域幅指定情報である 。（９）ＥＧＰＡＲ エンベロープジェネレータ（ＥＧ）で発生するエンベロ
ープ波形を規定する各種のＥＧパラメータである。 （１０）ＴＯＵＣＨ 鍵盤１の鍵のタッチ情報であり、音量指定情報である。
に入力されるパラメータは以下のようなものである。 （１）ＦＯＲＭ フォルマント周波数すなわち第１の波形の周波数を指定
するフォルマント周波数指定情報である。 （２）ＫＯＮＰ 鍵盤１の鍵の押下を検出したとき出力されるキーオンパ
ルスである。 （３）ＫＯＮ 鍵盤１の鍵が押下されているとき出力されるキーオン信
号である。 （４）ＬＦＯＳＰ 音源内の低周波発振器（以下、ＬＦＯと呼ぶ）のスピー
ド（周期）を指定するスピード指定情報である。 （５）ＬＦＯＬＶＬ 音源内のＬＦＯの出力レベルを設定するＬＦＯ出力レベ
ル設定情報である。 （６）ＮＧＬＶＬ 音源内のノイズ発生器の出力レベルを設定するノイズ出
力レベル設定情報である。 （７）ＰＩＴＣＨ 発生すべきフォルマント音のピッチ周波数（音高）を指
定するピッチ周波数指定情報である。第２の波形の繰返
し発生のピッチとなる。 （８）ＢＷ フォルマント音の帯域幅を指定するためのフォルマント
帯域幅指定情報である 。（９）ＥＧＰＡＲ エンベロープジェネレータ（ＥＧ）で発生するエンベロ
ープ波形を規定する各種のＥＧパラメータである。 （１０）ＴＯＵＣＨ 鍵盤１の鍵のタッチ情報であり、音量指定情報である。
【００１２】図２は、図１の１つの音源４−ｉ（ｉ＝１
〜ｎ）であるフォルマント音合成装置の構成を示すブロ
ック図である。また、図５（ａ）〜（ｆ）は、図２の装
置の各部の動作タイミング波形図である。
〜ｎ）であるフォルマント音合成装置の構成を示すブロ
ック図である。また、図５（ａ）〜（ｆ）は、図２の装
置の各部の動作タイミング波形図である。
【００１３】図２の装置は、位相発生器１１、正弦波
（ｓｉｎｘ）テーブル１２、ＬＦＯ１３、ノイズ発生器
１４、ピッチパルス発生部１８、位相発生器２１、サイ
ン二乗波（ｓｉｎ2（ｘ／２））テーブル２２、エンベ
ロープジェネレータ２４、乗算器１５，１６，２３，２
５、加算器１７、およびＮチャンネルアキュムレータ２
６を具備する。この装置は上述したパラメータを入力
し、これらのパラメータに基づいてフォルマント音を合
成する。
（ｓｉｎｘ）テーブル１２、ＬＦＯ１３、ノイズ発生器
１４、ピッチパルス発生部１８、位相発生器２１、サイ
ン二乗波（ｓｉｎ2（ｘ／２））テーブル２２、エンベ
ロープジェネレータ２４、乗算器１５，１６，２３，２
５、加算器１７、およびＮチャンネルアキュムレータ２
６を具備する。この装置は上述したパラメータを入力
し、これらのパラメータに基づいてフォルマント音を合
成する。
【００１４】ピッチパルス発生部１８は、位相発生器１
９および微分器２０からなる。位相発生器１９は、所定
のクロックパルスφに同期して上記ピッチ周波数指定情
報ＰＩＴＣＨを累算する。ピッチ周波数指定情報ＰＩＴ
ＣＨは、発生しようとするフォルマント音の基本周波
数、すなわち音高（基本ピッチ）に対応する値に設定さ
れており、位相発生器１９は、累算値ｑ×ＰＩＴＣＨ
（ｑ＝１，２，３，‥‥‥）を出力する。図５（ａ）は
位相発生器１９の累算値出力を示し、図５（ａ′）はこ
の累算値の最上位ビット（ＭＳＢ）の出力を示す。微分
器２０はこのＭＳＢ出力の立下がりを微分する。したが
って、このピッチパルス発生部１８は、この微分器２０
の出力として、発生しようとするフォルマント音の音高
に対応した周期のピッチパルス信号ＰＩＴＣＨＰ（図５
（ｂ））を繰返し発生する。このピッチパルス信号ＰＩ
ＴＣＨＰは、第１の波形を発生するための位相発生器１
１および第２の波形であるウインドウ波形を発生するた
めの位相発生器２１へ初期設定信号として供給される。
９および微分器２０からなる。位相発生器１９は、所定
のクロックパルスφに同期して上記ピッチ周波数指定情
報ＰＩＴＣＨを累算する。ピッチ周波数指定情報ＰＩＴ
ＣＨは、発生しようとするフォルマント音の基本周波
数、すなわち音高（基本ピッチ）に対応する値に設定さ
れており、位相発生器１９は、累算値ｑ×ＰＩＴＣＨ
（ｑ＝１，２，３，‥‥‥）を出力する。図５（ａ）は
位相発生器１９の累算値出力を示し、図５（ａ′）はこ
の累算値の最上位ビット（ＭＳＢ）の出力を示す。微分
器２０はこのＭＳＢ出力の立下がりを微分する。したが
って、このピッチパルス発生部１８は、この微分器２０
の出力として、発生しようとするフォルマント音の音高
に対応した周期のピッチパルス信号ＰＩＴＣＨＰ（図５
（ｂ））を繰返し発生する。このピッチパルス信号ＰＩ
ＴＣＨＰは、第１の波形を発生するための位相発生器１
１および第２の波形であるウインドウ波形を発生するた
めの位相発生器２１へ初期設定信号として供給される。
【００１５】位相発生器１１および正弦波テーブル１２
は、第１の波形である搬送波を発生する。位相発生器１
１は、ピッチパルス信号ＰＩＴＣＨＰの出力のタイミン
グで初期値ＰＨＡＳＥを取り込み、クロックパルスφに
同期してこの初期値ＰＨＡＳＥに上記フォルマント周波
数指定情報ＦＯＲＭを累算していく。そして、その累算
結果ＰＨＡＳＥ＋ｑ×ＦＯＲＭ（ｑ＝０，１，２，３，
‥‥）を正弦波テーブル１２の読出しアドレス信号とし
て順次出力する。正弦波テーブル１２には正弦波の１周
期の順次サンプル点振幅値ｓｉｎｘが各アドレスに記憶
されており、位相発生器１１から出力されるアドレス信
号（ＰＨＡＳＥ＋ｑ×ＦＯＲＭ）により指定されたアド
レスに記憶されている正弦波振幅値が順次読出される。
これにより、正弦波テーブル１２からはクロツクパルス
φに従ってフォルマント周波数指定情報ＦＯＲＭに対応
する周波数ｆfで正弦波の順次サンプル点振幅値が順次
出力される。出力された正弦波の順次サンプル点振幅値
（第１の波形）は、乗算器２３に入力する。
は、第１の波形である搬送波を発生する。位相発生器１
１は、ピッチパルス信号ＰＩＴＣＨＰの出力のタイミン
グで初期値ＰＨＡＳＥを取り込み、クロックパルスφに
同期してこの初期値ＰＨＡＳＥに上記フォルマント周波
数指定情報ＦＯＲＭを累算していく。そして、その累算
結果ＰＨＡＳＥ＋ｑ×ＦＯＲＭ（ｑ＝０，１，２，３，
‥‥）を正弦波テーブル１２の読出しアドレス信号とし
て順次出力する。正弦波テーブル１２には正弦波の１周
期の順次サンプル点振幅値ｓｉｎｘが各アドレスに記憶
されており、位相発生器１１から出力されるアドレス信
号（ＰＨＡＳＥ＋ｑ×ＦＯＲＭ）により指定されたアド
レスに記憶されている正弦波振幅値が順次読出される。
これにより、正弦波テーブル１２からはクロツクパルス
φに従ってフォルマント周波数指定情報ＦＯＲＭに対応
する周波数ｆfで正弦波の順次サンプル点振幅値が順次
出力される。出力された正弦波の順次サンプル点振幅値
（第１の波形）は、乗算器２３に入力する。
【００１６】フォルマント周波数指定情報ＦＯＲＭは、
発生すべきフォルマント音の音高ｆ０とは独立してフォ
ルマント音の音色を示すパラメータの１つであるフォル
マント中心周波数ｆfに対応する値に設定されている。
したがって、位相発生器１１および正弦波テーブル１２
からは、発生すべきフォルマント音の音高とは独立して
所望の音色に対応して任意に設定されたフォルマント中
心周波数ｆfに等しい周波数の正弦波（図５（ｅ））が
発生することになる。また、このとき位相情報ＰＨＡＳ
Ｅを初期値としてフォルマント周波数指定情報ＦＯＲＭ
を累算していくので、初期位相は位相情報ＰＨＡＳＥに
より決定されることとなる。
発生すべきフォルマント音の音高ｆ０とは独立してフォ
ルマント音の音色を示すパラメータの１つであるフォル
マント中心周波数ｆfに対応する値に設定されている。
したがって、位相発生器１１および正弦波テーブル１２
からは、発生すべきフォルマント音の音高とは独立して
所望の音色に対応して任意に設定されたフォルマント中
心周波数ｆfに等しい周波数の正弦波（図５（ｅ））が
発生することになる。また、このとき位相情報ＰＨＡＳ
Ｅを初期値としてフォルマント周波数指定情報ＦＯＲＭ
を累算していくので、初期位相は位相情報ＰＨＡＳＥに
より決定されることとなる。
【００１７】ＬＦＯ１３、ノイズ発生器１４、乗算器１
５，１６および加算器１７は、位相発生器１１および正
弦波テーブル１２で発生する第１の波形の発生時の位相
を決定する位相情報ＰＨＡＳＥを出力する。上述したよ
うに、位相発生器１１は正弦波テーブル１２の読出しア
ドレスを発生するから、位相情報ＰＨＡＳＥとしてこの
読出しアドレスの初期値を出力するようにしている。
５，１６および加算器１７は、位相発生器１１および正
弦波テーブル１２で発生する第１の波形の発生時の位相
を決定する位相情報ＰＨＡＳＥを出力する。上述したよ
うに、位相発生器１１は正弦波テーブル１２の読出しア
ドレスを発生するから、位相情報ＰＨＡＳＥとしてこの
読出しアドレスの初期値を出力するようにしている。
【００１８】ＬＦＯ１３は、所定のクロックパルスφに
同期して低周波信号の振幅値を出力する。出力される低
周波信号の周波数は、ＬＦＯのスピード指定情報ＬＦＯ
ＳＰにより決定される。すなわち、スピード指定情報Ｌ
ＦＯＳＰは、出力する低周波信号の発振周波数に対応す
る値に設定されている。乗算器１５は、ＬＦＯ１３の出
力とＬＦＯの出力レベル設定情報ＬＦＯＬＶＬとを乗算
する。乗算結果は加算器１７に入力する。ノイズ発生器
１４は、所定のクロックパルスφに同期して所定範囲の
ランダムな値を発生する。乗算器１６は、ノイズ発生器
１４の出力とノイズ出力レベル設定情報ＮＧＬＶＬとを
乗算する。乗算結果は加算器１７に入力する。加算器１
７は、乗算器１５の出力と乗算器１６の出力とを加算す
る。加算結果は、所定のレベルの低周波信号にランダム
ノイズを加味した値となり、これを位相情報ＰＨＡＳＥ
として位相発生器１１に入力する。ランダムノイズが加
味されているので、位相情報ＰＨＡＳＥは、所定範囲で
揺らいでいる値となる。
同期して低周波信号の振幅値を出力する。出力される低
周波信号の周波数は、ＬＦＯのスピード指定情報ＬＦＯ
ＳＰにより決定される。すなわち、スピード指定情報Ｌ
ＦＯＳＰは、出力する低周波信号の発振周波数に対応す
る値に設定されている。乗算器１５は、ＬＦＯ１３の出
力とＬＦＯの出力レベル設定情報ＬＦＯＬＶＬとを乗算
する。乗算結果は加算器１７に入力する。ノイズ発生器
１４は、所定のクロックパルスφに同期して所定範囲の
ランダムな値を発生する。乗算器１６は、ノイズ発生器
１４の出力とノイズ出力レベル設定情報ＮＧＬＶＬとを
乗算する。乗算結果は加算器１７に入力する。加算器１
７は、乗算器１５の出力と乗算器１６の出力とを加算す
る。加算結果は、所定のレベルの低周波信号にランダム
ノイズを加味した値となり、これを位相情報ＰＨＡＳＥ
として位相発生器１１に入力する。ランダムノイズが加
味されているので、位相情報ＰＨＡＳＥは、所定範囲で
揺らいでいる値となる。
【００１９】位相発生器２１およびサイン二乗波メモリ
２２は、第２の波形であるウインドウ波形を発生する。
位相発生器２１は、バンド幅値ＢＷ をクロックパルス
φに同期して累算し、その累算値ｑ×ＢＷ（ｑ＝１，
２，３，‥‥）をサイン二乗波メモリ２２の読出しアド
レス信号として順次出力する。また、この位相発生器２
１は、図５（ｃ）に示すように、累算値が２πに相当す
る値になると累算動作を停止して２π相当値を出力し続
ける。サイン二乗波メモリ２２にはサイン二乗波の１／
２周期の順次サンプル点振幅値ｓｉｎ2 （ｘ／２）が各
アドレスに記憶されており、位相発生器２１から出力さ
れるアドレス信号（累算値ｑ×ＢＷ）により指定された
アドレスに記憶されているサイン二乗波振幅値が順次読
出される（図５（ｄ））。読み出されたサイン二乗波振
幅値（ウインドウ波形）は、乗算器２３に入力する。
２２は、第２の波形であるウインドウ波形を発生する。
位相発生器２１は、バンド幅値ＢＷ をクロックパルス
φに同期して累算し、その累算値ｑ×ＢＷ（ｑ＝１，
２，３，‥‥）をサイン二乗波メモリ２２の読出しアド
レス信号として順次出力する。また、この位相発生器２
１は、図５（ｃ）に示すように、累算値が２πに相当す
る値になると累算動作を停止して２π相当値を出力し続
ける。サイン二乗波メモリ２２にはサイン二乗波の１／
２周期の順次サンプル点振幅値ｓｉｎ2 （ｘ／２）が各
アドレスに記憶されており、位相発生器２１から出力さ
れるアドレス信号（累算値ｑ×ＢＷ）により指定された
アドレスに記憶されているサイン二乗波振幅値が順次読
出される（図５（ｄ））。読み出されたサイン二乗波振
幅値（ウインドウ波形）は、乗算器２３に入力する。
【００２０】乗算器２３においては、正弦波テーブル１
２から出力される正弦波振幅値（図５（ｅ））とサイン
二乗波メモリ２２から出力されたサイン二乗波振幅値
（図５（ｄ））とを乗算する。これにより、乗算器２３
の出力として、積すなわちフォルマント音波形（図５
（ｆ））が得られる。
２から出力される正弦波振幅値（図５（ｅ））とサイン
二乗波メモリ２２から出力されたサイン二乗波振幅値
（図５（ｄ））とを乗算する。これにより、乗算器２３
の出力として、積すなわちフォルマント音波形（図５
（ｆ））が得られる。
【００２１】エンベロープジェネレータ２４は、ＥＧパ
ラメータＥＧＰＡＲ、音量指定情報ＴＯＵＣＨおよびキ
ーオン信号ＫＯＮを入力し、これらのパラメータに基づ
いてエンベロープ波形データを作成出力する。出力され
たエンベロープ波形データは、乗算器２５に入力する。
ラメータＥＧＰＡＲ、音量指定情報ＴＯＵＣＨおよびキ
ーオン信号ＫＯＮを入力し、これらのパラメータに基づ
いてエンベロープ波形データを作成出力する。出力され
たエンベロープ波形データは、乗算器２５に入力する。
【００２２】乗算器２５は、フォルマント信号にエンベ
ロープを付与するためのものであり、乗算器２３の出力
と上記エンベロープ波形データとを乗算する。これによ
り、フォルマント音振幅値とエンベロープ波形との積が
得られる。この積は、フォルマント音の順次サンプル点
振幅値を示している。乗算器２５から出力されるフォル
マント音の順次サンプル点振幅値データは、Ｎチャンネ
ルアキュムレータ２６でアキュムレートされ、図１の加
算器５に出力される。
ロープを付与するためのものであり、乗算器２３の出力
と上記エンベロープ波形データとを乗算する。これによ
り、フォルマント音振幅値とエンベロープ波形との積が
得られる。この積は、フォルマント音の順次サンプル点
振幅値を示している。乗算器２５から出力されるフォル
マント音の順次サンプル点振幅値データは、Ｎチャンネ
ルアキュムレータ２６でアキュムレートされ、図１の加
算器５に出力される。
【００２３】図３を参照して、位相発生器１１を詳細に
説明する。位相発生器１１は、加算器３１、セレクタ３
２およびシフトレジスタ３３を具備する。図２および図
３に示す装置はＮチャンネルの時分割多重処理を行って
いるので、シフトレジスタ３３は各チャンネルに対応し
てＮ段の記憶領域を有する。シフトレジスタ３３の最終
段に記憶された値は、正弦波テーブル１２へのアドレス
となるとともに、加算器３１に入力する。加算器３１
は、フォルマント周波数指定情報ＦＯＲＭとシフトレジ
スタ３３の最終段の値とを加算する。加算結果は、セレ
クタ３２に入力する。セレクタ３２には、また、位相情
報ＰＨＡＳＥが入力する。セレクタ３２は、ピッチパル
ス発生部１８からのピッチパルス信号ＰＩＴＣＨＰ（図
５（ｂ））が「１」のとき位相情報ＰＨＡＳＥを選択出
力し、ピッチパルス信号ＰＩＴＣＨＰが「０」のとき加
算器３１からの入力を選択出力する。セレクタ３２から
の出力はシフトレジスタ３３の第１段の記憶領域に書き
込まれる。
説明する。位相発生器１１は、加算器３１、セレクタ３
２およびシフトレジスタ３３を具備する。図２および図
３に示す装置はＮチャンネルの時分割多重処理を行って
いるので、シフトレジスタ３３は各チャンネルに対応し
てＮ段の記憶領域を有する。シフトレジスタ３３の最終
段に記憶された値は、正弦波テーブル１２へのアドレス
となるとともに、加算器３１に入力する。加算器３１
は、フォルマント周波数指定情報ＦＯＲＭとシフトレジ
スタ３３の最終段の値とを加算する。加算結果は、セレ
クタ３２に入力する。セレクタ３２には、また、位相情
報ＰＨＡＳＥが入力する。セレクタ３２は、ピッチパル
ス発生部１８からのピッチパルス信号ＰＩＴＣＨＰ（図
５（ｂ））が「１」のとき位相情報ＰＨＡＳＥを選択出
力し、ピッチパルス信号ＰＩＴＣＨＰが「０」のとき加
算器３１からの入力を選択出力する。セレクタ３２から
の出力はシフトレジスタ３３の第１段の記憶領域に書き
込まれる。
【００２４】図４は、位相発生器１１の動作を説明する
ためのタイミングチャートである。Ｎチャンネル分の各
チャンネルスロットが一巡する間を１サイクルと呼ぶも
のとする。ピッチパルス信号ＰＩＴＣＨＰはフォルマン
ト音の音高に対応した周期で発生されるが、そのピッチ
パルス信号ＰＩＴＣＨＰのピッチ周期（１ピッチ）をｍ
サイクルとする。図４において、１サイクル目の第１チ
ャンネルのチャンネルスロットＣＨ１の区間でキーオン
パルスＫＯＮＰがオンし、これに応じてピッチパルス信
号ＰＩＴＣＨＰが出力されたとする。このとき図３のセ
レクタ３２はシフトレジスタ３３の第１段の記憶領域に
初期値として位相情報ＰＨＡＳＥａを書込む。位相情報
ＰＨＡＳＥａは、図２の加算器１７からその時点で出力
された値である。位相情報ＰＨＡＳＥは、ＬＦＯ１３の
出力にノイズ発生器１４からのランダムノイズ成分が加
えられているので、出力されるたびに異なる値を示す。
シフトレジスタ３３の第１段の記憶領域に書込まれた位
相情報ＰＨＡＳＥａは、２サイクル目のチャンネルスロ
ットＣＨ１でシフトレジスタ３３から出力される。この
出力値をアドレスとして図１の正弦波テーブル１２がア
クセスされ第１の波形の振幅値が出力される。
ためのタイミングチャートである。Ｎチャンネル分の各
チャンネルスロットが一巡する間を１サイクルと呼ぶも
のとする。ピッチパルス信号ＰＩＴＣＨＰはフォルマン
ト音の音高に対応した周期で発生されるが、そのピッチ
パルス信号ＰＩＴＣＨＰのピッチ周期（１ピッチ）をｍ
サイクルとする。図４において、１サイクル目の第１チ
ャンネルのチャンネルスロットＣＨ１の区間でキーオン
パルスＫＯＮＰがオンし、これに応じてピッチパルス信
号ＰＩＴＣＨＰが出力されたとする。このとき図３のセ
レクタ３２はシフトレジスタ３３の第１段の記憶領域に
初期値として位相情報ＰＨＡＳＥａを書込む。位相情報
ＰＨＡＳＥａは、図２の加算器１７からその時点で出力
された値である。位相情報ＰＨＡＳＥは、ＬＦＯ１３の
出力にノイズ発生器１４からのランダムノイズ成分が加
えられているので、出力されるたびに異なる値を示す。
シフトレジスタ３３の第１段の記憶領域に書込まれた位
相情報ＰＨＡＳＥａは、２サイクル目のチャンネルスロ
ットＣＨ１でシフトレジスタ３３から出力される。この
出力値をアドレスとして図１の正弦波テーブル１２がア
クセスされ第１の波形の振幅値が出力される。
【００２５】２サイクル目のチャンネルスロットＣＨ１
でシフトレジスタ３３から出力された位相情報ＰＨＡＳ
Ｅａは、図３の加算器３１に入力し、ここでフォルマン
ト周波数指定情報ＦＯＲＭが加算される。セレクタ３２
は、この加算値ＰＨＡＳＥａ＋ＦＯＲＭを出力し、この
値がシフトレジスタ３３に書込まれる。この加算値ＰＨ
ＡＳＥａ＋ＦＯＲＭは、３サイクル目のチャンネルスロ
ットＣＨ１でシフトレジスタ３３から出力される。この
出力値をアドレスとして図１の正弦波テーブル１２がア
クセスされ第１の波形の次の振幅値が出力される。以
下、同様にして、順次ＰＨＡＳＥａ＋ｑ×ＦＯＲＭ（ｑ
＝０，１，２，…）がシフトレジスタ３３から出力さ
れ、この出力値をアドレスとして図１の正弦波テーブル
１２がアクセスされ第１の波形の振幅値が出力されてい
く。１ピッチ（ｍサイクル）が終了すると、次のピッチ
パルス信号ＰＩＴＣＨＰが出力される。このとき図３の
セレクタ３２はシフトレジスタ３３の第１段の記憶領域
に位相情報ＰＨＡＳＥｂ を書込む。位相情報ＰＨＡＳ
Ｅｂは、その時点で図２の加算器１７から出力された値
であり、位相情報ＰＨＡＳＥａとは異なる値である。し
たがって、発生される第１の波形の位相は前の位相情報
ＰＨＡＳＥａを初期値とした場合とは異なることとな
る。以下、２ピッチ目以降も１ピッチ目と同様に処理さ
れていく。
でシフトレジスタ３３から出力された位相情報ＰＨＡＳ
Ｅａは、図３の加算器３１に入力し、ここでフォルマン
ト周波数指定情報ＦＯＲＭが加算される。セレクタ３２
は、この加算値ＰＨＡＳＥａ＋ＦＯＲＭを出力し、この
値がシフトレジスタ３３に書込まれる。この加算値ＰＨ
ＡＳＥａ＋ＦＯＲＭは、３サイクル目のチャンネルスロ
ットＣＨ１でシフトレジスタ３３から出力される。この
出力値をアドレスとして図１の正弦波テーブル１２がア
クセスされ第１の波形の次の振幅値が出力される。以
下、同様にして、順次ＰＨＡＳＥａ＋ｑ×ＦＯＲＭ（ｑ
＝０，１，２，…）がシフトレジスタ３３から出力さ
れ、この出力値をアドレスとして図１の正弦波テーブル
１２がアクセスされ第１の波形の振幅値が出力されてい
く。１ピッチ（ｍサイクル）が終了すると、次のピッチ
パルス信号ＰＩＴＣＨＰが出力される。このとき図３の
セレクタ３２はシフトレジスタ３３の第１段の記憶領域
に位相情報ＰＨＡＳＥｂ を書込む。位相情報ＰＨＡＳ
Ｅｂは、その時点で図２の加算器１７から出力された値
であり、位相情報ＰＨＡＳＥａとは異なる値である。し
たがって、発生される第１の波形の位相は前の位相情報
ＰＨＡＳＥａを初期値とした場合とは異なることとな
る。以下、２ピッチ目以降も１ピッチ目と同様に処理さ
れていく。
【００２６】上記の実施例によればピッチパルス信号Ｐ
ＩＴＣＨＰに応じて出力される第１の波形について、そ
の位相を変化させており、位相の揺らぎによる波形揺ら
ぎが実現され、ピッチごとの波形を微妙に変化させるこ
とができる。例えば、日本音響学会の騒音研究会資料
（資料番号Ｎ８７−０１−５）、聴覚研究会資料（資料
番号Ｈ−８７−５）の八幡ほかによる論文「音声の自然
性における位相と波形ゆらぎの役割」などによれば、音
声（楽音）の自然感は、ピッチの揺らぎよりも位相の揺
らぎによる波形揺らぎにより左右されることが評価され
ている。この実施例によれば、このような位相の揺らぎ
による波形揺らぎが実現されるので、自然感に溢れる楽
音および音声を発生できる。
ＩＴＣＨＰに応じて出力される第１の波形について、そ
の位相を変化させており、位相の揺らぎによる波形揺ら
ぎが実現され、ピッチごとの波形を微妙に変化させるこ
とができる。例えば、日本音響学会の騒音研究会資料
（資料番号Ｎ８７−０１−５）、聴覚研究会資料（資料
番号Ｈ−８７−５）の八幡ほかによる論文「音声の自然
性における位相と波形ゆらぎの役割」などによれば、音
声（楽音）の自然感は、ピッチの揺らぎよりも位相の揺
らぎによる波形揺らぎにより左右されることが評価され
ている。この実施例によれば、このような位相の揺らぎ
による波形揺らぎが実現されるので、自然感に溢れる楽
音および音声を発生できる。
【００２７】なお、上記実施例では、ＬＦＯおよびノイ
ズ発生器により位相情報を発生しているが、位相情報の
発生はこれに限ることなく、例えばホワイトノイズをＢ
ＰＦに通したものなども適用できる。また、タッチや操
作子入力などの各種の演奏情報に応じて揺らぎの速さや
大きさを変化させても良い。
ズ発生器により位相情報を発生しているが、位相情報の
発生はこれに限ることなく、例えばホワイトノイズをＢ
ＰＦに通したものなども適用できる。また、タッチや操
作子入力などの各種の演奏情報に応じて揺らぎの速さや
大きさを変化させても良い。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、パルス信号ごとに第１の波形発生手段から発生され
る第１の波形の位相をそのパルス信号ごとに変化させて
いるので、単調な音色でなく、自然感に溢れる楽音また
は音声を得ることのできるフォルマント音合成装置が実
現される。
ば、パルス信号ごとに第１の波形発生手段から発生され
る第１の波形の位相をそのパルス信号ごとに変化させて
いるので、単調な音色でなく、自然感に溢れる楽音また
は音声を得ることのできるフォルマント音合成装置が実
現される。
【図１】 実施例のフォルマント音合成装置を適用した
電子鍵盤楽器のブロック構成図
電子鍵盤楽器のブロック構成図
【図２】 １つの音源であるフォルマント音合成装置の
ブロック構成図
ブロック構成図
【図３】 図２の位相発生器の詳細なブロック構成図
【図４】 図２の位相発生器の動作を説明するためのタ
イミングチャート
イミングチャート
【図５】 図２の装置の各部の動作タイミング波形図
【図６】 フォルマント音の一般的な振幅スペクトル分
布曲線の例
布曲線の例
【図７】 自然フォルマント音の模式的スペクトル図
【図８】 従来のフォルマント合成装置で用いられる搬
送波形およびウインドウ波形を示す図
送波形およびウインドウ波形を示す図
１…鍵盤、２…設定・表示部、３…制御部、４−１ない
し４−ｎ…音源、５…加算器、６…ディジタル／アナロ
グ変換器（Ｄ／Ａ変換器）、１１…位相発生器、１２…
正弦波テーブル、１３…ＬＦＯ、１４…ノイズ発生器、
１８…ピッチパルス発生部、２１…位相発生器、２２…
サイン二乗波テーブル、２４…エンベロープジェネレー
タ、１５，１６，２３，２５…乗算器、１７，３１…加
算器、２６…Ｎチャンネルアキュムレータ、３２…セレ
クタ、３３…シフトレジスタ。
し４−ｎ…音源、５…加算器、６…ディジタル／アナロ
グ変換器（Ｄ／Ａ変換器）、１１…位相発生器、１２…
正弦波テーブル、１３…ＬＦＯ、１４…ノイズ発生器、
１８…ピッチパルス発生部、２１…位相発生器、２２…
サイン二乗波テーブル、２４…エンベロープジェネレー
タ、１５，１６，２３，２５…乗算器、１７，３１…加
算器、２６…Ｎチャンネルアキュムレータ、３２…セレ
クタ、３３…シフトレジスタ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G10L 13/00 - 13/08 G10H 5/00,7/08
Claims (1)
- 【請求項１】第１の繰返し周期を有する第１の波形を発
生する第１の波形発生手段と、 上記第１の波形発生手段における第１の波形の発生開始
時の位相情報を出力する位相出力手段と、 上記第１の繰返し周期より長い第２の周期を有する第２
の波形を発生する第２の波形発生手段と、 発生すべきフォルマント音の音高に対応した周期の制御
信号を繰返し発生する制御信号発生手段と、 上記第１および第２の波形発生手段から発生される波形
を乗算してフォルマント音波形を出力する乗算手段とを
備え、上記制御信号に応じて上記第２の波形発生手段か
ら繰返し初期設定して上記フォルマント音の音高に対応
した周期で第２の波形を繰返し発生させるとともに、上
記位相出力手段から第１の波形の位相情報を順次異なら
せて発生させ、上記制御信号ごとに上記第１の波形発生
手段から発生される第１の波形の位相をその制御信号ご
とに変化させることを特徴とするフォルマント音合成装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08110791A JP3278066B2 (ja) | 1991-03-22 | 1991-03-22 | フォルマント音合成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08110791A JP3278066B2 (ja) | 1991-03-22 | 1991-03-22 | フォルマント音合成装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04294400A JPH04294400A (ja) | 1992-10-19 |
| JP3278066B2 true JP3278066B2 (ja) | 2002-04-30 |
Family
ID=13737160
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08110791A Expired - Fee Related JP3278066B2 (ja) | 1991-03-22 | 1991-03-22 | フォルマント音合成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3278066B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2717294B1 (fr) * | 1994-03-08 | 1996-05-10 | France Telecom | Procédé et dispositif de synthèse dynamique sonore musicale et vocale par distorsion non linéaire et modulation d'amplitude. |
| CN113591311A (zh) * | 2021-07-30 | 2021-11-02 | 重庆长安汽车股份有限公司 | 一种电动汽车阶次啸叫评价方法 |
-
1991
- 1991-03-22 JP JP08110791A patent/JP3278066B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04294400A (ja) | 1992-10-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPS6332393B2 (ja) | ||
| JPH0412476B2 (ja) | ||
| US4638709A (en) | Electronic musical instrument with temporal variation data generating circuit and interpolation circuit | |
| US4440058A (en) | Digital tone generation system with slot weighting of fixed width window functions | |
| JPS5919352B2 (ja) | 電子楽器 | |
| US4554854A (en) | Automatic rhythm performing apparatus | |
| JP3278066B2 (ja) | フォルマント音合成装置 | |
| US4300432A (en) | Polyphonic tone synthesizer with loudness spectral variation | |
| US5814751A (en) | Musical tone generating apparatus | |
| JPH0254559B2 (ja) | ||
| US4178825A (en) | Musical tone synthesizer for generating a marimba effect | |
| JP2900082B2 (ja) | 楽音発生装置 | |
| JP2784399B2 (ja) | 楽音発生装置 | |
| JP2707818B2 (ja) | 電子楽器 | |
| JP3552265B2 (ja) | 音源装置および音声信号形成方法 | |
| JP3130305B2 (ja) | 音声合成装置 | |
| JP2596154B2 (ja) | 楽音波形発生装置及び楽音波形発生方法 | |
| JP2768064B2 (ja) | 楽音合成装置 | |
| JP2504173B2 (ja) | フォルマント音合成装置 | |
| JP2643761B2 (ja) | 周波数変調楽音合成原理による波形加工装置 | |
| JP2504178B2 (ja) | フォルマント音合成装置 | |
| JP3235315B2 (ja) | フォルマント方式音源 | |
| JP2797140B2 (ja) | 楽音波形発生装置 | |
| JPS604474B2 (ja) | 電子楽器のビブラート装置 | |
| JPS5827519B2 (ja) | デンシガツキ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313532 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080215 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090215 Year of fee payment: 7 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |