JP3541333B2 - Sound signal generator - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の技術分野】
本発明は音響信号発生装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
現在、音声または楽音等を発生させる音響信号発生装置ではメモリに格納された音声または楽音等のデータを読み出すことにより音響信号を発生させるものがある。この種の音響信号発生装置は図5に示すような構成をとり、音声または楽音等を適当なサンプリング周波数にてサンプリングして得られた音響データをROM61に格納し、これをアドレスカウンタ62により繰り返し読み出し、このROM61からの信号をラッチ回路63にてラッチし、D/Aコンバータ回路64によりD/A変換することにより音響信号を発生させている。ここで、65は分周回路であり、基準クロック信号を分周して読出用およびラッチ用のクロック信号を発生し、それぞれアドレスカウンタ62、ラッチ回路63に出力するものである。この種のものにてメロディを形成する場合、目的の音程毎に音響データの読み出し周波数を変えることにより目的の音程の音響信号を発生させ、メロディを形成する。すなわち、サンプリングされた基準となる音響信号に対して数オクターブ高い音程を得る場合、ROM61からの読出周波数を基準となる音響信号のサンプリング周波数の数倍としている。この場合、例えば図6のAに示すように、基準となる読出周波数でROM61から出力された信号の周波数帯域をFr0とすれば、数倍に高められた読出周期数によって得られる信号の周波数帯域は、同図のBに示すFr1のように広がり、目的の音程の音響信号が得られる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなものである程度以上高い音程を得ようとすると、以下のような不具合を生ずる。
【0004】
上述したようにROM61から読み出された信号を適当なラッチ周波数でラッチすると、ラッチ周波数の整数倍の周波数を中心とした周波数帯域を生ずる。例えば、ラッチ周波数をflとすれば、図6のA、Bにおける周波数帯域Fr0、Fr1のそれぞれに対応して周波数nfl(nは整数、・・−2、−1、1、2、・・)を中心とした周波数帯域Fr0ln、Fr1lnが生ずる。このため、基準となる信号の読出周波数に対して数倍の読出周波数を用いた際には、読み出された信号の周波数帯域がFr1のように広がるとともに、ラッチ周波数flを中心とした周波数帯域もFr1lnのように広がることとなる。そして、ラッチ周波数が固定されているため、周波数帯域Fr1と周波数帯域Fr1l1とが重なり、ラッチ回路63から出力される信号には不要な成分が混入したものとなり、音響信号は劣化する。
【0005】
これを避けるには、音程の上限、読出周波数の上限に見合った高いラッチ周波数を設定する必要があるが、コスト面で不利なものとなる。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、本発明は、所望の読出周波数にてROMに納められた音響データを読み出して得られる信号の周波帯域と、これをラッチした際に生じる信号の周波数帯域との重なりとなる特定周波数帯域が生ずるような場合は、ROMから読み出された信号に含まれる特定周波数帯域を事前に抑制した後にラッチ、D/A変換を行い音響信号を得る。すなわち、音程の上昇とともにそれに見合った分だけ音響データに含まれる周波数成分の高調波側の部分を抑制するので、上記のような不要な周波数成分の混入による音響信号の劣化を抑えることができる。これにより、信号劣化を抑えつつ音程の上限を上げることができる。
【0007】
【発明の実施の形態】
音声や楽音等の音響をサンプリングして得られた第1の音響データを格納した記憶手段と、所望の第1の周波数にて上記記憶手段から第1の音響データを読み出す読出手段と、第1の音響データを第1の周波数にて読み出して得られる第1の信号の第1の周波数帯域と、第1の信号を所定の第2の周波数にてラッチして得られる信号における第2の周波数を中心とした第2の周波数帯域とが重なる特定周波数帯域が存在するか否かを判定する判定手段と、上記判定手段が上記特定周波数帯域は存在すると判定したときには、第1の信号に含まれる当該特定周波数帯域を抑制し、第1の音響データを第2の音響データに変換するとともに、当該第2の音響データに対応した第2の信号を出力する変換手段と、第1の信号または第2の信号を第2の周波数にてラッチして出力するラッチ手段と、上記ラッチ手段からの出力をD/A変換して音響信号を発生させるD/A変換手段とを具備した音響信号発生装置を構成する。
【0008】
【実施例】
次に本発明の一実施例の音響信号発生装置について説明する。図1は本例の構成を示す説明図である。1はROMであり、音声や楽音等の音響をサンプリングして得られた波高値を音響データとして格納してある。ここでROM1のアドレスの0番地から255番地には、音声や楽音等の特定音の波形の1周期分、例えば、図2に示すような1周期分の波形を基本波として、この基本波を構成する音響データが格納されている。ここで、この基本波はその40倍の周波数の高調波成分までを含んでいることとする。
【0009】
2はアドレスカウンタであり、分周回路3からの読出用のクロック信号frを受け、これによりROM1のアドレスを順次インクリメントして音響データを読み出す。
【0010】
4は制御回路であり、例えば、図3のDに示すようにROM1から読み出されて得られる信号の周波数帯域F0と、この信号をラッチ回路5で所定の周波数flにてラッチして得られる信号における周波数flを中心とした周波数帯域Flとが重なる特定周波数帯域Fsが存在するか否かを判定して出力を発生する。ここでは、制御回路4は分周回路3からアドレスカウンタ2に出力しているクロック信号(周波数fr)およびラッチ回路5に出力しているクロック信号(周波数fl)のそれぞれの分周比を表す信号Q1、Q2を受けており、これに基づいて特定周波数の存在の有無を判定している。本例では、ラッチの周波数flを可聴周波数上限の20kHzの2倍の40kHzとしてあり、ROM1には基本波の40倍の周波数成分まで格納しているので、制御回路4は分周比から現在の読出周波数で実現される基本波の周波数f0を算出し、この周波数f0の40倍の値をROM1からの信号の周波数帯域の上限値とし、この値が10kHzを越えるか否か判定する。ここで、上記上限値が10kHzを越えるか否かを判定する理由は以下の通りである。周波数帯域F0、Flは20kHzから重なり始めて特定周波数帯域FSが生じるため、この特定周波数帯域FSを抑えるには後述する演算回路6により周波数帯域F0の20kHz以上を遮断すればよい。しかしながら、実際の演算回路では遮断特性において理想的な低域通過フィルタを実現できないため、余裕を持たせるために10kHzをその遮断周波数とするのであり、その遮断周波数を越える上限値を判定するのである。
【0011】
6は演算回路であり、ROM1から音響データを受けており、制御回路4からの判定出力を受けて上記特定周波数帯域を抑制した信号を出力する。また、制御回路4から判定出力が生じない状態では音響データに演算処理を施さず、これをそのままの値でラッチ回路5に出力する。ここで、演算回路6はデジタルフィルタ回路(図示せず。)を含み、10kHz以上を遮断する演算処理を施す。例えば、演算回路6は以下に示すような演算を行う。
【0012】
D(n)=Σ7 k=-7[x(n)×{sin(ωck)}/πk]
ここで同図においてnはROM1のアドレス番号であり、x(n)はアドレス番号nの音響データであり、D(n)はアドレスn番に対応した新たな音響データである。また、ωcはこの演算による遮断周波数を決める係数であり、ここでは、読出周波数をfrとし、ωc=2π×10[kHz]/fr[kHz]としてある。
【0013】
7はD/A変換回路であり、ラッチ回路5の出力する信号をD/A変換して音響信号を出力する。
【0014】
次に本例の動作について図4のフローチャートを参照しながら説明する。
【0015】
まず、本例装置に図示しないメロディ生成のための制御手段から目的の音程を指定する信号が送られる(START)と、分周回路3は基準クロック信号(周波数fb)から目的の音程に対応した読出用のクロック信号(周波数fr)を発生させる分周比を指定される。制御回路4はこの分周比を用い、ここで指定されるクロック信号(周波数fr)にてROM1を読み出すことによって得られる基本波の周波数を算出する(ステップa)。次に、この周波数からROM1から読み出されて得られる信号の周波数帯域の上限値を算出し、この上限値が10kHzより大きいか否か判定し、大きい場合は特定周波数帯域が存在するとして判定出力を発生する(ステップb)。ここでは、基準クロックの周波数をfbとし、分周比をcとすると読出周波数frは=fb/cとなる。ここで、読み出される基本波はROM1の0〜255番地に格納されていることから、ここで得られる基本波の周波数f0は、f0=fr/256となる。ここでは、40f0kHz>10kHzをとなると判定出力が生じる。この判定出力が生じた場合、上述のフィルタ処理を行うため、まず、上記基本波の周波数に基づき(ステップc)、遮断周波数を規定する係数ωcをωc=2π×10[kHz]/fr[kHz]と定める。次に分周回路3のクロック信号に従ってROM1から音響データを読み出す。この音響データはアドレス番号順に演算回路6内、例えばシフトレジスタ等に格納される(ステップd)。演算回路6は各音響データ毎にその前後7個の音響データを用いて上述の演算処理を施し、新たな音響データとしてラッチ回路5に出力する(ステップe)。この新たな音響データはROM1から読み出される各音響データに対して順次生成される。この新たな音響データはROM1から出力される信号の周波数帯域を遮断周波数10kHzにて遮断したものとなる。例えば、図3のAに示すようなROM1からの信号の周波数帯域F0は、演算処理により10kHz以上の周波数成分は遮断され、同図のBに示すような周波数帯域F1になる。ラッチ回路5は入力される信号をラッチ周波数flにてラッチする(ステップf)。このため、同図のCに示すラッチ回路5から出力される信号においては、ラッチ周波数flを中心として生ずる周波数帯域Fl2と、周波数帯域F1との重複が避けられ、これらの重なりによる信号劣化を抑えることが可能となる。
【0016】
ラッチ回路5の出力はD/A変換回路7によって音響信号に変換される(ステップg)。
【0017】
また、ステップbにおいて基本波の周波数成分の上限が10kHz未満であると判定されて判定出力が生じない場合、ROM1から読み出される音響データは演算回路6を介するが、ここで演算処理を施されることなくそのままの値でラッチ回路5に出力される(ステップh)。
【0018】
なお、ROM1内のアドレス0番〜255番までの読出が完了すると、アドレス0番から読み出しを再開する。上述の図示しない制御手段より音程の変更を指定する信号を受けると、ステップa以下の動作を再び行い、また、動作終了を指定する信号を受けると本例装置はその動作を終了する(END)。
【0019】
以上のように本例によれば、ROM1の出力する信号の高調波側の特定周波数帯域を予め抑制するため、ラッチ回路5の出力する信号では、ROM1からの信号の周波数帯域とラッチ周波数を中心として生じる周波数帯域とが重複することがなく、この重複による不要成分を除去し、信号劣化を抑えることが可能となる。
【0020】
【発明の効果】
本発明によれば、所望の読出周波数にて、ROMに納められた音響データを読み出して得られる信号の周波数帯域と、これをラッチした際に生じる信号の周波数帯域との重なる特定周波数帯域が生ずるような場合は、ROMから読み出された信号に含まれる特定周波数帯域を事前に抑制した後にラッチ、D/A変換を行い音響信号を得る。すなわち、音程の上昇とともにそれに見合った分だけ音響データに含まれる周波数成分の高調波側の部分を抑制するので、不要な周波数成分の混入による音響信号の劣化を抑えることができる。これにより、信号劣化を抑えつつ音程の上限を上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の音響信号発生装置の構成を説明するための説明図。
【図2】図1の要部の説明のための説明図。
【図3】図1の動作説明のための説明図。
【図4】図1の動作説明のためのフローチャート。
【図5】従来の技術の構成を説明するための説明図。
【図6】図5の動作説明のための説明図。
【符号の説明】
1 ROM(記憶手段)
2 アドレスカウンタ(読出手段)
4 制御回路(判定手段)
5 ラッチ回路(ラッチ手段)
6 演算回路(変換手段)
7 D/A変換回路(D/A変換手段)[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an acoustic signal generator.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art At present, there is an acoustic signal generating apparatus that generates a sound or a musical sound, and generates an acoustic signal by reading data such as a sound or a musical sound stored in a memory. This type of acoustic signal generator has a configuration as shown in FIG. 5, and stores audio data obtained by sampling voice or musical sound at an appropriate sampling frequency in a ROM 61, which is repeated by an
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, when trying to obtain a pitch higher than a certain level with such a device, the following problems occur.
[0004]
When a signal read from the ROM 61 is latched at an appropriate latch frequency as described above, a frequency band centered on a frequency that is an integral multiple of the latch frequency is generated. For example, if the latch frequency is fl, the frequency nfl (n is an integer,... -2, -1, 1, 2,...) Corresponding to each of the frequency bands Fr0 and Fr1 in FIGS. And the frequency bands Fr0In and Fr1ln centered on. For this reason, when a read frequency several times higher than the read frequency of the reference signal is used, the frequency band of the read signal expands like Fr1, and the frequency band around the latch frequency fl Also spread like Fr1ln. Since the latch frequency is fixed, the frequency band Fr1 and the frequency band Fr11l1 overlap, and the signal output from the
[0005]
To avoid this, it is necessary to set a high latch frequency corresponding to the upper limit of the musical interval and the upper limit of the read frequency, but this is disadvantageous in cost.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention relates to a method of comparing a frequency band of a signal obtained by reading acoustic data stored in a ROM at a desired read frequency with a frequency band of a signal generated when the signal is latched. In the case where a specific frequency band that overlaps occurs, a specific frequency band included in the signal read from the ROM is suppressed in advance, and then a latch and D / A conversion are performed to obtain an audio signal. That is, as the pitch increases, the portion on the harmonic side of the frequency component included in the audio data is suppressed by an amount corresponding to the rise of the pitch, so that the deterioration of the audio signal due to the mixing of unnecessary frequency components as described above can be suppressed. As a result, the upper limit of the pitch can be raised while suppressing signal deterioration.
[0007]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Storage means for storing first sound data obtained by sampling sounds such as voices and musical sounds; reading means for reading out the first sound data from the storage means at a desired first frequency; A first frequency band of a first signal obtained by reading the audio data at a first frequency, and a second frequency of a signal obtained by latching the first signal at a predetermined second frequency Determining means for determining whether or not there is a specific frequency band overlapping with a second frequency band centered on the first frequency band, and when the determining means determines that the specific frequency band exists, it is included in the first signal. A conversion unit that suppresses the specific frequency band, converts the first sound data into the second sound data, and outputs a second signal corresponding to the second sound data; and a first signal or a second signal. The second signal to the second Constituting a latch means for latching and outputting at a frequency, an acoustic signal generating apparatus and a D / A conversion means for generating a sound signal by D / A conversion output from said latch means.
[0008]
【Example】
Next, an acoustic signal generator according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is an explanatory diagram showing the configuration of this example.
[0009]
[0010]
Reference numeral 4 denotes a control circuit, for example, as shown in FIG. 3D, a frequency band F0 of a signal read from the
[0011]
Numeral 6 denotes an arithmetic circuit, which receives audio data from the
[0012]
D (n) = { 7 k = -7 [x (n) × {sin (ωck)} / πk]
In this figure, n is the address number of the
[0013]
Reference numeral 7 denotes a D / A conversion circuit, which D / A converts a signal output from the latch circuit 5 and outputs an audio signal.
[0014]
Next, the operation of this example will be described with reference to the flowchart of FIG.
[0015]
First, when a signal specifying a target pitch is sent from the melody generation control means (not shown) to the apparatus of the present embodiment (START), the frequency dividing circuit 3 responds to the target pitch from the reference clock signal (frequency fb). A frequency division ratio for generating a read clock signal (frequency fr) is designated. The control circuit 4 calculates the frequency of the fundamental wave obtained by reading the
[0016]
The output of the latch circuit 5 is converted into an audio signal by the D / A conversion circuit 7 (step g).
[0017]
If it is determined in step b that the upper limit of the frequency component of the fundamental wave is less than 10 kHz and no determination output is generated, the acoustic data read from the
[0018]
When the reading of the
[0019]
As described above, according to the present example, in order to suppress in advance the specific frequency band on the harmonic side of the signal output from the
[0020]
【The invention's effect】
According to the present invention, at a desired read frequency, a specific frequency band occurs in which a frequency band of a signal obtained by reading acoustic data stored in a ROM and a frequency band of a signal generated when the signal is latched are generated. In such a case, after a specific frequency band included in the signal read from the ROM is suppressed in advance, a latch and D / A conversion are performed to obtain an audio signal. That is, as the pitch increases, the harmonic component of the frequency component included in the audio data is suppressed by an amount corresponding to the rise of the pitch, so that the deterioration of the audio signal due to mixing of unnecessary frequency components can be suppressed. As a result, the upper limit of the pitch can be raised while suppressing signal deterioration.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a configuration of an acoustic signal generating device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining a main part of FIG. 1;
FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining the operation of FIG. 1;
FIG. 4 is a flowchart for explaining the operation of FIG. 1;
FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining a configuration of a conventional technique.
FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining the operation in FIG. 5;
[Explanation of symbols]
1 ROM (storage means)
2 Address counter (reading means)
4 control circuit (judgment means)
5. Latch circuit (latch means)
6 arithmetic circuit (conversion means)
7 D / A conversion circuit (D / A conversion means)
Claims (1)
所望の第1の周波数にて上記記憶手段から第1の音響データを読み出す読出手段と、
第1の音響データを第1の周波数にて読み出して得られる第1の信号の第1の周波数帯域と、第1の信号を所定の第2の周波数にてラッチして得られる信号における第2の周波数を中心とした第2の周波数帯域とが重なる特定周波数帯域が存在するか否かを判定する判定手段と、
上記判定手段が上記特定周波数帯域は存在すると判定したときには、第1の信号に含まれる当該特定周波数帯域を抑制し、第1の音響データを第2の音響データに変換するとともに、当該第2の音響データに対応した第2の信号を出力する変換手段と、
第1の信号または第2の信号を第2の周波数にてラッチして出力するラッチ手段と、
上記ラッチ手段からの出力をD/A変換して音響信号を発生させるD/A変換手段と
を具備したことを特徴とする音響信号発生装置。Storage means for storing first sound data obtained by sampling sounds such as voices and musical sounds;
Reading means for reading first acoustic data from the storage means at a desired first frequency;
A first frequency band of a first signal obtained by reading out the first acoustic data at a first frequency, and a second frequency band of a signal obtained by latching the first signal at a predetermined second frequency. Determining means for determining whether or not there is a specific frequency band overlapping the second frequency band centered on the frequency of
When the determination means determines that the specific frequency band exists, the specific frequency band included in the first signal is suppressed, the first audio data is converted to the second audio data, and the second audio data is converted to the second audio data. Conversion means for outputting a second signal corresponding to the acoustic data;
Latch means for latching and outputting the first signal or the second signal at a second frequency;
A sound signal generator comprising: a D / A converter for D / A converting an output from the latch means to generate an audio signal.
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