JP3617330B2 - Musical sound synthesizer, musical sound synthesis method and recording medium - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子楽器、アミューズメント機器(カラオケ、ゲーム機器等)、およびパーソナルコンピュータ等におけるアプリケーションプログラムに用いて好適な楽音合成装置、楽音合成方法および記録媒体に関し、特にバイオリン、ビオラ等の擦弦楽器のシミュレーションに用いて好適な楽音合成装置、楽音合成方法および記録媒体に関する。
【0002】
【従来の技術】
バイオリン、ビオラ等の擦弦楽器音を自動的に合成するために、弦および弓の挙動をシミュレートする物理モデル音源が知られている(特許公報2719655号、特公平7−21715号等)。これらの物理モデル音源においては、弦の挙動をシミュレートする閉ループ回路と、この弦を弓で擦弦する動作をシミュレートするために該閉ループ回路に対して励振信号を供給する励振部とが設けられている。
【0003】
ところで、バイオリン、ビオラ等を実際に演奏する場合は、弓と弦との摩擦関係が一様で安定になるように、松脂の粉を弓にまぶすことが一般的である。ここで、擦弦操作によって熱が発生すると、松脂が溶融して部分的に液化または液化に近い状態になったり、あるいは液化と固形化を繰返すなどの現象が発生する。かかる松脂の挙動により、弓と弦の間の摩擦関係に微妙な変化がもたらされる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の物理モデル音源は、上述した松脂の挙動をシミュレートできるものではなく、擦弦楽器の精密なモデリングを行うことが困難であった。
この発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、擦弦楽器の精密なモデリングにより微妙なニュアンスを再現することができる楽音合成装置、楽音合成方法および記録媒体を提供することを第1の目的としている。また、現実の擦弦楽器や従来の物理モデル音源では得られなかった新規な音色を得ることを第2の目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、この発明は、遅延手段を含み、該遅延手段を介して波形信号を循環させる閉ループ回路と、前記閉ループ回路から波形信号を取り出し、この取り出した波形信号と演奏操作信号とに基づいて結合信号を生成する結合信号生成手段と、該結合信号を励振信号に変換して前記閉ループ回路に与える励振手段と、前記閉ループ回路から取り出した波形信号および前記励振信号に基づいて得られた値を積分して特性制御信号を生成する特性制御信号生成手段と、この特性制御信号に基づいて、前記励振手段における前記結合信号と前記励振信号との変換特性を設定する変換特性設定手段とを有することを特徴とする楽音合成装置を提供する。
また、この発明は、波形信号を遅延させる遅延過程と、演奏操作信号と前記遅延過程において遅延された波形信号とに基づいて結合信号を生成する結合信号生成過程と、該結合信号を励振信号に変換し、この励振信号を用いて前記遅延過程の対象となる波形信号を合成する合成過程と、前記遅延過程において遅延された波形信号および前記励振信号に基づいて得られた値を積分して特性制御信号を生成する特性制御信号生成過程と、この特性制御信号に基づいて、前記合成過程における前記結合信号と前記励振信号との変換特性を設定する変換特性設定過程とを有することを特徴とする楽音合成方法を提供する。
好ましい態様において、前記変換特性設定過程は、前記特性制御信号に基づいて前記励振信号の振幅を決定する過程である。
他の好ましい態様において、前記特性制御信号生成過程は、前記波形信号と前記励振信号とに基づいて得られた値を積分した結果が大となるほど前記励振信号の振幅を小とする特性制御信号を生成する振幅制御過程から成る。
また、この発明は、以上挙げた何れかの方法をコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供する。
【0006】
【発明の実施の形態】
1.実施形態の構成
1.1.演奏操作子1
次に、本発明の一実施形態の構成を図1を参照し説明する。
図において1は演奏操作子であり、擦弦楽器をあしらった形態を有し、ユーザの操作に応じて演奏情報を出力する。かかる演奏情報には、弓圧Pb、弓速度Vb、音色TC、および音高PITCHが含まれる。なお、このような演奏操作子は、例えば特開平5−006169号公報、あるいは特開平10−078778号公報等に開示されている。
【0007】
1.2.線形部3
次に、3は線形部であり、遅延回路12,13,15,16、終端フィルタ11,14、および加算器17,19によって擦弦楽器の弦の挙動をシミュレートする閉ループ回路が形成されている。閉ループ回路内には弦速度を示す速度信号が伝搬される。実際の擦弦楽器においては、弓と弦との接触点において振動が生じると、弦の支持点(2点)に向かって進行波が発生する。遅延回路13,16は、この進行波が両支持点に達するまでの遅延時間に対応する遅延時間を各々有している。
【0008】
また、該擦弦楽器においては、弦の両支持点に達した進行波は、極性が反転されつつ反射され、弓と弦との接触点に向かって伝搬する。遅延回路12,15は、この両反射波が弓と弦との接触点に到達するまでの遅延時間に対応する遅延時間を各々有している。また、擦弦楽器における進行波および反射波は弦内で伝搬され支持点で反射される過程で減衰される。終端フィルタ11,14は、上述したように進行波の極性を反転させるとともに、弦内および支持点における減衰およびその周波数特性をシミュレートするような通過特性を有している。
【0009】
加算器18は、遅延回路12,15から出力される速度信号を加算し、これによって弦の両端からの反射波を合成した弦の振動速度を出力する。また、励振部4から出力される励振信号DRIVE(詳細は後述する)は、加算器20を介して加算器17,19に印加される。これにより、弓から弦に印加される速度がシミュレートされる。ここで、加算器20,21は、励振信号DRIVEと加算器18の出力信号(弦の振動速度)の相互干渉をシミュレートする。
【0010】
1.3.励振部4および減算器7
次に、7は減算器であり、加算器21から出力される速度信号RETURNから弓速度Vbを減算し、弓と弦との仮想相対速度RVを出力する。励振部4の詳細を図2に示す。図において41は動摩擦テーブルであり、弓と弦とが摺動状態(動摩擦状態)である場合に弓によって弦に印加される力を仮想相対速度RVに対応して記憶する。また、42は静止摩擦テーブルであり、弓と弦とが密着して連動している状態(静止摩擦状態)において弓によって弦に印加される力を仮想相対速度RVに対応して記憶する。
【0011】
但し、弦に印加される力は結局は弦速度の変化として現れるため、テーブル41,42におけるディメンジョンは「速度」になっている。43は係数発生部であり、動摩擦に対応する係数Aと、静止摩擦に対応する係数Bとを仮想相対速度RVに対応して出力する。係数Aは「0」〜「1」の範囲で変動する係数であり、仮想相対速度RVが低い場合には「0」、高い場合には「1」になり、クロスオーバー点XAB付近においては「0」〜「1」に直線的に変化する。また、係数Bは、「1」から係数Aを減じた値になっている。ここで、クロスオーバー点XABは、弓圧Pbが高くなるほど高くなるように設定される。
【0012】
40は非線形遷移切換部であり、動摩擦テーブル41の出力信号と係数Aとを乗算する乗算器44と、静止摩擦テーブル42の出力信号と係数Bとを乗算する乗算器45と、乗算器44,45の結果を加算する加算器46とから構成されている。係数A,Bの合計は常に「1」であるから、非線形遷移切換部40は動摩擦状態および静止摩擦状態において弦に印加される力(速度)をクロスフェードしつつ切り換えることになる。次に、47は乗算器であり、非線形遷移切換部40の出力信号と励振制御部5から供給される制御信号R_contとを乗算し、乗算結果を励振信号DRIVEとして出力する。
【0013】
1.4.制御部2
制御部2は、演奏操作子1から演奏情報が供給されると、これに応じて線形部3内の各種パラメータを設定する。すなわち、制御部2は、音高PITCHに基づいて遅延回路12,13,15,16における遅延時間DL1,DL2,DR1,DR2を設定し、音色TCに基づいて終端フィルタ11,14におけるフィルタ特性TFL、あるいは遅延時間DL1,DL2,DR1,DR2の配分比を設定する。また、制御部2は、音色TCに応じて、励振部4のテーブル41,42の内容を設定する。
【0014】
1.5.励振制御部5
次に、図3を参照し励振制御部5の詳細について説明する。図において61,62は乗算器であり、各々の一端には信号LOOP_SIG1およびLOOP_SIG2が供給される。ここで、図1に示すように信号LOOP_SIG1としては速度信号RETURNが用いられ、信号LOOP_SIG2としては励振信号DRIVEが用いられる。乗算器61,62においては、信号LOOP_SIG1,LOOP_SIG2に対して各々レベル調整用の定数S1,S2が乗算される。次に、乗算器61,62の出力信号は乗算器63において乗算され、さらに絶対値変換回路64において該乗算結果の絶対値が算出される。
【0015】
ここで、励振信号DRIVEは、弦に付与される速度に対応するから、弓と弦との間の摩擦の大きさに相関する。従って、この励振信号DRIVEと速度信号RETURNとを乗算し、その絶対値を得ることにより、発熱に寄与する単位時間あたりの熱エネルギーに対応する値が得られると考えられる。
【0016】
65は積分処理部であり、絶対値変換回路64の出力信号を積分し、弓における温度上昇に対応する信号を生成する。次に、66は係数変換部であり、入出力特性を規定した複数の(n種類の)異なるテーブルが設けられ、これら各テーブルに基づいて積分処理部65の出力信号に対して変換処理を施す。
【0017】
係数変換部66におけるテーブルは、何れも図4に示すように、入力信号レベルが高くなるほど出力信号レベルが低くなるような特性を有している。係数変換部66の出力信号は弓と弦との摩擦係数に対応する信号であり、これによって温度上昇が高くなるほど弓と弦との摩擦係数が低くなる挙動がシミュレートされる。
【0018】
ところで、現実の擦弦楽器における弓と弦との摩擦係数は、温度上昇に応じて単純に変化するものではなく、松脂の塗りむらやざらつきに応じてノイズ成分が含まれるものと考えられる。そこで、かかるノイズ成分に基づく揺らぎを付与するために、揺らぎ信号発生部69および揺らぎ信号加工部70が設けられている。揺らぎ信号発生部69は、波形、ノイズ特性等のパラメータに応じて揺らぎ信号を生成する。これらパラメータの内容や揺らぎ信号を得るアルゴリズムは、音色設定の内容や演奏操作の内容等に応じて自由に設定できるようにしてもよい。
【0019】
次に、揺らぎ信号加工部70は、揺らぎ信号発生部69の出力信号に対してフィルタリング処理を施して出力する。このフィルタリング処理の内容は、予め設定されたフィルタ特性等のパラメータに基づいて決定される。次に、67は乗算器アレイであり、n個の乗算器から構成され、係数変換部66の複数の出力信号に対して揺らぎ信号加工部70の出力信号を乗算し、これによって摩擦係数の揺らぎがシミュレートされる。
【0020】
68は乗算器アレイであり、乗算器アレイ67の複数の出力信号に対して、レベル調整用の定数S31〜S3nを各々乗算する。そして、この乗算結果は、n種類の制御信号R_cont(1)〜(n)として出力される。上述したように、励振部4内の乗算器47においては、非線形遷移切換部40の出力信号に対して制御信号R_contが乗算されるが、この制御信号R_contは制御信号R_cont(1)〜(n)のうち何れか一つを選択したものである。
【0021】
1.6.発音部6
擦弦楽器においては、弦の振動は駒を通じて表板に伝搬され、さらに内部の魂柱を介して裏板に伝搬され、胴全体が共鳴を起こす。6は発音部であり、遅延回路15の出力信号に対してフィルタリング処理を施し、この結果を増幅し発音する。このフィルタリング処理により、擦弦楽器における共鳴部等の挙動がシミュレートされる。
【0022】
2.実施形態の動作
次に、本実施形態の動作を説明する。
ユーザが演奏操作子1を操作すると、音色TCおよび音高PITCHが制御部2に供給されるとともに、弓圧Pbが励振部4に供給され、弓速度Vbが減算器7に供給される。そして、音色TCおよび音高PITCHに基づいて、線形部3内における遅延時間DL1,DL2,DR1,DR2およびフィルタ特性TFLが決定される。
【0023】
また、減算器7に対して弓速度Vbが供給されると、速度信号RETURNからこの弓速度Vbを減算した結果が仮想相対速度RVとして励振部4に供給される。ここで、初期状態においては速度信号RETURNは「0」であるから、弓速度Vbの反転信号がそのまま励振部4に供給されることになる。そして、テーブル41,42および非線形遷移切換部40を介して、弦に印加される力に対応する速度信号が出力される。
【0024】
次に、乗算器47においては、出力された速度信号に対して制御信号R_contが乗算される。初期状態においては励振制御部5内の積分処理部65の積分結果は「0」であるから、制御信号R_contは比較的高いレベルになる(図4参照)。従って、比較的高いレベルの励振信号DRIVEが加算器17,19を介して線形部3の閉ループ回路に供給される。
【0025】
初期状態においては、閉ループ回路内の遅延回路12,15から出力される速度信号は「0」である。このため、上記励振信号DRIVEがそのまま進行波を成す速度信号として遅延回路13,16に供給されることになる。これら速度信号は、遅延回路13,16を介して遅延され、終端フィルタ11,14を介してフィルタリング処理が施された後、遅延回路12,15を介して、反射波を成す速度信号として加算器17,19に供給される。
【0026】
また、これら速度信号は加算器18において合成された後、速度信号RETURNとして減算器7に帰還される。従って、該速度信号RETURNから帰還された時点における弓速度Vbが減算され、この結果が新たな仮想相対速度RVとして励振部4に供給され、この仮想相対速度RVに基づく励振信号DRIVEが加算器20,17,19を介して再び閉ループ回路に供給される。
【0027】
弓速度Vb等のパラメータが一定である状態で以上の処理が繰返されると、やがて閉ループ回路内の各速度信号、速度信号RETURNおよび励振信号DRIVEは、一定の安定したピッチを有する定在波になる。そして、閉ループ回路内の速度信号が発音部6に供給されると、このピッチを有する楽音が発音されることになる。
【0028】
ところで、上記速度信号RETURNおよび励振信号DRIVEは、各々信号LOOP_SIG1,LOOP_SIG2として励振制御部5に供給される。これにより、乗算器61,62,63および絶対値変換回路64を介して、「0」以上の値が継続的に絶対値変換回路64から出力されることになり、積分処理部65における積分結果は徐々に上昇する。
【0029】
やがて積分結果が図4に示す液化開始点MPを超えると、励振信号DRIVEのレベルが徐々に低下してゆく。従って、発生する楽音においては、弓圧Pbおよび弓速度Vbによる影響が徐々に低下し、閉ループ回路でシミュレートされる弦固有の振動が強調された音に変化してゆく。
【0030】
3.実施形態の効果
以上のように、本実施形態によれば、信号LOOP_SIG1,LOOP_SIG2の積分結果に基づいて励振信号DRIVEを徐々に低下させることができるから、温度上昇によって松脂が液化し弓と弦との摩擦係数が徐々に低下してゆく擦弦楽器の挙動を忠実にシミュレートすることができ、擦弦楽器の楽音における微妙なニュアンスを再現することができる。さらに、各種のパラメータの設定を変更することにより、現実の擦弦楽器や従来の物理モデル音源では得られなかった興味深い新規な音色を得ることも可能である。
【0031】
4.変形例
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のように種々の変形が可能である。
(1)上記実施形態においては、終端フィルタ11,14によって弦の周波数特性をシミュレートしたが、遅延回路12,13,15,16を分布定数回路によって構成し、弦の遅延と周波数特性とをシミュレートすることにより、一層正確なシミュレーションを行ってもよい。
【0032】
(2)上記実施形態においては、遅延回路、演算回路等の要素をハードウエアで構成したが、これら要素の一部または全部をソフトウエアで実現してもよい。また、ハードウエアブロック図で示された全ての構成をプログラムによって実現すれば、汎用パーソナルコンピュータ等によって本発明を実現できることは勿論である。かかる場合、本発明は、各要素の動作を記述したプログラムを記憶した記録媒体としても実現できる。
【0033】
(3)上記実施形態においては、非線形遷移切換部40において動摩擦テーブル41および静止摩擦テーブル42の出力結果をクロスフェードしたが、非線形遷移切換部40を単なるスイッチによって構成し、単に両テーブルの出力結果を切り換えることによって構成を簡略化してもよい。
【0034】
(4)また、非線形遷移切換部40においては、テーブル41,42の出力信号を独立に調節することにより、一層微妙な調整を行うことができる。その一例を図6に示す。図において乗算器53は、制御信号R_contとレベル調整用の定数S3を乗算する。また、加算器46と乗算器44との間には乗算器52が介挿され、乗算器44の出力信号と乗算器53の出力信号との乗算結果が加算器46に供給される。
【0035】
同様に、乗算器55は、制御信号R_contとレベル調整用の定数S4を乗算する。また、加算器46と乗算器45との間には乗算器54が介挿され、乗算器45の出力信号と乗算器55の出力信号との乗算結果が加算器46に供給される。かかる構成においては、制御信号R_contによる影響の大きさを定数S3,S4を独立に設定することにより、静止摩擦および動摩擦の双方について独立に設定することができる。
【0036】
また、乗算器53,55に供給される制御信号R_contは同一のものに限定されるわけではなく、制御信号R_cont(1)〜(n)(図3参照)の何れかを任意かつ独立の選択して乗算器53,55に供給してもよいことは言うまでもない。
【0037】
(5)実際の弓と弦との挙動においては、静止摩擦状態から動摩擦状態に移行するポイントと、動摩擦状態から静止摩擦状態に移行するポイントとは必ずしも一致せず、図5に示すようなヒステリシス特性を有する。かかる挙動をシミュレートするために、非線形遷移切換部40の出力信号からテーブル41,42、係数発生部43の入力端に正帰還をかけてもよい。
【0038】
上記図6においては、かかる正帰還を施した例が示されている。図において56は乗算器であり、非線形遷移切換部40の出力信号と所定の帰還定数PFBとを乗算する。51は加算器であり、減算器7とテーブル41,42、係数発生部43との間に介挿され、仮想相対速度RVに乗算器56の出力信号を加算し、その結果を修正仮想相対速度RV’として出力する。これにより、励振信号DRIVEに対して、上述したヒステリシス特性を施すことができる。
【0039】
(6)また、図6においては、乗算器56および加算器51の位置を変更してもよい。例えば、図示の破線のように、乗算器56によって係数発生部43の係数A出力と帰還定数PFBとを乗算し、その乗算結果を加算器51によって係数発生部43の入力に正帰還してもよい。また、帰還定数PFBに変動を与えるために、なんらかの制御信号R_contを用いて帰還定数PFBを制御するようにしてもよい。例えば、実際の弓と弦との間で温度が上昇すると、ヒステリシスが強くなることが知られているため、弓と弦の運動や摩擦関係等から弓と弦との接触面温度の変化に対応する制御信号を生成して帰還定数PFBを制御すると好適である。
【0040】
(7)上記実施形態においては、積分処理部65を用いて弓における温度上昇に対応する信号を生成したが、積分処理部65に代えてローパスフィルタ等を用いてもよく、ローパスフィルタと積分回路とを組み合わせて用いてもよい。
【0041】
(8)上記実施形態においては、係数変換部66の複数の出力信号に対して揺らぎ信号加工部70の出力信号を乗算することによって揺らぎを付与したが、揺らぎを付与するための演算は乗算に限定されないことは言うまでもない。例えば、乗算器アレイ67を、加算、減算、乗算、あるいはさらに複雑な演算を行う演算器アレイによって構成してもよいことは言うまでもない。
【0042】
(9)上記実施形態においては、励振制御部5に供給される信号LOOP_SIG1として速度信号RETURNを用いたが、これに代えて仮想相対速度RV等を用いてもよい。
【0043】
【発明の効果】
以上説明したようにこの発明によれば、波形信号および演奏操作信号に基づいて特性制御信号を生成し、この特性制御信号に基づいて結合信号と励振信号との変換特性を設定するから、擦弦楽器の精密なモデリングを行うことができるとともに、現実の擦弦楽器や従来の物理モデル音源では得られなかった新規な音色を得ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】一実施形態の全体構成を示すブロック図である。
【図2】励振部4の詳細ブロック図である。
【図3】励振制御部5の詳細ブロック図である。
【図4】係数変換部66の入出力特性図である。
【図5】励振部4の変形例における摩擦特性図である。
【図6】励振部4の変形例のブロック図である。
【符号の説明】
1……演奏操作子、2……制御部、3……線形部、4……励振部、5……励振制御部、6……発音部、7……減算器、11,14……終端フィルタ、12,13,15,16……遅延回路、17〜21……加算器、40……非線形遷移切換部、41……動摩擦テーブル、42……静止摩擦テーブル、43……係数発生部、44,45……乗算器、46……加算器、47……乗算器、51……加算器、52〜56……乗算器、61〜63……乗算器、64……絶対値変換回路、65……積分処理部、66……係数変換部、67,68……乗算器アレイ、69……揺らぎ信号発生部、70……揺らぎ信号加工部。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a musical sound synthesizer, a musical sound synthesis method, and a recording medium suitable for use in application programs in electronic musical instruments, amusement devices (karaoke, game devices, etc.), personal computers, and the like, and in particular, stringed musical instruments such as violins and violas. The present invention relates to a musical tone synthesizer suitable for use in simulation, a musical tone synthesis method, and a recording medium.
[0002]
[Prior art]
In order to automatically synthesize bowed instrument sounds such as violins and violas, physical model sound sources that simulate the behavior of strings and bows are known (Japanese Patent Publication No. 2719655, Japanese Patent Publication No. 7-21715, etc.). In these physical model sound sources, a closed loop circuit that simulates the behavior of a string and an excitation unit that supplies an excitation signal to the closed loop circuit to simulate the operation of rubbing the string with a bow are provided. It has been.
[0003]
By the way, when actually playing a violin, viola, etc., it is common to apply pine resin powder to the bow so that the frictional relationship between the bow and the string is uniform and stable. Here, when heat is generated by the stringing operation, the pine resin is melted and partially liquefied or nearly liquefied, or liquefaction and solidification are repeated. This behavior of rosin produces a subtle change in the frictional relationship between the bow and string.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional physical model sound source cannot simulate the behavior of the above-mentioned pine resin, and it is difficult to perform precise modeling of the bowed instrument.
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and it is a first object of the present invention to provide a musical tone synthesizer, a musical tone synthesis method, and a recording medium that can reproduce subtle nuances by precise modeling of a bowed instrument. It is said. Another object of the present invention is to obtain a new tone color that cannot be obtained with an actual bowed instrument or a conventional physical model sound source.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention includes a delay means, and a closed loop circuit that circulates a waveform signal through the delay means, a waveform signal is extracted from the closed loop circuit, and the extracted waveform signal and performance operation signal are and coupling the signal generating means for generating a combined signal based on the excitation means for applying to said closed loop circuit and converts the combined signal to the excitation signal, obtained on the basis of the waveform signal and the excitation signal taken out from the closed loop circuit Characteristic control signal generating means for integrating the obtained values to generate a characteristic control signal, and conversion characteristic setting means for setting a conversion characteristic between the coupling signal and the excitation signal in the excitation means based on the characteristic control signal; A musical sound synthesizer is provided.
The present invention also provides a delay process for delaying the waveform signal, a combined signal generating process for generating a combined signal based on the performance operation signal and the waveform signal delayed in the delay process, and the combined signal as an excitation signal. A synthesis process for converting and synthesizing the waveform signal to be subjected to the delay process using the excitation signal , and integrating the waveform signal delayed in the delay process and the value obtained based on the excitation signal A characteristic control signal generating process for generating a control signal; and a conversion characteristic setting process for setting a conversion characteristic between the combined signal and the excitation signal in the synthesis process based on the characteristic control signal. A musical sound synthesis method is provided .
In favorable preferable embodiment, the transformation characteristic setting process is the process of determining the amplitude of said excitation signal based on said characteristic control signal.
In another preferred aspect, the characteristic control signal generating step includes a characteristic control signal that reduces the amplitude of the excitation signal as the result of integrating the values obtained based on the waveform signal and the excitation signal increases. comprising generating amplitude control over enough or al.
The present invention also provides a computer-readable recording medium recording a program that causes a computer to execute any of the above-described methods.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
1. Configuration of Embodiment 1.1.
Next, the configuration of an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In the figure,
[0007]
1.2.
Next,
[0008]
Further, in the bowed instrument, the traveling wave that has reached the two support points of the string is reflected while the polarity is reversed, and propagates toward the contact point between the bow and the string. Each of the
[0009]
The
[0010]
1.3.
Next, 7 is a subtracter, which subtracts the bow speed Vb from the speed signal RETURN output from the
[0011]
However, since the force applied to the string eventually appears as a change in the string speed, the dimensions in the tables 41 and 42 are “speed”. A
[0012]
Reference numeral 40 denotes a non-linear transition switching unit, which is a
[0013]
1.4.
When the performance information is supplied from the
[0014]
1.5.
Next, the details of the
[0015]
Here, since the excitation signal DRIVE corresponds to the velocity applied to the string, it correlates with the magnitude of the friction between the bow and the string. Therefore, it is considered that a value corresponding to the heat energy per unit time contributing to heat generation can be obtained by multiplying the excitation signal DRIVE by the speed signal RETURN and obtaining the absolute value thereof.
[0016]
An
[0017]
As shown in FIG. 4, the tables in the
[0018]
By the way, it is considered that the friction coefficient between a bow and a string in an actual stringed instrument does not simply change according to a temperature rise, but includes a noise component according to coating unevenness or roughness of pine resin. Therefore, a fluctuation
[0019]
Next, the fluctuation
[0020]
[0021]
1.6. Sound generator 6
In a bowed instrument, the vibration of the string is propagated to the front plate through the piece, and further propagated to the back plate through the internal soul column, causing the entire body to resonate. Reference numeral 6 denotes a sound generation unit, which performs a filtering process on the output signal of the
[0022]
2. Operation of Embodiment Next, the operation of this embodiment will be described.
When the user operates the
[0023]
When the bow speed Vb is supplied to the
[0024]
Next, the
[0025]
In the initial state, the speed signal output from the
[0026]
These speed signals are combined in the
[0027]
When the above processing is repeated with the parameters such as the bow speed Vb being constant, each speed signal in the closed loop circuit, the speed signal RETURN, and the excitation signal DRIVE eventually become standing waves having a constant and stable pitch. . When the speed signal in the closed loop circuit is supplied to the sound generator 6, a tone having this pitch is generated.
[0028]
Incidentally, the speed signal RETURN and the excitation signal DRIVE are supplied to the
[0029]
When the integration result eventually exceeds the liquefaction start point MP shown in FIG. 4 , the level of the excitation signal DRIVE gradually decreases. Therefore, in the generated musical sound, the influence of the bow pressure Pb and the bow speed Vb gradually decreases, and the vibration inherent to the string simulated by the closed loop circuit is changed to a emphasized sound.
[0030]
3. As described above, according to the present embodiment, the excitation signal DRIVE can be gradually reduced based on the integration result of the signals LOOP_SIG1 and LOOP_SIG2. It is possible to faithfully simulate the behavior of a bowed instrument in which the coefficient of friction gradually decreases, and to reproduce subtle nuances in the tone of the bowed instrument. Furthermore, by changing various parameter settings, it is possible to obtain interesting new timbres that could not be obtained with an actual bowed instrument or a conventional physical model sound source.
[0031]
4). Modifications The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible as follows, for example.
(1) In the above embodiment, the frequency characteristics of the strings are simulated by the termination filters 11 and 14, but the
[0032]
(2) In the above embodiment, the elements such as the delay circuit and the arithmetic circuit are configured by hardware. However, some or all of these elements may be realized by software. Of course, if all the configurations shown in the hardware block diagram are realized by a program, the present invention can be realized by a general-purpose personal computer or the like. In such a case, the present invention can also be realized as a recording medium storing a program describing the operation of each element.
[0033]
(3) In the above embodiment, the output results of the dynamic friction table 41 and the static friction table 42 are cross-faded in the non-linear transition switching unit 40. However, the non-linear transition switching unit 40 is configured by a simple switch, and the output results of both tables are simply used. The configuration may be simplified by switching between.
[0034]
(4) Further, in the non-linear transition switching unit 40, further fine adjustment can be performed by adjusting the output signals of the tables 41 and 42 independently. An example is shown in FIG. In the figure, a
[0035]
Similarly, the
[0036]
Further, the control signals R_cont supplied to the
[0037]
(5) In the actual behavior of the bow and string, the point at which the transition from the static friction state to the dynamic friction state does not necessarily coincide with the point at which the transition from the dynamic friction state to the static friction state, and hysteresis as shown in FIG. Has characteristics. In order to simulate such behavior, positive feedback may be applied to the input terminals of the tables 41 and 42 and the
[0038]
FIG. 6 shows an example in which such positive feedback is performed. In the figure, 56 is a multiplier, which multiplies the output signal of the nonlinear transition switching unit 40 by a predetermined feedback constant PFB. An
[0039]
(6) In FIG. 6, the positions of the multiplier 56 and the
[0040]
(7) In the above embodiment, the
[0041]
(8) In the above embodiment, fluctuations are given by multiplying the output signals of the fluctuation
[0042]
(9) In the above embodiment, the speed signal RETURN is used as the signal LOOP_SIG1 supplied to the
[0043]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the characteristic control signal is generated based on the waveform signal and the performance operation signal, and the conversion characteristic between the coupling signal and the excitation signal is set based on the characteristic control signal. In addition, it is possible to obtain a new tone that cannot be obtained with an actual bowed instrument or a conventional physical model sound source.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of an embodiment.
FIG. 2 is a detailed block diagram of an
FIG. 3 is a detailed block diagram of an
4 is an input / output characteristic diagram of a
FIG. 5 is a friction characteristic diagram in a modified example of the
FIG. 6 is a block diagram of a modification of the
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記閉ループ回路から波形信号を取り出し、この取り出した波形信号と演奏操作信号とに基づいて結合信号を生成する結合信号生成手段と、
該結合信号を励振信号に変換して前記閉ループ回路に与える励振手段と、
前記閉ループ回路から取り出した波形信号および前記励振信号に基づいて得られた値を積分して特性制御信号を生成する特性制御信号生成手段と、
この特性制御信号に基づいて、前記励振手段における前記結合信号と前記励振信号との変換特性を設定する変換特性設定手段と
を有することを特徴とする楽音合成装置。A closed loop circuit including delay means and circulating the waveform signal through the delay means;
Combined signal generation means for extracting a waveform signal from the closed loop circuit and generating a combined signal based on the extracted waveform signal and the performance operation signal;
Excitation means for converting the combined signal into an excitation signal and providing it to the closed loop circuit;
A characteristic control signal generating means for generating a characteristic control signal by integrating a value obtained based on the waveform signal extracted from the closed loop circuit and the excitation signal ;
A musical tone synthesizer comprising: conversion characteristic setting means for setting a conversion characteristic between the combined signal and the excitation signal in the excitation means based on the characteristic control signal.
演奏操作信号と前記遅延過程において遅延された波形信号とに基づいて結合信号を生成する結合信号生成過程と、
該結合信号を励振信号に変換し、この励振信号を用いて前記遅延過程の対象となる波形信号を合成する合成過程と、
前記遅延過程において遅延された波形信号および前記励振信号に基づいて得られた値を積分して特性制御信号を生成する特性制御信号生成過程と、
この特性制御信号に基づいて、前記合成過程における前記結合信号と前記励振信号との変換特性を設定する変換特性設定過程と
を有することを特徴とする楽音合成方法。A delay process for delaying the waveform signal;
A combined signal generating process for generating a combined signal based on the performance operation signal and the waveform signal delayed in the delay process;
Converting the combined signal into an excitation signal and using the excitation signal to synthesize a waveform signal to be subjected to the delay process;
A characteristic control signal generation process for generating a characteristic control signal by integrating the waveform signal delayed in the delay process and a value obtained based on the excitation signal ;
A musical tone synthesis method comprising a conversion characteristic setting step of setting a conversion characteristic between the combined signal and the excitation signal in the synthesis step based on the characteristic control signal.
前記波形信号と前記励振信号とに基づいて得られた値を積分した結果が大となるほど前記励振信号の振幅を小とする特性制御信号を生成する振幅制御過程
から成ることを特徴とする請求項2記載の楽音合成方法。 Before SL characteristic control signal generation process,
In that it consists of the waveform signal and the excitation signal and amplitude control over degree <br/> result obtained by integrating the value obtained for generating a characteristic control signal and a small amplitude of Daito indeed the excitation signal on the basis of 3. A musical sound synthesis method according to claim 2, wherein
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