JP3879681B2

JP3879681B2 - Music signal generator

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Publication number: JP3879681B2
Application number: JP2003059770A
Authority: JP
Inventors: 隆宏川嶋
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 2002-05-20
Filing date: 2003-03-06
Publication date: 2007-02-14
Anticipated expiration: 2023-03-06
Also published as: CN1460990A; TW200405265A; KR20030090526A; CN100411010C; HK1058721A1; KR100574808B1; CN2651890Y; JP2004046077A; TWI233089B

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、携帯端末装置等に用いて好適な簡易型の楽音信号生成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、電子式の楽音信号生成装置は、楽音信号を生成する発音子と、発音子において生成された楽音信号にトレモロ、ビブラート等の効果を付与して音色を微妙に変化させる音色モジュールとから構成されている。また、近年の楽音信号生成装置は、複数の発音子を有しており、同時に複数の楽音信号を形成できるようになっている。
【０００３】
ところで、複数の発音子を有する楽音信号生成装置においては、図８に示すように、各発音子に対応してそれぞれ音色モジュールを設けることが、各発音チャンネルにおいて多彩な楽音を形成する上で好ましい。しかしながら、このように各発音子対応で音色モジュールを設けることは、最近のように発音チャンネルが増大傾向にある状況においては、コストアップにつながり、特に、低価格が要求される携帯電話機等の楽音信号生成装置としては好ましくない。
【０００４】
これに対し、図９に示すように、複数の発音子に対し１つの音色モジュールを設けることもかつては行われていた。しかしながら、このような構成では、各楽音信号に対し共通の効果しか付与できず、発生楽音が単調になる欠点があった。
従来の技術として、特許文献１に記載される「楽音データ処理装置」が知られている。この装置は、各チャンネルの再生データに対し、選択的にエフェクトを付加することができるようになっている。しかしながら、この特許文献１に記載の装置は、１つの楽音合成方式（具体的にはＷＴ方式）にしか対応しておらず、複数の楽音形成方式によって楽音データを生成する装置に適用することはできない。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−１２２６５０号公報（第４−５頁、図３）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、比較的安価に構成することができ、しかも、複数の楽音信号に多彩な効果を付与することができ、さらに、複数の楽音合成方式の装置にも適用することができる楽音信号生成装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記の課題を解決すべくなされたもので、請求項１に記載の発明は、第１の楽音合成方式に基づき楽音を合成する少なくとも１つの発音子と、前記第１の楽音合成方式とは異なる第２の楽音合成方式に基づき楽音を合成する少なくとも１つの発音子とを含み、各々が独立した楽音信号を生成する複数の発音子と、前記第１の楽音合成方式に基づき楽音を合成する発音子と前記第２の楽音合成方式に基づき楽音を合成する発音子の双方を含む前記複数の発音子の少なくとも一部によって生成される楽音信号にピッチ変調、振幅変調の少なくとも１つの処理を施すための音色付加モジュールと、前記音色付加モジュールを前記複数の発音子の各々に作用させるか否かを切り換える複数の切換手段とを具備することを特徴とする楽音信号生成装置である。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、第１の楽音合成方式に基づき楽音を合成する少なくとも１つの発音子と、前記第１の楽音合成方式とは異なる第２の楽音合成方式に基づき楽音を合成する少なくとも１つの発音子とを含み、各々が独立した楽音信号を生成する複数の発音子と、前記第１の楽音合成方式に基づき楽音を合成する発音子と前記第２の楽音合成方式に基づき楽音を合成する発音子の双方を含む前記複数の発音子の少なくとも一部から出力される楽音信号に音色変調の処理を施すための音色変更手段と、前記複数の発音子の各々の出力を前記音色変更手段へ供給するか否かを切り換える切換手段とを具備することを特徴とする楽音信号生成装置である。
請求項３に記載の発明は、第１の楽音合成方式に基づき楽音を合成する少なくとも１つの発音子と、前記第１の楽音合成方式とは異なる第２の楽音合成方式に基づき楽音を合成する少なくとも１つの発音子とを含み、各々が独立した楽音信号を生成する複数の発音子と、前記第１の楽音合成方式に基づき楽音を合成する発音子と前記第２の楽音合成方式に基づき楽音を合成する発音子の双方を含む前記複数の発音子の少なくとも一部によって生成される楽音信号にピッチ変調、振幅変調の少なくとも１つの処理を施すための音色付加モジュールと、前記音色付加モジュールの出力を前記複数の発音子の各々に作用させるか否かを切り換える第１の切換手段と、前記複数の発音子の少なくとも一部から出力される楽音信号に音色変調の処理を施すための音色変更手段と、前記複数の発音子の各々の出力を前記音色変更手段へ供給するか否かを切り換える第２の切換手段とを具備することを特徴とする楽音信号生成装置である。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項１または請求項３に記載の楽音信号生成装置において、外部から供給される切換情報およびパラメータを受け、前記パラメータを前記音色付加モジュールに設定し、前記切換情報に基づいて前記切換手段の切り換えを行う制御手段を具備することを特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項２または請求項３に記載の楽音信号生成装置において、外部から供給される切換情報およびパラメータを受け、前記パラメータを前記音色変更手段に設定し、前記切換情報に基づいて前記切換手段の切り換えを行う制御手段を具備することを特徴とする。
請求項６に記載の発明は、請求項１または請求項３に記載の楽音信号生成装置において、楽音データおよび時間データを含む楽曲データが記憶された記憶部と、前記記憶部内の楽曲データを読み出し、前記時間データに従って前記楽音データを順次出力するシーケンサと、前記シーケンサから出力された楽音データを解釈し、その結果に従って前記発音子の楽音割当、前記音色付加モジュールのパラメータ設定および前記切換手段の切り換え処理を行う手段とを具備することを特徴とする。
【００１２】
請求項７に記載の発明は、第１の楽音合成方式に基づき楽音を合成する少なくとも１つの発音子と、前記第１の楽音合成方式とは異なる第２の楽音合成方式に基づき楽音を合成する少なくとも１つの発音子とを含み、各々が独立した楽音信号を生成する複数の発音子と、前記第１の楽音合成方式に基づき楽音を合成する発音子と前記第２の楽音合成方式に基づき楽音を合成する発音子の双方を含む前記複数の発音子の少なくとも一部から出力される楽音信号に音色変調の処理を施すための音色変更手段と、前記複数の発音子の各々の出力を前記音色変更手段へ供給するか否かを切り換える切換手段と、前記複数の発音子の各出力のうち前記音色変更手段へ供給されていない出力と前記音色変更手段の出力とを合成して出力する合成手段とを具備することを特徴とする楽音信号生成装置である。
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の楽音信号生成装置において、前記音色変更手段は、入力される楽音信号にホワイトノイズをミックスするホワイトノイズミックス手段を具備することを特徴とする。
【００１３】
請求項９に記載の発明は、請求項７に記載の楽音信号生成装置において、前記音色変更手段は、入力される楽音信号の高周波成分を除去するローパスフィルタを具備することを特徴とする。
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の楽音信号生成装置において、前記ローパスフィルタのカットオフ周波数を時間の経過と共に変化させる時変動回路を具備することを特徴とする。
請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の楽音信号生成装置において、前記時変動回路は、前記カットオフ周波数を時間の経過と共にホワイトノイズに基づいて変化させることを特徴とする。
請求項１２に記載の発明は、請求項９〜請求項１１のいずれかの項に記載の楽音信号生成装置において、前記音色変更手段は、前記ローパスフィルタのカットオフ周波数付近の信号を強調するレゾナンス回路を具備することを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照し、この発明の実施の形態について説明する。図１はこの発明の第１の実施の形態による楽音信号生成装置の音源回路の構成を示すブロック図、また、図２は楽音信号生成装置の全体構成を示すブロック図である。図２において、符号１はＭＩＤＩ(Musical Instrument Digital Interface)規格によるキーボードであり、ユーザのキー操作に応じてＭＩＤＩ規格の楽音データ（以下、ＭＩＤＩデータという）を出力する。このキーボード１には、黒鍵および白鍵からなるキーボードと、ユーザが音色パラメータ等の各種のパラメータを設定するためのスイッチと、黒鍵および白鍵のオン／オフおよびパラメータ設定用スイッチのオン／オフを検出し、その検出結果に従ってＭＩＤＩデータを生成するＭＩＤＩデータ生成回路が設けられている。
【００１５】
２はＳＭＦ(Standard MIDI File)、ＳＭＡＦ等の規格による楽曲ファイルが記憶された記憶部、３はシーケンサである。このシーケンサ３は、記憶部２から楽曲ファイルを読み出して内部に一時記憶し、この一時記憶した楽曲ファイルがＳＭＦの場合には、楽曲ファイル中に含まれるＭＩＤＩデータを、同じく楽曲ファイル中に含まれる時間データに従って順次出力する。４は合成ｏｒ切換回路であり、切換スイッチに応じてキーボード１の出力とシーケンサ３の出力を合成し、または、一方の出力を選択して音源回路５へ出力する。
【００１６】
次に、音源回路５の詳細を図１に基づいて説明する。
図１において、７−１〜７−ｎは、図２に示す合成ｏｒ切換回路４から出力されるＭＩＤＩデータに基づいて楽音信号を生成する発音子である。これら発音子７−１〜７−ｎにおける楽音信号生成方式としては複数の方式が採られており、例えば、発音子７−１がＷＴ（波形テーブル）方式、発音子７−２〜７−（ｎ−１）がＦＭ方式、発音子７−ｎがＶＡ（物理モデル）方式によって楽音信号を生成するようになっている。
【００１７】
図３は発音子７−１（ＷＴ方式）の構成を示すブロック図である。この図において、９は鋸歯状に変化する位相データを、ピッチ情報および基本音色情報に基づいて形成するフェイズジェネレータ（ＰＧ）である。このＰＧ９は、所定のレートでピッチ情報を累算していき、累算値が基本音色情報で指定される値に達する度にリセットされる累算部分と、その累算値に対して基本音色情報で指定されるオフセット値を加算する加算部分とで構成される。合成回路１０は、ピッチ情報と図１のセレクタ１５−１を介して供給されるデータとを合成（例えば、加算）し、その結果をＰＧ９へ出力する。ＰＧ９の出力をＷＴ（波形テーブル）１１へ供給することにより、ＷＴ１１から楽音波形データ（ディジタルデータ）が読み出され、合成回路１２へ出力される。合成回路１２は、振幅エンベロープ（ＥＧ）発生回路１２ａから出力されるエンベロープデータと図１のセレクタ１６−１を介して供給されるデータとを合成（例えば加算）し、その合成結果とＷＴ１１から出力される楽音波形データとを合成（例えば乗算）する。すなわち、ＷＴ１１の出力楽音波形に振幅エンベロープ発生回路１２ａの出力によるエンベロープが付与され、さらに、セレクタ１６−１の出力データに基づく振幅変調が行われた楽音波形データが出力される。
【００１８】
このように、発音子７−１はＷＴ方式によって楽音波形を生成する回路であり、セレクタ１５−１の出力データによって楽音波形のピッチが変調され、また、セレクタ１６−１の出力データによって楽音波形の振幅が変調される。
同様に、発音子７−２もセレクタ１５−２の出力データによって楽音波形のピッチが変調され、また、セレクタ１６−２の出力データによって楽音波形の振幅が変調される。発音子７−３〜７−ｎも同様である。
【００１９】
次に、図１において、２０は音色付加モジュールとしてのピッチＬＦＯ(Low Frequency Oscillator)であり、ピッチ変調用の低周波の波形を発生し、合成回路２２へ出力する。波形の形状（正弦波、三角波、方形波）、周波数および振幅は後述するモジュールパラメータとして設定される。２１は音色付加モジュールとしてのピッチＥＧ（エンベロープジェネレータ）であり、ピッチ時変動用のエンベロープ信号を発生し、合成回路２２へ出力する。エンベロープ信号の場合には、初期値、目標値、変化レート等がモジュールパラメータとして設定される。ここで、ピッチＬＦＯ２０およびピッチＥＧ２１の各特性を設定するモジュールパラメータ（設定情報）は、合成ｏｒ切換回路４（図２）から出力されるＭＩＤＩデータのExclusive Messageに含まれている。また、上述したピッチＬＦＯ２０は、発音子７−１〜７−ｎで生成される楽音データにビブラート効果を付与することができる。
【００２０】
合成回路２２はピッチＬＦＯ２０の出力およびピッチＥＧ２１の出力を合成（例えば加算）し、セレクタ１５−１〜１５−ｎへ出力する。セレクタ１５−１〜１５−ｎは各々、合成ｏｒ切換回路４から出力されるＭＩＤＩデータのControl Change（またExclusive Message）に含まれるモジュールパッチ情報に応じて合成回路２２の出力または予め設定されている固定値の一方を選択し、発音子７−１〜７−ｎへ出力する。
【００２１】
２３は振幅ＬＦＯであり、振幅変調用の低周波の波形を発生し、セレクタ１６−１〜１６−ｎへ出力する。この振幅ＬＦＯ２３の各特性（波形形状、周波数および振幅）を設定する設定情報は、合成ｏｒ切換回路４から出力されるＭＩＤＩデータのExclusive Messageに、モジュールパラメータとして含まれている。この振幅ＬＦＯ２３によって、発音子７−１〜７−ｎで生成される楽音データにトレモロ効果を付与することができる。セレクタ１６−１〜１６−ｎは各々、合成ｏｒ切換回路４から出力されるＭＩＤＩデータのControl Change（またExclusive Message）に含まれるモジュールパッチ情報に応じて振幅ＬＦＯ２３の出力または予め設定されている固定値の一方を選択し、発音子７−１〜７−ｎへ出力する。
【００２２】
２５−１はセレクタであり、発音子７−１の出力をＭＩＤＩデータのControl Change（またExclusive Message）に含まれるモジュールパッチ情報に応じて合成回路２６または合成回路２７へ出力する。同様に、セレクタ２５−２は、発音子７−２の出力を切換信号に応じて合成回路２６または合成回路２７へ出力し、セレクタ２５−ｎは、発音子７−ｎの出力を切換信号に応じて合成回路２６または合成回路２７へ出力する。合成回路２６はセレクタ２５−１〜２５−ｎの出力を合成（例えば加算）し、時変動フィルタ２８へ出力する。
【００２３】
２９はフィルタＬＦＯであり、低周波の波形を発生し、合成回路３１へ出力する。３０はフィルタＥＧであり、フィルタ制御用のエンベロープ信号を発生し、合成回路３１へ出力する。これらのフィルタＬＦＯ２９、フィルタＥＧ３０の各特性を設定する設定情報は、ＭＩＤＩデータのExclusive Messageに含まれている。また、上記フィルタＬＦＯ２９は、発生楽音にワウワウ効果を付与することができる。また、フィルタＥＧ３０は、楽器の減衰していく音色をシミュレートしたり、あるいは、意図的に音色変化を付ける場合に用いることができる。
【００２４】
合成回路３１はフィルタＬＦＯ２９およびフィルタＥＧ３０の出力を合成（例えば加算）し、時変動フィルタ２８へ出力する。時変動フィルタ２８は合成回路２６から出力されるディジタル楽音データをフィルタリングすることによって高調波成分を変更し、これにより、音色を微妙に変更する回路であり、合成回路３１の出力によってフィルタ時定数が変動する。この時変動フィルタ２８の出力は合成回路２７へ印可される。
【００２５】
合成回路２７は、上述した時変動フィルタ２８の出力およびセレクタ２５−１〜２５−ｎの出力を合成（例えば加算）し、楽音データとして出力する。この合成回路２７の出力がアナログ信号に変換され、スピーカへ供給される。
【００２６】
このように、上述した音源回路５によれば、セレクタ１５−１〜１５−ｎ、１６−１〜１６−ｎによって、発音子７−１〜７−ｎの各発生楽音データにビブラート、トレモロ等の効果を付与したり、しなかったりを自由に選択することができる。また、セレクタ２５−１〜２５−ｎによって選択された発音子７の出力にのみ時変動フィルタ２８による音色変調をかけることができ、ワウワウ等の効果を付与することができる。
【００２７】
次に、上述した実施形態の動作を説明する。
（１）音源回路５の動作
図４は音源回路５の動作を説明するためのフローチャートである。合成ｏｒ切換回路４からＭＩＤＩデータが供給されると、音源回路５内に設けられた制御回路（図示略）がＭＩＤＩデータを解釈する（ステップＳａ１）。次に、そのＭＩＤＩデータがモジュール設定情報か否かを判断し（ステップＳａ２）、モジュール設定情報であった場合は、モジュールパラメータのセットを行う（ステップＳａ３）。すなわち、図１におけるピッチＬＦＯ２０、ピッチＥＧ２１、振幅ＬＦＯ２３、フィルタＬＦＯ２９、フィルタＥＧ３０にパラメータのセットを行う。また、モジュール設定情報でない場合はステップＳａ３をスキップしてステップＳａ４へ進む。
【００２８】
ステップＳａ４では、ＭＩＤＩデータがモジュールパッチ情報か否かを判断する。そして、モジュールパッチ情報であった場合は、その情報を制御回路内部に一時登録する（ステップＳａ５）。また、モジュールパッチ情報でなかった場合はステップＳａ５をスキップしてステップＳａ６へ進む。ステップＳａ６では、ＭＩＤＩデータがノートメッセージであるか否かが判断される。そして、ノートメッセージであった場合はステップＳａ７へ進む。ステップＳａ７では、まず、チャンネル割当処理（ＤＶＡ処理）、すなわち、ノートメッセージの発音を発音子７−１〜７−ｎのいずれかに割り当てる。次に、パッチ切替処理を行う。すなわち、ステップＳａ５において内部に登録しておいたモジュールパッチ情報に従ってセレクタ１５−１〜１５−ｎ、１６−１〜１６−ｎ、２５−１〜２５−ｎの切り替えを行う。なお、後述するように、ＤＶＡ処理後にパッチ切替を行う処理に代えて、予め音色モジュールを付加する発音子と付加しない発音子を固定的に決めておき、ステップＳａ７では、音色モジュールを付加するチャンネルについては、音色モジュールが接続された発音子に割り当てるようにしてもよい。
【００２９】
また、ステップＳａ６の判断結果が「ＮＯ」の場合は、その他のイベント処理を行う（ステップＳａ８）。次に、ステップＳａ９へ進み、楽曲終了か否かを判断し、判断結果が「ＮＯ」であった場合は再びステップＳａ１へ戻り、上記過程を繰り返す。また、ステップＳａ９の判断結果が「ＹＥＳ」の場合は処理を終了する。
【００３０】
（２）シーケンスデータ再生時の動作
図５は記憶部２（図２）内のシーケンサデータ（楽曲データ）を再生する際の動作を示すフローチャートである。シーケンサデータの再生を行う場合、ユーザは、まず操作スイッチによって楽曲の選択を行う（ステップＳｂ１）。楽曲の選択が行われると、記憶部２からシーケンサ３へシーケンサデータがロードされ、シーケンサ３においてフォーマット解釈が行われる（ステップＳｂ２）。次に、ユーザによって楽曲スタートが指示されると（ステップＳｂ３）、シーケンサ３における楽曲シーケンス制御動作がスタートする（ステップＳｂ４）。
【００３１】
以後、シーケンサ３はＭＩＤＩデータを、逐次、合成ｏｒ切換回路４を介して音源回路５へ送信する（ステップＳｂ５）。音源回路５はＭＩＤＩデータを受け、前述した処理によって楽音データの形成を行い（ステップＳｂ６）、楽曲終了まで上記ステップＳｂ５、ステップＳｂ６の処理が繰り返される。そして、楽曲の終了が判断されると（ステップＳｂ７）、シーケンサ終了処理が行われる（ステップＳｂ８）。
【００３２】
（３）リアルタイム演奏時の動作
図６はリアルタイム演奏時の動作を示すフローチャートである。リアルタイム演奏の場合、ユーザは、まず、キーボード１の設定スイッチによって各音色情報を設定する（ステップＳｃ１）。ここで、音色情報には音色の他にビブラート等の音色付加情報も含まれる。この設定スイッチによる設定が行われると、キーボード１のＭＩＤＩデータ生成回路がセレクタ設定用のモジュールパッチ情報およびピッチＬＦＯ２０、ピッチＥＧ２１、振幅ＬＦＯ２３、フィルタＬＦＯ２９、フィルタＥＧ３０のパラメータを生成し、合成ｏｒ切換回路４を介して音源回路５へ出力する（ステップＳｃ２）。これにより、音源回路５において、ピッチＬＦＯ２０等の設定およびセレクタ１５−１〜１５−ｎ、１６−１〜１６−ｎ、２５−１〜２５−ｎの切り換えが行われる。
【００３３】
次に、ユーザがキーボード１の白鍵および黒鍵によって演奏を行うと（ステップＳｃ３）、ＭＩＤＩデータ生成回路がＭＩＤＩデータを生成し、合成ｏｒ切換回路４を介して音源回路５へ送信する（ステップＳｃ４）。音源回路５は、ＭＩＤＩデータを受け、楽音データの生成を行う（ステップＳｃ５）。
なお、図２の構成において、シーケンサ３および音源回路５はソフトウエア構成／ハードウエア構成のいずれでもよい。
【００３４】
次に、この発明の第２の実施形態を図７を参照して説明する。図７は第２の実施形態における音源回路５ａの構成を示すブロック図である。この音源回路５ａは、ｍ個の発音子が設けられ、そのうちのｎ（ｎ＜ｍ）個の発音子の出力が合成回路３５へ印可される。合成回路３５はｎ個の発音子の出力を合成（例えば加算）して音色付加モジュール３６へ出力する。音色付加モジュール３６は合成回路３５の出力に音色付加を行って合成回路３７へ出力するもので、この例では、フィルタＬＦＯ、フィルタＥＧ、時変動フィルタである。なお、ピッチＬＦＯ、ピッチＥＧ、振幅ＬＦＯを発音子１〜ｎに固定的に作用させるように構成してもよい。
合成回路３７は音色付加モジュール３６の出力および合成回路３５に接続されていない発音子の出力を合成（例えば加算）し、楽音データとしてＡ／Ｄ変換器（図示略）へ出力する。
【００３５】
このように、上記実施形態においては、音色付加を行うことができる発音子が予め決められており、したがって、音色付加が必要な楽音を発音子１〜ｎに割り当て、音色付加が必要ない楽音を発音子（ｎ＋１）〜発音子ｍに割り当てる。この実施形態によれば、音色付加を行うことができる発音数は制限されるが、構成がシンプルになる。
なお、音色付加モジュールは、リバーブ、コーラス等の効果を付与するエフェクタであってもよいし、３Ｄサウンド処理回路であってもよい。
【００３６】
次に、この発明の第３の実施形態について説明する。図１０は第３の実施形態における音源回路５ｂの構成を示すブロック図である。この図において、符号５１、５２は各々図２に示す合成ｏｒ切換回路４から出力されるＭＩＤＩデータに基づいて楽音波形を生成する発音子であり、発音子５１はＷＴ方式によって楽音波形を生成し、発音子５２はＦＭ方式によって楽音信号を生成する。５３はセレクタであり、上記ＭＩＤＩデータに含まれるモジュールパッチ情報に応じて発音子５１または５２のいずれか一方の出力を選択して出力する。５４はセレクタ５３の出力に別の音色を付加する音色付加モジュールであり、ホワイトノイズを発生するホワイトノイズ発生器５６と、このホワイトノイズ発生器５６の出力レベル調整用の乗算器５７と、セレクタ５３の出力と乗算器５７の出力をミックスするミックス回路５８と、ミックス回路５８の出力の周波数特性を変化させる時変動ＬＰＦ（ローパスフィルタ）５９とから構成されている。
【００３７】
図１１は時変動ＬＰＦの構成を示すブロック図であり、この図において、符号５９ａはディジタルＬＰＦを構成し、５９ｂはこのＬＰＦ５９ａのカットオフ周波数を時間と共に変化させる時変動回路を構成している。ＬＰＦ５９ａにおいて、６１は入力端ＩＮの信号（ミックス回路５８の出力）と乗算器６２の出力を加算する加算器、６３は加算器６１の出力と遅延回路６４の出力とを加算する加算器、６５は加算器６３の出力に時変動回路５９ｂの出力（合成回路７５の出力）を乗算する乗算器、６６は遅延回路６７の出力から乗算器６５の出力を減算する減算器、６２は遅延回路６７の出力に定数を乗算する乗算器、６８は加算器６６の出力に時変動回路５９ｂの出力を乗算する乗算器、６９は乗算器６８の出力と遅延回路６４の出力を加算する加算器であり、この加算器６９の出力が次段へ出力される。
ここで、遅延回路６４、６７は共に、入力される信号をシステムクロックパルスの１周期遅延させて出力する回路である。また、乗算器６２へ供給される定数はＭＩＤＩデータのモジュール設定情報に含まれている。
【００３８】
次に、時変動回路５９ｂにおいて、７１はエンベロープジェネレータであり、音色制御用のエンベロープ信号を発生し出力する。７２は低周波信号発生器であり、低周波信号（図１２（ｂ）参照）を発生し、サンプルホールド回路７３およびセレクタ７４へ出力する。サンプルホールド回路７３は低周波信号発生器７２の立ち上がりのタイミングにおいてホワイトノイズ発生器５６の出力（図１２（ａ）参照）をサンプリングし、セレクタ７４へ出力する。セレクタ７４は、ＭＩＤＩデータに含まれるモジュールパッチ情報に基づいて低周波信号発生器７２の出力またはサンプルホールド回路７３の出力の一方を選択し合成回路７５へ出力する。合成回路７５はエンベロープジェネレータ７１の出力とセレクタ７４の出力を合成（例えば加算）して乗算器６５、６８へ出力する。
【００３９】
上述したＬＰＦ５９ａにおいて、乗算器６２を除く構成は公知のディジタルＬＰＦであり、乗算器６５、６８に加えられるデータ（合成回路７５の出力）に応じてカットオフ周波数が変化する。カットオフ周波数が低域側へ移動すると、比較的低い周波数の倍音を含め多くの倍音が削られることになり、音色が暗く、かつ、丸くなる。一方、カットオフ周波数が高域側へ移動すると、カットされる倍音が少なくなり、音色は明るくなる。但し、明るくなるといっても相対的に明るくなるだけであり本来の発音状態に戻ることを意味する。
【００４０】
図１１の回路は、時変動回路５９ｂにより乗算器６５、６８へ加えられるデータが変化することによって楽音信号の音色が種々変化する。この場合、セレクタ７４がサンプルホールド回路７３の出力を選択すると、ＬＰＦ５９ａのカットオフ周波数が低周波信号発生器７２の周期毎にランダムに変化する。
【００４１】
一方、乗算器６２はレゾナンスのために設けられている。レゾナンスとはカットオフ周波数付近の音を強調して音色を変える制御であり（図１３の曲線Ｌ参照）、元の音に対して特定の倍音を強調したり、新たな倍音を付加することができる。レゾナンスの効果は、カットオフ周波数の設定によって変化する。一般的には、レゾナンスをかけると、クセのある輪郭のはっきりした音になる。レゾナンスをかけた状態でカットオフ周波数の設定を変更すると、強調される倍音の周波数が移動するため、アナログベース等によく使われる「ミャーウ」という独特な効果を再現することができる。なお、レゾナンスをかけると、カットオフ周波数付近のレベルが持ち上げられる一方、カットオフ周波数より低い周波数についてはレベルが下がる（図１３参照）。
【００４２】
図１０に戻ると、上述した時変動ＬＰＦ５９の出力はセレクタ８１、８２へ供給される。セレクタ８１、８２は各々ＭＩＤＩデータに含まれるモジュールパッチ情報に応じて発音子５１（または５２）の出力または時変動ＬＰＦ５９の出力のいずれか一方を選択してミックス回路８３へ出力する。ミックス回路８３はセレクタ８１、８２の出力をミックスして出力する。
【００４３】
このように構成された音源回路５ｂにおいて、セレクタ５３の出力にミックス回路５８においてホワイトノイズ発生回路５６から出力されるホワイトノイズがミックスされる。この場合、乗算器５７によるホワイトノイズのミックス比率に応じて多様な音色制御が可能になる。また、ミックス回路５８の出力を時変動ＬＰＦ５９を通すことによってさらに多彩な音色変化が可能になる。また、この音源回路５ｂは、発音子５１、５２のいずれか一方の出力に音色付加モジュール５４による音色付加を行って他方の発音子の出力とミックスして出力することができるが、双方の発音子５１、５２の出力に音色付加を行わないことも、セレクタ８１、８２の選択によって可能である。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、音色付加モジュールの出力を選択的に発音子に作用させ、あるいは、発音子の出力を選択的に音色変更手段へ供給するようにしたので、楽音信号生成装置を比較的安価に構成することができ、しかも、複数の発生楽音信号に多彩な効果を付与することができる。したがって、特に、携帯端末装置等における楽音発生に用いて好適であり、また、リアルタイム演奏を行う楽器に用いても好適である。また、この発明によれば、複数の楽音合成方式の装置に適用することができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施形態による楽音信号生成装置の音源回路の構成を示すブロック図である。
【図２】この発明の第１の実施形態による楽音信号生成装置の構成を示すブロック図である。
【図３】図１における発音子７−１の構成を示すブロック図である。
【図４】図１に示す音源回路の動作を説明するためのフローチャートである。
【図５】図２に示す楽音信号生成装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図６】図２に示す楽音信号生成装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図７】この発明の第２の実施形態の構成を示すブロック図である。
【図８】従来の楽音信号生成装置の構成例を示すブロック図である。
【図９】従来の楽音信号生成装置の他の構成例を示すブロック図である。
【図１０】この発明の第３の実施形態の構成を示すブロック図である。
【図１１】図１０における時変動ＬＰＦ５９の構成を示すブロック図である。
【図１２】図１１におけるホワイトノイズ発生器５６および低周波信号発生器７２の各出力波形を示す波形図である。
【図１３】図１１における乗算器６２の動作を説明するための波形図である。
【符号の説明】
１…キーボード、２…記憶部、３…シーケンサ、５…音源回路、７−１〜７−ｎ…発音子、１５−１〜１５−ｎ、１６−１〜１６−ｎ、２５−１〜２５−ｎ…セレクタ、２０…ピッチＬＦＯ、２１…ピッチＥＧ、２３…振幅ＬＦＯ、２８…時変動フィルタ、２９…フィルタＬＦＯ、３０…フィルタＥＧ、３６…音色付加モジュール、５１、５２…発音子、５３…セレクタ、５４…音色付加モジュール、５６…ホワイトノイズ発生器、５７…乗算器、５８…ミックス回路、５９…時変動ＬＰＦ、５９ａ…ＬＰＦ、５９ｂ…時変動回路、６１、６３、６９…加算器、６６…減算器、６２、６５、６８…乗算器、６４、６７…遅延回路、７１…エンベロープジェネレータ、７２…低周波信号発生器、７３…サンプルホールド回路、７４…セレクタ、７５…合成回路。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a simple musical tone signal generator suitable for use in a mobile terminal device or the like.
[0002]
[Prior art]
As is well known, an electronic musical tone signal generator includes a sound generator that generates a musical sound signal, and a timbre module that subtly changes the timbre by adding tremolo and vibrato effects to the musical sound signal generated by the sound generator. It consists of and. Moreover, recent musical tone signal generation apparatuses have a plurality of sound generators, and can simultaneously form a plurality of musical tone signals.
[0003]
By the way, in a musical tone signal generating apparatus having a plurality of sound generators, it is preferable to provide a timbre module corresponding to each sound generator, as shown in FIG. 8, in order to form various musical sounds in each sound generation channel. . However, the provision of a timbre module corresponding to each sound generator in this way leads to an increase in cost in the situation where the number of sound generation channels tends to increase as in recent years, and in particular, a musical tone such as a mobile phone that requires a low price. It is not preferable as a signal generator.
[0004]
On the other hand, as shown in FIG. 9, one tone color module has been provided for a plurality of sound generators. However, such a configuration has a drawback that only a common effect can be imparted to each musical tone signal, and the generated musical tone becomes monotonous.
As a conventional technique, a “musical sound data processing apparatus” described in Patent Document 1 is known. This apparatus can selectively add an effect to the reproduction data of each channel. However, the apparatus described in Patent Document 1 is compatible with only one tone synthesis method (specifically, the WT method), and can be applied to an apparatus that generates tone data using a plurality of tone generation methods. Can not.
[0005]
[Patent Document 1]
JP 2000-122650 A (page 4-5, FIG. 3)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in consideration of such circumstances, and the object thereof can be configured at a relatively low cost, and can provide various effects to a plurality of musical sound signals. An object of the present invention is to provide a musical tone signal generating apparatus that can be applied to a plurality of musical tone synthesizing apparatuses.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and the invention according to claim 1 is characterized in that at least one sound generator for synthesizing a musical tone based on the first musical tone synthesizing method and the first musical tone synthesizing method. A plurality of sound generators, each of which generates an independent musical sound signal, including at least one sound generator that synthesizes musical sounds based on a second musical sound synthesis method different from Includes both a sound generator that synthesizes musical sounds based on the first musical sound synthesis method and a sound generator that synthesizes musical sounds based on the second musical sound synthesis method A musical tone signal generated by at least a part of the plurality of sound generators; At least one of pitch modulation and amplitude modulation And a plurality of switching means for switching whether or not to apply the timbre addition module to each of the plurality of sound generators. .
[0008]
According to a second aspect of the present invention, at least one sound generator that synthesizes a musical tone based on the first musical tone synthesis method and a musical tone that is synthesized based on a second musical tone synthesis method different from the first musical tone synthesis method. A plurality of sound generators each including at least one sound generator, each generating an independent musical tone signal; Includes both a sound generator that synthesizes musical sounds based on the first musical sound synthesis method and a sound generator that synthesizes musical sounds based on the second musical sound synthesis method A musical tone signal output from at least a part of the plurality of sound generators Tone modulation A musical tone signal generating apparatus comprising: a timbre changing means for performing the above processing; and a switching means for switching whether or not to supply the output of each of the plurality of sound generators to the timbre changing means. .
According to a third aspect of the present invention, at least one sound generator that synthesizes a musical tone based on the first musical tone synthesis method and a musical tone that is synthesized based on a second musical tone synthesis method different from the first musical tone synthesis method. A plurality of sound generators each including at least one sound generator, each generating an independent musical tone signal; Includes both a sound generator that synthesizes musical sounds based on the first musical sound synthesis method and a sound generator that synthesizes musical sounds based on the second musical sound synthesis method A musical tone signal generated by at least a part of the plurality of sound generators; At least one of pitch modulation and amplitude modulation A timbre addition module for performing the above processing, a first switching means for switching whether or not the output of the timbre addition module is applied to each of the plurality of sound generators, and at least a part of the plurality of sound generators To output musical sound signal Tone modulation A timbre changing means for performing the above processing, and a second switching means for switching whether or not the output of each of the plurality of sound generators is supplied to the timbre changing means. Device.
[0010]
The invention according to claim 4 , Contract 4. A musical tone signal generating apparatus according to claim 1, wherein switching information and parameters supplied from outside are received, the parameters are set in the tone color addition module, and switching of the switching means is performed based on the switching information. It is characterized by comprising control means for performing the above.
[0011]
Claim 5 The music signal generator according to claim 2 or 3 receives the switching information and parameters supplied from the outside, sets the parameters in the timbre changing means, and based on the switching information. Control means for switching the switching means.
Claim 6 The music signal generating device according to claim 1 or 3, wherein the music signal generating device according to claim 1 or 3 reads music data in the storage unit in which music data including music data and time data is stored, and the time A sequencer that sequentially outputs the musical tone data in accordance with the data, interprets the musical tone data output from the sequencer, and performs musical tone assignment of the sound generator, parameter setting of the tone color addition module, and switching processing of the switching means according to the result Means.
[0012]
Claim 7 According to the invention described in the above, at least one sound generator for synthesizing a musical tone based on the first musical tone synthesis method and at least one for synthesizing a musical tone based on a second musical tone synthesis method different from the first musical tone synthesis method. A plurality of sound generators each including a sound generator, each generating an independent music signal, a sound generator for synthesizing a musical sound based on the first musical sound synthesis method, and a musical sound based on the second musical sound synthesis method Tone change means for performing timbre modulation processing on a musical tone signal output from at least a part of the plurality of sound generators including both of the sound generators, and outputs of each of the plurality of sound generators to the tone color change means Switching means for switching whether to supply, and combining means for combining and outputting the output of the plurality of sound generators not supplied to the timbre changing means and the output of the timbre changing means To do A musical tone signal generating apparatus according to claim.
Claim 8 The invention described in claim 7 In the musical tone signal generating apparatus described in (1), the timbre changing means includes white noise mixing means for mixing white noise with an inputted musical tone signal.
[0013]
Claim 9 The invention described in claim 7 In the musical tone signal generating apparatus described in (1), the timbre changing means includes a low-pass filter for removing high frequency components of the inputted musical tone signal.
Claim 10 The invention described in claim 9 The musical tone signal generating apparatus according to claim 1, further comprising a time variation circuit that changes a cutoff frequency of the low-pass filter over time.
Claim 11 The invention described in claim 10 In the musical sound signal generating device described in (1), the time varying circuit changes the cutoff frequency based on white noise over time.
Claim 12 The invention described in claim 9 ~ Claim 11 In the musical tone signal generating apparatus according to any one of the above items, the timbre changing means includes a resonance circuit that emphasizes a signal in the vicinity of a cutoff frequency of the low-pass filter.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a tone generator circuit of a musical tone signal generating apparatus according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing an overall configuration of the musical tone signal generating apparatus. In FIG. 2, reference numeral 1 denotes a MIDI (Musical Instrument Digital Interface) standard keyboard, which outputs MIDI standard musical sound data (hereinafter referred to as MIDI data) in response to user key operations. The keyboard 1 includes a keyboard composed of a black key and a white key, a switch for the user to set various parameters such as a timbre parameter, on / off of a black key and a white key, and on / off of a parameter setting switch. A MIDI data generation circuit for detecting OFF and generating MIDI data according to the detection result is provided.
[0015]
Reference numeral 2 denotes a storage unit in which music files according to standards such as SMF (Standard MIDI File) and SMAF are stored, and 3 denotes a sequencer. The sequencer 3 reads the music file from the storage unit 2 and temporarily stores it inside. When the temporarily stored music file is SMF, the MIDI data included in the music file is also included in the music file. Output sequentially according to time data. Reference numeral 4 denotes a synthesizing or switching circuit which synthesizes the output of the keyboard 1 and the output of the sequencer 3 in accordance with the selector switch, or selects one of the outputs and outputs it to the tone generator circuit 5.
[0016]
Next, details of the tone generator circuit 5 will be described with reference to FIG.
In FIG. 1, reference numerals 7-1 to 7-n denote sound generators that generate musical tone signals based on MIDI data output from the synthesis or switching circuit 4 shown in FIG. A plurality of methods are employed as musical tone signal generation methods in the sound generators 7-1 to 7-n. For example, the sound generator 7-1 is a WT (waveform table) method, and the sound generators 7-2 to 7- ( A musical tone signal is generated by the n-1) FM method and the sound generator 7-n by the VA (physical model) method.
[0017]
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the sound generator 7-1 (WT method). In this figure, 9 is a phase generator (PG) that forms phase data that changes in a sawtooth shape based on pitch information and basic tone color information. This PG 9 accumulates pitch information at a predetermined rate, and resets each time the accumulated value reaches the value specified by the basic tone color information, and the basic tone color with respect to the accumulated value. And an addition part for adding an offset value specified by information. The synthesizing circuit 10 synthesizes (for example, adds) the pitch information and the data supplied via the selector 15-1 in FIG. 1, and outputs the result to PG9. By supplying the output of PG 9 to a WT (waveform table) 11, musical sound waveform data (digital data) is read from the WT 11 and output to the synthesis circuit 12. The synthesis circuit 12 synthesizes (for example, adds) the envelope data output from the amplitude envelope (EG) generation circuit 12a and the data supplied via the selector 16-1 in FIG. The musical tone waveform data to be synthesized is synthesized (for example, multiplied). That is, the output sound waveform of the WT 11 is added with the envelope generated by the output of the amplitude envelope generation circuit 12a, and the musical sound waveform data subjected to amplitude modulation based on the output data of the selector 16-1 is output.
[0018]
As described above, the tone generator 7-1 is a circuit that generates a musical sound waveform by the WT method, and the pitch of the musical sound waveform is modulated by the output data of the selector 15-1, and the musical sound waveform is generated by the output data of the selector 16-1. Is modulated.
Similarly, the tone generator 7-2 also modulates the tone waveform pitch by the output data of the selector 15-2, and modulates the tone waveform amplitude by the output data of the selector 16-2. The same applies to the sound generators 7-3 to 7-n.
[0019]
Next, in FIG. 1, reference numeral 20 denotes a pitch LFO (Low Frequency Oscillator) as a tone color addition module, which generates a low frequency waveform for pitch modulation and outputs it to the synthesis circuit 22. The shape of the waveform (sine wave, triangular wave, square wave), frequency and amplitude are set as module parameters to be described later. Reference numeral 21 denotes a pitch EG (envelope generator) as a timbre addition module, which generates an envelope signal for pitch variation and outputs it to the synthesis circuit 22. In the case of an envelope signal, an initial value, a target value, a change rate, etc. are set as module parameters. Here, the module parameters (setting information) for setting the characteristics of the pitch LFO 20 and the pitch EG 21 are included in the exclusive message of the MIDI data output from the synthesis or switching circuit 4 (FIG. 2). The pitch LFO 20 described above can add a vibrato effect to the musical tone data generated by the sound generators 7-1 to 7-n.
[0020]
The synthesizing circuit 22 synthesizes (for example, adds) the output of the pitch LFO 20 and the output of the pitch EG21 and outputs the resultant to the selectors 15-1 to 15-n. Each of the selectors 15-1 to 15-n is output from the synthesis circuit 22 or preset according to module patch information included in the Control Change (or Exclusive Message) of the MIDI data output from the synthesis or switching circuit 4. One of the fixed values is selected and output to the sound generators 7-1 to 7-n.
[0021]
An amplitude LFO 23 generates a low-frequency waveform for amplitude modulation and outputs it to the selectors 16-1 to 16-n. Setting information for setting each characteristic (waveform shape, frequency, and amplitude) of the amplitude LFO 23 is included as a module parameter in the exclusive message of the MIDI data output from the synthesis or switching circuit 4. With the amplitude LFO 23, a tremolo effect can be imparted to musical tone data generated by the sound generators 7-1 to 7-n. Each of the selectors 16-1 to 16-n outputs an amplitude LFO 23 or a preset fixed value according to module patch information included in a Control Change (or Exclusive Message) of MIDI data output from the synthesis or switching circuit 4. One of the values is selected and output to the sound generators 7-1 to 7-n.
[0022]
A selector 25-1 outputs the output of the sound generator 7-1 to the synthesis circuit 26 or the synthesis circuit 27 in accordance with the module patch information included in the MIDI Data Control Change (or Exclusive Message). Similarly, the selector 25-2 outputs the output of the tone generator 7-2 to the synthesis circuit 26 or the synthesis circuit 27 in accordance with the switching signal, and the selector 25-n uses the output of the tone generator 7-n as the switching signal. In response, the data is output to the synthesis circuit 26 or the synthesis circuit 27. The synthesizing circuit 26 synthesizes (for example, adds) the outputs of the selectors 25-1 to 25 -n and outputs the resultant to the time variation filter 28.
[0023]
Reference numeral 29 denotes a filter LFO, which generates a low-frequency waveform and outputs it to the synthesis circuit 31. Reference numeral 30 denotes a filter EG that generates an envelope signal for filter control and outputs the envelope signal to the synthesis circuit 31. Setting information for setting the characteristics of the filter LFO29 and the filter EG30 is included in the exclusive message of the MIDI data. The filter LFO 29 can give a wah-wah effect to the generated musical sound. The filter EG30 can be used for simulating the timbre of the musical instrument that attenuates, or for intentionally changing the timbre.
[0024]
The synthesizing circuit 31 synthesizes (for example, adds) the outputs of the filter LFO 29 and the filter EG 30 and outputs the resultant to the time variation filter 28. The time variation filter 28 is a circuit that changes the harmonic component by filtering the digital musical tone data output from the synthesis circuit 26, and thereby changes the timbre, and the filter time constant is determined by the output of the synthesis circuit 31. fluctuate. At this time, the output of the fluctuation filter 28 is applied to the synthesis circuit 27.
[0025]
The synthesizing circuit 27 synthesizes (for example, adds) the output of the time variation filter 28 and the outputs of the selectors 25-1 to 25-n, and outputs the result as musical sound data. The output of the synthesis circuit 27 is converted into an analog signal and supplied to the speaker.
[0026]
Thus, according to the tone generator circuit 5 described above, vibrato, tremolo, etc. are generated by the selectors 15-1 to 15-n and 16-1 to 16-n to the musical tone data generated by the sound generators 7-1 to 7-n. It is possible to freely select whether to give or not. Further, only the output of the sound generator 7 selected by the selectors 25-1 to 25-n can be subjected to timbre modulation by the time varying filter 28, and an effect such as wah wah can be imparted.
[0027]
Next, the operation of the above-described embodiment will be described.
(1) Operation of sound source circuit 5
FIG. 4 is a flowchart for explaining the operation of the tone generator circuit 5. When MIDI data is supplied from the synthesis or switching circuit 4, a control circuit (not shown) provided in the tone generator circuit 5 interprets the MIDI data (step Sa1). Next, it is determined whether or not the MIDI data is module setting information (step Sa2). If the MIDI data is module setting information, a module parameter is set (step Sa3). That is, parameters are set in the pitch LFO20, pitch EG21, amplitude LFO23, filter LFO29, and filter EG30 in FIG. If it is not module setting information, the process skips step Sa3 and proceeds to step Sa4.
[0028]
In step Sa4, it is determined whether or not the MIDI data is module patch information. If it is module patch information, the information is temporarily registered in the control circuit (step Sa5). If it is not module patch information, the process skips step Sa5 and proceeds to step Sa6. In step Sa6, it is determined whether the MIDI data is a note message. If it is a note message, the process proceeds to step Sa7. In step Sa7, first, channel assignment processing (DVA processing), that is, the pronunciation of a note message is assigned to one of the sound generators 7-1 to 7-n. Next, patch switching processing is performed. That is, the selectors 15-1 to 15-n, 16-1 to 16-n, and 25-1 to 25-n are switched according to the module patch information registered in step Sa5. As will be described later, instead of the process of switching patches after the DVA process, the sound generator to which the timbre module is added and the sound generator to which the timbre module is not added are determined in advance, and in step Sa7, the channel to which the timbre module is added. May be assigned to the sound generator to which the timbre module is connected.
[0029]
If the determination result in step Sa6 is “NO”, other event processing is performed (step Sa8). Next, the process proceeds to step Sa9, where it is determined whether or not the music is finished. If the determination result is "NO", the process returns to step Sa1 again and the above process is repeated. If the determination result at step Sa9 is “YES”, the process ends.
[0030]
(2) Operation during sequence data playback
FIG. 5 is a flowchart showing an operation when reproducing sequencer data (music data) in the storage unit 2 (FIG. 2). When reproducing sequencer data, the user first selects a music piece with an operation switch (step Sb1). When the music is selected, sequencer data is loaded from the storage unit 2 to the sequencer 3, and format interpretation is performed in the sequencer 3 (step Sb2). Next, when the user gives an instruction to start music (step Sb3), the music sequence control operation in the sequencer 3 starts (step Sb4).
[0031]
Thereafter, the sequencer 3 sequentially transmits the MIDI data to the tone generator circuit 5 via the synthesis or switching circuit 4 (step Sb5). The tone generator circuit 5 receives the MIDI data, forms musical tone data by the above-described processing (step Sb6), and repeats the processing of steps Sb5 and Sb6 until the end of the music. When the end of the music is determined (step Sb7), sequencer end processing is performed (step Sb8).
[0032]
(3) Real-time performance
FIG. 6 is a flowchart showing the operation during real-time performance. In the case of real-time performance, the user first sets each timbre information with the setting switch of the keyboard 1 (step Sc1). Here, the timbre information includes timbre additional information such as vibrato in addition to the timbre. When the setting switch is used, the MIDI data generation circuit of the keyboard 1 generates module patch information for selector setting and parameters of the pitch LFO20, pitch EG21, amplitude LFO23, filter LFO29, and filter EG30, and the synthesis or switching circuit. 4 to the sound source circuit 5 (step Sc2). As a result, the tone generator circuit 5 sets the pitch LFO 20 and the like and switches the selectors 15-1 to 15-n, 16-1 to 16-n, and 25-1 to 25-n.
[0033]
Next, when the user performs with the white key and the black key of the keyboard 1 (step Sc3), the MIDI data generation circuit generates MIDI data and transmits it to the tone generator circuit 5 through the synthesis or switching circuit 4 (step S3). Sc4). The tone generator 5 receives the MIDI data and generates musical tone data (step Sc5).
In the configuration of FIG. 2, the sequencer 3 and the tone generator circuit 5 may have either a software configuration or a hardware configuration.
[0034]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the tone generator circuit 5a in the second embodiment. The tone generator circuit 5 a is provided with m sound generators, and outputs of n (n <m) sound generators among them are applied to the synthesis circuit 35. The synthesizing circuit 35 synthesizes (for example, adds) the outputs of the n sound generators and outputs the synthesized sound to the timbre adding module 36. The tone color addition module 36 performs tone color addition on the output of the synthesis circuit 35 and outputs the result to the synthesis circuit 37. In this example, the tone color addition module 36 is a filter LFO, a filter EG, and a time variation filter. Note that the pitch LFO, pitch EG, and amplitude LFO may be fixedly applied to the sound generators 1 to n.
The synthesizing circuit 37 synthesizes (for example, adds) the output of the tone color adding module 36 and the output of the sound generator not connected to the synthesizing circuit 35, and outputs the synthesized tone data to an A / D converter (not shown).
[0035]
As described above, in the above-described embodiment, the sound generators to which the timbre can be added are determined in advance. Therefore, the musical sounds that need to be added with the timbre are assigned to the sound generators 1 to n, and the musical sounds that do not need the timbre are added. Assign to sound generator (n + 1) to sound m. According to this embodiment, the number of pronunciations to which timbre addition can be performed is limited, but the configuration becomes simple.
Note that the tone color addition module may be an effector that provides effects such as reverb or chorus, or may be a 3D sound processing circuit.
[0036]
Next explained is the third embodiment of the invention. FIG. 10 is a block diagram showing the configuration of the tone generator circuit 5b in the third embodiment. In this figure, reference numerals 51 and 52 each denote a sound generator that generates a musical sound waveform based on MIDI data output from the synthesis or switching circuit 4 shown in FIG. 2, and the sound generator 51 generates a musical sound waveform by the WT method. The sound generator 52 generates a tone signal by the FM method. A selector 53 selects and outputs one of the sound generators 51 or 52 according to the module patch information included in the MIDI data. A tone color adding module 54 adds another tone color to the output of the selector 53, a white noise generator 56 for generating white noise, a multiplier 57 for adjusting the output level of the white noise generator 56, and the selector 53. Are mixed with the output of the multiplier 57 and a time-varying LPF (low-pass filter) 59 for changing the frequency characteristics of the output of the mix circuit 58.
[0037]
FIG. 11 is a block diagram showing the configuration of the time-varying LPF. In this figure, reference numeral 59a constitutes a digital LPF, and 59b constitutes a time-varying circuit that changes the cutoff frequency of the LPF 59a with time. In the LPF 59a, 61 is an adder for adding the signal of the input terminal IN (output of the mix circuit 58) and the output of the multiplier 62, 63 is an adder for adding the output of the adder 61 and the output of the delay circuit 64, 65 Is a multiplier that multiplies the output of the adder 63 by the output of the time varying circuit 59b (the output of the synthesis circuit 75), 66 is a subtractor that subtracts the output of the multiplier 65 from the output of the delay circuit 67, and 62 is a delay circuit 67. 68 is a multiplier that multiplies the output of the adder 66 by the output of the time varying circuit 59b, and 69 is an adder that adds the output of the multiplier 68 and the output of the delay circuit 64. The output of the adder 69 is output to the next stage.
Here, the delay circuits 64 and 67 are both circuits that delay the input signal by one cycle of the system clock pulse. The constant supplied to the multiplier 62 is included in the module setting information of MIDI data.
[0038]
Next, in the time variation circuit 59b, 71 is an envelope generator, which generates and outputs an envelope signal for tone color control. Reference numeral 72 denotes a low frequency signal generator which generates a low frequency signal (see FIG. 12B) and outputs it to the sample hold circuit 73 and the selector 74. The sample hold circuit 73 samples the output of the white noise generator 56 (see FIG. 12A) at the rising timing of the low frequency signal generator 72 and outputs it to the selector 74. The selector 74 selects one of the output of the low frequency signal generator 72 or the output of the sample hold circuit 73 based on the module patch information included in the MIDI data and outputs the selected one to the synthesis circuit 75. The synthesis circuit 75 synthesizes (for example, adds) the output of the envelope generator 71 and the output of the selector 74 and outputs the result to the multipliers 65 and 68.
[0039]
In the LPF 59a described above, the configuration excluding the multiplier 62 is a known digital LPF, and the cut-off frequency changes according to data (output of the synthesis circuit 75) applied to the multipliers 65 and 68. When the cut-off frequency moves to the low frequency side, many overtones including overtones of a relatively low frequency are cut off, and the timbre becomes dark and rounded. On the other hand, when the cutoff frequency moves to the high frequency side, the number of overtones to be cut is reduced, and the timbre becomes brighter. However, even if it becomes brighter, it only means that it becomes relatively brighter, and it means that it returns to the original sounding state.
[0040]
In the circuit of FIG. 11, the tone color of the musical tone signal changes variously as the data applied to the multipliers 65 and 68 by the time varying circuit 59b changes. In this case, when the selector 74 selects the output of the sample and hold circuit 73, the cut-off frequency of the LPF 59 a changes at random for each cycle of the low frequency signal generator 72.
[0041]
On the other hand, the multiplier 62 is provided for resonance. Resonance is control that changes the timbre by emphasizing the sound near the cutoff frequency (see curve L in FIG. 13), and emphasizes a specific overtone or adds a new overtone to the original sound. it can. The effect of resonance varies depending on the setting of the cutoff frequency. In general, when resonance is applied, the sound has a distinct and distinct outline. If you change the cutoff frequency setting while applying resonance, the frequency of the overtone to be emphasized will move, so you can reproduce the unique effect of “myau” that is often used for analog basses. When resonance is applied, the level near the cutoff frequency is raised, while the level is lowered for frequencies lower than the cutoff frequency (see FIG. 13).
[0042]
Returning to FIG. 10, the output of the time-varying LPF 59 described above is supplied to the selectors 81 and 82. Each of the selectors 81 and 82 selects either the output of the sound generator 51 (or 52) or the output of the time varying LPF 59 according to the module patch information included in the MIDI data, and outputs the selected one to the mix circuit 83. The mix circuit 83 mixes and outputs the outputs of the selectors 81 and 82.
[0043]
In the sound source circuit 5b configured as described above, the white noise output from the white noise generation circuit 56 is mixed in the mixing circuit 58 with the output of the selector 53. In this case, various tone colors can be controlled according to the white noise mix ratio by the multiplier 57. Further, various timbre changes can be made by passing the output of the mix circuit 58 through the time-varying LPF 59. The tone generator circuit 5b can add a timbre to the output of one of the sound generators 51 and 52 by the timbre adding module 54 and mix it with the output of the other sound generator. It is possible not to add a tone color to the outputs of the children 51 and 52 by selecting the selectors 81 and 82.
[0044]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the output of the tone color addition module is selectively applied to the sound generator, or the output of the sound generator is selectively supplied to the sound color changing means. The generating device can be configured relatively inexpensively, and various effects can be imparted to a plurality of generated musical sound signals. Therefore, it is particularly suitable for generating musical sounds in portable terminal devices and the like, and also suitable for musical instruments that perform real-time performances. In addition, according to the present invention, there is an advantage that it can be applied to a plurality of musical tone synthesizing apparatuses.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a tone generator circuit of a musical tone signal generating device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a musical tone signal generating apparatus according to the first embodiment of the present invention.
3 is a block diagram showing a configuration of a sound generator 7-1 in FIG. 1. FIG.
4 is a flowchart for explaining the operation of the tone generator circuit shown in FIG. 1; FIG.
FIG. 5 is a flowchart for explaining the operation of the musical sound signal generating device shown in FIG. 2;
6 is a flowchart for explaining the operation of the musical sound signal generating device shown in FIG. 2;
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration example of a conventional musical tone signal generation device.
FIG. 9 is a block diagram showing another configuration example of a conventional musical sound signal generating device.
FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of a third embodiment of the present invention.
11 is a block diagram showing a configuration of a time-varying LPF 59 in FIG.
12 is a waveform diagram showing output waveforms of the white noise generator 56 and the low frequency signal generator 72 in FIG.
13 is a waveform chart for explaining the operation of the multiplier 62 in FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Keyboard, 2 ... Memory | storage part, 3 ... Sequencer, 5 ... Sound source circuit, 7-1 to 7-n ... Sound generator, 15-1 to 15-n, 16-1 to 16-n, 25-1 to 25 -N ... selector, 20 ... pitch LFO, 21 ... pitch EG, 23 ... amplitude LFO, 28 ... time-varying filter, 29 ... filter LFO, 30 ... filter EG, 36 ... tone color addition module, 51, 52 ... sound generator, 53 ... Selector, 54 ... Tone addition module, 56 ... White noise generator, 57 ... Multiplier, 58 ... Mix circuit, 59 ... Time varying LPF, 59a ... LPF, 59b ... Time varying circuit, 61, 63, 69 ... Adder , 66 ... subtractor, 62, 65, 68 ... multiplier, 64, 67 ... delay circuit, 71 ... envelope generator, 72 ... low frequency signal generator, 73 ... sample and hold circuit, 74 ... selector, 5 ... synthetic circuit.

Claims

Including at least one sounder for synthesizing a musical sound based on a first musical sound synthesis method and at least one sounder for synthesizing a musical sound based on a second musical sound synthesis method different from the first musical sound synthesis method; A plurality of sound generators, each generating an independent musical signal,
A musical tone signal generated by at least a part of the plurality of sound generators including both a sound generator that synthesizes musical sounds based on the first musical sound synthesis method and a sound generator that synthesizes musical sounds based on the second musical sound synthesis method. A tone color addition module for performing at least one processing of pitch modulation and amplitude modulation on
A plurality of switching means for switching whether or not the timbre addition module acts on each of the plurality of sound generators;
A musical sound signal generating apparatus comprising:

Including at least one sounder for synthesizing a musical sound based on a first musical sound synthesis method and at least one sounder for synthesizing a musical sound based on a second musical sound synthesis method different from the first musical sound synthesis method; A plurality of sound generators, each generating an independent musical signal,
Musical sound signals output from at least some of the plurality of sounders including both a sounder that synthesizes musical sounds based on the first musical sound synthesis method and a sounder that synthesizes musical sounds based on the second musical sound synthesis method. Timbre changing means for performing timbre modulation processing on
Switching means for switching whether or not to supply the output of each of the plurality of sound generators to the timbre changing means;
A musical sound signal generating apparatus comprising:

Including at least one sounder for synthesizing a musical sound based on a first musical sound synthesis method and at least one sounder for synthesizing a musical sound based on a second musical sound synthesis method different from the first musical sound synthesis method; A plurality of sound generators, each generating an independent musical signal,
A musical tone signal generated by at least a part of the plurality of sound generators including both a sound generator that synthesizes musical sounds based on the first musical sound synthesis method and a sound generator that synthesizes musical sounds based on the second musical sound synthesis method. A tone color addition module for performing at least one processing of pitch modulation and amplitude modulation on
First switching means for switching whether or not the output of the timbre addition module is applied to each of the plurality of sound generators;
Timbre changing means for performing timbre modulation processing on a musical tone signal output from at least a part of the plurality of sound generators;
Second switching means for switching whether or not to supply the output of each of the plurality of sound generators to the timbre changing means;
A musical sound signal generating apparatus comprising:

2. A control means for receiving switching information and parameters supplied from outside, setting the parameters in the tone color addition module, and switching the switching means based on the switching information. The musical tone signal generating apparatus according to claim 3.

3. A control means for receiving switching information and parameters supplied from the outside, setting the parameters in the timbre changing means, and switching the switching means based on the switching information. The musical tone signal generating apparatus according to claim 3.

A storage unit storing music data including musical sound data and time data;
A sequencer that reads out music data in the storage unit and sequentially outputs the musical sound data according to the time data;
Means for interpreting the musical tone data output from the sequencer, performing musical tone assignment of the sound generator, parameter setting of the timbre addition module and switching processing of the switching means according to the result;
The music signal generation device according to claim 1, further comprising:

Including at least one sounder for synthesizing a musical sound based on a first musical sound synthesis method and at least one sounder for synthesizing a musical sound based on a second musical sound synthesis method different from the first musical sound synthesis method; A plurality of sound generators, each generating an independent musical signal,
Musical sound signals output from at least some of the plurality of sounders including both a sounder that synthesizes musical sounds based on the first musical sound synthesis method and a sounder that synthesizes musical sounds based on the second musical sound synthesis method. Timbre changing means for performing timbre modulation processing on
Switching means for switching whether or not to supply the output of each of the plurality of sound generators to the timbre changing means;
A combining unit that combines and outputs an output that is not supplied to the timbre changing unit and an output of the timbre changing unit among outputs of the plurality of sound generators;
A musical sound signal generating apparatus comprising:

8. The musical tone signal generating apparatus according to claim 7 , wherein the timbre changing means comprises white noise mixing means for mixing white noise with an inputted musical tone signal.

8. The musical tone signal generating apparatus according to claim 7 , wherein the timbre changing means includes a low-pass filter that removes a high frequency component of the inputted musical tone signal.

10. The musical tone signal generating apparatus according to claim 9 , further comprising a time varying circuit that changes a cutoff frequency of the low-pass filter with time.

11. The musical tone signal generating apparatus according to claim 10 , wherein the time varying circuit changes the cut-off frequency based on white noise over time.

Said tone color changing means, the musical tone signal generating apparatus according to any one of claims 9 to claim 11, characterized by comprising emphasizing resonance circuit a signal around the cutoff frequency of the low pass filter.