JP5182484B2 - Music synthesizer and program - Google Patents

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Description

本発明は、管楽器の楽音を合成する技術に関する。   The present invention relates to a technique for synthesizing musical sounds of wind instruments.

楽器の発音の原理を模擬することで楽音を合成する物理モデル方式の楽音合成装置(物理モデル音源)が従来から提案されている。例えば、全体が自由に移動する剛体の空気弁としてリードをモデル化したうえでクラリネットの挙動を模擬する技術(非特許文献1)や、ひとつの端部が固定された長板状の振動体(片持ち梁)でリードをモデル化したうえでクラリネットの挙動を模擬する技術(非特許文献2)が提案されている。また、非特許文献3には、吹奏時における演奏者の唇の作用をリードの挙動に反映させる技術が開示されている。
R.T.Schumacher, "Ab Initio Calculations of the Oscillations of a Clarinet", ACUSTICA, 1981, Volume 48 No.2, p.75- p.85 S.D.Sommerfeldt, W.J.Strong, "Simulation of a player-clarinet system", Acoustical Society of America, 1988, 83(5), p.1908- p.1918 宮地勲・高澤嘉光, "クラリネットにおけるリードの振動解析",日本音響学会音楽音響研究会資料,MA00-17,p.3- p.10
2. Description of the Related Art Conventionally, a physical model type musical sound synthesizer (physical model sound source) that synthesizes musical sounds by simulating the principle of musical instrument pronunciation has been proposed. For example, a technology that simulates the behavior of the clarinet after modeling the reed as a rigid air valve that moves freely as a whole (Non-Patent Document 1), or a long-plate-like vibrating body with one end fixed ( A technique (Non-Patent Document 2) that simulates the behavior of a clarinet after modeling a lead with a cantilever beam) has been proposed. Non-Patent Document 3 discloses a technique for reflecting the action of the performer's lips at the time of playing in the behavior of the lead.
RTSchumacher, "Ab Initio Calculations of the Oscillations of a Clarinet", ACUSTICA, 1981, Volume 48 No.2, p.75-p.85 SDSommerfeldt, WJStrong, "Simulation of a player-clarinet system", Acoustical Society of America, 1988, 83 (5), p.1908- p.1918 Isao Miyaji and Yoshimitsu Takasawa, “Lead vibration analysis in clarinet”, Acoustical Society of Japan Acoustical Society, MA00-17, p.3- p.10

ところで、実際の管楽器のリードの弾性値(例えば曲げ剛性やバネ定数)は、唇からリードに作用する外力の強度やリードの長手方向における位置に応じて非線形に変化する。また、演奏者の唇の弾性値は、演奏者の歯やリードから作用する外力の強度や唇における位置に応じて非線形に変化する。しかし、非特許文献1から非特許文献3の何れにおいてもリードや唇における弾性値の非線形な変化は模擬されていない。したがって、リードの挙動は忠実に再現されず、実際の管楽器の楽音に充分に近い楽音を合成することは困難である。以上の事情を背景として、本発明は、管楽器のリードや演奏者の唇における弾性値の非線形な変化を反映した忠実な楽音を合成することを目的としている。   By the way, the elastic value (for example, bending rigidity and spring constant) of the lead of an actual wind instrument varies nonlinearly according to the strength of the external force acting on the lead from the lips and the position in the longitudinal direction of the lead. Further, the elastic value of the performer's lips varies nonlinearly according to the strength of the external force acting on the performer's teeth and leads and the position on the lips. However, none of Non-Patent Document 1 to Non-Patent Document 3 simulates a non-linear change in the elastic value of the lead or lips. Therefore, the behavior of the lead is not faithfully reproduced, and it is difficult to synthesize a musical tone that is sufficiently close to that of an actual wind instrument. In view of the above circumstances, an object of the present invention is to synthesize a faithful musical sound that reflects a non-linear change in the elasticity value of a wind instrument lead or a player's lips.

以上の課題を解決するために、本発明に係る楽音合成装置は、管楽器のリードにおける長手方向の位置(例えば図6の位置x)に対して非線形に変化するようにリードの各位置の弾性値(例えばバネ定数や曲げ剛性)を特定する第1特定手段(例えば図6の特定部22Bや図11の特定部22C)と、第1特定手段が特定した弾性値に応じた複数の変数に基づいて管楽器の楽音を合成する楽音合成手段(例えば図1の合成部14)とを具備する。以上の構成においては、楽音の合成に使用されるリードの弾性値がリードにおける長手方向の位置に応じて非線形に変化するように特定されるから、リードの弾性値が固定された構成と比較して、実際の管楽器の楽音を忠実に再現することが可能となる。 In order to solve the above problems, a musical tone synthesizing apparatus according to the present invention, the elasticity of the position of the lead so as to vary non-linearly with the position of the longitudinal direction of the wind instrument of the lead (e.g., a position x in Fig. 6) Based on a plurality of variables in accordance with the first specifying means (for example, the specifying part 22B in FIG. 6 and the specifying part 22C in FIG. 11) for specifying (for example, the spring constant and bending rigidity) and the elastic value specified by the first specifying means. Musical tone synthesizing means for synthesizing the musical tone of the wind instrument (for example, the synthesizing unit 14 in FIG. 1). In the above configuration, since the elasticity value of the lead used for synthesizing the musical tone is specified so as to change nonlinearly according to the position in the longitudinal direction of the lead, it is compared with the configuration in which the elasticity value of the lead is fixed. Thus, it is possible to faithfully reproduce the actual sound of a wind instrument.

本発明の具体的な態様において、第1入力値と第1特定手段が特定する弾性値との関係は実測値に基づいて設定される。以上の態様によれば、第1入力値と弾性値との関係が実測値に基づいて設定されるから、楽音合成手段が合成する楽音を現実の管楽器の楽音に近づけることが可能である。   In a specific aspect of the present invention, the relationship between the first input value and the elastic value specified by the first specifying means is set based on the actually measured value. According to the above aspect, since the relationship between the first input value and the elastic value is set based on the actually measured value, it is possible to bring the musical sound synthesized by the musical tone synthesizing means closer to the actual musical tone of a wind instrument.

本発明の好適な態様に係る楽音合成装置は、第1入力値と第1特定手段が特定する弾性値とについて設定された複数種の関係の何れかを選択する選択手段(例えば図13の選択部23)を具備し、第1特定手段は、選択手段が選択した関係において第1入力値に対応するリードの弾性値を特定する。以上の態様によれば、第1入力値と弾性値との関係が複数の候補のなかから選択されたうえで第1特定手段による弾性値の特定に使用されるから、第1入力値と弾性値との関係が固定された構成と比較して多様な楽音を合成することが可能である。   The musical tone synthesizer according to a preferred aspect of the present invention is a selection unit that selects one of a plurality of types of relationships set for the first input value and the elastic value specified by the first specifying unit (for example, the selection shown in FIG. 13). The first specifying means specifies the elasticity value of the lead corresponding to the first input value in the relationship selected by the selection means. According to the above aspect, since the relationship between the first input value and the elastic value is selected from among a plurality of candidates and used for specifying the elastic value by the first specifying means, the first input value and the elastic value are used. It is possible to synthesize a variety of musical sounds as compared with a configuration in which the relationship with values is fixed.

本発明の好適な態様に係る楽音合成装置は、第1入力値と第1特定手段が特定する弾性値との関係を利用者からの指示に応じて可変に制御する制御手段(例えば図14の制御部24)を具備する。以上の態様によれば、第1入力値と弾性値との関係が利用者からの指示に応じて可変に制御されるから、第1入力値と弾性値との関係が固定された構成と比較して、利用者の意図を反映させながら多様な楽音を合成することが可能である。   The musical tone synthesizer according to a preferred aspect of the present invention is a control means (for example, FIG. 14) that variably controls the relationship between the first input value and the elastic value specified by the first specifying means in accordance with an instruction from the user. A control unit 24). According to the above aspect, since the relationship between the first input value and the elasticity value is variably controlled in accordance with an instruction from the user, it is compared with the configuration in which the relationship between the first input value and the elasticity value is fixed. Thus, it is possible to synthesize various musical sounds while reflecting the user's intention.

本発明の好適な態様に係る楽音合成装置は、リードに接触する演奏者の唇における前記リードの長手方向の位置(例えば図6の位置x)に対して非線形に変化するように唇の各位置の弾性値(例えばバネ定数)を特定する第2特定手段(例えば図6の特定部22A)を具備し、楽音合成手段は、第1特定手段が特定したリードの弾性値と第2特定手段が特定した唇の弾性値とに応じた複数の変数に基づいて楽音を合成する。以上の態様によれば、リードにおける長手方向における唇の位置に応じて非線形に変化するように唇の弾性値可変に設定されるから、唇の弾性値が固定された構成と比較して、実際の管楽器の楽音を忠実に再現することが可能である。 Tone synthesis apparatus according to a preferred embodiment of the present invention, each position of the lips so as to vary non-linearly with longitudinal position of the lead in the player's lips in contact with the lead (e.g., a position x in Fig. 6) The second specifying means (for example, the specifying unit 22A in FIG. 6) for specifying the elastic value (for example, the spring constant) of the musical tone synthesizing means includes the lead elastic value specified by the first specifying means and the second specifying means. A musical tone is synthesized based on a plurality of variables according to the specified elasticity value of the lips. According to the above aspect, since the elasticity value of the lips is variably set so as to change nonlinearly according to the position of the lips in the longitudinal direction of the lead , compared to the configuration in which the elasticity value of the lips is fixed, It is possible to faithfully reproduce the actual sound of a wind instrument.

なお、第1特定手段について前述した各態様は第2特定手段についても同様に適用される。例えば、本発明の好適な態様において、第2入力値と第2特定手段が特定する弾性値との関係は実測値に基づいて設定される。また、第2入力値と第2特定手段が特定する弾性値とについて設定された複数種の関係の何れかを選択する選択手段を具備する楽音合成装置において、第2特定手段は、選択手段が選択した関係において第2入力値に対応するリードの弾性値を特定する。さらに、第2入力値と第2特定手段が特定する弾性値との関係を利用者からの指示に応じて可変に制御する制御手段を具備する構成も好適である。   Note that each aspect described above with respect to the first specifying means is similarly applied to the second specifying means. For example, in a preferred aspect of the present invention, the relationship between the second input value and the elastic value specified by the second specifying means is set based on the actually measured value. Further, in the musical sound synthesizer including a selection unit that selects any of a plurality of types of relationships set for the second input value and the elastic value specified by the second specification unit, the second specification unit includes: The elasticity value of the lead corresponding to the second input value in the selected relationship is specified. Furthermore, a configuration including a control unit that variably controls the relationship between the second input value and the elastic value specified by the second specifying unit according to an instruction from the user is also preferable.

本発明の好適な態様において、楽音合成手段は、吹奏時に唇に接触するリードの振動に応じて発音する管楽器の楽音を合成する手段であって、外力が唇に作用した平衡時におけるリードの挙動を表わす第1運動方程式(例えば図4における式A1)と平衡時における唇の挙動を表わす第2運動方程式(例えば図4における式A2)とを解くことで平衡時における唇の変位およびリードの変位を算定する第1演算手段と、第1演算手段による算定の結果を唇の変位およびリードの変位の初期値として唇とリードとの連成振動の運動方程式(例えば図4における式B)を解くことでリードの変位を算定する第2演算手段とを含み、第2演算手段が算定した変位に基づいて楽音を合成する。以上の構成においては、唇とリードとの連成振動の運動方程式に基づいてリードの変位が算定されるから、唇の挙動を反映しない運動方程式に基づいてリードの変位を算定する構成と比較してリードの挙動が正確に模擬される。したがって、実際の管楽器の楽音を忠実に再現することが可能となる。   In a preferred aspect of the present invention, the tone synthesis means is a means for synthesizing the tone of a wind instrument that is pronounced in response to the vibration of the lead that contacts the lips during playing, and the behavior of the lead at the time of equilibrium when an external force acts on the lips. Lip displacement and lead displacement at equilibrium by solving a first equation of motion (eg, equation A1 in FIG. 4) and a second equation of motion (eg, equation A2 in FIG. 4) representing lip behavior at equilibrium. The first calculation means for calculating the lip and the calculation result by the first calculation means are used as the initial values of the lip displacement and the lead displacement to solve the equation of motion of the lip-lead vibration (for example, the equation B in FIG. 4). Thus, a musical tone is synthesized based on the displacement calculated by the second calculation means. In the above configuration, the displacement of the lead is calculated based on the equation of motion of the coupled vibration between the lips and the lead. Compared with the configuration in which the displacement of the lead is calculated based on the equation of motion that does not reflect the behavior of the lips. Thus, the behavior of the lead is accurately simulated. Therefore, it is possible to faithfully reproduce the actual tone of a wind instrument.

本発明に係る楽音合成装置は、各処理に専用されるDSP(Digital Signal Processor)などのハードウェア(電子回路)によって実現されるほか、CPU(Central Processing Unit)などの汎用の演算処理装置とプログラムとの協働によっても実現される。本発明に係るプログラムは、管楽器のリードにおける長手方向の位置に対して非線形に変化するようにリードの各位置の弾性値を特定する第1特定処理と、第1特定処理で特定した弾性値に応じた複数の変数に基づいて管楽器の楽音を合成する楽音合成処理とをコンピュータに実行させる。以上のプログラムによっても、本発明に係る楽音合成装置と同様の作用および効果が奏される。なお、本発明のプログラムは、コンピュータが読取可能な記録媒体に格納された形態で利用者に提供されてコンピュータにインストールされるほか、通信網を介した配信の形態で提供されてコンピュータにインストールされる。 The musical tone synthesizer according to the present invention is realized by hardware (electronic circuit) such as a DSP (Digital Signal Processor) dedicated to each processing, and a general-purpose arithmetic processing device such as a CPU (Central Processing Unit) and a program It is also realized through collaboration with. Program according to the present invention includes a first identification processing for identifying the elasticity of the position of the lead so as to vary non-linearly with longitudinal position of the wind instrument of the lead, the elasticity value identified in the first specific treatment A computer is caused to execute a musical tone synthesis process for synthesizing musical tones of a wind instrument based on a plurality of variables. With the above program, the same operations and effects as the musical tone synthesizer according to the present invention are exhibited. The program of the present invention is provided to the user in a form stored in a computer-readable recording medium and installed in the computer, or is provided in a form distributed via a communication network and installed in the computer. The

本発明の別の態様に係る楽音合成装置は、リードの振動に応じて発音する管楽器の楽音を合成する装置であって、外力が作用した平衡時におけるリードの変位を、リードの弾性値に対して非線形に変化するように特定する第1演算手段と、第1演算手段が特定した変位をリードの変位の初期値としてリードの運動方程式を解くことでリードの変位を算定する第2演算手段とを具備し、第2演算手段が算定した変位に基づいて楽音を合成する。以上の態様によれば、リードが比例限界の範囲外で動作したときにリードの変位が弾性値に対して非線形に変化する様子が模擬されるから、実際の管楽器の楽音を忠実に再現することが可能である。以上の態様に係る楽音合成装置を実現するプログラムは、リードの振動に応じて発音する管楽器の楽音を合成するためのプログラムであって、外力が作用した平衡時におけるリードの変位を、リードの弾性値に対して非線形に変化するように特定する第1演算処理と、第1演算処理で特定した変位をリードの変位の初期値としてリードの運動方程式を解くことでリードの変位を算定する第2演算処理とをコンピュータに実行させる。   A musical tone synthesizer according to another aspect of the present invention is a device for synthesizing a musical tone of a wind instrument that generates sound in response to vibration of a lead, and the displacement of the lead at the time of equilibrium when an external force is applied to the elastic value of the lead. First calculating means for specifying the non-linear change, and second calculating means for calculating the lead displacement by solving the equation of motion of the lead using the displacement specified by the first calculating means as an initial value of the lead displacement, And a musical tone is synthesized based on the displacement calculated by the second calculation means. According to the above aspect, since the state in which the lead displacement changes nonlinearly with respect to the elastic value when the lead is operated outside the range of the proportional limit, the musical tone of the actual wind instrument can be faithfully reproduced. Is possible. A program for realizing a musical tone synthesizer according to the above aspect is a program for synthesizing a musical tone of a wind instrument that is pronounced in response to vibration of a lead. A first calculation process that identifies the values so as to change nonlinearly, and a second calculation that calculates the lead displacement by solving the equation of motion of the lead using the displacement specified by the first calculation process as an initial value of the displacement of the lead. Causes the computer to execute arithmetic processing.

本発明の別の態様に係る楽音合成装置は、吹奏時に唇に接触するリードの振動に応じて発音する管楽器の楽音を合成する装置であって、外力が作用した平衡時における唇の変位を、唇の弾性値に対して非線形に変化するように特定する第1演算手段と、第1演算手段が特定した変位を唇の変位の初期値として唇とリードとの連成振動の運動方程式を解くことでリードの変位を算定する第2演算手段とを具備し、第2演算手段が算定した変位に基づいて楽音を合成する。以上の態様によれば、唇が比例限界の範囲外で動作したときに唇の変位が弾性値に対して非線形に変化する様子が模擬されるから、実際の管楽器の楽音を忠実に再現することが可能である。以上の態様に係る楽音合成装置を実現するプログラムは、吹奏時に唇に接触するリードの振動に応じて発音する管楽器の楽音を合成するためのプログラムであって、外力が作用した平衡時における唇の変位を、唇の弾性値に対して非線形に変化するように特定する第1演算処理と、第1演算処理で特定した変位を唇の変位の初期値として唇とリードとの連成振動の運動方程式を解くことでリードの変位を算定する第2演算処理とをコンピュータに実行させる。   A musical tone synthesizer according to another aspect of the present invention is a device that synthesizes the musical sound of a wind instrument that is pronounced in response to the vibration of a lead that comes into contact with the lips during blowing, and the displacement of the lips at the time of equilibrium when an external force is applied. First motion means for specifying non-linear change with respect to the elasticity value of the lips, and solving the equation of motion of the coupled vibration between the lips and the reed with the displacement specified by the first calculation means as the initial value of the lip displacement Thus, a second calculation means for calculating the displacement of the lead is provided, and a musical tone is synthesized based on the displacement calculated by the second calculation means. According to the above aspect, when the lips move outside the range of the proportional limit, it is simulated that the displacement of the lips changes nonlinearly with respect to the elastic value, so that the actual musical tone of a wind instrument can be faithfully reproduced. Is possible. A program for realizing a musical tone synthesizer according to the above aspect is a program for synthesizing a musical tone of a wind instrument that is pronounced in response to the vibration of a lead that comes into contact with the lips at the time of blowing, and is a program for synthesizing a lip at the time of equilibrium when an external force is applied. The first calculation process for specifying the displacement so as to change nonlinearly with respect to the elasticity value of the lips, and the movement of the combined vibration between the lips and the reed with the displacement specified by the first calculation process as the initial value of the lip displacement The computer is caused to execute a second calculation process for calculating the displacement of the lead by solving the equation.

<A:第1実施形態>
図1は、本発明の第1実施形態に係る楽音合成装置の構成を示すブロック図である。本形態の楽音合成装置100は、サックスやクラリネットといったシングルリードの管楽器の発音の原理を演算によって模擬(シミュレート)することで楽音を合成する。図1に示すように、楽音合成装置100は、演算処理装置10と記憶装置42と入力装置44と放音装置46とで構成されるコンピュータシステムで実現される。
<A: First Embodiment>
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a musical tone synthesis apparatus according to the first embodiment of the present invention. The musical tone synthesizer 100 of this embodiment synthesizes musical sounds by simulating (simulating) the sound generation principle of a single-lead wind instrument such as a saxophone or a clarinet. As shown in FIG. 1, the musical sound synthesizing device 100 is realized by a computer system including an arithmetic processing device 10, a storage device 42, an input device 44, and a sound emitting device 46.

演算処理装置(例えばCPU(Central Processing Unit))10は、記憶装置42に格納されたプログラムを実行することで、管楽器の楽音の時間波形(音圧の時間的な変動)を表す楽音データを生成および出力する。記憶装置42は、演算処理装置10が実行するプログラムや演算処理装置10が使用するデータを記憶する。磁気記憶装置や半導体記憶装置など公知の記憶媒体が記憶装置42として任意に採用される。   An arithmetic processing unit (for example, CPU (Central Processing Unit)) 10 generates musical tone data representing a time waveform (temporal fluctuation of sound pressure) of a musical tone of a wind instrument by executing a program stored in the storage device 42. And output. The storage device 42 stores a program executed by the arithmetic processing device 10 and data used by the arithmetic processing device 10. A known storage medium such as a magnetic storage device or a semiconductor storage device is arbitrarily adopted as the storage device 42.

入力装置44は、利用者が操作する複数の操作子で構成される。利用者は、楽音の合成に使用される様々なパラメータを入力装置44から演算処理装置10に指示することが可能である。キーボードまたはやマウスなどの入力機器や、管楽器の演奏に関する情報を入力するための楽器型の入力機器(例えばMIDI(Musical Instrument Digital Interface)コントローラ)が入力装置44として採用される。   The input device 44 includes a plurality of operators that are operated by the user. The user can instruct the arithmetic processing device 10 from the input device 44 with various parameters used for the synthesis of musical sounds. An input device such as a keyboard or a mouse or a musical instrument type input device (for example, a MIDI (Musical Instrument Digital Interface) controller) for inputting information related to the performance of a wind instrument is employed as the input device 44.

放音装置46は、演算処理装置10が出力する楽音データに応じた音波を放射する。なお、実際には楽音データをアナログの楽音信号に変換するD/A変換器や楽音信号を増幅して放音装置46に出力する増幅器が設置されるが、図1においてはD/A変換器や増幅器の図示が省略されている。   The sound emitting device 46 emits a sound wave corresponding to the musical sound data output from the arithmetic processing device 10. In practice, a D / A converter for converting the musical sound data into an analog musical sound signal and an amplifier for amplifying the musical sound signal and outputting it to the sound output device 46 are installed. In FIG. Further, the illustration of the amplifier is omitted.

図1の演算処理装置10は、設定部12および合成部14として機能する。なお、演算処理装置10の各機能が複数の集積回路で分散的に実現される構成も採用される。また、演算処理装置10の機能の一部は、楽音の合成に専用される電子回路(DSP)によって実現されてもよい。   The arithmetic processing device 10 in FIG. 1 functions as the setting unit 12 and the combining unit 14. A configuration in which each function of the arithmetic processing unit 10 is realized in a distributed manner by a plurality of integrated circuits is also employed. Also, some of the functions of the arithmetic processing unit 10 may be realized by an electronic circuit (DSP) dedicated to the synthesis of musical sounds.

設定部12は、楽音の合成に必要なパラメータを設定する。合成部14は、設定部12が設定したパラメータに基づいて楽音データを生成する。合成部14はリード模擬部31と管体模擬部33とを含む。リード模擬部31は、演奏者の唇とリードとの連成振動を模擬する。管体模擬部33は、管楽器のうちマウスピースからベルまでの管状の部分(すなわちリード以外の部分である。以下「管体部」という)の作用や、ベルおよび各トーンホールからの放射音に対する伝達特性の付与を模擬する。   The setting unit 12 sets parameters necessary for the synthesis of musical sounds. The synthesizer 14 generates musical sound data based on the parameters set by the setting unit 12. The synthesis unit 14 includes a lead simulation unit 31 and a tube simulation unit 33. The lead simulating unit 31 simulates the coupled vibration between the player's lips and the lead. The tubular body simulation unit 33 responds to the action of the tubular part from the mouthpiece to the bell of the wind instrument (that is, the part other than the lead, hereinafter referred to as the “tube part”) and the sound emitted from the bell and each tone hole. Simulates imparting transfer characteristics.

図2は、リード模擬部31が模擬する管楽器のリードの近傍を示す概念図である。リードMRは、ひとつの端部がマウスピースMPに固定された長板状の振動体である。図2に示すように、リードMRの先端部における幅方向の中心を原点としてX軸とY軸とZ軸とを想定する。Z軸はリードMRの幅方向に延在する。X軸は、外力が作用しない状態におけるリードMRの上面(マウスピースMPとの対向面)内においてZ軸に直交する。また、Y軸は、X軸およびZ軸に直交する(リードMRに対して上下の方向に延在する)。   FIG. 2 is a conceptual diagram showing the vicinity of the lead of the wind instrument simulated by the lead simulation unit 31. The lead MR is a long plate-like vibrating body whose one end is fixed to the mouthpiece MP. As shown in FIG. 2, the X axis, the Y axis, and the Z axis are assumed with the center in the width direction at the tip of the lead MR as the origin. The Z axis extends in the width direction of the lead MR. The X-axis is orthogonal to the Z-axis in the upper surface of the lead MR (the surface facing the mouthpiece MP) when no external force is applied. The Y axis is orthogonal to the X axis and the Z axis (extends in the vertical direction with respect to the lead MR).

図3は、管楽器の吹奏時に演奏者の唇MLがリードMRに接触する様子をZ方向からみた模式図である。図3に示すように、リード模擬部31は、管楽器の吹奏時に演奏者が唇MLを歯MTでリードMRに押付けた状態を模擬する。唇MLは、リードMRのうちX方向における位置xlip1(リードMRの先端側)から位置xlip2(リードMRの根元側)までの区間に接触する。また、演奏者の歯MTは、唇MLの下面のうちX方向における位置xteeth1(リードMRの先端側)から位置xteeth2(リードMRの根元側)までの区間に接触して押圧力flip(x)を均等に作用させる。   FIG. 3 is a schematic view of the player's lips ML in contact with the lead MR when the wind instrument is played from the Z direction. As shown in FIG. 3, the reed simulating unit 31 simulates a state in which the performer presses the lips ML against the reed MR with the teeth MT when the wind instrument is played. The lip ML contacts a section of the lead MR from the position xlip1 (leading end side of the lead MR) in the X direction to the position xlip2 (base side of the lead MR). Further, the performer's teeth MT are in contact with the section from the position xteeth1 (the leading end side of the lead MR) to the position xteeth2 (the root side of the lead MR) in the X direction on the lower surface of the lip ML, and the pressing force flip (x) Work equally.

図4は、リード模擬部31の機能を示すブロック図である。図4の左側には、設定部12が設定して記憶装置42に格納したパラメータが羅列されている。各パラメータの意味を以下に説明する。   FIG. 4 is a block diagram illustrating functions of the lead simulation unit 31. On the left side of FIG. 4, parameters set by the setting unit 12 and stored in the storage device 42 are listed. The meaning of each parameter will be described below.

まず、リードMRに関連するパラメータ(Stiff(x),breed(x),A(x),μreed(x),ρreed)を説明する。Stiff(x)は、X方向の位置xにおけるリードMRの曲げ剛性[N・m2]である。すなわち、曲げ剛性Stiff(x)は、リードMRのヤング率Ereed[Pa]と位置xにおけるリードMRの断面二次モーメントI(x)[m4]との乗算値に相当する。図2に示すように、breed(x)は、位置xにおけるリードMRの横幅(Z方向の寸法)[m]であり、A(x)は、位置xにおけるリードMRの断面積(位置xを通過するYZ平面内の面積)[m2]である。本形態ではリードMRの断面の形状がX方向の位置xに応じて変化する。したがって、曲げ剛性Stiff(x)の計算に使用される断面二次モーメントI(x)とリードMRの横幅breed(x)と断面積A(x)とは位置xの関数となる。また、図4のμreed(x)は、リードMRの内部抵抗の分布[(kg/sec)/m]であり、ρreedはリードMRの密度[kg/m3]である。 First, parameters (Stiff (x), breed (x), A (x), μreed (x), ρreed) related to the lead MR will be described. Stiff (x) is the bending stiffness [N · m 2 ] of the lead MR at the position x in the X direction. That is, the bending stiffness Stiff (x) corresponds to a product of the Young's modulus Ereed [Pa] of the lead MR and the cross-sectional secondary moment I (x) [m 4 ] of the lead MR at the position x. As shown in FIG. 2, breed (x) is the lateral width (dimension in the Z direction) [m] of the lead MR at the position x, and A (x) is the cross-sectional area (position x of the lead MR at the position x). The area in the YZ plane that passes through) [m 2 ]. In this embodiment, the shape of the cross section of the lead MR changes according to the position x in the X direction. Accordingly, the cross-sectional secondary moment I (x), the lateral width breed (x) of the lead MR, and the cross-sectional area A (x) used for calculating the bending stiffness Stiff (x) are functions of the position x. Further, μreed (x) in FIG. 4 is a distribution [(kg / sec) / m] of the internal resistance of the lead MR, and ρreed is a density [kg / m 3 ] of the lead MR.

次に、唇MLに関連するパラメータ(klip(x),dlip(x),μlip(x),mlip(x))を説明する。klip(x)は、唇MLのX方向におけるバネ定数の分布[N/m2](例えばX方向の単位長あたりのバネ定数)である。dlip(x)は、外力が作用しない場合の位置xにおける唇MLのY方向の寸法(厚さ)[m]である。μlip(x)は、位置xにおける唇MLの内部抵抗の分布[(kg/sec)/m]である。mlip(x)は、唇MLのX方向における質量の分布[kg/m](例えばX方向の単位長あたりの質量)である。バネ定数の分布klip(x)と厚さdlip(x)と内部抵抗の分布μlip(x)と質量の分布mlip(x)とは位置xに応じて変化する。 Next, parameters (klip (x), dlip (x), μlip (x), mlip (x)) related to the lips ML will be described. klip (x) is a spring constant distribution [N / m 2 ] in the X direction of the lips ML (for example, a spring constant per unit length in the X direction). dlip (x) is the dimension (thickness) [m] in the Y direction of the lip ML at the position x when no external force is applied. μlip (x) is a distribution [(kg / sec) / m] of the internal resistance of the lip ML at the position x. mlip (x) is a mass distribution [kg / m] (for example, mass per unit length in the X direction) of the lips ML in the X direction. The spring constant distribution klip (x), the thickness dlip (x), the internal resistance distribution μlip (x), and the mass distribution mlip (x) vary according to the position x.

図4のPは演奏者の口腔内の圧力[Pa]であり、ρairは常温(例えば25℃)における空気の密度[kg/m3]である。H(x)は、図2に示すように、マウスピースMPのうちリードMRに対向する表面のY方向における位置(以下「フェーシング位置」という)である。リードMRのY方向の変位y(x,t)がフェーシング位置H(x)に到達するとリードMRの上面はマウスピースMPに接触するから、フェーシング位置H(x)はリードMRの変位の限界値(下限値)に相当する。また、Zcは、マウスピースMPのうち管体とみなせる部分の始点(リードMRの根元)における空気の流動に対する特性インピーダンスである。 P in FIG. 4 is the pressure [Pa] in the performer's mouth, and ρair is the air density [kg / m 3 ] at room temperature (for example, 25 ° C.). As shown in FIG. 2, H (x) is a position in the Y direction (hereinafter referred to as “facing position”) of the surface of the mouthpiece MP that faces the lead MR. When the displacement y (x, t) in the Y direction of the lead MR reaches the facing position H (x), the upper surface of the lead MR comes into contact with the mouthpiece MP, and the facing position H (x) is the limit value of the displacement of the lead MR. (Lower limit value). Zc is a characteristic impedance against air flow at the start point (the root of the lead MR) of the portion of the mouthpiece MP that can be regarded as a tubular body.

図4に示すように、リード模擬部31は、第1演算部311と第2演算部312と第3演算部313と第4演算部314とで構成される。第1演算部311は、唇MLのうちX方向における位置xfに押圧力flip(xf)を静的に作用させて平衡した場合のリードMRの変位y0(xf)と唇MLの底面の変位yb(xf)とを算定する。第2演算部312は、第1演算部311が算定した変位y0(xf)および変位yb(xf)をリードMRおよび唇MLの底面の変位の初期値(t=0における数値)として唇MLとリードMRとの連成振動の運動方程式を解くことで、X方向におけるリードMRの各位置xでの時刻tにおけるY方向の変位y(x,t)を算定する。第3演算部313および第4演算部314は、リードMRから管体部(マウスピースMP側)に出力する音波の圧力POUTをリードMRの変位y(x,t)に基づいて算定する。リード模擬部31による処理の詳細を以下に説明する。   As shown in FIG. 4, the lead simulation unit 31 includes a first calculation unit 311, a second calculation unit 312, a third calculation unit 313, and a fourth calculation unit 314. The first calculation unit 311 performs the displacement y0 (xf) of the lead MR and the displacement yb of the bottom surface of the lip ML when the pressing force flip (xf) is statically applied to the position xf in the X direction of the lip ML and balanced. Calculate (xf). The second calculation unit 312 uses the displacement y0 (xf) and the displacement yb (xf) calculated by the first calculation unit 311 as the initial values of the displacement of the bottom surfaces of the lead MR and the lip ML (numerical values at t = 0) and the lip ML. By solving the equation of motion of the coupled vibration with the lead MR, the displacement y (x, t) in the Y direction at the time t at each position x of the lead MR in the X direction is calculated. The third calculation unit 313 and the fourth calculation unit 314 calculate the pressure POUT of the sound wave output from the lead MR to the tube body (the mouthpiece MP side) based on the displacement y (x, t) of the lead MR. Details of processing by the lead simulation unit 31 will be described below.

図3に示すように、演奏者の唇MLの位置xf(xteeth1≦xf≦xteeth2)に歯MTから押圧力flip(xf)を作用させて平衡した状態を想定する。押圧力flip(xf)の作用でリードMRがY方向に距離d1だけ変形するとともに唇MLがY方向に距離d2だけ変形したとすると、リードMRから唇MLに作用する弾性力R1と唇MLからリードMRに作用する弾性力R2とは、リードMRの曲げ剛性Stiff(xf)と唇MLのバネ定数klip(xf)とを含む以下の各式で表現される。なお、実際には唇MLの上面はリードMRの下面に接触するが、図3においては唇MLの上面がリードMRの上面に位置するように単純化されている。

Figure 0005182484

As shown in FIG. 3, a state is assumed in which a pressing force flip (xf) is applied from the tooth MT to the position xf (xteeth1 ≦ xf ≦ xteeth2) of the performer's lip ML. Assuming that the lead MR is deformed by the distance d1 in the Y direction and the lip ML is deformed by the distance d2 in the Y direction by the action of the pressing force flip (xf), the elastic force R1 acting on the lips ML from the lead MR and the lips ML The elastic force R2 acting on the lead MR is expressed by the following equations including the bending rigidity Stiff (xf) of the lead MR and the spring constant klip (xf) of the lip ML. In practice, the upper surface of the lip ML is in contact with the lower surface of the lead MR, but in FIG. 3, it is simplified so that the upper surface of the lip ML is positioned on the upper surface of the lead MR.
Figure 0005182484

リードMRと唇MLとの接触点(位置xf)における力の釣合いから、
R1−R2=0
が成立し、唇MLと歯MTとの接触点(位置xf)における力の釣合いから、
flip(xf)=R2
が成立する。また、リードMRの変形と変位との関係から、
d1=y0(xf)
が成立し、唇MLの変形と変位との関係から、
d2={yb(xf)−dlip(xf)}−y0(xf)
が成立する。
From the balance of forces at the contact point (position xf) between the lead MR and the lip ML,
R1-R2 = 0
From the balance of forces at the contact point (position xf) between the lip ML and the tooth MT,
flip (xf) = R2
Is established. Also, from the relationship between deformation and displacement of the lead MR,
d1 = y0 (xf)
From the relationship between deformation and displacement of the lip ML,
d2 = {yb (xf) -dlip (xf)}-y0 (xf)
Is established.

以上の各式から以下の運動方程式A1および運動方程式A2が導出される。

Figure 0005182484
The following equations of motion A1 and equation of motion A2 are derived from the above equations.
Figure 0005182484

図4の第1演算部311は、設定部12が設定した曲げ剛性Stiff(xf)と押圧力flip(xf)とバネ定数klip(xf)と厚さdlip(xf)とを代入して運動方程式A1と運動方程式A2との連立方程式を解くことで唇MLの底面の変位yb(xf)とリードMRの変位y0(xf)とを算定する。さらに詳述すると、第1演算部311は、差分方程式化やGaussの消去法などを利用して運動方程式A1からリードMRの変位y0(xf)を算定し、当該変位y0(xf)を運動方程式A2に代入することで唇MLの変位yb(xf)を算定する。なお、運動方程式A1の解法については後述する。   4 substitutes the bending stiffness Stiff (xf), the pressing force flip (xf), the spring constant klip (xf), and the thickness dlip (xf) set by the setting unit 12 to obtain the equation of motion. The displacement yb (xf) of the bottom surface of the lip ML and the displacement y0 (xf) of the lead MR are calculated by solving simultaneous equations of A1 and the equation of motion A2. More specifically, the first calculation unit 311 calculates the displacement y0 (xf) of the lead MR from the equation of motion A1 using a difference equation formula, Gaussian elimination method, etc., and calculates the displacement y0 (xf) of the equation of motion. By substituting for A2, the displacement yb (xf) of the lip ML is calculated. A method for solving the equation of motion A1 will be described later.

演奏者が管楽器を吹奏することで唇MLとリードMRとが連成的に振動したときの動特性は以下の運動方程式Bで表現される。

Figure 0005182484
The dynamic characteristic when the lip ML and the reed MR are vibrated in combination by playing the wind instrument by the performer is expressed by the following equation of motion B.
Figure 0005182484

第2演算部312は、第1演算部311が算定した変位y0(xf)を運動方程式BにおけるリードMRの変位y(x,t)の初期値に設定するとともに第1演算部311が算定した変位yb(xf)を運動方程式Bにおける唇MLの変位yb(x)に代入して運動方程式Bを解くことで、リードMRの変位y(x,t)を算定する。運動方程式Bの右辺はX方向におけるリードMRの位置xに作用する外部力fex(x)に相当する。第2演算部312は、第1に、設定部12が設定した各パラメータ(breed(x),P,klip(x),dlip(x))と第4演算部314が算定した圧力p(t)とを運動方程式Bの右辺に代入するとともに、第1演算部311が算定した変位y0(xf)と変位yb(xf)とを運動方程式Bの右辺における変位y(x,t)および変位yb(x)の初期値として代入することで外部力fex(x)を算定する。圧力p(t)は、リードMRとマウスピースMPとの間隙の空間のうちリードMRの先端の近傍(以下「リード直上部」という)における圧力を意味する。なお、第4演算部314による圧力p(t)の算定については後述する。   The second calculation unit 312 sets the displacement y0 (xf) calculated by the first calculation unit 311 to the initial value of the displacement y (x, t) of the lead MR in the equation of motion B, and the first calculation unit 311 calculates The displacement y (x, t) of the lead MR is calculated by substituting the displacement yb (xf) into the displacement yb (x) of the lip ML in the equation of motion B and solving the equation of motion B. The right side of the equation of motion B corresponds to the external force fex (x) acting on the position x of the lead MR in the X direction. First, the second calculation unit 312 first sets each parameter (breed (x), P, klip (x), dlip (x)) set by the setting unit 12 and the pressure p (t calculated by the fourth calculation unit 314. ) Is substituted into the right side of the equation of motion B, and the displacement y0 (xf) and the displacement yb (xf) calculated by the first calculation unit 311 are used as the displacement y (x, t) and the displacement yb on the right side of the equation of motion B. The external force fex (x) is calculated by substituting as the initial value of (x). The pressure p (t) means the pressure in the space between the lead MR and the mouthpiece MP in the vicinity of the tip of the lead MR (hereinafter referred to as “directly above the lead”). The calculation of the pressure p (t) by the fourth calculation unit 314 will be described later.

第2に、第2演算部312は、設定部12が設定した各パラメータ(mlip(x),A(x),μlip(x),μreed(x),Stiff(x),ρreed)を運動方程式Bの左辺に代入するとともに先に演算した外部力fex(x)を運動方程式Bの右辺に設定することでリードMRの変位y(x,t)を算定する。運動方程式Bを解く具体的な方法を以下に例示する。   Second, the second calculation unit 312 uses the equation of motion (mlip (x), A (x), μlip (x), μreed (x), Stiff (x), ρreed) set by the setting unit 12 as an equation of motion. The displacement y (x, t) of the lead MR is calculated by substituting for the left side of B and setting the previously calculated external force fex (x) on the right side of the equation of motion B. A specific method for solving the equation of motion B is illustrated below.

運動方程式Bの左辺における第2項は以下のように変形される。

Figure 0005182484
The second term on the left side of the equation of motion B is transformed as follows.
Figure 0005182484

したがって、運動方程式Bは以下の式B1に変形される。

Figure 0005182484
Therefore, the equation of motion B is transformed into the following equation B1.
Figure 0005182484

次に、時間tを整数iと所定値Δtとの乗算値として離散化(t=i・Δt)したうえで、時間微分を以下の差分に置換する。

Figure 0005182484

また、図5に示すように、相互に等しい間隔Δxをあけて分布するようにX方向における位置xを離散化する。すなわち、位置xを整数nと所定値Δxとの乗算値として離散化(x=n・Δx)したうえで、位置微分を以下の差分に置換する。
Figure 0005182484

なお、以上におけるy(n,i)は、y(n・Δx,i・Δt)を略記した記号である。 Next, the time t is discretized as a product of the integer i and a predetermined value Δt (t = i · Δt), and the time derivative is replaced with the following difference.
Figure 0005182484

Further, as shown in FIG. 5, the position x in the X direction is discretized so as to be distributed with an equal interval Δx. That is, the position x is discretized as a product of an integer n and a predetermined value Δx (x = n · Δx), and the position differential is replaced with the following difference.
Figure 0005182484

In the above, y (n, i) is a symbol that abbreviates y (n · Δx, i · Δt).

したがって、式B1は以下の式B2のように差分方程式化される。

Figure 0005182484

ただし、式B2においては各項が以下のように置換されている。
Figure 0005182484

また、式B2の各文字に付加された記号(n,i)は(n・Δx,i・Δt)の略記である。 Therefore, the equation B1 is expressed as a difference equation as the following equation B2.
Figure 0005182484

However, in the formula B2, each term is substituted as follows.
Figure 0005182484

The symbol (n, i) added to each character of the formula B2 is an abbreviation for (n · Δx, i · Δt).

次に、式B2における左辺の第2項目から第4項目までに1/2を乗算した方程式と、式B2のiを(i+1)に置換したうえで左辺の第2項目から第4項目までに1/2を乗算した方程式とを加算することで、式B2を近似的に表現する式B3が導出される。

Figure 0005182484
Next, an equation in which the second item to the fourth item on the left side in Expression B2 are multiplied by 1/2, and i in Expression B2 are replaced with (i + 1), and then the second item to the fourth item on the left side. By adding the equation multiplied by 1/2, an equation B3 that approximates the equation B2 is derived.
Figure 0005182484

式B3の各項を変数yの種類毎に整理して変形すると以下の式B4が導出される。

Figure 0005182484

ただし、式B4においては各項が以下のように置換されている。
Figure 0005182484
When the terms of equation B3 are arranged and transformed for each type of variable y, the following equation B4 is derived.
Figure 0005182484

However, in the formula B4, each term is substituted as follows.
Figure 0005182484

図5に示すように、リードMRが位置NにてマウスピースMPに固定されるとすれば、y(N,i)やy(N+1,i)は任意の時点iにてゼロとなる。また、図5に示すように、外力が作用しないリードMRの先端(n=0)においては加速度(∂2y(0,i)/∂x2)およびせん断力(∂3y(0,i)/∂x3)がゼロとなるから、以下の式B4_1および式B4_2が成立する。

Figure 0005182484

さらに、式B4_1と式B4_2を加算することで以下の式B4_3が導出され、式B4_3の3倍から式B4_2を減算することで以下の式B4_4が導出される。
0・y(0,i)+y(1,i)−2y(2,i)+y(3,i)=0 ……B4_3
y(0,i)+0・y(1,i)−3y(2,i)+2y(3,i)=0 ……B4_4 As shown in FIG. 5, if the lead MR is fixed to the mouthpiece MP at the position N, y (N, i) and y (N + 1, i) become zero at an arbitrary time point i. . Further, as shown in FIG. 5, at the tip of the lead MR where no external force acts (n = 0), acceleration (∂ 2 y (0, i) / ∂x 2 ) and shear force (力3 y (0, i ) / ∂x 3 ) becomes zero, so the following equations B4_1 and B4_2 are established.
Figure 0005182484

Further, the following expression B4_3 is derived by adding the expressions B4_1 and B4_2, and the following expression B4_4 is derived by subtracting the expression B4_2 from three times the expression B4_3.
0 · y (0, i) + y (1, i) -2y (2, i) + y (3, i) = 0 …… B4_3
y (0, i) + 0 · y (1, i) -3y (2, i) + 2y (3, i) = 0 …… B4_4

また、式B4のnに2を代入すると以下の式B4_5が導出される。

Figure 0005182484

n=3〜N−1を同様に式B4に代入して導出される式と前述の式B4_3および式B4_4とから以下の式B5が導出される。
Figure 0005182484

式B5の解法としてはGaussの消去法が好適である。 Further, substituting 2 for n in the expression B4 yields the following expression B4_5.
Figure 0005182484

Similarly, the following formula B5 is derived from the formula derived by substituting n = 3 to N-1 into formula B4 and the formula B4_3 and formula B4_4 described above.
Figure 0005182484

The Gaussian elimination method is suitable as the solution of equation B5.

第2演算部312は、第1演算部311による算定の結果(y0(xf),yb(xf))を変位y(x,y)および変位yb(x)の初期値として式B5を解くことでリードMRの変位y(x,t)を算定する。さらに詳述すると、第1に、第2演算部312は、式B5の右辺のうち現在の変位に相当する変数y(0,i)〜y(N-1,i)および式B5の右辺のうち過去の変位に相当する変数y(2,i-1)〜y(N-1,i-1)の双方に第1演算部311が算定したy0(0)〜y0(N-1)およびy0(2)〜y0(N-1)を代入するとともに式B5のyb(2)〜yb(N-1)に第1演算部311が算定したyb(xf)を代入して式B5を解くことで、式B5の左辺における未来の変位に相当する変数y(0,i+1)〜y(N-1,i+1)を算定する。第2に、第2演算部312は、時間をΔtだけ進めるために、現在の変位に相当する変数y(2,i)〜y(N-1,i)を式B5の右辺のうち過去の変位に相当する変数y(2,i-1)〜y(N-1,i-1)に代入するとともに、直前に算定した未来の変位に相当する変数y(0,i+1)〜y(N-1,i+1)を式B5の右辺うち現在の変位に相当する変数y(0,i)〜y(N-1,i)に代入して式B5を解くことで、式B5の左辺のうち未来の変位に相当する変数y(0,i+1)〜y(N-1,i+1)を算定する。以上のように時点iでの変位y(0,i)〜y(N-1,i)と時点(i-1)での変位y(2,i-1)〜y(N-1,i-1)を代入したうえで式B5を解いて時点(i+1)での変位y(0,i+1)〜y(N-1,i+1)を算定するという演算を反復することで、第2演算部312は、リードMRの各位置xにおける変位y(x,t)の経時的な変化を算定する。   The second calculation unit 312 solves the equation B5 using the results (y0 (xf), yb (xf)) calculated by the first calculation unit 311 as the initial values of the displacement y (x, y) and the displacement yb (x). To calculate the displacement y (x, t) of the lead MR. More specifically, first, the second calculation unit 312 calculates the variables y (0, i) to y (N-1, i) corresponding to the current displacement among the right side of the formula B5 and the right side of the formula B5. Among them, y0 (0) to y0 (N-1) calculated by the first calculation unit 311 for both variables y (2, i-1) to y (N-1, i-1) corresponding to past displacements, and Substituting y0 (2) to y0 (N-1) and substituting yb (xf) calculated by the first arithmetic unit 311 into yb (2) to yb (N-1) of Expression B5, solves Expression B5 Thus, the variables y (0, i + 1) to y (N-1, i + 1) corresponding to the future displacement on the left side of the equation B5 are calculated. Second, in order to advance the time by Δt, the second calculation unit 312 sets variables y (2, i) to y (N−1, i) corresponding to the current displacement in the past on the right side of the formula B5. Substitute variables y (2, i-1) to y (N-1, i-1) corresponding to displacements, and variables y (0, i + 1) to y corresponding to future displacements calculated immediately before Substituting (N-1, i + 1) into variables y (0, i) to y (N-1, i) corresponding to the current displacement in the right side of the formula B5, solving the formula B5, the formula B5 The variables y (0, i + 1) to y (N-1, i + 1) corresponding to the future displacement are calculated from the left side of. As described above, the displacement y (0, i) to y (N-1, i) at the time point i and the displacement y (2, i-1) to y (N-1, i) at the time point (i-1). -1) is substituted and equation B5 is solved to calculate the displacement y (0, i + 1) to y (N-1, i + 1) at time (i + 1) Thus, the second calculator 312 calculates the change over time of the displacement y (x, t) at each position x of the lead MR.

また、設定部12の設定する押圧力flip(x)が変化するたびに、第1演算部311は、変化後の押圧力flip(x)を運動方程式A1および運動方程式A2における押圧力flip(xf)に代入することで新たなy0(xf)およびyb(xf)を算定する。第2演算部312は、第1演算部311が変位yb(xf)を算定するたびに、式B5のyb(2)〜yb(N-1)に代入する数値を新たな変位yb(xf)に更新する。以上の構成によれば、押圧力flip(x)を任意に変化させる演奏法を忠実に再現した楽音を合成することが可能である。一方、第2演算部312は、押圧力flip(x)の変化時に第1演算部311が新たな変位y0(xf)を算定しても、式B5における変位y(0,i)〜y(N-1,i)については、第1演算部311が算定した変位y0(xf)を反映させない。以上の構成によれば、変位y(x,t)の不連続な変化が回避されるから、聴感上において自然な楽音を生成することが可能である。   Further, every time the pressing force flip (x) set by the setting unit 12 changes, the first computing unit 311 uses the changed pressing force flip (x) as the pressing force flip (xf in the equations of motion A1 and A2. ) To calculate new y0 (xf) and yb (xf). Each time the first calculation unit 311 calculates the displacement yb (xf), the second calculation unit 312 calculates a new displacement yb (xf) that substitutes a numerical value to be substituted for yb (2) to yb (N-1) in the formula B5. Update to According to the above configuration, it is possible to synthesize a musical sound that faithfully reproduces a performance method that arbitrarily changes the pressing force flip (x). On the other hand, even if the first calculation unit 311 calculates a new displacement y0 (xf) when the pressing force flip (x) changes, the second calculation unit 312 calculates the displacement y (0, i) to y ( For N−1, i), the displacement y 0 (xf) calculated by the first calculation unit 311 is not reflected. According to the above configuration, since a discontinuous change in the displacement y (x, t) is avoided, it is possible to generate a natural musical sound in terms of hearing.

図4に示すように、第2演算部312は、リードMRの変位y(x、t)を所定の範囲内に制限する範囲制限部32を含む。範囲制限部32は、式B5から算定されたリードMRの変位y(x,t)を、第1演算部311が算定した唇MLの変位yb(xf)(唇MLのうち歯MTが接触する底面の位置)から、設定部12が設定したフェーシング位置H(x)までの範囲に制限する。すなわち、範囲制限部32は、変位y(x,t)が変位yb(xf)を超える(Y軸を下向きに正として変位yb(xf)を上回る)場合には変位y(x,t)を変位yb(xf)に変更するとともに、変位y(x,t)がフェーシング位置H(x)を超える(下回る)場合には変位y(x,t)をフェーシング位置H(x)に変更する。以上の構成によれば、リードMRが唇MLの底面よりも下やマウスピースMPよりも上に位置するといった不条理な状況が模擬されることは回避される。なお、以上においては変位y(x,t)の限界値(上限値)を唇MLの底面の変位yb(x)としたが、唇MLには実際には厚さがあるから、唇MLの厚さに相当する所定値(唇MLの厚さの最小値に相当する固定値や、押圧力flip(x)に応じて変化する唇MLの厚さの最小値に相当する可変値)だけ変位yb(x)からフェーシング位置H(x)に近い位置を変位y(x,t)の限界値(上限値)としてもよい。   As shown in FIG. 4, the second calculation unit 312 includes a range limiting unit 32 that limits the displacement y (x, t) of the lead MR within a predetermined range. The range limiting unit 32 uses the displacement y (x, t) of the lead MR calculated from the formula B5 as the displacement yb (xf) of the lip ML calculated by the first calculation unit 311 (the tooth MT of the lip ML contacts). The range from the bottom surface position) to the facing position H (x) set by the setting unit 12 is limited. That is, the range limiting unit 32 determines the displacement y (x, t) when the displacement y (x, t) exceeds the displacement yb (xf) (exceeds the displacement yb (xf) with the Y-axis being positive downward). The displacement yb (xf) is changed, and when the displacement y (x, t) exceeds (below) the facing position H (x), the displacement y (x, t) is changed to the facing position H (x). According to the above configuration, it is possible to avoid an absurd situation where the lead MR is located below the bottom surface of the lip ML or above the mouthpiece MP. In the above, the limit value (upper limit value) of the displacement y (x, t) is the displacement yb (x) of the bottom surface of the lip ML. However, since the lip ML actually has a thickness, Displacement by a predetermined value corresponding to the thickness (a fixed value corresponding to the minimum value of the lip ML thickness or a variable value corresponding to the minimum value of the lip ML thickness depending on the pressing force flip (x)) A position close to the facing position H (x) from yb (x) may be set as a limit value (upper limit value) of the displacement y (x, t).

なお、第1演算部311による変位y0(x)の算定(運動方程式A1の解法)には、以下に概説するように、第2演算部312による変位y(x,t)と同様の方法が利用される。まず、式A1は、運動方程式B1から式B2の変形と同様の方法で以下の式A1_1のように差分方程式化される。

Figure 0005182484

式A1_1の各項を変数yの種類毎に整理して変形すると以下の式A1_2が導出される。
Figure 0005182484

ただし、式A1_2においては各項が以下のように置換されている。
Figure 0005182484
The calculation of the displacement y0 (x) by the first calculation unit 311 (solution of the equation of motion A1) is the same method as the displacement y (x, t) by the second calculation unit 312 as outlined below. Used. First, the equation A1 is converted into a differential equation like the following equation A1_1 by the same method as the transformation from the equation of motion B1 to the equation B2.
Figure 0005182484

When the terms of the expression A1_1 are rearranged for each type of the variable y and transformed, the following expression A1_2 is derived.
Figure 0005182484

However, in the formula A1_2, each term is replaced as follows.
Figure 0005182484

式B4から式B5の変形と同様の方法で、式A1_2は以下の式A1_3に変形される。

Figure 0005182484

第1演算部311は、Gaussの消去法などの解法を利用して式A1_3を解くことで変位y0(x)(式A1_3におけるy(0)〜y(N-1))を算定する。以上が運動方程式A1の解法の具体例である。 Expression A1_2 is transformed into the following expression A1_3 by the same method as the modification of Expression B4 to Expression B5.
Figure 0005182484

The first computing unit 311 calculates the displacement y0 (x) (y (0) to y (N-1) in the formula A1_3) by solving the formula A1_3 using a solution such as Gaussian elimination. The above is a specific example of the method of solving the equation of motion A1.

図4の第3演算部313は、設定部12が設定した各パラメータ(H(x),ρair,breed(x),Zc)と第2演算部312が算定した変位y(x,t)とに基づいてリード直上部における体積流速f(t)を算定する。本形態の第3演算部313は、リードMRの上面と下面との圧力差に起因して発生する体積流速U(t)と、リードMRの各部が変位(y(x,t))することで発生する体積流速u(t)との差分値をリード直上部の体積流速f(t)として算定する(f(t)=U(t)−u(t))。   The third calculation unit 313 in FIG. 4 includes the parameters (H (x), ρair, breed (x), Zc) set by the setting unit 12 and the displacement y (x, t) calculated by the second calculation unit 312. Based on the above, the volume flow velocity f (t) immediately above the lead is calculated. In the third calculation unit 313 of this embodiment, the volume flow velocity U (t) generated due to the pressure difference between the upper surface and the lower surface of the lead MR, and each part of the lead MR is displaced (y (x, t)). Is calculated as the volume flow velocity f (t) immediately above the lead (f (t) = U (t) −u (t)).

体積流速u(t)は以下の式C1で表現される。なお、式C1におけるleffは、リードMRの先端から支点までの距離(リードMRの有効長)である。

Figure 0005182484

第3演算部313は、設定部12が設定したリードMRの横幅breed(x)と第2演算部312が算定した変位y(x,t)の時間微分(すなわちリードMRの速度)とを式C1に代入してSimpson法などの数値積分を実行することで体積流速u(t)を算定する。 The volume flow velocity u (t) is expressed by the following equation C1. Note that leff in the formula C1 is the distance from the tip of the lead MR to the fulcrum (effective length of the lead MR).
Figure 0005182484

The third calculation unit 313 calculates the lateral width breed (x) of the lead MR set by the setting unit 12 and the time derivative of the displacement y (x, t) calculated by the second calculation unit 312 (that is, the speed of the lead MR). The volume flow velocity u (t) is calculated by substituting for C1 and executing numerical integration such as the Simpson method.

また、体積流速U(t)は以下の手順で算定される。まず、第3演算部313は、リードMRの先端におけるマウスピースMPとリードMRとの間隔ξ(t)[m]を算定する。間隔ξ(t)は、第2演算部312が算定したリードMRの変位y(x,t)のうちリードMRの先端(x=0)における変位y(0,t)とリードMRの先端(x=0)におけるフェーシング位置H(0)との差分値(ξ(t)=y(0,t)−H(0))として算定される。   The volume flow velocity U (t) is calculated by the following procedure. First, the third calculation unit 313 calculates an interval ξ (t) [m] between the mouthpiece MP and the lead MR at the tip of the lead MR. The interval ξ (t) is determined by the displacement y (0, t) at the tip (x = 0) of the lead MR out of the displacement y (x, t) of the lead MR calculated by the second calculation unit 312 ( It is calculated as a difference value (ξ (t) = y (0, t) −H (0)) from the facing position H (0) at x = 0).

次いで、第3演算部313は、リードMRの先端におけるマウスピースMPとリードMRとの間隙を通過する空気の有効質量M(t)[kg]を算定する。有効質量M(t)は以下の式C2で表現される。

Figure 0005182484

式C2のR(t)は、リードMRの先端における横幅breed(0)と間隔ξ(t)との相対比(R(t)=breed(0)/ξ(t))である。第3演算部313は、設定部12が設定したリードMRの横幅breed(0)および空気の密度ρairと相対比R(t)とを式C2に代入することで有効質量M(t)を算定する。 Next, the third calculation unit 313 calculates the effective mass M (t) [kg] of air passing through the gap between the mouthpiece MP and the lead MR at the tip of the lead MR. The effective mass M (t) is expressed by the following formula C2.
Figure 0005182484

R (t) in Expression C2 is a relative ratio (R (t) = breed (0) / ξ (t)) between the lateral width breed (0) and the interval ξ (t) at the tip of the lead MR. The third calculation unit 313 calculates the effective mass M (t) by substituting the lateral width breed (0) of the lead MR and the air density ρair and the relative ratio R (t) set by the setting unit 12 into the formula C2. To do.

有効質量M(t)と体積流速U(t)とについては以下の式C3が成立する(例えば非特許文献1参照)。第3演算部313は、式C3を解くことで体積流速U(t)を算定する。

Figure 0005182484

式C3のAは、所定の係数(例えばA=0.0797)である。式C3を利用した体積流速U(t)の算定には例えば以下の方法が採用される。 The following formula C3 holds for the effective mass M (t) and the volume flow velocity U (t) (see Non-Patent Document 1, for example). The third calculator 313 calculates the volume flow velocity U (t) by solving the formula C3.
Figure 0005182484

A in the formula C3 is a predetermined coefficient (for example, A = 0.0797). For example, the following method is used for calculating the volume flow velocity U (t) using the formula C3.

式C3は、後述する式D1および式D2を利用して以下の式C4に変形される。

Figure 0005182484
The expression C3 is transformed into the following expression C4 using the expressions D1 and D2 described later.
Figure 0005182484

式C4における微分を後退差分で離散化すると以下の式C5が導出される。第3演算部313は、非線形方程式の数値解法(例えばNewton Raphson法)を利用することで式C5から体積流速U(t)を算定する。

Figure 0005182484

第3演算部313は、図4に示すように、以上の手順で算定した体積流速U(t)と体積流速u(t)との差分値を体積流速f(t)として算定する。 When the differentiation in the equation C4 is discretized by the backward difference, the following equation C5 is derived. The third calculation unit 313 calculates the volume flow velocity U (t) from the formula C5 by using a numerical solution of a nonlinear equation (for example, Newton Raphson method).
Figure 0005182484

As shown in FIG. 4, the third calculation unit 313 calculates a difference value between the volume flow velocity U (t) and the volume flow velocity u (t) calculated by the above procedure as the volume flow velocity f (t).

図4の第4演算部314は、出射波圧力POUT(t)とリード直上部の音圧p(t)とを算定する。出射波圧力POUT(t)は、リードMRから管体部内に進行する音波(以下「出射波」という)の圧力である。管体部内を進行した音波の一部(以下「反射波」という)は管楽器の開放端(ベル)にて反射することで逆方向に進行してマウスピースMP内に到達する。したがって、出射波圧力POUT(t)は、体積流速f(t)によって発生する圧力と管体内からリードMR側に進行する反射波の圧力(以下「反射波圧力」という)PIN(t)との加算に相当する。なお、反射波圧力PIN(t)は管体模擬部33が算定する。   4 calculates the output wave pressure POUT (t) and the sound pressure p (t) immediately above the lead. The outgoing wave pressure POUT (t) is the pressure of a sound wave (hereinafter referred to as “outgoing wave”) that travels from the lead MR into the tubular body. A part of the sound wave that has traveled in the tube part (hereinafter referred to as “reflected wave”) is reflected by the open end (bell) of the wind instrument and travels in the reverse direction to reach the mouthpiece MP. Therefore, the outgoing wave pressure POUT (t) is the pressure generated by the volume flow velocity f (t) and the reflected wave pressure (hereinafter referred to as “reflected wave pressure”) PIN (t) propagating from the tube to the lead MR side. It corresponds to addition. The reflected wave pressure PIN (t) is calculated by the tube simulation unit 33.

体積流速f(t)による圧力は体積流速f(t)と特性インピーダンスZcとの乗算値であるから、出射波圧力POUT(t)は以下の式D1で表現される。
POUT(t)=Zc・f(t)+PIN(t) ……D1
第4演算部314は、設定部12が設定した特性インピーダンスZcと第3演算部313が算定した体積流速f(t)と管体模擬部33が算定した反射波圧力PIN(t)とを式D1に代入することで出射波圧力POUT(t)を算定する。
Since the pressure caused by the volume flow velocity f (t) is a product of the volume flow velocity f (t) and the characteristic impedance Zc, the outgoing wave pressure POUT (t) is expressed by the following equation D1.
POUT (t) = Zc · f (t) + PIN (t) ...... D1
The fourth calculation unit 314 calculates the characteristic impedance Zc set by the setting unit 12, the volume flow velocity f (t) calculated by the third calculation unit 313, and the reflected wave pressure PIN (t) calculated by the tube simulation unit 33. The outgoing wave pressure POUT (t) is calculated by substituting for D1.

また、リード直上部には出射波圧力POUT(t)と反射波圧力PIN(t)とが作用するから、リード直上部の圧力p(t)は以下の式D2で表現される。
p(t)=POUT(t)+PIN(t) ……D2
第4演算部314は、式D1に基づいて算定した反射波圧力POUT(t)と管体模擬部33が算定した反射波圧力PIN(t)とを式D2に代入することで圧力p(t)を算定する。第4演算部314が算定した圧力p(t)は、第2演算部312による外部力fex(x)の算定(式B)や第3演算部313による体積流速U(t)の演算(式C3)にフィードバックされる。
Further, since the outgoing wave pressure POUT (t) and the reflected wave pressure PIN (t) act immediately above the lead, the pressure p (t) immediately above the lead is expressed by the following formula D2.
p (t) = POUT (t) + PIN (t) ...... D2
The fourth calculation unit 314 substitutes the reflected wave pressure POUT (t) calculated based on the equation D1 and the reflected wave pressure PIN (t) calculated by the tube simulation unit 33 into the equation D2, thereby converting the pressure p (t ) Is calculated. The pressure p (t) calculated by the fourth calculation unit 314 is calculated by calculating the external force fex (x) by the second calculation unit 312 (formula B) or by calculating the volume flow velocity U (t) by the third calculation unit 313 (formula C3).

管体模擬部33は、管楽器の楽音を示す楽音データ(データの時系列)を出射波圧力POUT(t)に基づいて合成する。管体模擬部33が出射波圧力POUT(t)に応じた楽音データを生成する処理(管体部の内部における音波の挙動の模擬)には、例えば特開平5−61474号公報や特開平6−67675号公報に開示された発明など公知の技術が任意に採用される。   The tube simulation unit 33 synthesizes musical tone data (time series of data) indicating the musical tone of the wind instrument based on the outgoing wave pressure POUT (t). For example, Japanese Patent Laid-Open No. 5-61474 and Japanese Patent Laid-Open No. Hei 6 (1994) disclose a processing (simulation of the behavior of sound waves inside the tube portion) in which the tube simulation unit 33 generates musical tone data corresponding to the outgoing wave pressure POUT (t). Known techniques such as the invention disclosed in Japanese Patent No. -67675 are arbitrarily adopted.

次に、図1の設定部12について説明する。図1に示すように、設定部12は、弾性値特定部20とパラメータ変換部26とを含む。弾性値特定部20は、リードや唇の弾性特性に関する様々なパラメータ(弾性値)を特定する。パラメータ変換部26は、弾性値特定部20や入力装置44から供給される多数のパラメータを楽音の合成に必要なパラメータに変換する。   Next, the setting unit 12 in FIG. 1 will be described. As shown in FIG. 1, the setting unit 12 includes an elastic value specifying unit 20 and a parameter converting unit 26. The elastic value specifying unit 20 specifies various parameters (elastic values) regarding the elastic characteristics of the lead and lips. The parameter conversion unit 26 converts a large number of parameters supplied from the elastic value specifying unit 20 and the input device 44 into parameters necessary for synthesizing musical sounds.

図6は、弾性値特定部20の機能的な構成を示すブロック図である。図6に示すように、弾性値特定部20は、特定部22Aと特定部22Bとを含む。特定部22Aは、演奏者の唇を模したサンプル(以下「唇サンプル」という)のバネ定数klip_sampleを特定する。唇サンプルは、弾性特性や形態(形状やサイズ)が実際の人間の唇に近い(理想的には合致する)試験片である。唇サンプルのバネ定数klip_sampleは、唇サンプルに作用する外力(押圧力)の強度FAと唇サンプルにおける位置xに依存する(klip_sample(FA,x))。特定部22Aには強度FAが入力される。強度FAは、利用者が入力装置44を適宜に操作することで指示される。また、特定部22Aには、唇サンプル上の位置として予め設定された複数の位置xが指示される。特定部22Aは、強度FAに応じたバネ定数klip_sampleを各位置xについて特定する。なお、位置xは、強度FAと同様に、入力装置44に対する利用者の操作に応じて特定されてもよい。   FIG. 6 is a block diagram illustrating a functional configuration of the elasticity value specifying unit 20. As illustrated in FIG. 6, the elastic value specifying unit 20 includes a specifying unit 22A and a specifying unit 22B. The specifying unit 22A specifies a spring constant klip_sample of a sample imitating a player's lips (hereinafter referred to as “lip sample”). The lip sample is a test piece whose elastic characteristics and shape (shape and size) are close to (ideally match) an actual human lip. The spring constant klip_sample of the lip sample depends on the strength FA of the external force (pressing force) acting on the lip sample and the position x on the lip sample (klip_sample (FA, x)). The strength FA is input to the specifying unit 22A. The intensity FA is instructed by the user appropriately operating the input device 44. Further, a plurality of positions x set in advance as positions on the lip sample are instructed to the specifying unit 22A. The specifying unit 22A specifies a spring constant klip_sample corresponding to the strength FA for each position x. Note that the position x may be specified in accordance with the user's operation on the input device 44, similarly to the intensity FA.

唇サンプルのバネ定数klip_sampleと強度FAおよび位置xとの関係は実測の結果に応じて決定される。図7は、バネ定数klip_sampleの実測の方法を説明するための概念図である。図7に示すように、作業台80に載置された唇サンプル82の表面を加圧体84で押圧する。演奏者の歯MTによる唇MLの押圧と同様に、加圧体84は、唇サンプル82の表面の一部のみを押圧する。唇サンプル82の複数の位置xにおける変形量を測定して各位置のバネ定数klip_sampleを算定する作業を、押圧力の強度FAを変化させた複数の場合について反復する。以上の試験によって、外力の強度FAとバネ定数klip_sampleとの関係が複数の位置xの各々について実測される。   The relationship between the spring constant klip_sample of the lip sample, the strength FA and the position x is determined according to the result of actual measurement. FIG. 7 is a conceptual diagram for explaining a method of actually measuring the spring constant klip_sample. As shown in FIG. 7, the surface of the lip sample 82 placed on the work table 80 is pressed by the pressurizing body 84. Similar to the pressing of the lips ML by the performer's teeth MT, the pressing body 84 presses only a part of the surface of the lip sample 82. The operation of measuring the deformation amount at a plurality of positions x of the lip sample 82 and calculating the spring constant klip_sample at each position is repeated for a plurality of cases where the strength FA of the pressing force is changed. Through the above test, the relationship between the strength FA of the external force and the spring constant klip_sample is measured at each of the plurality of positions x.

図8は、以上の試験の結果を示すグラフである。図8においては、唇サンプル82上のひとつの位置xにおけるバネ定数klip_sample(縦軸)と外力の強度FA(横軸)とが図示されている。図8に示すように、唇サンプル82の特定の位置xにおけるバネ定数klip_sampleは外力の強度FAに応じて非線形に変化する。一方、外力の強度FAを固定した場合を想定すると、バネ定数klip_sampleは位置xに応じて非線形に変化する。   FIG. 8 is a graph showing the results of the above test. In FIG. 8, a spring constant klip_sample (vertical axis) and an external force intensity FA (horizontal axis) at one position x on the lip sample 82 are shown. As shown in FIG. 8, the spring constant klip_sample at a specific position x of the lip sample 82 changes nonlinearly according to the strength FA of the external force. On the other hand, assuming that the strength FA of the external force is fixed, the spring constant klip_sample changes nonlinearly according to the position x.

以上の試験の結果に基づいて、バネ定数klip_sampleと強度FAおよび位置xとについて実測された関係を近似する関数FNC_A(klip_sample=FNC_A(FA,x))が作成される。図6の特定部22Aは関数FNC_Aを保持する。そして、特定部22Aは、強度FAと位置xとを関数FNC_Aに代入することでバネ定数klip_sampleを算定する。したがって、特定部22Aが特定するバネ定数klip_sampleは、図8から理解されるように強度FAと位置xとに応じて非線形に変化する。   Based on the results of the above test, a function FNC_A (klip_sample = FNC_A (FA, x)) that approximates the measured relationship between the spring constant klip_sample, the strength FA, and the position x is created. The specifying unit 22A in FIG. 6 holds the function FNC_A. Then, the specifying unit 22A calculates the spring constant klip_sample by substituting the strength FA and the position x into the function FNC_A. Therefore, the spring constant klip_sample specified by the specifying unit 22A changes nonlinearly according to the strength FA and the position x as understood from FIG.

図6の特定部22Bは、リードを模したサンプル(以下「リードサンプル」という)のバネ定数kreed_sampleを特定する。リードサンプルは、弾性特性や形態(形状やサイズ)が実際の管楽器のリードに近い(理想的には合致する)試験片である。リードサンプルのバネ定数kreed_sampleは、リードサンプルに作用する外力の強度FBとリードサンプルにおける位置xに依存する(kreed_sample(FB,x))。特定部22Bには強度FBが入力される。強度FBは、利用者が入力装置44を適宜に操作することで指示される。また、特定部22Bには、図5に図示したようにX方向に離散化された複数の位置x(x=n・Δx)が指示される。特定部22Bは、強度FBに応じたバネ定数kreed_sampleを各位置xについて特定する。なお、なお、リードサンプルにおける位置xは、強度FBと同様に、入力装置44に対する利用者の操作に応じて特定されてもよい。   The identifying unit 22B in FIG. 6 identifies the spring constant kreed_sample of a sample simulating a lead (hereinafter referred to as “lead sample”). The lead sample is a test piece whose elastic characteristics and form (shape and size) are close to (ideally match) the lead of an actual wind instrument. The spring constant kreed_sample of the lead sample depends on the strength FB of the external force acting on the lead sample and the position x in the lead sample (kreed_sample (FB, x)). The strength FB is input to the specifying unit 22B. The intensity FB is instructed by the user appropriately operating the input device 44. Further, a plurality of positions x (x = n · Δx) discretized in the X direction as shown in FIG. 5 are instructed to the specifying unit 22B. The specifying unit 22B specifies a spring constant kreed_sample corresponding to the strength FB for each position x. It should be noted that the position x in the lead sample may be specified in accordance with the user's operation on the input device 44, similarly to the intensity FB.

リードサンプルのバネ定数kreed_sampleと強度FBおよび位置xとの関係は実測の結果に応じて決定される。バネ定数kreed_sampleは、例えば図9に示すように、端部が作業台81に固定されたリードサンプル83の表面を加圧体85で押圧することで実測される。すなわち、リードサンプル83の複数の位置xにおける変形量を測定して各位置のバネ定数kreed_sampleを算定する作業を、押圧力の強度FBを変化させた複数の場合について反復する。以上の試験によって、外力の強度FBとバネ定数kreed_sampleとの関係が複数の位置xの各々(x=1・Δx,2・Δx,3・Δx,……)について実測される。唇サンプル82と同様に、リードサンプル83のバネ定数kreed_sampleは、強度FBと位置xとに応じて非線形に変化する。   The relationship between the spring constant kreed_sample of the lead sample, the strength FB, and the position x is determined according to the result of actual measurement. The spring constant kreed_sample is measured by, for example, pressing the surface of the lead sample 83 whose end is fixed to the work table 81 with a pressurizing body 85, as shown in FIG. That is, the operation of measuring the deformation amount of the lead sample 83 at a plurality of positions x and calculating the spring constant kreed_sample at each position is repeated for a plurality of cases where the strength FB of the pressing force is changed. By the above test, the relationship between the external force intensity FB and the spring constant kreed_sample is actually measured for each of a plurality of positions x (x = 1 · Δx, 2 · Δx, 3 · Δx,...). Similar to the lip sample 82, the spring constant kreed_sample of the lead sample 83 changes nonlinearly according to the strength FB and the position x.

以上の試験が完了すると、バネ定数kreed_sampleと強度FBおよび位置xとについて実測された関係を近似する関数FNC_B(kreed_sample=FNC_B(FB,x))が作成される。図6の特定部22Bは、関数FNC_Bを保持し、強度FBと位置xとを関数FNC_Bに代入することでバネ定数kreed_sampleを算定する。特定部22Bが特定するバネ定数kreed_sampleは、強度FBや位置xに応じて非線形に変化する。   When the above test is completed, a function FNC_B (kreed_sample = FNC_B (FB, x)) that approximates the measured relationship between the spring constant kreed_sample, the strength FB, and the position x is created. The specifying unit 22B in FIG. 6 holds the function FNC_B and calculates the spring constant kreed_sample by substituting the strength FB and the position x into the function FNC_B. The spring constant kreed_sample specified by the specifying unit 22B changes nonlinearly according to the strength FB and the position x.

次に、図10は、パラメータ変換部26の具体的な構成を示すブロック図である。図10の左側に羅列された様々なパラメータがパラメータ変換部26に入力される。パラメータ変換部26に入力されるパラメータは、空気に関する物性値(cair,ρair)と、唇MLに関する物性値(ρlip,Elip,tanδlip)と、唇サンプルに関する物性値(mlip_sample,klip_sample)と、リードMRに関する物性値(tanδreed)と、リードサンプルに関する物性値(mreed_sample,kreed_sample)と、息圧P0および音高fnとを含む。前述のように唇サンプルのバネ定数klip_sampleとリードサンプルのバネ定数kreed_sampleとは弾性値特定部20が特定する。一方、バネ定数(klip_sample,kreed_sample)以外の各パラメータは、例えば利用者が入力装置44を適宜に操作することで演算処理装置10に指示される。各パラメータの具体的な内容は以下の通りである。   Next, FIG. 10 is a block diagram showing a specific configuration of the parameter conversion unit 26. Various parameters listed on the left side of FIG. 10 are input to the parameter conversion unit 26. Parameters input to the parameter conversion unit 26 are physical property values (cair, ρair) relating to air, physical property values relating to the lip ML (ρlip, Elip, tanδlip), physical property values relating to the lip sample (mlip_sample, klip_sample), and lead MR. The physical property value (tan δreed), the physical property value (mreed_sample, kreed_sample), the breath pressure P0, and the pitch fn. As described above, the elasticity value specifying unit 20 specifies the spring constant klip_sample of the lip sample and the spring constant kreed_sample of the lead sample. On the other hand, parameters other than the spring constants (klip_sample, kreed_sample) are instructed to the arithmetic processing unit 10 by the user appropriately operating the input device 44, for example. The specific contents of each parameter are as follows.

cairは空気中における音速[m/sec]であり、ρairは空気の密度[kg/m3]である。息圧P0は、吹奏時の利用者の口腔内における空気の圧力である。また、音高fnは、演算処理装置10が合成すべき楽音の高低を示す数値である。音高fnを適宜に変化させることで楽曲の演奏音を合成することが可能である。 cair is the speed of sound in air [m / sec], and ρair is the density of air [kg / m 3 ]. The breath pressure P0 is the pressure of air in the user's mouth during blowing. The pitch fn is a numerical value indicating the pitch of the musical sound to be synthesized by the arithmetic processing unit 10. It is possible to synthesize a musical performance sound by appropriately changing the pitch fn.

唇MLに関する物性値は、唇MLの密度ρlip[kg/m3]と唇MLのヤング率Elip[Pa]と唇MLの損失係数tanδlipとを含む。唇サンプルに関する物性値は、特定部22Aが特定したバネ定数klip_sampleに加えて唇サンプルの質量mlip_sample[kg]を含む。リードMRに関する物性値は、リードMRの損失係数tanδreedを含む。リードサンプルの物性値は、特定部22Bが特定したバネ定数kreed_sampleに加えてリードサンプルの質量mreed_sample[kg]を含む。 The physical property values related to the lip ML include the density ρlip [kg / m 3 ] of the lip ML, the Young's modulus Elip [Pa] of the lip ML, and the loss coefficient tanδlip of the lip ML. The physical property value related to the lip sample includes the mass mlip_sample [kg] of the lip sample in addition to the spring constant klip_sample specified by the specifying unit 22A. The physical property value relating to the lead MR includes the loss coefficient tanδreed of the lead MR. The physical property value of the lead sample includes the mass mreed_sample [kg] of the lead sample in addition to the spring constant kreed_sample specified by the specifying unit 22B.

管楽器のマウスピースMPにおける特性インピーダンスZcは以下の式(a1)で表現される。なお、下式のSinは、マウスピースMPのうち管体とみなせる部分の始点における面積である。
Zc=(ρair・cair)/Sin
=(ρair・cair)/{π・(φin/2)2} ……(a1)
図10に示すように、パラメータ変換部26は、音速cairと密度ρairと直径φinとについて式(a1)の演算を実行することで特性インピーダンスZcを算定する。なお、φinは、リードMRの根元(マウスピースMPに固定された部分)におけるマウスピースMPの内径[m]である。
The characteristic impedance Zc of the wind instrument mouthpiece MP is expressed by the following equation (a1). Note that Sin in the following expression is an area at the start point of a portion of the mouthpiece MP that can be regarded as a tubular body.
Zc = (ρair · cair) / Sin
= (Ρair · cair) / {π · (φin / 2) 2 } (a1)
As shown in FIG. 10, the parameter converter 26 calculates the characteristic impedance Zc by performing the calculation of the equation (a1) for the sound velocity cair, the density ρair, and the diameter φin. Φin is the inner diameter [m] of the mouthpiece MP at the root of the lead MR (portion fixed to the mouthpiece MP).

また、唇MLのバネ定数の分布klip(x)[N/m2]は以下の式(a2)で表現される。
klip(x)={(Elip・blip(x)・llip(x))/dlip(x)}/llip(x)
=Elip・blip(x)/dlip(x) ……(a2)
パラメータ変換部26は、図10に示すように、唇MLの物性値(Elip,blip(x),dlip(x))について式(a2)の演算を実行することで唇MLのバネ定数の分布klip(x)[N/m2]を算定する。式(a2)において、X方向の位置xにおける唇MLの横幅blip(x)および厚さdlip(x)は音高fnから特定される(詳細は後述する)。
The spring constant distribution klip (x) [N / m 2 ] of the lips ML is expressed by the following equation (a2).
klip (x) = {(Elip · blip (x) · llip (x)) / dlip (x)} / llip (x)
= Elip ・ blip (x) / dlip (x) (a2)
As shown in FIG. 10, the parameter conversion unit 26 performs the calculation of the equation (a2) on the physical property values (Elip, blip (x), dlip (x)) of the lip ML, thereby distributing the spring constant of the lip ML. klip (x) [N / m 2 ] is calculated. In the expression (a2), the lateral width blip (x) and the thickness dlip (x) of the lip ML at the position x in the X direction are specified from the pitch fn (details will be described later).

唇MLの内部抵抗の分布μlip(x)は以下の式(a3)で表現される。

Figure 0005182484

パラメータ変換部26は、図10に示すように、唇MLの物性値(tanδlip)と唇サンプルの物性値(mlip_sample,klip_sample)とについて式(a3)の演算を実行することで唇MLの内部抵抗の分布μlip(x)を算定する。バネ定数klip_sampleを算定した複数の位置xの各々について内部抵抗の分布μlip(x)が算定される。 The distribution μlip (x) of the internal resistance of the lip ML is expressed by the following equation (a3).
Figure 0005182484

As shown in FIG. 10, the parameter conversion unit 26 performs the calculation of the equation (a3) on the physical property value (tan δlip) of the lip ML and the physical property value (mlip_sample, klip_sample) of the lip ML, thereby performing the internal resistance of the lip ML. The distribution μlip (x) of is calculated. The internal resistance distribution μlip (x) is calculated for each of the plurality of positions x for which the spring constant klip_sample is calculated.

一方、リードMRの内部抵抗の分布μreed(x)は以下の式(a4)で表現される。

Figure 0005182484

パラメータ変換部26は、図10に示すように、リードMRの物性値(tanδreed)とリードサンプルの物性値(mreed_sample,kreed_sample)とについて式(a4)の演算を実行することでリードMRの内部抵抗の分布μreed(x)を算定する。バネ定数kreed_sampleを算定した複数の位置xの各々(x=1・Δx,2・Δx,3・Δx,……)について内部抵抗の分布μreed(x)が算定される。 On the other hand, the internal resistance distribution μreed (x) of the lead MR is expressed by the following equation (a4).
Figure 0005182484

As shown in FIG. 10, the parameter conversion unit 26 performs the calculation of the equation (a4) on the physical property value (tan δreed) of the lead MR and the physical property values (mreed_sample, kreed_sample) of the lead MR, thereby performing the internal resistance of the lead MR. The distribution μreed (x) of is calculated. The internal resistance distribution μreed (x) is calculated for each of the plurality of positions x where the spring constant kreed_sample is calculated (x = 1 · Δx, 2 · Δx, 3 · Δx,...).

また、図10に示すように、パラメータ変換部26は、アンブシュア(吹奏時の唇MLの状態)に関する複数のパラメータ(blip(x),dlip(x),xteeth1,xteeth2,xlip1,xlip2,Flip(x))と、息圧P0を補正するための係数pmulと、管楽器の運指に関する複数のパラメータrとをキースケール処理(図10の記号“KSC”)で音高fnに基づいて特定する。キースケール処理は、音高fnがとり得る各数値とパラメータの各数値とが対応づけられたテーブルから、実際に指示された音高fnに対応する数値を各パラメータについて特定する処理である。複数のパラメータrは、管楽器のトーンホールやベルの状態を示す係数rであり、管体模擬部33による管体部内の模擬に使用される。   Also, as shown in FIG. 10, the parameter conversion unit 26 includes a plurality of parameters (blip (x), dlip (x), xteeth1, xteeth2, xlip1, xlip2, xlip2, Flip () on the embouchure (the state of the lip ML during playing). x)), a coefficient pmul for correcting the breath pressure P0, and a plurality of parameters r relating to the fingering of the wind instrument are specified based on the pitch fn by key scale processing (symbol “KSC” in FIG. 10). The key scale process is a process of specifying a numerical value corresponding to the actually designated pitch fn for each parameter from a table in which each numerical value that can be taken by the pitch fn is associated with each numerical value of the parameter. The plurality of parameters r is a coefficient r indicating the state of the tone hole or bell of the wind instrument, and is used for the simulation inside the tube section by the tube simulation section 33.

アンブシュアに関する複数のパラメータは、唇MLの横幅(Z方向の寸法)blip(x)[m]と、外力が作用しないときの唇MLの厚さ(Y方向の寸法)dlip(x)[m]と、演奏者の歯MTが唇MLを押圧する力Flip(x)[N]と、リードMRに対する演奏者の唇MLや歯MTの位置に関するパラメータ(xlip1,xlip2,xteeth1,xteeth2)とを含む。   A plurality of parameters relating to the embouchure are the width of the lip ML (dimension in the Z direction) blip (x) [m] and the thickness of the lip ML when no external force is applied (dimension in the Y direction) dlip (x) [m]. And a force Flip (x) [N] that the performer's tooth MT presses the lip ML, and parameters (xlip1, xlip2, xteeth1, xteeth2) regarding the position of the performer's lip ML and the tooth MT with respect to the lead MR. .

パラメータ変換部26は、音高fnに対応する横幅blip(x)および厚さdlip(x)をキースケール処理で特定するとともに、横幅blip(x)と厚さdlip(x)との乗算値に唇MLの密度ρlipを乗算することで唇MLの質量の分布mlip(x)[kg/m]を算定する。また、横幅blip(x)および厚さdlip(x)は、前述した唇MLのバネ定数の分布klip(x)の算定にも適用される。   The parameter conversion unit 26 specifies the width blip (x) and the thickness dlip (x) corresponding to the pitch fn by key scale processing, and sets the multiplication value of the width blip (x) and the thickness dlip (x). The mass distribution mlip (x) [kg / m] of the lip ML is calculated by multiplying the density lip of the lip ML. The width blip (x) and the thickness dlip (x) are also applied to the calculation of the spring constant distribution klip (x) of the lips ML described above.

図5に示したようにX方向の各位置xを離散化するために、パラメータ変換部26は、唇MLの位置(xlip1,xlip2)を間隔Δxで除算した数値を離散後の位置(nlip1,nlip2)として算定し、歯MTの位置(xteeth1,xteeth2)を間隔Δxで除算した数値を離散後の位置(nteeth1,nteeth2)として算定する。さらに、パラメータ変換部26は、位置xteeth1と位置xteeth2との差分値をX方向における歯MTの長さlteethとして算定し、位置xlip1と位置xlip2との差分値をX方向における唇MLの長さllipとして算定する。そして、パラメータ変換部26は、押圧力Flip(x)を歯MTの長さlteethで除算することで、歯MTから唇MLの単位長あたりに作用する押圧力flip(x)[N/m]を算定する(flip(x)=Flip(x)/lteeth)。   As shown in FIG. 5, in order to discretize each position x in the X direction, the parameter converter 26 divides the numerical value obtained by dividing the position (xlip1, xlip2) of the lip ML by the interval Δx (nlip1, nlip2), and a value obtained by dividing the position of the tooth MT (xteeth1, xteeth2) by the interval Δx is calculated as a post-discrete position (nteeth1, nteeth2). Further, the parameter converter 26 calculates the difference value between the position xteeth1 and the position xteeth2 as the length lteeth of the tooth MT in the X direction, and calculates the difference value between the position xlip1 and the position xlip2 as the length llip of the lip ML in the X direction. Calculated as The parameter converting unit 26 divides the pressing force Flip (x) by the length lteeth of the tooth MT, so that the pressing force flip (x) [N / m] acting on the unit length of the lip ML from the tooth MT. Is calculated (flip (x) = Flip (x) / lteeth).

パラメータ変換部26は、音高fnに対応する係数pmulをキースケール処理で特定するとともに息圧P0と係数pmulとを乗算することで演奏者の口腔内の圧力Pを算定する。係数pmulは、音高fnに応じて変化する係数である。管楽器を発音させるための演奏者の息圧の範囲は実際には楽音の音高に応じて相違する(例えば、高音の演奏時の息圧のほうが低音の演奏時と比較して息圧の範囲が広い)という傾向がある。本形態においては、息圧P0に乗算される係数pmulが音高fnに応じた可変値であるから、息圧P0を音高fnとは無関係に選定した場合であっても、管楽器の以上の特性が忠実に模擬されるという利点がある。   The parameter conversion unit 26 specifies the coefficient pmul corresponding to the pitch fn by key scale processing, and calculates the pressure P in the player's mouth by multiplying the breath pressure P0 and the coefficient pmul. The coefficient pmul is a coefficient that changes according to the pitch fn. The range of the player's breath pressure for sounding a wind instrument is actually different depending on the pitch of the musical sound (for example, the breath pressure range when playing a high tone is different from that when playing a low tone. Tend to be wide). In this embodiment, since the coefficient pmul multiplied by the breath pressure P0 is a variable value corresponding to the pitch fn, even if the breath pressure P0 is selected regardless of the pitch fn, the above-mentioned value of the wind instrument is not exceeded. There is an advantage that the characteristics are faithfully simulated.

以上に説明したように、本形態においては、リードMRと唇MLとの連成振動を表現する運動方程式Bに基づいてリードMRの変位y(x,t)が算定されるから、全体が自由に移動する剛体の空気弁としてリードMRをモデル化する非特許文献1や長板状の振動体でリードMRをモデル化する非特許文献2の技術と比較してリードMRの挙動が忠実に模擬される。したがって、実際の管楽器の楽音に近い特性の楽音を高い精度で合成することが可能である。しかも、運動方程式Bにおける唇MLの変位yb(x)は、唇MLからリードMRに作用する押圧力flip(x)が変化するたびに、変化後の押圧力flip(x)から運動方程式A1および運動方程式A2に基づいて算定された結果に更新されるから、押圧力flip(x)を変化させる奏法を忠実に再現することができる。一方、押圧力flip(x)が変化した場合であっても運動方程式BにおけるリードMRの変位y(x,t)は維持されるから、変位y(x,t)の不連続な変化に起因した楽音の違和感は有効に抑制される。   As described above, in this embodiment, the displacement y (x, t) of the lead MR is calculated on the basis of the equation of motion B expressing the coupled vibration of the lead MR and the lip ML. The behavior of the lead MR is faithfully simulated in comparison with the techniques of Non-Patent Document 1 that models the lead MR as a rigid air valve that moves in a straight line and Non-Patent Document 2 that models the lead MR with a long plate-like vibrating body. Is done. Therefore, it is possible to synthesize musical sounds having characteristics close to those of actual wind instruments with high accuracy. In addition, the displacement yb (x) of the lip ML in the equation of motion B is obtained from the equation A1 and the equation of motion A1 from the changed pressing force flip (x) every time the pressing force flip (x) acting on the lead MR from the lip ML changes. Since the result calculated based on the equation of motion A2 is updated, it is possible to faithfully reproduce a performance technique for changing the pressing force flip (x). On the other hand, even if the pressing force flip (x) is changed, the displacement y (x, t) of the lead MR in the equation of motion B is maintained, so that it is caused by the discontinuous change of the displacement y (x, t). The uncomfortable feeling of the musical tone is effectively suppressed.

さらに、本形態においては、唇サンプルに対する外力の強度FAや唇サンプル上の位置xに応じて非線形に変化するようにバネ定数klip_sampleが算定され、リードサンプルに対する外力の強度FBやリードサンプル上の位置xに応じて非線形に変化するようにバネ定数kreed_sampleが算定されるから、唇MLの特性(内部抵抗の分布μlip(x))やリードMRの特性(内部抵抗の分布μreed(x))が位置xや外力の強度(FA,FB)に応じて変化するという現象が忠実に再現される。したがって、唇やリードの弾性値(klip_sample,kreed_sample)が固定された場合と比較して、実際の管楽器の楽音に近い自然な楽音を合成することが可能である。特に、本形態においては、バネ定数klip_sampleと強度FAおよび位置xとの関係や、バネ定数kreed_sampleと強度FBおよび位置xとの関係が実測値に基づいて設定されるから、合成音の特性を実際の管楽器の楽音に近づけることが可能である。   Furthermore, in this embodiment, the spring constant klip_sample is calculated so as to change nonlinearly according to the external force intensity FA on the lip sample and the position x on the lip sample, and the external force intensity FB on the lead sample and the position on the lead sample. Since the spring constant kreed_sample is calculated so as to change nonlinearly according to x, the lip ML characteristic (internal resistance distribution μlip (x)) and the lead MR characteristic (internal resistance distribution μreed (x)) are positioned. The phenomenon of changing according to x and the strength of external force (FA, FB) is faithfully reproduced. Therefore, it is possible to synthesize a natural musical tone that is close to the actual musical tone of a wind instrument as compared with the case where the elasticity values (klip_sample, kreed_sample) of the lips and leads are fixed. In particular, in this embodiment, since the relationship between the spring constant klip_sample and the intensity FA and the position x and the relationship between the spring constant kreed_sample, the intensity FB and the position x are set based on the actually measured values, the characteristics of the synthesized sound are actually It is possible to approximate the sound of a wind instrument.

<B:第2実施形態>
次に、本発明の第2実施形態について説明する。第1実施形態におけるリードMRの曲げ剛性Stiff(x)はヤング率Ereedと断面二次モーメントI(x)との乗算値に相当する。本形態においては、リードサンプルを対象とした実測の結果に基づいて曲げ剛性Stiff(x)が特定される。なお、以下の各形態において作用や機能が第1実施形態と同等である要素については、以上と同じ符号を付して各々の詳細な説明を適宜に省略する。
<B: Second Embodiment>
Next, a second embodiment of the present invention will be described. The bending stiffness Stiff (x) of the lead MR in the first embodiment corresponds to a product of the Young's modulus Ereed and the cross-sectional secondary moment I (x). In this embodiment, the bending stiffness Stiff (x) is specified based on the actual measurement result for the lead sample. In addition, about the element in which an effect | action and a function are equivalent to 1st Embodiment in each following form, the same code | symbol as the above is attached | subjected and each detailed description is abbreviate | omitted suitably.

図11は、本形態における弾性値特定部20の構成を示すブロック図である。図11に示すように、弾性値特定部20は、第1実施形態の特定部22Aおよび特定部22Bに加えて特定部22Cを含む。特定部22Cは、リード模擬部31での演算に使用される曲げ剛性Stiff(x)を特定する。図5に図示したようにX方向に離散化された複数の位置x(x=n・Δx)が特定部22Cに指示される。特定部22Cは、複数の位置xの各々(x=1・Δx,2・Δx,3・Δx,……)における曲げ剛性Stiff(x)を特定してリード模擬部31に出力する。   FIG. 11 is a block diagram illustrating a configuration of the elasticity value specifying unit 20 in the present embodiment. As shown in FIG. 11, the elasticity value specifying unit 20 includes a specifying unit 22C in addition to the specifying unit 22A and the specifying unit 22B of the first embodiment. The specifying unit 22C specifies the bending stiffness Stiff (x) used for the calculation in the lead simulating unit 31. As shown in FIG. 5, a plurality of positions x (x = n · Δx) discretized in the X direction are instructed to the specifying unit 22C. The specifying unit 22C specifies the bending stiffness Stiff (x) at each of the plurality of positions x (x = 1 · Δx, 2 · Δx, 3 · Δx,...), And outputs it to the lead simulating unit 31.

本形態においては、リードサンプルを対象とした曲げ剛性Stiff(x)の実測値に基づいて、特定部22Cに指示される複数の位置xの各々と特定部22Cが特定する曲げ剛性Stiff(x)との関係が設定される。すなわち、図9に示すように加圧体85から所定の外力FBを作用させたときのリードサンプル83の状態(変形)を観測し、観測の結果から各位置xにおける曲げ剛性Stiff(x)を算定する。図12は、リードサンプル83の位置xと曲げ剛性Stiff(x)とについて実測された結果を示すグラフである。図12に示すように、曲げ剛性Stiff(x)は、位置xに応じたリードサンプル83の横断面の変化に起因して、位置xに対して非線形に変化する。   In the present embodiment, each of the plurality of positions x indicated to the specifying unit 22C and the bending stiffness Stiff (x) specified by the specifying unit 22C based on the actual measurement value of the bending rigidity Stiff (x) for the lead sample. Is set. That is, as shown in FIG. 9, the state (deformation) of the lead sample 83 when a predetermined external force FB is applied from the pressure member 85 is observed, and the bending stiffness Stiff (x) at each position x is determined from the observation result. Calculate. FIG. 12 is a graph showing the results of actual measurement of the position x of the lead sample 83 and the bending stiffness Stiff (x). As shown in FIG. 12, the bending stiffness Stiff (x) changes nonlinearly with respect to the position x due to the change in the cross section of the lead sample 83 according to the position x.

以上の試験の結果(図12)に基づいて、曲げ剛性Stiff(x)と位置xとについて実測された結果を近似する関数FNC_C(Stiff(x)=FNC_C(x))が作成される。図11の特定部22Cは関数FNC_Cを保持し、入力される位置xを関数FNC_Cに代入することで曲げ剛性Stiff(x)を算定する。したがって、特定部22Cが算定する曲げ剛性Stiff(x)は、図12のように位置xに対して非線形に変化する。以上のように、本形態においては、各位置xにおける曲げ剛性Stiff(x)が実測値に基づいて算定されるから、現実のリードの挙動を忠実に反映した自然な楽音を合成できるという利点がある。   Based on the results of the above test (FIG. 12), a function FNC_C (Stiff (x) = FNC_C (x)) that approximates the results actually measured for the bending stiffness Stiff (x) and the position x is created. The specifying unit 22C in FIG. 11 holds the function FNC_C, and calculates the bending stiffness Stiff (x) by substituting the input position x into the function FNC_C. Therefore, the bending stiffness Stiff (x) calculated by the specifying unit 22C changes nonlinearly with respect to the position x as shown in FIG. As described above, in this embodiment, since the bending stiffness Stiff (x) at each position x is calculated based on the actual measurement value, there is an advantage that a natural musical sound that faithfully reflects the actual behavior of the lead can be synthesized. is there.

<C:第3実施形態>
図13は、本発明の第3実施形態に係る弾性値特定部20の構成を示すブロック図である。図13に示すように、弾性値特定部20は、特定部22と選択部23とを具備する。特定部22は、第1実施形態の特定部22Aや特定部22Bおよび第2実施形態の特定部22Cの何れかに相当し、入力値v(FA,FB,x)に応じた弾性値e(klip_sample,kreed_sample,Stiff(x))を特定して出力する。
<C: Third Embodiment>
FIG. 13 is a block diagram showing a configuration of the elastic value specifying unit 20 according to the third embodiment of the present invention. As shown in FIG. 13, the elasticity value specifying unit 20 includes a specifying unit 22 and a selecting unit 23. The specifying unit 22 corresponds to any of the specifying unit 22A, the specifying unit 22B of the first embodiment, and the specifying unit 22C of the second embodiment, and an elastic value e () corresponding to the input value v (FA, FB, x). klip_sample, kreed_sample, Stiff (x)) are specified and output.

特定部22は、入力値vと弾性値eとについて相異なる関係を定義するM個の関数FNC(1)〜FNC(M)を保持する。例えば、図6の特定部22Aを特定部22として本形態を適用した場合、弾性特性や形態が相違するM個の唇サンプルの各々を対象としてバネ定数klip_sampleと強度FAおよび位置xとの関係を実測し、各回の実測の結果を近似するM個の関数FNC_A(1)〜FNC_A(M)が作成される。同様に、図6の特定部22Bを特定部22とした場合、弾性特性や形態が相違するM個のリードサンプルについての各回の実測の結果(バネ定数kreed_sampleと強度FBおよび位置xとの関係)を近似するようにM個の関数FNC_B(1)〜FNC_B(M)が作成される。さらに、図11の特定部22Cを特定部22とした場合、M個のリードサンプルの各々における曲げ剛性Stiff(x)の実測値を近似するようにM個の関数FNC_C(1)〜FNC_C(M)が作成される。   The specifying unit 22 holds M functions FNC (1) to FNC (M) that define different relationships between the input value v and the elastic value e. For example, when the present embodiment is applied with the specific portion 22A in FIG. 6 as the specific portion 22, the relationship between the spring constant klip_sample, the strength FA, and the position x is set for each of M lip samples having different elastic characteristics and shapes. M functions FNC_A (1) to FNC_A (M) that are actually measured and approximate the results of each measurement are created. Similarly, when the specific part 22B in FIG. 6 is used as the specific part 22, the result of actual measurement for each of the M lead samples having different elastic characteristics and forms (relationship between the spring constant kreed_sample, the strength FB, and the position x) M functions FNC_B (1) to FNC_B (M) are created so as to approximate. Further, when the specifying unit 22C in FIG. 11 is used as the specifying unit 22, the M functions FNC_C (1) to FNC_C (M) are approximated to the measured values of the bending stiffness Stiff (x) in each of the M lead samples. ) Is created.

選択部23は、特定部22が保持するM個の関数FNC(1)〜FNC(M)の何れかを選択する。より具体的には、選択部23は、利用者による入力装置44の操作に応じて関数FNC(1)〜FNC(M)の何れかを選択する。例えば、製造者や型式が相違するM個のリードの何れかを利用者が入力装置44から指定すると、選択部23は、M個の関数FNC(1)〜FNC(M)のうち利用者が指定したリードに対応する関数FNC(利用者が指定したリードに特性が近いリードサンプルの実測値から設定された関数)を選択する。特定部22は、選択部23が選択した関数FNCに入力値vを代入することで弾性値eを算定する。   The selection unit 23 selects any one of the M functions FNC (1) to FNC (M) held by the specifying unit 22. More specifically, the selection unit 23 selects any one of the functions FNC (1) to FNC (M) according to the operation of the input device 44 by the user. For example, when the user designates any one of M leads having different manufacturers and models from the input device 44, the selection unit 23 selects the M functions FNC (1) to FNC (M). A function FNC corresponding to the specified lead (a function set from the actual measurement value of the lead sample whose characteristics are close to the lead specified by the user) is selected. The specifying unit 22 calculates the elasticity value e by substituting the input value v into the function FNC selected by the selection unit 23.

以上に説明したように、本形態においては、入力値vと弾性値eとの関係をM個の候補から可変に選択することでリードMRや唇MLの弾性特性が変更されるから、様々なリードや唇に対応した多様な合成音を生成することが可能となる。   As described above, in this embodiment, the elastic characteristics of the lead MR and the lip ML are changed by variably selecting the relationship between the input value v and the elastic value e from M candidates. It is possible to generate various synthesized sounds corresponding to leads and lips.

<D:第4実施形態>
図14は、本発明の第4実施形態に係る弾性値特定部20の構成を示すブロック図である。図14に示すように、本形態の弾性値特定部20は、特定部22と制御部24とを具備する。特定部22は、第3実施形態と同様に、第1実施形態の特定部22Aや特定部22Bおよび第2実施形態の特定部22Cの何れかに相当し、入力値v(FA,FB,x)に応じた弾性値e(klip_sample,kreed_sample,Stiff(x))を特定して出力する。
<D: Fourth Embodiment>
FIG. 14 is a block diagram showing a configuration of the elastic value specifying unit 20 according to the fourth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 14, the elastic value specifying unit 20 of this embodiment includes a specifying unit 22 and a control unit 24. Similar to the third embodiment, the specifying unit 22 corresponds to any of the specifying unit 22A, the specifying unit 22B, and the specifying unit 22C of the second embodiment, and the input value v (FA, FB, x ) Corresponding to the elasticity value e (klip_sample, kreed_sample, Stiff (x)).

制御部24は、入力値vと弾性値eとの関係を可変に制御(すなわち編集)する。例えば、制御部24は、特定部22が保持する関数FNC(FNC_A,FNC_B,FNC_C)の内容を入力装置44に対する操作(利用者からの指示)に応じて変更する。さらに詳述すると以下の通りである。   The control unit 24 variably controls (ie, edits) the relationship between the input value v and the elastic value e. For example, the control unit 24 changes the contents of the function FNC (FNC_A, FNC_B, FNC_C) held by the specifying unit 22 according to an operation (instruction from the user) on the input device 44. Further details are as follows.

本形態の演算処理装置10には表示装置48が接続される。制御部24は、入力値vと弾性値eとの関係を示す画像を、特定部22が保持する関数FNCに基づいて表示装置48に表示する。例えば、制御部24は、図8や図12に例示したようなグラフを表示装置48に表示させる。   A display device 48 is connected to the arithmetic processing device 10 of this embodiment. The control unit 24 displays an image indicating the relationship between the input value v and the elasticity value e on the display device 48 based on the function FNC held by the specifying unit 22. For example, the control unit 24 causes the display device 48 to display a graph as illustrated in FIG. 8 or FIG.

利用者は、入力装置44を適宜に操作することで、表示装置48に表示されたグラフ(曲線)を編集する。例えば、利用者がマウスやタッチペンなどの入力装置44を操作してグラフ上の点(任意の点または所定の代表点)を移動すると、表示装置48に表示されたグラフは、移動後の点を通過する形状のグラフに変更される。制御部24は、特定部22の保持する関数FNCを、利用者による変更後のグラフに対応した新たな関数FNCに更新する。新たな関数FNCは、例えば、入力値vと弾性値eとの関係を表す演算式の各係数を利用者からの指示に応じて適宜に変更することで作成される。特定部22は、制御部24による更新後の関数FNCを利用して入力値vから弾性値eを特定する。   The user edits the graph (curve) displayed on the display device 48 by appropriately operating the input device 44. For example, when the user moves a point (an arbitrary point or a predetermined representative point) on the graph by operating the input device 44 such as a mouse or a touch pen, the graph displayed on the display device 48 displays the point after the movement. It is changed to a graph with a passing shape. The control unit 24 updates the function FNC held by the specifying unit 22 to a new function FNC corresponding to the graph changed by the user. The new function FNC is created, for example, by appropriately changing each coefficient of the arithmetic expression representing the relationship between the input value v and the elastic value e according to an instruction from the user. The specifying unit 22 uses the function FNC updated by the control unit 24 to specify the elastic value e from the input value v.

また、利用者は、入力装置44を操作することで関数FNCを新規に作成することが可能である。例えば、利用者が表示装置48の画面上に複数の点を指定すると、制御部24は、複数の点を通過する関数FNCを作成する。特定部22は、制御部24が作成した新たな関数FNCに基づいて入力値vから弾性値eを特定する。   Further, the user can create a new function FNC by operating the input device 44. For example, when the user designates a plurality of points on the screen of the display device 48, the control unit 24 creates a function FNC that passes through the plurality of points. The specifying unit 22 specifies the elastic value e from the input value v based on the new function FNC created by the control unit 24.

以上のように本形態においては、入力値vと弾性値eとの関係が利用者からの指示に応じて変更されるから、合成音の特性を利用者が適宜に調整できるという利点がある。また、利用者からの指示に応じて関数FNCが新規に作成されるから、リードサンプルや唇サンプルがなくても多様な合成音を生成できるという利点がある。   As described above, in this embodiment, since the relationship between the input value v and the elastic value e is changed according to an instruction from the user, there is an advantage that the user can appropriately adjust the characteristics of the synthesized sound. In addition, since a function FNC is newly created according to an instruction from the user, there is an advantage that a variety of synthesized sounds can be generated without a lead sample or a lip sample.

なお、入力値vと弾性値eとの関係を利用者に編集させるための構成は任意である。例えば、関数FNCを定義する複数の係数を表示装置48に表示させて利用者に変更させる構成や、関数FNCの複数の係数および関数FNCのグラフの双方を表示装置48に表示させ、利用者が係数を変更すると、表示装置48による表示を変更後の関数FNCのグラフに更新するとった構成も採用される。   Note that the configuration for allowing the user to edit the relationship between the input value v and the elasticity value e is arbitrary. For example, a plurality of coefficients defining the function FNC are displayed on the display device 48 and changed by the user, or both the plurality of coefficients of the function FNC and the graph of the function FNC are displayed on the display device 48. When the coefficient is changed, a configuration in which the display on the display device 48 is updated to the graph of the function FNC after the change is also adopted.

<E:変形例>
以上の各形態には以下に例示するような様々な変形を加えることができる。なお、以下の例示から2以上の態様を任意に選択して組合わせてもよい。
<E: Modification>
Various modifications as exemplified below can be added to the above embodiments. Two or more aspects may be arbitrarily selected from the following examples and combined.

(1)変形例1
以上の各形態においては、関数FNCを使用した演算によって入力値vから弾性値eを算定したが、入力値vから弾性値eを特定するための方法は適宜に変更される。例えば、入力値vと弾性値eとを対応付けるテーブルを特定部22に設定した構成も好適である。特定部22は、入力値vに対応する弾性値eをテーブルから探索して出力する。第3実施形態においては、入力値vと弾性値eとの対応が相違するM個のテーブルの何れかを選択部23が選択する。すなわち、選択部23は、入力値vと弾性値eとについて設定された複数種の関係(関数FNCやテーブル)の何れかを選択する手段であればよい。また、第4実施形態においては、利用者からの指示に応じて制御部24はテーブルの内容(各入力値vに対応する弾性値e)を変更する。すなわち、制御部24は、入力値vと弾性値eとの関係を可変に制御(編集)する手段であれば足りる。
(1) Modification 1
In each of the above embodiments, the elastic value e is calculated from the input value v by calculation using the function FNC. However, the method for specifying the elastic value e from the input value v is appropriately changed. For example, a configuration in which a table that associates the input value v with the elastic value e is set in the specifying unit 22 is also suitable. The specifying unit 22 searches the table for an elastic value e corresponding to the input value v and outputs it. In the third embodiment, the selection unit 23 selects one of M tables having different correspondences between the input value v and the elasticity value e. That is, the selection unit 23 may be any means that selects any one of a plurality of types of relationships (function FNC and table) set for the input value v and the elasticity value e. In the fourth embodiment, the control unit 24 changes the contents of the table (elastic value e corresponding to each input value v) in accordance with an instruction from the user. That is, the control unit 24 may be any means that variably controls (edits) the relationship between the input value v and the elastic value e.

(2)変形例2
弾性値eの内容は適宜に変更される。例えば、バネ定数klip_sampleを位置xおよび強度FAの一方のみに依存する変数とした構成や、バネ定数kreed_sampleを位置xおよび強度FBの一方のみに依存する変数とした構成も採用される。また、第2実施形態における曲げ剛性Stiff(x)を、リードに作用する外力に依存する変数とした構成も好適である。以上のように本形態における弾性値eは、リード(またはリードサンプル)や演奏者の唇(または唇サンプル)の弾性特性の指標となる数値であれば足り、具体的な内容は合成部14による演算の内容(物理モデルの構成)に応じて適宜に変更される。
(2) Modification 2
The content of the elastic value e is changed as appropriate. For example, a configuration in which the spring constant klip_sample is a variable that depends only on one of the position x and the strength FA, and a configuration in which the spring constant kreed_sample is a variable that depends only on one of the position x and the strength FB are also employed. A configuration in which the bending stiffness Stiff (x) in the second embodiment is a variable depending on the external force acting on the lead is also suitable. As described above, the elasticity value e in the present embodiment is sufficient to be a numerical value indicating the elasticity characteristic of the lead (or lead sample) or the player's lips (or lip sample). It is appropriately changed according to the contents of the calculation (configuration of the physical model).

(3)変形例3
以上の各形態においては、弾性値特定部20に指示される強度FAや強度FBを入力装置44から入力したが、強度FAや強度FBを設定する方法は任意である。例えば、パラメータ変換部26が生成した押圧力flp(x)を強度FAとして弾性値特定部20に指示する構成や、リード模擬部31が算定した外部力fex(x)を強度FBとして弾性値特定部20に指示する構成、あるいは、特定部22Aと特定部22Bと特定部22Cとのうちの何れかひとつのみを弾性値特定部20が含む構成も採用される。また、以上の各形態においては唇サンプルやリードサンプルを対象とした実測の結果に基づいて関数FNC(またはテーブル)を設定したが、実際の演奏者の唇や実際の管楽器のリードを対象とした実測の結果に基づいて関数FNC(またはテーブル)を設定してもよい。
(3) Modification 3
In each of the above embodiments, the strength FA and the strength FB instructed to the elastic value specifying unit 20 are input from the input device 44, but the method for setting the strength FA and the strength FB is arbitrary. For example, a configuration in which the pressing force flp (x) generated by the parameter conversion unit 26 is instructed to the elastic value specifying unit 20 as the strength FA, or an external force fex (x) calculated by the lead simulation unit 31 is used as the strength FB to specify the elastic value. A configuration instructing the unit 20 or a configuration in which the elastic value specifying unit 20 includes only one of the specifying unit 22A, the specifying unit 22B, and the specifying unit 22C is also employed. In each of the above embodiments, the function FNC (or table) is set based on the actual measurement results for the lip sample and the lead sample, but the actual player's lips and the actual wind instrument lead are targeted. The function FNC (or table) may be set based on the actual measurement result.

(4)変形例4
以上の各形態のようにリードMRが比例限界の範囲外にて変位する場合(すなわち弾性値eが可変値である場合)を想定すると、式A1から算定されるリードMRの変位y0(xf)は弾性値e(例えば曲げ剛性Stiff(x))に対して非線形に変化する。そこで、設定部12の設定した曲げ剛性Stiff(x)に対して非線形に変化するように、図4の第1演算部311が、曲げ剛性Stiff(x)から変位y0(xf)を算定する構成も採用される。さらに詳述すると、第1演算部311は、曲げ剛性Stiff(x)に対して変位y0(xf)が非線形に変化するように曲げ剛性Stiff(x)と変位y0(xf)との関係を定義する関数やテーブルを押圧力flip(x)の数値毎に保持する。そして、第1演算部311は、設定部12が設定した押圧力flip(x)に対応した関係を選択したうえで、設定部12が設定した曲げ剛性Stiff(x)に対して当該関係のもとで対応する変位y0(xf)を特定する。第1演算部311が特定した変位y0(xf)は、第1実施形態と同様に、運動方程式BにおけるリードMRの変位y(x,t)の初期値として第2演算部312にて使用される。
(4) Modification 4
Assuming the case where the lead MR is displaced outside the range of the proportional limit as in the above embodiments (that is, when the elastic value e is a variable value), the displacement y0 (xf) of the lead MR calculated from the equation A1. Changes nonlinearly with respect to the elastic value e (for example, bending stiffness Stiff (x)). Therefore, the first calculation unit 311 of FIG. 4 calculates the displacement y0 (xf) from the bending stiffness Stiff (x) so that the bending stiffness Stiff (x) set by the setting unit 12 changes nonlinearly. Is also adopted. More specifically, the first calculation unit 311 defines the relationship between the bending stiffness Stiff (x) and the displacement y0 (xf) so that the displacement y0 (xf) changes nonlinearly with respect to the bending stiffness Stiff (x). The function or table to be held is held for each numerical value of the pressing force flip (x). Then, the first calculation unit 311 selects the relationship corresponding to the pressing force flip (x) set by the setting unit 12, and then has the relationship with respect to the bending stiffness Stiff (x) set by the setting unit 12. And the corresponding displacement y0 (xf) is specified. The displacement y0 (xf) specified by the first calculation unit 311 is used by the second calculation unit 312 as an initial value of the displacement y (x, t) of the lead MR in the equation of motion B, as in the first embodiment. The

演奏者の唇MLが比例限界の範囲外にて変位する場合(すなわち弾性値eが可変値である場合)にも同様に、式A2から算定される唇MLの変位yb(xf)は弾性値e(例えばバネ定数の分布klip(x))に対して非線形に変化する。したがって、設定部12の設定したバネ定数の分布klip(x)に対して非線形に変化するように、図4の第1演算部311が、バネ定数の分布klip(x)から変位yb(xf)を算定する構成も採用される。例えば、第1演算部311は、バネ定数の分布klip(x)に対して変位yb(xf)が非線形に変化するようにバネ定数の分布klip(x)と変位yb(xf)との関係を定義する関数やテーブルを押圧力flip(x)および唇MLの厚さdlip(x)の各数値の組合せ毎に保持する。そして、第1演算部311は、設定部12が設定した押圧力flip(x)および厚さdlip(x)に対応した関係を選択したうえで、設定部12が設定したバネ定数の分布klip(x)に対して当該関係のもとで対応する変位yb(xf)を特定する。第1演算部311が特定した変位yb(xf)は、第1実施形態と同様に、運動方程式Bにおける唇MLの変位yb(x)の初期値として第2演算部312にて使用される。なお、本変形例においては、弾性値eが入力値vに対して非線形に変化するか否かは不問である。また、第4実施形態と同様に、曲げ剛性Stiff(x)と変位y0(xf)との関係やバネ定数の分布klip(x)と変位yb(xf)との関係が利用者からの指示に応じて編集または作成される構成も好適に採用される。   Similarly, when the performer's lip ML is displaced outside the range of the proportional limit (that is, when the elastic value e is a variable value), the displacement yb (xf) of the lip ML calculated from the equation A2 is the elastic value. e (for example, a spring constant distribution klip (x)) changes nonlinearly. Accordingly, the first calculation unit 311 of FIG. 4 changes the displacement yb (xf) from the spring constant distribution klip (x) so as to change nonlinearly with respect to the spring constant distribution klip (x) set by the setting unit 12. A configuration for calculating the value is also adopted. For example, the first calculation unit 311 determines the relationship between the spring constant distribution klip (x) and the displacement yb (xf) so that the displacement yb (xf) changes nonlinearly with respect to the spring constant distribution klip (x). A function or table to be defined is held for each combination of numerical values of the pressing force flip (x) and the lip ML thickness dlip (x). Then, the first calculation unit 311 selects the relationship corresponding to the pressing force flip (x) and the thickness dlip (x) set by the setting unit 12 and then distributes the spring constant distribution klip ( The corresponding displacement yb (xf) is specified with respect to x). The displacement yb (xf) specified by the first calculation unit 311 is used by the second calculation unit 312 as an initial value of the displacement yb (x) of the lip ML in the equation of motion B, as in the first embodiment. In this modification, it does not matter whether the elasticity value e changes nonlinearly with respect to the input value v. Similarly to the fourth embodiment, the relationship between the bending stiffness Stiff (x) and the displacement y0 (xf) and the relationship between the spring constant distribution klip (x) and the displacement yb (xf) are the instructions from the user. A configuration edited or created accordingly is also preferably employed.

本発明の実施形態に係る楽音合成装置のブロック図である。It is a block diagram of a musical tone synthesis apparatus according to an embodiment of the present invention. リード模擬部が模擬する管楽器のリードの近傍を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the vicinity of the lead of the wind instrument which a lead simulation part simulates. 管楽器の吹奏時における唇とリードとの接触の模式図である。It is a schematic diagram of the contact between the lips and the reed when the wind instrument is played. リード模擬部のブロック図である。It is a block diagram of a lead simulation part. X方向の位置の離散化について説明する概念図である。It is a conceptual diagram explaining the discretization of the position of a X direction. 弾性値特定部のブロック図である。It is a block diagram of an elasticity value specific | specification part. 唇サンプルの弾性値(バネ定数)を実測する構成の模式図である。It is a schematic diagram of the structure which measures the elasticity value (spring constant) of a lip sample. 唇サンプルに作用する外力とバネ定数との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the external force which acts on a lip sample, and a spring constant. リードサンプルの弾性値(バネ定数)を実測する構成の模式図である。It is a schematic diagram of the structure which measures the elastic value (spring constant) of a lead sample. パラメータ変換部のブロック図である。It is a block diagram of a parameter converter. 第2実施形態における弾性値特定部のブロック図である。It is a block diagram of the elastic value specific | specification part in 2nd Embodiment. リードサンプルにおける位置と曲げ剛性との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the position in a lead sample, and bending rigidity. 第3実施形態における弾性値特定部のブロック図である。It is a block diagram of the elastic value specific | specification part in 3rd Embodiment. 第4実施形態における弾性値特定部のブロック図である。It is a block diagram of the elastic value specific | specification part in 4th Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

100……楽音合成装置、10……演算処理装置、12……設定部、14……合成部、20……弾性値特定部、22(22A,22B,22C)……特定部、23……選択部、24……制御部、26……パラメータ変換部、31……リード模擬部、311……第1演算部、312……第2演算部、313……第3演算部、314……第4演算部、32……範囲制限部、33……管体模擬部、42……記憶装置、44……入力装置、46……放音装置、48……表示装置。 100 …… Musical sound synthesizer, 10 …… Calculation processing unit, 12 …… Setting unit, 14 …… Synthesis unit, 20 …… Elasticity value specifying unit, 22 (22A, 22B, 22C) …… Specifying unit, 23 …… Selection unit, 24... Control unit, 26... Parameter conversion unit, 31... Lead simulation unit, 311... First calculation unit, 312. Fourth computing unit, 32... Range limiting unit, 33... Tube simulation unit, 42... Storage device, 44 .. input device, 46.

Claims (8)

管楽器のリードにおける長手方向の位置に対して非線形に変化するように前記リードの各位置の弾性値を特定する第1特定手段と、
前記第1特定手段が特定した弾性値に応じた複数の変数に基づいて前記管楽器の楽音を合成する楽音合成手段と
を具備する楽音合成装置。
First specifying means for specifying an elastic value of each position of the lead so as to change nonlinearly with respect to a longitudinal position of the lead of the wind instrument ;
A tone synthesizer comprising: a tone synthesizer for synthesizing a tone of the wind instrument based on a plurality of variables corresponding to the elasticity value specified by the first specifying means.
前記第1入力値と前記第1特定手段が特定する弾性値との関係は実測値に基づいて設定される
請求項1の楽音合成装置。
The musical tone synthesizer according to claim 1, wherein the relationship between the first input value and the elastic value specified by the first specifying means is set based on an actual measurement value.
前記第1入力値と前記第1特定手段が特定する弾性値とについて設定された複数種の関係の何れかを選択する選択手段を具備し、
前記第1特定手段は、前記選択手段が選択した関係において前記第1入力値に対応する前記リードの弾性値を特定する
請求項1または請求項2の楽音合成装置。
Selecting means for selecting one of a plurality of types of relationships set for the first input value and the elastic value specified by the first specifying means;
The musical tone synthesis apparatus according to claim 1, wherein the first specifying unit specifies an elasticity value of the lead corresponding to the first input value in the relationship selected by the selection unit.
前記第1入力値と前記第1特定手段が特定する弾性値との関係を利用者からの指示に応じて可変に制御する制御手段
を具備する請求項1から請求項3の何れかの楽音合成装置。
The musical tone synthesis according to any one of claims 1 to 3, further comprising control means for variably controlling a relationship between the first input value and the elastic value specified by the first specifying means in accordance with an instruction from a user. apparatus.
前記リードに接触する演奏者の唇における前記リードの長手方向の位置に対して非線形に変化するように前記唇の各位置の弾性値を特定する第2特定手段を具備し、
前記楽音合成手段は、前記第1特定手段が特定した前記リードの弾性値と前記第2特定手段が特定した前記唇の弾性値とに応じた複数の変数に基づいて楽音を合成する
請求項1から請求項4の何れかの楽音合成装置。
A second specifying means for specifying an elastic value of each position of the lip so as to change nonlinearly with respect to a position in a longitudinal direction of the lead on a player's lip contacting the lead;
2. The musical tone synthesizing unit synthesizes a musical tone based on a plurality of variables according to the elasticity value of the lead specified by the first specifying unit and the elastic value of the lip specified by the second specifying unit. The musical tone synthesizer according to claim 4.
前記第1特定手段が特定した前記リードの各位置の弾性値から、前記リードの長手方向における内部抵抗の分布を算定するパラメータ変換手段を具備し、  Parameter conversion means for calculating a distribution of internal resistance in the longitudinal direction of the lead from the elastic value of each position of the lead specified by the first specifying means,
前記楽音合成手段は、前記パラメータ変換手段が算定した内部抵抗の分布を含む複数の変数に基づいて前記管楽器の楽音を合成する  The musical tone synthesizing unit synthesizes the musical tone of the wind instrument based on a plurality of variables including an internal resistance distribution calculated by the parameter converting unit.
請求項1から請求項5の何れかの楽音合成装置。  6. The musical tone synthesizer according to any one of claims 1 to 5.
前記第2特定手段が特定した前記唇の各位置の弾性値から、前記リードの長手方向における前記唇の内部抵抗の分布を算定するパラメータ変換手段を具備し、  Parameter conversion means for calculating the distribution of the internal resistance of the lips in the longitudinal direction of the lead from the elastic value of each position of the lips specified by the second specifying means;
前記楽音合成手段は、前記パラメータ変換手段が算定した内部抵抗の分布を含む複数の変数に基づいて前記管楽器の楽音を合成する  The musical tone synthesizing unit synthesizes the musical tone of the wind instrument based on a plurality of variables including an internal resistance distribution calculated by the parameter converting unit.
請求項5の楽音合成装置。  The musical tone synthesizer according to claim 5.
管楽器のリードにおける長手方向の位置に対して非線形に変化するように前記リードの各位置の弾性値を特定する第1特定処理と、
前記第1特定処理で特定した弾性値に応じた複数の変数に基づいて前記管楽器の楽音を合成する楽音合成処理と
をコンピュータに実行させるプログラム。
A first specifying process for specifying an elastic value at each position of the lead so as to change nonlinearly with respect to a position in a longitudinal direction of the lead of the wind instrument ;
A program for causing a computer to execute a tone synthesis process for synthesizing a tone of the wind instrument based on a plurality of variables corresponding to an elasticity value specified in the first specifying process.
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