JP6028844B2 - Musical sound synthesizer and program - Google Patents

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Description

この発明は、和音などの複数の異なる音高を含んでなる楽音波形を合成する楽音合成装置及びプログラムに関する。特に、ピアノやギター等の弦を有する自然楽器の楽器音を模した楽音波形を、弦の連成振動による影響を加味して合成する技術に関する。   The present invention relates to a musical tone synthesizing apparatus and program for synthesizing musical sound waveforms including a plurality of different pitches such as chords. In particular, the present invention relates to a technique for synthesizing a musical sound waveform that imitates the sound of a natural musical instrument having strings such as a piano and a guitar, taking into account the influence of coupled vibration of strings.

従来から、波形メモリにPCM(パルス符号変調)又はDPCM(差分PCM)又はADPCM(適応差分PCM)等の任意の符号化方式で符号化した波形サンプルデータ(以下、単に波形データと呼ぶ)を予め記憶しておき、これを所望のピッチに対応して読み出すことにより楽音波形を合成する、所謂「波形メモリ読み出し」方式による楽音合成装置が知られている。また、下記に示す特許文献1には正弦波合成方式による楽音発生装置において、例えば和音のような複数ノートに対応した複数の異なる音高の楽音を同時に発音させる場合に、前記異なる音高の各楽音の倍音構成の内、周波数が近接している倍音の周波数を基準とする所定の周波数に近づけるように修正して楽音波形を合成することが記載されている。   Conventionally, waveform sample data (hereinafter simply referred to as waveform data) encoded by an arbitrary encoding method such as PCM (pulse code modulation), DPCM (differential PCM), or ADPCM (adaptive differential PCM) is previously stored in the waveform memory. 2. Description of the Related Art Musical tone synthesis apparatuses based on a so-called “waveform memory readout” method in which musical tone waveforms are synthesized by storing them and reading them in correspondence with a desired pitch are known. Further, in Patent Document 1 shown below, in a musical tone generator using a sine wave synthesis method, for example, when a plurality of different musical tones corresponding to a plurality of notes such as chords are simultaneously generated, each of the different pitches is described. It is described that a musical sound waveform is synthesized by modifying it so as to be close to a predetermined frequency based on the frequency of a harmonic that is close in the harmonic structure of the musical sound.

ところで、「波形メモリ読み出し」方式の従来装置において和音を発音するための楽音波形は、例えば自然楽器のピアノから1鍵ごとの操作に応じた出音にあわせてサンプリングされた多数の波形データの中から、ユーザにより打鍵された複数の和音構成音に対応する複数の波形データを同時に読み出して和音構成音毎に単音の楽音波形を合成し、さらにこれら和音構成音毎に合成された単音の楽音波形を加算することにより生成される。   By the way, a musical sound waveform for generating a chord in a conventional apparatus of “waveform memory reading” method is, for example, among a large number of waveform data sampled in accordance with an output corresponding to an operation for each key from a natural musical instrument piano. To simultaneously read out a plurality of waveform data corresponding to a plurality of chord constituent sounds keyed by the user, synthesize a single musical tone waveform for each chord constituent tone, and further, a single musical tone waveform synthesized for each chord constituent tone It is generated by adding.

しかしながら、こうして生成される楽音波形に基づき発音される和音は、どちらかといえば和音構成音が互いに調和しておらずそれぞれが単独でガチャガチャとやかましく響きあっているだけの印象をユーザに対し与え得るものと言え、和音構成音が互いに調和しすっきりと響きわたる印象をユーザに対し与え得る自然楽器のピアノから発せられるような美しい和音には程遠いものであった。   However, the chords sounded based on the musical sound waveform generated in this way can give the user the impression that the chord constituent sounds are not in harmony with each other and each of them singly and slammingly. However, it was far from a beautiful chord that could be emitted from a natural musical instrument piano that can give the user the impression that the chord components are in harmony with each other.

上記のように、従来装置において和音のような複数の異なる音高の楽音を含んでなる楽音波形を生成すると、自然楽器のピアノから発せられる和音とは異なる印象をユーザに与え得る楽音が発音される。この要因としては、上記楽音合成装置では、自然楽器のピアノにおいて複数の鍵が同時に打鍵された場合に生じる「連成振動」による楽音への影響を何ら加味することなく、ただ単に各鍵毎にサンプリングされた波形データから個別に合成された複数の楽音波形を加算しているに過ぎないと考えられるからである。   As described above, when a musical sound waveform including a plurality of musical tones having different pitches such as chords is generated in a conventional device, musical tones that can give the user an impression different from the chords emitted from a natural musical instrument piano are generated. The The reason for this is that the above-described musical sound synthesizer does not take into account any influence on the musical sound caused by the “coupled vibration” that occurs when multiple keys are simultaneously played on a natural musical instrument piano. This is because a plurality of musical sound waveforms individually synthesized from the sampled waveform data are considered to be merely added.

下記に示す非特許文献1には、ピアノの1つの鍵を形成している複数弦の連成振動について記述されている。これによると、自然楽器のピアノは1つの鍵の打鍵に従って複数の弦(発生する楽音のノートによって異なるが2弦乃至3弦など)が駒により同時に振動されることによって単音の楽音を発するが、ほぼ同じではあるが完全には一致していない周波数にそれぞれチューニングされたこれら複数の弦が駒を介して互いに影響し合うことで、各弦の振動に伴って発生される各周波数が互いに相寄るとともに、打弦直後から始まる弦の周期的振動部分(この明細書ではディケイ部と呼ぶ)のうち比較的に音量の大きい部分(この明細書では打音又は打音部分と呼ぶ)が早く減衰すること、所謂「連成振動」を生じることが記載されている。   Non-Patent Document 1 shown below describes coupled vibration of a plurality of strings forming one key of a piano. According to this, a natural musical instrument piano emits a single musical tone by simultaneously vibrating a plurality of strings (2 to 3 strings, etc., depending on the musical note to be generated) according to a single keystroke, The multiple strings, each tuned to a frequency that is almost the same but not perfectly matched, interact with each other through the pieces, so that the frequencies generated by the vibration of each string come together. At the same time, a relatively loud part (referred to as a hitting sound or a hitting part in this specification) of a periodic vibration part (referred to as a decay part in this specification) of a string that starts immediately after the string is damped quickly. In other words, so-called “coupled vibration” is described.

図20に、「連成振動」が生じている場合に見られる楽音上の特徴を反映した楽音波形の一例を示す。この図20から「連成振動」が生じている場合の楽音波形は、「連成振動」が生じていない場合の楽音波形(図中において概形を点線で示す)と比べると楽音波形の音量レベル(振幅)が全体的に減少すること、特に波形合成開始直後からしばらく続く音量レベルが大きい打音部分が該打音部分に後続する音量レベルの小さい楽音波形の一部分(余韻部分と呼ぶ)よりも相対的により大きな割合で減少していることが理解できる。   FIG. 20 shows an example of a musical sound waveform that reflects the characteristics of the musical sound that are seen when “coupled vibration” occurs. From FIG. 20, the musical sound waveform when “coupled vibration” is generated is compared with the musical sound waveform when “coupled vibration” is not generated (rough shape is indicated by a dotted line in the figure). The level (amplitude) decreases as a whole, and in particular, a sounding portion with a large volume level that continues for a while immediately after the start of waveform synthesis is a part of a musical sound waveform with a low volume level that follows the sounding portion (referred to as a reverberation portion). Can also be seen to decrease at a relatively larger rate.

本願発明人は、上記した1つの鍵において複数の弦が連成振動することによって楽音波形の打音部分が減衰することに鑑みて、更に異なる鍵に対応付けられた弦の倍音どうしも連成振動することに伴って複数の周波数が相寄ったり楽音波形のうち打音部分が早く減衰したりするので、自然楽器のピアノはすっきりと響きわたる非常に美しい和音を発音することができるとの結論を導出するに至った。   In view of the fact that a plurality of strings vibrate in a single key as described above, the inventor of the present application attenuates the sound wave-sounding portion of the musical sound waveform, and the harmonics of the strings associated with different keys are also coupled. As a result of vibration, multiple frequencies come together and the sounding part of the musical sound waveform decays quickly, so the natural instrument piano can conclude that it can produce very beautiful chords that resonate clearly. It came to derive.

特開平07-319467号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 07-319467

ウェインリーチ,G."2.ピアノの弦の物理学・・・・・・楽器の科学.日経サイエンス社,1987,p.21-32Wayne Reach, G. "2. Physics of piano strings ... Science of musical instruments. Nikkei Science, 1987, p.21-32

しかし、従来の装置では例えば「波形メモリ読み出し」方式において、例えば自然楽器のピアノの和音のようにすっきりと美しく響きわたり互いの音が調和している印象をユーザに与え得る、異なる鍵に対応付けられた1乃至複数の弦の倍音どうしによる連成振動を再現しての複数の音高からなる楽音波形を合成することは困難である、という問題があった。すなわち、上述の特許文献1に示された従来装置は、単に倍音の周波数のみを修正するだけのものであることから、上述したような異なる鍵に対応付けられた弦の倍音どうしが連成振動することに伴う複数の周波数が相寄ることを模すことはできるが、打音部分が早く減衰することを模すことに関しては何らの考慮もなされていないことによる。上述した特許文献1に記載された従来装置はそもそも正弦波合成方式であって「波形メモリ読み出し」方式の装置に比べると楽音合成のための構造が複雑であり、打音が早く減衰することを模すための構成を付加するのは非常に困難であること、また例えそうした構成を付加できるとしても装置が複雑かつ大型化してしまいさらに高価なものとなるので都合が悪い。   However, in the conventional apparatus, for example, in the “waveform memory read-out” method, it is associated with different keys that can give the user the impression that the sounds of the natural instrument resonate cleanly and harmonize with each other. In addition, there is a problem that it is difficult to synthesize a musical sound waveform composed of a plurality of pitches by reproducing a coupled vibration caused by harmonics of one or more strings. That is, since the conventional device shown in the above-mentioned Patent Document 1 merely modifies only the frequency of harmonics, the harmonics of strings associated with different keys as described above are coupled vibrations. Although it is possible to simulate a plurality of frequencies associated with each other, it is because no consideration has been given to imitating that the hit sound part attenuates quickly. The conventional device described in Patent Document 1 described above is originally a sine wave synthesis method and has a more complex structure for musical tone synthesis than a “waveform memory read” method device, and the hitting sound attenuates quickly. It is very difficult to add a configuration for imitating, and even if such a configuration can be added, the apparatus becomes complicated and large-sized and more expensive, which is inconvenient.

本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、個々の演奏操作子(例えば鍵など)の操作に伴って発生する楽音を構成する複数の倍音の周波数が相寄ったり楽音波形の打音部分が早く減衰したりする所謂「弦の連成振動」(以下では、単に連成振動と記す)を模して、複数の異なる音高の楽音を含んでなる楽音波形を合成することのできるようにした楽音合成装置及びプログラムを提供しようとするものである。   The present invention has been made in view of the above-mentioned points, and a sound wave-sounding portion in which a plurality of harmonic frequencies composing a musical sound generated in accordance with the operation of individual performance operators (for example, keys) are combined with each other. It is possible to synthesize a musical sound waveform that includes multiple musical tones with different pitches, imitating so-called “coupled vibration of strings” (hereinafter simply referred to as coupled vibration). An object is to provide a musical tone synthesizer and a program.

本発明に係る楽音合成装置は、それぞれがノートに対応した複数の異なる音高の楽音波形を同時に生成する楽音生成手段と、各ノートに対応する楽音波形の倍音構造を記憶した倍音構造データベースから、前記複数の異なる音高の楽音波形のそれぞれの倍音構造を示す情報を取得する手段と、前記取得した倍音構造を示す情報に基づき、前記生成する複数の楽音波形それぞれを構成する倍音のうち周波数が近接する複数の倍音を含んでなる任意の帯域を1乃至複数特定する帯域特定手段と、前記生成する複数の楽音波形それぞれを構成する倍音のうち、前記特定された1乃至複数の帯域それぞれに含まれる各倍音の音量レベルを減衰するレベル調整手段とを備える。   The musical tone synthesizer according to the present invention includes a musical tone generator that simultaneously generates a plurality of different musical tone forms corresponding to notes, and a harmonic structure database that stores musical tone harmonic structures corresponding to each note. Based on the information indicating the harmonic structure of each of the plurality of different tone pitches, and on the basis of the information indicating the acquired harmonic structure, the frequency of the harmonics constituting each of the plurality of musical sound waveforms to be generated is Band specifying means for specifying one or more arbitrary bands including a plurality of adjacent harmonics, and one or more of the specified bands among the harmonics constituting each of the plurality of musical sound waveforms to be generated Level adjusting means for attenuating the volume level of each overtone.

本発明によると、複数のノート毎に各ノートに対応した音高の楽音波形を同時に複数生成する。各ノートに対応する楽音波形の倍音構造を記憶した倍音構造データベースから、前記複数の異なる音高の楽音波形のそれぞれの倍音構造を示す情報を取得し、該取得した倍音構造を示す情報に基づき、前記生成する複数の楽音波形それぞれを構成する倍音のうち周波数が近接する倍音を含んでなる任意の1乃至複数の帯域を特定する。この特定された1乃至複数の帯域に基づいて、前記生成する複数の楽音波形それぞれを構成する倍音のうち当該帯域それぞれに含まれる各倍音つまりはその周波数が近接している各倍音に関して、その音量レベルを減少する。すなわち、ノートに対応した複数の異なる音高の楽音波形にわたって、それらの倍音構成のうち特定の帯域に属する倍音(言い換えるならば、互いに近接した連成振動し得る周波数成分)のみに関してその音量レベルを減少する。こうすることによって、複数ノートに対応した複数の異なる音高の楽音を含んでなる楽音波形を合成する場合に、「連成振動」が生じている場合に見られる楽音上の特徴を反映した楽音波形つまりは「連成振動」が生じていない場合に比べて音量レベルの減少した特徴ある楽音波形を生成することができるようになる。   According to the present invention, a plurality of musical tone waveforms having a pitch corresponding to each note are generated simultaneously for each of a plurality of notes. From the overtone structure database storing the overtone structure of the musical sound waveform corresponding to each note, obtaining information indicating the overtone structure of each of the plurality of different sound waveforms, and based on the obtained information indicating the overtone structure, One to a plurality of bands including overtones whose frequencies are close to each other among the overtones constituting each of the plurality of generated musical sound waveforms are specified. Based on the specified one or more bands, among the harmonics constituting each of the plurality of musical sound waveforms to be generated, the harmonics included in each of the bands, that is, the harmonics of which frequencies are close to each other. Decrease level. That is, the sound volume level of only the harmonics belonging to a specific band (in other words, frequency components that can be coupled and vibrated close to each other) among the harmonic forms having different pitches corresponding to the note are set. Decrease. By doing this, when synthesizing a musical sound waveform that contains multiple musical notes of different pitches corresponding to multiple notes, the musical sound that reflects the characteristics of the musical sound that is seen when "coupled vibration" occurs It is possible to generate a characteristic musical sound waveform having a reduced volume level compared to a case where no waveform, that is, “coupled vibration” is generated.

また、各ノートに対応する楽音波形の倍音構造を記憶した倍音構造データベースから、前記複数の異なる音高の楽音波形のそれぞれの倍音構造を示す情報を取得する構成であるから、生成する複数の楽音波形の倍音構造を簡単かつ速やかに把握することができる。また、単に特定倍音の音量レベル制御を行うだけで「連成振動」を反映した複数ノートに対応した複数の音高の楽音を含んでなる楽音波形を合成できることから、それを実現するための構成が非常に簡易なもので済み、従って装置が複雑かつ大型化してしまうことがなくまた高価にならない、という利点もある。   In addition, since it is configured to obtain information indicating the harmonic structure of each of the plurality of musical sound waveforms having different pitches from a harmonic structure database that stores the harmonic structure of the musical sound waveform corresponding to each note, a plurality of musical sounds to be generated The overtone structure of the waveform can be grasped easily and quickly. In addition, simply by controlling the volume level of a specific overtone, it is possible to synthesize a musical sound waveform that includes multiple musical tones corresponding to multiple notes reflecting “coupled vibration”. However, there is also an advantage that the apparatus is not complicated and large-sized and is not expensive.

本発明は装置の発明として構成し実施することができるのみならず、方法の発明として構成し実施することができる。また、本発明は、コンピュータまたはDSP等のプロセッサのプログラムの形態で実施することができるし、そのようなプログラムを記憶した記憶媒体の形態で実施することもできる。   The present invention can be constructed and implemented not only as a device invention but also as a method invention. Further, the present invention can be implemented in the form of a program of a processor such as a computer or a DSP, or can be implemented in the form of a storage medium storing such a program.

本発明によれば、ノートに対応した複数の異なる音高の楽音波形にわたって、それらの倍音構成のうち周波数が近接した特定の倍音のみに関してその音量レベルを調整するようにしたことから、音量レベルが減少するといった「連成振動」が生じている場合に見られる楽音上の特徴を模した複数ノートに対応した複数の異なる音高の楽音を含んでなる楽音波形を合成することができるようになる、という効果が得られる。
また、弦楽器の楽音、特にピアノ音の楽音波形を生成する場合には「連成振動」を模すことにより実際のピアノ音のような楽音上の特徴を有した楽音波形を生成できることとなるのでこれだけでも効果的であるが、さらには弦楽器以外の音や人工的な音であっても「連成振動」を模すことによりそれらの音においても和音をすっきりと響き渡らせ得るという、従来見られなかった新しい効果が得られる。
According to the present invention, the volume level is adjusted with respect to only specific harmonics whose frequencies are close to each other among musical tone waveforms having different pitches corresponding to the notes. It becomes possible to synthesize musical sound waveforms that include multiple different musical pitches corresponding to multiple notes that mimic the characteristics of musical sounds that can be seen when there is a decrease in “coupled vibration”. The effect of is obtained.
In addition, when generating musical sounds of stringed instruments, especially piano sounds, it is possible to generate a musical sound waveform having musical characteristics such as an actual piano sound by imitating “coupled vibration”. Although this alone is effective, it is also possible to make chords resonate cleanly by imitating “coupled vibration” even for sounds other than stringed instruments and artificial sounds. New effects that could not be obtained.

楽音合成装置の全体構成の一実施例を示すハード構成ブロック図である。It is a hardware block diagram which shows one Example of the whole structure of a musical tone synthesizer. 楽音合成機能の第1実施例の概要を説明するための機能ブロック図である。It is a functional block diagram for demonstrating the outline | summary of 1st Example of a musical tone synthesis function. ノートリスト、部分音リスト、帯域リストの各データ構成の一例を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows an example of each data structure of a note list, a partial sound list, and a band list. 倍音構造データベースのデータ構成の一例を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows an example of a data structure of a harmonic structure database. 楽音合成処理の一実施例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows one Example of a musical tone synthesis process. ノートオン処理の一実施例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows one Example of a note-on process. ノートオフ処理の一実施例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows one Example of a note-off process. アタック波形、ディケイ波形、アタック波形とディケイ波形とを加算して合成される楽音波形の一例を示す波形図である。It is a waveform diagram showing an example of a tone waveform synthesized by adding an attack waveform, a decay waveform, and an attack waveform and a decay waveform. 楽音合成機能の第2変形例を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the 2nd modification of a musical tone synthesis function. 楽音合成機能の第3変形例を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the 3rd modification of a musical tone synthesis function. 楽音合成機能の第2実施例(第4変形例)の概要を説明するための機能ブロック図である。It is a functional block diagram for demonstrating the outline | summary of 2nd Example (4th modification) of a musical tone synthesis function. レベル修正部の一例を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows an example of a level correction part. 楽音合成機能の第5変形例を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the 5th modification of a musical tone synthesis function. 楽音合成機能の第4及び第5変形例を実現するノートオン処理の一部を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a part of note-on process which implement | achieves the 4th and 5th modification of a musical tone synthesis function. 楽音合成機能の第4及び第5変形例を実現するノートオフ処理の一部を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a part of note-off process which implement | achieves the 4th and 5th modification of a musical tone synthesis function. 楽音合成機能の第6変形例を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the 6th modification of a musical tone synthesis function. 楽音合成機能の第7変形例を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the 7th modification of a musical tone synthesis function. 楽音合成機能の第6及び第7変形例を実現するノートオン処理の一部を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a part of note-on process which implement | achieves the 6th and 7th modification of a musical tone synthesis function. 楽音合成機能の第6及び第7変形例を実現するノートオフ処理の一部を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a part of note-off process which implement | achieves the 6th and 7th modification of a musical tone synthesis function. 連成振動が生じている場合に見られる楽音上の特徴を反映した楽音波形の一例を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows an example of the musical tone waveform reflecting the characteristic on the musical tone seen when the coupled vibration has arisen.

以下、この発明の実施の形態を添付図面に従って詳細に説明する。   Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

図1は、この発明に係る楽音合成装置を適用した電子楽器のハードウェア構成例を示すブロック図である。ここに示す電子楽器は「波形メモリ読み出し」方式による楽音合成を行うものであって、演奏者自身による演奏操作子4の操作に伴い随時に作成される演奏情報(ノートオンイベントやノートオフイベントなどのイベントデータ、ダイナミクス情報やピッチベンド情報などの各種コントロールデータを含む)に基づいて電子的に楽音を発生する、あるいは自動演奏処理等の実行に伴い順次に供給される予め作成済みの自動演奏データ内に含まれる演奏情報に基づいて自動的かつ電子的に楽音を発生する楽音合成機能を有する。   FIG. 1 is a block diagram showing a hardware configuration example of an electronic musical instrument to which a musical tone synthesis apparatus according to the present invention is applied. The electronic musical instrument shown here performs musical tone synthesis by the “read out waveform memory” method, and performance information (note-on event, note-off event, etc.) created as needed by the performer operating the performance operator 4. (Including various control data such as event data, dynamics information, pitch bend information, etc.) in the pre-created automatic performance data that is electronically generated or sequentially supplied with execution of automatic performance processing, etc. Has a musical tone synthesis function for automatically and electronically generating musical tone based on the performance information included.

この楽音合成機能は、演奏情報に基づき波形メモリに記憶された多数の波形サンプルデータ(波形データ)の中から使用すべき波形データの選択が行われて、該選択された波形データに従って楽音波形を合成するが、本実施形態では「連成振動」による影響を加味して楽音波形の合成が行われるようになっている。こうした楽音合成機能については後述する。なお、この実施例に示す電子楽器はここに示す以外のハードウェアを有する場合もあるが、ここでは必要最小限の資源を用いた場合について説明する。   This musical tone synthesis function selects waveform data to be used from among a large number of waveform sample data (waveform data) stored in the waveform memory based on performance information, and generates musical sound waveforms according to the selected waveform data. In this embodiment, the musical sound waveform is synthesized in consideration of the influence of “coupled vibration”. Such a tone synthesis function will be described later. The electronic musical instrument shown in this embodiment may have hardware other than that shown here. Here, a case where the minimum necessary resources are used will be described.

図1に示す電子楽器はコンピュータを用いて構成されており、そこにおいて、上記の楽音合成機能を実現する楽音合成処理(後述する図5参照)は、コンピュータが各々の処理を実現する所定のプログラム(ソフトウェア)を実行することにより実施される。勿論、この処理はコンピュータソフトウェアの形態に限らず、DSP(ディジタル・シグナル・プロセッサ)によって処理されるマイクロプログラムの形態でも実施可能であり、また、この種のプログラムの形態に限らず、ディスクリート回路又は集積回路若しくは大規模集積回路等を含んで構成された専用ハードウェア装置の形態で実施してもよい。   The electronic musical instrument shown in FIG. 1 is configured using a computer, in which the musical tone synthesis process for realizing the musical tone synthesis function (see FIG. 5 described later) is a predetermined program for the computer to realize each process. This is implemented by executing (software). Of course, this processing is not limited to the form of computer software, but can be implemented in the form of a microprogram processed by a DSP (digital signal processor), and is not limited to the form of this type of program. You may implement in the form of the dedicated hardware apparatus comprised including the integrated circuit or the large-scale integrated circuit.

本実施例に示す電子楽器は、マイクロプロセッサユニット(CPU)1、リードオンリメモリ(ROM)2、ランダムアクセスメモリ(RAM)3からなるマイクロコンピュータの制御の下に各種の処理が実行されるようになっている。CPU1は、この電子楽器全体の動作を制御するものである。このCPU1に対して、通信バス1D(例えば、データ及びアドレスバスなど)を介してROM2、RAM3、演奏操作子4、表示器5、設定操作子6、音源7、記憶装置8、通信インタフェース9がそれぞれ接続されている。   In the electronic musical instrument shown in this embodiment, various processes are executed under the control of a microcomputer comprising a microprocessor unit (CPU) 1, a read only memory (ROM) 2, and a random access memory (RAM) 3. It has become. The CPU 1 controls the operation of the entire electronic musical instrument. For this CPU 1, ROM 2, RAM 3, performance operator 4, display 5, setting operator 6, sound source 7, storage device 8, and communication interface 9 are provided via a communication bus 1D (for example, data and address bus). Each is connected.

ROM2は、CPU1により実行される各種プログラム、あるいは所謂波形メモリとして例えば自然楽器のピアノから一鍵ごとの出音にあわせてサンプリングされた波形データなどの様々な楽器音に対応した波形データ等を格納するものである。RAM3は、CPU1が所定のプログラムを実行する際に発生する各種データを一時的に記憶するワーキングメモリとして、あるいは現在実行中のプログラムやそれに関連するデータを記憶するメモリ等として使用される。RAM3の所定のアドレス領域がそれぞれの機能に割り当てられ、レジスタやフラグ、テーブル、メモリなどとして利用される。   The ROM 2 stores various programs executed by the CPU 1 or waveform data corresponding to various instrument sounds such as waveform data sampled in accordance with the output of each key from a natural musical instrument piano as a so-called waveform memory. To do. The RAM 3 is used as a working memory that temporarily stores various data generated when the CPU 1 executes a predetermined program, or as a memory that stores a currently executed program and related data. A predetermined address area of the RAM 3 is assigned to each function and used as a register, flag, table, memory, or the like.

演奏操作子4は、楽音のノートを選択するための複数の鍵を備えた例えば鍵盤等のようなものであり、各鍵に対応してキースイッチを有しており、例えば押鍵速度あるいは離鍵速度を表わすベロシティなどを検出することができる。この演奏操作子4は、演奏者自身の手弾きによる楽音のマニュアル演奏のために使用できるのは勿論のこと、予め用意された自動演奏データを選択するなどの入力手段として使用することもできる。勿論、演奏操作子4は鍵盤等の形態に限らず、楽音のノートを選択するための弦を備えたネック等のような形態のものなど、どのようなものであってもよいことは言うまでもない。表示器5は、例えば液晶表示パネル(LCD)やCRT等から構成されるディスプレイであって、各種画面を表示するのは勿論のこと、演奏の際に使用する音色・効果などの各種演奏パラメータの設定状態や波形データ一覧あるいは自動演奏データ一覧などの各種情報、さらにはCPU1の制御状態などを表示することもできる。演奏者は該表示器5に表示されるこれらの各種情報を参照することで、各種演奏パラメータの設定や自動演奏データの選択などを容易に行うことができる。   The performance operator 4 is a keyboard or the like having a plurality of keys for selecting musical notes, and has a key switch corresponding to each key, for example, a key pressing speed or a release key. A velocity representing the key speed can be detected. The performance operator 4 can be used not only for manual performance of musical sounds by hand-playing by the performer itself, but also as input means for selecting automatic performance data prepared in advance. Of course, the performance operator 4 is not limited to the form of a keyboard or the like, and needless to say, it may be of any form such as a neck with a string for selecting musical notes. . The display 5 is a display composed of, for example, a liquid crystal display panel (LCD) or a CRT, and displays various screens as well as various performance parameters such as timbres and effects used during performance. Various information such as a setting state, a waveform data list or an automatic performance data list, and a control state of the CPU 1 can be displayed. The performer can easily set various performance parameters, select automatic performance data, and the like by referring to the various information displayed on the display 5.

設定操作子(スイッチ等)6は、例えば自動演奏対象とする自動演奏データを選択する選択スイッチ、演奏の際に使用する音色・効果などの各種演奏パラメータを設定する設定スイッチ等、各種の操作子を含んで構成される。勿論、音高、音色、効果等を選択・設定・制御するために数値データ入力用のテンキーや文字データ入力用のキーボード、あるいは表示器5に表示された各種画面の位置を設定するポインタを操作するマウスなどの各種操作子を含んでいてもよい。   Setting operators (switches, etc.) 6 are various operators, such as a selection switch for selecting automatic performance data to be automatically played, and a setting switch for setting various performance parameters such as timbre and effect used during performance. It is comprised including. Of course, to select / set / control the pitch, tone, effect, etc., operate the numeric keypad for numeric data input, the keyboard for character data input, or the pointer to set the position of various screens displayed on the display 5. Various operators such as a mouse may be included.

音源7は複数のチャンネルで楽音信号の同時発生が可能であり、通信バス1Dを経由して与えられた、ユーザによる演奏操作子4の操作に応じて発生される演奏情報及び/又は任意の自動演奏データの再生に応じて発生される演奏情報に基づいて楽音波形を合成して楽音信号を生成する。ここに示す電子楽器においては、例えば波形データとして、単音の楽音波形全体を波形メモリに記憶する、又は単音の楽音波形を非周期成分からなるアタック部の楽音波形と周期成分からなるディケイ部の楽音波形とに分割してそれぞれを波形メモリに記憶しておき、演奏情報に対応する波形データが波形メモリから読み出されると、該読み出された波形データはバスラインを介して音源7に与えられて適宜バッファ記憶される。そして、音源7ではバッファ記憶された波形データを所定の出力サンプリング周波数に従い出力することで楽音波形を合成し、これに後述する連成振動を加味するための制御処理を施す。該制御処理された楽音波形は、サウンドシステム7Aに与えられて発音される。サウンドシステム7Aは、例えばDA変換器、アンプ、スピーカ等を有してなり、DA変換器によりアナログ波形に変換された前記楽音波形をアンプにより増幅しスピーカを介して放音する。   The tone generator 7 can simultaneously generate musical tone signals on a plurality of channels, and provides performance information and / or arbitrary automatic information generated in response to the operation of the performance operator 4 given by the user via the communication bus 1D. A musical sound signal is generated by synthesizing musical sound waveforms based on performance information generated in response to the reproduction of performance data. In the electronic musical instrument shown here, for example, as a waveform data, the entire musical tone waveform of a single tone is stored in the waveform memory, or the musical tone of the decay portion consisting of the musical tone waveform of the attack portion consisting of an aperiodic component and the periodic portion of the single tone musical tone waveform. When the waveform data corresponding to the performance information is read from the waveform memory, the read waveform data is given to the sound source 7 via the bus line. It is buffered as appropriate. The sound source 7 synthesizes a musical sound waveform by outputting the waveform data stored in the buffer in accordance with a predetermined output sampling frequency, and performs control processing for taking into account the coupled vibration described later. The musical tone waveform subjected to the control process is given to the sound system 7A to be sounded. The sound system 7A includes, for example, a DA converter, an amplifier, a speaker, and the like, amplifies the musical sound waveform converted into an analog waveform by the DA converter, and emits the sound through the speaker.

記憶装置8は、上記したような波形データや自動演奏データなどの各種データ、CPU1により実行される各種制御プログラム等を記憶する。前記ROM2に制御プログラムが記憶されていない場合、この記憶装置8(例えばハードディスク)に制御プログラムを記憶させておき、それを前記RAM3に読み込むことにより、ROM2に制御プログラムを記憶している場合と同様の動作をCPU1にさせることができる。このようにすると、制御プログラムの追加やバージョンアップ等が容易に行える。なお、記憶装置8はハードディスク(HD)に限られず、フレキシブルディスク(FD)、コンパクトディスク(CD)、光磁気ディスク(MO)、あるいはDVD(Digital Versatile Disk)等の着脱自在な様々な形態の外部記録媒体を利用する記憶装置であってもよい。あるいは、半導体メモリなどであってもよい。   The storage device 8 stores various data such as the above-described waveform data and automatic performance data, various control programs executed by the CPU 1, and the like. When the control program is not stored in the ROM 2, the control program is stored in the storage device 8 (for example, a hard disk), and the control program is stored in the ROM 2 by reading it into the RAM 3. The CPU 1 can be operated as described above. In this way, control programs can be easily added and upgraded. The storage device 8 is not limited to a hard disk (HD), but can be attached in various forms such as a flexible disk (FD), a compact disk (CD), a magneto-optical disk (MO), or a DVD (Digital Versatile Disk). A storage device using a recording medium may be used. Alternatively, a semiconductor memory or the like may be used.

通信インタフェース(I/F)9は、本電子楽器と図示しない外部機器との間で制御プログラムや上記した各種データなどの各種情報を送受信するためのインタフェースである。この通信インタフェース9は、例えばMIDIインタフェース,LAN,インターネット,電話回線等であってよく、また有線あるいは無線のものいずれかでなく双方を具えていてよい。   A communication interface (I / F) 9 is an interface for transmitting and receiving various information such as a control program and various data described above between the electronic musical instrument and an external device (not shown). The communication interface 9 may be, for example, a MIDI interface, a LAN, the Internet, a telephone line, or the like, and may include both wired or wireless ones.

図1に示した電子楽器においても、従来知られている装置のように、演奏者による演奏操作子4の操作に伴い発生される演奏情報、あるいは予め用意されたSMF(Standard MIDI File)形式の自動演奏データ等に含まれる演奏情報に基づいて楽音波形を生成する楽音合成機能を有する。ただし、複数の異なる音高の楽音を含んでなる楽音波形を合成する場合には、単に波形メモリに記憶済みである複数の波形データを所定の出力サンプリング周波数に従い同時に出力しこれらを加算することにより複数の異なる音高の楽音を含んでなる楽音波形を合成することだけに留まらずに、後述の連成振動を加味するための信号処理を施すことにより連成振動を再現した複数の異なる音高の楽音を含んでなる楽音波形を合成するようにしている。以下、説明する。   Also in the electronic musical instrument shown in FIG. 1, the performance information generated when the performer operates the performance operator 4 or the SMF (Standard MIDI File) format prepared in advance, as in a known device. It has a musical tone synthesis function for generating musical tone waveforms based on performance information included in automatic performance data and the like. However, when synthesizing a musical sound waveform including a plurality of musical tones having different pitches, a plurality of waveform data stored in the waveform memory are simply output according to a predetermined output sampling frequency and added together. In addition to synthesizing musical sound waveforms that include multiple musical tones with different pitches, multiple different pitches that reproduce coupled vibrations by applying signal processing to take account of coupled vibrations described below. A musical sound waveform comprising the musical sounds is synthesized. This will be described below.

(第1実施例)
図2は、楽音合成機能の第1実施例の概要を説明するための機能ブロック図である。図中の矢印はデータの流れを表す。鍵盤4(演奏操作子)はユーザの演奏操作に応じて、ノートオンイベントやノートオフイベントなどの演奏情報を音源部A及び判定部Dに対し供給する。判定部Dは、CPU1により実現される1つの機能である。ノートオンイベントやノートオフイベントなどの演奏情報には、ユーザが操作した鍵に予め対応付けられている音高を表すノート番号(ノートナンバ)や、押鍵速度あるいは離鍵速度を表わすベロシティ情報などが含まれている。
(First embodiment)
FIG. 2 is a functional block diagram for explaining the outline of the first embodiment of the tone synthesis function. The arrows in the figure represent the data flow. The keyboard 4 (performance operator) supplies performance information such as a note-on event and a note-off event to the sound source unit A and the determination unit D in accordance with a user's performance operation. The determination unit D is one function realized by the CPU 1. The performance information such as the note-on event and the note-off event includes a note number (note number) indicating a pitch previously associated with a key operated by the user, velocity information indicating a key pressing speed or a key releasing speed, etc. It is included.

なお、ここでは演奏操作子である鍵盤4の操作に応じて演奏情報を供給する例を挙げたがこれに限らず、例えばCPU1により実現され得る自動演奏(シーケンサ)機能に応じて予め作成済みの自動演奏データ内に含まれる演奏情報を順次に供給するようにしてもよいし、あるいは外部機器(図示せず)から通信インタフェース9を経由して自動演奏データひいては演奏情報を順次に供給するようにしてもよい。また、演奏操作子の1つであるダンパーペダルを踏み込むとノートオフイベントの発生後も発音が持続し、その後ダンパーペダルの踏み込みを止めることによってノートオフイベントの発生相当の処理がなされるが、ここではこうしたダンパーペダル操作による処理については説明を省略する。   Here, an example is given in which performance information is supplied in accordance with the operation of the keyboard 4 as a performance operator. However, the present invention is not limited to this. For example, the performance information is created in advance according to an automatic performance (sequencer) function that can be realized by the CPU 1. The performance information included in the automatic performance data may be sequentially supplied, or the automatic performance data and the performance information may be sequentially supplied from an external device (not shown) via the communication interface 9. May be. In addition, when the damper pedal, one of the performance controls, is depressed, the sound continues even after the note-off event occurs. After that, the processing equivalent to the occurrence of the note-off event is performed by stopping the depression of the damper pedal. The description of the processing by the damper pedal operation will be omitted.

判定部Dは、鍵盤4からノートオンイベントあるいはノートオフイベントを受け取ると、RAM3上に一時記憶されるノートリスト、部分音リスト、帯域リストを更新する。図3に、ノートリスト、部分音リスト、帯域リストそれぞれのデータ構成を示す。   When the determination unit D receives a note-on event or a note-off event from the keyboard 4, the determination unit D updates the note list, partial sound list, and band list that are temporarily stored in the RAM 3. FIG. 3 shows data structures of the note list, partial sound list, and band list.

図3(A)はノートリストのデータ構成を示し、ノートリストは音源部Aの各発音チャンネルA1で合成する楽音のノートをノート番号等によって記憶/管理する。このノートリストには、ノートオンイベントの受信に応じて新規に楽音波形の合成を開始する楽音のノートとしてノートオンイベントに含まれるノート番号が追加される一方で、ノートオフイベントの受信に応じて楽音波形の合成を止める楽音のノートとしてノートオフイベントに含まれるノート番号が削除される。ここでは、ノート番号「45」(ノートA2)、ノート番号「48」(ノートC3)、ノート番号「55」(ノートG3)それぞれに対応した3つの異なる音高の楽音を合成する場合におけるノートリストの例を示した。   FIG. 3A shows the data structure of the note list. The note list stores / manages notes of musical sounds to be synthesized in each tone generation channel A1 of the sound source unit A by note numbers and the like. In this note list, the note number included in the note-on event is added as a note of a musical tone that starts synthesis of a musical tone waveform in response to the reception of a note-on event, while in response to the reception of a note-off event The note number included in the note-off event is deleted as the note of the tone that stops the synthesis of the tone waveform. Here, a note list in the case of synthesizing three different pitches corresponding to note number “45” (note A2), note number “48” (note C3), note number “55” (note G3). An example of

図3(B)は部分音リストのデータ構成を示し、部分音リストは合成する楽音波形を構成する基音及び倍音の各周波数(Hz)と、それら基音及び倍音毎に予め決められている音圧割合(db)とを記憶/管理する。上述のノートリストに新規に楽音のノート(ノート番号)が追加されるたびに、追加されたノートを元に後述する倍音構造データベース(図4参照)が参照され、部分音リストに新たに合成開始する楽音波形を構成する基音及び倍音それぞれの周波数と音圧割合とが新たに追加される。   FIG. 3B shows the data structure of the partial sound list, where the partial sound list is the frequency (Hz) of the fundamental tone and harmonics constituting the musical sound waveform to be synthesized, and the sound pressure determined in advance for each fundamental tone and harmonic. Store / manage percentage (db). Each time a new musical note (note number) is added to the above note list, a harmonic structure database (see FIG. 4), which will be described later, is referred to based on the added note, and synthesis is newly started in the partial sound list. The frequency and the sound pressure ratio of each of the fundamental tone and the overtone constituting the musical sound waveform are newly added.

一方、上述のノートリストから楽音のノート(ノート番号)が削除されるたびに、削除されたノートを元に倍音構造データベースが参照されて、この部分音リストから合成を止めた楽音波形に含まれる基音及び倍音それぞれの周波数と音圧割合とが削除される。ここでは、ノート番号「45」(ノートA2)、ノート番号「48」(ノートC3)、ノート番号「55」(ノートG3)の3つの異なる楽音波形それぞれを構成する基音及び2次〜8次までの各倍音の周波数(Hz)と音圧割合(db)とを記憶/管理している場合の部分音リストを例に示したが、これらの基音及び倍音を周波数領域に示すとすると、図3(D)のようになる。   On the other hand, whenever a musical note (note number) is deleted from the above note list, the harmonic structure database is referred to based on the deleted note and included in the musical sound waveform in which synthesis is stopped from this partial sound list. The frequency and the sound pressure ratio of each of the fundamental tone and the harmonic overtone are deleted. Here, note numbers “45” (note A2), note numbers “48” (note C3), note numbers “55” (note G3), fundamental tone and secondary to eighth order constituting each of three different musical sound waveforms. An example of a partial sound list in the case where the frequency (Hz) and the sound pressure ratio (db) of each overtone are stored / managed is shown as an example. If these fundamental and overtones are shown in the frequency domain, FIG. It becomes like (D).

ここで、上述の部分音リストを作成する際に参照する倍音構造データベースのデータ構成を図4に示す。倍音構造データベースは、波形メモリに記憶されている例えばピアノの1つの鍵(演奏操作子)の操作に応じて発生される元の楽音波形(波形メモリに記憶済みの波形データに対応)毎に、該楽音波形を構成する基音及び倍音の各周波数と共に音圧割合を予め記憶してあるデータベースである。   Here, FIG. 4 shows the data structure of the harmonic structure database referred to when the partial sound list is created. The harmonic structure database is stored in the waveform memory, for example, for each original musical sound waveform (corresponding to waveform data stored in the waveform memory) generated in response to an operation of one key (performance operator) of the piano. It is a database in which the sound pressure ratio is stored in advance together with the fundamental and overtone frequencies constituting the musical sound waveform.

図4に示すように、当該データベースはノート番号を検索キーとして、そのノート番号で一意に決まる波形メモリに記憶済みの波形データに対応する元の楽音波形を構成している基音を含む倍音構造を属性情報に持つ。楽音波形を構成する倍音構造として、基音及び各倍音毎に音量割合(db)と周波数(Hz)とが記憶されている。音量割合は、ノート番号で一意に決まる元の楽音波形の所定の時間区間(例えば楽音波形の最初から最後まで、あるいは倍音が十分成長して鳴っている波形位置の100msec後から1000msec後までなど)について、当該区間の楽音波形全体の音量と各倍音の音量との比をデシベル単位で表わしたものである。周波数は、ノート番号で一意に決まる元の楽音波形の所定の時間区間について、当該区間に含まれる楽音波形を構成している各倍音の周波数の平均値である。   As shown in FIG. 4, the database uses a note number as a search key, and has a harmonic structure including a fundamental tone constituting the original musical sound waveform corresponding to the waveform data stored in the waveform memory uniquely determined by the note number. Has in attribute information. As a harmonic structure constituting the musical sound waveform, a volume ratio (db) and a frequency (Hz) are stored for each fundamental tone and each harmonic. The volume ratio is a predetermined time interval of the original musical sound waveform uniquely determined by the note number (for example, from the beginning to the end of the musical sound waveform, or from 100 msec to 1000 msec after the waveform position where the overtone is sufficiently grown) Is the ratio of the volume of the entire musical sound waveform in the section to the volume of each overtone, expressed in decibels. The frequency is an average value of the frequencies of the harmonics constituting the musical sound waveform included in the musical tone waveform included in the predetermined musical time waveform of the original musical sound waveform uniquely determined by the note number.

なお、これら音量割合及び周波数は、自然楽器のピアノから得た元の楽音波形を周波数分析した結果に基づいて記憶すればよい。ただし、低域であれば倍音として100個以上の倍音を含む音域もあるがこれら全ての倍音を記憶する必要はなく、データベースに記憶する属性情報としては優位な倍音すなわちある音量レベル以上の倍音に関する情報に限ってよい。例えば、図4に示した例では基音から8次倍音までの属性情報を記憶している。
なお、図4に示した例では、標準的なピアノから発生されるノート「A0〜C8」に対応する88個の異なるノートを割り当て済みの全鍵域(88鍵)にわたって楽音波形の倍音構造を記憶した例を示したがこれに限らず、ユーザによってよく弾かれる中音域の鍵域内にある楽音波形の倍音構造だけを記憶するようにしてもよい。また、倍音がほとんど聞き取れない高音域の鍵域内にある楽音波形の倍音構造は記憶しなくともよい。
These volume ratios and frequencies may be stored based on the result of frequency analysis of the original musical sound waveform obtained from a natural musical instrument piano. However, if there is a low range, there is a range that includes 100 or more overtones as overtones, but it is not necessary to store all of these overtones. It may be limited to information. For example, in the example shown in FIG. 4, attribute information from the fundamental tone to the 8th harmonic is stored.
In the example shown in FIG. 4, the harmonic structure of the musical sound waveform is formed over the entire key range (88 keys) to which 88 different notes corresponding to the notes “A0 to C8” generated from a standard piano are assigned. Although the stored example is shown, the present invention is not limited to this, and only the musical sound waveform overtone structure in the key range of the middle range frequently played by the user may be stored. Moreover, it is not necessary to memorize the harmonic structure of a musical sound waveform in the high key range where almost no overtones can be heard.

なお、図4に示した例では、波形メモリに対応する波形データが記憶されてなり、各鍵に対応して割り当てられる半音ずつノートの異なる元の楽音波形に関し、その倍音構造を全ての鍵の楽音波形について記憶した例を示した。が、場合によっては全ての鍵に対応し得る半音ずつノートの異なる波形データを波形メモリに記憶していないことがある。その場合、波形メモリには1オクターブ毎に一つだけサンプリングによって取得した任意の元の楽音波形に対応する波形データが記憶されている。そして、この任意の波形データの再生速度を元の0.75倍から1.5倍まで変えて再生することによって、1つの波形データを用いて1オクターブの異なるノートの複数の楽音波形を発生させることのできるようになっている。このような仕組みの音源である場合であっても、倍音構造データベースには波形データを元の再生速度で再生した場合に得られる楽音波形の倍音構造だけでなく、波形データを再生速度を変更して再生した場合に得られる楽音波形の倍音構造をも記憶しておくつまり半音ずつ倍音構造を記憶しておくとよい。   In the example shown in FIG. 4, the waveform data corresponding to the waveform memory is stored, and the harmonic structure of the original musical sound waveform with different semitones corresponding to each key is changed for all keys. The example which memorized about the musical sound waveform was shown. However, in some cases, waveform data with different semitones corresponding to all keys may not be stored in the waveform memory. In that case, the waveform memory stores waveform data corresponding to an arbitrary original musical sound waveform acquired by sampling only one per octave. Then, by changing the playback speed of this arbitrary waveform data from 0.75 times to 1.5 times the original, it is possible to generate a plurality of musical sound waveforms of different notes of one octave using one waveform data. It has become. Even when the sound source has such a mechanism, the harmonic structure database changes the waveform data playback speed in addition to the musical tone harmonic structure obtained when the waveform data is reproduced at the original playback speed. It is also preferable to store the harmonic structure of the musical sound waveform obtained when the sound is reproduced, that is, to store the harmonic structure for each semitone.

あるいは、波形メモリにとびとびの音高でそれぞれが何らかのノートに対応するいくつかの単音の波形データを記憶しておく一方で、倍音構造データベースにはその波形データのいずれか1つに対して1つの倍音構造を記憶しておくようにしてもよい。この場合、指定されたノートの楽音波形を合成するときには、指定されたノートに基づき元にする波形データを特定すると共に倍音構造データベースを参照して倍音構造を特定し、特定された倍音構造のうちの基音及び各倍音の周波数を前記指定ノートに対応する所定音高と前記特定された波形データの音高との差に応じて修正するようにしてよい。   Alternatively, while the waveform memory stores several single-tone waveform data each corresponding to a certain note at discrete pitches, the harmonic structure database has one for each one of the waveform data. You may make it memorize | store a harmonic structure. In this case, when synthesizing the musical sound waveform of the specified note, the waveform data based on the specified note is specified and the harmonic structure is specified with reference to the harmonic structure database. The fundamental tone and the frequency of each overtone may be corrected according to the difference between the predetermined pitch corresponding to the specified note and the pitch of the specified waveform data.

なお、図4に示した例ではノート番号で元の楽音波形が一意に決まるものとしているが、実装によっては同じ鍵を操作して同じノート番号を発しつつも押鍵速度によって複数ある波形データのうちのいずれか1つの波形データを選択して楽音波形を合成するものもある。例えば、ノート「A2」の鍵に対して、演奏者によって強く鍵が弾かれることにより発生されるf(フォルテ)の楽音波形をサンプリングした波形データと、演奏者により弱く鍵が弾かれることにより発生されるp(ピアノ)の楽音波形をサンプリングした波形データとを別々に波形メモリに記憶しておき、押鍵速度によってf(フォルテ)の楽音波形をサンプリングした波形データかp(ピアノ)の楽音波形をサンプリングした波形データかのどちらかを選択するものがある。このような場合、倍音構造データベースにはノート番号と押鍵速度とを複合キーとして、その複合キー(ノート番号と押鍵速度)で特定される元のf(フォルテ)の楽音波形とp(ピアノ)の楽音波形それぞれの倍音構造を記憶しておくとよい。   In the example shown in FIG. 4, it is assumed that the original musical sound waveform is uniquely determined by the note number. However, depending on the implementation, the same key number is operated to generate the same note number, but a plurality of waveform data are generated depending on the key pressing speed. Some of them select a waveform data and synthesize a musical sound waveform. For example, with respect to the key of the note “A2”, waveform data obtained by sampling a musical sound waveform of f (forte) generated when the player strongly plays the key, and generated when the player plays the key weakly. The waveform data sampled from the p (piano) musical sound waveform is stored separately in the waveform memory, and the waveform data obtained by sampling the f (forte) musical sound waveform according to the key press speed or the p (piano) musical sound waveform Some of them select one of the waveform data sampled. In such a case, the harmonic structure database takes note numbers and key press speeds as composite keys, and the original f (forte) tone waveform and p (piano) specified by the composite key (note number and key press speed). It is good to memorize the harmonic structure of each of the musical sound waveforms.

なお、図4に示した例では倍音構造データベースにノート番号と元の楽音波形の倍音構造とを関連付けた関係データベースとして示したが、オブジェクト指向データベースなど他の構造のデータベースであってもよい。また、データベースとして構成することなく、ノート番号と元の楽音波形の倍音構造との関連付けをモデル化して数式で表わした関数で構成してもよい。   In the example shown in FIG. 4, the harmonic structure database is shown as a relational database in which the note number and the original musical sound waveform harmonic structure are associated with each other. However, a database having another structure such as an object-oriented database may be used. Further, instead of being configured as a database, the association between the note number and the overtone structure of the original musical sound waveform may be modeled and configured by a function expressed by a mathematical expression.

図3の説明に戻って、図3(C)は帯域リストのデータ構成を示しており、この帯域リストは上記した部分音リストに記憶された多数の倍音(部分音とも呼ぶ)のうち所定の帯域条件において近接しており相互に影響を及ぼし得る、所謂「連成振動」を生じ得る帯域を前記部分音リストから抽出したものと、前記各帯域での音量レベルの最大減衰量を記憶/管理する。本実施形態では、複数の倍音が所定の周波数差以下で近接しており、かつ、それら複数の倍音の音量レベルが所定値以上であることを条件に、それら倍音がなす周波数範囲を所謂「連成振動」を生じ得る帯域として抽出して帯域リストに記憶する。例えば、ある倍音の周波数が隣接する倍音の周波数とが1.0%以内で近接しており、かつ、それら倍音の少なくとも1つの音量レベルが例えば「-70dB」(所定のスレッショルド値)以上であるような場合に、これら複数の倍音がなす周波数範囲を「連成振動」を生じ得る帯域として抽出する。ここで、ノート「A2(45)」とノート「C3(48)」とノート「G3(55)」(括弧内はノート番号)に対応付けられている各鍵が押下された場合、つまりは図3(A)に示すノートリストと図3(B)に示す部分音リストが生成された場合を例にして、具体的に説明する。   Returning to the description of FIG. 3, FIG. 3C shows the data structure of the band list. This band list is a predetermined number of harmonics (also referred to as partial sounds) stored in the partial sound list. Stores / manages what is extracted from the partial sound list, and the maximum attenuation level of the volume level in each band, which is a band that can cause so-called “coupled vibrations” that are close to each other in the band condition and can affect each other To do. In the present embodiment, on the condition that a plurality of overtones are close to each other with a predetermined frequency difference or less and a volume level of the plurality of overtones is a predetermined value or more, a frequency range formed by these overtones is a so-called “ream”. The band is extracted as a band that can generate “synthetic vibration” and stored in the band list. For example, a frequency of a certain harmonic is close to an adjacent harmonic frequency within 1.0%, and at least one volume level of the harmonics is, for example, “−70 dB” (predetermined threshold value) or more. In this case, the frequency range formed by these multiple overtones is extracted as a band that can cause “coupled vibration”. Here, when each key associated with the note “A2 (45)”, the note “C3 (48)”, and the note “G3 (55)” (note number in parentheses) is pressed, that is, FIG. A specific description will be given by taking as an example the case where the note list shown in FIG. 3 (A) and the partial sound list shown in FIG. 3 (B) are generated.

まず、倍音の周波数の近接を考慮する。例えば、図3(B)に示されるように、「A2」の7次倍音と「G3」の4次倍音とは1%以内の周波数差で近接しており、また「G3」の4次倍音と「C3」の6次倍音も1%以内の周波数差で近接している。そのため、「A2」の7次倍音と「G3」の4次倍音と「C3」の6次倍音とからなる図中において帯域3(図では丸付き数字で示す、以下同じ)で示される帯域が「連成振動」を生じる帯域の候補となる。同様に、「G3」の2次倍音と「C3」の3次倍音とからなる図中において帯域1で示される帯域も候補となるし、「C3」の5次倍音と「A2」の6次倍音とからなる図中において帯域2で示される帯域も候補となる。   First, consider the proximity of harmonic frequencies. For example, as shown in FIG. 3B, the seventh harmonic of “A2” and the fourth harmonic of “G3” are close to each other with a frequency difference within 1%, and the fourth harmonic of “G3”. And the sixth harmonic of “C3” are close to each other with a frequency difference of 1% or less. Therefore, in the figure composed of the seventh harmonic of “A2”, the fourth harmonic of “G3”, and the sixth harmonic of “C3”, the band indicated by band 3 (indicated by a circled number in the figure, the same applies hereinafter) is shown. Candidate band for generating “coupled vibration”. Similarly, the band indicated by band 1 in the figure composed of the second harmonic of “G3” and the third harmonic of “C3” is also a candidate, and the fifth harmonic of “C3” and the sixth harmonic of “A2”. A band indicated by band 2 in the figure composed of overtones is also a candidate.

次に、候補とした帯域に含まれる各倍音の音量レベルを考慮する。ここでは少なくとも1つの倍音の音量レベルが「-70dB」以上であれば、当該倍音が含まれる帯域を「連成振動」を生じ得る帯域として抽出する。上記したように、倍音の周波数の近接を考慮した結果、図3(B)において帯域1〜3で示される各帯域が連成振動」を生じる帯域の候補として挙げられる。しかし、帯域1に関しては「G3」の2次倍音も「C3」の3次倍音も音量レベルが共に「-70dB」のスレッショルド値を下回っている。一方、帯域2と帯域3に関してはそれらの帯域に含まれる複数の倍音の少なくとも一つの音量レベルが「-70dB」のスレッショルド値以上である。したがって、帯域2と帯域3は上記条件を満たすので「連成振動」を生じ得る帯域として抽出される一方で、帯域1は上記条件を満たさないので「連成振動」を生じ得る帯域として抽出されない。   Next, the volume level of each overtone included in the candidate band is considered. Here, if the volume level of at least one overtone is “−70 dB” or more, a band including the overtone is extracted as a band that can cause “coupled vibration”. As described above, as a result of considering the proximity of harmonic frequencies, the bands indicated by bands 1 to 3 in FIG. However, with regard to band 1, the volume levels of both the second harmonic of “G3” and the third harmonic of “C3” are both below the threshold value of “−70 dB”. On the other hand, regarding the band 2 and the band 3, at least one volume level of a plurality of overtones included in these bands is equal to or higher than a threshold value of “−70 dB”. Therefore, since band 2 and band 3 satisfy the above conditions, they are extracted as bands that can generate “coupled vibration”, while band 1 does not satisfy the above conditions and is not extracted as a band that can generate “coupled vibrations”. .

このようにして、「連成振動」を生じ得る帯域が抽出されるので、帯域リストには抽出した帯域に含まれる複数の倍音の周波数のうち最小周波数から最大周波数までを記憶する。上記例では、図3(C)に示すように「1308.2Hz〜1320.2Hz」の帯域と「1540.4Hz〜1569.9Hz」の帯域とが「連成振動」を生じ得る帯域として帯域リストに記憶される。
なお、上記した「連成振動」を生じ得る帯域の抽出方法は一例であって他の方法であってもよい。例えば、候補として挙げられた帯域1〜3で示される各帯域のうち、各帯域に含まれる複数の倍音の音量レベルを加算した合計値が所定のスレッショルド値より大きい帯域を「連成振動」を生じ得る帯域として抽出するようにしてもよい。
In this way, since bands that can cause “coupled vibration” are extracted, the band list stores the frequencies from the minimum frequency to the maximum frequency among the frequencies of the multiple harmonics included in the extracted band. In the above example, as shown in FIG. 3C, the band of “1308.2 Hz to 1320.2 Hz” and the band of “1540.4 Hz to 1569.9 Hz” are stored in the band list as bands that can cause “coupled vibration”. .
It should be noted that the above-described method for extracting a band that can generate “coupled vibration” is an example, and another method may be used. For example, among the bands 1 to 3 indicated as candidates, a band in which the total value obtained by adding the volume levels of a plurality of overtones included in each band is larger than a predetermined threshold value is set as “coupled vibration”. It may be extracted as a possible band.

他方、帯域リストの最大減衰量は、抽出された「連成振動」を生じ得る帯域の個数とその帯域幅とによって決められる。仮に抽出された帯域に含まれる倍音の数をm(個)、帯域幅をb(Hz)、連成振動が生じる1つの条件である1%の周波数差をd(Hz)としたとき、最大減衰量L(dB)は以下に示す式1に従って算出される。
L=-3・(m-1)/ceil(b/d)・・・式1
On the other hand, the maximum attenuation of the band list is determined by the number of bands that can cause the extracted “coupled vibration” and its bandwidth. If the number of overtones included in the extracted band is m (pieces), the bandwidth is b (Hz), and the frequency difference of 1%, which is one condition for generating coupled vibration, is d (Hz), the maximum Attenuation amount L (dB) is calculated according to Equation 1 shown below.
L = -3 ・ (m-1) / ceil (b / d) ・ ・ ・ Equation 1

上記式1の意味するところを説明すると、m個の倍音は帯域幅b(Hz)の範囲において隣接する倍音同士が周波数差d(Hz)以内に散らばっていると仮定する。それら各倍音は連成振動によって、帯域幅b(Hz)の範囲内において「ceil(b/d)」個の点に引き寄せられる。1個の点に隣り合う2つの倍音が引き寄せられるとすると、その倍音を発する複数の弦において振動エネルギーが交換されるものと考え、楽音波形の打音部分(発音から間もなく生成される音量レベルの大きな周期成分)は信号レベルに応じて最大「-3dB」まで減衰する。また、1個の点に3つの倍音が引き寄せられると最大「-6dB」まで減衰し、1個の点に4つの倍音が引き寄せられると最大「-9dB」まで減衰する、・というようにして最大減衰量Lが決められる。   Explaining the meaning of Equation 1 above, it is assumed that m harmonics are scattered within a frequency difference d (Hz) between adjacent harmonics within a bandwidth b (Hz). Each of these harmonics is attracted to “ceil (b / d)” points within the bandwidth b (Hz) by the coupled vibration. If two overtones adjacent to a single point are attracted, it is considered that vibration energy is exchanged in a plurality of strings that emit the overtones, and a sound wave-shaped sounding portion (with a volume level generated soon after pronunciation) Large periodic components) are attenuated to a maximum of "-3dB" according to the signal level. Also, when 3 harmonics are attracted to a single point, it is attenuated to a maximum of "-6dB", and when 4 harmonics are attracted to a single point, it is attenuated to a maximum of "-9dB". The amount of attenuation L is determined.

上記式1による最大減衰量Lの決定は、自然楽器のピアノにおける1鍵について、連成振動によってある1つの周波数により多くの倍音が引き寄せられれば、それだけその倍音を発する複数の弦同士での大きなエネルギー交換がなされるはずであり、それ故に特に楽音波形の打音部分のエネルギーがより多くの弦から発せられる楽音波形の余韻部分へと分配されることから、打音部分がより早く減衰するのであろうという仮定に基づく。例えば、各ノート「A2」と「C3」と「G3」とがそれぞれ割り当てられた各鍵が同時に押下されたときに抽出される帯域3(図3(B)参照)については、「1540.4Hz〜1569.9Hz」の帯域にある3つの倍音(A2の7次倍音、C3の6次倍音、G3の4次倍音)が1つの点に引き寄せられるので、-6dBを最大減衰値Lに決定する。このようにして、鍵の操作に応じて図3(A)から図3(C)に示す各リストは更新される。   The maximum attenuation L is determined by the above equation 1 when a large number of harmonics are attracted to a certain frequency by a coupled vibration for one key of a natural musical instrument piano. The energy exchange should be done, and therefore the energy of the sound waveform sounding part is distributed to the reverberation part of the sound waveform emitted from more strings, so the sounding part attenuates faster. Based on the assumption that there will be. For example, for the band 3 (see FIG. 3B) extracted when the keys to which the notes “A2”, “C3”, and “G3” are respectively assigned are simultaneously pressed, “1540.4 Hz˜ Three harmonics in the “1569.9 Hz” band (seventh harmonic of A2, sixth harmonic of C3, and fourth harmonic of G3) are attracted to one point, so that −6 dB is determined as the maximum attenuation value L. In this way, the lists shown in FIGS. 3A to 3C are updated in accordance with the key operation.

なお、ノートオンイベントの受信によってノートリストに新規にノート(ノート番号)が追加されることに応じて部分音リストに新たな倍音が追加された場合に、倍音が近接する帯域が新規のノート追加前に比べて広くなることがある。そのような場合には、帯域リストにおいて「連成振動」を生じ得る帯域として抽出される複数の帯域を、1つの広い帯域に結合するように再構成してよい。一方、ノートオフイベントの受信によってノートリストから対応するノートが削除されることに応じて部分音リストから該当する倍音が削除された場合に、倍音が近接する帯域がノート削除前に比べて狭くなることがある。そのような場合には、帯域リストにおいて「連成振動」を生じ得る帯域として抽出されていた1つの帯域を、複数の狭い帯域に分割するように再構成してよい。   Note that when a new harmonic is added to the partial list in response to a new note (note number) being added to the note list upon receipt of a note-on event, a new note is added in the band where the harmonics are close May be wider than before. In such a case, a plurality of bands extracted as bands that may cause “coupled vibration” in the band list may be reconfigured to be combined into one wide band. On the other hand, when the corresponding overtone is deleted from the partial list in response to the corresponding note being deleted from the note list by receiving a note-off event, the band where the overtones are close becomes narrower than before the note is deleted. Sometimes. In such a case, one band that has been extracted as a band that can cause “coupled vibration” in the band list may be reconfigured so as to be divided into a plurality of narrow bands.

図2の説明に戻って、この実施形態では、鍵盤4から複数の鍵の操作に応じて複数の演奏情報が同時に音源7に供給されると、音源7はこれらの演奏情報に含まれる異なるノート番号毎に各ノート番号によって一意に決まる波形データを波形メモリ(図示せず)から読み出し、該読み出した複数の波形データを用いて最終的には1つの楽音波形を合成し出力信号として出力する。音源7は、図2に示すように音源部Aとフィルタ部Bと制御部Cとに大きく分けることができる。音源部Aは発音チャンネル部A1を複数備えてなり、鍵盤4からのノートオンイベントデータの供給に応じて空きチャンネル(つまりは開放されている発音チャンネル部A1)の中から使用する発音チャンネル部A1を確保し、該確保した発音チャンネル部A1毎に波形メモリから読み出した波形データを用いてノートに対応する単音の楽音波形を合成する。ユーザにより同時に複数の鍵が操作された場合には、鍵盤4から供給される複数のノートイベントデータ(詳しくはノート番号)毎に発音チャンネルA1が確保されるので、該確保された複数の発音チャンネル部A1で同時に異なるノート(例えばA2,C3,G3)それぞれに対応する単音の楽音波形がそれぞれ合成される。こうした波形データを用いた単音の楽音波形合成方法は公知であるので、ここでの詳細な説明は省略する。   Returning to the description of FIG. 2, in this embodiment, when a plurality of pieces of performance information are simultaneously supplied from the keyboard 4 to the sound source 7 in accordance with the operation of a plurality of keys, the sound source 7 is provided with different notes included in these pieces of performance information. For each number, waveform data uniquely determined by each note number is read out from a waveform memory (not shown), and finally one musical tone waveform is synthesized using the read out waveform data and output as an output signal. The sound source 7 can be roughly divided into a sound source unit A, a filter unit B, and a control unit C as shown in FIG. The tone generator unit A includes a plurality of tone generation channel units A1, and the tone generation channel unit A1 to be used from among the empty channels (that is, the tone generation channel unit A1 that is open) in response to the supply of note-on event data from the keyboard 4. , And a single tone waveform corresponding to the note is synthesized using the waveform data read from the waveform memory for each of the reserved tone generation channel portions A1. When a plurality of keys are operated by the user at the same time, a sound generation channel A1 is secured for each of a plurality of note event data (specifically note numbers) supplied from the keyboard 4, so that the plurality of sound generation channels secured. In the part A1, single musical tone waveforms corresponding to different notes (for example, A2, C3, G3) are respectively synthesized. Since a method for synthesizing a musical tone of a single tone using such waveform data is known, a detailed description thereof is omitted here.

各発音チャンネル部A1で合成された単音の楽音波形が加算部A2により加算されることによって、複数のノートに対応した複数の音高の楽音を含んでなる1つの楽音波形が生成される。この生成された1つの楽音波形は、フィルタ部B及び制御部Cに出力される。なお、鍵盤4から前記ノートオンイベントデータに対応するノートオフイベントデータ(つまりはノート番号が同じ)が供給された場合、音源部Aは前記ノート番号に対応した単音の楽音波形を合成している発音チャンネル部A1の楽音合成を終了して当該発音チャンネル部A1を開放する。   A single musical tone waveform synthesized by each sound generation channel unit A1 is added by the adding unit A2, thereby generating one musical tone waveform including a plurality of musical tones corresponding to a plurality of notes. One generated musical sound waveform is output to the filter unit B and the control unit C. When note-off event data (that is, the same note number) corresponding to the note-on event data is supplied from the keyboard 4, the tone generator A synthesizes a single tone waveform corresponding to the note number. The tone synthesis of the tone generation channel portion A1 is finished and the tone generation channel portion A1 is released.

フィルタ部Bは直列につながれた複数の例えばNotchフィルタB1を含んでなり、各NotchフィルタB1はそれぞれが音源部Aから出力される楽音波形のうち任意の周波数帯域の音量レベルを任意の減衰量(後述する減衰量L')だけ減少する。各NotchフィルタB1で制御する周波数帯域や音量レベルの減衰量は、制御部Cや判定部Dから指示(出力)される。   The filter unit B includes a plurality of, for example, Notch filters B1 connected in series. Each Notch filter B1 has a volume level in an arbitrary frequency band of a musical sound waveform output from the sound source unit A and an arbitrary attenuation ( It decreases by an attenuation amount L ′) described later. The attenuation amount of the frequency band and volume level controlled by each Notch filter B1 is instructed (output) from the control unit C and the determination unit D.

具体例を用いて説明すると、例えばノート「A2」とノート「C3」とノート「G3」に対応する複数の音高の楽音を含んでなる楽音波形が音源部Aから出力されている場合、判定部Dは図3(C)に示すように帯域2と帯域3とを「連成振動」を生じ得る帯域として抽出する。そして、判定部Dはフィルタ部Bの楽音波形の入力側に近い1番目のNotchフィルタB1に対し抽出した帯域2を割り当てるように、2番目のNotchフィルタB1に対し抽出した帯域3を割り当てるようにそれぞれ指示する一方で、3〜N番目の各NotchフィルタB1を使用しないようにつまりは残りのNotchフィルタB1全てをフラットな特性に設定するかスルーに設定するか指示する。例えば2番目のNotchフィルタB1には、帯域3すなわち「1540.4〜1569.9Hz」の帯域幅に相当するQ値が指示されると共に、帯域3の中心周波数(F値)として「1555.2Hz」が指示される。   For example, when a musical sound waveform including a plurality of musical tones corresponding to the note “A2”, the note “C3”, and the note “G3” is output from the sound source unit A, the determination is made. As shown in FIG. 3C, the part D extracts the band 2 and the band 3 as bands that can cause “coupled vibration”. Then, the determination unit D allocates the extracted band 3 to the second Notch filter B1 so as to allocate the extracted band 2 to the first Notch filter B1 close to the input side of the musical sound waveform of the filter unit B. While instructing each, it is instructed not to use each of the 3rd to Nth Notch filters B1, that is, whether all the remaining Notch filters B1 are set to flat characteristics or set to through. For example, in the second Notch filter B1, a Q value corresponding to the bandwidth of band 3, that is, “1540.4 to 1569.9 Hz” is instructed, and “1555.2 Hz” is instructed as the center frequency (F value) of the band 3. The

さらに、判定部Dは、「連成振動」を生じ得る帯域を抽出する度にNotchフィルタB1に対し抽出した帯域を割り当てるが、このときに制御部Cにおいてフィルタ部Bの各NotchフィルタB1に対応して設けられている後述する複数系列の減衰量決定部のうち前記帯域を割り当てたNotchフィルタB1に対応する系列の減衰量決定部を確保し、該確保した減衰量決定部に対して前記帯域を表す帯域幅(Q値)や中心周波数(F値)を指示する。また、判定部Dは確保した減衰量決定部に対して音量レベルの最大減衰量Lも指示する。   Further, the determination unit D assigns the extracted band to the Notch filter B1 every time a band that may cause “coupled vibration” is extracted. At this time, the control unit C corresponds to each Notch filter B1 of the filter unit B. Among the plurality of sequence attenuation amount determination units, which will be described later, is provided with a sequence attenuation amount determination unit corresponding to the Notch filter B1 to which the band is allocated, and the band is determined with respect to the secured attenuation amount determination unit. A bandwidth (Q value) and a center frequency (F value) are expressed. The determination unit D also instructs the maximum attenuation amount L of the volume level to the secured attenuation amount determination unit.

制御部Cは、判定部Dにより帯域が割り当てられたフィルタ部Bの各NotchフィルタB1毎に音量レベルの減衰量L'を指示する。この音量レベルの減衰量L'は、複数系列の減衰量決定部毎に判定部Dから指示される帯域幅(Q値)及び中心周波数(F値)ならびに音量レベルの最大減衰量Lと、音源部Aから出力される楽音波形の音量レベルとに応じて決定される。図2に示すように、制御部Cはバンドパスフィルタ(BPF)C1とエンベロープフォロワ(E.F)C2と乗算器(Conv)C3とからなる減衰量決定部をフィルタ部Bの各NotchフィルタB1に対応して複数系列有している。なお、バンドパスフィルタC1及びNotchフィルタB1は、例えばIIRフィルタで構成されていればよい。   The control unit C instructs the attenuation L ′ of the sound volume level for each Notch filter B1 of the filter unit B to which the band is assigned by the determination unit D. The volume level attenuation L ′ includes the bandwidth (Q value) and center frequency (F value) indicated by the determination unit D for each of a plurality of series attenuation determination units, the maximum volume level attenuation L, and the sound source. It is determined in accordance with the volume level of the musical sound waveform output from the part A. As shown in FIG. 2, the control unit C corresponds to each Notch filter B1 of the filter unit B with an attenuation amount determination unit including a bandpass filter (BPF) C1, an envelope follower (EF) C2, and a multiplier (Conv) C3. And have multiple series. Note that the bandpass filter C1 and the Notch filter B1 only need to be configured by, for example, an IIR filter.

各系列の減衰量決定部において、バンドパスフィルタC1は音源部Aから出力される楽音波形のうち、対応するNotchフィルタB1に割り当てた帯域に含まれる楽音波形のみを判定部Dから指示された帯域幅(Q値)及び中心周波数(F値)に従って取り出す。エンベロープフォロワC2は、前記取り出された所定帯域の楽音波形を包絡線検波することによってその時々の瞬時の音量レベルを求める。乗算器C3は、前記求めた瞬時の音量レベルと判定部Dから指示された音量レベルの最大減衰量Lとを乗算することにより音量レベルの減衰量L'を算出する。こうして算出される音量レベルの減衰量L'は、NotchフィルタB1に割り当てられた帯域に含まれるその時々の楽音波形の音量レベルに応じて最大減衰量Lまで変動することになる。勿論、ここでの乗算による音量レベルの減衰量L'の演算方法は一例であり、倍音の近接する度合いあるいは入力される楽音波形の音量レベルを減衰量に反映することができるのならば他の演算方法であってよい。このようにして、制御部Cは音源部Aから出力される楽音波形の音量レベルに基づき減衰量L'を求めて、該求めた減衰量L'に基づいてフィルタ部Bを制御することにより、「連成振動」を生じ得る各帯域毎に音源部Aから出力される楽音波形を構成する倍音のうちのいずれかについてその音量レベルを適宜に減少させることができるようにしている。   In the attenuation determination unit of each series, the bandpass filter C1 is a band instructed by the determination unit D only to the tone waveform included in the band assigned to the corresponding Notch filter B1 among the tone waveforms output from the sound source unit A. Take out according to width (Q value) and center frequency (F value). The envelope follower C2 obtains an instantaneous volume level at that moment by performing envelope detection on the extracted musical tone waveform of the predetermined band. The multiplier C3 calculates a volume level attenuation L ′ by multiplying the obtained instantaneous volume level by the maximum attenuation L of the volume level instructed by the determination unit D. The volume level attenuation amount L ′ thus calculated fluctuates up to the maximum attenuation level L according to the volume level of the musical tone waveform at that time included in the band assigned to the Notch filter B1. Of course, the calculation method of the volume level attenuation amount L ′ by multiplication here is only an example, and the degree of closeness of overtones or the volume level of the input musical sound waveform can be reflected in the attenuation amount. It may be an arithmetic method. In this way, the control unit C obtains the attenuation amount L ′ based on the volume level of the musical sound waveform output from the sound source unit A, and controls the filter unit B based on the obtained attenuation amount L ′. The volume level of any one of the harmonics constituting the musical sound waveform output from the sound source unit A for each band that can generate “coupled vibration” can be appropriately reduced.

次に、上述した電子楽器における楽音合成機能を実現する制御プログラムについて、図5〜図7を用いて説明する。図5は、電子楽器における楽音合成機能を実現する楽音合成処理の一実施例を示すフローチャートである。この「楽音合成処理」はCPU1によって制御される処理であって、ユーザによる当該電子楽器の電源オン操作に従って開始されて電源オフ操作が行われるまで繰り返される。   Next, a control program for realizing the musical tone synthesis function in the electronic musical instrument described above will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a flowchart showing an embodiment of a tone synthesis process for realizing a tone synthesis function in an electronic musical instrument. This “musical tone synthesis process” is a process controlled by the CPU 1 and is started in accordance with the power-on operation of the electronic musical instrument by the user and repeated until the power-off operation is performed.

ステップS1は、初期設定処理を行う。この初期設定では、RAM3に一時記憶する変数などを初期状態に設定する、あるいはノートリスト、部分音リスト、帯域リストやフィルタ部Bの各NotchフィルタB1に対する設定値や制御部Cの各系列の減衰量決定部に対する設定値などをクリアするなどの処理が行われる。これに伴い、全てのNotchフィルタB1及びバンドパスフィルタC1がフラットな特性あるいは波形スルー状態に初期設定される。   Step S1 performs an initial setting process. In this initial setting, variables temporarily stored in the RAM 3 are set to an initial state, or a set value for each notch filter B1 of the note list, partial sound list, band list, filter unit B, and attenuation of each series of the control unit C Processing such as clearing a setting value for the amount determination unit is performed. Accordingly, all Notch filters B1 and bandpass filters C1 are initialized to flat characteristics or waveform through states.

ステップS2は、ノートオンイベントデータやノートオフイベントデータの検出(受信)に基づいて「ノートオン処理」(ステップS3)又は「ノートオフ処理」(ステップS4)何れかの処理を実行するように、イベントデータに応じた処理の振り分けを実行する。ノートオンイベントデータ又はノートオフイベントデータは、次のようにして検出される。鍵盤4(演奏操作子)に対してユーザが押鍵操作したときにはノートオンイベントデータが発せられ、ユーザが離鍵操作したときにはノートオフイベントデータが発せられるので、こうしたユーザによる演奏操作に応じて発せられるイベントデータを検出する。あるいは、CPU1などで別タスクとして処理される図示しない自動演奏機能(処理)の実行に伴う自動演奏データの再生による楽音進行に応じて随時に発せられるノートオンイベントデータ又はノートオフイベントデータを検出する。さらには、通信インタフェース9を介して接続された外部機器から送信されるノートオンイベントデータやノートオフイベントデータの受信に従って、それらのイベントデータを検出する。   In step S2, based on the detection (reception) of note-on event data or note-off event data, either “note-on process” (step S3) or “note-off process” (step S4) is executed. Execute processing distribution according to event data. Note-on event data or note-off event data is detected as follows. Note-on event data is emitted when the user presses the keyboard 4 (performance operator), and note-off event data is issued when the user performs a key release operation. Detected event data. Alternatively, note-on event data or note-off event data emitted at any time according to the progress of musical tone by playing automatic performance data (not shown) that is processed as a separate task by the CPU 1 or the like is detected. . Furthermore, according to the reception of note-on event data and note-off event data transmitted from an external device connected via the communication interface 9, those event data are detected.

ステップS2において、ノートオンイベントデータを検出した場合には「ノートオン処理」(ステップS3)を実行し、ノートオフイベントデータを検出した場合には「ノートオフ処理」(ステップS4)を実行する。これら「ノートオン処理」又は「ノートオフ処理」の終了後は、ステップS2の処理に戻る。こうして、ノートオンイベントデータを検出するたびに「ノートオン処理」を実行し、ノートオフイベントデータを検出するたびに「ノートオフ処理」を実行する。   In step S2, if note-on event data is detected, "note-on processing" (step S3) is executed, and if note-off event data is detected, "note-off processing" (step S4) is executed. After completion of these “note-on process” or “note-off process”, the process returns to step S2. Thus, the “note-on process” is executed every time the note-on event data is detected, and the “note-off process” is executed every time the note-off event data is detected.

図6は、「ノートオン処理」(図5のステップS3参照)の一実施例を示すフローチャートである。ステップS11は、ノートオンイベントデータで指定されるノート(詳しくはノート番号)をノートリスト(図3(A)参照)に書き込む。ステップS12は、前記書きこんだノートを検索キーにして倍音構成データベース(図4参照)を検索する。ステップS13は、倍音構成データベースを検索した結果の倍音構成を部分音リスト(図3(B)参照)に書き込む。ステップS14は、部分音リストに書き込まれている倍音構成に基づき所定条件に該当する「連成振動」を生じ得る帯域を抽出する。また、このときには、上記式1に従って最大減衰量Lを決定する。ステップS15は、前記抽出した「連成振動」を生じ得る帯域及び前記決定した最大減衰量Lによって帯域リスト(図3(C)参照)を更新する。   FIG. 6 is a flowchart showing an example of “note-on processing” (see step S3 in FIG. 5). In step S11, a note (specifically a note number) designated by the note-on event data is written in the note list (see FIG. 3A). In step S12, the overtone structure database (see FIG. 4) is searched using the written note as a search key. In step S13, the overtone structure obtained as a result of searching the overtone structure database is written in the partial sound list (see FIG. 3B). In step S14, a band that can generate “coupled vibration” that satisfies a predetermined condition is extracted based on the overtone structure written in the partial sound list. At this time, the maximum attenuation L is determined according to the above equation 1. In step S15, the band list (see FIG. 3C) is updated with the band that can cause the extracted “coupled vibration” and the determined maximum attenuation L.

ステップS16は、前記帯域リストの更新に応じて音源7のフィルタ部Bや制御部C(図2参照)の設定を更新する制御を行う。具体的には、フィルタ部BのNotchフィルタB1に対し前記抽出した「連成振動」を生じ得る周波数帯域をその中心周波数(F値)及び帯域幅(Q値)とともに設定する。また、制御部Cの各系列の減衰量決定部に対し上記帯域幅(Q値)や中心周波数(F値)を設定する。さらに、このときに音量レベルの最大減衰量Lも指示される。ステップS17は、音源7(より具体的には音源部A)に対し使用中でなく空いている発音チャンネル部A1を確保して、ノートリストに記憶されているノート(ノート番号)に対応する音高の楽音波形の合成開始を指示する。なお、上記ステップS11〜S16の処理に関し、後述する例えば第2変形例のように楽音波形をアタック波形とディケイ波形とに分けて合成する構成である場合には、それらの処理をディケイ波形に関してのみ行いアタック波形に関しては行わなくてよい。   In step S16, control is performed to update the settings of the filter unit B and the control unit C (see FIG. 2) of the sound source 7 in accordance with the update of the band list. Specifically, a frequency band that can cause the extracted “coupled vibration” is set for the Notch filter B1 of the filter unit B together with its center frequency (F value) and bandwidth (Q value). Further, the bandwidth (Q value) and the center frequency (F value) are set for the attenuation determining unit of each series of the control unit C. At this time, the maximum attenuation L of the volume level is also instructed. In step S17, the sound source 7 (more specifically, the sound source part A) is reserved for the sound generation channel part A1 that is not in use, and the sound corresponding to the note (note number) stored in the note list. Instructs the start of synthesis of a high tone waveform. In addition, regarding the processing in steps S11 to S16, when the musical sound waveform is configured to be divided into an attack waveform and a decay waveform as in, for example, a second modification described later, these processes are performed only on the decay waveform. It is not necessary to perform the attack waveform.

楽音波形の合成開始が指示されると、音源部Aでは各発音チャンネル部A1毎に単音の楽音波形を合成し、該合成した複数の単音の楽音波形を加算して複数のノートに対応した異なる音高を含んでなる楽音波形を出力する。そして、音源部Aから複数のノートに対応した異なる音高を含んでなる楽音波形が出力されると、当該楽音波形を構成する倍音のうち、フィルタ部BのNotchフィルタB1により前記抽出した「連成振動」を生じ得る周波数帯域内に含まれる倍音に関し、その音量レベルを楽音波形の音量レベルに応じて減少させる制御が行われる。このときに、音量レベルの減衰量L'はその時々の楽音波形の音量レベルに応じて変動するが、楽音波形の音量レベルが大きければ大きいほど相対的に音量レベルの減衰量L'も大きくなることから、特に楽音波形の打音部分の音量レベルを余韻部分に比べて大きく減少することができる。   When the start of synthesis of musical sound waveforms is instructed, the sound source unit A synthesizes a single musical tone waveform for each tone generation channel unit A1, and adds the synthesized single musical tone waveforms to differ in correspondence with a plurality of notes. A musical sound waveform including the pitch is output. When a musical sound waveform including different pitches corresponding to a plurality of notes is output from the sound source unit A, the extracted “ream” is extracted by the Notch filter B1 of the filter unit B out of the harmonics constituting the musical sound waveform. With respect to overtones included in a frequency band that can generate “synthetic vibration”, control is performed to reduce the volume level according to the volume level of the musical sound waveform. At this time, the volume level attenuation L ′ fluctuates in accordance with the volume level of the musical sound waveform at that time, but the volume level attenuation L ′ increases relatively as the volume level of the musical sound waveform increases. As a result, the volume level of the sound waveform sounding portion can be greatly reduced as compared with the reverberation portion.

図7は、「ノートオフ処理」(図5のステップS4参照)の一実施例を示すフローチャートである。ステップS21は、音源7(より具体的には音源部A)に対しノートオフイベントデータで指定されるノート(ノート番号)に対応する音高の楽音波形を合成中の発音チャンネル部A1での楽音合成を終了させるリリース指示を行う。音源部Aは、このリリース指示を受けて発音中の楽音の音量レベルを所定の時間をかけて緩やかに下げて消音する制御を行う。ステップS22は、対応する発音チャンネル部A1での楽音合成が終了したか否かを判定する。楽音合成が終了していないと判定した場合には(ステップS22のNO)、発音中の楽音が完全に消音されるまで処理を待機する(ステップS22の処理を繰り返す)。楽音合成が終了したと判定した場合には(ステップS22のYES)、ノートリスト(図3(A)参照)からノートオフされたノート(ノート番号)を削除する(ステップS23)。   FIG. 7 is a flowchart showing an example of “note-off processing” (see step S4 in FIG. 5). In step S21, the musical tone in the tone generation channel unit A1 that is synthesizing the musical tone waveform having the pitch corresponding to the note (note number) specified by the note-off event data for the sound source 7 (more specifically, the sound source unit A). A release instruction is issued to end the synthesis. In response to this release instruction, the sound source unit A performs a control to mute the sound level of the musical sound being sounded by gradually lowering it over a predetermined time. In step S22, it is determined whether or not the tone synthesis in the corresponding tone generation channel section A1 has been completed. If it is determined that the musical tone synthesis has not ended (NO in step S22), the process waits until the musical tone being sounded is completely muted (the process in step S22 is repeated). If it is determined that the tone synthesis has been completed (YES in step S22), the note (note number) that has been turned off is deleted from the note list (see FIG. 3A) (step S23).

ステップS24は、削除したノートに対応する倍音構成を部分音リスト(図3(B)参照)から削除する。この部分音リストから任意のノートに対応する倍音構成が削除された際には、上記したように部分音リストにおいて「連成振動」を生じ得る帯域の再構成が行われる場合がある。ステップS25は、部分音リストにおいて「連成振動」を生じ得る帯域を抽出する。ステップS26は、前記抽出した帯域により帯域リスト(図3(C)参照)を更新する。ステップS27は、前記帯域リストの更新に応じてフィルタ部Bや制御部C(図2参照)の設定を更新する。この場合には、音源部Aからノートオフされたノートを除く他の複数のノートに対応した異なる音高を含んでなる楽音波形を構成する倍音のうち、フィルタ部BのNotchフィルタB1によって、前記更新された帯域リストに基づく「連成振動」を生じ得る周波数帯域内に含まれる倍音の音量レベルを減少させる制御が行われる。   In step S24, the overtone structure corresponding to the deleted note is deleted from the partial sound list (see FIG. 3B). When a harmonic structure corresponding to an arbitrary note is deleted from the partial sound list, a band that may cause “coupled vibration” in the partial sound list may be reconstructed as described above. A step S25 extracts a band that can cause “coupled vibration” in the partial sound list. In step S26, the bandwidth list (see FIG. 3C) is updated with the extracted bandwidth. In step S27, the settings of the filter unit B and the control unit C (see FIG. 2) are updated according to the update of the band list. In this case, among the harmonics constituting the musical sound waveform including different pitches corresponding to a plurality of other notes excluding the note that has been note-off from the sound source unit A, the Notch filter B1 of the filter unit B uses the Notch filter B1. Control is performed to reduce the volume level of overtones included in a frequency band that can cause “coupled vibration” based on the updated band list.

以上のように、本実施形態における楽音合成装置では、複数のノート毎に各ノートに対応した音高の楽音波形を同時に複数生成し、このノートに対応した複数の異なる音高の楽音波形それぞれにおいて、各楽音波形を構成している複数の倍音に関して互いに周波数が近接している倍音を含んでなる任意の帯域を特定する。この任意の帯域は、各楽音波形の倍音構成によって1乃至複数の帯域がある。この特定された1乃至複数の帯域に基づいて、前記生成した複数の楽音波形それぞれを構成する倍音のうち当該帯域それぞれに含まれる各倍音つまりはその周波数が近接している各倍音に関して、その音量レベルを調整する。すなわち、ノートに対応した複数の異なる音高の楽音波形にわたって、それらの倍音構成のうち特定の帯域に属する倍音(言い換えるならば、互いに近接した連成振動し得る周波数成分)のみに関してその音量レベルを調整する。こうすることによって、複数ノートに対応した複数の異なる音高の楽音を含んでなる楽音波形を合成する場合に、「連成振動」が生じている場合に見られる楽音上の特徴を反映した楽音波形つまりは「連成振動」が生じていない場合に比べて音量レベルの減少した特徴ある楽音波形を生成することができるようになる。   As described above, the musical tone synthesizer according to the present embodiment simultaneously generates a plurality of musical tone waveforms corresponding to each note for each of a plurality of notes, and each of the musical sound waveforms having a plurality of different pitches corresponding to the notes. Then, an arbitrary band including harmonics whose frequencies are close to each other is specified for a plurality of harmonics constituting each musical sound waveform. This arbitrary band includes one or more bands depending on the overtone structure of each musical sound waveform. Based on the specified one or more bands, among the overtones constituting each of the generated plurality of musical sound waveforms, each overtone included in each of the bands, that is, each overtone whose frequency is close to each other, its volume Adjust the level. That is, the sound volume level of only the harmonics belonging to a specific band (in other words, frequency components that can be coupled and vibrated close to each other) among the harmonic forms having different pitches corresponding to the note are set. adjust. By doing this, when synthesizing a musical sound waveform that contains multiple musical notes of different pitches corresponding to multiple notes, the musical sound that reflects the characteristics of the musical sound that is seen when "coupled vibration" occurs It is possible to generate a characteristic musical sound waveform having a reduced volume level compared to a case where no waveform, that is, “coupled vibration” is generated.

(第1変形例)
以上、図面に基づいて実施形態の一例を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、様々な変形例の実施形態が可能であることは言うまでもない。例えば、第1変形例として、上述したような音源部Aから出力される複数の音高の楽音を含んでなる楽音波形の音量レベルに応じて求められる減衰量L'によらずに、判定部Dにより上記式1に従って算出される最大減衰量Lによって、単に倍音が近接する特定の周波数帯域に含まれる複数の倍音の音量レベルを同じ割合で下げるようにしてもよい。
(First modification)
As mentioned above, although an example of embodiment was demonstrated based on drawing, this invention is not limited to this, It cannot be overemphasized that embodiment of various modifications is possible. For example, as a first modification, the determination unit is independent of the attenuation L ′ obtained according to the volume level of a musical sound waveform including a plurality of musical tones output from the sound source unit A as described above. The volume level of a plurality of overtones included in a specific frequency band in which the overtones are close may be simply decreased at the same rate by the maximum attenuation amount L calculated according to the above equation 1 using D.

こうする場合、図2に示した機能ブロック図において制御部Cを有しておらず、判定部Dはフィルタ部Bの各NotchフィルタB1に対し特定の周波数帯域を表す帯域幅(Q値)及び中心周波数(F値)の設定を行うだけでなく、直接的に最大減衰量Lの設定をも行う。ただし、こうして特定の周波数帯域に含まれる複数の倍音の音量レベルを同じ割合で下げるようにすると、楽音波形の打音部分だけでなく余韻部分の音量レベルも下げられることになる。しかし、この第1の変形例は上述した実施形態に比べると制御部Cを有していない簡易な構成であるにも関わらず、結果的に和音の響きがある程度スッキリ聞こえる楽音を発生させることができることから有利である。   In this case, the control unit C is not included in the functional block diagram shown in FIG. 2, and the determination unit D has a bandwidth (Q value) representing a specific frequency band for each Notch filter B1 of the filter unit B and In addition to setting the center frequency (F value), the maximum attenuation L is also set directly. However, if the volume level of a plurality of overtones included in a specific frequency band is lowered at the same rate, the volume level of the reverberation part as well as the sound waveform sounding part is lowered. However, although the first modified example has a simple configuration that does not have the control unit C as compared with the above-described embodiment, as a result, it is possible to generate a musical sound in which the sound of a chord can be heard to some extent. It is advantageous because it can be done.

(第2変形例)
一般的に、楽音波形は時間的に先に合成される「非周期成分からなるアタック部の楽音波形(以下、アタック波形と呼ぶ)」と、時間的に後に合成される「周期成分からなるディケイ部の楽音波形(以下、ディケイ波形と呼ぶ)」とに分けることが可能である。
(Second modification)
In general, a musical sound waveform is synthesized first in terms of “musical waveform of an attack part composed of non-periodic components” (hereinafter referred to as an attack waveform) and “decay composed of periodic components” synthesized later in time. It is possible to divide it into a musical tone waveform (hereinafter referred to as a decay waveform).

ここで、図8に「連成振動」が生じている場合におけるアタック波形、ディケイ波形、アタック波形とディケイ波形とを加算して合成される楽音波形の一例を上から順に示す。この図8からすると、「連成振動」が生じているような場合、アタック波形は「連成振動」が生じていないときと音量レベルが変わらない(下がらない)が、ディケイ波形は「連成振動」が生じていないときよりも打音部分の音量レベルが下がることが理解できる。これは、「連成振動」が複数の弦の間で周期振動が相互作用して起こることからすれば、ディケイ波形は「連成振動」の影響を受けやすい一方で、アタック波形は「連成振動」の影響を受け難いが故に生じ得る結果であると言える。   Here, FIG. 8 shows, in order from the top, an example of a musical sound waveform synthesized by adding an attack waveform, a decay waveform, and an attack waveform and a decay waveform when “coupled vibration” occurs. According to FIG. 8, when “coupled vibration” occurs, the attack waveform does not change (does not lower) the volume level when “coupled vibration” does not occur. It can be understood that the volume level of the hitting portion is lower than when no “vibration” occurs. This is because the “coupled vibration” is caused by the interaction of periodic vibrations between multiple strings, while the decay waveform is susceptible to “coupled vibration”, while the attack waveform is “coupled”. It can be said that this is a result that can occur because it is hardly affected by “vibration”.

そこで、上記点を踏まえて図9に示す第2変形例は、音源部(Aa,Ab)においてノート単位に各ノートに対応したディケイ波形とアタック波形とを別々に合成し、最終的に複数ノートのディケイ波形とアタック波形とを加算することで複数ノートに対応した複数の音高の楽音を含んでなる1つの楽音波形を生成するものであって、これら別々に合成したアタック波形とディケイ波形とを加算する前に、ディケイ波形に対してのみ「連成振動」の影響を反映させることのできるように構成したものである。図9は、楽音合成機能の第2変形例を示す機能ブロック図である。ただし、ここでは図2に示した第1実施例の機能ブロック図と同じ構成については同じ番号を付してあり、それらの動作は上述した通りであることからここでの詳しい説明は省略する。   In view of the above, the second modification shown in FIG. 9 synthesizes the decay waveform and the attack waveform corresponding to each note separately for each note in the sound source unit (Aa, Ab), and finally, a plurality of notes. By adding the decay waveform and the attack waveform, one tone waveform including a plurality of pitches corresponding to a plurality of notes is generated, and the separately synthesized attack waveform and decay waveform Before adding, the effect of “coupled vibration” can be reflected only on the decay waveform. FIG. 9 is a functional block diagram showing a second modification of the musical tone synthesis function. However, the same components as those in the functional block diagram of the first embodiment shown in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals and their operations are the same as described above, and detailed description thereof is omitted here.

図9に示す第2変形例は、音源部がディケイ波形を合成する第1音源部Aaとアタック波形を合成する第2音源部Abとに分けられる。第1音源部Aa及び第2音源部Abは、それぞれが発音チャンネル部(Aa1,Ab1)を複数備えてなり、鍵盤4からのノートオンイベントの供給に応じて空きチャンネルの中から使用する発音チャンネル部(Aa1,Ab1)を確保し、該確保した発音チャンネル部(Aa1,Ab1)毎に波形メモリに記憶済みのディケイ部の波形データ又はアタック部の波形データを読み出し、これを用いてノートに対応したディケイ波形又はアタック波形をそれぞれ合成する。   The second modified example shown in FIG. 9 is divided into a first sound source unit Aa in which the sound source unit synthesizes a decay waveform and a second sound source unit Ab in which an attack waveform is synthesized. Each of the first sound source unit Aa and the second sound source unit Ab is provided with a plurality of sound generation channel portions (Aa1, Ab1), and the sound generation channel used from the empty channels in response to the supply of the note-on event from the keyboard 4 Section (Aa1, Ab1) is secured, and the waveform data of the decay section or the waveform data of the attack section stored in the waveform memory is read for each secured sound generation channel section (Aa1, Ab1), and this is used to correspond to the notes The decay waveform or attack waveform is synthesized.

各音源部Aa,Abの各発音チャンネル部Aa1,Ab1で合成されたディケイ波形又はアタック波形は、それぞれ加算部Aa2,Ab2によって加算されることにより複数ノートに対応する複数の音高の楽音を含んでなる1つのディケイ波形又はアタック波形とされ、これらのディケイ波形又はアタック波形が最終的に出力加算部Kに送られて加算されることによって、複数ノートに対応した複数の音高を含んでなる楽音波形が合成される。ただし、第2音源部Abから出力されるアタック波形はそのまま出力加算部Kに送られるが、第1音源部Aaから出力されるディケイ波形はフィルタ部Bを通ってから出力加算部Kに送られる。   Decay waveforms or attack waveforms synthesized by the sound generation channel portions Aa1 and Ab1 of the sound source portions Aa and Ab are added by the adding portions Aa2 and Ab2, respectively, thereby including a plurality of pitches corresponding to a plurality of notes. The decay waveform or attack waveform is finally sent to the output adding unit K and added, thereby including a plurality of pitches corresponding to a plurality of notes. A musical sound waveform is synthesized. However, the attack waveform output from the second sound source unit Ab is sent to the output adding unit K as it is, but the decay waveform output from the first sound source unit Aa is sent to the output adding unit K after passing through the filter unit B. .

この実施形態の場合、フィルタ部Bの各NotchフィルタB1は、制御部Cや判定部Dから指示(出力)される帯域幅(Q値)や中心周波数(F値)ならびに音量レベルの減衰量L'に従って、第1音源部Aaから出力されるディケイ波形に関してのみ任意の周波数帯域内にある倍音の音量レベルを任意の減衰量だけ減少する。このとき、制御部Cは、第1音源部Aaから出力される加算後のディケイ波形の音量レベルのみに従って音量レベルの減衰量L'を算出する。このようにして、第1音源部Aaから出力されるディケイ波形には連成振動の影響を反映させる一方で、第2音源部Abから出力されるアタック波形には連成振動の影響を反映させないようにしている。   In the case of this embodiment, each Notch filter B1 of the filter unit B has a bandwidth (Q value), a center frequency (F value), and a volume level attenuation L indicated (output) from the control unit C and the determination unit D. According to ', the volume level of overtones in an arbitrary frequency band is reduced by an arbitrary attenuation amount only with respect to the decay waveform output from the first sound source unit Aa. At this time, the control unit C calculates the attenuation L ′ of the volume level according to only the volume level of the decay waveform after addition output from the first sound source unit Aa. In this way, the influence of the coupled vibration is reflected on the decay waveform output from the first sound source section Aa, while the influence of the coupled vibration is not reflected on the attack waveform output from the second sound source section Ab. I am doing so.

(第3変形例)
また、「連成振動」が複数の弦の間で周期振動が相互作用して起こることに鑑みれば、既に何らかのノートに対応する楽音波形が時間的に先に合成中であるときにさらに別のノートに対応する楽音波形が時間的に後から合成開始されたような場合には、時間的に後に合成開始された楽音波形のアタック部合成時に生じ得る連成振動の影響が時間的に先に合成開始された楽音波形のディケイ部に及び得ることが考えられる。
(Third Modification)
In addition, in view of the fact that “coupled vibration” is caused by the interaction of periodic vibrations between a plurality of strings, when another musical sound waveform corresponding to a certain note is already being synthesized earlier in time, yet another When the musical sound waveform corresponding to the note is started to be synthesized later in time, the influence of the coupled vibration that may occur when synthesizing the attack portion of the musical sound waveform that has been synthesized later in time is earlier in time. It is conceivable to reach the decay portion of the musical sound waveform that has been synthesized.

そこで、図10に示す第3変形例は、音源部Aa,Abにおいてノート単位に各ノートに対応したディケイ波形とアタック波形とを別々に合成し、最終的に複数ノートに対応した音高の楽音を含んでなるディケイ波形とアタック波形とを加算することにより複数ノートに対応した複数の音高の楽音を含んでなる1つの楽音波形を生成するようにしておき、そのうちのディケイ波形にのみ「連成振動」の影響を反映させるようにした点で上記した第2変形例と同様である。ただし、この第3変形例は、音源部Aa,Abにおいて合成されるディケイ波形とアタック波形のノートは異なることを前提に、フィルタ部Bによる任意の周波数帯域内にある倍音の音量レベルを任意の減衰量だけ減少させる際に、先行する楽音波形つまりは合成開始タイミングが時間的に先であるディケイ波形の音量レベルだけでなく、後続する楽音波形つまりは合成開始タイミングが時間的に後である別のノートのアタック波形の音量レベルも加味して前記減衰量を求めるようにした点で上記した第2変形例と異なる。図10は、楽音合成機能の第3変形例を示す機能ブロック図である。ただし、ここでは図9に示した機能ブロック図と同じ構成については同じ番号を付してある。   Therefore, the third modification shown in FIG. 10 synthesizes the decay waveform and the attack waveform corresponding to each note separately for each note in the sound source sections Aa and Ab, and finally the musical tone having a pitch corresponding to a plurality of notes. By adding the decay waveform and the attack waveform that contain the sound, one musical sound waveform that contains multiple pitches corresponding to multiple notes is generated. This is similar to the second modification described above in that the effect of “synthetic vibration” is reflected. However, in this third modification, the volume level of overtones in an arbitrary frequency band by the filter unit B is arbitrarily set on the assumption that the notes of the decay waveform and attack waveform synthesized in the sound source units Aa and Ab are different. When reducing the amount of attenuation, not only the volume level of the preceding waveform, that is, the decay waveform whose synthesis start timing precedes in time, but also the subsequent tone waveform, that is, the synthesis start timing, which is later in time. This is different from the second modification described above in that the amount of attenuation is obtained in consideration of the volume level of the attack waveform of the note. FIG. 10 is a functional block diagram showing a third modification of the musical tone synthesis function. However, the same number is attached | subjected about the same structure as the functional block diagram shown in FIG. 9 here.

図10に示す第3変形例は図9に示した第2変形例と比較すると、入力加算部Gを有する点が異なる。この入力加算部Gは、第1音源部Aaから出力される複数ノートに対応した複数の音高の楽音を含んでなるディケイ波形と、第2音源部Abから出力される複数ノートに対応した複数の音高の楽音を含んでなるアタック波形とを加算することによって、複数ノートに対応した複数の音高の楽音を含んでなる1つの楽音波形を合成しこれを制御部Cに入力する。つまり、図2に示した実施形態と同様に、制御部Cには複数ノートに対応した複数の音高の楽音を含んでなる1つの楽音波形が入力されるようになっており、制御部Cはこの1つの楽音波形全体の音量レベルに基づいて音量レベルの減衰量L'を特定帯域別に算出し、これによって第1音源部Aaから出力されるディケイ波形に関してのみ任意の帯域についての音量レベルを前記減衰量L'ずつ減少させるレベル制御が行われることになる。このようにして、図10に示す第3変形例では、第1音源部Aaから出力される合成開始タイミングが時間的に先であるディケイ波形に対して時間的に後に合成開始された楽音波形のアタック部合成時に生じ得る連成振動の影響を反映させることのできるようにするために、第1音源部Aaから出力されるディケイ波形の音量レベルだけでなく第2音源部Abから出力されるアタック波形の音量レベルをも加味して減衰量を求めるようにしている。   The third modification shown in FIG. 10 is different from the second modification shown in FIG. 9 in that it includes an input addition unit G. The input adding unit G includes a decay waveform including a plurality of pitches corresponding to a plurality of notes output from the first sound source unit Aa and a plurality of notes corresponding to the plurality of notes output from the second sound source unit Ab. By adding the attack waveforms including the musical tones of the pitches, one musical sound waveform including the musical tones having a plurality of pitches corresponding to the plurality of notes is synthesized and input to the control unit C. That is, as in the embodiment shown in FIG. 2, a single tone waveform including a plurality of musical tones corresponding to a plurality of notes is input to the control unit C, and the control unit C Calculates the attenuation L ′ of the sound volume level for each specific band based on the sound volume level of this entire musical sound waveform, so that the sound volume level for an arbitrary band is obtained only for the decay waveform output from the first sound source section Aa. Level control for decreasing the amount of attenuation L ′ is performed. In this way, in the third modification shown in FIG. 10, the musical sound waveform in which the synthesis start timing output from the first sound source unit Aa is synthesized later in time with respect to the decay waveform that is earlier in time. In order to be able to reflect the influence of coupled vibration that may occur during synthesis of the attack part, not only the volume level of the decay waveform output from the first sound source part Aa but also the attack output from the second sound source part Ab The amount of attenuation is obtained in consideration of the volume level of the waveform.

(第2実施例)
上述した第1実施例及びその変形例は、音源部A(又は第1音源部Aa)により合成された楽音波形をフィルタ部Bの複数のNotchフィルタB1に順に通して倍音の周波数が近接する特定帯域毎に当該帯域内にある倍音の音量レベルを下げることで、「連成振動」による影響を反映した楽音波形を合成することのできるようにしたものである。これに対し、以下に示す第2実施例及びその変形例(以下では、便宜的に第4〜第7の変形例と呼ぶ)は特定帯域毎に倍音の音量レベルを下げることだけに留まらず、さらに周波数が近接している複数の倍音に関しそれらの周波数を適宜に決められる基準周波数に近づけるようにピッチシフトすることで、より「連成振動」による影響を色濃く反映した楽音波形を合成することのできるようにしたものである。以下、説明する。
(Second embodiment)
In the first embodiment described above and the modification thereof, the musical sound waveform synthesized by the sound source unit A (or the first sound source unit Aa) is passed through the plurality of Notch filters B1 of the filter unit B in order and the harmonic frequencies are close to each other. By reducing the volume level of the overtone within the band for each band, it is possible to synthesize a musical sound waveform that reflects the influence of “coupled vibration”. On the other hand, the second embodiment shown below and its modified examples (hereinafter referred to as the fourth to seventh modified examples for convenience) are not limited to lowering the volume level of overtones for each specific band. Furthermore, it is possible to synthesize a musical sound waveform that more closely reflects the influence of “coupled vibration” by shifting the pitch of multiple overtones that are close in frequency so that they approach a reference frequency that is appropriately determined. It is something that can be done. This will be described below.

図11は、楽音合成機能の第2実施例の概要を説明するための機能ブロック図である。この第2実施例(第4変形例と呼ぶ)では、各発音チャンネルで合成されたノートに対応した単音の楽音波形毎に、任意に指定された倍音に関しピッチや音量レベルを変更する。図11に示すように、この実施形態においては、音源部Acの各発音チャンネル部Ac1で合成されたノートに対応した単音の楽音波形を加算して、複数の音高の楽音を含んでなる1つの楽音波形を生成することなく、単音の楽音波形のまま音源部Acの各発音チャンネル部Ac1に対応して設けられているチャンネル処理部Tに出力される。各チャンネル処理部Tは直列につながれた複数の倍音処理部T1を有するが、その個数は倍音構造データベース(図4参照)に記憶されているノートの倍音数(例えば8次倍音まであれば7個)だけ有していればよい。ただし、倍音構造データベースに記憶されているノートの倍音の全てに対しピッチやレベルを変更する制御を行うことは稀なので、チャンネル処理部Tはそれより少ない個数(例えば3個)の倍音処理部T1を有しているだけであってもよい。   FIG. 11 is a functional block diagram for explaining the outline of the second embodiment of the tone synthesis function. In the second embodiment (referred to as a fourth modified example), the pitch and volume level of the overtones that are arbitrarily designated are changed for each single musical tone waveform corresponding to the notes synthesized in each tone generation channel. As shown in FIG. 11, in this embodiment, a single tone waveform corresponding to a note synthesized by each tone generation channel unit Ac1 of the sound source unit Ac is added to include a tone having a plurality of pitches. Without generating two musical sound waveforms, the single musical sound waveform is output to the channel processing unit T provided corresponding to each sound generation channel unit Ac1 of the sound source unit Ac. Each channel processing unit T has a plurality of harmonic processing units T1 connected in series, and the number thereof is the number of harmonics of notes stored in the harmonic structure database (see FIG. 4) (for example, up to seven eighth harmonics). ). However, since it is rare to perform control to change the pitch or level for all the harmonics of the notes stored in the harmonic structure database, the channel processing unit T has a smaller number (for example, three) of harmonic processing units T1. You may only have.

直列につながれた複数の各倍音処理部T1は、それぞれが音源部Acの各発音チャンネルAc1から出力される単音の楽音波形に含まれる2次〜8次までの倍音のうち任意の1乃至複数の倍音の周波数をピッチシフトすると共に、その音量レベルを任意の減衰量だけ減少する制御を行う。各倍音処理部T1で制御対象とする倍音及び制御するピッチシフト量や音量レベルの減衰量は、判定部Dから指示(出力)される。各倍音処理部T1は、バンドパスフィルタ(BPF)T1a、ピッチシフト部T1b、レベル修正部T1c、加算部T1d、バンドエリミネートフィルタ(BEF)T1eを有してなる。   Each of the plurality of harmonic processing units T1 connected in series includes one or more arbitrary harmonics from second to eighth harmonics included in a single tone sound waveform output from each sound generation channel Ac1 of the sound source unit Ac. Control is performed to shift the frequency of the harmonic overtone and reduce the volume level by an arbitrary attenuation. The harmonics to be controlled by each harmonic processing unit T1 and the amount of pitch shift or volume level to be controlled are instructed (output) from the determination unit D. Each overtone processing unit T1 includes a band pass filter (BPF) T1a, a pitch shift unit T1b, a level correction unit T1c, an addition unit T1d, and a band eliminate filter (BEF) T1e.

音源部Acの各発音チャンネル部Ac1から出力される単音の楽音波形はバンドパスフィルタT1a及びバンドエリミネートフィルタT1eに入力されて、判定部Dから指示された特定の倍音(例えば6次倍音)のみを含んでなる波形がバンドパスフィルタT1aによって抽出されてピッチシフト部T1bへと送られる一方で、前記特定倍音以外の倍音(例えば、6次倍音以外の2〜5次及び7,8次倍音)及び基音を含んでなる波形はバンドエリミネートフィルタT1eによって抽出されて加算部T1dへと送られる。これらバンドパスフィルタT1a及びバンドエリミネートフィルタT1eは、例えばIIRフィルタである。   A single tone tone waveform output from each sound generation channel unit Ac1 of the sound source unit Ac is input to the bandpass filter T1a and the band eliminate filter T1e, and only a specific harmonic (for example, a sixth harmonic) indicated by the determination unit D is obtained. While the included waveform is extracted by the bandpass filter T1a and sent to the pitch shift unit T1b, overtones other than the specific overtone (for example, 2-5th and 7th, 8th overtones other than the 6th overtone) and The waveform including the fundamental tone is extracted by the band eliminate filter T1e and sent to the adding unit T1d. The band pass filter T1a and the band eliminate filter T1e are, for example, IIR filters.

前記バンドパスフィルタT1aにより抽出する特定の倍音は、部分音リスト及び帯域リスト(図3(B)及び図3(C)参照)に基づいて「連成振動」を生じ得る帯域内にある倍音が指定される。具体的には帯域リストが図3(C)に示したような記憶内容であるならば、ノート「A2」に対応する単音の楽音波形が入力されるチャンネル処理部Tに対し6次及び7次倍音を加工対象として指定し、ノート「C3」に対応する単音の楽音波形が入力されるチャンネル処理部Tに対し5次及び6次倍音を加工対象として指定し、ノート「G3」に対応する単音の楽音波形が入力されるチャンネル処理部Tに対し4次倍音を加工対象として指定する。   The specific harmonics extracted by the bandpass filter T1a are harmonics in a band that can cause “coupled vibration” based on the partial sound list and the band list (see FIGS. 3B and 3C). It is specified. More specifically, if the band list has the stored contents as shown in FIG. 3C, the sixth and seventh orders for the channel processing unit T to which a single tone waveform corresponding to the note “A2” is input. A harmonic corresponding to a note “G3” is specified as a processing target by specifying a fifth harmonic and a sixth harmonic as a processing target for the channel processing unit T in which a harmonic overtone is specified as a processing target and a single tone waveform corresponding to the note “C3” is input. The fourth harmonic is designated as a processing target for the channel processing unit T to which the musical sound waveform is input.

ピッチシフト部T1bは、バンドパスフィルタT1aを介して抽出される特定倍音の周波数を判定部Dによって指示されるピッチシフト量に基づき変更する。この特定倍音の周波数をシフトする際に用いられるピッチシフト量は、判定部Dにより特定の倍音が連成振動しない状態での周波数から連成振動して引き寄せられるであろう周波数軸上にある仮定点の周波数までの差として求められる。連成振動して引き寄せられるであろうある仮定点は、「ceil(b/d)」個の点が帯域幅b(Hz)の範囲に周波数幅d(Hz)だけ離れて均等に散らばって並ぶものとしてモデル化されるものである。   The pitch shift unit T1b changes the frequency of the specific overtone extracted through the bandpass filter T1a based on the pitch shift amount instructed by the determination unit D. It is assumed that the pitch shift amount used when shifting the frequency of the specific overtone is on the frequency axis that the specific overtone will be attracted by the combined vibration from the frequency in the state where the specific overtone does not perform the combined vibration. Calculated as the difference to the point frequency. One hypothetical point that will be attracted by coupled vibrations is that "ceil (b / d)" points are evenly scattered in the range of bandwidth b (Hz), separated by frequency width d (Hz). It is modeled as a thing.

例えば、ノート「A2」とノート「C3」とノート「G3」とがそれぞれ割り当てられた3つの鍵が押下されたとき、これらの倍音の周波数が近接している帯域3においては(図3(B)参照)、「A2」の7次倍音及び「C3」の6次倍音及び「G3」の4次倍音の3つの倍音が「1540.4Hz」と「1569.9Hz」の中点である「1555.2Hz(基準周波数)」にある1つの仮定点に引き寄せられるとする。その場合、「A2」の7次倍音は1540.4Hzから「+14.8Hz」だけピッチシフトされ、「C3」の6次倍音は1568.1Hzから「-12.9Hz」だけピッチシフトされ、「G3」の4次倍音の周波数は1569.9Hzから「-14.7Hz」だけピッチシフトされて、結果的にこれら3つの倍音の周波数が1555.2Hzに相寄るようにそれぞれ変更されることになる。   For example, when three keys to which a note “A2”, a note “C3”, and a note “G3” are assigned are pressed, in the band 3 in which the frequencies of these harmonics are close to each other (FIG. 3B )), The third harmonic of “A2”, the sixth harmonic of “C3”, and the fourth harmonic of “G3” are the middle points of “1540.4 Hz” and “1569.9 Hz” “1555.2 Hz ( Suppose that it is drawn to one hypothetical point at “reference frequency)”. In this case, the seventh harmonic of “A2” is pitch-shifted by “+14.8 Hz” from 1540.4 Hz, and the sixth harmonic of “C3” is pitch-shifted by “−12.9 Hz” from 1568.1 Hz. The frequency of the next overtone is pitch-shifted from 1569.9 Hz by “−14.7 Hz”, and as a result, the frequency of these three overtones is changed to be close to 1555.2 Hz.

ピッチシフト部T1bで行うピッチシフトの手法は従来知られたいずれの方法であってもよいが、例えば公知の時間領域でのピッチシフトが好適である。時間領域のピッチシフトでは、入力される特定倍音の波形に所定の窓をかけて1フレーム分を切り出し、上述のようにして求められるピッチシフト量に応じたレートでリサンプリングして時間的に圧縮伸張されたフレームを生成する。そのようにして、刻々と時間位置を進めながら次々と圧縮伸張されたフレームを生成し、それらを重ねてつなぎ合わせてゆくことでピッチシフトされた特定倍音の波形を生成する。   The pitch shift method performed by the pitch shift unit T1b may be any conventionally known method. For example, a pitch shift in a known time domain is preferable. In the time-domain pitch shift, a predetermined window is applied to the waveform of the specific overtone that is input to cut out one frame, and it is resampled at a rate according to the pitch shift amount obtained as described above and compressed in time. Generate a decompressed frame. In this manner, frames that are compressed and expanded one after another while advancing the time position are generated one after another, and a waveform of a specific harmonic that is pitch-shifted is generated by overlapping and joining them.

ピッチシフト部T1bによってピッチシフトされた特定倍音は、レベル修正部T1cによりその音量レベルが減少される。レベル修正部T1cでは、ピッチシフトされた倍音の音量レベルを、その元の音量レベルと判定部Dから指示された減衰量L'とに応じて加工する。例えば、判定部Dから指示された減衰量L'が帯域リストに記憶された最大減衰量L(例えば-6dB)だとすると、入力された倍音の音量レベルが大きいほど最大減衰量の「-6dB」近くまで音量レベルを減少する一方で、倍音の音量レベルが小さいほど相対的に少ししか音量レベルを減少しない。   The volume level of the specific overtone that has been pitch-shifted by the pitch shift unit T1b is reduced by the level correction unit T1c. In the level correction unit T1c, the volume level of the overtone that has been pitch-shifted is processed according to the original volume level and the attenuation L ′ instructed from the determination unit D. For example, if the attenuation amount L ′ instructed from the determination unit D is the maximum attenuation amount L (for example, −6 dB) stored in the band list, the maximum attenuation amount is closer to “−6 dB” as the volume level of the input overtone increases. On the other hand, the volume level is reduced to a relatively small amount as the volume level of the overtone is reduced.

ここで、レベル修正部T1cの詳細な構成を図12に示す。図12に示すように、レベル修正部T1cは、アッテネータ(Attenator)Oとエンベロープフォロワ(E.F)Pと乗算器(Conv)Fとからなる。アッテネータOは、入力された倍音の音量レベルを減衰量L'だけ減少する。エンベロープフォロワPは、入力された特定倍音の波形を包絡線検波して瞬時の音量レベルを得る。乗算器Fは、エンベロープフォロワPからの瞬時の音量レベルと判定部Dから指示された最大減衰量Lとを乗算して減衰量L'を求める。すなわち、この減衰量L'は入力された倍音の音量レベルに応じて最大値Lまで変動する。   Here, a detailed configuration of the level correction unit T1c is shown in FIG. As shown in FIG. 12, the level correcting unit T1c includes an attenuator (Attenator) O, an envelope follower (E.F) P, and a multiplier (Conv) F. The attenuator O decreases the volume level of the input overtone by the attenuation amount L ′. The envelope follower P obtains an instantaneous volume level by envelope-detecting the waveform of the input specific overtone. The multiplier F multiplies the instantaneous volume level from the envelope follower P and the maximum attenuation L instructed from the determination unit D to obtain the attenuation L ′. That is, the attenuation amount L ′ varies up to the maximum value L according to the volume level of the input overtone.

図11の説明に戻って、加算部T1dは、バンドエリミネートフィルタT1eによって分けられた特定倍音以外の倍音及び基音を含んでなる波形と、ピッチシフト部T1bによってピッチシフトされると共にレベル修正部T1cにより音量レベルが減少された特定倍音の波形とを加算して全ての倍音を含んでなる単音の楽音波形に一旦戻してから、該単音の楽音波形を後続する2番目の倍音処理部T1に送る。後続する倍音処理部T1は、先行する倍音処理部T1から出力された単音の楽音波形を判別部Dの指示により倍音処理部T1で処理した倍音とは異なる別の倍音に関する加工を行う。例えば、ノート「A2」に対応する単音の楽音波形が入力されるチャンネル処理部Tの場合、倍音処理部T1では6次倍音を加工し、倍音処理部T2では7次倍音を加工することになる。なお、判別部Dにより倍音の加工を指示されなかった倍音処理部T1に関しては、特性をフラットにするかあるいは信号スルーの経路(図示せず)を通るように設定すればよい。   Returning to the description of FIG. 11, the adding unit T1d is pitch-shifted by the pitch shift unit T1b and the level correcting unit T1c while being pitch-shifted by the waveform including harmonics and fundamentals other than the specific harmonics separated by the band eliminate filter T1e. The waveform of the specific harmonic with the volume level reduced is added to temporarily return to a single tone sound waveform including all the harmonics, and then the single tone sound waveform is sent to the subsequent second harmonic processing unit T1. The succeeding overtone processing unit T1 performs processing related to another overtone different from the overtone processed by the overtone processing unit T1 according to an instruction from the discrimination unit D for the single tone tone waveform output from the preceding overtone processing unit T1. For example, in the case of the channel processing unit T to which a single tone waveform corresponding to the note “A2” is input, the harmonic processing unit T1 processes the sixth harmonic and the harmonic processing unit T2 processes the seventh harmonic. . The harmonic processing unit T1 that is not instructed to process harmonics by the determination unit D may be set to have a flat characteristic or a signal through path (not shown).

そして、チャンネル処理部Tは、特定の倍音に関してピッチや音量レベルを変更した単音の楽音波形を出力加算部Kに出力する。出力加算部Kでは、各チャンネル処理部Tから出力されるこれら複数の単音の楽音波形を加算することにより、複数ノートに対応した複数の音高の楽音を含んでなる1つの楽音波形を合成して出力信号として出力する。   Then, the channel processing unit T outputs to the output adding unit K a single musical tone waveform in which the pitch and volume level are changed with respect to a specific harmonic. The output adding unit K synthesizes one musical tone waveform including a plurality of musical tones corresponding to a plurality of notes by adding the plurality of single tone musical waveforms output from each channel processing unit T. Output as an output signal.

(第5変形例)
特定倍音に関しピッチシフト制御及び音量レベル制御を行う上述した第2実施例においても種々の変形は可能である。図13は、楽音合成機能の第2実施例の第1変形例(便宜的に第5変形例と呼ぶ)を示す機能ブロック図である。図13に示す第5変形例は、音源部(Ac,Ab)においてノート単位に各ノートに対応した単音の楽音波形をディケイ波形とアタック波形とに分けて別々に合成しておき、最終的に複数ノートのディケイ波形とアタック波形とを加算することで複数ノートに対応した複数の音高の楽音を含んでなる1つの楽音波形を生成するものであって、これら別々に合成したアタック波形とディケイ波形とを加算する前に、各ノートに対応したディケイ波形に対してピッチシフト制御及び音量レベル制御を行うことによって「連成振動」の影響を反映させるように構成したものである。なお、ここでは図10及び図11に示した機能ブロック図と同じ構成については同じ番号を付してあり、またそれらの動作は上述した通りであることからここでの詳しい説明は省略する。
(5th modification)
Various modifications can also be made in the above-described second embodiment in which pitch shift control and volume level control are performed for specific harmonics. FIG. 13 is a functional block diagram showing a first modification (referred to as a fifth modification for convenience) of the second embodiment of the tone synthesis function. In the fifth modified example shown in FIG. 13, a single tone musical sound waveform corresponding to each note is separately divided into a decay waveform and an attack waveform in the tone generator (Ac, Ab), and finally synthesized. By adding the decay waveform and attack waveform of a plurality of notes, one musical sound waveform including a plurality of pitches corresponding to a plurality of notes is generated, and these separately synthesized attack waveforms and decay waveforms are generated. Before adding the waveform, pitch shift control and volume level control are performed on the decay waveform corresponding to each note so as to reflect the influence of “coupled vibration”. Here, the same components as those in the functional block diagrams shown in FIGS. 10 and 11 are denoted by the same reference numerals, and the operations thereof are the same as described above, and thus detailed description thereof is omitted.

図13に示す第5変形例では、音源部をディケイ波形を合成する第1音源部Acとアタック波形を合成する第2音源部Abとに分け、第2音源部Abの各発音チャンネル部Ab1から出力されるアタック波形は加算部Ab2によって加算されて複数ノートに対応する複数の音高の楽音を含んでなるアタック波形とされてから出力加算部Kに送られる。一方、第1音源部Acの各発音チャンネル部Ac1から出力されるディケイ波形はそのままチャンネル処理部Tに送られる。上述したように、チャンネル処理部Tの各倍音処理部T1では、それぞれが各発音チャンネル部Ac1から出力されるディケイ波形に含まれる2次〜8次までの倍音のうち特定倍音の周波数をピッチシフトするピッチシフト制御を行うと共に、その音量レベルを任意の減衰量だけ減少する音量レベル制御を行う。各倍音処理部T1で加工対象とする倍音や変更するピッチシフト量さらに音量レベルの減衰量は、判定部Dから指示(出力)される。このようにして、ピッチシフトを行って特定倍音の周波数を変更することでより「連成振動」による影響を色濃く反映した楽音波形を合成する場合においても、第1音源部Acから出力されるディケイ波形のみに連成振動の影響を反映させる一方で、第2音源部Abから出力されるアタック波形には連成振動の影響を反映させないようにしている。   In the fifth modified example shown in FIG. 13, the sound source unit is divided into a first sound source unit Ac that synthesizes a decay waveform and a second sound source unit Ab that synthesizes an attack waveform, and each sound generation channel unit Ab1 of the second sound source unit Ab The output attack waveform is added by the adding unit Ab2 to be an attack waveform including a plurality of pitches corresponding to a plurality of notes, and then sent to the output adding unit K. On the other hand, the decay waveform output from each sound generation channel unit Ac1 of the first sound source unit Ac is sent to the channel processing unit T as it is. As described above, each harmonic processing unit T1 of the channel processing unit T shifts the frequency of a specific harmonic among the second to eighth harmonics included in the decay waveform output from each sound generation channel unit Ac1. In addition to performing pitch shift control, volume level control is performed to reduce the volume level by an arbitrary amount of attenuation. The harmonics to be processed in each harmonic processing unit T1, the pitch shift amount to be changed, and the attenuation amount of the volume level are instructed (output) from the determination unit D. In this way, even when a musical sound waveform that strongly reflects the influence of “coupled vibration” is synthesized by changing the frequency of the specific overtone by performing pitch shift, the decay output from the first sound source unit Ac. While the influence of the coupled vibration is reflected only on the waveform, the attack waveform output from the second sound source unit Ab is not reflected on the attack waveform.

ここで、上述した第4変形例及び第5変形例を実現する楽音生成処理について説明するが、「メイン処理」(図5参照)については第1実施例の場合と何ら変わりない。他方、ノートオン処理(図6参照)及びノートオフ処理(図7参照)については、第1実施例の場合とは異なる処理が行われる。図14は、楽音合成機能の第4及び第5変形例を実現するノートオン処理の一部を示すフローチャートである。ただし、第4及び第5変形例を実現するノートオン処理は図6に示した処理のステップS16の処理が異なるだけで他の処理は同じであることから、ここではステップS16に入れ替える処理のみを示してある。   Here, the tone generation processing for realizing the above-described fourth and fifth modifications will be described, but the “main processing” (see FIG. 5) is not different from the case of the first embodiment. On the other hand, note-on processing (see FIG. 6) and note-off processing (see FIG. 7) are performed differently from those in the first embodiment. FIG. 14 is a flowchart showing a part of note-on processing for realizing the fourth and fifth modified examples of the musical tone synthesis function. However, note-on processing that realizes the fourth and fifth modification examples is the same as the processing shown in FIG. 6 except that the processing in step S16 is different, and the other processing is the same. It is shown.

ステップS16aは、ノートリストへのノートの追記に伴う部分音リスト及び帯域リストの更新に応じて、チャンネル処理部Tにおける各倍音処理部T1のピッチシフト設定を更新する。ステップS16bは、上記の帯域リストの更新に応じて、チャンネル処理部Tにおける各倍音処理部T1の音量レベル制御設定を更新する。これにより、チャンネル処理部Tの各倍音処理部T1において、それぞれが各発音チャンネルA1から出力されるノートに対応した単音の楽音波形(又はディケイ波形のみ)に含まれる2次〜8次までの倍音のうち特定倍音の周波数をピッチシフトするピッチシフト制御が行われると共に、その音量レベルを任意の減衰量だけ減少する音量レベル制御が行われる。   Step S16a updates the pitch shift setting of each overtone processing unit T1 in the channel processing unit T in accordance with the update of the partial sound list and the band list accompanying the note addition to the note list. In step S16b, the volume level control setting of each overtone processing unit T1 in the channel processing unit T is updated in accordance with the update of the band list. Thus, in each harmonic processing unit T1 of the channel processing unit T, the second to eighth harmonics included in the single tone waveform (or only the decay waveform) corresponding to the note output from each tone generation channel A1. Among them, pitch shift control for pitch shifting the frequency of the specific overtone is performed, and volume level control for decreasing the volume level by an arbitrary attenuation amount is performed.

図15は、楽音合成機能の第4及び第5変形例を実現するノートオフ処理の一部を示すフローチャートである。ただし、第4及び第5変形例を実現するノートオフ処理は図7に示した処理のステップS27の処理が異なるだけで他の処理は同じであることから、ここではステップS27に入れ替える処理のみを示してある。   FIG. 15 is a flowchart showing a part of note-off processing for realizing the fourth and fifth modified examples of the tone synthesis function. However, note-off processing that realizes the fourth and fifth modification examples is the same as the processing shown in FIG. 7 except that the processing in step S27 is different, and the other processing is the same. It is shown.

ステップS27aは、ノートリストからのノートの削除に伴う部分音リスト及び帯域リストの更新に応じて、チャンネル処理部Tにおける倍音処理部T1のピッチシフト設定を更新する。ステップS27bは、上記の帯域リストの更新に応じて、チャンネル処理部Tにおける倍音処理部T1のレベル制御設定を更新する。この場合には、チャンネル処理部Tの各倍音処理部T1において、それぞれが各発音チャンネルA1から出力されるノートオフされたノートを除く他のノートに対応した単音の楽音波形(又はディケイ波形のみ)に含まれる2次〜8次までの倍音のうち特定倍音の周波数をピッチシフトするピッチシフト制御が行われると共に、その音量レベルを任意の減衰量だけ減少する音量レベル制御が行われる。   In step S27a, the pitch shift setting of the harmonic processing unit T1 in the channel processing unit T is updated in accordance with the update of the partial sound list and the band list accompanying the deletion of the note from the note list. Step S27b updates the level control setting of the harmonic processing unit T1 in the channel processing unit T in accordance with the update of the band list. In this case, in each overtone processing unit T1 of the channel processing unit T, a single tone tone waveform (or only a decay waveform) corresponding to other notes other than the note-off notes output from each sound generation channel A1. The pitch shift control is performed to pitch shift the frequency of the specific overtone among the second to eighth harmonics included in the sound, and the volume level control is performed to reduce the volume level by an arbitrary attenuation amount.

(第6変形例)
図16は、楽音合成機能の第6変形例を示す機能ブロック図である。図16に示す第6変形例において、音源部Adの各発音チャンネル部Ad1は発音指示に応じて波形メモリから読み出した波形データに基づきノートに対応した単音の楽音波形を合成し、時系列の波高値をチャンネル処理部Uに順次に送る。各チャンネル処理部Uでは、音源部Adの各発音チャンネル部Ad1から刻々と送られてくる波高値を順に記憶し、該記憶した波高値に基づいて前記単音の楽音波形を構成してなる複数の倍音のうち判定部Dから指示された帯域内にある特定倍音に対しピッチシフト制御及び音量レベル制御を行う。チャンネル処理部Uは、チャンネル変換部U1とチャンネルピッチシフト部U2とチャンネルレベル制御部U3とを有する。
(Sixth Modification)
FIG. 16 is a functional block diagram showing a sixth modification of the musical tone synthesis function. In the sixth modification shown in FIG. 16, each sound generation channel unit Ad1 of the sound source unit Ad synthesizes a single tone tone waveform corresponding to a note based on the waveform data read from the waveform memory in response to a sound generation instruction, and generates time-series waves. The high value is sequentially sent to the channel processing unit U. Each channel processing unit U sequentially stores the peak values sent from the sound generation channel unit Ad1 of the sound source unit Ad one by one, and a plurality of tone waveforms formed by the single sound are configured based on the stored peak values. Pitch shift control and volume level control are performed for specific overtones within the band instructed by the determination unit D among overtones. The channel processing unit U includes a channel conversion unit U1, a channel pitch shift unit U2, and a channel level control unit U3.

チャンネル変換部U1は、一時記憶した時系列の波高値を所定のフレーム長(例えば4096サンプル)で順に切り出し、これに所定の窓かけをしてフーリエ変換(FFT)による周波数分析を行い、得られた複素数を極座標変換する。このフーリエ変換による周波数分析を行うことにより、音源部Aで合成された単音の楽音波形が、サンプリング周波数(44.1kHz)/フレーム長(4096)の整数倍を中心周波数とするその近辺の倍音成分を反映し得る多数の部分音に分解されて、それら各部分音の振幅と位相とが求まる(これを部分音データと呼ぶ)。こうした処理を、時間進行に従って切り出すフレームの時間的位置を移動させながら繰り返せば、各発音チャンネル部Ad1で合成された単音の楽音波形の時間的推移が部分音毎に得られる。こうして得られる多数の部分音データは、チャンネルピッチシフト部U2に同時に送られる。   The channel conversion unit U1 sequentially extracts time series peak values stored temporarily in a predetermined frame length (for example, 4096 samples), performs a predetermined windowing on this, and performs frequency analysis by Fourier transform (FFT). Convert the complex number to polar coordinates. By performing frequency analysis using this Fourier transform, the tone waveform of a single tone synthesized by the sound source part A is converted to a harmonic frequency component in the vicinity of which the center frequency is an integer multiple of the sampling frequency (44.1 kHz) / frame length (4096). It is decomposed into a number of partial sounds that can be reflected, and the amplitude and phase of each partial sound are obtained (this is called partial sound data). If such a process is repeated while moving the temporal position of the frame to be cut out as time progresses, the temporal transition of the single tone waveform synthesized by each sound generation channel section Ad1 is obtained for each partial sound. A large number of partial sound data obtained in this way are sent simultaneously to the channel pitch shift unit U2.

部分音は、例えばサンプリング周波数(44.1kHz)/フレーム長(4096)の整数倍を中心周波数とするその近辺の倍音成分を反映し得る。すなわち、周波数分析の結果得られる部分音データとしては、0Hz付近を反映した部分音、10.8Hz付近を反映した部分音、21.5Hz付近を反映した部分音、・、22.05kHz付近を反映した部分音に相当する各データが得られ、各部分音は倍音成分を含む場合もあるし倍音成分を含まない場合もある。「連成振動」の影響を反映させるために特定倍音を加工(詳しくはピッチシフト制御及び音量レベル制御)するには、当該倍音成分が反映されているであろう部分音(詳しくは対応する部分音データ)を制御対象とすればよい。   The partial sound can reflect, for example, a nearby harmonic component having a center frequency of an integer multiple of sampling frequency (44.1 kHz) / frame length (4096). In other words, the partial sound data obtained as a result of frequency analysis includes a partial sound reflecting around 0 Hz, a partial sound reflecting around 10.8 Hz, a partial sound reflecting around 21.5 Hz, and a partial sound reflecting around 22.05 kHz. Each partial sound may include a harmonic component or may not include a harmonic component. In order to process a specific overtone to reflect the influence of “coupled vibration” (specifically, pitch shift control and volume level control), a partial tone (specifically, a corresponding part) that would reflect the harmonic component is reflected. (Sound data) may be controlled.

例えば、ノート「A2」の7次倍音を加工したい場合には、ノート「A2」の7次倍音の周波数は1540.4Hzであるから、この7次倍音の周波数1540.4Hzを近辺に包含し得る中心周波数が1539.6Hzである部分音を制御対象としてピッチシフト制御及び音量レベル制御を行えばよい。なお、このときに、制御対象とされた部分音に隣接する他の部分音をさらに制御対象としてピッチシフト制御及び音量レベル制御を行ってもよい。中心周波数が1539.6Hzである部分音を制御対象とした上記例の場合には、中心周波数が1528.8 Hzである部分音と中心周波数が1550.3 Hzである部分音が隣接する他の部分音に該当する。   For example, when processing the 7th harmonic of the note “A2”, the frequency of the 7th harmonic of the note “A2” is 1540.4 Hz. Therefore, the center frequency that can include the frequency 1540.4 Hz of this 7th harmonic in the vicinity. Pitch shift control and volume level control may be performed with a partial sound having a frequency of 1539.6 Hz as a control target. At this time, pitch shift control and volume level control may be performed with another partial sound adjacent to the partial sound to be controlled being further controlled. In the case of the above example where the partial sound with the center frequency of 1539.6 Hz is controlled, the partial sound with the center frequency of 1528.8 Hz and the partial sound with the center frequency of 1550.3 Hz correspond to other adjacent partial sounds. .

チャンネルピッチシフト部U2は、判定部Dの指示に従って、チャンネル変換部U1から時系列に同時に送られてくる多数の部分音のうち特定倍音を反映しているであろう部分音の位相を加工することによるピッチシフト制御を行う。例えば、発音チャンネル部Ad1においてノート「A2」に対応した単音の楽音波形を合成しており、上述した第4変形例と同様にして判定部Dから部分音リスト及び帯域リスト(図3(B)及び図3(C)参照)に基づいてノート「A2」の7次倍音を1540.4Hzから1559.3.2Hzにピッチシフトする指示が行われたような場合には、ノート「A2」の7次倍音の周波数1540.4Hzを含み得る中心周波数1539.6Hzの部分音の位相をそれらのピッチ差に相当する分だけ進ませる制御を行う。あるフレームでこうした位相の加工をした後には、前記位相を加工したフレームに時間的に後続する以降のフレームに関し、先行するフレームに位相が連続しつつ更に位相が進むように後続する次のフレームの位相を順次に加工する。   The channel pitch shift unit U2 processes the phase of a partial sound that will reflect a specific overtone among a number of partial sounds sent simultaneously from the channel conversion unit U1 in time series in accordance with an instruction from the determination unit D. Pitch shift control is performed. For example, a single tone waveform corresponding to the note “A2” is synthesized in the sound generation channel part Ad1, and the partial sound list and the band list (see FIG. 3B) are obtained from the determination part D in the same manner as in the fourth modification described above. If the instruction to shift the 7th harmonic of the note “A2” from 1540.4 Hz to 1559.3.2 Hz is given based on FIG. 3C, the seventh harmonic of the note “A2” Control is performed to advance the phase of a partial sound having a center frequency of 1539.6 Hz that can include the frequency of 1540.4 Hz by an amount corresponding to the pitch difference. After processing such a phase in a certain frame, with respect to subsequent frames that temporally follow the frame in which the phase has been processed, the next frame that follows so that the phase advances further while the phase continues to the preceding frame. Process phases sequentially.

チャンネルレベル制御部U3は、判定部Dの指示に従って、チャンネルピッチシフト部U2を介してチャンネル変換部U1から時系列に同時に送られてくる多数の部分音データのうち特定倍音を反映しているであろう部分音の振幅を加工することによる音量レベル制御を行う。例えば、発音チャンネル部Ad1においてノート「A2」に対応した単音の楽音波形を合成しており、判定部Dからノート「A2」の7次倍音の音量レベルを下げる指示が行われたような場合には、ノート「A2」の7次倍音の周波数1540.4Hzを含み得る中心周波数1539.6Hzの部分音の振幅を減少する制御を行う。このときには、判定部Dから指示された減衰量と周波数分析結果である部分音の振幅値とに応じて決まる相対的に変位する減少値に応じた分だけ振幅を減少させる加工が行われる。すなわち、判定部Dから指示される減衰量は帯域リストの記憶された最大減衰量(例えば-6dB)であるが、この最大減衰量を部分音の振幅値の大きさに関わらず一律に適用して振幅を加工するのではなく、部分音の振幅値が大きいほど最大「-6dB」近くまで振幅を減少させる一方で、部分音の振幅値が小さいほど相対的に少ししか振幅を減少させない加工を行うようにする。   The channel level control unit U3 reflects specific overtones among a large number of partial sound data simultaneously transmitted in time series from the channel conversion unit U1 via the channel pitch shift unit U2 according to the instruction of the determination unit D. Volume level control is performed by processing the amplitude of the partial sound. For example, when the tone generation channel unit Ad1 synthesizes a single tone waveform corresponding to the note “A2” and the determination unit D gives an instruction to lower the volume level of the seventh harmonic overtone of the note “A2”. Performs control to reduce the amplitude of the partial sound having the center frequency 1539.6 Hz, which may include the frequency 1540.4 Hz of the seventh harmonic of the note “A2”. At this time, processing is performed to reduce the amplitude by the amount corresponding to the relatively displaced decrease value determined according to the attenuation amount instructed from the determination unit D and the amplitude value of the partial sound as the frequency analysis result. That is, the attenuation amount instructed from the determination unit D is the maximum attenuation amount (for example, −6 dB) stored in the band list, and this maximum attenuation amount is applied uniformly regardless of the amplitude value of the partial sound. Rather than processing the amplitude, the smaller the amplitude of the partial sound, the smaller the amplitude decreases to a maximum of -6 dB, while the smaller the amplitude value of the partial sound, the smaller the amplitude is. To do.

複数チャンネル分の合成部Wでは、音源部Adの各発音チャンネル部Ad1に対応して設けられた各チャンネル処理部Uから時系列に同時に送られてくる多数の複数音データを加算により1組の複数音データに再構成する。逆変換部Yは、1組に再構成された加工済みの部分音データを含む多数の部分音データに従って逆フーリエ変換(逆FFT)処理を行うことにより、1フレーム分(4096サンプル)のデジタル波形データ(例えばPCMデータ)を時系列に生成していく。この1フレーム分(4096サンプル)のデジタル波形データは時間進行に従って次々と生成されるので、それらを時間的にずらしながらつなぎ合わせることで、これを利用して複数ノートに対応した複数の音高の楽音を含んでなる1つの楽音波形を出力することができることになる。なお、逆変換部Yは上記のような逆フーリエ変換(逆FFT)処理を行うものに限らず、例えば多数の部分音データをもとに生成した2048個の正弦波を加算合成することにより、複数ノートに対応した複数の音高の楽音を含んでなる1つの楽音波形を出力するものであってもよい。   In the synthesizing unit W for a plurality of channels, a set of a plurality of sound data simultaneously sent in time series from each channel processing unit U provided corresponding to each sound generation channel unit Ad1 of the sound source unit Ad is added. Reconstruct into multiple sound data. The inverse transform unit Y performs inverse Fourier transform (inverse FFT) processing according to a large number of partial sound data including processed partial sound data reconstructed into one set, thereby generating a digital waveform for one frame (4096 samples). Data (for example, PCM data) is generated in time series. The digital waveform data for one frame (4096 samples) is generated one after another as time progresses. By connecting them while shifting in time, multiple pitches corresponding to multiple notes can be used. One musical sound waveform including musical sounds can be output. Note that the inverse transform unit Y is not limited to performing the inverse Fourier transform (inverse FFT) processing as described above, for example, by adding and synthesizing 2048 sine waves generated based on a large number of partial sound data, One musical sound waveform including a plurality of musical tones corresponding to a plurality of notes may be output.

なお、ここではフーリエ変換処理を利用した周波数分析手法を用いて各部分音の振幅及び位相を求める例を説明したがこれに限らず、フェーズボコーダなど公知の他の時間周波数分析手法を用いてもよい。あるいは、その他Weveletによる時間スケール分析などを用いてもよい。   Here, an example of obtaining the amplitude and phase of each partial sound using a frequency analysis method using Fourier transform processing has been described. However, the present invention is not limited to this, and other known time frequency analysis methods such as a phase vocoder may be used. Good. Alternatively, other time scale analysis by Wevelet may be used.

(第7変形例)
図16に示した第6変形例では、一旦音源部Adの各発音チャンネル部Ad1で合成したノートに対応した単音の楽音波形を時間周波数情報である多数の部分音データに変換し、これら部分音データを加工したうえでこれを加算したものを逆変換することによって、複数ノートに対応した複数の音高の楽音を含んでなる1つの楽音波形を合成する。この音源部Aの各発音チャンネルA1における単音の楽音波形の合成及び周波数分析による部分音データの生成に代えて、あらかじめノートに対応した単音の楽音波形を時間周波数情報に変換した時系列の部分音データとして記憶しておき、発音指示に応じて前記記憶してある時系列の部分音データを順に読み出してチャンネル処理部Tに出力するように変形してよい。図17は、楽音合成機能の第7変形例を示す機能ブロック図である。
(Seventh Modification)
In the sixth modification shown in FIG. 16, a single musical tone waveform corresponding to a note once synthesized by each sound generation channel unit Ad1 of the sound source unit Ad is converted into a large number of partial sound data as time frequency information, and these partial sounds are converted. One musical sound waveform including musical tones having a plurality of pitches corresponding to a plurality of notes is synthesized by inversely transforming the sum of the data after processing the data. Instead of synthesizing a single musical tone waveform and generating partial sound data by frequency analysis in each tone generation channel A1 of the sound source part A, a time-series partial sound obtained by converting a single musical tone waveform corresponding to a note into time frequency information in advance. The data may be stored as data, and the stored time-series partial sound data may be sequentially read and output to the channel processing unit T in response to a sound generation instruction. FIG. 17 is a functional block diagram showing a seventh modification of the musical tone synthesis function.

図17に示す第7変形例において、音源部Aeの各発音チャンネル部Ae1は複数の部分音出力部Mに分けられる。各部分音出力部Mは、鍵盤4からの発音指示に応じて予め記憶しておいた時間周波数情報である部分音データの中から指示されたノートに対応する部分音データを時系列に読み出してチャンネル処理部Uに送る。前記部分音データは図16に示されるチャンネル変換部U1で求められるデータと同じであり、この部分音データを時間進行に従って時系列に読み出すと各ノートに対応した単音の楽音波形の時間的推移が倍音毎に得られることは既に説明した。チャンネルピッチシフト部U2は、判定部Dの指示に従って、各部分音出力部Mから時系列に同時に送られてくる多数の部分音データのうち特定倍音を反映しているであろう部分音に対応する部分音データの位相を加工することによるピッチシフト制御を行う。チャンネルレベル制御部U3は、判定部Dの指示に従って、チャンネルピッチシフト部U2を介してチャンネル変換部U1から時系列に同時に送られてくる多数の部分音データのうち特定倍音を反映しているであろう部分音に対応する部分音データの振幅を加工することによる音量レベル制御を行う。なお、複数チャンネル分の合成部W及び逆変換部Yは図16に示した第6変形例と同様であることから、ここでの説明を省略する。   In the seventh modification shown in FIG. 17, each sound generation channel unit Ae1 of the sound source unit Ae is divided into a plurality of partial sound output units M. Each partial sound output unit M reads out the partial sound data corresponding to the instructed note from the partial sound data which is the time frequency information stored in advance according to the sound generation instruction from the keyboard 4 in time series. It is sent to the channel processing unit U. The partial sound data is the same as the data obtained by the channel conversion unit U1 shown in FIG. 16, and when this partial sound data is read in time series as time progresses, the temporal transition of a single tone tone waveform corresponding to each note is obtained. It has already been explained that it can be obtained for each overtone. The channel pitch shift unit U2 responds to a partial sound that will reflect a specific overtone among a large number of partial sound data transmitted in time series from each partial sound output unit M in accordance with an instruction from the determination unit D. Pitch shift control is performed by processing the phase of the partial sound data to be processed. The channel level control unit U3 reflects specific overtones among a large number of partial sound data simultaneously transmitted in time series from the channel conversion unit U1 via the channel pitch shift unit U2 according to the instruction of the determination unit D. Volume level control is performed by processing the amplitude of partial sound data corresponding to the partial sound that will be. Note that the combining unit W and the inverse converting unit Y for a plurality of channels are the same as in the sixth modified example shown in FIG. 16, and thus the description thereof is omitted here.

なお、上述した第6及び第7変形例では、複数チャンネル分の合成部Wで多数の部分音データを加算した1組の部分音データを逆変換することによりデジタル波形データを得るが、各発音チャンネルA1毎に出力される部分音データに従って逆変換処理を行い各発音チャンネルA1毎にデジタル波形データを生成し、複数の各発音チャンネルA1で生成されたこれら複数のデジタル波形データを加算するようにしてもよい。
また、上述した第6及び第7変形例においても、図13に示した第5変形例のように、ディケイ波形とアタック波形とに分けて処理するようにし、ディケイ波形のみに対して上記で説明した時間周波数分析による特定倍音のピッチシフト制御及び音量レベル制御を行うことのできるようにしてよい。
In the sixth and seventh modifications described above, digital waveform data is obtained by inversely transforming a set of partial sound data obtained by adding a large number of partial sound data in the synthesis unit W for a plurality of channels. Inverse conversion processing is performed according to the partial sound data output for each channel A1, digital waveform data is generated for each sound generation channel A1, and the plurality of digital waveform data generated for each of the sound generation channels A1 are added. May be.
Also, in the sixth and seventh modified examples described above, as in the fifth modified example shown in FIG. 13, the processing is divided into the decay waveform and the attack waveform, and only the decay waveform is described above. It may be possible to perform pitch shift control and volume level control of a specific overtone by the time frequency analysis.

ここで、上述した第6変形例及び第7変形例を実現する楽音生成処理について説明するが、「メイン処理」(図5参照)については上記第1実施例及びその他変形例の場合と何ら変わりない。ただし、ノートオン処理(図6参照)及びノートオフ処理(図7参照)については、第1実施例及びその他の変形例の場合とは異なる処理が行われる。図18は、楽音合成機能の第6及び第7変形例を実現するノートオン処理の一部を示すフローチャートである。ただし、第6及び第7変形例を実現するノートオン処理は図6に示した処理のステップS16の処理が異なるだけで、他の処理は同じであることから、ここではステップS16に入れ替えられる処理のみを示してある。   Here, the tone generation processing that realizes the sixth and seventh modifications described above will be described. However, the “main processing” (see FIG. 5) is different from the first embodiment and other modifications. Absent. However, note-on processing (see FIG. 6) and note-off processing (see FIG. 7) are performed differently from those in the first embodiment and other modifications. FIG. 18 is a flowchart showing a part of note-on processing for realizing the sixth and seventh modified examples of the musical tone synthesis function. However, note-on processing that realizes the sixth and seventh modification examples is the same as the processing shown in FIG. 6 except that the processing in step S16 is different, and the other processing is the same. Only shown.

ステップS16cは、ノートリストへのノートの追記に伴う部分音リスト及び帯域リストの更新に応じて、チャンネル処理部U,Uaにおける該当の部分音データへのピッチシフト設定を更新する。ステップS16dは、上記の帯域リストの更新に応じて、チャンネル処理部U,Uaにおける該当の部分音データへのレベル制御設定を更新する。これにより、チャンネル処理部U,Uaの各チャンネルピッチシフト部U2において、それぞれが各発音チャンネルA1から出力されるノートに対応した単音の楽音波形(又はディケイ波形のみ)に含まれる2次〜8次までの倍音のうち特定倍音の周波数をピッチシフトするピッチシフト制御が行われると共に、チャンネルレベル制御部U3において前記特定倍音の音量レベルを任意の減衰量だけ減少する音量レベル制御が行われる。   In step S16c, the pitch shift setting to the corresponding partial sound data in the channel processing units U and Ua is updated in accordance with the update of the partial sound list and the band list accompanying the note addition to the note list. In step S16d, the level control setting for the corresponding partial sound data in the channel processing units U and Ua is updated in accordance with the update of the band list. As a result, in each channel pitch shift unit U2 of the channel processing units U and Ua, each of the secondary to eighth orders included in a single tone waveform (or only a decay waveform) corresponding to the note output from each tone generation channel A1. Pitch shift control is performed to pitch shift the frequency of specific overtones up to the above harmonics, and volume level control is performed in the channel level control unit U3 to reduce the volume level of the specific overtones by an arbitrary amount of attenuation.

図19は、楽音合成機能の第6及び第7の変形例を実現するノートオフ処理の一部を示すフローチャートである。ただし、第6及び第7の変形例を実現するノートオフ処理は図7に示した処理のステップS27の処理が異なるだけで、他の処理は同じであることから、ここではステップS27に入れ替えられる処理のみを示してある。   FIG. 19 is a flowchart showing a part of note-off processing for realizing the sixth and seventh modified examples of the tone synthesis function. However, note-off processing that realizes the sixth and seventh modified examples is the same as the processing shown in FIG. 7 except that the processing in step S27 is different, and the other processing is the same. Only processing is shown.

ステップS27cは、ノートリストからのノートの削除に伴う部分音リスト及び帯域リストの更新に応じて、チャンネル処理部U,Uaにおける該当の部分音データへのピッチシフト設定を更新する。ステップS27dは、上記の帯域リストの更新に応じて、チャンネル処理部U,Uaにおける該当の部分音データへのレベル制御設定を更新する。この場合には、チャンネル処理部U,Uaの各チャンネルピッチシフト部U2において、それぞれが各発音チャンネルA1から出力されるノートオフされたノートを除く他のノートに対応した単音の楽音波形(又はディケイ波形のみ)に含まれる2次〜8次までの倍音のうち特定倍音の周波数をピッチシフトするピッチシフト制御が行われると共に、チャンネルレベル制御部U3において前記特定倍音の音量レベルを任意の減衰量だけ減少する音量レベル制御が行われる。   In step S27c, the pitch shift setting to the corresponding partial sound data in the channel processing units U and Ua is updated according to the update of the partial sound list and the band list accompanying the deletion of the note from the note list. In step S27d, the level control setting for the corresponding partial sound data in the channel processing units U and Ua is updated in accordance with the update of the band list. In this case, in each channel pitch shift unit U2 of the channel processing units U and Ua, a single tone waveform (or decay) corresponding to other notes other than the note-off notes output from each sound generation channel A1. Pitch shift control is performed to pitch shift the frequency of the specific harmonics of the second to eighth harmonics included in the waveform only), and the channel level control unit U3 sets the volume level of the specific harmonics by an arbitrary attenuation amount. Decreasing volume level control is performed.

1・CPU、2・ROM、3・RAM、4・演奏操作子(鍵盤等)、5・表示器、6・設定操作子(スイッチ等)、7・音源、7A・サウンドシステム、8・記憶装置、9・通信インタフェース、1D・通信バス(データ及びアドレスバス)、A(Ac,Ad、Ae)・音源部、Aa・第1音源部、Ab・第2音源部、A1(Aa1,Ab1,Ac1,Ad1,Ae1)・発音チャンネル部、A2(Aa2,Ab2,J)・加算部、B・フィルタ部、B1・Notchフィルタ、C・制御部、C1(T1a)・バンドパスフィルタ、C2(P)・エンベロープフォロワ、C3(F)・乗算器、D・判定部、E・倍音構造データベース、G・入力加算部、K・出力加算部、M・部分音出力部、O・アッテネータ、T(U,Ua)・チャンネル処理部、T1・倍音処理部、T1b・ピッチシフト部、T1c・レベル修正部、T1e・バンドエリミネートフィルタ、U1・チャンネル変換部、U2・チャンネルピッチシフト部、U3・チャンネルレベル制御部、W・複数チャンネル分の合成部、Y・逆変換部 1. CPU, 2. ROM, 3. RAM, 4. Performance operator (keyboard, etc.) 5. Display, 6. Setting operator (switch, etc.) 7. Sound source, 7A. Sound system, 8. Storage device. 9, communication interface, 1D, communication bus (data and address bus), A (Ac, Ad, Ae) / sound source unit, Aa / first sound source unit, Ab / second sound source unit, A1 (Aa1, Ab1, Ac1) , Ad1, Ae1) · Sound generation channel unit, A2 (Aa2, Ab2, J) · Adder unit, B · Filter unit, B1 · Notch filter, C · Control unit, C1 (T1a) · Band pass filter, C2 (P) -Envelope follower, C3 (F)-Multiplier, D-Judgment unit, E-Overtone structure database, G-Input addition unit, K-Output addition unit, M-Partial sound output unit, O-Attenuator, T (U, Ua) Channel processing unit, 1 / overtone processing unit, T1b / pitch shift unit, T1c / level correction unit, T1e / band elimination filter, U1 / channel conversion unit, U2 / channel pitch shift unit, U3 / channel level control unit, W / multiple channels Synthesizer, Y / Inverse Transformer

Claims (4)

それぞれがノートに対応した複数の異なる音高の楽音波形を同時に生成する楽音生成手段と、
各ノートに対応する楽音波形の倍音構造を記憶した倍音構造データベースから、前記複数の異なる音高の楽音波形のそれぞれの倍音構造を示す情報を取得する手段と、
前記取得した倍音構造を示す情報に基づき、前記生成する複数の楽音波形それぞれを構成する倍音のうち周波数が近接する複数の倍音を含んでなる任意の帯域を1乃至複数特定する帯域特定手段と、
前記生成する複数の楽音波形それぞれを構成する倍音のうち、前記特定された1乃至複数の帯域それぞれに含まれる各倍音の音量レベルを減衰するレベル調整手段と
を備える楽音合成装置。
A musical sound generating means for simultaneously generating a plurality of different sound waveforms corresponding to notes;
Means for acquiring information indicating the harmonic structure of each of the plurality of musical sound waveforms of different pitches from a harmonic structure database storing the harmonic structure of the musical sound waveform corresponding to each note;
Band specifying means for specifying one or more arbitrary bands including a plurality of overtones having frequencies close to each other among the overtones constituting each of the plurality of generated musical sound waveforms based on the acquired information indicating the overtone structure;
A musical tone synthesizing apparatus comprising level adjusting means for attenuating a volume level of each harmonic contained in each of the specified one to plural bands among the harmonics constituting each of the plurality of musical sound waveforms to be generated.
前記レベル調整手段は、前記特定された帯域毎に、該帯域に含まれる倍音の個数と、該帯域の帯域幅と、該帯域内において周波数が近接する前記倍音間の周波数差とに基づき、減衰する音量レベルを決定する請求項1に記載の楽音合成装置。   The level adjustment means attenuates, based on the number of harmonics included in the band, the bandwidth of the band, and the frequency difference between the harmonics whose frequencies are close to each other in the band for each of the specified bands. The musical tone synthesizer according to claim 1, wherein a sound volume level to be determined is determined. 前記楽音生成手段は、前記複数の異なる音高の楽音波形をそれぞれ非周期成分からなるアタック部の楽音波形と周期成分からなるディケイ部の楽音波形とに分けて生成してなり、
前記帯域特定手段は、前記生成した複数のディケイ部の楽音波形それぞれを構成する倍音のうち周波数が近接する複数の倍音を含んでなる任意の帯域を1乃至複数特定し、
前記レベル調整手段は、前記生成した複数のディケイ部の楽音波形それぞれを構成する倍音のうち、前記特定した1乃至複数の帯域それぞれに含まれる各倍音の音量レベルを減少することを特徴とする請求項1又は2に記載の楽音合成装置。
The musical sound generating means is configured to generate the plurality of different musical tones having different pitches into a musical tone waveform having an attack portion composed of a non-periodic component and a musical sound waveform having a decay portion composed of a periodic component,
The band specifying means specifies one to a plurality of arbitrary bands including a plurality of overtones whose frequencies are close to each other among the overtones constituting each of the generated sound waveform of the plurality of decay units,
The level adjusting means reduces the volume level of each overtone included in each of the specified one to a plurality of bands among the overtones constituting each of the generated musical tone waveforms of the plurality of decay units. Item 3. The musical tone synthesis apparatus according to Item 1 or 2.
コンピュータに、
それぞれがノートに対応した複数の異なる音高の楽音波形を同時に生成する手順と、
各ノートに対応する楽音波形の倍音構造を記憶した倍音構造データベースから、前記複数の異なる音高の楽音波形のそれぞれの倍音構造を示す情報を取得する手順と、
前記取得した倍音構造を示す情報に基づき、前記生成する複数の楽音波形それぞれを構成する倍音のうち周波数が近接する複数の倍音を含んでなる任意の帯域を1乃至複数特定する手順と、
前記生成する複数の楽音波形それぞれを構成する倍音のうち、前記特定された1乃至複数の帯域それぞれに含まれる各倍音の音量レベルを減少する手順と
を実行させるプログラム。
On the computer,
A procedure for simultaneously generating a plurality of different tone waveforms corresponding to notes,
A procedure for acquiring information indicating the harmonic structure of each of the plurality of musical sound waveforms having different pitches from a harmonic structure database storing the harmonic structure of the musical sound waveform corresponding to each note;
A procedure for identifying one or more arbitrary bands including a plurality of overtones having frequencies close to each other among the overtones constituting each of the plurality of generated musical sound waveforms based on the acquired information indicating the overtone structure;
The program which performs the procedure which reduces the volume level of each overtone contained in each of the specified 1 thru | or a some zone | band among the overtones which comprise each of the said some musical sound waveform to produce | generate.
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