JP7156345B2 - Electronic musical instrument, musical tone generating method and program - Google Patents

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Description

本発明は、電子楽器、楽音発生方法およびプログラムに関する。 The present invention relates to an electronic musical instrument, a musical tone generation method, and a program.

アコースティックピアノの共鳴音をより忠実に模擬できる共鳴音生成装置の技術が提案されている。(例えば、特許文献1) There has been proposed a technique for a resonance generator that can more faithfully simulate the resonance of an acoustic piano. (For example, Patent Document 1)

特開2015-143764号公報JP 2015-143764 A

ピアノの物理モデルの音源方式では、基本的な弦のモデルのみを生成し、出力はモノラルである。出力をステレオ化するための一般的な手法として、ピアノの1つの鍵に対して、励振信号と打撃信号の弦モデルを左チャンネル用と右チャンネル用の2セット独立して持つようなピアノのモデリング方法が考えられている。 The sound source method of the physical model of the piano generates only a basic string model, and the output is monaural. As a general method for stereophonizing the output, piano modeling that has two sets of independent string models for the excitation signal and percussion signal for the left channel and the right channel for one key of the piano. method is considered.

こうして1つの鍵当たりで2セットの信号処理の系統を持ってステレオ化する場合、信号の処理量が単純にモノラルの2倍必要となる。例えば、弦が鍵それぞれに1弦乃至3弦あって、総鍵数が88である場合には、弦の総数が230程度となる。したがって、ステレオ用に2セット必要な場合、460程度の弦モデルが必要となるもので、信号の処理量が多く、回路の負担が増大する。 In this way, if one key has two sets of signal processing systems for stereo conversion, the amount of signal processing required is simply twice that of monaural. For example, if each key has 1 to 3 strings and the total number of keys is 88, the total number of strings is about 230. Therefore, when two sets are required for stereo, about 460 string models are required, which increases the amount of signal processing and increases the load on the circuit.

本発明は前記のような実情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、信号の処理量を抑えながら、良好なステレオ感の楽音を生成することが可能な電子楽器、楽音発生方法およびプログラムを提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and its object is to provide an electronic musical instrument and a musical tone generation method capable of generating musical tones with a good stereo feeling while suppressing the amount of signal processing. and to provide programs.

本発明の一態様は、指定された音高に対応する励振信号の入力に応じて、前記音高に対応して設けられる少なくとも第1閉ループ、第2閉ループ及び第3閉ループのなかの前記第1閉ループ及び前記第2閉ループからの出力が累算された累算信号に基づいて、左右いずれか一方のチャンネルから出力される弦音信号を生成し、前記第2閉ループ及び第3閉ループの出力が累算された累算信号に基づいて、前記左右いずれか他方のチャンネルから出力される弦音信号を生成する。
また本発明の他の一態様は、指定された音高に対応する励振信号の入力に応じて、前記音高に対応して設けられる第1閉ループ、第2閉ループ、第3閉ループ及び第4閉ループのなかの前記第1閉ループ、前記第2閉ループ及び前記第3閉ループからの出力が累算された累算信号に基づいて、左右いずれか一方のチャンネルから出力される弦音信号を生成し、前記第2閉ループ、前記第3閉ループ及び前記第4閉ループからの出力が累算された累算信号に基づいて、前記左右いずれか他方のチャンネルから出力される弦音信号を生成する。
According to one aspect of the present invention, at least the first closed loop among the first closed loop, the second closed loop and the third closed loop provided corresponding to the pitch in response to the input of the excitation signal corresponding to the specified pitch generating a string sound signal output from one of the left and right channels based on an accumulated signal obtained by accumulating the outputs from the closed loop and the second closed loop, and accumulating the outputs from the second closed loop and the third closed loop; A string sound signal to be output from either the left or right channel is generated based on the accumulated signal.
According to another aspect of the present invention, a first closed loop, a second closed loop, a third closed loop, and a fourth closed loop are provided corresponding to the specified pitch in response to the input of an excitation signal corresponding to the specified pitch. generating a string sound signal output from either one of the left and right channels based on an accumulated signal obtained by accumulating outputs from the first closed loop, the second closed loop and the third closed loop in the A string tone signal output from either the left or right channel is generated based on an accumulated signal obtained by accumulating outputs from the second closed loop, the third closed loop and the fourth closed loop.

本発明によれば、信号の処理量を抑えながら、良好なステレオ感の楽音を生成することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to generate musical tones with a good stereo feeling while suppressing the amount of signal processing.

本発明の一実施形態に係る電子鍵盤楽器の基本的なハードウェア回路の構成を示すブロック図。1 is a block diagram showing the configuration of a basic hardware circuit of an electronic keyboard instrument according to an embodiment of the present invention; FIG. 同実施形態に係る音源のDSPが実行する機能をハードウェア回路の構成として示すブロック図。FIG. 2 is a block diagram showing, as a hardware circuit configuration, functions executed by a sound source DSP according to the embodiment; 同実施形態に係る弦音の基音と倍音の周波数スペクトルを例示する図。FIG. 4 is a diagram exemplifying the frequency spectrum of the fundamental tone and overtones of the string tone according to the embodiment; 同実施形態に係る打撃音の周波数スペクトルを例示する図。The figure which illustrates the frequency spectrum of the impact sound which concerns on the same embodiment. 同実施形態に係る楽音の周波数スペクトルを例示する図。FIG. 4 is a diagram illustrating frequency spectra of musical tones according to the embodiment; 同実施形態に係る弦音の励振インパルスの波形データから閉ループ回路により弦音の波形データを生成する概念について説明する図。FIG. 4 is a diagram for explaining the concept of generating waveform data of a string sound by a closed loop circuit from waveform data of an excitation impulse of the string sound according to the embodiment; 同実施形態に係る3本の弦モデルに割り当てられる弦音の周波数と、それら周波数の相違によって生じるうなりの関係を示す図。FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the frequencies of string tones assigned to three string models and the beat caused by the difference in those frequencies according to the same embodiment. 同実施形態に係る図2に代わる音源のDSPが実行する機能をハードウェア回路の構成として示すブロック図。FIG. 3 is a block diagram showing, as a hardware circuit configuration, functions executed by a sound source DSP in place of FIG. 2 according to the embodiment;

以下、本発明を電子鍵盤楽器に適用した場合の一実施形態について、図面を参照して説明する。
[構成]
図1は、本実施形態に係る電子鍵盤楽器10の基本的なハードウェア回路の構成を示すブロック図である。演奏操作子である鍵盤部11での操作に応じた、ノートナンバー(音高情報)と音量情報としてのベロシティ値(押鍵速度)とを含む操作信号が、LSI12のCPU12Aに入力される。
An embodiment in which the present invention is applied to an electronic keyboard instrument will be described below with reference to the drawings.
[Constitution]
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a basic hardware circuit of an electronic keyboard instrument 10 according to this embodiment. An operation signal including a note number (pitch information) and a velocity value (key depression speed) as volume information is input to the CPU 12A of the LSI 12 according to the operation on the keyboard 11, which is a performance operator.

LSI12は、バスBを介してCPU12A、ROM12B、RAM12C、音源12D、D/A変換部(DAC)12Eを接続している。 The LSI 12 connects a CPU 12A, a ROM 12B, a RAM 12C, a sound source 12D, and a D/A converter (DAC) 12E via a bus B.

CPU12Aは、電子鍵盤楽器10全体の動作を制御する。ROM12Bは、CPU12Aが実行する動作プログラムや演奏のための励振信号用波形データ、打撃音波形データ等を記憶する。RAM12Cは、CPU12AがROM12Bに記憶されている動作プログラムを読み出して展開記憶し、当該プログラムを実行する際のワークメモリである。CPU12Aは、演奏動作時に音源12Dに対して、ノートナンバーやベロシティ値などのパラメータを与える。 The CPU 12A controls the operation of the electronic keyboard instrument 10 as a whole. The ROM 12B stores an operation program executed by the CPU 12A, excitation signal waveform data for performance, percussion sound waveform data, and the like. The RAM 12C is a work memory used when the CPU 12A reads out an operation program stored in the ROM 12B, develops and stores the program, and executes the program. The CPU 12A provides parameters such as note numbers and velocity values to the tone generator 12D during performance operations.

音源12Dは、DSP(デジタルシグナルプロセッサ)12D1、プログラムメモリ12D2、ワークメモリ12D3を有する。DSP12D1が、プログラムメモリ12D2に記憶される動作プログラムや固定データを読み出してワークメモリ12D3上に展開して記憶させた上で動作プログラムを実行することにより、CPU12Aから与えられたパラメータに応じて、ROM12Bから必要な弦音の励振信号用の波形データや打撃音の波形データに基づき、信号処理によって左チャンネルと右チャンネルのステレオ楽音信号を生成し、生成した楽音信号をD/A変換部12Eへ出力する。 The tone generator 12D has a DSP (digital signal processor) 12D1, a program memory 12D2 and a work memory 12D3. The DSP 12D1 reads out the operating program and fixed data stored in the program memory 12D2, develops and stores them in the work memory 12D3, and executes the operating program, so that the ROM 12B Based on the necessary waveform data for string tone excitation signals and percussive sound waveform data, stereo musical tone signals for the left and right channels are generated by signal processing, and the generated musical tone signals are output to the D/A converter 12E. .

D/A変換部12Eは、ステレオ楽音信号をそれぞれアナログ化して、アンプ(amp.)13L、13Rへ出力する。アンプ13L、13Rで増幅されたアナログの左チャンネルと右チャンネルの楽音信号により、スピーカ14L、14Rが楽音をステレオ音として拡声放音する。 The D/A converter 12E converts the stereo musical tone signals into analog signals and outputs them to amplifiers (amp.) 13L and 13R. Speakers 14L and 14R amplifies and emits musical sounds as stereo sounds by the analog left channel and right channel musical sound signals amplified by the amplifiers 13L and 13R.

なお、図1は電子鍵盤楽器10に適用した場合のハードウェア回路の構成を説明するものであり、本実施形態で実行する機能を、例えばパーソナルコンピュータ等の情報処理機器にインストールしたアプリケーションプログラムで実行する場合には、当該機器のCPUが音源12Dにおける動作を実行する。 FIG. 1 illustrates the configuration of the hardware circuit when applied to the electronic keyboard instrument 10. The functions executed in this embodiment are executed by an application program installed in an information processing device such as a personal computer. If so, the CPU of the device executes the operation in the tone generator 12D.

図2は、主として音源12DのDSP12D1が実行する機能をハードウェア回路の構成として示すブロック図である。同図は、後述するノートイベント処理部31、波形メモリ34、加算器42L、42Rを除いて、図中にIIで示す範囲が鍵盤部11に含まれる1鍵に相当する。この電子鍵盤楽器10では、鍵盤部11に88鍵あるものとして、同様の回路が88鍵分設けられる。電子鍵盤楽器10では、1鍵当たりで3本の弦モデルの信号循環回路を有して、ステレオの楽音信号を発生させる。 FIG. 2 is a block diagram mainly showing the functions executed by the DSP 12D1 of the tone generator 12D as a hardware circuit configuration. In the figure, the area indicated by II in the figure corresponds to one key included in the keyboard section 11, except for the note event processing section 31, waveform memory 34, and adders 42L and 42R, which will be described later. In this electronic keyboard instrument 10, assuming that the keyboard section 11 has 88 keys, similar circuits are provided for 88 keys. The electronic keyboard instrument 10 has a three-string model signal circulation circuit per key to generate a stereo musical tone signal.

前記鍵盤部11での鍵の操作に応じたノートオン/オフ信号が、CPU12Aからノートイベント処理部31に入力される。 A note-on/off signal corresponding to the operation of the keys on the keyboard section 11 is input to the note event processing section 31 from the CPU 12A.

ノートイベント処理部31は、操作された鍵に応じて、発音開始(ノートオン)時のノートナンバーとベロシティ値の各情報を波形読出し部32および窓掛け処理部33に送出するとともに、各弦モデルと打撃音のゲートアンプ35A~35Eにノートオン信号とベロシティ値に応じた乗数とを送出する。 The note event processing section 31 sends each information of the note number and velocity value at the start of sounding (note-on) to the waveform reading section 32 and the windowing processing section 33 according to the operated key, and also outputs each string model. , a note-on signal and a multiplier corresponding to the velocity value are sent to the gate amplifiers 35A to 35E of the striking sound.

さらにノートイベント処理部31は、減衰アンプ39A~39Cに対して帰還減衰量を示す信号を送出する。 Furthermore, the note event processing section 31 sends a signal indicating the amount of feedback attenuation to the attenuation amplifiers 39A-39C.

波形読出し部32は、ノートナンバーとベロシティ値の情報とに応じた読出しアドレスを発生して、波形メモリ34(ROM12B)から弦音の励振信号としての波形データと打撃音の波形データとを読出す。具体的には、左チャンネルの弦音の励振インパルス(励IL)、中央定位の弦音の励振インパルス(励IC)、右チャンネルの弦音の励振インパルス(励IR)、左チャンネルの打撃音(打L)、右チャンネルの打撃音(打R)の各波形データを波形メモリ34から読出して、窓掛け処理部33へ出力する。 The waveform reading section 32 generates a read address corresponding to the note number and velocity value information, and reads out the waveform data as the excitation signal of the string sound and the waveform data of the striking sound from the waveform memory 34 (ROM 12B). Specifically, the excitation impulse of the left channel string tone (Excitation IL), the excitation impulse of the centrally localized string tone (Excitation IC), the excitation impulse of the right channel string tone (Excitation IR), and the percussion sound of the left channel (Excitation L). , and the right channel impact sound (strike R) are read out from the waveform memory 34 and output to the windowing processing section 33 .

窓掛け処理部33は、特に弦音の励振インパルス(励IL、励IC、励IR)に対し、ノートナンバー情報から当該ノートナンバーに応じた音高の波長に対応した時間幅で窓掛け(窓関数)処理を実行し、窓掛け処理後の波形データをゲートアンプ35A~35Eへ送出する。 The windowing processing unit 33 performs windowing (window function ) processing, and the waveform data after the windowing processing is sent to the gate amplifiers 35A to 35E.

まず、3本の弦モデルの信号循環(閉ループ)回路の1つ、最上段のゲートアンプ35Aの後段側を説明する。このゲートアンプ35Aの後段側では、時間的に連続した左チャンネルの弦音の波形データを生成する。 First, one of the three-string model signal circulation (closed loop) circuits, which is the rear stage of the uppermost gate amplifier 35A, will be described. On the post-stage side of the gate amplifier 35A, temporally continuous left channel string sound waveform data is generated.

ゲートアンプ35Aにおいて、窓掛け処理後の波形データに対し、ベロシティ値に応じた乗数での増幅処理を施し、処理後の波形データを加算器36Aへ出力する。加算器36Aにはまた、後述する減衰アンプ39Aが出力する、減衰処理後の波形データが帰還入力されており、その加算出力がこの弦モデルの出力として、ディレイ回路37Aに出力される。 The gate amplifier 35A amplifies the windowed waveform data with a multiplier corresponding to the velocity value, and outputs the processed waveform data to the adder 36A. Waveform data after attenuation processing output from an attenuation amplifier 39A, which will be described later, is fed back to the adder 36A, and the added output is output to the delay circuit 37A as the string model output.

ディレイ回路37Aは、アコースティックピアノにおいて、当該弦が振動した際に出力される音の1波長に応じた値の弦長ディレイが設定されており、その弦長ディレイ分だけ波形データを遅延して、後段のローパスフィルタ(LPF)39Aへ出力する。つまり、ディレイ回路37Aにより、入力されたノートナンバー情報(音高情報)に応じて決定されている時間(1波長分の時間)だけ遅延させる。 The delay circuit 37A is set with a string length delay value corresponding to one wavelength of the sound output when the string vibrates in the acoustic piano, and delays the waveform data by the string length delay, It is output to the low-pass filter (LPF) 39A in the subsequent stage. That is, the delay circuit 37A delays by a time (a time corresponding to one wavelength) determined according to the input note number information (pitch information).

ローパスフィルタ38Aは、その弦長の周波数に対して設定された広域減衰用のカットオフ周波数より低域側の波形データを通過させて、加算器40Aおよび減衰アンプ39Aへ出力する。このローパスフィルタ38Aの出力が、時間的に連続した左チャンネル(1弦分)の弦音の波形データとなる。 The low-pass filter 38A passes the waveform data on the lower side than the cutoff frequency for wide-range attenuation set for the frequency of the chord length, and outputs the waveform data to the adder 40A and the attenuation amplifier 39A. The output of this low-pass filter 38A becomes the waveform data of the string sound of the left channel (for one string) that is continuous in time.

減衰アンプ39Aは、ノートイベント処理部31から与えられる帰還減衰量の信号に応じて減衰処理を行ない、減衰後の波形データを加算器36Aへ帰還入力させる。 The attenuation amplifier 39A performs attenuation processing according to the feedback attenuation amount signal supplied from the note event processing section 31, and feeds back the waveform data after attenuation to the adder 36A.

2段目のゲートアンプ35Bの後段側では、中央定位の弦音の励振インパルス(励IC)の波形データから、左チャンネルと右チャンネルで共用する中央定位の弦音の波形データを生成する。 On the post-stage side of the gate amplifier 35B in the second stage, the waveform data of the centrally localized string tones shared by the left channel and the right channel are generated from the waveform data of the excitation impulse (excitation IC) of the centrally localized string tones.

ゲートアンプ35Bの後段側、加算器36B、ディレイ回路37B、ローパスフィルタ38B、減衰アンプ39Bの回路構成と動作は上段と同様であり、ローパスフィルタ38Bの出力が、減衰アンプ39Bに帰還入力されると共に、上段の加算器40Aと3段目の加算器40Cに出力される。 The circuit configuration and operation of the post-stage of the gate amplifier 35B, the adder 36B, the delay circuit 37B, the low-pass filter 38B, and the attenuation amplifier 39B are the same as those of the upper stage. , are output to the adder 40A in the upper stage and the adder 40C in the third stage.

加算器40Aでは、ローパスフィルタ38Aが出力する左チャンネルの弦音の波形データとローパスフィルタ38Bが出力する中央定位の弦音の波形データとを加算し、加算結果として左チャンネル(2弦分)の弦音の波形データを加算器41Aへ出力する。 The adder 40A adds the waveform data of the left channel string sound output from the low-pass filter 38A and the waveform data of the centrally localized string sound output from the low-pass filter 38B. Waveform data is output to the adder 41A.

3段目のゲートアンプ35Cの後段側では、右チャンネルの弦音の励振インパルス(励IC)の波形データから、右チャンネルの弦音信号を生成する。 On the post-stage side of the third-stage gate amplifier 35C, a right-channel string tone signal is generated from the waveform data of the excitation impulse (excitation IC) of the right-channel string tone.

ゲートアンプ35Cの後段側、加算器36C、ディレイ回路37C、ローパスフィルタ38C、減衰アンプ39Cの回路構成と動作は上段と同様であり、ローパスフィルタ38Cの出力が、減衰アンプ39Cに帰還入力されると共に、加算器40Cに出力される。このローパスフィルタ38Cの出力が、時間的に連続した右チャンネル(1弦分)の弦音の波形データとなる。 The circuit configuration and operation of the post-stage of the gate amplifier 35C, the adder 36C, the delay circuit 37C, the low-pass filter 38C, and the attenuation amplifier 39C are the same as those of the upper stage. , is output to the adder 40C. The output of this low-pass filter 38C becomes the waveform data of the string sound of the right channel (for one string) that is continuous in time.

加算器40Cでは、ローパスフィルタ38Cが出力する右チャンネルの弦音の波形データとローパスフィルタ38Bが出力する中央定位の弦音の波形データとを加算し、加算結果として右チャンネル(2弦分)の弦音の波形データを加算器41Cへ出力する。 The adder 40C adds the waveform data of the right channel string sound output from the low-pass filter 38C and the waveform data of the centrally localized string sound output from the low-pass filter 38B. Waveform data is output to the adder 41C.

4段目のゲートアンプ35Dにおいて、窓掛け処理部33を介して読出された左チャンネルの打撃音の波形データ(打L)を、ベロシティ値に応じた乗数での増幅処理を施し、処理後の波形データを加算器41Aへ出力する。 In the fourth-stage gate amplifier 35D, the waveform data (strike L) of the left-channel hit sound read out through the windowing processing section 33 is amplified by a multiplier corresponding to the velocity value, and the post-processing is performed. Waveform data is output to the adder 41A.

加算器41Aにおいて、加算器40Aが出力する左チャンネルの弦音の波形データと、ゲートアンプ35Dが出力する左チャンネルの打撃音の波形データとを加算し、加算結果を左チャンネルの弦音と打撃音を重畳した楽音の波形データとして、加算器42Lへ出力する。 The adder 41A adds the waveform data of the left channel string sound output from the adder 40A and the waveform data of the left channel percussion sound output from the gate amplifier 35D. It is output to the adder 42L as waveform data of the superimposed tone.

5段目のゲートアンプ35Eにおいて、窓掛け処理部33を介して読出された右チャンネルの打撃音の波形データ(打R)を、ベロシティ値に応じた乗数での増幅処理を施し、処理後の波形データを加算器41Cへ出力する。 In the gate amplifier 35E of the fifth stage, the waveform data (strike R) of the right-channel hit sound read out through the windowing processing section 33 is amplified by a multiplier corresponding to the velocity value. Waveform data is output to the adder 41C.

加算器41Cにおいて、加算器40Cが出力する右チャンネルの弦音の波形データと、ゲートアンプ35Eが出力する右チャンネルの打撃音の波形データとを加算し、加算結果を右チャンネルの弦音と打撃音を重畳した楽音の波形データとして、加算器42Rへ出力する。 The adder 41C adds the waveform data of the right channel string sound output from the adder 40C and the waveform data of the right channel percussion sound output from the gate amplifier 35E. It is output to the adder 42R as waveform data of the superimposed tone.

加算器42Lは、鍵盤部11で押鍵されている各鍵の左チャンネルの楽音の波形データを加算し、その和を楽音発生のために次段のD/A変換部12Eへ出力する。 The adder 42L adds the waveform data of the left channel tone of each key being pressed on the keyboard section 11, and outputs the sum to the D/A conversion section 12E in the next stage for tone generation.

同様に加算器42Rは、鍵盤部11で押鍵されている各鍵の右チャンネルの楽音の波形データを加算し、その和を楽音発生のために次段のD/A変換部12Eへ出力する。 Similarly, the adder 42R adds the waveform data of the right channel tone of each key being pressed on the keyboard section 11, and outputs the sum to the next-stage D/A conversion section 12E for tone generation. .

[動作]
次に前記実施形態の動作について説明する。
まず、図3乃至図5を用いて、弦音と打撃音を重畳、加算して楽音を生成する概念について説明する。
図3は、弦音の周波数スペクトルを例示する図である。図示するように、ピーク状の基本f0とその倍音f1、f2、‥‥とが連なった周波数スペクトルを有する。
[motion]
Next, the operation of the embodiment will be described.
First, the concept of generating musical tones by superimposing and adding string sounds and percussive sounds will be described with reference to FIGS.
FIG. 3 is a diagram illustrating the frequency spectrum of string tones. As shown, it has a frequency spectrum in which a peak-shaped fundamental f0 and its overtones f1, f2, . . .

また、周波数スペクトルの弦音の波形データに対し、基本f0とその倍音f1、f2、‥‥の周波数成分をずらすような処理を施すことで、複数の異なる音高の弦音の波形データも生成できる。 Also, by performing processing to shift the frequency components of the fundamental f0 and its overtones f1, f2, .

このような物理モデルにより生成できる弦音は、図3に示す通り、基音成分と倍音以外は含まない。一方、元の楽器で発生される楽音には、打撃音とも称すべき楽音成分が含まれており、この打撃音とも称すべき楽音成分が当該楽器の楽音を特徴付けている。そのために電子楽器においては、この打撃音を生成して弦音と合成することが望ましい。 A string tone that can be generated by such a physical model does not include anything other than the fundamental tone component and overtones, as shown in FIG. On the other hand, the musical sound generated by the original musical instrument contains musical sound components, which may be called percussion sounds, and these musical sound components, which may also be called percussion sounds, characterize the musical sounds of the musical instrument. Therefore, in electronic musical instruments, it is desirable to generate this percussive sound and synthesize it with the string sound.

なお、本実施形態で打撃音には、例えば、アコースティックピアノにおいて、押鍵によってピアノ内部でハンマーが弦に衝突する際の衝突音、ハンマーの動作音、ピアノ奏者の指による打鍵音、鍵がストッパに当たって止まる際の音、といった音の成分を含み、純粋な弦音の成分(各鍵の基音成分及び倍音成分)を含まない。なお打撃音は、必ずしも押鍵時に生じる物理的な打撃動作そのものの音には限らないものとする。 Note that, in this embodiment, for example, in an acoustic piano, the impact sound when a hammer collides with a string inside the piano when a key is pressed, the operating sound of the hammer, the sound of the piano player's finger hitting the key, and the sound of the key hitting the stopper. It includes sound components such as the sound when hitting and stopping, and does not include pure string sound components (fundamental tone components and overtone components of each key). Note that the hitting sound is not necessarily limited to the sound of the physical hitting action itself that occurs when the key is pressed.

打撃音を生成するに当たっては、まず録音した楽音の波形データをハニング窓などの窓関数によって窓掛け処理した後に、FFT(高速フーリエ変換)により周波数次元のデータに変換する。 In generating the percussion sound, first, the waveform data of the recorded musical sound is windowed by a window function such as a Hanning window, and then converted into frequency dimension data by FFT (Fast Fourier Transform).

その変換されたデータに対し、録音波形データの音高情報、除去する倍音、倍音周波数の基音とのずれ分など、録音波形から観測できるデータに基づいて基音と倍音の周波数を決定して、それら周波数における結果データの振幅が0となるような演算処理を施すことで、弦音の周波数成分を除去する。 For the converted data, the frequencies of the fundamental and overtones are determined based on the data that can be observed from the recorded waveform, such as the pitch information of the recorded waveform data, the overtone to be removed, and the deviation of the overtone frequency from the fundamental tone, and then The frequency component of the string sound is removed by performing arithmetic processing such that the amplitude of the resultant data at the frequency becomes zero.

例えば、基音周波数が100[Hz]であった場合、乗数0による乗算で弦音の周波数成分を除去する周波数は、100[Hz]、200[Hz]、400[Hz]、800[Hz]、‥‥となる。 For example, if the fundamental frequency is 100 [Hz], the frequencies at which the frequency components of string tones are removed by multiplication with a multiplier of 0 are 100 [Hz], 200 [Hz], 400 [Hz], 800 [Hz], . becomes.

ここでは倍音が正確に整数倍となるものとしたが、実際の楽器では若干周波数がずれるため、録音により得た波形データから観測される倍音周波数を用いるようにした方が、より適切に対応できる。 Here, it is assumed that the harmonic overtone is an exact integer multiple, but since the frequency of the actual instrument is slightly different, it is more appropriate to use the overtone frequency observed from the waveform data obtained by recording. .

その後、弦音の周波数成分を除去したデータをIFFT(逆高速フーリエ変換)により時間次元のデータに変換することで、打撃音の波形データが生成できる。 After that, the data from which the frequency component of the string sound has been removed is transformed into time-dimensional data by IFFT (Inverse Fast Fourier Transform), thereby generating the waveform data of the percussive sound.

図4は、打撃音の楽音の周波数スペクトルを例示する図である。このような周波数スペクトルを有する打撃音の波形データが、波形メモリ34(ROM12B)に記憶される。 FIG. 4 is a diagram exemplifying the frequency spectrum of the musical sound of the percussion sound. Waveform data of an impact sound having such a frequency spectrum is stored in the waveform memory 34 (ROM 12B).

図4の打撃音の波形データと、図3で示した物理モデルから発生される弦音の波形データとを加算合成することで、図5に示すような周波数スペクトルの楽音を発生させる。 By adding and synthesizing the waveform data of the percussion sound shown in FIG. 4 and the waveform data of the string sound generated from the physical model shown in FIG. 3, a musical sound having a frequency spectrum as shown in FIG. 5 is generated.

図5は、アコースティックピアノである音高f0のノートが押鍵された場合に発生する楽音の周波数スペクトルを例示する図である。図示するように、ピーク状の基本f0とその倍音f1、f2、‥‥とが連なった弦音と、それらピーク状の弦音の間隙部分V、V、‥‥に発生する打撃音とを合成することで、アコースティックピアノの楽音を再現できる。 FIG. 5 is a diagram exemplifying the frequency spectrum of a musical tone generated when a note of pitch f0 on an acoustic piano is pressed. As shown in the figure, synthesizing a string sound in which a peak-like fundamental f0 and its overtones f1, f2, . . . can reproduce the musical tones of an acoustic piano.

次に、図6を用いて、波形メモリ34(ROM12B)から読出した弦音の励振インパルスの波形データから、弦モデルを構成する各閉ループ回路(36A~39A、36B~39B、36C~39C)により時間的に連続した弦音の波形データを生成する概念について説明する。
図6は、あるノートナンバーに対応する音高において、強弱波形の加算合成から励振信号を生成する方法を例示する図である。強弱に応じた波形データの先頭部分のデータを、図中にそれぞれ示す加算比率で示すような値で、格納アドレスの進行と同様の時系列に沿って、それぞれ強度が変化するように加算する。
Next, referring to FIG. 6, each closed loop circuit (36A to 39A, 36B to 39B, 36C to 39C) that constitutes the string model uses the waveform data of the excitation impulse of the string sound read from the waveform memory 34 (ROM 12B). A concept of generating waveform data of string tones that are continuously continuous will be described.
FIG. 6 is a diagram illustrating a method of generating an excitation signal from additive synthesis of dynamic waveforms at a pitch corresponding to a certain note number. The data at the beginning of the waveform data corresponding to the intensity are added at values indicated by the addition ratios shown in the figure, along the same time series as the storage address advances, so that the intensity varies.

具体的には、図6(A)は、強度の高い(音の強さが、強い)第1の波形データであるフォルテ(f)の波形データの約6周期分を示すもので、この波形データに対して図6(B)に示すように、始めの約2周期分を有効とするための加算比信号が与えられている。したがって、乗算器(アンプ)21では、「1.0」~「0.0」の間で変化する、この加算比信号を乗数(増幅率)として波形データを乗算処理し、その積となる波形データを加算器24へ出力する。 Specifically, FIG. 6A shows about six cycles of waveform data of forte (f), which is the first waveform data with high intensity (strong sound intensity). For the data, as shown in FIG. 6B, an addition ratio signal is given to make the first two cycles effective. Therefore, the multiplier (amplifier) 21 multiplies the waveform data by using this addition ratio signal, which varies between "1.0" and "0.0", as a multiplier (amplification factor), and the resulting waveform is Data is output to adder 24 .

同様に、図6(C)は、強度が中庸な(音の強さが、やや強い)第2の波形データであるメゾフォルテ(mf)の波形データの約6周期分を示すもので、この波形データに対して図6(D)に示すように、中央の約2周期分を有効とするための加算比信号が与えられている。したがって、乗算器22がこの加算比信号を乗数として波形データを乗算処理し、その積となる波形データを加算器24へ出力する。 Similarly, FIG. 6(C) shows about six cycles of mezzo-forte (mf) waveform data, which is the second waveform data with moderate intensity (sound intensity is slightly strong). As shown in FIG. 6(D), an addition ratio signal is given to the data for validating about two central cycles. Therefore, the multiplier 22 multiplies the waveform data by using this addition ratio signal as a multiplier, and outputs the waveform data as the product to the adder 24 .

同じく、図6(E)は、強度が低い(音の強さが、弱い)第3の波形データであるピアノ(p)の波形データの約6周期分を示すもので、この波形データに対して図6(F)に示すように、終盤の約2周期分を有効とするための加算比信号が与えられている。したがって、乗算器23がこの加算比信号を乗数として波形データを乗算処理し、その積となる波形データを加算器24へ出力する。 Similarly, FIG. 6E shows about six cycles of the waveform data of piano (p), which is the third waveform data with low intensity (weak sound intensity). As shown in FIG. 6(F), an addition ratio signal is provided to make the last two cycles effective. Therefore, the multiplier 23 multiplies the waveform data by using this addition ratio signal as a multiplier, and outputs the waveform data as the product to the adder 24 .

したがって、これらの波形データを加算する加算器24の出力は、図6(G)に示すように、2周期毎に「強」→「中」→「弱」と連続的に波形が変化する。 Therefore, the output of the adder 24 that adds these waveform data changes continuously from "strong"→"medium"→"weak" every two cycles, as shown in FIG. 6(G).

このような波形データ(励振信号用波形データ)を波形メモリ34(ROM12B)に格納しておき、演奏強度に応じた開始アドレスを指定することで、必要な波形データ(部分データ)を弦音の励振インパルスの信号として読出す。読出した波形データは、図6(H)に示すように、窓掛け処理部33により窓掛け処理されて、後段の各信号循環(閉ループ)回路に供給されることで、時間的に連続した弦音の波形データが生成される。 By storing such waveform data (excitation signal waveform data) in the waveform memory 34 (ROM 12B) and designating the start address according to the performance intensity, the necessary waveform data (partial data) can be obtained for string tone excitation. Read out as an impulse signal. As shown in FIG. 6(H), the read waveform data is subjected to windowing processing by the windowing processing unit 33 and supplied to each signal circulation (closed loop) circuit in the subsequent stage, thereby producing temporally continuous string sounds. waveform data is generated.

波形データとして2~3波長分を用いるために、音高によって、波形データを構成するサンプリングデータの数は異なる。例えば、アコースティックピアノの88鍵の場合、低音から高音で、サンプリングデータの数は約2000~20程度(サンプリング周波数:44.1[kHz]の場合)となる。 Since two to three wavelengths are used as waveform data, the number of sampling data constituting the waveform data differs depending on the pitch. For example, in the case of 88 keys of an acoustic piano, the number of sampling data is about 2000 to 20 (at a sampling frequency of 44.1 [kHz]) from low to high.

なお、前記した波形データの加算方法は、同じ楽器の演奏強度が異なる波形データの組合わせのみに限るものではない。例えば、エレクトリックピアノの場合、鍵を弱打した場合は正弦波に近い波形特性を有する一方で、強打した場合はサチュレーションした矩形波のような波形の形状となる。これらの明らかに形状の異なる波形や、例えばギターなどから抽出した波形など、様々な異なる楽器の楽音を連続して加算し、演奏強度やその他の演奏操作子により連続的に変化させるようなモデリングの楽音を発生させることができる。 It should be noted that the method of adding waveform data described above is not limited to a combination of waveform data with different performance intensities of the same musical instrument. For example, in the case of an electric piano, when a key is pressed lightly, it has waveform characteristics close to a sine wave, while when the key is pressed hard, the waveform becomes a saturated rectangular wave. These waveforms with distinctly different shapes, and waveforms extracted from guitars, for example, are modeled by continuously adding musical tones of various different instruments and continuously varying them according to playing intensity and other performance controls. It can generate musical tones.

続いて、図2の3本の弦モデルの信号循環(閉ループ)回路で生成される、ステレオの弦音の周波数とうなりの関係について説明する。
図7は、鍵盤部11で押鍵されたノートナンバーが、例えばA4「ラ」(440[Hz])であった場合に、3本の弦モデルに割り当てられる弦音の周波数と、それら周波数の相違によって生じるうなりの関係を示す図である。図2で示した3本の弦音の閉ループ回路を、上段側から順に弦モデルのナンバー「1」~「3」とした場合、共用の弦モデルとなるナンバー「2」の中央定位の弦モデルに本来の周波数440[Hz]を割り当てるとともに、ナンバー「1」の左チャンネルの弦モデルに440.3[Hz]、ナンバー「3」の右チャンネルの弦モデルに440.36[Hz]を割り当てて、それぞれ当該周波数の弦音の励振インパルスの波形データを読み出して各弦モデルに与えている。これら割り当てた周波数の比は、指数に基づいて設定されている。各弦モデルのディレイ回路37A~37Cでのディレイ時間が、それぞれ割り当てられた周波数の波長1周期分に設定される。
Next, the relationship between the frequency of the stereo string sound generated by the signal circulation (closed loop) circuit of the three-string model in FIG. 2 and the beat will be described.
FIG. 7 shows the frequencies of the string sounds assigned to the three string models and the difference between the frequencies when the note number pressed on the keyboard unit 11 is, for example, A4 "La" (440 [Hz]). is a diagram showing the relationship of beats caused by If the closed loop circuit of the three string tones shown in FIG. Allocate the original frequency of 440 [Hz], assign 440.3 [Hz] to the left channel string model of number "1", and 440.36 [Hz] to the right channel string model of number "3", The waveform data of the excitation impulse of the string tone of the corresponding frequency is read out and given to each string model. The ratio of these assigned frequencies is set based on the index. The delay time in the delay circuits 37A to 37C of each string model is set to one wavelength period of the assigned frequency.

関係する弦ナンバーで示すように、2つの弦ナンバーに割り当てられた周波数の差が、それら2つの周波数の弦音を重畳した際に生じるうなりの周波数とその周期とに反映される。3本の弦モデルから3種類の周波数のうなり成分が生成されるが、加算の関係から、図7中の弦のナンバー「3」の欄で示した、弦3,1のうなり成分は、ステレオの楽音信号をスピーカ14L、14Rで拡声放音した状態ではじめて放音空間中で生成される。 As indicated by the associated string numbers, the difference in frequencies assigned to the two string numbers is reflected in the frequency and period of the beat produced when string tones of those two frequencies are superimposed. Three types of frequency beat components are generated from the three string models, but due to the relationship of addition, the beat components of strings 3 and 1 shown in the string number "3" column in FIG. is generated in the sound emission space only after the musical tone signals are amplified and emitted by the speakers 14L and 14R.

一方で、加算器41Aが出力する、2弦分の弦音の波形データから生成された左チャンネルの弦音の波形データに含まれるうなりの成分が、図7中の弦のナンバー「1」の欄で示す内容となる。同様に、加算器41Cが出力する、2弦分の弦音の波形データから生成された右チャンネルの弦音の波形データに含まれるうなりの成分が、図7中の弦のナンバー「2」の欄で示す内容となる。 On the other hand, the beat component contained in the waveform data of the left channel string sound generated from the waveform data of the string sound for two strings output by the adder 41A is shown in the string number "1" column in FIG. The contents are shown. Similarly, the beat component contained in the waveform data of the right-channel string sound generated from the waveform data of the string sound for two strings output by the adder 41C is shown in the string number "2" column in FIG. The contents are shown.

このように、ステレオの楽音信号で左右異なる各1種と、共通する1種のうなり成分を含んだ楽音を発生させることで、ステレオ感に富んだ楽音の発生が可能となる。 In this way, by generating musical tones containing one beat component that is different for the left and right sides of the stereo musical tone signal and one kind of common beat component, it is possible to generate musical tones with a rich sense of stereo.

加えて、一般的なピアノの電子楽器で1鍵当たり3本の弦モデルを必要とする場合、ステレオ音の生成で2セット、計6本の弦のモデルが必要となるところ、図2で示した構成では3本の弦のモデルでステレオ音を生成可能としているため、信号の処理量を大幅に軽減できる。 In addition, when three string models are required for one key in a typical electronic piano instrument, two sets of models for a total of six strings are required for stereo sound generation, as shown in FIG. In this configuration, the three-string model can generate stereo sound, so the amount of signal processing can be greatly reduced.

なお、図2で説明したように3本の弦モデルの弦音信号を用いてステレオの楽音信号を生成する場合、左右各チャンネルの弦音信号は、それぞれ2本の弦モデルから生成される。前述した如く、実際のアコースティックピアノは、1鍵当たりで1本(最低音域)、2本(低音域)または3本(中音域以上)の弦音を含んでいる。そのため、特に左右のチャンネルが空間内で混在しないような環境、例えばヘッドホン等により楽音を再生するような環境下で、左右のチャンネルの一方のみを聴いた場合、聞こえる楽音に単調さを感じる可能性が生じる。 When a stereo musical tone signal is generated using string tone signals of three string models as described with reference to FIG. 2, string tone signals for left and right channels are each generated from two string models. As mentioned above, an actual acoustic piano contains one (lowest range), two (low range) or three (midrange and above) string tones per key. Therefore, especially in an environment where the left and right channels are not mixed in the space, for example, in an environment where musical sounds are played through headphones, etc., if only one of the left and right channels is heard, there is a possibility that the musical sound heard will be monotonous. occurs.

このような事態に対応するため、共用となる中央定位の弦音を発生する弦モデルを2系統設ける構成とすることも考えられる。 In order to deal with such a situation, it is conceivable to provide two systems of string models for generating centrally-localized string tones that are commonly used.

図8は、図2に代わって音源12D′で実行される機能をハードウェア回路の構成として示すブロック図である。図8は、基本的には図2の構成に準じるものとして、同一部分に関しては同一符号を用いて、重複する説明は省略する。 FIG. 8 is a block diagram showing, in place of FIG. 2, functions executed by the tone generator 12D' as a hardware circuit configuration. FIG. 8 basically conforms to the configuration of FIG. 2, and the same parts are denoted by the same reference numerals, and redundant explanations are omitted.

波形読出し部32は、波形メモリ34(ROM12B)から左チャンネルの弦音の励振インパルス(励IL)、第1の中央定位の弦音の励振インパルス(励IC1)、第2の中央定位の弦音の励振インパルス(励IC2)、右チャンネルの弦音の励振インパルス(励IR)、左チャンネルの打撃音(打L)、右チャンネルの打撃音(打R)の各波形データを読出して、窓掛け処理部33へ出力する。 The waveform reading unit 32 retrieves the excitation impulse of the left channel string tone (excitation IL), the excitation impulse of the first centrally localized string tone (excitation IC1), and the excitation impulse of the second centrally localized string tone from the waveform memory 34 (ROM 12B). (excitation IC 2), the excitation impulse (excitation IR) of the right channel string sound, the left channel percussion sound (strike L), and the right channel percussion sound (strike R) are read out and sent to the windowing processing unit 33. Output.

窓掛け処理部33は、特に弦音の励振インパルス(励IL、励IC1、励IC2、励IR)に対して窓掛け(窓関数)処理を実行し、窓掛け処理後の波形データをゲートアンプ35A~35Fへ送出する。 The windowing processing unit 33 performs windowing (window function) processing particularly on the excitation impulses (excitation IL, excitation IC1, excitation IC2, excitation IR) of the string sound, and outputs the waveform data after the windowing processing to the gate amplifier 35A. Send to ~35F.

ゲートアンプ35Fは、第2の中央定位の弦音の励振インパルスの波形データに対してベロシティ値に応じた乗数での増幅処理を施し、処理後の波形データを加算器36Fへ出力する。加算器36Fにはまた、後述する減衰アンプ39Fが出力する、減衰処理後の波形データが帰還入力されており、その加算出力がこの弦モデルの出力として、ディレイ回路37Fに出力される。 The gate amplifier 35F amplifies the waveform data of the excitation impulse of the second centrally localized string tone with a multiplier corresponding to the velocity value, and outputs the processed waveform data to the adder 36F. Waveform data after attenuation processing output from an attenuation amplifier 39F, which will be described later, is fed back to the adder 36F, and the added output is output to the delay circuit 37F as the output of the string model.

ディレイ回路37Fは、アコースティックピアノにおいて、当該弦が振動した際に出力される音の1波長に応じた値の弦長ディレイが設定されており、その弦長ディレイ分だけ波形データを遅延して、後段のローパスフィルタ(LPF)39Fへ出力する。 The delay circuit 37F is set with a string length delay of a value corresponding to one wavelength of the sound output when the string vibrates in the acoustic piano, and delays the waveform data by the string length delay, Output to the low-pass filter (LPF) 39F in the subsequent stage.

ローパスフィルタ38Aは、その弦長の周波数に対して設定された広域減衰用のカットオフ周波数より低域側の波形データを通過させて、加算器40D、40Eへ出力する。このローパスフィルタ38Fの出力が、時間的に連続した第2の中央定位の弦音の波形データとなる。 The low-pass filter 38A passes the waveform data on the lower side than the cutoff frequency for wide-range attenuation set for the frequency of the chord length, and outputs the waveform data to the adders 40D and 40E. The output of the low-pass filter 38F becomes waveform data of the second centrally-localized string sound that is temporally continuous.

減衰アンプ39Fは、ノートイベント処理部31から与えられる帰還減衰量の信号に応じて減衰処理を行ない、減衰後の波形データを加算器36Fへ帰還入力させる。 The attenuation amplifier 39F performs attenuation processing according to the feedback attenuation amount signal supplied from the note event processing section 31, and feeds back the waveform data after attenuation to the adder 36F.

加算器40Dでは、ローパスフィルタ38Aが出力する左チャンネルの弦音の波形データとローパスフィルタ38Bが出力する第1の中央定位の弦音の波形データとを加算した加算器40Aの出力に対し、さらに、第2の中央定位の弦音の波形データを加算するもので、その加算結果を左チャンネル(3弦分)の弦音の波形データとして、加算器41Aへ出力する。 The adder 40D adds the waveform data of the left-channel string tone output from the low-pass filter 38A and the waveform data of the first centrally localized string tone output from the low-pass filter 38B to the output of the adder 40A. 2 are added, and the addition result is output to the adder 41A as the waveform data of the left channel (three strings) string tones.

同様に、加算器40Eでは、ローパスフィルタ38Cが出力する右チャンネルの弦音の波形データとローパスフィルタ38Bが出力する第1の中央定位の弦音の波形データとを加算した加算器40Cの出力に対し、さらに、第2の中央定位の弦音の波形データを加算するもので、その加算結果を右チャンネル(3弦分)の弦音の波形データとして、加算器41Cへ出力する。 Similarly, in the adder 40E, for the output of the adder 40C obtained by adding the waveform data of the right-channel string sound output from the low-pass filter 38C and the waveform data of the first centrally-located string sound output from the low-pass filter 38B, Further, the waveform data of the second centrally localized string tones are added, and the addition result is output to the adder 41C as the waveform data of the right channel (for three strings) string tones.

図8で示した4本の弦音の閉ループ回路を、上段側から順に弦モデルのナンバー「1」~「4」とした場合、鍵盤部11で押鍵されたノートナンバーが、例えばA4「ラ」(440[Hz])であった場合に、共用の弦モデルとなるナンバー「2」の第1の中央定位の弦モデルに本来の周波数440[Hz]を、ナンバー「3」の第2の中央定位の弦モデルに周波数440.66[Hz]をそれぞれ割り当てるとともに、ナンバー「1」の左チャンネルの弦モデルに440.3[Hz]、ナンバー「4」の右チャンネルの弦モデルに440.432[Hz]を割り当てることが考えられる。 Assuming that the closed loop circuit of the four string tones shown in FIG. (440 [Hz]), the original frequency of 440 [Hz] is applied to the first centrally located string model of number "2", which is a common string model, and the second centrally located string model of number "3" A frequency of 440.66 [Hz] is assigned to each localization string model, and 440.3 [Hz] is assigned to the string model of the left channel of number "1", and 440.432 [Hz] is assigned to the string model of the right channel of number "4". Hz].

4本の弦モデルから4種類の周波数のうなり成分が生成されるが、加算の関係から、左チャンネルの楽音では弦4,1のうなり成分、右チャンネルの楽音では弦1,2のうなり成分が、ステレオの楽音信号をスピーカ14L、14Rで拡声放音した状態ではじめて放音空間中で生成される。 Beat components of four different frequencies are generated from the four string models. Due to the relationship of addition, the left channel tone has beat components of strings 4 and 1, and the right channel tone has beat components of strings 1 and 2. , is generated in the sound emission space only after the stereo musical tone signal is amplified and emitted by the speakers 14L and 14R.

一般的なピアノの電子楽器で1鍵当たり3本の弦モデルを必要とする場合、ステレオ音の生成で2セット、計6本の弦のモデルが必要となるところ、図8で示した構成では4本の弦のモデルでステレオ音を生成可能としているため、信号の処理量を大幅に軽減できる。 If three string models are required for each key of a typical electronic piano, two sets of six string models are required for stereo sound generation. The four-string model can generate stereo sound, greatly reducing the amount of signal processing required.

図8では、共用となる中央定位の弦音を発生する弦モデルを2本分設ける構成とすることで、左右各チャンネルの弦音が、それぞれ3本の弦モデルから生成されたものとなる。そのため、特に左右のチャンネルの楽音が空間内で混在しないような環境、例えばヘッドホン等により楽音を再生するような環境下で、左右のチャンネルの一方の楽音のみを聴いた場合でも、聞こえる楽音に単調さを感じるような可能性を確実に排除できる。 In FIG. 8, by providing two string models for generating centrally localized string sounds that are commonly used, string sounds for left and right channels are generated from three string models, respectively. Therefore, even if you listen to only one of the left and right channels in an environment where the left and right channel musical sounds are not mixed in the space, for example, in an environment where the musical sound is played back with headphones, etc., the musical sound you hear will be monotonous. You can definitely eliminate the possibility of feeling ugly.

[実施形態の効果]
以上詳述した如く本実施形態によれば、信号の処理量を抑えながら、良好なステレオ感の楽音を生成することが可能となる。
[Effects of Embodiment]
As described in detail above, according to this embodiment, it is possible to generate musical tones with a good stereo feeling while suppressing the amount of signal processing.

また本実施形態では、指定された音高とその倍音の成分を含む弦音に加えて、楽器固有の打撃音を重畳、加算してステレオの楽音を生成しているので、信号の処理量を抑えながら、より自然な楽音を良好に生成することが可能となる。 In addition, in this embodiment, in addition to the string sound containing the specified pitch and its harmonic components, the percussive sound peculiar to the instrument is superimposed and added to generate the stereo musical sound, so the amount of signal processing is suppressed. However, it is possible to favorably generate more natural musical tones.

なお、前述した如く、本実施形態は電子鍵盤楽器に適用した場合について説明したものであるが、本発明は楽器や特定のモデルに限定されるものではない。 As described above, the present embodiment has been described as applied to an electronic keyboard musical instrument, but the present invention is not limited to musical instruments or specific models.

その他、本願発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は可能な限り適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。更に、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適当な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。 In addition, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be variously modified in the implementation stage without departing from the scope of the invention. Moreover, each embodiment may be implemented in combination as much as possible, and in that case, the combined effect can be obtained. Furthermore, the above-described embodiments include inventions at various stages, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed constituent elements. For example, even if some constituent elements are deleted from all the constituent elements shown in the embodiments, the problems described in the column of problems to be solved by the invention can be solved, and the effects described in the column of effects of the invention is obtained, the configuration from which this constituent element is deleted can be extracted as an invention.

以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[請求項1]
指定された音高に対応する励振信号の入力に応じて、前記音高に対応して設けられる少なくとも第1閉ループ、第2閉ループ及び第3閉ループのなかの前記第1閉ループ及び前記第2閉ループからの出力が累算された累算信号に基づいて、左右いずれか一方のチャンネルから出力される弦音信号を生成し、
前記第2閉ループ及び第3閉ループの出力が累算された累算信号に基づいて、前記左右いずれか他方のチャンネルから出力される弦音信号を生成する、
電子楽器。
[請求項2]
前記第1閉ループ、前記第2閉ループ及び、前記第3閉ループは、それぞれ異なるディレイ時間で前記励振信号が循環する、請求項1に記載の電子楽器。
[請求項3]
指定された音高に対応する励振信号の入力に応じて、前記音高に対応して設けられる第1閉ループ、第2閉ループ、第3閉ループ及び第4閉ループのなかの前記第1閉ループ、前記第2閉ループ及び前記第3閉ループからの出力が累算された累算信号に基づいて、左右いずれか一方のチャンネルから出力される弦音信号を生成し、
前記第2閉ループ、前記第3閉ループ及び前記第4閉ループからの出力が累算された累算信号に基づいて、前記左右いずれか他方のチャンネルから出力される弦音信号を生成する、
電子楽器。
[請求項4]
前記第1閉ループ、前記第2閉ループ、前記第3閉ループ及び、前記第4閉ループは、それぞれ異なるディレイ時間で前記励振信号が循環する、請求項3に記載の電子楽器。
[請求項5]
前記弦音信号は、前記累算信号及び打撃音信号に基づいて生成する、請求項1乃至4のいずれかに記載の電子楽器。
[請求項6]
前記励振信号は、指定されたベロシティに応じて異なる、請求項1乃至5のいずれかに記載の電子楽器。
[請求項7]
コンピュータに、請求項1乃至6のいずれか1項に記載の各処理を実行させる楽音発生方法。
[請求項8]
コンピュータに、請求項1乃至6のいずれか1項に記載の各処理を実行させるプログラム。
The invention described in the original claims of the present application is added below.
[Claim 1]
From the first closed loop and the second closed loop among at least the first closed loop, the second closed loop and the third closed loop provided corresponding to the pitch, in response to the input of the excitation signal corresponding to the specified pitch generates a string sound signal output from either the left or right channel based on the accumulated signal obtained by accumulating the outputs of
generating a string sound signal output from the other one of the left and right channels based on an accumulated signal obtained by accumulating the outputs of the second closed loop and the third closed loop;
electronic musical instrument.
[Claim 2]
2. The electronic musical instrument according to claim 1, wherein the first closed loop, the second closed loop, and the third closed loop circulate the excitation signal with different delay times.
[Claim 3]
The first closed loop among the first closed loop, the second closed loop, the third closed loop, and the fourth closed loop provided corresponding to the pitch, according to the input of the excitation signal corresponding to the designated pitch, Generating a string sound signal output from one of the left and right channels based on an accumulated signal obtained by accumulating outputs from the second closed loop and the third closed loop,
generating a string sound signal output from either the left or right channel based on an accumulated signal in which outputs from the second closed loop, the third closed loop, and the fourth closed loop are accumulated;
electronic musical instrument.
[Claim 4]
4. The electronic musical instrument according to claim 3, wherein the first closed loop, the second closed loop, the third closed loop, and the fourth closed loop circulate the excitation signal with different delay times.
[Claim 5]
5. The electronic musical instrument according to claim 1, wherein said string sound signal is generated based on said accumulated signal and percussion sound signal.
[Claim 6]
6. An electronic musical instrument as claimed in any one of claims 1 to 5, wherein the excitation signal differs according to a specified velocity.
[Claim 7]
7. A musical tone generation method for causing a computer to execute each process according to any one of claims 1 to 6.
[Claim 8]
A program that causes a computer to execute each process according to any one of claims 1 to 6.

10…電子鍵盤楽器
11…鍵盤部
12…LSI
12A…CPU
12B…ROM
12C…RAM
12D、12D′…音源
12D1…デジタルシグナルプロセッサ(DSP)
12D2…プログラムメモリ
12D3…ワークメモリ
12E…D/A変換部(DAC)
13L、13R…アンプ(amp.)
14L、14R…スピーカ
31…ノートイベント処理部
32…波形読出し部
33…窓掛け処理部
34…(励振信号生成用)波形メモリ
35A~35C…ゲートアンプ
36A~36C…加算器
37A~37C、37F…ディレイ回路
38A~38C、38F…ローパスフィルタ(LPF)
39A~39C、39F…減衰アンプ
40A、40C、40D、40E、41A、41C、42L、42R…加算器
10... Electronic keyboard instrument 11... Keyboard section 12... LSI
12A... CPU
12B... ROM
12C... RAM
12D, 12D'... sound source 12D1... digital signal processor (DSP)
12D2... program memory 12D3... work memory 12E... D/A converter (DAC)
13L, 13R... amplifier (amp.)
14L, 14R speaker 31 note event processing unit 32 waveform reading unit 33 windowing processing unit 34 (for excitation signal generation) waveform memories 35A to 35C gate amplifiers 36A to 36C adders 37A to 37C, 37F... Delay circuits 38A-38C, 38F... Low-pass filters (LPF)
39A to 39C, 39F... attenuation amplifiers 40A, 40C, 40D, 40E, 41A, 41C, 42L, 42R... adders

Claims (8)

指定された音高に対応する励振信号の入力に応じて、前記音高に対応して設けられる少なくとも第1閉ループ、第2閉ループ及び第3閉ループのなかの前記第1閉ループ及び前記第2閉ループからの出力が累算された累算信号に基づいて、左右いずれか一方のチャンネルから出力される弦音信号を生成し、
前記第2閉ループ及び第3閉ループの出力が累算された累算信号に基づいて、前記左右いずれか他方のチャンネルから出力される弦音信号を生成する、
電子楽器。
From the first closed loop and the second closed loop among at least the first closed loop, the second closed loop and the third closed loop provided corresponding to the pitch, in response to the input of the excitation signal corresponding to the specified pitch generates a string sound signal output from either the left or right channel based on the accumulated signal obtained by accumulating the outputs of
generating a string sound signal output from the other one of the left and right channels based on an accumulated signal obtained by accumulating the outputs of the second closed loop and the third closed loop;
electronic musical instrument.
前記第1閉ループ、前記第2閉ループ及び、前記第3閉ループは、それぞれ異なるディレイ時間で前記励振信号が循環する、請求項1に記載の電子楽器。 2. The electronic musical instrument according to claim 1, wherein the first closed loop, the second closed loop, and the third closed loop circulate the excitation signal with different delay times. 指定された音高に対応する励振信号の入力に応じて、前記音高に対応して設けられる第1閉ループ、第2閉ループ、第3閉ループ及び第4閉ループのなかの前記第1閉ループ、前記第2閉ループ及び前記第3閉ループからの出力が累算された累算信号に基づいて、左右いずれか一方のチャンネルから出力される弦音信号を生成し、
前記第2閉ループ、前記第3閉ループ及び前記第4閉ループからの出力が累算された累算信号に基づいて、前記左右いずれか他方のチャンネルから出力される弦音信号を生成する、
電子楽器。
The first closed loop among the first closed loop, the second closed loop, the third closed loop, and the fourth closed loop provided corresponding to the pitch, according to the input of the excitation signal corresponding to the designated pitch, Generating a string sound signal output from either one of the left and right channels based on an accumulated signal obtained by accumulating outputs from the second closed loop and the third closed loop,
generating a string sound signal output from either the left or right channel based on an accumulated signal in which outputs from the second closed loop, the third closed loop, and the fourth closed loop are accumulated;
electronic musical instrument.
前記第1閉ループ、前記第2閉ループ、前記第3閉ループ及び、前記第4閉ループは、それぞれ異なるディレイ時間で前記励振信号が循環する、請求項3に記載の電子楽器。 4. The electronic musical instrument according to claim 3, wherein the first closed loop, the second closed loop, the third closed loop, and the fourth closed loop circulate the excitation signal with different delay times. 前記弦音信号は、前記累算信号及び打撃音信号に基づいて生成する、請求項1乃至4のいずれかに記載の電子楽器。 5. The electronic musical instrument according to claim 1, wherein said string sound signal is generated based on said accumulated signal and percussion sound signal. 前記励振信号は、指定されたベロシティに応じて異なる、請求項1乃至5のいずれかに記載の電子楽器。 6. An electronic musical instrument as claimed in any one of claims 1 to 5, wherein the excitation signal differs according to a specified velocity. コンピュータに、請求項1乃至6のいずれか1項に記載の各処理を実行させる楽音発生方法。 7. A musical tone generating method for causing a computer to execute each process according to any one of claims 1 to 6. コンピュータに、請求項1乃至6のいずれか1項に記載の各処理を実行させるプログラム。 A program that causes a computer to execute each process according to any one of claims 1 to 6.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003195859A (en) 2001-12-27 2003-07-09 Yamaha Corp Electronic musical sound generating device and signal processing characteristic adjusting method
JP2009244713A (en) 2008-03-31 2009-10-22 Yamaha Corp Electronic keyboard instrument
JP2012203280A (en) 2011-03-28 2012-10-22 Yamaha Corp Musical sound signal generator
JP2018116161A (en) 2017-01-18 2018-07-26 ヤマハ株式会社 Resonance signal generator, electronic music device, resonance signal generation method and program

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6455878B2 (en) * 2014-10-30 2019-01-23 株式会社コルグ Resonant sound generator and program
JP7331344B2 (en) * 2018-10-04 2023-08-23 カシオ計算機株式会社 Electronic musical instrument, musical tone generating method and program

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003195859A (en) 2001-12-27 2003-07-09 Yamaha Corp Electronic musical sound generating device and signal processing characteristic adjusting method
JP2009244713A (en) 2008-03-31 2009-10-22 Yamaha Corp Electronic keyboard instrument
JP2012203280A (en) 2011-03-28 2012-10-22 Yamaha Corp Musical sound signal generator
JP2018116161A (en) 2017-01-18 2018-07-26 ヤマハ株式会社 Resonance signal generator, electronic music device, resonance signal generation method and program

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