JPH0243198B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 この発明は、波形データあるいは波形形成用の
フイルタパラメータなどを記憶したデータメモリ
を用いて楽音波形信号を発生する楽音発生装置に
関し、特に、そのような楽音発生装置において鍵
タツチあるいは音高等の音色変化パラメータに応
じた音色変化を高品質の楽音波形信号によつて実
現するようにしたことに関する。 〔従来の技術〕 発音開始から終了までの全波形もしくは立上り
部の全波形とそれ以後の波形の一部を波形メモリ
に記憶し、前者を記憶した場合はその全波形を一
通り読み出すことにより高品質の楽音波形信号を
発生し、後者を記憶した場合は立上り部の波形を
一通り読み出した後それ以後の一部波形を繰返し
読み出すことにより高品質の楽音波形信号を発生
することが、特開昭52−121313号に開示されてい
る。 〔発明が解決しようとする問題点〕 上述の従来技術のように波形メモリに予め多周
期の連続波形を記憶しておく方式は、高品質の楽
音波形信号が得られる反面、膨大なメモリ容量が
要求されるため、鍵タツチあるいは音高等に応じ
た様々な音色変化を実現するのに不向きであつ
た。すなわち、鍵タツチあるいは音高等に応じた
様々な音色変化を実現するには、すべての種類の
鍵タツチあるいは音高等の音色変化パラメータに
対応して多数の異なる波形メモリを予め準備して
おかねばならないため、全体のメモリ容量が膨大
化してしまうという不都合があつた。 この発明は上述の点に鑑みてなされたもので、
鍵タツチあるいは音高等の各種音色変化パラメー
タに応じた多様な音色変化が可能な楽音波形信号
を、小容量のメモリを用いて、しかし高品質で、
得ることができるようにした楽音発生装置を提供
しようとするものである。 〔問題点を解決するための手段〕 この発明では、音色変化パラメータの各内容に
対応する音色を有するＮ個の異なる楽音波形をｎ
個（但しＮ＞ｎ）のグループに分け、各グループ
毎に当該グループに属する各楽音波形の基準とな
る基準波形を夫々定める。この基準波形は、当該
グループ内のいずれか１つの楽音波形又はその一
部であつてもよいし、これらの楽音波形の平均波
形であつてもよく、あるいは、これらの楽音波形
の全部又はいずれか１つに近似した波形、その他
適宜に基準と定めた波形、であればよく、また、
その周期数も1/4周期、1/2周期、１周期、複数周
期、あるいは発音開始から終了までに対応する全
周期等、設計上適宜に定めることができるもので
ある。 基準波形発生手段は、上述のように定めた各グ
ループ毎の基準波形を発生するためのデータを
夫々記憶したメモリを含み、楽音の音色を変化さ
せるための音色変化パラメータに応じて、該パラ
メータの内容に対応するグループに関する前記デ
ータを前記メモリから読出し、このデータに基き
該グループの前記基準波形に対応する波形信号を
所望の音高に応じた周波数で発生する。一例とし
て、前記メモリに記憶するデータは前記基準波形
の各サンプル点の波形データであり、その場合、
前記メモリを所望の音高に応じた周波数で読出す
ことにより基準波形信号を発生する。別の例とし
て、前記メモリに記憶するデータは前記基準波形
を得るためのフイルタパラメータであつてもよ
く、その場合、このフイルタパラメータに従つて
デイジタルフイルタを制御することにより基準波
形信号を発生する。 更に、残差波形メモリを含む残差波形発生手段
と、前記基準波形発生手段で発生された基準波形
信号とこの残差波形発生手段から発生された残差
波形信号とを合成して前記音色変化パラメータに
応じた望みの楽音波形信号を得る合成手段とが設
けられる。残差波形メモリは、音色変化パラメー
タの各内容に対応する理想の楽音波形とこれら各
楽音波形が分類された前記グループに関する前記
基準波形信号との差に対応した残差波形を夫々記
憶し、音色変化パラメータの内容に従つて該残差
波形を選択し、選択した残差波形を読出すもので
ある。 〔作用〕 楽音を発生する場合、鍵タツチあるいは音高等
により音色変化パラメータの内容が特定され、特
定された音色変化パラメータの内容に対応する残
差波形信号が残差波形発生手段から発生されると
共に、該音色変化パラメータの内容に対応する前
記グループの基準波形信号が基準波形発生手段か
ら発生される。これらの発生された基準波形信号
と残差波形信号とが合成手段において合成され、
前記特定された音色変化パラメータの内容に対応
する音色を持つ楽音波形信号が得られる。 基準波形発生手段内のメモリに記憶すべき基準
波形のデータは、ｎグループ分だけ準備されてい
ればよく、発生可能な異なる音色の楽音波形数
（音色変化パラメータの総数）Ｎよりも少数であ
る。従つてメモリ容量を縮減することができる。
一方、残差波形発生手段内の残差波形メモリに記
憶すべき残差波形数は音色変化パラメータの総数
Ｎと同じであるが、残差波形それ自体は理想とす
る楽音波形と基準波形信号との差であるため小数
ビツトで表現し得るデータであり、過大なメモリ
容量は要求されない。このように圧縮されたメモ
リ構成で済むにもかかわらず、基準波形信号と残
差波形信号との合成により、望みの音色を持つ高
品質な楽音波形信号を得ることができる。 〔実施例〕 まず、音色変化パラメータの各内容に対応する
音色を有するＮ個の異なる楽音波形をｎ個のグル
ープに分類し、これに基き基準波形と残差波形を
作成する処理の具体例について説明する。 音色変化パラメータが鍵タツチ強度であると
し、その鍵タツチ強度が16段階に変化するものと
すると、Ｎ＝16であり、16段階の各タツチ強度
（音色変化パラメータの各内容）に対応した微妙
に異なる音色を持つ16種類のオリジナル楽音波形
CW１〜CW１６を、第２図に一覧するように、
予め準備する。この16種類のオリジナル楽音波形
CW１〜CW１６は、例えば、自然楽器の実際の
演奏音から抽出したものであり、複数周期から成
る。また、その振幅レベルが実際の演奏音の振幅
エンベロープやタツチ強度に無関係に一定レベル
となるように規格化を施したものである。なお、
このような振幅レベルの規格化は必須のことでは
なく、規格化を施さなかつたとしてもさしつかえ
ない。 次に、上述のように準備したオリジナル楽音波
形CW１〜CW１６をｎグループ（例えばｎ＝４）
に分類する。グループの分け方は、互いに最も近
似した波形同士を同一グループに分類するものと
する。タツチ強度の段階が隣合つている楽音波形
間では波形の変化がそれほど大きくないので、例
えば連続する４段階のタツチ強度１〜４，５〜
８，９〜12，13〜16毎に夫々同一グループとし、
オリジナル楽音波形CW１〜CW４のグループ、
CW５〜CW８のグループ、CW９〜CW１２のグ
ループ、CW１３〜CW１６のグループ、の合計
４グループに分類する。 次に、各グループ毎に、そのグループ内の各オ
リジナル楽音波形の基準となる波形（基準波形）
を作成する。基準波形の作成方法は、任意であ
り、例えばグループ内の任意の１つのオリジナル
楽音波形から任意の１周期を切り取つて、これを
基準波形とする。こうして各グループ毎に定めた
基準波形RW１〜RW４の一例を一覧すると第３
図のようである。 次に、各グループの基準波形RW１〜RW４を
上述のように準備された各オリジナル楽音波形
CW１〜CW１６と同じ時間長だけ繰返して基準
波形の繰返し波形を作成する。そして、各グルー
プ毎に、そのグループに関する基準波形（例えば
第１グループならRW１）の繰返し波形とそのグ
ループ内の各オリジナル楽音波形（第１グループ
ならCW１〜CW４）との差を夫々求め、各オリ
ジナル楽音波形CW１〜CW１６に対応する残差
波形DW１〜DW１６（一例として第４図参照）
を作成する。 次に第１図を参照してこの発明の一実施例を説
明する。 基準波形メモリ１には、前述の要領で作成した
各グループ毎の基準波形RW１〜RW４のデータ
を予め記憶しておく。残差波形メモリ２には、前
記の要領で作成した各残差波形DW１〜DW１６
のデータを予め記憶しておく。両メモリ１，２に
おいては、そのような基準波形RW１〜RW４と
残差波形DW１〜DW１６のデータセツトを音色
選択回路３において選択可能な音色種類数分だけ
夫々記憶しており、該回路３から与えられた音色
選択信号TCに応じて、選択された音色種類に対
応するデータセツトを選択する（読出し可能にす
る）。なお、各メモリ１，２に記憶した波形デー
タの形式は一例としてPCM（パルス・コード変
調）であるとするが、勿論これに限定されるわけ
ではない。 発生すべき楽音の音高を指定するための手段と
して、複数の鍵を具えた鍵盤部４が用いられる。
鍵盤部４の各鍵に関連して、押圧された鍵のタツ
チを検出するためのタツチ検出装置５が設けられ
ている。このタツチ検出装置５は、鍵を押下した
ときのタツチ強度を検出するイニシヤルタツチ検
出型あるいは鍵押圧持続時のタツチ強度を検出す
るアフタタツチ検出型のどちらであつてもよく、
また必要に応じてアナログ／デイジタル変換手段
を含んでおり、検出したタツチ強度をデイジタル
量で示すタツチデータTDを出力する。一例とし
て、タツチデータTDは16段階のタツチ強度を４
ビツトのデイジタル信号で表わしている。 アドレス発生回路６は、押圧された鍵を示すキ
ーコードKCと鍵押圧開始に同期したキーオンパ
ルスKONPとを鍵盤部４から受入れて、メモリ
１，２から波形サンプル点データを読み出すため
のサンプル点アドレスデータADDを発生する。
この回路６は、例えば、キーオンパルスKONP
によつて古いアドレスデータADDを一旦リセツ
トし、以後、キーコードKCに応じたレートでア
ドレスデータADDを順次増加させるような構成
である。 タツチデータTDは上位２ビツトは、４つのグ
ループを識別し得るものであり（“00”のときタ
ツチ強度１〜４のグループ、“01”のときタツチ
強度５〜８のグループ、“10”のときタツチ強度
９〜12のグループ、“11”のときタツチ強度13〜
16のグループ）、各グループに対応する基準波形
RW１〜RW４を選択するための波形アドレス信
号として基準波形メモリ１に入力される。タツチ
データTDの全４ビツトは、個別の音色変化パラ
メータの内容つまり16段階の個別のタツチ強度を
示しており、各タツチ強度に対応する残差波形
DW１〜DW１６を選択するための波形アドレス
信号として残差波形メモリ２に入力される。 サンプル点アドレスデータADDの所定の下位
ｎビツト（ここで2ⁿは１つの基準波形RW１〜
RW４のサンプル点数に対応している）は基準波
形メモリ１のサンプル点アドレス入力に与えられ
る。一方、該アドレスデータADDの全ビツトが
残差波形メモリ２のサンプル点アドレス入力に与
えられる。 こうして、鍵タツチ強度に応じて選択された基
準波形（RW１〜RW４のうち１つ）が押圧鍵の
音高に対応する周波数で基準波形メモリ１から繰
返し読出される一方で、鍵タツチ強度に応じて選
択された残差波形（DW１〜DW１６のうち１
つ）が押圧鍵の音高に対応するレートで残差波形
メモリ２から読出される。 メモリ１，２の読出し出力は加算器７に与えら
れ、繰返し読出された基準波形信号と残差波形信
号とが加算合成される。こうして、鍵タツチ強度
に応じた音色変化特性を持つ楽音波形信号（オリ
ジナル楽音波形CW１〜CW１６のうち１つと同
じもの）が加算器７から得られる。加算器７の出
力は乗算器８に与えられ、そこで振幅エンベロー
プ及ぼ鍵タツチ強度に応じた振幅レベル制御が施
された後、デイジタル／アナログ変換器９でアナ
ログ信号に変換され、最終的にはサウンドシステ
ム１０に至る。 振幅エンベロープを設定するためのエンベロー
プ波形信号は周知のようにエンベロープ発生器１
１で発生される。すなわち、エンベロープ発生器
１１は、鍵盤部４から与えられるキーオン信号
KONに応じて所定の形状のエンベロープ波形信
号を発生するようになつており、このエンベロー
プ形状は音色選択信号TCに応じて決定される。
レベルデータ発生回路１２はタツチデータTDを
入力し、このタツチデータTDに基き鍵タツチ強
度に応じたレベルデータを発生するもので、例え
ばROMから成る。発生されたエンベロープ波形
信号とレベルデータとが乗算器１３で乗算され、
タツチ強度に応じたレベル制御済みのエンベロー
プ波形信号が得られ、これが乗算器８に与えられ
て楽音波形信号に乗算される。 なお、点線で示すようにタツチデータTDをエ
ンベロープ発生器１１に入力し、そこで発生する
エンベロープ波形信号のピークレベルを制御する
ようにしてもよい。そうした場合、レベルデータ
発生回路１２と乗算器１３は不要である。 また、この実施例では、振幅レベルを規格化し
たオリジナル楽音波形CW１〜CW１６に基き基
準波形RW１〜RW４と残差波形DW１〜DW１
６を作成し、これをメモリ１，２に記憶するよう
にしたため、メモリ１，２に記憶した波形データ
それ自体はタツチ強度に応じた音量変化分を含ん
でいない。そのため、メモリ読出し出力をタツチ
強度に応じてレベル制御するための手段が設けら
れているのであるが、オリジナル楽音波形CW１
〜CW１６の振幅レベルを規格化せずに前述と同
様の基準波形及び残差波形の作成処理を行つた場
合は、メモリ１，２に記憶した波形データはタツ
チ強度に応じた音色変化分のみならず音量変化分
も含むものとなるため、上述のようなタツチ強度
に応じたレベル制御手段（回路１２や１３など）
は不要となる。 また、残差波形DW１〜DW１６を作成する場
合に、前述のように単に基準波形RW１〜RW４
の繰返波形をオリジナル楽音波形CW１〜CW１
６との差を求めるのではなく、「基準波形RW１
〜RV４の繰返波形にエンベロープ波形に応じた
レベル制御とタツチ強度に応じたレベル制御を施
したもの」と「振幅レベルを全く規格化していな
い（つまり振幅エンベロープとタツチ強度に応じ
たレベル制御が付与された）オリジナル楽音波形
CW１〜CW１６」との差を求め、これを残差波
形DW１〜DW１６としてもよい。このようにし
て作成した残差波形DW１〜DW１６は、いわば
振幅レベルが規格化されていない残差波形であ
り、振幅エンベロープ制御やタツチ強度に応じた
レベル制御を更に施す必要のないものである。従
つて、その場合、第１図のレベル制御用の各回路
８，１１，１２，１３の配置は第５図のように基
準波形メモリ１と加算器７との間に変更される。
第５図の残差波形メモリ２には、上述のようにし
て作成した振幅レベルが規格化されていない残差
波形DW１〜DW１６が記憶される。 以上の実施例では音色変化パラメータが鍵タツ
チ強度であるが、その他のものに関しても同様に
実施することができる。 音色変化パラメータが音高（若しくは音域）の
場合について具体例を挙げて以下説明する。 鍵盤部における鍵数がＣ２からＣ７までの61鍵
であるとし、これを３鍵毎の音高ブロツク（音
域）に分け、各音高ブロツク毎に異なる音色変化
をつける場合について考える。この場合、音高ブ
ロツク数はＮ＝20であり、下記表に示すように、
２０の各音高ブロツク（音色変化パラメータの各
内容）に対応した微妙に異なる音色を持つ20種類
のオリジナル楽音波形CW１〜CW２０を予め準
備する。

【表】 一例として、各オリジナル楽音波形CW１〜
CW２０は各音高ブロツク内の中央の音高Ｃ
＃２，E2，G2，…G6，B6に関して自然楽器の実
際の演奏波形から採取したものである。なお、例
外的に、最高音域の音高ブロツクは４鍵A6〜C7
から成るものとする。 次に、これら２０のオリジナル楽音波形CW１
〜CW２０の１オクターブ毎にまとめて５つのグ
ループ（ｎ＝５）に分け、各グループ毎に前述と
同じ要領で夫々基準波形RW１〜RW５を作成す
る。そして、前述と同じ要領で、各グループ（オ
クターブ）の基準波形RW１〜RW５の繰返波形
とそのグループ内のオリジナル楽音波形CW１〜
CW２０との差を夫々求め、残差波形DW１〜
DW２０を夫々作成する。なお、この場合、基準
波形RW１〜RW５の繰返波形は、オリジナル楽
音波形CW１〜CW２０と同じ音高になるような
周波数で繰返すものとする。例えば、残差波形
DW１を求める場合は、基準波形RW１をオリジ
ナル楽音波形CW１の周波数（つまり音高Ｃ
＃２）で繰返し、残差波形DW２を求める場合
は、基準波形RW１をオリジナル楽音波形CW２
の周波数（つまり音高Ｅ２）で繰返す。DW３〜
DW２０に関しても同様である。グループ分けの
状態を示すと次表のようである。

〔発明の効果〕

以上の通りこの発明によれば、音色変化パラメ
ータの数Ｎよりも少数のｎグループ分の基準波形
と各音色変化パラメータに対応する残差波形を合
成することにより、各音色変化パラメータに対応
する個有の音色を持つ楽音波形信号を得るように
したため、基準波形及び残差波形のデータを記憶
するためのメモリの容量を縮減することができる
と共に、最終的に得られる楽音波形信号の品質は
高品質を保つことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す電気的ブロ
ツク図、第２図は鍵タツチ強度の各段階に対応し
て夫々異なる音色を有するオリジナル楽音波形の
一例を示す波形図、第３図は各グループ毎に定め
られた基準波形の一例を示す図、第４図は基準波
形の繰返波形とオリジナル楽音波形との差である
残差波形を例示する図、第５図は第１図の変更例
を抽出して示すブロツク図、第６図はこの発明の
別の実施例を示すブロツク図、第７図はデイジタ
ルフイルタを用いた基準波形発生手段の一例を示
すブロツク図、である。 １，１Ａ…基準波形メモリ、２，２Ａ…残差波
形メモリ、４…鍵盤部、５…タツチ検出装置、
６，６Ａ，６Ｂ…アドレス発生回路、７…加算
器、８，１３…乗算器、１１…エンベロープ発生
器、１４…デイジタルフイルタ、１５…パラメー
タメモリ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 音色を変化させるための音色変化パラメータ
   を発生する音色変化パラメータ発生手段と、 前記音色変化パラメータの各内容に対応する音
   色を持つＮ種類の異なる楽音波形をｎ個（但しＮ
   ＞ｎ）のグループに分け、各グループ毎に当該グ
   ループに関する基準波形を発生するためのデータ
   を夫々記憶した第１のメモリを含み、前記音色変
   化パラメータ発生手段から発生された音色変化パ
   ラメータの内容に対応するグループに関する前記
   データを前記メモリから読出し、このデータに基
   き該グループの前記基準波形に対応する波形信号
   を発生する基準波形発生手段と、 前記Ｎ種類の楽音波形の各々に関して、該楽音
   波形とそれが分類された前記グループに関する前
   記基準波形の波形信号との差に対応した残差波形
   を、第２のメモリに記憶したデータに基き夫々発
   生することができ、前記音色変化パラメータ発生
   手段から発生された音色変化パラメータの内容に
   応じて前記残差波形を選択して発生する残差波形
   発生手段と、 前記基準波形発生手段で発生された基準波形の
   波形信号と前記残差波形発生手段で発生された残
   差波形とを合成して、音色変化パラメータの内容
   に対応応する音色を持つ楽音波形信号を得る合成
   手段と、 を具えた楽音発生装置。 ２ 前記音色変化パラメータ発生手段は、楽音発
   生のために操作される鍵若しくは操作部に加えら
   れたタツチの強度を示すデータを前記音色変化パ
   ラメータとして発生するものである特許請求の範
   囲第１項記載の楽音発生装置。 ３ 前記音色変化パラメータ発生手段は、発生す
   べき楽音の音高を指定するための音高指定手段で
   指定された音高又はその音域を示すデータを前記
   音色変化パラメータとして発生するものである特
   許請求の範囲第１項記載の楽音発生装置。 ４ 前記基準波形発生手段における前記第１のメ
   モリは、前記各グループ毎の基準波形の各サンプ
   ル点データを夫々記憶したものである特許請求の
   範囲第１項記載の楽音発生装置。 ５ 前記基準波形発生手段は、音源波形発生回路
   と、該回路で発生した音源波形信号にフイルタを
   かけるデイジタルフイルタとを含み、前記第１の
   メモリは、前記デイジタルフイルタのためのフイ
   ルタパラメータを前記各グループ毎の基準波形に
   対応して夫々記憶したものである特許請求の範囲
   第１項記載の楽音発生装置。