JPH03100599A - 楽音合成装置 - Google Patents

楽音合成装置

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JPH03100599A
JPH03100599A JP1238000A JP23800089A JPH03100599A JP H03100599 A JPH03100599 A JP H03100599A JP 1238000 A JP1238000 A JP 1238000A JP 23800089 A JP23800089 A JP 23800089A JP H03100599 A JPH03100599 A JP H03100599A
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circuit
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
「産業上の利用分野」 この発明は、特に、自然楽器の発音時に発生する複数の
振動間の相互干渉を忠実にシミュレートし、リアリティ
に富んだ楽音を発生することができる楽音合成装置に関
する。 「従来の技術」 自然楽器を発音メカニズムをシミュレートすることによ
り得られたモデルを動作させ、これにより、自然楽器の
楽音を合成する装置が例えば特開昭63−40199号
公報などで知られている。 また、弦楽基音あるいは打楽器音を発生する楽音合成装
置としては、第6図の構成のものが知られている。この
楽音合成装置においては、加算器I、遅延回路2、フィ
ルタ3からなる閉ループ回路により、楽器の共振系(ド
ラムの場合は膜、シンバルの場合は金属板、ギター等の
弦楽器の場合は弦)がシミュレートされている。さらに
詳述すると、楽器の共振系における振動の伝播遅延が遅
延回路2によってシミュレートされており、発音時にお
ける音響損失の周波数特性がフィルタ3によってシミュ
レートされている。 この楽音合成装置において楽音を発生する場合、多(の
周波数成分を含んだインパルス状の信号が外部から加算
器1に与えられる。そして、加算器1に入力された信号
は、遅延回路2によって所定時間遅延され、フィルタ3
によって音響損失が付与され、再び加算器lに帰還され
るという循環を繰り返す。この結果、この閉ループ回路
を循環する信号の各周波数成分は、フィルタ3の周波数
特性によって決まる減衰率に従って次第に減衰する。 そして、この循環信号が加算器1から楽音信号として取
り出される。このようにして、弦楽器音あるいは打楽器
音等の自然楽器音に近い楽音が発生される。 「発明が解決しようとする課題」 さて、例えばギター等の撥弦楽器あるいはピアノ等の打
弦楽器の場合、1本の弦が励振されて振動を開始すると
、その隣の弦に振動が誘発され、最初に振動を開始した
弦との間で、振動の相互干渉が発生し、その影響が楽音
に現れることがある。 また、例えば打楽器の場合、発音体は物理的に連続した
振動媒体(例えば、シンバルの場合は1枚の金属板)で
あるので、弦楽器の場合と同様、発音体を伝播する多く
の振動の間で相互干渉が発生する。しかしながら、従来
の楽音合成装置は、自然楽器において発生する複数の振
動の相互干渉をシミュレートするように構成されていな
いので、自然楽器の楽音を忠実に再現することができな
いという問題があった。 この発明は上述した事情に鑑みてなされたもので、実際
の自然楽器において発生する複数の振動間の相互干渉を
忠実にシミュレートした楽音合成装置を提供するもので
あり、これによりリアリティに富んだ楽音を再現するこ
とを目的としている。 「課題を解決するだめの手段」 上記課題を解決するため、この発明は、入力信号に対し
て少な(とも遅延処理を含んだ信号処理を施し、該信号
処理が施された信号を前記入力信号として帰還するよう
にしたループ回路を複数備丸、前記ループ回路を循環す
る信号を他のループ回路を循環する信号によって変調し
、該変調された信号を楽音信号として取り出すようにし
たことを特徴としている。 「作用」 上記構成によれば、ループ回路、すなわち、自然楽器に
おける1つの共振系を循環する信号が、他のループ回路
、すなわち、他の共振系を循環する信号によって変調さ
れ、該変調された信号か楽音信号として取り出されるの
で、自然楽器において発生される複数の振動間の相互干
渉が忠実に再現され、リアリティに富んだ楽音が発生さ
れる。 「実施例」 以下、図面を参照し、本発明の詳細な説明する。
【第1実施例] 第1図はこの発明の第1実施例による楽音合成装置の構
成を示したものである。この楽音合成装置は、弦楽器音
等の減衰音の合成に用いられる。 同図において、加算器11、遅延回路12a、フィルタ
13および加算器14を閉ループ接続してなるループ回
路lOは、演奏者の操作によって励振される1本の弦に
対応しており、加算器11の出力が楽音信号として取り
出される。また、加算器21、遅延回路22およびフィ
ルタ23を閉ループ接続してなるループ回路20は、上
記演奏者によって励振される弦の隣の弦に対応している
。そして、ループ回路20におけるフィルタ23の出力
信号は、加算器14を介し、ループ回路10に入力され
るようになっている。ここで、ループ回路10および2
0の各々を一巡するのに要する遅延時間によって、各ル
ープ回路の1次の共振周波数が決定される。また、フィ
ルタ13および23は各々対応する弦の音響損失をシミ
ュレートするものであり、ローパスフィルタあるいは7
1′ンド/(スフィルタによって実現される。また、パ
ルス発生器15および25は、楽音発生時に図示してな
い発音制御回路によって駆動制御され、パルス発生回路
15および25の出力パルスが加算Illおよび21に
各々供給されるようになっている。 遅延回路12aおよび22は、RAM(ランダムアクセ
スメモリ)によって構成されている。第2図は、その構
成例を示したものである。同図において、31は人力デ
ジタル信号INを記憶するRAMある。また、32はR
AM31の書込アドレスおよび読出アドレスのカウント
用として用いられるダウンカウンタであり、所定周期毎
に発生されるクロックに同期してカウント動作する。本
実施例の場合、ダウンカウンタ32は10ビ、、ト構成
であり、r1023J〜「0」の範囲をカウント動作す
る。RAM31には、ダウンカウンタ32のカウント動
作と同期したリードライト切換信号RD/WDが入力さ
れ、RD/WD−“0゛の場合にライトモード、RD/
WD−“1″の場合にリードモードとなる。 33はANDゲートであり、遅延時間設定信号a(後述
)と前述のリードライト切換信号RD/WDが人力され
、両信号の論理積を出力する。34はダウンカウンタ3
2の出力データとANDゲート33の出力データとを加
算しRAM31にアドレスデータとして供給する加算器
である。また、この実施例では、信号INの記憶用エリ
アとしてRAM31の「0」番地〜rl 023J番地
が用いられる。 第3図は第2図の回路の動作を示したものである。上述
したように、リードライト切換信号RD/WDは、ダウ
ンカウンタ32のカウントと同期して切り換られ、1力
ウント周期(ダウンカウンタ32から同一のカウント値
が出力される期間)の前半において“1”(リードモー
ド)とされ、後半において“0”(ライトモード)とさ
れる。ここで、リードライト切換信号RD/WDが“0
”の場合、すなわち、ライトモードの場合はANDゲー
ト33の出力は強制的に「0」とされる。従って、ダウ
ンカウンタ32の出力データがそのままRAM31にア
ドレスとして供給される。これに対し、リードライト切
換信号RD/WDが“l”の場合、すなわち、リードモ
ードの場合はANDゲート33から遅延時間設定信号a
がイネーブルされて出力される。そして、遅延設定信号
aが加算器34によってダウンカウンタ32の出力に加
算され、加算結果がアドレスとしてRAM31に供給さ
れる。 従って、第3図に示すように、リードアドレスとしては
、後続のライトモード時に入力されるライトアドレスに
対して値aを加えた信号がRAM31に入力される。す
なわち、ダウンカウンタ32のクロック周期およびRA
M31におけるリードライトのサイクル周期をτとする
と、その時点にRAM31に書き込まれた信号よりもa
τだけ以前に入力された信号が遅延デジタル信号Doと
して出力される。このようにして人力デジタル信号IN
の遅延か行われる。なお、第3図に示すように、ダウン
カウンタ32のカウント値がrOJになった後は、rl
 O23Jからカウントダウンが行われ、リードモード
時における加算器34の出力はr l O23+aJ、
r 1022 +aJ、・−・というように記憶番地の
最大値rl 023Jを越える。しかし、加算器34の
下位10ビツト出力のみがリードアドレスとしてRAM
31に供給されるので、実際のリードアドレスはra 
−I J、 ra −2J、−となる。 第1図における遅延回路12aには、ループ回路20に
おけるフィルタ23の出力信号が、遅延時間設定信号a
として与えられる。また、遅延回路22の場合、所定の
遅延時間が得られるように、遅延設定信号が所定値に固
定されている。なお、遅延回路12aおよび22は、こ
のようにRAMによって構成する他、シフトレジスタと
セレクタとを組み合わせ、シフトレジスタの各段から得
られる遅延出力をセレクタによって選択するよう(こし
ても良い。 次に、この楽音合成装置の動作を説明する。楽音発生時
、図示してない発音制御回路によって、まず、パルス発
生回路15が駆動され、インパルス状の信号が加算器1
1に与えられる。この信号は遅延回路12aを介し、フ
ィルタ13によって減衰され、加算器14を介して加算
器Iに帰還されるという循環を繰り返す。 次いで発音制御回路によってパルス発生回路25が駆動
され、ループ回路10と同様、ループ回路20において
、信号の循環が開始される。そして、フィルタ23の出
力信号、すなわち、遅延時間設定信号aのレベルの変化
に応じてループ回路lOにおける遅延回路12aの遅延
時間が変化する。この結果、ループ回路10を信号が一
巡するのに要する時間がフィルタ23の出力信号によっ
て変化し、結局、加算器11からはループ回路20を循
環する信号によって周波数変調された楽音信号が取り出
される。 並設された複数の弦の内、1本の弦を振動させると、そ
の弦の楽音の他、隣の弦との間で発生するうなりを含ん
だ楽音が発生されるが、こ−の楽音合成装置によれば、
このような複数の弦の間の相互干渉が忠実にシミュレー
トされる。 【第2実施例】 第4図はこの発明の第2実施例による楽音合成装置の構
成を示したものである。なお、同図において、前述した
第1図と対応する部分には同一の符号が付しである。ル
ープ回路10aにおいては、遅延回路12a(第1図)
が遅延時間の固定された遅延回路12に置き換えられる
と共に、フィルタ13(第1図)が周波数特性の制御可
能なフィルタ13cに置き換えられ、加算器14(第1
図)が乗算器16に置き換えられている。 第4図にはフィルタ13cとしてFIRフィルタ(非巡
回型フィルタ)を用いた場合が例示されている。このフ
ィルタ13cは、遅延回路12からの出力デジタル信号
を順次遅延する遅延素子り。 〜Dn、遅延回路12の出力デジタル信号および遅延素
子り、〜Dnの遅延出力に乗算係数C3−Cn(後述)
を乗算する乗算器M。−Mn、および各乗算結果を加算
する加算器ADDからなる。 ROM(リードオンリメモリ)13dには、フィルタ1
3cの周波数特性制御用の係数テーブルが記憶されてい
る。そして、フィルタ23の出力信号がROM l 3
dに読み出しアドレスとして入力されることにより、対
応する1組の乗算係数C6〜Cnが読み出され、上記各
乗算器M。−Mnに与えられる。さらに、フィルタ23
の出力信号は、乗算器16に入力される。このため、フ
ィルタ■3cの出力信号はフィルタ23の出力信号によ
って変調され、加算器11に帰還される。 すなわち、この楽音合成装置では、ループ回路20を循
環する信号により、ループ回路10aを循環する信号の
減衰量の周波数特性、およびループ回路10aを循環す
る信号のレベルが共に変調される。 本実施例においても、上述した第1実施例と同様、自然
楽器における複数の振動の相互干渉が忠実にシミュレー
トされ、リアリティの富んだ楽音が発生される。
【第3実施例】 第4図はこの発明の第3実施例を示したものである。こ
の楽音合成装置では、フィルタ23と加算器21との間
には加算器24を介挿してループ回路20aを構成し、
加算器24によってフィルタ13cの出力とフィルタ2
3の出力を加算し、加算結果を加算器21に帰還するよ
うにした。 この構成によれば、ループ回路10aにおけるフィルタ
13cの出力信号が加算器24を介してループ回路2O
a内に入力される。従って、ループ回路20aを循環す
る信号によってループ回路10aを循環する信号が変調
される共に、ループ回路10aを循環する信号がループ
回路20aに帰還される。このようにして、2本の弦に
おいて発生する振動の相互干渉が忠実にシミュレートさ
れ、リアリティに富んだ楽音が発生される。 なお、本発明は、デジタル回路、アナログ回路を問わず
実現することが可能であり、本発明の信号処理をDSP
(デジタル信号プロセッサ)等の演算処理によって実現
してもよい。また、上記実施例では、ループ回路内に介
挿するフィルタとしてFIRフィルタを用いた場合を説
明したが、IIRフィルタ(巡回型フィルタ)を用いて
もよい。また、位相遅延が周波数に対し非線形に変化す
るオールバスフィルタをループ回路内に介挿すると、楽
音の倍音構造を時間経過と共に変化させることができ、
さらに音色の変化に富んだ楽音が発生される。また、上
記実施例では、本発明を弦楽器台合成に用いる場合につ
いて説明したが、同様の構成により、打楽器音等、他の
自然楽器音の合成も可能である。また、圧電センサ等を
叩くことによって得られるアナログ信号を上記実施例に
おける加算器11および21に人力するようにしても良
い。 この場合、入力アナログ信号には、打撃の強さ、打撃物
の硬さ、打撃の仕方などの情報が含まれているので、実
際の打楽器演奏の場合のような非常にリアリティの高い
楽音が得られる。 「発明の効果」 以上説明したように、この発明によれば、入力信号に対
して少なくとも遅延処理を含んだ信号処理を施し、該信
号処理が施された信号を前記入力信号として帰還するよ
うにしたループ回路を複数備え、前記ループ回路を循環
する信号を他のループ回路を循環する信号によって変調
し、該変調された信号を楽音信号として取り出すように
したので、実際の自然楽器において発生する複数の共振
系の間の干渉現象を再現することができ、より自然感に
富んだ楽音を発生することができるという効果が得られ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の第1実施例による楽音合成装置の構
成を示すブo−7り図、第2図は同実施例における遅延
回路12aおよび22の構成例を示す図、第3図は第2
図の遅延回路の動作を示すタイムチャート、第4図はこ
の発明の第2実施例による楽音合成装置の構成を示すブ
ロック図、第5図はこの発明の第3実施例による楽音合
成装置の構成を示すプロ、り図、第6図は従来の楽音合
成装置の構成を示すプロ、り図である。 10.20 Oa、20a・・・ ループ回路、 12゜ 2a、22  ・ 遅延回路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 入力信号に対して少なくとも遅延処理を含んだ信号処理
    を施し、該信号処理が施された信号を前記入力信号とし
    て帰還するようにしたループ回路を複数備え、 前記ループ回路を循環する信号を他のループ回路を循環
    する信号によって変調し、該変調された信号を楽音信号
    として取り出すようにしたことを特徴とする楽音合成装
    置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05297874A (ja) * 1992-04-15 1993-11-12 Kawai Musical Instr Mfg Co Ltd 電子楽器

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5848109A (ja) * 1981-09-08 1983-03-22 ウセソユズニ・ナウチノ−イスレドヴアテルスキ・イ・プロエクトノ−コンストルクトルスキ・インスチテユ−ト・ポ・アフトマチザツイ・プレドプリアテイ・プロミシユレンノスチ・ストロイテルニク・マテリアロフ 所定の組成を有する粉砕された混合物の製造を自動的に制御するための調節装置
JPS6342276A (ja) * 1986-08-07 1988-02-23 Fujitsu Ltd フアクシミリ装置

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