JPH03103900A - 音響処理装置 - Google Patents

音響処理装置

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JPH03103900A
JPH03103900A JP1242494A JP24249489A JPH03103900A JP H03103900 A JPH03103900 A JP H03103900A JP 1242494 A JP1242494 A JP 1242494A JP 24249489 A JP24249489 A JP 24249489A JP H03103900 A JPH03103900 A JP H03103900A
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Kazufumi Takeuchi
千史 竹内
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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、自然楽器の共鳴器を模擬した共鳴装置ある
いは残響装置等に用いて好適な音憾処坤装置に関する。 「従来の技術」 自然楽器の中には、発音体の振動を効率的に空気中に放
射するためのJ(鳴謂を備えたものが多い。 例えばピアノは共鳴器として響板を有しており、ハンマ
によって弦に与えられた振動が駒を介して響板全体に伝
わり、響板によって振動が保存され、この響板の振動が
空気中に放射され、楽音として聴取される。同様に、ギ
ターも、共鳴器として箱を有しており、箱が弦の振動に
共鳴することにより、大きな楽音が発生される。このよ
うに、共鳴器を備えた自然楽器においては、弦の振動が
共鳴器によって保存されると具に効率的に空気中に放射
される。従って、持続性を持った豊かな音質をの楽音が
十分な音量で発生される。 従来より、このような自然楽器の共鳴器と同等の音響特
性の得られる音響処理装置の実現が検討されている。 「発明が解決しようとする課題」 ところで、ピアノの響板はそれ自体非対称な構造であり
、しかも、ピアノに張り巡らされた各弦の響板に対する
位置関係は各々異なっているので、各弦の振動に対して
与えられる共鳴効果は各々異なる。すなわち、ピアノに
おいて、各弦の共鳴音は、谷々、5zなった音響処川1
によってノ1ミ成されると考えられる。従って、一口に
ピ゛rノの響板に相当ずる音響処理装陵を実現するとい
っても、各?3高に対応し、音響処理内容の異なった共
鳴回路を多数用意する必要があり、著しく大規桟なli
”l I+’R jIVj戊となってしまうという問題
があった。また、ピアノ以外の楽器においても、共鳴器
の音響特性が音高によって異なるものか多く、これらの
楽HWの共1!「)音を忠丈に再引′するには、各7゜
T i!’5に比:じて異なった音響処理を行うこどか
望ましい。 この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり
、小規模なli’l i)8 1’)η成て、しかも、
実際の自然楽器の共鳴器と同等の音響特性の得られる音
響処理装置を堤供することを1」的としている。 「課題を解決するための手段」 この発明は、複数の音源から出力される各楽音信号に対
し、音響処理を鉋して出力する音響処理装置であって、 前記各楽音信号を各々所定の配分比率で分配する分配手
段と、 前記分配手段によって分配された各楽音信号の各成分に
対して谷h衣なった音響処理を施すと共に各処即紀果を
重ね合わ已て出力する1゛コ響処理r,段と を只付11ずることを4−1f徴としている。 「作用」 」二記構成によれば、各楽音信号に対し、各々所定の配
分比率で処理内容の異なった各音響処理か実施され、谷
処Pr1結果か重ね合わされて出力される。 「実施例」 以下、図面を参照し、本発明の実施例を説明する。
【本発明の基本的構戊】
第1図は本発明によってピアノの響板に相当する音響処
理を行う音響処理装置を実現する場合の基本的構成を示
したものである。同図において、音源1゛G1〜′I″
Onは、音高の異なったn個の発音3 体、すなわち、ピアノに張設されたn本の一及に対応す
るものである。これらの音i1i1 T G ,〜TG
nは、図示してない演奏制御手段によって演奏燥作悄相
に基づいて駆動され、各弦か励起された場合に発牛され
る楽音波形を形成し、型?”′l信シフS1〜Snとし
て出力する。そして、楽音信号S +−S nは、加算
櫓A.によって加Q7され、該加t?: I1’1果か
、弦の振動が直接放射されることによって聴取される楽
音、いわゆる直接音に相当ずる信号SDRYとして加算
器A2に供給される。 また、楽音信号81〜Snには、乗算器M.〜Mnによ
って乗p係数α,〜αnか谷々東tつされ、各乗算結果
が加算器AM,によって加算され、加算結果が共鳴回路
L Lの入力端IN1に与えられる。 さらに、楽音信号31〜Snには、乗算器M 2 .〜
M2nによって乗算係数β1〜βnか谷々乗pされ、各
乗算結果か加算器AM2によって加算され、加算結果が
共鳴回路LLの入力端IN2に入力される。 ここで、係数αk(k= 1〜n)は、楽音信号S k
(k=1〜n)が高音埴に属する庇合を示す係数であり
、4 楽音信号S k(k= 1〜n)の音高が高くなる程、
大きな値か設定される。逆に、係数βk(k−1〜n)
は、楽音信号S k(k= l〜n)が低音域に属する
度合を示すものてあり、楽音信号S k(k= l −
n)の音商力棉シ,<なる程、小さなイ直が設定される
。このようにして、共鳴回路LLの入力hf6 1.N
 +,I N vに、楽音信号S k(k= l〜n)
がその音高に応じた比率で分配されて入力される。 Jl; Qj:)回路1− Lは、ピアノの響板の音響
特性が音高によって異なるのにZ−1応し、高音域用の
音響処理機能と低音域用の音響処理機能を共に備えた構
戊となっている。そして、各楽音信号S k(k−1〜
n)において、入力端IN,に分配された信号について
は高音域用音響処理が施され、入力端IN,に分配され
た信号については低音域用音響処理か施され、各処理結
果を重ね合わせたものが各楽音信号Sk(k=I=n)
に対する共鳴信号として出力される。前述したように、
楽音信号S k(k= 1〜n)は、入力D:iA I
 N1およびIN,に対して音高に応じた比率で分配さ
れるのて、結局、各楽音信号S k(k= 1〜n)に
対し、音高に応した音響処理が行われる。そして、共鳴
回路LLから出力される共鳴音信号と加算器A1から出
力される直接音信号SDRYとが加算器A,によって加
算され、通常の自然楽器演奏において聴取される楽音に
相当する信号が得られる。 さて、電子楽器等では、時分割処理の音源、すなわち、
一定周期を複数のタイムスロッ1・に分割し、各タイ2
,スロツ1・毎に、各々対応する秤類の楽音を形成する
制御方式の音源がよく用いられる。 第2図はこのような時分割処理による音源T G Mを
用いた場合における本発明の基本構成を示したものであ
る。なお、同図において、」二述の第1図と対応する部
分には、同一の符号がイ;jしてある。 音隙1’ G Mは、前述の第1図における楽名イh号
S,〜Snを形戊し発−&するように構成されている。 また、音源TGMては、一定周期をn分割して得られる
各タイムスロツ1・が各楽音信号S,=Snの発音朋間
として割り当てられている。そして、図示してない演奏
操作子の操作に基づいてノーi一情報kが供給されると
、そのノート情報kに対応する楽音信号Skが形或され
、該当するタイムスロッ1・において楽音信号Skか出
力され、アキュムレータAC.,,乗算器MX,および
MX2に送られる。 アキュムレータAC.ては、上記一定周期内に、?)゜
源1゛G Mから出力ざれる楽音信号の素積が行われ、
累積された楽音信号が直接音信号SDRYとして加O2
aへ,に供給される。 入力量制御回路CONTでは、ノート情報kに魁ついて
、楽音信号Skが出力されるのに同期したタイミングで
、楽音信号Skに対応した係数αkおよびβkが発生さ
れる。そして、乗算器MX.によ・}゛C楽1゛?l侶
弓Skど係数αkとが乗界され、その乗算結果がアキュ
ムレータAC,によって累積される。また、乗算2κM
X,によって楽音信号Skと係数βkとが乗算され、そ
の乗算結果がアキュムレータAC,によって累積される
。このようにし−C,楽1]′1イ11弓Skは、その
ご+iQ+に比:じた配分比率でアキュムレータAC,
およびAC.に分配されて累積される。そして、アキュ
ムレータAC.およ8− びAC2の出力信号が共鳴回路LLの高音域用信号人力
i’k+i I N 1および低音域用信号人力fMf
j l pJ2に各々人力され、ノ」二述した第1図の
場合と同様、楽音信号Skの音高に応じた音響処I!1
1が行われる。
【第1実施例】 第3閃はこの発明の第1実・施例による音一響処叫装坐
の構或を示したものである。この図には、第1図および
第2図における共鳴回路LLに対応する部分と、共鳴回
路LLの出力と直接音信号St)R Yとを混合して左
チャネル出力および右チャネル・出力として出力する加
算藷八S LおよびASRとが示されている。また、直
接音信号S D R Yを発牛する四路および音紳から
・出力される楽音信SU,を分配して共鳴回路L Lに
供給する回路については、第1図あるいは第2図に記載
された回路をそのまま適用することができるので、図示
が省略されている。 ループ同酪I71は、遅延四I?R D . .〜D1
3、ローバスフィルタML.,減算器SA.,SB.お
よび入力端IN.から入力される楽名信号をループ内に
導入するための加算器AI,からなる。また、ループ回
EtS I− mは、遅延回路D m l−D m 3
、ローパスフィルタML,m,減算器SΔm,SBmお
よび入力端IN2から入力される楽音信号をループ内に
導入するための加算器AI.からなる。ここで、入力端
IN,およびIN2には、既に第1図あるいは第2図を
川い−C説明したように、楽音信号がその音高に応じた
配分比率で分配されて供給される。 他のループ回路L,〜Lm−1も、加算器AI.あるい
はAI,に相当するものがない点を除き、ループ回路L
,,Lmと同様な構成となっている。これらのループ回
路L1〜Lmは、外部から信号が導入された場合、ルー
プ内において信号の楯環動作、すなわち、共振が行われ
る。ここで、各ループ回路L,”−Lmは、ループ内を
信号が一巡するのに要する遅延時間が各々異なっており
、共振周波数の異なった共振回路として動作する。また
、各ループ回路L,=Lmに介挿されたローパスフィル
タML,〜M L mによってループ内を循環する信号
の減衰が行われる。 ループ回路L1においては、遅延回路D13の出力が減
算器SA,に入力されると共に乗算’A’l M Aに
よって所定の減衰係数が乗算されて加算’A:8’ A
 Lに送られる。また、ローバスフィルタM1,,の出
力が減算器SB,に入力されると共に、乗算器MB1に
よって所定の減衰係数が乗算されて加算器ARに送られ
る。他のループ回路L2〜Lmも同様に、ループ内の2
点から信号か取り出され、各信号が減衰されて加p′″
Aj4AI,および加算謂八1〈に谷々送られる。そし
て、加算器A Lの出力信号はループ回路L,−Lmの
減算器SA,〜SAmに帰還され、加算器ARの出力信
号はループ回路■,1〜T− mの減p謂sn,〜S 
13 mに帰還される。 また、加算器ALの出力信号は左チャネル用共鳴音信号
RES I−とじて加算2N A S I−に入力され
る。そして、直接音信号SDRYに乗算器MDRYによ
って所定の係数を乗算した信号と加算され、加算結果が
左チャネル用出力端LOに出力される。 また、加算器ARの出力信号は右チャネル用共鳴音信号
RESRとして加算器ASRに入力され、乗算器MDR
Yの出力信号と加算されて右チャネル川出ソj M:A
: R Oに出力される。 以下、この共鳴装置の動作を説明する。人力端IN,を
介し”ごループ1りl關L.の加算器AI.に信号が入
力されると、その信号はローパスフィルタM L ,に
よ1て徐々に減衰されつつループ回路I7内を循環し、
ループ回路L1において共振動作が持続される。このよ
うにして、楽音に持続性が与えられる。 そして、ループ回路L ,における遅延回路Dの出力信
号が、乗算器MA,によって減衰されて加算器A Lを
介し、ループ回路L,〜Lmの減算器SA,〜SAmに
入力される。また、ローパスフィルタM L .の出力
信号か、乗算器MB,によって減衰されて加算器ARを
介し、ループ回路L1〜Lmの戚算器SB.〜SBmに
入力される。この結果、ループ回路L1に次いで他のル
ープ回路L2〜Lmにおいて共振動作が行われる。そし
て、各ループ回路L ,〜Lmを循璋ずる信号が取り出
されて加算器A LおよびARによって加算され、再び
、各ル12 ?プ回路L1〜Lmに帰還されるという動作か繰り返さ
れる。そして、第3図の同+1!8は、すべてのループ
回路L,〜Lmの共振周波数(1次および高次)をノ(
振周波数とし゛Cイj゛ずるノ1ミ振回1l18とし”
C動作し、入力端IN,から入力される信号に対し、共
鳴効果が付与される。 ここで、ルーブ■路L1には人ノJ Mif4 I N
 +からの信号が直接入力され、他のループ回路I7■
〜+− mにはループ回路L1の出力が減衰されて人力
されるので、入力端I N .の入力信号に対して施さ
れる共鳴効果は、ループ回路L1の共振周波数特性の影
響を最も強く受ける。 これに対し、人力柘A! l N2を介してループ回路
Lmに信号が入力された場合は、まず、ループ回路Lm
において共振動作が行われ、このループ回路Lmの出力
信号か入力されることにより、他のループ回路L1〜L
m−1における共振動作が行われる。従って、人力6i
M I N ,の入力信号に対して胤される共鳴効果は
、ループ回&f’H I., mの共振周波数特姓の影
響を最も強く受ける。 そして、入力端IN,およびIN2の両方に信号が与え
られた場合は、その各々の信号に対する共振動作がルー
プ回路L,〜Lmにおいて行われ、人力端IN,の入力
信号に対する共鳴音信号および人力端IN,の入力信号
に対する共鳴音信号を重ね合わせた信号が加算器ALお
よびARから出力される。そして、加算器ALの出力は
左チャネル用共鳴音信号RESLとして、加算器ASL
に入力され、乗算器MDRYの出力と加算されて出力端
L Oに出力される。また、加算落ARの出力はイTチ
ャ不ル用Jl; +!+:}音信号R E S Rとし
て、加算器ASRに入力され、乗算器MDRYの出力と
加算されて出力端ROに出力される。 このようにして、入力端IN.およひIN.に入力され
る各楽音信号に対し、各々、異なった共鳴効果がイ・1
勾され、各共鳴音信号を重ね合わせた信号が得られる。 そして、入力端IN.およびIN,には、楽音信号かそ
の音高に応じた配分比率で分配されて入力されるので、
楽音信号に対し、音高に花、した共鳴効果をイ;]与す
ることがてきる。
【第2実施例】 第4図は本発明の第2実施例による音響処理装置の構戊
を示したものである。なお、同図において、前述の第1
図と対応ずる部分には同一の符号が付してある。 この音響処理装置ては、音源T G k(k= l −
 n)の各楽音信号は、上述した第1図の構成と同様に
加算器A1によって加算され、直接音信号S D RY
として乗算器M K LおよびM K Rに送られる。 また、音源TGk(k=1〜n)の各楽音信号は乗算器
M E k(k= ] 〜n)、MFk(k−1〜n)
およびMGk(k−1〜n)によって分配されて加算器
AEXAFおよびACに人力される。加’rl 器A 
E , A FおよびACの各出力はオールパスフィル
タAPAP,およびAP.に各々入力される。第5図は
乗算器MS,およびMS,、加訂’A”L A S l
、減訂恭AS2、および遅延回路DSからなる1次のオ
ールパスフィルタを例示したものである。この柚のオー
ルパスフィルタは、よく知られているように、仁弓周波
数によっーCイ)′/.相迦延徂か変化する9!f性を
?する。従って、乗算器AE,AF,AGの出力{g,
14は、各々、オールバスフィルタAP,〜AP.によ
って各周波数成分毎に異なった遅延時間で遅延されて出
力される。このようにして、楽音の発生タイミングに対
し、音a″jjに応じた遅れが与えられる。なお、後述
のオールバスフィルタAP4およびAP5も、同様の構
戊となっている。 オールバスフィルタA I) ,の出力は乗算W M 
I−1およびMH2によって分配される。また、オール
バスフィルタAP,の出力は乗算謂M II 3および
MH4によって分配される。また、オールパスフィルタ
AP3の出力は乗算器MH,およびMH,にょって分配
される。そして、乗算a:JMII+の出力はコムフィ
ルタCMIに入力され、乗算器MH,およびM H 3
の出力は加算器AH2によって加算されてコムフィルタ
CM2に入力され、乗算器MH.およびM l−T■の
出力は加算器A H 3によって加算されてコムフィル
タCM3に入力され、乗算器MH.の出力はコムフィル
タCM,に入力される。 コムフィルタCM,−CM.は、例えば第6図にl5 16 示すように、加算器AU,遅延回跡DUおよび口−バス
フィルタLUを閉ループ接続したM成となっている。こ
のような構或のコムフィルタによれば、加算器AU→遅
延回路DU+ローバスフィルタLU→加算謂AUによっ
て栖戊されるIVIループの遅延03間の逆数に相当す
る1次の共振周波数、およびその整数倍の高次の共振周
波数を有する多峰性の共振周波数特性が/−j,7られ
る。また、閉ループを循環する信号の減衰特性はローパ
スフィルタLUの112域通過特性によってりえられる
。,二の尖施例では、第6図に示すように遅延回路DU
から遅延時間の異なった2組の信号を取り出し、乗算器
MU1およびMU,によ−}て所定の係数を乗算し、コ
ムフィルタの出力として取り出すようにしている。 そして、各コムフィルタCM.−CM4の一方の出力は
加算器AJ,によって加算された後、オールパスフィル
タAP,を介し、加算器AKLによって乗算器MKLの
出力と加算され、左チャネル用楽?″1出力とし゛C出
力される。また、谷コl・フィルタCM.〜CM.の他
方の出力は加り゜器AJ,によって加算された後、オー
ルパスフィルタAP.を介し、加算器A K Rによっ
て乗算器MKRの出力と加算され、右チャネル用楽音出
力として出力される。このように、A−チャネルと右チ
ャネルとで、遅延位相の異なった楽音信号が出力される
ので、残響を伴った臨場感あふれる楽音が発生される。 この音響処理装置によれば、音源TGk(k=1〜n)
から出力される楽音信号は谷々所定の配分比率で3分配
される。そして、3分配された各信号に対し、オールパ
スフィルタAP,〜AP3およびこれらに後続する各回
路によって各々異なったフィルタ処理が行われると共に
各フィルタ処理の結果得られる信号が重ね合わされ、さ
らに直接音信号と加算され、左チャネル用楽音信号およ
び右チャネル用楽音信号として出力される。従って、音
源TGk(k=I〜n)の楽音信号が高音域、中音域、
低音域に属する各々の度合に応じて乗算器M E k(
k一1〜n)、M F k(k= l − n)、MG
k(k= I −n)の各乗算係数を調整することによ
り、各楽音信号に対して施すフィルタ処理の内容を音高
に応じて変化させることができ、自然楽器の共鳴器の音
響特性を忠実に再現することかできる。 なお、上述した実施例では、楽音信号に施す音響処理の
内容を楽音信号の音高に応じて変化させる場合を説明し
たが、例えばピアノの鍵を押す時のタッチ、音色指定情
報、発音開始からの時間等をパラメータとして、音響処
理の内容を制御するようにしてもよい。それにより、さ
らに臨場感の高い演奏を再現することができる。また、
この発明は、ギターなどの共鳴音を発生ずる場合に用い
ても有効である。ただし、ギターでは撥弦位置によって
異なった共鳴効果が{=I l″jされるので、撥弦位
置に相当する情報に従って音響処理の内容を変化させる
ようにする。また、木発…1は、楽音信号に対してコン
サートホール等の残響効果を与える残響効果装置に適用
しても、」二記実胞例と同様の効果が得られる。また、
本発明は、デジタル回路、アナログ回路を問わす実現す
ることも可能であり、DSP(デシタル信号プロセッサ
)による演算処理によって実現することも勿論句能であ
る。 「発明の効果」 以」二説明したように、この発明によれば、複数の音源
から出力される各楽音信号に対し、音響処理を施して出
力する音響処理装置であって、前記各楽音信号を各々所
定の配分比率で分配する分配手段と、前記分配手段によ
って分配された各楽音信号の各成分に対して各々異なっ
た音響処理を施すと共に各処理結果を重ね合わせて出力
する音響処理手段とを設けたので、各楽音信号に施す音
響処汀の内容を楽音侶号毎に調幣ずることがてきる。 従って、小規模な回路構成で自然楽謂の音響特性を忠尖
にfll現することかできるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の基本的構成を示すブロソク図、笛2
図はこの発明をIf!7 3}割処5(Jjによる音源
に適川ずる堝合のノ.(本的構成を示すブロノク囚、第
3図はこの発明の第1実施例による音響処押装竹の{1
η成を示すブロック図、第4図はこの発明の第2丈施例
によるjl二Ii響処理装拠の構成を示すブロソl9 20 ク図、第5因は同夫施例におけるオールパスフィルタの
構成例を示す図、第6図は同実施例におけるコムフィル
タの11′4戊例を示す図である。 TG,〜TGn・・・・・・音源、 M.〜M+rr,M21 〜M2n,MX+ 〜MX2
、ME.〜M E n, M F .−M F n, 
MG ,〜MG n・・・・・乗算器、 AM,、AM2、AE,八F,AG・・・・・・加算甜
、八C,、AC,・・・ ・”r+ユ・ムレータ、L 
L・・・・共鳴回路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 複数の音源から出力される各楽音信号に対し、音響処理
    を施して出力する音響処理装置であって、前記各楽音信
    号を各々所定の配分比率で分配する分配手段と、 前記分配手段によって分配された各楽音信号の各成分に
    対して各々異なった音響処理を施すと共に各処理結果を
    重ね合わせて出力する音響処理手段と を具備することを特徴とする音響処理装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0883076A (ja) * 1994-09-12 1996-03-26 Yamaha Corp 楽音合成装置

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JPH0883076A (ja) * 1994-09-12 1996-03-26 Yamaha Corp 楽音合成装置

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