JPH03233499A - 楽音合成装置 - Google Patents

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、撥弦楽器、打弦楽器、擦弦楽器等の楽音発
生および音響効果付与に用いて好適な楽音合成装置に関
する。

「従来の技術ｊ 従来より、自然楽器の発音メカニズムをシミュレートす
ることにより、自然楽器の楽音を合成する装置が知られ
ている。例えば、弦楽器音等の楽音合成装置としては、
弦の音響損失をシミュレートしたローパスフィルタと、
弦における振動の伝播遅延をシミュレートした遅延回路
とを閉ループ接続した構成、あるいは、多数段のＦＩＲ
フィルタなどで弦の振動をシミュレートする構成のもの
が知られている。また、発音する楽音のピッチ（周波数
）をずらした複数の閉ループ回路を設け、各閉ループ回
路でシミュレータされた楽音を加算することによって、
楽音に広がりや厚みを持たせる（多系列効果）楽音合成
装置がある。

上述した複数の閉ループ回路を有する楽音合成装置では
、楽音の音程、音色などに関する情報を出力するパラメ
ータ設定手段の各パラメータに応じて、各閉ループ回路
毎に、楽音信号を導入し、該閉ループ内を循環させる。

この場合、楽音信号は、各閉ループ回路に設定された弦
の振動周期に等しい時間で該閉ループ内を一巡するとと
もに、ローパスフィルタを通過する際に帯域が制限され
る。そして、各閉ループを循環する楽音信号は、取り出
された後に加算されて出力される。

このような楽音合成装置によれば、遅延回路の遅延時間
およびローパスフィルタの特性を調整することにより、
ギター等の撥弦楽器音、ピアノ等の打弦楽器音など、自
然の弦楽器音にある程度近い楽音が合成できる。なお、
楽音波形を閉ループ回路に導入する技術は、例えば特公
昭５８−５８６７９号公報に開示されている。

「発明が解決しようとする課題」 ところで、上述した従来の楽音合成装置では、楽音に広
がりや厚みを持たせる多系列効果を得るのに、複数段の
閉ループ回路を必要とするために、コストアップにつな
がり、かつ、該装置の規模が大きくなってしまうという
問題を生じる。

この発明は、上述した問題点に鑑みてなされた乙ので、
単一の閉ループ回路で十分な多系列効果が得られ、楽音
に広がりや厚みを持たせることができる楽音合成装置を
提供することを目的としている。

「課題を解決するための手段」 このような問題点を解決するために、請求項Ｉ記載の発
明では、入力信号を遅延させて出力するループ状の信号
路であって、楽音発生操作に対応した操作情報に従って
、該ループの遅延積やフィルタ特性を所定の値に設定す
る閉ループ手段と、連続スペクトルを有するノイズ信号
を発生して前記閉ループ手段に供給するノイズ発生手段
とを具備することを特徴とする 請求項２記載の発明では、請求項１記載の楽音合成装置
において、前記楽音発生操作に対応した操作情報に従っ
て、所定の楽音波形を出力する波形読出し手段と、前記
操作情報に従って、所定のエンベロープを出力し、該エ
ンベロープに応じて前記楽音波形および前記ノイズ信号
の混合比を制御するエンベロープ発生手段とを具備する
ことを特徴とする 請求項３記載の発明では、請求項２記載の楽音合成装置
において、前記エンベロープ発生手段は、前記楽音信号
および前記ノイズ信号のレベルを時間的に制御すること
を特徴とする。

１作用」 ノイズ発生手段は、ノイズ信号を発生して閉ループ手段
に供給する。また、閉ループ手段は、楽音発生操作に対
応した操作情報に従って、該ループの遅延量やフィルタ
特性を所定の値に設定する。

上記ノイズ信号は、閉ループ手段によってフィルタリン
グされ、所望の楽音信号として出力される。

このようにして、複数の閉ループ手段を用いた際に得ら
れるような多系列効果を有する楽音信号が出力されろ。

また、上記楽音合成装置において、波形読出し手段は、
前記楽音発生操作に対応した操作情報に従って、所定の
楽音波形を出力する。また、エンベロープ発生手段は、
前記操作情報に従って、所定のエンベロープを発生し、
該エンベロープに応じて前記楽音波形および前記ノイズ
信号の混合比を制御した後に閉ループ手段に出力する。

このようにして、多系列効果の度合いが制御される。

また、上記楽音合成装置において、前記エンベロープ発
生手段は、前記楽音信号および前記ノイズ信号のレベル
を時間的に制御した後、閉ループ手段に出力する。この
ようにして、擦弦楽器的な楽音信号が出力される。

「実施例」 次に図面を参照してこの発明の実施例について説明する
。第１図はこの発明の一実施例の構成を示すブロック図
である。この図において、ｌは、ランダムノイズ発生器
であり、第２図（ａ）に示す白色性の雑音（ホワイトノ
イズ；以下、ノイズ信号ＮＺという）を発生する。この
ノイズ信号ＮＺは、あらゆる周波数成分に及ぶ連続スペ
クトルを有している。また、このノイズ信号ＮＺは、閉
ループ回路２に供給される。閉ループ回路２は、加算器
３、遅延回路４およびローパス特性を有したフィルタ５
から構成されており、第２図（ｂ）のようなフィルタ特
性を持つ。それぞれの機能は、重連した従来のものと同
じである。上記ノイズ信号ＮＺは加算器３に供給される
。加算器３は、ノイズ信号ＮＺにフィルタ５の出力信号
を加算し、遅延回路４へ出力するとともに、楽音信号Ｍ
Ｓとして外部へ出力する。遅延回路４は、楽音信号ＭＳ
を所定の時間遅延してフィルタ５へ出力する。

フィルタ５１よ、該フィルタ５を通過する楽音信号ＭＳ
の帯域を制限する。また、閉ループ回路２では、音程、
音色設定手段６が出力する操作子に応じたパラメータＰ
Ｍに従って、遅延回路４の遅延量やフィルタ手段のフィ
ルタ特性が設定される。

上述した構成によれば、まず、音程、音色設定手段６は
、操作子に応じたパラメータＰＭを閉ループ回路２へ出
力する。閉ループ回路２は、上記パラメータＰＭに応じ
て、遅延量およびフィルタ特性を設定する。また、ラン
ダムノイズ発生器ｌは、第２図（ａ）に示すノイズ信号
ＮＺを発生し、閉ループ回路２の加算器３へ供給する。

ノイズ信号ＮＺは、第２図（ｂ）に示す閉ループ回路２
のくし形フィルタ特性でフィルタリングされ、第２図（
Ｃ）に示すスペクトラムを有する側帯波を含む楽音信号
ＭＳが形成される。この場合、楽音信号ＭＳの音色、立
ち上がり速度および立ち下がり速度等は、閉ループ回路
２の特性に依存する。

次に、この発明の変形例について、第３図および第４図
（ａ）〜（ｄ）を参照して説明する。

第３図は、変形例の構成を示すブロック図である。なお
、この図において、第１図に示す実施例の各部に対応す
る部分については同一の符号を付して説明を省略する。

この図において、ＩＯは波形読出し手段であり、波形メ
モリ、物理モデル音源またはＦＭ（周波数変調）音源な
どで構成されている。また、１１は、音程、音色設定手
段であり、操作子の操作に応じて各パラメータＰＭＩ、
ＰＭ２．ＰＭ３を、各々、閉ループ回路２、波形読出し
手段ＩＯおよびエンベロープ発生器１２へ出力する。上
記波形読出し手段ＩＯは、パラメータＰＭ２に応じて、
所定のスペクトラムを有する楽音信号ＭＳＩを発生して
乗算器Ｉ３へ出力する。また、ランダムノイズ発生器１
は、連続スペクトラムを有するノイズ信号ＮＺＩを発生
してフィルタＩ４へ出力する。このフィルタ！４には、
上記パラメータＰＭ２が供給されており、該フィルタ１
４は、パラメータＰＭ２に応じてノイズ信号ＮＺＩをフ
ィルタリングすることにより、多系列効果を低い周波数
では多めに、高い周波数では少なめに設定したり、楽音
信号ＭＳのスペクトラムとのマツチング（大まかなスペ
クトラムを合わせる）をとるなどし、ノイズ信号ＮＺ２
として乗算器１５へ出力する。エンベロープ発生器！２
は、乗算器Ｉ３および１５の各々に、楽音信号ＭＳＩの
レベルを制御するためのエンベロープ信号Ｅｌ、ノイズ
信号ＮＺＩのレベルを制御するためのエンベロープ信号
Ｅ２を出力する。乗算器１３は、上記エンベロープ信号
Ｅ１に応じて、楽音信号ＭＳＩのレベルを制御し、楽音
信号ＭＳ２として加算器Ｉ６へ出力する。また、乗算器
１５も上記乗算器１３と同様にノイズ信号ＮＺ２のレベ
ルを制御し、ノイズ信号ＮＺ３として加算器１６へ出力
する。加算器１６は、楽音信号ＭＳ２にノイズ信号ＮＺ
３を加算して、閉ループ回路２へ出力する。

上述した構成によれば、まず、音程、音色設定手段１１
は、各種パラメータＰＭＩ〜ＰＭ３を閉ループ回路２、
波形読出し手段１０、エンベロープ発生器１２へそれぞ
れ出力する。次に、波形読出し手段１０は、上記パラメ
ータＰＭ２に応じて、第４図（ａ）に示すスペクトラム
を有する楽音信号ＭＳＩを出力する。また、ランダムノ
イズ発生器１は、第４図（ｂ）に示すスペクトラムを有
するノイズ信号ＮＺＩを発生してフィルタＩ４へ出力す
る。このフィルタＩ４は、パラメータＰＭ２に応じてノ
イズ信号ＮＺＩをフィルタリングして乗算器１５へ出力
する。また、エンベロープ発生器１２は、パラメータＰ
Ｍ３に応じて乗算器１３およびＩ５に、各々、エンベロ
ープ信号Ｅ　Ｉ　、Ｅ２を出力する。乗算器１３は、楽
音信号ＭＳＩのレベルをエンベロープ信号Ｅｌに応じて
変更し加算器１６へ出力する。

また、乗算器１５は、ノイズ信号ＮＺ２のレベルをエン
ベロープ信号Ｅ２に応じて変更し加算器１６へ出力する
。加算器１６では、楽音信号ＭＳ２にノイズ信号ＮＺ３
が加算される。そして、第４図（Ｃ）に示すフィルタ特
性を有する閉ループ回路２は、第４図（ｄ）に示すスペ
クトラムを有する楽音信号ＭＳ４を形成して出力する。

なお、上述した変形例では、従来、波形読出し手段ＩＯ
が出力する楽音信号ＭＳＩの周期を閉ループ手段ＩＯの
遅延量に合わせるのに対して、ノイズ信号ＮＺＩをフィ
ルタリングすることにより、楽音信号ＭＳＩとのマツチ
ングをとっているため、楽音信号ＭＳＩのスペクトラム
に過大な影響を及ぼすことを防止できる利点が得られる
。

また、同変形例によれば、発音の瞬間にかなりノイズの
多い摩擦音を発生する標値楽器をシミュレートする場合
に、立ち上がり時にノイズ信号ＮＺｌを多く加えて、す
ぐに立ち下げるのと同時に、楽音信号ＭＳＩをゆっくり
と立ち上げることにより、自然楽器に忠実な楽音を発生
できる利点が得られる。この場合、楽音信号ＭＳ２に加
わるノイズ信号ＮＺ３は、−瞬であるために、多系列効
果とはならず、弓で弾いた楽音に似た合成音が生成され
る。

また、同変形例によれば、楽音信号ＭＳＩ（または、Ｍ
Ｓ　２）とノイズ信号ＮＺＩ（または、Ｎ２２あるいは
Ｎ２２）との混合比を変えることにより、さまざまな変
化が得られる。ノイズ信号ＮＺｌを多くすると、楽音信
号ＭＳＩの側帯波も増え、多系列効果は顕著になる。一
方、ノイズ信号ＮＺ１が少ないと、多系列効果というよ
りは、単独の楽器の時変動成分のような効果が得られる
。

なお、音程、音色設定手段１１による各パラメータＰＭ
、ＰＭＩ、ＰＭ２およびＰＭ３の制御は、スイッチなど
の操作子によって行ってもよいし、鍵のイニシャルタッ
チまたはアフタタッチによって行ってもよい。

また、各遅延、演算等をソフトウェアによって記述し、
各種コンピュータまたはＤＳＰ　（デジタル・シグナル
・プロセッサ）等によって実現してもよい。

また、上述した各パラメータＰＭ、ＰＭ１　、ＰＭ２　
、Ｐ　Ｍ　３は、キースケーリングしてもよい。

「発明の効果」 以上説明したように、この発明によれば、ランダムノイ
ズ発生手段が発生したノイズ信号を閉ループ手段のフィ
ルタ特性によってフィルタリングするようにしたため、
単一の閉ループ手段で十分な多系列効果が得られ、楽音
に広がりや厚みを持たせることができる利点が得られる
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の構成を示すブロック図、
第２図（ａ）は同実施例のノイズ信号の周波数スペクト
ラムを示す周波数特性図、第２図（ｂ）は同実施例の閉
ループ手段のフィルタ特性図、第２図（ｃ）は同実施例
の最終的な楽音信号の周波数スペクトラムを示す周波数
特性図、第３図はこの発明の変形例の構成を示すブロッ
ク図、第４図（ａ）は同変形例の楽音信号の周波数スペ
クトラムを示す周波数特性図、第４図（ｂ）は同変形例
のノイズ信号の周波数スペクトラムを示す周波数特性図
、第４図（Ｃ）は同変形例の閉ループ手段のフィルタ特
性図、第４図（ｄ）は同変形例の最終的な楽音信号の周
波数スペクトラムを示す周波数特性図である。 １・・・・・・ランダムノイズ発生器、２・・・・・・
閉ループ回路、４・・・・・・遅延回路、５・・・・・
・フィルタ、６・・・・・・音程・音色設定手段、１０
・・・・・・波形読出し手段、！２・・・・・・エンベ
ロープ発生器。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）入力信号を遅延させて出力するループ状の信号路
   であって、楽音発生操作に対応した操作情報に従って、
   該ループの遅延量やフィルタ特性を所定の値に設定する
   閉ループ手段と、 連続スペクトルを有するノイズ信号を発生して前記閉ル
   ープ手段に供給するノイズ発生手段とを具備することを
   特徴とする楽音合成装置。
2. （２）請求項１記載の楽音合成装置において、前記楽音
   発生操作に対応した操作情報に従って、所定の楽音波形
   を出力する波形読出し手段と、前記操作情報に従って、
   所定のエンベロープを出力し、該エンベロープに応じて
   前記楽音波形および前記ノイズ信号の混合比を制御する
   エンベロープ発生手段と を具備することを特徴とする楽音合成装置。
3. （３）請求項２記載の楽音合成装置において、前記エン
   ベロープ発生手段は、前記楽音信号および前記ノイズ信
   号のレベルを時間的に制御することを特徴とする楽音合
   成装置。