JPH039476B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 この発明は波形メモリ読み出し方式による電子
楽器の楽音信号発生装置に関し、詳しくは、複数
の波形をメモリに記憶し、これを選択的に読み出
す場合、メモリに記憶すべき各波形の符号化形式
を異ならせたことに関する。 〔従来の技術〕 特開昭52−121313号には、楽音の発音開始から
終了に至るまでの全波形若しくはその一部の複数
周期波形を波形メモリに記憶させておき、この波
形メモリを読み出すことにより、自然楽器音に極
めて近似した高品質の楽音を発生し得るようにし
た電子楽器が開示されている。このような電子楽
器において、複数種類の音色の選択を可能にする
には、各音色に対応する波形（全波形又は複数周
期波形）を夫々波形メモリに記憶させておかねば
ならない。また、鍵タツチや発生すべき楽音の音
高に応じて音色に変化をつけようとする場合に
も、鍵タツチ強度の複数の段階に対応する複数の
波形あるいは複数の音高又は音域に対応する複数
の波形を夫々波形メモリに記憶させておかねばな
らない。 複数種類の異なる波形を波形メモリに記憶する
場合、従来は、各波形の符号化形式は共通であ
り、個々の原波形の特徴は全く考慮されていなか
つた。 〔発明が解決しようとする問題点〕 そのため必要以上に全体としてのメモリ容量が
増大したり、その逆にメモリ容量を節約した場合
は波形サンプル値の分解度が悪くなつてしまう、
等の問題があつた。例えば、複雑に変化する波形
を高分解度で精度良く再現し得るような符号化形
式（例えばパルスコード変調方式：以下PCM方
式と略称する）を採用したとすると、メモリ容量
がより多く要求されるので、そのような精度を必
要としない比較的単純な波形にとつては無駄とな
り、全体としては必要以上にメモリ容量が増大す
ることになる。一方、メモリ容量を節約し得る符
号化形式（例えば差分パルスコード変調方式：以
下DPCM方式と略称する）を採用し、波形メモ
リを節約した容量で構成すると、変化の比較的単
純な波形にとつては好ましいかもしれないが、複
雑に変化する波形にとつては再現精度が悪くな
る、という結果をもたらす。 この発明は上述の問題点を解決した電子楽器の
楽音信号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及び作用〕 各種音色に対応する複数の異なる波形の中に
は、波形が変化に富んでいて複雑なものもあれ
ば、単調な波形もある。鍵タツチ強度の各段階に
対応する複数の異なる波形についても同様のこと
がいえるし、音高あるいは音域に対応する複数の
異なる波形についても同様のことがいえる。この
ように特徴が大きく異なる波形がある場合、夫々
の波形の特徴により適した符号化形式が夫々ある
はずであり、どの波形でも同じ符号化形式が適し
ているとは限らない。この発明はこの点に鑑み
て、個々の波形の特徴に適した符号化形式で各波
形を符号化し、波形メモリに記憶するようにした
ことを特徴とするものである。 すなわち、この発明に係る電子楽器の楽音信号
発生装置は、互いに異なる波形を個々の波形の特
徴に適した異なる符号化形式で夫々記憶した少な
くとも２つの波形メモリを含む波形記憶手段と、
発生すべき楽音の音高を指定する音高指定手段
と、指定された音高に従つて前記波形記憶手段か
ら波形データを読み出す読出し手段と、発生すべ
き楽音の波形を前記波形記憶手段に記憶された波
形の中から選択する波形選択手段と、前記波形選
択手段による選択に応じて、該波形選択手段によ
り選択された波形の符号化形式を指示する信号を
出力する符号化形式指示手段と、前記波形選択手
段により選択されかつ前記波形記憶手段から読み
出された波形データの符号化形式を、前記符号化
形式指示手段により指示された符号化形式に応じ
て、所定の共通の符号化形式に変換する復号処理
を行い、該共通の符号化形式で該波形データを出
力する出力手段とを具え、前記出力手段から出力
される波形データに基づき楽音信号を発生するよ
うにしたものである。 〔実施例〕 第１図はこの発明を鍵盤式の電子楽器に応用し
た一実施例を示し、鍵盤１を発生すべき楽音の音
高指定を行う複数の演奏用鍵を備えている。押鍵
検出回路２は鍵盤１における押圧鍵を検出し、押
圧鍵に対応するキーコードKCを出力すると共に
該鍵の押圧が持続している間中信号“１”を保持
するキーオン信号KONと該鍵の押圧開始時に瞬
時に信号“１”となるキーオンパルスKONPを
出力する。なお、説明の簡単化のためにこの例の
電子楽器は単音式であるとし、押鍵検出回路２は
単音選択機能を持つものとする。しかし、公知の
キーアサイナを用いて複音仕様にし得るのは勿論
である。 アドレス発生器３は押鍵検出回路２から与えら
れたキーコードKCに基づき押圧鍵の音高に対応
したレートで変化するアドレス信号ADを発生す
る。このアドレス信号ADは波形メモリ４のサン
プル点アドレス入力に与えられ、各サンプル点毎
の波形データを順次読み出すために使用される。 波形メモリ４は、音色選択回路５によつて選択
可能な複数種類の音色に対応して複数の異なる波
形を記憶しており、それらの波形の少なくとも１
つが他とは異なる符号化形式で符号化されてい
る。一例として、各音色毎の波形の特徴に応じ
て、各波形はPCM方式又はDPCM方式のどちら
か一方に従つて符号化されているものとし、波形
メモリ４は、大別して、PCM方式で符号化され
た波形の波形データを記憶したPCMデータメモ
リ部４Ａと、DPCM方式で符号化された波形の
波形データを記憶したDPCMデータメモリ部４
Ｂとから成る。例えば、ハープシコードのような
音色は発音の立上り時の波形変化が大きいので複
雑な波形変化の再現に適したPCM方式に従つて
符号化するのが好ましい。一方、フルートのよう
な音色は発音の立上り時の波形変化はそれほど大
きくないのでDPCM方式に従つて符号化するの
が好ましい。 選択された音色を示す音色選択情報TCが波形
メモリ４の波形アドレス入力に与えられ、該メモ
リ４から読み出されるべき波形として選択された
音色に対応する波形を指定する。こうして指定さ
れた波形の各サンプル点毎の波形データWoが前
述のアドレス信号ADに従つて波形メモリ４から
順次読み出される。 読み出された波形データWoは復号回路６に与
えられ、その符号化形式に応じて所定の共通の符
号化形式に変換される。一例として、所定の共通
の符号化形式とはPCM方式であるとする。従つ
て、復号回路６において、元々PCM方式で符号
化されている波形データには特に復号操作される
ことはないが、DPCM方式で符号化されている
波形データにはPCM方式のデータに変換する復
号操作がなされる。このようにDPCM方式のデ
ータPCM方式に変換するために、復号回路６は
DPCM復号部６Ａを含んでいる。 符号化形式メモリ７は、各音色に対応する波形
が波形メモリ４においてどの符号化形式で記憶さ
れているかを示すデータを記憶するものであり、
音色選択情報TCをアドレス入力に入力し、この
音色選択情報TCによつて示された音色に関わる
符号化形式を示すデータを出力する。この例では
PCMとDPCMの２通りの符号化形式を採用する
ものとしているので、メモリ７から読み出される
符号化形式表示データDPはそのどちらかを示す
データであり、例えばDP＝“１”のときDPCM
方式を示し、DP＝“０”のときPCM方式を示す。
このデータDPは復号回路６に与えられ、該回路
６における復号操作の内容を指示する。すなわ
ち、DP＝“０”のときは格別の復号操作は行わ
ず、PCM方式の波形データをそのまま出力させ
るが、DP＝“１”のときはDPCM方式の波形デ
ータをPCM方式に変換する復号操作を行うよう
指示する。 この実施例では、同じDPCM方式で符号化し
た波形データであつても、各ビツトのデータの重
みづけを各種波形毎に異ならせることができるよ
うにしている。比較的小さな重みづけでDPCM
化した場合は、比較的細かな波形変化まで再現す
ることができるが、一方、比較的大きな重みづけ
でDPCM化した場合は大きな波形変化に素速く
追従する波形を再現することができる。このよう
に、DPCM化する場合に、各ビツトの重みづけ
を異ならせることにより、波形の特徴により一層
適した符号化形式とすることができる。DPCM
復号部６Ａでは、このような重みづけの相違も考
慮して、各波形毎に予定された重みづけで復号操
作がなされるようにする。そのため、DPCMシ
フトデータメモリ８には、DPCM化された各波
形の波形データの重みづけの相違に応じて異なる
シフトデータが記憶されており、音色選択情報
TCに応じて所定のシフトデータSFが読み出され
る。このシフトデータSFはDPCM復号部６Ａに
加わり、波形データWoをシフトして所定の重み
づけで復号操作がなされるよう制御するために用
いられる。 復号回路６から出力された各サンプル点の波形
データMWは乗算器９に加わり、エンベロープ発
生器１０からのエンベロープ波形信号が乗算され
る。エンベロープ制御された波形データはＤ／Ａ
変換器１１でアナログ信号に変換された後、サウ
ンドシステム１２に与えられる。 第２図を参照して復号回路６の詳細例について
説明する。波形メモリ４から読み出される波形デ
ータWoはPCM化されたものもDPCM化された
ものも夫々８ビツト構成であるとする。そして、
復号回路６から最終的に出力されるPCM方式の
楽音波形サンプル点振幅データMWは12ビツト構
成であるとする。 波形メモリ４から読み出された波形データWo
がPCM方式で符号化されている場合、符号化形
式表示データDPは“０”であり、ゲート１３は
閉じ、セレクタ１４はＢ入力選択状態となる。セ
レクタ１４のＢ入力は12ビツトの入力線を持ち、
上位８ビツトには８ビツトの波形データWoが入
力され、下位４ビツトにはオール“０”が入力さ
れる。セレクタ１４から出力された12ビツトの波
形データは加算器１５を経由して楽音波形サンプ
ル点振幅データMWとしてそのまま出力される。
このとき加算器１５の他の入力に加わるシフト回
路１６の出力はゲート１３が閉じられていること
によつて常に“０”である。こうして、PCM方
式の波形データWoは特に復号操作されることな
くそのまま出力される。 波形データWoがDPCM方式で符号化されてい
る場合、符号化形式表示データDPは“１”であ
り、ゲート１３が開き、セレクタ１４はＡ入力選
択状態となる。セレクタ１４のＡ入力には加算器
１５の出力がレジスタ１７を介して入力される。
レジスタ１７は、キーオンパルスKONPによつ
て鍵の押し始めでリセツトされ、アドレス発生器
３から与えられる１サンプリングタイムを１周期
とするサンプリングクロツクパルスφに従つて１
サンプリングタイム毎に記憶内容が更新される。
すなわち、或るサンプリングタイムにおける加算
器１５の加算結果がレジスタ１７に取り込まれ、
その次のサンプリングタイムにおいて該レジスタ
１７から出力され、セレクタ１４のＡ入力を介し
て加算器１５に入力される。一方、波形メモリ４
から読み出された８ビツトの波形データWoはゲ
ート１３を通つてシフト回路１６に入力される。
シフト回路１６には前述のシフトデータSFが与
えられており、入力された８ビツトの波形データ
WoをシフトデータSFの値に応じて12ビツトの出
力ラインのいずれかにシフトし、これにより
DPCM化された波形データWoに所定の重みづけ
を付与する。勿論、12ビツト出力ラインのうち８
ビツトデータがシフトされなかつたビツトは
“０”とされる。例えば、８ビツトのDPCM波形
データWoをシフトデータSFの値０〜３に応じて
次表のようにシフトする。SF＝０の場合が最小
の重みづけに対応し、SF＝３の場合が最大の重
みづけに対応する。

〔発明の効果〕

以上の通りこの発明によれば、複数の異なる波
形をメモリに記憶する場合において、波形の符号
化形式を共通とせずに、異なる符号化形式で符号
化し得るようにしたため、全体としてメモリ容量
の節約が図れると共に、波形の再現精度を上げる
ようにすることも可能となる。例えば、DPCM
方式の場合、各サンプル点の波形データとして隣
接するサンプル点間の振幅値の差分値を記憶すれ
ばよいため、一般にPCM方式に比べてメモリ容
量を縮減することができる。従つて、異なる符号
化形式を混用することにより、PCM方式のみか
ら成る場合に比べて、全体としての波形メモリ容
量を縮減することが可能である。反対に、
DPCM方式のメモリ容量を節約せずに、１サン
プル点当りの差分値を十分なビツト数で表現した
とすると、波形再現精度を十分に上げることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係る電子楽器の
全体構成を示すブロツク図、第２図は第１図の復
号回路の詳細例を示すブロツク図、第３図及び第
４図はこの発明の別の実施例を夫々示すブロツク
図、である。 １……鍵盤、２……押鍵検出回路、３……アド
レス発生器、４，１８，２０……波形メモリ、５
……音色選択回路、６……復号回路、７……符号
化形式メモリ、８……DPCMシフトデータメモ
リ、９……乗算器、１０……エンベロープ発生
器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 互いに異なる波形を個々の波形の特徴に適し
   た異なる符号化形式で夫々記憶した少なくとも２
   つの波形メモリを含む波形記憶手段と、 発生すべき楽音の音高を指定する音高指定手段
   と、 指定された音高に従つて前記波形記憶手段から
   波形データを読み出す読出し手段と、 発生すべき楽音の波形を前記波形記憶手段に記
   憶された波形の中から選択する波形選択手段と、 前記波形選択手段による選択に応じて、該波形
   選択手段により選択された波形の符号化形式を指
   示する信号を出力する符号化形式指示手段と、 前記波形選択手段により選択されかつ前記波形
   記憶手段から読み出された波形データの符号化形
   式を、前記符号化形式指示手段により指示された
   符号化形式に応じて、所定の共通の符号化形式に
   変換する復号処理を行い、該共通の符号化形式で
   該波形データを出力する出力手段と を具え、前記出力手段から出力される波形データ
   に基づき楽音信号を発生する電子楽器の楽音信号
   発生装置。 ２ 前記波形記憶手段に記憶された各波形が複数
   周期波形を含むものである特許請求の範囲第１項
   記載の電子楽器の楽音信号発生装置。 ３ 前記波形記憶手段に記憶された各波形が複数
   種類の音色の各々に対応しており、前記波形選択
   手段が音色選択装置から成るものである特許請求
   の範囲第１項又は第２項記載の電子楽器の楽音信
   号発生装置。 ４ 前記波形記憶手段に記憶された各波形が複数
   段階の鍵タツチ強度に対応しており、前記波形選
   択手段は、発生すべきの楽音の音高を指定するた
   めの鍵に加えられた鍵タツチ強度に応じて前記波
   形の選択を行うものである特許請求の範囲第１項
   又は第２項記載の電子楽器の楽音信号発生装置。 ５ 前記波形記憶手段に記憶された各波形が発生
   すべき楽音の音高又は音域に対応しており、前記
   波形選択手段は、発生すべきの楽音の音高又はそ
   の所属音域に応じて前記波形の選択を行うもので
   ある特許請求の範囲第１項又は第２項記載の電子
   楽器の楽音信号発生装置。