JPH04120596A - 楽音信号発生装置 - 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】

本発明は、音量と音色を時間的に変化させて楽音信号を
発生する楽音信号発生装置に関する。

【従来技術】

従来の楽音信号発生装置は、音量を時間的に変化させる
音量制御波形信号を形成して発生する楽音の音量を制御
するとともに、同音量制御波形信号と同種の音色制御波
形信号を形成し、同音色制御波形信号に基づいて音色を
変化させていた。 また、持続部の波形を時間経過に従って次々とクロスフ
ェードさせながら切り換えてい（楽音信号発生装置とし
ては特公平２−３００３３号公報に示すものが知られて
いる。

【発明が解決しようとする課題］ 上述した従来の楽音信号発生装置では、音色を時間的に
変化させることができるものの、その変化は、演奏操作
態様に無関係で一定であったり、音量の変化とほぼ同等
であったため、時間経過または音量に対応して変化する
波形を再現することができるものの、依然、実際の演奏
に即した波形の微妙な変化は再現できなかった。 実際の演奏では、音量を徐々に増加せしめたり、音量を
徐々に減少せしめてい（と、波形は音量の変化度合いに
応じて微妙に変化する。 従来の楽音信号発生装置では、このような音量の変化度
合いには対応していなかったため、音量を徐々に増加さ
せたり音量を徐々に減少させたりするときにおける波形
の変化過程を再現することができなかった。 本発明は、かかる課題を解決するためになされたもので
、時間的に音量が変化していく過程における微妙な波形
を再現することが可能な楽音信号発生装置を提供するこ
とを目的とする。 【課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、請求項Ｉにかかる発明の構
成上の特徴は、楽音信号を形成出力する楽音信号形成手
段と、時間的に変化する音量制御波形信号を形成すると
ともに同音量制御波形信号を上記楽音信号形成手段に出
力して上記楽音信号における音量を制御する音量制御波
形信号形成手段と、時間的に変化する音色制御波形信号
を形成するとともに同音色制御波形信号を上記楽音信号
形成手段に出力して上記楽音信号における音色を制御す
る音色制御波形信号形成手段とを備えた楽音信号発生装
置において、上記音色制御波形信号の変化度合いを検出
して上記音色制御波形信号に基づく音色の制御に加えて
、同検出された音色の変化度合いに基づいて上記楽音信
号における音色を制御するように構成したことになる。 また、請求項２にかかる発明の構成上の特徴は、請求項
１に記載の楽音信号発生装置において、上記楽音信号形
成手段は、音色に対応した複数組の楽音波形のサンプル
データ群を記憶する記憶手段を有しており、上記音色制
御波形信号と上記検出された音色の変化度合いとに対応
した楽音波形のサンプルデータ群に基づいて楽音信号を
形成するように構成したことにある。 さらに、請求項３にかかる発明の構成上の特徴は、請求
項１に記載の楽音信号発生装置において、上記楽音信号
形成手段は、楽音の各高調波成分を所定の割合で合成せ
しめて楽音信号を形成する高調波合成楽音信号形成手段
を有しており、上記音色制御波形信号と上記検出された
音色の変化度合いとに応じて上記割合を変化せしめて所
望の音色に対応した楽音信号を形成するように構成した
ことにある。 また、請求項４に係る発明の構成上の特徴は、請求項１
に記載の楽音信号発生装置におい、て、上記楽音信号形
成手段は、楽音信号の音色を制御するフィルタを有して
おり、上記音色制御波形信号と上記検出された音色の変
化度合いとに応じて上記フィルタのフィルタ特性を変化
せしめて所望の音色に対応した楽音信号を形成するよう
に構成したことにある。 さらに、請求項５にかかる発明の構成上の特徴は、請求
項１に記載の楽音信号発生装置において、上記楽音信号
形成手段は、変調演算によって楽音信号を形成する変調
演算楽音合成手段を有しており、上記音色制御波形信号
と上記検出された音色の変化度合いとに対応した演算パ
ラメータを使用して所望の音色に対応した楽音信号を形
成するように構成したことにある。 【発明の作用】 上記のように構成した請求項１にかかる発明において、
楽音信号形成手段から音量制御波形信号と音色制御波形
信号に対応した時間的に変化する音量と音色の楽音信号
を発生するときに、上記音色制御波形信号の変化度合い
を検出して上記音色制御波形信号に基づく音色の制御に
加えて、同検出された音色の変化度合いに基づいて上記
楽音信号における音色を制御する。 すなわち、通常の音色の指定に加えて同指定される音色
の変化度合いに応じて音色を変更することにより、演奏
時における微妙な波形の変化に対応した楽音信号を発生
する。 また、請求項２にかかる発明においては、上記楽音信号
形成手段における記憶手段が音色に対応した複数組の楽
音波形のサンプルデータ群を記憶しており、上記音色制
御波形（６号と上記検出された音色の変化度合いとに対
応した楽音波形のサンプルデータ群に基づいて楽音信号
を形成する。 さらに、請求項３にかかる発明においては、上記楽音信
号形成手段における高調波合成楽音信号形成手段が楽音
の各高調波成分を所定の割合で合成せしめて楽音信号を
形成するときに、上記音色制御波形信号と上記検出され
た音色の変化度合いとに応じて上記割合を変化せしめて
所望の音色に対応した楽音信号を形成する。 また、請求項４にかかる発明においては、上記楽音信号
形成手段がフィルタによって楽音信号の音色を制御する
ときに、上記音色制御波形信号と上記検出された音色の
変化度合いとに応じて上記フィルタのフィルタ特性を変
化せしめて所望の音色に対応した楽音信号を形成する。 そして、請求項５にかかる発明においては、上記楽音信
号形成手段における変調演算楽音合成手段が変調演算に
よって楽音信号を形成するときに、上記音色制御波形信
号と上記検出された音色の変化度合いとに対応した演算
パラメータを使用して所望の音色に対応した楽音信号を
形成する。

【発明の効果］ このように本発明によれば、通常の音色の指定に加えて
同指定される音色の変化度合いに応じて音色を変更制御
することにより、実際の演奏時における微妙な波形の変
化に対応してより表現力を向上せしめることができる。 また、請求項２〜５にかかる発明において、請求項２に
かかる発明によれば波形サンプルデータに基づいて楽音
信号を形成する装置に適用でき、請求項３にかかる発明
によれば高調波合成によって楽音信号を形成する装置に
適用でき、請求項４にかかる発明によればいわゆるディ
ジタルフィルタのようにフィルタ特性を変化せしめて楽
音信号を形成する装置に適用でき、請求項５にかかる発
明によればいわゆる周波数変調方式のように変調演算に
よって楽音信号を形成する装置に適用できる。 【実施例】 以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明する。 第１図は、本発明が適用される電子楽器の全体を概略的
に示しており、同電子楽器は楽音波形メモリに記憶され
た各１周期分の楽音波形を繰り返し読み出すいわゆるＰ
ＣＭ方式で楽音信号を発生する。 この電子楽器は鍵盤とスイッチなどからなる演奏操作子
群１０とペダルとセンサとからなるイクスブレッション
ペダル２０を有している。 演奏操作子群】０は鍵盤による演奏操作に応じて鍵盤演
奏データＫＤを操作子制御部３０に出力し、同操作子制
御部３０は同演奏操作子群１０から鍵盤演奏データＫＤ
が入力されると同データＫＤより押鍵された鍵を表すキ
ーフード、押鍵中であることを示すキーオン、押鍵され
たときの速度を示すイニシャルタッチ、及び押鍵された
鍵の抑圧を示すアフタータッチを検出し、発音チャンネ
ルごとにそれぞれを表すキーフード信号ＫＣ，牛−オン
信号Ｋ　ＯＮ、　　イニシャルタッチ信Ｍ　Ｉ　Ｔ。 及びアフタータッチ信号ＡＴを出力する。 また、イクスブレッションペダル２０は演奏者による音
量の大小を指示するペダル操作に応じてペダル演奏デー
タＰＤを同操作子制御部３０に出力し、同操作子制御部
３０は同イクスブレッションペダル２０より同データＰ
Ｄが入力されると同データＰＤより音量の大小を表すペ
ダル信号ＥＰを出力する。 操作子制御部３０には音色選択設定操作子群４０も接続
され、同操作子群４０は予め用意された音色を選択した
り任意の音色となるよう設定を行なう各種操作子が設け
られている。音色選択設定操作子群４０はかかる操作子
の操作状況に応じて音色選択設定データＳＥＴを操作子
制御部３０に出力し、同操作子制御部３０は同データＳ
ＥＴに基づいて音色信号ＴＣを出力している。 操作子制御部３０から出力される各種信号のうち、キー
フード信号ＫＣは周波数ナンバ変換部５０に入力され、
同周波数ナンバ変換部５０は牛コード信号ＫＣが表す音
高に対応した周波数ナンバ信号ＦＮをアドレス発生部６
０に出力する。この周波数ナンバ信号ＦＮはサンプル波
形を求める際の位相増分値を表しており、アドレス発生
部６０はクロック信号のタイミングに応じて同周波数ナ
ンバ信号ＦＮを累積し、同累積値の整数部をアドレス信
号ＡＤＲ３として波形信号発生回路７０に出力する。整
数部を出力するのは波形間の補間を省略する構成とした
ためであるが、アドレス信号ＡＤＲＳに基づくサンプル
波形データとアドレス信号ＡＤＲ３＋１に基づくサンプ
ル波形データとを求めた後、小数部を利用して補間演算
を行なうようにしてもよい。また、同整数部は位相の「
２π」に対応する所定値を越えるとオーバーフローして
再度「０」からの値を示すことになる。 波形信号発生回路７０は位相情報と音色情報とに応じて
サンプル波形データを出力するものであり、音量用エン
ベロープ発生器８０が出力する対数値の音量用エンベロ
ープ信号ＥＤｔを対数常数変換回路９０にて常数値に変
換した後、乗算器１００にて当該サンプル波形データに
乗算することにより所定のエンベロープを付与された楽
音信号が得られる。 音量用エンベロープ発生器８ｏには、第２図に示すよう
に、牛−オン信号ＫＯＮとともに、音色信号ＴＣとキー
コード信号ＫＣ１及びペダル信号ＥＰとイニシャルタッ
チ信号ＩＴとアフタータッチ信号ＡＴとが入力さねてお
り、基本エンベロープを発生する基本エンベロープ発生
回路（ＥＧＢ）８０ａと、イニシャルタッチエンベロー
プを発生するイニシャルタッチエンベロープ発生回路（
ＥＧ　　ＩＴ）８０ｂと、アフタータッチエンベロープ
を発生するアフタータッチエンベロープ発４′同銘（Ｆ
Ｇ　ＡＴ）ＱｌｌｒＪ−ぺ／＋＋＋丁ソベｒｙ−ブを発
生するペダルエンベロープ発生回路（ＥＧ　　ＥＰ）８
０ｄとを膏し、ている。 各エンベロープ発生回路は、キーオン信号ＫＯＮとキー
フード信号ＫＣと音色信号ＴＣとに基づいてエンベロー
プ波形と出力タイミングとが制御され、さらにイニシャ
ルタッチエンベローブ発生回路８０ｂとアフタータッチ
エンベロープ発生回路８０ｃとペダルエンベロープ発生
［＝ｌｆ＋ｓｏｄについては、それぞれ乗算器８０ｅ〜
８０ｇにて出力エンベローブにイニシャルタッチ信ｑｌ
Ｔとアフタータッチ信号ＡＴとペダル信号ＥＰとが乗算
されるようになっている。 なお、各エンベロープ発生回路はエンベロープの記憶さ
れたメモリを有しており、各エンベロープ発生回路が発
生するエンベロープは、第３図〜第６図に示すように、
アタック部と、ループ部と、リリース部（アフタータッ
チエンベロープは除＜）とからなり、牛−オン信号ＫＯ
Ｎに基づいて押鍵直後にはアタック部のエンベロープが
出力され、７々１．ノツ！Ｗｇ、ｌＪ＋−？ｔ＋ψ−」
セ、ノーｍａ−→ｒ４ｑ１＠ヒｉ１プ＋Ｌ−イ部が繰り
返し出力され、離鍵されたときにはリリース部が出力さ
れる。むろん、メモリからの読み出しに限らず、演算に
よってエンベロープを決定する構成としてもよい。なお
、リリース部が出力されるときはそれまでの音量レベル
が変化することのないように、それまでの音量レベルと
同じレベルの部分から後のエンベロープ波形が出力され
る。また、音色信号ＴＣに基づいて基本的なエンベロー
プ波形が選択され、キーコード信号ＫＣに基づいてキー
スケーリングが施される。 各エンベロープ波形より明らかなように、イニシャルタ
ッチとアフタタッチとペダル操作量のそれぞれの操作量
の組み合わせでエンベロープの形が多様に変化する。ま
た、押鍵直後はイニシャルタッチがよく効き、やがてア
フタタッチによる効果が大きくなるという現実の状況に
かなった特性を実現できる。さらに、アフタタッチエン
ベロープのループ部によりビブラートの効果を付与して
いる。 基本エンベロープと上記乗算後のイニンヤルタ７チェン
ベローフトアフタータノチェンベローブとペダルエンベ
ロープは加算器８０ｈに入力されており、同加算器８０
ｈは各エンベロープを加算して補間回路８０Ｉに出力す
る。エンベロープは時間経過に対して離散的な値である
ため、同補間回路８０１にて補間を施し、音量用エンベ
ロープ信号ＥＤｔを出力する。 これまでのエンベロープが示す値は対数値となっており
、波形データにエンベロープを付与する際には常数値と
なっている方がよいので対数常数変換回路９０によって
常数値の音量用エンベロープ信号ＥＤｚに変換してから
乗算器１００に入力せしめる。 なお、以上の例ではエンベロープ発生回路を計４個使用
しているが、基本エンベロープ波形ヲイニシャルタッチ
で選択するようにして３個のエンベロープ発生回路で構
成することもできる。具体的には、第７図に示すように
キーオン信号ＫＯＮとキーコード信号ＫＣと音色信号Ｔ
Ｃとともにイニシャルタッチ信号ＩＴを基本エンベロー
プ制御回路８０Ｊに入力し、同基本エンベロープ制御回
路８０ｊによって基本エンベロープ発生回路８０ｋによ
る基本エンベロープの発生を制御せしめる構成とする。 また、１つのエンベロープ発生回路を時分割的に使用し
てもよい。 本実施例では、この音量用エンベロープ発生器８０とと
もに音色を制御するための制御波形信号を発生する音色
用エンベロープ発生器１１０も備えており、同音色用エ
ンベロープ発生器１１０は第７図に示す音量用エンベロ
ープ発生器８ｏと同様に３個のエンベロープ発生回路を
使用して構成されている。 ただし、それぞれのエンベロープ発生回路（基本エンベ
ロープ発生回路と、アフタータッチエンベロープ発生回
路と、ペダルエンベロープ発生回路）が出力するエンベ
ロープ波形は第８図〜第１０図に示すような波形となっ
ており、キーオン信号ＫＯＮに基づいて出力タイミング
が制御され、音色信号ＴＣに基づいて基本的なエンベロ
ープ波形が選択され、キーフード信号ＫＣに基づいて牛
−スケーリングが施されている。 音色用エンベロープ発生器ｌｌｏが出力する対数値の音
色用エンベロープ信号ＴＥＤはそのまま波形信号発生回
路７０に入力されるとともに、レベル変化率計算部１２
０に入力されてレベル変化率信号ΔＴＥＤが計算され、
同レベル変化率信号ΔＴＥＤとして波形信号発生回路７
０に入力されている。 同レベル変化率計算部！２０は、１つのサンプル波形デ
ータを演算するタイミングに対応してレベル変化率信号
ΔＴＥＤを計算するものであり、第１ｊ図に示すように
１クロツクビツトの遅延回路１２１と減算器１２２とを
有しており、遅延回路１２１にて遅延されたｌクロック
ピット前の音色用エンベロープ信号ＴＥＤと現在の音色
用エンベロープ信号ＴＥＤとの差を減算器１２２で計算
している。 なお、第１１図に示すレベル変化率計算部１２０は音色
用エンベロープ信号ＴＥＤの傾きだけを求めるものであ
るが、音色用エンベロープ信号ＴＥＤの変化の加速度を
加味する構成としても良い。 具体的には、第１２図に示すように、遅延回路１２１ａ
、１２１ｂを直列に接続して１クロ、クビット遅れの音
色用エンベロープ信号ＴＥＤＩと２クロックビット遅れ
の音色用エンベロープ信ｑＴＥＤ２とを保持するととも
に、係数発生回路１２３の発生する係数α、　（１−α
）を乗算器１２４ａ、１２４ｂにて音色用エンベロープ
信号ＴＥＤと２クロックビット遅れの音色用エンベロー
プ信号ＴＥＤ２とを乗算せしめ、加算器＋２５にて乗算
後の音色用エンベロープ信号ＴＥＤと音色用エンベロー
プ信号ＴＥＤ２とを加算するとともに１クロックビ、ト
遅れの音色用エンベロープ信号ＴＥＤＩを減算する。か
かる構成とする場合には、係数発生回路１２３の発生す
る係数αに応じて加速度を加味したものと、加速度を加
味しないものとを選択することもできる。 例えば、α＝０．５の場合、 ＴＥＤ＝ｅｄ　（ｔ） ＴＥＤ１＝ｅｄ　（ｔ−Δｔ） ＴＥＤ２＝ｅｄ　　（ｔ　　−２Δ　ｔ　）とすると、 △丁ＥＤ−０，５ｅｃ！（ｔ） ｅｄ　　（ｔ　　−Δ　ｔ　） ＋０．　　５ｅｄ（ｔ−２Δ　ｔ　） ＝　　１　　／　２　　ｆ　　（ｅ　　ｃ３　　（ｔ　
　）　　−ｅ　　ｄ　　（ｔ　　−Δ　１））−（ｅｄ
　　（ｔ　　−Δ　ｔ）−ｅｄ（ｔ　　−２Δ　【））
）となるから加速度となり、α−１の場合は、ΔＴＥＤ
＝ｅｄ　（ｔ）−ｅｄ　（を−Δｔ）となるから、第１
１図に示すものと同様に傾きだけを考慮したものとなる
。 波形信号発生回路７０は、このようにして求められた音
色用エンベロープ信号ＴＥＤとレベル変化率信号ΔＴ　
Ｅ　Ｄ、　　およびアドレス発生部６０の出力するアド
レス信号ＡＤＲ５と、音色信号ＴＣとキーコード信号Ｋ
Ｃとに基づいて、選択された音色と演奏された音高とに
応じた波形信号を発生するものであり、第１３図に示す
ように楽音波形メモリ７１から楽音波形を読み出してサ
ンプル波形データを出力する。 楽音波形メモリ７１は音色の異なる複数の波形群のサン
プル波形データを記憶しており、読み出しメモリ選択回
路７２が出力する波形群選択信号ＳＬで所定の音色の波
形群が選択されると同選択された波形群における上記ア
ドレス信号ＡＤＲＳに対応する位相値のサンプル波形デ
ータが読み出される。 しかし、楽音波形メモリ７１に記憶されている波形群は
音色用エンベロープ信号ＴＥＤとレベル変化率信号ΔＴ
ＥＤとが表す値に対して離散的な値に対応するものであ
るため、入力される音色用エンベロープ信号ＴＥＤとレ
ベル変化率信号ΔＴＥＤとが、記憶された波形群とに対
応する値とは正確に一致しない状態が生じる。このため
、読み出しメモリ選択回路７２はかかる場合の波形を上
記記憶されている波形群によって補間演算して算出すべ
く、マトリクス状に配設された波形群から同中間値を包
含する４つの波形を選択して波形群選択信号ＳＬを出力
する。すなわち、音色用エンベロープ信号ＴＥＤとレベ
ル変化率信号ΔＴＥＤの整数位１．　　Ｊに基づいて楽
音波形メモリ７１から４つの波形サンプルデータを読み
出し、同音色用エンベロープ信号ＴＥＤとレベル変化率
信号ΔＴＥＤの小数位ｉ、　　Ｊに基づいて波形群間補
間器７４が補間を行なう。 例えば、整数位の音色用エンベロープ信号Ｘと整数位の
レベル変化率信号ｙに応じて楽音波形メモＩＪ　７１内
で二次元状に配列された各波形群をＷ（ｘ、ｙ）で特定
するとすると、選択される４つの波形群はＷ（１，ＪＬ
　　Ｗ（Ｔ、　　Ｊ＋１）、Ｗ（ｒ＋１．Ｊ）、Ｗ（１
＋１．Ｊ＋１）であり、波形群間における補間演算は、
次のようになる。 ｗ（Ｉ、　　Ｉ、　　Ｊ、　　ｊ）− （１−ｉ）Ｘ（１−Ｊ）ＸＷ（Ｌ　　Ｊ）＋（１−ｉ）
ＸＪＸＷ（１，Ｊ＋１） ＋ｉＸ　（１−Ｊ）ＸＷ（１＋１．　　Ｊ）＋１ｘｊｘ
Ｗ（１＋１．Ｊ＋１） そして、補間カウンタ７３が補間タイミング信号「０」
〜「５」を繰り返し出力するにつれ、読み出しメモリ選
択回路７２と波形群聞捕聞器７４は、　「リセット」、
　「波形群Ｗ（１，Ｊ）選択」、「波形群Ｗ（１，Ｊ＋
１）選択」、　「波形群Ｗ（Ｉ士Ｉ　　Ｊ）選択」、　
［波形群Ｗ（１＋１．　　Ｊ＋］）選択ｊ１「補間演算
及び演算結果出力」という処理を繰り返す。 なお、楽音波形メモリ７１内では、第１４図に示すよう
に、音色用エンベロープ信号ＴＥＤとレベル変化率信号
ΔＴＥＤとに対応して音量用エンベロープにおける各ス
テートの音色を表す波形群が二次元状に配列されている
。すなわち、音色用エンベロープ信号ＴＥＤが正の大な
る値でレベル変化率信号△ＴＥＤも正の大なる値の状態
に対しては第１５図に示すアタック部（ＡＴ）の音色に
対応する波形群が記憶され、音色用エンベロープ信号Ｔ
ＥＤが正の大なる値でレベル変化率信号ΔＴＥＤが負の
大なる値の状態に対しては同図に示す第１デイケイ部（
１ｓｔＤ）の音色に対応する波形群が記憶され、音色用
エンベロープ信号ＴＥＤが負の大なる値でレベル変化率
信号ΔＴＥＤが正の大なる値の状態に対しては同図に示
すスラー部（Ｓ　Ｌ）の音色に対応する波形群が記憶さ
れ、音色用エンベロープ信号ＴＥＤが負の大なる値でレ
ベル変化率信号ΔＴＥＤも負の大なる値の状態に対して
は同図に示すリリース部（ＲＬ）の音色に対応する波形
群が記憶されている。 また、音色用エンベロープ信号ＴＥＤが正の小なる値で
レベル変化率信号ΔＴＥＤも正の小なる値の状態に対し
てはビブラート時の周波数が大きな部分の波形群（■＋
〉が記憶され、音色用エンベロープ信号ＴＥＤが負の小
なる値でレベル変化率信号ΔＴＥＤも負の小なる値の状
態に対してはビブラート時の周波数が小さな部分の波形
群（Ｖ）が記憶され、音色用エンベロープ信号ＴＥＤが
正の小なる値でレベル変化率信号ΔＴＥＤが負の小なる
値の状態に対してはビブラートにおける周波数の大きな
状態から小さな状態へ移行する間の音色に対応する波形
群（、（Ｖ＋）＋　（Ｖ−））が記憶され、音色用エン
ベロープ信号ＴＥＤが負の小なる値でレベル変化率信号
ΔＴＥＤが正の小なる値の状態に対してはビブラートに
おける周波数の小さな状態から大きな状態へ移行する間
の音色に対応する波形群（（Ｖ−）＋　（Ｖ＋）　）が
記憶されている。ただし、各区画の境界周辺では、図中
に”＋”で示しているように特性の混じりあった波形の
波形群となっており、また、アタック部からＩＪ　ＩＪ
−ス部に至るに従って高調波成分が徐々に減衰している
。 以上のようにして波形信号発生回路７ｏはサンプル波形
データを算出するが、当該波形信号発生回路７０につい
ては、上記入力信号に基づいて楽音波形を再現するもの
であれば他の構成とすることもできる。 例えば、第１６図には高調波成分を合成して楽音波形を
再現するものの構成を示している。 この場合、アドレス信号ＡＤＲ３に対して音色用エンベ
ロープ信号ＴＥＤとレベル変化率信号ΔＴＥＤと音色信
号ＴＣとキーコード信号ＫＣとが入力されたとすると、
倍音スロットカウンタ２゜ｌの出力するスロット信号ｋ
に応じて係数発生回路２０２が高調波成分のレベルに対
応する混合比Ｌｋ（ＴＥＤ、　　ＡＴ　Ｅ　Ｄ、　　Ｔ
　Ｃ，Ｋ　Ｃ）と位相偏差φｋ（ＴＥＤ、　　ＡＴ　Ｅ
　Ｄ、　　Ｔ　Ｃ，Ｋ　Ｃ’）を出力し、正弦波発生器
２０３がアドレス信号ＡＤＲ３とスロット信号にと位相
偏差φｋ（Ｔｉ：Ｄ、　　ΔＴＥＤ、ＴＣ，ＫＣ）に応
じて ｗ　Ｏ（ＡＤＲＳ、　ｋ、φｋ（ＥＤｔ、ΔＥＤｔ、Ｔ
Ｃ，ＫＣ））＝ｓｉｎ（ｋ−ＡＤＲｓ＋φｋ（ＥＤｔ、
ΔＥＤＬ、ＴＣ，ＩＦＧ））を出力し、乗算器２０４に
て混合比Ｌｋを乗算して合成器２０５にて合成すること
により、ｗ　ｌ　＝　　Σ　　（Ｌｋ　（ＥＤｔ、ΔＥ
Ｄｔ、ＴＣ，ＫＣ）Ｘ＝１ ｘ　５ｉｎ（ｋ−ＡＤＲＳ＋φｋ（ＥＤｔ、ΔＥＤｔ、
　ＴＣ，ＫＣ））１なる演算式に従った高調波合成を行
なう。すなわち、倍音スロットカウンタ２０１はスロッ
ト信号ｋを出力して係数発生回路２０２と正弦波発生器
２０３と合成器２０５を制御するときに、　ｒｍＪを高
調波合成の倍音数とすると、同スロット信号には繰り返
し「０」〜ｒｍ＋１」と変化して、　「０」にてリセッ
トを表し、　ｒｌＪ〜ｒｍＪにて各高調波成分の演算及
び累算を表し、　ｒｍ＋ＩＪにて合成値の出力を表して
いる。 また、第１７図に示すように共振の鋭さ（以下、「Ｑ」
という。）と力、トオフ周波数を変更可能なディジタル
フィルタ３０１に波形メモリ３０２から読み出された楽
音波形信号を通過せしめ、所望の楽音波形を再現する構
成とすることもできる。 この例では、アドレス信号ＡＤＲ５とキーコード信号Ｋ
Ｃと音色信号ＴＣとに応じて読み出し制御回路３０３が
波形メモリ３０２の読み出しアドレスを出力し、同読み
出しアドレスに記憶された楽音波形信号をディジタルフ
ィルタ３０１に入力せしめる。一方、音色用エンベロー
プ信号ＴＥＤとレベル変化率信号ΔＴＥＤはＱパラメー
タ変換回路（ＦＱ　　ＥＧ）３０３とカットオフ周波数
変換回路（ＦＣＥＧ）３０４に入力されており、それぞ
れの場合に応じたＱとカットオフ周波数をディジタルフ
ィルタ３０１に出力している。このため、波形メモリ３
０２から読み出された楽音波形信号は上記指定されたＱ
と力・７トオフ周波数の特性を有するディジタルフィル
タ３０１を通過して所望の楽音波形信号となる。 さらに、第１８図には周波数変調方式にて波形信号を形
成する周波数変調楽音合成演算回路４０１における演算
用パラメータを変更する例を示している。 周波数変調楽音合成演算は、 ｗ＝Ａｃｏｓ（ωｃ０ｔ＋ｍＨｓＩｎ（ωｓ＋ｔ）＋φ
）の演算式に基づく楽音波形を演算・出力するものであ
り、音色や音高に応じて当該演算式におけるパラメータ
を適宜選択し、所定の音高及び音色の楽音信号を発生す
る。 ここで、第１８図に示すものでは、パラメータ読み出し
制御回路４０２は音色信号ＴＣとキーコード信号ＫＣに
応じてパラメータバンク４０３からパラメータを読み出
すにあたり、音色用エンベロープ信号ＴＥＤとレベル変
化率信号ΔＴＥＤに応じて読み出しパラメータを適宜選
択している。 このように、波形信号発生回路７ｏは音色用エンベロー
プ信号ＴＥＤとレベル変化率信号△ＴＥＤとに基づいて
異なる音色の波形を選択しており、具体的には第１３図
に示すものでは楽音波形メモリ７１における波形サンプ
ルデータを選択し、第１６図に示すものではスペクトル
データを選択し、第１７図に示すものではディジタルフ
ィルタの特性パラメータを選択し、第１８図に示すもの
では演算式におけるパラメータを選択している。そして
、これらのパラメータは楽音波形メモリ７１における波
形群の配置と同様、音色用エンベロープ信号ＴＥＤとレ
ベル変化率信号ΔＴＥＤに対しては二次元状に配列され
ている。 この波形信号発生回路７０から出力されるサンプル波形
データは乗算器１００にて音量用エンベロープ信号ＥＤ
ｚと乗算され、所定のエンベロープを付与された楽音信
号が得られると、同楽音信号はミキサ部１３０にて複数
の発音チャンネル分の楽音信号が加算されてＤ／Ａコン
バータ１４０に入力され、同り／Ａコンバータ１４０に
てデジタルからアナログ信号に変換されてアンプやスピ
ーカなどからなるサウンドシステム１５０が楽音に変換
して出力する。 次に、上記構成からなる楽音信号発生装置の動作を説明
する。 演奏者が当該電子楽器の図示しない電源スィッチをオン
にして演奏を開始したとする。 いま、通常の音量となるようにイクスプレ、ノヨンベダ
ルを踏み込んでいるとすると、音量のレベルとしては中
程度の値となっている。また、演奏者が鍵盤を操作して
演奏を開始すると演奏操作子群１０から鍵盤演奏データ
ＫＤが出力され、操作子制御部３０が同鍵盤演奏に対応
してキーオン信号ＫＣを周波数ナンバ変換部５ｏに出力
する。 周波数ナンバ変換部５０では同手−コード信号ＫＣに対
応した周波数ナンバ信号ＦＮをアドレス発生部６０に出
力し、同アドレス発生部６ｏはクロック信号が入力され
るごとに同周波数ナンバ信号ＦＮが表す位相増分値を累
算する。 一方、操作子制御部３０は、鍵盤の操作に対応したキー
オン信号ＫＯＮとキーコード信号ＫＣとイニシャルタッ
チ信号ＩＴとアフタータッチ信号ＡＴとともに、イクス
プレッンヨンペダルの踏み込み量に対応したペダル信号
ＥＰと、音色選択設定操作子群４０における音色操作子
の操作に対応した音色信号ＴＣとを音量用エンベロープ
発生器８０と音色用エンベロープ発生器１１０に出力し
、同音量用エンベロープ発生器８０における各エンベロ
ープ発生回路８０ａ〜８０ｄはキーオン信号ＫＯＮとキ
ーフード信号ＫＣと音色信号ＴＣとに基づいてそれぞれ
のエンベロープを発生する。かかるエンベロープのうち
、イニシャルタッチエンベロープとアフタータッチエン
ベロープとペダルエンベロープについては乗算器８０ｅ
〜８０ｇにて各エンベロープ発生回路８０ｂ〜８０ｄの
出力に絶対的な音量を表すイニ／ヤルタノチ信号ＩＴと
アフタータッチ信号ＡＴとペダル信号ＥＰを乗算し、乗
算後のエンベロープ信号と基本エンベロープ発生回路８
０ａの出力する基本エンベロープを加算器８０ｈにて加
算する。 加算器８０ｈの出力するエンベロープは補間回路８０ｊ
にて連続的なエンベロープに補間され、対数常数変換回
路９０を介して常数に変換された後、第１５図に示すよ
うな波形となって乗算器１００に入力される。 方、音色用エンベロープ発生器１１０においては、基本
エンベロープ発生回路１１０にとアフタータッチエンベ
ロープ発生回路１１０ｃとペダルエンベロープ発生回路
１１０ｄが第８図〜第１０図に示す音色用エンベロープ
信号を出力しており、それぞれの音色用エンベロープ信
号が加算器１１０ｈにて加算されている。 アフタータッチエンベロープとペダルエンベロブについ
ては、乗算器１１０ｆ、　　１１０ｇにてアフタータッ
チ信号ＡＴとペダル信号ＥＰが乗算されて基本エンベロ
ープに加算されるものの、概略の波形は基本エンベロー
プに似たものとなる。 そこで、第８図に示す基本エンベロープ波形を参照して
音色用エンベロープ信号ＴＥＤとレベル変化率信号ΔＴ
ＥＤとの変化過程をみてみる。 発音直後は、楽音の立ち上がり部に対応して音色用エン
ベロープ信号ＴＥＤはｒＯＪから正の大なる値へと増加
し、レベル変化率信号ΔＴＥＤは同増加傾向に対応した
正の値となって波形信号発生回路７０に入力される。 一方、演奏操作子群ｌＯにて押鍵された鍵の音高に対応
するキーコード信号ＫＣは周波数ナンバ変換部５０に入
力され、同キーコード信号ＫＣに対応した所定の周波数
ナンバ信号ＦＮがアドレス発生部６０に入力される。ア
ドレス発生部６０は同周波数ナンバ信号ＦＮを累算して
アドレス信号ＡＤＲ８を波形信号発生回路７０に出力し
ており、同波形信号発生回路７０では同アドレス信号Ａ
ＤＲ３が楽音波形メモリ７１に入力されるとともに、上
記音色用エンベロープ信号ＴＥＤとレベル変化率信号Δ
Ｔ　Ｅ　Ｄ、　　及び音色信号ＴＣとキーフード信号Ｋ
Ｃが読み出しメモリ選択回路７２に入力される。 読み出しメモリ選択回路７２は、音色信号ＴＣにて指定
された音色に関する波形群であってキーフード信号ＫＣ
によって指定される音域の波形群の範囲内で、上記音色
用エンベロープ信号ＴＥＤとレベル変化率信号ΔＴＥＤ
の整数部Ｉ、　　Ｊと補間カウンタ７３の出力する補間
タイミング信号ｋに従って楽音波形メモリ７１の読み出
し波形を選択する。 すなわち、第１４図に示す二次元状の波形データテーブ
ルにおいて、補間タイミング信号ｋが「０」〜「５」ま
で変化するときに、　「１」で波形群Ｗ（ＬＪ）を選択
し、　「２」で波形群Ｗ（１゜Ｊ＋１）を選択し、　「
３」で波形群Ｗ（１＋１゜Ｊ）を選択し、　「４」で波
形群Ｗ（１＋１．Ｊ＋１）を選択する。なお、　「０」
はリセットを表し、「５」では補間演算と演算結果出力
が行なわれる。 しかして、楽音の立ち上がり部では音色用エンベロープ
信号ＴＥＤが正の大なる値であるとともにレベル変化率
信号ΔＴＥＤも正の値であるため、波形データテーブル
に示すようにアタック部の波形を表す波形データが選択
されることになる。同選択された波形データはアドレス
発生部６０が出力するアドレス信号ＡＤＲＳに対応して
順次楽音波形メモリ７１より読み出され、波形群間補間
器７４にて補間カウンタ７３の出力する補間タイミノブ
信号ｋに応じて音色用エンベロープ信号ＴＥＤとレベル
変化率信号ΔＴＥＤの小数部ｉ、　　Ｊより上述した補
間を行なう。 波形群間補間器７４から出力される波形信号は乗算器１
００にて対数常数変換回路９０が出力するエンベロープ
が付与され、ミキサ部１３０とＤ／Ａコンバータ１４０
とサウンドシステム１５０を経て楽音として出力される
。 従って、楽音の立ち上がり部においてはアタック部の波
形データが選択されて楽音として再現されたことになる
。 これに続き、アタック部のピークを越えると音色用エン
ベロープ信号ＴＥＤはそれまで増加していた状態から増
加が止まり、さらには徐々に減少し始める。これに従っ
て、レベル変化率信号ΔＴＥＤは正の大なる値からｒＯ
Ｊを経て負の値へと変化していく。従って、波形データ
テーブルからはアタック部の波形を表す波形データから
、アタック部と第１デイケイ部を混合した波形を経て、
第１デイケイ部の波形を表す波形データへと順次変化し
つつ同波形データが出力されることになる。 そして、“アタック部が終了する頃には、エンベロープ
の変化が少なくなり、音色用エンベロープ信号ＴＥＤは
ｒＯＪ付近で交互に圧の値となったり負の値となったり
する状態を繰り返す。これにより、音色用エンベロープ
信号ＴＥＤとレベル変化率信号ΔＴＥＤはともに「０」
付近で変動し、より具体的には、音色用エンベロープ信
号ＴＥＤが正の値でレベル変化率信号ΔＴＥＤも正の値
−音色用エンベロープ信号ＴＥＤが正の値でレベル変化
率信号ΔゴＥＤが負の値−音色用エンベロープ信号ＴＥ
Ｄが負の値でレベル変化率信号ΔＴＥＤも負の値−音色
用エンベロープ信号ＴＥＤが負の値でレベル変化率信号
ΔＴＥＤが正の値→・・といった状態を繰り返す。 すると、波形データテーブルからは、　（■＋）−（Ｖ
＋）＋（Ｖ−）−（Ｖ−）−（Ｖ−）＋（Ｖ＋）−・・
・の領域の波形データが読み出され、ビブラートのかか
った楽音が得られる。 また、ループ部が終了すると音色用エンベロープ信号Ｔ
ＥＤの値は負の値となって減少していき、またレベル変
化率信号ΔＴＥＤも音色用エンベロープ信号ＴＥＤの減
少にともなって負の値となる。 従って、波形データテーブルからはリリース部の波形を
表す波形データが出力されることになり、この状態から
音色用エンベロープ信号ＴＥＤがやや増加するとレベル
変化率信号ΔＴＥＤが正となって同テーブルにおけるス
ラ一部の波形を表す波形データが出力されることになる
。 このようにして各鍵の押鍵にともなってアタック部から
第１デイケイ部、ループ部、リリース部からスラ一部へ
と至るまでにそれぞれの場合における波形が再現されて
楽音として出力される。 これまでは、音量を特に変化させることな（、通常の発
音過程を前提としていた。しかしながら、演奏者がクレ
ッシエンドさせるためにイクスブレソシ目ンペダルを徐
々に踏み込んでいったり、鍵の押圧を変えて音量のレベ
ルを増加させると波形データテーブルにおける波形デー
タの選択に差異が／４：　＋：　る。 例えば、アタック部が普通に発音されてループ部を発音
しているときに演奏者がイクスブレッ７ヨンベダルを踏
み込んでいったとする。 ペダルエンベロープは第１０図に示すように、正負の値
を繰り返す波形のエンベロープとなっているので乗算器
８０ｇにて増加しつつあるペダル信号ＥＰと乗算された
ペダルエンベローブハ変動の幅が太き（なる。従って、
加算器８０ｈにて同ペダルエンベロープが加算される音
色用エンベロープ信号ＴＥＤも同様に大きく変動し、レ
ベル変化率信号ΔＴＥＤは同変動程度に対応して同様に
正負の間で太き（変動する。すると、波形データテーブ
ルでは「０」点を中心として大きな円を描いて読み出さ
れる波形群が変動する。 円を描く周期は変わらないので、描く円が大きくなるほ
ど波形は早く変動することになり、現実の演奏における
音圧が増加する場合の波形の変動をよりよく再現するこ
とになる。このため、上述したようにループ部を発音し
ているときに波形のζ動を−に缶（１τい（ｒふｌごす
ｈ々し、ゾユソＶ演奏に即した波形が再現されることに
なる。 一方、これとは逆にアタック部が普通に発音されてルー
プ部を発音しているときに演奏者がイクスブレノンヨン
ペダルの踏み込み量を徐々に戻していったとする。 減少しつつあるペダル信号ＥＰが第１０図に示すような
ペダルエンベロープに乗算されると同ペダルエンベロー
プの変動の幅も減少し、同ペダルエンベロープが加算さ
れる音色用エンベロープ信号ＴＥＤの変動も同様に減少
する。従って、音色用エンベロープ信号ＴＥＤとレベル
変化率信号ΔＴＥＤはともに正負の間で僅かに変動を繰
り返し、波形データテーブルでは「０」点を中心として
小さな円を描くように波形群が選択される。 この場合も、円を描く周期は変わらないので、描く円が
小さくなるほど波形の変動は遅くなり、現実の演奏にお
いて音圧が減少していく場合の波形の変動をよりよく再
現することになる。このため、上述したようにループ部
を発音しているときに波形の変動を小さくしていくこと
によりデクレ、／エンド演奏に即した波形が再現される
ことになる。 アフタータッチエンベロープについては第９図に示すよ
うに、ペダルエンベロープと同様のループ部を有してい
るため、上述した場合と同様な波形が得られることにな
る。 以上の例では波形メモリから波形データを再現する場合
について説明したが、高調波合成の混合比を変化させて
楽音波形を再現したり、ディジタルフィルタの特性を変
化させて楽音波形を再現したり、周波数変調方式で波形
信号を形成する場合もパラメータテーブルから読み出す
パラメータを上述した波形データテーブルの特性と同様
としておけば、同様の効果が生じる。 例えば、高調波合成の場合は混合比と位相のパラメータ
を波形データテーブルと同様のテーブルに記憶し、ディ
ジタルフィルタの場合はＱパラメータとカットオフ周波
数を波形データテーブルと同様のテーブルに記憶し、周
波数変調方式の場合は演算パラメータを波形データテー
ブルと同様のテーブルに記憶すればよい。 なお、上記実施例においては、鍵盤楽器の例を示してい
るが、他の管楽器や弦楽器などに適用する構成としても
よい。また、音高を変化させる楽器について説明してい
るが、音高を変化しない楽器音を再現するものであって
もよく、例えば、ドラム、マラカスなどの楽音を再現す
るものであってもよい。さらに、電子楽器に限らず、効
果音などを形成する装置や玩具などであってもよい。 同様に、音量を調整する手段としては、鍵盤やイクスブ
レノン曹ンペダルに限るものでもなく、ブレスセンサ、
　ドラムパッド、ボルタメントバーホイール、ジョイス
ティック等の操作をボリュームや位置センサや角度セン
サ等で検出するようにしてもよい。 また、波形間における補間演算は、直線補間（１次補間
）のみならず、さらに高次の補間（多項式による補間、
ラグランジェ補間など）や、ディジタルフィルタによる
補間など、種々の補間演算が可能であり、ンステム構成
や必要な補間精度に応じて選択すればよい。 その他、波形信号発生回路において音色を変化させるに
あたっても、上記実施例に限られず、他の方法によって
楽音信号を発生するものであってもよい。例えば、アナ
ログ回路の電圧制御発振器によって発生した周期信号を
フィルタに通して楽音信号を得る場合に、同フィルタの
特性をアナログ的に変化させるようにしてもよい。また
、楽音信号に限らず、音声信号を発生するものに適用し
てもよい。 また、音量に応じて音色を制御するようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の−の実施例にかかる楽音信号発生装置
が適用される電子楽器の概略構成を示すブロック図、第
２図は音量用エンベロープ発生器の構成を示すブロック
図、第３図〜第６図は音量用エンベロープ発生回路の発
生するエンベロープ波形を示す図、第７図は音量用エン
ベロープ発生器の他の構成を示すブロック図、第８図〜
第１゜図は音色用エンベロープ発生回路の発生するエン
ベロープ波形を示す図、第１１図はレベル変化、率計算
部の構成例を示すブロック図、第１２図はレベル変化率
計算部の他の構成例を示すブロック図、第１３図は楽音
波形メモリを使用して楽音信号を発生する楽音信号発生
回路のブロック図、第１４図ハ音色用エンベロープ信号
とレベル変化率信号に対する楽音波形メモリの波形デー
タテーブルの関係を示す図、第１５図はエンベロープ波
形と波形データテーブルの領域との関係を示す図、第１
６図は高調波合成による波形信号発生回路のブロック図
、第１７図はディジタルフィルタを用いた波形信号発生
回路のブロック図、第１８図は周波数変調楽音合成演算
によって楽音信号を発生する波形信号発生回路のブロッ
ク図である。 符　　号　　の　　説　　明 １０・・・演奏操作子群、２０・・・イクスブレソンヨ
ンペダル、３０・・・操作子制御部、５０・・・周波数
ナノバ変換部、６０・・・アドレス発生部、７０・・・
波形信号発生回路、８０・・・音量用エンベロープ発生
器、９０・・・対数常数変換回路、１００・・・乗算器
、１１０・・・音色用エンベロープ発生器、１２ｏ・・
・レベル変化率計算部、１３０・・・ミキサ部、１４０
・・ＤＡコンバー’ｊ、＋　５０・・・サウンド／ステ
ム。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）楽音信号を形成出力する楽音信号形成手段と、時
   間的に変化する音量制御波形信号を形成するとともに同
   音量制御波形信号を上記楽音信号形成手段に出力して上
   記楽音信号における音量を制御する音量制御波形信号形
   成手段と、時間的に変化する音色制御波形信号を形成す
   るとともに同音色制御波形信号を上記楽音信号形成手段
   に出力して上記楽音信号における音色を制御する音色制
   御波形信号形成手段とを備えた楽音信号発生装置におい
   て、 上記音色制御波形信号の変化度合いを検出して上記音色
   制御波形信号に基づく音色の制御に加えて、同検出され
   た音色の変化度合いに基づいて上記楽音信号における音
   色を制御することを特徴とする楽音信号発生装置。
2. （２）請求項１に記載の楽音信号発生装置において、上
   記楽音信号形成手段は、音色に対応した複数組の楽音波
   形のサンプルデータ群を記憶する記憶手段を有しており
   、上記音色制御波形信号と上記検出された音色の変化度
   合いとに対応した楽音波形のサンプルデータ群に基づい
   て楽音信号を形成することを特徴とする楽音信号発生装
   置。
3. （３）請求項１に記載の楽音信号発生装置において、上
   記楽音信号形成手段は、楽音の各高調波成分を所定の割
   合で合成せしめて楽音信号を形成する高調波合成楽音信
   号形成手段を有しており、上記音色制御波形信号と上記
   検出された音色の変化度合いとに応じて上記割合を変化
   せしめて所望の音色に対応した楽音信号を形成すること
   を特徴とする楽音信号発生装置。
4. （４）請求項１に記載の楽音信号発生装置において、上
   記楽音信号形成手段は、楽音信号の音色を制御するフィ
   ルタを有しており、上記音色制御波形信号と上記検出さ
   れた音色の変化度合いとに応じて上記フィルタのフィル
   タ特性を変化せしめて所望の音色に対応した楽音信号を
   形成することを特徴とする楽音信号発生装置。
5. （５）請求項１に記載の楽音信号発生装置において、上
   記楽音信号形成手段は、変調演算によって楽音信号を形
   成する変調演算楽音合成手段を有しており、上記音色制
   御波形信号と上記検出された音色の変化度合いとに対応
   した演算パラメータを使用して所望の音色に対応した楽
   音信号を形成することを特徴とする楽音信号発生装置。