JPH04125694A - 楽音発生装置 - 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、電子楽器に係り、特に各種楽音信号を任意に
発生することができる楽音発生装置に関するものである
。

従来の技術 近年、デジタル技術の進歩に伴い、各種の楽音発生方式
が提案されており、更に様々な音色を（υることのでき
る電子楽器が考えられている。

従来の技術としては例えば、特開昭５２−１２１３１３
号公報に示されているような電子楽器がある。

以下、図面を参照しながら上述の電子楽器について説明
する。

第９図は従来の電子楽器の楽音発生部の構成を示すもの
である。

第９図において、１５はフリップフロ・ンプ、１６はＡ
ＮＤ回路、１７は波形メモリ、１８はアドレッサである
。

以上のように構成された電子楽器について、以下その動
作について説明する。

まず、押鍵操作等の動作により押鍵パルスＫ　Ｄが発生
すると、フリップフロップ１５がセットされてＱ出力が
送出し始め、フリップフロップ１５から出力され続ける
Ｑ出力により、ＡＮＤ回路１６を介して所定周期のクロ
ックパルスφがアドレッサ１８に送出される。

次に、アドレッサ１８は順次出力されるクロックパルス
φに従ったタイミングでアドレスを出力して、波形メモ
リ１７から予め記憶させた波形データを順次読出す。こ
こで、波形メモリ１７に予め記憶される波形データは例
えば第１０図に示すようなものである。

更に、アドレッサ１８が最後のビット出力を送出すると
フリップフロップ１５はリセットされ、波形メモリ１７
からの読み出しは終了する。

また、アドレッサ１８は例えば第１１図に示すように、
カウンタ１９とデコーダ２０によって構成することがで
き、アドレッサ１８の内容に従ってカウンタ１９の内容
は押鍵パルスＫＤによってカウント開始前にクリアされ
る。

以上の動作により、所望の波形データを波形メモリ１７
に予め記憶しておき、アドレッサ１８から出力されるア
ドレスに従って波形データを順次読み出すことにより楽
音を得ることができる。

発明が解決しようとする課題 しかしながら上記のような構成では　ｌｌｊ力する楽音
の音色毎に波形データを予め記憶しておかねばならず、
そのため多（のメモリが必要となる。

更に、音色変化の自由度の拡大を行うには上記構成を複
数設け、複数の音色の異なる波形を同時に読み出し、複
数波形間の混合比率を変えて混合することにより実現で
きるが、回路規模が大きくならざるを得す、合成される
楽音も混合する波形間での変化に留まるという問題があ
った。

本発明は上記課題に鑑みて、簡単な構成すなわち小さな
回路規模、少ない楽音波形メモリで大きな音色変化を可
能にする楽音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 この目的を達成するために本発明の楽音発生装置は、楽
音信号を複数の周波数帯域に分割し、各周波数帯域の波
形を振幅に応じたビット長のデジタルデータとして記憶
した帯域波形発生手段と、帯域波形発生手段から発生し
た帯域波形データのビット長を記憶したビット長メモリ
と、帯域波形振幅係数発生手段と、前記帯域波形発生手
段から読み出した帯域波形データに帯域波形振幅係数発
生手段により発生した振幅係数を乗算する乗算器（振幅
制御手段）と、振幅係数を乗算された各周波数帯域信号
に加算する加算手段とを備えてなる。

作用 上記の構成により、周波数帯域に分割して各周波数帯域
波形の振幅に応じたデータのビット長で記憶している楽
音波形を、楽音合成時に押鍵などの操作により指定され
た音程に応じて各周波数帯域ごとに読み山し、振幅を変
化させた後、各帯域波形データを加算合成することによ
り、少ない容量の一組の記憶波形データから音色の異な
る楽音を合成することができる。

実施例 以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら説
明する。

第１図は、本発明の一実施例における楽音合成装置のブ
ロック図を示すものである。

第１図において、１は楽音信号を複数の周波数帯域に分
割して帯域波形データを発生することができる帯域波形
発生部、２は各周波数帯域に応じて記憶されている帯域
波形データのビット長を記憶しているビット長メモＩハ
　３は帯域波形発生部１から発生される各帯域波形デー
タの振幅を制御するための振幅係数を発生する帯域波形
振幅係数発生部、４は帯域波形発生部１から発生される
帯域波形データと帯域波形データに対応する振幅係数と
を乗算する乗算器（振幅制御手段）、５は乗算器４の出
力を加算する加算器、６は発生した楽音信号の出力端子
である。

以上のように構成された楽音発生装置について、以下そ
の動作を説明する。

帯域波形発生部１は複数の周波数帯域に分割された帯域
波形データを発生する。例えば、波形メモリに記憶した
帯域波形データを音程に基づいたアドレス間隔で順次読
み出すように構成されており、その構成例を第２図に示
す。第２図において、７は加算器であり、鍵盤（図示せ
ず）の操作などにより指定された音程に対応した波形メ
モリ読み飛ばし幅ＮＤと、ラッチ出力データＡＤとの加
算を、鍵盤が押鍵されている間実行する。８はラッチで
あり、加算器７の出力信号をクロックφのタイミングで
ラッチする。また、ラッチ８は鍵盤などより発生した押
鍵信号ＫＤにより離鍵時クリアされる。９はデコーダ（
図示せず）を含む波形メモリであり、複数の音色に対応
した帯域波形データを記憶しており、ラッチ８の出力Ａ
Ｄをデコードした結果をアドレスとして、帯域波形デー
タが波形メモリ９から繰り返し読み出される。波形メモ
リ９内のデコーダにより作成されるアドレスをＲＡとす
ると、アドレスＲＡは、波形メモリ８に複数記憶されて
いる帯域波形データのうち、波形選択信号ＷＳにより選
択された一組の帯域波形データの先頭アドレスをＳＡ、
　　選択された一組の波形波形データのサンプル数をＳ
Ｎ、　　ラッチ８の出力データをＡＤ、　　音程に対応
した波形メモリ読み飛ばし幅をＮＤとすれば、 ＲＡ＝ＳＡ＋　（（ＡＤ＋ＮＤ）　　ＭＯＤ　　５Ｎ）
ＮＯＤは剰余 となるようにデコーダが構成されている。即ち、帯域波
形発生部１では選択された波形の帯域波形データを波形
メモリ９から、音程に基づいたアドレス間隔で押鍵され
ている間繰り返し読み出すことにより、所望の音程の帯
域波形データを得ている。波形メモリ９に格納されてい
る帯域波形データは、楽音信号を任意の時間周期でサン
プリングし、デジタルデータに変換したデータを、楽音
信号の周波数帯域ごとに分離できるように構成されてい
る。

波形メモリ９に記憶されているデータの構成について以
下に説明する。

第３図は、楽音信号の周波数スペクトルを示す図である
。第３図において、ａｌ　　ｂ＋　　Ｃ９ｄは周波数帯
域分割の範囲を示している。第４図は第３図に示す周波
数帯域に対応する波形であり、ａは楽音信号の基本波（
１次）から４次までの高調波で構成されている。同様に
、ｂは５〜８次、Ｃは９〜１２次、ｄは１３〜１６次の
高調波で構成されている。第５図は、第４図に示すａｌ
　　ｂ＋　　ＣＴ４の各帯域に対応する帯域波形をデジ
タルデータに変換したものであり、各帯域波形データと
も同一のデータ数、同一のビット長である。

ここで、各高調波の振幅値に着目すると、−船釣に楽音
信号の周波数スペクトルは高調波の次数により振幅値が
異なる。例として高調波の次数が高くなるに従い、高調
波の振幅が小さくなる場合について述べる。第５図に示
すデジタルデータに変換した帯域波形データＳｂ＋　　
Ｓｅｔ　　Ｓｄにおいては各サンプルデータの表現に必
要なビ・ソト長は、Ｓａのサンプルデータのビット長に
較べ短くなる。

第６図は帯域波形データＳａ、　　ｓｂ、　　Ｓｅｔ　
　Ｓｄについて、不必要なビットを除き、同一サンプル
時間の各帯域波形データを順につなぎ合わせた状態を示
している。Ｓａｎ’、Ｓｂｎ’＋　　５ｅｎＳｄｎ’は
帯域波形データＳ　ｎの内容であり、それぞれＳ　ａ　
ｎｌ　　Ｓ　ｂ　ｎｌ　　Ｓ　ｃ　ｎ、　　Ｓ　ｄ　ｎ
から不要なビットを除いた帯域波形データである。波形
メモリ９に格納されている波形データ・は、第６図のよ
うに周波数帯域分割されたデジタルデータの不必要なビ
ットを除き、同一サンプル時間の各周波数帯域に対応し
た帯域波形データをつなぎ合わせた構成で、■サンプル
データ（１ワード）が格納されている。このデジタルデ
ータが、ｔｌ１１鍵などの操作により、指定された音程
に応じた読み飛ばし幅で読み出される。

波形メモリ９から読み山された帯域波形データに対する
処理を、第２図および第７図とともに説明する。第７図
は波形メモリ９から読み出された帯域波形データの処理
の模式図である。波形メモリ９から読み出された帯域波
形データＳｎは、ビット長メモリ２から読み出された各
帯域信号に応じたビット長データにより、ＡＮＤ回路１
０，１１．１２．　１３でマスキングされ、各帯域波形
データごとに分離される。この分離された各帯域波形デ
ータは、シフタ１４によりビット長メモリ２から読み出
されたビット長データに基づいて振幅を補正される。こ
れにより所望の各帯域データＳａｌ　　Ｓｂ＋　　Ｓｅ
ｔ　　Ｓｄが得られる。

帯域波形振幅係数発生部３は押鍵などの操作により帯域
波形振幅係数Ｌａ＋　　Ｌｂｌ　　Ｌｃ、　　ｔ、ｄを
発生する。発生方法は、波形メモリ読み出し法、演算に
よる発生法など、どのような方法であっても良い。帯域
波形振幅係数Ｌａ、　　Ｌｂ、　　Ｌｃ、　　Ｌｄは、
帯域波形発生部１により発生する帯域波形データＳａ、
Ｓｂ、Ｓｅｔ　　Ｓｄにそれぞれ対応しており、乗算器
４により帯域波形データＳａ、Ｓｂｔ　　Ｓｅｔ　　Ｓ
ｄと帯域波形振幅係数Ｌ　ａｌ　　Ｌ　ｂ。

Ｌ　ＣＩ　　Ｌ　ｄとがそれぞれ乗算され、各帯域波形
データの振幅が決定される。振幅が決定された各帯域波
形データは、加算器５により加算され、楽音となる。こ
のことから各帯域波形振幅係数Ｌａ。

Ｌｂｌ　　Ｌｃ、Ｌｄをそれぞれ変化させると、帯域波
形振幅係数に応じて合成される楽音の周波数スペクトル
が変化し、合成される楽音の音色が変化する。したがっ
て、帯域波形振幅係数の組み合わせ、あるいは変化によ
り種々の音色の楽音を合成することができる。さらに、
帯域波形振幅係数を時間の経過とともに変化させれば、
時間の経過とともに合成楽音の音色を変化させることが
できる。

ここで、帯域波形発生部１て発生した帯域波形データＳ
ａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄは音程が低い場合は第８図（ａ）
のような周波数帯域を有するが、音程が高くなると、例
えば第８図（ｂ）に示すように高域周波数帯を受け持つ
帯域波形Ｓｄは、ＦＳ（サンプリング周波数）／２を越
える部分が生じ（第８図（ｂ）ハツチング部分）、折り
返しノイズとなる。この折り返しノイズの発生を防止す
るため、各帯域波形データが受け持つ周波数帯域がＦｓ
／２を越える成分を有する場合、帯域波形振幅係数を音
程に応じて小さくするあるいはＯにする。

上記の説明においては、楽音信号の周波数帯域分割数を
４としているが、任意の周波数帯域分割数でも良いこと
はいうまでもない。

発明の効果 以上のように本発明のは、帯域波形発生部の帯域波形デ
ータビット長を、周波数が高くなるに従って少なくする
ことにより、波形メモリの容■を小さくすることができ
る。

また本発明は、ビット長メモリを設けることにより、周
波数スペクトル形状の異なる楽音信号を効率よく波形メ
モリに格納することができる。

また、本発明は、帯域波形データが受け持つ周波数帯域
がＦｓ／２を越える成分を有する場合、帯域波形振幅係
数を音程に応じて小さくする、あるいはＯにすることに
より、折り返しノイズの発生を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における楽音発生装置の構成
を示すブロック図、第２図は同実施例における帯域波形
発生部の内部構成を示すブロック図、第３図は同実施例
における楽音信号の周波数スペクトル図、第４図は同実
施例における各周波数帯域の波形を示す波形図、第５図
は同実施例における各周波数帯域の波形をデジタルデー
タとして表した模式図、第６図は同実施例における波形
メモリに記憶される帯域波形データの構成を示す模式図
、第７図は同実施例における帯域波形データの処理内容
を表した模式図、第８図は同実施例における合成された
楽音の周波数スペクトルを示す周波数スペクトル図、第
９図は従来の楽音発生装置の構成を示すブロック図、第
１０図は従来の電子楽器の楽音発生装置の波形メモリに
記憶された波形データを示す波形図、第１１図は従来の
楽音発生装置のアドレッサの内部構成を示すブロック図
である。 １・・・帯域波形発生部、　　２・・・ビット長メモリ
、３・・・帯域波形振幅係数発生部、　　４・・・乗算
器、５、　７・・・加算器、訃・・ラッチ、　　９川波
形メモリ、　　１０．　１１．　１２．　１３・・・Ａ
ＮＤ回路、１４・・・シフタ。 代理人の氏名　弁理士　小鍜治　明　はが２８第 図 第 図 第 図 番謝破）Ｋ枚 第 図 第 図 第 図 Ｏり ）ンは 味 Δｌ（”　％

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）楽音信号を複数の周波数帯域に分割して記憶し、
   各帯域波形データを各個に発生することができる帯域波
   形発生手段と、 前記各帯域波形データに対応した振幅係数を発生する帯
   域波形振幅係数発生手段と、 前記振幅係数に基づき、前記帯域波形発生手段から読み
   出した前記各帯域波形データの振幅を制御する振幅制御
   手段と、 前記振幅制御手段の出力を加算する加算手段とを備え、 前記帯域波形発生手段に記憶する各周波数帯域に対応し
   た帯域波形データは、各周波数帯域の波形をデジタル化
   し、各周波数帯域の周波数が高くなるとともにビット数
   が少なくなるように割り当て、割り当てたデータを並べ
   て１ワードとして記憶するように構成した楽音発生装置
   。
2. （２）帯域波形発生手段に記憶される帯域波形データの
   ワード数が、２＾ｎになるようにした請求項１記載の楽
   音発生装置。
3. （３）帯域波形発生手段に記憶する帯域波形データは、
   楽音波形１周期分のデータになるようにした請求項１記
   載の楽音発生装置。
4. （４）楽音信号を複数の周波数帯域に分割して記憶し、
   各帯域波形データを各個に発生することができる帯域波
   形発生手段と、 前記各帯域波形データのビット長を記憶しているビット
   長記憶手段と、 前記各帯域波形データに対応した振幅係数を発生する帯
   域波形振幅係数発生手段と、 前記振幅係数に基づき、前記帯域波形発生手段から読み
   出した前記帯域波形データの振幅を制御する振幅制御手
   段と、 前記振幅制御手段の出力を加算する加算手段とを備えた
   楽音発生装置。
5. （５）帯域波形発生手段に記憶する各周波数帯域に対応
   した帯域波形データは、各周波数帯域の楽音波形をデジ
   タル化し、周波数帯域内の信号の振幅値に応じて、ビッ
   ト数を割り当て、割り当てたデータを並べて１ワードと
   して記憶するように構成した請求項４記載の楽音発生装
   置。
6. （６）楽音信号を複数の周波数帯域に分割して記憶し、
   各帯域波形データを各個に発生することができる帯域波
   形発生手段と、 前記各帯域波形データのビット長を記憶しているビット
   長記憶手段と、 前記各帯域波形データに対応した振幅係数を発生させる
   帯域波形振幅係数発生手段と、 前記振幅係数に基づき、前記帯域波形発生手段から読み
   出した前記各帯域波形データの振幅を制御する振幅制御
   手段と、 前記振幅制御手段の出力を加算する加算手段とを備え、 前記帯域波形データが受け持つ周波数帯域がサンプリン
   グ周波数／２を越える周波数成分を有する場合、サンプ
   リング周波数／２を越える周波数成分を有する帯域波形
   データの帯域波形振幅係数を音程に応じて小さくするあ
   るいは０にする楽音発生装置。