JPH0417440B2 - - Google Patents
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- JPH0417440B2 JPH0417440B2 JP58201663A JP20166383A JPH0417440B2 JP H0417440 B2 JPH0417440 B2 JP H0417440B2 JP 58201663 A JP58201663 A JP 58201663A JP 20166383 A JP20166383 A JP 20166383A JP H0417440 B2 JPH0417440 B2 JP H0417440B2
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- JP
- Japan
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- circuit
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- harmonic
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- 238000000034 method Methods 0.000 description 18
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10H—ELECTROPHONIC MUSICAL INSTRUMENTS; INSTRUMENTS IN WHICH THE TONES ARE GENERATED BY ELECTROMECHANICAL MEANS OR ELECTRONIC GENERATORS, OR IN WHICH THE TONES ARE SYNTHESISED FROM A DATA STORE
- G10H7/00—Instruments in which the tones are synthesised from a data store, e.g. computer organs
- G10H7/08—Instruments in which the tones are synthesised from a data store, e.g. computer organs by calculating functions or polynomial approximations to evaluate amplitudes at successive sample points of a tone waveform
- G10H7/10—Instruments in which the tones are synthesised from a data store, e.g. computer organs by calculating functions or polynomial approximations to evaluate amplitudes at successive sample points of a tone waveform using coefficients or parameters stored in a memory, e.g. Fourier coefficients
- G10H7/105—Instruments in which the tones are synthesised from a data store, e.g. computer organs by calculating functions or polynomial approximations to evaluate amplitudes at successive sample points of a tone waveform using coefficients or parameters stored in a memory, e.g. Fourier coefficients using Fourier coefficients
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10H—ELECTROPHONIC MUSICAL INSTRUMENTS; INSTRUMENTS IN WHICH THE TONES ARE GENERATED BY ELECTROMECHANICAL MEANS OR ELECTRONIC GENERATORS, OR IN WHICH THE TONES ARE SYNTHESISED FROM A DATA STORE
- G10H2250/00—Aspects of algorithms or signal processing methods without intrinsic musical character, yet specifically adapted for or used in electrophonic musical processing
- G10H2250/055—Filters for musical processing or musical effects; Filter responses, filter architecture, filter coefficients or control parameters therefor
- G10H2250/095—Filter coefficient interpolation
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Description
【発明の詳細な説明】
(1) 発明の技術分野
本発明は、楽音波形の各サンプル点の波形振幅
値をフーリエ合成によつて個々に計算して楽音波
形を形成する方式の電子楽器において、音色を設
定するための高調波係数を時間的に、更にタツチ
に応じて変化させるようにした電気楽器に関す
る。
値をフーリエ合成によつて個々に計算して楽音波
形を形成する方式の電子楽器において、音色を設
定するための高調波係数を時間的に、更にタツチ
に応じて変化させるようにした電気楽器に関す
る。
(2) 従来技術と問題点
従来、デイジタル方式の電子楽器においては、
楽音波形の各サンプル点の波形振幅値を何らかの
方法で発生し、これを音高周波数に対応した読み
出しレートで読み出す方式のものが多く提案され
てきた。その最も単純な方法は波形データそのも
のを記憶して読み出すいわゆる「波形メモリ方
式」であり、アナログ入力をＡ／Ｄ変換して波形
データとする方式もこれに準ずる。しかし楽音波
形を音域に応じて変化させるためには膨大なメモ
リ容量を必要とする上に、楽音波形が時間的に変
化しない、等の欠点があつた。また各種の連続関
数を用いてパラメーターを計算したり、周波数変
調方式による実時間波形合成において楽音波形の
時間的変化を計算する方法も考えられたが、波形
発生のためのパラメーターと発生される楽音の音
色との対応が人間の感覚にとつて極めて不自然で
あり、所望の音色を得ることが困難であつた。
楽音波形の各サンプル点の波形振幅値を何らかの
方法で発生し、これを音高周波数に対応した読み
出しレートで読み出す方式のものが多く提案され
てきた。その最も単純な方法は波形データそのも
のを記憶して読み出すいわゆる「波形メモリ方
式」であり、アナログ入力をＡ／Ｄ変換して波形
データとする方式もこれに準ずる。しかし楽音波
形を音域に応じて変化させるためには膨大なメモ
リ容量を必要とする上に、楽音波形が時間的に変
化しない、等の欠点があつた。また各種の連続関
数を用いてパラメーターを計算したり、周波数変
調方式による実時間波形合成において楽音波形の
時間的変化を計算する方法も考えられたが、波形
発生のためのパラメーターと発生される楽音の音
色との対応が人間の感覚にとつて極めて不自然で
あり、所望の音色を得ることが困難であつた。
一方、フーリエ合成による楽音波形発生方式
は、高調波係数のパラメーターが聴覚的な音色評
価に自然に対応しているため、波形合成演算量が
多いという短所を補うための種々の改良とともに
広く採用されてきた。フーリエ合成による楽音波
形発生方式において楽音の音色を決定するのは高
調波係数の構成比であり、楽音波形を時間的に変
化させる方法については、複数のメモリを用いて
多くの高調波係数を選択する方法が考えられた
が、回路規模が膨大になる割に十分な音色変化が
得られない欠点があつた。また特公昭53−46445
号に記載されたような、設定された高調波係数と
「フオルマントフイルタ」を乗算する方式、およ
び特開昭57−172396号に記載されたような、時間
変化関数を高調波係数毎に乗算する方式において
は、いずれも乗算回路が必要であり、その回路規
模・演算時間によつて全体のシステムが制約を受
けて、デイジタル方式の楽音波形の時間的変化と
しては十分でない欠点があつた。
は、高調波係数のパラメーターが聴覚的な音色評
価に自然に対応しているため、波形合成演算量が
多いという短所を補うための種々の改良とともに
広く採用されてきた。フーリエ合成による楽音波
形発生方式において楽音の音色を決定するのは高
調波係数の構成比であり、楽音波形を時間的に変
化させる方法については、複数のメモリを用いて
多くの高調波係数を選択する方法が考えられた
が、回路規模が膨大になる割に十分な音色変化が
得られない欠点があつた。また特公昭53−46445
号に記載されたような、設定された高調波係数と
「フオルマントフイルタ」を乗算する方式、およ
び特開昭57−172396号に記載されたような、時間
変化関数を高調波係数毎に乗算する方式において
は、いずれも乗算回路が必要であり、その回路規
模・演算時間によつて全体のシステムが制約を受
けて、デイジタル方式の楽音波形の時間的変化と
しては十分でない欠点があつた。
(3) 発明の構成および目的
本発明は上記のような点に鑑みてなされたもの
で、高調波係数の時間的変化を乗算器を用いずに
発生させることで回路構成を簡略化し、また動作
時間を短縮化するものである。そのために本発明
においては、フーリエ合成に用いられる１組の高
調波係数データを複数組記憶するメモリ回路から
高調波係数データを読み出すための読み出しアド
レスに着目し、楽音波形の時間的変化やタツチレ
スポンスに応じた変化を前記読み出しアドレスに
対して制御することによつて、最終的にフーリエ
係数となる高調波係数の構成比を変化させること
を特徴とする。
で、高調波係数の時間的変化を乗算器を用いずに
発生させることで回路構成を簡略化し、また動作
時間を短縮化するものである。そのために本発明
においては、フーリエ合成に用いられる１組の高
調波係数データを複数組記憶するメモリ回路から
高調波係数データを読み出すための読み出しアド
レスに着目し、楽音波形の時間的変化やタツチレ
スポンスに応じた変化を前記読み出しアドレスに
対して制御することによつて、最終的にフーリエ
係数となる高調波係数の構成比を変化させること
を特徴とする。
(4) 発明の実施例
以下、本発明の実施例を図面とともに詳細に説
明する。
明する。
第１図は、本発明による電子楽器の構成を説明
するための構成概念図であり、３は押鍵検出・発
音割当回路、４は高調波係数回路、５は波形発生
回路、６は波形記憶回路、７は音高周波数回路、
８はＤ／Ａ変換回路、９はエンベロープ回路であ
る。
するための構成概念図であり、３は押鍵検出・発
音割当回路、４は高調波係数回路、５は波形発生
回路、６は波形記憶回路、７は音高周波数回路、
８はＤ／Ａ変換回路、９はエンベロープ回路であ
る。
すなわち、押鍵検出・発音割当回路３において
は、鍵盤１および音色設定タブレツト２によつて
入力された音色情報・演奏情報に応じた制御信号
を各部分に供給する。高調波係数回路４において
は、押鍵検出・発音割当回路３からの音色情報に
応じて楽音波形合成演算のためのフーリエ高調波
係数を設定する。波形発生回路５においては、高
調波係数回路４からのフーリエ高調波係数によつ
て楽音波形を順次演算・合成して波形記憶回路６
に供給する。一方音高周波数回路７においては、
押鍵検出・発音割当回路３からの演奏情報によつ
て楽音周波数に対応した読み出し信号を発生し、
波形記憶回路６から楽音周波数に対応した楽音波
形を読み出す。またエンベロープ回路９において
は、押鍵検出・発音割当回路３からの演奏情報に
よつて個々の楽音の立上り・立下りやエンベロー
プ特性等の振幅変調データを設定する。（以上の
動作はデイジタル的に時分割動作させることで、
回路規模を節約することが可能である。）Ｄ／Ａ
変換回路８においては、波形記憶回路６から音高
周波回路７によつて読み出された楽音周波数に対
応した楽音波形をデイジタル−アナログ変換し、
エンベロープ回路９からの振幅変調データを乗算
し、アナログ信号出力を得る。Ｄ／Ａ変換回路８
からのアナログ信号出力は効果回路、アンプ、ス
ピーカーを含むサウンドシステム１０によつて音
響に変換され、電子楽器の演奏音として発音され
る。
は、鍵盤１および音色設定タブレツト２によつて
入力された音色情報・演奏情報に応じた制御信号
を各部分に供給する。高調波係数回路４において
は、押鍵検出・発音割当回路３からの音色情報に
応じて楽音波形合成演算のためのフーリエ高調波
係数を設定する。波形発生回路５においては、高
調波係数回路４からのフーリエ高調波係数によつ
て楽音波形を順次演算・合成して波形記憶回路６
に供給する。一方音高周波数回路７においては、
押鍵検出・発音割当回路３からの演奏情報によつ
て楽音周波数に対応した読み出し信号を発生し、
波形記憶回路６から楽音周波数に対応した楽音波
形を読み出す。またエンベロープ回路９において
は、押鍵検出・発音割当回路３からの演奏情報に
よつて個々の楽音の立上り・立下りやエンベロー
プ特性等の振幅変調データを設定する。（以上の
動作はデイジタル的に時分割動作させることで、
回路規模を節約することが可能である。）Ｄ／Ａ
変換回路８においては、波形記憶回路６から音高
周波回路７によつて読み出された楽音周波数に対
応した楽音波形をデイジタル−アナログ変換し、
エンベロープ回路９からの振幅変調データを乗算
し、アナログ信号出力を得る。Ｄ／Ａ変換回路８
からのアナログ信号出力は効果回路、アンプ、ス
ピーカーを含むサウンドシステム１０によつて音
響に変換され、電子楽器の演奏音として発音され
る。
第２図は、第１図に示す高調波係数回路４に設
けられる、本発明に係る楽音波形の時間的変化処
理操作部分を説明するための具体的構成例であ
る。第２図において、１１はフーリエ合成に用い
られる１組の高調波係数データを複数組記憶する
メモリ回路、１３は楽音波形の時間的変化に対応
して高調波係数の構成比を時間的に変化させるた
めのデータを発生する時間的変化データ発生回
路、１２はメモリ回路１１からの高調波係数デー
タを読み出すための読み出しアドレスを前記時間
的変化データに応じて変化させながら発生させる
アドレス発生回路、１４は波形発生回路５とアド
レス発生回路１２との時分割動作を同期させるタ
イミング回路である。
けられる、本発明に係る楽音波形の時間的変化処
理操作部分を説明するための具体的構成例であ
る。第２図において、１１はフーリエ合成に用い
られる１組の高調波係数データを複数組記憶する
メモリ回路、１３は楽音波形の時間的変化に対応
して高調波係数の構成比を時間的に変化させるた
めのデータを発生する時間的変化データ発生回
路、１２はメモリ回路１１からの高調波係数デー
タを読み出すための読み出しアドレスを前記時間
的変化データに応じて変化させながら発生させる
アドレス発生回路、１４は波形発生回路５とアド
レス発生回路１２との時分割動作を同期させるタ
イミング回路である。
第２図に示す具体的構成例について、波形発生
回路５で楽音波形が演算・合成されるまでの動作
を説明すると、一般に波形発生回路５において
は、 Ｆ(s)＝N 〓 Ｃo 〓n=1 ・sin（2πns／Ｓ） ……(1)式 によつて楽音波形の振幅値が順次演算される。こ
こにｎは高調波の次数、Ｎは高調波の最高次数、
ｓはサンプル点、Ｓは１周期のサンプル数、Cn
は高調波係数回路４で設定される高調波係数であ
る。楽音波形が一定である音色を合成する場合に
は(1)式で十分であつても、時間的に変化する楽音
波形を合成する場合には、このサンプリング定数
ｓとは別に時間的なパラメーターｔを用いて、 Ｆ（ｓ，ｔ）＝N 〓n=1 Cn（ｔ）・sin（2πns／Ｓ）
……(2)式 に従つて演算を行う必要がある。ここで前述のよ
うにフオルマント関数等ｆ（ｔ）を用いた方法の
場合、高調波係数Cn（ｔ）が、 Cn（ｔ）＝Cn・ｆ（ｔ） ……(3)式 として計算されるため、楽音波形演算全体として
は、 Ｆ（ｓ，ｔ）＝N 〓n=1 Cn・ｆ（ｔ）・sin（2πns／Ｓ）
……(4)式 となつて、電子楽器の回路動作に大きな比重を占
める乗算操作がサンプル点ごとに２度ずつ必要に
なるため、回路規模と動作速度の限界によつて倍
音数を少なく限定したり、１周期に対するサンプ
ル点の精度を限定しなければならなかつた。
回路５で楽音波形が演算・合成されるまでの動作
を説明すると、一般に波形発生回路５において
は、 Ｆ(s)＝N 〓 Ｃo 〓n=1 ・sin（2πns／Ｓ） ……(1)式 によつて楽音波形の振幅値が順次演算される。こ
こにｎは高調波の次数、Ｎは高調波の最高次数、
ｓはサンプル点、Ｓは１周期のサンプル数、Cn
は高調波係数回路４で設定される高調波係数であ
る。楽音波形が一定である音色を合成する場合に
は(1)式で十分であつても、時間的に変化する楽音
波形を合成する場合には、このサンプリング定数
ｓとは別に時間的なパラメーターｔを用いて、 Ｆ（ｓ，ｔ）＝N 〓n=1 Cn（ｔ）・sin（2πns／Ｓ）
……(2)式 に従つて演算を行う必要がある。ここで前述のよ
うにフオルマント関数等ｆ（ｔ）を用いた方法の
場合、高調波係数Cn（ｔ）が、 Cn（ｔ）＝Cn・ｆ（ｔ） ……(3)式 として計算されるため、楽音波形演算全体として
は、 Ｆ（ｓ，ｔ）＝N 〓n=1 Cn・ｆ（ｔ）・sin（2πns／Ｓ）
……(4)式 となつて、電子楽器の回路動作に大きな比重を占
める乗算操作がサンプル点ごとに２度ずつ必要に
なるため、回路規模と動作速度の限界によつて倍
音数を少なく限定したり、１周期に対するサンプ
ル点の精度を限定しなければならなかつた。
第２図に示す、本発明に係る楽音波形の時間的
変化処理操作部分を説明するための具体的構成例
においては、上記のような乗算操作を必要とせ
ず、フーリエ合成に用いられる１組の高調波係数
データを複数組記憶するメモリ回路１１、楽音波
形の時間的変化に対応して高調波係数の構成比を
時間的に変化させるためのデータを発生する時間
的変化データ発生回路１３、メモリ回路１１から
高調波係数データを読み出すための読み出しアド
レスを前記時間的変化データに応じて変化させな
がら発生させるアドレス発生回路１２によつて時
間的波形変化を実現する。すなわち、高調波係数
Cn（ｔ）を前記メモリ回路から読み出すためのア
ドレス：Adを用いて、 Cn（ｔ）＝Cn（Ad（ｔ）） ……(5)式 という表現で高調波係数Cn（ｔ）を求めるが、こ
れはメモリ回路のアドレス操作にすぎないため、
複雑な演算回路を必要とせずに容易に実現でき
る。この動作を第３図に示すグラフを用いて説明
すると、従来の方式のフーリエ合成ではたとえば
第３図ａのような高調波係数を高調波係数メモリ
の形で波形合成演算のために用意して、(1)式に従
つて波形発生を行つたが、本発明におけるメモリ
回路１１の役割はこれと異なる。第２図のメモリ
回路１１にはたとえば第３図ｂのような高調波デ
ータが記憶されているが、これは第３図ａのよう
な「第ｎ倍音」というフーリエ係数の形式でな
く、ある構成を持つた一群の高調波データにすぎ
ない。そして、第２図のアドレス発生回路１２に
よつて第３図ｂのような高調波データをたとえば
F1というアドレス地点からd1というアドレス間
隔でとびとびに読み出すと、この場合には第３図
ａのような高調波係数データが得られ、またF2
というアドレス地点からd1というアドレス間隔
でとびとびに読み出すと、この場合には第３図ｃ
のような高調波係数データが得られる。ここで第
３図ａおよび第３図ｃの高調波係数構成を比較し
てみると、全体の傾向は第３図ｂの高調波データ
の輪郭に近いながら音色に影響のある幾つかの特
徴的な低音のレベルに大きな変化のあるのがわか
る。このように第２図のアドレス発生回路１２か
らの読み出しアドレスを少し制御するだけで楽音
波形をコントロールでき、かつ楽音の全体の傾向
は失わないという特性は、電子楽器の楽音波形発
生方式としては理想的なものである。
変化処理操作部分を説明するための具体的構成例
においては、上記のような乗算操作を必要とせ
ず、フーリエ合成に用いられる１組の高調波係数
データを複数組記憶するメモリ回路１１、楽音波
形の時間的変化に対応して高調波係数の構成比を
時間的に変化させるためのデータを発生する時間
的変化データ発生回路１３、メモリ回路１１から
高調波係数データを読み出すための読み出しアド
レスを前記時間的変化データに応じて変化させな
がら発生させるアドレス発生回路１２によつて時
間的波形変化を実現する。すなわち、高調波係数
Cn（ｔ）を前記メモリ回路から読み出すためのア
ドレス：Adを用いて、 Cn（ｔ）＝Cn（Ad（ｔ）） ……(5)式 という表現で高調波係数Cn（ｔ）を求めるが、こ
れはメモリ回路のアドレス操作にすぎないため、
複雑な演算回路を必要とせずに容易に実現でき
る。この動作を第３図に示すグラフを用いて説明
すると、従来の方式のフーリエ合成ではたとえば
第３図ａのような高調波係数を高調波係数メモリ
の形で波形合成演算のために用意して、(1)式に従
つて波形発生を行つたが、本発明におけるメモリ
回路１１の役割はこれと異なる。第２図のメモリ
回路１１にはたとえば第３図ｂのような高調波デ
ータが記憶されているが、これは第３図ａのよう
な「第ｎ倍音」というフーリエ係数の形式でな
く、ある構成を持つた一群の高調波データにすぎ
ない。そして、第２図のアドレス発生回路１２に
よつて第３図ｂのような高調波データをたとえば
F1というアドレス地点からd1というアドレス間
隔でとびとびに読み出すと、この場合には第３図
ａのような高調波係数データが得られ、またF2
というアドレス地点からd1というアドレス間隔
でとびとびに読み出すと、この場合には第３図ｃ
のような高調波係数データが得られる。ここで第
３図ａおよび第３図ｃの高調波係数構成を比較し
てみると、全体の傾向は第３図ｂの高調波データ
の輪郭に近いながら音色に影響のある幾つかの特
徴的な低音のレベルに大きな変化のあるのがわか
る。このように第２図のアドレス発生回路１２か
らの読み出しアドレスを少し制御するだけで楽音
波形をコントロールでき、かつ楽音の全体の傾向
は失わないという特性は、電子楽器の楽音波形発
生方式としては理想的なものである。
第２図の時間的変化データ発生回路１３におい
ては、楽音の立上り時の音色変化として、ピアノ
の打弦の瞬間・トランペツトの吹き始め・ベース
の弾き始め等の音や、周期的な音色変化であるワ
ウワウ効果に対応した時間的変化データが発生さ
れる。これは特開昭52−93315号に記載されたよ
うなADSRエンベロープ発生器を用いたり、アナ
ログ的にエンベロープを発生してＤ／Ａ変換する
ことで容易に実現できる。この時間的変化データ
は鍵盤のON／OFFを基準として独自の時間的パ
ラメーターのもとに進行し、波形発生回路５のサ
ンプリングのタイミングとは同期していない。こ
のため、第２図のタイミング回路１４は波形発生
回路５のフーリエ演算の高調波次数情報をアドレ
ス発生回路１２に供給するとともに、全体の回路
の時分割動作のタイミングをコントロールする。
第２図のアドレス発生回路１２によつてメモリ回
路１１から読み出される高調波係数データを(2)式
に従つて求めると、波形発生回路５において、あ
るサンプル点ｓにおける演算は倍音ｎごとの乗
算・累算であり、 Ｇ（ｎ，ｓ，ｔ）＝Cn（ｔ）・sin（2πns／Ｓ）
……(6)式 という倍音ｎごとの乗算結果Ｇ（ｎ，ｓ，ｔ）を、 Ｆ（ｓ，ｔ）＝N 〓n=1 Ｇ（ｎ，ｓ，ｔ） ……(7)式 とＮ次まで累算していることがわかる。この乗算
タイムスロツトごとにアドレス発生回路１２とタ
イミング回路１４から高調波次数情報ｎを受け取
り、さらに時間的変化データ発生回路１３から時
間的変化データを受け取る。ここでたとえば第３
図ｂのような高調波データに対して、時間ｔにお
ける第ｎ次高調波係数を読み出すアドレスを、 Ad（ｔ，ｎ）＝P1＋（ｎ−１）・ｄ＋Ｖ（ｔ）
……(8)式 と設定することができる。(8)式において、P1は
基音（１倍音）の高調波係数を読み出すアドレ
ス、ｄは前述のように「とびとびに」読み出すス
キツプ値、Ｖ（ｔ）は時間的変化データである。
(8)式の計算は形式的には面倒のように見えるが、
実際にはスキツプ値ｄをメモリの一定の上位アド
レスとすれば単なるアドレス操作になり、また時
間的変化データＶ（ｔ）は時間変化パラメーター
ｔのみの関数で十分演算時間があるため、実現は
容易である。このようなアドレスに対して、メモ
リ回路１１は(5)式における高調波係数Cn（ｔ）を
発生する一種の変換テーブル：Ｍとして機能し、 Cn（ｔ）＝Ｍ（Ad（ｔ，ｎ））＝Ｍ（P1＋（ｎ−
１）・ｄ＋Ｖ（ｔ））……(9)式 なる高調波係数データを波形発生回路５に供給す
る。これによつて波形発生回路５においては、各
乗算タイムスロツト：ｎごとに、 Ｇ（ｎ，ｓ，ｔ）＝（Ｍ（P1＋ｎ−１）・ｄ＋Ｖ
（ｔ）））・sin（2πns／Ｓ）……(10)式 なる演算を行うことになる。ここで３つのパラメ
ーターｎ，ｓ，ｔを同期させるために、タイミン
グ回路１４は必要なデータをラツチし、また各部
分に必要なラツチパルスを供給するとともに、ア
ドレス発生回路１２のアドレス生成に関与する。
ては、楽音の立上り時の音色変化として、ピアノ
の打弦の瞬間・トランペツトの吹き始め・ベース
の弾き始め等の音や、周期的な音色変化であるワ
ウワウ効果に対応した時間的変化データが発生さ
れる。これは特開昭52−93315号に記載されたよ
うなADSRエンベロープ発生器を用いたり、アナ
ログ的にエンベロープを発生してＤ／Ａ変換する
ことで容易に実現できる。この時間的変化データ
は鍵盤のON／OFFを基準として独自の時間的パ
ラメーターのもとに進行し、波形発生回路５のサ
ンプリングのタイミングとは同期していない。こ
のため、第２図のタイミング回路１４は波形発生
回路５のフーリエ演算の高調波次数情報をアドレ
ス発生回路１２に供給するとともに、全体の回路
の時分割動作のタイミングをコントロールする。
第２図のアドレス発生回路１２によつてメモリ回
路１１から読み出される高調波係数データを(2)式
に従つて求めると、波形発生回路５において、あ
るサンプル点ｓにおける演算は倍音ｎごとの乗
算・累算であり、 Ｇ（ｎ，ｓ，ｔ）＝Cn（ｔ）・sin（2πns／Ｓ）
……(6)式 という倍音ｎごとの乗算結果Ｇ（ｎ，ｓ，ｔ）を、 Ｆ（ｓ，ｔ）＝N 〓n=1 Ｇ（ｎ，ｓ，ｔ） ……(7)式 とＮ次まで累算していることがわかる。この乗算
タイムスロツトごとにアドレス発生回路１２とタ
イミング回路１４から高調波次数情報ｎを受け取
り、さらに時間的変化データ発生回路１３から時
間的変化データを受け取る。ここでたとえば第３
図ｂのような高調波データに対して、時間ｔにお
ける第ｎ次高調波係数を読み出すアドレスを、 Ad（ｔ，ｎ）＝P1＋（ｎ−１）・ｄ＋Ｖ（ｔ）
……(8)式 と設定することができる。(8)式において、P1は
基音（１倍音）の高調波係数を読み出すアドレ
ス、ｄは前述のように「とびとびに」読み出すス
キツプ値、Ｖ（ｔ）は時間的変化データである。
(8)式の計算は形式的には面倒のように見えるが、
実際にはスキツプ値ｄをメモリの一定の上位アド
レスとすれば単なるアドレス操作になり、また時
間的変化データＶ（ｔ）は時間変化パラメーター
ｔのみの関数で十分演算時間があるため、実現は
容易である。このようなアドレスに対して、メモ
リ回路１１は(5)式における高調波係数Cn（ｔ）を
発生する一種の変換テーブル：Ｍとして機能し、 Cn（ｔ）＝Ｍ（Ad（ｔ，ｎ））＝Ｍ（P1＋（ｎ−
１）・ｄ＋Ｖ（ｔ））……(9)式 なる高調波係数データを波形発生回路５に供給す
る。これによつて波形発生回路５においては、各
乗算タイムスロツト：ｎごとに、 Ｇ（ｎ，ｓ，ｔ）＝（Ｍ（P1＋ｎ−１）・ｄ＋Ｖ
（ｔ）））・sin（2πns／Ｓ）……(10)式 なる演算を行うことになる。ここで３つのパラメ
ーターｎ，ｓ，ｔを同期させるために、タイミン
グ回路１４は必要なデータをラツチし、また各部
分に必要なラツチパルスを供給するとともに、ア
ドレス発生回路１２のアドレス生成に関与する。
第４図は、第１図に示す高調波係数回路４に設
けられる、本発明に係る楽音波形の時間的変化処
理操作部分の別の実施例を説明するための具体的
構成例である。第４図において、２１はフーリエ
合成に用いられる１組の高調波係数データを複数
組記憶するメモリ回路、２３は楽音波形の時間的
変化に対応して高調波係数の構成比を時間的に変
化させるためのデータを発生する時間的変化デー
タ発生回路、２２はメモリ回路２１から高調波係
数データを読み出すための読み出しアドレスを前
記時間的変化データに応じて変化させながら発生
させるアドレス発生回路、２５はアドレス発生回
路２２からの読み出しアドレスによつてメモリ回
路２１から読み出された高調波係数データを補間
する補間回路、２４は波形発生回路５およびアド
レス発生回路２２および補間回路２５の時分割動
作を同期させるタイミング回路である。
けられる、本発明に係る楽音波形の時間的変化処
理操作部分の別の実施例を説明するための具体的
構成例である。第４図において、２１はフーリエ
合成に用いられる１組の高調波係数データを複数
組記憶するメモリ回路、２３は楽音波形の時間的
変化に対応して高調波係数の構成比を時間的に変
化させるためのデータを発生する時間的変化デー
タ発生回路、２２はメモリ回路２１から高調波係
数データを読み出すための読み出しアドレスを前
記時間的変化データに応じて変化させながら発生
させるアドレス発生回路、２５はアドレス発生回
路２２からの読み出しアドレスによつてメモリ回
路２１から読み出された高調波係数データを補間
する補間回路、２４は波形発生回路５およびアド
レス発生回路２２および補間回路２５の時分割動
作を同期させるタイミング回路である。
第４図に示す、本発明に係る楽音波形の時間的
変化処理操作部分の別の実施例を説明するための
具体的構成例の動作を第５図に示すグラフを用い
て説明すると、メモリ回路２１においてはたとえ
ば第５図ａのような高調波係数データが代表値と
して格納されるが、このデータ自身は楽音波形の
高調波係数構成と直接対応するものではなく、合
成される楽音波形の任意性に応じて任意に構成で
きる。ここで、アドレス発生回路２２の設定する
読み出しアドレスが、(8)式に従つて第５図ｂの
F3をスタート点に、d2をスキツプ値として設定
されると、補間回路２５においてはメモリ回路２
１の高調波係数データP1，P2………によつて対
応する補間値が計算される。この補間値を楽音波
形の倍音構成として表わしたのが第５図ｃのグラ
フであり、アドレス発生回路２２の設定する読み
出しアドレスによつて効果的に高調波係数構成が
設定されるのがわかる。この具体的構成例では第
２図よりも構成が複雑に見えるが、メモリ回路２
１に要求されるメモリ容量は非常に少なくなるた
め、実際にはむしろ有効で、補間回路２５の補間
方式をシフト回路による非線型補間等にすれば、
回路規模も少なくてすむ。
変化処理操作部分の別の実施例を説明するための
具体的構成例の動作を第５図に示すグラフを用い
て説明すると、メモリ回路２１においてはたとえ
ば第５図ａのような高調波係数データが代表値と
して格納されるが、このデータ自身は楽音波形の
高調波係数構成と直接対応するものではなく、合
成される楽音波形の任意性に応じて任意に構成で
きる。ここで、アドレス発生回路２２の設定する
読み出しアドレスが、(8)式に従つて第５図ｂの
F3をスタート点に、d2をスキツプ値として設定
されると、補間回路２５においてはメモリ回路２
１の高調波係数データP1，P2………によつて対
応する補間値が計算される。この補間値を楽音波
形の倍音構成として表わしたのが第５図ｃのグラ
フであり、アドレス発生回路２２の設定する読み
出しアドレスによつて効果的に高調波係数構成が
設定されるのがわかる。この具体的構成例では第
２図よりも構成が複雑に見えるが、メモリ回路２
１に要求されるメモリ容量は非常に少なくなるた
め、実際にはむしろ有効で、補間回路２５の補間
方式をシフト回路による非線型補間等にすれば、
回路規模も少なくてすむ。
第６図は、第１図に示す高調波係数回路４に設
けられる、本発明に係る楽音波形の時間的変化処
理操作部分の更に別の実施例を説明するための具
体的構成例である。第６図において、３１はフー
リエ合成に用いられる１組の高調波係数データを
複数組記憶するメモリ回路、３６は楽音波形の時
間的変化に対応して高調波係数の構成比を時間的
に変化させるためのデータを押鍵検出・発音割当
回路３からのタツチレスポンス情報に応じて発生
する時間的変化データ発生回路、３２はメモリ回
路３１から高調波係数データを読み出すための読
み出しアドレスを前記時間的変化データに応じて
変化させながら発生させるアドレス発生回路、３
４は波形発生回路５およびアドレス発生回路３２
の時分割動作を同期させるタイミング回路であ
る。
けられる、本発明に係る楽音波形の時間的変化処
理操作部分の更に別の実施例を説明するための具
体的構成例である。第６図において、３１はフー
リエ合成に用いられる１組の高調波係数データを
複数組記憶するメモリ回路、３６は楽音波形の時
間的変化に対応して高調波係数の構成比を時間的
に変化させるためのデータを押鍵検出・発音割当
回路３からのタツチレスポンス情報に応じて発生
する時間的変化データ発生回路、３２はメモリ回
路３１から高調波係数データを読み出すための読
み出しアドレスを前記時間的変化データに応じて
変化させながら発生させるアドレス発生回路、３
４は波形発生回路５およびアドレス発生回路３２
の時分割動作を同期させるタイミング回路であ
る。
第７図は第６図に示す時間的変化データ発生回
路３６における動作を説明するための具体的構成
例である。すなわち第７図において、４１は楽音
波形の時間的変化に対応して高調波係数の構成比
を時間的に変化させるためのデータを発生する時
間的変化データ計算回路、４２は時間的変化デー
タ計算回路４１によつて発生される時間的変化デ
ータの振幅を設定するデプス設定回路、４３は演
奏におけるタツチレスポンス情報に応じてバイア
ス値を設定するバイアス設定回路、４４は押鍵検
出・発音割当回路３からのタツチレスポンス情報
に応じてデプス設定回路４２およびバイアス設定
回路４３を制御するタツチレスポンスコントロー
ル回路である。
路３６における動作を説明するための具体的構成
例である。すなわち第７図において、４１は楽音
波形の時間的変化に対応して高調波係数の構成比
を時間的に変化させるためのデータを発生する時
間的変化データ計算回路、４２は時間的変化デー
タ計算回路４１によつて発生される時間的変化デ
ータの振幅を設定するデプス設定回路、４３は演
奏におけるタツチレスポンス情報に応じてバイア
ス値を設定するバイアス設定回路、４４は押鍵検
出・発音割当回路３からのタツチレスポンス情報
に応じてデプス設定回路４２およびバイアス設定
回路４３を制御するタツチレスポンスコントロー
ル回路である。
第６図および第７図に示す、本発明に係る楽音
波形の時間的変化処理操作部分の別の実施例を説
明するための具体的構成例の動作を第８図に示す
グラフを用いて説明すると、時間的変化データ計
算回路４１においてはたとえば第８図ａのような
時間的変化データが計算される。この第８図ａの
ような時間的変化特性曲線は、多くの自然楽器の
持つ高調波特性の時間的変化に対応した代表的な
ものである。この出力信号であるアドレス信号の
振幅値に対して、第８図ｂに示すように時刻ｔに
おける曲線Ｃの振幅値Lcに一定のの比率をデプ
ス設定回路４２において乗ずることでLa、Lbの
ような値が得られ、全体としては曲線Ａ、曲線Ｂ
のような出力信号が得られる。この一定の比率を
演奏におけるタツチレスポンス情報に応じて制御
することで、発生する楽音波形は豊富な時間変化
特性を持つことになる。また第８図ｃに示すよう
に、互いに類似の特性曲線である曲線Ｄ、曲線Ｅ
においても、バイアス設定回路４３で設定される
アドレスのバイアス値Ld、Leが異なれば高調波
係数の特性は大きく変化するため、たとえばピア
ノをff（フオルテシモ）で弾いた時の高音の伸び
の表現等に有効である。また、時間的変化データ
計算回路４１によつて発生される時間的変化デー
タを第８図ｄに示すように、曲線Ｆのような特性
だけでなく、曲線Ｇのような時間変化特性を用い
ることで、ハープシコードの音色の特徴である高
音の鋭い立上りの表現等にも有効である。
波形の時間的変化処理操作部分の別の実施例を説
明するための具体的構成例の動作を第８図に示す
グラフを用いて説明すると、時間的変化データ計
算回路４１においてはたとえば第８図ａのような
時間的変化データが計算される。この第８図ａの
ような時間的変化特性曲線は、多くの自然楽器の
持つ高調波特性の時間的変化に対応した代表的な
ものである。この出力信号であるアドレス信号の
振幅値に対して、第８図ｂに示すように時刻ｔに
おける曲線Ｃの振幅値Lcに一定のの比率をデプ
ス設定回路４２において乗ずることでLa、Lbの
ような値が得られ、全体としては曲線Ａ、曲線Ｂ
のような出力信号が得られる。この一定の比率を
演奏におけるタツチレスポンス情報に応じて制御
することで、発生する楽音波形は豊富な時間変化
特性を持つことになる。また第８図ｃに示すよう
に、互いに類似の特性曲線である曲線Ｄ、曲線Ｅ
においても、バイアス設定回路４３で設定される
アドレスのバイアス値Ld、Leが異なれば高調波
係数の特性は大きく変化するため、たとえばピア
ノをff（フオルテシモ）で弾いた時の高音の伸び
の表現等に有効である。また、時間的変化データ
計算回路４１によつて発生される時間的変化デー
タを第８図ｄに示すように、曲線Ｆのような特性
だけでなく、曲線Ｇのような時間変化特性を用い
ることで、ハープシコードの音色の特徴である高
音の鋭い立上りの表現等にも有効である。
(5) 発明の効果
以上説明したように、本発明に係る電子楽器に
よれば、楽音波形の時間的変化を実現する上で、
フーリエ合成演算に必要な高調波係数を簡単な構
成で短時間に発生することができるため、高調波
係数の次数およびサンプリングレートおよび回路
規模の制約を克服して、真に音楽的な楽音波形を
発生することができる。また補間回路やタツチレ
スポンスコントロール回路によつて回路規模の節
約およびタツチレスポンス表現を実現すること
で、音楽性豊かな電子楽器を容易に提供できるも
のであり、良質の音楽のために貢献するところ大
である。
よれば、楽音波形の時間的変化を実現する上で、
フーリエ合成演算に必要な高調波係数を簡単な構
成で短時間に発生することができるため、高調波
係数の次数およびサンプリングレートおよび回路
規模の制約を克服して、真に音楽的な楽音波形を
発生することができる。また補間回路やタツチレ
スポンスコントロール回路によつて回路規模の節
約およびタツチレスポンス表現を実現すること
で、音楽性豊かな電子楽器を容易に提供できるも
のであり、良質の音楽のために貢献するところ大
である。
第１図は、本発明による電子楽器の構成を説明
するための構成概念図、第２図は第１図に示す高
調波係数回路４に設けられる本発明に係る楽音波
形の時間的変化処理操作部分を説明するための具
体的構成例、第３図は第２図に示す具体的構成例
の動作を説明するためのグラフ、第４図は第１図
に示す高調波係数回路４に設けられる本発明に係
る楽音波形の時間的変化処理操作部分の別の実施
例を説明するための具体的構成例、第５図は第４
図に示す具体的構成例の動作を説明するためのグ
ラフ、第６図は第１図に示す高調波係数回路４に
設けられる本発明に係る楽音波形の時間的変化処
理操作部分の更に別の実施例を説明するための具
体的構成例、第７図は第６図に示す時間的変化デ
ータ発生回路３６における動作を説明するための
具体的構成例、第８図は第６図および第７図に示
す具体的構成例の動作を説明するためのグラフで
ある。 同図において、１は鍵盤、２は音色設定タブレ
ツト、３は押鍵検出・発音割当回路、４は高調波
係数回路、５は波形発生回路、６は波形記憶回
路、７は音高周波数回路、８はＤ／Ａ変換回路、
９はエンベロープ回路、１０はサウンドシステ
ム、１１はメモリ回路、１２はアドレス発生回
路、１３は時間的変化データ発生回路、１４はタ
イミング回路、２１はメモリ回路、２２はアドレ
ス発生回路、２３は時間的変化データ発生回路、
２４はタイミング回路、２５は補間回路、３１は
メモリ回路、３２はアドレス発生回路、３４はタ
イミング回路、３６は時間的変化データ発生回
路、４１は時間的変化データ計算回路、４２はデ
プス設定回路、４３はバイアス設定回路、４４は
タツチレスポンスコントロール回路である。
するための構成概念図、第２図は第１図に示す高
調波係数回路４に設けられる本発明に係る楽音波
形の時間的変化処理操作部分を説明するための具
体的構成例、第３図は第２図に示す具体的構成例
の動作を説明するためのグラフ、第４図は第１図
に示す高調波係数回路４に設けられる本発明に係
る楽音波形の時間的変化処理操作部分の別の実施
例を説明するための具体的構成例、第５図は第４
図に示す具体的構成例の動作を説明するためのグ
ラフ、第６図は第１図に示す高調波係数回路４に
設けられる本発明に係る楽音波形の時間的変化処
理操作部分の更に別の実施例を説明するための具
体的構成例、第７図は第６図に示す時間的変化デ
ータ発生回路３６における動作を説明するための
具体的構成例、第８図は第６図および第７図に示
す具体的構成例の動作を説明するためのグラフで
ある。 同図において、１は鍵盤、２は音色設定タブレ
ツト、３は押鍵検出・発音割当回路、４は高調波
係数回路、５は波形発生回路、６は波形記憶回
路、７は音高周波数回路、８はＤ／Ａ変換回路、
９はエンベロープ回路、１０はサウンドシステ
ム、１１はメモリ回路、１２はアドレス発生回
路、１３は時間的変化データ発生回路、１４はタ
イミング回路、２１はメモリ回路、２２はアドレ
ス発生回路、２３は時間的変化データ発生回路、
２４はタイミング回路、２５は補間回路、３１は
メモリ回路、３２はアドレス発生回路、３４はタ
イミング回路、３６は時間的変化データ発生回
路、４１は時間的変化データ計算回路、４２はデ
プス設定回路、４３はバイアス設定回路、４４は
タツチレスポンスコントロール回路である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 楽音波形の各サンプル点の波形振幅値をフー
リエ合成によつて個々に計算して楽音波形を形成
する方式の電子楽器において、フーリエ合成に用
いられる１組の高調波係数データを複数組記憶す
るメモリ回路と、楽音波形の時間的変化に対応し
て高調波係数の構成比を時間的に変化させるため
のデータを発生する時間的変化データ発生回路
と、前記メモリ回路から高調波係数データを読み
出すための読み出しアドレスを前記時間的変化デ
ータに応じて変化させながら発生させるアドレス
発生回路とを具備し、任意の構成の高調波係数を
時間的に変化させようとしたことを特徴とする電
子楽器。 ２ 前記アドレス発生回路からの読み出しアドレ
スの下位アドレスに対応した高調波係数データを
計算する補間回路を具備し、前記メモリ回路に格
納される１組の高調波係数データは前記アドレス
発生回路からの読み出しアドレスの上位アドレス
に対応した特徴的な代表点とし、前記補間回路に
よつて前記メモリ回路から読み出される高調波係
数データを補間するようにしたことを特徴とす
る、特許請求の範囲第１項記載の電子楽器。 ３ 前記アドレス発生回路からの読み出しアドレ
スに更にバイアス値を設定して加えるバイアス設
定回路と、前記時間的変化データ発生回路におい
て発生される時間的変化データの振幅を設定する
デプス設定回路とを具備し、演奏におけるタツチ
レスポンス情報に応じて前記バイアス設定回路の
バイアス値および前記デプス設定回路の振幅デプ
ス値を制御するようにしたことを特徴とする、特
許請求の範囲第１項または第２項記載の電子楽
器。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58201663A JPS6093494A (ja) | 1983-10-27 | 1983-10-27 | 電子楽器 |
| US06/665,125 US4638709A (en) | 1983-10-27 | 1984-10-26 | Electronic musical instrument with temporal variation data generating circuit and interpolation circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58201663A JPS6093494A (ja) | 1983-10-27 | 1983-10-27 | 電子楽器 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5099858A Division JP2532197B2 (ja) | 1993-04-26 | 1993-04-26 | 電子楽器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6093494A JPS6093494A (ja) | 1985-05-25 |
| JPH0417440B2 true JPH0417440B2 (ja) | 1992-03-25 |
Family
ID=16444832
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58201663A Granted JPS6093494A (ja) | 1983-10-27 | 1983-10-27 | 電子楽器 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4638709A (ja) |
| JP (1) | JPS6093494A (ja) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4677889A (en) * | 1985-10-25 | 1987-07-07 | Kawai Musical Instrument Mfg. Co., Ltd. | Harmonic interpolation for producing time variant tones in an electronic musical instrument |
| US4907484A (en) * | 1986-11-02 | 1990-03-13 | Yamaha Corporation | Tone signal processing device using a digital filter |
| US5086475A (en) * | 1988-11-19 | 1992-02-04 | Sony Corporation | Apparatus for generating, recording or reproducing sound source data |
| US4909118A (en) * | 1988-11-25 | 1990-03-20 | Stevenson John D | Real time digital additive synthesizer |
| JP2929199B2 (ja) * | 1989-03-02 | 1999-08-03 | ヤマハ株式会社 | 楽音信号発生装置 |
| US5287088A (en) * | 1989-07-06 | 1994-02-15 | Sills Richard R | Method and apparatus for modifying synthesized sound signals |
| JP2580795B2 (ja) * | 1989-10-04 | 1997-02-12 | ヤマハ株式会社 | 電子楽器 |
| US5444818A (en) * | 1992-12-03 | 1995-08-22 | International Business Machines Corporation | System and method for dynamically configuring synthesizers |
| JP2532197B2 (ja) * | 1993-04-26 | 1996-09-11 | 株式会社河合楽器製作所 | 電子楽器 |
| US20040083002A1 (en) * | 2001-04-06 | 2004-04-29 | Belef William Martin | Methods for treating spinal discs |
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| JP6528752B2 (ja) * | 2016-10-07 | 2019-06-12 | カシオ計算機株式会社 | 楽音再生装置、楽音再生方法、プログラムおよび電子楽器 |
Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
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| JPS5756895A (en) * | 1980-09-24 | 1982-04-05 | Nippon Musical Instruments Mfg | Electronic musical instrument |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US31653A (en) * | 1861-03-12 | Ditching-machine | ||
| US3908504A (en) * | 1974-04-19 | 1975-09-30 | Nippon Musical Instruments Mfg | Harmonic modulation and loudness scaling in a computer organ |
| JPS5917838B2 (ja) * | 1977-11-01 | 1984-04-24 | ヤマハ株式会社 | 電子楽器の波形発生装置 |
| US4205575A (en) * | 1978-05-19 | 1980-06-03 | The Wurlitzer Company | Binary interpolator for electronic musical instrument |
| JPS5521041A (en) * | 1978-07-31 | 1980-02-14 | Nippon Musical Instruments Mfg | Producing musical tone of electronic device and electronic musical device |
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| JPS5858595A (ja) * | 1981-10-01 | 1983-04-07 | ヤマハ株式会社 | 電子楽器 |
| JPS5865493A (ja) * | 1981-10-15 | 1983-04-19 | 松下電器産業株式会社 | 波形発生装置 |
| GB2113447B (en) * | 1981-12-22 | 1986-07-09 | Casio Computer Co Ltd | Tone signal generating apparatus of electronic musical instruments |
| JPS5940698A (ja) * | 1982-07-27 | 1984-03-06 | ロ−ランド株式会社 | 電子楽器の楽音生成装置 |
| US4444082A (en) * | 1982-10-04 | 1984-04-24 | Allen Organ Company | Modified transient harmonic interpolator for an electronic musical instrument |
| JPS59137997A (ja) * | 1983-01-28 | 1984-08-08 | カシオ計算機株式会社 | 波形メモリ読出し方式 |
-
1983
- 1983-10-27 JP JP58201663A patent/JPS6093494A/ja active Granted
-
1984
- 1984-10-26 US US06/665,125 patent/US4638709A/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5570896A (en) * | 1978-11-22 | 1980-05-28 | Nippon Musical Instruments Mfg | Electronic musical instrument |
| JPS5756895A (en) * | 1980-09-24 | 1982-04-05 | Nippon Musical Instruments Mfg | Electronic musical instrument |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6093494A (ja) | 1985-05-25 |
| US4638709A (en) | 1987-01-27 |
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