JPH043875B2

JPH043875B2 -

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Publication number: JPH043875B2
Application number: JP60085938A
Authority: JP
Priority date: 1985-04-22
Filing date: 1985-04-22
Publication date: 1992-01-24
Also published as: JPS615297A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は予め選定された音色の複数の波形信
号を用いて楽音波形を形成する楽音形成方法に関
するものである。

〔発明の概要〕

この発明は、複数の波形信号を合成して楽音波
形を形成する楽音形成方法において、互いに音色
が異なる３つの波形信号をパラメータ信号に従つ
て重付けした後合成することによつて、音色が滑
らかに変化する楽音波形を得ることができるよう
にしたものである。

〔従来の技術〕

従来、第１図に示すような波形読出し方式の楽
音形成方法を用いた電子楽器が提案されている。
鍵盤回路１は、ある鍵が押鍵されるとその鍵に対
応する出力線に論理値「１」を出力する様に構成
されている。鍵盤回路１には単音優先回路が内蔵
されており、単音優先回路は同時に２つ以上の鍵
が押鍵された場合、発音すべき音を１つに決定す
る機能を有している。この単音優先回路として
は、例えば特願昭49−102640号（特開昭51−
29918号）明細書中に開示されたものを用いる事
ができる。更に鍵盤回路１は、ある鍵が押鍵され
た事を示すキーオン信号KONを出力する機能を
有している。

鍵盤回路１の各出力線は周波数情報メモリ２の
入力側に接続されており、周波数情報メモリ２に
は各鍵の音高にそれぞれ対応する周波数情報が記
憶されている。従つて、ある鍵が押鍵されるとそ
の鍵に対応する周波数情報が周波数情報メモリ２
から読み出される。

周波数情報メモリ２の出力側は累算器３の入力
側に接続されており、累算器３はクロツクパルス
φを受けて周波数情報メモリ２から出力される周
波数情報を順次累算し、その累算値を読出しアド
レス信号として順次出力する。累算器３の出力側
は波形メモリ４の入力側に接続されており、波形
メモリ４には高調波成分を含んだ楽音（音源）波
形が記憶されている。従つて、波形メモリ４は累
算器３からの読出しアドレス信号により指定され
たアドレスに記憶されている波形振幅値を順次読
み出す。

これまでの説明から明らかな様に、押鍵された
鍵に対応した周波数情報が周波数情報メモリ２か
ら読み出され、これがクロツクパルスφのタイミ
ングで累算器３により順次累算されてその累算値
が波形メモリ４に読出しアドレス信号として入力
される。従つて、波形メモリ４からは押鍵された
鍵の音高に対応した周波数の楽音（音源）波形信
号が出力される。

波形メモリ４の出力側は乗算器５の第１の入力
端子に接続されており、乗算器５の第２の入力端
子にはエンベロープ波形発生装置６の出力側が接
続されている。更に、乗算器５の出力側はサウン
ドシステム７の入力側に接続されている。従つ
て、波形メモリ４から出力される楽音波形信号は
乗算器５でエンベロープ波形発生装置６から出力
されるエンベロープ波形信号ENVと乗算され、
これによつて楽音波形に適宜の音量エンベロープ
が付与された後、サウンドシステム７に入力され
る。サウンドシステム７は増幅回路、スピーカ等
から成り、乗算器５から出力される楽音波形信号
に基づく楽音を発生する。

ここで、エンベロープ波形発生装置６は楽音波
形に適宜の音量エンベロープを付与するために設
けられているもので、鍵盤回路１から出力される
キーオン信号KONを受けてエンベロープ波形信
号ENVを出力する。

エンベロープ波形信号ENVは、例えば第２図
に示す様な波形形状を有しており、演奏者はパネ
ルボード上に設けられた楽音選択スイツチによ
り、この波形を適宜に設定する事ができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

以上の説明から明らかな様に、従来の波形読出
し方式の楽音形成方法では、楽音の発生時から終
了時に至るまで一定波形が波形メモリ４から押下
鍵に対応した周波数で繰り返し読み出され、この
楽音波形信号に音量制御用のエンベロープ波形信
号ENVを乗算して楽音を形成している。従つて、
この楽音波形の波形形状は、楽音発生から終了に
至るまでその振幅は変化する同一波形の繰り返し
であり、その結果、その音色は発音中常に同じで
変化しない。ところで、一般に、自然楽器の音
は、その音色（波形が時間と共に変化しており、
それによつて豊かな感じの音になつている。

従つて、従来の波形読出し方式の楽音形成方法
では楽音発生時から終了時まで常に音色が同一で
あるため、発生音に豊かさがなく単調な音になつ
ていた。

この発明は上記した従来の波形読出し方式の楽
音形成方法の欠点を改善し、楽音波形に対して滑
らかな音色の時間変化を与え、それによつて所定
の楽音（例えば自然楽器の楽音）に近似した音色
変化をもつ楽音を形成できるようにしようとする
ものである。

〔問題点を解決するための手段〕

かかる問題点を解決するため、この発明におい
ては、形成すべき楽音波形の周波数に対応した周
波数を有し、音色の時間変化における初期音色に
対応した第１の波形信号Ｗ１を、ほぼ「１」から
「０」に単調に時間変化するパラメータ信号P₁tに
従つて重付けすると共に、形成すべき楽音波形の
周波数に対応した周波数を有し、音色の時間変化
における第１の目標音色に対応し、かつ上記第１
の波形信号Ｗ１とは異なる波形形状の第２の波形
信号Ｗ２を、ほぼ「０」から「１」に単調に時間
変化するパラメータ信号P₂tに従つて重付けし、
当該重付けした上記第１の波形信号Ｗ１および第
２の波形信号Ｗ２を加算合成することにより、音
色が上記初期音色から上記第１の目標音色に徐々
に変化する楽音波形信号を形成するようにし、上
記第１の波形信号Ｗ１の重付けに用いたパラメー
タ信号P₁tがほぼ「０」になつた時点または上記
第２の波形信号Ｗ２の重付けに用いたパラメータ
信号P₂tがほぼ「１」になつた時点で、上記第２
の波形信号Ｗ２をほぼ「１」から「０」に単調に
時間変化するパラメータ信号P₂tに従つて重付け
すると共に、形成すべき楽音波形の周波数に対応
した周波数を有し、音色の時間変化における第２
の目標音色に対応し、かつ上記第１および第２の
波形信号Ｗ１及びＷ２とは異なる波形形状の第３
の波形信号Ｗ３を、ほぼ「０」から「１」に単調
に時間変化するパラメータ信号P₃tに従つて重付
けし、当該重付けした上記第２の波形信号Ｗ２お
よび第３の波形信号Ｗ３を加算合成することによ
り、音色が上記第１の目標音色から上記第２の目
標音色に徐々に変化する楽音波形信号を形成する
ようにし、音色がまず初期音色から第１の目標音
色に向けて徐々に時間変化し、その後第１の目標
音色から第２の目標音色に向けて徐々に時間変化
する楽音波形信号〔Ｗ１・P₁t＋Ｗ２・P₂t＋Ｗ
３．P₃t〕を得るようにする。

〔作用〕

第１の発明においては、第１および第２の波形
信号を、ほぼ「１」から「０」に、「０」から
「１」に互いに逆変化する重付け量をもつパラメ
ータ信号によつてそれぞれ重付けして合成するこ
とにより、第１および第２の波形信号を加算合成
して第１および第２の波形信号間の波形信号を作
成することにより、第１の波形信号から第２の波
形信号へ滑らかに変化する楽音波形を得ることが
できる。

第２の発明においては、これに加えて、第１お
よび第２の波形信号の切換えが終了した時点で、
続いて第２および第３の波形信号に対して互いに
逆変化する重付け量をもつパラメータ信号によつ
てそれぞれ重付けして合成することにより、第２
および第３の波形信号を加算合成して第２および
第３の波形信号間の波形信号を作成することによ
り、第２の波形信号から第３の波形信号に滑らか
に変化する楽音波形を形成することができる。

〔実施例〕

以下、この発明につき第３図に示す実施例によ
り更に詳細に説明する。尚、第３図にこの発明の
楽音形成方法を電子楽器に適用した場合の一実施
例を示すもので、第３図において第１図と同一部
分には同一符号を付してその説明を省略する。

第３図に示した電子楽器は、第１図に示す従来
の電子楽器において、波形メモリ４の代わりに波
形発生合成装置２０が設けられており、この波形
発生合成装置２０は次の様な構成を有している。
即ち、累算器３の出力側が波形メモリ２１，２
２，２３の入力側に接続されており、波形メモリ
２１，２２，２３の出力側はそれぞれ乗算器３
１，３２，３３の第１の入力端子に接続されてい
る。各乗算器３１〜３３の出力側はそれぞれ加算
器５０の入力側に接続されている。また、鍵盤回
路１から出力される楽音発生指令としてのキーオ
ン信号KONがカウンタ２５に入力されており、
カウンタ２５の出力側はリードオンリイメモリ４
１，４２，４３の入力側に接続されている。リー
ドオンリイメモリ４１，４２，４３の各出力側は
それぞれ前記した乗算器３１，３２，３３の第２
の入力端子に接続されている。ここで、カウンタ
２５とリードオンリイメモリ４１，４２，４３を
パラメータ発生器３０と呼ぶ。

波形メモリ２１，２２，２３には互いに異なる
波形形状（音色）の波形が記憶されているもので
あり、この実施例において、波形メモリ２１，２
３にはそれぞれ第４図Ａ，Ｃに示す様な高調波成
分の少ない波形信号Ｗ１，Ｗ３が記憶されてお
り、波形メモリ２２には第４図Ｂに示す様な高調
波成分を多数含んだ波形信号Ｗ２が記憶されてい
る。カウンタ２５はキーオン信号KONを受けて
その内容をクリアすると同時にクロツクパルスφ
の計数を開始し、その計数値をリードオンリイメ
モリ４１，４２，４３にアドレス信号として入力
する。

リードオンリイメモリ４１には、第５図に示す
様に、パラメータの値が時刻t₁〜t₃の間の時間の
経過と共に単調に「１」から「０」に変化するパ
ラメータ信号P₁tが記憶されている。また、リー
ドオンリイメモリ４２には、第５図に示すよう
に、時刻t₁〜t₃の間に単調に「０」から「１」に
変化した後、時刻t₁〜t₅の間に単調に「１」から
「０」に変化するパラメータ信号P₂tがそれぞれ記
憶されている。さらに、リードオンリイメモリ４
３には、第５図に示すように、時刻t₃〜t₅の間に
単調に「０」から「１」に変化するパラメータ信
号P₃tが記憶されている。

リードオンリイメモリ４１，４２，４３はそれ
ぞれカウンタ２５の計数値に従つて第５図に示す
様に変化する各パラメータ信号P₁t，P₂t，P₃tを
出力する。ここで、各時刻t₁〜t₅は第２図に示す
エンベロープ波形信号ENVの時間変化を表す。
従つて、パラメータ信号P₁t，P₂t，P₃tは、エン
ベロープ波形信号ENVの立上り、立下りの変化
に同期するように変化して行く。

以上の構成を有する電子楽器の作用効果につい
て次に説明する。

ある鍵が押鍵されると、その鍵の音高に対応し
た周波数情報が周波数情報メモリ２から出力さ
れ、この周波数情報が累算器３によりクロツクパ
ルスφのタイミングで順次累算され、波形メモリ
２１，２２，２３に読出しアドレス信号として順
次入力される。波形メモリ２１，２２，２３はこ
の読出しアドレス信号により指定されたアドレス
に記憶さている波形振幅値を波形信号Ｗ１，Ｗ
２，Ｗ３として順次読み出す。

この様にして波形メモリ２１から順次読み出さ
れる波形信号Ｗ１は乗算器３１に入力され、ある
鍵が押鍵されて楽音を発生すべきことを示すキー
オン信号KONを受けてパラメータ発生器３０か
ら出力されるパラメータ信号P₁tと乗算される。
従つて、乗算器３１から出力される波形信号はＷ
１・P₁tとなる。同様に波形メモリ２２，２３か
ら出力される波形信号Ｗ２，Ｗ３は乗算器３２，
３３を介して波形信号Ｗ２・P₂t，Ｗ３・P₃tに変
換される。これらの各波形信号は加算器５０にお
いて加算合成され、この結果、波形発生合成装置
２０からは波形信号（Ｗ１・P₁t＋Ｗ２・P₂t＋Ｗ
３・P₃t）が楽音波形信号として出力される。

この波形発生合成装置２０から出力される楽音
波形信号（Ｗ１・P₁t＋Ｗ２・P₂t＋Ｗ３・P₃t）
は第５図に示すパラメータ信号P₁t，P₂t，P₃tの
変化に従つて次の様に変化する。

押鍵時（時刻t₁）においては、P₁t＝「１」、P₂t
＝「０」、P₃t＝「０」であるため、波形発生合成装
置２０から出力される楽音波形信号は高調波成分
の少ない波形信号Ｗ１になる。

続いて、パラメータ信号P₁tは「１」から「０」
に徐々に立下るのに対して、パラメータ信号P₂t
が逆変化して「０」から「１」に徐々に立上る。
このため波形発生合成装置２０から出力される楽
音波形信号は（Ｗ１・P₂t＋Ｗ２・P₂t）となり、
徐々に高調波の少ない波形信号Ｗ１の成分が減少
しかつ高調波を多数含んだ波形信号Ｗ２の成分が
増加するように、波形信号Ｗ１から波形信号Ｗ２
に徐々に切り換つて行く。例えば、時刻t₂では波
形発生合成装置２０が出力する楽音波形信号P₁t
＝P₂t＝「0.5」であり、これにより波形信号Ｗ１
と波形信号Ｗ２の成分の比が１：１になる。

やがて時刻t₃になると、P₁t＝「０」、P₂t＝
「１」、P₃t＝「０」になつて波形信号Ｗ１から波形
信号Ｗ２への切換動作が終了し、波形発生合成装
置２０から出力される楽音波形信号は高調波を多
数含んだ波形信号Ｗ２になる。従つて、この時発
生される楽音は最も高調波成分の豊かな音色を有
するものになる。

かくして時刻t₁〜t₃における音色時間変化に対
して、波形信号Ｗ１が時刻t₁における初期音色を
表す初期楽音波形を呈すると共に、波形信号Ｗ２
が時刻t₃において得べき目標音色を表す目標楽音
波形を呈することになる。

また、前記した様に、第２図に示すエンベロー
プ波形の各時刻t₁〜t₅と第５図に示す時刻t₁〜t₅
は、互いに同期関係をもつように、同一時刻に設
定されているので、時刻t₃において発生されるエ
ンベロープ波形信号ENVは第２図に示すレベル
ALを有している。従つて、この時発生される楽
音は最も豊かな音量と音色を有するものになる。

時刻t₃を過ぎると、パラメータ信号P₂tが「１」
から「０」に徐々に立下る。これに対してパラメ
ータ信号P₁tに代つて、パラメータ信号P₃tが
「０」から「１」に徐々に立上るため、波形発生
合成装置２０から出力される楽音波形信号は（Ｗ
２・P₂t＋Ｗ３・P₃t）になる。従つて、徐々に高
調波を多く含んだ波形信号Ｗ２の成分が減少し、
高調波の少ない波形信号Ｗ３の成分が増加するよ
うに、波形信号Ｗ２から波形信号Ｗ３に徐々に切
り換つて行く。例えば、時刻t₄においては、P₂t
＝P₃t＝「0.5」になるため、波形信号Ｗ２と波形
信号Ｗ３の成分の比は１：１となる。

やがて時刻t₅になると、P₂t＝「０」、P₃t＝「１」
になつて波形信号Ｗ２から波形信号Ｗ３への切換
動作が終了し、波形発生合成装置２０が出力する
楽音波形信号は高調波成分の少ない波形信号Ｗ３
そのものになる。

かくして時刻t₁〜t₅における音色時間変化に対
して、波形信号Ｗ１が時刻t₁における初期音色を
表す初期楽音波形を呈し、また波形信号Ｗ２が時
刻t₃において得べき目標音色を表す第１の目標楽
音波形を呈し、さらに波形信号Ｗ３が時刻t₅にお
いて得べき目標音色を表す第２の目標楽音波形を
呈することになる。

従つて、楽音発生時（押鍵時）には高調波成分
の少ない波形信号Ｗ１に相当する楽音波形が形成
され、その後徐々に高調波成分を多数含んだ波形
信号Ｗ２に相当する楽音波形に滑らかに変化して
行き、その後再び高調波成分の少ない波形信号Ｗ
３に相当する楽音波形に滑らかに変化して行く。
かくして音色が時間の経過に従つて滑らかに変化
して行く楽音波形を形成でき、自然色に近い楽音
を発生することができる。

また、ピアノ音やチエンバロ音などの自然楽器
の楽音のように、楽音の立上立り部において多く
の高調波成分を含み、その後音量エンベロープの
衰退とともに高調波成分が次第に減少するような
楽音波形を得る場合には、波形メモリ２１，２
２，２３に記憶する波形およびパラメータ発生器
３０からの各パラメータ信号をそれに合わせて適
宜選定することにより、全く自然なピアノあるい
はチエンバロの楽音を発生させることができる。

例えば、波形メモリ２１に自然楽器の楽音、例
えばピアノ音の立上り部の最初の波形をサンプリ
ングして記憶し、また波形メモリ２２にピアノ音
の立上り部の最後の波形をサンプリングして記憶
し、さらに波形メモリ２３にピアノ音の立下り部
の最後の波形をサンプリングして記憶するように
すれば、ピアノ音から３波分の波形信号をサンプ
リングして各波形メモリ２１〜２３に記憶するだ
けで、各波形信号間の波形の変化に相当する部分
の波形を記憶しておくことなく、ピアノ音とほぼ
同様の音色変化を有する楽音波形を形成し得る。
従つて、簡易な構成によつて自然楽器音にきわめ
て近似した楽音を発生することができる。

なお、上記実施例においては、波形メモリを３
個設けた例を示したが、波形メモリの数は３個以
上であれば任意に選定できるものである。また、
パラメータ発生器３０としてはリードオンリイメ
モリ４１，４２，４３を用いた場合につき説明し
たが、リードオンリイメモリの代わりに公知の関
数発生器等を使用して第５図に示すようなパラメ
ータ信号（関数）を発生するようにしてもよいこ
とは勿論である。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明によれば、第１および第
２（および第３）の波形信号を発生しこれら各波
形信号を加算合成して各波形信号間の波形信号を
作成することにより楽音波形を形成するようにし
たので、第１の波形信号に対応した音色から第２
の波形信号に対応した音色に、さらには第２の波
形信号に対応した音色から第３の波形信号に対応
した音色に、徐々に移行する自然性のある高品質
の楽音を発生できる。この場合、例えば自然楽器
音の連続波形から任意に２つ（または３つ）の波
形をサンプリングしこのサンプリング波形に対応
して上記各波形信号を設定すれば、上記自然楽器
音にきわめて近似した楽音を簡易に形成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の波形読出し方式の電子楽器を示
すブロツク線図、第２図はエンベロープ波形の一
例を示す波形図、第３図はこの発明を適用した電
子楽器の一実施例を示すブロツク線図、第４図
Ａ，Ｂ，Ｃは各波形メモリに記憶されている波形
の一例を示す波形図、第５図はパラメータ信号の
一例を示す波形図である。１……鍵盤回路、２……周波数情報メモリ、３
……累算器、５，３１，３２，３３……乗算器、
６……エンベロープ波形発生装置、７……サウン
ドシステム、２０……波形発生合成装置、２１，
２２，２３……波形メモリ、２５……カウンタ、
３０……パラメータ発生器、４１，４２，４３…
…リードオンリイメモリ、５０……加算器。

Claims

【特許請求の範囲】１ (a) 形成すべき楽音波形の周波数に対応した
周波数を有し、音色の時間変化における初期音
色に対応した第１の波形信号を、ほぼ「１」か
ら「０」に単調に時間変化するパラメータ信号
に従つて重付けすると共に、形成すべき楽音波形の周波数に対応した周波
数を有し、音色の時間変化における第１の目標
音色に対応し、かつ上記第１の波形信号とは異
なる波形形状の第２の波形信号を、ほぼ「０」
から「１」に単調に時間変化するパラメータ信
号に従つて重付けし、 (b) 当該重付けした上記第１の波形信号および第
２の波形信号を加算合成することにより、音色
が上記初期音色から上記第１の目標音色に徐々
に変化する楽音波形信号を形成するようにし、 (c) 上記第１の波形信号の重付けに用いたパラメ
ータ信号がほぼ「０」になつた時点または上記
第２の波形信号の重付けに用いたパラメータ信
号がほぼ「１」になつた時点で、上記第２の波
形信号をほぼ「１」から「０」に単調に時間変
化するパラメータ信号に従つて重付けすると共
に、形成すべき楽音波形の周波数に対応した周波
数を有し、音色の時間変化における第２の目標
音色に対応し、かつ上記第１および第２の波形
信号とは異なる波形形状の第３の波形信号を、
ほぼ「０」から「１」に単調に時間変化するパ
ラメータ信号に従つて重付けし、 (d) 当該重付けした上記第２の波形信号および第
３の波形信号を加算合成することにより、音色
が上記第１の目標音色から上記第２の目標音色
に徐々に変化する楽音波形信号を形成するよう
にし、音色がまず初期音色から第１の目標音色に向
けて徐々に時間変化し、その後第１の目標音色
から第２の目標音色に向けて徐々に時間変化す
る楽音波形信号を得るようにしたことを特徴とする楽音形成方法。