JPH0496000A - 楽音合成装置 - 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】 ［産業上の利用分野コ この発明は、遅延手段とフィルタ手段を含む閉ループに
駆動波形信号を入力して該閉ループ内にて循環処理し楽
音を合成する楽音合成装置、いわゆる遅延フィードバッ
ク形楽音合成アルゴリ［従来技術］ 特公昭５８−５８６７９号には、フィルタと遅延回路と
をループ状に接続し、そこに駆動波形信号を入力するこ
とによフて楽音を合成する技術が示されている。この技
術によれば、それ以前の波形読み出し方式のものに比べ
て、振幅、高周波含有率、高周波位相関係等が時間とと
もに大ぎく変化する、自然楽器により近似した楽音を形
成することができる。

一方、近年の電子楽器においては、タッチによって各種
の特性を可変する技術が一般的になっ゛てさている。こ
の技術によれば、自然楽器に見られるタッチによるピッ
チのゆらぎや非調和的倍音の発生という現象を再現する
ことができる。

しかしながら、前記特公昭５Ｂ−５８６７９号に開示さ
れたような遅延フィードバック形楽音合成アルゴリズム
系においては、タッチに基づいて各種の特性を可変する
ための具体的な手段は未だ開示されていない。

［発明が解決しようとする課題］ この発明は、遅延フィードバック形楽音合成アルゴリズ
ムを用いた楽音合成装置において、夕・ソチによって楽
音を制御する一つの方式を示すとともに、特に、タッチ
によって各種の特性を可変でき、自然楽器に見られるタ
ッチによるピッチのゆらぎや非調和的倍音の発生という
現象を再現することが可能な楽音合成装置を提供するこ
とを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 前記の目的を達成するため、この発明では、遅延手段と
フィルタ手段とを含む閉ループ（遅延フィードバックル
ープ）に駆動波形信号を入力し該ループ内にて循環処理
して楽音を合成する楽音合成装置において、前記フィル
タ手段にオールバスフィルタとしての特性を与えるとと
もに、このオールパスフィルタ特性を設定するためのパ
ラメータをタッチに基づいて制御する制御手段を設けた
ことを特徴としている。

前記フィルタ手段にオールパスフィルタ特性を付与する
には、例えは、第４図の従来例におけるフィルタ２４に
代えてオールパスフィルタを用し入るか、または第２図
に示すように、オールパスフィルタ２５をフィルタ２４
と直列に接続すれはよい。

［作用および効果コ オールバスフィルタは、所定の使用帯域において、振幅
特性が平坦で、位相のみか周波数に依存するフィルタで
ある。一方、前記遅延フィードバックループの遅延総量
は、出力すべき楽音のピ・ソチ（音高）に対応する。位
相遅れも遅延の一種であるから、前記オールバスフィル
タの特性を制御することにより、前記遅延総量を制御す
ることができ、出力すべき楽音のピッチを制御すること
ができる。

この発明においては、フィルタの特性をタッチによって
制御するようにしたので、タッチによって楽音を制御す
ることができる。特に、フィルタ手段にオールパスフィ
ルタ特性を付与し、この′オールパスフィルタ特性をタ
ッチによって制御するようにしたので、自然楽器に見ら
れるタッチによるピッチのゆらぎや、非調和的倍音の発
生という現象を忠実に再現することができる。

第４図は、特公昭５８−５８６７９号に開示されたと同
様の音源回路（楽音合成装置）を示す。

同図において、アドレス発生器２１は、図示しないＣＰ
Ｕ等からの発音指令等に基づいてアドレス信号を発生す
る。駆動波形メモリ２２はこのアドレス信号に基づいて
駆動波形信号を発生し、遅延回路２３とフィルタ２４と
からなる閉ループに注入する。これにより、前記駆動波
形信号が前記閉ループ内で回帰演算処理され、楽音信号
が合成される。従来、フィルタ２４は通常、ローパスフ
ィルタであり、ここにオールパスフィルタを用いた例は
知られていない。また、フィルタ２４の特性は、音色ご
とに固定であり、これをタッチに基づいて制御する例も
知られていない。

［実施例コ 以下、図面を用いてこの発明の詳細な説明する。

第１図は、この発明の一実施例に係る電子鍵盤楽器の全
体構成を示す全体ブロック図である。

この電子鍵盤楽器は、中央処理装置（ＣＰＵ）１０を用
いてその全体動作を制御するように構成されたもので、
ｃｐｕｉｏには双方向パスラインＢＵＳを介して、リー
トオンリメモリ（ＲＯＭ）１１、ランダムアクセスメモ
リ（ＲＡＭ）１２、鍵盤回路１３、タッチ情報検出回路
１４、操作パネル１６および音源回路１７が接続されて
いる。

さらに、音源回路１７には、サウンドシステム１８が接
続され、サウンドシステム１８にはスピーカ１９が接続
されている。

第１図において、ＲＯＭＩＩには、ＣＰＵＩＯの制御プ
ログラムや、各種楽音発生のために必要なデータが格納
されている。

ＲＡＭ１２は、楽音発生時の一時記憶や、各種楽音発生
のために必要なレジスタに用いられる。

鍵盤回路１３は、タッチ検出可能な鍵盤（図示せず）を
備えるとともに、前記鍵盤における鍵操作を検出し、操
作された鍵を表わすキーコードＫＣおよびその操作状態
を表わすキーオンＫＯＮまたはキーオフＫＯＦＦ信号を
発生する。

タッチ情報検出回路１４は、前記鍵盤において操作され
た鍵の押鍵および＊縫速度を検出し、押鍵速度を表わす
イニシャルタッチ情報ＩＴおよびａｍ速度を表わすリリ
ースタッチ情報ＲＴを発生する。

操作パネル１６は、音色切換や、その他電子楽器に必要
なパラメータの設定を行なうためのものである。

音源回路１７は、ＣＰＵｌ０から与えられるパラメータ
に基づいて楽音信号を合成する。

サウンドシステム１８は音源回路１７の出力するディジ
タルデータを、スピーカ１９を駆動するためのアナログ
データに変換し、必要に応して増幅する。

第２図は、第１図における音源回路１７の詳細を示す。

この音源回路１７は、タッチによってフィルタ係数を可
変とするようにしたもので、第４図に示す従来例に対し
、フィルタ２４と直列にオールパスフィルタ２５を接続
し、かつフィルタ２５にフィルタ係数を与えるためのフ
ィルタ係数発生回路を付加したものである。

第２図において、遅延回路２３、ローパスフィルタ２４
およびオールパスフィルタ２５は、遅延フィードバック
ループを構成し、変換テーブル２６、比較器２７および
ピッチエンベロープジェネレータ２８はフィルタ係数発
生回路を構成する。

アドレス発生器２１は、ＣＰＵｌ０（第１図）から、メ
モリ読み出しスタート信号ＳＴ、ならびにメモリ読み出
し開始点（スタートポイント）ＳＰおよび読み出しデー
タのサイズ（データサイズ）ＤＳの各情報を与えられ、
これらの信号および情報に基づいて駆動波形メモリ２２
読み出し用のアドレス情報を発生する。

駆動波形メモリ２２は、このアドレス情報によりアドレ
スされて駆動波形を出力し、この駆動波形を前記遅延回
路２３とフィルタ２４．２５とからなるループに注入す
る。

遅延回路２３は、入力を単に遅延するのもので、シフト
レジスタまたはＲＡＭ等により構成することができる。

ＤＬは遅延回路２３の遅延段数を示し、遅延回路２３が
シフトレジスタにより構成されている場合には、そのシ
フトレジスタの段（ステージ）数である。

フィルタ２４は、前記従来技術として挙げた第４図の音
源に用いられているフィルタ２４と同様の意味を持つフ
ィルタである。すなわち、フィルタ２４は、出力楽音の
周波数特性と、減衰特性を実現するために用いられる。

フィルタ２４は、通常、ローパスフィルタであるが、バ
ンドパスフィルタ等を用いてもよい。フィルタ２４に供
給される制御信号（フィルタパラメータ）ＦＰＳとして
は、フィルタのカットオフ周波数または減衰率等がＣＰ
Ｕｌ０より与えられる。あるいは、ＦＩＲやＩＩＲのよ
うにアナログ的な扱いの困難な通常のディジタルフィル
タを用いた場合においては、フィルタ係数の組を与える
。

オールパスフィルタ２５は、この発明の特徴とするもの
である。

変換テーブル２６、比較器２７およびピッチエンベロー
プジェネレータ２８からなるフィルタ係数発生回路は、
オールパスフィルタ２５のフィルタ係数αおよびｎを設
定するためのものである。

フィルタ係数αを決定するためには、まず、比較器２７
において、ＣＰＵｌ０から供給されるイニシャルタッチ
１報ＩＴとスレッショルド情報Ｔｏが比較される。これ
は、ピッチ変化の効果をあるスレッショルド以上のとき
に限って実現するためである。スレッショルド情報ＴＯ
は、演奏者によって操作パネル１６から与えられてもよ
いし、音色に対応して予めＲＯＭＩＩにプリセットされ
た情報を用いるようにしてもよい。タッチによるピッチ
変化をつけたくないときは、操作パネル１６において設
定されるスレッショルド情報Ｔｏを最大にすることによ
ってそれを実現することかできる。また、スレッショル
ド情報かＲＯＭ１１にプリセットされている場合は、別
にスイッチを設けてピッチ変化をさせるか否かを選択で
きるようにしてもよい。

ピッチエンベロープジェネレータ２８は、ＣＰＵｌ０か
ら与えられるイニシャルタッチＩＴとキーコードＫＣを
もとに、ピッチエンベロープカーブを出力する。このピ
ッチエンベロープカーブをイニシャルタッチＩＴに依存
させる理由は、タッチがきついほどピッチのずれが大き
い方が自然楽器演奏時の実際の感覚に良く対応している
からである。また、キーコートＫＣに依存させる理由、
すなわちキースケーリングする理由は、高音は一般に減
衰が急激であるので、それに対応してピッチェンヘロー
プも急激に変化させなければならないからである。

ピッチエンへローブジェネレータ２８の後段の乗ＮＷ２
９は、ピッチエンベロープジェネレータ２８の出力と比
較器２７の出力とを乗算することによって、フィルタ２
５に対してピッチ変化を付けるかつけないかを実現する
。すなわち、比較器２７の出力がＯのときは、ピッチエ
ンへローブジェネレータ２８の出力にかかわらす乗算器
２９の出力か０となり、ピッチ変化しない。比較器２７
の出力が１のときは、ピッチエンベロープジェネレータ
２８の出力かそのまま乗算器２９の出力となって、変換
テーブル２６に与えられる。

変換テーブル２６は、ピッチエンベロープジェネレータ
２８の出力を、実際のピッチ変化に対応したオールパス
フィルタ２５のフィルタ係数αに変換するテーブルであ
る。また、変換テーブル２６は、前記キーコードＫＣを
もう１つのフィルタ係数であるデイレイ段数ｎに変換す
るテーブルてもある。このテーブルによって得られた係
数αおよびｎかフィルタ２５に与えられる。

第３図は、−数的な１次オールバスフィルタの構成例を
示す。途中の乗算器３１．３２の乗算係数αを変化させ
ることによって位相をさまざまに変化させることができ
る。例えば、乗算係数αが０てあったときは、このオー
ルパスフィルタは単なる１段のデイレイとなり、すべて
の周波数にわたって等しい遅延時間をもつ。一般に、こ
の構成のオールパスフィルタでは、乗算係数αか１に近
づくにつれて周波数による位相のずれが大きくなってい
く。

第３図のオールパスフィルタには、キーコートＫＣに応
じたデイレイ段数ｎがデイレイ回路（例えばシフトレジ
スタ）３３の段数ｎとして、また、キーコードＫＣおよ
びイニシャルタッチＩＴに依存してピッチエンベロープ
ジェネレータ２８（第２図）から出力される時間的に変
化する係数αが乗算器３１．３２の乗算係数αとして、
第２図の変換テーブル２６から供給される。これにより
、第２図の音源回路１７では、これらの係数αおよびｎ
に応じてピッチが変化する楽音が合成される。

以上のように、遅延フィードバックループ中にオールパ
スフィルタを設け、特に、非調和倍音成分の制御をタッ
チ情報に基づいて行なうことにより、自然楽器に近い楽
音制御を行なうことかできる。

［実施例の変形例］ なお、この発明は上述の実施例に限定されることなく、
適宜変形して実施することかできる。

例えは、上述の実施例においては、タッチによフてオー
ルパスフィルタの係数を操作してピ・ンチを変調してい
るが、併せてタッチによって遅延回路の遅延時間を変化
させることによって、さらに大きな範囲までの周波数の
変化を得ることができる。

また、この発明は、ソフトウェアによる実現に限らず、
ハードウェアを用いて実現するようにしてもよい。

上述の実施例においては、第２図に示すように、フィル
タ手段をローパスフィルタとオールパスフィルタとに分
割した例を示したか、全部をオールパスフィルタで構成
しても良い。

上述においては、１次のオールパスフィルタを用いたか
、複数次のオールパスフィルタを用いるようにしてもよ
い。

【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
成を示すブロック図、 第２図は、第１図における音源回路の具体例を示すブロ
ック図、 第３図は、第２図におけるオールパスフィルタの具体例
を示すブロック図、 そして 第４図は、従来の音源回路の具体例を示すブロック図で
ある。 １６・操作パネル １７：音源回路 ２１ニアトレス発生器 ２２・駆動波形メモリ ２３：遅延回路 ２４：フィルタ ２５　オールパスフィルタ ２６：変換テーブル ２８：ピッチエンベローブジェネレータ３１．３２：乗
算器 ３３：遅延回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）遅延手段とフィルタ手段とを含む閉ループに駆動
   波形信号を入力し該閉ループ内にて循環処理して楽音を
   合成する楽音合成装置において、前記フィルタ手段にオ
   ールパスフィルタとしての特性を与えるとともに、この
   オールパスフィルタ特性を設定するためのパラメータを
   タッチ情報に基づいて制御する制御手段を設けたことを
   特徴とする楽音合成装置。