JPH05134660A

JPH05134660A - 楽音信号出力装置

Info

Publication number: JPH05134660A
Application number: JP3295774A
Authority: JP
Inventors: 保夫 ▲蔭▼山; Yasuo Kageyama
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 1991-11-12
Filing date: 1991-11-12
Publication date: 1993-05-28

Abstract

(57)【要約】【目的】この発明は自然楽器の楽音がその周波数帯域に
よって異なる指向性を有することを、電子楽器で模倣す
るために成された。【構成】楽音を複数の低周波信号に分割し、この信号を
それぞれ異なるスピーカシステムから発音するようにし
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、楽音信号を周波数帯
域ごとに別の音響発生手段（スピーカ）から出力する楽
音信号出力装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子的に楽音信号を形成してスピーカな
どから出力する電子楽器などの楽音信号出力装置が実用
化されている。このような楽音信号出力装置は、種々の
方式で形成された１つの楽音信号を１または複数系統の
スピーカから発音するようになっている。

【０００３】また、オーディオの分野においては、合成
または再生された楽音信号を帯域分割フィルタなどを用
いて、高音域，中音域，低音域などに分割してそれぞれ
所定のスピーカから発音する３ウェイ方式などが実用化
されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、自然楽器に
おける楽音はその周波数帯域ごとに指向性が異なってい
る。図７〜図９（「音楽を聴くオーディオ再生（音楽之
友社発行）」より転載）に示すように各周波数帯ごとに
その楽音が進行する方向が異なっており、これが自然楽
器の楽音の広がりの大きな要素になっている。しかし、
従来の電子楽器はこの点について全く考慮されておら
ず、自然楽器の音色を忠実に再現するには限界があっ
た。

【０００５】また、帯域分割フィルタを用いたものは、
フィルタの帯域幅が常に一定であり各帯域を担当する複
数のスピーカも固定であった。すなわち、高音域の楽音
信号は上段のスピーカ，中音域の楽音信号は中段のスピ
ーカ，低温域の楽音信号は下段のスピーカから発音する
などの方式であったため、自然楽器の音の指向性を再現
することができなかった。

【０００６】この発明は、楽音を帯域ごとに任意のスピ
ーカで発音できるようにして自然楽器楽音を忠実に再現
できる楽音信号出力装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、１つの楽音
信号を周波数帯域ごとに分割された複数の低周波信号と
して形成する音源と、入力された低周波信号を音響とし
て出力する複数の音響発生手段と、前記複数の低周波信
号をそれぞれ１または複数の前記音響発生手段に割り当
てる割当手段と、を備えたことを特徴とする。

【０００８】

【作用】この発明の楽音信号出力装置は、１つの楽音信
号を周波数帯域ごとに分割された複数の低周波信号とし
て形成する。それぞれの低周波信号は前記楽音信号を構
成する複数のスペクトルで構成されている。この低周波
信号を複数の音響発生手段の１または複数に割り当て
る。音響発生手段はそれぞれ異なる方向を向いているた
め、指定する音響発生手段によって各低周波信号には指
向性が生じる。この指向性を図７〜図９に示すような特
性にすることにより、自然楽器の楽音の指向性をよく模
倣することが可能になる。

【０００９】

【実施例】図１はこの発明の実施例である電子楽器シス
テムのブロック図である。演奏装置（コントローラ）と
しては管楽器型のコントローラ１が設けられている。管
楽器型のコントローラは、吹奏部とキーコントロール部
とを備えている。吹奏部は演奏者の吹奏の圧力を検出す
る息圧センサを備えている。キーコントロール部は演奏
者が両手で操作する十数個のキースイッチを備えてい
る。このコントローラ１は演奏情報発生回路３に接続さ
れている。この演奏情報発生回路３にはスイッチパネル
２も接続されている。スイッチパネル２には音色指定ス
イッチが含まれている。演奏情報発生回路３はコントロ
ーラ１の息圧センサの値に基づいてキーオン／オフデー
タＫｅｙＯＮ／ＯＦＦ，ブレスデータＢｒｅａｔｈを生
成し、キースイッチのオン／オフの組合せによりキーコ
ードデータＫＣを生成する。また、スイッチパネル２の
操作に基づいて音色指定データＴＣを生成する。これら
のデータは音源回路４に入力される。音源回路４はこれ
らのデータに基づいて楽音信号を形成する回路である。
音源回路４は図２に示すように楽音信号のスペクトル成
分である正弦波を形成し、これを３系統に分割して出力
する装置である。音源回路４には３系統のサウンドシス
テム５およびスピーカシステム６が接続されている。各
スピーカシステム６は楽音信号の全帯域を十分再生でき
る特性を備え、３系統のスピーカシステム６は、縦方向
に３段に積み重ねられて聴取者に正対するように配置さ
れているものであって、それぞれ第１系統：上段、第２
系統：中段、第３系統：下段に配置されているものとす
る。サウンドシステム５には前記ブレスデータも入力さ
れる。サウンドシステム５はこのブレスデータに基づい
て増幅ゲイン（音量）を調整する。

【００１０】図２は前記音源回路４の構成を示す図であ
る。演奏情報発生回路３から入力されるキーオン／オフ
データ，音色指定データおよびキーコードは音色データ
テーブル１０に入力される。音色データテーブル１０に
は時間データＴＩＭＥも入力される。音色データテーブ
ル１０は、図３に示すように時系列で連続する複数組
（Ｍフレーム）の分析パラメータを記憶している。各分
析パラメータは、楽音信号を構成する複数（Ｎ）個のス
ペクトルの周波数データ，強度データからなっている。
周波数データは基音スペクトル（楽音周波数のスペクト
ル：周波数データ＝１）に対する周波数の比率で表現さ
れ、強度データは基音スペクトル（周波数データ＝１）
の強度（振幅）に対する比率で表現されている。この分
析パラメータは音色指定データＴＣごとに記憶されてい
る。キーオン信号が入力されると、時間データに基づい
て指定されている音色指定データＴＣの分析パラメータ
をフレーム順に順次出力する。分析パラメータはＭフレ
ームで終了するが、長時間発音を継続する場合には所定
位置から繰り返し読み出される（ループ）。この分析ス
ペクトルの生成方式および記憶方式は本出願人の先願
「特願平３−２７１１８３号」に詳細に開示されてい
る。読み出された分析パラメータは各スペクトルごとに
正弦波合成回路１１に入力される。

【００１１】正弦波合成回路１１はＮチャンネル（たと
えば１２８チャンネル）設けられており、このチャンネ
ル数のスペクトルを合成することができる。各正弦波合
成回路１１は入力された周波数データ，強度データに基
づいて正弦波を合成する。周波数データは音色データテ
ーブル１０に入力されたキーコードＫＣにより、その周
波数になるようにシフトされている。各正弦波合成回路
１１が合成した正弦波は３個のセレクタ１２に入力され
る。セレクタ１２はセレクト信号Ｓ₁，Ｓ₂，Ｓ₃の指
示に従って所定のチャンネルの正弦波のみを次段の加算
回路１３に入力する。加算回路１３は入力された正弦波
を加算合成する。加算合成された低周波信号は効果回路
１４に入力される。効果回路１４はフィルタやディレイ
回路で構成されている。効果回路１４は入力された低周
波信号にリバーブなどの効果を付与する。付与する効果
の内容や程度は効果指示信号Ｅ₁，Ｅ₂，Ｅ₃によって
指示される。

【００１２】また、この音源回路４は帯域グルーピング
テーブルメモリ２０および効果テーブルメモリ２１を有
している。帯域グルーピングテーブルメモリ２０は音色
指定データＴＣ，ブレスデータＢｒｅａｔｈおよび各チ
ャンネルの周波数データＦ₁〜Ｆ_Nに基づいてセレクト
信号Ｓ₁，Ｓ₂，Ｓ₃を出力するテーブルメモリであ
る。効果テーブルメモリ２１は音色指定データＴＣおよ
びブレスデータＢｒｅａｔｈに基づいて効果回路１４の
カットオフ周波数およびディレイ時間を出力するテーブ
ルメモリである。

【００１３】図４は帯域グルーピングテーブルの構成を
示す図である。このテーブルは、音色指定データごとに
ブレスデータの弱，中，強別に各周波数帯域がアサイン
されるべきセレクタが記憶されている。これは図７〜図
９に示した自然楽器の楽音の指向性に習ったものであ
る。

【００１４】Ｎ個の正弦波合成回路１１で合成された複
数の正弦波を帯域ごとにいずれかの発音系統に割り当て
るテーブルである。このテーブルも音色データテーブル
１０と同様音色指定データＴＣごとに設けられている。
図７〜図９に示すように楽器によって楽音の指向性が異
なるためである。各テーブルはブレスデータに基づいて
各周波数帯域の正弦波をどの系統に入力するかを指定す
る。セレクト信号Ｓ₁，Ｓ₂，Ｓ₃はそれぞれ正弦波合
成回路１１の数（Ｎ）と同数のＮビットのデータ列で構
成されている。セレクタ１２から次段に通過させる正弦
波（チャンネル）の番号に対応するビットに“１”がセ
ットされる。

【００１５】具体的には、クラリネットの楽音の指向性
は図７に示すようであるが、これを実現するために、Ｂ
ｒｅａｔｈ＝中の場合には、０Ｈｚ〜９００Ｈｚの正弦
波は第１系統，第２系統に出力して上下に拡散させる。
また、９００Ｈｚ〜１５００Ｈｚの正弦波はほぼ正面に
のみ広がってゆくので第２系統のみに出力する。１８０
０Ｈｚ以上の周波数の正弦波は下方に指向性を有するた
め第３系統のみに出力する。

【００１６】Ｂｒｅａｔｈ＝弱ではＢｒｅａｔｈ＝中よ
りも指向性が薄れるので、中低音の境目（９００Ｈｚ〜
１２００Ｈｚ）を全系統で出力するようにしている。逆
に、Ｂｒｅａｔｈ＝強ではＢｒｅａｔｈ＝中よりも指向
性がはっきりしているので，中高音の境目（１５００Ｈ
ｚ〜１８００Ｈｚ）でも１つの発音系統（第２系統）の
みで発音するようにしている。

【００１７】図５は効果テーブルの構成を示す図であ
る。このテーブルも音色指定データＴＣごとに設けられ
ている。ブレスデータの弱，中，強によって第１，第
２，第３系統のフィルタのカットオフ周波数およびディ
レイ回路のディレイ時間を指定するデータが記憶されて
いる。たとえば、クラリネットの２０００Ｈｚ以上の周
波数の音は下方に放射され、聴取者には床に反射した音
（反射音）が聞こえる。これを聴取者に直接伝わる音
（直接音）で模倣するために発音系列ごとにフィルタ，
ディレイをかける。このテーブルは、効果付与の有無お
よびその度合いを指定するためのものである。

【００１８】具体的にテーブルの内容を説明すると、図
７のクラリネットの特性を実現するために、Ｂｒｅａｔ
ｈ＝中では第１，２系統には効果を付与しない。第３系
統は床での反射を模倣する必要があるため、フィルタの
カットオフ周波数を１７ｋＨｚとしディレイ時間１０ｍ
Ｓとしている。Ｂｒｅａｔｈ＝弱ではＢｒｅａｔｈ＝中
よりも高周波成分が少ないと考えられるので、フィルタ
のカットオフ周波数を下げている。逆にＢｒｅａｔｈ＝
強ではＢｒｅａｔｈ＝中よりも高周波成分が多いと考え
られるので、フィルタのカットオフ周波数を上げてい
る。なお、ディレイ時間はブレスデータによっては変更
されない。

【００１９】以上のような構成の電子楽器システムで演
奏すると、コントローラ１の演奏操作およびスイッチパ
ネル２の設定によって演奏情報発生回路３が音色指定デ
ータＴＣ，キーコードＫＣなどの演奏データを発生す
る。この演奏データは音源回路４に入力され、複数の正
弦波の合成によってその楽音が形成される。形成された
楽音はその音色や演奏強度（ブレスデータ）に基づいて
上段，中段，下段の３系統のサウンドシステム５に出力
されてスピーカシステム６から発音される。３系統に分
割する方式は帯域グルーピングテーブルに２０に基づい
て自然楽器の楽音の指向性をよく模倣したものであるた
め、波形のみならずその広がりも自然楽器と同様にな
る。

【００２０】なお、帯域グルーピングテーブルにおいて
周波数帯域の分割周波数を変更するようにしてもよい。
たとえばＴＣ＝１の場合には３００Ｈｚ刻みにし、ＴＣ
＝２の場合には１００Ｈｚ刻みにするなどである。

【００２１】また、上記実施例ではスピーカシステムを
３系統にした例を示したが、これに限らず、系統数が４
以上でもよい。また図６のようにスピーカを３次元的に
配置してもよい。

【００２２】図６においては、立法体の角を切り落とし
た１４面体の各面にそれぞれスピーカを配置している。
各スピーカは所定の方向に向いているので、自然学期の
楽音の指向性をよりよく模倣できるとともに、床での反
射を模倣するためのフィルタ，ディレイをかける必要が
ない。さらに、フルートの楽音のように指向性が周波数
帯域ごとに水平方向に異なる楽音（図８参照）を良く模
倣することができる。

【００２３】さらに、演奏用コントローラは管楽器型に
限らず、鍵盤型等を用いることも可能である。この場
合、ブレスデータの代わりにタッチデータ等を用いるこ
とができる。

【００２４】

【発明の効果】このようにこの発明によれば、楽音を複
数低周波信号で構成し、そのそれぞれを複数の音響発生
手段のいずれか１または複数に割り当てるようにしたこ
とにより、楽音のスペクトルによる指向性を実現するこ
とができ、楽音の広がりを大きくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例である電子楽器システムのブ
ロック図

【図２】同電子楽器システムの音源回路の構成を示す図

【図３】同音源回路の音色データテーブルの構成を示す
図

【図４】同音源回路の帯域グルーピングテーブルの構成
を示す図

【図５】同音源回路の効果テーブルの構成を示す図

【図６】同電子楽器システムのスピーカの配置の例を示
す図

【図７】自然楽器の楽音の指向性を説明する図

【図８】自然楽器の楽音の指向性を説明する図

【図９】自然楽器の楽音の指向性を説明する図

【符号の説明】

４−音源回路、５−サウンドシステム、６−スピーカシ
ステム、１１−正弦波合成回路、１２−セレクタ、２０
−帯域グルーピングテーブルメモリ、

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】１つの楽音信号を周波数帯域ごとに分割
された複数の低周波信号として形成する音源と、入力された低周波信号を音響として出力する複数の音響
発生手段と、前記複数の低周波信号をそれぞれ１または複数の前記音
響発生手段に割り当てる割当手段と、を備えた楽音信号出力装置。