JPH0546179A - Musical sound synthesizing device - Google Patents

Musical sound synthesizing device

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JPH0546179A
JPH0546179A JP3026556A JP2655691A JPH0546179A JP H0546179 A JPH0546179 A JP H0546179A JP 3026556 A JP3026556 A JP 3026556A JP 2655691 A JP2655691 A JP 2655691A JP H0546179 A JPH0546179 A JP H0546179A
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musical
simulating
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Yasuyuki Umeyama
康之 梅山
Tomoyuki Funaki
知之 船木
Toru Kitayama
徹 北山
Iwao Azuma
岩男 東
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Abstract

PURPOSE:To simulate vibration which is propagated in a sound board by a waveguide network as to a physical model of a piano, a guitar, etc. CONSTITUTION:The waveguide network consists of plural waveguides which are connected by junctions in a mesh state. Each of the waveguide consists of a delay element and a filter element. The musical sound signal from a sound source is supplied to the junction at a point P1 and propagated in the waveguide network. Each waveguide delays the circulated musical sound signal by the delay element simulating the delay of the vibration of the sound board and shapes the signal by the filter element simulating the frequency characteristics of the sound board. Then the musical sound signal is led out of the junction at a point P2 of the waveguide network and used to generate a musical sound.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、ピアノやギター等の
発音機構をシミュレートする楽音合成装置において、共
鳴体を遅延とフィルタなどで形成したネットワークでモ
デリングした楽音合成装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a musical tone synthesizing device for simulating a sounding mechanism of a piano, a guitar or the like, and a musical tone synthesizing device in which a resonance body is modeled by a network formed by delays and filters.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、自然楽器の発音メカニズムを
シミュレートすることにより、自然楽器の楽音を合成す
る装置が知られている。弦楽器音等の楽音合成装置とし
ては、弦の残響損失をシミュレートしたローパスフィル
タと、弦における振動の伝播遅延をシミュレートした遅
延回路とを閉ループ接続した構成、あるいは、多数段の
FIRフィルタなどで弦の振動をシミュレートする構成
のものが知られている。このような構成において、閉ル
ープ回路に例えばインパルス等の励起信号を導入する
と、この励起信号が閉ループ内を循環する。この場合、
励起信号は、弦の振動周期に等しい時間で閉ループ内を
一巡するとともに、ローパスフィルタを通過する際に帯
域が制限される。そして、この閉ループを循環する信号
が弦楽器の楽音信号として取り出される。
2. Description of the Related Art Conventionally, there is known a device for synthesizing a musical sound of a natural musical instrument by simulating a sounding mechanism of the natural musical instrument. As a musical tone synthesizer for a stringed instrument sound or the like, a low-pass filter simulating reverberation loss of a string and a delay circuit simulating propagation delay of vibration in the string are connected in a closed loop, or a multi-stage FIR filter is used. A structure that simulates vibration of a string is known. In such a configuration, when an excitation signal such as an impulse is introduced into the closed loop circuit, the excitation signal circulates in the closed loop. in this case,
The excitation signal makes a round in the closed loop at a time equal to the vibration period of the string, and is band-limited when passing through the low-pass filter. Then, the signal circulating in the closed loop is taken out as a musical tone signal of the stringed instrument.

【0003】このような楽音合成装置によれば、励起信
号およびローパスフィルタの特性を調整することによ
り、ギター等の撥弦楽器音、ピアノ等の打弦楽器音な
ど、自然の弦楽器音に近い楽音が合成できる。なお、こ
の種の技術は、例えば特開昭63−40199号公報あ
るいは特公昭58−58679号公報に開示されてい
る。
According to such a musical sound synthesizer, by adjusting the characteristics of the excitation signal and the low-pass filter, musical sounds close to natural stringed instrument sounds such as plucked string instrument sounds such as guitar and plucked string instrument sounds such as piano are synthesized. it can. A technique of this kind is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 63-40199 or Japanese Patent Publication No. 58-58679.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の楽音合成装置では、自然楽器のもつ共鳴系のシミュ
レートには、あまり注意が払われていなかった。従っ
て、該装置によって合成される楽音は、響板等の振動の
付与する効果に対応したものではなく、また、ステレオ
出力などのチャンネル間の波形の違いも、物理現象に対
応したものではない。したがって、実際の自然楽器にお
ける共鳴系の振動に対応した楽音を忠実に合成すること
ができないという問題を生じた。
By the way, in the above-described conventional musical tone synthesizer, much attention has not been paid to the simulation of the resonance system of a natural musical instrument. Therefore, the musical sound synthesized by the device does not correspond to the effect of vibration of the soundboard or the like, and the difference in waveform between channels such as stereo output does not correspond to the physical phenomenon. Therefore, there arises a problem that it is not possible to faithfully synthesize a musical sound corresponding to the vibration of the resonance system in an actual natural musical instrument.

【0005】この発明は上述した事情に鑑みてなされた
もので、自然楽器における共鳴系の振動に対応した楽音
を合成できる楽音合成装置を提供することを目的として
いる。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a musical tone synthesizer capable of synthesizing a musical tone corresponding to the vibration of a resonance system in a natural musical instrument.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上述した問題点を解決す
るために、請求項1記載の発明では、自然楽器の楽音の
発音系をシミュレートする楽音合成装置において、前記
自然楽器の共鳴体を振動が伝播する際に遅延される遅延
時間をシミュレートする遅延手段と、前記共鳴体の特性
をシミュレートするフィルタ手段とからなる複数の閉ル
ープ回路と、前記複数の閉ループ回路を所定の幾何形状
をシミュレートするように繋ぎ、前記複数の閉ループ回
路を網目状の回路網を構成するとともに、繋いだ閉ルー
プ回路を巡回する信号を合成し、該合成した信号を再び
各々の閉ループ回路へ戻す結合手段とを具備し、楽音信
号が前記閉ループ回路中の少なくとも1つの箇所に供給
され、また、前記閉ループ回路中の少なくとも1つの箇
所から出力されることを特徴とする。
In order to solve the above problems, according to the invention of claim 1, in a tone synthesizer for simulating a tone generation system of a tone of a natural musical instrument, a resonance body of the natural instrument is used. A plurality of closed loop circuits including delay means simulating a delay time delayed when vibration propagates and filter means simulating characteristics of the resonator, and a plurality of closed loop circuits having a predetermined geometric shape. Connecting means for simulating, forming a mesh network of the plurality of closed loop circuits, synthesizing signals circulating through the connected closed loop circuits, and returning the synthesized signal to each closed loop circuit again; A tone signal is supplied to at least one point in the closed loop circuit and is output from at least one point in the closed loop circuit. And wherein the door.

【0007】請求項2記載の発明では、請求項1記載の
発明において、前記閉ループ回路と前記結合手段とから
なる回路網は、前記共鳴体の周囲の空間における振動伝
播をシミュレートするべく立体的に構成されることを特
徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the circuit network including the closed loop circuit and the coupling means is three-dimensional so as to simulate vibration propagation in a space around the resonator. It is characterized in that it is configured.

【0008】[0008]

【作用】請求項1記載の発明によれば、複数の閉ループ
回路を複数の結合手段によって繋いで網目状の回路網を
構成する。そして、上記閉ループ回路の少なくとも1つ
の箇所に楽音信号を供給する。該楽音信号は、上記回路
網を構成する閉ループ回路およびジャンクションを巡回
し、閉ループ回路の少なくとも1つの箇所から出力され
る。閉ループ回路から出力された楽音信号は、所定の楽
音として発音される。
According to the first aspect of the present invention, a plurality of closed loop circuits are connected by a plurality of coupling means to form a mesh circuit network. Then, a tone signal is supplied to at least one location of the closed loop circuit. The musical tone signal circulates in a closed loop circuit and a junction that form the above-mentioned circuit network, and is output from at least one portion of the closed loop circuit. The tone signal output from the closed loop circuit is sounded as a predetermined tone.

【0009】請求項2記載の発明によれば、請求項1記
載の発明において、楽音信号は、閉ループ回路と前記結
合手段とからなる立体的に構成された回路網に供給され
る。該楽音信号は、上記回路網を構成する閉ループ回路
およびジャンクションを巡回し、閉ループ回路の少なく
とも1つの箇所から出力される。閉ループ回路から出力
された楽音信号は、所定の楽音として発音される。これ
によって、共鳴系の振動伝播および該共鳴系の周囲の空
間における振動伝播がシミュレートされる。
According to a second aspect of the invention, in the first aspect of the invention, the musical tone signal is supplied to a three-dimensionally configured network consisting of a closed loop circuit and the coupling means. The musical tone signal circulates in a closed loop circuit and a junction that form the above-mentioned circuit network, and is output from at least one portion of the closed loop circuit. The tone signal output from the closed loop circuit is sounded as a predetermined tone. This simulates the vibration propagation of the resonance system and the vibration propagation in the space around the resonance system.

【0010】[0010]

【実施例】次に図面を参照してこの発明の実施例につい
て説明する。 [基本原理]まず、この発明の基本的原理について説明
する。例えば、ピアノ等では、演奏者が鍵盤を押下する
と、その鍵盤に対応するハンマが弦を叩く。これによっ
て、弦は振動し、さらに、弦の振動は、駒を介してピア
ノの響板に伝播する。この結果、実際に聞える楽音は、
弦の振動に響板の振動が加味された音となる。
Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings. [Basic Principle] First, the basic principle of the present invention will be described. For example, in a piano or the like, when a player presses a keyboard, a hammer corresponding to the keyboard strikes a string. As a result, the string vibrates, and the vibration of the string propagates to the soundboard of the piano through the bridge. As a result, the music that you can actually hear is
The sound will be the vibration of the soundboard added to the vibration of the strings.

【0011】響板の振動は、該響板の物理特性に応じて
伝播される。したがって、響板の振動に対応した楽音を
シミュレートするには、響板の物理特性を実現すればよ
い。特に、楽音の音質を考慮するには、響板の周波数特
性を考える必要がある。ピアノの音色は、音の周波数特
性の時間的変化の様子(スペクトラムエンベロープ)と
いうことができ、その意味で、響板の持つ周波数特性は
ピアノ音に大きな影響を与える。
The vibration of the soundboard is propagated according to the physical characteristics of the soundboard. Therefore, in order to simulate the musical sound corresponding to the vibration of the soundboard, the physical characteristics of the soundboard may be realized. In particular, it is necessary to consider the frequency characteristics of the soundboard in order to consider the sound quality of musical sounds. The timbre of a piano can be said to be the state of time change of the frequency characteristic of the sound (spectrum envelope), and in that sense, the frequency characteristic of the soundboard has a great influence on the piano sound.

【0012】図1は、上述した響板(四角形)を分布定
数的に表したものである。この図において、響板をシミ
ュレートする回路NT1は、メッシュ状に接続された複
数のウエーブガイドから構成されている。図示の各線分
L1、L1、……がウエーブガイドを示し、各交点C、
Cがウエーブガイドの出力信号を合成するジャンクショ
ンを示している。
FIG. 1 shows the soundboard (square) described above in a distributed constant manner. In this figure, a circuit NT1 for simulating a soundboard is composed of a plurality of wave guides connected in a mesh. Each line segment L1, L1, ... Shows a wave guide, and each intersection C,
C indicates a junction for combining the output signals of the waveguide.

【0013】各ウエーブガイド1は、図2に示すよう
に、加算器2、ディレイ素子3、フィルタ素子4、乗算
器5、加算器6、フィルタ素子7、ディレイ素子8およ
び乗算器9から構成されたループ回路である。加算器2
は、一方のジャンクション10の出力信号OUT1から
ウエーブガイド1を巡回するディレイ素子8の出力信号
OUT2を減算してディレイ素子3へ供給する。
As shown in FIG. 2, each wave guide 1 comprises an adder 2, a delay element 3, a filter element 4, a multiplier 5, an adder 6, a filter element 7, a delay element 8 and a multiplier 9. It is a loop circuit. Adder 2
Is subtracted from the output signal OUT1 of one of the junctions 10 and the output signal OUT2 of the delay element 8 circulating in the waveguide 1 and supplied to the delay element 3.

【0014】また、加算器6は、他方のジャンクション
11の出力信号OUT3からウエーブガイド1を巡回す
るフィルタ素子4の出力信号OUT4を減算してフィル
タ素子7へ供給する。これは、加算器2が響板の一点か
ら他点へ伝播した振動が該他点において反射して一点へ
戻ることをシミュレートしており、加算器6が他点から
一点へ伝播した振動が一点において反射して他点へ戻る
ことをシミュレートしている。また、この時、乗算器
5、9は、各々、振動の透過率をシミュレートしてお
り、透過率を乗算した後、それぞれのジャンクション1
0、11へ供給する。
The adder 6 subtracts the output signal OUT4 of the filter element 4 circulating in the waveguide 1 from the output signal OUT3 of the other junction 11 and supplies it to the filter element 7. This simulates that the vibration propagated from one point to another point of the soundboard by the adder 2 is reflected at the other point and returns to the one point, and the vibration propagated from the other point to the one point by the adder 6 is It simulates the reflection at one point and the return to another point. At this time, the multipliers 5 and 9 respectively simulate the transmittance of vibration, and after multiplying the transmittance, the respective junctions 1
Supply to 0 and 11.

【0015】ディレイ素子3、8は、各々、響板におけ
る振動の遅延をシミュレートしており、この例の場合、
シフトレジスタによって構成されている。このシフトレ
ジスタの各段は、伝送するデジタル信号のビット数に対
応したフリップフロップで構成されている。遅延時間の
設定は、フリップフロップの段数を設定することによっ
て行なわれる。ディレイ素子3は、一点のジャンクショ
ン10から他点のジャンクション11の方向へ伝播する
振動に相当する信号を所定の遅延時間だけ遅延させた
後、フィルタ素子4へ供給する。また、ディレイ素子8
は、他点のジャンクション11から一点のジャンクショ
ン10の方向へ伝播する振動に相当する信号を所定の遅
延時間だけ遅延させる。上述した遅延時間としては、当
然、ジャンクション10と11との距離に対応した伝搬
遅延量が与えられる。
Each of the delay elements 3 and 8 simulates the delay of vibration in the soundboard. In the case of this example,
It is composed of a shift register. Each stage of this shift register is composed of flip-flops corresponding to the number of bits of a digital signal to be transmitted. The delay time is set by setting the number of flip-flop stages. The delay element 3 delays a signal corresponding to vibration propagating from the junction 10 at one point to the junction 11 at another point by a predetermined delay time, and then supplies the signal to the filter element 4. In addition, the delay element 8
Delays a signal corresponding to the vibration propagating from the junction 11 at the other point to the junction 10 at the one point by a predetermined delay time. As the delay time described above, naturally, a propagation delay amount corresponding to the distance between the junctions 10 and 11 is given.

【0016】フィルタ素子4、7は、各々、振動の減衰
における周波数特性をシミュレートするものであり、上
記信号の所定の周波数帯を減衰させてる。また、図1に
おいて、例えば、点P1に示すような4つの線分の交点
おけるジャンクション12には、図3に示すように、四
方のウエーブガイド13、14、15および16の信号
が供給されており、それらを合成した後、再び、各ウエ
ーブガイド13、14、15および16に戻すようにな
っている。一方、点P2に示すような3つの線分の交点
おけるジャンクション17には、図4に示すように、三
方のウエーブガイド18、19および20の信号が供給
されており、それらを合成した後、再び、各ウエーブガ
イド18、19および20に戻すようになっている。
Each of the filter elements 4 and 7 simulates a frequency characteristic in damping vibration, and attenuates a predetermined frequency band of the signal. Further, in FIG. 1, for example, as shown in FIG. 3, a junction 12 at an intersection of four line segments as shown by a point P1 is supplied with signals from four wave guides 13, 14, 15 and 16 respectively. After combining them, they are returned to the respective wave guides 13, 14, 15 and 16 again. On the other hand, as shown in FIG. 4, the signals from the three-way wave guides 18, 19 and 20 are supplied to the junction 17 at the intersection of the three line segments as shown by the point P2. It is adapted to be returned to the respective wave guides 18, 19 and 20 again.

【0017】図示しない音源からの楽音信号は、メッシ
ュ上の任意のジャンクションに入力されるとともに、任
意のジャンクションから取り出されて、所定のサウンド
システムによって楽音として発音される。この例では、
楽音信号は、図1に示す点P4、P5およびP6に入力
され、点P7、P8から出力される。次に、本願発明の
変形例として、図5、6および7に他の実施例によるウ
エーブガイドネットワークNT2、NT3およびNT4
を示す。いずれの図5、6および7においても、各線分
L2、L2、……がディレイ素子およびフィルタ素子な
どを含むウエーブガイドを示しており、各線分の交点C
2、C2、……がジャンクションを示している。
A musical tone signal from a sound source (not shown) is input to an arbitrary junction on the mesh, taken out from the arbitrary junction, and sounded as a musical tone by a predetermined sound system. In this example,
The tone signal is input to points P4, P5 and P6 shown in FIG. 1 and output from points P7 and P8. Next, as a modified example of the present invention, the wave guide networks NT2, NT3 and NT4 according to other embodiments are shown in FIGS.
Indicates. In each of FIGS. 5, 6 and 7, each line segment L2, L2, ... Shows a wave guide including a delay element and a filter element, and the intersection C of each line segment.
2, C2, ... Indicates a junction.

【0018】図5では、上述した図1に示すウエーブガ
イドネットワークの交点(ジャンクション)をさらに4
つのウエーブガイドと1つのジャンクションとによって
結合している。この結果、さらに緻密なシミュレーショ
ンを行なうことができる。また、図6では、メッシュ形
状が6角形となるように、1つのジャンクションによっ
て3つのウエーブガイドを結合することを基本形にして
おり、図7では、3角形を基本形にしている。
In FIG. 5, the intersections (junctions) of the waveguide network shown in FIG.
It is connected by one wave guide and one junction. As a result, a more detailed simulation can be performed. Further, in FIG. 6, the basic shape is to connect three wave guides by one junction so that the mesh shape is a hexagon, and in FIG. 7, the triangular shape is a basic shape.

【0019】なお、上述したウエーブガイドネットワー
クのメッシュの大きさは、高周波の振動まで表現するた
めに、できる限り小さくしたほうがよい。次に、上述し
たウエーブガイドネットワーク、特に図5に示すウエー
ブガイドネットワークNT2を用いて、ピアノの響板の
振動をシミュレートする実施例について説明する。図8
は、ピアノの響板の振動をシミュレートするウエーブガ
イドネットワークNT5である。この図8では、ウエー
ブガイドネットワークNT5は、ピアノの響板状に構成
されており、該響板を図示に示すメッシュ数で区切る
と、各メッシュは図9に示すように、横の線分L3が約
20cm、縦の線分L4が約25cm、対角線の各線分
L5が約16cmとなる。したがって、各線分のウエー
ブガイドのディレイ素子には、上記線分の長さに対応し
た伝搬遅延量が設定される。
The size of the mesh of the above-mentioned waveguide network should be made as small as possible in order to express even high frequency vibrations. Next, an example of simulating the vibration of a piano soundboard using the above-mentioned wave guide network, particularly the wave guide network NT2 shown in FIG. 5, will be described. Figure 8
Is a wave guide network NT5 that simulates the vibration of a piano soundboard. In FIG. 8, the wave guide network NT5 is configured in the shape of a soundboard of a piano. When the soundboard is divided by the number of meshes shown in the drawing, each mesh is divided into horizontal line segments L3 as shown in FIG. Is about 20 cm, the vertical line segment L4 is about 25 cm, and each diagonal line segment L5 is about 16 cm. Therefore, the propagation delay amount corresponding to the length of the line segment is set in the delay element of the waveguide of each line segment.

【0020】ここで、各遅延量の算出の一例を説明す
る。一般に、実際のピアノにおいて、響板を構成する木
材の音速は、その材質、木目などによって異なるため、
実験的に求められる。ここでは、図9に示す各線分L
3、L4およびL5の音速がそれぞれ横方向でC1[m
/s]、縦方向でC2[m/s]、そして斜方向でC3
[m/s]とする。また、サンプリング周波数FSを4
8kHzとすると、それぞれの線分L3、L4、L5に
対応するディレイ段数D1〜D3は次のようになる。
An example of calculating each delay amount will be described. Generally, in an actual piano, the sound velocity of wood that constitutes the soundboard varies depending on its material, grain, etc.
Required experimentally. Here, each line segment L shown in FIG.
The sound speeds of 3, L4, and L5 are C1 [m in the lateral direction, respectively.
/ S], C2 [m / s] in the vertical direction, and C3 in the diagonal direction.
[M / s]. In addition, the sampling frequency FS is set to 4
When the frequency is 8 kHz, the delay stage numbers D1 to D3 corresponding to the respective line segments L3, L4, and L5 are as follows.

【0021】 D1=(L3×FS)/(100×C1) =(20×48×103)/(100×C1) =9600/C1[段] ……………………………………………(1) D2=(L4×FS)/(100×C2) =(25×48×103)/(100×C2) =12000/C2[段] …………………………………………(2) D3=(L5×FS)/(100×C3) =(16×48×103)/(100×C3) =7680/C3[段] ……………………………………………(3)D1 = (L3 × FS) / (100 × C1) = (20 × 48 × 10 3 ) / (100 × C1) = 9600 / C1 [stage] ……………………………… ……………… (1) D2 = (L4 × FS) / (100 × C2) = (25 × 48 × 10 3 ) / (100 × C2) = 12000 / C2 [stage] …………………… ……………………… (2) D3 = (L5 × FS) / (100 × C3) = (16 × 48 × 10 3 ) / (100 × C3) = 7680 / C3 [step] ………… ………………………………………… (3)

【0022】以上のようにして求められたディレイ段数
D1〜D3は、各々、その線分L3、L4およびL5に
相当するウエーブガイドのディレイ素子に設定される。
また、木材は、木目の方向に沿った方向への振動の伝搬
が、木目と直交する方向への振動の伝搬よりも大きいの
で、フィルタのゲインでこれをシミュレートする。
The number of delay stages D1 to D3 obtained as described above is set to the delay elements of the waveguide corresponding to the line segments L3, L4 and L5, respectively.
Further, in wood, the propagation of vibration in the direction along the grain direction is larger than the propagation of vibration in the direction orthogonal to the grain, so this is simulated by the gain of the filter.

【0023】音源からの楽音信号は、音域別に対応する
場所のジャンクションに供給される。この例では、低音
域の音源(図示略)が出力する楽音信号は、図10に示
す重み付け係数WC1が乗算された後、図8の点P10
のジャンクションに供給される。また、中音域の音源
(図示略)が出力する信号は、図10に示す重み付け係
数WC2が乗算された後、点P11のジャンクションに
供給される。さらに、高音域の音源(図示略)が出力す
る楽音信号は、上述した低音域および中音域と同様に係
数WC3が乗ぜられて重み付けが行なわれた後、点P1
2のジャンクションに供給される。
The tone signal from the sound source is supplied to the junction at a location corresponding to each tone range. In this example, the tone signal output by the low-pitched sound source (not shown) is multiplied by the weighting coefficient WC1 shown in FIG.
Is supplied to the junction. A signal output from a sound source (not shown) in the midrange is multiplied by the weighting coefficient WC2 shown in FIG. 10 and then supplied to the junction at the point P11. Further, the tone signal output by the sound source (not shown) in the treble range is weighted by being multiplied by the coefficient WC3 in the same manner as in the above-mentioned bass range and midrange range, and then weighted.
Supplied to 2 junctions.

【0024】また、ウエーブガイドネットワークNT5
を巡回する楽音信号は、任意のジャンクション、この例
の場合、点P13、P14およびP15から取り出され
て、所定のサウンドシステムによって楽音として発音さ
れる。次に、平面的な格子に限らず、立体的に構成した
変形例について図11に示すモデルを参照して説明す
る。この図11では、駒における伝播系を実現したもの
である。この実施例では、響板をシミュレートするウエ
ーブガイドネットワークNT1上に、上記駒の伝播系を
シミュレートするウエーブガイドNT6がメッシュ上に
設けられている。このウエーブガイドネットワークNT
6についても、前述したネットワークと同様に、各線分
がウエーブガイドを示しており、各交点がジャンクショ
ンを示している。また、音源を各弦とすると、音源(図
示略)からの楽音信号は、図11に示す点P16へ供給
される。
The wave guide network NT5
A musical sound signal circulating through the sound source is taken out from an arbitrary junction, in this example, points P13, P14 and P15, and is sounded as a musical sound by a predetermined sound system. Next, not only a planar lattice but also a three-dimensional modified example will be described with reference to the model shown in FIG. In FIG. 11, a propagation system in a piece is realized. In this embodiment, a wave guide network NT1 simulating a soundboard is provided with a wave guide NT6 simulating the propagation system of the frame on a mesh. This Waveguide Network NT
Similarly to the network 6 described above, each line segment represents a wave guide and each intersection represents a junction. If the sound source is each string, the tone signal from the sound source (not shown) is supplied to point P16 shown in FIG.

【0025】これまでは、主に平面的な振動伝播につい
て述べてきたが、立体的な振動伝播をシミュレートする
ウエーブガイドネットワークNT7として、図12に示
すような直方体形状(基本形)にメッシュを形成しても
よく、さらに、図13に示すように、立方体を形成する
各角部に設けられたジャンクションからそれぞれのジャ
ンクションへ、それぞれウエーブガイドによって結合し
たウエーブガイドネットワークNT8を構成してもよ
い。これらの場合、3次元的な振動伝播をシミュレート
することが可能であるので、例えば、ピアノの近傍の空
間をシミュレートすることによる残響効果の付与などを
行なうことができる。グランドピアノなどでは、上部の
屋根をあけたときと閉めしたときで、音色、音量に大き
な差のあることが知られているが、本発明を用いて、響
板と屋根の間の空間をシミュレートすることにより、そ
れらの効果を実現することが可能である。
Up to now, mainly the planar vibration propagation has been described, but as the wave guide network NT7 for simulating the three-dimensional vibration propagation, a mesh is formed in a rectangular parallelepiped shape (basic shape) as shown in FIG. Alternatively, as shown in FIG. 13, a wave guide network NT8 may be formed by connecting the junctions provided at the corners forming the cube to the respective junctions by means of waveguides. In these cases, since it is possible to simulate three-dimensional vibration propagation, it is possible to give a reverberation effect by simulating a space near the piano, for example. With grand pianos, etc., it is known that there is a large difference in timbre and volume between when the upper roof is opened and when it is closed.However, the present invention is used to simulate the space between the soundboard and the roof. It is possible to realize those effects.

【0026】また、図11では、本来は立体的である響
板や駒を振動に寄与する部分の考慮ということで、平面
的に近似してあるが、これを図12、図13などの立体
的な構造を用いて更に正確に表現することも可能であ
る。上述した実施例によれば、平面状のウエーブガイド
ネットワークによって響板の振動伝播がシミュレートさ
れるとともに、立体的に構成されたウエーブガイドネッ
トワークによって該響板や駒、あるいはその周辺の空間
の振動伝播をシミュレートすることができる。
Further, in FIG. 11, the sound board or bridge, which is originally three-dimensional, is approximated in a plane by considering the portion that contributes to the vibration. It is also possible to express it more accurately using a specific structure. According to the above-described embodiment, the vibration propagation of the soundboard is simulated by the planar waveguide network, and the vibration of the soundboard or bridge or the space around it is simulated by the three-dimensional waveguide network. Propagation can be simulated.

【0027】なお、上述した実施例において、ウエーブ
ネットワークへの楽音信号の入力点は何点でもよい。ま
た、上述した実施例において、ウエーブネットワークか
らの楽音信号の出力点は何点でもよい。
In the above embodiment, any number of musical tone signals may be input to the wave network. Further, in the above-mentioned embodiment, any number of output points of the tone signal from the wave network may be used.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上、説明したように、この発明によれ
ば、複数の閉ループ回路を複数の結合手段によって繋い
で網目状の回路網を構成し、上記閉ループ回路の少なく
とも1つの箇所に楽音信号を供給し、閉ループ回路の少
なくとも1つの箇所から出力するようにしたため、自然
楽器における響板の振動に対応した楽音を合成できると
いう利点が得られる。
As described above, according to the present invention, a plurality of closed loop circuits are connected by a plurality of coupling means to form a mesh circuit network, and a tone signal is provided at at least one location of the closed loop circuit. Is supplied and is output from at least one position of the closed loop circuit, so that there is an advantage that a musical tone corresponding to the vibration of the soundboard in the natural musical instrument can be synthesized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の一実施例の構成を分布定数的に表し
たモデルの概念図である。
FIG. 1 is a conceptual diagram of a model showing a configuration of an embodiment of the present invention in a distributed constant manner.

【図2】 本実施例のウエーブガイドの構成を示すブロ
ック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a wave guide of this embodiment.

【図3】 図1における交点P1のウエーブガイドネッ
トワークの構成を示すブロック図である。
3 is a block diagram showing a configuration of a waveguide network at an intersection P1 in FIG.

【図4】 図1における交点P2のウエーブガイドネッ
トワークの構成を示すブロック図である。
4 is a block diagram showing a configuration of a waveguide network at an intersection P2 in FIG.

【図5】 メッシュ形状を変えたウエーブガイドネット
ワークの構成を示すモデルの概念図である。
FIG. 5 is a conceptual diagram of a model showing a configuration of a wave guide network in which the mesh shape is changed.

【図6】 メッシュ形状を変えたウエーブガイドネット
ワークの構成を示すモデルの概念図である。
FIG. 6 is a conceptual diagram of a model showing the configuration of a wave guide network in which the mesh shape is changed.

【図7】 メッシュ形状を変えたウエーブガイドネット
ワークの構成を示すモデルの概念図である。
FIG. 7 is a conceptual diagram of a model showing the configuration of a wave guide network in which the mesh shape is changed.

【図8】 図5に示すモデルを用いてピアノの響板の振
動をシミュレートするウエーブガイドネットワークを示
すモデルの概念図である。
8 is a conceptual diagram of a model showing a wave guide network that simulates vibration of a soundboard of a piano using the model shown in FIG.

【図9】 図8におけるウエーブガイドネットワークの
1つのメッシュの響板に対する長さを説明するための説
明図である。
9 is an explanatory diagram for explaining a length of one mesh of the wave guide network in FIG. 8 with respect to a soundboard.

【図10】 図8におけるウエーブガイドネットワーク
に供給する楽音信号の重み付け係数を説明するための説
明図である。
FIG. 10 is an explanatory diagram for explaining weighting coefficients of musical tone signals supplied to the wave guide network in FIG.

【図11】 駒における伝播系をシミュレートするウエ
ーブガイドネットワークを示すモデルの概念図である。
FIG. 11 is a conceptual diagram of a model showing a waveguide network for simulating a propagation system in a piece.

【図12】 図11における駒における伝播系をシミュ
レートするウエーブガイドネットワークの変形例を示す
モデルの概念図である。
FIG. 12 is a conceptual diagram of a model showing a modified example of a waveguide network for simulating a propagation system in the frame in FIG.

【図13】 図11における駒における伝播系をシミュ
レートするウエーブガイドネットワークの変形例を示す
モデルの概念図である。
13 is a conceptual diagram of a model showing a modified example of the waveguide network for simulating the propagation system in the frame in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1……ウエーブガイドネット、2,6……加算器、3,
8……ディレィ素子、4,7……フィルタ素子、5,9
……乗算器、10,11……ジャンクション、NT1,
NT2,NT3,NT4およびNT5……ウエーブガイ
ドネット。
1 ... Wave guide net, 2, 6 ... Adder, 3,
8 ... delay element, 4, 7 ... filter element, 5, 9
…… Multiplier, 10, 11 …… Junction, NT1,
NT2, NT3, NT4 and NT5 ... Wave guide net.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G10K 15/12 (72)発明者 東 岩男 静岡県浜松市中沢町10番1号 ヤマハ株式 会社内─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 5 Identification number Internal reference number FI Technical indication location G10K 15/12 (72) Inventor Higashi Iwao 10-1 Nakazawa-machi, Hamamatsu-shi, Shizuoka Yamaha Stock Company

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 自然楽器の楽音の発音系をシミュレート
する楽音合成装置において、 前記自然楽器の共鳴体を振動が伝播する際に遅延される
遅延時間をシミュレートする遅延手段と、前記共鳴体の
特性をシミュレートするフィルタ手段とからなる複数の
閉ループ回路と、 前記複数の閉ループ回路を所定の幾何形状をシミュレー
トするように繋ぎ、前記複数の閉ループ回路を網目状の
回路網を構成するとともに、繋いだ閉ループ回路を巡回
する信号を合成し、該合成した信号を再び各々の閉ルー
プ回路へ戻す結合手段とを具備し、楽音信号が前記閉ル
ープ回路中の少なくとも1つの箇所に供給され、また、
前記閉ループ回路中の少なくとも1つの箇所から出力さ
れることを特徴とする楽音合成装置。
1. A musical tone synthesizer for simulating a tone generation system of a natural musical instrument, comprising: delay means for simulating a delay time delayed when vibration propagates through a resonant body of the natural musical instrument; and the resonant body. A plurality of closed-loop circuits consisting of a filter means for simulating the characteristics of, and the plurality of closed-loop circuits are connected so as to simulate a predetermined geometric shape, and the plurality of closed-loop circuits form a mesh circuit network. , A coupling means for synthesizing a signal circulating through the connected closed loop circuits and returning the synthesized signal to each closed loop circuit again, wherein the musical tone signal is supplied to at least one point in the closed loop circuit, and
A musical sound synthesizer which is output from at least one location in the closed loop circuit.
【請求項2】 前記閉ループ回路と前記結合手段とから
なる回路網は、前記共鳴体の周囲における空間の振動伝
播をシミュレートするべく立体的に構成されることを特
徴とする請求項1記載の楽音合成装置。
2. The circuit network comprising the closed loop circuit and the coupling means is three-dimensionally configured to simulate vibration propagation in space around the resonator. Musical sound synthesizer.
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