JPH064079A - 楽音合成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な構成で変化に富んだ楽音を発生できる
楽音合成装置を提供し、かつ、音作りの労力を削減でき
る電子楽器を提供する。 【構成】 プリセットデータに基づいて楽音のフォルマ
ントを発生するエンベロープ・ジェネレータ部４２と、
時系列データに基づいてフォルマントを発生する実時間
フォルマント分析装置４５およびフォルマント・シーケ
ンサ４３を設けた。合成すべき楽音信号のうち、変化の
激しいフォルマントについては実時間フォルマント分析
装置４５あるいはフォルマント・シーケンサ４３を用い
て生成する一方、変化の単純なフォルマントについて
は、メモリ６０に記憶したパラメータに基づき演算して
生成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、電子楽器に用いて好
適な楽音合成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子楽器等に使用される音源とし
ては、メモリに予め記憶されたパラメータ（以下、プリ
セットデータという）に基づき演算によって楽音を発生
するものと、時間的に変化するデータ（以下、時系列デ
ータという）に基づいて楽音を発生するものとが知られ
ている。

【０００３】前者の一例として、二系列のＦＭ音源の構
成を図５に示す。図においてキャリア部１０２は楽音の
キャリア信号を発生するものであり、モジュレータ部１
０１はキャリアに対する変調信号を発生するものであ
る。キャリア部１０２においては、キャリア信号が変調
信号によって変調されることによって楽音信号が生成さ
れ、この楽音信号は合成部１０５に供給される。ここ
で、キャリア信号および変調信号を経時的に変更させる
ためのパラメータは、エンベロープジェネレータによっ
て制御される。このエンベロープジェネレータは、楽音
が発生してから消滅するまでの時間を複数の部分に分割
し、それぞれの部分について予め記憶されているプリセ
ットデータに基づき、演算によってパラメータを発生す
るものであり、例えば特開昭６３−１２５９９０号公報
に同様の技術が開示されている。

【０００４】モジュレータ部１０３およびキャリア部１
０４は、それぞれモジュレータ部１０１およびキャリア
部１０２と同様に構成され、これらによって別系統の楽
音信号が発生され、発生した楽音信号は合成部１０５に
供給される。合成部１０５においては、供給された二系
統の楽音が合成され、合成された楽音がサウンドシステ
ム（図示せず）を介して発音される。

【０００５】また、後者の一例として、楽音を制御する
ためのパラメータを経時的に全て記憶し、この記憶され
たパラメータをよみだすことによってパラメータを時間
的に変化させる技術が知られている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、プリセット
データに基づいて楽音を発生する技術においては、回路
構成を簡略化できるという利点があるが、楽音が単純に
なり易く、変化の激しい楽音を発生させることが困難で
あるという問題があった。一方、時系列データに基づい
て楽音を発生する技術においては、変化に富んだ楽音を
発生できる利点があるが、回路構成が複雑になるととも
に、設定すべきデータ量が多く、音作りが煩雑になると
いう欠点があった。

【０００７】これに対して、本発明者の観察によれば、
変化の激しい楽音であっても、この楽音を複数の要素に
分割することによって、変化の激しい要素と変化の単純
な要素とに分割することが可能であることが判明した。
特に、楽音の要素としてフォルマントを採用すると、変
化の激しい要素と変化の単純な要素との間に明瞭な差異
が見られる。従って、一般ユーザに供給される安価な電
子楽器においては、各要素毎に最適な方法で楽音を発生
させることによって、簡単な構成で変化に富んだ楽音を
発生させることができるものと考えられる。

【０００８】一方、自ら音作りを行うハイエンド・ユー
ザが用いる電子楽器にあっては、電子楽器自体の価格よ
りも、自由な音作りが可能であること、および、音作り
に要する時間を短縮できることの方が重要である。従っ
て、かかる電子楽器においては、プリセットデータに基
づいて楽音を発生するか、あるいは時系列データに基づ
いて楽音を発生するかを各要素毎に適宜選択できること
が好適であると考えられる。このような選択が可能であ
れば、変化が単純な要素についてのみプリセットデータ
に基づいて楽音を発生させることにより、かかる要素に
ついての編集作業を省力化することができるからであ
る。本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであ
り、簡単な構成で変化に富んだ楽音を発生できる楽音合
成装置を提供することを第１の目的とし、音作りの労力
を削減できる電子楽器を提供することを第２の目的とし
ている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
この発明にあっては、複数の要素により定義される楽音
を発生する楽音合成装置において、複数の要素により定
義される楽音を発生する楽音合成装置において、予め記
憶されたパラメータに基づく演算によって一の要素を発
生する第１の音源と、前記演算を行うことなく、前記一
の要素および他の要素を発生する第２の音源と、前記第
１の音源および第２の音源によって発生された要素を組
合せて楽音を発生する合成手段とを具備することを特徴
としている。ここで、第２の音源は、例えば、入力され
る音声を分析することあるいは要素をメモリに記憶する
こと等によって楽音を発生するための要素を発生するも
のである。

【００１０】

【作用】第１の音源は、予め記憶されたパラメータに基
づく演算によって一の要素を発生し、第２の音源はこの
演算を行うことなく、該一の要素および他の要素を発生
する。そして、合成手段はこれら要素を合成して楽音を
発生させる。この発明にあっては、第１の音源の発生す
る要素の変化が単調であっても、第２の音源の発生する
要素には時間的な変化が容易に加えられるから、両者を
合成した楽音には時間的な変化が付与される。

【００１１】

【実施例】Ａ．第１の実施例 次に、図１を参照してこの発明の第１の実施例について
説明する。図において１はマイクであり、演奏者の音声
等が入力される。２はフォルマント分析器であり、マイ
ク１を介して入力された音声信号のフォルマントを分析
し、四のフォルマント周波数Ｆ₁〜Ｆ₄と、各フォルマン
ト周波数に対応したフォルマントレベルＬ₁〜Ｌ₄とを一
組として出力する。これらの組（Ｆ₁，Ｌ₁）〜（Ｆ4，
Ｌ₄）のうちの何れか一組がスイッチ３を介して選択さ
れ、選択されたフォルマント周波数およびこれに対応す
るフォルマントレベルはオフセット回路４に供給され
る。なお、実時間フォルマント分析方式としては、ＣＳ
Ｍ分析、ＬＰＣ分析等種々のものが知られており、これ
らのうち何れを使用してもよい。

【００１２】オフセット回路４は、供給されたフォルマ
ント周波数およびフォルマントレベルに基づいて変調周
波数オフセット値Ｆｒと変調レベルオフセット値Ｌｖと
を出力する。これら変調周波数オフセット値Ｆｒおよび
変調レベルオフセット値Ｌｖは、必ずしも現実のフォル
マント周波数およびフォルマントレベルと同値でなくて
もよく、オフセット回路４はこれらの値Ｆｒ，Ｌｖを適
宜変更できるように構成されている。

【００１３】次に、５は変調信号Ｍｏｄを出力するモジ
ュレータ部であり、この変調信号Ｍｏｄの周波数は所定
のプリセット値θと変調周波数オフセット値Ｆｒとの和
によって決定される。また、変調信号Ｍｏｄのレベル
は、変調レベルオフセット値Ｌｖによって決定される。
このように、上記構成要素１〜５によって変調信号Ｍｏ
ｄが決定されることになる。

【００１４】次に、６は複数の鍵から構成されるキーボ
ードであり、演奏者の押鍵操作に基づいてキーコードを
発生する。このキーコードは、キーボードアサイン回路
７を介してピッチ信号に変換され、加算器１１に供給さ
れる。８はプリセット・データ・レジスタであり、種々
の演奏情報が予め記憶されている。この演奏情報のう
ち、ピッチに付与するエンベロープに係る情報はピッチ
・エンベロープ・ジェネレータ９に供給される。ピッチ
・エンベロープ・ジェネレータ９は、これに基づき時間
的に変化するピッチ・エンベロープ信号をキーボード６
の押鍵操作に応答して演算によって発生し、加算器１１
に供給する。

【００１５】なお、このエンベロープ信号の演算は、プ
リセット・データ・レジスタ８に演算情報としてエンベ
ロープ信号の目標値および変化幅を複数組記憶し、所定
時間毎に変化幅を加算して目標値に達すると次の組の目
標値および変化幅に基づきエンベロープ信号を演算して
出力するようにして行われる。これによって、時間的に
複雑にエンベロープ信号を変化させるのは困難なもの
の、構成の簡略化および記憶容量の節減をはかることが
できる。

【００１６】加算器１１にあっては、ピッチ信号とピッ
チ・エンベロープ信号とが加算され、加算結果がキャリ
ア信号Ｃｒとして出力される。一方、プリセット・デー
タ・レジスタ８に記憶された演奏情報のうち、楽音の振
幅に係る情報は振幅エンベロープ・ジェネレータ１０に
供給される。振幅エンベロープ・ジェネレータ１０は、
これに基づき時間的に変化する振幅信号Ａｍｐをキーボ
ード６の押鍵操作に応答して演算によって発生する。な
お、この振幅信号の演算はエンベロープ信号の演算と同
様である。

【００１７】次に、１２はキャリア部であり、キャリア
信号Ｃｒを変調信号Ｍｏｄによって変調し、さらに、変
調された信号の振幅を振幅信号Ａｍｐに基づいて設定
し、その結果を楽音信号として出力する。出力された楽
音信号はサウンドシステム（図示せず）を介して発音さ
れる。

【００１８】上記構成によれば、楽音信号のキャリア成
分および振幅は、キーボード６の操作およびプリセット
・データ・レジスタ８の内容によって決定される。一
方、楽音信号の変調信号Ｍｏｄは、フォルマント分析器
２の出力結果、すなわち演奏者の音声によって決定され
ることが判る。さらに、マイク１から入力される音声信
号が同様であったとしても、スイッチ３によって選択さ
れるフォルマントによって、楽音信号の音色を種々設定
することができる。すなわち、上記実施例によれば、簡
単な構成できわめて変化に富んだ音色を出力することが
可能である。

【００１９】Ｂ．第２の実施例 次に、本発明の第２の実施例を図２を参照して説明す
る。なお、図において図１の各部に対応する部分には同
一の符号を付し、その説明を省略する。図において２０
はパラメータ・バスであり、記憶装置（図示せず）等を
介して、楽音を構成する四のフォルマントのうち三のフ
ォルマントに係る振幅および周波数の情報（プリセット
データ）が供給される。２１〜２３は振幅エンベロープ
・ジェネレータであり、フォルマントの振幅情報に基づ
いて各フォルマントの振幅エンベロープ信号を発生す
る。また、２４〜２６は、それぞれ振幅エンベロープ・
ジェネレータ２１〜２３に対応して設けられたピッチ・
エンベロープ・ジェネレータであり、対応する振幅エン
ベロープ・ジェネレータに係るフォルマントのピッチ・
エンベロープ信号を発生する。

【００２０】次に、２７〜２９はフォルマント発生器で
あり、振幅エンベロープ・ジェネレータ２１〜２３およ
びピッチ・エンベロープ・ジェネレータ２４〜２６から
出力されたエンベロープ信号に基づいて、対応するフォ
ルマントを発生させる。一方、第１の実施例と同様に、
マイク１を介して演奏者の音声等が入力され、この音声
信号の四のフォルマントがフォルマント分析器２によっ
て分析される。これら音声信号のフォルマントのうち、
一のフォルマントがスイッチ３を介して選択され、この
フォルマントレベルおよび周波数に基づいて変調レベル
オフセット値Ｌｖおよび変調周波数オフセット値Ｆｒが
出力される。そして、フォルマント発生器３０は、これ
ら値Ｌｖ，Ｆｒに基づいて一のフォルマントを出力す
る。次に、３１はフォルマント合成部であり、各フォル
マント発生器２７〜３０から出力されたフォルマントを
合成することによって楽音信号を発生し、これをサウン
ドシステム（図示せず）に供給する。

【００２１】上記構成によれば、フォルマント発生器２
７〜２９から出力されるフォルマントはプリセットデー
タに基づくものであり、フォルマント発生器３０から出
力されるフォルマントは、マイク１から入力された時系
列データに基づくものである。従って、フォルマント合
成部３１を介して出力される楽音信号は、プリセットデ
ータによる支配的な音色を有しながら、時系列データに
よる音色変化を伴う音になる。さらに、本実施例によれ
ば、第１の実施例と同様に、マイク１を介して入力され
る音声信号の変化、あるいはスイッチ３の切換によっ
て、きわめて変化に富んだ音色を出力することが可能で
ある。

【００２２】Ｃ．第３の実施例 次に、本発明の第３の実施例を図３，４を参照して説明
する。なお、これらの図において図１，２の各部に対応
する部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。
図３において４０は鍵盤部であり、押下された鍵（図示
せず）に対応してキーオン信号ＫＯＮ、音高信号等を出
力する。これらの信号が発音チャンネル割当部４１に供
給されると、その押鍵に対してフォルマント合成部４７
（詳細は後述する）の複数の発音チャンネルのうちの何
れかの発音チャンネルが割当てられ、キーオン信号ＫＯ
Ｎおよび音高信号は、発音チャンネル割当部４１を介し
て、他の構成要素に供給される。

【００２３】４２はエンベロープ・ジェネレータ部であ
り、キーオン信号ＫＯＮが供給されると、メモリに予め
記憶されたピッチ情報および振幅情報に基づいて、所定
の楽音に係る時間的に変化する四のフォルマント周波数
と、四のフォルマントレベルとを演算して出力する。

【００２４】４４はフォルマント・シーケンス・メモリ
であり、所定の楽音の四のフォルマント周波数と四のフ
ォルマントレベルの値を一定時間に渡って記憶するもの
である。４３はフォルマント・シーケンサであり、キー
オン信号ＫＯＮが供給されると、フォルマント・シーケ
ンス・メモリ４４から各四のフォルマント周波数および
レベルを読出して出力する。すなわち、フォルマント・
シーケンス・メモリ４４およびフォルマント・シーケン
サ４３によって出力されるフォルマント周波数およびレ
ベルは、各値そのものを記憶するようにしているため、
メモリ容量は増大するものの、フォルマント周波数およ
びレベルを複雑に時間的に変化させることができる。こ
のように、これらフォルマント周波数およびレベルは時
間とともに変化するため、この点でエンベロープ・ジェ
ネレータ部４２から出力されるフォルマント周波数等と
異なる。

【００２５】次に、４５は実時間フォルマント分析装置
であり、第１，第２実施例におけるマイク１とフォルマ
ント分析器２とによって構成される。すなわち、実時間
フォルマント分析装置４５からは、演奏者の声等に応じ
た各四のフォルマント周波数およびレベルが随時出力さ
れることになる。このように、エンベロープ・ジェネレ
ータ部４２，フォルマント・シーケンサ４３および実時
間フォルマント分析装置４５からは、それぞれ別個の音
声信号について四のフォルマントが出力される。すなわ
ち、合計十二のフォルマント周波数と、十二のフォルマ
ントレベルとが出力される。選択部４６は、演奏者の選
択操作に従って、これらのフォルマント周波数およびフ
ォルマントレベルのうち、出力される楽音に使用される
ものを選択して出力する。

【００２６】選択部４６で選択されたフォルマント周波
数およびフォルマントレベルは、フォルマント合成部４
７の発音チャンネル割当部４１によって割当てられたチ
ャンネルに供給される。また、フォルマント合成部４７
の発音チャンネル割当部４１によって割当てられたチャ
ンネルには発音チャンネル割当部４１を介して音高情報
が供給される。フォルマント合成部４７は、これらの情
報に基づいて楽音信号を生成し、生成された楽音信号は
サウンドシステム４８を介して発音される。

【００２７】ここで、エンベロープ・ジェネレータ部４
２、選択部４６およびフォルマント合成部４７の詳細を
図４に示す。図において、エンベロープ・ジェネレータ
部４２は、メモリ６０に記憶された四のフォルマントに
係る情報に基づいてフォルマント周波数Ｆ_c1〜Ｆ_c4を出
力するピッチ・エンベロープ・ジェネレータ６５〜６８
と、フォルマントレベルＬ_c1〜Ｌ_c4を演算して出力する
振幅エンベロープ・ジェネレータ６１〜６４とから構成
されている。

【００２８】また、フォルマント分析器２は、マイク１
から供給された音声信号に基づいて、フォルマント周波
数Ｆ_b1〜Ｆ_b4とフォルマントレベルＬ_b1〜Ｌ_b4とを出力
する。フォルマント・シーケンサ４３は、フォルマント
・シーケンス・メモリ４４からフォルマント周波数Ｆ_a1
〜Ｆ_a4とフォルマントレベルＬ_a1〜Ｌ_a4とを読出して出
力する。

【００２９】選択部４６はスイッチ７０〜７８から構成
され、上記フォルマント周波数Ｆ_a1〜Ｆ_a4、Ｆ_b1〜Ｆ_b4
およびＦ_c1〜Ｆ_c4からフォルマント周波数Ｆ₁〜Ｆ₄を選
択し、フォルマントレベルＬ_a1〜Ｌ_a4、Ｌ_b1〜Ｌ_b4およ
びＬ_c1〜Ｌ_c4からフォルマントレベルＬ₁〜Ｌ₄を選択
し、選択したフォルマント周波数Ｆ₁〜Ｆ₄とフォルマン
トレベルＬ₁〜Ｌ₄とを出力する。例えば、フォルマント
周波数Ｆ₁は、スイッチ７０を介してフォルマント周波
数Ｆ_a1、Ｆ_a2またはＦ_a3のうち何れか一つから選択さ
れ、フォルマントレベルＬ₁はスイッチ７１を介してフ
ォルマントレベルＬ_a1、Ｌ_a2またはＬ_a3のうち何れか一
つから選択される。これらスイッチ７０〜７８の選択状
態は、相互に独立に設定可能である。

【００３０】次に、フォルマント合成部４７は、フォル
マント周波数Ｆ₁〜Ｆ₄および対応するフォルマントレベ
ルＬ₁〜Ｌ₄に基づいてフォルマントを発生するフォルマ
ント発生器２７〜３０と、これらフォルマント発生器２
７〜３０から出力されたフォルマントを合成するフォル
マント合成部３１とから構成されている。

【００３１】上記構成において、スイッチ７０〜７８の
選択状態を適宜設定すると、この選択状態に応じたフォ
ルマント周波数およびフォルマントレベルがフォルマン
ト発生器２７〜３０に供給され、これらフォルマント発
生器２７〜３０から出力されたフォルマントに基づいて
楽音信号が生成される。

【００３２】例えば、スイッチ７０〜７８が全てフォル
マント分析器２の出力信号（すなわちフォルマント周波
数Ｆ_b1〜Ｆ_b4およびフォルマントレベルＬ_b1〜Ｌ_b4）を
選択するように設定すると、マイク１から入力された音
声信号がそのままサウンドシステム４８から出力され
る。同様に、メモリ６０にサックスのフォルマントに係
る情報を予め記憶させ、スイッチ７０〜７８においてエ
ンベロープ・ジェネレータ部４２の出力信号（すなわち
フォルマント周波数Ｆ_c1〜Ｆ_c4およびフォルマントレベ
ルＬ_c1〜Ｌ_c4）を選択すると、サックスの楽音がスイッ
チ７８から出力される。

【００３３】そして、両者のフォルマントをスイッチ７
０〜７８によって適宜選択することにより、演奏者の音
声の特徴とサックスの楽音の特徴とを併せ持った楽音が
サウンドシステム４８から出力される。また、演奏者の
音声あるいはその他の音声をその都度マイク１から入力
することが煩雑である場合、フォルマント分析器２の分
析結果をフォルマント・シーケンス・メモリ４４に記憶
させ、フォルマント・シーケンサ４３を介してフォルマ
ントを再現してもよい。

【００３４】また、本実施例においては、きわめて興味
深い特殊効果を実現することも可能である。例えば、最
初にスイッチ７０〜７８を全てフォルマント分析器２側
に設定し、マイク１から演奏者の音声信号を入力しなが
らスイッチ７０〜７８を順次エンベロープ・ジェネレー
タ部４２側に切換えてゆくと、最初にサウンドシステム
４８から演奏者の音声が出力されるが、この音声が徐々
にサックスの楽音としての特色を帯び始め、最後に完全
なサックスの楽音に変換されることになる。

【００３５】このように、本実施例によれば、各フォル
マント周波数およびレベル毎に供給源（エンベロープ・
ジェネレータ部４２、フォルマント・シーケンサ４３ま
たはフォルマント・シーケンス・メモリ４４）を選択で
きるから、きわめて多彩で変化に富んだ楽音を容易に編
集することが可能である。さらに、上述したように、ス
イッチ７０〜７８の設定状態を順次変化させてゆくこと
により、従来の電子楽器では到底得られなかった特殊効
果を得ることも可能である。

【００３６】Ｄ．変形例 なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
く、例えば以下のように種々の変形が可能である。 上記第１〜第３の実施例においては、フォルマントの
数を「４」としたが、フォルマントの数は「４」に限ら
れないことは言うまでもない。 第１の実施例においては、モジュレータ部５を時系列
データによって駆動し、プリセットデータによってキャ
リア部１２を駆動したが、これを逆にしてもよい。 第１および第２の実施例においては、時系列データを
与えるために、マイク１、フォルマント分析器２、スイ
ッチ３およびオフセット回路４を用いたが、これらの代
りに、第３の実施例において示したフォルマント・シー
ケンサ４３およびフォルマント・シーケンス・メモリ４
４等を用いてもよい。

【発明の効果】以上説明したように、この発明の楽音合
成装置によれば、変化の激しい要素に対して第２の音源
を用い、変化の単純な要素について第１の音源を用いる
ことにより、簡単な構成で変化に富んだ楽音を発生させ
ることが可能である。さらに、楽音の編集段階において
は、変化の単純な要素について第１の音源を用いること
により、編集作業を省力化することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１の実施例の構成を示すブロック図であ
る。

【図２】 第２の実施例の構成を示すブロック図であ
る。

【図３】 第３の実施例の構成を示すブロック図であ
る。

【図４】 第３の実施例の要部を示すブロック図であ
る。

【図５】 従来のＦＭ音源の構成を示すブロック図であ
る。

【符号の説明】

４２ エンベロープ・ジェネレータ部（第１の音源） ４５ 実時間フォルマント分析装置（第２の音源） ４７ フォルマント合成部（合成手段）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の要素により定義される楽音を発生
   する楽音合成装置において、 予め記憶されたパラメータに基づく演算によって一の要
   素を発生する第１の音源と、 前記演算を行うことなく、前記一の要素および他の要素
   を発生する第２の音源と、 前記第１の音源および第２の音源によって発生された要
   素を組合せて楽音を発生する合成手段とを具備すること
   を特徴とする楽音合成装置。