JPH07261763A - 音源装置 - Google Patents
音源装置Info
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- JPH07261763A JPH07261763A JP6050196A JP5019694A JPH07261763A JP H07261763 A JPH07261763 A JP H07261763A JP 6050196 A JP6050196 A JP 6050196A JP 5019694 A JP5019694 A JP 5019694A JP H07261763 A JPH07261763 A JP H07261763A
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Abstract
を滑らか且つ容易にする。 【構成】ボイスデータメモリ10に複数のボイスデータ
を記憶しておく。ボイスデータは楽音の発音から消音ま
でを複数フレームに分割し、各フレームにおける複数の
ピーク周波数データとその強度データからなるピークデ
ータからなっている。ボイスデータメモリ10から読み
だされたフレームデータは合成部14に入力され、前記
ピークデータの基本波を合成して楽音波形データが再現
される。中間音色を生成する場合には、2個または複数
のフレームデータのピークデータを組み合わせて新たな
フレームデータを構成する。また、音色を変更する場合
には、元のボイスのフレームデータから新たなボイスの
フレームデータに徐々にピークデータを入れ換えてゆ
く。
Description
系列のフレームに分割し、各フレームにおける周波数ス
ペクトルを所定個数のピークデータ(周波数データ,強
度データ)からなるフレームデータとして表現し、この
時系列のフレームデータに表現されているピーク音を発
生して加算合成することにより楽音信号を発生する分析
合成系の音源装置に関する。
1183号,特願平3−282988号などで分析合成
系の音源を提案している。この分析合成系の音源は、波
形メモリ型の音源の特長である原音の再現性の良さを備
えているとともに、FM音源などの基本波合成系の音源
の特長である波形の加工性の良さを兼ね備えたものであ
る。すなわち、音声信号の周波数スペクトルにおける複
数個(128個程度)のピークに対応する基本波形デー
タ(sin波)を発生してこれを加算合成することによ
り、殆ど原音と同一の波形を再現することができ、且
つ、波形メモリ型音源に比べてデータ量を小さくするこ
とができる。さらに、原音波形からピークデータ(周波
数データ,強度データ)として特徴が抽出されているた
め、これを加工することにより、音色の加工も容易であ
る。
の音源において、複数の音色(ボイスデータ)の中間音
色を生成する場合や発音中の音色から他の音色に移行す
る場合には、これら異なる音色間で周波数データ,強度
データを直線補間して中間値を生成し、そのデータで楽
音波形を形成していた。しかしながら、このような直線
補間方式はこのような分析合成系の音源で中間音色を生
成する手法として最適ではない。たとえば、アタック部
のように非線型的な性格を持った部分で直線補間を行っ
た場合や、時間的変動の少ない澄んだ音色と時間的なパ
ラメータ変動を多く含むノイズ的な音色との間で直線補
間を行った場合には、中間音色が原音と全く異なる濁っ
た音色となって非調和感が増大する場合があった。
補間を行うためには、膨大な演算が必要であり、これを
時系列にフレームデータが出力される毎にリアルタイム
に行うためには、大規模な演算部が必要になった。
複数の音色のフレームデータを構成する周波数データ,
強度データを組み合わせることにより、自然な中間音色
を発生することができる音源装置を提供することを目的
とし、さらに、複数の音色のフレームデータを構成する
周波数データ,強度データを徐々に置き換えることによ
り、滑らかな音色の移行をすることができ、且つ、処理
が簡略な音源装置を提供することを目的とする。
明は、楽音波形データの周波数スペクトルから所定個数
のピークを抽出し、該所定個数のピークの周波数デー
タ,強度データをフレームデータとし、このフレームデ
ータを前記楽音波形データの発音から消音まで時系列に
配列して構成されたボイスデータを複数記憶した記憶手
段と、フレームデータを順次入力し、前記各ピークデー
タの周波数データ,強度データで指示される基本波を発
生して合成することにより楽音信号を形成する合成手段
と、を備えた音源装置において、前記記憶手段に記憶さ
れている複数のボイスデータからそれぞれフレームデー
タを同時に読み出し、該複数のフレームデータの周波数
データ,強度データを組み合わせて新たな1つのフレー
ムデータを構成して前記合成手段に入力する中間音色生
成手段を設けたことを特徴とする。
ータの周波数スペクトルから所定個数のピークを抽出
し、該所定個数のピークの周波数データ,強度データを
フレームデータとし、このフレームデータを前記楽音波
形データの発音から消音まで時系列に配列して構成され
たボイスデータを複数記憶した記憶手段と、フレームデ
ータを順次入力し、前記各ピークデータの周波数デー
タ,強度データで指示される基本波を発生して合成する
ことにより楽音信号を形成する合成手段と、を備えた音
源装置において、前記記憶手段に記憶されている2つの
ボイスデータからそれぞれフレームデータを同時に読み
出し、前記合成手段に出力するフレームデータを構成す
る周波数データ,強度データの内容を第1のフレームデ
ータのものから第2のフレームデータのものに1フレー
ム毎に徐々に置き換えてゆく音色変更手段を設けたこと
を特徴とする。
それぞれフレームデータを同時に読み出し、該複数のフ
レームデータの周波数データ,強度データを組み合わせ
て新たな1つのフレームデータを構成する。組み合わせ
方は任意であるが、複数のフレームデータ間の特定のピ
ークデータ(1つのピークに対応する周波数データ,強
度データの組)同士を比較し、強度データの大きい方の
ピークデータを選択する方式や、複数のフレームデータ
から交互にピークデータを選択してゆく方式などがあ
る。このようにして構成された新たなフレームデータを
合成手段に入力する。新たなフレームデータには、原音
の周波数スペクトルのピークがデータとして含まれてい
るため、似た音色となり、処理も容易である。
からそれぞれフレームデータを同時に読み出すが、最初
は第1のフレームデータがそのまま合成手段に入力され
る。次のフレームでは第1のフレームデータの一部を第
2のフレームデータのものに置き換える。さらに、次の
フレームではさらに多くのデータを第2のフレームデー
タのものに置き換える。このようにして最終的には全て
が第2のフレームデータとなるようにする。これによ
り、滑らかに、且つ、簡略な処理でボイスデータ(音
色)の移行をすることができる。置き換えの方式は上記
第1の発明と同様に、どのような方式でもよく、たとえ
ば、高次倍音から置き換える方式や高低交互に置き換え
る方式などがある。
置に用いられるボイスデータを説明する図である。図6
は1つの楽音波形をフレームに分割する方式を説明する
図である。図7は各フレームの周波数特性を分析するフ
ィルタ構成を説明する図である。図8は各チャンネルに
おけるデータ抽出の方式を説明する図である。図9は上
記の方式で生成されたボイスデータの構成を示す図であ
る。
の周波数でサンプリングされ、ディジタルの楽音波形デ
ータとされる。この楽音波形データから連続する204
8サンプルを抽出して1フレームとする。この1フレー
ムの楽音波形データをフーリエ解析して周波数スペクト
ルを求め、これを図7に示すようなフィルタアレイによ
って128チャンネルの周波数帯域に分割する。フィル
タアレイの各フィルタ毎に、その周波数帯域におけるピ
ークの周波数データとその強度データを抽出する(図8
参照)。このようにして1フレームにつき、128個の
ピークデータ(周波数データ,強度データ)が抽出され
る。これをフレームデータとする。楽音波形データから
のフレームの切り出しは、図6に示すように楽音波形デ
ータの先頭(発音時)から最後尾(消音)まで6サンプ
ル(2ms)毎にオーバーラップして行われる。楽音波
形データの発音から消音までの間で切り出されたフレー
ム数がn個あるとすると、ボイスデータはn個のフレー
ムデータからなるデータとなる。
を合成する場合には、フレームデータを読み出し、各ピ
ークデータの周波数データで指示される周波数の基本波
形データをその強度データで指示される強度で発生して
これらを加算合成する。フレームデータの読み出しは6
サンプリングタイミング(2ms)毎に行い、その間の
5サンプリングタイミングの間は各データを直線補間す
ればよい。この補間は同一のボイスデータ内における処
理であるため、非調和的になることはない。このように
することにより、サンプリング音源に近い品質の楽音信
号を合成することができる。
子楽器のブロック図である。また、図2は同電子楽器内
で送受される各種データ・信号のタイミングチャートで
ある。この電子楽器は、上記ボイスデータを用いて楽音
信号を形成する。前記ボイスデータの抽出は分析部6が
行い、抽出されたボイスデータは音源部5のボイスデー
タメモリ10に記憶される。
子として演奏操作子1,補助操作子2および音色指定操
作子3が設けられている。演奏操作子1は、例えば、タ
ッチ強度センサ付きの鍵盤のような音高とその強さを指
定することができるものを用いる。補助操作子2は、例
えば、モジュレーションホイールなどの操作子であり、
楽音信号に付与される効果や音色の変化を制御するもの
である。音色指定操作子3は、例えば、音色選択スイッ
チなどのようなものであり、音源部5が発生する楽音の
音色を選択指定するものである。この音色指定操作子3
が指定可能な音色は、ボイスデータメモリ10に記憶さ
れているボイスデータをそのまま合成した音色のみなら
ず、複数のボイスデータの中間的な音色も指定できるも
のとする。
作子3の操作内容は、制御部4に入力される。制御部4
はこれら操作子の操作内容に応じて種々のデータを生成
して音源部5に出力する。制御部4から音源部5に出力
されるデータとしては、キーオンパルスKON,キーコ
ードKC,タッチ強度データTCH,音色指定データT
C,補助操作子2の操作量データDCONTなどであ
り、このほかフレームカウンタのカウント値FRMCN
Tを含む各種のタイミング信号が出力される。
レームデータ読出制御部11,フレームデータ処理部1
2,フレームデータ補間部13,合成部14および波形
処理部15からなっている。ボイスデータメモリ10は
図9に示したボイスデータを複数個記憶している。ボイ
スデータはフレームデータ読出制御部11によって読み
出される。フレームデータ読出制御部11には音色指定
データTCが入力されており、フレームデータ読出制御
部11はボイスデータメモリ10から読み出すボイスデ
ータをこの音色指定データTCに基づいて決定する。な
お、フレームデータ読出制御部11は、音色指定データ
TCで指定された音色が中間音色の場合には、該音色を
生成するための複数個のボイスデータを同時に読み出
し、楽音の発音中に音色指定データTCが切り換えられ
たときは、音色をオーバーラップして変更するため2つ
のボイスデータを同時に読み出す。
ータ読出制御部11が2個のボイスデータのフレームデ
ータVa(FRQa,i ,MAGa,i ),Vb(FRQb,
i ,MAGb,i )(i=0〜127)を同時に読み出し
たとき、これらのフレームデータを組み合わせることに
よって新たな1つのフレームデータ(FRQi,MAG
i)を生成し、次のフレームデータ補間部13に出力す
る。中間音色を発生する場合には、補助操作子2の操作
量データに基づいて0〜127のチャンネル毎に両フレ
ームデータからいずれかのピークデータを選択し、これ
を組み合わせて新たなフレームデータを生成する。ま
た、音色をオーバーラップして変更する場合には、変更
元の音色のフレームデータのピークデータを変更先の音
色のフレームデータのピークデータに置き換えてゆき、
全てのピークデータが変更先の音色に置き換えられたと
き、変更元の音色の読み出しを停止して音色の変更を完
了する。
リングクロック毎にフレームデータ(FRQi,MAG
i)が入力される。フレームデータ補間部13は、新た
に入力されたフレームデータと直前のフレームデータと
の間で直線補間演算を行いフレームデータとフレームデ
ータとの間の5サンプリングタイミングにおけるフレー
ムデータを生成する。したがって、フレームデータ補間
部13は、発音開始から2フレームのフレームデータが
入力されたとき、各サンプリングタイミング毎に補間さ
れたフレームデータ(IFRQi,IMAGi)の出力
を開始する(図2参照)。
から入力されるフレームデータ(IFRQi,IMAG
i)に基づいて楽音波形データを合成する回路である。
フレームデータは128個のピークデータからなってい
るが、各ピークデータの周波数データで指定される周波
数の基本波形データを該ピークデータの強度データで指
定される強度で発生する。発生された128個の基本波
形データを加算合成して楽音波形データWAVEを形成
する。合成部14が合成した楽音波形データWAVEは
波形処理部15に入力される。波形処理部15は、この
波形データWAVEに対して残響などの種々の効果を付
与する。付与する効果の種類や程度は、制御部4から入
力されるキーコードTC,タッチ強度データTCH,音
色指定データTCに基づいて決定される。波形処理部1
5で効果が付与された楽音波形データは出力データOU
Tとして出力される。出力された出力データOUTはア
ナログ化されて増幅されスピーカなどから放音される。
成図である。フレームデータ処理部12は、フレームデ
ータ読出制御部11から同時に入力される2つのボイス
データのフレームデータVa(FRQa,MAGa),
Vb(FRQb,MAGb)から新たな1つのフレーム
データを構成する回路である。新たなフレームデータの
構成は、0〜127チャンネル毎に2個のフレームデー
タのうちいずれか一方のピークデータを選択することに
よって行われる。ピークデータの選択は、両フレームデ
ータの強度データMAGa,i ,MAGb,i (i=0〜1
27)に所定の値を乗算し、その乗算結果の値が大きい
方のピークデータを選択するようにしている。所定の値
とは、補助操作子2の操作量データDCONTに強度デ
ータメモリ20から読み出される係数MCa,i ,MCb,
i (i=0〜127)を乗算したものである。
aはセレクタ25の一方の入力端子0に入力される。ま
た、フレームデータVaの強度データMAGaは乗算器
23に入力される。乗算器23には、補助操作子2の操
作量データDCONTに強度係数メモリ20から読み出
された強度係数MCaを乗算した係数値が入力される。
この乗算は乗算器21で行われる。乗算器23によって
係数値を乗算された強度データMAGa′は比較器26
の入力端子Aおよびセレクタ27の入力端子0に入力さ
れる。
FRQbはセレクタ25の入力端子1に入力される。ま
た、フレームデータVbの強度データMAGbは乗算器
24に入力される。乗算器24には、補助操作子2の操
作量データDCONTに強度係数メモリ20から読み出
された強度係数MCbを乗算した係数値が入力される。
この乗算は乗算器22で行われる。乗算器24によって
係数値を乗算された強度データMAGb′は比較器26
の入力端子Bおよびセレクタ27の入力端子1に入力さ
れる。
が入力端子Aのデータよりも大きいときに“1”を出力
する。この信号はセレクタ25,27にセレクト信号と
して供給される。セレクタ25,27のセレクト端子に
“1”が入力されると入力端子1側のデータが出力端子
から出力される。また、セレクタ25,27のセレクト
端子に“0”が入力されているときは入力端子0側のデ
ータが出力端子から出力される。セレクタ25,27と
も、入力端子0にはフレームデータVaのデータが入力
され、入力端子1にはフレームデータVbのデータが入
力されているため、MAGa′≧MAGb′のときフレ
ームデータVaが選択出力され、MAGa′<MAG
b′のときフレームデータVbが選択出力されることに
なる。
ネル127の128チャンネル分並列に設けられてお
り、各チャンネル毎に独立してこの比較選択処理が行わ
れる。また、DCONTは補助操作子2がイニシャル状
態にあるとき1が出力されるように設定されており、補
助操作子2がどのように操作されても乗算器23,24
に入力される値が0になることがないようになってい
る。
タイムにMAGが大きい方のフレームデータが選択さ
れ、中間音色を生成することができるとともに、コント
ローラでその音色の調整が可能になる。
る係数MCa,i ,MCb,i は、補助操作子2の操作量デ
ータDCONTの作用を調整するためのデータであり、
フレーム毎,チャンネル毎にその値が記憶されている。
この係数値は、時系列に変化し、また、チャンネル毎に
変化し、さらに、ボイスデータVa,Vb毎に異なる。
たとえば、アタック時の係数値を大きくすれば、アタッ
ク時の音色を補助操作子2で大きくコントロールするこ
とができるようになる。また、高次倍音の係数値を大き
くすることにより、イコライザやフィルタのように機能
させることができる。
を示すブロック図である。この実施例のフレームデータ
処理部は、FRQai,FRQbi(i=0〜127)
が入力されるセレクタ31とMAGa,MAGbが入力
されるセレクタ32を備え、選択コンビネーション制御
部30が、これらセレクタ31,32に対してセレクト
信号を供給する。選択コンビネーション制御部30には
音色指定データTC,補助操作子2の操作量データDC
ONTおよびフレームカウンタのカウント値FRMCN
Tが入力される。選択コンビネーション制御部30は、
これらのデータに基づき各チャンネルのセレクタに対し
てフレーム毎にセレクト信号を出力する。セレクタ3
1,32は128チャンネル分並列に設けられているも
のとする。さらに、強度データMAGiは、他のチャン
ネルのデータMAGa/b,j (j≠i)を選択することも可能
である。すなわち、127チャンネルの強度データを0
チャンネルの強度データとして出力するなどの処理が可
能である。このような選択は、選択コンビネーション制
御部30がセレクタ32に対して指示する。この指示デ
ータはPORT端子を介してセレクタ32に入力され
る。
された2つのフレームデータから新たな1つのフレーム
データを作成する方式・手順やピークデータの選択ルー
ルを複数種類記憶している。
ームデータVaから徐々にフレームデータVbに変更す
ることにより音色を変更してゆく手順を示している。音
色指定データTCにより音色の変更が指示されると、そ
れまで全チャンネルでフレームデータVaのものを出力
していたが、1フレーム進むごとに高次倍音のチャンネ
ル(チャンネル127)から順にフレームデータVbの
ピークデータに入れ換えてゆくようにしている。これに
より、127フレーム(=254ms)で出力されるフ
レームデータが完全にフレームデータVaからフレーム
データVbに切り替わる。この場合でも、各ピークデー
タにおいて補間演算等が不要であるため、処理が容易で
あり、また、両音色a,bと全く異なる中間音色が生成
されることがないため、非調和的になることがない。
で発音しているときに、強度データのみフレームデータ
Vbのものに変更して新たな音色を生成する手順を示し
ている。また、この例ではフレームデータVbの高次倍
音の強度データを低次倍音の強度データとして入れ換え
るようにしている。すなわち、最初MAGb,127 をMA
Ga,0 に代えてMAG0 として設定し、次にMAGb,12
6 をMAG1 として設定し、最後にMAGb,0 をMAG
127 として設定している。このように、高次倍音の強度
データを低次倍音の強度データとして転用することによ
り新たな楽音を作ることができる。
外にも種々の方式を採ることができる。また、上記2例
は一つのボイスデータ(音色)から他のボイスデータに
時系列に徐々に変更してゆく例を示したが、音色の変化
が中間音色で停止するようにしてもよい。また、予め設
定されている中間音色に即座に変更するよにしてもよ
い。さらに、図3のフレームデータ制御回路のようにD
CONTの入力に応じてリアルタイムに変更されるよう
にしてもよい。
中間音色の生成や音色の変更を行う場合について説明し
たが、この発明は、マルチサンプリングの音色にも同様
に適用することが可能である。すなわち、同じ音色で音
高やタッチ強度の異なる2つのフレームデータ間の音色
変更や中間音の生成に適用することができる。
を32kHzとし、周波数分割のチャンネル数を128
チャンネルとしているが、この発明はこの仕様に限定さ
れるものではない。
ハードウェアによっても、あるいはプログラム処理を含
むコンピュータまたはDSPを用いた構成によっても実
現可能である。勿論、これらを適宜組み合わせたハイブ
リッドシステムでもよい。
ボイスデータのフレームデータからデータを組み合わせ
て中間音色を生成するようにしたことにより、補間演算
に比して処理が容易であるとともに、両音色の特徴を備
えた調和的な音色を生成することができる。
レームデータにデータを徐々に置き換えてゆくことによ
って音色を変更するようにしたことにより、処理が容易
になるとともに、不自然な中間音を経由して新たな音色
になることがない。
す図
更手順の例を示す図
説明する図であり、1つの楽音波形をフレームに分割す
る方式を説明する図
成を説明する図
する図
示す図
Claims (2)
- 【請求項1】 楽音波形データの周波数スペクトルから
所定個数のピークを抽出し、該所定個数のピークの周波
数データ,強度データをフレームデータとし、このフレ
ームデータを前記楽音波形データの発音から消音まで時
系列に配列して構成されたボイスデータを複数記憶した
記憶手段と、 フレームデータを順次入力し、前記各ピークデータの周
波数データ,強度データで指示される基本波を発生して
合成することにより楽音信号を形成する合成手段と、を
備えた音源装置において、 前記記憶手段に記憶されている複数のボイスデータから
それぞれフレームデータを同時に読み出し、該複数のフ
レームデータの周波数データ,強度データを組み合わせ
て新たな1つのフレームデータを構成して前記合成手段
に入力する中間音色生成手段を設けたことを特徴とする
音源装置。 - 【請求項2】 楽音波形データの周波数スペクトルから
所定個数のピークを抽出し、該所定個数のピークの周波
数データ,強度データをフレームデータとし、このフレ
ームデータを前記楽音波形データの発音から消音まで時
系列に配列して構成されたボイスデータを複数記憶した
記憶手段と、 フレームデータを順次入力し、前記各ピークデータの周
波数データ,強度データで指示される基本波を発生して
合成することにより楽音信号を形成する合成手段と、を
備えた音源装置において、 前記記憶手段に記憶されている2つのボイスデータから
それぞれフレームデータを同時に読み出し、前記合成手
段に出力するフレームデータを構成する周波数データ,
強度データの内容を第1のフレームデータのものから第
2のフレームデータのものに1フレーム毎に徐々に置き
換えてゆく音色変更手段を設けたことを特徴とする音源
装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP05019694A JP3525482B2 (ja) | 1994-03-22 | 1994-03-22 | 音源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP05019694A JP3525482B2 (ja) | 1994-03-22 | 1994-03-22 | 音源装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07261763A true JPH07261763A (ja) | 1995-10-13 |
JP3525482B2 JP3525482B2 (ja) | 2004-05-10 |
Family
ID=12852399
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP05019694A Expired - Fee Related JP3525482B2 (ja) | 1994-03-22 | 1994-03-22 | 音源装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3525482B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09179558A (ja) * | 1995-12-21 | 1997-07-11 | Yamaha Corp | 楽音生成方法 |
-
1994
- 1994-03-22 JP JP05019694A patent/JP3525482B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09179558A (ja) * | 1995-12-21 | 1997-07-11 | Yamaha Corp | 楽音生成方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3525482B2 (ja) | 2004-05-10 |
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