JPH0778679B2 - 楽音波形信号形成装置 - Google Patents
楽音波形信号形成装置Info
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- JPH0778679B2 JPH0778679B2 JP1327655A JP32765589A JPH0778679B2 JP H0778679 B2 JPH0778679 B2 JP H0778679B2 JP 1327655 A JP1327655 A JP 1327655A JP 32765589 A JP32765589 A JP 32765589A JP H0778679 B2 JPH0778679 B2 JP H0778679B2
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- G10H2250/00—Aspects of algorithms or signal processing methods without intrinsic musical character, yet specifically adapted for or used in electrophonic musical processing
- G10H2250/471—General musical sound synthesis principles, i.e. sound category-independent synthesis methods
- G10H2250/511—Physical modelling or real-time simulation of the acoustomechanical behaviour of acoustic musical instruments using, e.g. waveguides or looped delay lines
- G10H2250/515—Excitation circuits or excitation algorithms therefor
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Description
本発明は電子楽器、音楽教育装置、玩具等に利用される
楽音波形信号形成装置に係り、特に波形信号を循環させ
ることにより発生すべき楽音波形信号を形成する楽音波
形信号形成装置に関する。
楽音波形信号形成装置に係り、特に波形信号を循環させ
ることにより発生すべき楽音波形信号を形成する楽音波
形信号形成装置に関する。
従来、この種の装置は、例えば特開昭63−40199号公報
に示されるように、外部から入力された励起制御信号と
循環中の波形信号とを合成した合成波形信号を非線形変
換回路にて非線形変換して出力する励振回路部と、励振
回路部から出力された波形信号に所定時間遅延するなど
の所定の信号処理を施して同励振回路部に帰還すること
により発音すべき楽音のピッチに対応した共振周波数を
得る信号伝達回路部とを備え、前記励振回路部を管楽器
のマウスピース部に対応させるとともに、前記信号伝達
回路部を管楽器の共鳴管に対応させて、励振回路部及び
信号伝達回路部を循環する波形信号を楽音波形信号とし
て取り出すようにしている。
に示されるように、外部から入力された励起制御信号と
循環中の波形信号とを合成した合成波形信号を非線形変
換回路にて非線形変換して出力する励振回路部と、励振
回路部から出力された波形信号に所定時間遅延するなど
の所定の信号処理を施して同励振回路部に帰還すること
により発音すべき楽音のピッチに対応した共振周波数を
得る信号伝達回路部とを備え、前記励振回路部を管楽器
のマウスピース部に対応させるとともに、前記信号伝達
回路部を管楽器の共鳴管に対応させて、励振回路部及び
信号伝達回路部を循環する波形信号を楽音波形信号とし
て取り出すようにしている。
しかるに、上記従来の装置にあっては、非線形変換回路
は単一の非線形テーブルのみしか備えておらず、励振回
路部における非線形変換特性を変更することができない
ので、形成される楽音波形信号が単一種類であったり、
限定されたものであった。すなわち、この従来装置は極
めて原理的なもので、電子楽器、音楽教育装置、玩具等
の装置に利用するためには不十分であり、以前から、か
かる原理を用いて、自由な楽音波形信号の形成が可能で
あって多くの種類の楽音波形信号を発生することができ
る、楽音波形信号形成装置の実現が望まれていた。 本発明は前記問題に対処するためになされたもので、そ
の目的は、前記従来装置の原理を利用して自由に多種類
の楽音波形信号を形成出力できる楽音波形信号形成装置
を提供するものである。
は単一の非線形テーブルのみしか備えておらず、励振回
路部における非線形変換特性を変更することができない
ので、形成される楽音波形信号が単一種類であったり、
限定されたものであった。すなわち、この従来装置は極
めて原理的なもので、電子楽器、音楽教育装置、玩具等
の装置に利用するためには不十分であり、以前から、か
かる原理を用いて、自由な楽音波形信号の形成が可能で
あって多くの種類の楽音波形信号を発生することができ
る、楽音波形信号形成装置の実現が望まれていた。 本発明は前記問題に対処するためになされたもので、そ
の目的は、前記従来装置の原理を利用して自由に多種類
の楽音波形信号を形成出力できる楽音波形信号形成装置
を提供するものである。
前記目的を達成するために、上記請求項１に係る発明の
構成上の特徴は、波形信号を循環させることにより発生
すべき楽音波形信号を形成する装置であって、外部から
入力された励起制御信号と前記循環中の波形信号とを合
成した合成波形信号を非線形変換回路にて非線形変換し
て出力する励振回路部と、前記励振回路部から出力され
た波形信号に所定の信号処理を施して同励振回路部に帰
還することにより発音すべき楽音のピッチに対応した共
振周波数を得る信号伝達回路部とを備えた楽音波形信号
形成装置において、前記非線形変換回路を、前記合成波
形信号をそれぞれ入力する並列接続された複数の非線形
テーブルと、前記複数の非線形変換テーブルからそれぞ
れ出力される複数の波形信号を合成して前記信号伝達回
路部に出力する合成手段と、前記複数の非線形テーブル
のうちの少なくとも一つの非線形テーブルの入力側又は
出力側に設けられ同テーブルに入力され又は同テーブル
から出力される波形信号に外部からの制御信号に応じた
演算を施す演算手段とで構成したことにある。 また、上記請求項２に係る発明の構成上の特徴は、前記
非線形変換回路を、直列接続されてなり前記合成波形信
号に直列的にそれぞれ非線形変換を施して前記信号伝達
回路部へ出力する複数の非線形テーブルと、前記複数の
非線形変換テーブルのうちの少なくとも一つの非線形テ
ーブルの入力側又は出力側に設けられ同テーブルに入力
され又は同テーブルから出力される波形信号に外部から
の制御信号に応じた演算を施す演算手段とで構成したこ
とにある。 また、上記請求項３に係る発明の構成上の特徴は、前記
非線形変換回路を、前記合成波形信号を非線形変換して
前記信号伝達回路部へ出力する複数の非線形テーブル
と、前記複数の非線形変換テーブルによる複数の非線形
変換を外部からの制御信号に応じて選択的に組み合わせ
て行うように制御する選択制御手段とで構成したことに
ある。 また、上記請求項４に係る発明の構成上の特徴は、前記
非線形変換回路を、前記合成波形信号の級数の和を演算
して前記波形信号伝達回路部へ出力するものであって外
部からの制御信号を前記級数の各項の係数として前記演
算を行う演算手段で構成したことにある。 また、上記請求項５に係る発明の構成上の特徴は、前記
級数の和の演算を、前記合成波形信号値をｘとし、かつ
前記制御信号による係数をa0，a1，a2・・・anとする
と、a0＋a1ｘ＋a2x2・・・anxnにより表される演算にし
たことにある。
構成上の特徴は、波形信号を循環させることにより発生
すべき楽音波形信号を形成する装置であって、外部から
入力された励起制御信号と前記循環中の波形信号とを合
成した合成波形信号を非線形変換回路にて非線形変換し
て出力する励振回路部と、前記励振回路部から出力され
た波形信号に所定の信号処理を施して同励振回路部に帰
還することにより発音すべき楽音のピッチに対応した共
振周波数を得る信号伝達回路部とを備えた楽音波形信号
形成装置において、前記非線形変換回路を、前記合成波
形信号をそれぞれ入力する並列接続された複数の非線形
テーブルと、前記複数の非線形変換テーブルからそれぞ
れ出力される複数の波形信号を合成して前記信号伝達回
路部に出力する合成手段と、前記複数の非線形テーブル
のうちの少なくとも一つの非線形テーブルの入力側又は
出力側に設けられ同テーブルに入力され又は同テーブル
から出力される波形信号に外部からの制御信号に応じた
演算を施す演算手段とで構成したことにある。 また、上記請求項２に係る発明の構成上の特徴は、前記
非線形変換回路を、直列接続されてなり前記合成波形信
号に直列的にそれぞれ非線形変換を施して前記信号伝達
回路部へ出力する複数の非線形テーブルと、前記複数の
非線形変換テーブルのうちの少なくとも一つの非線形テ
ーブルの入力側又は出力側に設けられ同テーブルに入力
され又は同テーブルから出力される波形信号に外部から
の制御信号に応じた演算を施す演算手段とで構成したこ
とにある。 また、上記請求項３に係る発明の構成上の特徴は、前記
非線形変換回路を、前記合成波形信号を非線形変換して
前記信号伝達回路部へ出力する複数の非線形テーブル
と、前記複数の非線形変換テーブルによる複数の非線形
変換を外部からの制御信号に応じて選択的に組み合わせ
て行うように制御する選択制御手段とで構成したことに
ある。 また、上記請求項４に係る発明の構成上の特徴は、前記
非線形変換回路を、前記合成波形信号の級数の和を演算
して前記波形信号伝達回路部へ出力するものであって外
部からの制御信号を前記級数の各項の係数として前記演
算を行う演算手段で構成したことにある。 また、上記請求項５に係る発明の構成上の特徴は、前記
級数の和の演算を、前記合成波形信号値をｘとし、かつ
前記制御信号による係数をa0，a1，a2・・・anとする
と、a0＋a1ｘ＋a2x2・・・anxnにより表される演算にし
たことにある。
上記のように構成した請求項１に係る発明においては、
演算手段が複数の非線形テーブルのうちの少なくとも一
つの非線形テーブルに入力され又は同テーブルから出力
される波形信号に外部からの制御信号に応じた演算を施
すので、この演算手段に外部から種々の制御信号を供給
するようにすれば、合成手段は種々の組合せで複数の非
線形変換出力を合成して種々の特性で非線形変換した波
形信号を出力することになり、すなわち非線形変換回路
が合成波形信号を種々に非線形変換して信号伝達回路部
に出力するようになる。その結果、励振回路部及び信号
伝達回路部を循環する波形信号の特性が種々に変化し
て、多種類の楽音波形信号が得られる。 また、上記のように構成した請求項２に係る発明におい
ては、演算手段が少なくとも一つの非線形テーブルの入
力側又は出力側に設けられ同テーブルに入力され又は同
テーブルから出力される波形信号に外部からの制御信号
に応じた演算を施すので、この演算手段に外部から種々
の制御信号を供給するようにすれば、直列接続した複数
の非線形テーブルの最終段から得られる波形信号は前記
制御信号に応じて種々の特性で変化するようになり、す
なわち非線形変換回路が合成波形信号を種々に非線形変
換して信号伝達回路部に出力するようになる。その結
果、かかる場合も、励振回路部及び信号伝達回路部を循
環する波形信号の特性が種々に変化して、他種類の楽音
波形信号が得られる。 また、上記のように構成した請求項３に係る発明におい
ては、選択制御手段が、複数の非線形変換テーブルによ
る複数の非線形変換を外部からの制御信号に応じて選択
的に組み合わせて行うように制御するので、前記外部か
らの制御信号に応じて前記組合せ状態が種々変更制御さ
れる結果、非線形変換回路が合成波形信号を種々に非線
形変換して信号伝達回路部に出力するようになる。これ
により、かかる場合も、励振回路部及び信号伝達回路部
を循環する波形信号の特性が種々に変化して、多種類の
楽音波形信号が得られる。 また、上記のように構成した請求項４に係る発明におい
ては、演算手段が合成波形信号の級数の和を演算して前
記信号伝達回路部へ出力し、例えば、請求項５に係る発
明のように、前記合成波形信号値をｘとし、かつ前記制
御信号による係数をa0，a1，a2・・・anとすると、a0＋
a1ｘ＋a2x2・・・anxnの演算をし、かかる場合、前記各
係数a0，a1，a2・・・anは外部からの制御信号により与
えられるので、この演算手段に外部から種々の制御信号
を供給するようにすれば、合成波形信号に対して任意の
非線形変換が施される。これにより、非線形変換回路は
種々の特性の非線形変換を実行できるようになり、かか
る場合も、励振回路部及び信号伝達回路部を循環する波
形信号の特性が種々に変化して、多種類の楽音波形信号
が得られる。
演算手段が複数の非線形テーブルのうちの少なくとも一
つの非線形テーブルに入力され又は同テーブルから出力
される波形信号に外部からの制御信号に応じた演算を施
すので、この演算手段に外部から種々の制御信号を供給
するようにすれば、合成手段は種々の組合せで複数の非
線形変換出力を合成して種々の特性で非線形変換した波
形信号を出力することになり、すなわち非線形変換回路
が合成波形信号を種々に非線形変換して信号伝達回路部
に出力するようになる。その結果、励振回路部及び信号
伝達回路部を循環する波形信号の特性が種々に変化し
て、多種類の楽音波形信号が得られる。 また、上記のように構成した請求項２に係る発明におい
ては、演算手段が少なくとも一つの非線形テーブルの入
力側又は出力側に設けられ同テーブルに入力され又は同
テーブルから出力される波形信号に外部からの制御信号
に応じた演算を施すので、この演算手段に外部から種々
の制御信号を供給するようにすれば、直列接続した複数
の非線形テーブルの最終段から得られる波形信号は前記
制御信号に応じて種々の特性で変化するようになり、す
なわち非線形変換回路が合成波形信号を種々に非線形変
換して信号伝達回路部に出力するようになる。その結
果、かかる場合も、励振回路部及び信号伝達回路部を循
環する波形信号の特性が種々に変化して、他種類の楽音
波形信号が得られる。 また、上記のように構成した請求項３に係る発明におい
ては、選択制御手段が、複数の非線形変換テーブルによ
る複数の非線形変換を外部からの制御信号に応じて選択
的に組み合わせて行うように制御するので、前記外部か
らの制御信号に応じて前記組合せ状態が種々変更制御さ
れる結果、非線形変換回路が合成波形信号を種々に非線
形変換して信号伝達回路部に出力するようになる。これ
により、かかる場合も、励振回路部及び信号伝達回路部
を循環する波形信号の特性が種々に変化して、多種類の
楽音波形信号が得られる。 また、上記のように構成した請求項４に係る発明におい
ては、演算手段が合成波形信号の級数の和を演算して前
記信号伝達回路部へ出力し、例えば、請求項５に係る発
明のように、前記合成波形信号値をｘとし、かつ前記制
御信号による係数をa0，a1，a2・・・anとすると、a0＋
a1ｘ＋a2x2・・・anxnの演算をし、かかる場合、前記各
係数a0，a1，a2・・・anは外部からの制御信号により与
えられるので、この演算手段に外部から種々の制御信号
を供給するようにすれば、合成波形信号に対して任意の
非線形変換が施される。これにより、非線形変換回路は
種々の特性の非線形変換を実行できるようになり、かか
る場合も、励振回路部及び信号伝達回路部を循環する波
形信号の特性が種々に変化して、多種類の楽音波形信号
が得られる。
上記各作用説明からも理解できるとおり、上記請求項１
〜５に係る発明によれば、外部からの制御信号を種々に
変更することで、非線形変換回路に種々の非線形特性を
もたせ、多種類の楽音波形信号が得られるようになるの
で、当該楽音波形信号形成装置を電子楽器、音楽教育装
置、玩具等に幅広く利用できるようになる。また、かか
る場合、各種の楽音波形信号に対して、演算手段及び選
択制御手段の作用により複数の非線形テーブルを組合せ
て使用したり、非線形テーブルを用いないようにしたの
で、非線形テーブルのために大容量のメモリを利用する
こともなく、回路構成が簡単になる。
〜５に係る発明によれば、外部からの制御信号を種々に
変更することで、非線形変換回路に種々の非線形特性を
もたせ、多種類の楽音波形信号が得られるようになるの
で、当該楽音波形信号形成装置を電子楽器、音楽教育装
置、玩具等に幅広く利用できるようになる。また、かか
る場合、各種の楽音波形信号に対して、演算手段及び選
択制御手段の作用により複数の非線形テーブルを組合せ
て使用したり、非線形テーブルを用いないようにしたの
で、非線形テーブルのために大容量のメモリを利用する
こともなく、回路構成が簡単になる。
a.基本的な楽音波形信号形成装置への適用例 まず、本発明の適用される基本的な楽音波形信号形成装
置を備えた電子楽器について説明する。 この電子楽器は、第１図に示すように、演奏情報発生部
10、音色情報発生部20及び楽音制御信号発生部30を備
え、演奏情報発生部10からの演奏情報及び音色情報発生
部20からの音色情報に基づいて楽音制御信号発生部30か
ら発生される楽音制御信号を、励振回路部100及び信号
伝達回路部200からなる楽音波形信号形成装置へ供給し
て楽音波形信号を形成するようにしたものである。 演奏情報発生部10は、音階に対応した複数の鍵からなる
鍵盤、口で操作されるマウスコントローラ、回転操作さ
れるホイール、足により操作されるフットペダル等の各
種演奏操作子と、これらの演奏操作子の各操作状態、例
えば操作の有無、操作速度、操作位置、操作深さ、操作
圧力等をそれぞれ検出する各種検出回路とを備え、前記
検出結果を演奏情報として出力する。音色情報発生部20
は音色種類を選択する音色選択スイッチ、音の明るさ及
び暗さなどを選択するボリュームなどの操作子と、同操
作子の各操作状態を検出する検出回路とを備え、前記音
色種類、音の明るさ及び暗さ等を表す音色情報を出力す
る。楽音制御信号発生部30は例えばマイクロコンピュー
タ、楽音制御パラメータを記憶するテーブル等により構
成され、前記演奏情報及び音色情報に応じて前記テーブ
ルを参照して、発生楽音のピッチを表すピッチ制御信号
PCNTと、循環波形信号を起動させるため及び該起動され
た循環波形信号を継続させるための励起制御信号ECNT
と、発生楽音の音色、効果等を制御するための音色制御
信号TCNTとを出力する。ただし、この音色制御信号TCNT
は複数種類からなり、本実施例では、個々の各信号をTC
NTx（Ｘは数字サフィックスである）と表すものとす
る。 また、電子管楽器に本発明を適用した場合には、該管楽
器の演奏部から前記各種演奏情報を得るようにする。さ
らに、前記演奏情報発生部10及び音色情報発生部20とし
て、他の楽器、自動演奏装置等を採用し、同他の楽器、
自動演奏装置等から楽音制御信号発生部30に演奏情報及
び音色情報が供給されるようにしたり、また他の楽器、
自動演奏装置内にて前記各種楽音制御信号が形成される
ようにして、同楽音制御信号が励振回路部100及び信号
伝達回路部200からなる楽音波形信号形成装置へ直接供
給されるようにしてもよい。 励振回路部100は減算器101と非線形変換回路102とから
なる。減算器101は波形信号の帰還路をなす信号ラインL
2からの波形信号から励起制御信号ECNTを減算すること
により両信号を合成出力し、非線形変換回路102は前記
合成波形信号を非線形変換して波形信号の入力路をなす
信号ラインL1へ出力するものである。これにより、励振
回路部100は管楽器におけるマウスピース部、弦楽器に
おける弦に振動が加えられる部分等の波形信号の形成状
態がシミュレートされる。なお、減算器101は、励起制
御信号PCNTと信号ラインL2からの波形信号の正負の符号
を考慮することにより、加算器で構成しても等価であ
る。 信号伝達回路部200は信号ラインL1上の波形信号を遅延
して信号ラインL2へ帰還するもので、該帰還路にはロー
パスフィルタ201及び遅延回路202が介装されている。ロ
ーパスフィルタ201は各楽器の共鳴部における波形信号
の共鳴をシミュレートするものである。遅延回路202は
波形信号の循環周期すなわち発生楽音波形信号のピッチ
を決定するもので、ピッチ制御信号PCNTによりその遅延
時間が可変制御されるようになっている。そして、信号
ラインL1,L2上の波形信号が出力信号として取り出され
るようになっている。 次に、上記のように構成した電子楽器の動作を説明す
る。演奏情報発生部10からの各種演奏情報及び音色情報
発生部20からの音色情報が楽音制御信号発生部30へ供給
されると、同制御信号発生部30はピッチ制御信号PCNT、
励起制御信号ECNT及び音色制御信号TCNTをそれぞれ出力
する。励起制御信号ECNTは励振回路部100の減算器101に
て信号ラインL2からの帰還信号としての波形信号と演算
されて非線形変換回路102へ供給され、該演算結果は非
線形変換回路102にて非線形変換されて信号ラインL1に
出力される。 この信号ラインL1上の波形信号は信号伝達回路部200に
供給され、同信号はローパスフィルタ201にて変形され
るとともに、遅延回路202にて遅延されて、励振回路部1
00の減算器101へ帰還される。かかる場合、遅延回路202
は前記ピッチ制御信号PCNTにより制御されて、演奏情報
発生部10にて指定された音高に対応した時間だけ波形信
号を遅延するので、励振回路部100から出力された波形
信号が信号ラインL1,L2を介して再び同回路部100へ帰還
されるまでの時間は前記指定音高に対応したものとな
り、信号ラインL1,L2上の波形信号は前記指定音高に対
応した基本周波数（共振周波数）を有するものとなる。
その結果、前記指定された音高の楽音波形信号が継続し
て発生されることなる。 基本的には、第１図の電子楽器は上述のように動作する
が、励振回路部100内の非線形変換回路102は下記（１）
〜（４）のように種々に構成されている。 （１）複数非線形テーブル出力合成型 この型に属する非線形変換回路102は、第２図に示すよ
うに、並列接続された変換特性の異なる非線形テーブル
1111，1112を備えており、テーブル1111，1112の各入力
及び各出力側には加算器1121，1122及び乗算器1131，11
32がそれぞれ接続されている。加算器1111，1112は減算
器101により合成された合成波形信号と各音色制御信号T
CNT11，TCNT12とをそれぞれ入力し、両入力信号を加算
して非線形テーブル1111，1112へそれぞれ出力するもの
である。乗算器1131，1132は非線形テーブル1111，1112
の各出力と各音色制御信号TCNT21，TCNT22とをそれぞれ
入力するとともに、両入力信号を乗算して加算器114に
出力するものである。加算器114は乗算器1131，1132か
らの出力信号を合成するもので、該合成出力を信号ライ
ンL1に出力するものである。 かかる構成により、加算器1121，1122へ入力される各音
色制御信号TCNT11，TCNT12及び乗算器1131，1132へ入力
される各音色制御信号TCNT21，TCNT22のいずれかを変更
すると、非線形テーブル1111，1112の各入力及び各出力
に対応する波形信号が変更制御されるので、加算器114
にて合成されるとともに信号ラインL1に出力される波形
信号が各音色制御信号TCNT11，TCNT12，TCNT21，TCNT22
に応じて変更制御される。このことは、非線形変換回路
102が各音色制御信号TCNT11，TCNT12，TCNT21，TCNT22
に応じて種々の非線形変換を減算器101からの合成信号
に施すことを意味し、その結果、励振回路部100及び信
号伝達回路部200を循環する波形信号が音色制御信号TCN
T11，TCNT12，TCNT21，TCNT22に応じて種々に変更制御
されるようになる。 また、前記第２図の加算器114を、第３図に示すよう
に、乗算器115で置換するようにしてもよい。これによ
れば、乗算器115が、乗算器1131を介して非線形テーブ
ル1111から供給される波形信号と、乗算器1132を介して
非線形テーブル1112から供給される波形信号とを乗算す
ることにより、異なる非線形変換した各波形信号を合成
するとともに、該合成波形信号を信号ラインL1へ出力す
ることになる。その結果、かかる場合も、前記第２図の
非線形変換回路102の場合と同様に、励振回路部100及び
信号伝達回路部200を循環する波形信号が音色制御信号T
CNT11，TCNT12，TCNT21，TCNT22に応じて種々に変更制
御されるようになる。 また、前記非線形変換回路102を、第４図に示すよう
に、交換特性をそれぞれ異にする３個以上多数の非線形
テーブル1111〜111nを並列に接続するように構成しても
よい。かかる場合も、非線形テーブル1111〜111nの各入
力側には加算器1121〜112nが接続され、同加算器1121〜
112nは減算器101からの合成波形信号と各音色制御信号T
CNT11〜TCNT1nとをそれぞれ加算して非線形テーブル111
1〜111nへ出力する。非線形テーブル1111〜111nの各出
力側には乗算器1131〜113nがそれぞれ接続され、同乗算
器1131〜113nは非線形テーブル1111〜111nの各出力に各
音色制御信号TCNT21〜TCNT2nをそれぞれ乗算して、各乗
算結果を加算器1142〜114nにそれぞれ出力する。加算器
1142〜114nは合成手段として機能するもので、前記各乗
算結果を合算して信号ラインL1へ出力する。その結果、
かかる場合も、前記第２図及び第３図の非線形変換回路
102の場合と同様に、励振回路部100及び信号伝達回路部
200を循環する波形信号が音色制御信号TCNT11〜TCN
T1n，TCNT21〜TCNT2nに応じて種々に変更制御されるよ
うになる。なお、この第４図の非線形変換回路102にお
いても、合成手段としての加算器1142〜114nを前記第３
図の場合と同様に乗算器でそれぞれ置換してもよい。 さらに、前記第２図〜第４図の加算器1121，1122・・・
112n及び乗算器1131，1132・・・113nは少なくともいず
れか一つのみが存在すればよく、加算器1121，1122・・
・112n及び乗算器1131，1132・・・113nを適宜削除する
ようにしてもよい。また、加算器1121，1122・・・112n
を減算器、乗算器、除算器等のその他の演算手段に変更
したり、乗算器1131，1132・・・113nを除算器、加算
器、減算器等のその他の演算手段に変更したりしてもよ
い。 （２）複数非線形テーブル直列型 この型に属する非線形変換回路102は、第５図に示すよ
うに、減算器101からの合成波形信号を入力する非線形
テーブル1211と、同テーブル1211に直列接続された変換
特性の異なる非線形テーブル1212とを備えている。非線
形テーブル1211，1212の各出力側には乗算器1221，1222
がそれぞれ接続され、乗算器1221は非線形テーブル1211
の出力に音色制御信号TCNT1を乗算して非線形テーブル1
212に供給し、乗算器1222は非線形テーブル1212の出力
に音色制御信号TCNT2を乗算して信号ラインL1へ出力す
る。 かかる構成により、乗算器1221，1222へ入力される各音
色制御信号TCNT1，TCNT2のいずれかを変更すると、非線
形テーブル1211，1212の各出力に対応する波形信号が変
更制御されるので、信号ラインL1に出力される波形信号
が各音色制御信号TCNT1，TCNT2に応じて変更制御され
る。このことは、非線形変換回路102が各音色制御信号T
CNT1，TCNT2に応じて種々の非線形変換を減算器101から
の合成波形信号に施すことを意味し、その結果、励振回
路部100及び信号伝達回路部200を循環する波形信号が音
色制御信号TCNT1，TCNT2に応じて種々に変更制御される
ようになる。 また、前記第５図の乗算器1221，1222を、第６図に示す
ように、加算器1231，1232で置換するようにしてもよ
い。これによれば、加算器1231，1232が非線形テーブル
1211，1212の各出力を各音色制御信号TCNT1，TCNT2に応
じて変更制御するので、かかる場合も、前記第５図の非
線形変換回路102の場合と同様に、励振回路部100及び信
号伝達回路部200を循環する波形信号が音色制御信号TCN
T1，TCNT2に応じて種々に変更制御されるようになる。 また、前記非線形変換回路102を、第７図に示すよう
に、変換特性をそれぞれ異にする３個以上多数の非線形
テーブル1211〜121nを直列に接続するように構成しても
よい。かかる場合も、非線形テーブル1211〜121nの各出
力側には乗算器1221〜122nが接続され、同乗算器1221〜
122nは非線形テーブル1211〜121nの各出力を各音色制御
信号TCNT1〜TCNTnに応じて変更制御するので、励振回路
部100及び信号伝達回路部200を循環する波形信号が音色
制御信号TCNT1〜TCNT2に応じてより複雑に種々に変更制
御されるようになる。なお、かかる場合の乗算器1221〜
122nを加算器でそれぞれ置換するようにしてもよい。 また、前記非線形変換回路102を、第８図に示すよう
に、該複数非線形テーブル直列型と前記複数非線形テー
ブル出力合成型とを組み合わせるようにしてもよい。こ
の非線形変換回路102は直列接続された変換特性の異な
る非線形テーブル12111，1212，12131を備えるととも
に、該非線形テーブル12111，1212，12131のうちの非線
形テーブル12111，12131にそれぞれ並列に接続された変
換特性の異なる非線形テーブル12112，12132を備えてい
る。 非線形テーブル12111，12112の各出力には、両テーブル
12111，12112出力に音色制御信号TCNT11，TCNT12を乗算
する乗算器12211，12212がそれぞれ接続され、両乗算器
12211，12212の各出力は加算器124に接続されている。
加算器124は前記両乗算器12211，12212の各出力を合成
して非線形テーブル1212に供給する。非線形テーブル12
12の出力は乗算器1222を介して加算器1251，1252に接続
されている。乗算器1222には音色制御信号TCNT2が供給
されており、同乗算器1222は非線形テーブル1212の出力
に音色制御信号TCNT2を乗算して加算器1251，1252に供
給する。加算器1251，1252には音色制御信号TCNT31，TC
NT32がそれぞれ供給されており、同加算器1251，1252は
乗算器1222からの出力に音色制御信号TCNT31，TCNT32を
それぞれ加算して非線形テーブル12131，12132に供給す
る。 非線形テーブル12131，12132の各出力には、両テーブル
12131，12132出力に音色制御信号TCNT41，TCNT42を乗算
する乗算器12231，12232がそれぞれ接続され、両乗算器
12231，12232の各出力は加算器126に接続されている。
加算器126は前記両乗算器12231，12232の各出力を合成
して信号ラインL1へ出力する。かかる場合も、非線形テ
ーブル12111，12112，1212，12131，12132の各入力側及
び出力側に接続した乗算器12211，12212，1222，12
231，12232及び加算器124,1251，1252,126が、音色制御
信号TCNT11，TCNT12，TCNT2，TCNT31，TCNT32，TCN
T41，TCNT42に応じて、同テーブル12111，12112，12
12，12131，12132の入力信号及び出力信号をそれぞれ変
更制御するので、かかる場合も、励振回路部100及び信
号伝達回路部200を循環する波形信号が、音色制御信号T
CNT11，TCNT12，TCNT2，TCNT31，TCNT32，TCNT41，TCNT
42に応じてより複雑に種々に変更制御されるようにな
る。 さらに、この型の非線形変換回路102においても、前記
第５図〜第８図の加算器及び乗算器は少なくともいずれ
か一つのみが存在すればよく、前記加算器及び乗算器を
適宜削除するようにしてもよい。また、前記各加算器を
減算器、乗算器、除算器等のその他の演算手段に変更し
たり、前記各乗算器を除算器、加算機、減算器等のその
他の演算手段に変更したりしてもよい。 （３）複数非線形テーブル選択組合せ型 この型に属する非線形変換回路102は、第９図に示すよ
うに、減算器101からの合成波形信号を入力する非線形
テーブル1311と、同テーブル1311に直列接続されるとと
もに互いに並列接続された変換特性のそれぞれ異なる非
線形テーブル13121，13122とを備えている。非線形テー
ブル1311，13121，13122の各出力はセレクタ132の信号
入力端子に接続されており、同セレクタ132は、その選
択制御入力端子に供給される音色制御信号TCNT1に応じ
て、前記非線形テーブル1311，13121，13122の各出力の
いずれか一つを信号ラインL1へ出力する。 このように構成した非線形変換回路102において、セレ
クタ132が音色制御信号TCNT1に応じて非線形テーブル13
11の出力を選択出力する場合には、非線形変換回路102
が、非線形テーブル1311の変換特性に応じて、減算器10
1からの合成波形信号を非線形変換して信号ラインL1へ
出力する。セレクタ132が音色制御信号TCNT1に応じて非
線形テーブル13121の出力を選択出力する場合には、非
線形変換回路102が、非線形テーブル1311と非線形テー
ブル13121との合成変換特性に応じて、減算器101からの
合成波形信号を非線形変換して信号ラインL1へ出力す
る。セレクタ132が音色制御信号TCNT1に応じて非線形テ
ーブル13122の出力を選択出力する場合には、非線形変
換回路102が、非線形テーブル1311と非線形テーブル131
22との合成変換特性に応じて、減算器101からの合成波
形信号を非線形変換して信号ラインL1へ出力する。この
ように、非線形変換回路102は、音色制御信号TCNT1に応
じて非線形テーブル1311，13121，13122の組合せ状態を
変えることにより、非線形変換特性を種々に変更するの
で、励振回路部100及び信号伝達回路部200を循環する波
形信号が、音色制御信号TCNT1に応じて種々に変更制御
されるようになる。 また、この型の非線形変換回路102としても、第10図に
示すように、多くの非線形テーブルを利用して変換特性
をさらに自由に変更できるようにすることもできる。こ
の場合、非線形変換回路102は減算器101からの合成波形
信号をそれぞれ入力する並列に接続されかつ変換特性の
異なる複数の非線形テーブル13111〜1311nを備えてい
る。これらの非線形テーブル13111〜1311nの各出力は前
記合成波形信号とともにセレクタ1321の信号入力端子に
接続され、同セレクタ1321はその選択制御入力端子に供
給される音色制御信号TCNT1に応じて前記合成波形信号
出力及び非線形テーブル13111〜1311nの各出力のいずれ
か一つを選択出力する。このセレクタ1321の出力は並列
に接続されかつ変換特性の異なる複数の非線形テーブル
13121〜1312nにそれぞれ接続されており、同非線形テー
ブル13121〜1312nの各出力はセレクタ1321の出力と共に
セレクタ1322の信号入力端子に接続されている。セレク
タ1322はその選択制御入力端子に供給される音色制御信
号TCNT2に応じて前記セレクタ1321の出力及び非線形テ
ーブル13121〜1312nの各出力のいずれか一つを選択し
て、信号ラインL1に出力するものである。。 この場合も、前記第９図の非線形変換回路102の場合と
同様、音色制御信号TCNT1，TCNT2に応じて、非線形テー
ブル13111〜1311nと非線形テーブル13121〜1312nとの各
組合せ状態が変更制御されるので、非線形変換回路102
の変換特性が種々変更され、励振回路部100及び信号伝
達回路部200を循環する波形信号が、音色制御信号TCN
T1，TCNT2に応じてより複雑に種々に変更制御されるよ
うになる。 なお、この型の非線形変換回路102において、非線形テ
ーブル群とセレクタとからなる直列回路を、さらに直列
に複数段接続するようにしてもよい。 （４）級数演算型 この型の非線形変換回路102は、第11図に示すように、
減算回路102からの合成波形信号ｘを級数演算すること
により、同波形信号を非線形変換するようにしている。
この非線形変換回路102は合成波形信号ｘを必要な次数
まで順次乗算する乗算器1412〜142nと、前記合成波形信
号ｘ及び前記各乗算結果x2，x3，・・・xnに係数a1，a2
・・・anを乗算する乗算器1421〜142nと、各項を順次加
算する加算器1431〜143nとを備え、加算器143nから信号
ラインL1へ合成波形信号ｘを下記式に基づいて変換した
波形信号を出力するようにしている。 a0＋a1x＋a2×2＋・・・＋anxn かかる場合、係数a0，a1，a2・・・anは前記音色制御信
号TCNTxに対応するもので、第１図の楽音制御信号発生
部30から出力されるものである。 かかる構成の非線形変換回路102においては、前記式の
係数a0，a1，a2・・・anの与え方によって合成波形信号
ｘを任意の値に変更可能であるので、係数a0，a1，a2・
・・anの与え方により、種々の非線形変換が実行され
る。その結果、非線形変換回路102の変換特性が種々に
変更されることになり、励振回路部100及び信号伝達回
路部200を循環する波形信号が、音色制御信号TCNTxに応
じてより複雑に種々に変更制御されるようになる。 b.他の楽音波形信号形成装置への適用 次に、上記基本的な楽音波形信号形成装置を変形した他
の楽音波形信号形成装置への本発明の適用について説明
しておく。 （１）第12図はクラリネット、サックス等の管楽器の楽
音信号の形成に最適な楽音波形信号形成装置を示してお
り、この楽音波形信号形成装置は、上記基本的な楽音波
形信号形成装置と同様に、励振回路部100及び信号伝達
回路部200を備えるとともに、両回路部100,200間にルー
プ回路部300を備えている。 励振回路部100は減算器151を有し、同減算器151は、信
号ラインL2を介して帰還される波形信号から励起信号EC
NTを減算する。かかる場合、前記各信号を第13図の管楽
器のマウスピース部のモデルに対応させると、前記帰還
された波形信号は共鳴管からマウスピース部に帰還され
て来た振動波の圧力Ｑに対応し、かつ前記励起信号ECNT
は口内圧力Ｐに対応しており、減算器151の出力信号が
マウスピース41のリード42を変位させるための差圧を表
すことになる。 減算器151の出力にはローパスフィルタ152が接続されて
おり、同フィルタ152は前記差圧信号の高域成分を除去
して出力する。これは、リード42が高域成分に応答しな
いためである。ローパスフィルタ152の出力には加算器1
53が接続されており、同加算器153は前記ローパスフィ
ルタ152の出力と音色制御信号TCNTとを加算して非線形
変換回路154に出力する。かかる場合、この音色制御信
号TCNT1は管楽器演奏における唇の構え、締め等を表す
アンブシュールに対応するものであるとともに、非線形
変換回路154は付与された圧力に対するリード42の変位
量をシミュレートするもので、基本的には第13図のよう
な入出力特性を有している。これにより、非線形変換回
路154の出力はマウスピース41のリード42部における空
気通路面積を表す信号となる。また、この非線形変換回
路154は第２図〜第11図の回路で構成されていて、その
入出力特性は、前記基本特性を保ちながら、同変換回路
154に入力されている音色制御信号TCNT2に応じて変更さ
れるものである。この非線形変換回路154の出力は乗算
器155の一方の入力に接続されている。 また、乗算器155の他方の入力には減算器151からの差圧
信号が非線形変換回路156を介して供給されている。こ
の非線形変換回路156は、差圧が大きくなっても狭い管
路では流速が飽和して差圧と流速とが比例しないことを
シミュレートするもので、基本的には第15図のような入
出力特性に設定されている。また、この非線形変換回路
156は第２図〜第11図の回路で構成されていて、その入
出力特性は、前記基本特性を保ちながら、同変換回路15
6に入力されている音色制御信号TCNT3に応じて変更され
るものである。これにより、マウスピース41内のリード
42部における差圧が流速に与える影響を考慮して補正さ
れた差圧信号が乗算器155の他方の入力に供給されるこ
とになる。そして、乗算器155は両入力に供給された信
号、すなわちリード42部における空気通路面積を表す信
号と補正された差圧信号とを乗算して出力するので、同
乗算器155の出力信号はマウスピース41内のリード42部
における空気流速を表す信号となる。乗算器155の出力
は乗算器157の入力に接続されており、同乗算器157は前
記空気流速を表す信号にマウスピース41内のインピーダ
ンス（空気抵抗）を表す固定係数Ｋを乗算して、該乗算
結果を音圧信号とし信号ラインL1を介してループ回路部
300に供給する。 信号伝達回路部200は信号ラインL1,L2間に接続されたロ
ーパスフィルタ211、ハイパスフィルタ212及び遅延回路
213を備えている。ローパスフィルタ211及びハイパスフ
ィルタ212においては、そのカットオフ周波数がピッチ
制御信号PCNTすなわち発生楽音の音高に応じて変更制御
されるようになっている。なお、かかる場合、ハイパス
フィルタ212を省略することもできる。遅延回路213につ
いては、上記第１図の基本的な回路例の場合と全く同じ
である。また、信号ラインL1には空気中の楽音の放射時
性をシミュレートするためのバンドパスフィルタ401が
接続され、同フィルタ401から波形信号が出力されるよ
うになっている。 ループ回路部300は各信号ラインL1,L2内に挿入された加
算機301,302により構成される。加算器301はその一方の
入力に信号ラインL1から供給される波形信号とその他方
の入力に信号ラインL2から供給される波形信号とを加算
して信号ラインL1へ出力し、加算器302はその一方の入
力に信号ラインL2から供給される波形信号とその他方の
入力に信号ラインL1から供給される波形信号とを加算し
て信号ラインL2へ出力するものである。これにより、第
13図に示すように、マウスピース41とリード42との間隙
直後における入力流速による入射波W1及び共鳴管からの
反射波W2の合成として、管内の圧力発生状態がシミュレ
ートされる。 上記のように構成した楽音波形信号形成装置において
は、上記基本的な楽音波形信号形成装置と同様に、励振
回路部100にて、励起制御信号ECNT及び減算器151の作用
により、波形信号が信号ラインL1,L2上に励起されると
ともに同ラインL1,L2上を循環する波形信号が接続制御
される。また、この励振回路部100においては、アンブ
シュールを表す音色制御信号TCNT1、非線形変換回路15
4,156等の作用によって、マウスピース41及びリード42
の作用をシミュレートするために、より具体的に波形信
号の励起制御が行われる。そして、このようにして励起
された波形信号はループ回路部300及び信号伝達回路部2
00へ出力され、ループ回路部300においてマウスピース4
1及びリード42の近傍の入力波W1及び反射波W2の状態が
シミュレートされるとともに、信号伝達回路部200にお
いて遅延回路213にて発生楽音のピッチが決定され、か
つローパスフィルタ211及びハイパスフィルタ212の作用
により共鳴管内の音響波形信号の状態がシミュレートさ
れる。 その結果、この楽音波形信号形成装置においては、クラ
リネット、サックス等の楽音がより具体的にシミュレー
トされるので、これらの管楽器によく似た楽音を得るこ
とができる。また、かかる場合でも、非線形変換回路15
4,156は、前述のように、第２図〜第11図のような回路
で構成され、それらの非線形特性が第14図及び第15図に
示す特性を基本としながら音色制御信号TCNT2，TCNT3に
応じて種々に変更制御されるので、高品質な種々の管楽
器音の発生が可能となる。 （２）第16図は金管楽器信号の形成に最適な楽音波形信
号形成装置を示しており、かかる場合も、同装置は、上
記第12図の楽音波形信号形成装置の場合と同様に、励振
回路部100、信号伝達回路部200及びループ回路部300に
より形成されているとともに、楽音制御信号発生部30
（第１図）からは、発生楽音の周波数に対応するピッチ
制御信号PCNT、口内圧力を表す励振制御信号ECNT、及び
種々の音色制御信号TCNT1，TCNT2が出力されている。 励振回路部100は加算器161及び減算器162を有する。加
算器161は、信号ラインL2から入力され、微小時間だけ
波形信号を遅延する遅延回路163を介して供給される波
形信号と、励振制御信号ECNTとを加算することにより、
唇を押し開ける圧力を表す信号を出力する。加算器161
の出力はローパスフィルタ164に接続されており、同フ
ィルタ164は供給された前記信号の高域成分を除去して
出力する。かかる場合、ローパスフィルタ164には音色
制御信号TCNT1が供給されており、同制御信号TCNT1によ
り、ローパスフィルタ164のカットオフ周波数やレゾナ
ンス（共振）周波数が制御される（第17図参照）。これ
は、金管楽器において唇の締め等により発生楽音の周波
数が制御されることをシミュレートするもので、このロ
ーパスフィルタ164は信号伝達回路部200における波形信
号の遅延時間とともに、信号ラインL1,L2による信号循
環路における発振周波数を制御して発生楽音の周波数を
制御する役割を果たす。ローパスフィルタ164の出力に
は、第２図〜第11図の回路で構成されるとともに音色制
御信号TCNT2により制御される非線形変換回路165が接続
されている。この非線形変換回路165は前記圧力に対す
る唇の開き具合いをシミュレートするもので、基本的に
は第18図のような入出力特性を有している。これによ
り、非線形変換回路165の出力は唇の間隙面積を表す信
号となる。この非線形変換回路165の出力は乗算器166の
一方の入力に接続されている。 乗算器166の他方の入力には減算器162からの信号が供給
されている。減算器162は励振制御信号ECNT（口内圧力
を表す）から遅延回路163からの波形信号を減算して出
力するもので、該減算により同減算器162からは乗算器1
66に唇の前後の圧力差を表す信号が供給される。そし
て、乗算器166がこの減算器162からの前記圧力差を表す
信号と、前記非線形変換回路165からの前記間隙面積を
表す信号とを乗算して空気流速を表す信号を算出し、該
算出信号を信号ラインL1を介してループ回路部300に供
給する。これにより、ループ回路部300には、金管楽器
のマウスピースにおける音波をシミュレートした波形信
号が供給されることになる。 ループ回路部300は、加算器311,312により、上記第12図
の楽音波形信号形成装置と全く同様に構成されており、
前述のように、マウスピース内における空気流の変化状
態をシミュレートしている。 信号伝達回路部200は、波形信号を加算合成して出力す
る加算器221〜223、波形信号に固定係数Ｋ（＝Kn，Kn-1
・・・K1）を乗算する乗算器224及び波形信号を遅延す
る遅延回路225を一組としてｎ段からなる梯子状回路
と、波形信号を遅延する遅延回路226と、波形信号に固
定係数「−１」を乗算する乗算器227とからなるケリー
−ロッフバウム（Kelly−Lochbaum）型格子のカスケー
ド回路を有する。このカスケード回路は円錐状の管体中
における音波の伝播を近似するもので、よく音声合成に
利用されるものである。かかる場合、各遅延回路225,22
5・・・,226の各遅延時間はピッチ制御信号PCNTにより
制御され、各遅延回路225,225・・・,226の合計が発生
楽音の周波数に対応する。さらに、このカスケード回路
の端部には上記第１図の基本的構成例の場合と同種のロ
ーパスフィルタ228が介装されるとともに、同フィルタ2
28の入力側から上記第12図の場合と同様にしてバンドパ
スフィルタ401を介して波形信号が出力されるようにな
っている。 このように構成した楽音波形信号形成装置は、上記第12
図の楽音波形信号形成装置とほぼ同様に動作し、金管楽
器における音響波形信号の発生状態、伝達状態がより具
体的にシミュレートされ、実際の金管楽器によく似た楽
音を得ることができる。また、この場合も、発生される
楽音波形信号は音色制御信号TCNT1，TCNT2に応じて種々
に変更制御される。 また、この楽音波形信号形成装置において、第19図に示
すように、励振回路部100内の減算器162と乗算器166と
の間にも第２図〜第11図に示すような非線形変換回路16
7を挿入するようにしてもよい。この非線形変換回路167
は、上記第12図における楽音波形信号形成装置の場合と
同様に、空気流速の飽和をシミュレートするもので、基
本的には第20図のような入出力特性に設定されていると
ともに、音色制御信号TCNT3に応じて前記特性が変更さ
れるようになっている。これにより、乗算器166の乗算
結果に、より正確な空気の流れが考慮されることにな
り、金管楽器のマウスピースのシミュレートがより正確
になって、前記場合よりも実際の金管楽器に似た楽音信
号の形成が可能となる。 （３）第21図は実際の自然楽器音をシミュレートするも
のではないが、従来にない新たな楽音信号の合成に適し
た楽音信号形成装置を示しており、かかる場合も、同装
置は、上記第12図及び第16図の楽音波形信号形成装置の
場合と同様に、励振回路部100、信号伝達回路部200及び
ループ回路部300により形成されているとともに、楽音
制御信号発生部30（第１図）からは、発生楽音の周波数
に対応するピッチ制御信号PCNT、口内圧力を表す励振制
御信号ECNT、及び種々の音色制御信号TCNTが出力されて
いる。しかし、かかる場合には、楽音制御信号発生部30
からは、前記各信号PCNT,ECNT,TCNT1〜TCNT3の他に、楽
音信号の立ち上がり直後のみにて発生されるアタック信
号ATKが出力されている。 励振回路部100は減算器171を有し、同減算器171は、信
号ラインL2から入力されて非線形変換回路172を介して
供給される波形信号から励振制御信号ECNT（口内圧力を
表す）を減算するもので、上記第１図の場合の減算器10
1に対応する。非線形変換回路172は基本的に第22図に示
すような入出力特性を有するとともに、第２図〜第11図
のような回路で構成されていて音色制御信号TCNT1に応
じて同特性が若干変更制御されるもので、信号ラインLS
2を介して帰還される波形信号の振幅が大きくなること
を防止するリミッタとして機能する。これにより、信号
ラインL1,L2により構成されるループの利得が抑えられ
て、楽音信号を得るための発振動作が安定して行われる
ようになる。 減算器171の出力は加算器173の一方の入力に供給される
とともに、非線形変換回路174を介して乗算器175に供給
され、同乗算器175にて音色制御信号TCNT2（上記アンブ
シュールを表す信号に対応）と乗算された後、加算器17
3の他方の入力に供給されるようになっている。かかる
場合、非線形変換回路174の入出力特性は、基本的に
は、第23図に示すように、減算器171からの信号の振幅
が小さな領域にてある程度大きな値に変換され、かつ同
信号の振幅が大きな領域にて零に変換されるようになっ
ている。なお、この非線形変換回路174も上記第２図〜
第11図に示すような回路で構成され、音色制御信号TCNT
3により、その特性が変更されるようになっている。こ
の非線形変換により、減算器171からの信号の振幅が大
きければ、同信号がそのまま加算器173から出力され、
かかる場合には、信号ラインL1,L2を循環している波形
信号の発振動作が安定して行われる。また、減算器171
からの信号の振幅が小さくなった場合には、非線形変換
回路174にて増幅されるように非線形変換されるととも
に、音色制御信号TCNT2の乗算された信号が主に加算器1
73から出力されることになり、かかる場合、信号ライン
L1,L2を循環している波形信号の発振動作が非線形変換
回路174による非線形変換により確保され、かつこの発
振動作が音色制御信号TCNT2により制御されることにな
る。 加算器173の出力は加算器176の一方の入力に接続されて
いる。加算器176の他方の入力には加算器177の出力が接
続されており、同加算器177は、乗算器178にてノイズ信
号発生器181からのノイズ信号にアタック信号ATKを乗算
した信号と、励振制御信号ECNT（口内圧力を表す）とを
加算合成した信号を前記加算器176の他方の入力に供給
する。これにより、信号ラインL1,L2上の波形信号に、
口内圧力に対応した励振制御信号ECNTが付加されるとと
もに、その立ち上がり初期においては振幅値が不規則に
変換するノイズ信号が付加される。加算器176の出力は
高域成分を除去するローパスフィルタ182を介して信号
ラインL1に出力され、同ラインL1を介してループ回路部
200に供給される。 ループ回路部300は、加算器321,322により、上記第12図
及び第16図の楽音波形信号形成装置の場合と全く同様に
構成されており、前述のように、波形信号路の透過、反
射等の状態をシミュレートしている。 信号伝達回路部200は信号ラインL1,L2間に接続されたフ
ォルマントフィルタ231及び複数のオールパスフィルタ2
32,232・・・を備えている。フォルマントフィルタ231
は波形信号に所望の周波数特性（共鳴管の音響伝達特性
に対応）を付与するものである。各オールパスフィルタ
232,232・・・の位相特性はピッチ制御信号PCNTすなわ
ち発生楽音の音高に応じて変更制御されるようになって
いて、これらのフィルタ232,232・・・による波形信号
の位相遅れ（上記第１図の遅延回路202に対応）の合計
が発生楽音の周波数に対応し、楽音波形信号の循環信号
路の共振周波数が発音すべき楽音のピッチに対応するよ
うになっている。また、フォルマントフィルタ231の出
力側には、別のフォルマントフィルタ402が接続されて
おり、同フィルタ402を介して信号ラインL1,L2上の波形
信号が取り出されるようになっている。 上記のように構成した楽音波形信号形成装置において
は、上記第12図及び第16図の楽音波形信号形成装置とほ
ぼ同様に動作するが、励振回路部100において、各種制
御信号ECNT,ATK,TCNT1〜TCNT3により、信号ラインL1へ
の入力信号の付加及び信号ラインL2を介して帰還される
波形信号の変更を種々に制御でき、波形信号の形成を複
雑に制御できる。 （４）上記第12図、第16図及び第21図の楽音波形信号形
成装置におけるループ回路部300を、第24図〜第27図に
示すように変形することも可能である。 第24図のループ回路部200によれば、加算器331にて、励
振回路部100から信号ラインL1を介して入力された波形
信号と、信号伝達回路部200から信号ラインL2を介して
入力された波形信号とが加算されて、信号ラインL1を介
して信号伝達回路部200へ供給される。また、加算器332
にて、前記信号ラインL1を介して入力された波形信号
と、前記信号ラインL2を介して入力された波形信号を乗
算器333にて２倍にしたものとが加算されて、信号ライ
ンL2を介して励振回路部100に供給される。なお、この
回路は上記第12図、第16図及び第21図の楽音波形信号形
成装置におけるループ回路部300と等価な回路である。 第25図のループ回路部300によれば、加算器341にて、励
振回路部100から信号ラインL1を介して入力された波形
信号と、信号伝達回路部200から信号ラインL2を介して
入力された波形信号とが加算されて、信号ラインL1を介
して信号伝達回路部200へ供給される。また、加算器342
にて、前記信号ラインL1を介して入力された波形信号
と、前記信号ラインL2を介して入力された波形信号とが
加算されて、信号ラインL2を介して励振回路部100に供
給される。 第26図のループ回路部200によれば、加算器351にて、励
振回路部100から信号ラインL1を介して入力された波形
信号と、信号伝達回路部200から信号ラインL2を介して
入力された波形信号に乗算器352にて係数a1を乗算した
ものとが加算された後、乗算器353にて該加算結果に係
数a2が乗算されて、信号ラインL1を介して信号伝達回路
部200へ供給される。また、加算器354にて、前記信号ラ
インL1を介して信号伝達回路部200へ供給される波形信
号に乗算器355にて係数a3を乗算したものと、前記信号
ラインL2を介して入力された波形信号に乗算器356にて
係数a4を乗算したものとが加算されて、信号ラインL2を
介して励振回路部100に供給される。かかる場合、各係
数a1〜a4は固定されていてもよいし、楽音制御信号発生
部30により可変設定されるような音色制御信号TCNTを用
いるようにしてもよい。 第27図のループ回路部300によれば、加算器361にて、励
振回路部100から信号ラインL1を介して入力された波形
信号に乗算器362にて係数a1を乗算したものと、信号伝
達回路部200から信号ラインL2を介して入力された波形
信号に乗算器363にて係数a2を乗算したものとが加算さ
れて、信号ラインL1を介して信号伝達回路部200へ供給
される。また、加算器364にて、前記信号ラインL1を介
して入力された波形信号に乗算器365にて係数a3を乗算
したものと、前記信号ラインL2を介して入力された波形
信号に乗算器366て係数a4を乗算したものとが加算され
て、信号ラインL2を介して励振回路部100に供給され
る。なお、各係数a1〜a4については、第26図のループ回
路部300の場合と同じである。 このように、ループ回路部300を種々の構成にすること
により、種々の管楽器のマウスピース41内における空気
流の変化状態のシミュレートが可能となると同時に、楽
音信号形成に自由度が増し、種々の楽音信号が形成し易
くなる。 また、前述のループ回路部300の各種回路例において、
第24図〜第27図の破線で示すように、マウスピース41の
構造を考慮して、短い時間だけ波形信号を遅延する遅延
回路371をループ回路部300の入力側に設けるようにして
もよい。 （５）第28図はバイオリン、ビオラ等擦弦楽器の楽音波
形信号の形成に最適な楽音波形信号形成装置を示してお
り、同装置は励振回路部100及び信号ラインL3〜L6によ
り循環信号路を形成する信号伝達回路部200を備えてい
る。 励振回路部100は信号ラインL4,L6から帰還された両波形
信号を加算する加算器191と、同加算器191による加算結
果と励振制御信号ECNTとを加算する加算器192とを備え
ている。励振制御信号ECNTは、上記各楽音波形信号形成
装置例と同様に、楽音制御信号発生部30（第１図）から
与えられるもので、この擦弦楽器音を形成する楽音波形
信号形成装置においては、弓速度に対応するものであ
る。一方、信号ラインL3〜L6を循環している波形信号は
弦の振動に対応するものであるので、これらの加算器19
1,192による加算動作により、弦における弓との接触部
が弓の移動により変位することと、同接触部が弦上を進
行する振動波により変位することがシミュレートされ
る。 加算器192の出力は、加算器193、除算器194を介して非
線形変換回路195に入力され、非線形変換回路195の出力
は乗算器196を介して出力されるようになっている。非
線形変換回路195は前記加算器193からの出力を非線形変
換して前記弓の移動による弦の変位状態をシミュレート
するもので、第２図〜第11図に示す回路により構成され
ている。そして、この非線形変換回路195の変換特性
は、基本的には第29図の実線に示すようになっていると
ともに、音色制御信号TCNT1により変更されるようにな
っている。これにより、弓を弦に擦りつけたときに弓速
度が小さければ、弓と弦の間における摩擦力は静止摩擦
係数により主に支配されて弦速度は弓速度とほぼ同じに
なり、弓速度が大きければ、前記摩擦力は動摩擦係数に
より主に支配されるようになって弦速度は弓速度より遅
くなることがシミュレートされるとともに、音色制御信
号TCNT1の特性変更制御により各種擦弦楽器の状態がシ
ミュレートされる。 除算器194及び乗算器196には別の音色制御信号TCNT2が
入力されている。この音色制御信号TCNT2も楽音制御信
号発生部30から供給されるものであるが、かかる場合、
同信号TCNT2は弓が弦を押さえつける弓圧に対応したも
のである。除算器194は非線形変換回路195に入力される
信号を前記音色制御信号TCNT2により除算し、乗算器196
は同変換回路195の出力信号に前記音色制御信号TCNT2を
乗算する。これらの除算器194及び乗算器196は、前記摩
擦係数が弦に付与される弓圧力により変化して、前記第
29図の実線で示した非線形特性が弓圧力により変更され
ることをシミュレートするものである。すなわち、非線
形変換回路195の入力信号を音色制御信号TCNT2（弓圧）
によって除算することにより、第２図の実線特性を例え
ば第29図の破線特性のように変更し、同変換回路195の
出力信号に前記音色制御信号TCNT2を乗ずることによ
り、第29図の破線特性を第29図の一点鎖線特性に変更し
て、両演算により弓圧に応じて弓速度に対する弦速度を
相似的に拡大又は縮小するようにしている。 また、乗算器196の出力はローパスフィルタ197及び乗算
器198を介して加算器193に帰還されており、かかる帰還
により、除算器194及び乗算器196を含めた非線形変換回
路195による信号の非線形変換に、ヒステリシス特性が
付与される。 このヒステリシス特性の付与動作について、具体的に説
明しておく。なお、楽音制御信号発生部30から乗算器19
8へは、負の値、例えば−0.1,−0.2等の値を示す音色制
御信号TCNT3が供給されており、加算器193は加算器192
の出力信号から乗算器198の出力信号を減算して除算器1
94に供給するように機能することになる。第30図はこの
ヒステリス特性を説明するためのグラフであり、一点鎖
線にて加算器193の出力と乗算器196の出力との関係を示
している。例えば、非線形変換入力（加算器192の出
力）が零から正方向へ増加しているとすると、非線形変
換出力（乗算器196の出力）は第30図の実線に沿って比
例的に増加し、同入力値X1，X2の近傍にて正の大きな値
を示しているので、加算器193における前記減算量も大
きくなる。そして、非線形変換入力値が値X1に達した時
点で、非線形変換出力値は急激に小さな値に変化して、
以降、同入力値が増加するに従って同出力値は小さな値
を保ちながら徐々に減少する。一方、かかる状態から、
非線形入力値が減少すると、非線形変換出力値が小さい
ために、加算器193における前記減算量は小さくなり、
非線形変換入力値が前記場合と同じでも、除算器194へ
の入力値は大きな値を示すことになる。そして、非線形
変換入力値が値X1より小さな値X2に達した時点で、始め
て非線形変換出力値は急激に大きな値になる。非線形変
換入力値が負にて変化する場合も同様であり、かかる作
用により、前記ヒステリシス特性が実現される。 また、ローパスフィルタ197は発振防止としての機能を
果たし、乗算器198は帰還のゲイン調整の機能を果たす
もので、同乗算器198に付与される音色制御信号TCNT3に
よりヒステリシスの幅が変更制御される。なお、前記ロ
ーパスフィルタ197の特性も音色制御信号TCNTにより変
更制御するようにしてもよい。 信号伝達回路部200は、信号ラインL6からの波形信号と
励振回路部100からの波形信号とを加算して信号ラインL
3に出力する加算器241と、信号ラインL4からの波形信号
と励振回路部100からの波形信号とを加算して信号ライ
ンL5に出力する加算器242とを備えている。信号ラインL
3から信号ラインL4へは遅延回路243、ローパスフィルタ
244及び乗算器245を介して波形信号が伝達されるととも
に、信号ラインL5から信号ラインL6へは遅延回路246、
ローパスフィルタ247及び乗算器248を介して波形信号が
伝達されるようになっている。遅延回路243,246は、楽
音制御信号発生部30から供給される両ピッチ制御信号PC
NT1，PCNT2より各遅延時間がそれぞれ可変制御されるよ
うになっており、該遅延時間の可変制御により発生楽音
の音高がほぼ決定されるようになっている。ローパスフ
ィルタ244,247は、循環している波形信号の伝達特性を
変更することにより、種々の弦の振動特性をシミュレー
トするもので、音色制御信号TCNT4，TCNT5により前記特
性がそれぞれ切り替え制御されるようになっている。乗
算器245,248は循環波形信号に「−１」を乗算すること
により同信号の位相をπだけずらすもので、弦の両固定
端における振動波の終端条件を実現している。 さらに、信号ラインL3上の加算器241と遅延回路243との
接続位置に、フォルマントフィルタ403に接続されてい
る。このフォルマントフィルタ403は擦弦楽器の胴の音
響特性をシミュレートするもので、音色制御信号TCNT6
により切り替え制御された周波数特性を入力信号に付与
して出力する。 かかる構成の楽音波形信号形成装置においては、ら、加
算器192に弓速度に対応した励振制御信号ECNTが入力さ
れると、同信号ECNTは加算器193及び除算器194を介して
非線形変換回路195に供給され、同変換回路195にて前記
励振制御信号ECNTが非線形変換されて乗算器195を介し
て加算器241,242へ供給される。加算器241,242は前記入
力信号を信号ラインL3,L5へそれぞれ出力し、同出力さ
れた信号は信号ラインL3〜L6からなる循環信号路上を遅
延回路243、ローパスフィルタ244、乗算器245、加算器2
42、遅延回路246、ローパスフィルタ247、乗算器248及
び加算器241を介して循環し始める。かかる場合、遅延
回路243,246の遅延時間はピッチ制御信号PCNT1，PCNT2
により制御され、両遅延回路243,246の遅延時間の合計
が発生すべき楽音の音高周期に対応した値に設定制御さ
れるので、前記循環信号路上を１循環する時間は同音高
周期に等しくなり、すなわち循環信号路の共振周波数が
発音すべき楽音のピッチに対応したものとなり、かかる
循環中の信号は同音高周期を有する波形信号となる。ま
た、かかる波形信号の循環中、ローパスフィルタ244,24
7が音色制御信号TCNT4，TCNT5に制御されて同波形信号
に弦の特性に応じた周波数特性を付与し、かつ乗算器24
5,248が同波形信号の位相をπだけずらして弦の終端条
件を満足させるので、かかる循環信号は弦上を進行する
振動波をより良くシミュレートしたものとなる。 かかる循環中の波形信号はフォルマントフィルタ403に
導かれ、同フィルタ403は音色制御信号TCNT6により制御
されて前記波形信号に擦弦楽器の胴の音響特性をシミュ
レートした周波数特性を付与して出力するので、発生さ
れる楽音波形信号は擦弦楽器の弦振動により胴を介して
発音される楽音に極めて近いものとなる。 一方、前述した励振制御信号ECNTは加算器192に供給さ
れ続けており、また、この加算器192には前記循環中の
波形信号も加算器191を介して帰還供給されているの
で、この波形信号と前記励振制御信号ECNTが合成されて
非線形変換回路195に入力されることになる。非線形変
換回路195がこの入力信号を非線形変換して出力する点
は前述の通りであるが、この非線形変換に付随して、除
算器194及び乗算器196が音色制御信号TCNT2（弓圧に対
応）により制御されて、同信号TCNT2に応じて非線形変
換出力を拡大又は縮小する（第29図参照）とともに、ロ
ーパスフィルタ197及び乗算器198を含む帰還路が音色制
御信号TCNT3により制御されて、同信号TCNT3に応じて非
線形変換出力にヒステリシス特性を付与する（第30図参
照）ので、弓速度に応じて摩擦係数の変化する擦弦楽器
の弓と弦との関係がより良くシミュレートされ、発生さ
れる楽音波形信号が極めて擦弦楽器の楽音に近いものと
なる。さらに、前記非線形変換回路195においては、音
色制御信号TCNT1により、その変換特性が第29図の実線
特性を基本としながらも種々変更制御されるので、当該
楽音波形信号形成装置は擦弦楽器に属する種々の楽音波
形信号を形成できる。
置を備えた電子楽器について説明する。 この電子楽器は、第１図に示すように、演奏情報発生部
10、音色情報発生部20及び楽音制御信号発生部30を備
え、演奏情報発生部10からの演奏情報及び音色情報発生
部20からの音色情報に基づいて楽音制御信号発生部30か
ら発生される楽音制御信号を、励振回路部100及び信号
伝達回路部200からなる楽音波形信号形成装置へ供給し
て楽音波形信号を形成するようにしたものである。 演奏情報発生部10は、音階に対応した複数の鍵からなる
鍵盤、口で操作されるマウスコントローラ、回転操作さ
れるホイール、足により操作されるフットペダル等の各
種演奏操作子と、これらの演奏操作子の各操作状態、例
えば操作の有無、操作速度、操作位置、操作深さ、操作
圧力等をそれぞれ検出する各種検出回路とを備え、前記
検出結果を演奏情報として出力する。音色情報発生部20
は音色種類を選択する音色選択スイッチ、音の明るさ及
び暗さなどを選択するボリュームなどの操作子と、同操
作子の各操作状態を検出する検出回路とを備え、前記音
色種類、音の明るさ及び暗さ等を表す音色情報を出力す
る。楽音制御信号発生部30は例えばマイクロコンピュー
タ、楽音制御パラメータを記憶するテーブル等により構
成され、前記演奏情報及び音色情報に応じて前記テーブ
ルを参照して、発生楽音のピッチを表すピッチ制御信号
PCNTと、循環波形信号を起動させるため及び該起動され
た循環波形信号を継続させるための励起制御信号ECNT
と、発生楽音の音色、効果等を制御するための音色制御
信号TCNTとを出力する。ただし、この音色制御信号TCNT
は複数種類からなり、本実施例では、個々の各信号をTC
NTx（Ｘは数字サフィックスである）と表すものとす
る。 また、電子管楽器に本発明を適用した場合には、該管楽
器の演奏部から前記各種演奏情報を得るようにする。さ
らに、前記演奏情報発生部10及び音色情報発生部20とし
て、他の楽器、自動演奏装置等を採用し、同他の楽器、
自動演奏装置等から楽音制御信号発生部30に演奏情報及
び音色情報が供給されるようにしたり、また他の楽器、
自動演奏装置内にて前記各種楽音制御信号が形成される
ようにして、同楽音制御信号が励振回路部100及び信号
伝達回路部200からなる楽音波形信号形成装置へ直接供
給されるようにしてもよい。 励振回路部100は減算器101と非線形変換回路102とから
なる。減算器101は波形信号の帰還路をなす信号ラインL
2からの波形信号から励起制御信号ECNTを減算すること
により両信号を合成出力し、非線形変換回路102は前記
合成波形信号を非線形変換して波形信号の入力路をなす
信号ラインL1へ出力するものである。これにより、励振
回路部100は管楽器におけるマウスピース部、弦楽器に
おける弦に振動が加えられる部分等の波形信号の形成状
態がシミュレートされる。なお、減算器101は、励起制
御信号PCNTと信号ラインL2からの波形信号の正負の符号
を考慮することにより、加算器で構成しても等価であ
る。 信号伝達回路部200は信号ラインL1上の波形信号を遅延
して信号ラインL2へ帰還するもので、該帰還路にはロー
パスフィルタ201及び遅延回路202が介装されている。ロ
ーパスフィルタ201は各楽器の共鳴部における波形信号
の共鳴をシミュレートするものである。遅延回路202は
波形信号の循環周期すなわち発生楽音波形信号のピッチ
を決定するもので、ピッチ制御信号PCNTによりその遅延
時間が可変制御されるようになっている。そして、信号
ラインL1,L2上の波形信号が出力信号として取り出され
るようになっている。 次に、上記のように構成した電子楽器の動作を説明す
る。演奏情報発生部10からの各種演奏情報及び音色情報
発生部20からの音色情報が楽音制御信号発生部30へ供給
されると、同制御信号発生部30はピッチ制御信号PCNT、
励起制御信号ECNT及び音色制御信号TCNTをそれぞれ出力
する。励起制御信号ECNTは励振回路部100の減算器101に
て信号ラインL2からの帰還信号としての波形信号と演算
されて非線形変換回路102へ供給され、該演算結果は非
線形変換回路102にて非線形変換されて信号ラインL1に
出力される。 この信号ラインL1上の波形信号は信号伝達回路部200に
供給され、同信号はローパスフィルタ201にて変形され
るとともに、遅延回路202にて遅延されて、励振回路部1
00の減算器101へ帰還される。かかる場合、遅延回路202
は前記ピッチ制御信号PCNTにより制御されて、演奏情報
発生部10にて指定された音高に対応した時間だけ波形信
号を遅延するので、励振回路部100から出力された波形
信号が信号ラインL1,L2を介して再び同回路部100へ帰還
されるまでの時間は前記指定音高に対応したものとな
り、信号ラインL1,L2上の波形信号は前記指定音高に対
応した基本周波数（共振周波数）を有するものとなる。
その結果、前記指定された音高の楽音波形信号が継続し
て発生されることなる。 基本的には、第１図の電子楽器は上述のように動作する
が、励振回路部100内の非線形変換回路102は下記（１）
〜（４）のように種々に構成されている。 （１）複数非線形テーブル出力合成型 この型に属する非線形変換回路102は、第２図に示すよ
うに、並列接続された変換特性の異なる非線形テーブル
1111，1112を備えており、テーブル1111，1112の各入力
及び各出力側には加算器1121，1122及び乗算器1131，11
32がそれぞれ接続されている。加算器1111，1112は減算
器101により合成された合成波形信号と各音色制御信号T
CNT11，TCNT12とをそれぞれ入力し、両入力信号を加算
して非線形テーブル1111，1112へそれぞれ出力するもの
である。乗算器1131，1132は非線形テーブル1111，1112
の各出力と各音色制御信号TCNT21，TCNT22とをそれぞれ
入力するとともに、両入力信号を乗算して加算器114に
出力するものである。加算器114は乗算器1131，1132か
らの出力信号を合成するもので、該合成出力を信号ライ
ンL1に出力するものである。 かかる構成により、加算器1121，1122へ入力される各音
色制御信号TCNT11，TCNT12及び乗算器1131，1132へ入力
される各音色制御信号TCNT21，TCNT22のいずれかを変更
すると、非線形テーブル1111，1112の各入力及び各出力
に対応する波形信号が変更制御されるので、加算器114
にて合成されるとともに信号ラインL1に出力される波形
信号が各音色制御信号TCNT11，TCNT12，TCNT21，TCNT22
に応じて変更制御される。このことは、非線形変換回路
102が各音色制御信号TCNT11，TCNT12，TCNT21，TCNT22
に応じて種々の非線形変換を減算器101からの合成信号
に施すことを意味し、その結果、励振回路部100及び信
号伝達回路部200を循環する波形信号が音色制御信号TCN
T11，TCNT12，TCNT21，TCNT22に応じて種々に変更制御
されるようになる。 また、前記第２図の加算器114を、第３図に示すよう
に、乗算器115で置換するようにしてもよい。これによ
れば、乗算器115が、乗算器1131を介して非線形テーブ
ル1111から供給される波形信号と、乗算器1132を介して
非線形テーブル1112から供給される波形信号とを乗算す
ることにより、異なる非線形変換した各波形信号を合成
するとともに、該合成波形信号を信号ラインL1へ出力す
ることになる。その結果、かかる場合も、前記第２図の
非線形変換回路102の場合と同様に、励振回路部100及び
信号伝達回路部200を循環する波形信号が音色制御信号T
CNT11，TCNT12，TCNT21，TCNT22に応じて種々に変更制
御されるようになる。 また、前記非線形変換回路102を、第４図に示すよう
に、交換特性をそれぞれ異にする３個以上多数の非線形
テーブル1111〜111nを並列に接続するように構成しても
よい。かかる場合も、非線形テーブル1111〜111nの各入
力側には加算器1121〜112nが接続され、同加算器1121〜
112nは減算器101からの合成波形信号と各音色制御信号T
CNT11〜TCNT1nとをそれぞれ加算して非線形テーブル111
1〜111nへ出力する。非線形テーブル1111〜111nの各出
力側には乗算器1131〜113nがそれぞれ接続され、同乗算
器1131〜113nは非線形テーブル1111〜111nの各出力に各
音色制御信号TCNT21〜TCNT2nをそれぞれ乗算して、各乗
算結果を加算器1142〜114nにそれぞれ出力する。加算器
1142〜114nは合成手段として機能するもので、前記各乗
算結果を合算して信号ラインL1へ出力する。その結果、
かかる場合も、前記第２図及び第３図の非線形変換回路
102の場合と同様に、励振回路部100及び信号伝達回路部
200を循環する波形信号が音色制御信号TCNT11〜TCN
T1n，TCNT21〜TCNT2nに応じて種々に変更制御されるよ
うになる。なお、この第４図の非線形変換回路102にお
いても、合成手段としての加算器1142〜114nを前記第３
図の場合と同様に乗算器でそれぞれ置換してもよい。 さらに、前記第２図〜第４図の加算器1121，1122・・・
112n及び乗算器1131，1132・・・113nは少なくともいず
れか一つのみが存在すればよく、加算器1121，1122・・
・112n及び乗算器1131，1132・・・113nを適宜削除する
ようにしてもよい。また、加算器1121，1122・・・112n
を減算器、乗算器、除算器等のその他の演算手段に変更
したり、乗算器1131，1132・・・113nを除算器、加算
器、減算器等のその他の演算手段に変更したりしてもよ
い。 （２）複数非線形テーブル直列型 この型に属する非線形変換回路102は、第５図に示すよ
うに、減算器101からの合成波形信号を入力する非線形
テーブル1211と、同テーブル1211に直列接続された変換
特性の異なる非線形テーブル1212とを備えている。非線
形テーブル1211，1212の各出力側には乗算器1221，1222
がそれぞれ接続され、乗算器1221は非線形テーブル1211
の出力に音色制御信号TCNT1を乗算して非線形テーブル1
212に供給し、乗算器1222は非線形テーブル1212の出力
に音色制御信号TCNT2を乗算して信号ラインL1へ出力す
る。 かかる構成により、乗算器1221，1222へ入力される各音
色制御信号TCNT1，TCNT2のいずれかを変更すると、非線
形テーブル1211，1212の各出力に対応する波形信号が変
更制御されるので、信号ラインL1に出力される波形信号
が各音色制御信号TCNT1，TCNT2に応じて変更制御され
る。このことは、非線形変換回路102が各音色制御信号T
CNT1，TCNT2に応じて種々の非線形変換を減算器101から
の合成波形信号に施すことを意味し、その結果、励振回
路部100及び信号伝達回路部200を循環する波形信号が音
色制御信号TCNT1，TCNT2に応じて種々に変更制御される
ようになる。 また、前記第５図の乗算器1221，1222を、第６図に示す
ように、加算器1231，1232で置換するようにしてもよ
い。これによれば、加算器1231，1232が非線形テーブル
1211，1212の各出力を各音色制御信号TCNT1，TCNT2に応
じて変更制御するので、かかる場合も、前記第５図の非
線形変換回路102の場合と同様に、励振回路部100及び信
号伝達回路部200を循環する波形信号が音色制御信号TCN
T1，TCNT2に応じて種々に変更制御されるようになる。 また、前記非線形変換回路102を、第７図に示すよう
に、変換特性をそれぞれ異にする３個以上多数の非線形
テーブル1211〜121nを直列に接続するように構成しても
よい。かかる場合も、非線形テーブル1211〜121nの各出
力側には乗算器1221〜122nが接続され、同乗算器1221〜
122nは非線形テーブル1211〜121nの各出力を各音色制御
信号TCNT1〜TCNTnに応じて変更制御するので、励振回路
部100及び信号伝達回路部200を循環する波形信号が音色
制御信号TCNT1〜TCNT2に応じてより複雑に種々に変更制
御されるようになる。なお、かかる場合の乗算器1221〜
122nを加算器でそれぞれ置換するようにしてもよい。 また、前記非線形変換回路102を、第８図に示すよう
に、該複数非線形テーブル直列型と前記複数非線形テー
ブル出力合成型とを組み合わせるようにしてもよい。こ
の非線形変換回路102は直列接続された変換特性の異な
る非線形テーブル12111，1212，12131を備えるととも
に、該非線形テーブル12111，1212，12131のうちの非線
形テーブル12111，12131にそれぞれ並列に接続された変
換特性の異なる非線形テーブル12112，12132を備えてい
る。 非線形テーブル12111，12112の各出力には、両テーブル
12111，12112出力に音色制御信号TCNT11，TCNT12を乗算
する乗算器12211，12212がそれぞれ接続され、両乗算器
12211，12212の各出力は加算器124に接続されている。
加算器124は前記両乗算器12211，12212の各出力を合成
して非線形テーブル1212に供給する。非線形テーブル12
12の出力は乗算器1222を介して加算器1251，1252に接続
されている。乗算器1222には音色制御信号TCNT2が供給
されており、同乗算器1222は非線形テーブル1212の出力
に音色制御信号TCNT2を乗算して加算器1251，1252に供
給する。加算器1251，1252には音色制御信号TCNT31，TC
NT32がそれぞれ供給されており、同加算器1251，1252は
乗算器1222からの出力に音色制御信号TCNT31，TCNT32を
それぞれ加算して非線形テーブル12131，12132に供給す
る。 非線形テーブル12131，12132の各出力には、両テーブル
12131，12132出力に音色制御信号TCNT41，TCNT42を乗算
する乗算器12231，12232がそれぞれ接続され、両乗算器
12231，12232の各出力は加算器126に接続されている。
加算器126は前記両乗算器12231，12232の各出力を合成
して信号ラインL1へ出力する。かかる場合も、非線形テ
ーブル12111，12112，1212，12131，12132の各入力側及
び出力側に接続した乗算器12211，12212，1222，12
231，12232及び加算器124,1251，1252,126が、音色制御
信号TCNT11，TCNT12，TCNT2，TCNT31，TCNT32，TCN
T41，TCNT42に応じて、同テーブル12111，12112，12
12，12131，12132の入力信号及び出力信号をそれぞれ変
更制御するので、かかる場合も、励振回路部100及び信
号伝達回路部200を循環する波形信号が、音色制御信号T
CNT11，TCNT12，TCNT2，TCNT31，TCNT32，TCNT41，TCNT
42に応じてより複雑に種々に変更制御されるようにな
る。 さらに、この型の非線形変換回路102においても、前記
第５図〜第８図の加算器及び乗算器は少なくともいずれ
か一つのみが存在すればよく、前記加算器及び乗算器を
適宜削除するようにしてもよい。また、前記各加算器を
減算器、乗算器、除算器等のその他の演算手段に変更し
たり、前記各乗算器を除算器、加算機、減算器等のその
他の演算手段に変更したりしてもよい。 （３）複数非線形テーブル選択組合せ型 この型に属する非線形変換回路102は、第９図に示すよ
うに、減算器101からの合成波形信号を入力する非線形
テーブル1311と、同テーブル1311に直列接続されるとと
もに互いに並列接続された変換特性のそれぞれ異なる非
線形テーブル13121，13122とを備えている。非線形テー
ブル1311，13121，13122の各出力はセレクタ132の信号
入力端子に接続されており、同セレクタ132は、その選
択制御入力端子に供給される音色制御信号TCNT1に応じ
て、前記非線形テーブル1311，13121，13122の各出力の
いずれか一つを信号ラインL1へ出力する。 このように構成した非線形変換回路102において、セレ
クタ132が音色制御信号TCNT1に応じて非線形テーブル13
11の出力を選択出力する場合には、非線形変換回路102
が、非線形テーブル1311の変換特性に応じて、減算器10
1からの合成波形信号を非線形変換して信号ラインL1へ
出力する。セレクタ132が音色制御信号TCNT1に応じて非
線形テーブル13121の出力を選択出力する場合には、非
線形変換回路102が、非線形テーブル1311と非線形テー
ブル13121との合成変換特性に応じて、減算器101からの
合成波形信号を非線形変換して信号ラインL1へ出力す
る。セレクタ132が音色制御信号TCNT1に応じて非線形テ
ーブル13122の出力を選択出力する場合には、非線形変
換回路102が、非線形テーブル1311と非線形テーブル131
22との合成変換特性に応じて、減算器101からの合成波
形信号を非線形変換して信号ラインL1へ出力する。この
ように、非線形変換回路102は、音色制御信号TCNT1に応
じて非線形テーブル1311，13121，13122の組合せ状態を
変えることにより、非線形変換特性を種々に変更するの
で、励振回路部100及び信号伝達回路部200を循環する波
形信号が、音色制御信号TCNT1に応じて種々に変更制御
されるようになる。 また、この型の非線形変換回路102としても、第10図に
示すように、多くの非線形テーブルを利用して変換特性
をさらに自由に変更できるようにすることもできる。こ
の場合、非線形変換回路102は減算器101からの合成波形
信号をそれぞれ入力する並列に接続されかつ変換特性の
異なる複数の非線形テーブル13111〜1311nを備えてい
る。これらの非線形テーブル13111〜1311nの各出力は前
記合成波形信号とともにセレクタ1321の信号入力端子に
接続され、同セレクタ1321はその選択制御入力端子に供
給される音色制御信号TCNT1に応じて前記合成波形信号
出力及び非線形テーブル13111〜1311nの各出力のいずれ
か一つを選択出力する。このセレクタ1321の出力は並列
に接続されかつ変換特性の異なる複数の非線形テーブル
13121〜1312nにそれぞれ接続されており、同非線形テー
ブル13121〜1312nの各出力はセレクタ1321の出力と共に
セレクタ1322の信号入力端子に接続されている。セレク
タ1322はその選択制御入力端子に供給される音色制御信
号TCNT2に応じて前記セレクタ1321の出力及び非線形テ
ーブル13121〜1312nの各出力のいずれか一つを選択し
て、信号ラインL1に出力するものである。。 この場合も、前記第９図の非線形変換回路102の場合と
同様、音色制御信号TCNT1，TCNT2に応じて、非線形テー
ブル13111〜1311nと非線形テーブル13121〜1312nとの各
組合せ状態が変更制御されるので、非線形変換回路102
の変換特性が種々変更され、励振回路部100及び信号伝
達回路部200を循環する波形信号が、音色制御信号TCN
T1，TCNT2に応じてより複雑に種々に変更制御されるよ
うになる。 なお、この型の非線形変換回路102において、非線形テ
ーブル群とセレクタとからなる直列回路を、さらに直列
に複数段接続するようにしてもよい。 （４）級数演算型 この型の非線形変換回路102は、第11図に示すように、
減算回路102からの合成波形信号ｘを級数演算すること
により、同波形信号を非線形変換するようにしている。
この非線形変換回路102は合成波形信号ｘを必要な次数
まで順次乗算する乗算器1412〜142nと、前記合成波形信
号ｘ及び前記各乗算結果x2，x3，・・・xnに係数a1，a2
・・・anを乗算する乗算器1421〜142nと、各項を順次加
算する加算器1431〜143nとを備え、加算器143nから信号
ラインL1へ合成波形信号ｘを下記式に基づいて変換した
波形信号を出力するようにしている。 a0＋a1x＋a2×2＋・・・＋anxn かかる場合、係数a0，a1，a2・・・anは前記音色制御信
号TCNTxに対応するもので、第１図の楽音制御信号発生
部30から出力されるものである。 かかる構成の非線形変換回路102においては、前記式の
係数a0，a1，a2・・・anの与え方によって合成波形信号
ｘを任意の値に変更可能であるので、係数a0，a1，a2・
・・anの与え方により、種々の非線形変換が実行され
る。その結果、非線形変換回路102の変換特性が種々に
変更されることになり、励振回路部100及び信号伝達回
路部200を循環する波形信号が、音色制御信号TCNTxに応
じてより複雑に種々に変更制御されるようになる。 b.他の楽音波形信号形成装置への適用 次に、上記基本的な楽音波形信号形成装置を変形した他
の楽音波形信号形成装置への本発明の適用について説明
しておく。 （１）第12図はクラリネット、サックス等の管楽器の楽
音信号の形成に最適な楽音波形信号形成装置を示してお
り、この楽音波形信号形成装置は、上記基本的な楽音波
形信号形成装置と同様に、励振回路部100及び信号伝達
回路部200を備えるとともに、両回路部100,200間にルー
プ回路部300を備えている。 励振回路部100は減算器151を有し、同減算器151は、信
号ラインL2を介して帰還される波形信号から励起信号EC
NTを減算する。かかる場合、前記各信号を第13図の管楽
器のマウスピース部のモデルに対応させると、前記帰還
された波形信号は共鳴管からマウスピース部に帰還され
て来た振動波の圧力Ｑに対応し、かつ前記励起信号ECNT
は口内圧力Ｐに対応しており、減算器151の出力信号が
マウスピース41のリード42を変位させるための差圧を表
すことになる。 減算器151の出力にはローパスフィルタ152が接続されて
おり、同フィルタ152は前記差圧信号の高域成分を除去
して出力する。これは、リード42が高域成分に応答しな
いためである。ローパスフィルタ152の出力には加算器1
53が接続されており、同加算器153は前記ローパスフィ
ルタ152の出力と音色制御信号TCNTとを加算して非線形
変換回路154に出力する。かかる場合、この音色制御信
号TCNT1は管楽器演奏における唇の構え、締め等を表す
アンブシュールに対応するものであるとともに、非線形
変換回路154は付与された圧力に対するリード42の変位
量をシミュレートするもので、基本的には第13図のよう
な入出力特性を有している。これにより、非線形変換回
路154の出力はマウスピース41のリード42部における空
気通路面積を表す信号となる。また、この非線形変換回
路154は第２図〜第11図の回路で構成されていて、その
入出力特性は、前記基本特性を保ちながら、同変換回路
154に入力されている音色制御信号TCNT2に応じて変更さ
れるものである。この非線形変換回路154の出力は乗算
器155の一方の入力に接続されている。 また、乗算器155の他方の入力には減算器151からの差圧
信号が非線形変換回路156を介して供給されている。こ
の非線形変換回路156は、差圧が大きくなっても狭い管
路では流速が飽和して差圧と流速とが比例しないことを
シミュレートするもので、基本的には第15図のような入
出力特性に設定されている。また、この非線形変換回路
156は第２図〜第11図の回路で構成されていて、その入
出力特性は、前記基本特性を保ちながら、同変換回路15
6に入力されている音色制御信号TCNT3に応じて変更され
るものである。これにより、マウスピース41内のリード
42部における差圧が流速に与える影響を考慮して補正さ
れた差圧信号が乗算器155の他方の入力に供給されるこ
とになる。そして、乗算器155は両入力に供給された信
号、すなわちリード42部における空気通路面積を表す信
号と補正された差圧信号とを乗算して出力するので、同
乗算器155の出力信号はマウスピース41内のリード42部
における空気流速を表す信号となる。乗算器155の出力
は乗算器157の入力に接続されており、同乗算器157は前
記空気流速を表す信号にマウスピース41内のインピーダ
ンス（空気抵抗）を表す固定係数Ｋを乗算して、該乗算
結果を音圧信号とし信号ラインL1を介してループ回路部
300に供給する。 信号伝達回路部200は信号ラインL1,L2間に接続されたロ
ーパスフィルタ211、ハイパスフィルタ212及び遅延回路
213を備えている。ローパスフィルタ211及びハイパスフ
ィルタ212においては、そのカットオフ周波数がピッチ
制御信号PCNTすなわち発生楽音の音高に応じて変更制御
されるようになっている。なお、かかる場合、ハイパス
フィルタ212を省略することもできる。遅延回路213につ
いては、上記第１図の基本的な回路例の場合と全く同じ
である。また、信号ラインL1には空気中の楽音の放射時
性をシミュレートするためのバンドパスフィルタ401が
接続され、同フィルタ401から波形信号が出力されるよ
うになっている。 ループ回路部300は各信号ラインL1,L2内に挿入された加
算機301,302により構成される。加算器301はその一方の
入力に信号ラインL1から供給される波形信号とその他方
の入力に信号ラインL2から供給される波形信号とを加算
して信号ラインL1へ出力し、加算器302はその一方の入
力に信号ラインL2から供給される波形信号とその他方の
入力に信号ラインL1から供給される波形信号とを加算し
て信号ラインL2へ出力するものである。これにより、第
13図に示すように、マウスピース41とリード42との間隙
直後における入力流速による入射波W1及び共鳴管からの
反射波W2の合成として、管内の圧力発生状態がシミュレ
ートされる。 上記のように構成した楽音波形信号形成装置において
は、上記基本的な楽音波形信号形成装置と同様に、励振
回路部100にて、励起制御信号ECNT及び減算器151の作用
により、波形信号が信号ラインL1,L2上に励起されると
ともに同ラインL1,L2上を循環する波形信号が接続制御
される。また、この励振回路部100においては、アンブ
シュールを表す音色制御信号TCNT1、非線形変換回路15
4,156等の作用によって、マウスピース41及びリード42
の作用をシミュレートするために、より具体的に波形信
号の励起制御が行われる。そして、このようにして励起
された波形信号はループ回路部300及び信号伝達回路部2
00へ出力され、ループ回路部300においてマウスピース4
1及びリード42の近傍の入力波W1及び反射波W2の状態が
シミュレートされるとともに、信号伝達回路部200にお
いて遅延回路213にて発生楽音のピッチが決定され、か
つローパスフィルタ211及びハイパスフィルタ212の作用
により共鳴管内の音響波形信号の状態がシミュレートさ
れる。 その結果、この楽音波形信号形成装置においては、クラ
リネット、サックス等の楽音がより具体的にシミュレー
トされるので、これらの管楽器によく似た楽音を得るこ
とができる。また、かかる場合でも、非線形変換回路15
4,156は、前述のように、第２図〜第11図のような回路
で構成され、それらの非線形特性が第14図及び第15図に
示す特性を基本としながら音色制御信号TCNT2，TCNT3に
応じて種々に変更制御されるので、高品質な種々の管楽
器音の発生が可能となる。 （２）第16図は金管楽器信号の形成に最適な楽音波形信
号形成装置を示しており、かかる場合も、同装置は、上
記第12図の楽音波形信号形成装置の場合と同様に、励振
回路部100、信号伝達回路部200及びループ回路部300に
より形成されているとともに、楽音制御信号発生部30
（第１図）からは、発生楽音の周波数に対応するピッチ
制御信号PCNT、口内圧力を表す励振制御信号ECNT、及び
種々の音色制御信号TCNT1，TCNT2が出力されている。 励振回路部100は加算器161及び減算器162を有する。加
算器161は、信号ラインL2から入力され、微小時間だけ
波形信号を遅延する遅延回路163を介して供給される波
形信号と、励振制御信号ECNTとを加算することにより、
唇を押し開ける圧力を表す信号を出力する。加算器161
の出力はローパスフィルタ164に接続されており、同フ
ィルタ164は供給された前記信号の高域成分を除去して
出力する。かかる場合、ローパスフィルタ164には音色
制御信号TCNT1が供給されており、同制御信号TCNT1によ
り、ローパスフィルタ164のカットオフ周波数やレゾナ
ンス（共振）周波数が制御される（第17図参照）。これ
は、金管楽器において唇の締め等により発生楽音の周波
数が制御されることをシミュレートするもので、このロ
ーパスフィルタ164は信号伝達回路部200における波形信
号の遅延時間とともに、信号ラインL1,L2による信号循
環路における発振周波数を制御して発生楽音の周波数を
制御する役割を果たす。ローパスフィルタ164の出力に
は、第２図〜第11図の回路で構成されるとともに音色制
御信号TCNT2により制御される非線形変換回路165が接続
されている。この非線形変換回路165は前記圧力に対す
る唇の開き具合いをシミュレートするもので、基本的に
は第18図のような入出力特性を有している。これによ
り、非線形変換回路165の出力は唇の間隙面積を表す信
号となる。この非線形変換回路165の出力は乗算器166の
一方の入力に接続されている。 乗算器166の他方の入力には減算器162からの信号が供給
されている。減算器162は励振制御信号ECNT（口内圧力
を表す）から遅延回路163からの波形信号を減算して出
力するもので、該減算により同減算器162からは乗算器1
66に唇の前後の圧力差を表す信号が供給される。そし
て、乗算器166がこの減算器162からの前記圧力差を表す
信号と、前記非線形変換回路165からの前記間隙面積を
表す信号とを乗算して空気流速を表す信号を算出し、該
算出信号を信号ラインL1を介してループ回路部300に供
給する。これにより、ループ回路部300には、金管楽器
のマウスピースにおける音波をシミュレートした波形信
号が供給されることになる。 ループ回路部300は、加算器311,312により、上記第12図
の楽音波形信号形成装置と全く同様に構成されており、
前述のように、マウスピース内における空気流の変化状
態をシミュレートしている。 信号伝達回路部200は、波形信号を加算合成して出力す
る加算器221〜223、波形信号に固定係数Ｋ（＝Kn，Kn-1
・・・K1）を乗算する乗算器224及び波形信号を遅延す
る遅延回路225を一組としてｎ段からなる梯子状回路
と、波形信号を遅延する遅延回路226と、波形信号に固
定係数「−１」を乗算する乗算器227とからなるケリー
−ロッフバウム（Kelly−Lochbaum）型格子のカスケー
ド回路を有する。このカスケード回路は円錐状の管体中
における音波の伝播を近似するもので、よく音声合成に
利用されるものである。かかる場合、各遅延回路225,22
5・・・,226の各遅延時間はピッチ制御信号PCNTにより
制御され、各遅延回路225,225・・・,226の合計が発生
楽音の周波数に対応する。さらに、このカスケード回路
の端部には上記第１図の基本的構成例の場合と同種のロ
ーパスフィルタ228が介装されるとともに、同フィルタ2
28の入力側から上記第12図の場合と同様にしてバンドパ
スフィルタ401を介して波形信号が出力されるようにな
っている。 このように構成した楽音波形信号形成装置は、上記第12
図の楽音波形信号形成装置とほぼ同様に動作し、金管楽
器における音響波形信号の発生状態、伝達状態がより具
体的にシミュレートされ、実際の金管楽器によく似た楽
音を得ることができる。また、この場合も、発生される
楽音波形信号は音色制御信号TCNT1，TCNT2に応じて種々
に変更制御される。 また、この楽音波形信号形成装置において、第19図に示
すように、励振回路部100内の減算器162と乗算器166と
の間にも第２図〜第11図に示すような非線形変換回路16
7を挿入するようにしてもよい。この非線形変換回路167
は、上記第12図における楽音波形信号形成装置の場合と
同様に、空気流速の飽和をシミュレートするもので、基
本的には第20図のような入出力特性に設定されていると
ともに、音色制御信号TCNT3に応じて前記特性が変更さ
れるようになっている。これにより、乗算器166の乗算
結果に、より正確な空気の流れが考慮されることにな
り、金管楽器のマウスピースのシミュレートがより正確
になって、前記場合よりも実際の金管楽器に似た楽音信
号の形成が可能となる。 （３）第21図は実際の自然楽器音をシミュレートするも
のではないが、従来にない新たな楽音信号の合成に適し
た楽音信号形成装置を示しており、かかる場合も、同装
置は、上記第12図及び第16図の楽音波形信号形成装置の
場合と同様に、励振回路部100、信号伝達回路部200及び
ループ回路部300により形成されているとともに、楽音
制御信号発生部30（第１図）からは、発生楽音の周波数
に対応するピッチ制御信号PCNT、口内圧力を表す励振制
御信号ECNT、及び種々の音色制御信号TCNTが出力されて
いる。しかし、かかる場合には、楽音制御信号発生部30
からは、前記各信号PCNT,ECNT,TCNT1〜TCNT3の他に、楽
音信号の立ち上がり直後のみにて発生されるアタック信
号ATKが出力されている。 励振回路部100は減算器171を有し、同減算器171は、信
号ラインL2から入力されて非線形変換回路172を介して
供給される波形信号から励振制御信号ECNT（口内圧力を
表す）を減算するもので、上記第１図の場合の減算器10
1に対応する。非線形変換回路172は基本的に第22図に示
すような入出力特性を有するとともに、第２図〜第11図
のような回路で構成されていて音色制御信号TCNT1に応
じて同特性が若干変更制御されるもので、信号ラインLS
2を介して帰還される波形信号の振幅が大きくなること
を防止するリミッタとして機能する。これにより、信号
ラインL1,L2により構成されるループの利得が抑えられ
て、楽音信号を得るための発振動作が安定して行われる
ようになる。 減算器171の出力は加算器173の一方の入力に供給される
とともに、非線形変換回路174を介して乗算器175に供給
され、同乗算器175にて音色制御信号TCNT2（上記アンブ
シュールを表す信号に対応）と乗算された後、加算器17
3の他方の入力に供給されるようになっている。かかる
場合、非線形変換回路174の入出力特性は、基本的に
は、第23図に示すように、減算器171からの信号の振幅
が小さな領域にてある程度大きな値に変換され、かつ同
信号の振幅が大きな領域にて零に変換されるようになっ
ている。なお、この非線形変換回路174も上記第２図〜
第11図に示すような回路で構成され、音色制御信号TCNT
3により、その特性が変更されるようになっている。こ
の非線形変換により、減算器171からの信号の振幅が大
きければ、同信号がそのまま加算器173から出力され、
かかる場合には、信号ラインL1,L2を循環している波形
信号の発振動作が安定して行われる。また、減算器171
からの信号の振幅が小さくなった場合には、非線形変換
回路174にて増幅されるように非線形変換されるととも
に、音色制御信号TCNT2の乗算された信号が主に加算器1
73から出力されることになり、かかる場合、信号ライン
L1,L2を循環している波形信号の発振動作が非線形変換
回路174による非線形変換により確保され、かつこの発
振動作が音色制御信号TCNT2により制御されることにな
る。 加算器173の出力は加算器176の一方の入力に接続されて
いる。加算器176の他方の入力には加算器177の出力が接
続されており、同加算器177は、乗算器178にてノイズ信
号発生器181からのノイズ信号にアタック信号ATKを乗算
した信号と、励振制御信号ECNT（口内圧力を表す）とを
加算合成した信号を前記加算器176の他方の入力に供給
する。これにより、信号ラインL1,L2上の波形信号に、
口内圧力に対応した励振制御信号ECNTが付加されるとと
もに、その立ち上がり初期においては振幅値が不規則に
変換するノイズ信号が付加される。加算器176の出力は
高域成分を除去するローパスフィルタ182を介して信号
ラインL1に出力され、同ラインL1を介してループ回路部
200に供給される。 ループ回路部300は、加算器321,322により、上記第12図
及び第16図の楽音波形信号形成装置の場合と全く同様に
構成されており、前述のように、波形信号路の透過、反
射等の状態をシミュレートしている。 信号伝達回路部200は信号ラインL1,L2間に接続されたフ
ォルマントフィルタ231及び複数のオールパスフィルタ2
32,232・・・を備えている。フォルマントフィルタ231
は波形信号に所望の周波数特性（共鳴管の音響伝達特性
に対応）を付与するものである。各オールパスフィルタ
232,232・・・の位相特性はピッチ制御信号PCNTすなわ
ち発生楽音の音高に応じて変更制御されるようになって
いて、これらのフィルタ232,232・・・による波形信号
の位相遅れ（上記第１図の遅延回路202に対応）の合計
が発生楽音の周波数に対応し、楽音波形信号の循環信号
路の共振周波数が発音すべき楽音のピッチに対応するよ
うになっている。また、フォルマントフィルタ231の出
力側には、別のフォルマントフィルタ402が接続されて
おり、同フィルタ402を介して信号ラインL1,L2上の波形
信号が取り出されるようになっている。 上記のように構成した楽音波形信号形成装置において
は、上記第12図及び第16図の楽音波形信号形成装置とほ
ぼ同様に動作するが、励振回路部100において、各種制
御信号ECNT,ATK,TCNT1〜TCNT3により、信号ラインL1へ
の入力信号の付加及び信号ラインL2を介して帰還される
波形信号の変更を種々に制御でき、波形信号の形成を複
雑に制御できる。 （４）上記第12図、第16図及び第21図の楽音波形信号形
成装置におけるループ回路部300を、第24図〜第27図に
示すように変形することも可能である。 第24図のループ回路部200によれば、加算器331にて、励
振回路部100から信号ラインL1を介して入力された波形
信号と、信号伝達回路部200から信号ラインL2を介して
入力された波形信号とが加算されて、信号ラインL1を介
して信号伝達回路部200へ供給される。また、加算器332
にて、前記信号ラインL1を介して入力された波形信号
と、前記信号ラインL2を介して入力された波形信号を乗
算器333にて２倍にしたものとが加算されて、信号ライ
ンL2を介して励振回路部100に供給される。なお、この
回路は上記第12図、第16図及び第21図の楽音波形信号形
成装置におけるループ回路部300と等価な回路である。 第25図のループ回路部300によれば、加算器341にて、励
振回路部100から信号ラインL1を介して入力された波形
信号と、信号伝達回路部200から信号ラインL2を介して
入力された波形信号とが加算されて、信号ラインL1を介
して信号伝達回路部200へ供給される。また、加算器342
にて、前記信号ラインL1を介して入力された波形信号
と、前記信号ラインL2を介して入力された波形信号とが
加算されて、信号ラインL2を介して励振回路部100に供
給される。 第26図のループ回路部200によれば、加算器351にて、励
振回路部100から信号ラインL1を介して入力された波形
信号と、信号伝達回路部200から信号ラインL2を介して
入力された波形信号に乗算器352にて係数a1を乗算した
ものとが加算された後、乗算器353にて該加算結果に係
数a2が乗算されて、信号ラインL1を介して信号伝達回路
部200へ供給される。また、加算器354にて、前記信号ラ
インL1を介して信号伝達回路部200へ供給される波形信
号に乗算器355にて係数a3を乗算したものと、前記信号
ラインL2を介して入力された波形信号に乗算器356にて
係数a4を乗算したものとが加算されて、信号ラインL2を
介して励振回路部100に供給される。かかる場合、各係
数a1〜a4は固定されていてもよいし、楽音制御信号発生
部30により可変設定されるような音色制御信号TCNTを用
いるようにしてもよい。 第27図のループ回路部300によれば、加算器361にて、励
振回路部100から信号ラインL1を介して入力された波形
信号に乗算器362にて係数a1を乗算したものと、信号伝
達回路部200から信号ラインL2を介して入力された波形
信号に乗算器363にて係数a2を乗算したものとが加算さ
れて、信号ラインL1を介して信号伝達回路部200へ供給
される。また、加算器364にて、前記信号ラインL1を介
して入力された波形信号に乗算器365にて係数a3を乗算
したものと、前記信号ラインL2を介して入力された波形
信号に乗算器366て係数a4を乗算したものとが加算され
て、信号ラインL2を介して励振回路部100に供給され
る。なお、各係数a1〜a4については、第26図のループ回
路部300の場合と同じである。 このように、ループ回路部300を種々の構成にすること
により、種々の管楽器のマウスピース41内における空気
流の変化状態のシミュレートが可能となると同時に、楽
音信号形成に自由度が増し、種々の楽音信号が形成し易
くなる。 また、前述のループ回路部300の各種回路例において、
第24図〜第27図の破線で示すように、マウスピース41の
構造を考慮して、短い時間だけ波形信号を遅延する遅延
回路371をループ回路部300の入力側に設けるようにして
もよい。 （５）第28図はバイオリン、ビオラ等擦弦楽器の楽音波
形信号の形成に最適な楽音波形信号形成装置を示してお
り、同装置は励振回路部100及び信号ラインL3〜L6によ
り循環信号路を形成する信号伝達回路部200を備えてい
る。 励振回路部100は信号ラインL4,L6から帰還された両波形
信号を加算する加算器191と、同加算器191による加算結
果と励振制御信号ECNTとを加算する加算器192とを備え
ている。励振制御信号ECNTは、上記各楽音波形信号形成
装置例と同様に、楽音制御信号発生部30（第１図）から
与えられるもので、この擦弦楽器音を形成する楽音波形
信号形成装置においては、弓速度に対応するものであ
る。一方、信号ラインL3〜L6を循環している波形信号は
弦の振動に対応するものであるので、これらの加算器19
1,192による加算動作により、弦における弓との接触部
が弓の移動により変位することと、同接触部が弦上を進
行する振動波により変位することがシミュレートされ
る。 加算器192の出力は、加算器193、除算器194を介して非
線形変換回路195に入力され、非線形変換回路195の出力
は乗算器196を介して出力されるようになっている。非
線形変換回路195は前記加算器193からの出力を非線形変
換して前記弓の移動による弦の変位状態をシミュレート
するもので、第２図〜第11図に示す回路により構成され
ている。そして、この非線形変換回路195の変換特性
は、基本的には第29図の実線に示すようになっていると
ともに、音色制御信号TCNT1により変更されるようにな
っている。これにより、弓を弦に擦りつけたときに弓速
度が小さければ、弓と弦の間における摩擦力は静止摩擦
係数により主に支配されて弦速度は弓速度とほぼ同じに
なり、弓速度が大きければ、前記摩擦力は動摩擦係数に
より主に支配されるようになって弦速度は弓速度より遅
くなることがシミュレートされるとともに、音色制御信
号TCNT1の特性変更制御により各種擦弦楽器の状態がシ
ミュレートされる。 除算器194及び乗算器196には別の音色制御信号TCNT2が
入力されている。この音色制御信号TCNT2も楽音制御信
号発生部30から供給されるものであるが、かかる場合、
同信号TCNT2は弓が弦を押さえつける弓圧に対応したも
のである。除算器194は非線形変換回路195に入力される
信号を前記音色制御信号TCNT2により除算し、乗算器196
は同変換回路195の出力信号に前記音色制御信号TCNT2を
乗算する。これらの除算器194及び乗算器196は、前記摩
擦係数が弦に付与される弓圧力により変化して、前記第
29図の実線で示した非線形特性が弓圧力により変更され
ることをシミュレートするものである。すなわち、非線
形変換回路195の入力信号を音色制御信号TCNT2（弓圧）
によって除算することにより、第２図の実線特性を例え
ば第29図の破線特性のように変更し、同変換回路195の
出力信号に前記音色制御信号TCNT2を乗ずることによ
り、第29図の破線特性を第29図の一点鎖線特性に変更し
て、両演算により弓圧に応じて弓速度に対する弦速度を
相似的に拡大又は縮小するようにしている。 また、乗算器196の出力はローパスフィルタ197及び乗算
器198を介して加算器193に帰還されており、かかる帰還
により、除算器194及び乗算器196を含めた非線形変換回
路195による信号の非線形変換に、ヒステリシス特性が
付与される。 このヒステリシス特性の付与動作について、具体的に説
明しておく。なお、楽音制御信号発生部30から乗算器19
8へは、負の値、例えば−0.1,−0.2等の値を示す音色制
御信号TCNT3が供給されており、加算器193は加算器192
の出力信号から乗算器198の出力信号を減算して除算器1
94に供給するように機能することになる。第30図はこの
ヒステリス特性を説明するためのグラフであり、一点鎖
線にて加算器193の出力と乗算器196の出力との関係を示
している。例えば、非線形変換入力（加算器192の出
力）が零から正方向へ増加しているとすると、非線形変
換出力（乗算器196の出力）は第30図の実線に沿って比
例的に増加し、同入力値X1，X2の近傍にて正の大きな値
を示しているので、加算器193における前記減算量も大
きくなる。そして、非線形変換入力値が値X1に達した時
点で、非線形変換出力値は急激に小さな値に変化して、
以降、同入力値が増加するに従って同出力値は小さな値
を保ちながら徐々に減少する。一方、かかる状態から、
非線形入力値が減少すると、非線形変換出力値が小さい
ために、加算器193における前記減算量は小さくなり、
非線形変換入力値が前記場合と同じでも、除算器194へ
の入力値は大きな値を示すことになる。そして、非線形
変換入力値が値X1より小さな値X2に達した時点で、始め
て非線形変換出力値は急激に大きな値になる。非線形変
換入力値が負にて変化する場合も同様であり、かかる作
用により、前記ヒステリシス特性が実現される。 また、ローパスフィルタ197は発振防止としての機能を
果たし、乗算器198は帰還のゲイン調整の機能を果たす
もので、同乗算器198に付与される音色制御信号TCNT3に
よりヒステリシスの幅が変更制御される。なお、前記ロ
ーパスフィルタ197の特性も音色制御信号TCNTにより変
更制御するようにしてもよい。 信号伝達回路部200は、信号ラインL6からの波形信号と
励振回路部100からの波形信号とを加算して信号ラインL
3に出力する加算器241と、信号ラインL4からの波形信号
と励振回路部100からの波形信号とを加算して信号ライ
ンL5に出力する加算器242とを備えている。信号ラインL
3から信号ラインL4へは遅延回路243、ローパスフィルタ
244及び乗算器245を介して波形信号が伝達されるととも
に、信号ラインL5から信号ラインL6へは遅延回路246、
ローパスフィルタ247及び乗算器248を介して波形信号が
伝達されるようになっている。遅延回路243,246は、楽
音制御信号発生部30から供給される両ピッチ制御信号PC
NT1，PCNT2より各遅延時間がそれぞれ可変制御されるよ
うになっており、該遅延時間の可変制御により発生楽音
の音高がほぼ決定されるようになっている。ローパスフ
ィルタ244,247は、循環している波形信号の伝達特性を
変更することにより、種々の弦の振動特性をシミュレー
トするもので、音色制御信号TCNT4，TCNT5により前記特
性がそれぞれ切り替え制御されるようになっている。乗
算器245,248は循環波形信号に「−１」を乗算すること
により同信号の位相をπだけずらすもので、弦の両固定
端における振動波の終端条件を実現している。 さらに、信号ラインL3上の加算器241と遅延回路243との
接続位置に、フォルマントフィルタ403に接続されてい
る。このフォルマントフィルタ403は擦弦楽器の胴の音
響特性をシミュレートするもので、音色制御信号TCNT6
により切り替え制御された周波数特性を入力信号に付与
して出力する。 かかる構成の楽音波形信号形成装置においては、ら、加
算器192に弓速度に対応した励振制御信号ECNTが入力さ
れると、同信号ECNTは加算器193及び除算器194を介して
非線形変換回路195に供給され、同変換回路195にて前記
励振制御信号ECNTが非線形変換されて乗算器195を介し
て加算器241,242へ供給される。加算器241,242は前記入
力信号を信号ラインL3,L5へそれぞれ出力し、同出力さ
れた信号は信号ラインL3〜L6からなる循環信号路上を遅
延回路243、ローパスフィルタ244、乗算器245、加算器2
42、遅延回路246、ローパスフィルタ247、乗算器248及
び加算器241を介して循環し始める。かかる場合、遅延
回路243,246の遅延時間はピッチ制御信号PCNT1，PCNT2
により制御され、両遅延回路243,246の遅延時間の合計
が発生すべき楽音の音高周期に対応した値に設定制御さ
れるので、前記循環信号路上を１循環する時間は同音高
周期に等しくなり、すなわち循環信号路の共振周波数が
発音すべき楽音のピッチに対応したものとなり、かかる
循環中の信号は同音高周期を有する波形信号となる。ま
た、かかる波形信号の循環中、ローパスフィルタ244,24
7が音色制御信号TCNT4，TCNT5に制御されて同波形信号
に弦の特性に応じた周波数特性を付与し、かつ乗算器24
5,248が同波形信号の位相をπだけずらして弦の終端条
件を満足させるので、かかる循環信号は弦上を進行する
振動波をより良くシミュレートしたものとなる。 かかる循環中の波形信号はフォルマントフィルタ403に
導かれ、同フィルタ403は音色制御信号TCNT6により制御
されて前記波形信号に擦弦楽器の胴の音響特性をシミュ
レートした周波数特性を付与して出力するので、発生さ
れる楽音波形信号は擦弦楽器の弦振動により胴を介して
発音される楽音に極めて近いものとなる。 一方、前述した励振制御信号ECNTは加算器192に供給さ
れ続けており、また、この加算器192には前記循環中の
波形信号も加算器191を介して帰還供給されているの
で、この波形信号と前記励振制御信号ECNTが合成されて
非線形変換回路195に入力されることになる。非線形変
換回路195がこの入力信号を非線形変換して出力する点
は前述の通りであるが、この非線形変換に付随して、除
算器194及び乗算器196が音色制御信号TCNT2（弓圧に対
応）により制御されて、同信号TCNT2に応じて非線形変
換出力を拡大又は縮小する（第29図参照）とともに、ロ
ーパスフィルタ197及び乗算器198を含む帰還路が音色制
御信号TCNT3により制御されて、同信号TCNT3に応じて非
線形変換出力にヒステリシス特性を付与する（第30図参
照）ので、弓速度に応じて摩擦係数の変化する擦弦楽器
の弓と弦との関係がより良くシミュレートされ、発生さ
れる楽音波形信号が極めて擦弦楽器の楽音に近いものと
なる。さらに、前記非線形変換回路195においては、音
色制御信号TCNT1により、その変換特性が第29図の実線
特性を基本としながらも種々変更制御されるので、当該
楽音波形信号形成装置は擦弦楽器に属する種々の楽音波
形信号を形成できる。
第１図は本発明に係る楽音波形信号形成装置の基本的な
回路例を示すブロック図、第２図〜第１図は各楽音波形
信号形成装置における非線形変換回路の具体例をそれぞ
れ示すブロック図、第12図は管楽器音信号を形成するの
に適した楽音波形信号形成装置の具体的な回路例を示す
ブロック図、第13図は管楽器のマウスピース部の概略
図、第14図及び第15図は第12図の各非線形変換回路の基
本的な変換特性を示すグラフ、第16図は金管楽器音信号
を形成するのに適した楽音波形信号形成装置の具体的な
回路例を示すブロック図、第17図は第16図のローパスフ
ィルタの周波数特性を示すグラフ、第18図は第16図の非
線形変換回路の基本的な変換特性を示すグラフ、第19図
は第16図の励振回路部の変形例を示すブロック図、第20
図は第19図の非線形変換回路の基本的な変換特性を示す
グラフ、第21図は既存の楽器音でない新たな楽器音信号
を形成するのに適した楽音波形信号形成装置の具体的な
回路例を示すブロック図、第22図及び第23図は第21図の
各非線形変換回路の基本的な変換特性を示すグラフ、第
24図〜第27図は第12図、第16図及び第21図のループ回路
部の変形回路例を示すブロック図、第28図は擦弦楽器音
信号を形成するのに適した楽音波形信号形成装置の具体
的な回路例を示すブロック図、第29図及び第30図は第28
図の非線形変換回路の基本的な変換特性を示すグラフで
ある。 符号の説明 10……演奏情報発生部、20……音色情報発生部、30……
楽音制御信号発生部、100……励振回路部、101,151,16
2,171……減算器、161,176,177,191,192……加算器、10
2,154,156,165,167,172,174,195……非線形変換回路、1
111〜111n，1211〜121n，12111，12112，12131，12
132，1311，13111〜1311n，13121〜1312n……非線形テ
ーブル、1121〜112n,114,1142〜114n,115,1231，1232,1
24,1251，1252,126,1431〜143n……加算器、1131〜11
3n，1221〜122n，12211，12212，12231，12232，1412〜
141n，1421〜142n……乗算器、132,1321，1322……セレ
クタ、200……信号伝達回路部、202,213,225,226,243,2
46……遅延回路、232……オールパスフィルタ、300……
ループ回路部。
回路例を示すブロック図、第２図〜第１図は各楽音波形
信号形成装置における非線形変換回路の具体例をそれぞ
れ示すブロック図、第12図は管楽器音信号を形成するの
に適した楽音波形信号形成装置の具体的な回路例を示す
ブロック図、第13図は管楽器のマウスピース部の概略
図、第14図及び第15図は第12図の各非線形変換回路の基
本的な変換特性を示すグラフ、第16図は金管楽器音信号
を形成するのに適した楽音波形信号形成装置の具体的な
回路例を示すブロック図、第17図は第16図のローパスフ
ィルタの周波数特性を示すグラフ、第18図は第16図の非
線形変換回路の基本的な変換特性を示すグラフ、第19図
は第16図の励振回路部の変形例を示すブロック図、第20
図は第19図の非線形変換回路の基本的な変換特性を示す
グラフ、第21図は既存の楽器音でない新たな楽器音信号
を形成するのに適した楽音波形信号形成装置の具体的な
回路例を示すブロック図、第22図及び第23図は第21図の
各非線形変換回路の基本的な変換特性を示すグラフ、第
24図〜第27図は第12図、第16図及び第21図のループ回路
部の変形回路例を示すブロック図、第28図は擦弦楽器音
信号を形成するのに適した楽音波形信号形成装置の具体
的な回路例を示すブロック図、第29図及び第30図は第28
図の非線形変換回路の基本的な変換特性を示すグラフで
ある。 符号の説明 10……演奏情報発生部、20……音色情報発生部、30……
楽音制御信号発生部、100……励振回路部、101,151,16
2,171……減算器、161,176,177,191,192……加算器、10
2,154,156,165,167,172,174,195……非線形変換回路、1
111〜111n，1211〜121n，12111，12112，12131，12
132，1311，13111〜1311n，13121〜1312n……非線形テ
ーブル、1121〜112n,114,1142〜114n,115,1231，1232,1
24,1251，1252,126,1431〜143n……加算器、1131〜11
3n，1221〜122n，12211，12212，12231，12232，1412〜
141n，1421〜142n……乗算器、132,1321，1322……セレ
クタ、200……信号伝達回路部、202,213,225,226,243,2
46……遅延回路、232……オールパスフィルタ、300……
ループ回路部。
Claims (5)
- 【請求項１】波形信号を循環させることにより発生すべ
き楽音波形信号を形成する装置であって、外部から入力
された励起制御信号と前記循環中の波形信号とを合成し
た合成波形信号を非線形変換回路にて非線形変換して出
力する励振回路部と、前記励振回路部から出力された波
形信号に所定の信号処理を施して同励振回路部に帰還す
ることにより発音すべき楽音のピッチに対応した共振周
波数を得る信号伝達回路部とを備えた楽音波形信号形成
装置において、前記非線形変換回路を、 前記合成波形信号をそれぞれ入力する並列接続された複
数の非線形テーブルと、 前記複数の非線形変換テーブルからそれぞれ出力される
複数の波形信号を合成して前記信号伝達回路部に出力す
る合成手段と、 前記複数の非線形テーブルのうちの少なくとも一つの非
線形テーブルの入力側又は出力側に設けられ同テーブル
に入力され又は同テーブルから出力される波形信号に外
部からの制御信号に応じた演算を施す演算手段と で構成したことを特徴とする楽音波形信号形成装置。 - 【請求項２】波形信号を循環させることにより発生すべ
き楽音波形信号を形成する装置であって、外部から入力
された励起制御信号と前記循環中の波形信号とを合成し
た合成波形信号を非線形変換回路にて非線形変換して出
力する励振回路部と、前記励振回路部から出力された波
形信号に所定の信号処理を施して同励振回路部に帰還す
ることにより発音すべき楽音のピッチに対応した共振周
波数を得る信号伝達回路部とを備えた楽音波形信号形成
装置において、前記非線形変換回路を、 前記合成波形信号に直列的にそれぞれ非線形変換を施し
て前記信号伝達回路部へ出力する直列接続された複数の
非線形テーブルと、 前記複数の非線形変換テーブルのうちの少なくとも一つ
の非線形テーブルの入力側又は出力側に設けられ同テー
ブルに入力され又は同テーブルから出力される波形信号
に外部からの制御信号に応じた演算を施す演算手段と で構成したことを特徴とする楽音波形信号形成装置。 - 【請求項３】波形信号を循環させることにより発生すべ
き楽音波形信号を形成する装置であって、外部から入力
された励起制御信号と前記循環中の波形信号とを合成し
た合成波形信号を非線形変換回路にて非線形変換して出
力する励振回路部と、前記励振回路部から出力された波
形信号に所定の信号処理を施して同励振回路部に帰還す
ることにより発音すべき楽音のピッチに対応した共振周
波数を得る信号伝達回路部とを備えた楽音波形信号形成
装置において、前記非線形変換回路を、 前記合成波形信号を非線形変換して前記信号伝達回路部
へ出力する複数の非線形テーブルと、 前記複数の非線形変換テーブルによる複数の非線形変換
を外部からの制御信号に応じて選択的に組み合わせて行
うように制御する選択制御手段とで構成したことを特徴
とする楽音波形信号形成装置。 - 【請求項４】波形信号を循環させることにより発生すべ
き楽音波形信号を形成する装置であって、外部から入力
された励起制御信号と前記循環中の波形信号とを合成し
た合成波形信号を非線形変換回路にて非線形変換して出
力する励振回路部と、前記励振回路部から出力された波
形信号に所定の信号処理を施して同励振回路部に帰還す
ることにより発音すべき楽音のピッチに対応した共振周
波数を得る信号伝達回路部とを備えた楽音波形信号形成
装置において、前記非線形変換回路を、 前記合成波形信号の級数の和を演算して前記波形信号伝
達回路部へ出力するものであって外部からの制御信号を
前記級数の各項の係数として前記演算を行う演算手段 で構成したことを特徴とする楽音波形信号形成装置。 - 【請求項５】前記請求項４の級数の和の演算は、前記合
成波形信号値をｘとし、かつ前記制御信号による係数を
a0，a1，a2・・・anとすると、a0＋a1ｘ＋a2x2・・・an
xnにより表される演算である前記請求項４の楽音波形信
号形成装置。
Priority Applications (4)
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|---|---|---|---|
| JP1327655A JPH0778679B2 (ja) | 1989-12-18 | 1989-12-18 | 楽音波形信号形成装置 |
| US07/627,239 US5286914A (en) | 1989-12-18 | 1990-12-14 | Musical tone waveform signal generating apparatus using parallel non-linear conversion tables |
| US08/140,269 US5451711A (en) | 1989-12-18 | 1993-10-21 | Musical tone waveform signal generating apparatus using a plurality of non-linear converters |
| US08/393,098 US5477004A (en) | 1989-12-18 | 1995-02-22 | Musical tone waveform signal generating apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1327655A JPH0778679B2 (ja) | 1989-12-18 | 1989-12-18 | 楽音波形信号形成装置 |
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Family
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