JPH0798586A - 電子楽器の音源装置 - Google Patents

電子楽器の音源装置

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JPH0798586A
JPH0798586A JP6112218A JP11221894A JPH0798586A JP H0798586 A JPH0798586 A JP H0798586A JP 6112218 A JP6112218 A JP 6112218A JP 11221894 A JP11221894 A JP 11221894A JP H0798586 A JPH0798586 A JP H0798586A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 録音時および再生時のサンプリング周波数を
固定にし、ピッチを変更して再生信号を出力する場合
に、所望の再生信号を忠実に合成することが可能な電子
楽器の音源装置を提供する。 【構成】 録音モードでは、マイクロフォン1により入
力され、デジタル変換された音声入力は、分析回路4お
よびPLPC計算回路16により波形の圧縮がなされ、
再生時にメモリ読出補間回路7によりなされる補間の周
波数特性と逆特性を有すように設定された逆特性フィル
タ6によりフィルタリングされて、残差波形メモリ5に
記憶される。再生モードでは、残差波形メモリ5に記憶
された波形がメモリ読出補間回路7により読み出され、
メモリ読出補間回路7により補間された後に、分析回路
4およびPLPC計算回路16により伸長されて再生音
声信号波形が合成され、サウンドシステム21から音声
出力される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、録音時に入力信号を圧
縮して記憶し、再生時に伸長して再生信号を合成する電
子楽器の音源装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、波形メモリを節約する目的で録音
時に、入力された音信号を所定のサンプリング周波数で
サンプリングした後に、所定の圧縮法により圧縮してメ
モリに記憶し、再生時に、そのメモリから所望の圧縮音
信号を読み出して伸長し、伸長された信号に基づいて楽
音を生成するようにした電子楽器の電源は存在した。し
かしながら、この「圧縮」や「伸長」のような波形加工
技術を、発生する楽音の音色を制御するために用いる事
は考えられていなかった。
【0003】また、圧縮回路に、ピッチ非同期、すなわ
ち、所定の固定クロックのタイミングで、連続する圧縮
サンプル間の中間位置のサンプルとして補間生成された
残差波形サンプルを入力することは、従来考えられてい
なかった。波形圧縮技術では、一般に、圧縮された波形
サンプルを1つももらさず伸張回路に供給しないと元の
波形が正確に再現されない。したがって、残差波形のサ
ンプルを1つずつ順次読み出し、過去に伸張した再生サ
ンプルとの演算により、残差波形を1サンプルずつ順次
伸張して再生サンプルを得る、というのが圧縮波形再生
の場合の常套手段であった。ピッチ非同期のシステム
で、圧縮波形の再生を任意のピッチで行う場合は、折り
返しノイズを防止するため時系列サンプル間の補間処理
が必要になるが、従来の方法では、圧縮波形のサンプル
を1サンプルずつ読み出して伸張回路に供給し、該サン
プル間の補間を伸張の終了した後の再生サンプルに対し
て行うようになっていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明では、従来の波
形圧縮の常識にとらわれずに、「圧縮」と「伸張」のた
めの回路を波形の音色制御に使用することを目的として
いる。そのため、本来なら正確に対応させて決定すべき
圧縮回路と伸張回路の構成や係数を、圧縮側と伸張側で
わざと異ならせて圧縮回路に入力された波形と異なる形
状の波形が伸張回路から出力されるようになる。こうい
った考え方に基づいて、本出願人は、特願平4−312
944号を出願した。この先願では、演奏操作子から入
力するキーコードに応じて発生する楽音のピッチを制御
するため、該キーコードに応じて波形メモリの読出し速
度及び合成フィルタのループディレイ長を制御するよう
になっている。しかしながら、該読出しの動作や合成フ
ィルタがいかなる構成であるかについて、具体的に詰め
られていない。上述した従来技術の波形圧縮技術の延長
で考えると、合成フィルタ(伸張回路)に入力するサン
プルは、分析(圧縮)されたサンプルを1つずつ供給す
るしかない。
【0005】本発明は、「圧縮」と「伸張」の技術を利
用した音色制御を用い、指定された任意のピッチで楽音
を合成する簡易な構成の電子楽器の音源装置を提供する
ことを目的とする。
【0006】また、従来のピッチ非同期の補間技術を波
形圧縮に適用しようとする場合は、以下のような問題が
発生する。
【0007】従来のピッチ非同期型の波形メモリ音源で
は、ピッチ非同期で再生音を生成する構成を採るために
補間手段を有し、該補間手段の周波数特性は、一般に、
図7(a)〜図7(c)に示すようにピッチに依存す
る。図7は、所定周波数以上の周波数信号をカットする
ように構成した補間手段の周波数特性を示す図である。
図7(a)はピッチを変更しない場合の周波数特性を示
し、図7(b)はピッチを完全4度下げた場合の周波数
特性を示し、図7(c)はピッチを1オクターブ下げた
場合の周波数特性を示している。圧縮前の波形をそのま
ま伸張出力することもできるようにするためには、圧縮
波形を圧縮時の特性のまま伸張回路に入力する必要があ
る。本発明の目的の1つは、圧縮波形を補間する際に付
与される周波数特性をキャンセルし、圧縮前の波形も伸
張可能な音源装置を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明では、波形メモリに記憶された残差波形を再生ピ
ッチに応じたスピードで読み出し、所定クロックタイミ
ング毎に読み出した残差波形のサンプルから補間演算に
よって補間サンプルを生成し、生成された補間サンプル
を、該所定のクロックで動作しかつループ遅延時間が該
再生ピッチに応じて制御された合成フィルタに入力する
ように構成されている。つまり、合成フィルタ(伸張回
路)には、分析(圧縮)されたサンプルがそのまま供給
されるのではなく、分析サンプルからサンプル間補間で
生成された補間サンプルが供給される。
【0009】また、圧縮波形に付与される補間の周波数
特性を打消すべく、分析(圧縮)波形を記憶手段に記憶
させる前に補正手段で補正を施し、補正後の波形を記憶
手段に書込むようにしている。
【0010】
【作用】本発明の構成に依れば、波形メモリから読み出
されたサンプルに基づいて、所定のクロック周期毎に補
間生成された補間サンプルを合成フイルタに供給するの
で、従来の圧縮伸張回路の適用の範囲では得られないよ
うな、新規の変化特性を示す合成波形を得ることが出来
る。また、波形の読出部及び合成フィルタに、固定周期
の該所定のクロックで動作できる回路が使用可能であ
り、回路の設計が容易になり、回路規模も縮小できる。
【0011】また、分析波形に対し、補間に伴う周波数
特性の補正をしてから記憶手段に記憶しているので、補
間後の波形に対し補正を行なうのに比べ、簡単に補正を
行なうことができる。しかも、この補正は図7のピッチ
に応じて特性の変化する補間手段の周波数特性を忠実に
打消すようになっている。
【0012】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に
説明する。
【0013】まず、本実施例の音源装置の概要を図1を
参照して説明する。
【0014】図1は、本実施例に係る電子楽器の音源装
置の全体構成を示すブロック図である。マイクロフォン
1により入力されたアナログ音声信号(原波形)は、低
域通過フィルタ(Low Pass Filter:以下、「LPF」
という)2により高い周波数成分が除去され、A/Dコ
ンバータ3によりデジタル変換され、信号SIN(Soun
d Input)として分析回路4の入力端子SIに入力され
る。
【0015】図2は、分析回路4の詳細な構成を示すブ
ロック図であり、入力端子SIは入力バッファメモリ4
1を介して比較判定回路42の一入力端子INAに接続さ
れ、比較判定回路42の他の入力端子INBには後述す
るPLPC計算回路16からの信号を入力する入力端子
LIが接続されている。比較判定回路42は、入力端子
INA,INBに供給された2信号(以下、それぞれ
「SINA,SINB」という)の差分(SINA−S
INB)を出力端子LOに出力し、また、書き込みカウ
ンタ43を制御する制御信号を書き込みカウンタ43に出
力する。ここで、書き込みカウンタ43は、後述する残
差波形メモリ5の書き込みアドレスを生成するためのカ
ウンタであり、比較判定回路42により出力された制御
信号に基づいて書き込みアドレスを生成して出力端子W
Aに供給する。さらに、比較判定回路42は、比較結果
に応じて後述する係数発生器17を制御する制御情報を
出力端子CCに供給する。
【0016】図1に戻り、分析回路4の出力端子WA
は、残差波形メモリ5の書き込みアドレス入力端子WA
に接続され、出力端子LOは、逆特性フィルタ6を介し
て残差波形メモリ5の書き込みデータ入力端子WDに接
続され、前記差分(SINA−SINB)が逆特性フィ
ルタ6によりフィルタリングされ、そのフィルタリング
された結果が、前記書き込みカウンタ43の出力により
アドレス指定され、残差波形メモリ5に書き込まれる。
【0017】したがって、分析回路4により出力された
差分(SINA−SINB)は、図3の周波数特性bを
有する逆特性フィルタ6によりフィルタリングされて残
差波形メモリ5に記憶される。
【0018】即ち、本実施例の補間フィルタを用いて補
間すると、図3の実線で示されるように、補間フィルタ
の周波数特性a(図中、実線で示す)はFs/2より小
さい所定周波数から右下がりになるため、再生波形にエ
ラーを生ずる場合がある。そこで、本実施例は、このエ
ラーの発生を防止するために、残差メモリ5に入力音声
信号を録音する際に、該入力波形を補間フィルタの周波
数特性aと逆の周波数特性b(図中、点線で示す)を有
する逆特性フィルタ6を用いてフィルタリングした後に
記憶するように構成している。
【0019】図4は、サンプリングされた入力音声信号
の周波数特性と、逆特性フィルタによりフィルタリング
された後の入力音声信号の周波数特性とを示す特性曲線
であり、横軸は周波数fを示し、縦軸は信号レベルを示
している。同図中、破線で示す周波数特性曲線cは、サ
ンプリングされた音声入力信号を示し、実線で示す周波
数特性曲線dは、該入力音声信号を逆特性フィルタ6に
よりフィルタリングした後の信号を示している。即ち、
入力音声信号を残差メモリ5に記憶するときには、図4
に示すように、所定の周波数領域のレベルを上げて記憶
し、補間時にこの上げられたレベル分だけ下がるため、
再生信号は結果的にフラットな周波数特性を有するよう
になる。
【0020】図1に戻り、残差波形メモリ5の読出アド
レス入力端子RAおよび読出データ出力端子RDは、そ
れぞれメモリ読出補間回路7の読出アドレス出力端子R
Aおよび読出データ入力端子RDに接続され、メモリ読
出補間回路7はアドレス出力端子RAの出力によりアド
レス指定し、読出データ入力端子RDから残差波形メモ
リ5の内容(波形データ)を読み出す。
【0021】さらに、メモリ読出補間回路7には、鍵盤
8が押鍵検出回路9、発音チャンネル割当回路10を介
して接続され、鍵盤8の押鍵状態が押鍵検出回路9によ
り演奏データPD(ノートコードNCD、ノートオン/
オフデータ等)として検出され、該演奏データPDが、
発音チャンネル割当回路10により時分割されたタイム
スロットに割り当てられて入力される。一般に、音源装
置は1つの回路で複数の音を発生させることができるよ
うに時分割で各回路を使用し、発音チャンネル割当回路
10は、この時分割されたどのタイムスロットに演奏デ
ータPDを割り当てるかを決定する。以下、説明の都合
上、時分割された複数のタイムスロットに割り当てられ
た演奏データPDの内、ある1つのタイムスロットに割
り当てられた演奏データPD′が発音チャンネル割当回
路10から出力されたものとして説明する。
【0022】また、電子楽器には各種音色を指定する音
色スイッチ11が設けられ、音色スイッチ11により入
力された音色情報は検出回路12により音色TCとして
検出され、再生音声信号のエンベロープを出力するエン
ベロープ発生器13に供給されるとともに、メモリ読出
補間回路7に供給される。
【0023】さらに、本実施例は、マイクロフォン1か
ら音声信号を入力して残差波形メモリ5にその波形を録
音する処理(以下、「録音モード」という)と残差波形
メモリ5から記憶されている波形を読み出して再生する
処理(以下、「再生モード」という)とを切り替えるモ
ードスイッチ14を設けている。該モードスイッチ14
の状態は、検出回路15によりモードMODEとして検
出され、モードMODEが“1”のときには録音モード
として、“0”のときには再生モードとして、メモリ読
出補間回路7および後述するPLPC計算回路16に供
給される。即ち、本実施例の音源装置は、モードを切り
替えることにより入力音声信号の録音および再生の両方
の処理を一つの装置で実施できるように構成されてい
る。
【0024】図5は、図1のメモリ読出補間回路7の詳
細な構成を示すブロック図であり、押鍵検出回路9から
のノートコードNCDは、Fナンバ発生器71に入力さ
れ、Fナンバ発生器71によりノートコードNCD(音
高)の周波数に比例するFナンバの値が出力されて読出
カウンタ72に供給される。読出カウンタ72には、音色
TCおよびノートオンデータも供給され、読出カウンタ
2は、ノートオンデータの立上がりに応じ、音色TC
に対応した残差波形のスタートアドレスからFナンバの
値に応じた速さで増加するカウント値を出力開始する。
即ち、音色TCに応じた記憶領域を示し、ノートコード
NCの周波数に比例したスピードで増加するカウント値
が出力されることになる。
【0025】出力サンプリング周波数が一定の場合(ピ
ッチ非同期)、一般に、読出カウンタ72の出力値は正
の実数であり、該出力値は整数部と小数部とに分離され
てそれぞれ異なる加算器73,74の各一入力端子に供給
され、加算器73,74の他の入力端子には各発音チャン
ネルの期間毎に0〜7の整数値を出力する補助カウンタ
5の出力が供給される。加算器73の出力側は前記残差
波形メモリ5の読出アドレス出力端子RAに接続され、
読出カウンタ72により読み出されたカウント値に補助
カウンタ75の8個の出力値(0〜7)が順次加算さ
れ、残差波形メモリ5の読出アドレス入力端子RAに供
給される。
【0026】また、加算器74の出力は補間係数メモリ
6に供給され、補間係数メモリ76の出力は乗算器77
の一入力端子に供給され、乗算器77の他の入力端子に
は前記残差波形メモリ5の読出データ入力端子RDの出
力が供給され、乗算器77の出力は補間累算器78に供給
され、補間累算器78の出力は出力端子IDから出力さ
れる。
【0027】即ち、加算器73は、各発音チャンネルに
ついて補助カウンタ75からの0〜7の整数値を読出カ
ウンタ72の整数部出力と順次加算することにより、そ
の現在カウント値(整数値)とそれ以降の連続する7個
の整数値を生成し、合計8個の整数値をアドレスとして
残差波形メモリ5の読出アドレス入力端子RAに順次供
給する。残差波形メモリ5は、この加算器73の8個の
出力によりそれぞれアドレス指定されたメモリ内容(波
形データ)をその読出データ出力端子RDから順次出力
する。一方、加算器74は、各発音チャンネルについて
0〜7の整数値を読出カウンタ72の小数部出力と順次
加算(整数部と小数部を合成)することにより、その現
在カウント値(小数値)とそれ以降の1づつ加算された
7個の加算結果を生成して補間係数メモリ76に順次供
給する。補間係数メモリ76は、加算器74の8個の出力
値に応じてそれぞれ補間係数を出力し、乗算器77は、
補間係数メモリ76の8個の補間係数と前記残差波形メ
モリ5の8個の波形データとを読み出された順に乗算
し、補間累算器78は、乗算器77の8個の乗算結果を順
次累算してその累算結果を補間済波形データとして出力
端子IDに供給する。
【0028】ここで、補間係数メモリ76には、録音時
のサンプリング周波数Fsの1/2以上の周波数をカッ
トする周波数特性を逆フーリエ変換して生成されるFI
Rフィルタのフィルタ係数が記憶されている。一般に、
補間係数としてはラグランジェ係数が用いられる事が多
いが、本実施例では上記FIRフィルタの係数の方が適
している。その理由は、ラグランジェ係数を用いて補間
を行うと、補間の際の周波数特性が変動し、補間雑音を
生じるおそれがあるからである。
【0029】図1に戻り、メモリ読み出し補間回路7の
出力端子IDからの補間済波形データ出力は、PLPC
計算回路16の入力端子INAに供給され、PLPC計
算回路16の入力端子INBには、前記分析回路4の出
力端子LOの出力が供給される。さらに、PLPC計算
回路16には係数発生器17の出力も供給される。係数
発生器17は、入力された音色TC、ノートコードNC
Dおよび分析回路4の出力端子CCからの出力に応じ
て、後述する係数LPFC,DT,APFC,Gを発生
する。
【0030】図6は、図1のPLPC計算回路16の詳
細な構成を示すブロック図である。
【0031】PLPC計算回路16には、分析回路4の
出力LOから出力される波形データが入力INBとし
て、また、メモリ読出補間回路7から出力される補間さ
れた波形データが入力INAとして、それぞれ供給され
ている。入力INA及び入力INBは、セレクタ161
の入力端子A及びBにそれぞれ入力し、前述したモード
MODEの信号に応じてセレクタ161では、モードM
ODEが「1」の場合(録音モード)は入力INBを、
モードMODEが「0」の場合(再生モード)は入力I
NAを選択する。予測回路167は、可変長ディレイ1
4、オールパスフィルタ(APF)165、乗算器16
6からなる予測信号発生部と、加算器162から構成され
ている。セレクタ161の選択出力する波形データは予
測回路167に供給され、予測回路167の加算器162
において、予測信号発生部の出力する予測信号LIと加
算され、該加算の結果の値が合成出力OUTとして出力
される。すなわち、予測回路167は、加算器162と予
測信号発生部からなるループ型の伸張回路(合成フィル
タ)の形をしている。
【0032】係数LPFCはLPF163のローパス特
性を制御して、該ループで循環する度に波形データに付
与される周波数特性を制御する。係数DTはディレイ1
4における遅延時間長の制御により、該ループで波形
データが1巡する時間長を合成したい楽音のピッチに基
づいて制御する。前述したように係数DTは、該遅延時
間長をPLPC計算回路16における波形データのサン
プルリングクロック単位で指定する整数部と、それより
細かい時間単位で指定する小数部とからなる。係数AP
FCは波形データの各帯域の位相特性を制御し、係数G
は該ループで循環する波形データの減衰特性を制御す
る。
【0033】これらの係数は係数発生器17から供給さ
れる。係数発生器17は、これらの係数を録音モード
(MODE=1)で波形メモリに記憶する残差波形毎に
作成し、音色TC及び音高NCDに対応していつでも出
力できるように内部に記憶する。
【0034】図1に戻り、PLPC計算回路16の出力
端子OUTからの出力は、乗算器18の一入力端子に供
給され、乗算器18の他の入力端子には前記エンベロー
プ発生器13の出力が供給され、乗算器18の出力は、
時分割チャンネルの各タイムスロットを累算するCH累
算器19に供給され、チャンネル累算された累算結果が
D/Aコンバータ20に供給されてアナログ音声信号に
変換され、スピーカ等から成るサウンドシステム21に
供給され、音声出力される。
【0035】本実施例の音源装置は、上述したように、
音声信号の録音および再生を一つの装置で行うように構
成し、録音モードにおいて入力音声信号のサンプリング
を行う際には、そのサンプリングはメモリ読出補間回路
7の時分割チャンネルの一部を使用して行うように構成
している。
【0036】次に、以上のように構成された電子楽器の
音源装置の制御動作について、録音モードおよび再生モ
ードに分けて説明する。
【0037】残差波形は、A/Dコンバータ3より分析
回路4のバッファメモリ41に入力した波形データSI
NAから、係数発生器17で作成された係数に基づいて
生成された分析部に入力する予測信号LIを、比較判定
回路42で減算することにより算出される。算出された
残差波形は、出力LOとして分析部より出力され、PL
PC計算回路16及び逆特性フィルタ6に供給される。
比較判定回路42は、残差波形を生成すると共に、入力
する波形データSINAに適した係数を係数発生器17
で作成出来ているか否かの判定を行い判定結果を信号C
Cとして係数発生器17に出力する。係数発生器17
は、該判定結果が「YES」の場合はその時の係数を継
続して発生し、「NO」の場合は判定結果が「YES」
になるまで発生する係数の値を変更制御する。
【0038】モードMODEが「1」であるので、PL
PC計算回路のセレクタ161では入力INBが選択さ
れ、分析回路4から供給された残差波形の波形データが
予測回路167に入力する。予測回路167では、前述し
たように、加算器162にて入力する残差波形に予測信
号が加算され合成出力OUTが生成される。この合成出
力OUTは、バッファメモリ41の出力する元の波形デ
ータに、その波形データを分析し再合成する間に生じる
誤差成分が加算された波形データになっている。前記予
測信号発生部は、合成出力OUTから係数発生器17で
作成された係数を用いて予測信号を生成し、出力LIよ
り分析回路4に出力する。
【0039】前述したように、逆特性フィルタ6では、
供給された残差波形に対して後述するメモリ読出補間回
路7の補間処理の周波数特性を打ち消すような逆の周波
数特性を付与するようなフィルタ処理が施され、書込波
形として残差波形メモリ5に供給される。残差波形メモ
リ5には書込アドレスとして書込みカウンタ43の出力
するカウント値が供給されており、該書込アドレスで指
定された記憶位置に該書込波形は書き込まれる。なお、
書込みカウンタ43は、残差波形の書込位置を、音色T
C及び音域(あるいは音高NCD)に対応させて異なら
せるようになっている。
【0040】次に、再生モード(MODE=0)の場合
の制御動作を説明する。前述したように、鍵盤8の押鍵
操作によりノートコードNCDが指定されノートオンが
発生する。メモリ読出補間回路7は、該ノートオンに応
じて、その時点で選択されている音色TC、指定された
ノートコードNCDに対応したアドレスに記憶された残
差波形の波形データを選択的に読出す。その際の読出し
スピードは、図5で説明したように、ノートコードNC
Dに対応した速さであり、それを一定のサンプリング周
波数にのせるため本実施例では8点補間でサンプル間の
補間サンプルを生成している。既に説明したように、こ
の補間処理の周波数特性が図7の特性であり、それを打
ち消すために逆特性フィルタ6が用意されている。
【0041】このようにして残差波形メモリ5から読み
出され補間された残差波形の補間サンプルは、PLPC
計算回路16の入力INAに供給される。モードMOD
Eは「0」であるので、セレクタ161は該入力INA
を選択し、メモリ読出補間回路7の出力する該補間サン
プルが予測回路167に供給される。
【0042】このとき、係数発生器17から予測回路1
7に供給されている係数は、該音色TC及び該ノート
コードNCDに対応して読み出された残差波形を分析書
き込みする際に使用した係数LPFC、DT、APF
C、Gを基準値として、その一部(または全部)の係数
の値を録音時とは微妙に(または大きく)異ならせた係
数である。係数発生器17には各係数の値を、楽器の使
用者が任意に加減制御するための図示しない係数制御操
作子が備えられている。なお、調整した後の係数のセッ
トを各残差波形毎に複数記憶しておいて、音色TCによ
り残差波形と係数セットの組を指定するようにしておく
と、1つの残差波形から複数の音色を作成することが出
来る。
【0043】予測回路167では、加算器162で、入力
した残差波形の補間サンプルに予測信号発生部の発生す
る予測信号が加算され、合成出力OUTが生成される。
このとき、予測信号発生部では、上述した係数を用いて
該合成出力OUTから予測信号を生成している。予測回
路167のサンプリング周波数は上述したメモリ読出補
間回路7のサンプリング周波数と同一であり、補間サン
プル、予測信号、合成出力OUTは、すべて、該サンプ
リング周波数でサンプリングされた波形データになって
いる。
【0044】メモリ読出補間回路7の読み出しは、発音
に用いる差分波形の原波形SINのピッチと指定された
ノートコードNCDのピッチとの差に対応したレートを
基準値とする読み出しレート(読み出しアドレスの増加
する速さ)で行われる。一方、係数発生器17の発生す
る係数は、基準値として、該原波形の録音時にPLPC
計算回路16で使用した係数に、その値に対し該ピッチ
の差に応じたスケーリング処理による補正を施した値を
取るように設定される。ここで、「基準値」とは、録音
時の各係数の値を、そのまま、音高がノートコードNC
Dの場合に対応させた時の値である。本発明のPLPC
の録音〜再生のシステムが、原波形から、原波形の音色
の異なる別の波形を作り出すことを目的としており、そ
のため再生モードにおいて用いられる係数の値は、この
録音時の係数に対応した値を基準値として、その一部
(または全部)の係数を録音時と微妙に(または大き
く)異なる値を設定出来るようになっている。
【0045】PLPC計算回路16の出力(再生波形)
は、乗算器18により、ノートコードNCDおよび音色
TCに基づいてエンベロープ発生器13により生成され
たエンベロープと乗算され、CH累算器19によりチャ
ンネル累算され、D/Aコンバータ20によりアナログ
変換された後に、サウンドシステム21により音声出力
される。
【0046】このように、メモリ読出補間回路7、PL
PC回路16、エンベロープ発生器13、乗算器18等
の時分割チャンネル動作により共通の回路で複数の楽音
を同時に発生できるようになっている。PLPC回路中
の予測回路167にピッチ非同期で読み出されサンプル
間補間された残差波形のサンプルを供給し、PLPC回
路を含めてピッチ非同期で動作させるようにした結果、
この時分割チャンネル動作が可能になった。
【0047】以上のようにして、本実施例の音源装置
は、マイクロフォン1により入力された音声信号を、一
般の音源装置と同様に、PLPCと呼ばれる変換方法に
より変換して残差波形メモリ5に記憶し、演奏者が所望
の音声信号を再生したい場合には、残差波形メモリ5の
記憶波形を読み出して逆変換し、サウンドシステム21
から出力するように構成すると共に、入力音声信号を録
音するときのサンプリング周波数と再生するときのサン
プリング周波数とをそれぞれ固定する方式を採用した構
成とし、入力音声信号とピッチの異なる音声信号を再生
する場合、特に残差波形メモリ5に記憶された波形デー
タ以外のデータを使用して音声信号を再生する場合に
は、該波形データを残差波形メモリ5に記憶された波形
データを用いて補間し、再生波形を合成している。従っ
て、補間係数メモリ76を用いた補間による入出力波形
間の周波数特性がフラットでなくても、残差波形メモリ
5に入力音声信号を圧縮して記憶するときに補間時の周
波数特性と逆の特性を施して記憶するので、入力音声信
号を再生するときには、フラットな特性を有する再生信
号を出力することが可能となる。
【0048】なお、本実施例では、FIRフィルタのフ
ィルタ係数を用いて8点補間を行ったが、補間するデー
タ数は8個に限るものではなく、また、フィルタの種類
も、FIR型フィルタに限らず、例えば、直線補間型フ
ィルタやその他のLPF型フィルタ等のフィルタであっ
てもよい。
【0049】また、逆特性フィルタ6は、補間フィルタ
の有効帯域内の周波数特性の逆特性を有するフィルタで
あればよく、FIR型フィルタに限らずIIR型フイル
タであってもよい。
【0050】本実施例では、モードMODEをモードス
イッチの操作に従って静的に行うようになっていたが、
これを動的に、例えば1サンプリング周期の中で特定の
時分割CHだけ録音モード(MODE=1)にして残り
の時分割CHを再生モード(MODE=0)にすれば、
マイク1から入力する波形を分析し、残差波形メモリに
書き込みつつ、残差波形メモリに記憶された残差波形に
よる楽音の合成を行うことも出来る。その場合、PLP
C計算回路16は、入力波形の分析して残差波形を得る
ための予測演算と、残差波形から合成波形を算出するた
めの予測演算を時分割で行うことになるが、もともと本
実施例では複数時分割発音CH分のタイムスロットを用
意しているのでそれを利用すれば実現できる。
【0051】
【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、補間処理
に付随する周波数特性の逆特性処理を施した残差波形を
メモリに記憶しておき、楽音の発生時に、メモリから残
差波形を読み出し楽音のピッチによらない一定のクロッ
ク毎に補間サンプルを生成して該補間サンプルに基づい
て楽音を発生するようにしたので、楽音合成用のループ
手段に固定のサンプリング周波数の補間された残差波形
が供給されることで従来にない音色の変化特性をもつ楽
音を生成できる。また、前もって逆特性処理がなされて
いるので、楽音合成時のループ手段の設定により、分析
前の波形をそのまま忠実に再合成して出力することも可
能である。
【0052】請求項2記載の発明によれば、ピッチに応
じたスピードで残差波形を読み出し、補間して固定のサ
ンプリング周波数にのせてループ手段に入力しているの
で、再生ピッチの変更により同一の残差波形から従来に
ない音色変化をする楽音を発生させることが可能であ
る。
【0053】請求項3記載の発明によれば、分析フィル
タから出力する波形信号のサンプリング周波数を変更し
て合成フィルタに供給するようにしているので、サンプ
リング周波数の変更量に応じて従来にない波形形状変化
をする楽音を発生させることが可能である。
【0054】請求項4記載の発明では、さらにサンプリ
ング周波数変換の周波数特性を打消すようになっている
ので、合成フイルタで分析前の波形を忠実に再合成する
ことが可能である。
【0055】請求項5記載の発明によれば、分析フィル
タで分析した波形信号の高域成分を増強して波形メモリ
に書き込むようにしているので、楽音の合成時に読出し
補間してそのまま合成フィルタに入力すればいい状態の
波形信号をメモリ内に準備することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施例に係る電子楽器の音源装置の概略構成
を示すブロック図である。
【図2】図1の分析回路の詳細な構成を示すブロック図
である。
【図3】本実施例の補間フィルタおよび逆フィルタの周
波数特性曲線を示す図である。
【図4】サンプリングされた入力音声信号の周波数特性
と逆フィルタによりフィルタリングされた後の入力音声
信号の周波数特性とを示す図である。
【図5】図1のメモリ読出補間回路の詳細な構成を示す
ブロック図である。
【図6】図1のPLPC計算回路の詳細な構成を示すブ
ロック図である。
【図7】再生ピッチを変更した場合の補間手段の周波数
特性曲線を示す図である。
【符号の説明】
4 分析回路(分析手段) 6 逆特性フィルタ(補正手段) 5 残差波形メモリ(記憶手段) 7 メモリ読出補間回路(読み出し手段、補間手段) 16 PLPC計算回路(分析手段) 167 予測回路(ループ手段)

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 遅延手段とフィルタ手段とを含み、入力
    信号を循環させて所定特性の波形信号を出力するための
    ループ手段と、 該ループ手段の特性に対し逆特性を有し、原波形信号を
    入力し、その分析結果を出力するための分析手段と、 該分析手段による分析結果を記憶する記憶手段と、 該記憶手段の記憶する前記分析結果を読み出す読み出し
    手段と、 該読み出し手段により読み出された前記分析結果を用い
    て分析結果間を補間してサンプリングクロック毎に補間
    結果を生成し、前記ループ手段に入力信号として供給す
    る補間手段と、 該補間手段の補間時に付与される周波数特性を打ち消す
    ように補正する補正手段とを有し、 前記分析手段の分析結果を前記補正手段により補正した
    後に、その補正結果を前記記憶手段に記憶することを特
    徴とする電子楽器の音源装置。
  2. 【請求項2】 残差波形サンプルを記憶する残差波形メ
    モリと、 生成する楽音のピッチを指定するピッチ指定手段と、 指定されたピッチに応じた速さで変化する、整数部と少
    数部からなる読出アドレスを、所定のクロックタイミン
    グ毎に生成するアドレス発生手段と、 該読出アドレスの整数部に基づいて前記残差波形メモリ
    より残差波形サンプルを読み出す読出手段と、 前記所定のクロックタイミング毎に、前記読出アドレス
    の小数部に応じて読み出された残差波形サンプルに基づ
    いた補間サンプルを生成する補間手段と、 該補間サンプルに基づいて合成サンプルを生成する合成
    フィルタであって、該ピッチに対応する時間遅延要素を
    有し過去の該合成サンプルから予測サンプルを生成する
    予測手段と、前記補間手段から供給される補間サンプル
    と前記予測手段から供給される予測サンプルに基づいて
    合成サンプルを生成する合成手段とを含むような合成フ
    ィルタとを有することを特徴とする電子楽器の音源装
    置。
  3. 【請求項3】 原波形信号を入力する波形入力手段と、 該入力した原波形信号を分析し、分析結果の波形信号を
    出力する分析フィルタと、 該分析結果の波形信号のサンプリング間隔を変更し、変
    換波形信号を出力する変換手段と、 該変換波形信号に基づいて楽音信号を合成する合成フィ
    ルタ手段とを有することを特徴とする電子楽器の音源装
    置。
  4. 【請求項4】 前記変換手段は、変更の動作において分
    析結果の波形信号に対して所定の周波数特性を付与する
    性質を有しており、 前記分析フィルタと前記変換手段との間に、周波数特性
    を打ち消すように補正する補正手段を有することを特徴
    とする請求項3記載の電子楽器の音源装置。
  5. 【請求項5】 波形メモリと、 原波形信号を入力する波形入力手段と、 該入力した原波形信号を分析し、分析結果の波形信号を
    出力する分析フィルタと、 該分析結果の波形信号の高い周波数成分のレベルを持ち
    上げ、補正波形信号として出力する補正手段と、 該補正波形信号を前記波形メモリに書き込む書込手段と
    を有することを特徴とする電子楽器の音源装置。
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