JPH08129384A - 楽音発生装置 - Google Patents

楽音発生装置

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JPH08129384A
JPH08129384A JP6269575A JP26957594A JPH08129384A JP H08129384 A JPH08129384 A JP H08129384A JP 6269575 A JP6269575 A JP 6269575A JP 26957594 A JP26957594 A JP 26957594A JP H08129384 A JPH08129384 A JP H08129384A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 小容量の波形メモリでも自然な楽音を再現す
ることが可能な楽音発生装置を提供することである。 【構成】 楽音の発生時点から一定期間経過後の定常的
な第1波形の1周期分の第1波形デ―タを記憶する第1
波形メモリ1aと、楽音の発生時点直後の非定常的な波
形の基本波成分および高調波成分と第1波形の基本波成
分および高調波成分との各差分成分に基いて構成される
第2波形の1周期分の第2波形デ―タを記憶する第2波
形メモリ1bと、第1波形デ―タに時間の経過とともに
変化する第1レベル係数を乗じて第1乗算デ―タを発生
する第1乗算手段4aと、第2波形デ―タに時間の経過
とともに変化する第2レベル係数を乗じて第2乗算デ―
タを発生する第2乗算手段4bと、第1レベル係数およ
び第2レベル係数を発生するレベル計数発生手段3と、
第1乗算デ―タと第2乗算デ―タとを加算する加算手段
5とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本願に係わる発明は、電子楽器や
電子オルゴ―ル等の楽音の発生に用いられる楽音発生装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、デジタル技術を利用した電子楽器
等では、楽音波形の各サンプル点の波形振幅値を何らか
の方法で発生し、これを音高周波数に対応したレ―トで
読出すものが数多く提案されてきた。
【0003】これらの中で最も単純な方法の一つとし
て、楽音の発音開始から発音終了に至までの全波形につ
いて各サンプル点の振幅値を波形メモリに記憶してお
き、これを順次読出すことにより楽音波形を発生するも
のが知られている(例えば、特開昭52−121313
号)。この方法のメリットは、適当なビットレ―トでサ
ンプリングを行えば、自然楽器の音をそのまま再現でき
ることである。
【0004】また、他の方法として、全楽音波形のうち
音色の変化が少ない部分については基本波形のみを記憶
しておき、これを繰り返し読出すようにすることで波形
メモリの容量を低減するものがある(例えば、特開昭5
9−30599号)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記第
1の方法では、波形デ―タを記憶するために必要なメモ
リの容量が膨大になり、装置の小形化、低コスト化に対
して大きな障害になるという問題点があった。
【0006】また、上記第2の方法でも、波形の変化が
激しいいわゆるアッタク部を再現するためには多くのメ
モリ容量が必要となり、やはり装置の小形化、低コスト
化に対して障害になるという問題点があった。
【0007】本願に係わる発明の目的は、小容量の波形
メモリでも自然な楽音を発生することが可能な楽音発生
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】本願に係わる楽音発生装
置は、楽音の発生時点から一定期間経過後の定常的な第
1波形の1周期分の第1波形デ―タを記憶する第1波形
メモリと、上記楽音の発生時点直後の非定常的な波形の
基本波成分および高調波成分と上記第1波形の基本波成
分および高調波成分との各差分成分に基いて構成される
第2波形の1周期分の第2波形デ―タを記憶する第2波
形メモリと、上記第1波形メモリから繰り返し読出され
る上記第1波形デ―タおよび上記第2波形メモリから繰
り返し読出される上記第2波形デ―タに互いに異なった
レベル変化を与えつつ合成する合成手段とを有する。
【0009】
【実施例】まず、図2および図3を参照して、実施例の
原理について説明する。
【0010】図2(A)の波形“a”はオルゴ―ル等の
楽音が発音を開始してから減衰するまでの波形のレベル
変化を、図2(B)は発音開始時点から充分時間が経過
した後(“t2 ”時点)の1周期分の波形を、図2
(C)は発音開始直後(“t1 ”の時点)の1周期分の
波形を、それぞれ示した図である。一般にオルゴ―ル等
の減衰系の自然楽器では、発音直後の初期波形は多くの
倍音成分(高調波成分)を含み複雑な波形となるが、時
間の経過に従い倍音成分は減衰してサイン波に近い単調
な波形へと変化する。また、波形の変化の度合は発音直
後は大きいが、時間の経過に従い波形の変化の度合は小
さくなり波形自体も安定してくる。すなわち、楽音の発
生時点直後は非定常的な波形となり、楽音の発生時点か
ら一定期間経過後は定常的な波形となる。
【0011】図3(A)は、図2(A)の“t2 ”の時
点における平均的(定常的)なスペクトル(実線で示し
たスペクトル、以下便宜上“基本スペクトル”とい
う。)および図2(A)の“t1 ”の時点における特徴
的(非定常的)なスペクトル(点線で示したスペクト
ル、以下便宜上“初期スペクトル”という。)を示した
ものである。ここで、上記基本スペクトルを有する波形
に対して図2(A)の“a”のレベル変化を与えた場
合、“t1 ”において、上記初期スペクトルに対して、
図3(A)に示すように、差分d1 、d2 、d3 、……
…が生じる。“d1 ”は基本波の周波数“f1 ”におけ
る差分であり、dn はn次倍音(n次高調波)の周波数
“fn ”における差分である。そこで、各倍音における
差分d2 、d3 、………と基本波における差分d1 との
相対的な差分を“Dn ”(Dn =dn −d1 )とする
と、図3(B)に示すような相対差分スペクトルが得ら
れる。
【0012】そこで、上記基本スペクトルを有する1周
期分の波形デ―タおよび上記相対差分スペクトルを有す
る1周期分の波形デ―タを予め記憶しておき、これらの
デ―タを繰り返し読出すとともに、前者の波形デ―タに
対しては図2(A)の“a”のレベル変化を、後者の波
形デ―タに対しては図2(A)の“b”のレベル変化を
与えて互いに加算することにより、オルゴ―ル等の所望
の楽音を発生することができる。
【0013】以下、図1を参照して、具体的な実施例に
ついて説明する。
【0014】波形メモリ1aは、上記基本スペクトル
(図3(A)の実線)を有する1周期分の波形デ―タを
記憶するものである。波形メモリ1bは、上記相対差分
スペクトル(図3(B)の“Dn ”)を有する1周期分
の波形デ―タを記憶するものである。アドレスカウン2
aおよび2bは、音高周波数に応じた一定レ―トで波形
メモリ1aおよび1bからそれぞれ波形デ―タを読出す
ためのアドレスを発生するものである。
【0015】レベル係数発生手段3aは、波形メモリ1
aから読出される波形デ―タに対して、図2(A)の
“a”に対応したレベル係数デ―タを発生するものであ
る。レベル係数発生手段3bは、波形メモリ1bから読
出される波形デ―タに対して、図2(A)の“b”に対
応したレベル係数デ―タを発生するものである。乗算器
4aは、波形メモリ1aからの波形デ―タとレベル係数
発生手段3aからのレベル係数デ―タとを乗じるもので
ある。乗算器4bは、波形メモリ1bからの波形デ―タ
とレベル係数発生手段3bからのレベル係数デ―タとを
乗じるものである。加算器5は、乗算器4aおよび4b
によって得られた乗算デ―タどうしを加算するものであ
る。
【0016】D/Aコンバ―タ6は、加算器5からのデ
ジタルデ―タをアナログデ―タに変換するものである。
【0017】つぎに、図1に示した実施例の動作につい
て説明する。
【0018】図1に示した楽音発生装置を動作させるた
めには、予め波形メモリ1aおよび1b並びにレベル係
数発生手段3aおよび3bに所望の楽音に応じたデ―タ
を記憶しておく必要がある。そこで、実際の動作説明を
行う前に、波形メモリ1aおよび1bに記憶される波形
デ―タの形成方法について説明する。一般的には、フー
リエ変換/逆変換の原理に基いて波形デ―タの形成を行
う。まず、発音開始直後および発音開始時点から一定時
間経過した後の一定区間についてそれぞれスペクトル解
析を行い、それぞれについて基本波成分およびその倍音
成分(高調波成分)を求める。すなわち、図3(A)の
実線で示した基本スペクトルおよび図3(A)の点線で
示した初期スペクトルを求めるわけである。そして、こ
のようにして求めた基本スペクトルおよび初期スペクト
ルから図3(B)に示した相対差分スペクトルを求め
る。ここで、基本波成分および各倍音成分をその次数に
対応させて“Cn ”(ただし、nは1以上の整数)とす
ると、1周期分の波形デ―タ“Dm”は、 となる。ここで、“q”は振幅値を最適化するための係
数、“n”は基本波および各倍音の次数、“N”は最高
次数、“S”は波形メモリのデ―タ数、“m”は“0”
から“S−1”までの整数、“Φn ”は基本波および
n次倍音の位相である。このようにして、基本スペクト
ルおよび相対差分スペクトルに対応した1周期分の波形
デ―タをそれぞれ求め、これらを波形メモリ1aおよび
1bに予め記憶しておく。また、レベル係数発生手段3
aには図2(A)の“a”に対応したレベル係数デ―タ
を、レベル係数発生手段3bには図2(A)の“b”に
対応したレベル係数デ―タを予め記憶しておく。
【0019】つぎに、図1に示した楽音生成装置の実際
の動作について説明する。
【0020】波形メモリ1aおよび1bに記憶されてい
る波形デ―タは、アドレスカウン2aおよび2bからの
アドレス信号に基き、音高周波数“f”に応じた一定レ
―トで読出される。読出しレ―トは、アドレスカウン2
aおよび2bに入力されるクロック信号“φ”(φ=f
・S)によって定められる。
【0021】乗算器4aでは、波形メモリ1aからの波
形デ―タとレベル係数発生手段3aからのレベル係数デ
―タ(図2(A)の“a”に対応したデ―タ)とが乗じ
られる。乗算器4bでは、波形メモリ1bからの波形デ
―タとレベル係数発生手段3bからのレベル係数デ―タ
(図2(A)の“b”に対応したデ―タ)とが乗じられ
る。加算器5では、乗算器4aおよび4bによって得ら
れた乗算デ―タどうしが加算される。加算器5からの加
算デ―タは、D/Aコンバ―タ6でD/A変換される。
【0022】以上のようにして所望の楽音出力が得られ
る。
【0023】なお、以上の説明では主としてオルゴ―ル
等の減衰系の楽音を前提としていたが、もちろん減衰系
の楽音に限らずトランペットやオルガン等の種々の楽音
を得ることも可能である。
【0024】また、波形メモリ1aおよび1b並びにレ
ベル係数発生手段3aおよび3bには、それぞれ複数種
類のデ―タを記憶しておいてもよい。このようにすれ
ば、例えばピアノ、トランペット、パイプオルガンとい
ったように、複数種類の楽音を発生させることができ
る。また、波形メモリ1aおよび1bに記憶する波形デ
―タを1種類とし(例えば“ピアノ”のデ―タ)、レベ
ル係数発生手段3aおよび3bに記憶するデ―タを複数
種類とすれば、例えば複数種類の異なった音色の“ピア
ノ”の音を発生させることもできる。
【0025】
【発明の効果】本願に係わる発明では、第1波形メモリ
に楽音の発生時点から一定期間経過後の定常的な第1波
形の1周期分の第1波形デ―タを記憶し、第2波形メモ
リに楽音の発生時点直後の非定常的な波形の基本波成分
および高調波成分と上記第1波形の基本波成分および高
調波成分との各差分成分に基いて構成される第2波形の
1周期分の第2波形デ―タを記憶し、繰り返し読出され
る第1波形デ―タおよび第2波形デ―タに互いに異なっ
たレベル変化を与えつつ合成するので、小容量の波形メ
モリでも自然な楽音を発生することが可能となる。その
結果、簡易な構成で自然楽器の音をシミュレ―トする等
効果的な利用ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本願に係わる実施例を示したブロック図であ
る。
【図2】楽音波形等を示した図である。
【図3】楽音波形等に係わるスペクトルを示した図であ
る。
【符号の説明】
1a……第1波形メモリ 1b……第2波形メモリ 3a……レベル係数発生手段(合成手段) 3a……レベル係数発生手段(合成手段) 4a……乗算器(合成手段) 4b……乗算器(合成手段) 5………加算器(合成手段)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 楽音の発生時点から一定期間経過後の定
    常的な第1波形の1周期分の第1波形デ―タを記憶する
    第1波形メモリと、 上記楽音の発生時点直後の非定常的な波形の基本波成分
    および高調波成分と上記第1波形の基本波成分および高
    調波成分との各差分成分に基いて構成される第2波形の
    1周期分の第2波形デ―タを記憶する第2波形メモリ
    と、 上記第1波形メモリから繰り返し読出される上記第1波
    形デ―タおよび上記第2波形メモリから繰り返し読出さ
    れる上記第2波形デ―タに互いに異なったレベル変化を
    与えつつ合成する合成手段とを有する楽音発生装置。
  2. 【請求項2】 上記合成手段は、 上記第1波形デ―タに時間の経過とともに変化する第1
    レベル係数を乗じて第1乗算デ―タを発生する第1乗算
    手段と、 上記第2波形デ―タに時間の経過とともに変化する第2
    レベル係数を乗じて第2乗算デ―タを発生する第2乗算
    手段と、 上記第1レベル係数および上記第2レベル係数を発生す
    るレベル計数発生手段と、 上記第1乗算手段で発生する上記第1乗算デ―タと上記
    第2乗算手段で発生する上記第2乗算デ―タとを加算す
    る加算手段とからなる請求項1に記載の楽音発生装置。
  3. 【請求項3】 上記第1レベル係数は上記楽音発生装置
    で発生する楽音の振幅変化に応じたレベル変化を与える
    ものであり、 上記第2レベル係数は上記楽音発生装置で発生する楽音
    の高調波成分の変化に応じたレベル変化を与えるもので
    ある請求項2に記載の楽音発生装置。
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US08/551,385 US5814751A (en) 1994-11-02 1995-11-01 Musical tone generating apparatus
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CN95118134A CN1097256C (zh) 1994-11-02 1995-11-02 乐音生成器
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007193130A (ja) * 2006-01-19 2007-08-02 Kawai Musical Instr Mfg Co Ltd 共鳴音発生装置
KR101316152B1 (ko) * 2012-02-27 2013-10-14 백재동 실시간 악기음 합성장치

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01116595A (ja) * 1987-10-29 1989-05-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電子楽器

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