JPH08129385A - 楽音発生装置 - Google Patents

楽音発生装置

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JPH08129385A
JPH08129385A JP6269576A JP26957694A JPH08129385A JP H08129385 A JPH08129385 A JP H08129385A JP 6269576 A JP6269576 A JP 6269576A JP 26957694 A JP26957694 A JP 26957694A JP H08129385 A JPH08129385 A JP H08129385A
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JP
Japan
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data
waveform
multiplication
envelope
generating
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JP6269576A
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English (en)
Inventor
Miyuki Imamura
美由紀 今村
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Seikosha KK
Original Assignee
Seikosha KK
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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】 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、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係数発生手段
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、エンベロ―プデ―タを発生するエンベロ―
プ発生手段6と、加算手段5で発生する加算データにエ
ンベロ―プデ―タを乗じる第3乗算手段7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、1周期分の第1波形デ―タを記憶する第1波形メ
モリと、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―タと上記第2波形メモリから繰り返し
読出される上記第2波形デ―タとを時間の経過とともに
合成比を変化させつつ合成して合成デ―タを発生する合
成手段と、上記合成手段で合成された上記合成デ―タに
エンベロ―プを付加するエンベロ―プ付加手段とを有す
る。
【0009】また、一般に自然楽器等の楽音を特徴付け
る要因の多くは、発音開始直後の音色および音量双方の
時間的変化と、音色の変化が安定するまでの音色および
音量双方の変化の仕方にある。したがって、上記第1波
形デ―タは上記楽音発生装置で発生する楽音の発生時点
から一定期間経過後の定常的な波形の1周期分の波形デ
―タであり、上記第2波形デ―タは上記楽音の発生時点
直後の非定常的な波形の1周期分の波形デ―タであるこ
とが好ましい。
【0010】
【実施例】まず、図2を参照して、実施例の原理につい
て説明する。
【0011】図2(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全波形を、図2(B)は発
音開始時点から充分時間が経過した後の1周期分の波形
を、図2(C)は発音開始直後の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。
【0012】そこで、図2(B)および図2(C)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、図2(B)の波形デ―タに対しては
図2(D)の“1−k(t)”を、図2(C)の波形デ
―タに対しては図3の“k(t)”をそれぞれ乗じ、両
乗算結果を加算した値に対して図2(E)のエンベロ―
プ“E(t)”を乗じることにより、オルゴ―ル等の楽
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、図2(B)の波形デ―
タ、すなわち楽音の発音開始時点から一定時間経過した
後の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、図2(C)の波形デ―タ、すなわち楽音
の発音開始直後の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2a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3は、波形メモリ1a
および1bから読出される波形デ―タの合成比を時間的
に変化させるためのレベル係数デ―タ(図2(D)の
“1−k(t)”および“k(t)”に対応したデ―
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3からのレ
ベル係数デ―タ(図2(D)の“1−k(t)”に対応
したデ―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3
からのレベル係数デ―タ(図2(D)の“k(t)”に
対応したデ―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】エンベロ―プ発生手段6は、加算器5によ
って得られた加算デ―タに対して、音量の時間的変化を
付加するためのエンベロ―プデ―タ((図2(E)の
“E(t)”に対応したデ―タ)を発生するものであ
る。乗算器7は、加算器5からの加算デ―タとエンベロ
―プ発生手段6からのエンベロ―プデ―タとを乗じるも
のである。
【0017】D/Aコンバ―タ8は、乗算器7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。
【0018】つぎに、図1に示した実施例の動作につい
て説明する。
【0019】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3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(図2
(B)および(C)に対応したデ―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。スペクトル解析によって求められた基本波成分
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、図2(B)およ
び(C)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には、レベル係数デ
―タ(図2(D)の“1−k(t)”および“k
(t)”に対応したデ―タ)を予め記憶しておく。
【0020】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。
【0021】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。
【0022】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3からのレベル係数デ―
タ(図2(D)の“1−k(t)”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3からのレベル係数
デ―タ(図2(D)の“k(t)”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。波形
メモリ1aおよび1bから読出される波形デ―タをそれ
ぞれ“da (φ,t)”および“db (φ,t)”とす
ると、加算器5から出力される加算デ―タ“d”は、 d=da (φ,t)・{1−k(t)} +db (φ,t)・k(t) (2) となる。なお、“k(t)”は、“0<k(t)<1”
である。
【0023】乗算器7では、加算器5からの加算デ―タ
“d”とエンベロ―プ発生手段6からのエンベロ―プデ
―タ(図2(E)の“E(t)”に対応したデ―タ)と
が乗じられる。乗算器7から出力される乗算デ―タ“d
´”は、 d´=[da (φ,t)・{1−k(t)} +db (φ,t)・k(t)]・E(t) (3) となる。乗算デ―タ“d´”はD/Aコンバ―タ8でD
/A変換される。
【0024】以上のようにして所望の楽音出力が得られ
る。
【0025】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。図3(A)〜(E)はトラン
ペットについて、図4(A)〜(E)はパイプオルガン
について、それぞれ図1(A)〜(E)に対応させて各
波形を示したものである。
【0026】また、波形メモリ1aおよび1b並びにレ
ベル係数発生手段3には、それぞれ複数種類のデ―タを
記憶しておいてもよい。例えば、図2(B)、図3
(B)および図4(B)それぞれに対応した波形デ―タ
を波形メモリ1aに、図2(C)、図3(C)および図
4(C)それぞれに対応した波形デ―タを波形メモリ1
bに、図2(D)、図3(D)および図4(D)それぞ
れに対応したデ―タをレベル係数発生手段3に記憶し、
エンベロ―プ発生手段6から対応するエンベロ―プを発
生させるようにすれば、3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3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。
【0027】
【発明の効果】本願に係わる発明では、第1波形メモリ
および第2波形メモリにそれぞれ1周期分の波形デ―タ
を記憶し、それぞれの波形デ―タを繰り返し読出して時
間の経過とともに合成比を変化させつつ合成し、合成さ
れたデ―タにエンベロ―プを付加することにより楽音は
発生させるので、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。
【0028】また、一般に自然楽器等の楽音を特徴付け
る要因の多くは、発音開始直後の音色および音量双方の
時間的変化と、音色の変化が安定するまでの音色および
音量双方の変化の仕方にあることから、第1波形デ―タ
を楽音の発生時点直後の非定常的な波形の1周期分の波
形デ―タとし、第2波形デ―タを楽音の発生時点から一
定期間経過後の定常的な波形の1周期分の波形デ―タと
すれば、上記の効果をより顕著にすることができる。
【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】他の楽音波形等を示した図である。
【図4】他の楽音波形等を示した図である。
【符号の説明】
1a……第1波形メモリ 1b……第2波形メモリ 3………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) 6………エンベロープ発生手段

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 1周期分の第1波形デ―タを記憶する第
    1波形メモリと、 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―タと上記第2波形メモリから繰り返し読出される
    上記第2波形デ―タとを時間の経過とともに合成比を変
    化させつつ合成して合成デ―タを発生する合成手段と、 上記合成手段で合成された上記合成デ―タにエンベロ―
    プを付加するエンベロ―プ付加手段とを有する楽音発生
    装置。
  2. 【請求項2】 上記第1波形デ―タは上記楽音発生装置
    で発生する楽音の発生時点から一定期間経過後の定常的
    な波形の1周期分の波形デ―タであり、 上記第2波形デ―タは上記楽音の発生時点直後の非定常
    的な波形の1周期分の波形デ―タである請求項1に記載
    の楽音発生装置。
  3. 【請求項3】 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
    るレベル係数発生手段と、 上記第1乗算回路で発生する上記第1乗算デ―タと上記
    第2乗算回路で発生する上記第2乗算デ―タとを加算す
    る加算手段とからなる請求項1または2に記載の楽音発
    生装置。
  4. 【請求項4】 上記エンベロ―プ付加手段は、 エンベロ―プデ―タを発生するエンベロ―プ発生手段
    と、 上記合成手段で合成された上記合成デ―タに上記エンベ
    ロ―プデ―タを乗じる第3乗算手段とからなる請求項1
    または2に記載の楽音発生装置。
JP6269576A 1994-11-02 1994-11-02 楽音発生装置 Pending JPH08129385A (ja)

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JP6269576A JPH08129385A (ja) 1994-11-02 1994-11-02 楽音発生装置
TW084110533A TW282537B (ja) 1994-11-02 1995-10-06
US08/551,385 US5814751A (en) 1994-11-02 1995-11-01 Musical tone generating apparatus
GB9522464A GB2294799B (en) 1994-11-02 1995-11-02 Sound generating apparatus
KR1019950039827A KR100190484B1 (ko) 1994-11-02 1995-11-02 악음 발생 장치(Sound generating appratus)
CN95118134A CN1097256C (zh) 1994-11-02 1995-11-02 乐音生成器
HK98110367A HK1009615A1 (en) 1994-11-02 1998-09-02 Sound generating apparatus

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62127797A (ja) * 1985-11-28 1987-06-10 松下電器産業株式会社 電子楽器

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62127797A (ja) * 1985-11-28 1987-06-10 松下電器産業株式会社 電子楽器

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