JPH08194485A - Musical tone synthesizing device - Google Patents

Musical tone synthesizing device

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JPH08194485A
JPH08194485A JP7006076A JP607695A JPH08194485A JP H08194485 A JPH08194485 A JP H08194485A JP 7006076 A JP7006076 A JP 7006076A JP 607695 A JP607695 A JP 607695A JP H08194485 A JPH08194485 A JP H08194485A
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delay
pitch
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pass filter
pitch control
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洋一郎 大貝
Iwao Azuma
岩男 東
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Abstract

PURPOSE: To provide a musical tone synthesizing device which can make pitch control smoothly without generation of turbulence in the damping time over the whole sound ranges. CONSTITUTION: When judgement is such that the key code KC for a key pushed lies on the side nearer the treble region than the key zone dividing point BP, a CPU instructs a DSP so that a pitch control is conducted in accordance with the total delay amount of a delay circuit 2 and all-pass filters 4-1, 4-2. When judgement is such that the key code lies on the bass region side, on the other hand instruction is given so that the pitch control is conducted in compliance with the total delay amount of the delay circuit 2 and an interpolating apparatus 21. Thereby the pitch control can be performed smoothly without generating turbulence in the damping time over the whole sound ranges.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、打楽器音等の
減衰音を合成する楽音合成装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a musical sound synthesizing apparatus for synthesizing a decaying sound such as a percussion instrument sound.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、自然楽器の発音メカニズムをシミ
ュレートしたモデルを動作させ、これにより自然楽器の
楽音を合成する楽音合成装置が各種開発されている。こ
の種の楽音合成装置の内、打楽器音等の減衰音を合成す
るものとして、図9に示すように、加算器1、遅延回路
2およびフィルタ3を閉ループ状に接続した構成が知ら
れている。なお、こうした構成は、「遅延フィードバッ
ク方式」と呼ばれている。
2. Description of the Related Art In recent years, various musical tone synthesizers have been developed which operate a model simulating the sounding mechanism of a natural musical instrument to synthesize a musical tone of a natural musical instrument. Among the musical tone synthesizers of this type, a configuration in which an adder 1, a delay circuit 2 and a filter 3 are connected in a closed loop as shown in FIG. . Note that such a configuration is called a "delayed feedback system".

【0003】この図において、遅延回路2は、シフトレ
ジスタによって構成されており、該シフトレジスタは、
加算器1から供給されるディジタル信号のビット数に対
応した段数のフリップフロップを備えている。各フリッ
プフロップには、サンプリング周期τs毎にクロックが
供給されるようになっている。すなわち、遅延回路2に
よる遅延時間τpは、サンプリング周期τsにシフトレ
ジスタ段数Nを乗じた時間Nτsに相当する。フィルタ
3は、閉ループ内を循環する信号に所望の減衰特性を付
与するものである。
In this figure, the delay circuit 2 is composed of a shift register, and the shift register is
It has flip-flops of the number of stages corresponding to the number of bits of the digital signal supplied from the adder 1. A clock is supplied to each flip-flop every sampling period τs. That is, the delay time τp by the delay circuit 2 corresponds to the time Nτs obtained by multiplying the sampling period τs by the number N of shift register stages. The filter 3 imparts a desired attenuation characteristic to the signal circulating in the closed loop.

【0004】このような楽音合成装置では、例えば、ノ
イズ信号のような多くの周波数成分を含んだアナログ信
号を、サンプリング周期τs毎にPCM符号化し、この
結果得られた時系列ディジタル信号を入力信号とする。
この入力信号は、加算器1に入力された後、遅延回路2
を介してフィルタ3に供給され、再び加算器1にフィー
ドバックされて閉ループ内を循環する。
In such a musical sound synthesizer, for example, an analog signal containing many frequency components such as a noise signal is PCM-coded for each sampling period τs, and the resulting time-series digital signal is input signal. And
This input signal is input to the adder 1 and then input to the delay circuit 2
Is supplied to the filter 3 via the, and is fed back to the adder 1 to circulate in the closed loop.

【0005】ここで、フィルタ3の位相遅れを無視し、
入力信号が閉ループを一巡するのに要する時間は、遅延
時間τpに等しいものとする。この場合、上記閉ループ
の利得周波数特性は、基本周波数f1=1/τpの整数
倍の周波数において極大点を持つ特性となる。閉ループ
のゲインは、「1」より僅かに小さい値とされるため、
該ループを循環する信号は、次第に減衰する。そして、
この減衰過程で加算器1の出力を抽出し、これをD/A
変換すれば、基本波およびこれの整数倍の周波数を持つ
高調波を含む減衰信号となる。つまり、上記構成によれ
ば、実際の打弦時に発生する楽音と同様に、基本波とそ
の高調波とからなる信号が励起され、かつ、その振幅が
時間経過に伴って徐々に減衰する楽音信号となる訳であ
る。
Now, ignoring the phase delay of the filter 3,
The time required for the input signal to make one round in the closed loop is equal to the delay time τp. In this case, the gain frequency characteristic of the closed loop has a maximum point at a frequency that is an integral multiple of the fundamental frequency f 1 = 1 / τp. Since the closed loop gain is set to a value slightly smaller than "1",
The signal circulating in the loop is gradually attenuated. And
The output of the adder 1 is extracted during this attenuation process, and this is output to D / A
If converted, it becomes an attenuated signal containing the fundamental wave and harmonics having an integral multiple frequency. In other words, according to the above configuration, like the musical tone generated during actual string striking, a musical tone signal in which the fundamental wave and its harmonics are excited and whose amplitude gradually attenuates over time. That is why.

【0006】ところで、図9に示す構成の装置において
は、遅延時間τpを上述したサンプリグ周期τsの整数
倍にしか設定することができない。このため、遅延時間
τpをサンプリング周期τsの整数倍からずれた値する
必要がある場合には、図10に示すように、遅延回路2
とフィルタ3との間にオールパスフィルタ4を介挿す
る。この図に示すオールパスフィルタ4は、1次のディ
ジタルフィルタであり、加算器41,42と、乗算器4
3,44と、遅延回路45とから構成されている。な
お、この遅延回路45は、前述した遅延回路2と同様に
構成されており、サンプリング周期τs毎にクロックが
供給される。
By the way, in the device having the configuration shown in FIG. 9, the delay time τp can be set only to an integral multiple of the above-described sampling period τs. Therefore, when the delay time τp needs to be a value deviating from an integral multiple of the sampling period τs, as shown in FIG.
An all-pass filter 4 is inserted between the filter 3 and the filter 3. The all-pass filter 4 shown in this figure is a first-order digital filter and includes adders 41 and 42 and a multiplier 4
3, 44 and a delay circuit 45. The delay circuit 45 has the same configuration as the delay circuit 2 described above, and is supplied with a clock every sampling period τs.

【0007】このオールパスフィルタ4では、加算器4
1によって遅延回路2の出力信号に乗算器44の信号が
加算される。加算器41の出力は、遅延回路45を介し
て加算器42に入力されると共に、乗算器43によって
乗算係数−αが乗算されて加算器42に入力される。ま
た、上記遅延回路45の出力は、乗算器44によって乗
算係数αが乗算されて加算器41に入力される。そし
て、加算器42が遅延回路45の出力と乗算器43の出
力とを加算し、その結果をフィルタ3に供給するように
なっている。なお、上述した乗算器43,44の乗算係
数「α」,「−α」としては、−1〜1の間の値が用い
られる。
In this all-pass filter 4, the adder 4
The signal of the multiplier 44 is added to the output signal of the delay circuit 2 by 1. The output of the adder 41 is input to the adder 42 via the delay circuit 45, is multiplied by the multiplication coefficient −α by the multiplier 43, and is input to the adder 42. The output of the delay circuit 45 is multiplied by the multiplication coefficient α by the multiplier 44 and input to the adder 41. Then, the adder 42 adds the output of the delay circuit 45 and the output of the multiplier 43, and supplies the result to the filter 3. As the multiplication coefficients “α” and “−α” of the multipliers 43 and 44 described above, values between −1 and 1 are used.

【0008】上記構成によるオールパスフィルタ4は、
次式(1)に示す伝達関数H(z)で表現される。すな
わち、 H(z)=α+z-1/1+αz-1 …(1) ここで、上記(1)式で表現されるオールパスフィルタ
4の周波数特性F(ω)を求めると、周知のように、
(1)式における「z」をexp(−jωτs)に置き
換えることで、次式(2)で表わされる。 F(ω)=α+exp(−jωτs)/1+α・exp(−jωτs)…(2)
The all-pass filter 4 having the above structure is
It is expressed by the transfer function H (z) shown in the following equation (1). That is, H (z) = α + z -1 + 1 + αz -1 (1) Here, when the frequency characteristic F (ω) of the all-pass filter 4 expressed by the above formula (1) is obtained, as is well known,
By replacing “z” in the expression (1) with exp (−jωτs), it is expressed by the following expression (2). F (ω) = α + exp (-jωτs) / 1 + α · exp (-jωτs) (2)

【0009】次に、オールパスフィルタ4の利得周波数
特性G(ω)は、上記(2)式の絶対値に等しくなるの
で、G(ω)=|F(ω)|=1となる。これにより、
オールパスフィルタ4の利得が、あらゆる周波数におい
て「1」となり、「オールパス」と呼ばれる所以となっ
ている。また、該フィルタ4の位相遅延P(ω)は、角
周波数ωがナイキスト角周波数ωn=2πfs/2(f
s:サンプリング周波数)に比べて十分低く、しかも位
相角ωτsが「0」に近い場合、次式(3)の近似式で
表現される。すなわち、 P(ω)≒(1−α)ωτs/(1+α) …(3)
Next, since the gain frequency characteristic G (ω) of the all-pass filter 4 is equal to the absolute value of the above equation (2), G (ω) = | F (ω) | = 1. This allows
The gain of the all-pass filter 4 is "1" at all frequencies, which is the reason why it is called "all-pass". The phase delay P (ω) of the filter 4 has an angular frequency ω of Nyquist angular frequency ω n = 2πfs / 2 (f
s: Sampling frequency), and when the phase angle ωτs is close to “0”, it is expressed by the approximate expression of the following expression (3). That is, P (ω) ≈ (1-α) ωτs / (1 + α) (3)

【0010】そして、このオールパスフィルタ4の等価
的な遅延時間τaは、次式(4)の関係で表わされる。 τa=P(ω)/ω …(4) したがって、この(4)式と上記(3)式とから近似的
な遅延時間τaを求めると、τa≒(1−α)τs/
(1+α)となる。すなわち、オールパスフィルタ4
は、前述した乗算係数αを適宜設定することにより、自
己の遅延時間τaを調整することが可能になっている。
但し、τaがαに対してほぼリニアに変化すると、見做
せるτaの変化範囲は限られており、せいぜい0≦τa
≦2τsである。結局、図10に示す構成要素1〜4か
らなる閉ループにおいては、全遅延時間τ=τp+τa
に応じた共振特性となるので、オールパスフィルタ4の
乗算係数αを変化させると、閉ループの共振周波数が変
化し、該閉ループ内を循環する減衰音の音高が制御され
る。
The equivalent delay time τa of the all-pass filter 4 is expressed by the following equation (4). τa = P (ω) / ω (4) Therefore, when an approximate delay time τa is obtained from the equation (4) and the equation (3), τa≈ (1-α) τs /
It becomes (1 + α). That is, the all-pass filter 4
Can adjust its own delay time τa by appropriately setting the above-mentioned multiplication coefficient α.
However, when τa changes almost linearly with respect to α, the change range of τa that can be considered is limited, and at most 0 ≦ τa
≦ 2τs. After all, in the closed loop including the components 1 to 4 shown in FIG. 10, the total delay time τ = τp + τa
, The resonance frequency of the closed loop changes, and the pitch of the attenuated sound circulating in the closed loop is controlled.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の楽音合成装置においては、オールパスフィルタ4の
乗算係数αを変化させて閉ループ内の遅延量を変化させ
て音高を制御することが可能である反面、オールパスフ
ィルタ4の乗算係数αを大きく変化させた場合、閉ルー
プ全体の遅延特性も大きく変化してしまうため、必要以
上に高調波を含んだ非調和な楽音が合成されてしまい、
結果的に楽器として好ましいものでは無くなる虞があ
る。
In the conventional tone synthesizer described above, the pitch can be controlled by changing the multiplication coefficient α of the all-pass filter 4 to change the delay amount in the closed loop. On the other hand, when the multiplication coefficient α of the all-pass filter 4 is changed significantly, the delay characteristic of the entire closed loop also changes greatly, and an unharmonious musical sound containing more harmonics than necessary is synthesized,
As a result, there is a possibility that the instrument will no longer be preferable.

【0012】すなわち、オールパスフィルタ4の乗算係
数αを制御して遅延量を変化させる限度としては、遅延
段数にしておよそ0〜2段分までの範囲しか直線性良く
制御することができない。また、オールパスフィルタ出
力に不連続が生じないように遅延回路2の段数とオール
パスフィルタ4の係数αとを制御するには複雑な処理が
必要になる。オールパスフィルタ4の乗算係数αを制御
して遅延量を変化させる場合、高音域では、そこそこの
音高変化量を得ることができるものの、低音域では1段
のオールパスフィルタ4だけでは殆ど音高変化を得るこ
とができない。また、遅延回路2の遅延段数を重み付け
補間して遅延時間τpを制御する態様では、広い範囲で
音高制御が可能になる反面、段数補間する構成自体がロ
ーパスフィルタを形成することから、高音域では減衰時
間が一定でなくなる不都合もある。
That is, as the limit for controlling the multiplication coefficient α of the all-pass filter 4 to change the delay amount, only the range of about 0 to 2 delay stages can be controlled with good linearity. Further, complicated processing is required to control the number of stages of the delay circuit 2 and the coefficient α of the all-pass filter 4 so that the output of the all-pass filter is not discontinuous. When the delay amount is changed by controlling the multiplication coefficient α of the all-pass filter 4, it is possible to obtain a moderate amount of change in the pitch in the high range, but in the low range, there is almost no change in the pitch with the single-stage all-pass filter 4. Can't get In the mode in which the delay time τp is controlled by performing weighted interpolation on the number of delay stages of the delay circuit 2, pitch control can be performed in a wide range, but the configuration for interpolating the number of stages itself forms a low-pass filter. Then, there is also a disadvantage that the decay time is not constant.

【0013】結局、オールパスフィルタ4を備えた従来
の楽音合成装置においては、全音域で減衰時間に乱れを
生じさせず滑らかに音高制御することができないという
問題がある。そこで、本発明は上述した事情に鑑みてな
されたもので、全音域で減衰時間に乱れを生じさせずに
滑らかに音高制御することができる楽音合成装置を提供
することを目的としている。
After all, the conventional tone synthesizer having the all-pass filter 4 has a problem that the pitch cannot be smoothly controlled without causing disturbance in the decay time in the entire tone range. Therefore, the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a musical tone synthesizer capable of smoothly controlling the pitch without causing disturbance in the decay time in the entire musical range.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1に記載の発明では、入力信号をサンプリン
グ周期に応じて整数段遅延して出力する遅延手段と、こ
の遅延手段の出力を小数段遅延して出力するオールパス
フィルタとを備え、該オールパスフィルタの出力を前記
入力信号とする遅延フィードバックループを形成する楽
音合成装置において、前記ループ内に介挿され、当該遅
延手段の出力を補間する補間手段と、発音音域を高域と
低域とに分割する音域分割点を設定し、発音すべき音高
がこの音域分割点を境界に高域側であるか低域側である
かを判別する判別手段と、前記判別手段が高域側と判別
した場合、前記遅延手段と前記オールパスフィルタとの
総遅延量に応じて音高制御する第1の音高制御手段と、
前記判別手段が低域側と判別した場合、前記遅延手段と
前記補間手段との総遅延量に応じて音高制御する第2の
音高制御手段とを具備することを特徴としている。
In order to achieve the above object, in the invention described in claim 1, a delay means for delaying an input signal by an integer number of stages in accordance with a sampling cycle, and outputting the delay signal are provided. An all-pass filter that delays and outputs a small number of stages, and a musical sound synthesizer that forms a delayed feedback loop using the output of the all-pass filter as the input signal is inserted in the loop and interpolates the output of the delay unit. Set the interpolation means and the range dividing point that divides the sound range into the high range and the low range, and determine whether the pitch to be pronounced is the high range side or the low range side with this range division point as the boundary. Determination means for determining, and a first pitch control means for performing pitch control according to the total delay amount of the delay means and the all-pass filter when the determination means determines the high frequency side,
When the determination unit determines that the low frequency side, the second pitch control unit for controlling the pitch according to the total delay amount of the delay unit and the interpolation unit.

【0015】また、請求項2に記載の発明では、入力信
号を整数段遅延して出力する遅延手段と、この遅延手段
に縦続接続され、当該遅延手段の出力を小数段遅延して
出力する複数のオールパスフィルタとを有し、該オール
パスフィルタの出力を前記入力信号とする閉ループ手段
と、演奏操作に応じて前記閉ループ手段に励振信号を供
給する励振信号発生手段と、指定された音高に対応する
遅延量Dの小数段遅延量を前記複数のオールパスフィル
タに分配し、前記閉ループ手段の総遅延量が前記遅延量
Dとなるように前記遅延手段の整数段遅延と前記複数の
オールパスフィルタの各係数を制御する音高制御手段と
を具備することを特徴としている。
According to the second aspect of the invention, a delay means for delaying the input signal by an integer number of stages and outputting it, and a plurality of delay units cascade-connected to the delay means for outputting the output of the delaying means with a decimal stage delay. Corresponding to the specified pitch, the closed-loop means having the all-pass filter as the input signal, the excitation signal generating means for supplying the excitation signal to the closed-loop means in response to a performance operation, A fractional stage delay amount of the delay amount D to be distributed to the plurality of all-pass filters, and each of the plurality of all-pass filters and the integer stage delay of the delay unit so that the total delay amount of the closed loop means becomes the delay amount D. And a pitch control means for controlling the coefficient.

【0016】[0016]

【作用】本発明によれば、発音すべき音高が音域分割点
より高域側にある場合、遅延手段と前記オールパスフィ
ルタとの総遅延量に応じて音高制御し、一方、低域側に
ある場合には、遅延手段と前記補間手段との総遅延量に
応じて音高制御する。この結果、全音域で減衰時間に乱
れを生じさせずに滑らかに音高制御することが可能にな
る。
According to the present invention, when the pitch to be sounded is higher than the range dividing point, the pitch control is performed according to the total delay amount of the delay means and the all-pass filter, while the low range side is controlled. In the case of, the pitch control is performed according to the total delay amount of the delay means and the interpolation means. As a result, it becomes possible to perform pitch control smoothly without disturbing the decay time in the entire tone range.

【0017】[0017]

【実施例】以下、図面を参照してこの発明の実施例につ
いて説明する。 A.全体構成 図1はこの発明による一実施例の全体構成を示すブロッ
ク図である。この図において、10は装置各部を制御す
るCPUであり、その動作については後述する。11
は、CPU10によって読み出される各種制御プログラ
ム、および後述するDSP15において用いられる各種
マイクロプログラムの他、音色データが記憶されている
ROMである。12はCPU10のワークエリアとして
用いられ、各種レジスタ値や演算結果等が一時記憶され
るRAMである。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. A. Overall Configuration FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of an embodiment according to the present invention. In this figure, 10 is a CPU that controls each part of the apparatus, and its operation will be described later. 11
Is a ROM in which various control programs read by the CPU 10, various microprograms used in the DSP 15 described later, and tone color data are stored. A RAM 12 is used as a work area of the CPU 10 and temporarily stores various register values and calculation results.

【0018】13は、各種パネルスイッチあるいは補助
操作子が配設される操作部である。この操作部13に
は、例えば、後述するオールパスフィルタ係数cあるい
はローパスフィルタ係数等を指定するスイッチや、音色
を指定するスイッチ等の設定スイッチの他、発生楽音の
音高を連続的に可変制御するピッチベンダ等の補助操作
子が設けられている。なお、操作部13は、上記設定ス
イッチあるいは補助操作子の操作に応じた操作情報を生
成し、これをシステムバスを介してCPU10に供給す
る。14は演奏操作に応じてキーオン/キーオフ、キー
コードKCあるいはタッチ等の演奏情報を発生する演奏
操作子である。
Reference numeral 13 denotes an operation section on which various panel switches or auxiliary operators are arranged. The operation unit 13 has, for example, a switch for designating an all-pass filter coefficient c or a low-pass filter coefficient, which will be described later, a setting switch such as a switch for designating a tone color, and continuously variably controlling the pitch of a generated tone. An auxiliary operator such as a pitch bender is provided. The operation unit 13 generates operation information according to the operation of the setting switch or the auxiliary operator and supplies the operation information to the CPU 10 via the system bus. Reference numeral 14 denotes a performance operator that generates performance information such as key-on / key-off, key code KC or touch in response to a performance operation.

【0019】15は楽音合成部として機能するディジタ
ルシグナルプロセッサ(以下、DSPと略す)であり、
構成要素15a〜15fから構成される。15aはマイ
クロプログラムRAMであり、CPU10によってRA
M12から読み出されたマイクロプログラムがストアさ
れる。15bは第1パラメータデータRAMであり、C
PU10によってROM11から読み出される音色デー
タ等の楽音パラメータがストアされる。15cは後述す
るオールパス係数α,γや補間係数β等、楽音合成時に
経時変化するパラメータがCPU10によって書き込ま
れる第2パラメータデータRAMである。なお、これら
係数α,γ,βの意味するところについては追って説明
する。
Reference numeral 15 is a digital signal processor (hereinafter abbreviated as DSP) which functions as a musical tone synthesizer,
It is composed of the components 15a to 15f. Reference numeral 15a is a microprogram RAM, which is RA by the CPU 10.
The microprogram read from M12 is stored. 15b is a first parameter data RAM, C
The tone parameter such as tone color data read from the ROM 11 is stored by the PU 10. Reference numeral 15c is a second parameter data RAM in which parameters, such as all-pass coefficients α and γ and an interpolation coefficient β, which will be described later, are written by the CPU 10 and which change with time during tone synthesis. The meanings of these coefficients α, γ and β will be described later.

【0020】15dはデータ補間部であり、第2パラメ
ータデータRAM15cから読み出されるオールパス係
数α,γが急激に変化しないように補間演算して出力す
る。15eは演算処理部である。この演算処理部15e
は、マイクロプログラム15aから読み込んだマイクロ
プログラムに基づき、上述した第1および第2パラメー
タに従って「遅延フィードバック方式」による楽音合成
のための演算処理を行い、楽音出力WDを発生する。1
5fは演算処理部15eにおいてなされる演算処理結果
等を一時記憶するデータレジスタである。16は、DS
P15が実行する楽音合成処理に必要な遅延時間を与え
る遅延RAMである。17はD/A変換器であり、DS
P15から供給される楽音出力WDをアナログ信号に変
換し、これを楽音信号WとしてスピーカSPより発音さ
せる。
A data interpolating unit 15d interpolates and outputs the all-pass coefficients α and γ read from the second parameter data RAM 15c so as not to change abruptly. Reference numeral 15e is an arithmetic processing unit. This arithmetic processing unit 15e
On the basis of the microprogram read from the microprogram 15a, performs arithmetic processing for musical tone synthesis by the "delayed feedback method" according to the first and second parameters described above, and generates a musical tone output WD. 1
Reference numeral 5f is a data register for temporarily storing the calculation processing result and the like performed in the calculation processing unit 15e. 16 is the DS
P15 is a delay RAM that gives a delay time required for the tone synthesis processing executed by P15. 17 is a D / A converter, DS
The tone output WD supplied from P15 is converted into an analog signal, and this is output as a tone signal W from the speaker SP.

【0021】次に、図2は、上述したDSP15の演算
処理によって実現される楽音合成モデルを示すブロック
図であり、図10に示す従来例と共通する部分には、同
一の番号を付し、その説明を省略する。この図に示す構
成が従来例と異なる点は、キーオン時の発音ピッチに対
応した小数段遅延を生成するオールパスフィルタ4−1
とピッチベンド操作に対応した小数段遅延を生成するオ
ールパスフィルタ4−2とを直列接続すると共に、オー
ルパスフィルタ4−1の前段に整数段遅延を平滑化する
補間器21を設け、さらに、係数乗算器21を加算器1
とローパスフィルタ3との間に設けて閉ループゲインを
制御する構成にしたことにある。
Next, FIG. 2 is a block diagram showing a musical tone synthesis model realized by the arithmetic processing of the DSP 15 described above. The same parts as those of the conventional example shown in FIG. The description is omitted. The configuration shown in this figure is different from the conventional example in that an all-pass filter 4-1 for generating a fractional delay corresponding to a sounding pitch at the time of key-on.
And an all-pass filter 4-2 that generates a fractional-stage delay corresponding to the pitch bend operation, and an interpolator 21 that smoothes an integer-stage delay is provided in front of the all-pass filter 4-1 and further a coefficient multiplier. 21 is the adder 1
Is provided between the low pass filter 3 and the low pass filter 3 to control the closed loop gain.

【0022】なお、ここで言う整数段遅延とは、サンプ
リングクロックφsに対応した遅延であり、シフトレジ
スタの段数に相当する。一方、小数段遅延とは、サンプ
リングクロックφsより小さい遅延量であり、シフトレ
ジスタ1段分以下の遅延を表わす。なお、以降の説明に
おいて、整数段遅延を「Di」、小数段遅延を「Df」
と表記する。
The integer stage delay referred to here is a delay corresponding to the sampling clock φs, and corresponds to the number of stages of the shift register. On the other hand, the fractional stage delay is a delay amount smaller than the sampling clock φs and represents a delay of one shift register or less. In the following description, the integer stage delay is “Di” and the decimal stage delay is “Df”.
It is written as.

【0023】図2において、励振波形発生部20は、キ
ーオン信号KONに応じてノイズ信号を発生して閉ルー
プを励振する。なお、この発生部20に入力される信号
φsはシステムクロックである。遅延回路2は、遅延制
御信号Nに対応してN段の整数段遅延Diを設定する。
補間器21は、遅延レジスタ21a、係数乗算器21
b,21cおよび加算器21dから構成され、係数乗算
器21b,21cに付与される係数βおよび(1−β)
の値に応じて前段の遅延変化を平滑化する。オールパス
フィルタ4−1は、キーオン時の発音ピッチに対応して
付与されるオールパス係数αに従った小数段遅延を与え
る。
In FIG. 2, the excitation waveform generator 20 generates a noise signal in response to the key-on signal KON to excite the closed loop. The signal φs input to the generator 20 is the system clock. The delay circuit 2 sets N stages of integer stage delay Di corresponding to the delay control signal N.
The interpolator 21 includes a delay register 21a and a coefficient multiplier 21.
b and 21c and an adder 21d, the coefficients β and (1-β) given to the coefficient multipliers 21b and 21c.
The delay change in the previous stage is smoothed according to the value of. The all-pass filter 4-1 gives a decimal step delay according to the all-pass coefficient α given corresponding to the sounding pitch at the time of key-on.

【0024】オールパスフィルタ4−2は、APF
APF10をカスケード接続したものであり、ピッチベン
ド操作量に対応した小数段遅延を発生するよう各APF
1〜APF10にオールパス係数γが付与される。ローパ
スフィルタ3は、例えば、FIR型のディジタルフィル
タで構成されおり、遅延時間を一定値Dとしたまま、供
給されるフィルタ係数LCに対応するカットオフ周波数
でローパスフィルタリングを施す。係数乗算器22は制
御信号Gに応じて閉ループゲインを調整する。
The all-pass filter 4-2 has APF 1 to.
APFs 10 are connected in cascade and each APF is designed to generate a fractional delay corresponding to the pitch bend operation amount.
The all-pass coefficient γ is given to 1 to APF 10 . The low-pass filter 3 is composed of, for example, an FIR type digital filter, and performs low-pass filtering at a cutoff frequency corresponding to the supplied filter coefficient LC while keeping the delay time at a constant value D. The coefficient multiplier 22 adjusts the closed loop gain according to the control signal G.

【0025】上記構成において、励振波形発生部20か
ら出力されるノイズ信号は、遅延回路2で整数段遅延さ
れた後、補間器21にて小数段遅延が施された後、オー
ルパスフィルタ4−1,4−2において順次小数段遅延
される。こうして整数段/小数段遅延された信号は、ロ
ーパスフィルタ3を介して音色が調整され、続いて係数
乗算器21によってループゲインが調整された後、再び
加算器1を経て遅延される。このような閉ループにおい
て、信号が循環すると、ループ全体の遅延量に応じた音
高の減衰音が合成される。
In the above structure, the noise signal output from the excitation waveform generator 20 is delayed by an integer number of stages by the delay circuit 2 and then delayed by a small number of stages by the interpolator 21, and then the all-pass filter 4-1. , 4-2 are sequentially delayed by a fractional stage. The signal thus delayed by the integer stage / fractional stage is subjected to tone color adjustment through the low-pass filter 3, the loop gain is adjusted by the coefficient multiplier 21, and then delayed through the adder 1 again. In such a closed loop, when a signal circulates, a decaying sound having a pitch corresponding to the delay amount of the entire loop is synthesized.

【0026】つまり、閉ループを循環する楽音信号の音
高は、遅延回路2の遅延時間と、補間器の遅延時間と、
オールパスフィルタ4−1,4−2の遅延時間と、ロー
パスフィルタ3の遅延時間との和の逆数となる。このよ
うな基本動作は、前述した従来例と同一であるが、ここ
で本願特有な点は、後述するように、発音音域別にピッ
チ制御させることにある。
That is, the pitch of the tone signal circulating in the closed loop is calculated by the delay time of the delay circuit 2 and the delay time of the interpolator.
It is the reciprocal of the sum of the delay times of the all-pass filters 4-1 and 4-2 and the delay time of the low-pass filter 3. Although such a basic operation is the same as the above-mentioned conventional example, a point peculiar to the present application is that pitch control is performed for each sounding range, as described later.

【0027】B.実施例の概略動作 次に、上記構成による実施例の概略動作について図3を
参照して説明する。まず、この実施例に電源が投入され
ると、CPU10はROM11から制御プログラムを読
み出し、図3に示すメインルーチンを起動する。メイン
ルーチンが起動されると、CPU10の処理はステップ
Sa1に進む。ステップSa1では、各種レジスタを初
期値にリセットすると共に、DSP15に対して所定の
マイクロプログラムを取込むように指示する。なお、こ
のステップSa1において、前述した係数α、βおよび
γはそれぞれゼロリセットされる。
B. Schematic operation of the embodiment Next, the schematic operation of the embodiment having the above configuration will be described with reference to FIG. First, when the power is turned on in this embodiment, the CPU 10 reads the control program from the ROM 11 and activates the main routine shown in FIG. When the main routine is activated, the processing of the CPU 10 proceeds to step Sa1. In step Sa1, various registers are reset to initial values and the DSP 15 is instructed to load a predetermined microprogram. In step Sa1, the coefficients α, β and γ described above are each reset to zero.

【0028】こうしてステップSa1において、イニシ
ャライズがなされると、CPU10の処理はステップS
a2に進む。ステップSa2では、操作部13および演
奏操作子14の操作状態を検出するため、各キーや設定
スイッチをスキャンし、それぞれの設定状態に応じたフ
ラグをレジスタにセットする。次いで、ステップSa3
に進むと、ボイス処理と呼ばれる音色選択設定処理がな
される。このボイス処理では、上記ステップSa2にお
いて検出した音色スイッチの設定状態に対応した音色デ
ータを、ROM11から読み出し、これを第1パラメー
タデータRAM15bの所定エリアにストアしたり、R
OM11から読み出したオールパス係数α,γや補間係
数βの初期値を第2パラメータデータRAM15cにス
トアする。これにより、DSP15側では楽音合成のた
めの準備が完了する。
When the initialization is performed in step Sa1, the processing of the CPU 10 proceeds to step S1.
Go to a2. In step Sa2, in order to detect the operation states of the operation unit 13 and the performance operator 14, each key or setting switch is scanned and a flag corresponding to each setting state is set in the register. Then, step Sa3
When the process advances to step 1, a tone color selection setting process called a voice process is performed. In this voice processing, the tone color data corresponding to the setting state of the tone color switch detected in step Sa2 is read from the ROM 11 and stored in a predetermined area of the first parameter data RAM 15b or R
The initial values of the all-pass coefficients α and γ and the interpolation coefficient β read from the OM 11 are stored in the second parameter data RAM 15c. As a result, the preparation for tone synthesis is completed on the DSP 15 side.

【0029】次に、ステップSa4に進むと、キーオン
イベントが発生した場合、演奏操作に応じて生成される
キーコードKCに対応した楽音の発生を指示する。この
キーオン処理の詳細については後述する。次いで、次の
ステップSa5に進むと、後述するキーオフルーチンに
基づき、キーオフイベントが発生した場合、キーオンと
共に生成した楽音を所定のレートで減衰消音させるキー
オフパラメータを生成し、次のステップSa6に進む。
ステップSa6では、ピッチベンドホイールの操作量m
に応じて発音ピッチを連続的に可変制御するピッチベン
ド処理を実行し、続いて、ステップSa7では、例え
ば、リバーブやディレイ等の効果音を付与する処理が行
われ。この後、CPU10の処理は、再びステップSa
2に戻り、上述した動作を繰り返す。
Next, in step Sa4, when a key-on event occurs, the generation of a musical tone corresponding to the key code KC generated in response to a performance operation is instructed. Details of this key-on processing will be described later. Next, when proceeding to the next step Sa5, based on a key-off routine described later, when a key-off event occurs, a key-off parameter for attenuating the musical tone produced at the time of key-on at a predetermined rate is generated, and the process proceeds to the next step Sa6.
In step Sa6, the operation amount m of the pitch bend wheel m
Pitch bend processing for continuously variably controlling the sounding pitch in accordance with the above, and subsequently, in step Sa7, processing for adding sound effects such as reverb and delay is performed. After that, the processing of the CPU 10 is performed again in step Sa.
Returning to step 2, the above operation is repeated.

【0030】C.各種ルーチンの動作 ここでは、上記メインルーチンにおいてコールされる各
種ルーチンの動作と、CPU10の指示の下に減衰音を
楽音合成するDSP15の動作とについて順次説明す
る。 キーオン処理ルーチンの動作 CPU10の処理が前述したステップSa4に進むと、
図4に示すルーチンが起動され、ステップSb1に進
む。まず、ステップSb1では、キーオンイベントが発
生したか否かを判断する。ここで、キーオンイベントが
発生していない場合には、判断結果が「NO」となり、
メインルーチンへ復帰する。一方、演奏者によって押鍵
操作がなされ、これによりキーオンイベントが発生する
と、判断結果が「YES」となり、次のステップSb2
に進む。
C. Operation of Various Routines Here, the operation of various routines called in the main routine and the operation of the DSP 15 that synthesizes the attenuated sound under the instruction of the CPU 10 will be sequentially described. Operation of key-on processing routine When the processing of the CPU 10 proceeds to step Sa4 described above,
The routine shown in FIG. 4 is started, and the process proceeds to step Sb1. First, in step Sb1, it is determined whether a key-on event has occurred. Here, when the key-on event has not occurred, the determination result is “NO”,
Return to the main routine. On the other hand, when the player performs a key depression operation and a key-on event occurs as a result, the determination result is "YES", and the next step Sb2
Proceed to.

【0031】ステップSb2では、押鍵された鍵のキー
コードKCをノート周波数Fに変換し、次のステップS
b3に処理を進める。ステップSb3に進むと、CPU
10は、fs/F(fs:サンプリング周波数、F:周
波数ナンバ)の関係から閉ループ全体の遅延時間Dsを
算出する。そして、この遅延時間Dsの整数部が前述し
た整数段遅延Diとなり、小数部が小数段遅延Dfとな
る。次いで、ステップSb4に進むと、APF1〜AP
10から形成されるオールパスフィルタ4−2の初期遅
延量を整数段遅延Diから減算し、遅延段数Nを算出す
る。これにより、遅延回路2の遅延段数が定まる。
In step Sb2, the key code KC of the depressed key is converted into the note frequency F, and the following step Sb
The process proceeds to b3. When the process proceeds to step Sb3, the CPU
Reference numeral 10 calculates the delay time Ds of the entire closed loop from the relationship of fs / F (fs: sampling frequency, F: frequency number). Then, the integer part of the delay time Ds becomes the above-mentioned integer stage delay Di, and the decimal part becomes the decimal stage delay Df. Then, when the process proceeds to step Sb4, APF 1 to AP
The initial delay amount of the all-pass filter 4-2 formed from F 10 is subtracted from the integer stage delay Di to calculate the delay stage number N. As a result, the number of delay stages of the delay circuit 2 is determined.

【0032】続いて、ステップSb5に進むと、小数段
遅延Dfに対応するオールパスフィルタ4−1のオール
パス係数αを次式(5)に基づいて算出する。 α=(1−Df)/(1+Df) …(5) この後、CPU10はステップSb6に処理を進め、以
上のようにして求めた遅延段数N、オールパス係数αや
キーオン信号KON等の楽音パラメータをDSP15側
へ送出する。なお、遅延段数Nおよびオールパス係数α
などの経時変化する楽音パラメータは、第2パラメータ
データRAM15c(図1参照)にストアされる。この
結果、DSP15は楽音発生に必要なパラメータが与え
られ、後述する楽音合成動作にしたがって楽音を発生す
ることになる。
Then, in step Sb5, the all-pass coefficient α of the all-pass filter 4-1 corresponding to the fractional delay Df is calculated based on the following equation (5). α = (1−Df) / (1 + Df) (5) After that, the CPU 10 advances the processing to step Sb6, and sets the tone parameter such as the delay stage number N, the all-pass coefficient α, and the key-on signal KON obtained as described above. It is sent to the DSP 15 side. The number of delay stages N and the all-pass coefficient α
Musical tone parameters that change over time such as are stored in the second parameter data RAM 15c (see FIG. 1). As a result, the DSP 15 is given the parameters necessary for the tone generation, and the tone is generated according to the tone synthesis operation described later.

【0033】キーオフ処理ルーチンの動作 CPU10の処理が前述したステップSa5に進むと、
図5に示すルーチンが起動され、ステップSc1に進
む。ステップSc1では、キーオフイベントが発生した
か否かを判断する。ここで、キーオフイベントでない場
合には、判断結果が「NO」となり、このルーチンを完
了してメインルーチンへ復帰する。一方、発生したイベ
ントがキーオフイベントであると、ここでの判断結果が
「YES」となり、次のステップSc2に進む。ステッ
プSd2に進むと、CPU10は、エンベロープジェネ
レータを所定のレートでダンプさせるための各種キーオ
フパラメータを生成し、これをDSP15側へ送出す
る。これにより、音源となるDSP15が発音中にあっ
た楽音を所定レートで減衰させた後に消音させる。
Operation of Key-Off Processing Routine When the processing of the CPU 10 proceeds to step Sa5 described above,
The routine shown in FIG. 5 is started, and the process proceeds to step Sc1. In step Sc1, it is determined whether a key-off event has occurred. Here, if it is not the key-off event, the determination result is "NO", and this routine is completed and returns to the main routine. On the other hand, if the generated event is a key-off event, the determination result here is "YES", and the process proceeds to the next step Sc2. When proceeding to step Sd2, the CPU 10 generates various key-off parameters for dumping the envelope generator at a predetermined rate, and sends them to the DSP 15 side. As a result, the DSP 15, which is the sound source, attenuates the musical sound being produced at a predetermined rate and then silences it.

【0034】ピッチベンド処理ルーチンの動作 次に、例えば、押鍵された鍵のキーコードKCに対応す
る音高で楽音が発音されている最中に、前述したピッチ
ベンダが操作されたとする。そうすると、図6に示すピ
ッチベンド処理ルーチンが起動し、ステップSd1を実
行する。なお、このピッチベンダとは、発生楽音の音高
を滑らかに変化させる補助操作子である。まず、ステッ
プSd1に進むと、演奏操作としてピッチベンダホイー
ルに加えられる操作量mが前回と同一であるか否か、つ
まり、操作されたか否かを判断する。ここで、操作量m
に変化が無い場合、操作されていないと見做して判断結
果が「YES」となり、このルーチンを完了し、前述し
たメインルーチン(図3参照)へ復帰する。
Operation of Pitch Bend Processing Routine Next, it is assumed that the pitch bender is operated while a musical tone is being produced at a pitch corresponding to the key code KC of the depressed key. Then, the pitch bend processing routine shown in FIG. 6 is activated and step Sd1 is executed. The pitch bender is an auxiliary operator that smoothly changes the pitch of the generated musical sound. First, in step Sd1, it is determined whether or not the operation amount m applied to the pitch bender wheel as a performance operation is the same as the previous operation, that is, whether or not the operation has been performed. Here, the operation amount m
When there is no change, it is considered that the operation has not been performed and the determination result is “YES”, the routine is completed, and the process returns to the main routine (see FIG. 3) described above.

【0035】一方、操作量mに変化があった場合には、
判断結果が「NO」となり、次のステップSd2に進
む。ステップSd2では、検出した操作量m(−1〜1
の値)と、前述したノート周波数FとからF’=F・e
xp(s・m)で表わされる関係式に基づき、新たなノ
ート周波数F’を算出する。なお、上記式におけるsは
ピッチベンダの感度パラメータである。
On the other hand, when the manipulated variable m changes,
The determination result is “NO”, and the process proceeds to the next Step Sd2. In step Sd2, the detected operation amount m (-1 to 1
Value) and the note frequency F described above, F '= F.e
A new note frequency F ′ is calculated based on the relational expression represented by xp (s · m). Note that s in the above equation is a pitch bender sensitivity parameter.

【0036】次いで、ステップSd3に進むと、こうし
て求めた新たなノート周波数F’に対応する閉ループ全
体の遅延量Dsを求め、さらに、この遅延量Dsから前
述のステップSb3と同様にして、遅延量Dsの整数部
遅延Diと小数部遅延Dfとを求める。続いて、ステッ
プSd4では、求めた整数部遅延Diからオールパスフ
ィルタ4−2の初期遅延量、すなわち、APF1〜AP
10の総遅延量として「10」段分を減算し、その値を
遅延回路2の遅延段数Nとしてレジスタに格納する。
Next, when the process proceeds to step Sd3, the delay amount Ds of the entire closed loop corresponding to the new note frequency F'obtained in this way is obtained, and the delay amount Ds is obtained in the same manner as step Sb3 described above. An integer part delay Di and a decimal part delay Df of Ds are obtained. Subsequently, in step Sd4, the initial delay amount of the all-pass filter 4-2, that is, APF 1 to AP, is calculated from the obtained integer delay Di.
By subtracting "10" stage partial as the total delay amount of F 10, and stores in the register the value as a delay stage number N of the delay circuit 2.

【0037】次に、ステップSd5に進むと、CPU1
0は、押鍵された鍵のキーコードKCが予め設定された
鍵域分割鍵BPより低い音程関係にあるか否かを判断す
る。ここで、鍵域分割鍵BPより低い音程関係にあれ
ば、判断結果は「YES」となり、ステップSd6に進
み、上記ステップSd3において求めた小数部遅延Df
を補間係数βとする。そして、次のステップSd7に進
むと、この場合の遅延段数Nと補間係数βとをDSP1
5側へ送出する。これにより、鍵域分割鍵BPより低い
音程関係にある鍵が発音中にある場合のピッチベンダ操
作量mに対応した音高制御がなされる。
Next, in step Sd5, the CPU 1
0 determines whether or not the key code KC of the depressed key has a lower pitch relationship than the preset key range dividing key BP. Here, if the pitch relation is lower than the key range dividing key BP, the determination result is “YES”, the flow proceeds to step Sd6, and the fraction delay Df obtained in step Sd3.
Is the interpolation coefficient β. Then, when the operation proceeds to the next step Sd7, the delay stage number N and the interpolation coefficient β in this case are set to the DSP1.
Send to the 5 side. As a result, pitch control corresponding to the pitch bender operation amount m when a key having a lower pitch relationship than the key range dividing key BP is being sounded is performed.

【0038】一方、押鍵された鍵のキーコードKCが予
め設定された鍵域分割鍵BPより高い音程関係にある場
合には、上記ステップSd5の判断結果が「NO」とな
り、ステップSd8に処理を進める。ステップSd8で
は、ステップSd3において求めた小数部遅延DfをA
PF1〜APF10の個数10で除算して1個当りの遅延
量(1+Df/10)を算出し、これからさらに、前述
した(5)式に基づいて((5)式のDfに(1+Df
/10)を代入すれば良い)APF1〜APF1 0の各オ
ールパス係数γを算出する。続いて、次のステップSd
9に進むと、この場合の遅延段数Nとオールパス係数γ
とをDSP15側へ送出する。これにより、鍵域分割鍵
BPより高い音程関係にある鍵が発音中にある場合のピ
ッチベンダ操作量mに対応した音高制御がなされる。
On the other hand, when the key code KC of the depressed key has a higher pitch relationship than the preset key range dividing key BP, the determination result of the above step Sd5 becomes "NO", and the process proceeds to step Sd8. Proceed. In step Sd8, the fraction delay Df obtained in step Sd3 is set to A
The delay amount (1 + Df / 10) per one is calculated by dividing the number of PF 1 to APF 10 by 10, and from this, based on the above-mentioned expression (5), (1 + Df is added to Df of expression (5)).
/ 10) may be substituted.) All-pass coefficients γ of APF 1 to APF 1 0 are calculated. Then, the next step Sd
Proceeding to 9, the delay stage number N and the all-pass coefficient γ in this case
And are sent to the DSP 15 side. As a result, pitch control corresponding to the pitch bender operation amount m when a key having a higher pitch relationship than the key range dividing key BP is being sounded is performed.

【0039】DSP15の動作 次に、マイクロプログラムに従って楽音合成するDSP
15の動作について、図7を参照して説明する。まず、
前述したように、イニシャライズ時にCPU10からマ
イクロプログラムの読み込みを指示されると、DSP1
5は該プログラムをマイクロプログラムRAM15aか
らロードして図7に示すルーチンを起動する。これによ
り、DSP15の処理がステップSe1に進む。ステッ
プSe1では、キーオンイベントが発生したか否かを検
出する。ここで、キーオンイベントを検出すると、判断
結果は「YES」となり、ステップSe2に処理を進め
る。
Operation of DSP 15 Next, a DSP for synthesizing musical sounds according to a microprogram
The operation of 15 will be described with reference to FIG. First,
As described above, when the CPU 10 instructs the micro program to be read at the time of initialization, the DSP 1
Reference numeral 5 loads the program from the microprogram RAM 15a and activates the routine shown in FIG. As a result, the processing of the DSP 15 proceeds to step Se1. In step Se1, it is detected whether or not a key-on event has occurred. Here, when the key-on event is detected, the determination result is “YES”, and the process proceeds to step Se2.

【0040】ステップSe2では、押鍵された鍵のキー
コードKCに対応するピッチで発音すべく発音設定処理
を行う。この発音設定処理とは、前述したキーオン処理
ルーチン、あるいはピッチベンド処理ルーチンにおいて
生成される整数段遅延N、オールパス係数α,γあるい
は補間係数βに応じて楽音合成アルゴリズムを形成する
処理を言う。次いで、この後、ステップSe3に進み、
楽音合成アルゴリズムに基づき楽音出力WDを発生す
る。この楽音合成アルゴリズムとは、次のような動作を
行う。
At step Se2, a tone generation setting process is performed so as to produce a tone at a pitch corresponding to the key code KC of the depressed key. The tone generation setting process is a process for forming a tone synthesis algorithm in accordance with the integer stage delay N, the all-pass coefficients α, γ, or the interpolation coefficient β generated in the above-described key-on processing routine or pitch bend processing routine. Then, after this, the process proceeds to step Se3,
A tone output WD is generated based on a tone synthesis algorithm. The tone synthesis algorithm operates as follows.

【0041】すなわち、例えば、パワースペクトル密度
が一定なホワイトノイズ信号による初期励振波形を発生
して閉ループ内に注入すると共に、CPU10側から転
送された整数段遅延Nに基づき遅延回路2の遅延段数を
セットし、該ノイズ信号を整数段遅延させる。そして、
遅延回路2の出力を小数部Df分遅延させるため、CP
U10から与えられるオールパスフィルタ係数αをオー
ルパスフィルタ4−1、あるいはオールパスフィルタ4
−2に係数γを設定すると共に、音高制御態様に応じて
補間器21に補間係数βをセットする。
That is, for example, an initial excitation waveform is generated by a white noise signal having a constant power spectral density and injected into the closed loop, and the number of delay stages of the delay circuit 2 is determined based on the integer stage delay N transferred from the CPU 10 side. Set and delay the noise signal by an integer number of stages. And
Since the output of the delay circuit 2 is delayed by the fractional part Df, CP
The all-pass filter coefficient α given by U10 is used as the all-pass filter 4-1 or the all-pass filter 4
The coefficient γ is set to -2, and the interpolation coefficient β is set to the interpolator 21 according to the pitch control mode.

【0042】次いで、設定されたオールパスフィルタ4
に基づき小数段の遅延を施すフィルタリングや、設定さ
れた音色番号に応じたフィルタ係数LCが付与されるロ
ーパスフィルタ3によるローパスフィルタリングを施
し、この結果に対してループゲインを乗算する。以後、
こうした過程を繰り返し、閉ループ内を循環させること
により所望のピッチによる楽音が形成される。
Next, the set all-pass filter 4
Based on the above, filtering with a decimal delay or low-pass filtering by the low-pass filter 3 to which the filter coefficient LC corresponding to the set tone color number is added is applied, and the result is multiplied by the loop gain. After that,
By repeating such a process and circulating it in the closed loop, a musical tone having a desired pitch is formed.

【0043】なお、CPU10から供給されるイベント
がキーオフイベントであると、ステップSe4を介して
ステップSe5に進み、前述したキーオフ処理ルーチン
において生成される各種キーオフパラメータに応じてエ
ンベロープジェネレータを所定のレートでダンプさせる
等の発音終了処理がなされる。
If the event supplied from the CPU 10 is a key-off event, the process proceeds from step Se4 to step Se5, and the envelope generator is operated at a predetermined rate according to various key-off parameters generated in the key-off processing routine. Sound generation end processing such as dumping is performed.

【0044】このように、上述した実施例によれば、複
数のオールパスフィルタ4−1,4−2と、オールパス
フィルタ4−1と遅延回路2との間に補間器21を設け
ておき、低音域側と高音域側とに音域分割する鍵域分割
鍵BPを境界とし、この鍵域分割鍵BPより高い音高を
ピッチベンダ等により連続して変化させる場合には、遅
延回路2でN段遅延させた後にオールパスフィルタ4−
2を形成するAPF1〜APF10で順次小数段遅延させ
てピッチ制御する。すなわち、APF1〜APF1 0は係
数の変化に対して直線性よく遅延量を制御できる範囲が
限られている(遅延段数換算で「1段」近傍)。そのた
め、整数遅延Diの内、10段をAPF1〜APF10
実現しておいて、小数遅延Dfは10個のAPF1〜A
PF10にDf/nずつ分配するようにしている。一方、
鍵域分割鍵BPより低い音高をピッチベンダ等により連
続して変化させる場合には、補間器21が整数部遅延と
小数部遅延とを滑らかに補間してピッチ制御する。これ
により、全音域で減衰時間に乱れを生じさせず滑らかに
音高制御することが可能になる訳である。
As described above, according to the above-described embodiment, the plurality of all-pass filters 4-1 and 4-2, and the interpolator 21 provided between the all-pass filter 4-1 and the delay circuit 2 are provided. When the key range dividing key BP for dividing the range into the range and the high range is set as a boundary, and pitches higher than the range dividing key BP are continuously changed by a pitch bender or the like, the delay circuit 2 has N stages. After delaying, all-pass filter 4-
Pitch control is performed by sequentially delaying a fractional number of stages from APF 1 to APF 10 forming 2. That, APF 1 ~APF 1 0 Linearity may have limited range for controlling the delay amount with respect to the change of the coefficients ( "1-step" in the number of delay stages in terms of proximity). Therefore, 10 stages of the integer delay Di are realized by APF 1 to APF 10 , and the decimal delay Df is 10 APF 1 to APF.
Df / n is distributed to PF 10 . on the other hand,
When a pitch lower than the key range dividing key BP is continuously changed by a pitch bender or the like, the interpolator 21 smoothly interpolates the integer delay and the decimal delay to perform pitch control. As a result, it becomes possible to smoothly control the pitch without causing any disturbance in the decay time in the entire sound range.

【0045】D.変形例 次に、本発明の変形例について図8を参照して説明す
る。図8は、周波数ナンバに対応して楽音合成するDS
P15の機能モデルを示すブロック図であり、図2に示
す実施例と共通する要素には、同一の番号を付し、その
説明を省略する。この図において、50は周波数ナンバ
アキュームレータであり、位相情報である周波数ナンバ
FNOを累算し、その整数部INTおよび小数部FRA
C、累算値整数部の繰り上がり信号CKを発生する。な
お、この周波数ナンバアキュームレータ50は、キーオ
ン信号KONに同期したキーオンパルスKOPに応じて
累算値がリセットされる。51,52はそれぞれ遅延素
子、乗算器および加算器からなる補間器である。
D. Modified Example Next, a modified example of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 8 shows a DS for synthesizing musical sounds corresponding to frequency numbers.
It is a block diagram which shows the functional model of P15, The element same as the Example shown in FIG. In this figure, reference numeral 50 is a frequency number accumulator, which accumulates a frequency number FNO, which is phase information, and outputs an integer part INT and a decimal part FRA.
C, a carry signal CK of the accumulated value integer part is generated. The frequency number accumulator 50 has its accumulated value reset in response to the key-on pulse KOP synchronized with the key-on signal KON. Reference numerals 51 and 52 are interpolators each including a delay element, a multiplier and an adder.

【0046】上記構成によれば、DSP15のマイクロ
プログラムによって実現される図8の構成自体は周波数
ナンバFNOの整数部累算値の繰り上がり信号CK、す
なわち、音高に対応したクロック信号に従って動作する
から、音高に応じて合成される楽音のサンプリング周波
数が変化することになる。こうした場合、DSP15か
ら出力される楽音データWDは、一定サンプリング周波
数φsで出力されるので、補間器51,52がそれぞれ
閉ループの出力を、周波数ナンバFNO累算値の小数部
FRACに応じて直線補間し、一定サンプリング周波数
φsに対応した滑らかな楽音データWDを出力するよう
になっている。そして、このような演算サンプリングタ
イミング態様のDSPに前述した本発明によるピッチ制
御を適用すれば、周波数ナンバ方式による楽音合成装置
においても全音域で減衰時間に乱れを生じさせず滑らか
に音高制御することが可能になる。
According to the above configuration, the configuration itself of FIG. 8 realized by the microprogram of the DSP 15 operates according to the carry signal CK of the integral part accumulated value of the frequency number FNO, that is, the clock signal corresponding to the pitch. Therefore, the sampling frequency of the synthesized tone changes according to the pitch. In such a case, since the musical sound data WD output from the DSP 15 is output at a constant sampling frequency φs, the interpolators 51 and 52 linearly interpolate the outputs of the closed loops according to the fractional part FRAC of the frequency number FNO accumulated value. The smooth tone data WD corresponding to the constant sampling frequency φs is output. When the pitch control according to the present invention is applied to the DSP having such a calculation sampling timing mode, the pitch is smoothly controlled in the entire tone range without disturbing the decay time even in the tone number synthesizer. It will be possible.

【0047】なお、本実施例ではAPF1〜APF10
遅延変化の直線性が良い領域(遅延量が段数換算で
「1」近傍)に限って使うため、複数段(10段)のA
PF1〜APF10に小数部遅延Dfを分配しているが、
この段数に限定はない。また、この実施例では、APF
1〜APF10に小数部遅延Dfを等配分しているが、等
配分でなくとも良い。さらに、前述した実施例では、遅
延フィードバック方式の音源におけるピッチ制御とした
が、これに限らず、例えば、遅延時間に応じて変調を施
すコーラスやフランジャ等の効果音処理に適用すること
も可能である。この場合においても、波形が不連続にな
らず、滑らかな制御が実現できる。
In this embodiment, since APF 1 to APF 10 are used only in the region where the linearity of the delay change is good (the delay amount is in the vicinity of "1" in terms of the number of stages), A of a plurality of stages (10 stages) is used.
Although the fractional delay Df is distributed to PF 1 to APF 10 ,
There is no limit to the number of steps. Further, in this embodiment, the APF
Although the fractional part delay Df is equally distributed to 1 to APF 10, it may not be evenly distributed. Furthermore, in the above-described embodiment, the pitch control in the sound source of the delay feedback system is used, but the present invention is not limited to this, and it is also possible to apply it to sound effect processing such as chorus and flanger that modulates according to the delay time. is there. Even in this case, the waveform does not become discontinuous, and smooth control can be realized.

【0048】また、上記実施例においては、ピッチ(音
高)制御として「ピッチベンド」を例に挙げたが、これ
に替えて「ポルタメント」に用いることも可能である。
さらに、この実施例では、ローパスフィルタ3(図3参
照)を非巡回形(FIR)ディジタルフィルタとした
が、これを周知の巡回形(IIR)ディジタルフィルタ
としても良い。この場合、フィルタ特性をジョイステッ
ク等の各種操作子で変化させる時は、フィルタによる遅
延時間変化を補正する。
Further, in the above embodiment, the "pitch bend" is taken as an example of the pitch (pitch) control, but it can be used in place of "portamento".
Further, although the low-pass filter 3 (see FIG. 3) is a non-recursive (FIR) digital filter in this embodiment, it may be a known recursive (IIR) digital filter. In this case, when the filter characteristic is changed by various operators such as Joystick, the change in delay time due to the filter is corrected.

【0049】また、前述した実施例では、オールパスフ
ィルタ4−2をAPF1〜APF10で形成したが、これ
に限定されず、複数段をカスケード接続する態様として
も良い。さらに、上記実施例では、整数段遅延N、オー
ルパス係数α,γおよび補間係数βをキーオンイベント
毎に算出しているが、これに替えて、予め各鍵毎にこれ
ら楽音パラメータを算出してなるテーブルを作成してお
き、これをキーオンイベント毎に読み出す方式としても
良く、このようにすることで処理の高速化を図ることが
できる。
Further, in the above-mentioned embodiment, the all-pass filter 4-2 is formed of APF 1 to APF 10 , but the present invention is not limited to this, and a plurality of stages may be connected in cascade. Further, in the above embodiment, the integer stage delay N, the all-pass coefficients α and γ, and the interpolation coefficient β are calculated for each key-on event. Instead of this, these tone parameters are calculated in advance for each key. A table may be created and read out for each key-on event. By doing so, the processing speed can be increased.

【0050】[0050]

【発明の効果】本発明によれば、押鍵された鍵の音高が
音域分割点より高域側にある場合、遅延手段と前記オー
ルパスフィルタ群との総遅延量に応じて音高制御し、一
方、低域側にある場合には、遅延手段と前記補間手段と
の総遅延量に応じて音高制御するので、全音域で減衰時
間に乱れを生じさせずに滑らかに音高制御することがで
きる。
According to the present invention, when the pitch of the depressed key is higher than the range dividing point, the pitch control is performed according to the total delay amount of the delay means and the all-pass filter group. On the other hand, when the pitch is on the low frequency side, the pitch is controlled according to the total delay amount of the delay means and the interpolation means, so that the pitch is smoothly controlled without disturbing the decay time in the entire frequency range. be able to.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 この発明による一実施例の全体構成を示すブ
ロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of an embodiment according to the present invention.

【図2】 同実施例におけるDSP15の機能モデルを
示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a functional model of the DSP 15 in the embodiment.

【図3】 同実施例におけるメインルーチンの動作を説
明するためのフローチャート。
FIG. 3 is a flowchart for explaining the operation of a main routine in the embodiment.

【図4】 同実施例におけるキーオン処理ルーチンの動
作を説明するためのフローチャート。
FIG. 4 is a flowchart for explaining the operation of a key-on processing routine in the embodiment.

【図5】 同実施例におけるキーオフ処理ルーチンの動
作を説明するためのフローチャート。
FIG. 5 is a flowchart for explaining the operation of a key-off processing routine in the embodiment.

【図6】 同実施例におけるピッチベンド処理ルーチン
の動作を説明するためのフローチャート。
FIG. 6 is a flowchart for explaining the operation of a pitch bend processing routine in the embodiment.

【図7】 同実施例におけるDSP15の動作を説明す
るためのフローチャート。
FIG. 7 is a flowchart for explaining the operation of the DSP 15 in the same embodiment.

【図8】 本発明による変形例の構成を示すブロック図
である。
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of a modified example according to the present invention.

【図9】 従来例を説明するための図。FIG. 9 is a diagram for explaining a conventional example.

【図10】 従来例を説明するための図。FIG. 10 is a diagram for explaining a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…加算器、2…遅延回路(遅延手段)、3…ローパス
フィルタ、4−1,4−2…オールパスフィルタ(オー
ルパスフィルタ)、10…CPU(判別手段)、11…
ROM、12…RAM、15…DSP(第1および第2
音高制御手段)、21…補間器(補間手段)、22…係
数乗算器。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Adder, 2 ... Delay circuit (delay means), 3 ... Low-pass filter, 4-1 and 4-2 ... All-pass filter (all-pass filter), 10 ... CPU (discrimination means), 11 ...
ROM, 12 ... RAM, 15 ... DSP (first and second
Pitch control means), 21 ... Interpolator (interpolation means), 22 ... Coefficient multiplier.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入力信号をサンプリング周期に応じて整
数段遅延して出力する遅延手段と、この遅延手段の出力
を小数段遅延して出力するオールパスフィルタとを備
え、該オールパスフィルタの出力を前記入力信号とする
遅延フィードバックループを形成する楽音合成装置にお
いて、 前記ループ内に介挿され、当該遅延手段の出力を補間す
る補間手段と、 発音音域を高域と低域とに分割する音域分割点を設定
し、発音すべき音高がこの音域分割点を境界に高域側で
あるか低域側であるかを判別する判別手段と、 前記判別手段が高域側と判別した場合、前記遅延手段と
前記オールパスフィルタとの総遅延量に応じて音高制御
する第1の音高制御手段と、 前記判別手段が低域側と判別した場合、前記遅延手段と
前記補間手段との総遅延量に応じて音高制御する第2の
音高制御手段とを具備することを特徴とする楽音合成装
置。
1. A delay means for delaying and outputting an input signal by an integer number of stages according to a sampling cycle, and an all-pass filter for delaying the output of this delay means by a fractional number of stages and outputting the output of the all-pass filter. In a musical sound synthesizer that forms a delayed feedback loop that uses an input signal, an interpolating means that is inserted in the loop and interpolates the output of the delaying means, and a range dividing point that divides a sounding range into a high range and a low range. Setting means for determining whether the pitch to be pronounced is on the high-frequency side or the low-frequency side with this range dividing point as a boundary; and when the determination means determines the high-frequency side, the delay First pitch control means for controlling the pitch according to the total delay amount of the means and the all-pass filter, and the total delay amount of the delay means and the interpolation means when the determination means determines the low frequency side According to Musical tone synthesizing apparatus characterized by comprising a second pitch control means for pitch control.
【請求項2】 入力信号を整数段遅延して出力する遅延
手段と、この遅延手段に縦続接続され、当該遅延手段の
出力を小数段遅延して出力する複数のオールパスフィル
タとを有し、該オールパスフィルタの出力を前記入力信
号とする閉ループ手段と、 演奏操作に応じて前記閉ループ手段に励振信号を供給す
る励振信号発生手段と、 指定された音高に対応する遅延量Dの小数段遅延量を前
記複数のオールパスフィルタに分配し、前記閉ループ手
段の総遅延量が前記遅延量Dとなるように前記遅延手段
の整数段遅延と前記複数のオールパスフィルタの各係数
を制御する音高制御手段とを具備することを特徴とする
楽音合成装置。
2. A delay unit for delaying and outputting an input signal by an integer number of stages, and a plurality of all-pass filters cascade-connected to the delay unit for delaying and outputting the output of the delay unit by a small number of stages. Closed loop means that uses the output of an all-pass filter as the input signal, excitation signal generation means that supplies an excitation signal to the closed loop means in response to a performance operation, and a decimal stage delay amount of a delay amount D corresponding to a specified pitch. And pitch control means for controlling an integer stage delay of the delay means and each coefficient of the plurality of all-pass filters so that the total delay amount of the closed loop means becomes the delay amount D. A musical sound synthesizing apparatus comprising:
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