JPH08234759A - 楽音信号発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、少ない波形データの量であるにも拘
わらず、位相干渉を起こすことなく打鍵強さに応じた音
色変化を実現できる楽音信号発生装置を提供することを
目的とする。 【構成】本発明の楽音信号発生装置は、最強打によって
発生された音に基づいて作成された波形データを記憶し
た波形メモリ３０と、周波数変化に対するレベル変化の
割合を示す傾斜データを複数の打鍵強さのそれぞれに対
応させて成る傾斜データ群を記憶したデータメモリ１１
と、発音を指示する鍵盤と、該鍵盤の打鍵の強さを検出
する打鍵検出手段１６と、該打鍵検出手段で検出された
打鍵の強さに応じて前記傾斜データ群の中から選択され
た１つの傾斜データに基づきフィルタ係数を生成するフ
ィルタ係数生成手段１０と、前記鍵盤の打鍵に応じて前
記波形メモリ中の波形データに基づき楽音信号を生成す
る楽音信号生成手段５０と、該楽音信号生成手段で生成
された楽音信号を、前記フィルタ係数生成手段で生成さ
れたフィルタ係数に応じてフィルタリングして出力する
フィルタ手段６０、とを備えて構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばピアノ等の音を
録音してデジタル信号に変換したものを記憶しておき、
これを読み出して打鍵強さに応じた音色変化を付加しな
がら再生する楽音信号発生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、アコースティックピアノ等の自然
楽器では、打鍵強さが変化することによって音色が変化
することが知られている。また、この音色は、例えば高
音域、中音域、低音域等といった音域（鍵域）によって
も変化するということが知られている。即ち、低音域で
は打鍵強さに応じて音色が大きく変化し、高音域になる
に連れて打鍵強さに応じた音色変化は小さくなる。これ
は、低音域の楽音は、楽音に含まれる倍音数が打鍵強さ
に応じて大きく変化するが、高音域になるに連れて、打
鍵強さが変化しても楽音に含まれる倍音の数はあまり変
化せず、また、低音域の楽音の減衰速度は小さいが高音
域になるに連れて減衰速度が大きくなるという自然楽器
の特性等によるものである。

【０００３】このような自然楽器の特性を電子楽器上で
模擬するためには、鍵域や打鍵強さ毎に録音された波形
データを予め記憶しておき、操作された鍵の位置や打鍵
強さに応じて、これらの中から対応する波形データを読
み出して再生すればよい。しかしながら、この方法は、
予め記憶しておくべき波形データが膨大となるので現実
的ではない。

【０００４】そこで、少ない波形データの量であるにも
拘わらず鍵域や打鍵強さに応じた音色変化を実現する方
法が開発されている。例えば、特開昭６０−５５３９８
号公報、特開昭６１−２０４６９７号公報には、異なる
打鍵強さで録音した２種類の波形データを記憶してお
き、実際に鍵が操作された場合に、その打鍵強さに応じ
た割合で複数の波形データを加算合成し、これによって
打鍵強さに応じた音色変化を実現する技術が開示されて
いる。

【０００５】しかしながら、この方法では、楽器の音を
録音する際に、打鍵強さの異なる音を複数録音する必要
があるので、録音作業に多大の労力と時間が必要であ
り、また、用意すべき波形データの量も多くなるという
欠点がある。また、自然界に存在する音は必ず位相の揺
らぎがある。従って、異なる打鍵強さの波形を加算合成
しようとしても、各周波数帯域成分の位相を完全に合わ
せることは不可能であり、加算合成した時に位相干渉を
起こし周波数特性を損ねるという問題が残っている。

【０００６】鍵域や打鍵強さに応じた音色変化を実現す
る他の方法として、強打音には高周波数帯域成分の量が
多く含まれるが弱打音にはそれが少ないという自然楽器
音の特性に着目し、高周波数帯域成分が多く含まれた強
打時の波形データだけを用意し、例えば１オクターブで
数十デシベル［ｄＢ／ｏｃｔ］下げるようなデジタルフ
ィルタを用いて強打音に含まれる高周波数帯域成分を適
当な周波数でカットして擬似的に中打音、弱打音を作る
ものも知られている。この方法によれば、用意すべき波
形データの量は少なくて済むが、デジタルフィルタで単
に高周波数帯域成分をカットするだけであるので、実際
のピアノの打鍵強さによる音色変化とは異なる音色変化
になってしまうという問題があった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる従来
の問題を解消するためになされたもので、少ない波形デ
ータの量であるにも拘わらず、位相干渉を起こすことな
く打鍵強さに応じた音色変化を実現できる楽音信号発生
装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の第１の態様に係る楽音信号発生装置は、最
強打によって発生された音に基づいて作成された波形デ
ータを記憶した波形メモリと、周波数変化に対するレベ
ル変化の割合を示す傾斜データを複数の打鍵強さのそれ
ぞれに対応させて成る傾斜データ群を記憶したデータメ
モリと、発音を指示する鍵盤と、該鍵盤の打鍵の強さを
検出する打鍵検出手段と、該打鍵検出手段で検出された
打鍵の強さに応じて前記傾斜データ群の中から選択され
た１つの傾斜データに基づきフィルタ係数を生成するフ
ィルタ係数生成手段と、前記鍵盤の打鍵に応じて前記波
形メモリ中の波形データに基づき楽音信号を生成する楽
音信号生成手段と、該楽音信号生成手段で生成された楽
音信号を、前記フィルタ係数生成手段で生成されたフィ
ルタ係数に応じてフィルタリングして出力するフィルタ
手段、とで構成される。

【０００９】傾斜データは、例えば、ピアノ等の自然楽
器を最強打することによって発生された音に基づいて作
成された波形データを基準とし、この波形データと他の
強さで打鍵することによって発生された音に基づいて作
成された波形データとのレベルの差を全周波数帯域に亙
って算出し、これを例えば所定の方法で直線近似するこ
とにより生成することができる。そして、異なる複数の
打鍵強さで打鍵して得られた波形データについて、上述
した差を算出して複数（例えば１２８）の傾斜データを
作成しておくことにより、複数種類のフィルタ特性、つ
まり複数種類の音色変化が実現される。

【００１０】また、フィルタ係数の作成は、例えば、傾
斜データから周波数軸上で該傾斜データに対応するフィ
ルタ特性を示すデータを作成し、このデータをフーリエ
逆変換してインパルスレスポンスを得、これをフィルタ
係数とすることができる。

【００１１】また、上記第１の態様に係る楽音信号発生
装置は、前記鍵盤の打鍵された鍵の属する鍵域を検出す
る鍵域検出手段を更に備え、前記データメモリは、複数
の鍵域毎に前記傾斜データ群を記憶し、前記フィルタ係
数生成手段は、該鍵域検出手段で検出された鍵域に応じ
て前記データメモリから１つの傾斜データ群を選択し、
該傾斜データ群の中から前記打鍵検出手段で検出された
打鍵の強さに応じて１つの傾斜データを選択し、該傾斜
データに基づきフィルタ係数を生成するように構成する
ことができる。

【００１２】鍵域は、例えば鍵盤の各鍵毎に１つの鍵域
とすることができる。また、連続する数鍵を１つの鍵域
とすることもできる。更に、鍵盤を例えば高音域、中音
域、低音域のように大きく３つの鍵域に分け、各鍵がそ
れぞれの鍵域に属するように構成することもできる。鍵
域検出手段は、予め定められた鍵域に従って、打鍵され
た鍵が属する鍵域を検出するように構成できる。この場
合、データメモリに記憶される傾斜データ群は各鍵域毎
に用意される。

【００１３】本発明の第２の態様の楽音信号発生装置
は、上記と同様の目的で、最強打によって発生された音
に基づいて作成された複数の音色に対応する複数の波形
データを記憶した波形メモリと、周波数変化に対するレ
ベル変化の割合を示す傾斜データを複数の打鍵強さのそ
れぞれに対応させて成る傾斜データ群を、複数の音色毎
に記憶したデータメモリと、音色を指定する音色指定手
段と、発音を指示する鍵盤と、該鍵盤の打鍵の強さを検
出する打鍵検出手段と、該音色指定手段で指定された音
色に応じて前記データメモリから１つの傾斜データ群を
選択し、該傾斜データ群の中から前記打鍵検出手段で検
出された打鍵の強さに応じて１つの傾斜データを選択
し、該傾斜データに基づきフィルタ係数を生成するフィ
ルタ係数生成手段と、前記鍵盤の打鍵に応じて前記波形
メモリ中の前記音色指定手段で指定された波形データに
基づき楽音信号を生成する楽音信号生成手段と、該楽音
信号生成手段で生成された楽音信号を、前記フィルタ係
数生成手段で生成されたフィルタ係数に応じてフィルタ
リングして出力するフィルタ手段、とで構成される。

【００１４】傾斜データ及びフィルタ係数は、上記第１
の態様の楽音信号発生装置と同様にして作成することが
できる。また、音色指定手段は、例えばピアノ、ハープ
シコード等といった楽器の音色を指定するように構成す
ることができる。この場合、データメモリに記憶される
傾斜データ群は各音色毎に用意される。

【００１５】また、上記第２の態様に係る楽音信号発生
装置は、前記鍵盤の打鍵された鍵の属する鍵域を検出す
る鍵域検出手段を更に備え、前記データメモリは、複数
の音色のそれぞれに対応して複数の鍵域毎に前記傾斜デ
ータ群を記憶し、前記フィルタ係数生成手段は、前記音
色指定手段で指定された音色及び該鍵域検出手段で検出
された鍵域に応じて前記データメモリから１つの傾斜デ
ータ群を選択し、該傾斜データ群の中から前記打鍵検出
手段で検出された打鍵の強さに応じて１つの傾斜データ
を選択し、該傾斜データに基づきフィルタ係数を生成す
るように構成することができる。鍵域は上記第１の態様
の楽音信号発生装置と同様にして決定することができ
る。この場合、データメモリに記憶される傾斜データ群
は各音色のそれぞれについて各鍵域毎に用意される。

【００１６】本発明の第３の態様に係る楽音信号発生装
置は、上記と同様の目的で、最強打によって発生された
音に基づいて作成された波形データを記憶した波形メモ
リと、周波数変化に対するレベル変化の割合を示す傾斜
データに基づき作成されたフィルタ係数を、複数の打鍵
強さのそれぞれに対応させて成るフィルタ係数群を記憶
したデータメモリと、発音を指示する鍵盤と、該鍵盤の
打鍵の強さを検出する打鍵検出手段と、該打鍵検出手段
で検出された打鍵の強さに応じて前記フィルタ係数群の
中から１つのフィルタ係数を選択する選択手段と、前記
鍵盤の打鍵に応じて前記波形メモリ中の波形データに基
づき楽音信号を生成する楽音信号生成手段と、該楽音信
号生成手段で生成された楽音信号を、前記選択手段で選
択されたフィルタ係数に応じてフィルタリングして出力
するフィルタ手段、とで構成される。

【００１７】フィルタ係数は、例えば、次のようにして
作成することができる。先ず、ピアノ等の自然楽器を最
強打することによって発生された音に基づいて作成され
た波形データを基準とし、この波形データと他の強さで
打鍵することによって発生された音に基づいて作成され
た波形データとのレベルの差を全周波数帯域に亙って算
出する。次いで、これを例えば所定の方法で直線近似す
ることにより傾斜データを作成する。次いで、この傾斜
データから周波数軸上で該傾斜データに対応するフィル
タ特性を示すデータを作成し、このデータをフーリエ逆
変換してインパルスレスポンスを得、これをフィルタ係
数とすることができる。そして、異なる複数の打鍵強さ
で打鍵して得られた波形データについて、上述した差を
算出して複数（例えば１２８）の傾斜データを作成して
おくことにより、複数種類のフィルタ特性、つまり複数
種類の音色変化が実現される。

【００１８】また、上記第３の態様に係る楽音信号発生
装置は、前記鍵盤の打鍵された鍵の属する鍵域を検出す
る鍵域検出手段を更に備え、前記データメモリは、複数
の鍵域毎に前記フィルタ係数群を記憶し、前記選択手段
は、該鍵域検出手段で検出された鍵域に応じて前記デー
タメモリから１つのフィルタ係数群を選択し、該フィル
タ係数群の中から前記打鍵検出手段で検出された打鍵の
強さに応じて１つのフィルタ係数を選択するように構成
することができる。鍵域は上記第１の態様の楽音信号発
生装置と同様にして決定することができる。この場合、
データメモリに記憶されるフィルタ係数群は各鍵域毎に
用意される。

【００１９】本発明の第４の態様の楽音信号発生装置
は、上記と同様の目的で、最強打によって発生された音
に基づいて作成された複数の音色に対応する複数の波形
データを記憶した波形メモリと、周波数変化に対するレ
ベル変化の割合を示す傾斜データに基づき作成されたフ
ィルタ係数を、複数の打鍵強さのそれぞれに対応させて
成るフィルタ係数群を記憶したデータメモリと、音色を
指定する音色指定手段と、発音を指示する鍵盤と、該鍵
盤の打鍵の強さを検出する打鍵検出手段と、該音色指定
手段で指定された音色に応じて前記データメモリから１
つのフィルタ係数群を選択し、該フィルタ係数群の中か
ら該打鍵検出手段で検出された打鍵の強さに応じて１つ
のフィルタ係数を選択する選択手段と、前記鍵盤の打鍵
に応じて前記波形メモリ中の前記音色指定手段で指定さ
れた波形データに基づき楽音信号を生成する楽音信号生
成手段と、該楽音信号生成手段で生成された楽音信号
を、前記選択手段で選択されたフィルタ係数に応じてフ
ィルタリングして出力するフィルタ手段、とで構成され
る。

【００２０】フィルタ係数は、上記第２の態様の楽音信
号発生装置と同様にして作成することができる。また、
音色指定手段は、例えばピアノ、ハープシコード等とい
った楽器の音色を指定するように構成することができ
る。この場合、データメモリに記憶されるフィルタ係数
群は各音色毎に用意される。

【００２１】また、上記第４の態様に係る楽音信号発生
装置は、前記鍵盤の打鍵された鍵の属する鍵域を検出す
る鍵域検出手段を更に備え、前記データメモリは、複数
の音色のそれぞれに対応して複数の鍵域毎に前記フィル
タ係数群を記憶し、前記選択手段は、該音色指定手段で
指定された鍵域及び前記鍵域検出手段で検出された鍵域
に応じて前記データメモリから１つのフィルタ係数群を
選択し、該フィルタ係数群の中から前記打鍵検出手段で
検出された打鍵の強さに応じて１つのフィルタ係数を選
択するように構成することができる。鍵域は上記第１の
態様の楽音信号発生装置と同様にして決定することがで
きる。この場合、データメモリに記憶されるフィルタ係
数群は各音色のそれぞれについて各鍵域毎に用意され
る。

【００２２】本発明の第５の態様の楽音信号発生装置
は、上記と同様の目的で、最強打によって発生された音
に基づいて作成された波形データを記憶した波形メモリ
と、発音を指示する鍵盤と、該鍵盤の打鍵の強さを検出
する打鍵検出手段と、該打鍵検出手段で検出された打鍵
の強さに応じて周波数変化に対するレベル変化の割合を
示す傾斜データを算出し、該傾斜データに基づきフィル
タ係数を生成するフィルタ係数生成手段と、前記鍵盤の
打鍵に応じて前記波形メモリ中の波形データに基づき楽
音信号を生成する楽音信号生成手段と、該楽音信号生成
手段で生成された楽音信号を、前記フィルタ係数生成手
段で生成されたフィルタ係数に応じてフィルタリングし
て出力するフィルタ手段、とで構成される。

【００２３】また、上記第５の態様に係る楽音信号発生
装置は、前記鍵盤の打鍵された鍵の属する鍵域を検出す
る鍵域検出手段を更に備え、前記フィルタ係数生成手段
は、該鍵域検出手段で検出された鍵域と前記打鍵検出手
段で検出された打鍵の強さに応じて傾斜データを算出
し、該算出された傾斜データに基づきフィルタ係数を生
成するように構成することができる。

【００２４】本発明の第６の態様の楽音信号発生装置
は、上記と同様の目的で、最強打によって発生された音
に基づいて作成された複数の音色に対応する複数の波形
データを記憶した波形メモリと、音色を指定する音色指
定手段と、発音を指示する鍵盤と、該鍵盤の打鍵の強さ
を検出する打鍵検出手段と、該音色指定手段で指定され
た音色と該打鍵検出手段で検出された打鍵の強さとに応
じて周波数変化に対するレベル変化の割合を示す傾斜デ
ータを算出し、該傾斜データに基づきフィルタ係数を生
成するフィルタ係数生成手段と、前記鍵盤の打鍵に応じ
て前記波形メモリ中の前記音色指定手段で指定された波
形データに基づき楽音信号を生成する楽音信号生成手段
と、該楽音信号生成手段で生成された楽音信号を、前記
フィルタ係数生成手段で生成されたフィルタ係数に応じ
てフィルタリングして出力するフィルタ手段、とで構成
することができる。

【００２５】また、上記第６の態様に係る楽音信号発生
装置は、前記鍵盤の打鍵された鍵の属する鍵域を検出す
る鍵域検出手段を更に備え、前記フィルタ係数生成手段
は、該鍵域検出手段で検出された鍵域と前記音色指定手
段で指定された音色と前記打鍵検出手段で検出された打
鍵の強さとに応じて傾斜データを算出し、該算出された
傾斜データに基づきフィルタ係数を生成するように構成
することができる。

【００２６】本発明の第７の態様の楽音信号発生装置
は、上記と同様の目的で、ｎ個の打鍵強さに対応するｎ
種類の波形データを記憶した波形メモリ（但し、ｎは正
の整数）と、発音を指示する鍵盤と、該鍵盤の打鍵の強
さを検出する打鍵検出手段と、前記波形メモリから読み
出したｎ種類の波形データを、該打鍵検出手段で検出さ
れた打鍵の強さに応じた割合で合成して楽音信号を生成
する楽音信号生成手段、とを具備する楽音信号発生装置
であって、前記波形メモリに記憶する波形データは、
（Ａ）周波数変化に対するレベル変化の割合を示す傾斜
データを打鍵強さに対応して作成し、該傾斜データに対
応するフィルタ係数を作成し、そして、最強打によって
発生された音に基づいて作成された波形データに、該フ
ィルタ係数に従ったフィルタ演算を施し、（Ｂ）該ステ
ップ（Ａ）をｎ個の各打鍵強さについてｎ回行い、以て
ｎ種類が作成されることを特徴とする。

【００２７】また、本発明の第８の態様の楽音信号発生
装置は、上記と同様の目的で、ｎ個の打鍵強さに対応す
るｎ種類の波形データをｋ個の鍵域のそれぞれについて
記憶した波形メモリ（但し、ｋ及びｎは正の整数）と、
発音を指示する鍵盤と、該鍵盤の打鍵の強さを検出する
打鍵検出手段と、該鍵盤の打鍵された鍵の属する鍵域を
検出する鍵域検出手段と、該鍵域検出手段で検出された
鍵域に対応するｎ種類の波形データを前記波形メモリか
ら読み出し、該打鍵検出手段で検出された打鍵の強さに
応じた割合で合成して楽音信号を生成する楽音信号生成
手段、とを具備する楽音信号発生装置であって、前記波
形メモリに記憶する波形データは、（Ａ）周波数変化に
対するレベル変化の割合を示す傾斜データを打鍵強さに
対応して作成し、該傾斜データに対応するフィルタ係数
を作成し、そして、最強打によって発生された音に基づ
いて作成された波形データに、該フィルタ係数に従った
フィルタ演算を施し、（Ｂ）該ステップ（Ａ）をｎ個の
各打鍵強さについてｎ回行い、（Ｃ）更に、該ステップ
（Ｂ）をｋ個の各鍵域についてｋ回行い、以てｋ×ｎ種
類が作成されることを特徴とする楽音信号発生装置。

【００２８】

【作用】本発明者は、アコースティックピアノを用い
て、打鍵強さと周波数特性の変化の関係を調べた。この
結果を、図３（Ａ）に示す。この図からも明らかなよう
に、打鍵強さが弱打→中打→強打→最強打となるに従っ
て、周波数［Ｈｚ］の高い領域のレベル［ｄＢ］が高く
なっていることがわかる。このことは、打鍵強さが大き
くなるに従って高周波数帯域成分が多く含まれる音が発
生されていることを意味する。

【００２９】そこで、最強打時とその他の打鍵強さ時の
周波数特性の差を算出して見ると、図３（Ｂ）に示すよ
うになる。具体的には、図３（Ｂ）は、各打鍵強さの基
音のレベルを合わせ、その状態で、各倍音毎に最強打時
のレベルから弱打時のレベルを引いた値、最強打時のレ
ベルから中打時のレベルを引いた値及び最強打時のレベ
ルから強打時のレベルを引いた値をそれぞれプロットし
たものである。Ｙ軸はデシベル［ｄＢ］、Ｘ軸はヘルツ
［Ｈｚ］である。

【００３０】図３（Ｂ）に示した各特性線を最小自乗法
により直線近似すると、図３（Ｃ）に示すように、それ
ぞれ打鍵強さに応じた傾きを有する直線となる。このこ
とは、ピアノの打鍵強さによる周波数特性（音色）の変
化は、［ｄＢ／Ｈｚ］の軸上で直線的な傾斜を有するフ
ィルタを用いることにより模擬できることを意味する。

【００３１】本発明の第１の態様に係る楽音信号発生装
置は、以上のような測定及び分析結果に基づいて成され
たものであり、強打時の波形データに［ｄＢ／Ｈｚ］軸
上で直線的な傾斜を有するフィルタをかけることによ
り、中打、弱打のような打鍵強さの異なる波形データを
得るようにしたものである。即ち、［ｄＢ／Ｈｚ］軸上
で直線的な傾斜を有するフィルタを形成するためのデー
タとして、周波数変化に対するレベル変化の割合（［ｄ
Ｂ／Ｈｚ］）を示す傾斜データを用いる。

【００３２】即ち、本発明の第１の態様に係る楽音信号
発生装置においては、波形メモリに最強打によって発生
された音に基づいて作成された波形データを記憶してお
くと共に、データメモリに、複数の打鍵強さのそれぞれ
に対応させた傾斜データを集めて成る傾斜データ群を記
憶しておく。そして、打鍵がなされた場合に、この打鍵
の強さに応じてデータメモリから対応する傾斜データを
読み出し、この傾斜データに基づいてフィルタ係数を作
成する。フィルタ係数は、例えば、周波数軸上で該傾斜
データに対応するフィルタ特性を示すデータを作成し、
このデータをフーリエ逆変換してインパルスレスポンス
を得ることにより作成される。

【００３３】一方、打鍵に応じて波形メモリから最強打
時の波形データに基づいた楽音信号が生成される。この
楽音信号をフィルタ係数によって制御されるフィルタ手
段を通すことにより、フィルタ係数に応じた変更が加え
られる。フィルタ係数は打鍵の強さを反映したものであ
り、従って、フィルタ手段を通過された楽音信号は打鍵
の強さを反映したものとなる。

【００３４】このように、本発明の第１の態様の楽音信
号発生装置によれば、波形メモリには最強打時の波形デ
ータを１種類だけ用意しておき、打鍵の強さに応じてこ
れをフィルタリングして出力するようにしているので、
波形データの量を少なくすることができる。また、１つ
の波形データから打鍵強さに応じた楽音信号を生成する
ので、位相合わせの必要がなく、従来のように、位相干
渉を引き起こすこともない。

【００３５】上述した測定及び分析は、特定の鍵に対す
る周波数特性について示したものであるが、これを鍵盤
の全鍵について調べてみると、図４に示すように、上記
傾斜は、音域（鍵域）により変化していることがわかっ
た。図４はＹ軸に直線の傾き［ｄＢ／Ｈｚ］、Ｘ軸に各
鍵番号（Ａ０〜Ｃ８）をとったものである。この図４を
参照すると、低音域（鍵番号が小さい領域）では、直線
の傾斜が大きい、つまり高周波数帯域成分が多く含ま
れ、高音域（鍵番号が大きい領域）では、直線の傾斜が
小さい、つまり高周波数帯域成分が少なくなる傾向があ
ることがわかる。

【００３６】上記第１の態様に係る楽音信号発生装置に
おいては、上記の事実に基づき、鍵域と押鍵の強さに応
じて音色を変化させるようにしている。即ち、波形メモ
リに最強打によって発生された音に基づいて作成された
波形データを記憶しておくと共に、データメモリに、傾
斜データ群を鍵域毎に記憶しておく。そして、打鍵がな
されると、データメモリ中の打鍵された鍵の属する鍵域
に対応する傾斜データ群が選択され、この選択された傾
斜データ群の中から打鍵の強さに応じた傾斜データが読
み出され、フィルタ係数が作成される。以降の動作は、
上述した本発明の第１の態様の楽音信号発生装置と同じ
である。本楽音信号発生装置によれば、鍵域毎に打鍵強
さに応じた音色変化を実現できる。

【００３７】本発明の第２の態様の楽音信号発生装置に
おいては、音色毎に押鍵の強さに応じて音色を変化させ
るようにしている。即ち、波形メモリに、最強打によっ
て発生された音に基づいて作成された複数の音色に対応
する波形データを記憶しておくと共に、データメモリ
に、傾斜データ群を音色毎に記憶しておく。そして、打
鍵がなされると、データメモリから音色指定手段で指定
された音色に対応する傾斜データ群が選択され、この選
択された傾斜データ群の中から打鍵の強さに応じた傾斜
データが読み出され、フィルタ係数が作成される。

【００３８】一方、打鍵がなされると、その時点で指定
されている音色に対応した波形データが波形メモリから
読み出され、楽音信号が生成される。この楽音信号をフ
ィルタ係数によって制御されるフィルタ手段を通すこと
により、フィルタ係数に応じた変更が加えられる。本楽
音信号発生装置によれば、各音色について打鍵強さに応
じた音色変化を実現できる。

【００３９】また、上記第２の態様に係る楽音信号発生
装置においては、音色毎に鍵域及び押鍵の強さに応じて
音色を変化させるようにしている。即ち、波形メモリに
最強打によって発生された音に基づいて作成された複数
の音色に対応する波形データを記憶しておくと共に、デ
ータメモリに、傾斜データ群を音色及び鍵域毎に記憶し
ておく。そして、打鍵がなされると、データメモリから
音色指定手段で指定された音色の中の打鍵された鍵の属
する鍵域に対応する傾斜データ群が選択され、この選択
された傾斜データ群の中から打鍵の強さに応じた傾斜デ
ータが読み出され、フィルタ係数が作成される。以降の
動作は、上述した本発明の第２の態様の楽音信号発生装
置と同じである。本楽音信号発生装置によれば、各音色
について鍵域毎に打鍵強さに応じた音色変化を実現でき
る。

【００４０】本発明の第３の態様の楽音信号発生装置に
おいては、データメモリには傾斜データそのものではな
く、この傾斜データに基づき作成されたフィルタ係数を
記憶しておき、押鍵の強さに応じて音色を変化させるよ
うにしている。即ち、波形メモリに最強打によって発生
された音に基づいて作成された波形データを記憶してお
くと共に、データメモリに、複数の打鍵強さのそれぞれ
に対応させたフィルタ係数を集めて成るフィルタ係数群
を記憶しておく。そして、打鍵がなされた場合に、この
打鍵の強さに応じてデータメモリから対応するフィルタ
係数を読み出す。一方、打鍵に応じて波形メモリから最
強打時の波形データに基づいた楽音信号が生成される。
この楽音信号をデータメモリから読み出されたフィルタ
係数によって制御されるフィルタ手段を通すことによ
り、フィルタ係数に応じた変更が加えられる。本楽音信
号発生装置によれば、打鍵後にフィルタ係数を生成する
処理を行う必要がないので、発音処理を高速に行うこと
ができる。

【００４１】本第３の態様に係る楽音信号発生装置にお
いては、データメモリにはフィルタ係数を記憶してお
き、鍵域と押鍵の強さに応じて音色を変化させるように
している。即ち、波形メモリに最強打によって発生され
た音に基づいて作成された波形データを記憶しておくと
共に、データメモリに、フィルタ係数群を鍵域毎に記憶
しておく。そして、打鍵がなされると、データメモリ中
の打鍵された鍵の属する鍵域に対応するフィルタ係数群
が選択され、この選択されたフィルタ係数群の中から打
鍵の強さに応じたフィルタ係数が読み出される。以降の
動作は、上述した本発明の第２の態様の楽音信号発生装
置と同じである。本楽音信号発生装置によれば、鍵域毎
に打鍵強さに応じた音色変化を実現できる。

【００４２】本発明の第４の態様の楽音信号発生装置に
おいては、データメモリにはフィルタ係数を記憶してお
き、音色毎に押鍵の強さに応じて音色を変化させるよう
にしている。即ち、波形メモリに、最強打によって発生
された音に基づいて作成された複数の音色に対応する波
形データを記憶しておくと共に、データメモリに、フィ
ルタ係数群を音色毎に記憶しておく。そして、打鍵がな
されると、データメモリから音色指定手段で指定された
音色に対応するフィルタ係数群が選択され、この選択さ
れたフィルタ係数群の中から打鍵の強さに応じたフィル
タ係数が読み出される。

【００４３】一方、打鍵がなされると、その時点で指定
されている音色に対応した波形データが波形メモリから
読み出され、楽音信号が生成される。この楽音信号をフ
ィルタ係数によって制御されるフィルタ手段を通すこと
により、フィルタ係数に応じた変更が加えられる。本楽
音信号発生装置によれば、各音色について打鍵強さに応
じた音色変化を実現できる。

【００４４】また、上記第４の態様に係る楽音信号発生
装置においては、データメモリにはフィルタ係数を記憶
しておき、音色毎に鍵域及び押鍵の強さに応じて音色を
変化させるようにしている。即ち、波形メモリに最強打
によって発生された音に基づいて作成された複数の音色
に対応する波形データを記憶しておくと共に、データメ
モリに、フィルタ係数群を音色及び鍵域毎に記憶してお
く。そして、打鍵がなされると、データメモリから音色
指定手段で指定された音色の中の打鍵された鍵の属する
鍵域に対応するフィルタ係数群が選択され、この選択さ
れたフィルタ係数群の中から打鍵の強さに応じたフィル
タ係数が読み出される。以降の動作は、上述した本発明
の第４の態様に係る楽音信号発生装置と同じである。本
楽音信号発生装置によれば、各音色について鍵域毎に打
鍵強さに応じた音色変化を実現できる。

【００４５】本発明の第５の態様の楽音信号発生装置に
おいては、例えば演算によってフィルタ係数を算出し、
押鍵の強さに応じて音色を変化させるようにしている。
即ち、波形メモリに最強打によって発生された音に基づ
いて作成された波形データを記憶しておき、打鍵がなさ
れると、この打鍵の強さに応じて例えば所定の演算式に
従ってフィルタ係数が算出される。一方、打鍵に応じて
波形メモリから最強打時の波形データに基づいた楽音信
号が生成される。この楽音信号を上記で算出されたフィ
ルタ係数によって制御されるフィルタ手段を通すことに
より、フィルタ係数に応じた変更が加えられる。本楽音
信号発生装置によれば、データメモリを備えておく必要
がないので、メモリ容量を少なくできる。

【００４６】本第５の態様に係る楽音信号発生装置にお
いては、例えば演算によってフィルタ係数を算出し、鍵
域と押鍵の強さに応じて音色を変化させるようにしてい
る。即ち、波形メモリに最強打によって発生された音に
基づいて作成された波形データを記憶しておき、打鍵が
なされると、打鍵された鍵の属する鍵域と打鍵の強さに
応じて例えば所定の演算式に従ってフィルタ係数が算出
される。以降の動作は、上記本発明の第５の態様の楽音
信号発生装置と同じである。本楽音信号発生装置によれ
ば、鍵域毎に打鍵強さに応じた音色変化を実現できる。

【００４７】本発明の第６の態様の楽音信号発生装置に
おいては、例えば演算によってフィルタ係数を算出し、
音色毎に押鍵の強さに応じて音色を変化させるようにし
ている。即ち、波形メモリに、最強打によって発生され
た音に基づいて作成された複数の音色に対応する波形デ
ータを記憶しておき、打鍵がなされると、その時点で指
定されている音色と打鍵の強さに応じて例えば所定の演
算式に従ってフィルタ係数が算出される。一方、打鍵が
なされると、その時点で指定されている音色に対応した
波形データが波形メモリから読み出され、楽音信号が生
成される。この楽音信号をフィルタ係数によって制御さ
れるフィルタ手段を通すことにより、フィルタ係数に応
じた変更が加えられる。本楽音信号発生装置によれば、
各音色について打鍵強さに応じた音色変化を実現でき
る。

【００４８】本第６の態様に係る楽音信号発生装置にお
いては、例えば演算によってフィルタ係数を算出し、音
色毎に鍵域及び押鍵の強さに応じて音色を変化させるよ
うにしている。即ち、波形メモリに最強打によって発生
された音に基づいて作成された複数の音色に対応する波
形データを記憶しておき、打鍵がなされると、その時点
で指定されている音色と鍵域及び打鍵の強さに応じて例
えば所定の演算式に従ってフィルタ係数が算出される。
以降の動作は、上述した本発明の第６の態様の楽音信号
発生装置と同じである。本楽音信号発生装置によれば、
各音色について鍵域毎に打鍵強さに応じた音色変化を実
現できる。

【００４９】本発明の第７の態様の楽音信号発生装置に
おいては、ｎ個の打鍵強さに対応するｎ種類の波形デー
タを作成して予め波形メモリに記憶しておき、打鍵がな
された場合に、波形メモリに記憶されているｎ種類の波
形データを読み出して打鍵の強さに応じた割合で合成し
て楽音信号を生成するようにしている。この場合、波形
メモリに記憶するｎ種類の波形データは、周波数変化に
対するレベル変化の割合を示す傾斜データを打鍵強さに
対応して作成し、該傾斜データに対応するフィルタ係数
を作成し、そして、最強打によって発生された音に基づ
いて作成された波形データに、該フィルタ係数に従った
フィルタ演算を施し、これをｎ個の各打鍵強さについて
行うことにより作成される。

【００５０】本楽音信号発生装置によれば、ｎ種類の波
形データは、最強打によって発生された音に基づいて作
成された１つの波形データに基づいて作成されるので、
各波形データの各周波数帯域成分の位相は完全に一致し
ている。従って、加算合成した時に位相干渉を起こし周
波数特性を損ねるということなく、打鍵の強さに応じた
音色変化を実現できる。

【００５１】本発明の第８の態様の楽音信号発生装置に
おいては、ｎ個の打鍵強さに対応するｎ種類の波形デー
タをｋ個の鍵域毎に作成して予め波形メモリに記憶して
おき、打鍵がなされた場合に、波形メモリ中の打鍵され
た鍵の属する鍵域に対応して記憶されているｎ種類の波
形データを読み出して打鍵の強さに応じた割合で合成し
て楽音信号を生成するようにしている。この場合、波形
メモリに記憶するｋ個の鍵域毎のｎ種類の波形データ
は、上記第８の態様の楽音信号発生装置で行った処理を
各鍵域についてｋ回実行することにより作成される。本
楽音信号発生装置によれば、加算合成した時に位相干渉
を起こすことがなく、複数の鍵域で打鍵の強さに応じた
音色変化を実現できる。

【００５２】

【実施例】以下、本発明の楽音信号発生装置の実施例に
つき図面を参照しながら詳細に説明する。

【００５３】（実施例１）本実施例１は、デジタルフィ
ルタにより音色を変化させるようにした楽音信号発生装
置の例である。

【００５４】本実施例１の楽音信号発生装置は、電子楽
器の一部として形成されている。図１は本発明の楽音信
号発生装置が適用された電子楽器の概略構成を示すブロ
ック図である。

【００５５】この電子楽器は、中央処理装置（以下、
「ＣＰＵ」という。）１０、リードオンリメモリ（以
下、「ＲＯＭ」という。）１１、ランダムアクセスメモ
リ（以下、「ＲＡＭ」という。）１２、パネルスキャン
回路１４、タッチ検出回路１６及び音源１７がシステム
バス２０によって相互に接続されている。システムバス
２０は、例えばアドレス信号、データ信号及び制御信号
等を送受するバスラインで構成される。

【００５６】ＣＰＵ１０は、ＲＯＭ１１のプログラムメ
モリに記憶されている制御プログラムに従って当該電子
楽器の全体を制御する。本発明のフィルタ係数生成手段
及び選択手段は、このＣＰＵ１０により実現されてい
る。このＣＰＵ１０が行う処理の詳細については後述す
る。

【００５７】ＲＯＭ１１は、機能的に分類すると、プロ
グラムメモリ、音色データメモリ及びデータメモリで構
成されている。プログラムメモリには、上述したよう
に、ＣＰＵ１０の制御プログラムが記憶されている。音
色データメモリには、種々の音色の楽音を発生するため
の複数の音色パラメータが音色毎に記憶されている。こ
の音色パラメータが音源１７に送られることにより、音
源１７において音色パラメータに応じた楽音信号が生成
される。

【００５８】データメモリには、フィルタ係数を作成す
るために使用されるフィルタの傾斜を示す傾斜データが
記憶されたテーブルが記憶されている。テーブルは、例
えば、図４に示すように、Ｘ軸に鍵域を、Ｙ軸に打鍵強
さに対するフィルタの傾斜［ｄＢ／Ｈｚ］（周波数変化
に対するレベル変化の割合を示す傾斜データ）をとった
二次元のテーブルとして構成することができる。Ｘ軸方
向の鍵域は、制御すべき音色の精度に応じて、任意の連
続した鍵数毎に定義することができる。また、Ｙ軸方向
の傾斜データは、制御すべき打鍵の強さの精度に応じて
任意の数に定義することができる。

【００５９】なお、鍵域（音程）に応じた音色変化を実
現する必要のない楽音信号発生装置では、データメモリ
に形成されるテーブルは、打鍵強さに対するフィルタの
傾斜［ｄＢ／Ｈｚ］（Ｙ軸方向のデータ）だけを記憶す
るように構成できる。

【００６０】また、データメモリに記憶するテーブル
は、後述する音色指定スイッチで指定される音色毎に、
打鍵の強さに応じた音色変化を実現する場合は、音色指
定スイッチで指定可能な音色の数だけ用意される。

【００６１】ＲＡＭ１２は、ＣＰＵ１０が処理する種々
のデータを一時的に記憶するものであり、詳細は説明し
ないが、各種レジスタ、カウンタ、フラグ等が定義され
ている。

【００６２】パネルスキャン回路１４には操作パネル１
３が接続されている。操作パネル１３には、当該電子楽
器を制御するための各種スイッチ、ボリューム等が設け
られている。例えば、操作パネル１３には、音色指定ス
イッチ、リズム指定スイッチ、音響効果スイッチ、音量
コントロールボリューム等が設けられている。本発明の
音色指定手段は、音色指定スイッチで実現されている。
この音色指定スイッチでは、例えばピアノ、ハープシコ
ード等といった楽器特有の音色を指定するために使用さ
れる。

【００６３】パネルスキャン回路１４は、操作パネル１
３とＣＰＵ１０との間のデータ送受を制御する。即ち、
パネルスキャン回路１４が操作パネル１３に対してスキ
ャン信号を送出すると、操作パネル１３は、このスキャ
ン信号に応答してスイッチの開閉状態を示す信号（以
下、「パネルデータ」という。）をパネルスキャン回路
１４に返送する。パネルスキャン回路１４は、操作パネ
ル１３から受け取ったパネルデータをシステムバス２０
を介してＣＰＵ１０に送出する。

【００６４】ＣＰＵ１０は、所定の周期でパネルスキャ
ン回路１４にスキャン指令を発し、パネルスキャン回路
から得られたパネルデータを参照して操作パネル１３の
スイッチ操作に対応する処理を行う。例えば、音色指定
スイッチで特定の音色が指定されると、ＣＰＵ１０は音
色を変更する処理を行う。この変更処理で新たに指定さ
れた音色は、音色番号としてＲＡＭ１２の所定領域に記
憶され、ＣＰＵ１０によって必要に応じて参照される。

【００６５】タッチ検出回路１６には鍵盤１５が接続さ
れている。鍵盤１５は、音程を指示するための複数の鍵
（例えば、音名Ａ０から音名Ｃ８までの８８鍵）を有し
ている。この鍵盤１５としては、打鍵の強さ（速さ）を
検出可能ならしめるために、例えば２接点方式の鍵盤が
用いられる。２接点方式の鍵盤１５の各鍵は、押鍵・離
鍵動作に連動して開閉する２個のキースイッチ（第１及
び第２のキースイッチ）を有している。

【００６６】タッチ検出回路１６は、鍵盤１５に対して
スキャン信号を送出し、鍵盤１５は、このスキャン信号
に応答して第１及び第２のキースイッチの開閉状態を示
す信号（以下、「キーデータ」という。）をタッチ検出
回路１６に返送する。タッチ検出回路１６は、鍵盤１５
から受け取ったキーデータから、キーイベントの有無と
キーイベントの種類（オンイベント又はオフイベント）
を示すイベント信号を生成してＣＰＵ１０に送る。ま
た、タッチ検出回路１６は鍵域検出手段として機能する
ものであり、鍵盤１５から受け取ったキーデータから、
押鍵又は離鍵された鍵のキーナンバを検出してＣＰＵ１
０に送る。このキーナンバは打鍵された鍵の属する鍵域
を示すデータとして用いられる。更に、タッチ検出回路
１６は打鍵検出手段として機能するものであり、第１の
キースイッチがオンになってから第２のキースイッチが
オンになるまでの時間を計測することにより、打鍵の強
さ（打鍵速度）を示すタッチデータを生成してＣＰＵ１
０に送る。

【００６７】音源１７は本楽音信号発生装置の中核をな
すものであり、波形メモリ３０、エンベロープ発生部３
１及び楽音発生部３２で構成されている。楽音発生部３
２は、更に楽音信号生成部５０とデジタルフィルタ部６
０とにより構成されている。

【００６８】波形メモリ３０は、波形データを記憶する
ものであり、例えばＲＯＭで構成することができる。こ
の波形メモリ３０に記憶される波形データは、例えば、
アコースティックピアノを最強打で打鍵して放音された
楽音を電気信号に変換し、これをパルスコード変調（Ｐ
ＣＭ）して作成される。この波形データは、更にルー
プ、リサンプル、カットなどの必要な波形処理が施さ
れ、波形メモリに記憶される。この波形メモリに記憶さ
れた波形データには、基音から高調波成分までが多数含
まれている。

【００６９】また、鍵域に応じた音色変化を実現する場
合は、各鍵毎に上記の方法で波形データを作成して波形
メモリ３０に記憶する。この場合、各鍵毎に波形データ
を記憶するのではなく、複数鍵単位で１つの波形データ
を記憶してもよい。この構成によれば、波形メモリ３０
に記憶すべき波形データの量を減らすことができるとい
う利点がある。

【００７０】また、１つの音色（楽器音）に対応する波
形データのみならず、他の音色（楽器音）に対応する波
形データを記憶することもできる。この構成によれば、
本楽音信号発生装置で、種々の楽器音の音を発生するこ
とができる。この波形メモリ３０から読み出された波形
データは、楽音信号生成部５０に送られる。

【００７１】エンベロープ発生部３１は、波形メモリ３
０から読み出された波形データにエンベロープを付加す
るためのエンベロープ信号を発生する。このエンベロー
プ発生部３１で発生されたエンベロープ信号は、楽音信
号生成部５０に送られる。

【００７２】楽音信号生成部５０は、例えば複数のオシ
レータを備えており、複数音の同時発音が可能となって
いる。この楽音信号生成部５０は、本発明の楽音信号生
成手段に対応するものであり、ＣＰＵ１０から送られて
くる音色パラメータに応じてデジタル楽音信号を生成す
る。即ち、楽音信号生成部５０は、上述した波形メモリ
３０から読み出した波形データに、上述したエンベロー
プ発生部３１から送られてきたエンベロープ信号を付加
することにより振幅レベルが制御されたデジタル楽音信
号を生成する。この楽音信号生成部５０で生成されたデ
ジタル楽音信号は、デジタルフィルタ部６０に送られ
る。

【００７３】デジタルフィルタ部６０はフィルタ手段に
対応するものであり、例えばＦＩＲフィルタで構成する
ことができる。このデジタルフィルタ部６０は、ＣＰＵ
１０から送られてくるフィルタ係数に従って、楽音信号
生成部５０から送られてきた楽音信号にフィルタ処理を
施す。これにより、音色指定スイッチで指定された音
色、鍵域、或いは打鍵の強さに応じて音色が変更された
デジタル楽音信号が生成される。このデジタルフィルタ
部６０から出力された楽音信号は、Ｄ／Ａ変換器１８に
供給される。

【００７４】Ｄ／Ａ変換器１８は、音源１７から受け取
ったデジタル楽音信号をアナログ楽音信号に変換するも
のである。このＤ／Ａ変換器１８の出力は、サウンドシ
ステム１９に供給される。サウンドシステム１９は、増
幅器及びスピーカ又はヘッドホン等で構成される。サウ
ンドシステム１９は、入力されたアナログ楽音信号を所
定の増幅率で増幅してスピーカ又はヘッドホンに送出
し、スピーカ又はヘッドホンで電気信号としてのアナロ
グ楽音信号を音響信号に変換して出力する。

【００７５】なお、上記の音源１７、Ｄ／Ａ変換器１８
及びサウンドシステム１９は、１系統しか示されていな
いが、２系統設けて左右両チャンネルのステレオ再生を
実現することも可能であり、更に、３系統以上設けて多
チャンネルの再生システムを構成することもできる。

【００７６】次に、上記構成の電子楽器において、楽音
信号発生装置として機能する部分の動作を説明する。

【００７７】なお、波形メモリ３０には複数の音色に対
応する複数の波形データが記憶されており、また、ＲＯ
Ｍ１１のデータメモリには、音色指定スイッチで指定さ
れる音色毎に、複数の鍵域のそれぞれについて打鍵の強
さに対応した複数の傾斜データが記憶されたテーブルが
記憶されているものとする。

【００７８】上記のような状態において、鍵盤１５の何
れかの鍵が打鍵されると、タッチ検出回路１６によっ
て、打鍵された鍵の位置（鍵域）を示すキーナンバと打
鍵の強さを示すタッチデータが検出され、ＣＰＵ１０に
送られる。

【００７９】ＣＰＵ１０は、ＲＡＭ１２の所定領域に記
憶されている音色番号を読み出すことによりその時点で
指定されている音色を認識し、この音色とタッチ検出回
路１６から得られたキーナンバとにより選択された１つ
の音色パラメータをＲＯＭ１１の音色データメモリから
取り出し、音源１７に送る。これにより、音源１７の楽
音信号生成部５０は、波形メモリ３０中の音色パラメー
タで選択された波形データを読み出し、同時にエンベロ
ープ発生部３１で発生されたエンベロープ信号と乗算し
て振幅レベルが制御されたデジタル楽音信号を生成す
る。このデジタル楽音信号は、デジタルフィルタ部６０
に順次送られる。

【００８０】一方、ＣＰＵ１０は、上記で認識された音
色に対応するＲＯＭ１１のデータメモリに記憶されてい
る１つのテーブルを選択する。更に、この選択されたテ
ーブル中の上記検出されたキーナンバに対応する領域を
選択し、当該領域から上記検出されたタッチデータに対
応する１つの傾斜データを取り出す。

【００８１】次いで、この傾斜データから、図５（Ａ）
に示すような、当該傾斜データに対応するフィルタ特性
を示すデータを作成する。次いで、図５（Ｂ）に示すよ
うに、フィルタ特性を示すデータをフーリエ逆変換して
インパルスレスポンスを得て、これを図５（Ｃ）に示す
ようなＦＩＲフィルタにフィルタ係数として与える。こ
れにより、デジタルフィルタ部６０では、楽音信号生成
部５０から送られてきたデジタル楽音信号にフィルタリ
ング処理を施して出力する。このデジタルフィルタ部６
０から出力されたデジタル楽音信号は、上述したように
Ｄ／Ａ変換器１８でアナログ信号に変換されてサウンド
システム１９に送られ、このサウンドシステム１９によ
って放音される。

【００８２】以上により、音色指定スイッチで指定され
た楽器音が、鍵域及び打鍵の強さに応じて音色が変更さ
れて放音されることになる。

【００８３】また、本実施例１では、ＲＯＭ１１のデー
タメモリには、打鍵の強さに応じた傾斜データを記憶し
ておく構成としたが、このデータメモリには、打鍵の強
さに応じた傾斜データに基づいて作成されたフィルタ係
数を記憶しておくように構成することもできる。フィル
タ係数は、上述したＣＰＵ１０が行った処理と同様の処
理を、予め他のコンピュータ等で行って作成することが
できる。この構成によれば、ＣＰＵ１０が打鍵に応じて
行うべき発音処理の量が少なくなり負荷が軽減されるの
で、ＣＰＵ１０に他の処理を行わせることができる。例
えば、ＣＰＵ１０は、軽減された負荷分で他の発音処理
を行うことができるので、本楽音信号発生装置の同時発
音数を多くすることができる。

【００８４】また、本実施例１では、フィルタ係数の生
成を、予めデータメモリに記憶した傾斜データに基づい
て行うように構成したが、打鍵の強さ、又は、鍵域と打
鍵の強さとを変数とした所定の関数を用いて演算するこ
とによりフィルタ係数を生成するように構成することも
できる。この場合に使用する関数は、上述した測定及び
分析結果に基づいて決定することができる。

【００８５】（実施例２）この実施例２は加算合成によ
り音色を変化させるようにした楽音信号発生装置の例で
ある。

【００８６】本実施例２の楽音信号発生装置は、電子楽
器の一部に形成されている。図２は本発明の楽音信号発
生装置が適用された電子楽器の概略構成を示すブロック
図である。図１を参照して説明した実施例１と同一又は
相当部分には同一符号を付し、説明を省略又は簡単化す
る。

【００８７】この実施例２は、ＲＯＭ１１内にデータメ
モリを有しない点、波形メモリには１つの波形データで
はなく鍵域に応じた複数の波形データが記憶される点、
及び楽音発生部３２の構成が異なっている点が、上述し
た実施例１と大きく相違している。

【００８８】先ず、波形メモリ３０に記憶すべき波形デ
ータの作成について説明する。この波形データの作成
は、本楽音信号発生装置とは別個に、例えばコンピュー
タ等を用いて行われる。本実施例２では、打鍵の強さを
強打、中打及び弱打の３種類に分けて制御するものとす
る。波形データは、次の過程を経て作成される。

【００８９】例えば、アコースティックピアノを最強
打で打鍵して放音された楽音を電気信号に変換し、これ
をパルスコード変調（ＰＣＭ）した波形データを作成す
る。この波形データには、基音から高調波成分までが多
数含まれている。 上述した実施例１の場合と同様に、図４に示すよう
な、Ｘ軸に鍵域を、Ｙ軸に打鍵強さに対するフィルタの
傾斜［ｄＢ／Ｈｚ］（周波数変化に対するレベル変化の
割合を示す傾斜データ）をとった二次元のテーブルを作
成し、このテーブルから当該鍵域に対応する強打波形デ
ータを作成するための傾斜データを得る。この場合、Ｘ
軸方向の鍵域は、制御すべき音色の精度に応じて、任意
の連続した鍵数毎に定義することができる。また、Ｙ軸
方向の傾斜データは、制御すべき打鍵の強さの精度に応
じて任意の数に定義することができる。 次いで、上記二次元のテーブルより、そのデータの鍵
域に対応する強打波形データを作るためのフィルタの傾
斜の値を得、周波数軸上でその傾斜のフィルタ特性を示
すデータを作る。 次いで、このデータをフーリエ逆変換し、フィルタの
インパルスレスポンスを得て、これに基づいてコンピュ
ータ上で畳み込み演算を行い、フィルタリングされた強
打波形データを作成する。 上記及びの処理を他の鍵域についても順次実行
し、予め定義された鍵域の全てに対応する強打波形デー
タを作成する。

【００９０】以上により、全鍵域分の強打波形データの
作成が完了する。以下同様にして、上記〜の処理を
繰り返して実行することにより、中打波形データ及び弱
打波形データを作成する。

【００９１】このようにして作成された強打波形デー
タ、中打波形データ及び弱打波形データは、ループ、リ
サンプル、カットなどの必要な波形処理が施され、波形
メモリ３０に記憶される。以上の処理により、波形メモ
リ３０には、強打、中打及び弱打の各波形データがそれ
ぞれ鍵域毎に記憶される。更に、操作パネル１３の音色
指定スイッチで指定された音色（楽器音）毎に打鍵強さ
に応じた音色変化を実現する場合は、強打、中打及び弱
打のそれぞれについて鍵域毎に作成された波形データを
音色（楽器音）毎に作成し、これを波形メモリ３０に記
憶する。

【００９２】音源１７は本楽音信号発生装置の中核をな
すものであり、波形メモリ３０、エンベロープ発生部３
１及び楽音発生部３２で構成されている。楽音発生部３
２は、更に、強打楽音信号生成部７０、中打楽音信号生
成部７１、弱打楽音信号生成部７２及び加算器７３によ
り構成されている。

【００９３】本実施例２では、波形メモリ３０には、上
述したように、強打、中打及び弱打のそれぞれについて
鍵域毎に作成された波形データが、音色（楽器音）毎に
記憶されているものとする。

【００９４】エンベロープ発生部３１は、波形メモリ３
０から読み出された波形データにエンベロープを付加す
るためのエンベロープ信号を発生する。このエンベロー
プ発生部３１で発生されたエンベロープ信号は、楽音発
生部３２に送られる。

【００９５】楽音発生部３２は、例えば複数のオシレー
タを備えており、複数音の同時発音が可能となってい
る。この楽音発生部３２は、本発明の楽音信号生成手段
に対応するものであり、ＣＰＵ１０から送られてくる音
色パラメータに応じてデジタル楽音信号を生成する。

【００９６】即ち、強打楽音信号生成部７０は、ＣＰＵ
１０からの指示に応じて、波形メモリ３０から強打波形
データを読み出してデジタル楽音信号を生成する。この
強打楽音信号生成部７０で生成されたデジタル楽音信号
は、エンベロープ発生部３１から送られてきたエンベロ
ープ信号に応じたエンベロープが付加されて加算器７３
に送られる。同様に、中打楽音信号生成部７１は、ＣＰ
Ｕ１０からの指示に応じて、波形メモリ３０から中打波
形データを読み出してデジタル楽音信号を生成する。こ
の中打楽音信号生成部７１で生成されたデジタル楽音信
号は、エンベロープ発生部３１から送られてきたエンベ
ロープ信号に応じたエンベロープが付加されて加算器７
３に送られる。同様に、弱打楽音信号生成部７２は、Ｃ
ＰＵ１０からの指示に応じて、波形メモリ３０から弱打
波形データを読み出してデジタル楽音信号を生成する。
この弱打楽音信号生成部７２で生成されたデジタル楽音
信号は、エンベロープ発生部３１から送られてきたエン
ベロープ信号に応じたエンベロープが付加されて加算器
７３に送られる。加算器７３は、強打楽音信号生成部７
０、中打楽音信号生成部７１及び弱打楽音信号生成部７
２から送られてきた各デジタル楽音信号を加算合成す
る。この加算器７３から出力されたデジタル楽音信号
が、音源１７の出力としてＤ／Ａ変換器１８に送られ
る。

【００９７】次に、上記構成の電子楽器において、楽音
信号発生装置として機能する部分の動作を説明する。

【００９８】先ず、鍵盤１５の何れかの鍵が打鍵される
と、タッチ検出回路１６によって、打鍵された鍵の位置
（鍵域）を示すキーナンバと打鍵の強さを示すタッチデ
ータが検出され、ＣＰＵ１０に送られる。

【００９９】ＣＰＵ１０は、ＲＡＭ１２の所定領域に記
憶されている音色番号を読み出すことによりその時点で
指定されている音色を認識し、この音色とタッチ検出回
路１６から得られたキーナンバとにより選択された１つ
の音色パラメータをＲＯＭ１１の音色データメモリから
取り出して音源１７に送る。また、ＣＰＵ１０は、タッ
チデータを音源１７に送る。

【０１００】これにより、音源１７の楽音発生部３２を
構成する強打楽音信号生成部７０、中打楽音信号生成部
７１及び弱打楽音信号生成部７２は、それぞれ波形メモ
リ３０から、上記音色パラメータで選択された波形デー
タを読み出し、エンベロープ発生部３１から送られてく
るエンベロープ信号と乗算して振幅レベルが制御された
デジタル楽音信号を生成する。これら３種類のデジタル
楽音信号は、加算器７３に送られる。

【０１０１】加算器７３では、ＣＰＵ１０から送られて
きたタッチデータに応じた割合で、上記３種類のデジタ
ル楽音信号を加算合成して出力する。タッチデータに応
じた加算合成の割合は任意に定めることができるが、例
えば、打鍵強さが大きくなれば強打楽音信号生成部７０
からのデジタル楽音信号の割合を大きくし、打鍵強さが
小さくなれば弱打楽音信号生成部７２からのデジタル楽
音信号の割合を大きくするように制御することができ
る。この加算器７３から出力されたデジタル楽音信号
は、Ｄ／Ａ変換器１８でアナログ信号に変換されてサウ
ンドシステム１９に送られ、このサウンドシステム１９
によって放音される。

【０１０２】以上により、音色指定スイッチで指定され
た音色（楽器音）が、鍵域及び打鍵の強さに応じて音色
が変更されて放音されることになる。

【０１０３】なお、本実施例２では、波形メモリ３０に
は、強打、中打及び弱打の３種類の打鍵の強さに対応す
る波形データを記憶しておき、楽音発生部３２では、強
打、中打及び弱打の各デジタル楽音信号を発生してタッ
チデータに応じて加算合成するように構成したが、これ
に限定されるものではない。例えば、波形メモリ３０に
は、強打及び弱打の２種類の打鍵の強さに対応する波形
データを記憶しておき、楽音発生部３２では、強打及び
弱打の各デジタル楽音信号を発生してタッチデータに応
じて加算合成するように構成してもよい。また、波形メ
モリ３０には、強打〜弱打の４種類以上の打鍵の強さに
対応する波形データを記憶しておき、楽音発生部３２で
は、強打〜弱打の４種類以上のデジタル楽音信号を発生
してタッチデータに応じて加算合成するように構成して
もよい。

【０１０４】また、上記実施例１及び実施例２では、鍵
盤１５から送られてきたデータに基づいて楽音信号を生
成する場合について説明したが、外部から送られてきた
発音を指示するデータ、例えばＭＩＤＩ機器から送られ
てくるＭＩＤＩのノートオンメッセージ、或いはシーケ
ンサから送られてくるノートオンデータによって上記と
同様の楽音信号を生成するように構成することもでき
る。

【０１０５】また、上記実施例では、１チャンネルで発
音する場合について説明したが、楽音信号をステレオ
（２チャンネル）で発音する場合、３チャンネル以上で
楽音を発生する場合にも上記と同様に適用できるもので
ある。この場合は、上記と同様にして作成したチャンネ
ル毎の波形データを波形メモリ３０に記憶しておけば良
い。

【０１０６】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
少ない波形データの量であるにも拘わらず、位相干渉を
起こすことなく打鍵強さに応じた音色変化を実現できる
楽音信号発生装置を提供できる。

【０１０７】また、打鍵強さの異なる波形データをいく
つも録音する必要がなくなり、録音作業や波形処理作業
が簡単になる。更に、波形の加算合成する場合、１つの
波形データにフィルタ（ＦＩＲ）をかけて異なる打鍵強
さの波形データを作るため、加算した時に位相干渉を起
こすことがなく、周波数特性を損ねることがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の楽音信号発生装置が適用された電子楽
器の実施例１の構成を示すブロック図である。

【図２】本発明の楽音信号発生装置が適用された電子楽
器の実施例２の構成を示すブロック図である。

【図３】本発明をなすに当たり、打鍵強さと周波数特性
の変化の関係を測定し分析した結果を示す図である。

【図４】本発明をなすに当たり、打鍵強さと周波数特性
の変化の関係を全鍵域に測定し分析した結果を示す図で
ある。

【図５】本発明の実施例の動作を説明するための図であ
る。

【符号の説明】

１０ ＣＰＵ １１ ＲＯＭ（データメモリ、プログラムメモリ、音
色データメモリ） １２ ＲＡＭ １３ 操作パネル １４ パネルスキャン回路 １５ 鍵盤 １６ タッチ検出回路 １７ 音源 １８ Ｄ／Ａ変換器 １９ サウンドシステム ２０ システムバス ３０ 波形メモリ ３１ エンベロープ発生部 ３２ 楽音発生部 ５０ 楽音信号生成部 ６０ デジタルフィルタ部 ７０ 強打楽音信号生成部 ７１ 中打楽音信号生成部 ７２ 弱打楽音信号生成部 ７３ 加算器

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 最強打によって発生された音に基づいて
   作成された波形データを記憶した波形メモリと、 周波数変化に対するレベル変化の割合を示す傾斜データ
   を複数の打鍵強さのそれぞれに対応させて成る傾斜デー
   タ群を記憶したデータメモリと、 発音を指示する鍵盤と、 該鍵盤の打鍵の強さを検出する打鍵検出手段と、 該打鍵検出手段で検出された打鍵の強さに応じて前記傾
   斜データ群の中から選択された１つの傾斜データに基づ
   きフィルタ係数を生成するフィルタ係数生成手段と、 前記鍵盤の打鍵に応じて前記波形メモリ中の波形データ
   に基づき楽音信号を生成する楽音信号生成手段と、 該楽音信号生成手段で生成された楽音信号を、前記フィ
   ルタ係数生成手段で生成されたフィルタ係数に応じてフ
   ィルタリングして出力するフィルタ手段、 とを具備することを特徴とする楽音信号発生装置。
2. 【請求項２】 前記鍵盤の打鍵された鍵の属する鍵域を
   検出する鍵域検出手段を更に備え、 前記データメモリは、複数の鍵域毎に前記傾斜データ群
   を記憶し、 前記フィルタ係数生成手段は、該鍵域検出手段で検出さ
   れた鍵域に応じて前記データメモリから１つの傾斜デー
   タ群を選択し、該傾斜データ群の中から前記打鍵検出手
   段で検出された打鍵の強さに応じて１つの傾斜データを
   選択し、該傾斜データに基づきフィルタ係数を生成する
   ことを特徴とする請求項１に記載の楽音信号発生装置。
3. 【請求項３】 最強打によって発生された音に基づいて
   作成された複数の音色に対応する複数の波形データを記
   憶した波形メモリと、 周波数変化に対するレベル変化の割合を示す傾斜データ
   を複数の打鍵強さのそれぞれに対応させて成る傾斜デー
   タ群を、複数の音色毎に記憶したデータメモリと、 音色を指定する音色指定手段と、 発音を指示する鍵盤と、 該鍵盤の打鍵の強さを検出する打鍵検出手段と、 該音色指定手段で指定された音色に応じて前記データメ
   モリから１つの傾斜データ群を選択し、該傾斜データ群
   の中から前記打鍵検出手段で検出された打鍵の強さに応
   じて１つの傾斜データを選択し、該傾斜データに基づき
   フィルタ係数を生成するフィルタ係数生成手段と、 前記鍵盤の打鍵に応じて前記波形メモリ中の前記音色指
   定手段で指定された波形データに基づき楽音信号を生成
   する楽音信号生成手段と、 該楽音信号生成手段で生成された楽音信号を、前記フィ
   ルタ係数生成手段で生成されたフィルタ係数に応じてフ
   ィルタリングして出力するフィルタ手段、 とを具備することを特徴とする楽音信号発生装置。
4. 【請求項４】 前記鍵盤の打鍵された鍵の属する鍵域を
   検出する鍵域検出手段を更に備え、 前記データメモリは、複数の音色のそれぞれに対応して
   複数の鍵域毎に前記傾斜データ群を記憶し、 前記フィルタ係数生成手段は、前記音色指定手段で指定
   された音色及び該鍵域検出手段で検出された鍵域に応じ
   て前記データメモリから１つの傾斜データ群を選択し、
   該傾斜データ群の中から前記打鍵検出手段で検出された
   打鍵の強さに応じて１つの傾斜データを選択し、該傾斜
   データに基づきフィルタ係数を生成することを特徴とす
   る請求項３に記載の楽音信号発生装置。
5. 【請求項５】 最強打によって発生された音に基づいて
   作成された波形データを記憶した波形メモリと、 周波数変化に対するレベル変化の割合を示す傾斜データ
   に基づき作成されたフィルタ係数を、複数の打鍵強さの
   それぞれに対応させて成るフィルタ係数群を記憶したデ
   ータメモリと、 発音を指示する鍵盤と、 該鍵盤の打鍵の強さを検出する打鍵検出手段と、 該打鍵検出手段で検出された打鍵の強さに応じて前記フ
   ィルタ係数群の中から１つのフィルタ係数を選択する選
   択手段と、 前記鍵盤の打鍵に応じて前記波形メモリ中の波形データ
   に基づき楽音信号を生成する楽音信号生成手段と、 該楽音信号生成手段で生成された楽音信号を、前記選択
   手段で選択されたフィルタ係数に応じてフィルタリング
   して出力するフィルタ手段、 とを具備することを特徴とする楽音信号発生装置。
6. 【請求項６】 前記鍵盤の打鍵された鍵の属する鍵域を
   検出する鍵域検出手段を更に備え、 前記データメモリは、複数の鍵域毎に前記フィルタ係数
   群を記憶し、 前記選択手段は、該鍵域検出手段で検出された鍵域に応
   じて前記データメモリから１つのフィルタ係数群を選択
   し、該フィルタ係数群の中から前記打鍵検出手段で検出
   された打鍵の強さに応じて１つのフィルタ係数を選択す
   ることを特徴とする請求項５に記載の楽音信号発生装
   置。
7. 【請求項７】 最強打によって発生された音に基づいて
   作成された複数の音色に対応する複数の波形データを記
   憶した波形メモリと、 周波数変化に対するレベル変化の割合を示す傾斜データ
   に基づき作成されたフィルタ係数を、複数の打鍵強さの
   それぞれに対応させて成るフィルタ係数群を記憶したデ
   ータメモリと、 音色を指定する音色指定手段と、 発音を指示する鍵盤と、 該鍵盤の打鍵の強さを検出する打鍵検出手段と、 該音色指定手段で指定された音色に応じて前記データメ
   モリから１つのフィルタ係数群を選択し、該フィルタ係
   数群の中から該打鍵検出手段で検出された打鍵の強さに
   応じて１つのフィルタ係数を選択する選択手段と、 前記鍵盤の打鍵に応じて前記波形メモリ中の前記音色指
   定手段で指定された波形データに基づき楽音信号を生成
   する楽音信号生成手段と、 該楽音信号生成手段で生成された楽音信号を、前記選択
   手段で選択されたフィルタ係数に応じてフィルタリング
   して出力するフィルタ手段、 とを具備することを特徴とする楽音信号発生装置。
8. 【請求項８】 前記鍵盤の打鍵された鍵の属する鍵域を
   検出する鍵域検出手段を更に備え、 前記データメモリは、複数の音色のそれぞれに対応して
   複数の鍵域毎に前記フィルタ係数群を記憶し、 前記選択手段は、該音色指定手段で指定された鍵域及び
   前記鍵域検出手段で検出された鍵域に応じて前記データ
   メモリから１つのフィルタ係数群を選択し、該フィルタ
   係数群の中から前記打鍵検出手段で検出された打鍵の強
   さに応じて１つのフィルタ係数を選択することを特徴と
   する請求項７に記載の楽音信号発生装置。
9. 【請求項９】 最強打によって発生された音に基づいて
   作成された波形データを記憶した波形メモリと、 発音を指示する鍵盤と、 該鍵盤の打鍵の強さを検出する打鍵検出手段と、 該打鍵検出手段で検出された打鍵の強さに応じて周波数
   変化に対するレベル変化の割合を示す傾斜データを算出
   し、該傾斜データに基づきフィルタ係数を生成するフィ
   ルタ係数生成手段と、 前記鍵盤の打鍵に応じて前記波形メモリ中の波形データ
   に基づき楽音信号を生成する楽音信号生成手段と、 該楽音信号生成手段で生成された楽音信号を、前記フィ
   ルタ係数生成手段で生成されたフィルタ係数に応じてフ
   ィルタリングして出力するフィルタ手段、 とを具備することを特徴とする楽音信号発生装置。
10. 【請求項１０】 前記鍵盤の打鍵された鍵の属する鍵域
    を検出する鍵域検出手段を更に備え、 前記フィルタ係数生成手段は、該鍵域検出手段で検出さ
    れた鍵域と前記打鍵検出手段で検出された打鍵の強さに
    応じて傾斜データを算出し、該算出された傾斜データに
    基づきフィルタ係数を生成することを特徴とする請求項
    ９に記載の楽音信号発生装置。
11. 【請求項１１】 最強打によって発生された音に基づい
    て作成された複数の音色に対応する複数の波形データを
    記憶した波形メモリと、 音色を指定する音色指定手段と、 発音を指示する鍵盤と、 該鍵盤の打鍵の強さを検出する打鍵検出手段と、 該音色指定手段で指定された音色と該打鍵検出手段で検
    出された打鍵の強さとに応じて周波数変化に対するレベ
    ル変化の割合を示す傾斜データを算出し、該傾斜データ
    に基づきフィルタ係数を生成するフィルタ係数生成手段
    と、 前記鍵盤の打鍵に応じて前記波形メモリ中の前記音色指
    定手段で指定された波形データに基づき楽音信号を生成
    する楽音信号生成手段と、 該楽音信号生成手段で生成された楽音信号を、前記フィ
    ルタ係数生成手段で生成されたフィルタ係数に応じてフ
    ィルタリングして出力するフィルタ手段、 とを具備することを特徴とする楽音信号発生装置。
12. 【請求項１２】 前記鍵盤の打鍵された鍵の属する鍵域
    を検出する鍵域検出手段を更に備え、 前記フィルタ係数生成手段は、該鍵域検出手段で検出さ
    れた鍵域と前記音色指定手段で指定された音色と前記打
    鍵検出手段で検出された打鍵の強さとに応じて傾斜デー
    タを算出し、該算出された傾斜データに基づきフィルタ
    係数を生成することを特徴とする請求項１１に記載の楽
    音信号発生装置。
13. 【請求項１３】 ｎ個の打鍵強さに対応するｎ種類の波
    形データを記憶した波形メモリ（但し、ｎは正の整数）
    と、 発音を指示する鍵盤と、 該鍵盤の打鍵の強さを検出する打鍵検出手段と、 前記波形メモリから読み出したｎ種類の波形データを、
    該打鍵検出手段で検出された打鍵の強さに応じた割合で
    合成して楽音信号を生成する楽音信号生成手段、とを具
    備する楽音信号発生装置であって、 前記波形メモリに記憶する波形データは、（Ａ）周波数
    変化に対するレベル変化の割合を示す傾斜データを打鍵
    強さに対応して作成し、該傾斜データに対応するフィル
    タ係数を作成し、そして、最強打によって発生された音
    に基づいて作成された波形データに、該フィルタ係数に
    従ったフィルタ演算を施し、（Ｂ）該ステップ（Ａ）を
    ｎ個の各打鍵強さについてｎ回行い、以てｎ種類が作成
    されることを特徴とする楽音信号発生装置。
14. 【請求項１４】 ｎ個の打鍵強さに対応するｎ種類の波
    形データをｋ個の鍵域のそれぞれについて記憶した波形
    メモリ（但し、ｋ及びｎは正の整数）と、 発音を指示する鍵盤と、 該鍵盤の打鍵の強さを検出する打鍵検出手段と、 該鍵盤の打鍵された鍵の属する鍵域を検出する鍵域検出
    手段と、 該鍵域検出手段で検出された鍵域に対応するｎ種類の波
    形データを前記波形メモリから読み出し、該打鍵検出手
    段で検出された打鍵の強さに応じた割合で合成して楽音
    信号を生成する楽音信号生成手段、とを具備する楽音信
    号発生装置であって、 前記波形メモリに記憶する波形データは、（Ａ）周波数
    変化に対するレベル変化の割合を示す傾斜データを打鍵
    強さに対応して作成し、該傾斜データに対応するフィル
    タ係数を作成し、そして、最強打によって発生された音
    に基づいて作成された波形データに、該フィルタ係数に
    従ったフィルタ演算を施し、（Ｂ）該ステップ（Ａ）を
    ｎ個の各打鍵強さについてｎ回行い、（Ｃ）更に、該ス
    テップ（Ｂ）をｋ個の各鍵域についてｋ回行い、以てｋ
    ×ｎ種類が作成されることを特徴とする楽音信号発生装
    置。