JPH10214089A - Musical sound signal generator - Google Patents

Musical sound signal generator

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Publication number
JPH10214089A
JPH10214089A JP9031117A JP3111797A JPH10214089A JP H10214089 A JPH10214089 A JP H10214089A JP 9031117 A JP9031117 A JP 9031117A JP 3111797 A JP3111797 A JP 3111797A JP H10214089 A JPH10214089 A JP H10214089A
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JP
Japan
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sound
signal
periodic
envelope
tone
Prior art date
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Application number
JP9031117A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Sato
浩 佐藤
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Kawai Musical Instrument Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Kawai Musical Instrument Manufacturing Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH10214089A publication Critical patent/JPH10214089A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain timbre variation similar to that of a natural musical instrument in accordance with a touch even thought there exist a small amount of waveform data by adding envelopes to aperiodic signals and filtering the signals by the filter characteristics that vary in accordance with the touch. SOLUTION: A first multiplier 52 multiplies the periodic sound wave data from a first DCO 50 by the first envelope signals from an envelope generator 60. Then, the first envelope is added to the periodic sound wave data and the result of the multiplication is supplied to a first DCF 54. A second multiplier 53 multiplies the aperiodic sound wave data from a second DCO 51 by the second envelope signals from an envelope generator 60. Thus, the second envelope is added to the aperiodic sound wave data. The result of the multiplication is supplied to a second DCF 55. Then, an adder 56 adds the digital signals from the DCF 54 to the digital signals from the DCF 55.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は楽音信号生成装置に
関し、特に自然楽器に近い楽音を発生するための楽音信
号を生成する技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a tone signal generator, and more particularly to a technique for generating a tone signal for generating a tone similar to a natural musical instrument.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、自然楽器の1つであるアコーステ
ィックピアノでは、打鍵の強さ(以下、「タッチ」とい
う)が変化することにより音色が変化することが知られ
ている。このようなアコースティックピアノの特性を電
子楽器で模擬するためには、異なるタッチによって発生
された複数の楽音に対応する複数の波形データを予め記
憶しておき、打鍵がなされた時に、該鍵のタッチに応じ
て、これら複数の波形データの中から1つの波形データ
を読み出して再生すればよい。しかしながら、この方法
では、複数のタッチに対応する波形データを予め記憶し
ておかなければならないので、波形データの量が膨大に
なるという問題がある。
2. Description of the Related Art Conventionally, in an acoustic piano, which is one of natural musical instruments, it is known that a tone color changes when a keystroke strength (hereinafter, referred to as "touch") changes. In order to simulate the characteristics of an acoustic piano with an electronic musical instrument, a plurality of waveform data corresponding to a plurality of musical tones generated by different touches are stored in advance, and when a key is pressed, the touch of the key is performed. In this case, one waveform data may be read out from the plurality of waveform data and reproduced. However, in this method, since waveform data corresponding to a plurality of touches must be stored in advance, there is a problem that the amount of waveform data is enormous.

【0003】そこで、少ない波形データの量であるにも
拘わらずタッチに応じた音色変化を実現する幾つかの方
法が開発されている。第1の方法は、フィルタを用いて
音色変化を模擬する方法である。即ち、強打音には高周
波成分が多量に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、高周波成分が多く含まれ
た強打音の波形データだけを用意しておき、この波形デ
ータに基づいて生成された信号を、例えば1オクターブ
で数十デシベル[dB/oct]レベル低下させるよう
なデジタルフィルタを通過させる。これにより、強打音
に含まれる高周波成分をタッチに応じたカットオフ周波
数で除去し、以て擬似的に中打音、弱打音等といったタ
ッチに応じた音色を作成する。
[0005] Therefore, several methods have been developed for realizing a tone change in accordance with a touch despite a small amount of waveform data. The first method is a method of simulating a tone change using a filter. In other words, paying attention to the characteristic of natural musical instrument sounds, in which a high-strength sound contains a large amount of high-frequency components but a low-strength sound does not, only waveform data of a strong-strike sound containing a large amount of high-frequency components is prepared. The signal generated based on the waveform data is passed through a digital filter that lowers the signal level by several tens of decibels [dB / oct] for example, in one octave. As a result, the high-frequency component included in the strong tapping sound is removed at a cutoff frequency corresponding to the touch, and a tone color corresponding to the touch such as a medium hitting sound, a light hitting sound, or the like is created in a pseudo manner.

【0004】第2の方法は、例えば強打音を複数の特徴
的な成分に分離し、これらをタッチに応じた比率で加算
することにより音色変化を模擬する方法である。例えば
アコースティックピアノの音には、弦や響板の振動によ
り発生される周期音と、弦以外の振動により発生される
非周期的な音、例えば打鍵時の衝撃によって発生される
所謂コツ音とが含まれる。そして、これらの混合比率は
タッチによって変化し、これが音色変化に寄与する。そ
こで、1つの楽音を周期音と非周期音に分離して各々の
波形データを作成しておき、打鍵がなされた時に、これ
らの両波形データを該鍵のタッチに応じた比率で加算
し、これによって音色変化を実現する。
The second method is a method of simulating a tone change by, for example, separating a heavy blow into a plurality of characteristic components and adding them at a ratio corresponding to a touch. For example, acoustic piano sounds include periodic sounds generated by vibrations of strings and sound boards, and non-periodic sounds generated by vibrations other than strings, for example, so-called squeak sounds generated by impact at the time of keying. included. These mixing ratios change with touch, and this contributes to a change in timbre. Therefore, one musical tone is separated into a periodic sound and an aperiodic sound to generate respective waveform data, and when a key is pressed, both of these waveform data are added at a ratio according to the touch of the key, This achieves a tone change.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明者は、アコース
ティックピアノにおけるタッチと周波数特性の関係を調
べた。この結果を、図3及び図4に示す。図3は強打時
の周波数特性を示す図であり、同図(A)は原音の周波
数特特性、同図(B)は該原音に含まれる周期音成分の
周波数特性、同図(C)は該原音に含まれる非周期音成
分の周波数特性を各々示す。図4は弱打時の周波数特性
を示す図であり、同図(A)は原音の周波数特特性、同
図(B)は該原音に含まれる周期音成分の周波数特性、
同図(C)は該原音に含まれる非周期音成分の周波数特
性を各々示す。
SUMMARY OF THE INVENTION The present inventor has studied the relationship between touch and frequency characteristics in an acoustic piano. The results are shown in FIGS. 3A and 3B are diagrams showing the frequency characteristics at the time of a strong hit, wherein FIG. 3A shows the frequency characteristics of the original sound, FIG. 3B shows the frequency characteristics of the periodic sound component included in the original sound, and FIG. The frequency characteristics of the non-periodic sound components included in the original sound are shown. 4A and 4B are diagrams showing the frequency characteristics at the time of a light hit, wherein FIG. 4A shows the frequency characteristics of the original sound, and FIG. 4B shows the frequency characteristics of the periodic sound component contained in the original sound.
FIG. 4C shows the frequency characteristics of the aperiodic sound components included in the original sound.

【0006】ここで、図3(B)に示す強打時の周期音
成分の周波数特性と図4(B)に示す弱打時の周期音成
分の周波数特性とを比べてみると、弱打の時は、強打の
時に比べて、3kHz(6倍音)付近で10dBのレベ
ル低下が見られる。これに対し、図3(C)に示す強打
時の非周期音成分の周波数特性と図4(C)に示す弱打
時の非周期音成分の周波数特性とを比べてみると、弱打
の時は、強打の時に比べて、20dBのレベル低下が見
られる。このことは、アコースティックピアノにおけ
る、タッチに応じた周波数特性の変化は、周期成分と非
周期成分とで異なることを意味する。
Here, comparing the frequency characteristic of the periodic sound component at the time of heavy hitting shown in FIG. 3B with the frequency characteristic of the periodic sound component at the time of light hitting shown in FIG. At the time, a level drop of 10 dB is observed around 3 kHz (sixth harmonic) as compared with the time of hitting hard. On the other hand, comparing the frequency characteristic of the non-periodic sound component at the time of heavy hit shown in FIG. 3C with the frequency characteristic of the non-periodic sound component at the time of light hit shown in FIG. At the time, the level is reduced by 20 dB as compared with the time of hitting hard. This means that the change of the frequency characteristic according to the touch in the acoustic piano differs between the periodic component and the aperiodic component.

【0007】上記第1の方法は、周期成分と非周期成分
の周波数特性は同じ変化をするので、実際の音色変化と
は異なる音色変化になってしまうという問題がある。ま
た、上記第2の方法は、周期成分と非周期成分それぞれ
の周波数特性は変化しないので、実際の音色変化とは異
なる音色変化になってしまうという問題がある。
In the first method, since the frequency characteristics of the periodic component and the non-periodic component change in the same manner, there is a problem that the timbre change differs from the actual timbre change. In the second method, since the frequency characteristics of the periodic component and the aperiodic component do not change, there is a problem that the timbre change differs from the actual timbre change.

【0008】本発明は、このような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、タッチに応じて自然楽器と同様の音色変化を得
ることのできる楽音信号生成装置を提供することを目的
とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such a problem, and is capable of obtaining a tone change similar to that of a natural musical instrument in response to a touch, despite a small amount of waveform data. It is an object to provide a signal generation device.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の楽音信号生成装置は、1つの楽音に含まれ
る周期音成分に対応する周期音波形データと非周期音成
分に対応する非周期音波形データとを記憶した波形メモ
リと、該波形メモリからの周期音波形データに基づき周
期音信号を生成する第1の信号生成手段と、該第1の信
号生成手段からの周期音信号に、第1のエンベロープを
付加する第1のエンベロープ付加手段と、該第1のエン
ベロープ付加手段からの信号を、タッチに応じて変化す
る第1のフィルタ特性でフィルタリングする第1のフィ
ルタ手段と、該波形メモリからの非周期音波形データに
基づき非周期音信号を生成する第2の信号生成手段と、
該第2の信号生成手段からの非周期音信号に、第2のエ
ンベロープを付加する第2のエンベロープ付加手段と、
該第2のエンベロープ付加手段からの信号を、タッチに
応じて変化する第2のフィルタ特性でフィルタリングす
る第2のフィルタ手段と、該第1のフィルタ手段からの
信号と、該第2のフィルタ手段からの信号を混合し、以
て楽音信号を生成する混合手段、とを備えている。
In order to achieve the above-mentioned object, a musical sound signal generating apparatus according to the present invention is adapted to generate periodic sound waveform data corresponding to a periodic sound component included in one musical tone and a non-periodic sound component. Waveform memory storing non-periodic sound waveform data, first signal generating means for generating a periodic sound signal based on the periodic sound waveform data from the waveform memory, and periodic sound signal from the first signal generating means A first envelope adding means for adding a first envelope; a first filter means for filtering a signal from the first envelope adding means with a first filter characteristic that changes according to a touch; Second signal generation means for generating an aperiodic sound signal based on the aperiodic sound waveform data from the waveform memory;
A second envelope adding means for adding a second envelope to the aperiodic sound signal from the second signal generating means;
A second filter unit for filtering a signal from the second envelope adding unit with a second filter characteristic that changes according to a touch; a signal from the first filter unit; and a second filter unit. And a mixing means for mixing the signals from the first and second signals to generate a musical sound signal.

【0010】本発明で「1つの楽音」とは、1つの音色
の1つの音高の音をいう。上記波形メモリは、例えばリ
ードオンリメモリ(以下、「ROM」という)又はラン
ダムアクセスメモリ(以下、「RAM」という)で構成
することができる。この波形メモリに記憶される周期音
波形データ及び非周期音波形データは、1つの楽音に対
応する楽音信号を周期音成分の楽音信号と非周期音成分
の楽音信号とに分離し、これらをデジタル化することに
よって得ることができる。この場合、上記1つの楽音
は、強打によって得られる楽音であることが望ましい
が、これに限定されるものではない。
In the present invention, "one tone" means a tone of one tone and one pitch. The waveform memory can be configured by, for example, a read-only memory (hereinafter, referred to as “ROM”) or a random access memory (hereinafter, referred to as “RAM”). The periodic sound waveform data and the non-periodic sound waveform data stored in the waveform memory separate a musical tone signal corresponding to one musical tone into a musical tone signal of a periodic tone component and a musical tone signal of an aperiodic tone component. Can be obtained. In this case, it is desirable that the one musical tone is a musical tone obtained by hitting hard, but the present invention is not limited to this.

【0011】上記第1及び第2の信号生成手段は、例え
ばデジタル制御オシレータ(DCO)で構成できる。ま
た、上記第1及び第2のフィルタ手段は、例えばデジタ
ル制御フィルタ(DCF)で構成することができる。ま
た、上記第1及び第2のエンベロープ付加手段は、例え
ばデジタル乗算器で構成することができる。更に、上記
混合手段は、デジタル加算器で構成することができる。
これらDCO、DCF、デジタル乗算器及びデジタル加
算器は、例えばデジタルシグナルプロセッサ(DSP)
で構成することができる。
The first and second signal generating means can be constituted by, for example, a digitally controlled oscillator (DCO). Further, the first and second filter means can be constituted by, for example, a digital control filter (DCF). Further, the first and second envelope adding means can be constituted by, for example, a digital multiplier. Further, the mixing means can be constituted by a digital adder.
These DCO, DCF, digital multiplier and digital adder are, for example, a digital signal processor (DSP).
Can be configured.

【0012】本発明では、第1のエンベロープが付加さ
れた周期音信号を第1のフィルタ特性を有する第1のフ
ィルタ手段でフィルタリングし、第2のエンベロープが
付加された非周期音信号を第2のフィルタ特性を有する
第2のフィルタ手段でフィルタリングし、以てアコース
ティックピアノの音色変化を模擬するようにしている。
この場合、第1及び第2の各フィルタ特性は、各々タッ
チに応じて変化するように構成されている。
According to the present invention, the periodic sound signal to which the first envelope is added is filtered by the first filter means having the first filter characteristic, and the non-periodic sound signal to which the second envelope is added is filtered by the second filter. Filtering is performed by the second filter means having the above filter characteristic, thereby simulating a change in timbre of an acoustic piano.
In this case, each of the first and second filter characteristics is configured to change according to each touch.

【0013】例えばタッチが強い時は、第1のフィルタ
特性は、図3(B)に示すような、原音と同様の、つま
りレベル低下のない周波数特性を有し、第2のフィルタ
特性は、図3(C)に示すような、原音と同様の、つま
りレベル低下のない周波数特性を有するように構成され
ている。一方、タッチが弱い時は、第1のフィルタ特性
は、図4(B)に示すような、3kHz(6倍音)付近
でレベルが10dB程度低下する周波数特性を有し、第
2のフィルタ特性は、図4(C)に示すような、3kH
z付近でレベルが20dB程度低下する周波数特性を有
するように構成されている。なお、上記ではタッチが強
いときと弱い時といった2つの場合のフィルタ特性の例
を示したが、上記第1及び第2のフィルタ特性は、複数
のタッチの大きさの各々に対応した複数の周波数特性を
有するように構成できる。
For example, when the touch is strong, the first filter characteristic has a frequency characteristic similar to that of the original sound, that is, without a level decrease, as shown in FIG. As shown in FIG. 3 (C), it is configured to have a frequency characteristic similar to the original sound, that is, without a level decrease. On the other hand, when the touch is weak, the first filter characteristic has a frequency characteristic in which the level drops by about 10 dB near 3 kHz (sixth harmonic) as shown in FIG. 4B, and the second filter characteristic has , 3 kHz as shown in FIG.
It is configured to have a frequency characteristic in which the level drops by about 20 dB near z. In the above description, examples of the filter characteristics in two cases, that is, when the touch is strong and when the touch is weak, have been described. However, the first and second filter characteristics indicate a plurality of frequencies corresponding to each of a plurality of touch sizes. It can be configured to have characteristics.

【0014】このような構成により、例えば強打の時は
図3に示した実測された周波数特性とほぼ同等の周波数
特性を有する楽音信号を得ることができ、弱打の時は図
4に示した実測された周波数特性とほぼ同等の周波数特
性を有する楽音信号を得ることができる。即ち、タッチ
に応じて自然楽器と同様に音色が変化する楽音信号を生
成できる。しかも、各タッチの大きさ毎に波形データを
記憶しておく必要がなく、周期音成分の波形データ及び
非周期音成分の波形データだけを格納しておけばよいの
で、波形データの量を少なくできる。
With such a configuration, for example, a musical tone signal having a frequency characteristic substantially equivalent to the actually measured frequency characteristic shown in FIG. 3 can be obtained when hitting strongly, and shown in FIG. 4 when hitting lightly. A tone signal having substantially the same frequency characteristics as the actually measured frequency characteristics can be obtained. That is, it is possible to generate a tone signal in which the timbre changes in the same manner as a natural musical instrument according to a touch. Moreover, it is not necessary to store the waveform data for each touch size, and only the waveform data of the periodic sound component and the waveform data of the non-periodic sound component need to be stored. it can.

【0015】また、本発明の楽音信号生成装置は、1つ
の楽音を収音するマイクロフォンと、該マイクロフォン
からの信号を周期音成分に対応する信号と非周期音成分
に対応する信号に分離する分離手段とを更に備え、該分
離手段は、該周期音成分に対応する信号に基づいて周期
音波形データを、該非周期音成分に対応する信号に基づ
いて非周期音波形データを各々生成し、これら周期音波
形データ及び非周期音波形データを前記波形メモリに記
憶するように構成できる。
Further, according to the present invention, there is provided a musical sound signal generating apparatus which includes a microphone for picking up one musical sound and a signal for separating a signal from the microphone into a signal corresponding to a periodic sound component and a signal corresponding to an aperiodic sound component. Means for generating periodic sound waveform data based on a signal corresponding to the periodic sound component, and generating non-periodic sound waveform data based on a signal corresponding to the non-periodic sound component, respectively. It is possible to store the periodic sound waveform data and the non-periodic sound waveform data in the waveform memory.

【0016】上記マイクロフォンは、1つの楽音、例え
ばアコースティックピアノ等の自然楽器を打鍵すること
によって発生された音を電気信号に変換し、分離手段に
送る。分離手段は、この電気信号を周期音成分の楽音信
号と非周期音成分の楽音信号とに分離する。この分離に
は、例えば櫛形フィルタを用いてマイクロフォンからの
信号に含まれる周期音成分だけを取り出す方法、自己相
関関数を用いてマイクロフォンからの信号に含まれる周
期音成分を除く方法等を用いることができる。なお、簡
略的には、ローパスフィルタ又はハイパスフィルタを用
いてマイクロフォンからの信号の特定周波数以上を周期
音成分、それ以外を非周期音成分として分離する方法を
用いることができる。
The microphone converts one musical sound, for example, a sound generated by tapping a natural musical instrument such as an acoustic piano, into an electric signal and sends it to the separating means. The separating means separates the electric signal into a tone signal having a periodic component and a tone signal having an aperiodic component. For this separation, for example, a method of extracting only a periodic sound component included in a signal from a microphone using a comb filter, a method of removing a periodic sound component included in a signal from a microphone using an autocorrelation function, and the like are used. it can. Note that, in a simplified manner, a method of using a low-pass filter or a high-pass filter to separate a specific frequency or higher of a signal from a microphone as a periodic sound component and the other as a non-periodic sound component can be used.

【0017】周期音波形データ及び非周期音波形データ
は、このようにして分離された周期音成分及び非周期音
成分の各楽音信号を、例えばパルス符号変調(PCM)
することによって作成することができる。なお、波形デ
ータはPCMに限らず、差分パルス符号変調(DPC
M)、適応予測符号化(ADPCM)その他の方法によ
って作成することができる。この分離手段で作成された
周期音波形データ及び非周期音波形データは波形メモリ
に転送され記憶される。
The periodic sound waveform data and the non-periodic sound waveform data are obtained by converting the tone signals of the periodic sound component and the non-periodic sound component thus separated, for example, into pulse code modulation (PCM).
Can be created by doing In addition, the waveform data is not limited to PCM, and the differential pulse code modulation (DPC
M), adaptive predictive coding (ADPCM) and other methods. The periodic sound waveform data and the non-periodic sound waveform data created by the separating means are transferred to and stored in the waveform memory.

【0018】なお、本発明は、楽音を周期音成分と非周
期音成分とに分け、各々を異なるフィルタ特性でフィル
タリングすることにより楽音を生成するように構成され
ているが、周期音成分及び非周期音成分を更に細かく分
けることも可能である。例えばアコースティックピアノ
の音色を発生させる場合は、周期音成分として弦自体が
発生する音及び響板が発生する音、非周期音として所謂
コツ音を各々用いるように構成できる。この場合、波形
メモリには、弦の音の周期音波形データ、響板の音の周
期音波形データ及びコツ音の非周期音波形データが記憶
される。そして、信号生成手段、エンベロープ付加手段
及びフィルタ手段は、各波形データに対応して3系統設
けられ、各系統からの信号が混合されて楽音信号が生成
される。同様に、例えばトランペットの音色を発生させ
る場合は、周期音としてホーンの共鳴音、非周期音とし
て息の音及び唇の振動音を用いるように構成できる。こ
の場合、波形メモリには、ホーンの音の周期音波形デー
タ、息の音の非周期音波形データ及び唇の振動の音の非
周期音波形データが記憶される。そして、信号生成手
段、エンベロープ付加手段及びフィルタ手段は、各波形
データに対応して3系統設けられ、各系統からの信号が
混合されて楽音信号が生成される。これらの構成によれ
ば、より自然楽器に近い音を発生することができる。
The present invention is configured to generate a musical tone by dividing a musical tone into a periodic tone component and an aperiodic tone component and filtering each tone with different filter characteristics. It is also possible to further divide the periodic sound component. For example, when generating the tone color of an acoustic piano, it is possible to use a sound generated by a string itself and a sound generated by a soundboard as a periodic sound component, and a so-called knuckle sound as a non-periodic sound. In this case, the waveform memory stores the periodic sound waveform data of the string sound, the periodic sound wave data of the sound of the soundboard, and the non-periodic sound wave data of the knuckle sound. The signal generating means, the envelope adding means, and the filter means are provided in three systems corresponding to each waveform data, and the signals from each system are mixed to generate a musical tone signal. Similarly, when a timbre of a trumpet is generated, for example, a resonance sound of a horn may be used as a periodic sound, and a breath sound and a lip vibration sound may be used as non-periodic sounds. In this case, the waveform memory stores the periodic sound waveform data of the horn sound, the non-periodic sound waveform data of the breath sound, and the non-periodic sound waveform data of the lip vibration sound. The signal generating means, the envelope adding means, and the filter means are provided in three systems corresponding to each waveform data, and the signals from each system are mixed to generate a musical tone signal. According to these configurations, a sound closer to a natural musical instrument can be generated.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、本発明の楽音信号生成装置
の実施の形態につき図面を参照しながら詳細に説明す
る。なお、本実施の形態では、アコースティックピアノ
音を周期音と非周期音との2つに分け、各音毎に信号処
理を行い、最後に混合する場合の例について説明する。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a tone signal generating apparatus according to the present invention. In this embodiment, an example in which an acoustic piano sound is divided into a periodic sound and an aperiodic sound, signal processing is performed for each sound, and the sound is finally mixed will be described.

【0020】先ず、本発明の理解を容易にするために、
本発明の実施の形態に係る楽音信号生成装置が組み込ま
れた電子楽器の全体の構成について説明する。図2はこ
の電子楽器の構成を示すブロック図である。
First, in order to facilitate understanding of the present invention,
An overall configuration of an electronic musical instrument in which a musical sound signal generation device according to an embodiment of the present invention is incorporated will be described. FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the electronic musical instrument.

【0021】この電子楽器では、中央処理装置(以下、
「CPU」という)10、プログラムメモリ11、ワー
クメモリ12、タッチ検出回路13、楽音信号生成装置
14及び周波数成分分離装置15がシステムバス30に
よって相互に接続されている。システムバス30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
るために使用される。
In this electronic musical instrument, a central processing unit (hereinafter, referred to as a central processing unit)
A “CPU” 10, a program memory 11, a work memory 12, a touch detection circuit 13, a tone signal generator 14, and a frequency component separator 15 are interconnected by a system bus 30. The system bus 30 is used for transmitting and receiving, for example, address signals, data signals, control signals, and the like.

【0022】また、CPU10には、操作パネル16、
ペダル17及びMIDIインタフェース回路18が接続
されている。また、タッチ検出回路13には鍵盤装置1
9が接続されている。また、楽音信号生成装置14には
D/A変換器20が接続され、このD/A変換器20に
はサウンドシステム21が接続されている。更に、周波
数成分分離装置15にはA/D変換器22が接続され、
このA/D変換器22にはマイクロフォン23が接続さ
れている。
The CPU 10 has an operation panel 16,
The pedal 17 and the MIDI interface circuit 18 are connected. The touch detection circuit 13 includes the keyboard device 1.
9 is connected. Further, a D / A converter 20 is connected to the tone signal generation device 14, and a sound system 21 is connected to the D / A converter 20. Further, an A / D converter 22 is connected to the frequency component separation device 15,
A microphone 23 is connected to the A / D converter 22.

【0023】CPU10は、プログラムメモリ11に記
憶されている制御プログラムに従って電子楽器の全体を
制御する。このCPU10によって行われる処理につい
ては、後に詳細に説明する。
The CPU 10 controls the entire electronic musical instrument according to a control program stored in the program memory 11. The processing performed by the CPU 10 will be described later in detail.

【0024】プログラムメモリ11は、例えばROMで
構成されている。このプログラムメモリ11には、上述
した制御プログラムの他、音色パラメータ群が記憶され
ている。この音色パラメータ群は、複数の音色(楽器
音)の複数の音域に対応した複数の音色パラメータで構
成されている。1つの音色パラメータは、所定の音色の
所定の音域の音を発生するために使用される。
The program memory 11 is constituted by, for example, a ROM. The program memory 11 stores a tone color parameter group in addition to the control program described above. This timbre parameter group includes a plurality of timbre parameters corresponding to a plurality of tone ranges of a plurality of timbres (instrument sounds). One tone color parameter is used to generate a sound of a predetermined tone range of a predetermined tone color.

【0025】各音色パラメータは、例えば第1波形アド
レス、第2波形アドレス、第1周波数データ、第2周波
数データ、第1エンベロープデータ、第2エンベロープ
データ、第1フィルタ係数及び第2フィルタ係数で構成
されている。
Each tone color parameter comprises, for example, a first waveform address, a second waveform address, a first frequency data, a second frequency data, a first envelope data, a second envelope data, a first filter coefficient and a second filter coefficient. Have been.

【0026】第1波形アドレスは、1つの音色の周期音
波形データが記憶されている波形メモリ70内の位置を
指定し、第2波形アドレスは、同じ音色の非周期音波形
データが記憶されている波形メモリ70内の位置を指定
する。第1周波数データは、波形メモリ70から周期音
波形データを読み出す速度を指定し、第2周波数データ
は、波形メモリ70から非周期音波形データを読み出す
速度を指定する。第1エンベロープデータは、周期音波
形の包絡形状を指定し、第2エンベロープデータは、非
周期音波形の包絡形状を指定する。第1フィルタ係数
は、周期音に対するフィルタの特性(第1の特性)を指
定し、第2フィルタ係数は、非周期音に対するフィルタ
の特性(第2の特性)を指定する。
The first waveform address designates a position in the waveform memory 70 in which the periodic sound waveform data of one tone is stored, and the second waveform address stores the non-periodic sound waveform data of the same tone. The designated position in the waveform memory 70 is designated. The first frequency data specifies the speed at which periodic waveform data is read from the waveform memory 70, and the second frequency data specifies the speed at which non-periodic waveform data is read from the waveform memory 70. The first envelope data specifies the envelope shape of the periodic sound waveform, and the second envelope data specifies the envelope shape of the non-periodic sound waveform. The first filter coefficient specifies a filter characteristic (first characteristic) for periodic sounds, and the second filter coefficient specifies a filter characteristic (second characteristic) for non-periodic sounds.

【0027】このプログラムメモリ11から読み出され
た音色パラメータは楽音信号生成装置14に送られる。
楽音信号生成装置14は、この音色パラメータに基づい
てデジタル楽音信号を生成する。
The timbre parameters read from the program memory 11 are sent to the tone signal generator 14.
The tone signal generator 14 generates a digital tone signal based on the tone color parameters.

【0028】なお、このプログラムメモリ11はRAM
で構成することができる。この場合、電源投入時に、例
えばハードディスク、フロッピーディスク、ICメモ
リ、CD−ROM等に記憶された上記制御プログラム及
び音色パラメータ群を該プログラムメモリ11(RA
M)にロードするように構成すればよい。
The program memory 11 is a RAM
Can be configured. In this case, when the power is turned on, the control program and the tone parameter group stored in, for example, a hard disk, a floppy disk, an IC memory, a CD-ROM, or the like are stored in the program memory 11 (RA
M).

【0029】ワークメモリ12は、例えばRAMで構成
されている。このワークメモリ12は、CPU10が処
理する種々のデータを一時的に記憶する。このワークメ
モリ12には、バッファ、レジスタ、カウンタ、フラグ
等(図示しない)が定義されている。
The work memory 12 is constituted by, for example, a RAM. The work memory 12 temporarily stores various data processed by the CPU 10. In the work memory 12, buffers, registers, counters, flags, and the like (not shown) are defined.

【0030】操作パネル16には、人が電子楽器を操作
するための、例えば音色選択スイッチ、リズム選択スイ
ッチ、音響効果選択スイッチ、音量制御ボリューム等が
設けられている。音色選択スイッチは例えば複数の押釦
スイッチで構成され、ピアノ、ハープシコード等といっ
た楽器の音色を選択するために使用される。リズム選択
スイッチは例えば複数の押釦スイッチで構成され、8ビ
ート、ワルツ、ロック等といった自動伴奏のリズムを選
択するために使用される。音響効果選択スイッチは例え
ば複数の押釦スイッチで構成され、リバーブ、コーラス
等といった音響効果を選択するために使用される。音量
制御ボリュームは、楽音の音量を制御するために使用さ
れる。
The operation panel 16 is provided with, for example, a tone color selection switch, a rhythm selection switch, a sound effect selection switch, a volume control volume, and the like for a person to operate the electronic musical instrument. The timbre selection switch is composed of, for example, a plurality of push button switches, and is used to select the timbre of a musical instrument such as a piano or a harpsichord. The rhythm selection switch is composed of, for example, a plurality of push button switches, and is used to select a rhythm of automatic accompaniment such as eight beats, waltz, and rock. The sound effect selection switch is composed of a plurality of push button switches, for example, and is used to select a sound effect such as reverb, chorus, and the like. The volume control volume is used to control the volume of a musical sound.

【0031】また、操作パネル16には図示しないパネ
ルスキャン回路が含まれている。このパネルスキャン回
路は、操作パネル16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は、操作パネル
16をスキャンして上記各スイッチの開閉状態を示す信
号を取り込む。そして、この信号に基づいて各スイッチ
を1ビットに対応させたパネルデータを生成し、システ
ムバス30を介してCPU10に送る。
The operation panel 16 includes a panel scan circuit (not shown). The panel scan circuit controls data transmission and reception between the operation panel 16 and the CPU 10. That is, the panel scan circuit scans the operation panel 16 and takes in a signal indicating the open / closed state of each switch. Then, based on this signal, panel data in which each switch corresponds to 1 bit is generated and sent to the CPU 10 via the system bus 30.

【0032】CPU10は、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16のスイッ
チ操作に対応する処理を行う。例えば、音色選択スイッ
チが操作されると、CPU10は音色変更処理を行う。
この音色変更処理では、音色選択スイッチの中の操作さ
れたスイッチに対応する音色の音色番号がワークメモリ
12の所定領域に記憶される。CPU10は、この音色
暗号を参照することによりプログラムメモリ11に記憶
されている音色パラメータ群の中から1つの音色パラメ
ータを選択し、楽音信号生成装置14に送る。
The CPU 10 performs a process corresponding to a switch operation on the operation panel 16 with reference to panel data obtained from the panel scan circuit. For example, when the tone selection switch is operated, the CPU 10 performs a tone change process.
In this tone color changing process, the tone color number of the tone color corresponding to the operated switch of the tone color selection switches is stored in a predetermined area of the work memory 12. The CPU 10 selects one timbre parameter from the timbre parameter group stored in the program memory 11 by referring to the timbre encryption, and sends the timbre parameter to the tone signal generator 14.

【0033】ペダル17には、ダンパペダル及びソフト
ペダルが含まれる。ダンパペダルは、音のリリース時間
を長くして豊かな響きを発生させるために使用される。
ソフトペダルは音の大きさを抑制して柔らかな音を発生
させるために使用される。このペダル17は、上記操作
パネル16と同様にペダルスキャン回路を有しており、
ダンパペダル又はソフトペダルが操作された場合に、各
ペダルを1ビットに対応させたペダルデータを生成して
CPU10に送る。このペダルデータは、音色パラメー
タを修飾するために使用される。
The pedal 17 includes a damper pedal and a soft pedal. The damper pedal is used to prolong the sound release time and generate a rich sound.
The soft pedal is used for suppressing a loud sound to generate a soft sound. The pedal 17 has a pedal scan circuit, like the operation panel 16.
When a damper pedal or a soft pedal is operated, each pedal generates pedal data corresponding to one bit and sends it to the CPU 10. This pedal data is used to modify tone color parameters.

【0034】MIDIインタフェース回路18は、この
電子楽器と外部装置との間のMIDIメッセージの送受
を制御する。外部装置としては、例えば他の電子楽器、
パーソナルコンピュータ、シーケンサ等を用いることが
できる。更に詳しくは、MIDIインタフェース回路1
8は外部装置から送られてきたMIDIメッセージを受
信し、CPU10に送る。CPU10は、このMIDI
メッセージに基づいて発音/消音処理を行い、更には操
作パネル16の設定状態を変更する。また、操作パネル
16及び鍵盤装置19が操作されることによって生成さ
れたデータはMIDIメッセージに変換され、MIDI
インタフェース回路18を介して外部装置に送られる。
これにより、この電子楽器の操作パネル16及び鍵盤装
置19から外部装置を制御することができる。
The MIDI interface circuit 18 controls transmission and reception of MIDI messages between the electronic musical instrument and external devices. As an external device, for example, another electronic musical instrument,
A personal computer, a sequencer, or the like can be used. More specifically, the MIDI interface circuit 1
8 receives the MIDI message sent from the external device and sends it to the CPU 10. The CPU 10 uses the MIDI
The sounding / muting process is performed based on the message, and further, the setting state of the operation panel 16 is changed. Further, data generated by operating the operation panel 16 and the keyboard device 19 is converted into a MIDI message,
The data is sent to an external device via the interface circuit 18.
Thus, an external device can be controlled from the operation panel 16 and the keyboard device 19 of the electronic musical instrument.

【0035】鍵盤装置19は、音高及びタッチを指示す
るための複数の鍵(例えば88鍵)を有している。この
鍵盤装置19としては、タッチを検出できるように、2
接点方式の鍵盤装置19が用いられている。この鍵盤装
置19の各鍵は、押鍵・離鍵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。
The keyboard device 19 has a plurality of keys (for example, 88 keys) for instructing pitch and touch. The keyboard device 19 includes two keys so that a touch can be detected.
A keyboard device 19 of a contact type is used. Each key of the keyboard device 19 has two key switches (first and second key switches) that open and close in conjunction with key depression and key release.

【0036】タッチ検出回路13は、鍵盤装置19をス
キャンして上記各鍵の第1及び第2のキースイッチの開
閉状態を示す信号を取り込む。そして、この信号に基づ
いて、各鍵を1ビット(各ビットは鍵のオン/オフを示
す)に対応させたキーデータを生成し、CPU10に送
る。また、タッチ検出回路13は、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
での時間を計測し、この計測結果を、打鍵の強さ(打鍵
の速度)を示すタッチデータとしてCPU10に送る。
The touch detection circuit 13 scans the keyboard device 19 and fetches a signal indicating the open / closed state of the first and second key switches of each key. Then, based on this signal, key data in which each key corresponds to one bit (each bit indicates on / off of the key) is generated and sent to the CPU 10. Further, the touch detection circuit 13 measures the time from when the first key switch is turned on to when the second key switch is turned on, and uses the measurement result as a keying strength (keying speed). The touch data is sent to the CPU 10 as the touch data.

【0037】楽音信号生成装置14はCPU10からの
音色パラメータ及びタッチデータに応じたデジタル楽音
信号を生成する。この楽音信号生成装置14の詳細は後
述する。この楽音信号生成装置14で生成されたデジタ
ル楽音信号は、D/A変換器20に供給される。
The tone signal generator 14 generates a digital tone signal according to the tone color parameters and the touch data from the CPU 10. The details of the tone signal generator 14 will be described later. The digital tone signal generated by the tone signal generator 14 is supplied to the D / A converter 20.

【0038】D/A変換器20は、楽音信号生成装置1
4からのデジタル楽音信号をアナログ楽音信号に変換す
る。このD/A変換器20の出力は、サウンドシステム
21に供給される。サウンドシステム21は、増幅器及
びスピーカ又はヘッドホン等で構成されている。サウン
ドシステム21は、入力されたアナログ楽音信号を増幅
してスピーカ又はヘッドホンに送る。これにより、サウ
ンドシステム21から楽音が発生される。
The D / A converter 20 is used to generate the musical tone signal
4 is converted to an analog tone signal. The output of the D / A converter 20 is supplied to a sound system 21. The sound system 21 includes an amplifier and a speaker or headphones. The sound system 21 amplifies the input analog musical tone signal and sends it to a speaker or headphones. As a result, a musical sound is generated from the sound system 21.

【0039】なお、図2においては、上記の楽音信号生
成装置14、D/A変換器20及びサウンドシステム2
1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システムを構成することも
可能であり、更に、3系統以上設けて多チャンネル再生
システムを構成することもできる。
In FIG. 2, the above-mentioned tone signal generator 14, D / A converter 20, and sound system 2 are shown.
Although only one system 1 is shown, two systems can be provided to configure a stereo playback system for both left and right channels, and further, three or more systems can be provided to configure a multi-channel playback system.

【0040】マイクロフォン23は、楽器音、例えばア
コースティックピアノを打鍵することにより発生された
楽音をアナログ電気信号に変換する。このマイクロフォ
ン23からのアナログ信号はA/D変換器22に供給さ
れる。A/D変換器22は、アナログ信号をデジタル信
号に変換し、周波数成分分離装置15に供給する。
The microphone 23 converts a musical instrument sound, for example, a musical sound generated by striking an acoustic piano into an analog electric signal. The analog signal from the microphone 23 is supplied to the A / D converter 22. The A / D converter 22 converts an analog signal into a digital signal and supplies the digital signal to the frequency component separation device 15.

【0041】周波数成分分離装置15は、A/D変換器
22からのデジタル信号を、周期音のデジタル信号と非
周期とのデジタル信号に分離する。この分離には、例え
ば櫛形フィルタ、ローパス/ハイパスフィルタを用いて
周期音成分又は非周期音成分を除去したり、自己相関関
数を用いて周期音成分を除く等の方法を用いることがで
きる。このようにして分離された周期音のデジタル信号
及び非周期音のデジタル信号は、各々パルスコード変調
(PCM)され、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る。これにより、周期音波形
データ及び非周期音波形データが生成される。この周波
数成分分離装置15からの周期音波形データ及び非周期
音波形データは波形メモリ70に供給される。
The frequency component separating device 15 separates the digital signal from the A / D converter 22 into a periodic digital signal and an aperiodic digital signal. For this separation, for example, a method of removing a periodic sound component or an aperiodic sound component using a comb filter or a low-pass / high-pass filter, or a method of removing a periodic sound component using an autocorrelation function can be used. The digital signal of the periodic sound and the digital signal of the aperiodic sound separated in this way are each subjected to pulse code modulation (PCM), and further subjected to necessary waveform processing such as looping, resampling, and cutting. Thereby, periodic sound waveform data and aperiodic sound waveform data are generated. The periodic sound waveform data and the non-periodic sound waveform data from the frequency component separation device 15 are supplied to the waveform memory 70.

【0042】なお、この周波数成分分離装置15の機能
は、CPU10の処理で実現することもできる。この場
合、A/D変換器22の出力がシステムバス30を介し
てCPU10に供給される。CPU10は、このA/D
変換器22からのデジタル信号に対し、上述した櫛形フ
ィルタ処理、自己相関関数を用いて周期音成分を除く処
理、あるいはローパス又はハイパスフィルタ処理を施す
ことにより、周期音波形データ及び非周期音波形データ
を作成し、これを波形メモリ70に格納する。この構成
によれば、ハードウェア量を少なくできるという利点が
ある。
The function of the frequency component separating device 15 can be realized by the processing of the CPU 10. In this case, the output of the A / D converter 22 is supplied to the CPU 10 via the system bus 30. The CPU 10 uses the A / D
The digital signal from the converter 22 is subjected to the above-described comb filter processing, processing for removing periodic sound components using an autocorrelation function, or low-pass or high-pass filter processing, so that periodic sound waveform data and non-periodic sound wave data are obtained. Is created and stored in the waveform memory 70. According to this configuration, there is an advantage that the amount of hardware can be reduced.

【0043】また、この実施の形態では、波形メモリ7
0は書き換え可能なメモリで構成されており、周波数成
分分離装置15で生成された周期音波形データ及び非周
期音波形データを直接書き込む構成となっているが、こ
の波形メモリ70はROMで構成することができる。こ
の場合、周波数成分分離装置15、A/D変換器22及
びマイクロフォン23を本電子楽器に備えている必要は
ない。即ち、他の装置を用いて作成された周期音波形デ
ータ及び非周期音波形データを予めROMに書き込み、
これを波形メモリ70として楽音信号生成装置14に搭
載するように構成してもよい。
In this embodiment, the waveform memory 7
Numeral 0 is a rewritable memory, in which the periodic waveform data and the non-periodic waveform data generated by the frequency component separating device 15 are directly written. The waveform memory 70 is a ROM. be able to. In this case, the electronic musical instrument need not include the frequency component separating device 15, the A / D converter 22, and the microphone 23. That is, the periodic sound waveform data and the non-periodic sound waveform data created using another device are written in the ROM in advance,
This may be configured to be mounted on the tone signal generation device 14 as the waveform memory 70.

【0044】次に、楽音信号生成装置14の詳細な構成
について、図1のブロック図を参照しながら説明する。
Next, the detailed configuration of the tone signal generating device 14 will be described with reference to the block diagram of FIG.

【0045】楽音信号生成装置14は、第1のDCO5
0、第2のDCO51、第1の乗算器52、第2の乗算
器53、第1のDCF54、第2のDCF55、加算器
56、エンベロープ発生器60、フィルタ係数発生器6
1及び波形メモリ70で構成されている。
The tone signal generator 14 is provided with a first DCO 5
0, second DCO 51, first multiplier 52, second multiplier 53, first DCF 54, second DCF 55, adder 56, envelope generator 60, filter coefficient generator 6
1 and a waveform memory 70.

【0046】波形メモリ70には、各音色パラメータに
対応する周期音波形データ及び非周期音波形データが記
憶される。即ち、音色(楽器音)毎に上記の方法で作成
された周期音波形データ及び非周期音波形データが記憶
される。また、所定の音色については更に音域毎に上記
の方法で作成された周期音波形データ及び非周期音波形
データが記憶される。この場合、例えば鍵盤楽器の場合
は各鍵毎に周期音波形データ及び非周期音波形データを
記憶するのではなく、複数鍵単位で1つの周期音波形デ
ータ及び非周期音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70に記憶すべき波形データの
量を減らすことができる。この波形メモリ70から読み
出された周期音波形データ及び非周期音波形データは、
各々第1のDCO50及び第2のDCO51に送られ
る。
The waveform memory 70 stores periodic sound waveform data and aperiodic sound waveform data corresponding to each tone color parameter. That is, the periodic sound waveform data and the non-periodic sound waveform data created by the above method are stored for each timbre (instrument sound). Further, for a predetermined timbre, the periodic sound waveform data and the non-periodic sound waveform data created by the above method are further stored for each sound range. In this case, for example, in the case of a keyboard instrument, instead of storing the periodic waveform data and the aperiodic waveform data for each key, one periodic waveform data and the aperiodic waveform data are stored in units of a plurality of keys. Is also good. According to this configuration, the amount of waveform data to be stored in the waveform memory 70 can be reduced. The periodic sound waveform data and the non-periodic sound waveform data read from the waveform memory 70 are:
These are sent to the first DCO 50 and the second DCO 51, respectively.

【0047】第1のDCO50は周期音成分のデジタル
信号を生成する。この第1のDCO50には、CPU1
0から音色パラメータの中の第1波形アドレス及び第1
周波数データが供給される。これらのデータを受け取っ
た第1のDCO50は、波形メモリ70の第1波形アド
レスで指定される位置から、第1周波数データに従った
速度で周期音波形データを順次読み出す。読み出された
周期音波形データは順次第1の乗算器52に供給され
る。
The first DCO 50 generates a digital signal of a periodic sound component. The first DCO 50 includes a CPU 1
0 to the first waveform address and the first
Frequency data is provided. The first DCO 50 receiving these data sequentially reads the periodic sound waveform data from the position specified by the first waveform address in the waveform memory 70 at a speed according to the first frequency data. The read periodic sound waveform data is sequentially supplied to the first multiplier 52.

【0048】第2のDCO51は非周期音のデジタル信
号を生成する。この第2のDCO51には、CPU10
から音色パラメータの中の第2の波形アドレス及び第2
の周波数データが供給される。これらのデータを受け取
った第2のDCO51は、波形メモリ70の第2の波形
アドレスで指定される位置から、第2の周波数データに
従った速度で非周期音波形データを順次読み出す。読み
出された非周期音波形データは順次第2の乗算器53に
供給される。
The second DCO 51 generates an aperiodic digital signal. The second DCO 51 includes a CPU 10
From the second waveform address and the second
Are supplied. The second DCO 51 receiving these data sequentially reads the non-periodic sound waveform data from the position specified by the second waveform address in the waveform memory 70 at a speed according to the second frequency data. The read aperiodic sound waveform data is sequentially supplied to the second multiplier 53.

【0049】エンベロープ発生器60には、CPU10
から音色パラメータの中の第1及び第2エンベロープデ
ータ並びにタッチデータが供給される。この第1及び第
2エンベロープデータは、上述したように、波形の包絡
形状を規定する。また、タッチデータは、該包絡形状の
全体的なレベル(振幅)を規定する。エンベロープ発生
器60は、この第1及び第2エンベロープデータ及びタ
ッチデータに基づいて周期音を形成するための第1のエ
ンベロープ信号及び非周期音を形成するための第2のエ
ンベロープ信号を生成する。この第1のエンベロープ信
号は第1の乗算器52に、第2のエンベロープ信号は第
2の乗算器に各々供給される。
The envelope generator 60 includes a CPU 10
Supplies the first and second envelope data and the touch data in the timbre parameters. The first and second envelope data define the waveform envelope as described above. The touch data defines the overall level (amplitude) of the envelope shape. The envelope generator 60 generates a first envelope signal for forming a periodic sound and a second envelope signal for forming an aperiodic sound based on the first and second envelope data and the touch data. The first envelope signal is supplied to a first multiplier 52, and the second envelope signal is supplied to a second multiplier.

【0050】第1の乗算器52は、第1のDCO50か
らの周期音波形データとエンベロープ発生器60からの
第1のエンベロープ信号とを乗算する。これにより、周
期音波形データに第1のエンベロープが付加される。こ
の乗算結果は、第1のDCF54に供給される。第2の
乗算器53は、第2のDCO51からの非周期音波形デ
ータとエンベロープ発生器60からの第2のエンベロー
プ信号とを乗算する。これにより、非周期音波形データ
に第2のエンベロープが付加される。この乗算結果は、
第2のDCF55に供給される。
The first multiplier 52 multiplies the periodic waveform data from the first DCO 50 by the first envelope signal from the envelope generator 60. As a result, the first envelope is added to the periodic sound waveform data. The result of the multiplication is supplied to the first DCF 54. The second multiplier 53 multiplies the aperiodic sound waveform data from the second DCO 51 by the second envelope signal from the envelope generator 60. As a result, the second envelope is added to the aperiodic sound waveform data. The result of this multiplication is
This is supplied to the second DCF 55.

【0051】フィルタ係数発生器61は、第1のDCF
54のフィルタ特性(第1のフィルタ特性)を決める第
1の実効フィルタ係数及び第2のDCF55のフィルタ
特性(第2のフィルタ特性)を決める第2の実効フィル
タ係数を生成する。このフィルタ係数発生器61には、
CPU10からの音色パラメータの中の第1及び第2フ
ィルタ係数並びにタッチデータが供給される。このフィ
ルタ係数発生器61で生成された第1の実効フィルタ係
数は第1のDCF54に、第2の実効フィルタ係数は第
2のDCF55に各々供給される。
The filter coefficient generator 61 includes a first DCF
A first effective filter coefficient that determines the filter characteristic (first filter characteristic) of the filter 54 and a second effective filter coefficient that determines the filter characteristic (second filter characteristic) of the second DCF 55 are generated. This filter coefficient generator 61 includes:
First and second filter coefficients and touch data in the tone color parameters are supplied from the CPU 10. The first effective filter coefficient generated by the filter coefficient generator 61 is supplied to a first DCF 54, and the second effective filter coefficient is supplied to a second DCF 55.

【0052】第1の実効フィルタ係数は、強打を表すタ
ッチデータが供給された場合は、例えば図3(B)に示
すようなレベル低下のない原音の周波数特性が得られる
ように第1のDCF54を制御し、弱打を表すタッチデ
ータが供給された場合は、例えば図4(B)に示すよう
な3kHz付近で10dBのレベル低下となる周波数特
性が得られるように第1のDCF54を制御するための
フィルタ係数である。なお、ここでは、強打の場合と弱
打の場合の周波数特性についのみ説明したが、タッチデ
ータの大きさに応じて、該周波数特性は種々異なるよう
に第1の実効フィルタ係数が生成される。
When the touch data indicating a strong blow is supplied, the first effective filter coefficient is set to the first DCF 54 so as to obtain the frequency characteristic of the original sound without a level decrease as shown in FIG. 3B, for example. When the touch data indicating a weak hit is supplied, the first DCF 54 is controlled so as to obtain a frequency characteristic of a level drop of 10 dB near 3 kHz as shown in FIG. 4B, for example. Filter coefficients for Here, only the frequency characteristics in the case of a strong hit and the case of a light hit are described, but the first effective filter coefficient is generated such that the frequency characteristics are variously changed according to the size of the touch data.

【0053】第2の実効フィルタ係数は、強打を表すタ
ッチデータが供給された場合は、例えば図3(C)に示
すようなレベル低下のない原音の周波数特性が得られる
ように第2のDCF55を制御し、弱打を表すタッチデ
ータが供給された場合は、例えば図4(C)に示すよう
な3kHz付近で20dBのレベル低下となる周波数特
性が得られるように第2のDCF55を制御するための
フィルタ係数である。なお、この場合もタッチデータの
大きさに応じて、該周波数特性は種々異なるように第2
のフィルタ係数が生成される。
When the touch data indicating a strong blow is supplied, the second effective filter coefficient is set to the second DCF 55 so that the frequency characteristic of the original sound without a level decrease as shown in FIG. 3C is obtained. When the touch data indicating a weak hit is supplied, the second DCF 55 is controlled so that a frequency characteristic of a level drop of 20 dB near 3 kHz as shown in FIG. 4C is obtained. Filter coefficients for In this case as well, the frequency characteristics are variously changed according to the size of the touch data.
Are generated.

【0054】第1のDCF54は、例えば12dB/o
ctの傾斜を有するローパスフィルタ又はハイパスフィ
ルタで構成することができる。この場合、上記第1の実
効フィルタ係数は、カットオフ周波数及び/又は共振周
波数を規定するデータとすることができる。この第1の
DCF54でフィルタリングされた周期音のデジタル信
号は加算器56に供給される。
The first DCF 54 is, for example, 12 dB / o
It can be constituted by a low-pass filter or a high-pass filter having a gradient of ct. In this case, the first effective filter coefficient may be data defining a cutoff frequency and / or a resonance frequency. The digital signal of the periodic sound filtered by the first DCF 54 is supplied to the adder 56.

【0055】第2のDCF55は、例えば12dB/o
ctの傾斜を有するローパスフィルタ又はハイパスフィ
ルタで構成することができる。この場合、上記第2の実
効フィルタ係数は、カットオフ周波数及び/又は共振周
波数を規定するデータとすることができる。この第2の
DCF525でフィルタリングされた非周期音のデジタ
ル信号は加算器56に供給される。
The second DCF 55 is, for example, 12 dB / o
It can be constituted by a low-pass filter or a high-pass filter having a gradient of ct. In this case, the second effective filter coefficient can be data defining a cutoff frequency and / or a resonance frequency. The digital signal of the aperiodic sound filtered by the second DCF 525 is supplied to the adder 56.

【0056】加算器56は、上記第1のDCF54から
のデジタル信号と第2のDCF55からのデジタル信号
を加算する。この加算結果がデジタル楽音信号としてD
/A変換器20(図2参照)に供給される。
The adder 56 adds the digital signal from the first DCF 54 and the digital signal from the second DCF 55. The result of the addition is D as a digital tone signal.
/ A converter 20 (see FIG. 2).

【0057】次に、上記構成の電子楽器において、楽音
信号生成装置14の動作を説明する。なお、波形メモリ
70には複数の音色に対応する複数の周期音波形データ
及び非周期音波形データが記憶されているものとする。
Next, the operation of the tone signal generator 14 in the electronic musical instrument having the above-described configuration will be described. The waveform memory 70 stores a plurality of periodic sound waveform data and a non-periodic sound waveform data corresponding to a plurality of tone colors.

【0058】電子楽器の鍵盤装置19の何れかの鍵が打
鍵されると、打鍵された鍵の位置を示すキーナンバと打
鍵の強さを示すタッチデータがタッチ検出回路13で検
出される。このタッチ検出回路13で検出されたキーナ
ンバ及びタッチデータはCPU10に送られる。
When any key of the keyboard device 19 of the electronic musical instrument is hit, the touch detection circuit 13 detects a key number indicating the position of the hit key and touch data indicating the strength of the touch. The key number and touch data detected by the touch detection circuit 13 are sent to the CPU 10.

【0059】CPU10は、ワークメモリ12の所定領
域に記憶されている音色番号を参照することにより現在
指定されている音色を認識し、この音色に対応する1つ
の音色パラメータをプログラムメモリ11から取り出
し、楽音信号生成装置14に送る。これにより、楽音信
号生成装置14内の第1のDCO50は、音色パラメー
タ中の第1波形アドレスで指定される波形メモリ70中
の位置から周期音波形データを第1周波数データで指定
される速度で順次読み出す。一方、エンベロープ発生器
60は、この読出動作と並行して、音色パラメータ中の
第1エンベロープデータに基づいて第1のエンベロープ
信号を順次発生する。乗算器は52は、第1のDCO5
0からの周期音波形データとエンベロープ発生器60か
らの第1のエンベロープ信号とを乗算する。これによ
り、乗算器52からエンベロープが付された周期音のデ
ジタル信号が順次出力される。このデジタル信号は、第
1のDCF54に送られる。
The CPU 10 recognizes the currently specified timbre by referring to the timbre number stored in a predetermined area of the work memory 12 and retrieves one timbre parameter corresponding to this timbre from the program memory 11. The signal is sent to the tone signal generator 14. As a result, the first DCO 50 in the tone signal generating device 14 converts the periodic sound waveform data from the position in the waveform memory 70 specified by the first waveform address in the tone color parameter at the speed specified by the first frequency data. Read sequentially. On the other hand, the envelope generator 60 sequentially generates the first envelope signal based on the first envelope data in the timbre parameters in parallel with the reading operation. The multiplier 52 is a first DCO 5
The periodic waveform data from 0 is multiplied by the first envelope signal from the envelope generator 60. As a result, the digital signal of the periodic sound with the envelope is sequentially output from the multiplier 52. This digital signal is sent to the first DCF 54.

【0060】同様に、楽音信号生成装置14内の第2の
DCO51は、音色パラメータ中の第2波形アドレスで
指定される波形メモリ70中の位置から非周期音波形デ
ータを第2周波数データで指定される速度で順次読み出
す。一方、エンベロープ発生器は、この読出動作と並行
して、音庶務パラメータ中の第2エンベロープデータに
基づいて第2のエンベロープ信号を順次発生する。乗算
器は53は、第2のDCO51からの非周期音波形デー
タとエンベロープ発生器60からの第2のエンベロープ
信号とを乗算する。これにより、乗算器53からエンベ
ロープが付された非周期音のデジタル信号が順次出力さ
れる。このデジタル信号は、第2のDCF55に送られ
る。
Similarly, the second DCO 51 in the tone signal generator 14 designates the aperiodic waveform data from the position in the waveform memory 70 specified by the second waveform address in the timbre parameter as the second frequency data. At the specified speed. On the other hand, the envelope generator sequentially generates a second envelope signal based on the second envelope data in the sound management parameters in parallel with the reading operation. The multiplier 53 multiplies the non-periodic waveform data from the second DCO 51 by the second envelope signal from the envelope generator 60. As a result, the multiplier 53 sequentially outputs digital signals of enveloped aperiodic sounds. This digital signal is sent to the second DCF 55.

【0061】フィルタ係数発生器61は、音色パラメー
タ中の第1フィルタ係数及びタッチデータから第1の実
効フィルタ係数を生成し、第1のDCF54に送る。こ
れにより、第1のDCF54からは、タッチデータに応
じた周波数特性となるようにフィルタリングされた周期
音のデジタル信号が出力され、加算器56に供給され
る。同様に、フィルタ係数発生器61は、音色パラメー
タ中の第2フィルタ係数及びタッチデータから第2の実
効フィルタ係数を生成し、第2のDCF55に送る。こ
れにより、第2のDCF525からは、タッチデータに
応じた周波数特性となるようにフィルタリングされた非
周期音のデジタル信号が出力され、加算器56に供給さ
れる。そして、これら周期音のデジタル信号及び非周期
音のデジタル信号が加算器56で加算され、デジタル楽
音信号としてD/A変換器20に供給される。このデジ
タル楽音信号は、上述したようにD/A変換器20でア
ナログ信号に変換されてサウンドシステム21に送ら
れ、このサウンドシステム21によって放音される。
The filter coefficient generator 61 generates a first effective filter coefficient from the first filter coefficient in the timbre parameters and the touch data, and sends the first effective filter coefficient to the first DCF 54. As a result, the first DCF 54 outputs a digital signal of a periodic sound filtered to have a frequency characteristic corresponding to the touch data, and supplies the digital signal to the adder 56. Similarly, the filter coefficient generator 61 generates a second effective filter coefficient from the second filter coefficient in the timbre parameters and the touch data, and sends the second effective filter coefficient to the second DCF 55. As a result, the second DCF 525 outputs a digital signal of an aperiodic sound filtered to have a frequency characteristic corresponding to the touch data, and supplies the digital signal to the adder 56. Then, the digital signal of the periodic sound and the digital signal of the non-periodic sound are added by the adder 56 and supplied to the D / A converter 20 as a digital tone signal. The digital tone signal is converted into an analog signal by the D / A converter 20 as described above, sent to the sound system 21, and emitted by the sound system 21.

【0062】以上により、音色選択スイッチで指定され
た音色が、鍵域及びタッチに応じて変更されて放音され
る。
As described above, the tone specified by the tone selection switch is changed and emitted according to the key range and the touch.

【0063】なお、本実施の形態では、鍵盤装置19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ノ
ートオンのMIDIメツセージ、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。
Although the present embodiment has been described with reference to the case where a tone signal is generated based on data sent from the keyboard device 19, data sent from outside, for example, from a MIDI device, for instructing sound generation, It is also possible to generate a tone signal similar to the above based on the note-on MIDI message sent or the note-on data sent from the sequencer.

【0064】また、上記実施の形態では、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70に記憶しておけば
良い。
In the above-described embodiment, the case where sound is generated on one channel has been described. However, the same applies to the case where a tone signal is generated in stereo (two channels) and the case where a tone is generated on three or more channels. Applicable. In this case, the waveform data for each channel created in the same manner as described above may be stored in the waveform memory 70.

【0065】[0065]

【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、タッチに応
じて自然楽器と同様の音色変化を得ることのできる楽音
信号生成装置を提供できる。
As described in detail above, according to the present invention,
It is possible to provide a tone signal generation device capable of obtaining a tone change similar to that of a natural musical instrument in response to a touch, despite the small amount of waveform data.

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

【図1】本発明の楽音信号生成装置の実施の形態の構成
を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of a musical sound signal generation device according to the present invention.

【図2】本発明の楽音信号生成装置が適用された電子楽
器の実施の形態の構成を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of an electronic musical instrument to which a tone signal generating device of the present invention is applied.

【図3】本発明及び従来の楽音信号生成装置における、
強打時のタッチと周波数特性の関係を示す図である。
FIG. 3 shows the present invention and a conventional tone signal generation device;
It is a figure showing the relation between the touch at the time of a hard hit, and frequency characteristics.

【図4】本発明及び従来の楽音信号生成装置における、
弱打時のタッチと周波数特性の関係を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a tone signal generating apparatus according to the present invention and a conventional tone signal generating apparatus;
It is a figure showing the relation between the touch at the time of a weak hit, and frequency characteristics.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 CPU 11 ブログラムメモリ 12 ワークメモリ 13 タッチ検出回路 14 楽音信号生成装置 15 周波数成分分離装置 16 操作パネル 17 ペダル 18 MIDIインタフェース回路 19 鍵盤装置 20 D/A変換器 21 サウンドシステム 22 A/D変換器 23 マイクロフォン 50 第1のDCO 51 第2のDCO 52 第1の乗算器 53 第2の乗算器 54 第1のDCF 55 第2のDCF 56 加算器 60 エンベロープ発生器 61 フィルタ係数発生器 70 波形メモリ Reference Signs List 10 CPU 11 Program memory 12 Work memory 13 Touch detection circuit 14 Music signal generation device 15 Frequency component separation device 16 Operation panel 17 Pedal 18 MIDI interface circuit 19 Keyboard device 20 D / A converter 21 Sound system 22 A / D converter 23 Microphone 50 1st DCO 51 2nd DCO 52 1st multiplier 53 2nd multiplier 54 1st DCF 55 2nd DCF 56 Adder 60 Envelope generator 61 Filter coefficient generator 70 Waveform memory

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】1つの楽音に含まれる周期音成分に対応す
る周期音波形データと非周期音成分に対応する非周期音
波形データとを記憶した波形メモリと、 該波形メモリからの周期音波形データに基づき周期音信
号を生成する第1の信号生成手段と、 該第1の信号生成手段からの周期音信号に、第1のエン
ベロープを付加する第1のエンベロープ付加手段と、 該第1のエンベロープ付加手段からの信号を、タッチに
応じて変化する第1のフィルタ特性でフィルタリングす
る第1のフィルタ手段と、 該波形メモリからの非周期音波形データに基づき非周期
音信号を生成する第2の信号生成手段と、 該第2の信号生成手段からの非周期音信号に、第2のエ
ンベロープを付加する第2のエンベロープ付加手段と、 該第2のエンベロープ付加手段からの信号を、タッチに
応じて変化する第2のフィルタ特性でフィルタリングす
る第2のフィルタ手段と、 該第1のフィルタ手段からの信号と、該第2のフィルタ
手段からの信号を混合し、以て楽音信号を生成する混合
手段、とを備えた楽音信号生成装置。
1. A waveform memory storing periodic sound waveform data corresponding to a periodic sound component and non-periodic sound waveform data corresponding to an aperiodic sound component included in one musical tone, and a periodic sound waveform from the waveform memory. First signal generating means for generating a periodic sound signal based on data; first envelope adding means for adding a first envelope to the periodic sound signal from the first signal generating means; A first filter for filtering a signal from the envelope adding means with a first filter characteristic that changes in accordance with a touch; and a second for generating an aperiodic sound signal based on the aperiodic sound waveform data from the waveform memory. A second envelope adding means for adding a second envelope to the non-periodic sound signal from the second signal generating means; and Mixing a signal from the first filter and a signal from the second filter, the second filter for filtering the signal with a second filter characteristic that changes according to the touch, and A mixing means for generating a musical sound signal.
【請求項2】1つの楽音を収音するマイクロフォンと、 該マイクロフォンからの信号を周期音成分に対応する信
号と非周期音成分に対応する信号に分離する分離手段と
を更に備え、 該分離手段は、該周期音成分に対応する信号に基づいて
周期音波形データを、該非周期音成分に対応する信号に
基づいて非周期音波形データを各々生成し、これら周期
音波形データ及び非周期音波形データを前記波形メモリ
に記憶する請求項1に記載の楽音信号生成装置。
A microphone for picking up one musical tone; and a separating means for separating a signal from the microphone into a signal corresponding to a periodic sound component and a signal corresponding to an aperiodic sound component. Generates periodic sound waveform data based on a signal corresponding to the periodic sound component, and generates aperiodic sound waveform data based on a signal corresponding to the non-periodic sound component. 2. The tone signal generating device according to claim 1, wherein data is stored in said waveform memory.
【請求項3】前記1つの楽音は、自然楽器音である請求
項1又は請求項2に記載に楽音信号生成装置。
3. The tone signal generating apparatus according to claim 1, wherein said one tone is a natural musical instrument sound.
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