JPH10228283A

JPH10228283A - 楽音合成装置

Info

Publication number: JPH10228283A
Application number: JP9028619A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Nakanishi; 雅浩中西; Yoshito Obara; 喜人小原
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1997-02-13
Filing date: 1997-02-13
Publication date: 1998-08-25

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単な回路構成で、楽音データ（楽器音をサ
ンプリングしたもの）に対し倍音の増幅，減衰をスムー
ズに行う。【解決手段】波形発生部１１から出力される楽音デー
タに対し、巡回型コムフィルタ（倍音増幅器）と非巡回
型コムフィルタ（倍音減衰）を選択的に切り替えられる
デジタルフィルタ１９を用いて音色制御を行う際、制御
部１７が音色パラメータＰの符号に応じて（Ｐが値０に
なった時に）セレクタ１５の入力切り替えを行うことに
より、セレクタ１５の出力で生じる不連続ノイズを防止
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子楽器の音源と
して用いられる楽音合成装置に関し、特に楽器音をサン
プリングすることによって得られた楽音データなどに対
し、デジタルフィルタを用いてその音色を変化させる楽
音合成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の装置として、メモリに記
憶された楽音データを打鍵位置（音高）に応じた読み出
しピッチで読み出し、打鍵の強さに応じて高域遮断周波
数を制御したローパスフィルタで加工し、高域含有量の
異なるさまざまな楽音波形を合成する楽音合成装置が開
示されている。また、駆動データ（例えばピアノのハン
マが弦に与える初期駆動波形や、ギターの弦を爪弾く指
が弦に与える初期駆動波形など）を楽器音から分析的に
抽出しメモリに記憶しておき、これを打鍵に応じて読み
出し、打鍵の位置（音高）に対応した共振周波数を有す
るとともに打鍵の強さに対応した共振レベルを有する共
振フィルタ（弦の共振動作をモデル化したデジタルフィ
ルタ）で共振させ、共振ピッチや共振度合いの異なるさ
まざまな楽音波形（ピアノ音やギター音ライクな音色）
を合成する楽音合成装置が開示されている（例えば、特
開昭６２−１０９０９３号公報参照）。

【０００３】以下、図面を参照しながら上述したような
従来の楽音合成装置について説明する。

【０００４】図８は従来の楽音合成装置の構成を示すブ
ロック図である。なお、以下では、ピアノ音を合成する
場合について説明する。８１は予めピアノ音から抽出し
たピアノの駆動波形（ピアノのハンマが弦に与える初期
駆動波形）をメモリに記憶し、これを発音開始フラグ
（以下、ＫＯＮと称す）の発生時以降にシステムクロッ
ク（サンプリング周波数に対応する速度で発生するクロ
ックで、以下、ＳＣＫと称す）の発生タイミングに同期
して読み出し出力する駆動波形発生部、１２は音高デー
タに対応した遅延時間分データを遅延させる遅延器、１
３は遅延器１２から出力されたデータに音色パラメータ
Ｐ（０≦Ｐ≦１）を乗算する乗算器、１４は駆動波形発
生部８１の出力と乗算器１３の出力とを加算する加算
器、８２は遅延器１２，乗算器１３，加算器１４をまと
めた巡回型コムフィルタであり、ピアノの弦の共振動作
を近似的に模擬したフィルタである。なお、ＫＯＮは打
鍵時の最初の１サンプリング時間だけ値１となりその後
は値０を保持するフラグである。また駆動波形発生部８
１は、読み出し専用メモリと、ＳＣＫの発生タイミング
に同期して読み出し専用メモリのアドレスを更新するカ
ウンタを用いて簡単に構成できるので、内部構成の説明
については省略する。また遅延器１２についても、読み
書きメモリをリングメモリ形式で構成し、その読み出し
ポインタＲＰと書き込みポインタＷＰの間隔を音高デー
タに対応する遅延段数に設定することにより簡単に構成
できるので、内部構成の説明については省略する。

【０００５】図９は従来の楽音合成装置における駆動波
形データの波形図である。横軸と縦軸はそれぞれ時間と
振幅に対応する軸である。

【０００６】図１０は従来の楽音合成装置における楽音
波形図である。横軸と縦軸はそれぞれ時間と振幅に対応
する軸である。また、同図（Ａ）〜（Ｃ）は、各々音色
パラメータＰの値を変えた場合を示している。

【０００７】図１１は従来の楽音合成装置における巡回
型コムフィルタ８２の伝達特性図である。横軸と縦軸は
それぞれ周波数，振幅値に対応する軸である。

【０００８】以上のように構成された従来の楽音合成装
置について動作説明をする。まず打鍵時にＫＯＮが値１
となり駆動波形発生部８１内に記憶された駆動波形の読
み出しアドレスを値０にリセットし、その後ＳＣＫの発
生タイミングに従って読み出しアドレスを更新するの
で、駆動波形発生部８１に記憶された駆動波形データが
第１サンプル目から順次加算器１４に入力されることと
なる（図９を参照）。ここで、駆動波形データはピアノ
の原音に対して巡回型コムフィルタ８２の逆関数（Ｐ＝
０．８７５とする）を畳み込むことによって抽出された
データである。巡回型コムフィルタ８２はピアノの弦の
共振動作を近似的に模擬した回路であるので、駆動波形
データはピアノの原音から弦の共振成分（弦の振動成
分）を除去したもの、即ちハンマが弦にあたる際の衝撃
音に相当する非周期的なデータである。但し、厳密に言
えば、回路規模の制約上、巡回型コムフィルタ８２はピ
アノの弦の共振動作を忠実に模擬できていないため、忠
実に模擬できなかったことに起因する残差成分も若干駆
動波形データに残ることとなる。しかしほとんどの成分
はハンマが弦にあたる際の衝撃音に相当する成分とな
る。

【０００９】乗算器１３に与えられる音色パラメータＰ
の値が０．０の時は、駆動波形データは加算器１４を介
してそのまま楽音波形として出力される（図１０
（Ａ））。音色パラメータＰの値が０．８７５（ピアノ
の原音から駆動波形データを抽出する際に巡回型コムフ
ィルタ８２の逆伝達関数に設定した値）の時は、ピアノ
の原音に相当する楽音波形が得られる（図１０
（Ｂ））。即ち、図８において、駆動波形データは巡回
型コムフィルタ８２を音高データに相当する周期で巡回
することによって、図１０（Ｂ）に示すように時間の経
過とともに次第に音高データに対応した周期性を帯びて
くる。なお、ＫＯＮ発生の直前に遅延器１２に保存され
たデータは、値０にリセットされているものとする。

【００１０】この現象を周波数領域で説明すると、巡回
型コムフィルタ８２の伝達特性（振幅周波数特性）は図
１１に示すような倍音成分を増幅する特性であるため、
駆動波形データは巡回型コムフィルタ８２によって倍音
成分が増幅され周期性を帯びることとなる。なお、図１
１におけるｆ₀は音高データに相当する周波数である。
また縦軸のｘは音色パラメータＰによって一意的に決ま
る値であり、音色パラメータＰとｘとの関係は（表１）
に示す通りである。音色パラメータＰの値が０．９３７
５の時は、（表１）の関係から音色パラメータＰの値が
０．８７５の時よりｘが６ｄＢ大きくなるので、楽音波
形は図１０（Ｃ）に示すように図１０（Ｂ）よりも定常
部のレベルが約２倍大きくなる。

【００１１】

【表１】

【００１２】次に、実際のピアノやギターの発音機構に
ついて説明する。ピアノやギターの音は、ハンマが弦に
あたる時や、指が弦を弾く時の衝撃音と、衝撃によって
励起される弦そのものの振動音の、大きく２つの音から
なる。特にギターの場合は、弦を弾く際、弦を指でミュ
ートさせながら弦の共振度合いを調整することがある
が、これは、衝撃音のレベルは変えずに、弦の振動音の
みの振動レベルを制御するものである。ピアノでは通常
はそのような演奏制御はしないが、前衛的な音楽におい
ては稀に弦の共振度合いを手（打鍵しない方の手）で調
整しながら演奏することがある。さて、上述したような
従来の楽音合成装置では、音色パラメータＰの制御が弦
の共振度合いの制御に相当するものであり、図１０
（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、衝撃音（過渡部に対応す
る音）のレベルはそのままで、弦の振動音（定常部に対
応する音）のレベルのみを変化させた音色を合成するこ
とができる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の楽音合成装置では、合成のためのソース（予め
メモリなどに記憶した波形データ）として駆動波形デー
タを用いる必要があり、現在、公に頒布されているソー
ス（楽音をサンプリングした楽音データであり、ほとん
どのソースがこのタイプ）を利用することができないと
いう問題点を有していた。また将来、インターネット等
を利用して楽音データを供給するシステムが検討されて
いるが、このシステムに適応できるようにするために
は、合成のためのソースを駆動波形データタイプではな
く、楽音データタイプにすることが必須条件となる。

【００１４】本発明は、予めサンプリングされた楽音デ
ータに対して、簡単な回路構成で音色変化をシミュレー
トできる楽音合成装置を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記の問題点を解決する
ために、本発明は、波形発生手段と、所望の楽音波形の
音高に対応した遅延時間を有する１つの遅延手段を含
み、外部から与えられる音色パラメータＰに応じて巡回
型コムフィルタもしくは非巡回型コムフィルタに切り替
えられるデジタルフィルタ手段とを備え、波形発生手段
が楽器音をサンプリングした楽音データを発生し、例え
ば弦の共振度合いが大きな音色を合成する場合はデジタ
ルフィルタ手段が巡回型コムフィルタとして作用し、即
ち楽音データが含む倍音成分を増幅させるように作用
し、逆に弦の共振度合いが小さな音色を合成する場合は
デジタルフィルタ手段が非巡回型コムフィルタとして作
用し、即ち楽音データが含む倍音成分を減衰させるよう
に作用するものである。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明は、波形発生手段と、デー
タを所定時間遅延させる遅延手段と、遅延手段から出力
されたデータに音色パラメータＰを乗算する乗算手段
と、乗算手段から出力されたデータと波形発生手段から
出力されたデータとの加算を行う加算手段と、加算手段
から出力されたデータと波形発生手段から出力されたデ
ータとの選択を行い選択結果を遅延器に入力する選択手
段と、選択手段における選択動作を制御する制御手段と
を備え、選択手段において加算器の出力が選択されてい
る時、遅延手段と乗算手段と加算手段とで構成される閉
ループ状の回路は、波形発生手段から出力された楽音デ
ータの倍音成分を増幅させる巡回型コムフィルタとして
作用し、選択手段において波形発生手段の出力が選択さ
れている時、遅延手段と乗算手段と加算手段とで構成さ
れる開ループ状の回路は、波形発生手段から出力された
データの倍音成分を減衰させる非巡回型コムフィルタと
して作用する。制御手段が音色パラメータＰの符号に応
じて（Ｐが値０になった時に）選択手段の切り替え制御
を行い、波形発生手段から出力された楽音データの倍音
の増幅・減衰制御をスムーズに行う。

【００１７】以下、本発明の実施の形態について、図面
を参照しながら説明する。なお、以下の説明では、特に
説明のない限り従来と同様の構成要件には同一符号を付
し、説明を省略する。

【００１８】（実施の形態１）図１は本発明の実施の形
態１における楽音合成装置の構成を示すブロック図であ
る。図１において、１１はピアノやギターなどの楽器音
をサンプリングした楽音データを予め記憶しておき、発
音時にこれを読み出し出力する波形発生手段としての波
形発生部、１５は加算器１４の加算結果と波形発生部１
１から出力された楽音データとを選択的に遅延器１２に
送出する選択手段としてのセレクタ、１６は楽音波形の
レベル制御を行う音量調整手段としての乗算器、１７は
外部から与えられる音色パラメータＰ（−１〜１の値）
が、非負の時（Ｐ≧０）にセレクタ１５に対してＡ入力
（加算器１４の出力）の選択を指示し、音色パラメータ
Ｐが負の時にセレクタ１５に対してＢ入力（波形発生部
１１の出力）の選択を指示する制御手段としての制御
部、１８は音色パラメータＰの値に基づき乗算器１６に
おけるゲインを決定する変換部、１９は遅延器１２，乗
算器１３，加算器１４，セレクタ１５から構成されるデ
ジタルフィルタである。その他のブロックは従来の楽音
合成装置と同様である。なお、波形発生部１１は、読み
出し専用メモリと、ＳＣＫの発生タイミングに同期して
読み出し専用メモリのアドレスを更新するカウンタを用
いて簡単に構成できるので、内部構成の説明については
省略する。

【００１９】図４は波形発生部１１が出力する楽音デー
タの波形図である。横軸と縦軸はそれぞれ時間と振幅に
対応する軸である。

【００２０】図５，６は本発明の楽音合成装置における
楽音波形図である。横軸と縦軸はそれぞれ時間と振幅に
対応する軸である。

【００２１】図７は、図１に示したデジタルフィルタ１
９の伝達特性図である。横軸と縦軸はそれぞれ周波数，
振幅値に対応する軸である。

【００２２】以上のように構成された楽音合成装置につ
いて動作説明をする。まず、乗算器１６におけるゲイン
を値１に固定させた場合について説明する。打鍵時にＫ
ＯＮが値１となり波形発生部１１内に記憶された楽音デ
ータの読み出しアドレスを値０にリセットし、その後Ｓ
ＣＫの発生タイミング及び音高データに従って読み出し
アドレスを更新するので、波形発生部１１に記憶された
楽音データが加算器１４に入力されることとなる（図４
を参照）。ここで波形発生部１１に記憶された楽音デー
タとはピアノなどの楽器音をサンプリングした波形デー
タである。また読み出しアドレス値の更新間隔（以降ス
テップデータとする）は音高データに対応しており、例
えば音高データ値が大きい（ステップデータが大きい）
場合は図４に示す楽音データの時間軸が圧縮されること
となり、結果的に楽音データの音高が高くなる。即ち楽
音データは音高データに対応した音高のものが加算器１
４に送出される。

【００２３】音色パラメータＰの値が−０．８７５（従
来の楽音合成装置においてピアノの原音から駆動波形デ
ータを抽出する際に設定した値０．８７５の符号をマイ
ナスにした値）の時は、ピアノの駆動波形データ（ハン
マが弦をたたく時に発生する衝撃音）に相当する楽音波
形が得られる（図５（Ａ）を参照）。即ち、図１におい
て、音色パラメータＰの値は負であるので制御部１７は
（表２）に従いセレクタ１５に対しＢ入力の選択指示を
行う。なお制御部１７は、（表２）に示す変換特性を、
読み出し専用メモリに記憶し、音色パラメータＰをアド
レス値としてこれを読み出すこととする。また単に音色
パラメータＰの符号のみを抽出しこれを選択フラグとし
て使用するようにしてもよい。

【００２４】

【表２】

【００２５】セレクタ１５がＢ入力を選択するので、デ
ジタルフィルタ１９は非巡回型コムフィルタとして作用
し、音高データに対応する周期成分（楽音波形の音高を
１次倍音とした時の１，２，３・・・次倍音）を減衰さ
せることなる。このデジタルフィルタ１９の伝達関数は
従来の楽音合成装置の巡回型コムフィルタ８２の逆伝達
関数と等しく、その作用は、従来の楽音合成装置におい
て、ピアノなどの楽器音から駆動波形データを抽出する
作用と等しい。なお、ＫＯＮ発生の直前に遅延器１２に
保存されたデータは、値０にリセットされているものと
する。この現象を周波数領域で説明すると、デジタルフ
ィルタ１９の伝達特性（振幅周波数特性）が図７の破線
に示すような倍音成分を減衰する特性であるため、楽音
データはデジタルフィルタ１９によって倍音成分が減衰
され周期性が除去された波形となる。なお図７における
ｆ₀は音高データに相当する周波数である。またｘは音
色パラメータＰによって一意的に決まる値であり、音色
パラメータＰとｘとの関係は（表３）に示す通りであ
る。

【００２６】

【表３】

【００２７】音色パラメータＰの値が０．０の時は、楽
音データは加算器１４を介してそのまま楽音波形として
出力される（図５（Ｂ））。音色パラメータＰの値が
０．５の時は、（表３）の関係から音色パラメータＰの
値が０．０の時よりｘが６ｄＢ大きくなるので、楽音波
形は図５（Ｃ）に示すように図５（Ｂ）よりも定常部の
レベル（振幅）が約２倍大きくなる。図５（Ａ），
（Ｂ），（Ｃ）に示すそれぞれの波形形状の違いは、図
１０（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に示すそれぞれの波形形状
の違いと同じであることがわかる。ここで重要なポイン
トは制御部１７がデジタルフィルタ１９を巡回型コムフ
ィルタあるいは非巡回型コムフィルタに切り替える際に
不連続ノイズが発生しないように制御する点である。即
ち、セレクタ１５でのＡ，Ｂ入力の値が等しくなった時
点で切り替え制御を行えばノイズ発生を防止できるの
で、制御部１７は加算器１４の直前のゲイン（あるい
は、乗算器１３の乗算係数）が値０になった瞬間にセレ
クタ１５の入力を切り替えるようにしている。なお、こ
こでは、音色パラメータＰは連続的に変更されるものと
する。

【００２８】次に、乗算器１６におけるゲインを音色パ
ラメータＰに対応させて調整する場合について説明す
る。図５（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に示したそれぞれの音
色の違いは、従来の楽音合成装置と同様、弦を指などで
ミュートして弦の共振度合いを変更することに対応した
音色の違いであったが、特にピアノにおいてよく行われ
る音色制御方法（演奏方法）として、打鍵の強さを制御
する音色制御方法がある。この音色制御方法による音色
変化をシミュレートするために、セレクタ１５の切り替
え制御に加え、乗算器１６におけるゲイン制御を行う。

【００２９】ここで、実際のピアノの発音機構について
説明する。ピアノの音はハンマが弦にあたる時に衝撃音
と弦の振動音の大きく分けて２つの音からなる。打鍵の
強さに応じて全体の音量が変化するが、それと同時にハ
ンマの衝撃音と弦の振動音の比率も変化する。衝撃音は
打鍵の強さに比例して大きくなるものであるが、弦の振
動音は、弦の張力が原因し、打鍵の強さが強くなるにつ
れ弦の振動振幅、即ち弦の振動音のレベルが次第に飽和
してしまう（打鍵の強さに比例しなくなる）。即ち、打
鍵の強さが強くなるにつれ、弦の振動音レベルに対する
衝撃音のレベルの比率が次第に大きくなる。

【００３０】図５では（Ｃ），（Ｂ），（Ａ）の順番に
弦の振動音レベルに対する衝撃音のレベルの比率が大き
くなっている。この特性変化に加えて、音量を調整を行
うことにより、上述したような打鍵の強さに応じた音色
変化をシミュレートすることができる。そこで、本実施
の形態においては、変換部１８が（表４）の変換特性に
基づき、音色パラメータＰの値を乗算器１６のゲインの
値に変換し、楽音波形の音量を調整する。なお変換部１
８は、（表４）に示す変換特性を、読み出し専用メモリ
に記憶し、音色パラメータＰをアドレス値としてこれを
読み出すこととする。

【００３１】

【表４】

【００３２】その結果、図６（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に
示すような楽音波形が得られ、ピアノにおける打鍵の強
さに応じた音色をシミュレートすることができる。

【００３３】なお、波形発生部１１は外部からピアノ音
などの楽音をＫＯＮの発生タイミングで入力し、これを
リアルタイムでアナログ−デジタル変換するような変換
回路であってもよい。また制御部１７は音色パラメータ
Ｐの値が正の時にセレクタ１５に対してＡ入力の選択を
指示し、音色パラメータＰの値が０もしくは負の時にセ
レクタ１５に対してＢ入力の選択を指示するようなもの
であってもよい。また制御部１７によるセレクタ１５の
入力切り替え条件として値０をいわゆる閾値としている
が、聴感上ノイズが聞こえなければ、値０の近傍の値を
閾値としても構わない。また、セレクタ１５から加算器
１４までの信号線路中にローパスフィルタなどのフィル
タを介挿して、図７に示す共振ピークもしくはディップ
のレベルを周波数軸に応じて変化するようにしてもよ
い。また、セレクタ１５から加算器１４までの信号線路
中にオールパスフィルタなどの位相特性（遅延時間）が
周波数によって異なるフィルタを介挿して、図７に示す
共振ピークもしくはディップの周波数軸上の関係を非整
数次関係にするようにしてもよい。また波形発生部１１
はピアノの楽音データだけでなくその他の楽器音を用い
てもよい。

【００３４】以上のように、本実施の形態によれば、制
御部１７が（表２）のように音色パラメータＰの符号に
応じて、セレクタ１５を切り替えるとともに、音色パラ
メータＰの値に基づき加算器１４の直前の波形レベル制
御するようにしたので、セレクタ１５の出力値に不連続
ノイズが発生することなくデジタルフィルタ１９を巡回
型コムフィルタあるいは非巡回型コムフィルタに切り替
えることができ、結果として図５（Ａ），（Ｂ），
（Ｃ）に示すように、ピアノなどの楽音データを合成の
ソースとして、弦の振動度合いを制御した時の音色変化
をシミュレートすることができる。

【００３５】また、上述した音色制御に加え、変換部１
８が、（表４）の変換特性に基づき楽音波形の音量レベ
ルを制御するようにしたので、図６（Ａ），（Ｂ），
（Ｃ）に示すように、ピアノなどの楽音データを合成の
ソースとして、打鍵の強さ度合いを制御した時の音色変
化をシミュレートすることができる。

【００３６】（実施の形態２）以下、本発明の実施の形
態２について図面を参照しながら説明する。

【００３７】図２は本実施の形態における楽音合成装置
の構成を示すブロック図である。図２において、２１は
入力Ａ，Ｂを制御部２３が指示した混合比率Ｍに基づき
混合する混合器、２２は波形発生部１１が出力する楽音
データと乗算器１３が出力するデータとの加減算を行う
加減算部、２３は制御部、２４は音色パラメータＰの絶
対値をとり、それを乗算器１３の乗算係数として送出す
る変換部、２５は遅延器１２，乗算器１３，加減算部２
２，混合器２１から構成されるデジタルフィルタであ
る。その他のブロックは実施の形態１による楽音合成装
置と同様である。なお、混合器２１は加算器や乗算器を
組み合わせて簡単に構成できるので内部構成の説明を省
略する。また、デジタルフィルタ２５の伝達特性は、デ
ィジタルフィルタ１９と同様で、図７に示したものとす
る。

【００３８】図３は加減算部２２の回路図である。図３
において、３１は加減算回路、３２は反転器である。加
減算部２２は、制御部２３からの加減算切り替えフラグ
が１の時に減算器として動作し、加減算切り替えフラグ
が０の時に加算器として動作する。即ち、反転器３２
は、加減算切り替えフラグが１の時にビット反転し、０
の時は入力をそのまま出力するものである。

【００３９】以上のように構成された楽音合成装置につ
いて動作説明をする。基本的な動作は実施の形態１にお
ける楽音合成装置と同様であるので、相違点のみについ
て説明する。制御部２３は、（表５）に示す変換特性
を、読み出し専用メモリに記憶し、音色パラメータＰを
アドレス値として加減算切り替えフラグと混合比率Ｍを
読み出す。なお、加減算切り替えフラグについては音色
パラメータＰの符号を単に抽出することによって発生さ
せるようにしてもよい。混合器２１は（数１）に基づく
ミキシング処理を行い、波形データＷを遅延器１２へ送
出する。

【００４０】

【表５】

【００４１】

【数１】

【００４２】まず、音色パラメータＰが値（−１）から
値（−０．８７５）の範囲においては、変換部２４が音
色パラメータＰの絶対値を乗算器１３に送出し、制御部
２３が（表５）に従い加減算切り替えフラグ（値１）を
加減算部２２に送出することにより波形発生部１１の出
力から乗算器１３の出力を減算する減算モードに切り替
え、更に制御部２３が（表５）に従い混合比率Ｍの値１
を混合器２１へ送出し混合器２１がＢ入力をそのまま遅
延器１２に送出するので、デジタルフィルタ２５は、非
巡回型コムフィルタとして作用し、図７の破線で示すよ
うな倍音を減衰するフィルタとして作用する。なお、加
減算切り替えフラグが値１の時に加減算部２２が減算モ
ードになる理由は、図３において、加減算切り替えフラ
グが乗算器１３の出力データに対し、２の補数をとる
（反転指示とキャリーインを供給する）ように作用する
からである。

【００４３】次に、音色パラメータＰが値（０．１２
５）から値（１）の範囲においては、変換部２４が音色
パラメータＰの絶対値、即ち音色パラメータＰそのもの
の値を乗算器１３に送出し、制御部２３が（表５）に従
い加減算切り替えフラグ（値０）を加減算部２２に送出
することにより波形発生部１１の出力と乗算器１３の出
力とを加算する加算モードに切り替え、更に制御部２３
が（表５）に従い混合比率Ｍの値０を混合器２１へ送出
し混合器２１がＡ入力をそのまま遅延器１２に送出する
ので、デジタルフィルタ２５は、巡回型コムフィルタと
して作用し、図７の実線で示すような倍音を増幅するフ
ィルタとして作用する。

【００４４】音色パラメータＰが値（−０．１２５）か
ら値（０）の範囲においては、加減算切り替えフラグが
値１でかつ混合比率Ｍが値１に近いので、基本的には非
巡回型コムフィルタとして作用する。ちなみに、混合比
率Ｍが１未満の場合、混合器２１のＡ入力も遅延器１２
に送出されるため巡回型コムフィルタとしての作用も若
干うけることとなるが、聴感上この巡回型コムフィルタ
としての作用は無視することができる。例えば音色パラ
メータＰの値が値（−０．０６２５）の場合、Ａ入力の
混合比率（１−Ｍ）が値０．２５となり、混合器２１，
遅延器１２，乗算器１３，加減算器２２（減算モード）
とで構成させる負帰還の閉ループの帰還ゲインが０．０
６２５と０．２５を掛け合わせた結果の値０．０１５６
２５となり、更に負帰還のため、負帰還の閉ループによ
る作用（倍音増幅作用）は、共振周波数がｆ₀／２，３
ｆ₀／２，・・・で共振レベル（増幅レベル）が０．１
４ｄＢになる増幅作用となるが、その増幅レベルが非常
に小さい為に、聴感的にはほとんど非巡回型コムフィル
タ側の作用（倍音減衰作用）となる。

【００４５】音色パラメータＰが値（０．１２５）から
値（０）の範囲においては、混合比率Ｍが値０に近いの
で、基本的には巡回型コムフィルタとして作用する。こ
の場合、非巡回型コムフィルタとしての作用を若干うけ
ることになるが、前述した理由から類推できるように、
倍音減衰のレベルが非常に小さい為、無視することがで
きる。従って、図２に示す楽音合成装置も、図１に示す
楽音合成装置と同様にして、図７に示すような倍音増
幅，減衰作用を音色パラメータＰに応じて制御すること
ができる。

【００４６】また、実施の形態１で説明した通り、変換
部１８を（表４）に従って動作させることにより、倍音
の増幅，減衰作用に連動させた音量調整を行うこととな
る。

【００４７】以上のように、本実施の形態によれば、制
御部２３が（表５）に従い混合器２１を制御し遅延器１
２への入力値をスムーズに変化させるとともに、音色パ
ラメータＰの絶対値に基づき加算器１４の直前の波形レ
ベルを制御し、更に音色パラメータＰの符号に基づき加
減算部２２の動作モード（加算もしくは減算）を切り替
えるようにしたので、混合器２１の出力値に不連続ノイ
ズが発生することなくデジタルフィルタ２５を巡回型コ
ムフィルタあるいは非巡回型コムフィルタに切り替える
ことができ、結果として図５（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に
示すように、ピアノなどの楽音データを合成のソースと
して、弦の振動度合いを制御した時の音色変化をシミュ
レートすることができる。また、実施の形態１と同様
に、変換部１８が（表４）の変換特性に基づき楽音波形
の音量レベルを制御するようにしたので、図６（Ａ），
（Ｂ），（Ｃ）に示すように、ピアノなどの楽音データ
を合成のソースとして、打鍵の強さ度合いを制御した時
の音色変化をシミュレートすることができる。

【００４８】

【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実
施され、以下に記載されるような効果を奏する。

【００４９】選択手段が、デジタルフィルタ手段を巡回
型コムフィルタ（倍音増幅）あるいは非巡回型コムフィ
ルタ（倍音減衰）とに切り替えて音色制御を行う際、制
御手段が倍音の増幅，減衰度合いに対応する音色パラメ
ータＰに応じてフィルタ切り替えを行うようにしたの
で、簡単な回路構成で、ピアノの楽音データなどの波形
ソースに基づき、倍音の増幅・減衰制御、即ち弦の振動
度合いの制御に対応した音色制御をスムーズに行うこと
ができる。また、前記音色制御に連動して、音量調整手
段が、楽音データの倍音の増幅，減衰作用によって生じ
た倍音のレベルに反比例して所望の楽音波形の音量を調
整するようにしたので、簡単な回路構成で、ピアノの楽
音データなどの波形ソースに基づき、打鍵の強さに対応
した音色制御をスムーズに行うことができる。

【００５０】また混合手段が、デジタルフィルタ手段を
巡回型コムフィルタ（倍音増幅）あるいは非巡回型コム
フィルタ（倍音減衰）とに連続的に遷移させて音色制御
を行う際、制御手段が倍音の増幅，減衰度合いに対応す
る音色パラメータＰに応じてフィルタ遷移を行うように
したので、簡単な回路構成で、ピアノの楽音データなど
の波形ソースに基づき、倍音の増幅・減衰制御、即ち弦
の振動度合いの制御に対応した音色制御をスムーズに行
うことができる。また、前記音色制御に連動して、音量
調整手段が、楽音データの倍音の増幅，減衰作用によっ
て生じた倍音のレベルに反比例して所望の楽音波形の音
量を調整するようにしたので、簡単な回路構成で、ピア
ノの楽音データなどの波形ソースに基づき、打鍵の強さ
に対応した音色制御をスムーズに行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１による楽音合成装置の構
成を示すブロック図

【図２】本発明の実施の形態２による楽音合成装置の構
成を示すブロック図

【図３】同楽音合成装置の加減算部の構成を示す回路図

【図４】本発明の実施の形態１，２による楽音合成装置
の波形発生部が出力する楽音データの波形図

【図５】同楽音合成装置における楽音波形図

【図６】同楽音合成装置における楽音波形図

【図７】同楽音合成装置のデジタルフィルタの伝達特性
図

【図８】従来の楽音合成装置のブロック図

【図９】同楽音合成装置における駆動波形データの波形
図

【図１０】同楽音合成装置における楽音波形図

【図１１】同楽音合成装置の巡回型コムフィルタの伝達
特性図

【符号の説明】

１１波形発生部１２遅延器１３，１６乗算器１４加算器１５セレクタ１７制御部１８変換部１９，２５デジタルフィルタ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】波形発生手段と、所望の楽音波形の音高
に対応した遅延時間を有する１つの遅延手段を含むデジ
タルフィルタ手段とを備え、前記デジタルフィルタ手段
が前記波形発生手段から出力されたデータの周期成分の
振幅レベルを増幅または減衰させることを特徴とする楽
音合成装置。
【請求項２】波形発生手段と、所望の楽音波形の音高
に対応した遅延時間を有する１つの遅延手段を含み、前
記波形発生手段からの楽音データを処理するデジタルフ
ィルタ手段とを備え、前記デジタルフィルタ手段は、外
部から与えられる音色パラメータＰに応じて巡回型コム
フィルタもしくは非巡回型コムフィルタに切り替えられ
ることを特徴とする楽音合成装置。
【請求項３】波形発生手段と、所望の楽音波形の音高
に対応した遅延時間を有する１つの遅延手段を含み、前
記波形発生手段からの楽音データを処理するデジタルフ
ィルタ手段と、前記デジタルフィルタ手段の出力ゲイン
を調整する音量調整手段とを備え、前記デジタルフィル
タ手段が外部から与えられる音色パラメータＰに応じて
巡回型コムフィルタもしくは非巡回型コムフィルタに切
り替えられ、前記音量調整手段の出力ゲインが前記音色
パラメータＰに応じて調整されることを特徴とする楽音
合成装置。
【請求項４】波形発生手段と、所望の楽音波形の音高
に対応した遅延時間を有する１つの遅延手段を含み、前
記波形発生手段からの楽音データを処理するデジタルフ
ィルタ手段とを備え、前記デジタルフィルタ手段が前記
遅延手段から出力されるデータに乗算される音色パラメ
ータＰに応じて巡回型コムフィルタもしくは非巡回型コ
ムフィルタに切り替えられることを特徴とする楽音合成
装置。
【請求項５】波形発生手段と、所望の楽音波形の音高
に対応した遅延時間を有する１つの遅延手段を含み、前
記波形発生手段からの楽音データを処理するデジタルフ
ィルタ手段と、前記デジタルフィルタ手段の出力ゲイン
を調整する音量調整手段とを備え、前記デジタルフィル
タ手段が前記遅延手段から出力されるデータに乗算され
る音色パラメータＰに応じて巡回型コムフィルタもしく
は非巡回型コムフィルタに切り替えられ、前記音量調整
手段におけるゲインが前記音色パラメータＰに応じて調
整されることを特徴とする楽音合成装置。
【請求項６】波形発生手段と、データを所定時間遅延
させる遅延手段と、前記遅延手段から出力されたデータ
に音色パラメータＰを乗算する乗算手段と、前記乗算手
段から出力されたデータと前記波形発生手段から出力さ
れたデータとの加算を行う加算手段と、前記加算手段か
ら出力されたデータと前記波形発生手段から出力された
データとの選択を行い選択結果を前記遅延手段に入力す
る選択手段と、前記選択手段における選択動作を制御す
る制御手段とを備え、前記制御手段が前記パラメータの
符号に応じて前記選択手段の入力を切り替えることを特
徴とする楽音合成装置。
【請求項７】制御手段は、音色パラメータＰの値が正
の時に選択手段が加算手段からの出力を選択するように
制御し、音色パラメータＰの値が負の時に前記選択手段
が波形発生手段からの出力を選択するように制御するこ
とを特徴とする請求項６記載の楽音合成装置。
【請求項８】乗算手段は、遅延手段から出力されたデ
ータと音色パラメータＰの絶対値とを乗算し、加算手段
は、選択手段が波形発生手段からの出力を選択する場
合、前記波形発生手段の出力から前記乗算手段の出力を
減算するように切り替わることを特徴とする請求項６ま
たは７に記載の楽音合成装置。
【請求項９】波形発生手段と、データを所定時間遅延
させる遅延手段と、前記遅延手段から出力されたデータ
に音色パラメータＰを乗算する乗算手段と、前記乗算手
段から出力されたデータと前記波形発生手段から出力さ
れたデータとの加算を行う加算手段と、前記加算手段か
ら出力されたデータと前記波形発生手段から出力された
データとの混合を行い混合結果を前記遅延手段に入力す
る混合手段と、前記混合手段における混合度合いを前記
音色パラメータＰに応じて制御する制御手段とを備えた
ことを特徴とする楽音合成装置。
【請求項１０】乗算手段は、遅延手段から出力された
データと音色パラメータＰの絶対値とを乗算し、加算手
段は、選択手段が波形発生手段からの出力を選択する場
合、前記波形発生手段の出力から前記乗算手段の出力を
減算するように切り替わることを特徴とする請求項９記
載の楽音合成装置。
【請求項１１】波形発生手段と、データを所定時間遅
延させる遅延手段と、前記遅延手段から出力されたデー
タに音色パラメータＰを乗算する乗算手段と、前記乗算
手段から出力されたデータと前記波形発生手段から出力
されたデータとの加算を行う加算手段と、前記加算手段
から出力されたデータと前記波形発生手段から出力され
たデータとの選択を行い選択結果を前記遅延手段に入力
する選択手段と、前記選択手段における選択動作を制御
する制御手段と、前記音色パラメータＰに応じて所望の
楽音波形の音量を調整する音量調整手段とを備え、前記
制御手段が前記音色パラメータの符号に応じて前記選択
手段の入力を切り替えることを特徴とする楽音合成装
置。
【請求項１２】制御手段は、音色パラメータＰの値が
正の時に選択手段が加算手段からの出力を選択するよう
に制御し、音色パラメータＰの値が負の時に前記選択手
段が波形発生手段からの出力を選択するように制御する
ことを特徴とする請求項１１記載の楽音合成装置。
【請求項１３】乗算手段は、遅延手段から出力された
データと音色パラメータＰの絶対値とを乗算し、加算手
段は、選択手段が波形発生手段からの出力を選択する場
合、前記波形発生手段の出力から前記乗算手段の出力を
減算するように切り替わることを特徴とする請求項１１
または１２に記載の楽音合成装置。
【請求項１４】波形発生手段と、データを所定時間遅
延させる遅延手段と、前記遅延手段から出力されたデー
タに音色パラメータＰを乗算する乗算手段と、前記乗算
手段から出力されたデータと前記波形発生手段から出力
されたデータとの加算を行う加算手段と、前記加算手段
から出力されたデータと前記波形発生手段から出力され
たデータとの混合を行い混合結果を前記遅延手段に入力
する混合手段と、前記混合手段における混合度合いを前
記音色パラメータＰに応じて制御する制御手段と、前記
音色パラメータＰに応じて所望の楽音波形の音量を調整
する音量調整手段とを備えたことを特徴とする楽音合成
装置。
【請求項１５】乗算手段は、遅延手段から出力された
データと音色パラメータＰの絶対値とを乗算し、加算手
段は、選択手段が波形発生手段からの出力を選択する場
合、前記波形発生手段の出力から前記乗算手段の出力を
減算するように切り替わることを特徴とする請求項１４
記載の楽音合成装置。