JPH1063270A

JPH1063270A - 楽音合成装置

Info

Publication number: JPH1063270A
Application number: JP8229408A
Authority: JP
Inventors: Hideyuki Masuda; 英之増田
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 1996-08-13
Filing date: 1996-08-13
Publication date: 1998-03-06

Abstract

(57)【要約】【課題】物理モデル音源における楽音のリアリティを
向上する。【解決手段】１０₁ 〜１０_n は、弦における振動の伝
搬遅延をシミュレートする遅延回路１１〜１４および弦
における音響損失をシミュレートする終端フィルタ１５
を有するループ回路により構成された弦モデルであり、
これらループ回路に励振波形発生部４から打弦または撥
弦の励振振動に相当する励起信号が入力される。また、
加算器３１、乗算器３２、３３、伝達関数Ｆの響板３０
からなるループ回路により響板系がシミュレートされて
いる。前記弦モデルと響板系とはウェーブガイドジャン
クション部により結合され、各ループ回路の出力は所定
の重み付けをされて加算器３５において合成され、再び
各ループ回路に入力される。これにより、響板から放射
される音までを含めた忠実なシミュレーションが可能と
なる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、楽音合成装置に関
し、特に、ピアノ音等の打弦楽器音やギター音等の撥弦
楽器音の合成に用いて好適な楽音合成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自然楽器の発音メカニズムをシミュレー
トすることにより得られたモデル（物理モデル）を動作
させ、これにより、自然楽器の楽音を合成する装置が知
られている。打弦楽器あるいは撥弦楽器の楽音合成装置
としては、弦における振動の伝播遅延をシミュレートし
た遅延回路および弦における音響損失をシミュレートし
たフィルタを含んだループ回路（ウェーブガイド）と、
このループ回路に打弦あるいは撥弦の励振振動に相当す
る励起信号を入力する励振回路とからなる構成のものが
知られている（例えば、特公平７−７４９５５号公報、
特公平７−７４９５８号公報あるいは特公平７−９２６
６８号公報などを参照されたい）。

【０００３】このような従来の楽音合成装置の構成の一
例を図８に示す。この図において、８１は鍵盤等の演奏
操作子、８２は発生すべき音色を指定する音色指定部で
ある。８３は、前記演奏操作子８１から出力される音高
データとタッチ情報および前記音色指定部８２から出力
される音色指定情報に基づいて、励振波形発生部８４に
対し制御信号を出力するとともに、弦モデル部等に各種
のパラメータデータを出力する制御部である。８４は前
記制御部から入力される制御情報に基づいて弦モデル部
に対して励振波形を供給する励振波形発生部である。

【０００４】９０₁ 〜９０_n はそれぞれピアノ等の打弦
楽器における１本の弦をシミュレートする弦モデルであ
り、それぞれ、遅延回路９１、９２、９３、９４、加算
器９９、１００、乗算器９６、９７、９８、終端フィル
タ９５からなる閉ループ回路とされている。ここで遅延
回路９１、９２、９３、９４は弦における振動の伝播遅
延をシミュレートするものであり、また、終端フィルタ
９５は弦における音響損失をシミュレートするものであ
る。加算器９９および１００は前記励振波形発生部８４
から出力される励振波形をこの閉ループ回路に入力する
ためのものであり、この弦を駆動する駆動点となる。

【０００５】遅延回路９２および９３には、それらの遅
延時間の和が、弦が駆動点９９において駆動されたとき
に図の右向きに伝播する振動波が右側の固定端において
反射されて駆動点１００に戻ってくるまでの時間と等し
くなるように、それぞれの遅延時間が設定されている。
また、遅延回路９４および９１には、その遅延時間の和
が、弦が駆動点１００において打鍵されたときに図の左
向きに伝播する振動波が左側の固定端において反射され
て駆動点９９に戻ってくるまでの時間と等しくなるよう
にそれぞれの遅延時間が設定されている。なお、これら
の各遅延時間はその弦に対応する音高に応じて決定され
るものであり、また、駆動点９９および１００を境にし
て左右に分けられる部分、すなわち、遅延回路９１と９
２および遅延回路９３と９４の遅延時間の比は音色ある
いはそれに加えて音高に応じて決定される。

【０００６】乗算器９８において、この閉ループ回路を
流れる信号に「−１」が乗算され、これにより弦の一方
の固定端において振動波の位相が反転する現象がシミュ
レートされている。また、乗算器９６においてループゲ
インＬＧ１に「−１」が乗算され、該乗算器９６の出力
は乗算器９７において終端フィルタ９５の出力と乗算さ
れている。これにより、弦の他方の固定端における振動
波の位相反転がシミュレートされるとともに、この弦の
ループゲインＬＧ１が設定されている。また、終端フィ
ルタ９５の特性はパラメータＴＦ１により設定されてい
る。これらループゲインＬＧ１〜ｎおよびフィルタ特性
ＴＦ１〜ｎは、それぞれの弦モデルにより発生すべき音
色や音高に応じて前記制御部８３により設定される。

【０００７】このような構成において、演奏情報に応じ
て前記励振波形発生部８４から励振波形が出力され、前
記加算器９９および１００に入力されると、各弦モデル
９０₁ 〜９０_n の閉ループ回路には各弦における振動を
シミュレートした信号が循環される。各弦モデルにおけ
るこの信号はミキサ１１０においてそれぞれ対応する係
数ｋｉと乗算された後積算され、楽音信号として出力さ
れることとなる。

【０００８】なお、上記においては、閉ループ回路を構
成する遅延回路を４つに分割して設けているものとした
が、遅延回路の配置はこれに限られることはなく、例え
ば、駆動点の左右に１つずつ集中的に配置してもよい。
また、前記弦モデルにおいて、閉ループ回路を巡回する
信号として、力、速度あるいは変位のいずれの次元の信
号を用いても、シミュレーションを行なうことができ
る。

【０００９】前記励振波形発生部８４の構成の一例を図
９に示す。この図に示した励振波形発生部８４は、弦と
それに対して励振エネルギーを与えるハンマーなどとの
物理的関係をシミュレートするものである。この図にお
いて、１１１、１１７、１２１および１２５は乗算器、
１１２、１１５、１１８および１２２は加算器、１１
３、１１９、１２３および１２６は入力データを１サン
プリング周期だけ遅延して出力する遅延回路、１１６は
入力データに対して非線形関数の関係にある出力信号を
出力する非線形回路である。また、前記加算器１１２と
遅延回路１１３により積分回路１１４が構成されてお
り、同様に、加算器１１８と遅延回路１１９とで積分回
路１２０が、加算器１２２と遅延回路１２３とで積分回
路１２４がそれぞれ構成されている。

【００１０】このように構成された励振波形発生回路８
４において、前記弦モデルより乗算器１１１に当該弦に
おける振動に対応した信号（例えば、弦の速度に対応し
た信号）が入力される。この信号は前記図８における右
向き振動波信号と左向き振動波信号とが加算される加算
器１０１からの出力信号である。この弦速度信号は乗算
器１１１において係数ｓａｄｍが乗算されたのち、加算
器１１２と遅延回路１１３からなる積分回路１１４に入
力される。これにより、前記弦速度信号が積分されて弦
の基準位置からの変位に対応する弦変位信号ｘが得られ
る。この弦変位信号ｘは加算器１１５の負側の入力端に
入力される。加算器１１５の正側の入力端には後述する
積分器１２４から出力されるハンマの変位に相当するハ
ンマ変位信号ｙが入力されており、該減算器１１５から
はハンマと弦との相対変位に相当する相対変位信号ｚ
（＝ｙ−ｘ）が出力される。

【００１１】ここで、弦がハンマに食い込んでいる場
合、ｚは正となり、弦とハンマとの間にはその食い込み
量に応じた反撥力が働く。一方、弦とハンマとが軽く触
れているだけの場合あるいは弦からハンマが離れている
場合には、ｚは０あるいは負となり、反撥力は０であ
る。非線形回路１１６は相対変位信号ｚに基づいてこの
ような弦とハンマとの反撥力に相当する反撥力信号Ｆを
出力するものであり、例えば２次曲線等の非線形関数の
テーブルを記憶したＲＯＭにより構成されている。前記
相対変位信号ｚはこの非線形回路１６に入力され、該非
線形回路１６から出力される反撥力信号Ｆは、前記弦モ
デルの駆動点である加算器９９および１００に印加され
る。なお、本来ならば、反撥力信号Ｆに対し、弦の速度
変化に対する抵抗に相当する係数を乗じて弦の速度変化
分を算出し、この速度変化分を前記各弦モデルに入力す
べきであるが、この例では、前述した乗算係数ｓａｄｍ
に上記抵抗に相当する係数を含ませることにより、同等
のシミュレーション効果を得ている。

【００１２】また、前記反撥力信号Ｆは乗算器１２５に
おいて係数ｆａｄｍと乗算され、ハンマによって弦に与
えられる速度変化分に相当する弦速度信号が得られ、こ
の弦速度信号が遅延回路１２６において１サンプリング
周期遅延されて、前記積分器１１４に入力されている。
これにより、弦がハンマによってたたかれることによっ
て変位する現象がシミュレートされる。

【００１３】前記反撥力信号Ｆはさらに乗算器１１７に
も入力され、ここでハンマの慣性質量Ｍの逆数−１／Ｍ
と乗算される。この結果、乗算器１１７からハンマの加
速度に相当する加速度信号が出力され、この加速度信号
は積分回路１２０において積分されて、積分回路１２０
からはハンマの速度変化分に相当するハンマ速度信号が
出力される。このハンマ速度信号は乗算器１２１におい
て所定の減衰係数ｄが乗算されたのち、ハンマ初速度信
号Ｖｏとともに、積分回路１２４に入力される。これに
より、積分回路１２４からは前述したハンマ変位信号ｙ
が出力される。このようにして、図９に示した励振波形
発生部８４から前記弦モデル９０₁ 〜９０_n の閉ループ
回路にハンマによる打鍵をシミュレートした励振波形が
供給される。

【００１４】なお、励振波形発生部８４としては、図９
に示したような弦とハンマとの物理的関係をシミュレー
トするもののほか、波形メモリに記憶した励振波形を読
み出す方式など、通常の楽音波形発生装置において採用
されている各種の方式により励振波形を供給するもので
あってもよい。このような単純に演奏操作に応じて励振
波形を発生する方式の場合においては、前述した図９の
場合のように弦モデル部を巡回する信号を励振波形発生
部に取り込むことは必ずしも必要ではない。但し、この
巡回する信号を使って、励振波形あるいはその発生に係
わる信号（例えば、メモリアドレス）を変調するように
することもできる。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】前述したような従来の
楽音合成装置は、弦楽器における各弦の動作をシミュレ
ートして、自然楽器が発生する楽音を再現することがで
きるものである。しかしながら、現実のピアノにおいて
はハンマーにより弦を叩いたときに、弦だけではなく楽
器全体が響いて楽音が発生されている。すなわち、響板
や弦の終端に設けられている駒など（以下、単に「響
板」という）が、弦の振動とともに振動し、それにより
ピアノらしい音が引き出されている。また、バイオリン
やギターなどの擦弦楽器においても、共鳴胴による共鳴
により、それらしい楽音となっている。

【００１６】このような響板や共鳴胴などの共鳴体によ
る効果を付加するために、従来の楽音合成装置において
は、合成された楽音に残響効果を付加することなどが行
なわれているが、これだけでは、響板等からの弦への干
渉については考慮されていない。

【００１７】そこで本発明は、響板や共鳴胴などの共鳴
体による作用までを含めた忠実なシミュレーションを行
なうことにより、より忠実な楽音を再現することのでき
る楽音合成装置を提供することを目的としている。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の楽音合成装置は、少なくとも遅延手段を含
む少なくとも１つの第１のループ手段と、共鳴体をシミ
ュレートするためのフィルタを含む第２のループ手段
と、前記第１および第２の各ループ手段から取り出した
信号を合成し、該合成された信号を前記第１および第２
の各ループ手段に入力する結合手段と、発音指示に応じ
て励振信号を前記第１のループ手段のうちの少なくとも
１つのループ手段に入力する励振手段とを有するもので
ある。

【００１９】このように、響板や共鳴胴などの共鳴体を
シミュレートするフィルタを含むループ手段を結合手段
により結合させているので、響板や共鳴胴の作用を忠実
にシミュレーションすることが可能となる。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明の楽音合成装置の全体構成
を説明する前に、まず、響板や共鳴胴などの共鳴体の作
用のシミュレーションをどのように行なうかについて説
明する。なお、ここではピアノを例にとって、響板の作
用をどのようにシミュレーションするかについて検討す
るが、擦弦楽器における共鳴胴についても同様に適用す
ることができる。

【００２１】響板を含めたシミュレーションを行なうた
めに、まず考えられる方法は、前述した弦モデルの終端
に響板の有する音響特性に相当する伝達関数を有するフ
ィルタを設けることである。この構成を図２に示す。こ
の図において、１８は弦の一方の固定端における振動波
の位相反転をシミュレートするための乗算器であり、前
述した図８における乗算器９８に相当する。また、３６
は響板の有する音響特性に相当する伝達関数Ｈを有する
フィルタであり、このフィルタの出力Ｊは乗算器２３に
おいて前記乗算器１８からの出力と加算され、左向きの
振動波Ｓ１ｂとなる。

【００２２】しかしながら、このような構成では、弦と
響板のアドミタンスを考慮した接続形式とされていない
ために、響板から弦へ与えられる信号Ｊはある程度正確
にシミュレートすることができたとしても、響板から放
射される音に対応する信号はシミュレートされておら
ず、取り出すことができない。また、複数の弦との相互
作用（インタラクション）をシミュレートすることもで
きない。

【００２３】そこで、本発明においては、響板を１つの
質量を有するウェーブガイド（閉ループ回路）として取
り扱い、前記弦モデル部と該響板系とをウェーブガイド
ジャンクション部により接続した回路構成とする。この
ようにすることにより、響板から放射される音に対応す
る信号を取り出すことができるようになり、さらに複数
弦と響板とのインタラクションのシミュレーションも実
現することができるようになる。

【００２４】このように響板系をウェーブガイドジャン
クションにより結合した構成を図３に示す。この図にお
いて、３０は響板であり、その伝達関数はＦとされてい
る。Ｒｂは響板３０に入力される入力信号であり、これ
は力の次元の信号とされている。３２は、入力信号Ｒｂ
に応じて響板３０から放射される音に対応する信号をシ
ミュレートするために、信号の位相を反転させるための
乗算器である。また、乗算器３３は響板系の終端におけ
る信号の位相反転をシミュレートするための乗算器であ
り、この乗算器３３の出力信号は、加算器３１の一方の
入力となる。加算器３１の他方の入力にはウェーブガイ
ドジャンクション部の加算器３５の出力Ｊが印加されて
おり、前記乗算器３３の出力と加算されて響板への入力
信号Ｒｂが出力される。前記乗算器３２の出力Ｒｆはま
た、響板系の出力信号としてウェーブガイドジャンクシ
ョン部の乗算器３４に入力され、この乗算器３４におい
て響板側のウェーブガイド係数α_r と乗算されてウェー
ブガイドジャンクション部の加算器３５の一方の入力と
される。

【００２５】加算器３５の他方の入力には、前記弦モデ
ル部の弦１の終端部における信号Ｓ１ｆと弦側のウェー
ブガイド係数α_s とが乗算される乗算器２２の出力が入
力されている。また、前記加算器３５の出力信号Ｊは加
算器２３の一方の入力とされており、前記弦における終
端部における反転信号と加算されている。すなわち、ウ
ェーブガイドジャンクション部において、前記響板系の
出力信号Ｒｆと前記弦モデルにおけるループ信号Ｓ１ｆ
とが、それぞれ所定のウェーブガイド係数α_rおよびα_s
をもって合成されている。そして、この合成出力Ｊ
は、加算器２３において弦モデルのループ信号に加算さ
れ、また、加算器３１において響板系のループ信号に加
算される。

【００２６】このように響板系をウェーブガイドとして
構成したときに、弦から響板系をみたときの伝達関数
が、前記図２における伝達関数Ｈと同一でなければなら
ない。したがって、そのように前記Ｆを決定することが
必要である。

【００２７】前記図２より、Ｈ＝Ｊ／Ｓ１ｆ（１）である。また、前記図３より、Ｆ＝−Ｒｆ／Ｒｂ（２）Ｊ＝α_s ×Ｓ１ｆ＋α_r ×Ｒｆ（３）Ｒｂ＝Ｊ−Ｒｆ（４）であるから、Ｈは、次の式（５）のように表わすことが
できる。

【数１】

【００２８】一方、響板の伝達関数Ｈは実測することが
でき、これを実測すると、図４に示すような、その大き
さ等により定まる比較的低い周波数でピークを有する低
域通過特性が得られる。このような形の周波数特性は２
次のローパスフィルタ（ＬＰＦ）により近似することが
可能である。したがって、例えば、Ｂｉ−Ｑｕａｄ型の
デジタルフィルタで近似することとし、実測結果である
図４の特性曲線から、カットオフ周波数Ｆｈおよびピー
クのＱ値Ｑｈを求めると、その伝達関数Ｈは次の式
（６）のように表わすことができる。ただし、本シミュ
レーションではＨの入出力は同一次元なので、通過帯域
のゲイン（Ｃｈ）は”１”と正規化した。

【数２】但し、ｚ^-1＝ｅｘｐ（−ｉ２πｆＴ）、Ｔはサンプリン
グ周波数Ｆｓの逆数である。

【００２９】この式（６）を前記式（５）に代入し、Ｆ
を求めると、次の式（７）が得られる。

【数３】但し、α_s ＋α_r ＝２を利用した。

【００３０】前記式（７）を、Ｆ＝１−Ｇとおく。こ
のとき、このＧもまた、ＬＰＦの形式となっていること
が分かる。すなわち、前記式（７）の右辺第２項（Ｇ）
において、Ｆｈ＝√α_s ×Ｆｇ、Ｑｈ＝√α_s ×Ｑｇ、 α_r ＝Ｃｇと置き換えると、次の式（８）が得られ、これはＬＰＦ
を表わす前記式（６）と全く同型となっている。

【数４】

【００３１】すなわち、元の伝達関数Ｈから測定される
カットオフ周波数の１／√α_s 倍のカットオフ周波数、
もとのＱの１／√α_s 倍のＱ、および、通過帯域のゲイ
ンα_r を有する２次のＬＰＦを前記Ｇとして、Ｆ＝１−
Ｇを響板側のウェーブガイドのループに入れることによ
り、前記図３の構成を実現することができる。

【００３２】このようにした響板側のウェーブガイドの
構成を図５（ａ）に示す。この図において、前記図３と
同一の構成要素には同一の番号を付してその説明は省略
する。破線３０で囲まれたＦの内部に、破線４０で囲ま
れたＧと加算器５１とが設けられている。この加算器５
１の正側の入力端には前記加算器３１からの出力Ｒｂが
入力され、負側には破線４０で囲まれたＧが入力されて
いる。これにより、前記Ｆ＝１−Ｇが実現されている。

【００３３】破線４０の内部には、前記加算器３１の出
力Ｒｂと定数Ｃｇとが入力される乗算器４１、該乗算器
４１の出力と加算器４７の出力との差を出力する加算器
４２、該加算器４２の出力と定数ａｇとを乗算する乗算
器４３、該乗算器４３の出力と遅延回路４５の出力とを
加算する加算器４４、該加算器４４の出力を遅延する遅
延回路４５、該遅延回路４６の出力と定数ｑｇとを乗算
する乗算器４６、該乗算器４６の出力と遅延回路５０の
出力とを加算する加算器４７、前記加算器４４の出力と
定数ａｇとを乗算する乗算器４８、該乗算器４８の出力
と遅延回路５０の出力とを加算する加算器４９、該加算
器４９の出力を遅延する遅延回路５０が設けられてお
り、前記遅延回路５０の出力がＧの出力として前記加算
器５１に入力されている。また、前記加算器４２の出力
はこの響板系を巡回している力波形出力Ｆｒとして、後
述する音響信号出力のために取り出されている。ここ
で、前記定数ａｇ、ｑｇ、Ｃｇは、ａｇ＝２πＦｇＴ＝
２πＦｈＴ／√α_S 、ｑｇ＝１／Ｑｇ＝√α_s ／Ｑｈ、
Ｃｇ＝α_r である。

【００３４】図５の（ｂ）に、この各定数Ｃｇ、ａｇ、
ｑｇを算出するための構成を示す。この図において、５
２は弦モデルのジャンクション係数α_s を入力として√
α_sを出力する平方根演算回路であり、その出力√α_s
は乗算器５４の一方の入力に供給されている。乗算器５
４の他方の入力にはＱｈの逆数１／Ｑｈが入力されてお
り、該乗算器５４から前記ｑｇ＝１／Ｑｇが得られる。
また、前記平方根演算回路５２の出力は逆数演算回路５
３にも入力されており、該逆数演算回路５３の出力１／
√α_s は乗算器５５の一方の入力に供給されている。該
乗算器５５の他方の入力にはａｈ＝２πＦｈＴが入力さ
れており、該乗算器５５からはａｇ＝２πＦｈＴ／√α
_s ＝２πＦｇＴが出力される。さらに、Ｃｇにはα_r と
同一の値が与えられる。このようにして、前記破線４０
で囲まれたＬＰＦ部の演算に用いられる各定数を得るこ
とができる。このようにして、響板をシミュレートした
ウェーブガイドを２次のディジタルフィルタを用いて構
成することができる。

【００３５】さて、楽音を発生させるときには音響信号
を速度の次元で出力することが必要であるため、前述の
ように構成された響板系のウェーブガイドに流れる力の
次元のループ信号を速度の次元に変換することが必要で
ある。そのためには、まずこのループ信号を響板の質量
ｍｒで割って加速度の次元に変換し、これを積分して速
度の次元の信号に変換すればよい。また、弦に流れるル
ープ信号についても、力の次元とされているので同様の
処理をして出力することが必要である。

【００３６】このような音響信号出力を取り出すための
構成を図６に示す。この図に示すように、弦を巡回する
力波形出力Ｆｓ１は乗算器６１において弦の質量の逆数
に対応する係数Ａｓと乗算され加算器６３の一方の入力
に入力される。また、響板系を巡回する力波形出力Ｆｒ
は乗算器６２において前記響板の質量の逆数に対応する
係数Ａｒと乗算され加算器６３に入力される。加算器６
３において前記乗算器６１および６２からの出力信号が
合成され、その出力は積分器６４に入力される。積分器
６４内において、前記合成出力は乗算器６５においてサ
ンプリング周期Ｔと乗算された後、加算器６６と遅延回
路６７により積分され、この出力が音響信号出力として
サウンドシステム等に出力される。

【００３７】また、以上の説明においては、弦が１本で
あるものとして説明してきたが、前述したように、本発
明のようにウェーブガイドジャンクションを用いる構成
とすることにより、複数弦の場合にも、弦と響板とのイ
ンタラクションをシミュレートすることができる。

【００３８】図７（ａ）は、このような複数弦の場合の
構成を示す図であり、前記図３と同一の構成要素には同
一の番号を付して詳細な説明は省略する。この図に示す
ように、この場合には、１〜ｎの複数個の弦モデルが設
けられている。そして、各弦モデルのループ信号がそれ
ぞれ対応するウェーブガイド係数α_s1〜α_snと乗算され
て、前記ウェーブガイドジャンクション部の加算器３５
に入力されている。また、響板系のウェーブガイドは前
述した図３の場合と同様の構成とされている。

【００３９】また、図７（ｂ）はこのような複数弦の場
合における音響出力の取り出し方を示す図であり、前述
した図６と同一の構成要素には同一の番号が付されてい
る。この図に示すように、複数弦の場合においては、各
弦モデルを巡回する力波形Ｆｓ１〜Ｆｓｎは、それぞれ
対応する乗算器６１₁ 〜６１_n においてそれぞれに対応
する係数Ａｓ１〜Ａｓｎを乗算された後、前記係数Ａｒ
が乗算された響板系の力信号Ｆｒとともに加算器６３に
おいて合成され、積分器６４において積分され、音響信
号として出力されることとなる。

【００４０】図１に本発明の楽音合成装置の全体構成図
を示す。この図において、演奏操作子１、音色指定部
２、制御部３および励振波形発生部４は、いずれも、図
８に関して説明した演奏操作子８１、音色指定部８２、
制御部８３および励振波形発生部８４と同一のものであ
るので、その詳細な説明は省略する。また、弦モデル１
０₁ 〜１０_n は前記図８における弦モデル９０₁ 〜９０
_n と同様のものであり、また、各弦モデルに設けられて
いる遅延回路１１、１２、１３、１４、加算器１９、２
０、２１、乗算器１６、１７、１８、終端フィルタ１５
の構成も前記図８における対応する遅延回路９１、９
２、９３、９４、加算器９９、１００、１０１、乗算器
９６、９７、９８、終端フィルタ９５と同一のものであ
り、その詳細な説明は省略する。

【００４１】また、ウェーブガイドジャンクション部に
おける乗算器２２〜２ｎ、３４および加算器３５、響板
系における乗算器３２、３３、加算器３１、響板３０に
ついては、前記図３、図５および図７に関して説明した
ものと同一であり、その詳細な説明は省略する。このよ
うな本発明の楽音合成装置の動作は、前述した説明と重
複することとなるのでその詳細な説明は省略することと
する。

【００４２】なお、以上の説明においては、ウェーブガ
イドジャンクション部は単一の加算器３５を有する構成
とされていたが、ウェーブガイドジャンクション部の構
成はこれに限られることはない。例えば、各ループ部か
らの出力をそれぞれ他のループ部に供給するように構成
し、各ループ部内に他のループ部からの信号と自己のル
ープ信号とを合成する結合回路を設けるようにしてもよ
い。この場合には、各ループ部において、ウェーブガイ
ド係数α_s1〜_snおよびα_r を独立して設定することが可
能となる。

【００４３】なお、以上の説明においては響板を有する
打弦楽器、特にピアノをシミュレートする場合を例にと
って説明したが、本発明はこれに限られることはなく、
ギターやバイオリン等の擦弦楽器をシミュレートする楽
音合成装置において、共鳴胴による影響をシミュレート
する場合に適用することができる。

【００４４】

【発明の効果】このように、本発明の楽音合成装置にお
いては、共鳴体、例えば響板系をウェーブガイドとして
シミュレートし、弦モデルと、ウェーブガイドジャンク
ションにより結合しているために、響板の影響を忠実に
シミュレートすることが可能となり、よりリアルな楽音
を再現することが可能となる。例えば、ピアノ音合成に
適用した場合には、アタックにピアノ特有のスペクトラ
ムを含んだリアルなアタック感を付けることができるよ
うになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の楽音合成装置の全体構成図である。

【図２】響板をシミュレートするためのＬＰＦを付加
した構成を示す図である。

【図３】響板をシミュレートするウェーブガイドおよ
びジャンクション部を付加した構成を示す図である。

【図４】響板の伝達関数Ｈの周波数特性を示す図であ
る。

【図５】響板系におけるフィルタの構成を示す図であ
る。

【図６】音響出力を取り出すための構成を示す図であ
る。

【図７】複数弦を有する場合の構成を示す図である。

【図８】従来の楽音合成装置の構成例を示す図であ
る。

【図９】励振波形発生部の構成例を示す図である。

【符号の説明】

１、８１演奏操作子、２、８２音色指定部、３、８
３制御部、４、８４励振波形発生部、１０₁ 〜１０
_n 、９０₁ 〜９０_n 弦モデル、１１、１２、１３、１
４遅延回路、１５、９５終端フィルタ、１６〜１
８、２２、３２〜３４、４１、４３、４６、４８、５
４、５５、６１、６２、６５、９６〜９８乗算器、１９
〜２１、２３、３１、３５、４２、４４、４７、４９、
５１、６３、６６９９〜１０１加算器、３０響
板、３６、４０フィルタ、４５、５０、６７１サン
プリング周期遅延回路、５２平方根演算回路、５３
逆数演算回路、６４積分器、１１０ミキサ、

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも遅延手段を含む少なくとも
１つの第１のループ手段と、少なくとも共鳴体をシミュレートするためのフィルタを
含む第２のループ手段と、前記第１および第２の各ループ手段から取り出した信号
を合成し、該合成された信号を前記第１および第２の各
ループ手段に入力する結合手段と、発音指示に応じて励振信号を前記第１のループ手段のう
ちの少なくとも１つのループ手段に入力する励振手段と
を有することを特徴とする楽音合成装置。