JPH11296177A

JPH11296177A - ノイズ発生装置

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Publication number: JPH11296177A
Application number: JP10102587A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Nakamura; 健一中村
Original assignee: Korg Inc
Current assignee: Korg Inc
Priority date: 1998-04-14
Filing date: 1998-04-14
Publication date: 1999-10-29
Anticipated expiration: 2018-04-14
Also published as: JP4067169B2

Abstract

(57)【要約】【課題】周波数特性が一様でない有色ノイズを生成す
ることのできるノイズ発生装置を提供することが課題で
ある。【解決手段】零以外の一定値が一方の入力とされる第
１の符号なし加算器１と、該第１の符号なし加算器１の
出力側に設置される遅延器４と、該遅延器４の遅延次数
を適宜変更する遅延量制御信号発生器５と、遅延器４の
出力側に設置されるシフト演算器３と、該シフト演算器
３の出力と、遅延器４の出力とを符号なし加算する第２
の符号なし加算器２と、を有し、第１の符号なし加算器
１は、外部より与えられる零以外の一定値と第２の符号
なし加算器２よりの出力との間で符号なし加算を実行
し、第１の符号なし加算器１の出力を当該ノイズ発生装
置の出力とする。これにより、周波数特性が一様でない
有色ノイズを発生させることができ、効果音を生成する
際の音源として幅広い活用が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シンセサイザ等の
電子楽器にて、効果音を発生させるための音源となるノ
イズを発生させるノイズ発生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、電子鍵盤楽器として使用される
シンセサイザでは、音源より発生した信号の周波数、振
幅、及びスペクトラムを適宜変更させることにより、所
望の音色を得ることができ、幅広い音色の出力が可能で
ある。また、単に楽音の演奏にとどまらず、風の音、波
の音、爆発音等の効果音を発生させることも可能であ
り、芝居や演劇等の分野において、特殊な道具や機材等
を使用すること無く簡単な操作で場面に即した臨場感、
迫力を得ることができ、また、効果音の発生のタイミン
グをとりやすいという利点があるので、極めて有用であ
る。

【０００３】一般に、シンセサイザでは、風の音や波の
音、爆発音等の効果音を発生させるために、ノイズ発生
装置を搭載しており、このノイズ発生装置よりの出力信
号を音源とし、この音源に対して種々の処理を加えるこ
とにより所望の効果音を得ることができるようになって
いる。

【０００４】図８は、シンセサイザに搭載される従来の
ノイズ発生装置の構成を示すブロック図であり、線形合
同法に基づく乱数発生方法を適用したものである。図示
のようにこのノイズ発生装置は、第１の符号なし加算器
２１、第２の符号なし加算器２２、シフト演算器２３、
遅延器２４から成る２入力１出力回路として構成されて
いる。そして、第１の符号なし加算器２１の出力は２系
統に分岐され、一方は出力信号とされ、他方は１次の遅
延器２４に接続されている。また、遅延器２４の出力は
２系統に分岐され、一方は第２の符号なし加算器２２に
接続され、他方はシフト演算器２３を経由した後、やは
り第２の符号なし加算器２２に接続される。そして、第
２の符号なし加算器２２の出力は第１の符号なし加算器
２１に接続され、且つ、該第１の符号なし加算器２１に
は零でない一定値が入力されるようになっている。

【０００５】このように構成された従来のノイズ発生装
置によれば、遅延器２４から前回（１回前）に出力され
た値、及びこの値をシフト演算にてビット操作した値が
それぞれ第２の符号なし加算器２２に供給されるので、
これらの符号なし加算が行われ、この結果が第１の符号
なし加算器２１に供給される。そして、供給された値が
今回入力された値と符号なし加算されて、今回の出力と
される。

【０００６】こうして得られる出力値は、一様にランダ
ムな値となるから、図８に示されるノイズ発生器の出力
は図９に示すように周波数特性が一様なホワイトノイズ
となる。そして、このホワイトノイズを音源として、後
段の機器にて操作を加えることにより、所望の効果音を
得ることができる。しかしながら、上記した従来のノイ
ズ発生装置では、ホワイトノイズを生成することができ
るものの、周波数特性が一様でないノイズ、いわゆる有
色ノイズを発生させることができない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
におけるノイズ発生装置においては、周波数特性が一様
なホワイトノイズを生成することができるものの、有色
ノイズを生成することができず、効果音を生成する際の
汎用性が低いという欠点があり、何とか、有色ノイズを
発生させたいという要望が高まっていた。この発明はこ
のような従来の課題を解決するためになされたものであ
り、その目的とするところは、ホワイトノイズのみなら
ず、種々の周波数特性を有する有色ノイズを発生させる
ことのできるノイズ発生装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本願請求項１に記載の発明は、効果音の発生音源と
なるノイズ信号を発生するノイズ発生装置において、２
入力１出力の非線形回路として構成され、一方の入力端
には外部入力たる零以外の一定値が供給され、他方の入
力端には出力信号の帰還が供給され、この帰還路に遅延
器を設置し、且つ、該遅延器の遅延次数を適宜変更する
遅延制御手段を具備したことが特徴である。

【０００９】また、請求項２に記載の発明は、効果音の
発生音源となるノイズ信号を発生するノイズ発生装置に
おいて、零以外の一定値が一方の入力とされる第１の符
号なし加算器と、該第１の符号なし加算器の出力側に設
置される遅延器と、該遅延器の遅延次数を適宜変更する
遅延制御手段と、前記遅延器の出力側に設置されるシフ
ト演算器と、該シフト演算器の出力と、前記遅延器の出
力とを符号なし加算する第２の符号なし加算器と、を有
し、前記第１の符号なし加算器は、外部より与えられる
零以外の一定値と前記第２の符号なし加算器よりの出力
との間で符号なし加算を実行し、第１の符号なし加算器
の出力を当該ノイズ発生装置の出力とすることを特徴と
する。

【００１０】請求項３に記載の発明は、効果音の発生音
源となるノイズ信号を発生するノイズ発生装置におい
て、２入力１出力の非線形回路として構成され、一方の
入力端には外部入力たる零以外の一定値が供給され、他
方の入力端には出力信号の帰還が供給され、この帰還路
にコムフィルタを設置し、且つ、該コムフィルタの遅延
次数、フィードバックゲインを適宜変更するコムフィル
タ制御手段を具備したことを特徴とする。

【００１１】請求項４に記載の発明は、効果音の発生音
源となるノイズ信号を発生するノイズ発生装置におい
て、零以外の一定値が一方の入力とされる第１の符号な
し加算器と、該第１の符号なし加算器の出力側に設置さ
れるコムフィルタと、該コムフィルタの遅延次数及びフ
ィードバックゲインを適宜変更するコムフィルタ制御手
段と、前記コムフィルタの出力側に設置されるシフト演
算器と、該シフト演算器の出力と、前記コムフィルタの
出力とを符号なし加算する第２の符号なし加算器と、を
有し、前記第１の符号なし加算器は、外部より与えられ
る零以外の一定値と前記第２の符号なし加算器よりの出
力との間で符号なし加算を実行し、第１の符号なし加算
器の出力を当該ノイズ発生装置の出力とすることを特徴
とする。

【００１２】請求項５に記載の発明は、前記遅延器又は
コムフィルタの後段に補間器を設置したことを特徴とす
る。発明者は、有色ノイズを生成可能なノイズ発生装置
を種々検討した結果、出力信号の帰還路に遅延器を設置
し、該遅延器の遅延次数をランダムに変更することによ
り、周波数特性が一様でない有色ノイズを発生させるこ
とを見いだした。更には、遅延器の代わりにコムフィル
タを設置し、該コムフィルタの遅延次数、及びフィード
バックゲインを適宜変更することによっても同様に有色
ノイズを発生させることができることを見いだした。従
って、本発明では、上記の如くの構成を有することによ
り、種々の有色ノイズを生成することができ、これによ
り、効果音の音源を幅広く設定することが可能となり、
汎用性を著しく向上させることができるようになる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係
るノイズ発生装置の構成を示すブロック図であり、同図
に示すように、このノイズ発生装置では、従来例にて示
した装置と比較し、遅延器の遅延次数を適宜変更可能に
構成した点で相違している。即ち、本実施形態のノイズ
発生装置は、第１の符号なし加算器１と、第２の符号な
し加算器２と、シフト演算器３と、遅延器４と、遅延量
制御信号発生器５（遅延量制御手段）と、から構成され
ている。

【００１４】第１の符号なし加算器１の出力は、２系統
に分岐されており、一方は出力、他方は帰還路とされ、
該帰還路には遅延器４が設置されている。また、遅延器
４の出力側は、２系統に分岐されており、一方は第２の
符号なし加算器２に接続され、他方はシフト演算器３を
経由してやはり第２の符号なし加算器２に接続されてい
る。そして、該第２の符号なし加算器２の出力は第１の
符号なし加算器１に接続されている。

【００１５】遅延器４は、例えば２０００段のメモリを
有しており、第１の符号なし加算器１より出力された値
を、信号が供給される度にシフトさせながら記憶する。
遅延量制御信号発生器５は、遅延器４より出力される遅
延の次数をランダムに設定して遅延器４に出力する。即
ち、遅延器４は、遅延量制御信号発生器５にて設定され
た遅延次数に従い、例えば、遅延次数が「１０」と設定
されたならば、１０回前に与えられた数値を取り出して
後段側（即ち、第２の符号なし加算器２及びシフト演算
器３）に出力する。

【００１６】シフト演算器３は、与えられた数値にビッ
ト操作（即ち、２のべき乗演算）を加える演算を行い、
データをスライドさせる。例えば、「１１００１０」と
いうディジタル信号が与えられた場合には、例えばこれ
を左方向に１個スライドさせる操作を加え（即ち、２を
乗じる）、「１００１００」とする。第１の符号なし加
算器１及び第２の符号なし加算器２は、与えられる２つ
の入力信号の符号なし加算を行うものである。符号なし
加算とは周知のように、ある一定の範囲内にて行われる
加算演算であり、例えば、３ビットの演算を例にとる
と、１０進法で−４〜３までの８通りの整数の範囲で演
算が行われることになる。いま、１０進法で「３＋３」
の演算を行うと、２進法では「０１１＋０１１」とな
り、演算の結果は「１１０」となる。この際、左端の
「１」は符号を示すビットであり、「１」はマイナス、
「０」はプラスを示すから、この演算の結果は１０進法
で「−２」となる。このような演算は、オーバーフロー
となることが無く、一様にランダムな結果を得ることが
できる。

【００１７】次に、上記の如く構成された本実施形態の
作用について説明すると、第１の符号なし加算器１に
は、外部より供給される零でない一定値、及び遅延器
４、シフト演算器３、第２の符号なし加算器２を介して
帰還される信号が供給され、遅延器４における遅延の次
数が遅延量制御信号発生器５により、ランダムに変更さ
れるので（２０００段のメモリを有する場合には、１〜
２０００のうちいずれかの値）、後述の実施例に記載す
るように、ある一定の特徴を有する有色ノイズを得るこ
とができる。また、遅延器４のメモリの段数を変更する
ことにより、有色ノイズの特性を適宜変化させることが
できる。

【００１８】図２は、本発明の第２の実施形態に係るノ
イズ発生装置の構成を示すブロック図であり、同図に示
すようにこの実施形態では、図１に示した遅延器４の代
わりに、コムフィルタ６を設置している点で相違してい
る。図２に示すように、コムフィルタ６は、入力信号
（即ち、第１の符号なし加算器１の出力信号）と帰還信
号との加算を行う加算器６１と、この帰還路に設置され
る遅延器６２とを有しており、更に、第１の符号なし加
算器１よりの出力信号レベルを制御するための乗算器６
３及び遅延器６２の出力レベルを制御するための乗算器
６４を具備している。また、遅延器６２の遅延次数をラ
ンダムに変化させ、且つ、フィードバックゲインを調整
するための、コムフィルタ制御信号発生器７（コムフィ
ルタ制御手段）が設置されている。図３は、コムフィル
タ６のフィードバックゲインを上昇させたときの周波数
特性図であり、該コムフィルタ６を通過させることによ
り、櫛歯状に変化する周波数特性を有する出力信号を得
ることができる。

【００１９】そして、このように構成されたノイズ発生
装置では、コムフィルタ６を通過した信号が、シフト演
算器３、第２の符号なし加算器２を介して第１の符号な
し加算器１に供給されることになり、該第１の符号なし
加算器１の出力は一定の特徴を有する有色ノイズとな
る。また、コムフィルタ制御信号発生器７にてフィード
バックゲインを調整することにより、この有色ノイズの
特性を適宜変化させることができる。

【００２０】図４は、本発明の第３の実施形態に係るノ
イズ発生装置の構成を示すブロック図であり、同図に示
すようにこの実施形態では、図１に示した遅延器４の後
段側に補間器８が設置されている点で相違している。こ
のような構成によれば、同一のサンプリングレート及び
遅延段数にて、サンプリングレートを上げ遅延値の段数
を増加したことに相当する遅延量の分解能を得ることが
できる。これにより、不連続な量にて遅延量の制御を行
う場合においても、あたかも連続量で制御する如くの自
然な音色変化を得ることができるようになる。以下、こ
れを詳細に説明する。

【００２１】ここでいう「補間」とは、離散データ列をＤ（０），・・，Ｄ（ｋ−１），Ｄ（ｋ），・・，Ｄ
（ｋ＋１），・・（ｋは変数）と表すとき、Ｄ（ｔ），Ｄ（ｔ＋１）［ｔ
は整数］に対して、ｔ≦τ＜ｔ＋１なるτに対するＤ
（τ）を生成することである。いま、τを整数部ｔと小
数部Ｍに分割し、τ＝ｔ＋Ｍと表記する。小数部Ｍの語
長をｍ（ビット）とすると、例えば、最も計算量の少な
い直線補間の例では、Ｄ（τ）＝（Ｄ（ｔ＋１）−Ｄ（ｔ））＊Ｍ／２^ｍ＋Ｄ
（ｔ）となる。

【００２２】上記Ｍ／２^ｍの演算はハードウェア構成で
は配線の対応をシフトすることに相当し、ソフトウェア
による実現ではシフト命令に相当するため、演算量への
影響は少ない。そして、上記の如く補間を行うことによ
り、サンプリングレートを同一としたまま、遅延値の段
数を２^ｍ倍にすることに相当する遅延量の分解能を得る
ことができるようになる。上記では、直線補間を例に説
明したが、補間方法として二次補間等の高次多項式やオ
ールパスフィルタ等を用いれば、直線補間よりも演算量
が多くなるものの、遅延量を変化させる際、より滑らか
な音色変化を得ることができる。

【００２３】

【実施例】発明者は、有色ノイズを発生させるべくノイ
ズ発生装置について鋭意検討した結果、出力信号の帰還
路に遅延器４を設置し、該遅延器４の次数をランダムに
変化させることにより、一定の特徴を有する有色ノイズ
を発生させることができることを見いだした。以下、発
明者による実験の結果について説明する。図５は、第１
の実施形態（図１）及び第２の実施形態（図２）に示し
たノイズ発生装置を使用して得られる出力信号レベル
（縦軸）と、繰り返し回数（横軸）との関係を示す特性
図であり、図中「菱形」で示す点が第１の実施形態、
「十字」で示す点が第２の実施形態を用いた結果を示し
ている。同図から容易に理解されるように、繰り返し回
数（第１の符号無し加算器１に一定値が与えられる回
数）が少ないときには出力レベルはほとんどゼロである
が、一定の繰り返し回数を越えると、出力レベルがラン
ダムに変動する有色ノイズとなっていることが確認でき
る。

【００２４】図６は、第２の実施形態（図２）に示した
構成にて得られたノイズ信号を示す特性図であり、比較
のために、図７には従来例にて示した図８の構成にて得
られるノイズ信号を示す。図６と図７とを比較して容易
に理解されるように、従来のノイズ発生装置では、周波
数変化に対してほぼ一定のノイズレベルを有するいわゆ
るホワイトノイズが出力信号として得られるのに対し
て、図６に示す特性図では、周波数変化に対して大きく
変動するいわゆる有色ノイズが得られる。上記の内容か
ら、本発明によるノイズ発生装置を使用することによ
り、従来より生成が困難であった有色ノイズを発生させ
得ることが確認できた。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
出力信号の帰還路に遅延器を設置し、該遅延器の遅延次
数をランダムに変化させるように構成しているので、周
波数特性が一様でない、いわゆる有色ノイズを発生させ
ることができ、風の音や波の音、爆発音等の効果音を発
生させるための音源として、幅広い音色を得ることがで
き、汎用性の高いノイズ発生装置を提供することができ
る。また、遅延器の代わりにコムフィルタを設置し、該
コムフィルタの遅延次数を制御することにより、前記と
同様に、有色ノイズを得るとができる。更に、遅延器の
後段側に補間器を設置することによっても同様に、有色
ノイズを発生させることができ、その効果は極めて大で
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係るノイズ発生装置
の構成を示すブロック図。

【図２】本発明の第２の実施形態に係るノイズ発生装置
の構成を示すブロック図。

【図３】コムフィルタの周波数特性を示す説明図。

【図４】本発明の第３の実施形態に係るノイズ発生装置
に構成を示すブロック図。

【図５】繰り返し回数と出力レベルとの関係を示す特性
図であり、「菱形点」は第１の実施形態、「十字点」は
第２の実施形態による特性を示す。

【図６】図２に示したノイズ発生装置にて得られるノイ
ズ信号の、周波数変化に対する変化を示す特性図。

【図７】従来におけるノイズ発生装置にて得られるノイ
ズ信号の、周波数変化に対する変化を示す特性図。

【図８】従来におけるノイズ発生装置の構成を示すブロ
ック図。

【図９】ホワイトノイズの周波数特性を示す説明図。

【符号の説明】

１，２１第１の符号なし加算器２，２２第２の符号なし加算器３，２３シフト演算器４遅延器５遅延量制御信号発生器６コムフィルタ７コムフィルタ制御信号発生器８補間器２４１次の遅延器６１加算器６２遅延器６３,６４乗算器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】効果音の発生音源となるノイズ信号を発
生するノイズ発生装置において、２入力１出力の非線形
回路として構成され、一方の入力端には外部入力たる零
以外の一定値が供給され、他方の入力端には出力信号の
帰還が供給され、この帰還路に遅延器を設置し、且つ、
該遅延器の遅延次数を適宜変更する遅延制御手段を具備
したことを特徴とするノイズ発生装置。
【請求項２】効果音の発生音源となるノイズ信号を発
生するノイズ発生装置において、零以外の一定値が一方の入力とされる第１の符号なし加
算器(1)と、該第１の符号なし加算器の出力側に設置される遅延器
(4)と、該遅延器の遅延次数を適宜変更する遅延制御手段(5)
と、前記遅延器の出力側に設置されるシフト演算器(3)と、該シフト演算器の出力と、前記遅延器の出力とを符号な
し加算する第２の符号なし加算器(2)と、を有し、前記第１の符号なし加算器は、外部より与えられる零以
外の一定値と前記第２の符号なし加算器よりの出力との
間で符号なし加算を実行し、第１の符号なし加算器の出
力を当該ノイズ発生装置の出力とすることを特徴とする
ノイズ発生装置。
【請求項３】効果音の発生音源となるノイズ信号を発
生するノイズ発生装置において、２入力１出力の非線形回路として構成され、一方の入力
端には外部入力たる零以外の一定値が供給され、他方の
入力端には出力信号の帰還が供給され、この帰還路にコ
ムフィルタを設置し、且つ、該コムフィルタの遅延次
数、フィードバックゲインを適宜変更するコムフィルタ
制御手段を具備したことを特徴とするノイズ発生装置。
【請求項４】効果音の発生音源となるノイズ信号を発
生するノイズ発生装置において、零以外の一定値が一方の入力とされる第１の符号なし加
算器(1)と、該第１の符号なし加算器の出力側に設置されるコムフィ
ルタ(6)と、該コムフィルタの遅延次数及びフィードバックゲインを
適宜変更するコムフィルタ制御手段(7)と、前記コムフィルタの出力側に設置されるシフト演算器
(3)と、該シフト演算器の出力と、前記コムフィルタの出力とを
符号なし加算する第２の符号なし加算器(2)と、を有し、前記第１の符号なし加算器は、外部より与えられる零以
外の一定値と前記第２の符号なし加算器よりの出力との
間で符号なし加算を実行し、第１の符号なし加算器の出
力を当該ノイズ発生装置の出力とすることを特徴とする
ノイズ発生装置。
【請求項５】前記遅延器又はコムフィルタの後段に補
間器を設置したことを特徴とする請求項２または請求項
４のいずれかに記載のノイズ発生装置。