JPS5895790A - 楽音発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は楽音発生装置に関し、特に、楽音波形を時間的
に変化させて自然楽器音を模擬する楽音発生装置に関す
るものである。

自然楽器音の特徴の一要素として、楽音信号のスペクト
ル成分の時間的ｒ化に伴なう波形の形状変化が考えられ
る。

従来、このようなスペクトル成分の時間的変化を施し自
然楽器音を模擬する電子楽器を実現する場合、回路規模
が大きくなり、実現化が困難であった。

本発明は上述のような間融を解決し、簡単な構成で自然
楽器音を模−する楽音発生装置を提供するものである。

以下図面と共に本発明の一実施例を説明する。

まず、本発明の原理について説明する。

第１図に離散的に抽出した楽音１周期の楽音波形を示す
。発音開始時からの時間経過と楽音波形との関係を下記
に示す。

第１図からもわかるように、時間経過と共に楽音波形の
形状が変化している。本発明は、楽音波形の時間的形状
変化と云う点に着目し、波形の形状の時間的変化を模擬
することにより、自然楽器らしい楽音を発生するもので
ある。

第２図に発音開始時から発音終了時までの楽音波形のエ
ンベロープ包絡状態の一例を示す。

第２図に示したエンベロープ包絡の発音開始時から発音
終了時までをＩ分割する。そして、６分割点から抽出し
た楽音波形１周期をそれぞれ！分割する。第３図に抽出
した楽音波形の一例を示す。

抽出したＩサンプル個の楽音波形１周期をに分割して得
たＸサンプル個のサンプル値すなわち、ＫＸＩ個のサン
プル値をディジタル値の形で波形メモリに記憶しておく
。

楽音発生時には、波形メモリに記憶しであるＩ＝０サン
プル目の楽音波形１周期を５回繰り返して読み出し、つ
ぎに、Ｉ＝１サンプル目の楽音波形１周期をＪ回込り返
して読み出し、順次つづけて、最後にエサンプル目の楽
音波形１周期を５回繰り返して読み出せば、ＩＸＪ波の
楽音が発生する。

以下説明を簡単にするために、ｌ−１６，Ｊ−１６、＼
に−１６とする。

次に、楽音波形の基本波の周期決定について述べる。な
お、発生できる鍵数を４オクターブ４８鍵とする。

第４図に波形メモリに記憶しである楽音波形１周期の一
例を示す。

第４図に示したような楽音波形１つから４オクターブ４
８鍵に相当する楽音を発生するために、次のような操作
を行なう。

楽音波形１周期をＨ分割する。ここでＮは、正整数にと
Ｌの積とする。つぎに、１周期をに分割した点をｘ０、
ｘ１、ｘ２、・・・・・・、ｘｍ、・・・・・・、ｘｋ
−１とする。Ｋ分割した各区間内にはそれぞれＬ個の点
が存在する。それらの分割点をＸＩＢから数えて、０．
１，２．・・・・・・、ｒ、・・・・・・、（Ｌ−１）
と番号づけして）Ｃｕｒで表現する。このようにすると
１周期内のＮ個のすべての点をＸｍｒで表わすことがで
きる。ここで、 ｍ＝ｏ、１、２、−−・−・、Ｋ−１ ｒ＝ｏ、１．２．・・・−・・、Ｌ−１である。したが
って上記ｘｍ’はｘｍ（、と表わされる。

また、点ｘｍｒの位相は一周期が２πであるからとなる
。

これを読み出しクロックｆ。ｋ［ｆｌＺ）で順次読み出
すと、１／ｆｃｋＣｓｅｅ）ごとにｒが１個づつ増加す
るから、発音周波数ｆは となる。

同様に、ｑ個づつの飛越し読み出しを行なうと、１／ｆ
ｃｋ［ｓｅｅ〕ごとにｒはｑ個づつ増加するから発音周
波数ｆは となる。

最低オクターブ１２音の飛越し数ｑを第１表の如き値を
使用する。そうすると、飛越し数ｑの最大値ｑ１は、 となる。

そして、最高周波数でも楽音波形１周期のサンプル数を
１６とすると、分割数Ｎは、 となる。最低周波数では一周期は約２４２サンプルにな
る。

また、ディジタル処理を考慮するとＮｆ２の累乗とする
ことにより、処理が容易になるので、結局、分割数Ｈは
、 となる。

ここで、読み出しクロックｆａｋを ｆｃｋ＝１７９３２、７４１ｊｌｚ） と一定にする。

そして、飛越し数ｑ＝２３９とすれば、（３）式より、
ｆ”（２３９／２１ｂ）Ｘ１７９３．７４中６６．４〔
ＩＩＺ〕となる。さらに、ｑ＝２５３とすれば、ｆ中６
９．２［１１ｚ〕、ｑ＝２６８とすればｆ中７３２〔０
ｚ〕となる。

第１表に示した飛越し数ｑを用いることにより、音名Ｃ
＋（６６，４０６ｒ−Ｈｚ〕）〜音名１１ｈ（１２３−
４７［１１ｚ］）までの１オクターブの楽音を発生する
ことができる。

１オクターブ上の音程を発生するには、飛越し数ｑを２
倍することにより得られる。たとえば、飛越し数ｑＸ２
＝２３９Ｘ２＝４７８とすれば、ｆ中１３０．８〔口２
〕すなわち、音名Ｃ２に相当する音程が得られることに
なる。

同様に、２オクターブ上の音程を得るには、第１表に示
した飛越し数ｑを４倍すればよい。

この結果、（３）式にさらにオクターブ情報を代入する
と下式のようになる ０Ｄ＝１．２，３．４（？５Ｄはオクターブナンバーで
ある。） 波形メモリにはＸ分割した各分割点Ｘ。、Ｘ、。

・・・・・・、ｘｌ・・・・・・、”ｋ−１すなわち、
１６個のサンプル値が楽音波形１周期として記憶されて
いる。

そして、残る（Ｎ−Ｋ）個のｘｍｒ（ｒ＝０）点の点に
ついては％”Ｑｔ”ｉｌ・川・・、Ｔｋ、のサンプル値
を参照して楽音サンプルを求めるものである。

第１６図に発生式れる楽音サンプルの一例を示す。

第６図において、（ム）は波形メモリに記憶されている
サンプル値である。（Ｂｌはクロック’ｃｋごとのｘｌ
、１ｒの位置を表わすものである。（Ｃ）は、”ｍｒに
よって求められる楽音サンプル値である。第６図の例は
、音名Ｂ４すなわち飛越し数をｑ・２°Ｄ−ｊ−３６ｏ
８としている。

まず、ｘ、ｒｌｒ＝３６０８×０の時は波形（Ａ）のＸ
。

サンプル値が発生される。ｘｍｒ−３６０８×１の時は
波形（Ａ）のＸ。とＸ、サンプル値間に”ｓｒが存在し
、ｘｏサンプル値が発生式れる。ｘ、ｒ＝３６０８×２
の寺は波形（Ａ）のＸ、とｘ２サンプル値間に−１が存
在しＸ、サンプル値が発生される。以下同様にｘｍｒに
よって所定のサンプル値が発生されることになる。

第６図に本発明の一実施例を示す。第６図では、複音構
成（８音を発生する構成）を想定している。

第６図において、１は鍵盤で、複数の鍵スィッチにより
構成されている。２は押鍵検出部で、特茶昭５０−３３
４０７号「電子楽器における楽音およびボイスを選択す
るための多重装置」などで既に公知のジェネレータアサ
イナと同様の機能を有するものであって、上記鍵盤１の
押離鍵状態を検出し、押鍵された鍵に対応して複数の楽
音発生チャネルのうち空いている適当なチャネルを割り
当て、鍵の音高を表わすノートデータとオクターブデー
タとを送出するもので委り、ここではマイクロコンピュ
ータを想定している。３は発音周期データ発生部で、上
記押鍵検出部２から送出されたノートデータ、オクター
ブデータに基づいた発音周期データ（飛越し数ｑ・２５
Ｄ−１）を発生する。

４は周期メモリで、上記発音周期データ発生部３から送
出された発音周期データを記憶する。６は累積メモリ、
６は計数メモリ、７，８は加算器で、入力Ａと入力Ｂと
の２進加算演算を行ない人力ｃｋに供給されるクロック
パルスによって加算結果を記憶保持し、出力Ｃから送出
するものセある。９は波形メモリで、第２図および第３
図で説明を行なった各サンプル値をディジタル値として
記憶している。１０はディジタル・アナログ変換器（以
下ＤＡＣと略す。）、１１はタイミングパルス発生器（
以下ＴＰＧと略す。）で、楽音発生の動作タイミングを
決定するタイミングパルスを発生するものである。１２
はアンドゲート、１３はイ／バータである。

なお、第６図では複音構成（８音発生）となっているた
め、周期メモリ４．累積メモリ６、計数メモリ６はそれ
ぞれ８音分に相当するデータが記憶できるようになって
おり、全体動作としては、ＴＰＧｌ１によって時分割多
重処理が行なわれるようになっている。

第７図に波形メモリ９のメモリマツプを示す。

図中、Ｉ：１．に：２の位置には、発音開始時から発音
終了時までを工分割して抽出したエニ１サンプル目の楽
音波形１周期をに分割して得たに二２サンプル目のサン
プル値がディジタル値の形で記憶されている。以下同様
に、各サンプル点のサンプル値が記憶されている。

次に、ＴＰＧｌ１から発生している動作タイミングにつ
いて説明する。

第８図にＴＰＧｌｌの一具体例を示す。第８図において
、１４は発振器、１６はカウンタで、３６進カウンタ構
成である。１６はリード・オンリー・メモリ（以下ＲＡ
Ｍと略す。）である。第９図１ｃＴＰＧ１１から発生し
ているタイミングパルスのタイムチャートを示す。

発振器１４の出力信号によりカウンタ１６がカウントア
ツプ操作を行なう。そうすると、発振器１４の出力信号
とカウンタ１６の出力Ｑｏ、Ｑｌから送出される分周信
号がＲ５Ｍ１６の入カム、Ｂ。

Ｃにそれぞれ供給され、第９図に示した信号へ〜信号φ
５が出力６．〜出力？５５から送出される。

８６Ｍ１６の入・出力の論理関係を示すと次のようにな
る。

カウンタ１５の出力Ｑｏの出力信刊をＱａｒ出力Ｑ１の
出力信号ｋＱ１とする。

この信号φ１〜信号φ５は、周期メモリ４、累積メモリ
６および計数メモリ６のテ／り書き込みあるいは読み出
し信号や、加算器７，８の加算結果ラッチクロックに用
いられる。

また、カウンタ１５の出力Ｑ２〜出力Ｑ５から送出され
る信号ＡＤは、周期メモリ４．累積メモリ６および計数
メモリ６などに供給しており、各チャネルに対応するア
ドレスコードとなる。

信号ＡＤと対応チャネルの関係を第２表に示す。

なお、論理信号として１”は論理ハイレベル。

ｏ”は論理ロウレベルとする。カウンタ１６の出力９２
〜出力Ｑ５の出力信号をそれぞれＱ２〜Ｑ５とする。

また、信号ＡＤの周期Ｔが、前述したｆｃｋに相当する
ものである。すなわち、周期Ｔごとに８チャネル分に相
当する楽音の各サンプル値が発生されることになる。

仄に第６図の具体的な動作説明を行なう。

押鍵検出部２において鍵盤１の押鍵状態の検索を行ない
、押鍵スイッチに対応するノートデータとオクターブデ
ータおよび割り当て発汗チャネルのアドレスデータとデ
ータ書き込み信号とを押鍵検出部２から送出する。

押鍵検出部２から送出された各種データは発（ｆ周期デ
ータ発生部３に供給される。そうすると、供給されたノ
ートデータとオクターブデータに基ついて発生楽汗波形
の冴程を決める飛越し数ｑ・２５Ｄ−１が発生される。

そして、ＴＰＧｌｌから供給されている信号ＡＤと割り
当て発汗チャネルのアドレスデータとが一致した時、周
期メモリ４、累積メモリ５、計数メモリ６に対し、新発
音データ、４き込み信号（以下ＮＤＷＲ信号と略す。）
が送出される。

ここで、押鍵検出部２から発音周期データ発生部３に供
給されるデータのタイムチャートを第１０図に示し、第
３表、第４表にノートデータ、オクターブデータの構成
内容を示す。さらに、第６表に割り当て発音チャネルの
アドレスデータの構成内容を示す。

第１１図に発音周期データ発生部３の一具体例を示す。

第１１図において、１７はラッチで、入力ｃｋに“１”
が供給されると入力ＩＮに供給されているデータを記憶
する。そして、入力ＯＲに“１”が供給されるとクリヤ
ー操作が行なわれ出力ＯＵＴの出力゛信号はすへて０”
となる。１８はラツチで、上記ラッチ１７と同様なもの
で、クリヤー機能を除いたものである。１９はＲＯＭで
、楽音波形の周期を決定する周期データ（飛越し数ｑ・
２）か記憶されている。２０は比較器で、入力Ａ、Ｂに
供給されている信号が等しくなると出力Ｃから１″が送
出てれるものである。２１はアンドゲートである。

なお、ラッチ１７は４ビット構成、ラッチ１８は６ビツ
ト構成となっている。また、８６Ｍ１９には、１２音階
４オクターブ分のすへての飛越し数が記憶されている。

押鍵検出部２から第１０図に示したタイミングで各種デ
ータが供給されると、データ書き込み信号Ｃｋの”１”
で、発音チャネルのアドレスデータがラッチ１７に、ノ
ートデータ・オクターブデータがラッチ１８にそれぞれ
記憶される。

そうすると、ラッチ１８に記憶されたノートデータとオ
クターブデータに基づいた飛越し数ｑ・２がＲＯＭ１９
の出力ＯＵＴから送出される。

一方、ラッチ１７に記憶されたア・ドレスデータとＴＰ
Ｇｌｌから供給δれている信号ＡＤとの比較を比較器２
０で行ない、一致すると出力Ｃから１”信号が出力され
る。このタイミングを第１２゛図に示す。たとえば、ラ
ッチ１７にチャネル３に対応するアドレスコードが記憶
されると、比較器２０において信号ＡＤとラッチ１７の
出力信号の比較を行ない第１２図に示すように一致すれ
ば信号ＷＰが”１”となる。そして、ＴＰＧｌｌから供
給される信号φ４が”１”となると、アンドゲート２１
を介して、ラッチ１７の入力ＯＲにクリア信号が供給さ
れ、ラッチ１７の出力信号は再びａｌｌ”０”となる。

その後、’ｒｐｅ１１から供給される信号ＡＤが再びチ
ャネル３に対応するアドレスコードが発生しても、ラッ
チ１７の出力信号がａｌｌ”０″であるため、信号ＷＰ
は”１″とならない。

すなわち、信号ＪＰが“１”となるタイミングは、押鍵
検出部２から新しいテニタが供給され、割り当てら′ｎ
たチャネルに新しいデータを書き込む最初のタイミング
のみに１”が現われることになる。

この信号ｗｐは、周期メモリ４．累積メモリ６゜計数メ
モリ６に、新データ書き込みを行なうものである。

捷た、出力Ｄ５１から送出される信号は、飛越し数ｑ・
２６°−１であり、周期メモリ４に送出される。

一方、出力りろ２から送出される信号は、＆１ｇ”０″
データであり、累積メモリ６と計数メモリ６に送出され
る。このデータは、累積メモリ６と計数メモリの初期値
設定すなわち、累積および計数値のクリヤ操作を行ない
波形メモリ９から読み出すデータを発音開始データから
始まるように準備するものである。

なお、Ｒ５Ｍ１９に４オクタ一ブ分すべての飛越し数ｑ
・２６Ｄ１が記憶されているがＲＯＭ１９のかわりに第
１表に示した１オクタ一ブ分の飛び゛越し数を記憶して
おき、ラッチ１８に記憶６れたノートデータに基づいて
所定の飛び越し数ｑを選択し、そのデータとラッチ１８
に記憶されたオクターブデータとの乗算を行ない飛び越
し数ｑ・２ゝ−１を発生するようにしてもよい。

第６図に戻って動作説明を行なう。

発音周期データ発生部３からＮＤＷＰ信号が供給される
と、ＴＰＧｌｌから供給されている信号ＡＤに従った所
定のチャネルが選択され（たとえばチャネル３が選択で
れたとする。）、信号φ３゜信号φ５によって、周期メ
モリ４には新しい飛越し数ｑ・２δＤ−１が、累積メモ
リ５と計数メモリ６にはａｌｌ”０”データが書き込ま
れる。

そして、再びＴＰＧｌ１から送出される信号ＡＤがチャ
ネル３に対応するコードとなると、信号φ１゜φ５によ
って、周期メモリ４から飛越し数ｑ・２″−１が読み出
され加算器７の入力ＡＫ送出ちれる。累積メモリ６から
は累積値が加算器７の入力Ｂに送出される。計数メモリ
６からは計数値が加算器８の入力Ｂに送出される。

そうすると、加算器７において飛越し数ｑ・２６Ｄ４と
累積値とが加算演算され信号φ２によって加算結果が記
憶保持される。また、加算器８において、加算器７の出
力Ｃから送出される最上位ビットと、計数値とが加算演
算され、信号φ２によって加算結果が記憶保持される。

加算器７，８の出力信号は波形メモリ９に供給される。

供給されたデータに基づいて所定のサンプル直が選択さ
れ、ＤＡＣｌｏを介してアナログ信号に変換されてアナ
ログ的な楽音波形の１サンプルが形成される。

そして、信号φ３が１”となると、加算器７の出力信号
が累積メモリ６に、加算器８の出力信号が計数メモリ６
にそれぞれ書き込まれる。

信号ＡＤがチャネル３のアドレスコードがらチャネル４
のアドレスコードに変わると、チャネル４に対応した上
述と同様な処理が行なわれることになる。

再び信号ＡＤがチャネル３のアドレスコードとなると、
前述と同様な処理を行ない、ＤＡＣｌｏの出力から次の
楽音波形のサンプル値が形成され、以下同様に順次、楽
音波形のサンプル値が形成されることになる。

そして、加算器８の出力信号のＭＳＢが”１”となると
、インバータ１３を介してアンドゲート１２０入力に′
０”が供給され、アンドゲート１２の出力は“０”とな
り、加算器７からの信号に左右されることなく加算器８
の入力Ａには、０”が供給される。

そうすると、加算器７の出力信号のＭＳＢが“１”とな
っても、計数メモリ６に記憶されている計数値の＋１処
理が行なわれなくなる。

この結果、加算器８の出力信号のＭＳＢが１”となると
、波形メモリ９から読み出されるサンプル値はＩ＝０サ
ンプル目の楽音波形１周期が読み出され、楽音の発生は
停止する。なせならば、工＝０サンプル目の楽音波形は
発音開始時で楽音がまだ発生されていないためサンプル
値として、工＝＝Ｏ、に＝ｏ〜１６サンプルはすへて０
となっており、楽音が発生されなくなる。

なお、第６図では、加算器８の＋１操作を禁止するよう
にしていたが、加算器７と８の加算操作を禁止するよう
にしてもよい。

次に、周期メモリ４．累積メモリ６、計数メモリ６、お
よび加算器７，８の出力信号と波形メモリ９から選択さ
れる楽音波形のサンプルについて第１３図を用いて説明
する。

なお、各出力信号を下記のようなデータ名とする。

周期メモリ４・・・・・・・・・・・・データＡ累積メ
モリ５・・・・・・・・・・・・データＢ計数メモリ６
・・・・・・・・・・・・データＣ加算器７・・・・・
・・・・・・・・・データＤ加算器８・・・・・・・・
・・・・・・データＥまず、各データのビット構成につ
いて述べる。

データＡは、飛越し数であり、４オクタ一ブ分の楽音発
生を想定しているので飛越し数ｑ・２ｃｌＤ−１の最大
値は（３６０Ｂ）となる。その結果、２進数のデータと
してビット数は１２ビツト必要になる。

データＢは、発音できる最高周波数の楽音波形１周期の
分割数を１６分割とするとｑ・２°Ｄ−’（ｍ）Ｘ１６
：５７７２８となり、その結果、２進数のデータとして
ビット数は１６ビツト必要になる。

データＣは、Ｉ：１６、Ｊ＝＝１６を想定しているので
９ビツト構成となる。

データＤは、データＡとデータＢとの加算結果となるの
で、１７ビツト構成となる。

データＦは、データＣとデータｐのＭＳＢとの加算結果
となるので、９ビツト構成となる。

また、データＤのビット０〜ビツト１６で表わされてい
る内容が第４図で説明したｍｒに相当する。また、ビッ
ト０〜ビツト１１で表わされている内容がｒに、ビット
１２〜ビツト１６の内容がｍに相当する。きらに、デー
タＤのｒデータとデータＥのｊデータはデータＤのｍデ
ータとデータＲのｉデータそれぞれの仮想サンプル点を
示すものとなる。

第１３図からもわかるように、データＡとデータＢの内
容が加算され、加算された結果がデータＤとなる。

また、データＣとデータＤのビット１６の内容が加算さ
れ、加算された結果がデータＸとなる。

そして、データＤのビット１２〜ビツト１６（ｍデータ
とする。）の内容と、データＸのビット４〜ビツト７（
ｉデータとする。）の内容がメモリ９に供給されている
。

メモリ９に供給されたｍデータとｉデータとにより所定
のサンプル値が選択されることになる。

ｍデータを所定のにサンプル目を選択し、１データで所
定のＩサンプル目を選択するようになっている。

また、楽音波形１周期が発生されるごとに、データＥが
＋１処理される。そして、データＥの内容が１６歩進す
るごとにエサンプルの読み出し点が変化する。

すなわち、１６波の楽音波形を発生するごとに波形の形
状の異なるものが読み出されることになる。

以上の説明のように、上記実施例は、第２図に示したよ
うな楽音波形エンベロープ包絡の発音開始時から発音終
了時までをＩ分割し、各分割点から抽出した楽音波形１
周期をに分割し、抽出したエサンプル個の楽音波形１周
期をに分割して得たにサンプル個のサンプル値すなわち
、ＫＸＩ個のサンプル値をディジタル値の形で波形メモ
リ９に記憶しておき、楽音発生時には、発音すべき周波
数に対応した飛越し数ｑ・２°Ｄ−１によって波形メモ
リ９に記憶しであるＩ＝０サンプル目の楽音波形１周期
を１回繰り返して読み出し、つぎに、■＝１サンプル目
の楽音波形１周期を１回繰り返して読み出し、順次つづ
けて、最後にＩサンプル目の楽音波形１周期をＪ回繰り
返して読み出し、工ＸＪ波の楽音を発生するようにして
、時間的に波形の形状が変化する楽音信号を得るもので
ある。

第１４図に本発明の他の実施例の要部を示す。

第６図に示した実施例では、第４図で説明したＸｍｒが
Ｘｍ、０とｘｍ＋１．０との間に存在した場合、波形メ
モリ９から読み出されるサンプル値はｘｌ！ｌ、。のの
サンプル値が読み出されるようになっていた。

第１４図では、ｘｍｒがｘｍ、０とｘｍ＋１、０との間
に存在した場合でも補間演算を行ない仮想的に仮想サン
プル点におけるサンプル値を算出して近似値を求めよう
とするものである。

補間処理として直線補間を行なう場合は、つぎのように
なる。ｘｍ＋１、０とｘ、ｍ、０とに対して、ｆ（ｘｍ
＋１，０）とｆ（ｘｍ、０）の間を直線補間すると、 なる補間値ｆ？ｘｍｒ）でｆ（ｘｖｎｒ）を近似できる
。

第１４図の実施例は（８）式を具現化する一例である。

なお、第６図と同一機能のものには同一符号を付して説
明を省略する。第１４図において、２２はＲＯＭで、加
算器７の出力信号に＋１した内容を記憶している。２３
はセレクタ、２４はＲＳフリップフロップ（以下ＲＳＦ
Ｆと略す。）、２６゜２６はラッチ、２７は減算器、２
８は乗算器、２９はＲＯＭで、乗算係数αを記憶してい
る。３０は加算器である。

加算器７の出力信号のうちビット１２〜ビツト１６がセ
レクタ２３とＲ５Ｍ２２に供給される。

そして、信号φ２がＲＳＦＦ２４の入力Ｒに供給される
と出力Ｑからの出力信号は”０”となり、セレクタ２３
の出力には加算器７がら直接供給された信号が現われ、
波形メモリ９にｍデータとして供給される。

一方、加算器８の出力信号のうちビット４〜ビツト７が
ｉデータとして波形メモリ９に供給されてい机そうする
と、ｍデータとｉデータにより波形メモリ９がら所定の
サンプル値が送出される。

そして、波形メモリ９がら送出されたサンプル値は信号
φ２が１″がら′０”へ変化するタイミングでラッチ２
６に記憶保持される。

その後、信号φ５がＲＳＦＦ２４の入力Ｓに供給される
と出力Ｑは１”となりＲＯＭ２２の出力信号がセレクタ
２３の出方に現われ、ｍデータとして波形メモリ９に供
給される。ＲＯＭ２２から出力されるデータは、第６表
に示すように加算器７の出力信号のビット１２〜ビツト
１６の２進数に＋１操作を行なったものである。

そして、上述と同様に加算器８の出力信号のうちビット
４〜ビツト７がｉデータとして波形メモリ９に供給され
ている。そうすると、ｍデータとｉデータとにより波形
メモリ９がら所定のサンプル値が送出される。波形メモ
リ９から送出されたサンプル値は、信号φ３が１”がら
”０″へ変化するタイミングでラッチ２６に記憶保持て
れる。

その結果、ラッチ２６には、（８）式に示したｆ（５，
）が、ラッチ２６には（８）式に示したｆ（ｘ１７．）
に相当するサンプル値が記憶保持されることになる。

そして、減算器２７において、（８）式に示したｆ（Ｘ
ｍ＋４．ｏ）ｆ（ｘｍ、ｏ）に相当する減算処理を行な
い、減算結果が乗算器２８に供給される。

乗算器２８の個入力には、加算器７の出力信号のビット
０−ビット１１に基づいた乗算係数αが供給される。乗
算係数αは（８）式に示したτに相当するものであり、
ｒは加算器７の出力信号のビットｏ−ビット１１の累算
結果に相当するものである。また、Ｌは第４図で述べた
分割数Ｎと楽音波形１周期の分割数ＸとによＶ決まる定
数である。

本発明の場合、Ｎ＝２１６、Ｋ＝１６として説明を進め
ているので、Ｌ＝Ｎ／Ｋ＝４０９６（１０進数）となる
。そして、８０Ｍ２９には、加算器７の出力信号のビッ
ト０〜ビツト１１で表わされる組み合わせ、すなわち２
１２通りの吾に相当する乗算係数αが記憶されている。

そして、加算器３ｏにおいて、乗算器２９の出力信号と
ラッチ２６に記憶保持されているデータとの加算処理を
行ない、加算結果をＤＡＣｌｏに供給し、アナログ的な
楽音波形の１サンプルを形成する。

その結果、加算器３０の出力には（８）式に示したｆ（
ｘｍｒ）が算出されることになる。

以上の説明のように、第４図で述べたｘｍｒがＸｉ、。

と”ｍ＋１．。との間に存在した場合、波形メモリ９か
ら）Ｃｍ、。とＸｍ＋１．。に相当するサンプル値ｆｃ
Ｘ、、。）とｆ（Ｘｍ＋１、。）とを選択する。そして
、加算器７の出力信号のビット０〜ビット７すなわち、
ｒデータと選択したｊ（Ｘｍ、Ｄ）とｆ（ｘ、ｚｏ）と
を用い直線補間演算し、ｆ（Ｘｍｒ）を補間値ｆ（ｘｌ
！ｌｒ）で近似することにより、波形の形状変化をなめ
らかにし式らに、不用なノイズ成分の発生を防ぐことが
できる。

第１６図に本発明の他の実施例の要部を示す。

第１６図に楽音のエンベロープ包絡を発音開始時から発
音終了時までを工分割し、抽出したｉサンプル目と１＋
１サンプル目の楽音波形１周期の一例を示す。

第１６図中の記号について述べる。

１は、工分割して抽出したサンプル位置であり、第１３
図に示したデータＥのビッ ト４〜ビツト７の内容に相当する。

ｊは、ｉサンプルを５回（１６回）繰り返し読み出しを
行なっている途中の位置を 表わすものであり、第１３図に示した データＸのビット４〜ビツト３の内容 に相当するものである。

ｍは、楽音波形１周期の分割サンプル位置。

−２ｍは、加算器７，８の出力信号によって選択された
波形サンプル。

Ｘエヤ１．ｍは加算器７と加算器８に＋１された出力信
号によって選択てれた波形サンプ ル。

ｘ、ｉ、ｊ、ｍは、ｘｉ＋，ｍとｘｉ、ｍサンプルとの
間に存在するｊ回目の波形サンプルである。

第６図に示した実施例では波形サンプルＸ工、ｊ、。

（ｊ＝ｏ、１，２．・・・、１５）は、すべて同じ波形
データを用い楽音波形の１サンプルを発生するようにし
ていた。

第１６図では、波形サンプルｘｉ＋１，ｍや１．ｍとＸ
ｉ２．！ｌとの間に存在するＸｉ、ｊｌｍは補間演算を
用い仮想的に仮想サンプル点におけるサンプル値を算出
して近似値を求めようとするものである。

補間処理として、直線補間を行なう場合は、つぎのよう
になる。”ｉ＋１．ｍ・とＸｉ、ｍとに対して、ｆ（ｘ
ｉ＋＋、ｍ）とｆｃＸ、、、）との間を直線補間すると
、 なる補間値””ｉｙｌｗ”）でｆ（ｘｉ＃：ｌｐｏ）を
近似できる。第１６図の実施例は（９）式を具現化する
一例である。

なお、第６図と同一機能なものには同一符号を付して説
明を省略する。第１６図において、３１はＲＯＭで、加
算器８の出力信号に＋１した内容を記憶している。３２
はセレクタ、３３はＲ８ＦＦ。

３４．３５はラッチ、３６は減算器、３７は乗算器、３
８はＲ１５Ｍで、乗算係数βを記憶している。

３９は加算器である。

加算器８の出力信号のうちビット４〜ビツト７がセレク
タ３２とＲＯＭ３１に供給される。そして、信号φ２が
Ｒ８ＦＦ３３の入力Ｒに供給されると出力Ｑからの出力
信号は”Ｏ”となり、セレクタ３２の出力には加算器８
から直接供給された信号が現われ、波形メモリ９にｉデ
ータとして供給嘔れる。

一方、加算器７の出力信号のうちビット１２〜ビツト１
６がｍデータとして波形メモリ９に供給されている。そ
うすると、ｍデータとｉデータにより波形メモリ９から
所定のサンプル値が送出される。

そして、波形メモリ９から送出δれたサンプル値は信号
φ２が”１”から”０”へ変化するタイミングでラッチ
３４に記憶保持される。

その後、信号φ３がＲ５ＦＦ３３の入力Ｓに供給される
と出力Ｑは”１”となりＲＯＭ３１の出力信号がセレク
タ３２の出力に現われ、ｉデータとして波形メモリ９に
供給される。ＲＯＭ３１から出力されるデータは、第７
表に示すように加算器８の出力信号のビット４〜ビツト
７の２進数に＋１操作を行なったものである。

そして、上述と同様に加算器７の出力信号のうちビット
１２〜ビツト１５がｍデータとして波形メモリ９に供給
されている。そうすると、ｍデータと１データとにより
波形メモリ９から所定のサンプル値が送出される。波形
メモリ９から送出さｎたサンプル値は、信号φ３が１”
から”０”へ変化するタイミングでラッチ３６に記憶保
持される。

その結果、ラッチ３４には、（９）式に示した、ｆ（Ｘ
、、、）が、ラッチ３６には（９）式に示したｆ（Ｘｉ
＋１．ｍ）に相当するサンプル値が記憶保持されること
になる。

そして、減算器３６において、（９）式に示したｆ（”
ｉｌｌ、Ｂ）ｆ（”よ、ｍ）に相当する減算処理を行な
い、減算結果が乗算器３７に供給される。

乗算器３７の仕入力には、加算器８の出力信号のビット
ｏ−ビット３に基づいた乗算係数βが供給される。乗算
係数βは（９）式に示した１に相当するものであり、ｊ
は加算器８の出力信号のビット０〜ビツト３の計数結果
に相当するものである。

また、Ｊは１６の定数である。

そして、ＲＯＭ３Ｂには、加算器８の出力信号のビット
０〜ビツト３で表わされる組み合わせ、すなわち、２４
通りの１に相当する乗算係数βが記憶されている。

そして、加算器３９において、乗算器３７の出力信号と
ラッチ３４に記憶保持されているデータとの加算処理を
行ない、加算結果をＤＡＣ１０に供給し、アナログ的な
楽音波形の１サンプルを形成する。

その結果、加算器３９の出力には（９）式に示したｆｃ
Ｘ工１２ｍ）が算出されることになる。

以上の説明のように、波形メモリ９からｘｉ＋１．Ｉｎ
と”ｉ、ｍに相当するサンプル値ｆ（ｘｉ＋１．ｉｌｌ
）とｆｃＸｉ、）とを選択する。そして、加算器８の出
力信号のビット０〜ビツト３すなわち、ｊデータと選択
した近似することにより、波形の形状変化をなめらかに
しさらに、不用なノイズ成分の発生を防ぐことができる
。

第１７図に本発明の他の笑施例の要部を示す。

第１７図は、サンプルＸ・を補間演算で算出し、近直値
を求めようとするものである。

補間処理として直線補間を行なう場合の一例を示すとつ
ぎのようになる。第１８図に説明図を示す。

まず、”ｉｌｌ、ｍと”ｉ、ｍどに対して、ｆ（ｘ、１
＋１．ｍ）とｆ（ｘｉ、Ｉｎ）との間の直線補間を行な
い、なる補間値ｆＡＣ”ｉ、ｊ、ｍ）テｆ（ｘｉ、ｊ、
Ｂ）’ｆｃ近似する。

次に’”ｉ、＋ｌ、ｍ＋ｌと”ｉ、ｆｉ＋１とに対して
１ｆ（”ｉｌｌ、、ｎ＋１）とバ”ｉ、ｍ＋、）との間
ノ直線補間を行ない： なる補間値ｆ（ｘｉ、ｊ、１１１＋、）でｆ（ｘｉ、ｊ
、ｍ＋、）を近似する。

そして、（１ｏ）式と（１１）式で求めた、ｆ（ｘｉ、
ｊ２ｍ）と””＋ｊｔｍ＋１）との間のｉ線補間を行な
い なる補間値”ｘ工ｙ］ｒ”ｒ”）でｆ”’Ｊｐ”ｓｒ）
を近似する。

第１７図の実施例は（１０）、（１１）、（１２）式を
具現化する一例である。

第１４．１５図と同一機能なものには同一符号を付して
説、明を省略する。第１７図において、４０゜４１．４
２は補間器で、第１４図などに示したラッチ３４．３６
、減算器３６、乗算器３７および加算器３９と同様なも
ので構成されている。

補間器４０において、（１０）式に示した補間演算を行
ない補間値ｆｃＸ工ｓｌ、ｉｎ）を求める。

補間器４１において、（１１）式に示した補間演算を行
ない補間値ｆＡＣ”ｉｊ、ｍ＋７）を求める。

そして、補間器４２において、補間器４ｏと補量器４１
で求めた補間値ｆｃＸ工ｔｉｔ。）とｆｃＸ工、プ、ｍ
＋１）を大刀としく１２）式に示した補間演算を行ない
補間値７″＜ｘ・）を求めその補間値をＤＡＣｌｏに供
給し楽音波形を発生する。

以上の説明のように、加算器７，８の出力信号に相当す
るサンプル値””ｉｐ３ｅ”ｓｒ）を限られた個数のサ
ンプル値（波形メモリ９にはＩｘＫサンプル個のサンプ
ル値が記憶されている。）から、（１０）１１１）、（
１２）式を用いて、補間演算を行ない補間値ｆ、’（”
ｘ、）ｐｍ、”）でｆ（ｘｉ、３２ｍ、ｒ）を近似する
ことにより、波形の形状の時間的変化がなめらかになる
。さらに、不用なディジタルノイズ成分の発生を防ぐこ
とができる。

以上のように本発明は、楽音の発音開始時がら発音終了
時までをＩ分割して得たｌ個の異なる楽音波形１周期を
さらにＸ分割して得たＩＸＫ個のサンプル値をディジタ
ル値の形で記憶する波形メモリ（実施例では波形メモリ
９で構成）と、上記波形メモリより所定のサンプル値を
読み出すための読み出しデータを発生する読み出し装置
（実施例では周期メモリ４．累積メモリ６、計数メモリ
６と加算器７，８で構成）とを具備し、発音すべき周波
数に対応した読み出しデータで上記波形メモリから楽音
波形°１周期を５回繰り返し読み出し、順次次の楽音波
形１周期を読み出しＩＸＪ波の楽音波形を発生するよう
にしたものであるから、時間変動を伴なった自然楽器音
に非常によく似た楽音信号をつくることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は楽音波形の一例を示す図、第２図は楽音波形の
エンベロープ包絡状態の一例を示す図、第３図は楽音波
形の一例を示す図、第４図、第６図は本発明の詳細な説
明図、第６図は本発明の一実施例を示すブロック図、第
７図は第６図の波形メモリ９のメモリマツプを示す図、
第８図は第６図のタイミングパルス発生部１１の一具体
例を示すブロック図、第９図は上記タイミングパルス発
生部１１のタイムチャート、第１０図は上記実施例の動
作を説明するためのタイムチャート、第１１図は第６図
の発音周期発生部３の一具体例を示すブロック図、第１
２図は第１１図の動作を説明するためのタイムチャート
、第１３図、第１６図、第１８図は上記実施例の動作を
説明するための説明図、第１４図、第１６図、第１７図
は本発明の他の実施例を示すブロック図である。 １・・・・・・鍵盤、２・・・・・・押鍵検出部、３・
・・・・・発音周期データ発生部、４・・・・・・周期
メモリ、６・・・・・・累算メモリ、６・・・・・・計
数メモリ、９・・・・波形メモリ、７、８、３０、３９
・・・・・・加算器、１０・・・・ＤＡＣ、１１・・・
・・・タイミングパルス発生部、１２．２１・・・・・
・アンドゲート、１３・・・・・・インバータ、１７゜
１８・・・・・・ラッチ、１６，１９・・・・・・ＲＯ
Ｍ、２０・・・・・・比較器、１４・・・・・・発振器
、１５・・・・・・カウンタ。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）楽音の発音開始時から発音終了時までをＩ分割し
   て得たＩ個の異なる楽音波形１周期をさらにＫ分割して
   得たＩＸＫ個のサンプル値をディジタル値の形で記憶す
   る波形メモリと、上記波形メモリより所定のサンプル値
   を読み出すための読み出しデータを発生する読み出し装
   置とを具備し、発音すべき周波数に対応した読み出しデ
   ータで上記波形メモリから楽音波形１周期をＪ回繰り返
   し読み出し、順次次の楽音波形１周期を読み出してＩＸ
   Ｊ波の楽音波形を発生するようにした楽音発生装置。
2. （２）特許請求の範囲第１項記載の楽音発生装置におい
   て、読み出し装置を、発音すべき周波数に対応した周期
   データを記憶する周期メモリと上記周期メモリに記憶式
   れた周期データの累算を行なう累算器とその累算器の出
   力信号の最上位ビット信号を計数する計数器とで構成し
   、上記計数器の出力信号で波形メモリに記憶されている
   １個の楽音波形から所定の楽音波形を選択し、上記累算
   器の出力信号で上記計数器で選択した楽音波形１周期か
   ら所定のサンプル値を選択して前記波形メモリから所定
   のサンプル値を読み出すことを特徴とする楽音発生装置
   。
3. （３）特許請求の範囲第２項記載の楽音発生装置におい
   て、累算器は発音可能な最高周波数に相当する周期デー
   タのに倍以上のビット空間を有することを特徴とする楽
   音発生装＋１゜
4. （４）特許請求の範囲第３項記載の楽音発生装置におい
   て、計数器は１個の異なる楽音波形の選択と楽音波形１
   周期を５回繰り返すためのビット空間を有することを特
   徴とする楽音発生装置。
5. （５）特許請求の範囲第４項記載の楽音発生装置におい
   て、累算器を累算結果を記憶する累積メモリと第１の加
   算器とで構成し、計数器を計数結果を記憶する計数メモ
   リと第２の加算器とで構成したことを特徴とする楽音発
   生装置。
6. （６）特許請求の範囲第６項記載の楽音発生装置におい
   て、周期メモリと累積メモリと計数メモリとをそれぞれ
   複数組設け、第１の加算器と第２の加算器と波形メモリ
   とを蒔分割的に使用することにより複数の楽音信号を発
   生することを特徴とする楽音発生装置。