JPS5895791A - 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ＩＪ
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
ル成分の時間的変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問題を解決し、簡単な構成で自然
楽器音を模擬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。

楽音波形　　　　　　時間経過 ム　・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・　　
　　１０ｍ５Ｂ　・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・　　　２５　ｍｓＣ・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・　　　５ｏｎｓＤ　・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・　　３２０ｍｇＸ　・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・　　７２０ｍ
ｇ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
終了時捷でを工分割する。そして、各分１ゆ１点から抽
出した楽音波形１周期をそれぞれに分割する。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
たにサンプル値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５回繰り返
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、Ｉ−＝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穿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周期をド分割する。ここでＮは、正整数にと
Ｌの積とする。つぎに、１同和をに分割した点をＸ。、
　ｘｌ　　、　Ｘ２　＋・・・・・・、　ｘ、　、・・
・・・・、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ｘ！、ｌ
から数えて、０．１，２．・・・・・・、ｒ、・・・・
・・、（Ｌ−１）と番号づけしてＸヨ、で表現する。こ
のようにすると１周期内のＨ個のすべての点をＸヤで表
わすことができる。ここで、 ｍ＝ｏ　、　１　、２、−−−−−−　、　Ｋ−１７１
ノ ｒ−０，１，２，由・・・、Ｌ−１ である。したがって上記ｘｍはｘｍｏと表わされる。

また、点ｘｍｒの位相は一周期が２πであるからθｍｒ
　−＝−７−Ｘ　（Ｌｍ　十ｒ　）　　　　　　−−＝
＝−（１）となる。

これを読み出しクロックｆｃｋ　（Ｈｚ　）で順次読み
出すと、１／ｆｃｋ（ｓｅｃ）ごとにｒが１個づつ増加
するから、発音周波数ｆは ０．１３９．１．（２） ｆ−Ｎ〔Ｈ２〕 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〔ｓｅＣ〕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１ｉｋｑ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ｑｍａ
ｘは１ ｑｍａｘ＝４５１Ｘ２”＝３６０８　　・・−−・（４
）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、 Ｎ　＝ｑｍａｘｘ１６＝５７７２８　　　−・・・−＝
（ｓ）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、ティンタル処理を考慮するとドを２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Ｎは
、 Ｎ−＝２　−６５５３６　　　　　　　・・・・・・・
・・（６）となる。

（以下余白） ９、’； 第　　１　　表 ここで、読み出しクロックｆｃｋを　　　ｆｃｋ　＝　
１７９３２．７４　　［Ｈｚ）と一定にする。

そして、飛越し数ｑ二２３９とすれば、（３）式より、
ｆ　＝（’２３９／２１’　）Ｘ１７９３７４　”−＝
６５．４　（ｉ（Ｚ　）　　と０ なる。さらに、ｑ　＝　２５３とすれば、ｒ＝　６９，
２［Ｈ２’ｌ。

ｑ　：＝　２６８とすればｒ　＝７３．３　ＣＨ２）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０
１　（ｅｔｓ、ａｏｅ　（Ｈｚ）　）　〜音名Ｂ４　（
１２３，４７ｒ′ＨｚＪ）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′−，１３０，８〔
Ｈ２〕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ｓＫ、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Ｂｑ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。

波形メモリにはに分割した各分割点Ｘ。、ｘｌ。

・・・・・・、ｘ、、・・・・・・、　Ｘｋ−１す力わ
ち、１６個のサン１１・−ノ 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寺ｏ）の点につ
いては、ｘＯ、Ｘｌ、・・・・・・、Ｘｋ−１のサンプ
ル値を参照して楽音サン７゛ルを求めるものである。

第５図に発生される楽音サンプルの一例を示す。

第５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。ＣＢ＋はクロックｆｃｋごとの”ｍ
ｒの位置を表わすものである。（０は１　ｘｍｒ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”−’　−＝−３６０
８としている。

まず、ｘ、ｎｒ＝３６０８×Ｏの時は波形（ム）のＸＯ
サンプル値が発生される。”ｍｒ二３６０８Ｘ１　　の
時は波形（Ａ）のＸＱとＸ１サンプル値間ＶＣｘｍｒが
存在しＸＱ　サンプル値が発生される６　ｘｍｒ＝３６
０８Ｘ２の時は波形（Ａ）のｘｌとｘ２２サンプル値に
ｘＩ！ｌｒが存在しｘｌヤ−ノブル値が発生される。以
下同様にＸ１１ｒ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２ 複音構成（Ｂ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、複数の称スイッチにより
構成されている。２は押鍵検出部で、特公昭５０−３３
４０７号［電子楽器における楽音およびボイスを選択す
るだめの多重装置］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あり、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・２°
Ｄ″）を発生する。４は周期メモリで、上記発音周期チ
ー久発生部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
、入カムと入力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１３１”
−ノ′ 記憶保持し、出力Ｃから送出するものである。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・アナロク変換器（以下ＤＡＣと略す。）、１１
はタイミングノくルス発生器（以下ＴＰＯと略す。）で
、楽音発生の動作タイミンクを決定するタイミングノＳ
ｌレスを発生するものである。１２はアンドゲート、１
３はインバータである。

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５、計数メモリ６はそれ
ぞれＢ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、ＴＰＧｌｌ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．に二２の位置には、発音開始時力・ら発
音開始時力でを工分割して抽出したエニ１す゛　　ンプ
ル目の楽音波形−周期をに分割してｔ’Ｊたに＝２サン
プル目のサンプｌレイ直がディジタルレイ直の形で４ 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、ＴＰＧｌｌから発生している動作タイミンクにつ
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ＲＯ
Ｍと略す。）である。第９図にＴＰＧｌｌから発生して
いるタイミンク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１５が力ウントア
ノゾ操作を行なう。そうすると、発振器１４の出力信号
とカウンタ１６の出力ＱＧ、Ｑ１から送出される分局信
号がＲＯＭ１６の入カム。

Ｂ、Ｃにそれぞれ供給され、第９図に示した信号φｌ〜
信号φ５が出力Ｏ１〜出力０５から送出される。

ＲＯＭ　１　”６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の出力信号をＱｏ、出力Ｑ＋の
出力信号をＱ＋とする。

１６ φ１−糺・も・（ｌ φ２＝（＃ｏ−ＱＯ−Ｑｌ φ３”φｏ　　ＱｏＱ＋ φ４−φ。・Ｑｏ　　　Ｑ＋ φｓ””Ｑｏ’Ｑｔ 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のデータ書き込みあるいは読み出
し信号や、加算器７．８の加勢結果ラッチクロックに用
いられる。

また、カクンタ１６の出力９２〜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５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
ドレスデータとなる。

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″　は論理ロクレベルとする。カクンタ１６の出力Ｑ
２〜出力Ｑ５の出力信号をそれぞれＱ２〜Ｑ５とする。

　６ 第　　２　　表 また、信号ムＤの周期Ｔが、前述したｆ。ｋ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。

次に第６図の具体的な動作説明を行なう。

押鍵検出部２において劃１の押鍵状態の検索７ 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音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跨周１ｇ１
テータ発生部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づいて発生楽音波
形の音程を決める飛越し数ｑ・２°Ｄ−１が発生される
。そして、ＴＰＧｌｌから供給されている信号ムＤ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
発音データ書き込み信号（以下ＮＤＷＲ信号と略す。）
が送出される。

ここで、押鍵検出部２から発音内７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。

８ 第　　３　　表 １９１’−’ 第　　６　　表 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はランチで、入力ＯＫ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の出力信号はすべて０″とな
る。１８はラッチで、上記ラッチ１７と同様なもので、
クリヤー機能を２゜ 除いたものである。１８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°ト１）が記憶さ
れている。２ｏ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″が送出されるもの
である。２１はアンドグーである。

なお、ラッチ１７は４ビツト構成、ラッチ１８は６ビノ
ト構成となっている。また、ＲＯＭ１７には、１２音階
４オクターブ分のすべ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１１″
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、ランチ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・２０Ｄ−１がＲ
ＯＭ１・９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２１７′
−ノ とＴＰＧｌ　１から供給されている信号ムＤとの比較を
比較器２０で行々い、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において信号ムＤ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ＩＩ　１１＋となる。そして、Ｔ
ＰＧｌｌから供給される信号φ４がＬＬｌｌＴとなると
、アンドゲート２１を介して、゛ラッチ１７の入力ＣＲ
Ｋクリア信号が供給され、ラッチ１７の出力信号は再び
亀１１″Ｏ“となる。

その後、ＴＰＧｌｌから供給される信号ムＤ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ＩＬｌｌ″ｄ′であるため、信号ｗｐ
はＩＩ　１１＋とならない。

すなわち、信号ＷＰが“１“となるタイミングは。

押鍵検出部２から新しいデータが供給され、割り当てら
れ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。

２ 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。

また、出力Ｄ０１から送出される信号は、飛越し敗ｑ・
２°Ｄ−１であり、周期メモリ４に送出される。

一方、出力ＤＯ２から送出される信号は、ａｌｌ“ｏ”
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５と計数メモリ６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、ＲＯＭ１９に４オクタ一ブ分すべての飛越し数ｑ
・２°′）−１が記憶されているがＲＱＭｌ　９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、ランチ・１８に記憶されたノートデータに基
づいて所定の飛び越し１！Ｋｑを選択し、そのデータと
ラッチ１已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９・２°Ｄ−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が選択さ
れたとする。）、信号φ３゜信号φ５によって、周期メ
モリ４には新しい飛越し放ｑ・２ｉＸｌ−１が、累積メ
モリ５と計数メモリ６には亀１１　”ｏ”データが書き
込まれる。

そして、再びＴＰＧｌｌから送出される信号ムＤがチャ
ネル色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・２０ＤＩが読み出
され加算器７の入カムに送出される。累積メモリ５から
は累積値が加算器７０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・２°１１−
１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、′ＩＪＤ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φ２４ 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値が選択さ
れ、ＤＡＣｌｏを介してアナロク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５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。

信号ムＤがチャネル３のアドレスコードからチャネル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
述と同様々処理が行なわれることになる。

再び信号ムＤ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１２６ の入力に“０“が供給され、アンドゲート１２の出力は
ｏ”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の入カムにはＩＩ　Ｏ″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−〇サ
レグル目の楽音波形１周期が読み出され、楽音の発生は
停止する。なぜならば、Ｉ−＝Ｏ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、Ｉ　−＝Ｏ、Ｋ　＝Ｑ〜１５サンプルはす
べて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
にしていだが、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、同期メモリ４．累積メモリら、計数メモＩＪ６．
および加算器７．８の出力信号と波形メモ６ １９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・・・・・・・・・・・・データム累積メ
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。

データムは、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・２ｏＤ−１の最大値
は〈３６０８〉となる。その結果、２進数のデータとし
てヒ諏ト数は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（。ａｘ戸６
−５７７２８となり、その結果、２進数のデータとして
ピント数は１６ビツト必要になる。

データＣは、Ｉ＝１６　、　Ｊ＝１６を想定してい２７ るので９ビツト構成となる。

データＤは、データムとデータＢとの加算結果となるの
で、１７ビノト構成となる。

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

まだ、データＤのヒ諏ト０〜ビット１５で表わされてい
る内容が第４１図で説明したｍｒに相当する。また、ビ
ットｏ−ビット１１で表わされている内容がｒに、ビッ
ト１２〜ヒ諏ト１５の内容がｍに相当する。さらに、デ
ータＤのｒデータとテ゛−タＥのコテータはデータＤの
ｍデータとデータＥの１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、データムとデータ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（！：デデー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Σとなる。

そして、データＤのビット１２〜ビ／ト１５（ｍデータ
とする。）の内容と、データＥのピッ８ ト４〜ビット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１テータとにより所定
のサンプル値が選択されることになる。

ｍデータと所定のＸサンプル目を選択し、１データで所
定のエ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２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
了時までを工分割し、各分割点から抽出した楽音波形１
周期をＸ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値のサンプル値すなわち
、ＫＸＩ個の９ 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・２ｄト１によって波形メモリ９に記憶しで
あるニー１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、ニー１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、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し
、ＩＸＪ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図に本発明の池の実施例の要部を示す。

第６図に示した実施例では、第４図で説明しだｘｍｒが
ｘＨ，，０とＸｍ＋］、０との［１１ｊ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Ｘ。、０
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）Ｃ））、ＱとＸ　ｍ＋ｔ　、
　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、っぎ３゜ のようになる。ｘｍ＋１．ＯとＸ、。とに対して、ｆ（
ｘＢ＋ｔ、ｏ）とｆ（ｘＨ，ｏ）　　の間を直線補間す
ると、なる補間値ｆ（Ｘｍｒ）でｆ（Ｘｍｒ　）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Ｒ８Ｆ
Ｆと略す。）、２５゜２６はランチ、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８６Ｍ２２に供給される。

そして、信号φ２がＲ５ＦＦ２４の入力Ｈ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２３の
出力には加算器７から直接供給された信号が現われ、波
形メモリ９にｍデータ表し３１１、−７ 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１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から送出されたサンプル値は信号
φ２が１″からｏ″へ変化するタイミングでラッチ２６
に記憶保持される。

その後、信号φ３がＲ８ＦＦ２４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の出力に現われ、ｍテ′−夕として波形メモリ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。

（以下余白） ２ 第　　６　　表 ３３７・−ブ そして、上述と同様に加算器８の出力信号のうちヒ諏ト
４〜ビット７が１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テータとにより波形
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から送出されたサンプル値は、信号φ３が１″か
らｏ″へ変化するタイミングでラッチ２６に記憶保持さ
れる。

その結果、ラッチ２５には、（８）式に示したｆ（ｘｍ
　、　ｏ）が、ラッチ２６には（８）式に示したｆ（Ｘ
Ｈ＋ｔ、ｏ　）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　（
ｘｍ＋１．０　）　−ｆ　（ｘ、ｎ、ｏ）に相当すル減
％処理ヲ行ない、減算結果が乗算器２８に供給きれる。

乗算器２８の油入力には、加算器７の出力信号のビット
Ｏ〜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［　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０〜ビツト１１
の累算結果に相当するものである。まだ、Ｌは第４図で
述べた分割数Ｎと楽音４ 波形１周期の分割′＃、にとにより決まる定数である。

本発明の場合、Ｎ　：２１６．　Ｋ＝＝１６として説明
を進めティるので、Ｌ−＝Ｎ／に＝４０９６　（１０進
数）となる。そして、ＲＯＭ２９には、加算器７の出力
信号のビットＯ〜ビット１１で表わされる組み合わせす
なわち、２１２通りの［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２８の出力信号と
ラッチ２５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、アナロク的な
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（
ｘヤ）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ｘｌ！ｌｒがｘＨ
，０とｘ！ＩＩ＋ｌ、ｏとの間に存在した場合。波形メ
モリ９からＸ。、０とｘｍ＋ｔ、Ｏに相当するサンプル
値ｒ（ｘＩｎ、ｏ）と１　（Ｘ！１１＋１　、０　、）
とを選択する。そして、加算器７の出力信号のビット０
〜ビツト７すなわち、ｒデータと選択したｆ　（Ｘｍ、
。）と３６パ、　７′ ｆ（ｘＨ＋＋、ｏ）　　とを用い直線補間演算し、ｆ　
（Ｘｍｒ　）を補間値ｆ（Ｘｍｒ　）で近似することに
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１５図に本発明の池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ｉ＋
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。

ｉは、Ｉ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０〜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。

Ｘ工、ｍは、加算器７．８の出力信号によって選択６ された波形サンプル。

Ｘ工ｌ、ｍは、加算器７′と加算器８に＋１された出力
信号によって選択された波形サンプル。

ｘ１１］　９ｍは、Ｘｉ＋ｌ、ｍとＸｉ、ｍサンプルど
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位置Ｊ１ｍ（コ
ー０．１．２　、・・・、１６）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とＸｉ、ｍと
の間に存在するＸ工、３１ｍ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。Ｘｉ＋ｌ　、ｍ＼とｘｉ、ｍとに対して、ｒ　
（ｘｉ＋Ｉ、ｍ）とｆ（ｘｉ、ｒｎ）との間を直線補間
すると、 ｆ（ｘｉ、ｉ　、ｍ）＝（ｆ（ｘｉ＋ｔ、ｍ）−ｆ（ｘ
ｉ、ｍ））７＋ｒ（ｘｌ、ｍ）・・・・・・・・＜９） ｊ　＝０．１．２．・・−・・、１５ ３７、−ノ なる補間値ｆ（ｘｉ、ｊ、ｍ）でｆ（”　、］　、ｍ）
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１５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、　３　ｓ　Ｉｄ、　ＲＵＦＦ。

３４．３６はラッチ、３６は減算器、３７は乗算器、３
８はＲＯＭ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の出力信号のうちヒ諏ト４〜ピット７がセレク
タ３２と８６Ｍ３１に供給される。そして、信号φ２が
Ｒ５ＦＦ３３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
タとして供給される。

一ツバ加算器７の出力信号のうちビット１２〜ビツト１
５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８ 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から送出されたサンプル値は信号
φ２が“１″からｄ′へ変化するタイミングでラッチ３
４に記憶保持される。

その後、信号φ３がＲ８ＦＦ３３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、１テ′−夕として波形メモリ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。

（以　下余白） ３９べ　・′ ４゜ そして、上述と同様に加算器７の出力信号のうちピット
１２〜ビツト１５がｍデータとして゛波形／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から送出されたサンプル値は、信号φ３が１
″からｏ″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ｒ（ｘｉ
、ｍ）が、ラッチ３５には（９）式に示したｆ　（ｘｌ
＋＋　、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（Ｘ
ｉ＋ｔ、Ｈ）、　　ｆ（ｘｉ、、）に相当する減算処理
を行にい、減算結果が乗算器３７に供給される。

乗算器３７の他人力に・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）式に示した番　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ｏ−ビット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。

４１ベー゛ノ そして、ＲＯＭ３８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
う１％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ＤＡＣｌｏに供給し、アナロク的な
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ｆ　
（）Ｃ１，ｊ、ｍ）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Ｘよ＋１．ｍと
Ｘｉ、ｍに相当するサンプル値ｆ　（ｘｌ＋ｔ　、ｍ）
とｆ（１１，ｍ）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、コデータと選択
したｆ　（ｘｉ＋＋　、ｍ　）とｆ　（ｘ　＞　、ｍ　
）　　とにより直線補間演算しｆ　（ｘｌ　、ｊ、Ｂ　
）を補間値ｆ（Ｘｉ、ｊ、ｍ）で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。

２ 第１７図に本発明の池の実施例の要部を示す。

第１７図は、サンプルＸｉ、ｊ　、ｍ、ｒを補間演算で
算出し、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、ｘｉ＋ｌ、ＩｎとＸｉ、ｚとに対して、ｆ　（ｘ
１＋１．＠３とｆ’（ｘｉ、、ｎ）との間の直線補間を
行ない、ｆ（ｘｉ、３　、Ｔ！１）＝　（ｆ　（ｘｉ＋
１４１））　　ｆ（Ｘｉ、Ｔｎ））コ 、−＋ｆ’（、ｘｉ　、ｍ）　・＝　・−・−＝（１つ
なる補間値ｆ（ｘ４．ｉ　、ｍ）でｆ（ｘｉ、ｊ、ｍ）
を近似する。

次に、）Ｃｉ＋１．ｍ＋１とＸｉ、ｍ＋ｔとに対して、
ｆ　（ｘ＞＋ｌ、ｍ＋１　）とｆ（Ｘ４，１１＋ｔ）と
の間の直線補間を行ない、 ｆ（Ｘｉ、ｊ、ｍ＋−１）ｈ　　（ｆ（ｘｉ＋ｌ、ｍ＋
ｔ）−ｆ（Ｘｉ、ｍ＋ｔ　））’　＋ｆ（Ｘ　ｉ、ｍ＋
１）　・＝　・−・Ｑｌ）なる補間値ｆ　（ｘ’１．ｉ
　、ｆｉ＋１　）でｆ（ｘｌ　、ｊ、ｆｉ＋１　）を近
似する。

そして、（ｌＯ）式と（ｒｔ）式で求めた、ｆ（Ｘ、、
ｊ、Ｉ！ｌ）４３１８−　ソ とｆ　（ｘｉ、ｊ　、ｍ＋１）との間の直線補間を行な
いｒ　　　△ ［キｆ（ｘｌ、ｊ　、）・・・・・・・・・（１２）な
る補間値ｆ（Ｘｉ、ｊ　、ｍ、ｒ）でｆ（ｘｉ、ｊ　、
ｍ、ｒ）を近似する。

ｉ＝ｏ、１　、・・・・・・、１．５．ｊ＝ｏ、１　．
２．・・・。

１５　、ｍ＝ｏ、１　．２　、・−＝・、１５　、ｒ＝
＝０．１゜２、・・・・・・、Ｌ−１ 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、４ｏ、４１，４２
は補間器で、第１４図などに示したラッチｊ４，３５．
減算器３６９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４ｏにおいて、（ｌｏ）式に示した補間演算を行
ない補間値ｆ　（ｘｉ、５　、ｍ）を求める。

補間器４１において、（０）式に示した補間演算を行な
い補間値ｆ　（ｘｉ　、ｊ　、ｍ＋１　）を求める。

そして、補間器４２において、補間器４ｏと補４ を入力としく１２）式に示した補間演算を行ない補間値
ｆ（ｘｉ、ｊ、ｍ、ｒ）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ｆ（Ｘｉ、ｊ、ｍ、ｒ　　）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）、（１
１）、（＋２）式を用いて、補間演算を行ない補間値ｆ
（Ｘｉ、ｊ　、ｍ、ｒ）でｆ　□ｌｉ　、ｊ　、ｍ　、
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、楽音の発音開始時から発音終了
時までをＩ分割して得た１個の異なる楽音、波形１周期
をさらにに分割して得た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楽音波形１周期内
の異なる複数個のサンプル値を順次読み出すための読み
出しチー４６ベーソ タを発生する読み出し装置（実施例では周期メモＩＪ４
．累積メモリ６、計数メモリ６と加算器７゜８およびＲ
ＯＭ２２とセレクタ２３とで構成）と、上記読み出され
たサンプル値を用いて補間計算を行なう演算装置（実施
例では減−算器２７９乗算器２８　、ＲＯＭ２９と加算
器３９で構成）とを具備し、上記波形メモリから読み出
された複数個のサンプル値ｆ（ｘＨ，ｏ）とｆ（ｘｍ＋
＋、ｏ）間に存在する仮想サンプル点における仮想サン
プル値ｆ（Ｘｍｒ）を上記演算装置を用いて求めたｆ　
（Ｘｍ、ｒ）で近似することにより、波形の形状の時間
変動を伴なった自然楽器に非常によく似た楽音信号をつ
くることができる。まだ、補間計算により波形の形状変
化をなめらかにし、不用なノイズ成分の発生を防ぐこと
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
工゛ンベロープ包格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５図は本発明の動作原
理の説明図、第６図は本発明６ 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図は上記タイミンクパルス発生部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１２図は第１１図の動作
を説明するだ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図は本発明の池の実施例
を示すグロック図である。 １・・・・・・鍵盤、２・・・・・・押鍵検出部、３・
・・・・・発意周メモリ、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
、１７，１８２５．２６・・・・・・ラソヂ、１６，１
９，２２．２９・・・・・・ＲσＭ、２０・・・・・・
比較器、１４・・・・・発振器、１６・・・・・効つン
タ、２３・山・・セレクタ、２４・川・・ＲＳフリノグ
フロノプ、２７・・・・・・減算ｆ％％２８・・・・・
・乗算器。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　赦　男　ほか１名第３
図 第４図 第１０図 第１１図 第１２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）楽音の発音開始時から発音終了時までをＩ分割し
   て得だ１個の異なる楽音波形１周期をさらにに分割して
   得だ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楽音波形１周期内
   の異なる複数個のサンプル値を順次読み出すだめの読み
   出しデータを発生する読み出し装置と、上記読み出され
   たサンプル値を用いて補間計算を行なう演算装置とを具
   備し、上記波形メモリから読み出された複数個のサンプ
   ル値間に存在する仮想サンプル点における仮想サンプル
   値を上記演算装置により求めて楽゛音を発生するように
   した楽音発生装置。 （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され
   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−Ｆ位ビット信号を計数する計数器と上記累算
   器の出力信号に＋１操作を行なう＋１操作器とで構成し
   、上記計数器の出力信号で波形メモリに記憶されている
   ｌ個の楽音波形から所定の楽音波形を選択し、上記累算
   器の出力信号と上記＋１操作器の出力信号とで上記計数
   器で選択した楽音波形−周期から複数個のサンプル値を
   選択して同一波形メモリから複数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）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
   音発生装置。 （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ｌ個の異なる楽音波形の選択と楽音波形１
   周期をＪ゛回繰り返すためのヒ’７ト空間を有すること
   を特徴とする楽音発生装置。 （６）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）特許請求の範囲第６項記載の楽音発生装置におい
   て、＋１操作器をリード・オンリー・メモリーで構成し
   たことを特徴とする楽音発生装置。 （７）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
   とを時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・。