JPS5895793A - 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
が犬きくなり、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。

１ず１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　　・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・　　１　０ｍ！Ｂ　・・・・・・・川・川・・・・
・川・・　２５ｍ５Ｃ・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・　　ｅｓ　ｏｍｓＤ　　・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・３２０ｍ５Ｅ
　　・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・７２０１１１８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シ、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図に示しだ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、各分割点から抽出し
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Ｉサンプル値の楽音波形１周期をに分割して得
だ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ニー〇サン
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だめに、Ｉ＝１６．Ｊ＝１６゜Ｋ
−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１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だめに、次のような操作
を行なう。

楽音波形１周期をド分割する。ここでドは、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Ｘ。、
ｘｌ　＋ｘ２＋・・・・・・、ｘ、、ｌ、・・・・・・
、　Ｘｋ、　　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ｘｍ　から数
えて、０゜１．２．・・・・・・ｒ、・・・・・・、（
Ｌ−１）と番号づけして”ｍｒ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Ｘ工、で表わすこ
とができる。

ここで、 ｍ＝ｏ、１．２．−−−−＝−、に−１ｒ＝ｏ、１．２
．−＝−・−・、Ｌ−１である。したがって上記ｘＩｎ
はＸ。０　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
−−Ｆ−Ｘ　（Ｌｌｌ　＋　ｒ）・・・・・・・・・・
・・・・・・・・（１）となる。

これを読み出しクロックｆｃｋｒＨｚ）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１発音周波数ｆは １−亙Ｃ市）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・（２）となる。

同様に、ｑ個づつの飛越し読み出しを行なうと、１　／
ｆｃｋ（Ｓ＆）ごとにｒはｑ個づつ増加するから発音周
波薮ｆは ｆ−＋ｆｃｋ（トｉｚ）・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・（３）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ｑｍｌＬＸ
は。

ｑ、、Ｘ＝　４　ｃｓ　１Ｘ　２　−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、分割数には。

ｍ＝ｑ、、ｘＸ１６＝５７７２８　・・・・・・・・・
・（６）となる。最低周波数では１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、分割数には
、 Ｎ＝２”＝６５６３６・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・（６）となる。

（以　下余　白） 第　　　１　　　表 １゜ ここで、読み出しクロックｆｃｋを ｆｃｋ＝　１７９３．７　ａ　ＣＨＩ〕と一定にする。

そして、飛越し数ｑ＝２３９とすれば、（３）式より、
ｆ＝（２３９／２”）Ｘｌ　７９３．７４中田、４〔ｌ
し〕となる。さらに、ｑ＝２５３とすれば、１手６９．
２１１ト〕、ｑ＝２６８とすればｆ−ニア　３．３白ト
コとなる。

第１表に示した飛越し数ｑを用いることにより、音名Ｃ
１（６５，４０６白し〕）〜音名Ｂ＋（１２３，４７白
暖１）までの１オクターブの楽音を発生することができ
る０ 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ｑ　ｘ
２＝２３９ｘ２＝４７８とすれば。

ｆ　＊　１３　ｏ、５（１−１ｚ）すなわち、音名０２
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。

ｆ−８×ｆｃｋＣ服〕・・・・・・・・・・・・・・・
（η６Ｄ＝１．２，３．４（Ｏｎはオクターブナンバー
である。）波形メモリにはに分割した各分割点Ｘ。、Ｘ
ｌ、・・・・・・。

ｘ！Ｉｌ、・・・・・・、ｘｋ−＋　　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（トＫ）個の”ｍｒ　（ｒ　ｘ　ｏ　）
の点については、ｘＯ，ｘＩ、・・・・・・、”ｋ−＋
　　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。（Ｂ）はクロックｆｃｋごとの”ｍ
ｒの位置を表わすものである。（ｑ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−’＝３６０８と
している。

まず、ｘ、ｒ＝　３６０８　Ｘ　Ｏの時は波形（ム）の
Ｘ。サンプル値が発生される。ｘｍｒ＝３６０８ｘ１の
時は波形（ム）のＸ。とＸ、サンプル値間に”ｍｒが存
在しｘｏサンプル値が発生される。Ｘｍｒ＝３６０８Ｘ
２の時は波形（ム）のＸ、とｘ２サンプル値間に”ｍｒ
が存在しＸ、サンプル値が発生される。以下同様に”ｍ
ｒ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シ
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・２０
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３３ 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’）＋　”　＋　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入力ＧＫ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１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５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。

ＴＰＧｌ　１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。

４ 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Ｉ分割して抽出したＩ−１サンプル目の楽
音波形１周期をに分割して得たに一２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、’ｒ−ｐＧ１１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ＴＰＧｌ　１の一具体例を示す。第８図におい
て、１４は発振器、１５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Ｒ
ＯＭと略す。）である。第９図にＴＰＧｌｌ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１５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Ｑ。、Ｑｌから送出される分周信
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φ１〜信号φ５　が出力凸、〜出力
５５から送出される０１６ ＲＯＭ１６の入・出力の論理関係を示すと次のようにな
る。

カウンタ１６の出力Ｑ。の出力信号を（、出力Ｑ１の出
力信号をＱ、とする。

φ、−札・：ｏ−Ｑ。

φ２””Ｏ”ＱＯ−Ｑｌ φ、−φ。・Ｑｏ−Ｑ。

φ４””Ｑ”ＱＯ”Ｑｌ φ５−ｃ２゜・Ｑｌ この信号φ、〜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の加算結果ランチクロックに用
いられる。

また、カウンタ１６の出力Ｑ２〜出力ｑ５から送出され
る信号ムＤ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。

信号ムＤと対応チャネルの一関係を第２表に示す。

なお、論理信号として′°１”′は論理・・イレベル。

”Ｏ”は論理ロウレベルとする。カウンタ１６の６ 出力Ｑ２〜出力Ｑ５の出力信号をそれぞれＱ２〜Ｑ５と
する。

また、信号ムＤの周期Ｔが、前述したｆｃｋに相当する
ものである。すなわち１周期Ｔごとに８チ７ ヤ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音周期デー
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づいて
発生楽音波形の音程を決める飛越し数ｑ−２６０−が発
生される。そして、ＴＰＧｌ　１から供給されている信
号ＡＤと割り当て発音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６、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１０８ 図に示し、第３表、第４表にノートデータ、オクターブ
データの構成内用を示す。さらに、第５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。

（以下余　白） 第　　　４　　　表 第　　６　　　表 第１１図に周期データ発生部３の一具体例を示す。第１
１図において、１７はラッチで、入力ＧＫに＋１１　Ｔ
）　、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６ＵＴ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・２ｉ５Ｄ−１が記憶されている。２０は比較
器で、入カム、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
ドゲートである。

女お、ラッチ１７は４ピツト構成、ラッチ１８は６ビノ
ト構成となっている。また、Ｒ６Ｍ１９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ＧＫ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・２６Ｄ。

２ が１６Ｍ１９の出力６Ｕ丁から送出される〇一方、ラッ
チ１７に記憶されたアドレスデータとＴＰＧｌｌから供
給されている信号ムＤとの比較を比較器２ｏ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にチャイ・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°′１”となる。そして、ＴＰＧｌ　１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ＣＲ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、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ａｌｌ　１１ｏ１１であるため、信号
ＷＰは＋１“とならないＯすなわち、信号ＷＰが′１′
”となるタイミング−１は、押鍵検出部２から新しいデ
ータが供給され、２３ 割シ当てられたチャネルに新しい≠−夕を書き込む最初
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１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Ｄ６１から送出される信号は、飛越し数ｑ・
２　　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６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．オクターブ分すべての飛越し数
ｑ・２０Ｄ−＋が記憶されているが、１６Ｍ１９のかわ
りに第１表に示した１オクタ一ブ分の飛越し数を記憶し
ておき、ラッチ１８に記憶されたノートデータに基づい
て所定の飛越し数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がい飛越し
数ｑ・２　　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ムＤ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φ、。

信号φ５によって、周期メモリ４には新しい飛越し数ｑ
・２０　Ｄ−１が、累積メモリ６と計数メモリ６にはａ
ｌｌ”０″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３に対応するコードとなると、信号φ７．φ５　に
よって、周期メモリ４から飛越し数ｑ・２０Ｄ−＋が読
み出され加算器７０入方ムに送出される。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が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・２６ト１と
累積値とが加算演算され信号φ２によって加算器６ 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値が選択さ
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、信号ぺが°°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
述と同様な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６ 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１２の入力に“
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
の入カムには′０″が供給される。

そうすると、加算器７の出力信号のＭＳＢがパ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＝
ｏ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。なぜならば、ニー〇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、に二〇〜１６サンプルはすべて
○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２Ｔ 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
ータム累積メモリ６・・・・・・・・・・・・・・・・
・・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・２ｉ５ｎ−１の最大
値は＜３６０８＞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分割するとｑ・２？１Ｄ−１ｘ　、１ｅ←
ｍ＆Ｘ） ＝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、±−１６．Ｊ＝１６を想定しているので９
ビツト構成となる。

データＤｉ、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ピツト構成となる。

また、データＤのビット０〜ビツト１５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。さ
らに、データＤのｌデータとデータＥのｌデータはデー
タＤのｍデータとデータＲのｌ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とデータＤのビット１６の内容９ が加算され、加算された結果がデータＥとなる。

そして、データＤのビット１２〜ビツト１６（ｍデータ
とす句の内容と、データＸのビット４〜ビツト７（ｌ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ｌ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データで所定のＸサンプル目を選択し、ｌ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Ｉ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０ 抽出した楽音波形１周期をに分割し、抽出したＩサンプ
ル値の楽音波形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９に記憶しておき、楽音発生時に
は１発音すべき周波数に対応した飛越し数ｑ・２６Ｉｌ
ｌ−１によって波形メモリ９に記憶しであるＩ＝Ｏサン
プル目の楽音波形１周期を５回、繰り返しＣ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ｘｌ！ｌ
ｒが）Ｃｍ　、　ｏとｘｍ＋Ｉ、。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ｘｔ
ｌ、。

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Ｘ。、。とＸｍ−Ｈ，。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。”ｍ＋１．。とＸ、。とに対して、ｆ（”ｍ＋　
＋　、　Ｏ）とｆ（ｘｍ、。）の間を直線補間すると、
′；′（ｘｍｒ）−（ｆ（ｘｌｎ＋、、。）−ｆ（ｘｍ
、。））÷＋、ｒ＜ｘｌｎ、。）・−（８）なる補間値
ｆ（ｘ！ｌ１ｒ）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Ｒ５Ｆ
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、乗算係数を記憶している
。３ｏ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１５が
セレクタ２３とＲＯＭ２２に供給される。

そして、信号φ２がＲ８ＦＦ２４の・入力Ｈに供給さ２ れると出力Ｑからの出力信号は０”となり、セレクタ２
３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
ｌ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ｌ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°′０”′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Ｒ６Ｍ２２の出力信号がセレクタ
２３の出力に現われ、ｍデータとして波形メモリ９に供
給される。Ｒ６Ｍ２２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） ３ ３４゜ 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ｌ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φ５が°１”か
ら°゛０″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（Ｘ、
。）が、ラッチ２６には（８）式に示しだｆ（”ｍ＋１
．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（ｘ
ｍ＋７．。）−ｆｃＸｍ、。）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の他人力には、加算器７の出力信号のビット
０〜ビツト１１に基づいた乗算係数ａが供給される。乗
算係数ａは（８）式に示した−に相当り 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ろる。壕だ、Ｌ
は第４図で述べた分割数にと楽音波形１周期の分割数に
とにより決まる定数である。

３６ 本発明の場合、Ｎ＝２”、に＝１６として説明を進めテ
ィるのでｌＬ　Ｌ＝Ｎ／に＝４０９６（１ｏ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１乗算器２８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３ｏ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ｘ、！ｌｒがＸつ
、。とｘｍ＋＋、ｏとの間に存在した場合、波形メモリ
９からＸ。、。と”ｍ＋１．。に相当するサンプル値ｆ
（ｘＴｌｌ、。）とｆ（１ｍ＋１．。）とを選択する。

そして、加算器７の出力信号のビット０〜ビツト７すな
わち。

ｒ−データと選択したｆ（ｘｌｎ、。）とｆ（ｘ、ｎ＋
、）とを用い直線補間演算し、ｆ（ｘＴｎｒ）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力（ら
発音終了時までを工分割し、抽出したｌ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Ｏ ｌ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のピント４〜ビツト７の内容に相当
する。

ｊは、ｉサンプルを３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Ｅ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。

ｘｉ、ｍ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。

”ｉ−＋−＋、ｍ　は、加算器８に＋１された出力信号
に７ よって選択された波形サンプル。

Ｘよ、ｊｌ、は、”ｉ＋４．ｍとＸ工９．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０第６図に示
した実施例では波形サンプルＸ工、ｊ　、ｍ（１＝ｏ、
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１５図では、波形サンプルＸ工＋１．ｍとＸ工１．と
の間に存在するＸ□、３１．は補間演算を用い仮想的に
仮想サンプル魚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＋＋、ｍと”ｉ、ｍとに対して。

） でｆ（ｘｉ、ｊ、ｚ）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、３１８ 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０３２はセレクタ、３３はＲ３ＦＦ。

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Ｈ”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
データとして供給される。

一方、加算器７の出力信号のうちビット１２〜ピツト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１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３４に記憶保持される。

３９ その後、信号φ３がＲ８ＦＦ３３の入カＳＫ供給される
と出力Ｑは°°１″となりＲＯＭ３１の出方信号がセレ
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。

（以　下金　白） ４゜ 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１ｍ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（Ｘｉ
、ｍ）が、ラッチ３５には（９）式に示したｆ（×ｉ＋
＋　、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＋＋　、Ｉｌ）　−ｆ（Ｘｔ　、、ｎ）Ｋ相当する減
算処理ヲ行ナイ。

減算結果が乗算器３７に供給される。

乗算器３７の他入力には、加算器８の出力信号のビット
０〜ビツト３に基づいた乗算係数βが供給される。乗算
係数βは（９）式に示した上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。

４２　、 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
りのづ−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ＤＡＣｌｏに供給し、アナログな楽
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）式に示しだｆ（
Ｘｉ、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がらｘｉ＋＋、ｍと
ｘｉ、ｍ　　に相当するサンプル値ｆ（”ｉ＋　＋　、
ｍ）とｆ（Ｘｉ、）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ｆｃｘｉ＋、　、、）とｆ（ｘｉ、、）　トＫ　
ヨｈ　直１補間演算り。

ｆ（ｘｌ、ｉ、！Ｉｌ）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。

第１７図に本発明の他の実施例の要部を示す。

４３ 第１７図は、サンプルＸ工９．ｌＩ、ｉＩ１．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、”ｉ＋４．ｍと”ｉ、ｍとに対して、　ｆ（Ｘ、
＋１．、ｎ）とｆ（Ｘｉ、Ｉｎ）との間の直線補間を行
ない、７（ｘ、、、、）＝　（−’（ｘｉ−Ｈ、）−Ａ
ｒｃｉ、））−’ｙ＋、７ｃＸ、、ｍ）・（１０）なる
補間値ｆＣＸよ１０１ｍ）で７（Ｘｉ、ｊ、、）を近似
する。

次に、”ｉ＋＋　、ｍ＋’＋とｘｉ　、ｍ＋　１とに対
して、ｆ（すｌ、ｍ＋４）とｆ（ｘｉ、ｍ＋１）との間
の直線補間を行ない、Ｊ’６ｉ　、ｊ　、ｍ＋＋　）”
　（ｆ（”ｉ−＋−＋　、ｍ−＋−＋　）−ｆ（”ｉ、
ｍ＋＋　））　”、　＋Ｊ（Ｘ−、、ｍ＋＋ル・（１１
）なる補間値ｆ（ｘ＞　、３　、ＩＩｎ、Ｈ）でｆ（ｘ
工、ｊ４１）Ｈ４）を近似する。

そして、　　（１０）式と（１１）式で求めた、ｆ（Ｘ
ｉ、、、ｍ）と”（ｘｉ、ｊ、ｍ＋＋）との間の直線補
間を行ない７（”ｉ、ｊ−、ｍ、ｒ）何へ、ｊ　、ｍ＋
＋）Ａｘ４．、ｉ　、、））÷＋、Ｒ１，，ｊ　、）−
”（１２）なる補間値ｆ（ｘ４．３　、ｍ、ｒ）で／（
ｘ４．ｉ　、、ｎ、ｒ）を近似する。　に〇、１．・・
・・・・°、１ｔｓ、ｊ＝ｏ、１，２．・・・・・・、
１５゜ｍ＝ｏ、１．２．＝−・・・、１６．ｒ＝ｏ、１
．２．＝・・−、Ｌ　−１４ 第１７図の実施例は（１０）、（１，１）、（１２）式
を具現化する一例である。

第１４．１．５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３４，３５
、減算器３６、乗算器３了および加算器３９と同様なも
ので構成されている。

補間器４ｏにお−いて、（１ｏ）式に示しだ補間演算を
行ない補間値ｆｃＸ、、、　、ｍ）を求める。

補間器４１において、（１１）式に示しだ補間演算を行
ない補間値−’　（ｘｉ、ｊ　、ｍ＋＋）を求める。

そして、補間器４２において、補間器４０と補間器４１
で求めた補間値ｆ（”ｉ、ｊ、ｍ）とｆ（ｘ工、、、、
ｎ４−１　）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（Ｘよ１０．。、ρを限られた個数のサ
ンプル値（波形メモリ９にはＩｘＫサンプル値が記憶さ
れている。）から、（１０）、（１１）、（１２）６ 式を用いて、補間演算を行ない補間値ｆｃＸｉ、ｊ　、
ｍ、ｒ）でｆ（ｘｉ＋）　ｊ”＋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と異なる楽音波形の複数個の
サンプル値を順次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と累積メモ
リ５と計数メモリ６と加算器７．８とＲＯＭ２２．３１
とセレクタ２３．３２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
では補間器４０．４１．４２とＲＯＭ３８．２９とで構
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６ ／”ｉ＋＋　、ｍ）　、ｆ（”、４　、ｍ）　、ｆ（”
ｉ＋＋　、！１１＋１　）　、／（”、、Ｈ−＋　）間
に存在する仮想サンプル点における仮想サンプル値、／
’（ｘｌ、５　、ｍ、ｒ）を上記演算装置を用いて求め
たｆ（Ｘ２．ｊ　、ｍ、ｒ）で近似するようにしたもの
であるから、波形の形状の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。

また、補間計算により波形の形状変化をなめらかにし、
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
。

【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図は本発明の動作原理
の説明図、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だめの説明図、第１４図、第
１５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　、３ｏ　、　３９：−−−−−加算器、１０
−−・Ｄ　Ａ　Ｃ。 １１・・・・・・・タイミングパルス発生部、１２．２
１・・・・・・アンドゲート、１３・・・・・・インバ
ータ、１７，１８゜２５．２６，３５．３４・・・・・
・ラッチ、１６，１９゜２２．２９，３１．３８・・・
・・・ＲＯＭ、２０・・・・・・比較器、１４・・・・
・・発振器％１６・・・・・・カウンタ、２３゜３２・
・・・・・セレクタ、２４．３３・・・・・・ＲＳフリ
ップフロップ、２７．３６・・・・・・減算器、２８　
、２７・・・・・・乗算器、４０，４１．４２・・・・
・・補間器。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第３
図 第４図 第１０図 第１１図 第１２図 ｗＰ　　　　　　　　　　　　　□

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工分割し
   て得たｌ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と異なる楽音波形の複数個
   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彦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
   信号の最上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操作を行なう第１の＋１操作器と上記
   計数器の出力信号に＋１操作を行なう第２の＋１操作器
   とで構成し、上記計数器の出力信号と上記第２の＋１操
   作器の出力信号とで波形メモリに記憶されている１個の
   楽音波形から複数の楽音波形を選択し、上記累算器の出
   力信号と上記第１の＋１操作器の出力信号とで上記計数
   器と第２の＋１操作器とで選択した複数の楽音波形１周
   期から複数個のサンプル値を選択し、同一波形メモリか
   ら複数個の波形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
   ータのに倍以上のピン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回縁シ返すだ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。 （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
   れ複数組設は第１の加算器と第２の加算器と前記波形メ
   モリとを時分割的に使用することにより複数の楽章信号
   を発生することを特徴とする楽音発生装置。