JPS59162594A - 楽音合成装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は波形符号化方式を利用した楽音合成装置に関す
るものであり、いわゆる原楽器音らしさ即ち高品質の合
成楽音が要求される電子楽器に利用できるものである。

従来例の構成とその問題点 一般に、デジタル楽音合成装置としては種々の合成方式
が試みられているが、データ圧縮率が大きくとれるよう
な方式、例えばＦＭ変調方式を用いた場合原楽器音との
楽音品質差が著しく、又波形符号化方式（ＰＣＭ、ＡＤ
ＰＣＭ他）によると原楽器音に近い品質の合成楽音を得
ることができる反面において、次のような点が問題とな
っていた。

０）データ圧縮率が小さい。

（２）デジタル楽音波形データ出力時間周期の変化だけ
による音階発生を実施しようとすると数オクターブにわ
たる音階クロック変化に対してそのクロック精度、デジ
タル信号処理速度に関する負荷が大きく簡単な構成にも
かかわらず価格的に高価なものとなる。

発明の目的 本発明は波形符号化方式において、データ圧縮をはかる
ことにより簡単にかつ低価格で構成できる高音質楽音合
成装置を提供することを目的とするものである。　　　
　　　　　　− 発明の構成 本発明はデジタル楽音波形を出力するために、入力指示
に対応した特定のデジタル楽音波形数値列を生成する系
と特定のデジタル楽音波形出力時間周期を設定しかつ発
生する系とから成り、この２つの系の出力を組合わせる
ことにより所望の楽音を得ることができるようにその２
つの系のデータメモリを構成したものである。

実施例の説明 以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明する。第１
図において、例えばコンピュータ端末用キーボード、ピ
アノ鍵盤等の形態をした入力部１は操作者の指示入力に
より発生する指示入力信号に対応した内部コード信号を
出力する。この内部コード信号は少なくとも出力すべき
楽音の種類。

音程、出力開始指示のいずれかに関する信号からなり池
の実施列においては出力停止指示に関する信号を含んで
も良い。入力部１に対する入力形態と前記内部コード信
号発生との対応についてＶｉ種種の方式が実現可能であ
り、例えばいわゆる電子オルガンと同様に楽音の種類指
定に関するスイッチ群と、楽音の音程と出力開始時点と
出力停止時点とを指示するだめの鍵盤スイッチとにより
構成することも可能である。

制御部２は前記入力部１ｉシ出力された前記内部コード
信号が入力された後、該内部コード信号に出力開始指示
信号が含まれている場合には指示された楽音に関してデ
ジタル楽音合成を開始し、該内部コード信号に出力停止
指示信号が含まれている場合にはデジタル楽音合成動作
を停止するがこの時デジタル楽音波形の打切りによるノ
イズを軽減するために波形零点近傍のデジタル楽音波形
値出力を完了するまではデジタル楽音合成動作を継続す
ることが望ましい。デジタル楽音合成動作の開始が指示
された制御部２は楽音の種類に対応した第一のメモリ部
６から出力すべき楽音に対応する楽音種類データを読み
込む。該楽音種類データの内薄は第二のメモリ部６ある
いは第三のメモリ部７において選択すべきテーブルを指
定するものであり、列えばテーブルの開始アドレスが望
ましい。制御部２は読み込んだ楽音４類データが指示す
る音程テーブルを第二のメモリ部６で選択しかつ既に入
力された楽音の音程に関するデータに対応した音程合成
データを読み込むと共に、この読み込んだ楽音種類デー
タが指示する出力周期テーブルを第三のメモリ部７で選
択しかつ既に入力された楽音の音程に関するデータに対
応したデジタル楽音出力時間周期に関するデータを読み
込みかつ該出力時間周期に関するデータを出力周期発生
部３へ出力する。出力周期発生部３は該出力時間周期に
関するデータに対応した一足の時間毎に一時記憶部４に
格納されている後述するようなデジタル楽音波形値列を
順次出力するだめの読み出し信号を一時記憶部４へ出力
する。

以上において、音程テーブルにあるデータと出力すべき
デジタル楽音波形値列を生成するための第四のメモリ部
８内０デジタル楽音波形合成に関するデータを指定する
ものであり、例えば対応する第四のメモリ部８内のデジ
タル楽音波形合成に関するデータの開始アドレスが望ま
しい。制御部２は第二のメモリ部６から読み込んだ音程
テーブル内のデータに対応する第四のメモリ部８内のデ
ジタル楽音波形合成に関するデータを読み込みかつ該合
成に関するデータに従ってデジタル楽音波形データに対
応するデータを第五のメモリ部９より読み出しかつ該合
成に関するデータに従って該デジタル楽音波形データに
対応するデータをそのままあるいけ既に出力した一時記
憶部４に格納した対応するデジタル楽音波形値を再度読
み込んだデータとの演算を実行した後にデジタル楽音波
形値として一時記１意部４へ出力する。

波形符号化方式としてはＰＣＭ方式、音素片編集合成方
式（特に音素片間における音素片単位の差分をメモリに
貯えておきかつ合成時にはこれらの加算演算だけで合成
波形が得られる方式）あるいは２つ以上の波形データを
合成情報に従った時間長でかつ合成情報に従った加重に
よシ加算演算する方式等が望ましい。いわゆる音素片編
集合成方式を採用した場合においては第４のメモリ部８
より読み込む合成に関するデータは少なくとも出力すべ
き音素片あるいは音素群データの第五のメモリ部９内に
おける開始アドレス、くり返し数。

データ数を格納しておくことになる。この場合制御部２
は該合成に関するデータに指示されたくシ返し数だけ出
力すべき音素片あるいは音素群デー８りをデジタル楽音
波形値列として一時記憶部４へ出力した後、該合成に関
するデータの次の合成に関するデータを読み込みかつ上
述の合成動作をくり返すようにメモリ部内のデータ配列
を連続的にしておくことが望ましく、又予め定められた
特定のデ−２値をデータ配列の終了マーク又は分岐マー
クとしておき制御部２は終了マー多により合成動作を停
止あるいは分岐マークにより次に読み込むべき合成に関
するデータの第四のメモリ部における特定のアドレスへ
分岐することも好ましい実施例であり、このようにすれ
ば無限ループ即ち無制限、時間長の楽音を出力すること
ができる。

次に、本発明における最も特徴的な音階出力について詳
細に説明するが、ここでは大きく次の２つの場合に分け
て説明する。

（■）１つのデジタル楽音波形値列を用いて音階出力を
する場合。

（■）２つ以上のデジタル楽音波形値列を用いて音階出
力をする場合。

まず、（１）の場合において、第′２図（ａ）のように
平均律音階３オクターブ（３６音）出力する時、出力周
期テーブルは３６単位を必要としかつデジタル楽音波形
値列出力の本来の時間周期が０２に等しい時Ｃ２よりも
出力時間周期の長い楽音音程即ち低音域１１１１１にお
いては量子化ノイズが著しく大きく聞えることになり、
かつ０以上のように０２に比べて出力時間周期が著しく
短かい楽隊隊程即ち高音域側においては制御部２の動作
処理速度負荷が犬きくかつこのことは逆に０２の本来の
サンプリング周波数を低く即ち周波数領域を狭くしなけ
れば簡単な構成では実現できなかつだが、本実施例では
ｇ２図（ｂ）のように平均律音階３オクターブ出力する
時において出力周期テーブルを１２単位と、してかつデ
ジタル楽音波形値列出力の本来の時間周期が０２に等し
い時Ｃ２よりも本来出力時間周期の長い楽音音程即ち低
音域側においてはデジタル楽音波形値列の各データ間に
おいて例えば線型補間値を挿入し、これを一時記憶部へ
出力する。すなわち連続する２デジタル楽音波形＋ｆｆ
１Ａ、とＡＩ　＋１間における線型補間値Ｂ（ｉ　、　
ｉ＋１）は次のようになる。

Ｂ（ｉ　、ｉ＋１　）　”＝　（Ａｉ　＋Ａｉ＋１　）
・２−１このようにすればＣ２よりも低音域側Ｏ出力周
期テーブルをｃ２７５．ら１オクターブ相当のテーフ゛
ルと共用することが可能であり、かつ量子化ノイズを軽
減できる。

一方、０６以上のように０２に比べて本来出力時間周期
が著しく短かい楽音音程即ち高音域側においてはデジタ
ル楽音波形値列の各データを１点おきに間引き操作した
後一時記憶部へ出力することにより０３以上の１オクタ
ーブについて出力周期テーブルを０２から１オクターブ
相当のテーブルと共用することが可能である。この場合
、厳密には間引き操作を原因とするエリアジング歪が問
題となるがＣ２におけるデジタル楽音波形のサンプリン
グ周波数を適当に高く選べば、例えば２０　ＫＨｚ以上
にしておけば４倍の間引操作を実行しても音質的にはほ
とんど問題のないレベルであることを確認した。

以上により出力周期テーブルについては％倍に圧縮が可
能となる。

（ＩＩ）の場合、即ち２つ以上のデジタル楽音波形値列
を用いて音階出力をする場合において、２つのデジタル
楽音波形値列それぞれがカバーする音階範囲の境界にお
いて出力時間周期まで含めた最終のデジタル楽音波形に
おいて、少なくとも時間軸支トリエネルギー包絡がなめ
らかに連続するような２デジタル楽音波形値列を合成す
るためのび成に関するデータあるいは波形に関するデー
タを第四のメモリ部あるいは第五のメモリ部に予め格納
しておくことにより滑らかに連続した音階発生を実現で
きる。

発明の効果 以上述べたように、本発明によれば波崖符号化法による
合成方式を採用しているだめに高品質のデジタル楽音合
成を実施することができると共にメモリテーブル構成に
よるデータ圧縮、データ処理速度負荷の低減を図ること
ができ、低価格のデジタル楽音合成装置を提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック構成図、第２
図（ａ）　、　（ｂ）は同出力時間周期特１生を示す図
である。、 １・・・・・入力部、２・・・・・・制御部、３−・・
・出力周期発生部、４・・・・・一時記憶部、５・−・
・第一のメモリ部（楽音種類）、６・・・・第二のメモ
リ部（楽音音程）、７　・第三のメモリ部（出力周期）
、８−・第四のメモリ部（合成情報）、９・−−一第五
のメモリ部（波形情報）。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名（ 朋彼敗＆０７（＃ｇ）− 周刻Ｅ、／ａｅＪＣＨｉｌ−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）楽音出力に関して出力すべき楽音の種類、音程、
   出力時間長に関する情報を入力しかつ前記出力すべき楽
   音の踵類、音程２時間長に関する信号として合成制御部
   へ出力する入力部と、この楽音の種類、音程に関した信
   号入力に対応して後述するような楽音合成をその出力す
   べき楽音の時間長に関する信号に対応した時間長だけ実
   施する制御部と、前記制御部から出力されるデジタル楽
   音波形データ出力時間周期に関する信号に対応した一定
   周期のタイミング信号を出力する出力周期発生部と、前
   記制御部から出力されるデジタル楽音波形データを順次
   格納しかつ前記出力周期発生部から出力された前記一定
   周期のタイミング信号に対応して前記格納したデジタル
   楽音波形データを順次出力する一時記憶部と、楽音の種
   類に対応したデータを格納する第一のメモリ部と、楽音
   の音程に対応したデータを格納する第二のメモリ部と、
   デジタル楽音波形データの出力周期に対応したデータを
   格納する第三のメモリ部と、デジタル楽音波形合成に関
   するデータを格納する第四のメモリ部と、デジタル楽音
   波形データに対応するデータを格納する第五のメモリ部
   とからなる楽音合成装置であって、前記制御部は出力す
   べき楽音の種類に対応した第一のメモリ部内のデータを
   読み込みかつ該データが指示する第二のメモリ部内の少
   なくとも２つ以上ある音程テーブルのいずれかを選択し
   かつ該選択した音程テーブルから出力すべき楽音の音程
   に対応したデータを読み込みかつ第一のメモリ部から読
   み込んだデータが指示する第三〇メモリ部内の少なくと
   も２つ以上ある出力周期テーブルのいずれかを選択しか
   つ該選択した出力周期テーブルから出力すべき楽音の音
   程に対応したデジタル楽音波形データ出力周期に関する
   データを読み込んだ後前記出力周期発生部へ該出力周期
   に関する信号を出力し、第二のメモリ部から読み込んだ
   データに従って第四のメモリ部からデジタル楽音波形合
   成に関するデータを読み込んだ後肢合成に関するデータ
   に従って第五のメモリ部内のデジタル楽音波形データに
   対応するデータを読み込みかつデジタル楽音波形合成を
   実施し、楽音出力動作中においては少なくとも前記第四
   のメモリ部からのデータ読み込みを順次あるいは任意に
   繰り返すようにしたことを特徴とする楽音合成装置。 （２）第三のメモリ部のデジタル楽音波形データ出力周
   期に関するデータを変化させることによりデジタル楽音
   出力の音程制御をすべく第三のメモリ部を構成したこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の楽音合成装置
   。 （３）ある楽器種類におけるデジタル楽音波形が少なく
   とも２つ以上ある場合だおいて、第三のメモリ部内のデ
   ータによるデジタル合成楽音出力に関する音程副脚の結
   果音階発生時に少なくとも出力デジタル楽音波形の時間
   軸包絡の不連続を妨げるべく予め調整されたデジタル楽
   音波形合成に関するデータあるいはデジタル楽音波形に
   関するデータをそれぞれ第四のメモリ部あるいは第五の
   メモリ部に格納したことを特徴とする特許請求の範囲第
   ２項記載の楽音合成装置。 ←）デジタル楽音出力時間周期に関する第三のメモリ部
   のデータが出力すべき音程と１：１の対応でなくかつ音
   程に関して不連続であり、第三のメモリ部のデータとデ
   ジタル楽音波形合成に関する第四のメモリ部のデータに
   従って制御部潮デジタ、ル楽音波形補正演算を実行する
   ことにより出力すべき楽音の音程に対応したデジタル楽
   音を得ることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の
   楽音合成装置。 （５）第四のメモリ部内にデジタル楽音波形データに関
   して間引操作により連続するｎデータ毎に１データを一
   時記憶部へ制御部から出力するためのｎなる情報を格納
   したことを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の楽音
   合成装置。 （６）第四のメモリ部内にデジタル楽音波形データに関
   して補間操作により連続する２デ一タ間にｍデータを線
   型補間演算しかつその演算結果もデジタル楽音波形デー
   タとして一時記憶部へ制御部から出力するためのｍなる
   情報を格納したことを特徴とする特許請求の範囲第４項
   記載の楽音合成装置。