JPS59220799A - 電子楽器 - 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 本発明は電子楽器に関し、特に、自然楽器音に近い楽音
を発生することを可能とする電子楽器に関する。

従来例の構成とその問題点 従来、自然楽器音を模擬するものとして、正弦波合成方
式を用いたもの、周波数変調方式を用いたもの、減算方
式（おもにアナログ処理で、ＶＣＯ，ＶＣＦ、ＶＣＡな
どを使用したモノ）を用いたもの、あるいは、波形読み
出し方式（一周期分の自然楽器音をあらかじめ切シ出し
てメモリに記憶しておき、メモリに記憶した一周期分の
波形をくり返し読み出して楽音を発生するもの）を用い
たものなどが提示されているが、よシ生々しい自然楽器
音を模擬しようとすると、回路規模が大きくなシ実現化
が困難なものとか、方式上の限界があるという問題点を
有していた。

発明の目的 本発明の目的は、簡単な構成でよシ生々しい自然楽器音
を模擬することが可能な電子楽器を提供するものである
。

発明の構成 本発明の電子楽器は、複数枚の波形データと上記波形デ
ータを用い合成波形を生成する時に使用する制御データ
とを記憶するデータメモリ部ト、上記データメモリ部の
制御データを読み取シ該制御データに基づいた波形デー
タを読み取るデータ読み取シ部と、上記データ読み取り
部で読み取ったデータを用い合成波形を生成する波形計
算部とを具備し、上記制御データによっ−て、上記デー
タメモリに記憶した波形データを順次使用し合成波形を
生成する波形発生区間と複数枚の波形データをくシ返し
使用し合成波形を生成するループ波形発生区間とを有す
る楽音を発生するようにしだものであシ、複数枚の波形
データをくシ返し使用し合成波形を生成するループ発生
区間で楽音の定常部を近似し、ゆらぎを持った楽音を発
生して、自然楽器に近いロングトーンを再現するもので
ある。

実施例の説明 以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

まず、本発明の楽音発生方法について、第１図を用いて
説明する。

鍵スィッチの押鍵（オン）・離鍵（オフ）に伴なうキー
オン／オフ信号（第１図中（１））がオン状態となると
、データメモリに記憶している波形データＷＯ〜Ｗ９に
基づいて、波形データＷＯと波形データＷ１とを用いて
波形補間処理を行なＧ′波形データＷＯと波形データＷ
１との間に存在する仮想的な波形を求め波形データＷＯ
から波形データＷ１へと順次推移する。以降同様に、波
形データＷ＋から波形データＷ２．・・・・・・・・・
、波形データＷ８から波形データＷ９へと順次波形補間
処理を行ない合成波形を生成（第１図中（３）−波形発
生区間）する。

そして、波形データＷ９まで推移すると、再び波形デー
タＷ５に戻υ波形データＷ５と波形データＷ６とを用い
波形補間処理を行ない波形データＷ５と波形データＷ６
との間に存在する仮想的な波形を求め波形データＷ５か
ら波形データＷ６へと順次推移する。以降同様に、波形
データＷ６から波形データＷｙ、波形データＷ７から波
形データＷ８、波形データＷ８から波形データＷ９へと
順次推移し再び波形データＷ５に戻シ、Ｗｓ　−Ｗａ、
　Ｗａ　−Ｗ７　。

・・・・・・・・・、　　Ｗａ　−Ｗ９　、　Ｗｓ　−
Ｗａ・・・・旧・・と順次波形補間処理を行ない合成波
形を生成（第１図中（３）−ループ波形発生区間）する
。なお、波形データＷ５と波形デー、５２Ｗ９とを同一
な波形データとすることによシ、連続的につながるルー
プ波形が発生できる。

以降、ループ波形（Ｗｓ〜Ｗ？）を発生する。

鍵スィッチがオン状態時には、上記生成した合成波形を
楽音としてそのまま出力する（第１図中（４）−Ｗ区間
）。

キーオン／オフ信号がオフ状態となると、減衰エンベロ
ープ信号（第１図中−＠））を発生する。

鍵スィッチがオフ状態時には、上記生成した合成波形と
減衰エンベロープとの乗算処理を行ない、楽音波形を出
力する（第１図中（４）　−ＷＥ区間）。

このように、楽音の立上シ部を波形データＷＯから波形
データＷ５を用い近似し、楽音の定常部を波形データＷ
５から波形データＷ？を用い生成するループ波形で近似
し、楽音の減衰部を合成波形と減衰エンベロープとの乗
算を行なうことで近似し、楽音を生成するものである。

次に、データメモリに記憶しているデータの内容につい
て説明する。

第２図にデータメモリの一例を示す。

楽音合成データは、制御データと波形データとを１組と
する合成データと先頭アドレスデータとから構成してい
る。

先頭アドレスデータは、それぞれの合成データの先頭ア
ドレスを示すデータである。

制御データは、制御データ領域に格納しているデータの
アドレス長を示す制御データ長データ（ＣＤ　Ｌ）とル
ープ波形区間の先頭波形を示すループ先頭波形ナンバ（
ＲＴＷＮ）と波形データを用い合成波形を生成する時に
使用する推移データとから構成している。推移データは
波形データ１、枚ごとに設けている。なお、第２図の例
では、データ（ｉＤＬはＣＤＬ−（１１）、。、データ
ＲＴＷ）ｉはＲＴＷＮ＝（５）＋ｏとなっている。

波形データは、楽音波形１周期を複数枚（第２図では１
０枚）有している。

複数組の合成データは、鍵スィッチの位置によって合成
データを用意するたとえば、オクターブごとに異なる合
成データを用意するものや、音色に応じて異なる合成デ
ータを用意するものである。

次に、波形補間処理について説明する。

第３図に自然楽音波形から選択抽出した波形データ（ｉ
）と波形データ（ｉ＋１）とを示す。

波形補間方法としては、波形データ位置（ｉ）から（１
＋１）；　　（ｉ＝＝Ｑ、１，２１　・・・・・・・・
・。

ニー、）の間を楽音波形１周期をＭ回くり返して推移し
、波形サンプＩｆ　（ｘｌｌｎ）とｆ（Ｘ１＋１．ｎ）
との間に存在する仮想サンプルｆＡ（Ｘｉ、ｍ、ｎ）を
補間演算を用い仮想的に仮想サンプル点の波形サンプル
値を算出して近似値を求めようとするものである。補間
式を下式に示す。

ｆ　　（ｘｌｌ　ｍ、　ｎ）　＝ｆ（ｘｉ、　ｎ）　”
　（ｆ（Ｘｘ＋＋、　ｎ）−ｆ　（ｘｉ、　’ｎ　）　
ｌ　ｘ　ｙ　　　　　　　”・・・・（１）１は、デー
タメモリに記憶している波形のナンバを表わすものであ
る。

（Ｌ　”　Ｏｒ　　１　＋　　２　＋　　・・・・・・
・・・、Ｉｌ−１）は、波形ナンバｉからｉ千１の間を
Ｍ回くり返し推移している途中の位置を表わすものであ
る。

（ｍ＝：ｏｌ　　１，２＋　　−−−＋　　Ｍ　１）ｎ
は、楽音波形１周期をＮ分割したサンプル位置で波形サ
ンプルナンバを表わす。

（ｎ＝＝ｏｌ　　１ｔ　２＋　−”・”・ｔ　Ｎ１）第
４図（Ｌ）に（１）式を用いだ補間例を示す。

図からもわかるように、波形のつなぎ目で不連続が発生
している。この不連続点のレベル差が大きいと、不用な
ノイズ成分として聴感上問題となる場合がおる。そこで
、本実施例では、（１）式に補正項を加えて第４図（ｂ
）に示すように不連続点の発生を防止している。（２）
式に補正項を加えた補正式を示す。

ｆＡ（Ｘｉ、　ｍ、　ｎ）　＝ｆ　（Ｘｉ、　ｎ）十げ
（Ｘｉ＋１．　ｎ）Ｎｍ＋ｎ −ｆ　（Ｘｉ、　ｎ　）　ｌ　ｘ−７−−・−（２）次
に、第２図に示した推移データについて説明する。

本実施例では、（２）式に示した補間係数−４１」−の
算出を簡略化する方法として次のようＮ にしている。

■　（２）式ではＮｍ＋ｎ項の増分値が１であったが、
補間係数の分子項の増分値をαとする。

Ｎｍ＋ｎ　　　（Ｎｍ＋ｎ）ａ ■　補間係数　　　　を　　ＭＮａ　　　　と置き換Ｗ える。

■　ＭＮａ項を２１６と固定化する。

この結果、補間係数は（Ｎｍ＋ｎ）α／２１６となシ、
１／２１６項は固定的に右シフト操作を行なうだけでよ
く、ＭＮ項を求め除算する必要がなくなり、補間係数の
算出が容易になる。第１表に推移データと増分値αと、
波形１周期のサンプル数と、波形推移回数との関係を示
す。

なお、推移回数データが（Ｆ）１６の場合は、最終波形
を示す最終波形フラグ（信号ＷＩＣＦ）であシ、波形ナ
ンバｉをｉ＝データＲＴＷＮとしてループ処理を指示す
るものである。第２図の例では推移データ（９）に（Ｆ
）１６を格納している。

次に、音程の発生方法について説明する。

音階の決定については、１２音階に相当するノートクロ
ック信号を発生する。オクターブ関係については、楽音
合成データメモリに記憶している波形データの楽音波形
１周期のサンプル数をかえることによシオクターブ関係
の音程を発生している。

たとえば、Ｃ，ｏ音（３２，７０３１１２）に相当する
楽音波形１周期を５１２サンプルとすると、音階クロッ
ク信号は、３２・７ｏｓＨｚｘｓ１２＝１６．７４ＫＨ
２となる。第２表に音階クロック信号の周波数を、第３
表に波形サンプル数とオクターブ関係について示す。

以　　下　　余　　　白 第２表 九ｃｘ　＝　８−０００９６　ＭＨｚ 第３表 次に本発明の一実施例について図面を参照しながら説明
する。

第５図は、本発明の電子楽器のブロック図であ３゜ ６０１は鍵盤部（ＫＢ）　、５０２は音色タブレートス
イッチやビブラート効果のオンオフスイッチやグライド
効果のオンオフスイッチなどによシ１成される操作部（
ＴＡＢ）　、５０３は中央処理う置（ＣＰ　Ｕ）で、コ
ンピュータなどに用いられでいるものと同様のもの、６
０４は読み書き可能：記憶装置（ランダムアクセヌメモ
リでＲＡＭと二ぶ）　、５０５はＣ１ＰＵ５０３の動作
を決定する一−ゴグラムが格納された読み出し専用記憶
装置ぐリードオンリーメモリでＲＯＭと呼ぶ）　、５０
６二第２図に示しだ楽音の合成を行なうだめの波形−ン
プルデータや波形生成を行なうだめの制御データなどを
記憶しているＲＯＭである。５０７は一０Ｍ５０６に記
憶している波形サンプルデーター制御データを用いて楽
音を発生する楽音発生部、５０９は電気音響変換器であ
る。

鍵盤部６０１、操作部５０２、ＣＰＵ５０３、ＲＡＭ５
０４、ＲＯＭ５０５，５０６、楽音発生部５０７はデー
タバス、アドレスバスおよびコントロール線で結合され
ている。このようにデータバスとアドレスバスとコント
ロー／Ｉ／線とで結合する方法そのものは、ミニコンピ
ユータやマイクロコンピュータを中心とした構成方法と
して公知のものである。データバスとしては８〜１６本
位用いられ、とのバス線上をデータが一方向でなく多方
向に時分割的に送受信される。アドレスバスも複数本た
とえば１６本用意され、通常はＣＰＵ５０３がアドレス
コードを出力し、他の部分がアドレスコードを受は取る
。コントロー）ｖ線は通常メモリ・リクエヌト線（ＭＲ
ＫＯ）　、Ｉ１０リクエスト線（Ｉ　０ＲＱ）　、’）
−ＦＭ　（ＲＤ）　、−ｙイ）線（ＷＲ）１などが用い
られる。

ＭＲＥＱはメモリを読み書きすることを示し、ｌ０ＲＱ
は入出力装置（Ｉｌｏ）の内容を取シ出しすることを示
し、ＲＤはメモリやＩ　／　Ｏからデータを読み出すタ
イミングを示し、ｉ玉はメモリやＩｌｏにデータを書き
込むタイミングを示す。

このようなコントロール線を用いたものとしてはザイロ
グ社のマイクロプロセッサＺ８ｏがあげられる。

次に第６図の電子楽器の動作について述べる。

鍵盤部５０１は、複数の鍵スィッチを複数の群に分ケて
、群内の鍵スィッチのオン／オフ状ａを一括してデータ
バスに送ることができるように構成される。たとえば６
１鍵の鍵盤の場合、６鍵（半オクターブ）ずつの１０群
と１鍵の１群の１１群に分け、各群にアドレスコードを
１つずつ割りつける。アドレスラインに上記各群のうち
の１つを示すアドレスコードが到来し、信号ｌ０ＲＱと
信号ＲＤが印加されると、鍵盤部５０１はそのアドレス
コードを解読して、対応する群内のキースイッチのオン
／オフを示す６ビツトまたは１ビツトのデータをデータ
バスに出力する。これらは、デ　　　゛コーグ、バスド
ライバおよび若干のゲート回線を用いて構成することが
できる。操作部５０２のうち、タブレットスイッチにつ
いては、鍵盤部５０１と同様の構成をとることができる
。

ＣＰＵ５０３はその内部にあるプログラムカウンタのコ
ードに対応するＲＯＭ５０５のアドレスから命令コード
を読み取シ、これを解読して算術演算、論理演算、デー
タの読み込みと書き込み、プログラムカウンタの内容の
変更による命令のジャンプなどの作業を行なう。これら
の作業の手順はＲＯＭ５０５に書き込まれている。まず
ＣＰＵ５０３はＲＯＭ５０５よシ鍵盤部６０１のデータ
を取シ込むだめの命令を読み取シ、鍵盤部５０１の各錘
のオン／オフを示すコードを各群ごとに取シ込んで行く
。そして、押鍵されている鍵コードを、楽音発生部５０
７の有限のチャネルに割シ当て鍵コードに対応する楽音
発生データを送出する。

次にＣＰＵ５０３は操作部５０２よシデータを取シ込む
だめの一群の命令を順次ＲＯＭ５０５から読み取シ、こ
れらを解読して操作部５０２に対応するアドレスコード
とコントロール信号工ＯＲＱとＲＩ）を出力し、データ
バスに操作部５０２のスイッチの状態を表現するコード
を出力させ、ＣＰＵ６０３内に読み込む。ＣＰＵ５０３
内に読み込んだデータに基づいて、音色の選択や所定の
効果制御データの生成を行ない、ＲＯＭ５０６に音色選
択データ、楽音発生部５０７に効果制御データを送出す
る。なお、押鍵されている鍵コードを楽音発生部６０７
の有限のチャネルに割り当でてゆく方法そのものは、ジ
ェネレータアサイナ機能として公知のものである。

楽音発生部６０７ではＣＰＵ５０３から供給された楽音
発生データに基づいて、楽音合成データＲＯＭ５０６か
ら所定の波形サンプルデータや推移データを取シ込み波
形生成処理を行なって楽音波形を発生し、フィルり６０
８を介して電気音響変換器６０９から楽音を発生させる
。

次に、楽音発生部５０７に供給する各種のデータについ
ての説明を行なう。

第４図にＩ１０ボートアドレヌと各種データの内容を示
す。Ｉ　／　Ｏボートアドレスは１６進表示となってい
る。Ｉ１０ポートアドレス　（００）＋ｓから（０７）
＋６に対応するデータは、楽音発生データで８チャネル
分すなわち、８音分の発生が可能となっている。Ｉ　／
　Ｏポートアドレス（０８）＋６は減衰データで、第１
図で説明したエンベロープ信号の減衰特性を指定するも
のである。

第４表 第５表に楽音発生データの構成内容を示す。ビット位置
ＤＯからＤ３は音階周波数を指定するノートクロック指
定データである。ビット位置Ｄ４　〜Ｄ６は発生音域を
指定する波形サンプル数指定データである。ビット位置
Ｄ７は鍵ヌイッチのオン／オフ操作に伴なうキーオン／
オフ信号で、オフ時は“０゛、オン時は１゛となる。

第６表に波形サンプル数指定データＳＤｏ〜ＳＤ２のコ
ード内容とそのコードで指定される波形１周期のサンプ
ル数を示す。波形サンプル数指定デー１）ＳＤは（ｏｏ
ｏ）２から（１１１）２までの８種類の波形サンプル数
が指定できるようになっておシ、本実施例では、５１２
サンプルから４サンプ／Ｌ／までを指定している。

第７表にノートクロック指定データＮＤｏ、ＮＤ３で表
わされるコードの内容と、そのコードで指定される指定
音階の関係を示す。

第６表 第６表 第７表 第６図は楽音発生部６０７の構成図である。

第６図において、６０１は主発振器、６０２は楽音発生
部５０７の動作内容を制御するシーケンサ、６０３はｃ
ｐｕｓｏ３から供給される各種のデータをラッチする入
力レジスタ部、６０４はタイマー、６０５は比較レジヌ
タ部、６０６は発音すべき周波数に対応する周波数デー
タを発生する周波数データプロセッサ（以下ＦＤＰと略
す）　、６０７は楽音波形を生成する波形データプロセ
ッサ（以下ＷＤＰと略す）、６０Ｂは楽音合成データＲ
ＯＭ５０６から波形サン′プルデータや制御データなど
を読み込むデータ・リード・プロセッサ（以下、ＤＲＰ
と略す）、６０９は所定のパルス幅のパルス信号を生成
する読み出しパルス形成部、６１０はＷＤＰ６０７、Ｄ
ＲＰ６０８などに演算処理要求を行なう計算要求フラグ
発生部、６１１はディジタル信号をアナログ信号に変換
するディジタル゛／アナログ変換器（以下ＤＡＣと略す
）、６１２は１チヤネル当シアナログスイツチ２つとコ
ンデンサ１つとで構成しアナログ信号を保持するアナロ
グバッファメモリ部、６１３は積分器である。

上記構成において、タイマー６０４、比較レジスタ部６
０５、ＦＤＰ６０６、計算要求フラグ発生部６１０で発
音音階を決定するノートクロック発生部を構成し、ＤＲ
Ｐ６０Ｂは楽音合成データＲＯＭ５０６から所定のデー
タを読み取るデータ読み出し部を、構成し、ＷＤＰ６０
７は該読み取ったデータを処理し楽音を形成する波形計
算部を構成し、ＤＡＣ６１１、アナログバッファメモリ
部６１２、積分器６１３は該計算結果のディジタル信号
をアナログ信号に変換する変換部を構成する。

入力レジスタ部６０３、比較レジスタ部６ｏ６、ＦＤＰ
６０６、ＷＤＰ６０７、ＤＲＰ６０８、計算要求フラグ
発生部６１０はシーケンサ６０２によって処理を行なう
手順が決まっている。

なお、ノートクロック発生部の動作については、特願昭
５７−２３１４８２　「楽音発生装置」に述べたものと
同様である。

ＣＰＵ５０３から所定のチャネｔＶ＊とえばチャネ）ｖ
ｌに楽音発生データを供給すると、シーケンサ６０２で
決めている所定のタイミングで入力レジ７．夕部６０３
からＦＤＰ６０６、ＷＤＰ６０７、ＤＲＰ６０８に楽音
発生データを供給する。そうすると、Ｄ　ＲＰ　６０Ｂ
において、楽音合成データＲＯＭ５０６から波形サンプ
ルデータと制御データを読み取る。そして、＠）式に示
したｆ（Ｘｉ、ｎ）をデータＷＤＩとし、ｊ’（Ｘｉ＋
１．ｎ）　をデータｗＤｎとしＷＤＰ６０７に供給する
。さらに、読み取った制御データに基づいた（２）式に
示しだ補間係数の分子項をデータＭＬＰとしてＷＤＰ６
０７に供給する。

ＷＤＰ６０７では、ＤＲＰ６０８から供給したデータＷ
ＤＩ、ＷＤｎ、ＭＬＰを用い、（２）式の波形演算処理
を行ないＤＡＣ６１１に供給する。そして、ＤＡＣ６１
１において、ＷＤＰ６０７から供給したディジタル信号
をアナログ信号に変換し、アナログバッファメモリ部６
１２にアナログ信号として供給し、チャネ／Ｌ／１に対
応するコンデンサに電荷を蓄える。

一方、Ｆ　Ｄ　Ｐ　６０６では、入力レジスタ部６０３
から供給した楽音発生データに基づいた周波数データを
生成し、比較レジスタ部６０５のチャネル１に対応する
レジヌタに供給する。そして、比較ｖジｙ、タロｏ６に
供給したデータとタイマー６０４から供給している時間
データとの比較処理を行ない、一致が検出で酋ると一致
パルスを読み出しパルス形成部６０９と計算要求フラグ
発生部６１０に供給する。

そうすると、読み出しパルス形成部６０９で所定のパル
ス幅の読み出し信号を生成し、アナログバッファメモリ
部６１２に供給する。アナログパンツアメモリ部６１２
内のチャネ／Ｉ／１に対応するコンデンサに蓄えている
電荷は読み出し信号によって積分器６１３に流れ込む。

計算要求フラグ発生部６１０では、次の波形サンプルす
なわち、仮想サンプル点ｆＡ（Ｘｉ”＋　ｎ＋＋　）を
求めるだめの計算要求フラグを発生し保持する。

そして、その後再び処理タイミングがチャネ／Ｉ／１と
なると、計算要求フラグが発生しているので前述と同様
な処理を行ない、アナログバッファメモリ部６１２内の
コンデンサに電荷を蓄える。

以後、計算要求フラグに対応して波形演算処理を行ない
、楽音波形を発生する。

々お、コンデンサに蓄える電荷は、ｆＡ（”ｉ、ｍ。

□−１）と今回求めた波形サンプル値ｆへ（ｘｉ２ｍ、
ｎ）との差分に相当する。そして、積分器６１３によっ
て今回求めた波形サンプル値ｆＡ（ｘｉ、　ｍ、　ｎ）
が復元されることになる。アナログバッファメモリ部６
１２と積分器６１３周辺の動作については、特願昭５７
−１２６４１３　「波形読み出し装置」に求べである。

データ・リード・プロセッサＤＲＰ６０Ｂの処理内容の
説明 ＤＲＰ６０８の処理としては、３種類の処理がある。

（１）　　イニシャル処理 （ＩＩ）波形生成処理 （ＩＩ＋）　　／ｌ／−プ制御処理 第７図に処理の流れ図を示す。まず、記号の説明を行な
う。

Ｄ　（ＳＤ、ＮＤ）は、入力レジスタ部６０３から供給
している楽音発生データ（ＮＤ、ＳＤ）がある。

Ｍ（ＲＯＭ）は、楽音合成データＲＯＭ５０６である。

Ｒ（ＴＡＤ）は、生類アドレスデータを格納するレジス
タである。

Ｒ（ＣＤＬ）は、制御データ長データを格納するレジス
タである。

Ｒ（ＲＴＷＮ）は、ループ先頭波形ナンバデータを格納
するレジスタである。

Ｒ（ｎ）は、波形サンプルナンバを格納するレジスタで
ある。

Ｒ（ｉ）は、波形ナンバを格納するレジスタである。

Ｒ（ＭＬＰ）は、補間係数（Ｎｍ＋ｎ）α　を格納する
レジスタである。

ＯＦ　（ＭＬＰ）は、補間係数の更新の結果桁上げの有
無を表示するキャリー・フラグであり、桁上げを行なう
場合ＯＦ　（ＭＬＰ）＝”１　”となる。

Ｒ（ＷＤＩ）は、波形サンプルｆ（Ｘｉ、ｎ）を格納す
るレジスタである。

Ｒ（ＷＤｎ）は、波形サンプルｆ（Ｘｉ＋＋、ｎ）を格
納するレジスタである。

Ｒ（ＲＩＣＰ）は、推移データを格納するレジスタであ
る。

ＳＤ　（ｉ）ｌｄ、波形ナンバｉを波形サンプル数ＳＤ
に応じて左シフトを行なったデータであシ、たとえば、
８Ｄ＝１６；　　（２’）サンプルの場合は、左に４ビ
ツトシフトを行なったデータとなる。

Ｄ（α）は、推移データＲＥＰに基づいた増分値αであ
る。

Ｄ（ＳＤ）は、波形サンプル数である。

ＷＩＣＦは、最終波形データを示すフラグであシ、最終
波形ならＷＥＦ−”１”となる。

なお、上記の各種レジスタＲ（ｘ）は、ＤＲＰ６０８内
に設けている。

なお、本実施例では、楽音合成データ（Ｎ　Ｄ。

ＳＤ）［７ビツト〕に対応する先頭アドレスデータを有
するものであシ、楽音合成ＲＯＭ５０６の先頭アドレス
データ領域は、２＝１２８語となっている。

次に、第７図の処理流れ図の各部の説明を行なう。

■　楽音発生に先立ち、初期設定を行なうものであシ、
入力レジスタ部６０３から供給している楽音発生データ
Ｄ　（ＳＤ、ＮＤ）に対応する先頭アドレスデータを楽
音合成データＲＯＭ　（以下データＲＯＭと略す）６０
６から読み取り、レジスタＲ（ＴＡＤ）に格納するＣＤ
　（ＳＤ、ＮＤ）→Ｍ　（ＲＯＭ）、Ｍ　（ＲＯＭ）→
Ｒ（ＴＡＩＬ）　’］。

そして、先頭アドレスに対応する制御データ長データＤ
ＣＬとループ先頭波形ナンバデータＲＴＷＮを読み取シ
各しジヌタＲ（ＤＣＬ）、Ｒ（ＲＴＷＮ）に格納する（
Ｒ（ＴＡＤ）→Ｍ　（ＲＯＭ）、Ｍ（ＲＯＭ）→Ｒ（Ｃ
ＤＬ）、Ｒ（ＲＴＷＮ）：］。

サラに、波形サンプルナンバｎ、波形ナンバｌ。

補間係数Ｍ　Ｌ　Ｐ、　　キャリー・フラグＯＦ（ＭＬ
Ｐ）。

波形サンプｌＬ／ｆ（Ｘｉ、１１）　ｒ　　ｆ（”ｉ＋
１．ｎ）　　の初期設定（（ｏ）　１ｏ　→Ｒ（”　）
　＋　　Ｒ（ｘ　）　、Ｒ（ＭＬＰ）。

ＯＦ　　（ＭＬＰ）、Ｒ（Ｗｌ）Ｉ）ｔ　　Ｒ（ＷＤＩ
））を行々う。

■　波形サンプルｆ（Ｘｌ、　ｎ）　、ｆ（Ｘｉ＋１．
ｎ）と補間係数ＭＬＰをＷＩ）Ｐ２Ｏ３へ供給〔Ｒ（Ｗ
ＤＩ）、Ｒ（ＷＤＩ［）、Ｒ（ＭＬＰ）→ＷＤＰへ〕す
るとともに、波形ナンバｉに対応する推移データＲＩＰ
の読み取シを行なうものでおる。

推移データＲＥＰの読み取シは、推移データアドレスの
算出（Ｒ（ＴＡＤ）＋Ｒ（ｉ）＋１　）を行ないデータ
ＲＯＭ５０６に供給〔→Ｒ（ＲＯＭ））し、データＲ，
０Ｍ５Ｏθから推移データＲΣＰを読み取る（Ｍ　（Ｒ
ＯＭ）→Ｒ（ＲＩＰ））。

■　最終波形の有無を調べるものであシ、レジスタＲ（
ＲＥＰ）に格納した推移データＲＩＦ、Ｐが（Ｆ）、６
なら最終波形を示し、次の■の処理を実行し、ＲＥＰ入
（Ｆ）＋６なら次の■の処理をスキップして■の処理に
進む分岐判断を行なうものである。

■　最終波形データの場合実行するものであシ、レジス
タＲ（ＲＴＷＮ）に格納したループ先頭波形ナンバデー
タＲＴＷＮを波形ナンパレジヌタＲ（ｉ）に転送し、波
形ナンバｉをループ先頭波形にセットする［：Ｒ（ＲＴ
ＷＮ）→Ｒ（ｉ）　）。そして、波形ナンバ１に対応す
る推移データＲＥＰの読み取りを行なうものである。

推移データＲＩＣＰの読み取シは、上述の■の処理で説
明したものと同様な処理を行なう。

■　波形サンプ／Ｌ’ｆ（Ｘ、、ｎ）の読み取りと、波
形サンプルナンバｎの更新（Ｒ（ｎ）　＋１→Ｒ（ｎ）
　）および、補間係数ＭＩ、ＰとキャリフラグＣＦ　（
ＭＬＰ）の初期設定［（０）ｊ。→Ｒ（ＭＬＰ）　。

ＯＦ　（ＭＬＰ））を行なうものである。

波形サンプルｆ（Ｘｉ’、ｎ）の読み取υは、波形サン
プルアドレスの算出（Ｒ（ＴＡＤ）＋Ｒ（ＣＤＬ）＋Ｓ
Ｄ　（ｉ）＋Ｒ（ｎ））を行ない、デーｐ　ＲＯＭ６０
６に供給〔１Ｍ　（ＲＯＭ）：）Ｌ、データＲＯＭ５０
６から波形サンプｚ＋ｚｆ（Ｘｉ、ｎ）を読み取シレジ
スタＲ（ＷＤＩ）に格納する［Ｍ　（ＲＯＭ）→Ｒ（Ｗ
ＤＩ）］。

■　波形サンプ）ｖ　ｆ（Ｘｌ、１）＋　　ｆ（Ｘｉ＋
＋、ｎ）と補間係数ＭＬＰとをＷＤＰ６０７へ供給（Ｒ
（ＷＤＩ）、Ｒ（ＷＤＩＩ）、Ｒ（ＭＬＰ）→ＷＤＰへ
〕するとともに、波形サンプ／Ｉ／ｆ　（Ｘｉ　、　ｎ
）とｆｃＸ工＋１．ｎ）の読み取υと、補間係数ＭＬＰ
の更新処理［Ｒ（Ｍｌ、Ｐ）　＋Ｄ　（α）→Ｒ（ＭＬ
Ｐ）］と波形サンプル、ナンバｎの更新処理［Ｒ（ｎ）
＋１→Ｒ（ｎ）　〕を行なうものである。

波形サンプ）ｌｚｆ（Ｘｉ、ｎ）　　の読み取りは、波
形サンプルアドレスの算出（Ｒ（ＴＡＤ）＋Ｒ（ＯＤＬ
）　＋ＳＤ　（ｉ）＋Ｒ（ｎ））を行ない、データＲＯ
Ｍ５０６に供給するとともに、レジスタＲ（ＷＤＡ）に
格納する。そして、データＲＯＭ５０６から波形サンプ
ルｆ（Ｘｉ、ｎ）を読み取るＣＭ　（ＲＯＭ）→Ｒ（Ｗ
Ｉ）Ｉ）　）。

波形サンプ）ｖｆ（ｘｉ＋１．ｎ）の読み取υは、　波
形サンプルアドレスの算出［Ｒ（ＷＤＡ）　＋Ｄ（３１
１））を行ない、データＲＯＭ５０６に供給し、データ
ＲＯＭ５０６から波形サンプ）ｖｆ（ｘｉ＋＋、ｎ）　
　を読み取りレジスタＲ（ＷＤＩＩ）Ｋ格納（Ｍ（ＲＯ
Ｍ）→Ｒ（ＷＤｎ））する。なお、波形サンプルアドレ
スは、波形サンプ７１ｚｆ（Ｘｉ、ｎ）で求めたアドレ
ス（レジスタＲ（ＷＤＡ）に格納しである）と波形サン
プル数ＳＤとの加算処理を行なうことによシ算出できる
。

■　利用波形データの更新の有無を調べるものであり、
フラグＣＦ　（ＭＬＰ）二“１゛なら波形ナンバの更新
処理を行ない、処理■へ進む。またＯＦ　（ＭＩ、Ｐ）
’＋“１゛なら更新を行なわず、処理■に進む分岐判断
を行なうものである。

■　波形ナンプｉの更新処理ＣＲ（ｉ）　＋１→Ｒ（ｉ
）　　）を行なうものである。

次に、第７図の処理流れ図を用い、前記（１）〜（ｍ）
の処理について説明する。

（＋）　　イニシャル処理 キーオン／オフ信号ＫＤがオン（“’ｏ”）からオン（
”１”）に変化すると、処理■を実行して押鍵スイッチ
に対応する楽音を発生するだめの初期設定を行なう。

（１１）波形生成処理 イニシャル処理が終了した後、計算要求フラグと所定の
演算タイミングから、第１図中（３）に示した波形発生
区間の波形を生成するものであシ、処理■ｔ■、■→■
、■→■、■→・・・・・・・・・■、■→■、■、■
→■、■、■→■、■→・・・・・・・・・と順次計算
要求フラグと演算タイミングに従い処理を行い、最終波
形Ｗ９′！で推移する。使用波形を更新する場合、処理
■、■、■、および■を実行し推移データＲＥＰと波形
ナンバｉの更新を行なう。

その他の場合は、処理■を実行し、順次波形サンプル ｎ＋＋　）　　ｉ　ｆ　（ｘｉ＋＋　、　ｎ’＋ｊ　）
　＋　・＝・＝７ｆ　（ｘｉ，Ｈ−１）；ｆ（Ｘｉ＋＋
　、　Ｎ−１）　ｒ　・・・・・・・・・を読み取ると
ともに、補間係数ＭＬＰの更新を行なう。

なお、処理■，■のくり返し実行回数ＣＲＰは、ＯＲＰ
二Ｍ（ｉ）ＸＳＤ−１となる。

Ｍ　（ｉ）は、推移データＲＥＰに基づいたくシ返し数
である。（第１表参照） ＳＤは波形サンプル数である（ＳＤ：４，８，・・・・
・・・・・＋５１２）。

（川）／Ｉ／−１制御処理 使用波形の更新を行ない、読み取った推移データＰＥＰ
がＲＥＰ＝（Ｆ）＋６となると、レジヌタＲ　（ＲＴＷ
Ｎ）に格納しているループ先頭波形ナンバＲＴＷＮを波
形ナンパレジヌタＲ　（ｉ）に転送し波形ナンバｉの変
更を行なう。以降上述の（ＩＩ）波形生成処理と同様な
処理を行ない、再び、最終波形となると、ｌレープ制御
処理を行ないループ先頭波形に戻シ波形サンプルの読み
取シなどを行ない、ループ波形発生区間を実現する。

処理■，■，■，■→■，■→■，■→・・・・・・・
・・→■，■→■，■，■→■，■，■→■，■→■■
→・・・・・・・・・→■，■→■，■，■→■，■，
■。

■→■，■→・・・・・・・・・と順次所定のタイミン
グに従い実行する。

そして、キーオン／オフ信号が再びオフ（０°゛）から
（”１”）に変化すると、処理■に戻り、上述したよう
な、イニシャル処理→波形生成処理→ループ制御処理→
波形生成処理→ループ制御処理→・・・・・・・・・を
順次実行する。

なお、イニシャル処理、波形生成処理、ループ制御処理
中にキーオン／オフ信号ＫＤがオフからオンになった場
合でも、所定のタイミングで処理を中断して、イニシャ
ル処理から再び実行する。

また、波形データＷ５と波形データＷ９とを同一の波形
とすることにより、波形データＷ８と波形データＷ９の
補間処理が終了した後、使用波形データがＷ５とＷ６と
なっても、連続的につながったループ波形を発生するこ
とができる。

波形サンプル数ＳＤと波形サンプルナンバｎ１補間係数
ＭＬＰ、波形ナンバｉの推移関係を下記に示す。

（ＳＤ＝４，推移データＲ　Ｉｉ：　ｐ＝ｎの場合）ｎ
　　　　　　　　ＭＬＰ　　　　　　　　　　　　　　
　　　ｉｏ　　　　　　　　　ｏ　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　０１　　　　　　　　　　　８１　
　９２　　　　　　　　　　　　　　　　０２　　　　
　　　　　１　　６３８４　　　　　　　　　　　　　
　　　０３　　　　　　　　２４５７６　　　　　　　
　　　　　　　　００　　　　　　　　３２７６８　　
　　　　　　　　　　　　　０１　　　　　　　　４０
９６０　　　　　　　　　　　　　　０２　　　　　　
　　　４９１　　５２　　　　　　　　　　　　　　　
０３　　　　　　　５７３４４　　　　　　　　　　　
　００　　　　　６５５３６　（＝Ｏ）　　　　　　１
１　　　　　　　　　　１　　　　　　　　　　　　　
　　。

波形データプロセッサＷＤＰ６０７の処理内容の説明 ＷＤＰ６０７の処理としては、４種類の演算処理がある
。

■　波形補間処理を行なって仮想波形サンプル値ｆＡｃ
Ｘｉ，ｍ，ｎ）を求メル。

■　仮想波形サンフリレ値ｆＡ　（　Ｘ　ｉ，。、ｎ）
　　とエンベロープ信号ＥＤ（第１図中（２））との乗
算を行ない、エンベロープ付加波形サンプル値ｆＡ（Ｘ
ｉｙ　ｌ　ｎｌ　ｑ＋　ｒ）　ヲ求メル。

■　前回求めたエンベロープ付加波形サンプ／Ｉ／値ｆ
Ａ（Ｘｉ，　ｍ，　ｎ−１，　ｑ，　ｒ−＋　）と今回
求めたエンヘロープ付加波形サンプルｆｍｆへ（Ｘｉ，
ｍ，　ｎ。

９、ｒ）との差分演算を行ない差分波形サンプ／ｌ／値
ＤｆＡ（Ｘｉ，ｍ，ｎ，ｑ，ｒ）を求める。

■　エンベロープ信号ＥＤの更新を行なう。

エンベロープ信号ＥＤとエンベロープ付加方法について
説明する。

エンベロープ信号ＨＤは２０ビツトで構成している。上
位４ビツトをＥＤＵ（Ｑ）、下位イ６ビットをＥＤＬ（
Ｒ）とする。

エンベロープ信号ＥＤの更新方法は、新ＥＤ二旧ＥＤ＋
ΔＥＤと云う演算処理を行なって求める。

増分エンベロープデータΔＥＤは、ＣＰＵ５０３から入
力レジスタ部６０３に供給している減衰データを使用す
る。

エンベロープ付加波形サンプル値を求める演算式を下式
に示す。

ｑ＝Ｑ、　１１２１　・・−・・−Ｉ　Ｑ−１（Ｑ＝２
’　；　ＥＤＵ）ｒ：ｏ、　１．２１−−・・・−Ｉ　
Ｒ−１（Ｒ：２”　；ＥＤＬ）エンベロープデータＫＤ
を単調増加すなわち、新ｘＤ＝旧ＨＤ＋ΔＥＤ（一定）
とし、（３）式を実行することによシ、指数特性の減衰
エンベロープを付加することができる。

なお、キーオン／オフ信号ＫＤが”　１　”　（オン状
態）の場合は、エンベロープ信号ＥＤ−（○）１０〔Ｅ
ＤＵ＝（０）１ｏ、ＥＤＬ二（０）１ｏ〕を設定し、キ
ーオン／オフ信号ＫＤが”ｏ”（オフ状態）になると、
上述したエンベロープ信号ＥＤの更新処理を行なう。

との結果、キーオン時には、実質的に、ｆＡ（ｘｌ　ｖ
　”　＋　ｎ　ｒ　ｑ　＋　ｒ　）”　ｆ″（ｘｌ　２
　ｍ　＋　ｎ　）となる。

そして、キーオフになると（３）式を実行し、エンベロ
ープ付加波形サンプル値を求めることになる。

また、エンベロープ信号ＫＤの更新が進み、ＩＣｐＵ：
　（１１１１）２　とナルと、エンベロープ付加波形サ
ンプル値ｆパ（ｘｉ９ｍ、ｎ、ｑ、ｒ）＝（０）、。と
設定するとともに、エンベロープ信号ＫＤの更新処理を
禁止する。この結果、楽音波形の発生が終了したことに
なる。

第８図に前述した■〜■の演算処理の流れ図を示す。

第８図中Ｃ点で処理■に対応する仮想サンプル値ｆＡ（
Ｘｉ、　ｍ、　ｎ）が算出できる。

Ｇ点で処理■に対応するエンベロープ付加波形サンプル
値ｆＡ（Ｘｉ、　ｍ、　ｎ、　ｑ、　ｒ）が算出できる
。

Ｈ点で処理■に対応する差分波形サンフリレ値ＤｆＡ（
Ｘｉ、　ｍ、　ｎ、　ｑ、　ｒ）が算出できる。

次に、ＤＲＰ６０８で読み取った波形サンフリレと仮想
サンプル値ｆ　（Ｘｉ、　ｍ、　ｎ）の関係について述
べる。

〈処理■で読み取ったデータ〉 ＷＤＩ＝ｆ（Ｘｉ、ｎ） ＷＤＩ［＝何でも良い。

Ｍ　Ｌ　Ｐ　＝　（０）　＋。

となり、ｆＡ（Ｘｉ、ｍ、ｎ）＝ｆ（Ｘｉ、ｎ）となる
。

〈処理■で読み取ったデータ〉 Ｗ　Ｄ　Ｉ　＝ｆ（Ｘｉ、　ｎ） ＷＤ　　ＩＩ＝　ｆ（Ｘｉ＋＋、ｎ） Ｍ　Ｌ　Ｐ　＝　（Ｎｍ＋ｎ）　（ｌ となシ、ｆ’（Ｘｉ、　ｍ、　ｎ）　＝ｆ（Ｘｉ＋ｎ）
ＬＰ 上述までの説明では、すべて波形補間処理を用いて、合
成波形を生成するようになっていたが、第２図中（３）
の波形データＷＯ〜Ｗ５で生成する楽音の立上シ部を、
ＰＣＭ波形処理、または、ＰＣＭ波形処理→波形補間処
理とすることによシ、楽音の立上シ部における激しい波
形の変化（音色の変化）が再現でき、よシ生々しい楽音
を発生することができる。

ＰＣＭ波形処理とは、データＲＯＭ５○６に記憶してい
る波形データを読み取シその＝１″！、のデータを合成
波形データとするものであシ、たとえば自然楽音の発音
開始時点から連続した複数周期に相当する波形データを
抽出しデータＲＯＭ５０６に記憶しておき、楽音発生時
には、順次波形ザンフリレｆ（Ｘｉ、ｎ）を読み取シ合
成波形サンプルとする。ＰＣＭ波形処理時の合成波形ｆ
’（Ｘｉ＋ｍ＋ｎ）は、ｆ’（Ｘｉ、ｍ、ｎ）＝ｆ（Ｘ
ｉ、ｎ）となる。

まだ、楽音合成デ〜りＲＯＭ５０６に格納している波形
テ゛−夕は、Ｐ（ｌｊＭデータの形で波形−周化、ＡＤ
ＰＣＭ化などを行なった結果を波形データとしてテ゛−
夕ＲＯＭ５０８に格納し、ＤＩ’１Ｐ６０Ｂの内部で復
元処理を行なうことによシ、波形データのデータ圧縮が
可能となる。

まだ、楽音合成データＲＯＭ５０６に格納している波形
データとしては、自然楽音を分析し、高調波次数、高調
波ごとの振幅の時間的変化および位相の変化などを抽出
し、高調波次数の制限や位相制御などを行ない楽音波形
を形成したもの、あるいは、自然楽音に含んでいる高調
波成分を制限し、制限した楽音から選択抽出したものな
どがある。さらに、自然楽音を利用せずに、人工的に合
成して、波形データとして用いるものがある。

たとえば、高調波次数と振幅レベルおよび位相データな
どを入力し、その入力データに基づいて波形を合成する
ものなどがある。

また、楽音合成データＲＯＭ５０６は読み出し専用メモ
リであったが、読み／書きが可能なＲＡＭ構成としても
よい。

発明の詳細 な説明したように、本発明の電子楽器は、複数枚の波形
データと上記波形データを用い合成波形を生成する時に
使用する制御データとを記憶するデータメモリ部と、上
記データメモリ部の制御データを読み取シ該制御データ
に基づいた波形データを読み取るデータ読み取り部と、
上記データ読み取シ部で読み取ったデータを用い合成波
形を生成する波形計算部とを具備し、上記制御データに
よって、上記データメモリに記憶した波形データを順次
使用し合成波形を生成する波形発生区間と複数枚の波形
データをくシ返し使用し合成波形を生成するループ波形
発生区間とを有する楽音を楽音の定常部を波形データＷ
５から波形データＷ９を用い生成するループ波形で近似
しているので、定常部でも音色の変化を持った楽音を発
生することができ、自然楽器音に近いロングトーンを再
現　・できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電子楽器における楽音発生原理の説明
図、第２図は本発明に用いる楽音合成データメモリの一
例を示す構成図、第３図、第４図は波形補間処理の説明
図、第５図は本発明の電子楽器の一実施例のブロック図
、第６図は楽音発生部５０７の構成図、第７図はＤＲＰ
６０８の処理流れ図、第８図はＷＤＰ６０７の処理流れ
図である。 ５０１・・・・・・鍵盤、５０２・旧・・操作部、５０
３・・・・・・中央処理装置、５０４・旧・・ＲＡＭ、
５０５・・・・・・ＲｏｌＫ、５０６・−・・−・楽音
合成データＲＯＭ、ｓｏ７・・・・・・楽音発生部、６
０１・・・・・・主発振器、６０２・・・・・・シーケ
ンサ、６０３・・・・・・入力レジヌタ部、６ｏ４・・
・・・・タイマ、６０５・・・・・・比較レジヌタ部、
６ｏ６・・・・・・周波数データプロセッサ、６０７・
・・川波形データプロセッサ、６ｏ８・旧・・データ・
リード・プロセッサ、６０９・・・・・・読み出しパル
ス形成部、６１０・・・・・・計算要求フラグ発生部、
６１１・・・・・・ＤＡＣ，６１２・・・・・・アナロ
グバッファメモリ部、−６１３・・・・・・積分器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数枚の波形データと上記波形データを用い合成
   波形を生成する時に使用する制御データとを記憶するデ
   ータメモリ部と、上記データメモリ部の制御データを読
   み取シ上記制御データに基づいた波形データを読み取る
   データ読み取シ部と、上記データ読み取シ部で読み取っ
   たデータを用い合成波形を生成する波形計算部とを具備
   し、上記制御データによって、上記データメモリに記憶
   した波形データを順次使用し合成波形を生成する波形発
   生区間と複数枚の波形データをくシ返し使用し合成波形
   を生成するループ波形発生区間とを有する楽音を発生す
   るようにしたことを特徴とする電子楽器。