JPS61124994A

JPS61124994A - 楽音信号発生装置

Info

Publication number: JPS61124994A
Application number: JP59244600A
Authority: JP
Inventors: 加藤　充美
Original assignee: Nippon Gakki Co Ltd
Current assignee: Nippon Gakki Co Ltd
Priority date: 1984-11-21
Filing date: 1984-11-21
Publication date: 1986-06-12
Anticipated expiration: 2011-12-04
Also published as: JP2559209B2

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〕この発明は、楽音の発音開始から終了に至るまでの全波
形もしくはその一部の複数周期波形を波形メモリに記憶
し、これを読み出すことにより高品質の楽音信号を発生
するようにした楽音信号発生装置に関し、詳しくは、そ
のような楽音信号発生装置においてキースケーリングあ
るいはキータッチ等の音色制御因子に応じて音色制御を
行い得るようにしたことに関する。

〔従来の技術〕

楽音の発音開始から終了に至るまでの全波形もしくはそ
の一部の複数周期波形を波形メモリに記憶させておき、
この波形メモリを読み出すことにより自然楽器音に極め
て近似した高品質の楽音信号を発生し得るようにした装
置の従来技術は特開昭５２−１２１３１３号に示されて
いる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このような楽音信号発生装置において、発生すべき楽音
の音高や音域に応じて音色を変えるキースケーリング制
御や、演奏用鍵の操作タッチ（操作速度、強度など）に
応じて音色を変えるタッチレスポンス制御、更には各種
操作子の操作状態に応じて音色を変える操作子制御を行
おうとする場合、これらの制御内容別に複数の波形メモ
リを設け、このうち１つを選択して読み出さなければな
らず、構成が複雑化すると同時に、波形メモリの容量が
膨大なものになってしまう、という問題点があった。特
に、複数の音色制御因子（例えばキースケーリングとタ
ッチレスポンス）に従う音色制御を同時に実現し得るよ
うにする場合、各因子の制御内容の数を相互に乗じた数
だけ波形メモリが必要であり、メモリ容量はかなり膨大
なものとなってしまう。例えば、６１個の各鍵毎にキー
スケーリング制御を行い、同時に８段階のタッチ強度に
わたるタッチレスポンス制御を可能にする場合、６１　
Ｘ　８　＝　４８８個分の全波形（もしくは複数周期波
形）の波形メモリが必要である。

この発明は上述の点に鑑みてなされたもので、複数の音
色制御因子に従う音色制御を同時に実現し得るようにす
る場合において波形メモリの容量が膨大化するという問
題点を解決することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

第」の発明に係る楽音信号発生装置は、発音開始から発
音終了に至るまでの楽音波形の全部又は一部に関する複
数周期分の波形データを複数の異なる前記楽音波形に関
して夫々記憶した波形メモリと、少なくとも２種類の音
色制御因子の制御内容の組合せに応じて前記波形メモリ
から読み出すべき前記楽音波形を選択する選択制御手段
と、この選択制御手段によって選択された前記楽音波形
の波形データを前記波形メモリから読み出す読出し手段
とを具えており、前記波形メモリに記憶された楽音波形
の中には、１つの該楽音波形が複数の前記組合せに共通
に対応しているものがあることを特徴としている。

第２の発明に係る楽音信号発生装置は、上述したような
波形メモリと、少なくとも２つの異なる前記楽音波形の
波形データを前記波形メモリから読み出す読出し手段と
、読み出された波形データに基づく少なくとも２系列の
楽音波形信号を補間するための補間演算手段と、少なく
とも２種類の音色制御因子の制御内容の組合せに応じて
前記補間演算手段における補間係数を決定する補間係数
決定手段とを具えている。

〔作用〕

第」の発明においては、波形メモリから読み出すべき楽
音波形が、少なくとも２種類の音色制御因子（例えばキ
ースケーリングとタッチレスポンス）の制御内容の組合
せに応じて選択される。これにより複数の音色制御因子
に従う音色制御を同時に実現した楽音信号が得られる。

波形メモリに記憶された複数の楽音波形の中には、１つ
の該楽音波形が複数の前記組合せに共通に対応している
ものがある。例えば、成る音高又は音域と成るタッチ強
度との組合せに対応する楽音波形が、別の音高又は音域
と別のタッチ強度との組合せにも対応しているのである
。このように部分的に共用化を図ったことｔこより、制
御内容の全組合せ数に比べて少数の楽音波形を波形メモ
リに記憶すればよいことになり、メモリ容量の膨大化を
防ぐことができる。

第２の発明においては、波形メモリから少なくとも２系
列の楽音波形信号を読み出し、これを少なくとも２種類
の音色制御因子の制御内容の組合せに応じて補間するこ
とにより、複数の音色制御因子に従う音色制御を同時に
実現した楽音信号が得られる。この場合も、複数の制御
内容の組合せの間で共通の楽音波形を使用することがで
きるので、メモリ容量の膨大化を防ぐことができる。

〔実施例〕

以下添付図面を参照してこの発明の一実施例を詳細に説
明しよう。

第１図は第１の発明に係る実施例を示すもので、鍵盤１
は発生すべき楽音の音高指定を行う複数の演奏用鍵を備
えており、押鍵検出回路２は鍵盤１における押圧鍵を検
出し、押圧鍵を示すキーコードＫＣと鍵押圧が持続して
いる間論理”１′を持続するキーオン信号ＫＯＮを出力
する。アドレス発生器３は、波形メモリ４から各サンプ
ル点毎の波形データを読み出すためのアドレス信号ＡＤ
を発生するものであり、キーコードＫＣに応じて押圧鍵
の音高に対応する読出しレートで該アドレス信号ＡＤを
発生する。

波形メモリ４は、発音開始から発音終了に至るまでの楽
音波形の全波形の波形データを所定の符号化形式（例え
ばＰＣＭ：パルスコード変調方式）で記憶したものであ
り、そのような全波形の波形データを複数の異なる楽音
波形に関して夫々記憶している。ここで、楽音波形が異
なるとは、キースケーリングやタッチレスポンス等の音
色制御因子の制御内容に応じて微妙に異なることを意味
し、フルート、ピアノ等の音色種類の相違による本質的
な音色の相違を意味するのではない。

押鍵検出回路２から出力されたキーコードＫＣは鍵域検
出回路５に与えられる。鍵域検出回路５は、キースケー
リング制御における制御内容を示すデータを発生するた
めのものであり、入力されたキーコードＫＣに対応する
鍵が所定の態様で分割された複数の鍵域のうちどの鍵域
に属するかを検出し、その所属鍵域を示す鍵域データＫ
ＢＤを出力する。

鍵盤１の各鍵に関連してタッチレスポンス検出回路６が
設けられており、押圧された鍵の操作速度あるいは強さ
等に基づき鍵タッチの度合を検出し、鍵タツチ検出信号
ＴＳを出力する。タッチデータ変換回路７は鍵タツチ検
出信号ＴＳを所定の態様でデータ変換し、タッチデータ
ＴＤを出力する。尚、新たな鍵が押圧された場合、その
鍵のキーコードＫＣの出力タイミングと、その鍵のタッ
チ検出信号ＴＳの出力タイミングとが同期するよう適宜
制御し、鍵域データＫＢＤとタッチデータＴＤとを組合
せてメモリ選択制御回路８に入力する場合に回路動作上
の不都合が起らないよう、設計上配慮するとよい。

メモリ選択制御回路８は、キースケーリングの制御内容
（つまり鍵域データＫＢＤの内容）とタッチレスポンス
の制御内容（つまりタッチデータＴＤの内容）との組合
せに応じて波形メモリ４から読み出すべき楽音波形を選
択するものであり、例えばデータＫＢＤとＴＤの２つを
アドレス入力として楽音波形選択データＷＳＥＬを読み
出す適宜のテーブルから成る。このメモリ選択制御回路
８におけるメモリ選択テーブルの一例を示すと、次表の
ようである。

この表では、鍵域はＣ１〜Ｃ３，Ｃ＃３〜Ｃ５゜Ｃ＃１
５〜Ｃ７の３通り、タッチ強度も強、中２弱の３通り、
としている。符号Ａ−Ｅは、鍵域及びタッチの各内容の
組合せに応じて選択されるべき楽音波形を示している。

つまり、この例では入力１らＥまでの５種類の異なる楽
音波形の波形データが波形メモリ４に記憶されている。

表から明らかなように、楽音波形Ａ−ＥのうちＢ、Ｃ，
Ｄは鍵域とタッチの複数の組合せに共通に対応している
。

例えば、楽音波形Ｂは鍵域Ｃ＃３〜Ｃ５とタッチ「強」
の組合せ及び鍵域Ｃ参５〜Ｃ７とタッチ「中」の組合せ
に対応している。どの楽音波形をどの組合せとどの組合
せに共通に対応させるかは、各音色制御因子の各制御内
容とそれに対応する本来の楽音波形との相関関係に応じ
て定めるものとし、不自然のないようにすることができ
る。上記表では、制御内容の組′合せは９通りであるが
、波形メモリ４に準備すべき必要な楽音波形の数は５で
あり、メモリ容量を節約することができることが判かる
。

波形メモリ４力１らは、楽音波形選択データＷＳＥＬに
よって選択された１つの楽音波形の波形データＭＷがア
ドレス信号ＡＤに応じて各サンプル点毎に順次読み出さ
れる。この波形データＭＷは乗算器９に与えられ、エン
ベロープ発生器１０から発生されたエンベロープ波形信
号に従って振幅エンベロープが付与される。波形メモリ
４に記憶されている波形データがアタック、ディケイ等
の振幅エンベロープが既に付与されているものであれば
、エンベロープ発生器１０はキーオン信号ＫＯＮに応じ
て押鍵中は一定レベルで離鍵後にディケイ特性のみを示
すエンベロープ波形信号を発生するようになっていれば
よい。乗算器９から出力されたエンベロープ付与済みの
楽音信号は、ディジタル／アナログ変換器１１でアナロ
グ信号に変換された後、サウンドシステム１２に与えら
れる。

尚、個々の音高毎にキースケーリング制御を行う場合は
、鍵域検出回路５は不要であり、キーコードＫＣをメモ
リ選択制御回路８に直接入力する。

第２図は第２の発明に係る一実施例を示す図で、第１図
に示された回路、装置と同一のものは同一符号を付しで
ある。波形メモリ部１３は２系列の波形メモ’Ｊ１３Ａ
、１３Ｂから成る。各波形メモ１Ｊ１３Ａ、１３Ｂには
、第１図の波形メモリ４と同様に、発音開始から発音終
了に至るまでの楽音波形の全波形の波形データをＰＣＭ
方式で夫々記憶しており、各々に記憶した楽音波形は相
異なるものである。両波形メモリ１３Ａ、１３Ｂのアド
レス入力にはアドレス発生器３からのアドレス信号ＡＤ
が共通に与えられており、両メモ１Ｊ１３Ａ。

１３Ｂから２系列の異なる楽音波形の波形データＭＷＩ
、ＭＷ２が並行して読み出される。

補間演算回路１４は、波形メモリ１３Ａの読出し出力Ｍ
ＷＩを入力した乗算器１５．１６と、波形メモＩＪ　１
３　Ｂの読出し出力ＭＷ２を入力した乗算器１７．１８
と、各乗算器１５〜１８の出力を加算合成する加算器１
９とから成る。この補間演算回路１４における補間係数
はキースケーリング係数発生回路２０から与えられるキ
ースケーリング係数ＫＳＬ、ＫＳ２及びタッチ係数発生
回路２１から与えられるタッチ係数ＴＲＩ　、ＴＲ２に
よって決定される。キースケーリング係数発生回路２０
はキーコードＫＣに基づき発生すべき楽音の音高に応じ
たキースケーリング係数ＫＳＬ、ＫＳ２を夫々発生し、
ＫＳＩを乗算器１５に与えてこれにより波形データＭＷ
Ｉを重みつけし、ＫＳ２を乗算器１７に与えてこれによ
り波形データＭＷ２を重みづけする。タッチ係数発生回
路２１は鍵タツチ検出信号ＴＳに基づきタッチ係数ＴＲ
１。

ＴＲ２を夫々発生し、ＴＲＩを乗算器１６に与えてこれ
により波形データＭＷＩを重みづけし、ＴＲ２を乗算器
１８に与えてこれにより波形データＭＷ２を重みづけす
る。

一般に、音高が高いほど楽音中の高調波成分は増し、ま
た、鍵タッチが強いほど楽音中に含まれる高調波成分が
増すことが知られている。そこで、波形メモＩＪ　１３
　Ａに記憶する楽音波形の方が波形メモＩＪ　１３　Ｂ
に記憶する楽音波形よりも高調波成分を多く含有するも
のとすれば、各係数ＫＳＩ。

ＫＳ２．ＴＲＩ　、ＴＲ２を例えば第３図（ａ）　、　
Ｃｂ）に示すような関数で発生するようにするとよい。

しかし、これはあくまでも−例にすぎず、このような直
線状の関数に限らず非直線状の関数であってもよい。こ
の例によれば、キースケーリングに関しては発生すべき
楽音の音高が高（なるほど波形データＭＷＩが強調され
、逆に低くなるほど波形データＭＷ２が強調される補間
が行われる。また、タッチレスポンスに関しては鍵タッ
チが強くなるほど波形データＭＷＩが強調され、逆に弱
くなるほど波形データＭＷ２が強調される補間が行われ
る。キースケーリングによる補間結果とタッチレスポン
スによる補間結果とが加算器１９において実質的に加算
合成される。従って最終的にはキースケーリングの制御
内容とタッチレスポンスの制御内容の組合せに応じた補
間演算が達成される。

なお、位相のずれた２波形を合成することにより生じる
おそれのある波形成分の打消しを防ぐために、両波形メ
モ１Ｊ１３Ａ、１３Ｂに記憶する楽音波形は周波数特性
は異ならせるが位相はなるべく合わせるようにするのが
よい。

また、第２図ではキースケーリングに基づく補間とタッ
チレスポンスに基づく補間との組合せは加算器１９にお
ける加算によって行っているが、これは乗算でもよい。

第４図は第３図の変更例を示すもので、補間演算回路１
４は波形データＭＷＩを入力した乗算器２２と、波形デ
ータＭ、Ｗ２を入力した乗算器２３と、乗算器２２．２
３の出力を加算合成する加算器２４とから成る。係数発
生回路２５はキーコードＫＣと鍵タツチ検出信号ＴＳの
両方を入力し、その両方の内容の組合せに応じた補間係
数ＩＣＩ。

ＩＣ２を発生し、ＩＣＩは乗算器２２に、ＩＣ２は乗算
器２３Ｉこ与える。このようにしても第２図と同様に動
作させることができる。

第２図及び第４図の例において、乗算器で重みづけした
波形データの加算合成は、加算器を用いずに、別系列で
発音させることにより空間的に合成するようにしてもよ
い。その場合、エンベロープ付与のための乗算器９以後
の回路は各系列毎に設ける。

また、補間係数による重みづけ演算用の乗算器とエンベ
ロープ付与のための乗算器を共用してもよい。その場合
、エンベロープ発生器１０を複数系列に設けてそこから
発生するエンベロープ波形信号のレベルをキースケーリ
ングあるいはタッチレスポンスの制御内容に応じて制御
するようにする。

また、波形メモ１Ｊ１３Ａ、１３Ｂ及び乗算器１５〜１
８，２２．２３の系統は図では並列処理となっているが
、これは一系統のハード回路を用いて時分割処理する構
成であってもよい。また、補間する楽音波形は２系列に
限らずそれ以上であってもよい。

第１図〜第４図の実施例において、音色制御因子はキー
スケーリングとタッチレスポンスに限らずその他のもの
であってもよい。例えば破線で示したように、ブリリア
ント制御等のためのマニエアル操作子回路２６を設け、
この操作内容に応じて音色制御を行うようにしてもよい
。第２図の操作子係数発生回路２７は操作子回路２６の
操作内容に応じた係数を発生する回路であり、この係数
はＫＳ　１．、ＫＳ２　、ＴＲＩ　、ＴＲ２と同様に波
形データＭＷＩ、ＭＷ２の重みづけを行うために利用さ
れるものであるがその細部は特に図示しない。

第１図のメモリ選択制御回路８あるいは第２図の補間演
算回路１４あるいは第４図の係数発生回路２５では、キ
ースケーリング、タッチレスポンス、操作子、のすべて
の制御内容の組合せに応答して前述した所定の機能を果
すようになっていてもよいし、あるいはそのうちいずれ
か２つの制御内容の組合せに応答して前述した所定の機
能を果すようになっていてもよい。

また、各実施例において、通常知られているように、ピ
アノ、フルート等の音色種類を選択するための音色選択
回路２８を破線で示すように設けてもよいのは勿論であ
り、その場合、波形メモリ４．１３Ａ１３Ｂでは選択可
能な音色種類数分だけ前述の複数の楽音波形を記憶して
おくようにする。

なお、以上説明した実施例では、波形メモリが楽音の立
上り（発音開始）から立下り（発音終了）までの全波形
を記憶しているものとして説明したが、この波形メモリ
には楽音の立上り部分の全波形とその後の一部波形につ
いてのみ記憶させるようにしてもよい。また、波形メモ
リには記憶すべき波形の各サンプル点における波形デー
タを全て記憶させるのではなく、飛び飛びのサンプル点
の波形データだけを記憶させ、中間のサンプル点の波形
データは補間演算によって算出するようにしてもよい。

また、波形メモリに記憶する複数周期波形は、連続する
複数周期ばかりでなく、飛び飛びの複数周期から成るも
のであってもよい。例えば、楽音の立上りから立下りま
でを複数フレームに分割し、各フレーム毎に代表的な１
周期または２周期分の波形の波形データのみを記憶させ
、この波形データを順次切換えながら繰り返し読み出す
ようにしても′よく、さらに必要に応じてこの波形切換
え時に前の波形と次の新たな波形とを補間演算して滑ら
かに変化する波形を形成するようにしてもよい。また、
特開昭５８−１４２３９６号公報に開示されているよう
に、波形メモリに複数周期分の楽音波形の波形データだ
けを記憶させ、この波形データを繰返し読み出すように
してもよい。このようにすれば、波形メモリの容量をさ
らに小さくすることができる。

また、波形メモリに記憶する波形データの符号化方式は
前述のＰＣＭ方式に限らず、差分ＰＣＭ方式、デルタ変
調方式（ＤＭ方式）、適応型ｐｃＭ方式（ＡＤＰＣＭ方
式）、適応型デルタ変調方式（ＡＤＭ方式）など、その
他適宜の方式を用いてもよい。その場合、波形メモリの
後段には、その符号化方式に応じて波形メモリ読み出し
出力を復調する（ＰＣＭ化された信号を得る）ための復
調回路を具備するものとする。

さらに、この発明は、単音電子楽器に限らず、複音電子
楽器の楽音発生に、も使用することができ、さらにまた
音階音に対応した楽音の発生に限らず、リズム音の発生
にも使用できるものである。

〔発明の効果〕

以上の通りこの発明によれば、複数の音色制御因子に従
う音色制御を同時に実現しようとする場合、それらの音
色制御因子の制御内容の組合せの数よりも少数の楽音波
形を波形メモリに準備しておくだけでよいことになる。

従って、複数周期波形から成る記憶波形を読み出すこと
により高品質な楽音信号を得る場合において、メモリ容
量をそれほど膨大化させることなく、しかも高品質さを
損なうことなく、音色制御の施された楽音信号を発生さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る楽音信号発生装置の一実施例を
示す電子楽器のブロック図、第２図は同他の実施例に係
る電子楽器のブロック図、第３図は同実施例におけるキ
ースケーリング係数及びタッチ係数の関数の一例を示す
グラフ、第４図は第２図の変更例を部分的に示すブロッ
ク図、である。１・・・鍵盤、２・・・押鍵検出回路、３・・・アドレ
ス発生器、４．１５Ａ、１３Ｂ・・・波形メモリ、５・
・・鍵域検出回路、６・・・タッチレスポンス検出回路
、７・・・タッチデータ変換回路、８・・メモリ選択制
御回路、１４・・・補間演算回路、２０・・・キースケ
ーリング係数発生回路、２１・・・タッチ係数発生回路
、２５・・・係数発生回路、２６・・・マニュアル操作
子回路、２７・・・操作子係数発生回路。

Claims

【特許請求の範囲】１、発音開始から発音終了に至るまでの楽音波形の全部
又は一部に関する複数周期分の波形データを複数の異な
る前記楽音波形に関して夫々記憶した波形メモリと、少なくとも２種類の音色制御因子の制御内容の組合せに
応じて前記波形メモリから読み出すべき前記楽音波形を
選択する選択制御手段と、前記選択制御手段によって選択された前記楽音波形の波
形データを前記波形メモリから読み出す読出し手段と、を具え、前記波形メモリに記憶された楽音波形の中には
、１つの該楽音波形が複数の前記組合せに共通に対応し
ているものがあることを特徴とする楽音信号発生装置。２、発生すべき楽音の音高又は音域を第１の音色制御因
子とし、楽音の発生を指示するための鍵に加えられたタ
ッチの度合を第２の音色制御因子とし、前記選択制御手
段では両因子の組合せに応じて前記選択を行うようにし
た特許請求の範囲第１項記載の楽音信号発生装置。３、発音開始から発音終了に至るまでの楽音波形の全部
又は一部に関する複数周期分の波形データを複数の異な
る前記楽音波形に関して夫々記憶した波形メモリと、少なくとも２つの異なる前記楽音波形の波形データを前
記波形メモリから読み出す読出し手段と、読み出された
波形データに基づく少なくとも２系列の楽音波形信号を
補間するための補間演算手段と、少なくとも２種類の音色制御因子の制御内容の組合せに
応じて前記補間演算手段における補間係数を決定する補
間係数決定手段と、を具えた楽音信号発生装置。４、前記補間係数決定手段は、音色制御因子の種類毎に
個別にその制御内容に応じて補間係数を発生する係数発
生回路を含むものである特許請求の範囲第３項記載の楽
音信号発生装置。５、前記補間係数決定手段は、各種音色制御因子の制御
内容の組合せに応じて補間係数を発生する係数発生回路
を含むものである特許請求の範囲第３項記載の楽音信号
発生装置。