JPS615297A - 楽音形成方法 - 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〕 この発明は予め選定された音色の複数の波形信号を用い
て楽音波形を形成する楽音形成方法に関するものである
。

〔発明の概要〕

この発明は、複数の波形信号を合成して楽音波形を形成
する楽音形成方法において、互いに音色が異なる２つの
波形信号をパラメータ信号に従って重付けした後合成す
ることによって、音色が滑らかに変化する楽音波形を得
ることができるようにしたもである。

〔従来の技術〕

従来、第１図に示すような波形読出し方式の楽音形成方
法を用いた電子楽器が提案されている。

鍵盤回路ｌは、ある鍵が押鍵されるとその鍵に対応する
出力線に論理値「１」を出力する様に構成されている。

鍵盤回路１には単音優先回路が内蔵されており、単音優
先回路は同時に２つ以上の鍵が押鍵された場合、発音す
べき音を１つに決定する機能を有している。この単音優
先回路としては、例えば特願昭４９−１０２６４０号（
特開昭５１−２９９１８号）明細書中に開示されたもの
を用いる事ができる。更に鍵盤回路１は、ある鍵が押鍵
された事を示すキーオン信号ＫＯＮを出力する機能を有
している。

鍵盤回路１の各出力線は周波数情報メモリ２の入力側に
接続されており、周波数情報メモリ２には各鍵の音高に
それぞれ対応する周波数情報が記憶されている。従って
、ある鍵が押鍵されるとその鍵に対応する周波数情報が
周波数情報メモリ２から読み出される。

周波数情報メモリ２の出力側は累算器３の入力側に接続
されており、累算器３はクロックパルスφを受けて周波
数情報メモリ２から出力される周波数情報を順次累算し
、その累算値を読出しアドレス信号として順次出力する
。累算器３の出力側は波形メモリ４の入力側に接続され
ており、波形メモリ４には高調波成分を含んだ楽音（音
源）波形が記憶されている。従って、°波形メモリ４は
累算器３からの読出しアドレス信号により指定されたア
ドレスに記憶されている波形振幅値を順次読み出す。

これまでの説明から明らかな様に、押鍵された鍵に対応
した周波数情報が周波数情報メモリ２から読み出され、
これがクロック云ルスφのタイミングで累算器３により
順次累算されてその累算値が波形メモリ４に読出しアド
レス信号として入力される。従って、波形メモリ４から
は押鍵された鍵の音高に対応した周波数の楽音（音源）
波形信号が出力される。

波形メモリ４の出力側は乗算器５の第１の入力端子に接
続されており、乗算器５の第２の入力端子にはエンベロ
ープ波形発生装置６の出力側が接続されている。更に、
乗算器５の出力側はサウンドシステム７の入力側に接続
されている。従って、波形メモリ４から出力される楽音
波形信号は乗算器５でエンベロープ波形発生装置６から
出力されるエンベロープ波形信号ＥＮＶと乗算され、こ
れによって楽音波形に適宜の音量エンベロープが付与さ
れた後、サウンドシステム７に入力される。

サウンドシステム７は増幅回路、スピーカ等から成り、
乗算器５から出力される楽音波形信号に基づく楽音を発
生する。

ここで、エンベロープ波形発生装置６は楽音−形に適宜
の音量エンベロープを付与するために設けられているも
ので、鍵盤回路１から出力されるキーオン信号ＫＯＮを
受けてエンベロープ波形信号ＥＮＶを出力する。

エンベロープ波形信号ＥＮＶは、例えば第２図に示す様
な波形形状を有しており、演奏者はパネルボード上に設
けられた楽音選択スイッチにより、この波形を適宜に′
設定する事ができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

以上の説明から明らかな様に、従来の波形続出し方式の
楽音形成方法では、楽音の発生時から終了時に至るまで
一定波形が波形メモリ４から押下鍵に対応した周波数で
繰り返し読み出され、この楽音波形信号に音量制御用の
エンベロープ波形債号ＥＮＶを乗算して楽音を形成して
いる。従って、この楽音波形の波形形状は、楽音発生か
ら終了に至るまでその振幅は変化するが同一波形の繰り
返しであり、その結果、その音色は発音中常に同じで変
化しない。ところで、７般に、自然楽器の音はその音色
（波形）が時間と共に変化しており、それによって豊か
な感じの音になっている。

従って、従来の波形続出し方式の楽音形成方法では楽音
発生時から終了時まで常に音色が同一であるため、発注
前に最かさがなく単調な音になっていた。

この発明は上記した従来の波形読出し方式の楽音形成方
法の欠点を改善し、楽音波形に対して滑らかな音色の時
間変化を与え、それによって所定の楽音（例えば自然楽
器の楽音）に近似した音色変化をもつ楽音を形成できる
ようにしようとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

かかる問題点を解決するため、第１の発明においては、
形成すべき楽音波形の周波数に対応した周波数で、かつ
互いに音色が異なる第１および第２の波形信号（実施例
のＷｌ、Ｗ２）を発生し、第１の波形信号Ｗ１をほぼ「
１」から「０」に単調に時間変化するパラメータ信号（
実施例のＰ。

（ｔ））に従って重付けすると共に、第２の波形信号Ｗ
２をほぼ「０」から「１」に単調に時間変化するパラメ
ータ信号（実施例のｐｇ（ｔ））に従って重付けし、当
該重付けして得られた第１および第２の重付は波形信号
（Ｗｌ・ｐ　、（ｔ）、Ｗ２・Ｐ８（ｔ））を加算合成
して、音色が、第１の波形信号（Ｗｌ）に対応した音色
から第２の波形信号（Ｗ２）に対応した音色に、滑らか
に変化する楽音波形を出力するようにする。

また、第２の発明においては、第１の発明の構成に加え
て、第１の波形信号の重付けに用いられたパラメータ信
号がほぼ「０」になった時点、または第２の波形信号の
重付けに用いられたパラメータ信号がほぼ「１」になっ
た時点で、第２の波形信号を、ほぼ「１」から「０」に
単調に変化するパラメータ信号に従って重付けすると共
に、上記第１および第２の波形信号とは異なる音色の第
３の波形信号を、ほぼ「０」から「１」に単調に時間変
化するパラメータ信号に従って重付けし、当該重付けし
て得られた第３および第４の重付は波形信号を加算合成
して、音色が、第２の波形信号に対応した音色から第３
の波形信号に対応した音色に滑らかに変化する楽音波形
を得るようにする。

〔作用〕

第１の発明においては、第１および第２の波形信号を、
ほぼ「１」から「０」に、「０」から「１」に互いに逆
変化する重付は量をもつパラメータ信号によってそれぞ
れ重付けして合成することにより、第１および第２の波
形信号間を補間して第１の波形信号から第２の波形信号
へ滑らかに変化する楽音波形を得ることができる。

第２の発明においては、これに加えて、第１および第２
の波形信号の切換えが終了した時点で、続いて第２およ
び第３の波形信号に対して互いに進度化する重付は量を
もつパラメータ信号によってそれぞれ重付けして合成す
ることにより、第２および第３の波形信号間を補間して
第２の波形信号から第３の波形信号に滑らかに変化する
楽音波形を形成することができる。

〔実施例〕

以下、この発明につき第３図に示す実施例により更に詳
細に説明する。尚、第３図はこの発明の楽音形成方法を
電子楽器に適用した場合の一実施例を示すもので、第３
図において第１図と同一部分には同−符”号を付してそ
の説明を省略する。

第３図に示した電子楽器は、第１図に示す従来の電子楽
器において、波形メモリ４の代わりに波形発生合成装置
２０が設けられており、この波形発生合成袋Ｗ２０は次
の様な構成を有している。

即ち、累算器３の出力側が波形メモリ２１．２２．２３
の入力側に接続されており、波形メモリ２１．２２．２
３の出力側はそれぞれ乗算器３１．３２．３３の第１の
入力端子に接続されている。各乗算器３１〜３３の出力
側はそれぞれ加算器５０の入力側に接続されている。ま
た、鍵盤回路１から出力される楽音発生指令としてのキ
ーオン信号ＫＯＮがカウンタ２５に入力されており、カ
ウンタ２５の出力側はリードオンリイメモリ４１．４２
．４３の入力側に接続さている。リードオンリイメモリ
４１．４２．４３の各出力側はそれぞれ前記した乗算器
３１．３２．３３の第２の入力端子に接続されている。

ここで、カウンタ２５とリードオンリイメモリ４１．４
２．４３をパラメータ発生器３０と呼ぶ。

波形メモリ２Ｌ２２．２３には互いに異なる波形形状（
音色）の波形が記憶されているものであり、この実施例
において、波形メモリ２１．２３にはそれぞれ第４図（
Ａ）、（ｃ）に示す様な高調波成分の少ない波形Ｗ１、
Ｗ３が記憶されており、波形メモリ２２には第４図（Ｂ
）に示す様な高調波成分を多数含んだ波形Ｗ２が記憶さ
れている。カウンタ２５はキーオン信号ＫＯＮを受けて
その内容をクリアすると同時にクロックパルスφの計数
を開始し、その計数値をリードオンリイメモリ４１．４
２．４３にアドレス信号として入力する。

リードオンリイメモリ４１には、第５図に示す様に、パ
ラメータの値が時刻１．〜゛ｔ、の間の時間の経過と共
に単調に「１」から「０」に変化するパラメータ信号ｐ
　Ｉ（ｔ）が記憶されている。また、リードオンリイメ
モリ４２には、第５図に示すように、時刻ｔ、７ｔ、の
間に単調に「０」から「１」に変化した後、時刻ｔ、〜
ｔｓの間に単調に「１」から「０」に変化するパラメー
タ信号Ｐ：Ｃｔ＞がそれぞれ記憶されている。さらに、
リードオンリイメモリ４３には、第５図に示すように、
時刻ｔ３〜ｔ、の間に単調に「０」から「１」に変化す
るパラメータ信号ｐｓ（ｔ）が記憶されている。

リードオンリイメモリ４１．４２．４３はそれぞれカウ
ンタ２５の計数値に従って第５図に示す様に変化する各
パラメータ信号ｐ＋（ｔ）、Ｐｚ（ｔ）、Ｐｓ（ｔ）を
出力する。ここで、各時刻ｔ、〜ｔ、は第２図に示すエ
ンベロープ波形信号ＥＮＶの時間変化を表す。従って、
パラメータ信号ｐ＋（ｔ）、’ｐｇ（ｔ）、Ｐｓ（ｔ）
は、エンベロープ波形信号ＥＮＶの立上り、立下りの変
化に同期するように変化して行く。

以上の構成を有する電子楽器の作用効果について次に説
明する。

ある鍵が押鍵されると、その鍵の音高に対応した周波数
情報が周波数情報メモリ２から出力され、この周波数情
報が累算器３によりクロックパルスφのタイミングで順
次累算され、波形メモリ２１．２２．２３に読出しアド
レス信号として順次入力される。波形メモリ２１．２２
．２３はこの読出しアドレス信号を受けて、その読み出
しアドレス信号により指定されたアドレスに記憶されて
いる波形振幅値を波形信号Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３として順次
読み出す。

この様にして波形メモリ２１から順次読み出される波形
信号Ｗ１は乗算器３１に入力され、ある鍵が押鍵されて
楽音を発生すべきことを示すキーオン信号ＫＯＮを受け
てパラメータ発生器３０から出力されるパラメータ信号
ｐ　＋　（ｔ）と乗算される。

従って、乗算器３１から出力される波形信号はＷｌ−Ｐ
＋（ｔ）となる。同様に波形メモリ２２．２３から出力
される波形信号Ｗ２、Ｗ３は乗算器３２．３３を介して
波形信号Ｗ２・ｐｇ（ｔ）、Ｗ３・Ｐ。

（１）に変換される。これらの各波形信号は加算器５０
において加算合成され、この結果、波形発生合成装置２
０からは波形信号（Ｗｌ・Ｐ　ｌ　（ｔ）　＋　Ｗｌ・
Ｐパｔ）＋Ｗ３・ｐｓ（ｔ））が楽音波形信号として出
力される。

この波形発生合成装置！２０から出力される楽音波形信
号（Ｗｌ・ｐ　＋　（ｔ）　＋　ｗ　２・Ｐ　ｔ（ｔ）
　＋　Ｗ　３・ｐ＠（ｔ））は第５図に示すパラメータ
信号Ｐ＋（ｔ）、Ｐｇ（ｔ）、ｐｓ（ｔ）の変化に従っ
て次の様に変化する。

押鍵時（時刻１＋）においては、Ｐ＋（ｔ）＝ｒｌＪ、
Ｐｇ（ｔ）−ｒＯＪ　、Ｐｓ（ｔ）＝　ｒＯＪであるた
め、波形発生合成装置２０から出力される楽音波形信号
は高調波成分の少ない波形Ｗｌになる。

続いて、パラメータ信号ｐ　Ｉ（ｔ）は「１」から「０
」に徐々に立下るのに対して、パラメータ信号Ｐオ（１
）が進度化して「０」から「１」に徐々に立上る。この
ため波形発生合成装置２０から出力される楽音波形信号
は（Ｗｌ・ＰＩ（ｔ）＋Ｗ２・ｐｇ（１））となり、徐
々に高調波の少ない波形Ｗ１の成分が減少しかつ高調波
を多数含んだ波形Ｗ２の成分が増加するように、波形Ｗ
１から波形Ｗ２に徐々に切り換って行く。例えば、時刻
ｔ８では波形発生合成装置２０が出力する楽音波形信号
はＰ＋（ｔ）−Ｐ宮（ｔ）　−ｒＯ，５Ｊであり、これ
により波形Ｗ１と波形Ｗ２の成分の比が１：１になる。

やがて時刻ｔ、になると、ＰＩ（ｔ）＝　ｒＯＪ　、Ｐ
ｇ（ｔ）＝　ｒｌＪ　、Ｐａ（ｔ）＝　「０」になって
波形Ｗｌから波形Ｗ２への切換動作が終了し、波形発生
合成装置２０から出力される楽音波形信号は高調波を多
数含んだ波形Ｗ２になる。従って、この時発生される楽
音は最も高調波成分の豊かな音色を有するものになる。

また、前記した様に、第２図に示すエンベロープ波形の
各時刻ｔ、−ｙｔ、と第５図に示す時刻ｔ、〜１゜は、
互いに同期関係をもつように、同一時刻に設定されてい
るので、時刻ｔ３において発生されるエンベロープ波形
信号ＥＮＶは第２図に示すレベルＡＬを有している。従
って、この時発生される楽音は最も豊かな音量と音色を
有するものになる。

時刻ｔ３を過ぎると、パラメータ信号Ｐｇ（ｔ）が「１
」から「０」に徐々に立下る。これに対してパラメータ
信号ｐ＋（ｔ）に代って、パラメータ信号ｐｓ（ｔ）が
「０」からｒｌＪに徐々に立上るため、波形発生合成装
置２０から出力される楽音波形信号は（Ｗｌ・Ｐ　ｚ（
ｔ）　＋　Ｗ　３・ｐｉ（ｔ））になる。従って、徐々
に高調波を多（含んだ波形Ｗ２の成分が減少し、高調波
の少ない波形Ｗ３の成分が増加するように、波形Ｗ２か
ら波形Ｗ３に徐々に切り換って行（０例えば、時刻１．
においては、Ｐｇ（ｔ）−Ｐｓ（ｔ）−ｒＯ，５Ｊにな
るため、波形Ｗ２と波形Ｗ３の成分の比は１：１となる
。

やがて時刻ｔｓになると、Ｐｇ（ｔ）−ｒＯＪ　、Ｐｓ
（ｔ）−ｒｌＪになって波形Ｗ２から波形Ｗ３への切換
動作が終了し、波形発生合成装置２０が出力する楽音波
形信号は高調波成分の少ない波形Ｗ３そのものになる。

従って、楽音発生時（押鍵時）には高調波成分の少ない
波形信号Ｗ１に相当する楽音波形が形成され、その後徐
々に高調波成分を多数含んだ波形信号Ｗ２に相当する楽
音波形に滑らかに変化して行き、その後再び高調波成分
、の少ない波形信号Ｗ３に相当する楽音波形に滑らかに
変化して行（。

かくして、音色が時間の経過に従って滑らかに変化して
行く楽音波形を形成でき、自然音に近い楽音を発生する
ことができる。

また、ピアノ音やチェンバロ音などの自然楽器の楽音の
ように、楽音の立上り部において多（の高調波成分を含
み、その後音量エンベロープの衰退とともに高調波成分
が次第に減少するような楽音波形を得る場合には、波形
メモリ２１．２２．２３に記憶する波形およびパラメー
タ発生器３０からの各パラメータ信号をそれに合わせて
適宜選定することにより、全く自然なピアノあるいはチ
ェンバ口の楽音を発生させることができる。

例えば、波形メモリ２１に自然楽器の楽音、例えばピア
ノ音の立上り部の最初の波形をサンブリングして記憶し
、また波形メモリ２２にピアノ音の立上り部の最後の波
形をサンプリングして記憶し、さらに波形メモリ２３に
ピアノ音の立下り部の最後の波形をサンプリングして記
憶するようにすれば、ピアノ音から３波分の波形信号を
サンプリングして各波形メモリ２１〜２３に記憶するだ
けで、各波形信号間の波形の変化に相当する部分の波形
を記憶してお（ことな（、ピアノ音とほぼ同様の音色変
化を有する楽音波形を形成し得る。

従って、簡易な構成によって自然楽器音にきわめて近似
した楽音を発生することができる。

なお、上記実施例においては、波形メモリを３個設けた
例を示したが、波形メモリの数は任意に選定できるもの
である。また、パラメータ発生器３０としてリードオン
リイメモリ４１．４２．４３を用いた場合につき説明し
たが、リードオンリイメモリの代わりに公知の関数発生
器等を使用して第５図に示すようなパラメータ信号（関
数）を発生するようにしてもよいことは勿論である。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明によれば、第１および第２（およ
び第３）の波形信号を発生しこれら各波形信号を補間合
成して楽音波形を形成するようにしたので、第１の波形
信号に対応した音色から第２の波形信号に対応した音色
に、さらには第２の波形信号に対応した音色から第３の
波形信号に対応した音色に、徐々に移行する自然性のあ
る高品質の楽音を発生できる。この場合、例えば自然楽
器音の連続波形から任意に２つ（または３つ）の波形を
サンプリングしこのサンプリング波形に対応して上記各
波形信号を設定すれば、上記自然楽器音にきわめて近似
した楽音を簡易に形成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の波形続出し方式の電子楽器を示すブロッ
ク線図、第２図はエンベロープ波形の一例を示す波形図
、第３図はこの発明を適用した電子楽器の一実施例を示
すブロック線図、第４図（Ａ）、（Ｂ）、（ｃ）は各波
形メモリに記憶されている波形の一例を示す波形図、第
５図はパラメータ信号の一例を示す波形図である。 １・・・・・・鍵盤回路、２・・・・・・周波数情報メ
モリ、３・・・・・・累算器、５．３１．３２．３３・
・・・・・乗算器、６・・・・・・エンベロープ波形発
生装置′％７・・・・・・サウンドシステム、２０−−
−−−−波形発生合成装置、２１．２２．２３−−−−
−・波形メモリ、２５・・・・・・カウンタ、３０・・
・・・・パラメータ発生器、４１．４２．４３・・・・
・・リードオンリイメモリ、５０・・・・・・加算器。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）（ａ）形成すべき楽音波形の周波数に対応した周
   波数で、かつ互いに音色が異なる第１および第２の波形
   信号を発生し、 （ｂ）上記第１の波形信号を、ほぼ「１」から「０」に
   単調に時間変化するパラメータ信号に従つて重付けする
   と共に、上記第２の波形信号を、ほぼ「０」から「１」
   に単調に時間変化するパラメータ信号に従つて重付けし
   、 （ｃ）当該重付けして得られた第１および第２の重付け
   波形信号を加算合成して、音色が、上記第１の波形信号
   に対応した音色から上記第２の波形信号に対応した音色
   に、滑らかに変化する楽音波形を出力するようにした ことを特徴とする楽音形成方法。
2. （２）上記第１および第２の波形信号の発生は、該各波
   形信号を記憶した波形メモリを読み出すことにより行う
   ようにしてなる特許請求の範囲第１項に記載の楽音形成
   方法。
3. （３）（ａ）形成すべき楽音波形の周波数に対応した周
   波数で、かつ互いに音色が異なる第１、第２および第３
   の波形信号を発生し、 （ｂ）上記第１の波形信号を、ほぼ「１」から「０」に
   単調に時間変化するパラメータ信号に従つて重付けする
   と共に、上記第２の波形信号を、ほぼ「０」から「１」
   に単調に時間変化するパラメータ信号に従つて重付けし
   、 （ｃ）当該重付けして得られた第１および第２の重付け
   波形信号を加算合成して、音色が、上記第１の波形信号
   に対応した音色から上記第２の波形信号に対応した音色
   に、滑らかに変化する楽音波形を出力するようにし、 （ｄ）上記第１の波形信号の重付けに用いられたパラメ
   ータ信号がほぼ「０」になつた時点、または上記第２の
   波形信号の重付けに用いられたパラメータ信号がほぼ「
   １」になつた時点で、上記第２の波形信号を、ほぼ「１
   」から「０」に単調に時間変化するパラメータ信号に従
   つて重付けすると共に、上記第３の波形信号を、ほぼ「
   ０」から「１」に単調に時間変化するパラメータ信号に
   従つて重付けし、 （ｅ）当該重付けして得られた第３および第４の重付け
   波形信号を加算合成して、音色が、上記第２の波形信号
   に対応した音色から上記第３の波形信号に対応した音色
   に、滑らかに変化する楽音波形を得るようにした ことを特徴とする楽音形成方法。
4. （４）上記第１、第２および第３の波形信号の発生は、
   該各波形信号を記憶した波形メモリを読み出すことによ
   り行うようにしてなる特許請求の範囲第３項に記載の楽
   音形成方法。