JPS6190198A - Musical sound signal generator - Google Patents

Musical sound signal generator

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JPS6190198A
JPS6190198A JP59212382A JP21238284A JPS6190198A JP S6190198 A JPS6190198 A JP S6190198A JP 59212382 A JP59212382 A JP 59212382A JP 21238284 A JP21238284 A JP 21238284A JP S6190198 A JPS6190198 A JP S6190198A
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JP
Japan
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data
residual
sampling
residual data
memory
Prior art date
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JPH0560118B2 (en
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秀雄 鈴木
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Nippon Gakki Co Ltd
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Nippon Gakki Co Ltd
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、電子楽器等電気的に楽音を発生する装置に
おいて用いられる楽音信号発生装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a musical tone signal generating device used in a device that electrically generates musical tones, such as an electronic musical instrument.

〔従来技術〕[Prior art]

電子楽器においては、いかに自然楽器の楽音に近い楽音
を発生するかが大きな課題である。電子楽器における楽
音形成方法としては種々の方法が知られているが、それ
らの中でも、自然楽器の楽音波形の各瞬時値を逐次サン
プリングしてメモリに記憶させておき、この記憶させた
サンプリングデータを読出して楽音信号を発生ずる方法
CPCM (Pulse  Code  Modula
tion >方式と呼ばれる)が、最も自然楽音に近い
楽音を発生することができて優れている。なお、この方
法は、特開昭52−121313号公報(発明の名称:
電子楽器)に開示されている。
A major challenge for electronic musical instruments is how to generate musical tones that are close to those of natural musical instruments. Various methods are known for forming musical tones in electronic musical instruments, but among them, there is a method in which each instantaneous value of a musical sound waveform of a natural musical instrument is sequentially sampled and stored in a memory, and the stored sampling data is CPCM (Pulse Code Modula)
tion> method) is superior in that it can generate musical tones that are closest to natural musical tones. This method is disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 121313/1983 (title of invention:
electronic musical instruments).

(発明が解決しようとする問題点〕 自然楽器の楽音波形は、同一の楽器でも音高または音域
等によって微妙に異なっている。例えばピアノの場合、
わずかではあるが各鍵毎に楽音波形が異なっている。な
お、各鍵毎に波形の周期が異なっているのは勿論である
が、周期以外の波形そのものの形も異なっている。した
がって、PCM方式によって真に自然楽器に近い楽音を
発生しようとした場合、各楽器毎に、また必要に応じて
各音高毎に楽器波形をメモリしなければならず、この結
果メモリ容量が極めて膨大になる。すなわち、PCM方
式は自然楽器に近い楽音を発生できる点で極めて優れて
いるが、上述したメモリ容量の問題がネックとなって、
実用化が妨げられていた。
(Problem to be solved by the invention) The sound waveforms of natural musical instruments differ slightly depending on the pitch or range, etc., even for the same instrument.For example, in the case of a piano,
Although slightly different, the sound waveform for each key is different. Note that, of course, the period of the waveform differs for each key, but the shape of the waveform itself other than the period also differs. Therefore, in order to generate musical sounds that are truly close to those of natural instruments using the PCM method, the instrument waveform must be stored for each instrument and, if necessary, for each pitch, resulting in an extremely large memory capacity. It becomes huge. In other words, the PCM method is extremely superior in that it can generate musical sounds close to those of natural instruments, but the problem of memory capacity mentioned above becomes a bottleneck.
Practical application was hindered.

なお、メモリに記憶させるデータ量を減らす方法として
、DPCM(DiHerentical  Pu1se
Code  Modulation)、ADPCM(A
daptive  DiHerentical  Pu
1se  Code  Modulation )等の
方法と知られているが、これらの方法によっても未だデ
ータ量の削減が充分ぐなく、さらにこれらの方法には、
忠実に元の波形を再生し得ない欠点がある。
Note that as a method to reduce the amount of data stored in memory, DPCM (DiHeretical Pulse
Code Modulation), ADPCM (A
adaptive DiHeretical Pu
1se Code Modulation), but these methods still do not sufficiently reduce the amount of data, and furthermore, these methods have
It has the disadvantage that it cannot faithfully reproduce the original waveform.

この発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的
は自然楽器の楽音波形の各瞬時値をメ七りする方式の楽
音信号発生装置であって、しかも、従来に比較しメモリ
容量を大幅に削減することができ、かつ、元の波形を忠
実に再生することができる楽音信号発生装置を提供する
ことにある。
The present invention was made in view of the above circumstances, and its purpose is to provide a musical tone signal generator that generates each instantaneous value of a musical sound waveform of a natural musical instrument. It is an object of the present invention to provide a musical tone signal generating device that can reduce the number of waveforms and faithfully reproduce the original waveform.

(問題を解決するための手段〕 この発明は、楽音波形をサンプリングしで得たサンプリ
ングデータと、複数のサンプリングデータから算出した
予測データとの差として残差データを求め、この残差デ
ータそのもの、またはこの残差データに対応するデータ
をメモリに記憶させておく。そして、東名信号発生時に
は上記メモリ内のデータを読出し、この読出したデータ
にもとづいてサンプリングデータを再生して楽音信号を
(qる。
(Means for Solving the Problem) This invention obtains residual data as the difference between sampling data obtained by sampling a musical sound waveform and predicted data calculated from a plurality of sampling data, and this residual data itself, Alternatively, data corresponding to this residual data is stored in the memory.Then, when the Tomei signal is generated, the data in the memory is read out, and based on this read data, the sampling data is reproduced to generate the musical tone signal (q). .

〔作用〕[Effect]

この発明によれば、サンプリングデータそのものではな
く、サンプリングデータと予測データとの差である残差
データ、あるいはこの残差データに対応するデータをメ
モリに記憶させる。この場合、残差データあるいは残差
データに対応するデータはサンプリングデータに比較し
はるかに小さい値のデータであり、したがって、ビット
数もサンプリングデータに比較しはるかに少くなる。
According to this invention, instead of the sampling data itself, the residual data that is the difference between the sampling data and the predicted data, or the data corresponding to this residual data, is stored in the memory. In this case, the residual data or the data corresponding to the residual data has a much smaller value than the sampling data, and therefore the number of bits is also much smaller than the sampling data.

〔第1実施例〕 第1図はこの発明に関する第1の実施例の構成を示すブ
ロック図であり、同図(イ)はメモリMにデータを書込
むデータ書込み回路を示し、同図(ロ)はメモリM内の
データを読出して楽音信号を発生する楽音信号発生装置
を示す。
[First Embodiment] FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a first embodiment of the present invention. ) indicates a musical tone signal generating device that reads data in the memory M and generates musical tone signals.

第1図(イ)において、符号1はADC(アナログ/デ
ィジタル変換器)であり、自然楽器の楽音信号F(【)
をクロックパルスφのタイミングで順次サンプリングし
、このサンプリングしたデータ(アナログデータ)をデ
ィジタルサンプリングデータF (n )に変換して順
次主力する。予測データ発生回路2はサンプリングデー
タF(n)に基づいて予測データFY (n )を発生
し、減算回路3へ出力する。ここで、予測データFY(
n)は−例として、 F、Y (n )= (F (n−1)+F (n +
1) )/2・・・(1) なる式に基づいて作成される。すなわち、いま第2図に
示1°曲線を楽音信号F (t )とすれば、図に示す
時刻t  (n−1)、 t  (n )、 t  (
n+1)、t(n+2)において各々、ADClからサ
ンプリングデータF(n−1)、F(n)、F(n+1
)、 F (n +2)が各々出力される。予測データ
発生回路2は、時刻t(n+1)において、サンプリン
グデータF(n−1>とその時点で供給されたリンブリ
ングデータF(n−+l)とを加算し、この加算結果を
「2」で割ることにより予測データFY (n )を作
成し、出力する。同様に、時刻t(n+2)においては
、サンプリングデータF(0)と、「(n +2)から
予測データFY(n+1>を作成し、出力する。減算回
路3は、   ゛サンプリングデータF(n)をクロッ
クパルスφの1ビツトタイム遅延さけ、この遅延させた
データから予測データFY (n )を減算して残差デ
ータD (n )を作成する。すなわら、この減算回路
3は時刻t (n+1)において、 D (n ) −F (n ) −FY (n )−<
2)なる演算により残差データD(n’)を作成し、出
力する。ここで、残差データD (n )は、第2図か
らも明らかなようにサンプリングデータF (n )に
比較しはるかに小さい値であり、したがって、そのビッ
ト数もサンプリングデータF (n )のビット数より
少いビット数で済む。
In Fig. 1 (A), reference numeral 1 is an ADC (Analog/Digital Converter), which converts the musical tone signal F ([) of a natural musical instrument.
is sequentially sampled at the timing of the clock pulse φ, and this sampled data (analog data) is converted into digital sampling data F (n) and is sequentially used as main power. The predicted data generation circuit 2 generates predicted data FY (n) based on the sampling data F(n), and outputs it to the subtraction circuit 3. Here, the predicted data FY(
n) - As an example, F, Y (n) = (F (n-1) + F (n +
1))/2...(1) It is created based on the following formula. That is, if the 1° curve shown in FIG. 2 is the musical tone signal F (t), then the times t (n-1), t (n), t (
sampling data F(n-1), F(n), F(n+1) from ADCl at t(n+1) and t(n+2), respectively.
), F (n +2) are output. At time t(n+1), the predicted data generation circuit 2 adds the sampling data F(n-1> and the limbling data F(n-+l) supplied at that time, and converts the addition result into "2". Prediction data FY (n) is created and output by dividing by The subtraction circuit 3 delays the sampling data F(n) by one bit time of the clock pulse φ, subtracts the predicted data FY(n) from this delayed data, and outputs the residual data D(n). In other words, this subtraction circuit 3 creates D (n) −F (n) −FY (n)−< at time t (n+1).
2) The residual data D(n') is created and output by the following calculation. Here, the residual data D (n) has a much smaller value than the sampling data F (n), as is clear from FIG. The number of bits is less than the number of bits.

しかして、上述した残差データD (n )がメモリM
内に順次書込まれる。
Therefore, the residual data D (n) described above is stored in the memory M
are sequentially written within.

次に、第1図(ロ)において、符号5はメモリMから残
差データD (n )を読出し、この読出したデータD
 (n )に基づいてサンプリングデータF (n )
を再生するサンプリングデータ再生回路である。以下、
この回路5について説明する。前述した第(1)式を第
(2)式に代入すれば、D(n)=F(n)−(F(n
−1> +F  (n  +1>  )/2・・・ (3)なる
式が得られる。この第(3)式を変形すれば、F (n
 +1)=2 (F (n )−D (n ) )−F
(n−1)・・・(4) なる式が得られる。サンプリングデータ再生回路5は、
この第(4)式に基づいてサンプリングデータF(+1
)の再生を行う。すなわち、いま、サンプリングデータ
再生回路5内にサンプリングデータF (n )の初期
値F(0)およびF(1)が予め記憶されているとする
。再生回路5は、まず、初期値F (0)およびF(1
)をクロックパルスφに従って順次出力し、そしてメモ
リMから読出された残差データD(1)に基づき第(4
)式の演算を行う。すなわちデータF(1)からデータ
D(1)を減算し、この減算結果に「2」を乗算し、こ
の乗算結果からデータF(0)を減算する。
Next, in FIG. 1(b), reference numeral 5 reads the residual data D (n) from the memory M, and the read data D
(n) based on the sampling data F (n)
This is a sampling data reproducing circuit that reproduces. below,
This circuit 5 will be explained. By substituting the above-mentioned equation (1) into equation (2), we get D(n)=F(n)−(F(n
-1> +F (n +1>)/2... (3) is obtained. If we transform this equation (3), we can obtain F (n
+1)=2 (F(n)-D(n))-F
(n-1)...(4) The following formula is obtained. The sampling data reproducing circuit 5 is
Based on this equation (4), sampling data F(+1
) is played. That is, it is now assumed that initial values F(0) and F(1) of sampling data F (n) are stored in advance in the sampling data reproducing circuit 5. First, the reproducing circuit 5 initializes the initial values F(0) and F(1
) are sequentially output according to the clock pulse φ, and the (4th
) performs the calculation of the expression. That is, data D(1) is subtracted from data F(1), this subtraction result is multiplied by 2, and data F(0) is subtracted from this multiplication result.

以上の演算により、サンプリングデータF(2)が19
られる。再生回路5は、このようにして得られたサンプ
リングデータF(2)を初期値F(0)およびF(1)
に続いてDAC(ディジタル/アナログ変換器)6へ出
力する。次いで、再生回路5は、クロックパルスφの1
ピツトタイムが経過した時点で、メモリMから読出され
た残差データD(2)に基づき第(4)式の演算を行い
、これにより得られたサンプリングデータF(3)をD
AC6へ出力する。以下同様の過程が繰返えされ、これ
によりサンプリングデータF (n )が順次DAC6
へ供給される。DAC6は、順次供給されるサンプリン
グデータF (n )をアナログ信号に変換し、出力す
る。このようにして、楽音信号F(1)と同一の信号(
但し、量子化誤差は存在する)がDAC6から出力され
る。なお、予測データ発生回路2およびサンプリングデ
ータ再生回路5の具体的構成は以下に説明する第2実施
例の構成から容易に理解し得るであろう。
By the above calculation, the sampling data F(2) becomes 19
It will be done. The reproducing circuit 5 converts the thus obtained sampling data F(2) into initial values F(0) and F(1).
Subsequently, the signal is output to a DAC (digital/analog converter) 6. Next, the reproduction circuit 5 receives 1 of the clock pulse φ.
When the pit time has elapsed, the calculation of equation (4) is performed based on the residual data D(2) read from the memory M, and the sampling data F(3) obtained thereby is
Output to AC6. The same process is repeated thereafter, and the sampling data F (n) is sequentially transferred to the DAC6.
supplied to The DAC 6 converts the sequentially supplied sampling data F (n) into an analog signal and outputs it. In this way, a signal (
However, a quantization error exists) is output from the DAC 6. The specific configurations of the predicted data generation circuit 2 and the sampling data reproduction circuit 5 will be easily understood from the configuration of the second embodiment described below.

以上が第1図に示す実施例の詳細である。この実施例に
よれば、メモリMの記憶容量を従来に比較して大幅に削
減することができ、しかも、サンプリングデータ再生回
路5においてサンプリングデータF (n )をそのま
ま再生することができる。
The details of the embodiment shown in FIG. 1 have been described above. According to this embodiment, the storage capacity of the memory M can be significantly reduced compared to the conventional one, and moreover, the sampling data F (n) can be reproduced as is in the sampling data reproduction circuit 5.

〔第2実施例〕 第3図はこの発明に関する第2の実施例の構成を示すブ
ロック図であり、第3図(イ)はメモリMにデータを書
込むデータ書込み回路の構成を示し、また第3図(ロ)
はメモリM内のデータを読出して楽音信号を発生する楽
音信号発生回路の構成を承り。
[Second Embodiment] FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of a second embodiment of the present invention, and FIG. Figure 3 (b)
is in charge of the configuration of a musical tone signal generation circuit that reads data in memory M and generates musical tone signals.

第2実施例は前述した第1実施例をさらに改良したもの
で、その改良点は次の2点である。
The second embodiment is a further improvement of the first embodiment described above, and the improvements include the following two points.

第1点: 自然楽器の楽音波形は周期性を有している。第1の改良
点はこの周期性に着目してなされたもので、前記第1の
実施例においては、メモリMに残差データD (n )
をそのまま記憶させたが、この第2の実施例においては
、メモリMに、その残差データD (n )と1周期前
の残差データD (n )との差(以下、残差差データ
E (n )と称す)を記憶させている。以下、詳細に
説明する。いま、第4図に示ず波形を自然楽器の楽音信
号F (t )の波形とし、また、時刻t  (00)
を楽音発生開始時刻とする。この場合、第1周期T1の
あるサンプル点時刻t(K)+における残差データD(
K)電と、第2周期T2の、時刻j(K)+に対応する
(同一位相の)サンプル点時刻t  (K)2における
残差データD(K)2との差は極めてわずかである。同
様に時刻L  (K)2における残差データD(K)2
と時刻j  (KHzにおける残差データD(K)3と
の差も極めてわずかである。
First point: The sound waveforms of natural musical instruments have periodicity. The first improvement was made by focusing on this periodicity, and in the first embodiment, the residual data D (n) is stored in the memory M.
However, in this second embodiment, the difference between the residual data D (n) and the residual data D (n) one cycle before (hereinafter referred to as residual data) is stored in the memory M. E(n)) is stored. This will be explained in detail below. Now, the waveform not shown in FIG. 4 is the waveform of the musical tone signal F (t) of a natural instrument, and the time t (00)
Let be the musical sound generation start time. In this case, residual data D(
The difference between the residual data D(K)2 at the sample point time t(K)2 (of the same phase) corresponding to time j(K)+ in the second period T2 is extremely small. . Similarly, residual data D(K)2 at time L(K)2
The difference between the residual data D(K)3 at time j (KHz) is also extremely small.

そこで、第3図に示す第2実施例においては、算出した
残差データD (n )から、1周期前の対応するサン
プ点における残差データD (n )を減算し、この減
算結果、すなわち、残差差データE(n)をメモリMに
書込むようになっている(第4図参照)。なお、第1周
期T1においては、1周期前の残差データD(n)が存
在しないので、残差差データE(rl)+は残差データ
D(rl)+と同一のデータとなる。
Therefore, in the second embodiment shown in FIG. 3, the residual data D (n) at the corresponding sampling point one cycle before is subtracted from the calculated residual data D (n), and the result of this subtraction, i.e. , residual difference data E(n) are written into the memory M (see FIG. 4). Note that in the first period T1, the residual data D(n) from one period before does not exist, so the residual data E(rl)+ is the same data as the residual data D(rl)+.

しかして、残差差データE (n )の値は残差データ
D (n )の値よりはるかに小さく、したがってメモ
リMに記憶させるデータ望を第1実施例よりさらに少く
することができる。なお、残差差データE (n )か
らサンプリングデータF(n、)を再生するのは、後述
するように簡単な回路によって実現できる。
Therefore, the value of the residual difference data E (n) is much smaller than the value of the residual data D (n), and therefore, the amount of data to be stored in the memory M can be made even smaller than in the first embodiment. Note that reproducing the sampling data F(n,) from the residual data E(n) can be realized by a simple circuit as described later.

第2点: 第2の改良点は、予測データFY (n )の算出方法
である。寸なわら、前記第1の実施例においては、予測
データFY (n )を2個のサンプリングデータF(
n−1)およびF(n+1>から算出したが(第(1)
式参照)、この第2実施例においては、予測データFY
a(n)を4個のサンプリングデータF (n−2)、
 F (n−1>、 F(n+1>、(n+2>から算
出している。以下、第5図を用いてこの算出方法を説明
する。
Second point: The second improvement is the method of calculating the prediction data FY (n). However, in the first embodiment, the prediction data FY (n) is divided into two sampling data F(
n-1) and F(n+1>) ((1st)
(see formula), and in this second embodiment, the prediction data FY
a(n) as four sampling data F (n-2),
It is calculated from F(n-1>, F(n+1>, (n+2>). This calculation method will be explained below using FIG. 5.

まず、サンプリングデータF(n−2>、F(n−1>
から予測データP(rl−1>を、サンプリングデータ
F (n−1)、 F (n +1>から予測データP
(n)を、また、サンプリングデータF (n +1)
、 F (n +2)から予測データP(n+1>を各
々算出する。この算出は次式による。
First, sampling data F(n-2>, F(n-1>
, the predicted data P (rl-1> is obtained from the sampling data F (n-1), F (n +1>), and the predicted data P is obtained from the sampling data F (n-1), F (n +1>
(n), and the sampling data F (n +1)
, F (n+2) to calculate predicted data P(n+1>, respectively. This calculation is based on the following equation.

P(n−1)−F(n−1) +(F(n−1)−F(n−2)l・・(5)P(n)
=(F(n−1) +F  (n  +1  )’)  /2  ・・・ 
(6)P (n +1>=F (n +1) −(F(n+2)−F(n+1))・ (7)次に、こ
れらの予測データP(n−1>、、P(n)、P(n+
1)に各々rIJ、r2J、rIJの重み付は係数を掛
けた後加痺し、この加算結果を「4」で割ることにより
予測データFYa(n)を求める。
P(n-1)-F(n-1) +(F(n-1)-F(n-2)l...(5)P(n)
=(F(n-1) +F(n+1)')/2...
(6) P (n +1>=F (n +1) −(F(n+2)−F(n+1))・ (7) Next, these predicted data P(n−1>, , P(n), P(n+
1) is weighted by rIJ, r2J, and rIJ, respectively, by multiplying them by coefficients, and dividing this addition result by "4" to obtain predicted data FYa(n).

FYa  (n)=(P(n−1)+2P(n)+P 
(n +1 ) )/4・・・(8)以上が予測データ
FYa(n)の算出方法の基本的考え方である。上記第
(8)式に前記第(5)〜第(7)式を代入し、整理す
ると、 FYa  (n ) = (−F (n −2) +3
F (n −1> +3F (n +1 ) −F (
n +2) )/4・・・ (9) な式が得られる。号なりも、第2の実施例においては、
この第(9)式に基づいて予測データ「Ya(n)が品
出される。
FYa (n)=(P(n-1)+2P(n)+P
(n+1))/4...(8) The above is the basic idea of the calculation method of the prediction data FYa(n). Substituting the above equations (5) to (7) into the above equation (8) and rearranging, FYa (n) = (-F (n -2) +3
F (n -1> +3F (n +1) -F (
n + 2) )/4... (9) The following formula is obtained. In the second embodiment,
The predicted data "Ya(n)" is selected based on this equation (9).

しかして、上記算出方法によれば、前述した第1実施例
にあける予測データFY(n)の弾出方法に比較し、実
際のサンプリングデータF(n)により近い予測データ
FYa(n)を算出づることかでき、したがって、残差
データD (n >の値がより小さな餡となり、ビット
数も少くて済むことになる。なJ3.11す述した重み
付は係数は、サンプリングデータF(n )と予測デー
タFY(n)との差が最小になるように、例えば最小二
乗予測等を用いて決定してもよい。
According to the above calculation method, the predicted data FYa(n) which is closer to the actual sampling data F(n) is calculated compared to the method of ejecting the predicted data FY(n) in the first embodiment described above. Therefore, the value of the residual data D (n > is smaller, and the number of bits can be reduced. J3.11) The weighting coefficient described in J3.11 is ) and the predicted data FY(n) may be determined using, for example, least squares prediction or the like.

以上が第2実施例における改良点である。次に、この第
2実施例の具体的構成を第3図(イ)。
The above are the improvements in the second embodiment. Next, the specific configuration of this second embodiment is shown in FIG. 3(a).

(ロ)を参照して説明する。まず、第3図(イ)におい
て、自然楽器の楽音信号F([)はADClによってリ
ーンプリングデータF (n )に変換され、残差デー
タ発生回路11へ供給される。残差データ発生回路11
は、前述した第1図(イ)の予測データ発生回路2およ
び減算回路3に相当するもので、サンプリングデータF
 (n )から前述した予測データFYa  (n )
を減算した残差データD(n)、すなわち、 D  (n  )=F  (n  )−FYa  (n
  )  ・  (10)を算出し、出力する。この第
(10)式に前記第(9)式を代入し、整理すると、 D(n)−(F(n−2>−3F(n−1)+4F (
n ) −3F (n +1 ) +F (n +2)
 )/4・・・(11) なる式が得られる。残差データ発生回路11は、この第
(11)式の演算を行って残差データD(n )を求め
、出力する。
This will be explained with reference to (b). First, in FIG. 3(A), the musical tone signal F([) of a natural musical instrument is converted into lean-pulling data F (n) by ADCl, and is supplied to the residual data generation circuit 11. Residual data generation circuit 11
corresponds to the predicted data generation circuit 2 and the subtraction circuit 3 in FIG.
(n) to the aforementioned predicted data FYa (n)
Residual data D(n) after subtracting , that is, D(n)=F(n)−FYa(n
) ・Calculate and output (10). Substituting the above equation (9) into this equation (10) and rearranging, we get D(n)-(F(n-2>-3F(n-1)+4F (
n ) -3F (n +1) +F (n +2)
)/4...(11) The following formula is obtained. The residual data generation circuit 11 calculates the residual data D(n) by calculating the equation (11), and outputs the residual data D(n).

すなわち、残差データ発生回路11において、符号12
〜16は各々クロックパルスφによってトリガされるD
FF (ディレィフリップフロップ)であり、これらの
0FF12〜16にはクロックパルスφに従ってサンプ
リングデータF (n )が順次読込まれる。各DFF
I 2〜16の出力は各々、東鋒器17〜21に供給さ
れて「1/4J。
That is, in the residual data generation circuit 11, the code 12
~16 are each D triggered by a clock pulse φ
These are FFs (delay flip-flops), and sampling data F (n) is sequentially read into these 0FFs 12 to 16 in accordance with a clock pulse φ. Each DFF
The outputs of I2-16 are supplied to Dongfengki 17-21, respectively, and the outputs are "1/4J.

r−3/4J、  rlJ、  r−3/4J、  r
1/4Jが1され、各乗算結果が加算器22において加
Qされ、残差データD (n )として出力される。
r-3/4J, rlJ, r-3/4J, r
1/4J is set to 1, and each multiplication result is Q-added in an adder 22 and output as residual data D (n).

なお、乗算器17〜21はデータシフト回路、加Q器等
により簡単に構成することができる。しかして、ナンブ
リング時刻t(n+2>において、DFFI 2〜16
には各々サンプリングデータF(n +2)、 F (
n +1)、 F (n >、 F (n −1)、F
(n−2)が読込まれ、したがって、加算器22から第
(11)式の残差データD (n )が出力される。な
お、この残差データ発生回路11の構成は、ディジタル
フィルタの一種である直線位相FIRフィルタの構成と
同一である。
Note that the multipliers 17 to 21 can be easily constructed using data shift circuits, Q adders, and the like. Therefore, at numbering time t(n+2>, DFFI 2 to 16
respectively have sampling data F(n +2) and F(
n +1), F (n >, F (n -1), F
(n-2) is read, and therefore, the adder 22 outputs the residual data D (n) of equation (11). The configuration of this residual data generation circuit 11 is the same as that of a linear phase FIR filter, which is a type of digital filter.

次に、加算器22から出力された残差データD(n)は
減算器23の■入力端へ供給される。減算器23は、そ
の■入力端へ供給されるデータからθλ入力端供給され
るデータを減算し、この減算結果を残差差データE (
n )として出力する。
Next, the residual data D(n) output from the adder 22 is supplied to the input terminal (2) of the subtracter 23. The subtracter 23 subtracts the data supplied to the θλ input terminal from the data supplied to the ■ input terminal, and converts this subtraction result into residual difference data E (
n).

づ”なりち、この減算器23は加算器22から出力され
る残差データD (n )から1周期(楽音信号F (
t )の1周期)前の残差データD (n )を減算す
る回路であり、そのe入力端へはシフトレジスタ24の
出力データがアンドゲート25を介して供給される。シ
フトレジスタ24は残差データD (n )を1周期間
保持するためのレジスタで、1周期内のサンプル点数に
等しいステージを有し、入力端INへ供給される残差デ
ータD (n )をクロックパルスφに基づいて順次読
込む。読込まれたデータD(0)は、シフトレジスタ2
4内において順次シフトされ、1周期経過後に出力端Q
がら出力される。
This subtracter 23 calculates one period (musical tone signal F (n) from the residual data D (n) output from the adder 22).
This is a circuit for subtracting the residual data D (n) one period before t), and the output data of the shift register 24 is supplied to its e input terminal via an AND gate 25. The shift register 24 is a register for holding the residual data D (n) for one cycle, and has stages equal to the number of sample points in one cycle, and holds the residual data D (n) supplied to the input terminal IN. Read sequentially based on clock pulse φ. The read data D(0) is transferred to shift register 2.
4, and after one period, the output terminal Q
is output.

しかして、楽音信号F (t )の第1周期T1(第4
図参照)においては、信号ICが“1゛′信号となる。
Therefore, the first period T1 (fourth period T1) of the musical tone signal F (t)
(see figure), the signal IC becomes a "1" signal.

これにより、インバータ27から“0″信号が出力され
、アンドゲート25からデータrOJが出力される。こ
の結果、加算器22から出力された残差データD(n)
+はそのまま減算器23から残差差データE(n)+と
じて出力される。そして、この残差差データE (n 
)+ は順次メモリM1.:I込まれると共に、加算器
28へ供給される。加算器28は、残差差データE (
n )+  (=D (11)+ )とアンドゲート2
5の出力データ「0」とを加算し、この加算結果、すな
わち残差データD(n)+を順次シフトレジスタ24の
入力端INへ供給する。この残差データD (n )l
は順次シフトレジスタ24内に読込まれる。
As a result, the inverter 27 outputs a “0” signal, and the AND gate 25 outputs data rOJ. As a result, the residual data D(n) output from the adder 22
+ is directly output from the subtracter 23 as residual data E(n)+. Then, this residual difference data E (n
)+ are sequential memories M1. :I and is also supplied to the adder 28. The adder 28 adds residual difference data E (
n )+ (=D (11)+ ) and AND gate 2
5 is added to the output data "0", and the addition result, that is, the residual data D(n)+ is sequentially supplied to the input terminal IN of the shift register 24. This residual data D (n)l
are sequentially read into the shift register 24.

次に、第2周期T2においては、信号ICが“OII倍
信号立下る。なお、信号ICは、以後連続的に“O′”
信号状態を保つ。信号ICが“0″信号になると、アン
ドゲート25が開状態となり、シフトレジスタ24内の
残差データD(n)+が同アンドゲート25を介して減
算器23の○入力端および加算器28の入力端へ供給さ
れる。この結果、第2周期T2においては、減算器23
から、E(n)2=D(n)2−D(n)+−(12>
なる残差差データE(n)2が出力され、このデータE
(n)zがメモリMに書込まれ、また、加算器28から
、 E(11)2  +D(n)I=D(n>2   D(
n)+  +[)  (n  )+  =D  (n 
 )2−(13)なるデータ、すなわち残差データD(
n)zが出力され、この残差データD(n>2がシフト
レジスタ24内に順次読込まれる。
Next, in the second period T2, the signal IC falls as the "OII times signal".
Maintain signal status. When the signal IC becomes a "0" signal, the AND gate 25 becomes open, and the residual data D(n)+ in the shift register 24 is passed through the AND gate 25 to the O input terminal of the subtracter 23 and the adder 28. is supplied to the input terminal of As a result, in the second period T2, the subtracter 23
From, E(n)2=D(n)2−D(n)+−(12>
Residual difference data E(n)2 is output, and this data E
(n)z is written to memory M and also from adder 28: E(11)2 +D(n)I=D(n>2 D(
n)+ +[) (n)+ =D (n
)2-(13), that is, the residual data D(
n)z is output, and this residual data D(n>2) is sequentially read into the shift register 24.

以下、同様の過程が繰返えされ、これにより、メモリM
内に残差差データE(n)+、E(n)2、・・・が順
次書込まれる。
Thereafter, the same process is repeated, and as a result, the memory M
Residual difference data E(n)+, E(n)2, . . . are sequentially written within.

なお、第3図(イ)の下半部の回路は第6図のように構
成することも可能である。この第6図の構成によれば第
3図(イ)における加算器28を省略することができる
Note that the circuit in the lower half of FIG. 3(A) can also be configured as shown in FIG. 6. According to the configuration shown in FIG. 6, the adder 28 in FIG. 3(a) can be omitted.

次に、第3図(ロ)において、メモリMから読出された
残差差データE (n )は加算器31の一方の入力端
へ供給される。なお、メモリMの読出しは勿論クロック
パルスφのタイミングで行われる。加算器31およびシ
フトレジスタ32は残差差データE (n )を残差差
データD (n ’)に戻すためのものである。すなわ
ら、まずメモリMから第1周期T1の各残差差データE
(n>+(=D(n)1)が読出されるタイミングにお
いては、信号ICが゛1パ信号となり、したがってイン
バータ33から゛O″信号が出力され、アンドゲート3
4からデータ「0」が出力される。ぞして、このデータ
「0」が加算器31の他方の入力端へ供給される。これ
により、加算器31から残差データD(II)+が出力
されサンプリングデータ再生回路35およびシフトレジ
スタ32へ供給される。シフトレジスタ32は前述した
シフトレジスタ24(第3図(イ))と同一構成であり
、供給された各残差データD (n ) +を順次読込
み、シフトし、1周明後に出力端Qから出力する。次に
、メモリMから第2周期T2の各残差差データF(n)
2が出力されるタイミングにおいて信号ICが“OII
倍信号なる。以後、この信号ICはII OII倍信号
状態を続ける。上記タイミングにおいて信号ICが゛O
″信号になると、アントゲ−]・34が開状態となり、
シフトレジスタ32内の残差データD(n)+がアンド
ゲート34を介して加算器31の他方の入力端へ順次供
給される。
Next, in FIG. 3(b), the residual difference data E (n) read from the memory M is supplied to one input terminal of the adder 31. Note that reading from the memory M is of course performed at the timing of the clock pulse φ. The adder 31 and the shift register 32 are for returning residual difference data E (n) to residual difference data D (n'). That is, first, each residual difference data E of the first period T1 is stored from the memory M.
At the timing when (n>+(=D(n)1) is read out, the signal IC becomes the ``1'' signal, so the inverter 33 outputs the ``O'' signal, and the AND gate 3
Data "0" is output from 4. This data “0” is then supplied to the other input terminal of the adder 31. As a result, residual data D(II)+ is output from the adder 31 and supplied to the sampling data reproducing circuit 35 and the shift register 32. The shift register 32 has the same configuration as the shift register 24 described above (FIG. 3 (a)), and sequentially reads each supplied residual data D (n) +, shifts it, and outputs it from the output terminal Q after one cycle. do. Next, each residual difference data F(n) of the second period T2 is stored in the memory M.
At the timing when 2 is output, the signal IC becomes “OII
It becomes a double signal. Thereafter, this signal IC continues to be in the II OII signal state. At the above timing, the signal IC is
``When the signal comes, Antogame]・34 becomes open,
The residual data D(n)+ in the shift register 32 is sequentially supplied to the other input terminal of the adder 31 via the AND gate 34.

これにより、加算器31から、 E  (n  )2  +D  (n  )I  =D
  (n  )2 −D  (n+  )十D  (n
  )+  =D (n  )z ・=(14)なるデ
ータ、すなわち残差データD(n)2が出力され、この
残差データD(n>2がサンプリングデータ再生回路3
5へ供給されると共に、シフトレジスタ32に順次読込
まれる。以下、同様の動作が繰返えされ、これによりサ
ンプリングデータ再生回路35へ残差データD(n)+
、D(n)2、・・・が順次供給される。
As a result, from the adder 31, E (n)2 +D (n)I =D
(n)2-D (n+)10D (n
)+ =D (n)z ・=(14), that is, residual data D(n)2 is output, and this residual data D(n>2 is output to the sampling data reproducing circuit 3.
5 and sequentially read into the shift register 32. Thereafter, the same operation is repeated, and as a result, the residual data D(n)+ is sent to the sampling data reproducing circuit 35.
, D(n)2, . . . are sequentially supplied.

サンプリングデータ再生回路35は、残差データD (
n )からサンプリングデータF (n )を再生する
回路である。残差データD (n )は、前述した第(
11)式に基づいて作成されている。この第〈11)式
を変形すると、 F (n +2) =−F (n −2) +3F (
n −1)=4F (n ) +3F (n +1 >
 +4D (n )・・・(15) なる式が得られる。サンプリングデータ再生回路35は
この第(15)式に基づいてサンプリングデータF (
n )を再生する。
The sampling data reproducing circuit 35 generates residual data D (
This circuit reproduces sampling data F (n ) from F (n ). The residual data D (n) is the aforementioned (
11) It is created based on Eq. Transforming this equation (11), we get F (n +2) = -F (n -2) +3F (
n −1)=4F (n) +3F (n +1 >
+4D (n) (15) The following formula is obtained. The sampling data reproducing circuit 35 reproduces the sampling data F (
n).

以下詳述すると、サンプリングデータ再生回路35にお
いて、符号)36〜39はDFF、40〜44は乗算器
、45は加算器である。いま、加算器31から残差デー
タD(2)が出力された時点を考える。また、この時点
でDFF39〜36に各々リーンプリングデータF (
n )の初期値F(0)、 F (1)、 F (2)
、 F (3)が各々記憶されているとする。この場合
、上述した初期値F(0)〜F(3)に各々、乗算器4
4〜41において係数r−IJ、r3J、r−41,r
3jが乗頻され、この乗り結果が加算器45へ供給され
る。また、残差データD(2)には、乗算器40におい
て係数「4」が乗締され、この乗算結果が加算器45へ
供給される。この結果、残差データD(2)が加算器3
′1から出力された時点において、加算器45の出力デ
ータが、 −F(0)+3F(1)−4F(2)+3F(3,) 
+4D (2>・・・(16)となる。このデータは第
(15)式から明らかなように、曇ナンブリングデータ
F(4)である。すなわち、残差データD(2)が加算
器31から出力されると、加算器45からサンプリング
データF(4)が出力され、DAC46およびDFF3
6の入力端へ供給される。次に、クロックパルスφの1
ビツトタイム後に加算器31から残差データD(3)が
出力されると、この時点で0FF36〜39に各々デー
タF(4)〜F(1)が読込まれることから、加算器4
5から、 −F (1) +3F (2)−4F (3) +3F
(4)+4D (3)・・・(17) なるデータ、すなわちサンプリングデータF(5)が出
力される。以下、加算器31から残差データD(4)、
D(5)・・・が順次出力されると、上述した場合と同
様にして加算器45からサンプリングデータF(6)、
F(7)・・・が順次出力され、DAC46へ供給され
る。これにより、DAC46の出力として、自然楽器の
楽音信号F(t)と同一の信号が得られる。なお、上述
したサンプリングデータ再生回路35はディジタルフィ
ルタの一種であるIIRフィルタと同一構成である。
To explain in detail below, in the sampling data reproducing circuit 35, 36 to 39 are DFFs, 40 to 44 are multipliers, and 45 is an adder. Now, consider the point in time when the adder 31 outputs the residual data D(2). Also, at this point, lean pulling data F (
n) initial values F(0), F(1), F(2)
, F (3) are respectively stored. In this case, each of the above-mentioned initial values F(0) to F(3) is
4 to 41, coefficients r-IJ, r3J, r-41, r
3j is multiplied by the frequency, and the multiplication result is supplied to the adder 45. Further, the residual data D(2) is multiplied by a coefficient “4” in the multiplier 40, and the result of this multiplication is supplied to the adder 45. As a result, the residual data D(2) is transferred to the adder 3.
'1, the output data of the adder 45 is -F(0)+3F(1)-4F(2)+3F(3,)
+4D (2>...(16). As is clear from equation (15), this data is cloud numbering data F(4). That is, the residual data D(2) is 31, sampling data F(4) is output from the adder 45, and the DAC 46 and DFF3
6 input terminal. Next, 1 of the clock pulse φ
When residual data D(3) is output from the adder 31 after the bit time, data F(4) to F(1) are read into 0FFs 36 to 39 at this point, so the adder 4
From 5, -F (1) +3F (2) -4F (3) +3F
(4)+4D (3)...(17) Data, that is, sampling data F(5) is output. Below, the residual data D(4) from the adder 31,
When D(5)... are sequentially output, the adder 45 outputs the sampling data F(6),
F(7)... are sequentially output and supplied to the DAC 46. As a result, a signal identical to the musical tone signal F(t) of a natural musical instrument is obtained as the output of the DAC 46. Note that the above-described sampling data reproducing circuit 35 has the same configuration as an IIR filter, which is a type of digital filter.

以上が第2実施例の詳■lである。なお、前jホした第
1の実施1ケ1においては予測データFY(n)を過去
のデータF(n−1)J5よび未来のデータF (11
−1−1>から求め、また、上記第2の実施例におい−
(は子IIIリデータFYa  (n )を過去のデー
タF (n−2)、 F (n−1>および未来のデー
タF (n−1−1>、 F (n +2>から求めた
が、この予測データを例えば過去のデータのみから求め
てもよい。
The above is the details of the second embodiment. In addition, in the first implementation 1-1 described above, the prediction data FY(n) is transformed into the past data F(n-1)J5 and the future data F (11
-1-1>, and in the second embodiment above -
(The child III redata FYa (n) was obtained from the past data F (n-2), F (n-1>) and the future data F (n-1-1>, F (n +2>), but this For example, the predicted data may be obtained only from past data.

また、第3図(ロ)の説明においては、楽音再生開始時
においてDFF39〜36に各々サンプIJ ングデー
タF (n )の初期値F(O)〜F(3)が記Jc1
されているものとしたが、楽音再生時においてDFF3
9〜36を各々リセットしてもよい。
In addition, in the explanation of FIG. 3(b), initial values F(O) to F(3) of sampling data F(n) are recorded in DFFs 39 to 36, respectively, at the start of musical tone reproduction.
However, when playing music, DFF3
9 to 36 may be reset respectively.

この場合、立上りの数データについてはサンプリングデ
ータF(0)を正しく再生することができないが、それ
以後については正しく再生することができる。
In this case, the sampling data F(0) cannot be correctly reproduced for the rising edge data, but the subsequent data can be correctly reproduced.

また、上記実施例においては、残差差データE(n)を
、各周期の残差データD (n )と1周期前の残差デ
ータD (n )との差を求めることにより得ているが
、これに限らず、任意の周期前(例えば、2周yA航や
1/2周期前)の残差データD(n)との差から求める
ようにしてもよい。このためには、第3図(イ)および
(ロ)のシフトレジスタ24および32のステージ数を
所定周期内のサンプル点数に対応して設定すればよい。
Furthermore, in the above embodiment, the residual data E(n) is obtained by calculating the difference between the residual data D (n) of each cycle and the residual data D (n) of one cycle before. However, the present invention is not limited to this, and it may be determined from the difference from the residual data D(n) from an arbitrary cycle before (for example, two cycles yA or 1/2 cycle before). For this purpose, the number of stages of the shift registers 24 and 32 in FIGS. 3(a) and 3(b) may be set in accordance with the number of sample points within a predetermined cycle.

この場合、シフトレジスタ24.32の代わりに、RA
M等のメモリを用いて残差データD (n )を遅延す
るようにしてもよい。
In this case, instead of shift register 24.32, RA
The residual data D (n) may be delayed using a memory such as M or the like.

ところで、上述した第1.第2の実施例において、特別
の回路を付加すればメモリMに記憶させるべきデータ量
をさらに減らすことが可能となる。
By the way, the above-mentioned 1. In the second embodiment, the amount of data to be stored in the memory M can be further reduced by adding a special circuit.

すなわち、メモリMに記憶させるべき残差データD (
n )または残差差データE (+1 )を更に5ha
nnon −F ar+6m1−ドまたはHuffm’
an=+−ドに変換してメモリMに記憶させればよい。
That is, the residual data D (
n ) or residual difference data E (+1) for another 5 ha.
nnon -F ar+6m1-de or Huffm'
It is sufficient to convert it into an=+- code and store it in the memory M.

以下に、Huffmanコードについて簡単に説明する
。例えば第1実施例において、残差データD(n)の各
値(0,±1.±2・・・)の発生確立は各々異なって
いる。トl uffmanコードはこの発生確立に6目
したコードであり、発生確立が大きいデータに対して少
いビット数のコードを割当てるようにしたものである。
The Huffman code will be briefly explained below. For example, in the first embodiment, the probability of occurrence of each value (0, ±1, ±2, . . . ) of the residual data D(n) is different. The toll uffman code is a code that takes into account the probability of occurrence, and is designed to allocate a code with a small number of bits to data with a high probability of occurrence.

なお、5hannon −F anoコードも同様の考
え方による。第1表は、残差データD(n)(7)値と
、Hunman:+−ドHCとの関係の一例を示寸表で
ある。
Note that the 5hannon-Fano code is based on the same idea. Table 1 is a size table showing an example of the relationship between the residual data D(n)(7) value and Hunman:+-do HC.

第1表 この第1表において、「発生確立」はある自然楽器の楽
音信号をモデルにして測定した値である。
Table 1 In Table 1, "probability of occurrence" is a value measured using a musical tone signal of a certain natural musical instrument as a model.

また、「その他」とは残差データD (n )が+4以
」ニ、または−4以下の場合であり、この場合は、@ 
uffmanコートHC”○○01 ”に実際の残差デ
ータD(n)(例えば、8ピツト)を付加する。
In addition, "other" means the case where the residual data D (n) is +4 or more, or -4 or less; in this case, @
Add the actual residual data D(n) (for example, 8 pits) to the uffman coat HC "○○01".

しかして、このHuffmanコードを第1の実施例に
適用する場合は、第1図(イ)に示す破線H1の位置に
エンコーダを挿入し、残差データD(n)を第1表に示
すHunmanコードHCに変換した後メモリMに書込
む。また、第1図(ロ)に示す破線H2の位置にデコー
ダを挿入し、メモリMから読出されたHuffmanコ
ードHCによるデータをもとの残差データD (n )
に戻す。第3図(イ)。
Therefore, when applying this Huffman code to the first embodiment, an encoder is inserted at the position of the broken line H1 shown in FIG. After converting to code HC, it is written to memory M. In addition, a decoder is inserted at the position of the broken line H2 shown in FIG.
Return to Figure 3 (a).

(ロ)についても同様である。なお、このHLlffI
Ilanコードの使用により、メモリM1.:fi込む
べきデータ量を約3/8とすることができる。
The same applies to (b). In addition, this HLlffI
By using the Ilan code, memory M1. :fi The amount of data to be loaded can be reduced to about 3/8.

次に、第3図(イ〉に示す回路の実験結果について説明
する。第7図(イ)〜(ハ)は各々、楽音信号F(t)
をパイプオルガンのトランペット音(8’ −G4 :
392Hz )とし、また、クロックパルスφの周波数
、すなわちサンプリング周波数を35KHzとし、そし
て、サンプリングデータF(n)(12ピツト)、残差
データD (n )、残差差データE (n )の多値
の変化をクロックパルスφに対応して逐次表示した図で
ある。この図から明らかなように、残差データD (n
 )の1直はサンプリングデータF (n )の値より
はるかに小となり、また、第2周期日以降の残差差デー
タE(11>の値は残差データD (n )の値よりさ
らに小となる。第8図は第7図(ハ)に示す残差差デー
タE(+1)の各饋の発生状態を示す図であり、この図
は楽畠信号F([)のダ1上りから512サンプル点の
間に発生した残差差データE (n )の各饋の発生回
数を示している。例えば、E (n )=Oは33回、
E(n)−1は40回、 E (n )−2は34回、
E(n)=−1は58回、 E (n )−一2は28
回発生している。またこの図において、+10以上また
は一10以下の圃は楽音信号F(【)の第1周期日にお
いて発生した値であり、第2周期日以降においてこのよ
うな大きい値のデータE(+1)が発生することはほと
んどない。なお、残差差データE(0)が第1周期日に
おいて比較的大きな1ヒ1をとるのは、前述したように
、第1周期日においてはそれより前の周期がないので、
残差データD(n)をそのまま残差差データE(n)と
しているからである。
Next, the experimental results of the circuit shown in Fig. 3 (A) will be explained. Figs. 7 (A) to (C) show the musical tone signal F(t)
Pipe organ trumpet sound (8'-G4:
392Hz), the frequency of the clock pulse φ, that is, the sampling frequency, is 35KHz, and the sampling data F(n) (12 pits), residual data D(n), and residual difference data E(n) It is a diagram in which changes in values are sequentially displayed in response to clock pulses φ. As is clear from this figure, the residual data D (n
) is much smaller than the value of the sampling data F (n), and the value of the residual difference data E (11>) after the second cycle day is even smaller than the value of the residual data D (n). FIG. 8 is a diagram showing the generation state of each of the residual error data E(+1) shown in FIG. It shows the number of occurrences of each of the residual data E (n) that occurred between 512 sample points. For example, E (n) = O is 33 times,
E(n)-1 is 40 times, E(n)-2 is 34 times,
E(n)=-1 is 58 times, E(n)-1 is 28 times
It has occurred twice. Also, in this figure, fields of +10 or more or -10 or less are values that occur on the first cycle day of the musical tone signal F ([), and such large value data E (+1) occurs on and after the second cycle day. It rarely occurs. Note that the reason why the residual difference data E(0) takes a relatively large value of 1hi1 on the first cycle day is because, as mentioned above, there is no previous cycle on the first cycle day.
This is because the residual data D(n) is directly used as the residual data E(n).

なお、第3図(イ)におけるDFFl 2〜16を初期
状態においてリセットしている。また、パイプオルガン
のトランペット音を実験対象とした理由は、高調波成分
が多く波形に変化が多いからである。
Note that the DFF1s 2 to 16 in FIG. 3(a) are reset to the initial state. In addition, the reason why the trumpet sound of a pipe organ was used as the subject of the experiment is that it contains many harmonic components and has many changes in waveform.

〔応用例〕[Application example]

次に、前述した第1実施例による楽音信号発生装置の応
用例を説明する。第7図は同楽音信号発生装置を適用し
た電子楽器の構成例を示ずブロック図である。この図に
おいて、残差メモリMには、例えば各音色(ピアノ音、
フルート音等)毎に、かつ各音高毎に、楽音信号F(t
)の立上りから終了に至るまでの全波形についての残差
データD(n)が記憶されている。そして、音色選択部
50によっていずれかの音色が選択されると、音色選択
部50の出力データTCによって、その音色に対応する
残差データD (n )が記憶されているメEすMの記
憶エリアが指定される。次に、鍵盤51のいずれかの鍵
が押下されると、押鍵検出部52がこれを検知し、押下
された鍵のキー」−ドKCを出力J−ると共に、キーオ
ン信号KONを出力Jる。このキーオン信号KONは同
鍵が押下されている間“1″信号を続ける。アドレス発
生器53は、押鍵検出部52から出力されたキーコード
KCをλ・j応するアドレスデータAD1に変換して残
差メモリMへ出力し、また、キーオン信号KONが゛1
″1回転立上った時点以降、0,1゜2・・・と逐次変
化するアドレスデータADDを残差メモリMへ出力する
。アドレスデータAD1が残差メモリM/\供給される
と、前述したデータTOによって指定されている記憶エ
リア内のアドレスデータADIに対応する領域が指定さ
れる。この領域は、畠色;パ択部5oによって選択され
た音色を有し、押鍵検出部52から出力されたキーコー
ドK Cの畠に:1をイ1する楽音信号F([)の残差
データD (n )が記憶されている領域である。そし
て、アドレスデータADDが残差メモリMへ供給される
と、該領域の相対アト120番地内の残差データD (
n )から順次読出され、サンプリングデータ再生回路
5へ順次供給される。これにより、サンプリングデータ
再生回路5からサンプリングデータF (n )が順次
出力され、出力されたデータ「(n)がDAC6によっ
て楽音信号(アナログ信号)に変換され、サウンドシス
テム54へ供給される。サウンドシステム54は、供給
された楽音信号を増幅し、スピーカから楽音として発音
する。
Next, an application example of the musical tone signal generating device according to the first embodiment described above will be explained. FIG. 7 is a block diagram showing an example of the configuration of an electronic musical instrument to which the musical tone signal generating device is applied. In this figure, the residual memory M stores, for example, each tone (piano tone,
The musical tone signal F(t
) residual data D(n) for all waveforms from the rise to the end are stored. When one of the timbres is selected by the timbre selection section 50, the output data TC of the timbre selection section 50 causes the memory of the memory M in which the residual data D(n) corresponding to that timbre is stored. Area is specified. Next, when any key on the keyboard 51 is pressed, the key press detection section 52 detects this and outputs the key "-do KC" of the pressed key and also outputs the key-on signal KON. Ru. This key-on signal KON continues to be a "1" signal while the key is pressed. The address generator 53 converts the key code KC output from the key press detection unit 52 into address data AD1 corresponding to λ·j and outputs it to the residual memory M.
``After one revolution, the address data ADD that changes sequentially as 0, 1, 2, etc. is output to the residual memory M. When the address data AD1 is supplied to the residual memory M/\, the above-mentioned The area corresponding to the address data ADI in the storage area specified by the data TO is designated. This is the area in which the residual data D (n) of the musical tone signal F ([) with the key code KC outputted is stored.Then, the address data ADD is transferred to the residual memory M. When supplied, the residual data D (
n), and are sequentially supplied to the sampling data reproducing circuit 5. As a result, the sampling data F (n) is sequentially output from the sampling data reproducing circuit 5, and the output data "(n) is converted into a musical tone signal (analog signal) by the DAC 6 and supplied to the sound system 54.Sound The system 54 amplifies the supplied musical tone signal and produces a musical tone from a speaker.

なお、ビブラート等のピッチ変化を発生楽音に付ける場
合は、アドレスデータADDの出力タイミングを変化さ
せればよい。この場合、サンプリングデータ再生回路5
内のデータ処理もアドレスデータADDの出力タイミン
グに同期させる。また、残差データD (n )を各音
高毎に記憶させるのではなく、全音高共通に1組の残差
データD(n)を記憶させ、あるいは複数の音高毎に各
1組の残差データD (n )を記憶させる場合は、ア
ドレスデータADDの出力タイミングを、キーコードK
Cに夕・j応づ−る速瓜とすればよい。
In addition, when adding a pitch change such as vibrato to the generated musical tone, the output timing of the address data ADD may be changed. In this case, the sampling data reproducing circuit 5
The data processing within is also synchronized with the output timing of address data ADD. Also, instead of storing residual data D(n) for each pitch, one set of residual data D(n) is stored for all pitches, or one set for each pitch is stored. When storing the residual data D (n), the output timing of the address data ADD is set using the key code K.
You can use ``quick melon'', which corresponds to ``C'' and ``J''.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したJ、うに、この発明によれば残差データま
た(よ残差データに対応するデータを予めメEりに記1
03Uでおぎ、このメモリ内のデータを読出し一〇楽音
信号を発生(形成)するようにしたので、従来に比較し
メモリ容量を大幅に削減することができ、しかも元の波
形を忠実に再現することができる効果がある。
According to the present invention, the residual data or the data corresponding to the residual data are recorded in advance in the memory as described above.
03U, the data in this memory is read out and a musical tone signal is generated (formed), so the memory capacity can be significantly reduced compared to the conventional method, and the original waveform can be faithfully reproduced. There is an effect that can be done.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明に関する第1の実施例の構成を示すブ
ロック図、第2図は同実施例における予測データFY 
(n )および残差データD(0)を説明するための図
、第3図はこの発明に関する第2の実施例の構成を示す
ブロック図、第4図は同実施例におレノる残差差データ
E (n )を説明するための図、第5図は同実施例に
おける予測データFYa  (n >を説明するための
図、第6図は第3図(イ)に示す回路の他の構成例を示
すブロック図、第7図、第8図は各々第3図(イ)に示
す回路の実験結果の一例を示す図、第9図は第1図に示
す第1実施例を適用した電子楽器の構成を示ずブロック
図である。 5.35・・・・・・サンプリングデータ再生回路、M
・・・・・・メモリ。 第1図 第 3 図  Cイ) 第3図 C111J 第4図 第5図 11−+   + c   e   −5cニ 第8図 第9図 引 コ5         M
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing predicted data FY in the same embodiment.
(n) and residual data D(0), FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of a second embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a diagram for explaining the residual data D(0). FIG. 5 is a diagram for explaining the difference data E (n), FIG. 5 is a diagram for explaining the predicted data FYa (n >) in the same example, and FIG. 6 is a diagram for explaining the other circuit shown in FIG. 3 (A). A block diagram showing a configuration example, FIGS. 7 and 8 are diagrams showing an example of experimental results of the circuit shown in FIG. 3 (A), and FIG. 9 is a block diagram showing an example of the circuit shown in FIG. 1. It is a block diagram without showing the configuration of the electronic musical instrument. 5.35... Sampling data playback circuit, M
······memory. Figure 1 Figure 3 C) Figure 3 C111J Figure 4 Figure 5 11-+ + c e -5c Figure 8 Figure 9 Pull 5 M

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)(a)楽音波形をサンプリングして得たサンプリ
ングデータと複数の前記サンプリングデータから算出し
た予測データとの差である残差データ、またはこの残差
データに対応するデータが記憶されたメモリと、 (b)前記メモリ内のデータを読出し、この読出したデ
ータに基づいて前記サンプリングデータを再生する再生
手段と を具備し、 前記再生手段によって再生された前記サンプリングデー
タに基づき楽音信号を発生するようにしてなる楽音信号
発生装置。
(1) (a) A memory in which residual data, which is the difference between sampling data obtained by sampling a musical sound waveform and predicted data calculated from a plurality of said sampling data, or data corresponding to this residual data, is stored. and (b) reproducing means for reading data in the memory and reproducing the sampling data based on the read data, and generating a musical tone signal based on the sampling data reproduced by the reproducing means. A musical tone signal generating device constructed as follows.
(2)前記残差データに対応するデータは、そのサンプ
リング点における残差データと、所定周期前のサンプリ
ング点における残差データとの差である特許請求の範囲
第1項記載の楽音信号発生装置。
(2) The musical tone signal generating device according to claim 1, wherein the data corresponding to the residual data is the difference between the residual data at the sampling point and the residual data at the sampling point a predetermined period before. .
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