JPS62129894A - 波形発生装置 - 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】 ［発明の技術分野］ 本発明は波形発生装置に関するものである。

［従来技術］ 従来、出力される楽音信号の高調波成分をカットしたり
逆に高調波成分を強調したりするには。

アナログフィルタ回路やデジタルフィルタ回路を用いて
、楽音信号につきリアルタイムでフィルタをかける等し
ていた。

［従来技術の問題点］ しかしながら、上記のものではフィルタ回路が特別に必
要であり、部品点数が増えてしまうという問題点があり
、さらにデジタルフィルタ回路では、アナログ楽音信号
をＡ−Ｄ変換して遅延等の演算処理を行ってからＤ−Ａ
変換するため、フィルタ処理に時間がかかるという問題
点があった。

［発明の目的］ この発明は上述した事情に鑑みてなされたもので、その
目的とするところは、フィルタ回路を一切用いなくとも
フィルタ効果のかかった楽音を放音させることができる
波形発生装置を提供しようとするものである。

［発明の要点］ この発明は上述した目的を達成するために、波形記憶手
段からの各波形データにつきフィルタ演算処理を行い、
この演算結果データを記憶手段に記憶させ、この記憶手
段からの上記演算結果に基づいて楽音を作成放音するよ
うにしたことを要点とするものである。

［実施例の構成］ 以下、本発明の一実施例につき図面を参照して詳述する
。

第１図は波形発生装置の全体回路図であり、図中１０は
スイッチ入力部であり、このスイッチ入力部１０には外
部から入力される音声をサンプリング処理して記憶させ
るためのサンプルキ−１このサンプル記憶された音声に
フィルタ処理を行うためのフィルタキー、このフィルタ
処理された音声につき音階をつけて楽音として放音させ
る音階キーのほか、各種音色、リズム、コード等を指定
するためのキーが設けられている。

上記サンプルキーによるサンプル処理時には、マイク３
２より入力される外部音声の音声信号がアンプ１８を介
して増幅され、フィルタ１９で音色制御され、Ａ／Ｄ変
換器２０でデジタル信号に変換されてＡ／Ｄデータセッ
ト部２１で所定周期ごとにサンプリングされた波形デー
タがデータセレクト部１３を介して波形ＲＡＭＩＩに書
き込まれていく。

上記フィルタキーによるフィルタ処理時には、上記波形
ＲＡＭＩＩに書き込まれた波形データが１ステツプずつ
読み出され、データセレクト部１３、データセット部１
７を介してＣＰＵＩに午えられ、ローパスやバイパス等
のフィルタ処理が行われて、そのフィルタ処理データは
再びデータセット部１７．データセレクト部１３を介し
、今度はフィルタＲＡＭ１２に書き込まれていく。

このフィルタ処理は、ローパスの場合は、あるアドレス
の波形データとその次のアドレスの波形データのモ均を
とって、波形の変化を平均化する形で行われ、バイパス
の場合は、あるアドレスの波形データとその次のアドレ
スの波形データの差をとって、その変化率に応じた微分
波形を得る形で行われる。

上記音階キーによる音階処理時には、上記フィルタＲＡ
Ｍ１２に書き込まれたフィルタ処理データが１ステツプ
ずつ読み出され、データセレクト部１３を介し、乗算器
２３でＣＰＵＩによってエンベロープセット部２２にセ
ットされたエンベロープデータが乗算され、Ａ／Ｄ変換
器２４．アンプ２５を介しスピーカ２６より楽音として
放音される。上述の各処理の場合、データセレクト部１
３での各データの送出先の選択は、ＣＰＵＩからのデー
タセレクト信号すによって行われる。

これら各処理にあたっての波形ＲＡＭＩＩ、フィルタＲ
ＡＭ１２へのアクセスに必要な各種アドレスデータは、
ＣＰＵＩによって汎用アドレスセット部２、リターンア
ドレスセット部３．スタートアドレスセット部４、エン
ドアドレスセット部５に夫々セットされる。汎用アドレ
スセット部２には、上記フィルタ処理にあたって、順次
インクリメントされていく波形ＲＡＭＩＩの読出アドレ
ス又はフィルタＲＡＭ１２の書込アドレスがセットされ
る。スタートアドレスセット部４には、上記サンプル処
理又は音階処理にあたっての、波形ＲＡＭＩＩの書込開
始（スタート）アドレス又はフィルタＲＡＭ１２の読出
開始（スタート）アドレスがセットされ、エンドアドレ
スセット部５には、同じく上記サンプル処理又は音階処
理にあたっての、波形ＲＡＭＩＩの書込最終（エンド）
アドレス又はフィルタＲＡＭ１２の読出最終（エンド）
アドレスがセットされる。リターンアドレスセット部３
には、上記音階処理にあたっての、フィルタＲＡＭ１２
からフィルタ処理データを繰り返し読み出す場合のフィ
ルタＲＡＭ１２の読出折返（リターン）アドレスがセッ
トされる。

上記汎用アドレスセット部２からのアドレスデータば、
そのままアドレスセレクト部６、ＲＡＭアドレスセット
部７を介して波形ＲＡＭＩ　１、フィルタＲＡＭ１２に
与えられる。リターンアドレスセット部３からのリター
ンアドレス又はスタートアドレスセット部４からのスタ
ートアドレスは、アドレスセレクト部６を介してＲＡＭ
アドレスセット部７にセットされた後、インクリメント
部８で順次インクリメントされて再びアドレスセレクト
部６を介してＲＡＭアドレスセット部７にセットされ、
波形ＲＡＭＩＩ、フィルタＲＡＭＩ２に与えられる。こ
の順次インクリメントされるアドレスは、−数回路９に
も与えられ、エンドアドレスセット部５からのエンドア
ドレスと一致すると一致信号ｊがＣＰＵＩに与えられ、
サンプリング書込が終了されたり、音階読出処理時のリ
ターンアドレスのセット又は再セットが行われたりする
。この場合、アドレスセレクト部６での各アドレスの選
択は、ＣＰＵＩからのアドレスセレクト信号ａによって
行われる。

上述のスタートアドレス又はリターンアドレスのインク
リメント周期、サンプル処理時のサンプリング周期は、
タイムカウンタ１４．基準値セット部１５．タイマー一
致回路１６によって決定される。基準値セット部１５に
は、上記インクリメント周期又はサンプリング周期に相
当する基準値がＣＰＵＩによってセットされてタイマー
−数回路１６に与えられ、タイムカウンタ１４からのタ
イムカウント値がこの基準値と一致するごとに。

タイマー−数回路１６より歩進信号Ｃが出力される。こ
の歩道信号Ｃは、アントゲ−）３１を介して上記Ａ／Ｄ
変換器２０にサンプル信号りとして与えられるとともに
、上記Ａ／Ｄデータセット部２１にラッチ信号ｉとして
与えられるほか、上記インクリメント部８にアドレスの
インクリメント信号として与えられ、さらにＲＡＭ制御
信号セレクト部２７に書込／読出タイミング信号ｇとし
て与えられる。このＲＡＭ制御信号セレクト部２７から
は、この書込／読出タイミング信号の印加に基づいて、
上記波形ＲＡＭＩＩ又はフィルタＲＡＭ１２に書込／読
出信号Ｒ／Ｗが出力される。この書込／読出信号Ｒ／Ｗ
の送出先の選択は、ＣＰＵ１からのＲＡＭセレクト信号
信号上って行われる。

一方、上記タイマー−数回路１６からの歩進信号Ｃは、
さらにＣＰＵＩに与えられるほか、オアゲート３０を介
して上記タイムカウンタ１４にクリア信号ｆとして与え
られる。このタイムカウンタ１４には、ＣＰＵＩからも
オアゲート３０を介してクリア信号ｆが与えられる。ま
た上記アンドゲート３１には、ＣＰＵ１からのサンプリ
ング作動信号ｅＫよって開成され、この信号ｅが与えら
れている時のみ、サンプリング書込が可能となる。

なお、ＣＰＵＩにはフィルタ処理にあたって必要なレジ
スタＡ、Ｂ、Ｃ，Ｅ、Ｆが設けられている。

［実施例の動作］ 次に本実施例の動作について述べる。

く全体処理〉 スイッチ入力部１０のパワースイッチ（図示せず）がオ
ンされると、ＣＰＵＩは第１図の各回路やＡ−Ｆのレジ
スタのイニシャライズ処理を行い（ステップＮ１）、ス
イッチ入力部ｌＯに対しキーサンプリングを行い（ステ
ップＮ２）、オンキーがあるとすると、そのキーがサン
プルキーであれば、第３図のサンプル処理、フィルター
キーであれば、第４図のフィルタ処理、音階キーであれ
ば、第５図の音階処理、これ以外のキーであれば、それ
に応じた処理を行う（ステップＮ３〜Ｎ７）。

〈サンプル処理〉 上記サンプル処理は第３図のフローチャートに基づいて
行われる。

すなわち、ＣＰＵ１は、スタートアドレスセット部４に
スタートアドレス、エンドアドレスセット部５にエンド
アドレスをセットして、波形ＲＡＭ１ｌの外部音の波形
データの書き込みエリアを指定しくステップＳ１）、ス
タートアドレスセット部４に対するアドレスセレクト信
号ａをアドレスセレクト部６に与え（ステップＳ２）、
スタートアドレスをＲＡＭアドレスセット部７にセット
させる。

次いで、ＣＰＵＩは、外部音のサンプリング時間に相当
する基準値を基準値セット部１５にセットしてタイムカ
ウンタ１４をクリアしくステップＳ３）、波形ＲＡＭＩ
Ｉに対するデータセレクト信号すをデータセレクト部１
３に与え（ステップＳ４）、Ａ／Ｄデータセット部２１
から波形ＲＡＭ１ｌへのパスラインを開かせる。

そして、ＣＰＵＩはサンプリング作動信号ｅをアントゲ
−）３１に与えて開成させ、タイマー一致回路１６から
の歩進信号ＣをＡ／Ｄ変換器２０、Ａ／Ｄデータセット
部２１に与えるようにする（ステップＳ５）、この歩進
信号Ｃは、タイムカウンタ１４のタイムカウント値が基
準値セット部１５のサンプリング周期に相当する基準値
に一致するごとに出力されるので、サンプリング周期信
号となり、Ａ／Ｄ変換器２０、Ａ／Ｄデータセット部２
１がサンプリングタイミングごとに駆動されるとともに
、インクリメント部８もサンプリングタイミングごとに
インクリメントされてスタートアドレスがエンドアドレ
スに向って歩進されていく。

この間に、マイク３２に与えられる外部音は、アンプ１
８、フィルタ１９を介し、Ａ／Ｄ変換器２０、Ａ／Ｄデ
ータセット部２１でサンプリングされ、その波形データ
がデータセレクト部１３を介して波形ＲＡＭＩＩに書き
込まれていく。

そして、インクリメント部８で歩進されるアドレスが、
エンドアドレスに一致すると、一致回路９よりＣＰＵＩ
に一致信号ｊが与えられる。すると、ＣＰＵＩは、エン
ドアドレスまでの外部音の波形データの書き込みが終っ
たことを判別しくステップＳ６）、サンプリング作動信
号ｅの出力を止め（ステップＳ７）、サンプリング書込
処理を終了させる。

こうして、波形ＲＡＭＩ　ｌに外部音の波形データが書
き込まれたことになる。

〈フィルタ処理〉 Ｅ記フィルタ処理は第４図のフローチャートに基づいて
行われるが、この第４図はローパスのフィルタ処理の例
を示すものである。

まずＣＰＵＩは、レジスタＥに波形ＲＡＭＩＩのスター
トアドレスをセット後、このスタートアドレスを汎用ア
ドレスセット部２にセットして。

汎用アドレスセット部２に対するアドレスセレクト信号
ａをアドレスセレクト部６に与え、汎用アドレスセット
部２のスタートアドレスをＲＡＭアドレスセット部７に
セットさせて、波形ＲＡＭ１１に対する読出開始アドレ
スを与える（ステップＦｌ−Ｆ４）、次いでｃＰＵｌは
、ＲＡＭ制御信号セレクト部２７を通じて波形ＲＡＭＩ
Ｉに読出信号Ｒを与え、データセット部１７に対十スデ
ータセレクト信号すをデータセレクト部１３に与えて、
波形ＲＡＭＩＩのスタートアドレスより読み出される波
形データをデータセット部１７を介してレジスタＡにセ
ットする（ステップＦ５〜Ｆ８）。

そして、いままだＲＡＭアドレスセット部７のアドレス
はスタートアドレスでエンドアドレスには達しておらず
、一致信号ｊは与えられないから、ＣＰＵＩは全波形デ
ータの読み出しが完了していないことを判別しくステッ
プＦ９）、上記レジスタＥのスタートアドレスを＋１し
たアドレスをレジスタＦにセット後、このアドレスを汎
用アドレスセット部２にセットして、汎用アドレスセッ
ト部２に対するアドレスセレクト信号をアドレスセレク
ト部６に与え、汎用アドレスセット部２のスタートアド
レスの次のアドレスをＲＡＭアドレスセット部７にセッ
トさせる。（ステップＦ１０−Ｆ１３）、次い−ｔ’ｃ
ＰＵ１は、ＲＡＭ制御信号セレクト部２７を通じて波形
ＲＡＭＩ　ｌに読出信号Ｒを与え、データセット部１７
に対するデ−タセレクト信号ｄをデータセレクト部１３
に与えて、波形ＲＡＭＩＩのスタートアドレスの次のア
ドレスより読み出される波形データをデータセット部１
７を介してレジスタＢにセットする（ステップＦ１４〜
Ｆ１７）。

次に、ＣＰＵＩは、レジスタＡのスタートアドレスの波
形データとレジスタＢのスタートアドレスの次の波形デ
ータとを加算して２で割り、両波形データの平均値を演
算算出しこれをフィルタデータ・とじてレジスタＣにセ
ットする（ステップＦ１８）。

こうして、波形ＲＡＭＩＩの各波形データは隣合う波形
データとの平均値とされ、波形の変化が平均化されてロ
ーパスのフィルタ処理が行われることになる。

そして、ＣＰＵＩは、再びレジスタＥのスタートアドレ
スを汎用アドレスセット部２にセットして、汎用アドレ
スセット部２に対するアドレスセレクト信号ａをアドレ
スセレクト部６に与え、汎用アドレスセット部２のスタ
ートアドレスをＲＡＭアドレスセット部７にセットさせ
、このスタートアドレスを今後はフィルタＲＡＭ１２の
書込開始アドレスとして与える（ステップＦ１９〜Ｆ２
１）０次いでＣＰＵＩは、上記レジスタＣのフィルタデ
ータをデータセット部１７にセットし。

フィルタＲＡＭ１２に対するデータセレクト信号すをデ
ータセレクト部１３に与えて、上記フィルタデータをフ
ィルタＲＡＭ１２に与えさせ、ＲＡＭ制御信号セレクト
部２７を通じてフィルタＲＡＭ１２に書込信号Ｗを与え
て、フィルタＲＡＭＩ２のスタートアドレスに上記フィ
ルタデータを書き込む（ステップＦ２２〜Ｆ２４）。

こうして、ローパスのフィルタデータがフィルタＲＡＭ
１２にセットされることになる。

この後、いままだＲＡＭアドレスセット部７のアドレス
はスタートアドレスでエンドアドレスには達しておらず
、一致信号ｊは与えられないから、ＣＰＵＩは全波形デ
ータの読み出しが完了していないことを判別しくステッ
プＦ２５）、　　レジスタＥのスタートアドレスを＋１
して（ステップＦ２６）、上述したステップＦ２〜Ｆ８
の波形ＲＡＭＩＩのあるアドレスの波形データの読み出
し処理と、ステップＦＩＯ〜Ｆ１７のその次のアドレス
の波形データの読み出し処理と、ステップＦ１８の平均
化によるローパスのフィルタデータ演算処理と、ステッ
プＦ１９〜Ｆ２４のフィルタ演算結果データのフィルタ
ＲＡＭ１２への書き込み処理とが繰り返されていく。

このようにして、波形ＲＡＭＩＩのエンドアドレスの波
形データが読み出されると（ステップＦ２〜Ｆ８）、平
均をとる次のアドレスの波形データが存在しないため、
ＣＰＵＩは、波形データの読み出しがエンドアドレスま
で達して、一致回路９より一致信号ｊが与えられた後（
ステップＦ９）、レジスタＡのエンドアドレスの波形デ
ータをそのままレジスタＣにセットし、これをフィルタ
データとしてフィルタＲＡＭ１２のエンドアドレスにセ
ットしていき、フィルタ処理を終える（ステップＦ１９
〜Ｆ２５）。

こうして、波形ＲＡＭＩＩの波形データをローパスのフ
ィルタ演算処理したフィルタデータがフィルタＲＡＭ１
２に書き込まれることになる。

また、バイパスのフィルタ処理を行うには、第４図のス
テップＦ１８で、２つの波形データの平均値をとる代わ
りに、２つの波形データの差をとり、ステップＦ２７で
、レジスタＣに「Ｏ」をセットして、エンドアドレスは
波形データの差がないものとすればよい。

これにより、隣合う２つの波形データの変化率に応じた
微分値が得られ、バイパスのフィルタ処理が行われるこ
とになる。

〈音階処理〉 上記音階処理は第５図のフローチャートに基づいて行わ
れる。

すなわち、ＣＰＵＩは、リターンアドレスセット部３に
リターンアドレス、スタートアドレスセット部４にスタ
ートアドレス、エンドアドレスセット部５にエンドアド
レスをセットして（ステップに１）、フィルタＲＡＭ１
２に対するＲＡＭセレクト信号ｄをＲＡＭ制御信号セレ
クト部２７に労え（ステップに２）、乗算器２３に対す
るデータセレクト信号すをデータセレクト部１３に与え
て（ステップに３）、フィルタＲＡＭ１２から乗算器２
３へのパスラインを開かせる。

次いで、ＣＰＵＩは、音階キーの指定音高に応じたイン
クリメト周期に相当する基準値を基準値セット部１５に
セットしてタイムカウンタ１４をクリアする（ステップ
に４）、すると、タイムカウンタ１４のタイムカウント
値が基準値セット部１５の指定音高に応じたインクリメ
ント周期に相当する基準値に一致するごとに歩進信号Ｃ
が出力されるので、インクリメント部８は上記周期でイ
ンクリメントされてスタートアドレスがエンドアドレス
に向って歩進されていく、この歩進信号はＲＡＭ制御信
号セレクト部２７を介して読出信号ＲとしてフィルタＲ
ＡＭ１２にも与えられていく、これによりフィルタＲＡ
Ｍ１２よりフィルタデータが読み出され、上記データセ
レクト部１３を介して乗算器２３に与えられる。

この時同時に、ＣＰＵ１は、タイマー一致回路１６から
の歩進信号ＣがＩｐえられるタイミングでエンベロープ
セット部２２にエンベロープデータをセットしていく（
ステップに５〜に７）。これにより、乗算器２３に与え
られるフィルタデータにエンベロープデータが乗算され
、Ａ／Ｄ変換器２４、アンプ２５を介してスピーカ２６
より楽音が放ηされていく。

こうして、フィルタを用いなくとも外部音にフィルタを
かけた楽音を放音させていくことができる。

そして、インクリメント部８で歩進されるアドレスが、
エンドアドレスに一致すると、一致回路９よりＣＰＵＩ
に一致信号ｊが与えられる。すると、ＣＰＵＩはエンド
アドレスまでのフィルターデータの読み出しが縛ったこ
とを判別しくステップに７）、リターンアドレスセット
部３に対するアドレスセレクト信号ａをアドレスセレク
ト部６に与えて、リターンアドレスを上記スタートアド
レスの代わりにＲＡＭアドレスセット部７にセットさせ
（ステップに８）、以後リターンアドレスからエンドア
ドレスへの歩進を繰り返させる。

なお、上記実施例では、ローパスフィルタ処理を２つの
波形データの相加モ均としたが、３つ以上の波形データ
の相加平均としたり、また相乗平均等としてもよく、バ
イパスフィルタ処理を２つの波形データの差としたが、
３つ以上の波形データの差としたり、また２つの波形デ
ータのうち大きい値のものを小さい値のもので割るよう
にしてもよく、この場合でも両波形データの変化率が大
きいほどフィルタデータも大きくなることになる。また
、フィルタ＠頁処理はローパス、バイパスのほか、バン
ドパスでもよく、この場合は、上記ローパスの処理結果
データにつき、さらにバイパスの処理を行うようにすれ
ばよい、さらに。

フィルタ処理を行う波形データは、外部音に限らず、予
めメモリされたものでもよいし、楽音以外の音でもよく
、放音する場合も楽音以外の音として放音してもよい。

［発明の効果］ この発明は以上詳細に説明したように、波形記憶手段か
らの各波形データにつきフィルタ演算−処理を行い、こ
の演算結果データを記憶手段に記憶させ、この記憶手段
からの上記演算結果に基づいて楽音を作成放音するよう
にしたから、フィルタ回路を一切用いなくともフィルタ
効果のかかった楽音を放音させることかでさ、又フィル
タ回路を設けなくとも済むので、装置全体を回路的に小
さくできるとともにＡ置の製作も簡単となるほか、デジ
タルフィルタのようにＮＭ処理によってフィルタ処理に
時間がかかつてしまうことがなく、処理スピードを気に
せず、迅速なフィルタ処理を行うことができる等の効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は波形発生装置の全体回路図、第２図〜第５図は
全体処理、サンプル処理、フィルタ処理、音階処理のフ
ローチャートの図である。 ■・・・・・・ＣＰＵ、２・・・・・・汎用アドレスセ
ット部、４・・・・・・スタートアドレスセット部、５
・・・・・・エンドアドレスセット部、１０・・・・・
・スイッチ入力部、１１・・・・・・波形ＲＡＭ、１２
・・・・・・フィルタＲＡＭ、１３・・・・・・データ
セレクト部、１７・・・・・・データセット部、２１・
・・・・・Ａ／Ｄデータセット部、２３・旧・・乗算器
、２６・・・・・・スピーカ、３２・・・・・・マイク
。 特　許　出　願　人　　カンオ計算機株式会社ナン７°
ＩＬ閃１デｒ 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 予め波形データを記憶する波形記憶手段と、この波形記
   憶手段から波形データを読み出す波形読み出し手段と、 この波形読み出し手段によって読み出された波形データ
   につきフィルタ演算処理を行う演算手段と、 この演算手段のフィルタ演算結果データを記憶する演算
   結果記憶手段と、 この演算結果記憶手段から演算結果データを読み出す演
   算結果読み出し手段と、 この演算結果読み出し手段によって読み出された演算結
   果データに応じた音を作成放音する放音手段と を具備してなることを特徴とする波形発生装置。