JPS62294294A - 楽音信号発生装置 - 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】 発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 この発明は１、電子楽器その伯楽音発生機器で用いられ
る楽音信号発生装置に関し、特に、複数周期の楽音波形
をメモリに記憶し、これを読み出すことにより楽音信号
を発生する方式のものにおいて、高域成分に含まれる量
子化ノイズを抑制するようにしたことに関する。

［従来の技術〕 発音の立上りから終了までの全波形あるいはその間の適
宜の複数周期波形をメモリに記憶し、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することが
従来から行われている（例えば特開昭５９−１８８６９
７号）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

楽音波形を有限の分解能でサンプリングし、メモリに記
憶する方式では、周波数帯域の高域部分においてどうし
ても量子化ノイズがのってしまう、という問題が生じる
。量子化ノイズを除去するために、楽音信号の高域成分
を減衰させる特性のフィルタをかけることも考えられる
が、そうすると、その帯域の信号成分まで除去されてし
まうので好ましくない・従来は、このような量子化ノイ
ズを除去するための有効な対策は考えられていなかった
。

この発明は上述の点に２みてなされたもので５量子化ノ
イズを抑制して楽音信号を発生することができるように
した楽音信号発生装置を提供しようとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明の楽音信号発生装置は、量子化ノイズ成分の周
波数帯域に対応する所定の高帯域における周波数成分の
レベルを予め持ち上げた特性を持つ複数周期の楽音波形
のデータを記憶した波形メモリと、この波形メモリに記
憶した楽音波形のデータを読み出すための読出し手段と
、読み出された楽音波形のデータに基づく楽音信号を入
力し、前記所定の高帯域の成分のレベルを抑制する特性
で該楽音信号を制御するフィルタを具えたことを特徴と
するものである。

〔作用〕

波形メモリには所望の原楽音波形そのものではなく、該
所望の原楽音波形において所定の高帯域の周波数成分の
レベルを持ち上げた特性を持つ楽音波形のデータが記憶
される。この波形メモリに記憶した楽音波形のデータは
読出し手段によって読み出される。読み出された楽音波
形のデータに基づく楽音信号には、量子化ノイズ成分が
含まれている。しかし、この楽音信号においてはこの量
子化ノイズ成分の周波数帯域に対応する所定の高帯域の
信号成分のレベルが原楽音波形のそれよりも持ち上げら
れているため、この高帯域における信号成分と量子化ノ
イズ成分のレベル比は信号成分の方が十分に高いものと
なっている。この楽音信号はフィルタに入力され、この
フィルタで設定されている高帯域成分のレベルを抑制す
る特性に従って、該高帯域における信号成分と量子化ノ
イズ成分のレベルがそれぞれ抑制される。このフィルタ
リングによって、楽音信号中の量子化ノイズ成分を実質
的に除去することができる。一方、楽音信号中の高帯域
の信号成分は、フィルタリング前におけるレベルの持ち
上げによってノイズレベルよりも十分に高いレベルとさ
れているため、フィルタリングによって消失することは
なく、むしろ、原楽音波形におけるレベルよりも持ち上
げられた分だけフィルタリングによって減少されること
により、適切なレベル（例えば原楽音波形におけるレベ
ルと同程度のレベル）に調整される。

〔発明の効果〕

以上の通り、この発明によ九ば、量子化ノイズ成分の周
波数帯域に対応する所定の高帯域における周波数成分の
レベルを予め持ち上げた特性を持つ複数周期の楽音波形
のデータを波形メモリに記憶し、そこから読み出された
楽音波形のデータに基づく楽音信号を該所定の高帯域の
成分のレベルを抑制する特性のフィルタに通すようにし
たので、量子化ノイズ成分は該フィルタによって除去さ
れるが、高帯域における信号成分は予めレベルが持ち上
げられていることにより該フィルタによってむしろ適切
なレベルに調整される。従って、量子化ノイズ成分のみ
を除去した高品質な楽音信号を発生することができる。

〔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図において、波形メモリ１０は複数周期からなる楽
音波形のデータを音色選択回路１１で選択可能な各種の
音色に対応して夫々記憶したものであり、ここに記憶す
るデータに対応する楽音波形は量子化ノイズ成分の周波
数帯域に対応する所定の高帯域における周波数成分のレ
ベルを予め持ち上げた特性を持つものである。音色選択
回路１１で選択された音色に対応する楽音波形が波形メ
モリ１０において読出し可能とされ、鍵盤回路１２及び
アドレス発生器１３からなる読出し手段によって該楽音
波形のデータが該波形メモリ１０がら読み出される。

鍵盤回路１２は、鍵盤の各鍵に対応するキーユイッチを
含んでおり、押圧された鍵を表わすキーコードＫＣとキ
ーオン信号ＫＯＮを出力する。ｑ１音楽器の場合は公知
の単音優先選択回路を該鍵盤回路１２内に含み、複音楽
器の場合は公知のキーアサイナを含むものとする。以下
では単音楽器であるとして説明を進める。アドレス発生
器１３は鍵盤回路１２から与えられたキーコードＫＣに
応じて発生すべき楽音の音高に対応するレートで変化す
る位相アドレスデータを発生する。この位相アドレスデ
ータに応じて波形メモリ１ｏに記憶した楽音波形の順次
サンプル点振幅データが順次読み出される。

アドレス発生器１３による波形メモリ１０の読出し方式
の詳細は、該波形メモリ１ｏに記憶した複数周期波形の
態様によって異なる。例えば１発音の立上りから９！音
終了までの全波形を記憶した場合は、アドレス発生器１
３は、この全波形を始めから最後まで−通り読み比すよ
うにアドレスデータを発生する。あるいは、アタック部
の複数周期波形と持続部の複数周期波形を記憶した場合
は。

アドレス発生器１３は、アタック部の波形を１回読み出
し、その後持続部の波形を繰返し読み出すようにアドレ
スデータを発生する。こうして、波形メモリ１０に記憶
された複数周期の楽音波形がアドレス発生器１３の出力
に応じて１回又は繰返し読み出されることにより、鍵の
抑圧に対応した楽音信号が発生される。

波形メモリ１０の読み出し出力に基づく楽音信号は乗算
器１４に与えられ、キーオン信号ＫＯＮに対応してエン
ベロープ発生器１５から発生さｉたエンベロープ波形デ
ータが乗算される。こうしてエンベロープが付与された
楽音信号はデ・エンファシス・フィルタ１６に入力され
る。このデ・エンファシス・フィルタ１６はディジタル
フィルタからなり、係数発生回路１７から与えられるフ
ィルタ係数によってその振幅・周波数特性が設定される
。このフィルタ１６の特性は、所定の高帯域の成分のレ
ベルを抑制する特性に設定される。

フィルタ１６の出力信号はディジタル／アナログ変換器
１８でアナログ信号に変換され、その後サウンドシステ
ム１９に与えられる。

波形メモリ１０に記憶する楽音波形のデータは。

例えば第２図に示すような装置を用いて作成する。

所望の原楽音波形に対応すゐ音（例えば自然楽器の演奏
音）をマイクロフォン２０によってピックアップし、増
幅器２１を介してブリ・エンファシス・フィルタ２２に
入力する。このブリ・エンファシス・フィルタ２２はア
ナログフィルタであるが、係数設定器２３によってその
フィルタ係数を適宜設定することにより所望のフィルタ
特性に設定することができる。このブリ・エンファシス
・フィルタ２２では、量子化ノイズ成分の周波数帯域に
対応する所定の高帯域における振幅減衰量をそれよりも
低い周波数７１Ｆ域における振幅減衰量よりも少なくし
た特性に設定する。これにより、入力された原楽音波形
信号における上記所定の高帯域の周波数成分の相対レベ
ルがその本来の相対レベルよりも持ち上げられた特性を
持つ楽音波形信号が該ブリ・エンファシス・フィルタ２
２がら出力される。ブリ・エンファシス・フィルタ２２
がら出力された楽音波形信号はアナログ／ディジタル変
換器２４でディジタル信号に変換され、ディジタルメモ
リ２５に記憶される。

一般に、このディジタルメモリ２５に記憶される楽音波
形は、発音の立上りから発音終了までの全波形であり、
その振幅エンベロープも原音の通りに付与されている。

このディジタルメモリ２５に記憶した楽音波形をそのま
ま若しくは適宜加工して第１図の波形メモリ１０に記憶
する。加工を行う場合は、周知の波形データ処理技術を
適宜用いて行えばよい。

例えば、 ■ディジタルメモリ２５に記憶した楽音波形からアタッ
ク部の連続的複数周期波形と持続部の適宜の連続的又は
非連続的な複数周期波形を取り出し、これに基づきアタ
ック部の複数周期波形データと繰返し部の複数周期波形
データを作成し、これらの波形データを第１図の波形メ
モリ１０に記憶する、 ■第１図の波形メモリ１０に記憶させる入き波形データ
の１波毎のピークレベルを一定レベルに規格化する処理
を行う、 ■上記■のようにアタック部の複数周期波形データと繰
返し部の複数周期波形データを波形メモリ１０に記憶す
る場合において、特開昭５９−１８８６９７号に示され
たように、アタック部と繰返し部の波形のつながり及び
繰返し部相互の波形のつながりが滑らかになるように補
間処理を行う■第１図の波形メモリ１０に記憶させるべ
き波形データの符号化形式を、ＰＣＭ　（パルスコード
変調）に限らず、ＤＰＣＭ　（差分ＰＣＭ）、ＡＤＰＣ
Ｍ　（適応ＤＰＣＭ）、ＤＭ　（デルタ変調）、ＡＤＭ
、ＬＰＧ等に変更する。

などの波形データ処理技術がある。上記■〜■のような
波形データ処理技術の１つあるいは複数を組合せて上述
の加工処理を行うようにしてよい。

なお、その場合は、その加工処理の内容に見：じて、つ
まり波形メモリ１０に記憶した楽音波形の態様、若しく
は状態、若しくは符号化形式に応じて、適切な読出しや
復号化ができるようにするために、波形メモリ１ｏの読
出し回路や出力側の回路の設計を適宜変更するものとす
る。

ブリ・エンファシス・フィルタ２２及びデ・エンファシ
ス・フィルタ１６におけるフィルタ特性の一例を示すと
第３図のようである。Ａ、Ｂがブリ・エンファシス・フ
ィルタ２２の異なる２種類の特性を夫々示し、Ｃ，Ｄが
デ・エンファシス・フィルタ１６の異なる２種類の特性
を夫々示す。

Ａの特性では、約１．５ｋＨｚ以下の低い周波数帯域で
は一２０ｄＢとし、約１　、５　ｋ　Ｈｚから約１０ｋ
Ｈｚの帯域では周波数が高くなるに従って一２０ｄＢか
ら＋１０ｄＢまで次第に持ち上げレベルを増し、約１０
ｋＨｚ以上のげ帯域では＋１０ｃｉＢとする。これによ
り、高周波数帯域の成分のレベルは低い周波数帯域に比
べて３０ｄＢだけ余分に持ち上げら九る。Ｂの特性では
、約１゜５ｋＨｚ以下の低い周波数帯域では一２０ｄＢ
とし、約１　、５　ｋ　Ｈｚから約１０ｋＨｚの帯域で
は周波数が高くなるに従って一２０ｄＢからＯｄＢまで
次第に持ち上げレベルを増し、約１０ｋＨｚ以上の綻帯
域ではＯｄＢとする。こねにより、高周波数帯域の成分
のレベルは低い周波数帯域に比べて２０ｄＢだけ余分に
持ち上げられる。この場合、量子化ノイズ成分は、約１
．５ｋＨｚ以下の低い周波数帯域にはほとんどなく、約
１．５　ｋＨ２から約１０χＨｚの帯域には徐々に現わ
れ、約１０ｋＨｚ以上の帯域に多く存在するものとして
いる。従って、量子化ノイズの周波数マ）ｉ域を含む所
定の高帯域として約１　、５　ｋ　Ｈｚから約〕○ｋＨ
ｚの帯域及び約１０　ｋ　Ｈｚ以上の・：）シ域を選定
している。

Ｃの特性では、約１　、５　ｋ　Ｈｚ以下の低い周波数
帯域では一２０ｄＢとし、約１　、５　ｋ　Ｆ、　ｚか
ら約１０　ｋ　Ｈｚの帯域では周波数が高くなるに従っ
て一２０ｄＢから一４０ｄＢまで次第に減衰量を増し、
約１０　ｋ　Ｈｚ以上の帯域では一４０ｄＢとする。こ
れにより、高周波数帯域の成分のレベルは低い周波数帯
域に比べて２０ｄＢだけ余分に抑制される。Ｄの特性で
は、約１．５ｋＨｚ以下の低い周波数帯域では一２０ｄ
Ｂとし、約１．５ｋＨｚから約１０　ｋ　Ｈｚの帯域で
は周波数が高くなるに従って一２０ｄＢから一５０ｄ　
Ｂまで次第に減衰量を増し、約１０ｋＨｚ以上の帯域で
は一５０ｄＢとする。これにより、高周波数帯域の成分
のレベルは低い周波数帯域に比べて３０ｄＢだけ余分に
抑制される。

図から理解できるように、デ・エンファシス・フィルタ
１６では、ブリ・エンファシス・フィルタ２２でレベル
を持ち上げた帯域に対応してそのレベルを抑制するよう
にその特性が設定される。

例えば、Ａの特性でレベルを持ち上げた場合はＤの特性
でレベルを抑制する。あるいはＢの特性でレベルを持ち
上げた場合はＣの特性でレベルを抑制する、のように持
ち上げた量と同じ量だけ抑制するようにすれば、Ａある
いはＢの特性で増強された高帯域の信号成分のレベルが
ＤあるいはＣの特性で同じ量だけ減衰されて、結果的に
原楽音波形と同じ高帯域成分のレベル特性を持つ楽音信
号を得ることができる（勿論、それよりも低い周波数帯
域の成分の特性も原楽音波形と同じである）６一方、量
子化ノイズ成分だけは、デ・エンファシス・フィルタ１
６における高帯域成分のレベルを抑制する特性に従って
抑制され、除去される。

なお、レベル持ち上げ量と抑制量は必ずしも同じである
必要はない。例えば、Ａの特性でレベルを持ち上げた楽
音波形に対してＣの特性でレベルを抑制するようにする
と、高帯域の信号成分のレベルは差引１０ｄＢだけ増強
されたことになり、原音よりも高帯域成分のレベルが増
強された特性を持つ楽音信号を得ることができる。こう
して得られた楽音信号は原音よりもはなやかな感じの音
である。この場合も、量子化ノイズ成分だけは、デ・エ
ンファシス・フィルタ１６における高帯域成分のレベル
を抑制する特性に従って抑制され。

除去される。また、Ｂの特性でレベルを持ち上げた楽音
波形に対してＤの特性でレベルを抑制するようにすると
、高帯域の信号成分のレベルは差引１０ｄＢだけ減少さ
れたことになり、原音よりも高帯域成分のレベルが幾分
減少された特性を持つ楽音信号を得ることもできる。こ
の場合も、量子化ノイズ成分だけは、デ・エンファシス
・フィルタ１６における高帯域成分のレベルを抑制する
特性に従って抑制され、除去される。

ブリ・エンファシス・フィルタ２２とデ・エンファシス
・フィルタ１６における上述のようなレベル持ち上げ量
と抑制量の関係は音色（あるいはその他適宜の制御パラ
メータ）に応じて適宜室めるようにするとよい。そのた
めに、第２図の係数設定器２３で設定するフィルタ係数
をマイクロフォン２０によってす°ンプリングしようと
する楽音の音色に応じて適宜変更し、これにより高帯域
成分のレベル持ち上げ量を適宜変更する（例えば第３図
のＡ又はＢの特性のどちらかを選択する）ようにすると
よい。また、第１図の係数発生回路１７に音色選択回路
１１で選択した音色を示す音色コードＴＣを供給し、こ
の係数発生回路１７で発生するフィルタ係数を選択ぎわ
だ音色に応じて適宜変更し、これにより高帯域成分のレ
ベル抑制量を適宜変更する（例えば第３図のＣ又はＤの
特性のどちらかを選択する）ようにするとよい。

なお、波形メモリ１０はＲＯＭによって構成してもよい
し、ＲＡＭによって構成してもよい。また、第２図に示
すような外部音サンプリング用の装置を第１図の楽音信
号発生装置に組み込んで該楽音信号発生装置をサンプリ
ング楽器としてもよい。その場合は波形メモリ１ｏをＲ
ＡＭによって構成し、ブリ・エンファシス・フィルタ２
２で高帯域における周波数成分のレベルを予め持ち上げ
た特性を持つようにフィルタリングされた楽音波形を該
ＲＡＭからなる波形メモリ１０に書き込むようにする。

上記実施例では、ブリ・エンファシス・フィルタ２２が
アナログフィルタであり、デ・エンファシス・フィルタ
１６がディジタルフィルタであるが、両者共アナログ及
びディジタルのどちらのフィルタを用いてもよい。例え
ば、デ・エンファシス・フィルタ１６の配置は第１図の
ディジタル／アナログ変換器１８の出力側に移してもよ
く、その場合は該デ・エンファシス・フィルタ１６をア
ナログフィルタとする。また、ブリ・エンファシス・フ
ィルタ２２の配置は第２図のアナログ／ディジタル変換
器２４の出力側に移してもよく、その場合は該ブリ・エ
ンファシス・フィルタ２２をディジタルフィルタとする
６ 複音楽器の場合は、アドレス発生器１３を複数チャンネ
ルで時分割で動作させ、各チャンネル毎に時分割的に読
み出された波形メモリ１０の出力を混合してからデ・エ
ンファシス・フィルタ１Ｇに入力するようにすればよい
。

なお、第３図に示したフィルタ特性はあくまでも一例に
すぎず、これに限らず、様々な変更が可能である。また
、デ・エンファシス・フィルタ１６の特性は、この発明
に関係する所定の高帯域の成分のレベルを抑制する特性
のみからなっている必要はなく、通常の音色設定・制御
用のフィルタ特性と合成した特性であってもよい。

ブリ・エンファシス・フィルタ２２とデ・エンファシス
・フィルタ１６の特性の設定・制御は、上記実施例のよ
うにフィルタ係数を制御する構成によって実現すること
に限らず、複数の異なる特性のフィルタを併設してその
中から適当な特性のフィルタを選択する構成によって実
現するようにしてもよい。

【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
示すブロック図、第２図は第１図の波形メモリに記憶す
る楽音波形データを作成するための装置の一例を示すブ
ロック図、第３図は第２図及び第１図におけるブリ・エ
ンファシス・フィルタとデ・エンファシス・フィルタに
おけるフィルタ特性の一例を示す図、である。 １０・・・波形メモリ、１１・・・音色選択回路、１２
・・・ＰＵ盤回路、１３・・・アドレス発生器、１６・
・・デ・エンファシス・フィルタ、２２・・・ブリ・エ
ンファシス・フィルタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、量子化ノイズ成分の周波数帯域に対応する所定の高
   帯域における周波数成分のレベルを予め持ち上げた特性
   を持つ複数周期の楽音波形のデータを記憶した波形メモ
   リと、 この波形メモリに記憶した楽音波形のデータを読み出す
   ための読出し手段と、 読み出された楽音波形のデータに基づく楽音信号を入力
   し、前記所定の高帯域の成分のレベルを抑制する特性で
   該楽音信号を制御するフィルタとを具えた楽音信号発生
   装置。 ２、前記フィルタは、前記高帯域の成分のレベルを抑制
   する特性を音色に応じて変更するものである特許請求の
   範囲第１項記載の楽音信号発生装置。