JPS63208095A - 楽音発生装置 - 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］ この発明は楽音９ｉ生装置に関し、特に、成分波発生手
段からの複数の次数の成分波信号のそれぞれに、対応す
る次数のエンベロープ関数を使ってエンベロープを付ケ
することにより楽音信号を合成するタイプ（例えば、正
弦波合成タイプ）の楽音発生装置に関する。

［発ＩＪの背景］ 従来の楽音発生装置として、周波数成分である複数の正
弦波のそれぞれに対するエンベロープをユーザーが個別
に設定入力し、楽汗生戒の際に、この個別のエンベロー
プによって対応する次数の正弦波をエンベロープ制御す
ることにより楽音信号を正弦波合成するものが知られて
いる。

この種の楽音発生装置によれば、複数の正弦波信号が周
波数別（次数別）に独立なエンベロープ関数により制御
されるため、つかな音色の楽音を得ることが可能である
。

しかしながら、ニーデーは、得ようとする楽音のトす波
数成分のすべてについて、成分別にエンベロープを設定
入力しなければならないため、入力に大変な手間を要し
、その負担が非常に重いという問題があった。

［９，明の目的］ したがってこの発明は、ご＜１７！Ｉ単な入力操作によ
って、各成分波信号に独立なエンベロープ関数を得るこ
とができる楽音発生装置を提供することへ目的とする。

［発ＩＪＪのに点Ｊ この発明は、上記の目的を達成するため、共通エンベロ
ープ設定手段により、複数の次数の成分波信号に共通な
共通エンベロープ関数を設定し。

エンベロープ変換手段により、この共通エンベロープ関
数を、上記複数の次数のそれぞれの値によって次数別の
エンベロープ関数（すなわち各成分波信号を独立にエン
ベロープＭ御するためのエンベロープ関数）に変換する
ようにしたことを特徴とする。

［発明の作用、展開Ｊ この発明によれば、ユーザーは、楽音を得るために、複
数の次数の成分波信号のそれぞれに対し、個別にエンベ
ロープ関数を作成する必要はなく、わずかに１つのエン
ベロープＮｉｌを決めれば十分である。なぜなら、エン
ベロープ変換手段により、この単一のエンロープ関数（
共通エンベロープ関数）から複数のエンベロープ関数が
生成されるからである。すなわち、ある次数の成分波信
号をエンベロープ制御するためのエンベロープ関数は、
その成分波信号の次数の値によって、上記共通エンベロ
ープ関数を変換することによって得られるのである。

いま、共通エンベロープ関数の値をＷ、次数の値をＸと
すると、上記エンベロープ変換手段は、Ｇ　（ｘ、ｗ） で表わされる変換を実行する。ここに、関数Ｇ（Ｘ、Ｗ
）は　パラメータＸとパラメータＷの値が与えられるこ
とにより、その値が決まる関数であり、このようにして
変換されたＧ（ｘ、ｗ）の値が、Ｘ次のエンベロープ関
数の値である。すなわち、Ｘ次の成分波信号をエンベロ
ープ制御するためのエンベロープ関数の値である。いい
かえれば、関数Ｇ　（ｘｌｗ）は共通エンベロープ関数
を次数別のエンベロープ関数に変換するための変換特性
を与えるものである。

１つの選択例では、この変換特性間ａＧ　（ｘ、Ｗ〕は
、次数の値Ｘと共通エンベロープ関数の値Ｗが笑えられ
れば、算術、論理の演算により計算可能な関数となる。

この場合、エンベロープ変換手段は、適当な論理、計算
アルゴリズムを実行する手段により基本的に実現できる
。

別の選択例では、上記変換特性関数Ｇ（ｘ、Ｗ）は１次
数の値Ｘと共通エンベロープ関数の値が４えられれば一
義的に決まる関数ではあるが、算術、論理の演算では計
算不可能な関数、あるいは少なくとも、ＸとＷのある組
合せに対しては計算不可ず戯な関数となる。このような
場合、エンベロープ変換手段は計算不可能な範囲につい
て、変換テーブル（ＲＯＭのようなメモリで実現できる
）を使用することができる。変換テーブルは最初に挙げ
た選択例の場合でも使用することができるが、どちらで
実現するかは、処理速度、計算量、所要記憶容量等を考
慮して決定できる。

１つの簡単な例では、取り得るＸとＷのすべての組合せ
に対して、ｔｎｍな関数（例えばＸ−Ｗ＝Ｕについテｍ
１４．　Ｘ　／　Ｗ　＝　ｕ　ニラＩ／’　テｔＪＬ５
、Ｘ−Ｗ＝Ｕについて単調、Ｘ＋Ｗ＝Ｕについて単調、
あるいはこれらを組み合わせたパラメータＵについて’
ｎ＋ｔｇＪな関数など）を変換特性関数Ｇ（ｘ、Ｗ）と
して選択することができる。この場合、論理の演算（比
較、ＡＮＤ、Ｏ７ｌ’）は不要で、Ｎ粋に算術演算だけ
で変換を実行できる。

もう少し複雑な例では、次数のパラメータＸとロープ関
数のパラメータＷとから算術演算によっであるパラメー
タＵを求めたとき、このＵの値によって区分的に特性が
変化する関数を変換特性関数Ｇ　（ｘ、ｗ）として選択
する。この場合、Ｕの値によって、使用する関数を切り
換えることになる０例えばｕ＞Ｏの範囲では単調関数Ｇ
＋（ｕ）を変換特性関数とし、Ｕ≦０の範囲では別の半
調関数Ｇ２　（ｕ）を変換特性関数とする。このような
場合、論理演算が付加されることになる。

いずれにしても、エンベロープ変換手段は、共通エンベ
ロープ関数から複数の次数側エンベロープ関数を生成す
るものである。この結果、ユーザーは、それぞれの成分
波のために１個別にエンベロープ関数を作成する負担か
ら開放されることになり、楽音の作成が非常に容易にな
る。

上記エンベロープ変換手段に入力される共通エンベロー
プ関数は種々の形式で表現できる。デジタル技術におけ
る最も素朴な例では、エンベロープ関数は波形データの
形式（エンベロープのレベルの瞬時値を表わすディジタ
ルデータのシーケンス）で与えられる。多くの例では、
エンベロープ関数は圧縮されたデータ（制御情報）によ
って表現される０例えば、折線タイプのエンベロープ関
数を各折点の位置データのセットで表現する（例えば、
いくつかのステップのレートとレベルのデータで表現す
る）、エンベロープ入力装ごとして、波形データの形式
でエンベロープ関数を入力するものはあまり知られてい
ないが４例えば、タブレットのような入力装置上でエン
ベロープ波形を描いて１人力した場合、Ａ／Ｄ変換後の
データ（データ圧縮前のデータ）が波形データの形式に
なる。いずれにしろ、共通エンベロープ関数を入力する
ための入力装置の形式は本発明にとって重要なことでは
ない。

一方、エンベロープ変換手段にとっては、自身に入力さ
れる共通エンベロープ関数の表現の形式によって、その
変換処理の態様が変わってくる。

例えば、ある構成例では、エンベロープ変換手段は、デ
ジタルの波形データの形式で与えられる共通エンベロー
プ［ｓ１１数を同様の形式の次数側エンベロープ関数に
変換する。すなわち、共通エンベロープ関数の各デジタ
ル値を次数側エンベロープ関数の各デジタル値に変換す
る。この変換された波形データ形式の次数側エンベロー
プ関数は直接、波形データ形式の成分波信号に適用して
もよいし、あるいは、いったん制御情報の形式にデータ
圧縮した後、楽音信号の生成時に、波形データ形式のエ
ンベロープ関数に復元してもよい、また、別の構成例で
は、エンベロープ変換手段は、制御情報の形式で与えら
れる共通エンベロープ関数を同様の形式の次数側エンベ
ロープ関数に変換する。この場合において、単純な例で
は制御情報の６値（例えば、各ステップのレートとレベ
ルのデータのイ１、あるいは各折点の座標値）だけにつ
いて、上述した変換特性関数Ｇ（ｘ、ｗ）に従って値を
変換することで１次数側エンベロープ関数を得ることが
できる。もう少し、複雑な例では、例えば各折点のポイ
ントだけでなく折線上のいくつかのポイント（これらの
ポイントは、簡単な演算で容易に求めることができる。

なぜなら、制御情報によって、共通エンベロープ関数が
定義されているからである）に対しても変換特性ｌ！Ｉ
数を適用して１次数側エンベロープ関数を定義する各ポ
イントを求める。

エンベロープ変換手段により変換された各次数のエンベ
ロープ関数は、最終的に対応する次数の成分波信号をエ
ンベロープ制御するのに使用される。このエンベロープ
制御は、デジタル的な乗算器、アナログ的な乗算器、そ
の他機能的もしくは等価的に乗算を行う装置により実行
できる。

本発明において、成分波信号は正弦波信号には限られず
１次数と対応する周波数もしくは周波数スペクトルを有
する任意の波形信号が使用可ｔｅである例えば矩形波（
例えばウオルシュ関数による矩形波）を成分波信号とし
て使用できる。

［実施例］ 以下、図面を参照してこの発明の実施例について説明す
る０本実施例はこの発明を正弦波合成タイプの楽音発生
装置に適用したものである。

第１図に本実施例の全体構成を示す、本図において示さ
れるｎ個のエンベロープ制御正弦波発生器１５−１−１
５−　ｎは演奏入力装置である鍵盤ｌと各種のデータを
入力するデータ入力装δ２とグローバルエンベロープメ
モリ（共通エンベロープメモリ）３に結合している。各
エンベロープ制御正弦波発生器１５−１−１５−ｎは、
データ入力装置２を介してユーザーが設定した倍音デー
タに基づいて、それぞれ独立の周波数を持つ正弦波を発
生するように割り当てられる。上記グローバルエンベロ
ープメモリ３はＲＡＭ４ＩＩ成でアリ。

データ入力装置２によって設定されたグローバルエンベ
ロープ関数のデータが記憶される。そして、このグロー
バルエンベロープ関数は各エンベロープ制御正弦波発生
器１５−１−１５−　ｎの内部において、′Ｍり当てら
れた周波ａ（次ａ）に依存するエンベロープ関数のデー
タに変換され、この変換されたエンベロープデータによ
り、内部で発生された正弦波がエンベロープ制御される
。

したがって、本実施例においては、１個のグローバルエ
ンベロープ関数さえ設定すれば、そのｒＡａを基に、ｎ
個の独立なエンベロープ関数が得られるため、ユーザー
は、各正弦波のために、合計ｎ種類ものエンベローズを
設定する必要はなく、エンベロープ作成の労力が非常に
軽減される。

上記各エンベロープ制御正弦波発生器１５−１〜１５−
ｎからのエンベロープ制御された正弦波データは加算器
１６において加算され、加算された信号（楽音信号）は
、Ｄ／Ａ変換器１７においてアナログ信号に変換され、
アンプ１８．スピーカー１９を通って外部へ放音される
。

上記エンベロープ制御正弦波発生器の詳細を第２図に示
す、符号１５で示される点線のわく内が、エンベロープ
制御正弦波発生器１５−１〜１５−ｎのうちの１つを代
表して表わしている。

本図において、キーコード発生装置４は鍵９１１におい
て操作された鍵に対応するキーコードを発生する。キー
コード変換装置５は発生したキーコードを倍音データ記
憶装２Ｅ１０の値に従って変換する０倍音データ記憶装
置ｌＯにはデータ入力装置２によりユーザーが設定可能
な０から３１までの倍音データ（倍音法ａ）が記憶可能
であり、キーコード変換装置５は記憶された倍音データ
を使って第３図に示す仕方でキーコードを変換する０例
えば１倍音データが１のときには２倍音に相当する１オ
クターブ上のキーコードに変換する０位相角発生装Ｍ６
は周波数データＲＯＭと累算器から成り、キーコード変
換装置５からのキーコードを周波数データＲＯＭにて周
波数データに変換し、累算器にてこの周波数データを累
算することによって、キーコードに対応した位相角を発
生し、正弦波ＲＯＭ７内の正弦波データを読み出す、し
たがって、正弦波ＲＯＭ７より出力されるのは。

倍音データ記憶装ＭｌＯに設定された倍音次数に対応す
る周波数をもつ正弦波信号である。なお、本例では倍音
データに従ってキーコードを変換するようにしたが、周
波数データをビットシフト等の処理を行って、倍音に対
応する周波数データとしてもよく、あるいは位相角発生
装置６から出力する位相角の値自体を変換して、対応次
数の位相角の値としてもよい、このように種々回路変形
が可能である。

固定振幅メモリ１１は正弦波ＲＯＭ７からの正弦波信号
の振幅を時間不変に制御する（スケーリングする）デー
タを記憶するＲＡＭであり、データ入力装置２によって
ユーザーが設定可ｆ蔚である。固定振幅メモリ１１上記
憶されるスケーリングのデータは各エンベロープ制御正
弦波発生器１５−１−１５−ｎ別に独立の値をとること
ができる。したがって、各乗算器８において正弦波ＲＯ
Ｍ７からの正弦波データに固定振幅メモリ１１のデータ
を乗算することにより、ｎ個の正弦波信号の相対振幅を
独立にＭ制御することができる。

このようにして振幅制御された乗算器８からの正弦波信
号は後で詳述するエンベロープ変換装置１４からのエン
ベローズ信号と乗算されることにより、さらに時間変化
を伴う振幅制御が行われ、エンベロープ正弦波発生器１
５の出力となる。

上述したようにグローバルエンベロープメモリ３はｎ個
のエンベロープ制御正弦波発生器１５−１−１５−ｎに
共通なグローバルエンベロープ関数のデータを記憶する
ものである。ここでは、グローバルエンベロープメモリ
３内においてグローバルエンベロープ関数は第４図に例
示するように、４ステツプのレートデータとレベルデー
タにより記述されている。この形式のグローバルエンベ
ロープ関数はエンベロープ発生装置！２によって波形デ
ータの形式に変換される（第５図参照〕、すなわち、エ
ンベロープ発生装置１２は累ＴＩ器と比較器から成り、
グローバルエンベロープメモリ３から最初にステップｌ
のレートデータとレベルデータを受は取った後、レート
データをくり返し累算し、結果がレベルデータに達っし
た時点でグローバルエンベロープメモリ３から次のステ
ップのレートデータとレベルデータを受は取り、以下同
様の＠算をくり返してグローバルエンベロープの波形デ
ータを得る。

ここにおいて、エンベロープ変換９２！１４は。

エンベロープ発生装置１２が発生する共通のグローバル
エンベロープ関数の波形データを倍音データ記憶装置ｌ
Ｏからの倍音データ（次ａ）によって次数別のエンベロ
ープ関数の波形データに変換する１例えば、図示のエン
ベロープ制御正弦波発生基１５における倍音データ記憶
装置１０の倍音データが１（２倍音を表わす）であれば
、エンベロープ変換装置１４により、１次のエンベロー
プの波形データが生成され、これが乗算器９において２
倍音の周波数をもつ正弦波信号に乗算され、そのエンベ
ロープを制御するわけである。

上記エンベロープ変換装置１４が実行する変換には、原
理上、任、αの特性をもたせることができるが、具体例
として、レゾナンス効果をもたらすような変換特性の例
についてまず説明してみる。

いま、Ｘを次数、すなわち倍音データ記憶装置ｌＯから
の倍音データの値、ｗ（ｔ）をグローバルエンベロープ
１５１１６．すなわちエンベローフ発生袋ｆｉ１２の出
力、Ｒをレゾナンスの深さとすると、エンベロープ発生
装置１２により変換されるｘ次のエンベロープ関数ＦＸ
　　（ｔ）は下記の条件を満足する。

（７）ｘ＜ｗ（ｔ）かつｆ　（ｘ−ｗ　（ｔ）　）　Ｒ
＜１のとき、ＦＸ　（ｔ）＝１ （４）　ｘ≧ｗ　（ｔ）またはｆ（ｘ−ｗ（ｔ））＋Ｒ
≧１のとき ＦＷ　　（ｔ）＝　ｆ　　（ｘ−ｗ　　（ｔ））＋Ｒ（
ただし、ｆ　（Ｘ−Ｗ　（ｔ）　）　＋Ｒ＜ＯのときＦ
Ｘ　　（ｔ）＝Ｏ） さらに、ｘ−ｗ（ｔ）を改めてＵとおくと、ｆ（ｕ）は
、 （つ）ｕ＜Ｏのときｆ”（ｕ）＞０ （１）ｕ＝０のときｆ（ｕ）＝１ （才）ｕ＞Ｏのときｆ　′（ｕ）　＜０を満足する。し
たがって、　　ｆ　（ｕ）はｕ＝０のとき、すなわち、
次数の値Ｘとグローバルエンベロープ関数の値Ｗ（ｔ）
が等しいとき、最大値となり、差Ｕ（絶対値）が大きく
なるほど減少する関数である。

ｘ次のエンベロープ関ａＦｘ　　（ｔ）は時間ｔについ
て表現されているが、これを差Ｕについて表現すると、
Ｆ　（ｕ）となる、この関ａＦ　（ｕ）は任意の時点ｔ
におけるグローバルエンベロープ関数の値ｗ　（Ｈに対
する次数の相対的な大きさＸによって値が変化し、グロ
ーバルエンベロープ関数から次数のエンベロープ関数へ
の変換特性を定める。この変換特性Ｆ　（ｕ）の−例を
第６図（Ａ）に示す、横軸Ｕは次数Ｘからグローバルエ
ンベロープ［！ＩａＷ（ｔ）の値を差し引いたものであ
る０図示のように、ｕ＝０の近く、すなわちグローバル
エンベロープ関数Ｗ（Ｘ）の値に近い次数Ｘの範囲では
、Ｆ（ｕ）は増幅されており、ｕ（０ではＦ（ｕ）＝１
であり、ｕ７）ＯではＦ　（ｕ）＝Ｏになっている。し
たがって２図示の変換特性Ｆ　（ｕ）はローバルフィル
ターのカットオフ岡波数近くの成分を強調するレゾナン
ス効果を与えることがわかる。

そして、このレゾナンス効果はダイナミックに与えられ
る。すなわち、グローバルエンベロープ関数Ｗ　（ｔ）
は、一般に時間ｔによって値が変化する。したがって、
特定の次数ＸＯが与えられた場合、その次数ＸＯからＷ
（ｔ）を差し引いた値も時間によって変化し、第６図（
Ａ）のＵ軸上を左右に移動し、それに対応して各Ｆ　（
ｕ）の値。

すなわち、各時点ｔ１におけるＸＯ次のエンベロープ関
数の値Ｆｘｏ（ｔｌ）も変化する。そして、第６図（Ａ
）に従えば、Ｆｘｏ（ｔｌ）の値は次数Ｘがその時点ｔ
ｌ　でのグローバルエンベロープ関数の値Ｗ（ｔｌ）よ
り゛十分小さい（低い）ときにはｌとなって減衰されず
、次ａｘがその時点ｔ１でのグローバルエンベロープ関
数の値Ｗ（ｔｉ）より十分大きい（高い）ときには０と
なって完全に減衰され１次数Ｘがその時点ｔ１でのグロ
ーバルエンベロープ関数の値Ｗ（ｔｌ）に十分近いとき
はｌよりも大きな値に増幅される。

別の表現をすれば、ある時点において増幅された値をと
る次数エンベロープｒＡａは、その時点でのグローバル
エンベロープ関数の値に近い値の次数をもつものである
。したがって、強調される成分波の次数が時間によって
変化し、時間的にダイナミックなレゾナンス効果が得ら
れる。

ここで、具体的に挙げて１次数エンベロープ関数への変
換を説明してみる。いま、第６図（Ｂ）に示すようなグ
ローバルエンベロープｒＪ８ａＷ（ｔ）がグローバルエ
ンベローブメモリ３よりエンベロープ発生装Ｓ’ｌ１２
を介して与えられるとする。特定の次数ＸＯは点線のレ
ベルにある。この場合、第２図のエンベロープ変換装置
１４は第６図（Ａ）に示す変換特性Ｆ　（ｕ）に従って
、第６図（Ｃ）に示すようなＸＯ次のエンベロープ関数
Ｆｘｏ（ｔ）を生成する。

この変換の理解の助けとして、第６図（Ａ）には、第６
図（Ｂ）に示すグローバルエンベロープ関数Ｗ　（ｔ）
のいくつかの値に対するＸＯ次のエンベロープ関数Ｆｘ
ｏ（ｔ）の値を記入しである。

例えば、第６図（Ｂ）に示すように、時点ｔ１やｔｉで
はグローバルエンベローフ１ＳＩＩ数のｆＮＷ（を宜）
、Ｗ（ｔｉ）はともに次数ｘｏの値に等しい、したがっ
て、ｕ＝０であり、第６図（Ａ）におけるｕ＝０の位置
でのＦ　（ｕ）の値が１時点ｔ、、ｔ２におけるＸＯ次
のエンベロープ関数の値ＦｘＯ（ｔ　＋　）　、　Ｆｘ
ｏ　（ｔｉ）である、その他の時刻におけるＸＯ次のエ
ンベロープ関数Ｆｘ。

（１）の値も同様に得られる。

実際には、第２図のエンベロープ変換装置１４はエンベ
ロープ発生装置１２から与えられる波形データ形式のグ
ローバルエンベロープ関数Ｊ数Ｗ（１）のすべてのデー
タ値に対して上述した変換を実行する。

上記エンベロープ変換装ｇｌ１４は種々の形式で構成す
ることができる０例えば、エンベロープ発生装置１２か
らのグローバルエンベロープ関数Ｗ　（ｔ）の瞬時値と
倍音データ記憶装置１０からの次ａＸの値との差を演算
する減算器と、減算器の出力データによりアドレス指定
され、変換後のエンベロープ関数の波形データ値を記憶
するメモリとで構成できる。あるいは上述した変換特性
間ａＦ　（ｕ）もしくは上述のｆ（ｘ−Ｗ（ｔ））が計
算可能なｒ！４Ｉｋのような場合には、適当なアルゴリ
ズムを実行することによって実現できる８例えば１次数
値ＸとグローバルエンベロープＩＡｆｋの値との差ｕ＝
ｘ−Ｗ（ｔ）を演算し、その差Ｕを用いてｆ（ｘ−Ｗ（
ｔ））を演算し、これにレゾナンス値Ｒを加え（ｆ　（
ｘ−Ｗ　（ｔ））＋Ｈの演算）、差Ｕが負かどうかを判
別し、また、ｆ（Ｘ−Ｗ　（ｔ））＋Ｈが１より小さい
かどうかを判別し、いずれの判別条件も成立すれば（ｘ
＜Ｗ（１）かつｆ　（ｘ−Ｗ　Ｃｔ））＋Ｈ＜１に相当
する）、変換後のエンベロープ関数値として定数１を使
用し、いずれかの判別条件が成立しなければ（Ｘ≧Ｗ（
ｔ）またはｆ　（ｘ−Ｗ　（ｔ））＋Ｒ≧１に相当する
）、ｆ　（ｘ−Ｗ　（ｔ））＋Ｈが負かどうか判別し、
負でなければｆ　（ｘ−Ｗ）＋Ｈの値を変！Ｉ！後のエ
ンベロープ関数Ｒ数値とし、負であれば定数０を変換後
のエンベロープ関数値とする。

以北の説明に係るエンベロープ変換装ｆｉ１４は、波形
データ形式のグローバルエンベロープ関数を次数データ
によって波形データ形式のエンベロープ関数に変換する
ものであり、かつその変換を波形データのすべての点で
実行している。

これに対し、第７図に示す構成は、波形データの形式で
はなく第４図に例示するようなレートとレベルのセット
で表現されたグローバルエンベロープ関数を同様の形式
の次数別エンベロープ関数に変換するものである。換言
すれば、グローバルエンベロープ関ａＷ（ｔ）上のいく
つかのポイントを変換特性Ｆ　（ｕ）に従って変換する
。これらのポイントとして、ここではグローバルエンベ
ロープ関ａＷ（ｔ）上のピーク点ないしブレークポイン
ト（第８図のＷ（ａ）、Ｗ（ｂ）、Ｗ（ｃ）、ｗ　（ｄ
）、Ｗ　（ｅ）に相昌するポイント）と、関数Ｗ　（ｔ
）の値が次数Ｘの値と一致するポイント（第８図のＷ　
（ｔ＋　）、Ｗ　（ｔ２）に相当するポイント）を使用
している。

すなわち第７図のエンベロープ変換装置１４Ａは、下記
のようなアルゴリズムを実行することによって、グロー
バルエンベロープ関数を定義するレートとレベルのデー
タのセットから、ＸＯ次のエンベロープ関数を表現する
レートとレベルのデータのセットを得ることができる。

記号の意味として、交（ｉ）、ｒ　（ｉ）はグローバル
エンベロープ関数の１番目のステップのレベルとレート
をそれぞれ表わすとし、Ｌ（ｊ）、Ｒ（Ｄは次数別エン
ベロープメモリ１４Ｂ上記憶されることになるｘ６次の
エンベロープ関数のＪＷｉ目のステップのレベルとレー
トをそれぞれ表わすとする。またｕ（Ｏｌｄ）はグロー
バルエンベロープ関数上のポイントの前回のレベルを表
わす、なお、ｕ（ｏｌｄ）の初期値はゼロとし、　Ｌ　
（０）もゼロとする。ｆ、ｊの初期値はｌである。

■グローバルエンベロープメモリ３から今回のステップ
１のレベルｌ　（ｉ）とレートｒ（ｉ）を読み出す。

■ｌ　（ｏ　１　ｄ）　＜ｘｏ　＜ｌ　（ｉ）または１
　（ｏ　ｌ　ｄ）　＞ｘｏ　＞ｌ　（ｉ）が成立するか
どうか判別する（つまり、グローバルエンベロープ関数
の前回の値と今回の値との間に次数の値ＸＱがあるかど
うかみているわけである）、成立すれば■へ進み、成立
しなければ■へ進む。

■（１＋Ｒ）をＸ９次のエンベロープ関数のレベルＬ　
（ｊ）とする（つまり、ＸＯ次のエンベロープ関数のｊ
番目のレベルを求めたわけである）。

■（ｘｏ　　−１（ｏ　ｌ　ｄ）　）　／ｒ　（ｉ）を
演算し、結果をＥとする（例えば、第８図のポイントＷ
（ａ）から次のポイントＷ（１＋）までの時間ｔｌ　を
算出していることに相当する）。

■（Ｌ　（ｊ）　−Ｌ　（ｊ　−１）　）　／ｌを演算
し、結果をレートＲ（ｊ）とする（つまり、　　ＸＯ次
のエンベロープ関数のｊ番目のレートを求めたわけであ
る）。

０次数の値ＸＯをｕ（Ｏｌｄ）にセットし、ｊを１つ進
める。

■Ｆ　（ｘｏ　−１（ｉ）　）の値を求め、結果をレベ
ルＬ　（ｊ）とする（つまり、ローパスフィルタータイ
プのレゾナンス効果を与える変換特性Ｆ　（ｕ）に従っ
て、Ｘ９次のエンベロープ関数のｊ番目のレベルを得た
わけである）。

■Ｃ１（ｉ）　−１（ｏ　ｌ　ｄ）　）　／　ｒ　（ｉ
）を演算し、結果なｔとする（例えば、第８図のポイン
トＷ　（ｔ　Ｉ）から次のポイントｗ（ｂ）までの時間
を算出していることに相当する。

上記■参照）。

■（Ｌ　（ｊ）−Ｌ　Ｈ−１））／ｌを演算し。

結果をＸＯ次のエンベロープ関数のｊ番目のレー）Ｒ（
Ｊ）とする。

（φ文（ｉ）の値を見（ｏｌｄ）にセットし、Ｉとｊを
１進め、ｉ　＜　５なら■に戻り、ｉ＝５なら終了する
。

以上の処理を行うことにより、次数別エンベロープメモ
リ１４Ｂには、Ｘ０次のエンベロープ関数（第８図（Ｃ
）参照）を定義するレートとレベルのセット（（Ｌ（１
）、Ｒ（１））、（Ｌ（２）、Ｒ（２））・・・・・・
））が格納されることになる。なお上記のアルゴリズム
は、例示にすぎず、同様のエンベロープ関数を他のアル
ゴリズムを実行することで得ることができる。

エンベロープ発生装置１４ｃは第２図のエンベロープ発
生装２２１２と同様な構成であり、鍵ｇ１１（第１図参
照）上の押鍵に応答して、次数別エンベロープメモリ１
４Ｂより第１ステツプから始めて、レートとレベルのデ
ータを読み出し、レートとレベル表現の次数別エンベロ
ープ関数を波形データの形式に変換していく、エンベロ
ープ発生装置１４Ｃから順次発生される波形データによ
り、乗算器８からの対応する次数の正弦波データが乗算
器９において振幅制御される。

以上は、第２図のエンベロープ変換装置１４または、第
７図のエンベロープ変換装２ｔ１４Ａで実行される変換
特性Ｆ　（ｕ）が、ローパスフィルタータイプのレゾナ
ンス効果をもたらすように選定された場合についての説
明であった。

次に、より単純なローパスフィルターの効果をもたらす
ように、変換特性Ｆ　（ｕ）を選択した場合について説
明する。

このような変換特性Ｆ　（ｕ）は、例えば以下の条件に
よって与えられる。すなわち、ｗ（ｔ）をグローバルエ
ンベロープ関数、Ｘを次数とすると、Ｘ次のエンベロー
プ関数ＦＸ　　（ｔ）は次の条件を満足する。

（力）Ｘ≦ｗ　（ｔ）のときＦ、（ｔ）＝１（キ）ｘ＞
ｗ　（ｔ）のときＦＭ　　（ｔ）＝　ｆ　（ｘ−ｗ　（
ｔ）） （ただし、ｆ　（ｘ−ｗ　（ｔ）　）　＜０のときはＦ
Ｘ　　（ｔ）＝Ｏ） ざらにｘ−ｗ（ｔ）を改めてＵとおくと、ｆ（ｕ）は。

（り）ｕ＝０のときｆ（ｕ）＝１ （ケ〕　ｕ〉０のときｆ’（ｕ）＜０ を満足する。

Ｆｘ　　（ｔ）をＵについて表現すると、Ｆ（ｕ）とな
り、このＦ　（ｕ）はローパスフィルターに似た効果を
亭えるグローバルエンベロープ／次数別エンベロープの
変換特性である。このＦ　（ｕ）は第９図（Ａ）に例示
するようにように、Ｕ≦Ｏのとき、すなわち、次数Ｘが
グローバルエンベロープ関数ｗ　（ｔ）の値より低いと
きｌとなり、Ｕ〉０のとき、すなわち次数Ｘの方がグロ
ーバルエンベロープ関数ｗ（ｔ）の値より高いときはそ
の差に従って減少する特性をもっている。

このような変換特性Ｆ　（ｕ）を第２図のエンベロープ
変換装δ１４にもたせたとする。この場合、エンベロー
プ変換装置１４は１例えば、次のようなアルゴリズムを
実行することによって、波形データ形式のグローバルエ
ンベロープ関数の６値を波形データ形式のＸ次のエンベ
ロープ関数の６値に変換する。すなわち、次数値Ｘとグ
ローバルエンベロープ関数の瞬時値Ｗ　（ｔ）を比較し
、次数値Ｘの方が小さければ変換後のエンベロープ関数
値として定数を使用し１次数値Ｘの方が大きければこの
Ｘと上記瞬時値Ｗ　（、ｔ　）を使用してｆ（ｘ−Ｗ　
（ｔ））を演算し、その結果の正負を判別し、正ならば
その結果を変換後のエンベロープ関数値とし、負ならば
ゼロを変換後のエンベロープ関数値とする。

このような変換例を第９図に示す、すなわち、第９図（
Ａ）の変換特性Ｆ　（ｕ）に従って、同図（Ｂ）に示す
グローバルエンベロープ関数Ｗ（１）をそのすべてのポ
イントについて変換した場合のＸＯ次のエンベロープ関
数Ｆｘｏ（ｔ）は同図（Ｃ）に示すようになる。

また、上記条件（力）〜（ケ）を満足するローパスフィ
ルタータイプの変換特性Ｆ　（ｕ）をｉ７図に示すエン
ベロープ変換装ｆｉｔ　４Ａにもたせた場合は、例えば
次のようなアルゴリズムを実行することにより、レベル
とレートのセットで表現されたＸＯ次のエンベロープ関
数が得られる。

■グローバルエンベロープメモリ３から今回のステップ
ｉのレベルｌ　（ｉ）とレートｒ（ｉ）を読み出す。

■Ｆ　（ｘｏ　−１（ｉ）　）を演算し、その結果をＸ
Ｏ次のエンベロープ関数のステップｉのレベルＬ　（ｉ
）とする。

■（交（ｉ）−文（ｉ−１）　）　／　ｒ　（ｉ）を演
算し、その結果をステップｉの時間ｔとする。

■（Ｌ　（ｉ）　−Ｌ　（ｉ−１）　）　／ｌを演算し
。

その結果をＸＯ次のエンベロープ関数のステップｉのレ
ー）Ｒ（ｉ）とする。

■ステップ番号ｉを１つ進め、ｉく５なら■に戻り、ｆ
＝５なら終了。

次に、変換特性Ｆ　（ｕ）として、ｌ＼イパスフィルタ
ーに似た効果をもたらすような特性を選択した場合につ
いて説明する。

いま、Ｘを次ａ、Ｗ（ｔ）をグローバルエンベロープ関
数とすると、バイパスフィルターに似た効果をもたらす
ようなＸ次のエンベロープ関数ＦＸ　　（ｔ）は例えば
次の条件を満足する。

（す）ｘ＞ｗ（ｔ）のときｐ＋ｔ（ｔ）＝１（シ）Ｘ≦
ｗ　（ｔ）のときＦＭ　　（ｔ）　＝ｆ　（ｘ　−ｗ　
（ｔ）　） （ただし、ｆ　（ｘ−ｗ　（ｔ）　）　＜０のときはＦ
Ｘ　　（ｔ）＝Ｏ） さらに、ｘ−ｗ（ｔ）をＵとおくと、ｆ　（ｕ）は。

（ス）ｕ＝０のときｆ（ｕ）＝１ （セ）ｕく０のときｆ’（ｕ）＞０ を満足する。

上記ＦＸ　　（ｔ）をＵについて表現するとＦ（Ｕ）と
なり、このＦ（ｕ）はノ＼イパスフイルターに似た効果
を榮えるグローバルエンベロープ／次数別エンベロープ
変換の特性を表わす、この変換特性Ｆ（ｕ）は、第１Ｏ
図（Ａ）に例示するように、Ｕ≧０の範囲、すなわち１
次数の値Ｘがグローバルエンベロープ関数の値ｗ　（ｔ
）より高い範囲では一定（＝１）となり、ｕ＜０の範囲
、すなわち、次数の値Ｘがグローバルエンベロープ関数
の値ｗ　（ｔ）より低い範囲ではその差に従って減少す
る特性をもっている。

このような変換特性Ｆ　（ｕ）を第２図のエンベロープ
変換装置１４にもたせたとする。この場合、エンベロー
プ変換装置１４は２例えば、次のようなアルゴリズムを
実行することによって、波形データ形式で表現されるＸ
次のエンベロープ関数を生成する。すなわち、次数値Ｘ
とグローバルエンベロープ関数の瞬峙値ｗ　（ｔ）とを
比較し、次数Ｖ１にの方が大きければ、変換後のエンベ
ロープ関数値として定数を使用し１次数値Ｘの方が小さ
ければこのＸと上記瞬時＆！ｗ（ｔ）を使用して、　　
ｆ　（ｘ−ｗ（ｔ））を演算し、その結果の正負を判別
し、正ならばその結果を変換後のエンベロープ関数値と
し、負ならば、ゼロを変換後のエンベロープ関数値とす
る。

このような変換例を第１Ｏ図に示す、すなわち、第１Ｏ
図（Ａ）の変換特性Ｆ　（ｕ）に従って、同図（Ｂ）に
示すグローバルエンベロープ関数ｗ　（ｔ）をそのすべ
てのポイントについて変換した場合のＸ０次のエンベロ
ープ関数Ｆｘｏ（ｔ）は同図（Ｃ）に示すようになる。

また、上記条件（す〕〜（セ）を満足するノ＼イパスフ
ィルタータイプの変換特性Ｆ　（ｕ）を第７図に示すエ
ンベロープ変換装置１４Ａにもたせた場合は、上述した
ローパスフィルタータイプのところで述べたアルゴリズ
ム■〜■と基本的に同様のアルゴリズムを実行すること
により、レートとレベルのセットで表現されたＸ０次の
エンベロープ関数を得ることができる（ただし、Ｘ０次
のエンベロープ関数の各ステップのレベルＬ　（ｉ）を
求めるために、　Ｆ　（ｘ−Ｊｌ　（ｉ）　）を演算す
るところは、当然ながら異なる〕。

いままで挙げた例は、いずれも、次数値Ｘとグローバル
エンベロープ関数値ｗ　（ｔ）との差Ｕをパラメータと
して、フィルター特性を得るものであった。いくつかの
パスバンドあるいはストップバンドをもつフィルター効
果を与える変換を行うことも、容易な変形によって実現
できる。

次に、非常に単純な変換特性の例について説明する。

この例は、レートとレベルのセットで表現されルクロー
バル土ンベロープ関数に対し、レベルデータのみ変換す
る。すなわち、グローバルエンベロープ関数の各ステッ
プのレベルデータをＬＥＶＥＬで表わすと、 ＬＥＶＥＬ−Ｆ　（Ｘ、ＬＥＶＥＬ） の変換を行う、右辺のＦ　（ｘ、ＬＥＶＥＬ）はＸ次の
エンベロープ関数の対応するステップのレベルを表わし
ている。

例えばＦ　（ｘ、ＬＥＶＥＬ）として、を選んでみる。

この場合、次数Ｘの値によって、変換後のレベルＦ　（
ｘ、ＬＥＶＥＬ）は次のように変化する。

（イ）０次の場合（ｘ＝０） コノ場合、Ｆ　（ｘ、ＬＥＶＥＬ）は、グローバルエン
ベロープ関数のレベルによらず、Ｆ（０、ＬＥＶＥＬ）
＝１００ となる０例えば、グローバルエンベロープ関数が第１１
図（イ）に例示するようなものの場合、０次のエンベロ
ープ関数は同図（ロ）に示すようになる。この変換によ
る０次のエンベロープ関数は０次の正弦波、すなわち、
基音周波数の正弦波をエンベロープ羽御するためのもの
である。

（ロ）１次の場合（ｘ＝１） Ｆ　（１，ＬＥ置）＝ＬＥＶＥＬ となる。すなわち、与えられたグローバルエンベロープ
ｒＡａの各レベルと１次のエンベロープ関数の各レベル
は常に等しくなる。つまり、１次の工ｙべａ−プ３Ｌａ
はグローバルエンベロープｆ！Ｉａと同一である（第１
１図（ハ）参照）、この１次のエンベロープ関数の波形
データは、１次の正弦波信号、すなわち基ａの２倍音の
周波数をもつ正弦波信号をエンベロープ捌御するための
ものである。

（ハ）２次の場合（ｘ＝２） Ｆ（２、ＬＥＶＥＬ）＝２ＬＥＶＥＬ−１００となる。

グローバルエンベロープ関数の各ステップにおけるレベ
ルを２倍し、それからｌＯＯを差し引いた値が２次のエ
ンベロープ関数の対応レベルになる。（第１１図（ニ）
参照）、この２次のエンベロープ関数は２次すなわち３
倍音の周波数をもつ正弦波に適用される。

以上２同様にしてより高次のエンベロープ関数も生成で
きる。（式ｌ）に示す変換関数を使用した場合、次数が
高くなるほど減衰され、振幅変化の小さいエンベロープ
関数が得られる。

モチロン、上記ノ関＠１００　（１−（１−の任、ａの
関数、例えば１次数の高いものほど振幅変化が大きくな
るような関数を選ぶことができる。

このようなレベルのみの変換は、第７図に示すエンベロ
ープ変換装置！４Ａによって容易に行うことができる０
例えば、次のようなアルゴリズムを実行すればよい。

■グローバルエンベロープメモリ３からのステップｉの
レートｒ（ｉ）をＸ次のエンベロープ関数のステップｌ
のレー）Ｒ（ｉ）として次数別エンベロープメモリ１４
Ｂに転送する。

■グローバルエンベロープメモリ３からステップｉのレ
ベル１　（ｉ）を読み出す。

■Ｆ　（ｘ、　ｌ　（ｉ）　）を演算し、その結果をＸ
次のエンベロープ関数のステップｉのレベルＬ　（ｉ）
として次数別エンベロープメモリ１４Ｂに転送する。

■ステップ番号Ｉを１つ進めｉ＜５なら■に戻り、ｉ＝
５なら終了。

第２図に示すエンベロープ変換装置１４も、このような
レベル変換を容易に行うことができる。

つまり、エンベロープ発生装置１２からの６値Ｗ（１）
に対してＦ　（ｘｌｗ　（ｔ）　）を演算すればよい。

第７図の構成の場合、レベルのみの変換だけでなく、レ
ートの変換も行うことが可能である。

すなわち、 ＬＥＶＥＬ−Ｆ　（Ｘ、ＬＥＶＥＬ） ＲＡ　Ｔ　Ｅ　４Ｇ　（ｘ、ＲＡＴＥ）Ｇ　（Ｘ、ＲＡ
ＴＥ）は、グローバルエンベロープ関数のレートの値Ｒ
ＡＴＥを次数の偵Ｘによって変換したＸ次のエンベロー
プ関数の対応するレートの値である。

以上、いくつかの例について、詳細な説明を行ったが、
本発明は、これらの例に限定されるものではなく、種々
の変形、変更、改良が可能である０例えば、上記実施例
では複数個（ｎ個）エンベロープ制御正弦波発生器１５
−１〜１５−ｎを使用しているが、機能的な意味におい
て複数あればよくハードウェアの意味には限定されない
。

［発明の効果］ 以上、詳細に説明したように、この発明では。

共通エンベロープ設定手段により、複数の次数の成分波
信号に共通な共通エンベロープ関数を与え、エンベロー
プ変換手段により、この共通エンベロープ関数を上記複
数の次数のそれぞれのｆｌによって次数別のエンベロー
プ関数に変換し、この変換で得られた複数のエンベロー
プ関数のそれぞれに従って各成分波信号がエンベロープ
制御されるようにしている。したがって、ユーザーは個
々の成分波信号のために、個別にエンベロープを作成す
る必要はなく楽音作成のための労力を大幅に軽減できる
という利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例に係る楽音発生装置の全体構
成ブロック図、第２図は第１図に示すエンベロープ制御
正弦波発生器の詳細なブロック図、第３図は第２図のキ
ーコード変換装置におけるキーコード変換論理を示す図
、第４図はグローバルエンベロープメモリ内のデータフ
ォーマットを示す図、第５図はエンベロープ発生装置の
動作を説明するのに用いた波形図、第６図は第２図に示
スエンベロープ変換装置にレゾナンスタイプの変換特性
をもたせた場合のエンベロープ変換例を示す波形図、第
７ｖ４はエンベロープ変換構成の変形例を示すブロック
図、第８図は第７図に示すエンベロープ変換装置にレゾ
ナンスタイプの変換特性をもたせた場合のエンベロープ
変換例を示す波形図、第９図は第２図に示すエンベロー
プ変換装置にローパスフィルタータイプの変換特性をも
たせた場合のエンベロープ変換例を示す波形図、第１０
図は第２図に示すエンベロープ変換装置にバイパスフィ
ルタータイプの変４１！！特性をもたせた場合のエンベ
ロープ変換例を示す波形図、第１１図は第７図に示すエ
ンベロープ変換装置にレベルだけを変換する特性をもた
せた場合のエンベロープ変換例を示す波形図である。 ２・・・・・・データ入力装置、３・・・・・・グロー
バルエンベロープメモリ、７・・・・・・正弦波ＲＯＭ
、１０・・・・・・倍音データ記憶装置、１２．１４Ｃ
・・・・・・エンベロープ発生装’１１．１４．１４Ａ
・・・・・・エンベロープ変換装置、１４Ｂ・・・・・
・次数別エンベロープメモリ。 特許出願人　　カシオ計算機株式会社 代理人　弁理士　　町　１）俊　ｄＩｒｌ”ｆ、・２．
−ｊ第３図 第４図 第５図 Ｆχｏ（ｔｌ 第８図 ＄９図 Ｆる（４５’）、Ｆχａｔ　ｔｉ） レヘ審し

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 成分波発生手段からの複数の次数の成分波信号のそれぞ
   れを、対応する次数のエンベロープ関数によってエンベ
   ロープ制御することにより、楽音信号を合成するタイプ
   の楽音発生装置において、上記複数の次数の成分波信号
   に共通な共通エンベロープ関数を与える共通エンベロー
   プ設定手段と、 この共通エンベロープ設定手段から与えられる共通エン
   ベロープ関数を、上記複数の次数のそれぞれの値によっ
   て変換することにより、上記成分波信号のそれぞれをエ
   ンベロープ制御するための上記エンベロープ関数を生成
   するエンベロープ変換手段と、 を有することを特徴とする楽音発生装置。