JPS63261398A - Musical sound generator for sampling musical instrument - Google Patents

Musical sound generator for sampling musical instrument

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JPS63261398A
JPS63261398A JP62095444A JP9544487A JPS63261398A JP S63261398 A JPS63261398 A JP S63261398A JP 62095444 A JP62095444 A JP 62095444A JP 9544487 A JP9544487 A JP 9544487A JP S63261398 A JPS63261398 A JP S63261398A
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sampling
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musical
musical tone
sine wave
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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】 [発明の技術分野] この発明はサンプリング楽器に関し、特にサンプリング
楽器における楽音発生技術に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to sampling musical instruments, and particularly to musical tone generation techniques in sampling musical instruments.

[発明の背景] 従来のサンプリング楽器にあっては、音響信号をA/D
変換器等によりサンプリングすることにより、デジタル
の波形データの形式に変換し。
[Background of the Invention] In conventional sampling instruments, audio signals are converted into A/D
By sampling with a converter etc., it is converted into digital waveform data format.

これをRAM等で構成される波形メモリに記憶する。そ
して、楽音発生回路(音源)は、この波形メモリに記憶
された波形データを直接的に使用して楽音を再生してい
る。すなわち、波形データ(PCMデータ)のメモリが
音源の要素となっている。
This is stored in a waveform memory composed of RAM or the like. The musical tone generation circuit (sound source) directly uses the waveform data stored in the waveform memory to reproduce musical tones. That is, the memory of waveform data (PCM data) is an element of the sound source.

この種のサンプリング楽器の場合、折返しノイズ等の除
去のため、入力サンプリング周波a([音のためのサン
プリング周波数)と出力サンプリング周波数(再生のた
めのサンプリング周波数)との一致が一般に要求される
。サンプリング周波数を上げることなく、サンプリング
周波数の許容する最高周波数成分より高い成分(楽音の
周波数成分)を得る努力(例えば、飛びこし、補間の技
術のように、複雑な回路、制御技術を駆使することによ
る努力)もなされているが、いまだ満足のいくものは現
われていない、いずれも、H−F(忠実性)が非常に悪
化する。特に高音域では不自然さが目立ってくる。また
、分周技術上の制約などと関係して、ある音程の音色が
オリジナルピッチの音色(録音した音の音色)に比べて
歪んでしまう、これも音質を低下させる。
In the case of this type of sampling instrument, it is generally required that the input sampling frequency a (sampling frequency for sound) and the output sampling frequency (sampling frequency for reproduction) match in order to eliminate aliasing noise and the like. Efforts to obtain components (frequency components of musical tones) higher than the highest frequency component allowed by the sampling frequency without increasing the sampling frequency (for example, making full use of complex circuits and control techniques such as skipping and interpolation techniques) Efforts have also been made, but nothing satisfactory has yet appeared.In either case, H-F (fidelity) deteriorates significantly. Especially in the high range, the unnaturalness becomes noticeable. Additionally, due to limitations in frequency division technology, the timbre of a certain pitch becomes distorted compared to the timbre of the original pitch (the timbre of the recorded sound), which also degrades sound quality.

これらの問題を軽減するために、マルチポイントでサン
プリングができるようにしたサンプリング楽器も知られ
ている。マルチポイントの1つの極限は、鍵盤のすべて
の鍵の音高別に音をサンプリング録音することである。
In order to alleviate these problems, sampling instruments that can perform multi-point sampling are also known. One extreme of multipoint is to sample and record the pitches of all keys on a keyboard.

この場合、鍵盤の鍵の総数に等しい倍数の記憶容量(例
えば、88鍵なら88倍の記憶容量)が必要となる。マ
ルチポイントの数だけ波形メモリの容量を大きくしなげ
ればならないということである。
In this case, a storage capacity that is a multiple equal to the total number of keys on the keyboard (for example, 88 keys requires a storage capacity that is 88 times as large). This means that the capacity of the waveform memory must be increased by the number of multipoints.

さらに、音源の一部が波形データ(PCMデータ)とな
るサンプリング楽器の場合、加工性に問題がある。すな
わち、波形メモリから読み出した波形データを望み通り
に加工することは非常に困難であり、また、不完全な加
工を施す場合であっても、複雑な制御、回路構成を必要
とする0例えば、音色の変更機能、レスポンス機能、ル
ープ機能を付加する場合、この付加のために複雑な構成
を必要とするにもかかわらず満足のいく機能を実現でき
ない。
Furthermore, in the case of a sampling instrument in which part of the sound source is waveform data (PCM data), there is a problem in processability. In other words, it is extremely difficult to process the waveform data read from the waveform memory as desired, and even if the processing is incomplete, complex control and circuit configurations are required. When adding a timbre change function, response function, or loop function, satisfactory functions cannot be realized even though a complex configuration is required for the addition.

[発明の目的] したがって、この発明の目的は、少ない記憶容量であり
ながら、上記の音質の問題を改善したサンプリング楽器
の楽音発生装置を提供することである。
[Object of the Invention] Therefore, an object of the present invention is to provide a musical tone generation device for a sampling musical instrument that has a small storage capacity and improves the above-mentioned problem of sound quality.

[発明の要点〕 本発明は上記の目的を達成するため、サンプリングによ
って得た音響信号の波形データから、その音響信号の音
質を特徴づける時間可変スペクトルデータ(周波数のセ
ットと各周波数についてのエンベロープのセット)を抽
出し、この抽出したデータを基に正弦波合成方式で楽音
を発生するようにしたことを要点とする。
[Summary of the Invention] In order to achieve the above object, the present invention extracts time-variable spectrum data (a set of frequencies and an envelope for each frequency) that characterizes the sound quality of the acoustic signal from the waveform data of the acoustic signal obtained by sampling. The main point is to extract the set) and generate musical tones using a sine wave synthesis method based on the extracted data.

[発明の原理、展開] 上述したように、本発明によるサンプリング楽器は、録
音のためのサンプリング機能と、楽音生成のための楽音
発生機能とを独立化し、楽音発生機能として、正弦波合
成タイプの楽音発生手段(音源)を使用し、録音のため
のサンプリング機能と楽音発生機能との間をマツチング
するために、サンプリング機能より与えられる音響信号
の波形データから音響信号を特徴づける時間可変スペク
トルデータを抽出する時間可変スペクトル抽出手段を設
け、その抽出結果を基に正弦波合成方式で楽音が発生さ
れるようにしたことを特徴としている。
[Principle and Development of the Invention] As described above, the sampling instrument according to the present invention separates the sampling function for recording and the musical tone generation function for musical tone generation, and uses a sine wave synthesis type as the musical tone generation function. Using a musical sound generation means (sound source), in order to match the sampling function for recording and the musical sound generation function, time-variable spectrum data that characterizes the acoustic signal is extracted from the waveform data of the acoustic signal given by the sampling function. The present invention is characterized in that a time-variable spectrum extraction means is provided, and musical tones are generated using a sine wave synthesis method based on the extraction results.

一般に、正弦波合成タイプの音源で発生可能な最高楽音
周波数を、サンプリング楽器でナンプルできる最高周波
数より十分高くすることは容易である0本発明はこの点
にまず若眼したものである。
In general, it is easy to make the highest musical tone frequency that can be generated by a sine wave synthesis type sound source sufficiently higher than the highest frequency that can be generated by a sampling instrument.The present invention first takes this point into account.

したがって、サンプリングした音を正弦波合成タイプの
音源に適合するデータ構造に変更できれば、音質の劣化
の問題特に高音域において発生される楽音の品質の低下
を防止できる。これが、第2の着眼点である。
Therefore, if the sampled sound can be changed into a data structure that is compatible with a sine wave synthesis type sound source, it is possible to prevent the problem of deterioration in sound quality, particularly in the quality of musical tones generated in the high range. This is the second point of interest.

そして、適合するデータ構造への変更は、時間可変スペ
クトル抽出手段により、原音を特徴づける周波数のセッ
トと各周波数についてのエンベロープ(時間可変振幅情
報)のセットを、原音の波形データから抽出することに
より達成される。
Then, the data structure can be changed to a suitable one by extracting a set of frequencies that characterize the original sound and a set of envelopes (time-variable amplitude information) for each frequency from the waveform data of the original sound using a time-variable spectrum extraction means. achieved.

したがって この発明によれば、音を発生する基になる
メモリの容量を節約できる。さらに、音域によって音質
の劣化が起こりにくく、従来のサンプリング楽器におけ
る音質の問題を有効に解消できる。さらに、データの加
工は、音の波形データそのものではなく、スペクトルデ
ータに対して行えばよいので容易になる。
Therefore, according to the present invention, the capacity of the memory that is the basis for generating sound can be saved. Furthermore, the sound quality is less susceptible to deterioration depending on the sound range, and the sound quality problems of conventional sampling instruments can be effectively solved. Furthermore, data processing can be easily performed on spectrum data rather than sound waveform data itself.

好ましい構成例では、上記時間可変スペクトル抽出手段
は、上記周波数のセットを、基準周波数(特によいのは
サンプリングした音の基本周波数)に対する相対的な周
波数比のセットに変換する手段を含む、一方、楽音発生
手段には、サンプリング楽器の演奏入力装置から与えら
れる音高指定情報に対し、上記各周波数比に従って較正
された各周波数の正弦波信号を発生する手段を含む。
In a preferred configuration, the time-variable spectrum extraction means include means for converting the set of frequencies into a set of frequency ratios relative to a reference frequency (particularly preferably the fundamental frequency of the sampled sound), while The musical sound generating means includes means for generating sine wave signals of each frequency calibrated according to the above-mentioned frequency ratios in response to pitch designation information given from the performance input device of the sampling instrument.

例えば、スペクトル抽出により、440 H,の周波数
成分と、88087の周波数成分が得られたとすると、
440Hz を1,880)(z を2とする周波数比
に変換する。そして、880H7に相当する音高指定情
報が与えられると、周波数比lの正弦波発生手段は88
0H2の正弦波信号を発生し、周波数比2の正弦波発生
手段は1760H1の正弦波信号を発生する。
For example, if a frequency component of 440 H and a frequency component of 88087 are obtained by spectrum extraction,
440Hz is converted to a frequency ratio of 1,880) (z = 2. Then, when pitch designation information corresponding to 880H7 is given, the sine wave generating means with frequency ratio l is 88
A sine wave signal of 0H2 is generated, and a sine wave generating means with a frequency ratio of 2 generates a sine wave signal of 1760H1.

さらに、好ましい構成例では、上記時間可変スペクトル
抽出手段は、原音の波形データを所定の区間ごとに高速
フーリエ変換(FFT変換)する手段を含み、これによ
り区間当り1個の振幅データから成るエンベロープ(各
周波数についてのエンベロープ)が得られる。さらに1
時間可変スペクトル抽出手段は、このようにして抽出さ
れたエンベロープを限られた数の折線で近似するエンベ
ロープ近似手段を含む、エンベロープ近似手段が定義す
るエンベロープ関数は、例えば各ステップごとのレート
データとレベルデータで表現でさる。このような圧縮デ
ータ構造は、各エンベロープに対する加工をさらに容易
にする。
Furthermore, in a preferred configuration example, the time-variable spectrum extracting means includes means for performing fast Fourier transform (FFT transformation) on the waveform data of the original sound for each predetermined section, thereby forming an envelope ( The envelope for each frequency is obtained. 1 more
The time-variable spectrum extraction means includes an envelope approximation means for approximating the envelope thus extracted by a limited number of polygonal lines. Monkeys expressed through data. Such a compressed data structure further facilitates processing on each envelope.

[実施例] 以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。[Example] Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は本実施例に係るサンプリング楽器の全体構成で
ある0M音(例えば第3図参照)の信号はA/D変換器
lにおいて対応するデジタルデータに変換され、波形メ
モリ2に記憶される。したがって、波形メモリ2には、
原音がデジタルの振幅データの列(波形データ)の形式
で記憶される。
FIG. 1 shows the overall configuration of a sampling instrument according to this embodiment. A signal of a 0M tone (see FIG. 3, for example) is converted into corresponding digital data in an A/D converter l, and is stored in a waveform memory 2. . Therefore, in waveform memory 2,
The original sound is stored in the form of a digital amplitude data sequence (waveform data).

記憶された原音の波形データは、CPU3により、区間
ごとに、FFTユニット4(DSP、すなわちデジタル
信号プロセッサチップなどで構成される高速フーリエ変
換器)に転送される。
The stored waveform data of the original sound is transferred section by section by the CPU 3 to the FFT unit 4 (DSP, that is, a fast Fourier transformer composed of a digital signal processor chip, etc.).

FFTユニット4は、FFT演算を実行し、その演算結
果をCPU3へ送り返す、CPU3は転送されてさたデ
ータを基に、各高調波成分の周波数比を決定するととも
に、各周波数のエンベロープを8ステツプのエンベロー
プに近似する。データメモリ5はCPU3の処理プロセ
スにおいて使用される。また、時間可変スペクトルデー
タの形式で表現される各音色データのセットを記憶する
メモリとしても利用できる。
The FFT unit 4 executes the FFT calculation and sends the calculation result back to the CPU 3. Based on the transferred data, the CPU 3 determines the frequency ratio of each harmonic component and converts the envelope of each frequency into 8 steps. approximates the envelope of Data memory 5 is used in the processing process of CPU 3. It can also be used as a memory for storing each set of timbre data expressed in the form of time-variable spectrum data.

要素6,7.8は正弦波合成タイプの音源である0発生
すべき音色を定義するデータはCPU3より正弦波発生
塁コントローラ6を介して、正弦波発生用ワークメモリ
7に転送、設定される。
Elements 6, 7.8 are sine wave synthesis type sound sources. Data defining the tone to be generated is transferred from the CPU 3 to the sine wave generation work memory 7 via the sine wave generation base controller 6 and set. .

演奏の際、キーボード12(演奏入力装置の例)より押
鍵データを受けると、CPU3は基本周波数に対応した
キーコード(音高指定情報の例)を生成し、正弦波発生
器コントローラ6に送出する。これを受けた正弦波発生
器コントローラ6は、正弦波発生器群に発音を指示し、
各正弦波発生器は割り当てられた周波数比を基に、基本
周波数に対する周波数の正弦波信号を発生するとともに
、割り当てられた近似エンベロープに従って、8ステツ
プのエンベロープ信号を順次、発生し、このエンベロー
プ信号で正弦波信号をエンベロープ制御スる。エンベロ
ープが付与された各正弦波信号は内部の累算器(図示せ
ず)において累算され、楽音信号となる。
When performing, upon receiving key press data from the keyboard 12 (an example of a performance input device), the CPU 3 generates a key code (an example of pitch designation information) corresponding to the fundamental frequency and sends it to the sine wave generator controller 6. do. Upon receiving this, the sine wave generator controller 6 instructs the sine wave generator group to generate sound,
Each sine wave generator generates a sine wave signal at a frequency relative to the fundamental frequency based on the assigned frequency ratio, and also sequentially generates an 8-step envelope signal according to the assigned approximate envelope. Envelope control of a sine wave signal. Each enveloped sine wave signal is accumulated in an internal accumulator (not shown) to form a musical tone signal.

正弦波発生器群8からの出力である楽音信号はD/A変
換器9において対応するアナログ信号に変換され、アン
プ10で増幅され、スピーカ11で音響信号に変換され
、放音となる。
The musical tone signal output from the sine wave generator group 8 is converted into a corresponding analog signal by a D/A converter 9, amplified by an amplifier 10, and converted into an acoustic signal by a speaker 11 to emit sound.

なお、13はエディツトモードで使用される音色変更等
のデータ入力装置であり、14はモニタリングなどのた
めに使用されるスペクトルエンベロープ表示装2である
Note that 13 is a data input device for changing tone colors and the like used in the edit mode, and 14 is a spectrum envelope display device 2 used for monitoring and the like.

時間0変スペクトルデータの抽 次に1時間可変スペクトルデータの抽出について詳細に
説明する。
Extraction of time-variable spectral data Next, extraction of time-variable spectral data will be explained in detail.

まず、FFTユニット4についてであるが、FFTユニ
ット4は本例では、1024ポイントの入力(データ区
1■の最大長)をもち、512点のフーリエ級数を求め
る。さらにエリアシング(aliasing)の影響を
除くために、高域の112点を捨て、400ラインの分
解能で振幅データを出力する(区間ごとに400個の周
波数成分の各々の値を出力する)、最高10KHzの成
分まで得ようとした場合1分解イ先は10000Hz/
400で25H2である。したがって録音のためのサン
プリング周波数、すなわちA/D変換器1におけるサン
プリング周波数は。
First, regarding the FFT unit 4, in this example, the FFT unit 4 has an input of 1024 points (the maximum length of data section 1), and calculates a Fourier series of 512 points. Furthermore, in order to remove the effects of aliasing, 112 points in the high range are discarded and amplitude data is output with a resolution of 400 lines (outputting the value of each of the 400 frequency components for each section). If you try to obtain up to 10KHz component, 1 resolution is 10000Hz/
400 and 25H2. Therefore, the sampling frequency for recording, that is, the sampling frequency in A/D converter 1 is:

25Hz X (400+112)X2=2560OH
2であり、はぼ394sのサンプリング周期になる。
25Hz x (400+112)X2=2560OH
2, resulting in a sampling period of approximately 394 seconds.

CPU3はFFTユニット4の変換出力である25H2
おきの400個の振幅データを連続して保持し、適当な
選別論理に従って、所望の成分を選別する0例えば、振
幅がある程度以上あり、最も低い周波数のものを基本周
波数として1周波数比==1とし、それより高い成分の
ものに比率を付けていく、また、周波数比1.0以上の
ものでも、振幅がある程度以上を示さない成分は存在し
ないものとして、もしくはノイズとみて省く、また、原
音の波形データの全区間について、フーリエ変換が完了
した時点で、ある成分のパワーが他の成分のパワーに比
較して圧倒的に低く、音質に影響を与えるようなピーク
が存在しなければその周波a成分もなかったものとし、
最終的には正弦発生器のセットが対応できる数になるま
で周波数成分を削りおとしていく。
CPU3 converts 25H2 which is the conversion output of FFT unit 4.
Continuously hold every 400 pieces of amplitude data and select the desired component according to an appropriate selection logic. Then, a ratio is added to the higher frequency components.Also, even if the frequency ratio is 1.0 or more, components whose amplitude does not exceed a certain level are treated as non-existent or are considered to be noise and are omitted. When the Fourier transform is completed for all sections of the waveform data, if the power of a certain component is overwhelmingly lower than the power of other components and there is no peak that would affect the sound quality, then Assume that there is no component a,
Eventually, the frequency components are reduced to a number that can be handled by a set of sine generators.

286図の55〜511は上で例示した抽出、選択の処
理のフローを示している。また、第4図はFFTユニッ
ト4の変換例と、CPU3によるその後の選別をテーブ
ルで例示したものである。この例では、75H2の周波
数成分は、ピークの条件は25(>20)であり満足し
ているが、最終パワーが7で低いのでこれは存在しない
として除去される。すべての条件を満足している100
H2が基音となっている。なお、第4図、第6図におい
て、「ピーク」とは、波形データの全区間におけるピー
クであり、「最終パワー」は全区間についての平均的な
パワーであり、「振幅」は各区間(各ウィンドウ)にお
ける振幅である。
55 to 511 in FIG. 286 show the flow of the extraction and selection processing exemplified above. Further, FIG. 4 illustrates an example of conversion by the FFT unit 4 and subsequent selection by the CPU 3 in a table. In this example, the frequency component of 75H2 satisfies the peak condition of 25 (>20), but since the final power is low at 7, it is removed as not existing. 100 that satisfies all conditions
H2 is the fundamental tone. In Figures 4 and 6, "peak" is the peak in the entire section of the waveform data, "final power" is the average power for the entire section, and "amplitude" is the peak in each section ( is the amplitude in each window).

なお、上記の選別論理や基音の決定論理は一例にすぎず
他の方式が使用できる。
Note that the above-mentioned selection logic and fundamental tone decision logic are only examples, and other methods can be used.

三乙二三二ノ五贋 選択された各高調波成分(ZSi木波成分も含む)のエ
ンベロープ(時間可変振幅データ)はCPU3により8
ステツプの折線エンベロープに近似される(第6図、S
 12) 、近似前と近似後の例を第5図に示す、この
エンベロープ近似処理技術については1例えば、本件出
願人に係る特願昭61−264205号(昭和61年1
1月6日出願)に記載の技術が使用できる。基本的には
、8ステツプであれば、8つの折線(単調関数の波形)
で最も良く元のエンベロープを近似するものを決めれば
よい、なお、CRTなどのモニターに表示し、ユーザー
サイドから適当に近そうなエンベロープを入力するよう
にしてもよい。
The envelope (time variable amplitude data) of each selected harmonic component (including the ZSi wood wave component) is
It is approximated by a broken line envelope of steps (Fig. 6, S
12) Examples of this envelope approximation processing technique before and after approximation are shown in FIG.
(filed on January 6) can be used. Basically, if there are 8 steps, there will be 8 broken lines (monotonic function waveform)
The envelope that most closely approximates the original envelope may be determined. Alternatively, the envelope may be displayed on a monitor such as a CRT, and the user may input an envelope that appears to be the closest.

エディツト データメモリ5に記憶される各音色等のデータに対して
はデータ入力装置13によりエディツトを行うことがで
きる。ユーザーからのエディツトの対象は、ここでは、 (イ)音色の変更 (a)レスポンスの有無、または、レスポンス特性の変
更 (ハ)キーフォローの有無、または、キーフォローの特
性変更 である。
Data such as each tone color stored in the edit data memory 5 can be edited using the data input device 13. Here, the objects of the user's edits are (a) change of timbre, (a) presence or absence of response, or change of response characteristics, and (c) presence or absence of key follow, or change of key follow characteristics.

装を側が実行する処理は、 (A)正弦波発生器の選択ないし更新 (B)エンベロープデータの変更または更新(C)レス
ポンスデータの変更または更新(D)キーフォローデー
タの変更または更新である。
The processing executed by the equipment side is (A) selection or updating of the sine wave generator (B) changing or updating envelope data (C) changing or updating response data (D) changing or updating key follow data.

第6図のS13〜S22にその動作のフローを示しであ
る。それ自体で明らかな記述なので詳細な説明は省略す
る。
The flow of the operation is shown in S13 to S22 of FIG. Since this description is self-explanatory, detailed explanation will be omitted.

又丘叉進 第2図に、第1図の正弦波発生器群8のうちの1つの正
弦波発生器を代表として示しである。
FIG. 2 shows one sine wave generator of the sine wave generator group 8 of FIG. 1 as a representative.

「周波aNω」のうちNは周波数比であり、ωはキーボ
ード12上の押鍵に係る基本周波数である。8−1は正
弦波発生要素であり、そのNωの入力に対し、5in(
Nωt)の正弦波信号を発生する。“E″は周波数比N
のエンベロープデータを表わし、“T”はレスポンスデ
ータを表わし、“K″はキーフォローデータを表わして
いる。エンベロープ変換器8−2のこれら3つの入力E
、T、KからC(t)で示すエンベロープ波形信号を発
生する。 C(t)と5in(Nωt)は乗算器8−3
で乗算され、その結果は累算器(Σ)へ送られる。“E
”、“T”、“K”、′N″で示すデータは正弦波発生
用ワークメモリ7にある発生すべき楽音のエキスとなる
データである。
Of the “frequency aNω”, N is a frequency ratio, and ω is a fundamental frequency related to key depressions on the keyboard 12. 8-1 is a sine wave generating element, and for the input of Nω, 5 inch (
A sine wave signal of Nωt) is generated. "E" is the frequency ratio N
, "T" represents response data, and "K" represents key follow data. These three inputs E of envelope converter 8-2
, T, and K to generate an envelope waveform signal denoted by C(t). C(t) and 5in(Nωt) are multiplier 8-3
and the result is sent to the accumulator (Σ). “E
The data indicated by ``,'', ``T'', ``K'', and ``N'' are data that is the extract of the musical tone to be generated, which is stored in the sine wave generation work memory 7.

すなわち、押鍵に起因する楽音の発生においては、正弦
波発生器コントローラ6はCPU3より送られてくる情
報(音高データ、タッチデータなど)から、各正弦波発
生器群8に与えるべき情報、すなわち、レスポンスデー
タの値T、キーフォローデータの値K、周波数比N、そ
のエンベロープEを正弦波発生用ワークメモリ7より取
り出し、関係する正弦波発生器群8に送出する。各正弦
波発生器では与えられた情報に従って、正弦波の波形デ
ータ(周波数比で較正された周波数をもつ)、キーフォ
ロー、レスポンス、エンベロープを反映した波形データ
c (t)を生成し、両者を乗算する。各正弦波発生器
の出力は累算器において累算され、最終的な楽音信号が
形成される。
That is, when generating musical tones due to key presses, the sine wave generator controller 6 determines information to be given to each sine wave generator group 8 from information sent from the CPU 3 (pitch data, touch data, etc.). That is, the response data value T, the key follow data value K, the frequency ratio N, and its envelope E are retrieved from the sine wave generation work memory 7 and sent to the related sine wave generator group 8. Each sine wave generator generates sine wave waveform data (with a frequency calibrated by the frequency ratio), key follow, response, and waveform data c (t) that reflects the envelope according to the given information, and combines both. Multiply. The output of each sine wave generator is accumulated in an accumulator to form the final tone signal.

このように、各正弦波発生器は所望の楽音の周波数成分
にl対lで対応づけられるようになっているため、音域
によって不自然な音色となる楽音は発生しない、さらに
、内部表現として、圧縮データ構造のエンベロープ、キ
ーフォロー、レスポンスの各関数を使用しており、これ
らの関数の変更は容易であり、したがって、楽音の音質
の変更も容易である。すなわち、データの加工性がよい
In this way, each sine wave generator is associated with the frequency component of the desired musical tone on a one-to-one basis, so that musical tones with unnatural tones depending on the musical range are not generated.Furthermore, as an internal expression, It uses envelope, key follow, and response functions in a compressed data structure, and it is easy to change these functions, making it easy to change the tone quality of musical tones. In other words, the data can be easily processed.

なお上記実施例では、正弦波発生器群8は複数の正弦波
発生器から成ると説明したが、「複数」の意味は機能的
に複数の場合を含み、ハード的な意味には限定されない
In the above embodiment, it has been explained that the sine wave generator group 8 is composed of a plurality of sine wave generators, but the meaning of "plurality" includes a plurality of functional units, and is not limited to a hardware meaning.

また第6図のフローでは原音の入力終了後に、FFT処
理を行うようにしているが、FFTユニット4が十分高
速である場合には、バッファに入ったデータを適時FF
Tに転送すればよく、原音のすべての波形データを記憶
“するための波形メモリ2は不要になる。
In addition, in the flow shown in Fig. 6, FFT processing is performed after the input of the original sound is completed, but if the FFT unit 4 is sufficiently fast, the data in the buffer can be processed by FFT processing at appropriate times.
The waveform memory 2 for storing all the waveform data of the original sound becomes unnecessary.

[発明の効果] 以上の説明から明らかなように、本発明では録音のサン
プリング機能と楽音の発生機能とを独立化し、楽音の発
生として正弦波合成型の楽音発生手段(音源)を用いて
いる。そして、録音のサンプリングによる波形データか
ら、時間可変のスペクトルデータを抽出し、この抽出結
果に基づいて、正弦波合成型の楽音発生手段から楽音を
発生させている。
[Effects of the Invention] As is clear from the above explanation, the present invention separates the recording sampling function and the musical sound generation function, and uses a sine wave synthesis type musical sound generation means (sound source) to generate the musical sound. . Then, time-variable spectrum data is extracted from the waveform data obtained by sampling the recording, and based on this extraction result, a musical tone is generated from a sine wave synthesis type musical tone generating means.

したがって、丘域によらず所望の音色の楽音を容易に得
ることができ、従来のサンプリング楽器で問題となって
いた音域による音質低下の問題を有効に解消できる。さ
らに、音源データとして、原音の波形データではなくス
ペクトル化した圧縮データを使用しており、音源データ
を記憶するメモリの容量を節約できるという利点もある
Therefore, it is possible to easily obtain a musical tone with a desired timbre regardless of the pitch range, and it is possible to effectively solve the problem of deterioration in sound quality depending on the pitch range, which has been a problem with conventional sampling instruments. Furthermore, as the sound source data, spectral compressed data is used instead of the waveform data of the original sound, which has the advantage that the memory capacity for storing the sound source data can be saved.

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

第1図は本発明の一実施例に係るサンプリング楽器の全
体構成図、第2図は第1図の正弦波発生器群8の1つの
正弦波発生器についての機能構成ブロック図、第3図は
原音の一例を示す波形図、第4図は高速フーリエ変換後
の周波数成分の選別の説明のために使用した図、第5図
はエンベロープ近似を説明するのに用いた図、第6図は
本実施例の動作を示すフローチャートである。 l・・・・・・A/D変換器、3・・・・・・CPU、
4・・・・・・FFTユニット、6・・・・・・正弦波
発生器コントローラ、7・・・・・・正弦波発生用ワー
クメモリ、8・・・・・・正弦波発生器群。 特許出願人  カシオ計算機株式会社 ・旧Yぐり ン 第 2 図 第3図
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a sampling instrument according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a functional configuration block diagram of one sine wave generator of the sine wave generator group 8 in FIG. 1, and FIG. is a waveform diagram showing an example of the original sound, Figure 4 is a diagram used to explain the selection of frequency components after fast Fourier transform, Figure 5 is a diagram used to explain envelope approximation, and Figure 6 is a diagram used to explain the selection of frequency components after fast Fourier transform. 3 is a flowchart showing the operation of this embodiment. 1...A/D converter, 3...CPU,
4... FFT unit, 6... Sine wave generator controller, 7... Work memory for sine wave generation, 8... Sine wave generator group. Patent applicant: Casio Computer Co., Ltd., former Ygurin Figure 2 Figure 3

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)音響信号をサンプリングすることによってデジタ
ルの波形データの形式に変換するサンプリング手段を備
えるサンプリング楽器の楽音発生装置において、 上記サンプリング手段により得られた上記波形データか
ら、上記音響信号の音質を特徴づける周波数のセットと
各周波数ごとのエンベロープのセットとを抽出する時間
可変スペクトル抽出手段と、 正弦波合成タイプの楽音発生手段と、 を有し、 上記楽音発生手段は、上記時間可変スペクトル抽出手段
により抽出された上記周波数のセットと上記エンベロー
プのセットとに基づいて、楽音信号を発生することを特
徴とするサンプリング楽器の楽音発生装置。
(1) In a musical tone generating device for a sampling instrument, which includes a sampling means for sampling an acoustic signal and converting it into a digital waveform data format, the sound quality of the acoustic signal is characterized from the waveform data obtained by the sampling means. a time-variable spectrum extracting means for extracting a set of frequencies and a set of envelopes for each frequency; and a sine wave synthesis type musical tone generating means, the musical tone generating means extracting a set of frequencies and an envelope set for each frequency, and the musical tone generating means extracts a set of frequencies and an envelope set for each frequency, A musical tone generating device for a sampling musical instrument, characterized in that a musical tone signal is generated based on the extracted set of frequencies and the set of envelopes.
(2)特許請求の範囲第1項記載のサンプリング楽器の
楽音発生装置において、上記時間可変スペクトル抽出手
段は、上記波形データから抽出した上記周波数のセット
を基準周波数に対する相対的な周波数比のセットに変換
する手段を含み、上記楽音発生手段は、サンプリング楽
器の演奏入力装置より与えられる可変の音高指定情報に
対し、上記各周波数比に従って較正された各周波数の正
弦波信号を発生する手段を含むことを特徴とするサンプ
リング楽器の楽音発生装置。
(2) In the musical tone generation device for a sampling instrument according to claim 1, the time-variable spectrum extraction means converts the set of frequencies extracted from the waveform data into a set of frequency ratios relative to a reference frequency. The musical sound generating means includes means for generating a sine wave signal of each frequency calibrated according to the frequency ratio in response to variable pitch designation information provided from the performance input device of the sampling instrument. A musical tone generator for a sampling instrument, characterized by the following.
(3)特許請求の範囲第1項または第2項に記載のサン
プリング楽器の楽音発生装置において、上記時間可変ス
ペクトル抽出手段は、上記音響信号を表現する上記波形
データを所定の区間ごとに高速フーリエ変換することに
より、波形データ形式のエンベロープのセットを抽出す
る手段と、この手段により抽出された各エンベロープを
限られた数の折線で近似するエンベロープ近似手段とを
含むことを特徴とするサンプリング楽器の楽音発生装置
(3) In the musical tone generation device for a sampling musical instrument according to claim 1 or 2, the time-variable spectrum extraction means extracts the waveform data representing the acoustic signal using a fast Fourier method for each predetermined interval. A sampling instrument comprising: means for extracting a set of envelopes in waveform data format by converting; and envelope approximation means for approximating each envelope extracted by the means with a limited number of broken lines. Musical sound generator.
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WO2023068042A1 (en) * 2021-10-18 2023-04-27 ヤマハ株式会社 Sound processing method, sound processing system, and program

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