JPS6335994B2

JPS6335994B2 -

Info

Publication number: JPS6335994B2
Application number: JP58195666A
Authority: JP
Inventors: Tatsuya Adachi; Masataka Nikaido
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1983-10-19
Filing date: 1983-10-19
Publication date: 1988-07-18
Also published as: JPS6087396A

Description

【発明の詳細な説明】

産業上の利用分野本発明は、電子楽器など、波形データをもとに
して楽音を発生する楽音発生装置に関する。従来例の構成とその問題点近年、電子楽器の分野においても、全デイジタ
ル式の楽音発生技術が取り入れられ、数々の楽音
発生方式が提案されている。その中でも、素片合成方式による楽音発生方式
は、自然音の再生に適した方式と言われている。素片合成方式は、従来、音声合成の分野から発
達した技術であり、音声波形の中から、ピツチ周
期で切り出した音声素片のうち、冗長な部分は、
一部の音声素片をくり返し用いることにより、デ
ータ圧縮を行うことを基本としている。この方式
を用いて自然楽音を再生しようとした場合、波形
の変化の激しい楽音については、十分な情報圧縮
が得られなかつた。また自然楽音の再生に関して
は音声合成以上に高品質の音が要求されるのが一
般的であり、従来の方式を用いると、巨大なメモ
リを必要とする。発明の目的本発明の目的は、所望の楽音を発生するために
楽音発生から終了までの間の一部分の波形データ
をもち、その波形データに補間演算を施すことに
よつて、少ないデータ量でもをの楽音を再生する
とともに、上記波形データを異なる読み出し周期
で読み出しても、原音のエンベロープが保存され
るようにし、また、自然楽音のアタツク部のよう
に振幅、周波数、位相の変化が急激な部分にも対
応できるように、原波形を、補間処理を介さず
に、そのまま出力する区間を設けることができる
楽音発生装置を提供するものである。発明の構成本発明の楽音発生装置は、複数の楽音波形デー
タと、PCMモードを指定するPCMフラグデータ
を格納する波形データメモリと、上記波形データ
メモリの中から複数の楽音波形データを読み出す
波形読み出し部と、常に和が一定になる複数の周
期的エンベロープ信号を発生するエンベロープ発
生部と、上記波形読出し部から出力される複数の
楽音波形データと上記エンベロープ信号を乗算す
る乗算器と、上記乗算器の出力信号を加算する加
算器を具え、上記波形読み出し部の読み出し波形
の更新を、上記エンベロープ信号の周期に同期し
て行なうようにし、また通常、上記エンベロープ
信号の周期を上記波形読出し部の読み出し周期と
は独立な、一定の周期とし、上記PCMフラグデ
ータが立つているときだけ、上記エンベロープ信
号の周期を、上記波形読み出し部の読み出し周期
と同一とするとともに補間処理を禁止するように
したものであり、楽音発生から終了までの間の一
部分の波形データによつて、もとの楽音を再生す
ることができ、また上記波形データを原音の周波
数と異なる読み出し周期で読み出しても、原音の
エンベロープが保存される。また自然楽音のアタツク部のように、振幅、位
相、周波数の変化の急激な部分に対してPCMモ
ードの指定によつて、補間処理なしで、そのまま
原音を再生することができる。実施例の説明以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明す
る。まず本発明の原理について説明する。第１図
に離散的に抽出した楽音１周期の楽音波形を示
す。発音開始時からの時間経過と楽音波形との関
係を下記に示す。楽音波形――――時間経過Ａ ――――10ms Ｂ ――――25ms Ｃ ――――50ms Ｄ ――――320ms Ｅ ――――720ms 第１図からもわかるように、時間経過と共に楽
音波形の形状が変化している。本発明は、楽音波
形の時間的形状変化という点に着目し、波形の形
状に時間変化を施すことにより、自然楽器らしい
楽音を発生するものである。データメモリの記憶内容についての説明第２図に発音開始時から発音終了時までの楽音
波形のエンベロープ包絡状態の一例を示す。第２
図に示したエンベロープ包絡の発音開始時から発
音終了時までをＩ分割（Ｉ＝０，１，……，ｉ，
……，Ｉ−１）する。そして、各分割点から選択
抽出した楽音波形１周期をそれぞれＮ分割する。
第３図に選択抽出した楽音波形の一例を示す。抽
出したＩ個の楽音波形１周期をＮ分割して得たＮ
個の波形サンプル値すなわち、Ｎ×Ｉ個の波形サ
ンプル値と、楽音を発生する時に使用する制御デ
ータ（本発明では、波形補間を行なうための制御
データを考えている）とをデータメモリに記憶し
ておく。音程の発生方法についての説明音階の決定については、12音階に相当するクロ
ツク信号発生する。オクターブ関係については、
データメモリに記憶している楽音波形１周期のサ
ンプル数をかえることによりオクターブ関係の音
程を発生している。 C₀音を512サンプルとすると、音階クロツク信
号は、32703Hz×512サンプル≒16.74kHzとなる。
第１表にノートクロツク周波数を、第２表に波形
サンプル数とオクターブ関係について示す。

【表】

【表】波形補間方式について上記の選択抽出された楽音波形を用いて、もと
の楽音を再生するために波形補間を行う。本発明の楽音発生装置の波形補間方式は、選択
抽出した２枚の楽音波形に、常に和が一定になる
２つの周期的エンベロープをかけたものを加算す
ることによつて、２枚の楽音波形の間に存在する
波形を近似的に算出するものである。第４図は、従来の楽音発生装置の構成を示すブ
ロツク図である。１０１は、ｉ番目のサンプル波形W_iとｉ＋１
番目のサンプル波形W_i+1を読み出す波形読み出
し部で、サンプル波形W_i+1とW_i+1に対応する出
力がそれぞれ信号WAVE，WAVEとして出
力される。１０２は、補間エンベロープクロツク
ENCKによつて周期的な補間エンベロープ波形
を発生するとともに、補間エンベロープ波形の１
周期ごとに波形ナンバを更新するための波形更新
フラグを発生する補間エンベロープ発生部、１０
３はインバータ、１０４，１０５は乗算器、１０
６は加算器である。波形読み出し部１０１は、上述のノートクロツ
ク信号NTCKによつて、Ｎ個の波形サンプル値
を順次読み出して行く。一方補間エンベロープ発
生部１０２は、補間エンベロープクロツク
ENCKによつて、周期的なエンベロープ波形を
発生するとともに、１周期毎に波形読出し部１０
１に対して、波形更新フラグFLAGを送出する。
上記補間エンベロープ発生部１０２の出力データ
は、乗算器１０６に加えられ波形読出し部１０１
の出力データWAVEと乗算される。一方補間
エンベロープ発生部１０２の出力は、インバータ
１０３を介して乗算器１０５に加えられ、波形読
み出し部の出力データWAVEと乗算される。乗算器１０４と乗算器１０５の出力は加算器１
０６に加えられ、加算されて、出力される。第５図は上記の補間用エンベロープとして、鋸
歯状波を用い、補間エンベロープクロツク
ENCKは、ノートクロツクNTCKと同一とした
従来の補間方式の一例である。 (a)は波形読出し部の出力信号WAVE、(b)は
インバータ１０３の出力信号、(c)は波形読出し部
１０１の出力信号WAVE、(d)は補間エンベロ
ープ発生部１０２の出力信号、(e)は加算器１０６
の出力信号WAVEである。なお第４図における補間エンベロープクロツク
ENCKとノートクロツクNTCKは同一のもので
あるので、補間処理は、ノートクロツクNTCK
に同期したタイミングで行われる。この補間方式は、選択抽出したＩ枚のサンプル
波のサンプル位置ｉからｉ＋１（ｉ＝０，１，２，
……，Ｉ−１）の間を楽音波形１周期がＭ回推移
するものとし、サンプル波上の各サンプル点の値
をｆ（W_i,n,o）とすると、補間処理によつて得られ
る仮想サンプル点のサンプル値f^（W_i,n,o）は、下
式のような補間式で表現することができる。 f^（W_i,n,o）＝｛ｆ（W_i+1,o） −ｆ（W_i,o）｝×N_n＋ｎ／MN＋ｆ（W_i,o） …(1) ｉは、Ｉ分割して抽出したサンプル位置で、波
形ナンバである。（ｉ＝０，１，２，……，Ｉ−
１）ｍは、波形ナンバｉからｉ＋１の間をＭ回繰り
返し推移している途中の位置を表わすものであ
る。（ｍ＝０，１，２，……，Ｍ−１）ｎは、楽音波形１周期をＮ分割したサンプル位
置で波形サンプルナンバである。（ｎ＝０，１，
２，……，Ｎ−１） W_iは、ｉ枚目のサンプル波を表わす。第５図ｅは、加算器１０７の出力WAVE、
つまり補間処理された出力波形を示している。第５図ｅからわかるように、補間された出力波
形は、サンプル波W_iからサンプル波W_i+2に至る
まで連続的に変化している。なお、この従来の補間方式を、補間エンベロー
プの発生が、ノートクロツクNTCKに同期して
行われることから、同期式補間方式と呼ぶことに
する。この補間方式は以下のような特徴と有する。 (1) 補間された波形の波形間の不連続が生じな
い。 (2) Ｍ＝１の場合、２枚のサンプル波間で補間で
きるとともに、補間エンベロープを０にするだ
けで簡単にもとの楽音波形を出力することがで
きる。 (3) 同じサンプル波形を、同じ繰り返し数Ｍのま
ま他のノートで用いると、ノートクロツク
NTCKの周波数が異なるので、再現される楽
音が時間軸上で圧縮あるいは伸長される。 (2)は、発生楽音のアタツクの部分のようにピツ
チが急激に変化する部分だけ、補間処理を行わ
ず、原楽音波形を周期に関係なく並べるPCM方
式に簡単に対応できることを示している。 (3)は、この方式の欠点であり、１つの楽音を形
成する１組のサンプル波形をもとのノート異なる
ノートで用いた場合、問題になつてくる。第１表に示されるようにノートクロツク
NTCKの周波数は、16.738kHz〜31.624Hzまで変
化するので、例えば、１組のサンプル波形を、ノ
ートＣに相当する音階クロツクNTCKで読み出
した場合と、ノートＢに相当する音階クロツク
NTCKで読み出した場合とでは、発生楽音の長
さが２倍近く違つてくる。本発明は上記従来例の欠点を解決するとともに
長所を生かすものである。本発明の楽音発生装置は、従来の同期式補間方
式の楽音発生装置と異なり、ノートクロツクとは
別の一定のクロツクを用いて補間エンベロープを
発生する非同期式補間方式と、従来の同期式補間
方式を組み合わせたもので、楽音の原波形を補間
処理を介さずにそのまま読み出すPCMモードの
ときは、同期式補間方式を用いるとともに、補間
エンベロープを“０”にして、実質的な補間処理
を行わずに、波形の更新だけを行うようにし、抽
出されたサンプル波形に補間処理を施す場合は、
上記非同期式補間方式を用いるようにしたもので
ある。第６図は本発明の楽音発生装置の構成を示すブ
ロツク図である。１０７は、ノートクロツクとは別の一定のクロ
ツクSYCKと、ノートクロツクNTCKのうち、
いずれか一方を選択して、補間エンベロープ発生
部１０２に補間エンベロープクロツクENTCKと
して出力するセレクタである。このセレクタは、
PCMフラグPCMFが“１”のときノートクロツ
クNTCKを選択し、前述の同期式補間を行い、
PCMFが“０”のとき、一定のクロツクSYCKを
選択し、非同期式補間を行う。またPCMFは、補間エンベロープ発生部１０
２に加えられ、補間エンベロープを“０”にする
ことによつて、実質的に補間処理を禁止する。第７図に補間用エンベロープとして、鋸歯状波
を用い、補間エンベロープクロツクENCKとし
て、ノートクロツクNTCKとは別の周波数一定
のクロツクSYCKを用いる非同期式補間方式の一
例を示す。第７図ａ〜ｄは、第５図のａ〜ｄと同様であ
る。この場合、前述の従来の補間例と異なり、波形
読み出し部１０１から出力されるサンプル波形
W_iとサンプル波形W_i+1の更新は、必ずしも波形
サンプルナンバｎ＝０のところで行われない。つ
まりサンプル波形W_i，W_i+1の更新位置は、ノー
トクロツクNTCKによつて変わる。この補間方式は、下式のような補間式で表現さ
れる。ｆ（W_i,o）＝｛ｆ（W_i+1,o） −ｆ（W_i,o）｝×ｊ／ｊ＋ｆ（W_i,o） …(2) ｎ＝MOD（ｊ，Ｎ）ただしMOD（ｊ，Ｎ）は、ｊのＮによる剰余
系を表わす。Ｊは、補間エンベロープ発生部１０２から出力
される補間エンベロープの１周期分に当たるサン
プル数であり、ｊはその途中の位置を表わす。
（ｊ＝０，１，２，３，…，Ｊ−１）なおW_i，
Ｎ，ｎは前述の従来例と同じである。第７図におけるｅは、加算器１０６の出力
WAVEつまり、補間処理された出力波形を示
している。図からわかるように補間された出力波
形は、連続している。第７図に示される非同期式補間方式は以下のよ
うな特徴をもつ。 (1) 補間された波形間の不連続が生じない。 (2) 波形サンプルナンバに関係なく波形の更新が
行われるので、原波形をそのまま並べるPCM
方式に対応するためには、複雑な処理を要す
る。 (3) 同じサンプル波形を用いて、補間エンベロー
プのくり返し周期を一定にすれば、ノートクロ
ツクに関係なく、一定の長さのエンベロープが
得られる。したがつて本発明の楽音発生装置は、上述の同
期式補間と、非同期式補間を切り換えて用いるよ
うにしているので、ノートクロツクに関係なく一
定の長さの楽音波形が得られるとともに、容易に
PCM方式にも対応できる。第８図は本発明の楽音発生装置を採用した電子
楽器のブロツク図である。６０１は鍵盤部
（KB）、６０２は音色タブレツトスイツチやビブ
ラート効果のオンオフスイツチやグライド効果の
オンオフスイツチなどにより構成される操作部
（TAB）、６０３は中央処理装置（CPU）で、コ
ンピユータなどに用いられているものと同様のも
の、６０４は読み書き可能な記憶装置（ランダム
アクセスメモリでRAMと呼ぶ）、６０５はCPU
６０３の動作を決定するプログラムが格納された
読み出し専用記憶装置（リードオンリーメモリで
ROMと呼ぶ）、６０６は楽音の合成を行なうた
めの波形サンプルデータや波形補間を行なうため
の制御データなどを記憶しているROMである。
６０７はROM６０６に記憶している波形サンプ
ルデータや制御データを用いて楽音を発生する楽
音発生部、６０８はサンプリングノイズを除去す
るフイルタ、６０９は電気音響変換器である。鍵盤部６０１、操作部６０２、CPU６０３、
RAM６０４、ROM６０５，６０６、楽音発生
部６０７はデータバス、アドレスバスおよびコン
トロール線で結合されている。このようにデータ
バスとアドレスバスとコントロール線とで結合す
る方法そのものは、ミニコンピユータやマイクロ
コンピユータを中心とした構成方法として公知の
ものである。次に第８図の電子楽器の動作について述べる。
鍵盤部６０１は、複数の鍵スイツチを複数の群に
分けて、群内の鍵スイツチのオン／オフ状態を一
括してデータバスに送ることができるように構成
される。 CPU６０３はその内部にあるプログラムカウ
ンタのコードに対応するROM６０５のアドレス
から命令コードを読み取り、これを解読して算術
演算、論理演算、データの読み込みと書き込み、
プログラムカウンタの内容の変更による命令のジ
ヤンプなどの作業を行なう。これらの作業の手順
はROM６０５に書き込まれている。まずCPU６
０３はROM６０５より鍵盤部６０１のデータを
取り込むための命令を読み取り、鍵盤部６０１の
各鍵のオン／オフを示すコードを各群ごとに取り
込んで行く。そして、押鍵されている鍵コード
を、楽音発生部６０７の有限のチヤネルに割り当
て鍵コードに対応する楽音発生データを送出す
る。なお、押鍵されている鍵コードを楽音発生部６
０７の有限のチヤネルに割り当ててゆく方法その
ものは、ジエネレータアサイナ機能として公知の
ものである。楽音発生部６０７ではCPU６０３から供給さ
れた楽音発生データに基づいて、楽音合成データ
ROM６０６から所定の波形サンプルデータや制
御データを取り込み波形補間処理を行なつて楽音
波形を発生し、フイルタ６０８を介して電気音響
変換器６０９から楽音を発生させる。第９図は楽音発生部６０７の構成図である。第
９図において、８０１は主発振器、８０２は楽音
発生部６０７の動作内容を制御するシーケンサ、
８０３はCPU６０３から供給される各種データ
をラツチする入力レジスタ部、８０４はタイマ
ー、８０５は比較レジスタ部、８０６は発音すべ
き周波数に対応する周波数データを発生する周波
数データプロセツサ（以下FDPと略す）、８０７
は前述で説明した(2)式の波形補間処理を行なう波
形データプロセツサ（以下WDPと略す）、８０８
は楽音合成データROM６０６から波形サンプル
データや制御データなどを読み込むデータ・リー
ド・プロセツサ（以下DRPと略す）、８０９は所
定のパルス幅のパルス信号を生成する読み出しパ
ルス形成部、８１０はWDP８０７、DRP８０８
などの演算処理要求を行なう計算要求フラグ発生
部、８１１はデイジタル信号をアナログ信号に変
換するデイジタル／アナログ変換器（以下DAC
と略す）、８１２は１チヤネル当りアナログスイ
ツチ２つとコンデンサ１つとで構成されており、
アナログ信号を保持するアナログバツフアメモリ
部、８１３は積分器である。上記構成において、８０４，８０５，８０６，
８１０は発音音階を決定するノートクロツク発生
部を構成し、その出力信号に基づいて、データ読
み出し部であるDRP８０８が楽音合成データ
ROM６０６からデータを読み出す。入力レジスタ部８０３、比較レジスタ部８０
５、FDR８０６、WDP８０７、DRP８０８、計
算要求フラグ発生部８１０はシーケンサ８０２に
よつて処理を行なう手順が決められている。 CPU６０３から所定のチヤネルたとえばチヤ
ネル１に楽音発生データが供給されると、シーケ
ンサ８０３で決められている所定のタイミングで
入力レジスタ部８０３からFDP８０６、WDP８
０７、DRP８０８に楽音発生データが供給され
る。そうすると、DRP８０８において、楽音合
成データROM６０６から、波形サンプルデータ
と制御データを読み取る。そして、(3)式に示した
ｆ（W_i,o）をデータWDとし、ｆ（W_i+1,o）をデ
ータWDとしてWDP８０７に供給する。さら
に、読み取つた制御データに基づいた(3)式に示し
た補間係数をデータMLPとしてWDP８０７に供
給する。また、最終波形データになると最終波形
データを指示するWEF信号をWDP８０７に供給
する。 WDP８０７では、DRP８０８から供給された
データWD，WD，MLPを用い、(3)式の波形
演算処理を行なつてDAC８１１に供給する。そ
して、DAC８１１において、WDP８０７から供
給されたデイジタル信号をアナログ信号に変換
し、アナログバツフアメモリ部８１２にアナログ
信号として供給し、チヤネル１に対応するコンデ
ンサ電荷が蓄えられる。一方、FDP８０６では、入力レジスタ部８０
３から供給された楽音発生データに基づいた周波
数データが生成され、比較レジスタ部８０５のチ
ヤネル１に対応するレジスタに供給される。そし
て、比較レジスタ部８０５に供給されたデータと
タイマー８０４から供給されている時間データと
の比較処理を行ない、一致が検出できると一致パ
ルスを読み出しパルス形成部８０９と計算要求フ
ラグ発生部８１０に供給する。そうすると、読み出しパルス形成部８０９で所
定のパルス幅の読み出し信号が生成され、アナロ
グバツフアメモリ部８１２に供給される。アナロ
グバツフアメモリ部８１２内のチヤネル１に対応
するコンデンサに蓄えられている電荷は読み出し
信号によつて積分器８１３に流れ込む。計算要求フラグ発生部８１０では、次波形サン
プルすなわち、仮想サンプル点f^（W_i,o+1）を求め
るための計算要求フラグを発生し保持する。そし
て、その後再び処理タイミングがチヤネル１とな
ると、計算要求フラグが発生しているので前述と
同様に波形補間処理されたデータが出力されアナ
ログバツフアメモリ部８１２内のコンデンサに電
荷が蓄えられる。以後、計算要求フラグに対応し
て波形補間処理を施されたデータが出力され楽音
波形を発生することになる。なお、コンデンサに蓄える電荷は、f^（X_i,o-1）
と今回求めた波形サンプル値f^（X_i,o）との差分に
相当する。そして、積分器８１３によつて今回求
めた波形サンプル値f^（X_i,n,o）が復元されること
になる。アナログバツフアメモリ部８１２と積分
器８１３周辺の動作については、特願昭57−
126413号「波形読み出し装置」に述べてある。データ・リード・プロセツサDRP８０８の説明 DRPでは、第６図の楽音発生装置の構成を示
すブロツク図における、波形読み出し部１０１、
補間エンベロープ発生部１０２、セレクタ１０７
に相当する処理を行つている。まず、楽音合成データROM６０６（以後デー
タ・バンク（DBK）と称する）のデータフオー
マツトについて説明する。第１０図はDBK６０６のデータ構成図である。
アドレス（0000）₁₆から128語の領域に、以後に続
く合成データの先頭位置を示す先頭アドレスを格
納している。合成データは制御データと波形デー
タとで構成されている。制御データは波形間の補
間周期指定データと最終波形フラグデータと
PCMフラグデータとで構成されている。補間周期指定データについて説明する。本実施例では、(2)式に示した補間係数MLP
（ｊ／Ｊ）の算出を簡略化する方法として以下の
ようにしている。 (3)式の補間係数MLP（ｊ／Ｊ）を下のように
置き換える。ｊ／Ｊ＝（α／2¹⁵）・ｊｊ＝０，１，２，……，Ｊ−１Ｊは補間エンベロープ周期、αは補間周期指
定データである。αは下のように表わされる。 α＝2¹⁵／Ｊ …(3) 補間エンベロープクロツクENCKの周期を
Te、ノートクロツクの周期をTn、波形サンプ
ルナンバをSN、波形繰り返し数をRPとすると
下式のような関係がある。Ｊ・Te＝SN・RP・Tn ∴Ｊ＝（Tn／Te）・SN・RP ＝（fe／fn）・SN・RP …(4) ただしfn＝１／Tn・fe＝１／Te (3)，(4)式より α＝（2¹⁵・fn）／（SN・RP・fe） …(5) となる。 fnはノートクロツクの周波数、feは補間エンベ
ロープクロツクの周波数である。したがつて(5)式によつて所望の波形繰り返し数
RPに対応するαを求めて、補間周期指定データ
として用いれば、補間係数MLPは、（α／2¹⁵）
ｊとなり、（１／2¹⁵）の項は右側シフトを行うだ
けでよく、簡単に算出できる。なお補間周期とノートクロツクの周期が等しい
場合、つまりノートクロツクに同期した同期式補
間処理を行う場合（後述のPCMモード）はfn＝
feとなり(4)式はＪ＝SN・RP となり(5)式は α＝2¹⁵／（SN・RP）となる。第１１図はDBK６０６に格納されている制御
データのデータ構成図である。制御データ１語は
16ビツト構成であり、下位14ビツトは補間周期指
定データ、ビツト位置14は、補間の有無を指定す
るPCMフラグ（PCMF）、ビツト位置15は、最終
波形を示す最終波形フラグ（WEF）である。 DBK６０６の制御データ領域は波形枚数に関
係なく128語として固定化している。また、波形
データは１語16ビツト構成のPCMデータである。 PCMモードについて上述のPCMフラグ PCMFが“１”のとき、
補間処理を行わずに、楽音合成データROM６０
６に格納されているサンプル波形をそのまま出力
するモードになる。具体的に言うと、前述の補間エンベロープを、
PCMモードに該当するサンプル波形１周期の間、
“０”にするような処理を行う。 PCMフラグPCMFが“０”のとき、前述の非
同期式補間方式に基づく、ノートクロツクに同期
しない補間が行われる。なおPCMモードから補間モードへの移行が、
スムーズに行われるようにPCMモードのとき、
前述の同期式補間方式に基づく、ノートクロツク
に同期した補間処理に相当する処理を行う。ただ
しPCMモードのときは、補間エンベロープは、
クリアされて直接は用いられないが、波形更新の
ためのフラグFLAGを送出する役割を果たす。つ
まり補間エンベロープ発生部１０２は補間エンベ
ロープ１周期に対して、１回のフラグFLAGを波
形読出し部１０１に送出する。第１２図のａは、
補間モードからPCMモード、PCMモードから補
間モードへの推移を示した波形推移図である。横
軸は時間を表わし、縦軸はサンプル値を表わす。
第１２図のｂは、第１２図ａのサンプル波W₁〜
W₆を示している。第１２図ａにおいてWAVE，WAVEは、
第６図における波形読出し部１０１の出力信号
に、WAVEは、加算器１０６の出力信号、つ
まり、補間処理された出力信号を表わしている。第１３図は第６図におけるセレクタ１０７に相
当するPCMモード選択部０００のブロツク図で
ある。信号SYCKは、シーケンサ８０２から供給
される一定周期のクロツクである。CLRFは、計
算要求フラグ発生部８１０から供給される計算要
求フラグで、ノートクロツクNTCKに相当する
クロツクで、８チヤネル分のノートクロツクが時
分割で送られてくる。PCMFは、前述の楽音合
成データの中のPCMフラグデータに対応した信
号で、セレクタ９０１はPCMF＝“１”のとき、
CLRFを選択し、PCMF＝“０”のときクロツク
SYCKを選択し、補間周期クロツクENCKとして
出力する。したがつて、PCMモードのときは、計算要求
フラグCLRFに同期した同期式補間モードにな
り、通常のモードのときは、ノートに無関係な一
定のクロツクSYCKに同期した非同期式補間モー
ドになる。ただしPCMモードのときは、前述の
ように補間エンベロープデータは計算されるが、
楽音波形データとは、乗算されないようにしてい
る。波形データプロセツサWDP８０７の説明第１４図はWDP８０７の演算処理の流れ図で
ある。 WDPは、DRPから供給される波形サンプル値
f^（W_i,o）とｆ（W_i+1,o）補間係数MLPに基づいて
補間演算を行つて、仮想サンプル値ｆ（W_i,o）を
求める機能をもつている。前述の第６図に示した楽音発生装置の説明で
は、波形サンプル値ｆ（W_i,o）とｆ（W_i+1,o）にそ
れぞれ補間係数とMLPを乗算した値を加算
する方式をとつていたが、本実施例では、第１４
図に示されるように乗算と加算の順序を交換し
て、乗算回数を減らしている。なお（_i,o）と
ｆ（W_i+1,o）の加算の際に１を加えているのは、
２の補間演算を行うためである。発明の効果本発明の楽音発生装置は、複数の楽音波形デー
タと、PCMモードを指定するPCMフラグデータ
を格納する波形データメモリと、上記波形データ
メモリの中から複数の楽音波形データを読み出す
波形読み出し部と、常に和が一定になる複数の周
期的エンベロープ信号を発生するエンベロープ発
生部と、上記波形読出し部から出力される複数の
楽音波形データと、上記エンベロープ信号を乗算
する乗算器と、上記乗算器の出力信号を加算する
加算器を具え、上記波形読み出し部の読み出し波
形の更新を、上記エンベロープ信号の周期に同期
して行うようにし、また通常、上記エンベロープ
信号の周期を上記波形読出し部の読み出し周期と
は独立な、一定の周期とし、上記PCMフラグデ
ータが立つているときだけ、上記エンベロープ信
号の周期を、上記波形読み出し部の読み出し周期
と同一とするとともに補間処理を禁止するように
しているので、原音から選択抽出された少数の波
形データをもとに、高品質の原音再生を行うこと
ができるとともに、同じ波形データを用いて、原
音と異なる周期で波形データを読み出しても原音
のエンベロープは保存される。また、自然楽音のアタツク部など、振幅、周波
数、位相などが急激に変化する部分に対しては、
PCMモードを用いて、原波形をそのまま出力す
ることができる。またPCMの部分と補間処理を
施す部分とがスムーズにつながるので、PCMモ
ードの切換え時に、有害なクリツクノイズがでる
ことがなく、一つの楽音に対して部分的にPCM
モードを採用することができるので、必要最小限
のデータ量で高品質の楽音を再生することができ
る。また本発明は、自然音の原音再生に役立つだけ
ではなく、補間用のエンベロープデータ信号と、
波形データを適当に設定することによつて、全く
新しい楽音を合成することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明の動作原理の説明図、
第４図は従来の楽音発生装置の構成を示すブロツ
ク図、第５図は従来の楽音発生装置の動作説明
図、第６図は本発明の一実施例における楽音発生
装置の構成を示すブロツク図、第７図は同実施例
の楽音発生装置の動作説明図、第８図は本発明の
楽音発生装置を採用した電子楽器のブロツク図、
第９図は第８図における楽音発生部６０７の構成
を示すブロツク図、第１０図は第８図における楽
音合成データROM６０６のデータマツプを示す
図、第１１図は制御データの内容を表わすデータ
構成図、第１２図は本発明の楽音発生装置の動作
説明図、第１３図はPCMモード選択部１００１
のブロツク図、第１４図はWDP８０７の演算処
理の流れ図であある。１０１……波形読出し部、１０２……補間エン
ベロープ発生部、１０３……インバータ、１０４
〜１０５……乗算器、１０６……加算器、１０７
……セレクタ、６０６……楽音合成データ
ROM、８０７……ウエーブ・データ・プロセ
サ、８０８……データ・リード・プロセサ、１０
００……PCMモード選択部。

Claims

【特許請求の範囲】１複数の楽音波形データW_iと上記楽音波形デ
ータW_iに対してPCMモードを指定するPCMフラ
グPCMF（ｉ）を格納する波形データメモリと、
発音音階を決定するノートクロツクを発生するノ
ートクロツク発生部と、上記ノートクロツクと非
同期の補間エンベロープクロツクを発生する補間
エンベロープクロツク発生手段と、上記波形デー
タメモリの中から二つの楽音波形データW_i，
W_i+1を上記ノートクロツクに基づいて、繰り返
し読み出す波形読み出し部と、上記補間エンベロ
ープクロツクに基づいて上記楽音波形データW_i，
W_i+1に対応する補間エンベロープｊ／J_iを発生す
る補間エンベロープ発生部と、上記波形読み出し
部から出力される楽音波形データW_i，W_i+1と上
記補間エンベロープ発生部から出力される補間エ
ンベロープｊ／J_iを演算する演算手段を備え、上
記PCMフラグPCMF（ｉ）が立つていないとき、
上記演算手段は下記(1)式に示す演算を行い、上記
波形読み出し部は、補間エンベロープ・サンプル
ナンバｊが一巡する度に上記楽音波形データW_i，
W_i+1を更新し、上記PCMフラグPCMF（ｉ）が立
つているとき、上記演算手段は下記(2)式に示す演
算を行い、波形サンプルナンバｎが一巡する度に
上記楽音波形データW_iを更新することを特徴と
する楽音発生装置。 f^（W_i，ｎ，ｊ）＝（ｉ／J_i）ｆ（W_i+1，ｎ）＋（１−ｊ／J_i）ｆ（W_i，ｎ） …(1) f^（W_i，ｎ，ｊ）＝ｆ（W_i，ｎ） …(2) f^（W_i，ｎ，ｊ）：出力波形サンプル値ｆ（W_i，ｎ）：楽音波形データサンプル値 W_i：ｉ番目の楽音波形データｉ：波形ナンバ（ｉ＝０，１，２，……，Ｉ−
１）Ｎ：楽音波形サンプル数ｎ：波形サンプルナンバ（ｎ＝０，１，２，……，Ｎ−１） J_i：楽音波形データW_i，W_i+1に対応する補間エ
ンベロープのサンプル数（ｉ＝０，１，
２，……，Ｉ−１）ｊ：補間エンベロープ・サンプルナンバ（ｊ＝
０，１，２，……，J_i ^-1