JPS647400B2 - - Google Patents

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JPS647400B2
JPS647400B2 JP58160429A JP16042983A JPS647400B2 JP S647400 B2 JPS647400 B2 JP S647400B2 JP 58160429 A JP58160429 A JP 58160429A JP 16042983 A JP16042983 A JP 16042983A JP S647400 B2 JPS647400 B2 JP S647400B2
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musical tone
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Hideo Suzuki
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Yamaha Corp
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Publication date
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Publication of JPS647400B2 publication Critical patent/JPS647400B2/ja
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    • G10H1/00—Details of electrophonic musical instruments
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    • G10H2250/095—Filter coefficient interpolation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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  • Electrophonic Musical Instruments (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 この発明は楽音信号発生装置に関し、特に、波
形メモリから読み出されたデイジタル波形信号を
デイジタルフイルタを用いて制御することにより
鍵タツチあるいは音高等に応じた音色変化を実現
するようにしたことに関する。
従来技術 発音開始から終了までの全波形もしくは立上り
部の全波形とそれ以後の波形の一部を波形メモリ
に記憶し、前者を記憶した場合はその全波形を一
通り読み出すことにより高品質の楽音波形信号を
発生し、後者を記憶した場合は立上り部の波形を
一通り読み出した後それ以後の一部波形を繰返し
読み出すことにより高品質の楽音波形信号を発生
することが、最近では行われている。このように
波形メモリに予め多周期の連続波形を記憶してお
く方式は、高品質の楽音波形信号が得られる反
面、膨大なメモリ容量が要求されるため、鍵タツ
チあるいは音高等に応じた様々な音色変化を実現
するのに不向きであつた。すなわち、最も単純に
は、すべての種類の鍵タツチあるいは音高等の音
色変化パラメータに対応して多数の異なる波形メ
モリを予め準備しておけばよいのであるが、それ
では全体のメモリ容量が余りにも膨大となり、非
実用的である。そこで、一つの方法として、２種
類の連続波形、例えばタツチレスポンス制御の場
合は最強タツチに対応する連続波形と最弱タツチ
に対応する連続波形、を波形メモリに準備してお
き、両波形を同時に読み出して音色変化パラメー
タ（タツチ強度）に応じて両波形を補間すること
により該音色変化パラメータ（タツチ強度）に対
応する波形を得ることが考えられるが、実際には
補間すべき両波形の位相が合つていないと補間が
無意味なものとなつてしまう。波形メモリに準備
すべき２種類の波形は現実の演奏音波形のコピー
が用いられるため、両波形の位相は異つており、
最初の位相を合わせることができても数秒後には
大きな位相ずれが生じる。従つて、多周期の連続
波形をメモリに記憶し、これを読み出すことによ
り高品質の楽音波形信号を得ようとする方式で
は、単純な補間は不向きであり、多様な音色変化
を小規模な構成で実現するのは従来困難であつ
た。
発明の目的 そこでこの発明の目的は、複数周期の連続波形
を波形メモリに予め記憶し、これを読み出すこと
により高品質の楽音波形信号を得るようにした楽
音信号発生装置において、比較的小規模かつ低コ
ストな構成で多様な音色変化を実現し得るように
することにある。
発明の概要 この出願の第１の発明に係る楽音信号発生装置
は、楽音の発音開始から終了に至るまでの全波形
のうち所定の複数周期からなる波形に関する波形
データをデイジタルで記憶した波形メモリと、こ
の波形メモリの波形データを読み出すことにより
楽音の発音開始から終了に至るまでのデイジタル
波形信号を発生する読出し手段と、発生されたデ
イジタル波形信号が入力されるデイジタルフイル
タと、音色変化パラメータに応じてフイルタ特性
パラメータを発生し、前記デイジタルフイルタに
供給するフイルタ特性パラメータ発生手段とを具
えたことを特徴とするものである。
第２の発明は、上述の第１の発明のような楽音
信号発生装置において、楽音の発音開始から終了
に至るまでの全区間を複数のフレームに区分し、
前記読出し手段による波形データの読出しに応答
してフレームを特定するフレーム特定手段と、各
フレームに対応するレベルパラメータのうち前記
フレーム特定手段によつて特定されたフレームに
対応するレベルパラメータを発生するレベルパラ
メータ発生手段と、前記デイジタルフイルタで制
御された又は制御されるべき前記デイジタル波形
信号のレベルを前記レベルパラメータ発生手段か
ら発生されたレベルパラメータに従つて制御する
レベル制御手段とを具えたことを特徴とするもの
である。
第３の発明は、上述の第１の発明のような楽音
信号発生装置において、音色変化パラメータに応
じた比率で前記デイジタルフイルタに入力される
前記デイジタル波形信号と該デイジタルフイルタ
の出力信号とを合成する補間手段を具えたことを
特徴とするものである。なお、この場合、上記フ
イルタ特性パラメータ発生手段は、必ずしも音色
変化パラメータに応じてフイルタ特性パラメータ
を発生することを要しない。
この発明においては、波形メモリにおいて、楽
音の発音開始から終了に至るまでの全波形のうち
所定の複数周期からなる波形に関する波形データ
がデイジタルで記憶されている。この波形メモリ
に記憶する複数周期からなる波形は、従来知られ
ているように、例えば自然楽器音の楽音波形のよ
うに音色が時間的に変化する高品質な波形とする
ことができる。読出し手段によつてこの波形メモ
リの波形データを読み出すことにより楽音の発音
開始から終了に至るまでのデイジタル波形信号
（これは上述のように高品質なものとすることが
できる）が発生される。このデイジタル波形信号
がデイジタルフイルタに入力され、該デイジタル
フイルタで設定されているフイルタ特性に従つて
その波形スペクトルが制御される。デイジタルフ
イルタのフイルタ特性は音色変化パラメータに応
じて発生されるフイルタ特性パラメータによつて
適宜に可変設定される。従つて、デイジタルフイ
ルタに入力される高品質なデイジタル波形信号の
音色が音色変化パラメータに応じて可変制御され
る。すなわち、波形メモリに記憶する高品質な複
数周期からなる波形が仮りに一種類であつても、
この記憶波形と同様に高品質な波形が音色変化パ
ラメータに応じた多様な音色変化で実現されるの
である。
第２の発明においては、楽音の発音開始から終
了に至るまでの全区間を区分した複数のフレーム
のうちフレーム特定手段によつて特定されたフレ
ームに対応するレベルパラメータがレベルパラメ
ータ発生手段から発生される。デイジタルフイル
タで制御された又は制御されるべき前記デイジタ
ル波形信号のレベルがこのレベルパラメータに従
つてレベル制御手段において制御される。
第３の発明においては、補間手段において音色
変化パラメータに応じた比率でデイジタルフイル
タに入力されるデイジタル波形信号と該デイジタ
ルフイルタの出力信号とが合成される。これによ
り音色変化パラメータに応じた特性の音色変化が
得られる。
この発明は、鍵タツチに応じて音色や音量レベ
ルを制御するタツチレスポンス制御、あるいは押
圧鍵の音高又は音域に応じて音色や音量レベルを
制御するキースケーリング制御、その他の音色変
化制御に適用することができる。従つて、音色変
化パラメータとして、鍵タツチの強度あるいは押
圧鍵の音高又はその音域あるいはその他の音色変
化を促す因子が用いられる。
一実施例として、楽音の発音開始から終了に至
るまでの全区間を複数のフレームに区分し、フイ
ルタ特性パラメータ発生手段では各フレームに対
応するフイルタ特性パラメータを発生する。各フ
レーム毎のフイルタ特性パラメータは、波形メモ
リで準備された波形（これを基準波形ということ
にする）の該当フレームにおけるスペクトルと望
みの波形の該当フレームにおけるスペクトルとの
偏差を分析し、このスペクトル偏差に応じて決定
するのがよい。このようにすれば、望みの波形に
近似した高品質の波形をデイジタルフイルタから
得ることができる。また、このようなフレーム毎
のスペクトル分析はフイルタ特性パラメータを決
定する作業を容易にするので好都合である。
実施例 第１図はこの発明の第１の実施例を示すもの
で、発生すべき楽音の音高を指定する手段として
鍵盤１０が用いられ、この鍵盤１０で押圧された
鍵に加えられたタツチをタツチ検出装置１１で検
出し、このタツチ検出データを音色変化パラメー
タとして用い、タツチの強度に応じた音色及びレ
ベル特性の楽音波形信号を発生するものである。
波形メモリ１２には、楽音の立上り部の全波形と
その後発音終了に至るまでの波形の全部（すなわ
ち発音開始から終了に至るまでの全波形）を或る
基準の鍵タツチ強度（例えば最強タツチ）に対応
して予め記憶しており、その全波形データはデイ
ジタルデータから成る。鍵盤１０と波形メモリ１
２との間に設けられたアドレスデータ発生回路１
３は、鍵盤１０で指定された音高に応じて波形メ
モリ１２から発音開始から終了に至るまでの全波
形を読み出すための読み出し手段である。例え
ば、鍵盤１０で或る鍵が押圧されたとき、瞬時に
発生するキーオンパルスKONPによつてアドレ
スデータ発生回路１３の発生アドレスが初期値に
リセツトされ、押圧鍵を示すデータによつて指定
された音高に応じたレートで発生アドレスが順次
変化する。このアドレスデータ発生回路１３から
発生されたアドレスデータが波形メモリ１２に入
力され、そこに記憶されているデイジタル波形信
号を順次読み出す。この波形読み出し技術は公知
の如何なる技術をも用いることができる。
波形メモリ１２から読み出されたデイジタル波
形信号はデイジタルフイルタ１４に入力され、該
フイルタ１４で設定されたフイルタ特性に従つて
制御される。このフイルタ１４の出力信号はデイ
ジタルアナログ変換器１５でアナログ変換された
後、サウンドシステム１６に至る。デイジタルフ
イルタ１４のフイルタ特性を設定するためのフイ
ルタ特性パラメータはフイルタ特性パラメータメ
モリ１７から与えられる。
この実施例では、波形メモリ１２から読み出さ
れる波形の全波形区間を複数のフレームに区分
し、フイルタ特性パラメータメモリ１７では各フ
レーム単位でフイルタ特性パラメータを発生し、
デイジタルフイルタ１４に供給するようになつて
いる。このフレームを特定するために、アドレス
データ発生回路１３から発生されたアドレスデー
タの一部がフレームアドレスデータとして利用さ
れる。フイルタ特性パラメータメモリ１７では、
鍵タツチの各段階毎に各フレームに対応するフイ
ルタ特性パラメータからなるフイルタ特性パラメ
ータの組を夫々予め記憶しており、タツチ検出装
置１１から与えられるタツチ検出データ（すなわ
ち音色変化パラメータ）に応じて１組のフイルタ
特性パラメータが選択される。そして、選択され
た１組のパラメータの中から、フレーム特定手段
としても機能するアドレスデータ発生回路１３か
ら与えられたフレームアドレスデータに応じて１
つのフレームに対応するフイルタ特性パラメータ
が選択的に読み出され、デイジタルフイルタ１４
に供給される。
各フレーム毎のフイルタ特性パラメータは、波
形メモリ１２で準備された波形（基準波形）と望
みの波形との該当フレーム毎のスペクトル偏差に
従つて決定される。このための事前処理について
説明すると次の通りである。
或る鍵タツチの強度（これをタツチＡといい、
例えば比較的弱いタツチである）に対応する望み
の波形（発音開始から終了までの全波形）が第２
図ａのようであり、波形メモリ１２で準備すべき
基準の波形（例えば最強タツチに対応する波形）
が第２図ｂのようであるとする。図ではピアノ音
を例にしており、パーカツシブ系エンベロープを
持つている。このような望みの波形及び基準波形
は、実際のピアノ演奏によつて得られるものであ
る。なお、この場合望みの波形及び基準波形は同
一周波数（同一ピツチ）である。このように準備
した基準波形の全波形区間を複数のフレーム（時
間枠）に区分し、このフレーム区分に対応して望
みの波形も区分する。このフレーム区分は、等時
間間隔とは限らず、波形変化の特徴に応じた適宜
の間隔とする。図の例では０から６までの７フレ
ームに区分している。次に以下の処理１〜４を行
なう。
処理１… 各フレーム毎に望みの波形（第２図ａ）と基準
波形（第２図ｂ）のスペクトル解析をそれぞれ行
なう。例えば、フレーム０では、望みの波形のス
ペクトルは第３図ａのようになり、基準波形のス
ペクトルは同図ｂのようになる。
処理２… 処理１で解析した同一フレームにおける両スペ
クトルの偏差（基準波形のスペクトル―望みのス
ペクトル）を各フレーム毎に求める。例えば、フ
レーム０のスペクトル偏差は第３図ｃのようにな
る。
処理３… 望みの波形の鍵タツチの強度を変えて（タツチ
Ｂ，Ｃ，Ｄ…に変える）、上記処理１、２を夫々
行ない、各タツチに対応する各フレーム毎のスペ
クトル偏差を求める。
処理４… 処理２、３で求めた各タツチに対応する各フレ
ーム毎のスペクトル偏差から夫々に対応するフイ
ルタ特性パラメータを求める。
以上のような事前処理を施した後、基準波形の
全波形データを波形メモリ１２に記憶し、処理４
で求めた各タツチに対応する各フレーム毎のフイ
ルタ特性パラメータをフイルタ特性パラメータメ
モリ１７に記憶する。この場合、波形メモリ１２
に記憶した全波形データの１サンプル点毎に異な
るアドレスが割当てられ、フレーム区分の仕方に
従つて複数アドレスグループ毎に異なるフレーム
アドレスが割当てられ、アドレスデータ発生回路
１３では、発生するアドレスデータの値に応じて
所定のフレームアドレスをも発生し得るような構
成とする。尚、アドレスデータの値に応じてフレ
ームアドレスデータを発生するコード化回路をフ
レーム特定手段としてアドレスデータ発生回路１
３とは別に設けてもよい。
デイジタルフイルタ１４では、波形メモリ１２
から読み出される基準の波形と望みの波形とのス
ペクトル偏差に応じたフイルタ特性パラメータに
従つて基準の波形信号をフイルタ制御するので、
望みの波形に近似した波形信号を得ることができ
る。このフイルタ特性パラメータはフレーム単位
で時間的に変化するので、望みの波形を精度良く
近似することができる。しかも、フレーム単位の
処理によつてフイルタ特性パラメータを決定する
ので、パラメータ決定作業も比較的楽である。
第４図はこの発明の第２の実施例を示すもの
で、第１図実施例に対する変更箇所のみを抽出し
て示している。この第２の実施例では、レベルパ
ラメータメモリ１８が追加されており、このメモ
リ１８から読み出されたレベルパラメータに従つ
てデイジタルフイルタ１４の出力信号のレベルを
乗算器１９において制御するようになつている。
レベルパラメータメモリ１８では、各フレーム毎
のレベルパラメータから成るレベルパラメータの
組を複数段階のタツチ強度に対応して夫々記憶し
ており、タツチ検出装置１１から与えられるタツ
チ検出データに応じて１組のレベルパラメータが
選択され、選択された１組の中かフレームアドレ
スデータに応じて１つのフレームに対応するレベ
ルパラメータが読み出される。この第２の実施例
によれば、デイジタルフイルタ１４によるスペク
トル制御とは別途に、各フレーム単位で一律のレ
ベル制御が行えるようになり、望みの波形再生の
精度が良くなる。
この第２の実施例は、特に、次のような目的で
効果を発揮する。
前述の第１の実施例では、事前処理１〜４の対
象となる基準波形及び望みの波形が第２図ａ，ｂ
のような実際のエンベロープを持つものであつ
た。そのため、望みの波形のタツチが弱い場合
は、全区間を通じて振幅レベルが比較的低レベル
であり、また、基準波形のように強いタツチに対
応するものでも最後のフレームでは振幅レベルが
小さくなる。このように振幅レベルの小さい状態
において前述の処理１〜４を行うと、決定される
フイルタ特性パラメータの変化幅が相対的に小さ
くなり、精度が非常に低下する。また、そのよう
な条件下で精度を少しでも良くしようとして、フ
イルタ特性パラメータのデータ表現におけるダイ
ナミツクレンジを広げると、ビツト数が徒らに多
くなるので、不利である。
そこで、この第２の実施例では、前述の事前処
理１〜４で用いる望みの波形及び基準波形として
第５図ａ，ｂに示すようなほぼ一定レベルE0の
エンベロープを持つ波形を用いる。すなわち、第
５図ａは、第２図ａのような所望タツチに対応す
る望みの波形の各周期毎の波形形状は変えずにそ
の振幅レベルのみを所定のレベルE0に変更した
ものである。第５図ｂも同様に、第２図ｂのよう
な基準タツチに対応する基準波形の各周期毎の波
形形状は変えずにその振幅レベルのみを所定のレ
ベルE0に変更したものである。尚、各周期毎に
一定レベルE0に変更せずに、第２図ａ，ｂの波
形の各フレーム毎にその平均レベルとレベルE0
との比を乗算して第５図ａ，ｂに近似したほぼ一
定レベルエンベロープの波形を得てもよい。尚、
この一定レベルE0としては最強タツチの最大振
幅レベルを選ぶとよい。
以上のようにして事前処理１〜４の対象となる
基準波形及び望みの波形のエンベロープレベルを
ほぼ一定のレベルE0に変更し、変更した両波形
に関して前述の処理１〜４と同じ処理を行ない、
各タツチ強度に対応する各フレーム毎のフイルタ
特性パラメータを夫々求める。このようにして求
めたフイルタ特性パラメータは、すべて最大振幅
レベルに関して求められたものであるので、前述
のような振幅レベル低下による精度の低下あるい
はデータビツト数の徒らな増大という問題は起ら
ない。
この第２の実施例では、上述のような処理１〜
４に続いて、次のような事前処理５〜７を更に行
う。
処理５… 第２図ａに示すような望みの波形に関して各フ
レーム毎の平均レベルを夫々求める。
処理６… 処理５で求めた望みの波形の各フレーム毎の平
均レベルと、第５図ａのように一定レベルE0に
レベル変更した望みの波形の各フレーム毎の平均
レベル（これはどのフレームでもほぼE0である）
との差を夫々求める。
処理７… 望みの波形の鍵タツチ強度を変えて、上記処理
５、６を夫々行ない、各タツチに対応する各フレ
ーム毎の上記レベル差を夫々求める。
以上のようにして事前に求めた各タツチ強度に
対応する各フレーム毎のレベル差に対応するデー
タをレベルパラメータとしてレベルパラメータメ
モリ１８に記憶する。そして、波形メモリ１２Ａ
には、第５図ｂのようにほぼ一定の一定レベル
E0に変更したエンベローブを持つ基準波形を記
憶する。また、フイルタ特性パラメータメモリ１
７Ａには、上述のように略一定レベルE0に変更
した基準波形と望みの波形にもとづき求めたフイ
ルタ特性パラメータを記憶する。この構成によ
り、第４図のデイジタルフイルタ１４からは、第
５図ａのような一定レベルE0のエンベロープに
変更した望みの波形に近似した波形信号が得ら
れ、乗算器１９からは第２図ａのような望みの波
形に近似した波形信号が得られる。この第２の実
施例では、フイルタ特性パラメータが少ないビツ
ト数で精度良く決定されるので、フイルタ制御の
信頼性が上がり、望みの波形のスペクトル構成を
精度良く再現することができる。尚、乗算器１９
はデイジタルフイルタ１４の入力側に設けてもよ
いし、また、乗算ではなく加減算を行つてもよ
い。
第６図はこの発明の第３の実施例を示すもの
で、第１図又は第４図の実施例に対する変更箇所
のみを抽出して示している。この第３の実施例で
は、補間手段２０が追加されており、この補間手
段２０において波形メモリ１２Ｂの出力とデイジ
タルフイルタ１４の出力とを鍵タツチの強度（音
色変化パラメータ）に応じた比率で補間すること
により、鍵タツチに応じた音色変化を実現するよ
うにしている。
波形メモリ１２Ｂには最強タツチに対応する波
形を記憶しておく。フイルタ特性パラメータメモ
リ１７Ｂには、最強タツチに対応する波形を基準
波形とし、最弱タツチに対応する波形を望みの波
形として前述の処理１、２、４に従つて求めた１
組のフイルタ特性パラメータだけが記憶されてお
り、このメモリ１７Ｂはフレームアドレスデータ
に従つて読み出される。従つて、デイジタルフイ
ルタ１４からは最弱タツチに対応する波形信号が
得られる。
補間手段２０では、波形メモリ１２Ｂから読み
出された最強タツチに対応する波形信号とデイジ
タルフイルタ１４から得られた最弱タツチに対応
する波形信号との間をタツチ検出データに応じた
比率で補間して、各タツチ強度に応じた波形信号
を求める。一方の補間対象波形である最弱タツチ
に対応する波形信号は、他方の補間対象波形であ
る波形メモリ１２Ｂの出力をフイルタ制御したも
のであるので、両補間対象波形の位相はそれほど
違わない。従つて、従来の方式とは異なり、この
第３の実施例によれば補間技術を有利に導入する
ことができる。
補間手段２０は、レベルパラメータメモリ２１
と、このメモリ２１から読み出された第１のレベ
ルパラメータk1と波形メモリ１２Ｂの出力信号と
を乗算する乗算器２２と、メモリ２１から読み出
された第２のレベルパラメータｋ２とデイジタル
フイルタ１４の出力信号とを乗算する乗算器２３
と、両乗算器２２，２３の出力を加算する加算器
２４とを具えている。レベルパラメータメモリ２
１は、基本的には、第７図に示すようにタツチ強
度に応じた互に逆方向に変化する特性のレベルパ
ラメータk1，k2を記憶しており、タツチ検出デー
タが示すタツチ強度に応じたレベルパラメータ
k1，k2が読み出される。従つて、タツチが弱いほ
ど第１のレベルパラメータk1の値が小、第２のレ
ベルパラメータk2の値が大であり、デイジタルフ
イルタ１４から出力される最弱タツチ対応波形信
号がメモリ１２Ｂから出力される最強タツチ対応
波形信号に対して相対的に高い比率で両者が合成
され、逆にタツチが強くなるほど、k1が大、k2が
小となり、最強タツチ対応波形信号（メモリ１２
Ｂの出力）が最弱タツチ対応波形信号（フイルタ
１４の出力）に対して相対的に高い比率で両者が
合成され、その結果、タツチ強度に応じた補間が
行われる。
波形メモリ１２Ｂとフイルタ特性パラメータメ
モリ１７Ｂに記憶すべきデータは、前述の第１の
実施例又は第２の実施例のどちらに従つて決定さ
れたものでもよい。第１の実施例に従つて決定さ
れたものである場合は、波形メモリ１２Ｂからは
最強タツチ対応波形信号が時間的に変化する所定
のエンベロープを持つて発生され（第２図ｂ参
照）、デイジタルフイルタ１４からは最弱タツチ
対応波形信号が時間的に変化する所定のエンベロ
ープを持つて発生される（第２図ａ参照）。その
場合、レベルパラメータメモリ２１からは上述の
補間機能のみを持つレベルパラメータk1，k2を発
生すればよい。
しかし、波形メモリ１２Ｂとフイルタ特性パラ
メータメモリ１７Ｂに記憶すべきデータが前述の
第２の実施例に従つて決定されたものである場合
は、レベルパラメータメモリ２１から発生すべき
レベルパラメータk1，k2には上述の補間機能のみ
ならず第２の実施例のレベルパラメータと同様の
レベル修正機能を持たせる必要がある。この場
合、波形メモリ１２Ｂからは第５図ｂに示すよう
にエンベロープレベルを略一定レベルE0に変更
された最強タツチ対応波形信号が発生され、デイ
ジタルフイルタ１４からは第５図ａに示すように
エンベロープレベルを略一定レベルE0に変更さ
れた最弱タツチ対応波形信号が発生される。補間
機能とレベル修正機能の両方を持つレベルパラメ
ータk1，k2は次のようにして決定される。まず、
第１のレベルパラメータk1に関しては、第２図ｂ
に示すような基準波形（最強タツチ対応波形）の
各フレーム毎の平均レベルを求め、この平均レベ
ルと第５図ｂに示すように一定レベルE0に変更
した基準波形の各フレーム毎の平均レベル（これ
はどのフレームでも略E0である）との差を求め、
こうして求めた各フレーム毎のレベル差に応じて
第７図に示すようなk1の補間関数を補正し、最終
的に、タツチ強度及びフレーム番号を変数とする
第１のレベルパラメータk1を得る。第２のレベル
パラメータｋ２に関しては第２図ａに示すような
最弱タツチ対応波形の各フレーム毎の平均レベル
を求め、この平均レベルと第５図ａに示すように
一定レベルE0に変更された最弱タツチ対応波形
の各フレーム毎の平均レベル（これはどのフレー
ムでも略E0である）との差を求め、こうして求
めた各フレーム毎のレベル差に応じて第７図に示
すようなｋ２の補間関数を補正し、最終的に、タ
ツチ強度及びフレーム番号を変数とする第２のレ
ベルパラメータｋ２を得る。以上のようにして決
定したレベルパラメータｋ１，ｋ２をレベルパラ
メータメモリ２１に記憶し、これをフレームアド
レスデータ及びタツチ検出データに応じて読み出
す。この場合、レベルパラメータメモリ２１を１
個のメモリで構成せずに、第８図のように、タツ
チ検出データに応じて読み出される補間係数メモ
リ２１Ａと、フレームアドレスデータに応じて読
み出されるレベル差メモリ２１Ｂとに分離し、両
メモリ２１Ａ，２１Ｂから読み出した最強タツチ
に対応する補間係数データｋ１ａとレベル差デー
タｋ１ｂとを乗算器２１Ｃで乗算して第１のレベ
ルパラメータｋ１を発生し、最弱タツチに対応す
る補間係数k2aとレベル差データｋ２ｂとを乗算
器２１Ｄで乗算して第２のレベルパラメータｋ２
を発生すよようにしてもよい。勿論、補間係数メ
モリ２１Ａには第７図に示すような補間係数が記
憶され、レベル差メモリ２１Ｂには上述のように
して決定した最強タツチ及び最弱タツチに対応す
る各フレーム毎のレベル差を示すデータが記憶さ
れる。
尚、上記各実施例において、波形メモリ１２，
１２Ａ，１２Ｂでは発音開始から終了までの全波
形を記憶するものとしているが、これに限らず、
立上り部の全波形とその後発音終了に至るまでの
波形の一部とを記憶するようにしてもよい。その
場合、アドレスデータ発生回路１３では、キーオ
ンパルスKONPによつてリセツトされた直後か
ら立上り部の全波形を一通り読み出し、その後一
部波形（これも複数周期波形である）を繰返し読
み出すようにする。繰返し読み出した波形信号の
振幅エンベロープは、図示しない別途のエンベロ
ープ付与手段によつて付与する。
また、第１及び第２の実施例において、フイル
タ特性パラメータメモリ１７，１７Ａでは各フレ
ーム毎のフイルタ特性パラメータを各タツチ強度
に対応して個別に記憶しているが、これに限ら
ず、最強タツチと最弱タツチに対応するフイルタ
特性パラメータのみを予め記憶し、これをフレー
ムアドレスに応じて同時に読み出し、これを利用
してタツチ検出データに応じた補間演算を行い、
こうして各タツチ強度に対応するフイルタ特性パ
ラメータをその都度の補間演算によつて発生する
ようにしてもよい。
尚、音色変化パラメータを押圧鍵（発生すべき
楽音）の音高又は音域として音色のキースケーリ
ングを行う場合は、上記各実施例の説明における
鍵タツチ強度又はタツチ検出データを押圧鍵の音
高又は音域に読み替えれば全く同様に実施でき
る。尚、波形メモリには隣合うサンプル振幅値間
の差分データを記憶し、読み出しの際にこの差分
データを累積的に加減算して本来のサンプル振幅
データを得るようにすることも本発明の実施態様
に含まれる。
発明の効果 以上の通りこの発明によれば、楽音の発音開始
から終了に至るまでの全波形のうち所定の複数周
期からなる波形に関する波形データを波形メモリ
に記憶し、この波形メモリの読出し出力に基づき
楽音の発音開始から終了に至るまでのデイジタル
波形信号を発生し、このデイジタル波形信号をデ
イジタルフイルタに入力して音色変化パラメータ
に応じたフイルタ特性パラメータによつて設定さ
れたフイルタ特性に従つてその波形スペクトルを
制御することにより音色変化を実現するようにし
たので、波形メモリに記憶する高品質な複数周期
からなる波形が仮りに一種類であつても、この記
憶波形と同様に高品質な波形が音色変化パラメー
タに応じた多様な音色変化（例えば鍵タツチある
いは押圧鍵の音高又はその音域など、その他適宜
の音色変化因子に応じた多様な音色変化）で実現
することができるようになり、そのような高品質
の音色変化が比較的小規模かつ低コストな構成で
実現できるようになる（所定の複数周期からなる
波形に関する波形データを記憶した波形メモリを
種々の音色変化態様毎に設ける必要がないため）、
という優れた効果を奏する。
また、楽音の発音開始から終了に至るまでの全
区間を区分した複数のフレームの各々に対応して
レベルパラメータを発生し、デイジタルフイルタ
で制御された又は制御されるべきデイジタル波形
信号のレベルをこのレベルパラメータに従つて各
フレーム毎に制御するようにしたので、波形メモ
リに記憶する波形データの振幅レベルを大きくと
つておくことができ、これによりフイルタリング
によつて得ようとする望みの波形の振幅レベルが
小さかつたとしてもそれに対応するフイルタ特性
パラメータの精度は波形メモリに記憶した波形デ
ータの大きな振幅レベルに対応する精度（小さな
振幅レベルに対応するものよりは精度がよい）と
することができ、フイルタリングによる音色変化
の精度を良くすることができる、という優れた効
果を奏する。
更にこの発明によれば、デイジタルフイルタに
入力されるデイジタル波形信号と該デイジタルフ
イルタの出力信号とを音色変化パラメータに応じ
た比率で補間合成することにより音色変化パラメ
ータに応じた特性の音色変化を実現するようにし
たので、上述と同様に、所定の複数周期からなる
波形に関する波形データを記憶した波形メモリを
種々の音色変化態様毎に設ける必要がないため、
高品質の音色変化を比較的小規模かつ低コストな
構成で実現することができる、という優れた効果
を奏する。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の第１の実施例を示す電気的
ブロツク図、第２図ａは望みの波形の全波形の一
例を省略して示す図、ｂは基準の波形の全波形の
一例を省略して示す図、第３図ａは第２図ａの波
形の或る１フレームにおけるスペクトルの一例を
示す図、ｂは第２図ｂの波形の対応する１フレー
ムにおけるスペクトルの一例を示す図、ｃはａと
ｂのスペクトル偏差を示す図、第４図はこの発明
の第２の実施例を第１図の変更箇所に関して抽出
して示す電気的ブロツク図、第５図ａは第２図ａ
のような望み波形のエンベロープレベルを略一定
に変更した波形の一例を省略して示す図、ｂは第
２図ｂのような基準波形のエンベロープレベルを
略一定に変更した波形の一例を省略して示す図、
第６図はこの発明の第３の実施例を第１図の変更
箇所に関して抽出して示す電気的ブロツク図、第
７図は第６図のレベルパラメータメモリに記憶し
た鍵タツチ強度に応じた補間関数の一例を示す
図、第８図は第６図のレベルパラメータメモリの
変更例を示す電気的ブロツク図、である。 １０…鍵盤、１１…タツチ検出装置、１２，１
２Ａ，１２Ｂ…波形メモリ、１３…アドレスデー
タ発生回路、１４…デイジタルフイルタ、１５…
デイジタルアナログ変換器、１７，１７Ａ，１７
Ｂ…フイルタ特性パラメータメモリ、１８，２１
…レベルパラメータメモリ、１９，２２，２３…
レベル制御用の乗算器、２０…補間手段。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 楽音の発音開始から終了に至るまでの全波形
    のうち所定の複数周期からなる波形に関する波形
    データをデイジタルで記憶した波形メモリと、 この波形メモリの波形データを読み出すことに
    より楽音の発音開始から終了に至るまでのデイジ
    タル波形信号を発生する読出し手段と、 発生されたデイジタル波形信号が入力されるデ
    イジタルフイルタと、 音色変化パラメータに応じてフイルタ特性パラ
    メータを発生し、前記デイジタルフイルタに供給
    するフイルタ特性パラメータ発生手段と を具えた楽音信号発生装置。 ２ 前記読出し手段は、複数の鍵を具えた鍵盤で
    押圧された鍵の音高に応じて前記波形メモリから
    前記波形データを読み出すものであり、前記音色
    変化パラメータは、この鍵盤で押圧された鍵に加
    えられたタツチの強度を示す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。 ３ 前記読出し手段は、発生すべき楽音信号の音
    高を指定するための音高指定手段で指定された音
    高に応じて前記波形メモリから波形データを読み
    出すものであり、前記音色変化パラメータは、こ
    の音高指定手段で指定された音高又はその音域を
    示す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。 ４ 前記フイルタ特性パラメータ発生手段は、楽
    音の発音開始から終了に至るまでの全区間を複数
    のフレームに区分してなる各フレームに対応する
    フイルタ特性パラメータを前記音色変化パラメー
    タに応じて発生することが可能であり、各フレー
    ムに対応するフイルタ特性パラメータからなる１
    組のフイルタ特性パラメータを該音色変化パラメ
    ータに応じて選択し、選択された１組の中から前
    記読出し手段による読出しに応答して特定される
    １つのフレームに対応するフイルタ特性パラメー
    タを発生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。 ５ 前記各フレームに対応するフイルタ特性パラ
    メータは、前記読出し手段による読出しに基づき
    発生されるデイジタル波形信号の該当フレームに
    おける波形スペクトルと望みの波形の該当フレー
    ムにおける波形スペクトルとの偏差に従つて決定
    されたものである特許請求の範囲第４項記載の楽
    音信号発生装置。 ６ 前記波形メモリは、楽音の発音開始から終了
    に至るまでの全波形に関する波形データを記憶し
    たものである特許請求の範囲第１項乃至第５項の
    何れかに記載の楽音信号発生装置。 ７ 前記波形メモリは、楽音の立上り部の全波形
    とその後の発音終了に至るまでの波形の一部に関
    する波形データを記憶したものである特許請求の
    範囲第１項乃至第５項の何れかに記載の楽音信号
    発生装置。 ８ 楽音の発音開始から終了に至るまでの全波形
    のうち所定の複数周期からなる波形に関する波形
    データをデイジタルで記憶した波形メモリと、 この波形メモリの波形データを読み出すことに
    より楽音の発音開始から終了に至るまでのデイジ
    タル波形信号を発生する読出し手段と、 発生されたデイジタル波形信号が入力されるデ
    イジタルフイルタと、 音色変化パラメータに応じてフイルタ特性パラ
    メータを発生し、前記デイジタルフイルタに供給
    するフイルタ特性パラメータ発生手段と、 楽音の発音開始から終了に至るまでの全区間を
    複数のフレームに区分し、前記読出し手段による
    波形データの読出しに応答してフレームを特定す
    るフレーム特定手段と、 各フレームに対応するレベルパラメータのうち
    前記フレーム特定手段によつて特定されたフレー
    ムに対応するレベルパラメータを発生するレベル
    パラメータ発生手段と、 前記デイジタルフイルタで制御された又は制御
    されるべき前記デイジタル波形信号のレベルを前
    記レベルパラメータ発生手段から発生されたレベ
    ルパラメータに従つて制御するレベル制御手段と を具えた楽音信号発生装置。 ９ 前記フイルタ特性パラメータ発生手段は、各
    フレームに対応するフイルタ特性パラメータから
    なる１組のフイルタ特性パラメータを前記音色変
    化パラメータに応じて選択し、選択された１組の
    中から前記フレーム特定手段によつて特定された
    １つのフレームに対応するフイルタ特性パラメー
    タを発生するものである特許請求の範囲第８項記
    載の楽音信号発生装置。 １０ 前記波形メモリでは、前記波形データを略
    一定のエンベロープ振幅レベルで記憶しており、
    前記各フレームに対応するフイルタ特性パラメー
    タは、前記読出し手段による前記波形メモリの読
    出しに基づき発生されるデイジタル波形信号の該
    当フレームにおける波形スペクトルと望みの波形
    のエンベロープ振幅レベルを略一定にしたときの
    該当フレームにおける波形スペクトルとの偏差に
    従つて決定されたものであり、前記各フレームに
    対応するレベルパラメータは、前記デイジタル波
    形信号の該当フレームにおける平均レベルと望み
    の波形の該当フレームにおける平均レベルとの偏
    差に従つて決定されたものである特許請求の範囲
    第９項記載の楽音信号発生装置。 １１ 前記レベルパラメータ発生手段は、各フレ
    ームに対応するレベルパラメータからなる１組の
    レベルパラメータを前記音色変化パラメータに応
    じて選択し、選択された１組の中から前記フレー
    ム特定手段によつて特定された１つのフレームに
    対応するレベルパラメータを発生するものである
    特許請求の範囲第８項乃至第１０項の何れかに記
    載の楽音信号発生装置。 １２ 前記波形メモリは、楽音の発音開始から終
    了に至るまでの全波形に関する波形データを記憶
    したものである特許請求の範囲第８項乃至第１１
    項の何れかに記載の楽音信号発生装置。 １３ 前記波形メモリは、楽音の立上り部の全波
    形とその後の発音終了に至るまでの波形の一部に
    関する波形データを記憶したものである特許請求
    の範囲第８項乃至第１１項の何れかに記載の楽音
    信号発生装置。 １４ 楽音の発音開始から終了に至るまでの全波
    形のうち所定の複数周期からなる波形に関する波
    形データをデイジタルで記憶した波形メモリと、 この波形メモリの波形データを読み出すことに
    より楽音の発音開始から終了に至るまでのデイジ
    タル波形信号を発生する読出し手段と、 発生されたデイジタル波形信号が入力されるデ
    イジタルフイルタと、 フイルタ特性パラメータを発生し、前記デイジ
    タルフイルタに供給するフイルタ特性パラメータ
    発生手段と、 音色変化パラメータに応じた比率で前記デイジ
    タルフイルタに入力される前記デイジタル波形信
    号と該デイジタルフイルタの出力信号とを合成す
    る補間手段と を具えた楽音信号発生装置。 １５ 前記フイルタ特性パラメータ発生手段は、
    楽音の発音開始から終了に至るまでの全区間を複
    数のフレームに区分してなる各フレームに対応す
    るフイルタ特性パラメータを、前記読出し手段に
    よる読出しに応答して特定されるフレームに対応
    して発生するものであり、前記補間手段は、前記
    音色変化パラメータ及び前記読出し手段による読
    出しに応答して特定されるフレームに応じて前記
    比率を決定するものである特許請求の範囲第１４
    項記載の楽音信号発生装置。 １６ 前記波形メモリは、楽音の発音開始から終
    了に至るまでの全波形に関する波形データを記憶
    したものである特許請求の範囲第１４項又は第１
    ５項に記載の楽音信号発生装置。 １７ 前記波形メモリは、楽音の立上り部の全波
    形とその後の発音終了に至るまでの波形の一部に
    関する波形データを記憶したものである特許請求
    の範囲第１４項又は第１５項に記載の楽音信号発
    生装置。
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