JP2720627B2 - 楽音合成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は自然楽器音を合成する
楽音合成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】管楽器の共鳴管、弦楽器の弦等、自然楽
器の共鳴部をシミュレートしたモデルを作成し、このモ
デルに励起信号を入力することにより、楽音を合成する
ようにした楽音合成装置が知られている。ここで、共鳴
部のモデルとしては、ＦＩＲ（有限インパルス応答）フ
ィルタが良く用いられる。ＦＩＲフィルタによる共鳴部
のモデルを作成するに際し、まず、楽音合成の対象とな
る自然楽器の共鳴部のインパルス応答の観測が行われ
る。以下、その例を示す。図１１に示すような長さＬの
円筒管を有する管楽器の場合、マウスピース部からイン
パルスを入力すると、図１２に示すように時間Ｔの経過
後、反射波パルスがマウスピース部において観測され
る。ここで、時間Ｔは、音波の速度をｖとした場合、Ｔ
＝２Ｌ／ｖによって与えられる。また、図１３に示すよ
うな円錐管を有する管楽器の場合は図１４に示すような
インパルス応答が得られる。また、図１５に示すような
擦弦楽器の場合、擦弦点にインパルスを入力することに
より、図１６（ａ）および（ｂ）に示すインパルス応答
を重ね合せたインパルス応答が得られる。ここで、反射
パルスが現れるまでの時間Ｔ₁およびＴ₂は、擦弦点から
ブリッジまでの距離Ｌ₁および擦弦点からナットまでの
距離Ｌ₂によって決定され、Ｔ₁＝２Ｌ₁／ｖ、Ｔ₂＝２Ｌ
₂／ｖによって与えられる。また、図１７に示すような
ピアノの場合、弦が太いため、弦の弾性特性が振動の伝
播に影響を与える。このため、図１８に例示するインパ
ルス応答が得られる。このようにして得られたインパル
ス応答を時間軸上において所定のサンプリング周期間隔
でサンプリングし、各サンプル値をフィルタ演算用係数
としてＦＩＲフィルタに設定する。このようにすること
で、対象とする自然楽器の共鳴部と全く同じインパルス
応答を有するフィルタが作成される。そして、このよう
にして作成されたフィルタを音色調整用フィルタとして
使用することにより、自然楽器に近い音色の楽音を合成
することができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、自然楽器の
音色は音高や時間経過によって変化する。また、音高や
時間経過に限らず、様々な演奏の条件によって音色は変
化する。従って、上述した従来の楽音合成装置におい
て、音色調整用のＦＩＲフィルタのフィルタ演算用係数
を変化させ得るようにした方が、実際の自然楽器に近い
演奏を行うことができるので好ましい。しかし、このよ
うにフィルタ演算用係数を変化させ得るようにした場
合、ある楽音を発音中にフィルタ演算用係数を変更する
と、この結果、耳障りなクリックノイズが発生してしま
うという問題があった。この発明は上述した事情に鑑み
てなされたものであり、発音中であってもクリックノイ
ズを生じることなく音色変更を行うことができる楽音合
成装置を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明による楽音合成装
置は、発音すべき楽音の音色に対応したフィルタ演算用
係数を発生するパラメータ発生手段と、各々入力が共通
接続された複数のＦＩＲフィルタ、およびこれらのＦＩ
Ｒフィルタの各出力を混合して出力する混合回路を含ん
だループ手段と、励振信号を発生し、前記ループ手段に
入力する励振手段と、音色の変更が指示された場合、該
音色の変更が指示された時点においてその出力が前記混
合回路から出力されていないＦＩＲフィルタに新たな音
色に対応するフィルタ演算用係数を設定すると共に、該
ＦＩＲフィルタの出力が時間経過に従って増加するよう
に制御し、一方、音色の変更が指示された時点において
その出力が混合回路から出力されているＦＩＲフィルタ
の出力が時間経過に従って減少するように制御して、最
終的に前記新たな音色に対応するフィルタ演算用係数が
設定されたＦＩＲフィルタからの出力のみが前記混合回
路から出力されるように制御する制御手段とを具備する
ことを特徴とする。

【０００５】

【作用】上記構成によれば、音色変更を行う場合、時間
軸上において連続的にフィルタ演算の態様が変化し、最
終的に新たな音色に対応したフィルタ演算が行われるよ
うになる。

【０００６】

【実施例】以下、図面を参照し、この発明の実施例を説
明する。 ［第１実施例］図１はこの発明の第１実施例による楽音
合成装置の構成を示すブロック図である。この楽音合成
装置は、図１１において示したような円筒管を有する管
楽器をシミュレートしたものである。図１において、１
は管楽器のマウスピースをシミュレートした励振部、２
は円筒管をシミュレートした係数補間型ＦＩＲフィルタ
である。また、３はマウスピースと円筒管の結合をシミ
ュレートしたジャンクションであり、加算器３ａおよび
３ｂからなる。励振部１の出力は加算器３ａの一方の入
力端に入力され、加算器３ａの出力は係数補間型ＦＩＲ
フィルタ２に入力されると共に加算器３ｂの一方の入力
端に入力される。係数補間型フィルタ２の出力は加算器
３ｂの他方の入力端および加算器３ａの他方の入力端に
入力され、加算器３ｂの出力は励振部１に入力される。

【０００７】この励振部１への入力信号は、管楽器のマ
ウスピース内においてリードに向って帰還される空気振
動波の後退波の寄与による圧力に相当するものであり、
進行波の圧力と加算器３ｂによって加算されて実際の圧
力となり、励振部１における減算器１０１に入力され
る。そして、減算器１０１により、吹奏圧に相当する値
Ｐが加算器３ｂの出力から減算され、マウスピース内の
圧力に相当する信号が減算器１０１から出力される。減
算器１０１の出力信号は位相補正用のフィルタ１０２を
介すことにより高域成分が減衰され、マウスピース内の
圧力変化に対するリードの応答特性をシミュレートした
フィルタ１０３（通常はローパスフィルタ）およびマウ
スピース内の空気流の流速のマウスピース内空気圧に対
する飽和特性をシミュレートした非線形回路１０４に入
力される。ここで、フィルタ１０３は図示しない制御手
段により、得ようとする音色に対応し、選択度Ｑ、カッ
トオフ周波数ｆｃおよびゲインＧが調整される。また、
非線形回路１０４および後述する非線形回路１０６は、
例えば目的とする非線形関数のテーブルを記憶したＲＯ
Ｍ（リードオンリメモリ）によって実現することができ
る。フィルタ１０３の出力は、加算器１０５に入力さ
れ、演奏者がマウスピースを咥える圧力に関連するアン
ブシュア信号Ｅが加算される。そして、加算器１０５か
らリードに加わる圧力に相当する信号が出力され、リー
ドの圧力変化に対するリードおよびマウスピース間の間
隙の断面積の変化をシミュレートした非線形回路１０６
に入力される。そして、乗算器１０７により、非線形回
路１０６の出力信号と、非線形回路１０４の出力信号と
が乗算され、マウスピースおよびリード間の間隙を通過
する空気流の体積流速に相当する信号が出力される。こ
の乗算器１０７の出力信号に対し、乗算器１０８によ
り、マウスピース内の空気流に対するインピーダンスに
相当する値Ｚが乗算される。そして、マウスピース内に
発生する圧力変化に相当する信号が乗算器１０８から出
力される。この乗算器１０８の出力信号は、加算器３ａ
を介して係数補間型ＦＩＲフィルタに入力される。

【０００８】係数補間型ＦＩＲフィルタ２は、入力信号
を順次遅延する遅延回路Ｄ₁〜Ｄ_n、入力信号および各遅
延回路Ｄ₁〜Ｄ_nの出力に対する係数乗算処理を行う乗算
器Ｍ0〜Ｍ_n、これらの乗算器Ｍ₀〜Ｍ_nの各乗算結果を加
算する加算器ＳＵＭ、および図示しない制御手段から供
給されるフィルタ演算用係数ａ₀〜ａ_nを時間軸上におい
て補間し、各乗算器Ｍ₀〜Ｍ_nに乗算係数として各々供給
する補間器Ｉ₀〜Ｉ_nからなる。ここで、補間器Ｉ_i（ｉ
＝０〜ｎ）は、例えば図２に示すＩＩＲ（無限インパル
ス応答）フイルタによる１次のローパスフィルタによっ
て実現することができる。また、図示しない制御手段に
より、時定数τ_i（ｉ＝０〜ｎ）が補間器Ｉ_i（ｉ＝０〜
ｎ）に供給され、各補間器おけるフィルタ演算用係数ａ
_iの変化に対する応答特性が調整される。補間器Ｉiとし
て図２に示すＩＩＲフィルタを用いる場合には、時定数
τ_iを乗算器ＭＨに乗算係数として与えることにより、
上記応答特性の調整を行うことができる。

【０００９】以下、この楽音合成装置の動作を説明す
る。係数補間型フィルタ２の各乗算器には、設定された
音色に応じたフィルタ演算用係数ａ₀〜ａ_nが図示しない
制御手段によって設定される。そして、例えば鍵盤等の
操作手段の操作により、図示しない制御手段に発音の指
示が与えられると、制御手段から励振部１に対し、信号
Ｐ、Ｅ等が供給され、上述したようにして、マウスピー
ス内の圧力変化に相当する信号が励振部１から出力され
る。この励振部１の出力信号はジャンクション３を介し
て係数補間型ＦＩＲフィルタ２に入力され、係数補間型
フィルタ２の出力はジャンクション３を介して励振部１
に帰還される。そして、励振部１により、係数補間型Ｆ
ＩＲフィルタ２に入力すべき信号が再び出力される。以
後、同様の動作が繰り返され、この楽音合成装置内を循
環する信号が取り出され、楽音信号として出力される。

【００１０】さて、このようにして発音動作が行われて
いる期間に、音高の変更あるいは音色操作子の操作等に
よる音色変更の操作がなされると、制御手段は係数補間
型ＦＩＲフィルタ２に対して供給するフィルタ演算用係
数ａ_i（ｉ＝０〜ｎ）を変更する。しかし、これらのフ
ィルタ演算用係数ａ_i（ｉ〜ｎ）は、補間器Ｉ_i（ｉ＝０
〜ｎ）により、図３に符号ａ_i’によって例示するよう
に補間されて各乗算器Ｍ_i（ｉ＝０〜ｎ）に供給され
る。このように、各乗算器Ｍ_i（ｉ＝０〜ｎ）の各乗算
係数は徐々に新たな音色に対応した係数値に遷移するの
で、発音中においてクリックノイズを発生することなく
音色の変更が行われる。

【００１１】［第２実施例］図４はこの発明の第２実施
例による楽音合成装置の構成を示すブロック図である。
この楽音合成装置は、上記第１実施例と同様、円筒状の
共鳴管を有する管楽器をシミュレートしたものである。
この図において、２ａおよび２ｂは全く同様な構成のＦ
ＩＲフィルタであり、図１に示す係数補間型ＦＩＲフィ
ルタ２において補間器Ｉ₀〜Ｉ_nを取り除いた構成となっ
ている。これらのＦＩＲフィルタ２ａおよび２ｂの各々
における乗算器Ｍ₀〜Ｍ_nには制御手段から供給されるフ
ィルタ演算用係数が直接設定される。励振部１からジャ
ンクション３を介して供給される信号は、ＦＩＲフィル
タ２ａおよび２ｂの双方に入力される。ＦＩＲフィルタ
２ａおよび２ｂの各出力は、乗算器４ａおよび４ｂによ
り、乗算係数ｒおよび１−ｒが各々乗算され、各乗算結
果が加算器４ｃによって加算される。そして、加算器４
ｃにおける加算結果がジャンクション３を介して励振部
１に帰還されるようになっている。

【００１２】以下、本実施例の動作を説明する。音色変
更を行わない場合、乗算係数ｒの値は、制御手段によっ
て０あるいは１とされる。ここで、ｒ＝０に設定されて
いたとすると、ＦＩＲフィルタ２ｂの出力信号が励振部
１に帰還される。音色変更の操作がなされると、制御手
段によって新たな音色に対応したフィルタ演算用係数が
ＦＩＲフィルタ２ａに設定される。そして、この設定が
行われた後、乗算係数の値ｒは、０から１へ、緩やかな
時間的変化により徐々に変更される。この結果、励振部
１へ帰還される信号のうち、ＦＩＲフィルタ２ｂの出力
信号が徐々に減少し、ＦＩＲフィルタ２ａの出力信号が
徐々に増加する。そして、最終的にｒ＝１となることに
より、ＦＩＲフィルタ２ａの出力信号のみが励振部１に
帰還されるようになり、音色変更が完了する。新たに音
色変更の操作がなされた場合は、新たな音色に対応した
フィルタ演算用係数がＦＩＲフィルタ２ｂに設定され、
ｒの値が１から０へ徐々に変更される。図５は、図４に
おいて、乗算器４ａおよび４ｂを各々ＦＩＲフィルタ２
ａおよび２ｂの入力部に移動したものである。この構成
においても、図４と全く等価な動作が行われる。

【００１３】［第３実施例］図６はこの発明の第３実施
例による楽音合成装置の構成を示すブロック図である。
この楽音合成装置は、図１３において示したような円錐
管を有する管楽器をシミュレートしたものである。図１
３に示すような円錐管の入力音響インピーダンスＺは下
記数１のように表すことができる。

【数１】 ただし、ρは媒質密度（ｇ／ｃｍ³）、ｃは音速（ｃｍ
／ｓｅｃ）、Ｘはのどの長さ（ｃｍ）、Ｌは円錐管の長
さ（ｃｍ）である。また、ｋは波定数（ｒａｄ／ｃｍ）
であり、音の波長をλ（ｃｍ）とした場合、ｋ＝２π／
λとなる。また、Ｓは円錐管の初期面積である。さて、
上記数１における分母第１項および第２項において、

【数２】

【数３】 とおく。ただし、ωは音の角周波数（ｒａｄ／ｓｅｃ）
であり、ω＝ｃ・ｋである。また、Ｍ＝ρ・Ｘ／Ｓであ
る。この置き換え操作により、下記数４が得られる。

【数４】 すなわち、円錐管の入力音響インピーダンスＺは、イン
ピーダンスＺｘおよびＺLを並列接続したものとみなす
ことができる。ここで、長さがＬの無損失平行線路にお
いて受側を短絡した時の送側から見た入力インピーダン
スがＺｉ＝ｊ・ｔａｎ（ｋ・Ｌ）となることから、イン
ピーダンスＺ_Lを太さが一定の円筒管によってシミュレ
ートすることが可能である。また、図１３において、の
どの長さＸが小さい場合、上記数２によって示したイン
ピーダンスＺｘを下記数５の近似式により近似すること
が可能である。

【数５】 すなわち、数５の近似式によるものを適用することによ
り、円錐管を２本の円筒管を並列接続した構成によって
近似することができる。図６における係数補間型フィル
タ２ｃおよび２ｄは、このように円錐管を近似した２本
の円筒管をシミュレートしたものである。これら係数補
間型フィルタ２ｃおよび２ｄは上述した第１実施例（図
１）において用いられているものと全く同様な構成であ
り、発音すべき音色に対応したフィルタ演算用係数が制
御手段によって各々設定される。５は励振部１、係数補
間型フィルタ２ｃおよび２ｄの各々の間の信号の授受を
媒介するジャンクションであり、乗算器５Ｍ₁〜５Ｍ₃、
減算器５Ｓ₁〜５Ｓ₃および加算器５Ａからなる。励振部
１の出力信号はジャンクション３および１サンプル周期
遅延回路６を介した後、減算器５Ｓ₁のマイナス側入力
端に入力される一方、乗算器５Ｍ₁によって係数Ｃ₁が乗
算されて加算器５Ａに入力される。ここで、１サンプル
周期遅延回路６は、ジャンクション３における加算器３
ａおよびジャンクション５における減算器５Ｓ₁を通過
するループが遅延要素を全く含まないディレイフリール
ープとなるのを避けるために設けられたものである。係
数補間型ＦＩＲフィルタ２ｃの出力信号は、減算器５Ｓ
₂のマイナス側入力端に入力される一方、乗算器５Ｍ₂に
よって係数Ｃ₂が乗算されて加算器５Ａに入力される。
また、係数補間型ＦＩＲフィルタ２ｄの出力信号は、減
算器５Ｓ₃のマイナス側入力端に入力される一方、乗算
器５Ｍ₃によって係数Ｃ₃が乗算されて加算器５Ａに入力
される。ここで、各係数Ｃ₁〜Ｃ₃は、Ｃ₁＋Ｃ₂＋Ｃ₃≦
２を満足する範囲内で、シミュレートしようとする円錐
管の形状に応じた値が用いられる。加算器５Ａにおける
加算結果は、減算器５Ｓ₁〜５Ｓ₃の各々のプラス側入力
端に入力される。減算器５Ｓ₁の出力はジャンクション
３を介して励振部１に帰還され、減算器５Ｓ₂および５
Ｓ₃の各出力は係数補間型フィルタ２ｃおよび２ｄに各
々入力される。この構成においても、上記第１実施例と
同様、係数補間型ＦＩＲフィルタ２ｃおよび２ｄ内の補
間器によってフィルタ演算用係数の補間が行われる。従
って、発音中、音色変更によってフィルタ演算用係数が
切り換えられる場合においても、クリックノイズが生じ
ることなく、新たな音色への変更がなされる。

【００１４】［第４実施例］図７はこの発明の第４実施
例による楽音合成装置の構成を示すブロック図である。
この楽音合成装置は、上記第３実施例（図６）における
係数補間型フィルタ２ｃおよび２ｄに代えて、図４にお
いて示したＦＩＲフィルタ２ａと同様な構成のＦＩＲフ
ィルタ２ｃａと２ｃｂ、およびＦＩＲフィルタ２ｄａと
２ｄｂが設けられている。また、ＦＩＲフィルタ２ｃａ
の出力に対して乗算係数ｒを乗算する乗算器５Ｍ₂ａ
と、ＦＩＲフィルタ２ｃｂの出力に対して乗算係数１−
ｒを乗算する乗算器５Ｍ₂ｂと、これらの乗算器５Ｍ₂ａ
および５Ｍ₂ｂの各乗算結果を加算して乗算器５Ｍ₂に供
給する加算器５Ａ₂とからなる混合部が設けられてい
る。同様に、ＦＩＲフィルタ２ｄａおよび２ｄｂの各出
力は、乗算器５Ｍ₃ａ（乗算係数ｒ）、５Ｍ₃ｂ（乗算係
数１−ｒ）および加算器５Ａ₃からなる混合部によって
混合され、乗算器５Ｍ₃に供給されるようになってい
る。また、ＦＩＲフィルタ２ｃａ、２ｃｂ、２ｄａおよ
び２ｄｂの各々の入力端には、加算器５Ａにおける加算
結果から当該ＦＩＲフィルタの出力を減算し出力する減
算器５Ｓ₂ａ、５Ｓ₂ｂ、５Ｓ₃ａおよび５Ｓ₃ｂの各出力
端が接続されている。

【００１５】この楽音合成装置においては、上記第２実
施例と同様な制御により音色変更が行われる。すなわ
ち、ｒ＝０の状態にて発音を行っている期間に音色変更
を行う場合、ＦＩＲフィルタ２ｃａおよび２ｄａの各々
に対し、新たな音色に対応したフィルタ演算用係数が各
々設定された後、ｒの値が０から１へ徐々に変更され
る。また、ｒ＝１の状態にて発音を行っている期間に音
色変更を行う場合、ＦＩＲフィルタ２ｃｂおよび２ｄｂ
の各々に対し、新たな音色に対応したフィルタ演算用係
数が各々設定された後、ｒの値が１から０へ徐々に変更
される。なお、乗算器５Ｍ₂ａおよび５Ｍ₂ｂを減算器５
Ｓ₂ａおよび５Ｓ₂ｂの各々の前段に設け、乗算器５Ｍ₃
ａおよび５Ｍ₃ｂを減算器５Ｓ₃ａおよび５Ｓ₃ｂの各々
の前段に設けても良く、この構成においても、上記構成
と全く等価な動作が行われる。

【００１６】［第５実施例］図８はこの発明の第５実施
例による楽音合成装置の構成を示すブロック図である。
この楽音合成装置はピアノ等の打弦楽器をシミュレート
したものであり、図８における係数補間型ＦＩＲフィル
タ７、加算器８、係数補間型ＦＩＲフィルタ９および加
算器１０からなるループ回路１００はピアノの弦に対応
している。さらに詳述すると、係数補間型フィルタ７は
ピアノの弦の打弦点からブリッジに至るまでの部分のイ
ンパルス応答をシミュレートしたものであり、係数補間
型フィルタ９はピアノの弦の打弦点からカポダストに至
るまでの部分のインパルス応答をシミュレートしたもの
である。これらの係数補間型ＦＩＲフィルタ７および９
は、上記第１実施例において使用されたものと全く同様
な構成のものが用いられており、図示しない制御手段に
より、フィルタ演算用係数が設定される。また、係数補
間型フィルタ７および９の各出力は加算器１１によって
加算されて出力される。

【００１７】ハンマによって弦に与えられる励起は、以
下説明する励振部２００によってシミュレートされる。
まず、加算器２０１は、一方の入力端にハンマが弦ＳＴ
Ｒに衝突する速度に対応したハンマ速度信号ＶＥＬ０が
入力される。また、加算器２０１の他方の入力端は、積
分器２０２における積分値が入力される。この積分値
は、ハンマおよび弦間の相互作用によってハンマに生じ
る速度変化分に相当する。なお、この速度変化分の演算
については後述する。加算器２０１からはハンマ速度信
号ＶＥＬ０を前記速度変化分によって修正した信号、す
なわち、現時点のハンマの速度に対応した信号が得られ
る。そして、加算器２０１の出力信号は積分器２０３に
入力されて積分され、ハンマの変位に相当するハンマ変
位信号ＨＤが出力される。一方、加算器２０４は、加算
器１１の出力信号に対し乗算器２０５によって係数ＳＡ
ＤＭを乗じた信号および乗算器２０６の出力信号が入力
される。ここで、乗算器２０５の出力信号は打弦点にお
ける弦の速度に相当し、乗算器２０６の出力信号はハン
マによって弦にもたらされる速度修正分に相当する。従
って、加算器２０４から現時点における弦の速度に対応
した信号ＳＶが出力される。そして、信号ＳＶが積分器
２０７によって積分され、弦の変位に相当する弦変位信
号ＳＤが得られる。そして、減算器２０８により、ハン
マ変位信号ＨＤから弦変位信号ＳＤが減算され、ハンマ
に対する弦の食込み量に応じた相対変位信号ＳＨＤが得
られる。

【００１８】相対変位信号ＳＨＤは、非線形回路２０９
に入力され、ハンマおよび弦間の反撥力に相当する信号
Ｆが非線形回路２０９から出力される。非線形回路２０
９の出力信号Ｆは乗算器２１０によって乗算係数１／２
が乗算される。この結果、弦における打弦点の両側に各
々伝播する振動波の速度成分が乗算器２１０から出力さ
れ、ループ回路１００の加算器８および１０に帰還され
る。また、非線形回路２０９の出力信号は、乗算器２０
６によって所定の乗算係数ＦＡＤＭが乗算され、上述し
たハンマによって弦に与えられる速度変化分に相当する
信号が乗算器２０６から得られる。また、非線形回路２
０９の出力信号Ｆは、乗算器２１１によって乗算係数−
１／Ｍ（ただし、Ｍはハンマの質量）が乗算され、ハン
マに作用する加速度に相当する信号ＨＡが出力される。
そして、この信号ＨＡが積分器２０２によって積分され
ることにより、上述したハンマの速度変化分に相当する
信号が得られる。この楽音合成装置においても、制御手
段から与えられるフィルタ演算用係数が時間軸上で補間
されて使用されるので、クリックノイズを発生すること
なく音色変更を行うことができる。

【００１９】［第６実施例］図９はこの発明の第６実施
例であってバイオリン等の擦弦楽器の楽音を合成する楽
音合成装置の構成を示すブロック図である。この図にお
いて、３０１ａおよび３０１ｂは各々バイオリンの弦の
擦弦位置からナットに至るまでの部分のインパルス応答
をシミュレートしたＦＩＲフィルタである。これらのＦ
ＩＲフィルタ３０１ａおよび３０１ｂの各出力は、乗算
器３０２ａおよび３０２ｂにより、各々乗算係数ｒおよ
び１−ｒが乗算され、各乗算結果が加算器３０３によっ
て加算され、その加算結果は加算器３０４の一方の入力
端に入力される。加算器３０４の出力は、弦の擦弦位置
からブリッジに至るまでの部分のインパルス応答をシミ
ュレートしたＦＩＲフィルタ３０５ａおよび３０５ｂに
入力される。これらのＦＩＲフィルタ３０５ａおよび３
０５ｂの各出力は、乗算器３０６ａおよび３０６ｂによ
り、各々乗算係数ｒおよび１−ｒが乗算され、各乗算結
果が加算器３０７によって加算され、その加算結果は加
算器３０８の一方の入力端に入力される。この加算器３
０８の出力はＦＩＲフィルタ３０１ａおよび３０１ｂに
入力される。以上説明した各要素により擦弦楽器におけ
る弦に対応したループ回路３００が構成されている。ま
た、加算器３０３および３０７の各出力は加算器３０９
によって加算される。この結果、加算器３０９から擦弦
位置における弦の速度に相当する信号が出力される。そ
して、減算器４０１により、加算器３０９の出力信号か
ら弓によって弦を弾く時の速度に相当する信号Ｖｂが差
し引かれ、弓と弦との相対速度に相当する信号が出力さ
れる。この減算器４０１の出力信号は、除算器４０２に
入力され、弓の圧力に相当する信号Ｆｂによって除算さ
れる。そして、除算器４０２の出力信号は、図１０に例
示する入出力特性を有する非線形回路４０３に入力され
る。そして、非線形回路４０３の出力信号に対し、乗算
器４０４によって信号Ｆｂが乗算され、乗算器４０４か
ら弓によって弦に与えられる速度変化分に相当する信号
が出力され、ループ回路３００における加算器３０３お
よび３０７の各他方の入力端に帰還される。この楽音合
成装置においても、上記第２実施例と同様な制御により
音色変更が行われる。

【００２０】なお、本発明の別の応用形態として、管楽
器音を合成する際、トーンホールの開閉状態が変化する
遷移期間中の音色の変化をフィルタ係数の補間を行うこ
とによって実現することが考えられる。この場合、ある
トーンホールの状態に対応したフィルタ係数からトーン
ホールの別の状態に対応したフィルタ係数に更新する際
に、トーンホールが中途半端に開いた状態に対応したフ
ィルタ係数を経て新たな状態に対応したフィルタ係数に
変化させるようにすると、さらにピッチ切り替え時の音
色のリアリティが増し、楽音の音質が向上する。このよ
うなトーンホールが中途半端に開閉された状態において
は、管内の圧力波の損失が大きくなり、結果として楽音
の振幅は不安定となり、ピッチも不安定なものとなる。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明による楽音
合成装置によれば、発音中においてもクリックノイズを
生じることなく音色変更を行うことができるという効果
が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の第１実施例による楽音合成装置の
構成を示すブロック図である。

【図２】 同実施例における補間器の構成例を示すブロ
ック図である。

【図３】 同実施例における補間器の動作を示す波形図
である。

【図４】 この発明の第２実施例による楽音合成装置の
構成を示すブロック図である。

【図５】 同実施例の変形例の構成を示すブロック図で
ある。

【図６】 この発明の第３実施例による楽音合成装置の
構成を示すブロック図である。

【図７】 この発明の第４実施例による楽音合成装置の
構成を示すブロック図である。

【図８】 この発明の第５実施例による楽音合成装置の
構成を示すブロック図である。

【図９】 この発明の第６実施例による楽音合成装置の
構成を示すブロック図である。

【図１０】 同実施例において用いる非線形関数を例示
する図である。

【図１１】 円筒管を有する管楽器を示す図である。

【図１２】 同管楽器のインパルス応答を示す図であ
る。

【図１３】 円錐管を有する管楽器を示す図である。

【図１４】 同管楽器のインパルス応答を示す図であ
る。

【図１５】 擦弦楽器を示す図である。

【図１６】 同擦弦楽器のインパルス応答を示す図であ
る。

【図１７】 打弦楽器を示す図である。

【図１８】 同打弦楽器のインパルス応答を示す図であ
る。

【符号の説明】

１……励振部、２……係数補間型ＦＩＲフィルタ、４ａ
……乗算器、４ｂ……乗算器、４ｃ……加算器。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発音すべき楽音の音色に対応したフィル
   タ演算用係数を発生するパラメータ発生手段と、 各 々入力が共通接続された複数のＦＩＲフィルタ、およ
   びこれらのＦＩＲフィルタの各出力を混合して出力する
   混合回路を含んだループ手段と、励振信号を発生し、前記ループ手段に入力する励振手段
   と、 音色の変更が指示された場合、該音色の変更が指示され
   た時点においてその出力が前記混合回路から出力されて
   いないＦＩＲフィルタに新たな音色に対応するフィルタ
   演算用係数を設定すると共に、該ＦＩＲフィルタの出力
   が時間経過に従って増加するように制御し、一方、音色
   の変更が指示された時点においてその出力が混合回路か
   ら出力されているＦＩＲフィルタの出力が時間経過に従
   って減少するように制御して、最終的に前記新たな音色
   に対応するフィルタ演算用係数が設定されたＦＩＲフィ
   ルタからの出力のみが前記混合回路から出力されるよう
   に制御する制御手段とを具備することを特徴とする楽音
   合成装置。