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JP3404953B2 - Music synthesizer - Google Patents
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JP3404953B2 - Music synthesizer - Google Patents

Music synthesizer

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JP3404953B2
JP3404953B2 JP00992295A JP992295A JP3404953B2 JP 3404953 B2 JP3404953 B2 JP 3404953B2 JP 00992295 A JP00992295 A JP 00992295A JP 992295 A JP992295 A JP 992295A JP 3404953 B2 JP3404953 B2 JP 3404953B2
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comb filter
delay device
delay
drive data
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大輔 森
喜人 小原
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、アコースティック楽器
の共振部(例えばフルートの管)を電子回路でシミュレ
ートし、この電子回路にアコースティック楽器の発振部
の振動(例えばフルートの歌口へ吹き込まれる息)に相
当する駆動データを入力し共振させることにより所望の
合成データを合成する楽音合成装置に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention simulates a resonance part (for example, a flute tube) of an acoustic musical instrument with an electronic circuit, and the electronic circuit is oscillated by a vibration of an oscillating part of the acoustic musical instrument (for example, blown into the mouth of the flute). The present invention relates to a musical sound synthesizing device for synthesizing desired synthetic data by inputting drive data corresponding to breath) and causing resonance.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、前述したような楽器の発音構造を
シミュレートした楽音合成装置が提案されている(例え
ば、特開昭62−109093号公報)。
2. Description of the Related Art In recent years, a musical tone synthesizer simulating the above-described musical tone generation structure of a musical instrument has been proposed (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 62-109093).

【0003】以下、図面を参照しながら上述したような
従来の楽音合成装置について説明する。
A conventional tone synthesizer as described above will be described below with reference to the drawings.

【0004】図16は従来の楽音合成装置のブロック図
である。図16において、1601は予め記憶された駆
動データを読みだすことにより発生する駆動データ発生
回路、1602はデータを所定時間遅延させる遅延器、
1603は駆動データと遅延器1602より出力された
データとを加算する加算器、1604は遅延器1602
と加算器1603を閉ループ状に構成したコムフィルタ
である。
FIG. 16 is a block diagram of a conventional tone synthesizer. In FIG. 16, reference numeral 1601 is a drive data generation circuit generated by reading out prestored drive data, 1602 is a delay device for delaying the data for a predetermined time,
Reference numeral 1603 denotes an adder for adding drive data and data output from the delay device 1602, and 1604 denotes a delay device 1602.
And an adder 1603 in a closed loop form.

【0005】以上のように構成された従来の楽音合成装
置について動作説明をする。駆動データ発生回路160
1が、楽器の共振部(例えば弦や管)を駆動する際に与
えられる振動(例えば弦をはじく際に指から弦に与えら
れる力など)に相当する駆動データをコムフィルタ16
04に入力する。コムフィルタ1604は楽器の共振部
(弦や管)に相当する回路で、遅延器1602の遅延段
数jに対応した周波数を1次成分として、整数次倍音に
共振峰を形成するコムフィルタとして作用し、所望の合
成データを得る。遅延器1602は読み書きメモリを使
用し、読み書きメモリの読みだしアドレスに対して書き
込みアドレスがm段先行するようにすれば、m段の遅延
器として作用する。即ちリングメモリとして使用する。
リングメモリとしての構成方法は一般に知られているの
で説明を省略する。また駆動データは、コムフィルタ1
604の逆特性に楽器原音を畳込むことによって得るこ
とができる。駆動データをコムフィルタ1604に入力
し、コムフィルタ1604内を駆動データが巡回するこ
とにより合成データが合成される。このような動作によ
り、楽器音を再現することができる。なおコムフィルタ
1604の閉ループ中に乗算器を挿入し、乗算器の乗数
を値0から値1の間を変化させることにより、共振レベ
ルを制御することが一般的に知られている。ここでは共
振レベルの制御に関しては説明を省略する。
The operation of the conventional tone synthesizing apparatus configured as described above will be described. Drive data generation circuit 160
The comb filter 16 outputs drive data 1 corresponding to vibrations (eg, force applied from a finger to a string when repelling a string) when driving a resonance part (eg, string or tube) of a musical instrument.
Enter 04. The comb filter 1604 is a circuit corresponding to the resonance part (string or tube) of the musical instrument, and acts as a comb filter that forms a resonance peak in an integer harmonic by using the frequency corresponding to the delay stage number j of the delay device 1602 as the first-order component. , Get the desired composite data. The delay unit 1602 uses a read / write memory, and if the write address precedes the read address of the read / write memory by m stages, it operates as a delay unit of m stages. That is, it is used as a ring memory.
Since the method of configuring the ring memory is generally known, its explanation is omitted. The drive data is the comb filter 1
It can be obtained by convolving the original sound of the musical instrument with the inverse characteristic of 604. The drive data is input to the comb filter 1604, and the drive data circulates in the comb filter 1604 to combine the combined data. By such an operation, a musical instrument sound can be reproduced. It is generally known that a resonance level is controlled by inserting a multiplier in the closed loop of the comb filter 1604 and changing the multiplier of the multiplier between the value 0 and the value 1. Here, the description of the control of the resonance level is omitted.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図16
に示すような構成では、コムフィルタ1604が合成デ
ータの基本周波数の整数次倍音のレベルを一律制御する
ことはできるが、奇数次倍音のレベルを一定にして偶数
次倍音のみのレベルを制御することができないため、フ
ルート系の楽器音の特徴である、歌口への吹き込み角度
に応じた音色変化(偶数次倍音のみのレベル制御)を実
現することができない。
However, as shown in FIG.
In the configuration as shown in FIG. 5, the comb filter 1604 can uniformly control the level of the integer harmonics of the fundamental frequency of the synthesized data, but the level of the odd harmonics is kept constant and the level of only the even harmonics is controlled. Therefore, it is impossible to realize the timbre change (level control of only even harmonics) according to the blowing angle to the singing mouth, which is a characteristic of flute-type instrument sounds.

【0007】また、コムフィルタ1604が合成データ
の基本周波数よりも低い周波数を基本周波数(1次倍
音)とするコムフィルタとして作用できないため、フル
ート系の楽器音の特徴である、オクターブキーを押さえ
ることなどによって音高を高くした際に生じる、基本周
波数よりも1オクターブ下或いは1オクターブと5度下
の低い周波数を基本周波数とする微弱な共振音が重畳さ
れた音を合成することができない。即ち音域に応じたフ
ルート系楽器音らしい音色変化を実現することができな
い。
Further, since the comb filter 1604 cannot act as a comb filter having a fundamental frequency (first harmonic) lower than the fundamental frequency of the synthesized data, the octave key, which is a characteristic of the flute type instrument sound, can be suppressed. For example, it is impossible to synthesize a sound in which a weak resonance sound having a fundamental frequency lower than the fundamental frequency by 1 octave or 1 octave and 5 degrees lower than the fundamental frequency is generated. In other words, it is not possible to realize a tone color change that sounds like a flute instrument sound according to the musical range.

【0008】また、コムフィルタ1604が、各整数次
倍音を同じレベルだけ増幅するコムフィルタとして作用
するため、サックスの管のような、倍音の次数が3,4
次付近の倍音をピークとしてそれ以下の倍音の共振レベ
ルが小さくなるような特性を忠実にシミュレートできな
い。
Further, since the comb filter 1604 acts as a comb filter that amplifies each integer-order overtone by the same level, the order of the overtone is 3, 4 like a sax tube.
It is not possible to faithfully simulate the characteristic that the resonance level of the overtones below the peak is reduced and the resonance level of the overtones below the peak is reduced.

【0009】また、駆動データ発生回路1601が予め
記憶されたデジタルデータを読み出す回路であるため、
音声などのアナログの音響信号をリアルタイムでサンプ
リングしこれを楽器の共振部(弦や管)に相当する回路
で共振させることができない。
Further, since the drive data generation circuit 1601 is a circuit for reading digital data stored in advance,
It is not possible to sample analog acoustic signals such as voice in real time and resonate them in a circuit corresponding to the resonance part (string or tube) of a musical instrument.

【0010】また、遅延器1602などの各回路素子の
レジスタ語長に制限があり、かつ巡回型の線形フィルタ
であるため、ループゲインを1に近づけ共振レベルを大
きくしていくとコムフィルタ1604中を巡回するデー
タがオーバフローしてしまい、不快なノイズが生じてし
まう。
Further, since the register word length of each circuit element such as the delay device 1602 is limited and the circuit is a recursive linear filter, when the loop gain approaches 1 and the resonance level is increased, the comb filter 1604 The data that circulates overflows, causing unpleasant noise.

【0011】本発明は、上記問題点に鑑みて、フルート
系の楽器音の特徴である、歌口への吹き込み角度に応じ
た音色変化(偶数次倍音のみのレベル制御)を実現する
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。
In view of the above problems, the present invention can realize a timbre change (level control of only even overtones) according to the blowing angle into the singing mouth, which is a characteristic of a flute-type musical instrument sound. An object is to provide a musical sound synthesizer.

【0012】また、音域に応じたフルート系楽器音らし
い音色変化を実現する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。
It is another object of the present invention to provide a musical tone synthesizing device capable of realizing a timbre change like a flute-type musical instrument sound according to a musical range.

【0013】また、倍音の次数が3,4次付近の倍音を
ピークとしてそれ以下の倍音の共振レベルが小さくなる
ようなサックスの管の特性を忠実にシミュレートできる
楽音合成装置を提供することを目的とする。
It is another object of the present invention to provide a musical tone synthesizer capable of faithfully simulating the characteristics of a saxophone pipe in which the harmonics having harmonic orders near the 3rd and 4th peaks are peaked and the resonance level of the harmonics below that peak is reduced. To aim.

【0014】また、音声などのアナログの音響信号をリ
アルタイムでサンプリングしこれを楽器の共振部(弦や
管)に相当する回路で共振させる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。
It is another object of the present invention to provide a musical tone synthesizer capable of sampling an analog acoustic signal such as voice in real time and resonating it in a circuit corresponding to a resonance portion (string or tube) of a musical instrument.

【0015】また、楽器の共振部(弦や管)に相当する
回路の共振レベルを大きくしていっても不快なノイズが
生じない楽音合成装置を提供することを目的とする。
It is another object of the present invention to provide a musical tone synthesizer in which no unpleasant noise is generated even if the resonance level of a circuit corresponding to the resonance part (string or tube) of a musical instrument is increased.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明の楽音合成装置は、予め記憶された駆動デー
タを読みだす駆動データ発生手段と、遅延器を閉ループ
状に構成した回路で駆動データを巡回させ巡回中のデー
タを第1の波形データとして取り出すようにした第1の
コムフィルタと、遅延器を閉ループ状に構成した回路で
駆動データを巡回させ巡回中のデータを第2の波形デー
タとして取り出すようにした第2のコムフィルタと、第
1の波形データと第2の波形データのミキシングを行い
所望の合成データを発生するミキシング手段と、ミキシ
ング手段のミキシング比の制御を行うミキシング比制御
手段とを備えたものである。
In order to achieve this object, the musical tone synthesizer of the present invention comprises a drive data generating means for reading drive data stored in advance and a circuit in which a delay device is formed in a closed loop. A circuit in which the drive data is circulated and the circulated data is extracted as the first waveform data and a circuit in which a delay device is configured in a closed loop are used to circulate the drive data to convert the circulated data into the second waveform data. A second comb filter that is taken out as waveform data, a mixing means that mixes the first waveform data and the second waveform data to generate desired combined data, and a mixing that controls the mixing ratio of the mixing means. And a ratio control means.

【0017】また、本発明の楽音合成装置は、予め記憶
された駆動データを読みだす駆動データ発生手段と、遅
延器を閉ループ状に構成した回路で駆動データを巡回さ
せ巡回中のデータを第1の波形データとして取り出すよ
うにした第1のコムフィルタと、遅延器を閉ループ状に
構成した回路で駆動データを巡回させ巡回中のデータを
第2の波形データとして取り出すようにした第2のコム
フィルタと、第1の波形データと第2の波形データのミ
キシングを行い所望の合成データを発生するミキシング
手段と、合成データの基本周波数に応じ、第2のコムフ
ィルタ内の遅延器の遅延時間を変更する遅延時間変更手
段とを備えたものである。
Further, the musical tone synthesizer of the present invention is such that the drive data generating means for reading the drive data stored in advance and the drive data are circulated by a circuit having a delay device in a closed loop form, and the data being circulated is the first one. And a second comb filter in which the driving data is circulated by a circuit having a closed loop-shaped delay device and the circulated data is extracted as the second waveform data. And mixing means for mixing the first waveform data and the second waveform data to generate desired combined data, and changing the delay time of the delay device in the second comb filter according to the fundamental frequency of the combined data. And a delay time changing means for changing the delay time.

【0018】[0018]

【0019】[0019]

【0020】[0020]

【0021】[0021]

【作用】この構成によって、駆動データ発生手段が、管
へ息を吹き込む際に生じる振動に相当するデータを発生
し、第1のコムフィルタが合成データの基本周波数の奇
数次倍音に相当する成分を増幅し、第2のコムフィルタ
が偶数次倍音に相当する成分を増幅することにより第1
及び第2の波形データを発生させ、ミキシング手段が第
1及び第2の波形データをミキシングし合成データを合
成する。この時、吹き込み角度に相当する音色制御パラ
メータに基づき、ミキシング比制御手段が第2の波形デ
ータのミキシング比を制御することにより、歌口への吹
き込み角度に応じた音色変化(偶数次倍音のみのレベル
制御)を実現する。
With this configuration, the drive data generating means generates data corresponding to the vibration generated when the breath is blown into the tube, and the first comb filter generates the component corresponding to the odd harmonic of the fundamental frequency of the composite data. The second comb filter amplifies the components corresponding to the even harmonics
And second waveform data are generated, and the mixing means mixes the first and second waveform data to combine the combined data. At this time, the mixing ratio control means controls the mixing ratio of the second waveform data based on the tone color control parameter corresponding to the blowing angle, thereby changing the tone color according to the blowing angle to the song mouth (only the even harmonics Level control).

【0022】またこの構成によって、駆動データ発生手
段が、管へ息を吹き込む際に生じる振動に相当するデー
タを発生し、第1のコムフィルタが合成データの基本周
波数の整数次倍音に相当する成分を増幅し、第2のコム
フィルタが合成データの基本周波数よりも低い周波数の
整数次倍音に相当する成分を増幅することにより第1及
び第2の波形データを発生させ、ミキシング手段が第1
及び第2の波形データをミキシングし合成データを合成
する。この時、遅延時間変更手段が第2のコムフィルタ
内の遅延器の遅延時間を第1のコムフィルタ内の遅延器
の遅延時間に対して約2倍あるいは約3倍に変更するこ
とにより基本周波数よりも1オクターブ下或いは1オク
ターブと5度下の低い周波数を基本周波数とする微弱な
共振音が重畳された音を合成することとなる。即ち音域
に応じたフルート系楽器音らしい音色変化を実現するこ
ととなる。
With this configuration, the drive data generating means generates data corresponding to the vibration generated when the breath is blown into the tube, and the first comb filter corresponds to the integer harmonic of the fundamental frequency of the composite data. And a second comb filter amplifies a component corresponding to an integer harmonic of a frequency lower than the fundamental frequency of the synthetic data to generate the first and second waveform data, and the mixing unit generates the first waveform data.
And the second waveform data are mixed to synthesize the synthesized data. At this time, the delay time changing means changes the delay time of the delay device in the second comb filter to about 2 times or about 3 times the delay time of the delay device in the first comb filter, thereby changing the fundamental frequency. Therefore, a sound in which a weak resonance sound having a low frequency of one octave below or one octave and 5 degrees below is superposed is synthesized. That is, it is possible to realize a timbre change that sounds like a flute-type musical instrument sound according to the musical range.

【0023】またこの構成によって、駆動データ発生手
段が、管の吹き口であるリードの振動に相当するデータ
を発生し、第1のコムフィルタが合成データの基本周波
数の整数次倍音に相当する成分を増幅し、第2のコムフ
ィルタが合成データの基本周波数の整数次倍音の内の1
次及び2次あたりまでの低次の成分を増幅し、減算手段
が第1の波形データから第2の波形データを減算するこ
とにより、倍音の次数が3,4次付近の倍音をピークと
してそれ以下の倍音の共振レベルが小さくなるようなサ
ックスの管の特性を忠実にシミュレートすることとな
る。
With this configuration, the drive data generating means generates data corresponding to the vibration of the lead, which is the nozzle of the tube, and the first comb filter corresponds to an integer harmonic of the fundamental frequency of the composite data. And the second comb filter outputs one of the integer harmonics of the fundamental frequency of the synthesized data.
By amplifying low-order components up to the second and second orders, and subtracting means subtracting the second waveform data from the first waveform data, the overtones having harmonic orders near the third and fourth order are peaked. This will faithfully simulate the characteristics of the sax tube that will reduce the resonance level of the following overtones.

【0024】またこの構成によって、マイクロフォンが
音声などの音響信号をアナログ電気信号に変換し、アナ
ログデジタル変換器がアナログ電気信号をデジタルデー
タに変換し、さらにコムフィルタがデジタルデータを共
振させることにより、音声などの音をリアルタイムでサ
ンプリングしこれを楽器の共振部(弦や管)に相当する
回路で共振させることとなる。
With this configuration, the microphone converts an acoustic signal such as voice into an analog electric signal, the analog-digital converter converts the analog electric signal into digital data, and the comb filter resonates the digital data. Sound such as voice is sampled in real time and resonated in a circuit corresponding to the resonance part (string or tube) of the musical instrument.

【0025】またこの構成によって、駆動データ発生手
段が駆動データを発生し、コムフィルタが駆動データを
巡回させることにより所望の合成データを合成する。こ
の時コムフィルタ内の非線形変換手段が、巡回中のデー
タが所定レベル以上にならないようにデータのレベル変
換処理を行うため、コムフィルタの共振レベルを大きく
していってもデータのオーバーフローなどによる不快な
ノイズを発生させることなく合成データを合成すること
となる。
With this structure, the drive data generating means generates drive data, and the comb filter circulates the drive data to synthesize desired synthesized data. At this time, the non-linear conversion means in the comb filter performs data level conversion processing so that the circulating data does not exceed a predetermined level, so even if the comb filter resonance level is increased, it is uncomfortable due to data overflow. The synthesized data is synthesized without generating any noise.

【0026】[0026]

【実施例】【Example】

(第1の実施例)以下、本発明の第1の実施例について
図面を参照しながら説明する。
(First Embodiment) A first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0027】図1は本発明の第1の実施例における楽音
合成装置のブロック図である。図1において、101は
予め記憶されたデータを読みだし駆動データとして出力
する駆動データ発生回路、102,104はデータを所
定時間遅延させる遅延器、103は駆動データと遅延器
102より出力されたデータとを減算する減算器、10
5は駆動データと遅延器104より出力されたデータと
を加算する加算器、106は波形データS1,S2をミ
キシングするミキシング回路、107はS2のミキシン
グレベルの制御を行うミキシング比制御回路、108は
遅延器102と減算器103を閉ループ状に構成したコ
ムフィルタ、109は遅延器104と加算器105を閉
ループ状に構成したコムフィルタである。
FIG. 1 is a block diagram of a musical sound synthesizing apparatus according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, 101 is a drive data generation circuit that reads out pre-stored data and outputs it as drive data, 102 and 104 are delay devices that delay the data for a predetermined time, 103 is drive data and the data output from the delay device 102. Subtractor for subtracting and 10
5 is an adder for adding the drive data and the data output from the delay unit 104, 106 is a mixing circuit for mixing the waveform data S1 and S2, 107 is a mixing ratio control circuit for controlling the mixing level of S2, and 108 is Reference numeral 109 is a comb filter in which the delay device 102 and the subtractor 103 are configured in a closed loop, and 109 is a comb filter in which the delay device 104 and the adder 105 are configured in a closed loop.

【0028】図2はミキシング回路106の回路図であ
る。図2において、201は波形データS2とS2のミ
キシングレベルを決定する比率データWとを乗算する乗
算器、202は波形データS1と乗算器201の乗算結
果とを加算する加算器である。
FIG. 2 is a circuit diagram of the mixing circuit 106. In FIG. 2, 201 is a multiplier that multiplies the waveform data S2 and ratio data W that determines the mixing level of S2, and 202 is an adder that adds the waveform data S1 and the multiplication result of the multiplier 201.

【0029】図3はミキシング比制御回路107の回路
図である。図3において301は音色パラメータをアド
レスとして、予め記憶されたデータを読み出すテーブル
である。
FIG. 3 is a circuit diagram of the mixing ratio control circuit 107. In FIG. 3, reference numeral 301 is a table for reading out pre-stored data using the tone color parameter as an address.

【0030】図4はコムフィルタの伝達特性図である。
図4において、(A)はコムフィルタ108の伝達特性
図、(B)はコムフィルタ109の伝達特性図である。
なお横軸は合成データの基本周波数を1次とした時の各
倍音の次数であり、縦軸は振幅値である。
FIG. 4 is a transfer characteristic diagram of the comb filter.
In FIG. 4, (A) is a transfer characteristic diagram of the comb filter 108, and (B) is a transfer characteristic diagram of the comb filter 109.
The horizontal axis represents the order of each overtone when the fundamental frequency of the synthetic data is the first order, and the vertical axis represents the amplitude value.

【0031】図5は各種データの振幅スペクトル図であ
る。図5において、(A)は駆動データの振幅スペクト
ル図、(B)は波形データS1の振幅スペクトル図、
(C)は波形データS2の振幅スペクトル図、(D)は
合成データの振幅スペクトル図である。なお駆動データ
とは、例えばフルートにおいては管に息が吹き込まれる
際に吹き込み口(歌口)において生じる空気の振動に相
当するもので、コムフィルタ108,109及びミキシ
ング回路106の伝達特性(即ち駆動データの入力点か
ら合成データの出力点までの回路の伝達特性)の逆特性
に対してフルートの原音データを畳み込むことにより求
められる。また(A)における破線はノイズなどの周期
性をもたない成分(周期成分に比べて小さなレベル)を
表すものである。
FIG. 5 is an amplitude spectrum diagram of various data. 5, (A) is an amplitude spectrum diagram of drive data, (B) is an amplitude spectrum diagram of waveform data S1,
(C) is an amplitude spectrum diagram of the waveform data S2, and (D) is an amplitude spectrum diagram of the combined data. The drive data corresponds to, for example, vibration of air generated in a blow mouth (song mouth) when a breath is blown into a pipe in a flute, and is a transfer characteristic of the comb filters 108 and 109 and the mixing circuit 106 (that is, drive data). It is obtained by convoluting the original sound data of the flute with respect to the inverse characteristic of the transfer characteristic of the circuit from the input point of the data to the output point of the synthesized data). The broken line in (A) represents a component having no periodicity such as noise (a level smaller than the periodic component).

【0032】以上のように構成された楽音合成装置につ
いて動作説明をする。フルート系の楽器音の特徴は、歌
口への吹き込み角度に応じて偶数次倍音の振幅レベルが
変化することである。駆動データ発生回路101は、管
へ息を吹き込む際に生じる空気の振動に相当する駆動デ
ータを発生する。コムフィルタ108は負で帰還するタ
イプのコムフィルタであるので、図4(A)に示すよう
に奇数次に共振峰をもったフィルタとして作用する。こ
こで1次の成分に相当する周波数をf1とすると(数
1)の関係が成り立つ。
The operation of the musical tone synthesizer configured as above will be described. The characteristic of the flute-type musical instrument sound is that the amplitude level of the even harmonics changes according to the blowing angle to the mouth. The drive data generation circuit 101 generates drive data corresponding to the vibration of air that occurs when breathing into the tube. Since the comb filter 108 is a negative feedback type comb filter, it functions as a filter having resonance peaks of odd order as shown in FIG. Here, if the frequency corresponding to the first-order component is f1, the relationship of (Equation 1) is established.

【0033】[0033]

【数1】 [Equation 1]

【0034】一方、コムフィルタ109は正で帰還する
タイプのコムフィルタであるので、図4(B)に示すよ
うに偶数次に共振峰をもったフィルタとして作用する。
On the other hand, the comb filter 109 is a positive feedback type comb filter, and therefore, it functions as a filter having resonance peaks of even-numbered orders as shown in FIG. 4B.

【0035】図5(A)に示す駆動データの振幅スペク
トルに対して、図4(A),(B)の伝達特性を重ね合
わせることにより、波形データS1,S2の振幅スペク
トルが図5(B),(C)のようになることがわかる。
これらのデータをミキシング回路106がミキシング
し、図5(D)に示すような特性をもった合成データが
得られる。ミキシング比制御回路107が、フルートの
歌口への吹き込み角度に相当する音色パラメータに応じ
てテーブル301を介して比率データWを発生し、ミキ
シング回路106内の乗算器201においてS2の重み
付けを制御する。
By superposing the transfer characteristics of FIGS. 4A and 4B on the amplitude spectrum of the drive data shown in FIG. 5A, the amplitude spectra of the waveform data S1 and S2 are shown in FIG. ), (C).
The mixing circuit 106 mixes these data, and synthetic data having characteristics as shown in FIG. 5D is obtained. The mixing ratio control circuit 107 generates the ratio data W via the table 301 according to the timbre parameter corresponding to the blowing angle of the flute to the mouth, and controls the weighting of S2 in the multiplier 201 in the mixing circuit 106. .

【0036】以上のように、本発明の第1の実施例によ
れば、コムフィルタ109が合成データの偶数次倍音成
分に相当する波形データS2を発生し、フルートの歌口
への吹き込み角度に相当する音色パラメータに応じてミ
キシング比制御回路107が波形データS2のミキシン
グ比を制御することにより、合成データの偶数次倍音の
振幅レベルを変化させることができるので、フルート系
の楽器音特有の、歌口への吹き込み角度に応じた音色変
化を実現することができる。
As described above, according to the first embodiment of the present invention, the comb filter 109 generates the waveform data S2 corresponding to the even harmonic component of the composite data, and determines the blowing angle of the flute to the mouthpiece. Since the mixing ratio control circuit 107 controls the mixing ratio of the waveform data S2 according to the corresponding timbre parameter, it is possible to change the amplitude level of the even-order overtone of the synthetic data. It is possible to realize a tone color change according to the blowing angle to the song mouth.

【0037】(第2の実施例)以下、本発明の第2の実
施例について図面を参照しながら説明する。
(Second Embodiment) A second embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0038】図6は、本発明の第2の実施例における楽
音合成装置のブロック図である。図6において、601
はデータを所定時間遅延させる遅延器、602は駆動デ
ータと遅延器601より出力されたデータとを加算する
加算器、603はデータを所定時間遅延させる遅延器、
604は駆動データと遅延器603より出力されたデー
タとを加算する加算器、606は音高データに応じて遅
延器603の遅延時間を変更する遅延時間変更テーブ
ル、607は遅延器601と加算器602を閉ループ状
に構成したコムフィルタ、608は遅延器603と加算
器604を閉ループ状に構成したコムフィルタである。
その他の回路は第1の実施例の楽音合成装置と同様であ
る。なおミキシング回路106の比率データWは1より
十分小さい値をとるものとする。
FIG. 6 is a block diagram of a tone synthesis apparatus according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 6, 601
Is a delay device that delays data for a predetermined time, 602 is an adder that adds drive data and data output from the delay device 601, and 603 is a delay device that delays data for a predetermined time.
Reference numeral 604 is an adder for adding the drive data and the data output from the delay unit 603, 606 is a delay time change table for changing the delay time of the delay unit 603 according to the pitch data, and 607 is the delay unit 601 and the adder. Reference numeral 602 denotes a comb filter having a closed loop shape, and 608 denotes a comb filter having a delay unit 603 and an adder 604 having a closed loop shape.
The other circuits are the same as those of the musical sound synthesizer of the first embodiment. The ratio data W of the mixing circuit 106 has a value sufficiently smaller than 1.

【0039】図7は遅延器603の回路図である。図7
において、701はデータを一時記憶する読み書きメモ
リ、702はシステムクロックSCKの発生タイミング
に基づきインクリメント動作を行うカウンタ、703は
カウンタ702のカウント値と遅延段数nとを減算する
減算器、704はカウンタ702のカウント値と減算器
703の減算結果の選択を行うセレクタである。なおシ
ステムクロックSCKはサンプリング時間Ts毎に発生
し、セレクタ704はTs時間内にA入力,B入力を交
互に選択する。A入力を選択した場合はアドレスとして
書き込みアドレスを、B入力を選択した場合はアドレス
として読みだしアドレスを出力するものとする。またカ
ウンタ702は値0からnよりも十分大きな値の間を繰
り返しインクリメントする。
FIG. 7 is a circuit diagram of the delay device 603. Figure 7
701 is a read / write memory that temporarily stores data, 702 is a counter that performs an increment operation based on the generation timing of the system clock SCK, 703 is a subtractor that subtracts the count value of the counter 702 and the delay stage number n, and 704 is a counter 702. It is a selector that selects the count value of 1 and the subtraction result of the subtractor 703. The system clock SCK is generated every sampling time Ts, and the selector 704 alternately selects the A input and the B input within the Ts time. When the A input is selected, the write address is output as the address, and when the B input is selected, the read address is output as the address. Further, the counter 702 repeatedly increments between values 0 and n which are sufficiently larger than n.

【0040】図8はフルートの管の縦断面図である。図
9はコムフィルタの伝達特性図である。
FIG. 8 is a longitudinal sectional view of a flute tube. FIG. 9 is a transfer characteristic diagram of the comb filter.

【0041】図9において、(A)はコムフィルタ60
7の伝達特性図、(B)はコムフィルタ608の伝達特
性図である。なお横軸は合成データの基本周波数を1次
とした時の各倍音の次数であり、縦軸は振幅値である。
In FIG. 9, (A) is a comb filter 60.
7 is a transfer characteristic diagram of FIG. 7, and FIG. 7B is a transfer characteristic diagram of the comb filter 608. The horizontal axis represents the order of each overtone when the fundamental frequency of the synthetic data is the first order, and the vertical axis represents the amplitude value.

【0042】図10は各種データの振幅スペクトル図で
ある。図10において、(A)は駆動データの振幅スペ
クトル図、(B)は波形データS1の振幅スペクトル
図、(C)は波形データS2の振幅スペクトル図、
(D)は合成データの振幅スペクトル図である。
FIG. 10 is an amplitude spectrum diagram of various data. In FIG. 10, (A) is an amplitude spectrum diagram of drive data, (B) is an amplitude spectrum diagram of waveform data S1, and (C) is an amplitude spectrum diagram of waveform data S2.
(D) is an amplitude spectrum diagram of the combined data.

【0043】以上のように構成された楽音合成装置につ
いて動作説明をする。フルート系の楽器音の特徴は、オ
クターブキーを押さえることなどによって音高を上げた
際に、管内の音圧に2つの振動モードが生じ、フルート
の音の音高に対応する基本周波数より1オクターブ下或
いは1オクターブと5度下の低い音高の音が微弱レベル
ではあるが重畳されることである。図8を用いてこの現
象を説明する。オクターブキーを押さえずに低い音域で
音を鳴らした場合は、破線で示す振動モードで管内に共
振が生じる。オクターブキーを押さえて1オクターブ上
の音域の音を鳴らした場合は、実線で示す振動モードで
管内に共振が生じる。しかしこの際、微弱ではあるが、
破線で示す振動モードの共振も生じる。音圧を基準にす
ると、破線の振動モードは管の両端付近が腹の位置とな
り、実線の振動モードは管の両端付近と管の中央付近が
腹の位置となる。破線の振動モードは実線の振動モード
に対して約1オクターブ低い基本周波数を有する振動を
形成する。そして更に1オクターブ上にあげた場合は管
の両端の位置を含めて腹の位置が4つ存在する振動モー
ドとなり、実線の振動モードに対して約1オクターブと
5度低い基本周波数を有する振動を形成することとな
る。コムフィルタ607は実線の振動モードに相当する
共振動作を行う。即ち図9(A)に示す伝達特性を有す
ることとなる。ここで1次の成分に相当する周波数をf
1とすると(数2)の関係が成り立つ。
The operation of the musical sound synthesizing apparatus configured as described above will be described. The characteristic of the flute instrument sound is that when the pitch is raised by pressing the octave key, etc., two vibration modes occur in the sound pressure in the pipe, and one octave from the fundamental frequency corresponding to the pitch of the flute sound. It means that a low pitch or a low pitch of 1 octave and 5 degrees below is superposed although it is a weak level. This phenomenon will be described with reference to FIG. When the sound is played in the low range without pressing the octave key, resonance occurs in the tube in the vibration mode indicated by the broken line. When the octave key is pressed to produce a sound in the range one octave higher, resonance occurs in the tube in the vibration mode indicated by the solid line. However, at this time, although weak,
The resonance of the vibration mode indicated by the broken line also occurs. With the sound pressure as a reference, the broken line vibration mode has antinode positions near both ends of the pipe, and the solid line vibration mode has antinode positions near both ends of the pipe and the center of the pipe. The broken line vibration mode forms a vibration having a fundamental frequency about one octave lower than the solid line vibration mode. And if it is raised one octave further, it becomes a vibration mode in which there are four belly positions including the positions of both ends of the tube. Will be formed. The comb filter 607 performs a resonance operation corresponding to the solid line vibration mode. That is, it has the transfer characteristic shown in FIG. Here, the frequency corresponding to the first-order component is f
When set to 1, the relationship of (Equation 2) is established.

【0044】[0044]

【数2】 [Equation 2]

【0045】さて、音高データとして、261.63H
zから523.25Hz未満の周波数に相当する音高デ
ータが設定された場合を説明する。この音域はフルート
ではオクターブキーを押さない最低の音域に相当するの
で、図8の破線で示す振動モードのみが発生する。この
時はコムフィルタ608もコムフィルタ607と同一の
基本周波数を有する振動を形成するように作用させる。
即ちコムフィルタ608内の遅延器603の遅延段数n
はkと等しくなる。次に音高データとして、523.2
5Hzから1046.50Hz未満の周波数に相当する
音高データが設定された場合はオクターブキーが押され
た音域に相当するので、図8の実線で示す振動モードと
破線で示す振動モードの両者が発生することとなる。こ
の時はコムフィルタ608はコムフィルタ607の基本
周波数の約1オクターブ低い振動を形成するように作用
させる。即ちコムフィルタ608内の遅延器603の遅
延段数nはkの2倍の値をとる。同様にして更に1オク
ターブ高い音域の場合は、コムフィルタ608内の遅延
器603の遅延段数nはkの3倍の値をとる。説明を簡
単にするため、オクターブ内の音階を固定させた場合を
考えると、遅延時間変更テーブル606は(表1)の関
係を有するテーブルとなる。
Now, as pitch data, 261.63H
A case will be described in which pitch data corresponding to a frequency of less than 523.25 Hz from z is set. Since this range corresponds to the lowest range in which the octave key is not pressed in the flute, only the vibration mode shown by the broken line in FIG. 8 occurs. At this time, the comb filter 608 also acts so as to form vibration having the same fundamental frequency as the comb filter 607.
That is, the number of delay stages n of the delay device 603 in the comb filter 608
Is equal to k. Next, as pitch data, 523.2
When the pitch data corresponding to the frequency from 5 Hz to less than 1046.50 Hz is set, it corresponds to the range where the octave key is pressed, so both the vibration mode shown by the solid line and the vibration mode shown by the broken line in FIG. 8 occur. Will be done. At this time, the comb filter 608 acts so as to form a vibration about one octave lower than the fundamental frequency of the comb filter 607. That is, the delay stage number n of the delay device 603 in the comb filter 608 takes a value twice as large as k. Similarly, in the case of a tone range that is one octave higher, the number of delay stages n of the delay device 603 in the comb filter 608 takes a value three times k. To simplify the explanation, considering the case where the scale within the octave is fixed, the delay time change table 606 is a table having the relationship of (Table 1).

【0046】[0046]

【表1】 [Table 1]

【0047】なお、図7において、カウンタ702,減
算器703,セレクタ704により、書き込みアドレス
が読みだしアドレスよりも常にn段先行するので、遅延
器603は遅延段数nの遅延器として作用する。またミ
キシング回路106はS2のミキシングレベルを値1よ
り十分小さい値とするので、図8の破線の振動モードに
対応する振動レベルは十分小さなレベルとなり、図10
(D)に示すように周波数f1を1次倍音とした場合の
整数次以外の振幅レベルを小さくとることができる。
In FIG. 7, since the write address is always preceded by n stages from the read address by the counter 702, the subtractor 703, and the selector 704, the delay device 603 acts as a delay device with the delay stage number n. Further, since the mixing circuit 106 sets the mixing level of S2 to a value sufficiently smaller than the value 1, the vibration level corresponding to the vibration mode indicated by the broken line in FIG.
As shown in (D), when the frequency f1 is a first-order overtone, amplitude levels other than the integer order can be made small.

【0048】以上のように、本発明の第2の実施例によ
れば、遅延時間変更テーブル606が音域(音高デー
タ)に応じて、遅延器603の遅延段数nをk,2k,
3kの間を変更し、ミキシング回路106がS2のミキ
シングレベルをS1のミキシングレベルよりも小さくし
た状態でミキシングし合成データを合成するようにした
ので、図10(D)に示すように、基本周波数f1より
も1オクターブ下あるいは1オクターブと5度下の低い
共振成分を微弱に重畳することができ、フルートらしい
音色を合成することができる。
As described above, according to the second embodiment of the present invention, the delay time change table 606 sets the delay stage number n of the delay unit 603 to k, 2k, according to the tone range (pitch data).
3 k is changed, and the mixing circuit 106 mixes the mixed data in a state where the mixing level of S2 is lower than the mixing level of S1 to synthesize the synthesized data. Therefore, as shown in FIG. It is possible to weakly superimpose a low resonance component one octave lower than f1 or one octave and five degrees lower, and to synthesize a timbre like a flute.

【0049】(第3の実施例)以下、本発明の第3の実
施例について図面を参照しながら説明する。
(Third Embodiment) A third embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0050】図11は、本発明の第3の実施例における
楽音合成装置のブロック図である。図11において、1
101はデータを所定時間遅延させる遅延器、1102
は遅延器1101から出力されたデータの高域成分を遮
断する高域遮断フィルタ(図ではLPFと記述)、11
03は駆動データと高域遮断フィルタ1102より出力
されたデータとを加算する加算器、1104は波形デー
タS1から波形データS2を減算する減算器、1105
は遅延器1101と高域遮断フィルタ1102と加算器
1103を閉ループ状に構成したコムフィルタである。
その他の回路は第1及び第2の実施例の楽音合成装置と
同様である。
FIG. 11 is a block diagram of a musical sound synthesizing apparatus according to the third embodiment of the present invention. In FIG. 11, 1
101 is a delay device for delaying data for a predetermined time, 1102
Is a high-frequency cutoff filter (described as LPF in the figure) that cuts off high-frequency components of the data output from the delay device 1101.
Reference numeral 03 denotes an adder for adding drive data and data output from the high-frequency cutoff filter 1102, 1104 denotes a subtractor for subtracting the waveform data S2 from the waveform data S1, 1105.
Is a comb filter in which the delay device 1101, the high-frequency cutoff filter 1102, and the adder 1103 are configured in a closed loop.
The other circuits are the same as those of the musical tone synthesizers of the first and second embodiments.

【0051】図12は、コムフィルタの伝達特性図であ
る。図12において、(A)はコムフィルタ607の伝
達特性図、(B)はコムフィルタ1105の伝達特性図
である。
FIG. 12 is a transfer characteristic diagram of the comb filter. In FIG. 12, (A) is a transfer characteristic diagram of the comb filter 607, and (B) is a transfer characteristic diagram of the comb filter 1105.

【0052】図13は、各種データの振幅スペクトル図
である。図13において、(A)は駆動データの振幅ス
ペクトル図、(B)は波形データS1の振幅スペクトル
図、(C)は波形データS2の振幅スペクトル図、
(D)は合成データの振幅スペクトル図である。
FIG. 13 is an amplitude spectrum diagram of various data. 13, (A) is an amplitude spectrum diagram of drive data, (B) is an amplitude spectrum diagram of waveform data S1, (C) is an amplitude spectrum diagram of waveform data S2,
(D) is an amplitude spectrum diagram of the combined data.

【0053】以上のように構成された楽音合成装置につ
いて動作説明をする。サックスの音の特徴は、基本周波
数に対する倍音の次数が3,4次付近の倍音をピークと
してそれ以下の倍音の共振レベルが小さくなることであ
る。コムフィルタ607の伝達特性は、第2の実施例と
同様に、図12(A)に示す特性となる。またコムフィ
ルタ1105の伝達特性は、図11に示すように高域遮
断フィルタ1102の高域遮断周波数を図12(A)の
2,3次あたりに設定することにより、図12(B)に
示すような特性とすることができる。コムフィルタ60
7,1105に図13(A)に示すような特性を有した
駆動データを入力することにより、図13(B),
(C)に示すような特性を有した波形データS1,S2
が得られる。減算器1104においてS1とS2の減算
を行うことにより、図13(D)に示すような合成デー
タが得られる。なお遅延器1101と高域遮断フィルタ
1102の接続順序をかえてもさしつかえない。
The operation of the musical tone synthesizer configured as above will be described. The characteristic of the sound of the sax is that the harmonics of the harmonics of the fundamental frequency in the vicinity of the 3rd and 4th harmonics become peaks, and the resonance level of the harmonics below that becomes small. The transfer characteristic of the comb filter 607 is the characteristic shown in FIG. 12A, as in the second embodiment. The transfer characteristic of the comb filter 1105 is shown in FIG. 12B by setting the high cutoff frequencies of the high cutoff filter 1102 to around the second and third orders in FIG. 12A as shown in FIG. It can have such characteristics. Comb filter 60
By inputting drive data having characteristics as shown in FIG.
Waveform data S1, S2 having characteristics as shown in (C)
Is obtained. By subtracting S1 and S2 in the subtractor 1104, synthetic data as shown in FIG. 13D is obtained. Note that the connection order of the delay device 1101 and the high frequency cutoff filter 1102 may be changed.

【0054】以上のように、本発明の第3の実施例によ
れば、コムフィルタ1105が、合成データの基本周波
数の1,2次(1次のレベルより2次のレベルが低い)
あたりの低い成分のみを共振させることによりS2を生
成し、減算器1104がS1からS2を減算することに
より、基本周波数に対する倍音の次数が3,4次付近の
倍音をピークとしてそれ以下の倍音の共振レベルが小さ
くなる特性を有した合成データを得ることができる。
As described above, according to the third embodiment of the present invention, the comb filter 1105 has the first and second orders (the second order level is lower than the first order level) of the fundamental frequency of the synthesized data.
S2 is generated by resonating only the low frequency component, and the subtractor 1104 subtracts S2 from S1 so that the harmonic overtones with respect to the fundamental frequency are peaks at the harmonic overtones near the third and fourth harmonics. It is possible to obtain synthetic data having a characteristic that the resonance level becomes small.

【0055】(第4の実施例)以下、本発明の第4の実
施例について図面を参照しながら説明する。
(Fourth Embodiment) A fourth embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0056】図14は、本発明の第4の実施例における
楽音合成装置のブロック図である。図14において、1
401は音声などの音響信号をアナログ電気信号に変換
するマイクロフォン、1402はアナログ電気信号をデ
ジタルデータに変換するアナログデジタル変換器であ
る。その他の回路は、第2の実施例の楽音合成装置と同
様である。
FIG. 14 is a block diagram of a tone synthesis apparatus according to the fourth embodiment of the present invention. In FIG. 14, 1
Reference numeral 401 is a microphone that converts an acoustic signal such as voice into an analog electric signal, and 1402 is an analog-digital converter that converts the analog electric signal into digital data. The other circuits are similar to those of the musical sound synthesizer of the second embodiment.

【0057】以上のように構成された楽音合成装置につ
いて動作説明をする。マイクロフォン1401に破裂音
や摩擦音などのいわゆる無声音を入力する。アナログデ
ジタル変換器1402は無声音のアナログ電気信号をリ
アルタイムでデジタルデータに変換し、コムフィルタ6
07に入力する。コムフィルタ607は遅延段数mに対
応する基本周波数の共振動作を行うことにより合成デー
タを発生する。なおコムフィルタ607の回路を複雑化
して太鼓の膜などのより複雑な振動モードを有する楽器
の共振部を構成してもよい。また無声音に限定する必要
はなく、一般的な音響信号をマイクロフォン1401に
入力してもよい。
The operation of the musical tone synthesizing apparatus configured as described above will be described. A so-called unvoiced sound such as a plosive sound or a fricative sound is input to the microphone 1401. The analog-digital converter 1402 converts the unvoiced analog electric signal into digital data in real time, and the comb filter 6
Enter in 07. The comb filter 607 generates synthetic data by performing a resonant operation at a fundamental frequency corresponding to the number of delay stages m. Note that the circuit of the comb filter 607 may be complicated to configure a resonance portion of a musical instrument having a more complicated vibration mode such as a drum membrane. Further, it is not necessary to limit to unvoiced sound, and a general acoustic signal may be input to the microphone 1401.

【0058】以上のように、本発明の第4の実施例によ
れば、マイクロフォン1401及びアナログデジタル変
換器1402がリアルタイムで無声音をデジタルデータ
に変換しコムフィルタ607に入力するようにしたの
で、無声音を弦や管あるいは膜といった楽器の共振部で
共振させた音を得ることができる。なお音声は、発声す
る人特有のホルマントを有し、コムフィルタ607から
発生される合成データにもこのホルマントの特徴が残
る。即ち、各個人の声の特徴を活かした合成データを得
ることができる。
As described above, according to the fourth embodiment of the present invention, the microphone 1401 and the analog-digital converter 1402 convert unvoiced sound into digital data in real time and input it to the comb filter 607. It is possible to obtain a sound that resonates with a resonance part of a musical instrument such as a string, a tube, or a film. The voice has a formant peculiar to the speaker, and the characteristic of this formant remains in the synthetic data generated from the comb filter 607. That is, it is possible to obtain synthetic data that makes the best use of the characteristics of each individual's voice.

【0059】(第5の実施例)以下、本発明の第5の実
施例について図面を参照しながら説明する。
(Fifth Embodiment) A fifth embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0060】図15は本発明の第5の実施例における楽
音合成装置のブロック図である。図15において、15
01は入力されるデータの非線形変換を行う非線形テー
ブル、1502は遅延器601と非線形変換テーブル1
501と加算器602を閉ループ状に構成したコムフィ
ルタである。その他の回路は第1及び第2の実施例の楽
音合成装置と同様である。
FIG. 15 is a block diagram of a musical sound synthesizer in the fifth embodiment of the present invention. In FIG. 15, 15
Reference numeral 01 is a non-linear table for performing non-linear conversion of input data, and 1502 is a delay device 601 and a non-linear conversion table 1.
This is a comb filter in which 501 and an adder 602 are configured in a closed loop. The other circuits are the same as those of the musical tone synthesizers of the first and second embodiments.

【0061】以上のように構成された楽音合成装置につ
いて動作説明をする。非線形変換テーブル1501は、
入力されるデータの絶対値レベルが小さい時には、入力
データをスルー状態もしくはある一定の倍率をかけ出力
する線形変換器として作用し、入力されるデータの絶対
値レベルが大きい時には、入力データを連続的にクリッ
プさせ出力する非線形変換器(リミッタ)として作用す
る。非線形変換テーブル1501が存在しなかった場合
において、コムフィルタ1502が最大に共振した場合
にループ中を巡回するデータの理論的な最大の絶対値を
10とし、実際的な最大の絶対値(ループ中の回路素子
のビット語長の制限による)を8とする。非線形変換テ
ーブル1501が存在しない場合は±8でオーバーフロ
ーが生じるので、データの不連続による不快なノイズが
発生するが、非線形変換テーブル1501が存在し、
(表2)に示すような変換特性を有するものとすると、
絶対値が8未満の値となるので不連続的なノイズは生じ
ない。
The operation of the musical sound synthesizing apparatus configured as described above will be described. The non-linear conversion table 1501 is
When the absolute value level of the input data is small, it acts as a linear converter that outputs the input data in a through state or by multiplying it by a certain scale factor, and when the absolute value level of the input data is large, the input data is continuously output. It acts as a non-linear converter (limiter) that clips to and outputs. When the non-linear conversion table 1501 does not exist, the theoretical maximum absolute value of the data circulating in the loop when the comb filter 1502 resonates to the maximum is set to 10, and the practical maximum absolute value (in the loop). (Due to the limitation of the bit word length of the circuit element of the above). When the non-linear conversion table 1501 does not exist, an overflow occurs at ± 8, so unpleasant noise occurs due to the discontinuity of data, but the non-linear conversion table 1501 exists.
Assuming that the conversion characteristics are as shown in (Table 2),
Since the absolute value is less than 8, discontinuous noise does not occur.

【0062】なお、(表2)における各データの間(例
えば、入力データの0と1の間)は2つのデータの値を
補間した値がはいるものとする。
It is assumed that a value obtained by interpolating two data values is present between each data in (Table 2) (for example, between 0 and 1 of the input data).

【0063】[0063]

【表2】 [Table 2]

【0064】なお非線形変換テーブル1501の変わり
に、別の演算手段などを用いて非線形変換を行ってもよ
い。また遅延器601と非線形変換テーブル1501の
接続順序をかえてもさしつかえない。
Instead of the non-linear conversion table 1501, the non-linear conversion may be performed by using another calculation means or the like. Further, the connection order of the delay device 601 and the non-linear conversion table 1501 may be changed.

【0065】以上のように、本発明の第5の実施例によ
れば、非線形変換テーブル1501が、コムフィルタ1
502内を巡回するデータの絶対値レベルが小さい時に
は(値6〜(−6))、入力データをそのまま出力し、
入力されるデータの絶対値レベルが大きい時には(値6
以上,値(−6)以下)、入力データを連続的にクリッ
プさせ出力するので、不連続的なノイズを除去すること
ができる。
As described above, according to the fifth embodiment of the present invention, the nonlinear conversion table 1501 has the comb filter 1
When the absolute value level of the data circulating in 502 is small (value 6 to (-6)), the input data is directly output,
When the absolute value level of the input data is large (value 6
As described above, since the value (−6) or less) and the input data are continuously clipped and output, discontinuous noise can be removed.

【0066】[0066]

【発明の効果】本発明は、駆動データ発生手段が、管へ
息を吹き込む際に生じる振動に相当する波形を発生し、
第1のコムフィルタが合成データの基本周波数の奇数次
倍音に相当する成分を増幅し、第2のコムフィルタが偶
数次倍音に相当する成分を増幅することにより第1及び
第2の波形データを発生させ、ミキシング手段が第1及
び第2の波形データをミキシングし合成データを合成す
る。この時、吹き込み角度に相当する音色制御パラメー
タに基づき、ミキシング比制御手段が第2の波形データ
のミキシング比を制御することにより、歌口への吹き込
み角度に応じた音色変化(偶数次倍音のみのレベル制
御)を実現することができる。
According to the present invention, the drive data generating means generates a waveform corresponding to the vibration generated when the breath is blown into the tube,
The first comb filter amplifies the component corresponding to the odd harmonics of the fundamental frequency of the synthesized data, and the second comb filter amplifies the component corresponding to the even harmonics to obtain the first and second waveform data. Then, the mixing means mixes the first and second waveform data to combine the combined data. At this time, the mixing ratio control means controls the mixing ratio of the second waveform data based on the tone color control parameter corresponding to the blowing angle, thereby changing the tone color according to the blowing angle to the song mouth (only the even harmonics Level control) can be realized.

【0067】また、駆動データ発生手段が、管へ息を吹
き込む際に生じる振動に相当する波形を発生し、第1の
コムフィルタが合成データの基本周波数の整数次倍音に
相当する成分を増幅し、第2のコムフィルタが合成デー
タの基本周波数よりも低い周波数の整数次倍音に相当す
る成分を増幅することにより第1及び第2の波形データ
を発生させ、ミキシング手段が第1及び第2の波形デー
タをミキシングし合成データを合成する。この時、遅延
時間変更手段が第2のコムフィルタ内の遅延器の遅延時
間を第1のコムフィルタ内の遅延器の遅延時間に対して
約2倍あるいは約3倍に変更することにより基本周波数
よりも1オクターブ下或いは1オクターブと5度下の低
い周波数を基本周波数とする微弱な共振音が重畳された
音を合成することとなる。即ち音域に応じたフルート系
楽器音らしい音色変化を実現することができる。
Further, the drive data generating means generates a waveform corresponding to the vibration generated when the breath is blown into the tube, and the first comb filter amplifies the component corresponding to the integer harmonic of the fundamental frequency of the synthetic data. , The second comb filter amplifies a component corresponding to an integer harmonic of a frequency lower than the fundamental frequency of the synthetic data to generate the first and second waveform data, and the mixing means generates the first and second waveform data. The waveform data is mixed to synthesize the synthesized data. At this time, the delay time changing means changes the delay time of the delay device in the second comb filter to about 2 times or about 3 times the delay time of the delay device in the first comb filter, thereby changing the fundamental frequency. Therefore, a sound in which a weak resonance sound having a low frequency of one octave below or one octave and 5 degrees below is superposed is synthesized. That is, it is possible to realize a timbre change that sounds like a flute instrument sound in accordance with the musical range.

【0068】また、駆動データ発生手段が、管の吹き口
であるリードの振動に相当する波形を発生し、第1のコ
ムフィルタが合成データの基本周波数の整数次倍音に相
当する成分を増幅し、第2のコムフィルタが合成データ
の基本周波数の整数次倍音の内の1次,2次あたりまで
の低次の成分を増幅し、減算手段が第1の波形データか
ら第2の波形データを減算することにより、倍音の次数
が3,4次付近の倍音をピークとしてそれ以下の倍音の
共振レベルが小さくなるようなサックスの管の特性を忠
実にシミュレートすることができる。
Further, the drive data generating means generates a waveform corresponding to the vibration of the lead, which is the nozzle of the tube, and the first comb filter amplifies the component corresponding to the integer harmonic of the fundamental frequency of the synthetic data. , The second comb filter amplifies low-order components up to the first and second orders of the integer harmonics of the fundamental frequency of the composite data, and the subtracting means extracts the second waveform data from the first waveform data. By subtracting, it is possible to faithfully simulate the characteristic of the sax tube in which the harmonics having harmonic orders near the 3rd and 4th harmonics peak and the resonance level of the harmonics below that peak becomes small.

【0069】また、マイクロフォンが音声をアナログ電
気信号に変換し、アナログデジタル変換器がアナログ電
気信号をデジタルデータに変換し、さらにコムフィルタ
がデジタルデータを共振させることにより、音声などの
アナログの音響信号をリアルタイムでサンプリングしこ
れを楽器の共振部(弦や管)に相当する回路で共振させ
ることができる。いいかえれば、各個人の声の特徴(ホ
ルマント)を活かした合成データを得ることができる。
Further, the microphone converts the voice into an analog electric signal, the analog-digital converter converts the analog electric signal into digital data, and the comb filter resonates the digital data. Can be sampled in real time and resonated by a circuit corresponding to the resonance part (string or tube) of the musical instrument. In other words, it is possible to obtain synthetic data that makes use of the characteristics (formants) of each individual's voice.

【0070】また、駆動データ発生手段が駆動データを
発生し、コムフィルタが駆動データを巡回させることに
より所望の合成データを合成する。この時コムフィルタ
内の非線形変換手段が、巡回中のデータが所定レベル以
上にならないようにデータのレベル変換処理を行うた
め、コムフィルタの共振レベルを大きくしていってもデ
ータのオーバーフローなどによる不快なノイズを発生さ
せることなく合成データを合成することができる。
Further, the drive data generating means generates drive data, and the comb filter circulates the drive data to synthesize desired synthesized data. At this time, the non-linear conversion means in the comb filter performs data level conversion processing so that the circulating data does not exceed a predetermined level, so even if the comb filter resonance level is increased, it is uncomfortable due to data overflow. It is possible to combine the combined data without generating any noise.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施例における楽音合成装置の
ブロック図
FIG. 1 is a block diagram of a musical sound synthesizer according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の楽音合成装置のミキシング回路106
の回路図
FIG. 2 is a mixing circuit 106 of the musical sound synthesizer of the present invention.
Schematic of

【図3】本発明の楽音合成装置のミキシング比制御回路
107の回路図
FIG. 3 is a circuit diagram of a mixing ratio control circuit 107 of the musical sound synthesizer of the present invention.

【図4】本発明の第1の実施例における楽音合成装置の
コムフィルタの伝達特性図
FIG. 4 is a transfer characteristic diagram of a comb filter of the musical sound synthesizer in the first embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第1の実施例における楽音合成装置の
各種データの振幅スペクトル図
FIG. 5 is an amplitude spectrum diagram of various data of the musical sound synthesizer in the first embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第2の実施例における楽音合成装置の
ブロック図
FIG. 6 is a block diagram of a musical sound synthesizer in a second embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第2の実施例における楽音合成装置の
遅延器603の回路図
FIG. 7 is a circuit diagram of a delay unit 603 of the musical sound synthesizer according to the second embodiment of the present invention.

【図8】フルートの管の縦断面図FIG. 8 is a vertical sectional view of a flute tube.

【図9】本発明の第2の実施例における楽音合成装置の
コムフィルタの伝達特性図
FIG. 9 is a transfer characteristic diagram of a comb filter of the musical sound synthesizer in the second embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第2の実施例における楽音合成装置
の各種データの振幅スペクトル図
FIG. 10 is an amplitude spectrum diagram of various data in the musical sound synthesizer according to the second embodiment of the present invention.

【図11】本発明の第3の実施例における楽音合成装置
のブロック図
FIG. 11 is a block diagram of a musical sound synthesizer in a third embodiment of the present invention.

【図12】本発明の第3の実施例における楽音合成装置
のコムフィルタの伝達特性図
FIG. 12 is a transfer characteristic diagram of the comb filter of the musical sound synthesizer in the third embodiment of the present invention.

【図13】本発明の第3の実施例における楽音合成装置
の各種データの振幅スペクトル図
FIG. 13 is an amplitude spectrum diagram of various data in the musical sound synthesizer according to the third embodiment of the present invention.

【図14】本発明の第4の実施例における楽音合成装置
のブロック図
FIG. 14 is a block diagram of a musical sound synthesizer in a fourth embodiment of the present invention.

【図15】本発明の第5の実施例における楽音合成装置
のブロック図
FIG. 15 is a block diagram of a musical sound synthesizer in a fifth embodiment of the present invention.

【図16】従来例における楽音合成装置のブロック図FIG. 16 is a block diagram of a musical sound synthesizer in a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 駆動データ発生回路 103,703,1104 減算器 105,202,602,604,1103,1603
加算器 106 ミキシング回路 107 ミキシング比制御回路 108,109,607,608,1105,150
2,1604 コムフィルタ 201 乗算器 606 遅延時間変更テーブル 1102 高域遮断フィルタ 1401 マイクロフォン 1402 アナログデジタル変換器
101 Drive Data Generation Circuit 103, 703, 1104 Subtractor 105, 202, 602, 604, 1103, 1603
Adder 106 Mixing circuit 107 Mixing ratio control circuit 108, 109, 607, 608, 1105, 150
2, 1604 Comb filter 201 Multiplier 606 Delay time change table 1102 High-frequency cutoff filter 1401 Microphone 1402 Analog-digital converter

フロントページの続き (72)発明者 田中 温子 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平6−95678(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G10H 1/00 - 7/00 Front page continued (72) Inventor Atsuko Tanaka 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (56) Reference JP-A-6-95678 (JP, A) (58) Fields investigated (Int .Cl. 7 , DB name) G10H 1/00-7/00

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 予め記憶された駆動データを読みだす駆
動データ発生手段と、 遅延器を閉ループ状に構成した回路で前記駆動データを
巡回させ巡回中のデータを第1の波形データとして取り
出すようにした第1のコムフィルタと、 遅延器を閉ループ状に構成した回路で前記駆動データを
巡回させ巡回中のデータを第2の波形データとして取り
出すようにした第2のコムフィルタと、 前記第1の波形データと前記第2の波形データのミキシ
ングを行い所望の合成データを発生するミキシング手段
と、 前記ミキシング手段のミキシング比の制御を行うミキシ
ング比制御手段とを備え、 前記第1のコムフィルタが前記所望の合成データの基本
周波数の奇数次倍音に共振峰を形成する特性をもつコム
フィルタであり、前記第2のコムフィルタが前記所望の
合成データの基本周波数の偶数次倍音に共振峰を形成す
る特性をもつコムフィルタであることを特徴とする楽音
合成装置。
1. A drive data generating means for reading prestored drive data, and a circuit in which a delay device is formed in a closed loop so that the drive data is circulated and the data being circulated is taken out as first waveform data. A first comb filter, a second comb filter in which the drive data is circulated by a circuit in which a delay device is configured in a closed loop shape, and the data being circulated is taken out as second waveform data; comprising a mixing means for generating a desired combined data is performed a mixing of the waveform data the second waveform data, and a mixing ratio control means for controlling the mixing ratio of said mixing means, said first comb filter is the A comb with the property of forming resonance peaks in the odd harmonics of the fundamental frequency of the desired composite data.
A second comb filter for forming resonance peaks at even harmonics of the fundamental frequency of the desired synthesized data .
A musical sound synthesizer characterized by being a comb filter having the following characteristics.
【請求項2】 第1のコムフィルタが、遅延器と減算器
とを備え、駆動データから前記遅延器より出力されたデ
ータを減算し減算結果を前記遅延器に入力するような接
続形態で閉ループを形成することを特徴とし、第2のコ
ムフィルタが、遅延器と加算器とを備え、前記駆動デー
タと前記遅延器より出力されたデータとを加算し加算結
果を前記遅延器に入力するような接続形態で閉ループを
形成することを特徴とする請求項1記載の楽音合成装
置。
2. The first comb filter includes a delay device and a subtractor, and the data output from the delay device is subtracted from drive data and the subtraction result is input to the delay device in a closed loop. The second comb filter includes a delay device and an adder, and adds the drive data and the data output from the delay device and inputs the addition result to the delay device. 2. The musical tone synthesizer according to claim 1, wherein the closed loop is formed in various connection forms.
【請求項3】 予め記憶された駆動データを読みだす駆
動データ発生手段と、 遅延器を閉ループ状に構成した回路で前記駆動データを
巡回させ巡回中のデータを第1の波形データとして取り
出すようにした第1のコムフィルタと、 遅延器を閉ループ状に構成した回路で前記駆動データを
巡回させ巡回中のデータを第2の波形データとして取り
出すようにした第2のコムフィルタと、 前記第1の波形データと前記第2の波形データのミキシ
ングを行い所望の合成データを発生するミキシング手段
と、 前記合成データの基本周波数に応じ、前記第2のコムフ
ィルタ内の遅延器の遅延時間を変更する遅延時間変更手
段とを備え、 前記第1のコムフィルタが前記所望の合成データの基本
周波数の整数次倍音に共振峰を形成する特性をもつコム
フィルタであり、前記第2のコムフィルタが前記所望の
合成データの基本周波数よりも低い周波数の整数次倍音
に共振峰を形成する特性をもつコムフィルタであること
を特徴とする楽音合成装置。
3. A drive data generating means for reading out prestored drive data, and a circuit in which a delay device is configured in a closed loop so that the drive data is circulated and the data being circulated is taken out as first waveform data. A first comb filter, a second comb filter in which the drive data is circulated by a circuit in which a delay device is configured in a closed loop shape, and the data being circulated is taken out as second waveform data; Mixing means for mixing the waveform data and the second waveform data to generate desired combined data, and a delay for changing the delay time of the delay device in the second comb filter according to the fundamental frequency of the combined data. A comb having a characteristic that the first comb filter forms a resonance peak at an integer harmonic of the fundamental frequency of the desired combined data.
A second comb filter , wherein the second comb filter is an integer harmonic of a frequency lower than the fundamental frequency of the desired synthesized data.
A musical tone synthesizer characterized in that it is a comb filter having the characteristic of forming a resonance peak at the bottom.
【請求項4】 第1のコムフィルタが、遅延器と加算器
とを備え、駆動データと前記遅延器より出力されたデー
タとを加算し加算結果を前記遅延器に入力するような接
続形態で閉ループを形成することを特徴とし、第2のコ
ムフィルタが、遅延器と加算器とを備え、前記駆動デー
タと前記遅延器より出力されたデータとを加算し加算結
果を前記遅延器に入力するような接続形態で閉ループを
形成することを特徴とする請求項3記載の楽音合成装
置。
4. A connection form in which the first comb filter includes a delay device and an adder, and adds drive data and data output from the delay device and inputs the addition result to the delay device. The second comb filter includes a delay device and an adder, adds the drive data and the data output from the delay device, and inputs the addition result to the delay device. 4. The musical tone synthesizer according to claim 3, wherein a closed loop is formed in such a connection form.
【請求項5】 遅延時間変更手段が、第1のコムフィル
タ内の遅延器の遅延時間に対して第2のコムフィルタ内
の遅延器の遅延時間が約2倍,3倍といった1ではない
整数の倍率関係となるように制御することを特徴とする
請求項3記載の楽音合成装置。
5. The delay time changing means is an integer other than 1 such that the delay time of the delay device in the second comb filter is about twice or three times the delay time of the delay device in the first comb filter. 4. The musical tone synthesizing apparatus according to claim 3, wherein the musical tone synthesizing apparatus controls the musical tone synthesizing ratio so that
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