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JPS6014358B2 - electronic musical instruments - Google Patents
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JPS6014358B2 - electronic musical instruments - Google Patents

electronic musical instruments

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Publication number
JPS6014358B2
JPS6014358B2 JP51003322A JP332276A JPS6014358B2 JP S6014358 B2 JPS6014358 B2 JP S6014358B2 JP 51003322 A JP51003322 A JP 51003322A JP 332276 A JP332276 A JP 332276A JP S6014358 B2 JPS6014358 B2 JP S6014358B2
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JP
Japan
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partial
sample value
tone
musical
amplitude
Prior art date
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JP51003322A
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Japanese (ja)
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JPS5287017A (en
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幸二 新美
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Nippon Gakki Co Ltd
Original Assignee
Nippon Gakki Co Ltd
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は電子楽器に係り、特に回帰型の演算によって
楽音信号を形成するテイジタル方式の電子楽器に関する
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an electronic musical instrument, and more particularly to a digital type electronic musical instrument that forms a musical tone signal through regression type calculations.

近時、時間経過に対して音高、音量及び音色の一定な定
常楽音だけでなく、音高、音量及び音色が時間的に複雑
に変化する自然楽器のような非定常楽音を得ることので
きる電子楽器が開発されている。
Recently, it has become possible to obtain not only steady musical sounds whose pitch, volume, and timbre are constant over time, but also unsteady musical sounds such as those of natural instruments whose pitch, volume, and timbre change in a complex manner over time. Electronic musical instruments are being developed.

このような目的を達成する電子楽器の1つとして回帰型
の演算装置を具えたものが提案されている(例えば、特
願昭50−63218号)。ところで一般に楽音は、各
種の周波数成分の要素である部分音から成ると考えられ
る。このため、上述の型の電子楽器によれば、楽音Ft
の時間間隔Tごとの標本値を得るために、まず楽音を構
成するM個の部分音fmt(m=1、2、…ちM)の標
本値fm0IT)(n=0、1、2・・・)を独立に回
帰演算した後、これらのM個の標本値の和を求めること
により行なわれる。次に、上述の部分音を構成する部分
音関数を形成する回帰演算について説明する。
As one of the electronic musical instruments that achieves this purpose, one equipped with a regression type calculation device has been proposed (for example, Japanese Patent Application No. 50-63218). By the way, musical tones are generally considered to consist of partial tones that are elements of various frequency components. Therefore, according to the above-mentioned type of electronic musical instrument, the musical tone Ft
In order to obtain sample values for each time interval T, first, sample values fm0IT) (n=0, 1, 2,... This is done by independently performing a regression operation on .) and then calculating the sum of these M sample values. Next, a description will be given of a regression calculation for forming partial functions that constitute the above-mentioned partials.

すなわち、回帰演算とは、fm(nT)=pm・fm{
(n−1)T}十qmfm{(n−2)T}.・..・
・{1}又は一般に、K fm(nT)=k≧・akfm{(n−k)T}.・・
.・・{2’で表わされる回帰式を演算するものである
In other words, the regression calculation is fm(nT)=pm・fm{
(n-1)T} 10qmfm{(n-2)T}.・.. ..・
・{1} or in general, K fm(nT)=k≧・akfm{(n−k)T}.・・・
.. . . . It calculates the regression equation represented by {2'.

すなわち、式{1}についていえば、時刻t=nTにお
けるm番目の部分音標本値fm(nT)を、直前の2つ
の時刻t=(n−1)T、t=(n−2)Tの標本値に
それぞれ係数値pm、qmを乗じた和として形成するも
のであり、式■はこれを一般化したものである。斯様な
回帰演算によって形成される一連の標本値から成る部分
音波形は各種の関数形をとることが知られており、特に
(1)式に示した2階の差分方程式の解は次の3通りで
あることが数学的に知られている。
In other words, regarding equation {1}, the m-th partial sample value fm(nT) at time t=nT is expressed as the previous two times t=(n-1)T and t=(n-2)T. It is formed as the sum of the sample values multiplied by the coefficient values pm and qm, respectively, and formula (2) is a generalization of this. It is known that the partial sound waveform consisting of a series of sample values formed by such a regression operation takes various functional forms, and in particular, the solution to the second-order difference equation shown in equation (1) is as follows. It is mathematically known that there are three ways.

pm2 十4qm>0の場合 fm(nT)=Aa,nT+Ba2nT …
…(3}ここでa・=pm+ノ号m2十4qma2〒p
m−年+4qm * * A,B:fm(nT)の初期値によって決まる定
数pm2十処m=0の場合 fm(nT)ニAげT+B風nT ,..,.
.t4}ここでb=号A,B:fm(nT)の初期値に
よって決まる定数pm2 十4qm<0の場合 fm(nT)ニAenQ?cosnのT十BがQTsi
nnのT=Ceno?sin(nのT+8).・・.・
・{5} ここで。
If pm2 14qm>0, fm(nT)=Aa, nT+Ba2nT...
...(3}Here a・=pm+No.m2 14qma2〒p
m - year + 4qm * * A, B: constant pm2 determined by the initial value of fm (nT) If m = 0, then fm (nT) NiAgeT+B style nT, . .. 、.
.. t4} where b=signs A, B: constant pm2 determined by the initial value of fm(nT); cosn's T1B is QTsi
T of nn=Ceno? sin (T+8 of n).・・・.・
・{5} Here.

=亥n(‐qm)仲COS−12−青A,B,C;fm
(nT)の初期値によって決まる定数上述の関数形のう
ち部分音として最も普通に用いられるのは{5}式の形
である。
=亥n(-qm)中COS-12-Blue A, B, C; fm
Constant Determined by the Initial Value of (nT) Among the above-mentioned function forms, the one most commonly used as a partial is the form of the equation {5}.

(5}式において、enQTは減衰を行わせるものであ
り■式は基本的には正弦波である。ここで、正弦波につ
いて{1)式の回帰演算が成立することを証明する。
In equation (5), enQT is for attenuation, and equation (2) is basically a sine wave.Here, it will be proven that the regression operation of equation {1) holds true for a sine wave.

sin(Q+6)十sin(o一8)=公inocos
8であるからQ=(n−1)wt B=wtとおけば Sinのt十Sin〈n−2)のt ニ本in(n一・)のtCOSのt .・.sinのt=本in(n一1)のtcosのt一
Sin(n一2)のtなお、、正弦波に位相ずれがあっ
た場合(聡感上特に問題とはならない)でも同様の回帰
演算が成立する。
sin (Q+6) ten sin (o18) = public inocos
8, so if we set Q=(n-1)wt B=wt, we get t of Sin, t of Sin<n-2), t of tCOS of 2 in(n-1).・.. t of sin = t of tcos of this in (n - 1) - t of sin (n - 2) Furthermore, even if there is a phase shift in the sine wave (which is not a problem in terms of intelligence), the same regression occurs. The operation is valid.

すなわち、sin{(Q+3)十8}十sin{Q−8
)十8}=sin Q十6)cos8十cos(Q+3
)sina十sin(Q−8)cos8十cos(Q−
8)sin0 約=cos8
{sin(Q+B)十sin(Q−8)}十sino
{cos(。
That is, sin {(Q+3) 18} 10 sin {Q-8
) 18} = sin Q 16) cos 8 10 cos (Q + 3
) sina ten sin (Q-8) cos eight ten cos (Q-
8) sin0 approximately = cos8
{sin (Q+B) ten sin (Q-8)} ten sin
{cos(.

十B)+cos(Q−8)}=×osaslnQcog
3十本inocosQcos8であるからq=(n一1
)のt 8=のtとおけばSin(nのt+8)十Si
n{(n+2)のt+8}=2cosasin(n一1
)のtcosのt+本inocos(n一1)のにos
のtニ2COSのはjn{(n一・)のt+a}.・.
sin(nのt+8):なosのtsin{n一1)の
t十a}−sin{(n−2)wt+8}よって証明さ
れた。
10B)+cos(Q-8)}=×osaslnQcog
Since 30 inocosQcos8, q=(n-1
) If we set t of 8=t, then Sin (t of n + 8) + Si
n {t+8 of (n+2)}=2cosasin(n-1
)'s tcos's t + book inocos (n-1)'s os
t2COS of is jn{t+a of (n1・)}.・..
sin(n of t+8): Proved by os of tsin{n-1) of t1}-sin{(n-2)wt+8}.

なお、‘3三式または(4)式の特別な場合として周期
的な三角関数を形成することができ、この場合も同様の
回帰演算が成立する。
Note that a periodic trigonometric function can be formed as a special case of Equation '3 or Equation (4), and the same regression operation holds true in this case as well.

次に部分音波形を形成する過去を示す。Next, the past of forming a partial sound waveform is shown.

すなわち、m香目の部分音を構成する部分音関数として
、例えばfmt=AmeQmtcosのmtを式{1}
の演算によって形成するためには、2つの初期値をfm
(0)=Am, fm(T)=Ame2QmTcosの
mTとし、また係数値をpm=2×eQmtcosのm
t,qm=−e2Qmtとして回帰演算を実行すれば、
各時刻t=2T,3T,…において、fm(虹)=Am
e2Qmrcos2のmT ** fm(虹
)=Ame3omTcos3のmT: :fm(NT
)ニAmeNQmTCOSNのmTなる結果を得る。
That is, as a partial function constituting the m-th partial, for example, mt of fmt=AmeQmtcos is expressed by the formula {1}
In order to form the two initial values by the operation of fm
(0)=Am, fm(T)=mT of Ame2QmTcos, and the coefficient value is pm=2×m of eQmtcos.
If we perform regression calculation with t, qm=-e2Qmt,
At each time t=2T, 3T,..., fm (rainbow)=Am
mT of e2Qmrcos2 ** fm (rainbow) = mT of Ame3omTcos3: :fm(NT
) AmeNQmTCOSN mT result is obtained.

このような演算をM個の部分音のそれぞれについて実行
し(実際の演算装置は時分割多重で動作する)、これら
M個の関数値の和として楽音F(t)の標本値が算出さ
れる。
Such calculations are performed for each of the M partials (actual calculation devices operate in a time-division multiplexed manner), and the sample value of the musical tone F(t) is calculated as the sum of these M function values. .

すなわち、M F(0)=m≧,fmo=m≧,Am M M Fび)=m≧,fmT=m≧,AmeQmTC0Sのm
TM MF(公)=m≧,fm(幻)=m≧,Am
e2omTcos20mT: : :M
M F(NT)ニm≧・ fm(NT)ニm≧lAmeNQ
mrCOSNのmTなる標本値時系列が得られる。
That is, M F(0)=m≧, fmo=m≧, Am M M F(0)=m≧, fmT=m≧, m of AmeQmTC0S
TM MF (public) = m≧, fm (phantom) = m≧, Am
e2omTcos20mT: : :M
MF(NT)nim≧・ fm(NT)nim≧lAmeNQ
A sample value time series mT of mrCOSN is obtained.

以上のようにして楽音を形成する電子楽器は、今までの
説明からも分かるように、回帰演算を行なう演算装置と
、演算に際してM個の部分音ごとに独立に設定するそれ
ぞれM個の係数値pm,qmを記憶させたメモリと、演
算を開始するに際してM個の部分音ごとに独立に設定す
る2M個の初期値メモリとを具えて構成される。
As can be seen from the above explanation, the electronic musical instrument that forms musical tones in the above manner includes a calculation device that performs regression calculations, and M coefficient values that are independently set for each of the M partials during the calculation. It is comprised of a memory that stores pm and qm, and 2M initial value memories that are independently set for each of M partials when starting calculations.

従って、このような構成を有する電子楽器は、初期値の
定め方によって各部分音の振幅を独立任意に設定でき、
また係数値p肌 qmを必要に応じて選定すれば得られ
る楽音波形は、時間経過と共に一定値となるような又は
周期的に変動するような定常波形とすることができ、又
は時間経過と共に減衰又は発散するような非定常波形と
することができる。
Therefore, in an electronic musical instrument having such a configuration, the amplitude of each partial can be set independently and arbitrarily depending on how the initial value is determined.
In addition, by selecting the coefficient value p (qm) as necessary, the musical sound waveform obtained can be a steady waveform that remains constant over time or that fluctuates periodically, or it can be a steady waveform that changes periodically over time, or it can be a steady waveform that changes periodically over time. Alternatively, it can be a non-stationary waveform that diverges.

このため、このような方式の電子楽器によれば自然楽器
の楽音に極めて近似した楽音を得ることができると期待
される。しかしながら、部分音数が多い場合には一般に
は各部分音で振幅が異なるため2M個の初期値メモリの
数は膨大なものとなる。
Therefore, it is expected that electronic musical instruments of this type can produce musical tones that are extremely similar to the musical tones of natural musical instruments. However, when the number of partials is large, each partial generally has a different amplitude, so the number of 2M initial value memories becomes enormous.

また、自然楽器のうちのあるもの、例えばピアノの楽音
を合成する場合には上記方法では困難が生ずる。
Further, when synthesizing the musical tones of certain natural musical instruments, such as the piano, the above-mentioned method poses difficulties.

すなわち、、ピアノでは、楽音の振幅が低音域と高音城
とでは差があり、ざらに打鍵強度によっても振幅が非常
に大幅に変化する。また、特定の音域を考えてみても部
分音の振幅は低次部分音と高次部分音とでは非常に差が
ある。このため、いかなる振幅の楽音にも対処できるよ
うに、すなわち初期値に関する最大のデータを収納でき
ると共に最小のデータに対しても楽音を構成するに必要
充分な精度を確保できるようにするためには、初期値メ
モリ並びに演算装置を構成するレジスタやメモリなどは
非常に大きな桁数を準備しておく必要があり、演算装置
ひいては電子楽器全体の規模が大きくならざるを得ない
。この発明は以上のような実情に鑑みて成されたもので
あり、自然楽器の楽音に近い定常音及び非定常音を小規
模の比較的簡単な構成で得ることのできる電子楽器を提
供することを目的とする。
That is, on a piano, there is a difference in the amplitude of musical tones between the bass and treble ranges, and the amplitude varies greatly depending on the intensity of keystrokes. Furthermore, even when considering a specific range of sounds, there is a large difference in the amplitude of partials between low-order partials and high-order partials. For this reason, in order to be able to deal with musical tones of any amplitude, that is, to be able to store the maximum data regarding the initial values, and to ensure the necessary and sufficient accuracy to compose musical tones even for the minimum data. The initial value memory and the registers and memories constituting the arithmetic unit must have a very large number of digits, which inevitably increases the scale of the arithmetic unit and, by extension, the electronic musical instrument as a whole. The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and it is an object of the present invention to provide an electronic musical instrument that can produce steady and unsteady sounds close to the musical sounds of natural musical instruments with a small-scale and relatively simple configuration. With the goal.

この目的を達成するために、この発明にかかる電子楽器
によれば、楽音を構成するM個の各部分音fmに共通に
設定された第1の初期標本値「1」を発生する第1の初
期標本値発生手段、上記各部分音fmごとにそれぞれ設
定された第2の初期標本値を発生する第2の初期標本値
発生手段、上言己各部分音fmごとにそれぞれ設定され
たパラメータpm(m=1、2、…、M)およびqm(
m=1、2、・・・、M)を発生するパラメータ発生手
段、上記各部分音fmごとにそれぞれ過去の2つの標本
値を上記パラメータpm, qmによって重みづけした
後それらを加え合わせることにより各部分音fmの新た
な標本値を算出する演算手段、楽音発生開始時に上記各
部分音fmごとの第1および第2の初期標本値を一時記
憶して上記演算手段に上記過去の標本値として加えると
ともに、その後上記演算手段から出力される各部分音f
mごとの新標本値を一時記憶し上記演算手段に上記過去
の標本値として回帰さる回帰制御手段の各要素を備えた
楽音形成部と、上記各部分音fmごとにその相対振幅を
設定する係数am(m=1、2、・・・、M)を発生す
る振幅係数発生手段、上記演算手段から出力される各部
分音fmごとの標本値の振幅を上記係数amによって制
御する振幅制御手段、上記振幅制御手段から出力される
振幅制御された各部分音fmの標本値を加算する加算手
段の各要素を備え、上記部分音形成部によって形成され
た各部分音の標本値を、周期Tごとに加算して楽音の標
本値を形成し、この標本値を楽音に変換する楽音形成部
とを備えるようにしている。以下、添付図面についてこ
の発明の実施例を説明する。
In order to achieve this object, the electronic musical instrument according to the present invention provides a first initial sample value "1" that is commonly set for each of the M partials fm constituting a musical tone. an initial sample value generating means, a second initial sample value generating means for generating a second initial sample value respectively set for each partial tone fm, and a parameter pm set respectively for each partial tone fm. (m=1, 2,...,M) and qm(
m = 1, 2, ..., M) by weighting the past two sample values for each partial fm by the parameters pm and qm and then adding them together. A calculation means for calculating a new sample value of each partial tone fm, which temporarily stores the first and second initial sample values for each partial tone fm at the start of musical sound generation, and stores the first and second initial sample values for each partial tone fm in the calculation means as the past sample values. At the same time, each partial tone f outputted from the calculation means
a musical tone forming section including each element of a regression control means for temporarily storing a new sample value every m and regressing it to the calculation means as the past sample value; and a coefficient for setting the relative amplitude of each partial tone fm. am (m=1, 2, . . . , M); amplitude control means for controlling the amplitude of the sample value for each partial tone fm output from the calculation means by the coefficient am; Each element of an adding means adds the sample values of each amplitude-controlled partial sound fm output from the amplitude control means, and the sample value of each partial sound formed by the partial sound forming section is added every period T. and a musical tone forming section that adds the sample value of the musical tone to the sample value of the musical tone and converts this sample value into a musical tone. Embodiments of the invention will now be described with reference to the accompanying drawings.

第1図はこの発明の実施例を示すものであり、回帰演算
を実行する回帰演算装置101こおいて基準化された部
分音関数を演算するようにする。すなわち、部分音関数
の時刻t=0における標本値(初期値)がM個の全ての
部分音について「1」であるように、fl。
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention, in which a regression calculation device 101 that performs regression calculations calculates standardized partial functions. That is, fl is set so that the sample value (initial value) of the partial function at time t=0 is "1" for all M partials.

(t)ニeQ・tCOSのltら。(t) NieQ・tCOS lt et al.

(t)=eQ2tCOSの2t: : fM。(t) = 2t of eQ2tCOS: : fM.

(t)ニeばMtCOSのMtなる部分音関数を演算す
る。
(t) In other words, calculate the partial function Mt of MtCOS.

従って、時刻t=0における初期値は全ての部分音につ
いて共通(f,。(0)=f数(0)=・・・=f側(
0)=1)とすることができ、時刻t=0の初期値を与
える第1の初期値メモリー1は単に1つの定数値を与え
るのみでよい(いわゆるメモリでなくてよい)。時刻t
=Tにおけるもう1つの初期値は、第2図に示すように
各部分音の周波数によて異なるから、第2の初期値メモ
リ12はM個の各部分音について独立したM個のメモリ
を有する。回帰演算装置1川ま、このような初期値メモ
リ11,12の内容にもとづいて式(3}の標本値を各
時系列で算出する。
Therefore, the initial value at time t=0 is common to all partials (f,. (0) = f number (0) = ... = f side (
0)=1), and the first initial value memory 1 that provides the initial value at time t=0 only needs to provide one constant value (it does not need to be a so-called memory). Time t
= Another initial value at T differs depending on the frequency of each partial as shown in FIG. 2, so the second initial value memory 12 has M independent memories for each of M partials. have The regression calculation device 1 calculates sample values of equation (3) for each time series based on the contents of the initial value memories 11 and 12.

(この回帰演算装置10の構成、回帰演算動作などの詳
述は後述する。)次いで、回帰演算装置10の各部分音
に対応する出力と各部分音に対応する振幅値a,〜aM
を記憶させた振幅値メモリ13の出力とを乗算器14で
それぞれ掛け合わせることにより、所望の部分音関数、
すなわち、f,(t)=a,eQ,tcosw,t ら(t):a2eQ2tCOSの2t ・….・
(7)fM(t)=aMeQMtcos■Mtの各時刻
における標本値を得ることができる。
(The configuration of the regression calculation device 10, the regression calculation operation, etc. will be described in detail later.) Next, the output corresponding to each partial of the regression calculation device 10 and the amplitude values a, ~aM corresponding to each partial
A desired partial function,
That is, f, (t) = a, eQ, tcosw, t et al. (t): 2t of a2eQ2tCOS ・….・
(7) A sample value at each time of fM(t)=aMeQMtcos■Mt can be obtained.

これらの標本値をアキュムレータ15で累算して所定の
孫イミングで出力することにより・F(t)=名「fm
(t)なる楽音を形成することができる。この実施例に
よれば、以上のように部分音関数を基準化して演算し、
後に振幅値を乗算することにより、演算装置10のレジ
ス夕などのビット数を大幅に低減することができる。
By accumulating these sample values in the accumulator 15 and outputting them at a predetermined timing, F(t) = fm
(t) musical tone can be formed. According to this embodiment, the partial function is standardized and calculated as described above,
By later multiplying the amplitude value, the number of register bits of the arithmetic unit 10 can be significantly reduced.

次に、上述した実施例を具体化した適用実施例について
、第3図によって説明する。
Next, an application example that embodies the above-mentioned example will be described with reference to FIG. 3.

この実施例においては、鍵盤(図示せず)の鍵操作に応
じて、キーアドレス装置621及びメモリアドレス制御
装置622を制御し、これによって回帰演算装置600
及び楽音標本値演算装置610を駆動して楽音を形成す
る。
In this embodiment, a key address device 621 and a memory address control device 622 are controlled in response to key operations on a keyboard (not shown), thereby controlling the regression calculation device 600.
and drives the musical tone sample value calculation device 610 to form a musical tone.

楽音標本値演算装置610から得られた楽音標本値はD
A変換器623及び音響装置624を介してスピーカ6
25から楽音信号として発音される。以下、主要な構成
要素を説明しつつこの発明の構成及び動作を説明する。
The musical tone sample value obtained from the musical tone sample value calculation device 610 is D
Speaker 6 via A converter 623 and audio device 624
25 to be sounded as a musical tone signal. Hereinafter, the configuration and operation of the present invention will be explained while explaining the main components.

キーアドレス装置621は、鍵盤(図示せず)で操作し
た鍵の番号を表わすキーナンバ信号KNをROMなどで
構成したメモリから送出し、メモリアドレス制御装置6
22をアドレスする。
The key address device 621 sends out a key number signal KN representing the number of the key operated on a keyboard (not shown) from a memory configured with a ROM, etc.
Address 22.

このメモリアドレス制御装置622は前記キーナンバ信
号KNに応動して後の演算に必要なパラメータ値及び初
期値を読み出すべく回帰演算装置600及び楽音標本値
演算装置610を駆動する。回帰演算装置60川ま、パ
ラメータメモリ601p,601q、部分音標本値記憶
制御装置602、及び演算回路603を具えており前述
の回帰演算を実行する。ここで、パラメータメモリ60
1p,601qは楽音標本値を構成するに必要なる部分
音標本値の数に対応した後のパラメータp爪, qm(
m=1、2、・・・、M)をそれぞれ記憶しており、鍵
操作に対応するメモリアドレス制御装置622の出力に
よって、必要なパラメータが読み出される。部分音標本
値記憶制御装置602は、実施例について説明した2つ
の初期値fm。
The memory address control device 622 drives the regression calculation device 600 and the tone sample value calculation device 610 in response to the key number signal KN to read out parameter values and initial values necessary for subsequent calculations. A regression calculation device 60 includes parameter memories 601p and 601q, a partial tone sample value storage control device 602, and a calculation circuit 603, and executes the above-described regression calculation. Here, the parameter memory 60
1p, 601q are the parameters p, qm (
m=1, 2, . The partial tone sample value storage control device 602 stores the two initial values fm described in the embodiment.

(0),f肌(T)(m=1、2、・・・、M)を与え
る手段と、回帰演算に必要なしジスタなどの演算手段を
具えて構成され、過去の2つの部分音標本値を演算回路
603に転送すると共に、演算回路603の出力を一旦
記憶し所定の時間間隅ヶで古い部分音標本値から順次楽
音標本値演算装置6101こ転送する。この説明からも
分かるように、この装置は602は、実施例で説明した
初期値メモリ11,12を含んでいる。この部分音標本
値記憶制御装置602の動作を更に説明する。
(0), f skin (T) (m = 1, 2, ..., M), and a calculation means such as a register that is not necessary for regression calculation. The value is transferred to the arithmetic circuit 603, and the output of the arithmetic circuit 603 is temporarily stored and transferred to the musical tone sample value arithmetic unit 6101 in order from the oldest partial tone sample value for a predetermined period of time. As can be seen from this description, this device 602 includes the initial value memories 11 and 12 described in the embodiment. The operation of this partial tone sample value storage control device 602 will be further explained.

例えば、時刻t=0,7,27,…,(M−1)丁,(
ただし、7:毒)において装置602は各部分音の基準
化した標本値(初期値)f,。(0),f2。(0),
…,fMo(0)を楽音標本値演算装置610‘d順次
出力する。これと同時に、各部分音の初期値f肌(0)
,fm。(T)(m=1、2、…、M)を演算回路60
3に転送し、また演算回路603の演算出力fm(2r
)を一旦記憶する。次のサイクル(t=M7、(M+1
)7、・・・、2M7)には、楽音標本値演算装置61
0‘こ各部分音の標本値f側(t)(m=1、2、・・
・、M)を出力し、また演算回路603に標本値fm。
(0),fm(汀)(m=1、2、…M)を出力し、一
方、演算回路603の演算結果fm(虹)が入力される
。以下、同様にして時刻t=0,T,匁・・・毎に時間
間陣ヶで時分割演算して基準化した部分音標本値fm。
(0),f側(T),fm。(2T),・・・を順次出
力する。このような部分音標本値f側(0),f肌(T
),f肌(幻)・・・を形成するための制御動作は、パ
ラメータメモリ601p,601qと同じくメモリアド
レス制御装置622の出力信号によって開始され、また
動作開始に先立って(例えば押鍵信号を検出して出力さ
れる)クリア信号CLによって部分音標本値記憶制御装
置602の内容はクリアされる。
For example, time t=0, 7, 27,..., (M-1) d, (
However, in 7: poison), the device 602 takes the standardized sample value (initial value) f, of each partial. (0), f2. (0),
..., fMo(0) are sequentially outputted by the tone sample value calculation device 610'd. At the same time, the initial value f skin (0) of each partial
, fm. (T) (m=1, 2,...,M) in the arithmetic circuit 60
3, and the calculation output fm(2r
) is memorized once. Next cycle (t=M7, (M+1
)7,...,2M7) includes a musical tone sample value calculation device 61.
0' Sample value f side (t) of each partial (m=1, 2,...
. , M), and also outputs the sample value fm to the arithmetic circuit 603.
(0), fm (bottom) (m=1, 2, . . . M) are output, while the calculation result fm (rainbow) of the calculation circuit 603 is input. Thereafter, partial tone sample values fm are similarly standardized by time-division calculations at time intervals t=0, T, momme, . . . .
(0), f side (T), fm. (2T), . . . are output sequentially. Such partial tone sample value f side (0), f skin (T
), f skin (illusion), etc. are started by the output signal of the memory address control device 622 like the parameter memories 601p and 601q, and are also started by the output signal of the memory address control device 622 (for example, by the key press signal). The contents of the partial tone sample value storage control device 602 are cleared by the clear signal CL (detected and output).

演算回路603は、以上の説明からも分かるようにパラ
メータメモリ601p,601q及び部分音標本値記憶
制御装置602の出力をもとに、fm(nT)=pmf
m {(n−1)T} 十qmfm{(n−2)T}を
演算するものであり、乗算器や加算器などを具えて構成
される。
As can be seen from the above description, the arithmetic circuit 603 calculates fm(nT)=pmf based on the outputs of the parameter memories 601p and 601q and the partial tone sample value storage control device 602.
It calculates m {(n-1)T} 10qmfm{(n-2)T}, and is configured with a multiplier, an adder, and the like.

楽音標本値演算装置610は、部分音相対振幅値記憶装
置611、乗算器612、及びアキュムレータ613を
具えて成り、回帰演算装置600から順次転送される部
分音標本値をもとに楽音標本値を形成する。
The musical tone sample value calculation device 610 includes a partial tone relative amplitude value storage device 611, a multiplier 612, and an accumulator 613, and calculates musical tone sample values based on the partial tone sample values sequentially transferred from the regression calculation device 600. Form.

ここで、部分音相対振幅値記憶装置611は、各部分音
標本値に対応する振幅値am(m=1、2、・・・、M
)を記憶しており、メモリアドレス制御装置622の出
力によって所定の振幅値amを読み出す。
Here, the partial tone relative amplitude value storage device 611 stores amplitude values am (m=1, 2, . . . , M
) is stored, and a predetermined amplitude value am is read out according to the output of the memory address control device 622.

この読み出し‘ま、部分音標本値記憶制御装置602の
動作として行なわれ、乗算器612で所定の標本値f,
(t),ら(t),…,fM(t),(t=0、T、汀
、・・・)と振幅値a,〜aMとが掛け合わされる。そ
の後、振幅値を案じたM個の部分音標本値f,(t),
ら(t),…,fM(t),(t;0、T、2T「 …
)を、アキユムレータ61 3で累算して時刻t=nT
(n=0、1、M2、・・・)における楽音標本値F(
nT)= Zm=Ifm(nT)として出力する。
This readout is performed as an operation of the partial tone sample value storage control device 602, and a predetermined sample value f,
(t), ra(t),..., fM(t), (t=0, T, 怀,...) and the amplitude values a, ~aM are multiplied. After that, M partial tone sample values f, (t),
et(t),...,fM(t),(t;0,T,2T"...
) is accumulated by the accumulator 613 and the time t=nT
Tone sample value F(
Output as nT)=Zm=Ifm(nT).

この楽音標本値F(nT)から楽音が得られる過程につ
いては既述した。以上に説明した演算動作は、装置全体
として第4図B及びCに示すようなデュ−テイが季のク
ロックバルスCK,及びCK2(=CK.)と、第4図
Dに示すような周期TのタイミングパルスTPとによっ
て周期して実行される。
The process of obtaining a musical tone from this musical tone sample value F(nT) has already been described. The arithmetic operation described above is performed using the clock pulses CK and CK2 (=CK.) whose duty is seasonal as shown in FIGS. 4B and 4C, and the period T as shown in FIG. It is executed periodically by the timing pulse TP.

クロックパルスCK,,CK2の周期丁は前述したM個
の部分音標本値f,(nT),f2(nT),…,fM
(nT)を形成するための期間であり、パルスCK,が
メモリ601p,601q及び記憶制御装置602から
データの読み出しを行なう一方、パルスCK2は演算回
路603から記憶制御装置602へデータの書き込みを
行なう。また、タイミングパルスTPは時刻tF0、T
、公、・・・、nT、・・・で1つの楽音標本値を合成
する期間を定めたものであり、例えばt=0までの最初
の周期では時間間隔7で演算したf,。7,f幼↑,・
・・,fMo(0)が形成され、次のt=Tまでの周期
ではf,。
The period of the clock pulse CK, CK2 is the M partial sample values f, (nT), f2(nT), ..., fM mentioned above.
(nT), the pulse CK reads data from the memories 601p, 601q and the storage control device 602, while the pulse CK2 writes data from the arithmetic circuit 603 to the storage control device 602. . Moreover, the timing pulse TP is at time tF0, T
, public, . 7, f young↑,・
..., fMo(0) is formed, and in the period up to the next t=T, f,.

↑,f2。丁,…,fMo(0)が形成され、同様にし
てt=nTまでの周期f,(nT),f2(nT),・
・・,fM(nT)が形成され、各タイミングt=0、
T、…、nT、・・・で楽音標M本値F(nT)= Z
fm(nT)が出力される。
↑, f2. d,..., fMo(0) are formed, and in the same way, periods f, (nT), f2(nT), · until t=nT are formed.
..., fM(nT) are formed, each timing t=0,
T,...,nT,..., musical tone standard M standard value F(nT) = Z
fm(nT) is output.

尚、第4図Aは鍵操作に対応した信号を示している。Incidentally, FIG. 4A shows signals corresponding to key operations.

この発明は、以上のように部分音標本値を基準化して回
帰演算を実行するようにすることにより、各種演算装置
のレジス夕などのビット数を必要最小限に抑さえ、また
メモリ数を低減することができ装置の規模を小さくし得
る電子楽器を提供することができる。
As described above, this invention standardizes partial tone sample values and executes regression calculations, thereby minimizing the number of register bits of various calculation devices and reducing the number of memories. Accordingly, it is possible to provide an electronic musical instrument that can reduce the scale of the device.

すなわち、この発明に係る電子楽器によれば、自然楽器
の楽音に近い定常音及び非定常音を小規模の比較的簡単
な構成で得ることができる。
That is, according to the electronic musical instrument according to the present invention, steady sounds and unsteady sounds close to the musical sounds of natural musical instruments can be obtained with a small-scale and relatively simple configuration.

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

第1図はこの発明の実施例の系統図、第2図は上記実施
例の動作説明図、第3図はこの発明の適用実施例の詳細
系統図、第4図は第3図の実施例の動作を説明するため
のタイミングチャートである。 10,600・・・回帰演算装置、11,12・・・初
期値メモリ、13・・・振幅値メモリ、14,612・
・・乗算器、15・・・613・・・アキュムレータ、
601p,601q…パラメータメモリ、602…部分
音標本値記憶制御装置、603・・・演算回路、610
・・・楽音標本値演算装置、611・・・部分音相対振
幅値記憶装置、621・・・キーアドレス装置、622
・・・メモリアドレス制御装置、623・・・DA変換
器、624…音響装置、625・・・スピーカ。 第1図第2図第3図 第4図
Fig. 1 is a system diagram of an embodiment of this invention, Fig. 2 is an explanatory diagram of the operation of the above embodiment, Fig. 3 is a detailed system diagram of an applied embodiment of this invention, and Fig. 4 is an embodiment of the embodiment shown in Fig. 3. 3 is a timing chart for explaining the operation of FIG. 10,600...Regression calculation device, 11,12...Initial value memory, 13...Amplitude value memory, 14,612...
... Multiplier, 15...613... Accumulator,
601p, 601q...Parameter memory, 602...Partial tone sample value storage control device, 603... Arithmetic circuit, 610
... musical tone sample value calculation device, 611 ... partial tone relative amplitude value storage device, 621 ... key address device, 622
...Memory address control device, 623...DA converter, 624...Audio device, 625...Speaker. Figure 1 Figure 2 Figure 3 Figure 4

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 楽音を構成するM個の部分音f_m(m=1、2、
…、M)のそれぞれについての標本値を、予定の周期T
ごとに過去の2つの標本値に基づいて形成する部分音形
成部と、上記部分音成部によって形成された各部分音の
標本値を、周期Tごとに加算して楽音の標本値を形成し
、この標本値を楽音に変換する楽音形成部とを具え、上
記部分音形成部は下記(イ)(ロ)(ハ)(ニ)(ホ)
を具備し、上記楽音形成部は下記(ヘ)(ト)(チ)を
具備してなる電子楽器。 (イ)上記各部分音f_m共通に設定された第1の初期
標本値「1」を発生する第1の初期標本値発生手段。(
ロ)上記各部分音f_mごとにそれぞれ設定された第2
の初期標本値を発生する第2の初期標本値発生手段。 (ハ)上記各部分音f_mごとにそれぞれ設定されたパ
ラメータp_m(m=1、2、…、M)およびq_m(
m=1、2、…、M)を発生するパラメータ発生手段。
(ニ)上記各部分音f_mごとにそれぞれ過去の2つの
標本値を上記パラメータp_m、q_mによって重みづ
けした後にそれらを加え合わせることにより各部分音f
_mの新たな標本値を算出する演算手段。(ホ)楽音発
生開始時に上記各部分音f_mごとの第1および第2の
初期標本値を一時記憶して上記演算手段に上記過去の標
本値として加わえるとともに、その後上記演算手段から
出力される各部分音f_mごとの新標本値を一時記憶し
上記演算手段に上記過去の標本値として回帰させる回帰
制御手段。 (ヘ)上記各部分音f_mごとにその相対振幅を設定す
る係数a_m(m=1、2、…、M)を発生する振幅係
数発生手段。 (ト)上記演算手段から出力される各部分音f_mごと
の標本値の振幅を上記係数a_mによって制御する振幅
制御手段。 (チ)上記振幅制御手段から出力される振幅制御された
各部分音f_mの標本値を加算する加算手段。
[Claims] 1 M partials f_m (m=1, 2,
..., M) with the scheduled period T
The sample value of each partial tone formed by the partial tone forming section and the partial tone forming section formed by the partial tone forming section is added every period T to form a sample value of a musical tone. , and a musical tone forming section that converts this sample value into a musical tone, and the partial tone forming section has the following (a) (b) (c) (d) (e).
An electronic musical instrument, wherein the musical tone forming section includes the following (f), (g), and (g). (a) A first initial sample value generating means for generating a first initial sample value "1" set commonly for each of the partial sounds f_m. (
b) The second set for each partial tone f_m above.
second initial sample value generation means for generating an initial sample value of . (c) Parameters p_m (m=1, 2,..., M) and q_m(
parameter generating means for generating m=1, 2, . . . , M);
(d) By weighting the past two sample values for each partial f_m by the parameters p_m and q_m and then adding them together, each partial f_m is
Arithmetic means for calculating a new sample value of _m. (E) At the start of musical sound generation, the first and second initial sample values for each partial tone f_m can be temporarily stored and added to the calculation means as the past sample values, and then output from the calculation means. regression control means for temporarily storing a new sample value for each partial sound f_m and causing the calculation means to regress it as the past sample value; (f) An amplitude coefficient generating means for generating a coefficient a_m (m=1, 2, . . . , M) for setting the relative amplitude of each partial tone f_m. (G) Amplitude control means for controlling the amplitude of the sample value for each partial tone f_m output from the calculation means using the coefficient a_m. (H) Adding means for adding sample values of each amplitude-controlled partial tone f_m output from the amplitude controlling means.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH0388064U (en) * 1989-12-26 1991-09-09

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