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JPH0754428B2 - 楽音信号発生装置 - Google Patents
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JPH0754428B2 - 楽音信号発生装置 - Google Patents

楽音信号発生装置

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JPH0754428B2
JPH0754428B2 JP62102888A JP10288887A JPH0754428B2 JP H0754428 B2 JPH0754428 B2 JP H0754428B2 JP 62102888 A JP62102888 A JP 62102888A JP 10288887 A JP10288887 A JP 10288887A JP H0754428 B2 JPH0754428 B2 JP H0754428B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えばピアノの弦のような複数の発音振動体
と響板のような共鳴装置とを有する自然楽器の楽音を模
倣した楽音信号を発生する楽音信号発生装置に関する。
〔従来技術〕
従来、この種の装置は、上記自然楽器の各発音振動体の
振動波形を解析し、該解析結果に基づき演算方式、フィ
ルタリング方式等の方法により前記振動波形を模倣した
楽音信号波形を合成して楽音信号として出力するように
している。また、他の装置としては、前記各発音振動体
の振動をピックアップして、該ピックアップした振動波
形を表す波形データを各々記憶しておき、鍵盤等の音高
指定手段により該当する波形データを指定して読出し出
力するようにしている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかるに、上記従来の装置にあっては、いずれの場合
も、発生される楽音信号は発音振動体毎の振動のみに対
応するものであって、同楽音信号には、ある発音振動体
のしんどうにより他の発音振動体が振動し、かつ前記各
振動に対して共鳴装置が共鳴する効果は加味されていな
いので、上述した自然楽器の楽音をよりよく模倣するこ
とができないという問題があった。すなわち、例えばピ
アノ等の自然楽器にあっては、ハンマにより特定の弦が
打撃されると、この打撃に伴う非調和成分はフレーム等
を介し響板及び他の弦にも伝わり、響板及び他の弦が振
動し続けるので、発音される楽音には継続的に響板およ
び他の弦に対応した固有の周波数の振動成分(打撃され
た弦の振動に対しては非調和成分になる)が含まれる。
しかし、上記従来装置にあっては、上述したように非調
和成分の継続的な発生を考慮していないので、前記ピア
ノのような楽音をよりよく模倣できないという問題があ
った。
本発明は上記問題に鑑み案出されたもので、その目的と
するところは、例えばピアノのような複数の発音振動体
及び共鳴装置を有する自然楽器の楽音をよりよく模倣し
た楽音信号を発生するようにした楽音信号発生装置を提
供することにある。
[問題点を解決するための手段] 上記目的を達成するために、本発明の構成上の特徴は、
指定された音名に対応した楽音信号であって前記音名に
対応した音高周波数と整数倍関係にある調和成分を含む
とともに前記音高周波数と整数倍関係にない非調和成分
をも含む楽音信号を発生する楽音信号発生手段と、整数
倍関係にない複数の周波数位置に共振峰をそれぞれ有す
る共鳴効果付与手段と、楽音信号発生手段からの楽音信
号と該楽音信号の共鳴効果付与手段を介した楽音信号と
を出力する出力手段とを備えたことにある。
[発明の作用] 上記のように構成した本発明においては、楽音信号発生
手段が指定された音名に対応した楽音信号を発生し、こ
の楽音信号は出力手段を介して直接出力されるととも
に、共鳴効果付与手段にも供給される。共鳴効果付与手
段は前記楽音信号に共鳴効果を付与し、この共鳴効果の
付与された信号は楽音信号発生手段からの楽音信号とと
もに出力手段を介して出力される。この場合、楽音信号
発生手段は指定音名に対応した音高周波数と整数倍関係
にない非調和成分を含む楽音信号を出力し、共鳴効果付
与手段は整数倍関係にない複数の周波数位置に共振峰を
それぞれ有するので、前記共鳴効果の付与された信号に
は指定音名と異なる周波数の信号成分(指定音名に対応
した楽音に対しては非調和成分に相当する)が継続的に
残り、出力手段からは、指定音名に対応する楽音信号に
該指定音名とは異なる周波数の楽音信号を継続的に付加
した楽音信号が出力される。
〔発明の効果〕
上記作用説明からも理解できる通り、本発明によれば、
ある音名の楽音信号の発生が指定されると、指定された
音名に対応した楽音信号に加えて指定された音名とは異
なる周波数の楽音信号が発生され、このことは例えばピ
アノの弦のような複数の発音振動体と響板のような共鳴
装置とを有する自然楽器において、ある発音振動体の振
動により他の発音振動体が振動子かつ前記各振動に対し
共鳴装置が共鳴する効果をシミュレートすることを意味
するので、前記のような自然楽器の楽音をよりよく模倣
した楽音信号を発生できるようになる。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明すると、第
1図は本発明に係る楽音信号発生装置を適用した電子楽
器をブロック図にて示している。この電子楽器は鍵スイ
ッチ回路11を有する。鍵スイッチ回路11は鍵盤(図示し
ない)の各鍵に対応した複数の鍵スイッチにより構成さ
れており、各鍵スイッチは各鍵の押離鍵に応じて開閉成
する。この鍵スイッチ回路11には押鍵検出回路12が接続
されており、同検出回路12は各鍵スイッチの開閉成を検
出することにより各鍵の押離鍵を検出して該押離鍵に関
する鍵情報を出力する。押鍵検出回路12の出力は押鍵割
当て回路13に接続されている。押鍵割当て回路13は後述
する楽音形成チャンネル数n(例えばnは2〜20程度の
自然数)に等しい数の鍵情報記憶チャンネルを有し、押
鍵検出回路12からの鍵情報に基づき、前記検出された鍵
を表すキーコードKC及び該鍵の押離鍵状態を表すキーオ
ン信号KONを鍵情報記憶チャンネルのいずれかに割当て
記憶するとともに、該割当て記憶されているキーコード
KC及びキーオン信号KONを鍵情報記憶チャンネルに対応
したチャンネルタイミングで時分割出力する。
押鍵割当て回路13の出力は楽音信号発生回路20に接続さ
れている。楽音信号発生回路20は分配回路21とn個の楽
音形成チャンネル22−1,22−2…22−nとからなり、分
配回路21は押鍵割当て回路13からチャンネルタイミング
に同期して時分割出力されるキーコードKC及びキーオン
信号KONを各チャンネルタイミング毎にスタティックな
信号に変換して楽音形成チャンネル22−1,22−2…22−
nに各々供給する。楽音形成チャンネル22−1,22−2…
22−nは演算方式(例えばFM演算)、波形メモリ方式等
の方法によりピアノ等の楽音波形を表すディジタル楽音
信号TSを合成するもので、分配回路21からのキーコード
KCにより表された鍵音高のディジタル楽音信号TSを、同
回路21からのキーオン信号KONに応じて合成出力する。
この場合、合成出力されるディジタル楽音信号TSは、第
3図に示すように、既に振幅エンベロープの付与された
ものであるとともに、少なくとも楽音の立上がり部分に
はキーコードKCに対応した鍵音高周波数と非整数倍関係
にある非調波成分を含んでいる。
各楽音形成チャンネル22−1,22−2…22−nの出力は各
々加算基31に接続されており、加算器31は各チャンネル
22−1,22−2…22−nからの各ディジタル楽音信号TSを
合算して出力する。加算器31の出力はD/A変換器32に接
続されており、D/A変換器32は入力したディジタル楽音
信号をアナログ楽音信号に変換して出力する。D/A変換
器32の出力はサウンドシステム33に接続されている。サ
ウンドシステム33はアンプ、スピーカ等により構成され
ており、D/A変換器32からのアナログ楽音信号に対応し
た楽音を発生する。
また、楽音形成チャンネル22−1,22−2…22−nの各出
力は各々乗算器41−1,41−2…41−nの各一方の入力に
接続されている。これらの乗算器41−1,41−2…41−n
の各他方の入力には各々エンベロープ波形信号発生器42
−1,42−2…42−nが接続されている。各エンベロープ
波形信号発生器42−1,42−2…42−nは、分配回路21か
ら供給される前記キーオン信号KONに応じて、ディジタ
ル楽音信号の立上がり部分のみを取出すためのディジタ
ルエンベロープ信号EG(第3図参照)を出力する。乗算
器41−1,41−2…41−nの各出力は加算器43に接続され
ており、加算器43は乗算器41−1,41−2…41−nにてデ
ィジタル楽音信号TSとディジタルエンベロープ信号EGと
を各々乗算した各乗算結果を合算して出力する。
この加算器43の出力は共鳴効果付与回路50に接続されて
いる。共鳴効果付与回路50は、第2図に示すように、12
音階の各音名C,C♯、D…Bに各々対応した12個の遅延
回路51−1,51−2,51−3…51-12を有する。遅延回路51
−1,51−2,51−3…51-12は例えば各音名C,C♯,D…Bに
対応した音高周波数に各々反比例するステージ数を有し
かつ記憶データが一定のレートでシフトされるシフトレ
ジスタで各々構成されており、入力データを鍵盤におけ
る最低鍵域にある各音名C,C♯,D…Bに対応した音高周
期分遅延して出力する。遅延回路51−1,51−2,51−3…
51-12の各入力には加算器52−1,52−2,52−3…52-12が
接続されており、加算器52−1,52−2,52−3…52-12は
加算器43(第1図)からのディジタル楽音信号と、各遅
延回路51−1,51−2,51−3…51-12の出力からの乗算器5
3−1,53−2,53−3…53-12を介したディジタル楽音信号
とを各々加算して、各遅延回路51−1,51−2,51−3…51
-12の入力に各々供給する。乗算器53−1,53−2,53−3
…53-12は遅延回路51−1,51−2,51−3…51-12からのデ
ィジタル楽音信号に所定の係数を乗算して加算器52−1,
52−2,52−3…52-12に供給するもので、この係数が各
遅延回路51−1,51−2,51−3…51-12のフィードバック
ゲインに相当する。そして、遅延回路51−1,51−2,51−
3…51-12、加算器52−1,52−2,52−3…52-12及び乗算
器53−1,53−2,53−3…53-12の各組合せにより、各音
名C,C♯,D…Bに対応した12個の循環記憶回路が構成さ
れ、これらの循環記憶回路は、遅延回路51−1,51−2,51
−3…51-12の各遅延時間の逆数すなわち各音名C,C♯,D
…Bに対応した音高周波数をf0とすると、第4図に示す
ように、同音高周波数f0と整数倍関係にある周波数f0,2
f0,3f0,4f0…位置に共振峰を有するくし形フィルタ特性
を有する。
遅延回路51−1,51−2,51−3…51-12の各出力は加算器5
4に接続され、加算器54は入力したディジタル楽音信号
を合算して出力する。加算器54の出力はオールパスフィ
ルタ55を介してトーンフィルタ56に接続されている。ト
ーンフィルタ56は例えばローパスフィルタ等で構成され
るもので、オールパスフィルタ55を介して供給されるデ
ィジタル楽音信号の周波数特性を若干修正して出力す
る。トーンフィルタ56の出力は加算器31(第1図)の一
入力に接続されている。
次に上記のように構成した実施例の動作を説明する。鍵
盤にていずれかの鍵が押鍵されて該押鍵された鍵に対応
した鍵スイッチ回路11内の鍵スイッチが閉成されると、
押鍵検出回路12は該鍵スイッチの閉成により前記押鍵を
検出して該押鍵に関する鍵情報を押鍵割当て回路13に供
給する。押鍵割当て回路13は前記鍵情報に基づき押鍵さ
れた鍵を表すキーコードKC及びキーオン信号KONを複数
の鍵情報記憶チャンネルのうち空チャンネルに割当て、
該割当てたキーコードKC及びキーオン信号KONを楽音信
号発生回路20に時分出力する。
楽音信号発生回路20においては、分配回路21が前記キー
コードKC及びキーオン信号KONを楽音形成チャンネル22
−1,22−2…22−nのうち前記割当てチャンネルに対応
した楽音形成チャンネル22−i(iは1〜nのいずれか
の整数)に供給し、同楽音形成チャンネル22−iが供給
されたキーコードKC及びキーオン信号KON(第3図参
照)に応じて前記キーコードKCにより表された鍵音高の
ディジタル楽音信号TS(第3図参照)を形成して出力す
る。このディジタル楽音信号TSは加算器31に供給され、
同加算器31は該ディジタル楽音信号TSを他の楽音形成チ
ャンネル22−1,22−2…22−nから供給されるディジタ
ル楽音信号とともにD/A変換器32に出力する。D/A変換器
32は供給された前記ディジタル楽音信号をアナログ楽音
信号に変換してサウンドシステム33に供給し、サウンド
システム33から該アナログ楽音信号に対応した楽音が発
音される。
一方、分配回路21から出力されたキーオン信号KONは前
記割当てチャンネルに対応したエンベロープ波形信号発
生器42−iにも供給される。このエンベロープ波形信号
発生器42−iは第3図に示すようなディジタルエンベロ
ープ信号EGを乗算器41−iに出力し、同乗算器41−iは
楽音形成チャンネル22−iからの前記ディジタル楽音信
号TSに該ディジタルエンベロープ信号EGを乗算して加算
器43に出力する。これにより、加算器43には前記ディジ
タル楽音信号TSの立上がり部分のディジタル楽音信号TS
が供給され、加算器43は同ディジタル楽音信号TSを他の
乗算器41−1,41−2…41−nから供給されるディジタル
楽音信号とともに共鳴効果付与回路50に出力する。
このようにして共鳴効果付与回路50に供給されたディジ
タル楽音信号は遅延回路51−1,51−2,51−3…51−n、
加算器52−1,52−2,52−3…52−n及び乗算器53−1,53
−2,53−3…53−nの各組合せからなる12個の循環記憶
回路に各々供給され、同循環記憶回路は前記ディジタル
楽音信号を循環記憶する。かかる場合、各循環記憶回路
は各音名C,C♯,D…Bの音高周波数と整数倍関係にある
周波数位置にて複数の共振峰を有する周波数特性(第4
図参照)を有し、かつ入力されるディジタル楽音信号TS
には押鍵された鍵の音高周波数と整数倍関係にない非調
和成分が含まれているので、供給されたディジタル楽音
信号のうち各循環記憶回路の共振峰に対応しない周波数
成分は速く減衰するが、同共振峰に対応した周波数成分
すなわち押鍵された鍵のみならず押鍵されない鍵の音高
周波数と整数倍関係にある周波数成分は共鳴信号として
残る。この共鳴信号は加算器54、オールパスフィルタ55
及びトーンフィルタ56を介して加算器31にも供給され、
楽音形成チャンネル22−1,22−2……22−nからの直接
のディジタル楽音信号TSとともに出力されるので、サウ
ンドシステム33からは前記共鳴信号の付加された楽音が
発音される。
上記動作説明からも理解できる通り、上記実施例によれ
ば、共鳴効果付与回路50が楽音信号発生回路20から出力
されるディジタル楽音信号TSの立上がり部分に含まれる
非調和成分を利用して、鍵盤にて押鍵された鍵以外の鍵
音高周波数と整数倍関係にある周波数成分を継続的に発
生させるようにし、このことは例えばピアノの弦のよう
な複数の発音振動体と響板のような共鳴装置を有する自
然楽器において、ある発音振動体の振動により他の発音
振動体も若干振動しかつ該振動に対し共鳴装置が共鳴す
る効果をよりよくシミュレートすることを意味するの
で、前記ピアノのような自然楽器の楽音をよりよく模倣
した楽音が得られる。
なお、上記実施例においては、遅延回路51−1,51−2,51
−3…51-12を構成する各シフトレジスタのステージ数
を各音名C,C♯,D…Bに対応させて異ならせることによ
り、同回路51−1,51−2,51−3…51-12による入力デー
タの遅延時間が各音名C,C♯,D…Bに対応した音高周期
の整数倍関係になるようにしたが、前記各シフトレジス
タのステージ数を全て同じにし、同シフトレジスタのシ
フトクロックの周波数を各音名C,C♯,D…Bに対応した
音高周波数に比例させて変更することにより、遅延回路
51−1,51−2,51−3…51-12による入力データの遅延時
間が各音名C,C♯,D…Bに対応した音高周期と整数倍関
係になるようにしてもよい。また、各シフトレジスタの
ステージ数とシフトクロックの周波数とをともに変更し
て上記関係を実現してもよい。さらに、上記遅延回路51
−1,51−2,51−3…51-12を構成するシフトレジスタを
アドレス指定により書込み及び読出しが制御されるRAM
等で置換してもよい。
また、上記実施例においては、共鳴効果付与回路50によ
る共鳴効果は固定的であり変更されないようにしたが、
鍵盤における押離鍵、鍵盤以外の演奏操作子(図示しな
い)例えばダンパペダル操作に応じて、乗算器53−1,53
−2,53−3…53-12の乗算係数を変化させることにより
フィードバックゲインを変更し、又はオールパスフィル
タ55、トーンフィルタ56の特性を変更して、前記共鳴効
果を変化させるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を表す電子楽器の全体ブロッ
ク図、第2図は第1図の共鳴効果付与回路の一例を示す
ブロック図、第3図は第1図の電子楽器の動作を説明す
るための信号波形図、及び第4図は第2図の共鳴効果付
与回路の特性を説明するためのグラフである。 11……鍵スイッチ回路、20……楽音信号発生回路、22−
1,22−2…22−n……楽音形成チャンネル、31,43,54…
…加算器、33……サウンドシステム、41−1,41−2…41
−n……乗算器、42−1,42−2……42−n……エンベロ
ープ波形信号発生器、50……共鳴効果付与回路、51−1,
51−2,51−3……51-12……遅延回路。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】指定された音名に対応した楽音信号であっ
    て前記音名に対応した音高周波数と整数倍関係にある調
    和成分を含むとともに前記音高周波数と整数倍関係にな
    い非調和成分をも含む楽音信号を発生する楽音信号発生
    手段と、 整数倍関係にない複数の周波数位置に共振峰をそれぞれ
    有する共鳴効果付与手段と、 前記楽音信号発生手段からの楽音信号と該楽音信号の前
    記共鳴効果付与手段を介した楽音信号とを出力する出力
    手段と を備えたことを特徴とする楽音信号発生装置。
  2. 【請求項2】上記楽音信号発生手段から発生される楽音
    信号は該楽音信号の立上がり部分に上記非調和成分を有
    するものである上記特許請求の範囲第1項記載の楽音信
    号発生装置。
  3. 【請求項3】上記共鳴効果付与手段を、入力した楽音信
    号を所定時間遅延して循環記憶する循環記憶手段で構成
    した上記特許請求の範囲第1項記載の楽音信号発生装
    置。
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