JP3705127B2

JP3705127B2 - Musical sound waveform generator

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Publication number: JP3705127B2
Application number: JP2000385174A
Authority: JP
Inventors: 洋一郎大貝; 慎一大田
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 2000-12-19
Filing date: 2000-12-19
Publication date: 2005-10-12
Anticipated expiration: 2020-12-19
Also published as: JP2002189473A

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、多様化された音色変化を得ることのできる楽音波形発生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
音源として、従来からＦＭ音源が知られているが、ＦＭ音源は、比較的単純な構造にもかかわらず多様な音色を得ることができる。ＦＭ音源は複数のオペレータと称される演算ユニットを組み合わせて構成されている。このオペレータは、正弦波テーブルと称される正弦波を書き込んだ波形メモリと、この波形メモリに書き込まれた正弦波形を読み出す位相発生部とを備えている。そして、位相発生部から出力される位相変化を示す波形は読み出し波形と呼ばれ、この読み出し波形の繰り返し周波数が波形メモリから読み出された波形のピッチに相当するようになる。例えば、読み出し波形を位相が直線的に上昇する鋸歯状波とすると、鋸歯状波の周波数をピッチとする正弦波が読み出されるようになる。そして、読み出し波形を種々の波形とすることで正弦波が歪んだ種々の波形が読み出されるようになる。
【０００３】
このような正弦波などの基本波形を発生するオペレータを直列に接続すると、ＦＭ変調された波形を得ることができる。すなわち、第１のオペレータから出力された正弦波などの基本波形を、第２のオペレータにおける位相発生部の出力に加算して読み出し波形を生成する。これにより、生成された読み出し波形により正弦波テーブルから読み出された波形は、位相発生部からの出力のみにより正弦波テーブルから読み出された波形を、第１のオペレータから出力された基本波形によりＦＭ変調した波形となる。このような機能から、変調信号を供給する第１のオペレータがモジュレータと称され、変調信号に変調される信号を発生する第２のオペレータがキャリアと称される。
【０００４】
そして、このような正弦波などの基本波形を発生することのできるオペレータを複数組み合わせて、キャリアのオペレータをモジュレータのオペレータで周波数あるいは位相変調するようにする。そして、オペレータを複数用意して組み合わせた際に、オペレータの組み合わせの型をアルゴリズムと称している。アルゴリズムが特定されると、音色はモジュレータ（変調用オペレータ）のキャリア（被変調オペレータ）に対するＦＭ変調の深さ、即ちモジュレータの出力レベルOUTLVLと、双方互いの周波数関係RATIOで決まるようになる。この場合、相互の周波数関係RATIOは、キャリア出力に現れる楽音スペクトル成分の周波数分布を決める要因となり、出力レベルOUTLVLは、キャリア出力に現れるスペクトル成分の振幅レベル分布を決定する要因となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
近年のダンス・ミュージック（クラブ・ミュージック）に用いる楽音発生装置では、激しいリズムのビートに対抗し得る表現能力が求められ、劇的な音色変化と、リアルタイムで操作することからその操作の容易性が必要とされている。ここで、上記したＦＭ音源において、音色の変化を単純に多様化するならば、アルゴリズムの選択と共に、各オペレータの出力レベルOUTLVLや相互の周波数関係RATIOを制御すればよい。しかしながら、オペレータ毎にそれらのパラメータの制御操作子を設けるのは、オペレータ数が例えば６オペレータとされることから、制御操作子数が多くなって操作の煩雑さを招きリアルタイム操作が困難になるという問題点があった。さらに、オペレータ毎のパラメータを制御しても劇的な音色変化も得にくいという問題点もあった。
【０００６】
そこで、本発明は、多様な音色変化を数少ない操作子を備えるだけで得ることができると共に、劇的な音色変化を得ることのできる楽音波形発生装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の楽音波形発生装置は、入力された周波数情報に応じた周波数とされる被変調波形情報を、入力された変調信号情報により変調した変調波形信号を発生するよう変調演算を行う複数のオペレータと、楽音波形を発生する前記複数のオペレータの接続組み合わせを、複数の接続組み合わせの中から選択して設定する組み合わせ設定手段と、該組み合わせ設定手段で設定された接続組み合わせにおける前記複数のオペレータのうちの制御対象とするオペレータのグループを複数グループ設定し、前記複数の接続組み合わせ毎の前記複数のオペレータが前記複数グループのいずれに属するかの情報を記憶した記憶手段と、前記複数のグループの内のいずれかを順次選択することができるグループ選択手段と、該グループ選択手段で前記複数グループにおけるいずれかのグループが選択された際に、前記記憶手段に記憶された前記情報を参照することにより、前記組み合わせ設定手段で設定された接続組み合わせにおける前記複数のオペレータのうちの前記グループ選択手段で選択されたグループに属しているオペレータを制御対象として設定する制御対象選択手段と、前記オペレータのパラメータ値を制御する制御手段とを備え、該制御手段を操作した際に、前記制御対象選択手段で制御対象として設定されたオペレータのパラメータ値が制御されるようにしている。
【０００８】
また、上記本発明の楽音波形発生装置において、前記組み合わせ設定手段は、前記複数のオペレータを階層的に接続することにより１のオペレータの出力が他のオペレータへの変調信号情報となる変調演算アルゴリズムを設定しており、前記制御対象選択手段において制御対象として設定されるオペレータが、前記組み合わせ設定手段で設定された接続組み合わせの各階層に属するオペレータからなるようにしてもよい。
さらに、上記本発明の楽音波形発生装置において、前記組み合わせ設定手段が演奏中において操作された際に、新たに設定されたオペレータの組み合わせにおいて発生される楽音波形に変更されて、以後の楽音波形が発生されるようにしてもよい。
さらにまた、上記本発明の楽音波形発生装置において、前記制御手段により制御されるパラメータ値が、前記被変調波形情報の周波数と、前記変調信号情報の周波数との比を表すパラメータ値、あるいは、前記変調演算における変調深さを表すパラメータ値としてもよい。
【０００９】
さらにまた、上記本発明の楽音波形発生装置において、入力された周波数情報に応じた周波数とされている被変調波形情報を、高域を帯域制限したノイズにより変調した変調波形信号を発生するよう変調演算を行うノイズフォルマント発生手段をさらに備えていてもよい。
さらにまた、上記本発明の他の楽音波形発生装置は、入力された周波数情報に応じた周波数とされる被変調波形情報を、入力された変調信号情報により変調した変調波形信号を発生するよう変調演算を行う複数のオペレータと、楽音波形を発生する前記複数のオペレータの接続組み合わせを、複数の接続組み合わせの中から選択して設定する組み合わせ設定手段と、該組み合わせ設定手段で設定された接続組み合わせにおける前記複数のオペレータのうちの制御対象とするオペレータのグループを複数グループ設定し、いずれかのグループを選択する制御対象選択手段と、前記オペレータのパラメータ値を制御する制御手段と、入力された周波数情報に応じた周波数とされている被変調波形情報を、高域を帯域制限したノイズにより変調した変調波形信号を発生するよう変調演算を行う複数のノイズフォルマント発生手段とを備え、前記制御手段を操作した際に、前記制御対象選択手段で選択されたグループにおけるオペレータのパラメータ値が制御され、前記複数のノイズフォルマント発生手段における前記被変調波形情報の相互の周波数関係が倍音関係となるように、前記周波数情報を変更可能な周波数情報変更手段が各ノイズフォルマント発生手段に設けられている。
【００１０】
さらにまた、上記本発明の楽音波形発生装置において、前記周波数情報を変換するキースケーリング手段が前記周波数情報変更手段に前置して設けられていてもよい。
さらにまた、上記本発明のさらに他の楽音波形発生装置は、入力された周波数情報に応じた周波数とされる被変調波形情報を、入力された変調信号情報により変調した変調波形信号を発生するよう変調演算を行う複数のオペレータと、楽音波形を発生する前記複数のオペレータの接続組み合わせを、複数の接続組み合わせの中から選択して設定する組み合わせ設定手段と、該組み合わせ設定手段で設定された接続組み合わせにおける前記複数のオペレータのうちの制御対象とするオペレータのグループを複数グループ設定し、いずれかのグループを選択する制御対象選択手段と、前記オペレータのパラメータ値を制御する制御手段と、入力された周波数情報に応じた周波数とされている被変調波形情報を、高域を帯域制限したノイズにより変調した変調波形信号を発生するよう変調演算を行うノイズフォルマント発生手段とを備え、前記制御手段を操作した際に、前記制御対象選択手段で選択されたグループにおけるオペレータのパラメータ値が制御され、前記オペレータに、ノイズを発生するノイズ発生手段と、該ノイズ発生器により発生された前記ノイズの高域を帯域制限するローパスフィルタ手段とが付加されており、前記オペレータを前記ノイズフォルマント発生手段としても用いることができるようにされている。
【００１１】
このような本発明によれば、組み合わせ設定手段で設定された接続組み合わせにおける複数のオペレータのうちの制御対象とする１つ以上のオペレータのグループを設定し、制御手段を操作した際に、制御対象選択手段で選択されたグループのオペレータのパラメータ値が制御されるようにしている。これにより、１つの制御手段を操作した際に、複数のオペレータのパラメータ値を制御することができ、多様な音色変化を簡易な操作により得ることができるようになる。
また、オペレータの組み合わせであるアルゴリズムを演奏中に変更した際に、変更されたアルゴリズムで発生された楽音波形が発生されるようになるため、演奏中に音色を劇的に変化させることができるようになる。
さらに、ノイズフォルマント発生手段を設けることによりノイズ的音色の楽音を得ることができるようになる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の楽音波形発生装置の実施の形態のハードウェア構成をブロック図で図１に示す。
図１に示すように本発明の実施の形態にかかる楽音波形発生装置１は、中央処理装置（ＣＰＵ：Central Processing Unit）１０を備えており、ＣＰＵ１０は楽音波形発生装置１の全体の動作を制御することにより、鍵盤１４を弾いた際の楽音を発生して出力する演算処理や、供給されたＭＩＤＩ（Musical Instrument Digital Interface）メッセージに応じた楽音、あるいは読み出されたパターンやソングの楽音を発生して出力する演算処理を行っている。ＲＯＭ（Read Only Memory）１１は、ＣＰＵ１０が実行するメインプログラム等のプログラムや、音色データ、伴奏パターン、楽曲データ等のプリセットデータを格納する読み出し専用の記憶手段である。ＲＡＭ１２は、ＣＰＵ１０がメインプログラム等を実行する際に使用するワーキングメモリ領域、音色データや伴奏パターン等のユーザ領域、オペレータのパラメータバッファ領域等が設定される書き換え可能な記憶手段である。
【００１３】
また、操作パネル部１３には種々の操作子が備えられており、例えばＦＭ音源１５ａにおけるアルゴリズムの設定やオペレータのパラメータ値の制御等を行う操作子が設けられている。音源１５は、ＦＭ音源（ＦＭＴＧ）１５ａとノイズフォルマント音源（ＮＦＴＧ）１５ｂとを備えている。ＦＭ音源１５ａは、正弦波などの基本波形を発生するオペレータを複数組み合わせて、キャリアのオペレータを他のモジュレータのオペレータで周波数あるいは位相変調して楽音波形信号を発生している。また、ノイズフォルマント音源１５ｂは、帯域制限したノイズで正弦波を変調することによりノイズフォルマントを発生させ、このノイズフォルマントを楽音波形信号とする音源である。さらに、システムバスライン１６を介して各デバイス間で信号を送受信している。
このように構成されている楽音波形発生装置１は、典型的にはＲＯＭ１１あるいはＲＡＭ１２からパターンデータを読み出し、パターンデータに基づいて楽音波形を発生して出力している。そして、このパターンを複数つないで楽音波形発生装置１からそれに基づく楽音波形を発生することにより、ソングを演奏することができる。
【００１４】
ＦＭ音源１５ａにおいては、複数のオペレータの組み合わせの型であるアルゴリズムが複数用意されており、いずれかのアルゴリズムに設定されてその音色の楽音波形が発生されている。アルゴリズムに応じて発生される楽音波形の音色はアルゴリズム毎に異なるようになる。典型的には、いずれのアルゴリズムでもオペレータ数は同数とされ、ＦＭ音源１５ａを構成しているオペレータ数は、例えば６オペレータとされている。このオペレータの構成を示す構成概念図を図２に示す。
【００１５】
オペレータは図２に示すように、正弦波が書き込まれた波形メモリからなる正弦波テーブル（Ｓｉｎ）２８と、読み出し波形を発生する位相発生部（ＰＧ）２６とを備えている。位相発生部２６は、入力された周波数情報を累算するアキュムレータにより構成されており、アキュムレータがオーバフローした際にはアキュムレータの値が余りの値となり、累算が繰り返し行われていくようになる。これにより、位相発生部２６からは、入力された周波数情報に応じた繰り返し周期の読み出し波形が出力されるようになる。ここで、位相発生部２６に入力される周波数情報が一定の値とされていると、位相発生部２６の出力は直線状に上昇する鋸歯状の読み出し波形となる。この読み出し波形は位相角情報であり、正弦波テーブル２８における波形メモリの読み出しアドレスに相当するから、正弦波テーブル２８に鋸歯状の読み出し波形が供給されると、読み出される波形は正弦波となる。読み出された波形の周波数は、位相発生部２６に入力された周波数情報に応じた周波数となる。例えば、位相発生部２６から出力される位相角情報をｋωｔとすると、正弦波テーブル２８からはＳｉｎ（ｋωｔ）の正弦波が読み出されるようになる。
【００１６】
ここで、位相発生部２６の出力と周期的に変化する波形信号ｆ（ω_mｔ）とを加算器２７で加算して正弦波テーブル２８に供給すると、
Ｓｉｎ｛ｋωｔ＋ｆ（ω_mｔ）｝
なる波形が正弦波テーブル２８から読み出される。すなわち、位相発生部２６の出力により読み出されるＳｉｎ（ｋωｔ）の正弦波が、波形信号ｆ（ω_mｔ）により周波数変調されたＦＭ変調波形が、正弦波テーブル２８から読み出されるようになる。このことから、位相発生部２６の出力により正弦波テーブル２８から読み出される波形Ｓｉｎ（ｋωｔ）がキャリア信号となり、加算器２７で加算される波形信号ｆ（ω_mｔ）が変調信号となる。
【００１７】
位相発生部２６には、固定の周波数情報発生手段（FIXFREQ）２３とキー情報発生手段（KPITCH）２０からの周波数情報とを切り換えて入力できるようにされている。これを切り換えるスイッチＳＷ１は、切換信号発生手段（KPITCH/FIX）２４からの切換信号によりいずれかの周波数情報を選択するように切り換えられている。キー情報発生手段（KPITCH）２０は、例えば押鍵された鍵盤１４の鍵やＭＩＤＩ受信データに応じたキー情報を発生しており、乗算器２２と倍数発生手段（FMULT）２５は、キー情報発生手段（KPITCH）２０から出力されるキー情報を整数倍して位相発生部２６に入力させる手段とされている。ここでは、倍数発生手段（FMULT）２５で設定された倍数値が乗算器２２においてキー情報に乗算されることにより、キー情報が整数倍される。キー情報が整数倍されることにより、正弦波テーブル２８から読み出される正弦波の周波数は整数倍となることから、押鍵された鍵等の倍音成分が出力されるようになる。なお、倍数発生手段（FMULT）２５で設定される倍数値は整数値に限らず非整数値としてもよい。
また、加算器２７には変調器入力手段（MIN）２１から変調信号が入力され、変調器入力手段２１は、モジュレータとされるオペレータに相当する。
【００１８】
正弦波テーブル２８から出力される波形信号には、乗算器２９において出力レベル設定手段（OUTLVL）３４から供給される出力レベル設定信号が乗算され、出力レベル設定信号に応じたレベルとされて出力手段（OUT）３５へ出力される。
この場合、オペレータがキャリアとされている場合は、出力レベル設定手段（OUTLVL）３４により楽音波形の出力レベルが決定され、オペレータがモジュレータとされている場合は、出力レベル設定手段（OUTLVL）３４により変調の深さ（変調指数）が決定されるようになる。変調の深さにより音色は異なるようになる。
また、乗算器２９にはエンベロープ発生器３１により発生されたエンベロープ信号も乗算されている。このエンベロープ発生器３１は、エンベロープパラメータ発生手段３０からのパラメータに応じてエンベロープ信号を発生している。エンベロープパラメータとしては、アタックレイト（EGATTACK）、ディケイレイト（EGDECAY）、サスティンレベル（EGSUSTAIN）、リリースレイト（EGRELEASE）のパラメータとされる。この場合、オペレータがキャリアとされている場合は、エンベロープ信号により楽音波形の出力レベルが時間変化するようになり、オペレータがモジュレータとされている場合は、エンベロープ信号により変調の深さ、すなわち、音色が時間変化するようになる。
【００１９】
なお、正弦波テーブル２８の出力を入力側にフィードバックするフィードバックループが設けられており、このフィードバックループには乗算器３２が挿入されている。乗算器３２には、フィードバックレベル設定手段（FBLVL）３３からフィードバックレベル値が供給されて、フィードバック信号レベルが制御されている。フィードバック信号は、加算器２７に供給されることにより正弦波テーブル２８に入力されるようになる。正弦波テーブル２８からは、周期的な波形が出力されることから、この出力信号で正弦波テーブル２８から読み出される波形は出力信号により周波数変調された波形となる。このように、フィードバックループを設けることにより、１つのオペレータにより周波数変調された波形を得ることができるようになる。
なお、図２に示すオペレータにおいて、位相発生部（ＰＧ）２６およびエンベロープ発生器３１は、鍵盤１４やＭＩＤＩ受信データにおけるキーオンがトリガとされて動作開始するようにされている。
【００２０】
複数のオペレータを組み合わせる型であるアルゴリズムは、このようなオペレータを、例えば６オペレータ組み合わせたアルゴリズムとされており、例えば３２種類のアルゴリズムが用意されている。ＦＭ音源１５ａにおいては、設定された音色に応じてそのうちのいずれかのアルゴリズムが選択されている。そこで、音色毎に用意されてＲＯＭ１１やＲＡＭ１２に記憶されているＦＭパラメータセットを図３に示す。
音色毎に用意されたＦＭパラメータセットは、図３に示すように音色名（TCNAME）と、ＦＭ音源１５ａのアルゴリズムを定めるアルゴリズムナンバ（ALGORITHM）、ボリューム値（VOLUME）、フィードバックレベル設定手段（FBLVL）３３に設定されるフィードバックレベル値（FBLVL）、および、オペレータ１〜オペレータ６のパラメータ（OP1PAR〜OP6PAR）とから構成されている。各オペレータのパラメータセットは同様の構成とされており、オペレータ１のパラメータセットが代表として図３に示されている。すなわち、オペレータのパラメータセットは、切換信号発生手段（KPITCH/FIX）２４に設定される切換信号（KPITCH/FIX）、周波数情報発生手段（FIXFREQ）２３に設定される固定の周波数情報（FIXFREQ）、倍数発生手段（FMULT）２５に設定される倍数値（FMULT）、出力レベル設定手段（OUTLVL）３４に設定される出力レベル設定信号（OUTLVL）、エンベロープパラメータ発生手段３０に設定されるアタックレイト（EGATTACK）、ディケイレイト（EGDECAY）、サスティンレベル（EGSUSTAIN）、リリースレイト（EGRELEASE）のパラメータから構成されている。
【００２１】
次に、ＦＭ音源１５ａにおいて設定可能な３２種類のアルゴリズムのうちの代表的な幾つかのアルゴリズムを図５ないし図７に示す。
図５（ａ）に示すアルゴリズムはアルゴリズムナンバ「１」のアルゴリズム（ALGORITHM１）であり、６つのオペレータ１（ＯＰ１）〜オペレータ６（ＯＰ６）から構成されている。このアルゴリズムでは、自己変調されているオペレータ６の出力によりオペレータ５がＦＭ変調され、オペレータ５の出力によりオペレータ４がさらにＦＭ変調され、オペレータ４の出力によりオペレータ３がさらにＦＭ変調されている。また、オペレータ２の出力によりオペレータ１がＦＭ変調されており、オペレータ１とオペレータ３の出力が合成されて、楽音波形出力として出力される。このように、アルゴリズムナンバ「１」のアルゴリズムでは、オペレータ３とオペレータ１とがキャリアとなり、オペレータ４，５，６およびオペレータ２がモジュレータとなっている。
【００２２】
また、図５（ｂ）に示すアルゴリズムはアルゴリズムナンバ「３」のアルゴリズム（ALGORITHM３）であり、６つのオペレータ１（ＯＰ１）〜オペレータ６（ＯＰ６）から構成されている。このアルゴリズムでは、自己変調されているオペレータ６の出力によりオペレータ５がＦＭ変調され、オペレータ５の出力によりオペレータ４がさらにＦＭ変調されている。また、オペレータ３の出力によりオペレータ２がＦＭ変調され、オペレータ２の出力によりオペレータ１がさらにＦＭ変調されており、オペレータ１とオペレータ４の出力が合成されて、楽音波形出力として出力される。このように、アルゴリズムナンバ「３」のアルゴリズムでは、オペレータ４とオペレータ１とがキャリアとなり、オペレータ５，６およびオペレータ２，３がモジュレータとなっている。
【００２３】
さらに、図５（ｃ）に示すアルゴリズムはアルゴリズムナンバ「５」のアルゴリズム（ALGORITHM５）であり、６つのオペレータ１（ＯＰ１）〜オペレータ６（ＯＰ６）から構成されている。このアルゴリズムでは、自己変調されているオペレータ６の出力によりオペレータ５がＦＭ変調され、オペレータ４の出力によりオペレータ３がＦＭ変調され、オペレータ２の出力によりオペレータ１がＦＭ変調されている。そして、オペレータ１とオペレータ３とオペレータ５との出力が合成されて、楽音波形出力として出力される。このように、アルゴリズムナンバ「５」のアルゴリズムでは、オペレータ５、オペレータ３およびオペレータ１とがキャリアとなり、オペレータ２，４，６がモジュレータとなっている。
【００２４】
さらにまた、図６（ａ）に示すアルゴリズムはアルゴリズムナンバ「１６」のアルゴリズム（ALGORITHM１６）であり、６つのオペレータ１（ＯＰ１）〜オペレータ６（ＯＰ６）から構成されている。このアルゴリズムでは、自己変調されているオペレータ６の出力によりオペレータ５がＦＭ変調され、オペレータ４の出力によりオペレータ３がＦＭ変調されている。そして、オペレータ５，オペレータ３およびオペレータ２の出力によりオペレータ１がＦＭ変調されて、オペレータ１の出力が楽音波形出力として出力される。このように、アルゴリズムナンバ「１６」のアルゴリズムでは、オペレータ１がキャリアとなり、その他のオペレータ２〜６がモジュレータとなっている。
【００２５】
さらにまた、図６（ｂ）に示すアルゴリズムはアルゴリズムナンバ「２９」のアルゴリズム（ALGORITHM２９）であり、６つのオペレータ１（ＯＰ１）〜オペレータ６（ＯＰ６）から構成されている。このアルゴリズムでは、自己変調されているオペレータ６の出力によりオペレータ５がＦＭ変調され、オペレータ４の出力によりオペレータ３がＦＭ変調されている。そして、オペレータ５，オペレータ３，オペレータ２およびオペレータ１の出力が合成されて、楽音波形出力として出力される。このように、アルゴリズムナンバ「２９」のアルゴリズムでは、オペレータ１，２，３，５がキャリアとなり、オペレータ４，６がモジュレータとなっている。
【００２６】
さらにまた、図７に示すアルゴリズムはアルゴリズムナンバ「３２」のアルゴリズム（ALGORITHM３２）であり、６つのオペレータ１（ＯＰ１）〜オペレータ６（ＯＰ６）から構成されている。このアルゴリズムでは、自己変調されているオペレータ６，オペレータ５，オペレータ４，オペレータ３，オペレータ２およびオペレータ１の出力が合成されて、楽音波形出力として出力される。このように、アルゴリズムナンバ「３２」のアルゴリズムでは、オペレータ１〜６の全てのオペレータがキャリアとなっている。
【００２７】
次に、本発明にかかる楽音波形発生装置１における操作パネル部１３に設けられている一部の操作子を図４に示す。
操作パネル部１３には、ＦＭ音源１５ａにおけるオペレータの直列や並列の組み合わせである、例えば３２通り用意されたアルゴリズムのいずれかをリアルタイムで選択して設定する操作子と、オペレータのパラメータ値をリアルタイム制御するリアルタイム操作子とが少なくとも設けられている。アルゴリズムをリアルタイムで選択して設定する操作子としては、図４に示すアルゴリズム切換設定スイッチ（ALG）１３ａと、アルゴリズムを選択するDATA操作子１３ｂとが設けられており、アルゴリズム切換設定スイッチ１３ａを押して操作した後に、DATA操作子１３ｂを右回りあるいは左回りに回転させることにより所望のアルゴリズムをリアルタイムで選択して設定することができる。これにより、リアルタイムでアルゴリズムが切り換わるようになるので、演奏中の音色を劇的に音色変化させることができるようになる。この場合、DATA操作子１３ｂの操作に応じたアルゴリズムナンバが図示しない表示部に表示される。このDATA操作子１３ｂは、ロータリエンコーダにより構成されている。
【００２８】
また、オペレータのパラメータ値をリアルタイム制御するリアルタイム操作子としては、第１プッシュスイッチ（ＰＳＷ１）１３ｃと、ハーモニック操作子（HARMONIC）１３ｅ、変調深さ操作子（FM DEPTH）１３ｆ、ディケイレイト操作子（DECAY）１３ｇとが設けられている。第１プッシュスイッチ（ＰＳＷ１）１３ｃは、パラメータの制御対象とされるオペレータのグループを選択するスイッチである。ここで、選択されたグループに属するオペレータのパラメータが、ハーモニック操作子（HARMONIC）１３ｅ、変調深さ操作子（FM DEPTH）１３ｆ、ディケイレイト操作子（DECAY）１３ｇのリアルタイム操作子を操作することによりリアルタイムで可変されるようになる。例えば、６オペレータによりＦＭ音源１５ａが構成されている場合は、モジュレータのグループは図５ないし図７に示すアルゴリズムのように最大第３階層までとされている。そこで、第１プッシュスイッチ１３ｃは押される毎に「ＡＬＬ」→「１」→「２」→「３」→「ＡＬＬ」→・・・と選択されるグループが順次切り換えられて、パラメータのグループが選択されるようになされている。この場合、グループＡＬＬでは、６オペレータ全てからなるグループが選択され、グループ１では第１階層に属するオペレータからなるグループが選択され、グループ２では第２階層に属するオペレータからなるグループが選択され、グループ３では第３階層に属するオペレータからなるグループが選択される。
【００２９】
階層はアルゴリズムにおけるＦＭ変調段の階層であり、例えば、図５（ａ）に示すアルゴリズムナンバ「１」のアルゴリズムでは、第１プッシュスイッチ１３ｃによりグループ１が選択されると制御対象オペレータは第１階層のオペレータ２，４とされ、グループ２が選択されると制御対象オペレータは第２階層のオペレータ５とされ、グループ３が選択されると制御対象オペレータは第３階層のオペレータ６とされる。また、第１プッシュスイッチ１３ｃによりグループＡＬＬが選択されると、制御対象オペレータは全てのオペレータ１〜６とされる。また、図５（ｂ）に示すアルゴリズムナンバ「３」のアルゴリズムでは、第１プッシュスイッチ１３ｃによりグループ１が選択されると制御対象オペレータは第１階層のオペレータ２，５とされ、グループ２が選択されると制御対象オペレータは第２階層のオペレータ３，６とされ、グループ３が選択されると制御対象オペレータは第２階層における１つのオペレータ６とされる。このように、第３階層までないアルゴリズムにおいては制御対象とするオペレータを特定のオペレータとするが、特定されるオペレータを音色等に応じて決定するようにしてもよい。
【００３０】
このように、第１プッシュスイッチ１３ｃにより選択される制御対象のオペレータを定めた制御対象オペレータ表がテーブルとしてＲＯＭ１１に格納されている。この制御対象オペレータ表を図８に示すが、３２種類のアルゴリズム毎に制御対象となるオペレータが「ＡＬＬ」「１」「２」「３」からなるオペレータグループ（OPG）に定められている。すなわち、第１プッシュスイッチ１３ｃが操作された際には、図８に示す制御対象オペレータ表が参照されて、設定されているアルゴリズムに対応するオペレータが制御対象として選択されるようになる。なお、アルゴリズムナンバ「３２」においては第１プッシュスイッチ１３ｃを操作して「ＡＬＬ」を選択しても、オペレータ１は制御対象オペレータとして選択されないものとされている。これは、このアルゴリズムにおいてはオペレータの出力レベル用のパラメータ値を絞り切った際に楽音が出力されなくなることを防止するためである。また、制御対象オペレータ表におけるCARの欄にはキャリアとされるオペレータが示されている。
【００３１】
第１プッシュスイッチ１３ｃは、図１に示す楽音波形発生装置１が演奏中に操作することができ、この際には事前に発音される楽音波形の音色が操作パネル部１３に設けられている図示しない操作子により選択されている。そして、音色が選択されると選択された音色名のＦＭパラメータセットがＲＯＭ１１あるいはＲＡＭ１２から読み出されてＲＡＭ１２上の発音バッファ（PARBUF）領域に転送される。そして、第１プッシュスイッチ１３ｃが操作されて制御対象オペレータのグループが選択された後に、ハーモニック操作子（HARMONIC）１３ｅ、変調深さ操作子（FM DEPTH）１３ｆ、ディケイレイト操作子（DECAY）１３ｇのリアルタイム操作子が右回りあるいは左回りに操作されると、制御対象とされているグループに属する全てのオペレータのパラメータ値が制御されるようになる。この場合、パラメータ値はリアルタイム操作子の操作量に応じた値分だけ加減修正（相対値変化）されてＦＭ音源１５ａに転送され、ＦＭ音源１５ａはその変化後のパラメータ値で発音するようになる。
【００３２】
各リアルタイム操作子は基本的には、中央位置とすることにより選択されている音色の元のパラメータ値になるようにされており、右回りに操作するか左回りに操作するかでパラメータ値の増減を制御することができるようにされている。この場合、リアルタイム操作子の可動（回転）範囲全域にそのパラメータが取り得る増減値範囲を対応させるようにしてもよいし、中央位置を「０」とし、左右回転で±５０％等のパラメータ値の可変範囲を決めるようにしてもよい。
【００３３】
なお、ハーモニック操作子（HARMONIC）１３ｅは、キャリア信号の周波数と、変調信号の周波数との比率（RATIO）を増減する操作子であり、この操作子を操作することにより、倍数発生手段（FMULT）２５に設定される倍数値（FMULT）が増減されて、キャリアから出力される楽音波形信号の各スペクトル成分の周波数が比率に応じて変化するようになる。また、変調深さ操作子（FM DEPTH）１３ｆは、オペレータの出力レベル設定信号（OUTLVL）を増減する操作子であり、出力レベル設定信号（OUTLVL）が増減されるとキャリアから出力される楽音波形信号のスペクトルの振幅レベル分布が変化するようになる。このように、ハーモニック操作子（HARMONIC）１３ｅおよび変調深さ操作子（FM DEPTH）１３ｆを操作することにより、リアルタイムで音色を変化させることができるようになる。さらに、ディケイレイト操作子（DECAY）１３ｇはディケイレイト（EGDECAY）のエンベロープパラメータを増減する操作子であり、ディケイレイト（EGDECAY）が増減されると、時間軸上で音色が変化する度合いが変化するようになる。
これらのリアルタイム操作子を操作した際には、第１プッシュスイッチ１３ｃで選択されているグループに属するオペレータの全てのパラメータが増減されることから、数少ない操作子を簡易に操作することにより、大きく音色をリアルタイムで変化させることができるようになる。
【００３４】
ところで、図４に示す操作パネル部１３には、第２プッシュスイッチ（ＰＳＷ２）１３ｄと、ノイズレベル設定操作子（NOISE LEVEL）１３ｈとが設けられている。これらの操作子は、ノイズフォルマント音源１５ｂ用の操作子であり、第２プッシュスイッチ（ＰＳＷ２）１３ｄではノイズフォルマント音源１５ｂのタイプが選択されている。ここで、第２プッシュスイッチ（ＰＳＷ２）１３ｄでホワイト（WHITE）が選択されると、ノイズはほとんど帯域制限されずにホワイトノイズの状態となる。また、第２プッシュスイッチ（ＰＳＷ２）１３ｄでアップ（UP）が選択されると、ノイズフォルマントの中心周波数がしだいに上がっていくようになり、風の音等を模擬する音が出力されるようになる。さらに、第２プッシュスイッチ（ＰＳＷ２）１３ｄでダウン（DOWN）が選択されると、ノイズフォルマントの中心周波数がしだいに下がっていくようになり、この場合も風の音等を模擬する音が出力されるようになる。さらにまた、第２プッシュスイッチ（ＰＳＷ２）１３ｄでピッチ（PITCH）が選択されると、ノイズフォルマントの中心周波数が押鍵した鍵やＭＩＤＩ受信データのピッチに応じた周波数とされる。さらにまた、第２プッシュスイッチ（ＰＳＷ２）１３ｄでバリアブル（VARI）が選択されると、ノイズフォルマントのエンベロープが押鍵した鍵のベロシティに応じて制御されるようになる。なお、ノイズフォルマント音源１５ｂの構成については後述する。
【００３５】
次に、本発明にかかる楽音波形発生装置１で実行されるメインプログラムのフローチャートを図９に示す。
楽音波形発生装置１の電源が投入されると、メインプログラムがスタートしステップＳ１において各部を初期状態とする初期設定処理が行われる。次いで、ステップＳ２にて操作パネル部１３に備えられている操作子の操作イベント検出処理が行われる。ここで、音色に関連する操作子が操作されてその操作イベントが検出されると、ステップＳ３にて操作イベントに基づいて音色パラメータを増減する音色パラメータ処理が行われる。音色パラメータ処理後の音色パラメータは、ＲＡＭ１２上のパラメータバッファ（PARBUF）に格納される。そして、鍵盤１４の押鍵やＭＩＤＩ受信データ、あるいはＲＯＭ１１やＲＡＭ１２から読み出されたパターンデータに基づいて演奏イベントが生成される演奏情報処理がステップＳ４にて行われる。ステップＳ５にて、この演奏情報処理で生成された演奏イベントが音源１５に送られ、音源１５にはパラメータバッファ（PARBUF）に格納されている音色パラメータ処理後の音色パラメータが設定され、この音色パラメータで定められる音色の楽音波形を発生する発音制御が演奏イベントに応じて行われる。次いで、ステップＳ２に戻りステップＳ２ないしステップＳ５の処理が繰り返し行われる。これにより、例えばリアルタイム操作子が操作されると、その操作イベントが反映された音色の楽音波形が演奏イベントに応じてリアルタイムで発生されるようになる。
【００３６】
次に、ステップＳ３にて実行される音色パラメータ処理のフローチャートを図１０および図１１に示す。
音色パラメータ処理が起動されると、図１０に示すステップＳ１０にて音色選択処理が行われる。この音色選択処理では、操作パネル部１３の図示しない操作子を操作することにより音色名を選択することにより、その音色名に対応する図３に示すようなＦＭパラメータセットがＲＯＭ１１あるいはＲＡＭ１２から読み出されてＲＡＭ１２上の発音バッファ（PARBUF）領域に転送される。次いで、ステップＳ１１にて制御対象オペレータグループの選択処理が行われる。この制御対象オペレータグループは、発音バッファ（PARBUF）領域に書き込まれたＦＭパラメータセットにおけるアルゴリズムナンバ（ALGORITHM）と第１プッシュスイッチ（ＰＳＷ１）１３ｃで選択されているオペレータのグループから図８に示す制御対象オペレータ表のテーブルを参照して決定される。
【００３７】
次いで、ステップＳ１２にて第１プッシュスイッチ（ＰＳＷ１）１３ｃで選択されているオペレータのグループが「ＡＬＬ」か否かが判断される。ここで、グループ「ＡＬＬ」が選択されていると判断された場合は、ステップＳ１３に進みハーモニック操作子（HARMONIC）１３ｅが操作されたか否かが判断される。ここで、ハーモニック操作子（HARMONIC）１３ｅを操作していると、ステップＳ１４に進み、ハーモニック操作子（HARMONIC）１３ｅの操作量［HARMONIC］が、発音バッファ（PARBUF）領域に書き込まれたＦＭパラメータセットにおける固定の周波数情報［FIXFREQj］に加算されて、増減された固定の周波数情報［FIXFREQj］が音源１５ａに送られる。さらに、ハーモニック操作子（HARMONIC）１３ｅの操作量［HARMONIC］が、発音バッファ（PARBUF）領域に書き込まれたＦＭパラメータセットにおける倍数値［FMULTj］に加算されて、増減された倍数値［FMULTj］が音源１５ａに送られる。
【００３８】
この場合、ＦＭ音源１５ａにおいて、切換信号発生手段（KPITCH/FIX）２４によりキー情報発生手段（KPITCH）２０が選択されている場合は、増減された倍数値［FMULTj］が反映された楽音波形がＦＭ音源１５ａにおいて発生され、固定の周波数情報発生手段（FIXFREQ）２３が選択されている場合は、増減された固定の周波数情報［FIXFREQj］が反映されたスペクトル成分の周波数分布とされている楽音波形がＦＭ音源１５ａにおいて発生されるようになる。
なお、倍数値［FMULTj］および周波数情報［FIXFREQj］における「ｊ」は、ステップＳ１１にて選択された制御対象オペレータのオペレータナンバであり、制御対象オペレータ表における選択されているアルゴリズムナンバとオペレータのグループに対応するオペレータナンバとされている。この場合はグループ「ＡＬＬ」が選択されていることからアルゴリズムナンバが「３２」以外の場合は、「ｊ」は１，２，・・，６となり、６つの全てのオペレータにおける倍数値［FMULTj］および周波数情報［FIXFREQj］のパラメータが増減されるようになる。
【００３９】
ステップＳ１４の処理が終了するか、ステップＳ１３にてハーモニック操作子（HARMONIC）１３ｅが操作されていないと判断された場合は、ステップＳ１５に進む。ステップＳ１５では、変調深さ操作子（FM DEPTH）１３ｆが操作されたか否かが判断される。ここで、変調深さ操作子（FM DEPTH）１３ｆを操作していると、ステップＳ１６に進み、変調深さ操作子（FM DEPTH）１３ｆの操作量［FM DEPTH］が、発音バッファ（PARBUF）領域に書き込まれたＦＭパラメータセットにおける出力レベル設定信号［OUTLVLj］に加算されて、増減された出力レベル設定信号［OUTLVLj］が音源１５ａに送られる。これにより、増減された出力レベル設定信号［OUTLVLj］が反映されたスペクトル成分の振幅とされている楽音波形がＦＭ音源１５ａにおいて発生されるようになる。
なお、出力レベル設定信号［OUTLVLj］における「ｊ」は、ステップＳ１１にて選択された制御対象オペレータのオペレータナンバであり、制御対象オペレータ表における選択されているアルゴリズムナンバとオペレータのグループに対応するオペレータナンバとされている。この場合はグループ「ＡＬＬ」が選択されていることからアルゴリズムナンバが「３２」以外の場合は、「ｊ」は１，２，・・，６となり、６つの全てのオペレータにおける出力レベル設定信号［OUTLVLj］のパラメータが増減されるようになる。
【００４０】
ステップＳ１６の処理が終了するか、ステップＳ１５にて、変調深さ操作子（FM DEPTH）１３ｆが操作されていないと判断された場合は、ステップＳ１７に進む。ステップＳ１７では、ディケイレイト操作子（DECAY）１３ｇが操作されたか否かが判断される。ここで、ディケイレイト操作子（DECAY）１３ｇを操作していると、ステップＳ１６に進み、ディケイレイト操作子（DECAY）１３ｇの操作量［DECAY］が、発音バッファ（PARBUF）領域に書き込まれたＦＭパラメータセットにおけるディケイレイト［EGDECAYj］に加算されて、増減されたディケイレイト［EGDECAYj］が音源１５ａに送られる。これにより、増減されたディケイレイト［EGDECAYj］が反映された楽音波形がＦＭ音源１５ａにおいて発生されるようになる。
なお、ディケイレイト［EGDECAYj］における「ｊ」は、ステップＳ１１にて選択された制御対象オペレータのオペレータナンバであり、制御対象オペレータ表における選択されているアルゴリズムナンバとオペレータのグループに対応するオペレータナンバとされている。この場合はグループ「ＡＬＬ」が選択されていることからアルゴリズムナンバが「３２」以外の場合は、「ｊ」は１，２，・・，６となり、６つの全てのオペレータにおける出力レベル設定信号［OUTLVLj］のパラメータが増減されるようになる。
【００４１】
また、ステップＳ１２にて第１プッシュスイッチ（ＰＳＷ１）１３ｃで選択されているオペレータのグループが「１」「２」「３」のいずれかと判断されるとステップＳ１９に進む。ステップＳ１９では、ハーモニック操作子（HARMONIC）１３ｅが操作されたか否かが判断される。ここで、ハーモニック操作子（HARMONIC）１３ｅを操作していると、ステップＳ２０に進み、ハーモニック操作子（HARMONIC）１３ｅの操作量［HARMONIC］が、発音バッファ（PARBUF）領域に書き込まれたＦＭパラメータセットにおける固定の周波数情報［FIXFREQj］に加算されて、増減された固定の周波数情報［FIXFREQj］が音源１５ａに送られる。さらに、ハーモニック操作子（HARMONIC）１３ｅの操作量［HARMONIC］が、発音バッファ（PARBUF）領域に書き込まれたＦＭパラメータセットにおける倍数値［FMULTj］に加算されて、増減された倍数値［FMULTj］が音源１５ａに送られる。
【００４２】
この場合、ＦＭ音源１５ａにおいて、切換信号発生手段（KPITCH/FIX）２４によりキー情報発生手段（KPITCH）２０が選択されている場合は、増減された倍数値［FMULTj］が反映された楽音波形がＦＭ音源１５ａにおいて発生され、固定の周波数情報発生手段（FIXFREQ）２３が選択されている場合は、増減された固定の周波数情報［FIXFREQj］が反映されたスペクトル成分の周波数分布とされている楽音波形がＦＭ音源１５ａにおいて発生されるようになる。
なお、倍数値［FMULTj］および周波数情報［FIXFREQj］における「ｊ」は、ステップＳ１１にて選択された制御対象オペレータのオペレータナンバであり、図８に示す制御対象オペレータ表における選択されているアルゴリズムナンバとオペレータのグループに対応するオペレータナンバとされている。そして、「ｊ」で示されるオペレータにおける倍数値［FMULTj］および周波数情報［FIXFREQj］のパラメータが増減されるようになる。例えば、アルゴリズムナンバ（ALGORITHM）「５」でグループ「１」が選択されている場合は、オペレータナンバ「２」「４」「６」の３つのオペレータの倍数値［FMULTj］および周波数情報［FIXFREQj］のパラメータが増減されるようになる。
【００４３】
ステップＳ２０の処理が終了するか、ステップＳ１９にてハーモニック操作子（HARMONIC）１３ｅが操作されていないと判断された場合は、ステップＳ２１に進む。ステップＳ２１では、変調深さ操作子（FM DEPTH）１３ｆが操作されたか否かが判断される。ここで、変調深さ操作子（FM DEPTH）１３ｆを操作していると、ステップＳ２２に進み、変調深さ操作子（FM DEPTH）１３ｆの操作量［FM DEPTH］が、発音バッファ（PARBUF）領域に書き込まれたＦＭパラメータセットにおける出力レベル設定信号［OUTLVLj］に加算されて、増減された出力レベル設定信号［OUTLVLj］が音源１５ａに送られる。これにより、増減された出力レベル設定信号［OUTLVLj］が反映されたスペクトル成分の振幅とされている楽音波形がＦＭ音源１５ａにおいて発生されるようになる。
なお、出力レベル設定信号［OUTLVLj］における「ｊ」は、ステップＳ１１にて選択された制御対象オペレータのオペレータナンバであり、図８に示す制御対象オペレータ表における選択されているアルゴリズムナンバとオペレータのグループに対応するオペレータナンバとされている。そして、「ｊ」で示されるオペレータにおける出力レベル設定信号［OUTLVLj］のパラメータが増減されるようになる。例えば、アルゴリズムナンバ（ALGORITHM）「５」でグループ「２」が選択されている場合は、オペレータナンバ「４」「６」の２つのオペレータの出力レベル設定信号［OUTLVLj］のパラメータが増減されるようになる。
【００４４】
ステップＳ２２の処理が終了するか、ステップＳ２１にて、変調深さ操作子（FM DEPTH）１３ｆが操作されていないと判断された場合は、ステップＳ２３に進む。ステップＳ２３では、ディケイレイト操作子（DECAY）１３ｇが操作されたか否かが判断される。ここで、ディケイレイト操作子（DECAY）１３ｇを操作していると、ステップＳ２４に進み、ディケイレイト操作子（DECAY）１３ｇの操作量［DECAY］が、発音バッファ（PARBUF）領域に書き込まれたＦＭパラメータセットにおけるディケイレイト［EGDECAYj］に加算されて、増減されたディケイレイト［EGDECAYj］が音源１５ａに送られる。これにより、増減されたディケイレイト［EGDECAYj］が反映された楽音波形がＦＭ音源１５ａにおいて発生されるようになる。
なお、ディケイレイト［EGDECAYj］における「ｊ」は、ステップＳ１１にて選択された制御対象オペレータのオペレータナンバであり、図８に示す制御対象オペレータ表における選択されているアルゴリズムナンバとオペレータのグループに対応するオペレータナンバとされている。そして、「ｊ」で示されるオペレータにおけるディケイレイト［EGDECAYj］のパラメータが増減されるようになる。例えば、アルゴリズムナンバ（ALGORITHM）「１６」でグループ「１」が選択されている場合は、オペレータナンバ「２」「３」「５」の３つのオペレータのディケイレイト［EGDECAYj］のパラメータが増減されるようになる。
【００４５】
ステップＳ１８あるいはステップＳ２４の処理が終了するか、ステップＳ１７あるいはステップＳ２３にて、ディケイレイト操作子（DECAY）１３ｇが操作されていないと判断された場合は、図１１に示すステップＳ２５に進む。ステップＳ２５ではＦＭ音源１５ａのアルゴリズム変更モードの管理処理が行われる。ここでは、ステップＳ２６にてアルゴリズム変更モードがオンとされているか否かが判断される。ここで、アルゴリズム切換設定スイッチ（ALG）１３ａが操作されており、アルゴリズム変更モードがオンとされていると判断されると、ステップＳ２７に進みアルゴリズムを選択するDATA操作子１３ｂが操作されたか否かが判断される。ここで、DATA操作子１３ｂが操作されたと判断されると、ステップＳ２８に進みDATA操作子１３ｂの操作量［DATA］に応じて、アルゴリズムナンバ［ALGORITHM］が書き換えられて変更される。この書き換えられたアルゴリズムナンバ［ALGORITHM］は、ＦＭ音源１５ａに送られ書き換えられたアルゴリズムナンバ［ALGORITHM］におけるアルゴリズムに基づく楽音波形がＦＭ音源１５ａにおいて発生されるようになる。これにより、リアルタイムでアルゴリズムが切り換わるようになるので、演奏中の音色を劇的に音色変化させることができるようになる。
なお、ステップＳ２６にてアルゴリズム変更モードがオンとされていないと判断された場合、ステップＳ２７にてDATA操作子１３ｂが操作されていないと判断された場合、および、ステップＳ２８の処理が終了した場合は音色パラメータ処理は終了し、図９に示すステップＳ４にリターンする。
【００４６】
次に、図１に示す本発明にかかる楽音波形発生装置１におけるノイズフォルマント音源（ＮＦＴＧ）１５ｂの構成例を図１５に示す。
ノイズフォルマント音源１５ｂは、ざらざらした粗っぽいノイズ的音色の楽音波形を発生することができる音源とされており、音高変化制御することにより風の吹く音や口笛の音に近似する音を得ることができる。このノイズフォルマント音源１５ｂは、複数のノイズフォルマントを合成することにより構成されており、例えば、図１５に示すように８台のノイズフォルマント発生器（ＮＦＧ１）８０〜ノイズフォルマント発生器（ＮＦＧ８）８８を備えている。そして、それぞれの発生器から発生される８つのノイズフォルマントを合成してノイズフォルマント出力（NFTGOUT）を得るようにしている。ノイズフォルマント発生器（ＮＦＧ１）８０〜ノイズフォルマント発生器（ＮＦＧ８）８８には、それぞれフォルマントの中心周波数を定めるフォルマント周波数情報発生手段（FFREQ1）７０〜フォルマント周波数情報発生手段（FFREQ8）７８からフォルマント周波数情報が供給されている。このフォルマント周波数情報発生手段（FFREQ1）７０〜フォルマント周波数情報発生手段（FFREQ8）７８から同じ音高情報を供給し、ノイズフォルマント発生器（ＮＦＧ１）８０〜ノイズフォルマント発生器（ＮＦＧ８）８８において、発生器毎に音高情報を整数倍して相互に異なる倍音のフォルマント周波数を発生することにより、例えば図１４（ｃ）に示すような倍音的に並べられたノイズフォルマント出力（NFTGOUT）を得ることができる。
【００４７】
ノイズフォルマント発生器（ＮＦＧ１）８０〜ノイズフォルマント発生器（ＮＦＧ８）８８は、同様の構成とされておりその構成例を図１２に示す。
ノイズフォルマント発生器は図１２に示すように、正弦波が書き込まれた波形メモリからなる正弦波テーブル（ＳＩＮ）４７と、その読み出し波形を発生する位相発生部（ＰＧ）４６とを備えている。位相発生部４６は、入力されたフォルマント周波数情報を累算するアキュムレータにより構成されており、アキュムレータがオーバフローした際にはアキュムレータの値が余りの値となり、累算が繰り返し行われていくようになる。これにより、位相発生部４６からは、入力されたフォルマント周波数情報に応じた繰り返し周期の読み出し波形が出力されるようになる。ここで、位相発生部４６に入力される周波数情報が一定の値とされていると、位相発生部４６の出力は直線状に上昇する鋸歯状の読み出し波形となる。この読み出し波形は位相角情報であり、正弦波テーブル４７における波形メモリの読み出しアドレスに相当するから、正弦波テーブル４７に鋸歯状の読み出し波形が供給されると、読み出される波形は正弦波となる。読み出された波形の周波数は、位相発生部４６に入力された周波数情報に応じた周波数となり、これがフォルマント中心周波数となる。例えば、位相発生部４６から出力される位相角情報をｎωｔとすると、正弦波テーブル４７からはＳｉｎ（ｎωｔ）の正弦波が読み出されるようになる。
【００４８】
一方、ホワイトノイズ発生器（ＷＮＧ）４８から発生されたホワイトノイズは、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）５０において高域成分がカットされて帯域制限され、例えば図１４（ａ）に示すように急峻な減衰カーブのフォルマントＡとされる。このフォルマントＡは、乗算器５９において正弦波テーブル４７から読み出された波形に乗算され、正弦波テーブル４７から読み出された波形がフォルマントＡにより振幅変調されることになる。これにより、乗算器５９からは図１４（ａ）に示すフォルマントＢの変調波形がノイズフォルマント出力（NFOUT）６０に出力されるようになる。フォルマントＢの中心周波数は、正弦波テーブル４７から読み出された波形の周波数であり、これがフォルマント周波数（FFREQ）となる。ローパスフィルタ５０のカットオフ周波数や減衰カーブ等のパラメータは、フィルタパラメータ発生手段（FLTPAR）４９からのパラメータにより制御されており、ローパスフィルタ５０の出力は乗算器５２において、ノイズレベル制御手段（NLVL）５１からのノイズレベル制御信号が乗算されてレベル制御されている。なお、図４に示すノイズレベル設定操作子（NOISE LEVEL）１３ｈが操作されると、その操作量に応じてノイズレベル制御信号が増減されてレベル制御されるようになる。
【００４９】
さらに、乗算器５２からの出力には、オフセット発生手段（OFFSET）５３から発生されたオフセット信号が加算器５４において加算されている。このオフセット信号は直流成分（ゼロ周波数成分）であり、結果的に正弦波テーブル４７から読み出された波形のレベルを制御する信号となる。すなわち、乗算器５２から出力されるノイズレベルと同じレベルのオフセット信号を加算器５４に供給すると、加算器５４の出力は図１４（ａ）に示すフォルマントＡのようになり、このフォルマントＡにより振幅変調された乗算器５９の出力は図１４（ａ）に示すフォルマントＢのようにフォルマント周波数（FFREQ）成分のレベル（オフセット信号のレベル）とノイズレベル（NLVL）とを同様のレベルとできる。ただし、この場合はノイズの直流成分を無視している。また、オフセット信号のレベルをそのままにしてノイズレベル制御信号を絞るようにすると、加算器５４の出力は図１４（ｂ）に示すフォルマントＡのようになり、このフォルマントＡにより振幅変調された乗算器５９の出力は図１４（ｂ）に示すフォルマントＢのようにフォルマント周波数（FFREQ）成分のレベルはそのままで、ノイズフォルマントのレベルが絞られるようになる。このように、オフセット信号のレベルによりフォルマント周波数（FFREQ）成分のレベルを制御することができるようになる。
【００５０】
フォルマント周波数発生手段（FFREQ）４０から入力されたフォルマント周波数情報は乗算器４３において、エンベロープ発生器（ＥＧ）４２から発生されたフォルマント周波数エンベロープ信号と乗算され、キースケーリングテーブル（KSCTBL）４４に入力される。エンベロープ発生器（ＥＧ）４２には、フォルマントエンベロープパラメータ発生手段（FEGPAR）４１からのフォルマントエンベロープパラメータが供給されており、このパラメータに基づいてフォルマント周波数を変動させるフォルマント周波数エンベロープ信号が発生される。また、キースケーリングテーブル（KSCTBL）４４のキースケーリング特性例を図１３に示す。図１３に示す特性ａは、１：１のキースケーリングを行う特性であり、特性ｂは１以上のキースケーリングを行う特性であり、特性ｃは１以下のキースケーリングを行う特性とされている。このキースケーリングテーブル４４の特性は、キースケーリングパラメータ発生手段（KSCPAR）５５から供給されたキースケーリングパラメータに応じたキースケーリング特性とされる。
【００５１】
キースケーリングテーブル４４から出力されたキースケーリングされたフォルマント周波数情報には、乗算器４５において倍数発生手段（FMULT）５６から供給された倍数値が乗算されて位相発生部４６に供給される。ここでは、倍数発生手段（FMULT）５６で設定された倍数値が乗算器４５においてフォルマント周波数情報に乗算されることにより、フォルマント周波数情報が整数倍される。フォルマント周波数情報が整数倍されることにより、正弦波テーブル４７から読み出される正弦波のフォルマント周波数は整数倍となる。なお、倍数発生手段（FMULT）５６で設定される倍数値は整数値に限らず非整数値としてもよい。
さらに、正弦波テーブル４７から出力される波形信号には、乗算器５９においてエンベロープ発生器（ＥＧ）５８により発生された振幅エンベロープ信号も乗算されている。このエンベロープ発生器５８は、振幅エンベロープパラメータ発生手段（AEGPAR）５７から供給されたパラメータに応じて振幅エンベロープ信号を発生している。エンベロープパラメータとしては、アタックレイト、ディケイレイト、サスティンレベル、リリースレイトのパラメータとされる。
【００５２】
このような構成のノイズフォルマント発生器をノイズフォルマント発生器（ＮＦＧ１）８０〜ノイズフォルマント発生器（ＮＦＧ８）８８としている図１５に示すノイズフォルマント音源１５ｂにおいて、フォルマント周波数情報発生手段（FFREQ1）７０〜フォルマント周波数情報発生手段（FFREQ8）７８を、鍵盤１４やＭＩＤＩ受信データ等の音高情報源とし、ノイズフォルマント発生器（ＮＦＧ１）８０〜ノイズフォルマント発生器（ＮＦＧ８）８８におけるキースケーリングテーブル（KSCTBL）４４のキースケーリング特性を１：１とすると共に、倍数発生手段（FMULT）５６の倍数値として１，２，３・・・８を順次設定する。これにより、図１４（ｃ）に示す倍音関係とされたフォルマント周波数ｆ，２ｆ，３ｆ・・・８ｆのノイズフォルマント出力を得ることができる。
【００５３】
この場合、フィルタパラメータ発生手段（FLTPAR）４９からのパラメータによりローパスフィルタ５０の減衰カーブをノイズフォルマント発生器毎に制御すると、図１４（ｃ）に示すように倍音成分毎にノイズフォルマントの幅を異なるように制御することができる。さらに、ノイズレベル制御手段（NLVL）５１からのノイズレベル制御信号とオフセット発生手段（OFFSET）５３からのオフセット信号とを、ノイズフォルマント発生器８０からノイズフォルマント発生器８８に向かうにつれて絞るようにすることにより、図１４（ｃ）に示すようにノイズフォルマントのレベルおよびノイズフォルマントの中心周波数のレベルが、倍音が高くなるにつれしだいに絞られるように制御することができる。また、キースケーリングテーブル４４において１：１以外のキースケーリング特性とすることにより、音高情報の変化割合と異なるノイズフォルマントの中心周波数の変化割合とすることができ効果音として利用することができるようになる。
なお、図１２に示すノイズフォルマント発生器において、位相発生部（ＰＧ）４６およびエンベロープ発生器（ＥＧ）４２、エンベロープ発生器（ＥＧ）５８は、鍵盤１４やＭＩＤＩ受信データにおけるキーオンがトリガとされて動作開始するようにされている。
【００５４】
ところで、図２に示すオペレータと図１２に示すノイズフォルマント発生器とは、共通とする構成が多くされている。そこで、オペレータとノイズフォルマント発生器との構成を兼ね備えた構成とすると、その構成の単位音源手段をオペレータとノイズフォルマント発生器とで切り換えて用いることができるようになる。図１に示す楽音波形発生装置１では、例えば同時発音数が１６チャンネルとされており、それぞれの発音チャンネルにおいてＦＭ音源１５ａかノイズフォルマント音源１５ｂかを選択して、その楽音波形を発生できるようにされている。この場合、音源１５における１６チャンネル分の単位音源手段の構成をオペレータとノイズフォルマント発生器との構成を兼ね備えた構成とすると、チャンネル毎に任意にＦＭ音源１５ａあるいはノイズフォルマント音源１５ｂとすることができ、それぞれの音源数を任意の音源数とすることができるようになる。
【００５５】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成されているので、組み合わせ設定手段で設定された接続組み合わせにおける複数のオペレータのうちの制御対象とする１つ以上のオペレータのグループを設定し、制御手段を操作した際に、制御対象選択手段で選択されたグループのオペレータのパラメータ値が制御されるようにしている。これにより、１つの制御手段を操作した際に、複数のオペレータのパラメータ値を制御することができ、多様な音色変化を簡易な操作により得ることができるようになる。
また、オペレータの組み合わせであるアルゴリズムを演奏中に変更した際に、変更されたアルゴリズムで発生された楽音波形が発生されるようになるため、演奏中に音色を劇的に変化させることができるようになる。
さらに、ノイズフォルマント発生手段を設けることによりノイズ的音色の楽音を得ることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の楽音波形発生装置の実施の形態のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態にかかる楽音波形発生装置におけるオペレータの構成概念図である。
【図３】本発明の実施の形態にかかる楽音波形発生装置におけるＦＭパラメータセットを示す図表である。
【図４】本発明の実施の形態にかかる楽音波形発生装置における操作パネル部の一部の構成を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態にかかる楽音波形発生装置におけるＦＭ音源に設定されるアルゴリズムナンバ「１」「３」「５」のアルゴリズムを示す図である。
【図６】本発明の実施の形態にかかる楽音波形発生装置におけるＦＭ音源に設定されるアルゴリズムナンバ「１６」「２９」のアルゴリズムを示す図である。
【図７】本発明の実施の形態にかかる楽音波形発生装置におけるＦＭ音源に設定されるアルゴリズムナンバ「３２」のアルゴリズムを示す図である。
【図８】本発明の実施の形態にかかる楽音波形発生装置におけるＦＭ音源に設定される制御対象オペレータを示す図表である。
【図９】本発明の実施の形態にかかる楽音波形発生装置におけるメインプログラムのフローチャートである。
【図１０】本発明の実施の形態にかかる楽音波形発生装置におけるメインプログラムの音色パラメータ処理の一部のフローチャートである。
【図１１】本発明の実施の形態にかかる楽音波形発生装置におけるメインプログラムの音色パラメータ処理の残る一部のフローチャートである。
【図１２】本発明の実施の形態にかかる楽音波形発生装置におけるノイズフォルマント音源のノイズフォルマント発生器の構成を示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態にかかる楽音波形発生装置におけるノイズフォルマント発生器のキースケーリング特性を示す図である。
【図１４】本発明の実施の形態にかかる楽音波形発生装置におけるノイズフォルマント発生器が発生するノイズフォルマントの例を示す図である。
【図１５】本発明の実施の形態にかかる楽音波形発生装置におけるノイズフォルマント音源の構成を示す図である。
【符号の説明】
１楽音波形発生装置、１０ＣＰＵ、１１ＲＯＭ、１２ＲＡＭ、１３操作パネル部、１３ａアルゴリズム切換設定スイッチ、１３ｂ DATA操作子、１３ｃ第１プッシュスイッチ、１３ｄ第２プッシュスイッチ、１３ｅハーモニック操作子、１３ｆ変調深さ操作子、１３ｇディケイレイト操作子、１３ｈノイズレベル設定操作子、１４鍵盤、１５音源、１５ａＦＭ音源、１５ｂノイズフォルマント音源、１６システムバスライン、２０キー情報発生手段、２１変調器入力手段、２２乗算器、２３固定の周波数情報発生手段、２４切換信号発生手段、２５倍数発生手段、２６位相発生部、２７加算器、２８正弦波テーブル、２９乗算器、３０エンベロープパラメータ発生手段、３１エンベロープ発生器、３２乗算器、３３フィードバックレベル設定手段、３４出力レベル設定手段、３５出力手段、４０フォルマント周波数発生手段、４１フォルマントエンベロープパラメータ発生手段、４２エンベロープ発生器、４３乗算器、４４キースケーリングテーブル、４５乗算器、４６位相発生部、４７正弦波テーブル、４８ホワイトノイズ発生器、４９フィルタパラメータ発生手段、５０ローパスフィルタ、５１ノイズレベル制御手段、５２乗算器、５３オフセット発生手段、５４加算器、５５キースケーリングパラメータ発生手段、５６倍数発生手段、５７振幅エンベロープパラメータ発生手段、５８エンベロープ発生器、５９乗算器、６０ノイズフォルマント出力、７０〜７８フォルマント周波数情報発生手段、８０〜８８ノイズフォルマント発生器[0001]
[Technical field to which the invention belongs]
The present invention relates to a musical sound waveform generator capable of obtaining diversified timbre changes.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, FM sound sources are known as sound sources, but FM sound sources can obtain various timbres despite a relatively simple structure. The FM sound source is configured by combining a plurality of arithmetic units called operators. This operator includes a waveform memory in which a sine wave called a sine wave table is written, and a phase generator for reading out the sine waveform written in the waveform memory. The waveform indicating the phase change output from the phase generator is called a read waveform, and the repetition frequency of the read waveform corresponds to the pitch of the waveform read from the waveform memory. For example, if the read waveform is a sawtooth wave whose phase rises linearly, a sine wave having the frequency of the sawtooth wave as a pitch is read out. Then, by setting the read waveform to various waveforms, various waveforms in which the sine wave is distorted are read out.
[0003]
When operators generating such basic waveforms such as a sine wave are connected in series, an FM-modulated waveform can be obtained. That is, a basic waveform such as a sine wave output from the first operator is added to the output of the phase generator in the second operator to generate a read waveform. As a result, the waveform read from the sine wave table by the generated read waveform is the waveform read from the sine wave table only by the output from the phase generator, and the basic waveform output from the first operator. The waveform is FM modulated. Because of these functions, the first operator that supplies the modulation signal is called a modulator, and the second operator that generates a signal that is modulated into the modulation signal is called a carrier.
[0004]
A plurality of operators capable of generating such a basic waveform such as a sine wave are combined, and the carrier operator is frequency or phase modulated by the modulator operator. When a plurality of operators are prepared and combined, the combination type of operators is referred to as an algorithm. When the algorithm is specified, the tone color is determined by the FM modulation depth of the modulator (modulation operator) to the carrier (modulated operator), that is, the modulator output level OUTLVL, and the frequency relationship RATIO of each other. In this case, the mutual frequency relationship RATIO is a factor that determines the frequency distribution of the musical sound spectrum component that appears in the carrier output, and the output level OUTLVL is a factor that determines the amplitude level distribution of the spectrum component that appears in the carrier output.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
Musical sound generators used in dance music (club music) in recent years are required to have expressive ability that can counter intense beats of rhythms. Dramatic timbre changes and real-time operation make it easy to operate. is needed. Here, in the above FM sound source, if the timbre changes are simply diversified, the output level OUTLVL of each operator and the mutual frequency relationship RATIO may be controlled together with the selection of the algorithm. However, providing the control operators for these parameters for each operator means that the number of operators is, for example, six operators, so that the number of control operators increases, resulting in complicated operations and making real-time operation difficult. There was a problem. Further, there is a problem that even if the parameters for each operator are controlled, it is difficult to obtain dramatic timbre changes.
[0006]
Therefore, an object of the present invention is to provide a musical tone waveform generator that can obtain various timbre changes with only a few operators and can obtain dramatic timbre changes.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a musical tone waveform generator according to the present invention generates a modulated waveform signal obtained by modulating modulated waveform information having a frequency corresponding to input frequency information with the input modulation signal information. A combination setting means for selecting and setting a connection combination of a plurality of operators for performing modulation calculation and the plurality of operators for generating a musical sound waveform from a plurality of connection combinations, and a connection set by the combination setting means A plurality of groups of operators to be controlled among the plurality of operators in combination are set, Storage means for storing information on which of the plurality of operators each of the plurality of connection combinations belongs to, and group selection means capable of sequentially selecting any of the plurality of groups; The When any group of the plurality of groups is selected by the group selection unit, the information stored in the storage unit is referred to, thereby Of the plurality of operators in the connection combination set by the combination setting means Operators belonging to the group selected by the group selection means Control object and do it A control object selection means for setting and a control means for controlling the parameter value of the operator, and when the control means is operated, the control object selection means Set as control target Was operator The parameter value is controlled.
[0008]
Moreover, in the musical tone waveform generator of the present invention, The combination setting means sets a modulation calculation algorithm in which the output of one operator becomes modulation signal information to another operator by hierarchically connecting the plurality of operators, In the control object selection means Set as control target Be done operator However, it may be composed of operators belonging to each hierarchy of connection combinations set by the combination setting means.
Further, in the musical sound waveform generating device of the present invention, when the combination setting means is operated during performance, the musical sound waveform is changed to a musical sound waveform generated by a newly set combination of operators, and the subsequent musical sound waveform is changed. It may be generated.
Furthermore, in the musical tone waveform generator of the present invention, the parameter value controlled by the control means is a parameter value representing a ratio between the frequency of the modulated waveform information and the frequency of the modulated signal information, or It may be a parameter value representing the modulation depth in the modulation calculation.
[0009]
Furthermore, in the musical tone waveform generator according to the present invention, modulation is performed so as to generate a modulated waveform signal obtained by modulating the modulated waveform information having a frequency corresponding to the input frequency information with noise whose band is limited to a high frequency band. Noise formant generation means for performing calculation may be further provided.
Furthermore, the above-mentioned present invention other Musical sound waveform generator Is , A plurality of operators for performing a modulation operation so as to generate a modulated waveform signal obtained by modulating the modulated waveform information having a frequency corresponding to the input frequency information with the input modulation signal information; and the plurality for generating a musical sound waveform A combination setting means for selecting and setting the connection combination of the operators from a plurality of connection combinations, and a group of operators to be controlled among the plurality of operators in the connection combination set by the combination setting means. A plurality of groups are set, a control object selection means for selecting any one of the groups, a control means for controlling the parameter value of the operator, and modulated waveform information having a frequency corresponding to the input frequency information, A plurality of modulation computations are performed so as to generate a modulated waveform signal modulated by noise whose band is band limited. A's formant generator, upon operating the control means, the parameter values of the operator in the group selected by the control object selection means is controlled, Frequency information changing means capable of changing the frequency information is provided in each noise formant generating means so that the mutual frequency relationship of the modulated waveform information in the plurality of noise formant generating means is a harmonic relationship.
[0010]
Furthermore, in the musical tone waveform generator according to the present invention, key scaling means for converting the frequency information may be provided in front of the frequency information changing means.
Furthermore, the above-mentioned present invention Yet another Musical sound waveform generator Is , A plurality of operators for performing a modulation operation so as to generate a modulated waveform signal obtained by modulating the modulated waveform information having a frequency corresponding to the input frequency information with the input modulation signal information; and the plurality for generating a musical sound waveform A combination setting means for selecting and setting the connection combination of the operators from a plurality of connection combinations, and a group of operators to be controlled among the plurality of operators in the connection combination set by the combination setting means. A plurality of groups are set, a control object selection means for selecting any one of the groups, a control means for controlling the parameter value of the operator, and modulated waveform information having a frequency corresponding to the input frequency information, A noise filter that performs modulation operations to generate a modulated waveform signal modulated by noise with band-limited bandwidth. A Rumanto generating means, when operating the control means, the parameter values of the operator in the group selected by the control object selection means is controlled, The operator is provided with noise generating means for generating noise and low-pass filter means for band-limiting the high frequency band of the noise generated by the noise generator, and the operator can be used as the noise formant generating means. It can be used.
[0011]
According to the present invention, when a group of one or more operators to be controlled among a plurality of operators in the connection combination set by the combination setting means is set and the control means is operated, the control target The parameter values of the operators of the group selected by the selection means are controlled. Thereby, when one control means is operated, the parameter values of a plurality of operators can be controlled, and various timbre changes can be obtained by simple operations.
In addition, when an algorithm that is a combination of operators is changed during performance, the tone waveform generated by the changed algorithm is generated, so that the timbre can be changed dramatically during performance. become.
Furthermore, by providing a noise formant generating means, it becomes possible to obtain a noisy musical tone.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a block diagram showing a hardware configuration of an embodiment of a musical sound waveform generator according to the present invention.
As shown in FIG. 1, a musical sound waveform generator 1 according to an embodiment of the present invention includes a central processing unit (CPU) 10. The CPU 10 controls the overall operation of the musical sound waveform generator 1. To generate a musical tone when the keyboard 14 is played and output it, generate a musical tone according to a supplied MIDI (Musical Instrument Digital Interface) message, or generate a musical tone of a read pattern or song To perform output processing. A ROM (Read Only Memory) 11 is a read-only storage unit that stores programs such as a main program executed by the CPU 10 and preset data such as timbre data, accompaniment patterns, and music data. The RAM 12 is a rewritable storage means in which a working memory area used when the CPU 10 executes a main program and the like, a user area such as timbre data and accompaniment patterns, an operator parameter buffer area, and the like are set.
[0013]
The operation panel unit 13 includes various operators. For example, an operator for setting an algorithm in the FM sound source 15a, controlling an operator parameter value, or the like is provided. The sound source 15 includes an FM sound source (FMTG) 15a and a noise formant sound source (NFTG) 15b. The FM sound source 15a generates a musical sound waveform signal by combining a plurality of operators that generate a basic waveform such as a sine wave, and by modulating the frequency or phase of the carrier operator with another modulator operator. The noise formant sound source 15b is a sound source that generates a noise formant by modulating a sine wave with band-limited noise, and uses the noise formant as a musical sound waveform signal. Further, signals are transmitted and received between the devices via the system bus line 16.
The musical sound waveform generator 1 configured as described above typically reads pattern data from the ROM 11 or RAM 12, and generates and outputs a musical sound waveform based on the pattern data. A song can be played by connecting a plurality of these patterns and generating a musical sound waveform based on the musical sound waveform generator 1.
[0014]
In the FM sound source 15a, a plurality of algorithms, which are combinations of a plurality of operators, are prepared, and a musical tone waveform of the tone color is generated by setting one of the algorithms. The tone color of the musical sound waveform generated according to the algorithm is different for each algorithm. Typically, in any algorithm, the number of operators is the same, and the number of operators constituting the FM sound source 15a is, for example, six operators. FIG. 2 is a conceptual diagram showing the configuration of this operator.
[0015]
As shown in FIG. 2, the operator includes a sine wave table (Sin) 28 composed of a waveform memory in which a sine wave is written, and a phase generator (PG) 26 that generates a read waveform. The phase generation unit 26 is configured by an accumulator that accumulates input frequency information. When the accumulator overflows, the accumulator value becomes a surplus value, and accumulation is repeated. As a result, the phase generation unit 26 outputs a read waveform having a repetition period corresponding to the input frequency information. Here, if the frequency information input to the phase generation unit 26 is a constant value, the output of the phase generation unit 26 becomes a sawtooth read waveform that rises linearly. Since this readout waveform is phase angle information and corresponds to the readout address of the waveform memory in the sine wave table 28, when a sawtooth readout waveform is supplied to the sine wave table 28, the readout waveform becomes a sine wave. The frequency of the read waveform is a frequency corresponding to the frequency information input to the phase generator 26. For example, if the phase angle information output from the phase generator 26 is kωt, a sine wave of Sin (kωt) is read from the sine wave table 28.
[0016]
Here, the waveform signal f (ω _m t) is added by the adder 27 and supplied to the sine wave table 28.
Sin {kωt + f (ω _m t)}
Is read from the sine wave table 28. That is, the sine wave of Sin (kωt) read by the output of the phase generator 26 is converted into the waveform signal f (ω _m The FM modulated waveform frequency-modulated by t) is read from the sine wave table 28. From this, the waveform Sin (kωt) read from the sine wave table 28 by the output of the phase generator 26 becomes the carrier signal, and the waveform signal f (ω _m t) is the modulation signal.
[0017]
The phase generator 26 can be switched to input frequency information from a fixed frequency information generator (FIXFREQ) 23 and key information generator (KPITCH) 20. The switch SW1 for switching this is switched so as to select any frequency information by a switching signal from the switching signal generating means (KPITCH / FIX) 24. The key information generation means (KPITCH) 20 generates key information corresponding to, for example, the key of the pressed keyboard 14 or MIDI reception data, and the multiplier 22 and the multiple generation means (FMULT) 25 generate key information generation. The key information output from the means (KPITCH) 20 is multiplied by an integer and is input to the phase generator 26. Here, the key information is multiplied by an integer by multiplying the key information by the multiplier 22 with the multiple value set by the multiple generation means (FMULT) 25. By multiplying the key information by an integer, the frequency of the sine wave read from the sine wave table 28 becomes an integer multiple, so that a harmonic component such as a pressed key is output. The multiple value set by the multiple generation means (FMULT) 25 is not limited to an integer value but may be a non-integer value.
The adder 27 receives a modulation signal from the modulator input means (MIN) 21. The modulator input means 21 corresponds to an operator serving as a modulator.
[0018]
The waveform signal output from the sine wave table 28 is multiplied by the output level setting signal supplied from the output level setting means (OUTLVL) 34 in the multiplier 29 to obtain a level corresponding to the output level setting signal and output means. (OUT) 35 is output.
In this case, when the operator is the carrier, the output level of the tone waveform is determined by the output level setting means (OUTLVL) 34, and when the operator is the modulator, the output level setting means (OUTLVL) 34 The depth of modulation (modulation index) is determined. The timbre varies depending on the depth of modulation.
The multiplier 29 is also multiplied by the envelope signal generated by the envelope generator 31. The envelope generator 31 generates an envelope signal according to the parameter from the envelope parameter generating means 30. The envelope parameters are attack rate (EGATTACK), decay rate (EGDECAY), sustain level (EGSUSTAIN), and release rate (EGRELEASE). In this case, when the operator is the carrier, the output level of the musical sound waveform changes with time according to the envelope signal. When the operator is the modulator, the modulation depth, that is, the timbre is determined by the envelope signal. Will change over time.
[0019]
A feedback loop for feeding back the output of the sine wave table 28 to the input side is provided, and a multiplier 32 is inserted in the feedback loop. The multiplier 32 is supplied with a feedback level value from the feedback level setting means (FBLVL) 33 to control the feedback signal level. The feedback signal is supplied to the adder 27 so as to be input to the sine wave table 28. Since a periodic waveform is output from the sine wave table 28, the waveform read from the sine wave table 28 by this output signal is a waveform that is frequency-modulated by the output signal. Thus, by providing a feedback loop, it is possible to obtain a waveform frequency-modulated by one operator.
In the operator shown in FIG. 2, the phase generator (PG) 26 and the envelope generator 31 start operating when the key-on in the keyboard 14 or the MIDI reception data is triggered.
[0020]
An algorithm that is a combination of a plurality of operators is an algorithm in which such operators are combined, for example, six operators. For example, 32 types of algorithms are prepared. In the FM sound source 15a, one of the algorithms is selected according to the set tone color. Therefore, FIG. 3 shows FM parameter sets prepared for each tone color and stored in the ROM 11 or RAM 12.
As shown in FIG. 3, the FM parameter set prepared for each timbre includes a timbre name (TCNAME), an algorithm number (ALGORITHM) that determines the algorithm of the FM sound source 15a, a volume value (VOLUME), and a feedback level setting means (FBLVL). It is composed of a feedback level value (FBLVL) set to 33 and parameters of operators 1 to 6 (OP1PAR to OP6PAR). The parameter set for each operator has the same configuration, and the parameter set for operator 1 is shown in FIG. 3 as a representative. That is, the operator parameter set includes a switching signal (KPITCH / FIX) set in the switching signal generating means (KPITCH / FIX) 24, a fixed frequency information (FIXFREQ) set in the frequency information generating means (FIXFREQ) 23, Multiple value (FMULT) set in multiple generation means (FMULT) 25, output level setting signal (OUTLVL) set in output level setting means (OUTLVL) 34, attack rate (EGATTACK) set in envelope parameter generation means 30 ), Decay rate (EGDECAY), sustain level (EGSUSTAIN), release rate (EGRELEASE).
[0021]
Next, some typical algorithms among 32 types of algorithms that can be set in the FM sound source 15a are shown in FIGS.
The algorithm shown in FIG. 5A is an algorithm (ALGORITHM1) having an algorithm number “1”, and includes six operators 1 (OP1) to 6 (OP6). In this algorithm, the operator 5 is FM-modulated by the output of the operator 6 being self-modulated, the operator 4 is further FM-modulated by the output of the operator 5, and the operator 3 is further FM-modulated by the output of the operator 4. Further, the operator 1 is FM-modulated by the output of the operator 2, and the outputs of the operator 1 and the operator 3 are synthesized and output as a musical sound waveform output. Thus, in the algorithm of the algorithm number “1”, the operator 3 and the operator 1 are carriers, and the operators 4, 5, 6 and the operator 2 are modulators.
[0022]
Further, the algorithm shown in FIG. 5B is an algorithm (ALGORITHM3) having an algorithm number “3”, and is composed of six operators 1 (OP1) to 6 (OP6). In this algorithm, the operator 5 is FM-modulated by the output of the operator 6 being self-modulated, and the operator 4 is further FM-modulated by the output of the operator 5. Further, the operator 2 is FM-modulated by the output of the operator 3, the operator 1 is further FM-modulated by the output of the operator 2, and the outputs of the operator 1 and the operator 4 are synthesized and output as a musical sound waveform output. Thus, in the algorithm of the algorithm number “3”, the operator 4 and the operator 1 are carriers, and the operators 5 and 6 and the operators 2 and 3 are modulators.
[0023]
Further, the algorithm shown in FIG. 5C is an algorithm (ALGORITHM5) having an algorithm number “5”, and is composed of six operators 1 (OP1) to 6 (OP6). In this algorithm, the operator 5 is FM-modulated by the output of the operator 6 being self-modulated, the operator 3 is FM-modulated by the output of the operator 4, and the operator 1 is FM-modulated by the output of the operator 2. Then, the outputs of the operator 1, the operator 3, and the operator 5 are combined and output as a musical sound waveform output. Thus, in the algorithm of the algorithm number “5”, the operator 5, the operator 3, and the operator 1 are carriers, and the operators 2, 4, and 6 are modulators.
[0024]
Furthermore, the algorithm shown in FIG. 6A is an algorithm (ALGORITHM 16) having an algorithm number “16”, and is composed of six operators 1 (OP1) to 6 (OP6). In this algorithm, the operator 5 is FM-modulated by the output of the operator 6 being self-modulated, and the operator 3 is FM-modulated by the output of the operator 4. Then, the operator 1 is FM-modulated by the outputs of the operators 5, 3 and 2, and the output of the operator 1 is output as a tone waveform output. Thus, in the algorithm of the algorithm number “16”, the operator 1 is a carrier and the other operators 2 to 6 are modulators.
[0025]
Furthermore, the algorithm shown in FIG. 6B is an algorithm (ALGORITHM 29) of the algorithm number “29”, and is composed of six operators 1 (OP1) to 6 (OP6). In this algorithm, the operator 5 is FM-modulated by the output of the operator 6 being self-modulated, and the operator 3 is FM-modulated by the output of the operator 4. The outputs of operator 5, operator 3, operator 2 and operator 1 are combined and output as a musical sound waveform output. Thus, in the algorithm of the algorithm number “29”, operators 1, 2, 3, and 5 are carriers, and operators 4 and 6 are modulators.
[0026]
Furthermore, the algorithm shown in FIG. 7 is an algorithm (ALGORITHM 32) having an algorithm number “32”, and is composed of six operators 1 (OP1) to 6 (OP6). In this algorithm, the outputs of the operator 6, the operator 5, the operator 4, the operator 3, the operator 2, and the operator 1 that are self-modulated are combined and output as a musical sound waveform output. Thus, in the algorithm of the algorithm number “32”, all the operators 1 to 6 are carriers.
[0027]
Next, FIG. 4 shows a part of the operators provided on the operation panel unit 13 in the musical tone waveform generator 1 according to the present invention.
The operation panel unit 13 is a combination of operators in the FM sound source 15a in series or in parallel, for example, an operator for selecting and setting one of 32 prepared algorithms in real time, and operator parameter values in real time. And at least a real-time operation element. As an operator for selecting and setting an algorithm in real time, an algorithm switching setting switch (ALG) 13a shown in FIG. 4 and a DATA operator 13b for selecting an algorithm are provided. When the algorithm switching setting switch 13a is pressed, After the operation, the desired algorithm can be selected and set in real time by rotating the DATA operator 13b clockwise or counterclockwise. As a result, since the algorithm is switched in real time, the timbre being played can be dramatically changed. In this case, an algorithm number corresponding to the operation of the DATA operator 13b is displayed on a display unit (not shown). The DATA operator 13b is constituted by a rotary encoder.
[0028]
Further, as a real-time operator for controlling the parameter value of the operator in real time, a first push switch (PSW1) 13c, a harmonic operator (HARMONIC) 13e, a modulation depth operator (FM DEPTH) 13f, a decay rate operator ( DECAY) 13g. The first push switch (PSW1) 13c is a switch that selects a group of operators to be controlled by parameters. Here, the parameters of the operators belonging to the selected group are operated by operating the real-time operators of the harmonic operator (HARMONIC) 13e, the modulation depth operator (FM DEPTH) 13f, and the decay rate operator (DECAY) 13g. It becomes variable in real time. For example, when the FM sound source 15a is constituted by six operators, the group of modulators is set to a maximum of the third layer as in the algorithms shown in FIGS. Therefore, each time the first push switch 13c is pressed, the group selected as “ALL” → “1” → “2” → “3” → “ALL” →... It is made to be selected. In this case, in group ALL, a group consisting of all six operators is selected, in group 1, a group consisting of operators belonging to the first hierarchy is selected, in group 2, a group consisting of operators belonging to the second hierarchy is selected, and group In 3, a group consisting of operators belonging to the third hierarchy is selected.
[0029]
The hierarchy is a hierarchy of FM modulation stages in the algorithm. For example, in the algorithm of algorithm number “1” shown in FIG. 5A, when the group 1 is selected by the first push switch 13c, the operator to be controlled is the first hierarchy. When the group 2 is selected, the control target operator is the second level operator 5, and when the group 3 is selected, the control target operator is the third level operator 6. When the group ALL is selected by the first push switch 13c, the operators to be controlled are all operators 1-6. Further, in the algorithm of algorithm number “3” shown in FIG. 5B, when group 1 is selected by the first push switch 13c, the operators to be controlled are the operators 2 and 5 in the first hierarchy, and group 2 is selected. Then, the control target operators are operators 3 and 6 in the second hierarchy, and when group 3 is selected, the control target operator is one operator 6 in the second hierarchy. In this way, in an algorithm that does not reach the third layer, the operator to be controlled is a specific operator, but the specified operator may be determined according to the tone color or the like.
[0030]
Thus, the control target operator table that defines the control target operators selected by the first push switch 13c is stored in the ROM 11 as a table. This control target operator table is shown in FIG. 8, and the operators to be controlled are defined in the operator group (OPG) composed of “ALL”, “1”, “2”, and “3” for each of 32 types of algorithms. That is, when the first push switch 13c is operated, the operator corresponding to the set algorithm is selected as the control target with reference to the control target operator table shown in FIG. In the algorithm number “32”, the operator 1 is not selected as the control target operator even if the first push switch 13c is operated to select “ALL”. This is to prevent the musical sound from being output in this algorithm when the operator's output level parameter value is narrowed down. In the CAR column in the control target operator table, an operator as a carrier is shown.
[0031]
The first push switch 13c can be operated while the musical sound waveform generator 1 shown in FIG. 1 is performing, and in this case, a musical sound waveform tone that is sounded in advance is provided on the operation panel unit 13. Selected by an operator that does not. When a timbre is selected, the FM parameter set of the selected timbre name is read from the ROM 11 or RAM 12 and transferred to the sound generation buffer (PARBUF) area on the RAM 12. Then, after the first push switch 13c is operated to select a group of operators to be controlled, the harmonic operator (HARMONIC) 13e, the modulation depth operator (FM DEPTH) 13f, and the decay operator (DECAY) 13g When the real-time operator is operated clockwise or counterclockwise, the parameter values of all operators belonging to the group to be controlled are controlled. In this case, the parameter value is adjusted and corrected (relative value change) by a value corresponding to the operation amount of the real-time operator and transferred to the FM sound source 15a, and the FM sound source 15a sounds with the parameter value after the change. .
[0032]
Each real-time controller is basically set to the original parameter value of the selected timbre by setting it to the center position, and the parameter value is determined by operating clockwise or counterclockwise. Increase and decrease can be controlled. In this case, an increase / decrease value range that the parameter can take may correspond to the entire movable (rotation) range of the real-time operator. The variable range may be determined.
[0033]
The harmonic operation element (HARMONIC) 13e is an operation element that increases or decreases the ratio (RATIO) between the frequency of the carrier signal and the frequency of the modulation signal. By operating this operation element, a multiple generation means (FMULT) The multiple value (FMULT) set to 25 is increased or decreased, and the frequency of each spectral component of the musical sound waveform signal output from the carrier changes according to the ratio. The modulation depth operator (FM DEPTH) 13f is an operator for increasing / decreasing the operator's output level setting signal (OUTLVL). When the output level setting signal (OUTLVL) is increased / decreased, the tone waveform output from the carrier The amplitude level distribution of the signal spectrum changes. As described above, by operating the harmonic operation element (HARMONIC) 13e and the modulation depth operation element (FM DEPTH) 13f, the timbre can be changed in real time. Further, the decay operator (DECAY) 13g is an operator for increasing / decreasing the envelope parameter of the decay (EGDECAY). When the decay rate (EGDECAY) is increased / decreased, the degree to which the timbre changes on the time axis changes. It becomes like this.
When these real-time controls are operated, all parameters of the operators belonging to the group selected by the first push switch 13c are increased or decreased. Can be changed in real time.
[0034]
Incidentally, the operation panel unit 13 shown in FIG. 4 is provided with a second push switch (PSW2) 13d and a noise level setting operator (NOISE LEVEL) 13h. These operators are operators for the noise formant sound source 15b, and the type of the noise formant sound source 15b is selected by the second push switch (PSW2) 13d. Here, when white is selected by the second push switch (PSW2) 13d, the noise is almost not band-limited and is in a white noise state. Further, when UP is selected by the second push switch (PSW2) 13d, the center frequency of the noise formant gradually increases, and a sound that simulates the sound of a wind or the like is output. Furthermore, when down is selected by the second push switch (PSW2) 13d, the center frequency of the noise formant gradually decreases, and in this case as well, a sound simulating the sound of wind is output. become. Furthermore, when the pitch (PITCH) is selected by the second push switch (PSW2) 13d, the center frequency of the noise formant is set to a frequency corresponding to the key pressed and the pitch of the MIDI reception data. Furthermore, when the variable (VARI) is selected by the second push switch (PSW2) 13d, the envelope of the noise formant is controlled according to the velocity of the key pressed. The configuration of the noise formant sound source 15b will be described later.
[0035]
Next, FIG. 9 shows a flowchart of a main program executed by the musical tone waveform generator 1 according to the present invention.
When the musical sound waveform generator 1 is turned on, the main program starts, and an initial setting process is performed in which each unit is initialized in step S1. Next, in step S2, an operation event detection process of an operator provided in the operation panel unit 13 is performed. Here, when an operation event related to a timbre is operated and its operation event is detected, a timbre parameter process for increasing / decreasing the timbre parameter based on the operation event is performed in step S3. The timbre parameters after the timbre parameter processing are stored in a parameter buffer (PARBUF) on the RAM 12. Then, in step S4, performance information processing is performed in which a performance event is generated based on key depression of the keyboard 14, MIDI reception data, or pattern data read from the ROM 11 or RAM 12. In step S5, the performance event generated by the performance information processing is sent to the sound source 15, and the tone parameter after the tone parameter processing stored in the parameter buffer (PARBUF) is set in the tone generator 15, and this tone parameter is set. The sound generation control for generating the musical tone waveform of the timbre defined in (1) is performed according to the performance event. Next, returning to step S2, the processes of steps S2 to S5 are repeated. Thus, for example, when a real-time operation element is operated, a musical tone waveform having a tone color reflecting the operation event is generated in real time according to the performance event.
[0036]
Next, flowcharts of the timbre parameter process executed in step S3 are shown in FIGS.
When the timbre parameter process is activated, a timbre selection process is performed in step S10 shown in FIG. In this timbre selection process, an FM parameter set as shown in FIG. 3 corresponding to the timbre name is read from the ROM 11 or RAM 12 by selecting a timbre name by operating an operator (not shown) of the operation panel unit 13. And transferred to the sound generation buffer (PARBUF) area on the RAM 12. Next, a control target operator group selection process is performed in step S11. This control target operator group is the control target shown in FIG. 8 from the group of operators selected by the algorithm number (ALGORITHM) and the first push switch (PSW1) 13c in the FM parameter set written in the pronunciation buffer (PARBUF) area. It is determined with reference to the table of the operator table.
[0037]
Next, in step S12, it is determined whether or not the group of operators selected by the first push switch (PSW1) 13c is “ALL”. If it is determined that the group “ALL” has been selected, the process proceeds to step S13 to determine whether or not the harmonic operator (HARMONIC) 13e has been operated. If the harmonic operation element (HARMONIC) 13e is operated, the process proceeds to step S14, and the operation amount [HARMONIC] of the harmonic operation element (HARMONIC) 13e is written in the sound generation buffer (PARBUF) area. The fixed frequency information [FIXFREQj] increased or decreased by being added to the fixed frequency information [FIXFREQj] is sent to the sound source 15a. Further, the manipulated variable [HARMONIC] of the harmonic operator (HARMONIC) 13e is added to the multiple value [FMULTj] in the FM parameter set written in the pronunciation buffer (PARBUF) area, and the multiple value [FMULTj] increased or decreased is obtained. It is sent to the sound source 15a.
[0038]
In this case, in the FM sound source 15a, when the key information generating means (KPITCH) 20 is selected by the switching signal generating means (KPITCH / FIX) 24, the tone waveform reflecting the increased / decreased multiple value [FMULTj] is obtained. When the fixed frequency information generating means (FIXFREQ) 23 is generated in the FM sound source 15a, the musical sound waveform having the frequency distribution of the spectrum component reflecting the increased or decreased fixed frequency information [FIXFREQj] is used. Is generated in the FM sound source 15a.
Note that “j” in the multiple value [FMULTj] and the frequency information [FIXFREQj] is the operator number of the control target operator selected in step S11, and the selected algorithm number and operator group in the control target operator table. The operator number corresponding to In this case, since the group “ALL” is selected, when the algorithm number is other than “32”, “j” is 1, 2,..., 6 and is a multiple value [FMULTj] for all six operators. The frequency information [FIXFREQj] parameter is increased or decreased.
[0039]
If the process of step S14 ends or if it is determined in step S13 that the harmonic operator (HARMONIC) 13e is not operated, the process proceeds to step S15. In step S15, it is determined whether or not the modulation depth operator (FM DEPTH) 13f has been operated. If the modulation depth manipulator (FM DEPTH) 13f is operated, the process proceeds to step S16, where the operation amount [FM DEPTH] of the modulation depth manipulator (FM DEPTH) 13f is stored in the sound generation buffer (PARBUF) area. Is added to the output level setting signal [OUTLVLj] in the FM parameter set written in (1), and the output level setting signal [OUTLVLj] increased or decreased is sent to the sound source 15a. As a result, a musical sound waveform having the amplitude of the spectrum component reflecting the increased / decreased output level setting signal [OUTLVLj] is generated in the FM sound source 15a.
Note that “j” in the output level setting signal [OUTLVLj] is the operator number of the control target operator selected in step S11, and the operator corresponding to the selected algorithm number and operator group in the control target operator table. It is considered a number. In this case, since the group “ALL” is selected, when the algorithm number is other than “32”, “j” is 1, 2,..., 6 and the output level setting signals [6] OUTLVLj] parameter will be increased or decreased.
[0040]
If the process of step S16 ends or if it is determined in step S15 that the modulation depth operator (FM DEPTH) 13f is not operated, the process proceeds to step S17. In step S17, it is determined whether or not the decay operator (DECAY) 13g has been operated. Here, if the decay operator (DECAY) 13g is being operated, the process proceeds to step S16, and the operation amount [DECAY] of the decay operator (DECAY) 13g is written in the sounding buffer (PARBUF) area. The decay rate [EGDECAYj] increased or decreased by being added to the decay rate [EGDECAYj] in the parameter set is sent to the sound source 15a. As a result, a musical sound waveform reflecting the increased or decreased decay rate [EGDECAYj] is generated in the FM sound source 15a.
Note that “j” in the decay [EGDECAYj] is the operator number of the control target operator selected in step S11, and the algorithm number selected in the control target operator table and the operator number corresponding to the group of operators. Has been. In this case, since the group “ALL” is selected, when the algorithm number is other than “32”, “j” is 1, 2,..., 6 and the output level setting signals [6] OUTLVLj] parameter will be increased or decreased.
[0041]
If it is determined in step S12 that the operator group selected by the first push switch (PSW1) 13c is any one of “1”, “2”, and “3”, the process proceeds to step S19. In step S19, it is determined whether or not the harmonic operator (HARMONIC) 13e has been operated. If the harmonic operation element (HARMONIC) 13e is being operated, the process proceeds to step S20, and the operation amount [HARMONIC] of the harmonic operation element (HARMONIC) 13e is set in the FM parameter set written in the pronunciation buffer (PARBUF) area. The fixed frequency information [FIXFREQj] increased or decreased by being added to the fixed frequency information [FIXFREQj] is sent to the sound source 15a. Further, the manipulated variable [HARMONIC] of the harmonic operator (HARMONIC) 13e is added to the multiple value [FMULTj] in the FM parameter set written in the pronunciation buffer (PARBUF) area, and the multiple value [FMULTj] increased or decreased is obtained. It is sent to the sound source 15a.
[0042]
In this case, in the FM sound source 15a, when the key information generating means (KPITCH) 20 is selected by the switching signal generating means (KPITCH / FIX) 24, the tone waveform reflecting the increased / decreased multiple value [FMULTj] is obtained. When the fixed frequency information generating means (FIXFREQ) 23 is generated in the FM sound source 15a, the musical sound waveform having the frequency distribution of the spectrum component reflecting the increased or decreased fixed frequency information [FIXFREQj] is used. Is generated in the FM sound source 15a.
Note that “j” in the multiple value [FMULTj] and the frequency information [FIXFREQj] is the operator number of the control target operator selected in step S11, and the algorithm number selected in the control target operator table shown in FIG. And the operator number corresponding to the operator group. Then, the parameter of the multiple value [FMULTj] and the frequency information [FIXFREQj] in the operator indicated by “j” is increased or decreased. For example, when the group “1” is selected in the algorithm number (ALGORITHM) “5”, multiple values [FMULTj] and frequency information [FIXFREQj] of three operators of operator numbers “2”, “4”, and “6” The parameter is increased or decreased.
[0043]
If the process of step S20 ends or if it is determined in step S19 that the harmonic operator (HARMONIC) 13e is not operated, the process proceeds to step S21. In step S21, it is determined whether or not the modulation depth operator (FM DEPTH) 13f has been operated. If the modulation depth manipulator (FM DEPTH) 13f is operated, the process proceeds to step S22, where the operation amount [FM DEPTH] of the modulation depth manipulator (FM DEPTH) 13f is stored in the sound generation buffer (PARBUF) area. Is added to the output level setting signal [OUTLVLj] in the FM parameter set written in (1), and the output level setting signal [OUTLVLj] increased or decreased is sent to the sound source 15a. As a result, a musical sound waveform having the amplitude of the spectrum component reflecting the increased / decreased output level setting signal [OUTLVLj] is generated in the FM sound source 15a.
Note that “j” in the output level setting signal [OUTLVLj] is the operator number of the control target operator selected in step S11, and the algorithm number and operator group selected in the control target operator table shown in FIG. The operator number corresponding to Then, the parameter of the output level setting signal [OUTLVLj] in the operator indicated by “j” is increased or decreased. For example, when the group “2” is selected in the algorithm number (ALGORITHM) “5”, the parameters of the output level setting signals [OUTLVLj] of the two operators of the operator numbers “4” and “6” are increased or decreased. become.
[0044]
If it is determined in step S22 that the modulation depth operator (FM DEPTH) 13f has not been operated in step S21, the process proceeds to step S23. In step S23, it is determined whether or not the decay operator (DECAY) 13g has been operated. If the decay operator (DECAY) 13g is being operated, the process proceeds to step S24, and the operation amount [DECAY] of the decay operator (DECAY) 13g is written to the sounding buffer (PARBUF) area. The decay rate [EGDECAYj] increased or decreased by being added to the decay rate [EGDECAYj] in the parameter set is sent to the sound source 15a. As a result, a musical sound waveform reflecting the increased or decreased decay rate [EGDECAYj] is generated in the FM sound source 15a.
Note that “j” in the decay [EGDECAYj] is the operator number of the control target operator selected in step S11, and corresponds to the selected algorithm number and operator group in the control target operator table shown in FIG. The operator number. Then, the parameter of decay [EGDECAYj] in the operator indicated by “j” is increased or decreased. For example, when the group “1” is selected in the algorithm number (ALGORITHM) “16”, the parameters of the Decay Rate [EGDECAYj] of the three operators “2”, “3”, and “5” are increased or decreased. It becomes like this.
[0045]
If the process of step S18 or step S24 ends, or if it is determined in step S17 or step S23 that the decay operator (DECAY) 13g is not operated, the process proceeds to step S25 shown in FIG. In step S25, management processing of the algorithm change mode of the FM sound source 15a is performed. Here, it is determined whether or not the algorithm change mode is turned on in step S26. If it is determined that the algorithm switch setting switch (ALG) 13a has been operated and the algorithm change mode is turned on, the process proceeds to step S27, and whether or not the DATA operator 13b for selecting an algorithm has been operated. Is judged. If it is determined that the DATA operator 13b has been operated, the process proceeds to step S28, and the algorithm number [ALGORITHM] is rewritten and changed according to the operation amount [DATA] of the DATA operator 13b. The rewritten algorithm number [ALGORITHM] is sent to the FM sound source 15a and a musical sound waveform based on the rewritten algorithm number [ALGORITHM] is generated in the FM sound source 15a. As a result, since the algorithm is switched in real time, the timbre being played can be dramatically changed.
When it is determined that the algorithm change mode is not turned on at step S26, when it is determined that the DATA operator 13b is not operated at step S27, and when the process of step S28 is completed. Ends the timbre parameter processing and returns to step S4 shown in FIG.
[0046]
Next, FIG. 15 shows a configuration example of a noise formant sound source (NFTG) 15b in the musical sound waveform generator 1 according to the present invention shown in FIG.
The noise formant sound source 15b is a sound source capable of generating a rough and noisy musical tone, and obtains a sound that approximates the sound of a wind or whistle by controlling the pitch change. be able to. The noise formant sound source 15b is configured by synthesizing a plurality of noise formants. For example, as shown in FIG. 15, eight noise formant generators (NFG1) 80 to noise formant generators (NFG8) 88 are provided. I have. Then, eight noise formants generated from the respective generators are synthesized to obtain a noise formant output (NFTGOUT). The formant frequency information from the formant frequency information generating means (FFREQ1) 70 to the formant frequency information generating means (FFREQ8) 78 for determining the center frequency of the formant is respectively included in the noise formant generator (NFG1) 80 to the noise formant generator (NFG8) 88. Is supplied. The same pitch information is supplied from the formant frequency information generating means (FFREQ1) 70 to formant frequency information generating means (FFREQ8) 78, and in the noise formant generator (NFG1) 80 to noise formant generator (NFG8) 88, the generator By generating the formant frequency of different harmonics by multiplying the pitch information by an integer every time, for example, a noise formant output (NFTGOUT) arranged in a harmonic manner as shown in FIG. 14C can be obtained. .
[0047]
The noise formant generator (NFG1) 80 to the noise formant generator (NFG8) 88 have the same configuration, and an example of the configuration is shown in FIG.
As shown in FIG. 12, the noise formant generator includes a sine wave table (SIN) 47 composed of a waveform memory in which a sine wave is written, and a phase generator (PG) 46 that generates the read waveform. The phase generation unit 46 is configured by an accumulator that accumulates input formant frequency information. When the accumulator overflows, the accumulator value becomes a surplus value, and accumulation is repeated. . As a result, the phase generator 46 outputs a read waveform having a repetition period corresponding to the input formant frequency information. Here, if the frequency information input to the phase generation unit 46 is a constant value, the output of the phase generation unit 46 becomes a sawtooth read waveform that rises linearly. Since this readout waveform is phase angle information and corresponds to the readout address of the waveform memory in the sine wave table 47, when a sawtooth readout waveform is supplied to the sine wave table 47, the readout waveform becomes a sine wave. The frequency of the read waveform is a frequency corresponding to the frequency information input to the phase generator 46, and this is the formant center frequency. For example, if the phase angle information output from the phase generator 46 is nωt, a sine wave of Sin (nωt) is read from the sine wave table 47.
[0048]
On the other hand, white noise generated from the white noise generator (WNG) 48 is band-limited by cutting a high-frequency component in a low-pass filter (LPF) 50, and has a steep attenuation curve as shown in FIG. 14A, for example. Formant A. The formant A is multiplied by the waveform read from the sine wave table 47 by the multiplier 59, and the waveform read from the sine wave table 47 is amplitude-modulated by the formant A. Accordingly, the formant B modulation waveform shown in FIG. 14A is output from the multiplier 59 to the noise formant output (NFOUT) 60. The center frequency of formant B is the frequency of the waveform read from sine wave table 47, and this is the formant frequency (FFREQ). Parameters such as a cut-off frequency and an attenuation curve of the low-pass filter 50 are controlled by parameters from the filter parameter generation means (FLTPAR) 49, and the output of the low-pass filter 50 is a noise level control means (NLVL) in the multiplier 52. The level control is performed by multiplying the noise level control signal from 51. When the noise level setting operator (NOISE LEVEL) 13h shown in FIG. 4 is operated, the noise level control signal is increased / decreased according to the operation amount, and the level is controlled.
[0049]
Further, the offset signal generated from the offset generating means (OFFSET) 53 is added to the output from the multiplier 52 in the adder 54. This offset signal is a DC component (zero frequency component), and as a result, becomes a signal for controlling the level of the waveform read from the sine wave table 47. That is, when an offset signal having the same level as the noise level output from the multiplier 52 is supplied to the adder 54, the output of the adder 54 becomes the formant A shown in FIG. The level of the formant frequency (FFREQ) component (offset signal level) and the noise level (NLVL) can be set to the same level as the formant B shown in FIG. However, in this case, the DC component of noise is ignored. Further, if the noise level control signal is narrowed while keeping the level of the offset signal as it is, the output of the adder 54 becomes like a formant A shown in FIG. 14B, and a multiplier whose amplitude is modulated by the formant A. As for the output 59, the formant frequency (FFREQ) component level remains unchanged as in the formant B shown in FIG. 14B, and the noise formant level is reduced. Thus, the level of the formant frequency (FFREQ) component can be controlled by the level of the offset signal.
[0050]
The formant frequency information input from the formant frequency generation means (FFREQ) 40 is multiplied by the formant frequency envelope signal generated from the envelope generator (EG) 42 in the multiplier 43 and input to the key scaling table (KSCTBL) 44. The The envelope generator (EG) 42 is supplied with the formant envelope parameter from the formant envelope parameter generating means (FEGPAR) 41, and a formant frequency envelope signal for changing the formant frequency based on this parameter is generated. An example of key scaling characteristics of the key scaling table (KSCTBL) 44 is shown in FIG. A characteristic a shown in FIG. 13 is a characteristic for performing key scaling of 1: 1, a characteristic b is a characteristic for performing key scaling of 1 or more, and a characteristic c is a characteristic for performing key scaling of 1 or less. The characteristic of the key scaling table 44 is a key scaling characteristic corresponding to the key scaling parameter supplied from the key scaling parameter generating means (KSCPAR) 55.
[0051]
The key scaled formant frequency information output from the key scaling table 44 is multiplied by a multiple value supplied from the multiple generation means (FMULT) 56 in the multiplier 45 and supplied to the phase generator 46. Here, the formant frequency information is multiplied by an integer by multiplying the formant frequency information by the multiplier 45 by the multiple value set by the multiple generation means (FMULT) 56. As the formant frequency information is multiplied by an integer, the formant frequency of the sine wave read from the sine wave table 47 becomes an integer multiple. The multiple value set by the multiple generation means (FMULT) 56 is not limited to an integer value but may be a non-integer value.
Further, the waveform signal output from the sine wave table 47 is also multiplied by the amplitude envelope signal generated by the envelope generator (EG) 58 in the multiplier 59. The envelope generator 58 generates an amplitude envelope signal in accordance with the parameter supplied from the amplitude envelope parameter generation means (AEGPAR) 57. The envelope parameters are attack rate, decay rate, sustain level, and release rate.
[0052]
A noise formant generator (NFG1) 80 to a noise formant generator (NFG8) 88 having the noise formant generator configured as described above are used as the formant frequency information generating means (FFREQ1) 70 to formant. The frequency information generating means (FFREQ8) 78 is used as a pitch information source such as the keyboard 14 or MIDI reception data, and the key scaling table (KSCTBL) 44 in the noise formant generator (NFG1) 80 to the noise formant generator (NFG8) 88 is used. The key scaling characteristic is set to 1: 1, and 1, 2, 3,... As a result, noise formant outputs having the formant frequencies f, 2f, 3f,..., 8f in the harmonic relationship shown in FIG.
[0053]
In this case, when the attenuation curve of the low-pass filter 50 is controlled for each noise formant generator by the parameter from the filter parameter generation means (FLTPAR) 49, the width of the noise formant differs for each harmonic component as shown in FIG. Can be controlled. Further, the noise level control signal from the noise level control means (NLVL) 51 and the offset signal from the offset generation means (OFFSET) 53 are narrowed down from the noise formant generator 80 toward the noise formant generator 88. Thus, as shown in FIG. 14C, it is possible to control so that the level of the noise formant and the level of the center frequency of the noise formant are narrowed as the harmonics increase. Further, by using a key scaling characteristic other than 1: 1 in the key scaling table 44, it is possible to obtain a change rate of the center frequency of the noise formant that is different from the change rate of the pitch information so that it can be used as a sound effect. become.
In the noise formant generator shown in FIG. 12, the phase generator (PG) 46, the envelope generator (EG) 42, and the envelope generator (EG) 58 are triggered by key-on in the keyboard 14 or MIDI reception data. The operation has been started.
[0054]
Incidentally, the operator shown in FIG. 2 and the noise formant generator shown in FIG. 12 have many common configurations. Therefore, if the configuration has both the configuration of the operator and the noise formant generator, the unit sound source means having that configuration can be switched between the operator and the noise formant generator. In the musical sound waveform generating apparatus 1 shown in FIG. 1, the number of simultaneous sound generations is 16 channels, for example, and the sound waveform can be generated by selecting the FM sound source 15a or the noise formant sound source 15b in each sound generation channel. Has been. In this case, if the configuration of the unit sound source means for 16 channels in the sound source 15 is configured to have both an operator and a noise formant generator, the FM sound source 15a or the noise formant sound source 15b can be arbitrarily set for each channel. The number of sound sources can be set to an arbitrary number of sound sources.
[0055]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, when one or more operator groups to be controlled among a plurality of operators in the connection combination set by the combination setting means are set and the control means is operated. In addition, the parameter values of the operators of the group selected by the control object selection means are controlled. Thereby, when one control means is operated, the parameter values of a plurality of operators can be controlled, and various timbre changes can be obtained by simple operations.
In addition, when an algorithm that is a combination of operators is changed during performance, the tone waveform generated by the changed algorithm is generated, so that the timbre can be changed dramatically during performance. become.
Furthermore, by providing a noise formant generating means, it becomes possible to obtain a noisy musical tone.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a hardware configuration of an embodiment of a musical sound waveform generator according to the present invention.
FIG. 2 is a conceptual diagram of the configuration of an operator in the musical sound waveform generator according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a chart showing FM parameter sets in the musical sound waveform generator according to the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a part of an operation panel unit in the musical sound waveform generator according to the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing algorithms of algorithm numbers “1”, “3”, and “5” set in the FM sound source in the musical sound waveform generator according to the embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing algorithms of algorithm numbers “16” and “29” set in the FM sound source in the musical sound waveform generating device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing an algorithm of algorithm number “32” set in the FM sound source in the musical sound waveform generating device according to the embodiment of the present invention;
FIG. 8 is a chart showing operators to be controlled set to FM sound sources in the musical sound waveform generating device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a flowchart of a main program in the musical sound waveform generator according to the embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a flowchart showing a part of timbre parameter processing of the main program in the musical sound waveform generator according to the embodiment of the present invention;
FIG. 11 is a flowchart of a part of the remaining tone color parameter processing of the main program in the musical sound waveform generating device according to the embodiment of the present invention;
FIG. 12 is a diagram showing a configuration of a noise formant generator of a noise formant sound source in the musical sound waveform generating device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a diagram showing a key scaling characteristic of a noise formant generator in the musical sound waveform generator according to the embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a diagram showing an example of a noise formant generated by a noise formant generator in the musical sound waveform generating device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a diagram showing a configuration of a noise formant sound source in the musical sound waveform generating device according to the embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Musical tone generator 10 CPU, 11 ROM, 12 RAM, 13 Operation panel part, 13a Algorithm switch setting switch, 13b DATA operation element, 13c 1st push switch, 13d 2nd push switch, 13e Harmonic operation element, 13f Modulation Depth operator, 13g Decay rate operator, 13h Noise level setting operator, 14 keyboard, 15 sound source, 15a FM sound source, 15b noise formant sound source, 16 system bus line, 20 key information generating means, 21 modulator input means, 22 multipliers, 23 fixed frequency information generation means, 24 switching signal generation means, 25 multiple generation means, 26 phase generation section, 27 adder, 28 sine wave table, 29 multiplier, 30 envelope parameter generation means, 31 envelope generation Unit, 32 multiplier, 33 fees Back level setting means, 34 output level setting means, 35 output means, 40 formant frequency generation means, 41 formant envelope parameter generation means, 42 envelope generator, 43 multiplier, 44 key scaling table, 45 multiplier, 46 phase generation section 47, sine wave table, 48 white noise generator, 49 filter parameter generating means, 50 low-pass filter, 51 noise level control means, 52 multiplier, 53 offset generating means, 54 adder, 55 key scaling parameter generating means, 56 multiples Generating means, 57 amplitude envelope parameter generating means, 58 envelope generator, 59 multiplier, 60 noise formant output, 70-78 formant frequency information generating means, 80-88 noise formant generator

Claims

A plurality of operators for performing a modulation operation so as to generate a modulated waveform signal obtained by modulating modulated waveform information having a frequency according to the input frequency information with the input modulation signal information;
A combination setting means for selecting and setting a connection combination of the plurality of operators generating a musical sound waveform from a plurality of connection combinations;
A plurality of operator groups to be controlled among the plurality of operators in the connection combination set by the combination setting unit are set, and the plurality of operators for each of the plurality of connection combinations belong to any of the plurality of groups. Storage means for storing such information,
Group selection means capable of sequentially selecting any one of the plurality of groups;
The plurality of operators in the connection combination set by the combination setting unit by referring to the information stored in the storage unit when any of the plurality of groups is selected by the group selection unit. a control object selection means for setting the control target of the operator the belonging to the group selected by the group selection unit of,
Control means for controlling the parameter value of the operator,
A musical tone waveform generating apparatus characterized in that, when the control means is operated, an operator parameter value set as a control target by the control target selection means is controlled .

The combination setting means sets a modulation calculation algorithm in which the output of one operator becomes modulation signal information to another operator by hierarchically connecting the plurality of operators,
2. The musical tone waveform generating apparatus according to claim 1, wherein the operator set as the control target in the control target selection means is an operator belonging to each layer of the connection combination set by the combination setting means.

2. The musical tone waveform after that is changed to a musical tone waveform generated by a newly set combination of operators when the combination setting means is operated during a performance. Musical sound waveform generator.

The parameter value controlled by the control means is a parameter value representing a ratio between the frequency of the modulated waveform information and the frequency of the modulated signal information, or a parameter value representing a modulation depth in the modulation calculation. The musical sound waveform generator according to claim 1.

Noise formant generating means for performing a modulation operation so as to generate a modulated waveform signal obtained by modulating the modulated waveform information having a frequency corresponding to the input frequency information with a noise whose band is limited in the high frequency band is further provided. The musical sound waveform generator according to claim 1.

A plurality of operators for performing a modulation operation so as to generate a modulated waveform signal obtained by modulating modulated waveform information having a frequency according to the input frequency information with the input modulation signal information;
A combination setting means for selecting and setting a connection combination of the plurality of operators generating a musical sound waveform from a plurality of connection combinations;
A control target selecting means for setting a plurality of groups of operators to be controlled among the plurality of operators in the connection combination set by the combination setting means, and selecting any one group;
Control means for controlling parameter values of the operator;
A plurality of noise formant generation means for performing a modulation operation so as to generate a modulated waveform signal obtained by modulating the modulated waveform information, which is a frequency according to the input frequency information, with noise in which a high frequency band is limited;
When operating the control means, the parameter value of the operator in the group selected by the control target selection means is controlled,
Frequency information changing means capable of changing the frequency information is provided in each noise formant generating means so that the mutual frequency relationship of the modulated waveform information in the plurality of noise formant generating means is a harmonic relationship. A musical sound waveform generator.

7. A musical tone waveform generator according to claim 6, wherein key scaling means for converting the frequency information is provided in front of the frequency information changing means.

A plurality of operators for performing a modulation operation so as to generate a modulated waveform signal obtained by modulating modulated waveform information having a frequency according to the input frequency information with the input modulation signal information;
A combination setting means for selecting and setting a connection combination of the plurality of operators generating a musical sound waveform from a plurality of connection combinations;
A control target selecting means for setting a plurality of groups of operators to be controlled among the plurality of operators in the connection combination set by the combination setting means, and selecting any one group;
Control means for controlling parameter values of the operator;
A noise formant generating means for performing a modulation operation so as to generate a modulated waveform signal obtained by modulating the modulated waveform information, which is a frequency according to the input frequency information, with noise in which a high frequency band is limited;
When operating the control means, the parameter value of the operator in the group selected by the control target selection means is controlled,
The operator is provided with noise generating means for generating noise and low-pass filter means for band-limiting the high frequency band of the noise generated by the noise generator, and the operator can be used as the noise formant generating means. A musical tone waveform generator characterized in that it can be used.