JP3706232B2 - Musical sound generating apparatus and musical sound generating method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、楽音生成装置に関し、特にインパルス応答信号を使って楽音信号を生成させる装置などに関する。
【0002】
【従来技術】
従来、楽音生成装置の分野では、インパルス応答波形信号に関する制御を行うような装置はほとんどなかった。ただ、インパルス応答波形信号そのものをサンプリング記憶し、これを繰り返して読み出し、この繰り返し周期を指定音高に応じたものとするものはあった。この場合、指定された音高が高ければ読み出しの繰り返し周期は短くなり、指定された音高が低ければ読み出しの繰り返し周期は長くなる。また、このインパルス応答波形信号そのものの読み出し速度は一定であり、音高が高くても低くてもインパルス応答波形信号そのものの読み出し速度は変化しなかった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような装置では、単にインパルス応答波形信号を読み出して楽音に応用するだけであり、楽音の音色などの内容をいろいろ変化させることはできなかった。通常楽音の音色などを変化させるにはフィルタなどを使って楽音の周波数成分(特性)を変化させる。
【0004】
ところが、楽音の周波数特性(スペクトルエンベロープ)は上記インパルス応答波形信号そのものの読み出し速度(発生速度)を変化させるだけで達成できる。インパルス応答波形信号の発生速度を変化させれば、周波数特性が周波数軸上で伸びたり縮んだりして周波数特性が変化し、この結果音色も変化する。この場合、インパルス応答波形信号そのものの読み出し速度が上記読み出しの繰り返し周期と連動していては、独自に音色の決定を行うことはできず、音高に応じた音色の決定となり、音高に従属した音色となってしまう。
【0005】
本発明は上述した課題を解決するためになされ、本発明の第1の目的は音高に従属しない独立の音色の決定を行うことにあり、第2の目的はインパルス応答波形信号を使って斬新な楽音信号を生成することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、発生すべき楽音信号の周波数特性に対応した所定長のインパルス応答信号を繰り返し発生し、この繰り返し発生されるインパルス応答信号の繰り返しの周期を、音高決定因子に応じて変化させ、上記音高決定因子とは異なる音色決定因子に応じて、上記発生されるインパルス応答信号そのものの発生速度を、上記繰り返し周期とは独立に変化させた。
【0007】
これにより、インパルス応答信号から生成される楽音信号の音色が音高とは独立に変化され、音色は音高に従属せず、自由に音色を変化させることができる。また、インパルス応答信号の繰り返し発生によって所望の楽音信号が発生され斬新な楽音を生成できる。
【0008】
また本発明では、発生すべき楽音信号の周波数特性に対応した所定長のインパルス応答信号を繰り返し発生し、この繰り返し発生されるインパルス応答信号のうちいくつかを正負反転させた。これにより上記楽音信号の周波数特性が変化し、例えば、楽音の周波数特性のうち特定次倍音だけ消去/減衰させて、残りの倍音成分だけの楽音または残りの倍音成分が相対的に強い楽音を生成することができる。
【0009】
さらに本発明では、発生された音楽的因子に応じて、繰り返し発生されるインパルス応答信号の波形形状を切り換えた。これにより、インパルス応答信号の波形形状そのものの変化を音高変化に連動させたり、音色変化に連動させたりすることができる。
【0010】
またさらに本発明では、インパルス応答信号の繰り返し周期または読み出し速度が変化すれば、このインパルス応答信号に基づいて出力される楽音信号のパワー、エネルギーまたは音量も変化する。本発明では、インパルス応答信号の繰り返し周期または読み出し速度に基づいて、発生されるインパルス応答信号の大きさが変化する。これにより、出力される楽音信号のパワー、エネルギーまたは音量が一定にされ、インパルス応答信号の繰り返し周期または読み出し速度に応じて変化してしまうことがない。
【0011】
【発明の実施の形態】
1.本願発明の原理
図12及び図13は本願発明の原理を示す。図12ではインパルス応答信号ISj(t)の繰り返し周期がT1またはT2のとき、このインパルス応答信号ISj(t)の出力によって合成かつ生成される楽音の周波数特性(スペクトルエンベロープ(包絡)、周波数スペクトル成分特性、フォルマント特性)を示す。この繰り返し周期Tは生成される楽音の音高を決定する。したがって、この繰り返し周期Tは音高情報によって決定され、周期係数fとして取り込まれる。
【0012】
このインパルス応答信号ISj(t)の繰り返し周期Tが短くなり、音高が高くなると、図12(B1)(B2)に示すように周波数特性はあまり又は全く変化せず、各周波数成分の密度が低くなり、フォルマントの幅は変わらない。したがって、繰り返し周期Tが変化すると、音高は変化するが、音色(周波数成分、フォルマント特性)そのものは変化しない。
【0013】
このインパルス応答信号ISj(t)は図1のインパルス信号発生部50の中のインパルス信号記憶部51(図3)の中に各音楽的ファクタ毎に記憶されている。この記憶されているインパルス応答信号ISj(t)は、図13(A1)または(A1)の2つのインパルス応答信号ISj(t)のうちの片方であり、同図は繰り返し読み出しの状態を示す。
【0014】
図13ではインパルス応答信号ISj(t)の繰り返し周期が同じで、インパルス応答信号ISj(t)の読み出し速度が異なるとき、このインパルス応答信号ISj(t)の出力によって合成かつ生成される楽音の周波数特性(スペクトルエンベロープ(包絡)、周波数スペクトル成分特性、フォルマント特性)を示す。このインパルス応答信号ISj(t)自身の読み出し速度は生成される楽音の音色(周波数成分、フォルマント特性)を決定する。したがって、この読み出し速度は音高に関係のない音楽的ファクタ情報、例えば音色情報によって決定され、包絡係数rとして取り込まれる。
【0015】
このインパルス応答信号ISj(t)の読み出し速度が速くなり、インパルス応答信号ISj(t)の時間長が短くなると、図13(B1)(B2)に示すように各周波数成分の密度はあまり又は全く変化せず、周波数特性(周波数スペクトル成分特性、フォルマント特性)が変化し、フォルマントの幅が広がる。したがって、信号の読み出し速度が変化すると、音色(周波数成分、フォルマント特性)は変化するが、音高そのものは変化しない。
【0016】
このインパルス応答信号ISj(t)は、生成したい楽音信号の所定長さに対して、線形予測法、ケプストラム法などの演算手法を施して生成され記憶される。例えば、ケプストラム法では、この所定長さの楽音信号がフーリエ変換器で高速フーリエ変換され、周波数パワースペクトルに変化される。
【0017】
この変換されたパワースペクトルは、対数変換器で対数変換され、さらに逆フーリエ変換器で高速フーリエ逆変換され、時間域(ケフレンジ)のケプストラムに変換される。このケプストラムは乗算器及び窓関数発生器からの因果性の窓がかけられ複素ケプストラムに変換される。この複素ケプストラムは再び上記フーリエ変換器で高速フーリエ変換され周波数域に戻され、スペクトルエンベロープが求められる。
【0018】
このスペクトルエンベロープの例は図12(B1)(B2)及び図13(B1)(B2)に示される。このスペクトルエンベロープは指数変換器で指数変換され、上記逆フーリエ変換器で高速フーリエ逆変換され時間域に戻される。これにより、最小位相のインパルス応答信号のサンプリングデータが生成され、これが上記インパルス応答信号ISj(t)としてインパルス信号記憶部51に記憶される。
【0019】
インパルス応答信号ISj(t)の繰り返し周期が変化すれば、このインパルス応答信号ISj(t)に基づいて出力される楽音信号のパワー、エネルギーまたは音量も変化する。このインパルス応答信号ISj(t)の繰り返し周期に基づいて、発生されるインパルス応答信号ISj(t)の大きさが変化する。これにより、出力される楽音信号のパワー、エネルギーまたは音量が、一定にされ、インパルス応答信号ISj(t)の繰り返し周期に応じて変化してしまうことがない。
【0020】
2.全体回路
図1は楽音生成装置の全体回路を示す。演奏情報発生部10からは演奏情報(楽音発生情報)が発生される。この演奏情報(楽音発生情報)は、楽音を発生させるための情報である。この演奏情報発生部10は、マニュアル操作によって演奏される発音指示装置、自動演奏装置、種々のスイッチまたはインターフェイスである。
【0021】
上記演奏情報(楽音発生情報)は、音楽的ファクタ(因子)情報であり、音高(音域)情報(音高決定因子)、発音時間情報、演奏分野情報、発音数情報などである。発音時間情報は楽音の発音開始からの経過時間を示す。演奏分野情報は、演奏パート情報、楽音パート情報、楽器パート情報等を示し、例えばメロディ、伴奏、コード、ベース、リズム等、または上鍵盤、下鍵盤、足鍵盤等に対応している。
【0022】
上記音高情報はキーナンバデータKNとして取り込まれる。このキーナンバデータKNはオクターブデータ(音域データ)と音名データとからなる。演奏分野情報は、パートナンバデータPNとして取り込まれ、このパートナンバデータPNは各演奏エリアを識別するデータであって、発音操作された楽音がどの演奏エリアからのものかによって設定される。
【0023】
発音時間情報は、トーンタイムデータTMとして取り込まれ、キーオンイベントからのタイムカウントデータに基づいたり、またはエンベロープフェーズで代用される。この発音時間情報は特願平6−219324号明細書及び図面に発音開始からの経過時間情報として詳しく示される。
【0024】
発音数情報は同時に発音している楽音の数を示し、例えばアサインメントメモリ42のオン/オフデータが「1」の楽音の数に基づき、この数は特願平6−242878号の図9及び図15、特願平6−247685号の図8及び図18、特願平6−276857号の図9及び図20、特願平6−276858号の図9及び図21のフローチャートに基づいて求められる。
【0025】
発音指示装置は、キーボード楽器、弦楽器、吹奏楽器、打楽器、コンピュータのキーボード等である。自動演奏装置は、記憶された演奏情報を自動的に再生するものである。インターフェイスは、MIDI(ミュージカルインスツルメントデジタルインターフェイス)等、接続された装置からの演奏情報を受け取ったり、送り出したりする装置である。
【0026】
さらに、この演奏情報発生部10には各種スイッチが設けられ、この各種スイッチは音色タブレット、エフェクトスイッチ、リズムスイッチ、ペダル、ホイール、レバー、ダイヤル、ハンドル、タッチスイッチ等であって楽器用のものである。この各種スイッチより、楽音制御情報が発生され、この楽音制御情報は発生された楽音を制御する情報であって音楽的ファクタ(因子)情報であり、音色情報(音色決定因子)、タッチ情報(発音指示操作の速さ/強さ)、発音数情報、エフェクト情報、リズム情報、音像(ステレオ)情報、クオンタイズ情報、変調情報、テンポ情報、音量情報、エンベロープ情報等である。
【0027】
これら音楽的ファクタ情報も上記演奏情報(楽音情報)に合体され、上記各種スイッチより入力されるほか、上記自動演奏情報に合体されたり、上記インターフェイスで送受される演奏情報に合体される。なお、上記タッチスイッチは上記発音指示装置の1つ1つに対応して設けられており、タッチの速さと強さを示すイニシャルタッチデータとアフタタッチデータとが発生される。
【0028】
上記音色情報は、鍵盤楽器(ピアノ等)、管楽器(フルート等)、弦楽器(バイオリン等)、打楽器(ドラム等)の楽器(発音媒体/発音手段)の種類等に対応しており、トーンナンバデータとして取り込まれる。上記エンベロープ情報は、エンベロープレベル、エンベロープスピード、エンベロープフェーズなどである。
【0029】
このような音楽的ファクタ情報は、コントローラ20へ送られ、後述の各種信号、データ、パラメータの切り換えが行われ、楽音の内容が決定される。上記演奏情報(楽音発生情報)及び楽音制御情報はコントローラ20で処理され、各種データがインパルス信号発生部50へ送られ、インパルス応答信号ISj(t)が発生される。コントローラ20はCPU、ROM及びRAMなどからなっている。
【0030】
プログラム/データ記憶部40(内部記憶媒体/手段)はROMまたは書き込み可能なRAM、フラッシュメモリまたはEEPROM等の記憶装置からなり、光ディスクまたは磁気ディスク等の情報記憶部41(外部記憶媒体/手段)に記憶されるコンピュータのプログラムが書き写され記憶される(インストール/転送される)。またプログラム/データ記憶部40には外部の電子楽器またはコンピュータから上記MIDI装置または送受信装置を介して送信されるプログラムも記憶される(インストール/転送される)。このプログラムの記憶媒体は通信媒体も含む。
【0031】
このインストール(転送/複写)は、情報記憶部41が本楽音生成装置にセットされたとき、または本楽音生成装置の電源が投入されたとき自動的に実行され、または操作者による操作によってインストールされる。上記プログラムは、コントローラ20が各種処理を行うための後述するフローチャートに応じたプログラムである。
【0032】
なお、本装置に予め別のオペレーティングシステム、システムプログラム(OS)、その他のプログラムが記憶され、上記プログラムはこれらのOS、その他のプログラムとともに実行されてもよい。このプログラムは本装置(コンピュータ本体)にインストールされ実行されたときに、別のプログラムとともにまたは単独で請求項(クレーム)に記載された処理・機能を実行させることができればよい。
【0033】
また、このプログラムの一部又は全部が本装置以外の1つ以上の別装置に記憶されて実行され、本装置と別装置との間には通信手段を介して、これから処理するデータ/既に処理されたデータ/プログラムが送受され、本装置及び別装置全体として、本発明が実行されてもよい。
【0034】
このプログラム/データ記憶部40には、上述した音楽的ファクタ情報、上述した各種データ及びその他の各種データも記憶される。この各種データには時分割処理に必要なデータや時分割チャンネルへの割当のためデータ等も含まれる。
【0035】
インパルス信号発生部50では、所定長のインパルス応答信号ISj(t)が繰り返し発生され音響出力部60から発音出力される。この繰り返し発生されるインパルス応答信号ISj(t)の繰り返しの周期は、上記音高情報に応じて変化され、またこの音高情報とは異なる上記音色情報または音高に関係ない音楽的ファクタ情報に応じて、この発生されるインパルス応答信号ISj(t)そのものの読み出し速度(発生速度)が変化され、これら繰り返し周期と読み出し速度とは互いに独立に変化される。
【0036】
このインパルス応答信号ISj(t)は発生すべき楽音信号のスペクトルエンベロープに対応していて所定の有限の長さLを持つ。このインパルス信号発生部50は時分割処理によって複数の楽音信号が同時に生成されポリフォニックに発音される。
【0037】
タイミング発生部30からは、楽音生成装置の全回路の同期を取るためのタイミングコントロール信号が各回路に出力される。このタイミングコントロール信号は、各周期のクロック信号のほか、これらのクロック信号を論理積または論理和した信号、時分割処理のチャンネル分割時間の周期を持つ信号、チャンネルナンバデータjなどを含む。
【0038】
3.アサインメントメモリ42
図2は、プログラム/データ記憶部40のアサインメントメモリ42を示す。アサインメントメモリ42には、複数(16または32等)のチャンネルメモリエリアが形成されており、上記インパルス信号発生部50に形成された複数の楽音生成チャンネルに割り当てられた楽音に関するデータが記憶される。
【0039】
これら各チャンネルメモリエリアには、チャンネルが割当られた楽音の周期係数f(またはキーナンバデータKN)、包絡係数r(トーンナンバデータTN)、波形先頭アドレスSa、波形末尾アドレスEa及び周期末尾値Fmaxのほか、オン/オフデータ、タッチデータTC、トーンタイムデータTM、パートナンバデータPN、パワーデータPW、エンベロープフェーズデータEF、エンベロープスピードデータES、エンベロープレベルデータEL等が記憶される。
【0040】
オン/オフデータは割り当られ発音する楽音がキーオン中または発音中(“1”)かキーオフ中または消音中(“0”)かを示す。周期係数f(キーナンバデータKN)は割り当られ発音する楽音の音高を示し、上記音高情報に応じて決定される。周期係数fの上位データは音域またはオクターブを示す。この周波数ナンバデータFNは上記コントローラ20によって対応するチャンネルタイミングに上記インパルス信号発生部50へ送られる。
【0041】
包絡係数r(トーンナンバデータTN)は、割り当てられ発音する楽音の音色を示し、上記音色情報に応じて決定される。この包絡係数rは、上記コントローラ20によって対応するチャンネルタイミングに上記インパルス信号発生部50へ送られる。タッチデータTCは、発音操作の速さまたは強さを示し、上記タッチ情報に応じて決定される。
【0042】
パワーデータPWは、インパルス応答信号ISj(t)の波形のエネルギーのパワーを示し、インパルス信号記憶部51に記憶された各インパルス応答信号ISj(t)の繰り返し周期T、各インパルス応答信号ISj(t)そのものの読み出し(発生)速度または波形形状に基づいて決定される。
【0043】
例えば、ある音高のあるインパルス応答信号ISj(t)のパワーデータPWが「1」に基準として設定されれば、1オクターブ上の音高の同じインパルス応答信号ISj(t)では「1/2」、2オクターブ上の音高の同じインパルス応答信号ISj(t)では「1/4」、・・・、1オクターブ下の音高の同じインパルス応答信号ISj(t)では「2」、2オクターブ下の音高の同じインパルス応答信号ISj(t)では「4」、・・・となる。
【0044】
また、ある読み出し速度のインパルス応答信号ISj(t)のパワーデータPWが「1」に基準として設定されれば、2倍の読み出し速度の同じインパルス応答信号ISj(t)では「2」、3倍の読み出し速度の同じインパルス応答信号ISj(t)では「3」、・・・、1/2倍の読み出し速度の同じインパルス応答信号ISj(t)では「1/2」、1/3倍の読み出し速度の同じインパルス応答信号ISj(t)では「1/3」、・・・となる。
【0045】
さらに、異なるインパルス応答信号ISj(t)の間でも、パワーデータPWが設定される。インパルス応答信号ISj(t)が激しく変化する波形であり、波形のエネルギーパワーが大きければ、パワーデータPWは小さくされ、インパルス応答信号ISj(t)がゆっくりと変化する波形であり、エネルギーパワーが小さければ、パワーデータPWは大きくされる。
【0046】
むろん、インパルス信号記憶部51に記憶されている各インパルス応答信号ISj(t)の大きさ(振幅)が同じエネルギーパワーとなるように調整されていれば、このような異なるインパルス応答信号ISj(t)の間のパワーデータPWの設定は不要である。
【0047】
このパワーデータPWは、異なるインパルス応答信号ISj(t)の間では、インパルス応答信号ISj(t)の波形の積分値、または波形の各極大値及び各極小値の絶対値の合計をもとに決定される。
【0048】
また、このパワーデータPWは、上述したように、同じインパルス応答信号ISj(t)の間では、繰り返し周期Tつまり音高周波数に反比例して決定され、さらに設定音色つまり読み出し速度に反比例して決定される。しかし、楽音の発生(発音)回路のインパルス特性、スピーカの電気エネルギーから音量エネルギーへの変換特性によっては以下の通りとなる。A、B、C、Dは定数である。Tは上記繰り返し周期である。音高周波数であれば逆数にされてこの「T」のなかに代入される。Sは読み出し速度である。
【0049】
PW=A×(T/S)(n−INV) (n=1、2、3、・・・)
PW=B×(log−c)(T/S)
PW=D×(n−RAD)(T/S) (n=1、2、3、・・・)
(n−INV)は前にある数値を「n乗」することを示し、この場合(T/S)が「n乗」される。(log−c)は底が「c」の対数式を示す。(n−RAD)は後に続く数値の「n乗根」を求めることを示し、この場合(T/S)の「n乗根」が算出される。
【0050】
このようなパワーデータPWは、プログラム/データ記憶部40内のテーブルによって、上記音高情報(キーナンバデータKN)及び音色情報(トーンナンバデータTN)から変換される。同じく上記周期係数fも、プログラム/データ記憶部40内のテーブルによって、上記音高情報(キーナンバデータKN)から変換され、上記包絡係数rも、プログラム/データ記憶部40内のテーブルによって、上記音色情報(トーンナンバデータTN)から変換される。
【0051】
エンベロープフェーズデータEFはエンベロープのアタック、ディケィ、サスティンまたはリリースを示し、エンベロープスピードデータESはエンベロープのデジタル演算1周期当たりの演算のステップ値を示し、エンベロープレベルデータELは、各フェーズの末尾でエンベロープ演算値が到達する目標値を示す。
【0052】
これら各チャンネルメモリエリアの各データは、発音開始タイミングに書き込まれ、各チャンネルタイミングごとに書き換えられたり、読み出されたりして、上記インパルス信号発生部50へ送られる。このアサインメントメモリ42は、プログラム/データ記憶部40の中ではなくインパルス信号発生部50またはコントローラ20の中に設けてもよい。
【0053】
上記時分割処理によって形成されるチャンネル、すなわち複数の楽音を並行して発生するための複数の楽音発生システムへの各楽音の割り当て方法またはトランケート方法は、例えば特願平1−42298号、特願平1−305818号、特願平1−312175号、特願平2−208917号、特願平2−409577号、特願平2−409578号に示された方法が使われる。
【0054】
4.インパルス信号発生部50
図3は上記インパルス信号発生部50を示す。インパルス信号記憶部51には、図4に示すように、種々のインパルス応答信号ISj(t)が記憶されている。これらのインパルス応答信号ISj(t)の波形形状は異なっており、楽音信号に合成出力されたときの音色も異なっている。これらのインパルス応答信号ISj(t)は、上記各音楽的ファクタ情報に対応しており、上記音色、タッチ、音高(音域)または発音時間、演奏分野、エンベロープフェーズなどごとに多重に記憶されている。
【0055】
例えば、インパルス応答信号ISj(t)は各音色ごとに異なって記憶され、このうち1種類の音色のインパルス応答信号ISj(t)は各タッチごとに異なって記憶され、このうち1種類のタッチのインパルス応答信号ISj(t)は各発音時間ごとに異なって記憶され、・・・音高ごとに異なって記憶され、・・・演奏分野ごとに異なって記憶され、・・・エンベロープフェーズ毎に異なって記憶される。
【0056】
上記音楽的ファクタ情報はコントローラ20でこのような種々のインパルス応答信号ISj(t)を指定する上位読み出しアドレスデータに変換され、この上記読み出しアドレスデータはインパルス信号選択部52にストアされてインパルス信号記憶部51に供給されインパルス応答信号ISj(t)が選択される。また、上記音楽的ファクタ情報が各楽音ごとまたは発音中に変化すれば、この上位読み出しアドレスデータは切り換えられ、読み出されるインパルス応答信号ISj(t)も切り換えられる。
【0057】
この音楽的ファクタ情報が音高に関連するものであれば、インパルス応答信号の波形形状そのものの変化を音高変化に連動させたり、合成出力される楽音信号の音色も音高変化に連動させることができる。また、この音楽的ファクタ情報が音高以外の情報に関連するものであれば、インパルス応答信号の波形形状そのものの変化を音色、タッチ、発音時間、演奏分野の変化に連動させたり、合成出力される楽音信号の音色も音色、タッチ、発音時間、演奏分野の変化に連動させることができる。
【0058】
このインパルス信号選択部52は上記時分割チャンネル数に対応したメモリエリアを有し、各チャンネルに割り当てられた楽音の音楽的ファクタに応じた上位読み出しアドレスデータがそれぞれのメモリエリアにストアされ、上記タイミング発生部からのチャンネルナンバデータjによって読み出されインパルス信号記憶部51に供給される。
【0059】
上記インパルス信号記憶部51の各インパルス応答信号ISj(t)はインパルス信号読み出し部53からの下位読み出しアドレスデータR1、R2によって読み出される。この下位読み出しアドレスデータR1、R2は上記音高情報以外の上記音楽的ファクタ情報に応じた速度でインクリメントされる。したがって、インパルス応答信号ISj(t)の読み出し速度は音高情報によっては決定されない。また、このインパルス応答信号ISj(t)は繰り返し読み出され、この繰り返しの周期は、上記音高情報に応じて変化され、これら繰り返し周期と読み出し速度とは互いに独立に決定される。
【0060】
上記インパルス信号記憶部51から読み出された各インパルス応答信号ISj(t)はインパルス累算部54で各チャンネルごとに個別に累算かつ合成され、乗算器55でエンベロープジェネレータ56からのエンベロープ信号が各チャンネルごとに乗算かつ合成され、楽音累算部57で全チャンネルの楽音信号について累算かつ合成され、上記音響出力部60から発音出力される。
【0061】
エンベロープジェネレータ56には上記音楽的ファクタ情報(エンベロープ情報)つまりエンベロープスピードデータES、エンベロープレベルデータEL、エンベロープフェーズデータEFがコントローラ20によって送られて各チャンネルごとに記憶され、この音楽的ファクタ情報(エンベロープ情報)に基づいて、各チャンネルのエンベロープの各フェーズのスピード及びレベルが設定され、各エンベロープの形状が決定される。このエンベロープ信号は各チャンネルごとに時分割に発生され上記乗算器55へ送られる。
【0062】
上記各チャンネルのパワーデータPWは、コントローラ20によって、波形パワー制御RAM58の対応するチャンネルエリアにストアされる。この各パワーデータPWは乗算器55に送られ、インパルス累算部54からの楽音信号(インパルス応答信号ISj(t))、またはエンベロープジェネレータ56からのエンベロープデータに乗算される。この波形パワー制御RAM58は上記時分割チャンネルに応じたメモリエリアを有し、各パワーデータPWが時分割に切り換えられて読み出される。この切り換えはタイミング発生部30からのチャンネルカウントデータに基づく。
【0063】
これにより、インパルス応答信号ISj(t)の繰り返し周期Tが音高に応じて変化し、波形のパワーつまり音量が音高に応じて変化しても、これを調整して解消することができる。また、インパルス応答信号ISj(t)の波形形状が異なっているため、波形のパワーつまり音量が音高に応じて変化しても、これを調整して解消することができる。
【0064】
図5は、このインパルス応答信号ISj(t)の音高つまり繰り返し周期Tと波形パワーとの関係を示す。図5(1)のような短い周期でインパルス応答信号ISj(t)を読み出すと、単位時間当たりの波形エネルギーは大きくなり、音量も大きくなる。これに対して、図5(2)のような長い周期でインパルス応答信号ISj(t)を読み出すと、単位時間当たりの波形エネルギーは小さくなり、音量も小さくなる。
【0065】
同様に、図示しないが、インパルス応答信号ISj(t)をゆっくりと読み出すと、単位時間当たりの波形エネルギーは大きくなり、音量も大きくなる。これに対して、インパルス応答信号ISj(t)を速く読み出すと、単位時間当たりの波形エネルギーは小さくなり、音量も小さくなる。
【0066】
これに対して、上記パワーデータPWを乗算することによって、出力されるインパルス応答信号ISj(t)(楽音信号)のレベルを制御し、繰り返し周期Tつまり音高の変化または読み出し速度つまり音色の変化による余分な音量(パワー)変化を押さえることができる。
【0067】
なお、このパワーデータPWは、上述のアサインメントメモリ42に記憶されているエンベロープレベルデータELに乗算されて、上記エンベロープジェネレータ56へ送られてもよい。また、上記アサインメント41に記憶されているタッチデータTCがこのパワーデータPWに乗算されて、上記波形パワー制御RAM58にストアされてもよい。さらに、このパワーデータPWは、上記周期係数fの逆数と上記包絡係数rとを演算したものであってもよい。
【0068】
5.インパルス信号読み出し部53
図6は上記インパルス信号発生部50の中のインパルス信号読み出し部53を示す。上記コントローラ(CPU)20からの周期係数f、包絡係数r、波形先頭アドレスSa及び波形末尾アドレスEaは各時分割チャンネルごとにパラメータRAM501にストアされる。場合によって周期末尾値Fmaxも各時分割チャンネルごとにパラメータRAM501にストアされる。このパラメータRAM501には時分割チャンネル数に応じたメモリエリアが形成され、各チャンネルに割り当てられた楽音に応じた上記係数f、r、アドレスSa、Eaが対応するメモリエリアにストアされる。なお、上記アサインメント42から各データf、r、Sa、Eaが常時時分割に送られてくる場合には、パラメータRAM501のメモリエリアは1つでもよい。
【0069】
上記周期係数f及び周期末尾値Fmaxは、上記インパルス応答信号ISj(t)の繰り返し周期Tの長さを決定し、生成される楽音の音高を決定し、周期係数fが順次繰り返し累算され、周期末尾値Fmaxに達するごとに、インパルス応答信号ISj(t)が繰り返し読み出される。この周期係数fの累算値は周期カウント値Fとなる。この周期係数f及び周期末尾値Fmaxは、上記音高情報(キーナンバデータ)によって決定され、キーナンバデータから変換される。この繰り返し周期Tの長さが発生される楽音信号の音高を決定する。
【0070】
この周期係数f及び周期末尾値Fmaxのいずれかは固定されてもよい。この図3の実施例では周期末尾値Fmaxは周期カウント値Fが取り得る最大値(「1111…11」又は「111…1100…0」)に設定され、この周期末尾値Fmaxはストアされない。
【0071】
上記包絡係数rは、上記インパルス応答信号ISj(t)の読み出し(発生)速度を決定し、このインパルス応答信号ISj(t)の周波数特性(フォルマント形状)を決定し、生成される楽音の音色を決定し、上記波形先頭アドレスSaから波形末尾アドレスEaまで包絡係数rが繰り返し累算され、上記インパルス信号記憶部51に下位読み出しアドレスデータR1、R2として供給される。この下位読み出しアドレスデータR1、R2が波形末尾アドレスEaまで達すると、上記周期カウント値Fが次に上記周期末尾値Fmax達するまで、インパルス応答信号ISj(t)の読み出しが待機される。
【0072】
この包絡係数rは、上記音高に関係ない音楽的ファクタ情報によって決定され、例えば上記音色情報(トーンナンバデータ)、タッチ情報(タッチデータ)、発音時間情報(トーンタイムデータ)、演奏分野情報(パートナンバデータ)などから変換される。
【0073】
上記パラメータRAM501からの上記包絡係数rまたは周期計数fはBレジスタを経て、FLX503を経てまたは経ないで、セレクタ504を介して、加算器505でそれまでの下位読み出しアドレスデータR1、R2または周期カウント値Fに累算され、累算レジスタ506を経て、セレクタ507を介して演算RAM508にストアされる。この演算RAM508には時分割チャンネル数に応じたメモリエリアが形成され、各チャンネルに割り当てられた楽音に応じた上記データR1、R2、Fが対応するメモリエリアにストアされる。上記FLX503は浮動小数点によるデータを固定小数点によるデータに変換する。
【0074】
このデータR1、R2、Fは演算RAM508からAレジスタ509を経て、セレクタ510を介して上記加算器505に送られる。また、このデータR1、R2はR1レジスタ511、R2レジスタ512を経てセレクタ518で交互に選択されて上記インパルス信号記憶部51に送られる。上記累算レジスタ506からの周期カウント値Fのうち下位の小数データFr又はデータ「0」は、上記セレクタ510を介して上記加算器505に供給される。上記セレクタ518はクロック信号φR1によって切り換えられる。このクロック信号φR1の1周期は図9に示すように1チャンネル分の分割時間に等しい。
【0075】
この下位読み出しアドレスデータR1の初期値は「0」、下位読み出しアドレスデータR2の初期値は波形末尾アドレスEa、周期カウント値Fの初期値は「0」であり、これらの初期値はコントローラ20によって上記セレクタ507を介して上記演算RAM508にストアされる。
【0076】
上記パラメータRAM501からの上記波形末尾アドレス値Ea(周期末尾値Fmax)はEaレジスタ及びアンドゲート群514を介してコンパレータ516に供給される。このコンパレータ516には上記加算器505からの下位読み出しアドレスデータR1、R2または周期カウント値Fも供給され、下位読み出しアドレスデータR1、R2が波形末尾アドレス値Eaに達したとき、または周期カウント値Fが最大値「111…11」又は最大近似値「111…1100…0」(周期末尾値Fmax)に達したとき、検出信号がフリップフロップ517にセットされ、コントローラ(CPU)20へ送られる。
【0077】
上記加算器505からのキャリーアウト信号Coutは上記コンパレータ516の上位ビット群として供給され、また上記アンドゲート群514のゲート信号はインバータ515で反転され、上記コンパレータ516の上位ビット群として供給され、ビット数が整合される。
【0078】
上記波形先頭アドレスSa及び波形末尾アドレスEaも、上記音楽的ファクタ情報によって決定され、例えば上記音高情報(キーナンバデータ)、音色情報(トーンナンバデータ)、タッチ情報(タッチデータ)、発音時間情報(トーンタイムデータ)、演奏分野情報(パートナンバデータ)などから変換され、パラメータRAM501の対応チャンネルメモリエリアにストアされる。この波形先頭アドレスSa及び波形末尾アドレスEaは、上記種々のインパルス応答信号ISj(t)の1つを選択する。この場合、上記インパルス信号選択部52は省略可能である。
【0079】
6.処理全体
図7はコントローラ(CPU)20によって実行される処理全体のフローチャートを示す。この処理全体は本楽音生成装置の電源オンによって開始され、電源オフまで繰り返し実行される。
【0080】
まず、プログラム/データ記憶部40の初期化など種々のイニシャライズ処理が行われ(ステップ01)、上記演奏情報発生部10の発音指示装置または自動演奏装置での手動演奏または自動演奏に基づく発音処理が行われる(ステップ02)。
【0081】
この発音処理では、サーチされた空きチャンネルにキーオンイベントに係る楽音が割り当てられる。この楽音の内容は、上記演奏情報発生部10からの上記演奏情報(楽音発生情報)、楽音制御情報の音楽的ファクタ情報及びこのときプログラム/データ記憶部40に既に記憶されている音楽的ファクタ情報によって決定される。
【0082】
次いで、上記演奏情報発生部10の発音指示装置または自動演奏装置での手動演奏または自動演奏に基づく消音(減衰)処理が行われる(ステップ03)。この消音(減衰)処理では、キーオフイベントに係る楽音が割り当てられているチャンネルがサーチされ当該楽音が減衰され消音される。この場合、キーオフイベントに係る楽音のエンベロープフェーズがリリースとなり、エンベロープレベルが次第に「0」になる。
【0083】
さらに、上記演奏情報発生部10の各種スイッチの操作があれば、このスイッチに対応する音楽的ファクタ情報が取り込まれ、プログラム/データ記憶部40に記憶され、音楽的ファクタ情報が変更される(ステップ04)。この後、その他の処理が実行され(ステップ05)、上記ステップ02からこのステップ05までの処理が繰り返される。
【0084】
7.インパルス応答信号ISj(t)発生処理
図8はコントローラ(CPU)20によって実行される上記ステップ02の発音処理のフローチャートを示し、この処理ではインパルス応答信号ISj(t)が発生される。この図5のフローチャートは全時分割チャンネルについて行われる。
【0085】
まず、上記演奏情報発生部10の発音指示装置または自動演奏装置からコントローラ20に手動演奏または自動演奏に基づくキーオンイベント(発音イベント)が送られれば(ステップ11)、空きチャンネルがサーチされ、サーチされた空きチャンネルのアサインメントメモリ42のエリアに「1」のオン/オフデータ、音高に応じた周期係数f、音色に応じた包絡係数r、タッチデータTC、パートナンバデータPN、「0」のトーンタイムデータTM、音高に応じたパワーデータPW、エンベロープスピードES、エンベロープレベルEL、「1」のエンベロープフェーズEF、その他の後述するフラグ及びデータSa、Ea、Fmax、n、ΔLad、WSが書き込まれる。この周期係数fと包絡係数rとは次述する。
【0086】
さらに、「0」の上記下位読み出しアドレスデータR1、波形末尾アドレスEaに設定された下位読み出しアドレスデータR2、「0」の周期カウント値Fが上記演算RAM508の対応チャンネルメモリエリアにストアされ、重ね合わせチャンネルカウンタ(プログラム/データ記憶部40)の対応チャンネルエリアが「0」にリセットされる(ステップ12)。
【0087】
次に、周期係数f及び周期末尾値Fmaxはキーナンバデータ(音高情報)KNから変換され、パラメータRAM501の対応チャンネルメモリエリアにストアされ、包絡係数rは、トーンナンバデータ(音色情報)TN、タッチデータ(タッチ情報)TC、トーンタイムデータ(発音時間情報)TMまたはパートナンバデータ(演奏分野情報)PNから変換され、パラメータRAM501の対応チャンネルメモリエリアにストアされ(ステップ13)、その他の処理が実行される(ステップ14)。
【0088】
また、波形先頭アドレスSa及び波形末尾アドレスEaは、キーナンバデータ(音高情報)、トーンナンバ(音色情報)、タッチデータ(タッチ情報)、トーンタイムデータ(発音時間情報)またはパートナンバデータ(演奏分野情報)から変換され、パラメータRAM501の対応チャンネルメモリエリアにストアされる(ステップ13)。この波形先頭アドレスSa及び波形末尾アドレスEaは、上記種々のインパルス応答信号ISj(t)の1つを選択する。この場合、上記インパルス信号選択部52は省略可能である。
【0089】
さらに、キーオン開始(発音開始)またはキーオン中(発音中)の楽音があれば(ステップ15)、上記周期カウント値Fに周期係数fが加算(累算)され(ステップ16)、この加算値(累算値)が周期末尾値Fmax(「1111…11」又は「111…1100…0」)以上であれば(ステップ17)、周期カウント値Fから周期末尾値Fmaxが減算され、周期カウント値Fの端数が補正される(ステップ18)。
【0090】
重ね合わせチャンネルを切り換えて(ステップ18、21、22)、切り換えられた当該チャンネルの波形先頭アドレスSaに周期カウント値Fのうち下位の小数データFrが加算され(ステップ23)、下位読み出しアドレスデータR1またはR2の初期値が補正される。
【0091】
この重ね合わせチャンネルでは、2つのインパルス応答信号ISj(t)が時分割に交互に読み出され、1つの楽音として出力され、上述したように複数の楽音がさらなる時分割チャンネルを通じてポリフォニックに出力される。この重ね合わせチャンネルの値(ch=0、1)によって、2つのインパルス応答信号ISj(t)の読み出しが区別される。
【0092】
1つのインパルス応答信号ISj(t)の読み出しの時間的長さLが、このインパルス応答信号ISj(t)の繰り返し周期の時間的長さTより長いと、先のインパルス応答信号ISj(t)と次のインパルス応答信号ISj(t)とが重なってしまう。したがって、上記の2つのインパルス応答信号ISj(t)がチャンネル分割によって個別に読み出されれば、この2つのインパルス応答信号ISj(t)が並行して読み出され重ね合わされる。むろん、このチャンネル数は2を越えてもよい。
【0093】
次いで、下位読み出しアドレスデータR1に包絡係数rが波形末尾アドレスEaになるまで加算され(ステップ24、25、26)、下位読み出しアドレスデータR2に包絡係数rが波形末尾アドレスEaになるまで加算される(ステップ27、28、29)。この2つの下位読み出しアドレスデータR1及びR2により、上述したように2つのインパルス応答信号ISj(t)がインパルス応答信号ISj(t)信号記憶部51から並行して読み出されインパルス累算部54で重ね合わされる。以上のステップ15からステップ29までの処理が全時分割チャンネルにわたって繰り返され(ステップ30)、その他の処理が実行される(ステップ31)。
【0094】
8.インパルス信号読み出し部53のタイムチャート
図9は、上記インパルス信号読み出し部53の各部の動作のタイムチャートを示す。上述したように、パラメータRAM501及び演算RAM508への書き込み/読み出し、各セレクタ504、507、510の切り換え、各レジスタ502、506、509、511、512、513へのストア、フリップフロップ517へのストア、アンドゲート群514の開成/閉成が切り換え制御される。これらの切り換え制御信号は、上述したタイミング発生部からの種々のタイミング制御信号が使われる。
【0095】
上記周期末尾値FmaxがパラメータRAM501にストアされるときは、当該周期末尾値Fmaxの書き込み/読み出しも行われる。このタイムチャートの波形のうちハイレベル/ローレベルが点線で示されるものは、書き込みデータがあるとき/ないとき、コンパレータ516が検出/非検出によって、ハイレベルになったりローレベルになったりする。
【0096】
9.読み出し状態
図10はインパルス応答信号ISj(t)のインパルス信号記憶部51からの読み出し状態を示す。発音開始(キーオン)によって、1番目のインパルス応答信号ISj(t)は下位読み出しアドレスデータR1によって読み出し開始される(ステップ24)。この下位読み出しアドレスデータR1は包絡係数rの速度でインクリメント開始される。
【0097】
同時に、周期カウント値Fが周期係数fの速度でインクリメント開始される(ステップ15、16)。周期カウント値Fが周期末尾値Fmaxに達すると(ステップ17)、上記1番目のインパルス応答信号ISj(t)がまだ読み出しの途中であっても、2番目のインパルス応答信号ISj(t)が下位読み出しアドレスデータR2によって読み出し開始される(ステップ27)。この下位読み出しアドレスデータR2も包絡係数rの速度でインクリメント開始される。
【0098】
そして、発音開始から2番目の周期Tが経過すると(ステップ17)、上記2番目のインパルス応答信号ISj(t)がまだ読み出しの途中であっても、3番目のインパルス応答信号ISj(t)が下位読み出しアドレスデータR1によって読み出し開始される(ステップ24)。
【0099】
さらに、発音開始から3番目の周期Tが経過すると(ステップ17)、上記3番目のインパルス応答信号ISj(t)がまだ読み出しの途中であっても、4番目のインパルス応答信号ISj(t)が下位読み出しアドレスデータR2によって読み出し開始される(ステップ27)。
【0100】
このように、2つの下位読み出しアドレスデータR1及びR2によって、2つの同じインパルス応答信号ISj(t)が交互に読み出される。したがって、インパルス応答信号ISj(t)そのものの長さLが繰り返し発生の周期Tより長くても、各周期Tの終わりで先のインパルス応答信号ISj(t)の発生を継続させるとともに、次のインパルス応答信号ISj(t)を重ねて発生させることができる。これらのインパルス応答信号ISj(t)は1つの楽音信号として合成かつ出力される。
【0101】
なお、1つの楽音信号として時分割に読み出されるインパルス応答信号ISj(t)の数は「2」を越えていてもよい。これに応じて、下位読み出しアドレスデータの数もR1、R2、R3、R4、・・・と増加し、ステップ24〜26、27〜29の数も増える。
【0102】
また、1つの楽音信号として時分割に読み出されるインパルス応答信号ISj(t)の数は「1」でもよい。この場合、インパルス応答信号ISj(t)そのものの長さLが繰り返し周期Tより短くなる。したがって、インパルス応答信号ISj(t)そのものの長さLが繰り返し周期Tより短いか否かが判断される。短ければ、ステップ27〜29の処理は省略され、インパルス応答信号ISj(t)の時分割読み出しシステムは1つになる。インパルス応答信号ISj(t)そのものの長さLは、波形末尾アドレスEaと波形先頭アドレスSaとの差を包絡係数rで除算して求められる。同じく繰り返し周期Tは、周期末尾値Fmaxを周期計数fで除算して求められる。
【0103】
10.トーンタイムデータTMの処理
図11はコントローラ20によって一定周期ごとに実行されるインタラプト処理のフローチャートを示す。この処理で上記トーンタイムデータTMのインクリメントが行われる。
【0104】
この処理では、上記アサインメントメモリ42の各チャンネルエリアにつき(ステップ41、44、45)、オン/オフデータが「1」で楽音が発音中のものについて(ステップ42)、そのトーンタイムデータTMが「+1」され(ステップ43)、その他の周期的な処理が行われる(ステップ46)。こうして、各チャンネルの楽音の発音経過時間がカウントされ記憶され、上述したように利用される。
【0105】
11.交互反転回路66
図14はインパルス信号発生部50の第2実施例を示す。この実施例では、上記インパルス信号記憶部51と上記インパルス累算部54との間に図14に示すような交互反転回路66が挿入される。本実施例では1つの楽音につき2つのチャンネルが割り当てられる。一方の第1チャンネルの周期係数fは、指定された音高に応じており、他方の第2チャンネルの周期係数は指定された音高に応じたものではなく、指定された音高の周期係数fのn倍(2倍)の周期係数nf(2f)に設定される。パワーデータPWは設定値からさらに(n−1)/n、(1/2)の値とされるかまたはエンベロープレベルデータELが設定値からさらに(n−1)/n、(1/2)の値とされる。他は上記実施例と同じである。
【0106】
第1チャンネルで読み出される第1インパルス応答信号ISj(t)が図16(A1)のようであり、この第1周波数特性(周波数スペクトル成分、フォルマント特性)が図16(B1)であれば、第2チャンネルで読み出されるn倍(2倍)の周波数の第2インパルス応答信号ISj(t)は図16(A2)のようになり、この第2周波数特性(周波数スペクトル成分、フォルマント特性)は、図16(B2)のようになる。ここでは「n=2」である。この図16(B2)のn=2倍の周波数の第2周波数特性の各周波数成分の間隔は、図16(B1)の第1周波数特性の各周波数成分の間隔のn=2倍となり、ちょうど第2周波数特性(図16(B2))は第1周波数特性(図16(B1))の偶数次倍音のみに該当する。
【0107】
ここで、第1インパルス応答信号ISj(t)(A1)の波形から第2インパルス応答信号ISj(t)(図16A2)の1/n(1/2)を差し引して差分合成を行えば、偶数次倍音のみが差し引かれ、合成インパルス応答信号ISj(t)(図16A3)が生成され、その合成周波数特性(図16B3)は奇数次倍音のみとなる。この図16(A3)の波形はインパルス応答信号ISj(t)がn(2)個のうち(n−1)(1)個が(1つおきに、交互に)正負反転されて出力され、指定された音高に応じた楽音となっている。
【0108】
また、n=3、4、5、6、7、・・・とすることも可能であり、これにより図16(A4)に示すように、n個のうち(n−1)個が正負反転されて出力され、反転されていないインパルス応答信号ISj(t)のレベルが(n−1)/nとされ、反転されたインパルス応答信号ISj(t)のレベルが1/nとされる。
【0109】
この楽音信号の周波数特性はn番目、2n番目、3n番目、4n番目、5n番目、6n番目、7n番目、・・・の周波数成分だけが消去/減衰され、特定の倍音成分だけがない楽音を生成することができる。例えばn=2であれば、2倍音、4倍音、6倍音、8倍音、・・・だけを消去/減衰させることができ、この楽音は閉管楽器の音に適する。さらに例えばn=3であれば、3倍音、6倍音、9倍音、12倍音、・・・だけを消去/減衰させることができる。また例えばn=7であれば、7倍音、14倍音、21倍音、28倍音、・・・だけを消去/減衰させることができ、この楽音はピアノの音に適する。
【0110】
上記インパルス信号記憶部51から続けて読み出された2つのインパルス応答信号ISj(t)は、一方はセレクタ63、セレクタ59及びオアゲート群61を介してそのままインパルス累算部54、乗算器55及び楽音累算部57へ送られ、他方はセレクタ63、セレクタ59を介してインバータ群65で正負反転され乗算器62で1/(n−1)倍、(1/2倍)とされてインパルス累算部54、乗算器55及び楽音累算部57へ送られ累算(加算)合成(差分合成)される。
【0111】
上記セレクタ59は上記チャンネルカウントデータCHNoの下位ビットによって切り換えられ、上記第1チャンネルの第1インパルス応答信号ISj(t)はそのまま出力され、上記第2チャンネルの第2インパルス応答信号ISj(t)は正負反転され1/(n−1)倍、(1/2倍)とされて出力され、図16(B3)のような楽音信号が発生出力される。この楽音信号の周波数特性(周波数スペクトル成分、フォルマント特性)はnの整数倍音のみが消去/減衰された倍音からなり、n=2であれば奇数次倍音からのみなる。チャンネルカウントデータCHNoは上記タイミング発生部30から送られる。
【0112】
上記1/(n−1)、(1/2)のデータはコントローラ20によって演算され、レジスタ82にストアされ上記乗算器62に供給される。この1/(n−1)の値を決定する間引次数データnはアサインメントメモリ42に各チャンネルごとに記憶され、周波数特性の中の間引く倍音次数が選択切り換えされる。この間引次数データn上記音色情報(トーンナンバデータTN)の一部を構成し、演奏情報発生部10からの音色情報によって決定される。
【0113】
上記セレクタ63には、間引フラグがセレクト信号として送られ、上記奇数次倍音制御を行わない通常のインパルス応答信号ISj(t)がこのセレクタ63を介してオアゲート群61へ送られ、図10に示すように累算(加算)合成される。この間引フラグはアサインメントメモリ42に各チャンネルごとに記憶され、特定倍音の消去/減衰されたまたは奇数次倍音の楽音を生成するか、この消去/減衰のないまたは偶数次倍音も含む楽音が生成されるかが選択切り換えされる。この間引フラグは上記音色情報(トーンナンバデータTN)の一部を構成し、演奏情報発生部10からの音色情報によって決定される。
【0114】
このように、このような奇数次倍音の楽音を生成するのに使われた上記インパルス応答信号ISj(t)は、図10のように通常に読み出されれば、特定倍音の消去/減衰のないまたは偶数次倍音も含む楽音が生成される。したがって1つのインパルス応答信号ISj(t)から特定倍音の消去/減衰のないまたは偶数次倍音を含む楽音と特定倍音の消去/減衰されたまたは含まない楽音とを選択生成できる。
【0115】
12.交互反転回路66
図15はインパルス信号発生部50の第3実施例を示す。この実施例では、上記インパルス信号記憶部51と上記インパルス累算部54との間に図15に示すような交互反転回路66が挿入される。本実施例では上記アサインメント42の割り当てチャンネルのメモリエリアにストアされる周期係数fは、指定された音高に応じたものではなく、指定された音高の周期係数fのn倍(2倍)の周期係数nf(2f)に設定される。パワーデータPWは設定値からさらに(n−1)/n、(1/2)の値とされるかまたはエンベロープレベルデータELが設定値からさらに(n−1)/n、(1/2)の値とされる。他は上記実施例と同じである。
【0116】
周期係数がn倍(2倍)の「nf(2f)」に設定されるから、単位時間あたりに読み出されるインパルス応答信号ISj(t)はn倍(2倍)となる。図15(A3)に示されるようにこれがn(2)個のうち(n−1)(1)個が(1つおきに、交互に)正負反転されて出力され、指定された音高に応じた楽音となる。この場合、インパルス応答信号ISj(t)のレベルは(n−1)/n、(1/2)にされなくてはならないので、上述したようにパワーデータPWは設定値からさらに(n−1)/n、(1/2)の値とされるかまたはエンベロープレベルデータELが設定値からさらに(n−1)/n、(1/2)の値とされる。
【0117】
上記インパルス信号記憶部51から上記2つの下位読み出しアドレスデータR1及びR2により交互に読み出されたインパルス応答信号ISj(t)は、一方はセレクタ63、セレクタ59及びオアゲート群61を介してそのままインパルス累算部54へ送られ、他方はセレクタ63、セレクタ59を介してインバータ群65で正負反転されインパルス累算部54へ送られ累算(加算)合成される。
【0118】
セレクタ59はn進プログラマブルカウンタ81からのn進データによって切り換えられ、上記下位読み出しアドレスデータR1、R2によって読み出されたインパルス応答信号ISj(t)のうちn個のうち1個はそのまま出力され、他の(n−1)個のインパルス応答信号ISj(t)は正負反転されて出力され、図16(A3)のような楽音信号が発生出力される。この楽音信号の周波数特性(周波数スペクトル成分、フォルマント特性)は、図16(B3)に示すようにnの整数倍音のみが消去/減衰された倍音からなり、n=2であれば奇数次倍音からのみなる。上記セレクタ63及び間引フラグは上述した第2実施例と同じである。
【0119】
上記n進プログラマブルカウンタ81にはコントローラ20によって上記データ「n」がセットされ、クロック信号2φR1によってインクリメントされる。このクロック信号2φR1は上記クロック信号φR1の2倍の周波数のクロック信号である。このn進プログラマブルカウンタ81は上記反転されないn個のうち1個のインパルス応答信号ISj(t)と、反転される(n−1)個のインパルス応答信号ISj(t)の各発生を検出している。
【0120】
このように生成されるnの整数倍音のみが消去/減衰された奇数次倍音の楽音は、図17に示す吹奏(管)楽器の楽音信号として最適である。この管は一方が閉じられ他方が開いており、奇数次倍音が偶数次倍音に比べてかなり共振し易くなっており、周波数特性の各周波数成分はほとんどが基本波に対して奇数倍(1倍、3倍、5倍、7倍・・・)である。
【0121】
13.奇数次倍音構成のバリエーション
図16はnの整数倍音のみが消去/減衰された奇数次倍音構成のバリエーションを示す。上記第1インパルス応答信号ISj(t)(図16A1)のレベルが(n−1)/n、(1/2)レベルの第2インパルス応答信号ISj(t)(図16A2)のレベルに対して相対的に大きくなると、図18(A1)に示すような差分合成波形となり、周波数特性は図18(B1)に示すようにnの整数倍音である偶数次倍音が若干含まれる特性となる。
【0122】
また、上記第1インパルス応答信号ISj(t)(図16A1)のレベルが1/n(1/2)レベルの第2インパルス応答信号ISj(t)(図16A2)のレベルに対して相対的に小さくなると、図18(A2)に示すような差分合成波形となり、周波数特性は図18(B1)に示すようにnの整数倍音である偶数次倍音がマイナス値となる特性となる。このような自然界にはあり得ない周波数成分の一部がマイナスとなる楽音波形を得ることができる。
【0123】
この場合、上記セレクタ59の2つの出力端に乗算器またはシフタが設けられ、一方に対して他方のレベルが相対的に大きくされたり小さくされたりする。これらの乗算器またはシフタによって、上述したインパルス応答信号ISj(t)のレベルを(n−1)/n、(1/2)にしたり、また上記エンベロープレベルデータを(n−1)/n、(1/2)にすることを代わりにおこなうことができる。
【0124】
本発明は上記実施例に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、周期末尾値Fmaxの設定は省略されて、周期カウント値Fが取りうる最大値に固定され得る。この場合周期係数fだけによって、楽音信号の音高が決定される。
【0125】
上記1つのインパルス応答信号ISj(t)の前半と後半は同じ形状であったが、互いに異なる形状でもよい。また、インパルス応答信号ISj(t)の前半のみが記憶され、この前半が折り返し逆に読み出されて、後半の信号が生成されてもよい。上記インパルス応答信号ISj(t)は、外部からの音をサンプリング記憶して、上記ケプストラム法、線形予測法等によって変換したものでもよいし、使用者が人工的に作成したものでもよい。
【0126】
また、本発明は電子楽器またはコンピュータなどにおいて実施され得る。上記各図の回路の機能はソフトウエア(フローチャート)によって実施されても良いし、上記各図のフローチャートの機能はハードウエア(回路)によって実施されてもよい。
【0127】
上記インパルス応答信号ISj(t)は前半の波形と後半の波形が対称であることが多い。この場合、インパルス信号記憶部51には、この前半の半波形または後半の半波形のみ記憶され、この半波形が読み出された後、同半波形が逆に読み出されて、インパルス応答信号ISj(t)全体が生成されてもよい。これによりインパルス信号記憶部51の記憶量が減少する。
【0128】
上記パワーデータPWによる音量パワーの制御は、インパルス応答信号ISj(t)の読み出し(発生)速度Sと繰り返し周期Tとが独立に制御される場合だけでなく、一方が他方に連動または従属する場合も実行される。この場合、周期係数fと包絡係数rとは同じ音楽的ファクタ、例えば音高、音色、タッチ、発音時間に応じて決定されたり、一方のデータが求められ、この一方のデータにある演算が行われて他方が求められたりする。
【0129】
本件出願当初の特許請求の範囲は以下の通りであった。
【0130】
[1]発生すべき楽音信号の周波数特性に対応した所定長のインパルス応答信号を繰り返し発生し、 この繰り返し発生されるインパルス応答信号のうちいくつかを正負反転させ、これにより上記楽音信号の周波数特性を変化させることを特徴とする楽音生成装置。
【0131】
[2]発生すべき楽音信号の周波数特性に対応した所定長のインパルス応答信号を繰り返し発生させ、 この繰り返し発生されるインパルス応答信号のうちいくつかを正負反転させ、これにより上記楽音信号の周波数特性を変化させることを特徴とする楽音生成方法。
【0132】
[3]上記インパルス応答信号は同じ波形でn個繰り返し発生され、一方の繰り返し周期は他方の繰り返し周期の1/n倍であり、一方のレベルは他方のレベルより低くまたは一方のレベルは他方のレベルの1/nであり、これら両インパルス応答信号が差分合成されて出力され、これによりn個のインパルス応答信号のうち(n−1)個のインパルス応答信号が正負反転されて発生され、
または上記インパルス応答信号そのものの長さが上記繰り返し発生の周期より長くても、当該周期の終わりで当該インパルス応答信号の発生を継続させるとともに、複数の発生手段によって、次のインパルス応答信号を重ねて発生させ、この各インパルス応答信号の発生を検出し、この検出結果に基づいて繰り返し発生されるインパルス応答信号をn個のうち(n−1)個を正負反転させ、反転されていないインパルス応答信号のレベルを(n−1)/nとし、反転されたインパルス応答信号のレベルを1/nとし、
上記インパルス応答信号は記憶手段に記憶され、音色決定因子に応じてこのインパルス応答信号の読み出し速度が決定され、音高決定因子に応じてこのインパルス応答信号の繰り返し読み出しの繰り返し周期が決定されることを特徴とする請求項1記載の楽音生成装置。
【0133】
[4]上記繰り返し発生されるインパルス応答信号の繰り返しの周期は、音高決定因子に応じて変化され、しかもこの繰り返し周期は設定音高の1/nの周期であり、 この発生されるインパルス応答信号そのものの発生速度は、音色決定因子に応じて変化され、 この音高決定因子は上記楽音信号の音高を決定する因子であり、 この音色決定因子は上記楽音信号の音色を決定する因子であり、 上記インパルス応答信号は、上記正負反転されないで繰り返し発生もされ、これにより生成される楽音信号は、上記n個のうち(n−1)個の正負反転による上記楽音信号とは異なる楽音信号として出力され、これら両楽音信号の出力が切り換えられ、1つのインパルス応答信号から少なくとも2種類の楽音信号が生成されること特徴とする請求項1または3記載の楽音生成装置。
【0137】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明では、発生すべき楽音信号の周波数特性に対応した所定長のインパルス応答信号を繰り返し発生し、この繰り返し発生されるインパルス応答信号のうちいくつかを正負反転させた。したがって上記楽音信号の周波数特性が変化し、例えば、楽音の周波数特性のうち特定次倍音だけ消去/減衰させて、残りの倍音成分だけの楽音または残りの倍音成分が相対的に強い楽音を生成することができる等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】楽音生成装置の全体回路を示す。
【図2】アサインメントメモリ42を示す。
【図3】インパルス信号発生部50を示す。
【図4】インパルス信号記憶部51に記憶されている種々のインパルス応答信号ISj(t)を示す。
【図5】インパルス応答信号ISj(t)の繰り返し周期Tの変化による波形パワー(音量)の違いを示す。
【図6】インパルス信号発生部50の中のインパルス信号読み出し部53を示す。
【図7】処理全体のフローチャートを示す。
【図8】上記ステップ02の発音処理のフローチャートを示す。
【図9】インパルス信号読み出し部53の各部の動作のタイムチャートを示す。
【図10】インパルス応答信号ISj(t)のインパルス信号記憶部51からの読み出し状態を示す。
【図11】インタラプト処理のフローチャートを示す。
【図12】本願発明の原理を示す。
【図13】本願発明の原理を示す。
【図14】交互反転回路66(50)を示す。
【図15】交互反転回路66(50)の別の実施例を示す。
【図16】インパルス応答信号を1つおきに正負反転させた波形と周波数特性を示す。
【図17】吹奏(管)楽器の共鳴原理を示す。
【図18】インパルス応答信号を1つおきに正負反転させレベルを変えた波形と周波数特性を示す。
【符号の説明】
10…演奏情報発生部、20…コントローラ(CPU)、30…タイム発生部、40…迂路/データ記憶部、41…情報記憶部、42…アサインメントメモリ、50…インパルス信号発生部、60…音響出力部、51…インパルス信号記憶部、52…インパルス信号選択部、53…インパルス信号読み出し部、54…インパルス累算部、58…波形パワー制御RAM、59、63…セレクタ、61…オアゲート群、62…乗算器、64…ラッチ、65…インバータ群、66…交互反転回路、81…プログラマブルn進カウンタ、501…パラメータRAM、508…演算RAM、505…加算器。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a musical sound generation apparatus, and more particularly to an apparatus that generates a musical sound signal using an impulse response signal.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in the field of musical tone generation devices, there are few devices that perform control related to impulse response waveform signals. However, some impulse response waveform signals themselves are sampled and stored, repeatedly read out, and the repetition period is determined according to the designated pitch. In this case, if the designated pitch is high, the readout repetition cycle is short, and if the designated pitch is low, the readout repetition cycle is long. Further, the reading speed of the impulse response waveform signal itself is constant, and the reading speed of the impulse response waveform signal itself does not change regardless of whether the pitch is high or low.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, such an apparatus simply reads out an impulse response waveform signal and applies it to a musical tone, and the contents such as the tone color of the musical tone cannot be changed in various ways. To change the tone of a normal musical tone, the frequency component (characteristic) of the musical tone is changed using a filter or the like.
[0004]
However, the frequency characteristic (spectrum envelope) of the musical sound can be achieved only by changing the reading speed (generation speed) of the impulse response waveform signal itself. If the generation speed of the impulse response waveform signal is changed, the frequency characteristic changes as the frequency characteristic expands or contracts on the frequency axis, and as a result, the timbre also changes. In this case, if the readout speed of the impulse response waveform signal itself is linked to the repetition cycle of the readout, the tone cannot be determined independently, and the tone is determined according to the pitch and depends on the pitch. It becomes the tone that I did.
[0005]
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and a first object of the present invention is to determine independent timbres independent of the pitch, and a second object is novel using an impulse response waveform signal. Is to generate a simple tone signal.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the present invention, an impulse response signal having a predetermined length corresponding to the frequency characteristic of a musical tone signal to be generated is repeatedly generated, and the repetition period of the repeatedly generated impulse response signal is expressed as a pitch. The generation speed of the generated impulse response signal itself was changed independently of the repetition period according to a tone color determination factor different from the pitch determination factor.
[0007]
As a result, the tone color of the tone signal generated from the impulse response signal is changed independently of the pitch, and the tone color does not depend on the pitch, and the tone color can be freely changed. Moreover, a desired musical tone signal is generated by repeatedly generating an impulse response signal, and a novel musical tone can be generated.
[0008]
Further, in the present invention, an impulse response signal having a predetermined length corresponding to the frequency characteristic of the musical tone signal to be generated is repeatedly generated, and some of the repeatedly generated impulse response signals are inverted. As a result, the frequency characteristics of the above tone signal change, for example, only specific harmonics in the frequency characteristics of the tone are erased / attenuated to generate a tone with only the remaining harmonic component or a tone with a relatively strong remaining harmonic component. can do.
[0009]
Furthermore, in the present invention, the waveform shape of the impulse response signal generated repeatedly is switched according to the generated musical factor. Thereby, the change of the waveform shape of the impulse response signal itself can be linked to the pitch change or can be linked to the timbre change.
[0010]
Furthermore, in the present invention, if the repetition period or the reading speed of the impulse response signal changes, the power, energy, or volume of the musical tone signal that is output based on the impulse response signal also changes. In the present invention, the magnitude of the generated impulse response signal changes based on the repetition period or readout speed of the impulse response signal. As a result, the power, energy, or volume of the output musical tone signal is made constant and does not change according to the repetition period or readout speed of the impulse response signal.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
1. Principle of the Present Invention FIGS. 12 and 13 show the principle of the present invention. In FIG. 12, when the repetition period of the impulse response signal ISj (t) is T1 or T2, the frequency characteristics (spectrum envelope (envelope), frequency spectrum component) of the tone synthesized and generated by the output of the impulse response signal ISj (t) Characteristics, formant characteristics). This repetition period T determines the pitch of the generated musical sound. Therefore, the repetition period T is determined by the pitch information and is taken in as the period coefficient f.
[0012]
When the repetition period T of the impulse response signal ISj (t) is shortened and the pitch is increased, the frequency characteristics do not change much or at all as shown in FIGS. 12B1 and 12B2, and the density of each frequency component is Lowering, the width of the formant remains the same. Therefore, when the repetition period T changes, the pitch changes, but the timbre (frequency component, formant characteristic) itself does not change.
[0013]
The impulse response signal ISj (t) is stored for each musical factor in the impulse signal storage unit 51 (FIG. 3) in the impulse
[0014]
In FIG. 13, when the repetition period of the impulse response signal ISj (t) is the same and the reading speed of the impulse response signal ISj (t) is different, the frequency of the musical sound synthesized and generated by the output of the impulse response signal ISj (t) Characteristics (spectral envelope (envelope), frequency spectrum component characteristics, formant characteristics) are shown. The reading speed of the impulse response signal ISj (t) itself determines the tone color (frequency component, formant characteristic) of the generated musical tone. Therefore, this reading speed is determined by musical factor information not related to pitch, for example, timbre information, and is taken in as an envelope coefficient r.
[0015]
When the reading speed of the impulse response signal ISj (t) is increased and the time length of the impulse response signal ISj (t) is reduced, the density of each frequency component is too little or not as shown in FIGS. 13B1 and 13B2. Without changing, the frequency characteristics (frequency spectrum component characteristics, formant characteristics) change, and the formant width widens. Therefore, when the signal reading speed changes, the timbre (frequency component, formant characteristic) changes, but the pitch itself does not change.
[0016]
The impulse response signal ISj (t) is generated and stored by applying a calculation method such as a linear prediction method or a cepstrum method to a predetermined length of a musical sound signal to be generated. For example, in the cepstrum method, a musical sound signal having a predetermined length is fast Fourier transformed by a Fourier transformer and converted into a frequency power spectrum.
[0017]
This converted power spectrum is logarithmically converted by a logarithmic converter, further inversely fast Fourier transformed by an inverse Fourier transformer, and converted into a time domain (cef range) cepstrum. This cepstrum is multiplied by a causal window from the multiplier and window function generator and converted to a complex cepstrum. This complex cepstrum is again fast Fourier transformed by the Fourier transformer and returned to the frequency domain to obtain a spectral envelope.
[0018]
Examples of this spectral envelope are shown in FIGS. 12B1 and 12B2 and FIGS. 13B1 and 13B2. This spectral envelope is exponentially converted by an exponent converter, and inverse fast Fourier transformed by the inverse Fourier transformer and returned to the time domain. Thereby, sampling data of the impulse response signal having the minimum phase is generated and stored in the impulse
[0019]
If the repetition period of the impulse response signal ISj (t) changes, the power, energy or volume of the musical tone signal output based on the impulse response signal ISj (t) also changes. Based on the repetition period of the impulse response signal ISj (t), the magnitude of the generated impulse response signal ISj (t) changes. As a result, the power, energy, or volume of the output musical sound signal is made constant and does not change according to the repetition period of the impulse response signal ISj (t).
[0020]
2. Overall Circuit FIG. 1 shows an overall circuit of a musical tone generator. Performance information (musical tone generation information) is generated from the
[0021]
The performance information (musical tone generation information) is musical factor information, such as pitch (tone range) information (pitch determinant), pronunciation time information, performance field information, pronunciation number information, and the like. The pronunciation time information indicates the elapsed time from the start of tone generation. The performance field information indicates performance part information, musical tone part information, musical instrument part information, etc., and corresponds to, for example, melody, accompaniment, chord, bass, rhythm, etc., or upper keyboard, lower keyboard, foot keyboard, and the like.
[0022]
The pitch information is captured as key number data KN. The key number data KN is composed of octave data (sound range data) and pitch name data. The performance field information is taken in as part number data PN, and this part number data PN is data for identifying each performance area, and is set according to which performance area the musical sound subjected to sound generation is from.
[0023]
The pronunciation time information is taken in as tone time data TM and is based on time count data from a key-on event or is substituted in an envelope phase. This sounding time information is shown in detail in Japanese Patent Application No. 6-219324 and drawings as elapsed time information from the start of sounding.
[0024]
The number-of-sounds information indicates the number of musical sounds that are simultaneously sounded. For example, the number of musical sounds whose on / off data in the
[0025]
The pronunciation instruction device is a keyboard instrument, a stringed instrument, a wind instrument, a percussion instrument, a computer keyboard, or the like. The automatic performance device automatically reproduces stored performance information. The interface is a device that receives and sends performance information from a connected device such as MIDI (musical instrument digital interface).
[0026]
In addition, the performance
[0027]
The musical factor information is also merged with the performance information (musical sound information) and input from the various switches, and is merged with the automatic performance information or the performance information transmitted / received through the interface. Note that the touch switch is provided corresponding to each of the sound generation instruction devices, and generates initial touch data and after-touch data indicating the speed and strength of the touch.
[0028]
The tone information corresponds to the type of instrument (sounding medium / sounding means) of a keyboard instrument (piano, etc.), wind instrument (flute, etc.), stringed instrument (violin, etc.), percussion instrument (drum, etc.), etc. Is taken in as. The envelope information includes an envelope level, an envelope speed, an envelope phase, and the like.
[0029]
Such musical factor information is sent to the
[0030]
The program / data storage unit 40 (internal storage medium / means) includes a storage device such as ROM or writable RAM, flash memory, or EEPROM, and is stored in an information storage unit 41 (external storage medium / means) such as an optical disk or a magnetic disk. The stored computer program is copied and stored (installed / transferred). The program /
[0031]
This installation (transfer / copying) is automatically executed when the
[0032]
Note that another operating system, a system program (OS), and other programs may be stored in advance in the apparatus, and the program may be executed together with these OS and other programs. When this program is installed in the apparatus (computer main body) and executed, it is only necessary to execute the processing / function described in the claims together with another program or alone.
[0033]
Further, a part or all of this program is stored and executed in one or more other devices other than this device, and data to be processed / already processed through communication means between this device and another device. The present invention may be executed as the entire apparatus and the separate apparatus.
[0034]
The program /
[0035]
In the impulse
[0036]
The impulse response signal ISj (t) corresponds to the spectrum envelope of the musical sound signal to be generated and has a predetermined finite length L. The
[0037]
From the
[0038]
3.
FIG. 2 shows the
[0039]
In each of these channel memory areas, the period coefficient f (or key number data KN) of the tone to which the channel is assigned, the envelope coefficient r (tone number data TN), the waveform start address Sa, the waveform end address Ea, and the period end value Fmax In addition, ON / OFF data, touch data TC, tone time data TM, part number data PN, power data PW, envelope phase data EF, envelope speed data ES, envelope level data EL, and the like are stored.
[0040]
The on / off data indicates whether the musical sound to be assigned and sounded is key-on or sounding (“1”), key-off or sound-deadening (“0”). The cycle coefficient f (key number data KN) indicates the pitch of a musical tone assigned and pronounced, and is determined according to the pitch information. The higher order data of the period coefficient f indicates a sound range or an octave. The frequency number data FN is sent to the
[0041]
The envelope coefficient r (tone number data TN) indicates the tone color of the tone that is assigned and pronounced, and is determined according to the tone color information. The envelope coefficient r is sent by the
[0042]
The power data PW indicates the power of the energy of the waveform of the impulse response signal ISj (t), the repetition period T of each impulse response signal ISj (t) stored in the impulse
[0043]
For example, if the power data PW of an impulse response signal ISj (t) having a certain pitch is set as “1” as a reference, the impulse response signal ISj (t) having the same pitch above one octave has “1/2”. "1/4" for the impulse response signal ISj (t) having the same pitch above 2 octaves, "2" for the impulse response signal ISj (t) having the same pitch below 1 octave, "2", 2 octaves For the same impulse response signal ISj (t) with the lower pitch, “4”,...
[0044]
Further, if the power data PW of the impulse response signal ISj (t) at a certain reading speed is set to “1” as a reference, “2” or 3 times at the same impulse response signal ISj (t) having a double reading speed. “3” for the impulse response signal ISj (t) having the same reading speed, and “1/2” for the impulse response signal ISj (t) having the same reading speed of 1/2, For the impulse response signal ISj (t) having the same speed, “1/3”,...
[0045]
Further, the power data PW is set even between different impulse response signals ISj (t). If the impulse response signal ISj (t) is a waveform that changes drastically and the energy power of the waveform is large, the power data PW is reduced, and the impulse response signal ISj (t) is a waveform that changes slowly and the energy power is small. In this case, the power data PW is increased.
[0046]
Of course, if the magnitude (amplitude) of each impulse response signal ISj (t) stored in the impulse
[0047]
This power data PW is based on the integrated value of the waveform of the impulse response signal ISj (t) or the sum of the absolute value of each local maximum value and local minimum value between the different impulse response signals ISj (t). It is determined.
[0048]
Further, as described above, the power data PW is determined in inverse proportion to the repetition period T, that is, the pitch frequency, and further inversely proportional to the set tone color, that is, the reading speed, during the same impulse response signal ISj (t). Is done. However, depending on the impulse characteristics of the musical sound generation (sound generation) circuit and the conversion characteristics of the loudspeaker's electrical energy into volume energy, the following occurs. A, B, C, and D are constants. T is the repetition period. If it is a pitch frequency, it is converted into a reciprocal and substituted into this “T”. S is the reading speed.
[0049]
PW = A × (T / S) (n−INV) (n = 1, 2, 3,...)
PW = B × (log−c) (T / S)
PW = D × (n−RAD) (T / S) (n = 1, 2, 3,...)
(N−INV) indicates that the previous numerical value is “nth power”. In this case, (T / S) is “nth power”. (Log-c) indicates a logarithmic expression with a base “c”. (N-RAD) indicates that the “nth root” of the subsequent numerical value is obtained, and in this case, the “nth root” of (T / S) is calculated.
[0050]
Such power data PW is converted from the pitch information (key number data KN) and tone color information (tone number data TN) by a table in the program /
[0051]
Envelope phase data EF indicates the attack, decay, sustain or release of the envelope, envelope speed data ES indicates the step value of the calculation per envelope digital calculation, and envelope level data EL indicates the envelope calculation at the end of each phase. Indicates the target value that the value will reach.
[0052]
Each data in each channel memory area is written at the sounding start timing, and is rewritten or read out at each channel timing, and sent to the impulse
[0053]
A method for assigning or truncating each tone to a plurality of tone generation systems for generating a plurality of tones in parallel, that is, a channel formed by the above time-sharing process, is disclosed in, for example, Japanese Patent Application No. 1-4298. The methods shown in Japanese Patent Application No. 1-305818, Japanese Patent Application No. 1-312175, Japanese Patent Application No. 2-208917, Japanese Patent Application No. 2-409777, and Japanese Patent Application No. 2-409578 are used.
[0054]
4).
FIG. 3 shows the
[0055]
For example, the impulse response signal ISj (t) is stored differently for each timbre, and the impulse response signal ISj (t) of one kind of timbre is stored differently for each touch. The impulse response signal ISj (t) is stored differently for each tone generation time, ... stored differently for each pitch, ... stored differently for each performance field, ... different for each envelope phase Is memorized.
[0056]
The musical factor information is converted by the
[0057]
If this musical factor information is related to pitch, the change in the waveform shape of the impulse response signal itself should be linked to the pitch change, and the tone of the musical tone signal that is synthesized and output should be linked to the pitch change. Can do. Also, if this musical factor information is related to information other than pitch, changes in the waveform shape of the impulse response signal itself are linked to changes in timbre, touch, pronunciation time, performance field, or synthesized and output. The timbre of the musical tone signal can also be linked to changes in timbre, touch, pronunciation time, and performance field.
[0058]
The impulse signal selection unit 52 has a memory area corresponding to the number of time-division channels, and upper read address data corresponding to the musical factor of the musical sound assigned to each channel is stored in each memory area. It is read by the channel number data j from the generator and supplied to the
[0059]
Each impulse response signal ISj (t) in the impulse
[0060]
The impulse response signals ISj (t) read from the impulse
[0061]
The
[0062]
The power data PW of each channel is stored in the corresponding channel area of the waveform
[0063]
Thereby, even if the repetition period T of the impulse response signal ISj (t) changes according to the pitch, and the waveform power, that is, the volume changes according to the pitch, this can be adjusted and eliminated. In addition, since the waveform shape of the impulse response signal ISj (t) is different, even if the waveform power, that is, the volume changes according to the pitch, this can be adjusted and eliminated.
[0064]
FIG. 5 shows the relationship between the pitch of the impulse response signal ISj (t), that is, the repetition period T and the waveform power. When the impulse response signal ISj (t) is read out with a short cycle as shown in FIG. 5A, the waveform energy per unit time increases and the volume also increases. On the other hand, when the impulse response signal ISj (t) is read out with a long period as shown in FIG. 5 (2), the waveform energy per unit time is reduced and the volume is also reduced.
[0065]
Similarly, although not shown, when the impulse response signal ISj (t) is read slowly, the waveform energy per unit time increases and the volume also increases. On the other hand, when the impulse response signal ISj (t) is read out quickly, the waveform energy per unit time is reduced and the volume is also reduced.
[0066]
On the other hand, by multiplying the power data PW, the level of the output impulse response signal ISj (t) (musical sound signal) is controlled, and the repetition period T, that is, the change in pitch, or the reading speed, that is, the change in timbre. The extra volume (power) change due to can be suppressed.
[0067]
The power data PW may be multiplied by the envelope level data EL stored in the
[0068]
5. Impulse
FIG. 6 shows an impulse
[0069]
The period coefficient f and the period end value Fmax determine the length of the repetition period T of the impulse response signal ISj (t), determine the pitch of the musical tone to be generated, and the period coefficient f is sequentially and repeatedly accumulated. Every time the cycle end value Fmax is reached, the impulse response signal ISj (t) is repeatedly read out. The accumulated value of the period coefficient f is a period count value F. The period coefficient f and the period end value Fmax are determined by the pitch information (key number data) and converted from the key number data. The pitch of the musical tone signal in which the length of the repetition period T is generated is determined.
[0070]
Either the period coefficient f or the period end value Fmax may be fixed. In the embodiment of FIG. 3, the cycle end value Fmax is set to the maximum value (“1111... 11” or “111... 1100... 0”) that the cycle count value F can take, and this cycle end value Fmax is not stored.
[0071]
The envelope coefficient r determines the reading (generation) speed of the impulse response signal ISj (t), determines the frequency characteristic (formant shape) of the impulse response signal ISj (t), and determines the tone color of the generated musical tone. The envelope coefficient r is repeatedly accumulated from the waveform head address Sa to the waveform end address Ea, and supplied to the impulse
[0072]
The envelope coefficient r is determined by musical factor information not related to the pitch, and for example, the timbre information (tone number data), touch information (touch data), pronunciation time information (tone time data), performance field information ( Part number data).
[0073]
The envelope coefficient r or the cycle count f from the
[0074]
The data R1, R2, and F are sent from the
[0075]
The initial value of the lower read address data R1 is “0”, the initial value of the lower read address data R2 is the waveform end address Ea, and the initial value of the cycle count value F is “0”. The data is stored in the
[0076]
The waveform end address value Ea (period end value Fmax) from the
[0077]
The carry-out signal Cout from the
[0078]
The waveform start address Sa and the waveform end address Ea are also determined by the musical factor information. For example, the pitch information (key number data), timbre information (tone number data), touch information (touch data), and pronunciation time information. (Tone time data), performance field information (part number data) and the like are converted and stored in the corresponding channel memory area of the
[0079]
6). Overall Process FIG. 7 shows a flowchart of the overall process executed by the controller (CPU) 20. This entire process is started by turning on the power of the musical tone generating apparatus and is repeatedly executed until the power is turned off.
[0080]
First, various initialization processes such as initialization of the program /
[0081]
In this sound generation process, a musical sound related to a key-on event is assigned to the searched empty channel. The contents of the musical tone include the musical performance information (musical tone generation information) from the musical performance
[0082]
Next, a mute (attenuation) process based on a manual performance or automatic performance by the sound generation instruction device or automatic performance device of the
[0083]
Further, if various switches of the performance
[0084]
7. Impulse Response Signal ISj (t) Generation Process FIG. 8 shows a flowchart of the sound generation process in
[0085]
First, if a key-on event (sound generation event) based on manual performance or automatic performance is sent from the sound generation instruction device or automatic performance device of the performance
[0086]
Further, the lower read address data R1 of “0”, the lower read address data R2 set to the waveform end address Ea, and the cycle count value F of “0” are stored in the corresponding channel memory area of the
[0087]
Next, the period coefficient f and the period end value Fmax are converted from the key number data (pitch information) KN and stored in the corresponding channel memory area of the
[0088]
The waveform start address Sa and the waveform end address Ea are key number data (pitch information), tone number (tone color information), touch data (touch information), tone time data (sounding time information) or part number data (performance). Field information) and stored in the corresponding channel memory area of the parameter RAM 501 (step 13). The waveform head address Sa and the waveform tail address Ea select one of the various impulse response signals ISj (t). In this case, the impulse signal selection unit 52 can be omitted.
[0089]
Further, if there is a tone that is key-on start (pronunciation start) or key-on (pronunciation) (step 15), the period coefficient f is added (accumulated) to the period count value F (step 16). If the accumulated value) is greater than or equal to the cycle end value Fmax (“1111... 11” or “111... 1100... 0”) (step 17), the cycle end value Fmax is subtracted from the cycle count value F. Is corrected (step 18).
[0090]
The superposition channel is switched (
[0091]
In this superposition channel, two impulse response signals ISj (t) are alternately read out in a time division manner and output as one musical tone. As described above, a plurality of musical tones are outputted polyphonically through a further time division channel. . The readout of the two impulse response signals ISj (t) is distinguished by the value of the superposition channel (ch = 0, 1).
[0092]
When the time length L for reading one impulse response signal ISj (t) is longer than the time length T of the repetition period of the impulse response signal ISj (t), the previous impulse response signal ISj (t) The next impulse response signal ISj (t) overlaps. Therefore, if the above two impulse response signals ISj (t) are individually read out by channel division, the two impulse response signals ISj (t) are read out and overlapped in parallel. Of course, the number of channels may exceed two.
[0093]
Next, the envelope coefficient r is added to the lower read address data R1 until the envelope end address Ea is reached (
[0094]
8). FIG. 9 shows a time chart of the operation of each part of the impulse
[0095]
When the cycle end value Fmax is stored in the
[0096]
9. Read State FIG. 10 shows a read state of the impulse response signal ISj (t) from the impulse
[0097]
At the same time, the cycle count value F starts to be incremented at the speed of the cycle coefficient f (steps 15 and 16). When the cycle count value F reaches the cycle end value Fmax (step 17), even if the first impulse response signal ISj (t) is still being read, the second impulse response signal ISj (t) is lower. Reading is started by the read address data R2 (step 27). The lower read address data R2 is also incremented at the speed of the envelope coefficient r.
[0098]
When the second period T elapses from the start of sound generation (step 17), even if the second impulse response signal ISj (t) is still being read, the third impulse response signal ISj (t) is Reading is started by the lower read address data R1 (step 24).
[0099]
Further, when the third period T has elapsed from the start of sound generation (step 17), even if the third impulse response signal ISj (t) is still being read, the fourth impulse response signal ISj (t) is Reading is started by the lower read address data R2 (step 27).
[0100]
In this way, two identical impulse response signals ISj (t) are alternately read out by the two lower read address data R1 and R2. Therefore, even if the length L of the impulse response signal ISj (t) itself is longer than the cycle T of repeated generation, the generation of the previous impulse response signal ISj (t) is continued at the end of each cycle T, and the next impulse is generated. The response signal ISj (t) can be generated in an overlapping manner. These impulse response signals ISj (t) are synthesized and output as one musical sound signal.
[0101]
Note that the number of impulse response signals ISj (t) read out in a time division manner as one musical sound signal may exceed “2”. Accordingly, the number of lower read address data increases as R1, R2, R3, R4,..., And the number of
[0102]
Further, the number of impulse response signals ISj (t) read out in a time division manner as one musical sound signal may be “1”. In this case, the length L of the impulse response signal ISj (t) itself is shorter than the repetition period T. Therefore, it is determined whether or not the length L of the impulse response signal ISj (t) itself is shorter than the repetition period T. If it is shorter, the processing in steps 27 to 29 is omitted, and there is one time division readout system for the impulse response signal ISj (t). The length L of the impulse response signal ISj (t) itself is obtained by dividing the difference between the waveform end address Ea and the waveform start address Sa by the envelope coefficient r. Similarly, the repetition period T is obtained by dividing the period end value Fmax by the period count f.
[0103]
10. Processing of Tone Time Data TM FIG. 11 shows a flowchart of interrupt processing executed by the
[0104]
In this process, for each channel area of the assignment memory 42 (
[0105]
11.
FIG. 14 shows a second embodiment of the
[0106]
If the first impulse response signal ISj (t) read out in the first channel is as shown in FIG. 16A1, and the first frequency characteristic (frequency spectrum component, formant characteristic) is as shown in FIG. The second impulse response signal ISj (t) having a frequency of n times (twice) read out by the two channels is as shown in FIG. 16A2, and this second frequency characteristic (frequency spectrum component, formant characteristic) is shown in FIG. 16 (B2). Here, “n = 2”. The interval between the frequency components of the second frequency characteristic of the frequency n = 2 times that in FIG. 16B2 is n = 2 times the interval between the frequency components of the first frequency characteristic shown in FIG. The second frequency characteristic (FIG. 16 (B2)) corresponds only to the even-order overtones of the first frequency characteristic (FIG. 16 (B1)).
[0107]
Here, if 1 / n (1/2) of the second impulse response signal ISj (t) (FIG. 16A2) is subtracted from the waveform of the first impulse response signal ISj (t) (A1), difference synthesis is performed. Only the even-order overtones are subtracted to generate a composite impulse response signal ISj (t) (FIG. 16A3), and the composite frequency characteristic (FIG. 16B3) is only odd-order overtones. In the waveform of FIG. 16A3, (n-1) (1) of n (2) impulse response signals ISj (t) are output with their positive and negative inverted (alternately). The tone is in accordance with the specified pitch.
[0108]
It is also possible to set n = 3, 4, 5, 6, 7,..., And as shown in FIG. The level of the impulse response signal ISj (t) that is output and not inverted is (n-1) / n, and the level of the inverted impulse response signal ISj (t) is 1 / n.
[0109]
The frequency characteristic of this musical tone signal is that the frequency components of the n-th, 2n-th, 3n-th, 4n-th, 5n-th, 6n-th, 7n-th,... Can be generated. For example, if n = 2, only the second harmonic, fourth harmonic, sixth harmonic, eighth harmonic,... Can be deleted / attenuated, and this musical sound is suitable for the sound of a closed wind instrument. Further, for example, if n = 3, only the 3rd harmonic, 6th harmonic, 9th harmonic, 12th harmonic, etc. can be erased / attenuated. For example, if n = 7, only 7th harmonic, 14th harmonic, 21st harmonic, 28th harmonic, etc. can be erased / attenuated, and this musical sound is suitable for piano sound.
[0110]
Two impulse response signals ISj (t) successively read out from the impulse
[0111]
The
[0112]
The 1 / (n−1) and (1/2) data are calculated by the
[0113]
A decimation flag is sent to the
[0114]
As described above, the impulse response signal ISj (t) used for generating such odd-order overtone musical tones is not erased / attenuated by a specific overtone if it is normally read as shown in FIG. Musical sounds including even harmonics are generated. Therefore, it is possible to select and generate a musical tone that does not have the specific harmonics erased / attenuated or includes the even-order harmonics and a musical tone that has the specific harmonics erased / attenuated or not included, from one impulse response signal ISj (t).
[0115]
12
FIG. 15 shows a third embodiment of the
[0116]
Since the cycle coefficient is set to “nf (2f)” which is n times (2 times), the impulse response signal ISj (t) read out per unit time is n times (2 times). As shown in FIG. 15 (A3), (n−1) (1) out of n (2) are inverted (alternately every other) and output, and the specified pitch is obtained. It becomes a corresponding tone. In this case, since the level of the impulse response signal ISj (t) must be set to (n-1) / n, (1/2), as described above, the power data PW is further (n-1) from the set value. ) / N, (1/2) or envelope level data EL is further set to (n-1) / n, (1/2) from the set value.
[0117]
One of the impulse response signals ISj (t) read alternately from the impulse
[0118]
The
[0119]
The data “n” is set in the n-ary
[0120]
An odd-order overtone musical tone in which only an integer overtone of n thus generated is erased / attenuated is optimal as a musical tone signal of a wind instrument (wind) instrument shown in FIG. This tube is closed on one side and opened on the other, making it easier for the odd harmonics to resonate compared to the even harmonics, and each frequency component of the frequency characteristics is almost an odd multiple (1x) of the fundamental. 3 times, 5 times, 7 times ...).
[0121]
13. Variation of Odd-Order Harmonic Configuration FIG. 16 shows a variation of the odd-order overtone configuration in which only integer harmonics of n are deleted / attenuated. The level of the first impulse response signal ISj (t) (FIG. 16A1) is (n−1) / n, (1/2) level of the second impulse response signal ISj (t) (FIG. 16A2). When the frequency becomes relatively large, a differential composite waveform as shown in FIG. 18A1 is obtained, and the frequency characteristic is a characteristic that slightly includes even-order overtones that are integer overtones of n as shown in FIG. 18B1.
[0122]
Further, the level of the first impulse response signal ISj (t) (FIG. 16A1) is relatively relative to the level of the second impulse response signal ISj (t) (FIG. 16A2) having a 1 / n (1/2) level. When it becomes smaller, a differential composite waveform as shown in FIG. 18 (A2) is obtained, and the frequency characteristic becomes a characteristic in which an even-order overtone that is an integer overtone of n is a negative value as shown in FIG. 18 (B1). It is possible to obtain a musical sound waveform in which a part of such a frequency component that cannot exist in the natural world is negative.
[0123]
In this case, a multiplier or a shifter is provided at the two output terminals of the
[0124]
The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, the setting of the cycle end value Fmax is omitted, and the cycle count value F can be fixed to a maximum value. In this case, the pitch of the musical tone signal is determined only by the periodic coefficient f.
[0125]
The first half and the second half of the one impulse response signal ISj (t) have the same shape, but may have different shapes. Alternatively, only the first half of the impulse response signal ISj (t) may be stored, and the first half may be read in reverse and the second half signal generated. The impulse response signal ISj (t) may be one obtained by sampling and storing an external sound and converted by the cepstrum method, the linear prediction method, or the like, or may be artificially created by a user.
[0126]
In addition, the present invention can be implemented in an electronic musical instrument or a computer. The functions of the circuits shown in the drawings may be implemented by software (flow chart), and the functions of the flowcharts shown in the drawings may be implemented by hardware (circuit).
[0127]
In the impulse response signal ISj (t), the first half waveform and the second half waveform are often symmetrical. In this case, only the first half waveform or the second half waveform is stored in the impulse
[0128]
The control of the volume power by the power data PW is not only when the reading (generation) speed S of the impulse response signal ISj (t) and the repetition period T are controlled independently, but also when one is linked or subordinate to the other. Is also executed. In this case, the period coefficient f and the envelope coefficient r are determined according to the same musical factor, for example, pitch, tone, touch, and sound generation time, or one of the data is obtained, and an operation in the one data is performed. The other is requested.
[0129]
The scope of claims at the time of filing this application was as follows.
[0130]
[1] An impulse response signal having a predetermined length corresponding to the frequency characteristic of the musical sound signal to be generated is repeatedly generated, and some of the repeatedly generated impulse response signals are inverted in the positive and negative directions. A musical sound generator characterized by changing the sound.
[0131]
[2] An impulse response signal having a predetermined length corresponding to the frequency characteristic of the musical sound signal to be generated is repeatedly generated, and some of the repeatedly generated impulse response signals are inverted in the positive and negative directions. A musical sound generation method characterized by changing the sound.
[0132]
[3] The impulse response signal is repeatedly generated n times with the same waveform, one repetition period is 1 / n times the other repetition period, and one level is lower than the other level or one level is the other 1 / n of the level, both of these impulse response signals are differentially synthesized and output, and (n−1) impulse response signals among n impulse response signals are generated by being inverted in polarity.
Or, even if the length of the impulse response signal itself is longer than the cycle of the repeated generation, the generation of the impulse response signal is continued at the end of the cycle, and the next impulse response signal is overlapped by a plurality of generating means. The generation of each impulse response signal is detected, and the impulse response signal repeatedly generated based on the detection result is inverted (n-1) out of n, and the impulse response signal not inverted And (n-1) / n, the inverted impulse response signal level is 1 / n,
The impulse response signal is stored in a storage means, a reading speed of the impulse response signal is determined according to a tone color determining factor, and a repetition period of repeated reading of the impulse response signal is determined according to a pitch determining factor. The musical sound generating device according to
[0133]
[4] The repetition period of the impulse response signal generated repeatedly is changed in accordance with a pitch determinant, and this repetition period is 1 / n of the set pitch. The generation speed of the signal itself is changed according to the tone color determining factor. This pitch determining factor is a factor that determines the pitch of the tone signal, and this tone determining factor is a factor that determines the tone color of the tone signal. Yes, the impulse response signal is repeatedly generated without being inverted, and the generated tone signal is a tone signal that is different from the tone signal by (n-1) positive / negative inversion of the n pieces. The at least two types of musical tone signals are generated from one impulse response signal by switching the outputs of both musical tone signals. Or the musical tone production | generation apparatus of 3 description.
[0137]
【The invention's effect】
As described above in detail, in the present invention, an impulse response signal having a predetermined length corresponding to the frequency characteristic of the musical sound signal to be generated is repeatedly generated, and some of the repeatedly generated impulse response signals are inverted in sign. . Therefore, the frequency characteristic of the musical tone signal changes, for example, a specific harmonic overtone is erased / attenuated in the frequency characteristic of the musical tone, and a musical tone having only the remaining harmonic component or a musical tone having a relatively strong harmonic component is generated. It is possible to achieve such an effect.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows an entire circuit of a musical sound generating device.
FIG. 2 shows an
FIG. 3 shows an
FIG. 4 shows various impulse response signals ISj (t) stored in the impulse
FIG. 5 shows a difference in waveform power (sound volume) due to a change in the repetition period T of the impulse response signal ISj (t).
6 shows an impulse
FIG. 7 shows a flowchart of the entire process.
FIG. 8 is a flowchart of the sound generation process in
9 shows a time chart of the operation of each part of the impulse
FIG. 10 shows a state in which the impulse response signal ISj (t) is read from the impulse
FIG. 11 shows a flowchart of interrupt processing.
FIG. 12 shows the principle of the present invention.
FIG. 13 shows the principle of the present invention.
FIG. 14 shows an alternating inversion circuit 66 (50).
FIG. 15 shows another embodiment of the alternating inversion circuit 66 (50).
FIG. 16 shows a waveform and frequency characteristics when every other impulse response signal is inverted between positive and negative.
FIG. 17 shows the resonance principle of a wind instrument.
FIG. 18 shows waveforms and frequency characteristics when the impulse response signal is inverted every other impulse response signal to change the level.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (6)
発生すべき楽音信号の周波数特性に対応した所定長のインパルス応答信号を繰り返し発生させ、
この繰り返し発生されるインパルス応答信号の繰り返しの周期を、上記楽音信号の音高を決定する音高決定因子だけに応じて変化させ、
上記音高決定因子とは異なり、上記楽音信号の音色を決定する音色決定因子だけに応じて、上記発生されるインパルス応答信号の波形そのものの発生速度を変化させ、
上記繰り返し発生されるインパルス応答信号のうち、所定数おきのインパルス応答信号の正負を反転させて、上記楽音信号の周波数特性を変化させることを特徴とする楽音生成方法。 CPU to the music generator
Repeatedly generate an impulse response signal of a predetermined length corresponding to the frequency characteristic of the musical sound signal to be generated,
The repetition cycle of the impulse response signal that is repeatedly generated is changed according to only the pitch determinant that determines the pitch of the musical signal,
Unlike the pitch determinant, only the timbre determinant that determines the timbre of the musical tone signal changes the generation speed of the generated impulse response signal waveform itself,
A musical sound generating method characterized by changing the frequency characteristic of the musical tone signal by inverting the positive / negative of the impulse response signal every predetermined number of the impulse response signals generated repeatedly.
この繰り返し発生されるインパルス応答信号の繰り返しの周期を、上記楽音信号の音高を決定する音高決定因子だけに応じて変化させる手段と、
上記音高決定因子とは異なり、上記楽音信号の音色を決定する音色決定因子だけに応じて、上記発生されるインパルス応答信号の波形そのものの発生速度を変化させる手段と、
上記繰り返し発生されるインパルス応答信号のうち、所定数おきのインパルス応答信号の正負を反転させて、上記楽音信号の周波数特性を変化させる手段とを備えたことを特徴とする楽音生成装置。 Means for repeatedly generating an impulse response signal of a predetermined length corresponding to the frequency characteristic of the musical sound signal to be generated ;
Means for changing the repetition period of the repeatedly generated impulse response signal according to only the pitch determinant that determines the pitch of the musical sound signal;
Unlike the pitch determinant, the means for changing the generation speed of the waveform of the impulse response signal generated according to only the timbre determinant that determines the tone of the musical tone signal;
A musical sound generating apparatus comprising: means for changing the frequency characteristic of the musical sound signal by inverting the positive / negative of the impulse response signal every predetermined number of the impulse response signals repeatedly generated.
発生すべき楽音信号の周波数特性に対応した所定長のインパルス応答信号を繰り返し発生させ、
この繰り返し発生されるインパルス応答信号の繰り返しの周期を、上記楽音信号の音高を決定する音高決定因子だけに応じて変化させ、
上記音高決定因子とは異なり、上記楽音信号の音色を決定する音色決定因子だけに応じて、上記発生されるインパルス応答信号の波形そのものの発生速度を変化させ、
上記繰り返し発生されるインパルス応答信号n個のうち(n−1)個を正負反転させ、反転されていないインパルス応答信号のレベルを(n−1)/nとし、反転されたインパルス応答信号のレベルを1/nとして(nは2以上の自然数)上記楽音信号の周波数特性を変化させることを特徴とする楽音生成方法。 CPU to the music generator
Repeatedly generate an impulse response signal of a predetermined length corresponding to the frequency characteristic of the musical sound signal to be generated,
The repetition cycle of the impulse response signal that is repeatedly generated is changed according to only the pitch determinant that determines the pitch of the musical signal,
Unlike the pitch determinant, only the timbre determinant that determines the timbre of the musical tone signal changes the generation speed of the generated impulse response signal waveform itself,
Of the n impulse response signals repeatedly generated, (n-1) are inverted in polarity, the level of the impulse response signal that is not inverted is (n-1) / n, and the level of the inverted impulse response signal 1 / n (n is a natural number greater than or equal to 2) , and the frequency characteristic of the musical tone signal is changed.
この繰り返し発生されるインパルス応答信号の繰り返しの周期を、上記楽音信号の音高を決定する音高決定因子だけに応じて変化させる手段と、
上記音高決定因子とは異なり、上記楽音信号の音色を決定する音色決定因子だけに応じて、上記発生されるインパルス応答信号の波形そのものの発生速度を変化させる手段と、
上記繰り返し発生されるインパルス応答信号n個のうち(n−1)個を正負反転させ、反転されていないインパルス応答信号のレベルを(n−1)/nとし、反転されたインパルス応答信号のレベルを1/nとして(nは2以上の自然数)、上記楽音信号の周波数特性を変化させる手段とを備えたことを特徴とする楽音生成装置。 Means for repeatedly generating an impulse response signal of a predetermined length corresponding to the frequency characteristic of the musical sound signal to be generated ;
Means for changing the repetition period of the repeatedly generated impulse response signal according to only the pitch determinant that determines the pitch of the musical sound signal;
Unlike the pitch determinant, the means for changing the generation speed of the waveform of the impulse response signal generated according to only the timbre determinant that determines the tone of the musical tone signal;
Of the n impulse response signals repeatedly generated, (n-1) are inverted in polarity, the level of the impulse response signal that is not inverted is (n-1) / n, and the level of the inverted impulse response signal 1 / n (n is a natural number equal to or greater than 2), and means for changing the frequency characteristics of the musical sound signal.
または上記インパルス応答信号そのものの長さが上記繰り返し発生の周期より長くても、当該周期の終わりで当該インパルス応答信号の発生を継続させるとともに、複数の発生手段によって、次のインパルス応答信号を重ねて発生させ、この各インパルス応答信号の発生を検出し、この検出結果に基づいて繰り返し発生されるインパルス応答信号をn個のうち(n−1)個を正負反転させ、反転されていないインパルス応答信号のレベルを(n−1)/nとし、反転されたインパルス応答信号のレベルを1/nとし(nは2以上の自然数)、
上記インパルス応答信号は記憶手段に記憶され、音色決定因子に応じてこのインパルス応答信号の読み出し速度が決定されることを特徴とする請求項2または4記載の楽音生成装置。The impulse response signal is repeatedly generated n times with the same waveform, one repetition period is 1 / n times the other repetition period, and one level is lower than the other level or one level is 1 of the other level. / N, and these two impulse response signals are differentially synthesized and output, and (n-1) impulse response signals among n impulse response signals are generated by being inverted in the positive and negative directions (n is 2 or more). Natural number) ,
Or, even if the length of the impulse response signal itself is longer than the cycle of the repeated generation, the generation of the impulse response signal is continued at the end of the cycle, and the next impulse response signal is overlapped by a plurality of generating means. The generation of each impulse response signal is detected, and the impulse response signal repeatedly generated based on the detection result is inverted (n-1) out of n, and the impulse response signal not inverted And the level of the inverted impulse response signal is 1 / n (n is a natural number of 2 or more) ,
5. A musical tone generating apparatus according to claim 2, wherein the impulse response signal is stored in a storage means, and a reading speed of the impulse response signal is determined in accordance with a tone color determining factor.
この発生されるインパルス応答信号そのものの発生速度は、音色決定因子に応じて変化され、
この音高決定因子は上記楽音信号の音高を決定する因子であり、
この音色決定因子は上記楽音信号の音色を決定する因子であり、
上記インパルス応答信号は、上記正負反転されないで繰り返し発生もされ、これにより生成される楽音信号は、上記n個のうち(n−1)個の正負反転による上記楽音信号とは異なる楽音信号として出力され(nは2以上の自然数)、これら両楽音信号の出力が切り換えられ、1つのインパルス応答信号から少なくとも2種類の楽音信号が生成されること特徴とする請求項2、4または5記載の楽音生成装置。The repetition period of the impulse response signal generated repeatedly is a period of 1 / n of the set pitch (n is a natural number of 2 or more) ,
The generation speed of the generated impulse response signal itself is changed according to the tone color determining factor,
This pitch determinant is a factor that determines the pitch of the tone signal.
This timbre determinant is a factor that determines the timbre of the tone signal,
The impulse response signal is repeatedly generated without being inverted, and the generated tone signal is output as a tone signal different from the tone signal generated by (n−1) positive / negative inversion among the n pieces. is (n is a natural number of 2 or more), the output of both tone signal is switched, a tone of claims 2, 4 or 5, wherein the at least two musical tone signals from the impulse response signal is characterized to be generated Generator.
Priority Applications (2)
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