JPH0365994A - Musical sound synthesizer - Google Patents
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- JPH0365994A JPH0365994A JP1202628A JP20262889A JPH0365994A JP H0365994 A JPH0365994 A JP H0365994A JP 1202628 A JP1202628 A JP 1202628A JP 20262889 A JP20262889 A JP 20262889A JP H0365994 A JPH0365994 A JP H0365994A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
「産業上の利用分野」
この発明は、特に管楽器前の合成に用いて好適な楽音合
成装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION "Field of Industrial Application" The present invention relates to a musical tone synthesis device particularly suitable for use in synthesis before a wind instrument.
「従来の技術」
自然楽器の発音メカニズムをシミ1レートすることによ
り得られたモデルを動作させ、これにより、自然楽器の
楽音を合成する方法が知られている。クラリネット等の
管楽器の最も基本的なモデルとしては、リードの弾性特
性をシミュレートした非線形増幅素子と、共鳴管をシミ
ュレートした共振回路とを接続した閉ループ構造のモデ
ルが知られている。このモデルでは、非線形増幅素子か
ら信号が出力されると、この信号は進行波信号として共
振回路に入力され、共振回路からの帰還信号、すなわち
、共鳴管からの反射波に相当する信号カ非線形増幅素子
に帰還される。このように、非線形増幅素子と共振回路
とからなる閉ループ回路によって、管楽器(=お”ける
空気圧力波の伝播が忠実にシミュレートされる。"Prior Art" A method is known in which a model obtained by simulating the sound generation mechanism of a natural musical instrument is operated, thereby synthesizing the musical tones of a natural musical instrument. The most basic model of a wind instrument such as a clarinet is a model with a closed-loop structure in which a nonlinear amplification element that simulates the elastic characteristics of a reed and a resonant circuit that simulates a resonant tube are connected. In this model, when a signal is output from the nonlinear amplification element, this signal is input to the resonant circuit as a traveling wave signal, and the feedback signal from the resonant circuit, that is, the signal corresponding to the reflected wave from the resonant tube, is nonlinearly amplified. It is fed back to the element. In this way, the propagation of air pressure waves in a wind instrument is faithfully simulated by a closed loop circuit consisting of a nonlinear amplification element and a resonant circuit.
また、実際の管楽器には、音高操作用の孔、いわゆるト
ーンホールが設けられているが、このトーンホールをも
含めて管楽器をシミュレートしたモデルが知られている
。このモデルでは;複数の双方向伝送回路を有すると共
に各双方向伝送回路間にトーンホールに対応する信号処
理を行う信号散乱ジャンクシジン(以下、ジャンクシジ
ンと略す)と呼ばれる回路を介挿した構成の共振回路が
用いられる。In addition, actual wind instruments are provided with holes for controlling pitch, so-called tone holes, and models that simulate wind instruments including these tone holes are known. This model has a configuration that has multiple bidirectional transmission circuits and a circuit called a signal scattering junkijin (hereinafter abbreviated as junkijin) that performs signal processing corresponding to tone holes between each bidirectional transmission circuit. A resonant circuit is used.
各ジャンクシジンでは、隣接する双方向伝送回路からの
各入力信号に対し係数乗算等の演算処理が行われ、演算
結果が隣接する双方向伝送回路に供給される。この演算
処理における乗算係数等は当該トーンホールの開閉状態
に対応し切り換えられる。In each junksign, calculation processing such as coefficient multiplication is performed on each input signal from an adjacent bidirectional transmission circuit, and the calculation result is supplied to the adjacent bidirectional transmission circuit. The multiplication coefficients and the like in this arithmetic processing are switched depending on the open/closed state of the tone hole.
また、共鳴管の終端部分に対応する双方向伝送回路から
出力される進行波信号は、共鳴管の終端部での音響損失
等をシミスレートしたフィルタ演算が施されると共に反
射係数が乗じられ、再び双方向伝送回路に入力されて非
線形増幅素子側に帰還されるようになっている。In addition, the traveling wave signal output from the bidirectional transmission circuit corresponding to the end of the resonant tube is subjected to a filter operation that simulates acoustic loss at the end of the resonant tube, and is multiplied by a reflection coefficient. The signal is again input to the bidirectional transmission circuit and fed back to the nonlinear amplification element side.
このような構成によれば、各ジャンクションにおける演
算用の乗算係数が当該トーンホールの開閉状態に対応し
て切り換えられ、共振回路内での信号の散乱状態が変化
し、共振回路の伝送量周波数特性が切り換えられる。従
って、トーンホールの開閉操作に応じた音高の楽音が発
生、される。なお、この種の技術は、例えば特開昭63
−40199号公報に開示されている〇
「発明が解決しようとする課題」
ところで、実際の管楽器を吹奏では、リードと開放状態
のトーンホールとの間の空気圧力波の伝播経路における
共振モーIJが支配的であり、この経路における伝播遅
延に対応した周波数の基本波(1次)、およびその整数
倍の各周波数(高次)の倍音が主に楽音として発生され
る。しかしながら、上述した従来の楽音合成装置の場合
、ジャンクシジンの各乗算係数をトーンホールが開放し
た状態に対応した値に設定した場合においても、非線形
増幅素子から最終段の双方向伝送回路までの双方向信号
伝送経路が共振することによって発生される周波数成分
がかなりの比率で楽音に含まれてしまい、実際の管楽器
音とはスペクトラムの異なった楽音が合成されてしまう
という問題があった。According to such a configuration, the multiplication coefficient for calculation at each junction is switched in accordance with the open/closed state of the tone hole concerned, the scattering state of the signal within the resonant circuit changes, and the transmission amount frequency characteristics of the resonant circuit are changed. can be switched. Accordingly, a musical tone having a pitch corresponding to the opening/closing operation of the tone hole is generated. Note that this type of technology is known, for example, from Japanese Patent Application Laid-open No. 1983
〇 “Problems to be Solved by the Invention” Disclosed in Publication No. 40199 By the way, when actually playing a wind instrument, the resonance mode IJ occurs in the propagation path of the air pressure wave between the reed and the open tone hole. A fundamental wave (first order) with a frequency that is dominant and corresponds to the propagation delay in this path, and overtones of each frequency (higher order) that is an integral multiple of the fundamental wave are mainly generated as musical tones. However, in the case of the conventional musical tone synthesizer described above, even when each multiplication coefficient of the junk signal is set to a value corresponding to the state where the tone hole is open, both sides from the nonlinear amplification element to the final stage bidirectional transmission circuit are There is a problem in that a considerable proportion of the frequency components generated by the resonance of the direction signal transmission path are included in the musical tone, resulting in a synthesized musical tone with a spectrum different from that of the actual wind instrument sound.
この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり
、不要な共振周波数成分の発生を抑え、実際の管楽器音
の倍音構造に忠実な楽音を合成することができる楽音合
成装置を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and an object of the present invention is to provide a musical tone synthesis device capable of suppressing the generation of unnecessary resonance frequency components and synthesizing musical tones that are faithful to the overtone structure of actual wind instrument sounds. With the goal.
「課題を解決するための手段」
上記課題を解決するため、この発明は、管楽器の共鳴管
をシミュレートした手段であって、(a)正逆各方向の
入力信号に対し、所定の信号処理を施して各々出力する
複数の双方向信号処理手段、
(b)前記共鳴管の音孔に対応し、前記各双方向信号処
理手段の各段間に介抑接続され、自身への各入力信号に
対し、所定の演算処理を施し、該演算結果を該双方向信
号処理手段への入力信号として出力する信号散乱ジャン
クシジン、および(c)前記各双方向信号処理手段の中
の前記共鳴管の終端部に相当する双方向信号手段に接続
され、該双方向信号処理手段からの出力信号に対して少
なくとも減衰処理を施して該双方向信号処理手段に入力
信号として供給する終端処理手段によって構成される共
振回路と、
前記音孔の開閉操作に対応し、前記信号散乱ジャンクシ
宵ンにおける演算用の係数を制御する音高制御手段と、
前記管楽器のリードの動作をシミュレートした手段であ
って、自身への入力信号および前記共振回路からの帰還
信号に基づいて励振信号を発生し、該励振信号を該共振
回路に入力する励振手段と、前記音孔の開閉操作に対応
し、前記終端処理手段の減衰処理における減衰係数を制
御する終端処理制御手段と
を具備することを特徴とする。"Means for Solving the Problems" In order to solve the above problems, the present invention provides means for simulating a resonant pipe of a wind instrument, which (a) performs predetermined signal processing on input signals in forward and reverse directions; (b) a plurality of bidirectional signal processing means corresponding to the sound holes of the resonant tube and connected between each stage of the bidirectional signal processing means to output each input signal to itself; (c) a signal scattering junk signal that performs predetermined arithmetic processing on the signal and outputs the arithmetic result as an input signal to the bidirectional signal processing means; The termination processing means is connected to the bidirectional signal means corresponding to the termination section, and is configured by a termination processing means that performs at least attenuation processing on the output signal from the bidirectional signal processing means and supplies the output signal to the bidirectional signal processing means as an input signal. a resonant circuit that corresponds to the opening/closing operation of the sound hole, and a pitch control means that controls a coefficient for calculation in the signal scattering circuit; and means that simulates the operation of the reed of the wind instrument, excitation means for generating an excitation signal based on an input signal to itself and a feedback signal from the resonant circuit and inputting the excitation signal to the resonant circuit; and a termination processing control means for controlling the attenuation coefficient in the attenuation processing.
「作用」
上記構成によれば、励振手段から終端処理手段までの双
方向信号伝送経路、すなわち、リードから共鳴管の終端
部までの共振動作が抑制される。"Operation" According to the above configuration, the resonant operation in the bidirectional signal transmission path from the excitation means to the termination processing means, that is, from the lead to the termination part of the resonance tube is suppressed.
「実施例」 以下、図面を参照し、本発明の一実施例を説明する。"Example" Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
第1図はこの発明の一実施例による楽音合成装置の構成
を示すブロック図である。また、第2図はこの楽音合成
装置がシミ1レートするクラリネ・ノドの物理モデルの
構成図である。FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a musical tone synthesizer according to an embodiment of the present invention. Furthermore, FIG. 2 is a diagram showing the configuration of a physical model of a clarine throat that is simulated by this musical tone synthesizer.
まずミ第2図の物理モデルについて説明する。First, the physical model shown in Fig. 2 will be explained.
第2図において、1は管楽器の共鳴管(管部)、2はマ
ウスピース部、2aはリード、T Hは共鳴管lに形成
された1個のトーンホール、RTCはレジスタチューブ
を示す。In FIG. 2, 1 is a resonance tube (tube section) of a wind instrument, 2 is a mouthpiece section, 2a is a reed, TH is one tone hole formed in the resonance tube 1, and RTC is a register tube.
以下、この物理モデルを参照し、クラリネットの発音メ
カニズムを説明する。吹奏者がマウスピース部2をくわ
え、息を吹き込むと、その吹奏圧Pおよび自身の弾性特
性によりリード2aが振動する(矢印2S)。この結果
、リード2aの管内側に空気の圧力波(粗密波)が発生
し、これが進行圧力波Fとなって共鳴管lの終端部IE
に向かって送出される。そして、進行圧力波Fは共鳴管
l内の各所および終端部IHにおいて反射され、反射圧
力波Rとなってリード2aに戻り、リード2aは反射圧
力波Rからの圧力PRを受ける。従って、吹奏中、リー
ド2aが受ける全圧力PAは、反射圧力波Rの圧力をP
Rとすると、
PA=P=−PR・・・・・・(1)
となり、結局、リード2aは自身の弾性特性と上記圧力
PAとにより振動する。そして、リード2aの振動と共
鳴管l内の圧力波FおよびRの往復運動とが共振状態と
なることにより楽音力(発生される。The clarinet's sound production mechanism will be explained below with reference to this physical model. When a blow player holds the mouthpiece portion 2 in his mouth and blows into it, the reed 2a vibrates due to the blowing pressure P and its own elastic properties (arrow 2S). As a result, an air pressure wave (compression wave) is generated inside the tube of the reed 2a, and this becomes a traveling pressure wave F and reaches the terminal end IE of the resonance tube l.
sent towards. Then, the traveling pressure wave F is reflected at various places in the resonance tube I and at the terminal end IH, and returns to the lead 2a as a reflected pressure wave R, and the lead 2a receives the pressure PR from the reflected pressure wave R. Therefore, the total pressure PA that the reed 2a receives during blowing is equal to the pressure of the reflected pressure wave R.
If R, then PA=P=-PR (1), and as a result, the reed 2a vibrates due to its own elastic properties and the pressure PA. Then, the vibration of the reed 2a and the reciprocating motion of the pressure waves F and R within the resonance tube 1 resonate, thereby generating musical sound force.
この時の1次の共振周波数は、共鳴管l!二斤ニ成され
たトーンホールT Hの開閉操作により切り換えられる
。すなわち、トーンホールT)Iの開閉操作が行われる
と、それに伴ってトーンホールT H近傍における圧力
波の流れが変化し、共鳴管lの実効的な長さが変化する
ことによって共振周波数の切換がなされる。The first-order resonance frequency at this time is the resonance tube l! Switching is performed by opening and closing two tone holes TH. That is, when the tone hole T)I is opened/closed, the flow of pressure waves near the tone hole TH changes accordingly, and the effective length of the resonant tube l changes, thereby changing the resonant frequency. will be done.
以下、共鳴管lのトーンホールTHの近傍点jにおける
空気圧力波の状態について説明する。Hereinafter, the state of the air pressure wave at a point j near the tone hole TH of the resonance tube l will be explained.
〈トーンホールTHが開状態の場合〉
トーンホールTHが開状態の場合、点jの空気圧Pjは
、
Pj=a+oHp、+ + asorr p、+
aaoN Ps+・・・・・・(2)
となる。ここで、P、+は共鳴管1のリード2a側から
点jに流入する空気圧力波の圧力、pm++;を共鳴管
lの終端部IE側から点jに流入する空気圧力波の圧力
、また、P、今はトーンホールTHから流入する空気圧
力波の圧力を示す。また、a+orr*a、oHおよび
asorrは、点jに流入する各空気圧力波の点jの空
気圧Pjへの寄与度に相当する係数であり、1記式(3
)〜(5)で与えられる。<When the tone hole TH is open> When the tone hole TH is open, the air pressure Pj at point j is: Pj=a+oHp, + + asorr p, +
aaoN Ps+ (2). Here, P, + is the pressure of the air pressure wave flowing into the point j from the lead 2a side of the resonance tube 1, pm++; is the pressure of the air pressure wave flowing into the point j from the end IE side of the resonance tube 1, and , P, now indicates the pressure of the air pressure wave flowing from the tone hole TH. In addition, a+orr*a, oH, and asorr are coefficients corresponding to the contribution of each air pressure wave flowing into point j to the air pressure Pj at point j, and are expressed by the equation 1 (3
) to (5).
alorr= 2φ、′/(φ1′+φ1+φ1〉 ・
・・・・・(3〉a*orr= 2φ1/(φ18+φ
e+φ3′) ・・・・・・(4)asorr=2φ
S′/(φI′+φ1+φs′)・・・・・・(5)こ
こで、φ1は共鳴管lのリード2a側の部分の直径、φ
、は共鳴管lの終端部IE側の直径、φ、はトーンホー
ルT Hの直径を示す。alorr= 2φ,'/(φ1'+φ1+φ1〉・
・・・・・・(3〉a*orr= 2φ1/(φ18+φ
e+φ3') ・・・・・・(4) asorr=2φ
S'/(φI'+φ1+φs') (5) Here, φ1 is the diameter of the resonant tube l on the lead 2a side, φ
, represents the diameter of the end IE side of the resonance tube l, and φ represents the diameter of the tone hole TH.
一方、第2図において、点jから共鳴管lのリード2a
方向に流出する空気圧力波の圧力P1−5共鳴管lの終
端部IE方向に流出する空気圧力波の圧力P、およびト
ーンホールTHへと流出する空気圧力波の圧力をPs−
とすると、これらは各々P r−” P j−P 1
+ ・・・・・・(6)P *−= P j−P−・
・・・・・(7)Ps−= Pj−P、+ ・・・・・
・(8)となる。On the other hand, in FIG. 2, from point j to lead 2a of resonance tube l
The pressure of the air pressure wave flowing out in the direction P1-5, the pressure P of the air pressure wave flowing out in the direction of the terminal end IE of the resonance tube l, and the pressure of the air pressure wave flowing out into the tone hole TH, Ps-
Then, these are each P r-” P j-P 1
+ ・・・・・・(6)P *-= P j-P-・
...(7) Ps-=Pj-P, +...
・(8) becomes.
点jから終端部IE側・へと伝播する空気圧力波(圧力
P t−)は、やがて終端部IEに到達して一部がリー
ド2a側へ反射されるが、クラリネット等のように終端
が開いた管楽器の場合、この反射の際、位相の反転が行
われる。また、トーンホールT Hが開状態の場合、j
点からトーンホールT Hの外側に向けて流出された空
気圧力波(圧力P、−)は開口部において反射されるが
、この場合も、進行波は逆相で反射される。The air pressure wave (pressure P t-) propagating from point j to the terminal end IE eventually reaches the terminal end IE and is partly reflected toward the reed 2a, but when the terminal end is In the case of open wind instruments, a phase inversion takes place during this reflection. Also, when the tone hole T H is open, j
The air pressure wave (pressure P, -) flowing out from the point to the outside of the tone hole TH is reflected at the opening, but in this case as well, the traveling wave is reflected in the opposite phase.
くトーンホールTHが開状態の場合〉
この場合、トーンホールT Hの直径φ、が0になった
状態と等価であると考えられる。従って、上記式(3)
〜(5)にφ、=0を代入することにより、トーンホー
ルTHが閉状態の場合における各空気圧力波の空気圧P
3への寄与度に相当する係数a + On + 11
* On 1 a s Onが、下記式(9) 〜(1
1)のように導かれる。Case in which the tone hole TH is in an open state> In this case, it is considered to be equivalent to a state in which the diameter φ of the tone hole TH becomes 0. Therefore, the above formula (3)
By substituting φ, = 0 into ~(5), the air pressure P of each air pressure wave when the tone hole TH is in the closed state is obtained.
Coefficient a + On + 11 corresponding to the contribution to 3
*On 1 a s On is represented by the following formula (9) ~ (1
1).
a、on= 2φ、雪/(φI′+φ、”) ・−・
・・・(9)amon=2φ1/(φ♂十φ、”)
・・−・−・(l 0)a−on= 0
− ・・・(11)そして、点jの空
気圧Pjは、
P j”aIOn P r” + axon
P !+ ason P s+・・・・・・(12
)
となる。a, on = 2φ, snow/(φI′+φ,”) ・−・
...(9) amon=2φ1/(φ♂1φ,”)
・・・−・(l 0)a-on= 0
-...(11) Then, the air pressure Pj at point j is Pj"aIONPr" + axon
P! + ason P s+・・・・・・(12
) becomes.
リード2aには、上述のようにして共鳴管1の各所にお
いて反射された信号が帰還され、その中の最も有効な成
分によって1次の共振周波数が決定される。そして、ト
ーンホールT Hが開状態の場合、1次の共振周波数は
リード2aとトーンホールT Hとの間を空気圧力波が
往復する所要時間によって決定される。また、この場合
の共鳴管lの伝送量周波数特性は、1次の共振周波数、
およびその3倍、5倍、・・・の高次の共振周波数にお
いて伝送利得が極大になる多峰性の特性となる。Signals reflected at various points in the resonance tube 1 as described above are fed back to the lead 2a, and the primary resonance frequency is determined by the most effective component of the signals. When the tone hole TH is open, the primary resonance frequency is determined by the time required for the air pressure wave to travel back and forth between the lead 2a and the tone hole TH. In addition, the transmission amount frequency characteristics of the resonance tube l in this case are the first-order resonance frequency,
It has a multimodal characteristic in which the transmission gain becomes maximum at high-order resonance frequencies of 3 times, 5 times, . . . .
次にレジスタチューブRTCについて説明する。Next, the resistor tube RTC will be explained.
上述したように、管楽器の共鳴管lは多峰性の伝送量周
波数特性を有するが、レジスタチューブRTCは、共鳴
管1における高次の共振周波数での共振を促進するため
に設けられたものである。実在の管楽器の中にも、1オ
クタ一ブ以上の音高切換を容易にするために、レジスタ
チューブRTCに相当する孔(オクターブキーと呼ばれ
る)を備えた管楽器が存在する。第4図に示すように、
レジスタチj−ブRTCの近傍点にでは、空気圧力波の
散乱が発生する。Q l ”r Q t ”+ 03+
は近傍点kに流入する空気圧力波の圧力、Q、−、Ql
、Q、−は近傍点kから流出する空気圧力波の圧力であ
る。レジスタチューブRTCが閉じた状態の場合、り一
ド2aに帰還される空気圧力波の成分は、トーンホール
THあるいは終端部1Eにおいて反則されて帰還するも
のが支配的となる。一方、レジスタチューブRTCが開
状態になると、レジスタチューブRTCでの空気圧力波
の散乱が著しくなるので、リード2aに帰還される空気
圧力波において、レジスタチューブRTCにおいて反射
された成分が強調される。なお、この点kにおける空気
圧力波の散乱は、上述したトーンホールTHの近傍点j
における場合と同様であるので、ここでのInした説明
は省略する。As mentioned above, the resonance tube l of a wind instrument has a multimodal transmission frequency characteristic, but the resistor tube RTC is provided to promote resonance at a high-order resonance frequency in the resonance tube 1. be. Among existing wind instruments, there are wind instruments that are equipped with holes (called octave keys) corresponding to register tubes RTC in order to facilitate pitch switching over one octave or more. As shown in Figure 4,
At points near the resistor table RTC, scattering of air pressure waves occurs. Q l ”r Q t ”+ 03+
is the pressure of the air pressure wave flowing into the neighboring point k, Q,−,Ql
,Q,- is the pressure of the air pressure wave flowing out from the neighboring point k. When the resistor tube RTC is in a closed state, the components of the air pressure wave that are returned to the lead 2a are dominated by those that are reflected back at the tone hole TH or the terminal end 1E. On the other hand, when the resistor tube RTC is in an open state, the scattering of the air pressure wave at the resistor tube RTC becomes significant, so that the component reflected at the resistor tube RTC is emphasized in the air pressure wave fed back to the lead 2a. Note that the scattering of the air pressure wave at this point k is caused by the scattering of the air pressure wave at the point j near the tone hole TH mentioned above.
Since this is the same as the case in , the detailed explanation here will be omitted.
次に第2図の物理モデルに基づいて構成された第1図の
楽音合成装置について説明する。同図において、励振回
路10は第2図におけるマウスピース部2に対応してお
り、共振回路30は共鳴管1に対応している。また、励
振回路10と共振回路30との間に介挿されるジャンク
シラン20は、マウスピース部2と共鳴管lとの接続部
における空気圧力波の散乱をシミュレートしたものであ
る。Next, the musical tone synthesis apparatus shown in FIG. 1 constructed based on the physical model shown in FIG. 2 will be explained. In the figure, an excitation circuit 10 corresponds to the mouthpiece section 2 in FIG. 2, and a resonance circuit 30 corresponds to the resonance tube 1. Further, the junk silane 20 inserted between the excitation circuit 10 and the resonance circuit 30 simulates the scattering of air pressure waves at the connection between the mouthpiece section 2 and the resonance tube l.
このジャンクシラン20では、共振回路30からの出力
信号と励振回路10の出力信号が加算器18によって加
算されて共振回路30に入力され、加算器18の出力信
号と共振回路30の出力信号が加算器19によって加算
されて励振回路10に入力されるようになっている。In this junk silane 20, the output signal from the resonant circuit 30 and the output signal from the excitation circuit 10 are added by the adder 18 and input to the resonant circuit 30, and the output signal from the adder 18 and the output signal from the resonant circuit 30 are added together. 19 and input to the excitation circuit 10.
励振回路10は、減算器11、フィルタ12および13
、加算器14、ROM15、乗算益16.17およびI
NVとで構成される。そして、楽音発生時、楽音制御回
路lOOから吹奏圧P、エンブシュアE(マウスピース
を口にくわえる時の圧力)に相当する情報が与えられる
。減算器2には、共振回路30からジャンクション20
を介して入力される信号、すなわち、第2図における共
鳴管lからの反射波Rの空気圧PRに相当する信号と、
吹奏圧Pに相当する信号が入力される。そして、上記式
(1)の演算が行われ、リード2aに加わる空気圧PA
に相当する信号が得られる。The excitation circuit 10 includes a subtracter 11, filters 12 and 13
, adder 14, ROM 15, multiplication gain 16.17 and I
It consists of NV. When a musical tone is generated, information corresponding to the blowing pressure P and the embouchure E (the pressure when the mouthpiece is held in the mouth) is given from the musical tone control circuit lOO. The subtracter 2 includes a junction 20 from the resonant circuit 30.
a signal inputted via the , that is, a signal corresponding to the air pressure PR of the reflected wave R from the resonance tube l in FIG. 2;
A signal corresponding to the blowing pressure P is input. Then, the above formula (1) is calculated, and the air pressure PA applied to the lead 2a is
A signal corresponding to is obtained.
減算器llの出力信号はフィルタ【2によって帯域制限
される。このフィルタ12は1次のローパスフィルタに
よって構成されており、励振回路10と共振回路30と
の間を循環する信号の振輸が特定周波数において著しく
大きくならないようにするために介挿されている。そし
て、フィルタ12の出力信号Plはフィルタ13に入力
されると共に乗算器INVによって反転されて乗算器1
6に入力される。信号Plはフィルタ13を介すことに
より、高周波成分が除去される。これにより、急激な圧
力変化を吸収するり−ド2aの応答特性がシミュレート
される。The output signal of subtractor ll is band limited by filter [2]. This filter 12 is constituted by a first-order low-pass filter, and is inserted in order to prevent the vibration of the signal circulating between the excitation circuit 10 and the resonant circuit 30 from becoming significantly large at a specific frequency. The output signal Pl of the filter 12 is input to the filter 13 and is inverted by the multiplier INV.
6 is input. The signal Pl passes through the filter 13 to remove high frequency components. This simulates the response characteristics of the road 2a that absorbs sudden pressure changes.
そして、加算器14によって、フィルタ13の出力信号
Plに対し、エンブシュアEに相当する信号が加算され
、実際にリードに加えられる圧力に相当する信号P3が
求められる。そして、この信号PlがROM15にアド
レスとして与えられる。これにより、ROM15内に予
め記憶された非線形関数のテーブルが参照され、リード
2aとマウスピース部2との間隙の断面積、すなわち、
空気流に対するアドミッタンスに相当する信号Yが出力
される。そして、信号Yと信号−P、とが乗算器16に
よって乗算され、リード2aとマウスピース部2との量
線を通過する空気の流速に相当する信号Fしが得られる
。Then, the adder 14 adds a signal corresponding to the embouchure E to the output signal Pl of the filter 13 to obtain a signal P3 corresponding to the pressure actually applied to the lead. This signal Pl is then given to the ROM 15 as an address. As a result, a table of nonlinear functions stored in advance in the ROM 15 is referred to, and the cross-sectional area of the gap between the reed 2a and the mouthpiece portion 2, that is,
A signal Y corresponding to the admittance to the airflow is output. Then, the signal Y and the signal -P are multiplied by the multiplier 16, and a signal F corresponding to the flow velocity of air passing through the line between the reed 2a and the mouthpiece portion 2 is obtained.
そして、信号FLに対し、乗算?317によって乗算係
数Gが乗じられる。ここで、乗算係数Gは共鳴管lにお
けるマウスピース部2の取、り付は部付近の管径に応じ
て決められる定数であり、空気流の通りにくさ、すなわ
ち、空気流に対するインピーダンスに相当するものであ
る。従って、乗算117からは、共鳴管lのマウスピー
ス側の入口において発生する空気の圧力変化に相当する
信号が得られる。そして、この信号がジャンクション2
0を介し、共振回路30に入力される。And multiplication for signal FL? 317 by a multiplication coefficient G. Here, the multiplication coefficient G is a constant determined according to the diameter of the tube near the attachment point of the mouthpiece section 2 in the resonance tube 1, and corresponds to the difficulty of passing the airflow, that is, the impedance to the airflow. It is something to do. Multiply 117 therefore yields a signal corresponding to the air pressure change occurring at the mouthpiece-side inlet of resonance tube l. And this signal is Junction 2
0 to the resonant circuit 30.
共振回路30において、遅延回路D 3r、 D kf
、 Dmr、 D +*r+ D kr、 D jrは
、各々、第2図の共鳴管1内における空気圧力波の伝播
経路に対応している。In the resonant circuit 30, delay circuits D 3r and D kf
, Dmr, D + *r+ D kr, and D jr each correspond to the propagation path of the air pressure wave in the resonance tube 1 in FIG.
さらに詳述すると、リード2aとレジスタチューブRT
Cとの間の空気圧力波の伝播遅延が遅延回路・Dj「お
よびD3rによってシミュレートされ、レジスタチュー
ブRTCとトーンホールTHとの間の伝播遅延が遅延回
路DkfおよびDkrによってシミュレートされ、トー
ンホールT Hと終端部lEとの間の伝播遅延が遅延回
路D+mfおよびD+arによってシミュレートされる
。More specifically, the lead 2a and the resistor tube RT
The propagation delay of the air pressure wave between the resistor tube RTC and the tone hole TH is simulated by the delay circuits Dj' and D3r, the propagation delay between the resistor tube RTC and the tone hole TH is simulated by the delay circuits Dkf and Dkr, The propagation delay between T H and the termination lE is simulated by delay circuits D+mf and D+ar.
共振回路30の出力信号が終端回路TRMに入力される
と、ローパスフィルタMLによって帯域制限され、さら
に乗算?:jrI Vによって負の反射係数γが乗算さ
れて共振回路30に戻される。このようにして、終端部
IEにおける音響損失の周波数特性および反射に伴う位
相反転がシミコレートされる。When the output signal of the resonant circuit 30 is input to the termination circuit TRM, it is band-limited by the low-pass filter ML, and then multiplied? :jrI V is multiplied by a negative reflection coefficient γ and returned to the resonant circuit 30. In this way, the frequency characteristics of the acoustic loss at the termination IE and the phase inversion associated with reflection are simulated.
さて、トーンホールTHが閉じた場合の楽音が忠実に合
成されるように反射係数γを一定値に調整した状態で、
ジャンクションJTHの各乗算係数(後述)を切り換え
てトーンホールTHが開いた場合の楽音を発生したとす
ると、終端回路TRMからの反射波が実際よりも大きな
レベルで励振回路10に帰還され、発生される楽音のス
ペクトラムが実際のクラリネット音と異なったものにな
ってしまうことがある。そこで、この楽音合成装置にお
いては、楽音制御回路100によって、トーンホールT
Hが閉じた場合と、トーンホールT Hが開いた場合と
で、反射係数γの大きさを切り換えるようにしている。Now, with the reflection coefficient γ adjusted to a constant value so that the musical tone when the tone hole TH is closed is faithfully synthesized,
If a musical tone is generated when the tone hole TH is opened by switching each multiplication coefficient (described later) of the junction JTH, the reflected wave from the termination circuit TRM is fed back to the excitation circuit 10 at a level higher than the actual level, and is generated. The spectrum of the musical sound produced by the clarinet may differ from the actual clarinet sound. Therefore, in this musical tone synthesizer, the musical tone control circuit 100 controls the tone hole T.
The magnitude of the reflection coefficient γ is switched depending on whether the tone hole TH is closed or the tone hole TH is open.
なお、反射係数γの大きさと楽音のスペクトラムとの関
係については後述する。Note that the relationship between the magnitude of the reflection coefficient γ and the spectrum of musical tones will be described later.
共振回路30におけるジャンクションJTHは、第2図
におけるトーンホールT Hの近傍点jにおける空気圧
力波の散乱をシミーレートしたものであり、加算器Δj
1乗算PJM、、M□M、、Mい減算W A +、A
□A s−遅延回路DTH,,DTH1,cl−パスフ
ィルタLPFTHとで構成される。加算器Ajには、遅
延回路Dkfの出力信号(第2図の圧力P、十に対応)
に乗算器M、によって係数a、を乗じた信号、遅延回路
DIIlrの出力信号(第2図の圧力P1+に対応)に
乗算器M、によって係数atを乗じた信号、および遅延
回路DTH,の出力信号(第2図の圧力P、十に対応)
に乗算器M3によって係数83を乗じた信号が入力され
る。また、各係数al、 a□a、としては、当該トー
ンホールT Hが開状態の場合は、楽音制御回路100
から上記式(3)〜(5)に従った係数alo[、aa
on、 asorfが与えられ、当該トーンホールTH
が閉状態の場合は、上記式(9)〜(11)に従った係
数a+On+ amon、 aaonが与えられる。The junction JTH in the resonant circuit 30 is obtained by simulating the scattering of the air pressure wave at a point j near the tone hole TH in FIG.
1 multiplication PJM,, M□M,, M subtraction W A +, A
□A s-delay circuit DTH, , DTH1, cl-pass filter LPFTH. The adder Aj receives the output signal of the delay circuit Dkf (corresponding to pressure P, 10 in Fig. 2).
is multiplied by a coefficient a by a multiplier M, a signal obtained by multiplying the output signal of the delay circuit DIIlr (corresponding to the pressure P1+ in FIG. 2) by a coefficient at by a multiplier M, and the output of the delay circuit DTH. Signal (corresponds to pressure P, 10 in Figure 2)
A signal obtained by multiplying by a coefficient 83 by a multiplier M3 is input. In addition, each coefficient al, a□a, when the tone hole TH is open, the tone control circuit 100
from the coefficient alo[, aa according to the above equations (3) to (5)
on, asorf is given, and the tone hole TH
When is in a closed state, coefficients a+On+ amon and aaon are given according to the above equations (9) to (11).
そして、加算器Ajの加算結果、すなわち、点jの空気
圧Pjに相当する信号は、減算請人1、A。Then, the addition result of adder Aj, that is, the signal corresponding to the air pressure Pj at point j, is subtracted by subtractor 1, A.
およびA、に入力される。そして、減算R3A、では加
算器Ajの出力信号から遅延回路Dkrの出力信号(圧
力P、十相当〉が減算され、減算結果(圧力P。and A, are input. Then, in subtraction R3A, the output signal of the delay circuit Dkr (pressure P, equivalent to 10) is subtracted from the output signal of the adder Aj, and the subtraction result (pressure P.
相当)が遅延回路Dkrに送られる。また、減算器A、
では加算器Ajの出力信号から遅延回路Darの出力信
号(圧力P、十相当)が減算され、減算結果(圧力P1
相当)が遅延回路Dmfに送られる。さらに、減算器A
、では加算器Ajの出力信号から遅延回路DTH,の出
力信号(圧力P、十相当)が減算され、減算結果(圧力
P、−相当)が遅延回路DTH,に送られる。corresponding) is sent to the delay circuit Dkr. Also, subtractor A,
Then, the output signal of the delay circuit Dar (pressure P, equivalent to 10) is subtracted from the output signal of the adder Aj, and the subtraction result (pressure P1
corresponding) is sent to the delay circuit Dmf. Furthermore, subtractor A
, the output signal (pressure P, equivalent to 10) of the delay circuit DTH, is subtracted from the output signal of the adder Aj, and the subtraction result (pressure P, equivalent to -) is sent to the delay circuit DTH,.
そして、遅延回路DTH,に入力された信号は所定時間
遅延されてローパスフィルタL P F T Hに人力
され、トーンホール開口部における音響損失が付与され
る。そして、ローパスフィルタLPF T Hの出力信
号に対し、トーンホールT I−1’開口部における空
気圧力波に対する反射係数theが乗算LI M、によ
って乗算される。The signal input to the delay circuit DTH is delayed for a predetermined time and then input to the low-pass filter L P F T H, and acoustic loss at the tone hole opening is added to the signal. Then, the output signal of the low-pass filter LPF T H is multiplied by the reflection coefficient the for the air pressure wave at the opening of the tone hole T I-1' by the multiplication LI M.
そして、乗算器M4の乗算結果は遅延回路DTH、によ
って遅延されて減算藩A、および乗算器M、に入力され
る。遅延回路DTH,およびD T +−11の遅延時
間はトーンホールTHの高さ、すなわち、空気圧力波が
トーンホールTHの筒状部分を往復するのに要する時間
に等しい。このようにして上述したトーンホールTHの
近傍点jにおける空気圧力波の伝播がシミュレートされ
る。The multiplication result of the multiplier M4 is then delayed by the delay circuit DTH and input to the subtractor A and the multiplier M. The delay times of the delay circuits DTH and D T +-11 are equal to the height of the tone hole TH, that is, the time required for the air pressure wave to travel back and forth across the cylindrical portion of the tone hole TH. In this way, the propagation of the air pressure wave at the point j near the tone hole TH described above is simulated.
ジャンクションJ RTCはレジスタチューブRTCの
空気圧力波の散乱を演算するために設けたものである。Junction J RTC is provided to calculate scattering of air pressure waves of resistor tube RTC.
ここで、各乗算係数す、、 b□b、は、レジスタチュ
ーブRTCに対応した各径φlb、φtb+φsbに基
づいて決められる。また、LPFRTCはレジスタチュ
ーブRTC開放時の音響損失を与えるローパスフィルタ
、DRTC,およびDRTClはレジスタチューブRT
Cの高さに応じた遅延時間を有する遅延回路である。ま
た、反射係数rtaはレジスタチューブRTCの開閉に
対応し切り換えられる。なお、ジャンクシランJ RT
Cの構成は、ジャンクションJTHと全く同じであり、
以上説明したように演算に用いられる各係数に相異があ
るだけである。従って、ジャンクションJRTCに関す
る詳細な構成の説明は省略する。Here, each multiplication coefficient S, b□b is determined based on each diameter φlb, φtb+φsb corresponding to the resistor tube RTC. In addition, LPFRTC is a low-pass filter that provides acoustic loss when the resistor tube RTC is open, and DRTC and DRTCl are the resistor tube RT
This is a delay circuit having a delay time depending on the height of C. Further, the reflection coefficient rta is switched corresponding to opening and closing of the resistor tube RTC. In addition, Junk Silan J RT
The configuration of C is exactly the same as junction JTH,
As explained above, the only difference is in each coefficient used in the calculation. Therefore, a detailed description of the configuration regarding the junction JRTC will be omitted.
さて、この楽音合成装置における遅延回路Djr。Now, the delay circuit Djr in this musical tone synthesizer.
D jr、 D kr、 D kr、 D aL D
srは各々段数遅延素子を有すると共に、信号遅延に寄
与する遅延素子の段数を切換制御可能な構成となってい
る。そして、遅延回路DjfおよびDjrには遅延段数
データQIが、遅延回路DkrおよびDkrには遅延段
数データQ、が、遅延回路DmfおよびDarには遅延
段数データmが、楽音制御回路100から与えられ、開
放するトーンホール開口部■の位置に対応してこれらの
遅延時間の配分が切り換えられるようになっている。な
お、この種の遅延時間の制御可能な遅延回路の具体的回
路としては、例えば入力信号を所定周期のシフトクロッ
クによって駆動されるシフトレジスタに入力し、シフト
レジスタの各段出力の内、所望の遅延時間に対応したも
のをセレクタ等によって選択して出力するといった方式
のものを用いることができる。D jr, D kr, D kr, D aL D
Each of the sr's has a number of stages of delay elements, and is configured to be able to switch and control the number of stages of delay elements that contribute to signal delay. The musical tone control circuit 100 provides delay stage number data QI to delay circuits Djf and Djr, delay stage number data Q to delay circuits Dkr and Dkr, and delay stage number data m to delay circuits Dmf and Dar, The distribution of these delay times can be switched depending on the position of the tone hole opening (2) to be opened. In addition, as a specific circuit of this type of delay circuit that can control the delay time, for example, an input signal is input to a shift register driven by a shift clock of a predetermined cycle, and a desired one of the outputs of each stage of the shift register is input. It is possible to use a method in which a selector or the like selects and outputs one corresponding to the delay time.
ここで、上述のトンホールの開閉操作に対応した遅延時
間の配分の制御について詳述する。今、第2図における
トーンホールTHが、共鳴管1に多数設けられたトーン
ホールの内、開状態であり、かつ、最もリード2a寄り
のトーンホールであるものとする。この場合、遅延段数
データに、とQ、は、両データの和が、リード2aから
当該トーンホールTHまでの距離に対応した遅延段数n
と等しくなり、かつ、遅延段数121の遅延段数nに対
する比7>(一定値となるように設定される。なお、こ
の遅延段数a、と遅延段数nとの関係については後述す
る。また、共鳴管lの全長に対応した遅延段数がQsの
場合、ta=(Is−nなる段数データ蹟が遅延回路D
sfおよびDIIlrに供給される。このようにして、
各遅延回路の遅延時間が設定される。そして、ジャンク
シッンJTHには、係数aIoft、 a、oH,as
orrが供給されると共に反射係数theとして−1が
供給される。一方、トーンホールをすべて指でふさいだ
場合は、最も終端部lE寄りのトーンホール位置に対応
し、段数データnおよびmが決められる。Here, the control of the distribution of delay time corresponding to the above-mentioned opening/closing operation of the tunnel hole will be described in detail. Now, it is assumed that the tone hole TH in FIG. 2 is in an open state among the many tone holes provided in the resonance tube 1, and is the tone hole closest to the lead 2a. In this case, the delay stage number data, and Q, are the sum of both data, which is the delay stage number n corresponding to the distance from the lead 2a to the tone hole TH.
and the ratio 7 of the number of delay stages 121 to the number n of delay stages is set to a constant value.The relationship between the number of delay stages a and the number n of delay stages will be described later. When the number of delay stages corresponding to the total length of pipe l is Qs, the stage number data base of ta=(Is-n) is the delay circuit D.
sf and DIIlr. In this way,
The delay time of each delay circuit is set. Then, the coefficient aIoft, a, oH, as
orr is supplied, and -1 is supplied as the reflection coefficient the. On the other hand, when all the tone holes are covered with fingers, the stage number data n and m are determined corresponding to the tone hole position closest to the terminal end lE.
そして、ジャンクシ1ンJT)[には、係数a+on+
amon、 asoflが供給されると共に反射係数L
hcとして1が供給される。また、レジスタチューブR
TCの開閉操作に対応し、ジャンクシ1ンJ RTCに
おける反射係数rtcおよび積和演算用の乗算係数b1
+bt+btが切り換えられる。Then, the coefficient a+on+
amon, asofl are supplied and the reflection coefficient L
1 is supplied as hc. Also, resistor tube R
Corresponding to the opening/closing operation of the TC, the reflection coefficient rtc and the multiplication coefficient b1 for sum-of-products calculation in the Junxin J RTC are
+bt+bt is switched.
以上説明した第1図の構成の楽音合成装置を試作し、楽
音波形の評価を行った。以下、今回の評価において試作
品に設定した各パラメータを列挙し説明する。A musical tone synthesizer having the configuration shown in FIG. 1 as described above was fabricated as a prototype, and the musical sound waveform was evaluated. Below, we will list and explain each parameter that was set for the prototype in this evaluation.
く設計パラメーター覧〉
[フィルタ類]
◇トーンホールT H用ローパスフィルりLPF711
のカットオフ周波数rcT11= 2500 [Hzl
◇レジスタチューブRTC用ローパスフィルタL P
F RTCのカットオフ周波数fcRTc= 7000
[Hz]
◇終i部tc用ローパスフィルタMLのカットオフ周波
数rcML= 2000 [Hz]◇フィルタ13(ロ
ーパスフィルタ)のカットオフ周波数rcdcr= 1
500 [Hz][遅延回路の段数(シフトレジスタ段
数)]◇遅延回路D jl、 D krおよびD+sf
(遅延回路Djr。List of design parameters> [Filters] ◇Low pass filter for tone hole T H LPF711
Cutoff frequency rcT11 = 2500 [Hzl
◇Low pass filter LP for resistor tube RTC
F RTC cutoff frequency fcRTc = 7000
[Hz] ◇Cutoff frequency rcML of low-pass filter ML for final i section tc = 2000 [Hz] ◇Cutoff frequency rcdcr of filter 13 (low-pass filter) = 1
500 [Hz] [Number of delay circuit stages (number of shift register stages)] ◇Delay circuits D jl, D kr and D+sf
(Delay circuit Djr.
DkrおよびD sr)の総遅延段数(共鳴管lの全長
に対応)12g= 82
◇遅延回路DjfおよびD kf(遅延回路Djrおよ
びD kr)の総遅延段数(リード2aからトーンホー
ル位置までの距離に対応)n=40
◇遅延回路D jr(遅延回路Djr)の遅延段数(リ
ード2aから2ジスタチユーブRTCまでの距離に対応
)12.= 10
◇遅延回路DTH,およびDTH,の各々の遅延段数(
トーンホールT Hの高さに対応MT11= 1◇遅延
回路DRTC,およびDRTC!の各々の遅延段数(レ
ジスタチューブRT Cの高さに対応)QRTc= 2
[トーンホールTH関連の各パラメータ]φ、= 24
[開]
φ、= 24 [allll
φ−”” 16 [ms]
これら各種の値に基づいて上記乗算係数a+orr、
atorL asorfを演算し、ジャンクシッンJT
Hに設定した。Dkr and D sr) (corresponds to the total length of resonance tube l) 12g = 82 ◇Total number of delay stages (distance from lead 2a to tone hole position) of delay circuits Djf and Dkf (delay circuits Djr and Dkr) ) n = 40 ◇Number of delay stages of delay circuit Djr (corresponds to the distance from lead 2a to 2-stage static tube RTC) 12. = 10 ◇Number of delay stages in each of the delay circuits DTH and DTH (
Corresponding to the height of tone hole TH MT11 = 1◇Delay circuit DRTC, and DRTC! Number of delay stages for each (corresponds to the height of resistor tube RTC) QRTc = 2 [Tonehole TH related parameters] φ, = 24
[Open] φ, = 24 [all φ−”” 16 [ms] Based on these various values, the multiplication coefficient a+orr,
Compute atorL asorf and junk thin JT
It was set to H.
また、反射体、数theは−1(トーンホールT H開
状態)とした。Further, the number of the reflector was set to -1 (tone hole TH open state).
[レジスタチューブRTC関連の各パラメータ]φ1b
=19[1IIl]
φ、1)== t 9[叶]
φ sb= 3 [−鵬]
これらの各種の値に基づいて上記乗算係数す。[Resistor tube RTC related parameters] φ1b
=19 [1IIl] φ, 1) == t 9 [Ko] φ sb= 3 [-Peng] The above multiplication coefficient is calculated based on these various values.
off、 h!art、 baorr、 b+on+
bmon+ bsonを演算し、ジャンクシロンJ R
TCに設定した。Off, h! art, baorr, b+on+
Calculate bmon + bson, Junxylon J R
I set it to TC.
また、反射係数rtcは1(レジスタチューブRTC閉
状態)および−l(レジスタチューブRTC開状a)の
2種類に切り換えた。Further, the reflection coefficient rtc was switched to two types: 1 (resistor tube RTC closed state) and -1 (resistor tube RTC open state a).
[その他のパラメータ]
◇乗算器17の乗算係数(共鳴管lの空気流に対するイ
ンピーダンス)G=0.3
そして、上記各パラメータを設定した状態で、終端回路
TRMに供給する反射係数γを、各種の値に切り換え、
第1図の楽音合成装置の評価を行った。今回の評価では
、第1図の楽音合成装置から励振回路10を切り離し、
点t、からインパルスを入力し、点t、においてその応
答を観測し、そのインパルス応答に対してFFT(高速
フーリエ変換)を適用し、第3図(a)、 (b)に示
す伝送量周波数特性を得た。なお、第3図(a)はレジ
スタチューブRTC用の反射係数rtcを1にした場合
、第3図(b)はrtc= 1にした場合を示したも
のである。[Other parameters] ◇ Multiplying coefficient of multiplier 17 (impedance to air flow of resonance tube l) G = 0.3 Then, with each of the above parameters set, the reflection coefficient γ supplied to the termination circuit TRM is adjusted to various values. Switch to the value of
The musical tone synthesizer shown in Fig. 1 was evaluated. In this evaluation, the excitation circuit 10 was separated from the musical tone synthesizer shown in FIG.
An impulse is input from point t, the response is observed at point t, and FFT (fast Fourier transform) is applied to the impulse response to obtain the transmission frequency shown in Fig. 3(a) and (b). Obtained characteristics. Note that FIG. 3(a) shows the case where the reflection coefficient rtc for the resistor tube RTC is set to 1, and FIG. 3(b) shows the case when rtc=1.
点t、−Lm間の伝送量周波数特性は、点t、からジャ
ンクションJTHを経て点t、に至るまでの経路、すな
わち、リード2aとトーンホールTHとの間の経路にお
ける共振のスペクトラムと、点tlから終端回路TRM
を経て点t、に至るまでの経路、すなわち、リード2a
と共鳴管lの終端部IEとの間の経路における共振のス
ペクトラムとを合成したものとなる。第3図(a)、
(b)における共振周波数rt、 r、を中心とする各
共麺峰は、各々、リード2aと共鳴管lの終端部IEと
の間の共振のスペクトラムである。これらの図に示すよ
うに、終端回路712Mにおける反射係数γを−1,−
0,9゜−0,8というように絶対値を小さくすること
により、共振周波数r、、 r、における利得を小さく
することができる。The transmission amount frequency characteristics between points t and -Lm are the spectrum of resonance in the path from point t to point t via junction JTH, that is, the path between lead 2a and tone hole TH, and the point From tl to termination circuit TRM
The route to point t through , that is, lead 2a
and the spectrum of resonance in the path between the terminal end IE of the resonant tube I. Figure 3(a),
Each of the resonance peaks centered on the resonance frequencies rt and r in (b) is a spectrum of resonance between the lead 2a and the terminal end IE of the resonance tube l. As shown in these figures, the reflection coefficient γ in the termination circuit 712M is set to -1, -
By reducing the absolute value such as 0.9° - 0.8, the gain at the resonant frequencies r, , r can be reduced.
この楽音合成装置では、上述したようにトーンホールT
Hの開閉操作に対応し、反射係数γの値を変化させるよ
うにしており、上記評価結果から理解されるようにリー
ド2a−終端部18間の共振のスペクトラムの強度を!
1M整することができる。In this musical tone synthesizer, as mentioned above, the tone hole T
The value of the reflection coefficient γ is changed in response to the opening/closing operation of H, and as can be understood from the above evaluation results, the intensity of the resonance spectrum between the lead 2a and the terminal end 18 is changed.
1M can be adjusted.
従って、不要なスペクトラムを抑え、実際の管楽4音に
忠実な楽音を光生ずることができる。Therefore, unnecessary spectrum can be suppressed and musical tones faithful to the four tones of actual wind music can be produced.
なお、上述した実施例では、進行波の遅延時間と反射波
の遅延時間を等しくした場合について説明したが、励振
回路!Oから出力された信号が、ジャンクシ3ンJ f
l ’1” CあるいはJ T r−[、あるいは終端
回路TrlMを介して励振回路!0に帰還されるまでの
時間の総和が一定であるならば、進行疲に対する遅延時
間と反射波に対する遅延時間との配分を不均衡にしても
構わない。In the above-mentioned embodiment, the case where the delay time of the traveling wave and the delay time of the reflected wave were made equal was explained, but the excitation circuit! The signal output from J f
l '1'' C or J T r- [or if the sum of the times until it is fed back to the excitation circuit !0 via the termination circuit TrlM is constant, the delay time for progressive fatigue and the delay time for reflected waves. It does not matter if the distribution is unequal.
「発明の効果」
以上説明したように、この発明によれば、管楽器の共鳴
管をシミュレートした手段であって、(a)正逆各方向
の入力信号に対し、所定の信号処理を施して各々出力す
る複数の双方向信号処理手段、
(b)前記共鳴管の音孔に対応し、前記各双方向信号処
理手段の各段間に介抑接続され、自身への各入力信号に
対し、所定の演算処理を施し、該演算結果を該双方向信
号処理手段への入力信号として出力する信号散乱ジャン
クション、および(c)前記各双方向信号処理手段の中
の前記共鳴管の終端部に相当する双方向信号手段に接続
され、該双方向信号処理手段からの出力信号に対して少
なくとも減衰処理を施して該双方向信号処理手段に入力
信号として供給する終端処理手段によって構成される共
振回路と、前記音孔の開閉操作に対応し、前記信号散乱
ジャンクションにおける演算用の係数を制御する音高制
御手段と、前記管楽2gのリードの動作をシミュレート
した手段であって、自身への入力信号および前記共振回
路からの帰還信号に基づいて励振信号を発生し、該励振
信号を該共振回路に入力する励振手段と、前記音孔の開
閉操作に対応し、前記終端処理手段の減衰処理における
減衰係数を制御する終端処理制御手段とを設けたので、
不要なスペクトラムを抑圧することができ、実際の管楽
器前のスペクトラムに忠実な楽音を発生することができ
るという効果が得られる。"Effects of the Invention" As explained above, according to the present invention, there is provided a means for simulating a resonant tube of a wind instrument, which (a) performs predetermined signal processing on input signals in each of the forward and reverse directions. a plurality of bidirectional signal processing means, each outputting a plurality of bidirectional signal processing means; a signal scattering junction that performs predetermined arithmetic processing and outputs the arithmetic result as an input signal to the bidirectional signal processing means; and (c) corresponds to the terminal end of the resonance tube in each of the bidirectional signal processing means. a resonant circuit configured by a termination processing means connected to a bidirectional signal processing means, which performs at least attenuation processing on an output signal from the bidirectional signal processing means and supplies the output signal as an input signal to the bidirectional signal processing means; , a pitch control means that corresponds to the opening/closing operation of the tone hole and controls a calculation coefficient at the signal scattering junction, and a means that simulates the operation of the reed of the wind instrument 2g, which inputs to itself. excitation means for generating an excitation signal based on the signal and a feedback signal from the resonant circuit and inputting the excitation signal to the resonant circuit; Since a termination processing control means for controlling the attenuation coefficient is provided,
The effect is that unnecessary spectrum can be suppressed, and musical tones can be generated that are faithful to the spectrum in front of the actual wind instrument.
第1図はこの発明の一実施例による楽音合成装置の構成
を示すブロック図、第2図は同実施例がシミュレートす
るクラリネットの物理モデルを示す図、第3図は同実施
例におけるL+、Lx点から共振回路30側を見た場合
の伝送量周波数特性を示す図である。
J T H・・・・・・トーンホール用ジャンクション
、JRTC・・・・・・レジスタチューブ用ジャンクシ
ョン、DnL D d、 D tar、 D ir、
D jf、 D kr、 D kr、 D jr−−−
−遅延回路、100・・・・・・楽音制御回路。FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a musical tone synthesizer according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing a physical model of a clarinet simulated by the embodiment, and FIG. 3 is a diagram showing the L+, FIG. 4 is a diagram showing transmission amount frequency characteristics when looking at the resonant circuit 30 side from point Lx. JTH...Tone hole junction, JRTC...Resistor tube junction, DnL D d, D tar, D ir,
D jf, D kr, D kr, D jr---
-Delay circuit, 100... musical tone control circuit.
Claims (1)
施して各々出力する複数の双方向信号処理手段、 (b)前記共鳴管の音孔に対応し、前記各双方向信号処
理手段の各段間に介挿接続され、自身への各入力信号に
対し、所定の演算処理を施し、該演算結果を該双方向信
号処理手段への入力信号として出力する信号散乱ジャン
クション、および (c)前記各双方向信号処理手段の中の前記共鳴管の終
端部に相当する双方向信号手段に接続され、該双方向信
号処理手段からの出力信号に対して少なくとも減衰処理
を施して該双方向信号処理手段に入力信号として供給す
る終端処理手段 によって構成される共振回路と、 前記音孔の開閉操作に対応し、前記信号散乱ジャンクシ
ョンにおける演算用の係数を制御する音高制御手段と、 前記管楽器のリードの動作をシミュレートした手段であ
って、自身への入力信号および前記共振回路からの帰還
信号に基づいて励振信号を発生し、該励振信号を該共振
回路に入力する励振手段と、前記音孔の開閉操作に対応
し、前記終端処理手段の減衰処理における減衰係数を制
御する終端処理制御手段と を具備することを特徴とする楽音合成装置。[Scope of Claims] A means for simulating a resonant tube of a wind instrument, comprising: (a) a plurality of bidirectional signal processing means for performing predetermined signal processing on input signals in each of the forward and reverse directions and outputting the resultant signals; (b) corresponds to the sound hole of the resonance tube, is inserted and connected between each stage of each of the two-way signal processing means, performs predetermined arithmetic processing on each input signal to itself, and outputs the result of the arithmetic operation; a signal scattering junction outputting as an input signal to the bidirectional signal processing means; and (c) connected to bidirectional signal means corresponding to the terminal end of the resonant tube in each of the bidirectional signal processing means; a resonant circuit configured by a termination processing means that performs at least an attenuation process on an output signal from the bidirectional signal processing means and supplies it as an input signal to the bidirectional signal processing means; pitch control means for controlling calculation coefficients at the signal scattering junction; and means for simulating the operation of the reed of the wind instrument, the means for exciting based on an input signal to itself and a feedback signal from the resonant circuit. An excitation unit that generates a signal and inputs the excitation signal to the resonant circuit; and a termination control unit that corresponds to the opening/closing operation of the sound hole and controls a damping coefficient in the attenuation process of the termination unit. A musical tone synthesis device characterized by the following.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1202628A JPH0365994A (en) | 1989-08-04 | 1989-08-04 | Musical sound synthesizer |
US07/562,102 US5187313A (en) | 1989-08-04 | 1990-08-02 | Musical tone synthesizing apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1202628A JPH0365994A (en) | 1989-08-04 | 1989-08-04 | Musical sound synthesizer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0365994A true JPH0365994A (en) | 1991-03-20 |
Family
ID=16460500
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1202628A Pending JPH0365994A (en) | 1989-08-04 | 1989-08-04 | Musical sound synthesizer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0365994A (en) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6340199A (en) * | 1986-05-02 | 1988-02-20 | ザ ボード オブ トラスティーズ オブ ザ リーランド スタンフォード ジュニア ユニバーシティ | Signal processor |
-
1989
- 1989-08-04 JP JP1202628A patent/JPH0365994A/en active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6340199A (en) * | 1986-05-02 | 1988-02-20 | ザ ボード オブ トラスティーズ オブ ザ リーランド スタンフォード ジュニア ユニバーシティ | Signal processor |
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