JP2808793B2 - Music synthesizer - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、特に管楽器音の合成、音声の合成に用い
て好適な楽音合成装置に関する。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a musical sound synthesizer suitable for use in synthesizing wind instrument sounds and voices.
「従来の技術」 自然楽器の発音メカニズムをシミュレートすることに
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。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双
方向伝送回路とを接続した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双方向伝送回路に
入力され、双方向伝送回路の終端部で反射され、この反
射波信号が双方向伝送回路を介し、非線形増幅素子に帰
還される。そして、非線形増幅素子と双方向伝送回路と
が共振状態になることにより、管楽器の合成音が発生さ
れる。2. Description of the Related Art There is known a method of operating a model obtained by simulating a sounding mechanism of a natural musical instrument, thereby synthesizing a musical tone of the natural musical instrument. As a most basic model of a wind instrument, a model having a structure in which a non-linear amplification element simulating the elastic characteristic of a lead and a bidirectional transmission circuit simulating a resonance tube are connected is known. In this model, when a signal is output from the non-linear amplifier, the signal is input to the bidirectional transmission circuit as a traveling wave signal, and is reflected at the end of the bidirectional transmission circuit. , Is fed back to the nonlinear amplification element. Then, when the nonlinear amplification element and the bidirectional transmission circuit are brought into a resonance state, a synthetic sound of the wind instrument is generated.
さて、一般に管楽器は共鳴管の管径が一定でなく、例
えばトランペット等は第7図に例示するように、終端部
に進むに従って共鳴管の管径が大きくなっている。ここ
で、管径は空気圧力波に対するアドミッタンスを左右す
るので、第7図のような共鳴管では、管内各部において
アドミッタンスの変化に基づく散乱が発生する。そし
て、共鳴管内に管形状に応じた空気圧力波の散乱が生じ
る結果、各管楽器特有の音色の楽音が発生される。In general, the diameter of a resonance tube of a wind instrument is not constant. For example, the diameter of a resonance tube of a trumpet or the like increases toward the end as illustrated in FIG. Here, since the pipe diameter affects the admittance to the air pressure wave, in the resonance pipe as shown in FIG. 7, scattering based on the change of the admittance occurs in each part in the pipe. Then, as a result of the scattering of the air pressure wave corresponding to the tube shape in the resonance tube, a musical tone having a tone color unique to each wind instrument is generated.
第7図に示す共鳴管は、第8図に例示するように、円
筒#1〜#5を連結した構造によって近似することが可
能である。このような構造は第9図に示すような2入力
2出力の4端子回路をカスケード接続することによって
シミュレートすることができる。The resonance tube shown in FIG. 7 can be approximated by a structure in which cylinders # 1 to # 5 are connected as illustrated in FIG. Such a structure can be simulated by cascading a two-input two-output four-terminal circuit as shown in FIG.
第9図において、SF3およびSF4は、各々、円筒#3お
よび#4内における空気圧力波の伝播遅延をシミュレー
トしたシフトレジスタである。また、A3およびA4は加算
器、M1〜M4は乗算器である。乗算器M1〜M4に付した1+
k、−k、1−k、kは各々乗算係数である。円筒#3
の断面積がS3、円筒#4の断面積がS4であるとすると、
kの値は下記式(1)によって決定される。In FIG. 9, SF 3 and SF 4 are shift registers that simulate the propagation delay of the air pressure wave in cylinders # 3 and # 4, respectively. Also, A 3 and A 4 are adders, M 1 ~M 4 is a multiplier. 1+ attached to multipliers M 1 to M 4
k, -k, 1-k, and k are multiplication coefficients. Cylinder # 3
When the cross-sectional area of S 3, the cross-sectional area of the cylindrical # 4 is assumed to be S 4,
The value of k is determined by the following equation (1).
シフトレジスタSF3からは円筒#3内を伝播して円筒
#4との連結面T34に入射する空気圧力波に相当する信
号が出力される。そして、シフトレジスタSF3の出力信
号に乗算器M1によって係数(1+k)が乗算される。こ
の乗算の結果、連結面T34を透過して円筒#4に伝播す
る空気圧力波に相当する信号が得られ、この信号が加算
器A4を介し、次段の4端子回路のシフトレジスタSF3相
当の回路(図示せず)に入力される。また、シフトレジ
スタSF3の出力信号に乗算器M2によって係数kが乗算さ
れる。この乗算の結果、連結面T34において反射される
空気圧力波に相当する信号が得られ、この信号が加算器
A3を介し、前段の4端子回路のシフトレジスタSF4相当
の回路(図示せず)に入力される。 From the shift register SF 3 signal corresponding to the air pressure wave incident on the coupling surface T 34 the cylindrical # 4 propagates through the cylindrical # 3 is output. The coefficient (1 + k) is multiplied by the output signal of the shift register SF 3 by the multiplier M 1. The result of this multiplication, the signal corresponding to the air pressure wave that propagates in cylindrical # 4 is transmitted through the coupling surface T 34 is obtained, this signal via an adder A 4, the shift register SF of the next 4-terminal circuit It is input to a circuit (not shown) corresponding to 3 . The coefficient k by the multiplier M 2 to the output signal of the shift register SF 3 is multiplied. The result of this multiplication, the signal corresponding to the air pressure wave is reflected at the connecting surface T 34 is obtained, the signal adder
Through A 3, it is input to the shift register SF 4 equivalent circuit of 4-terminal circuit of the preceding stage (not shown).
シフトレジスタSF4の出力信号についても同様の処理
が行われ、乗算器M4によって連結面T34から円筒#3側
に透過する空気圧力波に相当する信号が出力されると共
に、乗算器M3によって連結面T34から円筒#4側に反射
される空気圧力波に相当する信号が出力される。第9図
の4端子回路の前段および後段の4端子回路においても
上述と同様の動作が行われる。このようにカスケード接
続された回路によれば、第8図の管形状の場合の空気圧
力波の伝播をシミュレートすることができ、近似的に第
7図に示すような自然楽器の共鳴管をシミュレートする
ことができる。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。Same processing for the output signal of the shift register SF 4 it is carried out, together with a signal corresponding to the air pressure wave which passes through the cylinder # 3 side from the connecting surface T 34 by the multiplier M 4 is output, the multiplier M 3 As a result, a signal corresponding to the air pressure wave reflected from the connection surface T34 toward the cylinder # 4 is output. The same operation as described above is performed also in the four-terminal circuits in the preceding and subsequent stages of the four-terminal circuit in FIG. According to such a cascade-connected circuit, it is possible to simulate the propagation of the air pressure wave in the case of the tube shape shown in FIG. 8, and to approximate the resonance tube of a natural instrument as shown in FIG. Can be simulated. This type of technology is disclosed in, for example,
No. -40199.
「発明が解決しようとする課題」 ところで、従来の楽音合成装置において、管楽器の音
色を忠実に再現するためには、第9図の4端子回路を多
数設ける必要があった。このため、楽音合成装置が大規
模になってしまうという問題があった。また、DSP(デ
ジタル信号プロセッサ)等の演算処理によって楽音合成
を行う場合は、演算量が多くなり、リアルタイムな楽音
合成が困難になるという問題があった。"Problems to be Solved by the Invention" By the way, in the conventional tone synthesizer, in order to faithfully reproduce the timbre of the wind instrument, it was necessary to provide a large number of four-terminal circuits shown in FIG. For this reason, there has been a problem that the musical tone synthesizer becomes large-scale. Further, in the case of performing musical tone synthesis by arithmetic processing such as a DSP (Digital Signal Processor), there is a problem that the amount of computation increases and real-time musical tone synthesis becomes difficult.
この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであ
り、装置規模を大きくすることなく、共鳴管内における
空気圧力波の散乱を忠実にシミュレートすることがで
き、自然楽器に近い音色の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している。The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and can simulate the scattering of air pressure waves in a resonance tube faithfully without increasing the scale of the device, and can produce musical sounds having a tone close to that of a natural musical instrument. It is an object of the present invention to provide a musical sound synthesizer capable of synthesizing.
「課題を解決するための手段」 この発明は、入力信号に基づいて励振信号を発生する
手段と、遅延手段を閉ループ状に接続したループ手段と
からなり、前記励振信号を前記ループ手段に入力すると
ともに、前記ループ手段を循環する循環信号を楽音信号
として出力するようにした楽音合成装置において、前記
ループ手段の循環信号が入力され、該循環信号をフィル
タリングして出力するフィルタと、前記ループ手段の閉
ループ中に介挿され、前記ループ手段の循環信号に前記
フィルタから出力された信号を合成する合成手段とを有
し、前記合成手段は、前記フィルタから出力された信号
が合成される前記循環信号よりも所定時間後の前記循環
信号を、前記フィルタに入力することを特徴としてい
る。"Means for Solving the Problems" The present invention comprises means for generating an excitation signal based on an input signal, and loop means in which delay means are connected in a closed loop, and the excitation signal is input to the loop means. A sound signal synthesizing device configured to output a circulating signal circulating through the loop means as a musical sound signal, wherein a circulating signal of the loop means is input, and a filter for filtering and outputting the circulating signal; Synthesizing means interposed in a closed loop for synthesizing a signal output from the filter with a circulating signal of the loop means, wherein the synthesizing means synthesizes a signal output from the filter. The circulating signal after a predetermined time period is input to the filter.
また、本発明は、前記ループ手段は、往路および復路
を有するものであり、前記合成手段は、前記往路および
前記復路の各々に介挿されるとともに前記フィルタから
出力された信号が各々入力されるものであることを特徴
としている。Further, in the present invention, the loop means has a forward path and a return path, and the synthesizing means is inserted into each of the forward path and the return path and receives a signal output from the filter. It is characterized by being.
「作用」 上記構成によれば、ループ手段の所定位置において、
フィルタから出力された信号が合成される前記循環信号
よりも所定時間後の前記循環信号がフィルタに入力され
る。従って、フィルタの接続位置を含んだ複数の連続し
た節点において信号の反射および透過が行われる場合と
同等な信号処理が行われる。[Operation] According to the above configuration, at a predetermined position of the loop means,
The circulating signal at a predetermined time later than the circulating signal at which the signal output from the filter is combined is input to the filter. Therefore, signal processing equivalent to the case where signal reflection and transmission are performed at a plurality of continuous nodes including the connection position of the filter is performed.
「実施例」 以下、図面を参照し、本発明の一実施例を説明する。Hereinafter, an 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。同図において、10は管楽器
のマウスピース部をシミュレートした励振回路、30は共
鳴管をシミュレートした双方向伝送回路である。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
ョン20は、マウスピース部と共鳴管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。この
ジャンクション20では、双方向伝送回路30からの出力信
号と励振回路10の出力信号が加算器A18によって加算さ
れて双方向伝送回路30に入力され、加算器A18の出力信
号と双方向伝送回路30の出力信号が加算器A19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。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a musical sound synthesizer according to an embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 10 denotes an excitation circuit simulating a mouthpiece of a wind instrument, and reference numeral 30 denotes a bidirectional transmission circuit simulating a resonance tube. Also,
The junction 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 and the resonance tube. This junction 20 and summed by the output signal adder A 18 of the output signal and the excitation circuit 10 from the bidirectional transmission circuit 30 is inputted to the bidirectional transmission circuit 30, the output signal of the adder A 18 and bidirectional transmission are input to the excitation circuit 10 the output signal of the circuit 30 is added by the adder a 19.
励振回路10は、減算器B11、ローパスフィルタ12、加
算器A14、ROM(リードオンリメモリ)15、乗算器M16、M
17およびINVとで構成される。この励振回路10には、楽
音発生時、図示していない楽音制御回路から吹奏圧P、
アンブシュアE(マウスピースを口にくわえる時の圧力
に逆比例した量)に相当する情報が与えられる。そし
て、これらの情報と双方向伝送回路30側からの帰還信号
PRに基づいて、以下説明するようにして励振信号が発生
され、双方向伝送回路30に入力される。The excitation circuit 10 includes a subtractor B 11 , a low-pass filter 12, an adder A 14 , a ROM (read only memory) 15, a multiplier M 16 , M
17 and INV. When a musical tone is generated, the excitation circuit 10 supplies a blowing pressure P,
Information corresponding to embouchure E (an amount inversely proportional to the pressure at which the mouthpiece is held in the mouth) is provided. Then, this information and the feedback signal from the bidirectional transmission circuit 30 side
An excitation signal is generated based on the PR as described below, and is input to the bidirectional transmission circuit 30.
減算器B11には、双方向伝送回路30からの帰還信号PR
と、吹奏圧に相当する信号Pが入力される。そして、減
算器B11からマウスピース部のリードに加わる空気圧に
相当する信号PAが得られる。A subtractor B 11 is the feedback signal PR from the bi-directional transmission circuit 30
Then, a signal P corresponding to the blowing pressure is input. Then, the signal PA is obtained which corresponds to the air pressure applied from the subtractor B 11 in the mouthpiece portion of the lead.
信号PAはローパスフィルタ12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M16に入力される。ロ
ーパスフィルタ12はリードの慣性遅延等をシミュレート
したものであり、信号PAはローパスフィルタ12を介すこ
とにより、高周波成分が除去される。このようにして、
急激な圧力変化を吸収するリードの応答特性がシミュレ
ートされる。Signal PA is is inputted to the low-pass filter 12 are input is inverted to the multiplier M 16 by a multiplier INV. The low-pass filter 12 simulates an inertial delay of a lead and the like, and the high-frequency component of the signal PA is removed by passing through the low-pass filter 12. In this way,
The response characteristics of a lead that absorbs sudden pressure changes are simulated.
そして、加算器A14によって、ローパスフィルタ12の
出力信号P2に対し、アンブシュアに応じた信号Eが加算
され、信号P3が求められる。そして、この信号P3がROM1
5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
ドとマウスピース部との間隙の断面積、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と乗算器INVの出力信号−PAとが乗
算器M16によって乗算され、リードとマウスピース部と
の間隙を通過する空気の流速に相当する信号FLが得られ
る。Then, the adder A 14 adds the signal E corresponding to the embouchure to the output signal P 2 of the low-pass filter 12 to obtain the signal P 3 . Then, the signal P 3 is ROM1
Given to 5 as an address. As a result, the table of the non-linear function stored in the ROM 15 is referred to, and the signal Y corresponding to the cross-sectional area of the gap between the lead and the mouthpiece, that is, the admittance to the air flow is output. Then, an output signal -PA multiplier INV signal Y is multiplied by the multiplier M 16, the signal FL is obtained, which corresponds to the flow rate of air passing through the gap between the mouthpiece and reed unit.
そして、信号FLに対し、乗算器M17によって乗算係数
Gが乗じられる。ここで、乗算係数Gは共鳴管における
マウスピース部の取り付け部付近の管径に応じて決めら
れる定数であり、空気流の通り難くさ、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、乗算器M17からは、共鳴管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、すな
わち、励振信号が得られる。そして、この励振信号がジ
ャンクション20を介し、双方向伝送回路30に入力され
る。Then, with respect to signals FL, multiplication coefficient G is multiplied by the multiplier M 17. Here, the multiplication coefficient G is a constant determined according to the diameter of the tube near the mouthpiece mounting portion of the resonance tube, and corresponds to the difficulty in passing the airflow, that is, the impedance to the airflow. Therefore, the multiplier M 17, the signal corresponding to the pressure change of air generated at the mouthpiece side of the inlet of the resonance tube, i.e., the excitation signal is obtained. Then, the excitation signal is input to the bidirectional transmission circuit 30 via the junction 20.
双方向伝送回路30は、共鳴管内における空気圧力波の
伝播および散乱をシミュレートした4端子回路Qjを複数
段カスケード接続することによって構成され、第1図に
はその1段分が図示されている。シフトレジスタSF3お
よびSF4は、前述の第9図の4端子回路の場合と同様、
空気圧力波の伝播遅延をシミュレートするものである。
また、A5およびA6は加算器、B5およびB6は減算器である
(これら加算器A5,A6、減算器B5,B6、及びシフトレジス
タSF3,SF4は合成手段をなす)。また、FC3およびFC4は
フィルタである。なお、トーンホールを有する管楽器を
シミュレートする場合は、双方向伝送回路30におけるト
ーンホール位置に対応した箇所に特開昭63-40199号公報
に開示された3ポートジャンクションを介挿する。The bidirectional transmission circuit 30 is configured by cascading a plurality of four-terminal circuits Qj simulating the propagation and scattering of air pressure waves in a resonance tube, and FIG. 1 shows one stage thereof. . Shift register SF 3 and SF 4, as with the four-terminal circuit in FIG. 9 described above,
This simulates the propagation delay of the air pressure wave.
Moreover, A 5 and A 6 are adders, B 5 and B 6 are subtractor (adders A 5, A 6, subtractor B 5, B 6, and the shift register SF 3, SF 4 synthetic means Make). FC 3 and FC 4 are filters. When simulating a wind instrument having a tone hole, a three-port junction disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-40199 is inserted at a position corresponding to the position of the tone hole in the bidirectional transmission circuit 30.
前述の第9図の4端子回路は第2図に示す構成と等価
である。第2図において、M5およびM6は各々係数kを入
力信号に乗算する乗算器である。第1図に図示した4端
子回路Qjは、第2図の構成における乗算器M5およびM6が
フィルタFC3およびFC4に置き換えられており、シフトレ
ジスタSF3における最終段からN(Nは整数)段前の出
力がフィルタFC3に入力され、かつ、シフトレジスタSF4
における最終段からN段前の出力がフィルタFC4に入力
されるように構成が変更されている。The aforementioned four-terminal circuit of FIG. 9 is equivalent to the configuration shown in FIG. In Figure 2, M 5 and M 6 are multipliers for multiplying each coefficient k to the input signal. 4-terminal circuit Qj illustrated in FIG. 1, the multipliers M 5 and M 6 in the configuration of Figure 2 has been replaced by a filter FC 3 and FC 4, from the last stage of the shift register SF 3 N (N Integer) The previous output is input to the filter FC 3 and the shift register SF 4
Configured such that the output of the previous N-stage is input to the filter FC 4 is changed from the last stage in the.
第3図はフィルタFC3およびFC4の構成例を示したもの
である。フィルタへの入力信号は加算器A7の一方の入力
端に入力される。加算器A7の出力は遅延回路DL1によっ
て1サンプリング周期遅延されて加算器A7の他方の入力
端に入力されるようになっており、加算器A7と遅延回路
DL1とで積分器が構成されている。減算器B8には、加算
器A7の出力と、加算器A7の出力を遅延回路DL2によって
(2N+1)サンプリング周期遅延させた信号とが入力さ
れ、両者の減算が行われる。そして、減算器B8の出力信
号に対し、乗算器M9によって係数k/(2N+1)が乗算さ
れ、出力信号として出力される。このフィルタのインパ
ルス応答を第4図に示す。同図に示すように、このフィ
ルタに第0サンプリング周期においてインパルスが入力
された場合、その時点から(2N+1)サンプル周期の
間、すなわち、第0サンプリング周期〜第2Nサンプリン
グ周期の期間、k/(2N+1)なる値の出力が得られる。FIG. 3 shows a configuration example of a filter FC 3 and FC 4. Input signal to the filter is input to one input terminal of the adder A 7. The output of the adder A 7 is adapted to be inputted to the other input terminal of the adder A 7 is one sampling period delay by the delay circuit DL 1, adder A 7 and the delay circuit
The DL 1 and the integrator constitute. A subtractor B 8 receives the output of the adder A 7, the delay circuit DL 2 the output of the adder A 7 (2N + 1) signal are obtained by sampling period delay is entered, both the subtraction is performed. Then, with respect to the output signal of the subtracter B 8, the coefficient by the multiplier M 9 k / (2N + 1 ) are multiplied, is output as an output signal. FIG. 4 shows the impulse response of this filter. As shown in the drawing, when an impulse is input to this filter in the 0th sampling period, the time period is (2N + 1) sample periods, that is, the period from the 0th sampling period to the 2Nth sampling period, k / ( 2N + 1) is obtained.
双方向伝送回路30の出力値T1および入力端T2の間には
ローパスフィルタMLが介挿される。このローパスフィル
タMLは、共鳴管の終端部において、楽音に付与される音
響損失の周波数特性をシミュレートしたものである。ミ
キサMXでは、双方向伝送回路30内の所定の節点の信号と
出力端T1における信号とが混合され、楽音信号として出
力される。Low pass filter ML is interposed between the output value T 1 and the input terminal T 2 of the two-way transmission circuit 30. This low-pass filter ML simulates the frequency characteristics of acoustic loss applied to a musical tone at the end of the resonance tube. In the mixer MX, signal and is mixed in the signal and the output terminal T 1 of the predetermined node of the bidirectional transmission circuit 30, is outputted as the musical tone signal.
以下、この楽音合成装置の動作を説明する。励振回路
10によって生成された励振信号はジャンクション20を介
して双方向伝送回路30に入力される。双方向伝送回路30
内において、信号はカスケード接続された4端子回路Q
j、Qj、…を矢印F方向に伝播し、出力端T1から出力さ
れる。そして、ローパスフィルタMLを介すことによって
共鳴管終端部の音響が付与され、入力端T2から双方向伝
送回路30に再入力される。そして、カスケード接続され
た4端子回路Qj、Qj、…を矢印R方向に伝播し、ジャン
クション20を介し、前記帰還信号PRとして励振回路10に
帰還される。Hereinafter, the operation of the tone synthesizer will be described. Excitation circuit
The excitation signal generated by 10 is input to the bidirectional transmission circuit 30 via the junction 20. Bidirectional transmission circuit 30
Within, the signal is a cascaded four-terminal circuit Q
j, Qj, propagate ... in the direction of arrow F, is output from the output terminal T 1. The acoustic resonance tube end portion is given by the intervention of a low-pass filter ML, it is re-entered from the input terminal T 2 to the bidirectional transmission circuit 30. The cascaded four-terminal circuits Qj, Qj,... Propagate in the direction of arrow R, and are returned to the excitation circuit 10 via the junction 20 as the feedback signal PR.
ここで、双方向伝送回路30内の4端子回路Qj、Qj、…
において行われる信号の散乱について説明する。例えば
第0サンプリング周期において、シフトレジスタSF3の
最終段からインパルスが出力されたとする。この場合、
それよりもNサンプリング周期前の時点でフィルタFC3
にインパスルが入力されているので、その時点から(2N
+1)サンプリング周期の期間、フィルタFC3からk/(2
N+1)なる出力が得られる。すなわち、第5図に示す
ように、第0サンプリング周期においてシフトレジスタ
SF3からインパルスが出力されるのに対し、フィルタFC3
からは第(−N)サンプリング周期〜第Nサンプリング
周期の期間、k/(2N+1)なる信号が出力される。この
ことはシフトレジスタSF4およびフィルタFC4の場合につ
いても同様である。Here, the four-terminal circuits Qj, Qj,.
A description will be given of signal scattering performed in the above. In example zeroth sampling period, and the last stage of the shift register SF 3 impulse is outputted. in this case,
The filter FC 3 at the time N sampling cycles earlier than that
Since the impulse has been entered in (2N
+1) sampling cycle period, from the filter FC 3 k / (2
N + 1) is obtained. That is, as shown in FIG.
The impulse is output from SF 3 while the filter FC 3
Output a signal of k / (2N + 1) during the period from the (-N) th sampling period to the Nth sampling period. The same applies to the case of the shift register SF 4 and the filter FC 4.
このようにシフトレジスタSF3を伝播する信号は時間
軸方向に分散され、かつ、係数k/(2N+1)が乗算され
て加算器A5およびA6に入力され、シフトレジスタSF4を
伝播する信号は時間軸方向に分散され、かつ、係数k/
(2N+1)が乗算されて減算器B5およびB6に入力され
る。この結果、第2図の4端子回路のフトレジスタSF3
およびSF4の段数を1、乗算器M5およびM6の係数をk/(2
N+1)に変更し、この4端子回路を(2N+1)段カス
ケード接続して得られる回路と、ほぼ同等の動作が第1
図の4端子回路Qjによって行われる。Signals propagating in this manner the shift register SF 3 are dispersed in the time axis direction, and the coefficient k / (2N + 1) is input to the adder A 5 and A 6 are multiplied, signal propagating shift register SF 4 Is distributed in the time axis direction and the coefficient k /
(2N + 1) is input to the subtractor B 5 and B 6 are multiplied. As a result, the shift register SF 3 of the four-terminal circuit shown in FIG.
And the number of stages of SF 4 is 1, and the coefficients of multipliers M 5 and M 6 are k / (2
N + 1), and the operation almost equivalent to the circuit obtained by cascading the four-terminal circuit in (2N + 1) stages is the first.
This is performed by the four-terminal circuit Qj in FIG.
このような4端子回路Qjによれば、管径が指数関数曲
線を描いて変化する円筒内における空気圧力波の伝播が
忠実にシミュレートされる。そして、4端子回路Qjを複
数段カスケード接続することにより、第6図に示すよう
に、実際の自然楽器に見られるものに近い形状の共鳴管
の動作をシミュレートすることができる。According to such a four-terminal circuit Qj, the propagation of an air pressure wave in a cylinder whose pipe diameter changes along an exponential function curve is faithfully simulated. By cascading the four-terminal circuit Qj in a plurality of stages, as shown in FIG. 6, it is possible to simulate the operation of a resonance tube having a shape close to that seen in an actual natural musical instrument.
なお、この実施例では、入力信号と帰還信号をもとに
励振信号を形成するようにしたが、入力信号を双方向伝
送回路に注入するだけで双方向伝送回路が共鳴状態にな
るようにしてもよい。また、この発明は、管楽器音の合
成に限らず、音声等の合成にも利用できる。In this embodiment, the excitation signal is formed based on the input signal and the feedback signal. However, the input signal is simply injected into the bidirectional transmission circuit so that the bidirectional transmission circuit is in a resonance state. Is also good. Further, the present invention can be used not only for synthesis of wind instrument sounds but also for synthesis of voices and the like.
また、上記実施例では、楽音合成装置をデジタル回路
によって実現する場合を例に説明したが、本発明がアナ
ログ回路によって実現可能であることは言うまでもな
い。また、フィルタFC3およびFC4の構成は第3図の構成
に限られたものではなく、例えばFIRフィルタによって
も容易に実現することが可能である。また、回路による
実現のみならず、ソフトウェアプログラムによって実現
してもよい。Further, in the above embodiment, the case where the musical sound synthesizer is realized by a digital circuit has been described as an example, but it goes without saying that the present invention can be realized by an analog circuit. The configuration of the filter FC 3 and FC 4 is not limited to the configuration of FIG. 3, it is possible to easily realized by, for example, FIR filters. Further, it may be realized not only by a circuit but also by a software program.
「発明の効果」 以上説明したように、この発明によれば、ループ手段
の循環信号が入力され、該循環信号をフィルタリングし
て出力するフィルタと、前記ループ手段の閉ループ中に
介挿され、前記ループ手段の循環信号に前記フィルタか
ら出力された信号を合成する合成手段とを有し、前記合
成手段は、前記フィルタから出力された信号が合成され
る前記循環信号よりも所定時間後の前記循環信号を、前
記フィルタに入力するようにしたので、管径が一定でな
い共鳴管が忠実にシミュレートされ、装置規模を大きく
することなく、管楽器の楽音を忠実に合成することがで
きるという効果が得られる。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, a circulating signal of a loop unit is input, and a filter that filters and outputs the circulating signal, and is inserted into a closed loop of the loop unit, Synthesizing means for synthesizing the signal output from the filter with the circulating signal of the loop means, wherein the synthesizing means performs the circulating after a predetermined time from the circulating signal in which the signal output from the filter is synthesized. Since the signal is input to the filter, the resonance tube having a non-constant tube diameter is faithfully simulated, and the effect that the tone of the wind instrument can be faithfully synthesized without increasing the scale of the device is obtained. Can be
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3図は同実施例におけるフィルタ
FC3およびFC4の構成例を示す図、第4図および第5図は
同実施例のインパルス応答を説明する図、第6図は同実
施例によってシミュレートされる共鳴管を例示する図、
第7図は管楽器の共鳴管を例示する図、第8図は共鳴管
を近似した円筒連結構造を示す図、第9図は従来の楽音
合成装置において用いられた4端子回路を示す図、第2
図は第9図の回路の等価回路を示す図である。 10……励振回路、30……双方向伝送回路、SF3およびSF4
……シフトレジスタ、FC3およびFC4……フィルタ。FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a tone synthesizer according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a filter in the embodiment.
FIGS. 4 and 5 are diagrams illustrating an example of the configuration of FC 3 and FC 4 , FIGS. 4 and 5 are diagrams illustrating an impulse response of the embodiment, FIG. 6 is a diagram illustrating a resonance tube simulated by the embodiment,
FIG. 7 is a diagram illustrating a resonance tube of a wind instrument, FIG. 8 is a diagram showing a cylindrical connection structure approximating the resonance tube, FIG. 9 is a diagram showing a four-terminal circuit used in a conventional tone synthesizer, 2
The figure shows an equivalent circuit of the circuit of FIG. 10 Excitation circuit, 30 Bidirectional transmission circuit, SF 3 and SF 4
... shift registers, FC 3 and FC 4 ... filters.
Claims (2)
振手段と、遅延手段を閉ループ状に接続したループ手段
とからなり、前記励振信号を前記ループ手段に入力する
とともに、前記ループ手段を循環する循環信号を楽音信
号として出力するようにした楽音合成装置において、 前記ループ手段の循環信号が入力され、該循環信号をフ
ィルタリングして出力するフィルタと、 前記ループ手段の閉ループ中に介挿され、前記ループ手
段の循環信号に前記フィルタから出力された信号を合成
する合成手段と を有し、前記合成手段は、前記フィルタから出力された
信号が合成される前記循環信号よりも所定時間後の前記
循環信号を、前記フィルタに入力することを特徴とする
楽音合成装置。1. An excitation means for generating an excitation signal based on an input signal, and a loop means in which delay means are connected in a closed loop, wherein the excitation signal is input to the loop means and the loop means is circulated. A sound signal synthesizer configured to output a circulating signal to be output as a sound signal, wherein a circulating signal of the loop means is input, and a filter for filtering and outputting the circulating signal is interposed in a closed loop of the loop means; Synthesizing means for synthesizing the signal output from the filter with the circulating signal of the loop means, wherein the synthesizing means is configured so that the signal output from the filter is synthesized a predetermined time later than the circulating signal synthesized. A tone synthesizer characterized by inputting a circulating signal to the filter.
るものであり、前記合成手段は、前記往路および前記復
路の各々に介挿されるとともに前記フィルタから出力さ
れた信号が各々入力されるものであることを特徴とする
請求項1記載の楽音合成装置。2. The loop means has a forward path and a return path, and the synthesizing means is inserted into each of the forward path and the return path and receives a signal output from the filter. 2. The musical tone synthesizer according to claim 1, wherein:
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JP2038738A JP2808793B2 (en) | 1990-02-20 | 1990-02-20 | Music synthesizer |
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JP2730420B2 (en) * | 1992-09-04 | 1998-03-25 | ヤマハ株式会社 | Music synthesizer |
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