JP2996071B2

JP2996071B2 - 楽音信号合成装置

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Publication number: JP2996071B2
Application number: JP5248342A
Authority: JP
Inventors: 秀雄鈴木
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 1993-10-04
Filing date: 1993-10-04
Publication date: 1999-12-27
Anticipated expiration: 2014-12-27
Also published as: US5578781A; JPH07104757A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子楽器の楽音信号合
成装置に関し、特に遅延手段とフィルタ手段とを含むフ
ィードバックループシステムによって種々の楽音を合成
する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】所望の楽音波形を発生させる方法とし
て、楽音波形の一周期分以上の振幅値を記憶させた波形
メモリを用いる方法がある。この方法は、波形メモリか
ら、発生しようとする楽音の周波数に比例する速度で記
憶内容を繰り返し読みだして楽音波形を形成するもので
ある。

【０００３】一方、ループ回路によって振動体の物理的
性質を電子的に実現して楽音信号を合成する物理モデル
音源装置が提案されている。ループ回路中に遅延回路を
挿入して遅延時間を制御することによって基本的音高を
制御し、ループ回路にさらにフィルタを挿入することに
より音色を制御する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の波形メモリ読み
出し方法により発生する楽音波形は常に相似波形が繰り
返されるだけで、変化に富んだ表情豊かな楽音を発生す
ることは困難である。音色を変化させるためには波形メ
モリから読みだした楽音波形に対し更に種々の波形処理
を施さねばならない。物理モデル音源を組み合わせても
フィルタ定数等の変化によっては、大幅な変化を得るこ
とが難しい。

【０００５】本発明の目的は、一定の楽音波形を用いて
も、様々な音色を付与することが可能な楽音合成技術を
提供することである。

【０００６】本発明の楽音合成装置は、入力波形を発生
する入力波形発生部、分析手段、合成手段、及び出力手
段を含む。前記分析手段は、遅延手段とフィルタ手段を
含み、前記入力波形を受け、循環させるループ手段を有
し、該ループ手段を伝搬して遅延した波形と前記入力波
形との差に相当する信号を分析音信号として出力する。
前記合成手段は、遅延手段とフィルタ手段を含み、前記
分析音信号に基づく信号を受け、循環させるループ手段
を有し、該ループ手段を伝搬して遅延した波形と、前記
分析音信号に基づく信号との和に相当する波形が該ルー
プ手段内に励起され、該ループ手段を循環する波形に基
づいて合成音信号を出力する。前記出力手段は、前記分
析手段の出力する分析音信号と前記合成手段の出力する
合成音信号との少なくとも一方に基づいて楽音信号を出
力する。

【０００７】前記出力手段が、前記分析音信号と前記合
成音信号との各々の重み付けをして前記楽音信号を合成
するような構成としてもよい。

【０００８】

【作用】入力信号をループ回路を用いて分析し、変化成
分と共鳴成分を分離することができる。この変化成分を
ループ回路を有する合成系に入力し、原音を再現するこ
とができる。これらのループ回路の特性を種々に変化さ
せると原音とは異なる種々の楽音信号を合成することが
できる。

【０００９】さらに、前記変化成分と共鳴成分及び合成
系の出力信号とを重み付けして合成することにより、多
様な楽音信号を合成することができる。前記変化成分
は、ピアノの押鍵時の励振音、前記共鳴成分は該当の弦
の共鳴音に相当する。従って、これらの各成分を強調す
ることにより、励振音または共鳴音を強調する等の効果
を付与することが可能になる。

【００１０】

【実施例】まず、原音を忠実に再現することができ、か
つその再現された楽音をエディットし新規な楽音を合成
することができる楽音合成装置に関する本願出願人の先
の提案について説明する。

【００１１】図１０は、先の提案の実施例による電子楽
器用音源装置の主要部を示す。図１０（Ａ）は分析回路
のブロック図、図１０（Ｂ）は合成回路のブロック図を
示す。

【００１２】図１０（Ａ）において分析回路は、ループ
回路１００を含む。ループ回路１００は、加算器１０３
および機能回路１１５を含んでいる。機能回路１１５
は、ローパスフィルタ１１１、遅延回路１１２、オール
パスフィルタ１１３、利得調整器１１４を含む。この機
能回路１１５のインパルス応答をＦとする。

【００１３】入力信号ＳＤＩＮは、加算器（減算器）１
０７を介して加算器１０３に印加される。また、減算器
１０７の出力信号ＬＯは、メモリ１０５に記憶される。
さらに、機能回路１１５の出力信号ＬＩは接続点１０４
から減算器１０７のマイナス端子にフィードバックされ
る。

【００１４】以下この分析回路の機能を説明する。減算
器１０７の出力信号ＬＯは、ＬＯ＝ＳＤＩＮ−ＬＩ …（１）と表わされる。

【００１５】この差信号ＬＯは、メモリ１０５に記憶さ
れると共に、ループ回路１００への信号入力端子である
加算器１０３の１入力端子に印加される。加算器１０３
は、機能回路１１５の出力信号ＬＩと入力信号Ｌ０を加
算し、再びループ回路１００に供給する。この和信号
（ＬＩ＋ＬＯ）は、インパルス応答Ｆの機能回路１１５
を通過することにより、Ｆ・（ＬＩ＋ＬＯ）となる。こ
の信号が、機能回路１１５の出力信号ＬＩであるから、ＬＩ＝Ｆ・（ＬＩ＋ＬＯ） …（２） ∴ＬＩ＝｛Ｆ／（１−Ｆ）｝ＬＯとなる。従って、（１）式、（２）式より、ＳＤＩＮ−ＬＩ＝ＳＤＩＮ−｛Ｆ／（１−Ｆ）｝ＬＯ＝ＬＯ …（３）となり、（３）式を整理すると、ＳＤＩＮ＝｛１＋Ｆ／（１−Ｆ）｝ＬＯ＝ＬＯ／（１−Ｆ） …（４）となる。

【００１６】図１０（Ｂ）の合成回路は、図１０（Ａ）
の分析回路と同じループ回路１００とメモリ１０５とを
含む。メモリ１０５は、分析回路において記憶した信号
ＬＯを出力する。機能回路１１５の出力を図１０（Ａ）
と同様ＬＩとすると、加算器１０３の出力信号は、（Ｌ
Ｏ＋ＬＩ）となる。この信号を接続点１０２から出力信
号ＯＵＴとして取り出す。

【００１７】すなわち、ＯＵＴ＝ＬＯ＋ＬＩ …（５）である。

【００１８】ところで、信号ＬＩは、信号ＯＵＴが機能
回路１１５を通ることによって発生するものであるか
ら、ＬＩ＝Ｆ・ＯＵＴ …（６）である。従って、（５）式、（６）式をまとめてＬＯ＋
Ｆ・ＯＵＴ＝ＯＵＴＯＵＴ＝ＬＯ／（１−Ｆ） …（７）となる。従って、（４）式と比較すれば明らかなよう
に、出力信号ＯＵＴは分析回路の入力信号ＳＤＩＮと等
しくなる。

【００１９】図１０（Ａ）に示す分析回路において、入
力信号ＳＤＩＮの印加される場所を入力端子とし、メモ
リ１０５の入力端子を出力端子とすれば、この回路の特
性は、（４）式よりＬＯ＝ＳＤＩＮ・（１−Ｆ）と表わせる。すなわち合成回路の特性ＯＵＴ＝ＬＯ／
（１−Ｆ）の逆特性を有することが判る。

【００２０】図１０に示すような分析回路と合成回路を
有する音源装置を用いれば、外部の音を入力して分析し
てその結果を記憶し、記憶された分析結果を用いて楽音
信号を発生させると元の音を再現することができる。

【００２１】なお、以上は、機能回路１１５の各特性パ
ラメータ、すなわちローパスフィルタ１１１のカットオ
フ周波数、遅延回路１１２の遅延時間、オールパスフィ
ルタ１１３の位相変化量、利得調整器１１４のゲイン等
を所定値に固定のものとして説明したが、分析時と合成
時において、機能回路１１５の各特性パラメータを変化
させれば、サンプリングした音に基づいてさらに新たな
音色を有する楽音信号を発生させることもできる。

【００２２】本発明は、この分析回路及び合成回路を使
用してさらに種々の音色を付加することのできる楽音合
成装置を提供することを目的とする。図１は、図１０に
示すような分析回路と合成回路とを含む本発明の実施例
による音源装置のブロック図を示す。

【００２３】図１において、鍵盤等の演奏操作子１と音
色スイッチ等の音色設定操作子２は、その出力を制御部
３に与える。例えば、演奏操作子１は、ピッチ信号ＰＩ
ＴＣＨ、タッチ信号ＴＯＵＣＨ、キーオン信号ＫＯＮ等
を発生する。また、音色設定操作子２は、ユーザが押圧
した所望音色のスイッチに対応して音色信号ＴＣ等を与
える。

【００２４】制御部３は、ピッチ信号ＰＩＴＣＨ、音色
信号ＴＣ等から作成した原音指定信号ＳＲＣを原音波形
発生部４に与える。原音波形発生部４は原音指定信号Ｓ
ＲＣによって指定された原音信号ＳＲＣＷを発生する。
原音波形発生部４は原音信号をサンプリングして記憶し
たサンプリング音源、ＦＭ音源、加算合成による音源、
物理モデル音源等何であってもよい。

【００２５】また、制御部３は、ピッチ信号ＰＩＴＣ
Ｈ、音色信号ＴＣ等を基にして、分析回路５のフィルタ
Ｆ５００に与えるフィルタ係数Ｆａ、遅延回路Ｄ５００
に与える遅延係数Ｄａ、利得調整器Ｇ５００に与えるゲ
インＧａ、及び合成回路６のフィルタＦ６００に与える
フィルタ係数Ｆｓ、遅延回路Ｄ６００に与える遅延係数
Ｄｓ、利得調整器Ｇ６００に与えるゲインＧｓ、及び利
得調整器Ｇ７００、Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４，Ｇ５に与
えるゲインＧｉ、Ａｄ、Ａｓ、Ａｐ、Ａｓｙ１、Ａｓｙ
２を形成出力する。

【００２６】分析回路５は、図１０（Ａ）に示す分析回
路と同様のものであり、加算器Ａ５００、フィルタＦ５
００、遅延回路Ｄ５００，利得調整器Ｇ５００により構
成されるループ回路を含む。分析回路５には、原音波形
発生部４から原音信号ＳＲＣＷが供給されており、原音
信号ＳＲＣＷは減算器Ｓ５００を介して加算器Ａ５００
に印加される。

【００２７】また、減算器Ｓ５００の出力は分析回路５
の第１の出力である残差音ＤＩＦＦを形成する。さらに
ループ回路を構成する利得調整器Ｇ５００の出力は減算
器Ｓ５００のマイナス端子にフィードバックされると共
に、分析回路５の第２の出力である予測音ＰＲＥＤを形
成する。

【００２８】ここで、残差音ＤＩＦＦは、現在の楽音信
号波形とループ回路で遅延された楽音信号波形の差、す
なわち変化分を表す。物理的には非周期性成分、例えば
ピアノの弦を叩いた時の衝撃音に対応する。予測音ＰＲ
ＥＤは、ループ回路の共振特性に合致する共鳴成分を表
す。主に弦や管の固有振動数とその倍音成分からなる共
鳴音に対応する。また、加算器Ａ５００の出力は共鳴音
と残差音との和であり、元の原音信号ＳＲＣＷと同等の
楽音波形となり、分析回路５の第３の出力である原音Ｓ
ＯＵＲＣＥを形成する。

【００２９】分析回路５の第１の出力である残差音ＤＩ
ＦＦは利得調整器Ｇ７００を介して合成回路６の加算器
Ａ６００の一方の端子に供給される。合成回路６は、図
１０（Ｂ）に示す合成回路と同様のものであり、加算器
Ａ６００、フィルタＦ６００、遅延回路Ｄ６００，利得
調整器Ｇ６００により構成されるループ回路を含む。加
算器Ａ６００の出力は合成回路６の第１の出力である合
成音ＳＹＮ１を形成する。また、フィルタＦ６００の出
力は合成回路６の第２の出力である合成音ＳＹＮ２を形
成する。ここで、利得調整器Ｇ７００のゲインが“１”
で、ループ回路のフィルタＦ６００、遅延回路Ｄ６００
及び利得調整器Ｇ６００の特性がそれぞれフィルタＦ５
００、遅延回路Ｄ５００及び利得調整器Ｇ５００の特性
と等しい場合には、合成音ＳＹＮ１は、図１０で説明し
たように原音信号ＳＲＣＷと一致する。

【００３０】分析回路５の出力である残差音ＤＩＦＦ、
原音ＳＯＵＲＣＥ、予測音ＰＲＥＤ、及び合成回路６の
出力である合成音ＳＹＮ１、ＳＹＮ２は、それぞれ利得
調整器Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４、Ｇ５を介して加算器Ａ
１に入力される。加算器Ａ１は、各入力を合算して楽音
信号ＯＵＴを形成する。

【００３１】このように構成された音源装置を使用する
ことにより、残差音と予測音を楽音合成に利用すること
ができるため、音色付与の自由度が増す。さらに図１０
（Ｂ）に示す合成回路により楽音を合成する場合は、合
成回路の各パラメータのみを変化させて音色を付与する
が、本実施例では、楽音発生時に分析回路の各パラメー
タをもリアルタイムに制御することが可能なため、より
広範囲に音色を制御することができる。

【００３２】例えば、フィルタＦ６００のカットオフ周
波数ＦｓをフィルタＦ５００のカットオフ周波数Ｆａよ
り高域あるいは低域にずらすことにより、原音と幾分異
なる音色の楽音を発生させ、二重奏的な効果を出すこと
ができる。遅延回路Ｄ６００の遅延時間Ｄｓを遅延回路
Ｄ５００の遅延時間Ｄａの１／２にすると、原音より１
オクターブ高い楽音を得ることができる。

【００３３】また、利得調整器Ｇ５００のゲインＧａと
利得調整器Ｇ６００のゲインＧｓを制御することによ
り、分析回路５の予測音ＰＲＥＤと合成回路の合成音Ｓ
ＹＮ１、ＳＹＮ２の振幅エンベロープを独立に変化させ
ることができる。

【００３４】このようにして得られた残差音ＤＩＦＦ、
原音ＳＯＵＲＣＥ、予測音ＰＲＥＤ、合成音ＳＹＮ１、
ＳＹＮ２を利得調整器Ｇ１〜Ｇ５によって重み付けして
加算器Ａ１で合算することにより様々な音色の楽音を発
生することが可能になる。例えば、アタック音を強調し
たい場合には、残差音ＤＩＦＦのゲインＡｄを予測音Ｐ
ＲＥＤのゲインＡｐより大きくすればよい。

【００３５】逆に、アタック音を弱く、共振音を強くし
たい場合には、残差音ＤＩＦＦのゲインＡｄを予測音Ｐ
ＲＥＤのゲインＡｐより小さくすればよい。原音ＳＯＵ
ＲＣＥの利得を調整する利得調整器Ｇ２のゲインＡｓ以
外のゲインを“０”にすることにより、原音と同一の楽
音を得ることも可能である。

【００３６】また、利得調整器Ｇ７００のゲインＧｉを
制御することにより、残差音ＤＩＦＦ、原音ＳＯＵＲＣ
Ｅ、予測音ＰＲＥＤといった分析系の出力と合成音ＳＹ
Ｎ１、ＳＹＮ２といった合成系の出力とのバランスをと
ることができる。

【００３７】以上、分析回路と合成回路を一つずつ組み
合わせた基本構成について説明したが、種々の音色を付
加し、また新規の音を創りだすためには上記の基本構成
をもとに様々な応用が可能である。以下に、その応用例
を示す。

【００３８】図２は、複数の分析回路と合成回路を様々
なパターンで結線した第１の実施例を示す。図２（Ａ）
は、分析回路５ａと合成回路６ａから構成された一組の
分析合成系と分析回路５ｂと合成回路６ｂから構成され
た他の分析合成系とを並列に接続したものである。分析
回路５ａ、５ｂは同等の構成を有するが、その回路定数
は互いに独立に制御できる。合成回路６ａ、６ｂも同様
である。

【００３９】分析回路５ａ及び５ｂには、同一の原音信
号ＩＮが入力されている。分析回路５ａ、５ｂ、合成回
路６ａ、６ｂの出力は、加算器Ａ２、Ａ３及びＡ４によ
り加算され出力信号ＯＵＴを形成する。図には、２組の
分析合成系を並列接続する場合について表しているが、
３組以上であってもよい。

【００４０】図２（Ａ）では分析回路５ａ、５ｂ及び合
成回路６ａ、６ｂの出力はそれぞれ一本の実線で表して
いるが、実際には図１に示すように分析回路の出力は残
差音ＤＩＦＦ、原音ＳＯＵＲＣＥ及び予測音ＰＲＥＤを
含み、合成回路の出力は合成音ＳＹＮ１及びＳＹＮ２を
含んでもよい。また、加算器Ａ２、Ａ３及びＡ４で各出
力を加算する場合に、それぞれの加算器の入力側に利得
調整器を設け重み付けして加算してもよい。図２（Ｂ）
以降においても同様である。

【００４１】図２（Ｂ）は、分析回路５ｃと合成回路６
ｃから構成された一組の分析合成系と分析回路５ｄと合
成回路６ｄから構成された他の分析合成系とを並列に接
続したものである。図２（Ａ）と異なるのは、分析回路
５ｃには原音信号ＩＮ１が入力され、分析回路５ｄには
他の原音信号ＩＮ２が入力されていることである。

【００４２】分析回路５ｃ、５ｄ、合成回路６ｃ、６ｄ
の出力は、加算器Ａ５、Ａ６及びＡ７により加算され、
出力信号ＯＵＴを形成する。図には、２組の分析合成系
を並列接続する場合について表しているが、３組以上で
あってもよい。

【００４３】図２（Ｃ）は、１個の分析回路の出力を並
列接続された複数個の合成回路に入力する例である。分
析回路５ｅに原音信号ＩＮが入力されている。分析回路
５ｅの残差音ＤＩＦＦは３個の特性の異なる合成回路６
ｅ１、６ｅ２及び６ｅ３に入力されている。分析回路５
ｅの出力と、合成回路６ｅ１、６ｅ２及び６ｅ３の出力
は加算器Ａ８、Ａ９及びＡ１０により加算され出力信号
ＯＵＴを形成する。図には、３個の合成回路を並列接続
する場合について表しているが、複数個であれば３個に
限らない。

【００４４】図２（Ｄ）は、複数個の分析回路が並列に
接続され、各分析回路の出力の和を１個の合成回路に入
力する例である。原音信号ＩＮが３個の特性の異なる分
析回路５ｆ、５ｇ及び５ｈに入力されている。分析回路
５ｆ、５ｇ及び５ｈの残差音は加算器Ａ１１及びＡ１２
により加算され合成回路６ｆに供給される。分析回路５
ｆ、５ｇ及び５ｈの出力及び合成回路６ｆの出力は、加
算器Ａ１１、Ａ１２及びＡ１３により加算されて出力信
号ＯＵＴを形成する。図には、３個の分析回路を並列接
続する場合について表しているが、複数個であれば３個
に限らない。

【００４５】図２（Ｅ）は、分析回路５ｉと合成回路６
ｉから構成された一組の分析合成系と分析回路５ｊと合
成回路６ｊから構成された他の分析合成系とを直列に接
続したものである。分析回路５ｉに原音信号ＩＮが入力
されている。分析回路５ｉと合成回路６ｉの出力は加算
器Ａ１４により加算されて分析回路５ｊに供給される。
分析回路５ｊの出力と合成回路６ｊの出力は加算器Ａ１
５により加算され出力信号ＯＵＴを形成する。

【００４６】図には、分析回路と合成回路１個ずつから
構成された分析合成系を直列に接続する場合を示した
が、分析合成系は図２（Ｃ）または図２（Ｄ）に示すよ
うな複数個の分析回路または合成回路を有するものでも
よい。また、３組以上の分析合成系を直列接続してもよ
い。

【００４７】以上説明したように、複数個の分析回路及
び合成回路を様々な方法で結線することにより、原音信
号に対して種々の加工を加えた楽音信号を形成すること
ができる。例えば、複数の特性の異なる合成回路の出力
を合算することにより、合奏の効果を得ることができ
る。また、複数の分析回路で分析した残差音を合算して
合成回路に入力することにより、原音信号とは異なる新
規の楽音を得ることも可能である。

【００４８】図３は、発音時から所定時間経過後に、分
析回路から合成回路への残差音ＤＩＦＦの供給を停止し
て楽音を創りだす第２の実施例を示す。図３（Ａ）は、
分析回路及び合成回路のブロック図を示す。分析回路は
加算器Ａ５０１、遅延回路Ｄ５０１、フィルタＦ５０１
及び利得調整器Ｇ５０１からなるループ回路８１、及び
減算器Ｓ５０１から構成されている。減算器Ｓ５０１
は、プラス端子に入力された原音信号ＩＮからマイナス
端子に入力された利得調整器Ｇ５０１の出力信号を減算
し、残差音ＤＩＦＦを形成する。残差音ＤＩＦＦは、加
算器Ａ５０１の一方の端子に印加されるとともに、分析
回路の出力として取り出され加算器Ａ１８及び利得調整
器Ｇ７０１に供給される。

【００４９】利得調整器Ｇ７０１に供給された残差音Ｄ
ＩＦＦは、エンベロープを画定するゲインＧｉを付与さ
れ合成回路の加算器Ａ６０１に供給される。利得調整器
Ｇ７０１により付与されるゲインＧｉは、発音時から所
定の時間“１”を保持し、所定時間経過後“０”にす
る。

【００５０】合成回路は加算器Ａ６０１、遅延回路Ｄ６
０１、フィルタＦ６０１及び利得調整器Ｇ６０１からな
るループ回路８２で構成されている。加算器Ａ６０１に
より形成された合成音ＳＹＮは合成回路の出力として取
り出され加算器Ａ１８に供給される。利得調整器Ｇ６０
１には、図には示さない制御部３からゲインＧｓが供給
されている。加算器Ａ１８は、残差音ＤＩＦＦと合成音
ＳＹＮを加算し、出力信号ＯＵＴを形成する。原音とし
ては、ピアノ等の打弦楽器の楽音を想定する。

【００５１】図３（Ｂ）は、図３（Ａ）に示す分析合成
系の原音信号ＩＮ、残差音ＤＩＦＦ、ゲインＧｉ、合成
音ＳＹＮ、ゲインＧｓ及び押鍵信号ＫＯＮの信号波形を
示す。押鍵があると、押鍵信号ＫＯＮが“１”になる。
図１に示す制御部３は原音指定信号ＳＲＣを原音波形発
生部に送出するとともに、ゲインＧｉ、Ｇｓを共に
“１”とする。原音波形発生部４は原音信号ＩＮを形成
出力し、減算器Ｓ５０１に供給する。

【００５２】原音信号ＩＮが印加されることにより、減
算器Ｓ５０１は残差音ＤＩＦＦを形成出力する。ピアノ
の楽音等は、その立ち上がり部分では変化が激しいが、
サステイン部に入ると定常的な共鳴音が支配的になる。
残差音ＤＩＦＦは、この変化に対応し、当初は大きな振
幅を有するが、ループ回路８１によって共鳴音信号が励
振され、減算器Ｓ５０１により原音信号から前記励振さ
れた信号が減算されるため、やがて振幅は徐々に減少す
る。この様子を図３（Ｂ）のＤＩＦＦに示す。残差音Ｄ
ＩＦＦ自体が小さくなった状態では、楽音信号ＯＵＴに
おいて残差音ＤＩＦＦが及ぼす影響は小さい。

【００５３】当初ゲインＧｉは“１”であるため、残差
音ＤＩＦＦはそのまま加算器Ａ６０１に供給される。こ
れにより、ループ回路８２に合成音ＳＹＮが励振され
る。この様子を図３（Ｂ）のＳＹＮに示す。ここで、ル
ープ回路８１の各素子とループ回路８２の各素子の特性
が一致している場合には、合成音ＳＹＮは原音信号ＩＮ
と等しくなる。

【００５４】残差音ＤＩＦＦの振幅が減衰し、基準値以
下になったときに、ゲインＧｉを“０”にする。これに
より、加算器Ａ６０１の一方の端子の入力信号は“０”
となり、ループ回路８２は、自律的に共鳴音的励振を継
続する。従って、図に示すようにゲインＧｉを“０”に
した後は合成音ＳＹＮはその時の原音信号ＩＮとは関係
なく発生する楽音信号となる。たとえ、原音が存在しな
くても合成音は継続する。

【００５５】該当の鍵が離鍵されると、押鍵信号ＫＯＮ
が“０”になる。ピアノ等の楽音においては、リリース
部の減衰が開始する。押鍵信号ＫＯＮが“０”になる
と、制御部３はゲインＧｓを徐々に減少させ一定時間後
に“０”とする。この様子を図３（Ｂ）のＧｓに示す。
これにより、ループ回路８２のフィードバック利得が減
少し、合成音ＳＹＮは徐々に減衰する。この様子を図３
（Ｂ）のＳＹＮに示す。

【００５６】例えば、波形メモリ読み出し方式の音源に
おいては、記憶する波形信号の長さを制限することがで
きる。利得調整器Ｇ７０１の利得を徐々に減少させれ
ば、残差信号打ち切りによるノイズ発生を防止すること
もできる。

【００５７】このように、発音開始から一定時間後に合
成回路に与える残差音ＤＩＦＦを“０”にすることによ
り、原音信号とは関係なく継続する楽音信号を形成する
ことができる。

【００５８】なお、上記の実施例では、ゲインＧｉを制
御部３により自動的に変化させる方法について説明した
が、手動で行ってもよい。例えば、演奏補助操作子ホイ
ール等のコントローラを設けて演奏者が演奏中にゲイン
Ｇｉを変化させることも可能である。例えば、変化の途
中の楽音を継続させることもできる。もちろん、遅延回
路Ｄ６０１、フィルタＦ６０１の特性を変化させて多様
な楽音を発生することもできる。

【００５９】図４は、分析回路と合成回路の間に非線形
回路を挿入した第３の実施例を示す。分析回路は加算器
Ａ５０２、遅延回路Ｄ５０２、フィルタＦ５０２及び利
得調整器Ｇ５０２からなるループ回路８３、及び減算器
Ｓ５０２から構成されている。減算器Ｓ５０２は、プラ
ス端子に入力された原音信号ＩＮからマイナス端子に入
力された利得調整器Ｇ５０２の出力信号を減算し、残差
音ＤＩＦＦを形成する。

【００６０】残差音ＤＩＦＦは、加算器Ａ５０２の一方
の端子に印加されるとともに、分析回路の出力として取
り出され加算器Ａ１７及び利得調整器Ｇ７０２、Ｇ７０
４に供給される。また、利得調整器Ｇ５０２により形成
された予測音ＰＲＥＤは、分析回路の出力として取り出
され加算器Ａ１６に供給される。

【００６１】利得調整器Ｇ７０２に入力された残差音Ｄ
ＩＦＦは、利得調整器Ｇ７０２、非線形回路Ｎ７００及
び利得調整器Ｇ７０３の直列接続により非線形変換され
加算器Ａ７００の一方の入力端子に与えられる。利得調
整器Ｇ７０４に入力された残差音ＤＩＦＦは、ゲインＧ
ｉ３の利得が付与され、加算器Ａ７００の他方の入力端
子に与えられる。加算器Ａ７００の出力信号は、合成回
路の加算器Ａ６０２に供給される。

【００６２】合成回路は加算器Ａ６０２、遅延回路Ｄ６
０２、フィルタＦ６０２及び利得調整器Ｇ６０２からな
るループ回路８４で構成されている。加算器Ａ６０２に
より形成された合成音ＳＹＮは合成回路の出力として取
り出され加算器Ａ１６に供給される。

【００６３】加算器Ａ１６は、分析回路から取り出され
た予測音ＰＲＥＤと合成回路から取り出された合成音Ｓ
ＹＮとを加算し出力信号を加算器Ａ１７に供給する。加
算器Ａ１７は分析回路から取り出された残差音ＤＩＦＦ
と加算器Ａ１６の出力信号とを加算し出力信号ＯＵＴを
形成する。

【００６４】残差音ＤＩＦＦを非線形回路を通してルー
プ回路８４に入力することにより、ループ回路８４に
は、原音信号ＩＮには存在しなかった倍音成分等が与え
られることになる。これにより、合成音ＳＹＮは、原音
信号ＩＮには含まれていない楽音成分を含むこととな
る。

【００６５】利得調整器Ｇ７０２、Ｇ７０３及びＧ７０
４のゲインＧｉ１、Ｇｉ２及びＧｉ３をホイール等の演
奏補助操作子、鍵盤のタッチまたはエンベロープ発生器
等で制御することにより、演奏中に音色を変化させるこ
とができる。

【００６６】例えば、ゲインＧｉ１を大きくすることに
より非線形効果が大きくなり倍音の付加量が増加する。
これにより、原音の特徴を保ちつつディストーション的
効果を与えることが可能となる。

【００６７】変化に富んだ楽音を発生させるために、演
奏中にホイール等の演奏補助操作子を操作して音程を変
化させる場合がある。このうな演奏を行うことによって
楽音発生中に音程が変化すると、変化している期間は原
音信号ＩＮと予測音ＰＲＥＤとの差が大きくなり残差音
ＤＩＦＦの振幅が増大する。残差音ＤＩＦＦの振幅が大
きくなると非線形効果も大きくなる。このように、演奏
中に音程を変化させながらディストーション的効果を生
むことも可能である。

【００６８】図５は、変調器を使用して音色の変化を得
る第４の実施例を示す。図５（Ａ）は、分析回路と合成
回路の間に変調器を挿入した例である。分析回路５０に
より形成された残差音ＤＩＦＦは変調器７０により振幅
変調または周波数変調され、合成回路６０に供給され
る。合成回路６０は、変調回路７０から供給された信号
をもとに楽音信号を合成し、出力信号ＯＵＴを形成す
る。

【００６９】図５（Ｂ）は、分析回路の出力信号と合成
回路の出力信号の一方を搬送波、他方を変調波として周
波数変調を行う例である。分析回路５１の出力信号及び
合成回路６１の出力信号が変調器７１に供給されてい
る。分析回路５１の出力信号は残差音ＤＩＦＦまたは予
測音ＰＲＥＤのいずれであってもよい。変調器７１は、
分析回路の出力信号と合成回路の出力信号の一方を搬送
波、他方を変調波として周波数変調を行い出力信号ＯＵ
Ｔを形成する。

【００７０】図５（Ｃ）は、図５（Ａ）で使用する振幅
変調器のブロック図を示す。利得調整器Ｇ６に搬送波Ｃ
ＡＲが入力されている。利得調整器Ｇ６のゲインは発振
器８によって発生された正弦波、のこぎり波または方形
波等の変調波ＭＯＤによって制御される。変調波ＭＯＤ
の周波数は搬送波である楽音信号のピッチと同期させて
もよいし、非同期であってもよい。これにより、利得調
整器Ｇ６に入力された搬送波ＣＡＲは変調波ＭＯＤによ
り振幅変調され，振幅変調された出力信号ＯＵＴを得る
ことができる。

【００７１】図５（Ｄ）は、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）
で使用する周波数変調器のブロック図を示す。この周波
数変調器は特開昭６０−２６３９９７号に開示されてい
るものと同等のものである。搬送波ＣＡＲが遅延回路Ｄ
１に供給され、変調波ＭＯＤが読み出し制御部９に供給
されている。遅延回路Ｄ１は、所定の段数を有するシフ
トレジスタまたは同等の機能を果たすＤＲＡＭにより構
成され、各段の記憶位置から波形データを読みだすこと
が可能である。遅延回路Ｄ１の最終段の出力は補間部１
０に供給される。

【００７２】読み出し制御部９は、変調波ＭＯＤの時間
変化に対応した前記遅延回路Ｄ１の記憶位置から波形デ
ータを読みだし、補間部１０に供給する。このようにし
て得られた読み出し制御部９の出力信号は、搬送波ＣＡ
Ｒを変調波ＭＯＤで周波数変調した信号である。補間部
１０は、遅延回路Ｄ１及び読み出し制御部９から供給さ
れた信号を基に補間を行うことにより周波数変調された
連続した信号ＯＵＴを形成出力する。

【００７３】以上のように、合成回路に与える残差音を
任意の波形で変調すること、または、分析回路の出力信
号と合成回路の出力信号のうち一方を搬送波、他方を変
調波として周波数変調することにより、原音信号を基に
新規の音を創りだすことができる。

【００７４】図６は、分析回路または合成回路を構成す
るループ回路の中に非線形回路を挿入した第５の実施例
を示す。分析回路は、加算器Ａ５１２、非線形部１４
ａ、線型部１３ａからなるループ回路８７、減算器Ｓ５
０４から構成されている。減算器Ｓ５０４はプラス端子
に入力されている原音信号からマイナス端子に入力され
ている線型部１３ａの出力信号を減じ、残差音ＤＩＦＦ
を形成出力する。残差音ＤＩＦＦは、加算器Ａ５１２の
一方の端子に入力されており、ループ回路８７に共振音
を励起する。減算器Ｓ５０４の出力信号は残差音ＤＩＦ
Ｆとして、加算器Ａ５１２の出力信号は原音ＳＯＵＲＣ
Ｅとして、また線型部１３ａの出力信号は予測音ＰＲＥ
Ｄとして分析回路の外部に取り出される。

【００７５】また、合成回路は、加算器Ａ６０５、非線
形回路１４ｂ、線型回路１３ｂからなるループ回路８８
から構成されている。分析回路により形成出力された残
差音ＤＩＦＦが、加算器Ａ６０５の一方の端子に入力さ
れており、ループ回路８８に共振音を励起する。加算器
Ａ６０５の出力信号は合成音ＳＹＮとして合成回路の外
部に取り出される。

【００７６】分析回路と合成回路の各ループ回路８７、
８８の特性を等しくすれば非線形回路を含む場合でも原
音信号を再現することが可能である。減算器Ｓ５０４の
プラス端子に入力される原音信号をＳＤＩＮ、マイナス
端子に入力される線型部１３ａの出力信号をＬＩ、減算
器Ｓ５０４の出力信号をＬＯとすると、ＳＯＵＲＣＥ＝ＬＩ＋ＬＯであり、また、ＬＯ＝ＳＤＩＮ−ＬＩであるから、上記２式からＬＩ及びＬＯを消去すること
ができ、ＳＯＵＲＣＥ＝ＳＤＩＮとなる。また、ループ回路８７と８８に入力されている
励起信号は共に残差音ＤＩＦＦに等しいため、双方のル
ープ回路の特性を等しくすれば、合成音ＳＹＮは原音Ｓ
ＯＵＲＣＥと等しくなる。従って、合成音ＳＹＮは原音
信号ＳＤＩＮと等しくなる。

【００７７】線型部１３ａ、１３ｂは、図１に示すよう
なフィルタ、遅延回路及び利得調整器等で構成されてい
る。非線形部１４ａ、１４ｂは、後に説明するようにフ
ィルタ、遅延回路、利得調整器及び非線形回路等で構成
されている。従って、線型部１３ａ、１３ｂ及び非線形
部１４ａ、１４ｂのそれぞれの構成部品の出力を中間信
号として取り出すこともできる。このようにして、線型
部１３ａ及び非線形部１４ａから取り出した中間信号を
それぞれ加算器Ａ５１３−１〜Ａ５１３−ｎ及び加算器
Ａ５１４−１〜Ａ５１４−ｍにより合算して部分音ＰＡ
ＲＴ１として取り出すこともできる。同様に線型部１３
ｂ及び非線形部１４ｂから取り出した中間信号をそれぞ
れ加算器Ａ６０６−１〜Ａ６０６−ｐ及び加算器Ａ６０
７−１〜Ａ６０７−ｑにより合算して部分音ＰＡＲＴ２
として取り出すこともできる。

【００７８】上記のようにして取り出された残差音ＤＩ
ＦＦ、原音ＳＯＵＲＣＥ、予測音ＰＲＥＤ、合成音ＳＹ
Ｎ、部分音ＰＡＲＴ１、ＰＡＲＴ２を加算器により重み
付けして合算することにより、原音に対して様々な音色
を付与した楽音信号を得ることができる。例えば、線型
部のみで構成した場合では不可能であった豊富な倍音を
発生することが可能になる。

【００７９】また、分析回路は入力に対して出力が得ら
れれば特に限定されないため、アルゴリズム的には無限
に近いバリエーションが得られる。このように、非線形
回路を使用することにより、比較的簡易な構成でも豊富
な音色を付与することができる。図６では、線型部と非
線形部とを分離した構成について説明したが、両者を混
合してもよい。

【００８０】次に、図７、図８を参照して非線形部の構
成例について説明する。図７（Ａ）は、加算器Ａ５０
３、遅延回路Ｄ５０３、フィルタＦ５０３、利得調整器
Ｇ５０３、非線形回路Ｎ５００及び利得調整器Ｇ５０４
によってループ回路を構成した例である。非線形回路Ｎ
５００によりループ回路の特性に非線形性を持たせてい
る。

【００８１】図７（Ｂ）は、加算器Ａ５０４、遅延回路
Ｄ５０４及び機能回路１５によってループ回路を構成し
た例である。機能回路１５は、フィルタＦ５０４と利得
調整器Ｇ５０５の直列接続からなる第１のルートと、利
得調整器Ｇ５０６、非線形回路Ｎ５０１、フィルタＦ５
０５及び利得調整器Ｇ５０７の直列接続からなる第２の
ルートを有する。

【００８２】遅延回路Ｄ５０４から入力された信号は、
第１のルート及び第２のルートに印加され、それぞれの
ルートの出力信号は加算器Ａ５０５により加算され、出
力信号を形成する。利得調整器Ｇ５１０、Ｇ５１１のゲ
インを制御することにより、ループ回路全体の非線形性
を調整することができる。

【００８３】図７（Ｃ）は、遅延回路の中間タップから
信号を取り出し、遅延回路の出力信号と中間タップから
取り出した信号とを加算し出力する機能回路１６、１７
をループ回路中に有する例を示す。図７（Ｃ）のループ
回路は、機能回路１６、フィルタＦ５０６及び利得調整
器Ｇ５１０の直列接続からなる第１のルートと、機能回
路１７、非線形回路Ｎ５０２、フィルタＦ５０７及び利
得調整器Ｇ５１１の直列接続からなる第２のルートを有
する。

【００８４】遅延回路の中間タップから出力を取り出す
ことにより、倍音構造が制御できる。例えば、中央から
信号を取り出し、加算すると偶数倍音が強調される。ま
た、非線形回路Ｎ５０２の存在により、非線形性を調整
することができる。加算器Ａ５０６の出力信号は、第１
のルート及び第２のルートに印加され、それぞれのルー
トの出力信号は加算器Ａ５０７により加算され、加算器
Ａ５０６に供給される。

【００８５】上記の非線形回路は、一定の非線形入出力
特性を有するものであればよい。例えば、入力値が所定
値以下のときは、線型入出力特性を有し、所定値以上に
なると出力値が飽和し一定となるような飽和回路であっ
てもよい。

【００８６】このような非線形特性を有する回路をルー
プ回路の中に挿入することにより、原音信号には含まれ
なかった倍音成分がループ回路中に励振される。このよ
うにして、原音信号を基に新規の音を創りだすことがで
きる。

【００８７】図８は前記非線形回路の特性を変化させる
方法を示すブロック図である。図８（Ａ）は、非線形回
路Ｎ５０３の入力側に利得調整器Ｇ５１２を設け、出力
側に利得調整器Ｇ５１３を設けた例である。入力側の利
得調整器Ｇ５１２のゲインを増減させることにより非線
形特性の横軸のスケールを変化させ、非線形効果の強さ
を変化させることができる。また、利得調整器Ｇ５１３
のゲインを増減させることにより、非線形特性の縦軸の
スケールを変化させ、ループ回路のフィードバック利得
を調整することができる。

【００８８】図８（Ｂ）は、非線形回路Ｎ５０３の入力
側にフィルタＦ５１０を設け、出力側にフィルタＦ５１
１を設けた例である。入力側、出力側のフィルタ特性を
変化させることにより非線形効果を変化させることがで
きる。

【００８９】図８（Ｃ）は、非線形回路Ｎ５０５の入力
側に利得調整器Ｇ５１４を設け、出力側に利得調整器Ｇ
５１５を設けた第１のルートと、非線形回路Ｎ５０５と
は異なる非線形特性を有する非線形回路Ｎ５０６の入力
側に利得調整器Ｇ５１６を設け、出力側に利得調整器Ｇ
５１７を設けた第２のルートを有する例である。入力信
号は第１のルートと第２のルートに印加され、それぞれ
ルートの出力信号は加算器Ａ５１５により加算され、出
力信号を形成する。このように、非線形特性の異なる回
路を並列に使用することにより、ループ回路の非線形特
性を細かく多様に制御することができる。

【００９０】図８（Ｄ）に示す非線形回路は、入力値に
対応した記憶領域を有するメモリ１８、入力値に対応し
た出力値を複数パターン記憶している非線形データテー
ブル１２、及び非線形データテーブル１２から所望のパ
ターンの出力値を読み出し、前記メモリ１８の入力値に
対応した記憶領域に書き込む書込手段１１を有する。

【００９１】信号ＩＮが入力されると、メモリ１８の入
力値に対応した記憶領域に記憶されている出力値を出力
信号ＯＵＴとして形成出力する。このような構成にする
ことにより、非線形データテーブル１２の各種パターン
を読みだしてメモリ１８の内容を書き替えるだけで、非
線形特性を変更することができる。

【００９２】図９は、遅延回路に中間タップを設け、所
望の中間タップから取り出した信号を非線形回路、フィ
ルタ及び利得調整器を通してもとのループ回路に戻すこ
とにより非線形効果を得る第６の実施例を示す。

【００９３】分析回路５２は、加算器Ａ５１０、フィル
タＦ５０８、遅延回路Ｄ５０７、加算器Ａ５１１及び利
得調整器Ｇ５１８から構成されたループ回路８５を有す
る。原音信号ＩＮが減算器Ｓ５０３のプラス端子に供給
され、利得調整器Ｇ５１８の出力信号がマイナス端子に
供給されている。減算器Ｓ５０３は、原音信号ＩＮから
利得調整器Ｇ５１８の出力信号を減じて残差音ＤＩＦＦ
を形成し、加算器Ａ５１０の一方の端子及び合成回路６
２に供給する。

【００９４】遅延回路Ｄ５０７は、ｎ個の中間タップＣ
５１、Ｃ５２、・・・Ｃ５ｎを有している。中間タップ
Ｃ５１、Ｃ５２、・・・Ｃ５ｎのうち所望の一つの中間
タップがスイッチＳＷ１により動接点Ｒ５に接続され
る。動接点Ｒ５は非線形回路Ｎ５０８に接続されてお
り、遅延回路Ｄ５０７の所望の中間タップから出力され
た信号を非線形回路Ｎ５０８に供給する。非線形回路Ｎ
５０８の出力信号は、フィルタＦ５０９及び利得調整器
Ｇ５１９を介して加算器Ａ５１１の一方の端子に供給さ
れ、ループ回路８５に戻されている。

【００９５】遅延回路Ｄ５０７の中間タップから取り出
された信号は遅延回路Ｄ５０７の出力信号よりも遅延時
間が短く、所定の倍音成分に相当する。この倍音成分を
非線形変換しフィルタリングすることにより、主ループ
に性格の異なる信号が加算される。

【００９６】合成回路６２は、分析回路５２と同様の加
算器Ａ６０３、フィルタＦ６０３、遅延回路Ｄ６０３、
加算器Ａ６０４及び利得調整器Ｇ６０３から構成された
ループ回路８６を有する。分析回路５２と同様に、遅延
回路Ｄ６０３は、ｎ個の中間タップＣ６１、Ｃ６２、・
・・Ｃ６ｎを有し、各中間タップのうち所望の一つの中
間タップがスイッチＳＷ２により動接点Ｒ６に接続され
る。

【００９７】動接点Ｒ６は非線形回路Ｎ６００に接続さ
れており、遅延回路Ｄ６０３の所望の中間タップから出
力された信号を非線形回路Ｎ６００に供給する。非線形
回路Ｎ６００の出力信号は、フィルタＦ６０４及び利得
調整器Ｇ６０４を介して加算器Ａ６０４の一方の端子に
供給され、ループ回路８６に戻されている。加算器Ａ６
０３の出力信号は、合成回路６２の出力信号ＯＵＴとし
て取り出される。

【００９８】スイッチＳＷ１またはＳＷ２で、遅延回路
の全遅延量を簡単な整数比に分割するような中間タップ
Ｃ５ｉまたはＣ６ｊを選択することにより調和倍音を強
調することができる。また、非線形回路Ｎ５０８及びＮ
６００、フィルタＦ５０９及びＦ６０４の特性を変化さ
せることにより、中間タップから取り出した楽音信号に
倍音の加算、減算等の多彩な音色変化を与えることがで
きる。

【００９９】図９では、ループ回路８５、８６に非線形
回路を含まない場合について説明したが、ループ回路８
５、８６の中に図６に示す第６の実施例のように非線形
回路を含んでもよい。

【０１００】以上説明した分析回路及び合成回路で使用
するフィルタは、ローパスフィルタ、ハイパスフィル
タ、オールパスフィルタまたはＦＩＲ，ＩＩＲ等のディ
ジタルフィルタを使用することができる。また、これら
のフィルタを直列あるいは並列に複数個組み合わせて使
用してもよい。楽音合成のための各回路は、ディジタル
シグナルプロセッサ（ＤＳＰ）及びマイクロプログラム
によっても実現可能である。また、マイクロコンピュー
タとＤＳＰの組合せシステムとして構成することも可能
である。

【０１０１】以上の実施例から抽出される発明及び実施
の態様のいくつかを要約して列挙すると次のようであ
る。

【０１０２】１．入力波形を発生する入力波形発生手段
と、遅延手段とフィルタ手段を含み、前記入力波形を受
け、循環させるループ手段を有し、少なくとも入力波形
の変化成分に相当する信号を分析音信号として出力する
分析手段と、遅延手段とフィルタ手段を含み、前記分析
音信号のうち少なくとも入力波形の変化成分に相当する
信号を受け、循環させるループ手段を有し、合成音信号
を出力する合成手段と、前記分析手段の出力する分析音
信号と前記合成手段の出力する合成音信号のうち少なく
とも一つに基づく楽音信号を出力する出力手段とを備え
た楽音信号合成装置。

【０１０３】２．入力波形を発生する入力波形発生手段
と、遅延手段とフィルタ手段を含み、前記入力波形を受
け、循環させるループ手段を有し、少なくとも入力波形
の変化成分に相当する信号を分析音信号として出力する
少なくとも一つの分析手段から構成される分析系と、遅
延手段とフィルタ手段を含み、前記分析音信号のうち少
なくとも入力波形の変化成分に相当する信号を受け、循
環させるループ手段を有し、合成音信号を出力する複数
の合成手段から構成される合成系と、前記分析手段の出
力する分析音信号と前記合成手段の出力する合成音信号
のうち少なくとも一つに基づく楽音信号を出力する出力
手段とを備えた楽音信号合成装置。

【０１０４】３．入力波形を発生する入力波形発生手段
と、遅延手段とフィルタ手段を含み、前記入力波形を受
け、循環させるループ手段を有し、少なくとも入力波形
の変化成分に相当する信号を分析音信号として出力する
複数の分析手段から構成される分析系と、遅延手段とフ
ィルタ手段を含み、前記分析音信号のうち少なくとも入
力波形の変化成分に相当する信号を受け、循環させるル
ープ手段を有し、合成音信号を出力する少なくとも一つ
の合成手段から構成される合成系と、前記分析手段の出
力する分析音信号と前記合成手段の出力する合成音信号
のうち少なくとも一つに基づく楽音信号を出力する出力
手段とを備えた楽音信号合成装置。

【０１０５】４．前記分析系と前記合成系は直列に接続
されていることを特徴とする前記２または３項の楽音信
号合成装置。

【０１０６】５．前記出力手段は、前記分析手段の出力
する分析音信号と前記合成手段の出力する合成音信号に
各々重み付けをし、楽音信号を合成することを特徴とす
る前記１乃至４項の楽音信号合成装置。

【０１０７】６．前記合成手段に対する入力信号の特性
を制御する入力信号特性制御手段を有する前記１乃至５
項の楽音信号合成装置。

【０１０８】７．前記入力信号特性制御手段は、入力信
号の利得を制御する利得制御手段を有し、所望によりさ
らに入力信号に対し非線型変換を行う非線型変換手段を
含むことを特徴とする前記６項の楽音信号合成装置。

【０１０９】８．前記ループ手段の少なくとも一方は、
帰還信号の特性を制御する帰還信号特性制御手段を有す
る前記１乃至７項の楽音信号合成装置。

【０１１０】９．前記帰還信号特性制御手段は、帰還信
号の利得を制御する利得制御手段を有し、所望によりさ
らに帰還信号に対し非線型変換を行う非線型変換手段を
含むことを特徴とする前記８項の楽音信号合成装置。

【０１１１】１０．前記非線形変換手段は、非線形変換
手段に対する入力信号の利得を制御する第１の利得制御
手段と、非線形変換手段からの出力信号の利得を制御す
る第２の利得制御手段とを含むことを特徴とする前記９
項の楽音信号合成装置。

【０１１２】１１．前記非線形変換手段は、非線形変換
手段への入力信号に対する第１のフィルタ手段と、非線
形変換手段からの出力信号に対する第２のフィルタ手段
とを含むことを特徴とする前記９項の楽音信号合成装
置。

【０１１３】１２．前記非線形変換手段は、変換パター
ンを書込可能な変換部と、複数の変換パターンを記憶し
た非線型データテーブルと、所望の変換パターンを非線
形データテーブルから読み出し、変換部に書き込む書込
制御部とから構成されることを特徴とする前記９乃至１
１項の楽音信号合成装置。

【０１１４】１３．前記帰還信号特性制御手段は、複数
の信号経路から構成され、その各々の経路において特性
の異なる非線形変換を行うことを特徴とする前記９乃至
１２項の楽音信号合成装置。

【０１１５】１４．前記ループ手段の少なくとも一方の
所望の複数箇所からの信号を抽出する抽出手段を有し、
該抽出手段により抽出された信号を合成して出力手段へ
の入力の一つとすることを特徴とする前記９乃至１３項
の楽音信号合成装置。

【０１１６】１５．前記ループ手段の少なくとも一方
は、さらに前記遅延手段の所望の中間位置における信号
を抽出する抽出手段と、該抽出手段により抽出された中
間位置の信号の特性を制御する中間信号特性制御手段と
を有し、前記中間信号特性制御手段により特性制御され
た信号を前記ループ手段の帰還信号に加算することを特
徴とする前記１乃至１３項の楽音信号合成装置。

【０１１７】１６．前記ループ手段の少なくとも一方
は、２系統の遅延経路を持ち、一方の遅延経路は非線形
変換手段を含むことを特徴とする前記１４乃至１５項の
楽音信号合成装置。

【０１１８】１７．楽音特性の指定を受け、前記分析手
段のパラメータと前記合成手段のパラメータとを独立に
制御する制御手段を有する前記１乃至１６項の楽音信号
合成装置。

【０１１９】１８．前記分析音信号あるいは合成音信号
を変調する変調手段を有する前記１乃至１７項の楽音信
号合成装置。

【０１２０】１９．前記変調手段は、変調信号を発振す
る発振手段を含み、該変調信号を用いて入力された信号
を振幅変調する前記１８項の楽音信号合成装置。

【０１２１】２０．前記変調手段は、前記分析音信号も
しくは合成音信号の一方を搬送波とし、他方を変調波と
して周波数変調を行う前記１８項の楽音信号合成装置。

【０１２２】以上実施例に沿って本発明を説明したが、
本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種
々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に
自明であろう。

【０１２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
従来のサンプリング音源、ＦＭ音源等の各種音源により
発生した楽音に、様々な音色を付与することができる。
例えば、合奏的効果、アタック音の強調、共鳴音の強調
等の効果を得ることができる。さらに、もとの音源から
全く新規の音を創りだすことも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例による音源のブロック図であ
る。

【図２】本発明の第１の実施例による分析合成系の結
線パターンを示すブロック図である。

【図３】本発明の第２の実施例による分析合成系のブ
ロック図、及び信号のタイミング図である。

【図４】本発明の第３の実施例による分析合成系のブ
ロック図である。

【図５】本発明の第４の実施例による分析合成系のブ
ロック図、及び変調器のブロック図である。

【図６】本発明の第５の実施例による分析合成系のブ
ロック図である。

【図７】本発明の第５の実施例で使用する非線形部の
構成例を示すブロック図である。

【図８】本発明の第５の実施例で使用する非線形回路
の構成例を示すブロック図である。

【図９】本発明の第６の実施例による分析合成系のブ
ロック図である。

【図１０】本発明者の先の提案による音源装置の分析
回路及び合成回路のブロック図である。

【符号の説明】

１演奏操作子、２音色設定操作子、３制御
部、４原音波形発生部、５，５ａ，５ｂ，５ｃ，
５ｄ，５ｅ，５ｆ，５ｇ，５ｈ，５ｉ，５ｊ，５０，５
１，５２分析回路、６，６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，
６ｅ１，６ｅ２，６ｅ３，６ｆ，６ｉ，６ｊ，６０，６
１，６２合成回路、８発振器、９読出制御部、
１０補間部、１１書き込み手段、１２非線
形データテーブル、１３ａ，１３ｂ線型部、１４
ａ，１４ｂ非線形部、１５，１６，１７，１１５
機能回路、１８，１０５メモリ、７０，７１変
調器、８５，８６，８７，８８，１００ループ回
路、１０２，１０４接続点、１０３加算器、
１０７減算器、１１１ローパスフィルタ、１１
２遅延回路、１１３オールパスフィルタ、１１
４利得調整器、Ａ加算器、Ｄ遅延回路、Ｆ
フィルタ、Ｇ利得調整器、Ｎ非線形回路、Ｓ
減算器

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】入力波形を発生する入力波形発生部と、遅延手段とフィルタ手段を含み、前記入力波形を受け、
循環させるループ手段を有し、該ループ手段を伝搬して
遅延した波形と前記入力波形との差に相当する信号を分
析音信号として出力する分析手段と、遅延手段とフィルタ手段を含み、前記分析音信号に基づ
く信号を受け、循環させるループ手段を有し、該ループ
手段を伝搬して遅延した波形と、前記分析音信号に基づ
く信号との和に相当する波形が該ループ手段内に励起さ
れ、該ループ手段を循環する波形に基づいて合成音信号
を出力する合成手段と、前記分析手段の出力する分析音信号と前記合成手段の出
力する合成音信号との少なくとも一方に基づいて楽音信
号を出力する出力手段とを有する楽音信号合成装置。
【請求項２】前記出力手段が、前記分析音信号と前記
合成音信号との各々の重み付けをして前記楽音信号を合
成する請求項1に記載の楽音信号合成装置。
【請求項３】さらに、前記分析音信号が入力され、前
記合成手段に与える信号を出力する手段であって、入力
される分析音信号の振幅と出力信号の振幅との関係が非
線形である信号特性制御手段を有する請求項１または２
に記載の楽音信号合成装置。
【請求項４】前記分析手段のループ手段及び前記合成
手段のループ手段の少なくとも一方のループ手段が、さ
らに、該ループ内に挿入され、入力信号の振幅と出力信
号の振幅との関係が非線形である帰還特性制御手段を有
する請求項１〜３のいずれかに記載の楽音信号合成装
置。
【請求項５】さらに、楽音特性の指定を受け、前記分
析手段のパラメータと前記合成手段のパラメータとを独
立に制御する制御手段を有する請求項１〜４のいずれか
に記載の楽音信号合成装置。
【請求項６】前記分析手段のループ手段及び前記合成
手段のループ手段の少なくとも一方のループ手段が、さらに、該ループ内に挿入された遅延手段の中間点にお
ける信号を抽出する中間信号抽出手段と、前記中間信号抽出手段により抽出された中間信号が入力
され、出力信号を当該ループを伝搬する信号に加算する
手段であって、入力信号の振幅と出力信号の振幅との関
係が非線形である中間信号特性制御手段とを有する請求
項１〜５のいずれかに記載の楽音信号合成装置。
【請求項７】さらに、前記分析音信号を、ある変調波
で変調して前記合成手段に与える変調手段を有する請求
項１〜６のいずれかに記載の楽音信号合成装置。
【請求項８】前記出力手段が、前記分析音信号と前記
合成音信号との一方の信号を他方の信号で変調し、変調
された信号を出力する請求項１、及び３〜７のいずれか
に記載の楽音信号合成装置。
【請求項９】入力波形を発生する入力波形発生部と、遅延手段とフィルタ手段を含み、前記入力波形を受け、
循環させるループ手段を有し、分析音信号を出力する分
析手段と、遅延手段とフィルタ手段を含み、前記分析音信号に基づ
く信号を受け、循環させるループ手段を有し、合成音信
号を出力する合成手段と、前記分析手段の出力する分析音信号と前記合成手段の出
力する合成音信号との少なくとも一方に基づいて楽音信
号を出力する出力手段とを有し、前記分析手段のループ手段及び前記合成手段のループ手
段の少なくとも一方のループ手段が、さらに、該ループ内に挿入された遅延手段の中間点にお
ける信号を抽出する中間信号抽出手段と、前記中間信号抽出手段により抽出された中間信号が入力
され、出力信号を当該ループを伝搬する信号に加算する
手段であって、入力信号の振幅と出力信号の振幅との関
係が非線形である中間信号特性制御手段とを有する楽音
信号合成装置。