JP3404775B2 - 楽音合成装置と方法 - Google Patents
楽音合成装置と方法Info
- Publication number
- JP3404775B2 JP3404775B2 JP31294492A JP31294492A JP3404775B2 JP 3404775 B2 JP3404775 B2 JP 3404775B2 JP 31294492 A JP31294492 A JP 31294492A JP 31294492 A JP31294492 A JP 31294492A JP 3404775 B2 JP3404775 B2 JP 3404775B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- feedback loop
- loop system
- circulating
- musical
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10H—ELECTROPHONIC MUSICAL INSTRUMENTS; INSTRUMENTS IN WHICH THE TONES ARE GENERATED BY ELECTROMECHANICAL MEANS OR ELECTRONIC GENERATORS, OR IN WHICH THE TONES ARE SYNTHESISED FROM A DATA STORE
- G10H1/00—Details of electrophonic musical instruments
- G10H1/02—Means for controlling the tone frequencies, e.g. attack or decay; Means for producing special musical effects, e.g. vibratos or glissandos
- G10H1/06—Circuits for establishing the harmonic content of tones, or other arrangements for changing the tone colour
- G10H1/12—Circuits for establishing the harmonic content of tones, or other arrangements for changing the tone colour by filtering complex waveforms
- G10H1/125—Circuits for establishing the harmonic content of tones, or other arrangements for changing the tone colour by filtering complex waveforms using a digital filter
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10H—ELECTROPHONIC MUSICAL INSTRUMENTS; INSTRUMENTS IN WHICH THE TONES ARE GENERATED BY ELECTROMECHANICAL MEANS OR ELECTRONIC GENERATORS, OR IN WHICH THE TONES ARE SYNTHESISED FROM A DATA STORE
- G10H5/00—Instruments in which the tones are generated by means of electronic generators
- G10H5/007—Real-time simulation of G10B, G10C, G10D-type instruments using recursive or non-linear techniques, e.g. waveguide networks, recursive algorithms
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10H—ELECTROPHONIC MUSICAL INSTRUMENTS; INSTRUMENTS IN WHICH THE TONES ARE GENERATED BY ELECTROMECHANICAL MEANS OR ELECTRONIC GENERATORS, OR IN WHICH THE TONES ARE SYNTHESISED FROM A DATA STORE
- G10H7/00—Instruments in which the tones are synthesised from a data store, e.g. computer organs
- G10H7/02—Instruments in which the tones are synthesised from a data store, e.g. computer organs in which amplitudes at successive sample points of a tone waveform are stored in one or more memories
- G10H7/06—Instruments in which the tones are synthesised from a data store, e.g. computer organs in which amplitudes at successive sample points of a tone waveform are stored in one or more memories in which amplitudes are read at a fixed rate, the read-out address varying stepwise by a given value, e.g. according to pitch
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10H—ELECTROPHONIC MUSICAL INSTRUMENTS; INSTRUMENTS IN WHICH THE TONES ARE GENERATED BY ELECTROMECHANICAL MEANS OR ELECTRONIC GENERATORS, OR IN WHICH THE TONES ARE SYNTHESISED FROM A DATA STORE
- G10H2250/00—Aspects of algorithms or signal processing methods without intrinsic musical character, yet specifically adapted for or used in electrophonic musical processing
- G10H2250/315—Sound category-dependent sound synthesis processes [Gensound] for musical use; Sound category-specific synthesis-controlling parameters or control means therefor
- G10H2250/441—Gensound string, i.e. generating the sound of a string instrument, controlling specific features of said sound
- G10H2250/451—Plucked or struck string instrument sound synthesis, controlling specific features of said sound
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10H—ELECTROPHONIC MUSICAL INSTRUMENTS; INSTRUMENTS IN WHICH THE TONES ARE GENERATED BY ELECTROMECHANICAL MEANS OR ELECTRONIC GENERATORS, OR IN WHICH THE TONES ARE SYNTHESISED FROM A DATA STORE
- G10H2250/00—Aspects of algorithms or signal processing methods without intrinsic musical character, yet specifically adapted for or used in electrophonic musical processing
- G10H2250/471—General musical sound synthesis principles, i.e. sound category-independent synthesis methods
- G10H2250/511—Physical modelling or real-time simulation of the acoustomechanical behaviour of acoustic musical instruments using, e.g. waveguides or looped delay lines
- G10H2250/515—Excitation circuits or excitation algorithms therefor
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10H—ELECTROPHONIC MUSICAL INSTRUMENTS; INSTRUMENTS IN WHICH THE TONES ARE GENERATED BY ELECTROMECHANICAL MEANS OR ELECTRONIC GENERATORS, OR IN WHICH THE TONES ARE SYNTHESISED FROM A DATA STORE
- G10H2250/00—Aspects of algorithms or signal processing methods without intrinsic musical character, yet specifically adapted for or used in electrophonic musical processing
- G10H2250/471—General musical sound synthesis principles, i.e. sound category-independent synthesis methods
- G10H2250/511—Physical modelling or real-time simulation of the acoustomechanical behaviour of acoustic musical instruments using, e.g. waveguides or looped delay lines
- G10H2250/521—Closed loop models therefor, e.g. with filter and delay line
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Multimedia (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Electrophonic Musical Instruments (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電子楽器の楽音合成装
置および方法に係り、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楽音を合成
する装置および方法に関する。
置および方法に係り、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楽音を合成
する装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、自然楽器の物理的発音原理を電子
回路に置き換えて楽音を合成する物理モデルと言われる
電子楽器の音源装置が提案されている。物理モデルで
は、発生楽音の周期に対応した遅延手段と音波の反射時
の損失に対応したフィルタ手段とをループ状に接続し、
そのループ内に発振を励起して合成することが共通の特
徴となっている。
回路に置き換えて楽音を合成する物理モデルと言われる
電子楽器の音源装置が提案されている。物理モデルで
は、発生楽音の周期に対応した遅延手段と音波の反射時
の損失に対応したフィルタ手段とをループ状に接続し、
そのループ内に発振を励起して合成することが共通の特
徴となっている。
【０００３】そのような物理モデルにおいて、たとえば
ピアノの楽音を合成する場合には、ピアノの弦に対応し
て遅延手段とフィルタ手段をループ状に接続し、ハンマ
ーが弦を叩く現象をも電子回路に置き換えて励起信号を
得てループに注入していた。また、ピアノの楽音を合成
する他の物理モデルでは、弦を叩いたときに生じる衝撃
波に似せた波形を波形メモリに記憶しておき、それを読
出してループに注入することで合成していた。
ピアノの楽音を合成する場合には、ピアノの弦に対応し
て遅延手段とフィルタ手段をループ状に接続し、ハンマ
ーが弦を叩く現象をも電子回路に置き換えて励起信号を
得てループに注入していた。また、ピアノの楽音を合成
する他の物理モデルでは、弦を叩いたときに生じる衝撃
波に似せた波形を波形メモリに記憶しておき、それを読
出してループに注入することで合成していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の物理モデルで
は、発振の成長過程や減衰過程で自然楽器のような表現
力を有し、また、それら過程での音色変化の様子が自然
であるなどの利点を示す一方、自然楽器が発生した楽音
とそっくりの楽音を合成することは困難であった。
は、発振の成長過程や減衰過程で自然楽器のような表現
力を有し、また、それら過程での音色変化の様子が自然
であるなどの利点を示す一方、自然楽器が発生した楽音
とそっくりの楽音を合成することは困難であった。
【０００５】というのは、電子回路で置き換えが可能な
物理現象は、実際に起こっている現象の近似でしかない
もので、近似をせず詳細な現象をも電子回路で置き換え
ることは、システムが巨大になってしまうという問題と
ともに、未だ解決されていない物理現象すら存在し、完
全な物理モデルは、理論上作ることができないものでも
あった。
物理現象は、実際に起こっている現象の近似でしかない
もので、近似をせず詳細な現象をも電子回路で置き換え
ることは、システムが巨大になってしまうという問題と
ともに、未だ解決されていない物理現象すら存在し、完
全な物理モデルは、理論上作ることができないものでも
あった。
【０００６】また、衝撃波形に似せた波形を記憶読出し
て用いる場合も、弦に対応する物理モデルが完全とは言
えない上、どのような衝撃波形を用いれば良いかは、試
行錯誤をして決めるしかなかった。
て用いる場合も、弦に対応する物理モデルが完全とは言
えない上、どのような衝撃波形を用いれば良いかは、試
行錯誤をして決めるしかなかった。
【０００７】本発明は、上述のような従来技術の問題点
に鑑み、物理モデルでは困難であるところの目的とする
楽音そっくりの楽音を合成することを第１の目的として
いる。
に鑑み、物理モデルでは困難であるところの目的とする
楽音そっくりの楽音を合成することを第１の目的として
いる。
【０００８】また、本発明は、シンセサイザシステムと
して物理モデルを見た場合に、発振の成長過程や減衰過
程などで表情豊かな物理モデルの特徴を保持しつつ、目
的とする楽音そっくりの楽音を合成するとともに、その
楽音からエデッイトして新規な楽音を合成することを第
２の目的としている。
して物理モデルを見た場合に、発振の成長過程や減衰過
程などで表情豊かな物理モデルの特徴を保持しつつ、目
的とする楽音そっくりの楽音を合成するとともに、その
楽音からエデッイトして新規な楽音を合成することを第
２の目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】 本発明の一観点によれ
ば、楽音合成装置は、遅延手段とフィルタ手段を含み、
入力信号を循環させ、楽音信号を出力するための、所定
の信号伝達特性を有する信号フィードバックループシス
テムと、遅延手段とフィルタ手段を含み、外部音信号を
入力して循環させ、該循環している信号を、前記信号フ
ィードバックループシステムが前記外部信号の再合成音
を出力するための入力信号として用いられる分析結果を
出力する分析手段であって、前記所定の信号伝達特性に
対し逆特性を有する分析手段と、前記分析結果を記憶
し、再生して前記信号フィードバックループシステムに
前記入力信号として供給するための記憶再生手段とを含
む。
ば、楽音合成装置は、遅延手段とフィルタ手段を含み、
入力信号を循環させ、楽音信号を出力するための、所定
の信号伝達特性を有する信号フィードバックループシス
テムと、遅延手段とフィルタ手段を含み、外部音信号を
入力して循環させ、該循環している信号を、前記信号フ
ィードバックループシステムが前記外部信号の再合成音
を出力するための入力信号として用いられる分析結果を
出力する分析手段であって、前記所定の信号伝達特性に
対し逆特性を有する分析手段と、前記分析結果を記憶
し、再生して前記信号フィードバックループシステムに
前記入力信号として供給するための記憶再生手段とを含
む。
【００１０】 本発明の他の観点によれば、信号を遅延
する遅延手段と信号をフィルタリングするフィルタ手段
とを含み所定の信号伝達特性を有する信号フィードバッ
クループシステムに、励起信号を与えてこの信号フィー
ドバックループシステムに発振を励起させる楽音合成方
法は、合成すべき目的となる楽音信号を発生させ、前記
発生させた楽音信号を入力して循環させ、該循環してい
る信号を出力するための信号処理システムであって、前
記所定の信号伝達特性に対し逆特性を有する信号処理シ
ステムで信号処理すること、前記信号処理システムで信
号処理された信号を前記信号フィードバックループシス
テムが前記楽音信号の再合成音を出力するための励起信
号として用いることを特徴とする。
する遅延手段と信号をフィルタリングするフィルタ手段
とを含み所定の信号伝達特性を有する信号フィードバッ
クループシステムに、励起信号を与えてこの信号フィー
ドバックループシステムに発振を励起させる楽音合成方
法は、合成すべき目的となる楽音信号を発生させ、前記
発生させた楽音信号を入力して循環させ、該循環してい
る信号を出力するための信号処理システムであって、前
記所定の信号伝達特性に対し逆特性を有する信号処理シ
ステムで信号処理すること、前記信号処理システムで信
号処理された信号を前記信号フィードバックループシス
テムが前記楽音信号の再合成音を出力するための励起信
号として用いることを特徴とする。
【００１１】 本発明のさらに他の観点によれば、信号
を遅延する遅延手段と信号をフィルタリングするフィル
タ手段であって信号伝達特性が可変である信号フィード
バックループシステムに励起信号を与えてこの信号フィ
ードバックループシステムに発振を励起させる楽音合成
方法は、合成すべき目的となる楽音信号を発生させ、前
記発生させた楽音信号を入力して循環させ、該循環して
いる信号を出力する信号処理システムであって、前記信
号伝達特性が所定の特性を有する時の逆特性を有する信
号処理システムで信号処理すること、前記信号処理シス
テムで信号処理された信号を前記信号フィードバックル
ープシステムが前記楽音信号の再合成音を出力するため
の励起信号として用いること、前記フィルタ手段のフィ
ルタリング特性を可変して合成される楽音の特性を変更
制御することを特徴とする。
を遅延する遅延手段と信号をフィルタリングするフィル
タ手段であって信号伝達特性が可変である信号フィード
バックループシステムに励起信号を与えてこの信号フィ
ードバックループシステムに発振を励起させる楽音合成
方法は、合成すべき目的となる楽音信号を発生させ、前
記発生させた楽音信号を入力して循環させ、該循環して
いる信号を出力する信号処理システムであって、前記信
号伝達特性が所定の特性を有する時の逆特性を有する信
号処理システムで信号処理すること、前記信号処理シス
テムで信号処理された信号を前記信号フィードバックル
ープシステムが前記楽音信号の再合成音を出力するため
の励起信号として用いること、前記フィルタ手段のフィ
ルタリング特性を可変して合成される楽音の特性を変更
制御することを特徴とする。
【００１２】
【作用】ループ回路を有する楽音合成装置においては、
励起信号によってループ回路内を循環する信号が発生
し、その出力信号は楽音波形を表わすものである。励起
信号と発生する楽音信号の間には明瞭な因果関係があ
る。
励起信号によってループ回路内を循環する信号が発生
し、その出力信号は楽音波形を表わすものである。励起
信号と発生する楽音信号の間には明瞭な因果関係があ
る。
【００１３】ループ回路の特性に対し、逆特性を有する
分析回路を用いれば、発生する楽音信号に対する励起信
号を得ることができる。従って、この励起信号を用いれ
ば元の楽音波形を再現することができる。
分析回路を用いれば、発生する楽音信号に対する励起信
号を得ることができる。従って、この励起信号を用いれ
ば元の楽音波形を再現することができる。
【００１４】合成する目的とする楽音信号を発生させて
信号フィードバックループシステムと逆特性を持つ信号
処理システムで処理し、その処理された信号を記録する
などしておく。そして、その信号を信号フィードバック
ループシステムに対し励起信号として与えると、この励
起信号は、信号フィードバックループシステム内で遅延
され、フィルタリングされ、フィードバックされて循環
し発振が励起される。
信号フィードバックループシステムと逆特性を持つ信号
処理システムで処理し、その処理された信号を記録する
などしておく。そして、その信号を信号フィードバック
ループシステムに対し励起信号として与えると、この励
起信号は、信号フィードバックループシステム内で遅延
され、フィルタリングされ、フィードバックされて循環
し発振が励起される。
【００１５】合成する目的となる楽音信号を発生させて
特性可変の信号フィードバックループシステムを所定状
態としたときと逆特性を持つ信号処理システムで処理
し、その処理された信号を記録するなどしておく。そし
て、逆特性分析時と同じ状態で信号フィードバックルー
プシステムに対する励起信号としてその処理された信号
を与えると、信号フィードバックループシステムに、目
的となる楽音信号と同様の楽音信号が発振される。そし
て、信号フィードバックループシステムの特性を変化さ
せることでフィードバックループシステムの特性を変化
させると、目的となる楽音信号を基に加工された特性の
楽音信号が得られる。
特性可変の信号フィードバックループシステムを所定状
態としたときと逆特性を持つ信号処理システムで処理
し、その処理された信号を記録するなどしておく。そし
て、逆特性分析時と同じ状態で信号フィードバックルー
プシステムに対する励起信号としてその処理された信号
を与えると、信号フィードバックループシステムに、目
的となる楽音信号と同様の楽音信号が発振される。そし
て、信号フィードバックループシステムの特性を変化さ
せることでフィードバックループシステムの特性を変化
させると、目的となる楽音信号を基に加工された特性の
楽音信号が得られる。
【００１６】
【実施例】図１は、本発明の実施例による電子楽器用音
源装置の主要部を示す。図１（Ａ）は分析回路の回路図
であり、図１（Ｂ）は合成回路の回路図である。
源装置の主要部を示す。図１（Ａ）は分析回路の回路図
であり、図１（Ｂ）は合成回路の回路図である。
【００１７】図１（Ａ）において分析回路は、ループ回
路１を含む。ループ回路１は、加算器３および機能回路
１５を含んでいる。機能回路１５は、ローパスフィルタ
１１、遅延回路１２、オールパスフィルタ１３、利得調
整器１４を含む。この機能回路１５のインパルス応答を
Ｆとする。
路１を含む。ループ回路１は、加算器３および機能回路
１５を含んでいる。機能回路１５は、ローパスフィルタ
１１、遅延回路１２、オールパスフィルタ１３、利得調
整器１４を含む。この機能回路１５のインパルス応答を
Ｆとする。
【００１８】入力信号ＳＤＩＮは、減算器７を介して加
算器３に印加される。また、減算器７の出力信号ＬＯ
は、メモリ５に記憶される。さらに、機能回路１５の出
力信号ＬＩは接続点４から減算器７の一端子にフィード
バックされる。
算器３に印加される。また、減算器７の出力信号ＬＯ
は、メモリ５に記憶される。さらに、機能回路１５の出
力信号ＬＩは接続点４から減算器７の一端子にフィード
バックされる。
【００１９】以下この分析回路の機能を説明する。減算
器７の出力信号ＬＯは、 ＬＯ＝ＳＤＩＮ−ＬＩ …（１） と表わされる。
器７の出力信号ＬＯは、 ＬＯ＝ＳＤＩＮ−ＬＩ …（１） と表わされる。
【００２０】この差信号ＬＯは、メモリ５に記憶される
と共に、ループ回路１への信号入力端子である加算器３
の１入力端子に印加される。加算器３は、機能回路１５
の出力信号ＬＩと入力信号Ｌ０を加算し、再びループ回
路１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１５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１５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。
と共に、ループ回路１への信号入力端子である加算器３
の１入力端子に印加される。加算器３は、機能回路１５
の出力信号ＬＩと入力信号Ｌ０を加算し、再びループ回
路１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１５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１５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。
【００２１】図１（Ｂ）の合成回路は、図１（Ａ）の分
析回路と同じループ回路１とメモリ５とを含む。メモリ
５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１５の出力を図１（Ａ）と同様ＬＩとすると、
加算器３の出力信号は、（ＬＯ＋ＬＩ）となる。この信
号を接続点２から出力信号ＯＵＴとして取り出す。
析回路と同じループ回路１とメモリ５とを含む。メモリ
５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１５の出力を図１（Ａ）と同様ＬＩとすると、
加算器３の出力信号は、（ＬＯ＋ＬＩ）となる。この信
号を接続点２から出力信号ＯＵＴとして取り出す。
【００２２】すなわち、
ＯＵＴ＝ＬＯ＋ＬＩ …（５）
である。
【００２３】ところで、信号ＬＩは、信号ＯＵＴが機能
回路１５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＋ＯＵＴ・Ｆ＝ＯＵＴ ＯＵＴ＝ＬＯ／（１−Ｆ） …（７） となる。従って、出力信号ＯＵＴは分析回路の入力信号
ＳＤＩＮと等しくなる。
回路１５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＋ＯＵＴ・Ｆ＝ＯＵＴ ＯＵＴ＝ＬＯ／（１−Ｆ） …（７） となる。従って、出力信号ＯＵＴは分析回路の入力信号
ＳＤＩＮと等しくなる。
【００２４】図１（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
５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。
信号ＳＤＩＮの印加される場所を入力端子とし、メモリ
５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。
【００２５】さらに、合成回路は図から明らかなように
分析回路の１部を用いて構成することができる。図１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、その結果を記憶し、
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。
分析回路の１部を用いて構成することができる。図１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、その結果を記憶し、
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。
【００２６】なお、以上は、機能回路１５の各特性パラ
メータ、すなわちローパスフィルタ１１のカットオフ周
波数、遅延回路１２の遅延時間、オールパスフィルタ１
３の位相変化量、利得調整器１４のゲインを所定値に固
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１５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。
メータ、すなわちローパスフィルタ１１のカットオフ周
波数、遅延回路１２の遅延時間、オールパスフィルタ１
３の位相変化量、利得調整器１４のゲインを所定値に固
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１５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。
【００２７】図２は、図１に示すような分析回路と合成
回路を含む音源装置の回路図を示す。図において、鍵盤
等の演奏操作子２１と音色スイッチ等の音色指定部２４
は、その出力を制御部２２に与える。たとえば、演奏操
作子２１は、音高信号ＫＣ、タッチ信号ＴＯＵＣＨ、キ
ーオン信号ＫＯＮ等を発生する。また、音色指定部はユ
ーザが押圧した所望音色のスイッチに対応してティンバ
信号ＴＩＭＢＲＥ等を与える。
回路を含む音源装置の回路図を示す。図において、鍵盤
等の演奏操作子２１と音色スイッチ等の音色指定部２４
は、その出力を制御部２２に与える。たとえば、演奏操
作子２１は、音高信号ＫＣ、タッチ信号ＴＯＵＣＨ、キ
ーオン信号ＫＯＮ等を発生する。また、音色指定部はユ
ーザが押圧した所望音色のスイッチに対応してティンバ
信号ＴＩＭＢＲＥ等を与える。
【００２８】制御部２２はキーオン信号ＫＯＮ、音高信
号ＫＣから作成したピッチ信号ＰＩＴＣＨ等をアドレス
発生部２５に与え、アドレス発生部は波形メモリ２６に
対するアドレスを発生する。ピッチ信号ＰＩＴＣＨはル
ープ回路２７のＰ端子にも与えられる。
号ＫＣから作成したピッチ信号ＰＩＴＣＨ等をアドレス
発生部２５に与え、アドレス発生部は波形メモリ２６に
対するアドレスを発生する。ピッチ信号ＰＩＴＣＨはル
ープ回路２７のＰ端子にも与えられる。
【００２９】制御部２２は、またティンバ信号ＴＩＭＢ
ＲＥ等に基づいて音色信号ＴＣを発生し、波形メモリ２
６、ループ回路２７に与える。波形メモリ２６は、読出
端子ＲＤと書込端子ＷＤを有し、読出端子ＲＤはスイッ
チＳＷ１の合成端子Ｃ１に接続している。スイッチＳＷ
１の動接点Ｒは、ループ回路２７の入力端子ＩＮに接続
されている。
ＲＥ等に基づいて音色信号ＴＣを発生し、波形メモリ２
６、ループ回路２７に与える。波形メモリ２６は、読出
端子ＲＤと書込端子ＷＤを有し、読出端子ＲＤはスイッ
チＳＷ１の合成端子Ｃ１に接続している。スイッチＳＷ
１の動接点Ｒは、ループ回路２７の入力端子ＩＮに接続
されている。
【００３０】制御部２２は、分析か合成かを判別する判
別信号ＡＮＡＳＹＮを発生し、アドレス発生部２５に与
え、またスイッチＳＷ１の動接点Ｒを制御する。すなわ
ち、分析時には動接点Ｒを分析接点Ｃ２に接続し、合成
的には動接点Ｒを合成接点Ｃ１に接続する。
別信号ＡＮＡＳＹＮを発生し、アドレス発生部２５に与
え、またスイッチＳＷ１の動接点Ｒを制御する。すなわ
ち、分析時には動接点Ｒを分析接点Ｃ２に接続し、合成
的には動接点Ｒを合成接点Ｃ１に接続する。
【００３１】音源装置は、さらに入力信号ＳＤＩＮが印
加される分析部２９を有する。分析部２９は、その出力
信号ＬＯを波形メモリ２６の書込端子ＷＤとスイッチＳ
Ｗ１の分析接点Ｃ２に与える。また、ループ回路２７
は、接続端子ＬＩを有し、その信号を分析部２９にフィ
ードバックする。
加される分析部２９を有する。分析部２９は、その出力
信号ＬＯを波形メモリ２６の書込端子ＷＤとスイッチＳ
Ｗ１の分析接点Ｃ２に与える。また、ループ回路２７
は、接続端子ＬＩを有し、その信号を分析部２９にフィ
ードバックする。
【００３２】分析時には、スイッチＳＷ１の可動接点Ｒ
が分析接点Ｃ２に接続される。すると、分析部２９の出
力端子Ｌ０は、波形メモリ２６の書込端子ＷＤに接続さ
れると共に、スイッチＳＷ１を介してループ回路２７の
入力端子ＩＮに接続される。また、ループ回路２７の接
続端子ＬＩは、分析部２９のＬＩ端子と接続されてい
る。すなわち、分析時には図１（Ａ）に示す分析回路が
構成される。
が分析接点Ｃ２に接続される。すると、分析部２９の出
力端子Ｌ０は、波形メモリ２６の書込端子ＷＤに接続さ
れると共に、スイッチＳＷ１を介してループ回路２７の
入力端子ＩＮに接続される。また、ループ回路２７の接
続端子ＬＩは、分析部２９のＬＩ端子と接続されてい
る。すなわち、分析時には図１（Ａ）に示す分析回路が
構成される。
【００３３】合成時には、スイッチＳＷ１の可動接点Ｒ
が合成接点Ｃ１に接続される。この状態では、波形メモ
リ２６の読出端子ＲＤがループ回路２７の入力端子ＩＮ
に接続され、ループ回路２７の出力端子ＯＵＴから出力
信号ＯＵＴが発生する。すなわち、合成時には図１
（Ｂ）に示す合成回路が形成されている。
が合成接点Ｃ１に接続される。この状態では、波形メモ
リ２６の読出端子ＲＤがループ回路２７の入力端子ＩＮ
に接続され、ループ回路２７の出力端子ＯＵＴから出力
信号ＯＵＴが発生する。すなわち、合成時には図１
（Ｂ）に示す合成回路が形成されている。
【００３４】ループ回路２７の構成を図３（Ａ）に示
す。ループ回路２７は、図１に示したループ回路１と同
様な構成を有し、さらにループ制御部２８を含む。ルー
プ制御部２８は、ピッチ信号Ｐおよび音色信号Ｔを入力
し、ローパスフィルタ１１のカットオフ周波数を制御す
る係数ＬＰＦＣ、遅延回路１２の遅延時間を制御する係
数ＤＴ、オールパスフィルタ１３の位相変化量を制御す
る係数ＡＰＦＣ、利得調整器１４の利得係数Ｇをそれぞ
れに与える。すなわち、ループ回路２７の特性は、ピッ
チＰ、音色Ｔによって変化する。
す。ループ回路２７は、図１に示したループ回路１と同
様な構成を有し、さらにループ制御部２８を含む。ルー
プ制御部２８は、ピッチ信号Ｐおよび音色信号Ｔを入力
し、ローパスフィルタ１１のカットオフ周波数を制御す
る係数ＬＰＦＣ、遅延回路１２の遅延時間を制御する係
数ＤＴ、オールパスフィルタ１３の位相変化量を制御す
る係数ＡＰＦＣ、利得調整器１４の利得係数Ｇをそれぞ
れに与える。すなわち、ループ回路２７の特性は、ピッ
チＰ、音色Ｔによって変化する。
【００３５】分析時において、ループ制御部２８を介し
てループ回路の特性を所定の状態にしておく。すなわ
ち、各係数ＬＰＦＣ、ＤＴ、ＡＰＦＣ、Ｇを所定値にし
ておく。そして、合成時に同じ係数値で合成すれば、分
析に用いた楽音を忠実に合成でき、異なる係数値とすれ
ば分析に用いたものと異なる楽音を合成時に発生させる
こともできる。なお、遅延回路１２の遅延時間は、分析
に用いる楽音の周期と一致させた方が分析後のデータ量
が小さくなることが多い。しかしながら一方で、各係数
を異なる値にした時の音色の変化幅は周期と異なる時間
にした方が大きいなどの違いがあるので、目的に応じて
所定状態の係数値を決めるとよい。
てループ回路の特性を所定の状態にしておく。すなわ
ち、各係数ＬＰＦＣ、ＤＴ、ＡＰＦＣ、Ｇを所定値にし
ておく。そして、合成時に同じ係数値で合成すれば、分
析に用いた楽音を忠実に合成でき、異なる係数値とすれ
ば分析に用いたものと異なる楽音を合成時に発生させる
こともできる。なお、遅延回路１２の遅延時間は、分析
に用いる楽音の周期と一致させた方が分析後のデータ量
が小さくなることが多い。しかしながら一方で、各係数
を異なる値にした時の音色の変化幅は周期と異なる時間
にした方が大きいなどの違いがあるので、目的に応じて
所定状態の係数値を決めるとよい。
【００３６】図３（Ｂ）は、図３（Ａ）に示すループ回
路の特性を示すグラフである。横軸に周波数を取り、縦
軸に出力レベルを表わす。ループ回路の特性は、ループ
回路の全遅延時間に応じて図に示すようにほぼ等間隔の
周波数でピークを描く。ピーク値が次第に減少する特性
は、ループ回路のローパスフィルタ１１等の特性によっ
て支配される。隣接するピーク間の間隔は、ループ回路
の遅延回路１２の遅延時間等によって支配される。ま
た、オールパスフィルタ１３の特性は、図に示すピーク
の位置関係を微妙に変更する。
路の特性を示すグラフである。横軸に周波数を取り、縦
軸に出力レベルを表わす。ループ回路の特性は、ループ
回路の全遅延時間に応じて図に示すようにほぼ等間隔の
周波数でピークを描く。ピーク値が次第に減少する特性
は、ループ回路のローパスフィルタ１１等の特性によっ
て支配される。隣接するピーク間の間隔は、ループ回路
の遅延回路１２の遅延時間等によって支配される。ま
た、オールパスフィルタ１３の特性は、図に示すピーク
の位置関係を微妙に変更する。
【００３７】図２、図３に示すような音源回路を用いれ
ば、自然楽器の楽音等自然界に存在する楽音をサンプリ
ングし、その結果を分析してメモリに記憶し、メモリか
ら分析結果を読み出すことにより、元の楽音を忠実に再
現することができる。また、ループ回路の特性を分析時
と合成時とで変化させれば、発生する楽音の音色を変化
させることができる。
ば、自然楽器の楽音等自然界に存在する楽音をサンプリ
ングし、その結果を分析してメモリに記憶し、メモリか
ら分析結果を読み出すことにより、元の楽音を忠実に再
現することができる。また、ループ回路の特性を分析時
と合成時とで変化させれば、発生する楽音の音色を変化
させることができる。
【００３８】たとえば、自然界に存在しないような楽音
を合成したい場合、種々の楽音を分析した分析結果を検
討し、ループ回路の特性を変化させることにより、目的
とする楽音を合成することも可能である。
を合成したい場合、種々の楽音を分析した分析結果を検
討し、ループ回路の特性を変化させることにより、目的
とする楽音を合成することも可能である。
【００３９】また、外部の音を分析して得た分析結果を
ＦＭ変調で変調したものをループ回路への入力信号とし
て、分析に用いたものと異なった楽音を合成するように
してもよい。このように、種々の変調と組み合わせて、
シンセサンザシステムとして音作りの幅を広げることが
できる。また、本実施例はフィルタ等の回路をハードウ
エアとして構成するほか、ディジタルシグナルプロセッ
サ（ＤＳＰ）によって実現することもできる。
ＦＭ変調で変調したものをループ回路への入力信号とし
て、分析に用いたものと異なった楽音を合成するように
してもよい。このように、種々の変調と組み合わせて、
シンセサンザシステムとして音作りの幅を広げることが
できる。また、本実施例はフィルタ等の回路をハードウ
エアとして構成するほか、ディジタルシグナルプロセッ
サ（ＤＳＰ）によって実現することもできる。
【００４０】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。たとえ
ば、フィルタ回路を複数用い、分析時、合成時に直列、
並列等、種々に接続することもできる。また、非線型変
換手段を含んだ物理モデルに適用してもよい。その他、
種々の変更、改良、組合せ等が可能であることは当業者
に自明であろう。
が、本発明はこれらに制限されるものではない。たとえ
ば、フィルタ回路を複数用い、分析時、合成時に直列、
並列等、種々に接続することもできる。また、非線型変
換手段を含んだ物理モデルに適用してもよい。その他、
種々の変更、改良、組合せ等が可能であることは当業者
に自明であろう。
【００４１】
【発明の効果】以上説明したように、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をもって楽音を合
成する場合にも目的楽音そっくりの楽音を合成すること
ができる。
タ手段とを含むフィードバックループをもって楽音を合
成する場合にも目的楽音そっくりの楽音を合成すること
ができる。
【００４２】また、目的楽音そっくりの楽音を合成する
ことができると共に、その状態からエディットして特性
を異ならせた新規な楽音を合成することができる。
ことができると共に、その状態からエディットして特性
を異ならせた新規な楽音を合成することができる。
【図１】 本発明の実施例による音源装置を示す回路図
である。
である。
【図２】 本発明の実施例による音源装置の回路図であ
る。
る。
【図３】 図２の音源装置のループ回路を説明するため
の図である。
の図である。
１ ループ回路、 ２、４ 接続点、 ３ 加算
器、 ５ メモリ ７ 減算器、 １１ ローパスフィルタ、 １２
遅延回路、１３ オールパスフィルタ、 １４ 利得
調整器、 １５ 機能回路、２１ 演算操作子、
２２ 制御部、 ２４ 音色指定部、２５ アドレス
発生部、 ２６ 波形メモリ、 ２７ ループ回
路、２８ ループ制御部、 ２９ 分析部
器、 ５ メモリ ７ 減算器、 １１ ローパスフィルタ、 １２
遅延回路、１３ オールパスフィルタ、 １４ 利得
調整器、 １５ 機能回路、２１ 演算操作子、
２２ 制御部、 ２４ 音色指定部、２５ アドレス
発生部、 ２６ 波形メモリ、 ２７ ループ回
路、２８ ループ制御部、 ２９ 分析部
Claims (4)
- 【請求項１】 遅延手段とフィルタ手段を含み、入力信
号を循環させ、楽音信号を出力するための、所定の信号
伝達特性を有する信号フィードバックループシステム
と、 遅延手段とフィルタ手段を含み、外部音信号を入力して
循環させ、該循環している信号を、前記信号フィードバ
ックループシステムが前記外部信号の再合成音を出力す
るための入力信号として用いられる分析結果を出力する
分析手段であって、前記所定の信号伝達特性に対し逆特
性を有する分析手段と、 前記分析結果を記憶し、再生して前記信号フィードバッ
クループシステムに前記入力信号として供給するための
記憶再生手段とを含む楽音合成装置。 - 【請求項２】 信号を遅延する遅延手段と信号をフィル
タリングするフィルタ手段とを含み所定の信号伝達特性
を有する信号フィードバックループシステムに、励起信
号を与えてこの信号フィードバックループシステムに発
振を励起させる楽音合成方法において、 合成すべき目的となる楽音信号を発生させ、前記発生さ
せた楽音信号を入力して循環させ、該循環している信号
を出力するための信号処理システムであって、前記所定
の信号伝達特性に対し逆特性を有する信号処理システム
で信号処理すること、 前記信号処理システムで信号処理された信号を前記信号
フィードバックループシステムが前記楽音信号の再合成
音を出力するための励起信号として用いることを特徴と
する楽音合成方法。 - 【請求項３】 信号を遅延する遅延手段と信号をフィル
タリングするフィルタ手段であって信号伝達特性が可変
である信号フィードバックループシステムに励起信号を
与えてこの信号フィードバックループシステムに発振を
励起させる楽音合成方法において、 合成すべき目的となる楽音信号を発生させ、前記発生さ
せた楽音信号を入力して循環させ、該循環している信号
を出力する信号処理システムであって、前記信号伝達特
性が所定の特性を有する時の逆特性を有する信号処理シ
ステムで信号処理すること、 前記信号処理システムで信号処理された信号を前記信号
フィードバックループシステムが前記楽音信号の再合成
音を出力するための励起信号として用いること、 前記フィルタ手段のフィルタリング特性を可変して合成
される楽音の特性を変更制御することを特徴とする楽音
合成方法。 - 【請求項４】 遅延手段とフィルタ手段を含み、入力信
号を循環させ、楽音信号を出力するための、所定の信号
伝達特性を有する信号フィードバックループシステム
と、 遅延手段とフィルタ手段を含み、外部音信号を入力して
循環させ、該循環している信号を、前記信号フィードバ
ックループシステムが前記外部信号の再合成音を出力す
るための入力信号として用いられる分析結果を出力する
分析手段であって、前記所定の信号伝達特性に対し逆特
性を有する分析手段と、 前記分析結果を前記信号フィードバックループシステム
に前記入力信号として供給するための供給手段とを含む
楽音合成装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31294492A JP3404775B2 (ja) | 1992-10-28 | 1992-10-28 | 楽音合成装置と方法 |
| US08/384,433 US5451707A (en) | 1992-10-28 | 1995-01-31 | Feed-back loop type musical tone synthesizing apparatus and method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31294492A JP3404775B2 (ja) | 1992-10-28 | 1992-10-28 | 楽音合成装置と方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06138880A JPH06138880A (ja) | 1994-05-20 |
| JP3404775B2 true JP3404775B2 (ja) | 2003-05-12 |
Family
ID=18035358
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31294492A Expired - Fee Related JP3404775B2 (ja) | 1992-10-28 | 1992-10-28 | 楽音合成装置と方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5451707A (ja) |
| JP (1) | JP3404775B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5587548A (en) * | 1993-07-13 | 1996-12-24 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Musical tone synthesis system having shortened excitation table |
| JPH08129386A (ja) * | 1994-10-31 | 1996-05-21 | Yamaha Corp | 電子楽器 |
| US5748513A (en) * | 1996-08-16 | 1998-05-05 | Stanford University | Method for inharmonic tone generation using a coupled mode digital filter |
| US5917917A (en) * | 1996-09-13 | 1999-06-29 | Crystal Semiconductor Corporation | Reduced-memory reverberation simulator in a sound synthesizer |
| US6096960A (en) * | 1996-09-13 | 2000-08-01 | Crystal Semiconductor Corporation | Period forcing filter for preprocessing sound samples for usage in a wavetable synthesizer |
| US6203817B1 (en) | 1997-02-19 | 2001-03-20 | Alza Corporation | Reduction of skin reactions caused by transdermal drug delivery |
| KR100636906B1 (ko) * | 2004-03-22 | 2006-10-19 | 엘지전자 주식회사 | 미디 재생 장치 그 방법 |
| JP5605192B2 (ja) * | 2010-12-02 | 2014-10-15 | ヤマハ株式会社 | 楽音信号合成方法、プログラムおよび楽音信号合成装置 |
| CN108766409A (zh) * | 2018-05-25 | 2018-11-06 | 中国传媒大学 | 一种戏曲合成方法、装置和计算机可读存储介质 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5858679B2 (ja) * | 1975-12-16 | 1983-12-26 | ヤマハ株式会社 | デンシガツキ |
| US4649783A (en) * | 1983-02-02 | 1987-03-17 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Wavetable-modification instrument and method for generating musical sound |
| US4754680A (en) * | 1985-09-10 | 1988-07-05 | Casio Computer Co., Ltd. | Overdubbing apparatus for electronic musical instrument |
| US4716805A (en) * | 1986-09-08 | 1988-01-05 | Kawai Musical Instrument Mfg. Co., Ltd. | Ensemble effect for a musical tone generator using stored waveforms |
| JP2504203B2 (ja) * | 1989-07-18 | 1996-06-05 | ヤマハ株式会社 | 楽音合成装置 |
-
1992
- 1992-10-28 JP JP31294492A patent/JP3404775B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-01-31 US US08/384,433 patent/US5451707A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5451707A (en) | 1995-09-19 |
| JPH06138880A (ja) | 1994-05-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5641931A (en) | Digital sound synthesizing device using a closed wave guide network with interpolation | |
| KR20010039504A (ko) | 웨이브테이블 합성기내에 이용되는 음 샘플 사전 처리용 주기 촉성 필터 | |
| JP3404775B2 (ja) | 楽音合成装置と方法 | |
| US11562723B2 (en) | Electronic musical instrument, method of generating musical sound, and storage medium | |
| JP2722795B2 (ja) | 楽音合成装置 | |
| JP2580821B2 (ja) | 楽音波形信号形成装置 | |
| JP2745923B2 (ja) | 電子楽器 | |
| US5245127A (en) | Signal delay circuit, FIR filter and musical tone synthesizer employing the same | |
| JPS61204698A (ja) | 楽音信号発生装置 | |
| US5521325A (en) | Device for synthesizing a musical tone employing random modulation of a wave form signal | |
| JP2754829B2 (ja) | 楽音合成装置 | |
| US5559298A (en) | Waveform read-out system for an electronic musical instrument | |
| JP2768195B2 (ja) | 楽音合成装置 | |
| JP3021743B2 (ja) | 楽音合成装置 | |
| JPS61204697A (ja) | 楽音信号発生装置 | |
| JP3752855B2 (ja) | 波形データ作成方法 | |
| JP3898944B2 (ja) | 電子楽器 | |
| JPH07104757A (ja) | 楽音信号合成装置 | |
| JP3459016B2 (ja) | オーディオ信号処理方法および装置 | |
| JPH09325777A (ja) | 楽音信号発生装置及び楽音信号発生方法 | |
| JPH0398096A (ja) | 楽音合成装置 | |
| JP3226255B2 (ja) | 楽音合成システム | |
| JP2699689B2 (ja) | 電子楽器 | |
| JP3599981B2 (ja) | 楽音信号処理装置 | |
| JP2002006853A (ja) | 共鳴装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20030204 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313532 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090307 Year of fee payment: 6 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |