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JPH03241398A - Musical tone synthesizing device - Google Patents

Musical tone synthesizing device

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Publication number
JPH03241398A
JPH03241398A JP2038738A JP3873890A JPH03241398A JP H03241398 A JPH03241398 A JP H03241398A JP 2038738 A JP2038738 A JP 2038738A JP 3873890 A JP3873890 A JP 3873890A JP H03241398 A JPH03241398 A JP H03241398A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
circuit
musical tone
filter
bidirectional transmission
Prior art date
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Application number
JP2038738A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2808793B2 (en
Inventor
Toshifumi Kunimoto
利文 国本
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Yamaha Corp
Original Assignee
Yamaha Corp
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Publication date
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Publication of JPH03241398A publication Critical patent/JPH03241398A/en
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  • Electrophonic Musical Instruments (AREA)

Abstract

PURPOSE:To synthesize the musical tone of a tone color being similar to a natural musical instrument without enlarging the device scale by dispersing an arrival signal to a prescribed position in the time base direction by a filter, in the prescribed position of a loop means, reflecting its signal to a supply side, or allowing it to transmit to a supply destination. CONSTITUTION:An excitation signal generated by an exciting circuit 10 is inputted to a bidirectional transmission circuit 30 through a junction 20, outputted from an output terminal T1, a sound of a resonance tube terminal part is given by allowing the signal to pass through a low-pass filter ML, and its signal is reinputted to the bidirectional transmission circuit 30, and fed back to the exciting circuit 10 through the junction 20. In such a state, in the bidirectional transmission circuit 30, filters FC3, FC4 for dispersing and outputting an input signal to itself in the time base direction are connected to a prescribed position, and a signal which arrives in its connecting position is allowed to transmit to a supply destination of the signal or reflected to a supply side of the signal through the filters FC3, FC4. In such a way, a musical tone of a wind instrument is synthesized faithfully without enlarging the device scale.

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、特に管楽器者の合成、音声の合成に用いて
好適な楽音合成装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a musical tone synthesis device suitable for use particularly in synthesizing wind instruments and synthesizing 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か知られている。
"Prior Art" A method is known in which a model obtained by simulating the sound production 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 is known to have a structure in which a nonlinear amplification element that simulates the elastic characteristics of a reed is connected to a bidirectional transmission circuit that simulates a resonant tube.

このモデルては、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
In this model, when a signal is output from the nonlinear amplification element, this signal is input to the bidirectional transmission circuit as a traveling wave signal, reflected at the terminal of the bidirectional transmission circuit, and this reflected wave signal is transmitted bidirectionally. It is fed back to the nonlinear amplification element via the circuit. Then, the nonlinear amplification element and the bidirectional transmission circuit enter a resonant state, whereby a synthesized sound of a 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。
Now, in general, the diameter of the resonance tube of a wind instrument is not constant; for example, in the case of a trumpet, as illustrated in FIG. 7, the diameter of the resonance tube increases toward the terminal end. Here, since the tube diameter affects the admittance to air pressure waves, in a resonant tube as shown in FIG. 7, scattering occurs at various parts within the tube due to changes in admittance. and,
As a result of scattering of air pressure waves in accordance with the shape of the tube within the resonant tube, a musical tone with a tone 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
#l〜#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人力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. 8. This kind of structure requires two people as shown in Figure 9.
It can be simulated by cascading the output four-terminal circuits.

第9図において、SF3およびSF、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。
In FIG. 9, SF3 and SF are cylinder #
This is a shift register that simulates the propagation delay of air pressure waves in #3 and #4.

また、A3およびA4は加算器、M、−M4は乗算器で
ある。乗算器M1〜M4に付したl+k、−kSlに、
 kは各々乗算係数である。円筒#3の断面積がSl、
円筒#4の断面積が84であるとすると、kの値は下記
式(1)によって決定される。
Further, A3 and A4 are adders, and M and -M4 are multipliers. l+k, -kSl attached to multipliers M1 to M4,
Each k is a multiplication coefficient. The cross-sectional area of cylinder #3 is Sl,
Assuming that the cross-sectional area of cylinder #4 is 84, the value of k is determined by the following equation (1).

k=主C」ユ ・・・・・・(1) S 、+ S 3 シフトレジスタSF、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SF、の出
力信号に乗算器M、にょって係1(1+k)が乗算され
る。この乗算の結果、連結面734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
、ソフトレジスタSF、の出力信号に乗算器M、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A、を介し、前段の4端子回路のシ
フトレジスタSF、相当の回路(図示せず)に入力され
る。
k=Main C'' (1) S, + S3 Corresponds to the air pressure wave from the shift register SF that propagates inside the cylinder #3 and enters the connecting surface T34 with the cylinder #4. A signal is output. Then, the output signal of the shift register SF is multiplied by the coefficient 1 (1+k) by the multiplier M. As a result of this multiplication, the cylinder #4 passes through the connecting surface 734.
A signal corresponding to the air pressure wave propagating to is obtained, and this signal is input to a circuit (not shown) corresponding to the shift register SF3 of the next stage four-terminal circuit via the adder A4. Further, the output signal of the soft register SF is multiplied by a coefficient k by a multiplier M. As a result of this multiplication, the connecting surface T34
A signal corresponding to the air pressure wave reflected at is obtained, and this signal is inputted via adder A to the shift register SF of the four-terminal circuit in the preceding stage and a corresponding circuit (not shown).

シフトレジスタSF、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T。
Similar processing is performed on the output signal of the shift register SF, and the output signal of the shift register SF is converted to the connection plane T by the multiplier M4.

4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Ta4
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。
4 outputs a signal corresponding to the air pressure wave transmitted to the cylinder #3 side, and the multiplier M3 outputs a signal corresponding to the air pressure wave transmitted to the cylinder #3 side.
A signal corresponding to the air pressure wave reflected to the cylinder #4 side is output from the cylinder #4. The same operation as described above is performed in the four-terminal circuits at the front and rear stages of the four-terminal circuit shown in FIG. According to the circuits connected in cascade in this way, it is possible to simulate the propagation of air pressure waves in the case of the pipe shape shown in Fig. 8, and approximately simulate the resonant pipe of a natural musical instrument as shown in Fig. 7. can be simulated. Note that this type of technology is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 63-40199.

「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。
``Problem to be Solved by the Invention'' By the way, in the conventional musical tone synthesis device, in order to faithfully reproduce the timbre of a wind instrument, it was necessary to provide a large number of four-terminal circuits as shown in FIG. For this reason, there is a problem in that the musical tone synthesis device becomes large-scale. In addition, DSP (
When musical tone synthesis is performed by arithmetic processing using a digital signal processor or the like, there is a problem in that the amount of calculation increases, making real-time musical tone synthesis 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。
This invention was made in view of the above-mentioned circumstances, and it is possible to faithfully simulate the scattering of air pressure waves in a resonance tube without increasing the scale of the device.
It is an object of the present invention to provide a musical tone synthesis device capable of synthesizing musical tones with timbres close to those of natural musical instruments.

「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励
振手段と、前記励振信号に対して少なくとも遅延処理を
施して繰り返し巡回させるループ手段とからなり、前記
励振手段および前記ループ手段を共鳴状態にすることに
より楽音信号を発生する楽音合成装置において、 自身への入力信号を時間軸方向へ分散させて出力するフ
ィルタを前記ループ手段の所定の位置に接続し、該接続
位置へ到来する信号を、該フィルタを介し、該信号の供
給先に透過、あるいは該信号の供給側に反射することを
特徴としている。
"Means for Solving the Problems" The present invention comprises an excitation means that generates an excitation signal based on an input signal, and a loop means that performs at least delay processing on the excitation signal and repeatedly circulates the excitation signal. In a musical tone synthesis device that generates a musical tone signal by bringing the means and the loop means into a resonant state, a filter is connected to a predetermined position of the loop means, and the filter outputs the signal after dispersing it in the time axis direction; It is characterized in that a signal arriving at the connection position is transmitted through the filter to the signal supply destination, or is reflected to the signal supply side.

「作用」 上記構成によれば、ループ手段の所定位置において、該
位置への到来信号がフィルタによって時間軸方向に分散
され、該信号の供給側への反射あるいは該信号の供給先
への透過が行われる。従って、フィルタの接続位置を含
んた複数の連続した節点において信号の反射および透過
か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 signal arriving at the position is dispersed in the time axis direction by the filter, and the signal is not reflected to the supply side or transmitted to the supply destination. It will be done. Therefore, signal processing equivalent to the case where signals are reflected and transmitted at a plurality of consecutive 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。"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。同図において、IO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IO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。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a musical tone synthesizer according to an embodiment of the present invention. In the figure, IO is an excitation circuit that simulates the mouthpiece of a wind instrument, and 30 is a bidirectional transmission circuit that simulates a resonant pipe. Furthermore, the junction 20 inserted between the excitation circuit IO and the resonance circuit 30 simulates the scattering of air pressure waves at the connection between the mouthpiece section and the resonance tube.

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A、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
A、の出力信号と双方向伝送回路30の出力信号が加算
器A、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。
At this junction 20, the output signal from the bidirectional transmission circuit 30 and the output signal from the excitation circuit 10 are added by an adder A and input to the bidirectional transmission circuit 30, and the output signal from the adder A and the output signal from the excitation circuit 10 are added together and input to the bidirectional transmission circuit 30. The output signals of the circuit 30 are added by an adder A and input to the excitation circuit 10.

励振回路lOは、減算器B0、ローパスフィルタ12、
加算器A、いROM(リードオンリメモリ)15、乗算
器M4、M、7およびINVとで構成される。この励振
回路IOには、楽音発生時、図示してない楽音制御回路
から吹奏圧P、アンプノユア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。
The excitation circuit IO includes a subtracter B0, a low-pass filter 12,
It is composed of an adder A, a ROM (read only memory) 15, multipliers M4, M, 7, and INV. When a musical tone is generated, this excitation circuit IO is given information corresponding to the blowing pressure P and the amplitude E (an amount inversely proportional to the pressure when the mouthpiece is held in the mouth) from a musical tone control circuit (not shown).

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。
Then, based on this information and the feedback signal PR from the bidirectional transmission circuit 30 side, an excitation signal is generated as described below and input to the bidirectional transmission circuit 30.

減算器Bl+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B、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。
The feedback signal PR from the bidirectional transmission circuit 30 and the signal P corresponding to the blowing pressure are input to the subtracter Bl+. A signal PA corresponding to the air pressure applied to the reed of the mouthpiece portion is obtained from the subtracter B.

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M、6に人力さ
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。
The signal PA is input to the low-pass filter 12, and
The signal is inverted by the multiplier INV and input to the multiplier M6. The low-pass filter 12 simulates the inertial delay of the lead, and high-frequency components of the signal PA are removed by passing it through the low-pass filter 12. In this way, the response characteristics of the reed to absorb sudden pressure changes are simulated.

そして、加算器Ah+によって、ローパスフィルタ12
の出力信号P、に対し、アンブンユアに応じた信号Eか
加算され、信号P3が求められる。
Then, by the adder Ah+, the low-pass filter 12
The signal E corresponding to the unbundling is added to the output signal P of , and the signal P3 is obtained.

そして、この信号P、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M、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。
This signal P 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 a signal Y corresponding to the cross-sectional area of the gap between the reed and the mouthpiece, that is, the admittance to the airflow is output. Then, the signal Y and the output signal -PA of the multiplier INV are multiplied by a multiplier M to obtain a signal FL corresponding to the flow velocity of air passing through the gap between the reed and the mouthpiece portion.

そして、信号PLに対し、乗算器M (7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。
Then, the signal PL is multiplied by a multiplication coefficient G by a multiplier M (7). Here, the multiplication coefficient G is a constant determined according to the pipe diameter near the mouthpiece section in the resonance tube. , the difficulty of passing airflow, i.e.
It corresponds to the impedance to air flow.

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
人力される。
Therefore, from the multiplier M17, a signal corresponding to the change in air pressure occurring at the mouthpiece side entrance of the resonance tube, that is, an excitation signal is obtained. This excitation signal is then manually 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S 
F sおよびSF、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、A、およびA、は加算器、B、および
B、は減算器である。また、FClおよびFC,はフィ
ルタである。
The bidirectional transmission circuit 30 is constructed by cascading multiple stages of four-terminal circuits Qj that simulate the propagation and scattering of air pressure waves in a resonant tube, and one stage is shown in FIG. . shift register S
Fs and SF simulate the propagation delay of the air pressure wave, as in the case of the four-terminal circuit shown in FIG. 9 described above. Further, A and A are adders, and B and B are subtracters. Further, FCl and FC are filters.

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ポートノヤンクノヨンを介挿する。
In the case of simulating a wind instrument having a tone hole, a 3-port wind instrument disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-40199 is inserted at a location corresponding to the tone hole position 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、M、およびM、は各々係数kを
入力信号に乗算する乗算器である。
The four-terminal circuit shown in FIG. 9 described above is equivalent to the configuration shown in FIG. In FIG. 2, M and M are multipliers that each multiply the input signal by a coefficient k.

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M、およびM、かフィルタFC!およびFC
,に置き換えら把ており、シフトレジスタS F 、に
おける最終段からN(Nは整数)没前の出力かフィルタ
PC3に入力され、かつ、シフトレジスタS F 4に
おける最終段からN段前の出力がフィルタFC,に入力
されるように構成が変更されている。
The four-terminal circuit Qj shown in FIG. 1 includes the multipliers M and M in the configuration shown in FIG. 2, and the filter FC! and F.C.
, and the output from the last stage in shift register SF , N (N is an integer) before the end is input to filter PC3, and the output from the last stage in shift register SF 4 before N stages. The configuration has been changed so that the filter FC is inputted to the filter FC.

第3図はフィルタFC5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D
L、によって1サンプリング周期遅延されて加算器A、
の他方の入力端に人力されるようになっており、加算器
A7と遅延回路DL、とで積分器が構成されている。減
算器B、には、加算器A7の出力と、加算器A7の出力
を遅延回路DL、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
FIG. 3 shows an example of the configuration of filters FC5 and FC4. The input signal to the filter is input to one input terminal of adder A7. The output of adder A7 is sent to delay circuit D.
adder A, delayed by one sampling period by L,
The adder A7 and the delay circuit DL constitute an integrator. The output of the adder A7 and a signal obtained by delaying the output of the adder A7 by (2N+1) sampling periods by the delay circuit DL are input to the subtracter B, and subtraction between the two is performed.

そして、減算器Bsの出力信号に対し、乗算器M。Then, a multiplier M is applied to the output signal of the subtracter Bs.

によって係数に/(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O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。
The coefficient is multiplied by /(2N+1) and output as an output signal. The impulse response of this filter is
As shown in the figure. As shown in the figure, when an impulse is input to this filter in the 0th sampling period, from that point onwards for (2N+1) sampling periods, that is,
During the period from the Oth sampling period to the 2Nth sampling period, an output having a value of k/(2N+1) is obtained.

双方向伝送回路30の出力端T、および入力端T、の間
にはローパスフィルタMLが介挿される。
A low-pass filter ML is interposed between the output terminal T and the input terminal T of the bidirectional transmission circuit 30.

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3
0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。
This low-pass filter ML simulates the frequency characteristics of acoustic loss imparted to musical tones at the terminal end of the resonance tube. In mixer MX, bidirectional transmission circuit 3
The signal at a predetermined node within 0 and the signal at the output terminal T1 are mixed and output as a 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1
0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Qj、 Qj、・・・を矢印F方向に伝播し、出力
端T1から出力される。
The operation of this musical tone synthesis device will be explained below. Excitation circuit 1
The excitation signal generated by 0 is input to the bidirectional transmission circuit 30 via the junction 20. Within the bidirectional transmission circuit 30, the signal propagates through the cascade-connected four-terminal circuits Qj, Qj, . . . in the direction of arrow F, and is output from the output terminal T1.

そして、ローパスフィルタMLを介すことによって共鳴
管終端部の音響か付与され、入力端T、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lOに帰還される。
Then, the sound at the end of the resonance tube is applied through the low-pass filter ML, and is re-inputted into the bidirectional transmission circuit 30 from the input terminal T. The signal is then propagated through the cascade-connected four-terminal circuits Qj, Qj, .

ここで、双方向伝送回路30内の4端子回路Qj1Qj
1・・・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SF、の最終段からインパルスが出力されたとする。
Here, the four-terminal circuit Qj1Qj in the bidirectional transmission circuit 30
The signal scattering performed in 1... will be explained. For example, assume that an impulse is output from the final stage of the shift register SF in the 0th sampling period.

この場合、そr、よりもNサンプリング周期前の時点で
フィルタFC,lにインパルス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PC,からに/(2N+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SF、からインパルスが出力
されるのに対し、フィルタF C、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)なる信号か出力される。このことはソフトレ
ジスタSF、およびフィルタPC,の場合についても同
様である。
In this case, since the impulse is input to the filter FC,l at a time N sampling periods before sor,
From that point on, for a period of (2N+1) sampling periods, an output of /(2N+1) is obtained from the filter PC. That is, as shown in FIG. 5, impulses are output from the shift register SF in the 0th sampling period, while impulses are output from the filter FC during the period from the (-N)th sampling period to the Nth sampling period. k/(
2N+1) is output. This also applies to the soft register SF and filter PC.

このようにシフトレジスタ5Fffを伝播する信号は時
間軸方向に分散され、かつ、係数に/(2N+1)が乗
算されて加算器A、およびA6に入力され、シフトレジ
スタSF、を伝播する信号は時間軸方向に分散され、か
つ、係数に/(2N+1)が乗算されて減算器B、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SF、の段数を1、乗算器M
、およびM、の係数をに/(2N+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、はぼ同等の動作が第1図の4端子回路Qjに
よって行われる。
In this way, the signal propagating through the shift register 5Fff is dispersed in the time axis direction, and the coefficient is multiplied by /(2N+1) and input to adders A and A6, and the signal propagating through the shift register SF is distributed over time. The coefficients are distributed in the axial direction, multiplied by /(2N+1), and input to subtracters B and B6. As a result, the number of stages of foot registers SF3 and SF of the four-terminal circuit in FIG.
The circuit obtained by changing the coefficients of , and M to /(2N+1) and cascading (2N+1) stages of this four-terminal circuit can perform almost the same operation as the four-terminal circuit Qj in Figure 1. be exposed.

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ろ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てきる。
According to such a four-terminal circuit Qj, the propagation of air pressure waves within a cylinder whose tube diameter changes in an exponential curve can be faithfully simulated. By cascading a plurality of four-terminal circuits Qj, as shown in FIG. 6, it is possible to simulate the operation of a resonant tube having a shape similar 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
回路に注入するたけて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, but the bidirectional transmission circuit is brought into a resonant state by injecting the input signal into the bidirectional transmission circuit. Good too. Further, the present invention can be used not only for synthesizing wind instrument sounds but also for synthesizing 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。
Furthermore, in the above embodiments, the case where the musical tone synthesis device is realized by a digital circuit has been explained as an example, but it goes without saying that the present invention can be realized by an analog circuit.

まfこ、フィルタF Cy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。
The configurations of filters FCy and FC4 are not limited to the configuration shown in FIG. 3, but can also be easily realized using, for example, an FIR filter. Moreover, 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、自身への入力
信号を時間軸方向へ分散させて出力するフィルタをルー
プ手段の所定の位置に接続し、該接続位置へ到来する信
号を、該フィルタを介し、該信号の供給先に透過、ある
いは該信号の供給側に反射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 explained above, according to the present invention, a filter that disperses an input signal to itself in the time axis direction and outputs the filter is connected to a predetermined position of the loop means, and the filter that outputs the signal dispersed in the time axis direction is connected to a predetermined position of the loop means. Since the signal is transmitted through the filter to the signal supply destination or reflected to the signal supply side, a resonant tube whose tube diameter is not constant can be faithfully simulated, and the scale of the device can be increased. The effect is that the musical tones of wind instruments can be synthesized faithfully.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of 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、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。 IO・・・・・・励振回路、30・・・・・双方向伝送
回路、SF3およびSF、・・−・−シフトレジスタ、
PC,およびFC,・・・・・フィルタ。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a musical tone synthesizer according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a diagram showing an example of the configuration of filters FC3 and FC4 in the same embodiment, and FIGS. 4 and 5 are diagrams showing the same implementation. Figure 6 is a diagram illustrating the impulse response of the example, Figure 6 is a diagram illustrating a resonance tube simulated by the same example, Figure 7 is a diagram illustrating a resonance tube of a wind instrument, and Figure 8 is an approximation of a resonance tube. FIG. 9 is a diagram showing a cylindrical connection structure, FIG. 9 is a diagram showing a four-terminal circuit used in a conventional musical tone synthesizer, and FIG. 2 is a diagram showing an equivalent circuit of the circuit in FIG. 9. IO...excitation circuit, 30...bidirectional transmission circuit, SF3 and SF,...-shift register,
PC, FC,...filter.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 入力信号に基づいて励振信号を発生する励振手段と、前
記励振信号に対して少なくとも遅延処理を施して繰り返
し巡回させるループ手段とからなり、前記励振手段およ
び前記ループ手段を共鳴状態にすることにより楽音信号
を発生する楽音合成装置において、 自身への入力信号を時間軸方向へ分散させて出力するフ
ィルタを前記ループ手段の所定の位置に接続し、該接続
位置へ到来する信号を、該フィルタを介し、該信号の供
給先に透過、あるいは該信号の供給側に反射することを
特徴とする楽音合成装置。
[Scope of Claims] Comprised of an excitation means that generates an excitation signal based on an input signal, and a loop means that performs at least delay processing on the excitation signal and repeatedly circulates the excitation signal, and the excitation means and the loop means are arranged to resonate. In a musical tone synthesis device that generates a musical tone signal by changing the state, a filter that disperses the input signal to itself in the time axis direction and outputs the resultant signal is connected to a predetermined position of the loop means, and the signal arriving at the connected position is A musical tone synthesis device characterized in that the signal is transmitted through the filter to the signal supply destination, or is reflected to the signal supply side.
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