JPH01130196A - 楽音信号処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野〕 この発明は、無限インパルス応答ディジタルフィルタを
用いた楽音信号処理装置に関し、特に、複数系列の無限
インパルス応答ディジタルフィルタの出力信号を補間合
成することにより豊富な特性でフィルタ制御を行なうこ
とができるようにしたことに関する。

〔従来の技術〕

無限インパルス応答（ＩＩＲ）ディジタルフィルタは、
信号の帰還もしくは巡回ループを持つため、比較的簡単
な構成で複雑なフィルタ制御が行なえるという利点があ
るが、その反面、９．振が生じないようにするために安
定条件を満足するようにフィルタ係数の設定を行なわね
ばならない、そのため、フィルタ係数の設定には慎重を
要し、予め準備しなければならないフィルタ係数の組数
が増すほどその設定に要する労力及びコストは倍加する
。

ところで、楽音の音色を鍵タッチやキースケーリング等
に応じて可変制御したり時間的に可変制御したりするた
めに、ディジタルフィルタのフィルタ特性を可変制御し
ようとする場合は、従来は、音色制御の各種態様に対応
する各種のフィルタ特性毎に予め多数のフィルタ係数を
メモリに記憶しておかねばならなかった０例えば、特開
昭６０−５２８９５号公報には、所定の時間フレームに
対応してフィルタ係数をメモリに記憶し、各時間フレー
ム毎に該メモリから対応するフィルタ係数を読臥出し、
これをディジタルフィルタに入力し、こうしてフィルタ
係数をフレーム単位で切換えることにより、フレーム単
位でフィルタ特性を時間的に変化させるようにしている
。

一方、本出願時は未公開であるが、特願昭６２−１２５
５Ｇ１号明細書には、予め準備するフィルタ係数の量を
増すことなく、豊富なフィルタ特性を実現するために、
フィルタ係数を鍵タッチやキースケーリングや時間関数
等の音色制御パラメータに応じて補間することが示され
ている。

（発明が解決しようとする問題点〕 しかし、前者のように多数のフィルタ係数を予め準備し
、メモリに記憶しておくことはＩＩＲフィルタの場合は
、上述のような理由により余り得策ではなかった。

また、後者のようにフィルタ係数を補間したとすると、
ＩＩＲフィルタにおいては、補間演算によって得たフィ
ルタ係数が安定条件を満足する保証はないので１発振の
おそれが十分にある。そのため、これもＩＩＲフィルタ
にとっては余り得策ではない、また、フィルタ係数の補
間演算は各次数毎に行なうので、補間演′ｒ１．量が多
くなり、構成がその全複雑になる。

この発明は上述の点に鑑みてなされたもので、予め準備
するフィルタ係数の量を増すことなく。

また発振のおそれを生ずることなく、豊富な特性でフィ
ルタ制御を実現し、これにより豊富な音色変化制御を実
現し得るようにした楽音信号処理装置を提供しようとす
るものである。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る楽音信号処理装置は、夫々共通のディジ
タル楽音信号が入力され、夫々に独立にフィルタ係数が
供給される複数系列の無限インパルス応答ディジタルフ
ィルタと、１１′ｉ記各系列毎のディジタルフィルタに
フィルタ係数を供給し、互いに異なるフィルタ特性に設
定するフィルタ係数供給手段と、前記各系列毎のディジ
タルフィルタの出力６１号の補間合成比率を設定する補
間係数を発生する補間係数発生手段と、前記各系列のデ
ィジタルフィルタの出力ｊａ号を前記補間係数発生手段
から発生され−た補間係数に従って補間合成する補間合
成手段とを具えたものである。

〔作　用〕

複数系列の無限インパルス応答ディジタルフィルタが設
けられており、夫々には共通のディジタル楽音信号が入
力される。フィルタ係数供給手段では、各系列毎のディ
ジタルフィルタにフィルタ係数を供給し、それらのディ
ジタルフィルタの特性を互いに異なるフィルタ特性に設
定する。各系列毎のディジタルフィルタの出力信号の補
間合成比率を設定する補間係数が補間係数発生手段から
発生され、補間合成手段において、この補間係数に従う
比率で各系列のディジタルフィルタの出方信号が補間合
成されろ。

従来知られているように、フィルタ係数供給手段では、
無限インパルス応答ディジタルフィルタの安定性を考慮
して設定したフィルタ係数を供給するようにすることが
でき、このフィルタ係数がそのまま無限インパルス応答
ディジタルフィルタに入力されるので、該ディジタルフ
ィルタの安定性が保証される。また、各系列毎・に所望
のフィルタ特性に従う制御を既に施したもの（つまりデ
ィジタルフィルタの出力信号）を補間合成するので、補
間合成によって得られる楽音信号の周波数特性にずれは
生じない、つまり、各系列のディジタルフィルタの出力
信号の各周波数特性を補間係数に応じて単純に補間合成
した内容となる。従って、信頼性のある音色可変制御を
行なうことができる。

また、補間演算は各系列のディジタルフィルタの出力信
号に対して行なうだけなので、フィルタ係数を各次数毎
に補間演算する場合に比べて演算構成が簡単である。

〔実施例〕

以下、添付図面を参照してこの発明の一実施例を詳側に
説明しよう。

第１図において、無限インパルス応答（ＩＩＲ）ディジ
タルフィルタ１１．１２は２系列設けられており、夫々
共通のディジタル楽音信号Ｄ　Ｉ　Ｎが入力されると共
に、夫々に独立にフィルタ係数ＣＦｌ、ＣＦ２が供給さ
れる。フィルタ係数供給装置１３は、各系列毎のＩＩＲ
フィルタ１１．１２にフィルタ係数ＣＦＩ、ＣＦ２を供
給し、〃いに異なるフィルタ特性に設定するものである
。補１ｊｔｌ係数発生装置１４は、各系列のＩＩＲフィ
ルタ１１．１２の出力信号の補間合成比率を設定する補
間係数ＩＴＩ、Ｉ’ｌ’２を発生するものである。各系
列のＩＩＲフィルタ１１．１２の出力信りを補間合成す
る補間合成回路は１乗算器１５．１６と加ｆ７′器１７
とからなる。一方の系列のＩＩＲフィルタ１１の出力信
号が乗算器１５に加ねり、補間係数ＩＴＩが乗算される
。他方の系列のＩＩ−Ｒフィルタ１２の出力信号が乗′
ｒ１．器１゛６に加わり、補間係数ＩＴ２が乗算される
０両乗算器１５．ｉｐの出力が加算器１７で加算合成さ
れ、フィルタ制御済みの楽音信号として出力される。

人力ディジタル楽音信号ＤＩＮの音色を設定・制御する
ために、様々な音色設定・制御因子に応じてＩＩＲフィ
ルタ１１．１２のフィルタ特性及び補間特性を設定する
ようになっている。そのような音色設定・制御因子とし
ては、例えば、この楽音信号処理装置をｍｓ式電子楽器
に適用した場合は、音色選択装置で選択された音色名、
鍵盤の押鍵タッチ、発生楽音の音高（又は音域）、押鍵
後の時間経過、演奏者により手動代作される音色制御用
操作子の出力データ、などである、そのため、例えば１
選択された音色名を示す音色コード′ｒｃ、ｉタッチを
示すタッチデータＴＤ、発生楽音の音高を示すキーコー
ドＫＣ，押鍵を示すキーオン信号ＫＯＮ、音色制御用操
作子の出力データＯＰ　Ｄ　、適宜のタイミングク凸ツ
クイ、ｉ号ＣＫ、などをフィルタ係数供給装置１３及び
補間係数発生装置１４に夫々与え、それらの様々な音色
設定・制御因子に応じたフィルタ係数ＣＦＩ、ＣＦ２及
び補間係数ＩＴＩ、Ｉ”ｌ’２が発生されるようにする
。

与えられる音色設定・制御因子のデータとそれに応じて
発生されるフィルタ係数ｃ１：１．ｃｌｒ２及び補間係
数ＩＴＩ、Ｉ’ｌ’２には相関関係がある。

その−例を示すと、第２図のようである。横軸は音色設
定・制御因子の変化を示し、フィルタ係数ＣＦＩ、ＣＦ
２の欄はそのフィルタ係数によって実現されるフィルタ
特性を略号ｆ１〜ｆ５で示している。また補間係数ＩＴ
Ｉ、ＩＴ２の欄は補間係数のレベルすなわち関数を示し
ており、最大レベルあるいは０レベルを持続する部分と
最大レベルから０レベルにあるいはＯレベルから最大レ
ベルに−傾きを持つ部分とがあることが示されている。

第２図の補間合ｌ戊出カの欄は、同図に示したフィルタ
係数ＣＦＩ、ＣＦ２と補間係数ＩＴＬ、ＩＴ２とによっ
て定まる補間合成出方楽音信号の周波数特性を略示する
ものである。つまり、フィルタ係数ＣＦＩがフィルタ特
性ｆｌを実現するものであり、補間係数ＩＴ１が最大レ
ベル、Ｉ　Ｔ　２が０レベルのときは、補間合成出方楽
音信号としてフィルタ特性ｆ１に対応する周波数特性を
もつものが得られる。また、フィルタ係数ＣＦＩがフィ
ルタ特性ｆｌを実現するもの、ＣＦ　２がフィルタ特性
ｆ２を実現するものであり、補間係数ＩＴＩ。

ｒＴ２が夫々０レベル以外の適宜のレベルを持っときは
、その補間係数ＩＴＩ、ＩＴ２のレベルに応じた比率で
両フィルタ特性ｆｌ、ｆ２を合成したものに対応する周
波数特性をもつ補間合成出方楽音信号が得られる。

第３図は各フィルタ特性ｆ１〜ｆ５の一例を示すもので
ある１例えば、第２図の例において音色設定・制御因子
がＷの領域で徐々に変化したとすると、補間合成出力楽
音信号の周波数特性は、ｆ１の特性からｆ２の特性に徐
々に変化することになる。このように例えば５種類のフ
ィルタ特性ｆ１〜ｆ５に対応するフィルタ係数しか準Ｉ
ｉＪされていないとしても、フィルタ出方信号の補間合
成により多様な実質的なフィルタ制御を実現することが
できることが理解できる。

第４図は各系列のＩＩＲフィルタ１１．１２として利用
できるＩＩＲフィルタの一例を示すもので、”Ｂｉｑｕ
ａｄ　　Ｆｉｌｔｅｒ”として知られているものである
１図において、Ｘを記したメＬブロックは乗算要素を示
し、十を記した丸ブロックは加算要素を示し、ｚ−１を
記したブロックは単位遅延要素を示すａ　ａｏｔ　ａｌ
ｅ　ａｌｌ　　ｂｚｐ　−ｂｚ＋Ｇはフィルタ係数であ
る。この伝達関数はである。

勿論、第４図のような回路形式のＩＩＲフィルタに限ら
ず、他のどのようなＩＩＲフィルタを用いてもよい、フ
ィルタの次数も何次でもよい。

また、２系列に限らす３系列以上のＩＩＲフィルタを設
け、それらの出力を補間合成するようにしてもよい。

更に、各系列のＩＩＲフィルタの次数が異なっていても
よく、また、その回路形式が異なっていてもよい。

また、単音のディジタル楽音信号の処理に限らず、複音
時分割のディジタル楽音信号の処理にもこの発明を適用
することができる。

〔発明の効果〕

以上の通り、この発明によれば、複数系列の無限インパ
ルス応答ディジタルフィルタの出力信号を補間合成する
ことによりディジタル楽音信号の音色設定・制御を行な
うようにしたので、フィルタ係数それ自体を補間する場
合のようにＩＩＲフィルタが不安定になることはなく０
発振等の問題が生じず、該ＩＩＲフィルタの安定性が保
証される、という利点がある。

また、各系列毎に所望のフィルタ特性に従う制御を既に
施したもの（つまりディジタルフィルタの出力信号）を
補間合成するので、補間合成によって得られる楽音信号
の周波数特性にずれは生じない、つまり、各系列のディ
ジタルフィルタの化カイ、１号の各周波数特性を補間係
数に応じて単純に補間合成した内容となる。従って、信
頼性のある音色可変制御を行なうことができる、という
利゛点がある。

また、補間演算は各系列のディジタルフィルタの出力（
ｅｔ号に対して行なうだけなので、フィルタ係数を各次
数毎に補間演算する場合に比べて演算構成が簡単である
、という利点がある。

そして、それらの利点の総合により、比較的簡単な構成
で複雑なフィルタ制御が行なえるという利点があるＩＩ
Ｒディジタルフィルタを用いて。

多様かつ豊富な特性のフィルタ制御を実現し、これによ
り豊富な音色変化制御を実現することができる。という
優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示すブロック図。 第２図は同実施例におけるフィルタ係数及び補間係数の
一例を示すグラフ、第３図は同側におけるフィルタ係数
によって実現されるフィルタ特性の一例を示す図、第４
図はＩＩＲディジタルフィルタの回路形式の一例を示す
ブロック図、である。 １１．１２・・・Ｉ　Ｉ　Ｒディジタルフィルタ、１３
・・・フィルタ係数供給装置、１４・・・補間係数発生
装置、１５．１６・・・乗算器、１７・・・加算器、Ｃ
Ｆｌ　。 ＣＦ２・・・フィルタ係数、ＩＴｌ、１１”２・・・補
間係数。 特許出願人　ヤ　マ　ハ　株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 夫々共通のディジタル楽音信号が入力され、夫々に独立
   にフィルタ係数が供給される複数系列の無限インパルス
   応答ディジタルフィルタと、前記各系列毎のディジタル
   フィルタにフィルタ係数を供給し、互いに異なるフィル
   タ特性に設定するフィルタ係数供給手段と、 前記各系列毎のディジタルフィルタの出力信号の補間合
   成比率を設定する補間係数を発生する補間係数発生手段
   と、 前記各系列のディジタルフィルタの出力信号を前記補間
   係数発生手段から発生された補間係数に従って補間合成
   する補間合成手段と を具えた楽音信号処理装置。