JPH02173795A - 音高データ処理方式及び楽音波形読出方式 - Google Patents

音高データ処理方式及び楽音波形読出方式

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JPH02173795A
JPH02173795A JP63329997A JP32999788A JPH02173795A JP H02173795 A JPH02173795 A JP H02173795A JP 63329997 A JP63329997 A JP 63329997A JP 32999788 A JP32999788 A JP 32999788A JP H02173795 A JPH02173795 A JP H02173795A
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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】 F産業上の利用分野コ 本発明は、音高データの処理方式及び楽音波形の読出方
式に関する。
[発明の概要] 本発明は、背高を示すデータを、1オクターブの差をr
2.又は「2」の累乗値とした場合の、2」の指数値す
なわち「2n」の「n、で表わすこと、又はこの「2」
の指数値で表わした音高を示すデータに基いて波形を読
み出すことにより、音高を示すデータについての音高変
更等の各種処理をより簡単に行うことができるようにす
るものである。
[従来技術] 従来、記憶された楽音波形を指定された音高に応じた速
度で読み出すには、指定された音高め属するオクタ−ブ
と、このオクターブ内の合名を示すノートとを用い、こ
のオクターブとノートとの両データよりなるキーコード
データを直接デコードして、各音高の実際の周波数値に
対応した周波数ナンバーを求め、この周波数ナンバーを
所定周期で累算して楽音波形を読み出していた。
[発明が解決しようとする課!1i] 上記周波数ナンバー値は1オクターブごとに2倍、4倍
・・・と増加するイクスポーネンシャルな値であるが、
キーコードデータは半音ごとに値が+1されていくリニ
アな値であり、上記デコーダは、このリニアなキーコー
ドデータをイクスポーネンシャルな周波数ナンバー値に
デコーダするものである。このリニアなキーコードデー
タは、2ビツトのオクターブデータと4ビツトのノート
データのむのを例にとると、COで’00 0001J
A で「001010」、C1でrot  0001j
、A3で「il  l0IOJ、となるが、第1オクタ
ーブのfifeのBoがroo  1100」で、第2
オクターブの先頭の01がroi  o。
01JでCO〜Boで連続していた値が次のオクターブ
の先頭の01で連続しなくなる。
従って、C「00 0001Jから2音上げてEo 7
00 0101Jとするには「100」を加算すればよ
いが、Ao  ’00 1010Jから2音上げてCr
ol  0010」とするにはrloooJを加算しな
くではならず、音高の変更処理を画一的に行うことがで
きなかった。
本発明は、上述した課題を解決するためになされなもの
であり、音高の変更処理をどの音高についても画一的に
できる等、音高を示すデータについての各種処理をより
簡単に行うことのできる音高データ処理方式及び楽音波
形読出方式を提供することを目的としている。
3課題を解決するための手段] 上記目的を達成するために本発明においては、指定され
た音高が、基準となる音高からどれだけ離れているかを
、1オクターブの差の比率を「2」又は「2」の累乗値
とした場合の、′2」の指数値すなわち「2n」の「n
」で算出し、これを音高を示すデータとして、出力する
ようにしたものである。
また楽音波形を多数のステップごとに記憶しておき、上
述した「2」の指数値すなわち「2n」の「n」で「2
」を累乗し、この「2」の累乗値に応じた速度で上記波
形を読み出すようにしたものである。
さらに音色、音高、発音操作の強弱又は遅速の各楽音パ
ラメータごとに異なる波形を記憶しておき、指示された
音色、音高、発音操作の強弱又は遅速の楽音パラメータ
に応じた波形を上記記憶されている波形の中から選択し
、指定された音高がこの選択された波形についての基準
となる音高からどれだけ離れているかを、1オクターブ
の差、の比率を「2」又は「2」の累乗値とした場合の
、「2」の指数値すなわち「2 」の「n」で算出し、
この算出された「2」の指数値で「2」を累乗し、この
「2」の累乗値に応じた速度で上記波形を読み出すよう
にした。
:作用コ これにより、音高を示すデータを、例えば1オクターブ
の差の比率を「2」とすれば、coが’OJのとき、D
 は’ 2/ 12 J 、 Eo  ’ 4112 
j ==・−Aoはr9/12J 、BOは「11/1
2J、C1は’ 12 / 12 J = ’ I J
 、D 1は’ 1 + 2 / 12 」、E 1は
’1+4/12J・・・というように、異なるオクター
ブ間での各背高に連続性か保たれ、音高の変更等の各種
処理を簡単に行うことかできる。
:実施例] 以下、本発明を具体化した一実施例を図面を参照して詳
述する。
第1図は本発明の第一実施例の全体ブロック回路を示す
もので、キーボード1の多錐の操作はCPU2でキーサ
ンプリングによって検出され、操作鍵の音高を示すキー
コードが作成される。またチューニングコントローラ3
からのチューニングコントロール量は、A−D変換器4
で半音差で「100」となるセント値を示すデジタル形
式のチューニングデータに変換されてCPU2に与えら
れる。また音色スイッチ部5で選択操作されたスイッチ
に対応した音色データもCPU2に与えられるとともに
、キーボード1の多錐の操作圧力は、多錐に設けられた
圧力センサ6で検出されA−D変換器7で押鍵圧力を示
すデジタル形式のタッチデータに変換されてCPU2に
与えられる。
CPU2に与えられる上述の音色データ、タッチデータ
、キーコードは1つのシリアルなデータの形で波形ブロ
ックデコーダ8に入力されてデコードされ、波形メモリ
9に対して波形メモリ9の中の複数の波形の1つの波形
が記憶されている先頭番地を示すブロックアドレスデー
タBADとして与えられる。
波形メモリ9には、第2図に示すように、各音色側に波
形データが記憶されるほか、この1つの音色の波形デー
タでもタッチデータの一定範囲ごとに異なる波形、例え
ば高周波成分の含有率の興なる波形が記憶され、さらに
この1つの音色、1つのタッチデータでも、キーコード
の一定範囲すなわち音域ごとに異なる波形が記憶されて
いる。
この記憶する波形の異なる音域は、高音域になるほど細
かくしたり、中音域で特に細かくする等して、各音域の
幅が異っていてもよい、なお、波形メモリ9の各波形の
記憶されているブロックは、まず音色で大きく分割され
、次いでタッチデータごとに分割され、最後にいくつか
のキーコードごとすなわち音域ごとに分割されている。
従って、上記波形ブロックデコーダ8でのデコードデー
タは、上位から音色データ、タッチデータ、キーコード
の順番となる。
また、上述したキーボード1からのキーコードは、第3
図に示すように、4ビツトのオクターブデータと4ビツ
トのノートデータよりなり、C0がroooo  0O
OIJ、Boがrooo。
1100 J 、C1が’0001 0001Jという
ようになっている。
このようなキーコードと、上述したチューニングコント
ローラ3からのチューニングデータとは、1オクターブ
の差の比率を’2jとした場合の「2」の指数値すなわ
ち「2 」の「n」で示される音高データMS、に変換
される。この場合の変換にあたっての基準となる音高B
S  、BSBに は、上述した波形メモリ9の各音域ごとに波形が記憶さ
れている、当該音域の最低音が選ばれるが、これに限ら
れず当該音域の中央の音高や最高音であってもよい。
この基準音高BS  、BS8は、第4図に示すような
基準音高テーブル15より読み出されるが、この基準音
高テーブル15はすべてのキーコードKCに対して、各
キーコードKCの属する音域の最低音のキーコードBS
Kと「2」の指数値すなわち「2 」の「n」で示され
る基準音高データB S sとが記憶されている。この
基準音高テーブル15はデコーダの形をとっているが、
プログ、ラム演算式で実現してもよい。
この「2」の指数値すなわち「2 」の「n。
で示される音高データを求める方法は、第6図のフロー
チャートに応じたプログラムによってなされる。すなわ
ち、CPU2は、新たなキーオンがあると、第6図の割
込処理を開始し、まずこの新たなキーオンに係るキーコ
ードKCの属する音域の基準音高キーコードBSにを基
準音高テーブル15より読み出し、この新たなキーオン
に係るキーコードKCのノートデータより基準音高キー
コードBSにのノートデータを差し引き(ステップS1
)、この差分データにr2048/12」を乗算する(
ステップS2)、この乗算結果データKC8は、新たな
キーコードKCが基準音高BSにからどれだけ離れてい
るかを「2」の指数値すなわち「2n」のrfi、で示
したものとなる。
上記新たなキーオンに係るキーコードKCのノートデー
タより基準音高キーコードB S Hのノートデータを
差し引く場合において、両コードのオクターブが異なれ
ば、1オクタ一ブ分の差分データrlloOJにオクタ
ーブの差に応じたデータを乗算したものを、キーコード
KCのノートデータに加算してから、基準音高キーコー
ドBSにのノートデータを差し引くことになる。
また、この場合の分子の「2048」は、1オクタ一ブ
分の幅のデータ量を11ビツトのバイナリデータ「2馬
で表わしたものであり、より細かい音程差を実現しなけ
ればビット数を多くして’4096」 ’8192J・
・・とすればよいし、逆の場合はr1024」 ’51
2;  「25ez・・・と少なくすればよい。また分
母の「12」は、1オクタ一ブ分の音高数を示したもの
で、「2o48/12」は、隣合う半音差のキーコード
のデータ差が「2」の指数値すなわち12n、のr n
 」でいくらあるかを示したものである。
次いで、CPU2は、上記チューニングデータTLJに
r2048/120Orを乗算する(ステップS3)、
この乗算結果データTUBは、チュニングコントロール
量が、本来の音高からどれだけ離れているかを「2」の
指数値すなわち「、20・」の「n」で示したものであ
る。この場合の分子の’2048」は上述のステップS
2と同じ意味をもち、分母のr1200jは、1オクタ
一ブ分の幅のチューニングデータ量を示したもので、’
2048/1200」は、チューニングデータ11セン
ト当りの音高差が「2」の指数値すなわち「2 」のr
Q、でいくらあるかを示したものである。
そして、CPU2は、上記新たなキーコードKOについ
て、第4図の基準音高テーブル15より、このキーコー
ドKCの属する音域の[2」の指数値で表わされた基準
音高データB S aを読み出しくステップ54)1、
この基準音高データBSBに、上記ステップS2で求め
た「2ノの指数値に変換された差分データKC8とチュ
ーニングデータTU、とを加算する(ステップS5)、
この加算結果データM S aは、上記新たなキーコー
ドKCにつき、基準音高BSBからどれだけ離れている
かを「2」の指数値すなわち「2n」の「口」で示した
ものとなる。
こうして、音高Coが’0X2048/12J=「Oj
のとき、Doは’ 2 X 2048 / L 2 」
、E  ’ 4 X 2048 / 12 J ・・・
A oは「9X2048 / 12 J B oは’1
1X2048/12.+、C1は’ f 2 X 20
48 / 12 」= ’ 2048 」、Dlはr2
048モ2 X 2048 / 12 J −E 1は
’ 2048 + 4 X 2048 / l 2 t
−というように、異なるオクターブ間での各音高に連続
性が保たれ、音高の変更に当ってはオクターブが異なっ
てもS単に’2048/12Jの倍数を加減すればよく
、音高の変更等の各種処理を簡単に行うことができる。
このようにr (M+N/12 ) X(「2」の累乗
値)J(M:オクターブ数、N:′ノート数)のデータ
形成のものを、新しいキーコードとして用いれば、種々
の利点が得られる。
なお、ROM10には、このような演算処理のためのプ
ログラムをはじめとする各種プログラム等が記憶され、
RAMIIには各種処理データが一時記憶される。この
第6図の処理は乗算回路、加算回路で実現してもよい。
この「2」の指数値すなわち「2n」の「n」で示され
る音高データM S Bのうち、ある桁よつ大きい整数
データ部分、すなわちオクターブ単位の音高差を示す音
高整数データMSlntは、後述するシフト回路13へ
送られてシフト用データとして処理され一上述のある桁
より小さい小数データ部分、すなわちオクターブ単位以
下の音高差を示す音高小数データMSdecは、累乗値
デコーダ14へ送られて「2」の累乗値にデコードされ
、上記シフト回路13に被シフトデータとしてに入力さ
れる。累乗値デコーダ14は、入力される多数の音高小
数データMSdecにつき、これを指数値「n」とした
「2.の累乗値「2n」をデコード出力するものである
。これら音高小数データM S d e cの「2」の
累乗値へのデコードと、このデコードデータの音高整数
データMSintによるデータシフトとにより、「2」
の指数値すなわち「2n」のrfi、で示される音高デ
ータMSaが「2」の累乗値すなわち「2 」に変換さ
れることになる。この「2」の累乗値を求める処理はプ
ログラム演算によって行ってもよい。
第5図は、シフト回路13の回路図を示すものである。
セレクタ21のAB両入力側は12ビツト、セレクタ2
2のAB両入力側は14ビツト、セレクタ23のAB両
入力側は18ビツトとなる。
上記セレクタ21のA 1lll最上位ビットとB側最
下位ビット、セレクタ22のA側上位2ビットとB側下
位2ビット、セレクタ23のA11l上位4ビットとB
rs下位4ビットには夫々データ「0(2値論理レベル
のlow状!’!りJが入力されている。
セレクタ21のセレクト端子B/Aに「1(2値論理レ
ベルのhigh状態)」が入力されると、B側が選択さ
れ音高小数データMSdecが1ビツト上位にシフトさ
れて出力され、「0」が入力されると、A[が選択され
て音高小数データMSdecがそのままシフトされずに
出力される。セレクタ22のセレクト端子B/Aに「1
」が入力されると、Bflllが選択され音高小数デー
タMSdecが2ビツト上位にシフトされて出力され、
「0」が入力されると、A側が選択されて音高小数デー
タMSdecがそのままシフトされずに出力される。セ
レjり23のセレクト端子B/Aにrl、が入力される
と、B側が選択され音高小数データMSdecが4ビツ
ト上位にシフトされて出力され、「0」が入力されると
、A(IIIが選択されて音高小数データMSdecが
そのままシフトされずに出力される。
各セレクタ21.22.23のセレクト端子B/Aには
、上述の音高整数データMSintの各ピントデータが
与えられ、音高整数データMSintの値に応じて音高
小数データMSdecが上位にシフトされる。これによ
り、例えば音高整数データMSintが「1」であれば
、音高小数データMSdecが1ビツト上位にシフトさ
れて、1オクターブ分高い値に変換され、「2」であれ
ば、音高小数データMSdecが2ビツト上位にシフト
されて、2オクターブ分高い値に変換され、13」であ
れば、音高小数データMSdecが3ビツト上位にシフ
トされて、3オクターブ分高い値に変換されていき、最
高7オクタ一ブ分のシフトまで可能であるが、そこまで
シフトすることはまれである。なお、7オクタ一ブ分以
上のシフトが必要なときは、8ビツトシフトの可能なセ
レクタをさらに設ければよい。
キーボード1の各分割音域が1オクターブ以下であれば
−セレクタ2123を省略することも可能であり、一方
キーボード1が複数の音域に分割されないときは、セレ
クタ22.23も使用され得る。なお、音高整数データ
MSintのうち最下位ビットはセレクタ21のセレク
ト端子B/Aに入力され、下位から2ビツト目はセレク
タ22のセレクト端子B/Aに入力され、下位から3ビ
ツト目はセレクタ23のセレクト端子B/Aに入力され
る。
このシフト回路13からの「2」の累乗値「20」によ
り、リニアな値のキーコードKCを実際の周波数値に応
じたイクスポーネンシャルな値に変換したことになる。
このシフト回路13からの「2」の累乗値は周波数ナン
バーデータFDとして周波数ナンバー累算器16に入力
され、システムクロック周波数fCの周期で順次累算さ
れ、この累xMのうち上位何ビットかの整数データが読
出アドレスデータADとして、上記波形メモリ9に与え
られ、上述の波形ブロックデコーダ8からのブロックア
ドレスデータBADで指定された波形が順次繰り返し読
み出される。上記「2」の累乗値である周波数ナンバー
データFDの値か大きいほど、波形メモリ9の続出アド
レスデータADの累算ステップが大きくなって、読出波
形の周波数が高くなる。
この場合、波形メモリ9より読み出す波形が、記憶時の
波形そのものの周波数がfx、記憶サンプリング周波数
がfS、続出出力のときの指定音高に応じた周波数がf
o、続出時のシステムクロックの周波数がfcであれば
、上述の「2」の累乗値である周波数ナンバーデータF
Dは次式で示される。
FD=(faxfs)/(fcXfx)従って、第4図
に示す基準音高テーブル15の基準音高データBS、の
値は、その背高の周波数をfoとして、上記式から求め
た周波数ナンバーデータFDにつき、 B S  −1o g 2  (F D )で求められ
ることになる。
また、基準音高データB S aの値は、波形メモリ9
の各音域の波形として記憶する波形の記憶時の波形その
ものの周波数fx、記憶サンプリング周波数fsの値い
かんによっては、音高順にならないこともある。
こうして、音色、音高、発音操作の強弱の楽音パラメー
タに応じた各波形につき、各波形ごとの基準となる音高
データB S aに基いて波形を読み出すようにしたか
ら、各波形の記憶状態に合った状態で各波形を読み出す
ことができ、より自然音に近い楽音を実現することがで
きる。
上記波形メモリ9より読み出された波形データは、乗算
器17でエンベロープロー1ジエネレータ18からのエ
ンベロープデータが乗算され、累算器19で全チャンネ
ル周期分累算された後、サウンドシステム20より放音
出力されていく、エンベローグローブジェネレータ18
は、音色スイッチ部5、圧力センサ6からの音色データ
TD、タッチデータTOにより、出力するエンベロープ
波形データが変化される。
本発明は上記実施例に限定されず、本発明の趣旨を逸脱
しない範囲で種々変更可能である0例えば、1オクタ一
ブ分の差の比率としては「2」以外に「4」 「81・
・・・・・といった「2」の累乗値を用いてもよく、タ
ッチデータTOは押鍵の強弱を示す押鍵圧力に応じたデ
ータ以外に押鍵の遅速を示す押鍵遠度に応じたデータと
してもよい、また、キーボード1は複数の音域に分割せ
ず、全体を単一の波形、基準音高BS  、BS8で処
理してもに よい、これにより、第6図のステップS1、S2で、キ
ーコードKCのノートデータに直接「2048/124
を乗算し、これから基準音高データBS8を差し引くよ
うにすることができるとともに、基準音高テーブル15
の基準音高キーコードBSKをすべて省略できる。さら
に、第3図の各キーコードは、オクターブデータどノー
トデータの区別なく、オクターブに関係なく完全に連続
した値としてもよい、そうすれば、第6図のステップS
1での演算で、オクターブが異なるときでもそのまま減
算を行うことができる。また、さらに、波形メモリ9に
記憶される波形は、テンポリズム、エフェクト等で異な
る波形を記憶するようにしてもよい。
[発明の効果] 以上述べたように、本発明は、音高を示すデータを、1
オクターブの差を「2」又は「2」の累乗値とした場合
の、「2」の指数値すなわち「21Jの「n」で表わす
こと、又はこの「2」の指数値で表わした音高を示すデ
ータに基いて波形を読み出すことにより、異なるオクタ
ーブ間での各音高に連続性が保たれ、音高の変更等の各
種処理を簡単に行うことができる。
また音色、音高、発音操作の強弱又は遅速の各楽音パラ
メータごとに異なる波形を記憶しておき、指示された音
色、背高、発音操作の強弱又は遅速の楽音パラメータに
応じた波形を上記記憶されている波形の中から選択し、
指定された音高がこの!1択された波形についての基準
となる音高からどれだけ離れているかを、上記「2」の
指数値でr2」を累乗し、この「2」の累乗値に応じた
速度で上記波形を読み出すようにしたから、各波形の記
憶状弘に合った状態で各波形を読み出すことができ、よ
り自然音に近い楽音を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図乃至第6図は本発明の実施例を示すもので、第1
図は実施例の全体回路図であり、第2図は波形メモリ9
の記憶内容を示す図であり、第3図はキーコードKCの
データフォーマットを示す図であり、第4図は基準音高
テーブル15の内容を示す図であり、第5図はシフト回
路13の回路図であり、第6図はキーコードKCに応じ
た「2」の歯数値で表わされる音高データMSを求める
処理のフローチャート図でる。 1・・・キーボード、2・・・CPU、3・・・チュニ
ングコントローラ、5・・・音色スイッチ、6・・・圧
力センサ、8・・・波形ブロックデコーダ、9・・・波
形メモリ、13・・・シフト回路、14・・・累乗値デ
コーダ、15・・・基準音高テーブル。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、音高を指定する音高指定手段と、 この音高指定手段で指定された音高が、基準となる音高
    からどれだけ離れているかを、1オクターブの差の比率
    を「2」又は「2」の累乗値とした場合の、「2」の指
    数値すなわち「2n」の「n」で算出し、これを音高を
    示すデータとして、出力する算出手段とを備えたことを
    特徴とする音高データ処理方式。 2、楽音波形を多数のステップごとに記憶する波形記憶
    手段と、 音高を指定する音高指定手段と、 この音高指定手段で指定された音高が、基準となる音高
    からどれだけ離れているかを、1オクターブの差の比率
    を「2」又は「2」の累乗値とした場合の、「2」の指
    数値すなわち「2^n」の「n」で算出する算出手段と
    、 この算出手段で算出された「2」の指数値で、「2」を
    累乗する累乗手段と、 この累乗手段で累乗された「2」の累乗値に応じた速度
    で上記波形記憶手段を読み出す読出手段とを備えたこと
    を特徴とする楽音波形読出方式。 3、上記音高指定手段は、複数の音域に分割され、各音
    域ごとに、基準となる音高が存在し、かつ、上記波形記
    憶手段は、各音域ごとに異なる波形を記憶していること
    を特徴とする請求項2記載の楽音波形読出方式。 4、音色、音高、発音操作の強弱又は遅速の各楽音パラ
    メータごとに異なる波形を記憶する波形記憶手段と、 上記音色、音高、発音操作の強弱又は遅速の各楽音パラ
    メータを指示する指示手段と、 この指示手段で指示された楽音パラメータに応じた波形
    を上記波形記憶手段に記憶されている波形の中から選択
    する選択手段と、 指定された音高が、上記選択された波形についての基準
    となる音高からどれだけ離れているかを、1オクターブ
    の差の比率を「2」又は「2」の累乗値とした場合の、
    「2」の指数値すなわち「2^n」の「n」で算出する
    算出手段と、 この算出手段で算出された「2」の指数値で、「2」を
    累乗する累乗手段と、 この累乗手段で累乗された「2」の累乗値に応じた速度
    で上記波形記憶手段を読み出す読出手段とを備えたこと
    を特徴とする楽音波形読出方式。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59168492A (ja) * 1983-03-16 1984-09-22 ヤマハ株式会社 楽音波形発生装置
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JPS62266596A (ja) * 1986-05-14 1987-11-19 ソニー株式会社 電子楽器

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