JPH02294697A

JPH02294697A - 楽音合成装置

Info

Publication number: JPH02294697A
Application number: JP1116889A
Authority: JP
Inventors: Toshifumi Kunimoto; 利文国本
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 1989-05-10
Filing date: 1989-05-10
Publication date: 1990-12-05
Anticipated expiration: 2014-11-15
Also published as: JP2977204B2

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、管楽器等の各種゛゜自然楽器音の合成また
は残響音の合成に用いて好適な楽音合成装置に関する。

「従来の技術」自然楽器の発音メカニズムをシミュし・一トずることに
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。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。

第５図は管楽器の発音メカニズムをシミ．ｚレートする
ことにより得られた楽音合成装置の構成を示したもので
ある。同図において、！■はＲＯＭ（リードオンリメモ
リ）、Ｉ２は加算器、Ｉ３は減算器、１４．１５および
１６は乗算器であり、これらの構成要素によりクラリネ
ット等の管楽器のマウスピースおよびリードからなる部
分の動作をシミュレートした励振回路ＩＯが構成される
。

ここで、ＲＯＭＩＩ内の記憶情報について説明する。管
楽器の吹奏は吹奏者がマウスピースをくわえ、リードと
マウスピースの間隙に息を吹き込むことにより行われる
。この場合、吹奏者がマウスビースをくわえる時にリー
ドへ加わる圧力（この圧力はアンプシュアと呼ばれる）
および間隙内における空気圧との総和によって、間隙の
断面積が変化する。そして、この場合のリードに加わる
全圧力と間隙の断面積との関係はリードの弾性特性に従
うので、非線形な関係となる。ＲＯＭＩ！には、このリ
ードに加わる圧力（入力）と間隙の断面積（出力）との
関係を示す非線形関数のテーブルか記憶されており、圧
力に相当するデータをアドレスとして指定することによ
り間隙の断面積に相当するデータが出力されるようにな
っている。

２０は管楽器の管部、すなわち、共鳴管の伝送特性をシ
ミュレートしたフィルタである。

この構成において、減算器Ｉ３には吹奏圧に相当する情
報Ｐと、フィルタ２０から送られてくる情報、すなわち
、管部からマウスピースへ逆流する空気圧力波に相当す
る情報ｑとが入力される。

そして、減算器１３によって、情報Ｐから情報ｑが減算
され、マウスピース内の空気圧に相当する情報△Ｐが出
力される。そして、加算器Ｉ２によつて、吹奏者がマウ
スピースをくわえる時の圧力（この圧力はアンプシュア
と呼ばれる）に相当する情報Ｅと、減算器！３の出力情
報△Ｉ〕とか加算され、リードに加わる全圧力に相当す
る情ＩＰＰが出力される。そして、この情報ＰＰがＲ．
ＯＭｌ１に与えられる。

そして、ＲＯＭＩ＋からマウスピースとリードとの断面
積に相当する情報Ｓが出力されて乗算器１５に入力され
る。一方、乗算器１４によって情報△Ｐに−１が乗じら
れ、その乗算結果−△Ｉ）が乗算器ｌ５に人力される。

この−１を乗じる処理によって、管内側からリード側へ
向かう空気圧を正として表した圧力情報△Ｐが、リード
側から管内に向かう方向を正とする圧力情報−△Ｐに変
換される。そして、乗算器Ｉ５によって、マウスピース
とリードとの間隙の断面積に相当する情報Ｓと間隙内の
空気圧に相当する情報−△Ｐとが乗算され、間隙を通過
する空気流の流速に相当する情報ＰＬが求められて出力
される。

そして、乗算器Ｉ６によって、空気流の流速に相当する
情報ＦＬに管部の入口（リード取り付け部付近）の空気
流の通りにくさに相当ずろ情報Ｇが乗じられ、管内へ進
行する圧力波に相当する情報Ｘが出力される。そして、
情ＩＸはフィルタ２０に人力され、フィルタ２０の出力
情報が管郎からリードへ逆流する空気流の圧力に相当す
る情報ｑとして減算器Ｉ３に人力される。そして、上述
と同様の処理が行われてリードから発して管内に向かう
空気圧力波に相当する情報Ｘが求められ、フィルタ２０
に人力される。

このようにして励振回路１０とフィルタ２０とで構成さ
れる閉ループにおいて空気圧力波に相当する情報の循環
、すなわち、共振動作が行われる。

そして、フィルタ２０の所定のノードから楽音情報が取
り出され、この楽音情報に基づいて楽音が発生される。

「発明が解決しようとする課題」ところで、上述した従来の楽音合成装置は、リードの動
きがマウスピースとリードとの間隙内の空気圧力△Ｐに
依存する管楽器（例えば、タラリネットあるいはサック
ス）には適しているが、唇をリードとする（この場合、
吹奏者の唇はりップリードと呼ばれる）トランペット等
の金管楽器には適用することができない。以下、その理
由を説明する。

リップリードの場合、唇の開き具合が小さい時は、口内
圧力は唇を開くように作用し、管側からの空気圧は唇を
閉じろように作用する。しかし、唇の開き具合が大きく
なると、管側からの圧力はあまり唇に作用を及ほ゛さな
くなる。すなわち、り，ブブリードの場合、口内圧力お
よび管側からの圧力が変化すると、たとえ両者の圧力差
が変わらなくても、唇の開き具合が変わってしまう。従
って、従来の楽音合成装置を真似て、口内圧力と管側か
らの空気圧との圧力差を求めても、その圧力差から唇の
開き具合を一義的に決定することができず、トランペッ
ト等の金管楽器の楽音を合成することができないという
問題があった。

この発明は上述した事情に鑑みてなされた乙ので、トラ
ンペット等の金管楽器のように、リードの動きを口内圧
力と管内圧力との圧力差によって一義的に決定すること
ができない管楽器の楽音をも合成することができると共
にその他の各種自然楽器音の合成または残響効果音の合
成を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。

「課題を解決するための手段」上記課題を解決するため、第１の発明は、演奏操作に対
応した信号と帰還信号とを入力として励振信号を発生す
る励振手段と、前記励振信号を入力として、少なくとも所定時間の遅延
を施して前記励振手段に帰還信号として与える信号伝送
手段とを備え、前記励振手段および信号伝送手段によって循環
される信号を楽音信号として取り出すようにしたことを
特徴としている。

また、第２の発明は、前記演奏操作に対応した信号およ
び帰還信号の両方の信号をアドレスとして励振信号を読
み出すメモリによって前記励振手段を構成したことを特
徴としている。

「作用」上記構成によれば、励振手段によって、信号伝送手段か
らの出力情報と呼気圧に相当する情報とから呼気導入郎
から管楽器の管郎への向かう空気圧力波に相当する情報
が求められ、該ｈ’？　ｗＸが信号伝送手段に人力され
る。そして、この空気圧力波に相当する情報が、信号伝
送手段によって、管楽器の管部の空気圧力波に対する伝
播特性をシミュレートした遅延処理が施され、励振手段
に人力される。このように空気圧力波に相当する情報か
励振手段と信号伝送手段との間を循環することにより管
楽器等の楽音が合成される。

「実施例Ｊ以下、図面を参照し、本発明の実施例を説明する。

第１図はこの発明の第１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。なお、同図において、前述
した第５図と対応する部分には同一の符号を付し、その
説明を省略する。

この楽音合威装置は、トランペットの楽音を合成ずるこ
とを目的として構成されている。そして、この楽音合成
装置では、！・ランベット吹奏時の口内圧力の大きさお
よび管内圧力の大きさを各種想定し、口内圧力と管内圧
力との各組み合わせとそれらに対応する唇の間隙面積と
の関係を表した非線形テーブルＡがＲＯＭＩＩａに記憶
されている。

そして、外郎から供給される口内圧力に相当する情報Ｉ
）およびフィルタ２０ａからジャンクシタン３０を介し
て出力される管内圧力に相当する情報ｑを各々アドレス
情報の上位ビットおよび下位ピットとしてＲＯＭ１１ａ
に与え、唇の間隙面積に相当する情報９を得るようにし
ている。第２図はＲＯＭＩＩａに記憶された口内圧力情
報Ｐと管内圧力ｑと唇の間隙面積を表す情報Ｓとの関係
を例示したらのである。なお、第１図におけるフィルタ
２０ａはトランペットの管郎の空気圧力波に対する伝送
ｍ周波数特性に合わせて設計されている。

そして、この楽音合成装置．では、口内圧力に相当する
情報Ｐと管内圧力に相当する情報ｑとの差を減算器１７
によって求め、唇の間隙部における空気圧力に相当する
情報△Ｐを求め、乗算器１５によって情報Ｓと情報△Ｐ
とを乗算して唇の間隙部における空気流の流速に相当す
る情報ＰＬを得るようにしている。また、フィルタ２０
ａの入出力部には、加算器３１および３２からなるジャ
ンクション３０が介挿されている。さらに詳述すると、
乗算器１６からの出力情報とフィルタ２０ａからの出力
情報とが加算器３ｌによって加算さイ１てフィルタ２０
ａに入力され、加算器３１の出力情報とフィルタ２０ａ
の出力情報とが加算器３２によって加算されて減算器１
７およびＲＯＭＩ　Ｉａに入力されるように構成されて
いる。このジャンクション３０によって、管楽器のマウ
スピースと管部との境目における空気圧力波の散乱現象
がシミュレートされる。

ここで、非線形テーブルΔを記憶しているＲＯＭＩ　Ｉ
ａについて詳述すると、第５図に示す従来の構成では口
内圧力に相当する情報Ｐと管内圧力に相当する情報ｑと
の演算結果をアドレスとして非線形テーブルを参照して
いたのに対し、本実施例では、口内圧力に相当する情報
Ｐと管内圧力に相当する情報９の両方を直接アドレスと
して非線形テーブルＡを参照するようにしたので、非線
形のバリエーションが増やせ多彩な制御ができる。

そして、口内圧力に相当する情報Ｐとフィルタ２０ａか
らノヤンクション３０を介して出力される管内圧力に相
当する情報ｑから唇の間隙面積に相当する情報Ｓが求め
られ、トランペットの楽音の合成が行われる。

第３図はこの発明の第２実施例を示したしのである。こ
の実施例では、入力情報Ｐおよびｑに対ずる出力情報と
して、唇の間隙面積に相当する情報Ｓｌこ対して情報△
Ｐ−Ｐ−ｑを乗じ、さらに情報Ｇを乗じた情報Ｇ・△Ｐ
−Ｓ　　を記憶したＲＯＭ１ｌｂを用いた。そして、こ
のようなＲＯＭＩｌｂを用いることにより、第１図にお
ける減算器１７および乗算器！５．１６を省略した。な
お、この図では第１図１こおけるジャンクション３０は
省略されている。

第４図はこの発明の第３の実施例を示したものである。

この実施例では、ＲＯＭ１ｌｂの出力とフィルタ２０ａ
の入力との間にローパスフィルタ１８ａが介挿され、フ
ィルタ２０ａの出力とＲ　Ｏ　Ｍ１ｌｂの入力との間に
ローパスフィルタ＋８ｂが介挿されている。なお、この
実施例ではジャンクション３０を用いる代わりにフィル
タ２０ａの出力を加算器！９を介してフィルタ２０ａに
戻すようにしている。

この実施例によれば、情報Ｐおよびｑから情報Ｓへの変
換によって発生する量子化雑音がローパスフィルタ１８
ａによって除去される。また、ローパスフィルタ１８ｂ
を介挿したことにより、情報ｑの変化に対してＲＯＭＩ
ｌｂの出力情報が遅れて変化するようになり、リード（
唇）の慣性の楽音への影響を再現することができる。

なお、以上の実施例では、デジタル回路により楽音合成
装置を構成した例を説明したが、ソフトウエアによる処
理、またはアナログ回路に置き換えてもよい。また、本
発明は管楽器音の合成以外に各種自然楽器音の合成や残
響音の合成にも適用ずることができる。

「発明の効果」以上説明したように、第１の発明によれば、演奏操作に
対応した信号と帰還信号とを入力として励振信号を発生
する励振手段と、前記励振信号を入力として、少なくと
も所定時間の遅延を施して前記励振手段に帰還信号とし
て与える信号伝送手段とを備え、前記励振手段および信
号伝送手段によって循環される信号を楽音信号として取
り出すようにしたので、自然楽器の発音メカニズムに即
した楽音合成を行うことができる。また、第２の発明は
、萌記演奏操作に対応した信号および帰還信号の両方の
信号をアドレスとして励振信号を読み出すメモリによっ
て前記励振手段を構成したので、トランペット等の金管
楽器のように、リードの動きを口内圧力と管内圧力との
圧力差によって一義的に決定することができない管楽器
の楽音を合成することができると共に各種自然楽器音、
残響音の合成ができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第ｌ図はこの発明の第１実施例による楽音合成装置の構
成を示すブロック図、第２図は同実施例におけるＲＯＭ
ＩＩａに記憶された非線形テーブルの例を示した図、第
３図はこの発明の第２実施例による楽音合成装置の構成
を示すブロック図、第４図はこの発明の第３実施例によ
る楽６音合成装置の構成を示すブロック図、第５図は従
来の楽音合成装置の構成を示すブロック図である。１１ａ．ｌ１ｂ・・・・・・ＲＯＭ，２０ａ・・・・・
フィルタ。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）演奏操作に対応した信号と帰還信号とを入力とし
て励振信号を発生する励振手段と、前記励振信号を入力として、少なくとも所定時間の遅延
を施して前記励振手段に帰還信号として与える信号伝送
手段とを備え、前記励振手段および信号伝送手段によって循環
される信号を楽音信号として取り出すようにしたことを
特徴とする楽音合成装置。
（２）前記演奏操作に対応した信号および帰還信号の両
方の信号をアドレスとして励振信号を読み出すメモリに
よって前記励振手段を構成したことを特徴とする請求項
第１記載の楽音合成装置。