JPH0279095A - 楽音生成方式 - 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］ 本発明は、楽音生成方式に関する。

３発明の概要〕 本発明は、楽器の原音部５Ｙのみの楽音に対し楽器自体
の残響特性及び共振特性並びに音場の残響１７・ｉに応
じた残響（リバーブ、エコー）、共振（共鳴）を１づ°
加することにより、より臨場感の、Ｆ３る楽音を生成で
きるようにした７ ！従来技術Ｉ 従来の電子楽器では、より本物の音に近い楽音を実現す
るため、外部音を録音しておき、この外部音を音源とし
て演奏する電子楽器か実現されている。

５発明が解決しようとする課題〕 しかしながら、このように外部音を録音して乙、録音の
サンプリング時間には、外部音の記憶容量との関係から
限度かあり、残響音や反響音までら正確に記録できない
ものである。たとえエコーマシンを使用したとしても、
エコーマシンの残響特性を録音した部屋の残響特性に一
致させるのはがなり難しい。

また、楽器自体の共振特性は、演奏する楽音の音高には
比例して変化しないため、外部音を録音して、これを目
高に応じて変化させる従来の電を楽器にあ−）ては、こ
のような共振特性か音高に応じて変化してしまい、実際
の音と異なる楽音゛か放８゛されてしまうことになる。

本発明は上述した３題を解決するためになされた乙ので
あり、一つの装：テて゛種々の残響内容、」友振内容を
得ることができ、実際の朶−ごに極めて近く、臨場感の
ある楽音を生成できる二清音生成方式を提Ｃ共すること
を目的としている９ １課題を解決するための１段こ 」二記目的を速成するために本発明においζは、−ＩＲ
品残響付加手段は、楽器の原音部分のみの楽音に対し、
楽器自体の残響１、＋ｉ性に応じた残響を付加し、共振
（・１゛加手段は、楽器の原音部分のみの柴計にに、Ｔ
　Ｌ、楽器自体の共振特性に応じた共振を１４“加し、
音場残響付加手段は、上記残響と共振とが付加された楽
音”に対し、楽器の演奏される音場に応じた残響を１・
［加する構成とした。

［作用； 上記構成により、楽器の原音部分のみの２音に対し、独
立に楽器自体の残響特性、共振特性及びａ′場の残響特
性に応じた残響、共振を付加でき、各残響内容、共振内
容を独立に変化させることかでき、原音の周波数を音高
に応じて変１ヒさせても共振特性はそのままにしておく
ことかでき、より本物の音に近い臨場感ある楽音を生成
できる。

［実施例］ 第４図は、本発明の楽音生成方式による電子楽器の全体
ＩＩ賂回路を示すもので、トーンジェネレータ１では楽
器の原音部分のみの楽音、例えはバイオリンの弦だけの
振動音の楽音か生成され、楽器残響付加部２へ送られる
。楽器残響付加部２では、楽器自体の残響特性、例えば
バイオリン本体の残響特性に応じた残響かけ加され、さ
らに楽器共振付加部３では、楽器自体の共振特性、例え
ばバイオリン本体の共振特性に応じた共振が付加され、
これら残響、共振の付加された楽音信号は、さらに楽器
残響付加部２に帰還入力されて、残響、共振が順次付加
されていく。

二の楽器自体の残響、共振の１付加された楽音信号は、
音場残響付加部４で音場の残響特性、例えば大ホールの
観客席における残響特性に応じた残響か付加されて　Ｄ
−Ａ変換器５でアナログ信り゛に変換され、サウンドシ
ステム６に送らｉシて楽音か放音出力される。

第３図は、上述！・−ンジエイ・レータ１の具体的な回
路構成を示すもので、波形メモリ１１には、Ｆ述バイオ
リンの弦の原音すなわち弦単独の振動音をマイクロホン
やピックアップ等で集音した楽音波形がサンプリングメ
モリされている。弦単独の振動音は、バイオリン本体よ
り分飛された弦より！　ｆｉした乙のでもよいし、バイ
オリン本体内につめらのを入れて、バイオリン本体か振
動・饗鳴しないようにし、弦を振動させて集音してもよ
い。

またエンベロープ波形データメモリ１２には、上述のバ
イオリンの弦の原音のエンベロー１波形がサンプリング
メモリされている。このエンベ１７−グ波形は、弦の振
動音をマイクロホンやとンクアノ１等で集音したものを
ピークデテクタを用いて抽出される。さらにミュートデ
ータメモリ１３には　弦かミュートされる場合の、ミュ
ートのレベルを示すデータが記憶されており１通常［−
〇、がら「１」までの間の値となる９このミュー１〜は
、ピアノのような楽器については、ミュートは存在する
ので、そのような楽器］を再現する場合に用いられる。

Ｌ記波形メモリ１１の波形データは、指定さ°れた音高
に応じた速度で波形ジェネレータ１４によって読出され
、乗算器１６に送られる。また上記エンベロー１波形デ
ータメモリ１２のエンベロー１波形データは、エンベロ
ープジェネレータ１５によって読出されて、エンベロー
プ波形が合成され、乗算器１６に送られて、上記波形デ
ータと乗算され、ゲート１７を介して上記楽器残響付加
部２へと送られる。また楽音ミュート時には、上記ａＸ
器１６からの楽音波形データにミュートデータか乗算器
１８で乗算されて、レベルの低いミュート状態の楽音と
され、ゲート１７で、このミュート楽音信号の方か選択
されて楽器残響付加部２へと送られる。

第２図（１）は、上述の楽器残響付加部２．音場残響付
加部４の具体的な回路構成を示ずものて、上記トーンジ
ェネレータ１からの原音１言号、又は楽器ａ響付加部２
からの残響付加信号は、加算器２１、累算器２２を介し
てそのまま出力されるほか、加算８２３、デマルチプレ
クサ２４を介して４つのＣＣＤ２５・・・で夫々個別に
遅延され、マルチプレクサ２６を介し乗算器２７で減衰
データが乗算されて、レベルがやや低く遅延のががっな
・′１つの楽音信号すなわち第１次反響音大々とされ、
これが上記加算器２１で上述の元々の楽￥ｒ信号に加算
されて出力される。この第１次反響音大々夫々は、さら
に加算器２３、デマルチプレクサ２．１を介し再びＣ０
Ｄ２５・・・で遅延され、マルチフ。

レクサ２６を介し乗算器２７で減衰されて４つの第２次
反瞥楽音信号とされ、加算器２１でさらに加算されてい
く。１つの第１次反響音大々より、４つの第２次反ｇ楽
音信号か生成されるので、第１次反響音大々は合計１６
個となる。以下同様にして第３次反ｇ楽音信号、第１次
反響音大々・・・かＣ（ｉ　ｒ、ｌ　２５・・・９乗算
器２７で生成されて、加Ｘ器２１で順次加算合成され出
力されていく、第２図（２）は、このような残響状５分
示すものである。

一ト記ＣＣＤ２５・・・には、プログラマブルタイマ２
８・・・より転送パルスφ　、φ２、φ３、φ４が印加
される。この転送パルス信号は、ＣＣＤ２５・・・内の
楽音信号データを順次１ステツプずっｃｃ［）２５・・
・内を転送させるものであり、周期が短いほど転送速度
か速くなり、それたＣ−１遅延時間Ｔ１〜Ｔ４が短くな
る。従って、再現しようとする楽器又は音場のエコーダ
イヤグラムが第２図（２）のようなものであれば、各イ
ンパルス間の時間を求めて、これをＣＣＤ２５・・・の
遅延時間Ｔ１〜′［４としてプログラマブルタイマ２８
・・・へのセ・ソ１−データを決定すればよいことにな
る。具体的には一直接音と次の４つの第１次反響音大々
との間の時間を各ＣＣＤ２５・・・の遅延時間Ｔ７〜Ｔ
４とすればよい。上記ｃ　ＣＤ　２５・・・はＤ　Ｆ３
　Ｄやシフ１−レジスタで代用してもよい。なお上記プ
ログラマブルタイマ２８・・・は所定のクロックパルス
信号φによってカラン１−駆動される。

また、上記乗Ｘ器２７には、減衰データメモリ２９から
の減衰データが順次与えられて楽音信号に東ユされる。

この減衰データは、第２図（２〉の遅延時間１゛１〜′
Ｆ４当りに減衰する割合を示す値α１〜α４となり、「
０」から１」の間をとる。従って第２図（２）の残響特
性の減衰カーブは、ｅｘｐ（−αＴ）（αは上記減衰デ
ータ、Ｔは時間）で近似することになる。減衰データメ
モリ２９は４１４のシフトレジスタよりなり、各レジス
タに減衰データα１〜α４かセ・ントされ、チへ・ンネ
ルタイミング信号φ０により、各％Ｑ　、Ｒデータα１
〜α４が交代にシフト出力される。このチャンネルタイ
ミング信号φ。は、上記デマルチプレクサ２４、マルチ
プレクサ２６、累Ｘ器２２にも与えられて、チャンネル
周期がと、れる。なお。

楽器残響付加部２ら音場残響付加部１．第２図に示すよ
うなちのとなるか、音場の方か反響楽音が到達するまで
の時間が長いので、音場残響付加部４の方が遅延時間Ｔ
１〜Ｔ４が長くなる。

第１図（１）は、上記楽器共振付加部３の具体的な回路
構成を示す乙ので、上記楽器残響付加部２　カＩ’）　
（７）　ｇ音信号は、加算器３１−３２、累ｍ′Ｐ：ｉ
３３を介して、そのまま出力されるほか、デマルチプレ
クサ３４を介して４つのシフトレジスタ３５ａ、３５ｂ
、３５ｃ、３５ｄで夫々個別に遅延され、マルチプレク
サ３６を介し乗算器３７で係数データが乗算されて上記
加算器３１に・帰還されるほか５乗算器３８でも係数デ
ータが乗算されて上記加算器３２を介して出力される。

そしてこれらデマルチプレクサ３４、マルチプレクサ、
３６、シフトレジスタ３５ａ、３５ｂ、３５　（−：、
３５ｄ、乗算器３７．３８と同じ構成をとるデマルチプ
レクサ３つ、マルチブレフサ４１．シフトレジスタ４０
ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ、乗′Ｘ器４２．４３がも
う一段マルチズレクサ３６に続いて設けられている。

このように構成される楽器共＠付加部３で、第１図（２
）に示すようなフォルマント形状の共振特性を実現する
には次のＬうにすればよい。即ち、第１７オルマント、
第２フオルマント・・・の各共振周波数Ｃ、Ｔ２、ｆ　
・・・の周期１／ｆ　　、１．′Ｔ２．　１７””ｆ’
−・・をシフ１〜レジスタ３５．４０め遅延時間とずれ
ばよい。この場合シフトレジスタ４０における遅延時間
は原楽音信号からみると、３′：）シフトレジスタにお
ける遅延時間がさららに加えられたちのとなっている。

そこでデマルチプレクサ３４．３９．マルチプレクサ３
６．↓１が、シフトレジスタ３５ａと４０　ａ、３５　
ｂと４０　ｂ、３５ｃと・４０Ｃ１３５ｄと−１ＯＬ、
１につき夫々チャンネル周期をとる・ようにして、シフ
トレジスタ３ヲａ、３５ｂ、３５Ｃ１３ヲｄ、４０ａ、
４０１）、４０ｃ、４０　（１の各遅延時間をＴ１１・
”１２・Ｔ１３・Ｔ１４−　ＴＩり・ＴＩ（ｉ・ＴＴ　
　とすると、Ｔ　＝１　′ｆ　　、Ｔ１２＝１１７・　
１８　　　　　　１１５ ｆ　　、Ｔ　　＝１／′ｆ　　、Ｔ　　＝１／ｆ　　、
ＴＧ　　　１３　　　　７　　１４　　　　８　　１５
＝　１　１’　１−Ｔ　１１・Ｔ１６＝　１　／　ｒ　
２−Ｔ１２・Ｔ１７−１／ｆ　　−Ｔ　　、Ｔ　　＝１
／ｆ４−Ｔ１．となる。

これら遅延時間のコントロールは、シフトレジスタ３５
、・１０の「ｌ数の長さにより行ってもよいし、楽器残
響付加部２、音場残響付加部４と同じくプログラマブル
タイマからのシフｌ〜パルスｒ言号の周期を変えること
により行ってらよい、シフトレジスタ３５．４０はＣＣ
Ｄ、ＢＢＤ等で代用してらよい。

Ｌ記乗算器３７．．３８．４２．４３には、係数データ
メモリ４４．４５．４６．４７からの係数データが乗算
データとして与えられる。係数データメモリ４４〜４７
は、４段のシフトレジタ上つなり、各レジスタに係数デ
ータａ１、ａ２１．、Ｌ３１．１−１、ｂｌ、ｂ２、ｂ
３、ｂ４、ａ５、ｄ６、ａ７、ａ８、ｂ５、ｂ６、ｂｌ
、ｂ８かセントされ、チャンネルタイミング信号φ□に
より、各１系数データか交互ににシフト出力される。こ
のチャンネルタイミング信号φ８は、上記デマルチプレ
クサ３４−３９、マルチプレクサ３つ、４１に与えられ
て、チャンネル周期がとられる。係数データａ１は、シ
フトレジスタ３５ａとチャンネル周期がとられ、第５７
オルマントにおけるン”インｇ５を達成する値に設定さ
れる。池の係数データａ２、ａ３、ａ４．ａ５、ａ６、
ａ７、ａ８についてし同様に、ゲインｇ　　、ｇ７．ｇ
　　、げ　−ｇ２．６　　　　８　ロ１ ｇ　３−　ｇ　４を達成する値に設定される。係数デー
タメモリ４５．４７の【糸数データｂ１〜ｂｓｃ二つい
ては、第１図（２）のフォルマント形状の谷の部分のレ
ベルを主に決定するらので、第１図（２）の共振特性と
なるデータ値か選ばれる。

シフトレジスタ３５．４０から乗算器３７，４２、加算
Ｐｉ３１への帰還経路は共振系を構成し、フォルマント
のピーク点の周波数、ゲインを決定つけるか、乗算器３
８．４３．加３！８３２への経路は反共振系を構成し、
場合によっては省略してしよい。また、第１図（１）の
楽器共振付加部３のシフトレジスタ群の段数は２段であ
ったか、１段としてもよいし、逆に３段以上としてもよ
いし、時分割処理を行わず、ジフトレジスタ群をふやし
てもよい。

このように構成される電子楽器は、楽器残響付加部２．
音場残響付加部４のプログラマブルタイマ２８・・・、
減衰データメモリ２つにセントされるデータ、楽器共振
付加部３の係数データメモリ４４〜４７にセットされる
データ、シフトレジスタ３５．４０の遅延時間を種／ｌ
変えることにより。

様々な楽器の残響、共振、音場の残響を実現でき、より
臨場感のある楽音を実現できる。また楽器共振イ］加部
３の共振特性は、トーンジェネレータ１からの楽音信号
か音高に応じて周波数が変１ヒしても変動せず本物の楽
音に近い共振特性の一定した楽音を得ることができる。

第５図は楽器共振付加部３の第二実施例を示すもので、
上記楽器残響付加部２からの楽音信号は、加算器５１．
５２を介してそのまま出力されるほか、直列に接続され
たシフトレジスタ３５・・・に入力されていく。各シフ
トレジスタ３５・・・からの遅延出力は、それぞれ乗算
器５３・・・を介して係数データａ１〜ａＮが乗算され
て、上記加算器５１に帰還されるほか、乗算器５４・・
・を介して係数データｂ１〜ｂＮが乗算されて上記加算
器５２に入力される。このような回路でも第１図（２）
に示すような共振特性を得ることができる、 第６図は楽器共振ｆ＝１加部３の第三実施例を示すもの
で、上記゛！乏器Ｉ＋ｃ響付加部２がらの楽ｅ　’ｈ’
ａりは。

加算器６１・・・を介してその上止出力されるほか、直
列に接続された各シフｌ−レジスタ３５・・・に入力さ
れていく。各シフトレジスタ３５・・・がらの遅延出力
は、それぞれ乗算器６２・・・を介して係数データｂ１
〜ｂＮが乗算されて、上記加算器６１・・・に入力され
る９また加算器６１・・・の危柊段出勾は、直列に接続
されたシフトレジスタ４０・・・に入力され、各シフト
レジスタ４０・・・からの遅延出力は、それぞれ乗算器
６３・・・を介して係数データ１１〜ｄＮか乗算されて
、上記加算器６１・・・に帰還される。このような回路
てム第１図（２）に示すような共振特性を得ることかで
きる９ 本発明は上記実施例に１恨定されず、本発明の趣旨を逸
脱しない範囲で種々変更可（指である。例えは、楽器共
振付加部３は遅延帰還による特定周波数の共振か実現で
きるものならば上記回路になんら限定されず、アナログ
フィルタ等で実現してもよく、要は第１Ｉメ１（２）の
共振１ｙ性が実現できれは何でもよいし、楽器残響付加
部２．音場残響付加部・４もアナログ回路で実現しても
よい。また、プ１：１クラマブルタイマ２８、減衰デー
タメモリ２９．１系数データメモリ４４〜・１７．シフ
トレジスタ３５．４０をコントロールするプログラマブ
ルタイマにシフトされるデータは、１・−ンジエネし−
タ１での同時生成楽音数すなわち楽音生成チャンネルの
空チヤンネル数を全チャンイ・ル数がら差し引いな値Ｎ
に応じた値としてらよい５例えば、Ｎに定数を掛げた直
や、逆数１／Ｎに定数を掛けた値、ｅｘｐ　（−ａＮＴ
）（ａは定数、Ｔは時間）のように時間の経過とともに
変１ヒする値でもよく、これにより同時に生成される榮
汀数によって、異なる残響共振特性を得たり、時間の経
過とともに残響共振特性を変化させることができる。さ
らに、音場残響付加部４へは楽器共振（−ｆ加部３がら
力出力ではなく楽器残響付加部２がらの出力を入ｊＪさ
せたり、楽器共振付加部３がら楽器残響付加部２への帰
還入１）をしないようにしてもよいし、第２図（２ンの
エコータイヤクラムについては、ｅＸＩ〕（−αＴ）の
残響曲線を１本にまとめてもよいし、楽器共振付加部３
における共振特性は第１図（２）以外にフォルマントの
ピーク点の少ないものやｔいものでもよい。

「発明の効果； 以Ｅ述べたように、本発明によれは、楽器の原音部分の
みの楽音に対し、独立に楽器自体の残響特性、共振特性
及び台場の残響特性に応じた残響、共振を付加でき、各
残響内容、共振内容を独立に変化させることかでさ、原
音の周波数を音高に応！二で変化させても共振特性はそ
のままにしておくことかでき、より本物の音に近い臨場
感ある楽音を生成できる。

【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
図は楽器共振付加部３の１・１路図と、この回路の共Ｆ
Ａ特性のフォルマントを糸す図であり、第２図は楽器残
響付加部２又は音場残響付加部４の回路図とこの回路の
残響特性のエコータイヤクラムを示す図であり、第３図
はトーンジェネレータ１の回路図であり、第４図は全体
ブロック図であり、第５図及びで第６図は楽器共振付加
部３の別の実施例を示す図である。 ２・・楽器残響付加部、３・・・楽器共振付加部、４・
・・音場残響付加部、２５・・・ＣＣＤ、２８・・・プ
ログラマブルタイマ、２９・・・減衰データメモリ、３
５１、′１０・・シフトレジスタ、４４〜４７・・・１
系数データメモリ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、楽器の原音部分のみの楽音に対し、楽器自体の残響
   特性に応じた残響を付加する楽器残響付加手段と、 上記楽器の原音部分のみの楽音に対し、楽器自体の共振
   を付加する共振付加手段と、 これら両付加手段によって残響と共振とが付加された楽
   音に対し、楽器の演奏される音場に応じた残響を附加す
   る音場残響附加手段とを備えたことを特徴とする楽音生
   成方式。 ２、楽器の原音部分のみの楽音に対し、楽器自体の共振
   を付加する共振付加手段は、デジタルフィルタであるこ
   とを特徴とする楽音生成方式。