JPH0310120B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は、電子楽音合成に関するものであり、
特に音源から楽音を発生させるための装置（手
段）に関する。

先行技術の説明 人間の歌声をまねるための装置を製作するため
に、長年の間に種々の試みが行われてきた。初期
の劇場用パイプオルガンは、人声音栓（Vox
Huma−na）と呼ばれるソロストツプを備えてい
た。このストツプは、人間の音源の１つをかすか
に思い起こさせるだけの１列に並んだリードパイ
プとして実行された。

ボコーダー形の実施例は、人間の声に似た音を
出すのに用いられてきた。歌の質をうるために、
本当の人間の歌声の音を電子信号に変換するのに
マイクロホンが用いられる。周波数フオロワによ
つて、入力信号の基本周波数をトラツク（track）
し、次に鍵盤スイツチの作動に応答して楽音ピツ
チに変えることができる。その結果生じる音は、
入力音の正確な複製ではないが、人間の声に似た
音質を有する。

発明の要約 米国特許第4085644号（特願昭51−93519）に説
明されている種類の複音シンセサイザにおいて
は、計算サイクルとデータ転送サイクルとが独自
に反復してデータを与えるように実行され、その
データは楽音波形に変換される。計算サイクルの
期間中に、発生した楽音を特徴づける１組の高調
波係数を用いて離散的フーリエ変換を実行するこ
とによつて主データセツトがつくられる。この計
算はいかなる楽音周波数とも同期しない高速で行
われる。計算サイクルが終了すると、主データセ
ツトはメモリに記憶される。

計算サイクルに引き続いて転送サイクルが開始
され、この転送サイクルの期間中に、多数の楽音
発生器のうちの予め選択された楽音発生器に記憶
された主データセツトが転送される。出力楽音発
生は計算サイクルと転送サイクルの期間中中断す
ることなく続行する。転送されたデータは、楽音
発生器に含まれる音調レジスタに記憶される。多
数の楽音発生器のうちの予め選択された楽音発生
器の各々に含まれる音調レジスタに記憶された主
データセツトは、逐次反復して記憶装置から読出
され、Ｄ−Ａ変換器によつてアナログ楽音波形に
変換される。メモリアドレツシング速度は、楽音
発生器に関連した楽音ピツチの対応する基本周波
数に比例する。

マイクロホンに向つて歌うことにより、又はハ
ミングすることによつて、新らしい音が楽音発生
器に導入される。入力アナログ信号データは、Ａ
−Ｄ変換器を用いることによつてデジタルデータ
語に変換される。変換されたデータのうち選択さ
れたサンプル長（sample length）は、離散的フ
ーリエ形計算方式によつて処理されて１組の高調
波を与え、この高調波は主データセツトの計算に
使用されるように記憶される。

本発明の目的は、新たな音を歌うことにより発
生される楽音を速やかに変化させることである。

本発明のもう１つの目的は、入力可聴音のピツ
チを決定するという中間段階なしに新たな楽音を
つくることである。

発明の詳細説明 本発明は、外郭の音源から高調波係数を得て、
離散的フーリエ変換算法を実行することによつて
楽音波形を合成する種類の楽音発生器に組込まれ
るサブシステムを指向する。この種類の楽音発生
システムは、こゝに参考のため述べてある“複音
シンセサイザ”と題する米国特許第4085644号
（特願昭51−93519）に詳細に説明されている。下
記の説明において、参考のために述べてある米国
特許に説明されているシステムのすべての素子
は、参考のため述べてある米国特許に出てくる同
一数字の素子に対応する２桁数字で示されてい
る。200代の一連の３桁数字で示されているすべ
てのシステム素子ブロツクは、本発明の改良を実
施してアコーステイツク音シンセサイザを製作す
るため、複音シンセサイザに付加された素子に対
応する。100代の一連の数字は複音シンセサイザ
の機能素子の組合せを示す。

第１図は、米国特許第4085644号（特願昭51−
93519）に説明されているシステムの変形および
付加物として説明される本発明の１実施例を示
す。参考のために述べた米国特許に説明されてい
るように、複音シンセサイザは鍵盤スイツチ１２
と表示されたブロツクに含まれている１列のスイ
ツチを内蔵し、これらのスイツチは例えばオルガ
ンのような電子楽器の従来の鍵盤スイツチ配列に
対応する。楽器の鍵盤上の１個又はそれ以上の鍵
を押すことによつて、音調検出・割当回路１４は
作動された鍵に対する楽音情報を記憶し、12個の
別々の独立した楽音発生器の１つに作動された各
鍵スイツチを割当てる。その１組の楽音発生器は
楽音発生器１０２と表示されているシステムブロ
ツクに含まれる。適当な音調検出・割当回路は、
こゝに参考のため述べてある米国特許第4022098
号（特願昭51−110652）に説明されている。鍵盤
上の１個又はそれ以上の鍵が押されると、又は作
動されると、実行制御回路１６は計算サイクルを
開始させ、その期間中に64データ語からなる主デ
ータセツトが主データセツト発生器１０１によつ
て計算され、メモリに記憶される。この64データ
語は、楽音発生器により発生される楽音に対する
オーデイオ波形の１サイクルに対する64の等間隔
に配置された点の振幅に対応する値をもつて発生
される。一般的原則は、オーデイオ楽音スペクト
ルの高調波の最大数が完全な１波形サイクルのデ
ータ点数の1/2以下か、又は主データセツトをな
すデータ点数に等しいということである。

計算サイクルが完了すると、転送サイクルが開
始され、この転送サイクルの期間中には、メモリ
に記憶された主データセツトが読出され、１組の
楽音発生器１０２の各楽音発生器の素子である音
調レジスタに転送される。これらの音調レジスタ
は、予め選択された楽音の完全な１サイクルに対
応する64データ語を記録する。音調レジスタに記
憶されたデータ語は順次反復して読出されてＤ−
Ａ変換器に転送され、このＤ−Ａ変換器はデジタ
ルデータ語をアナログ楽音波形に変換し、次にこ
の波形は従来の増幅器およびスピーカサブシステ
ムからなる音響システム１１により可聴音に変換
される。記憶されたデータは、楽音発生器が割当
てられている作動された鍵スイツチに対応する楽
音の基本周波数に対応する速度で各音調レジスタ
から読出される。

上述した米国特許第4085644号（特願昭51−
93519）に説明されているように、作動された鍵
が鍵盤上で押鍵されたまゝになつている間に、発
生した主データセツトを一連の計算サイクルの期
間中連続的に再計算して記憶し、このデータを音
調レジスタにロードできるようにすることが望ま
しい。この機能は、読出しクロツク速度でのＤ−
Ａ変換器へのデータ点の流れを妨げることなしに
達成される。

スイツチS₁は、主データセツトを計算するため
主データセツト発生器１０１によつて用いられる
高調波係数値を選択するのに用いられる。スイツ
チS₁が右方にいくと、高調波係数メモリ２６に記
憶された高調波係数値が主データセツト発生器１
０１に転送される。スイツチS₁が左方にいくと、
音響係数メモリ２２４に記憶された高調波係数値
が選択され、主データセツト発生器１０１に転送
される。

高調波係数発生器２２５は音響発生器２０１に
より発生された楽音を後述する方法で受信し、受
信した信号を処理して、音響係数メモリ２２４に
記憶されている１組の高調波係数を評価する。

第２図は、第１図に示した高調波係数発生器２
２５の詳細な論理を示す。音発生器２０１は便利
なアナログ楽音発生源ならばどんなものでもよ
い。好ましい実施例は増幅器を伴つたマイクロホ
ンとして音響発生器を実行することである。マイ
クロホンが受けとつた音は信号に変換され、この
信号は音響発生器２０１の出力として用いられ
る。本発明の動作を説明するため、“楽音”又は
“楽音信号”は、周期的信号、又は時間とともに
徐々に変化する基本周波数をもつた信号に対する
一般的語として用いられる。

音響発生器２０１のマイクロホンに対する入力
楽音のピツチは、C₃〜C₅の楽音範囲内にあるも
のと想定される。更に、現実的な想定は、入力楽
音は16以下の高調波に限定されると想定すること
である。これらの想定は、歌唱又はハミングによ
つて発生される音に矛盾するものでなく、本発明
に本来備つている限界又は制約をあらわすもので
もない、任意の範囲の楽音周波数および入力音に
関連した最大高調波数を扱うため、種々のサンプ
リングおよびメモリシステムに容易に変更を加え
うることは明らかである。

音響発生器２０１が低域フイルタを内蔵してい
て、C₅の16次高調波、又は1046.5×16＝16.7KHz
を超える周波数が減衰され、だいたい除去されて
Ａ−Ｄ変換器２０２に転送されないようにするの
が有利である。

Ａ−Ｄ変換器２０２は、音響発生器２０１によ
り発生されたアナログ信号を一連のデジタル語に
変換する。楽音C₅の16次高調波の周波数上限に
対しては、Ａ−Ｄ変換器２０２は、この周波数上
限に対しfs＝1046.5×16×２＝33.4KHzに固定さ
れているナイキストサンプル速度（rate）より高
いサンプル速度で動作しなければならない。サン
プリング周波数はナイキスト周波数よりやゝ高く
すると有利である。ナイキスト周波数の約1.2〜
1.8倍の周波数を選択することがサンプルされた
データシステムにはしばしば行われている。

一般的な“大ざつぱではあるが実際に則したや
り方”として、高調波スペクトルデータ値を抽出
することを意図したデータプロセツサに利用でき
る周期的波形の完全な周期約４周期のデータサン
プルを有することが望ましい。好ましい実施例で
は、Ｎ＝1024点のデータセツトが用いられてい
る。このＮ値はピツチC₃の楽音の下限周波数に
おける楽音に対して４周期のデータサンプルを与
え、ピツチC₅の楽音の上限周波数で16周期のデ
ータサンプルを与える。

新たな１組の高調波係数が発生し音係数メモリ
に記憶されると、音楽家が作動させたスイツチに
よつて開始信号が発生する。この開始信号はフリ
ツプフロツプ２０６をセツトするのでその出力論
理状態はＱ＝“１”となる。論理状態Ｑ＝“１”に
応答して、ゲート２０８はサンプルクロツク２１
０により発生されたタイミング信号を転送させて
Ａ−Ｄ変換器２０２を動作させる。状態Ｑ＝“１”
になると、カウンタ２０９はエツジ検出回路３０
０の動作によつてその初期値又は初期カウント状
態にリセツトされる。このカウンタはサンプルク
ロツク２１０が発生させたタイミング信号に応答
して増分する。サンプルクロツク２１０は、上述
したように少なくともナイキストサンプリング周
波数に等しい周波数をもつタイミング信号源であ
る。

Ａ−Ｄ変換器２０２が発生させたデジタルデー
タサンプルはサンプルシフトレジスタ２０３に記
憶される。カウンタ２０９がその最大カウント状
態１０２４にまで増分されると、リセツト信号が
発生する。リセツト信号に応答してフリツプフロ
ツプ２０６がリセツトされるので、その出力は論
理状態Ｑ＝“０”となる。論理状態Ｑ＝“１”に応
答してサンプルシフトレジスタ２０３は、Ａ−Ｄ
変換器２０２の出力において与えられる一連のデ
ジタルデータ値を記憶する。論理状態Ｑ＝“０”
に応答してサンプルシフトレジスタ２０３は、シ
フトレジスタに対する従来の循環データ循環モー
ドで動作する。

音響発生器２０１からの入力楽音に対する高調
波係数は、36dbのダイナミツクレンジで計算す
るのが有利である。このレンジの値はＡ−Ｄ変換
器を実行することにより与えられ、少なくとも７
ビットを有するデジタル語に変換する。８ビツト
分解能を有する市販されている多数のデータ変換
器があるので、８ビツトを選択するのがよい。

開始信号で開始されたデータ収集モードが完了
すると、論理状態Ｑ＝“０”はインバータ２９５
によつて論理“１”信号に反転され、計算モード
を開始させる。計算モード期間中に、１組の高調
波係数c_qは下記の関係によりサンプルシフトレジ
スタ２０３に記憶されたデータ値x_oに対応して評
価される。

c_q＝（a_q ²＋b_q ²）^1/2 式１ 但し、 a_q＝_N 〓ⁿ⁼¹ x_osin（2πn_q／Ｎ） 式２ b_q＝_N 〓ⁿ⁼¹ x_ocos（2πn_q／Ｎ） 式３ x_oは音響発生器２０１により発生された信号の
Ａ−Ｄ変換によつて得られるデータサンプルを表
わす。Ｎはサンプルシフトレジスタ２０３に記憶
されたデータ点の総数である。高調波係数c_qは正
規化基本周波数１／Ｎに対応する高調波である。
それは音響係数メモリに記憶されたc_q係数ではな
く、c_qのサブセツトが後述する方法で選択され
る。このc_qは正規化高調波係数と呼ばれる。

第３図はある程度の雑音が加えられた典型的な
楽音波形に対応するスペクトル応答を示す。縦軸
目盛りは−5db刻みでしるされている。横軸目盛
りは正規化周波数１／Ｎ刻みでしるされている。
曲線は最大dbに比例してdb単位で表わした正規
化周波数係数c_qのプロツトである。係数c_qの所望
のサブセツトは、完全なスペクトルの最初の16の
規則的に間隔をおいたピークである。

インバータ２９５からの信号出力は、エツジ検
出回路２９６により短いパルスに変換される。こ
のパルスはフリツプフロツプ２９７をセツトする
のに用いられる。このフリツプフロツプがセツト
されると、システムはその計算モードに入る。

計算モードの期間中にフリツプフロツプ２９７
からの信号は、クロツク選択回路２３０がシステ
ム主クロツクを選択してサンプルシフトレジスタ
内のデータを進めさせるようにする。主クロツク
はデータ処理システム素子における論理を計時す
る。主クロツクは、サンプルクロツク２１０の周
波数より高い周波数で有利に動作できる。上述し
たように、サンプルクロツク２１０の周波数は、
音響発生器２０１からの信号出力より予想される
最高周波数成分によつて決定される。

高調波カウンタ２０５およびカウンタ２３１は
いづれもフリツプフロツプ２９７から論理“１”
出力状態への移行に応答して計算モードの開始に
おいてそれらの初期カウント状態に初期設定す
る。

カウンタ２３１は、システムの計算モードに対
してクロツク選択回路２３０によつて選択される
主クロツクタイミング信号により増分される。カ
ウンタ２３１は、サンプルシフトレジスタ２０３
に記憶されたデータ点の数に等しい１０２４をモ
ジユロとしてカウントするように実施されてい
る。カウンタ２３１がそのモジユロカウンテイン
グ動作の故にその初期状態に増分される度毎に、
リセツト信号が発生し、この信号は高調波カウン
タ２０５のカウント状態を増分するのに用いられ
る。

高調波カウンタ２０５はモジユロ５１２をカウ
ントするように実施されている。一般的な場合に
は、カウンタ２３１がモジユロＮ（但しＮはサン
プルシフトレジスタ２０３に記憶されているデー
タ値の数）をカウントすると、高調波カウンタ２
０５はモジユロ〔Ｎ／２〕をカウントする。
〔Ｎ／２〕はＮ／２を超えない最大整数値を意味
する。

加算器−アキユムレータ２０８は、カウンタ２
３１のカウント状態の変化に応答してそれ自体に
高調波カウンタ２０５のカウント状態を連続的に
加算する。加算器−アキユムレータ２０８はカウ
ンタ２３１が発生させたリセツト信号により初期
設定される。

メモリアドレスデコーダ２１１は、加算器−ア
キユムレータ２０８の内容に応答して正弦波関数
表２１４および２１５からデータをアドレスする
のに用いられる。正弦波関数表２１４はsin
（2πk／1024）の値を記憶するメモリとして実行
され、正弦波関数表２１５はｋ＝１、２、……、
1024の値に対するcos（2πk／1024）の値を記憶す
るメモリとして実行されている。1024点の完全周
期を記憶する代わりに、両メモリは、メモリアド
レスデコーダ２１１を実行して三角法の正弦およ
び余弦関数の周知の対称性を利用することによつ
て1/4周期の256点に減らすことができる。そのよ
うな表（table）アドレツシング技術は信号処理
技術において周知である。

計算モード期間中にゲート２０４によつて転送
されたデータは、正弦波関数表２１４からアドレ
スアウトされた三角関数値と乗算器２１３によつ
て乗算される。同様に、同じデータは、乗算器２
１２により正弦波関数表２１５からアドレスアウ
トされた三角関数値と乗算される。

計算モード期間中に、データはカウンタ２３１
のカウント状態に対応するアドレスにおいて奇数
レジスタ２１６および偶数レジスタ２２１から読
出され、それらのレジスタに書きこまれる。これ
ら２つのレジスタに対するアドレスデータはアド
レス選択回路２２２によつて選択される。

乗算器２１２からのデータ値出力はスクエアラ
（squarer）２１９によつて二乗され、奇数レジス
タ２１６から読出されたデータ値に加算器２１７
によつて加算される。その和は奇数レジスタ２１
６に記憶される。同様に、乗算器２１３からのデ
ータ値出力はスクエアラ２２０によつて二乗さ
れ、偶数レジスタ２２１から読出されたデータ値
に加算器２１８によつて加算される。その和は偶
数レジスタ２２１に記憶される。奇数レジスタ２
１６に記憶されたデータ値は正規化高調波係数の
奇数サブセツトと呼ばれ、偶数レジスタ２２１に
記憶されたデータ値は正規化高調波係数の偶数サ
ブセツトと呼ばれる。

高調波カウンタ２０５が最大カウント〔Ｎ／
２〕＝512においてその初期状態にリセツトされる
と、計算モードは完了する。この時に終了信号が
発生し、この信号はフリツプフロツプ２９７をリ
セツトしそれによつて計算モードを終了させるの
に用いられる。この終了信号はフリツプフロツプ
２９８をセツトするのに用いられる。計算モード
の終了時に、奇数レジスタ２１６は式２のa_q ²の
値を含み、偶数レジスタ２２１は式３のb_q ²の値
を含む。

計算モードが終了してフリツプフロツプ２９８
がセツトされると、転送モードが開始される。転
送モードの期間中に、絶対値計算回路２２３は奇
数レジスタ２１６および偶数レジスタ２２１に記
憶されたデータを用い、音響発生器２０１の信号
出力の16高調波に対応するスペクトル関数の16ピ
ークを選択するのに用いられる。選択されたピー
ク値はそれらの対応する平方根値に減少して所望
の信号高調波係数を発生させ、これらの係数は音
響係数メモリ２２４に記憶される。

第４図は、第２図に示す絶対値計算回路２２３
を含む詳細なシステム論理を示す。

フリツプフロツプ２９８がセツトされると、転
数開始信号が発生し、この信号はフリツプフロツ
プ２３９をセツトし、それによつてシステムを転
送モードに入れる。転送開始信号はまたカウンタ
２３８および高調波アドレスカウンタ２４３を初
期設定するのにも用いられる。

カウンタ２３８のカウント状態は、クロツク選
択回路２３０によつて転送されるクロツクタイミ
ング信号によつて増分される。フリツプフロツプ
２３９からのＱ＝“１”状態に応答して、アドレ
ス選択回路２２２はカウンタ２３８のカウント状
態を転送する。Ｑ＝“０”状態に応答して、アド
レス選択回路２２２はカウンタ２３１からカウン
ト状態を転送する。これらのカウント状態は、奇
数レジスタ２１６および偶数レジスタ２２１に記
憶されたデータ値をアドレスアウトするのに用い
られる。これら２つのレジスタから読出されたデ
ータ値は加算器２３５によつて合計される。

加算器２３５により発生された合計出力は、閾
値回路２３６によつて検査され、予め特定された
閾値絶対値レベルを超える合計されたデータの第
１最大値を見出す。閾値回路２３６の動作は、第
５図に示してある詳細な論理に関連して後述され
る。

音響発生器２０１はピーク読出し装置を具えこ
の発生器により発生された信号が或る予め定めた
ピーク値にセツトされうるようにするのが有利で
ある。この方法によつて、閾値回路２３６に対す
る閾値絶対値レベルを決定し特定することがで
き、そのレベルはc_q ²＝a² _q＋b² _qの値の予想される
第１最大値よりは小さく、第１最大値前に発生す
る低周波数雑音より大となる。この雑音は第３図
に示されている。

加算器２３５からの出力の第１最大値が見出さ
れるか又は検出されると、閾値回路２３６は検出
信号を発生させ、この信号は遅延回路３０７によ
り発生される遅延後にフリツプフロツプ２３９を
リセツトするのに用いられる。この検出信号が発
生すると、アンドゲート２４７は論理“１”信号
をゲート２４０に転送する。この“１”信号に応
答して、ゲート２４０はカウンタ２３８の現在の
カウント状態を転送し、この状態はカウントレジ
スタ２４１に記憶される。この方法によりカウン
トレジスタ２４１は、入力楽音に対する第１高調
波係数に対応するカウント又は正規化高調波ナン
バーを含む。

最初の真の最大値が検出された場合に閾値回路
２３６により発生される検出信号がオアゲート２
４６を介してゲート２３７に転送される。この信
号に応答してゲート２３７は加算器２３５からの
出力を平方根回路２４５に転送する。平方根回路
２４５はその入力データ値について平方根動作を
行い、平方根値は高調波アドレスカウンタ２４３
のカウント状態により決定されるアドレスにおい
て音係数メモリ２２４に記憶される。

カウンタ２４２はオアゲート２４５を介してア
ンドゲート２４７によつて転送される信号によつ
て初期設定される。高調波アドレスカウンタ２４
３は、転送開始信号によつてその初期カウント状
態（10進値１に対応する）に初期設定される。こ
の方法により、加算器２３５からの第１最大出力
の平方根は、音響係数メモリ２２４の第１メモリ
アドレス場所に記憶される。

カウンタ２４２は、カウンタ２３８のカウント
状態を増分させるのに用いられる同じタイミング
信号によつて増分される。比較器２４４は、カウ
ンタ２４２のカウント状態とカウントレジスタ２
４１に記憶された数とを比較する。比較器２４４
がこれら２つの入力値が等しいことを見出すと、
等値信号が発生する。この等値信号は高調波アド
レスカウンタ２４３のカウント状態を増分するの
に用いられる。等値信号はオアゲート２４６を介
してゲート２３７に伝送される。等値信号に応答
してゲート２３７は加算器からの出力を平方根回
路２４５に伝送する。平方根回路２４５からの出
力は、高調波アドレスカウンタ２４３のカウント
状態に対応するメモリ場所において音響係数メモ
リ２２４に記憶される。

等値信号は、カウンタ２４２をその初期カウン
ト状態にリセツトするので、システムは音響発生
器２０１により発生される入力楽音の次の真の高
調波係数を探索するように初期設定される。先行
する順序の動作は、512データ点全部が奇数レジ
スタ２１６および偶数レジスタ２２１からデータ
点が読出されてしまうまで反復される。このデー
タ全部がアクセスされると、データ転送モードは
完了し、音響係数メモリ２２４は音響発生器２０
１からの入力楽音に対応する16高調波係数を含
む。カウンタ２３８はモジユロ５１２カウンタと
して実施されているので、このカウンタがその初
期カウント状態に増分されると、転送終了信号が
このカウンタによつて発生させられる。この転送
終了信号は第２図に示されているフリツプフロツ
プ２９８をリセツトするのに用いられる。最大値
レジスタは、第５図に示されている転送開始信号
によつて零値にセツトされる。比較器２９９は加
算器２３５からの出力データと予め特定された閾
値定数とを比較する。現在の出力データが絶対値
において閾値定数より大であれば、現在の出力デ
ータは、ゲート２４８を介して比較器２５０に転
送される。比較器２５０はゲート２４８によつて
転送されたデータと最大値レジスタ２５１に記憶
されたデータとを比較する。ゲート２４８からの
データが絶対値において最大値レジスタに記憶さ
れた現在のデータより大であれば、比較器２５０
は書込み信号を発生させ、この信号はゲート２４
８からのデータ出力を最大値レジスタ２５１に記
憶させる。ゲート２４８からの現在のデータが最
大値レジスタに記憶されたデータ値より小であれ
ば、比較器２５０はフリツプフロツプ２３９をリ
セツトする信号を発生させる。この信号は、加算
器２３５により発生される出力信号の第１最大値
（first max−imum）の検出を示す。

比較器２９９の目的は、真の第１最大値に先行
する雑音状低レベルデータから発生する可能性の
ある加算器２３５からのデータ出力の誤れる第１
最大値をシステムが検出するのを防ぐことであ
る。閾値定数の値は、臨界的ではなく、音響発生
器２０１における予め選択されたピークレベルに
調節された入力信号に対する予想されたピーク値
の約1/2に容易にセツトすることができる。

入力アナログ信号の正確なピーク値は、説明し
たシステムによつて必ずしも常に配置されるとは
限らないことが認められている。サンプルシフト
レジスタ２０３に記憶されたサンプル点の数によ
つて決定される限定された周波数分解能の故に記
憶場所の誤差が発生する。好ましい実施例では、
周波数分解能は１／Ｎである。例えば、C₃の基
本ピツチを有する楽音では、周波数分解能は130
×16／1024＝２Hzとなる。従つて、真の基本ピツ
チを見つける場合に誤差が起り得る。この誤差は
各高調波の場所を発見する場合に高調波の数によ
つて乗算される。このような誤差は重大なもので
はない。という訳は、これらの誤差は測定された
高調波係数の絶対値（magnitude）の誤差として
のみ表われるからである。高調波係数の誤差の結
果として出力楽音に不快な雑音は生じない。その
ような誤差は発生した音色に比較的僅かな変化を
導入するにすぎない。

第２図に示すシステムは上述した３つの動作モ
ードに対し下記の時間的間隔を必要とする。

データ収集（acquisition）モード： T_A＝1024×（１／33488.1）＝30.6ミリ秒 計算モード： T_C＝1024×512×10^-6＝524.3ミリ秒 転送モード： T_T＝512×10^-6＝0.512ミリ秒 必要とされる総時間はT_A＋T_C＋T_T＝0.555秒で
ある。

もし基本周波数が判つていれば、入力楽音に対
する高調波成分を見つけるのに要する時間を短縮
することができる。一定の既知のピツチに楽音を
セツトする１つの方法は、その楽音をオルガンで
発生し、次の可聴（オーデブル）ピツチで歌うこ
とである。正確なピツチが歌われるやいなやその
オルガンの鍵は開放され、開始キーが作動してデ
ータ収集モードを開始させる。

第６図は本発明の代わりの実施例を示し、この
実施例では音響発生器２０１により発生される信
号は、予め特定した基本周波数を有する周期性波
形である。サンプルクロツク２１０は、音響発生
器２０１からの信号出力の基本周波数の32倍の周
波数で動作する。この周波数は、所定の信号に対
する16高調波の決定を調節する。

第６図に示すシステム素子は、スクエアラ２１
９およびスクエアラ２２０に対しデータが達する
までは、第２図に示したシステムについて上述し
たのと同じ方法で動作する。カウンタ２０９およ
びカウンタ２３１はこの場合にはモジユロ３２を
カウントするように実施されている。第６図に示
すシステムは、第２図に示したシステムですでに
説明した方法により動作するデータ収集モードお
よび計算モードを有する。第６図に示すシステム
は、正規化された高調波係数のピークを見出すの
に転送モードを必要としない。この場合には正規
化された高調波係数は信号の高調波係数と同じで
ある。

計算モードの期間中に、スクエアラ２１９およ
びスクエアラ２２０からの出力データは加算器２
５４によつて合計される。合計されたデータは平
方根回路２５５によつてその絶対値の平方根を見
出すように処理され、その結果は音響係数メモリ
２２４中において高調波カウンタ２０５のカウン
ト状態に対応するアドレスに記憶される。

第６図に示すシステムは、A₄＝440Hzの入力周
波数に対し２つの動作モードのために下記の時間
的間隔を必要とする。

データ収集モード： T_A＝32×１／（440×16×２）＝2.27ミリ秒 計算モード： T_C＝32×16×10^-6＝0.512ミリ秒 入力楽音の高調波係数を収集し見出すのに要す
る総時間はT_A＋T_C＝2.78ミリ秒である。第２図
および第６図に示してある両方のシステムにおい
て、計算のために用いられる論理クロツク速度は
1MHzにセツトされている。入力楽音の基本周波
数に関する先験的知識は、明らかに１組の高調波
係数を得るのに要する時間を大幅に短縮するのに
用いることができる。

本発明の更にもう１つの実施例が第７図に示さ
れている。このシステムは第２図と第６図に示し
てある両方のシステムの特徴を組合わせてある。
第２図に示したシステムの変形は先づ音響発生器
２０１により発生された入力楽音の基本周波数を
見出すのに用いられる。ひとたびこの周波数が見
出されると、入力時間に対し所望する１組の高調
波係数を見出すために、第６図に示される構成と
類似のシステム構成を用いることができる。

スイツチを閉じることによつて発生する開始信
号に応答して、周波数発生器２６０がセツトされ
33.49KHzの周波数の一連のタイミング信号を発
生させる。この一連のタイミング信号は、約C₃
〜C₅の範囲で音響発生器２０１により発生され
た信号をサンプルするのに適している。発生した
信号は16以下の高調波を有するものと予想され
る。周波数発生器２６０の動作については後述す
る。

フリツプフロツプ２０６は開始信号に応答して
セツトされる。フリツプフロツプ２０６がセツト
されると、その出力論理状態Ｑ＝“１”によりカ
ウンタ２０９はその初期カウント状態にリセツト
され、同時にカウンタ２０９はモジユロ１０２４
をカウントするモードにおかれる。開始信号が発
生するとシステムは周波数決定動作モードにおか
れる。

周波数決定動作モードでは、フリツプフロツプ
２６１はセツトされないので、その出力論理状態
はＱ＝“０”である。この出力状態はモード制御
信号と呼ばれる。“０”状態のモード制御信号に
応答して、語カウンタ２５９はモジユロ１０２４
をカウントするようになる。

カウンタ２０９がその最大カウント１０２４に
達しそのモジユロカウンテイング実行によりリセ
ツトされると、リセツト信号が発生する。このリ
セツト信号はフリツプフロツプ２０６をリセツト
し、フリツプフロツプ２６１をセツトする。この
動作によりモード制御信号は論理“１”状態にな
る。この時にサンプルメモリ２５７は、Ａ−Ｄ変
換器２０２によりデジタル値に変換される音響発
生器２０１からの信号出力から誘導される１０２
４の連続サンプル点を含む。

モード制御信号が論理“１”である場合には、
周波数動作モードの一部として周波数計算動作モ
ードが開始される。周波数計算モードの期間中
に、離散的フーリエ変換がサンプルメモリ２５７
に記憶されたデータを用いて実行され、正規化さ
れた周波数f_N＝１／1024の最初の32の高調波を計
算する。周波数決定モード期間中のフーリエ変換
動作は、第２図に示したシステムについて上述し
た方法で機能する。

高調波カウンタ２０５および語カウンタ２５９
は、モード制御信号が“１”状態に変換するのに
応答して周波数決定モードの開始時にそれらの初
期カウント状態に初期設定される。

語カウンタ２５９は周波数発生器２６０が発生
させるタイミング信号によつて増分される。サン
プルメモリ２５７に記憶されたデータ点は、語カ
ウンタ２５９のカウント状態が増分される度毎に
逐次読出される。語カウンタ２５９がそのモジユ
ロカウンテイング動作の故にその初期状態に増分
される度毎に、リセツト信号が発生し、この信号
は高調波カウンタ２０５のカウント状態を増分す
るのに用いられる。

加算器−アキユムレータ２０８は、語カウンタ
２５９のカウント状態の変化に応答して高調波カ
ウンタ２０５のカウント状態を連続的に加算す
る。加算器−アキユムレータ２０８は周波数計算
モードの開始時にモード制御信号によつて初期設
定される。

メモリアドレスデコーダ２１１は、加算器−ア
キユムレータ２０８の内容に応答して正弦波関数
表２１４および２１５からデータをアドレスする
のに用いられる。乗算器２１２は、正弦波関数表
２１４から読出された正弦波関数表とサンプルメ
モリ２５７から読出された信号データ値との積を
与える。乗算器２１３はサンプルメモリ２５７か
ら読出された正弦波関数値の積を与える。乗算器
２１２からの積データ値はスクエアラ２１９によ
り絶対値が二乗され、乗算器２１３からの積デー
タ値はスクエアラ２２０により絶対値が二乗され
る。周波数計算モードの期間中にモード制御信号
が論理状態“１”をもつと、選択ゲート２９１は
スクエアラ２１９の出力を加算器２１７に転送
し、スクエアラ２２０の出力を加算器２１８に転
送する。

スクエアラ２１９から選択ゲート２９１によつ
て転送されたデータ値は、語カウンタ２５９のカ
ウント状態に応答して読出された偶数レジスタ２
２１の内容に加算器２１７により加算される。ス
クエアラ２１９から選択ゲート２９１によつて転
送されたデータ値は、語カウンタ２５９のカウン
ト状態に応答して読出された奇数レジスタ２１６
の内容に加算器２１８により加算される。

データが奇数レジスタ２１６と偶数レジスタ２
２１に書込まれるにつれて、これら２つのデータ
値は加算器２３５によつて合計される。データ値
は、語カウンタ２５９のカウント状態に対応する
メモリアドレスに記憶される。加算器２３５の出
力は第４図に関連して上述したように絶対値計算
回路２２３によつて処理される。この場合モード
制御は第４図に示した転送開始信号に対して用い
られる。また第７図に示したシステムに対して
は、カウンタ２４２は、第１高調波係数だけが必
要なので、モジユロ１をカウントするようにつく
られている。周波数計算モードの期間中に、フー
リエ変換は、１／1024の正規化された周波数の単
位で測定される正規化された高調波係数の第１高
調波ピークの位置を見出すためにのみ用いられる
点が注目される。

第４図のカウンタ２３８が発生させた転送終了
（End Transfer）信号は、フリツプフロツプ２６
１をリセツトしそれによつてモード制御信号を２
進論理状態“０”にするのに用いられる。転送終
了信号は、またフリツプフロツプ２０６をセツト
しそれによつてシステムを計算モードにするのに
も用いられる。

計算モード又は高調波データ計算モードの期間
中に、データ制御の“０”状態は語カウンタ２５
９をしてモジユロ３２をカウントするようにさ
せ、カウンタ２０９をしてモジユロ３２をカウン
トするようにさせ、高調波カウンタ２０５をして
モジユロ１６をカウントするようにさせる。

周波数決定モードの期間中のシステム動作に似
た方法で、音響発生器２０１からの信号出力の３
２の等間隔に置かれたサンプルはＡ−Ｄ変換器２
０２によつてデジタル値に変換され、サンプルメ
モリ２５７に記憶される。第８図に関連して後述
する方法で、周波数発生器２６０は音響発生器２
０１からの信号出力の基本周波数の約32倍にセツ
トされる。

高調波データ計算モード期間中のシステム動作
は、信号処理システムにおける選択ゲート２９１
までは周波数決定モード期間中の動作に似てい
る。高調波データ計算モードでは、高調波カウン
タ２０５はモジユロ１６をカウントし、一方語カ
ウンタ２５９はモジユロ３２をカウントする点が
注目される。この方法によつて入力信号の１６の
高調波全部が決定される。

モード制御の“０”状態は、選択ゲート２９１
が出力値をスクエアラ２１９および２２０から加
算器２６２に転送させる。加算器２６２は２つの
入力データ値を合計し、合計された出力の平方根
は平方根回路２５５によつて評価される。

平方根回路からの出力は、音響係数メモリ内に
おいて、高調波カウンタ２０５の状態に対応する
メモリ位置に記憶される。

第８図は、第７図に示した周波数発生器２６０
を含むサブシステム論理を示す。開始信号に応答
して、選択ゲート２７１は周波数定数回路２７０
に記憶された周波数定数値を転送し、周波数レジ
スタ２７２に転送された値を記憶する。周波数定
数は、10進法の１の値に相当する２進値に等しく
するのが有利である。周波数レジスタ２７２に記
憶された周波数ナンバーは、周波数クロツク２７
５によつて決定される速度で加算器−アキユムレ
ータ２７３の内容に反復して加算される。周波数
クロツク２７５はデータサンプリング周波数
33.49KHzで動作する。10進数１の２進等値に達
すると、加算器−アキユムレータ２７３内のアキ
ユムレータはその初期値にリセツトする。この最
終的な結果として、データ収集モードの期間中
に、加算器−アキユムレータ２７３により発生さ
れるリセツト信号は周波数33.49KHzの一連のサ
ンプルクロツク信号となる。

周波数決定モードの期間中に分析されたサンプ
ル楽音の第１高調波の位置は、第４図に関連して
上述した方法によつてカウントレジスタ２４１に
記憶される。カウントレジスタ２４１に記憶され
たナンバーは右２進シフト回路２７４によつて３
２で割算される。データ収集モードの期間中にモ
ード制御信号がその２進状態“１”になると、選
択ゲート２７１は右２進シフト回路２７４の出力
を転送し、周波数レジスタ２７２に記憶させる。
この方法により、データ収集モードの期間中に発
生したサンプルクロツク信号は、音響発生器２０
１からの信号出力の基本周波数の32倍にほゞ等し
い周波数を有する。

第７図に示すシステムに要する総分析時間は種
種の動作モードに必要な時間からなる。

周波数収集モード： T_FA＝1024×（１／33490）＝30.6ミリ秒 周波数決定モード： T_F＝1024×32×10^-1＝32.8ミリ秒 C₃の楽音に対する第２データ収集モード： T_S＝32×（１／130.81）＝245ミリ秒 計算モード： T_C＝32×16×10^-6＝0.51ミリ秒 総分析時間は T_T＝T_FA＋T_F＋T_S＋T_C＝0.308秒 である。

従つて、第８図に示すシステムに対する１組16
の高調波係数を得るのに要する時間の短縮は、第
２図に示すシステムに要する時間の約1/2である。
約0.5秒の時間的遅延は、楽器システムの楽音変
化に要する時間にとつて必ずしも常に難点になる
とは考えられないという点に注目すべきである。
例えば、パイプオルガンを組合わせたシステムの
楽音を変化させるピストン変化は、制御スイツチ
の作動後スイツチング動作を完了させるのに通常
約0.5秒を必要とする。

音響発生器２０１からの信号出力の周波数を発
見するための第７図に示したサブシステムの周波
数分解能はf_R＝33490／（1024×16）＝２Hzであ
る。入力周波数範囲における２つの最高音間の周
波数の差はC₅とB₄との間の差である。これは周
波数差29.4Hzである。周波数分解能は、周波数決
定モードで用いられる、サンプルメモリ２５７に
記憶されたデータサンプル数Ｎの大きさを増大さ
せることによつて高めることができる。データの
大きさＮを２倍にするとヘルツで測定した周波数
分解能は1/2になる。

本発明はまた、出力楽音波形がフーリエ形変換
器を実施することによつて発生する他の楽音発生
システムにも応用できる。発生した楽音は予め選
択した高調波係数によつて決定される。そのよう
な楽音発生システムは“コンピユータオルガン”
と題する米国特許第3809786号に説明されている。
この特許はこゝに参考のため述べてある。

第９図は、本発明と米国特許第3809786号に説
明してある楽音発生器との組合せを示す。“700”
代の数字で表示されているシステム論理ブロツク
は、本発明の第９図に用いた表示数字から700を
差引いた数字を有する、参照特許の第１図のシス
テム論理ブロツクに対応する。追加したサブシス
は、その動作を上述ししてあるシステム論理ブロ
ツク２２４，２２５および２０１を含む。

以下本発明の実施の態様を列記する。

１ 前記音響発生器はアコーステイツク信号を電
気信号に変換するための音響トランスジユーサ
を含む前記特許請求の範囲第１項による楽器。

２ 前記高調波係数計算手段は、 一連のタイミング手段を与えるためのクロツ
クと、 前記一連のタイミング信号に応答して、前記
楽音信号を信号音サンプルデータセツトを含む
一連の２進デジタル数字に変換する変換手段
と、 前記信号音サンプルデータセツトを記憶する
ためのサンプルメモリとを具える 前記特許請求の範囲第１項による楽器。

３ 前記変換手段は、 開始信号を発生させるための手段と、 前記一連のタイミング信号によつて増分さ
れ、所定の数Ｎをモジユロとしてカウントする
サンプルカウンタと、 前記開始信号に応答して、前記サンプルカウ
ンタを初期カウント状態にリセツトする初期設
定回路と、 前記サンプルカウンタがその初期状態に戻る
と計算信号を発生させるサンプルモジユロリセ
ツト回路とを含む 前記第２項による楽器。

４ 前記高調波係数計算手段は、 前記サンプルメモリに記憶された信号音サン
プルデータセツトに応答して、１組の正規化高
調波係数を計算する係数計算手段と、 前記１組の高調波係数値を前記１組の正規化
高調波係数から選択し前記第１アドレツシング
手段に与える絶対値計算手段とを更に含む 前記第３項による楽器。

５ 前記係数計算手段は、 前記一連のタイミング手段に応答し、前記所
定数Ｎをモジユロとしてカウントする語カウン
タと、 前記計算信号に応答し、前記語カウンタを初
期カウント状態にリセツトする語初期設定回路
と、 前記語カウンタがその初期状態に戻ると、語
リセツト信号を発生させる語モジユロリセツト
回路と、 前記語リセツト信号によつて増分され、前記
所定数Ｎの1/2を超えない最大整数値をモジユ
ロとしてカウントする高調波カウンタと、 前記計算信号に応答し、前記高調波カウンタ
を初期カウント状態にリセツトする高調波初期
設定回路と、 前記高調波カウンタがその初期状態に戻ると
終了信号を発生させる高調波モジユロリセツト
回路と、 前記語カウンタの状態の変化に応答して前記
高調波カウンタの内容を連続的に加算しその結
果生じる和を記憶するため、前記語リセツト信
号に応答して初期設定される加算器−アキユム
レータと、 三角関数の正弦関係値を記憶する第１正弦波
関数表と、 三角関数の余弦関数値を記憶する第２正弦波
関数表と、 前記加算器アキユムレータ手段に記憶された
前記結果として生じた和に応答して前記第１正
弦波関数表から三角関数正弦波値を読出し、前
記第２正弦波関数表から三角関数余弦波値を読
出すための正弦波関数表アドレツシング手段
と、 後から読出されるデータを記憶するための奇
数メモリ手段と、 後から読出されるデータを記憶するための偶
数メモリと、 前記サンプルメモリから信号音サンプルデー
タセツト値を読出すため前記一連のタイミング
信号に応答するサンプルメモリアドレツシング
手段と、 前記サンプルメモリから読出された前記信号
サンプルデータセツト値と前記第１正弦波関数
表から読出された前記三角関数正弦波値との乗
算積を発生させるための第１乗算器手段と、 前記第１乗算器手段が発生させた前記乗算積
を自ら乗算することによつて第１二乗値を発生
させる第１スクエアラ手段と、 前記語カウンタの内容に応答して前記第１二
乗値と前記奇数メモリ手段から読出されたデー
タ値とを連続的に代数的に加算して奇数合計値
をつくるための手段と、 前記語カウンタの内容に応答して前記奇数合
計値を前記奇数メモリ手段に記憶し、それによ
つて前記正規化高調波係数の奇数サブセツトを
つくる奇数アドレツシング手段と、 前記サンプルメモリから読出された前記信号
サンプルデータセツト値と前記第２正弦波関数
表から読出された前記三角関数余弦値との乗算
積を発生させるための第２乗算器手段と、 前記第２乗算器手段により発生された前記乗
算積を自ら乗算させることによつて第２二乗値
を発生させる第２スクエアラ手段と、 前記語カウンタの内容に応答し、前記第２二
乗値と前記偶数メモリ手段から読出されたデー
タ値とを連続的に代数的に合計するための第２
手段と、 前記語カウンタの内容に応答して前記偶数和
の値を前記偶数メモリ手段に記憶し、それによ
つて前記正規化高調波係数の偶数サブセツトを
つくる偶数アドレツシング手段とを含む 前記第４項による楽器。

６ 前記絶対値計算手段は、 前記一連のタイミング信号によつて増分さ
れ、前記所定数Ｎの1/2を超えない最大整数値
をモジユロとしてカウントするレジスタカウン
タと、 前記終了信号に応答し、前記レジスタカウン
タを初期カウント状態にリセツトするレジスタ
初期設定回路と、 前記レジスタカウンタの内容に応答し、それ
によつて前記奇数メモリ手段から奇数正規化高
調波係数を読出し、前記偶数メモリ手段から偶
数正規化高調波係数を読出すレジスタアドレツ
シング手段と、 前記の読出した奇数正規化高調波係数と前記
の読出した偶数正規化高調波係数とを合計する
ことによつて合計した正規化高調波係数をつく
るための加算器手段と、 後から読出すカウント状態を記憶するための
カウントレジスタと、 前記加算器手段によつてつくられた前記の合
計した正規化高調波係数が所定の閾値より大き
い最大値を有する場合には閾値信号を発生させ
る閾値比較手段と、 前記カウンタレジスタのカウント状態を前記
カウントレジスタに記憶するため前記閾値信号
に応答するカウント転送回路と、 前記一連のタイミング信号によつて増分さ
れ、カウント同等信号に応答して初期状態にリ
セツトされる選択カウンタと、 前記選択カウンタのカウント状態が前記カウ
ントレジスタに記憶されたカウント状態に等し
い場合には前記カウント同等信号を発生させる
カウント比較手段と、 前記カウント同等信号によつて増分され、前
記終了信号に応答して初期状態にリセツトされ
る高調波アドレスカウンタと、 入力データ値の平方根絶対値を評価するため
の平方根手段と、 前記の合計した正規化高調波係数を前記平方
根手段に転送するため前記カウント同等信号に
応答する係数選択ゲートとを含む 前記第５項による楽器。

７ 前記第１アドレツシング手段は、 前記平方根手段によつて評価した平方根絶対
値を、前記係数メモリ内の、前記高調波アドレ
スカウンタのカウント状態に対応するアドレス
に記憶するアドレツシング回路を含む前記第６
項による楽器。

８ 前記高調波計算手段は、 前記一連のタイミング信号に応答して、前記
信号楽音の１周期に対応する信号音サンプルデ
ータセツトを含む多数のN2進デジタル数を含
むセツトに前記信号楽音に変換する変換手段
と、 前記信号音サンプルデータセツトを記憶する
ためのサンプルメモリとを含む 前記第９項による楽器。

９ 前記変換手段は、 開始信号を発生させるための手段と、 前記一連のタイミング信号によつて増分さ
れ、前記数Ｎをモジユロとしてカウントするサ
ンプルカウンタと、 前記開始信号に応答し、前記サンプルカウン
タを初期カウント状態にリセツトする初期設定
回路と、 前記サンプルカウンタがその初期状態に戻る
と計算信号を発生させるサンプルモジユロリセ
ツト回路とを含む 前記第８項による楽器。

10 前記高調波係数計算手段は、 前記一連のタイミング信号に応答し、前記数
Ｎをモジユロとしてカウントする語カウンタ
と、 前記計算信号に応答し、前記語カウンタを初
期カウント状態にリセツトする語初期設定回路
と、 前記語カウンタがその初期状態に戻ると語リ
セツト信号を発生させる語モジユロリセツト回
路と、 前記語リセツト信号によつて増分され、前記
数Ｎの1/2を超えない最大整数値をモジユロと
してカウントする高調波カウンタと、 前記計算信号に応答し、前記高調波カウンタ
を初期カウント状態にリセツトする高調波初期
設定回路と、 前記高調波回路がその初期状態に戻ると終了
信号を発生させる高調波モジユロリセツト回路
と、 前記語カウンタの状態の変化に応答して前記
高調波カウンタの内容を連続的に自ら加算して
その結果生じる合計を記憶するため、前記語リ
セツト信号に応答して初期設定する加算器−ア
キユムレータと、 三角関数の正弦波関数値を記録する第１正弦
波関数表と、 三角関数の余弦波関数値を記憶する第２正弦
波関数表と、 前記第１正弦波関数表から三角関数正弦波値
を読出し、前記第２正弦波関数表から三角関数
余弦波値を読出すため、前記加算器−アキユム
レータ手段に記憶された前記結果的に生じた和
に応答する正弦波関数表アドレツシング手段
と、 前記サンプルメモリから信号音サンプルデー
タセツト値を読出すため、前記一連のタイミン
グ信号に応答するサンプルメモリアドレツシン
グ手段と、 前記サンプルメモリから読出された前記信号
音サンプルデータセツト値と前記正弦波関数表
から読出された前記三角関数正弦値との乗算積
を発生させるための第１乗算器手段と、 前記第１乗算器手段が発生させた乗算積を自
ら乗算することによつて第１二乗値を発生させ
る第１スクエアラ手段と、 前記サンプルメモリから読出された前記信号
音サンプルデータセツト値と前記第２正弦波関
数表から読出された前記三角関数余弦値との乗
算積を発生させる第２乗算器手段と、 前記第２乗算器手段が発生させた前記乗算積
を自ら乗算することによつて第２二乗値を発生
させる第２スクエアラ手属と、 前記第１二乗値と前記第２二乗値とを加算し
て合計値をつくるための加算器手段と、 前記合計値の平方根に対応する高調波係数を
発生させるための平方根手坪とを含む 前記第１０項による楽器。

11 前記第１アドレツシング手段は、 前記平方根手段により発生された前記高調波
係数を前記係数メモリ内の、前記高調波カウン
タのカウント状態に対応するアドレスに記憶す
るアドレツシング回路を含む前記第１１項によ
る楽器。

12 前記計算手段は、 一連のタイミング信号を発生させるための可
変周波数クロツク手段と、 前記周波数決定モードの間動作し、前記信号
楽音のピツチに対応する周波数ナンバーを発生
させる周波数決定手段と、 前記可変周波数クロツクを前記高調波データ
計算モード期間中に前記周波数ナンバーのＮ倍
の周波数に対応する周波数で動作させ、それに
よつて前記可変周波数クロツクを前記周波数決
定モード期間中に所定の周波数Ｍで動作させる
周波数セツテイング手段と、 前記一連のタイミング信号に応答し、信号音
サンプルデータセツトを含む一連の２進デジタ
ル数に前記楽器を変換する変換手段と、 前記信号音サンプルデータセツトを記憶する
ためのサンプルメモリとを含む 前記第１３項による楽器。

13 前記変換手段は、 開始信号を発生させるための手段と、 前記開始信号に応答して２進論理状態“０”
を有し検出信号に応答して状態“１”を有する
モード制御信号を発生させるための手段と、 前記モード制御信号に応答し、モード制御信
号が“０”状態にあれば前記周波数決定モード
で動作し、モード制御信号が“１”状態にあれ
ば前記高調波データ計算モードで動作するモー
ド制御手段と、 前記一連のタイミング信号によつて増分さ
れ、前記周波数決定モード期間中には所定数Ｐ
をモジユロとしてカウントし、前記高調波デー
タ計算期間中には前記数Ｎをモジユロとしてカ
ウントするサンプルカウンタと、 前記開始信号又は前記検出信号に応答し、そ
れにより前記サンプルカウンタを初期カウント
状態にリセツトする初期設定回路と、 前記サンプルカウンタがその初期状態に戻る
と計算信号を発生させるサンプルモジユロリセ
ツト回路とを含む 前記記第１４項による楽器。

14 前記計算手段は、 前記一連のタイミング信号によつて増分さ
れ、前記周波数決定モードの期間中には前記数
Ｐをモジユロとしてカウントし、前記高調波デ
ータ計算モード期間中には前記数Ｎをモジユロ
としてカウントする語カウンタと、 前記計算信号に応答し、前記語カウンタを初
期カウント状態にリセツトする語初期設定回路
と、 前記語カウンタがその初期カウント状態に戻
ると語リセツト信号を発生させる語モジユロリ
セツト回路と、 前記語リセツト信号によつて増分され、前記
周波数決定モード期間中は１をモジユロとして
カウントし、前記高調波データ計算モード期間
中は前記数Ｎの1/2を超えない最大整数値をモ
ジユロとしてカウントする高調波カウンタと、 前記計算信号に応答し、前記高調波カウンタ
を初期カウント状態にリセツトする高調波初期
設定回路と、 前記高調波カウンタがその初期状態に戻ると
終了信号を発生させる高調波モジユロリセツト
回路と、 前記語カウンタのカウント状態に応答して前
記高調波カウンタの内容を自ら連続的に加算し
記憶し、前記語リセツト信号に応答して初期設
定される加算器−アキユムレータと、 三角関数の正弦関数値を記憶する第１正弦波
関数表と、 三角関数の余弦関数値を記憶する第２正弦波
関数表と、 前記一連のタイミング信号に応答し、前記サ
ンプルメモリから信号音サンプルデータセツト
値を読出すためのサンプルメモリアドレツシン
グ手段と、 前記加算器−アキユムレータ手段に記憶され
た内容に応答して前記第１正弦波関数表から三
角関数正弦値を読出し、前記第２正弦波関数表
から三角関数余弦値を読出すための正弦関数表
アドレツシング手段と、 前記信号サンプルデータセツト値と前記第１
正弦波関数表から読出した前記三角関数正弦値
との乗算積を発生させるための第１乗算器手段
と、 前記第１乗算器手段が発生させた前記乗算積
を自ら乗算して第１二乗値を発生させる第１ス
クエアラ手段と、 前記信号サンプルデータ値と前記第２正弦波
関数表から読出した前記三角関数余弦値との乗
算積を発生させるための第２乗算器手段と、 前記第２乗算器手段が発生させた前記乗算器
を自ら乗算することによつて第２二乗値を発生
させる第２スクエアラ手段と、 高調波係数計算手段と、 前記周波数決定モード期間中に前記第１二乗
値と前記第２二乗値を前記周波数決定手段に転
送し、前記高調波データ計算モード期間中にそ
のような第１二乗値と前記第２二乗値を前記高
調波係数計算に転送するデータ選択手段とを更
に含む 前記第１５項による楽器。

15 前記周波数決定手段は、 後から読出すデータを記憶するための奇数メ
モリ手段と、 後から読出すデータを記憶するための偶数メ
モリ手段と、 前記語カウンタの内容に応答し、前記データ
選択手段によつて転送された前記第１二乗値を
前記奇数メモリ手段に記憶させる奇数アドレツ
シング手段と、 前記語カウンタの内容に応答し、前記データ
選択手段によつて転送された前記第２二乗値を
前記偶数メモリ手段に記憶させる偶数アドレツ
シング手段と、 前記信号楽音の基本周波数に対応する第１お
よび第２二乗値を含む前記奇数メモリ手段およ
び前記偶数メモリ手段の共通アドレス位置を決
定するための最大振幅手段とを含む 前記第１６項による楽器。

16 前記最大振幅手段は、 前記一連のタイミング手段によつて増分され
るレジスタカウンタと、 前記奇数メモリ手段からデータ値を読出し前
記偶数メモリ手段からデータ値を読出すため前
記レジスタカウンタの内容に応答するレジスタ
アドレツシング手段と、 前記奇数メモリ手段から読出されたデータ値
と前記偶数メモリ手段から読出されたデータ値
とを合計して合計値をつくるための加算器と、 前記合計値が予め選択された閾値より大きい
最大値を有する場合には前記検出信号を発生さ
せる最大値検出手段と、 前記レジスタカウンタの内容を前記数Ｎで除
算しそれによつて前記周波数ナンバーを発生さ
せるため、前記検出信号に応答する除算器手段
とを含む 前記第１７項による楽器。

17 前記高調波係数手段は、 前記データ選択手段によつて転送された前記
第１二乗値と前記データ選択手段によつて転送
された前記第２二乗値とを合計して二乗合計値
をつくるための第２加算器と、 前記二乗合計値の平方根絶対値に対応する高
調波係数を発生させるための平方根手段とを含
む 前記第１６項による楽器。

18 前記第１アドレツシング手段は、 前記平方根手段が発生させた前記高調波係数
を前記係数メモリ内において前記高調波カウン
タのカウント状態に対応するアドレスに記憶さ
せるアドレツシング回路を含む 前記第１９項による回路。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の１実施例の概略図である。
第２図は、第１図の高調波係数発生器の概略図で
ある。第３図は、代表的な楽音波形に対応するス
ペクトルグラフである。第４図は、第２図の絶対
値計算回路の概略図である。第５図は、第４図に
示した閾値回路の概略図である。第６図は、本発
明の別の実施例の概略図である。第７図は、本発
明の更に別の実施例の概略図である。第８図は、
第７図の周波数発生器の概略図である。第９図
は、コンピユータオルガンシステムと組合わせた
本発明の１実施例の概略図である。 第１図において、１１は音響システム、１２は
鍵盤スイツチ、１４は音調検出・割当装置、１６
は実行制御回路、２６は高調波係数メモリ、１０
１は主データセツト発生器、１０２は楽音発生
器、２０１は音響発生器、２２４は音響係数メモ
リ、２２５は高調波係数発生器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 楽音波形を規定する点の複数の振幅に対応す
   る複数のデータ語を計算し順次Ｄ−Ａ変換器へ転
   送し楽音波形に変換する多数の楽音発生器を有す
   る鍵盤楽器において、 １組の高調波係数を記憶する音響係数メモリ
   と、 入力楽音の楽音信号を発生させる音響発生器
   と、 該音響発生器からの楽音信号から１組の高調波
   係数をつくり出す高調波係数発生器と、 該高調波係数発生器でつくられた１組の高調波
   係数を前記音響係数メモリに記憶させるアドレツ
   シング手段と、 前記音響係数メモリに記憶された１組の高調波
   係数に応答して、楽音波形を規定する点の振幅に
   対応する複数のデータ語を計算する計算手段と からなり、入力音を模倣した楽音を発生する装
   置。 ２ 楽音波形を規定する点の複数の振幅に対応す
   る複数のデータ語を計算し順次Ｄ−Ａ変換器へ転
   送し楽音波形に変換する多数の楽音発生器を有す
   る鍵盤楽器において、 １組の高調波係数を記憶する音響係数メモリ
   と、 入力楽音の楽音信号を発生させる音響発生器
   と、 一連のタイミング信号を発生させるための可変
   周波数クロツク発生手段と、 前記音響発生器からの楽音信号に応答して前記
   可変周波数クロツク発生手段のタイミング信号を
   前記音響発生器からの楽音信号のピツチに対応す
   る周波数で動作させる同調手段と、 前記一連のタイミング信号に応答し前記音響発
   生器からの楽音信号から１組の高調波係数をつく
   る高調波係数発生器と、 該高調波係数発生器でつくられた１組の高調波
   係数を前記音響係数メモリに記憶させるアドレツ
   シング手段と、 前記音響係数メモリに記憶された１組の高調波
   係数に応答して、楽音波形を規定する点の振幅に
   対応する複数のデータ語を計算する計算手段と からなり、入力音を模倣した楽音を発生する装
   置。 ３ 楽音波形を規定する点の複数の振幅に対応す
   る複数のデータ語を計算し順次Ｄ−Ａ変換器へ転
   送し楽音波形に変換する多数の楽音発生器を有す
   る鍵盤楽器において、 １組の高調波係数を記憶する音響係数メモリ
   と、 入力楽音の楽音信号を発生させる音響発生器
   と、 前記入力楽音の楽音信号の基本周波数が決定さ
   れる間は周波数決定モードで動作し、前記入力楽
   音の楽音信号の１組の高調波係数がつくり出され
   る間は高調波係数計算モードで動作する第１計算
   手段と、 前記高調波係数計算モード期間中に計算される
   １組の高調波係数を前記音響係数メモリに記憶さ
   せるアドレツシング手段と、 前記音響係数メモリに記憶された１組の高調波
   係数に応答して、楽音波形を規定する点の振幅に
   対応する複数のデータ語を計算する第２計算手段
   と からなり、入力音を模倣した楽音を発生する装
   置。