JPH03101798A

JPH03101798A - 楽音信号発生装置

Info

Publication number: JPH03101798A
Application number: JP1239667A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Nishimoto; 西元　哲夫
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 1989-09-14
Filing date: 1989-09-14
Publication date: 1991-04-26

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、電子楽器等の音源に用いて好適な楽音信号
発生装置に関する。

「従来の技術」従来、電子楽器によって自然楽器に似た楽音を発生する
簡単な方広として、所定波形、所定周明の基本楽音信号
を繰り返し出力する基本楽音信号発生器と、演奏情報に
基づいてエンベローブ信号を出力するエンベローブ発生
器とを用い、両者の出力信号を乗算することによって楽
音を得る方沃があった。

ところで、上記方法によって得られた楽音は充分な自然
楽器感がなく、これを解決するために種々の技術が開発
された。その一例として、エンベロープ信号にランダム
ノイズによる揺らぎを加え、これによって楽音の自然楽
器感を向上させる方法があった（特公昭６３−５６５５
８）。これら従来の方法において共通していることは、
楽音の周波数成分が複数の線スペクトルから構或され、
結果的に、その線スペクトルを制御することによって、
楽音を自然音に近付けることであった。

「発明が解決しようとする課題」しかし、上述の方法によれば、ある程度自然音に近い楽
音が得られるものの、自然音と比較すると顕著な差異が
あり、合戊音のレベルヲ脱するものではなかった。この
理由は、上述の方法が線スペクトルの制御に拘泥し、線
間スペクトル（雑音）の制御に関してはなんら配慮して
いなかったからである。

これに対して、本発明者の観察によれば、一見無用の雑
音に見える線間スペクトルが、楽音に自然さを付与する
ための重要な要素であることが判明した。例えばピアノ
においては、打弦によって弦が振動し、その振動によっ
て響板が共鳴することによって発音するのであるが、実
際は匡体等も振動し、雑音が発生する。また、フルート
等においては、演奏者の微妙な息使いによって雑音が発
生する。これらの雑音は、楽音の線スペクトルの近傍に
ランダムに発生するものであり、いうまでもなく、エン
ベロープ波形における揺らぎとは別異なものである。そ
して、これらの雑音を的確に再現しなければ楽音が不自
然になる。

本発明は上述した事情に一鑑みてなされたものであり、
自然楽器にきわめて近い楽音を発生することができる楽
音信号発生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特許請求の範囲第１項記載の発
明にあっては、単数あるいは複数の線スペクトル戊分を
有する基本楽音信号を人力信号とし前記各線スペクトル
成分近傍に帯域制限されたノイズ信号を前記基本楽音信
号に付与するノイズ成分付加手段を具備することを特徴
としている。

また、特許請求の範囲第２項記載の発明にあっては、特
許請求の範囲第１項記載の楽音信号発生装置において、
前記ノイズ信号の周波数スペクトルが前記基本楽音信号
に対応して自動的に変化するように前記ノイズ成分付加
手段を制御する制御手段を具備することを特徴としてい
る。

「作用」特許請求の範囲第１項記載の発明にあっては、ノイズ成
分付加手段が基本楽音信号にノイズ信号を付与する。こ
のノイズ信号は基本楽音信号の線スペクトル成分近傍に
帯域制限されるから、このノイズ信号によって基本楽音
信号のスペクトルに不規則性が付与される。そして、基
本楽音信号のレベルと、ノイズ信号のレベルおよび帯域
幅とを適切に設定することにより、ノイズ成分付加手段
から出力される楽音信号が自然楽器の楽音信号にきわめ
て近いものとなる。

また、特許請求の範囲第２項記載の発明にあっては、ノ
イズ信号の周波数スペクトルを基本楽音信号に対応させ
て自動的に変化させることにより、ノイズ戊分付加手段
から出力される楽音信号が自然楽器の楽音信号にさらに
近いものとなる。

「実施例」次に本発明の実施例を図面を参照し説明する。

第ｌ図は本発明の第１の実施例の電気的構戊を示すブロ
ック図である。

図においてｌは演奏情報発生装置であり、演奏情報をエ
ンベローブ発生器２に供給する。この演奏情報発生装置
ｌは、例えば電子ピアノのように鍵盤、ペダル等から演
奏情報が直接入力されるものでもよく、また、例えば演
奏情報を記録したフロノピーディスクの内容を読出すフ
ロッピーディスクドライブ装置でもよい。エンベロープ
発生蒸２は、供給された演奏情報に基づいてエンベロー
プ信号Ｓ１を発生し、これを加算器６に出力する。

ホワイトノイズ発生器３は、第２図（イ）に示すような
平坦な周波数スペクトルを有するホワイトノイズＳ６を
発生し、これをＬＰＦ　（低域通過フィルタ）４に供給
する。ＬＰＦ４は、第２図（口）の特性Ａに示すような
通過特性を有しており、これにより、供給されたホワイ
トノイズから高周波戊分を除去し出力する。乗算器５は
ＬＰＦ４の出力信号と、所定レベルの直流信号■１とを
乗算し、これをノイズ信号Ｓｔとして加算器６に出力す
る。これにより、ノイズ信号Ｓ，の周波数スペクトルは
、ＬＰＦ４の通過特性に従って、同図（ハ）の特性Ａ゜
に示すようになる。また、直流信号■，のレベルを適宜
設定することにより、ノイズ信号Ｓ，のレベルを調整す
ることができる。

加算器６はエンベローブ信号Ｓ１とノイズ信号Ｓ，とを
加算し、加算信号Ｓ３を乗算器９に供給する。７は楽音
パラメータ情報発生装置であり、ピアノ、ハープシコー
ド、フルート等、種々の楽音の再生のための楽音パラメ
ータを記憶しており、そのうちの１種類を基本楽音信号
発生器８に供給する。基本楽音信号発生器８は、供給さ
れた楽音パラメータに基づいた波形および周期の基本楽
音信号Ｓ４を乗算器９に供給する。この基本楽音信号Ｓ
４の周波数スペクトルは、第２図（二）に示すように、
複数の線スペクトル戊分Ｗ　，、Ｗ　，、Ｗ　，から構
成されている。

乗算器９は基本楽音信号Ｓ４と、加算信号Ｓ，とを乗算
することにより楽音信号Ｓ５を出力する。

この楽音信号Ｓ，のノイズ戊分の周波数スペクトルは、
第２図（ホ）の特性Ａ”に示すようになる。

すなわち、同図（二）における各線スペクトル成分Ｗ，
，Ｗ，、Ｗ，の周囲においてノイズ戊分が付加されてお
り、これらノイズ成分の周波数スペクトルは、同図（ハ
）におけるノイズ信号Ｓ，のスペクトルの特性Δ′　と
同様である。

ここで、基本楽音信号Ｓ４のフーリエ変換をＷ、ホワイ
トノイズのフーリエ変換をＮ，ＬＰＦ４およびボリュー
ム５の通過特性をＦとし、楽音信号Ｓ，の波形のフーリ
エ変換Ｐを数式で表現すると、Ｐ＝Ｗ−Ｎ−Ｆ　　　　
　　　　・・・・・・（１）となる。

上記構戊によれば、ＬＰＦ４のカットオフ周波数を調整
し、その通過特性を第２図（ロ）の特性Ｂのように設定
すると、ノイズ信号Ｓｔのスペクトルは同図（ハ）の特
性Ｂ゜に示すようになり、楽音信号Ｓ，におけるノイズ
戊分のスペクトルは、同図（ホ）における特性Ｂ”に示
すようになる。

同様に、直流信号Ｖ，のレベルを下げ、第２図（ハ）の
特性Ｃ゜　に示すようにノイズ信号Ｓ，のレベルを設定
すると、楽音信号Ｓ，におけるノイズ成分のスペクトル
は、同図（ホ）における特性Ｃ”に示すようになる。

このように、本実施例においては、ＬＰＦ４の調整によ
ってノイズ戎分のバンド幅を設定できるとともに、直流
信号Ｖ，の謂整によってノイズ威分のレベルを設定する
ことができる。

なお、上記構戊は、例えば第３図に示すように、種々の
変更が可能であることはいうまでもない。

第３図においては、第１図における加算器６および乗算
器９の代わりに乗算器１ｌ、１２および加算器１３が使
用されているが、その動作は第１図と同様である。

次に本発明の第２の実施例について説明する。

第４図は本発明の第２の実施例の構成を示すブロノク図
である。なお、図において第１図および第３図の各部に
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。

図において演奏情報発生装置ｌの出力情報は基本楽音信
号発生器８に供給され、演奏情報に従って、基本楽音信
号Ｓ４が微調整される。また、楽音パラメータ情報発生
装置７の出力情報は工冫ベローブ発生器２に供給され、
楽音パラメータ情報に従って、エンベローブ信号が微調
整される。第５図（イ）は乗算器９から出力された楽音
信号Ｓ，の周波数スペクトル図であり、第２図（ホ）と
同様に、線スペクトル成分Ｗ　１　，　Ｗ　２　，　Ｗ
　３と、これらに付加されたノイズ成分Ｄとを有してい
る。

ところで、線スペクトル成分は楽音パラメータ情報、音
階、あるいは演奏情報等によって様々に変化するもので
あるから、これらに一律のノイズ成分を付加するとかえ
って楽音の自然さを損なうことがある。例えば第５図（
ロ）の周波数スペクトル図においては、線スペクトル成
分ｗ４〜ｗ９のピッチが比較的狭くなっている。これら
の線スペクトル成分に対して同図（イ）の特性Ｄと同様
にノイズ成分を付加すると、線スペクトル周辺のノイズ
戊分のエネルギーが、特性Ｅに示すように大きくなる。

すなわち、ノイズ成分が目立ち過ぎることにより、楽音
の自然さが損なわれることがある。

上記事情に鑑み、本実施例においては制御回路１０が設
けられている。すなわち、演奏情報および楽音パラメー
タ情報が制御回路１０に供給されると、制御回路１０は
、これらの情報に基づき、ホワイトノイズ発生器３のＯ
Ｎ／ＯＦＦ制御、ＬＰＦ４のカットオフ周波数制御およ
び直流信号Ｖ１のレベル制御を行う。例えば第５図（口
）に示すように線スペクトルのピッチが狭い状態におい
ては、ＬＰＦ４のカットオフ周波数を下げることにより
、ノイズ成分の周波数スペクトルを特性Ｆに示すように
設定することができる。これにより、ノイズ戊分のエネ
ルギーが小さくすることかできる。

なお、ノイズ成分のエネルギーを下げる方法はＬＰＦ４
のカットオフ周波数を下げることに限られるものではな
く、直流信号Ｖ，のレベルを下げることによってノイズ
成分のエネルギーを下げてもよく、場合によってはホワ
イトノイズ発生器３をオフすることにより、完全にノイ
ズ成分を除去してもよいことは勿論である。また、ＬＰ
Ｆ４のカノトオフ周波数または直流信号■１のレベルは
、ランダムに時変動させてもよく、演奏情報に含まれる
押鍵あるいは離鍵のタイミングに合わせて変動させても
よい。

このように本実施例によれば、演奏情報および楽音パラ
メータに従って自動的にノイズ成分を調節することがで
きるから、より自然楽器に近い楽音を得ることができる
。

「発明の効果」以上説明した通り、本発明によれば、自然楽器にきわめ
て近い楽音を発生することができる楽音信号発生装置を
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例のブロック図、第２図（
イ）、（ハ）、（二）、（ホ）は第ｌ図における各信号
の周波数スペクトル図、同図（口）は低域通過フィルタ
４の通過特性図、第３図は第１の実施例の変形例のブロ
ック図、第４図は本発明の第２の実施例のブロック図、
第５図は前記実施例における楽音信号Ｓ，の周波数スペ
クトル図である。３・・・・ホワイトノイズ発生器（ノイズ戊分付加手段
）、４・・・・・・低域通過フィルタ（ノイズ成分付加
手段）、５．９・・・・・乗算器（ノイズ戊分付加手段
）、６・・一・・・加算器（ノイズ成分付加手段）、１
０・・・・・・制御回路（制御手段）。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）単数あるいは複数の線スペクトル成分を有する基
本楽音信号を入力信号とし前記各線スペクトル成分近傍
に帯域制限されたノイズ信号を前記基本楽音信号に付与
するノイズ成分付加手段を具備することを特徴とする楽
音信号発生装置。
（２）前記ノイズ信号の周波数スペクトルが前記基本楽
音信号に対応して自動的に変化するように前記ノイズ成
分付加手段を制御する制御手段を具備することを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の楽音信号発生装置。