JPH0452698A - 楽音合成装置 - Google Patents
楽音合成装置Info
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- JPH0452698A JPH0452698A JP2161864A JP16186490A JPH0452698A JP H0452698 A JPH0452698 A JP H0452698A JP 2161864 A JP2161864 A JP 2161864A JP 16186490 A JP16186490 A JP 16186490A JP H0452698 A JPH0452698 A JP H0452698A
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- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10H—ELECTROPHONIC MUSICAL INSTRUMENTS; INSTRUMENTS IN WHICH THE TONES ARE GENERATED BY ELECTROMECHANICAL MEANS OR ELECTRONIC GENERATORS, OR IN WHICH THE TONES ARE SYNTHESISED FROM A DATA STORE
- G10H5/00—Instruments in which the tones are generated by means of electronic generators
- G10H5/007—Real-time simulation of G10B, G10C, G10D-type instruments using recursive or non-linear techniques, e.g. waveguide networks, recursive algorithms
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10H—ELECTROPHONIC MUSICAL INSTRUMENTS; INSTRUMENTS IN WHICH THE TONES ARE GENERATED BY ELECTROMECHANICAL MEANS OR ELECTRONIC GENERATORS, OR IN WHICH THE TONES ARE SYNTHESISED FROM A DATA STORE
- G10H2250/00—Aspects of algorithms or signal processing methods without intrinsic musical character, yet specifically adapted for or used in electrophonic musical processing
- G10H2250/315—Sound category-dependent sound synthesis processes [Gensound] for musical use; Sound category-specific synthesis-controlling parameters or control means therefor
- G10H2250/441—Gensound string, i.e. generating the sound of a string instrument, controlling specific features of said sound
- G10H2250/451—Plucked or struck string instrument sound synthesis, controlling specific features of said sound
-
- G—PHYSICS
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- G10H—ELECTROPHONIC MUSICAL INSTRUMENTS; INSTRUMENTS IN WHICH THE TONES ARE GENERATED BY ELECTROMECHANICAL MEANS OR ELECTRONIC GENERATORS, OR IN WHICH THE TONES ARE SYNTHESISED FROM A DATA STORE
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- G10H2250/471—General musical sound synthesis principles, i.e. sound category-independent synthesis methods
- G10H2250/511—Physical modelling or real-time simulation of the acoustomechanical behaviour of acoustic musical instruments using, e.g. waveguides or looped delay lines
- G10H2250/515—Excitation circuits or excitation algorithms therefor
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- G10H2250/521—Closed loop models therefor, e.g. with filter and delay line
Landscapes
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- Electrophonic Musical Instruments (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
「産業上の利用分野」
この発明はピアノ音等の打弦楽器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レートしたモデルを
動作させ、自然楽器音を合成する楽音合成装置が知られ
ている。打弦楽器あるいは撥弦楽器の楽音合成装置とし
ては、弦における振動の伝播遅延をシミュレートした遅
延回路および弦に才。 ける音響損失をシミュレートしたフィルタを含んだルー
プ回路と、撥弦あるいは打弦の際の励起振動に相当する
励振信号を発生してループ回路に入力する励振回路とか
らなる構成のものが知られている。なお、この種の楽音
合成装置は、例えば特開昭６３−４０１９９号公報ある
いは特公昭５８−５８６７９号公報に開示されている。 「発明が解決しようとする課題」 さて、自然楽器の中には制振機構（発音停止機構）を備
えた楽器がある。例えば、ピアノはダンパを有しており
、離鍵時、ダンパが弦に押し当てられることにより、発
音中の音が急速減衰される。 また、例えばギター等、制振機構を備えていない楽器に
おいてら、所望の演奏効果を得るため、現在発生中の音
を停止する、あるいは急激に弱めろといった操作が必要
になることかある。この場合、発音中の弦を掌て触れる
ことにより、ミュートか行われる。しかしながら、上述
したループ回路を用いた楽音合成装置にあっては、制振
機構あるいは人間の身体によって発音を停止する場合の
発、゛°１停市メカニズムに対する考慮がなされておら
ず、発音の停止は、例えばループ回路の閉ループ利得を
急激に小さくするといった処理によ−て実現されていた
。このため、実際の自然楽器の演奏時に発音が停ｄ・、
する場合と比較すると、音の消え入り方が異なったもの
となってしまい、演奏が不自然なものになってしまうと
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ものであり、
自然楽器演奏の際の発音停止メカニズムが忠実にシミュ
レートされ、自然感に富んだ演奏を可能にする楽音合成
装置を提供することを目的とする。 「課題を解決するための手段」 第１の光明け、個有の共振特性を有する発音体と前記発
音体に励起振動を与える発音操作子とからなる自然楽器
の楽音を合成する楽音合成装置において、 少なくとも遅延素子を含んだループ手段と、前記発音操
作子の操作に対応した励振信号を発生し、１１１１記ル
一プ手段に入力する励振手段と、前記ループ手段から取
り出される信号に対し、＋ｉｉｒ記発音体の振動を急激
減衰せしめる制振部材に対応しｆコ所定の演算を施し、
咳演算結果を前記ループ手段に帰還する制振手段と を具備することを特徴としている。 第２の発明は、個白゛の共振特性を何する発音体と＋ｉ
ｉｉ記発音体に励起振動を与える発音操作子とからなる
自然楽器の楽音を合成する楽音合成装置Ｃにおいて、 少なくとも遅延素子を含んだループ手段と、発音開始時
においては、前記発音操作子の操作に対応した発音制御
パラメータおよび該発音操作子の物理的特性に対応した
発音用演算係数を発生し、発音停止時において：よ、前
記発音体の振動を急速減衰けしめろ制振部材の押圧力に
対応した制振制御パラメータおよび該制振部材の物理的
特性に対応した制振用演算係数を発生するパラメータ発
生手段と、 発音開始時においては、前記ループ手段から取り出され
る信号に対し、萌記発、゛°？制御ペラメータおよび前
記発音用１１１算係数を用いノニルｉｓｐを施して該演
算結果を前記ループＬ段に入力し、発１′η停市時にお
いては、前記ループ手段から取り出される信号に対し、
前記制振制御パラメータよ、よび１ｉｉｊ記制振用演算
係数を用いた演算を施して該演算結果を前記ループ手段
に入力する発音制御ト段とを具備することを特徴として
いる。 「作用」 上記第１乃至第２の発明によれば、発音開始時には発音
操作子によって発音体に与えられろ励起振動に相当する
励振信号が演算され、ループ手段に入力される。そして
、発音停止時には制振部材によってもたらされる発音体
の振動を抑制する抑制力に相当する信号が演算され、ル
ープ手段に入力され、ループ手段を循環オろ信号の９速
減衰かなされる。 「実施例」 以下、図面を参照し、この発明の詳細な説明する。
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レートしたモデルを
動作させ、自然楽器音を合成する楽音合成装置が知られ
ている。打弦楽器あるいは撥弦楽器の楽音合成装置とし
ては、弦における振動の伝播遅延をシミュレートした遅
延回路および弦に才。 ける音響損失をシミュレートしたフィルタを含んだルー
プ回路と、撥弦あるいは打弦の際の励起振動に相当する
励振信号を発生してループ回路に入力する励振回路とか
らなる構成のものが知られている。なお、この種の楽音
合成装置は、例えば特開昭６３−４０１９９号公報ある
いは特公昭５８−５８６７９号公報に開示されている。 「発明が解決しようとする課題」 さて、自然楽器の中には制振機構（発音停止機構）を備
えた楽器がある。例えば、ピアノはダンパを有しており
、離鍵時、ダンパが弦に押し当てられることにより、発
音中の音が急速減衰される。 また、例えばギター等、制振機構を備えていない楽器に
おいてら、所望の演奏効果を得るため、現在発生中の音
を停止する、あるいは急激に弱めろといった操作が必要
になることかある。この場合、発音中の弦を掌て触れる
ことにより、ミュートか行われる。しかしながら、上述
したループ回路を用いた楽音合成装置にあっては、制振
機構あるいは人間の身体によって発音を停止する場合の
発、゛°１停市メカニズムに対する考慮がなされておら
ず、発音の停止は、例えばループ回路の閉ループ利得を
急激に小さくするといった処理によ−て実現されていた
。このため、実際の自然楽器の演奏時に発音が停ｄ・、
する場合と比較すると、音の消え入り方が異なったもの
となってしまい、演奏が不自然なものになってしまうと
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ものであり、
自然楽器演奏の際の発音停止メカニズムが忠実にシミュ
レートされ、自然感に富んだ演奏を可能にする楽音合成
装置を提供することを目的とする。 「課題を解決するための手段」 第１の光明け、個有の共振特性を有する発音体と前記発
音体に励起振動を与える発音操作子とからなる自然楽器
の楽音を合成する楽音合成装置において、 少なくとも遅延素子を含んだループ手段と、前記発音操
作子の操作に対応した励振信号を発生し、１１１１記ル
一プ手段に入力する励振手段と、前記ループ手段から取
り出される信号に対し、＋ｉｉｒ記発音体の振動を急激
減衰せしめる制振部材に対応しｆコ所定の演算を施し、
咳演算結果を前記ループ手段に帰還する制振手段と を具備することを特徴としている。 第２の発明は、個白゛の共振特性を何する発音体と＋ｉ
ｉｉ記発音体に励起振動を与える発音操作子とからなる
自然楽器の楽音を合成する楽音合成装置Ｃにおいて、 少なくとも遅延素子を含んだループ手段と、発音開始時
においては、前記発音操作子の操作に対応した発音制御
パラメータおよび該発音操作子の物理的特性に対応した
発音用演算係数を発生し、発音停止時において：よ、前
記発音体の振動を急速減衰けしめろ制振部材の押圧力に
対応した制振制御パラメータおよび該制振部材の物理的
特性に対応した制振用演算係数を発生するパラメータ発
生手段と、 発音開始時においては、前記ループ手段から取り出され
る信号に対し、萌記発、゛°？制御ペラメータおよび前
記発音用１１１算係数を用いノニルｉｓｐを施して該演
算結果を前記ループＬ段に入力し、発１′η停市時にお
いては、前記ループ手段から取り出される信号に対し、
前記制振制御パラメータよ、よび１ｉｉｊ記制振用演算
係数を用いた演算を施して該演算結果を前記ループ手段
に入力する発音制御ト段とを具備することを特徴として
いる。 「作用」 上記第１乃至第２の発明によれば、発音開始時には発音
操作子によって発音体に与えられろ励起振動に相当する
励振信号が演算され、ループ手段に入力される。そして
、発音停止時には制振部材によってもたらされる発音体
の振動を抑制する抑制力に相当する信号が演算され、ル
ープ手段に入力され、ループ手段を循環オろ信号の９速
減衰かなされる。 「実施例」 以下、図面を参照し、この発明の詳細な説明する。
【第１実施例】
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。この楽音合成装置には、図
示しない電子楽器用鍵盤か接続されている。そして、鍵
盤において押＃ｌ操作がなされた場合には、その鍵に対
応したキーコード情報ＫＣ，押鍵強度に対応したイニシ
ャルタッチ情報ＩＴおよび押淀中であることを示すキー
オン信号ＫＯＮがパラメータ制御部＋００に与えられる
。 この結果、発音動作、すなわら、第２図に示すように、
ハンマＨＭによって弦ＳＰが打撃される場合の動作をシ
ミュレーションするための各種パラメータがパラメータ
制御部＋００によって発生される。また、離鍵操作がな
された場合にはキーオフ信号ＫＯＦＦかパラメータ制御
部１００に与えられる。この結果、発音停止動作、すな
わち、図示しないダンパによって弦ＳＰの振動が抑制さ
れる場合の動作をシミュレーションするのに必要な各種
パラメータかパラメータ制御部１００によって発生され
る。第３図（ａ）〜（ｅ）（よ、これらの各種パラメー
タの発生タイミングを示したタイムチャートである。 ループ回路ＩＯは、弦にお１トる振動の往復伝播をシミ
ュレートするために設けられたしのであり、遅延回路１
１、加算器１２、フィルタ１３、位相反転回路Ｉ４、遅
延回路１５、加算器Ｉ６および位相反転回路１７が閉ル
ープ状に接続されてなる。 ここで、遅延回路１１および１５は、弦におけろ振動の
伝播遅延をシミュレートした遅延時間１−ＩＪ変の遅延
回路であり、キーオン信号ＫＯＮがアサートされた場合
にパラメータ制御［＋００によってキーコード情報ＫＣ
に対応した遅延ｆｉｔ報Ｔ、およびＴ、が各々与えられ
、これらの情報に従って遅延時間の設定がなされろ。こ
の種の遅延時間可変の遅延回路は、例えば入力信号をＪ
１！延さけるノットレジスタとこのシフトレジスタの各
段の遅延出力を遅延情報に従って選択して出力するセレ
クタとによって実現することができる。 また、フィルタＩ３は、弦におＣする音Ｗ損失をシミュ
レートしたものである。通算′、１１１波数か高い程、
損失が大きいため、フィルタＩ３は［７−パスフィルタ
によって実現される。位相反転回路１４および！７は、
弦の両端部において振動か反射される際に起こる位相反
転現象をシミ、レート４るために設けられたものである
。加算器１２および１６には、後述する発音制御部２０
のゲート３１の出力信号が入力され、この人ツノ信号が
ループ回路１０内を循環する。そして、このループ回路
ＩＯ内の任意のノード、例えば、ｉ！！延回路１１の出
力端から楽音信号が取り出される。 発音制御回路２０は、ハンマＩＩＭが弦ＳＰに衝突する
ことによってなされる弦ＳＰの励起、図示しないダンパ
によってなされる弦ＳＰの振動の抑制をシミュレートし
たモデルである。この発音制御回路２０において、乗算
器２２．３３．２６．２８．３４には、発音動作時はハ
ンマの物理的特性に応じて決定される各乗算係数Ｓ ａ
ｄｍｈ、 Ｆ ａｄｍｈ、 Ｓｈ、Ｒｈ、−１／Ｍｈが
パラメータ制御部１００によりて与えられ、発音停止動
作時はダンパの物理的特性に応じて決定される各乗算係
数Ｓ ａｄｅｒｄ 、 Ｆ ａｄｍ（１。 Ｓｄ、Ｒｄ、−１／Ｍｄか各々与えられる。なお、これ
ら各乗算係数の意味する所は後述する。 ループ回路１０におけろｎ延回路１１および１５の各出
力は加算器２１によって加算され、その加算結果は乗算
器２２に入力されろ。この乗算器２２には、発音動作時
においては、弦Ｓ ＰからハンマＨＭへのエネルギー伝
達効率に応じた乗算係数Ｓ ａｄｍｈがパラメータ制御
ｆｆ＜ １００によって１ｉえられ、発音停止動作時に
おいては弦ＳＰからダンパへのエネルギー伝達効率に応
じた乗算係数５ａｄａｄが与えられる。そして、乗算器
２２から弦ＳＰの速度に対応した弦速度信号Ｖｓ＋が出
力される。 弦速度信号Ｖｓ＋、は、加算器２３を介し、加算器２４
ｍおよびｌサンプル周期遅延回路２４ｂからなる積分器
２４に入力される。そして、積分回路２４から、第２図
に示すピアノの弦ＳＰの基準線ＲＥＦからの変位に相当
する弦変位信号Ｘが出力され、弦変位信号Ｘは減算器２
５の一方の入力端に入力されろ。この減算器２５のもう
一方の入力端には、遅延回路３７の出力が供給される。 ここで、積分器３６からは、発音動作時においてはハン
マ１（Ｍの変位（第２図参照）を意味し、発音停止動作
時においてはダンパの変位を意味する変位信号ｙが出力
されろ。そして、減算器２５から、ハンマＨＭと弦ＳＰ
との相対変位、あるいはダンパと弦ＳＰとの相対変位に
相当する相対変位信号ｙ−ｘが出力される。この相対変
位信号ｙ−ｘは、乗算器２６に入力されろと共に、入力
信号を１サンプル周期遅らせるＩサンプル周期遅延回路
２７ｍおよび入力信号ｌサンプル周期遅延回路２７ｍの
出力との差分を演算する減算器２７ｂからなる差分回路
２７に入力される。 発音動作時、乗算器２６にはハンマＨＭの弾性係数ｓｈ
が与えられる。こ゛の結果、弦ＳＰとハンマＨＭとの間
に働く反撥力のうちハンマＨＭの弾性に起因した成分Ｆ
ｓ＝Ｓｈ・（ｙ−ｘ）が乗算器２６から出力される。こ
こで、弦ＳＰがハンマＨＭに食い込んでいる場合にはｙ
−ｘか正となるようにＸおよびｙの方向が定義されてい
る。また、発音停止動作時、乗算器２６には、ダンパの
弾性係数Ｓｄが与えられる。この結果、ダンパが弦ＳＰ
から受ける反撥力のうらダンパの弾性に起因した成分Ｆ
ｓ＝Ｓｄ・（ｙ−ｘ）が乗算器２６から出力されろ。 差分回路２７から相対変位信号Ｖ−Ｘの１サンプル周期
前の値に対する変化分に相当する差分信号△（ｙ−ｘ）
が出力され、乗算器２８に入力される。 この乗算器２８には、発音動作時、ハンマＨＭの粘性係
数Ｒｈが乗算係数として与えられろ。この結果、弦ＳＰ
とハンマＨＭとの間に働く反撥力のうちハンマＨＭの粘
性に起因した成分Ｆｒ＝Ｒｈ・△（ｙ−ｘ）が乗算器２
８から出力される。また、発音停止動作時、乗算器２Ｂ
には、ダンパの粘性係数Ｒｄが与えられる。この結果、
ダンパが弦ＳＰを押さえる時に弦ＳＰから受ける反撥力
のうちダンパの粘性に起因した成分Ｆｒ＝Ｒｄ・△（ｙ
−Ｘ）が乗算器２８から出力される。 加算器２９には乗算器２６および２８の各出力が入力さ
れろ。そして、ハンマＨＭあるいはダンパの弾性に起因
した成分Ｆｓと粘性に起因した成分Ｆｒとの和からなる
反撥力信号Ｆが加Ｗ：器２９から出力されろ。 反撥力信号Ｆは乗算器３０によってＩ／２が乗じられ、
ゲート回路３１に入力されろ。このゲート回路３１はゲ
ートイネーブル信号Ｇによって出力制御がなされろ。ず
なわら、ゲートイネーブル信号Ｇがアサートされた場合
、入力信号ド／２がゲート３１から出力され、ゲートイ
ネーブル信号Ｇがネゲートされた場合、信号値「ｏ」が
ゲート３１から出力されろ。ゲートイネーブル信号Ｇは
、第３図（ｂ）に示すように、キーオン信号ＫＯＮがア
サートされてから所定期間Ｔｈが経過するまでの間、お
よびキーオフ信号ＫＯＦＦがアサートされてから所定期
間Ｔｄｈ＜経過するまでの間、パラメータ制＊＊１００
によってアサートされ、他の期間はネゲートされる。こ
こで、期間Ｔｈは実際のピアノにおいてハンマＨＭが弦
ＳＰに衝突してから弦ＳＰを離れるまでの所要時間に合
わせて設定される。また、期間Ｔｄは、弦ＳＰの振動の
２速減衰に必要な時間に比べて十分に長い期間に設定さ
れる。また、このようにゲートイネーブル信号Ｇをアサ
ートする期間を固定４°ろのではなく、相対変位信号ｙ
−ｘか０以Ｊ−の場合、オなわら、ハンマＨＭあるいは
ダンパと弦Ｓ Ｉ３とか接触しており、互いに影響を及
ぼし合一う場合のみ、ゲートイネーブル信号Ｇをアサー
トするようにして乙良い。 ゲート３１の出力信号は、ｌサンプル周期遅延回路３２
によって！サンプル周期遅延された後、乗算器３３に入
力される。この乗算器３３は、発音動作時はハンマトＩ
Ｍから弦ＳＰへのエネルギー伝達効率に応じた乗算係数
Ｆ ａｄｍｈｈ＜りえられ、発音停止動作時はダンパか
ら弦Ｓ Ｐへのエネルギー伝達効率に応じた乗算係数Ｆ
ａｄ■ｄが与えられる。 そして、ハンマＨＭあるいはダンパによって弦ＳＰに与
えられる速度変化分に相当する弦速度信号βＳが乗算器
３３から出力され、この弦速度信号βＳと乗算器２２か
ら出力される弦速度信号Ｖｓとが加算器２３によって加
算される。このようにすることにより、ハンマＨＭある
いはダンパによって弦ＳＰの速度が変化する現象がシミ
ュレートされる。 一方、反撥力信号Ｆは乗算器３４に入力される。 この乗算器３４は、発音動作時にはハンマＨＭの慣性！
Ｍｈの逆数−１／ Ｍ ｈが乗算係数どして与えられ、
発音停止動作時にはダンパの慣性！ｉＭｄの逆数−１／
Ｍｄが乗算係数として与えられろ。この結果、乗算器３
４からハンマ１．Ｉ Ｍあるいはダンパの加速度に相当
する加速度信号αが出力される。 この加速度信号αは、加算１３５ａおよび１サンプル周
期遅延回路３５ｂからなる積分器３５に入力される。こ
こで、遅延回路３５ｂは、キーオン信号ＫＯＮがアサー
トされる時点で、パラメータ制御部１００により、押鍵
強度に応じたハンマ初速度信号ｖｈがプリセットされる
。また、加算器３５ａには、キーオフ信号ＫＯＦＦがア
サートされてから期間Ｔｄが経過するまでの期間、パラ
メータ制御部１００によって制振情報Ｆｄが与えられる
。この制振情報Ｆｄは、発音停止時、ダンパが弦ＳＰを
押圧する圧力をダンパの加速度に換算したものである。 そして、発音動作時においては積分器３５によって加速
度信号αが積分され、ハンマＨＭの速度に相当する速度
信号βが出力される。また、発音停止動作時においては
積分器３５によって加速度信号αおよび定数Ｆｄが積分
され、ダンパの速度に相当する速度信号βが出力される
。 この速度信号βは、加算器３６ａおよび】サンプル遅延
回路３６ｂからなる積分器３６に入力され、積分器３６
から前述した変位信号ｙが出力される。 以下、本実施例の動作を説明する。図示しない鍵盤にお
けるいずれかの鍵が押下されろと、その鍵に対応したキ
ーコード情報ＫＣ１押鍵強度に対応したイニシャルタッ
チ情報！Ｔが発生されると共に、キーオン信号ＫＯＮが
アサートされる。この結果、パラメータ制御部１００に
より、以下説明するように各種パラメータの制御が行わ
れる。 すなわち、キーコード情報ＫＣに対応した遅延情報Ｔ１
およびＴ、か遅延回路１１および１５に与えられる。ま
た、第３図（ｅ）に示すように、イニシャルタッチ情報
ＩＴに応したハンマ初速度信号ｖｈか、キーオン信号Ｋ
ＯＮがアサートされた直後ｌサンプル周期Ｔｓに亙って
遅延回路３５ｈに与えられ、この結果、遅延回路３５ｂ
に初期値ｖｈが初期設定される。また、遅延回路２４ｂ
、３６ｂ、３５ｂにはｒＯＪが初期設定されろ。また、
第３図（ａ）に示すように、キーオン信号ＫＯＮがアサ
ートされている期間中、ハンマＨＭに対応して用意され
た各乗算係数Ｓ ａｄａｈ、Ｆ ａｄｍｈ、ｓ ｈ、［
Ｒｈ、−Ｉ ／Ｍｈが乗算器２２．３３，２６．２８お
よび３４に各々与えられる。さらにゲートイネーブル信
号Ｇがキーオン信号ＫＯＮがアサートされた後、所定期
間Ｔｈに亙ってアサートされる。 このようなパラメータ設定がなされた結果、変位信号Ｘ
およびｙが共に０、反撥力信号Ｆ＝０、加速度信号α＝
０、速度信号β＝ｖｈ、すなわち、ハンマＨＭが弦ＳＰ
に速度ｖｈで衝突した瞬間を初期状態としてシミュレー
シジンが開始される。 まず、速度信号βとして）＼ンマ初速度信号ｖｈが積分
器３６に入力され、これが積分されろことにより、ハン
マＨＭの変位に対応した変位信号ｙが次第に増大する。 そして、ハンマ［１Ｍと弦ＳＰとの間の反撥力のうちハ
ンマ■Ｍの弾性に起因する成分Ｆｓ＝Ｓｈ（ｙ ｘ）
が乗ＦＢ：＋２６から出力され、ハンマＨＭの粘性に起
因する成分Ｆｒ＝Ｒｈ・Δ（ｙ−ｘ）が乗算器２８から
出力される。そして、加算器２９から反撥力信号ｐ＝Ｆ
ｓｌＦｒが出力される。 反撥力信号Ｆに対し１．ハンマＨＭの慣性端に対応した
係数−１／Ｍｈか乗算器３４によって乗じられて加速度
信号α（負の値）が出力され、積分器３５に入力される
。この結果、積分器３５の積分値、すなわち、速度信号
βは、初期値ｖｈから次第に小さくなる。そして、速度
信号βが積分器３６によって検分され、ハンマＨＭの変
位を示す変位信号ｙが大きくなる。ここで、速度信号β
は徐々に小さ（なるので、変位信号ｙの時間的変化は徐
々に鈍くなる。また、反撥力信号Ｆは、乗算器３０によ
って１／２され、ゲート回路３１に入力される。そして
、ゲート回路３１から信号Ｆ／２が出力され、加算器１
２および１６を介し、／ＳンマＨＭによって与えられる
弦ＳＰの速度変化への寄与分に相当する励振信号として
ループ回路１０に導入される。そして、励振信号はルー
プ回路ＩＯ内を循環し、ループ回路１０におけろ遅延回
路１１の出力信号が楽音信号として取り出される。 また、ゲート回路３１の出力信号Ｆ／２は遅延回路３２
を介して乗算器３３に入力され、ノ＼ンマＨＭからの反
撥力によって弦ＳＰに与えられる速度に対応した信号β
ｔｚ−（１／ ２ ）Ｆ ａｄｍｈ−Ｆが乗算器３３か
ら出力される。そして、信号βＳは、加算５２３によっ
て乗算器２２からの弦速度信号Ｖｓ＋と加算され、積分
器２４に入力されろ。この結果、積分器２４の積分値、
すなわち、弦変位信号Ｘが変化する。 キーオン信号ＫＯＮがアサートされた後、しばらくの間
、ハンマＨＭの変位に対応した変位信号ｙは正方向（ハ
ンマＨＭが弦ＳＰを押圧する方向）に増加し、相対変位
信号ｙ−ｘか増加すると共に、反撥力信号Ｆが増大する
。そして、反撥力信号Ｆに基づいて加速度信号αか出力
され、速度信号βは負の方向（ハンマＨＭが弦ＳＰから
離れる方向）に変化する。そして、速度信号βか０（）
＼シフ８Ｍが静止した状態）になり、負の値（）＼シフ
１１Ｍか弦ＳＰから離れる方向に対応）になると、変（
１）−信号ｙは０に向って変化する。そして、相対変位
信号ｙ−ｘは徐々に小さくなり、それに（１′、−・て
反撥力信号Ｆは小さくなる。そして、相対変位信号ｙ−
ｘく０、ずなわち、ハンマＨＭが弦Ｓ ＋）から離れた
状態となって打弦動作が終了する。以」−の打弦動作が
行われる所要時間に合わせてゲー！−イネーブル信号Ｇ
をアサートする期間が決められており、上記打弦動作終
了と略時刻を同じくしてゲート回路３１がディセーブル
され、ループ回路１０への励振信号の導入が停止される
。そして、以後、ループ回路１０を循環する信号の各周
波数成分は、フィルタ１３の減衰鳳周波数特性に従って
徐々に減衰する。また、ゲートイネーブル信号Ｇがネゲ
ートされるのに伴って遅延回路３２はリセットされ、以
後、ループ回路１０から加算器２１、乗算器２２および
加算器２３を介して取り出される弦速度信号Ｖｓ＋が積
分器２４によって積分され、積分器２４からハンマＨＭ
の束縛から解放されて自由に振動する弦ＳＰの変位に対
応した弦変位信号Ｘが出力される。 押鍵中の鍵が離鍵されろと、キーオフ信号ＫＯＦＦがパ
ラメータ制御部ｌＯＯに与えられる。この結果、六うメ
ータ制御部＋００により、以下説明するように各種パラ
メータの切換が行われる。 まず、遅延回路３６ｂ、３５ｂ、３２に０が初期設定さ
れる。また、第３図（Ｃ）に示すように、ダンパに対応
して用意された各乗算係数Ｓ ａｄｓｄ、 Ｆ ａｄｍ
ｄ。 Ｓｄ、Ｒｄ、−１／Ｍｄが乗算器２２．３３．２６．２
８および３４に各々与えられる。さらにキーオフ信号Ｋ
ＯＦＦがアサートされた後、所定期間Ｔｄに亙り、ゲー
トイネーブル信号Ｇがアサートされると共にダンパが弦
ＳＰに押し当てられる圧力に対応した制振情報Ｆｄが積
分器３５の加算器３５ａに与えられる。このようなパラ
メータ制御か行われる結果、ダンパがｙ＝ｏに対応した
位置において弦ＳＰに衝突した瞬間を初期状態としてシ
ミュレーションが開始される。 まず、減算器２５によって、その時点における弦変位信
号Ｘがダンパに対応した変位信号ｙ＝ｏから引き算され
、相対変位信号ｙ−ｘ（＝−ｘ）が出力される。そして
、ダンパと弦ＳＰとの間の反撥力のうちダンパの弾性に
起因する成分Ｆｄ＝Ｓｄ・（ｙ−ｘ）が乗算器２６から
出力され、ダンパの粘性に起因する成分Ｆｒ＝Ｒｄ・△
（ｙ−ｘ）が乗算器２９カ・ら出力される。そして、加
算器２９から反撥力信号Ｆ＝Ｆｓ＋Ｆｒが出力される。 反撥力信号Ｆに対し、ダンパの慣性量に対応した係数−
１／Ｍｄが乗算器３４によって乗じられて加速度信号α
が出力され、制振情報Ｆｄと共に積分器３５に入力され
て積分される。そして、積分器３５から出力されるダン
パに対応した速度信号βが積分器３６によって積分され
、ダンパの変位を示す変位信号ｙが変化する。また、反
撥力信号Ｆは、乗算器３０によって１／２され、ゲート
回路３１に入力される。そして、ゲート回路３１から信
号Ｆ／２が出力され、加算器１２および１６を介し、ダ
ンパによって与えられる弦ＳＰの速度変化への寄与分に
相当する信号としてループ回路１０に導入される。 また、発音動作時と同様、ゲート回路３１の出力信号Ｆ
／２は遅延回路３２を介して乗算器３３に入力され、ダ
ンパからの反撥力によって弦ＳＰに与えられろ速度に対
応した信号β５＝（１／２）Ｆａｄａｄ−Ｆが乗算器３
３から出力される。そして、信号βＳは、加算器２３に
よって乗算器２２からの弦速度信号Ｖｓ、と加算され、
積分器２４に入力される。この結果、積分器２４の積分
値、すなわち、弦変位信号Ｘが変化する。 キーオフ信号ＫＯＦＦがアサートされた後、しばらくの
間、積分器２４から出力される弦変位信号Ｘの変化に応
じて反撥力信号Ｆ１ダンパに対応した加速度信号α、速
度信号βおよび変位信号ｙか変化するが、積分器３５に
おける制振情報Ｆｄの積分値が増大するに従い、各信号
Ｆ、α、β、ｙの振幅は次第に小さくなってゆき、一定
値に収束する。そして、ループ回路ｌＯへ導入される信
号Ｆ／２が一定値に収束するｆこめ、ループ回路ｌＯを
循環する信号の交流成分が次第に減衰する。このように
して、ダンパによって押圧されることにより、弦の振動
が急速減衰する場合の動作がシミュレートされる。
成を示すブロック図である。この楽音合成装置には、図
示しない電子楽器用鍵盤か接続されている。そして、鍵
盤において押＃ｌ操作がなされた場合には、その鍵に対
応したキーコード情報ＫＣ，押鍵強度に対応したイニシ
ャルタッチ情報ＩＴおよび押淀中であることを示すキー
オン信号ＫＯＮがパラメータ制御部＋００に与えられる
。 この結果、発音動作、すなわら、第２図に示すように、
ハンマＨＭによって弦ＳＰが打撃される場合の動作をシ
ミュレーションするための各種パラメータがパラメータ
制御部＋００によって発生される。また、離鍵操作がな
された場合にはキーオフ信号ＫＯＦＦかパラメータ制御
部１００に与えられる。この結果、発音停止動作、すな
わち、図示しないダンパによって弦ＳＰの振動が抑制さ
れる場合の動作をシミュレーションするのに必要な各種
パラメータかパラメータ制御部１００によって発生され
る。第３図（ａ）〜（ｅ）（よ、これらの各種パラメー
タの発生タイミングを示したタイムチャートである。 ループ回路ＩＯは、弦にお１トる振動の往復伝播をシミ
ュレートするために設けられたしのであり、遅延回路１
１、加算器１２、フィルタ１３、位相反転回路Ｉ４、遅
延回路１５、加算器Ｉ６および位相反転回路１７が閉ル
ープ状に接続されてなる。 ここで、遅延回路１１および１５は、弦におけろ振動の
伝播遅延をシミュレートした遅延時間１−ＩＪ変の遅延
回路であり、キーオン信号ＫＯＮがアサートされた場合
にパラメータ制御［＋００によってキーコード情報ＫＣ
に対応した遅延ｆｉｔ報Ｔ、およびＴ、が各々与えられ
、これらの情報に従って遅延時間の設定がなされろ。こ
の種の遅延時間可変の遅延回路は、例えば入力信号をＪ
１！延さけるノットレジスタとこのシフトレジスタの各
段の遅延出力を遅延情報に従って選択して出力するセレ
クタとによって実現することができる。 また、フィルタＩ３は、弦におＣする音Ｗ損失をシミュ
レートしたものである。通算′、１１１波数か高い程、
損失が大きいため、フィルタＩ３は［７−パスフィルタ
によって実現される。位相反転回路１４および！７は、
弦の両端部において振動か反射される際に起こる位相反
転現象をシミ、レート４るために設けられたものである
。加算器１２および１６には、後述する発音制御部２０
のゲート３１の出力信号が入力され、この人ツノ信号が
ループ回路１０内を循環する。そして、このループ回路
ＩＯ内の任意のノード、例えば、ｉ！！延回路１１の出
力端から楽音信号が取り出される。 発音制御回路２０は、ハンマＩＩＭが弦ＳＰに衝突する
ことによってなされる弦ＳＰの励起、図示しないダンパ
によってなされる弦ＳＰの振動の抑制をシミュレートし
たモデルである。この発音制御回路２０において、乗算
器２２．３３．２６．２８．３４には、発音動作時はハ
ンマの物理的特性に応じて決定される各乗算係数Ｓ ａ
ｄｍｈ、 Ｆ ａｄｍｈ、 Ｓｈ、Ｒｈ、−１／Ｍｈが
パラメータ制御部１００によりて与えられ、発音停止動
作時はダンパの物理的特性に応じて決定される各乗算係
数Ｓ ａｄｅｒｄ 、 Ｆ ａｄｍ（１。 Ｓｄ、Ｒｄ、−１／Ｍｄか各々与えられる。なお、これ
ら各乗算係数の意味する所は後述する。 ループ回路１０におけろｎ延回路１１および１５の各出
力は加算器２１によって加算され、その加算結果は乗算
器２２に入力されろ。この乗算器２２には、発音動作時
においては、弦Ｓ ＰからハンマＨＭへのエネルギー伝
達効率に応じた乗算係数Ｓ ａｄｍｈがパラメータ制御
ｆｆ＜ １００によって１ｉえられ、発音停止動作時に
おいては弦ＳＰからダンパへのエネルギー伝達効率に応
じた乗算係数５ａｄａｄが与えられる。そして、乗算器
２２から弦ＳＰの速度に対応した弦速度信号Ｖｓ＋が出
力される。 弦速度信号Ｖｓ＋、は、加算器２３を介し、加算器２４
ｍおよびｌサンプル周期遅延回路２４ｂからなる積分器
２４に入力される。そして、積分回路２４から、第２図
に示すピアノの弦ＳＰの基準線ＲＥＦからの変位に相当
する弦変位信号Ｘが出力され、弦変位信号Ｘは減算器２
５の一方の入力端に入力されろ。この減算器２５のもう
一方の入力端には、遅延回路３７の出力が供給される。 ここで、積分器３６からは、発音動作時においてはハン
マ１（Ｍの変位（第２図参照）を意味し、発音停止動作
時においてはダンパの変位を意味する変位信号ｙが出力
されろ。そして、減算器２５から、ハンマＨＭと弦ＳＰ
との相対変位、あるいはダンパと弦ＳＰとの相対変位に
相当する相対変位信号ｙ−ｘが出力される。この相対変
位信号ｙ−ｘは、乗算器２６に入力されろと共に、入力
信号を１サンプル周期遅らせるＩサンプル周期遅延回路
２７ｍおよび入力信号ｌサンプル周期遅延回路２７ｍの
出力との差分を演算する減算器２７ｂからなる差分回路
２７に入力される。 発音動作時、乗算器２６にはハンマＨＭの弾性係数ｓｈ
が与えられる。こ゛の結果、弦ＳＰとハンマＨＭとの間
に働く反撥力のうちハンマＨＭの弾性に起因した成分Ｆ
ｓ＝Ｓｈ・（ｙ−ｘ）が乗算器２６から出力される。こ
こで、弦ＳＰがハンマＨＭに食い込んでいる場合にはｙ
−ｘか正となるようにＸおよびｙの方向が定義されてい
る。また、発音停止動作時、乗算器２６には、ダンパの
弾性係数Ｓｄが与えられる。この結果、ダンパが弦ＳＰ
から受ける反撥力のうらダンパの弾性に起因した成分Ｆ
ｓ＝Ｓｄ・（ｙ−ｘ）が乗算器２６から出力されろ。 差分回路２７から相対変位信号Ｖ−Ｘの１サンプル周期
前の値に対する変化分に相当する差分信号△（ｙ−ｘ）
が出力され、乗算器２８に入力される。 この乗算器２８には、発音動作時、ハンマＨＭの粘性係
数Ｒｈが乗算係数として与えられろ。この結果、弦ＳＰ
とハンマＨＭとの間に働く反撥力のうちハンマＨＭの粘
性に起因した成分Ｆｒ＝Ｒｈ・△（ｙ−ｘ）が乗算器２
８から出力される。また、発音停止動作時、乗算器２Ｂ
には、ダンパの粘性係数Ｒｄが与えられる。この結果、
ダンパが弦ＳＰを押さえる時に弦ＳＰから受ける反撥力
のうちダンパの粘性に起因した成分Ｆｒ＝Ｒｄ・△（ｙ
−Ｘ）が乗算器２８から出力される。 加算器２９には乗算器２６および２８の各出力が入力さ
れろ。そして、ハンマＨＭあるいはダンパの弾性に起因
した成分Ｆｓと粘性に起因した成分Ｆｒとの和からなる
反撥力信号Ｆが加Ｗ：器２９から出力されろ。 反撥力信号Ｆは乗算器３０によってＩ／２が乗じられ、
ゲート回路３１に入力されろ。このゲート回路３１はゲ
ートイネーブル信号Ｇによって出力制御がなされろ。ず
なわら、ゲートイネーブル信号Ｇがアサートされた場合
、入力信号ド／２がゲート３１から出力され、ゲートイ
ネーブル信号Ｇがネゲートされた場合、信号値「ｏ」が
ゲート３１から出力されろ。ゲートイネーブル信号Ｇは
、第３図（ｂ）に示すように、キーオン信号ＫＯＮがア
サートされてから所定期間Ｔｈが経過するまでの間、お
よびキーオフ信号ＫＯＦＦがアサートされてから所定期
間Ｔｄｈ＜経過するまでの間、パラメータ制＊＊１００
によってアサートされ、他の期間はネゲートされる。こ
こで、期間Ｔｈは実際のピアノにおいてハンマＨＭが弦
ＳＰに衝突してから弦ＳＰを離れるまでの所要時間に合
わせて設定される。また、期間Ｔｄは、弦ＳＰの振動の
２速減衰に必要な時間に比べて十分に長い期間に設定さ
れる。また、このようにゲートイネーブル信号Ｇをアサ
ートする期間を固定４°ろのではなく、相対変位信号ｙ
−ｘか０以Ｊ−の場合、オなわら、ハンマＨＭあるいは
ダンパと弦Ｓ Ｉ３とか接触しており、互いに影響を及
ぼし合一う場合のみ、ゲートイネーブル信号Ｇをアサー
トするようにして乙良い。 ゲート３１の出力信号は、ｌサンプル周期遅延回路３２
によって！サンプル周期遅延された後、乗算器３３に入
力される。この乗算器３３は、発音動作時はハンマトＩ
Ｍから弦ＳＰへのエネルギー伝達効率に応じた乗算係数
Ｆ ａｄｍｈｈ＜りえられ、発音停止動作時はダンパか
ら弦Ｓ Ｐへのエネルギー伝達効率に応じた乗算係数Ｆ
ａｄ■ｄが与えられる。 そして、ハンマＨＭあるいはダンパによって弦ＳＰに与
えられる速度変化分に相当する弦速度信号βＳが乗算器
３３から出力され、この弦速度信号βＳと乗算器２２か
ら出力される弦速度信号Ｖｓとが加算器２３によって加
算される。このようにすることにより、ハンマＨＭある
いはダンパによって弦ＳＰの速度が変化する現象がシミ
ュレートされる。 一方、反撥力信号Ｆは乗算器３４に入力される。 この乗算器３４は、発音動作時にはハンマＨＭの慣性！
Ｍｈの逆数−１／ Ｍ ｈが乗算係数どして与えられ、
発音停止動作時にはダンパの慣性！ｉＭｄの逆数−１／
Ｍｄが乗算係数として与えられろ。この結果、乗算器３
４からハンマ１．Ｉ Ｍあるいはダンパの加速度に相当
する加速度信号αが出力される。 この加速度信号αは、加算１３５ａおよび１サンプル周
期遅延回路３５ｂからなる積分器３５に入力される。こ
こで、遅延回路３５ｂは、キーオン信号ＫＯＮがアサー
トされる時点で、パラメータ制御部１００により、押鍵
強度に応じたハンマ初速度信号ｖｈがプリセットされる
。また、加算器３５ａには、キーオフ信号ＫＯＦＦがア
サートされてから期間Ｔｄが経過するまでの期間、パラ
メータ制御部１００によって制振情報Ｆｄが与えられる
。この制振情報Ｆｄは、発音停止時、ダンパが弦ＳＰを
押圧する圧力をダンパの加速度に換算したものである。 そして、発音動作時においては積分器３５によって加速
度信号αが積分され、ハンマＨＭの速度に相当する速度
信号βが出力される。また、発音停止動作時においては
積分器３５によって加速度信号αおよび定数Ｆｄが積分
され、ダンパの速度に相当する速度信号βが出力される
。 この速度信号βは、加算器３６ａおよび】サンプル遅延
回路３６ｂからなる積分器３６に入力され、積分器３６
から前述した変位信号ｙが出力される。 以下、本実施例の動作を説明する。図示しない鍵盤にお
けるいずれかの鍵が押下されろと、その鍵に対応したキ
ーコード情報ＫＣ１押鍵強度に対応したイニシャルタッ
チ情報！Ｔが発生されると共に、キーオン信号ＫＯＮが
アサートされる。この結果、パラメータ制御部１００に
より、以下説明するように各種パラメータの制御が行わ
れる。 すなわち、キーコード情報ＫＣに対応した遅延情報Ｔ１
およびＴ、か遅延回路１１および１５に与えられる。ま
た、第３図（ｅ）に示すように、イニシャルタッチ情報
ＩＴに応したハンマ初速度信号ｖｈか、キーオン信号Ｋ
ＯＮがアサートされた直後ｌサンプル周期Ｔｓに亙って
遅延回路３５ｈに与えられ、この結果、遅延回路３５ｂ
に初期値ｖｈが初期設定される。また、遅延回路２４ｂ
、３６ｂ、３５ｂにはｒＯＪが初期設定されろ。また、
第３図（ａ）に示すように、キーオン信号ＫＯＮがアサ
ートされている期間中、ハンマＨＭに対応して用意され
た各乗算係数Ｓ ａｄａｈ、Ｆ ａｄｍｈ、ｓ ｈ、［
Ｒｈ、−Ｉ ／Ｍｈが乗算器２２．３３，２６．２８お
よび３４に各々与えられる。さらにゲートイネーブル信
号Ｇがキーオン信号ＫＯＮがアサートされた後、所定期
間Ｔｈに亙ってアサートされる。 このようなパラメータ設定がなされた結果、変位信号Ｘ
およびｙが共に０、反撥力信号Ｆ＝０、加速度信号α＝
０、速度信号β＝ｖｈ、すなわち、ハンマＨＭが弦ＳＰ
に速度ｖｈで衝突した瞬間を初期状態としてシミュレー
シジンが開始される。 まず、速度信号βとして）＼ンマ初速度信号ｖｈが積分
器３６に入力され、これが積分されろことにより、ハン
マＨＭの変位に対応した変位信号ｙが次第に増大する。 そして、ハンマ［１Ｍと弦ＳＰとの間の反撥力のうちハ
ンマ■Ｍの弾性に起因する成分Ｆｓ＝Ｓｈ（ｙ ｘ）
が乗ＦＢ：＋２６から出力され、ハンマＨＭの粘性に起
因する成分Ｆｒ＝Ｒｈ・Δ（ｙ−ｘ）が乗算器２８から
出力される。そして、加算器２９から反撥力信号ｐ＝Ｆ
ｓｌＦｒが出力される。 反撥力信号Ｆに対し１．ハンマＨＭの慣性端に対応した
係数−１／Ｍｈか乗算器３４によって乗じられて加速度
信号α（負の値）が出力され、積分器３５に入力される
。この結果、積分器３５の積分値、すなわち、速度信号
βは、初期値ｖｈから次第に小さくなる。そして、速度
信号βが積分器３６によって検分され、ハンマＨＭの変
位を示す変位信号ｙが大きくなる。ここで、速度信号β
は徐々に小さ（なるので、変位信号ｙの時間的変化は徐
々に鈍くなる。また、反撥力信号Ｆは、乗算器３０によ
って１／２され、ゲート回路３１に入力される。そして
、ゲート回路３１から信号Ｆ／２が出力され、加算器１
２および１６を介し、／ＳンマＨＭによって与えられる
弦ＳＰの速度変化への寄与分に相当する励振信号として
ループ回路１０に導入される。そして、励振信号はルー
プ回路ＩＯ内を循環し、ループ回路１０におけろ遅延回
路１１の出力信号が楽音信号として取り出される。 また、ゲート回路３１の出力信号Ｆ／２は遅延回路３２
を介して乗算器３３に入力され、ノ＼ンマＨＭからの反
撥力によって弦ＳＰに与えられる速度に対応した信号β
ｔｚ−（１／ ２ ）Ｆ ａｄｍｈ−Ｆが乗算器３３か
ら出力される。そして、信号βＳは、加算５２３によっ
て乗算器２２からの弦速度信号Ｖｓ＋と加算され、積分
器２４に入力されろ。この結果、積分器２４の積分値、
すなわち、弦変位信号Ｘが変化する。 キーオン信号ＫＯＮがアサートされた後、しばらくの間
、ハンマＨＭの変位に対応した変位信号ｙは正方向（ハ
ンマＨＭが弦ＳＰを押圧する方向）に増加し、相対変位
信号ｙ−ｘか増加すると共に、反撥力信号Ｆが増大する
。そして、反撥力信号Ｆに基づいて加速度信号αか出力
され、速度信号βは負の方向（ハンマＨＭが弦ＳＰから
離れる方向）に変化する。そして、速度信号βか０（）
＼シフ８Ｍが静止した状態）になり、負の値（）＼シフ
１１Ｍか弦ＳＰから離れる方向に対応）になると、変（
１）−信号ｙは０に向って変化する。そして、相対変位
信号ｙ−ｘは徐々に小さくなり、それに（１′、−・て
反撥力信号Ｆは小さくなる。そして、相対変位信号ｙ−
ｘく０、ずなわち、ハンマＨＭが弦Ｓ ＋）から離れた
状態となって打弦動作が終了する。以」−の打弦動作が
行われる所要時間に合わせてゲー！−イネーブル信号Ｇ
をアサートする期間が決められており、上記打弦動作終
了と略時刻を同じくしてゲート回路３１がディセーブル
され、ループ回路１０への励振信号の導入が停止される
。そして、以後、ループ回路１０を循環する信号の各周
波数成分は、フィルタ１３の減衰鳳周波数特性に従って
徐々に減衰する。また、ゲートイネーブル信号Ｇがネゲ
ートされるのに伴って遅延回路３２はリセットされ、以
後、ループ回路１０から加算器２１、乗算器２２および
加算器２３を介して取り出される弦速度信号Ｖｓ＋が積
分器２４によって積分され、積分器２４からハンマＨＭ
の束縛から解放されて自由に振動する弦ＳＰの変位に対
応した弦変位信号Ｘが出力される。 押鍵中の鍵が離鍵されろと、キーオフ信号ＫＯＦＦがパ
ラメータ制御部ｌＯＯに与えられる。この結果、六うメ
ータ制御部＋００により、以下説明するように各種パラ
メータの切換が行われる。 まず、遅延回路３６ｂ、３５ｂ、３２に０が初期設定さ
れる。また、第３図（Ｃ）に示すように、ダンパに対応
して用意された各乗算係数Ｓ ａｄｓｄ、 Ｆ ａｄｍ
ｄ。 Ｓｄ、Ｒｄ、−１／Ｍｄが乗算器２２．３３．２６．２
８および３４に各々与えられる。さらにキーオフ信号Ｋ
ＯＦＦがアサートされた後、所定期間Ｔｄに亙り、ゲー
トイネーブル信号Ｇがアサートされると共にダンパが弦
ＳＰに押し当てられる圧力に対応した制振情報Ｆｄが積
分器３５の加算器３５ａに与えられる。このようなパラ
メータ制御か行われる結果、ダンパがｙ＝ｏに対応した
位置において弦ＳＰに衝突した瞬間を初期状態としてシ
ミュレーションが開始される。 まず、減算器２５によって、その時点における弦変位信
号Ｘがダンパに対応した変位信号ｙ＝ｏから引き算され
、相対変位信号ｙ−ｘ（＝−ｘ）が出力される。そして
、ダンパと弦ＳＰとの間の反撥力のうちダンパの弾性に
起因する成分Ｆｄ＝Ｓｄ・（ｙ−ｘ）が乗算器２６から
出力され、ダンパの粘性に起因する成分Ｆｒ＝Ｒｄ・△
（ｙ−ｘ）が乗算器２９カ・ら出力される。そして、加
算器２９から反撥力信号Ｆ＝Ｆｓ＋Ｆｒが出力される。 反撥力信号Ｆに対し、ダンパの慣性量に対応した係数−
１／Ｍｄが乗算器３４によって乗じられて加速度信号α
が出力され、制振情報Ｆｄと共に積分器３５に入力され
て積分される。そして、積分器３５から出力されるダン
パに対応した速度信号βが積分器３６によって積分され
、ダンパの変位を示す変位信号ｙが変化する。また、反
撥力信号Ｆは、乗算器３０によって１／２され、ゲート
回路３１に入力される。そして、ゲート回路３１から信
号Ｆ／２が出力され、加算器１２および１６を介し、ダ
ンパによって与えられる弦ＳＰの速度変化への寄与分に
相当する信号としてループ回路１０に導入される。 また、発音動作時と同様、ゲート回路３１の出力信号Ｆ
／２は遅延回路３２を介して乗算器３３に入力され、ダ
ンパからの反撥力によって弦ＳＰに与えられろ速度に対
応した信号β５＝（１／２）Ｆａｄａｄ−Ｆが乗算器３
３から出力される。そして、信号βＳは、加算器２３に
よって乗算器２２からの弦速度信号Ｖｓ、と加算され、
積分器２４に入力される。この結果、積分器２４の積分
値、すなわち、弦変位信号Ｘが変化する。 キーオフ信号ＫＯＦＦがアサートされた後、しばらくの
間、積分器２４から出力される弦変位信号Ｘの変化に応
じて反撥力信号Ｆ１ダンパに対応した加速度信号α、速
度信号βおよび変位信号ｙか変化するが、積分器３５に
おける制振情報Ｆｄの積分値が増大するに従い、各信号
Ｆ、α、β、ｙの振幅は次第に小さくなってゆき、一定
値に収束する。そして、ループ回路ｌＯへ導入される信
号Ｆ／２が一定値に収束するｆこめ、ループ回路ｌＯを
循環する信号の交流成分が次第に減衰する。このように
して、ダンパによって押圧されることにより、弦の振動
が急速減衰する場合の動作がシミュレートされる。
【第２実施例】
第４図はこの発明の第２実施例による楽音合成装置の構
成を示すブロツ、り図である。この図１こおいて、制振
制御部２０ａは前述した第１図におけろ発音制御部２０
と゛全く同じ構成になっており、対応する各部には第１
図の場合と同じ符号が付されている。ただし、各乗算器
２２．３３．２６，２８．３４には、ダンパに対応した
乗算係数Ｓ ａｄｍｄ。 Ｆ ａｄａｄ、ｓ ｄ、Ｒｄ、−１／ Ｍｄが常に与え
られる。そして、制振制御部２０ｍではダンパによって
弦ＳＰに対してなされる制振動作のシミュレーションの
みが実行される。加算器４０にはハンマＨＭによって弦
ＳＰを打撃する場合の励起振動に相当する励振信号ＥＸ
Ｔが与えられ、この励振信号が加算器１２および１６に
与えられることにより、発音動作が行われる。発音停止
動作時は、上記第１実施例と同様の動作が制振制御部２
０ａによって行われ、ゲート回路３１の出力が加算器１
２および１６に与えられることにより楽音信号の急速減
衰が行われる。 励振信号ＥＸＴとしては、例えば波形メモリに予め記憶
した波形を読み出したものを加算器４０に与えるように
しても良いし、制振制御部２０ａと同様な構成であり、
かつ、各乗算器の乗算係数がハンマＨＭに対応したもの
に設定された回路を用意し、その出力を加算器４０に与
えるようにしても良い。
成を示すブロツ、り図である。この図１こおいて、制振
制御部２０ａは前述した第１図におけろ発音制御部２０
と゛全く同じ構成になっており、対応する各部には第１
図の場合と同じ符号が付されている。ただし、各乗算器
２２．３３．２６，２８．３４には、ダンパに対応した
乗算係数Ｓ ａｄｍｄ。 Ｆ ａｄａｄ、ｓ ｄ、Ｒｄ、−１／ Ｍｄが常に与え
られる。そして、制振制御部２０ｍではダンパによって
弦ＳＰに対してなされる制振動作のシミュレーションの
みが実行される。加算器４０にはハンマＨＭによって弦
ＳＰを打撃する場合の励起振動に相当する励振信号ＥＸ
Ｔが与えられ、この励振信号が加算器１２および１６に
与えられることにより、発音動作が行われる。発音停止
動作時は、上記第１実施例と同様の動作が制振制御部２
０ａによって行われ、ゲート回路３１の出力が加算器１
２および１６に与えられることにより楽音信号の急速減
衰が行われる。 励振信号ＥＸＴとしては、例えば波形メモリに予め記憶
した波形を読み出したものを加算器４０に与えるように
しても良いし、制振制御部２０ａと同様な構成であり、
かつ、各乗算器の乗算係数がハンマＨＭに対応したもの
に設定された回路を用意し、その出力を加算器４０に与
えるようにしても良い。
【第３実施例】
第５図はこの発明の第３実施例を示すものであり、第５
図には第１実施例における発音制御部２０あるいは第２
実施例における制振制御部２０ａに相当する部分が示さ
れている。上記第１および第２実施例では、ハンマＨＭ
およびダンパの弾性特性を線形として扱ったが、本実施
例では非線形なものとして取り扱っている。ＲＯＭ４１
は、第６図に示すような非線形関数のテーブルが記憶さ
れており、相対変位信号ｙ−ｘがアドレスとして与えら
れろ。乗算器４３では、相対変位信号ｙ−ｘとＲＯＭ４
１の出力とが乗算される。このような構成によれば、相
対変位信号ｙ−ｘと乗算器４３の出力信号値の関係は第
７図に示すものとなり、弦ＳＰとハンマ■Ｍあるいはダ
ンパとの相対変位に対し、略放物線状に変化する反撥力
の弾性成分が得られる。また、ＲＯＭ４１の出力と差分
回路２７の出力△（ｙ−ｘ）とが乗′ｎ器４２によって
乗算され、該乗算結果が乗算器２８に入力される。この
ような構成によれば、相対変位信号ｙ−ｘが０の時には
反撥力の粘性成分Ｆｒは０とされるが、相対変位信号ｙ
−ｘが大きくなるに従い、相対変位の時間的変化Δ（ｙ
−ｘ）が反撥力の粘性成分Ｆｒとして寄与する度合が大
きくなり、ｙ−’ｘが所定値ＹＸ０以上になると、相対
変位の時間的変化△（ｙ−ｘ）に比例した粘性成分Ｆｒ
が得られる。本実施例によれば、第１および第２実施例
に比べ さらに実際のピアノに近い発音動作および発音
停止動作が行われる。 なお、以上説明した実施例では、ダンパを弦に押し当て
ろ圧力に対応した制振情報Ｆｄを固定にしたが、離鍵の
際のリリースタッチに応じた値を設定するようにしても
良い。また、実際のピアノにおいては、ハンマおよびダ
ンパの特性が鍵によって異なるので、キーコードに対応
し、発音制御部２０内の各乗算器の乗算係数を変化させ
るようにすると、さらに効果的である。また、遅延回路
はシフトレジスタに限らず、ＲＡＭによって実現するこ
とら可能である。また、遅延回路を含むループ回路とし
て、前述の特開昭６３−４０１９９号公報に開示されて
いるウェーブガイドを利用することも可能である。また
、上記実施例では、本発明を打弦楽器音の合成装置に適
用した場合を説明したが、本発明の適用範囲はこれに限
定されるものではなく、他の撥弦楽器、管楽器等におけ
るミュートの効果、ギター演奏におけるハーモニック奏
法をシミュレーションするのに用いても効果的である。 また、本発明は、上記実施例のようにデジタル回路によ
って実現するのみならず、アナログ回路によっても実現
可能であり、また、ＤＳＰ（デジタル信号プロセッサ）
′ｆ？によるソフトウェア処理によってら実現可能であ
ることは言うまでもない。 「発明の効果」 以上説明したように、この発明によれば、制振機構を有
する自然楽器の発音停止時の楽音あるいは自然：ｓ５器
においてミュートを行う場合の楽音を忠実に合成するこ
とができるという効果が得られる。
図には第１実施例における発音制御部２０あるいは第２
実施例における制振制御部２０ａに相当する部分が示さ
れている。上記第１および第２実施例では、ハンマＨＭ
およびダンパの弾性特性を線形として扱ったが、本実施
例では非線形なものとして取り扱っている。ＲＯＭ４１
は、第６図に示すような非線形関数のテーブルが記憶さ
れており、相対変位信号ｙ−ｘがアドレスとして与えら
れろ。乗算器４３では、相対変位信号ｙ−ｘとＲＯＭ４
１の出力とが乗算される。このような構成によれば、相
対変位信号ｙ−ｘと乗算器４３の出力信号値の関係は第
７図に示すものとなり、弦ＳＰとハンマ■Ｍあるいはダ
ンパとの相対変位に対し、略放物線状に変化する反撥力
の弾性成分が得られる。また、ＲＯＭ４１の出力と差分
回路２７の出力△（ｙ−ｘ）とが乗′ｎ器４２によって
乗算され、該乗算結果が乗算器２８に入力される。この
ような構成によれば、相対変位信号ｙ−ｘが０の時には
反撥力の粘性成分Ｆｒは０とされるが、相対変位信号ｙ
−ｘが大きくなるに従い、相対変位の時間的変化Δ（ｙ
−ｘ）が反撥力の粘性成分Ｆｒとして寄与する度合が大
きくなり、ｙ−’ｘが所定値ＹＸ０以上になると、相対
変位の時間的変化△（ｙ−ｘ）に比例した粘性成分Ｆｒ
が得られる。本実施例によれば、第１および第２実施例
に比べ さらに実際のピアノに近い発音動作および発音
停止動作が行われる。 なお、以上説明した実施例では、ダンパを弦に押し当て
ろ圧力に対応した制振情報Ｆｄを固定にしたが、離鍵の
際のリリースタッチに応じた値を設定するようにしても
良い。また、実際のピアノにおいては、ハンマおよびダ
ンパの特性が鍵によって異なるので、キーコードに対応
し、発音制御部２０内の各乗算器の乗算係数を変化させ
るようにすると、さらに効果的である。また、遅延回路
はシフトレジスタに限らず、ＲＡＭによって実現するこ
とら可能である。また、遅延回路を含むループ回路とし
て、前述の特開昭６３−４０１９９号公報に開示されて
いるウェーブガイドを利用することも可能である。また
、上記実施例では、本発明を打弦楽器音の合成装置に適
用した場合を説明したが、本発明の適用範囲はこれに限
定されるものではなく、他の撥弦楽器、管楽器等におけ
るミュートの効果、ギター演奏におけるハーモニック奏
法をシミュレーションするのに用いても効果的である。 また、本発明は、上記実施例のようにデジタル回路によ
って実現するのみならず、アナログ回路によっても実現
可能であり、また、ＤＳＰ（デジタル信号プロセッサ）
′ｆ？によるソフトウェア処理によってら実現可能であ
ることは言うまでもない。 「発明の効果」 以上説明したように、この発明によれば、制振機構を有
する自然楽器の発音停止時の楽音あるいは自然：ｓ５器
においてミュートを行う場合の楽音を忠実に合成するこ
とができるという効果が得られる。
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、第２図は同実施例がシミュレーシ
ョンを行うハンマＨＭと弦ＳＰを例示した図、第３図は
同実施例におけるパラメータ制御を説明するタイムチャ
ート、第４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５図はこの発明の第３実
施例による楽音合成装置の構成を示すブロック図、第６
図および第７図は同実施例において使用する非線形特性
を例示する図である。 ｌＯＯ・・・・・・パラメータ制御部、２ｏ・・・・・
・発音制御部、ＩＯ・・・・・・ループ回路。
成を示すブロック図、第２図は同実施例がシミュレーシ
ョンを行うハンマＨＭと弦ＳＰを例示した図、第３図は
同実施例におけるパラメータ制御を説明するタイムチャ
ート、第４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５図はこの発明の第３実
施例による楽音合成装置の構成を示すブロック図、第６
図および第７図は同実施例において使用する非線形特性
を例示する図である。 ｌＯＯ・・・・・・パラメータ制御部、２ｏ・・・・・
・発音制御部、ＩＯ・・・・・・ループ回路。
Claims (2)
- （１）個有の共振特性を有する発音体と前記発音体に励
起振動を与える発音操作子とからなる自然楽器の楽音を
合成する楽音合成装置において、少なくとも遅延素子を
含んだループ手段と、前記発音操作子の操作に対応した
励振信号を発生し、前記ループ手段に入力する励振手段
と、前記ループ手段から取り出される信号に対し、前記
発音体の振動を急激減衰せしめる制振部材に対応した所
定の演算を施し、該演算結果を前記ループ手段に帰還す
る制振手段と を具備することを特徴とする楽音合成装置。 - （２）個有の共振特性を有する発音体と前記発音体に励
起振動を与える発音操作子とからなる自然楽器の楽音を
合成する楽音合成装置において、少なくとも遅延素子を
含んだループ手段と、発音開始時においては、前記発音
操作子の操作に対応した発音制御パラメータおよび該発
音操作子の物理的特性に対応した発音用演算係数を発生
し、発音停止時においては、前記発音体の振動を急速減
衰せしめる制振部材の押圧力に対応した制振制御パラメ
ータおよび該制振部材の物理的特性に対応した制振用演
算係数を発生するパラメータ発生手段と、 発音開始時においては、前記ループ手段から取り出され
る信号に対し、前記発音制御パラメータおよび前記発音
用演算係数を用いた演算を施して該演算結果を前記ルー
プ手段に入力し、発音停止時においては、前記ループ手
段から取り出される信号に対し、前記制振制御パラメー
タおよび前記制振用演算係数を用いた演算を施して該演
算結果を前記ループ手段に入力する発音制御手段とを具
備することを特徴とする楽音合成装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2161864A JP2504298B2 (ja) | 1990-06-20 | 1990-06-20 | 楽音合成装置 |
| US07/717,380 US5304734A (en) | 1990-06-20 | 1991-06-19 | Musical synthesizing apparatus for providing simulation of controlled damping |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2161864A JP2504298B2 (ja) | 1990-06-20 | 1990-06-20 | 楽音合成装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0452698A true JPH0452698A (ja) | 1992-02-20 |
| JP2504298B2 JP2504298B2 (ja) | 1996-06-05 |
Family
ID=15743414
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2161864A Expired - Fee Related JP2504298B2 (ja) | 1990-06-20 | 1990-06-20 | 楽音合成装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5304734A (ja) |
| JP (1) | JP2504298B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05249961A (ja) * | 1992-03-05 | 1993-09-28 | Yamaha Corp | 楽音合成装置 |
| JPH06222767A (ja) * | 1993-01-26 | 1994-08-12 | Yamaha Corp | 楽音合成装置 |
| JP2014206578A (ja) * | 2013-04-11 | 2014-10-30 | ヤマハ株式会社 | 鍵盤楽器 |
| JP2020056976A (ja) * | 2018-10-04 | 2020-04-09 | カシオ計算機株式会社 | 電子楽器、楽音発生方法及びプログラム |
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| US5466884A (en) * | 1994-05-10 | 1995-11-14 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Music synthesizer system and method for simulating response of resonant digital waveguide struck by felt covered hammer |
| IT1281788B1 (it) * | 1995-04-28 | 1998-03-03 | Generalmusic Spa | Dispositivo di simulazione dell'effetto pedale di risonanza per pianoforti digitali |
| US5747714A (en) * | 1995-11-16 | 1998-05-05 | James N. Kniest | Digital tone synthesis modeling for complex instruments |
| SE525332C2 (sv) * | 2003-06-23 | 2005-02-01 | Softube Ab | Ett system och en metod för simulering av olinjär audioutrustning |
| JP5605192B2 (ja) * | 2010-12-02 | 2014-10-15 | ヤマハ株式会社 | 楽音信号合成方法、プログラムおよび楽音信号合成装置 |
| JP5810574B2 (ja) * | 2011-03-24 | 2015-11-11 | ヤマハ株式会社 | 楽音合成装置 |
| JP5821230B2 (ja) * | 2011-03-28 | 2015-11-24 | ヤマハ株式会社 | 楽音信号生成装置 |
Citations (1)
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| JPH0631968B2 (ja) * | 1984-10-30 | 1994-04-27 | ヤマハ株式会社 | 楽音信号発生装置 |
| SG52632A1 (en) * | 1986-05-02 | 1998-09-28 | Univ Leland Stanford Junior | Tone generation system |
| KR940001090B1 (ko) * | 1987-10-02 | 1994-02-12 | 야마하 가부시끼가이샤 | 악음신호 발생장치 |
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| US5157214A (en) * | 1989-04-10 | 1992-10-20 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Musical sound synthesizing apparatus |
| JPH0769701B2 (ja) * | 1989-05-09 | 1995-07-31 | ヤマハ株式会社 | 楽音波形信号形成装置 |
| US5117730A (en) * | 1989-07-17 | 1992-06-02 | Yamaha Corporation | String type tone signal controlling device |
| JP2679275B2 (ja) * | 1989-07-18 | 1997-11-19 | ヤマハ株式会社 | 楽音合成装置 |
| US5157218A (en) * | 1989-07-27 | 1992-10-20 | Yamaha Corporation | Musical tone signal forming apparatus |
| US5241127A (en) * | 1989-12-22 | 1993-08-31 | Yamaha Corporation | Musical tone synthesizing apparatus |
| US5166464A (en) * | 1990-11-28 | 1992-11-24 | Casio Computer Co., Ltd. | Electronic musical instrument having a reverberation |
-
1990
- 1990-06-20 JP JP2161864A patent/JP2504298B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1991
- 1991-06-19 US US07/717,380 patent/US5304734A/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS5273721A (en) * | 1975-12-16 | 1977-06-21 | Nippon Gakki Seizo Kk | Electronic musical instrument |
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| JP2020056976A (ja) * | 2018-10-04 | 2020-04-09 | カシオ計算機株式会社 | 電子楽器、楽音発生方法及びプログラム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2504298B2 (ja) | 1996-06-05 |
| US5304734A (en) | 1994-04-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |