JPH0467100A - Musical sound synthesizer - Google Patents

Musical sound synthesizer

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JPH0467100A
JPH0467100A JP2177806A JP17780690A JPH0467100A JP H0467100 A JPH0467100 A JP H0467100A JP 2177806 A JP2177806 A JP 2177806A JP 17780690 A JP17780690 A JP 17780690A JP H0467100 A JPH0467100 A JP H0467100A
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delay
adder
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musical tone
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Masashi Hirano
正志 平野
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Abstract

PURPOSE:To complicate and fine timbre adjustments without increasing the scale of the above device by leading signals which differ in delay phases out of plural nodes of a closed loop means, adding their multiplication results, and outputting the result as a musical sound signal. CONSTITUTION:A waveform generating circuit 4 generates an initial waveform including many frequency components such as an impulse waveform and this initial waveform is sent from an adder 3 to a delay feedback type musical sound synthesis part to circulate in the loop, thereby generating an attenuated sound. The output signal of the adder and the output signals of delay elements D1 - Dn are supplied to multipliers M0 - Mn are multiplied by coefficients a0 - an corresponding to desired filter arithmetic. Their multiplication results are added by an adder 5, whose addition result is outputted as the musical sound signal. Consequently, the musical sound synthesizer which has a complicate and fine timbre adjusting function is obtained without being increased in device scale.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

「産業上の利用分野」 この発明は、自然楽器の楽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減衰音の楽音合成
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お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、このループ回路
に撥弦あるいは打弦の際の励起振動に相当する励起信号
を入力する励振回路とからなる、いわゆる遅延フィード
バック型の楽音合成装置が知られている。なお、この種
の楽音合成装置は、例えば特公昭58−58679号公
報に開示されている。 また、管楽器等の持続音の楽音合成装置としては、例え
ば管楽器の共鳴管内における空気圧力波の伝播をシミュ
レートしたウェーブガイド(双方向の遅延伝送路)と、
共鳴管内部に空気圧力波を励起せしめるリードの動作を
シミュレートした非線形増幅素子とを組み合わ什1こ構
成のものが知られている。この構成によれば、非線形増
幅素子の出力信号が、ウェーブガイドを終端部に向けて
伝送され、終端部において反射された信号がウェーブガ
イドを逆方向に介して非線形増幅素子に帰還されるとい
う循環動作が繰り返される。すなわち、実際の管楽器内
部での空気圧力波の生成および往復伝播の動作が忠実に
シミュレートされる。そして、ウェーブガイド中の任意
のノードから目的とする楽音信号が取り出される。なお
、この種の技術は、特開昭63−40199号公報に開
示さねている。 「発明が解決しようとする課題」 ところで、上述のようにして合成された楽音信号に対し
て複雑な音色の変化を与えたいという要求が生じること
がある。この場合、所望の音色の変化が得られるような
伝達関数を有するフィルタを遅延フィードバック型楽音
合成装置あるいはウェーブガイドを用いた楽音合成装置
の出力部に接続することにより、上記要求に対応してい
た。しかしなから、実現しようとする音色の変化が複雑
かつ微妙である場合には高次のフィルタを用意すること
が必要となり、装置全体が大蜆模になってしまうという
問題があった。 この発明は、装置規模を大きくすることなく、複雑かつ
微妙な音色調整機能を有す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J この発明は、少なくとも複数の遅延素子を閉ループ状に
接続してなる閉ループ手段と、前記閉ループ手段におけ
る所定のノードに励振信号を入力する手段と、 前記閉ループ手段における複数のノードから遅延位相の
互いに異なった信号を取り出し、各々の信号に対して所
望のフィルタ演算に対応した乗算係数を乗じると共に、
それらの乗算結果を加算し、楽音信号として出力する音
色調整手段とを具備することを特徴としている。 「作用」 上記構成によれば、閉ループ手段において、入力された
励振信号の循環が繰り返される。そして、閉ループ手段
内の複数のノードから遅延位相の互いに異なっfこ信号
が取り出され、各々の信号に対してフィルタ演算用の係
数が乗算されると共に、各乗算結果が加算され、楽音信
号として出力される。 「実施例」 以下、図面を参照してこの発明の実施例について説明す
る。
"Industrial Application Field" The present invention relates to a musical tone synthesis device suitable for use in synthesizing musical tones of natural musical instruments. "Prior Art" A musical tone synthesis device is known that synthesizes natural instrument sounds by operating a model simulating the sound production mechanism of a natural instrument. A musical tone synthesis device for the attenuated sound of a percussed string instrument or a plucked string instrument uses a loop circuit that includes a delay circuit that simulates the propagation delay of vibrations in the strings and a filter that simulates the acoustic loss in the strings, and a loop circuit that includes a filter that simulates the acoustic loss in the strings. Alternatively, a so-called delayed feedback type musical tone synthesizer is known, which includes an excitation circuit that inputs an excitation signal corresponding to excitation vibrations when a string is struck. Note that this type of musical tone synthesis device is disclosed in, for example, Japanese Patent Publication No. 58-58679. In addition, as a musical tone synthesis device for sustained sounds such as wind instruments, for example, a waveguide (bidirectional delay transmission path) that simulates the propagation of air pressure waves in the resonant pipe of a wind instrument,
There is a known configuration in which the resonator is combined with a nonlinear amplification element that simulates the operation of a reed that excites air pressure waves inside the resonant tube. According to this configuration, the output signal of the nonlinear amplification element is transmitted toward the end of the waveguide, and the signal reflected at the end is returned to the nonlinear amplification element through the waveguide in the opposite direction. The action is repeated. That is, the generation and reciprocating propagation of air pressure waves inside an actual wind instrument are faithfully simulated. Then, a target musical tone signal is extracted from an arbitrary node in the waveguide. Note that this type of technology is not disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-40199. "Problems to be Solved by the Invention" Incidentally, there may arise a demand for applying complex timbre changes to the musical tone signals synthesized as described above. In this case, the above requirements can be met by connecting a filter having a transfer function that allows the desired timbre change to be connected to the output section of a delayed feedback musical tone synthesizer or a musical tone synthesizer using a waveguide. . However, if the desired change in timbre is complex and subtle, it is necessary to provide a high-order filter, which poses a problem in that the entire device becomes a complete mess. It is an object of the present invention to provide a musical tone synthesis device having a complex and delicate tone adjustment function without increasing the scale of the device. ``Means for Solving the Problems J'' The present invention comprises: a closed loop means formed by connecting at least a plurality of delay elements in a closed loop; means for inputting an excitation signal to a predetermined node in the closed loop means; Extracting signals with different delay phases from a plurality of nodes, multiplying each signal by a multiplication coefficient corresponding to the desired filter operation,
It is characterized by comprising timbre adjustment means for adding the multiplication results and outputting the result as a musical tone signal. "Operation" According to the above configuration, the input excitation signal is repeatedly circulated in the closed loop means. Then, f signals with different delay phases are extracted from a plurality of nodes in the closed loop means, each signal is multiplied by a coefficient for filter operation, and the multiplication results are added together and output as a musical tone signal. be done. "Embodiments" Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

【本発明の原理】[Principle of the present invention]

第1図はこの発明の詳細な説明するブロック図である。 1は遅延フィードバック型楽音形成部であり、各々が1
サンプリング周期の遅延時間を有し、カスケード接続さ
れたn個の遅延素子D+−Dnと、音響損失付与の1コ
ヌのフィルタ、減衰係数を乗算する係数乗算器、および
ピッチ調整用の遅延回路等からなる信号処理回路2と、
加算器3とか閉ループ状に接続されてなる。そして、波
形発生回路4によって例えばインパルス波形等の多くの
周波数成分を含んだ初期波形が発生され、この初期波形
が加算器3から遅延フィードバック型楽音合成[1内に
導入され、ループ内を循環することにより、減衰音の形
成が行われる。加算器3の出力信号および遅延素子D1
〜Dnの各出力信号は、各々、乗算器M0〜Mnに与え
られて、所望のフィルタ演算に対応した係数a0〜an
が乗算される。そして、これらの乗算結果が加算器5に
よって加算され、加算結果が楽音信号として出力される
。 ここで、信号処理回路2の伝達関数をF (z)とする
と、波形発生器4から供給される波形又と、加算器5か
ら得られる楽音信号波形Yとの間の伝達関数は下記式(
+)のようになる。 −zF 上記式(1)に示すように、第1図の構成の伝達関数は
、遅延フィードバック型楽音合成部1本来の伝達関数1
/(1−z  F)と、n次のFIR(有限インパルス
応答)フィルタの伝達関数 すなわち、遅延フィードバック型楽音合成i1に対し、
別途FIRフィルタを接続した場合と全く同等な伝達関
数が実現される。このように、フィルタ演算に必要な遅
延処理を行う手段と、閉ループ手段における遅延処理を
行う手段とを共用するようにしたので、装置規模を大き
くすることなく、複雑かつ微妙な音色調整を行うことが
できる。
FIG. 1 is a block diagram illustrating the invention in detail. 1 is a delayed feedback type musical tone forming section, each of which has 1
It consists of n delay elements D+-Dn connected in cascade and having a delay time equal to the sampling period, a single filter for adding acoustic loss, a coefficient multiplier for multiplying by an attenuation coefficient, a delay circuit for pitch adjustment, etc. a signal processing circuit 2,
The adder 3 is connected in a closed loop. Then, an initial waveform containing many frequency components, such as an impulse waveform, is generated by the waveform generation circuit 4, and this initial waveform is introduced from the adder 3 into the delayed feedback musical tone synthesis [1] and circulates in the loop. This results in the formation of a damped sound. Output signal of adder 3 and delay element D1
~Dn output signals are respectively given to multipliers M0~Mn to calculate coefficients a0~an corresponding to the desired filter operation.
is multiplied. These multiplication results are then added by an adder 5, and the addition result is output as a musical tone signal. Here, if the transfer function of the signal processing circuit 2 is F (z), the transfer function between the waveform supplied from the waveform generator 4 and the musical tone signal waveform Y obtained from the adder 5 is expressed by the following formula (
+). -zF As shown in the above equation (1), the transfer function of the configuration shown in FIG.
/(1-z F) and the transfer function of an n-th order FIR (finite impulse response) filter, that is, delayed feedback type musical tone synthesis i1,
A transfer function completely equivalent to that obtained when a separate FIR filter is connected is realized. In this way, the means for performing delay processing necessary for filter calculations and the means for performing delay processing in the closed-loop means are shared, making it possible to perform complex and subtle timbre adjustments without increasing the scale of the device. I can do it.

【第1実施例】 第2図はこの発明をピアノ、ギター等の減衰音の楽音合
成装置に適用した場合の構成例を示すしのである。なお
、この図において、前述した第1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。この楽音合成
装置は、図示しない演奏操作子(例えば鍵盤等)が操作
されることによって発生されるキーオン信号KONおよ
び発音すべき音高を指定するピッチ情報PITCHが供
給される。 第2図において、可変遅延回路14は、1サップリング
周期の遅延時間を有する遅延素子DD〜DDmをカスケ
ード接続してなるソフトレジスタとセレクタ6によって
構成される。遅延素子Dnの出力は可変遅延回路14に
おける第1段目の遅延素子DD、に入力され、遅延素子
DD、〜DDmの各遅延出力はセレクタ6に入力される
。そして、係数制御wI7によってピッチ情報PITC
)(に対応した遅延指定情報が奈生され、その整数部k
がセレクタ6にセレクト情報として与えられる。 この結果、遅延素子DD、〜DDmの各遅延出力の中か
らkに対応した遅延出力が選択されて出力される。すな
わち、1サンプリング周期をτとした場合、遅延素子D
nの出力はにτだけ遅延されてセレクタ6から出力され
、可変遅延回路15へと送られる。この実施例の場合、
遅延素子D1〜Dnが固定の遅延回路として介挿されて
いるので、ピッチ情報P I TCHに対応した楽音周
波数の逆数から、遅延素子り、〜Dnの総遅延時間を差
し引い1こ遅延時間が、遅延指定情報によって指定され
る。 可変遅延回路15では、セレクタ6からの出力信号が乗
算器10に入力されると共に、遅延素子8によって1サ
ンプリング周期遅延されて乗算器9に入力される。これ
らの乗算器9およびIOには、遅延指定情報の小数部す
および1−bが各々乗算係数として与えられる。そして
、乗算器9および10の出力が加算器11によって加算
されて出力される。この可変遅延回路15によれば、I
サンプリング周期前後して入力される2つの信号の直線
補間が行われ、遅延回路8に入力される信号が実効的に
bτだけ遅延されて加算器11から出力される。 加算器11の出力信号はローパスフィルタ12のフィル
タ特性に応じて各周波数成分が減衰される。そして、ロ
ーパスフィルタ12の出力信号に対し、所望の減衰エン
ベロープに応じて決定される減衰係数7が乗算器13に
よって乗じられ、この乗算結果が加算器3に帰還される
。 波形発生部4aは、例えばROM(リードオンリメモリ
)によって実現され、初期波形の波形値のサンプル列が
記憶されている。音色制御および音高制御の安定性を考
えた場合、発生しようとする楽音の音高に応じて初期波
形の周波数を変えることが望ましい。従って、発生する
全音域を例えばオクターブ単位に分割し、分割によって
得られた各区分毎に最適な周波数の初期波形を記憶する
ようにしている。 このような構成において、演奏操作子か操作され、キー
オン信号KONおよびピッチ情報PITCHが発生され
ると、波形発生部4aからピッチ情報P I TCHに
対応した初期波形が読み出される。そして、この続出波
形は、加算器3−遅延回路り、〜Dn=可変遅延回路I
4−可変遅延回路15−ローパスフィルタ12−乗算器
13からなる閉ループに導入され、以後、減衰しつつ閉
ループ内を循環する。 そして、加算器3の出力信号および遅延素子D1〜Dn
の各遅延出力にフィルタ演算用の係数a0〜anが乗算
され、各乗算結果か加算されて変音信号として出力され
る。
FIRST EMBODIMENT FIG. 2 shows an example of a structure in which the present invention is applied to a musical tone synthesis device for attenuated sounds of pianos, guitars, etc. In this figure, the same reference numerals are given to the parts corresponding to those in FIG. This musical tone synthesis device is supplied with a key-on signal KON generated by operating a performance operator (for example, a keyboard, etc.) not shown, and pitch information PITCH specifying the pitch of a note to be produced. In FIG. 2, the variable delay circuit 14 includes a selector 6 and a soft register formed by cascading delay elements DD to DDm having a delay time of one sampling period. The output of the delay element Dn is input to the first stage delay element DD in the variable delay circuit 14, and each delay output of the delay elements DD to DDm is input to the selector 6. Then, the pitch information PITC is controlled by the coefficient control wI7.
) (delay specification information corresponding to is generated, and its integer part k
is given to the selector 6 as selection information. As a result, the delay output corresponding to k is selected from among the delay outputs of delay elements DD, -DDm and output. That is, if one sampling period is τ, the delay element D
The output of n is delayed by τ, outputted from selector 6, and sent to variable delay circuit 15. In this example,
Since the delay elements D1 to Dn are inserted as fixed delay circuits, the total delay time of the delay elements D1 to Dn is subtracted from the reciprocal of the musical tone frequency corresponding to the pitch information PITCH to obtain the delay time of 1. Specified by delay specification information. In the variable delay circuit 15 , the output signal from the selector 6 is input to the multiplier 10 , and is also input to the multiplier 9 after being delayed by one sampling period by the delay element 8 . These multipliers 9 and IO are given the fractional parts 1 and 1-b of the delay designation information as multiplication coefficients, respectively. Then, the outputs of multipliers 9 and 10 are added by adder 11 and output. According to this variable delay circuit 15, I
Linear interpolation is performed on two signals input before and after the sampling period, and the signal input to the delay circuit 8 is effectively delayed by bτ and output from the adder 11. Each frequency component of the output signal of the adder 11 is attenuated according to the filter characteristics of the low-pass filter 12. Then, the output signal of the low-pass filter 12 is multiplied by an attenuation coefficient 7 determined according to a desired attenuation envelope by a multiplier 13, and the result of this multiplication is fed back to the adder 3. The waveform generator 4a is realized by, for example, a ROM (read only memory), and stores a sample string of waveform values of an initial waveform. When considering the stability of timbre control and pitch control, it is desirable to change the frequency of the initial waveform depending on the pitch of the musical tone to be generated. Therefore, the entire generated sound range is divided into, for example, octaves, and an initial waveform with an optimum frequency is stored for each division obtained by the division. In such a configuration, when a performance operator is operated and a key-on signal KON and pitch information PITCH are generated, an initial waveform corresponding to the pitch information PITCH is read out from the waveform generating section 4a. Then, this successive waveform is calculated by the adder 3-delay circuit, ~Dn=variable delay circuit I
4-variable delay circuit 15-low-pass filter 12-multiplier 13, and thereafter circulates within the closed loop while being attenuated. Then, the output signal of the adder 3 and the delay elements D1 to Dn
Each delayed output is multiplied by coefficients a0 to an for filter calculation, and the multiplication results are added together and output as a tone change signal.

【第2実施例】 第3図は、この発明をクラリネットの楽音合成装置に適
用した場合の構成例を示すものである。 同図において、励振回路20はクラリネットにおけるマ
ウスピース部に対応しており、共振回路40はクラリネ
ットの共鳴管に対応している。また、励振回路20と共
振回路40との間に介挿されるジャンクシコン30は、
マウスピース部と共鳴管との接続部における空気圧力波
の散乱をシミュレ鼻、シたものである。このジャンクシ
ョン30では、共振回路40からの出力信号と励振回路
10の出力信号が加算器31によって加算されて共振回
路40に入力され、加算器31の出力信号と共振回路4
0の出力信号が加算器32によって加算されて励振回路
20に入力されるようになっている。 励振回路20は、減算器21、フィルタ22および23
、加算器24、ROM25、乗算器26.27およびI
NVとで構成される。そして、楽音発生時、係数制御部
50から吹奏圧を指定する信号P、エンブンユア(マウ
スピースを口にくわえる時の圧力)を指定する信号Eが
与えられる。減算器21には、共振回路40からジャン
クション30を介して入力される信号、すなわち、共鳴
管内あるいは共鳴管終端部において反射され、マウスピ
ース部に到来する空気圧力波の空気圧に相当する信号P
Rと、吹奏圧に相当する信号Pが入力される。そして、
減算器21によって信号PRから信号Pが減算され、ク
ラリネットのリードに加わる空気圧に相当する信号PA
が得られる。 減算器21の出力信号PAはフィルタ22によって帯域
制限される。このフィルタ22は1次のローパスフィル
タによって構成されており、励振回路20と共振回路4
0との間を循環する信号の振幅が特定周波数において著
しく大きくならないようにするために介挿されている。 そして、フィルタ22の出力信号P工はフィルタ237
こ入力されると共に、乗算器INVによって反転されて
乗算器26に入力される。信号P、はフィルタ23を介
すことにより、高周波成分が除去される。これにより、
急激な圧力変化を吸収するリードの応答特性がシミュレ
ートされる。 そして、加算器24によって、フィルタ23の出力信号
P、に対し、エンブンユアに相当する信号Eが加算され
、実際にリードに加えられる圧力に相当する信号P3が
求められる。そして、この信号P、がROM 25にア
ドレスとして与えられる。これにより、ROMl5内に
予め記憶された非線形関数のテーブルが参照され、リー
ドとマウスピース部との間隙の断面積、すなわち、空気
流に対するアドミッタンスに相当する信号Yが出力され
る。そして、信号Yと信号−Plとが乗算器26によっ
て乗算され、リードとマウスピース部との間隙を通過す
る空気の流速に相当する信号FLが得られる。 そして、信号PLに対し、乗算器27によって乗算係数
Gが乗じられる。ここで、乗算係数Gは共鳴管Jこおけ
るマウスピース部の取り付は部付近の管径に応じて決ぬ
られる定数であり、空気流の通りにくさ、すなわち、空
気流に対するインピーダンスに相当するものである。従
って、乗算器27からは、共鳴管のマウスピース側の入
口において発生する空気の圧力変化に相当する信号が得
られる。そして、この信号がノヤンクション30を介し
、共振回路40に入力される。 共振回路40において、遅延素子り、〜Dnによって、
リードと、共鳴管における最初のトーンホール(音孔)
との間を空気圧力波が往復伝播する場合に発生する遅延
がシミュレートされる。 ジャンクンタンJUIは、リード側から数えた第1番目
のトーンホールの近傍における空気圧力波の散乱をシミ
ュレートしたものであり、本実施例の場合、乗算器MJ
、〜MJい加算器AJ、およびA J tからなる4乗
算格子によって構成されている。ここで、乗算器MJ、
−MJ、には、対象とするトーンホールの開閉状態に応
じて決定される乗算係数に、、に、、 1− k、、−
k、が各々係数制御部50によって与えられる。 ジャンクシコンJU、の後段には、共鳴管における各ト
ーンホール間の長さに対応した遅延時間を有する遅延回
路D L +〜DLffが、ジャンクンヨンJU、と同
等な構成のジャンクジタンを介してカスケード接続され
ている(図示路)。そして、最終段の遅延回路DL&の
出力は、ローパスフィルタ41によって帯域開隔され、
さらに乗算器42によって負の係数δが乗算され、カス
ケード接続されたジャンクションを逆に介し、さらにジ
ャンクション30を介して励振回路20の減算器21に
帰還される。 このような構成において、図示しない操作子が操作され
て楽音の発生指示がなされると、吹奏圧Pおよびエンブ
シュアEに相当する信号が係数制御部50によって発生
され、励振回路20に供給される。また、各トーンホー
ルの開閉状態に対応し、各トーンホールに対応したジャ
ンクション(JU、および後続の図示しないジャンクシ
ョン)の係数乗算係数に1.に+、 1  k+、  
kl、〜、kl2.ki!、 1− k(!、−に&が
決定され、各々対応するジャンクションに供給される。 そして、吹奏圧PおよびエンブンユアEに基づく励振信
号が励振回路20から出力される。この信号はジャンク
ンタン30を介し、共振回路40に入力される。そして
、ジャンクンタン30を介して入力された信号は、共振
回路40内の各所で折り返され、再びノヤンクション3
0を介して励振回路20に帰還される。そして、励振回
路20では共振回路40から帰還した信号と、当該時点
における吹奏圧PおよびエンブンユアEに基づき上述し
た信号処理が行われ、新たな励振信号がノヤンクション
30を介し、共振回路40に入力される。以下同様の動
作が行われ、励振回路20と共振回路40との間で信号
の循環が行われる。 そして、共振回路40における遅延素子り、の入力信号
および遅延素子D1〜Dnの各遅延出力に対し、乗算器
M0〜Mnによってフィルタ演算用の係数a。−anが
乗算され、各乗算結果が加算器5によって加算されて楽
音信号として出力される。 なお、上記実施例では、音色調整用のFIRフィルタを
楽音合成装置内に1個設けた例を説明したが、複数箇所
に設けてもよい。また、この場合、複数のFIRフィル
タの出力を混合して出力するようにしてらよい。また、
FIRフィルタを構成するのに閉ループ手段(上記実施
例における遅延フィードバック型楽音形成部および共振
回路)と共用する遅延回路の段数は、必要とされるフィ
ルタ演算の次数に対応し、任意に決定し得る。また、発
生する楽音の周波数が高い場合、それに合わせて閉ルー
プ手段の総遅延時間を小さくすることが困難になること
が考えられる。しかし、この場合、フィルタ演算の次数
を下げ、FIRフィルタとして使用する遅延回路の段数
を減らすことにより、閉ループ手段の総遅延時間を所望
の音高に適した値にすることが可能である。 「発明の効果」 以上説明したように、この発明によれば、少なくとも複
数の遅延素子を閉ループ状に接続してなる閉ループ手段
と、前記閉ループ手段における所定のノードに励振信号
を入力する手段と、前記閉ループ手段における複数のノ
ードから遅延位相の互いに異なり1;信号を取り出し、
各々の信号に対して所望のフィルタ演算に対応した乗算
係数を乗じると共に、それらの乗算結果を加算し、楽音
信号として出力する音色調整手段とを投けたので、装置
規模を大きくすることなく、複雑かつ微妙な音色調整を
行うことが可能な楽音合成装置を実現することができる
という効果がある。
[Second Embodiment] FIG. 3 shows a configuration example in which the present invention is applied to a musical tone synthesis device for a clarinet. In the figure, an excitation circuit 20 corresponds to a mouthpiece portion of a clarinet, and a resonance circuit 40 corresponds to a resonance tube of a clarinet. Moreover, the junk switch 30 inserted between the excitation circuit 20 and the resonance circuit 40 is
This simulates the scattering of air pressure waves at the connection between the mouthpiece and the resonance tube. At this junction 30, the output signal from the resonant circuit 40 and the output signal from the excitation circuit 10 are added by an adder 31 and input to the resonant circuit 40, and the output signal from the adder 31 and the output signal from the resonant circuit 4
The output signals of 0 are added by an adder 32 and input to the excitation circuit 20. The excitation circuit 20 includes a subtracter 21, filters 22 and 23
, adder 24, ROM 25, multipliers 26, 27 and I
It consists of NV. When a musical tone is generated, a signal P specifying the blowing pressure and a signal E specifying the blowing pressure (the pressure when the mouthpiece is held in the mouth) are given from the coefficient control section 50. The subtracter 21 receives a signal inputted from the resonant circuit 40 via the junction 30, that is, a signal P corresponding to the air pressure of the air pressure wave reflected within the resonance tube or at the end of the resonance tube and arriving at the mouthpiece section.
R and a signal P corresponding to the blowing pressure are input. and,
The signal P is subtracted from the signal PR by the subtractor 21, resulting in a signal PA corresponding to the air pressure applied to the reed of the clarinet.
is obtained. The output signal PA of the subtracter 21 is band-limited by the filter 22. This filter 22 is composed of a first-order low-pass filter, and includes an excitation circuit 20 and a resonant circuit 4.
This is inserted to prevent the amplitude of the signal circulating between 0 and 0 from becoming significantly large at a specific frequency. The output signal P of the filter 22 is output from the filter 237.
At the same time, the signal is inverted by the multiplier INV and input to the multiplier 26. The signal P passes through the filter 23 to remove high frequency components. This results in
The response characteristics of a reed absorbing sudden pressure changes are simulated. Then, the adder 24 adds the signal E corresponding to the engine pressure to the output signal P of the filter 23 to obtain a signal P3 corresponding to the pressure actually applied to the lead. This signal P is then given to the ROM 25 as an address. As a result, a table of nonlinear functions stored in advance in the ROM 15 is referred to, and a signal Y corresponding to the cross-sectional area of the gap between the reed and the mouthpiece portion, that is, the admittance to the airflow is output. Then, the signal Y and the signal -Pl are multiplied by the multiplier 26 to obtain a signal FL corresponding to the flow velocity of air passing through the gap between the reed and the mouthpiece portion. Then, the signal PL is multiplied by the multiplication coefficient G by the multiplier 27. Here, the multiplication coefficient G is a constant determined according to the pipe diameter near the mouthpiece section of the resonance tube J, and corresponds to the difficulty of air flow, that is, the impedance to the air flow. It is something. Therefore, the multiplier 27 provides a signal corresponding to the change in air pressure occurring at the mouthpiece side entrance of the resonance tube. This signal is then input to the resonant circuit 40 via the noise junction 30. In the resonant circuit 40, the delay elements ~Dn
Reeds and the first tone hole in the resonance tube
The delay that occurs when air pressure waves propagate back and forth between the two is simulated. Jiankuntan JUI simulates the scattering of air pressure waves in the vicinity of the first tone hole counted from the lead side, and in the case of this embodiment, the multiplier MJ
, ~MJ adder AJ, and a 4-multiplying grid consisting of AJt. Here, the multiplier MJ,
-MJ, is a multiplication coefficient determined according to the open/closed state of the target tone hole, , , 1- k, , -
k, are each given by the coefficient control section 50. At the subsequent stage of the Junk Shicon JU, delay circuits DL+ to DLff having a delay time corresponding to the length between each tone hole in the resonance tube are cascaded via the Junk Shicon JU having the same configuration as the Junk Shicon JU. Connected (as shown). Then, the output of the final stage delay circuit DL& is band-separated by a low-pass filter 41,
Furthermore, it is multiplied by a negative coefficient δ by the multiplier 42 and fed back to the subtracter 21 of the excitation circuit 20 via the cascade-connected junctions and further via the junction 30. In such a configuration, when an operator (not shown) is operated to issue an instruction to generate a musical tone, signals corresponding to the blowing pressure P and the embouchure E are generated by the coefficient control section 50 and supplied to the excitation circuit 20. Also, corresponding to the open/closed state of each tone hole, 1. +, 1 k+,
kl, ~, kl2. ki! , 1-k(!, - are determined and supplied to the respective corresponding junctions. Then, an excitation signal based on the blowing pressure P and the engine E is output from the excitation circuit 20. This signal is The signal inputted via the resonance circuit 30 is then turned back at various points within the resonance circuit 40, and is then input to the resonance circuit 40 again through the resonance circuit 30.
0 to the excitation circuit 20. Then, in the excitation circuit 20, the above-mentioned signal processing is performed based on the signal returned from the resonance circuit 40, the blowing pressure P and the engine E at the relevant time, and a new excitation signal is input to the resonance circuit 40 via the noyanction 30. be done. Similar operations are performed thereafter, and signals are circulated between the excitation circuit 20 and the resonant circuit 40. Then, multipliers M0 to Mn apply coefficients a for filter calculation to the input signals of the delay elements in the resonant circuit 40 and the delay outputs of the delay elements D1 to Dn. -an is multiplied, and the results of each multiplication are added by an adder 5 and output as a musical tone signal. In the above embodiment, an example was explained in which one FIR filter for tone adjustment was provided in the musical tone synthesis device, but it may be provided in a plurality of locations. Further, in this case, the outputs of the plurality of FIR filters may be mixed and output. Also,
The number of stages of the delay circuit used in common with the closed loop means (delayed feedback musical tone forming section and resonance circuit in the above embodiments) to configure the FIR filter corresponds to the order of the filter operation required and can be arbitrarily determined. . Furthermore, if the frequency of the generated musical tone is high, it may be difficult to reduce the total delay time of the closed loop means accordingly. However, in this case, by lowering the order of the filter operation and reducing the number of stages of the delay circuit used as the FIR filter, it is possible to make the total delay time of the closed loop means a value suitable for the desired pitch. "Effects of the Invention" As explained above, according to the present invention, there is provided a closed loop means formed by connecting at least a plurality of delay elements in a closed loop, a means for inputting an excitation signal to a predetermined node in the closed loop means, extracting signals with different delay phases from a plurality of nodes in the closed loop means;
Since each signal is multiplied by a multiplication coefficient corresponding to the desired filter operation, and the multiplication results are added together and a timbre adjustment means is provided to output the result as a musical tone signal, it is possible to reduce the complexity of the device without increasing the size of the device. In addition, there is an effect that a musical tone synthesis device capable of performing subtle tone color adjustments can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明の基本構成を説明するブロック図、第
2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である。 l・・・・遅延フィードバック型楽音形成部、D、〜D
n・・ 1サンプリング周期遅延素子、M0〜Mn・乗
算器、5・・・・加算器。
FIG. 1 is a block diagram illustrating the basic configuration of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of a musical tone synthesizer according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a block diagram illustrating the configuration of a musical tone synthesis device according to a second embodiment of the present invention FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of a synthesis device. l...Delayed feedback type musical tone forming section, D, ~D
n... 1 sampling period delay element, M0 to Mn multiplier, 5... adder.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 少なくとも複数の遅延素子を閉ループ状に接続してなる
閉ループ手段と、 前記閉ループ手段における所定のノードに励振信号を入
力する手段と、 前記閉ループ手段における複数のノードから遅延位相の
互いに異なった信号を取り出し、各々の信号に対して所
望のフィルタ演算に対応した乗算係数を乗じると共に、
それらの乗算結果を加算し、楽音信号として出力する音
色調整手段と を具備することを特徴とする楽音合成装置。
[Scope of Claims] Closed loop means comprising at least a plurality of delay elements connected in a closed loop; means for inputting an excitation signal to a predetermined node in the closed loop means; and means for inputting an excitation signal to a predetermined node in the closed loop means; Taking out mutually different signals and multiplying each signal by a multiplication coefficient corresponding to the desired filter operation,
A musical tone synthesis device characterized by comprising a timbre adjustment means for adding the multiplication results and outputting the result as a musical tone signal.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS62109093A (en) * 1985-11-07 1987-05-20 松下電器産業株式会社 Waveform synthesizer
JPH02240696A (en) * 1989-03-14 1990-09-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd Musical tone synthesizer

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