JPH05341790A - 音源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】この発明は、楽音の定常部をループしたときの
単調さを解消するためになされた。 【構成】ループする全区間のピッチ変動を記憶するとと
もに１周期のみのループ波形データを記憶する。前記ピ
ッチ変動に基づいてピッチを変動させながら、ループ波
形データを繰り返し読み出す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ループ波形を繰り返
し読み出すことによりメモリ容量を節約した音源装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】自然楽器の楽音をリアルに再現するため
の音源装置としてサンプリング音源が実用化されてい
る。サンプリング音源の基本的な機能は、自然楽器の楽
音波形を発音から消音まで記憶し、このデータを指定さ
れた周波数で先頭から読み出していくものである。しか
し、このような方式では、一つの楽音に対して発音から
消音までの長さの楽音波形データを記憶しておく必要が
あり膨大なメモリ容量が必要となる。また、持続系の楽
音は発音が指示されているかぎり定常的な楽音信号を形
成し続ける必要があるため上記の方式を適用することが
できなかった。

【０００３】そこで、楽音波形の変動の少ない持続部で
は短い（１〜数周期の）ループ波形データのみを記憶し
ておき、このループ波形データを繰り返し読み出すこと
によって任意の長さの楽音（持続部）を発音することの
できるループ方式のサンプリング音源が実用化されてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、長い楽音を発
音するためにはループ波形データを何度も繰り返し読み
出す必要があるため楽音が単調になってしまう欠点があ
った。一方、ループ波形データを長くして単調さを解消
しようとすると１つの楽音に必要なメモリ容量が大きく
なってしまい、持続部をループ化した効果がなくなって
しまう欠点があった。

【０００５】この発明は、ループ区間（定常部）の周波
数変動のみをループ化せずに記憶することにより、単調
さを解消することができる音源装置を提供することを目
的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この出願の請求項１の発
明は、ループ波形データを繰り返し読み出すことによ
り、定常的な楽音信号を形成する音源装置であって、ル
ープ波形データを記憶する波形記憶手段と、時間経過に
従って変化するピッチ変動を記憶するピッチ変動記憶手
段と、楽音の周波数が指定されたときその周波数を前記
ピッチ変動記憶手段に記憶されているピッチ変動で経時
的に修正する修正手段と、修正された周波数で前記波形
記憶手段を繰り返し読みだす読出手段と、を備えたこと
を特徴とする。

【０００７】この出願の請求項２の発明は、全波形デー
タを記憶する手段と、この全波形データから特定の１ま
たは数周期のループ波形データを抽出して記憶する波形
記憶手段と、このループ波形データに対する全波形デー
タのピッチ変動を抽出して記憶するピッチ変動記憶手段
と、を備えたことを特徴とする。

【０００８】

【作用】請求項１の音源装置は、波形記憶手段に記憶さ
れているループ波形データを繰り返して読み出すことに
より楽音信号を形成する。この読み出しは発音を指示さ
れた楽音の周波数で行われるが、このとき、この周波数
をピッチ変動記憶手段に記憶されているピッチ変動に基
づいて経時的に修正し（修正手段）、修正された周波数
で波形記憶手段をアクセスする（読出手段）。ピッチ変
動はループ区間の全区間にわたって記憶されており、読
み出し周波数は経時的に（ループ区間が進行するのと同
じように）修正されるため、繰り返しの単調さを無くす
ことができる。

【０００９】請求項２の音源装置は、全波形データのう
ち１または数周期の波形データをループ波形データとし
て抽出し、この波形データのみを波形記憶手段に記憶す
る。

【００１０】さらに、このループ波形データに対する全
波形データのピッチ変動を抽出し、これをピッチ変動記
憶手段に記憶する。ピッチ変動はたとえば、波形データ
の各点における周波数のループ波形データの周波数に対
する比や差として記憶すればよい。

【００１１】

【実施例】図１はこの発明の実施例である音源装置を備
えた電子楽器の構成図である。この電子楽器は演奏用の
キーボード１４を備えた電子鍵盤楽器である。また、サ
ンプリング回路１７を備え、形成する楽音信号の元にな
る楽音波形をサンプリングして記憶しておくことができ
るものである。

【００１２】この電子楽器の動作はＣＰＵ１０によって
制御される。ＣＰＵ１０にはバス１１を介してＲＯＭ１
２，ＲＡＭ１３，キーボード１４，表示器１５，パネル
スイッチ１６，サンプリング回路１７，読出回路１８，
音源２１および書き込み回路２２が接続されている。Ｒ
ＯＭ１２にはこの電子楽器の動作を制御する制御プログ
ラム等が記憶されている。ＲＡＭ１３には演奏時やサン
プリング時に発生する各種のデータを一時記憶するレジ
スタが設定される。パネルスイッチ１６には音色を選択
するためのスイッチやサンプリング時にサンプリングし
た楽音波形をエディットするための各種操作子が設けら
れている。サンプリング回路１７にはマイク２０、読出
回路１８およびサンプリングメモリ１９が接続されてい
る。マイク２０からは自然楽器のアナログの楽音信号が
入力される。サンプリング回路１７はマイク２０から入
力されたアナログの楽音信号をディジタル化してサンプ
リングメモリ１９に順次記憶してゆく。読出回路１８
は、サンプリングした楽音波形データをエディットする
とき、ＣＰＵ１０の指示に従ってサンプリングメモリ１
９に記憶されている楽音波形信号を読み出してＲＡＭ１
３に転送する。音源２１は図２に示すような構成になっ
ており、波形メモリ２３，周波数比メモリ２４および書
込回路２２が接続されている。音源２１が楽音信号を形
成する場合、通常区間はＣＰＵ１０から指示された周波
数で波形メモリ２３をアクセスして波形データを読み出
す。ループ区間の場合には、ＣＰＵ１０から指定された
周波数を周波数比メモリ２４のデータで修正しながら波
形メモリ２３をアクセスしてループ波形データを繰り返
し読み出す。書込回路２２はサンプリングメモリ１９か
ら読み出された楽音波形データおよび周波数比を波形メ
モリ２３，周波数比メモリ２４に書き込む回路である。
ここで、周波数比とはループ区間におけるループ波形デ
ータに対する他の部分の波形データの周波数比である。
音源２１が形成した楽音信号はサウンドシステム２５に
出力され増幅された後外部へ出力される。

【００１３】ここで、図３のフローチャートおよび図
４，図５の各種信号波形を示す図を参照して同電子楽器
のサンプリング方式について説明する。まずマイク２０
を用いて外部音（自然楽器の楽音）をサンプリングする
（ｎ１）。このサンプリングによって図４（Ａ),（Ｂ）
に示すような楽音波形信号（原音）がサンプリングメモ
リ１９に記憶される。ここで図４（Ａ）は原音のエンペ
ロープを示し、同図（Ｂ）はピッチ変動を示している。
エディットするため、サンプリングされた楽音波形信号
のエンペロープは表示器１５に表示される。演奏者はパ
ネルスイッチ１６等を操作してこの楽音の全体波形を複
数のステートに分割する（図４，図５の縦破線参照）。
分割は、たとえばアタック・ディケイ部，持続部，減衰
部等の楽音信号の特性の境界で行えばよい。図４，図５
の楽音信号は５つのステート（ＳＴ＝１〜５）に分割さ
れている。分割された各ステートについて、全波形デー
タを記憶するか、１周期の波形のみをループ波形データ
として記憶しそれをループさせるかを指定する（ｎ
２）。図４，図５の楽音波形の場合ＳＴ＝１，３，５の
ステートでは全波形データが記憶され（全波形ステー
ト）、ＳＴ＝２，４のステートではループ波形データの
みが記憶される（ループステート）。ループステートか
ら１周期の波形を切り出しこの振幅を正規化する（ｎ
３）。ループステートの波形データは、読出回路１８に
よって１周期づつ順次読み出され、表示器１５にその波
形が表示される。表示された波形から適当な１周期を利
用者が選択することによって切り出しが行われる。図４
（Ａ）における８０，８１が選択された１周期を表して
いる。こののち、波形データを波形メモリ２３に書き込
んでゆく（ｎ４）。全波形ステートの波形データは読出
回路１８，書込回路２２を介して波形メモリ２３に転送
され、ループステートの波形データ（ループ波形デー
タ）は、ＲＡＭ１３で処理をされたのち書込回路２２を
介して波形メモリ２３に転送される。各波形データはス
テート順に所定のアドレスに記憶される（図５（Ａ）参
照）。さらに、周波数比メモリ２４に周波数比データを
書き込む（ｎ５）。このデータはループステートについ
てのみ記憶される。切り出されたループ波形データと他
の部分の波形データとの周波数比を１周期毎に割り出し
て周波数比メモリ２４に書き込む。この周波数比の算出
は１周期の長さを比較することによって算出され、１周
期波形の切り出しポイント８０，８１での周波数比デー
タは１となる。算出された周波数比データは図５（Ｃ）
の６０，６１のようなデータとなる。

【００１４】図２は前記音源２１のブロック図である。
音源２１にはバス１１を介してノートオン信号ＮＯＮ，
ノートナンバ（周波数を示すデータ）および音色番号が
入力される。また、音色データレジスタ３０にはあらか
じめ複数音色の音色データが記憶されている。入力され
た音色番号の音色データはデータ供給回路３１に入力さ
れる。データ供給回路３１は音色データレジスタから入
力された各種データを必要なタイミングに各回路に出力
するための回路である。

【００１５】一方、波形メモリ２３をアクセスするアド
レスカウンタ３５には、データ供給回路３１から波形メ
モリスタートアドレスＳＡ，波形メモリエンドアドレス
ＥＡおよびループ信号ＬＰが入力される。ＬＰはループ
ステートのとき１となり、全波形ステートのとき０とな
る（図４（Ｄ))。また、バスを介してノートオン信号Ｎ
ＯＮが入力される。また、アドレスカウンタ３５には乗
算器４１から楽音の周波数を示すデータであるＦナンバ
が入力される。ＦナンバはＣＰＵ１０から入力されるノ
ートナンバに基づいてＦナンバ変換回路３２が変換す
る。変換されたＦナンバは、乗算器４１において周波数
比データにより修正される。乗算器４１に入力される乗
数は、ループステートにおいては周波数比メモリ２４の
データを補間したものであり、全波形ステートにおいて
は１である。すなわち、全波形ステートではＦナンバが
修正されない。アドレスカウンタ３５はノートオン信号
ＮＯＮの入力をトリガとしてアドレスＡＤを出力し始め
る（図５（Ａ))。アドレスＡＤは波形メモリスタートア
ドレスＳＡからＦナンバに基づく刻みで出力され、波形
メモリエンドアドレスＥＡに至ったとき終了する。ただ
し、ループの場合にはＥＡを出力したのち再度ＳＡを出
力する（図５（Ａ）の(70)，(71)および図６参照：図６
は(70)の一部拡大図である。）。これを所定回数繰り返
し、繰り返し毎にループエンド検出信号ＬＥを出力す
る。ＬＥの回数はループカウンタによって計数される。
ループカウンタ３７のカウント値ＬＮはデータ供給回路
３１から出力されるループ回数データＬＴとともに比較
器３６に入力される。比較器３６はＬＮがループ回数デ
ータＬＴを超えたときループステート終了信号ＯＶを出
力する（図５（Ｂ))。一方、全波形ステートでＥＡを出
力するとアドレスカウンタ３５はステート終了信号ＥＮ
Ｄを出力する（図５（Ｂ))。ＥＮＤ，ＯＶともにステー
トカウンタ３３に入力される。ステートカウンタ３３は
ノートオン信号ＮＯＮでリセットされる（１がプリセッ
トされる）カウンタであり、ＥＮＤまたはＯＶの入力に
よりカウントアップされる。カウント値はステートデー
タＳＴ（図４（Ｃ）参照）としてデータ供給回路３１に
入力される。データ供給回路３１は入力されたステート
ＳＴに応じて各種データを出力する。

【００１６】また、ＬＮは加算器３８にも入力される。
加算器３８にはデータ供給回路３１から周波数比メモリ
スタートアドレスＰＳＡが供給されている。ＰＳＡとＬ
Ｎの加算値はアクセスアドレスとして周波数比メモリ２
４に供給される。したがって、ループステートにおいて
はループ毎に新たな周波数比データが読み出されること
になる（図５（Ｃ）の(60)，(61)参照）。読み出された
周波数比データは補間回路３９で補間されたのちセレク
タ４０を介して前記加算器４１に入力される。

【００１７】補間回路３９は、前回の周波数比データか
ら今回の周波数比データに滑らかに移行するようなクロ
スフェード処理を行う。セレクタ４０には前記ループ信
号ＬＰが入力されている。ＬＰが１（ループステート）
のとき補間回路３９から入力される周波数比データを乗
算器４１に出力し、ＬＰが０（全波形ステート）のとき
１を乗算器４１に出力する。

【００１８】アドレスＡＤでアクセスされた波形メモリ
２３からは波形データが出力される。この波形データは
乗算器４２に入力される。乗算器４２にはエンベロープ
ジェネレータ３４からエンベロープ信号が入力されてい
る。乗算器４２によってエンベロープを付加されたディ
ジタル楽音波形はＤ／Ａ変換器４３に入力され、アナロ
グの楽音信号に変換される。この楽音信号がサウンドシ
ステム２５に入力される。なお、エンベロープジェネレ
ータ３４は、ノートオン信号ＮＯＮによってリセットさ
れ、データ供給回路３１からエンベロープを生成するた
めのパラメータを入力する。

【００１９】これにより、ループステートでは波形デー
タは１周期でも各周期毎に周波数が修正され、繰り返し
の単調さを解消することができる。

【００２０】なお、この実施例ではループ波形データと
して１周期の波形データを用いてるが複数周期の波形を
用いてもよい。また、周波数比データも１周期毎に求め
て記憶しているが、複数周期毎に周波数比データを求め
るようにしてもよい。

【００２１】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、ループ
波形データとピッチ変動とを記憶し、ピッチ変動で修正
された周波数でループ波形データを繰り返し読み出すよ
うにしたことにより、極めて少ないデータ量で単調さの
ない楽音信号を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明が適用される電子楽器の構成を示す図

【図２】同電子楽器の音源の構成を示す図

【図３】同電子楽器において自然楽器の楽音をサンプリ
ングする時の操作手順を示す図

【図４】同電子楽器における各種信号の変化状態を説明
する図

【図５】同電子楽器における各種信号の変化状態を説明
する図

【図６】同電子楽器における各種信号の変化状態を説明
する図

【符号の説明】

１７−サンプリング回路 ２１−音源 ２３−波形メモリ ２４−周波数メモリ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ループ波形データを繰り返し読み出すこ
   とにより、定常的な楽音信号を形成する音源装置であっ
   て、 ループ波形データを記憶する波形記憶手段と、 時間経過に従って変化するピッチ変動を記憶するピッチ
   変動記憶手段と、 楽音の周波数が指定されたとき、その周波数を前記ピッ
   チ変動記憶手段に記憶されているピッチ変動で経時的に
   修正する修正手段と、 修正された周波数で前記波形記憶手段を繰り返し読みだ
   す読出手段と、 を備えたことを特徴とする音源装置。
2. 【請求項２】 全波形データを記憶する手段と、 この全波形データから特定の１または数周期のループ波
   形データを抽出して記憶する波形記憶手段と、 このループ波形データに対する全波形データのピッチ変
   動を抽出して記憶するピッチ変動記憶手段と、 を備えたことを特徴とする音源装置。