JPH0540480A - Electronic musical instrument - Google Patents

Electronic musical instrument

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Publication number
JPH0540480A
JPH0540480A JP3219371A JP21937191A JPH0540480A JP H0540480 A JPH0540480 A JP H0540480A JP 3219371 A JP3219371 A JP 3219371A JP 21937191 A JP21937191 A JP 21937191A JP H0540480 A JPH0540480 A JP H0540480A
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JP
Japan
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formant
data
sound
performance information
interpolation
Prior art date
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Pending
Application number
JP3219371A
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Japanese (ja)
Inventor
Masahiro Koyama
雅寛 小山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yamaha Corp
Original Assignee
Yamaha Corp
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Publication date
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Publication of JPH0540480A publication Critical patent/JPH0540480A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10HELECTROPHONIC 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
    • G10H2250/00Aspects of algorithms or signal processing methods without intrinsic musical character, yet specifically adapted for or used in electrophonic musical processing
    • G10H2250/471General musical sound synthesis principles, i.e. sound category-independent synthesis methods
    • G10H2250/481Formant synthesis, i.e. simulating the human speech production mechanism by exciting formant resonators, e.g. mimicking vocal tract filtering as in LPC synthesis vocoders, wherein musical instruments may be used as excitation signal to the time-varying filter estimated from a singer's speech
    • G10H2250/485Formant correction therefor
    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10HELECTROPHONIC 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
    • G10H2250/00Aspects of algorithms or signal processing methods without intrinsic musical character, yet specifically adapted for or used in electrophonic musical processing
    • G10H2250/471General musical sound synthesis principles, i.e. sound category-independent synthesis methods
    • G10H2250/481Formant synthesis, i.e. simulating the human speech production mechanism by exciting formant resonators, e.g. mimicking vocal tract filtering as in LPC synthesis vocoders, wherein musical instruments may be used as excitation signal to the time-varying filter estimated from a singer's speech
    • G10H2250/491Formant interpolation therefor

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  • Electrophonic Musical Instruments (AREA)

Abstract

PURPOSE:To reproduce a formant sound having a proper formant without taking a time for an input of formant data, etc., by generating the formant data by an inter-polating operation, and reproducing the formant sound. CONSTITUTION:A panel 3 is provided with a liquid crystal display LCD 4 for displaying various information, a tone color selection switch 5 for selecting a tone color, and formant setting/correcting switches 6, 7, 8 and 9 for setting or correcting formant data. In such a state, with respect to musical performance information generated by a fact that a performer executes a musical performance operation, several sample points are read out, and from those sample points, the formant data corresponding to its musical performance information can be obtained by an interpolating operation. A musical tone having a formant based on this formant data is synthesized. In such a way, trouble is saved, and also, a sound of a new tone color can easily be made.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、補間演算を用いるこ
とによってフォルマントデータを作成しフォルマント音
を再生することのできる電子楽器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electronic musical instrument capable of producing formant data and reproducing formant sound by using interpolation calculation.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、固定フォルマントを有する音声
は、基本ピッチが変化してもフォルマントは変化しない
とされている。しかし、実際には音高が低い音と高い音
とを比較してみるとフォルマントの位置や形状が変化し
ているのが観察される。
2. Description of the Related Art Generally, it is said that a voice having a fixed formant does not change in formant even if the basic pitch changes. However, in actuality, when the low pitched sound and the high pitched sound are compared, it is observed that the position and shape of the formant are changed.

【0003】図12は、プロのソプラノ歌手が種々の基
本周波数(音高)で4種の母音「a,i,u,e」をそ
れぞれ発音した場合のフォルマント周波数の変化を示す
グラフである。「a,i,u,e」は母音の発音記号を
示す。実線F1はこれら4種の母音「a,i,u,e」
を種々の基本周波数で発音した場合の第1フォルマント
周波数の変化を示すグラフである。例えば、「a」音に
ついていえば、基本周波数が200Hzから620Hz
程度までの範囲ではほぼ一定の第1フォルマント周波数
を示し、620Hz程度以上の基本周波数では第1フォ
ルマント周波数が漸増する。破線F2,一点鎖線F3お
よび二点鎖線F4も同様に、それぞれ4種の母音「a,
i,u,e」を種々の基本周波数で発音した場合の第
2、第3および第4フォルマント周波数の変化を示すグ
ラフである。この図から基本周波数の変化に伴いフォル
マント周波数が変化していることが分かる。
FIG. 12 is a graph showing changes in formant frequency when a professional soprano singer produces four vowels "a, i, u, e" at various fundamental frequencies (pitch). "A, i, u, e" represent phonetic symbols of vowels. The solid line F1 is these four vowels "a, i, u, e"
5 is a graph showing changes in the first formant frequency when a sound is generated at various fundamental frequencies. For example, for the "a" sound, the fundamental frequency is 200 Hz to 620 Hz.
The first formant frequency is substantially constant in the range up to the level, and the first formant frequency gradually increases at the fundamental frequency of about 620 Hz or higher. Similarly, the broken line F2, the alternate long and short dash line F3 and the alternate long and two short dashes line F4 have four types of vowels "a,
5 is a graph showing changes in the second, third and fourth formant frequencies when "i, u, e" is pronounced at various fundamental frequencies. From this figure, it can be seen that the formant frequency changes as the fundamental frequency changes.

【0004】図13は、通常の会話を行う程度の声の大
きさで「a」音を発音した場合の振幅スペクトルを示
す。G2は振幅スペクトルG1のスペクトル包絡を示
す。図14は、強く「a」音を発音した場合の振幅スペ
クトルを示す。G4は振幅スペクトルG3のスペクトル
包絡を示す。図13および図14から、声の大きさによ
ってフォルマント周波数や形状が変化していることが分
かる。
FIG. 13 shows an amplitude spectrum when the "a" sound is produced with a voice volume that is large enough to make a normal conversation. G2 indicates the spectrum envelope of the amplitude spectrum G1. FIG. 14 shows an amplitude spectrum when a strong "a" sound is produced. G4 indicates the spectrum envelope of the amplitude spectrum G3. It can be seen from FIGS. 13 and 14 that the formant frequency and shape are changed depending on the loudness of the voice.

【0005】その他に、基本周波数の変化によってフォ
ルマントの位置が変化する移動フォルマントを有する音
も存在する。
In addition, there is a sound having a moving formant in which the position of the formant changes according to the change of the fundamental frequency.

【0006】このような種々の音を例えば電子鍵盤楽器
で再現するためには、例えば鍵盤の各鍵のそれぞれに対
応した(すなわち音高に対応した)フォルマントデータ
をあらかじめメモリに記憶しておき、鍵盤の操作時には
音高に対応するフォルマントデータを読出してフォルマ
ント合成音源に供給する必要がある。また、発音する音
の強さは例えば鍵盤の鍵のタッチに応じて上下させる
が、音の強さに応じたフォルマントで発音させるために
は、タッチのそれぞれの値に対応したフォルマントデー
タをすべて記憶しておく必要がある。
In order to reproduce such various sounds with an electronic keyboard instrument, for example, formant data corresponding to each key of the keyboard (that is, corresponding to a pitch) is stored in advance in a memory, When operating the keyboard, it is necessary to read the formant data corresponding to the pitch and supply it to the formant synthesis sound source. Also, the strength of the sound to be pronounced is raised or lowered in response to the touch of a key on the keyboard, for example, but in order to produce a formant according to the strength of the sound, all formant data corresponding to each touch value is stored. You need to do it.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかし、鍵盤の各鍵の
それぞれあるいはタッチの値のそれぞれに対応してフォ
ルマントデータを記憶するために、記憶すべきフォルマ
ントデータすべてをあらかじめ入力する必要があり、そ
の操作は非常に手間がかかる。
However, in order to store the formant data corresponding to each key of the keyboard or each touch value, it is necessary to input all the formant data to be stored in advance. The operation is very time-consuming.

【0008】この発明は、上記の事情に鑑み、フォルマ
ントデータの入力などに手間をかけることなく、適正な
フォルマントを有するフォルマント音を再生できる電子
楽器を提供することを目的とする。
In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide an electronic musical instrument capable of reproducing a formant sound having an appropriate formant, without the trouble of inputting formant data.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明に係る電子楽器は、演奏者の演奏操作に応
じて演奏情報を発生する演奏情報発生手段と、前記演奏
情報として取り得る値の範囲内における幾つかの演奏情
報の値に対応するフォルマントデータを記憶した記憶手
段と、前記演奏情報発生手段から発生された演奏情報の
値に基づいて、前記記憶手段から複数のフォルマントデ
ータを選択して読出す読出制御手段と、前記読出制御手
段により読出した複数のフォルマントデータを用いて補
間演算を行うことにより、前記演奏情報発生手段から発
生された演奏情報の値に対応するフォルマントデータを
算出し出力する補間手段と、前記補間手段から出力され
るフォルマントデータに基づくフォルマントを有する楽
音の楽音信号を合成して出力するフォルマント音合成手
段とを具備することを特徴とする。
In order to achieve the above object, an electronic musical instrument according to the present invention can be used as performance information generating means for generating performance information according to a performance operation of a performer, and the performance information. Storage means for storing formant data corresponding to some performance information values within a range of values, and a plurality of formant data from the storage means based on the performance information values generated by the performance information generating means. The formant data corresponding to the value of the performance information generated by the performance information generating means is obtained by performing an interpolation operation using the read control means for selectively reading and a plurality of formant data read by the read control means. The interpolating means for calculating and outputting and the musical tone signal of the musical tone having the formant based on the formant data output from the interpolating means are combined. Characterized by comprising the formant sound synthesizing means for and output.

【0010】前記演奏情報としては例えば鍵盤から出力
される音高情報としてのキーコードやタッチ情報などが
ある。フォルマントデータとしては例えばフォルマント
周波数、フォルマントレベルおよびフォルマントバンド
幅などのデータがある。記憶手段には、演奏情報とそれ
に対応するフォルマントデータとの組データを複数組記
憶しておく。外部の音響を入力する音響入力手段と、こ
の音響入力手段により入力した音響を分析して演奏情報
を抽出するとともにその音響のフォルマントデータを抽
出する音響分析手段とをさらに備え、外部の音響を幾つ
か入力して演奏情報とそれに対応するフォルマントデー
タとの組データを抽出し記憶するようにするとよい。補
間方法としては、直線補間のほかスプライン関数などの
関数を用いた曲線補間を用いてもよい。
The performance information includes, for example, key code and touch information as pitch information output from the keyboard. The formant data includes, for example, formant frequency, formant level, formant bandwidth, and the like. A plurality of sets of performance information and corresponding formant data are stored in the storage means. The sound input means for inputting an external sound and the sound analysis means for analyzing the sound input by the sound input means to extract performance information and formant data of the sound are further provided. It is advisable to input or input the set data of the performance information and the corresponding formant data and store it. As the interpolation method, in addition to linear interpolation, curve interpolation using a function such as a spline function may be used.

【0011】さらに、この発明に係る電子楽器は、演奏
者の演奏操作に応じて演奏情報を発生する演奏情報発生
手段と、外部の音響を入力する音響入力手段と、前記音
響入力手段により入力した音響を分析して演奏情報を抽
出するとともに、その音響のフォルマントデータを抽出
する音響分析手段と、前記音響分析手段により複数の音
響を分析して得た複数組の演奏情報とフォルマントデー
タとの組データを用いて補間演算を行うことにより、こ
の組データに含まれる演奏情報以外のすべての演奏情報
の値に対応するフォルマントデータを算出し出力する補
間手段と、前記音響分析手段により抽出したフォルマン
トデータおよび前記補間手段により算出したフォルマン
トデータを記憶する記憶手段と、前記演奏情報発生手段
から発生された演奏情報の値に対応するフォルマントデ
ータを前記記憶手段から読出し、このフォルマントデー
タに基づくフォルマントを有する楽音の楽音信号を合成
して出力するフォルマント音合成手段とを具備すること
を特徴とする。
Further, in the electronic musical instrument according to the present invention, performance information generating means for generating performance information in response to a performance operation of a performer, sound input means for inputting external sound, and the sound input means are used. Acoustic analysis means for extracting the performance information of the sound by analyzing the sound, and a set of a plurality of sets of performance information and formant data obtained by analyzing a plurality of sounds by the sound analysis means. Interpolation means for calculating and outputting formant data corresponding to all performance information values other than the performance information included in the set data by performing interpolation calculation using the data, and formant data extracted by the acoustic analysis means. And storage means for storing the formant data calculated by the interpolating means, and the performance information generated by the performance information generating means. It reads the formant data corresponding to the value of the information from the storage means, characterized by comprising the formant sound synthesizing means for outputting a musical tone signal of a tone having formants based on the formant data synthesis to.

【0012】[0012]

【作用】幾つかの演奏情報の値に対応するフォルマント
データを記憶しており、これらの組データがサンプルポ
イントとなる。すなわち、演奏者が演奏操作を行うこと
により発生された演奏情報に対し、幾つかのサンプルポ
イントが読出され、それらのサンプルポイントから補間
演算によってその演奏情報に対応するフォルマントデー
タを得ることができる。そして、そのフォルマントデー
タに基づくフォルマントを有する楽音が合成される。
The formant data corresponding to some performance information values are stored, and these set data serve as sample points. That is, some sample points are read out from the performance information generated by the performer performing a performance operation, and formant data corresponding to the performance information can be obtained from these sample points by interpolation calculation. Then, a musical sound having a formant based on the formant data is synthesized.

【0013】[0013]

【実施例】以下、図面を用いてこの発明の実施例を説明
する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0014】図1は、この発明の一実施例に係る電子楽
器のブロック構成図である。この図において、1は演奏
者が操作する多数の鍵を有する鍵盤、2は鍵盤1のイン
ターフェース、3は種々のパネルスイッチなどを有する
パネルを示す。パネル3は、種々の情報を表示するため
の液晶ディスプレイ(LCD)4、音色を選択するため
の音色選択スイッチ5、フォルマントデータを設定ある
いは修正するためのフォルマントデータ設定・修正スイ
ッチ6,7,8,9を備えている。音色選択スイッチ5
は10種類の音色を選択するための10個のスイッチか
らなる。フォルマントデータ設定・修正スイッチ6は、
第1フォルマントに関するフォルマントデータを設定し
あるいは修正するための4つのスイッチからなる。すな
わち、第1フォルマントデータ設定・修正スイッチ6
は、第1フォルマントに関するフォルマントレベルをア
ップするスイッチ6−1、フォルマントレベルをダウン
するスイッチ6−2、フォルマント周波数をアップする
スイッチ6−3、およびフォルマント周波数をダウンす
るスイッチ6−4の4つのスイッチからなる。フォルマ
ントデータ設定・修正スイッチ7,8,9はそれぞれ第
2、第3、および第4フォルマントデータの設定・修正
スイッチである。これらのスイッチ7,8,9も、それ
ぞれスイッチ6と同様の4つのスイッチからなる。
FIG. 1 is a block diagram of an electronic musical instrument according to an embodiment of the present invention. In this figure, 1 is a keyboard having a large number of keys operated by a player, 2 is an interface of the keyboard 1, and 3 is a panel having various panel switches. The panel 3 includes a liquid crystal display (LCD) 4 for displaying various information, a tone color selection switch 5 for selecting a tone color, and formant data setting / correction switches 6, 7, 8 for setting or correcting the formant data. , 9 are provided. Tone selection switch 5
Consists of 10 switches for selecting 10 kinds of tones. Formant data setting / correction switch 6
It consists of four switches for setting or modifying the formant data for the first formant. That is, the first formant data setting / correction switch 6
Is a switch 6-1 for increasing the formant level for the first formant, a switch 6-2 for decreasing the formant level, a switch 6-3 for increasing the formant frequency, and a switch 6-4 for decreasing the formant frequency. Consists of. Formant data setting / correcting switches 7, 8 and 9 are setting / correcting switches for the second, third and fourth formant data, respectively. Each of these switches 7, 8 and 9 is also composed of four switches similar to the switch 6.

【0015】10はパネル3の各種パネルスイッチのイ
ンターフェース、11はパネル3のLCD4のインター
フェース、12はディジタル・シグナル・プロセッサ
(DSP)を示す。DSP12は、入力した音響から音
高などの演奏情報を抽出するための演算やフォルマント
音を合成する演算などを高速に行うためのものである。
13はこの電子楽器の各種の動作手順を規定するプログ
ラムあるいはパラメータなどを記憶するリード・オンリ
ー・メモリ(ROM)、14はワークレジスタなどに用
いるランダム・アクセス・メモリ(RAM)、15は音
声などの外部の音響を入力するための音響入力装置、1
6は音響入力装置15から出力されるアナログデータを
ディジタルデータに変換するアナログ/ディジタルコン
バータ(A/Dコンバータ)、17はこの電子楽器全体
の動作を制御する中央処理装置(CPU)、18は与え
られたフォルマントデータに基づいてフォルマント音を
合成するフォルマント合成音源、19はフォルマント合
成音源18から出力される楽音信号に基づいて楽音を発
生するサウンドシステム、20は双方向のバスラインで
ある。
Reference numeral 10 is an interface of various panel switches of the panel 3, 11 is an interface of the LCD 4 of the panel 3, and 12 is a digital signal processor (DSP). The DSP 12 is for performing at high speed an operation for extracting performance information such as a pitch from an input sound and an operation for synthesizing a formant sound.
13 is a read only memory (ROM) that stores programs or parameters that define various operating procedures of this electronic musical instrument, 14 is a random access memory (RAM) used as a work register, and 15 is a voice or the like. Sound input device for inputting external sound, 1
Reference numeral 6 is an analog / digital converter (A / D converter) for converting analog data output from the sound input device 15 into digital data, 17 is a central processing unit (CPU) for controlling the operation of the entire electronic musical instrument, and 18 is a controller. A formant synthesis sound source for synthesizing a formant sound based on the formed formant data, a sound system 19 for generating a music sound based on a tone signal output from the formant synthesis sound source 18, and a bidirectional bus line 20.

【0016】この電子楽器では、あらかじめ幾つかのサ
ンプルポイントのフォルマントデータを保持している。
すなわち、音高を示すキーコード(MIDIコード)お
よび鍵盤のタッチデータとこれらのキーコードおよびタ
ッチデータに対応するフォルマントデータからなる組デ
ータを何組か記憶している。そして、実際の演奏時には
演奏操作によって得られたキーコードおよびタッチデー
タに対応するフォルマントデータをサンプルポイントの
フォルマントデータから補間して求めフォルマント音を
発生する。サンプルポイントのフォルマントデータは図
1のパネル3上のフォルマントデータ設定・修正スイッ
チ6,7,8,9を用いて手作業で設定することもでき
るし、外部から音声その他の音響を入力してその音響の
演奏情報とフォルマントデータとを抽出してサンプルポ
イントのデータとすることもできる。
This electronic musical instrument holds formant data of several sample points in advance.
That is, some sets of set data including a key code (MIDI code) indicating a pitch, touch data of the keyboard, and formant data corresponding to these key code and touch data are stored. At the time of actual performance, formant data corresponding to the key code and touch data obtained by the performance operation is interpolated from the formant data at the sample points to generate a formant sound. The formant data of the sample points can be manually set by using the formant data setting / correction switches 6, 7, 8 and 9 on the panel 3 of FIG. 1, or by inputting voice or other sound from the outside. It is also possible to extract acoustic performance information and formant data and use them as sample point data.

【0017】表1は、この実施例の電子楽器で記憶保持
するサンプルポイントのデータの一例を示す。ただし、
ここではタッチデータを省略し、キーコードとフォルマ
ントデータのみ掲げてある。また、音色「e」に関する
サンプルは省略した。
Table 1 shows an example of sample point data stored and held in the electronic musical instrument of this embodiment. However,
Here, touch data is omitted, and only the key code and formant data are shown. Further, the sample regarding the tone color "e" is omitted.

【0018】[0018]

【表1】 この実施例の電子楽器は、「a,i,u,e」の各音色
で音声を入力してサンプルポイントのデータを取得し、
鍵盤を演奏したときにこれらの音色で楽音を発生させる
ことができる。例えば、音色として「a」音が選択され
ているとき鍵盤の鍵を押下するとその鍵に対応する音高
で「a」音が再生される。そのフォルマントは音高に応
じた適正なものである。そのようなフォルマント音を発
生させるために表1の「a」音の第1〜第4フォルマン
トに関するサンプルポイントのデータを記憶している。
すなわち、「a」音については第1フォルマントに関す
るサンプルポイントとして、キーコードが「75」の音
名D5#に対応するフォルマントデータF1a1,L1a1
(第1番目のデータ)およびキーコードが「81」の音
名A5に対応するフォルマントデータF1a2,L1a2
(第2番目のデータ)を記憶している。また「a」音に
ついての第2フォルマントに関するサンプルポイントと
して、キーコードが「72」の音名C5に対応するフォ
ルマントデータF2a1,L2a1およびキーコードが「8
1」の音名A5に対応するフォルマントデータF2a2,
L2a2を記憶している。このように、「a,i,u,
e」の各音色の第1〜第4フォルマントに関して、それ
ぞれ2つのサンプルポイントのデータを記憶している。
なお、フォルマントデータのうちFXyyと表記してある
のは第Xフォルマント(X=1〜4)のフォルマント周
波数データであることを示す。yyは小文字の英字a,i,u,
e と数字1,2 の組合せからなるが、この英字で「a」
音、「i」音、「u」音または「e」音の音色の別を示
し、数字で第1番目のデータか第2番目のデータかを示
す。同様に、フォルマントデータのうちLXyyと表記し
てあるのは第Xフォルマント(X=1〜4)のフォルマ
ントレベルデータであることを示す。yyの意味は周波数
データFXyyと同じである。
[Table 1] In the electronic musical instrument of this embodiment, a voice is input in each tone color of "a, i, u, e" to acquire sample point data,
These tones can be used to generate musical tones when the keyboard is played. For example, when the "a" sound is selected as the tone color, when a key on the keyboard is pressed, the "a" sound is reproduced at the pitch corresponding to the key. The formant is proper according to the pitch. In order to generate such a formant sound, data of sample points regarding the first to fourth formants of the "a" sound in Table 1 is stored.
That is, for the "a" sound, the formant data F1a1 and L1a1 corresponding to the note name D5 # with the key code "75" is used as the sample point for the first formant.
(First data) and the formant data F1a2, L1a2 corresponding to the note name A5 whose key code is "81"
It stores (second data). Further, as sample points regarding the second formant for the "a" sound, the formant data F2a1, L2a1 corresponding to the note name C5 having the key code "72" and the key code "8".
Formant data F2a2 corresponding to the note name A5 of "1",
It stores L2a2. Thus, "a, i, u,
Data of two sample points are stored for each of the first to fourth formants of each tone color "e".
In addition, among the formant data, FXyy is shown as the formant frequency data of the Xth formant (X = 1 to 4). yy is a lowercase letter a, i, u,
It consists of a combination of e and the numbers 1 and 2, but this letter "a"
The tone, the “i” tone, the “u” tone, and the “e” tone are distinguished, and the numbers indicate the first data or the second data. Similarly, in the formant data, LXyy is the formant level data of the Xth formant (X = 1 to 4). The meaning of yy is the same as the frequency data FXyy.

【0019】次に、「a」音の第1フォルマントに関す
るサンプルポイントとして、キーコード「75」と「8
1」に対応するフォルマントデータが記憶されている根
拠を説明する。
Next, key codes "75" and "8" are provided as sample points for the first formant of the "a" sound.
The reason why the formant data corresponding to "1" is stored will be described.

【0020】この実施例の電子楽器では、図12に示し
た基本周波数に対するフォルマント周波数の変化を具現
化してフォルマント音を発生する。ここで図12の
「a」音の第1フォルマントF1のグラフは、基本周波
数200Hz〜620Hzの範囲ではほぼ一定のフォル
マント周波数を示し、620Hz〜900Hzの範囲で
はほぼ一定の傾きをもって直線的に増加するフォルマン
ト周波数を示している。したがって、例えば図12の位
置B5および位置B6におけるフォルマントデータを記
憶しておけば、発生しようとする音の基本周波数に基づ
いて用いるべきフォルマントデータは下記のように決定
できる。
In the electronic musical instrument of this embodiment, the formant sound is generated by embodying the change of the formant frequency with respect to the fundamental frequency shown in FIG. Here, the graph of the first formant F1 of the "a" sound in FIG. 12 shows a substantially constant formant frequency in the range of the fundamental frequency 200 Hz to 620 Hz, and linearly increases with a substantially constant slope in the range of 620 Hz to 900 Hz. The formant frequency is shown. Therefore, for example, by storing the formant data at the positions B5 and B6 in FIG. 12, the formant data to be used can be determined based on the fundamental frequency of the sound to be generated as follows.

【0021】基本周波数が200Hz〜620Hzの
範囲なら位置B5におけるフォルマントデータを用い
る。
If the fundamental frequency is in the range of 200 Hz to 620 Hz, the formant data at the position B5 is used.

【0022】基本周波数が620Hz〜900Hzの
範囲なら位置B5におけるフォルマントデータと位置B
6におけるフォルマントデータから補間演算で求めたフ
ォルマントデータを用いる。
If the fundamental frequency is in the range of 620 Hz to 900 Hz, the formant data at the position B5 and the position B
The formant data obtained by interpolation from the formant data in 6 is used.

【0023】基本周波数が200Hzより低い範囲な
ら位置B5におけるフォルマントデータを用い、基本周
波数が900Hzより高い範囲なら位置B6におけるフ
ォルマントデータを用いる(またはB5からB6への直
線を延長して補間してもよい)。
If the basic frequency is lower than 200 Hz, the formant data at the position B5 is used, and if the basic frequency is higher than 900 Hz, the formant data at the position B6 is used (or the straight line from B5 to B6 is extended and interpolated). Good).

【0024】以上より、この実施例の電子楽器では、位
置B5の基本周波数620Hzに近いキーコード「7
5」に対応するフォルマントデータF1a1,L1a1と、
位置B6の基本周波数900Hzに近いキーコード「8
1」に対応するフォルマントデータF1a2,L1a2と
を、「a」音の第1フォルマントのデータとして記憶す
るようにしている。表1に掲げられている他のサンプル
ポイントも同様にして図12に基づいて選択されてい
る。図12の各グラフは、所定の傾きを有する線分、ま
たは傾き「0」の線分と所定の傾きを有する線分とをつ
なげたもののいずれかである。したがって、各グラフに
ついて所定の2つの位置におけるフォルマントデータを
サンプルポイントのデータとして記憶しておけば、どの
ような基本周波数の値に対しても対応するフォルマント
データを算出することができる。表1で「a,i,u,
e」の各音色の第1〜第4フォルマントに関して、それ
ぞれ2つのサンプルポイントのデータを記憶しているの
は、このような理由からである。次に、この実施例の電
子楽器において、表1に示すようなサンプルポイントの
フォルマントデータを外部からの音響入力により取得す
る手順につき説明する。図2は、外部から音響を入力し
てサンプルポイントのフォルマントデータを抽出する場
合の処理の流れを示すブロック流れ図である。この図に
おいて、フォルマントデータの抽出のために、まず図1
の音響入力装置15により音声などの音響を入力する
(ブロック21)。次に、入力したアナログ音響データ
をA/Dコンバータ16によりA/D変換する(ブロッ
ク22)。得られたディジタル音響データを用いてフォ
ルマント分析(ブロック23)することにより、フォル
マントデータ28を得ることができる。フォルマント分
析は、例えば線形予測法を用いてスペクトル分析するこ
とにより求める方法や、複合正弦波モデルを用いる方法
など、音声処理の分野で一般的な方法を用いればよい。
この実施例では入力音響の4つのフォルマントの中心周
波数(フォルマント周波数)とレベル(フォルマントレ
ベル)とを検出している。
As described above, in the electronic musical instrument of this embodiment, the key code "7" near the fundamental frequency 620 Hz at the position B5 is used.
Formant data F1a1, L1a1 corresponding to "5",
Key code "8" near the fundamental frequency of 900 Hz at position B6
The formant data F1a2 and L1a2 corresponding to "1" are stored as the data of the first formant of the "a" sound. The other sample points listed in Table 1 are similarly selected based on FIG. Each graph in FIG. 12 is either a line segment having a predetermined slope or a line segment having a slope “0” and a line segment having a predetermined slope connected to each other. Therefore, if formant data at two predetermined positions in each graph is stored as sample point data, corresponding formant data can be calculated for any value of the fundamental frequency. In Table 1, "a, i, u,
This is the reason why the data of two sample points are stored for each of the first to fourth formants of each timbre of "e". Next, in the electronic musical instrument of this embodiment, a procedure for acquiring formant data of sample points as shown in Table 1 by external acoustic input will be described. FIG. 2 is a block flow diagram showing the flow of processing when sound is input from the outside to extract formant data of sample points. In this figure, in order to extract the formant data, first, in FIG.
A sound such as a voice is input by the sound input device 15 (block 21). Next, the input analog sound data is A / D converted by the A / D converter 16 (block 22). Formant data 28 can be obtained by performing a formant analysis (block 23) using the obtained digital acoustic data. The formant analysis may be performed by using a general method in the field of voice processing, such as a method of obtaining a spectrum by using a linear prediction method and a method of using a complex sine wave model.
In this embodiment, the center frequency (formant frequency) and level (formant level) of the four formants of the input sound are detected.

【0025】A/D変換により得られたディジタル音響
データを用いてそのピッチ(音高)を抽出し(ブロック
24)、さらにキーコード変換(ブロック25)するこ
とによって、キーコードデータ29が得られる。さら
に、ディジタル音響データを用いてその音量を検出し
(ブロック26)、タッチデータに変換することにより
(ブロック27)、対応するタッチデータ30を得るこ
とができる。音量検出では、入力波形の最大振幅を検出
したり、音響パワーを検出したりして、音の大きさを求
める。タッチデータへの変換は音量検出結果に基づいて
「0」〜「127」の範囲のMIDIデータに変換す
る。キーコード変換やタッチデータへの変換は、それぞ
れ計算で変換してもよいしテーブル参照方式でもよい。
The key code data 29 is obtained by extracting the pitch (pitch) using the digital audio data obtained by the A / D conversion (block 24) and further converting the key code (block 25). .. Further, the corresponding sound data 30 can be obtained by detecting the sound volume using digital sound data (block 26) and converting it into touch data (block 27). In the sound volume detection, the loudness of the sound is obtained by detecting the maximum amplitude of the input waveform and the sound power. The touch data is converted into MIDI data in the range of "0" to "127" based on the sound volume detection result. The key code conversion and the touch data conversion may be performed by calculation or by a table reference method.

【0026】このようにして、1つのサンプルポイント
のデータ、すなわちキーコードとタッチデータとこれら
に対応するフォルマントデータとの1組のデータが得ら
れる。さらに、以上のような処理を幾つかの音高および
音量の入力音響に対して行い、複数組のサンプルポイン
トのデータを取得する。このようにして、表1に示すよ
うなサンプルポイントのデータを取得し記憶しておくこ
とができる。
In this manner, one sample point of data, that is, one set of key code, touch data, and formant data corresponding to these is obtained. Further, the above-described processing is performed on the input sounds of several pitches and volumes, and the data of a plurality of sets of sample points is acquired. In this way, the sample point data as shown in Table 1 can be acquired and stored.

【0027】なお、フォルマント分析(ブロック2
3)、ピッチ抽出(ブロック24)、キーコード変換
(ブロック25)、音量検出(ブロック26)、および
タッチデータ変換(ブロック27)は、主にCPU17
およびDSP12により行われる。また、このように外
部から音響を入力して得たフォルマントデータ28、キ
ーコード29およびタッチデータ30をパネル3のフォ
ルマントデータ設定・修正スイッチ6,7,8,9を用
いて修正することもできる。
Formant analysis (block 2
3), pitch extraction (block 24), key code conversion (block 25), volume detection (block 26), and touch data conversion (block 27) are mainly performed by the CPU 17.
And the DSP 12. Further, the formant data 28, the key code 29, and the touch data 30 obtained by inputting the sound from the outside can be corrected by using the formant data setting / correcting switches 6, 7, 8, 9 of the panel 3. ..

【0028】次に、このように取得し記憶した表1のフ
ォルマントデータを用いて、音高に基づく適正なフォル
マントを有するフォルマント音を発生する際の動作を説
明する。
Next, using the formant data of Table 1 thus obtained and stored, the operation for generating a formant sound having an appropriate formant based on the pitch will be described.

【0029】図3は、この実施例の電子楽器のメインル
ーチンを説明するためのフローチャートである。この電
子楽器の処理がスタートすると、まずステップS1でレ
ジスタなどの初期設定を行い、ステップS2でパネルス
イッチ処理を行う。パネルスイッチ処理では、図1のパ
ネル3の各スイッチの押下を検出し押下に応じた処理を
行う。ステップS2の後、ステップS3で鍵盤の押鍵イ
ベントがあるか否か判別する。押鍵イベントがある場合
はステップS4で押鍵処理を行った後、押鍵イベントが
ない場合はそのまま、ステップS5に進む。ステップS
5で鍵盤の離鍵イベントがあるか否か判別する。離鍵イ
ベントがある場合はステップS6で離鍵処理を行った
後、離鍵イベントがない場合はそのまま、ステップS7
に進む。ステップS7でその他の処理を行った後、再び
ステップS2に戻る。以上のステップS2からのループ
処理を繰返す。
FIG. 3 is a flow chart for explaining the main routine of the electronic musical instrument of this embodiment. When the processing of this electronic musical instrument starts, first, in step S1, initial settings such as registers are performed, and in step S2, panel switch processing is performed. In the panel switch processing, the pressing of each switch on the panel 3 in FIG. 1 is detected and the processing corresponding to the pressing is performed. After step S2, it is determined in step S3 whether there is a key depression event of the keyboard. If there is a key depression event, the key depression process is performed in step S4, and if there is no key depression event, the process proceeds to step S5. Step S
In step 5, it is determined whether or not there is a key release event on the keyboard. If there is a key release event, the key release process is performed in step S6, and if there is no key release event, the process proceeds to step S7.
Proceed to. After performing other processing in step S7, the process returns to step S2 again. The loop processing from step S2 above is repeated.

【0030】図4は、図3ステップS4の押鍵処理を説
明するためのフローチャートである。押鍵処理において
は、まずステップS11でフォルマントデータ補間演算
実行を行う。このフォルマントデータ補間演算により、
これから発音すべき音のフォルマントデータが得られ
る。次に、ステップS12で発音を行うチャンネルを選
択し、ステップS13で補間演算で得られたフォルマン
トデータをフォルマント合成音源に送出する。そして、
ステップS14でキーオン信号をフォルマント合成音源
に送出し、フォルマント音を発生させる。
FIG. 4 is a flow chart for explaining the key pressing process of step S4 of FIG. In the key depression process, first, formant data interpolation calculation is executed in step S11. By this formant data interpolation calculation,
From this, formant data of the sound to be pronounced is obtained. Next, in step S12, a channel to be sounded is selected, and in step S13 the formant data obtained by the interpolation calculation is sent to the formant synthesis sound source. And
In step S14, the key-on signal is sent to the formant synthesis sound source to generate a formant sound.

【0031】図5は、図4ステップS11のフォルマン
トデータ補間演算処理を説明するためのフローチャート
である。フォルマントデータの補間演算では、まずステ
ップS21で音色が何かを判別する。「a」音のときは
ステップS22に分岐し、他の音色のときはそれぞれの
音色の処理に分岐する。
FIG. 5 is a flow chart for explaining the formant data interpolation calculation processing of step S11 of FIG. In the formant data interpolation calculation, first, in step S21, it is determined what the timbre is. If it is the "a" tone, the process branches to step S22, and if it is another tone color, the process branches to each tone color.

【0032】ステップS22で押鍵された鍵のキーコー
ドKCが「75」以下かどうかを判別する。キーコード
KCが「75」以下なら発音すべき音の音高がD5#
以下であるということだから、表1で説明したように図
12位置B5のフォルマントデータF1a1,L1a1を用
いればよい。そこで、ステップS23でレジスタF1a
に「a」音第1フォルマント周波数データの第1のデー
タF1a1を代入し、レジスタL1a に「a」音第1フォ
ルマントレベルデータの第1のデータL1a1を代入す
る。その後、ステップS28に進む。
In step S22, it is determined whether the key code KC of the depressed key is "75" or less. If the key code KC is "75" or less, it means that the pitch of the note to be produced is D5 # note or less. Therefore, as described in Table 1, the formant data F1a1 and L1a1 at the position B5 in FIG. 12 may be used. Therefore, in step S23, the register F1a
The first data F1a1 of the first formant frequency data of the "a" sound is substituted into, and the first data L1a1 of the first formant level data of the "a" sound is substituted into the register L1a. Then, it progresses to step S28.

【0033】ステップS22で押鍵された鍵のキーコー
ドKCが「75」以下でない場合は、ステップS24に
進み、キーコードKCが「75」と「81」の間か否か
判別する。キーコードKCが「75」と「81」の間で
ないなら、キーコードKCは「81」以上であるという
ことであるから、用いるフォルマントデータは図12位
置B6のフォルマントデータF1a2,L1a2とする。そ
こで、ステップS25でレジスタF1a に「a」音第1
フォルマント周波数データの第2のデータF1a2を代入
し、レジスタL1a に「a」音第1フォルマントレベル
データの第2のデータL1a2を代入する。その後、ステ
ップS28に進む。
If the key code KC of the key pressed in step S22 is not "75" or less, the process proceeds to step S24, and it is determined whether the key code KC is between "75" and "81". If the key code KC is not between "75" and "81", it means that the key code KC is "81" or more. Therefore, the formant data to be used are the formant data F1a2 and L1a2 at the position B6 in FIG. Therefore, in step S25, the first "a" sound is input to the register F1a.
The second data F1a2 of the formant frequency data is substituted, and the second data L1a2 of the "a" tone first formant level data is substituted into the register L1a. Then, it progresses to step S28.

【0034】ステップS24でキーコードKCが「7
5」と「81」の間であるときは、発音すべき音の基本
周波数が図12の位置B5とB6の間ということである
から、ステップS26でキーコードKCに基づいて
「a」音第1フォルマント周波数データの第1のデータ
F1a1と第2のデータF1a2との間で補間演算を行い、
その結果をレジスタF1a に格納する。同様に、ステッ
プS27でキーコードKCに基づいて「a」音第1フォ
ルマントレベルデータの第1のデータL1a1と第2のデ
ータL1a2との間で補間演算を行い、その結果をレジス
タL1a に格納する。次に、ステップS28で同様に第
2〜4のフォルマントデータを求め、レジスタF2a ,
F3a ,F4a ,L2a ,L3a ,L4a にそれぞれ格
納して、リターンする。
In step S24, the key code KC is "7".
If it is between "5" and "81", it means that the fundamental frequency of the sound to be pronounced is between the positions B5 and B6 of FIG. 12, and therefore the "a" sound is selected based on the key code KC in step S26. Interpolation calculation is performed between the first data F1a1 and the second data F1a2 of 1 formant frequency data,
The result is stored in the register F1a. Similarly, in step S27, an interpolation operation is performed between the first data L1a1 and the second data L1a2 of the "a" sound first formant level data based on the key code KC, and the result is stored in the register L1a. .. Next, in step S28, the second to fourth formant data are similarly obtained, and the registers F2a,
The data is stored in F3a, F4a, L2a, L3a, and L4a, respectively, and the process returns.

【0035】ステップS21で「a」音以外の他の音色
である場合の処理は省略するが、「a」音以外の「i」
音、「u」音および「e」音の場合も同様にフォルマン
トデータを算出している。すなわち、発音すべき音のキ
ーコードを表1のサンプルポイントのキーコードと比較
してどの範囲に含まれるかを判別し、その判別結果に応
じて所定のフォルマントデータを設定したり補間演算に
よりフォルマントデータを算出する。
Although the processing when the tone color is other than the "a" tone is omitted in step S21, the "i" other than the "a" tone is omitted.
The formant data is similarly calculated for the sound, the "u" sound, and the "e" sound. That is, by comparing the key code of the sound to be pronounced with the key code of the sample point in Table 1, it is determined which range is included, and predetermined formant data is set according to the determination result or formant is calculated by interpolation calculation. Calculate the data.

【0036】このようにして求めたフォルマントデータ
は、前述の図4のステップS13でフォルマント合成音
源に送出される。これにより、音高に応じた適正なフォ
ルマントを有するフォルマント音が発生される。
The formant data thus obtained is sent to the formant synthesis sound source in step S13 of FIG. 4 described above. As a result, a formant sound having an appropriate formant according to the pitch is generated.

【0037】次に、フォルマントデータの別の算出方式
を用いた第2の実施例につき説明する。この第2の実施
例は、上記の実施例における表1に示したサンプルポイ
ントのデータと図5に示した補間演算処理とを別のデー
タおよび処理に入替えた例である。他の構成については
同様であるので、以下はサンプルポイントのデータと補
間処理のみにつき説明する。
Next, a second embodiment using another formant data calculation method will be described. The second embodiment is an example in which the data of the sample points shown in Table 1 in the above embodiment and the interpolation calculation processing shown in FIG. 5 are replaced with different data and processing. Since the other configurations are the same, only the data of the sample points and the interpolation processing will be described below.

【0038】図6は、第2の実施例におけるサンプルポ
イントのデータの内容を示す。この例では、図12のグ
ラフに基づいてフォルマントの変化の仕方が変わってい
る位置(すなわち、グラフの傾きが変化する位置)の基
本周波数についての4つのフォルマントデータをすべて
RAM14に記憶するようにしている。例えば、「a」
音のフォルマント周波数データに着目すると、第1フォ
ルマントは位置B5で傾きを変え、第2フォルマントは
位置B4で傾きを変え、第3フォルマントは位置B2で
傾きを変え、第4フォルマントは位置B3で傾きを変え
ている。これらの位置における基本周波数およびこの測
定データの測定範囲の最低周波数(位置B1の基本周波
数)と最高周波数(位置B6の基本周波数)とを周波数
の低いほうから並べると以下のようになる。ただし、K
Cn(n=1〜5)はその周波数のキーコード(一番近
いもの)を表す。
FIG. 6 shows the contents of data of sample points in the second embodiment. In this example, all four formant data regarding the fundamental frequency at the position where the way of changing the formant is changed based on the graph of FIG. 12 (that is, the position where the slope of the graph is changed) are stored in the RAM 14. There is. For example, "a"
Focusing on the formant frequency data of the sound, the first formant changes the inclination at the position B5, the second formant changes the inclination at the position B4, the third formant changes the inclination at the position B2, and the fourth formant changes the inclination at the position B3. Is changing. The basic frequencies at these positions and the lowest frequency (fundamental frequency of the position B1) and highest frequency (fundamental frequency of the position B6) of the measurement range of this measurement data are arranged from the lowest frequency as follows. However, K
Cn (n = 1 to 5) represents the key code (closest one) of the frequency.

【0039】 KC1: 位置B1の基本周波数 KC2: 位置B2,B3の基本周波数 KC3: 位置B4の基本周波数 KC4: 位置B5の基本周波数 KC5: 位置B6の基本周波数 図6に示すサンプルポイントのデータは、これらのキー
コードKCnにおける第1〜第4フォルマントデータで
ある。さらに、この実施例ではタッチに関する補間をも
行うために、複数のタッチ値のそれぞれについての第1
〜第4フォルマントデータをサンプルポイントのデータ
として記憶している。例えば、「a」音のキーコードK
C1に対しては2種のタッチ値T1,T2のそれぞれに
ついてフォルマントデータを記憶している。タッチ値T
1は比較的小さい値、タッチ値T2は比較的大きい値と
する。以上より、例えば「a」音のキーコードKC1に
対しては以下の16個のフォルマントデータを記憶して
いる。
KC1: fundamental frequency of position B1 KC2: fundamental frequency of positions B2 and B3 KC3: fundamental frequency of position B4 KC4: fundamental frequency of position B5 KC5: fundamental frequency of position B6 The sample point data shown in FIG. These are first to fourth formant data in these key codes KCn. Further, in this embodiment, since the interpolation related to the touch is also performed, the first value for each of the plurality of touch values is
~ The fourth formant data is stored as sample point data. For example, the key code K for the "a" sound
For C1, formant data is stored for each of the two types of touch values T1 and T2. Touch value T
1 is a relatively small value, and the touch value T2 is a relatively large value. From the above, for example, the following 16 formant data are stored for the key code KC1 of the sound "a".

【0040】<タッチがT1のフォルマントデータ> 第1フォルマント周波数データ : F1KC1T1 第2フォルマント周波数データ : F2KC1T1 第3フォルマント周波数データ : F3KC1T1 第4フォルマント周波数データ : F4KC1T1 第1フォルマントレベルデータ : L1KC1T1 第2フォルマントレベルデータ : L2KC1T1 第3フォルマントレベルデータ : L3KC1T1 第4フォルマントレベルデータ : L4KC1T1 <タッチがT2のフォルマントデータ> 第1フォルマント周波数データ : F1KC1T2 第2フォルマント周波数データ : F2KC1T2 第3フォルマント周波数データ : F3KC1T2 第4フォルマント周波数データ : F4KC1T2 第1フォルマントレベルデータ : L1KC1T2 第2フォルマントレベルデータ : L2KC1T2 第3フォルマントレベルデータ : L3KC1T2 第4フォルマントレベルデータ : L4KC1T2 また、上記と同様にして他の「i,u,e」の各音につ
いてもそれぞれサンプルポイントのフォルマントデータ
を記憶しておく。これらのデータは、上述の第1の実施
例と同様に図2の手順により入力すればよい。なお、タ
ッチ値に関する補間を行うのは音の強さに応じたフォル
マントデータの変化を再現するためであるが、音の強さ
に対応するフォルマントデータの変化の変化率は一定と
は限らないため、タッチ値に関するサンプルポイントは
2つと限るわけではない。例えば、図6の「a」音のキ
ーコードKC1については2つのタッチ値T1,T2に
関するサンプルポイントを記憶するが、「i」音のキー
コードKC6については3つのタッチ値T11,T1
2,T13に関するサンプルポイントを記憶している。
どのようなタッチ値をサンプルポイントとするかは、音
の強さに対応するフォルマントデータの変化の状況に応
じて定めればよい。
<Formant data with touch T1> 1st formant frequency data: F1KC1T1 2nd formant frequency data: F2KC1T1 3rd formant frequency data: F3KC1T1 4th formant frequency data: F4KC1T1 1st formant level data: 1st L1K1 formant level data Data: L2KC1T1 3rd formant level data: L3KC1T1 4th formant level data: L4KC1T1 <Formant data where touch is T2> 1st formant frequency data: F1KC1T2 2nd formant frequency data: F2KC1T2 3rd formant frequency data F2KC1T2 3rd formant frequency data Data: F4KC1T2 1st formant level data: L1KC1T2 2nd formant level data: L2KC1T2 3rd formant level data: L3KC1T2 Fourth Formant Level Data: L4KC1T2 Further, similar to the above, the formant data of the sample points is stored for each of the other sounds "i, u, e". These data may be input by the procedure of FIG. 2 as in the first embodiment described above. The interpolation of the touch value is performed to reproduce the change in the formant data according to the strength of the sound, but the rate of change of the change in the formant data corresponding to the strength of the sound is not always constant. , The number of sample points regarding the touch value is not limited to two. For example, although the sample points for the two touch values T1 and T2 are stored for the key code KC1 of the “a” sound in FIG. 6, three touch values T11 and T1 are stored for the key code KC6 of the “i” sound.
2, sample points for T13 are stored.
What kind of touch value should be used as the sample point may be determined according to the state of change in the formant data corresponding to the sound intensity.

【0041】図7は、図6のようなサンプルポイントの
フォルマントデータを記憶した場合の補間演算実行処理
を示す。この補間演算実行処理ではまず、ステップS3
1でRAM14に記憶してある図6のサンプルポイント
のキーコードKCnを読出して発音すべき音のキーコー
ドKCがどのサンプルの間にあるかを検出する。例え
ば、音色が「a」音なら上記のKC1〜KC5のどの間
にあるかを検出する。次に、ステップS32でタッチ方
向のフォルマントデータの補間を行い、ステップS33
でキー方向のフォルマントデータの補間を行い、リター
ンする。
FIG. 7 shows an interpolation calculation execution process when the formant data of the sample points as shown in FIG. 6 is stored. In this interpolation calculation execution process, first, step S3
In step 1, the key code KCn of the sample point of FIG. 6 stored in the RAM 14 is read to detect which sample the key code KC of the note to be sounded is between. For example, if the tone color is the "a" tone, it is detected which of the above KC1 to KC5 lies. Next, in step S32, the formant data in the touch direction is interpolated, and then in step S33.
Press to interpolate the formant data in the key direction and return.

【0042】図8は、図7の補間の手順を具体的に説明
するための概念図である。図8は、押鍵された鍵のキー
コードKCが上記のキーコードKC1とKC2との間に
あり、タッチ値が「50」のときの補間の手順を示して
いる。このときのキーコードKCおよびタッチ値「5
0」に対応する第1フォルマント周波数データF1KC 5
0 は、以下のように求める。まず、キーコードKC1を
固定して考えF1KC1T1とF1KC1T2 との間でタッチに
関する補間を行い、F1KC1 50を求める。また、同様に
F1KC2T3 とF1KC2T4 との間でタッチに関する補間を
行い、F1KC2 50を求める。以上のタッチ方向の補間は
図7のステップS32において行う。次に、F1KC1 50
とF1KC2 50との間でキーコードに関する補間を行い、
F1KC 50を求める。このキー方向の補間は図7のステ
ップS33において行う。同様にして、F2KC 50 、F
3KC 50 、F4KC 50 、L1KC 50 、L2KC 50 、L3
KC 50 、L4KC 50 を求める。
FIG. 8 is a conceptual diagram for specifically explaining the interpolation procedure of FIG. FIG. 8 shows the interpolation procedure when the key code KC of the depressed key is between the above key codes KC1 and KC2 and the touch value is "50". Key code KC and touch value "5" at this time
First formant frequency data F1KC 5 corresponding to "0"
0 is calculated as follows. First, with the key code KC1 fixed, interpolation regarding touch is performed between F1KC1T1 and F1KC1T2 to obtain F1KC1 50. Also, similarly, interpolation regarding touch is performed between F1KC2T3 and F1KC2T4 to obtain F1KC2 50. The above interpolation of the touch direction is performed in step S32 of FIG. Next, F1KC1 50
Interpolate between F1KC250 and F1KC250,
Calculate F1KC 50. This key direction interpolation is performed in step S33 of FIG. Similarly, F2KC 50, F
3KC 50, F4KC 50, L1KC 50, L2KC 50, L3
Calculate KC 50 and L4 KC 50.

【0043】このように求めたフォルマントデータは、
前述の図4のステップS13でフォルマント合成音源に
送出される。これにより、音高に応じた適正なフォルマ
ントを有するフォルマント音が発生される。
The formant data thus obtained is
In step S13 of FIG. 4, the sound is transmitted to the formant synthesis sound source. As a result, a formant sound having an appropriate formant according to the pitch is generated.

【0044】上記の第1および第2の実施例において
は、すべての演奏情報に対するフォルマントデータを記
憶しておく必要がないので、すべてのフォルマントデー
タを記憶するものに比べて、メモリ容量を節約すること
ができる。
In the first and second embodiments described above, it is not necessary to store the formant data for all performance information, so the memory capacity is saved as compared with the case where all formant data is stored. be able to.

【0045】上記の第1の実施例ではサンプルデータの
キーコードの値は処理の流れの中に固定値として組込ま
れている(例えば、図5ステップS22やステップS2
4)。したがって、サンプルポイントのキーコードを変
更したい場合に不便である。第2の実施例によれば、各
サンプルポイントのデータは図2のようにユーザが任意
に入力しかつ図1のスイッチ6,7,8,9により修正
もできるので、より柔軟な設定が可能であり多彩な音作
りが容易である。
In the first embodiment, the value of the key code of the sample data is incorporated as a fixed value in the processing flow (eg, step S22 or step S2 in FIG. 5).
4). Therefore, it is inconvenient when you want to change the key code of the sample point. According to the second embodiment, the data of each sample point can be arbitrarily input by the user as shown in FIG. 2 and can be corrected by the switches 6, 7, 8 and 9 in FIG. 1, so that more flexible setting is possible. It is easy to create various sounds.

【0046】次に、キー方向とタッチ方向の補間をあら
かじめ行っておきその全結果を記憶しておいて、再生時
に用いる第3の実施例につき説明する。
Next, a third embodiment will be described in which the key direction and the touch direction are interpolated in advance and all the results are stored and used during reproduction.

【0047】図9は、この実施例の電子楽器のフォルマ
ントデータを記憶するテーブルの内容を示す。このテー
ブルはRAM14に設定され、キーコードのそれぞれに
対応する第1〜第4フォルマントデータをタッチ値
「0」〜「127」のそれぞれに対応して記憶する。
FIG. 9 shows the contents of a table storing the formant data of the electronic musical instrument of this embodiment. This table is set in the RAM 14 and stores the first to fourth formant data corresponding to the respective key codes in correspondence with the touch values "0" to "127".

【0048】図10は、図9のテーブルにデータを設定
する手順を説明するためのフローチャートである。テー
ブルへのデータ設定は、まず、ステップS41で複数の
サンプルポイントでフォルマントデータを抽出し、図9
のテーブルの該当する位置へ記憶する。フォルマントデ
ータの抽出は上述の第1の実施例の図2の手順と同様に
行えばよい。次に、ステップS42でタッチ方向に12
8段階、キー方向に全キーに対する補間をそれぞれ実行
し、図9のテーブルに記憶する。このような補間処理は
上述の第2の実施例の図7,8で説明したのと同様に行
えばよい。以上の手順により、図9のテーブルに全キー
コードおよび全タッチ値にそれぞれ対応するフォルマン
トデータが記憶される。
FIG. 10 is a flow chart for explaining the procedure for setting data in the table of FIG. To set data in the table, first, in step S41, formant data is extracted at a plurality of sample points,
Store in the corresponding position in the table. The extraction of the formant data may be performed in the same manner as the procedure of FIG. 2 of the first embodiment described above. Next, in step S42, 12 is applied in the touch direction.
Interpolation is performed for all keys in the key direction in eight steps and stored in the table of FIG. Such interpolation processing may be performed in the same manner as described in the second embodiment with reference to FIGS. By the above procedure, the formant data corresponding to all the key codes and all the touch values are stored in the table of FIG.

【0049】図11は、鍵盤の鍵が押下されフォルマン
ト音を再生する手順を示すフローチャートである。な
お、再生時には図3のメインルーチンを用い、ステップ
S4の押鍵処理を図11の手順に入替えればよい。
FIG. 11 is a flow chart showing a procedure for reproducing a formant sound by pressing a key on the keyboard. It should be noted that at the time of reproduction, the main routine of FIG. 3 may be used and the key pressing process of step S4 may be replaced with the procedure of FIG.

【0050】フォルマント音を再生する押鍵処理では、
まず、ステップS51で押鍵時のタッチ値およびキーコ
ードに応じて、図9のテーブルからフォルマントデータ
を読出す。次に、ステップS52で発音チャンネルを選
択し、読出したフォルマントデータとキーオン信号をフ
ォルマント合成音源18に送出し、リターンする。これ
により、タッチ値およびキーコードに応じたフォルマン
トを有する楽音が発生される。
In the key depression process for reproducing the formant sound,
First, in step S51, formant data is read from the table of FIG. 9 according to the touch value and key code when the key is pressed. Next, in step S52, a tone generation channel is selected, the read formant data and the key-on signal are sent to the formant synthesis sound source 18, and the process returns. As a result, a musical tone having a formant corresponding to the touch value and the key code is generated.

【0051】このように全キーコードおよび全タッチ値
に対応するフォルマントデータをあらかじめ算出して記
憶しておけば、発音実行までの処理時間を短くすること
ができ、再生時の処理が高速に行うことができる。ま
た、テーブルに記憶するフォルマントデータは、幾つか
のサンプルポイントでフォルマントデータを抽出すれば
残りは補間演算により算出される。したがって、テーブ
ルの設定は容易であり、音作りが容易である。
By previously calculating and storing the formant data corresponding to all the key codes and all the touch values in this way, the processing time up to the execution of sound generation can be shortened, and the processing at the time of reproduction is performed at high speed. be able to. In addition, the formant data stored in the table is calculated by extracting the formant data at some sample points and the rest by interpolation calculation. Therefore, the setting of the table is easy and the sound is easily made.

【0052】なお、上記の3つの実施例ではフォルマン
トデータの補間の方式として直線補間を用いたが、これ
に限らず、関数曲線を用いた補間方式その他の補間方式
を用いてもよい。その場合、補間に必要なフォルマント
データのサンプルポイントは3つ以上としてもよい。
Although the linear interpolation is used as the formant data interpolation method in the above-mentioned three embodiments, the invention is not limited to this, and an interpolation method using a function curve or other interpolation methods may be used. In that case, the number of sample points of the formant data necessary for interpolation may be three or more.

【0053】音声の音域は鍵盤の音域より狭いため、音
高が最高の鍵および最低の鍵に対応する音を音声で発音
することはほとんど不可能である。したがって、音高が
最高の鍵および最低の鍵に対応する音のフォルマントデ
ータを音声から抽出することはできない。上記実施例で
は図5ステップS22〜S25などから分るように所定
の音域の外の音は一番近い位置のサンプルポイントのフ
ォルマントデータを用いている。しかし、これに限ら
ず、サンプルを取ることのできる音域以外の音域の音に
ついては架空のフォルマントデータを作成してもよい
し、補間曲線(直線も含む)を延長して演算してもよ
い。
Since the sound range of the voice is narrower than that of the keyboard, it is almost impossible to pronounce the sounds corresponding to the keys with the highest and lowest pitches. Therefore, the formant data of the sound corresponding to the key with the highest pitch and the key with the lowest pitch cannot be extracted from the voice. In the above-described embodiment, as can be seen from steps S22 to S25 in FIG. 5, the sound outside the predetermined range uses the formant data of the sample point at the closest position. However, the present invention is not limited to this, and fictitious formant data may be created for sounds in a range other than the range in which samples can be taken, or interpolation curves (including straight lines) may be extended for calculation.

【0054】また、上記実施例ではタッチ方向とキー方
向との補間について示したが、時間方向の補間を行って
もよい。すなわち、異なる時間のフォルマントデータを
さらにメモリに記憶し押鍵開始からの時間によってタッ
チ方向およびキー方向の補間に加えて時間方向の補間を
実行してもよい。さらに、補間はタッチ方向だけ、キー
方向だけ、あるいは時間方向だけ、というように1次元
補間としてもよいし、これらを適宜組み合わせて2次元
補間としてもよい。サンプルポイントの数は上記の実施
例に限らない。例えば、タッチデータについてはサンプ
ルポイントを3つ以上取り記憶してもよい。
In the above embodiment, the interpolation between the touch direction and the key direction is shown, but the interpolation in the time direction may be performed. That is, the formant data at different times may be further stored in the memory, and the interpolation in the time direction may be executed in addition to the interpolation in the touch direction and the key direction depending on the time from the start of key depression. Further, the interpolation may be one-dimensional interpolation such as only the touch direction, only the key direction, or only the time direction, or two-dimensional interpolation by appropriately combining these. The number of sample points is not limited to that in the above embodiment. For example, for touch data, three or more sample points may be taken and stored.

【0055】本発明はプリセット型電子楽器に適用する
こともできる。この場合、フォルマントデータはあらか
じめROMに記憶しておくとよい。
The present invention can also be applied to a preset type electronic musical instrument. In this case, the formant data may be stored in the ROM in advance.

【0056】上記実施例ではフォルマント周波数および
フォルマントレベルを補間する例を示したが、フォルマ
ントバンド幅などの他のフォルマントデータについても
同様に補間することができる。また、上記実施例では同
じ音色(例えば「a」音)の異なる音高の音の間でフォ
ルマントデータを補間しているが、異なる音色の音の間
で補間を行うようにしてもよい。これにより、新しい音
色の音を容易に作り出すことができる。
In the above embodiment, the formant frequency and the formant level are interpolated, but other formant data such as the formant bandwidth can be interpolated in the same manner. Further, in the above embodiment, the formant data is interpolated between the tones of the same tone color (for example, "a" tone) of different pitches, but the interpolation may be performed between the tones of different tone colors. This makes it possible to easily create a new tone color.

【0057】また、上記の実施例ではフォルマント周波
数とフォルマントレベルとがほぼ同じ基本周波数の位置
で変化するような例を説明したが、フォルマント周波数
とフォルマントレベルとをまったく独立に処理してもよ
い。
In the above embodiment, the formant frequency and the formant level change at positions of substantially the same fundamental frequency, but the formant frequency and the formant level may be processed independently.

【0058】[0058]

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、補間演算によりフォルマントデータを作成しフォル
マント音を再生するようにしているので、音高や音量な
どの演奏情報に対応する適正なフォルマントを有するフ
ォルマント音を合成することができ、しかもすべての演
奏情報に対応するフォルマントデータを入力する必要が
ないので、手間が省ける。また、音色がまったく異なる
音のフォルマントの間を補間することにより、新しい音
色の音を容易に作り出すことができる。
As described above, according to the present invention, the formant data is created by the interpolation calculation and the formant sound is reproduced, so that the appropriate formant corresponding to the performance information such as the pitch and the volume is produced. Since it is possible to synthesize a formant sound having "," and it is not necessary to input formant data corresponding to all performance information, it is possible to save time and effort. Also, by interpolating between formants of sounds having completely different tones, it is possible to easily create a new tone color.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 この発明の一実施例に係る電子楽器のブロッ
ク構成図
FIG. 1 is a block diagram of an electronic musical instrument according to an embodiment of the present invention.

【図2】 外部から音響を入力してサンプルポイントの
フォルマントデータを抽出する場合の処理の流れを示す
ブロック図
FIG. 2 is a block diagram showing the flow of processing when a sound is input from the outside to extract formant data of sample points.

【図3】 この実施例の電子楽器のメインルーチンを説
明するためのフローチャート
FIG. 3 is a flowchart for explaining a main routine of the electronic musical instrument of this embodiment.

【図4】 図3ステップS4の押鍵処理を説明するため
のフローチャート
FIG. 4 is a flowchart for explaining the key depression process of step S4 of FIG.

【図5】 図4ステップS11のフォルマントデータ補
間演算の一例を示す
FIG. 5 shows an example of formant data interpolation calculation in step S11 of FIG.

【図6】 この発明の補間演算の別の例におけるフォル
マントデータメモリの内容
FIG. 6 shows the contents of the formant data memory in another example of the interpolation calculation of the present invention.

【図7】 上記のようなフォルマントデータを記憶した
場合の補間演算実行処理のフローチャート
FIG. 7 is a flowchart of interpolation calculation execution processing when the formant data as described above is stored.

【図8】 図7の手順を具体的に説明するためのグラフFIG. 8 is a graph for specifically explaining the procedure of FIG.

【図9】 この実施例の電子楽器のフォルマントデータ
を記憶しているテーブルの内容
FIG. 9 shows the contents of a table storing formant data of the electronic musical instrument of this embodiment.

【図10】 図9のテーブルにデータを設定する手順を
説明するためのフローチャート
FIG. 10 is a flowchart for explaining a procedure for setting data in the table of FIG.

【図11】 鍵盤の鍵が押下されフォルマント音を再生
する手順を示すフローチャート
FIG. 11 is a flowchart showing a procedure for playing a formant sound by pressing a key on the keyboard.

【図12】 プロのソプラノ歌手が種々の基本周波数で
4種の母音「a,i,u,e」を発音した場合のフォル
マント周波数の変化を示すグラフ
FIG. 12 is a graph showing changes in formant frequency when a professional soprano singer pronounces four vowels “a, i, u, e” at various fundamental frequencies.

【図13】 通常の会話を行う程度の声の大きさで
「a」音を発音した場合の振幅スペクトル
FIG. 13: Amplitude spectrum when the “a” sound is pronounced with a voice volume that is large enough for a normal conversation

【図14】 強く「a」音を発音した場合の振幅スペク
トル
FIG. 14: Amplitude spectrum when a strong “a” sound is pronounced

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…鍵盤、2…インターフェース、3…パネル、4…液
晶ディスプレイ、5…音色選択スイッチ、6,7,8,
9…フォルマントデータ設定・修正スイッチ、10…パ
ネルスイッチインターフェース、11…LCDインター
フェース、12…ディジタルシグナルプロセッサ(DS
P)、13…ROM、14…RAM、15…音響入力装
置、16…A/Dコンバータ、17…中央処理装置(C
PU)、18…フォルマント合成音源、19…サウンド
システム、20…バスライン。
1 ... Keyboard, 2 ... Interface, 3 ... Panel, 4 ... Liquid crystal display, 5 ... Tone selection switch, 6, 7, 8,
9 ... Formant data setting / correction switch, 10 ... Panel switch interface, 11 ... LCD interface, 12 ... Digital signal processor (DS
P), 13 ... ROM, 14 ... RAM, 15 ... Acoustic input device, 16 ... A / D converter, 17 ... Central processing unit (C)
PU), 18 ... Formant synthesis sound source, 19 ... Sound system, 20 ... Bus line.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 演奏者の演奏操作に応じて演奏情報を発
生する演奏情報発生手段と、 前記演奏情報として取り得る値の範囲内における幾つか
の演奏情報の値に対応するフォルマントデータを記憶し
た記憶手段と、 前記演奏情報発生手段から発生された演奏情報の値に基
づいて、前記記憶手段から複数のフォルマントデータを
選択して読出す読出制御手段と、 前記読出制御手段により読出した複数のフォルマントデ
ータを用いて補間演算を行うことにより、前記演奏情報
発生手段から発生された演奏情報の値に対応するフォル
マントデータを算出し出力する補間手段と、 前記補間手段から出力されるフォルマントデータに基づ
くフォルマントを有する楽音の楽音信号を合成して出力
するフォルマント音合成手段とを具備することを特徴と
する電子楽器。
1. Performance information generating means for generating performance information in response to a performance operation of a performer, and formant data corresponding to some performance information values within a range of possible values of the performance information. Storage means, read control means for selecting and reading a plurality of formant data from the storage means based on the value of the performance information generated by the performance information generating means, and a plurality of formants read by the read control means. Interpolation means for calculating and outputting formant data corresponding to the value of the performance information generated from the performance information generating means by performing interpolation calculation using the data, and formant based on the formant data output from the interpolation means. Formant sound synthesizing means for synthesizing and outputting a tone signal of a musical sound having Musical instruments.
【請求項2】 演奏者の演奏操作に応じて演奏情報を発
生する演奏情報発生手段と、 外部の音響を入力する音響入力手段と、 前記音響入力手段により入力した音響を分析して演奏情
報を抽出するとともに、その音響のフォルマントデータ
を抽出する音響分析手段と、 前記音響分析手段により複数の音響を分析して得た複数
組の演奏情報とフォルマントデータとの組データを用い
て補間演算を行うことにより、この組データに含まれる
演奏情報以外のすべての演奏情報の値に対応するフォル
マントデータを算出し出力する補間手段と、 前記音響分析手段により抽出したフォルマントデータお
よび前記補間手段により算出したフォルマントデータを
記憶する記憶手段と、 前記演奏情報発生手段から発生された演奏情報の値に対
応するフォルマントデータを前記記憶手段から読出し、
このフォルマントデータに基づくフォルマントを有する
楽音の楽音信号を合成して出力するフォルマント音合成
手段とを具備することを特徴とする電子楽器。
2. A performance information generating means for generating performance information in response to a performance operation of a performer, a sound input means for inputting an external sound, and a sound input by the sound input means to analyze the performance information. Along with the extraction, the acoustic analysis means for extracting the formant data of the sound, and the interpolation calculation using the set data of a plurality of sets of performance information and formant data obtained by analyzing the plurality of sounds by the sound analysis means. Thus, the interpolation means for calculating and outputting the formant data corresponding to all the performance information values other than the performance information included in the set data, the formant data extracted by the acoustic analysis means and the formant calculated by the interpolation means. Storage means for storing data, and formant corresponding to the value of the performance information generated by the performance information generating means Read data from said storage means,
An electronic musical instrument comprising: a formant sound synthesizing means for synthesizing and outputting a musical tone signal of a musical tone having a formant based on the formant data.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5840593A (en) * 1981-09-04 1983-03-09 ヤマハ株式会社 Electronic musical instrument

Patent Citations (1)

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