JPH0776871B2 - 楽音発生システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は楽器、一層詳しくは、デイジタル制御式電子楽
器および楽音発生させる方法に関する。

楽音を発生させるデイジタル制御式方法は、一連のデイ
ジタル数を発生させ、それを電気アナログ信号に変換す
ることによつて行なわれる。アナログ信号は増幅され、
普通のスピーカを通して楽音を発生させる。デイジタル
制御を行なう楽器は、キーボードその他の入力装置と、
キーボードに応答するデイジタル電子回路とで構成され
ている。電子回路は、キーボードに応答して信号をデイ
ジタル式に処理し、スピーカのところで音となる振動を
デイジタル式に発生する。これらのデイジタル式に発生
した振動はアナログ発振器で発生した振動とは異なつて
おり、普通の管弦楽その他のタイプの楽器で機械的に発
生した振動とも異なつている。

電子源であろうと機械源であろうと、楽音はすべてフー
リエスペクトルによつて説明できる。フーリエスペクト
ルでは、楽音をその成分周波数をシヌソイドとして表わ
すことによつて説明している。したがつて、楽音全体
は、成分周波数の合計、すなわち、シヌソイドの合計で
ある。

フーリエ分析の下では、音質は倍音と不協和音に分類さ
れる。倍音は周期的であり、基本周波数の整数倍である
周波数を有するシヌソイドの合計として表わすことがで
きる。基本周波数は音質のピツチである。管弦楽の調和
楽器としては、弦楽器、金管楽器、木管楽器がある。不
協和音は周期的ではないが、シヌソイドの合計として表
わすことも多い。しかしながら、不協和音を含む周波数
は、通常、相当に複雑な関係を持つ。不協和音楽器は、
通常、なんらそれと組合つたピツチを持たない。不協和
音を出す管弦楽の楽器としてはパーカツシヨン、たとえ
ば、バスドラム、スネアドラム、シンバルその他があ
る。

電子制御式楽器は楽音を発生する基礎としてフーリエス
ペクトルを選定することに依存していた。公知形式のデ
イジタル楽器の１つでは、調和総合楽音発生方法を使用
している。この方法では、異なつた周波数の多数の振幅
スケール式シヌソイドを加算（あるいは減算）すること
によつて音質を得る。しかしながら、調和総合方法で
は、各サンプルを形成するのに複雑な加算（あるいは減
算）処理を必要とする。この処理では、高価でありかつ
融通のきかないデイジタル回路を必要とする。したがつ
て、調和総合方法を実施するのに必要なデイジタル設計
は複雑なコンピユータ計算を必要とし、不満な点が多
い。

別の公知形式の楽器では、楽音過方法を使つている。
この方法では、方形波とかのこぎり波形列のような複雑
な電気波形を１つ以上のフイルタで過して所望の周波
数成分を選定する。その後、過した周波数成分を組合
わせてスピーカを駆動する電子信号を形成する。この
過方法は、普通、人間の言葉を合成するのに用いられ、
アナログ電子発生器官を持つていることが多い。過方
法は、各サンプルが記憶した一定のサンプルの値に依存
しているので、相当に融通がきかない。自然な音を得る
には、多数の乗算ステツプを必要とし、これは高価につ
く。

調和総合法、過法は、いずれも、シヌソイドの線形の
組合わせに依存しており、それ故、楽音を発生する線形
方法としての特徴を持つ。入力機能の振幅（調和総合法
ではシヌソイド、過法ではパルス列）に２の因数を掛
けることによつて、同じ音質を持ちかつ２の因数を掛け
た振幅を持つ出力波形を得るという事実からこの線形性
は明らかである。

「METHOD OF SYNTHESIZING A MUSICAL SOUND」なる名称
の、Chowningの米国特許第4,018,121号が楽音を発生す
る非線形方法を記載している。この非線形方法では、無
数のシヌソイドの合計を表わすのに閉鎖形式の表現（周
波数変調に基礎を置く）を用いている。この非線形周波
数変調方法は、多数のシヌソイドを発生し、これらのシ
ヌソイドは搬送周波数と整数倍の変調周波数の合計であ
る周波数を持つ。変調周波数の倍数振幅はベツセル関数
の合計である。Chowningの非線形周波数変調方法は、先
の線形調和総合、過方法より優れており、楽音合成の
分野では営業的に成り立つ用途が見出されている。

「MUSICAL INSTRUMENT AND METHOD FOR GENERATING MUS
ICAL SOUND」なる名称の、Moorerの米国特許第4,215,61
7号が楽音を発生する改良された非線形方法を記載して
いる。この方法では、周波数成分の振幅がベツセル関数
に拘束されず、有限のスペクトル、すなわち、有限数の
シヌソイドの合計からなるスペクトルを利用することが
できる。

上記の方法と同様の多くの線形、非線形方法がデイジタ
ル楽音合成で成功裡に用いられているが、これらの方法
はすべて、豊かで自然な音を得るには迅速で複雑な計算
能力を必要とする。その結果、楽器のコストが上がり、
複雑になる。これはデイジタル合成を広く利用する目的
に反する。

したがつて、従来技術で要求されるよりも遅くてかつよ
り簡略な計算能力でよいデイジタル回路を使用でき、そ
の上、豊かな自然音を発生することのできるデイジタル
合成を用いる改良楽器の要求がある。また、普通のコン
ピユータ・プロセツサおよび普通の半導体チツプ技術を
用いて構成することのできる改良デイジタル楽音合成器
の要求がある。

上記の背景に従つて、本発明の目的は、複雑な計算を必
要としない簡単な普通のデイジタル回路を利用して豊か
で自然な音を発生する楽音発生システムを提供すること
にある。

本発明に係る楽音発生システムは、波形サンプル信号を
記憶するための読み書き可能な記憶手段と、クロック信
号によって歩進され、その歩進値に基づき第１のアドレ
スを指示する第１のアドレス指示手段と、発生しようと
する楽音のピッチに対応する数値データを供給するピッ
チ指示手段と、前記ピッチ指示手段によって供給させる
数値データによって前記第１のアドレスによって指示さ
れるアドレス値を変更し、変更されたアドレス値によっ
て第２のアドレスを指示する第２のアドレス指示手段
と、前記記憶手段から読み出された波形サンプル信号を
入力し、これを変更する若しくは変更しない処理を行
い、その出力信号を該記憶手段に入力する波形処理手段
と、前記第１のアドレスと第２のアドレスの一方を読出
しアドレスとして前記記憶手段から波形サンプル信号を
読み出し、前記第１のアドレスと第２のアドレスの他方
を書込みアドレスとして前記波形処理手段の出力信号を
前記記憶手段に書き込む制御手段とを具え、前記書込み
アドレスと読出しアドレスの間に前記数値データに対応
する差が生じ、この差に対応する周期性を持つ楽音信号
が発生されることを特徴とするものである。

以下で説明する本発明の実施例との対応を示すと、読み
書き可能な記憶手段はウェーブテーブルユニット13、第
１のアドレス指示手段はディジターユニット35における
ラッチ66、60、61、67、49及び演算装置62を含む部分、
ピッチ指示手段は入力ユニット２及びディジターユニッ
ト35におけるシフトレジスタ56を含む部分、第２のアド
レス指示手段はディジターユニット35におけるラッチ6
0、61、67、49及び演算装置62を含む部分、波形処理手
段は変更子ユニット14又はディジターユニット35におけ
るラッチ45、65、60、61、67及び演算装置62等を含む部
分、制御手段はディジターユニット35における制御論理
回路71等を含む部分、に夫々概ね対応している。

書込みアドレスと読出しアドレスの間に前記数値データ
に対応する差が生じ、この差に対応する遅延を行う遅延
回路として記憶手段が機能する。こうして、この可変の
遅延時間に対応する周期性を持つ楽音信号が発生される
ことになり、この発生楽音は数値データによって指示さ
れた楽音ピッチを持つことになる。アドレス歩進のため
のクロック信号の周波数は、発生しようとする楽音のピ
ッチに無関係に一定としてよいので、複数の音声の各々
に対応して独立のピッチを持つ楽音を発生可能な複音型
楽音発生装置を構成する場合、時分割処理を容易に行う
ことができる。また、楽音ピッチの可変制御のための構
成も、一定レートで歩進されるアドレス信号のアレドス
値を、書込みアドレスと読出しアドレスとの間で所望ピ
ッチに対応する一定のオフセットが生じるように、オフ
セット制御するだけでよいため、構成が簡単である。

以下で説明する本発明の一実施例に係る楽器は、キーボ
ードその他の入力装置、デイジタル信号をウエーブテー
ブル変更で発生させるウエーブテーブル変更発生器およ
びデイジタル信号を楽音に変換する出力装置を含包す
る。

この発生器はウエーブテーブルを含包し、このウエーブ
テーブルは周期的にアクセスされて楽音を決定する出力
信号を与える。ウエーブテーブルからの出力信号は変更
されてからウエーブテーブルにもどされ、変更データと
して記憶される。或る遅延の後、変更データはウエーブ
テーブルからアクセスされ、新しい出力信号となる。こ
のプロセスは周期的に繰返され、新しい出力信号毎に変
更が行なわれ、ウエーブテーブルにもどされてそこに記
憶される。本発明によれば、こうして、新しい出力信号
がウエーブテーブル変更で発生し、豊かで自然な楽音を
発生するのに用いられる。

本発明によれば、任意の時刻ｔにおいて、ウエーブテー
ブルにもどされて記憶される変更信号y_tは、ウエーブテ
ーブルの最初の内容と変更成分m_tの関数である。したが
つて、信号y_tは次に示すようにx_t、m_tの関数となる。

y_t＝ｆ（x_t、m_t） デイジタルサンプルの実施例では、y_tのｎ番目のサンプ
ルはy_nで与えられる。遅延オペレータを使用すれば、Ｎ
サイクルの遅延を示すウエーブテーブルの場合、y_nはx_t
のｎ番目の値、x_nと、変更成分のd^Ny_n倍として与えられ
るy_nの遅延値の関数であり、次の式で与えられる。

y_n＝ｆ（x_n、d^Ny_nm_n） 弦楽器をはじいた音を発生するのに適した形式の或る実
施例によれば、次の変更値y_nを発生するように行なわれ
る変更は、第１の遅延出力y_n-Nと先の遅延出力y_n-(N+1)
の平均値である。

はじく形式の弦楽器の実施例では、ウエーブテーブルに
もどして格納するｎ番目の変更値は次の通りである。

y_n＝x_n＋〔y_n-N＋y_n-(N+1)〕/2 ここで、x_nはそれが（Ｎ＋１）よりも大きいｎのときに
０に等しい場合のウエーブテーブルからの第ｎ番目のサ
ンプルであり、y_nはｎ番目のサンプルでの変更出力であ
り、Ｎはウエーブテーブル遅延（サンプルにおける音の
ほぼ所望のピツチ期間）であり、y_n-NはＮ分の遅延した
サンプルであり、y_n-(N+1)はＮ＋１分遅れたサンプルで
ある。

はじき弦楽器実施例では、変更には、たとえば、ウエー
ブテーブルに記憶されたデータの単純な加算および二進
シフト（２で割つたもの）として実施される。或るデイ
ジタル記憶装置実施例では、ウエーブテーブルのデータ
のロケーションは、記憶装置アドレスポインタによつて
決定される。リードポインタは遅延サンプルy_n-Nのロケ
ーションを指定する。「リードポインタ＋１」はリード
ポインタから１だけオフセツトしており、遅延サンプル
y_n-(N+1)のロケーションを指定する。変更値y_nはライト
ポインタの指定したロケーションでウエーブテーブルに
格納される。ライトポインタはピツチ遅延Ｎ分だけリー
ドポインタからオフセツトしている。

多重音声実施例では、ピツチ遅延Ｎは各音声毎に異なつ
ているのが普通である。リードポインタおよびライトポ
インタは各音声毎に決定される。

本発明のウエーブテーブル変更方法は、計算の必要性が
低くても実施し得る改良デイジタル機器を提供するとい
う目的を達成する。

本発明の前記の、およびその他の目的特徴は、添付図面
を参照しながらの以下の好ましい実施例についての詳し
い説明から明らかとなろう。

第１図において、ここにはデイジタル式シンセサイザー
楽器が示してある。この楽器は、発生させようとしてい
る楽音を指定する入力ユニツト２と、発生させようとし
ている楽音を表わす信号を発生するウエーブテーブル変
更発生器３と、所望の音を発する出力ユニツト４とを含
包する。

第２図において、これは第１図の楽器をさらに詳しく示
している。入力ユニツト２は、普通は、電気信号をイン
ターフエース６に接続するキーボード５を含包する。こ
のキーボード５は普通の設計のものであり、キーを押し
下げたときに電気信号を発生する。キーボード５は発生
させようとしている音を指定するための代表的な装置で
あるが、他のいかなる形式のものを使用してもよい。さ
らに、入力ユニツト２は、普通、音の力（振幅）や音の
持続時間を指定する手段を含包する。

インターフエースユニツト６はキーボード情報（ピツ
チ、振幅、持続時間）を符号化し、ウエーブテーブル変
更発生器３の制御ユニツトに伝える。発生器３は、入力
ユニツト２からの信号に応答して、出力母線８に信号を
発生させ、この信号は出力ユニツト４に送られる。出力
ユニツト４はこの信号を所望の楽音に変換する。普通
は、出力ユニツト４はデイジタルアナログ変換器９を含
包する。変換器９からのアナログ信号は低減フイルタ10
および増幅器11を通してスピーカ12に送られる。スピー
カ12は所望の楽音を発する。

第２図において、ウエーブテーブル変更発生器３は、ウ
エーブテーブル13、変更子ユニツト14、制御ユニツト15
を含包する。ウエーブテーブル13は遅延時間ｐを持つ遅
延装置として作用する。変更子ユニツト14からの変更信
号はウエーブテーブル13に格納され、そこで、母線16に
出現する前に時間ｐ遅らされる。ウエーブテーブルから
の母線16上の出力信号は変更子ユニツト14で変更され、
ウエーブテーブル13に格納される。デイジタル例の場
合、遅延時間ｐはデータのＮ個のサンプルで表わされ
る。１つのデイジタル装置として、ウエーブテーブル13
はデータのＮ個のサンプルを格納するためのデイジタル
記憶装置となる。ｐより小さい時間ｔの値の場合、ウエ
ーブテーブル13はx_tの最初の値を記憶する。デイジタル
システムでは、ｔはｎのＮ値に量子化され、その結果、
初期状態では、x_nはＮ個の初期値を有する。

バツクグラウンドによつては、変更子ユニツト14内にな
んらの変更もない場合、ウエーブテーブル13は遅延時間
ｐで周期的となる出力信号y_tを発生することになる。遅
延ラインにある最初の内容がx_tであるとき、出力信号y_t
は次のように表わされる。

y_t＝y_(t-p)＝x_t （１） 時間ｔが個々の値に量子化され、ｐがｎのＮ個の値に等
しいとき（ここでは、Ｎは整数、x_nはx_tのＮ個の個々の
値を表わす）、式（１）は次のように書くことができ
る。

y_n＝y_(n-N)＝x_n （２） 変更を変更子ユニツト14で行なうため、式（１）、
（２）は本発明で利用する出力信号に当てはまらない。

本発明によれば、任意の時刻ｔにおいて、ウエーブテー
ブルにもどされて格納される変更信号y_tは、ウエーブテ
ーブルの最小の内容x_tと変更成分m_tの関数である。した
がつて、信号y_tは次の式（３）で与えられるようにx_t、
m_tの関数となる。

y_t＝ｆ（x_t、m_t） （３） デイジタルサンプル実施例では、y_tのｎ番目のサンプル
はy_nとして与えられ、遅延オペレータd^Nを用いて、Ｎサ
イクルの遅延を示すウエーブテーブルの場合、y_nは、x_n
のｎ番目の値と、変更因数m_tのd^Ny_n倍によつて与えられ
るy_nの遅延値の関数であり、次の式（４）で表わせる。

y_n＝（x_n、d^Ny_nm_n） （４） 式（４）に関連して、値Ｎの場合に記憶されたサンプル
の最大数は任意の数であつてよい。サンプル数が大きけ
ればそれだけ、発生する可能性のある周波数成分が低く
なる。或る例では、256個の８ビツトサンプルが記憶さ
れている。また、多くの異なつた形式の変更成分m_tを選
択できる。しかしながら、簡略化と経済性を考えると、
m_tが計算の簡単な方が望ましい。或る簡単な変更成分を
はじき演奏弦楽器の楽音の発生に関連して説明する。

はじき演奏式弦楽器楽音 第３図において、はじき演奏式弦楽器の楽音を発生する
変更子ユニツト14の詳細が示してある。変更子ユニツト
14は母線16上にある信号y_n-Nをｎの１周期だけ遅らせる
遅延ユニツト26を含包する。このTY26からの出力はライ
ン28に１つの入力y_n-(N+1)を形成し、それを演算装置
（AU）27に送る。演算装置27への他の入力は母線16から
直接導き出される。演算装置27は母線16上の値を母線16
上の先の値（TY26からの出力）に加えてその合計値を形
成する。演算装置27へのシフト入力29は１つの二進ビツ
ト分この合計値をシフトさせ、この合計値を２で割る。

第３図の変更子ユニツトを第２図のウエーブテーブル変
更発生器３に接続した場合、はじき演奏弦楽器音が発生
することになる。第３図の変更子ユニツト14を用いて形
成した第２図のウエーブテーブル変更発生器３は、いく
つかの点でデイジタルフイルタに類似する。発生器３の
形をしたデイジタルフイルタは機械的に振動する弦楽器
の弦を模倣する。デイジタルフイルタへの短い入力信号
は「弦」の「はじき動作」を表わしており、次の遅延時
間の間所望の出力信号を発生するように発生器３を励起
する。変更子ユニツト14からの出力信号は、第２図のラ
イン８に現われたとき、次のように与えられる。

y_n＝x_n＋〔y_n-N＋y_n-(N+1)〕/2 ・・（５） ここで、x_nはサンプルｎでの入力信号振幅であり、y_nは
サンプルｎでの出力振幅であり、Ｎはサンプルにおける
音の所望ピツチ時間（大体の値）である。

基本のはじき演奏弦音は、発生器３を、たとえば、「ホ
ワイトノイズ」の短いバーストで励起することによつて
得られる。ホワイトノイズのバーストは次のように式
（５）でx_nの値を選定することによつて得られる。

x_n＝Au_n、ｎ＝０、１、２、・・・（Ｎ＋１）・・・（6
₁） x_n＝０、ｎ≧Ｎ （6₂） ここで、Ａは所望の振幅、u_nは乱数発生器の出力の関数
としての値＋１または−１を持つ。ｎが０、１・・・
（Ｎ＋１）に等しい場合のx_nの値は、変更子ユニツト14
による任意の変更に先立つて存在する初期値としてウエ
ーブテーブル13に格納される。

最後に、出力y_nは第２図の出力装置４によつて利用され
てｎイコールＮのときに音の冒頭部分を発生する。

はじき演奏式弦楽器音の分析 式（５）の入出力関係は「遅延オペレータ」二進方によ
つても表現できる。ここでは、単位サンプル遅延オペレ
ータｄを次の関係で定義する。すなわち、 d^kx_n＝x_n-k （７） ここで、x_nは任意の信号であり、ｋは整数である。１つ
の信号にd^kを掛けると、この信号はｋサンプル分だけ遅
れる。これにより、式（５）は次のようになる。

y_n＝x_n＋〔d^Ny_n＋d^N+1y_n〕/2 ＝x_n＋d^N〔（１＋ｄ）/2〕y_n ・・・・（８） 出力信号y_nについて計算すると、 y_n＝x_n/｛１−〔（１＋ｄ）/2〕d^N｝ ・・・（９） 線形遅延オペレータ式は、各時間信号をそのｚ変形で置
換し、ｄをz^-1で置換することによつてｚ変形式に直ち
に変換する。時間信号（たとえば、x_nまたはy_n）は下側
文字で示し、それに対応するｚ変形値は上側小文字、た
とえばＸ（ｚ）やＹ（ｚ）で示してある。

デイジタルフイルタ（線形時間定数式）の転送関数は入
力のｚ変形値である。第２図のはじき弦シミユレータの
転送関数は、式（９）のｄについてz^-1を引き、次のよ
うに移項することによつて得られる。

Ｈ（ｚ）＝Ｙ（ｚ）/X（ｚ） ＝1/｛１−〔１＋z^-1）/2〕z^-N｝ ＝1/｛１−〔Ha（ｚ）〕〔Hb（ｚ）〕｝（10） ここで、 Ha（ｚ）＝（１＋z^-1）/2 Hb（ｚ）＝z^-N 式（９）、（10）は第２図のウエーブテーブル発生器３
の一実施例を説明している。フイードバツク・ループは
２点平均Ha（ｚ）と直列のウエーブテーブル13として考
えられかつ変更子ユニツト14としても考えられる或る長
さのＮ遅延ラインHb（ｚ）からなる。ウエーブテーブル
13への入力端子20にあり、変更子ユニツト14からの出力
は端子21にある。端子21は、閉鎖ループを形成するフイ
ードバツク関係で端子20に接続してある。

第３図の発生器の周波数応答は、ｚ＝ｅ^ｊωＴ＝cos
（ωＴ）＋jsin（ωＴ）で計算される転送関数として定
義され、ここで、Ｔはサンプリング時間（秒）であり、
サンプリング速度f_sの逆数であり、ω＝２πｆはラジア
ン周波数であり、ｆは周波数（Hz）であり、 である。第２図のはじき演奏弦楽器の周波数応答は次の
ように与えられる。

Ｈ（ｅ^ｊωＴ）＝1/〔１−Ha（ｅ^ｉωＴ）Hb
（ｅ^ｉωＴ）〕 （11） ここで、 Ｈ（ｅ^ｊωＴ）＝〔１＋ｅ^−ｊωＴ〕/2＝ｅ^−ｊωT/2c
os（ωT/2） ＝ｅ^−πfTcos（πfT） （12） Hb（ｅ^ｊωＴ）＝ｅ^−ｊωNT＝ｅ^−j2πfNT （13） ウエーブテーブル成分Hbと変更子成分Haの振幅応答およ
び位相転移を別々に考えるとよい。振幅応答は周波数応
答の振幅と定義され、周波数の関数として利得を与え
る。位相遅延はラジアン周波数で割つた周波数応答のマ
イナスの複素数角として定義され、周波数毎のシヌソイ
ドによつて生じる時間遅延（秒）を与える。

各成分Ha、Hbの振幅応答Ga、Gbは、それぞれ、次のよう
に与えられる。

Ｇ（ｆ）＝1Ha（ｅ^ｊωＴ）＝cos（ωT/2）＝cos（πf
T） ・・・（14） Ｇ（ｆ）＝Hb（ｅ^ｊωＴ）＝１ ・・・（15） したがつて、遅延ライン成分Haは損失なしであり、２点
平均Haはコサインの第１象限に従う周波数と共に減少す
る利得を示す。周波数はすべて、ナイキスト限界に制限
される。すなわち、ｆ≦f_s/2である。この範囲では、 cos（πfT）＝cos（πfT） である。

位相遅延を秒よりもサンプルの単位で定義するともつと
便利である。サンプルのHa、Hbの位相遅延は次のように
与えられる。

Pa（ｆ）＝−〔／Ha（ｅ^ｊωＴ）〕／ωＴ＝1/2 （16） Pb（ｆ）＝−〔／Hb（ｅ^ｊωＴ）〕／ωＴ＝Ｎ （17） ここで、「／」はｚの複素数角を示す。

２点平均Ha（ｚ）はサンプルの半分に等しい位相遅延を
有し、遅延ラインはその長さＮに等しい位相遅延を有す
る。ループ全体はHa（変更子ユニツト14）とHa（ウエー
ブテーブル13）の直列からなるので、ループ利得は次の
通りである。

ループ利得＝Ga（ｆ）Gb（ｆ）＝cos（πfT） （18） そして、有効ループ長さは次の通りである。

ループ利得＝Pa（ｆ）＝Pb（ｆ） ＝Ｎ＋1/2（サンプル） （19） これは各シヌソイド周波数ｆ（Hz）についてのものであ
る。

単一のはじき弦音を合成する際、振幅Ａでのホワイトノ
イズのＮ個のサンプルはウエーブテーブル13によつて与
えられ、出力音は最初のＮ個のサンプルの後直ちに生じ
る。ウエーブテーブル13によつて表わされる遅延ライン
Hbは、本質的に、時刻０で基準化した乱数で満たされ、
他の入力信号を使用する必要はない。変更子ユニツト14
からの２点平均Haは常に変化しており、ループの内容お
よび出力信号y_nは周期的とはならない。しかしながら、
出力信号は周期的であるように選ばれ、したがつて、こ
の用途での「周期」なる用語はほぼ周期的あるいは準周
期的を意味する。合成弦音の各「周期」は特定の時刻で
の遅延ライン（ウエーブテーブル13）の内容に相当し、
各周期は先の周期の中間低減部分に等しい。もつと詳し
く言えば、１周期だけオフセツトしたサンプルの運転２
点平均は出力波形に次の周期を与える。有効ループ長さ
がＮ＋1/2個のサンプルであるから、この周期はNT＋T/2
（秒）であると定義するのが最良であり、ここで、ｔは
サンプリング周期である。また、これは1/f_sに等しく、
ここで、f_sはサンプリング周波数である。実験によれ
ば、NT＋T/2は感知されたピツチ周期と良く一致する。

倍音崩壊 出力信号y_nが準周期的であるから、この出力信号は個々
のシヌソイドで構成されているわけではない。本質的に
は、出力信号は異なつた速度でゼロまで崩壊する多くの
狭いエネルギ帯域を有する。これらのエネルギ帯域が最
小周波数の整数倍である周波数に集中したとき、それを
「倍音」と呼ぶことにする。周波数成分が必ずしも均等
に隔たつていない場合、不協和音の可能性を強調するべ
く「部分音」という表現を使うことにする。

ここでは、ループ内を循環する周波数ｆ（Hz）の部分音
を考える。ループを一回通過する毎に、部分音はループ
振幅応答に等しい減衰を受け、Ga（ｆ）Gb（ｆ）イコー
ルcos（πfT）となる。すなわち、 １周期の減衰＝cos（πfT） ループ内の周回時間がＮ＋1/2個のサンプルに等しいの
で、ｎ個のサンプル（nT秒）後のループを通つた周回回
数は n/（Ｎ＋1/2）＝tf_s/（Ｎ＋1/2） に等しくなる。したがつて、時間ｔ＝nTでの「減衰フア
クタ」ａ（ｔ）は次のように与えられる。

たとえば、時刻０での最初の部分音振幅Ａは時刻ｔで振
幅Aaf（ｔ）となる。ここで、ｆは部分音の周波数であ
る。

指数崩壊の「時定数」cfは、振幅が1/eまで、すなわ
ち、その初期値の約0.37まで崩壊したときの時間として
定義するのが伝統である。周波数ｆでの時定数は式（2
0）をｅ^{−t/（cf）}に等しいものとし、cfについて計算
することによつて見出される（ここで、f_s＝1/T）。

cf＝−t/〔1nat（ｔ）〕 ＝−〔（Ｎ＋1/2）Ｔ〕／〔1n cos（πfT）〕（秒）
・・・（21） オーデイオの場合、普通、崩壊時定数を崩壊−60dB、す
なわち、初期値の0.001倍となつた時と定義するのがよ
り有利である。この場合、式（20）を0.001に等しいも
のとし、ｔについて計算する。ｔのこの値はt₆₀と呼ぶ
ことが多い。cfからt₆₀（ｆ）への変換は次のようにし
て行なう。

t₆₀（ｆ）＝1n（1000）cf （22） すなわち、約6.91cである。

たとえば、周波数ｆ（Hz）でのシヌソイドが時刻０で振
幅Ａを有する場合、時刻t₆₀（ｆ）で振幅Aaf（t
₆₀（ｆ））＝A/1000、すなわち、出発れべるより下の60
dBを持つ。

上記の分析はループまわりの伝播成分による減衰を説明
している。しかしながら、それは、ループに「フイツ
ト」せず、また、自己干渉によつて急速に崩壊する成分
を含まない。この自己干渉というのは、機械的に振動し
ている物理的な弦に類似するある。弦にはなわかの励起
作用が加えられ得るが、励起を止めた後、残つたエネル
ギは急速に弦の長さによつて主として決定される準周期
性を示す。

同様にして、たとえば第２図の楽器のループが乱数で開
始させられたとしても、ごく短時間で、ループに存在す
る主周波数は、Ｎ＋1/2個のサンプルにおける周期の整
数をもつことになり、これらの周波数はすべて、基本周
波数と呼ぶ最小周波数の倍数となり、その周期はループ
長さＮ＋1/2に正確に一致する。この最小周波数f₁は音
のピツチ周波数を与え、次のように与えられる。

f₁＝1/〔Ｎ＋1/2）Ｔ〕＝f_s/（Ｎ＋1/2） （23） ここで、f_sはサンプリング周波数であり、Ｔ＝1/f_sはサ
ンプリング周期である。

ｆをf₁で始まる倍音列にセツトしたならば、次のように
なる。

f_k＝ω_k/2π＝ｋ〔f_s/（Ｎ＋1/2）〕 ・・・（24） ここで、ｋ＝１、２、・・・・N/2は、次のようにｋ番
目の倍音についての時刻ｔでの崩壊フアクタを与える。

同様にして、倍音あたりの時定数は次のように秒単位で
与えられる。

c_k＝−t/〔1n a_k（ｔ）〕 ＝−｛1/〔f₁1n（cos（πf_kT））〕｝ （26） 第４図は第２、３図の形式の機器からの128個のサンプ
ルの周期を有する音の最初に15回の周期の間のスペクト
ル展開を示す。長さ128の高速フーリエ変換（FFT）を他
の周期毎、すなわち、０、２、４、・・・14に等しいｎ
について計算した。ここで、倍音が高ければ高いだけ崩
壊が速く、これが実際の弦の動作にそつくりであること
に注目されたい。倍音が高ければ高いほど、そのエネル
ギが急速に消散する。

或る別の実施例（変更子ユニツト14が２点平均よりもか
なり大きいと考えられるHaを持つ場合）では、ｔ秒後ｋ
番目の倍音の減衰フアクタは次の通りである。

a_k（ｔ）＝Ga（f_k）｛tf_s/〔Ｎ＋Pa（f_k）〕｝ （27） ここで、安定のためにGa（ｆ）≦１である。位相崩壊Pa
（f_k）は全倍音周波数f_kで同じである。

同様にして、Haがもつと大キーと考えられるとき、各倍
音についての崩壊時定数は次のように秒単位で与えられ
る。

c_k＝−〔（Ｎ＋Pa（f_k））／（f_s1nGa（２πf_kT））〕
・・・（28） 16音声実施例 第５図には、第３図形式の変更子ユニツトを使用する第
２図の楽器の16音声実施例が示してある。

第５図において、ウエーブテーブル13はランダムアクセ
ス記憶装置（RAM）であり、16音声の各々に１つあての1
6の異なつた記憶区域を有する。これらの記憶区域の各
々は256個の８ビツトバイトのためのウエーブテーブル
記憶場所を持つ。ウエーブテーブル変更子発生器３は８
ビツト出力レジスタ36とデイジター（DIGITAR）ユニツ
ト35とを包含する。このデイジターユニツト35は第５図
の楽器の16音声のすべてについて第３図の変更子ユニツ
トに関連して先に説明した変更を行なう。デイジターユ
ニツト35はウエーブテーブル13をアドレス指定するよう
に接続した12ビツトアドレス母線38を有する。さらに、
デイジターユニツト35は８ビツトデータ母線37に接続し
ている。データ母線37はウエーブテーブル13を出力レジ
スタ36に接続している。入力ユニツト２は共通のデータ
母線37に母線７によつて接続してある。出力レジスタ36
は入力として出力ユニツト４に、データ入力としてウエ
ーブテーブル13に８ビツト母線８によつて接続してあ
る。

第５図のデイジターユニツト35の詳細が第６図に示して
ある。

第６図において、データ母線37は入力としてデータイン
・ラツチ45に接続してあり、トリステート・ゲート46か
ら出力を受け取る。データイン・ラツチ45とトリステー
ト・ゲート46はＢ母線として示してある共通のデータ母
線47に接続している。データは、Ｂ母線47およびデータ
母線８を通して第６図のデイジターユニツトに行く入
力、また、そこからの出力である。

第６図において、Ａ母線48はアドレス・レジスタ49にア
ドレスを運ぶのに利用される。アドレス・レジスタ49は
その出力部を12ビツトアドレス母線38に接続しており、
このアドレス母線は第５図のウエーブテーブル13にアド
レスを与える。アドレス・レジスタ49からの母線50上の
４つの下位出力ビツトは符合化され、16音声の１つを指
定する。母線50は入力部として音声整合比較器52に接続
している。

第６図において、Muラツチ53は、ラツチ信号Mu−Ｌが示
されたときに母線47からデータを受ける。ラツチ53のビ
ツトロケーシヨンc0、c1、・・・c7で示してある。ラツ
チ57からの８ビツト出力は多数の入力部に送られる。高
位ビツトc1、・・・c7は入力としてゼロ検出器40に送ら
れる。ゼロ検出器40は、ビツトc1、・・・c7のすべてが
０であるときにそれを検出し、ライン98上に出力を与え
る。ライン98上の出力は１ビツトモード・ラツチ91への
ラツチ信号である。モード・ラツチ91はラツチ53からc0
ビツトを受ける。ラツチ91にラツチされたc0ビツトが論
理０であるとき、それは、パラメータ・モードが選定さ
れていることを示す。ラツチ91のビツトが論理１である
場合には、それは、ピツチ／振幅モードが選定されてい
ることを示す。ラツチ91からの出力はNORゲート97に入
力として送られる。ゲート97はゼロ検出器40から他の入
力を受け、ラツチ53からc4ビツトを受ける。ゼロ検出器
40がビツトc1、・・・c7のすべてが論理０でないという
非主張出力を感知し、ラツチ91が１つの０を記憶してい
てパラメータモードを呼ばれる状態を示しているときに
は、ゲート97は、c4がゼロであつて音声ラツチ90にラツ
チ信号を与える場合に満足化させられる。音声ラツチ90
は、ゲート97からのラツチ信号に応答して、Muラツチ53
からのビツトc0、・・・c3を記憶する。このようにし
て、新しい音声が選定されて変更すべきその音声につい
ての異なつたパラメータを許す。音声ラツチ90からの出
力は音声整合比較器52に他の出力として与えられる。音
声ラツチ90内に示される音声がアドレス・ラツチ49によ
つてアドレス指定されつつある音声に相当する場合に
は、比較器52からの出力がライン54上でアドレス指定さ
れる。

第６図において、音声整合比較器52からの出力ライン54
はANDゲート94、95にエネーブル入力を与える。データ9
4、95は、したがつて、ラツチ90で識別された音声がア
ドレス・ラツチ49によつてアドレス指定されつつある音
声と同じであるときはいつでも作動可能とされる。

ANDゲート94への他の入力はライン85上のモード・ラツ
チ91からの出力である。したがつて、音声整合が生じ、
モード・ラツチ91がユニツトがピツチ／振幅モードにあ
ることを示しているときはいつでもゲート94は満足化さ
れることになる。ANDゲート94はマルチプレクサ92の作
動を制御する。

マルチプレクサ92はMuラツチ53から１つのデータ入力を
受け、母線47から他の入力を受ける。ゲート94が満足化
されたとき、マルチプレクサ92はラツチ53からの下位入
力を選定して、シフト・レジスタ56のPbotステージ56₁
に新しいピツチすなわち振幅値をロードする。ゲート94
が満足化されていない場合には、マルチプレクサ92はＢ
母線上のシフト・レジスタ56のPtopステージ56₁₆から導
かれたデータを選定する。

同様にして、ANDゲート95は、モード・ラツチ91がパラ
メータ・モードにあるときに満足化される。そのとき、
ゲート95はパラメータ・マルチプレクサ93を制御して下
位入力を選定し、シフト・レジスタ55のPbotステージ55
−１にMuラツチ53からの新しいパラメータ値をロードす
る。ゲート95が満足化されなかつたとき、マルチプレク
サ93は母線44を経てステージ55₁₆からのPtopデータを選
定し、Pbotステージ55₁に再挿入する。

上記方法では、ラツチ53内の指令に応答して、新しいピ
ツチあるいは振幅がシフト・レジスタ56の相当する音声
ロケーシヨンに挿入され得る。あるいは、新しいパラメ
ータがシフト・レジスタ55の相当する音声ロケーシヨン
に挿入され得る。

第６図において、演算装置62は普通の12ビツト装置であ
り、特に、その２つの入力ポートの各々で受けた12ビツ
トデータを加算するようになつている。演算装置62は８
ビツト高位部と４ビツト下位部とに分かれている。下位
部からのキヤリアウトライン43信号でORされて高位部へ
のキヤリインを形成する。ライン43上のキヤリイン１
は、ラツチ61内の下位４つのビツトがＺ−Ｂ信号によつ
て０にクリアされたときにキヤリイン・ユニツト64の制
御の下に高位８ビツト部に＋１を加えるのに使用され
る。演算装置62のための入力ポートの１つは12ビツトＡ
ラツチ60から送られ、他の入力ポートは12ビツトＢラツ
チ61から送られてくる。Ａラツチ60はその入力をＡ母線
48から引き出し、Ｂラツチはその入力をＢ母線47から引
き出す。８ビツトＲラツチ65はＢ母線47の高位８ツトか
らのデータをＡ母線48の対応する高位８ビツトに与え
る。12ビツトＴラツチ66は普通のライトポインタ・アド
レスを記憶するレジスタとして使用するためにＡ母線48
とやり取りする。演算装置62からの13ビツト出力はイン
バータ63での反転のときあるいはその後のいずれかで13
ビツトＣラツチ67に送られる。このＣラツチ67は、Ｃ−
R/A信号が示されたときにＡ母線48にその出力の下位12
ビツトを送り、Ｃ−R/B信号が示されたときにＢ母線47
に直接高位８ビツトを送る。13ビツトラツチ67からの高
位８ビツトを選定することによつて、１ビツト分のシフ
トを有効に行なう。すなわち、Ｃラツチ67の任意の８ビ
ツト数が２で割られる。

第６図において、崩壊／計算ユニツト58は、フイールド
55−１からのピツチc0、c1、c2によつておよびPtopステ
ージ55₁₆のフイールド55−２からのコヒーレンスビツト
c3によつて指定された速度の関数としてランダムビツト
発生器からの異なつた確率値を選定するセレクタであ
る。このユニツト58からの出力はPROBd、「PROB 1/2」
ラインである。

PROB 1/2ライン上の出力は、コヒーレントビツトc3が示
されているときを除いて時間の半分で論理１であり、時
間の残りの半分で論理０である。この場合、PROB 1/2ラ
インの出力は先のサイクルの電流サイクルと同じであ
る。

PROB 1/2ラインは制御論理回路71への入力の１つであ
り、ANDゲート39への入力でもある。ゲート39はその残
りの入力をステージ55₁₆の出力フイールドからのc7、デ
イザビツトから引き出す。ゲート39からの出力はキヤリ
イン・ユニツト64への制御入力の１つとなる。

ユニツト58からのPROBdライン出力は、１である確率が
フイールド55−１からの３ビツト出力、指令ビツトc0、
c1、c2の関数として制御される場合、１または０状態で
ある。このようにして、PROBdラインは１または０の論
理状態を持ち、相対確率が選定され得る。

PROBdラインはキヤリイン・ユニツト64へ１つの入力と
して送られ、別の入力としてＥラツチ59へ送られる。Ｅ
ラツチ59への入力はＥラツチに格能される量の真実の値
あるいは意図値のいずれかを選定し、それぞれPROBdの
１または０状態の関数としてＢ母線47に送る。

第６図において、PROBdライは他の入力部としてキヤリ
イン・ユニツト64に接続している。このキヤリイン・ユ
ニツト64は、キヤリイン・ライン43を制御する信号とし
てANDゲート39からのPROBdラインまたは出力のいずれか
を選定するセレクタ・ユニツトである。制御論理回路71
からの「d_k」ラインが示されたとき、ゲート39ラインが
選定される。制御ライン・ラインが制御論理回路71から
示されたときには、ユニツト58からのPROBdラインが選
定される。

崩壊動作中にPROBdラインを選定する効果は、崩壊の引
き延ばしを可能とすることにある。崩壊引き延ばしのな
い動作では、ライン43上のユニツト64からのキヤリイン
はリードポインタ・アドレスに＋１を加えてリードポイ
ンタ＋１アドレスの計算を可能とさせる。しかしなが
ら、崩壊引き延ばしの場合、＋１の加算は或る回数禁じ
られ、その結果、リードポインタ・アドレスがリードポ
インタ＋１アドレスを使用しているときの２倍使用され
る。これらの状態下では、リードポインタ・アドレスか
ら読出されるデータ値への変更は行なわれない。同じデ
ータ値がラインポインタ・アドレスにもどされる。＋１
加算を禁じる周波数が大きければそれだけ、引き延ばし
が長くなる。PROBdラインは、はじき沿道動作中も使用
され、異なつた初期振幅値を選定する。

デイジター制御 第６図のデイジターユニツトの制御は制御（CTRL）論理
回路71で実施される。この制御論理回路71は７回の制御
サイクルを連続的に循環する。このとき、各サイクルは
第１位相と第２位相とを有する。制御サイクルは1₁、
1₂;2₁、2₂;・・・;7₁、7₂で示してある。サイクル1₁、
・・・7₂のすべてはまとめて１つの論理アレイと呼ぶ
か、あるいは簡単に論理サイクルと呼ぶ。

多数の制御ライン73が制御論理回路71からの出力部とな
り、第６図のユニツトを通して、或る主の場合、第５図
の機器に接続している。

制御ライン73は制御論理回路71を形成し、それらの機能
が次の第Ｉ表に示してある。

第Ｉ表において、信号ラインの各々についてのポストス
クリプトＬはラツチへのラツチング機能が生じたことを
示す。ポストスクリプトＲはラツチ回路からの読出（ゲ
ートアウト）機能が生じたことを示す。

次の第II表は、第６図の制御論理回路71によつて発生し
た７つの制御サイクルの各位相について第Ｉ表に示すラ
インの各々の二進その他の状態を示す。

ラインＥ−ＲおよびＣ−R/BについてのＰ、信号は、
それぞれ、レジスタ・ステージ55₁₆のステージ55−５、
55−４からのc5、c6ビツトによつて決定される。ビツト
c5、c6が共に１のとき、Ｐは１、は０である。Ｐが１
のとき、それはＥラツチ59からＢ母線47への振幅を選定
するはじき演奏周期を示す。Ｐが１のとき、出力データ
はＣラツチ67からＢ母線47に選定される。ラインＣ−Ｌ
の信号はライン−Ｌの１または０の状態である。ラ
イン−ＬのＲ信号はハープ・モードでは１である。す
なわち、局部パラメータ・ビツトc4が０であり、c5が１
である。ドラム・モード（c5、c6共に０）では、Ｒはユ
ニツト58からの「PROB 1/2」信号である。「読出」ライ
ンのＤ信号はc7の補数（デイザビツト）である。Ｚ−Ｂ
ラインでは、記号φは０または１のいずれかが存在し得
ることを示す。

指令制御 第６図のデイジターユニツトの動作は指令の制御下にあ
る。各指令は８ビツトを有し、これら８ビツトは高位か
ら下位に向つてc7、c6…………c0で示してある。指令を
通訳する方法は２つあり、パラメータ・モードとピツチ
／振幅モードである。パラメータ・モード中、第６図装
置の動作に有効なパラメータが外部源、たとえば、入力
ユニツト２からロードされる。ピツチ／振幅モード中
は、ピツチあるいは振幅が外部源から指定される。

各論理サイクルの位相1₁では、データイン・ラツチ45か
らのデータがMuラツチ53に格納される。この位相1₁中、
サイクルのモードが検出され、第６図のモード・ラツチ
91に格納され、制御シフト・レジスタ55、56のPbotデー
タエントリ・ロケーシヨンを決定する。

パラメータにエントリするには、母線７上の指令ビツト
がすべて０である。ピツチ／振幅モードにエントリする
には、母線７上で、指令ビツトc7、c6、c5、c4、c3、c
2、c1がすべて０であり、指令ビツトc0が１である。

パラメータ・モード パラメータ・モード（モード・ラツチ91が０にセツト）
では、２種類のパラメータがある。すなわち、指令ビツ
トc4が０であるときに定められる広域パラメータと、c4
が１であるときの局部パラメータとである。指令を説明
するには、４つの高位ビツトc7、c6、c5、c4を含む高位
ナイブル（nybble）と、４つの下位ビツトc3、c2、c1、
c0を含む下位ナイブルとの分けるとよい。これらのビツ
トは、それぞれ、16進文字で表わされる１また０の二進
状態を持つことができる。たとえば、４つの高位ビツト
が０のとき、16進文字0_hは、すべてのビツトが０である
ことを示す。４つの低位ビツトが0011の場合には、16進
文字1_hはこれらのビツトがそれぞれの値を持つことを示
すのに使用される。４つのビツトすべてが１であること
を示すには、16進文字F_hが利用される。16進文字は基本
の16進数を表わすサブスクリプト「ｈ」で示す。すなわ
ち、各16進文字は４つの二進ビツトに展開できる。

パラメータ・モードの指令コードを次の第III表に示
す。

第III表に示す種々のパラメータははじき演奏弦の基本
音に多くの異なつた変化を得るためのものである。本実
施例では、高位ナイブルで定められる３種のはじき演奏
式楽器となつている。ドラム（1_hX_h）、ギター（3
_hX_h）、ハープ（5_hX_h）である。これら３種の楽器に加
えて、付勢、すなわち、「はじき」は局部パラメータ7_h
X_hによつて指定される。変更ビツト（デイザビツトと呼
ぶ）の有無もまた局部パラメータ高位ナイブルによつて
制御される。第III表の文字X_hはナイブルが任意の値を
持ち得ることを示す。

第III表において、最後の16エントリについての局部パ
ラメータの下位ナイブルは崩壊特性を指定する。

次の第IV表の８つのエントリは指定されたパラメータの
代表例を示す。

作動にあたつて、局部パラメータ・モードの間指令ビツ
トc2、c1、c0のデータ値はシフトレジスタ55の３ビツト
フイールド55−１に格納される。コヒーレンス制御ビツ
トc3は１ビツトフイールド55−２に格納される。制御ビ
ツトc7、c6、c5は１ビツトフイールド55−３、55−４、
55−５に格納される。

モード・ラツチ91が局部パラメータ・モードの存在を示
し、比較器52がシフトレジスタ55の底ステージ55₁にあ
る音声が正しいものであることを示しているときは、局
部パラメータはＢ母線47からシフトレジスタ55の底ステ
ージ55₁にゲートされる。第II表のサイクル（両位相）
１ないし７をすべて包含する各論理アレイ・サイクル
（論理サイクル）の間、シフトレジスタ・ステージ55、
56の内容は１ステージシフトされる。すなわち、底ステ
ージ55₁、56₁のデータは次の隣接ステージ55₂、56₂にシ
フトされ、これが次々に行なわれ、最終的に、ステージ
55₁₅、56₁₅が頂ステージ55₁₆、56₁₆にシフトされる。16
個のステージ55₀、55₁、……55₁₆および56₁、56₂、……
56₁₆は第５図、第６図の16個の異なつた音声に相当す
る。

多くの異なつた制御パラメータはシフトレジスタ55に格
納できる。しかしながら、楽器の基本動作は、以下にPM
中の動作に関連して説明するように、これら制御パラメ
ータとは無関係で変らない。

ピツチ／振幅モード ピツチ／振幅モード中、各音は、或る振幅での初期はじ
きに続いて或る指定されたピツチの崩壊によつて構成さ
れる。第６図において、シフトレジスタ56の16個の８ビ
ツトステージが「はじき」期間中に使用されてこのはじ
きの最大振幅を記憶し、その後の崩壊期間中にピツチ周
期を記憶する。

ピツチ／振幅モードは、第II表の７サイクル論理サイク
ルの第１位相中に0_h1_hコードがMuラツチ53内に検出され
たときに開始される。ピツチ／振幅モードが所与のピツ
チの音と関連した最初の時間にエントリしつつあるなら
ば、0_h1_hコードの後にはじき音の振幅が続き、この振幅
がシフトレジスタの底ステージ（Pbot）56₁に格納され
る。この格納された振幅は、第５図のウエーブテーブル
・ユニツト13を適切な初期値で満たすのに利用される。
振幅値は、プラスであろうとマイナスであろうと、第６
図のランダムビツト発生器57の１または０の出力の関数
としてその音声についてのウエーブテーブルの各ロケー
シヨンに格納される。

第６図の回路がウエーブテーブルに振幅をロードする要
領は次の通りである。第１サイクル1₁で、Ｃラツチ67か
ら次のアドレス・ロケーシヨンが得られ、Ｔラツチ66に
格納される。Ptopステージ56₁₆から振幅値がアクセスさ
れ、Ｂ母線47を通してＥラツチ59に転送される。

サイクル6₁で、Ｔラツチ66からアドレスがアドレス・ラ
ツチ49およびＡラツチ60に転送される。Ｂラツチ61はａ
−１でロードされ、その結果、サイクル7₂で、Ｃラツチ
67のアドレスが−１だけ減じられる。サイクル7₁で、Ｅ
ラツチ59に格納されているプラスあるいはマイナスの振
幅値がデータアウト・ゲート46を通してゲートされてア
ドレス・ラツチ49の記憶ロケーシヨン格納される。この
プロセス、ウエーブテーブルがプラスまたはマイナスの
振幅値で一杯になるまで繰返される。ウエーブテーブル
が満たされつつある間、プラスあるいはマイナス振幅値
に等しい出力データが出力ユニツト４に送られる。これ
らの振幅値ははじき音を構成する。はじき音は、ウエー
ブテーブルがプラスまたはマイナス振幅値で一杯になる
まで存在する。

はじき位相を終了させ、崩壊位相を開始させる指令によ
つて指定された適切な時刻に、ピツチ／振幅モードは再
びエントリし、ピツチ周波数Ｎがシフトレジスタの底ス
テージ（Pbot）56₁に入れられる。論理サイクルが完了
すると、16個の音声の各々について指令が実行される。

ピツチ／振幅モードの崩壊部分では、第５、６図の楽器
は式（５）に示したように次の要領で動作を継続する。
第６図の装置は16個すべての音声について共通のライト
ポインタを使用する。このライトポインタは、同時に変
更されるデータ値を格納しようとしているウエーブテー
ブルのアドレスを示す。ライトポインタは第６図のＴラ
ツチ66に格納される。Ｔラツチの下位４つのビツトはア
ドレスの音声フイールドを表わしており、４ビツト母線
50上のアドレス・ラツチ49からの音声フイールド出力に
相当する。Ｔラツチ66内の高位８つのビツト（相応し
て、アドレス・ラツチ49からの母線51上にある）は任意
特定の音声についてのウエーブテーブルロケーシヨン内
の書込アドレスを表わす。各論理サイクル（第II表の７
サイクル）で、ラツチ66内のライトポインタは１カウン
トだけ減じられる。

作動中、各音声のリードポインタが、各論理サイクル
で、シフトレジスタ56の頂ロケーシヨン56₁₆（Ptop）か
ら得たビツト数Ｎを加算することによつて計算される。
第６図の実施例では、Ｔラツチ66のアドレスは各論理サ
イクル毎に１つずつ減じられる。したがつて、ラツチ66
内のライトポインタの背後のＮロケーシヨンはラツチ66
内のアドレスにＮを加えることによつて得られる。ラツ
チ66のアドレスが増分に変つたときには、このＮはラツ
チ66のアドレスから引かれることになる。リードポイン
タは先にＮサイクルで記憶されたデータを選定する。こ
のデータは変更を受け、ライトポインタの指定するアド
レスに格納される。

本実施例では、変更は式（５）に従う。「リードポイン
タ＋１」で指定されたデータはＴラツチ66のアドレスか
ら離れたデータＮ＋１アドレスである。ＮおよびＮ＋１
ロケーシヨンのデータは合計され、２で割られ、ライト
ポインタ（Ｔラツチ66内）で指定されたアドレスに再書
込みされる。

通常の崩壊動作は、新しい指定がなんら与えられないと
きに第Ｖ表に示す領域で式（５）の変更部分を実施す
る。

第Ｖ表において、最後のサイクル7₂では、Ｔレジスタ内
のアドレスを１だけ減ずる。この減じられた値がライト
ポインタであつて、新しい論理サイクルがサイクル1₁で
開始したときにＣラツチ67に格納される。サイクル1
₁で、ライトポインタはラツチ67からＡ母線48にゲート
され、そこからＴラツチ66およびＡラツチ６にゲーされ
る。

サイクル1₁で、現音声のビツト長Ｎ（Ｔラツチ66の下位
ビツトで表される）がＢ母線（第Ｖ表にPtopで示す）に
現われる。この値はＢラツチス61にラツチされる。サイ
クル1₁で、Ａラツチ６のＴ値およびＢラツチ61のピツチ
長Ｎは加算器62で加算されてサイクル1₂でのＣラツチ67
内のリードポインタを与える。

サイクル1₂で、Ｃラツチ内のリードポインタはＡ母線48
を通してアドレス・ラツチ49にゲートされ、そこで、母
線38を通つて伝播して第５図のウエーブテーブル13をア
ドレス指定する。こうしてアドレス指定されたウエーブ
テーブル13は母線８上にデータを与え、データイン・ラ
ツチに格納させる。サイクル3₁で、データイン・ラツチ
45のデータイン値はＢ母線47を通つてゲートされ、Ｒラ
ツチ65に格納される。サイクル3₁で、キヤリイン・ユニ
ツト64は条件付きでＡ、Ｂラツチの合計の内容に＋１を
加算させ、それによつて、Ｃラツチの値に＋１を加え
る。Ｃラツチ内の先の値はリードポインタ（Ｔ＋Ｎ）で
あつたから、サイクル3₁後のＣラツチ内の新しい数はリ
ードポインタ＋１（Ｔ＋Ｎ＋１）となる。

サイクル4₁で、Ｃラツチ67内のリードポインタ＋１はＡ
母線を通してアドレス・ラツチ49に転送される。アドレ
ス・ラツチ49からは、リードポインタ＋１がウエーブネ
ーブル13をアドレス指定し、サイクル5₁においてデータ
イン・ラツチ45に新しいデータ値をラツチさせる。

サイクル5₁で、リードポインタによつて得たデータ値は
Ｒラツチ65を通してＡラツチ60にゲートされ、リードポ
インタ＋１から得た他のデータ値はＢ母線47を通してＢ
ラツチ61にゲートされる。これら２つのデータ値は、次
に加算器62によつて加算され、サイクル5₁でＣラツチ67
に合計を与える。

サイクル6₁で、Ｔラツチ66からのライトポインタはＡ母
線48を通してアドレス・ラツチ49およびＡラツチ60にゲ
ートされる。

サイクル6₁で、Ｂ母線上の−１のプリセツト値はＢラツ
チにラツチされ、その後、加算器62によつてＡラツチの
ライトポインタに加算されて新しいライトポインタ（Ｔ
−１）を形成する。これはサイクル7₂でＣラツチにラツ
チされる。また、サイクル6₁で、Ｃラツチかの合計は１
ビツト・シフトでＣラツチ67からＢ母線47にゲートアウ
トされ、トリステート・ゲート46を通して母線８にゲー
トアウトされ、ライトポインタ（Ｔ）アドレスでウエー
ブテーブル・ユニツト13に格納される。この時点で、２
つの転送したデータ値は、リードポインタおよびリード
ポインタ＋１アドレスで、先に説明した式（５）に従つ
て取込また、加算され、平均化される。また、サイクル
7₂で、ライトポインタの減分値（Ｔ−１）が形成され、
Ｃラツチ67に格納される。

ライトポインタの新しい値は、下位４つのビツトが変ら
れているので、異なつた音声を定める。同様に、シフト
レジスタ56が１ステージ分ステツプ動作を受け、その結
果、先にPtopロケーシヨン56₁₆にあるビツト数ＮがＢ母
線を通してPbotロケーシヨン56₁にもどされる。

異なつた音声についてのビツト長の新しい値が今やPtop
ロケーシヨン56₁₆に格納されている。このビツト値が再
度使用されて第Ｖ表形式の完全な論理サイクルの実行に
よつてリードポインタを形成する。

16個の音声の各々についてのこの計算は第Ｖ表形式の論
理サイクルの16回の実行によつて行なわれる。その後、
Ｔラツチ66は減分し続ける。このとき、16回の減分の後
のキヤリアウトはＴラツチ66内の高位８ビツトまで行な
い、その結果、ウエーブテーブル内の新しいロケーシヨ
ンが音声毎にアクセスされる。このようにして、ウエー
ブテーブル・ユニツト13内のロケーシヨンのすべてが、
16個の音声のそれぞれについて、音声毎に式（５）に関
連して先に説明した計算を行なう要領でアクセスされ
る。

第５図の出力ユニツト４へのサンプルの転送は、サイク
ル7₁で第Ｖ表サイクルの終りで一度生じる。第Ｖ表論理
サイクルを16回実行した後、音声毎に１つあての16個の
サンプルが出力ユニツト４に出力される。その後、第Ｖ
表論理サイクルの16回以上の実行で、16個以上のサンプ
ルが、音声毎に１つあて、出力ユニツト４に出力され
る。ここで、出力ユニツト４の出力が加算されず、た
だ、音声毎に一度に１つずつ時多重化されるだけである
ことに注目されたい。各サンプルはD/A変換器９でアナ
ログ信号に変換され、この信号はフイルタ10で低域波
される。ライン18上の信号は、母線８上の出力がD/A変
換器９で変換される前に加算される場合などに16個すべ
ての音声からの音を表わす。D/A変換器９を通して時多
重化し、低域波することは最初に加算し、その後にD/
A変換を行なうことと同じである。

母線８上の出力信号は音声毎に約20KHZのサンプリング
周波数で生じる。16個すべての音声が周期的な要領で１
つの出力を与えるので、データ母線８上には、320KHzの
周波数のサンプリング周波数（論理サイクル周波数であ
る）の16倍の速さで新しい信号が現われる。論理サイク
ル周波数は、第II表の７サイクルのすべてを完了するよ
うに採用した時間である。第II表形式の論理サイクル内
の各サイクルは完全な論理サイクルの周波数の７倍、す
なわち、2.24MHzで生じる。サンプリング周波数、論理
サイクル周波数および論理サイクル内の各サブサイクル
周波数の値は単に代表例として示してある。任位の周波
数を選べる。ここで説明した好ましい実施例は、2MHzと
3MHzの間の基本クロツク周波数で作動した。したがつ
て、各音声に対するサンプリング周波数Fsは、DY35のク
ロツク周波数の1/112である。この実施例では、サンプ
リング周波数Fsは16個の音声すべてに対して同じであ
る。

指令シーケンス 第５、６図の楽器で、NY2が適切なシーケンスで入力指
令を与えるものとする。この指令シーケンスにおいて、
一回のはじきの振幅を定める振幅は、はじき演奏モード
の一部としてシフトレジスタ56に記入される。同様に、
各音声のピツチを定めるピツチ数はその特定の音声につ
いての崩壊モードの一部として記入される。これに関連
して、指令コードについての２つの値が振幅あるいはピ
ツチ数を記入するのを禁止していることに注目された
い。禁止された２つの値は0h 0hおよび0h 1hである。こ
れらの値が禁止されるのは、ピツチ／振幅モードとパラ
メータ・モードの変換にこれらの値を使用するからであ
る。しかしながら、これらの値はピツチしては特に有用
なわけではない。２のピツチがないときすと周波数だか
らである。さらに、これに、これらの振幅はそれらの反
転（Fh Fh、Fh Eh）を使用することによつてもによつて
得られる。対称はじきを行なうとき、最大振幅はFh Fh
であり、最小は8h 0hである。最大振幅ギター音を演奏
するための指令シーケンスの代表例を次の第VI表に示
す。

第５図の楽器が式（５）の機能を実行することを示すに
は、簡単な例を用いると有効である。その例として、Ｍ
個の記憶ロケーシヨン（Ｍは10である）を持つ記憶装置
を使用する。ここでは、ピツチ長Ｎが６であると仮定す
る。ライトポインタ（単一の音声と組合つた高位ビツト
によつてのみ考える）は９、８、７・・・・１、０の値
を持つ。

記憶装置の10のロケーシヨン０、１、・・・９は最初そ
れぞれデータ値Ａ、Ｂ、・・・Ｊで満たされていると仮
定する。これらのデータ値はそれぞれランダムビツト発
生器の１または０で決定されるような正または負の量の
いずれかを持つ。第II表の論理サイクルは、１つの音声
についてのサイクルにのみ相当する番号１、２、３、・
・・18、・・・が付けてある。実際には、各音声毎に１
つあて16倍のサイクルがあるが、１つの音声に相当する
サイクルのみに番号が付けてある。これら簡略化した仮
定の下に、第VII表が、ライトポインタ、ライトポイン
タと組合つた記憶装置アドレスに格納したデータ、およ
びリードポインタ、リードポインタ＋１の関係を示して
いる。

第VII表において、論理サイクル１に先立つて、格納デ
ータは、先に述べたように、データ値Ａ、Ｂ、・・・・
Ｊである。これらの値は、たとえば、＋８、−８、−
８、＋８、−８、＋８、＋８、＋８、−８、＋８であり
得る。

論理サイクル１では、ライトポインタで示される記憶ロ
ケーシヨン９はリードポインタおよびリードポインタ＋
１で定められたアドレスでアクセスされた量の平均値で
満たされている。リードポインタは、データ値Ｆで格納
されるアドレス５を示している。リードポイン＋１はデ
ータ値Ｇのアドレス６を示している。したがつて、論理
サイクル１では、格納データは（Ｆ＋Ｇ）/2、すなわ
ち、先に例として挙げた値では８である。

論理サイクル２では、格納データは（Ｅ＋Ｆ）/2、すな
わち、０である。同様に、各サイクルは論理サイクル６
まで同様であつて、ライトポインタ４の記録ロケーシヨ
ンは（Ａ＋Ｂ）/2、すなわち、０である。

論理サイクル７では、しかしながら、リードポインタは
論理サイクル１で（Ｆ＋Ｇ）/2で格納したロケーシヨン
９を示している。論理サイクル７は論理サイクル１から
数えて６サイクル目である。論理サイクル１で格納した
値で平均化した値は、ライトポインタサイクル10の前の
サイクルで格納した値、すなわち、当初のデータ値Ａで
ある。データ値Ａは変位した７つのサイクルである。し
たがつて、６サイクル変位と７サイクル変位の間の平均
値は6 1/2であり、すなわち、ピツチ数はＮ＋1/2サイク
ルとなる。

16音声実施例の要約 第５図の16音声実施例は、それぞれ、ピツチ数Ｎで決定
されるピツチ値について独立して制御される音声を有す
る。各音声は約20KHzのサンプリング率を有する。各サ
ンプル時間は16音声サイクルであり、各サイクルは７つ
のクロツクサイクルからなる論理サイクルである。サン
プリング周波数はDYのクロツク周波数の1/112である。

各音声は４つのモード、はじき演奏、ギター、崩壊、ド
ラム崩壊、ハープ崩壊の１つとなる。これらの崩壊アル
ゴリズムの各々は、崩壊動作中の崩壊ストレツチ減少を
可能とし、ストレツチング・フアクターは１、２、３、
４、８、16、32、64、無限となる。フアクターｓはスト
レツチ崩壊にｓの値を掛ける。ストレツチングは選定論
理サイクルでリードポインタを＋１だけ増分させないこ
とを意図している。

はじき演奏中、出力ユニツト４におけるD/A変換器への
出力は、ランダムに振幅Ａまたは225−Ａ、すなわち、
補数であり得る。225−Ａへの反転の確率は1/Sであり、
ここで、Ｓは第６図のＥラツチ59に対する「PROBd」制
御によつて決定されるストレツチング・フアクターであ
る。これらの条件の下で、第２図のD/A変換器９は128に
位置する。

ギターおよびドラムでは、ブレンド・フアクター（１マ
イナスＣラツチからの補数を選定する確率）は、それぞ
れ、１と1/2である。ハープは０のブレンド・フアクタ
ーを持つドラムである。０のブレンド・フアクターは、
補数が常にＣラツチから選定されていることを意味す
る。したがつて、ウエーブテーブルの値は各バス毎に相
補され、周波数を１オクターブ下げ、奇数倍音のみを残
す。この操作はレンジダウンが１オクターブ延期し、よ
り高いオクターブに幾分異常な音色を加える。

デイザビツトc7はオプシヨンとして与えられ、ラウンド
オフ・エラーの影響を相殺するようになつている。

コヒーレンスビツトc4はいくつかの音声をつなぐ手段と
して与えてある。この技術は単一音声によつて達成され
得る振幅以上に音の全振幅を増大させるのに使用し得
る。また、最初に２つのコヒーレント音声を等しい振幅
および逆振幅（完全なキヤンセル、それ故、無音）で励
起することによつて音の始まりで「音の増大」を与える
のにも使用できる。逆振幅はコヒーレンスビツトをオフ
にする。

第５図に実施例において、デイジタユニツト35は、論理
サイクルあたり１回だけ（SpCyサイクルで７回のクロツ
クサイクル毎に１回）入力ユニツト２から入力母線７を
検査する。したがつて、制御バイトが新しい指令を発せ
られる前にインターフエース・ユニツト６によつて少な
くとも７サイクル保持する必要がある。インターフエー
ス・ユニツト６は任意普通の装置でよく、たとえば、マ
イクロプロセツサチツプあるいはデイジタユニツト35か
らSpCy信号によつてゲートアウトされる制御レジスタで
ある。また、デイジタユニツト35の制御記憶装置は第６
図のシフトレジスタ55、56を利用するので、ただ１つの
音声に影響を与える指令は、その音声が底ロケーシヨン
55₁または56₁にステツプ動作させられるまで保持されな
ければならない。したがつて、１つの音声の影響させる
ことを意図している指令は少なくとも112クロツクサイ
クルの間インターフエース・ユニツトによつて保持され
るべきである。

以上の他の実施例 先に述べた16音声実施例は、共通のライトポインタおよ
び音声毎に計算される異なつたリードポインタを利用し
た。また、サンプリング周波数f_sは各音声に対して同じ
であつた。これらの条件は普通であるから、これに本発
明が限定されることはない。さらに、ライトポインタお
よびリードポインタは、各音声および各サンプリング周
波数f_sに対して独立して決定され、かつまた、各音声毎
に別々に決定され得る。

第２図の実施例で、変更子ユニツト14を8080マイクロプ
ロセツサとして考えた場合、本発明のさらに別の実施例
となる。このようなマイクロプロセツサ実施例で変更を
行なうに適したプログラムを第VIII表に示す。

第VIII表において、エントリ点はSTARTである。8080プ
ロセツサ内のレジスタはＣラツチ、DEレジスタおよびHL
レジスタを包含する。DURは記憶装置のロケーシヨンで
ある。Ｃレジスタはライトポインタの下位半分を記憶す
る。DEレジスタは音声２においてのリードポインタ_２を
記憶する。Ｈレジスタは現バイトのアドレスを記憶す
る。したがつて、DURは256サンプルのカウント数を通じ
てステツプ動作を行なう。DURレジスタは、256カウント
を通してカウントした後、次の組の256カウントを通し
てカウントを開始、これを次々に行なうようにまわり込
む。

第VIII表において、プログラム・ルーチンは、命令30か
ら命令31まで進めることによつて崩壊時間が満了したと
きはいつでも励起される。崩壊時間が満了していない場
合には、命令30はCONT命令15までジヤンプし、処理を続
ける。

式（５）の変更を決定する要領を円形バツフア技術のそ
れである。共通のライトポインタはすべての音声によつ
て共有される。各音声は別個のリードポインタを有す
る。ライトポインタ、リードポインタは、共に、LOOPの
実行あたりに一回ステツプ動作を受ける。各音声Ｖにつ
いてのピツチ数Ｎは明白に格納されず、むしろ、その音
声のライトポインタとリードポインタとの差となる。音
声１についてのライトポインタは、レジスタＨの内容を
Ｂに移動させることによつてＢ、Ｃレジスタを使用して
形成される。ライトポインタ_２はレジスタＤの内容をレ
ジスタＢに移動させることによつて形成される。レジス
タＣの下位バイトは、レジスタ対BCのおいて、高位バイ
トＢに家供することなく増分、減分される。

第VIII表のルーチンは256個のサンプル毎に一回タイマD
URを減分することによつてサンプリング周波数タイミン
グを処理する。

２音声実施例が本発明のウエーブテーブル変更子方法の
別の実施例であるが、現行のマイクロプロセツサ技術を
用いた特定の実施例が２つの音声を処理するのに適して
いる。もちろん、マイクロプロセツサの能力が大きけれ
ばそれだけ処理数も増えるので、上記の円形バツフア技
術はもつと多い音声を処理するのに使用し得る。

第５図の実施例では、倍音が高ければ、それだけ崩壊速
度も大きく、したがつて、音はほとんど純粋な正弦波ま
で崩壊し、これは一定の値（無音）まで均等に崩壊する
初期スペクトルの有無に関係ない。

多くの初期状態を指定することができる。具体的に言え
ば、これは適切な値を持つウエーブテーブルをプリロー
ドするようなことを含む。初期値は正弦波、三角波その
他任意所望の波形を形成し得る。しかしながら、一般に
は、そんなに複雑にする必要はない。多くの高い倍音を
最初に持つのが望ましいので、第５図実施例のバツフア
はランダムな値で満たされる。これはギターによく似た
はじき弦音を発生する。バツフアを満たすのに速い方法
の１つとしては、２レベルランダムネスを使用する方法
がある。数学的に言えば、初期状態はｎがＮと０の間に
ある場合、次のように与えられる。

y_n＝＋Ａ、確率1/2 （29₁） y_n＝−Ａ、確率1/2 （29₂） この形態のシングルビツト・ランダムネスは第５図のラ
ンダムビツト発生器57のためフイードバツク・シフトレ
ジスタで容易に発生する。このような実施例は完全なラ
ンダム言語発生器よりも簡単である。パラメータＡは振
幅制御のためであり、出力の振幅はＡに正比例する。

音を演奏した後、次の音を演奏する前にランダム値でバ
ツフアを再ロードする必要はかならずしもない。音の崩
壊が早すぎない場合には、２つのピツチの間でスラー音
を派生する。この技術は、特に、円形バツフア技術を使
用する場合に有効である。Ｎの増加を先のサンプルをよ
り多くつかめるからである。減少カウンタを使用する同
様の増加では、バツフア（ウエーブテーブル）の橋を通
過する値が不明確となる。

初期バツフアロードが周期的であり、この周期がＮを引
き出す場合には、音は、バツフアロードの周期正に相当
するピツチを有し、Ｎの倍音となる。この倍音トリツク
は、バツフアの半分（または、３分の１、４分の１）を
ランダムネスで満たし、これらのサンプルを加算してバ
ツフアのレストを満たすことによつて行なわれる。短い
バツフア（Ｎ小）は崩壊が速いので、これははいピツチ
音の延長する方法を与える。以下に述べる崩壊ストレツ
チング法は同じ結果を得るのにより一般的で、強力で、
時間のかからない方法である。

１つの方法として、y_n-N-1をy_n-N+1と置換し、ピツチを
Ｎ＋1/2ではなくてＮ−1/2に変える。単一音声アルゴリ
ズムでは、この変形例では、減少カウンタ技術において
ラツプアラウンドの余分な時間を使用することによつて
周期Ｎを補正できる。この余分な時間は正規のサンプル
時間の半分にセツトした場合、平均サンプリング率はＴ
（１＋1/2N）である。これは音の周波数が1/〔（Ｔ）
（Ｎ−1/（2N）〕であることを意味する。

崩壊時間を短縮することは、延長することよりもむずか
しい。１つの可能性は、波形をより速く滑らかにするよ
うに反復を変更することである。たとえば、 y_n＝x_n〔y_n〔y_n-N-1 ^+2y _n-N ^+y _n-N+1〕/4 ・・・（30） 式（30）のアルゴリズムは計算力を高め、短い崩壊時間
を或るサンプルを計算する時間の増加分だけオフセツト
する。以下に述べる変形例は式（５）のアルゴリズムよ
りも容易に式（30）に適用できる。

基本式（５）の簡単な変形例はドラム音色を生じる。ド
ラム例の最も簡単な説明は次の確率的な循環関係であ
る。

y_n＝1/2（y_n-N＋y_n-N-1）、確率ｂ ・・・（31₁） y_n＝−1/2（y_n-N＋y_n-N-1）、確率ｂ−１・・・（31₂） 通常の初期状態は２レベルランダムネスである。

パラメータｂはブレンドフアクターを呼ばれる。ブレド
フアクターが１のとき、アルゴリズムは基本はじき弦ア
ルゴリズムまで減少し、Ｎがピツチを制動する。ブレン
ドフアクターが２分の１のとき、音はドラムのようにな
る。中間値ははじき弦とドラムの中間の音を発するが、
その或るものは音楽的に非常に面白いものである。1/2
よりも小さい値もまた面白い。ｂ＝1/2が各サンプルに
単一のランダムネスビツトのみを要求することに注目さ
れたい。ｂについて任意の値を使用する場合、全ランダ
ム言語との比較が必要である。

ｂが1/2に近い場合、バツフア長さは音のピツチを制御
しない。その代りに、ノイズバーストの崩壊時間を制御
する。大きなＮ（約200）で、サンプリング時間が約50
マイクロ秒の場合、その効果はネスアドラムとなる。小
さいＮ（約20）の場合、その効果はトムトムとなる。中
間値は中間の音色を与え、或るドラムから別のドラムへ
の滑かな移動を可能とする。これらのドラム音では、バ
ツフアは最小定数（Ａ）で見たされ、アルゴリズムがラ
ンダムネスそれ自体を生じるからである。

小さな言語寸法（８ビツト）を使用すると、ラウンドオ
フ・エラーの問題が生じる。上記のアルゴリズムでは、
ラウンドオフ・エラーはランダムでないが、サンプルの
一致したラウンデインツグダウンン生じさせる。この効
果は、基本周波数の崩壊時間（理論的な崩壊時間に比べ
た場合、あるいは、アルゴリズムをもつと大きい言語寸
法で計算した場合の崩壊時間）を十分に減ずる。この効
果は、２で割る前にy_n-N＋y_n-N-1に０または１をランダ
ムに加えることによつてほとんど除去できる。このビツ
トトウジドル技術は基本的な最終崩壊をその論理崩壊時
間までほぼ延長する。しかも、音の初期アタツクを長く
することがない。

より長い崩壊時間（はじき弦あるいはドラム）の場合、
崩壊ストレツチングを用い得る。ドラムの場合、これは
「すねあ」音を増大させる効果があり、もつと小さいＮ
値を使用できるようにする。ストレツチされた音につい
ての循環関係は次の通りである。

y_n＝＋y_n-N 確率ｂ（１−ｂ） ・・・（32₁） y_n＝−y_n-N 確率（１−ｂ）（１−ｄ）・・・（32
₁） y_n＝＋1/2（y_n-1＋y_n-N-1）、確率bd ・・・（32₃） y_n＝−1/2（y_n-N＋y_n-N-1）、確率（１−ｂ）ｄ ・・・
（32₄） 新しいパラメータｄは崩壊率乗数と呼ばれ、０ないし１
の範囲にある。時には便宜上、ストレツチフアクターｓ
＝1/dとしてみる。崩壊率乗数およびブレンドフアクタ
ーが独立しており、アルゴリズムが２つの別々のテスト
で行なわれ、なんら乗数を必要としないということに注
目されたい。音の崩壊時間はほぼｓに比例する。音のピ
ツチはｄの影響も受ける。時間が約Ｎ＋1/2dだからであ
る。ｄについての最適な選択はサンプリング速度Ｎおよ
び所望の効果に依存する。ｄをＮまたはN²にほぼ比例す
るように選択することによつて、より高いピツチの崩壊
率がより低いピツチの崩壊率に匹敵することになる。ｄ
＝１のとき、循環関係が蒸ストレツチのアルゴリズムの
それに簡略化されることに注目されたい。ｄ＝０のと
き、音は崩壊しない。ｂ＝１のとき、これは式（５）の
ウエーブテーブル合成アルゴリズムとなり、ｂ＝1/2の
場合、ホワイトノイズが生じる。

ドラム音を望まない場合、ｂは１にセツトされ、アルゴ
リズムを簡単にすることができる。ランダムバツフアロ
ードの場合、音ははじき弦となり、崩壊時間はｄに比例
する。非ランダムバツフアロードをｂ＝１で用い、ｓの
値が大きい場合、木管楽器の音が出る。

上記の実施例は１つ以上の音声のすべてについて単一の
サンプリング周波数f_sを使用している。もちろん、f_s音
声毎に異なつていてもよい。たとえば、第６図のクロツ
クユニツト（CLK）のためのクロツク周波数を制御論理
解路71に周波数制御を行なう母線47から量Ｑのプログラ
ム指令によつて可変としてもよい。クロツク周波数はＱ
で割られ、Ｑの異なつた値が音声毎に与えられ、各音声
が異なつたサンプリング周波数を持つていてもよい。ま
た、任意の音声のサンプリング周波数が、時間の関数と
してＱを変化させることによつて時間の関数として変化
してもよい。

本発明の実施例は多音声楽器の音声のすべてについて単
一のD/A変換器を使用しることを意図している。別の実
施例では、各音声がそれ自体のD/A変換器を持ち、複数
の変換器からのアナログ出力を合計してもよい。たとえ
ば、これを第２図の低域フイルタ10の前にある加算増幅
器で行なう。

本発明を好ましい実施例について説明してきたが、本発
明の範囲、精神から逸脱することなく種種の変更、修正
が可能であることは当業者であれば了解できよう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を組込んだ楽器の電気ブロツクダイアグ
ラムである。 第２図は第１図の楽器の展開電気ブロツクダイアグラム
である。 第３図は第２図の楽器においてウエーブテーブル変更子
発生器の一部を構成する変更子ユニツトの概略電気ブロ
ツクダイアグラムである。 第４図は第２、３図の形式の楽器の代表的な音について
の第１の15周期中のSSの振幅対周波数のグラフである。 第５図はデイジタア半導体チツプを利用する本発明の一
実施例の電気ブロツクダイアグラムである。 第６図は第５図の楽器で使用するデイジタチツプの概略
電気ブロツクダイアグラムである。

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】波形サンプル信号を記憶するための読み書
   き可能な記憶手段と、 クロック信号によって歩進され、その歩進値に基づき第
   １のアドレスを指示する第１のアドレス指示手段と、 発生しようとする楽音のピッチに対応する数値データを
   供給するピッチ指示手段と、 前記ピッチ指示手段によって供給される数値データによ
   って前記第１のアドレスによって指示されるアドレス値
   を変更し、変更されたアドレス値によって第２のアドレ
   スを指示する第２のアドレス指示手段と、 前記記憶手段から読み出された波形サンプル信号を入力
   し、これを変更する若しくは変更しない処理を行い、そ
   の出力信号を該記憶手段に入力する波形処理手段と、 前記第１のアドレスと第２のアドレスの一方を読出しア
   ドレスとして前記記憶手段から波形サンプル信号を読み
   出し、前記第１のアドレスと第２のアドレスの他方を書
   込みアドレスとして前記波形処理手段の出力信号を前記
   記憶手段に書き込む制御手段と を具え、前記書込みアドレスと読出しアドレスの間に前
   記数値データに対応する差が生じ、この差に対応する周
   期性を持つ楽音信号が発生されることを特徴とする楽音
   発生システム。
2. 【請求項２】前記第２のアドレス指示手段は、前記第１
   のアドレスによって指示されるアドレス値を前記数値デ
   ータが示す数だけオフセットした値からなる前記第２の
   アドレスを指示する特許請求の範囲第１項に記載の楽音
   発生システム。
3. 【請求項３】前記記憶手段は、任意の初期波形が書き込
   まれ、前記波形処理手段による変更処理に従って、その
   記憶波形が次第に変更されるものである特許請求の範囲
   第１項に記載の楽音発生システム。
4. 【請求項４】前記初期波形は、ノイズ波形である特許請
   求の範囲第３項に記載の楽音発生システム。
5. 【請求項５】前記第１のアドレス指示手段は、書込みア
   ドレスを指示し、前記第２のアドレス指示手段は、読出
   しアドレスを指示する特許請求の範囲第１項に記載の楽
   音発生システム。
6. 【請求項６】前記第１のアドレス指示手段は、現在の書
   込みアドレスを指示するライトポインタアドレスを記憶
   する記憶手段と、このライトポインタアドレスを前記ク
   ロック信号に従って増加又は減少することにより前記記
   憶手段に記憶するライトポインタアドレスを更新する演
   算手段とを含み、 前記ピッチ指示手段は、アドレスオフセットとして遅延
   量Ｎを指示する前記数値データを記憶する記憶手段を含
   み、 前記第２のアドレス指示手段は、前記ライトポインタア
   ドレスに前記Ｎを加算又は減算することにより前記読出
   しアドレスを指示するリードポインタアドレスを計算す
   る計算手段を含む特許請求の範囲第５項に記載の楽音発
   生システム。
7. 【請求項７】前記第１のアドレス指示手段と前記第２の
   アドレス指示手段の一方が、現在の書込みアドレスを指
   示するライトポインタアドレスを記憶する手段を含み、
   他方が、前記ピッチ指示手段によって供給される数値デ
   ータに対応するアドレス数だけ前記ライトポインタアド
   レスからオフセットされたリードポインタアドレスを前
   記読出しアドレスとして記憶する手段を含み、 前記第１のアドレス指示手段が、前記記憶したライトポ
   インタアドレスとリードポインタアドレスを、両者間の
   前記オフセット量を保持しつつ、前記クロック信号に従
   って順次変更する計算手段を含む特許請求の範囲第１項
   に記載の楽音発生システム。
8. 【請求項８】前記クロック信号の周波数が一定であり、
   発生される楽音信号のサンプリング周波数がその楽音ピ
   ッチに無関係に一定である特許請求の範囲第１項に記載
   の楽音発生システム。
9. 【請求項９】前記記憶手段は、複数の音声についての前
   記波形サンプル信号を夫々記憶することができるもので
   あり、 前記ピッチ指示手段は、前記複数の音声が各々について
   その楽音ピッチに対応する数値データを夫々供給するこ
   とができるものであり、 前記制御手段は、前記複数の音声の各々について波形サ
   ンプル信号の読出しと書込みを夫々独立に制御し、前記
   複数の音声の各々について前記数値データに対応するピ
   ッチを持つ楽音信号を発生することができることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項に記載の楽音発生システ
   ム。
10. 【請求項１０】前記波形処理手段は、前記複数の音声の
    各々について独立に前記波形サンプル信号を変更する若
    しくは変更しない処理を行う特許請求の範囲第９項に記
    載の楽音発生システム。
11. 【請求項１１】前記書込みアドレスと読出しアドレスの
    一方の値が、前記複数の音声の各々について共通である
    特許請求の範囲第９項又は第10項に記載の楽音発生シス
    テム。
12. 【請求項１２】前記第１のアドレス指示手段では、前記
    複数の音声の各々について共通の周波数の前記クロック
    信号を使用し、発生される楽音信号のサンプリング周波
    数が前記複数の音声の各々において共通である特許請求
    の範囲第９項乃至第11項のいずれかに記載の楽音発生シ
    ステム。
13. 【請求項１３】前記制御手段は、前記複数の音声の各々
    について、前記記憶手段に対する波形サンプル信号の読
    出しと書込みを夫々時分割的に制御するものである特許
    請求の範囲第９項乃至第12項のいずれかに記載の楽音発
    生システム。
14. 【請求項１４】前記第１のアドレス指示手段と前記第２
    のアドレス指示手段の一方が、現在の書込みアドレスを
    指示するライトポインタアドレスを記憶する手段を含
    み、他方が、前記ピッチ指示手段によって供給される数
    値データに対応するアドレス数だけ前記ライトポインタ
    アドレスからオフセットされたリードポインタアドレス
    を前記読出しアドレスとして記憶する手段を含み、前記
    ライトポインタアドレスとリードポインタアドレスの少
    なくとも一方を、前記複数の音声の各々について夫々記
    憶し、 前記第１のアドレス指示手段が、前記記憶したライトポ
    インタアドレスとリードポインタアドレスを、前記複数
    の音声の各々についての両者間の前記オフセット量を夫
    々保持しつつ、前記クロック信号に従って順次変更する
    計算手段を含む特許請求の範囲第９項に記載の楽音発生
    システム。
15. 【請求項１５】前記波形処理手段は、楽音信号の倍音が
    徐々に減少していくように波形変更処理を行うものであ
    る特許請求の範囲第１項に記載の楽音発生システム。