JPH0934465A - 楽音信号発生装置及び楽音信号発生方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、雑音成分が適当に含まれた自然楽器
音を再現することのできる楽音信号を発生する楽音信号
発生装置及び楽音信号発生方法を提供することを目的と
する。 【構成】自然楽器音の波形から雑音成分を除去した２次
音波形の波形データを記憶する２次音波形メモリ１０
と、該自然楽器音の波形と該２次音波形との差分で成る
雑音波形の波形データを記憶する雑音波形メモリ１１
と、該２次音波形メモリから読み出された波形データ
に、アタック強度に応じて第１の特性に従った第１の重
み付けを行う第１の重み付け手段１２ａ、１３と、該雑
音波形メモリから読み出された波形データに、アタック
強度に応じて第２の特性に従った第２の重み付けを行う
第２の重み付け手段１２ｂ、１４と、該第１の重み付け
手段からの波形データと該第２の重み付け手段からの波
形データとを混合する混合手段１７とを備え、該混合手
段の出力に基づき楽音信号を発生する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば電子楽器や、音
源ボード等に好適な楽音信号発生装置及び楽音信号発生
方法に関し、特に雑音成分が含まれた自然楽器音を忠実
に再現する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、パルスコード変調（ＰＣＭ）方式
を採用した楽音信号発生装置が知られている。このＰＣ
Ｍ方式の楽音信号発生装置では、例えば自然楽器音をパ
ルスコード変調することによって得られた波形データを
予め波形メモリに記憶しておく。そして、発音指令がな
されると、波形メモリから波形データが順次読み出さ
れ、この読み出された波形データに基づいて楽音信号が
発生される。かかるＰＣＭ方式の楽音信号発生装置にお
いては、自然楽器音を忠実に模擬するために、種々の技
術が採用されている。以下においては、自然楽器の１つ
として、アコースティックピアノ（以下、単に「ピア
ノ」という。）を例にとって説明する。

【０００３】一般に、ピアノの鍵盤を打鍵すると、弦の
振動によるピアノ本来の音と共に打撃音が発生する。こ
の打撃音は、打鍵によって棚板に加えられる衝撃、鍵に
連動するハンマーが弦を叩いた際の衝撃等によって発生
する。ピアノ音の大きな特徴の１つは、弦の振動による
音の他に上記のような打撃音が含まれることである。

【０００４】そこで、ＰＣＭ方式の楽音信号発生装置が
適用された電子楽器においても、かかるピアノ音の特徴
を忠実に模擬するために、打撃音が含まれた音を発生さ
せる技術が開発されている。

【０００５】第１の技術においては、先ず、打鍵によっ
て発生されたピアノ音であって打撃音成分が含まれたも
の（以下、「原音」という。）を録音し、これをパルス
コード変調することによって波形データを作製する。こ
のようにして作製された波形データは波形メモリに記憶
される。そして、発音指令がなされると、この波形メモ
リから波形データが順次読み出される。この読み出され
た波形データは、フィルタでフィルタリングされる。そ
して、このフィルタリングされた後の波形データに基づ
いて楽音信号が発生される。フィルタリングは、音の特
性（音質）を変更するために行われる。

【０００６】また、第２の技術においては、打撃音成分
が含まれていないピアノ音、つまり弦の振動のみによっ
て発生される音（以下、「２次音」という。）の波形を
パルスコード変調して波形データを作製し、これを第１
の波形メモリに記憶しておく。２次音の波形データは、
例えば原音から例えば櫛型フィルタを用いて打撃音成分
を除去し、これをパルスコード変調することにより作製
される。一方、例えばピアノの棚板を叩くことにより発
生される打撃音を録音し、これを波形をパルスコード変
調して波形データを作製する。このようにして作製され
た波形データは、第２の波形メモリに記憶される。そし
て、発音指令がなされると、第１の波形メモリから２次
音の波形データが、第２の波形メモリから打撃音の波形
データがそれぞれ読み出されて混合される。そして、こ
の混合された波形データに基づいて楽音信号が発生され
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述した第１の技術が
適用された楽音信号発生装置によれば、元々打撃音が含
まれていたピアノ音に基づいて波形データが作製され、
この波形データに基づいて楽音信号が発生されるので、
再生時においても自然なピアノ音が得られる。ところ
で、ピアノ音全体の音量に対する打撃音の音量の割合
（又は２次音の音量の割合）は、打鍵の強さ、つまりタ
ッチ強度によって変化することが知られている。即ち、
タッチ強度が小さい場合は、ピアノ音全体の音量に対す
る打撃音の音量の割合は多くなり、逆に、タッチ強度が
大きい場合は、ピアノ音全体の音量に対する打撃音の音
量の割合は少なくなる。

【０００８】しかしながら、この第１の技術において
は、２次音の音量と打撃音の音量とを独立に制御するこ
とができないので、タッチ強度に応じてピアノ音全体の
音量に対する打撃音（又は２次音）の音量の割合を変更
することができなかった。従って、この第１の技術が適
用された楽音信号発生装置においては、２次音及び打撃
音を含むピアノ音全体の音量をタッチ強度に応じて変更
するように構成されていた。このため、録音した時のタ
ッチ強度と同じタッチ強度で再生する場合は問題ない
が、異なるタッチ強度で再生するとピアノ音として不自
然になるという問題があった。例えば強打時において、
ピアノ音全体の音量に対する打撃音の音量が大きくなり
すぎ、ピアノ音として不自然な音となっていた。

【０００９】また、上記第２の技術によれば、ピアノ音
全体の音量に対する打撃音（又は２次音）の音量の割合
を任意に変更できるので、タッチ強度に応じて上記割合
を変更することにより、自然なピアノ音に近づけること
ができる。ところが、打撃音の波形データは、ピアノの
棚板を叩くことにより発生される打撃音に基づいて作製
されるので、ピアノを打鍵した時に発生される実際の打
撃音とは異なり、ピアノ音としては不自然になるという
問題があった。

【００１０】以上の問題は、ピアノに限らず、オルガン
やチェンバロ等といった鍵盤楽器、フルート、トランペ
ット等といった管楽器、その他の種々の楽器の音を電気
的に創り出す場合にも、生じていた。一般に、ピアノ音
に含まれる打撃音は、周期性を持たない雑音成分と考え
ることができる。かかる雑音成分に起因する音は、例え
ばフルートを吹く場合に唇から漏れる息によっても発生
する。そして、このような雑音成分の多寡は、アタック
強度（例えばピアノの場合のタッチ強度、フルートの場
合の息を吹き込む速度の大小等）によって変化する。従
って、上述したような第１及び第２の技術では、ピアノ
音のみならず、雑音成分が含まれた他の自然楽器の音を
忠実に模擬することは困難であった。

【００１１】本発明は、かかる問題を解消するためにな
されたもので、雑音成分が適当に含まれた自然楽器音を
再現することのできる楽音信号を発生する楽音信号発生
装置及び楽音信号発生方法を提供することを目的とす
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の楽音信号発生装
置は、上記目的を達成するために、自然楽器音の波形か
ら雑音成分を除去した２次音波形の波形データを記憶す
る２次音波形メモリと、該自然楽器音の波形と該２次音
波形との差分で成る雑音波形の波形データを記憶する雑
音波形メモリと、該２次音波形メモリから読み出された
波形データに、アタック強度に応じて第１の特性に従っ
た第１の重み付けを行う第１の重み付け手段と、該雑音
波形メモリから読み出された波形データに、アタック強
度に応じて第２の特性に従った第２の重み付けを行う第
２の重み付け手段と、該第１の重み付け手段からの波形
データと該第２の重み付け手段からの波形データとを混
合する混合手段とを備え、該混合手段の出力に基づき楽
音信号を発生することを特徴とする。

【００１３】上記２次音波形メモリ及び雑音波形メモリ
は、例えば、リードオンリメモリ（以下、「ＲＯＭ」と
いう。）、ランダムアクセスメモリ（以下、「ＲＡＭ」
という。）、その他のメモリで構成することができる。

【００１４】２次音波形の波形データは、例えばコンピ
ュータ処理によって、次の手順で作ることができる。以
下では、ピアノ音の波形データを作製する場合について
説明する。先ず、打鍵によって発生されたピアノ音（原
音）の波形を録音する。このような原音のスペクトルの
一例を図３に示す。レベルの高い尖塔状の成分は倍音を
示し、これらの間に存在するレベルの低い成分は周波数
に依存しない雑音成分、つまり打撃音成分を示す。上記
録音時の打鍵は最強打、つまり最強タッチによることが
望ましい。最強打によって発生される音には高次までの
倍音が含まれ、後述する第１のフィルタ手段による倍音
の制御範囲が拡がるからである。次いで、録音されたピ
アノ音の波形をデジタル化してコンピュータに取り込
む。このデジタル化は、パルスコード変調によって行う
ことができる。

【００１５】次いで、上記録音した原音を例えば櫛型フ
ィルタを通すことにより、原音から雑音成分を除去す
る。この雑音成分が除去された波形を「２次音波形」と
呼ぶ。この２次音波形のスペクトルの一例を図４に示
す。次いで、２次音波形をパルスコード変調によってデ
ジタル化し、コンピュータに取り込む。このようにして
作製された１つの２次音波形の波形データは複数のサン
プリングデータから成り、２次音波形メモリに記憶され
る。

【００１６】次いで、原音波形の波形データから２次音
波形の波形データを減算する。この減算により得られた
波形データによって形成される波形は、雑音成分のみか
ら成る雑音波形を表す。この雑音波形の一例を図５に示
す。このようにして作製された雑音波形の波形データは
複数のサンプリングデータから成り、雑音波形メモリに
記憶される。

【００１７】なお、打撃音の主成分はピアノ音の基本周
波数（基音）よりも低い場合が多い（図５参照）ので、
原音をローパスフィルタを通すことにより、擬似的に雑
音波形の波形データを作製することもできる。

【００１８】以上は、ピアノ音の波形データを作製する
場合の例について説明したが、オルガンやチェンバロ等
といった他の鍵盤楽器、フルート、トランペット等とい
った管楽器、その他の種々の楽器の音の波形データも、
上記と同様の手順で作製することができる。

【００１９】上記第１の重み付け手段は、例えば乗算器
と第１の重み係数発生器とで構成することができる。こ
の乗算器は、中央処理装置（以下、「ＣＰＵ」とい
う。）若しくはデジタルシグナルプロセッサ（以下、
「ＤＳＰ」という。）による演算処理、又はハードウエ
アによって構成できる。

【００２０】また、第１の重み係数発生器は、アタック
強度を表すデータと重み係数Ｃ１を関連付けて記憶した
テーブルにより構成できる。アタック強度を表すデータ
としては、例えばピアノの場合はタッチ強度を表すタッ
チデータ、フルートの場合は息を吹き込む速度をピアノ
におけるタッチ強度に換算したデータを用いることがで
きる。以下の第２の重み係数発生器においても同様であ
る。上記テーブルは、例えば図２に示すように、アタッ
ク強度を表すデータ（図２ではタッチデータを用いてい
る。）の各値に対し、２次音用の第１の特性に従った重
み係数Ｃ１を出力するように構成できる。また、この第
１の重み係数発生器は、関数発生器によって構成するこ
ともできる。この場合、タッチデータを入力し、例えば
図２の２次音用の第１の特性に従った重み係数Ｃ１を発
生する関数発生器を用いることができる。この関数発生
器は、ＣＰＵ若しくはＤＳＰの演算処理、又はハードウ
エアによって構成することができる。この第１の重み付
け手段の出力は、混合手段に供給される。

【００２１】上記第２の重み付け手段は、例えば乗算器
と第２の重み係数発生器とで構成することができる。こ
の乗算器は、ＣＰＵ若しくはＤＳＰによる演算処理、又
はハードウエアによって構成できる。

【００２２】また、第２の重み係数発生器は、アタック
強度を表すデータと重み係数Ｃ２を関連付けて記憶した
テーブルにより構成できる。このテーブルは、例えば図
２に示すように、アタック強度を表すデータ（図２では
タッチデータを用いている。）の各値に対し、雑音（打
撃音）用の第１の特性に従った重み係数Ｃ２を出力する
ように構成できる。また、この第２の重み係数発生器
は、関数発生器によって構成することもできる。この場
合、タッチデータを入力し、例えば図２の雑音（打撃
音）用の第２の特性に従った重み係数Ｃ２を発生する関
数発生器を用いることができる。この関数発生器は、Ｃ
ＰＵ若しくはＤＳＰの演算処理、又はハードウエアによ
って構成することができる。この第２の重み付け手段の
出力は、混合手段に供給される。

【００２３】上記混合手段は、例えば加算器で構成する
ことができる。この加算器は、ＣＰＵ若しくはＤＳＰの
演算処理、又はハードウエアによって構成できる。混合
手段は、第１の重み付け手段からの波形データと、第２
の重み付け手段からの波形データとを加算によって混合
する。この混合手段からの波形データに基づいて楽音信
号が発生される。

【００２４】また、本発明の楽音信号発生装置は、上記
第１の重み付け手段の出力をフィルタリングして混合手
段に供給する第１のフィルタ手段を更に備えて構成する
ことができる。この第１のフィルタ手段は、例えば第１
のフィルタと、この第１のフィルタに与えるパラメータ
を発生する第１のパラメータ発生器とで構成することが
できる。第１のパラメータ発生器は、アタック強度を表
すデータが大きくなるに連れてカットオフ周波数を高く
するようなパラメータを発生して第１のフィルタに供給
するように構成できる。また、この第１のフィルタ手段
を構成する第１のフィルタとしては、例えばローパスフ
ィルタを用いることができる。

【００２５】また、本発明の楽音信号発生装置は、上記
第２の重み付け手段の出力をフィルタリングして混合手
段に供給する第２のフィルタ手段を更に備えて構成する
ことができる。この第２のフィルタ手段は、例えば第２
のフィルタと、この第２のフィルタに与えるパラメータ
を発生する第２のパラメータ発生器とで構成することが
できる。第２のパラメータ発生器は、アタック強度を表
すデータに応じて雑音の音質を変更するようなパラメー
タを発生して第２のフィルタに供給するように構成でき
る。また、この第２のフィルタ手段を構成する第２のフ
ィルタとしては、例えばローパスフィルタを用いること
ができる。

【００２６】なお、本楽音信号発生装置においては、上
記第１のフィルタ手段又は第２のフィルタ手段の何れか
１つを有する構成、上記第１のフィルタ手段及び第２の
フィルタ手段の双方を有する構成、又は上記第１のフィ
ルタ手段及び第２のフィルタ手段の何れも有しない構成
であってもよい。

【００２７】本発明の楽音信号発生方法は、（Ａ）自然
楽器音の波形から雑音成分を除去した２次音波形の波形
データを作製し、（Ｂ）該自然楽器音の波形と該２次音
波形との差分で成る雑音波形の波形データを作製してお
き、（Ｃ）発音指令に応じて、該２次音波形の波形デー
タに、アタック強度に応じて第１の特性に従った第１の
重み付けを行い、（Ｄ）該雑音波形の波形データに、ア
タック強度に応じて第２の特性に従った第２の重み付け
を行い、（Ｅ）該第１の重み付けがなされた２次音波形
の波形データと、該第２の重み付けがなされた雑音波形
の波形データとを混合し、該混合された波形データに基
づき楽音信号を発生することを特徴とする。

【００２８】上記工程（Ａ）における２次音波形の波形
データ、及び上記工程（Ｂ）における雑音波形の波形デ
ータは、上述した楽音信号発生装置の場合と同様の方法
で作製することができる。

【００２９】上記工程（Ｃ）における第１の重み付け
は、例えば２次音波形の波形データに、重み係数Ｃ１を
乗算することによって行うことができる。重み係数Ｃ１
としては、上述した楽音信号発生装置の場合と同様に、
アタック強度を表すデータに応じて２次音用の第１の特
性に従って変化する重み係数Ｃ１を用いることができ
る。

【００３０】同様に、上記工程（Ｄ）における第２の重
み付けは、例えば雑音波形の波形データに、重み係数Ｃ
２を乗算することによって行うことができる。重み係数
Ｃ２としては、上述した楽音信号発生装置の場合と同様
に、アタック強度を表すデータに応じて雑音（打撃音）
用の第２の特性に従って変化する重み係数Ｃ２を用いる
ことができる。

【００３１】上記工程（Ｅ）における混合は、第１の重
み付けがなされた波形データと、第２の重み付けがなさ
れた波形データとを加算することによって行うことがで
きる。この混合された波形データに基づいて楽音信号が
発生される。

【００３２】また、本発明の楽音信号発生装置は、上記
工程（Ｅ）において、第１の重み付けがなされた２次音
波形の波形データをフィルタリングする工程を更に備
え、このフィルタリングされた２次音波形の波形データ
を、フィルタリングされる前の雑音波形の波形データ又
はフィルタリングされた後の雑音波形の波形データと混
合するように構成できる。このフィルタリングにおいて
は、アタック強度を表すデータが大きくなるに連れてカ
ットオフ周波数が高くなるような特性でフィルタリング
することができる。

【００３３】また、本発明の楽音信号発生装置は、上記
工程（Ｅ）において、第２の重み付けがなされた雑音波
形の波形データをフィルタリングする工程を更に備え、
このフィルタリングされた雑音波形の波形データを、フ
ィルタリングされる前の２次音波形の波形データ又はフ
ィルタリングされた後の２次音波形の波形データと混合
するように構成できる。このフィルタリングにおいて
は、アタック強度を表すデータに応じて雑音の音質を変
えるような特性でフィルタリングすることができる。

【作用】

【００３４】本発明の楽音信号発生装置及び楽音信号発
生方法においては、自然楽器音の波形から雑音成分を除
去した２次音波形の波形データを２次音波形メモリに、
自然楽器音の波形と該２次音波形との差分で成る雑音波
形の波形データを雑音波形メモリに、それぞれ記憶して
おく。そして、例えば発音指令がなされた場合に、２次
音波形メモリから波形データを読み出し、これにアタッ
ク強度に応じて２次音用の第１の特性に従った第１の重
み付けを行う。同様に、雑音波形メモリから波形データ
を読み出し、これにアタック強度に応じて雑音用の第２
の特性に従った第２の重み付けを行う。そして、第１の
重み付けがなされた波形データと第２の重み付けがなさ
れた波形データとを混合し、この混合された波形データ
に基づき楽音信号を発生する。

【００３５】このように、本発明の楽音信号発生装置及
び楽音信号発生方法によれば、２次音波形の波形データ
と雑音波形の波形データとを別個に記憶しておき、アタ
ック強度に応じて各波形データに別個の重み付けを行っ
て２次音と雑音の混合比を調整するので、自然楽器にお
ける２次音と雑音の混合比と同様の混合比を実現するこ
とができる。これにより、自然楽器音に近い音質を有す
る楽音信号を発生させることができる。また、雑音波形
の波形データは、自然楽器音から２次音を減算して作製
するので、従来の技術のように、ピアノの棚板を叩くこ
とにより発生される打撃音に基づいて雑音波形の波形デ
ータを作製した場合のような不自然さがなくなる。

【００３６】

【実施例】以下、本発明の楽音信号発生装置及び楽音信
号発生方法の実施例につき図面を参照しながら詳細に説
明する。なお、以下の実施例においては、自然楽器音の
一例として、ピアノ音を電気的に創り出す場合を中心に
説明する。

【００３７】図１は、本発明の楽音信号発生装置の実施
例の構成を示すブロック図である。この楽音信号発生装
置は、２次音波形メモリ１０、雑音波形メモリ１１、重
み係数発生器１２ａ及び１２ｂ、乗算器１３及び１４、
フィルタ１５及び１６、加算器１７、乗算器１８、パラ
メータ発生器１９及び２０、並びにエンベロープジェネ
レータ２１により構成されている。

【００３８】本楽音信号発生装置には、外部から、音色
データ、音域データ及びタッチデータが供給される。こ
れらの各データのうち、「音色データ」は、例えば本楽
音信号発生装置が適用された電子楽器の操作パネルに設
けられた音色選択スイッチの設定状態に基づいて作製さ
れる。また、「音域データ」及び「タッチデータ」は、
本楽音信号発生装置が適用された電子楽器の鍵盤装置の
操作状態に基づいて作製される。この場合、鍵盤装置と
しては、異なる押圧深さでそれぞれオンになる２つのキ
ースイッチを各鍵に備えた２接点方式の鍵盤装置が用い
られる。そして、打鍵がなされた鍵のキーナンバが属す
る鍵域を表すデータが音域データとして用いられる。ま
た、打鍵に応じて一方のキースイッチがオンになってか
ら他方のキースイッチがオンになるまでの時間を計測
し、この計測された時間に対応するデータが打鍵強度を
表すタッチデータとして用いられる。これらの各データ
は、例えば図示しないＣＰＵが操作パネル又は鍵盤装置
から取り込んで楽音信号発生装置に送る。

【００３９】また、ＭＩＤＩインタフェースを備える電
子楽器では、受信したプログラムチェンジメッセージに
含まれる音色ナンバを音色データとして用いることがで
きる。また、ノートオンメッセージに含まれるノートナ
ンバが属する鍵域を表すデータを音域データ、ベロシテ
ィをタッチデータとして、それぞれ用いることができ
る。これらの各データは、例えば図示しないＣＰＵがＭ
ＩＤＩメッセージから抽出して楽音信号発生装置に送る
ように構成される。

【００４０】２次音波形メモリ１０は、本実施例では、
ＲＯＭで構成されているものとする。なお、この２次音
波形メモリ１０はＲＡＭで構成することもできる。この
場合は、楽音信号を発生させるに先だって、２次音波形
の波形データを２次音波形メモリ１０にロードしておく
必要がある。ロードは、例えば電源投入直後に、例えば
磁気ディスク、光ディスク、ＩＣカード等の記憶媒体に
予め記憶されている複数の２次音波形の波形データを２
次音波形メモリ１０に転送することによって実現でき
る。

【００４１】この２次音波形メモリ１０には、複数の音
色の複数の音域毎に作製された複数の２次音波形の波形
データが記憶されている。各２次音波形の波形データ
は、既に説明したように、最強タッチの打鍵によって発
生された音に基づいて作製されたものである。「複数の
音色」には、例えばピアノ音、チェンバロ音、フルート
音、トランペット音等の音色が含まれる。これら複数の
音色の中から１つの音色を選択するために、音色データ
が用いられる。また、各音色の「音域」としては、例え
ば１音、２〜数音、１オクターブ等で区切られた音域が
用いられる。複数の音域の中から１つの音域を選択する
ために、音域データが用いられる。これら音色データ及
び音域データは、上述したように、図示しないＣＰＵか
ら本楽音信号発生装置に供給される。

【００４２】上記音色データ及び音域データは、２次音
波形メモリ１０に対するアドレスデータとして用いられ
る。そして、これら音色データ及び音域データによって
アドレッシングされた１つの２次音波形の波形データに
含まれるサンプリングデータが２次音波形メモリ１０か
ら順次読み出され、乗算器１３に供給される。

【００４３】雑音波形メモリ１１は、本実施例ではＲＯ
Ｍで構成されているものとする。なお、この雑音波形メ
モリ１１はＲＡＭで構成することもできる。この場合
は、楽音信号を発生させるに先だって、雑音波形の波形
データを雑音波形メモリ１１にロードしておく必要があ
る。ロードは、例えば電源投入直後に、例えば磁気ディ
スク、光ディスク、ＩＣカード等の記憶媒体に予め記憶
されている複数の雑音波形の波形データを雑音波形メモ
リ１１に転送することによって実現できる。

【００４４】この雑音波形メモリ１１には、上記２次音
波形メモリ１０に記憶された複数の２次音波形の波形デ
ータに対応する複数の雑音波形の波形データ、即ち、複
数の音色の複数の音域毎に作製された複数の雑音波形の
波形データが記憶されている。各雑音波形の波形データ
は、既に説明したような方法で作製されたものである。
上記音色データ及び音域データは、雑音波形メモリ１１
に対するアドレスデータとして用いられる。そして、こ
れら音色データ及び音域データによってアドレッシング
された１つの雑音波形の波形データに含まれるサンプリ
ングデータが雑音波形メモリ１１から順次読み出され、
乗算器１４に供給される。

【００４５】本発明の第１の重み付け手段は、重み係数
発生器１２ａと乗算器１３により構成されている。重み
係数発生器１２ａは、２次音波形の波形データに対する
重み係数Ｃ１を発生する。

【００４６】この重み係数発生器１２ａで発生される重
み係数Ｃ１は、例えば図２の２次音用の第１の特性に示
すように、タッチデータに応じて変化するデータであ
る。なお、図２においては、１つの２次音波形の波形デ
ータに対する重み係数Ｃ１のみを示しているが、実際に
は、複数の２次音波形の波形データのそれぞれに対応し
て重み係数Ｃ１が発生される。何れの２次音波形の波形
データに対する重み係数Ｃ１を発生するかは、音色デー
タ及び音域データによって特定される。

【００４７】この重み係数発生器１２ａに入力されるタ
ッチデータと、この重み係数発生器１２ａから出力され
る重み係数Ｃ１との関係は、例えば図２の２次音用の第
１の特性に示すように、タッチデータが大きくなるに従
って、初期値αから増加率が徐々に大きくなるような特
性を有するように構成される。また、初期値αから直線
的に増加するような特性、その他種々の特性を有するよ
うに構成することもできる。

【００４８】この重み係数発生器１２ａは、例えばＲＯ
Ｍで構成されている。このＲＯＭには、タッチデータの
各値に対応する重み係数Ｃ１が予め例えばテーブル形式
で記憶されている。また、この重み係数発生器１２ａは
ＲＡＭで構成することもできる。この場合は、上記２次
音波形メモリ１０をＲＡＭで構成する場合と同様に、楽
音信号を発生させるに先だって、重み係数Ｃ１をＲＡＭ
にロードしておく必要がある。ロードは、例えば電源投
入直後に、例えば磁気ディスク、光ディスク、ＩＣカー
ド等の記憶媒体に予め記憶されている重み係数Ｃ１をＲ
ＡＭに転送することによって実現できる。

【００４９】また、重み係数発生器１２ａは、上述した
ように、関数発生器によって構成することもできる。こ
の場合、タッチデータを入力し、例えば図２に示すよう
な２次音用の第１の特性に従った重み係数Ｃ１を出力す
るような関数が用いられる。この重み係数発生器１２ａ
で発生された重み係数Ｃ１は、乗算器１３に供給され
る。

【００５０】乗算器１３は、２次音波形メモリ１０から
の２次音波形の波形データと、上記重み係数発生器１２
ａからの重み係数Ｃ１とを乗算する。この乗算により、
発生すべきピアノ音全体の音量に対する２次音の音量の
割合を制御することができる。この乗算器１３の出力は
フィルタ１５に供給される。

【００５１】本発明の第２の重み付け手段は、重み係数
発生器１２ｂと乗算器１４により構成されている。重み
係数発生器１２ｂは、雑音波形の波形データに対する重
み係数Ｃ２を発生する。

【００５２】この重み係数発生器１２ｂで発生される重
み係数Ｃ２は、例えば図２の雑音（打撃音）用の第２の
特性に示すように、タッチデータに応じて変化するデー
タである。なお、図２においては、１つの雑音波形の波
形データに対する重み係数Ｃ２のみを示しているが、実
際には、複数の雑音波形の波形データのそれぞれに対応
して重み係数Ｃ２が発生される。何れの雑音波形の波形
データに対する重み係数Ｃ２を発生するかは、音色デー
タ及び音域データによって特定される。

【００５３】この重み係数発生器１２ｂに入力されるタ
ッチデータと、この重み係数発生器１２ｂから出力され
る重み係数Ｃ２との関係は、例えば図２の雑音（打撃
音）用の第２の特性に示すように、タッチデータが大き
くなるに従って、初期値βから増加率が徐々に大きくな
るような特性を有するように構成される。また、初期値
βから直線的に増加するような特性、その他種々の特性
を有するように構成することもできる。

【００５４】この重み係数発生器１２ｂは、例えばＲＯ
Ｍで構成されている。このＲＯＭには、タッチデータの
各値に対応する重み係数Ｃ２が予め例えばテーブル形式
で記憶されている。また、この重み係数発生器１２ｂは
ＲＡＭで構成することもできる。この場合は、上記２次
音波形メモリ１０をＲＡＭで構成する場合と同様に、楽
音信号を発生させるに先だって、重み係数Ｃ２をＲＡＭ
にロードしておく必要がある。ロードは、例えば電源投
入直後に、例えば磁気ディスク、光ディスク、ＩＣカー
ド等の記憶媒体に予め記憶されている重み係数Ｃ２をＲ
ＡＭに転送することによって実現できる。

【００５５】また、重み係数発生器１２ｂは、上述した
ように、関数発生器によって構成することもできる。こ
の場合、タッチデータを入力し、例えば図２に示すよう
な雑音（打撃音）用の第２の特性に従った重み係数Ｃ２
を出力するような関数が用いられる。この重み係数発生
器１２ｂで発生された重み係数Ｃ２は、乗算器１４に供
給される。

【００５６】乗算器１４は、雑音波形メモリ１１からの
雑音波形の波形データと、上記重み係数発生器１２ｂか
らの重み係数Ｃ２とを乗算する。この乗算により、発生
すべきピアノ音全体の音量に対する雑音の音量の割合を
制御することができる。この乗算器１４の出力はフィル
タ１６に供給される。

【００５７】なお、上記重み係数発生器１２ａ及び重み
係数発生器１２ｂは、同一のテーブルを共用して構成す
ることができる。この場合、１つのテーブル中に、各タ
ッチデータの値に対する重み係数Ｃ１と重み係数Ｃ２と
を記憶するように構成すればよい。

【００５８】本発明の第１のフィルタ手段は、フィルタ
１５及びパラメータ発生器１９により構成されている。
このフィルタ１５としては、例えばローパスフィルタが
用いられている。このフィルタ１５は、乗算器１３から
の２次音波形の波形データを、パラメータ発生器１９か
らのフィルタパラメータに応じてフィルタリングして出
力する。

【００５９】パラメータ発生器１９は、２次音波形の波
形データに対するフィルタパラメータを発生する。フィ
ルタリングの対象となる２次音波形の波形データは、音
色データ及び音域データによって特定される。このパラ
メータ発生器１９は、例えば、タッチデータに応じてカ
ットオフ周波数を変化させるためのフィルタパラメータ
を発生する。即ち、このパラメータ発生器１９では、タ
ッチデータが大きくなればカットオフ周波数を大きく
し、逆に、タッチデータが小さくなればカットオフ周波
数を小さくするようなパラメータが発生される。この構
成により、強打の場合は楽音に含まれる倍音数が多くな
り、逆に、弱打の場合は楽音に含まれる倍音数が少なく
なって、より自然楽器に近い音質を有する楽音信号を発
生できる。

【００６０】なお、フィルタ１５及びパラメータ発生器
１９は、本発明においては、必ずしも必須ではない。タ
ッチ強度に応じて倍音数を制御する必要のない楽音信号
発生装置では、これらフィルタ１５及びパラメータ発生
器１９を除去することもできる。このフィルタ１５の出
力は加算器１７に供給される。

【００６１】本発明の第２のフィルタ手段は、フィルタ
１６及びパラメータ発生器２０により構成されている。
このフィルタ１６としては、例えばローパスフィルタが
用いられている。このフィルタ１６は、乗算器１４から
の雑音波形の波形データを、パラメータ発生器２０から
のフィルタパラメータに応じてフィルタリングして出力
する。

【００６２】パラメータ発生器２０は、雑音波形の波形
データに対するフィルタパラメータを発生する。フィル
タリングの対象となる雑音波形の波形データは、音色デ
ータ及び音域データによって特定される。このパラメー
タ発生器２０は、例えば、タッチデータに応じて雑音の
音質を種々変更するようなパラメータを発生する。この
フィルタパラメータの値としては、例えばカットアンド
トライにより、適当な値を選択することができる。これ
により自然楽器に近い音質を有する楽音信号を発生でき
る。

【００６３】なお、フィルタ１６及びパラメータ発生器
２０は、本発明においては、必ずしも必須ではない。例
えば、雑音の音質を変化させる必要のない楽音信号発生
装置では、これらフィルタ１６及びパラメータ発生器２
０を除去することもできる。このフィルタ１６の出力は
加算器１７に供給される。

【００６４】本発明の混合手段は、加算器１７によって
構成されている。この加算器１７は、フィルタ１５から
の波形データとフィルタ１６からの波形データとを加算
する。この加算により、タッチ強度に応じた割合で２次
音波形と雑音波形とが混合された波形の波形データが作
製される。この加算器１７の出力は乗算器１８に供給さ
れる。

【００６５】エンベロープジェネレータ２１は、音色及
び音域に固有の形状であって、タッチ強度に応じた振幅
を有するエンベロープを発生するためのエンベロープデ
ータを生成する。このエンベロープジェネレータ２１の
出力は乗算器１８に供給される。

【００６６】乗算器１８は、加算器１７からの波形デー
タとエンベロープジェネレータ２１からのエンベロープ
データとを乗算する。この乗算により、音色及び音域に
固有の波形データに、同じく音色及び音域に固有のエン
ベロープが付加された楽音信号が発生される。この楽音
信号が、本楽音信号発生装置の出力として、外部に出力
される。

【００６７】次に、重み係数発生器１２ａ及び１２ｂに
おいて、例えば、図２に示したような第１及び第２の特
性に従った重み係数Ｃ１及びＣ２が発生される場合の動
作について説明する。例えば図示しないＣＰＵから、所
定鍵域のピアノ音を指定する音色データ及び音域データ
が供給されると共に最強タッチを表すタッチデータが供
給されると、重み係数Ｃ１及びＣ２として、それぞれ最
大値が生成される。そして、重み係数Ｃ１とＣ２との比
は「１：１」である。この場合に発生される楽音信号に
基づいて楽音を発生すると、最強タッチで打鍵されたピ
アノ音（原音）が再生され、ピアノ音全体の音量は最大
となる。

【００６８】一方、所定鍵域のピアノ音を指定する音色
データ及び音域データが供給されると共に最弱タッチを
表わすタッチデータが供給されると、重み係数Ｃ１及び
Ｃ２として、それぞれ最小値が生成される。この場合の
重み係数Ｃ１とＣ２との比は、例えば「１：２」であ
る。即ち、最弱タッチの場合は、発音されるピアノ音全
体の音量に対する打撃音の音量の割合が最大となり、２
次音の音量の割合が最小となると共に、ピアノ音全体の
音量が最小となる。従って、この場合に発生される楽音
信号に基づいて楽音を発生すると、ピアノ音全体の音量
は小さいが、上記最強タッチの場合に比べて打撃音成分
の多いピアノ音が得られる。

【００６９】また、タッチデータが最弱タッチから徐々
に大きくなるに従って、ピアノ音全体の音量が徐々に大
きくなると共に、ピアノ音全体の音量に対する打撃音の
割合が徐々に小さくなる。以上のような制御により、各
タッチ強度に対して適当に打撃音成分が含まれた実際の
ピアノ音に近い音が発生させることができる。

【００７０】なお、以上の実施例では、ピアノ音を電気
的に創り出す場合を中心に説明したが、本発明は、ピア
ノ音に限らず、例えばオルガンやチェンバロ等といった
鍵盤楽器、フルート、トランペット等といった管楽器、
その他の種々の自然楽器の音を電気的に創り出す場合に
ついても、上記と同様に適用できるものである。

【００７１】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
雑音成分が適当に含まれた自然楽器音を再現することの
できる楽音信号を発生する楽音信号発生装置及び楽音信
号発生方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の楽音信号発生装置の実施例の構成を示
すブロック図である。

【図２】本発明の実施例で使用する重み係数を説明する
ための図である。

【図３】本発明の実施例で使用する原音波形の一例を示
す図である。

【図４】本発明の実施例で使用する２次音波形の一例を
示す図である。

【図５】本発明の実施例で使用する雑音波形の一例を示
す図である。

【符号の説明】

１０ ２次音波形メモリ １１ 雑音波形メモリ １２ 重み係数発生器 １３、１４、１８ 乗算器 １５、１６ フィルタ １７ 加算器 １９、２０ パラメータ発生器 ２１ エンベロープジェネレータ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 自然楽器音の波形から雑音成分を除去し
   た２次音波形の波形データを記憶する２次音波形メモリ
   と、 該自然楽器音の波形と該２次音波形との差分で成る雑音
   波形の波形データを記憶する雑音波形メモリと、 該２次音波形メモリから読み出された波形データに、ア
   タック強度に応じて第１の特性に従った第１の重み付け
   を行う第１の重み付け手段と、 該雑音波形メモリから読み出された波形データに、アタ
   ック強度に応じて第２の特性に従った第２の重み付けを
   行う第２の重み付け手段と、 該第１の重み付け手段からの波形データと該第２の重み
   付け手段からの波形データとを混合する混合手段とを備
   え、 該混合手段の出力に基づき楽音信号を発生することを特
   徴とする楽音信号発生装置。
2. 【請求項２】 前記第１の重み付け手段の出力をフィル
   タリングして混合手段に供給する第１のフィルタ手段を
   更に備えたことを特徴とする請求項１に記載の楽音信号
   発生装置。
3. 【請求項３】 前記第２の重み付け手段の出力をフィル
   タリングして混合手段に供給する第２のフィルタ手段を
   更に備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記
   載の楽音信号発生装置。
4. 【請求項４】 前記自然楽器音の波形はピアノ音の波形
   であり、前記雑音成分は該ピアノ音に含まれる打撃音成
   分であり、前記アタック強度はタッチ強度であることを
   特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の
   楽音信号発生装置。
5. 【請求項５】（Ａ）自然楽器音の波形から雑音成分を除
   去した２次音波形の波形データを作製し、（Ｂ）該自然
   楽器音の波形と該２次音波形との差分で成る雑音波形の
   波形データを作製しておき、（Ｃ）発音指令に応じて、
   該２次音波形の波形データに、アタック強度に応じて第
   １の特性に従った第１の重み付けを行い、（Ｄ）該雑音
   波形の波形データに、アタック強度に応じて第２の特性
   に従った第２の重み付けを行い、（Ｅ）該第１の重み付
   けがなされた２次音波形の波形データと、該第２の重み
   付けがなされた雑音波形の波形データとを混合し、 該混合された波形データに基づき楽音信号を発生するこ
   とを特徴とする楽音信号発生方法。
6. 【請求項６】 前記工程（Ｅ）は、第１の重み付けがな
   された２次音波形の波形データをフィルタリングする工
   程を更に有することを特徴とする請求項５に記載の楽音
   信号発生方法。
7. 【請求項７】 前記工程（Ｅ）は、第２の重み付けがな
   された雑音波形の波形データをフィルタリングする工程
   を更に有することを特徴とする請求項５又は請求項６に
   記載の楽音信号発生方法。
8. 【請求項８】 前記自然楽器音の波形はピアノ音の波形
   であり、前記雑音成分は該ピアノ音に含まれる打撃音成
   分であり、前記アタック強度はタッチ強度であることを
   特徴とする請求項５乃至請求項７の何れか１項に記載の
   楽音信号発生方法。