JPS58100192A - 楽音発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は楽音発生音（に関し、特に、楽音波形を時間的
に変化させて自然楽器を模擬するようにした楽音発生装
置に関するものである。

自然楽器音の特徴の一要素として、楽音信号のスペクト
ル成分の時間的変化に伴なう波形の形状変化が考えられ
る。

従来、このようなスペクトル成分の時間的変化を施し、
自然楽器音を模擬する電子楽器を実現する場合、回路規
模が大きくなり、実現が困難でお　一つた〇 本発明は上述のような問題を解決し、簡単な構成で自然
楽器音を模擬する楽音発生装置を提供するものである。

以下図面と共に本発明の一実施例を説明する。

まず１本発明の原理について説明する。

第１図に離散的に抽出した楽音１周期の楽音波形を示す
。発音開始時からの時間経過と楽音波形との関係を下記
に示す。

楽音波形　　　　　時間経過 Ａ　　−φ・−ｅ−・・・　１０ｍ８ Ｂ　　・−・・・・・−・・　２６ｍ８Ｃ・・・・・・
・−・・　５０ｍ５ Ｄ　　・−・・・・・・・・　３２０ｍ５Ｅ　　嘩・・
・・・・・・・　７２０　ｍ　ｓ第１図からもわかるよ
うに、時間経過と共に楽音波形の形状が変化している。

本発明は、楽音波形の時間的形状変化と言う点に着目し
、波形の形状の時間的変化を模擬することにより、自然
音器らしい楽音を発生するものである。

第２図に発音開始時から発音終了時までの楽音波形のエ
ンベロープ包絡状態の一例を示す。

第２図に示したエンベロープ包絡の発音開始時から発音
終了時までをＩ分割する。そして、各分割点から抽出し
た楽音波形１周期をそれぞれに分割する。第３図に抽出
した楽音波形の一例を示す。

抽出した！サンプル個の楽音波形１周期をに分割して得
たにサンプル個のサンプル値すなわち、ＫｘＩ個のサン
プル値をディジタル値の形で波形メモリに記憶しておく
。

楽音発生時には、波形メモリに記憶しであるＩ＝Ｏサン
プ１し目の楽音波形１周期を１１回繰り返して読み出し
、つぎに、Ｉ＝１サンプル目の楽音波形１周期を１２回
繰り返して読み出し、順次つ音が発生する。

以下説明を簡単にするために、ｒ：１６．Ｔの最大を１
ｅ、に＝ｔ６とする。

次に、楽音波形の基本波の周期決定について述べる。な
お、発生できる鍵数を４オクターブ４８鍵とする。

第４図に波形メモリに記憶しである楽音波形１周期の一
例を示す。

第４図に示したような楽音波形１つから４オクターブ４
８鍵に相昌する楽音を発生するために、次のような操作
を行なう。

楽音波形１周期をＮ分割する。ここでＮは、正整数にと
Ｌの積とする。つぎに、１周期をに分割した点を”０１
　”Ｉｔ　”２９　・・・・・・Ｉ　”ｍｌ　・−・・
・・。

”Ｋ−１とする。Ｎ分割した各区間内にはそれぞれＬ個
の点が存在する。それらの分割点を”ｍから数えて、０
，１．礼　・・・・、ｒ、（Ｌ−１）と番号づけして”
ｍｒで表現する。このようにすると１周期内のＮ個のす
べて、の点を’ｍ　ｒで表わすことができる。ここで、 ｍ＝ｏ、１，２．　　・　。

ｒ＝ｏ、１，２．　　・・・・　Ｌ−１である０したが
って上記”ｍは”ｍｏと表わされる。

また、点ｘ４の位相は一周期が２πであるからθ　＝　
　　ｘ（Ｌｍ＋ｒ）　　　　＠争・・−・・（１）ｍｒ
　　　　Ｎ となるに れを読み出しクロックｆｃｋ〔ｈｚ〕　で順次読み出す
ど、／ｆ　ｃｋ（ｓｅａ　）ごとにτが１個づつ増加す
るから、発音周波数ｆは となる。

同様に、ｑ個づつの飛越し読み出しを行なうと、’／ｆ
ｃｋＣａｅｃ）ごとにｒはｑ個づつ増加するから発音周
波数ｆは ｆ−「ｆＣ２〔Ｈ２〕・・・・・・・（３）となる。

最低オクターブ１２音の飛越し数ｑを第１表の如き値を
使用する。そうすると、飛越し数ｑの最大値ｑ。ａｘは
、 ｑ　　　＝４５１ｘ２”＝３６０８　　　・・・・・・
（４）ａｘ となる。

そして、最高周波数でも楽音波形１周期のサンプル数を
１６とする・と、分割数Ｎは、舊＝　ｑｍａ！Ｘ　１６
＝　６７７２８　　　　・−・・・・（６）となる。最
低周波数では１周期は約２４２サンプルになる。

また、ディジタル処理を考慮するとＮを２の累乗とする
ことにより、処理が容易になるので、結局９分割数Ｎは
、 Ｎ：２”＝６６５３６　　　　　・・・−川・（６）と
なる。

第１表 読み出しクロックｆｃｋを ｆｃｌ、、＝　１７９３２．７４　（Ｈ２）と一定にす
る。

そして、飛越し数ｑ＝２３９とすれば、（３）式よ２３
９／ す、ｆ＝　（２１６）ｘ　１７９３．７４＝；６６．４
ＣＨｚ）となる。さらに、ｑ＝２５３とすれば、ｆ＃６
９．２（Ｈ２）、ｑ＝２６８とすればｆ　＃　７３．３
〔Ｈ２）となる。

第１表に示した飛越し数ｑを用いることにより、音名Ｃ
１（ａ５．４０６（Ｈ２））〜音名Ｂ、　　（１２３，
４７（Ｈ２））までの１オクターブの楽音を発生するこ
とができる。

１オクターブ上の音程を発生するには、飛越し数ｑを２
倍にすることにより得られる。たとえば、飛越し数ｑ　
Ｘ　２　＝　２３９　Ｘ　２　＝　４７８とすれば、ｆ
　！；１ａ　ｏ、５（Ｈ２）すな、わち、音名Ｃ２に相
当する音程が得られることになる０ 同様に、２オクターブ上の音程を得るには、第１表に示
した飛越し数ｑを４倍すればよい。

この結果、（３）式にさらにオクターブ情報を代入する
と下式のようになる。

０Ｄ＝１．２，３．４（ＯＤはオクターブナンバーであ
る。） 波形メモリにはに分割した各分割点Ｘ。ｘ、。

・・・・　Ｘ　・・・・ｅ　”Ｋ−１すなわち、１６個
のサンｔ　　　　ｍｔ プル値が楽音波形１周期として記憶されている。

そして、残る（Ｎ−Ｋ）個の”ｍｒ（ｒ＼０）の点につ
いては、ＸＸ　　・・・−９”Ｋ−１のサンプル値０１
　　　　Ｉ？ を参照して楽音サンプルを求めるものである。

第６図に発生される楽音サンプルの一例を示す。

第６図において、（へは波形メモリに記憶されているサ
ンプル値である。ＣＢ）はクロックｆ。ｋごとの”　ｍ
　ｒの位置を表わすものである。（ｑは、”ｍｒによっ
て求められる楽音サンプル値である。第６図の例は、音
名Ｂ４すなわち飛越し数をｑ・２°Ｄ−１：３６０８と
している。

まず、！−、：３６０８ＸＯの時は波形（＾のｘ０サン
プル値が発生される。！、、ｒ＝３６０８Ｘ１　の時は
波形（ハ）のｘｏとχ、サンプル値間に”ｍｒが存在し
Ｉ０サンプル値が発生される。！　！１１　ｒ　＝３６
０８　Ｘ　２の時は波形向のＸ、とｘ２２サンプル値に
Ｘ。ｒが存在しＸ、サンプル値が発生される。以下同様
に”ｍｒによって所定のサンプル値が発生されることに
なる。

第６図に本発明の一実施例を示す。第６図では、複音構
成（８音を発生する構成）を想定している。

第６図において、１は鍵盤で、複数の鍵スィッチにより
構成されている。２は押鍵検出部で、特公昭５０−３３
４０７号「電子楽器における楽音およびボイスを選択す
るための多重装置」などで既に公知のジェネレータアサ
イナと同様の機能を有するものであって、上記鍵盤１の
押離鍵状態を検出し、押鍵された鍵に対応して複数の楽
音発生チャネルのうち空いている適当なチャネルを割シ
当て、鍵の音高を表わすノートデータとオクターブデー
タとを送出するものであシ、ここではマイクロコンピュ
ータを想定している。３は発音周期データ発生部で、上
記押鍵検出部２から送出されたノートデータ、オクタ・
−ブデータに基づいた発音周期データ（飛越し数ｑ・２
０　Ｌ）　−１）　　を発生する。

４は周期メモリで、上記発音周期データ発生部３から送
出された発音周期データを記憶する。６は累積メモリ、
６は計数メモ１ハフ、８は加算器で、入力Ａと入力Ｂと
の２進加算演算を行ない入力ＣＫに供給されるクロック
パルスによって加Ｘ　結果を記憶保持し、出力Ｃから送
出するものである。

１４は波形メモリ゛で、第２図および第３図で説明を行
なった各サンプル値をディジタル値として記憶している
。１６はディジタル・アナログ変換器（−以下ＤＡＣと
略す。）、１６はタイミングパルス発生器（以下ＴＰＧ
と略す。）で、楽音発生の動−衿タイミングを決定する
）・イミングパルス盆発生するものである。９．１０は
ゲートで、入力Ｇに論理ハイレベルが供給さ・れると入
力ＩＮに供給されている信号がそのまま出力（１）ＵＴ
から出力され、入力Ｇに論理ロウレベルが供給されると
出力０υＴ−からは強制的に論理ロウレベルが出力され
る。１１はリード・オンリー・メモリ（ＲＯＭ）で１歩
進データを記憶している。１２はアンドゲート、１３は
インバータである。なお、ゲート１ｏと８０Ｍ１１で計
数メモリ６の計数歩進数を発生している。

なお、第６図では複音構成（８音発生）となっているた
め１周期メモリ４．累積メモリ６、計数メモリ６はそれ
ぞれ８音分に相当するデータが記憶できるようになって
おり、全体動作としては、ＴＰＧ１６によって時分割多
重処理が行なわれるようになっている。

第７図に波形メモリ１４のメモリマツプを示す０図中、
７＝ｌ、に＝２の位置には１発音開始時から発音終了時
までを！分割して抽出したＩ＝＝１サンプル目の楽音波
形１周期をに分割して得たに＝２サンプル目のサンプル
値がディジタ／値の形で記憶されている０以下同様に、
各サンプル点のサンプル値が記憶されている。

次に、ＴＰＧ１６から発生している動作タイミ／りゝに
ついて説明する。

第８図に’ｒＰＧ１ｅの一具体例を示す。第８図におい
て、１７は発振器、１８はカウンタで、３６進カウンタ
構成である。１９はリード・オンリー・メモリ（以下Ｒ
ＯＭと略す。）である。第９図ＫＴＰＧ１ｅから発生し
ているタイミングパルスのタイムチャートを示す。

発振器１７の出力信号によりカウンター８がカウントア
ノグ操作を行なう。そうすると、発掘器１４の出力信号
とカウンター８の出力Ｑ（、Ｑ、から送出される分周信
号が８０Ｍ１ｓの入力へ９８９Ｃにそれぞれ供給され、
第９図に示した信号φ。

〜信号φ６が出力ｄ、〜出力０６から送出される。

ＲＯＭｔ９０入・出力の論理関係を示すと次のようにな
る。

カウンター８の出力Ｑ　の出力信号をＱ。、出力Ｑ　の
出力信号をＱ、とする。

φ、＝Ｔ０・Ｇｏ・Ｑ。

φ２＝１０・Ｑｏ・Ｑ。

φ３＝１０・Ｇｏ・Ｑ。

φ４＝１０・Ｑｏ・Ｑ。

φ６＝０゜・Ｑ。

この信号φ、〜信号φ６は周期メモリ４．累積メモリ６
および計数メモリ６のデータ書き込みあるいは読み出し
信号や、加算器７．８の加算結果ラッチクロックに用い
られる。

また、カウンタ１８の出力Ｑ２〜出力Ｑ６から送出され
る信号ＡＤは、周期メモリ４．累積メモリ６および計数
メモリ６などに供給しており、各チャネルに対応するア
ドレスコードとなる。

信号ＡＤと対応チャネルの関係を第２表に示す。

なお、論理信号として１”は論理ノ・イレベル″０”ハ
論理ロウレベルとする。カウンタ１８の出力Ｑｉ〜出力
Ｑ６の出力信夛をそれぞれ０２〜Ｑ６とする。

（以下金　白） 第２表 また、信号ＡＤの周期Ｔが、前述したｆｃｋに相当する
ものである。すなわち１周ｄＡＴごとに８チャネル分に
相当する楽音の各サンプル値が発生されることになる。

次に第６図の具体的な動作説明を行なう。

押鍵検出部２において鍵盤１の押鍵状態の検索を行ない
、押鍵スイッチに対応するノートデータとオクターブデ
ータおよび割り当て発音チャネルのアドレスデータとデ
ータ書き込み信号とを押鍵検出部２から送出する。

押鍵検出部２から送出された各種データは発音周期デー
タ発生部３に供給される。そうすると、供給されたノー
トデータとオフ２−フブータに基づいて発生楽音波形の
音程を求める飛越し数ｑ・２°Ｄ−１が発生される。そ
して、ＴＰＧ１６から供給されている信号ＡＤと割り当
て発音チャネルのアドレスデータとが一致した時、周期
メモリ４．累積メモリ６、計数メモリ６に対し、新発音
データ書き込み信号（以下ＮＤＷＲ信号と略す。）が送
出される。

ここで、押鍵検出部２から発音周期データ発生部３に供
給されるデータのタイムチャートを第１０図に示し、第
３表、第４表にノートデータ、オクターブデータの構成
内容を示す。さらに、第６表に割り当て発音チャネルの
アドレスデータの構成内容を示す。

（以　下金　白） 第３表 第４表 第６表 第１１図に発音周期データ発生部３の一具体例を示す。

第１１図において、２ｏはラッチで、入−７５ＣＫに１
”が供給されると入力ＩＮに供給されている一データを
記憶する。そして、入力ＣＲに′１”が−供給されると
クリヤー操作が行なわれ出力συＴの出力信号はすべて
Ｏ”となる。２１はラッチで、上記ラッチ２０と同様な
もので、クリヤー機能を除いたものである。２２はＲσ
Ｍで、楽音波形の周期を決定する周期データ（飛越し数
ｑ・２σＤ−１）が記憶されている。２３は比較器で、
入力Ａ、　Ｈに供給されている信号が等しくなると出力
Ｃから１１”が送出されるものである。２４アンドゲー
トである。

なお、ラッテ２０は４ビット構成、ラッテ２１は６ビツ
ト構成となっている。また、ＲＯＭ２２には、１２音階
４オクターブ分のすべての飛越し数が記憶されている。

押鍵検出部２から第１０図に示したタイミングで各種デ
ータが供給されると、データ書き込み信号ＣＫの１”で
、発音チャネルのアドレスデータがラッテ２゛０に°、
ノートデータ、オクターブデータがラッテ２１にそれぞ
れ記憶される。

そうする、と、ラッテ２１に記憶されたノートデータと
オクターブデータに基づいた飛越し数ｑ・−ｐＤ−ｔが
ＲＯＭ２２の出力ＯＵＴから送出される。

一方、ラッチ２０に記憶されたアドレスデータとＴｉ’
Ｇ１６から供給されている信号ＡＤとの比較を比較器２
３で行ない、一致すると出力Ｃから１”信号が出力され
る。このタイミングを第１２図に示す。たとえば、ラッ
チ２０にチャネル３に対応するアドレスコードが記憶さ
れると、比較器２３において信号ＡＤとラッテ２０の出
力信号の比較を行ない第１２図に示すように一致すれば
信号ＷＰが１”となる。そして、ＴＰＧ１ｅ’ｌ）−ら
供給される信号φ４が１”となると、アンドゲート２４
を介して、ラッテ２ｏの入力ＣＲにクリア信号が供給さ
れ、ラッチ２ｏの出力信号は再びａｔｔ″′０”となる
。

その後、Ｔｋ’Ｇ１６から供給される信号ＡＤが再びチ
ャネル３に対応するアト−レスコードが発生しても、ラ
ッチ２ｏの出力信号がａｔｔ”０”であるため−信号ｗ
Ｐは１”とならない。

すなわち、信号Ｍｌ）が１”となるタイミングは、押鍵
検出部２から新しいデータが供給され、割り当てられた
チャネルに新しいデータを書き込む最初のタイミングの
みに１”が現われることになる。

この信号ＷＰは、周期メモリ４．累積メモリ６゜計数メ
モリ６に、新データ書き込みを行なうものである。

また、出力ＤＱ１から送出される信号は、飛越し数ｑ・
２σＤ−１であり、周期メモリ４に送出される。

一方、出力Ｄσ２から送出される信号は、ａｔｔ″′０
′データであり、累積メモリ６と計数メモリ６に送出さ
れる。このデータは、累積メモリ６と計数メモリ６の初
期値設定すなわち、累積および計数値のクリヤ操作を行
ない波形メモリ１４から読み出すデータを発音開始デー
タから始まるように準備するものである。

なお、ＲＯＭ２２に４オクタ一ブ分すべての飛越し数ｑ
・２°Ｄ−１が記憶されているが、８６Ｍ２２のかわ９
に第１表に示した１オクタ一ブ分の飛び越し数を記憶し
ておき、ラッテ２１に記憶されたノートデータに基うい
て所定の飛゛び越し数ｑを選択し、そのデータとラッテ
２１に記憶されたオクターブデータとの乗算を行ない飛
び越し数ｑ・２σＤ−１を発生するようにしてもよい。

第６図に戻って動作を説明する。

発音周期データ発生部３からＮＤＷＰ信号が供給される
と、ＴＰＧ１６から供給されている信号へりに従った所
定のチャネルが選択され、（たと＆ばチャネル３が選択
されたとする。）信号φ３゜信号φ　によって、周期メ
モリ４には新しい飛越Ｄ−１ し数ｑ・２　　　が、累積メモリ６と計数メモリ６ＶＣ
ｔ”；Ｊ、ａｌｌ”ｏ”データが書き込゛まれる。

そして、再び’ｒｐｃｔｅから送出される信号ＡＤがチ
ャネル３に対応するアドレスコードとなると、信号φ１
．φ６によって１周期メモリ４がら飛越し数ｑ・２σＤ
−１が読み出されゲート９を介して加算器７の入力Ａに
送出される。累積メモリ６からは累積値が加算器７０入
カＢに送出される。

計数メモリ（５から−は計数値が加算器８の入力ＢとＲ
ＯＭ１１に送出される。

そうすると、加算器７において飛越し数ｑ弓ρＤ−１と
累積値とが加算演算され信号φ２によって加算結果が記
憶される。また、加算器７の出力Ｃから送出される最上
位ピッ）（ＭＳＢ）が１”となると、アンドゲート１２
を介してゲートｔｏの入力Ｇ［１″が供給される。そう
すると計数メモリ６から読み出された計数値に基づいた
歩進数がＲ（、）Ｍｌｌから読み出されゲート１０を介
して加算器８の入力Ａに供給される。そして加算器８に
おいて計数メモリ６から読み出された計数値との加算演
算を行ない信号φ２によって加算結果が記憶保持される
。なお、カロ算器７の出力Ｃから送出される最上位ビッ
ト（ＭＳＢ）がＯ”の時はゲート１０の出力信号は強制
的にＯ”となる。この結果、計数メモリ６から読み出さ
れた計数値の計数歩進を行なわない。

加算器７．８の出力信号は波形メモリ１４に供給される
。供給されたデータに基づいて所定のサンプル値が選択
され、ＤＡＣ１５を介してアナログ信号に変換されてア
ナログ的な楽音波形の１サンプルが形成される。

そして、信号φ３が１１″となると、加算器７の出力信
号が累積メモリ６に、加算器８の出力１１；号が計数メ
モ＋７６にそれぞれ書き込まれる。

信号ＡＤがチャネル３のアドレスコードからテテヤネル
４のアドレスコードに変わると、チャネル４に対応した
上述と同様な処理が行なわれることになる。

再び信号ＡＤがチャネル３のアドレスコードニとなると
、前述と同様の処理を行ない、ＤＡ０１５の出力から次
の楽音波形のサンプル値か形成され、以下同様に順次、
楽音波形のサンプル値が形成されると、とになる。

また計数メモリ６から読み出された計数値の最上位ビッ
ト（ＭＳＨ）が”１”となると、インバータ１３を介し
てゲー・ト９の入力Ｇとアン下ゲート１２に０”が供給
される。そうすると、ゲート９の出力ＯＵＴから送出さ
れる信号は強制的に”０”となる。一方アンドゲート１
２の出力信号は０″となり、ゲート１ｏの入力ＧＫ”Ｏ
″が供給され、グー°ト１０の出力συ′１゛から送出
される信号を強制的に′０′となり、加算器７と加ｎ器
８は入力ＢとＯ”となり加算すなわち加算処理が行なわ
れなくなる。

この結果、計数メモリ６から読み出された計数値の最上
位ビットが１”となると、波形メモリ１４から読み出さ
れるサンプル値Ｉ＝ｏサンプル目の楽音波形１周期が読
み出され、楽音の発生は停止する。なぜならば、Ｉ＝Ｏ
サンプル目の楽音波形は発音開始時で楽音がまだ発生さ
れて己ないためサンプル値として、ｉ＝Ｑ、に＝Ｏ〜１
′６サンプルはすべてＯとなっており、楽音が発生され
なくなる。

次に、周期メモリ４．累積メモリ６、計数メモリ６、お
よび加算器７．８の出力信号と波形メモリ１４から選択
される楽音波形のサンプルについて第１３図を用いて説
明する。

なお、各出力信号を下記のようなデータ名とする０ 周期メモリ４　・・・・・・・・・データＡ累積メモリ
６　・・・・・−・・・データＢ計数メモリ６　・・・
・・・・・・データＣ加算器７　　・・・・・・・・・
データＤ加算器８　　・・−・・・・・・データＥまず
、各データのビア）構成について述べる。

データＡは、飛越し数であり、４オクタ一ブ分の楽音発
生を想定しているので飛越し数ｑ・２σＤ−１の最大値
は＜３６０８＞となる。その結果、２進数のデータとし
てビット数は１２ビツト必要になる。

データＢは、発音できる最高周波数の心音波形１周期の
分割数を１６分割とするとｑ・２（ＪＤ−１（ｗａｘ）
Ｘ　１６＝５７７２８となり、その結果、２進数のデー
タとしてビット数は１６ビツト必要になる。

データＣは、Ｉ＝１５．Ｔ＝ｔ６を想定しているので９
ビツト構成となる。

データＤは、データ八とデータＢとの力日算結果となる
ので、１７ビツト構成となる。

データＥは、データＣとデータｐのＭＳＢとの加算結果
となるので、９ビシト構成となる０また、データＤのビ
ット０〜ピツト１６で表わされている内容が第４図で説
明したｍｒに相当する。また、ビット０〜ビツト１１で
表わされている内容がｒに、ビット１２〜ビツト１６の
内容がｍに相当する。

第１３図からもわかるように、データＡとデータＢの内
容が加戸され、加算された結果がデータＤとなる。

また、データＤのビット１６の内容が１”となると、デ
ータＣのビット４〜ビツト７に基づいた歩進数がＲ′ｃ
ｉＭ１１から読み出され、読み出された歩進数とデータ
Ｃとが加算される。加算された結果がデータＥとなる。

そして、データＤのビット１２〜ビツト１６（ｍデータ
とする。）の内容と、データＥのビット４〜ビツト７（
ｉデータとする。）の内容が波形メモリ１４に供給され
ている。

波形メモリ１４に供給されたｍデータとｉデー）とによ
り所定のサンプル値が選択されることになるＯ ｍデータで所定のにサンプル目を選択し、ｉデータで所
定の１サンプル目を選択するようになっている。

また、楽音波形１周期が発生されるごとに、データＥの
歩進処理される。そして、データＥの内容が１６歩進す
るごとにエサンプルの読み出し点が変化し波形の形状の
異なるものが読み出されることになる。

次にＲＯＭ１ｔについて説明する。

８０Ｍ１ｔには、データＤのビット１６が＋１″となる
たびにデータＣの内容の歩進すべき歩進数が記憶されて
いる。

第６表にＲＱＭｔｌに記憶している歩進数の一例を示す
。

（以　下　余　白） 第６表 第６表の例では、データＣ゛のビット４〜ビツト７の内
容がすべて”Ｏ”の場合、データＤのビット１６が”１
”となると、加算器８においてデータＣの内容が＋８歩
進される。再び、データＤのビット１６が”１”となる
と、上述と同様にデー２　タＣの内容が＋８歩進される
。そうすると、データＣのビット４〜ビツト７の内容が
ビット４＝”１”、ピント６〜ビツト７＝″０”となり
、次回のデータＣの歩進数は＋４となる。以下同１様に
、データＣのビット４〜ビツト７の内容に基づいて歩進
数が異なることになる。

その結果、データＣの歩進内容によって波形メモリ１４
から読み出される楽音波形１周期の繰り返し読み出し回
数が変化する。

すなわち、第６表の例では、波形メモリ１４の工＝、０
サンプル目の楽音波形１周期を２回繰り返し読み出し、
つぎにＩ＝ｔサンプル目の楽音波形１周期を４回繰り返
し、Ｉ＝２サンプル目の楽音波形１周期−を８回繰り返
し、Ｉ＝ａ〜１６サンプル目の楽音波形１周期を１ｅ回
繰り返し読み出すことになる。

このようにすることによシ、楽音の発音開始時の短時間
に波形の形状を激しく変化させることが可能となる。

以上の説明のように、上記実施例は、第２図に示したよ
うな楽音波形エンベロープ包絡の発音開始時から発音終
了時までを！分割し、各分割点から抽出した楽音波形１
周期をに分割し、抽出したＩサンプル値の楽音波形１周
期をに、９割して得たにサンプル値のサンプル値すなわ
ち、ＫｘＩ個のサンプル値をディジタル値の形で波形メ
モリ１４に記憶しておき、楽音発生時には、発音すべき
周波数に対応した飛越しｑ・２σＤ−１によって波形メ
モリ１４に記憶しであるＩ＝Ｏサンプル目の楽音波形１
周期を１１回繰り返して読み出し、つぎに、Ｉ＝ｔサン
プル目の楽音波形１周期を１２例繰り返して読み出し、
順次つづけて、最後にＩサンプル目の楽音波形１周期を
１１−１回繰り返して時間的に波形の形状が変化する楽
音信号を得るものである。

第１４図に本発明の他の実施例の要部を示す０第６図に
示した実施例では、第４図で説明した”ｍｒが”ｍ、。

とＸ。１□、。との間に存在した場合、波形メモリ１４
から読み出されるサンプル値はｘｍ、。のサンプル値が
読み出されるようになっていた。

第１４図では、”　ｍ　ｒが１％。と”ｍ＋１．。との
間に存在した場合でも補間演算を行ない仮想狗に仮想サ
ンプル点におけるサンプル値を算出して近似値を求めよ
うとするものである。

補間処理として直線補間を行なう場合は、つぎのように
なる。”ｍ＋１．。とｘｍ、。とに対して、ｆ　（”ｍ
＋　１．　Ｏ）とｆ（ｘｍ、。）の間を直線補間すると
、 △ ｆｃＸｔｎｒ）＝（ｆｃＸｍ＋１．　。）−ＲＸ、　。

））７＋ｆ＜ｘ、。＞・二・・・・（８） なる補間値ｆ（ｘｒｎｒ）でｆ（ｘｒｎｒ）を近似でき
る。

第１４図の実施例は（８）式を具現化する一例である。

なお、第６図と同一機能のものには同一符号を付して説
明を省略する。第１４図において、２６はＲＯＭで、加
算器７の出力信号に＋１した内容を記憶している。２６
はセレクタ、２７はＲＳフリッププロップ（以下Ｒ８Ｆ
Ｆと略す。）２８．２９はラッテ、３０は減算器、３１
は乗算器、３２はＲＯＭで、乗算係数αを記憶している
。３３は加算器である。

加算器７の出力信号のうちビット１２〜ビツト１６がセ
レクタ２６と８０Ｍ２５に供給される。

そして、信号φ２がＲ８ＦＦ２７の入力Ｈに供給される
と出力Ｑからの出力信号は”ｏ”となり、セレクタ２６
の出力には加算ａ７から直接供給された信号が現われ、
波形メモリ１４にｍデータとして供給される。

一方、加算器８の出力信号のうちビット４〜ビツト７が
ｉデータとして波形メモリ１４に供給されている。そう
すると％ｍデータとｉデータにより波形メモリ１４から
所定のサンプル値が送出される。

そして、波形メモリ１４から送出されたサンプル値は信
号φ２が”１“から０”へ変化するタイミングでランチ
２８に記憶保持される。

その後、信号φ３がＲ８ＦＦ２７の入力Ｓに供給される
と出力Ｑは′１”となりＲ（ＪＭ２５の出力信号がセレ
クタ２６の出力に現われ１ｍデータとして波形メモリ１
４に供給される。ＲＵＭ２５から出力さ五るデータは、
第７表に示すように加算器７の出力信号のピント１２〜
ビツト１６の′２進数に＋１操作を行なっ−たものであ
る。

（以　下　余　白） 第７表 そして、上述と同様に加算器８の出力信号のうちビット
４〜ビツト７がｉデータとして波形メモリ１４に供給さ
れている。そうすると、ｍデータとｉデータとにより波
形メモリ１４から所定のサンプル値が送出される。波形
メモリ１４から送出されたサンプル値は、信号φ３が”
１”から”０”へ変化するタイミングでラッチ２９に記
憶保持される。

その結果、ラッチ２８には、（８）式に示したｆｃＸｍ
、。）が、ラッチ２９には（８）式に示したｆ（”ｍ＋
１　　。）に相当するサンプル値が記憶保持されること
になる。

そして、減算器３ｏにおいて、（８）式に示したｆ（Ｉ
ｔｎ＋、。）−ｆ（ｘｍ、。）に相当する減算処理を行
ない、減算結果が乗算器３１に供給される０乗算器３１
の他人力には、加算器７の出力信号のｉブト０−７ビツ
ト１１に基づいた乗算係数αが供給される。乗算係数α
は（８）式に示したｒに相当するものでアリ、ｒは加算
器７の出力信号のビット０〜ビツト１１の累算結果に相
当するものである。また、Ｌは第４図で述べた分割数Ｎ
と楽音波形１周期の分割数にとにより決まる定数である
。

本発明の場合、Ｎ：２”、に＝＝ｔ　ｅとして説明を進
めティるノテ、Ｌ＝’４＝４０９６　　（１０進数）と
なる。そして、ＲＯＭ３２には、加算器７の出力信号の
ビット０〜ピツト１１で表わされる組み合わせすなわち
、２１２通りのＬに相当する乗算係り 数αが記憶されている。

そして、加算器３３において１乗算器３１の出力信号と
ラッチ２８に記憶保持されているデータとの加算処理を
行ない、加算結果をＤＡＣ１６に供給し、アナログ的な
楽音波形の１サンプルを形成する。

その結果、加算器３３の出力には（８）式に示した八Ｋ
　　）が算出されることになる。

ｒ 以上の説明のように、第４図で述べた”ｍ！／がｘｌ−
０と”ｍ＋ｔ　　。との間に存在した場合、波形メモリ
ー４からＲ１゜と”ｍ＋ｔに相当するサンプル値ｆ（ｘ
ｍ、。）とｆ（！ｒｎ＋ｔ、ｏ）とを選択する。

そして、加算器７の出力信号のピットｏ−ビット７すな
わち、ｒデータと選択したｆ（ｘｍ、。）とｆ（”ｍ＋
１　　。）とを用い直線補間演算し、ｆ（ｘｒｎｒ）を
補間値ｆ（ｘｍｒ）で近似すルコトニより、波形の形状
変化をなめらかに、不用なノイズ成分の発生を防ぐこと
ができる。

第１６図に本発明の他の実施例の要部を示す。

第１６図に楽音のエンベロープ包絡を発音開始時から発
音ルア時までを工分割し抽出したｉサンプル目とｉ＋１
サンプル目の楽音波形１周期の一例を示す。

第１６図中Ω記号について述べる。

ｉは、工分割して抽出したサンプル位置であシ、第１３
図に示したデータＥのビッ ト４〜ビツト７の内容に相当する。

ｊは、ｉサンプルを１１回繰り返し読み出しを行なって
いる途中の位置を表わすも のであり、第１３図に示したデータＥ のビット４〜ビツト二の内容に相当す るものである。

ｍは、楽音波形１周期の分割サンプル位置である。

”ｉ、ｍは加算器７，８の出力信号によって選択された
波形サンプルである。

”ｉ＋１　ｍは加算器７と加算器８に＋１された出力信
号によって選択された波形サ ンプルである。

”ｉ、ｊ、ｍは１”ｔ＋ｔ、ｍと”ｉ、ｍサンプルとの
間に存在するｊ回目の波形サ ンプルである。

第６図に示した実施例では波形サンプル”ｉ、ｊ、ｍ（
］　”　ｏ＊　　’　＊　　２＊　　・・・・、１６）
は、すべて同じ波形データを用い楽音波形の１サンプル
を発生するようにしていた。

第１ｅ図では、波形サンプル”ｔ＋１．ｍと”　ｉ、ｍ
との間に存在するＸ、＞ｔ工は補間演算を用い仮、想的
に仮想サンプル点におけるサンプル値を算出して近似値
を求めようとするものである。

補間処理として、直線補間を行なう場合は、っぎのよう
になる。”ｔ＋３．ｍとカ、町に対して、’（”ｉ＋１
．。）とｆ（！、、。）との間を直線補間すると、 Ａ！ｉ、ｊ、　ｒｎ）＝（ｆ（Ｘｉ＋ｌ、　ｍ’）−ｆ
ｃＸ、、−））一＋ｆ（Ｘ、　　ｍ）　　　　・・・・
・・・・（９）ｊ＝ｏ、１，２．　　・・・・、１６ なる補間値Ａ−，）でｆ（Ｘｉ、　ｊ、　！ｎ）ヲ＝＜
ｕｌ、１．ｍ できる。第１６図の実施例は（９）式を具現化する一例
である。

なお、第６図と同一機能のものには同一符号を付して説
明を省略する。第１６図において、３４は８０Ｍで、加
算器８の出方信号に＋１した内容を記憶している。３６
はセしフタ、３６はＢＳフリップフロップ（以下ｐｓＦ
Ｆと称す）３７．３８はラッチ、３９は減算器、４ｏは
乗算器、４１はＲＯＭで、乗算係数βを記憶している。

４２は加算器である。

加算器８の出力信号のうちビット４〜ビツト７がセレク
タ３６．とＲＯＭ３４に供給される。そして、信号φ２
゛がＲ８ＦＦ３６の入力Ｒ１７１：供給されると出力Ｑ
からの出力信号は０″となり、セレクタ３６の出力には
加算器８から直接供給された信号が現われ、波形メモリ
１４にｉデータとして供給される。

一方、加算器７の出力信号のうちビット１２〜ビツト１
６がｍデータとして波形メモリ１４に供給されている。

そうすると、ｍデータとｉデータにより波形メモリ１４
から所定のサンプル値が送出される。

そして、波形メモリ１４から送出されたサンプル値は信
号φ２が”１”から”０”へ変化するタイミングでラッ
テ３７に記憶保持される。

その後、信号φ３がＲ８ＦＦ３６の入力Ｓに供給される
と出力Ｑは１”となりＲ（ＪＭ３４の出力信号がセレク
タ３６の出力に現われ、ｉデータとして波形メモリ１４
に供給される。ＲＯＭ３４から出力されるデータは、第
８表に示すように加算器８の出力信号のビット４〜ビツ
ト７の２進数に＋１操作を行なったものである。

（以下金　白−） 第８表 そして、上述と同様に加算器７の出力信号のうちビット
１２〜ビツト１６がｍデータとして波形メモリ１４に供
給されている。そうすると、ｍデータとｉデータとによ
り波形メモリ１４から所定のサンプル値が送出される。

波形メモリ１４から送出されたサンプル値は、信号φ３
が１”から”０”へ変化するタイミングでラッチ３８に
記憶保持される。

その結果、ラッチ３４には、（９）式に示したｆ（！１
ｆｎ）が、ラッチ３８には（９）式に示したｆ（”ｉ＋
１　　ｍ）　ＶＣ相当するサンプル値が記憶保持される
ことになる。

そして、減算器３９において、（９）式に示した”　”
　ｉ＋　１．　ｍ）　−ｆ　（！ｔ、　ｒｘｓ　）　　
に相当する減算処理を行ない、減算結果が乗算器４０に
供給される。

乗算器４ｏの個入力には、加算器８の出力信号のビット
ｏ−ビット３に基づいた乗算係数βが供給される。乗算
係数ｐは（９）式に示した十に相当するものであり、う
は加算器８の出力信号のビット０〜ピツト３の計数結果
に相当するものである。

また、■は１６の定数である。

そして、８０Ｍ４１には、加算器８の出力１ｄ号のビッ
トｏ−ビット３で表わされる組み合わせすなわち、２４
　　通りの十に相当する乗算係数βが記憶されている。

そして、加算器４＊ＶＣおいて、乗算器４０の出力信号
とラッテ３７に記憶保持されているデータとの加算処理
を行ない、加算結果をＤＡＣ１５に供給し、アナログ的
な楽音波形の１サンプルを形成する。

その結果、加算器４２の出力には（９）式に示した△ ｆ（”ｉ、ｊ、ｍ）が算出されることになる。

以上の説明のように、波形メモリ１４から”ｉ＋１．工
と”ｉ、ｍに相当するサンプル置’（”ｉ＋＊　　ｍ）
とｆ（ｘｉ　ｍ）とを選択する。そして、加算器８の出
力信号のピットｏ−ビット３すなわち、ｊデータと選択
したｆ（”ｉ＋１　　ｍ）と似することにより、波形の
形状変化をなめらかにしさらに、不用なノイズ成分の発
生を防ぐことができる。

第１７図に本発明の楽音発生の他の実施例の要部を示す
。

第１７図は、サンプルＸ・　・ １、　）、　ｍ、　ｒを補間演算 で算出し、近似値を求めようとするものである。

補間処理として直線補間を行なう場合の一例を示すとつ
ぎのようになる。第１８図に説明図を示す０ まず−”ｉ＋ｚ、ｍと”ｉ、ｍ　　とｌ／ｉ：対して、
’（”ｉ＋、ｖｍ）との間の直線補間を行ない、ｉ’ｃ
Ｘ、、　ｊ、ｍ）＝　（ｆ（！、＋１．　、ｎ＞　−ｆ
ｃＸｉ、、ｎ）　ｉＴ＋ｆＣＸ、、−）・・・・・・・
（１０） なる補間値ＡＸ・　・　ｍ）でｆ（１・　・　ｍ）を近
似”ｖ　　］＋　　　　　　　　　　１＋　　３＋する
。

次に、”ｉ＋１．ｍ＋１とｘｉ、。や、とに対して。

’（”ｉ＋１．ｍ＋１）とｆ（”ｉ、ｍ＋ｔ）との間の
直線補間を行ない、 ７（”ｉ、　ｊ、ｍ＋ｔ　）＝（ｆ　（”ｔ＋＋、ｍ−
＋−＋　）　−’（”ｉ、　ｍ＋＋月なる補間値バ”　
　’　　ｍ＋ｔ）でｆｃＸｉ　　・　　）を１ｗ　　）
＋　　　　　　　　　　　　　、　　１．ｍ＋１近似す
る。

△ 一＋ｆＣＸ、　　、　　）　　・・・・・（１２）Ｌ　
　　ｘ、）、ｍ なる補間値ｆ（Ｘ・　・　　ｒ）でｆｃＸ・　０、）を
近似ｌ、１．町　　　　　　　１，１．ｍ。

する。

ｉ＝ｏ、　　１．　　・・・・・、１６．ｊ＝ｏ、　　
１，２．　　・・・−，１５，ｍ＝ｏ、１，２．　　・
・・・、１５ｒ＝０１２　　・・・・　Ｌ−を 第１７図の実施例は（１０）？　（１１）？　（１２）
式を其決化する一例である。　　　１ 第１４．１５図と同一機能のものには同一符号を付して
説明を省略する。第１７図において、４３．４４．４５
は補間器で、第１６図などに示したランチ３７，３８．
減算器３９９乗算器４゜および加算器４２と同様なもの
で構成されている。

補間器４３において、（１ｏ）式に示した補間演算を行
ない補間値ｆ　（”ｉ、　ｊ、　ｍ）　″を求める。補
間器４４において、（１１）式に示した補間演算を行な
い補間値ｆ　（”ｉ、　ｊ、　ｍ＋１　）を求める。そ
して、補間器４６において、補間器４３と補間器４４で
求めて（１２）式に示した補間演算を行なって補間値△ ｆｃＸ・　・　　）を求め、その補間値をＤＡＣ１５１
、Ｉｔ　ｍ、　ｒ に供給し楽音波形を発生する。

以上の説明のように、加算器７，８の出力信号に相当す
るサンプル値ｆｃＸ・　・　　　）を限られた１、　　
ｌ、　ｍ、　　ｒ 個数のサンプル値（波形メモリ１４にはＩｘＫサンプル
個のサンプル値が記憶されている０）から、（１０人（
１１）、　（１２）　　式を用いて、補間演算を行ない
補間値ｆｃＸ・　・　　　）でｉ＜ｘ　　・　　、）を
近似１、　）９ｍ、　ｒ　　　　　ｔ、　）、　ｍ。

することにより、　　、波形の形状の時間的変化がなめ
らかになる。さ−らに、不用なディジタルノイズ成分の
発生を防ぐことができる。

以上のように本発明は、楽音の発音開始時から発音終了
時までを工分割して得た１個の異なる楽音波形１周期を
さらにに分割して得たＩｘＫ個のサンプル値をディジタ
ル値の形で記憶する波形メモリ（実施例では波形メモリ
１４で構成）と、上記波形メモリ１４に記憶したｌ個の
楽音波形１周期のうち少なくとも１つは他の楽音波形１
周期の繰り返し読み出し回数と異なるようにして上記波
形メモリよシ麟定のサンプル値を読み出すための読み出
しデータを発生する読み出し装置〔実施例では周期メモ
リ４．累積メモリ６、計数メモリ６゜加算器７，８．と
歩進発生器（Ｒ（Ｊ−Ｍｌｌとゲート１０とで構成）と
で構成〕とを具備し、発音すべき周波数に対応した読み
出しデータで上記波形楽音波形を発生するようにしたも
のであるから、時間変動を伴なった自然楽器音に非常に
よく似た楽音信号をつくることができる。さらに、楽音
の発音開始時には歩進発生器から歩進数の大きいデータ
を読み出°し装置（実施例の加算器８）に供給すること
により、楽音の発音開始時には短時間の間に波形の形状
を激しく変化させる楽音信号をつくることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は一般的な楽音波形を示す波形図、第２図は楽音
波形のエンベロープ包絡状態の一例を示す波形図、第３
図は楽音波形を模式的に示した図、第４図、第６図は本
発明の動作原理を説明するための波形図、第６図は本発
明の一実施例を示すブロック図、第７図は第６図の波形
メモリ１４のメモリマツプの一例を示す図、第８図は第
６図のタイミングパルス発生部１１の一具体例を示すブ
ロック図、第９図はタイミングパルス発生部１６のタイ
ムチャートを示す図、第１０図は上記実施例の動作を説
明するためのタイムチャートを示す図、第１１図は第６
図の発音周期データ発生部３の一具体例を示すブロック
図、第１２図はその動作を説明するためのタイムチャー
トを示す図、第１３るための波形図、第１４図、第１６
図、第１７図は本発明の他の実施例の要部を示すブロッ
ク図である。 １　・・・−・・鍵盤、２・・・・・・押鍵検出部、３
・・・・・発音周期データ発生部、４・・・・−周期メ
モリ、６累積メモリ、６・・・・・・計数メモリ、７．
　８．３３゜４２・・・・・・加算器、１４・・・・・
・波形メモリ、１６・・・・・・ＤＡＣ，１６・・・・
・・タイミングパルス発生部、２４・−・・・・アンド
ゲート、１３・・・−・・インバータ、２０，２１，２
８，２９，３７．３８・・・・・ラッチ、１Ｇ１，２２
，２５，３２，３４．４１・・・・・・・ＲＯＭ、２３
・・・・・・比較器、１７・・・自発振器、１８・・・
・・・カウンタ、２６．３５・・・・・・セレクタ、２
７，３６・・・・・・ＲＳフリノプフロンプ、３０．３
９・・・・・・減算器、３１．４０・・中・乗算器、−
４３，４４，４６・・・・・・補間器。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　はか１名ＩＱ
ｖ １１士 鍜電 ０ １１ ２ ｗＰ　　−一一一一一−Ｊ−一℃ヨ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （リ　楽音の発音開始時から発音終了時までを！分割し
   て得た１個の異なる楽音波形１周期をさらにに分割して
   得たＩｘＫ個のサンプル値をディジタル値の形で記憶す
   る波形メｊ、りと、上記波形メモリに記憶した１個の楽
   音波形１周期のうち少なくとも１つは他の楽音波形１周
   期の繰シ返し読み出し回数と異なるようにして上記波形
   メモリより所定のサンプル値を読み出すための読み出し
   データを発生する読み出し装置とを具備し、発音すべき
   周波数に対応した読み出しデータで上記波形メモ楽音波
   形を発生するようにした楽音発生装置。 ＜２）　　特許請求の範囲第１項記載の楽音発生装置に
   おいて、読み出し装置を９発音すべき周波数に対応した
   周期データを記憶する周期メモリと上記周期メモリに記
   憶された周期データの累算を行なう累算器とその累算器
   の出力信号の実質的な最上位ビット信号に基づいて計数
   歩進を行なうＢ１数器とで構成し、上記計数器の出力信
   号で波形メモ＋７　ｉ７こ記憶されているｌ個の楽音波
   形から所定の楽行波形を選択し、上記累算器の出力信号
   で上記計数器で選択した楽音波形−周期から所定のサン
   プル値を選択して前記波形メモリから所定のサンプル値
   を読み出すことを特徴とする楽音発生装置。 （３）特許請求の範囲第２項記載の楽音発生装置におい
   て、累算器を、累算結果を記憶する累積メモリと第１の
   加算器で構成し、計数器を、計数結果を記憶する計数メ
   モリと第２の加算器と計数メモリから読み出された計数
   値と上記累算器の出力信号の実質的な最上位ビット信号
   とに基づいて計数した歩進数を上記第２の加算器に供給
   する歩進発生器で構成したことを特徴とする楽音発生装
   置。 （４）特許請求の範囲第３項記載の楽音発生装置におい
   て、周期メモリと累積メモリと計数メモリとをそれぞれ
   複数組設け、第１の加算器と第２の加算器と歩進発生器
   および波形メモリを時分割的に使用することにより、複
   数の楽音信号を発生するようにしたことを特徴とする楽
   音発生装置。