JPS58132284A - 電子楽器用適合伴奏音色装置 - 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】 発明の背景 本発明は、電子音合成に関するものであり、特に電子楽
器の予め選択し九ソロ楽音を補足する楽音の発生に関す
る。

先行技術の説明 電子オルガンのような電子鍵盤楽器は、作動された鍵ス
ィッチに応答して生じる楽音を選択するため多数の楽音
スイッチを用いて実施されるのが一般的である。楽音ス
イッチはその各々が一直線に配列された鍵スィッチから
なる何段かの鍵ＩＮＫ対応する集音スイッチ群として一
般に構成されている。そのような楽器の演奏を開始する
前に１音集家は各鍵盤で作動される楽音スイッチの組合
せを選択するという問題に直面しなければならない。

中震度の大きさの楽器でも１鍵ｆＩＩｌあた〕約１０個
の楽音スイッチを含んでいることがあるので、楽音スイ
ッチの組合せの理論上の数は１鍵盤あた夛１”　−１＝
　１０２３となる。明らかに音楽家は非常に大き表理論
上の選択数を有する。あま夛明確にはきめられない音楽
的熟練度に基づい大一部の配慮が選択されるのにふされ
しい楽音ストップの組合せ数を大幅に減らすのに用いら
れる。しかし、経験による楽音選択原則を用いても非常
に大きな残余スイッチ選択数がまだ残る。

主としてポピユラー音楽を演奏するために設計されたオ
ルガンに状１娯楽用”オルガンという一般名が与えられ
ることが時々ある。これらの楽器は一般的に（ソロ鍵盤
と呼ばれ石）上鍵盤でソロ型音声（Ｖ６ｉｅ・）を用い
、伴賽集音声は下鍵盤および足鍵盤で得られるように設
計されている。音楽家が用いる導通の楽音選択は、下鍵
盤による“混合（ｂｌｅｎｄｉｍｇ）　”音色および足
鍵盤に対する同様な混合音とと本に上鍵盤に対するソロ
ストップを選択することによって小さいコンポ群（ｅｏ
ｍｂｏ　ｇｒｏｕｐ）をまねることである。

伴奏音の選択は勿論ソロ楽音に対して行われ九選択に依
存するのが理想的である。非常に多くの種類の音楽的効
果についての多年の経験に基づいて、一定のソロ楽音を
補足する伴奏音を選択するため経験による原則（ｒｕｌ
ｅ）が作られている。これらの原則（ｒｕｌｅ）は、オ
ルガンの音の分類に基礎をおいている。比較的最近の楽
音シンセサイザの出現以前には、オルガンの音はフルー
ト、ダイアペーソン１弦楽器およびリード楽器からなる
４つの楽音種類に分類された。これらの楽音種類は明確
に紘定義されておらず、楽音の分類は成る程度主観的な
ものである。楽音種類をよく訓べてみると、それらの種
類は、高調波ナンバーが増加するＫつれて高調波の強ｉ
　（ｓｔｒ＠ｎｇｔｈ）が低下する速度（ｒａｔ・）な
らびに主要な高調波のナンバーに主として違いのあるこ
とが示されている。

一般に経験的楽音選択原則（ｒｕｌ・）は、特定の種類
からソロ楽音が選択される場合に一定の種類から成る楽
音を選ぶための指示である。これらはけつき）と確立さ
れた原則ではないが、少くともそれらの原則は楽音選択
に際して初心者に対して成る程度の指針を与えるもので
ある。

発明の要約 米！！４１許第４，０８５，６４４号（特願昭ｉｆ　−
９３！１１９）に説明されている型の複音シンセサイザ
で線、計算サイクルとデータ転送サイクルが反復して、
かつ独立して実行され、楽音波形に変換されるデータを
与える。ソロ計算サイクルと伴奏音計算サイクルを含む
一連の計算サイクルが実施される。

ソロ計算サイクルの期間中に線、選択された出力ソロ楽
音を特徴づける１セツトの高調波係数を用いて離散的フ
ーリエ変換を実施することによってソロ主データセット
が作られる。伴奏音計算サイクルの期間中には、選択さ
れたソロ音に対応する自己相関関数が計算される。ソロ
音相関関数を補足する１セツトの伴奏高調波係数が計算
される。

次に、その１セツトの伴奏高調波係数を用いて離散的７
−リエ変換を用いることによって伴奏主データセットが
作られる。１つの完全な計算サイクルの終りに、ソロ主
データセットはソロレジスタに記憶され、伴奏主データ
セットは伴奏レジスタに記憶される。計算はいかなる楽
音周波数とも非同期となるか−しれない高速で行われる
。

１つの完全な計算サイクルに続いて、転送サイクルが開
始され、この転送サイクルの期間中には、記憶されたソ
ロ主データセットは多数のソロ楽音発生器のうちの予め
選択された発生器へ転送され、記憶された伴奏主データ
セットは多数の伴奏音発生器のうちの予め選択され九発
生器へ転送される。

楽器の出力楽音発生は計算サイクルと転送サイクルの期
間中途切れることなく継続する。転送されたデータは楽
音発生器に含まれる音調レジスタに記憶される。多数の
楽音発生器のうちの予め選択された発生器の音調レジス
タに含まれる主データセットは反復して順次記憶装置か
ら読み出され、Ｄ−Ａ変換器によってアナログ楽音波形
に変換される。メモリアドレッシング速度は、楽音発生
器に関連した楽音ピッチの対応する基本周波数に比例す
る。

本発明の目的は、選択塔れ九ソロ音に適応して補足する
伴奏音を発生させることである。

本発明は、離散的７−リエ変換算法を実施することによ
って楽音波形、を合成する型の楽音発生器に組み入れら
れる予め選択されたソロ音組合せに適応して補足する１
セツトの伴奏高調波係数を得る念めのサブシステムを指
向する。この型の楽音発生システムは、こ＼に参考のた
め述べである”複音シンセサイザと題する米国特許＠　
４，０８５，６４４号（！！！ｉ−順昭５１−９３５１
９）に詳細に説明されている。

下記の説明において、参考のために述べである特許に説
明さ゛れているシステムのすべての素子は、参考のため
に述べである特許に現われる同一数字のっけられた素子
に対応する２桁数字によって確認される。３桁数字によ
って確認されるすべてのシステム素子ブロックは、予め
選択されたソロ楽音に対応して適合伴奏音色を発生させ
るため本発明の改良を実施するため複音シンセサイザに
付は加えられたシステム素子に対応する。

本発明の特徴は、ソロ楽音波形に対応する自己相関関数
によシ、予め選択されたソロ楽音を分類するための手段
である。米国特許第４．０８５，６４４号（％Ｍ昭５１
−９３５１９）に説明されているシステムにおける楽音
発生器によシ発生されるような周期的波形の場合には、
振幅信号は下記の複雑な関係　　　　′式の突部によっ
て表わすことができる。

対応する自己相関関数は成る周期にわたって平均化され
た下記の置換された関数によって定義される。

当 式ｌと式２を組合わせると下記の式がえられる。

周期関数に対応する自己相関関数はまたもとの波形ｘ（
ｔ）と同一の同期の周期関数でもあることが認められる
。自己相関関数の形はもとの時系列又は信号Ｘ（ｔ）の
それと同じてはない。この変化は、式１の高調波係数ａ
ｎは正値と負値の両方をもちうるが、式３では１♂の正
値のみが現われるので明らかである。

１１１１ＥＩ図はいくつかの周期的楽音波形とそれらの
対応する自己相関関数を示す。いづれの場合にも、左側
の部分は０−４０ｄｂの範囲において描かれた１組！の
高調波係数である。中央部分は楽音信号の１周期の波形
である。右側の部分は＋１〜−１の正規化され九範囲に
対して描かれた自己相関関数である。第１図を検討して
みると、自己相関関数は周知の５ｔｉｎｘ／Ｘ関数形に
近似していることが示されている。更に、自己相関関数
の最初の零は、対応する楽音スペクトルの幅の測度（ｍ
ｅａｓｕｒｅ）である。広いスペクトル幅は最初の零交
差に対し小さイ値ノ自己相関置換（変位）　（ｄｉｓｐ
ｌａｃｅｍｅｎｔ）　　／ニラメータτを生じさせる。

逆に、狭いスペクトル幅は、自己相関関数の最初の零交
差に対しより大きな値のτを生じさせる。

第２図は自己相関関数に対するｓｉｎ　ｘ／ｘ関数近似
法による楽音分類結果を示す。いづれの場合にも、２段
階における１から１５ｔでの高調波まで波形は示された
数の等しい高調波に対し計算された。

自己相関関数は、最初の零交差に対する置換（変位）を
測定するため各波形に対して計算された。

５ｉｎｘ／ｘ曲線拡交差値に対応するように適合された
。零交差置換は各自己相関グラフに列記されている。右
側の部分に示したスペクトルは、自己相関関数のフ、−
リエ余弦変換を計算する周知の方法によって得られた。

真の自己相関関数に対する近似曲線を用いて見られたス
ペクトル社もとのスペクトルと良く近似していることが
認められる。

自己相関関数は、数理統計学に用いられる自己共分散（
ａｎｔｏｅｏｖａｒｔａｎｅリ　関数と関係があること
が認められる。波形が零平均値を有すると、自己相関関
数は正規化定数以外は自己共分散に等しい。

参考のため述べ九米国特許第４．０８５，６４４号（特
願昭５１−９３５１９）に説明されている複音シンセサ
イザにより発生される波形は発生すると零平均値を有す
る。

第３図は、米国特許第４，０８５，６４４号Ｃ％願昭５
ｌ−９３５１９）　　Ｋ説明されているシステムに対す
る変形として、また付加物として説明されている本発明
の１実施例を示す。参考のために述べた米国特許に説明
されているように、複音シンセサイザは１列に配列され
たスイッチを含む。これらのスイッチは楽器鍵盤スイッ
チνと表示されたブロックに含まれておシ、それらのス
イッチ１２Ｆｉ、例えばオルガンのような電子楽器のた
めの従来の鍵盤直線配列スイッチに対応する。１個又は
それ以上の鍵が楽器鍵盤上で作動されると（°オン”の
位置になると）、音調検出・割当回路１４は作動された
鉾スイッチに対する対応する音調情報を記憶し、作動さ
れた各鍵スィッチに対して１セット１２個の楽音発生器
のうちの１個を割当てる。楽音発生器は２群に分けられ
ている。１群はソロ鍵盤に含まれる鍵スィッチのためソ
ロ楽音を発生させるのに用いられる。この群はソロ楽音
発生器１０６と表示されているブロックに含まれている
。伴賽音発生器１５Ｇと表示されているブロックに含ま
れている第２群は、伴奏鍵盤に含まれている鍵スィッチ
のため伴奏音を発生させるのに用いられる。適当な音調
検出・割当サブシステムが、こ＼に参考のため述べであ
る米国特許第４，０２２，０９８号（％願昭５１−１１
０６５２　）に説明されている。

鍵盤上の１個又はそれ以上の鍵スィッチが作動されると
、実行制御回路１６Ｆ！、２つのサブサイクルからなる
計算サイクルを開始させる。計算サイクルの第１サブサ
イクルの期間中に、闘データ語からなるソロ主データセ
ットがソロ主データセツト発生器１５１によって計算さ
れ、ソロ主データセツトメモリに記憶される。自データ
語紘、メモリアドレスデコーダ器によって支えられたア
ドレスに応答して高調波係数メ毫り２ｓおよびｎからア
ドレスアウトされた値からスイッチ８１と８２の組合せ
によって選択された高調波係数を用いて発生させられる
。選択され九高調波係数の和紘、加算器１０１によって
ソロ主データセツト発生器１５１に与えられる。例デー
タ語は、ソロ集音発生器１０６のうちの選択された楽音
発生器が発生させた集音に対するオーディオ波形の１サ
イクルの等間隔に置かれた例点の振幅に対応する。一般
的原則は、オーディオ楽音スペクトルの高調波の最大数
は、１つの完全な波形サイクルのデータ点数、又は同じ
く主データセットを構成するデータ点数の号以下である
。

計算サイクルの第１サブサイクルが完了すると、転送サ
イクルが開始され、その期間中にソロ主データセツトメ
モリに記憶されているソロ主データセットは、ソロ楽音
発生器１０６に含まれる１セツトの楽音発生器の各発生
器の素子である音調レジスタへ転送される。これらの音
調レジスタは、予め選択された楽音の完全な１サイクル
に対応する例データ語を記憶する。音調レジスタに記憶
され九データ語は順次反復して読出され、デジタルデー
タ語をアナログ楽音波形に変換するＤ−Ａ賢換器へ転送
される。この楽音波形は従来の増幅器およびスピーカサ
ブシステムからなる音響装置１１によプ可聰音に変えら
れる。記憶されたデータは、楽音発生器が割当てられて
いる作動された鍵スィッチに対応する楽音の基本周波数
に対応する速度で各音調レジスタから読出される。

参考のために述べ九米国特許第４．０８５．６４４号（
特願昭５１−９３５１９）に説明されているように、作
動された鍵が鍵盤上で押鍵されたま＼でいる開でも、一
連の計算サイクルの期間中発生した主データセットを連
続的に再計算し記憶し、このデータを音調レジスタにロ
ードできることが望ましい。

このシステム機能は、読出しクロック速度でのＤ−ム変
換器へのデータ点の流れを妨げることかしに達成される
。

計算サイクルの第２サブサイクルの期間中には、下記の
方法で伴奏主データセットが計算され、伴奏データセッ
ト発生器１０５内に含まれる伴奏主データセツトメモリ
に記憶される。主データセットを構成する倒データ語は
、選択されたソロ楽音の自己相関関数の第１零交差に応
答して発生する。

計算サイクルの第２サブサイクルが完了すると、転送サ
イクルが開始され、この転送サイクルの期間中に＃ｉ、
伴賽主データセットメモリに記憶された伴奏主データセ
ットが、伴奏音発生器１５０に含まれてｂる１セツトの
楽音発生器のうちの各発生器の素子である音調レジスタ
へ転送される。これらの音調レジスタに記憶されたデー
タ語線、ソロ楽音発生器の場合に上述したのと同じ方法
で可聴音に変えられる。

加算器１０１の出力からの選択されたソロ高調波係数の
合計値は、振幅値が、各久方データ値を二乗するスクエ
アＩ）（■ｑｕａｒｅｒ）　１０２によって二乗される
。スクエアラ１０２がらの出カデータ社、ソロ楽音に対
する選択された高調波係数に対応して自己相関関数を計
算するため自己相関器１０３によって用いられる。自己
相関器１０３は自己相関関数を計算し、零交差回路１０
４は自己相関関数の第１零交差の位置を見出す。自己相
関関数の零交差に応答して、伴奏データセット発生器１
０５　ｉ　１セツトの伴奏高調波係数を発生させる。こ
の１セツトの高調波係数を用いて、伴奏主データを発生
させ、。

このデータは伴奏鍵盤上の鍵スイツチ閉鎖に割当てられ
た伴奏音発生器によって用いられる。

第４図は自己相関器１０３のためのシステム論理の詳細
を示す。自己相関器１０３は、主クロック１５゜スクエ
アラ１０２．レジスタ１１４および１１５．零交差回路
１０４．比較器１１６を除くすべての図示し九論理ブロ
ックを含む。計算サイクルが開始されると、実行制御回
路１６は開始信号を発生させる。開始信号はフリップフ
ロップ１１８をセットし、相関高調波カウンタ１０６と
相関語カウンタ１０７をその初期カウント状態にリセッ
トする。

自己相関器１０３は高調波係数の二乗の離散的フーリエ
余弦変換を計算することによって自己相関関数を見出す
ように実行される。自己相関関数が出力密度スペクトル
関数のフーリエ余弦変換であゐことは信号処理理論上周
知であゐ。この場合出カスベクトル密度値拡高調波係数
の二乗値である。

ツリツブフロップ１１８がセットされると、ゲート１１
７は主クロック「からタイミング信号を転送して、相関
高調波カウンタ１０・のカウント状態を増分させる。相
関高調波カウンタ１０６はモジュロ冨をカウントするよ
うに実行される。この数は、発生した東門波形の１周期
に対応ずゐ主データセットのデータ点数の凶に等しくな
るように選択される。

相関高調波カウンタ１０６がそのモジュロカウンティン
グ奥ｊｌｌｉｌの故にその初期状態に戻る度毎に、その
カウンタはリセット信号を発生する。このリセット信号
は相関語カウンタ１０７　ｌ増分させるのに用いられる
。相関語カウンタ１０７はモジュロ劇をカウントするよ
うに実施することができる。それは例が自己相関関数ス
ペーシングに対する最高理論カウント限界であるからで
ある。しかし、後述するように、自己相関関数の零交差
は、常に１７を超えないカウント状態に対して常に発生
する。

従って、モジュロ１７をカウントするように相関語カウ
ンタを実行することによって成る程度の節約ができる。

相関高調波カウンタ１Ｇｇが増分される度毎に、ゲート
１０ｇは相関語カウンタ１０７の現在のカウント状態を
加算器−アキュムレータ１０９へ転送する。

加算器−アキュムレータ１０９は受けとったデータを以
前に累算された値に加算して累算され九合計値をつくる
。加算器−アキュムレータ１０９に含まれるアキュムレ
ータ値は、実行制御回路１６によシ与えられる開始信号
に応答して零値に初期設定される。

メモリアドレスデコーダ１１０は、加算器−アキュムレ
ータ１０１に含まれる累算された合計値に応答して、正
弦波関数表１１１から記憶され九データ値をアドレスア
ウトする。正弦波関数表１１１線三角関数ｅｏｓ　（π
ｘ／３２　）の値を記憶している。Ｘの値の範囲はθ〜
６３である。正弦波関数表１１１からアドレスアウトさ
れた三角関数値は、乗算器１１２によってスクエア２１
０２からの現在のデータ出力と乗算される。乗算器１１
２によって与えられる自己相関成分値とも呼ばれる積の
値線、加算器−アキュムレータ１１３のアキュムレータ
に以前から含まれるデータに加算され、累算され九合計
値をつくる。

相関高調波カウンタ１０６　Ｋよ多発生された°リセッ
ト信号に応答して相関語カウンタが増分される度毎に、
加算器−アキュムレータ１１３は初期の零１１にリセッ
トされる。加算器−アキュムレータ１１３がリセット信
号にリセットされる前に、レジスタ１１４の内容はレジ
スタ１１５へ転送され、加算器−アキュムレータ１１３
の内容社レジスタ１１４へ転送される。

上述したシステム動作の最終的結果として、レジスタφ
１１１４は、相関語カウンタ１０７の状１１ｊに対する
自己相関関数値を含み、一方レジスタφ！１１８は、相
関語カウンタ１０７の状１１ｊ−ＩＫ対応する自己相関
関数値管含む。相関語カウンタ１０７の状態は式３の変
位変数（ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ　ｖａｒｉａｂｌｅ
）に対応する。

成る変位値Ｘ・では、自己相関関数の零交差が存在する
。従って、Ｘ・よシ大きい、又はＸ・に等しい成るカウ
ント状態ｋに対しては、正Ｏ数又は零値がレジスタφ２
１１５に含まれ、−力負の数がレジスタφ１ｔ１４に存
在する。零交差変位変数Ｘ・は、必ずしも相関語カウン
タ１０７の整数のカウント状態に等しい必要はない。Ｘ
・の値はカウント状態におよびレジスタ１１４および１
１５の内容から計算される。自己相関関数の零交差の存
在は比較器１１６によって測定されるが、零交差回路１
０４は自己相関関数の最初の零交差に対応する相関スペ
ーシングパラメータに対するＸ・の値を計算する。

第５図はシステムブロック、零交差回路１０４に対する
論理の詳細を示す。減算器１１９は、レジスタ◆１１１
４とレジスタφ２１１ｓに含まれるデータ値の差である
レジスタ差出力値を与える。減算器１１９の出力からの
レジスタ差値は、除算器１２０によってレジスタφ１１
１４に含まれる値で割算される。除算器１２０の出力は
相関語カウンタ１０７の現在のカウント状態に加算され
て、ｘ６の値を生じさせる。Ｘ・はレジスタ１１４およ
びｌ長５に含まれるデータ値に基づいた線形補間法（ｌ
ｉｎｅａｒ　ｌｎｔ＠ｒｐｏｌａ−ｔｔｏｎ　ｐｒｅｅ
・■）によって計算される。

減算器１！２は、２・＝１７−ｘ、の値を計算する。

２・は選択されたソロ楽音に応答して伴奏音のために適
合するように発生する楽音の自己相関関数の最初の零交
差として使用される。ｚｏの値は比較器１１６によ多発
生される交差信号に応答してアンドゲート１！３によっ
て転送される。レジスタφ１１１４が負の値を有し、レ
ジスタナ２１１５が零又拡正の値を有する場合には、比
較器１１６は交差信号を発生させる。アンドゲート１２
３は１個のゲートとして示されているが、これは数値２
・の２過表示におけるデータビット数と同数の１セツト
のアンドゲートの記号表現として意図されている。

第６図は、その最初の零交差値として以前に決定された
値Ｚ、金含有るｓｌｎ　ｘ／ｘの形の自己相関関数を計
算するためのサブシステム論理を示す。このサブシステ
ムは伴奏データセット発生器１０５内に含まれる。第６
図に示しであるシステムは、”デジタル楽音シンセサイ
ザにおける／くルス幅変調１と題する米国特許第４，１
１６．１０３号に説明されているシステムに似ている。

この米国特許拡こ＼に参考のため組み入れられている。

高調波カウンタ夏が実行制御回路１６によシ与えられる
タイミング信号によって増分される度毎に、加算器−ア
キュムレータ１２５はそのアキュムレータに含まれる内
容に定数値ＰＩ＝πを加算する。参考のために述べた米
国特許第４．０８５．６４４号（４１１１昭ｓ１−９３
５１９　）に説明されているように、高調波カウンタ頷
はソロ主データセツト発生器１５１内に含まれているカ
ウンタである。リセ・ソト信号を実行制御回路１６から
受信する度毎に、加算器−アキュムレータ１２５内のア
キュムレータ値は零値の初期状態に初期設定される。こ
の同じリセット信号は、高調波カウンタにをその初期カ
ウント状態にリセットするのに用いられる。この方法に
より、加算器−アキュムレータ１２Ｂは値ｑｆＫ等しい
内容をもつ。但し、ｑは高調波カウンタ夏のカウント状
態である。高調波カウンタ加は、主データセットのデー
タ点数のにに等しい数をモジュロとしてカウントするよ
うに実施されていゐ。

除算器１２６は、加算器−アキュムレータ１２５の内容
を零交差数ナンバー２０で割算し、数量ｑ／Ｚ・を与え
る。メモリアドレスデコーダｔｚ７ａ、除算器′１２６
の出力において与えられゐ数値に対応して正弦波関数表
１３８から記、憶されているデータ値をアドレスアウト
する。正弦波関数表１２８は三角関数ｓｉｍ　（πｑ／
Ｚ＠）の値を記憶するアドレス可能メモリとして実行さ
れている。除算器１２９は除算器１２６によって与えら
れ＆ｑπ／２・の値で正弦波関数表１２８から読出され
九三角関数値を除算すゐように動作する。最終的ｆｋｌ
ｉ！果として数量ｄｑ＝ｓｉｎ（πｑ／Ｚｅ）／（πｑ
／Ｚ瞥）となる。ｄｑ紘ｑに等しい相関変位（ｄｉｓｐ
ｌａｃ＠ｍ＠ｎｔ　）に対すゐ自己相関関数であシ、そ
れに対して自己相関関数は値２・においてその最初の零
交差を有する。

自己相関関数に対して発生した値ｄｑは、高調波カウン
タ加の状態ｑに対応するアドレス場所において相関メモ
リ１３０に記憶される。ｄｑの値は、伴奏高調波発生器
１３２によって使用され下鍵盤又は伴奏鍵盤に割当てら
れた楽音発生器によや使用される主データセットを計算
する。

伴奏高調波発生器１３２の論理の詳細は、第７図に示さ
れている。伴奏高調波発生器１３２は離散的フーリエ余
弦変換を実行し、相関メモリ１３０に記憶された自己相
関関数値から伴奏高調波係数の二乗値を評価する。

フリップフロップ１３４ｕ、伴奏主データセットを計算
するのに用いられる高調波係数がその期間中に相関メモ
リ１３０に記憶された自己相関関数値ｄｑから計算され
る伴奏計算サイクルの開始時に実行制御回路１６によっ
てセットされる。フリップフロップ１３４がセットされ
ると、伴奏語カウンタ１３５０カウント状態はその初期
カウント状態又は零カウント状態にリセットされる。

フリップフロップ１３４がセットされると、その出力論
理状態Ｑ＝＠ｌ’は、ゲート１３１　ｔ　して主クロッ
ク１５によって与えられ九タイミング信号を転送させる
。ゲート１３３を介して転送されたノーイミング信号祉
、伴奏語カウンタ１３Ｂのカウント状態を増分させるの
く用いられる。このカウンタは、主データセットのデー
タ値数のにに等しいモジュｏ３２をカウントするように
実施されている。伴奏語カウンタ１３５がそのモジュロ
カウンティング実施の故にその初期カウント状態に戻る
度毎に、このカウンタはリセット信号を発生させる。

伴奏語カウンタ１１Ｂが発生させたリセット信号は伴奏
高調波カウンタ１３６のカウント状態を増分させるのに
用いられる。伴奏高調波カウンタ１３６は、実行制御回
路１６によって与えられた信号によって伴奏計算サイク
ルの開始時にその初期又鉱零カウンＦ状態にリセットさ
れる。

伴奏高調波カウンタ１３６の内容又は状態は、主クロッ
クルにより決定される速度で加算器−アキュムレータ１
３８のアキュムレータの内容に反復して加算される。メ
モリアドレスデコーダ１３９は加算器−アキュムレータ
１３ｇの内容に対応して正弦波関数表１４０から記憶さ
れているデータ値を読出す。正弦波関数表１４０は、変
数Ｘの値によってアドレスされる三角関数８１１（πｘ
／３２　）の値を記憶するメモリとして実行されている
。

記憶され九値ｄｑは、伴奏語カウンタ１３５０カウント
状態に応答して相関メモリ１３９から読出される。読出
された値ｄｑは正弦波関数表１４０から読出された三角
関数と乗算器１４１によシ乗算される。

乗算器１４１が生じさせた連１した出力値は、伴奏語カ
ウンタ１３５が生じさせ＆３２のカウント状態に対して
加算器−アキュムレータによシ合計される。伴奏語カウ
ンタがそのモジュロカウンティング実施の故にリセット
されると、リセット信号が発生する。このリセット信号
に応答して、平方根回路１４３は加算器−アキュムレー
タ１４２に含まれるアキュムレータの内容の現在の状態
に対応する平方根値を評価する。評価された平方根デー
タは、伴奏高調波カウンタ１３６０カウント状態に対応
するアドレスにおいて伴奏高調波メモリ１４５に記憶さ
れる。

上述した動作の最終的結果として、伴奏計算サイクルの
終了時には伴奏高調波メモリ１４１１は、伴奏主データ
発生器１４４により使用される１組部の高調波係数を含
み、下鍵盤又紘伴奏鍵盤に割当てられている伴奏音発生
器１５０に含まれる楽音発生器への主要楽音データとし
て用いられる主データセットを発生させる。

伴奏高調波カウンタ１３６がそのモジュロカウンティン
グ実行の故にその初期カウント状態に戻ると、リセット
信号が発生する。このリセット信号はフリップフロップ
をリセットし、それにょシ伴奏計算サイクルを終了させ
るのに用いられる。

伴奏主データ発生器１４４は、伴奏高調波メモリ１４５
に記憶され良高調波係数を用い、主データセットを発生
させるため参考のため述べた米国特許第４，０８５，６
４４号（特願昭５１−１８１５１９）において以前に説
明したのと全く同じ方法で伴奏主データセットをつ〈シ
出す。

第８図は、実行制御回路１６のシステム素子に対する実
行例である。フリップフロップｔＳｔがセットされ、そ
の出力論理状態がＱ−“１＃となると、完全な計算サイ
クルが開始される。フリップフロップ１８５がその出力
状態として論理Ｑ−“０＃を有しサイクルカウンタ１９
４がその最大カウント状轄に達していると、フリップフ
ロップ１８１は高調検出・割当装置からの信号に応答し
てセットすることができる。後述するように、フリップ
フロップ１８５は転送サイクルを制御するのに用いられ
、転送サイクルが完了するまで新たな計算サイクルは開
始しないことが望ましい。高調検出・割当装置１４が鍵
スィッチが楽器鍵盤上で作動されたことを検出すると、
このサブシステムは計算サイクルＱ始要求を出す。これ
の代わシの論理は、転送サイクルが進行中でない場合で
も常に完全な計算サイクルを開始させることであシ、又
は割当てられた楽音発生器のうちの１つに対する主デー
タセットの各転送の完了時に計算サイクルを開始するこ
とである。

計Ｘサイクルの開始時に７リツプフロツプ１８１がセッ
トされると、出力状１１Ｑ＝＠ｌ”社エツジ検出回路１
８３によって開始と表示された信号パルスに変換される
。参考のため述べた米国特許第４，０８５．６４４号（
４１願昭５１−９３５１９）に説明されているように、
開始信号は語カウンタ１９および高調波カウンタ加を初
期設定するのに用いられる。開始信号はまた自己相関器
１０３にも与えられる。

論理状態Ｑ＝＠ｌ”はゲート１８０をして主クロックＶ
からクロックタイミング信号を転送させ、サイクルカウ
ンタ１８２を語カウンタ１９を増分させる。

上４１［又はソロ鍵盤に割当てられたソロ楽音発生器の
ために主データセットが計算される計算サイクルの第１
部分の期間中に、サイクルカウンタ１０は全部で−Ｘ　
３２　＝　２０４８の主クロツクタイミング信号をカウ
ントする。この数社、主データセツト中のデータ語数と
、選択され喪楽音をつくるのに用いられる高調波係数の
最大数との積である。

サイクルカウンタ１８２がその最カウント状態に達する
と、フリップフロップ１８１　’ｉミリセットスル号が
発生される。

語カウンタ１９は主データセツト中のデータ語数に等し
いモジュロ−をカウントするように実行される。語カウ
ンタ和がそのモジュロカウンティング実施の故にその初
期状態に戻る度毎に、リセット信号が発生される。この
リセット信号は、参考のため述ぺ九米国特許第４．０８
５．６４４号（４？願昭５１−９３５１９　）に説明さ
れている方法によシ主データセットが計算され主レジス
タあに記憶される期間中の計算サイクルの一部期間中に
高調波カウンタ加のカウンタ状態を増分させるためにオ
アゲート１９６ｔ−介して供給される。

割当てられたソロおよび伴奏音発生器の総数に等しい数
（ナンバー）が、音調検出・割当装置１４から比較器１
８８へ転送される。カウンタ１８９はオアゲート１９６
の出力に現われる転送サイクル要求によって増分される
。下部転送サイクル要求と表示されている割当てられた
伴奏音発生器に対する転送サイクル要求は、サイクルカ
ウンタ２０１がその最大カウント状態に達するまではカ
ウンタ１８９を増分させないようになっておシ、サイク
ルヵウンタ２０１がその最大カウント状態に達すると主
データが計算されて、割当てられた伴奏音発生器によっ
て用いられる。アンドゲート２Ｇ４は、伴奏主データセ
ットが計算されてしまうまで下部転送サイクル要求を抑
止する機能を果たす。カウンタ１８９社エツジ検出回路
１８１にょシ発生される信号によって計算サイクルの開
始時に初期カウント状態にリセットされる。

ソロ楽音の自己相関関数の最初の零交差が検出されたこ
とを比較器１１６が示すと、信号がアンドケ−）２０３
へ送られる。サイクルカウンタ１８２カその最大カウン
ト状態に達すると、第２の信号がアンドゲート２０３へ
送られる。次にアンドゲート２０３は高調波カウンタ加
をその初期状態にリセットする。同時にゲート１９７は
タイミングパルスをオアゲート１９６を介して主クロッ
ク１５がら転送し、高調波カウンタ頷の状態を増分させ
る。

サイクルカウンタ１８２がその最大カウント状態に達す
ると、７リツプフロツプ１８１をリセットする発生した
信号がフリップ７０ツブ１９９　ｔセットするのに用い
られる。フリップ７０ツブ１９９がセットされると、そ
の期間中に伴奏高調波係数が計算され伴奏主データが計
算される計算サイクルの一部が開始される。

フリップフロップ１９９がセットされると、その出力論
理状態Ｑ＝−＠１”はゲート１３７をしてサイクルカウ
ンタ２０１の状態を増分させるのに用いらノ］。

るタイミングパルスを主クロック１５がら転送させる。

論理Ｑ−＠１”信号はエツジ検出回ｖｙｔ２０２にょ多
信号パルスに変換され、初期設定信号として伴奏主デー
タ発生器１４４へ与えられろ。

サイクルカウンタ２０１はモジコロ３２＋　（６４Ｘ３
２）　！−（６４Ｘ３２）をカウントするように実行さ
れる。第１項のｎは、伴奏データセット発生ｆｌ１０５
によって１セツトの高調波係数ｄｑのｎの値を計算する
のｔて必要なタイミング信号パルス数である。カウント
状態がおになると、信号がサイクルカウンタ２０１から
転送され、この信号は伴奏；［ｉ波発生器１３２の１素
子であるフリップフロップ１３４ヲセツトスるのに用い
られる。その最大カウントの終了時に、サイクルカウン
タ２０１はアンドゲート１８４へ１入力として与えられ
る信号を発生させる。この時にシステムは、比較器１８
８がすべての転送サイクル要求が満たされ九ことを示す
とすぐ新たな計算サイクルを開始させる用意ができてい
る。

第９図は、伴奏主データ発生器１４４の詳細を示す。こ
のナプシステムは、ソロ楽音発生器ｌｏ６用の主データ
セットを発生させるＯＫ用いられる第３図に示し良シス
テム素子に類似した方法で動作する。この動作は参考の
ために述べた米！１４１許第４．０８５．６４４号（特
願昭５１−９３５１９）に説明されている。相等するサ
ブシステムブロックは１９−１６１゜２０−１６２　、
２２−１１１３　、２１−１６４　、２８−１１１５　
、２４−１６６　、　！８−１＠７　、３３−１６８　
、３４−１４１９　、２５−１７０゜！７．２６−１４
５　　の対になっている。伴奏主データは計算され、第
意主レジスタ１６９　Ｋ記憶される。この主データは１
−にットの伴奏音発生器１５０内に位置するメモリへ転
送され、参考のため述べた米国特許第４．０８５．６４
４号（特願１＠　８１−９３５１９）　Ｋ説明されてい
る方法で楽音に変換される。

本発明の説明した実施例に対して線種々の変形が容易に
実施される。１７−ｘ・として伴奏自己相関の零を計算
する代わシに、２・＝に−ｆ（ｘ、）のような他の式を
用いることもできる。但し、Ｋは特定の定数であり、ｆ
（”・）は値Ｘ、の関数である。例えば弐Ｚ、＝に一ム
ｅｘｐ（Ｉｌｃｏ）は定数に、Ａ、Ｈの種々の選択され
た値に対し有用な結果を与える。

以下本発明の実施の態様を列記する。

Ｌ　前記第２計算手段は、 前記係数メモリから読出された前記ソロ高調波係数に応
答し、それによシ前記ソロ高調波係数値が二乗されて出
力係数値を発生器＜今スクエアラ手段と、 タイミング信号を与える喪めのクロック手段と、特定数
Ｍをモジュロとして前記タイミング信号をカウントし、
その初期カウント状態に戻ると第１リセツト信号を発生
させる第１カウンタ手段と、前記第１リセツト信号によ
って増分され、特定数Ｎをモジュロとしてカウントする
第２カウンタ手段と、 前記第１加算器−アキュムレータ手段に含まれる和の値
に前記第２カウンタ手段の内容を連続的に加算するため
の第１加算器−アキュムレータ手段と、 １セツトの三角関数値を記憶するための第１正弦波関数
表と、 前記加算器−アキュムレータ手段の内容に応答して、前
記第１正弦波関数表から三角関数値を読出す第１アドレ
ッシング手段と、 前記第１正弦波関数表から読出された前記三角関数値と
前記出力係数値とを乗算して自己相関関数成分値をつく
るための第１乗算器手段と、前記各自己相関関数成分値
を累算して一連の自己相関関数値を発生させるための手
段と、前記自己相関関数値に応答し、前記一連の自己相
関関数値のうちの１つが正の数値を有し、前記一連の自
己相関関数値のうちの負又は零数値を有する値が次にく
ると零交差信号を発生させる零交差手段と、を含む 特許請求の範囲第１項による楽器。

２　前記第３計算手段は、 前記一連の自己相関関数値に応答し、補足的零交差スペ
ーシング値を前記零交差信号に応答して計算する零交差
計算手段と、 前記補足的零交差スペーシング値に応答し、前記１セツ
トの伴奏高調波係数を計算する伴奏高調波発生器とを含
む 前記第１項による楽器。

１　前記伴奏高調波発生器は、 前記第１リセツト信号に応答し、前記＠２加春器−アキ
ュムレータに含まれる合計値にＰＩ　＝３．１４１５９
の値上連続的に加算するｔＸ２加算器−アキュノ・シ・
−タ手段と、 前記第２加算器−アキュムレータに含ｔｆ′Ｌる咄記合
値を前記補足的交差スペーシング値で割算して変数デー
タ値をつくる第１除算器手段と１セツトの三角関数値を
記憶するための第２正弦波関数表と、 前記変数データ値に応答し、前記第２正弦波関数表から
三角関数値を読出す第２アドレッシング手段と、 前記第２正弦波関数表から読出された前記三角関数値を
前記変数データ値で割算して伴奏高調波係数値をつくる
第２除算器手段と、 伴奏係数メモリと、 前記＃Ｉ２カウンタ手段のカウント状態に応答し、前記
第２除算器手段が発生させた前記伴奏高調波係数値を前
記伴奏係数メモリに記憶して前記１セツトの伴奏高調波
係数値を発生させる第３アドレッシング手段とを含む 前記第２項による楽器。

表　前記零交差手段は、 前記一連の自己相関関数値のうちの１つを記憶するため
の第ルジスタ手段と、 自己相関関数値を記憶するための第３レジスタ手段と、 前記第ルジスタ手段からの自己相関関数値を前記第２レ
ジスタ手段へ転送するための転送手段と、 前記ＩＩ２レジスタ手段の内容を前記第１メモリ手段の
内容から差引くことにより差の値を発生させる減算手段
と、 前記差の値に応答して零交差スペーシング値を発生させ
る補間手段と、 前記零交差スペーシング値に応答し、前記補足的零交差
信号を発生させる補足的発生器手段とを含む 前記第２項による楽器。

＆　複数の鍵盤スイッチを含む多数の鍵盤および多数の
楽音発生器を有し、楽音波形を規定する点の振幅に対応
する複数のデータ語を計算し、箇次Ｄ−Ａ変換器へ転送
して楽音波形に変換する鍵盤楽器におりて、 複数セットのソロ高調波係数値を計算するための係数メ
モリと、 楽音スイッチの各セツティングが所定のソロ楽音の選択
に対応する複数の楽音スイッチと、前記複数の楽音スイ
ッチのセツティングに応答し、前記係数メモリから対応
する選択された１セツトのソロ高調波係数値ｔｌ−胱田
す九めのｇｔアドレッシング手段と、 前記の選択されたセットのソロ高調波係数値に応答し、
所定のソロ楽音の前記選択のため一連の点に対するデー
タ値を有するソロ主データセットを発生させ記憶するた
めのソロ計算手段と、前記係数メモリから読出されたソ
ロ高調波係数値の前記選択されたセットに応答して１セ
ツトの自己相関関数値を計算する自己相関計算手段と、
前記セットの自己相関関数値に応答し、１セツトの伴奏
高調波係数値を計算する伴奏高調波係数手段と、 前記セットの伴奏高調波係数値に応答し、前記伴奏楽音
に対応する一連の点に対応するデータ値を有する伴奏主
データセットを発生させ記憶するための伴奏計算手段と
、 前記の記憶されたソロ主データセットから前記所定の楽
音を発生させるためのソロ発生手段と、前記伴奏主デー
タセットに応答し、前記の選択され九ソロ楽音を補足す
る前記伴奏楽音管発生させる九めの伴奏発生手段とを含
む、 選択されたソロ楽音を補足する伴奏楽音を発生させるた
めの装置。

６、　前記鍵盤数は、一連線に配列されたソｒｆｆ貴ス
イッチおよび一直線に配列された伴奏鍵スイッチを含む
前記第５項による楽器。

７、　前記ソロ発生手段は、 複数のソロレジスタと、 一直線に配列された前記ソロ鍵スィッチに含まれる鍵ス
ィッチのいづれか１つのセツティングに応答し、前記の
記憶されたソロ主データセットを前記複数のソロレジス
タのうちの選択されたレジスタへ転送するソロ転送手段
と、 その各々が前記複数のソロレジスタのうちの１つに関連
し、前記の転送されたソロ主データセツト全選択された
クロック速度で読出す複数の可変周波数ノロクロック発
生器と、 前記複数のノロレジスタから読出された前記ソロ主デー
タセットを変換して、前記の選択されたソロ楽音に対応
する楽音を発生させるソロＤ−Ａ変換器手段とを含む 前記第６項による楽器。

＆　前記伴奏発生手段は、 複数の伴奏レジスタと、 一＠ｆＲに配列された前記伴奏鍵スイッチに含まれる鍵
スィッチのうちのいづれか１つのセツティングに応答し
、前記主データセットを転送し、前記複数の伴奏レジス
タのうちの選択されたレジスタに記憶する伴奏転送手段
と、 その各々が前記複数の伴奏レジスタのうちの１つに関連
し、前記伴奏レジスタに記憶された内容を選択されたク
ロック速度で読出す複数の可変周波数伴奏クロック発生
器と、 前記複数の伴奏レジスタから読出された前記伴奏主デー
タセットを変換して、前記の選択されたソロ楽音を補足
する前記伴奏楽音を発生させる伴奏Ｄ−Ａ変換器とを含
む 前記第６項による楽器。

９、　前記自己相関手段は、 前記１セツトの自己相関値の連続する値の間の代数符号
の変化に対応して前記１セツトの自己相関値から零交差
相関スペーシングナンバーを１剪する補間手段とを含む 前記第５項による楽器。

１０、　　前記伴奏高調波係数手段は、前記零交差スペ
ーシングナンバーに応答して１セツトの伴奏自己相関関
数値を発生させる相関関数発生器と、 前記１セツトの伴奏自己相関関数値から前記ｌセットの
伴奏高調波係数ｉｔ計算するｆｒ−数計管手段とを含む 纂ｌＯ項による楽器。

本発明の詳細な説明は添付図面を参期シ、て行われてお
シ、それらの図面においては同一番号は図面中の同一素
子を示す。

【図面の簡単な説明】

第１図は１セツトの楽音波形とそれらの対応する自己相
関関数である。 紀２図は自己相関零交差と対応するスＲクトノｌとの相
関を示す。 第３図は本発明の１実施例の齋略図である。 ＷＥ４図は自己相関器１０３の概略図である。 第５図は零交差システムブロック１０４の概略図である
。 第６図は伴奏データセット発生器１０１５の概略図であ
る。 第７ＷＩは伴奏高調波発生器１３２の概略図である。 第８図は実行制御回路１６の概略図である。 第９図は伴賽主データ発生＠　１４４の概略図である。 １１３図において、 １１は音響システム、Ｕは楽器鍵盤スイッチ、１４は音
調検出・割轟回路、１６は実行制御回路、昂。 １は高調波係数メモリ、四はメモリアドレスデコーダ、
１０１は加算器、１０２はスクエアラ、１０３は自己相
関器、１０４は零交差回路、１０５は伴奏データセット
発生器、１０６ｄソロ楽音発生器、１１ｓＯは伴奏音発
生器、１５１はソロ主データセツト発生器。 特許出願人　株式金社河合楽器製作所 代理人弁理士　１）　坂　　轡　　重 ＃１１ 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　多数の楽音発生器を有し、楽音波形を規定する点
   の振幅に対応する複数のデータ語を計算し、順次Ｄ−Ａ
   変換器へ転送して楽音波形に変換する鍵盤楽器において
   、 １セツトのソロ高調波係数値を記憶する良めの係数メモ
   リと、 前記係数メモリからソロ高調波係数値を読出す丸めの第
   １アドレッシング手段と、 前記係数メモリから読出されたソロ高調波係数値に応答
   し、ソロ楽音を規定する複数のデータ点からなるソａ主
   データセットを計算する第１計算手段と、 前記ソロ主データセットから前記の選択されたソロ楽音
   を発生させる九めのソロ手段と、前記係数メモリから読
   出された前記ソロ高調波係数値に応答して、１セツトの
   自己相関関数データ値な計算する第２計算手段と、 前記１セツトの自己相関関数データ値に応答して、１セ
   ツトの伴奏高調波係数値を計算する第３計算手段と、 前記１セツトの伴奏高調波係数値に応答して、伴奏集音
   を規定する複数のデータ点からなる伴奏主データセット
   を計算する第４計算手段と、前記の選択され九ソロ楽音
   を補足する前記伴奏楽音を前記伴奏主データセットから
   発生させる念めの伴奏手段と、を臭える 選択された集音を補足する伴奏楽音を発生させるための
   装置。