JPS5865497A - 電子楽器用アコ−ステイツク楽音シンセサイザ - 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、電子楽音合成に関するものであシ、特に音源
から楽音を発生させるための装置（手段）に関する。

先行技術の説明 人間の歌声をまねるための装置を製作するために、長年
の間に種々の試みが行われてきた。初期の劇場用パイプ
オルガンは、人声盲栓（Ｖｏｘ　Ｈｕｍａ−ｒ＋＊）と
呼ばれるソロストップを備えていた。このストップは、
人間の音源の１つをかすかに思い起こさせるだけの１列
に並んだリードバイブとして実行された。

デコーダー形の実施例は、人間の声に似た音を出すのに
用いられてきた。歌の質をうるために、本当の人間′の
歌声の音を電子信号に変換するのにマイクロホンが用い
られる。周波数フォロワによって、入力信号の基本周波
数をトラック（ｔｒａｃｋ）し、次に鍵盤スイッチの作
動に応答して楽音ピッチに変えることができる。その結
果生じる音鉱、入力音の正確な複製でｉないが、人間の
声に似た音質を有する。

発明の要約 米国特許第４．０８５．６４４号（特願昭５１−９３５
１９）に説明されている種類の複音シンセサイザにおｈ
ては、計算サイクルとデータ転送サイクルとが諌自に反
復してデータを与えるように実行され、そのデータ鉱楽
音波形に変換される。計算サイクルの期間中に、発生し
九楽音を特徴づける１組の高調波係数を用いて離散的フ
ーリエ変換を実行することによって主データセットがつ
くられる。この計算紘いかなる楽音周波数とも同期しな
い高速で行われる。計算サイクルが終了すると、主デー
タセットはメモリに記憶される。

計算サイクルに引き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、多数の楽音発生器のうちの
予め選択された楽音発生器に記憶された主データセット
が転送される。出力楽音発生は計算サイクルと転送サイ
クルの期間中中断することなく続行する。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楽音発生
器の各々に含まれる音調レジスタに記憶された主データ
セットは、逐次反復して記憶装置から読出され、Ｄ−ム
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。

マイクロホンに向って歌うことにより、又はノ・ミンク
することによって、新らしい音が楽音発生器に導入され
る。入力アナログ信号データは、ムーＤ変換器を用いる
ことによってデジタルデータ語に変換される。変換され
たデータのうち選択され犬サンプル長（ｓａｍｐｌｅ　
ｌｅｎｇｔｈ）は、離散的フーリエ形計算方式によって
処理されて１組の高調波を与え、この高調波は主データ
セットの計算に使用されるように記憶される。

本発明の目的紘、新たな音を歌うことによシ発生される
楽音を速やかに変化させることである。

本発明のもう１つの目的は、入力可聴音のピッチを決定
するという中間段階なしに新良な楽音をつくることであ
る。

発明の詳細な明 本発明鉱、外郭の音源からｉＩ６＠波係数を得て、離散
的フーリエ変換算法を実行することによって楽音波形を
合成する種類の楽音発生器に組込まれるサブシステムを
指向する。この種類の楽音発生システムは、と＼に参考
のため述べである１Ｗ！音シンセサイザと題する米国特
許第４．０８５，６４４号（１％願昭５１−９１５１９
）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米国特許
に説明されているシステムのすべての素子は、参考のた
め述べである米国特許に出てくる同一数字の素子に対応
する２桁数字で示されている。

２００代の一連の３桁数字で示されているすべてのシス
テム素子ブロック線、本発明の改良を実施してアコース
ティック音シンセサイザを製作するため、複音シンセサ
イザに付加された素子に対応する。１００代の一連の数
字は複音シンセサイザの機能素子の組合せを示す。

第１図は、米国特許第４．０８５．６４４号（特願昭５
１−９３５１９　）に説明されているシステムの変形お
よび付加物として説明される不発明の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ｈるように、
複音シンセサイザは楽器鍵盤スイッチ１２と表示された
ブロックに含まれている１列のスイッチを内蔵し、これ
らのスイッチは例えばオルガンのような電子楽器の従来
の鍵盤スイッチ配列に対応する。楽器の鍵盤上の１個又
はそれ以上の鍵を押すことによって、音調検出・割当回
路１４は作動された鍵に対する楽音情報を記憶し、ｎ個
の別々の独立した楽音発生器の１つに作動された各鍵ス
ィッチを割当てる。その１組の楽音発生器は楽音発生器
１す２と表示されているシステムブロックに含まれる。

適当な音調検出・割当装置回路鉱、こ＼に参考のため述
べである米国特許第４．０２２．０９８号（特願昭５１
−１１０６５２　）に説明されている。鍵盤上の１個又
はそれ以上の鍵が押されると、又は作動されると、実行
制御回路１６は計算サイクルを開始させ、その期間中に
６デ一タ語からなる主データセットが主データセツト発
生器１０１によって計算され、メモリに記憶される。こ
の６デ一タ語は、楽音発生器により発生される楽音に対
するオーディオ波形の１サイクルに対する伺の等間隔に
配置され死点の振幅に対応する値をもって発生される。

一般的原則は、オーディオ楽音スペクトルの高調波の最
大数が完全な１波形サイクルのデータ点数のイ以下か、
又は主データセットをなすデータ点数に等しいというこ
とである。

計算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は、メモリに記憶され死生
データセットが読出され、１組の楽音発生器１０２の各
楽音発生器の素子である音調レジスタに転、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
ｌサイクルに対応する６１デ一タ語を配録する。音調レ
ジスタに記憶さをアナログ楽音波形に変換し、次にこの
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
る音響システム１１によシ可聴音に変換される。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
た鍵ズイツ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。

上述した米国特許第４．０８５．６４４号（特願昭５１
−４１３５１９　）に説明されているように、作動され
九鍵が鍵盤上で押鍵されたま＼になっている間に、発生
した主データセットを一連の計算サイクルの期間中連続
的に再計算して記憶し、このデータを音欄レジスタにロ
ードできるようにすることが望ましい。この機能は、読
出しクロック速度でのＤ　−へ変換器へのデータ点の流
れを妨げることなしに達成されろう スイッチＳ１は、主データセットを計算するため主デー
タセツト発生器１０１によって用いられる高調波係数値
を選択するのに用いられる。スイッチＳ１が右方にいく
と、高調波係数メモリ漏に記憶された高調波係数値が主
データセツト発生９１０１に転送される。スイッチ８１
が左方にいくと、音響係数メモリ２２４に記憶された高
調波係数値が選択され、主データセツト発生器１０１に
転送される。

高調波係数発生器２２５は音発生器２０１によシ発生さ
れた楽音を後述する方法で受信し、受信し良信号を処理
して、音響係数メモ９２２４　Ｋ記憶されている１組の
高調波係数を評価する。

第２図は、第１図に示した高調波係数発生器２２５の詳
細な論理を示す。音発生器２０１は便利なアナログ楽音
発生源ならばどんなものでもよい。好ましい実施例は増
幅器を伴ったマイクロホンとして音響発生器を実行する
ことである。マイクロホンが受けとった音は信号に変換
され、この信号紘音響発生器２０１の出力として用いら
れる。不発Ｗ１４゜動作を説明するため、′楽音１又は
１楽音信号”杜、周期的信号、又は時間とともに徐々に
変化する基本周波数を賜った信号に対する一般的語とし
て用いられる。

音響発生器２０１０マイクロホンに対する入力楽音のピ
ッチは、Ｃ−〜Ｃ，の楽音範囲内にあるものと想定され
る。更に、現実的な想定は、入力楽音は１６以下の高調
波に限定されると想定することである。これらの想定は
、歌唱又はハミングによって発生される音に矛盾するも
のでなく、本発明に本来備っている限界又は制約をあら
れすものでもない。任意の範囲の楽音周波数および入力
音に関連した最大高調波数を扱うため、種々のサンプリ
ングおよびメモリシステムに容易に変更を加えうろこと
は明らかである。

音響発生器２０１が低域フィルタを内蔵していて、ＣＳ
の１６次高調波、又は１０４６．５　Ｘ　１６　＝　１
６．７　ＫＨｚ　　を超える周波数が減衰され、だいた
い除去されてムーＤ変換器２０２に転送されないように
するのが有利である。

人−り変換器２０２は、音響発生器２０１により発生さ
れたアナログ信号を一連のデジタル語に変換゛する。楽
音Ｃｉの１６次高調波の周波数上限に対しては、Ａ−Ｄ
変換器２０２は、この周波数上限に対しｆ、　＝　１０
４６．５　Ｘ　１６Ｘ　２　＝　２１３．４　ＫＨｚに
固定されているナイキストサンプル速度（ｒａｔ・）よ
シ高いサンプル速度で動作しなければならない。サンプ
リング周波数はナイキスト周波数よシや＼高くすると有
利である。ナイキスト周波数の約１．２〜１．８倍の周
波数を選択することがサンプルされたデータシステムに
はしばしば行われている。

一般的な１大ざっばではあるが実際に則したや多方”と
して、高調波スペクトルデータ値を抽出することを意図
したデータプロセッサに利用できる周期的波形の完全な
周期約４周期のデータサンプルを有することが望ましい
。好ましい実施例では、Ｎ＝１０２４点のデータセット
が用いられている。

このＮ値はピッチＣ＄の楽音の下限周波数における楽音
に対して４周期のデータサンプルを与え、ピッチＣＳの
楽音の上限周波数で１６周期のデータサンプルを与える
。

新丸な１組の高調波係数が発生し音係数メモリに記憶さ
れると、音楽家が作−させたスイッチにツブフロップ２
０６をセットするのでその出力論理状態はＱ＝“ｌ＃と
なる。論理状］！ＩＱ＝“１”に応答して、ゲート２０
Ｂ蝶サンプルクロツク２１０によ多発生されたタイミン
グ信号を転送させてＡ−Ｄ変換器を動作させる。状態Ｑ
＝＠１”になると、カウンタ２０９はエツジ検出回路３
０４の動作によってその初期値又は初期カウント状態に
リセットされる。

このカウンタはサンプルクロック２１０が発生させたタ
イミング信号に応答して増分する。サンプルクロック２
１０は、上述したように少なくともナイキストサンプリ
ング周波数に等しい周波数をもつタイミング信号源であ
る。

Ａ−Ｄ変換器２０２が発生させたデジタルデータ１４ン
プルはサンプルシフトレジスタ２０３に記憶される。カ
ウンタ２０９がその最大カウント状態１０２４（１で増
分されると、リセット信号が発生する。

リセット信号（応答してフリップフロップ２０６がす七
ツ：・されるので、その出力は論理状１ｔｌｆＱ＝“ｏ
ｌとなる。゛論理状１１Ｑ＝＠ｌ”に応答してサンプル
シフトレジスタ２０３は、Ａ−Ｄ変換器２０２の出力に
おいて与えられる一連のデジタルデータ値を記憶する。

論理状１１Ｑ＝“Ｏ＃に応答してサンプルシフトレジス
タ２０３は、シフトレジスタに対する従来の循環データ
循環モードで動作する。

音響発生器２０１からの入力楽音に対する高調波係数は
、３６ｄｂのダイナミックレンジで計算するのが有利で
ある。このレンジの値はムーＤ変換器を実行することに
よシ与えられ、少なくとも７ビツトを有するデジタル語
に変換する。８ビツト分解能を有する市販されている多
数のデータ変換器があるので、８ビツトを選択するのが
よい。

、　開始信号で開始されたデータ収集モードが完了する
と、論理状態Ｑ＝″″０”はインバータ冨９５によって
論理′″１ｍ１ｍ信号され、計算モードを開始させる。

計算モード期間中に、１組の高調波係数ｅｑは下記の関
係によシサンプルシフトレジス１２０Ｂに記憶され九デ
ータ値Ｘｆｉに対応して評価される。

Ｏｑ　＝（ａｑ”　＋　ｂｑ意）Ａ　　　　　　式１ｘ
ｎは音響発生器２０１によ多発生され光信号のＡ−Ｄ変
換によって得られるデータサンプルを表わす。Ｎはサン
プルシフトレジスタ２０３に記憶されたデータ点の総数
である。高調波係数Ｃ１は正規化基本周波数ＩＡに対応
する高調波である。それは音響係数メモリに記憶された
Ｃ４係数ではなく、Ｃｑのナプセットが後述する方法で
選択される。このＣ４は正規化高調波係数と呼ばれる。

第３図はある程度の雑音が加えられた典型的な楽音波形
に対応するスペクトル応答を示す。縦軸目ＩＩｔυは−
５ｄｂ刻みでしるされている。横軸目盛！１は正規化周
波数１／Ｎ刻みでしるされている。曲縁は最大ｄｂ４Ｃ
比例してｄｂ単位で表わした正規化周波数係数Ｃ４のプ
ロットである。係数Ｃｑの所望のサブセットは、完全な
スペクトルの最初の１６の規則的に間隔をおいたピーク
である。

インバータ２９！ｓからの信号出力は、エツジ検出回路
２９６にｉシ短いパルスに変換される。このパルスはフ
リップフロップ２９７をセットするのに用いられる。こ
のフリップフロップがセットされると、システムはその
計算動作モードに入る。

計算モードの期間中にツリツブ７０ツブ２９７からの信
号は、クロック選択回路２３Ｇがシステム主クロックを
選択してサンプルシフトレジスタ内のデータを進めさせ
るようにする。主クロックはデータ処理システム素子に
おける論理を計時する。

主クロックは、サンプルクロック２１００周波数より高
い周波数で有利に動作できる。上述したように、サンプ
ルクロック８１００周波数は、音響発生器２０１からの
信号出力よシ予想される最高周波数成分によって決定さ
れる。

高調波カウンタｇｏｓおよびカウンタ２３１　拡いづれ
もフリップフロップ２９７から論理＠１′出力状態への
移行に応答して計算モードの開始においてそれらの初期
カウント状態に初期設定する。

！ カウンタ２３１は、システムの計算モードに対してクロ
ック選択回路２３Ｇによって選択される王クロックタイ
ミング信号により増分される。カウンタ２３１は、サン
プルシフトレジスタ２０３に記憶されたデータ点の数に
等しい１０２４をモジュロとしてカウントするように実
施されている。カウンタ２３１がそのモジュロカウンテ
ィング動作の故にその初期状態に増分される度毎に、リ
セット信号が発生し、この信号は高調波カウンタ２０５
のカウント状態を増分するのに用いられる。

高調波カウンタ２０５はモジュロ５１２をカウントする
ように実施されている。一般的な場合には、カウンタ２
３１がモジュロＮ（但しＮはサンプルシフトレジスタ２
０３に記憶されているデータ値の数）をカウントすると
、高調波カウンタ２０５はモジュロ（Ｎ／２）をカウン
トする。（Ｎ／２）はＮ／２を超えな°へ最大整数値を
意味する。

加Ｋ　器−アキュムレータ２０８ｑ、カウンタ２３１の
カウント状態の変化に応答してそれ自体に高調波カウン
タ２０５のカウント状態を連続的に加算する。加算器−
アキエムレータ２０８はカウンタ２３１が発生させ九リ
セット信号にょ夛初期設定される。

メモリアドレスデコーダ２１１は、加算器−アキュムレ
ータ２０８の内容に応答して正弦波関数表２１４および
２１５からデータをアドレスするのに用いられる。正弦
波関数＠　２１４はｓｉｎ　（２ｇｋ／１０！４）の値
を記憶するメモリとして実行され、正弦波関数表２１５
　拡ｋ　＝　１．２．　・−・・・・、　１０２４　　
の値に対するｃｏ息（２πに／１０２４）の値を記憶す
るメモリとして実行されている。１０２４点の完全周期
を記憶する代わシに、両メモリは、メモリアドレスデコ
ーダ２１１を実行して三角法の正弦および余弦関数の周
知の対称性を利用することによって名周期の！ｉＳＳ点
に減らすことができる。そのような表（ｔ＋ａｂｌ・）
アドレッシング技術は信号処理技術において周知である
。

計算モード期間中にゲート２０４によって転送されたデ
ータは、正弦波関数表２１４からアドレスアウトされた
三角関数値と乗算器２１３によって乗算される。同様に
、同じデータは、乗算器２１２によシ正弦波関数表２１
５からアドレスアウトされた三角関数値と乗算される。

計算モード期間中に、データはカウンタ２３１のカウン
ト状態に対応するアドレスにおいて奇数レジスタ２１６
および偶数レジスタ２２１から読出され、それらのレジ
スタに書きこまれる。これら２つのレジスタに対するア
ドレスデータはアドレス選択回路２２２によって選択さ
れる。

乗算器２１２からのデータ値出力はスクエアラ（ｓｑｕ
ａｒ＠ｒ）　２１９によって二乗され、奇数レジスタ２
１６から読出されたデータ値に加算器２１７によって加
算される。その相線奇数レジスタ２１６　Ｋ記憶される
。同様に、乗算−２１３からのデータ値出力はスクエア
ラ２２０によって二乗され、偶数レジスタ２２１から読
出されたデータ値に加算器２１８によって加算される。

その相線偶数レジスタ２２１に記憶される。奇数レジス
タ２１６に【憶されたデータ値は正規化高調波係数の奇
数サブセットと呼ばれ、偶数レジスタ２２１に記憶され
たデータ値は正規化高調波係数の偶数サブセットと呼ば
れる。

高調波カウンタ２０５が最大カウント［Ｎ／！］＝５１
２においてその初期状ｍにリセットされると、計算モー
ド社完了する。この時に終了信号が発生し、この信号は
フリップフロップ２９７をリセットしそれによって計算
モードを終了させるのに用いられる。この終了信号はフ
リップフロップ２９８をセットするのに用いられる。計
算モードの終了時に、奇数レジスタ２１６は式２のａｑ
＊の値を含み、偶数レジスタ２３１は弐Ｓ　Ｏｂｑ”の
値を含む。

計算モードが終了して７リツプ７０ツブ２９８がセット
されると、転送動作モードが開始される。

転送モードの期間中に、絶対値計算回路２２３は奇数レ
ジスタ２１６および偶数レジスタに記憶されたデータを
用い、音響発生器ｚｏｘｏ信号出力０１６高調波に対応
するスペクトル関数の１６ピークを選択するのに用いら
れる。選択されたピーク値はそれらの対応する平方根値
に減少して所望の信号高調波係数を発生させ、これらの
係数は音響係数メモリ２２４に記憶される。

第４図は、第２図に示す絶対値計算回路２２３を含む詳
細なシステム論理を示す。

フリップフロップ２９８がセットされると、転送開始信
号が発生し、この信号Ｌフリップフロップ２３９をセッ
トし、それによってシステムを転送モードに入れる。転
送開始信号はまたカウンタ２３８および高調波アドレス
カウンタ２４３を初期設定するのにも用いられる。

カウンタ２３８のカウント状態は、クロック選択回路２
３０によって転送されるクロックタイミング信号によっ
て増分される。フリップフロップ２３９からのＱ＝“１
＃状態に応答して、アドレス選択回路２２２はカウンタ
２３８のカウント状態を転送する。

Ｑ　＝　”Ｏ’状態に応答して、アドレス選択回路２２
２はカウンタ２３１からカウント状態を転送する。これ
、らのカウント状態は、奇数レジスタ２１６および偶数
レジスタ２２１に記憶されたデータ値をアドレスアウト
するのに用いられる。これら２つのレジスタから読出さ
れ九データ値は加算器２３５によって合計される。

加算器、　２３１５によ多発生された合計出力は、閾値
回路２３６によって検査され、予め特定された閾値絶対
値レベルを超える会計されたデータの第１最大値を見出
す。閾値回路２３６の動作は、第５図に示しである詳細
な論理に関連して後述される。

音響発生器２０１　ａピーク読出し装置を具え、この発
生器によ多発生されたｉ号が成る予め定めたピーク値に
セットされうるようにするのが有利である。この方法に
よって、閾値回路２３６に対する閾値絶対値レベルを決
定し特定することができ、そのレベルはｅ　ｌ　＝ＩＬ
”ｑ　＋　ｂ”ｑ　の値の予想される第１最大値よシは
小さく、第１最大値前に発生する低周波数雑音よシ大と
なる。この雑音線第３図に示されている。

加算器２３５からの出力の第１最大値が見出されるか又
は検出されると、閾値回路２３６は検出信号を発生させ
、この信号は避電回路３０７により発生される遅ｍ後に
フリップフロップ２３９をリセットするのに用いられる
。この検出信号が発生すると、アンドゲート２４７は論
理ｓ１ｍ信号をゲート２４０に転送する＝゛この“１″
信号に応答して、ゲート２４０はカウンタ２３８の現在
のカウント状態を転送し、この状態ｉカウントレジスタ
２４１に記憶される。

この方法によりカウントレジスタ２４１は、入力楽音に
対する第１高調波係数に対応するカウント又は正規化高
調波ナンバーを含む。

最初の真の最大値が検出された場合に閾値回路２３６に
よ多発生される検出信号がオアゲート２４６を介してゲ
ート２３７に転送される。この信号に応答してゲート２
３７は加算器２３５からの出力を平方根回路２４５に転
送する。平方根回路２４５はその入力データ値について
平方根動作を行い、平方根値ハ高調波アドレスカウ／り
２４３のカウント状態によシ決定されるアドレスにおい
て音係数メモリ２２４に記憶される。

カウンタ２４２はオアゲート２４５を介してアンドゲー
ト２４７によって転送される゛信号によって初期設定さ
れる。高調波アドレスカウンタ２４３は、転送開始信号
によってその初期カウント状態（１０進懺゛１−に対応
する）に初期設定される。この方法によシ、加算器２３
５からの第１最大出力の平方根社、音係数メモリ２２４
のその第１メモリアドレス場所に記憶される。

カウンタ２４２１１、カウンタ２３８のカウント状態を
増分させ為のに用いられる同じタイミング信号によって
増分される。比較器２４４は、カウンタ２４２のカウン
ト状態とカウントレジスタ２４１に記憶された数とを比
較する。比較器２４４がこれら２つの入力値が等しいこ
とを見出すと、等値信号が発生する。この等値信号は高
調波アドレスカウンタ２４３０カウント状態を増分する
のに用いられる。等値信号はオアゲート２４６を介して
ゲー）　２３７　Ｋ伝送される。等値信号に応答してゲ
ート２３７は加算器からの出力を平方根回路２４５に伝
送する。平方根回路２４５からの出力は、高調波アドレ
スカウンタ２４３のカウント状態に対応するメモリ場所
において音響係数メモリ２２４に記憶される。

等値信号線、カウンタ２４２をその初期カウント状態に
リセットするので、システムは音響発生器２０１によシ
発生される入力楽音の次の真の高調波係数を探索するよ
うに初期設定される。先行する順序の動作は、５１２テ
一タ点全部が奇数レジスタ２１６および偶数レジスタ２
２１からデータ点が続出されてしまうまで反復される。

このデータ全部がアクセスされると、データ転送モ、−
ド鉱完了し、音響係数メモリ２２４は音響発生器２０１
からの入力楽音に対応する１６高調波係数を含む。カウ
ンタ２３８はモジュロ５１２カウンタとして実施されて
いるので、このカウンタがその初期カウント状態に増分
されると、転送終了信号がこのカウンタによって発生さ
せられる。この転送終了信号は第２図に示されているフ
リップフロップ２９８をリセットするのに用いられる。

最大値レジスタは、第５図に示されている転送開始信号
によって零値にセットされる。比較器２９９は加算器２
３５からの出力データと予め特定された閾値定数とを比
較する。現在の出力データが絶対値において閾値定数よ
重大であれば、現在の出力データ社、ゲート２４８を介
して比較器２５０に転送される。比較器２５０社ゲート
２４８によって転送されたデータと最大値レジスタ２５
１に記憶され九データとを比較する。ゲート２４８から
のデータが絶対値において最大値レジスタに記憶された
現在のデータよ重大であれば、比較器２５Ｇは書込み信
号を発生させ、この信号はゲート２４８からのデータ出
力を最大値レジスタ２５１に記憶させる。ゲート２４８
からの現在のデータが最大値レジスタに記憶されたデー
タ値よシ小であれば、比較器２５０はフリップフロップ
２３９をリセットする信号を発生させる。この信号は、
加算器２３５によシ発生される出力信号の第１最大値（
ｆｉｒｓｔ　ｍａｘ−ｉｍｕｍ　）の検出を示す。

比較器２４７の目的は、真の第１最大値に先行する雑音
状低レベルデータから発生する可能性のある加算器２３
１ｓからのデータ出力の誤れる第１最大値をシステムが
検出するのを防ぐことである。閾値定数の値は、臨界的
ではなく、音響発生器２０１における予め選択され九ピ
ークレベルに調節され九人力信号に対する予想されたピ
ーク値の約１４に容易にセットすることができる。

入力アナログ信号の正確なピーク値は、説明したシステ
ムによって必ずしも常に配置されるとは限らないことが
認められている。サンプルシフトレジスタ２０３に記憶
され九サンプル点の数によって決定される限定された周
波数分解能の故に記憶場所の誤差が発生する。好ましい
実施例では、周波数分解能は１７Ｎである。例えば、Ｃ
，の基本ピッチを有する楽音では、周波数分解能は１３
０　Ｘ　１６／１０２４＝２Ｈｚ　　となる。従って、
真の基本ピッチを見つける場合に誤差が起シ得る。この
誤差は各高調波の場所を発見する場合に高調波の数によ
って乗算される。このような誤差は重大なものではない
。という訳祉、これらの誤差は測定された高調波係数の
絶対値（ｍａｇｎｉｔｕｄ・）の誤差としてのみ表われ
るからである。高調波係数の誤差の結果として出力楽音
に不快な雑音は生じない。そのよう１で誤差は発生した
音色に比較１僅かな変化を導入するにすぎない。

第２図に示すシステムは上述した３つの動作モードに対
し下記の時間的間隔を必要とする。

データ収集（ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ）モード：ＴＡ　
＝　１０２４　Ｘ　（１／３３４８８．１）　＝　３０
．６　ミリ秒計算モード： Ｔｃ　＝　　１０２４Ｘ５１２Ｘ１０　　＝　５２４．
３　　ミリ秒転送モード： ＴＴ　＝　５１２Ｘ　１０　　＝　０．５１２ミリ秒必
要とされる総時間は’ｒム＋　ＴＣ＋　ＴＴ　＝　０．
５５５秒である。

もし基本周波数が判っていれば、入力楽音に対する高調
波成分を見つけるのに要する時間を短縮することができ
る。一定の既知のピッチに集音をセットする１つの方法
は、その楽音をオルガンで発生し、次に可聴（オーデプ
ル）ピッチで歌うことである。正確なピッチが歌われる
やいなやそのオ）ガンの鍵は開放され、開始キーが作動
してデータ収集モードを開始させる。

第６図は本発明の代わシの実施例を示し、この実施例で
は音響発生器２０１によ〕発生される信号は、予め特定
した基本周波数を有する周期性波形である。サンプルク
ロック２１０は、音響発生器２０１からの信号出力の基
本周波数のｎ倍の周波数で動作する。この周波数は、所
定の信号に対する１６高調波の決定を調節する。

第６図に示すシステム素子は、スクエアラ２１９および
スクエアラ２２０に対しデータが達するまでは、第２図
に示し九システムについて上述したのと同じ方法で動作
する。カウンタ２０９およびカウンタ２３１はこの場合
にはモジュロ諺をカウントするように実施されている。

第６図に示すシステムは、第２図に示したシステムです
でに説明した方法によシ動作するデータ収集モードおよ
び計算モードを有する。第６図に示すシステムは、正規
化された高調波係数のピークを見出すのに転送モードを
必要としない。この場合には正規化された高調波係数は
信号の′高調波係数と同じである。

計算モードの期間中に、スクエアラ２１９および；′ク
エアラ２２０からの出力データは加算器２５４に４ｒつ
で合計される。合計されたデータは平方根回路２５５に
よってその絶対値の平方根を見出すように処理され、そ
の結果は音響係数メモリ２２４中にお・いて高調波カウ
ンタ２０５のカウント状態に対応するアドレスに記憶さ
れる。

第６図に示すシステムは、Ａ４＝＝４４０Ｈｚの入力周
波数に対し２つの動作モードのために下記の時間的間隔
を必要とする。

データ収集モード： ’ｒム＝　３２Ｘ１／（４４０Ｘ１６Ｘ２）＝２．２７
　ミリ秒計算モード： ’ｒｃ　＝　３２　Ｘ　１６　Ｘ　１Ｇ　　＝０．５１
２　ミリ秒入力楽音の高調波係数を収集し見出すのに要
する総時間はＴム＋ＴＣ＝２．７８ミリ秒である。第８
図および第６図に示しである両方のシステムにおいて、
計算のために用いられる論理クロック速度はＩＭＨ，に
セットされている。入力楽音の基本周波数に関する先験
的知繊社、明らかに１組Ｏ高調波係数を得るのに要する
時間を大幅に短縮するのに用いることができる。

本発明の更にもう１つの実施例が第７図に示されている
。このシステム紘館２図と第ｉ！！１１に示しである両
方のシステムの特徴を組合わせである。

第２図に示したシステムの変形は先づ音発生器２０１に
よ多発生された入力楽音の基本周波数を見出すのに用い
られる。ひとたびこの周波数が見出されると、入力時間
に対し所望する１組の高調波係数を見出すために、第６
図に示される構成と類似のシステム構成を用いることが
できる。

スイッチを閉じることによって発生する開始信号に応答
して、周波数発生器２６０がセットされ３３．４９　Ｋ
Ｈｚの周波数の一連のタイミング信号を発生させる。こ
の一連のタイミング信号は、約ｃ、〜ＣＳの範囲で音響
発生器２０１にょ多発生された信号をサンプルするのに
適している。発生した信号社１６以下の高調波を有する
ものと予想される。周波勘゛て発生器２６０の動作につ
いては後述する。

フリラフフロップ２０６は開始信号に応答してセ°ソト
される。７リツプフロツプ２０６がセットされると１．
その出力論理状ｌｌ４Ｑ　＝　＠１”にょシヵウンタＬ
、ｊ０９Ｆｉその初期カウント状態にリセットされ、同
時にカウンタ２０９はモジュロ１ｏ２４をカウントする
士−ドにおかれる。開始信号が発生するとシステムは周
波数決定動作モードにおかれる。

周波数決定動作モードでは、フリップフロップ２６１は
セットされないので、その出力論理状態はＱ＝″″Ｏ＃
である。この出力状態はモード制御信号と呼ばれる。＠
０”状態のモード制御信号に応答して、語カウンタ２５
９はモジュロ１０２４をカウントするようになる。

カウンタ２０９がその最大カウント１０２４に達しその
モジュロカウンティング実行によシリセットされると、
リセット信号が発生する。このリセット信号はフリップ
フロップ２０６をリセットし、フリップフロップ２６１
をセットする。この動作によシモード制御信号は論理＠
１″状態になる。この時にサンプルメモリ２５７は、ム
一り変換器２０２によりデジタル値に変換される音響発
生器２０１からの信号出力から誘導される１０２４の連
続サンプル点を含む。

モード制御信号が論理＠１”である場合には、周波数動
作モードの一部として周波数計算動作モードが開始され
る。周波数計算モードの期間中に、離散的フーリエ変換
がサンプルメモリ８５７に記憶されたデータを用いて実
行され、正規化された周波数ｆＮ＝　１／１０２４の最
初の諺の高調波を計算する。

周波数決定モード期間中のフーリエ変換動作は、第２図
に示したシステムについて上述した方法で機能する。

高調波カウンタ２０５および語カウ／り２５９は、モー
ド制御信号が“１″状態に変換するのに応答して周波数
決定モードの開始時にそれらの初期カウント状態に初期
設定される。。

語カウンタ２５９は周波数発生器２６０が発生させるタ
イきング信号によって増分される。サンプルメモリ２５
７に記憶されたデータ点は、飴カウンタ２５９のカウン
ト状態が増分される度毎に逐次読出される。語カウンタ
２５９がそのモジュロカウンティング動作の故にその初
期状態に増分される度毎に、リセット信号が発生し、こ
の信号は高調波カウンタ２０５のカウント状態を増分す
るのに用いられる。

加算器−アキュムレータ２０８は、飴カウ／り２５９・
・のカウント状態の変化に応答して高調波カウンタ２０
５のカウント状態を連続的に加算する。加算器−’７ｄ
ｔユｈｖ−タ２０８は周波数計算モードの開始時にモー
ド制御信号によって初期設定される。

メモリアドレスデコーダ２１１は、加算器−アキュムレ
ータｘｉｓの内容に応答して正弦波関数表２１４および
２１５からデータをアドレスするのに用いられる。乗算
器２１２Ｂ、正弦波関数表２１４から読出され先止弦波
関数値とサンプルメモリ２５７から読出された信号デー
タ値との積を与える。乗算器２１Ｂはサンプルメモリ２
５７から読出され先止弦波関数値の積を与える。乗算器
２１２からの積データ値はスクエアラ２１９によ〕絶対
値が二乗され、乗算器２１３からの積データ値はスクエ
ア２２２０　Ｋよシ絶対値が二乗される。周波数計算モ
ードの期間中にモード制御信号が論理状態″″１”をも
つと、選択グー　）　２９１はスクエアラ２１９の出力
を加算器２１７に転送し、スクエアラ２２０の出力を加
算器！１８に転送する。

スクエア２２１Ｇから選択ゲート２９１によって転送さ
れたデータ値は、語カウンタ２５９０カウント状態に応
答して読出された偶数レジスタ２２１の内容に加算器２
１７によシ加算される。スクエアラ２１６から選択ゲー
ト２９１によって転送されたデータ値は、語カウンタ２
５９のカウント状態に応答して読出された奇数レジスタ
２１６の内容に加算器２１８により加算される。

データが奇数レジスタ２１６と偶数レジスタ２２１に書
込まれるにつれて、これら２つのデータ値は加算器２３
５によって合計される。データ値は、語カウンタ２５９
のカウント状態に対応するメモリアドレスに配憶される
。加算器２３５の出力は第４図に関連して上述したよう
に絶対値計算回路２２３によって処理される。この場合
モード制御は第４図に示した転送開始信号に対して用い
られる。また第７図に示したシステムに対しては、カウ
ンタ２４２は、第１高調波係数だけが必要なので、モジ
ュロ１をカウントするようにつくられている。周波数計
算モードの期間中に、フーリエ変換は、１７１０２４の
正規化され九周波数の単位で測定される正規化され丸高
調波係数の第１高調波ピークの位置を見出すためにのみ
用いられる点が注目される。

第４図のカウンタ２３８が発生させた転送終了（［ｎｄ
　Ｔｒａｎｓｆ＠ｒ）信号は、フリップ７ｏツブ２６１
をリセットしそれによってモード制御信号を２進論理状
態“０＃にするのに用いられる。転送終了信号は、また
フリップフロップ２０６をセットしそれによってシステ
ムを計算モードにするのにも用いられる。

計算モード又は高調波データ計算モードの期間中に、モ
ード制御の＠０”状態は語カウンタ２５６をしてモジュ
ロ羽をカウントするようにさせ〜カウンタ２０９をして
モジュロ諺をカウントするようにさせ、高調波カウンタ
２０５をしてモジュロ１６をカウントするようにさせる
。

周波数決定モードの期間中のシステム動作に僚友方法で
、音発生器２０１からの信号出力の羽の等間隔に置かれ
たサンプルはムーＤ変換器２０２によってデジタル値に
変換され、サンプルメモリ２５７に記憶される。第８図
に関連して後述する方法で、周波数発生器ＺａＯ社音発
音発生器１からの信号出力の基本周波数の約ｎ倍にセッ
トされる。

高調波デ二り計算モード期間中のシステム動作は、信号
処理システムにおける選択ゲート２９１までは周波数決
定モード期間中の動作に似ている。

高調波データ計算モードでは、高調波カウンタ２０５は
モジュロ１６をカウントし、一方語カウンタ２５９はモ
ジュロ３２をカウントする点が注目される。この方法に
よって入力信号の１６の高調波全部が決定される。

モード制御の“０”状態は、選択ゲート２９１が出力値
をスクエアラ２１９および２２０から加算器２６２に転
送させる。加算器２６２は２つの入力データ値を合計し
、合計された出力の平方根は平方根回路２５５によって
評価される。

平方根回路からの出力は、音響係数メモリ内において、
高調波カウンタ２０５の状態に対応するメモリ位置に記
憶される。

第８図は、第７図に示した周波数発生器２６０を含むサ
ブシステム論理を示す′。開始信号に応答して、選択ゲ
ート２７１は周波数定数回路２７０に記憶され九周波数
定数値を転送し、周波数レジスタ２７２に転送された値
を記憶する。周波数定数は、１０進法の１の値に相当す
る２進値に勢しくするのが有利である。周波数レジスタ
２７２に記憶された周波数ナンバーは、周波数クロック
２７５によって決定される速度で加算器−アキュムレー
タ２７３の内容に反復して加算される。周波数クロック
２７５はデータサンプリング周波数３３．４９　ＫＨｚ
で動作する。

１０進数１０２道等値に達すると、加算器−アキュムレ
ータ２７３内のアキエムレータはその初期値にリセット
する。この最終的な結果として、データ収集モードの期
間中に、加算器−アキュムレータ２７３によシ発生され
るリセット信号は周波数Ｂ３．４９・　ＫＨｚの一連Ｏ
サンプルクロック信号となる。

周波数決定モードの期間中に分析され一＃：、をンプル
楽音の第１ｉ１％調波の位置は、第４図に関連して上述
した方法によってカウントレジスタ！１４１に記憶され
る。カウントレジスタ２４１に記憶されたナンバーは右
８過シフト回路２７４によって羽で割算される。データ
収集モードの期間中に峰−ド制御信号がその２進状ｗＡ
″１＃になると、選択ゲー）　２７１は右２進シフト回
路２７４の出力を転送し、周波数レジスタ２７２に記憶
させる。この方法により、データ収集モードの期間中に
発生したサンプルクロック信号は、音響発生器２０１か
らの４ｉＫ号出力の基本周波数の３２倍にはｙ等しい周
波数を有する。

第７図に示すシステムに要する線分析時間は種樵の動作
モードに必要な時間からなる。

周波数収集モード： Ｔ、ム＝　１０２４　Ｘ　（１／３３４９０）　＝　３
０．６　　ミリ秒周波数決定モード： Ｔ、　＝　１０２４　Ｘ　３２　Ｘ　１０　　＝　３２
．８　ミリ秒Ｃ８の楽音に対する第２データ収集モード
：’ｒｓ　＝　ａ２ｘ　（１／１３０．８１　）　＝　
２４５　ミリ秒計算モード： ’ｒｃ　＝　３２　Ｘ　１６　Ｘ　１０−’　＝　０．
５１　ミリ秒総分析時間１ｄ、　ＴＴ＝ＴＦＡ＋ＴＦ＋
Ｔ８　＋ＴＣ＝０．３０８秒でおる。

従って、第８図に示すシステムに対する１組１６の縞調
波係数を得るのに要する時間の短縮は、第２図に示すシ
ステムに要する時間の約九である。

約０．５秒の時間的遅延は、楽器システムの楽音変化に
要する時間にとって必ずしも常に難点になるとは考えら
れないという点に注目すべきである。

例えば、パイプオルガンを−食わせたシステムの楽音を
変化させるピストン変化は、制御スイッチの作動後スイ
ッチング動作を完了させるのに通常的０．５秒を必要と
する。

音響発生器２０１からの信号出力の周波数を発見するた
めの第７図に示したサブシステムの周波数分解能はｆＲ
＝　３３４９０／（１０２４Ｘ１６）　＝　２Ｈｚであ
る。

入力周波数範囲における２つの最高音間の周波数の差は
ＣｓとＢ４との間の差である。これは周波数差２９．４
　Ｈ３である。周波数分解能紘、周波数決定モードで用
いられる、サンプルメモリ２５７に記憶されたデータサ
ンプル数Ｎの大きさを増大させることによって高めるこ
とができる。データの大きさＮを２倍にするとヘルツで
測定し九周波数分解能はｈになる。

本発明はまた、出力楽音波形が・フーリエ形変換を実施
することによって発生する他の楽音発生システムにも応
用できる。発生した楽音は予め選択した高調波係数によ
って決定される。そのような系音発生システムは１コン
ピユータオルガン″と題する米国特許第３．８０９．７
８６号に説明されている。

この特許はこ＼に参考のため述べである。

第９図は、本発明と米国特許第３．８０９．７８６号に
説明しである楽音発生器との組合せを示す。”７００’
代の数字で表示されているシステム論理ブロックは、本
発明の第９図に用いた表示数字から７００を差引いた数
字を有する、参照特許の第１図のシステム論理ブロック
に対応する。追加したサブクスは、その動作を上述しで
あるシステム論理ブロック２２４　、２２５および２０
１を含む。

以下本発明の実施の態様を列記する。

１、　前記音響発生器はアコースティック信号を電気信
号に変換するための音響トランスジューサを含む前記特
許請求の範囲第１項による楽器。

２　前記高調波係数計算手段は、 一連のタイミング手段を与えるためのクロックと、 前記一連のタイミング信号に応答して、前記楽音信号を
信号音サンプルデータセットを含む一連の２進デジタル
数字に変換する変換手段と、前記信号音サンプルデータ
セットを記憶する丸めのサンプルメモリとを具える 前記特許請求の範囲第１項による楽器。

＆　前記変換手段は、 開始信号を発生させる丸めの手段と、 前記一連のタイミング信号によって増分され、所定の数
Ｎをモジュロとしてカウントするサンプルカウンタと、 前記開始信号に応答して、前記゛サンプルカウンタを初
期カウント状１１にリセットする初期設定回路と、 前記サンプルカウンタがその初期状態に戻ると計算信号
を発生させるサンプルモジュロリセット回路とを含む 前記第２項による楽器。

表　前記高調波係数計算手段は、 前記サンプルメモリに記憶された信号音サンプルデータ
セットに応答して、１組の正規化高調波係数を計算する
係数計算手段と、 前記１組の高調波係数値を前記１組の正規化高調波係数
から選択し前記第１アドレッシング一手段に与える絶対
値計算手段とを更に含む 前記第３項による楽器。

＆　前記係数計算手段は、 前記一連のタイミング手段に応答し、前記所定数Ｎをモ
ジュロとしてカウントする語カウンタと、前記計算信号
に応答し、前記語カウンタを初期カウント状態にリセッ
トする語初期設定回路と、前記語カウンタがその初期状
態に戻ると、語リセット信号を発生させる語モジュロリ
セット回路と、。

前記語リセット信号によって増分され、前記所定数Ｎの
Ａを超えない最大整数値をモジュロとしてカウントする
高調波カウンタと、 前記計算信号に応答し、前記高調波カウンタを初期カウ
ント状態にリセットする高調波初期設定回路と、 前記高調波カウンタがその初期状態に戻ると終了信号を
発生させる高調波モジエロリセット回路と、 前記飴カウーンタの状態の変化に応答して前記高調波カ
ウンタの内容を連続的に加算しその結果生じる和を記憶
する丸め、前記語リセット信号に応答して初期設定され
る加算器−アキュムレータと、三角関数の正弦関係値を
記憶する第１正弦波関数表と、 三角関数の余弦関数値を記憶する第２正弦波関数表と、 前記加算器アキュムレータ手段に記憶された前記結果と
して生じた和に応答して前記第１正弦波関数表から三角
関数正弦波値を読出し、前記第２正弦波関数表から三角
関数正弦波値を読出すための正弦波関数表アドレッシン
グ手段と、後から読出されるデータを記憶する丸めの奇
数メモリ手段と、 後から読出されるデータを記憶するための偶数メモリと
、 前記サンプルメモリから信号音サンプルデータセット値
を読出すため前記一連のタイミング信号に応答するサン
プルメモリアドレッシング手段と、前記サンプルメモリ
から読出された前記信号サンプルデータセット値と前記
第１正弦波関数表から読出された前記三角関数正弦波値
との乗算積を発生させるための第１乗算器手段と、 前記第１乗算器手段が発生させた前記乗算積を自ら乗算
することによって第に乗値を発生させる第１スクエアラ
手段と、 前記語カウンタの内容に応答して前記第に乗値と前記奇
数メモリ手段から読出されたデータ値とを連続的に代数
的に加算して奇数合計値をつく為ための手段と、 前記飴カウンタの内容に応答して前記奇数合計１ＬＬを
前記奇数メモリ手段に記憶し、それによって前記正規化
高調波係数の奇数サブセットをつくるｆ数アドレッシン
グ手段と、 前記サンプルメモリから読出され友前記信号サンプルデ
ータセット値と前記第２正弦波関数表から読出された前
記三角関数余弦値との乗算積を発生させるための第２乗
算器手段と、 前記第２乗算器手段によ〕発生された前記乗算積を自ら
乗算させることによって第２二乗値を発生させる第２ス
クエアラ手段と、 前記飴カウンタの内容に応答し、前記第２二乗値と前記
偶数メモリ手段から読出されたデータ値とを連続的に代
数的に合計するための第２手段と、前記語カウンタの内
容に応答して前記偶数和の値を前記偶数メモリ手段に記
憶し、それによって前記正規化高調波係数の偶数サブセ
ットをつくる偶数アドレッシング手段とを含む 前記第４項による楽器。

ａ　前記絶対値計算手段は、 前記一連のタイミング信号によって増分され、前記所定
数Ｎ　Ｏ”／Ｈを超えない最大整数値をモジュロとして
カウントするレジスタカウンタと、前記終了信号に応答
し、前記レジスタカウンタを初期カウント状態にリセッ
トするレジスタ初期設定回路と、 前記レジスタカラ／りの内容に応答し、それによって前
記奇数メモリ手段から奇数正規化高調波係数を読出し、
前記偶数メモリ手段から偶数正規化高調波係数を読出す
レジスタアドレッシング手段と、 前記の読出した奇数正規化高調波係数と前記の読出した
偶数正規化高調波係数とを合計するととくよって合計し
た正規化高調波係数をつくるための加算器手段と、 後から読出すカウント状態を記憶するためのカウントレ
ジスタと、 前記加算器手段によってつくられた前記の合計（７た正
規化高調波係数が所定の閾値より大きい最大停を有する
場合には閾値信号を発生させる閾値比較手段と、 前記カウンタレジスタのカウント状態を前記カウントレ
ジスタに記憶するため前記閾値信号に応答するカウント
転送回路と、 前記一連のタイミング信号によって増分され、カウント
同等信号に応答して初期状態にリセットされる選択カウ
ンタと、 前記選択カウンタのカウント状態が前記カウントレジス
タに記憶され九カウント状態に等しい場合には前記カウ
ント同等信号を発生させるカウント比較手段と、 前記カウント同等信号によって増分され、前記終了信号
に応答して初期状態にリセットされる高調波アドレスカ
ウンタと、 入力データ値の平方根絶対値を評価するための平方根手
段と、 前記の合計し先止規化高調波係数を前記平方根手段に転
送するため前記カウント同等信号に応答する係数選択ゲ
ートとを含む 前記第５項による楽器。

７、前記第１アドレッシング手段は、 前記平方根手段によって評価し九平方根絶対値を、前記
係数メモリ内の、前記高調波アドレスカウンタのカウン
ト状態に対応するアドレスに記憶するアドレッシング回
路を含む前記第６項による楽器。

＆　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変換器に転送し楽音波形に変換
する多数の楽音発生器を有する鍵盤楽器において、 １組の高調波係数値を記憶するための係数メモリ　と、 前記信号楽音を発生させるための音響発生器と、一連の
タイミング信号を発生させるための可変周波数クロック
手段と、 前記楽音に応答して前記周波数クロック手段を前記楽音
のピッチに対応する周波数で動作させる同調手段と、 前記−・−“運のタイミング信号に応答し前記１組の高
調波係数値をつくる高調波係数計算手段と、前記高調波
係数計算手段によりつくられた１組の高調波係数蓋を前
記係数メモリに記憶させる第１アドレッシング手段と、 前記係数メモリに記憶された１組の高１Ｉｉ１１！ｌｔ
＆、係数厘に応答して、楽音波形を規定する点の振幅に
対応する前記複数のデータ語を計算する計算手段と、前
記複数のデータ語から楽音波形を生じさせ、前記信号楽
音を模倣した音を発生させるための手段とを含む、 信号楽音を模倣した音を発生させるための装置。

甑　前記高調波計算手段は、 前記一連のタイミング信号に応答して、前記信号楽音の
１周期に対応する信号音サンプルデータセットを含む多
数のＮ２進デジタル数を含むセットに前記信号楽音に変
換する変換手段と、前記信号音サンプルデータセットを
記憶するためのサンプルメモリとを含む 前記第９項による楽器。

１０、　　前記変換手段は、 開始信号を発生させるための手段と、 前記一連のタイミング信号によって増分され、前記数Ｎ
をモジュロとしてカウントするサンプルカウンタと、 前記開始信号に応答し、前記サンプルカウンタを初期カ
ウント状態にリセットする初期設定回路と、 前記サンプルカウンタがその初期状態に戻ると計算〕、
［６号を発生させるサンプルモジュロリセット回路＝と
を含む 前′紀第８項による楽器。

ｌｌ：［前記高調波係数計算手段は、 前記一連のタイミング信号に応答し、前記数Ｎをモジュ
ロとしてカウントする飴カウンタと、前記計算信号に応
答し、前記飴カウンタを初期カラｙ）状態にリセットす
る飴初期設定回路と、前記−カウンタがその初期状態に
戻ると飴リセット信号を発生させる語モジュロリセット
回路と、ＡｉＪ記Ｉリセット信号によって増分され、Ａ
ｉｌ紀数Ｎの局を超えない最大整数値をモジュロとして
カウントする高調波カウンタと、 ｑｆＩ記計算信号に応答し、前記高調波カウンタを初期
カウント状態にリセットする高調波初期設定回路と、 前・記高調波回路がその初期状態に戻ると終了ＧＩ。

号を発生させる高調波モジュロリセット回路と、前記語
カウンタの状態の変化に応答して前記高調波カウンタの
内容を連続的に自ら加算してその結果生じる合計を記憶
するため、前記語リセット信号に応答して初期設定する
加算器−アキュムレータと、 三角関数の正弦波関数値を記録する第１正弦波関数表と
、 三角関数の余弦波関数値を記憶する第２正弦波関数表と
、 前記第１正弦波関数表から三角関数正弦波値を読出し、
前記第２正弦波関数表から三角関数余弦波値を読出す九
め、前記加算器−アキュムレータ手段に記憶され九前記
結果的に生じた和に応答する正弦波関数表アドレッシン
グ手段と、前記サンプルメモリから信号音サンプルデー
タセット値を読出すため、前記一連のタイミング信号に
応答するサンプルメモリアドレッシング手段と、 前記サンプルメモリから読出された前記信号音サンプル
データセット値と前記正弦波関数表。から読出された前
記三角関数正弦値との乗算積を発生させるための第１乗
算器手段と、 前記第１乗算器手段が発生させた乗算積を自ら乗算する
ことによって第に乗値を発生させる第１スクエアラ手段
と、 前記サンプルメモリから読出された前記信号音サンプル
データセット値と前記第２正弦波関数表から読出された
前記三角関数余弦値との乗算積を発生させる第２乗算器
手段と、 前記第２乗算器手段が発生させた前記乗算積を自ら乗算
することによって第２二乗値を発生させる第２スクエア
ラ手段と、 前記第に乗値と前記第２二乗値とを加算して合計値をつ
くるための加算器手段と、 前記合計値の平方根に対応する高調波係数を発生させる
ための平方根手段とを含む 前記第１０項による楽器。

フ２．前配第１アドレッシング手段は、前記平方根手段
によシ発生された前記高調波係数を前記係数メモリ内の
、前記高調波カウンタのカウント状態に対応するアドレ
スに記憶するアドレッシング回路を含む前記第１１項に
よる楽器。

１３、楽音波形を規定する点の振幅に対応する複数のデ
ータ語が計算され順次Ｄ−Ａ変換器に転送され楽音波形
に変換される多数の楽音発生器を有する鍵盤楽器におい
て、 １組の高調波係数値を記憶するための係数メモリ　　と
　、 前記信号楽音を発生させるための音響発生器と、前記信
号楽音の基本周波数が決定される間には周波数決定そ一
ドで動作し、また前記１組の高調波係数値がつ〈シ出さ
れている間は高調波データ計算モードで動作する計算手
段と、 前記高調波データ計算モード期間中に１組の高調波係数
値を前記係数メモリに記憶させる第１アドレッシング手
段と、 前記係数メモリに配憶された１組の高調波係数値に応答
して、楽音波形を規定する点の振幅に対応する前記複数
のデータ語を計算する計算手段と、前記複数のデータ語
から楽音波形を発生させ、それによって前記信号楽音を
まねた前記音を発生させるための手段とを含む、 信号楽音をまねた音を発生させるための装置。

１４、前記計算手段は、 一連のタイミング信号を発生させるための可変周波数ク
ロック手段と、 前記周波数決定モードの開動作し、前記信号楽音のピッ
チに対応する周波数ナンバーを発生させる周波数決定手
段と、 前記可変周波数クロックを前記高調波データ計算モード
期間中に前記周波数ナンバーのＮ倍の周波数に対応する
周波数で動作させ、それによって前記可変周波数クロッ
クを前記周波数決定モード期間中に所定の周波数Ｍで動
作させる周波数セツティング手段と、 前記一連のタイミング信号に応答し、信号音サンプルデ
ータセットを含む一連の２進デジタル数に前記楽音乞変
換する変換手段と、 前記信号音サンプルデータセットを記憶するためのサン
プルメモリとを含む 前記第１３項による楽器。

１５．前記変換手段は、 開始信号を発生させるための手段と、 前記開始信号に応答して２進論理状態″０”を有し検出
信号に応答して状態”１”を有するモード制御信号を発
生させるための手段と、 前記モード制御信号に応答し、モード制御信号が＠Ｏｍ
状態にあれば前記周波数決定モードで動作し、モード制
御信号が″″１１１１状態ば前記高調波データ計算モー
ドで動作するモード制御手段と、前記一連のタイミング
信号によって増分され、前記周波数決定モード期間中に
は所定数Ｐをモジュロとしてカウントし、前記高調波デ
ータ計算期間中ＫＦｉ前記数Ｎをモジュロとしてカウン
トするサンプルカウンタと、 前記開始信号又は前記検出信号に応答し、それによシ前
記サンプルカウンタを初期カウント状態にリセットする
初期設定回路と、 前ｉサンプルカウンタがその初期状態に戻ると計算信号
を発生させるサンプルモジュロリセット前記第１４項に
よる楽器。

１６、　　前記計算手段は、 前記一連のタイミング信号によって増分され、前記周波
数決定モードの期間中には前記数Ｐをモジュロとしてカ
ウントし、前記高調波データ計算モード期間中には前記
数Ｎをモジュロとしてカウントする語カウンタと、 前記計算信号に応答し、前記語カウンタを初期カウント
状態にリセットする語初期設定回路と、前記語カウンタ
がその初期カウント状態に戻ると語リセット信号を発生
させる語モジュロリセット回路と、 前記語リセット信号によって増分され、前記周波数決定
モード期間中はｌをモジュロとしてカウントし、前記高
調波データ計算モード期間中は前記数Ｎの４を超えない
最大整数値をモジュロとしτカウントする高調波カウン
タと、 前記計算信号に応答′シ、前記高調波カウンタを初期カ
ウント状態にリセットする高調波初期設定回路と、 前記高調波カウンタがその初期状態に戻ると終了信号を
発生させる高調波モジュロリセット回路と、 前記語カウンタのカウント状態に応答して前記高調波カ
ウンタの内容を自ら連続的に加算し記憶し、前記語リセ
ット信号に応答して初期設定される加算ａ−アキュムレ
ータと、 三角関数の正弦関数値を記憶する第１正弦波関数表と、 三角関数の余弦関数値を記憶する第２正弦波関数表と、 前記一連のタイミング信号に応答し、前記サンプルメモ
リから信号音サンプルデータセット値を読出すためのす
／プルメモリアドレッシング手段と、 前記加算器−アキュムレータ手段に記憶された内容に応
答して前記第１正弦波関数表から三角関数正弦値を読出
し、前記第２正弦波関数表から三角関数余弦値を読出す
ための正弦関数表アドレッシング手段と、 前記信号サンプルデータセット値と前記第１正弦波関数
表から読出した前記三角関数正弦値との乗算積を発生さ
せるための第１乗算器手段と、前記Ｍ１乗算器手段が発
生させ念前記乗算積を自ら乗算して第に乗値を発生させ
る第１スクエア２手段と、 前記信号サンプルデータ値と前記第２正弦波関数表から
読出した前記三角関数余弦値との乗算積を発生させるた
めの第２乗算器手段と、前記第２乗算器手段が発生させ
た前記乗算器を自ら乗算することによって第２二乗値を
発生させる第２スクエアラ手段と、 高調波係数計算手段と、 前記周波数決定モード期間中に前記第に乗値と前記第２
二乗値を前記周波数決定手段に転送し、前記高調波デー
タ計算モード期間中にそのような第に乗値と前記第２二
乗値を前記高調波係数計算に転送するデータ選択手段と
を更に含む前記第を項による楽器。

１７、前記周波数決定手段は、 後から読出すデータを記憶するための奇数メモリ手段と
、 後から読出すデータを記憶するための偶数メモリ手段と
、 前記語カウンタの内容に応答し、前記データ選択手段に
よって転送された前記第に乗値を前記奇数メモリ手段に
記憶させる奇数アドレッシング手段と、 前記語カウンタの内容に応答し、前記データ選択手段に
よって転送された前記第２二乗値を前記偶数メモリ手段
に記憶させる偶数アドレッシング手段と、 前記信号楽音の基本周波数に対応する第１および第２二
乗値を含む前記奇数メモリ手段および前記偶数メモリ手
段の共通アドレス位置を決定するための最大振幅手段と
を含む 前記第１６項による楽器。

１Ｂ、前記最大振幅手段は、 前記一連のタイミング手段によって増分されるレジスタ
カウンタと、 前記奇数メモリ手段からデータ値を読出し前記偶数メモ
リ手段からデータ値を読出すため前記レジスタカウンタ
の内容に応答するレジスタアドレッシング手段と、 前記奇数メモリ手段から読出されたデータ値と前記偶数
メモリ手段から読出されたデータ値とを合計して合計値
をつくるための加算器と、前記合計値が予め選択された
閾値よシ大きい最大値を有する場合には前記検出信号を
発生させる最大値検出手段と、 前記レジスタカウンタの内容を前記数Ｎで除算しそれに
よって前記周波数ナンバーを発生させるため、前記検出
信号に応答する除算器手段とを含む 前記第１７項による楽器。

１９、前記高調波係数手段は、 前記データ選択手段によって転送された前記第に乗値と
前記データ選択手段によって転送された前記第２二乗値
とを合計して二乗合計値をつくるための第２加算器と１ 前記二乗合計値の平方根絶対値に対応する高調波係数を
発生させるための平方根手段とを含む前記第１６碑によ
る楽器。

加、前記第１アドレッシング手段は、 前記平方根手段が発生させ九前記高調波係数を前記係数
メモリ内において前記高調波カウンタのカウント状態に
対応するアドレスに記憶させるアドレッシング回路を含
む 前記第１９項による回路。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の１実施例の概略図である。 第２図は、第１図の高調波係数発生器の概略図である。 第３図は、代表的な楽音波形に対応するスペクトルグラ
フである。 第４図は、第２図の絶対値計算回路の概略図である。 第５図は、第４図に示した閾値回路の概略図である。 第６図は、本発明の別の実施例の概略図である。 第７図は、本発明の更に別の実施例の概略図である。 第８図は、第７図の周波数発生器の概、略図である。 第９図は、コンピュータオルガンシステムト組合わせ九
本発明の１実施例の概略図である。 第１図にお−て、 １１は音響システム、ｎは楽器鍵盤％　１４は音調検出
・割当装置、１６は実行制御回路、２６社高調波係数メ
モリ、１０１は主データセツト発生器、１ｏ２は楽音発
生器、２０１は音響発生器、２２４は音響係数メモ＋７
．２２５は高調波係数発生器。 特許出願人　株式会社河合楽器製作所 代理人弁理士　１）　坂　　善　　重

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　楽音波形を規定する点の、振幅に対応する被数の
   データ語が計算されて順次Ｄ−ム変換器へ転送され楽音
   波形に変換される多数の楽音発生器を有する鍵盤楽器に
   おいて、 １組の高調波係数メモリを記憶する係数メモリと、 前記信号楽音を発生させる音響発生器と、前記信号楽音
   に応答して前記１組の高調波係数値をつくシ出す高調波
   係数計算手段と、前記高調波係数計算手段にｔｂつくら
   れた１組の高調波係数値が前記係数メモリに記憶される
   纂ｌアドレッシング手段と、 前記係数メモリに記憶された１組の高調波係数値に応答
   して、楽音゛波形を規定する点の振幅に対応する前記複
   数のデータ語を計算する計算手段と、前記複数のデータ
   語から楽音波形を発生させ、それによって前記信号楽音
   を模倣した前記楽音を発生させる手段とを具える、 信号楽音を模倣した楽音を発生させる装置。