JPS5895794A - 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】 本発明は楽音発生装置に関し、特に、楽音波形を時間的
に変化させて自然楽器音を模擬する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、実現化が困難であった。

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、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。

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
変化と云う点に着目し、波形の形状の時間的変化を模擬
することにより、自然楽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１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。

抽出したエ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工＝０サン
プル目の楽音波形１周期をＪ回ｋｖ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５回繰り返
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５回繰り返して読み出せば、ＩＸＪ波の
楽音が発生する。

以下説明を簡単にするために、１＝１５．Ｊ＝１６、Ｋ
＝１６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てある楽音波形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鍵に相当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周期を翼分割する。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ｘ０、
ｘ１、ｘ２・・・・・・、ｘｍ、・・・・・・、Ｘｋ−
１とする。Ｋ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ｘｍから数えて、０、１．
２、＝・・・・、ｒ、・・・、（Ｌ−１）と番号づけし
てｘｍｒ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！ｍｒで表わすことができる。ここで、 ｍ＝０、１、２、・・・・・、Ｋ−１ ｒ＝０、１、２、・・・・・、Ｌ−１ である。したがって上記ｘｍはｘｍｏと表わされる。

また、点ｘｍｒの位相は一周期が２πであるからとなる
。

これを読み出しクロックｆ。ｋ（）ｌｚ）で順次読み出
すと、’／（ｓｅａ）ごとにてか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、１／ｆ
ｏｋ〔８ｅＣ〕ごとにｒＦｉｑ個づつ増加するから発音
周波数ｆは 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ｑｍａｘは
、 ｑｍａｘ＝４５１Ｘ２＝３６０８・・・・・・・・・（
４）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、 Ｎ＝ｑｍａｘＸ１６＝５７７２８・・・・・・・（５）
となる。最低周波数では一周期は約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、分割数Ｎは
、 Ｎ＝２１６＝６５５３６・・・・・・・・・・・・・・
・（６）となる。

ここで、読み出しクロックｆ。ｋを ｆｃｋ＝１７９３２．７４（Ｈ２） と一定にする。

そして、飛越し数ｑ＝２３９とすれば、（３）式より、
ｆ＝（２３９／２”）Ｘ１７９３．７４＝６５．４（）
１ｚ〕となる。さらに、ｑ＝２６３とすれば、ｆ＝６９
．２（）＋２３．ｑ＝２ｅａとすればｆ！；７３．３（
ｋｌｚ）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
ｊ（６５，４０６（Ｈｚ））〜音名Ｂ１（１２３，４７
（Ｈｚ））までの１すクタープ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
倍することにより得られる。たとえば、飛越し数ｑＸ、
２−２３９Ｘ２＝４７８とすれば、ｆ′−１１３０−８
（Ｒｚ）ｆすｂチ、音名Ｃ２に相当スル音程が得られる
ことになる。

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。

波形メモリにはに分割した各分割点 ｘ０、ｘ１、・・・・・・、ｘｍ、・・・・・・、ｘｋ
−１すなわち、１６個のサンプル値が楽音波形１周期と
して記憶されている。そして、残る（Ｎ−Ｋ）個のｘｍ
ｒ（ｒＮＯ）の点については、ｇｏ、Ｘ＋＊・・・・・
、Ｘｋ、のサンプル値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、（Ａｌは波形メモリに記憶されている
サンプル値である。（Ｂｌはクロックｆ。ｋごとのｘｍ
、の位置を表わすものである。（Ｃ１は、！、、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・２−３６０８としている
。

まず、ｘ、、ｒ＝３６０８ＸＯＯ時は波形（ム）の！。

サンプル値が発生される。！、、ｒ＝３６０８Ｘ１の時
は波形体）の！。とＸ、サンプル値間に！１が存在しｘ
ｏサンプル値が発生される。！ｔｎｒ＝３６０８Ｘ２の
時は波形（Ａ）の１１とｘ２２サンプル値にｘｍｒが存
在しｘ１サンプル値が発生される。以下同様に！□、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り
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り、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、オクター
ブデータに基づいた発音周期データ（飛越し数ｑ・２°
０−１）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は計数メモリ、７，８は加算器で、入力Ａと入力Ｂと
の２進加算演算を行ない人力ｃｋに供給されるクロツク
パルスによって加算結果を記憶保持し、出力Ｃから送出
するものである。

９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。１
０はディジタル・アナログ変換器（以下ＤＡＣと略す。

）。１１はタイミングパルス発生器（以下ＴＰＧと略す
。）で、楽音発生の動作タイミングを決定するタイミン
グパルスを発生するものである。１２はアンドゲート、
１３はインバータである。

なお、第６図では複音構成（８音発生）となっているた
め、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、ＴＰＧｌｌ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９のメモリマツプを示す。

図中、！＝１．、Ｋ：２の位置には、発音開始時から発
音終了時までをＩ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二２サンプル目のサ
ンプル値がディジタル値の形で記憶されている。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、ＴＰＧｌ１から発生している動作タイミングにつ
いて説明する。

第８図にＴＰＧｌ１の一具体例を示す。第８図において
、１４は発振器、１６はカウンタで、３６進カウンタ構
成である。１６はリード・オンリー・メモリ（以下ＲＯ
Ｍと略す。）である。第９図にＴＰＧｌ１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１４の出力信号によりカウンタ１５がカウントア
ツプ操作を行なう。そうすると、発振器１４の出力信号
とカウンタ１６の出力Ｑ。、Ｑ、から送出される分周信
号がＲＯＭ１６の入力Ａ、Ｂ。

Ｃにそれぞれ供給され、第９図に示した信号φ、〜信号
φ５が出力０．〜出力０５から送出される。

’ＲＯＭ１６０入・出力の論理関係を示すと次のように
なる。

カウンタ１６の出力ＱＯの出力信号をＱＯ１出力Ｑ１の
出力信号をＱｌとする。

この信号φ１〜信号φ５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１６の出力Ｑ２〜出力Ｑ５から送出され
る信号ムＤ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”は論理ハイレベル。

′ｏ”は論理ロウレベルとする。カウンタ１６の出力Ｑ
２〜出力Ｑ５の出力信号をそれぞれＱ２〜Ｑ５とする。

また、信号ＡＤの周期Ｔが、前述したｆ。ｋに相当する
ものである。すなわち、周期Ｔ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
トデータとオクターブデータに基づいて発生楽音波形の
音程を決める飛越し数ｑ・２°Ｄ−＋が発生される。そ
して、ＴＰＧｌ１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に第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辰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。

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、１７はラッチで、入力ｃｋに″１”
が供給されると入力ＩＮに供給されているデータを記憶
する。そして、入力ＯＲに′１”が供給されるとクリヤ
ー操作が行なわれ出力ＯＵＴの出力信号はすべて′０″
となる。１８はラッチで、上記ラッチ１７と同様なもの
で、クリヤー機能を除いたものである。１８はＲＯＭで
、楽音波形の周期を決定する周期データ（飛越し数ｑ・
２６Ｄ−１）が記憶されている。２０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
′１”が送出されるものである。２１はアンドゲートで
ある。

なお、ラッチ１７は４ビット構成、ラッチ１８は６ビッ
ト構成となっている。また、ＲＯＭ１９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チ１７に、ノー
トデータ・オクターブデータがラッチ１８にそれぞれ記
憶される。

そうすると、ラッチ１８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・２°Ｄ−１がＲ
ＯＭ１９の出力ＯＵＴから送出される。

一方、ラッチ１７に記憶されたアドレスデータとＴＰＧ
ｌｌから供給されている信号ＡＤとの比較を比較器２ｏ
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１７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２０において信号ＡＤとラッチ１７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、ＴＰＧｌ１から供給さ
れる信号φ４が０１″となると、アンドゲート２１を介
して、ラッチ１７の入力ＯＲにクリア信号が供給され、
ラッチ１７の出力信号は再びａβ７１″０”となる。

その後、ＴＰＧｌ１から供給される信号ＡＤが再びチャ
ネル３に対応するアドレスコードが発生しても、ラッチ
１７の出力信号がａｌｌ”Ｏ″であるため、信号ＷＰが
″１”とならない。

すなわち、信号ＷＰ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ＤＯ１から送出される信号は、飛び越し数ｑ
°２であり、周期メモリ４に送出される。

一方、出力ＤＯ２から送出される信号は、ａｌｌ”０”
データであり、累積メモリ５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９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、ＲＯＭ１９に４オクタ一ブ分すべての戒越し数ｑ
−２°Ｄ−１が記憶されているがＲＯＭ１９のかわりに
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、ラッチ１８に記憶されたノートデータに基づいて
所定の飛び越し数ｑを選択し、そのデータとラッチ１８
に記憶さｎたオクターブデータとの乗算を行ない飛び越
し数ｑ−ｆ）Ｄ−１を発生するようにしてもよい。

第６図に戻って動作説明を行なう。

発音周期データ発生部３からＮＤＷＰ信号が供給される
と、ＴＰＧｌ１から供給されている信号ＡＤに従った所
定のチャネルが選択され（だとえはチャネル３が選択さ
れたとする。）信号φ５。

信号φ５によって、周期メモリには新しい飛越し数ｑ・
２δＤ−１が、累積メモリ６と計数メモリ６にはａｌｌ
”Ｏ”データが書き込まれる。

そして、再びＴＰＧｌｌから送出される信号ムＤがチャ
ネル３に対応するコードとなると、信号φ１．φ５によ
って、周期メモリ４から飛越し数ｑ・２δＤＪが読み出
され加算器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７の入力Ｂに送出される。計数メモリ
６からは計数値が加算器８の入力Ｂに送出される。

そうすると、加算器７において飛越し数ｑ・２°Ｄ−＋
と累積値とが加算演算され信号φ２によって加算結果が
記憶保持される。また、加算器８において、加算器７の
出力Ｃから送出される最上位ビットと、計数値とが加算
演算され、信号φ２によって加算結果が記憶保持される
。

加算器７．８の出力信号は波形メモリ９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、ＤＡＣｌｏ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“１”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の出力信号が計数メモリ
°６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チャネル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のアドレスコードとなると、
前述と同様な処理を行ない、ＤＡＣｌｏの出力から次の
楽音波形のサンプル値が形成され、以下同様に順次、楽
音波形のサンプル値が形成されることになる。

そして、加算器８の出力信号のＭＳＢが“１”となると
、インバ〜り１３を介してアンドゲート１２の入力に”
０”が給供され、アンドゲート１２の出力は”０”とな
り、加算器７からの信号に左右されることなく加算器８
の入力Ａには、′０”が供給される。

そうすると、加算器７の出力信号のＭＳＢが′１″とな
っても、計数メモリ６に記憶されている計数値の＋１処
理が行なわれなくなる。

この結果、加算器８の出力信号のＭＳＢが′１″となる
と、波形メモリ９から読み出されるサンプル値は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、工＝０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いないためサンプ
ル値として、Ｉ＝ｏ、に＝Ｑ〜１５サンプルはすべて０
となっており、楽音が発生されなくなる。

なお、第６図では、加算器８の＋１操作を禁止するよう
にしていたが、加算器７と８の加算操作を禁止するよう
にしてもよい。

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９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。

周期メモリ４・・・・・・・・・データＡ累積メモリ５
・・・・・・・・・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
ータのビット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・２°Ｄ−＋の最大値
は（３６０Ｂ）となる。その結果、２進数のデータとし
てビット数は１２ビット必要になる。

データＢは、発音できる最高周波数の楽音波形１周期の
分割数を１６分割とするとｑ・２°Ｄ−＋（ｍａＩ）×
１６二６７７２８となり、その結果、２進数のデータと
してビット数は１６ビット必要になる。

データＣは１＝１６、Ｊ＝１６を想定しているので９ビ
ット構成となる。

データＤは、データＡとデータＢとの加算結果となるの
で、１７ビット構成となる。

データＥは、データＣとデータＤのＭＳＢとの加算結果
となるので、９ビット溝成となる。

また、データＤのビット０〜ビット１５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〜ビット１１で表わされている内容がｒにビット１
２〜ビット１５の内容がｍに相当する。さらに、データ
ＤのｒデータとデータＥのｊデータはデータＤのｍデー
タとデータＥの１データそれぞれの仮想サンプル点を示
すものとなる。

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

また、データＣとデータＤのビット１６の内容が加算さ
れ、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〜ビット１６（ｍデータ
とする。）の内容と、データＥのビット４〜ビット７（
ｉデータとする。）の内容がメモリ９に供給されている
。

メモリ９に供給されたｍデータとｉデータとにより所定
のサンプル値が選択されることになる。

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Ｉ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が
＋１処理される。そして、データＥの内容が１６歩進す
るごとにＩサンプルの読み出し点が変化する。

すなわち、１６波の楽音波形を発生するごとに波形の形
状の異なるものが読み出されることになる。

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Ｉ分割し、各分割点から抽出した楽音波形１
周期をＫ分割し、抽出したＩサンプル個の楽音波形１周
期をに分割して得たサンプル値をディジタル値の形で波
形メモリ９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数ｑ・２δＤＩによって波形
メモリ９に記憶してあるＩ＝Ｏサンプル目の楽音波形１
周期をＪ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３回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３回
繰り返して読み出し、Ｉ×Ｊ波の楽音を発生するように
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。

第６図に示した実施例では、第４図で説明したＸがＸと
Ｘとの間に存在した場合、 波形メモリ９から読み出されるサンプル値は”ｎ１＊０
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、ｘｒがｘ７．。と”ｒｒｒ＋＋、。との
間に存在した場合でも補間演算を行ない仮想的に仮想サ
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、つぎのように
なる。ＸとＸとに対して、 ｆ（ｘｍ＋１，０）とｆ（ｘｍ、０）の間を直線補間す
ると、なる補間値、４．ｒ）でｆＣＸｒ）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、２２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。２３
はセレクタ、２４はＲＳフリップフロップ（以下ＲＳＦ
Ｆと略す。）、２５、２６はラッチ、２７は減算器、２
８は乗算器、２９はＲＯＭで、乗算係数αを記憶してい
る。３０は加算器である。

加算器７の出力信号のうちビット１２〜ビット１５がセ
レクタ２３とＲＯＭ２２に供給される。

そして、信号φ２がＲ８ＦＦ２４の入力Ｈに供給セレク
タ２３の出力には加算器７から直接共給された信号が現
われ、波形メモリ９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〜ピツト７が
１データとして波形メモリ９に供給されている。そうす
ると、ｍデータと１データにより波形メモリ９から所定
のサンプル値が送出される。

そして、波形メモリ９から送出さｆ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チ２
６に記憶保持される。

その後、信号φ３がＲ３ＦＦ２４の入力Ｓに供給される
と出力Ｑは”１”となりＲＯＭ２２の出力信号がセレク
タ２３の出力に現われ、ｍデータとして波形メモリ９に
供給さｎる。ＲＯＭ２２がら出力されるデータは、第６
表に示すように加算器７の出力信号のビット１２〜ビッ
ト１６０２進数に＋１操作を行なったものである。

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〜ビット７がｉデータとして波形メモリ９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９から所定のサンプル値が送出される。波形メモ
リ９から送出されたサンプル値は、信号φ３が′１”か
ら１”へ変化するタイミングでラッチ２６に記憶保持さ
れる。

その結果、ラッテ２５には、（８）式に示したｆｃＸｍ
、。）が、ラッチ２６には（８）式に示したｆｃＸ）に
相当するサンプル値が記憶されることになる。

そして、減算器２７において、（８）式に示したｆ（！
ｍ＋Ｉ、。）−ｆＣＸア、。）に相当する減算処理を行
ない、減算結果が乗算器２８に供給される。

乗算器２８の他人力には、加算器７の出力信号のビット
ｏ−ビット１１に基づいた乗算係数αが供給される。乗
算係数αは（８）式に示しだτに相当するものであり、
ｒは加算器７の出力信号のビット０〜ビット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＝２１６、Ｋ＝１６として説明を進め
ているので、Ｌ＝Ｎ／に−４０９６（１０進数）となる
。そして、ＲＯＭ２９には、加算器７の出力信号のビッ
ト０〜ビット１１で表わされる組み合わせ、すなわち、
２１２通りの倉に相当する乗算係数αが記憶されている
。

そして、加算器３０において、乗算器２８の出力信号と
ラッチ２６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ＤＡＣｌｏ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３０の出力には（８）式に示したｆ（
ｘｒｎｒ）が算出されることになる。

以上の説明のように、第４図で述べたｘｍ、がＸとＸと
の間に存在した場合、波形メ モリ９からｘｍ、。と”ｍ＋４．。に相当するサンプル
値ｆ（Ｘｒｎ、。）とｆ（ｘ、、ｌ＋１、。）とを選択
する。そして、加算器７の出力信号のビットｏ−ビット
７すなわち、ｒデータと選択したＲＸ、、、。）とｆ（
ｘｒｎ＋ｌ、Ｏ）とを用い直線補間演算し、ｆ（：ｒｎ
ｒ）を補間値ｆ（！ｍｒ）で近似することにより、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１５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
音終了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図中の記号について述べる。

ｌはＩ分割して抽出したサンプル位置であり、第１３図
に示しだデータＥのビット４〜ビット７の内容に相当す
る。

ｊは、ｉサンプルをＪ回（１６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ｏ−ピット３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。

Ｘｌ、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。

ｘｉ＋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。

ｘｉ、ｊ、ｍは、ｘｉ＋１、ｍとＩサンプルとの間に存
在する１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Ｘ工、ｊ、ｍ（
ｉ＝ｏ、１，２．・・・・・・、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１６図では、波形サンプル！、とＸ との間に存在するｘｌ、ｉ、ｒｎ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、つぎのよう
になる。”ｒ＋＋、□と”ｉ、ｍとに対して、ｆｃＸｉ
ヤ４．□）とｆｃＸｉ、−との間を直線補間すると、 なる補間値ｆ（Ｘ、、）でｆ（！、、）を近似できる。

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図と同一機能なものには同一符号を付して説
明を省略する。第１５図において、３１はＲＯＭで、加
算器８の出力信号に＋１した内容を記憶している。３２
はセレクタ、３３はＲＳＦＦ。

３４．３５はラッチ、３６は減算器、３了は乗算器、３
８はＲＯＭで、乗算係数βを記憶している。

３９は加算器である。

加算器８の出力信号のうちビット４〜ビット７がセレク
タ３２とＲＯＭ３１に供給される。そして、信号φ２が
ＲＳＦＦ３３の入力Ｒに供給されると出力Ｑからの出力
信号は′０″となり、セレクタ３２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９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〜ビット１
５がｍデータとして波形メモリ９に供給より波形メモリ
９から所定のサンプル値が送出される。

そして、波形メモリ９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チ３４
に記憶保持される。

その後、信号φ３がＲＳＦＦ３３の入力Ｓに供給される
と出力Ｑは１”となりＲＯＭ３１の出力信号がセレクタ
３２の出力に現われｌ１データとして波形メモリ９に供
給される。ＲＯＭ３１から出力されるデータは、第７表
に示すように加算器８の出力信号のビット４〜ビット７
の２進数に＋１操作を行なったものである。

そして、上述と同様に加算器Ｔの出力信号のうちビット
１２〜ビット１５がｍデータとして波形メモリ９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９から所定のサンプル値が送出される。波形
メモリ９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３６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（Ｘ、
、、、’）が、゛ラッチ３６にはｐ）式に示したｆ（ｘ
１＋＋、ｍ）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３６において、（９）式に示したｆｃＸ
ｉ＋１．、、）−ｆＣＸ、、、、）に相当する減算処理
を行ない、減算結果が乗算器３７に供給される。

乗算器３７の他入力には、加算器８の出力信号のビット
０〜ビット３に基づいた乗算係数βが供給される。乗算
係数βは（９）式に示した上に相当するものであり、ｊ
は加算器８の出力信号のビット０〜ビット３の計数結果
に相当するものである。

また、Ｊは１６の定数である。

そして、ＲＯＭ３８には、加算器８の出力信号のビット
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３９において、乗算器３１の出力信号と
ラッチ３４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ＤＡＣｌｏ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３９の出力には（９）式に示したｆ（
”ｉ、）１□）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９から””’ｒＷｌと
Ｌ、ｎに相当するサンプル値ｆ（”ｉ＋＋、ｍ）とｆｃ
Ｘ、、、□）、とを選択する。そして、加算器８の出力
信号のビット０〜ビット３すなわち、】データで近似す
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図に本発明の他の実施例の要部を示す。

第１７図は、サンプル’ｓ）１ｍｌｒ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。

まず、”ｔ＋＋、７Ｆ＋とＸｉ、ｍとに対して、ｆ（”
ｉ＋＋、ｙｉとｆ（ｘｉ、ｒｎ）との間の直線補間を行
ない、なる補間値ｆ（Ｘ、、、、ｆｆ、）で’（Ｉ□＊
］＋ｍ″）を近似する。

次に、ｘ１＋４．ｒｎ＋、と”ｉ、ｍ＋＋どに対して”
”ｉ＋５．、、ｌ＋、）とｆ（”ｉ、ｒｎ＋４）との間
の直線補間を行ない、 似する。

そして、（ｉｏ）式と（１１）式で求めた’（”’＋］
＋ｆｆｌ）と’（”＋］＋ｍ＋、）との間の直線補）を
行ない なる補間値ｆ（”ｉ、ｊ、ｍ、ｒ）でｆ（”５Ｂ、ｒｎ
、ｒ）’ｅ近似する。

第１７図の実施例は（１ｏ）、（１１）、（１２）式を
具現化する一例である。

第１４．１５図と同一機能な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、４０．４１．４２
は補間器で、第１４図などに示したラッチ３４．３６、
減算器３６、乗算器３７および加算器３９と同様なもの
で構成されている。

補間器４０において、（１ｏ）式に示した補間演算を行
ない補間値ｆ（ｘ１＋］＊□）を求める。

補間器４１において、（１１）式に示した補間演算を行
ない補間値ｆ（”’＋ｌｒｍ＋１）を求める。

そして、補間器４２において、補間器４ｏと補間演算を
行ない補間値ｆ（”’＊］９ｍ＋”）を求め、その補間
値をＤＡＣｌｏ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ｆ（”５ｊ、ｍ、ｒ）を限ら扛た個数のサ
ンプル値（波形メモリ９にはＩＸＫサンプル個のす／グ
ル値が記憶されている。）から、（１ｏ）・、（１１）
、（１２）式を用いて、補間演算を行ない補間値’（”
１＋ｌ＋ｎｔ＋ρで””’＋］ｙｔｔｌ＋ｒ）を近似す
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ｌ個の異なる楽音波形１周期を
さらにＫ分割して得たＩＸＫ個のす／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
９で構成）と、発音すべき周波数に対応する周波数情報
（実施例では飛越し数ｑ、２°Ｄ−１）を記憶する周期
メモリ（実施例では周期メモリ４で構成）と、上記周期
メモリに記憶された情報の累算を行なう累算器（実施例
では加算器７，８と累積メモリＪ５と計数メモリ６とで
構成）と、発音開始に伴ない上記周期メモリに所定の周
波数情報を書き込むとともに上記累算器の初期設定を行
なう設定部（実施例では発音周期データ発生部３）と、
上記波形メモリに記憶してあるサンプル値をすべて読み
出したことを検出する検出部（実施例では加算器８のＭ
ＳＢ出力信号とインバータ１３とで構成）と全具備し、
上配累算器の出力信号に基づいて上記波形メモリから楽
音形１周期を５回繰り返し読み出し、順次次の楽音波形
１周期を読み出してＩｘＪ波の楽音波形を発生し、上記
検出部で読み出し終了を検出すると上記累算器の累算を
禁止し楽音の発生を終了するようにしたものであるから
、発音開始から発音終了までの楽音波形の形状の時間変
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。

【図面の簡単な説明】

第１図は楽音波形の一例を示す図、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図、第３図は楽音波
形の一例を示す図、第４図、第６図は本発明の動作原理
の説明図、第６図は本発明の一実施例に示すブロック図
、第７図は第６図の波形メモリ９のメモリマツプを示す
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図は上記タイミングパル
ス発生部１１のタイムチャート、第１０図は上記実施例
の動作を説明するだめのタイムチャート、第１１図は第
６図の発音周期発生部３の一具体例を示すブロック図、
第１２図は第１１図の動作を説明するためのタイムチャ
ート、第１３図、第１６図、第１８図は上記実施例の動
作を説明するための説明図、第１４図、第１６図、第１
７図は本発明の他の実施例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・・・・・累算メモリ、６・・・・計数メモリ、９・
・・・・・波形メモリ、７．８，３０、３９・・・・・
加算器、１０・・・・・ＤＡＣ、１１・・・・・タイミ
ングパルス発生部、１２、２１・・・・アンドゲート、
１３・・・・・インバータ、１７．１８．２５，２６，
３５．３４・・・・ラッチ、１６．１９，２２，２９，
３１．３８・・・・ＲＯＭ、２０・・・・・・比較器、
１４・・・・・発振器、１５・・・・・カウンタ、２３
、３２・・・・・セレクタ、２４、３３・・・・・・Ｒ
Ｓフリップフロップ、２７、３６・・・・減算機、２８
．２７・・・・・・乗算器、４０，４１．４２・・・・
・・補間器。 代理人の氏名弁理士中尾敏男ほか１名

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）楽音の発音開始時から発音終了時までをＩ分割し
   て得たｌ個の異なる楽音波形１周期をさらにＸ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
   る波形メモリと、発音すべき周波数に対応する周波数情
   報を記憶する周期メモリと、上記周期メモリに記憶され
   た情報の累算を行なう累算器と、発音開始に伴ない上記
   周期メモリに所定の周波数情報を書き込むと共に上記累
   算器の初期設定を行なう設定部と、上記波形メモリに記
   憶しであるサンプル値をすべて読み出したことを検出す
   る検出部とを具備し、上記累算器の出力信号に基づいて
   上記波形メモリから楽音波形１周期をＪ回繰り返し読み
   出し、順次次の楽音波形１周期を読み出してＩＸＪ波の
   楽音波形を発生し、上記検出部で読み出し終了を検出し
   て楽音の発生を終了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、累算器を累算を行なう加算器と累算結果を記憶する
   メモリとで構成し、初期設定時には上記メモリの内容を
   クリヤするようにした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、検出器で波形メモリの読み出し終了を検出して累算
   器内にある加算器の加算処理を禁止し、楽音信号の発生
   を終了するように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、周期メモリと累算器内にあるメモリをそれぞれ複数
   組設け、波形メモリと累算器内にある加算器と検出器と
   を時分割的に使用することを特徴とする楽音発生装置。