JPS62242993A - 楽音信号発生装置 - 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】

「産業上の利用分野」 この発明は、電子楽器等において用いられる楽音信号発
生装置に関する。 「従来の技術」 電子楽器においては、いかに自然楽器の楽音に近い楽音
を発生ずるかが大きな課題である。電子楽器における楽
音信号発生方法としては種々の方法が知られているが、
それらの中でも、自然楽器の楽音波形の各瞬時値を逐次
サンプリングしてメモリに記憶させておき、この記憶さ
せたサンプリングデータを読み出して楽音信号を発生す
るＰＣＭ方式が、最も自然楽器に近い楽音を発生ずるこ
とができて優れている。なお、このＰＣＭ方式について
は、特開昭５２−１２１３１３号公報（発明の名称；電
子楽器）に開示されている。 「発明が解決しようとする問題点」 自然楽器の楽音波形は、同一の楽器でも音高または音域
によって微妙に異なっている。例えば、ピアノの場合、
わずかではあるが各音高（音域）毎に楽音波形が異なっ
ている。なお、各音高毎に波形の周期が異なっているの
は勿論であるが、周期以外の波形そのものの形ら異なっ
ている。したがって、ＰＣＭ方式によって真に自然楽器
に近い楽音を発生しようとした場合、各楽器毎に、また
必要に応じて各音高（音域）毎に楽音波形をメモリしな
ければならず、この結果メモリ容量が極めて膨大になる
。すなわち、ＰＣＭ方式の楽音信号発生装置においては
、メモリ容量をいかに削減するかが最大の課題である。 そこで、この発明の出願人は、先にデータ量の削減をす
ることができる「楽音信号発生装置」（特願昭５９−２
１２３８２号）を出願した。 この発明は上記の先願発明をさらに改良したもので、そ
の目的は、メモリ容量をさらに大幅に削減することがで
きる楽音信号発生装置を提供することにある。 「問題点を解決４゛ろための手段」 ごの発明は、楽音波形の各瞬時値を示す波形データを＞
Ｕ敗のフレームに分割し、各フレーム毎に線形予測係数
を算出し、算出された線形子ａｔ＋を係数を用いて１）
り記波形データに線形予測演算を施し、この線形予測演
算によって得られたデータを記憶さＵｏた第１の記憶手
段と、前記各フレーム毎に算出された線形予測係数を記
憶させた第２の記憶手段と、前記第１の記憶手段内のデ
ータを読み出し、前記第２の記憶手段内の線形予測係数
を用いて前記波形データを復号する復号手段とを具備し
、前記復号手段によって復号された波形データに基づい
て楽音信号を発生ずることを特徴としている。 「作用」 この発明によれば、上述したように、各フレーム毎に最
適な線形予測係数を算出し、この線形予測係数を用いて
線形予測演算を行う。したがって、予測係数が一定の場
合（先願発明は一定である）よりさらにデータ圧縮（デ
ータ量の削減）が可能となる。 「実施例」 以下、図面を参照しこの発明の一実施例による楽音信号
発生装置について説明する。第１図は同楽音信号発生装
置の基本的構成を説明するためのブロック図、第２図は
同楽音信号発生装置を用いた電子楽器の構成を示すブロ
ック図である。この電子楽器は、マイクロフォンによっ
て収音した自然楽器の楽音をディジタルデータに変換し
、このディジタルデータを線形予測法を用いて圧縮し、
この圧縮したデータをメモリに記憶させる。そして、楽
音形成時においては、このメモリ内のデータを読み出し
、復号して楽音信号を形成する。

【基本構成】

第１図において、■はデータ圧縮回路、２はデータ圧縮
回路ｌによって圧縮されたデータが記憶されるＬＰＧデ
ータメモリ、３はり、ＰＣデータメ路である。データ圧
縮回路Ｉにおいて、４は自然楽器の楽音を収音ずろため
のマイクロフォン、５はマイクロフォン４の出力信号を
一定周期でサンプリングし、ディジタルデータ（サンプ
リングデータ）に変換するＡ／Ｄ　（アナログ／ディジ
タル）変換器、６は波形処理装置である。この波形処理
装置６は、Ａ／Ｄ変換器５の出力データを内部のメモリ
に一旦記憶し、この記憶したデータを規格化してメモリ
７に書き込む。ここで、規格化とは次のような処理を言
う。第３図は楽音信号の一例を示す図であり、この図に
示すように、楽音信号のアタック部（立上り部）ＡＴＣ
は徐々に振幅が増大する波形となる。規格化とは、この
アタック部ＡＴＣを図の繰返部ｎＰＴの振幅と同じ振幅
の波形に変換する処理である。具体的には、アタック部
Ａ　’ｌ’　Ｃの振幅エンベロープと丁度逆の変化をす
るエンベロープデータを、アタック部ＡＴＣの各サンプ
リングデータに乗算する処理である。なお、この処理は
、振幅が小さい部分の楽音再生精度を１−　　＋Ｆ　　
六　トー　：Ｖ’ｌ　　１．−　２ｒ　　ｈ　　Ｊ）ノ
１　ス　　　　−Ｆ、　？−Ａ／ｎ＊ｍ’３’ｃ。 から出力されるサンプリングデータのビット数は、例え
ば２４ビツトである。しかして、波形処理装置６は、サ
ンプリングデータを上記のようにして規格化し、次いで
必要最小限のビット数のデータ（例えば、１２ビツト）
とし、波形メモリ７に波形データＳｎとして書き込む。 次に、８は切換スイッチ、９は線形予測係数演算回路で
ある。波形メモリ７に波形データＳｎが収録されると、
切換スイッチ８が線形予測係数演算回路９側に投入され
、次いで、波形メモリ７内の各波形データが逐次読み出
され、スイッチ８を介して線形予測係数演算回路９へ供
給される。線形予測係数演算回路９は、供給された波形
データＳｎｆ、：基づいて、第３図に示すＮ個のフレー
ム

〔０〕〜〔Ｎ−１）毎に最適な線形予測係数ａｌ　、
ａ２を算出し、係数メモリ１０に書き込む。この線形予
測係数ａｔ　、ａ２の算出方法としては、従来から種々
の方法が知られているが、例えば自己相関関数を利用し
たＤ　ｕｒｂｉｎ法等が有効である。また、係数ａ　＋
　＊　８２は、フレーム内の全波形データから求めて乙
よく、一部の波形データから求めて乙よい。 次に、１１は線形予測演算回路である。二の線形予測演
算回路ＩＩにおいて、１２は減算回路であり、その出力
データＥｎ（１２ビツト）はりミゾタＩ３へ供給される
。リミッタ１３は、減算回路１２から出力される１２ビ
ツトのデータＥｎのｍｌえば下位２ビツトおよび上位４
ビツトを各々カットし、６ビツトの圧縮データＬｎとし
て出力する。 この場合、上位４ビツト中に“ｌ”が含まれていたとき
は、圧縮データＬｎとしてＡｌｌ″ｌ”を出力する。そ
して、このリミッタ１３から出力される圧縮データＬｎ
ｈ＜ＬＰＧデータメモリ２に記憶される。Ｉ５は加算回
路、１６は予測値算出回路である。この予測値算出回路
Ｉ６において、１７，１８は各々Ｄ−ＦＦ（ディレィフ
リップフロップ）、１９．２０は各々係数メモリＩＯか
ら出力される線形予測係数ａ　ｌ　＋　８２を乗算係数
とする乗算器、２２は加算回路であり、この加算回路２
２の出力が予測値◇Ｓｎとして減算回路１２へ供給され
る。 次に、上記線形予測演算回路ＩＩの動作を説明する。係
数メモリ１０内に各フレーム

〔０〕〜〔Ｎ−１）の各々
についての線形予測係数ａ＋＋ａ＊が書き込まれると、
次に切換スイッチ８が線形予測演算回路Ｉｆ側に投入さ
れる。次いで、波形メモリ７内の各フレーム（０）、（
１）・・・の波形データＳｎが順次読み出され、減算回
路１２へ供給され、また、フレーム

〔０〕の波形データ
Ｓｎが波形メモリ７から読み出されているときは、係数
メモリ１０内のフレーム

〔０〕に対応する線形予測係数
ａ、、ａ、が、フレーム（１）の波形データＳｎが波形
メモリ７から読み出されているときは、係数メモリｌＯ
内のフレーム〔ｌ〕に対応する線形予測係数ａ　ｌ　＋
　８２が、・・・各々メモリＩＯから読み出され、乗算
器１９．２０へ供給される。なお、波形メモリ７の読み
出しタイミングを決めろクロックパルスとＤ−ＰＩ”　
Ｉ　７．１８へ供給されるクロックパルスは同一である
。減算回路１２は、波形データＳｎから、予測値◇Ｓｎ
を減算する。すなわち、Ｓｎ−◇Ｓ　ｎ＝　Ｅｎ・・・
・・（ｌ　）ｔｆ　Ａ席笛本２〒い　、−の溶室２こ上
。て１凰＾ｈ、　ｆ−デーｌＥｎをリミッタ１３へ出力
する。ここで、予測値◇Ｓｎは、現在、減算回路１２へ
供給されている波形データＳｎに近い値である。（この
理由は後述する。）この結果、データＥｎは、波形デー
タＳｎよりはるかに値が小さいデータとなる。ずなイっ
ち、データＥｎの上位４ビツトは、初期データを除くと
、通常は「０」となる。したがって、リミッタ１３の出
力データしｎは、はぼデータＥｎと同一のデータであり
、下位２ビツトをカットすることによる僅かな誤差のみ
が含まれている。いま、このデータＬｎを、 Ｌ　ｎ＝　Ｅ　ｎ＋　ｄｎ−−（２） とする。但し、ｄｎは上述した誤差分である。 次に、加算回路１５は、上述したデータＬｎと予測値◇
Ｓｎとを加算する。この加算結果は、Ｌｎ＋◇５ｎ＝Ｅ
ｎ＋ｄｎ＋◇Ｓ　ｎ＝　Ｓ　ｎ＋　ｄｌｌ・・’　＋＋
＋　（３）となる。すなわち、加算回路１５の出力は、
はぼ波形データＳｎに等しい値となる。したがって、Ｄ
−ＰＩ”１７内には、１クロツクパルス前の波形データ
Ｓｎにほぼ等しいデータが記憶され、Ｄ−ＦＦ　１８内
には２クロツクパルス前のデータＳｎにほぼ等しいデー
タが記憶される。他方、前述した線形予測係数演算回路
９は、２つ前の波形データと１つ１１）の波形データＳ
ｎから第１図の予測値算出回路１６によって予測値◇Ｓ
ｎを算出したとき、該予測値が現在データに最も近くな
るような係数８１　＋　ａ　ｔを算出し、係数メモリＩ
Ｏに書き込む。 したがって、この係数３１　＋　ａ　ｔを用いて算出さ
れた予測値◇Ｓｎは波形データＳｎに非常に近い値とな
る。 第４図（イ）〜（ト）に各々、波形データＳｎ、データ
Ｅｎ、データＬｎ、加算回路Ｉ５の出力、Ｄ−Ｆ　Ｆ’
１７の出力、Ｄ−ＦＦ１８の出力、予測値◇Ｓｎの変化
を示す。なお、このタイミング図は、Ｄ−ＰＦ　Ｉ　７
．１８の初期値が「０」の場合である。 次に、復号回路３について説明する。この復号回路３は
、ＬＰＣデータメモリ２から逐次読み出されるデータＬ
ｎをデータｒＳ　ｎ＋ｄｎ＝　ＨｎＪに復号する回路で
あり、加算回路２５と、上述した予測値算出回路１６と
同一構成の演算回路２６とから構成されている。この場
合、演算回路２６内の乗算器２９．３０へは各々、係数
メモリｌＯから読み出された係数ａ　ｌ　＋　８２が供
給される。また、Ｄ−［；’　Ｉ；’　２７　、２８へ
は、Ｉ、ＰＣデータメモリ２の読み出しタイミングを決
めるクロックパルスが供給されろ。　しかして、この復
号回路３によれば、演算回路２６の出力データが前述し
た予測値◇Ｓｎとなり、したがって、加算回路２５の出
力データは、 Ｌｎ−ｈ　　◇　５ｎ＝Ｅｎ＋ｄｎ　＋　◇　Ｓ　　ｎ
＝　　Ｓ　　ｎ＋ｄｎ　−Ｈｎ・・・・・・（４） となる。そして、この復号データＩ−Ｉ　ｎｈ＜Ｄ　／
　Ａ　（ディジタル／アナログ）変換されて、楽音信号
か得られる。 第４図（ヂ）〜（オ）に各々、ＬＰＣデータメモリ２の
出力、加算回路２５の出力、Ｄ−ＦＦ２７の出力、Ｄ−
Ｆ’Ｆ２８の出力、加算回路３Ｉの出力（予測値◇Ｓｎ
）を示す。なお、このタイミング図は、Ｄ−ＦＦ２７，
２８の初期値を「０」とした場合である。 以上がこの実施例による楽音信号発生装置の構成である
。上記の構成は、リミッタ１３の出力に含まれる誤差ｄ
ｎが予測値算出回路Ｉ６の入力データに含まれるエラー
フィードバック型であり（第（３）式参照）、したがっ
て、加算回路２５から出力される復号データＨｎに誤差
が累積されることがない（第４図（す）参照）。また、
予測値算出回路１６と演算回路２６の入出力ビット数お
よび演算ビット数を完全に一致させれば、有限語長デー
タ演算のために起こる誤差の発生を防ぐことができる。 なお、非常に精度の高い演算が可能の場合は、データＥ
ｎが非常に小さな値となり、したがって、リミッタ１３
において、下位ビットのカットを行わず、例えば上位６
ビツトをカットすることも可能となる。このような場合
においては、リミッタ１３の出力データＬｎとデータＥ
ｎとがほぼ完全に一致し、データＬｎに誤差ｄｎが含ま
れず、したがって、誤差の累積を考慮する必要がない。 第５図は線形予測演算回路１１の他の構成例を示すプロ
ブは、このような構成でもよい。なお、リミッタ１３の
人出力特性は任意に設定できるものであり、また、リミ
ッタ１３を必要に応じて省略することら可能である。例
えば、上述したように、リミッタ！３においてデータＥ
ｎの上位ビットだけをカットオろような場合には、リミ
ッタ１３は実質的に不要となる。 また、通常の楽音信号発生装置には、第１図におけるデ
ータ圧縮回路ｌが設けられない。このデータ圧縮回路１
が設けられるのは、この楽音信号発生装置がサンプリン
グ電子楽器（演奏者が自ら音をサンプリングできるよう
にした電子楽器）に用いられる場合などである。

【第２図の実施例の構成】 次に、第２図に示す電子楽器について説明する。 最初に、この電子楽器における楽音形成方法を説明する
。 まず、ＬＰＣデータメモリ３５内には、第１図／７’１
−Ｆ−）Ｊｎ：ｔｅＴｉｌｌａｌｌ、−）−”７＝１−
１ゴｍ／ｌｋノ１．ｈ１っ圧縮された楽音波形が、各音
色毎に、また各タッチ強度（押鍵強度）毎に、また各音
高毎に（各鍵盤キー毎に）記憶されている。例えば、音
色の種類力＜１０、キー数が４０、タッチ強度が５段階
の場合、ｌ０Ｘ４０Ｘ５＝２０００種類の楽音波形が記
憶されている。この場合、ＬＰＧデータメモリ３５内に
記憶されている各楽音波形は各々、楽音の開始から終了
までの全波形ではなく、第３図に示すように、楽音のア
タック部Ａ　’ｒ　Ｃの波形と、このアタック部ＡＴＣ
に続く波形の途中まで（繰返部ＲＰＴの波形）である。 そして、楽音形成時においては、まず、アタック部ＡＴ
Ｃの波形が読み出され、次いで、繰返部ＲＰＴの波形が
繰り返し読み出される。そしてこの読み出された波形に
エンベロープが付与された後、Ｄ／Ａ変換され、楽音信
号とされる。 以下、第２図の回路について詳述する。まず、符号３６
はキーボード、３７はタッチ検出回路である。このタッ
チ検出回路３７は、キーボード３６のいずれかのキーが
押下された時、同キーのタッチ強度を検出し、検出した
タッチ強度に対応するタッチデータｉ’　Ｄを出力ずろ
。このタッチ強度を検出４°ろ方法としては、キーが僅
かに押下された時オンとなる接点と、キーが最下点まで
押下された時オンとなる接点を各々、各キー毎に設け、
これらの接点がキーオンに応じて順次オンとなる間の時
間に居づいてタッチ強度を検出する方法や、キーの下部
に圧電素子等のキー押下圧力を検出する素子を設け、こ
の素子の出力に基づいて検出する方法等が採られる。 ３８は押鍵検出回路であり、キーボード３６の各キーの
下部に設けられたキースイッヂの出力に基づいて各キー
のオン／オフ状態を検出する。そして、いずれかのキー
がオンとされたことを検出した場合は、同キーのキーコ
ードＫＣを出力すると共に、キーオン信号ＫＯＮ（“１
”信号）を出力し、また、このキーオン信号ＫＯＮの立
ち上かりにおいて、キーオンパルスＫＯＮＰを出力する
。また、キーがオフとされたことを検出した場合は、キ
ーオン信号ＫＯＮを“θ″信号戻す。また、複数のキー
が同時にオンとされた場合は、いずれか１つのキー（例
えば、最も後にオンとされたキーまたは最も高い音のキ
ー）のみについて上記の処理を行う。ノートクロック発
生回路３９は、押鍵検出回路３８から出力されるキーコ
ードＫＣが示すキーの音高に対応する周波数のノートク
ロックＮＣＫを発生し、各部へ出力する。アドレスカウ
ンタ４０は、ノートクロックＮＣＫをアップカウントし
、そのカウント出力を加算回路４Ｉへ供給する。 音色選択回路４２は、複数の音色選択操作子と、付属回
路とから構成され、現在設定されている音色選択操作子
の音色に対応するトーンコードＴＯを出力する。スター
トアドレスメモリ４３は、ＬＰＧデータメモリ３５内の
各楽音波形の先頭データの記憶アドレスを示すアドレス
データがが記憶されているメモリであり、キーコードＫ
Ｃ，トーンコードＴＣ，タッチデータＴＤが各々供給さ
れると、これらの各データに対応する楽音波形の先頭ア
ドレスを示すアドレスデータが読み出され、フｂ−に−
ｐｖ＋ノフギーｈぐΔ）−１−７−中−ｈ（刺スリピー
トアドレスメモリ４４はＬＰＧデータメモリ３５内の各
楽音波形のリピートデータの記憶アドレスを示すアドレ
スデータが記憶されているメモリである。ここで、リピ
ートデータとは、第３図に示す繰返部ＲＰＴの先頭デー
タを言う。このリピートアドレスメモリ４４ヘキーフー
ドＫＣ。 トーンコードＴＣ，タッチデータＴＤが各々供給される
と、これらの各データに対応する楽音波形のリピートデ
ータの記憶アドレスを示すアドレスデータが読み出され
、リピートアドレスデータＲＡとして出力される。４５
はセレクタであり、スタートアドレスデータＳＡ、リピ
ートアドレスデータＩｔ　Ａのいずれか一方を選択して
、加算回路４Ｉへ出力する。４６はセレクタ４５を制御
するセット／リセットフリップフロップであり、このフ
リップフロップ４６の出力Ｑが“０”信号の時は、セレ
クタ４５の入力端Ａが選択され、スタートアドレスデー
タＳＡが加算回路４１へ出力され、また、“ｌ”信号の
時は、セレクタ４５の入力端Ｂが選択六）１−　ＩＩビ
ードアＫ　Ｉ／　Ｘデー々ｒ？　Ａ　Ｍ崩性ＩＥＩ　９
Ｘ　Ａ■へ出力される。加算回路４１はアドレスカウン
タ１１０の出力とセレクタ４５の出力とを加算し、この
加算結果をアドレスデータＡＤとしてＬ　Ｐ　Ｇデータ
メモリ３５へ供給する。 アタックエンドアドレスメモリ４７は、ＬＰＣデータメ
モリ３５内の各楽音波形のアタック部エンドデータの記
憶アドレスを示すアドレスデータが記憶されているメモ
リである。ここで、アタック部エンドデータとは、第３
図に示すアタック部Ａ　’ｌ’　Ｃの最後のデータを言
う。このアタックエンドアドレスメモリ４７ヘキーコー
ドＫＣ，トーンコードＴＣ，タッチデータＴＤが各々供
給されると、これらの各データに対応する楽音波形のア
タック部エンドデータの記憶アドレスを示すアドレスデ
ータが読み出され、アタックエンドアドレスデータＡＥ
Ａとして比較回路４８へ出力される。比較回路４８は、
加算回路４１から出力されるアドレスデータＡＤと、ア
タックエンドアドレスデータＡＥＡとを比較し、両者が
一致した時、アタックエンド信号ＡＥＮＤ（“ｌ”信号
）を出力する。４９はタイミング調整用のＤ−ＦＦ’（
ディレィフリップフリｌノブ）であり、アクツクエンド
信号ＡＥＮＩ）をノートクロックＮＣＫの１タイミング
遅延させ、（１１号Ａ　Ｅ　Ｎ　Ｄ　Ｄとして出力する
。リピートエンドアドレスメモリ５１は、ＬＰＧデータ
メモリ３５内の各楽音波形の繰返部エンドデータの記憶
アドレスを示すアドレスデータが記憶されているメモリ
である。ここで、繰返部エンドデータとは、第３図に示
ず繰返部ＲＰＴの最後のデータを言う。 このリピートエンドアドレスメモリ５１ヘキーコードＫ
Ｃ，トーンコードＴＣ，タッヂデータＴＤが各々供給さ
れると、これらの各データに対応する楽音波形の繰返部
エンドデータの記憶アドレスを示すアドレスデータが読
み出され、リピートエンドアドレスデータＲＥＡとして
比較回路５２へ出力される。比較回路５２は、加算回路
４１から出力されるアドレスデータＡＤと、リピートエ
ンドアドレスデータＲＥＡとを比較し、両者が一致した
時、リピートエンド信号ＲＥＮＤじ１”信号）を出力ず
ろ。５３はタイミング調整用のＤ−ＦＦであり、リピー
トエンド信号ＲＥＮＤをノートクロックＮＣＫの１タイ
ミング遅延させ、信号ＲＥＮＤＤとして出力する。 第２図の上部に示すリピートフレームメモリ５６は、重
連したリピートデータ（繰返部ＲＰＴの先頭データ）が
属するフレーム番号が、各楽音波形の各々に対応して記
憶されているメモリである。 すなわち、第３図の波形例においては、リピートデータ
がフレーム〔２〕に属しているが、このリピートデータ
がどのフレームに属しているかは、各楽音波形毎に決め
られている。リピートフレームメモリ５６には、予め各
楽音波形毎に、このリピートデータが属するフレームの
番号が記憶されており、キーコードＫＣ，トーンコード
ＴＣ，タッチデータＴＤが各々供給されると、これらの
各データに対応するフレーム番号が読み出され、フレー
ムカウンタ５７のプリセットデータ端子ＰＤへ出力され
る。フレームカウンタ５７は、現在楽音形成が行なわれ
ているフレームの番号を出力するカウンタであり、キー
オンパルスＫＯＮＰによってリセットされ、信号ＲＥＮ
ＤＤによってリピートフレームメモリ５６の出力データ
がプリセットされ、また、Ｄ　−Ｆ　Ｆ　５８の出力を
アップカウントする。このフレームカウンタ５７のカウ
ント出力は、フレームコードＦ　Ｌ　Ｃとして、フレー
ムエンドアドレスメモリ５９および線形予測係数メモリ
６１へ供給される。フレームエンドアドレスメモリ５９
は、フレーム

〔０〕〜（Ｎ−１）の各最終波形データが
記憶されているＬＰＧデータメモリ３５のアドレスを示
すアドレスデータが、各楽音波形毎に記憶されているメ
モリである。このメモリ５９ヘキーコードＫＣ，トーン
コードＴＣ，タブヂデータＴＤが各々供給されると、こ
れらの各データに対応し、予めＮ個のアドレスデータが
記憶されている記憶エリアか指定され、この記憶エリア
内の各アドレスデータがフレームカウンタ５７から出力
されるフレームコードＦ’ＬＣに基づいて読み１１１さ
れろ。そして、この読み出されたアドレスデータがフレ
ームエンドアドレスデータＦＬＥＡ（ＦＬＣ）として比
較回路６０へ出力される。比較回路６０は、加算回路４
１から出力されるアドレスデータＡＤと、フレームエン
ドアドレスデータＦＬＥＡ（ＦＬＣ）とを比較し、両者
が一致した時、“ビ信号を出力する。５８はタイミング
調整用のＤ−ＦＦであり、比較回路６０の出力信号をノ
ートクロックＮＣＫの１タイミング遅延させ、フレーム
カウンタ５７のクロック端子ＧＫへ出力する。 線形予測係数メモリ６１は線形予測係数ａｌ＋ａ！が記
憶されているメモリであり、ＬＰＧデータメモリ３５内
の各楽音波形の各々に対応する記憶エリアを有し、これ
らの各記憶エリアに各々、フレーム

〔０〕〜〔Ｎ−１）
に対応するＮ組の線形予測係数ａ　＋　＋　８２が記憶
されている。そして、キーコードＫＣ，トーンコードＴ
Ｃ，タッチデータＴＤが各々供給されると、これらの各
データに対応する上記記憶エリアが選択され、この記憶
エリア内の線形予測係数ａ＋＋８２が、フレームカウン
タ５７から出力されるフレームコードＦＬＣに基づいて
読み出される。 次に、６３はり、　Ｐ　Ｃデータメモリ３５から出力さ
れろ圧縮データＬ　ｎを復号するＬＰＣ復号回路であり
、その詳細を第６図に示す。この復号回路６３の基本構
成は第１図に示ず復号回路３と同じである。第６図にお
いて、６５はその一方の入力端へ供給される圧縮データ
Ｌｎと、その他方の入力端へ供給される予測値◇Ｓｎと
を加算する加算回路、Ｇ６，６７は各々ロード端子りへ
信号ＡＥＮ　Ｉ）　Ｄが供給された時入力端のデータを
読み込むラッチ、６８．６９は各々セレクタである。こ
れらのセレクタ６８．６９は共に、リピートエンド信号
ＲＥＮＤが“１”信号の時入力端Ａのデータを出力し、
“０”信号の時は入力端Ｂのデータを出力する。７０．
７１は各々ノートクロックＮＫＣが供給された時入力端
のデータを読み込み、キーオンパルスＫＯＮＰによって
リセットされるＤ−ＦＦ、７２．７３は各々線形予測係
数８１ｒ　ａ　ｔを乗算係数とする乗算器、７４は乗算
器７２．７３の各出力を加算する加算回路である。 次に、第２図において、７６はエンベロープジェネレー
タであり、キーオン信号ＫＯＮが“ｌ”信号に立ち上が
った時点以降、キーコードＫＣ，トーンコードＴＣ，タ
ッチデータＴＤの各位に応じて決まるエンベロープデー
タＥＤを逐次出力し、乗算回路７７へ供給する。第７図
（イ）はキーオン信号ＫＯＮを示し、（ロ）、（ハ）は
各々エンベロープデータＥＤの値の変化の一例を示す。 ここで、（ロ）はパーカッシブ系の音色の場合、（ハ）
は持続音系の音色の場合である。乗算回路７７は、ＬＰ
Ｃ復号回路６３から出力される復号データＨｎとエンベ
ロープデータＥＤとを乗算し、その乗算結果をＤ／Ａ変
換器７８へ出力する。Ｄ／Ａ変換器７８は乗算回路７７
の出力データをアナログ信号に変換し、サウンドシステ
ム７９へ出力する。サウンドシステム７９は、Ｄ／Ａ変
換器７８の出力信号を増幅し、スピーカによって発音す
る。

【第２図の実施例の動作】 まず、演奏者が音色選択操作子を操作して、楽設定され
た音色に対応するトーンコードＴＣが出力され、回路各
部へ供給される。次に、演奏者によってキーボード３６
のいずれかのキーが押下されると、タッチ検出回路３７
からタッチデータＴＤが、また押鍵検出回路３８からキ
ーオンパルスＫＯＮＰ、キーオン信号ＫＯＮ（“１″信
号）、キーコードＫＣが各々回路各部へ出力される。キ
ーオンパルスＫＯＮＰが押鍵検出回路３８から出力され
ると、フリップフロップ４６．フレームカウンタ５７、
Ｄ−ＦＦ７０，７１（第６図）が各々リセットされる。 フレームカウンタ５７がリセットされると、同フレーム
カウンタ５７から出力されるフレームコードＦ’ＬＣが
「０」となり、このフレームコードＦＬＣｒＯＪがフレ
ームエンドアドレスメモリ５つおよび線形予測係数メモ
リ６１へ出力される。 これにより、フレームエンドアドレスメモリ５９からフ
レームエンドアドレスＦＬＥＡ（０）が出力され、また
、線形予測係数メモリ６１からフレーム

〔０〕の線形予
測係数ａ　ｌ　＋　８２か出力される。ます−１−；に
　　ｌ　　　す−ｋ　　−＊−’ノ　パ　Ｌ　　２　　
Ｖ　　ｎ　　Ｎ　　ｐ　Ｉす　　　す　７　ろ〆−ト８
４を介してアドレスカウンタ４０へ供給され、これによ
り、アドレスカウンタ４０がリセットされる。また、キ
ーオン信号ＫＯＮが押鍵検出回路３８から出力されると
、以後、エンベロープジェネレータ７６から、エンベロ
ープデータＥＤが出力される。また、キーコードＫＣが
押鍵検出回路３８から出力され、ノートクロック発生回
路３９へ供給されると、以後、ノードクロツタ発生回路
３９から、押圧されたキーの音高に対応する周波数のノ
ートクロックＮＣＫが出力され、アドレスカウンタ４０
へ供給される。アドレスカウンタ４０は、このノードク
ロツタＮＣＫをアップカウントする。これにより、アド
レスカウンタ４０のカウント出力が、０，１．２・・・
・・・と順次変化する。 このアドレスカウンタ４０のカウント出力は、加算回路
４１へ供給され、この加算回路４１において、セレクタ
４５の出力と加算される。この時、フリップフロップ４
６はリセットされており、したがって、スタートアドレ
スメモリ４３から出力されているスタートアドレスデー
タＳＡがセレクタ４５から出力される。この結果、加算
回路４１の出力は、このスタートアドレスデータＳＡと
アドレスカウンタ４０のカウント出力とを加算したデー
タとなり、このデータが、アドレスデータＡＤとしてＬ
ＰＣデータメモリ３５へ出力される。 ずなわち、ｒＳ　Ａ　＋　ＯＪ、ｒＳ　Ａ　＋　Ｉ　Ｊ
ＪＳ　Ａ　＋　２計・・・・・なるアドレスデータＡＤ
が順次ＬＰＣデータメモリ３５へ出力されろ。これによ
り、ＬＰＣデータメモリ３５から、まずアタック部ＡＴ
Ｃの圧縮データＬｎが順次出力され、ＬＰＣ復号回路６
３へ供給される。この時、リピートエンド信号ＲＥＮＤ
は“０”信号にあり、したがって、セレクタ６８．６９
（第６図）の各入力端Ｂのデータが各出力端から出力さ
れろ。すなわち、この時点においては、第６図のＬＰＣ
復号回路６３が第１図の復号回路３と同じ回路になって
いる。したがって、ＬＰＣデータメモリ３５から出力さ
れた圧縮データＬｎは、ＬＰＣ，復号回路６３において
前述した場合と同様にして復号され、復号データＨｎと
して出力される。そして、この復号データＨｎに、乗算
回路７７においてエンベロープが付与され、この乗算回
路７７の出力が、Ｄ／Ａ変換器７８においてアナログ楽
音信号に変換され、このアナログ楽音信号がサウンドシ
ステム７９において楽音として発音される。このように
して、まず、フレーム

〔０〕の楽音形成が行なわれる。 次に、アドレスデータＡＤがフレームエンドアドレスＦ
’ＬＥＡ（０）に達すると、比較回路６０から“Ｉ”信
号が出力され、Ｄ−ＦＦ５８を介してフレームカウンタ
５７のクロック端子ＣＫへ供給される。これにより、フ
レームカウンタ５７がインクレメントされ、フレームコ
ードＦＬＣが「１」となる。フレームコードＦＬＣが「
１」になると、フレームエンドアドレスメモリ５９から
フレームエンドアドレスＦＬＥＡ（１）が出力される。 また、線形予測係数メモリ６１からフレーム［１）の線
形予測係数ａ　Ｉ　ｒ　ａ　ｔが出力され、乗算器７２
．７３（第６図）へ供給される。 以下、ＬＰＧデータメモリ３５の読み出しか進れる。そ
して、アドレスデータＡＤがフレームエンドアドレスＦ
ＬＥＡ（１）に達すると、上記と同様にして、フレーム
エンドアドレスメモリ５９からフレームエンドアドレス
ｒ；’ＬＥＡ（２）が、また、線形予測係数メモリ６■
からフレーム〔２〕の線形予測係数ａ　ｌ　＋　ａ　＊
が各々出力され、以後、フレーム〔２〕の楽音形成が行
なわれる。 そして、例えばこのフレーム〔２〕の楽音形成の途中に
おいて、アドレスデータＡＤがアタックエンドアドレス
ＡＥＡに一致すると（第３図参照）、比較回路４８から
アタックエンド信号ＡＥＮＤが出力され、このアタック
エンド信号ＡＥＮＤからノートクロックＮＣＫのｌタイ
ミング後に、Ｄ−ＦＩ”　４９から信号ＡＥＮＤＤが出
力される。この信号ＡＥＮＤＤは、オアゲート８６．８
４を介してアドレスカウンタ４０へ供給され、これによ
りアドレスカウンタ４０がリセットされる。また、信号
ＡＥＮＤＤは、フリップフロップ４６のセット端子Ｓへ
供給され、これによりフリップフロップ４６がセーノト
される。フリップフロップ４６がセットされろと、以後
、リピートアドレスＲＡがセレクタ４５を介して加算回
路４１へ供給される。 また、信号ＡＥＮＤＤは、ラッチ６６．６７（第６図）
のロード端子りへ供給され、これにより、その時のｌｌ
−ＦＦ７０，７１の出力データが各々ラッチ６６．６７
に読み込まれる。いま、第６図の加算回路６５から出力
されるアタック部ＡＴＣの最終部分のデータＨｎおよび
繰返部ＲＰＴの最初の部分のデータＨｎを各々第８図（
イ）に示すものとすれば、Ｄ−ＦＦ７０．７１の出力は
各々第８図（ロ）１（ハ）に示すデータとなり、また、
信号ＡＥＮＤおよび信号ＡＥＮＤＤは各々第８図（ニ）
、（ポ）に示すタイミングで出力される。これらのタイ
ミング図から明らかなように、信号ＡＥＮＤＤがラッチ
６６，６７のロード端子りへ供給されると、ラッチ６６
．６７に各々アタック部ＡＴＣの最後のデータ（ＡＩ）
および最後から２番目のデータ（Ａ２）が各々記憶され
る。 以上が、信号ＡＥＮＤＤに基づく動作である。 以後、加算回路４１から、ｒＲＡ＋　ＯＪ、ｒＲＡ＋　
Ｉ　Ｊ、ｒｌｔＡ→−２」・・・・・・なるアドレスデ
ータＡＤが順次出力され、これにより、繰返部ｆｌ　Ｐ
　’Ｉ’の楽音形成が行なイつれる。この場合、アタッ
ク部Ａ　Ｔ　Ｃの楽音形成時と同様に、フレームが変わ
る毎に新たな線形予測係数ａ　ｌ　＋　８２が線形予測
係数メモリ６Ｉから出力され、ＬＰＣｍ号回路６３へ供
給される。 次に、アドレスデータＡＤがリピートエンドアドレスＩ
ｔ　ＥＡに一致すると、すなわち、第１回目の繰返部Ｒ
ＰＴの楽音形成が終了すると、比較回路５２からリピー
トエンド信号ＲＥＮＤ（“１′信号）が出力され、Ｄ−
ＦＦ　５３およびセレクタ６８．６９（第６図）へ各々
供給される。セレクタ６８．６９ヘリピ一トエンド信号
ＲＥＮＤが供給されると、セレクタ６８．６９の入力端
Ａが選択され、ラッチ６６．６７の出力が各々セレクタ
６８゜６９を介してＤ−ＦＦ７０，７＋の入力端へ供給
される。次に、ノートクロックＮＣＫが出力されると、
Ｄ−ＦＦ７０．７１にラッチ６６．６７の出力が読み込
まれ、また、Ｄ−ＦＦ　５３から信号ＲＥＮＤＤ（“ｌ
”信号）が出力される。この信号ＲＥＮＤＤは、フレー
ムカウンタ５７のプリセット端子ＰＲへ出力され、これ
により、リピートフレー、ムメモリ５６の出力（この例
の場合「２」）がフレームカウンタ５７にプリセットさ
れる。この結果、フレームコードＦＬＣが「２」となり
、フレームエンドアドレスメモリ５９からフレームエン
ドアドレスＦＬＥＡ（２）が出力され、また、線形予測
係数メモリ６１からフレーム〔２〕の線形予測係数ａ　
Ｉ　＋　８２が各々出力される。また、信号ＲＥＮＤＤ
はオアゲート８６，８４を介してアドレスカウンタ４０
へ供給され、これにより、同アドレスカウンタ４０がリ
セットされる。この結果、以後、加算回路４Ｉから再び
ｒＲＡ＋　ＯＪ、ｒＲＡ＋ＩＪ、ｒＲＡ＋２」・・・・
・・なるアドレスデータＡＤが順次出力され、これによ
り、繰返部ＲＰＴの第２回目の楽音形成が行なわれる。 この場合、線形予測係数ａｌ＋ａ、は勿論フレーム毎に
変化する。 ここで、第２回目の繰返部ＲＰＴの先頭の部分の復号デ
ータＨｎについて説明する。いま、第９の復号データＬ
ｌ　ｎをＲＥ　３　、ＲＥ　２　、ＲＥ　ｌとする。 また、第９図（ロ）、（ハ）に各々リピートエンド信号
ＲＥＮＤおよび信号ＲＥＮＤＤを示す。また、ラッチ６
６．６７内には各々、第８図において説明したデータＡ
Ｉ、Ａ２（アタック部ＡＴＣの最後の部分の復号データ
）が記憶されている。この場合、信号ＲＥＮＤＤのタイ
ミングにおいて、第９図（ニ）、（ホ）に示すようにＤ
−ＦＦ７０．７１に各々データＡｔ、Ａ２が読み込まれ
る。一方、この信号＋１　Ｅ　Ｎ　Ｄ　Ｄのタイミング
において、繰返部ＲＰＴの第１番目の圧縮データＬｎが
ＬＰＧデータメモリ３５から読み出され、加算回路６５
へ供給される。すなわち、第２回目における繰返部ＲＰ
Ｔの第１番目の圧縮データＬｎｈ＜ＬＰＧデータメモリ
３５から読み出された時点において、Ｄ−ＦＦ７０，７
１内のデータが第１＠目の場合と同一になり、したがっ
て、第１回目の場合と同一の復号データト（ｎが、ＬＰ
Ｃ復号回路６３から出力される。同様に、第２回目にお
ける第２番目、第３番日、・・１．・の重書ぞ−々ＴＪ
　ｎ　ｔ、笛ＩＨ日の毘合失闇）・′になる。 次に、第２回目の繰返部ＲＰＴの楽音形成が終了すると
、以後、上記と全く同様の過程によって、第３回目、第
４回目・・・・・・の繰返部ＲＰＴの楽音形成が行なわ
れる。 次に、演奏者がキーを離鍵すると、キーオン信号ＫＯＮ
か“０”信号に戻る。これにより、エンベロープデータ
ＥＤが逐次「０」まで減衰し、したがって、発生楽音が
減衰しつつに停止する。

【上記実施例の変形例】

（１）第６図のり、ＰＣ復号回路６３を、第１θ図に示
すように構成してもよい。この第１０図に示す回路にお
いては、第６図におけるラッチ６６．６７が共に設けら
れておらず、代わりに繰返部ＲＰＴの初期値演算用の初
期データメモリ８１が設けられている。この初期データ
メモリ８１には、予め前述したアタック部ＡＴＣの最後
の圧縮データＡＩ、Ａ２がＬＰＣデータメモリ３５内の
各楽音波形の各々に対応して記憶されており、キーコー
ドＫ　Ｃ、）−ンコード’ｒ　Ｃ、タッチデータＴ、Ｄ
が供給されろと、これらに対応するデータＡｔ、Ａ２が
読み出され、セレクタ６８．６９へ供給される。 他の構成は第６図の回路と同一である。 （２）ｋ、記実施例は単音電子楽器であるが、この発明
は複音電子楽器にも勿論適用可能である。そして、複音
電子楽器の場合は、時分割処理を用いろことが好ましい
。 （３）」二足実施例における比較回路４８，５２，６０
、乗算Ｗ７２．７３等の演算処理を時分割処理によって
行ってもよい。 （４）上記実施例においては、ＬＰＣデータメモリ３５
に記憶させる楽音波形を規格化された波形としたが、規
格化されていないエンベロープ付きの波形を同メモリ３
５に記憶さ仕てもよい。 （５）上記実施例においては、トーンコードＴＣ、キー
コードＫＣ，タッチデータＴＤの各々に対応して楽音波
形を記憶奎せたが、トーンコードＴＣのみに対応して楽
音波形を記憶させてもよい。また、演奏者が操作する操
作子の各操作状態に対応して楽音波形を記憶させてもよ
い。上記いずれの組み合わせも可能である。 （６）キーコードＫＣの各々、タッチデータＴＤの各々
について楽音波形を記憶させるのではなく、補間演算を
用いるようにしてもよい。例えば、タッチデータＴＤの
場合、最強のタッチデータＴＤに対応する波形と、最弱
のタッチデータＴＤに対応する波形を各々記憶させてお
き、中間のタッチデータＴＤの場合は、上記最強および
最弱のタッチデータＴＤに対応する各波形から捕間演算
によって波形を求める。なお、この補間演算を行う回路
構成については、特開昭６０−５５３９８号公報に開示
されている。 （７）上記実施例においては、繰返部ＲＰＴが１つであ
るが、この繰返部を複数設け、時間的に切り替えろよう
にしてもよい。また、その場合において、繰返部と次の
繰返部との接続を滑らかにするため、捕間接続（特開昭
６０−１４７７９３号参照）を用いてもよい。また、特
開昭５９−１８８用いてもよい。 （８）上記実施例においては、波形処理装置６（第１図
）から出力されたディジタルデータを一旦波形メモリ７
に記憶させた後、圧縮処理を行っているが、リアルタイ
ムでこの圧縮処理を行うようにしてもよい。 （９）上記実施例においては、Ａ／Ｄ変換器５の出力デ
ータを規格化した後、圧縮しているが、例えば適当な箇
所を抜き出したり、繰返部が滑らかにつながるように演
算を行った後、すなイつち、適宜波形編集を行った後デ
ータ圧縮してもよい。 （１０）上記実施例においては、マイクロフォン４によ
って収音し、Ａ／Ｄ変換器５によってＡ／Ｄ変換して、
元になる楽音データを得ているが、これに代えて、コン
ピュータシミュレーションによって元となる楽音データ
を得るようにしてらよい。 （ＩＩ）データ圧縮回路と、ＬＰＧデータメモリと、デ
ータ復号回路を１台の電子楽器の中に組み込んでザンブ
リング電子楽器を構成してもよい。 （１９）、−の介叫は辣盤奈尺に犯らず一音肩モジ。 −ルあるいはリズム音源等、鍵盤の無い電子楽器にら適
用可能である。 （＋３）復号回路の後段に、タッチデータＴＤ、キーコ
ードＫＣ等に応じてフィルタ特性が変化する（ディジタ
ル）フィルタを設け、このフィルタを通ずことにより音
色を制御してもよい。 （＋４）ＬＰＧデータメモリ３５のアドレスデータＡＤ
の形成方法は、上記実施例以外の方法でしよい。例えば
、Ｆナンバ（周波数ナンバ）を累算する方法、ＡＬＬ“
！”から逐次減算することによりアドレスデータを形成
する方法、プリセットタイプのアドレスカウンタ４０を
用い、スタートアドレスをプリセットするようにする方
法、（マイクロ）プログラムを利用してアドレスを演算
する方法等いずれの方法でもよい。 （１５）フレームの数は、２以上であればいくつでもよ
い。 （１６）上記実施例においては、繰返部ＲＰＴをメモリ
から繰り返し読み出して楽音を形成するようになってい
るが、メモリ内に発音開始から終了までの全楽音波形を
記憶させておき、繰り返し読み出しを行わないようにし
てもよい。 （１７）実施例におけろ線形予測（ＬＰＧ）データ圧縮
方式に、Ａ　Ｄ　Ｐ　ＣＭ　、　Ａ　Ｄ　Ｍ　、　Ｄ　
Ｐ　ＣＭ　、　Ｄ　Ｍ等の符号化方式を組み合イっＵ”
で、さらにデータ圧縮を図ってらよい。 （１８）フレーム切換方式は上記実施例の方式に限らな
い。例えば、アドレスデータＡＤの上位ビットを利用し
てフレーム切換を行ってもよい。 （＋９）上記実施例においては、ＬＰＧの段数（予測値
算出回路＋６内のＤ−ＦＦの段数）が２段であるが、こ
れは勿論３段以上でもよい。 （２０）上記実施例においては、フレームの切換位置と
繰返部の設定を各々独立としたが、繰返部の先頭におい
てフレーム切換を行う等、両者を同期さＵ゛てもよい。 「発明の効果」 以上説明したように、この発明によれば、各フレーム毎
に最適な線形予測係数を算出し、算出された線形予測係
数を用いて波形データに線形予測演算を施し、この線形
予測演算によって得られた圧縮データをメモリに記憶さ
せているので、従来のらのに比較し、メモリ容量を削減
することが可能となる。また、メモリ容量が予め決まっ
ている場合は、従来のものより、高忠実度の楽音再生が
可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の構成を示すブロック図、
第２図は同実施例を電子楽器に用いた場合の構成例を示
すブロック図、第３図は楽音波形の一例を示す図、第４
図は第１図の各部の出力データを示すタイミング図、第
５図は第１図における線形予測演算回路１１の他の構成
例を示すブロック図、第６図は第２図におけるＬＰＣ復
号回路６３の詳細例を示すブロック図、第７図はエンベ
ロープ波形の例を示す波形図、第８図はアタック部ＡＴ
Ｃと繰返部ＲＰＴの接続を説明するためのタイミング図
、第９図は第１回目の繰返部ＲＰＴの昌２会）−箪９同
日の鐘冴斌ｒ？ＰＴの碍初λの培鉢を１悦明ケるための
タイミング図、第１０図は第６図に示ずＬＰＣ復号回路
６３の他の構成例を示すブロック図である。 ！・・・・・・データ圧縮回路、２，３５・旧・・ＬＰ
Ｇデータメモリ、３．６３・、、、、、・ＬＰＣ復号回
路、！ｏ、６１・・・・・・線形予測係数メモリ。 出願人　　日本楽器製造株式会社 第　１　図基本フ゛ロソフｍ 第３図乗旨液形例

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （ａ）楽音波形の各瞬時値を示す波形データを複数のフ
   レームに分割し、各フレーム毎に線形予測係数を算出し
   、算出された線形予測係数を用いて前記波形データに線
   形予測演算を施し、この線形予測演算によって得られた
   データを記憶させた第１の記憶手段と、 （ｂ）前記各フレーム毎に算出された線形予測係数を記
   憶させた第２の記憶手段と、 （ｃ）前記第１の記憶手段内のデータを読み出し、前記
   第２の記憶手段内の線形予測係数を用いて前記波形デー
   タを復号する復号手段と、 を具備し、前記復号手段によって復合された波形データ
   に基づいて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。