JPS6355593A

JPS6355593A - 波形合成装置

Info

Publication number: JPS6355593A
Application number: JP62156305A
Authority: JP
Inventors: 博之佐々木; 半沢　耕太郎; 重則森川; 浩志諸隈
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1987-06-23
Filing date: 1987-06-23
Publication date: 1988-03-10
Anticipated expiration: 2011-01-17
Also published as: JPH083716B2

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波形合成装
置に関する。

〔発明の背景〕

従来より波形を表現するディジタル情報をメモリに記憶
しておき、それを発生すべき音間に応じた速度でアクセ
スして、原波形を再現することか行われている。この（
Ａ合、メモリには、例えば１’　ＣＭ　（Ｐｕｌｓｅ　
Ｃｏｄｅ　Ｍｏｄｕｌａｉｌｏｎ）にて表現される波形
か、その出初めから出終りまでの全期間について記ｔａ
されるのが一般的である。

ところで、このようなＰＣＭ技術を用いて＋ｄ形情報を
記憶させる場合は、電子楽器を製造するメ−カー側で特
定の音源波形として選択したものを用いて、例えばＲＯ
Ｍに記録しておくのが一般的であって、演ａ者が種々変
更して望んだ波形を得ることができず汎用性に欠くもの
であった。

才だ、例えば使用者がマイクロフォンなどを介して自然
音を記録して、これを音源波形として用いて、任才の音
階音の楽音イ目号を発生することが行われているが、こ
の場合においても、記憶された波形を変化させることが
できず、面白味に欠けるものであった。

〔発明の目的〕

この発明は、上述の如き欠点を解消するためになされた
もので、汎用性に冨む波形合成装置を提供することを目
的とする。

〔発明の概要〕

この発明の要点は、所定周期の波形を表現する波形ｍｓ
を入力し、史ｔここの波形に対するエンベロープ情報を
入力し、これらの情報から波形の出初めから出終りまで
の波形を表現する波形１′＃報を発生することにある。

〔発明の実施例〕

以下この発明の実施例につき説明する。ｇ１図は、この
発明の原理を示す第１の実施例であって、図中１は、入
力装置であり、各梶卆−ボード装置Ｆｔあるいは文字、
図形入力装置が使用可能である＠この入力装ｆ！！１か
らは、メモリ２に対して波形の１周期を示す波形情報を
入力し、丈たメモリ３に対してエンベロープを示すエン
ベループｆ＃　ｆｊｉを入力する。

イマ、メモリ２はＭ分割されていて、波形１周期がＮサ
ンプル点にて表現されるようになり、各サンプル点の波
関値がディジタル情報により記憶されることになる。同
様に、メモリ３はＮ分割されていて、前景を決定するエ
ンベロープがＮサンプル点にて表現され、ディジタル情
報により記憶ｆｌされる。

図中４は、波形合成部であって、上記メモリ２とメモリ
３とから読出される情報を乗算等の演算によって、合成
して得られる波形Ｔｆ！報を出力し、加ｔ［５に供給す
る。そして、このＪＭ　Ｅｌ器５の出力はメモリ６に供
給される。

このメモリ６は、Ｌ分割されていて、波形の出初めから
出終りまでの全期間の波形情報をＬ個のサンプル点で表
現して記憶するものである。そして、このメモリ６に紀
憤された波形情報がアクセスされて音響装置に送出され
ることにより、当該音高音が発生される。

また、上記メモリ６の出力はスイッチ７を介して波形合
成部４にフィードバックされる。つまり、−度メモリ６
に記憶された波形情報に対して、上記メモリ３に記憶さ
れたエンベロープ情報を乗算して、新たに波形の出初め
から出終りまでの波形情報を得、それを再びメモリ６に
格納することができる。

また、上記メモリ６の出力は、スイッチ８を介して加算
６５に供給される。

つまり、メモリ６に記憶された波形の出初めから出終り
までの全ての波形を表現する波形情報に対して、新たに
ｒ＆形合成部４から出力される１２１！形情報を７ＪＯ
１１合成し、その結果得られる新たな波形の出初めから
出終りまでの全ての波形を表現する波形−ｔ’＃Ｎを上
記メモリ６に書込むことができる。

次に、この々τ１図の動作につき４２図を参照して説明
する〇先ず、メモリ２とメモリ３とに夫々１周期の波形情報と
エンベロープ情報とが入力装置１の操作によりストアさ
れる。そして、いまこのメモリ２の波形の周期を決定す
る周阪数ｆを指定する。波形合成部４では、この２つの
情報を９！算して、サンプリング周波数ｆｓａｍｐにて
逐次波ルナＩ！報を算出しメモリ６へ送出する。

ところで、この波形合成は、次式で表現される廼理を行
うことに相当する。ｌ　（ｉ　）　＝Ｗ（（ｉ　Ｘ　”
−！！！Ｐ　）％　Ｍ　）　Ｘ　ｅ　（τｔ　）　にで
ｉ＝ｏ　〜Ｌ−１であり、各メモリ２，３．６のｉ番目
の値を、Ｗ（ｉ−１）、ｅ　（ｉ−１）、１（ｉ−１）
とし、％は、整数＃算の令りを表わす。

ｓａｍｐツマリ、（ｉＸ−）１Ｍ４１、（ｉ　Ｘ４二）ヲＭ　−
ｃｆ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ｆ割
ったときの栄りを表現している。

従って、メモリ２は、繰返しアクセスされて波形情報を
出力し、メモリ３から出力されるエンベロープ情報と乗
算され、新たな波形情報が波形合成部４から発生して、
メモリ６に書込まれる。

従って、以上の処理によって、１周朗の波形情報とエン
ベロープ情報とから、波形の出初めから出終りまでの全
ての波形を表現する波形↑＃報が得られる。

次に、このメモリ６に記憶された波形情報と１上記同様
な処理によって、得られる波形情報とを合成して、新た
な波形↑＋９　′ｖＪ１を算出することについて説明す
る。

つまり、このときは、スイッチ８が閉じられることによ
って、メモリ２、メモリ３から得られる情報によって算
出される波形１’ｆｆ’４ｔ’（ｉ）と、予めメモリ６
に記ｔａされている波形ｔ＃　ｍ　ｔ　（ｉ　）とが会
社されて、つまり次式によって表現される処理を実行し
て匈られる波形情報が、メモリ６に記憶されろ。

【”Ｃｉ　）＝ｔ　（ｉ　）＋Ｗ’（（ｉＸ””’）　
％Ａｉ　）　Ｘｅ’　（−ｔ　）ｆ　　　　　　　　　
　　　　　　Ｌ＝ｔ（ｉ）＋ｔ’（ｉ）従って、以上の説明から明らかなように、この処理を繰
返すことによって任意波形にエンベロープ乗算した波形
を、α数合成して任曾波形を得ることができるようにな
っている。

従って、例えば、メモリ２に記憶させる波形を正弦波の
基本波、２次高調波、３次高調波、ｔ・・・・・と変更
してゆき、それに対応するエンベロープをメモリ３に独
立的に記ｔｔａさせることによって、時間と共に高調波
成分の含有率が変化する正弦波合成方式の波形合成装置
ｆｆを得ることができる。

このように、時間と共に音色が変化する楽音の波形情報
を容易に得ることが可能である。

そして、次に、メモリ６に記憶された波形情報に対し、
全く＃４なるエンベロープを乗）１する処理につき説明
する。即ち、スイッチ８を開放し、スイッチ７を閉じる
ことによってメモリ６に記１ｖ！された波ノｅ清＠ｔ′
″（ｉ）が、波形合成部４に供給され、メモリ３に記憶
されたエンベロープ情報ｅ″（ｉ）と波形合成部４にて
乗算される。

つまり、その処理は次式にて表現される。

ｔ”（ｉ）＝ｔ”　（ｉ）Ｘｅ″　〔」〕このように、
−度メモリ６に記憶された波形の出初めから出終りまで
を表現する波形情報に、エンベロープ情報を乗算して異
なるエンベロープをもつ波形情報を算出することを可能
とするものである。

次１こ、この第１図に示した原理的回路構成を、具体的
なディジタル回路を用いて実現した第２の実施例につき
説明する。

メモ’Ｊ１２，１３．１６は第１実施例のメモリ２．３
．６に対応し、乗算器１４は、第１実施例の波形合成部
４に、加１Ｘ器１５は、第１実施例の）Ｊｕ　ｇ　５５
　ＪＣ対応し、ゲ−）１７，１８は＠　１１１１１ｉ例
のスイッチ７．８に対応する。なお、このゲート１７に
はゲート開閉イａ４＋ｇｔが、ゲート１８にはゲート開
閉（ｄ号ｇ！が印加される。

そして、メモリ１２．１３には図示しない入力装置から
供給される波形情報とエンベロープ乗算報とが記憶され
る。そして、夫々のアドレスを指定するのが、アドレス
カウンタ１９．２０であり、プログラマブル分周器２１
，２２の出力によって順次インクリメント動作する。そ
して、このプログラマブル分周器２１．２２に対しては
後述するような分周比を決定する値がセットされ、基本
クロックジェネレータ２３が発生する基本タロツクφを
カウントし、そのキャリー出力が、上記アドレスカウン
タ１９．２０のインクリメント（１号となる。

また、メモリ１６の手前にはラッチ２４があり、加に６
１５出力がラッチされる。そして、このメモリ１６のア
ドレスを指定するのがアドレスカウンタ２５であり、プ
ログラマブル分周器２６から与えられるキャリー信号を
入力して胴次インクリメント動作してアドレス（ｍ号を
生成出力する。

即ち、プログラマブル分局器２６には、後述するように
分周比を決定する１１αがプリセットされ、上記基本ク
ロックジェネレータ２３が発生する基本クロックφをカ
ウントしてそれに広して発生するキャリー出力が上記ア
ドレスカウンタ２５のカウント入力となるとともに、ラ
ッチ２４に対する読込指令１４号となる。

この第３図に示す回路を動作開始するときはスタート信
号５ＴＡＲＴが与えられて、基本クロックジェネレータ
２３を動作口Ｉ能状態とすると共に、アドレスカウンタ
１９．２０．２５にクリア信号ＣＬＩ（・を与えて、そ
の内容を初期設定する。そして、上記メモ１Ｊ１２，１
３．１６には、その動作状頭に軸ってリード／ライト信
号Ｒ／Ｗが与えられて、読出しと６込みが切換制御され
る〇また、上記アドレスカウンタ２５からキーヤリ−信
号が出力すると、その全処理を完了したことになるため
、ストップｆｄ号８ＴＯＰとして上記基本クロックジェ
ネレータ２３に印加される。その結果、基本クロックジ
ェネレータ２３からは基本クロックφが出力しなくなり
、動作終了状、帽となる０従って、このような４達成で
あるため、この実ｊ例においては、先ずメモリ１２に波
形情報を１１Ｍ期分入力し、また、メモリ１３にエンベ
ロープ情報を入力する。そのときは、プログラマブル分
周器２１に所定の値例えば１を設定し、次々と波形情Ｉ
−を入力する、あるいはプログラマブル分周器２２に所
定の値例えばｌを設定し、次々とエンベロープ情報を入
力すればよい。

そして、その後、この２つのメモリ１２．１３に記憶さ
れた情報から、波形の出Ｆ／Ｊめから出終りまでの全て
の波形を表現する波形情報を発生し、メモリ１６に書込
む。このとき、ゲート１７にゲート信号ｇ、を与えて、
乗算器１４にはメモリー２出力が与えられるようにして
おく、そしていま、間車のため、各メモリー２，１３．
１６のメモリ長Ｍ、Ｎ、Ｌは２のべき乗の値をとるもの
とする。

そして、その際、予めプログラマブル分周器２１゜２２
．２６には、例えば次の値をセットする。即ちプログラ
マブル分周器２１には４＋ｆｔ　１をセットし、プログ
ラマブル分周γ１悼２２には値Ｌ−ｘｔｍμ叩−をセＮ
　　　　　　　ｆットし、プログラマブル分周４Ｓ２６には１１α壇をセ
ットする。従って、夫々対応するアドレスカウンター９
，２０．２５には、上記プログラマブル分周５２１．２
２，２６２％セットされた（Ｎ故だけ上記基本クロック
φをざｆ赦したときにカウント指令が与えられる。

促って、スタート信号ｓ　′ｒ　Ａ　Ｉ（、Ｔが与えら
れた後、夫々メモ１Ｊ１２．１３はそれぞれ対応する速
１変でアクセスされ、それが東″ｊＩ器１４にて乗算さ
れた後ＪＪＵ算器１５を介して、ラッチ２４にラッチさ
れる。従って、このラッチ２４はプログラマブル分周器
２６からの出力（１号の到来時に印加データをラッチし
、しかる後メモリ１６に書込む。

従って、波形の出初めから出終りまでの全波形を表現す
る波形Ｔ＃報がメモリ１６に順次書込まれてゆく。そし
て、アドレスカウンタ２５からキヤＩＪ　−４８号が出
力した時点で動作終了する。

次に、−度メモリ１６に畜込まれた波形情報に対して、
再び異なる波形ｆ＃＠をＷ出し加算合成する場合につき
説明する。即ち、そのときは、予めメモ１Ｊ１２，１３
に新たな波形１周期のｆ′Ｒ報とエンベロープ１η報を
セットし、その従、上ｄｄ同様にして両方の僧服を乗算
して新たな波形情報を生成してゆく、そして、今回は、
ゲート１８に対してゲート１６号ｇ２を与えて開成して
おき、メモリ１６からアクセスされて出力する予め記憶
された波形情報をＪＪｒＪ算器１５に与え、上記乗算器
１４からの出力をＪＪｋｌ　ｉｔすることによって合成
し、その出力をラッチ２４に与える。

従って、σ１まこのメモリ１６では、予め！＋５込まれ
た波形ｆｆ１報が順次続出され、また新たな波形情報が
同じメモリエリアにＡＵ次書込まれてゆく。従って、ア
ドレスカウンタ２５からキャリーイａ号が出力した時点
で、合成されて得られる新しい波形ｆＩ＃報かメモリー
６に書込まれたことになる。

次に、メモリー６に書込まれた波形情報に対し°Ｃ１新
たにエンベロープ１η報を乗′Ｑする場合につき説明す
る。このときは、ゲート１７にゲートイ、１号ｇを与え
て、波形メモリ１６の出力を乗算器１４に供給するよう
にし、エンベロープを記１ねしているメモリー３の出力
と乗１°Ｘ益１４にて来ｔχするようｌこする。

いよ、このとさ、プログラマブル分周器２２゜２６には
、引入ば１［１ｉ、１を与えて動作させればよい。その
祷果、メモリ１６に６己ｔ、ｇｌされていたざ形情報が
読出されて、新たなエンベロープ情報が付加されて、新
たな波形悄趨が発生して、−）ぴメモリ１６に書込まれ
るこ七になる。

このように、この実施例においては、ディジタル囲路を
使＃ｔ１シて、上記第１実施例と同じ処理結果を得るこ
とが可能である。

次に、この発明の第３実施例につき説明する。

ｊ５ｊ　チ、この実施例は、パーソナルコンピュータ等
の電子計算機の計■処理によって同様の動作を行わせる
ものであって、瀉４図に示すようにパーソナルコンピュ
ータ３０と、電子−盤楽器４０とからイ４成されており
、このパーソナルコンピュータ３０は、入力装置３１と
してキーボード３２、ディジタイザ−３３を有する。Ｉ
ＱＪち、キーメート３２には、棺々のコマンドやデータ
を入力するための〜数のキーを有するものであり、また
ディジタイザ−３３は、例えばこの上に載置される紙上
に描かれた波形図あるいはエンベロープ図を操作子３３
−１の操作によって、上記紙上の図形をなぞりながら入
力することができる。

なお、このような２次元の座体情報を入力する入力装置
ｉとしては、ディジタイザ−のほかに、マウス、ライト
ベン、トラックボール等の操作によってもよく、例えば
ＣＲ，Ｔ３４上にライトベン等で波形図を書くことによ
っても入力可能である。

またこのパーソナルコンピュータ３０は、ＣＰＵ（中央
処理袋ｆｆｔ）３５を鋼えており、このＣＰＵ３５にて
全動作が制御される０このほかに第４図には示していな
いかフロッピーディスク、カセットテープ、ＲＯＭ　／
　Ｈ，Ａ　Ｍパッケージ等のメモリ（後述する第５１！
！ｊでは、符号３６で示す）かある。

マタ、このパーソナルコンピュータ３０と接続される１
＃ｉ子Ｎｖｉ楽器４０には、キーボード４１、スピーカ
４２等が外表面に設けられていて、パーソナルコンピュ
ータ３０によって演算処理された結ぶ得られる波形清報
が転送記憶されることになる。

従って、この電子Ｎ盤楽器４０では、この波形情厭を、
ｆ＃周波数に応じた油照でアクセスして、当該楽音を発
生する。

紀５図は第４図に示した装置の回路構成を示すもので、
上述したようζこ、パーソナルコンピュータ３０内には
パスラインＢＵＳに接続される入力装置３１．ＣＲＴ３
４、ＣＰＵ３５、メモリ３６があり、ＣＰＵ３５内部に
入力されたｔＩｌ形ｆｉｌ報とエンベロープ情報とから
、上述したＪｌ、　第２実ソ適例と同様の処理を＃フト的に行って波形の出初めから
出終りまでの全波形を表現する波形情報を発生するよう
にし、その波形ｆ＃　ｍをイン々−７エース（Ｉｌｏ）
回路３７を介して、電子μ盤楽器４０内Ｍ９のＣＰＵ４
３に送出する。

１１を子＠鼓楽器４０では、ＣＰＯ４３が全ての動転送
されてきた波形ｔ＃報を、波形＃椿り４４にストアする
。

そして、キーボード４１の演躊をＣＰＵ４３は検出し、
押害に応じた速度で波形メモリ４４をアクセスしてゆく
。そして、この波形メモリ４４から読出された波形ｆ１
１報は、音響装置４５にてアナログ信号に２　Ｊ９３さ
れ、真室フィルタリングされ、増幅された後、スピーカ
に供給されて、放音される。

以上この発明のｇｌＮ第３実施例について、詳述したが
、以下の如き変形例がある。

即ち、上記実施例にあっては、予め波形′ｒｆｉ報とし
て１周期の波形ｆａ報を記憶するようにしたが、これは
１周期に限られるものでなく、例えば複数周期の波形で
あってもよく、逆に牛周期等の波形であってもよく、そ
の記憶された波形情報にもとづき波形の初まりから終り
までのげ形をエンベロープ情報に従って生成するように
すればよい。

また、上記実施例では、所定周期の波形情報を手動入力
することで予め装置内に設定し、この波形情報とエンベ
ロープ情報とから出初めから出終りまでの全ての期間の
波形↑＃報を発生し、この波形情報に対して、史に同様
の手順で得られる新たな波形情報を／ＪＬＩ　ｎ合成し
て、もとの波形とは糸なる波形、しかも時間とともに高
調波成分か変化Ｔる波形を得るようにしたが、例えばＲ
，ＯＭ等により予め設定されている出初めから出終りま
での全てのＩＪ’１間の波形を表現する波形↑ｒｌ　８
．ｋに対して、手動入力等によって別の波形↑ｎ報を入
力し１それを加算合成するようにして新たな波形Ｔｔ！
ｉを発生するようにしてもよい。

更１こまた、上記実施例では、波形の出初めから出終り
までの全期間を表現する波形情報を予め連出し、これに
対して全く異なるエンベロープを手動入力して、スｊの
エンベロープをもつ波形情報を算出するようにしたが、
例えばＲＯＭ等に予め記ｆｊＪされている出初めから出
終りまでの全期間の波形を表現５する波形ｆ′Ｉ４報に
対して、手」り入力）により指定したエンベロープを付
加して、別個のエンベロープをもつ波形情報を発生する
ようにしてもよい。

また、上記実施例においては、波形をＰＣＭにて表現す
るようにしたが、波形をディジタル的に表現する手法と
しては、ＤＰＣＭ　（ＤｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌＰｕｌ
ｓｅ　Ｃｏｄｅ　Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）　、ＤＮｉ　
（Ｄｅｌｔａ　Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）　、ＡＤＭ　　
（Ａｄａｐｔ　ｉｖｅ　　Ｄｅｌｔａ　　Ｍｏｄｕｌａ
ｉ　１ｏｎ）等各＞ｍ方式のものをとることができるこ
とは百うまでもない。

〔発明の効果〕

上述したように、−この発明にあっては、所定周期の波
形を表現する波形情報を入力し、史にこの波形に対する
エンベロープ情報を入力し、これらの情報から波形の出
初めから出終りまでの波形を表現する波形情報を発生す
るようにしたから、簡単に波形ｔｆＩ報を合成出力する
ことができ、しかも各稍形状の波形を入力することかで
きるから有効である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施−を示し、第１図は、Ｚ１実施例の
回路構成図、第２図は、第１実施例の動作を説明するた
めの図、第３図は嘱２に―例の回路＋、１成図、第４図
は第３実施例の外玩斜視図、第５図は第３実施例の回路
構成図である。１・・・・・・入力装’Ｆｔ　、２１３　＃　６・・・
・・・メモリ、４・・・・・・波形合成部、５・・・・
・・ＪＭ算ｉ１７．８・・・・・・スイッチ、１２，１
３．１６・・・・・・メモリ、１４・・・・・・５ＪＩ
Ｉｍ器、１５・・・・・・加尊器、１７．１８・・・・
・・ゲート、１９．２０．２５・・・・・・アドレスカウンタ、２１
．２２．２６・・・・・・プログラマブル分周器、３０
・・・・・・パーソナルコンビエータ、３３・・・・・
・ディジタイザ−１４０・・・・・・電子鍵盤楽器。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）所定周期の波形を表現する波形情報を入力する波
形情報入力手段と、上記波形に対するエンベロープを決定するエンベロープ情報を入力するエンベロープ情報入力手段
と、上記波形の周期と上記エンベロープの時間長との関係に応じて、上記波形情報と上記エンベロープ
情報とから上記波形の出初めから出終りまでの波形を表
現する波形情報を発生する波形情報発生手段と、この波形情報発生手段が発生する上記波形情報を記憶する記憶手段と、を具備したことを特徴とする波形合成装置。
（２）上記波形情報入力手段は、手書き入力に基づき上
記波形情報を入力するようにしたことを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の波形合成装置。
（３）上記エンベロープ情報入力手段は、手書き入力に
基づき上記エンベロープ情報を入力するようにしたこと
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の波形合成装置
。