(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣＰＵが楽音生成装置に対して、
発生すべき楽音信号の周波数特性に対応した所定長のインパルス応答信号を繰り返し発生させ、
この繰り返し発生されるインパルス応答信号の繰り返しの周期を、上記楽音信号の音高を決定する音高決定因子だけに応じて変化させ、
上記音高決定因子とは異なり、上記楽音信号の音色を決定する音色決定因子だけに応じて、上記発生されるインパルス応答信号の波形そのものの発生速度を変化させ、
上記繰り返し発生されるインパルス応答信号のうち、所定数おきのインパルス応答信号の正負を反転させて、上記楽音信号の周波数特性を変化させることを特徴とする楽音生成方法。
【請求項２】
発生すべき楽音信号の周波数特性に対応した所定長のインパルス応答信号を繰り返し発生する手段と、
この繰り返し発生されるインパルス応答信号の繰り返しの周期を、上記楽音信号の音高を決定する音高決定因子だけに応じて変化させる手段と、
上記音高決定因子とは異なり、上記楽音信号の音色を決定する音色決定因子だけに応じて、上記発生されるインパルス応答信号の波形そのものの発生速度を変化させる手段と、
上記繰り返し発生されるインパルス応答信号のうち、所定数おきのインパルス応答信号の正負を反転させて、上記楽音信号の周波数特性を変化させる手段とを備えたことを特徴とする楽音生成装置。
【請求項３】
ＣＰＵが楽音生成装置に対して、
発生すべき楽音信号の周波数特性に対応した所定長のインパルス応答信号を繰り返し発生させ、
この繰り返し発生されるインパルス応答信号の繰り返しの周期を、上記楽音信号の音高を決定する音高決定因子だけに応じて変化させ、
上記音高決定因子とは異なり、上記楽音信号の音色を決定する音色決定因子だけに応じて、上記発生されるインパルス応答信号の波形そのものの発生速度を変化させ、
上記繰り返し発生されるインパルス応答信号ｎ個のうち（ｎ−１）個を正負反転させ、反転されていないインパルス応答信号のレベルを（ｎ−１）／ｎとし、反転されたインパルス応答信号のレベルを１／ｎとして（ｎは２以上の自然数）上記楽音信号の周波数特性を変化させることを特徴とする楽音生成方法。
【請求項４】
発生すべき楽音信号の周波数特性に対応した所定長のインパルス応答信号を繰り返し発生する手段と、
この繰り返し発生されるインパルス応答信号の繰り返しの周期を、上記楽音信号の音高を決定する音高決定因子だけに応じて変化させる手段と、
上記音高決定因子とは異なり、上記楽音信号の音色を決定する音色決定因子だけに応じて、上記発生されるインパルス応答信号の波形そのものの発生速度を変化させる手段と、
上記繰り返し発生されるインパルス応答信号ｎ個のうち（ｎ−１）個を正負反転させ、反転されていないインパルス応答信号のレベルを（ｎ−１）／ｎとし、反転されたインパルス応答信号のレベルを１／ｎとして（ｎは２以上の自然数）、上記楽音信号の周波数特性を変化させる手段とを備えたことを特徴とする楽音生成装置。
【請求項５】
上記インパルス応答信号は同じ波形でｎ個繰り返し発生され、一方の繰り返し周期は他方の繰り返し周期の１／ｎ倍であり、一方のレベルは他方のレベルより低くまたは一方のレベルは他方のレベルの１／ｎであり、これら両インパルス応答信号が差分合成されて出力され、これによりｎ個のインパルス応答信号のうち（ｎ−１）個のインパルス応答信号が正負反転されて発生され（ｎは２以上の自然数）、
または上記インパルス応答信号そのものの長さが上記繰り返し発生の周期より長くても、当該周期の終わりで当該インパルス応答信号の発生を継続させるとともに、複数の発生手段によって、次のインパルス応答信号を重ねて発生させ、この各インパルス応答信号の発生を検出し、この検出結果に基づいて繰り返し発生されるインパルス応答信号をｎ個のうち（ｎ−１）個を正負反転させ、反転されていないインパルス応答信号のレベルを（ｎ−１）／ｎとし、反転されたインパルス応答信号のレベルを１／ｎとし（ｎは２以上の自然数）、
上記インパルス応答信号は記憶手段に記憶され、音色決定因子に応じてこのインパルス応答信号の読み出し速度が決定されることを特徴とする請求項２または４記載の楽音生成装置。
【請求項６】
上記繰り返し発生されるインパルス応答信号の繰り返しの周期は、設定音高の１／ｎの周期であり（ｎは２以上の自然数）、
この発生されるインパルス応答信号そのものの発生速度は、音色決定因子に応じて変化され、
この音高決定因子は上記楽音信号の音高を決定する因子であり、
この音色決定因子は上記楽音信号の音色を決定する因子であり、
上記インパルス応答信号は、上記正負反転されないで繰り返し発生もされ、これにより生成される楽音信号は、上記ｎ個のうち（ｎ−１）個の正負反転による上記楽音信号とは異なる楽音信号として出力され（ｎは２以上の自然数）、これら両楽音信号の出力が切り換えられ、１つのインパルス応答信号から少なくとも２種類の楽音信号が生成されること特徴とする請求項２、４または５記載の楽音生成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、楽音生成装置に関し、特にインパルス応答信号を使って楽音信号を生成させる装置などに関する。
【０００２】
【従来技術】
従来、楽音生成装置の分野では、インパルス応答波形信号に関する制御を行うような装置はほとんどなかった。ただ、インパルス応答波形信号そのものをサンプリング記憶し、これを繰り返して読み出し、この繰り返し周期を指定音高に応じたものとするものはあった。この場合、指定された音高が高ければ読み出しの繰り返し周期は短くなり、指定された音高が低ければ読み出しの繰り返し周期は長くなる。また、このインパルス応答波形信号そのものの読み出し速度は一定であり、音高が高くても低くてもインパルス応答波形信号そのものの読み出し速度は変化しなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような装置では、単にインパルス応答波形信号を読み出して楽音に応用するだけであり、楽音の音色などの内容をいろいろ変化させることはできなかった。通常楽音の音色などを変化させるにはフィルタなどを使って楽音の周波数成分（特性）を変化させる。
【０００４】
ところが、楽音の周波数特性（スペクトルエンベロープ）は上記インパルス応答波形信号そのものの読み出し速度（発生速度）を変化させるだけで達成できる。インパルス応答波形信号の発生速度を変化させれば、周波数特性が周波数軸上で伸びたり縮んだりして周波数特性が変化し、この結果音色も変化する。この場合、インパルス応答波形信号そのものの読み出し速度が上記読み出しの繰り返し周期と連動していては、独自に音色の決定を行うことはできず、音高に応じた音色の決定となり、音高に従属した音色となってしまう。
【０００５】
本発明は上述した課題を解決するためになされ、本発明の第１の目的は音高に従属しない独立の音色の決定を行うことにあり、第２の目的はインパルス応答波形信号を使って斬新な楽音信号を生成することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、発生すべき楽音信号の周波数特性に対応した所定長のインパルス応答信号を繰り返し発生し、この繰り返し発生されるインパルス応答信号の繰り返しの周期を、音高決定因子に応じて変化させ、上記音高決定因子とは異なる音色決定因子に応じて、上記発生されるインパルス応答信号そのものの発生速度を、上記繰り返し周期とは独立に変化させた。
【０００７】
これにより、インパルス応答信号から生成される楽音信号の音色が音高とは独立に変化され、音色は音高に従属せず、自由に音色を変化させることができる。また、インパルス応答信号の繰り返し発生によって所望の楽音信号が発生され斬新な楽音を生成できる。
【０００８】
また本発明では、発生すべき楽音信号の周波数特性に対応した所定長のインパルス応答信号を繰り返し発生し、この繰り返し発生されるインパルス応答信号のうちいくつかを正負反転させた。これにより上記楽音信号の周波数特性が変化し、例えば、楽音の周波数特性のうち特定次倍音だけ消去／減衰させて、残りの倍音成分だけの楽音または残りの倍音成分が相対的に強い楽音を生成することができる。
【０００９】
さらに本発明では、発生された音楽的因子に応じて、繰り返し発生されるインパルス応答信号の波形形状を切り換えた。これにより、インパルス応答信号の波形形状そのものの変化を音高変化に連動させたり、音色変化に連動させたりすることができる。
【００１０】
またさらに本発明では、インパルス応答信号の繰り返し周期または読み出し速度が変化すれば、このインパルス応答信号に基づいて出力される楽音信号のパワー、エネルギーまたは音量も変化する。本発明では、インパルス応答信号の繰り返し周期または読み出し速度に基づいて、発生されるインパルス応答信号の大きさが変化する。これにより、出力される楽音信号のパワー、エネルギーまたは音量が一定にされ、インパルス応答信号の繰り返し周期または読み出し速度に応じて変化してしまうことがない。
【００１１】
【発明の実施の形態】
１．本願発明の原理
図１２及び図１３は本願発明の原理を示す。図１２ではインパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）の繰り返し周期がＴ１またはＴ２のとき、このインパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）の出力によって合成かつ生成される楽音の周波数特性（スペクトルエンベロープ（包絡）、周波数スペクトル成分特性、フォルマント特性）を示す。この繰り返し周期Ｔは生成される楽音の音高を決定する。したがって、この繰り返し周期Ｔは音高情報によって決定され、周期係数ｆとして取り込まれる。
【００１２】
このインパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）の繰り返し周期Ｔが短くなり、音高が高くなると、図１２（Ｂ１）（Ｂ２）に示すように周波数特性はあまり又は全く変化せず、各周波数成分の密度が低くなり、フォルマントの幅は変わらない。したがって、繰り返し周期Ｔが変化すると、音高は変化するが、音色（周波数成分、フォルマント特性）そのものは変化しない。
【００１３】
このインパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）は図１のインパルス信号発生部５０の中のインパルス信号記憶部５１（図３）の中に各音楽的ファクタ毎に記憶されている。この記憶されているインパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）は、図１３（Ａ１）または（Ａ１）の２つのインパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）のうちの片方であり、同図は繰り返し読み出しの状態を示す。
【００１４】
図１３ではインパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）の繰り返し周期が同じで、インパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）の読み出し速度が異なるとき、このインパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）の出力によって合成かつ生成される楽音の周波数特性（スペクトルエンベロープ（包絡）、周波数スペクトル成分特性、フォルマント特性）を示す。このインパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）自身の読み出し速度は生成される楽音の音色（周波数成分、フォルマント特性）を決定する。したがって、この読み出し速度は音高に関係のない音楽的ファクタ情報、例えば音色情報によって決定され、包絡係数ｒとして取り込まれる。
【００１５】
このインパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）の読み出し速度が速くなり、インパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）の時間長が短くなると、図１３（Ｂ１）（Ｂ２）に示すように各周波数成分の密度はあまり又は全く変化せず、周波数特性（周波数スペクトル成分特性、フォルマント特性）が変化し、フォルマントの幅が広がる。したがって、信号の読み出し速度が変化すると、音色（周波数成分、フォルマント特性）は変化するが、音高そのものは変化しない。
【００１６】
このインパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）は、生成したい楽音信号の所定長さに対して、線形予測法、ケプストラム法などの演算手法を施して生成され記憶される。例えば、ケプストラム法では、この所定長さの楽音信号がフーリエ変換器で高速フーリエ変換され、周波数パワースペクトルに変化される。
【００１７】
この変換されたパワースペクトルは、対数変換器で対数変換され、さらに逆フーリエ変換器で高速フーリエ逆変換され、時間域（ケフレンジ）のケプストラムに変換される。このケプストラムは乗算器及び窓関数発生器からの因果性の窓がかけられ複素ケプストラムに変換される。この複素ケプストラムは再び上記フーリエ変換器で高速フーリエ変換され周波数域に戻され、スペクトルエンベロープが求められる。
【００１８】
このスペクトルエンベロープの例は図１２（Ｂ１）（Ｂ２）及び図１３（Ｂ１）（Ｂ２）に示される。このスペクトルエンベロープは指数変換器で指数変換され、上記逆フーリエ変換器で高速フーリエ逆変換され時間域に戻される。これにより、最小位相のインパルス応答信号のサンプリングデータが生成され、これが上記インパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）としてインパルス信号記憶部５１に記憶される。
【００１９】
インパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）の繰り返し周期が変化すれば、このインパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）に基づいて出力される楽音信号のパワー、エネルギーまたは音量も変化する。このインパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）の繰り返し周期に基づいて、発生されるインパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）の大きさが変化する。これにより、出力される楽音信号のパワー、エネルギーまたは音量が、一定にされ、インパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）の繰り返し周期に応じて変化してしまうことがない。
【００２０】
２．全体回路
図１は楽音生成装置の全体回路を示す。演奏情報発生部１０からは演奏情報（楽音発生情報）が発生される。この演奏情報（楽音発生情報）は、楽音を発生させるための情報である。この演奏情報発生部１０は、マニュアル操作によって演奏される発音指示装置、自動演奏装置、種々のスイッチまたはインターフェイスである。
【００２１】
上記演奏情報（楽音発生情報）は、音楽的ファクタ（因子）情報であり、音高（音域）情報（音高決定因子）、発音時間情報、演奏分野情報、発音数情報などである。発音時間情報は楽音の発音開始からの経過時間を示す。演奏分野情報は、演奏パート情報、楽音パート情報、楽器パート情報等を示し、例えばメロディ、伴奏、コード、ベース、リズム等、または上鍵盤、下鍵盤、足鍵盤等に対応している。
【００２２】
上記音高情報はキーナンバデータＫＮとして取り込まれる。このキーナンバデータＫＮはオクターブデータ（音域データ）と音名データとからなる。演奏分野情報は、パートナンバデータＰＮとして取り込まれ、このパートナンバデータＰＮは各演奏エリアを識別するデータであって、発音操作された楽音がどの演奏エリアからのものかによって設定される。
【００２３】
発音時間情報は、トーンタイムデータＴＭとして取り込まれ、キーオンイベントからのタイムカウントデータに基づいたり、またはエンベロープフェーズで代用される。この発音時間情報は特願平６−２１９３２４号明細書及び図面に発音開始からの経過時間情報として詳しく示される。
【００２４】
発音数情報は同時に発音している楽音の数を示し、例えばアサインメントメモリ４２のオン／オフデータが「１」の楽音の数に基づき、この数は特願平６−２４２８７８号の図９及び図１５、特願平６−２４７６８５号の図８及び図１８、特願平６−２７６８５７号の図９及び図２０、特願平６−２７６８５８号の図９及び図２１のフローチャートに基づいて求められる。
【００２５】
発音指示装置は、キーボード楽器、弦楽器、吹奏楽器、打楽器、コンピュータのキーボード等である。自動演奏装置は、記憶された演奏情報を自動的に再生するものである。インターフェイスは、ＭＩＤＩ（ミュージカルインスツルメントデジタルインターフェイス）等、接続された装置からの演奏情報を受け取ったり、送り出したりする装置である。
【００２６】
さらに、この演奏情報発生部１０には各種スイッチが設けられ、この各種スイッチは音色タブレット、エフェクトスイッチ、リズムスイッチ、ペダル、ホイール、レバー、ダイヤル、ハンドル、タッチスイッチ等であって楽器用のものである。この各種スイッチより、楽音制御情報が発生され、この楽音制御情報は発生された楽音を制御する情報であって音楽的ファクタ（因子）情報であり、音色情報（音色決定因子）、タッチ情報（発音指示操作の速さ／強さ）、発音数情報、エフェクト情報、リズム情報、音像（ステレオ）情報、クオンタイズ情報、変調情報、テンポ情報、音量情報、エンベロープ情報等である。
【００２７】
これら音楽的ファクタ情報も上記演奏情報（楽音情報）に合体され、上記各種スイッチより入力されるほか、上記自動演奏情報に合体されたり、上記インターフェイスで送受される演奏情報に合体される。なお、上記タッチスイッチは上記発音指示装置の１つ１つに対応して設けられており、タッチの速さと強さを示すイニシャルタッチデータとアフタタッチデータとが発生される。
【００２８】
上記音色情報は、鍵盤楽器（ピアノ等）、管楽器（フルート等）、弦楽器（バイオリン等）、打楽器（ドラム等）の楽器（発音媒体／発音手段）の種類等に対応しており、トーンナンバデータとして取り込まれる。上記エンベロープ情報は、エンベロープレベル、エンベロープスピード、エンベロープフェーズなどである。
【００２９】
このような音楽的ファクタ情報は、コントローラ２０へ送られ、後述の各種信号、データ、パラメータの切り換えが行われ、楽音の内容が決定される。上記演奏情報（楽音発生情報）及び楽音制御情報はコントローラ２０で処理され、各種データがインパルス信号発生部５０へ送られ、インパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）が発生される。コントローラ２０はＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭなどからなっている。
【００３０】
プログラム／データ記憶部４０（内部記憶媒体／手段）はＲＯＭまたは書き込み可能なＲＡＭ、フラッシュメモリまたはＥＥＰＲＯＭ等の記憶装置からなり、光ディスクまたは磁気ディスク等の情報記憶部４１（外部記憶媒体／手段）に記憶されるコンピュータのプログラムが書き写され記憶される（インストール／転送される）。またプログラム／データ記憶部４０には外部の電子楽器またはコンピュータから上記ＭＩＤＩ装置または送受信装置を介して送信されるプログラムも記憶される（インストール／転送される）。このプログラムの記憶媒体は通信媒体も含む。
【００３１】
このインストール（転送／複写）は、情報記憶部４１が本楽音生成装置にセットされたとき、または本楽音生成装置の電源が投入されたとき自動的に実行され、または操作者による操作によってインストールされる。上記プログラムは、コントローラ２０が各種処理を行うための後述するフローチャートに応じたプログラムである。
【００３２】
なお、本装置に予め別のオペレーティングシステム、システムプログラム（ＯＳ）、その他のプログラムが記憶され、上記プログラムはこれらのＯＳ、その他のプログラムとともに実行されてもよい。このプログラムは本装置（コンピュータ本体）にインストールされ実行されたときに、別のプログラムとともにまたは単独で請求項（クレーム）に記載された処理・機能を実行させることができればよい。
【００３３】
また、このプログラムの一部又は全部が本装置以外の１つ以上の別装置に記憶されて実行され、本装置と別装置との間には通信手段を介して、これから処理するデータ／既に処理されたデータ／プログラムが送受され、本装置及び別装置全体として、本発明が実行されてもよい。
【００３４】
このプログラム／データ記憶部４０には、上述した音楽的ファクタ情報、上述した各種データ及びその他の各種データも記憶される。この各種データには時分割処理に必要なデータや時分割チャンネルへの割当のためデータ等も含まれる。
【００３５】
インパルス信号発生部５０では、所定長のインパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）が繰り返し発生され音響出力部６０から発音出力される。この繰り返し発生されるインパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）の繰り返しの周期は、上記音高情報に応じて変化され、またこの音高情報とは異なる上記音色情報または音高に関係ない音楽的ファクタ情報に応じて、この発生されるインパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）そのものの読み出し速度（発生速度）が変化され、これら繰り返し周期と読み出し速度とは互いに独立に変化される。
【００３６】
このインパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）は発生すべき楽音信号のスペクトルエンベロープに対応していて所定の有限の長さＬを持つ。このインパルス信号発生部５０は時分割処理によって複数の楽音信号が同時に生成されポリフォニックに発音される。
【００３７】
タイミング発生部３０からは、楽音生成装置の全回路の同期を取るためのタイミングコントロール信号が各回路に出力される。このタイミングコントロール信号は、各周期のクロック信号のほか、これらのクロック信号を論理積または論理和した信号、時分割処理のチャンネル分割時間の周期を持つ信号、チャンネルナンバデータｊなどを含む。
【００３８】
３．アサインメントメモリ４２
図２は、プログラム／データ記憶部４０のアサインメントメモリ４２を示す。アサインメントメモリ４２には、複数（１６または３２等）のチャンネルメモリエリアが形成されており、上記インパルス信号発生部５０に形成された複数の楽音生成チャンネルに割り当てられた楽音に関するデータが記憶される。
【００３９】
これら各チャンネルメモリエリアには、チャンネルが割当られた楽音の周期係数ｆ（またはキーナンバデータＫＮ）、包絡係数ｒ（トーンナンバデータＴＮ）、波形先頭アドレスＳａ、波形末尾アドレスＥａ及び周期末尾値Ｆｍａｘのほか、オン／オフデータ、タッチデータＴＣ、トーンタイムデータＴＭ、パートナンバデータＰＮ、パワーデータＰＷ、エンベロープフェーズデータＥＦ、エンベロープスピードデータＥＳ、エンベロープレベルデータＥＬ等が記憶される。
【００４０】
オン／オフデータは割り当られ発音する楽音がキーオン中または発音中（“１”）かキーオフ中または消音中（“０”）かを示す。周期係数ｆ（キーナンバデータＫＮ）は割り当られ発音する楽音の音高を示し、上記音高情報に応じて決定される。周期係数ｆの上位データは音域またはオクターブを示す。この周波数ナンバデータＦＮは上記コントローラ２０によって対応するチャンネルタイミングに上記インパルス信号発生部５０へ送られる。
【００４１】
包絡係数ｒ（トーンナンバデータＴＮ）は、割り当てられ発音する楽音の音色を示し、上記音色情報に応じて決定される。この包絡係数ｒは、上記コントローラ２０によって対応するチャンネルタイミングに上記インパルス信号発生部５０へ送られる。タッチデータＴＣは、発音操作の速さまたは強さを示し、上記タッチ情報に応じて決定される。
【００４２】
パワーデータＰＷは、インパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）の波形のエネルギーのパワーを示し、インパルス信号記憶部５１に記憶された各インパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）の繰り返し周期Ｔ、各インパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）そのものの読み出し（発生）速度または波形形状に基づいて決定される。
【００４３】
例えば、ある音高のあるインパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）のパワーデータＰＷが「１」に基準として設定されれば、１オクターブ上の音高の同じインパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）では「１／２」、２オクターブ上の音高の同じインパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）では「１／４」、・・・、１オクターブ下の音高の同じインパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）では「２」、２オクターブ下の音高の同じインパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）では「４」、・・・となる。
【００４４】
また、ある読み出し速度のインパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）のパワーデータＰＷが「１」に基準として設定されれば、２倍の読み出し速度の同じインパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）では「２」、３倍の読み出し速度の同じインパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）では「３」、・・・、１／２倍の読み出し速度の同じインパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）では「１／２」、１／３倍の読み出し速度の同じインパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）では「１／３」、・・・となる。
【００４５】
さらに、異なるインパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）の間でも、パワーデータＰＷが設定される。インパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）が激しく変化する波形であり、波形のエネルギーパワーが大きければ、パワーデータＰＷは小さくされ、インパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）がゆっくりと変化する波形であり、エネルギーパワーが小さければ、パワーデータＰＷは大きくされる。
【００４６】
むろん、インパルス信号記憶部５１に記憶されている各インパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）の大きさ（振幅）が同じエネルギーパワーとなるように調整されていれば、このような異なるインパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）の間のパワーデータＰＷの設定は不要である。
【００４７】
このパワーデータＰＷは、異なるインパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）の間では、インパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）の波形の積分値、または波形の各極大値及び各極小値の絶対値の合計をもとに決定される。
【００４８】
また、このパワーデータＰＷは、上述したように、同じインパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）の間では、繰り返し周期Ｔつまり音高周波数に反比例して決定され、さらに設定音色つまり読み出し速度に反比例して決定される。しかし、楽音の発生（発音）回路のインパルス特性、スピーカの電気エネルギーから音量エネルギーへの変換特性によっては以下の通りとなる。Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは定数である。Ｔは上記繰り返し周期である。音高周波数であれば逆数にされてこの「Ｔ」のなかに代入される。Ｓは読み出し速度である。
【００４９】
ＰＷ＝Ａ×（Ｔ／Ｓ）（ｎ−ＩＮＶ）  （n＝１、２、３、・・・）
ＰＷ＝Ｂ×（ｌｏｇ−ｃ）（Ｔ／Ｓ）
ＰＷ＝Ｄ×（ｎ−ＲＡＤ）（Ｔ／Ｓ）  （n＝１、２、３、・・・）
（ｎ−ＩＮＶ）は前にある数値を「ｎ乗」することを示し、この場合（Ｔ／Ｓ）が「ｎ乗」される。（ｌｏｇ−ｃ）は底が「ｃ」の対数式を示す。（ｎ−ＲＡＤ）は後に続く数値の「ｎ乗根」を求めることを示し、この場合（Ｔ／Ｓ）の「ｎ乗根」が算出される。
【００５０】
このようなパワーデータＰＷは、プログラム／データ記憶部４０内のテーブルによって、上記音高情報（キーナンバデータＫＮ）及び音色情報（トーンナンバデータＴＮ）から変換される。同じく上記周期係数ｆも、プログラム／データ記憶部４０内のテーブルによって、上記音高情報（キーナンバデータＫＮ）から変換され、上記包絡係数ｒも、プログラム／データ記憶部４０内のテーブルによって、上記音色情報（トーンナンバデータＴＮ）から変換される。
【００５１】
エンベロープフェーズデータＥＦはエンベロープのアタック、ディケィ、サスティンまたはリリースを示し、エンベロープスピードデータＥＳはエンベロープのデジタル演算１周期当たりの演算のステップ値を示し、エンベロープレベルデータＥＬは、各フェーズの末尾でエンベロープ演算値が到達する目標値を示す。
【００５２】
これら各チャンネルメモリエリアの各データは、発音開始タイミングに書き込まれ、各チャンネルタイミングごとに書き換えられたり、読み出されたりして、上記インパルス信号発生部５０へ送られる。このアサインメントメモリ４２は、プログラム／データ記憶部４０の中ではなくインパルス信号発生部５０またはコントローラ２０の中に設けてもよい。
【００５３】
上記時分割処理によって形成されるチャンネル、すなわち複数の楽音を並行して発生するための複数の楽音発生システムへの各楽音の割り当て方法またはトランケート方法は、例えば特願平１−４２２９８号、特願平１−３０５８１８号、特願平１−３１２１７５号、特願平２−２０８９１７号、特願平２−４０９５７７号、特願平２−４０９５７８号に示された方法が使われる。
【００５４】
４．インパルス信号発生部５０
図３は上記インパルス信号発生部５０を示す。インパルス信号記憶部５１には、図４に示すように、種々のインパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）が記憶されている。これらのインパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）の波形形状は異なっており、楽音信号に合成出力されたときの音色も異なっている。これらのインパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）は、上記各音楽的ファクタ情報に対応しており、上記音色、タッチ、音高（音域）または発音時間、演奏分野、エンベロープフェーズなどごとに多重に記憶されている。
【００５５】
例えば、インパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）は各音色ごとに異なって記憶され、このうち１種類の音色のインパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）は各タッチごとに異なって記憶され、このうち１種類のタッチのインパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）は各発音時間ごとに異なって記憶され、・・・音高ごとに異なって記憶され、・・・演奏分野ごとに異なって記憶され、・・・エンベロープフェーズ毎に異なって記憶される。
【００５６】
上記音楽的ファクタ情報はコントローラ２０でこのような種々のインパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）を指定する上位読み出しアドレスデータに変換され、この上記読み出しアドレスデータはインパルス信号選択部５２にストアされてインパルス信号記憶部５１に供給されインパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）が選択される。また、上記音楽的ファクタ情報が各楽音ごとまたは発音中に変化すれば、この上位読み出しアドレスデータは切り換えられ、読み出されるインパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）も切り換えられる。
【００５７】
この音楽的ファクタ情報が音高に関連するものであれば、インパルス応答信号の波形形状そのものの変化を音高変化に連動させたり、合成出力される楽音信号の音色も音高変化に連動させることができる。また、この音楽的ファクタ情報が音高以外の情報に関連するものであれば、インパルス応答信号の波形形状そのものの変化を音色、タッチ、発音時間、演奏分野の変化に連動させたり、合成出力される楽音信号の音色も音色、タッチ、発音時間、演奏分野の変化に連動させることができる。
【００５８】
このインパルス信号選択部５２は上記時分割チャンネル数に対応したメモリエリアを有し、各チャンネルに割り当てられた楽音の音楽的ファクタに応じた上位読み出しアドレスデータがそれぞれのメモリエリアにストアされ、上記タイミング発生部からのチャンネルナンバデータｊによって読み出されインパルス信号記憶部５１に供給される。
【００５９】
上記インパルス信号記憶部５１の各インパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）はインパルス信号読み出し部５３からの下位読み出しアドレスデータＲ１、Ｒ２によって読み出される。この下位読み出しアドレスデータＲ１、Ｒ２は上記音高情報以外の上記音楽的ファクタ情報に応じた速度でインクリメントされる。したがって、インパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）の読み出し速度は音高情報によっては決定されない。また、このインパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）は繰り返し読み出され、この繰り返しの周期は、上記音高情報に応じて変化され、これら繰り返し周期と読み出し速度とは互いに独立に決定される。
【００６０】
上記インパルス信号記憶部５１から読み出された各インパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）はインパルス累算部５４で各チャンネルごとに個別に累算かつ合成され、乗算器５５でエンベロープジェネレータ５６からのエンベロープ信号が各チャンネルごとに乗算かつ合成され、楽音累算部５７で全チャンネルの楽音信号について累算かつ合成され、上記音響出力部６０から発音出力される。
【００６１】
エンベロープジェネレータ５６には上記音楽的ファクタ情報（エンベロープ情報）つまりエンベロープスピードデータＥＳ、エンベロープレベルデータＥＬ、エンベロープフェーズデータＥＦがコントローラ２０によって送られて各チャンネルごとに記憶され、この音楽的ファクタ情報（エンベロープ情報）に基づいて、各チャンネルのエンベロープの各フェーズのスピード及びレベルが設定され、各エンベロープの形状が決定される。このエンベロープ信号は各チャンネルごとに時分割に発生され上記乗算器５５へ送られる。
【００６２】
上記各チャンネルのパワーデータＰＷは、コントローラ２０によって、波形パワー制御ＲＡＭ５８の対応するチャンネルエリアにストアされる。この各パワーデータＰＷは乗算器５５に送られ、インパルス累算部５４からの楽音信号（インパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ））、またはエンベロープジェネレータ５６からのエンベロープデータに乗算される。この波形パワー制御ＲＡＭ５８は上記時分割チャンネルに応じたメモリエリアを有し、各パワーデータＰＷが時分割に切り換えられて読み出される。この切り換えはタイミング発生部３０からのチャンネルカウントデータに基づく。
【００６３】
これにより、インパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）の繰り返し周期Ｔが音高に応じて変化し、波形のパワーつまり音量が音高に応じて変化しても、これを調整して解消することができる。また、インパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）の波形形状が異なっているため、波形のパワーつまり音量が音高に応じて変化しても、これを調整して解消することができる。
【００６４】
図５は、このインパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）の音高つまり繰り返し周期Ｔと波形パワーとの関係を示す。図５（１）のような短い周期でインパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）を読み出すと、単位時間当たりの波形エネルギーは大きくなり、音量も大きくなる。これに対して、図５（２）のような長い周期でインパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）を読み出すと、単位時間当たりの波形エネルギーは小さくなり、音量も小さくなる。
【００６５】
同様に、図示しないが、インパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）をゆっくりと読み出すと、単位時間当たりの波形エネルギーは大きくなり、音量も大きくなる。これに対して、インパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）を速く読み出すと、単位時間当たりの波形エネルギーは小さくなり、音量も小さくなる。
【００６６】
これに対して、上記パワーデータＰＷを乗算することによって、出力されるインパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）（楽音信号）のレベルを制御し、繰り返し周期Ｔつまり音高の変化または読み出し速度つまり音色の変化による余分な音量（パワー）変化を押さえることができる。
【００６７】
なお、このパワーデータＰＷは、上述のアサインメントメモリ４２に記憶されているエンベロープレベルデータＥＬに乗算されて、上記エンベロープジェネレータ５６へ送られてもよい。また、上記アサインメント４１に記憶されているタッチデータＴＣがこのパワーデータＰＷに乗算されて、上記波形パワー制御ＲＡＭ５８にストアされてもよい。さらに、このパワーデータＰＷは、上記周期係数ｆの逆数と上記包絡係数ｒとを演算したものであってもよい。
【００６８】
５．インパルス信号読み出し部５３
図６は上記インパルス信号発生部５０の中のインパルス信号読み出し部５３を示す。上記コントローラ（ＣＰＵ）２０からの周期係数ｆ、包絡係数ｒ、波形先頭アドレスＳａ及び波形末尾アドレスＥａは各時分割チャンネルごとにパラメータＲＡＭ５０１にストアされる。場合によって周期末尾値Ｆｍａｘも各時分割チャンネルごとにパラメータＲＡＭ５０１にストアされる。このパラメータＲＡＭ５０１には時分割チャンネル数に応じたメモリエリアが形成され、各チャンネルに割り当てられた楽音に応じた上記係数ｆ、ｒ、アドレスＳａ、Ｅａが対応するメモリエリアにストアされる。なお、上記アサインメント４２から各データｆ、ｒ、Ｓａ、Ｅａが常時時分割に送られてくる場合には、パラメータＲＡＭ５０１のメモリエリアは１つでもよい。
【００６９】
上記周期係数ｆ及び周期末尾値Ｆｍａｘは、上記インパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）の繰り返し周期Ｔの長さを決定し、生成される楽音の音高を決定し、周期係数ｆが順次繰り返し累算され、周期末尾値Ｆｍａｘに達するごとに、インパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）が繰り返し読み出される。この周期係数ｆの累算値は周期カウント値Ｆとなる。この周期係数ｆ及び周期末尾値Ｆｍａｘは、上記音高情報（キーナンバデータ）によって決定され、キーナンバデータから変換される。この繰り返し周期Ｔの長さが発生される楽音信号の音高を決定する。
【００７０】
この周期係数ｆ及び周期末尾値Ｆｍａｘのいずれかは固定されてもよい。この図３の実施例では周期末尾値Ｆｍａｘは周期カウント値Ｆが取り得る最大値（「１１１１…１１」又は「１１１…１１００…０」）に設定され、この周期末尾値Ｆｍａｘはストアされない。
【００７１】
上記包絡係数ｒは、上記インパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）の読み出し（発生）速度を決定し、このインパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）の周波数特性（フォルマント形状）を決定し、生成される楽音の音色を決定し、上記波形先頭アドレスＳａから波形末尾アドレスＥａまで包絡係数ｒが繰り返し累算され、上記インパルス信号記憶部５１に下位読み出しアドレスデータＲ１、Ｒ２として供給される。この下位読み出しアドレスデータＲ１、Ｒ２が波形末尾アドレスＥａまで達すると、上記周期カウント値Ｆが次に上記周期末尾値Ｆｍａｘ達するまで、インパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）の読み出しが待機される。
【００７２】
この包絡係数ｒは、上記音高に関係ない音楽的ファクタ情報によって決定され、例えば上記音色情報（トーンナンバデータ）、タッチ情報（タッチデータ）、発音時間情報（トーンタイムデータ）、演奏分野情報（パートナンバデータ）などから変換される。
【００７３】
上記パラメータＲＡＭ５０１からの上記包絡係数ｒまたは周期計数ｆはＢレジスタを経て、ＦＬＸ５０３を経てまたは経ないで、セレクタ５０４を介して、加算器５０５でそれまでの下位読み出しアドレスデータＲ１、Ｒ２または周期カウント値Ｆに累算され、累算レジスタ５０６を経て、セレクタ５０７を介して演算ＲＡＭ５０８にストアされる。この演算ＲＡＭ５０８には時分割チャンネル数に応じたメモリエリアが形成され、各チャンネルに割り当てられた楽音に応じた上記データＲ１、Ｒ２、Ｆが対応するメモリエリアにストアされる。上記ＦＬＸ５０３は浮動小数点によるデータを固定小数点によるデータに変換する。
【００７４】
このデータＲ１、Ｒ２、Ｆは演算ＲＡＭ５０８からＡレジスタ５０９を経て、セレクタ５１０を介して上記加算器５０５に送られる。また、このデータＲ１、Ｒ２はＲ１レジスタ５１１、Ｒ２レジスタ５１２を経てセレクタ５１８で交互に選択されて上記インパルス信号記憶部５１に送られる。上記累算レジスタ５０６からの周期カウント値Ｆのうち下位の小数データＦｒ又はデータ「０」は、上記セレクタ５１０を介して上記加算器５０５に供給される。上記セレクタ５１８はクロック信号φＲ１によって切り換えられる。このクロック信号φＲ１の１周期は図９に示すように１チャンネル分の分割時間に等しい。
【００７５】
この下位読み出しアドレスデータＲ１の初期値は「０」、下位読み出しアドレスデータＲ２の初期値は波形末尾アドレスＥａ、周期カウント値Ｆの初期値は「０」であり、これらの初期値はコントローラ２０によって上記セレクタ５０７を介して上記演算ＲＡＭ５０８にストアされる。
【００７６】
上記パラメータＲＡＭ５０１からの上記波形末尾アドレス値Ｅａ（周期末尾値Ｆｍａｘ）はＥａレジスタ及びアンドゲート群５１４を介してコンパレータ５１６に供給される。このコンパレータ５１６には上記加算器５０５からの下位読み出しアドレスデータＲ１、Ｒ２または周期カウント値Ｆも供給され、下位読み出しアドレスデータＲ１、Ｒ２が波形末尾アドレス値Ｅａに達したとき、または周期カウント値Ｆが最大値「１１１…１１」又は最大近似値「１１１…１１００…０」（周期末尾値Ｆｍａｘ）に達したとき、検出信号がフリップフロップ５１７にセットされ、コントローラ（ＣＰＵ）２０へ送られる。
【００７７】
上記加算器５０５からのキャリーアウト信号Ｃｏｕｔは上記コンパレータ５１６の上位ビット群として供給され、また上記アンドゲート群５１４のゲート信号はインバータ５１５で反転され、上記コンパレータ５１６の上位ビット群として供給され、ビット数が整合される。
【００７８】
上記波形先頭アドレスＳａ及び波形末尾アドレスＥａも、上記音楽的ファクタ情報によって決定され、例えば上記音高情報（キーナンバデータ）、音色情報（トーンナンバデータ）、タッチ情報（タッチデータ）、発音時間情報（トーンタイムデータ）、演奏分野情報（パートナンバデータ）などから変換され、パラメータＲＡＭ５０１の対応チャンネルメモリエリアにストアされる。この波形先頭アドレスＳａ及び波形末尾アドレスＥａは、上記種々のインパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）の１つを選択する。この場合、上記インパルス信号選択部５２は省略可能である。
【００７９】
６．処理全体
図７はコントローラ（ＣＰＵ）２０によって実行される処理全体のフローチャートを示す。この処理全体は本楽音生成装置の電源オンによって開始され、電源オフまで繰り返し実行される。
【００８０】
まず、プログラム／データ記憶部４０の初期化など種々のイニシャライズ処理が行われ（ステップ０１）、上記演奏情報発生部１０の発音指示装置または自動演奏装置での手動演奏または自動演奏に基づく発音処理が行われる（ステップ０２）。
【００８１】
この発音処理では、サーチされた空きチャンネルにキーオンイベントに係る楽音が割り当てられる。この楽音の内容は、上記演奏情報発生部１０からの上記演奏情報（楽音発生情報）、楽音制御情報の音楽的ファクタ情報及びこのときプログラム／データ記憶部４０に既に記憶されている音楽的ファクタ情報によって決定される。
【００８２】
次いで、上記演奏情報発生部１０の発音指示装置または自動演奏装置での手動演奏または自動演奏に基づく消音（減衰）処理が行われる（ステップ０３）。この消音（減衰）処理では、キーオフイベントに係る楽音が割り当てられているチャンネルがサーチされ当該楽音が減衰され消音される。この場合、キーオフイベントに係る楽音のエンベロープフェーズがリリースとなり、エンベロープレベルが次第に「０」になる。
【００８３】
さらに、上記演奏情報発生部１０の各種スイッチの操作があれば、このスイッチに対応する音楽的ファクタ情報が取り込まれ、プログラム／データ記憶部４０に記憶され、音楽的ファクタ情報が変更される（ステップ０４）。この後、その他の処理が実行され（ステップ０５）、上記ステップ０２からこのステップ０５までの処理が繰り返される。
【００８４】
７．インパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）発生処理
図８はコントローラ（ＣＰＵ）２０によって実行される上記ステップ０２の発音処理のフローチャートを示し、この処理ではインパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）が発生される。この図５のフローチャートは全時分割チャンネルについて行われる。
【００８５】
まず、上記演奏情報発生部１０の発音指示装置または自動演奏装置からコントローラ２０に手動演奏または自動演奏に基づくキーオンイベント（発音イベント）が送られれば（ステップ１１）、空きチャンネルがサーチされ、サーチされた空きチャンネルのアサインメントメモリ４２のエリアに「１」のオン／オフデータ、音高に応じた周期係数ｆ、音色に応じた包絡係数ｒ、タッチデータＴＣ、パートナンバデータＰＮ、「０」のトーンタイムデータＴＭ、音高に応じたパワーデータＰＷ、エンベロープスピードＥＳ、エンベロープレベルＥＬ、「１」のエンベロープフェーズＥＦ、その他の後述するフラグ及びデータＳａ、Ｅａ、Ｆｍａｘ、ｎ、ΔＬａｄ、ＷＳが書き込まれる。この周期係数ｆと包絡係数ｒとは次述する。
【００８６】
さらに、「０」の上記下位読み出しアドレスデータＲ１、波形末尾アドレスＥａに設定された下位読み出しアドレスデータＲ２、「０」の周期カウント値Ｆが上記演算ＲＡＭ５０８の対応チャンネルメモリエリアにストアされ、重ね合わせチャンネルカウンタ（プログラム／データ記憶部４０）の対応チャンネルエリアが「０」にリセットされる（ステップ１２）。
【００８７】
次に、周期係数ｆ及び周期末尾値Ｆｍａｘはキーナンバデータ（音高情報）ＫＮから変換され、パラメータＲＡＭ５０１の対応チャンネルメモリエリアにストアされ、包絡係数ｒは、トーンナンバデータ（音色情報）ＴＮ、タッチデータ（タッチ情報）ＴＣ、トーンタイムデータ（発音時間情報）ＴＭまたはパートナンバデータ（演奏分野情報）ＰＮから変換され、パラメータＲＡＭ５０１の対応チャンネルメモリエリアにストアされ（ステップ１３）、その他の処理が実行される（ステップ１４）。
【００８８】
また、波形先頭アドレスＳａ及び波形末尾アドレスＥａは、キーナンバデータ（音高情報）、トーンナンバ（音色情報）、タッチデータ（タッチ情報）、トーンタイムデータ（発音時間情報）またはパートナンバデータ（演奏分野情報）から変換され、パラメータＲＡＭ５０１の対応チャンネルメモリエリアにストアされる（ステップ１３）。この波形先頭アドレスＳａ及び波形末尾アドレスＥａは、上記種々のインパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）の１つを選択する。この場合、上記インパルス信号選択部５２は省略可能である。
【００８９】
さらに、キーオン開始（発音開始）またはキーオン中（発音中）の楽音があれば（ステップ１５）、上記周期カウント値Ｆに周期係数ｆが加算（累算）され（ステップ１６）、この加算値（累算値）が周期末尾値Ｆｍａｘ（「１１１１…１１」又は「１１１…１１００…０」）以上であれば（ステップ１７）、周期カウント値Ｆから周期末尾値Ｆｍａｘが減算され、周期カウント値Ｆの端数が補正される（ステップ１８）。
【００９０】
重ね合わせチャンネルを切り換えて（ステップ１８、２１、２２）、切り換えられた当該チャンネルの波形先頭アドレスＳａに周期カウント値Ｆのうち下位の小数データＦｒが加算され（ステップ２３）、下位読み出しアドレスデータＲ１またはＲ２の初期値が補正される。
【００９１】
この重ね合わせチャンネルでは、２つのインパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）が時分割に交互に読み出され、１つの楽音として出力され、上述したように複数の楽音がさらなる時分割チャンネルを通じてポリフォニックに出力される。この重ね合わせチャンネルの値（ｃｈ＝０、１）によって、２つのインパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）の読み出しが区別される。
【００９２】
１つのインパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）の読み出しの時間的長さＬが、このインパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）の繰り返し周期の時間的長さＴより長いと、先のインパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）と次のインパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）とが重なってしまう。したがって、上記の２つのインパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）がチャンネル分割によって個別に読み出されれば、この２つのインパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）が並行して読み出され重ね合わされる。むろん、このチャンネル数は２を越えてもよい。
【００９３】
次いで、下位読み出しアドレスデータＲ１に包絡係数ｒが波形末尾アドレスＥａになるまで加算され（ステップ２４、２５、２６）、下位読み出しアドレスデータＲ２に包絡係数ｒが波形末尾アドレスＥａになるまで加算される（ステップ２７、２８、２９）。この２つの下位読み出しアドレスデータＲ１及びＲ２により、上述したように２つのインパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）がインパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）信号記憶部５１から並行して読み出されインパルス累算部５４で重ね合わされる。以上のステップ１５からステップ２９までの処理が全時分割チャンネルにわたって繰り返され（ステップ３０）、その他の処理が実行される（ステップ３１）。
【００９４】
８．インパルス信号読み出し部５３のタイムチャート
図９は、上記インパルス信号読み出し部５３の各部の動作のタイムチャートを示す。上述したように、パラメータＲＡＭ５０１及び演算ＲＡＭ５０８への書き込み／読み出し、各セレクタ５０４、５０７、５１０の切り換え、各レジスタ５０２、５０６、５０９、５１１、５１２、５１３へのストア、フリップフロップ５１７へのストア、アンドゲート群５１４の開成／閉成が切り換え制御される。これらの切り換え制御信号は、上述したタイミング発生部からの種々のタイミング制御信号が使われる。
【００９５】
上記周期末尾値ＦｍａｘがパラメータＲＡＭ５０１にストアされるときは、当該周期末尾値Ｆｍａｘの書き込み／読み出しも行われる。このタイムチャートの波形のうちハイレベル／ローレベルが点線で示されるものは、書き込みデータがあるとき／ないとき、コンパレータ５１６が検出／非検出によって、ハイレベルになったりローレベルになったりする。
【００９６】
９．読み出し状態
図１０はインパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）のインパルス信号記憶部５１からの読み出し状態を示す。発音開始（キーオン）によって、１番目のインパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）は下位読み出しアドレスデータＲ１によって読み出し開始される（ステップ２４）。この下位読み出しアドレスデータＲ１は包絡係数ｒの速度でインクリメント開始される。
【００９７】
同時に、周期カウント値Ｆが周期係数ｆの速度でインクリメント開始される（ステップ１５、１６）。周期カウント値Ｆが周期末尾値Ｆｍａｘに達すると（ステップ１７）、上記１番目のインパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）がまだ読み出しの途中であっても、２番目のインパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）が下位読み出しアドレスデータＲ２によって読み出し開始される（ステップ２７）。この下位読み出しアドレスデータＲ２も包絡係数ｒの速度でインクリメント開始される。
【００９８】
そして、発音開始から２番目の周期Ｔが経過すると（ステップ１７）、上記２番目のインパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）がまだ読み出しの途中であっても、３番目のインパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）が下位読み出しアドレスデータＲ１によって読み出し開始される（ステップ２４）。
【００９９】
さらに、発音開始から３番目の周期Ｔが経過すると（ステップ１７）、上記３番目のインパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）がまだ読み出しの途中であっても、４番目のインパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）が下位読み出しアドレスデータＲ２によって読み出し開始される（ステップ２７）。
【０１００】
このように、２つの下位読み出しアドレスデータＲ１及びＲ２によって、２つの同じインパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）が交互に読み出される。したがって、インパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）そのものの長さＬが繰り返し発生の周期Ｔより長くても、各周期Ｔの終わりで先のインパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）の発生を継続させるとともに、次のインパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）を重ねて発生させることができる。これらのインパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）は１つの楽音信号として合成かつ出力される。
【０１０１】
なお、１つの楽音信号として時分割に読み出されるインパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）の数は「２」を越えていてもよい。これに応じて、下位読み出しアドレスデータの数もＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、・・・と増加し、ステップ２４〜２６、２７〜２９の数も増える。
【０１０２】
また、１つの楽音信号として時分割に読み出されるインパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）の数は「１」でもよい。この場合、インパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）そのものの長さＬが繰り返し周期Ｔより短くなる。したがって、インパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）そのものの長さＬが繰り返し周期Ｔより短いか否かが判断される。短ければ、ステップ２７〜２９の処理は省略され、インパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）の時分割読み出しシステムは１つになる。インパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）そのものの長さＬは、波形末尾アドレスＥａと波形先頭アドレスＳａとの差を包絡係数ｒで除算して求められる。同じく繰り返し周期Ｔは、周期末尾値Ｆｍａｘを周期計数ｆで除算して求められる。
【０１０３】
１０．トーンタイムデータＴＭの処理
図１１はコントローラ２０によって一定周期ごとに実行されるインタラプト処理のフローチャートを示す。この処理で上記トーンタイムデータＴＭのインクリメントが行われる。
【０１０４】
この処理では、上記アサインメントメモリ４２の各チャンネルエリアにつき（ステップ４１、４４、４５）、オン／オフデータが「１」で楽音が発音中のものについて（ステップ４２）、そのトーンタイムデータＴＭが「＋１」され（ステップ４３）、その他の周期的な処理が行われる（ステップ４６）。こうして、各チャンネルの楽音の発音経過時間がカウントされ記憶され、上述したように利用される。
【０１０５】
１１．交互反転回路６６
図１４はインパルス信号発生部５０の第２実施例を示す。この実施例では、上記インパルス信号記憶部５１と上記インパルス累算部５４との間に図１４に示すような交互反転回路６６が挿入される。本実施例では１つの楽音につき２つのチャンネルが割り当てられる。一方の第１チャンネルの周期係数ｆは、指定された音高に応じており、他方の第２チャンネルの周期係数は指定された音高に応じたものではなく、指定された音高の周期係数ｆのｎ倍（２倍）の周期係数ｎｆ（２ｆ）に設定される。パワーデータＰＷは設定値からさらに（ｎ−１）／ｎ、（１／２）の値とされるかまたはエンベロープレベルデータＥＬが設定値からさらに（ｎ−１）／ｎ、（１／２）の値とされる。他は上記実施例と同じである。
【０１０６】
第１チャンネルで読み出される第１インパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）が図１６（Ａ１）のようであり、この第１周波数特性（周波数スペクトル成分、フォルマント特性）が図１６（Ｂ１）であれば、第２チャンネルで読み出されるｎ倍（２倍）の周波数の第２インパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）は図１６（Ａ２）のようになり、この第２周波数特性（周波数スペクトル成分、フォルマント特性）は、図１６（Ｂ２）のようになる。ここでは「ｎ＝２」である。この図１６（Ｂ２）のｎ＝２倍の周波数の第２周波数特性の各周波数成分の間隔は、図１６（Ｂ１）の第１周波数特性の各周波数成分の間隔のｎ＝２倍となり、ちょうど第２周波数特性（図１６（Ｂ２））は第１周波数特性（図１６（Ｂ１））の偶数次倍音のみに該当する。
【０１０７】
ここで、第１インパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）（Ａ１）の波形から第２インパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）（図１６Ａ２）の１／ｎ（１／２）を差し引して差分合成を行えば、偶数次倍音のみが差し引かれ、合成インパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）（図１６Ａ３）が生成され、その合成周波数特性（図１６Ｂ３）は奇数次倍音のみとなる。この図１６（Ａ３）の波形はインパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）がｎ（２）個のうち（ｎ−１）（１）個が（１つおきに、交互に）正負反転されて出力され、指定された音高に応じた楽音となっている。
【０１０８】
また、ｎ＝３、４、５、６、７、・・・とすることも可能であり、これにより図１６（Ａ４）に示すように、ｎ個のうち（ｎ−１）個が正負反転されて出力され、反転されていないインパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）のレベルが（ｎ−１）／ｎとされ、反転されたインパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）のレベルが１／ｎとされる。
【０１０９】
この楽音信号の周波数特性はｎ番目、２ｎ番目、３ｎ番目、４ｎ番目、５ｎ番目、６ｎ番目、７ｎ番目、・・・の周波数成分だけが消去／減衰され、特定の倍音成分だけがない楽音を生成することができる。例えばｎ＝２であれば、２倍音、４倍音、６倍音、８倍音、・・・だけを消去／減衰させることができ、この楽音は閉管楽器の音に適する。さらに例えばｎ＝３であれば、３倍音、６倍音、９倍音、１２倍音、・・・だけを消去／減衰させることができる。また例えばｎ＝７であれば、７倍音、１４倍音、２１倍音、２８倍音、・・・だけを消去／減衰させることができ、この楽音はピアノの音に適する。
【０１１０】
上記インパルス信号記憶部５１から続けて読み出された２つのインパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）は、一方はセレクタ６３、セレクタ５９及びオアゲート群６１を介してそのままインパルス累算部５４、乗算器５５及び楽音累算部５７へ送られ、他方はセレクタ６３、セレクタ５９を介してインバータ群６５で正負反転され乗算器６２で１／（ｎ−１）倍、（１／２倍）とされてインパルス累算部５４、乗算器５５及び楽音累算部５７へ送られ累算（加算）合成（差分合成）される。
【０１１１】
上記セレクタ５９は上記チャンネルカウントデータＣＨＮｏの下位ビットによって切り換えられ、上記第１チャンネルの第１インパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）はそのまま出力され、上記第２チャンネルの第２インパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）は正負反転され１／（ｎ−１）倍、（１／２倍）とされて出力され、図１６（Ｂ３）のような楽音信号が発生出力される。この楽音信号の周波数特性（周波数スペクトル成分、フォルマント特性）はｎの整数倍音のみが消去／減衰された倍音からなり、ｎ＝２であれば奇数次倍音からのみなる。チャンネルカウントデータＣＨＮｏは上記タイミング発生部３０から送られる。
【０１１２】
上記１／（ｎ−１）、（１／２）のデータはコントローラ２０によって演算され、レジスタ８２にストアされ上記乗算器６２に供給される。この１／（ｎ−１）の値を決定する間引次数データｎはアサインメントメモリ４２に各チャンネルごとに記憶され、周波数特性の中の間引く倍音次数が選択切り換えされる。この間引次数データｎ上記音色情報（トーンナンバデータＴＮ）の一部を構成し、演奏情報発生部１０からの音色情報によって決定される。
【０１１３】
上記セレクタ６３には、間引フラグがセレクト信号として送られ、上記奇数次倍音制御を行わない通常のインパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）がこのセレクタ６３を介してオアゲート群６１へ送られ、図１０に示すように累算（加算）合成される。この間引フラグはアサインメントメモリ４２に各チャンネルごとに記憶され、特定倍音の消去／減衰されたまたは奇数次倍音の楽音を生成するか、この消去／減衰のないまたは偶数次倍音も含む楽音が生成されるかが選択切り換えされる。この間引フラグは上記音色情報（トーンナンバデータＴＮ）の一部を構成し、演奏情報発生部１０からの音色情報によって決定される。
【０１１４】
このように、このような奇数次倍音の楽音を生成するのに使われた上記インパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）は、図１０のように通常に読み出されれば、特定倍音の消去／減衰のないまたは偶数次倍音も含む楽音が生成される。したがって１つのインパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）から特定倍音の消去／減衰のないまたは偶数次倍音を含む楽音と特定倍音の消去／減衰されたまたは含まない楽音とを選択生成できる。
【０１１５】
１２．交互反転回路６６
図１５はインパルス信号発生部５０の第３実施例を示す。この実施例では、上記インパルス信号記憶部５１と上記インパルス累算部５４との間に図１５に示すような交互反転回路６６が挿入される。本実施例では上記アサインメント４２の割り当てチャンネルのメモリエリアにストアされる周期係数ｆは、指定された音高に応じたものではなく、指定された音高の周期係数ｆのｎ倍（２倍）の周期係数ｎｆ（２ｆ）に設定される。パワーデータＰＷは設定値からさらに（ｎ−１）／ｎ、（１／２）の値とされるかまたはエンベロープレベルデータＥＬが設定値からさらに（ｎ−１）／ｎ、（１／２）の値とされる。他は上記実施例と同じである。
【０１１６】
周期係数がｎ倍（２倍）の「ｎｆ（２ｆ）」に設定されるから、単位時間あたりに読み出されるインパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）はｎ倍（２倍）となる。図１５（Ａ３）に示されるようにこれがｎ（２）個のうち（ｎ−１）（１）個が（１つおきに、交互に）正負反転されて出力され、指定された音高に応じた楽音となる。この場合、インパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）のレベルは（ｎ−１）／ｎ、（１／２）にされなくてはならないので、上述したようにパワーデータＰＷは設定値からさらに（ｎ−１）／ｎ、（１／２）の値とされるかまたはエンベロープレベルデータＥＬが設定値からさらに（ｎ−１）／ｎ、（１／２）の値とされる。
【０１１７】
上記インパルス信号記憶部５１から上記２つの下位読み出しアドレスデータＲ１及びＲ２により交互に読み出されたインパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）は、一方はセレクタ６３、セレクタ５９及びオアゲート群６１を介してそのままインパルス累算部５４へ送られ、他方はセレクタ６３、セレクタ５９を介してインバータ群６５で正負反転されインパルス累算部５４へ送られ累算（加算）合成される。
【０１１８】
セレクタ５９はｎ進プログラマブルカウンタ８１からのｎ進データによって切り換えられ、上記下位読み出しアドレスデータＲ１、Ｒ２によって読み出されたインパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）のうちｎ個のうち１個はそのまま出力され、他の（ｎ−１）個のインパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）は正負反転されて出力され、図１６（Ａ３）のような楽音信号が発生出力される。この楽音信号の周波数特性（周波数スペクトル成分、フォルマント特性）は、図１６（Ｂ３）に示すようにｎの整数倍音のみが消去／減衰された倍音からなり、ｎ＝２であれば奇数次倍音からのみなる。上記セレクタ６３及び間引フラグは上述した第２実施例と同じである。
【０１１９】
上記ｎ進プログラマブルカウンタ８１にはコントローラ２０によって上記データ「ｎ」がセットされ、クロック信号２φＲ１によってインクリメントされる。このクロック信号２φＲ１は上記クロック信号φＲ１の２倍の周波数のクロック信号である。このｎ進プログラマブルカウンタ８１は上記反転されないｎ個のうち１個のインパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）と、反転される（ｎ−１）個のインパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）の各発生を検出している。
【０１２０】
このように生成されるｎの整数倍音のみが消去／減衰された奇数次倍音の楽音は、図１７に示す吹奏（管）楽器の楽音信号として最適である。この管は一方が閉じられ他方が開いており、奇数次倍音が偶数次倍音に比べてかなり共振し易くなっており、周波数特性の各周波数成分はほとんどが基本波に対して奇数倍（１倍、３倍、５倍、７倍・・・）である。
【０１２１】
１３．奇数次倍音構成のバリエーション
図１６はｎの整数倍音のみが消去／減衰された奇数次倍音構成のバリエーションを示す。上記第１インパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）（図１６Ａ１）のレベルが（ｎ−１）／ｎ、（１／２）レベルの第２インパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）（図１６Ａ２）のレベルに対して相対的に大きくなると、図１８（Ａ１）に示すような差分合成波形となり、周波数特性は図１８（Ｂ１）に示すようにｎの整数倍音である偶数次倍音が若干含まれる特性となる。
【０１２２】
また、上記第１インパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）（図１６Ａ１）のレベルが１／ｎ（１／２）レベルの第２インパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）（図１６Ａ２）のレベルに対して相対的に小さくなると、図１８（Ａ２）に示すような差分合成波形となり、周波数特性は図１８（Ｂ１）に示すようにｎの整数倍音である偶数次倍音がマイナス値となる特性となる。このような自然界にはあり得ない周波数成分の一部がマイナスとなる楽音波形を得ることができる。
【０１２３】
この場合、上記セレクタ５９の２つの出力端に乗算器またはシフタが設けられ、一方に対して他方のレベルが相対的に大きくされたり小さくされたりする。これらの乗算器またはシフタによって、上述したインパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）のレベルを（ｎ−１）／ｎ、（１／２）にしたり、また上記エンベロープレベルデータを（ｎ−１）／ｎ、（１／２）にすることを代わりにおこなうことができる。
【０１２４】
本発明は上記実施例に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、周期末尾値Ｆｍａｘの設定は省略されて、周期カウント値Ｆが取りうる最大値に固定され得る。この場合周期係数ｆだけによって、楽音信号の音高が決定される。
【０１２５】
上記１つのインパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）の前半と後半は同じ形状であったが、互いに異なる形状でもよい。また、インパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）の前半のみが記憶され、この前半が折り返し逆に読み出されて、後半の信号が生成されてもよい。上記インパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）は、外部からの音をサンプリング記憶して、上記ケプストラム法、線形予測法等によって変換したものでもよいし、使用者が人工的に作成したものでもよい。
【０１２６】
また、本発明は電子楽器またはコンピュータなどにおいて実施され得る。上記各図の回路の機能はソフトウエア（フローチャート）によって実施されても良いし、上記各図のフローチャートの機能はハードウエア（回路）によって実施されてもよい。
【０１２７】
上記インパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）は前半の波形と後半の波形が対称であることが多い。この場合、インパルス信号記憶部５１には、この前半の半波形または後半の半波形のみ記憶され、この半波形が読み出された後、同半波形が逆に読み出されて、インパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）全体が生成されてもよい。これによりインパルス信号記憶部５１の記憶量が減少する。
【０１２８】
上記パワーデータＰＷによる音量パワーの制御は、インパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）の読み出し（発生）速度Ｓと繰り返し周期Ｔとが独立に制御される場合だけでなく、一方が他方に連動または従属する場合も実行される。この場合、周期係数ｆと包絡係数ｒとは同じ音楽的ファクタ、例えば音高、音色、タッチ、発音時間に応じて決定されたり、一方のデータが求められ、この一方のデータにある演算が行われて他方が求められたりする。
【０１２９】
本件出願当初の特許請求の範囲は以下の通りであった。
【０１３０】
［１］発生すべき楽音信号の周波数特性に対応した所定長のインパルス応答信号を繰り返し発生し、  この繰り返し発生されるインパルス応答信号のうちいくつかを正負反転させ、これにより上記楽音信号の周波数特性を変化させることを特徴とする楽音生成装置。
【０１３１】
［２］発生すべき楽音信号の周波数特性に対応した所定長のインパルス応答信号を繰り返し発生させ、  この繰り返し発生されるインパルス応答信号のうちいくつかを正負反転させ、これにより上記楽音信号の周波数特性を変化させることを特徴とする楽音生成方法。
【０１３２】
［３］上記インパルス応答信号は同じ波形でｎ個繰り返し発生され、一方の繰り返し周期は他方の繰り返し周期の１／ｎ倍であり、一方のレベルは他方のレベルより低くまたは一方のレベルは他方のレベルの１／ｎであり、これら両インパルス応答信号が差分合成されて出力され、これによりｎ個のインパルス応答信号のうち（ｎ−１）個のインパルス応答信号が正負反転されて発生され、
または上記インパルス応答信号そのものの長さが上記繰り返し発生の周期より長くても、当該周期の終わりで当該インパルス応答信号の発生を継続させるとともに、複数の発生手段によって、次のインパルス応答信号を重ねて発生させ、この各インパルス応答信号の発生を検出し、この検出結果に基づいて繰り返し発生されるインパルス応答信号をｎ個のうち（ｎ−１）個を正負反転させ、反転されていないインパルス応答信号のレベルを（ｎ−１）／ｎとし、反転されたインパルス応答信号のレベルを１／ｎとし、
上記インパルス応答信号は記憶手段に記憶され、音色決定因子に応じてこのインパルス応答信号の読み出し速度が決定され、音高決定因子に応じてこのインパルス応答信号の繰り返し読み出しの繰り返し周期が決定されることを特徴とする請求項１記載の楽音生成装置。
【０１３３】
［４］上記繰り返し発生されるインパルス応答信号の繰り返しの周期は、音高決定因子に応じて変化され、しかもこの繰り返し周期は設定音高の１／ｎの周期であり、  この発生されるインパルス応答信号そのものの発生速度は、音色決定因子に応じて変化され、  この音高決定因子は上記楽音信号の音高を決定する因子であり、  この音色決定因子は上記楽音信号の音色を決定する因子であり、  上記インパルス応答信号は、上記正負反転されないで繰り返し発生もされ、これにより生成される楽音信号は、上記ｎ個のうち（ｎ−１）個の正負反転による上記楽音信号とは異なる楽音信号として出力され、これら両楽音信号の出力が切り換えられ、１つのインパルス応答信号から少なくとも２種類の楽音信号が生成されること特徴とする請求項１または３記載の楽音生成装置。
【０１３７】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明では、発生すべき楽音信号の周波数特性に対応した所定長のインパルス応答信号を繰り返し発生し、この繰り返し発生されるインパルス応答信号のうちいくつかを正負反転させた。したがって上記楽音信号の周波数特性が変化し、例えば、楽音の周波数特性のうち特定次倍音だけ消去／減衰させて、残りの倍音成分だけの楽音または残りの倍音成分が相対的に強い楽音を生成することができる等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】楽音生成装置の全体回路を示す。
【図２】アサインメントメモリ４２を示す。
【図３】インパルス信号発生部５０を示す。
【図４】インパルス信号記憶部５１に記憶されている種々のインパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）を示す。
【図５】インパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）の繰り返し周期Ｔの変化による波形パワー（音量）の違いを示す。
【図６】インパルス信号発生部５０の中のインパルス信号読み出し部５３を示す。
【図７】処理全体のフローチャートを示す。
【図８】上記ステップ０２の発音処理のフローチャートを示す。
【図９】インパルス信号読み出し部５３の各部の動作のタイムチャートを示す。
【図１０】インパルス応答信号ＩＳｊ（ｔ）のインパルス信号記憶部５１からの読み出し状態を示す。
【図１１】インタラプト処理のフローチャートを示す。
【図１２】本願発明の原理を示す。
【図１３】本願発明の原理を示す。
【図１４】交互反転回路６６（５０）を示す。
【図１５】交互反転回路６６（５０）の別の実施例を示す。
【図１６】インパルス応答信号を１つおきに正負反転させた波形と周波数特性を示す。
【図１７】吹奏（管）楽器の共鳴原理を示す。
【図１８】インパルス応答信号を１つおきに正負反転させレベルを変えた波形と周波数特性を示す。
【符号の説明】
１０…演奏情報発生部、２０…コントローラ（ＣＰＵ）、３０…タイム発生部、４０…迂路／データ記憶部、４１…情報記憶部、４２…アサインメントメモリ、５０…インパルス信号発生部、６０…音響出力部、５１…インパルス信号記憶部、５２…インパルス信号選択部、５３…インパルス信号読み出し部、５４…インパルス累算部、５８…波形パワー制御ＲＡＭ、５９、６３…セレクタ、６１…オアゲート群、６２…乗算器、６４…ラッチ、６５…インバータ群、６６…交互反転回路、８１…プログラマブルｎ進カウンタ、５０１…パラメータＲＡＭ、５０８…演算ＲＡＭ、５０５…加算器。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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