(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
音声や楽音等の音響をサンプリングして得られた第１の音響データを格納した記憶手段と、
所望の第１の周波数にて上記記憶手段から第１の音響データを読み出す読出手段と、
第１の音響データを第１の周波数にて読み出して得られる第１の信号の第１の周波数帯域と、第１の信号を所定の第２の周波数にてラッチして得られる信号における第２の周波数を中心とした第２の周波数帯域とが重なる特定周波数帯域が存在するか否かを判定する判定手段と、
上記判定手段が上記特定周波数帯域は存在すると判定したときには、第１の信号に含まれる当該特定周波数帯域を抑制し、第１の音響データを第２の音響データに変換するとともに、当該第２の音響データに対応した第２の信号を出力する変換手段と、
第１の信号または第２の信号を第２の周波数にてラッチして出力するラッチ手段と、
上記ラッチ手段からの出力をＤ／Ａ変換して音響信号を発生させるＤ／Ａ変換手段と
を具備したことを特徴とする音響信号発生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の技術分野】
本発明は音響信号発生装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在、音声または楽音等を発生させる音響信号発生装置ではメモリに格納された音声または楽音等のデータを読み出すことにより音響信号を発生させるものがある。この種の音響信号発生装置は図５に示すような構成をとり、音声または楽音等を適当なサンプリング周波数にてサンプリングして得られた音響データをＲＯＭ６１に格納し、これをアドレスカウンタ６２により繰り返し読み出し、このＲＯＭ６１からの信号をラッチ回路６３にてラッチし、Ｄ／Ａコンバータ回路６４によりＤ／Ａ変換することにより音響信号を発生させている。ここで、６５は分周回路であり、基準クロック信号を分周して読出用およびラッチ用のクロック信号を発生し、それぞれアドレスカウンタ６２、ラッチ回路６３に出力するものである。この種のものにてメロディを形成する場合、目的の音程毎に音響データの読み出し周波数を変えることにより目的の音程の音響信号を発生させ、メロディを形成する。すなわち、サンプリングされた基準となる音響信号に対して数オクターブ高い音程を得る場合、ＲＯＭ６１からの読出周波数を基準となる音響信号のサンプリング周波数の数倍としている。この場合、例えば図６のＡに示すように、基準となる読出周波数でＲＯＭ６１から出力された信号の周波数帯域をＦｒ０とすれば、数倍に高められた読出周期数によって得られる信号の周波数帯域は、同図のＢに示すＦｒ１のように広がり、目的の音程の音響信号が得られる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなものである程度以上高い音程を得ようとすると、以下のような不具合を生ずる。
【０００４】
上述したようにＲＯＭ６１から読み出された信号を適当なラッチ周波数でラッチすると、ラッチ周波数の整数倍の周波数を中心とした周波数帯域を生ずる。例えば、ラッチ周波数をｆｌとすれば、図６のＡ、Ｂにおける周波数帯域Ｆｒ０、Ｆｒ１のそれぞれに対応して周波数ｎｆｌ（ｎは整数、・・−２、−１、１、２、・・）を中心とした周波数帯域Ｆｒ０ｌｎ、Ｆｒ１ｌｎが生ずる。このため、基準となる信号の読出周波数に対して数倍の読出周波数を用いた際には、読み出された信号の周波数帯域がＦｒ１のように広がるとともに、ラッチ周波数ｆｌを中心とした周波数帯域もＦｒ１ｌｎのように広がることとなる。そして、ラッチ周波数が固定されているため、周波数帯域Ｆｒ１と周波数帯域Ｆｒ１ｌ１とが重なり、ラッチ回路６３から出力される信号には不要な成分が混入したものとなり、音響信号は劣化する。
【０００５】
これを避けるには、音程の上限、読出周波数の上限に見合った高いラッチ周波数を設定する必要があるが、コスト面で不利なものとなる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、本発明は、所望の読出周波数にてＲＯＭに納められた音響データを読み出して得られる信号の周波帯域と、これをラッチした際に生じる信号の周波数帯域との重なりとなる特定周波数帯域が生ずるような場合は、ＲＯＭから読み出された信号に含まれる特定周波数帯域を事前に抑制した後にラッチ、Ｄ／Ａ変換を行い音響信号を得る。すなわち、音程の上昇とともにそれに見合った分だけ音響データに含まれる周波数成分の高調波側の部分を抑制するので、上記のような不要な周波数成分の混入による音響信号の劣化を抑えることができる。これにより、信号劣化を抑えつつ音程の上限を上げることができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
音声や楽音等の音響をサンプリングして得られた第１の音響データを格納した記憶手段と、所望の第１の周波数にて上記記憶手段から第１の音響データを読み出す読出手段と、第１の音響データを第１の周波数にて読み出して得られる第１の信号の第１の周波数帯域と、第１の信号を所定の第２の周波数にてラッチして得られる信号における第２の周波数を中心とした第２の周波数帯域とが重なる特定周波数帯域が存在するか否かを判定する判定手段と、上記判定手段が上記特定周波数帯域は存在すると判定したときには、第１の信号に含まれる当該特定周波数帯域を抑制し、第１の音響データを第２の音響データに変換するとともに、当該第２の音響データに対応した第２の信号を出力する変換手段と、第１の信号または第２の信号を第２の周波数にてラッチして出力するラッチ手段と、上記ラッチ手段からの出力をＤ／Ａ変換して音響信号を発生させるＤ／Ａ変換手段とを具備した音響信号発生装置を構成する。
【０００８】
【実施例】
次に本発明の一実施例の音響信号発生装置について説明する。図１は本例の構成を示す説明図である。１はＲＯＭであり、音声や楽音等の音響をサンプリングして得られた波高値を音響データとして格納してある。ここでＲＯＭ１のアドレスの０番地から２５５番地には、音声や楽音等の特定音の波形の１周期分、例えば、図２に示すような１周期分の波形を基本波として、この基本波を構成する音響データが格納されている。ここで、この基本波はその４０倍の周波数の高調波成分までを含んでいることとする。
【０００９】
２はアドレスカウンタであり、分周回路３からの読出用のクロック信号ｆｒを受け、これによりＲＯＭ１のアドレスを順次インクリメントして音響データを読み出す。
【００１０】
４は制御回路であり、例えば、図３のＤに示すようにＲＯＭ１から読み出されて得られる信号の周波数帯域Ｆ０と、この信号をラッチ回路５で所定の周波数ｆｌにてラッチして得られる信号における周波数ｆｌを中心とした周波数帯域Ｆｌとが重なる特定周波数帯域Ｆｓが存在するか否かを判定して出力を発生する。ここでは、制御回路４は分周回路３からアドレスカウンタ２に出力しているクロック信号（周波数ｆｒ）およびラッチ回路５に出力しているクロック信号（周波数ｆｌ）のそれぞれの分周比を表す信号Ｑ１、Ｑ２を受けており、これに基づいて特定周波数の存在の有無を判定している。本例では、ラッチの周波数ｆｌを可聴周波数上限の２０ｋＨｚの２倍の４０ｋＨｚとしてあり、ＲＯＭ１には基本波の４０倍の周波数成分まで格納しているので、制御回路４は分周比から現在の読出周波数で実現される基本波の周波数ｆ０を算出し、この周波数ｆ０の４０倍の値をＲＯＭ１からの信号の周波数帯域の上限値とし、この値が１０ｋＨｚを越えるか否か判定する。ここで、上記上限値が１０ｋＨｚを越えるか否かを判定する理由は以下の通りである。周波数帯域Ｆ０、Ｆｌは２０ｋＨｚから重なり始めて特定周波数帯域ＦＳが生じるため、この特定周波数帯域ＦＳを抑えるには後述する演算回路６により周波数帯域Ｆ０の２０ｋＨｚ以上を遮断すればよい。しかしながら、実際の演算回路では遮断特性において理想的な低域通過フィルタを実現できないため、余裕を持たせるために１０ｋＨｚをその遮断周波数とするのであり、その遮断周波数を越える上限値を判定するのである。
【００１１】
６は演算回路であり、ＲＯＭ１から音響データを受けており、制御回路４からの判定出力を受けて上記特定周波数帯域を抑制した信号を出力する。また、制御回路４から判定出力が生じない状態では音響データに演算処理を施さず、これをそのままの値でラッチ回路５に出力する。ここで、演算回路６はデジタルフィルタ回路（図示せず。）を含み、１０ｋＨｚ以上を遮断する演算処理を施す。例えば、演算回路６は以下に示すような演算を行う。
【００１２】
Ｄ（ｎ）＝Σ7k=-7［ｘ（ｎ）×｛ｓｉｎ（ωｃｋ）｝／πｋ］
ここで同図においてｎはＲＯＭ１のアドレス番号であり、ｘ（ｎ）はアドレス番号ｎの音響データであり、Ｄ（ｎ）はアドレスｎ番に対応した新たな音響データである。また、ωｃはこの演算による遮断周波数を決める係数であり、ここでは、読出周波数をｆｒとし、ωｃ＝２π×１０［ｋＨｚ］／ｆｒ［ｋＨｚ］としてある。
【００１３】
７はＤ／Ａ変換回路であり、ラッチ回路５の出力する信号をＤ／Ａ変換して音響信号を出力する。
【００１４】
次に本例の動作について図４のフローチャートを参照しながら説明する。
【００１５】
まず、本例装置に図示しないメロディ生成のための制御手段から目的の音程を指定する信号が送られる（ＳＴＡＲＴ）と、分周回路３は基準クロック信号（周波数ｆｂ）から目的の音程に対応した読出用のクロック信号（周波数ｆｒ）を発生させる分周比を指定される。制御回路４はこの分周比を用い、ここで指定されるクロック信号（周波数ｆｒ）にてＲＯＭ１を読み出すことによって得られる基本波の周波数を算出する（ステップａ）。次に、この周波数からＲＯＭ１から読み出されて得られる信号の周波数帯域の上限値を算出し、この上限値が１０ｋＨｚより大きいか否か判定し、大きい場合は特定周波数帯域が存在するとして判定出力を発生する（ステップｂ）。ここでは、基準クロックの周波数をｆｂとし、分周比をｃとすると読出周波数ｆｒは＝ｆｂ／ｃとなる。ここで、読み出される基本波はＲＯＭ１の０〜２５５番地に格納されていることから、ここで得られる基本波の周波数ｆ０は、ｆ０＝ｆｒ／２５６となる。ここでは、４０ｆ０ｋＨｚ＞１０ｋＨｚをとなると判定出力が生じる。この判定出力が生じた場合、上述のフィルタ処理を行うため、まず、上記基本波の周波数に基づき（ステップｃ）、遮断周波数を規定する係数ωｃをωｃ＝２π×１０［ｋＨｚ］／ｆｒ［ｋＨｚ］と定める。次に分周回路３のクロック信号に従ってＲＯＭ１から音響データを読み出す。この音響データはアドレス番号順に演算回路６内、例えばシフトレジスタ等に格納される（ステップｄ）。演算回路６は各音響データ毎にその前後７個の音響データを用いて上述の演算処理を施し、新たな音響データとしてラッチ回路５に出力する（ステップｅ）。この新たな音響データはＲＯＭ１から読み出される各音響データに対して順次生成される。この新たな音響データはＲＯＭ１から出力される信号の周波数帯域を遮断周波数１０ｋＨｚにて遮断したものとなる。例えば、図３のＡに示すようなＲＯＭ１からの信号の周波数帯域Ｆ０は、演算処理により１０ｋＨｚ以上の周波数成分は遮断され、同図のＢに示すような周波数帯域Ｆ１になる。ラッチ回路５は入力される信号をラッチ周波数ｆｌにてラッチする（ステップｆ）。このため、同図のＣに示すラッチ回路５から出力される信号においては、ラッチ周波数ｆｌを中心として生ずる周波数帯域Ｆｌ２と、周波数帯域Ｆ１との重複が避けられ、これらの重なりによる信号劣化を抑えることが可能となる。
【００１６】
ラッチ回路５の出力はＤ／Ａ変換回路７によって音響信号に変換される（ステップｇ）。
【００１７】
また、ステップｂにおいて基本波の周波数成分の上限が１０ｋＨｚ未満であると判定されて判定出力が生じない場合、ＲＯＭ１から読み出される音響データは演算回路６を介するが、ここで演算処理を施されることなくそのままの値でラッチ回路５に出力される（ステップｈ）。
【００１８】
なお、ＲＯＭ１内のアドレス０番〜２５５番までの読出が完了すると、アドレス０番から読み出しを再開する。上述の図示しない制御手段より音程の変更を指定する信号を受けると、ステップａ以下の動作を再び行い、また、動作終了を指定する信号を受けると本例装置はその動作を終了する（ＥＮＤ）。
【００１９】
以上のように本例によれば、ＲＯＭ１の出力する信号の高調波側の特定周波数帯域を予め抑制するため、ラッチ回路５の出力する信号では、ＲＯＭ１からの信号の周波数帯域とラッチ周波数を中心として生じる周波数帯域とが重複することがなく、この重複による不要成分を除去し、信号劣化を抑えることが可能となる。
【００２０】
【発明の効果】
本発明によれば、所望の読出周波数にて、ＲＯＭに納められた音響データを読み出して得られる信号の周波数帯域と、これをラッチした際に生じる信号の周波数帯域との重なる特定周波数帯域が生ずるような場合は、ＲＯＭから読み出された信号に含まれる特定周波数帯域を事前に抑制した後にラッチ、Ｄ／Ａ変換を行い音響信号を得る。すなわち、音程の上昇とともにそれに見合った分だけ音響データに含まれる周波数成分の高調波側の部分を抑制するので、不要な周波数成分の混入による音響信号の劣化を抑えることができる。これにより、信号劣化を抑えつつ音程の上限を上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の音響信号発生装置の構成を説明するための説明図。
【図２】図１の要部の説明のための説明図。
【図３】図１の動作説明のための説明図。
【図４】図１の動作説明のためのフローチャート。
【図５】従来の技術の構成を説明するための説明図。
【図６】図５の動作説明のための説明図。
【符号の説明】
１    ＲＯＭ（記憶手段）
２    アドレスカウンタ（読出手段）
４    制御回路（判定手段）
５    ラッチ回路（ラッチ手段）
６    演算回路（変換手段）
７    Ｄ／Ａ変換回路（Ｄ／Ａ変換手段）
【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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