(57)【要約】【課題】簡易な構成によって自然な音を合成する。【解決手段】音合成部は複数の原信号出力ユニット４１を有する。各原信号出力ユニット４１は、レベルが周期的に変化する信号Ｓａを生成する信号発生器４１ａと、この信号Ｓａに対して振幅値を乗算する乗算器４１ｂとを備えている。制御装置１０は、ピッチ周期の開始時点における信号Ｓａの位相ｐを各信号発生器４１ａに指示する。このとき、奇数番目の原信号出力ユニット４１における信号発生器４１ａには位相ｐとして「０」を指示する一方、偶数番目の原信号出力ユニット４１における信号発生器４１ａには位相ｐとして「π」を指示する。【選択図】      図２
2004271750.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レベルが周期的に変化する原信号を、生成されるべき合成音の音高に応じた時間長であるピッチ周期ごとに出力する複数の出力手段と、
前記複数の出力手段から出力された原信号を加算することによって、合成音を表す合成音信号を生成する合成音生成手段と、
前記複数の出力手段の各々に対して当該出力手段が出力すべき原信号を指示する手段であって、前記複数の出力手段のうち一部の出力手段から出力される原信号のレベルが前記ピッチ周期の開始直後において増加する一方、他の出力手段から出力される原信号のレベルが前記ピッチ周期の開始直後において減少するように、前記各出力手段に対して指示を与える指示手段と
を具備することを特徴とする音合成装置。
【請求項２】
前記指示手段は、前記一部の出力手段から出力される原信号と前記他の出力手段から出力される原信号とにおいて前記ピッチ周期の開始時点における位相が異なるように、前記各出力手段に対して原信号の位相を指示することを特徴とする請求項１に記載の音合成装置。
【請求項３】
前記各出力手段は、レベルが周期的に変化する信号に振幅値を乗算し、これにより得られた信号を前記原信号として出力する一方、
前記指示手段は、前記一部の出力手段と前記他の出力手段とに対し、当該各出力手段における乗算に供される振幅値として、符号が異なる振幅値をそれぞれ指示することを特徴とする請求項１に記載の音合成装置。
【請求項４】
前記各出力手段は、前記ピッチ周期に相当する時間長を有するとともに前記原信号の振幅値の時間的な変化を表すエンベロープを、レベルが周期的に変化する信号に反映させ、これにより得られた信号を前記原信号として出力する一方、
前記指示手段は、前記一部の出力手段と前記他の出力手段とに対し、各々の示す振幅値の符号が異なるエンベロープをそれぞれ指示する
ことを特徴とする請求項１に記載の音合成装置。
【請求項５】
前記複数の出力手段は、それぞれ角周波数が異なる原信号を出力するものであり、
前記一部の出力手段は、前記複数の出力手段のうち出力する原信号の角周波数が小さいものから数えて奇数番目に相当する１以上の出力手段であり、前記他の出力手段は、前記複数の出力手段のうち出力する原信号の角周波数が小さいものから数えて偶数番目に相当する１以上の出力手段である
ことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の音合成装置。
【請求項６】
前記各出力手段は、それぞれ波形が異なる複数種類の信号を生成し得る信号発生手段を備えるとともに、当該信号発生手段によって生成された信号に基づいて前記原信号を出力するものであり、
前記指示手段は、前記各出力手段に対して、前記複数種類の信号のうちいずれかを当該出力手段の信号発生手段が生成すべき信号として指示する
ことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の音合成装置。
【請求項７】
前記指示手段は、前記各出力手段に対して、前記複数種類の信号のうち利用者によって選択された信号を当該出力手段の信号発生手段が生成すべき信号として指示する
ことを特徴とする請求項６に記載の音合成装置。
【請求項８】
コンピュータを、
レベルが周期的に変化する原信号を、生成されるべき合成音の音高に応じた時間長であるピッチ周期ごとに出力する複数の出力手段と、
前記複数の出力手段から出力された原信号を加算することによって、合成音を表す合成音信号を生成する合成音生成手段と、
前記複数の出力手段の各々に対して当該出力手段が出力すべき原信号を指示する手段であって、前記複数の出力手段のうち一部の出力手段から出力される原信号のレベルが前記ピッチ周期の開始直後において増加する一方、他の出力手段から出力される原信号のレベルが前記ピッチ周期の開始直後において減少するように、前記各出力手段に対して指示を与える指示手段と
として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所望の音を表す信号を、複数種類の信号を加算することによって生成する音合成装置、およびコンピュータをこの音合成装置として機能させるためのプログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
人間の声や楽器の演奏音といった所望の音を合成する技術が従来から提案されている。ＣＳＭ（Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ  Ｓｉｎｕｓｏｉｄａｌ  Ｍｏｄｅｌｉｎｇ）による音合成方法（以下「ＣＳＭ音合成方法」という）は、この種の技術において広く利用されている方法のひとつである（例えば特許文献１参照）。この方法によれば、所望の音を表す信号（以下「合成音信号」という）の波高値ｙｔは、以下の式（１）に示されるように、それぞれ角周波数および振幅が異なる複数の正弦波の和として表される。
ｙｔ＝ａ１  ｓｉｎ  ω１  ｔ＋ａ２  ｓｉｎ  ω２  ｔ＋……＋ａｎ  ｓｉｎ  ωｎ  ｔ    （１）
なお、上式（１）において、「ａｉ（ｉは１≦ｉ≦ｎを満たす整数）」および「ωｉ」は、それぞれ第ｉ次正弦波の振幅および角周波数である。また、「ｔ」は時刻を表す整数であり、「ｎ」は加算されるべき正弦波の個数（いわゆるＣＳＭ次数）を表している。
【０００３】
図７は、このＣＳＭ音合成方法を利用して音を合成する装置の構成を示すブロック図である。同図に示すように、この音合成装置は、音合成部７０と制御装置８０とを有する。このうち音合成部７０は、各々が正弦波を発生して出力するｎ個（ここではｎ＝４とする）の正弦波出力ユニット７１（７１−１、７１−２、７１−３および７１−４）と、各正弦波出力ユニット７１からの出力信号を加算して出力する加算器７２と、加算器７２から出力された信号に特定のエンベロープを乗算したうえで合成音信号Ｓとして出力するエンベロープ処理部７３とを備えている。各正弦波出力ユニット７１は、指示された角周波数の正弦波を発生する正弦波発生器７１ａと、この正弦波に対して指示された振幅値を乗算する乗算器７１ｂとを含んでいる。一方、図７に示す制御装置８０は、合成すべき音の内容に応じた角周波数および振幅値を各正弦波出力ユニット７１の正弦波発生器７１ａと乗算器７１ｂとに対してそれぞれ指示するとともに、合成音の音高（ピッチ）に応じた時間長（以下「ピッチ周期」という）Ｔをエンベロープ処理部７３に対して指示する。
【０００４】
この構成のもと、４個の正弦波発生器７１ａは、図８（ａ）から（ｄ）に示すように、ピッチ周期Ｔの開始時点の到来を契機として一斉に正弦波の発生を開始する。すなわち、ピッチ周期の開始時点における各正弦波の位相は、すべての正弦波発生器７１ａについて「０」となる。そして、これらの正弦波に振幅値を乗算した信号（以下「原信号」という）を加算したもの（図８（ｅ））と、ピッチ周期Ｔの時間長を有するエンベロープ（図８（ｆ））とがエンベロープ処理部７３によって乗算されることによって、図８（ｇ）に波形を示した合成音信号Ｓが得られる。図９（ａ）および（ｂ）は、この合成音信号Ｓの波形およびスペクトログラムをそれぞれ示す図である。すなわち、図９（ａ）においては横軸が時間を表し、縦軸が信号強度を表している。また、図９（ｂ）においては横軸が時間を表し、縦軸が周波数を表し、色の明暗が信号強度の分布を表している。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−２３１８７５号公報（特に第３頁および第１図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図７に示す構成のもとで得られる合成音信号Ｓは、図９（ａ）に示すように信号強度がレベル「０」を基準として一方の側（ここでは「＋」側）に偏ったものとなり、しかも図９（ｂ）に示すようにピッチ周期Ｔの開始時点の近くで周波数の高いノイズ成分が顕著に現れるものとなる。そして、このような信号に基づいて発せられる音は、ノイズを含んだ耳障りなものとなるという問題があった。一方、信号強度の偏りやノイズ成分を抑えるために、合成音信号Ｓに対して各種のフィルタ処理を施すことも考えられる。しかしながら、この場合には合成音信号Ｓを得るための構成に加えてフィルタを別途に設ける必要が生じ、処理量の増大や構成の煩雑化を招くという問題が生じ得る。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、簡易な構成によって自然な音を合成することができる音合成装置、およびコンピュータを楽音合成装置として機能させるためのプログラムを提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述したように、図７に示した構成によって得られる合成音信号Ｓは、その信号強度がレベル「０」を基準として一方の側に偏ったものとなり、しかもピッチ周期の開始時点近傍にノイズを含むものとなる。本願発明者は、合成音信号Ｓがこのような性質をもった信号になる原因のひとつは、ピッチ周期の開始直後においてすべての原信号が一斉に増加を開始することにあるとの知見を得るに至った。
【０００９】
すなわち、すべての原信号がピッチ周期の開始時点において一斉に増加を開始するために、合成音信号の波形は各ピッチ周期の境界時点において急激かつ不連続的に変化する。より具体的には、図９（ａ）を時間軸方向に拡大した同図（ｃ）に示されるように、合成音信号の波形はピッチ周期の開始時点において不連続となる。この不連続の結果として、合成音信号はピッチ周期の開始時点にノイズを含むものとなるのである。
【００１０】
また、エンベロープの波形は、一般的に、すべての原信号が一斉に増加するピッチ周期の開始直後において最大となる一方、その後は減衰していく。このため、すべての原信号を加算した信号とエンベロープとを乗算した合成音信号においては、レベル「０」を基準として「＋」となる部分の積分値が、「−」となる部分の積分値と比べて大きくなる。この積分値の不均一に起因して、合成音信号の信号強度は一方の側に偏ったものとなるのである。
【００１１】
本発明は、このような知見に基づいてなされたものであり、レベルが周期的に変化する原信号を、生成されるべき合成音の音高に応じた時間長であるピッチ周期ごとに出力する複数の出力手段と、前記複数の出力手段から出力された原信号を加算することによって、合成音を表す合成音信号を生成する合成音生成手段と、前記複数の出力手段の各々に対して当該出力手段が出力すべき原信号を指示する手段であって、前記複数の出力手段のうち一部の出力手段から出力される原信号のレベルが前記ピッチ周期の開始直後において増加する一方、他の出力手段から出力される原信号のレベルが前記ピッチ周期の開始直後において減少するように、前記各出力手段に対して指示を与える指示手段とを具備することを特徴としている。
【００１２】
この構成のもとでは、ピッチ周期の開始直後における原信号のレベルの増減が１以上の出力手段ごとに異なるように、指示手段が各出力手段に対して原信号の態様を指示する。すなわち、すべての原信号がピッチ周期の開始直後において一斉に増加を開始する事態が回避されるのである。したがって、本発明によれば、合成音信号に対するフィルタ処理などを要することなく、信号強度の偏りやピッチ周期ごとのノイズを抑えて自然な音を得ることができる。
【００１３】
本発明において、一部の出力手段から出力される原信号と他の出力手段から出力される原信号とについてピッチ周期の開始直後におけるレベルの増減を異ならせるための構成としては、例えば以下の構成が考えられる。すなわち、一部の出力手段から出力される原信号と他の出力手段から出力される原信号とにおいてピッチ周期の開始時点における位相が異なるように、指示手段が各出力手段に対して原信号の位相を指示する構成を採用し得る。また、各出力手段が、レベルが周期的に変化する信号に振幅値を乗算し、これにより得られた信号を原信号として出力する構成のもとでは、指示手段が、一部の出力手段と他の出力手段とに対し、当該各出力手段における乗算に供される振幅値として、符号が異なる振幅値をそれぞれ指示する構成を採用しても良い。あるいは、各出力手段が、前記ピッチ周期に相当する時間長を有するとともに原信号の振幅値の時間的な変化を表すエンベロープを振幅値の乗算によって得られた信号に反映させ、これにより得られた信号を原信号として出力する構成のもとでは、指示手段が、一部の出力手段と他の出力手段とに対し、各々の示す振幅値の符号が異なるエンベロープをそれぞれ指示する構成としてもよい。
【００１４】
さらに、複数の出力手段が、それぞれ角周波数の異なる原信号を出力するものであれば、複数の出力手段のうち出力する原信号の角周波数が小さいものから数えて奇数番目に相当する１以上の出力手段を上記「一部の出力手段」とし、偶数番目に相当する１以上の出力手段を上記一部の出力手段を上記「他の出力手段」とすることが望ましい。
【００１５】
また、各出力手段が、それぞれ波形が異なる複数種類の信号を生成し得る信号発生手段を備えるとともに、この信号発生手段によって生成された信号に基づいて原信号を出力する構成のもとでは、指示手段が、各出力手段に対して、上記複数種類の信号のうちいずれかを当該出力手段の信号発生手段が生成すべき信号として指示する構成としてもよい。この構成によれば、複数種類の信号のいずれかに基づいて原信号が出力されるから、これによって得られる合成音の音質（音色）を多様なものとすることができる。さらにこの構成において、指示手段が、各出力手段に対して、複数種類の信号のうち利用者によって選択された信号を当該出力手段の信号発生手段が生成すべき信号として指示する構成とすれば、利用者の好みの合成音を得ることができる。
【００１６】
なお、本発明は、コンピュータを本発明に係る音合成装置として機能させるためのプログラムとしても特定される。このプログラムは、ネットワークを介してコンピュータに提供されるものであってもよいし、光ディスクに代表される記録媒体に格納された形態で提供されてコンピュータにインストールされるものであってもよい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
【００１８】
＜Ａ：実施形態の構成＞
図１は、本発明の実施形態に係る音合成装置の構成を示すブロック図である。同図に示すように、この音合成装置１００は、制御装置１０と、記憶装置２０と、入力装置３０と、音合成部４０と、スピーカ５０とを有する。このうち記憶装置２０、入力装置３０および音合成部４０は、それぞれバス１１を介して制御装置１０に接続されている。また、スピーカ５０は音合成部４０に接続されている。
【００１９】
制御装置１０は、音合成装置１００の全体を制御するための装置である。具体的には、制御装置１０は、プログラムを実行することによって各部の制御や各種の演算処理を行なうＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）と、このＣＰＵによって実行されるプログラムが格納されたＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）と、ＣＰＵによって作業領域として使用されるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）とを備えている。
【００２０】
記憶装置２０は、制御装置１０によって実行されるプログラムやその実行時に使用されるデータを記憶するための手段である。例えばハードディスク装置や光ディスク装置といった各種の装置が記憶装置２０として採用され得る。この記憶装置２０には、音合成部４０に音の合成を行なわせるためのプログラム（以下「音合成プログラム」という）が記憶されている。制御装置１０は、この音合成プログラムを実行することにより、音の合成に関わる各種の指示を音合成部４０に与える手段として機能する。
【００２１】
入力装置３０は、マウスなどのポインティングデバイスや、文字または記号を入力するためのキーボードなどを備え、利用者による操作に応じた信号を制御装置１０に出力する。利用者は、この入力装置３０を操作することによって、例えば合成されるべき音の音高（ピッチ）や音合成に供されるべき信号の波形などを適宜に選択することができる。
【００２２】
音合成部４０は、制御装置１０から与えられた指示に応じて、複数の原信号から合成音信号を生成して出力する手段である。スピーカ５０は、音合成部４０から出力された合成音信号に応じた音を出力する。なお、ここでは音を出力するための装置としてスピーカ５０を例示したが、これに代えて、利用者の耳に装着されるイヤホンやヘッドホンを設けてもよい。
【００２３】
図２は、音合成部４０の具体的な構成を示すブロック図である。同図に示すように、この音合成部４０は、複数の原信号出力ユニット４１（４１−１、４１−２、４１−３および４１−４）と加算器４２とエンベロープ処理部４３とを有する。原信号出力ユニット４１は、ＣＳＭ音合成方法において加算の対象となる信号の数（すなわちＣＳＭ次数ｎ）に対応する数だけ設けられている。ただし、本実施形態においては、４つの原信号出力ユニット４１が設けられた場合を想定する。また、以下では、各原信号出力ユニット４１を特に区別して表記する場合には変数ｉを用いて「原信号出力ユニット４１−ｉ」と表記する。
【００２４】
これらの原信号出力ユニット４１は、それぞれ角周波数や振幅値が異なる原信号Ｓｂを生成して出力するための手段である。各原信号出力ユニット４１は信号発生器４１ａと乗算器４１ｂとを有する。このうち信号発生器４１ａは、レベルが周期的に変動する信号（以下「周期信号」という）Ｓａを生成して出力する。本実施形態における信号発生器４１ａは、正弦波、三角波および矩形波など、それぞれ波形の態様が異なる複数種類の信号のいずれかを周期信号Ｓａとして選択的に生成する機能を有する。具体的には、信号発生器４１ａは、各種類の信号における１周期分の波形を表す波形データが予め記憶されたメモリを備えている。そして、いずれかの波形データが表す波形を時系列的に連続させることによって特定の波形を有する信号を生成するのである。一方、乗算器４１ｂは、この信号発生器４１ａから出力された周期信号Ｓａに振幅値を乗算したうえで原信号Ｓｂとして出力する。
【００２５】
加算器４２は、４つの原信号出力ユニット４１から出力された原信号Ｓｂを加算し、これにより得られた信号Ｓｃを出力する。エンベロープ処理部４３は、加算器４２から出力された信号Ｓｃにおける振幅値のエンベロープを変更するための手段である。すなわち、エンベロープ処理部４３は、振幅値の時間的な変化を表すエンベロープを生成するエンベロープジェネレータ４３ａを備え、これによって生成されたエンベロープを加算器４２から出力された信号Ｓｃに対して乗算したものを合成音信号Ｓｄとして出力する。
【００２６】
＜Ｂ：実施形態の動作＞
利用者によって入力装置３０に所定の操作がなされると、制御装置１０は、記憶装置２０に記憶された音合成プログラムをＲＡＭに読み込んだうえでこれを順次に実行する。以下、この音合成プログラムの実行に伴なう音合成動作を説明する。
【００２７】
利用者は、音合成が開始される前に入力装置３０に所定の操作を行なうことによって、各信号発生器４１ａが発生すべき周期信号Ｓａの種類を選択することができる。この操作を検知すると、制御装置１０は、選択された信号の種類を表すデータ（以下「波形選択データ」という）Ｄｓを各原信号出力ユニット４１の信号発生器４１ａに対して出力する。一方、各信号発生器４１ａは、この波形選択データＤｓによって、当該信号発生器４１ａが生成すべき信号を特定する。また、利用者は、音合成が行なわれている任意の時点において、信号発生器４１ａから出力される周期信号Ｓａの種類を選択することができる。この操作がなされるたびに、選択された信号の種類を表す波形選択データＤｓが制御装置１０から各信号発生器４１ａに出力されて、これらの信号発生器４１ａから出力されるべき周期信号Ｓａの種類が特定されることとなる。
【００２８】
一方、利用者により入力装置３０に所定の操作がなされて音合成の開始指示が与えられると、制御装置１０は、各信号発生器４１ａに対して信号発生の開始指示を与える。さらに、制御装置１０は、予め定められた時間長（例えば５ｍｓから３０ｍｓ程度）を有する期間ごとに、合成すべき音の内容に応じたフレームパラメータを算定して音合成部４０に出力する。このフレームパラメータは、図２に示すように、角周波数ωｉ（ω１、ω２、ω３およびω４）、初期位相ｐｉ（ｐ１、ｐ２、ｐ３およびｐ４）、振幅値ａｉ（ａ１、ａ２、ａ３およびａ４）、ならびにピッチ周期Ｔを含んでいる。このうちピッチ周期Ｔは、合成すべき音の音高に応じた時間長であり、エンベロープ処理部４３に供給される。また、角周波数ωｉおよび初期位相ｐｉは、各原信号出力ユニット４１の信号発生器４１ａに対して供給される。すなわち、原信号出力ユニット４１−１の信号発生器４１ａには角周波数ω１および初期位相ｐ１が指示され、原信号出力ユニット４１−２の信号発生器４１ａには角周波数ω２および初期位相ｐ２が指示されるといった具合である。角周波数ωｉは、原信号出力ユニット４１−ｉの信号発生器４１ａが出力すべき周期信号Ｓａの角周波数を示している。なお、本実施形態においては、原信号出力ユニット４１−１の信号発生器４１ａに供給される角周波数ω１が最小であり、ω２、ω３、ω４と続くにつれて大きい値となるものとする。一方、初期位相ｐｉは、原信号出力ユニット４１−ｉの信号発生器４１ａが出力すべき周期信号Ｓａのうちピッチ周期の開始時点における位相を示している。また、振幅値ａｉは、乗算器４１ｂが信号発生器４１ａから出力された信号に乗算すべき振幅値であり、各原信号出力ユニット４１の乗算器４１ｂに対して供給される。例えば、原信号出力ユニット４１−１の乗算器４１ｂには振幅値ａ１が指示され、原信号出力ユニット４１−２の乗算器４１ｂには振幅値ａ２が指示されるといった具合である。
【００２９】
音合成部４０は、ピッチ周期の開始時点が到来するたびに、フレームパラメータの値を合成音に反映させる。ここで、図３（ａ）においては、フレームパラメータの供給されるタイミングが下向きの矢印にて示されている。ピッチ周期Ｔの開始時点が到来すると、音合成部４０は、その直前に供給されたフレームパラメータを合成音に反映させるようになっている。すなわち、図３（ａ）に示すタイミングで順次に供給されるフレームパラメータのうち「〇」が付されたタイミングで供給されたフレームパラメータのみが合成音に影響を与えることとなる。なお、図３（ａ）においては、フレームパラメータが供給される時間間隔がピッチ周期Ｔの時間長よりも短い場合を例示している。ただし、このフレームパラメータが供給される時間間隔は、合成すべき音の内容に応じて予め定められる時間長であり、ピッチ周期Ｔよりも長い時間長とされる場合もある。
【００３０】
一方、制御装置１０によるフレームパラメータの出力と並行して、各原信号出力ユニット４１は、フレームパラメータに応じた原信号を生成して出力する。すなわち、各原信号出力ユニット４１の信号発生器４１ａは、波形選択データＤｓによって指定された種類の信号であって、フレームパラメータとして指示された角周波数ωｉを有する周期信号Ｓａを出力する。この周期信号Ｓａの出力動作はピッチ周期Ｔごとに行なわれる。すなわち、各信号発生器４１ａは、ピッチ周期Ｔの開始時点から周期信号Ｓａの出力を開始する。さらに、各信号発生器４１ａは、ピッチ周期の開始時点における周期信号Ｓａの位相を、フレームパラメータとして指示された初期位相ｐｉに設定する。各信号発生器４１ａから出力された周期信号Ｓａは、乗算器４１ｂにおける振幅値ａｉの乗算を経た後に原信号Ｓｂとして出力される。
【００３１】
本実施形態においては、４つの原信号出力ユニット４１のうち指示される角周波数ωｉが小さいものから数えて奇数番目の原信号出力ユニット４１−１および４１−３（以下、単に「奇数番目の原信号出力ユニット４１」という）に指示される初期位相ｐ１およびｐ３の値は「０」に設定されている。これに対し、４つの原信号出力ユニット４１のうち角周波数ωｉが小さいものから数えて偶数番目の原信号出力ユニット４１−２および４１−４（以下、単に「偶数番目の原信号出力ユニット４１」という）に指示される初期位相ｐ２およびｐ４は「π」に設定されている。ここで、図４は、各原信号出力ユニット４１における周期信号Ｓａの位相の変化を表すタイミングチャートである。同図においては、横軸が時間を表し、縦軸が各周期信号Ｓａの位相を表している。図３および図４に示すように、奇数番目の原信号出力ユニット４１における周期信号Ｓａはピッチ周期の開始時点が到来するたびにその位相が「０」に更新される一方、偶数番目の原信号出力ユニット４１における周期信号Ｓｂはピッチ周期の開始時点が到来するたびにその位相が「π」に更新される。この結果、奇数番目の原信号出力ユニット４１から出力される原信号Ｓｂのレベルは各ピッチ周期の開始直後において増加する一方、偶数番目の原信号出力ユニット４１から出力される原信号Ｓｂのレベルは各ピッチ周期の開始直後において減少することとなる（図３参照）。
【００３２】
一方、４つの原信号出力ユニット４１から出力された原信号Ｓｂは、加算器４２によって加算されたうえで信号Ｓｃとしてエンベロープ処理部４３に供給される。エンベロープ処理部４３は、エンベロープジェネレータ４３ａによって生成されたエンベロープを信号Ｓｃに乗算し、これにより得られた信号を合成音信号Ｓｄとして出力する。ここで、エンベロープジェネレータ４３ａは、制御装置１０からフレームパラメータとして指示されたピッチ周期Ｔと同一の時間長を有するエンベロープを生成する。そして、スピーカ５０は、エンベロープ処理部４３から出力された合成音信号Ｓｄに基づいて合成音を出力する。
【００３３】
このように、本実施形態においては、４つの原信号出力ユニット４１のうちの一部（原信号出力ユニット４１−１および４１−３）から出力される原信号Ｓｂがピッチ周期の開始直後に増加する一方、他の原信号（原信号出力ユニット４１−２および４１−４からの原信号）がピッチ周期の開始直後に減少するようになっている。換言すれば、すべての原信号がピッチ周期の開始直後において一斉に増加（または減少）する事態が回避されるのである。この結果、本実施形態によれば、図９に示した信号強度の振幅値の偏りやピッチ周期の開始時点におけるノイズを抑えて自然な合成音を得ることができる。この点について図５を参照して詳述する。
【００３４】
ここで、図５（ａ）はエンベロープ処理部４３から出力された合成音信号Ｓｄの波形を表すグラフであり、図５（ｂ）はこの信号Ｓｄのスペクトログラムである。図５（ａ）においては横軸が時間を表し、縦軸が信号強度を表している。一方、図５（ｂ）においては横軸が時間を表し、縦軸が周波数を表し、色の明暗が信号強度の分布（明るい部分は信号強度が大きい）を表している。図５（ａ）を図９（ａ）と比較すれば明らかな通り、本実施形態においては、信号強度がレベル「０」を基準として「＋」側および「−」側の双方に均等に分布している。これは、奇数番目の原信号出力ユニット４１から出力された原信号Ｓｂがピッチ周期の開始直後において増加することに起因した「＋」側への信号強度の偏りと、偶数番目の原信号出力ユニット４１から出力された原信号Ｓｂがピッチ周期の開始直後において減少することに起因した「−」側への信号強度の偏りとが相殺されるためであると考えられる。さらに、図５（ｂ）に示すように、本実施形態における合成音信号Ｓｄは、図９（ｂ）に示した従来の合成音信号Ｓと比較して、ピッチ周期の開始時点における高周波成分（ノイズ）が低減されている。このことは、図５（ａ）を時間軸方向に拡大した図５（ｃ）に示すように、合成音信号の波形がピッチ周期の開始時点において連続となることからも明らかである。このように、本実施形態によれば、図９に示した信号強度の偏りやピッチ周期の開始時点におけるノイズを抑えて自然な合成音を得ることができ、しかも信号強度の偏りやピッチ周期の開始時点におけるノイズを抑えるためのフィルタ処理は不要である。
【００３５】
また、本実施形態においては、それぞれ波形が異なる複数種類の信号のうちいずれかが選択されて周期信号Ｓａとして出力されるから、これに基づいて得られる合成音の音質（特に音色）を多様化することができる。しかも、この複数種類の信号のいずれかが利用者によって選択されるようになっているから、利用者の好みの音質を有する合成音が得られる。
【００３６】
＜Ｃ：変形例＞
以上に説明した実施の形態はあくまでも例示であり、この形態に対しては本発明の趣旨から逸脱しない範囲で種々の変形を加えることができる。具体的な変形としては、例えば以下に示す態様が考えられる。
【００３７】
＜Ｃ−１：変形例１＞
上記実施形態においては、初期位相ｐｉを「０」または「π」とした構成を例示したが、初期位相ｐｉの値はこれに限られない。すなわち、奇数番目の原信号出力ユニット４１から出力された原信号がピッチ周期の開始直後において増加することに起因した「＋」側への信号強度の偏りと、偶数番目の原信号出力ユニット４１から出力された原信号がピッチ周期の開始直後において減少することに起因した「−」側への信号強度の偏りとが相殺されて信号強度がレベル「０」を基準として双方の側に均等に分布するように、適宜に各初期位相ｐｉの値が選定されることが望ましい。
【００３８】
また、上記実施形態においては、ピッチ周期の開始時点における各原信号の位相を制御する構成を例示したが、すべての原信号がピッチ周期の開始時点において一斉に増加する事態を回避するための構成はこれに限られない。この構成に代えて、例えば以下に示す構成を採用することができる。
【００３９】
（１）態様１
奇数番目の原信号出力ユニット４１に指示される振幅値の符号と、偶数番目の原信号出力ユニット４１に指示される振幅値の符号とを異ならせる構成としてもよい。例えば、図２示す構成において、振幅値ａ１およびａ３の符号を「＋」とする一方、振幅値ａ２およびａ４の符号を「−」とするといった具合である。この構成においても、奇数番目の原信号出力ユニット４１からの原信号と偶数番目の原信号出力ユニット４１からの原信号との位相差を実質的に「π」だけずらすことになるから、各原信号の波形は図３（ｂ）に示した波形と同一となる。したがって、上記実施形態と同様の効果が得られる。
【００４０】
（２）態様２
４つの原信号出力ユニット４１のうち奇数番目の原信号出力ユニット４１の乗算器４１ｂから出力された信号と、偶数番目の原信号出力ユニット４１の乗算器４１ｂから出力された信号とに、それぞれ符号が異なるエンベロープを乗算したうえで原信号として出力する構成としてもよい。すなわち、図６に示すように、４つの原信号出力ユニット４１の各々に、制御装置１０から指示されたエンベロープを乗算器４１ｂからの出力信号に乗算するエンベロープ処理部４１ｃを設ける。具体的には、奇数番目の原信号出力ユニット４１のエンベロープ処理部４１ｃにおいては、ピッチ周期の開始時点から「＋」側に立ち上がり、その後に減少してピッチ周期の終了時点で「０」に至るエンベロープが用いられる。一方、偶数番目の原信号出力ユニット４１のエンベロープ処理部４１ｃにおいては、ピッチ周期の開始時点から「−」側に立ち下がり、その後に増加してピッチ周期の終了時点で「０」に至るエンベロープが用いられる。したがって、奇数番目の原信号出力ユニット４１から出力される原信号はピッチ周期の開始直後において増加する一方、偶数番目の原信号出力ユニット４１から出力される原信号をピッチ周期の開始直後において減少することとなる。すなわち、すべての原信号がピッチ周期の開始直後において一斉に増加する事態が回避されるから、上記実施形態と同様の効果が得られる。
【００４１】
このように、本発明においては、複数の原信号のうち一部の原信号のレベルがピッチ周期の開始直後において増加する一方、他の原信号のレベルがピッチ周期の開始直後において減少する構成であれば足り、原信号のレベルをこのように設定するための構成の如何は不問である。
【００４２】
＜Ｃ−２：変形例２＞
上記実施形態および変形例においては、音合成部４０が４つの原信号出力ユニット４１を有する構成を例示したが、原信号出力ユニット４１の数はこれに限られない。要するに、複数の原信号出力ユニット４１が音合成部４０に設けられた構成であればよい。
【００４３】
また、上記実施形態においては、複数の原信号出力ユニット４１のうち原信号の角周波数が小さいものから数えて奇数番目の原信号出力ユニット４１と偶数番目の原信号出力ユニット４１とについて、ピッチ周期の開始直後における原信号の増減を異ならせる構成を例示したが、原信号出力ユニット４１の区分の仕方は任意である。例えば、原信号出力ユニット４１が４つである場合に、第１番目および第４番目の原信号出力ユニット４１からなる組と、第２番目および第３番目の原信号出力ユニット４１からなる組とに区分し、両者の組についてピッチ周期の開始直後における原信号の増減を異ならせる構成としてもよい。あるいは、ひとつの原信号出力ユニット４１とその他の原信号出力ユニット４１とに区分して、両者について原信号のピッチ周期の開始直後における増減を異ならせる構成としてもよい。要するに、複数の原信号出力ユニット４１のうち１以上の原信号出力ユニット４１とその他の１以上の原信号出力ユニット４１とについて、ピッチ周期の開始直後における原信号の増減を異ならせる構成であれば足りる。
【００４４】
＜Ｃ−３：変形例３＞
上記実施形態および各変形例においては、音合成部４０をＤＳＰによって構成した場合を例示したが、ＣＰＵなどのハードウェアと当該ＣＰＵが実行するプログラムとの協働によって、原信号を出力するための手段（原信号出力ユニット４１）や原信号を加算して合成音信号を生成する手段（加算器４２）が実現される構成としても良い。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、簡易な構成によって自然な音を合成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る音合成装置の構成を示すブロック図である。
【図２】同音合成装置における音合成部の構成を示すブロック図である。
【図３】各出力ユニットの信号発生器から出力される信号を表すタイミングチャートである。
【図４】各出力ユニットの信号発生器から出力される信号の位相を表すタイミングチャートである。
【図５】合成音信号の波形およびスペクトログラムを表す図である。
【図６】同実施形態の変形例に係る音合成装置の構成を示すブロック図である。
【図７】従来の音合成装置の構成を示すブロック図である。
【図８】従来の音合成装置において処理に供される信号の波形を示すタイミングチャートである。
【図９】従来の合成音信号の波形およびスペクトログラムを表す図である。
【符号の説明】
１００……音合成装置、１０……制御装置（指示手段）、２０……記憶装置、３０……入力装置、４０……音合成部、５０……スピーカ、４１（４１−１，４１−２，４１−３，４１−４）……原信号出力ユニット（出力手段）、４１ａ……信号発生器（信号発生手段）、４１ｂ……乗算器、４１ｃ，４３……エンベロープ処理部、４２……加算器（合成音生成手段）、４３……エンベロープ処理部、Ｓａ……周期信号、Ｓｂ……原信号、Ｓｄ……合成音信号。
【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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