(57)【要約】【課題】アナログ基本波形を忠実にデジタルシンセサイザ等で再生可能な波形合成置を提供すること。【解決手段】全体制御部２００は、アナログ信号の周波数が或る鍵に対する周波数となるようにして、可変フィルタ部４０から得られたデータを当該鍵に対応するテーブル１００に格納する処理を総ての鍵に対して行うことで、鍵に対応するテーブル１００への当該鍵に関連するデータを格納することができる。しかも、再生時には、鍵に対応するテーブル１００のデータを鍵に対応する周波数で循環的に再生するだけでよく、これによって、アナログ基本波形を忠実にデジタルシンセサイザ等で再生可能な波形合成置を提供すことができる。【選択図】　図１
2004061528.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の鍵からなる鍵群を備えた鍵盤部と、
所定形状のアナログ信号を指定周波数で生成するアナログ信号生成部と、
このアナログ信号をサンプリングするサンプリング部と、
このサンプリング信号に対してフィルタリングを行うフィルタ部と、
前記複数の鍵のそれぞれに対して設けられ、それぞれ所定数個のデータを格納し得るテーブル群と、押鍵された鍵に対応するテーブルに格納されたデータを当該鍵に対応する周波数で再生する再生部と、当該装置の全体的な制御を行う全体制御部と、を備え、
前記全体制御部は、
前記アナログ信号の周波数が或る鍵に対する周波数となるように前記アナログ生成部の周波数を指定し、前記フィルタ部から得られたデータを当該鍵に対応するテーブルに格納する処理を総ての鍵に対して行うことを特徴とする波形合成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の波形合成装置において、
前記再生部は、
押鍵された鍵に対応するテーブルに格納されたデータを再生する際に、このテーブルに格納されたデータを循環的に当該鍵に対応する周波数で読み出すことを特徴とする波形合成装置。
【請求項３】
請求項１および２の内のいずれか一項に記載の波形合成装置において、
前記サンプリング部からの信号に対してそのパワースペクトルの周波数特性を求めるスペクトル解析部を更に備え、
前記フィルタ部は、
パワースペクトルの特定周波数における減衰量が所定値以上となるように、フィルタリングの周波数特性を変更制御するように構成されたことを特徴とする波形合成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アナログ基本波形を忠実にデジタルシンセサイザ等で再生可能な波形合成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アナログ信号をサンプリングしてデジタル信号とし、このサンプリングされたデジタル信号を対応するピッチで再生する装置に関しては、従来より多数提案されている。このような装置にあっては、アナログ信号をデジタル信号に変換し、これを格納しておき、この格納しておいたデジタル信号を所要時に再生することで、アナログ基本波形をデジタルシンセサイザ等で再現可能としている。従来のＰＣＭシンセサイザでアナログシンセサイザの音を再現する場合、複数の音域でマルチサンプリングし補間処理を行って任意のピッチで再生していたが、各サンプルデータ長はサンプリングした波形の１周期分に合わせるため、高音域になるほど短くなっていた。
【０００３】
しかしながら、従来のこの種の装置にあっては、デジタル信号を再生する際にその忠実さに欠けていた。というのも、サンプリングした音程から大きく外れたピッチでの発音においては、波形の変化が不連続になったりオリジナルの音色とは異なった音色になってしまい、また、マルチサンプル数を増加すればサンプリングした音程から外れる割合は減少するが、再生ピッチの連続可変時の波形不連続の問題等が存在するからである。
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで、本発明は、アナログ基本波形を忠実にデジタルシンセサイザ等で再生可能な波形合成置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、複数の鍵からなる鍵群を備えた鍵盤部と、
所定形状のアナログ信号を指定周波数で生成するアナログ信号生成部と、
このアナログ信号をサンプリングするサンプリング部と、
このサンプリング信号に対してフィルタリングを行うフィルタ部と、
前記複数の鍵のそれぞれに対して設けられ、それぞれ所定数個のデータを格納し得るテーブル群と、押鍵された鍵に対応するテーブルに格納されたデータを当該鍵に対応する周波数で再生する再生部と、当該装置の全体的な制御を行う全体制御部と、を備え、
前記全体制御部は、
前記アナログ信号の周波数が或る鍵に対する周波数となるように前記アナログ生成部の周波数を指定し、前記フィルタ部から得られたデータを当該鍵に対応するテーブルに格納する処理を総ての鍵に対して行うことを特徴とする波形合成装置が提供される。
【０００６】
また、前記再生部は、押鍵された鍵に対応するテーブルに格納されたデータを再生する際に、このテーブルに格納されたデータを循環的に当該鍵に対応する周波数で読み出す構成とすることもできる。そして、前記サンプリング部からの信号に対してそのパワースペクトルの周波数特性を求めるスペクトル解析部を更に備え、前記フィルタ部は、パワースペクトルの特定周波数における減衰量が所定値以上となるように、フィルタリングの周波数特性を変更制御するように構成されたことを特徴とするようにしても良い。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【０００８】
（構成）
図１は波形合成装置１の構成図である。この波形合成装置１は、アナログ信号生成部１０と、サンプリング部２０と、ＦＦＴ部３０と、可変フィルタ部４０と、テーブル１（１００ａ）〜１２８（１００ｎ）までのテーブル群と、複数の鍵（図示せず）からなる鍵群を備えた鍵盤部５０と、テーブル内のデータを読み出して再生を行う再生部６０と、を備えている。そして、装置の全体動作は全体制御部２００が行うように構成されている。
【０００９】
アナログ信号生成部１０は、例えば図１に示すようなアナログ基本波形の一例であるＳＡＷ波形を指定された周波数ｆで生成する。サンプリング部２０は、このアナログ信号を、例えばｆｓ＝４４．１（ｋＨｚ）の周波数でサンプリングしてＦＦＴ部３０と可変フィルタ部４０に供給する。ＦＦＴ部３０は得られたサンプリングデータに対してＦＦＴ処理を施してパワースペクトルの周波数特性を演算して求め、この求めた結果は可変フィルタ部４０に与えられる。
【００１０】
可変フィルタ部４０は、波形のリンギングを抑制するために直線位相のローパスフィルタで構成されている。具体的には、図２に示すようにガウシアンフィルタとなっていて、ナイキスト周波数（ｆｓ／２：正規化周波数０．５）で「−８０ｄＢ」以上の減衰が行えるように、周波数特性を全体的にＡ方向（低周波数側）又はＢ方向（高周波数側）に移動制御してフィルタリング特性を変更制御可能になっている。かくして、可変フィルタ部４０は、ＦＦＴ部３０が求めたパワースペクトルの特定周波数（ｆｓ／２）における減衰量が「―８０ｄＢ」以上減衰するようにフィルタリングの周波数特性を変更制御するので、最適なフィルタリングが行えるようになる。
【００１１】
テーブル１（１００ａ）〜テーブル１２８（１００ｎ）は、不図示の１２８個の鍵のそれぞれに対するものである。即ち、テーブル１（１００ａ）は鍵番号「１」の鍵に対するもの、テーブル２（１００ｂ）は鍵番号「２」の鍵に対するもの、…、テーブル１２８（１００ｎ）は鍵番号「１２８」の鍵に対するものである。各テーブル１（１００ａ）〜１２８（１００ｎ）は、図４に示すように、可変フィルタ部４０からのデータを「０」番地から「２０４７」番地の合計「２０４８」のエリアに、順次格納可能に構成されている。即ち、各テーブル１（１００ａ）〜１２８（１００ｎ）には２０４８サンプルのデータが格納可能になっている。
【００１２】
鍵盤部５０には不図示の１２８個の鍵からなる鍵群が設けられており、押鍵操作を行うと、押鍵された鍵に対応する鍵番号が再生部６０に対して出力される。例えば１番目の鍵を押鍵した場合には鍵番号「１」が再生部６０に通知される。なお、鍵の数は１２８個に限定されず鍵の数を変更しても良いが、その場合にはテーブル１００の数も鍵数に合わせて変更すれば良い。
【００１３】
再生部６０はスイッチ６５を備えている。このスイッチ６５は鍵盤部５０から得た鍵番号に対応するテーブル１００を再生部６０に接続するように動作する。例えば鍵番号「１」を再生部６０が得た場合には、この鍵番号「１」に対応するテーブル１（１００ａ）の２０４８個のデータを順番に循環的に読み出し再生して波形合成を行う。したがって、従来のように再生データの読み出しアドレスが最終アドレスに到達したか否か等を考慮せずとも、テーブル１００の「０」番目から「２０４７」番目までのデータを循環的に再生すれば良い。なお、再生周波数（読み出し周波数）は鍵毎、即ち、鍵番号毎に設定されていて、図３に示すように、例えば鍵番号「１」の場合には周波数ｆ１、鍵番号「２」の場合には周波数ｆ２、…、鍵番号「１２８」の場合には周波数ｆ１２８となっている。
【００１４】
図３は全体制御部２００が参照するテーブル３００の説明図であり、このテーブル３００は鍵番号と周波数（再生時の周波数でもある）とを対応付けて登録している。例えば鍵番号「１」の場合には周波数「ｆ１」であり、この周波数ｆ１でアナログ信号が生成されるようにアナログ信号生成部１０に周波数を指定する。
【００１５】
（動作）
まず、図１等を参照してテーブル１００内へのデータ構築動作について説明する。全体制御部２００は、鍵番号「１」に対応する周波数「ｆ１」をアナログ信号生成部１０に指定すると、周波数ｆ１のＳＡＷ波形が生成される。これが可変フィルタ部１４０にてフィリタリングされてそのデータがテーブル１（１００ａ）に２０４８個格納される。この際、ＦＦＴ部３０が求めたパワースペクトルの「ｆｓ／２」における値を考慮しこれが「−８０ｄＢ」以上減衰するように、フィリタの周波数特性を移動制御する。
【００１６】
同様に、次に、全体制御部２００は鍵番号「２」に対応する周波数「ｆ２」をアナログ信号生成部１０に指定すると、周波数ｆ２のＳＡＷ波形が生成される。これが可変フィルタ部１４０にてフィリタリングされてそのデータがテーブル２（１００ｂ）に２０４８個格納される。このような動作を繰り返し行い、最後に、全体制御部２００は鍵番号「１２８」に対応する周波数「ｆ１２８」をアナログ信号生成部１０に指定すると、周波数ｆ１２８のＳＡＷ波形が生成される。これが可変フィルタ部１４０にてフィリタリングされてそのデータがテーブル１２８（１００ｎ）に２０４８個格納される。かくして、複数の鍵のそれぞれに対応するテーブルに、それぞれの鍵に対するデータが２０４８個格納されることになる。
【００１７】
図５はテーブル１（１００ａ）からテーブル１２８（１００ｎ）までのそれぞれに格納される波形データを模式的に記載した説明図である。実際には、隣合うテーブルの波形データは強い相関を有し急激には変化せず若干変化しただけのものとなり、テーブル毎の格納波形データの変化は極めて緩やかなものとなる。
【００１８】
次に、再生動作を説明する。スイッチ６５は鍵盤部５０から得た鍵番号に対応するテーブル１００を再生部６０に接続するように動作する。例えば鍵番号「１」を再生部６０が得た場合には、この鍵番号「１」に対応するテーブル１（１００ａ）の２０４８個のデータを順番に循環的に、鍵番号「１」に対する周波数ｆ１で再生して波形合成を行う。同様に、鍵番号「２」を再生部６０が得た場合には、この鍵番号「２」に対応するテーブル２（１００ｂ）の２０４８個のデータを順番に循環的に、鍵番号「２」に対する周波数ｆ２で再生して波形合成を行う。
【００１９】
以上説明したように本発明の実施形態によれば、全体制御部２００は、アナログ信号の周波数が或る鍵に対する周波数となるようにして、可変フィルタ部４０から得られたデータを当該鍵に対応するテーブル１００に格納する処理を総ての鍵に対して行うことで、鍵に対応するテーブル１００への当該鍵に関連するデータを格納することができる。しかも、再生時には、鍵に対応するテーブル１００のデータを鍵に対応する周波数で循環的に再生するだけでよく、これによって、アナログ基本波形を忠実にデジタルシンセサイザ等で再生可能な波形合成置を提供すことができる。また、ピッチ変化に対する波形変化が非常に滑らかになっていて折り返しノイズが極めて少なく、また波形再生時の演算負荷も極めて小さいものとなる。
【００２０】
以上本発明の実施の形態について説明したが、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で上記実施形態に種々の変形や変更を施すことが可能となる。なお、図１の波形合成装置１の内で鍵盤部５０を除く構成部を可能な限り専用のＬＳＩ等のハードウエアで実現することもできるし、その機能を可能な限りＣＰＵ（又はＤＳＰ）が動作プログラムを実行することによって実現することも可能である。さらに各テーブルを使用せずにアルゴリズムプログラムで一連の動作を行うようにしても良い。例えば図１の波形合成装置１は鍵盤部５０を備えた１台のＰＣ（パーソナルコンピュータ）で実現できる。また、アナログ波形としてＳＡＷ波形以外の波形を対象としても良い。
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明によれば、アナログ基本波形を忠実にデジタルシンセサイザ等で再生可能な波形合成置を提供すことができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】波形合成装置１の構成図である。
【図２】可変フィルタ部４０のフィルタリング特性等の説明図である。
【図３】テーブル３００の説明図である。
【図４】テーブル１００の説明図である。
【図５】テーブル１００ａ〜１００ｎ内に格納される波形データの説明図である。
【符号の説明】
１　波形合成装置
１０　アナログ信号生成部
２０　サンプリング部
３０　ＦＦＴ部
４０　可変フィルタ部
５０　鍵盤部
１００ａ　テーブル
１００ｂ　テーブル
１００ｎ　テーブル
２００　全体制御部
３００　テーブル
【図１】
2004061528.tif 000003
【図２】
2004061528.tif 000004
【図３】
2004061528.tif 000005
【図４】
2004061528.tif 000006
【図５】
2004061528.tif 000007