專利名稱：樂音合成裝置及程序的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于生成具有歌唱音和管樂器音的共振峰結(jié)構(gòu)的樂音的樂音合成裝置，特別是關(guān)于在合成多個(gè)共振峰波形時(shí)能夠減少各個(gè)共振峰波形的直流成分的重疊，生成失真小的所述樂音波形的樂音合成裝置及程序。
背景技術(shù)：
在電子樂器和其他的電子樂音合成系統(tǒng)中，有各種注重歌唱音和管樂器音等的樂音的共振峰結(jié)構(gòu)進(jìn)行樂音合成的方式。作為合成具有這種共振峰結(jié)構(gòu)的樂音的合成方式，目前，人們知道例如有在特公昭58-53351號(hào)公報(bào)中記載的被稱為CSM(Composite Sinusoidal Modeling)方式的使用復(fù)合正弦波模型的方式，或在特開平2-254497號(hào)公報(bào)中記載的被稱為FS(Format Synthesis)方式的使用窗函數(shù)波形的方式等。在使用所述CSM方式的以往的樂音合成裝置中，將數(shù)ms至數(shù)十ms(毫秒)的短時(shí)間的聲音視為正常，通過在對(duì)應(yīng)每個(gè)所希望的音調(diào)(即，音高)的音調(diào)周期內(nèi)將具有相位被初始化為“0”的共振峰中心頻率的正弦波(為了區(qū)別于原波形的正弦波，對(duì)其簡稱為共振峰波形)進(jìn)行1個(gè)至多個(gè)的相加，能夠以該希望的音調(diào)生成具有共振峰結(jié)構(gòu)的樂音。而在使用了所述FS方式的以往的樂音合成裝置中，通過將具有所希望的共振峰中心頻率的周期波形(例如為正弦波等)與以對(duì)應(yīng)所希望的樂音音調(diào)的音調(diào)周期進(jìn)行反復(fù)的具有規(guī)定的時(shí)間寬度的窗函數(shù)波形(例如為sin2波等)進(jìn)行相乘(即，調(diào)幅)，將由此生成的共振峰波形進(jìn)行1至數(shù)個(gè)的相加，能夠以該希望的樂音周期生成具有共振峰結(jié)構(gòu)的樂音。在使用這些方式的樂音合成裝置中，所希望的樂音的共振峰特性基本是可以通過適當(dāng)?shù)卦O(shè)定用于設(shè)定共振峰中心頻率的參數(shù)和用于設(shè)定該共振峰的水平(振幅)的參數(shù)來實(shí)現(xiàn)。即，通過使用這些參數(shù)進(jìn)行規(guī)定的十進(jìn)位法運(yùn)算，進(jìn)行具有共振峰結(jié)構(gòu)的樂音的合成。
但是，在使用上述的CSM方式和FS方式等的合成方式的以往的樂音合成裝置中，作為各個(gè)共振峰波形，一般是生成包含有直流成分的波形。特別是，共振峰中心頻率低于樂音的音調(diào)頻率的狀態(tài)下，例如在合成男性聲音中的1次共振峰和女性聲音等中常見狀態(tài)的樂音的情況下，出現(xiàn)生成包含非常大的直流成分的共振峰波形，即，共振峰波形的振幅的平均值大大偏移到正側(cè)的波形的現(xiàn)象非常明顯。下面，對(duì)這樣生成的波形振幅的平均值偏移向正側(cè)的共振峰波形，以使用CSM方式的情況為例進(jìn)行簡單的說明。
圖12是用于說明在使用了CSM方式的樂音合成裝置中所生成的1個(gè)共振峰波形的生成的波形圖。圖12(a)是作為原波形的具有共振峰中心頻率的正弦波，圖12(b)是在每個(gè)音調(diào)周期發(fā)出的音調(diào)周期脈沖波形，圖12(c)是生成的共振峰波形。不過，在這個(gè)實(shí)施例中，說明了不使在各個(gè)音調(diào)周期中的共振峰中心頻率變化，而且在展寬線狀頻譜的寬度，并且進(jìn)行將為了使在每個(gè)音調(diào)周期的波形之間的波形形成平滑連接的與音調(diào)周期同步的包絡(luò)線波形(即，振幅包絡(luò)線)和用于音量修正的振幅相乘等的各種波形控制之前的共振峰波形。
在CSM方式中，生成具有如圖12(a)所示的共振峰中心頻率的正弦波，并且以對(duì)應(yīng)如圖12(b)所示的所希望的樂音音調(diào)的音調(diào)周期間隔生成周期性的音調(diào)周期脈沖。在生成了音調(diào)周期脈沖的情況下，將具有所述共振峰中心頻率的正弦波的相位初始化為“0”，再次從初始值開始進(jìn)行正弦波的生成。因此，在共振峰中心頻率低于樂音的音調(diào)頻率的狀態(tài)的情況下，在具有共振峰中心頻率的正弦波到達(dá)1個(gè)周期之前，其相位被初始化為“0”，從而周期性地生成如圖12(c)所示的波形。從該圖12(c)中可看出，在這種情況下生成的共振峰波形比在其它情況下生成的共振峰波形其振幅的平均值向正側(cè)有大的偏移。即，可以理解為包含大的直流成分的波形被作為共振峰波形而生成。
如上所述，由以往的樂音合成裝置生成的各個(gè)共振峰波形大多是分別包含有直流成分的波形。因此，當(dāng)對(duì)于在合成具有共振峰結(jié)構(gòu)的樂音時(shí)所生成的共振峰波形進(jìn)行多個(gè)相加或增大振幅等的各種波形控制處理時(shí)，將導(dǎo)致各個(gè)共振峰波形的平均值進(jìn)一步向正側(cè)偏移，生成包含更大直流成分的波形。即，在進(jìn)行了為了合成共振峰波形的各種波形控制處理的情況下，存在著由于在各個(gè)共振峰波形中的直流成分疊加，所以在正側(cè)容易使波形受到限幅，使最終生成的樂音波形成為失真大的波形的嚴(yán)重的問題。
另外，在以往的樂音合成裝置中，以多種音色生成具有共振峰結(jié)構(gòu)的樂音是非常困難的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了克服上述的問題點(diǎn)，其目的在于提供一種在合成具有共振峰結(jié)構(gòu)的樂音時(shí)，通過以簡單的構(gòu)成減少各個(gè)共振峰波形中包含的直流成分的疊加，生成失真小的樂音波形的樂音合成裝置及程序。
本發(fā)明之1的樂音合成裝置，其特征在于包括對(duì)應(yīng)共振峰數(shù)分別生成具有與共振峰中心頻率相等的頻率的周期波形的原波形生成裝置；設(shè)定由所述原波形生成裝置生成的各個(gè)周期波形的初始相位的設(shè)定裝置；控制所述原波形生成裝置，使其在每個(gè)音調(diào)周期以所述設(shè)定的初始相位生成各個(gè)周期波形的控制裝置；根據(jù)所述生成的各個(gè)周期波形，生成多個(gè)共振峰波形的共振峰波形生成裝置；和合成所述生成的多個(gè)共振峰波形的波形合成裝置，對(duì)應(yīng)由所述設(shè)定裝置設(shè)定的各個(gè)周期波形的初始相位，在將多個(gè)共振峰波形合成后的合成波形中減少重疊的直流成分。
根據(jù)該發(fā)明，對(duì)應(yīng)具有與共振峰中心頻率相等的頻率的各個(gè)周期波形的初始相位的設(shè)定控制原波形生成裝置使其在每個(gè)音調(diào)周期生成具有上述設(shè)定的初始相位的周期波形。這樣，可減少在將多個(gè)共振峰波形合成后的合成波形中重疊的直流成分。即，在該樂音合成裝置中，對(duì)應(yīng)共振峰數(shù)生成各個(gè)具有與共振峰中心頻率相等的頻率的周期波形，根據(jù)上述生成的各個(gè)周期波形生成多個(gè)共振峰波形。在生成該共振峰波形時(shí)所使用的周期波形在每個(gè)音調(diào)周期，相位被初始化為所設(shè)定的初始相位。因此，對(duì)應(yīng)每個(gè)周期波形的初始相位的設(shè)定而生成的多個(gè)共振峰波形各個(gè)相互錯(cuò)開。而且，通過合成所述生成的多個(gè)共振峰波形而生成具有共振峰結(jié)構(gòu)的樂音。此時(shí)，由于是合成相位錯(cuò)開的共振峰波形，減少了在合成波形中重疊的直流成分。如上所述，在該樂音合成裝置中，可對(duì)每個(gè)具有與共振峰中心頻率相等的頻率的周期波形設(shè)定適當(dāng)?shù)某跏枷辔弧＜?，用戶可?duì)各個(gè)周期波形的初始相位進(jìn)行設(shè)定，使其生成多個(gè)在合成波形中重疊的直流成分得到減少的共振峰波形。
本發(fā)明之5的樂音合成裝置，其特征在于包括對(duì)應(yīng)共振峰數(shù)分別生成具有與共振峰中心頻率相等的頻率的周期波形的原波形生成裝置；設(shè)定由所述原波形生成裝置生成的各個(gè)周期波形的初始相位的設(shè)定裝置；控制所述原波形生成裝置，使其在每個(gè)音調(diào)周期以所述設(shè)定的初始相位生成各個(gè)周期波形的控制裝置；根據(jù)所述生成的各個(gè)周期波形，生成多個(gè)共振峰波形的共振峰波形生成裝置；和合成所述生成的多個(gè)共振峰波形的波形合成裝置。
本發(fā)明之6的樂音合成裝置，其特征在于包括對(duì)應(yīng)共振峰數(shù)分別生成具有與共振峰中心頻率相等的頻率的周期波形的原波形生成裝置；控制所述原波形生成裝置，使其在每個(gè)音調(diào)周期以規(guī)定的初始相位生成各個(gè)周期波形的控制裝置；將從所述原波形生成裝置生成的各個(gè)周期波形的振幅水平進(jìn)行正倒相或反倒相的振幅水平控制裝置；根據(jù)將所述振幅水平進(jìn)行正倒相或反倒相后的各個(gè)周期波形，生成多個(gè)共振峰波形的共振峰波形生成裝置；和合成所述生成的多個(gè)共振峰波形的波形合成裝置。
本發(fā)明不僅可作為裝置的發(fā)明得以實(shí)施，而且還可以作為方法的發(fā)明實(shí)施。而且本發(fā)明還能夠以計(jì)算機(jī)或DSP等的處理器的程序的形態(tài)實(shí)施，以及以記錄了該程序的記錄介質(zhì)的形態(tài)實(shí)施。


圖1是表示本發(fā)明的樂音合成裝置的實(shí)施方案的方框圖。
圖2是表示音素參數(shù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的一實(shí)施例的概念圖。
圖3是表示采用CSM方式的共振峰合成部的全體結(jié)構(gòu)的一實(shí)施例的概念圖。
圖4是表示相位生成器的構(gòu)成的一實(shí)施例的概念圖。
圖5是表示來自相位生成器的構(gòu)成部的輸出的概念圖，其中，圖5(a)是從音調(diào)周期脈沖生成器輸出的音調(diào)周期脈沖，圖5(b)是從相位生成器輸出的累加值，圖5(c)是從Sin波形存儲(chǔ)器輸出的正弦波。
圖6是表示采用了FS方式的共振峰合成部的全體構(gòu)成的概念圖。
圖7是表示音素參數(shù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的其它實(shí)施例的概念圖。
圖8是表示作為原波形可選用的波形數(shù)據(jù)的一實(shí)施例的概念圖。
圖9是表示共振峰合成部的全體構(gòu)成的其它實(shí)施例的概念圖，圖9(a)(b)分別是表示在采用了CSM方式和FS方式的情況下的實(shí)施例的概念圖。
圖10是表示在進(jìn)行波形水平控制的樂音合成裝置中的共振峰合成部的全體構(gòu)成的一實(shí)施例的概念圖，圖10(a)(b)分別是表示在采用了CSM方式和FS方式的情況下的實(shí)施例的概念圖。
圖11是分別表示CSM方式下的所述共振峰合成部的乘法器A3的全體構(gòu)成的一實(shí)施例的概念圖。
圖12是用于說明在使用了CSM方式的樂音合成裝置中所生成的1個(gè)共振峰波形的生成的波形圖，圖12(a)是具有共振峰中心頻率的正弦波，圖12(b)是音調(diào)周期脈沖波形，圖12(c)是共振峰波形。
圖中1-幀脈沖生成部，2-幀計(jì)數(shù)器，3-音素參數(shù)存儲(chǔ)器，4-參數(shù)插入部，5-共振峰合成部，A1(A6、C)-相位生成部，A2-Sin波形存儲(chǔ)器，A3(A4)-乘法器，A5-包絡(luò)線生成器，A7-窗波形存儲(chǔ)器，B(P1)-加法器，D-音調(diào)周期脈沖生成部，P2-位移寄存器，P3-選擇器，P4-初始相位控制部，S-選擇器，H-倒相器。
具體實(shí)施例方式
下面，參照附圖，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方案進(jìn)行詳細(xì)說明。
圖1是表示本發(fā)明的樂音合成裝置的實(shí)施方案的方框圖。本實(shí)施例中所說明的樂音合成裝置是為了合成具有共振峰結(jié)構(gòu)的樂音(聲音等)的共振峰合成音源，該共振峰合成音源通過將接通信息、音素信息、音調(diào)信息等分別作為發(fā)音參數(shù)輸入，合成對(duì)應(yīng)該參數(shù)的聲音。接通信息是用于指示開始樂音合成的數(shù)據(jù)，例如是從鍵盤那樣的演奏裝置或演奏數(shù)據(jù)輸入裝置(未圖示)輸送來的數(shù)據(jù)。在幀脈沖生成部1中，當(dāng)接收到該接通信息時(shí)，開始對(duì)從未圖示的定時(shí)器輸入的時(shí)鐘進(jìn)行計(jì)數(shù)，生成在隨著該時(shí)鐘計(jì)數(shù)的每個(gè)規(guī)定的幀周期間隔(例如是20ms(毫秒))生成脈沖信號(hào)的幀脈沖。幀計(jì)數(shù)器2是對(duì)應(yīng)時(shí)間的經(jīng)過順序?qū)慕邮盏浇油ㄐ畔⑵鹩伤鰩}沖生成部1生成的幀脈沖的脈沖信號(hào)的個(gè)數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)器。即，在接通信息被輸入的同時(shí)，幀脈沖生成部1及幀計(jì)數(shù)器2被初始化，開始新的幀脈沖的生成和脈沖信號(hào)的計(jì)數(shù)。通過將在這樣生成的幀脈沖中的個(gè)脈沖信號(hào)作為1個(gè)單位，在該每個(gè)單位中加入音素參數(shù)和音調(diào)參數(shù)，可順序地在每個(gè)幀內(nèi)生成具有共振峰結(jié)構(gòu)的樂音。
音素參數(shù)存儲(chǔ)器3是用于存儲(chǔ)音素參數(shù)的ROM或RAM或外部存儲(chǔ)裝置等的存儲(chǔ)裝置，與幀的行進(jìn)連動(dòng)地進(jìn)行每個(gè)幀所參照的音素參數(shù)的切換。音素參數(shù)是定義了每個(gè)音素所參照的共振峰的組合的參數(shù)，在音素參數(shù)存儲(chǔ)器3中，根據(jù)音素信息從多個(gè)音素參數(shù)中決定任意的應(yīng)參照的音素參數(shù)。對(duì)于該音素參數(shù)的詳細(xì)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)將在后面進(jìn)行說明(參照后述的圖2)。參數(shù)插入部4為了防止在時(shí)間前后的幀之間的聲音波形振幅的突變，插入該音素參數(shù)。例如，為了使時(shí)間前后的幀之間的聲音波形形成相互平滑連接，進(jìn)行改變音素參數(shù)的振幅參數(shù)值等的插入處理。通過這樣的處理，可使在幀之間的時(shí)間前后的聲音波形之間形成平滑的連接，可防止在每個(gè)幀生成的聲音波形之間的振幅的突變。在共振峰合成部5中，根據(jù)與輸入的音素參數(shù)和上述的接通信息等一同從演奏操作裝置或演奏輸入裝置輸入的音調(diào)信息在每個(gè)共振峰生成共振峰波形，并通過對(duì)該生成的多個(gè)共振峰波形進(jìn)行加法合成，生成1個(gè)聲音波形。作為在該共振峰合成部5采用的具有共振峰波形的樂音的合成方式，有使用復(fù)合正弦波的CSM方式(參照后述的圖3)和使用窗函數(shù)的FS方式(參照后述的圖6)等的方式。
這里，結(jié)合圖2對(duì)存儲(chǔ)在上述的音素參數(shù)存儲(chǔ)器3內(nèi)的音素參數(shù)的詳細(xì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。圖2是表示音素參數(shù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的一實(shí)施例的概念圖。音素參數(shù)的種類不同于在共振峰合成部5所采用的具有共振峰結(jié)構(gòu)的樂音的合成方式、例如在CSM方式和FS方式下所參照的音素參數(shù)的種類不同。因此，在圖2中對(duì)于在CSM方式下和在FS方式下參照的各個(gè)音素參數(shù)分別標(biāo)記了其不同的數(shù)據(jù)部分。
音素參數(shù)是定義了各個(gè)音素的每個(gè)、例如在構(gòu)成“mheei”音節(jié)的2個(gè)音素“mhe”和“ei”等那樣的各個(gè)音素的每個(gè)(音素1、音素2、…)中包含的共振峰的組合的參數(shù)。各個(gè)音素可分為多個(gè)幀(幀1、幀2、…)，在各個(gè)幀中定義了向共振峰合成部5供給的參數(shù)。在CSM方式下，作為音素參數(shù)被定義的參數(shù)是為了設(shè)定共振峰中心頻率的電平(即，共振峰峰值電平)的振幅參數(shù)(a1、a2、…、an)和為了設(shè)定共振峰中心頻率的角頻率參數(shù)(ω1、ω2、…、ωn)。將這些參數(shù)以構(gòu)成各個(gè)音素的共振峰的數(shù)量進(jìn)行組合并保存。例如，在由1次共振峰和2次共振峰和3次共振峰這3個(gè)共振峰構(gòu)成1個(gè)音素的情況下，作為音素參數(shù)定義1次共振峰的振幅(a1)和角頻率(ω1)，2次共振峰的振幅(a2)和角頻率(ω2)，3次共振峰的振幅(a3)和角頻率(ω3)。另一方面，在FS方式下的各個(gè)幀的參數(shù)是為了設(shè)定振幅參數(shù)和共振峰中心頻率的頻率參數(shù)(fc1、fc2、…、fcn)和設(shè)定窗函數(shù)的時(shí)間寬度Tw的共振峰帶寬值K(K1、K2、…、Kn)。在FS方式下，也與上述的CSM方式下同樣，將這些參數(shù)以構(gòu)成各個(gè)音素的共振峰的數(shù)量進(jìn)行組合并保存。
如上所述，在圖1所示的共振峰合成部5中采用的共振峰合成方式為例如CSM方式和FS方式的不同方式。因此，在本實(shí)施例中對(duì)在分別采用CSM方式和FS方式的情況下的共振峰合成部5的各個(gè)構(gòu)成分別進(jìn)行說明。首先，結(jié)合圖3，對(duì)采用CSM方式的共振峰合成部5的構(gòu)成進(jìn)行說明。圖3是表示采用CSM方式的共振峰合成部的全體結(jié)構(gòu)的一實(shí)施例的概念圖。
采用了CSM方式的共振峰合成部5由用于分別生成構(gòu)成1個(gè)音素的多個(gè)共振峰波形獨(dú)立共振峰音生成部A、用于將生成的共振峰波形進(jìn)行多個(gè)相加的加法器B、用于生成在每個(gè)音調(diào)周期進(jìn)行反復(fù)的音調(diào)周期脈沖的相位生成器(PG)C及音調(diào)周期脈沖生成器D構(gòu)成。在音調(diào)周期脈沖生成器D中，生成由相位生成器(PG)C在與音調(diào)頻率(Pitch)成比例的周期生成脈沖信號(hào)的音調(diào)周期脈沖。該音調(diào)頻率被作為音調(diào)信息供給到共振峰合成部5(參照?qǐng)D1)。獨(dú)立共振峰音生成部A至少由相位生成器(PG)A1、Sin波形存儲(chǔ)器A2、乘法器A3及A4和包絡(luò)線生成器(EG)A5構(gòu)成。相位生成器(PG)A1將與依照從音素參數(shù)存儲(chǔ)器3通過參數(shù)插入部4(參照?qǐng)D1)被輸入的角頻率參數(shù)(ω1～ωn)的共振峰中心頻率成比例的數(shù)值數(shù)據(jù)進(jìn)行累加。該相位生成器(PG)A1的累加值的輸出呈鋸齒狀的變化，當(dāng)累加值溢出時(shí)，再次從初始值開始進(jìn)行累加。另外，在從音調(diào)周期脈沖生成器D在音調(diào)周期間隔輸入了音調(diào)周期脈沖的情況下，即使累加值未達(dá)到溢出，也要進(jìn)行復(fù)位，即，進(jìn)行相位的初始化，使其再次從初始值開始進(jìn)行累加。在進(jìn)行該復(fù)位時(shí)，在本實(shí)施例的共振峰合成音源中，是使獨(dú)立共振峰音生成部A的每個(gè)相位生成器(PA)A1的初始相位不同地進(jìn)行復(fù)位。具體而言，雖然在后面還要具體地說明，但簡要地講，是在生成例如奇數(shù)次共振峰波形的獨(dú)立共振峰音生成部A的相位生成器(PG)A1中將初始相位設(shè)定為
，在生成偶數(shù)次共振峰波形的獨(dú)立共振峰音生成部A的相位生成器(PG)A1中將初始相位設(shè)定為[π(或0)]地進(jìn)行復(fù)位。即，從生成低次共振峰的相位生成器(PG)A1按順序?qū)腟in正弦波存儲(chǔ)器A2讀出的正弦波的初始相位交替地設(shè)定為
、[π(或0)]。相位生成器(PG)A1將累加值作為Sin波形存儲(chǔ)器A2的正弦波讀出地址信號(hào)，順序地輸出。
在Sin波形存儲(chǔ)器A2中，對(duì)應(yīng)各個(gè)地址順序地存儲(chǔ)有正弦波的1個(gè)周期的取樣點(diǎn)振幅值，順序地讀出在由從相位生成器(PG)A1提供的讀出地址信號(hào)所指定的地址內(nèi)所保存的正弦波振幅值。即，隨著時(shí)鐘，從Sin波形存儲(chǔ)器A2順序地輸出共振峰頻率的正弦波的順序取樣點(diǎn)振幅。前級(jí)的乘法器A3將所述Sin波形存儲(chǔ)器A2的輸出與振幅參數(shù)進(jìn)行相加(在真數(shù)的情況下相當(dāng)于相乘)進(jìn)行音量的修正。包絡(luò)線生成器(EG)A5生成當(dāng)輸入的接通信息(參照?qǐng)D1)成為“接通”時(shí)，呈上升，當(dāng)成為“斷開”時(shí)，呈下降的形狀的包絡(luò)線波形。該包絡(luò)線波形的的形狀和強(qiáng)度等可由包絡(luò)線參數(shù)進(jìn)行指定。在連接前級(jí)乘法器A3的后級(jí)乘法器A4中，將前級(jí)乘法器A3的輸出與從包絡(luò)線生成器(EG)A5輸出的包絡(luò)線波形進(jìn)行相乘。即，在該共振峰合成音源中，雖然在每個(gè)音調(diào)周期進(jìn)行相位的初始化，但本質(zhì)上是只通過Sin波形存儲(chǔ)器A2輸出的正弦波的和生成合成聲音。但是，實(shí)際的聲音不是用多條頻譜線表示，一般是連續(xù)的頻譜。因此，為了展寬線頻譜的寬度，需乘以與音調(diào)周期同步的包絡(luò)線波形。而且，通過乘以包絡(luò)線波形，可緩和在每個(gè)音調(diào)周期的由相位初始化導(dǎo)致的波形的不連續(xù)。這樣，在各個(gè)共振峰合成部A中便生成了1個(gè)共振峰的共振峰波形。加法器B通過將多個(gè)在共振峰合成部A生成的共振峰波形進(jìn)行相加，最終合成具有共振峰結(jié)構(gòu)的1個(gè)聲音波形。
如上所述，在相位生成器(PG)A1中雖然將與按照角頻率參數(shù)(ω1～ωn)的共振峰中心頻率成比例的數(shù)值數(shù)據(jù)進(jìn)行累加，但在音調(diào)間隔內(nèi)從音調(diào)周期脈沖生成器D輸入了音調(diào)周期脈沖的情況下，是將相位初始化(即，復(fù)位)，再從對(duì)應(yīng)該初始相位的初始值開始進(jìn)行上述的數(shù)值數(shù)據(jù)的累加。此時(shí)，在為了生成奇數(shù)次共振峰波形的相位生成器(PG)A1和為了生成偶數(shù)次共振峰波形的相位生成器(PG)A1中設(shè)定各個(gè)初始相位，使相位相差(π(180°))。圖4是表示這樣的相位生成器的構(gòu)成的一實(shí)施例的概念圖。另外，圖5是表示來自相位生成器的規(guī)定的構(gòu)成部的輸出的概念圖。圖5(a)是表示從音調(diào)周期脈沖生成器輸出的音調(diào)周期脈沖，圖5(b)是表示從相位生成器輸出的累加值，圖5(c)是表示從Sin波形存儲(chǔ)器輸出的正弦波的概念圖。在該圖5中，按照從左至右的順序，分別表示各個(gè)獨(dú)立共振峰音生成部A的生成在作為角頻率參數(shù)輸入了角頻率ω的情況下的1次共振峰波形、輸入了角頻率2ω的情況下的2次共振峰波形、輸入了角頻率3ω的情況下的3次共振峰波形、輸入了角頻率4ω的情況下的4次共振峰波形的輸出。
如圖4所示，相位生成器(PG)A1由加法器P1、位移寄存器P2、選擇器P3及初始相位控制部P4構(gòu)成。加法器P1及位移寄存器P2用于將與按照輸入的角頻率參數(shù)(ω1～ωn)的共振峰中心頻率成比例的數(shù)值數(shù)據(jù)順序地進(jìn)行相加，計(jì)算出累加值。初始相位控制部P4與音調(diào)周期相一致地生成規(guī)定的初始相位。該初始相位能夠由用戶進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑O(shè)定。即，使用戶能夠?qū)Ω鱾€(gè)共振峰生成部A進(jìn)行初始相位控制，在波形合成時(shí)消除包含在生成的共振峰波形中的直流成分。選擇器P3用于選擇反饋到加法器P1中的信號(hào)，對(duì)應(yīng)音調(diào)周期脈沖的有無在從位移寄存器P2輸出的累加值和由初始相位控制部P4生成的初始相位中選擇其一。即，如圖5(a)及圖5(b)所示，在未輸入音調(diào)周期脈沖的情況下，從位移寄存器P2輸出的累加值被反饋到加法器P1，相位生成器(PG)A1的累加值輸出即形成鋸齒狀的變化。一方面，在輸入了音調(diào)周期脈沖的情況下，從初始相位控制部P4輸出的初始相位被加法器P1再次設(shè)定，加法器P1再次從根據(jù)初始相位的初始值開始進(jìn)行累加。在進(jìn)行該復(fù)位時(shí)，由于在用于生成奇數(shù)次共振峰波形的相位生成器(PG)A1中，初始相位控制部P4將初始相位設(shè)定為“0”，在用于生成偶數(shù)次共振峰波形的相位生成器(PG)A1中，初始相位控制部P4將初始相位設(shè)定為“π”，所以從各個(gè)相位生成器(PG)A1輸出如圖5(b)所示的輸出波形。
當(dāng)按照如圖5(b)所示的相位生成器(PG)A1的輸出(即，累加值)從Sin波形存儲(chǔ)器A2讀出正弦波時(shí)，便讀出了如圖5(c)所示的波形。從該圖5(c)中可以理解，在生成將初始相位設(shè)定為“0”的1次及3次(即，奇數(shù)次)共振峰波形的獨(dú)立共振峰音生成部A中從Sin波形存儲(chǔ)器A2讀出的正弦波的振幅平均值偏移到正側(cè)。一方面，在生成將初始相位設(shè)定為“π”的2次及4次(即，偶數(shù)次)共振峰波形的獨(dú)立共振峰音生成部A中從Sin波形存儲(chǔ)器A2讀出的正弦波的振幅平均值偏移到負(fù)側(cè)。因此，當(dāng)將這些各個(gè)共振峰波形進(jìn)行相加時(shí)，由于1次共振峰波形的振幅平均值向正側(cè)的偏移相當(dāng)大，雖不能完全抵消正和負(fù)的平均值偏移，但可抵消一部分正和負(fù)的平均值偏移。因此，即使在為了增大振幅進(jìn)行了乘法運(yùn)算再進(jìn)行相加的情況下，在正側(cè)的大的振幅平均值的偏移不會(huì)被進(jìn)一步放大。即，通過社頂偶數(shù)次共振峰與奇數(shù)次共振峰的初始相位相差[π(180°)]，可減少在進(jìn)行多個(gè)共振峰波形的相加時(shí)的在各個(gè)共振峰波形中所包含的直流成分的重疊，由此，與以往的相比不易生成波形的限幅，可生成失真小的波形。
下面，結(jié)合圖6，對(duì)在采用FS方式的情況下的共振峰合成部5的構(gòu)成進(jìn)行說明。圖6是表示采用了FS方式的共振峰合成部的全體構(gòu)成的概念圖。
采用了FS方式的共振峰合成部5由用于分別生成構(gòu)成1個(gè)音素的多個(gè)共振峰波形的獨(dú)立共振峰音生成部A、將生成的共振峰波形進(jìn)行多個(gè)相加的加法器B、用于生成在每個(gè)音調(diào)周期反復(fù)的音調(diào)周期脈沖的相位生成器(PG)C及音調(diào)周期脈沖生成器D構(gòu)成。音調(diào)周期脈沖生成器D與上述的CSM方式同樣地生成音調(diào)周期脈沖。獨(dú)立共振峰音生成部A至少由第1相位生成器(PG)A1、Sin波形存儲(chǔ)器A2、乘法器A3及A4、第2相位生成器(PG)A6及窗波形存儲(chǔ)器A7構(gòu)成。第1相位生成器(PG)A1將與從音素參數(shù)存儲(chǔ)器3通過參數(shù)插入部4(參照?qǐng)D1)輸入進(jìn)來的共振峰中心頻率參數(shù)(fc1～fcn)成比例的數(shù)值數(shù)據(jù)進(jìn)行累加。該相位生成器(PG)A1的累加值輸出呈鋸齒狀變化，當(dāng)累加值溢出時(shí)再次從初始值開始進(jìn)行累加。另外，在從音調(diào)周期脈沖生成器D以音調(diào)周期間隔輸入了音調(diào)周期脈沖的情況下，即使累加值未溢出，也進(jìn)行再次從初始值開始累加的復(fù)位，也就是進(jìn)行相位初始化。在進(jìn)行該復(fù)位時(shí)，進(jìn)行使每個(gè)第1相位生成器(PG)A1的初始相位相互不同的復(fù)位。例如，在用于生成奇數(shù)次共振峰波形的第1相位生成器(PG)A1中設(shè)定初始相位為“0”，在用于生成偶數(shù)次共振峰波形的第1相位生成器(PG)A1中設(shè)定初始相位為“π”地進(jìn)行復(fù)位。由于進(jìn)行這樣動(dòng)作FS方式下的第1相位生成器(PG)A1的構(gòu)成不需與上述的CSM方式的構(gòu)成有任何的改變，與圖4所示的構(gòu)成相同便可，所以省略了對(duì)該FS方式下的相位生成器(PG)的詳細(xì)說明(但在圖4中，向加法器P1輸入的數(shù)據(jù)不是角頻率ω，而是置換成共振峰中心頻率fc)。在Sin波形存儲(chǔ)器A2中，順序地讀出被存儲(chǔ)在由從第1相位生成器(PG)A1供給的讀出地址信號(hào)(即累加值)所指定的地址內(nèi)的正弦波振幅值。
第2相位生成器(PG)A6對(duì)用于按照從音素參數(shù)存儲(chǔ)器3通過參數(shù)插入部4(參照?qǐng)D1)被輸入的共振峰帶寬值(K1～Kn)，從窗函數(shù)存儲(chǔ)器A7讀出具有規(guī)定的時(shí)間寬度的窗函數(shù)的數(shù)值數(shù)據(jù)進(jìn)行累加。前級(jí)的乘法器A3將從所述Sin波形存儲(chǔ)器A2的輸出和從所述窗波形存儲(chǔ)器A7的輸出進(jìn)行相加。后級(jí)的乘法器A4通過將所述前級(jí)的乘法器A3的輸出與振幅參數(shù)進(jìn)行相加(在為真數(shù)時(shí)，相當(dāng)于相乘)進(jìn)行音量的修正。這樣，在各個(gè)共振峰合成部A中生成1個(gè)共振峰的共振峰的波形。加法器B通過對(duì)在各個(gè)共振峰合成部A生成的共振峰波形進(jìn)行多個(gè)相加，最終合成具有共振峰結(jié)構(gòu)的1個(gè)聲音波形。
如上所述，即使在采用FS方式的共振峰合成部中，也能夠通過在相位生成器(PG)A1中對(duì)應(yīng)音調(diào)周期把偶數(shù)次共振峰與奇數(shù)次共振峰的初始相位設(shè)定為相差[π(180°)]，減少在進(jìn)行多個(gè)共振峰波形的相加時(shí)的在各個(gè)共振峰波形中所包含的直流成分的重疊。
此外，在上述的各個(gè)實(shí)施例中，雖然是在用于生成奇數(shù)次共振峰波形的獨(dú)立共振峰音生成部A的相位生成器(PG)A1中將初始相位設(shè)定為“0”，在用于生成偶數(shù)次共振峰波形的獨(dú)立共振峰音生成部A的相位生成器(PG)A1中將初始相位設(shè)定為“π”地進(jìn)行復(fù)位，但不限于此。也可以在用于生成奇數(shù)次共振峰波形的獨(dú)立共振峰音生成部A的相位生成器(PG)A1中將初始相位設(shè)定為“π”，在用于生成偶數(shù)次共振峰波形的獨(dú)立共振峰音生成部A的相位生成(PG)A1中將初始相位設(shè)定為“0”地進(jìn)行復(fù)位?；蛘?，由于在一般的情況下1次共振峰波形的振幅的平均值向正側(cè)的偏移遠(yuǎn)大于其它的共振峰波形的偏移，所以可以在用于生成1次共振峰波形的獨(dú)立共振峰音生成部A的相位生成器(PG)A1中將初始相位設(shè)定為
，在其它的用于生成共振峰波形的獨(dú)立共振峰音生成部A的全部相位生成器(PG)A1中將初始相位設(shè)定為[π(或0)]地進(jìn)行復(fù)位。主要是只要能夠使包含在生成的各個(gè)共振峰波形中的直流成分在波形合成時(shí)被抵消地，設(shè)定各個(gè)獨(dú)立共振峰生成部A的初始相位即可。
此外，不需說明，對(duì)各個(gè)獨(dú)立共振峰生成部A所設(shè)定的初始相位，也可以是預(yù)先設(shè)定好的能夠抵消各個(gè)共振峰波形的預(yù)置初始相位。
下面，說明本發(fā)明的樂音合成裝置的其它實(shí)施例，這里，結(jié)合圖7～圖9對(duì)能夠以多種音色生成具有共振峰結(jié)構(gòu)的樂音的樂音合成裝置進(jìn)行說明。圖7是表示在上述的樂音合成裝置中使用的音素參數(shù)的一實(shí)施例的概念圖。圖8是表示在上述樂音合成裝置中作為原波形可選用的波形數(shù)據(jù)的一實(shí)施例的概念圖。圖9是表示在所述樂音合成裝置中的共振峰合成部的全體構(gòu)成的概念圖，圖9(a)(b)分別是表示在采用了CSM方式和FS方式的情況。此外，在以下的說明中，為了簡化說明，僅對(duì)不同于已經(jīng)作過說明的各個(gè)實(shí)施例(參照?qǐng)D2、圖3及圖6)的部分進(jìn)行說明。
在圖7所示的音素參數(shù)中，在CSM方式的各個(gè)幀中被定義的參數(shù)是，振幅參數(shù)(a1、a2、…、an)、角頻率參數(shù)(ω1、ω2、…、ωn)、相位偏移參數(shù)(Pl1、Pl2、…、Pln)和波形選擇參數(shù)(WS1、WS2、…、WSn)。而FS方式的各個(gè)幀中被定義的參數(shù)是，振幅參數(shù)(a1、a2、…、an)、頻率參數(shù)(fc1、fc2、…、fcn)、共振峰帶寬值K(K1、K2、…、Kn)相位偏移參數(shù)(Pl1、Pl2、…、Pln)和波形選擇參數(shù)(WS1、WS2、…、WSn)。即，在該實(shí)施例的音素參數(shù)中，與圖2所示的音素參數(shù)相比較，無論是CSM方式還是FS方式，都追加定義了相位偏移參數(shù)及波形選擇參數(shù)。相位偏移參數(shù)(Pl1、Pl2、…、Pln)是用于控制由成為相位生成器(PG)的一構(gòu)成部的初始相位控制部P4(參照?qǐng)D4)生成的初始相位的參數(shù)。即，通過向初始相位控制部P4提供相位偏移參數(shù)，在初始相位控制部P4中將對(duì)應(yīng)該參數(shù)的相位作為初始相位而生成。
波形選擇參數(shù)(WS1、WS2、…、WSn)是用于在波形存儲(chǔ)器(將在后面說明)中指定作為原波形而利用的適當(dāng)?shù)牟ㄐ蔚膮?shù)。即，在波形存儲(chǔ)器中預(yù)先存儲(chǔ)有作為原波形可以利用的波形數(shù)據(jù)，在本實(shí)施例的樂音合成裝置中，可以從存儲(chǔ)在波形存儲(chǔ)器中的多個(gè)波形數(shù)據(jù)中選擇任意的波形作為原波形加以利用。存儲(chǔ)在波形存儲(chǔ)器中的波形數(shù)據(jù)的具體例如圖8所示。從該圖8中可以看出，作為可作為原波形利用的波形數(shù)據(jù)不僅是正弦波，還可以是三角波、矩形波、鋸齒波、以及其它的波形等，只要是具有周期性的具有適當(dāng)?shù)牟ㄐ涡螤畹牟ㄐ螖?shù)據(jù)便可。例如，也可以由用戶將自己作成的具有周期性的任意波形存儲(chǔ)在SRAM等中，將這樣的波形作為原波形利用。當(dāng)然，圖8所示的波形數(shù)據(jù)只是一個(gè)實(shí)例，并不限于此。
如從圖9(a)及圖9(b)中看到的那樣，在本發(fā)明的樂音合成裝置中，無論是CSM方式還是FS方式，都是分別向相位生成器(PG)A1`提供所述相位偏移參數(shù)(Pl1、Pl2、…、Pln)，向波形存儲(chǔ)器A2`提供所述波形選擇參數(shù)(WS1、WS2、…、WSn)。在相位生成器(PG)A1`中，在對(duì)應(yīng)來自音調(diào)周期脈沖生成器D的音調(diào)周期脈沖進(jìn)行相位的初始化時(shí)，是通過根據(jù)提供的相位偏移參數(shù)將相位偏移，進(jìn)行相位的初始化。因此，能夠?qū)牟ㄐ未鎯?chǔ)器A2`讀出波形時(shí)的初始相位設(shè)定為對(duì)于各個(gè)共振峰相適宜的相位。如果對(duì)于各個(gè)共振峰為了使其初始相位生成相位偏移而積極地設(shè)定相位偏移參數(shù)，則不僅僅是在最終的合成波形的生成時(shí)除去直流成分，而且還能夠以多樣的音色生成具有共振峰結(jié)構(gòu)的樂音。一方面，在波形存儲(chǔ)器A2`中，根據(jù)輸入的波形選擇參數(shù)，從存儲(chǔ)在該波形存儲(chǔ)器A2`中的包含正弦波的多樣的波形中選擇任意的波形，將其作為原波形使用。因此，作為原波形不僅可利用Sin波形存儲(chǔ)器A2`的正弦波(參照?qǐng)D3、圖6)，還可以選擇利用包含存儲(chǔ)在波形存儲(chǔ)器A2`中的正弦波的多樣的波形中的任意波形。如果對(duì)于各個(gè)共振峰使作為原波形使用的波形互不相同地積極地設(shè)定波形選擇參數(shù)，則能夠以更多樣化的音色生成具有共振峰結(jié)構(gòu)的樂音。
此外，上述的相位偏移參數(shù)和波形選擇參數(shù)既可以在樂音合成時(shí)由用戶進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑O(shè)定，也可以設(shè)置預(yù)先確定好的參數(shù)值。例如，在合成無聲音時(shí)，可以為了除去直流成分，預(yù)先設(shè)置好相位偏移參數(shù)，使奇數(shù)共振峰及偶數(shù)共振峰的初始相位互不相同，并且預(yù)先設(shè)置好波形選擇參數(shù)，使作為原波形而只使用正弦波。
此外，在上述的實(shí)施例中說明了由相位控制和波形控制雙方進(jìn)行原波形控制的實(shí)例，但不限于此，當(dāng)然也可以只使用其中的一方進(jìn)行具有共振峰結(jié)構(gòu)的樂音的音色控制。不過，在如上述實(shí)施例那樣同時(shí)由相位控制和波形選擇控制進(jìn)行原波形控制的情況下，由于能夠?qū)νㄟ^波形選擇被選擇出的波形進(jìn)行適當(dāng)?shù)南辔豢刂?，所以具有能夠在除去直流成分的同時(shí)進(jìn)行音色控制的優(yōu)點(diǎn)。
在上述的各個(gè)實(shí)施例中，為了減少在多個(gè)共振峰波形相加時(shí)的包含在共振峰波形中的直流成分，說明了使用將偶數(shù)次共振峰與奇數(shù)次共振峰的在從波形存儲(chǔ)器中讀出原波形時(shí)的初始相位錯(cuò)開例如[π(180°)]等的相位控制方法的實(shí)例，但不限于此，為了減少上述直流成分的重疊，也可以使用其它的方法。作為上述的相位控制方法以外的其它方法，有在偶數(shù)次共振峰和奇數(shù)次共振峰中將從波形存儲(chǔ)器中讀出的波形振幅水平進(jìn)行“正倒相/反倒相”的波形水平控制的方法。因此，下面結(jié)合圖10及圖11，對(duì)作為本發(fā)明的樂音合成裝置的其它實(shí)施例的可通過控制波形的振幅水平減少上述直流成分的樂音合成裝置。圖10是表示在進(jìn)行波形水平控制的樂音合成裝置中的共振峰合成部的全體構(gòu)成的一實(shí)施例的概念圖，圖10(a)(b)分別是表示在采用了CSM方式和FS方式的情況下的實(shí)施例的概念圖。此外，為了簡化說明，主要針對(duì)與已經(jīng)說明過的各個(gè)實(shí)施例(參照?qǐng)D9)不同的部分進(jìn)行說明。
在說明圖10的各圖所示的共振峰合成部之前，先對(duì)在進(jìn)行波形水平控制的樂音合成裝置中所使用的音素參數(shù)(未圖示)進(jìn)行簡單的說明。在具有該圖10的各圖所示的共振峰合成部的樂音合成裝置中所使用的音素參數(shù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)由與圖7所示的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)相同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)成，但對(duì)該數(shù)據(jù)內(nèi)容的一部分進(jìn)行了不同的定義。即，在圖7所示的CSM方式及FS方式下的各個(gè)幀中，取代被定義了相位偏移參數(shù)(Pl1、Pl2、…、Pln)的音素參數(shù)而使用被定義了水平控制參數(shù)(SH1、SH2、…、SHn)的音素參數(shù)。對(duì)于所述水平控制參數(shù)預(yù)先進(jìn)行
或[1(反倒相)]的任意的定義，根據(jù)該水平控制參數(shù)對(duì)從波形存儲(chǔ)器讀出的波形振幅水平進(jìn)行[正倒相/反倒相]的控制(將在后面進(jìn)行詳細(xì)說明)。
從圖10(a)及圖10(b)中可看出，在本發(fā)明的樂音合成裝置中，分別在采用CSM方式的情況下向乘法器A3`、在采用FS方式的情況下向乘法器A4`提供在音素參數(shù)中包含的所述水平控制參數(shù)(SH1、SH2、…、SHn)。一方面，在本實(shí)施例中，由于音素參數(shù)不包含相位偏移參數(shù)(Pl1、Pl2、…、Pln)，所以，無論在CSM方式還是在FS方式下，都不向相位生成器(PG)A1`提供相位偏移參數(shù)(參照?qǐng)D9)。因此，在本實(shí)施例的相位生成器(PG)A1`中，在對(duì)應(yīng)來自音調(diào)周期脈沖生成器D的音調(diào)周期脈沖進(jìn)行相位的初始化時(shí)，不需要進(jìn)行根據(jù)相位偏移參數(shù)，在偶數(shù)次共振峰和奇數(shù)次共振峰中將從波形存儲(chǔ)器中讀出原波形時(shí)的初始相位錯(cuò)開例如[π(180°)]等的相位控制，而是與以往同樣地在各個(gè)共振峰中一邊將初始相位作為“0”進(jìn)行相位的初始化，一邊從波形存儲(chǔ)器A2`中讀出原波形。從波形存儲(chǔ)器A2`讀出的波形被作為輸入信號(hào)輸入到乘法器A3`(CSM方式的情況)，或在與從窗波形存儲(chǔ)器A7`的輸出相乘后作為輸入信號(hào)輸入到乘法器A4`(FS方式的情況)，乘法器A3`(或乘法器A4`)根據(jù)水平控制參數(shù)對(duì)上述的輸入信號(hào)的振幅水平進(jìn)行正倒相或反倒相控制。
這里，結(jié)合圖11對(duì)在圖10的各圖所示的共振峰合成部中被輸入水平控制參數(shù)的乘法器(在CSM方式的情況下為乘法器A3`、在FS方式的情況下為乘法器A4`)的全體構(gòu)成進(jìn)行說明。圖11是表示所述共振峰合成部的乘法器A3`的全體構(gòu)成的一實(shí)施例的概念圖。此外，在此雖然僅對(duì)乘法器A3`進(jìn)行說明，在FS方式的情況下的乘法器A4`的全體構(gòu)成與CSM方式的乘法器A3`具有同樣的構(gòu)成，在以下的說明中，只要將乘法器A3`認(rèn)為是乘法器A4`便可，所以省略了對(duì)乘法器A4`的說明。
圖11(a)所示的乘法器A3`至少由反相器H(或者是“-1倍”倍乘乘法器)、選擇器S及乘法器X構(gòu)成，用于生成將被輸入到該乘法器A3`的輸入信號(hào)進(jìn)行了正倒相或反倒相后的輸出信號(hào)。倒相器H用于將根據(jù)在音素參數(shù)中對(duì)各個(gè)幀定義的振幅參數(shù)an的共振峰峰值水平的正負(fù)進(jìn)行倒相。選擇器S在音素參數(shù)中，根據(jù)對(duì)各個(gè)幀定義的水平控制參數(shù)SHn，在根據(jù)輸入到該乘法器A3`的振幅參數(shù)an的共振峰峰值水平或進(jìn)行了上述正負(fù)倒相的共振峰峰值水平中進(jìn)行任意選擇。在乘法器X中，通過將根據(jù)由上述選擇器S選擇的振幅參數(shù)an的共振峰峰值水平或進(jìn)行了上述正負(fù)倒相的共振峰峰值水平的任意一個(gè)與輸入信號(hào)相乘，生成輸出信號(hào)。例如，在由音素參數(shù)中所包含的波形選擇參數(shù)定義為“正弦波”、并且由水平控制參數(shù)分別對(duì)偶數(shù)共振峰定義為
、對(duì)奇數(shù)共振峰定義為[1(反倒相)]的情況下，作為經(jīng)過乘法器A3`輸出的輸出信號(hào)，在各個(gè)共振峰生成了與圖5(c)所示的波形相同的波形。
一方面，圖11(b)所示的乘法器A3`至少由選擇器S、由2級(jí)構(gòu)成乘法器X1及乘法器X2構(gòu)成，與圖11(a)所示的實(shí)施例相同，用于生成將輸入到該乘法器A3`的輸入信號(hào)進(jìn)行了正倒相或反倒相后的輸出信號(hào)。選擇器S根據(jù)水平信號(hào)參數(shù)SHn選擇正信號(hào)(+1)或負(fù)信號(hào)(-1)中的任意一個(gè)。前級(jí)的乘法器X1將輸入信號(hào)與根據(jù)振幅參數(shù)an的共振峰峰值水平相乘。后級(jí)的乘法器X2將從所述乘法器X1輸出的輸出信號(hào)與由所述選擇器S選擇的正信號(hào)(+1)或負(fù)信號(hào)(-1)的任意一個(gè)相乘。這樣，便生成了將輸入到該乘法器A3`的輸入信號(hào)進(jìn)行正倒相或反倒相后的輸出信號(hào)。在這樣的構(gòu)成中，在由波形選擇參數(shù)定義為“正弦波”、并且由水平控制參數(shù)分別對(duì)偶數(shù)共振峰定義為
、對(duì)奇數(shù)共振峰定義為[1(反倒相)]的情況下，作為經(jīng)過乘法器A3`輸出的輸出信號(hào)，也能夠在各個(gè)共振峰生成與圖5(c)所示的波形相同的波形。
返回到圖10的說明，當(dāng)將經(jīng)過上述那樣構(gòu)成的乘法器A3`(或乘法器A4`)輸出的各個(gè)共振峰的輸出信號(hào)，即，在各個(gè)共振峰合成部A生成的1個(gè)共振峰的共振峰波形進(jìn)行多個(gè)相加后，便合成出具有共振峰結(jié)構(gòu)的聲音波形。如以上那樣，即使在具有對(duì)從波形存儲(chǔ)器讀出的波形的振幅水平進(jìn)行正倒相/反倒相控制的波形水平控制的結(jié)構(gòu)的情況下，也能夠與對(duì)在從波形存儲(chǔ)器讀出原波形時(shí)的初始相位進(jìn)行相位控制的結(jié)構(gòu)的情況相同，最終合成出除去了直流成分的具有共振峰結(jié)構(gòu)的1個(gè)聲音波形。
此外，在上述的實(shí)施例中，雖然說明了在音素參數(shù)中包含水平控制參數(shù)，根據(jù)該水平控制參數(shù)，按照乘法器A3`(或乘法器A4`)的選擇器S選擇出的信號(hào)，對(duì)波形的振幅水平進(jìn)行正倒相/反倒相控制的結(jié)構(gòu)，但不限于此。例如在對(duì)于偶數(shù)共振峰將波形的振幅水平正倒相，對(duì)于奇數(shù)共振峰將波形的振幅水平反倒相那樣的在各個(gè)共振峰中欲將波形的振幅水平的正倒相/反倒相控制固定地進(jìn)行的情況下，也可以不配置選擇器S。即，在圖11(a)所示的構(gòu)成的情況下，也可以構(gòu)成將根據(jù)振幅參數(shù)an的共振峰峰值水平在為偶數(shù)共振峰時(shí)直接輸入到乘法器X，在為奇數(shù)共振峰時(shí)，通過倒相器H輸入到乘法器X。在圖11(b)所示的結(jié)構(gòu)的情況下，也可以構(gòu)成對(duì)于偶數(shù)共振峰和奇數(shù)共振峰分別向乘法器X2直接輸入正信號(hào)(+1)和負(fù)信號(hào)(-1)。
此外，在上述的實(shí)施例中，說明了在合成部中能夠由波形存儲(chǔ)器進(jìn)行波形選擇的實(shí)例，對(duì)于取代這樣的波形存儲(chǔ)器而采用Sin波形存儲(chǔ)器的樂音合成裝置(參照?qǐng)D3或圖6)，當(dāng)然也可以應(yīng)用上述的波形水平控制(在這種情況下，音素參數(shù)不包含波形選擇參數(shù))。不過，由于采用上述的能夠由波形存儲(chǔ)器進(jìn)行波形選擇的結(jié)構(gòu)，可對(duì)各個(gè)共振峰使作為原波形而使用的波形互不相同地積極地設(shè)定波形選擇參數(shù)，所以，具有能夠以更多樣化的音色生成具有共振峰結(jié)構(gòu)的樂音的優(yōu)點(diǎn)。另外，在上述的實(shí)施例中，說明了不進(jìn)行相位控制的實(shí)例，但通過預(yù)先構(gòu)成在進(jìn)行上述波形水平控制的同時(shí)能夠進(jìn)行相位控制的結(jié)構(gòu)(在這種情況下，音素參數(shù)包含水平控制參數(shù)以及相位偏移參數(shù))，由于能夠在通過相位控制以多樣化音色生成具有共振峰結(jié)構(gòu)的樂音的同時(shí)，減少在由波形水平控制將多個(gè)共振峰波形相加時(shí)的在各個(gè)共振峰波形中所包含的直流成分的重疊，所以是有益的。
根據(jù)本發(fā)明，通過采用能夠?qū)υ诿總€(gè)生成各個(gè)共振峰波形的獨(dú)立共振峰音生成部中的在生成原波形時(shí)的初始相位進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂?，或者能夠在每個(gè)生成各個(gè)共振峰波形的獨(dú)立共振峰音生成部中對(duì)波形的振幅水平進(jìn)行正倒相/反倒相控制的結(jié)構(gòu)，可獲得減少在進(jìn)行多個(gè)共振峰波形相加時(shí)的各個(gè)共振峰波形的直流成分的重疊，生成失真小的具有共振峰結(jié)構(gòu)的樂音波形的效果。
而且，通過在上述的相位控制或波形水平控制的同時(shí)，能夠進(jìn)行從適當(dāng)?shù)牟ㄐ沃羞x擇出作為原波形使用的波形的波形控制，可獲得能夠簡單地以多樣化的音色生成具有共振峰結(jié)構(gòu)的樂音的效果。
權(quán)利要求
1.一種樂音合成裝置，其特征在于包括對(duì)應(yīng)共振峰數(shù)分別生成具有與共振峰中心頻率相等的頻率的周期波形的原波形生成裝置；設(shè)定由所述原波形生成裝置生成的各個(gè)周期波形的初始相位的設(shè)定裝置；控制所述原波形生成裝置，使其在每個(gè)音調(diào)周期以所述設(shè)定的初始相位生成各個(gè)周期波形的控制裝置；根據(jù)所述生成的各個(gè)周期波形，生成多個(gè)共振峰波形的共振峰波形生成裝置；和合成所述生成的多個(gè)共振峰波形的波形合成裝置，對(duì)應(yīng)由所述設(shè)定裝置設(shè)定的各個(gè)周期波形的初始相位，在將多個(gè)共振峰波形合成后的合成波形中減少重疊的直流成分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樂音合成裝置，其特征在于所述設(shè)定裝置設(shè)定各個(gè)周期波形的初始相位，使用于生成偶數(shù)次共振峰波形的各個(gè)周期波形的初始相位與用于生成奇數(shù)次共振峰波形的各個(gè)周期波形的初始相位之間存在π的相位差。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樂音合成裝置，其特征在于所述設(shè)定裝置設(shè)定各個(gè)周期波形的初始相位，使用于生成1次共振峰波形的周期波形的初始相位與用于生成其它的共振峰波形的各個(gè)周期波形的初始相位之間存在π的相位差。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的樂音合成裝置，其特征在于所述共振峰生成裝置通過將所述各個(gè)周期波形與具有與在每個(gè)音調(diào)周期反復(fù)的各個(gè)共振峰帶寬相對(duì)應(yīng)的時(shí)間寬度的窗函數(shù)波形相乘，生成共振峰波形。
5.一種樂音合成裝置，其特征在于包括對(duì)應(yīng)共振峰數(shù)分別生成具有與共振峰中心頻率相等的頻率的周期波形的原波形生成裝置；設(shè)定由所述原波形生成裝置生成的各個(gè)周期波形的初始相位的設(shè)定裝置；控制所述原波形生成裝置，使其在每個(gè)音調(diào)周期以所述設(shè)定的初始相位生成各個(gè)周期波形的控制裝置；根據(jù)所述生成的各個(gè)周期波形，生成多個(gè)共振峰波形的共振峰波形生成裝置；和合成所述生成的多個(gè)共振峰波形的波形合成裝置。
6.一種樂音合成裝置，其特征在于包括對(duì)應(yīng)共振峰數(shù)分別生成具有與共振峰中心頻率相等的頻率的周期波形的原波形生成裝置；控制所述原波形生成裝置，使其在每個(gè)音調(diào)周期以規(guī)定的初始相位生成各個(gè)周期波形的控制裝置；將從所述原波形生成裝置生成的各個(gè)周期波形的振幅水平進(jìn)行正倒相或反倒相的振幅水平控制裝置；根據(jù)將所述振幅水平進(jìn)行正倒相或反倒相后的各個(gè)周期波形，生成多個(gè)共振峰波形的共振峰波形生成裝置；和合成所述生成的多個(gè)共振峰波形的波形合成裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的樂音合成裝置，其特征在于具有從多個(gè)波形中將任意的波形選擇性地與各個(gè)共振峰波形建立對(duì)應(yīng)關(guān)系的波形選擇裝置，所述原波形生成裝置根據(jù)由所述波形選擇裝置選擇的波形在每個(gè)共振峰生成所述周期波形。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的樂音合成裝置，其特征在于所述振幅水平控制裝置在定義了每個(gè)音素中所包含的共振峰的組合的音素參數(shù)中，根據(jù)在每個(gè)幀被定義的水平控制參數(shù)，將所述各個(gè)周期波形的振幅水平進(jìn)行正倒相或反倒相。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的樂音合成裝置，其特征在于所述振幅水平控制裝置順序生成的每個(gè)周期波形中，對(duì)所述各個(gè)周期波形的振幅水平交替地進(jìn)行正倒相或反倒相。
10.一種計(jì)算機(jī)的執(zhí)行程序，其特征在于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行對(duì)應(yīng)共振峰數(shù)分別生成具有與共振峰中心頻率相等的頻率的周期波形的步驟；設(shè)定所述生成的各個(gè)周期波形的初始相位的步驟；在每個(gè)音調(diào)周期以所述設(shè)定的初始相位生成各個(gè)周期波形的控制步驟；根據(jù)所述生成的各個(gè)周期波形，生成多個(gè)共振峰波形的步驟；和合成所述生成的多個(gè)共振峰波形的步驟。
11.一種計(jì)算機(jī)的執(zhí)行程序，其特征在于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行對(duì)應(yīng)共振峰數(shù)分別生成具有與共振峰中心頻率相等的頻率的周期波形的步驟；在每個(gè)音調(diào)周期以規(guī)定的初始相位生成各個(gè)周期波形的控制步驟；對(duì)所述生成的各個(gè)周期波形的振幅水平進(jìn)行正倒相或反倒相的步驟；根據(jù)將所述振幅水平進(jìn)行了正倒相或反倒相后的各個(gè)周期波形，生成多個(gè)共振峰波形的步驟；和合成所述生成的多個(gè)共振峰波形的步驟。
全文摘要
本發(fā)明提供一種共振峰波形合成裝置。設(shè)定各個(gè)周期波形的初始相位，使生成多個(gè)減少了在合成波形中被重疊的直流成分的共振峰波形。對(duì)應(yīng)共振峰數(shù)分別生成各個(gè)具有與共振峰中心頻率相等的頻率的周期波形，根據(jù)生成的各個(gè)周期波形生成多個(gè)共振峰波形。該在共振峰波形的生成時(shí)所使用的周期波形在對(duì)應(yīng)每個(gè)音調(diào)頻率的時(shí)間間隔將相位初始化為被設(shè)定的初始相位。然后，通過將生成的多個(gè)共振峰波形合成，生成具有共振峰結(jié)構(gòu)的樂音。這樣，通過在每個(gè)具有與共振峰中心頻率相等的頻率的周期波形中設(shè)定適當(dāng)?shù)某跏枷辔?，可減少在將多個(gè)共振峰波形合成后的合成波形中重疊的直流成分。
文檔編號(hào)G10H1/00GK1489131SQ03155309
公開日2004年4月14日 申請(qǐng)日期2003年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月28日
發(fā)明者西元哲夫, 向嵨祐弘, 弘 申請(qǐng)人:雅馬哈株式會(huì)社