电子乐器、电子键盘乐器、乐音生成方法与流程

1.本发明涉及电子乐器、电子键盘乐器、乐音生成方法。


背景技术：

2.提出有能够更忠实地模拟声学钢琴的共鸣音的共鸣音生成装置的技术。(例如，日本特开2015
‑
143764号公报)


技术实现要素：

3.本发明的一个实施例的电子乐器，具备：
4.多个演奏操作件，分别指定音高；以及
5.至少1个处理器，
6.所述至少1个处理器，
7.取得弦音数据，所述弦音数据包含与所指定的音高对应的基音成分及泛音成分，不包含所述基音成分及泛音成分以外的成分，
8.取得打击音波形数据，所述打击音波形数据不包含与所指定的音高对应的所述基音成分及泛音成分，而包含所述基音成分及泛音成分以外的成分，
9.以设定的比率将所述弦音数据和与所述打击音波形数据相应的打击音数据合成。
10.本发明的一个实施例的电子键盘乐器，其中，具备：
11.键盘，分别指定音高；
12.音色选择操作件；以及
13.至少1个处理器，
14.所述至少1个处理器，
15.取得弦音数据，所述弦音数据包含与所指定的音高对应的基音成分及泛音成分，
16.取得打击音波形数据，所述打击音波形数据不包含与所指定的音高对应的所述基音成分及所述泛音成分，而包含所述基音成分及所述泛音成分以外的成分，
17.以根据对所述音色选择操作件的操作而设定的比率，将所述弦音数据和与所述打击音波形数据相应的打击音数据合成。
18.本发明的一个实施例的乐音生成方法，其中，
19.电子键盘乐器的至少1个处理器，
20.取得弦音数据，所述弦音数据包含与所指定的音高对应的基音成分及泛音成分，
21.取得打击音波形数据，所述打击音波形数据不包含与所指定的音高对应的所述基音成分及所述泛音成分，而包含所述基音成分及所述泛音成分以外的成分，
22.以根据对音色选择操作件的操作而设定的比率，将所述弦音数据和与所述打击音波形数据相应的打击音数据合成。
附图说明
23.图1是表示本发明的一实施方式的电子键盘乐器的基本的硬件电路的结构的框图。
24.图2是表示该实施方式的由音源dsp进行的基本的信号处理的概念结构的框图。
25.图3是说明该实施方式的通过激励脉冲生成弦音的波形数据的原理的图。
26.图4是例示该实施方式的弦音的基音和泛音的频谱的图。
27.图5是例示该实施方式的打击音的频谱的图。
28.图6是例示该实施方式的乐音的频谱的图。
29.图7是表示该实施方式的与构成钢琴的乐音的各波形数据相加合成后钢琴的乐音的波形数据的具体例的图。
30.图8是说明该实施方式的在安装电平下具备弦音和打击音的各音源通道的硬件电路的功能结构的框图。
31.图9是表示该实施方式的主要是弦音模型频道的信号处理结构的框图。
32.图10是表示该实施方式的主要是打击音产生通道的信号处理结构的框图。
33.图11是表示该实施方式的波形读出部的电路结构的框图。
34.图12是表示该实施方式的图9的全通滤波器的详细的电路结构的框图。
35.图13是表示该实施方式的图9的低通滤波器的详细的电路结构的框图。
36.图14是例示该实施方式的根据被按键的音符和速度而读出的弦音的激励脉冲和打击音的波形数据的映射结构、以及产生的弦音和打击音的电平变化的图。
37.图15是表示该实施方式的选择了预设音色的情况与操作了当前音色、弦音、打击音的比率的变更的情况的各处理内容的流程图。
38.图16是表示该实施方式的按键时和离键时的各处理内容的流程图。
39.图17是表示该实施方式的制音器踏板的开(on)操作时和关(off)操作时的各处理内容的流程图。
40.图18是说明该实施方式的在安装电平下产生弦音和打击音的音源通道的硬件电路的其他功能结构的框图。
具体实施方式
41.参照附图对将本发明应用于电子乐器的情况下的一实施方式进行详细说明。
42.[结构]
[0043]
图1是表示将本实施方式应用于电子键盘乐器10的情况下的基本的硬件电路的结构的框图。在该图中，将操作信号s11和操作信号s12输入到lsi13的cpu13a，所述操作信号s11包含与在作为演奏操作件的键盘部11的操作相应的、音符编号(音高信息)和作为音量信息的速度值(按键速度)，所述操作信号s12是与在制音器踏板12的操作相应的制音器开/关的操作信号。
[0044]
lsi13经由总线b将cpu13a、第一ram13b、音源dsp(数字信号处理器)13c、d/a变换部(dac)13d连接。
[0045]
另外，音源dsp13c与lsi13外部的第二ram14连接。进而，在总线b上连接lsi13外部的rom15。
[0046]
cpu13a控制电子键盘乐器10整体的动作。rom15存储cpu13a执行的动作程序、用于演奏的激励信号数据等。第一ram13b作为闭环电路等用于产生乐音的信号延迟的缓冲存储器发挥功能。
[0047]
第二ram14是供cpu13a、音源dsp13c展开动作程序并进行存储的工作存储器。cpu13a在演奏动作时对音源dsp13c提供音符编号、速度值、伴随于音色的共鸣参数(表示制音器共振的电平、弦共振的电平的共鸣电平)等参数。
[0048]
音源dsp13c读出存储于rom15的动作程序、固定数据，在使其展开存储于成为工作存储器的第二ram14上的基础上，执行动作程序。具体而言，音源dsp13c根据从cpu13a提供的参数，从rom15读出用于产生需要的弦音的激励信号的波形数据，与闭环电路中的处理相加，合成多个闭环电路的输出而生成弦音的波形数据。
[0049]
另外，音源dsp13c从rom15读出与弦音不同的打击音的波形数据，对于分配给发音的音符的每个通道，产生根据速度调整了振幅、音质的打击音波形数据。
[0050]
进而，音源dsp13c对产生的弦音和打击音的各波形数据进行合成，将合成后的乐音数据s13c向d/a变换部13d输出。
[0051]
d/a变换部13d对乐音数据s13c进行模拟信号化(s13d)，向lsi13外部的放大器(amp.)16输出。通过由放大器16放大后的模拟的乐音信号s16，扬声器17对乐音进行扩声放音。
[0052]
另外，能够通过软件来实现图1所示的硬件电路结构。在由个人计算机(pc)实现时，功能性硬件的电路结构与图1所示的内容不同。
[0053]
图2是表示由音源dsp13c进行的基本的信号处理的概念结构的框图。如图2所示，通过由加法器21、延迟电路23、低通滤波器(lpf)24、放大器22构成的物理模型的闭环电路，产生弦音的波形数据，另一方面，通过加法器25将由后述的pcm音源产生的打击音的波形数据相加，将其和输出作为综合的乐音数据输出。
[0054]
加法器21将从rom15读出的、后述的基于激励脉冲信号的弦音的波形数据与放大器22的输出的反馈输入信号相加，将其和输出向延迟电路23送出。
[0055]
延迟电路23设定与所分配的音符的音高对应的弦长量的延迟时间，并将延迟后的信号向低通滤波器24输出。低通滤波器24根据所设定的截止频率使低频成分通过，由此产生弦音的音质的时间变化，该通过输出作为弦音的波形数据被输出到加法器25和放大器22。放大器22将与所提供的反馈值相应的衰减提供给弦音的波形数据并反馈输入到加法器21。
[0056]
如前所述，通过使用了闭环电路的物理模型产生弦音的波形数据，另一方面，不能持续产生的打击音的波形数据由pcm音源产生并通过加法器25相加，由此进行补充，产生良好且自然的乐音数据。
[0057]
图3是说明通过激励脉冲生成弦音的波形数据的原理的图。
[0058]
图3(a)表示从产生钢琴的乐音的最初开始衰减的过程。图3(b)表示产生乐音的最初即弦刚开始振动之后的波形数据。图3(c)例示了在从图3(b)所示的波形中仅提取出2～3波长量的基础上，通过乘以例如汉宁窗等窗函数来进行窗口化处理后的波形。这样将波形数据用作激励信号。在本发明的电子键盘乐器中，无论用户以何种强度按键哪个键，只要能够从音源lsi13取得与音符编号(被按键的键的音高)以及速度值(按键的速度)对应的激励
信号即可，其实现方法不限。
[0059]
所取得的激励信号被输入到后述的多个弦音模型通道63中的对应或决定的弦音模型通道63，生成弦音。
[0060]
图4是例示通过上述那样的生成方法生成的弦音的频谱的图。如图所示，具有峰状的基本f0与其泛音f1、f2、
…
相连的频谱。
[0061]
另外，通过对存储在rom15中的上述那样的频谱的弦音的波形数据实施使基本f0与其泛音f1、f2、
…
的频率成分偏离那样的处理，也能够生成多个不同音高的弦音的波形数据。
[0062]
能够通过前述那样的物理模型生成的弦音如图4所示，不包含基音成分、泛音以外的成分。另一方面，在原来的乐器中产生的乐音中包含应称为打击音的乐音成分，该应称为打击音的乐音成分表征了该乐器的乐音特征。因此，在电子乐器中，优选生成该打击音来与弦音合成。
[0063]
另外，在本实施方式中，打击音包含例如声学钢琴中由于按键在钢琴内部音锤与弦碰撞时的碰撞音、音锤的动作音、钢琴演奏者的手指的敲键音、键盘碰到止动件而停止时的音这样的音的成分，不包含纯粹的弦音的成分(各键的基音成分及泛音成分)。另外，打击音不一定限于在按键时产生的物理的打击动作本身的声音。
[0064]
在生成打击音时，首先通过汉宁窗等窗函数对录音的乐音的波形数据进行窗口化处理后，通过fft(快速傅里叶变换)变换为频率维度的数据。
[0065]
对于该变换后的数据，基于录音波形数据的音高信息、除去的泛音、泛音频率与基音的偏差量等能够从录音波形观测到的数据，决定基音和泛音的频率，实施这些频率的结果数据的振幅成为0那样的运算处理，由此除去弦音的频率成分。
[0066]
例如，基音频率为100[hz]的情况下，通过乘以乘数0来除去弦音的频率成分的频率成为100[hz]、200[hz]、400[hz]、800[hz]
…
[0067]
在此，泛音准确地成为整数倍，但在实际的乐器中频率稍微偏离，因此使用从通过录音得到的波形数据观测到的泛音频率，能够更适当地应对。
[0068]
之后，通过将去除了弦音的频率成分的数据通过ifft(快速傅里叶逆变换)变换为时间维度的数据，能够生成打击音的波形数据。
[0069]
图5是例示打击音的乐音的频谱的图。具有这种频谱的打击音的波形数据被存储在rom15中。
[0070]
通过将图5的打击音的波形数据与从图4所示的物理模型产生的弦音的波形数据相加合成，产生图6所示的频谱的乐音。
[0071]
即，图6是例示钢琴的音高f0的音符被按键的情况下产生的乐音的频谱的图。如图所示，通过合成峰状的基本f0与其泛音f1、f2、
…
相连的弦音和这些峰状的弦音的间隙部分vi、vi、
…
产生的打击音，能够再现声学钢琴的乐音。
[0072]
图7是表示与构成钢琴的乐音的各波形数据相加合成后的钢琴的乐音的波形数据的具体例的图。具有图7(a)所示的频谱的弦音的波形数据由物理模型产生，另一方面，具有图7(b)所示的频谱的打击音的波形数据由pcm音源读出。通过将它们相加合成，能够产生如图7(c)所示那样的自然的钢琴的乐音。
[0073]
图8是说明具备弦音和打击音的各音源通道的音源dsp13c的在安装电平下的硬件
电路整体的功能结构的框图。
[0074]
为了将合成了弦音和打击音的乐音设为已完成的钢琴的乐音，在弦音和打击音中分别各具有多个通道，例如各32通道。
[0075]
具体而言，根据音符开信号从激励信号波形存储器61读出弦音用的激励信号的波形数据s61，在最大32通道的弦音模型通道63中分别通过闭环处理产生弦音的通道波形数据s63，并输出到加法器65a。在加法器65a中合成的相加结果作为弦音的波形数据s65a，通过放大器66a根据来自cpu13a的弦音电平而衰减后，向加法器69输入。
[0076]
另外，加法器65a输出的弦音的波形数据s65a在通过延迟保持部67a延迟了1个采样周期的量(z
‑
1)之后，在放大器68a中根据来自cpu13a的制音器共振弦音电平而衰减，反馈输入到弦音模型通道63。
[0077]
另一方面，通过音符开信号从打击音波形存储器62读出打击音的波形数据s62，在最大32通道的打击音产生通道64中分别产生打击音的通道波形数据s64，并向加法器65b输出。作为打击音的波形数据s65b，在加法器65b中合成的相加结果根据来自cpu13a的打击音电平而被放大器66b衰减后，输入到加法器69。
[0078]
另外，加法器65b输出的打击音的波形数据s65b在放大器68b中根据来自cpu13a的制音器共振打击音电平而被衰减，并输入到弦音模型通道63。
[0079]
加法器69通过相加处理对经由放大器66a输入的弦音的波形数据s66a和经由放大器66b输入的打击音的波形数据s66b进行合成，并输出合成后的乐音数据s69。
[0080]
表示cpu13a向放大器66a输出的指定衰减率的弦音电平的信号s13a1、和同样向放大器66b输出的指定衰减率的打击音电平的信号s13a2即弦音与打击音的相加比，是根据预设的钢琴音色、用户的喜好而设定的参数。
[0081]
另外，cpu13a向放大器68a输出的制音器共振弦音电平的信号s13a3、和同样向放大器68b输出的制音器共振打击音电平的信号s13a4是能够与前述的弦音电平的信号、打击音电平的信号不同的设定的参数。
[0082]
这是因为，在实际的声学钢琴中，作为主音发出的音是通过钢琴弦的琴桥(bridge)、音板、琴身整体产生的音，与通过弦彼此的共鸣的主要的传递路径即琴桥而发出的共鸣音之间存在音质差。因此，设为能够调整该差的结构。通常，如果设为打击音成分较大的设定，则在琴桥传送路径中传递的音能够将制音器共振音生成为与声学钢琴非常相似的声音。
[0083]
另外，在想要分别设定未被踩下制音器踏板12时产生的弦共振量、踩下制音器踏板12时的制音器共振量的情况下，也可以控制为根据制音器踏板12的踩下方式的状态，使制音器共振(打击音/弦音)的电平分别变化。
[0084]
例如，在制音器踏板12未被踩下的制音器开时的共鸣音(弦共振)的情况下，作为共鸣音产生接近于纯音的音，因此，考虑将打击音设定得较少的设定。另外，在制音器踏板12被踩下的制音器关闭时的共鸣音(制音器共振)的情况下，作为共鸣音，产生具有被打击音激励的宽的频带的音，因此，考虑将打击音设定为较多。
[0085]
图9是主要表示图8的弦音模型通道63的详细的电路结构的框图。图9除了后述的音符事件处理部31以及激励信号波形存储器61(rom15)之外，在图中用虚线包围表示的范围63a～63c相当于1个通道。
[0086]
即，在电子键盘乐器10中，以实际的声学钢琴为基准，设每1键具有1根(最低音域)、2根(低音域)或3根(中音域以上)的弦模型的信号循环电路。在图9中，通过动态分配应对，具有与3根弦模型对应的共用的信号循环电路。
[0087]
以下，以3根弦模型的信号循环电路的1个、弦音模型通道63a为例进行说明。
[0088]
音符事件处理部31从cpu13a被提供音符的开/关信号s13a5、速度信号s13a6、decay(衰减)/release(余音)的速率设定信号s13a7、共鸣电平设定值信号s13a8、以及制音器的开/关信号s13a9，分别将发音开始信号s311送出到波形读出部32，将速度信号s312送出到放大器34，将反馈量信号s313送出到放大器39，将共鸣值信号s314送出到包络线发生器(eg)42，将与音高(pitch)相应的弦长延迟的整数部pt_r[n]送出到延迟电路36，将其小数部pt_f[n]送出到全通滤波器(apf)37，将截止(cut off)频率fc[n]送出到低通滤波器(lpf)38。
[0089]
接收到来自音符事件处理部31的发音开始信号s311的波形读出部32从激励信号波形存储器61读出已窗口倍增处理(window
‑
multiplying processing)的激励信号的波形数据s61并向放大器34输出。放大器34以与来自音符事件处理部31的速度信号s312相应的衰减量调整激励信号波形数据s61的电平并向加法器35输出。
[0090]
另外，在加法器35中，作为来自加法器41的和输出，输入将弦音和打击音相加后的波形数据s41，将作为相加的结果而得到的和输出作为弦音的通道波形数据s35(s63)向下一级的加法器65a直接输出，并且向构成闭环电路的延迟电路36输出。
[0091]
延迟电路36在声学钢琴中，作为与该弦振动时输出的声音的1波长的整数部相应的值(例如，在与高音的键对应的情况下为20，在与低音的键对应的情况下为2000这样的整值)，从音符事件处理部31设定弦长延迟pt_r[n]，将通道波形数据s35延迟该弦长延迟pt_f[n]的量，向全通滤波器(apf)37输出。
[0092]
全通滤波器37作为与该1波长的小数部相应的值，由音符事件处理部31设定了弦长延迟pt_f[n]，将延迟电路36的波形数据s36延迟该弦长延迟pt_f[n]的量，向低通滤波器(lpf)38输出。即，由于延迟电路36和全通滤波器37构成图2中的延迟电路23，因此延迟根据音符编号信息(音高信息)决定的时间(1波长量的时间)。
[0093]
低通滤波器38相当于图2的低通滤波器24，使比由音符事件处理部31针对该弦长的频率设定的广域衰减用的截止频率fc[n]靠低频侧的全通滤波器37的波形数据s37通过，并向放大器39以及延迟保持部40输出。
[0094]
放大器39即图2的放大器22，根据从音符事件处理部31提供的反馈量信号s313使来自低通滤波器38的输出数据s38衰减后向加法器41输出。该反馈量信号s313在按键状态且制音器关闭状态下根据遵循了decay(衰减)的速率的值而设定，另一方面，在非按键状态且在制音器开状态下根据遵循release(余音)的速率的值而设定。该反馈量信号s313在release(余音)的比率高的情况下变得更小，声音的衰减快，弦音的共鸣的程度也低。
[0095]
延迟保持部40将低通滤波器38输出的波形数据保持1个采样周期的量(z
‑
1)后，作为减数向相减器44输出。
[0096]
另外，在相减器44中输入有从放大器68a重叠了全弦模型的、1个采样周期前的共鸣音用的弦音的输出数据s68a，将经由延迟保持部40的低通滤波器38的输出即自身的弦模型的输出数据s40作为减数，将该差的输出数据s44输出到加法器45。
[0097]
另外，在加法器45中输入来自放大器68b的打击音的波形数据s68b，由它们的相加得到的和输出的波形数据s45被提供给放大器43。放大器43执行基于信号s42的衰减处理，并将衰减处理后的波形数据s43向加法器41输出，该信号s42从包络线发生器42提供，表示与来自音符事件处理部31的共鸣值对应地在时间上变化的adsr(attack(上升)/decay(衰减)/sustain(衰减后的保持)/release(余音))的阶段相应的音量。
[0098]
加法器41将作为放大器39的输出的自身的弦模型的波形数据s39、和作为放大器43的输出的整体的弦音和打击音的共鸣音的波形数据s43相加，并将该和输出的波形数据s41提供给加法器35，由此进行共鸣音的向闭环电路的反馈输入。
[0099]
在向音符事件处理部31输入音符开信号s13a5的情况下，在发音开始前，将向放大器34的速度信号s312、向与音高相应的延迟电路36的延迟时间的整数部pt_r[n]、向全通滤波器37的其小数部弦长延迟pt_f[n]、低通滤波器38的截止频率fc[n]、向放大器39的反馈量信号s313、向包络线发生器42的共鸣值信号s314分别设定为规定的电平。
[0100]
若向波形读出部32输入发音开始信号s311，则对闭环电路提供与规定的速度信号s312相应的激励信号的波形数据s34，按照设定的音色变化、延迟时间开始发音。
[0101]
之后，通过该音符中的音符关信号s13a5，向放大器39提供与规定的release(余音)的比率相应的反馈量信号s313，转移到消音动作。
[0102]
在按键状态以及制音器关闭状态下，提供给包络线发生器42的反馈量信号s314成为按照延迟电路36、全通滤波器37中的延迟量的值。
[0103]
另一方面，在非按键状态以及制音器开状态下，提供给包络线发生器42的反馈量信号s314成为与release(余音)时的音量相应的值。
[0104]
作为提供给包络线发生器42的反馈量信号s314的控制，非按键状态以及制音器开状态变小，声音的衰减快，也不怎么共鸣。
[0105]
另外，在非按键状态下处于制音器关闭状态的情况下，即在踩下了制音器踏板12的状态下，按照制音器开/关信号s13a9，设定前述的音符开时的一系列的参数，但成为不向波形读出部32发送发音开始信号s311，不经由波形读出部32以及放大器34向加法器35输入波形数据s34的动作。
[0106]
另外，在按键状态下处于制音器关闭状态的情况下，通过输入弦音的波形数据s68a或输入打击音的波形数据s68b，激励包含延迟电路36、全通滤波器37、低通滤波器38、放大器39、放大器43、加法器41的闭环电路，产生共鸣音。
[0107]
如上所述，弦音模型通道63a～63c是在钢琴的音符每1通道配置3弦量的通道，因此具有如下优点：在动态分配的情况下，如果预先固定为3弦，预先将所有通道的波形数据(s63)的处理动作统一，则在处理的程序结构上以及硬件的电路结构上简单化，并且不需要弦结构的动态的变更。
[0108]
这一点与如下情况理由相同：在根据制音器踏板12的踩踏而生成共鸣音时，在与最低音的12音符对应的各通道63中，允许在与最低音域的12音符对应的键未被按键时输入不需要的打击音的波形数据。
[0109]
在将各弦模型的通道结构统一为3弦的模型的情况下，在将3弦模型分配给2弦、1弦的区域的音符的情况下，可以在对发音输出激励信号数据的开始处理的阶段进行控制，也能够通过设定为消除表示弦的音程(unison(detune))的微妙的音程差来简单地应对。
[0110]
另外，在执行例如将弦模型准备88音符量并固定地分配各音符的静态分配方式的动作的情况下，并不限于此。
[0111]
图10是主要表示图8的打击音产生通道64的详细的电路结构的框图。在打击音产生通道64中，通过应对动态分配方式而具有32通道的信号产生电路。
[0112]
以下，以打击音产生通道64的1个为例进行说明。
[0113]
音符事件处理部31从cpu13a提供音符开/关信号s13a5，将发音控制信号s315送出到波形读出部91，将指示音符开/关和速度的信号s317送出到包络线发生器(eg)42，进而将指示与速度相应的截止频率fc的信号s316送出到低通滤波器(lpf)92。
[0114]
接收到来自音符事件处理部31的发音控制信号s315的波形读出部91从作为pcm音源存储有打击音的波形数据s62的打击音波形存储器62(rom15)读出被指示的波形数据s62并向低通滤波器92输出。
[0115]
对于打击音的波形数据s62，低通滤波器92使比从音符事件处理部31提供的截止频率fc低的低频侧的成分通过，从而提供与速度相应的音色的变化，向放大器93输出。
[0116]
放大器93执行基于信号的音量调整处理，将处理后的打击音的通道波形数据s93(s64)向后级的加法器65b输出，该信号是从包络线发生器42提供的，表示与来自音符事件处理部31的速度值对应地随时间变化的adsr的阶段相应的音量。
[0117]
也如图8所示，最大32通道量的打击音的通道波形数据s64由加法器65b合成并汇总，经由放大器66b向加法器69输出，另一方面，还经由放大器68b向处理弦音的乐音信号的弦音模型通道63侧输出。
[0118]
图11是表示在图9的弦音模型通道63内读出弦音的激励信号波形数据s61的波形读出部32、以及在图10的打击音产生通道64内读出打击音波形数据s62的波形读出部91的共用的电路结构的框图。
[0119]
在存在键盘部11中的按键的情况下，表示与应发音的音符编号和速度值相应的开头地址的偏移地址被保持在偏移地址寄存器51中。该偏移地址寄存器51的保持内容s51被输出到加法器52。
[0120]
另一方面，在发音初始时被复位而成为“0(零)”的当前地址计数器53的计数值s53被输出到加法器52、插补部56、以及加法器55。
[0121]
当前地址计数器53是如下的计数器：利用将保持脉冲的再生音高(pitch)的音高寄存器54的保持值s54、和自身的计数值s53通过加法器55相加而得到的结果s55，依次增加计数值。
[0122]
作为音高寄存器54的设定值的脉冲的再生音高，在通常的情况下，如果激励信号波形存储器61或打击音波形存储器62内的波形数据的采样率与弦模型一致，则成为“1.0”，另一方面，在通过主调音(master tunning)、拉伸调音(stretch tunning)、音律等变更了音高的情况下，提供从“1.0”加减的值。
[0123]
将来自偏移地址寄存器51的偏移地址s51与来自当前地址计数器53的当前地址s53相加的加法器52的输出(地址整数部)s52作为读出地址输出到激励信号波形存储器61(或打击音波形存储器62)，从激励信号波形存储器61(或打击音波型存储器62)读出对应的弦音的激励信号波形数据s61(或打击音的波形数据s62)。
[0124]
所读出的波形数据s61(或s62)在插补部56中，在根据与当前地址计数器53输出
的、与音高相应的地址小数部进行插补处理之后，作为脉冲输出而输出。
[0125]
图12是表示图9的全通滤波器37的详细的电路结构的框图。来自前级的延迟电路36的输出s36被输入到相减器71。相减器71将放大器72输出的、1个采样周期前的波形数据作为减数执行减法，将成为其差的波形数据向延迟保持部73以及放大器74输出。放大器74将根据弦长延迟pt_f而衰减的波形数据向加法器75输出。
[0126]
延迟保持部73对发送来的波形数据进行保持，并延迟1个采样周期的量(z
‑
1)而向放大器72以及加法器75输出。放大器72将根据弦长延迟pt_f而衰减的波形数据作为减数向相减器71输出。加法器75的和输出，对应于前级的延迟电路36中的延迟动作，作为延迟了根据所输入的音符编号信息(音高信息)决定的时间(1波长量的时间)的量的波形数据s37，向后级的低通滤波器38送出。
[0127]
图13是表示图9的低通滤波器38的详细的电路结构的框图。来自前级的全通滤波器37的延迟的波形数据s37被输入到相减器81。对相减器81提供放大器82输出的截止频率fc以上的波形数据作为减数，作为其差，计算小于截止频率fc的低频侧的波形数据，并输出到加法器83。
[0128]
对加法器83也输入延迟保持部84输出的、1个采样周期前的该波形数据，将成为其和的波形数据向延迟保持部84输出。延迟保持部84保持从加法器83发送来的波形数据，延迟1个采样周期的量(z
‑
1)，作为该低通滤波器39的波形数据s38，另一方面，也向放大器82、加法器83输出。
[0129]
作为结果，低通滤波器38使比针对该弦长的频率设定的广域衰减用的截止频率fc靠低频侧的波形数据通过，并向后级的放大器39以及延迟保持部40输出。
[0130]
在闭环电路中，由于波形数据反复通过而在低通滤波器38中的除去能力提高，因此作为提供给放大器82的截止频率fc，大多采用通常提高的值的频率。
[0131]
[动作]
[0132]
接着，对所述实施方式的动作进行说明。
[0133]
图14是例示根据在键盘部11被按键的音符和速度而读出的、弦音的激励脉冲与打击音的波形数据的映射结构、以及与产生的弦音和打击音的时间相应的电平变化的图。
[0134]
图14(a)示出了决定在键盘部11中例如c3的音符以mf(mezzo forte)的速度被按键的情况下的、弦音的激励脉冲和打击音的各波形数据的存储器的读出地址的过程。
[0135]
如图14(a)的(a
‑
1)所示，在激励信号波形存储器61中存储的弦音的激励脉冲对应于音符与3个级别的速度：f(forte)/mf(mezzo forte)/p(piano)而准备，读出与相应于按键的存储器地址相应的弦音的激励脉冲的波形数据。关于音符，例如成为与48音符对应地分成44个级别的波形数据，读出的波形数据根据被按键的音符而适当地调整音高。
[0136]
另一方面，如图14(a)的(a
‑
2)所示，存储在打击音波形存储器62中的打击音的波形数据对应于与音符同样的3个级别的速度“f(forte)/mf(mezzo forte)/p(piano)”而准备，读出与按键相应的存储器地址“mf4”的打击音的波形数据。关于音符，例如在邻接的5个音符左右中共用1个打击音的波形数据，读出的波形数据根据被按键的音符而适当地调整音高。
[0137]
弦音和打击音都是与音符和速度相应的波形数据的级别数越多，则音质越高，但也因此，激励信号波形存储器61、打击音波形存储器62所需的存储器容量分别增大。
[0138]
在本实施方式中，将对弦音进行了2～3波长量的窗口倍增处理(window
‑
multiplying processing)后的短的激励脉冲的波形数据存储于激励信号波形存储器61，通过闭环电路使之激励，由此产生弦音的乐音，另一方面，打击音作为pcm音源是直接对存储于打击音波形存储器62的波形数据进行乐音化的音。
[0139]
因此，应该分别存储在激励信号波形存储器61和打击音波形存储器62中的各个波形数据的容量明显小于存储在激励信号波形存储器61中的弦音的激励脉冲的波形数据。因此，如图14(a)所示，认为将弦音的激励脉冲的波形数据设定得更精细而使级别数多，减少共用1个波形数据的音符数是妥当的。
[0140]
图14(b)例示了与键盘部11中的按键对应的弦音和与打击音的音符相应的制音器共振的电平。弦音的电平和打击音的电平能够分别单独地设定，例如也可以在不考虑制音器共振的状态下的(弦音电平、打击音电平)为(0.8，0.3)的情况下，能够根据如制音器共振开时为(0.06，0.03(根据音符而不同))、制音器共振关时(＝弦共振开时)为(0.07，0.02(根据音符而不同))这样分别根据制音器共振的开/关来设定。
[0141]
另外，如图14(b)所示，对于制音器共振用的弦音电平和打击音电平，设定与被按键的音符相应的电平也是有效的，特别是在制音器共振音为高频侧的音符中，通过将打击音的电平设定为更高，能够忠实地再现高频域中包含较多的泛音的制音器共振的音色的特征。
[0142]
接着，对弦音与打击音的相加的比例进行说明。
[0143]
在本实施方式中，通过采用将弦音模型通道63与打击音产生通道64分离的结构，能够变更相加的比例。一般而言，通过进一步增大弦音的比例，能够再现更大的钢琴、或聆听点(listening point)远离钢琴的情况。这是考虑了如下理由所引起的情况，即：
[0144]
·
大的钢琴的弦长，响板也大，因此弦的振动的音听起来更大
[0145]
·
钢琴的音是由基音或其泛音构成的、频率峰清楚的弦音容易被人认知等。
[0146]
相反，通过增大打击音的比例，能够再现小的钢琴、聆听点接近钢琴的情况下的乐音。
[0147]
如前所述，通过设为产生弦音和打击音的通道分离的结构，能够变更其相加的比例，乐音与制音器共振的相加比不同是因为在通过按键产生的音传递到其他弦而共鸣的情况下，通过琴桥并传播的成分多，在该传播的成分中打击音的比例变多。因此，以更多的比率合成了打击音的成分的制音器共振音成为近似于声学钢琴的声音。
[0148]
以下，对与各操作对应的设定处理的内容进行说明。与这些操作对应的处理均以cpu13a为主体来执行控制。
[0149]
图15(a)是表示选择了预设音色的情况下的处理内容的流程图。在选择了预设音色的情况下，首先cpu13a准备与图14(b)的(b
‑
1)、(b
‑
2)所示那样的所选择的音色相应的各弦音电平(a13a1)、打击音电平(s13a2)(步骤s101)。接着，cpu13a设定乐音时的电平(步骤s102)，并且设定与制音器踏板12的状态相应的共鸣音电平(s13a3、s13a4)(步骤s103)，以上结束与预设音色的选择相应的处理，返回用于等待演奏操作的处理。
[0150]
这样，通过从预先预设的多个音色中选择1个，能够设定各种相加合成比率，由此能够简化演奏乐器前所需的繁杂的操作，维持表现的多样性，并且能够容易地进行实际的处理。
[0151]
在此，作为预设的音色，例如设定为，在制音器踏板12开时打击音较大，在制音器踏板12关时弦音较大。另外，相对于乐音输出用的电平，考虑设为使共鸣用反馈值的制音器共振用的电平为1/10左右那样的设定。
[0152]
图15(b)是表示除了在图15(a)中说明的预设音色的选择操作之外执行的、变更当前音色、弦音、打击音的比率的操作的情况下的处理内容的流程图。在处理时，cpu13a首先对应于该操作，将通过预设操作选择的、准备的各乐音输出用的弦音电平(s13a1)、打击音电平(s13a2)修正为分别指定的变更比率(步骤s201)。
[0153]
进而，cpu13a在设定了乐音时的电平的基础上(步骤s202)，根据制音器踏板12的状态设定共鸣音的电平(s13a3、s13a4)(步骤s203)，在以上结束处理，返回用于等待演奏操作的处理。
[0154]
这样，关于当前音色、弦音、打击音的个别的比率变更操作，成为进一步任意地调整电子键盘乐器10的用户所调用的预设的电平的处理，能够根据用户对预设的选择施加的微调的操作，自由地设定用户更喜好的音色。
[0155]
图16(a)是表示在键盘部11的按键时cpu13a执行的处理内容的流程图。在存在键盘部11中的按键的情况下，首先cpu13a根据有按键的音符和速度，取得图14(a)所示的读出地址，通过激励信号波形存储器61、打击音波形存储器62分别读出弦音的激励脉冲信号的波形数据(s61)和打击音的波形数据(s62)(步骤s301)。
[0156]
同时，关于弦音，cpu13a根据速度和音符分别设定通过音符事件处理部31向弦音模型通道63的延迟电路36的延迟时间的弦长延迟的整数部pt_r[n]、向全通滤波器37的其小数部pt_f[n]、低通滤波器38的截止频率fc[n]、向放大器39的反馈量(s313)(步骤s302)。
[0157]
此外，关于打击音，cpu13a根据速度和音符，通过音符事件处理部31设定对打击音产生通道64的低通滤波器92的截止频率fc(s316)和对包络线发生器42的音量(s317)(步骤s303)。
[0158]
在这样的设定后，cpu13a立即在弦音模型通道63使弦音的发音开始(s311)，并且在打击音产生通道64使打击音的发音开始(s315)(步骤s304)，以上结束与按键对应的处理，返回用于等待下一个演奏操作的处理。
[0159]
图16(b)是表示在键盘部11中的按键中的音符被离键的情况下cpu13a执行的处理内容的流程图。在键盘部11中存在离键的情况下，首先cpu13a按照被按键的音符，取得发音的弦音模型频道63和打击音发生频道64(步骤s401)。
[0160]
在此基础上，关于弦音，cpu13a将按照音符和速度的反馈量(s313)通过音符事件处理部31设定给作为资源的该弦音模型通道63的放大器39(步骤s402)。
[0161]
此外，关于打击音，cpu13a根据速度和音符，通过音符事件处理部31在包络线发生器42设定向作为资源的该打击音产生通道64的release(余音)时的音量(s317)(步骤s403)，以上结束与离键对应的处理，返回用于等待演奏操作的处理。
[0162]
图17(a)是表示在通过踩踏而对制音器踏板12进行了开操作的情况下cpu13a执行的处理内容的流程图。
[0163]
在踩踏了制音器踏板12的最初，cpu13a向放大器68a设定制音器踏板12的开操作用的制音器共振弦音电平(s13a3)，并且对放大器68b设定该开操作用的制音器共振打击音电平(s13a4)(步骤s501)。
[0164]
进而，cpu13a设定与进一步的制音器踏板12的开/关操作对应的、与音符对应的图14(b
‑
1)所示的制音器共振弦音电平(s13a3)和图14(b
‑
2)所示的制音器共振打击音电平(s13a4)(步骤s502)，以上结束与制音器踏板12的开操作对应的处理，返回用于等待演奏操作的处理。
[0165]
图17(b)是表示在成为解除了对制音器踏板12的踩踏的关操作的情况下cpu13a执行的处理内容的流程图。
[0166]
在解除了对制音器踏板12的踩踏的最初，cpu13a向放大器68a设定用于制音器踏板12的关操作的制音器共振弦音电平(s13a3)，并且向放大器68b设定用于该关操作的制音器共振打击音电平(s13a4)(步骤s601)。
[0167]
进而，cpu13a设定与进一步的制音器踏板12的开/关操作相应的、与音符对应的图14(b
‑
1)所示的制音器共振弦音电平(s13a3)和图14(b
‑
2)所示的制音器共振打击音电平(s13a4)(步骤s602)，以上结束与制音器踏板12的关操作对应的处理，返回用于等待演奏操作的处理。
[0168]
这样，通过对制音器踏板12的踩踏及其解除，可变地设定制音器共振的弦音电平和打击音电平，因此能够适当地设定与制音器踏板12的操作相应的弦共振和制音器共振。
[0169]
此外，关于前述的制音器共振的弦音电平和打击音电平的设定，设定与被按键的音符对应的电平，因此能够表现更忠实地再现实际的声学钢琴等乐音的音色。
[0170]
另外，在图8中，说明了产生弦音和打击音的音源通道的、音源dsp13c的在安装电平下的硬件整体的功能结构，但也可以考虑更加简化的结构。
[0171]
图18是例示代替图8的功能结构的框图。在图18中，加法器69使向下一级的d/a变换部13d输出的、弦音的乐音信号和打击音的乐音信号的相加结果同时经由延迟保持部67a、放大器68a反馈输入到弦音模型通道63。
[0172]
放大器68a根据所提供的制音器共振弦音电平，使延迟保持部67a延迟输出的乐音信号衰减并反馈输入到弦音模型通道63。
[0173]
如前所述，制音器共振弦音电平通过以在制音器踏板12操作时和制音器踏板12非操作时不同的方式切换设定，来设定共鸣音的电平，但也可以不进行该切换设定而共用。
[0174]
通过设为这样的功能结构，与图8所示的结构相比，能够使结构更简化，并且能够产生由弦音和打击音产生的真实的钢琴的乐音。
[0175]
如以上详述的那样，根据本实施方式，能够在不增大计算量的情况下良好地生成自然的乐音。
[0176]
另外，在本实施方式中，由于通过弦音的成分和打击音的成分来避免频率范围的重复，所以能够将各自作为独立的对象简化控制。
[0177]
具体而言，例如通过能够个别地设定弦音与打击音的相加合成比率，能够通过听到的乐音来表现距该乐器的距离等，能够提高表现性。
[0178]
并且，在本实施方式中，通过在闭环电路中设置使乐音的共鸣音反馈输入的路径，也能够设定弦音与共鸣音的相加合成比率，由此能够再现进一步增加表现力的乐音。
[0179]
此外，在本实施方式中，能够可变地设定与有无制音器踏板12的踩踏操作相应的共鸣音的相加合成比率，因此，能够通过制音器操作的开/关来表现多种多样的音色的乐音。
[0180]
另外，特别是在本实施方式中，在与和弦对应地同时产生多个音符的弦音的乐音时，能够对每个音符分别设定相加合成比率，从而能够表现更多样的音色。
[0181]
并且，在本实施方式中，通过针对弦音的乐音信号的每个音符，能够根据有无制音器踏板12的操作来设定共鸣音与弦音的乐音信号的相加合成比率，从而能够更详细地表现出致密的音色。
[0182]
此外，如前所述，本实施方式对应用于电子键盘乐器的情况进行了说明，但本发明并不限定于乐器、特定的模型。
[0183]
然而，作为电子乐器，不仅在前述的声学钢琴中，在杜西莫琴(dulcimer)、扬琴、匈牙利大扬琴(cimbalom)等各种击弦乐器、或者声学吉他等弦乐器中，在利用被称为锤击
·
开(hammering on)的由手指进行叩击弦的演奏法的情况下等，伴随着对弦的打击动作，在表现出包含大量仅通过弦音的基音及其规则泛音无法表现的频谱的乐音成分的乐音的情况下，能够产生更真实的乐音。
[0184]
此外，本技术发明并不限定于上述实施方式，在实施阶段能够在不脱离其主旨的范围内进行各种变形。另外，各实施方式也可以尽可能地适当组合来实施，在该情况下能够得到组合的效果。而且，在上述实施方式中包含各种阶段的发明，能够通过所公开的多个结构要件中的适当的组合来提取各种发明。例如，即使从实施方式所示的全部结构要件中删除几个结构要件，也能够解决发明要解决的课题栏中所述的课题，在能够得到发明效果一栏中所述的效果的情况下，能够将删除了该结构要件的结构作为发明来提取。