共鸣音产生设备和共鸣音产生程序的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及共鸣音产生设备和共鸣音产生程序，其被应用于电子乐器，并且从电子乐器的音调产生器取得表示复调乐器的音调的乐音信号以产生表示共鸣音的乐音信号，该共鸣音模仿复调乐器的振动体的音调，该共振体与复调乐器的由取得的乐音信号表示的音乐声共振。
【背景技术】
[0002]按照常规，已知诸如在日本未审查的专利公开N0.63-267999中公开的共鸣音产生设备。共鸣音产生设备具有十二个共鸣音产生电路。每个共鸣音产生电路分配有一个音名(音级)。每个共鸣音产生电路具有:延迟电路，其将接收到的乐音信号延迟针对分配的音名而指定的一段延迟时间；乘法电路，其将延迟的乐音信号乘以预定系数；和加法电路，其将相乘的结果加至从音调产生器新接收的乐音信号，并将相加的信号再次输入至延迟电路。结果，共鸣音产生电路具有对应于分配的音名的多个共振频率。在形成由供应至共鸣音产生电路的乐音信号表示的音的频率分量中，与共鸣音产生电路的共振频率不同的频率分量立即衰减，而与共鸣音产生电路的共振频率一致的频率分量可保持为共鸣音。
【发明内容】
[0003]在原声钢琴上，为每个键设置多个琴弦，以使得每个键具有不同的音调音高(tonePitch) ο从钢琴的演奏者来看，针对低音音符的琴弦位于钢琴的外壳的左端。另一方面，从演奏者来看，针对高音音符的琴弦位于钢琴的外壳的右端。因此，当针对低音音符的琴弦共振时，演奏者会识别出从钢琴的外壳的左端产生的共鸣音。当针对高音音符的琴弦共振时，演奏者会识别出从钢琴的外壳的右端产生的共鸣音。然而，在上述的传统共鸣音产生设备上未将共鸣音的声像(panning)纳入考虑。
[0004]为了解决上述问题而实现了本发明，并且本发明的目的在于提供一种能够更加如实地模仿复调乐器的共鸣音的共鸣音产生设备。在以下将描述的本发明的构成特征的描述中，在括号中给出了稍后将描述的实施例的对应部件的附图标记以便于理解本发明。然而，不应该理解为本发明的构成特征限于由附图标记表示的实施例的对应部件。为了实现上述目的，本发明的一个特征是提供一种应用于电子乐器(DM)的共鸣音产生设备(20)，该电子乐器具有:音调产生器(16)，根据包括音调音高编号(η)的音调产生指令信号来产生乐音?目号，该乐音?目号表不具有由音调音尚编号指定的音调音尚并且通过使对应于音调音尚编号的振动体振动而由复调乐器产生的音乐声(PSw);以及多个输出装置(17L，17R)，用于输出乐音信号，共鸣音产生设备包括多个共鸣音产生装置(30ω)，其中的每个共鸣音产生装置被分配了电子乐器的不同音调音高编号，取得表示复调乐器的音乐声的乐音信号，产生表示共鸣音的乐音信号，并且将所产生的乐音信号提供至多个输出装置，该共鸣音模仿与取得的乐音信号所表示的复调乐器的音乐声共鸣的复调乐器的振动体的音调；多个共鸣音产生装置中的每一个均包括:共振装置(40ω)，其具有与所分配的音调音高编号相对应的多个共振频率，并且产生表示共鸣音的乐音信号，该共鸣音模仿与取得的乐音信号所表示的复调乐器的音乐声共振的复调乐器的对应振动体的音调；以及声像设置装置(50ω)，用于产生分别要提供至多个输出装置并且每一个均表示由共振装置产生的乐音信号所表示的共鸣音的音调音量根据所分配的音调音高编号来改变的共鸣音的多个乐音信号，并且将所产生的乐音信号分别输出至多个输出装置。
[0005]在这种情况下，由共鸣音产生装置产生的乐音信号表示的共鸣音的声音图像可以被定位于与复调乐器的音乐声的声音图像相同的位置处，该音乐声由音调产生器根据包括被分配给共鸣音产生装置的音调音高编号的音调产生指令信号所产生的乐音信号来表示。
[0006]此外，在这种情况下，音调产生器可以被配置成使得通过以特定采样周期对复调乐器的音乐声进行采样而获得的样本值作为乐音信号同时被提供至多个共鸣音产生装置；共振装置可以包括用于从音调产生器顺序地取得样本值并在根据所分配的音调音高编号所指定的延迟时间段内保留所取得的样本值的延迟装置(43ω);相移装置(44ω，45ω，46ω)，用于在自从将样本值提供至延迟装置以后经过根据所分配的音调音高编号所指定的延迟时间之后顺序地从所述延迟装置取得样本值，并且使由一系列所取得的样本值表示的乐音的每个频率分量的相位偏移；以及加法装置(42ω)，用于从相移装置取得表示相位已被相移装置偏移的乐音的样本值，将所取得的样本值与从音调产生器新提供的样本值相加，并且将相加后的样本值提供至延迟装置；以及声像设置装置，其取得延迟装置保留的样本值，并将通过将所取得的样本值乘以根据所分配的音调音高编号指定的多个系数而获得的多个样本值分别提供至多个输出装置。
[0007]如上配置的共鸣音产生设备允许每个共鸣音产生装置指定共鸣音的声像。因此，共鸣音产生设备可以模仿复调乐器的共鸣音的声像。具体地，通过将共鸣音产生设备配置成使得由共鸣音产生装置产生的乐音信号表示的共鸣音的声音图像定位于与由音调产生器根据包括被分配给共鸣音产生装置的音调音高编号的音调发生指令信号产生的乐音信号表示的复调乐器的声音图像相同的位置，共鸣音产生设备可以更加如实地模仿复调乐器的共鸣音的声像。
[0008]本发明的另一特征是自从将由包括在多个共鸣音产生装置中的第一共鸣音产生装置的声像设置装置要取得的样本值提供至第一共鸣音产生装置的延迟装置以后经过的时间段不同于自从将由包括在多个共鸣音产生装置中的第二共鸣音产生装置的声像设置装置要取得的样本值提供至第二共鸣音产生装置的延迟装置以后经过的时间段。
[0009]在这种情况下，复调乐器可以是钢琴；以及振动体可以是钢琴的琴弦。
[0010]根据本发明的另一特征的共鸣音产生设备可以获得彼此间具有不同的音调音高编号的两个共鸣音产生装置产生的共鸣音之间的相移。在复调乐器上，存在当两个不同的振动体共振时由振动体产生的各个共鸣音的相位彼此偏离的许多种情况。如上所述，因此，通过使由彼此间具有不同的音调音高编号的两个共鸣音产生装置产生的共鸣音的相位偏移，共鸣音产生设备可以更加如实地模仿复调乐器的共鸣音。
[0011]此外，本发明的另一特征是声像设置装置从延迟装置接收要从包括在多个输出装置中的第一输出装置输出的第一样本值和要从包括在多个输出装置中的第二输出装置输出的第二样本值；以及自从将第一样本值提供至第一共鸣音产生装置的延迟装置以后经过的时间段不同于自从将第二样本值提供至第二共鸣音产生装置的延迟装置经过的时间段。
[0012]根据本发明的另一特征的共鸣音产生设备可以使由一系列第一样本值表示的第一乐音信号与由一系列第二样本值表示的第二乐音信号之间的相位偏移。如上所述，通过使要从彼此不同的输出装置输出的乐音信号的相位偏移，共鸣音产生设备可以更加如实地模仿复调乐器的共鸣音。
[0013]此外，本发明不限于共鸣音产生设备的发明，还可以实现为应用于并入共鸣音产生设备中的计算机的计算机程序。
【附图说明】
[0014]图1是示出应用了根据本发明的实施例的共鸣音产生设备的电子乐器的构造的框图；
[0015]图2是示出图1所示的共鸣音产生设备的构造的框图；
[0016]图3是示出图2所示的共鸣音产生电路的构造的框图；
[0017]图4是示出图3所示的延迟电路的构造的框图；
[0018]图5是示出图3所示的延迟长度调整电路、第一非谐分量产生电路和第二非谐分量产生电路的构造的框图；
[0019]图6是示出全通滤波器的群延迟特性的曲线图；
[0020]图7是示意性地示出钢琴声的振幅特性的曲线图；
[0021]图8是示出其中使用第一非谐分量产生电路和第二非谐分量产生电路来构造具有期望的群延迟特性的非谐分量产生电路的示例的说明图；
[0022]图9是示出图2所示的共振电路设置部分的构造的框图；
[0023]图10是示出基本表的构造的表；
[0024]图11是示出构成基本表的延迟样本的数量的曲线图；
[0025]图12是示出延迟长度调整表的构造的表；
[0026]图13是示出作为改变主控调音的结果而校正的延迟样本的数量的曲线图；
[0027]图14是示出拉伸调音校正表的构造的表；
[0028]图15是示出作为采用拉伸调音的结果而校正的延迟样本的数量的曲线图；
[0029]图16是示出乐律校正表的构造的表；
[0030]图17是示出作为选择与平均乐律不同的乐律的结果而校正的延迟样本的数量的曲线图；
[0031]图18是主程序的流程图；
[0032]图19是共振电路设置程序的流程图；
[0033]图20是标记设置程序的流程图；
[0034]图21是共振频率设置程序的流程图；
[0035]图22是共鸣音产生控制程序的流程图；
[0036]图23是示出根据本发明的修改例的共鸣音产生设备的构造的框图；以及
[0037]图24是通过图23的共鸣音产生设备执行的共振频率设置程序的流程图。
【具体实施方式】
[0038]现在将描述根据本发明的实施例的共鸣音产生设备20。首先，将示意性地说明应用了共鸣音产生设备20的电子乐器DM。电子乐器DM能够产生模仿在各种型号Ml、M2、……的原声钢琴上演奏的音乐声的音乐声。此外，在电子乐器DM上，乐律是可选择的。另外，可在电子乐器DM上指定主控调音(基准音(A4)的音高)。此外，是否采用拉伸调音是可选择的。
[0039]如图1所示，电子乐器DM不仅具有共鸣音产生设备20，而且具有输入操作元件11、计算机部分12、显示单元13、存储装置14、外部接口电路15、音调产生器16和音响系统17，除音响系统17以外的这些组件彼此通过总线BS连接。
[0040]输入操作元件11包括音乐演奏操作元件和设置操作元件。音乐演奏操作元件由键盘设备、踏板设备等构成。键盘设备具有多个键。踏板设备具有制音踏板。设置操作元件由将被接通/关断的开关(诸如用于输入数字值的数字小键盘)、将被旋转的音量或旋转编码器、将被滑动的音量或线性编码器、鼠标、触摸面板等构成。使用音乐演奏操作元件和设置操作元件，以开始和停止乐音的产生、选择音色(型号M1、M2、……中的任一个)、选择乐律和设置主控调音。通过输入操作元件11的操纵，表示操纵内容的操作信息经总线BS被供应至将在稍后描述的计算机部分12。
[0041]计算机部分12由连接至总线BS的CPU 12a、ROM 12b和RAM 12c构成。CPU 12a从ROM 12b读出将在稍后描述的主程序，并且执行主程序。例如，CPU 12a将关于键的操纵和踏板设备的操纵的音乐演奏操作信息供应至音调产生器16和共鸣音产生设备20。此外，例如，CPU 12a将与将从音调产生器16输出的音乐声的设置有关的音乐声设置信息供应至音调产生器16和共鸣音产生设备20。音乐声设置信息包括指定从型号Ml、M2、……中选择的型号的型号信息和指定调音系统的调音系统信息。调音系统信息包括诸如平均乐律和Werckmeister之类的乐律信息、表示是否要采用拉伸调音的拉伸调音信息和表示主控调音的主控调音信息。
[0042]在ROM 12b中，不仅存储主程序而且存储初始设置参数和各种数据，比如用于产生表示将在显示单元13上显示的图像的显示数据的图形数据和字符数据。在RAM 12c中，暂时性地存储用于执行各种程序所需的数据。
[0043]显示单元13由液晶显示器(IXD)构成。计算机部分12利用图形数据、字符数据等产生表示将被显示的内容的显示数据。计算机部分12随后将产生的显示数据供应至显示单元13。显示单元13基于从计算机部分12供应的显示数据来显示图像。
[0044]存储装置14由诸如HDD、FDD、CD和DVD的大容量非易失性存储介质以及用于对应的存储介质的驱动单元构成。外部接口电路15具有允许电子乐器DM与诸如不同的电子音乐设备或个人计算机之类的外部设