CN105989822B - 共鸣音发生装置、共鸣音发生方法以及电子乐器 - Google Patents

共鸣音发生装置、共鸣音发生方法以及电子乐器 Download PDF

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Abstract

共鸣音发生装置、共鸣音发生方法以及电子乐器。按共鸣音的每个键号码，基于分派给该共鸣音的键号码的音高与分派给按键号码的音高的音高差，参照存储有音高差与共鸣强度的关系的共鸣强度表，决定与共鸣音的键号码对应的共鸣强度。并且，基于共鸣音的键号码和所决定的共鸣强度，制作与共鸣音对应的音符开启事件，并向音源发送。

Description

共鸣音发生装置、共鸣音发生方法以及电子乐器
本申请基于2015年3月23日提出的日本专利申请第2015－060154号主张优先权，这里引用其全部内容。
技术领域
本发明涉及共鸣音发生装置、共鸣音发生方法以及电子乐器。
背景技术
在电子乐器中，已知有当踩踏延音踏板(damper pedal)时或将多个键盘按下时进行弦彼此的共鸣效果的发音的电子乐器(例如在特开2009－175677号公报中记载的技术)。
此外，还已知有施加伸展调音(stretched tuning)那样的调音曲线而能够调整整体的音程的电子乐器。
但是，以往，当如伸展调音那样对整体施加调音音程曲线而改变了音高(pitch)时，在现有技术中存在以下课题，即：不能考虑这样的音高变更来控制共鸣特性，不能再现例如声学钢琴中的根据由调音等带来的音高变化使共鸣特性变化的效果。
发明内容
本发明的目的是能够赋予根据分配给各键的音高的变化使共鸣特性变化的效果。
在技术方案的一例中，共鸣音发生装置，具备处理部，该处理部执行以下处理：判定处理，判定是否对被分配了互不相同的音高的多个演奏操作件分别进行了操作；检索处理，在判定为没有被进行上述操作的上述演奏操作件中，检索被分配了与分配给判定为被进行了上述操作的演奏操作件的音高具有预先确定的关系的音高的演奏操作件；以及发音指示处理，指示基于共鸣强度和分配给检索到的上述演奏操作件的音高的共鸣音的发音，所述共鸣强度基于分配给判定为被进行了上述操作的演奏操作件的音高和分配给检索到的上述演奏操作件的音高来决定。
在技术方案的一例中，共鸣音发生方法，用于共鸣音发生装置，上述共鸣音发生装置执行以下处理：判定是否对被分配了互不相同的音高的多个演奏操作件分别进行了操作；在判定为没有被进行上述操作的上述演奏操作件中，检索被分配了与分配给判定为被进行了上述操作的演奏操作件的音高具有预先确定的关系的音高的演奏操作件；指示基于共鸣强度和分配给检索到的上述演奏操作件的音高的共鸣音的发音，所述共鸣强度基于分配给判定为被进行了上述操作的演奏操作件的音高和分配给检索到的上述演奏操作件的音高来决定。
在技术方案的一例中，电子乐器，具有：前述的共鸣音发生装置；多个演奏操作件，被分配了互不相同的音高；以及音源，产生基于分配给被进行了上述操作的演奏操作件的音高的乐音，并基于来自上述共鸣音发生装置的共鸣音的发音指示而产生共鸣音。
附图说明
图1是表示电子乐器的实施方式的硬件结构例的图。
图2是表示主处理的处理例的流程图。
图3是表示调音处理的详细处理例的流程图。
图4是表示键盘处理的详细例的流程图(其1)。
图5是表示共鸣标志表的数据结构例的图。
图6是表示键盘处理的详细例的流程图(其2的第1实施例)。
图7是表示共鸣强度表的数据结构例的图。
图8是表示键盘处理的详细例的流程图(其2的第2实施例)。
图9是表示共鸣强度第1表的数据结构例的图。
图10是表示共鸣强度第2表的数据结构例的图。
图11是表示共鸣强度的特性例的图。
具体实施方式
以下，参照附图对用来实施本发明的形态详细地说明。图1是表示电子乐器的实施方式的硬件结构例的图。在图1中，电子乐器100例如作为电子钢琴实现，具备CPU(中央运算处理装置)101、程序ROM(只读存储器)102、RAM(随机访问存储器)103、键盘部104、开关部105、音源106及表存储器108，并具有将它们通过系统总线109相互连接的结构。此外，音源106的输出向音响系统(sound system)107输入。
CPU101一边将工作RAM103作为作业用存储器使用一边执行存储在程序ROM102中的控制程序，从而执行图1的电子乐器100的控制动作。
键盘部104检测作为多个演奏操作件的各键的按键操作或放键操作，并向CPU101通知。
开关部105检测由演奏者进行的各种开关的操作，并向CPU101通知。开关部105包括延音踏板。
音源106基于从CPU101输入的发音指示数据，生成数字乐音波形数据，并向音响系统107输出。音响系统107在将从音源106输入的数字乐音波形数据变换为模拟乐音波形信号后，将该模拟乐音波形信号用内置的放大器放大并从内置的扬声器放音。
表存储器108存储后述的共鸣标志表500(参照后述的图5)、共鸣强度表700(参照图7)、共鸣强度第1表900、或共鸣强度第2表1000等各表数据。
本实施方式的电子乐器100通过由CPU101执行搭载有由后述的图3、图4、图6、图8的流程图等实现的功能的控制程序来实现。该控制程序也可以记录到例如未特别图示的可移动记录介质中而发布、或者通过未特别图示的通信接口从网络取得而存储到程序ROM102中。
特别是，CPU101通过执行控制程序，实现作为以下部分的功能：判定部101a，在作为演奏操作件的多个键的某个被操作的情况下，针对被分配了互不相同的音高的作为多个演奏操作件的键分别判断是否被进行了操作；检索部101b，检索被判定为没有被进行操作的键中的、被分配了与分配给判定为被进行了操作的键的音高具有预先确定的关系的音高的键；发音指示部101c，指示共鸣音的发音，该共鸣音的发音基于共鸣强度和分配给检索到的键的音高，所述共鸣强度基于分配给判定为被进行了操作的键的音高和分配给检索到的键的音高来决定。
进而，发音指示部101c还实现作为决定部101d的功能，所述决定部101d基于分配给判定为被进行了操作的键的音高和分配给检索到的键的音高来决定共鸣强度。
图2是表示作为由图1的CPU101执行存储在程序ROM102中的控制程序的动作而实现的主处理的处理例的流程图。如果图1的开关部105内的未特别图示的电源开关被接通(on)，则CPU101使由图2的流程图例示的主处理开始。
CPU101首先执行初始化处理，进行工作RAM103内的变量群的初始化等(步骤S201)。
接着，CPU10反复执行步骤S202的调音处理、步骤S203的键盘处理及步骤S204的其他处理。
图3是表示图2的步骤S202的调音处理的详细处理例的流程图。
通过由演奏者将开关部105内的未特别图示的调音模式开关进行操作，从而CPU101判定在图2的步骤S204的其他处理中是否检测到调音模式(步骤S301)。
在步骤S301的判定为是的情况下，CPU101将分配给与演奏者在键盘104上指定的键对应的键号码(音符号)的音高，即如果是声学钢琴，则将对应于被按下的键而张设的弦的振动频率，变更由演奏者通过开关部105的未特别图示的音高增减开关进行操作的量(步骤S302)。将由此设定的键号码与音高的关系存储到后述的图1的共鸣标志表500中，并设置到音源106内的未特别图示的存储器中。这样，分配给各键的键号码与分别表示声学钢琴的弦的弦号码相同。
音源106构成为，如果从CPU101接受到被指定了规定的键号码的音符开启(noteon)事件，则从内部的存储器取得与该键号码对应的音高，以该音高生成乐音波形数据。另外，初始状态的键号码与音高的关系通过图2的步骤S201的初始化处理而被从例如程序ROM102转送给表存储器108内的共鸣标志表500及音源106内的上述存储器。另外，音源106也可以不参照内部的存储器而直接参照上述表存储器108内的共鸣标志表500。然后，CPU101结束由图3的流程图例示的图2的步骤S202的调音处理。
图4是表示图2的步骤S203的键盘处理的详细例的流程图。在该处理中，
CPU101首先将图1的键盘104上的各键进行扫描(步骤S401)。
接着，CPU101判定键的按键状态是否有变化(步骤S402)。
通过该步骤S401及S402，作为判定部101a发挥功能。
如果键的按键状态没有变化，则CPU101直接结束由图4的流程图例示的图2的步骤S203的键盘处理。
CPU101在检测到放键的情况下，通过发生了放键的键号码，制作音符关闭(noteoff)事件(步骤S412)，向图1的音源106发送在步骤S412中制作的音符关闭事件(步骤S413)。由此，音源106对于由音符关闭事件指定的发音中的键号码的乐音，执行消音处理。然后，CPU101结束由图4的流程图例示的图2的步骤S203的键盘处理。
CPU101在检测到按键的情况下，根据按键时的键盘104上的键的键号码和速度(velocity)，制作音符开启事件(步骤S403)，将在步骤S403中制作的音符开启事件向图1的音源106发送(步骤S404)。如在步骤S302的处理的说明中上述的那样，音源106从内部的存储器取得与由音符开启事件指定的键号码对应的音高，以该音高及由上述音符开启事件指定的速度生成乐音波形数据。
接着，CPU101判定是否由演奏者开启了图1的开关部105内的延音踏板(步骤S405)。
在延音踏板被开启(on)的情况下，如果是声学钢琴，则构成为，全部的弦的制音器(damper)脱离，从该弦中，与通过按键被击弦的弦具有倍音关系的弦也通过共鸣而振动。
在本实施方式中，为了得到与该声学钢琴相同的共鸣效果，在步骤S405的判定为是的情况下，CPU101对与如下的弦对应地设置的键的键号码设置共鸣标志(步骤S406)，该弦是以与分配给被按下的键的音高具有倍音关系的音高进行振动的弦。这里，CPU101仅根据此次被按下的键的键号码与对应于制音器脱离的各弦的键的键号码之间的关系判定倍音关系。图5是表示在图1的表存储器108中存储的共鸣标志表500的数据结构例的图。对于0～87的键号码，分别分配了对音高(单位是“音分(cent)”)和具有值“0”或“1”的共鸣标志进行存储的区域。分配给各键号码的音高通过上述图2的步骤S201的初始化处理或步骤S202的调音处理来设置。按每个键号码，将共鸣标志的值“1”通过上述步骤S406的处理来设置。对于被设置了共鸣标志的值“1”的键号码，与此次被按键的键号码同样，制作音符开启事件并向音源106发送，作为共鸣音发音。
接着，CPU101判定是否有已经被按键而发音中的键号码(步骤S407)。
即，这里，在声学钢琴的情况下，对于通过先行进行按键而制音器脱离的弦而言，如果与通过此次的按键被击弦的弦具有倍音关系则也进行共鸣。所以，在步骤S407的判定为是的情况下，CPU101对于通过先行进行的按键(已按键)而制音器脱离的弦中的、与此次被按键的键具有倍音关系的弦所对应的键的键号码，与步骤S406的情况同样地设置共鸣标志(步骤S408)。
另一方面，在延音踏板被关闭(off)的情况下，步骤S405的判定为否。
在此情况下，CPU101对于与延音踏板抵接的弦之中、在图1的表存储器108内的共鸣标志表500中被设定了值“1”的共鸣标志的键号码，将其共鸣标志设定为值“0”(步骤S409)。
接着，向步骤S407、S408前进，在有先行的按键的情况下，对于通过该先行的按键而制音器脱离的弦之中、与对应于此次被按下的键的弦具有倍音关系的弦所对应的键的键号码，将共鸣标志再次设定为“1”。
接着，CPU101指示与在步骤S409中在共鸣标志表500上共鸣标志的值从“1”变更为“0”的键号码相对应的共鸣音的消音(步骤S410)。具体而言，对应于键号码制作音符关闭事件，将在步骤S410中制作的音符关闭事件向图1的音源106发送。
由此，音源106对于由关闭事件指定的、通过延音踏板关闭而制音器被抵接的发音中的键号码的共鸣音，执行消音处理。即，使制音器成为有效的状态。
以上的一系列处理中的步骤S405到S410的处理作为检索部101b发挥功能。
图6是表示接着图4的步骤S410而执行的控制处理的第1实施例的流程图。
CPU101首先在图1的表存储器108上的共鸣标志表500中，选择一个共鸣标志是值“1”的键号码(步骤S601)。
接着，CPU101通过参照共鸣标志表500的音高的项目和共鸣标志的项目，计算分派(设定)给共鸣标志为“1”的键号码的音高与分派给此次被按下的键的键号码的音高之间的音高差(第1音高差)(步骤S602)。
接着，CPU101以在步骤S602中计算出的音高差(第1音高差)为自变量，通过参照图1的表存储器108内的共鸣强度表700，取得与上述音高差对应的共鸣强度(第1共鸣强度)(步骤S603)。图7是表示共鸣强度表700的数据特性例的图。该共鸣强度表700按每个与按键号码(发音指示音符号)的相对音高差，存储共鸣强度(第1共鸣强度)。在该数据特性中，在横轴上在相对于音高差＝0(按键音)、频率正确地处于倍音关系的音高差的位置，在纵轴方向上出现较强的共鸣强度的值的峰值，如果音高差从该位置稍稍偏离，则纵轴方向的共鸣强度的值急剧地变小。由此，能够附加这样的效果，即：相对于此次的按键音，音高差的频率正确地处于倍音关系的共鸣音的共鸣强度变强，从倍音关系即便稍稍偏离的共鸣音的共鸣强度也急剧地变弱。
通过该步骤S601～S603，实现了决定部101d的功能。
CPU101基于在步骤S601中选择的共鸣音的键号码、和对于该键号码在步骤S603中决定的共鸣强度，制作上述共鸣音的音符开启事件(步骤S604)，将在步骤S604中制作的音符开启事件向图1的音源106发送(步骤S605)。如在步骤S302的处理的说明中上述的那样，音源106从内部的存储器取得与由音符开启事件指定的键号码对应的音高，以该音高及由上述音符开启事件指定的作为共鸣强度的速度，生成乐音波形数据。
通过该步骤S604及S605的处理，实现共鸣音发音指示部101c的功能。
然后，CPU101判定在图1的表存储器108内的共鸣标志表500上是否还有其它共鸣标志的值是“1”的键号码(步骤S606)。
如果步骤S606的判定为是，则CPU101回到步骤S601的处理，执行其它的共鸣音的发音处理。
如果步骤S606的判定为否，则CPU101将图4及图6所例示的流程图的处理结束，将图2的步骤S203的键盘处理结束。
图8是表示接续于图4的步骤S407或S408而执行的控制处理的第2实施例的流程图。
CPU101首先在图1的表存储器108上的共鸣标志表500中，选择一个共鸣标志是值“1”的键号码(步骤S801)。
接着，CPU101根据在步骤S801中选择的键号码，判定由与该键号码对应的弦带来的共鸣音对应于此次被按下的键的几倍音的倍音数(步骤S802)。这里，CPU101仅根据此次被按下的键的键号码与在步骤S801中选择的键号码的关系，判定倍音关系。
接着，CPU101通过参照共鸣标志表500的音高的项目和共鸣标志的项目，计算分派给共鸣标志为“1”的键号码的音高与分派给在步骤S802中判定出的倍音的键号码的音高之间的音高差(第2音高差)(步骤S803)。
接着，CPU101以在步骤S803中计算出的音高差(第2音高差)为自变量，通过参照图1的表存储器108内的共鸣强度第1表900，取得与上述音高差对应的共鸣强度(第2共鸣强度)(步骤S804)。图9是表示共鸣强度第1表900的数据结构例的图。该共鸣强度第1表900，以相对于按键号码(发音指示音符号)处于倍音关系的键号码(倍音音符号)为中心频率，按相对于该中心频率在正方向及负方向上的每个相对音高差，存储共鸣强度(第2共鸣强度)。在上述第1实施例中的图7所例示的共鸣强度表700中，需要对于按键号码(发音指示音符号)存储图1的键盘104上的全键域的音高差与共鸣强度的关系。相对于此，在第2实施例的图8所例示的共鸣强度第1表900中，仅存储与图7的共鸣强度表700上的1个倍音位置上的共鸣强度的峰值的前后的相对音高差相对应的共鸣强度就可以，所以表存储器108中的数据存储量较少即可。
接着，CPU101通过以在步骤S802中判定出的倍音数为自变量并参照图1的表存储器108内的共鸣强度第2表1000，取得与该倍音数对应的强度系数(第3共鸣强度)(步骤S805)。图10是表示共鸣强度第2表1000的数据结构例的图。该共鸣强度第2表1000按照相对于按键号码(发音指示音符号)分别为1倍音至例如8倍音(规定倍音)的每个倍音数，存储强度系数(第3共鸣强度)。这些强度系数的值分别与第1实施方式的图7的共鸣强度表700上的各倍音位置的峰值对应。这样，通过将第1实施方式的图7的共鸣强度表700在第2实施方式中分为图9的共鸣强度第1表900和图10的共鸣强度第2表1000来存储，能够使每个音高差的共鸣强度的存储容量大幅变少。
CPU101通过将在步骤S804中取得的共鸣强度(第2共鸣强度)与在步骤S805中取得的强度系数(第3共鸣强度)相乘，计算当前选择的共鸣音的共鸣强度(步骤S806)。
通过该步骤S801～S806实现决定部101d的功能。
CPU101基于在步骤S801中选择的共鸣音的键号码和针对该键号码在步骤S806中决定的共鸣强度，制作上述共鸣音的音符开启事件(步骤S807)，将在步骤S807中制作的音符开启事件向图1的音源106发送。如在步骤S302的处理的说明中上述的那样，音源106从内部的存储器取得与由音符开启事件指定的键号码对应的音高，以该音高及由上述音符开启事件指定的作为共鸣强度的速度，生成乐音波形数据(步骤S808)。通过步骤S807及S808的处理，实现共鸣音发音指示部101c的功能。
然后，CPU101判定在图1的表存储器108内的共鸣标志表500上是否还有其它共鸣标志的值是“1”的键号码(步骤S809)。
如果步骤S809的判定为是，则CPU101回到步骤S801的处理，执行其它的共鸣音的发音处理。
如果步骤S809的判定是否，则CPU101将图4及图8所例示的流程图的处理结束，将图2的步骤S203的键盘处理结束。
图11是表示通过图6的第1实施方式或图8的第2实施方式计算的例如3倍音的共鸣强度的特性例的图。可知：与相当于3倍音的弦对应的键，在相对于按键音具有例如1902音分的音高差的情况下，其3倍音的共鸣强度成为最大的值“0.8”，该键的音高通过图2的步骤S202的调音处理而被变更，随着音高差从1902音分向正方向或负方向偏差，共鸣强度的值减小。在各倍音或全音高差区域中具有这样的共鸣强度表，通过按照它基于上述的控制处理进行共鸣音的发音控制，在进行1键1键的音高的调整、或将全键的调音的曲线(所谓的伸展调音曲线)变更时，共鸣音的发音特性变化，在音色中出现变化。这样，通过根据按键弦与共鸣弦的音高差的变动改变共鸣强度，能够得到与声学钢琴接近的音高和音质的变化。
以上说明的实施方式以电子钢琴为例进行了说明，但本发明能够应用到以电子弦乐器为代表的各种各样的电子乐器中。

Claims (12)

1.一种共鸣音发生装置，其特征在于，
具备处理部，该处理部执行以下处理：
判定处理，判定是否对被分配了互不相同的音高的多个演奏操作件分别进行了操作；
检索处理，在判定为没有被进行上述操作的上述演奏操作件中，检索被分配了与分配给判定为被进行了上述操作的演奏操作件的音高具有预先确定的关系的音高的演奏操作件；以及
发音指示处理，基于分配给判定为被进行了上述操作的演奏操作件的音高和分配给检索到的上述演奏操作件的音高来决定共鸣强度，指示基于所决定的共鸣强度和分配给检索到的上述演奏操作件的音高的共鸣音的发音。
2.如权利要求1所述的共鸣音发生装置，其特征在于，
作为上述发音指示处理，上述处理部执行这样的处理：基于分配给检索到的上述演奏操作件的音高和分配给被进行了上述操作的演奏操作件的音高之差，决定共鸣强度。
3.如权利要求2所述的共鸣音发生装置，其特征在于，
还具有表示上述差与共鸣强度的关系的共鸣强度表。
4.如权利要求1所述的共鸣音发生装置，其特征在于，
作为上述检索处理，上述处理部执行这样的处理：从上述多个操作件中，检索被分配了与分配给被进行了上述操作的演奏操作件的音高具有倍音的关系的音高的演奏操作件。
5.如权利要求4所述的共鸣音发生装置，其特征在于，
作为上述发音指示处理，上述处理部执行以下处理：
判定检索到的上述演奏操作件与被进行了上述操作的演奏操作件的倍音关系的处理；
检测分配给检索到的上述演奏操作件的音高与分配给被进行了上述操作的演奏操作件的音高之差的处理；以及
基于判定出的上述倍音关系和检测到的上述差而决定共鸣强度的处理。
6.如权利要求1所述的共鸣音发生装置，其特征在于，
还具有将分别分配给上述多个演奏操作件的音高进行变更的变更部。
7.一种共鸣音发生方法，用于共鸣音发生装置，其特征在于，
上述共鸣音发生装置执行以下处理：
判定是否对被分配了互不相同的音高的多个演奏操作件分别进行了操作；
在判定为没有被进行上述操作的上述演奏操作件中，检索被分配了与分配给判定为被进行了上述操作的演奏操作件的音高具有预先确定的关系的音高的演奏操作件；
基于分配给判定为被进行了上述操作的演奏操作件的音高和分配给检索到的上述演奏操作件的音高来决定共鸣强度，指示基于所决定的共鸣强度和分配给检索到的上述演奏操作件的音高的共鸣音的发音。
8.如权利要求7所述的共鸣音发生方法，其特征在于，
上述共鸣音发生装置还基于分配给检索到的上述演奏操作件的音高和分配给被进行了上述操作的演奏操作件的音高之差来决定共鸣强度。
9.如权利要求7所述的共鸣音发生方法，其特征在于，
上述共鸣音发生装置还从上述多个操作件中，检索被分配了与分配给被进行了上述操作的演奏操作件的音高具有倍音的关系的音高的演奏操作件。
10.如权利要求9所述的共鸣音发生方法，其特征在于，
上述共鸣音发生装置还执行以下处理：
判定检索到的上述演奏操作件与被进行了上述操作的演奏操作件的倍音关系的处理；
检测分配给检索到的上述演奏操作件的音高与分配给被进行了上述操作的演奏操作件的音高之差的处理；以及
基于判定出的上述倍音关系和检测到的上述差而决定共鸣强度。
11.一种电子乐器，其特征在于，具有：
权利要求1所述的共鸣音发生装置；
多个演奏操作件，被分配了互不相同的音高；以及
音源，产生基于分配给被进行了上述操作的演奏操作件的音高的乐音，并基于来自上述共鸣音发生装置的共鸣音的发音指示而产生共鸣音。
12.如权利要求11所述的电子乐器，其特征在于，
上述多个操作件具有多个键。
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