CN111095395B - 声音信号生成装置、键盘乐器以及记录介质 - Google Patents

声音信号生成装置、键盘乐器以及记录介质 Download PDF

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Abstract

一实施方式中的信号生成装置具备：信号生成部，基于与对键的操作对应的第1操作数据，生成声音信号；以及衰减控制部，基于第1操作数据以及与对踏板的操作对应的第2操作数据，将声音信号的衰减速度控制为第1速度以及比该第1速度快的第2速度中的任一个，在将衰减速度控制为第2速度时，使该第2速度的值基于第1操作数据所示的对键的操作速度而变化。

Description

声音信号生成装置、键盘乐器以及记录介质
技术领域
本发明涉及生成声音信号的声音信号生成装置、键盘乐器以及记录介质。
背景技术
为了使来自电钢琴的声音尽可能接近原声钢琴的声音而进行了各种努力。例如，专利文献1中公开以下技术：为了在声音中进一步反映原声钢琴中的制音器的影响，基于假设的制音器的位置而进行释放控制。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:特开2010-113024号公报
发明内容
发明所要解决的课题
根据专利文献1所公开的技术，还能够重现将制音器踏板压至半程的状态(以下，称为半踏)下的演奏。半踏有时被用于保留制音器踏板的效果并且突出旋律的演奏表现。在进行这种演奏的情况下，有时会产生和由原声钢琴进行演奏的情况的差异。
本发明的目的之一在于，提供一种在特定的演奏中，能够更高精度地反映原声钢琴的制音器的影响的处理。
用于解决课题的手段
根据本发明的一实施方式，提供一种信号生成装置，具备：信号生成部，基于与对键的操作对应的第1操作数据，生成声音信号；以及衰减控制部，基于所述第1操作数据以及与对踏板的操作对应的第2操作数据，将所述声音信号的衰减速度控制为第1速度以及比该第1速度快的第2速度中的任一个，在将所述衰减速度控制为所述第2速度时，使该第2速度的值基于所述第1操作数据所示的对所述键的操作速度而变化。
根据本发明的一实施方式，提供一种信号生成装置，具备：信号生成部，基于与对键的操作对应的第1操作数据，生成声音信号；以及衰减控制部，基于所述第1操作数据以及与对踏板的操作对应的第2操作数据，将所述声音信号的衰减速度至少控制为第1速度以及比该第1速度快的第2速度中的任一个，在将所述衰减速度控制为所述第2速度时，使该第2速度的值基于所述声音信号的输出等级而变化。
所述踏板能够在闲置位置和终止位置的范围中操作，也可以在所述第2操作数据表示对所述踏板的操作被操作至除了闲置位置和终止位置的第1位置的情况下，所述衰减控制部将所述衰减速度控制为所述第2速度。
所述键能够在闲置位置和终止位置的范围中操作，也可以还在所述第1操作数据表示所述键比规定位置更靠近闲置位置的情况下，所述衰减控制部将所述衰减速度控制为所述第2速度。
所述衰减控制部也可以基于所述第1操作数据以及所述第2操作数据，控制为所述第1速度和所述第2速度之间的第3速度、所述第1速度以及所述第2速度中的任一个，在将所述衰减速度控制为所述第3速度时，使该第3速度的值基于所述操作速度而变化，并进行控制以使所述第3速度的值的变化量比所述第2速度的值的变化量大。
所述衰减控制部基于所述第1操作数据以及所述第2操作数据，控制为所述第1速度和所述第2速度之间的第3速度、所述第1速度以及所述第2速度中的任一个，并在将所述衰减速度控制为所述第3速度时，使该第3速度的值基于所述输出等级而变化，并进行控制以使所述第3速度的值的变化量比所述第2速度的值的变化量大。
所述衰减控制部也可以使所述第2速度还基于被操作的所述键的音高而而变化。
所述衰减控制部也可以将被按键的状态的情况下的所述衰减速度以及所述踏板的操作被操作至终止位置的情况下的所述衰减速度控制为所述第1速度。
所述第2速度也可以慢于在没有进行所述踏板的操作的状态下松键时的衰减速度。
根据本发明的一实施方式，提供一种键盘乐器，具备：上述的信号生成装置、所述键、以及用于生成与所述键的操作对应的所述第1操作数据的第1操作数据生成部。
键盘乐器也可以还具有所述踏板和生成与所述踏板的操作对应的所述第2操作数据的第2操作数据生成部。
根据本发明的一实施方式，提供一种程序，用于使计算机执行如下操作：基于与对键的操作对应的第1操作数据，生成声音信号，并基于所述第1操作数据以及与对踏板的操作对应的第2操作数据，将所述声音信号的衰减速度控制为第1速度以及比该第1速度快的第2速度中的任一个，在将所述衰减速度控制为所述第2速度时，使该第2速度的值基于所述第1操作数据所示的对所述键的操作速度而变化。
根据本发明的一实施方式，提供一种程序，用于使计算机执行如下操作：基于与对键的操作对应的第1操作数据，生成声音信号，并基于所述第1操作数据以及与对踏板的操作对应的第2操作数据，将所述声音信号的衰减速度至少控制为第1速度以及比该第1速度快的第2速度中的任一个，当将所述衰减速度控制为所述第2速度时，使该第2速度的值基于所述声音信号的输出等级而变化。
发明的效果
根据本发明，能够提供一种在特定的演奏中，能够更高精度地反映原声钢琴的制音器的影响的处理。
附图说明
图1是表示本发明的第1实施方式中的键盘乐器的结构的图。
图2是表示本发明的第1实施方式中的音源部的功能结构的框图。
图3是表示本发明的第1实施方式中的信号生成部的功能结构的框图。
图4是说明一般的包络(envelope)波形的定义的图。
图5是说明钢琴的声音的包络波形的例子的图。
图6是说明本发明的第1实施方式中的衰减控制表格中所规定的衰减系数和速率的关系的图。
图7是表示本发明的第1实施方式中的衰减控制处理的流程图。
图8是表示本发明的第2实施方式中的声音信号生成部的功能结构的框图。
图9是说明本发明的第2实施方式中的衰减控制表格中所规定的衰减系数和输出等级的关系的图。
图10是表示本发明的第2实施方式中的衰减控制处理的流程图。
图11是表示本发明的第3实施方式中的声音信号生成部的功能结构的框图。
图12是说明本发明的第4实施方式中的衰减控制表格中所规定的第2衰减系数和音符编号的关系的图。
图13是说明本发明的第5实施方式中的衰减控制表格中所规定的衰减系数和速率(velocity)的关系的图。
具体实施方式
以下，参照附图详细说明本发明的一实施方式中的键盘乐器。以下所示的实施方式是本发明的实施方式的一例，本发明并不限定于这些实施方式来解释。另外，在本实施方式中参照的附图中，有时对相同部分或者具有相同功能的部分标注相同的附图标记或者类似的附图标记(在数字之后仅标注A、B等的附图标记)，并省略其重复的说明。
＜第1实施方式＞
[键盘乐器的结构]
图1是表示本发明的第1实施方式中的键盘乐器的结构的图。键盘乐器1例如是电钢琴等电子键盘乐器，是作为演奏操作件而具有多个键70的电子乐器的一例。若用户对键70进行操作，则从扬声器60发出声音。使用操作部21来改变发出的声音的种类(音色)。在本例中，在使用钢琴的音色来发声的情况下，键盘乐器1能够进行接近于原声钢琴的发声。特别地，键盘乐器1在使用了半踏的演奏中，能够进行高精度地反映了制音器的影响的发声。接下来，详细说明键盘乐器1的各结构。
键盘乐器1具备多个键70、壳体50以及踏板装置90。多个键70由壳体50可旋转地支撑。壳体50中配置了操作部21、显示部23、扬声器60。壳体50的内部中配置了控制部10、存储部30、键举动测量部75以及音源部80。踏板装置90包括制音器踏板91、柔音踏板(shiftpedal)93以及踏板举动测量部95。配置于壳体50内部的各结构经由总线而被连接。
在本例中，键盘乐器1包含用于与外部装置进行信号的输入输出的接口。作为接口，例如是输出声音信号的端子、用于进行MIDI数据的发送接收的线缆连接端子等。在本例中，通过对接口连接踏板装置90，踏板举动测量部95与配置于壳体50内部的各结构经由上述总线而连接。
控制部10包含CPU等运算处理电路、RAM、ROM等存储装置。控制部10通过CPU执行被存储于存储部30中的控制程序，从而在键盘乐器1中实现各种功能。操作部21是操作按钮、触摸传感器以及滑块等装置，向控制部10输出与被输入的操作对应的信号。显示部23显示基于控制部10的控制的画面。
存储部30是非易失性存储器等存储装置。存储部30存储由控制部10执行的控制程序。此外，存储部30也可以存储在音源部80中被使用的参数、波形数据等。扬声器60通过将从控制部10或者音源部80输出的声音信号放大而输出，产生与声音信号对应的声音。
键举动测量部75测量多个键70各自的举动，输出用于表示测量结果的测量数据。该测量数据包含信息(KC、KS、KV)。即，根据对于多个键70的每一个的按压操作而输出信息(KC、KS、KV)。信息KC是表示被操作的键70的信息(例如键编号)。信息KS是表示键70的按压量的信息。信息KV是表示键70的按压速度的信息。通过关联地输出信息KC、KS、KV，被操作的键70和对于该键70的操作内容被确定。
踏板举动测量部95测量制音器踏板91以及柔音踏板93各自的举动，并输出表示测量结果的测量数据。该测量数据包含信息(PC、PS)。信息PC是表示被操作的踏板是制音器踏板91还是柔音踏板93的信息。信息PS是表示踏板的按压量的信息。通过关联地输出信息PC、PS，被操作的踏板(制音器踏板91或者柔音踏板93)和对于该踏板的操作内容(按压量)被确定。另外，在踏板装置90的踏板仅为制音器踏板91的情况下，不需要信息PC。
音源部80基于从键举动测量部75以及踏板举动测量部95输入的信息而生成声音信号，并输出至扬声器60。音源部80生成的声音信号按对键70进行的每一次的操作而得到。然后，通过多次按键而得到的多个声音信号被合成而从音源部80输出。详细说明音源部80的结构。
[音源部的结构]
图2是表示本发明的第1实施方式中的音源部的功能结构的图。音源部80包括转换部88、声音信号生成部800(声音信号生成装置)、衰减控制表格135、波形数据存储部151以及输出部180。声音信号生成部800包含信号生成部111以及衰减控制部131。
转换部88将被输入的信息(KC、KS、KV、PC、PS)转换为在声音信号生成部800中使用的格式的控制数据。即，分别具有不同含义的信息被转换为公共的格式的控制数据。控制数据是规定发声内容的数据。在本例中，转换部88将被输入的信息转换为MIDI形式的控制数据。转换部88将生成的控制数据输出至声音信号生成部800(信号生成部111以及衰减控制部131)。
转换部88基于从键举动测量部75输入的信息(KC、KS、KV)，生成与对键70的操作对应的控制数据(以下，称为第1操作数据)。在本例中，第1操作数据包含用于表示被操作的键70的位置的信息(音符编号)、表示被按键的信息(音符开)、表示松键的信息(音符关)以及对键70的操作速度即按键速度(速率：在本例中为0～127)等。这样，转换部88也作为生成第1操作数据的第1操作数据生成部而发挥作用。
此外，转换部88基于从踏板举动测量部95输入的信息(PC、PS)，生成与制音器踏板91的操作(按压量)对应的控制数据(以下，称为第2操作数据)。第2操作数据包含用于表示在原声钢琴中制音器完全抬起(踏板位于终止位置)的信息(制音器开)、表示制音器完全落下(踏板位于闲置位置)的信息(制音器关)、以及表示成为除了闲置位置以及终止位置的中间位置的状态(半踏)的信息(半制音器)等。另外，踏板能够在从闲置位置到终止位置的范围中操作。
在本例中，制音器开不仅仅对应于制音器完全抬起的状态(制音器踏板91位于终止位置的状态)，还对应于制音器踏板91位于从终止位置起的规定的范围(预先设定为与该状态相同)的状态。制音器关不仅仅对应于制音器完全落下的状态(制音器踏板91位于闲置位置的状态)，还对应于制音器踏板91位于从闲置位置起的规定的范围(预先设定为与该状态相同)的状态。这样，转换部88也作为用于生成第2操作数据的第2操作数据生成部而发挥作用。另外，也可以生成与柔音踏板93对应的控制数据，但这里省略其说明。
转换部88将所生成的控制数据输出至声音信号生成部800(信号生成部111以及衰减控制部131)。具体而言，转换部88将第1操作数据输出至信号生成部111以及衰减控制部131，并将第2操作数据输出至衰减控制部131。
波形数据存储部151至少存储钢琴声音波形数据。钢琴声音波形数据是将原声钢琴的声音(通过伴随着按键的打弦而产生的声音)进行了采样的波形数据。
信号生成部111基于从转换部88输入的第1操作数据，生成声音信号并输出。此时，通过衰减控制部131调整声音信号的包络。
衰减控制部131参照衰减控制表格135，并基于从转换部88输入的第1操作数据以及第2操作数据，控制在信号生成部111中生成的声音信号的包络。特别地，声音信号衰减时的包络受控制。在本例中，衰减控制部131基于制音器踏板91的操作(即第2操作数据)而控制衰减速度，特别是在进行半踏的操作时，基于第1操作数据中的速率而进一步控制衰减速度。
衰减控制表格135是规定半踏时的速率和衰减系数k的关系的表格。衰减系数k是表示相对于制音器开时的衰减速度而变化的比例的系数。在本例中衰减系数k为1以上的值。如果k＝1，则意味着相对于设定值(衰减率DR)没有变化的衰减速度。另一方面，k越比1大则意味着声音信号的衰减速度越快。另外，在后面说明衰减控制表格135规定的关系以及衰减系数k的细节。
输出部180将通过信号生成部111而生成的声音信号输出至音源部80的外部。在本例中，向扬声器60输出声音信号，被用户聆听。接下来，说明信号生成部111的详细的结构。
[信号生成部的结构]
图3是表示本发明的第1实施方式中的信号生成部的功能结构的框图。信号生成部111具备波形读取部113(波形读取部113-1、113-2、……113-n)、EV(包络)波形生成部115(115-1、115-2、……115-n)，乘法器117(117-1、117-2、……117-n)以及波形合成部119。上述“n”对应于能够同时发声的数量(能够同时生成的声音信号的数量)，在本例中是32。即，根据该信号生成部111，直到32次按键为止发声的状态被维持，如果有第33次按键的情况，则与最早的发声对应的声音信号被强制停止。
波形读取部113-1基于从转换部88得到的第1操作数据，选择应从波形数据存储部151读取的波形数据而读取，生成与音符编号对应的音高的声音信号。在本例中，读取钢琴声音波形数据。EV波形生成部115-1基于从转换部88得到的第1操作数据以及预先被设定的参数，生成包络波形。生成的包络波形通过衰减控制部131而被调整其中一部分。包络波形的生成方法以及其调整方法在后面叙述。乘法器117-1将在波形读取部113-1中生成的声音信号乘以在EV波形生成部115-1中生成的包络波形。
例示了n＝1的情况，但每当在从乘法器117-1输出声音信号时有下一次的按键时，则以n＝2、3、4……的顺序应用与按键对应的第1操作数据。例如，如果是下一次按键，则第1操作数据被应用于n＝2的结构，并如上所述地从乘法器117-2输出声音信号。波形合成部119将从乘法器117-1、117-2、……、117-32输出的声音信号合成而输出至输出部180。
[包络波形]
说明在EV波形生成部115中生成的包络波形。首先，说明一般的包络波形以及参数。
图4是说明一般的包络波形的定义的图。如图4所示，包络波形由多个参数来规定。多个参数包含起音等级(attact level)AL、起音时间(attact time)AT、衰减时间(decaytime)DT、持续等级(sustain level)SL以及释放时间(release time)RT。另外，起音等级AL也可以固定在最大值(例如127)。在该情况下，持续等级SL在0～127的范围中被设定。
若存在音符开，则利用起音时间AT的时间上升到起音等级AL为止。之后，利用衰减时间DT的时间减少到持续等级SL为止，并维持持续等级SL。若存在音符关，则利用释放时间RT的时间从持续等级SL减少到消音状态(等级“0”)为止。在到达持续等级SL为止之前，即，在起音时间AT的期间以及衰减时间DT的期间中若存在音符关，则从该时刻起利用释放时间RT的时间达到消音状态。另外，也可以使得以将持续等级SL除以释放时间RT的衰减率来达到消音状态。
衰减率DR是能够根据上述参数而计算的值，通过将起音等级AL和持续等级SL的差除以衰减时间DT而得到。该参数(衰减率DR)表示了音符开后的衰减期间中的声音的自然衰减的程度(衰减速度)。另外，表示了在衰减期间中衰减率DR的衰减速度是固定(倾斜是直线)的例子，但也可以不一定是固定的。即，通过衰减速度进行预先决定的变化，倾斜也可以被定义为直线以外。
图5是说明钢琴的声音的包络波形的例子的图。就一般的钢琴的声音而言，例如，持续等级SL被设定为“0”，衰减时间DT被设定得比较长(衰减率DR被设定得小)。该状态表示了制音器从弦离开了的状态(制音器开)。在衰减时间DT中若存在音符关，则制音器成为与弦接触的状态(制音器关)，并按照释放时间RT的设定而如虚线那样急剧地衰减。本例中的EV波形生成部115生成图5所示的包络波形，并通过衰减控制部131调整衰减率DR。例如，在是半制音器时，衰减控制部131将衰减率DR(衰减速度)控制得比制音器开时更快，另一方面，将衰减率DR(衰减速度)控制得比制音器关时的衰减速度更慢。
这些参数是作为用于规定包络波形的设定值的说明，起音等级AL等各等级是相对的值。因此，从EV波形生成部115输出的包络波形，即，在乘法器117中与声音信号进行乘法的包络波形中，根据速率而调整输出等级的绝对值。另外，输出等级的调整也可以通过放大电路来实现。
在是半制音器时，衰减控制部131基于与各声音对应的速率(键70的按键速度)而调整衰减率DR。如上所述地使用衰减系数k作为与衰减速度的调整有关的参数。在本例中，若将调整后的衰减率设为DRf，则计算为DRf＝DR×k。即，衰减系数k越大，衰减速度越快。对这样调整衰减速度的控制进行说明。首先，说明由衰减控制部131参照的衰减控制表格135。
[衰减控制表格]
图6是说明本发明的第1实施方式中的衰减控制表格所规定的衰减系数和速率的关系的图。横轴表示速率(Vel)，纵轴表示衰减系数k。衰减系数k被设定为1以上且小于UL。UL是与音符关之后的衰减速度对应的值。
衰减系数k＝1时的衰减速度(第1速度)对应于衰减率DR，并对应于音符开(按键)的状态下的衰减速度以及制音器开的状态下的衰减速度。另一方面，衰减系数k＝UL时的衰减速度对应于音符关之后(且制音器关)的衰减速度。在图6所示的衰减控制表格135的例子中，进行规定以使衰减系数k在速率为最小值“0”时成为最大值k1，并伴随着速率的增加而以固定比例单调减少，并在速率为最大值“127”时成为最小值k2。
衰减控制部131通过参照该衰减控制表格135而进行控制以使根据与各声音对应的速率(按键速度)而在从DR×k1开始到DR×k2为止的范围内对是半制音器时的各声音的衰减速度(第2速度)即衰减率DRf进行调整。接下来，说明衰减控制部131的衰减控制处理。
[衰减控制处理]
图7是表示本发明的第1实施方式中的衰减控制处理的流程图。若根据第1操作数据检测到音符开而读取波形数据(更详细而言若到达衰减期间)，则衰减控制处理与各自的音符开对应地被执行。因此，如图3所示，如果能够同时发声的数量为32，则最多并行执行32个衰减控制处理。
首先，衰减控制部131判定在从上一次判定到本次判定为止之间，是否基于第1操作数据而检测到音符关(步骤S101)，以及是否基于第2操作数据而是制音器关的状态(步骤S103)。在没有检测到音符关的情况下(步骤S101；否)，由于与被按键的状态对应，与制音器踏板的状态无关地设定为衰减系数k＝1(步骤S115)。即，被设定为保持通常的衰减率DRf(＝DR×1)的衰减速度。衰减控制部131执行单位时间的衰减处理(步骤S121)，再次返回步骤S101而重复处理。单位时间是指与规定的处理单位对应的时间，例如，与1个时钟中的处理时间对应。
接下来，在检测到音符关(步骤S101；是)并且是制音器关的状态(步骤S103；是)的情况下，由于与没有操作制音器踏板91的状态并且松键的状态对应，转移至释放(步骤S123)，并结束衰减控制处理。即，衰减控制部131进行控制以使从衰减率DRf下的衰减速度切换至与释放期间对应的衰减速度。
另一方面，在检测到音符关(步骤S101；是)并且不是制音器关的状态的情况下(步骤S103；否)，基于第2操作数据而判定是否是半制音器的状态(步骤S105)。在不是半制音器的状态的情况下(步骤S105；否)，由于是制音器开的状态，即使是松键也与被按键的状态同样地，衰减控制部131设定为衰减系数k＝1(步骤S115)。
在是半制音器的状态的情况下(步骤S105；是)，衰减控制部131基于第1操作数据而取得与处理对应的音符编号的速率(步骤S111)，并设定与该速率对应的衰减系数k(步骤S113)。与速率对应的衰减系数k按照衰减控制表格135而被设定。即，如上所述，被设定为速率越大，衰减速度k越小。然后，衰减控制部131以由设定的衰减系数k而决定的衰减率DRf(DR×k)来执行单位时间的衰减处理(步骤S121)，再次返回步骤S101而重复处理。
根据这种衰减控制处理，在半制音器的状态下被控制为衰减速度比制音器开的状态(以及音符开的状态)快。进一步，半制音器时的衰减速度被控制为按键速度越小的声音衰减速度越快。通过进行这样衰减控制，能够更高精度地重现原声钢琴中的进行半踏操作时的声音的衰减。更详细的叙述如下所示。
在原声钢琴的演奏中，由于若进行半踏操作，则能够得到适当的发声长度下的余韵，因此在想让旋律一边响并一边发声的时候被使用。此时，对于各声音的制音器的效力未必是固定的。例如，声音小的弦振动能量小，通过制音器的影响而衰减的速度比声音大的弦要快。由此，能够抑制使旋律响起时残留不重要的声音而留下不自然的余音。
根据这种与演奏状态无关地将进行半踏操作时的衰减速度控制为固定的电钢琴，由于没有考虑这种制音器的效力的不同，因此余韵是平均的。因此，根据演奏的内容有时会残留不自然的余音，使突出旋律的演奏表现很困难。另一方面，根据本发明的键盘乐器，如上所述，能够使进行半踏操作时的衰减速度根据按键速度而变化。通过令越大的声音余韵越长，越小的声音余韵越短，能够更高精度地反映原声钢琴中的进行半踏操作时的制音器的影响。
＜第2实施方式＞
在第1实施方式中，在进行半踏操作时根据按键速度而使各声音的衰减速度变化，但在第2实施方式中，说明根据在进行半踏操作时的各声音的大小而使各声音的衰减速度变化的键盘乐器。在以下的说明中，省略第2实施方式的结构中与第1实施方式相同的结构的说明。另外，在第2实施方式中，与第1实施方式的情况相比，信号生成部、衰减控制部以及衰减控制表格不同。
图8是表示本发明的第2实施方式中的声音信号生成部的功能结构的框图。在第2实施方式中的信号生成部111A中，EV波形生成部115A(115A-1、115A-2、……、115A-n)与第1实施方式不同。EV波形生成部115A将向乘法器117输出的包络波形的输出等级输出给衰减控制部131A。在是半制音器时，衰减控制部131A基于与各声音对应的声音信号的输出等级(音量)而调整衰减率DR。与第1实施方式同样地，衰减控制部131A参照衰减控制表格，通过设定衰减系数k而调整衰减率DR。
图9是说明本发明的第2实施方式中的衰减控制表格所规定的衰减系数和输出等级的关系的图。横轴表示输出等级(EL)，纵轴表示衰减系数k。在图9所示的衰减控制表格的例子中，被规定为衰减系数k在输出等级为最小值“Min”时成为最大值k1，随着输出等级的增加而以固定比例单调减少，并在输出等级为最大值“Max”时成为最小值k2。
衰减控制部131A进行控制以使通过参照该衰减控制表格，根据与各声音对应的输出等级(音量)而在从DR×k1起到DR×k2为止的范围内对是半制音器时的各声音的衰减率DRf进行调整。接下来，说明衰减控制部131A的衰减控制处理。
图10是表示本发明的第2实施方式中的衰减控制处理的流程图。第2实施方式中的衰减控制处理在取代第1实施方式中的步骤S111、S113而执行步骤S211、S213的处理这一点上不同。在第2实施方式的衰减控制处理中，由于其他的处理是与第1实施方式相同的处理，因此省略其说明。在第2实施方式的衰减控制处理中，在是半制音器的状态的情况下(步骤S105；是)，衰减控制部131A从对应的EV波形生成部115A取得与处理对应的声音的输出等级(步骤S211)，并设定与该输出等级对应的衰减系数k(步骤S213)。另外，输出等级并不限于在检测到半制音器的状态的时刻的输出等级，也可以是规定时间前的输出等级。
与输出等级对应的衰减系数k如上所述地被设定为，输出等级越大，衰减速度k越小。这样，各声音的衰减速度不限于如第1实施方式那样通过按键速度而受控制的情况，也可以如第2实施方式那样通过进行半踏操作时的输出等级而被控制。
＜第3实施方式＞
在第1实施方式以及第2实施方式中，通过使包络波形(特别是衰减率)改变而控制进行了半踏操作时的各声音的衰减速度，但在第3实施方式中，说明通过控制附加余音的程度而控制各声音的衰减速度的键盘乐器。另外，在第3实施方式中，与第1实施方式的情况相比，信号生成部以及衰减控制部不同。
图11是表示本发明的第3实施方式中的声音信号生成部的功能结构的框图。在第3实施方式中的信号生成部111B中，EV波形生成部115B(115B-1、115B-2、……、115B-n)与第1实施方式不同。在本例中，EV波形生成部115B不受到来自衰减控制部131B的包络波形的调整。即，对乘法器117输出与被设定的参数对应的包络波形。另一方面，信号生成部111B包含受到来自衰减控制部113B的控制的余音附加部121B(121B-1、121B-2、……、121B-n)。衰减控制部131B进行与第1实施方式中的衰减控制部131相同的处理，但在不是基于衰减系数k而控制EV波形生成部115而是控制余音附加部121B，这一点上不同。
余音附加部121B被插入在乘法器117和波形合成部119之间。例如，余音附加部121B-1被设置于乘法器117-1和波形合成部119之间。对通过波形合成部119而合成的声音信号附加被用于一般的效果(effect)控制的混响等的余音。另一方面，在本例中，对各声音个别地附加余音。余音附加部121B只要是附加余音并能够变更余音时间的结构，则能够采用公知的任何结构，例如能够通过使用了反馈时延的梳齿滤波器来实现。也可以使用专利第3269156号公报所公开的技术。
在余音附加部121B中被附加的余音的时间通过衰减控制部131B而被控制。例如，在使用上述所例示的梳齿滤波器的情况下，衰减控制部131B能够通过根据衰减系数k而变更反馈增益，从而调整对于声音信号的余音时间的长度。衰减控制部131B进行控制以使衰减系数k越大，反馈增益越小而衰减速度越快。例如，也可以将衰减系数k的倒数设定为反馈增益。
这样，取代如第1实施方式那样调整包络波形，也可以通过调整余音附加部121B中的余音时间，从而根据按键速度而控制各声音的衰减速度。另外，也可以通过并用余音时间的调整和包络波形的调整来控制各声音的衰减速度。当然，与第2实施方式同样地，也可以通过根据音量而调整各声音的余音时间来控制衰减速度。
＜第4实施方式＞
在上述实施方式，例如在第1实施方式中，衰减控制部131通过根据速率而被设定的衰减系数k来控制衰减速度，但也可以还通过并用根据其他参数而被设定的衰减系数来控制衰减速度。在第4实施方式中，说明使用根据与各声音对应的音符编号(音高)而被设定的第2衰减系数kp的例子。另外，应用于第2、第3实施方式的情况也是同样的，省略其说明。
图12是说明本发明的第4实施方式中的衰减控制表格所规定的第2衰减系数和音符编号的关系的图。横轴表示音符编号(Note No.)，纵轴表示第2衰减系数kp。在本例中，第2衰减系数kp在音符编号为“21”时成为最小值kp1，在音符编号为“108”时成为最大值kp2。另外，音符编号的范围是设想为88键的钢琴的情况下的例子。根据图12所示的衰减控制表格，规定了音高越高，衰减速度越快的第2衰减系数。另外，不限于设定按每个音符编号而不同的第2衰减系数kp的情况，也可以划分规定的音域而阶段性地规定。例如，也可以进行规定以使弦的种类或者根数相同的音高的范围成为相同的第2衰减系数kp。
第2衰减系数kp作为对衰减系数k乘以的系数而被使用。例如在被用于第1实施方式中的衰减率DR的调整的情况下，衰减率DRf被设定为DR×k×kp。通过这样设定衰减速度，还能够将对于音高的弦的不同(种类、根数、张力等)以及对于音高的制音器的不同(毛毡形状、结构等)等而引起的制音器的效力反映在衰减速度上。
＜第5实施方式＞
在第1实施方式中，半制音器的状态是1个，但也可以根据对制音器踏板91的操作量而取得多个半制音器的状态。在第5实施方式中，说明半制音器的状态为2个的情况。在本例中，设为存在对制音器踏板91的操作量大且对弦的影响小的第1半制音器的状态和相比之下操作量小且对弦的影响大的第2半制音器的状态而进行说明。另外，在应用于第2、第3实施方式的情况下也是同样的，省略其说明。
图13是说明本发明的第5实施方式中的衰减控制表格所规定的衰减系数和速率的关系的图。图13所示的衰减控制表格与第1实施方式所示的衰减控制表格，其纵轴以及横轴的关系相同，但在第1半制音器的情况和第2半制音器的情况下衰减系数k被规定为不同的值。即，第1半制音器时的衰减速度(第3速度)和第2半制音器时的衰减速度(第2速度)不同。
首先，在第1半制音器的情况下，被规定为在速率为最小值“0”时成为最大值ku1，并随着速率的增加而以一定比例单调减少，并在速率为最大值“127”时成为最小值ku2。另一方面，在第2半制音器的情况下，被规定为在速率为最小值“0”时成为最大值kd1(＞ku1)，随着速率的增加而以一定比例单调减少，并在速率为最大值“127”时成为最小值kd2(＞ku2)。另外，在本例中，满足kd2＞ku1的关系，但也可以不满足该关系。
此外，在图13所示的例子中，第1半制音器的情况下衰减系数的变化量“ku1-ku2”比第2半制音器的衰减系数的变化量“kd1-kd2”大。这表示了对于弦的制音器的效力越小，按键速度的不同对衰减速度的变化造成的影响越大。这样，可以将半制音器的状态划分为多个阶段，细致地控制对于弦的制音器的效力，进而进行基于按键速度等的衰减速度的变化。此时，也可以设为衰减系数划分得越小，按键速度的不同引起的衰减系数的变化量越大。由此，能够更高精度地反映进行了半踏操作时的制音器的影响。
＜变形例＞
以上，说明了本发明的一实施方式，但各个实施方式也可以采用相互组合或置换的实施方式。此外，本发明的一个实施方式也能够如以下那样变形为各种方式。此外，以下说明的变形例也能够相互组合而应用。
(1)在上述实施方式中，衰减控制表格所规定的衰减系数k和各参数的关系是以更高精度地重现原声钢琴的弦和制音器的关系为目的而被规定的。例如，在第1实施方式中，衰减系数k被规定为随着速率的增加而以一定的比例减少。另一方面，衰减控制表格所规定的关系根据作为目的的效果而适当地设定即可。例如，衰减系数k也可以在随着速率的增加而减少时不以一定的比例变化。此外，衰减系数k随着速率的增加而单调减少，但也可以将单调减少和单调增加组合，也可以是整体单调增加。无论怎样，只要规定为对按键速度或者成为半制音器时的音量(输出等级)等参数值，衰减系数k变化即可。
另外，由于能够根据作为目的的效果而进行各种变更，关于波形数据也不一定限定为对原声钢琴的声音进行采样。即，波形数据也可以是对电子钢琴的声音进行采样，也可以是对其他乐器的声音进行采样。此外，也可以是对规定的波形数据进行合成或者调制而生成的。
(2)在上述实施方式中，为了进行衰减速度的控制而调整包络波形的衰减率，但也可以通过使用其它参数而调整该参数。例如，在使用了释放率、持续率等的情况下，也可以调整该参数。此外，如果对第1衰减期间以及接在其后的第2衰减期间规定了衰减率，则也可以调整任一方(例如第2衰减期间)或者双方的衰减率。
(3)在上述实施方式中，衰减速度k由衰减控制表格来规定，但也可以通过规定的算式而根据速率等进行计算。
(4)在上述实施方式中，也可以通过对制音器踏板91以外的踏板，例如柔音踏板93的操作，而进一步使衰减系数变更。据此，在弦的振动由于打弦数的变化而变化了的情况下，即使制音器和弦的关系改变了，也能够高精度地重现声音的衰减。
(5)在上述实施方式中，在衰减控制处理中没有检测到音符关的情况(图7，步骤S101；否)与被按键的状态对应。因此，在该情况下，与制音器踏板的状态无关地，被设定为衰减系数k＝1。即，为了简化处理而应用了以按键状态和松键状态的2个状态为前提来切换有无制音器踏板的影响的处理。另一方面，为了进一步接近实际中原声钢琴的动作，也可以将按键状态和松键状态之间的中间状态反映在衰减控制处理中。
这里，若将键70可操作的范围定义为闲置位置和终止位置之间，则中间状态对应于在不包含闲置位置和终止位置的从第1位置开始到第2位置为止之间的范围中操作键70。另外，第1位置是比第2位置更靠近终止位置的位置。在该情况下，按键状态对应于键70处于终止位置和第1位置之间。此外，松键状态对应于键70处于第2位置和闲置位置之间。第1位置和第2位置预先被设定。根据中间状态，即使是没有操作制音器踏板91的状态(制音器关)，由于制音器成为离弦有些远的状态，因此成为半制音器的状态。
例如，如下所示地规定中间状态时的处理。在图7的步骤S101的判定处理中，在按键状态(音符开)或者松键状态(音符关)的情况下，与上述实施方式中的处理相同。另一方面，若被判定为是中间状态，则即使在步骤S103中是被判定为制音器关的状态(制音器踏板91处于闲置位置的状态)，也被判定为是半制音器的状态，执行与步骤S111、S113、S121对应的处理。即，在键70使中间状态时，除了被判定为是制音器开的状态(制音器踏板91处于终止位置的状态)的情况之外，判定为是半制音器的状态。
这样，即使没有操作制音器踏板91，也能够重现键70被操作至中间状态时的半制音器的状态。因此，本例中的衰减控制处理能够在键70是比第1位置更靠近闲置位置的位置(中间状态或者松键状态)时，根据制音器踏板91的状态而进行半制音器的处理。
(6)在上述实施方式中，说明了键盘装置1作为实施的一例，但也能够作为键盘装置1所包含的声音信号生成部800，即声音信号生成装置来实施，此外，也能够作为包含声音信号生成部800的音源部80来实施。在该情况下，可以从具有键盘的输入设备以及具有制音器踏板的输入设备取得第1操作数据以及第2操作数据，也可以取得用于生成第1操作数据以及第2操作数据的信息。
(7)在上述实施方式中的键盘乐器1中，被构成为壳体50和踏板装置90能够相互装卸的结构，但也可以被收容在一体的壳体中而无法装卸。
(8)也可以通过由控制部10的CPU执行控制程序而实现上述音源部80的各个功能的全部或者一部分。在该情况下，用于使控制部10(计算机)执行衰减控制处理的程序也可以通过存储介质或者经由网络的下载而被提供。此外，也可以通过在个人计算机等中下载并执行该程序，而将该计算机用作为声音信号生成装置。
标号说明
1…键盘乐器，10…控制部，21…操作部，23…显示部，30…存储部，50…壳体，60…扬声器，73…压力测量部，75…键举动测量部，80…音源部，88…转换部，90…踏板装置，91…制音器踏板，93…柔音踏板，95…踏板举动测量部，111，111A，111B…信号生成部，113…波形读取部，115、115A、115B…EV波形生成部，117…乘法器，119…波形合成部，121B…余音附加部，131、131A、131B…衰减控制部，135…衰减控制表格，151…波形数据存储部，180…输出部，800…声音信号生成部(声音信号生成装置)。

Claims (9)

1.一种声音信号生成装置，包括：
信号生成部，基于与对键的操作对应的第1操作数据，生成声音信号，所述第1操作数据包括键的操作速度；以及
衰减控制部，基于所述第1操作数据以及与对踏板的操作对应的第2操作数据，将所述声音信号的衰减速度控制为第1衰减速度以及比该第1衰减速度快的第2衰减速度中的任一个，在将所述衰减速度控制为所述第2衰减速度时，使该第2衰减速度的值基于所述第1操作数据所示的对所述键的操作速度或者所述声音信号的输出等级而变化。
2.如权利要求1所述的声音信号生成装置，
所述踏板能够在闲置位置和终止位置的范围中操作，
在所述第2操作数据表示对所述踏板的操作被操作至除了闲置位置和终止位置的第1位置的情况下，所述衰减控制部将所述衰减速度控制为所述第2衰减速度。
3.如权利要求1所述的声音信号生成装置，
所述键能够在闲置位置和终止位置的范围中操作，
所述衰减控制部还在所述第1操作数据表示所述键比规定位置更靠近闲置位置的情况下，将所述衰减速度控制为所述第2衰减速度。
4.如权利要求1所述的声音信号生成装置，
所述衰减控制部基于所述第1操作数据以及所述第2操作数据，控制为所述第1衰减速度和所述第2衰减速度之间的第3衰减速度，
所述衰减控制部在将所述衰减速度控制为所述第3衰减速度时，进行控制以使所述第3衰减速度的值的变化量比所述第2衰减速度的值的变化量大。
5.如权利要求1至权利要求4中任一项所述的声音信号生成装置，
所述衰减控制部将被按键的状态的情况下的所述衰减速度、以及所述踏板的操作被操作至终止位置的情况下的所述衰减速度控制为所述第1衰减速度。
6.如权利要求1至权利要求4中任一项所述的声音信号生成装置，
所述第2衰减速度慢于没有进行所述踏板的操作的状态下被松键时的衰减速度。
7.一种键盘乐器，具备：
权利要求1至权利要求6中任一项所述的声音信号生成装置；
所述键；以及
第1操作数据生成部，生成与所述键的操作对应的所述第1操作数据，所述第1操作数据包括键的操作速度。
8.如权利要求7所述的键盘乐器，还具备：
所述踏板；以及
第2操作数据生成部，生成与所述踏板的操作对应的所述第2操作数据。
9.一种计算机读取的记录介质，其存储了程序，该程序用于使计算机执行如下操作：
基于与对键的操作对应的第1操作数据，生成声音信号，所述第1操作数据包括键的操作速度；以及
基于所述第1操作数据以及与对踏板的操作对应的第2操作数据，将所述声音信号的衰减速度控制为第1衰减速度以及比该第1衰减速度快的第2衰减速度中的任一个，
在将所述衰减速度控制为所述第2衰减速度时，使该第2衰减速度的值基于所述第1操作数据所示的对所述键的操作速度或者所述声音信号的输出等级而变化。
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