CN1119318A

CN1119318A - 音响信号产业装置

Info

Publication number: CN1119318A
Application number: CN95108612A
Authority: CN
Inventors: 高桥真; 中田卓也; 岩濑裕之
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 1994-08-10
Filing date: 1995-08-10
Publication date: 1996-03-27
Anticipated expiration: 2015-08-10
Also published as: US6259015B1; DE69517263T2; EP0698875B1; KR960008672A; CN1151486C; EP0698875A1; JPH0854878A; KR100329211B1; HK1010417A1; JP3261878B2; DE69517263D1

Abstract

本发明公开了一种按照乐曲的进行对乐音信号和来自外部的声音信号的音乐性效果的付与状态能依次简单地进行切换的音响信号产生装置。其中声源回路依次产生从微机依次自动地供给的演奏数据的乐音信号且导入数字信号处理器DSP，由麦克风输入的乐器声、歌声等声信号也导入DSP。效果控制参数预先混合于演奏数据，且与上述演奏数据的供给连动输出到DSP，随乐曲的进行由DSP依次切换音乐性效果的赋予状态，由此自动地控制上述两信号的音乐性效果的付与状态。

Description

音响信号产生装置

本发明涉及一种同时输出由声源装置形成的乐音信号和从外部输入的音响信号的音响信号产生装置。

近年来，一般是在带有产生乐音信号的声源装置的音响信号产生装置内设置可改变音乐性效果的付与状态的效果付与机构，可以给由声源装置形成的乐音信号付与各种各样的效果之后输出。并且，众所周知也可以通过麦克风等给由外部输入的音响信号付与音乐性的效果。

然而，在上述已往的装置里，对乐音信号的效果付与装置和对来自外部的音响信号的效果付与装置是独立设置的，而且是被独立控制的，因此，存在的问题是：既使是在同时输出两信号情况下，有必要独立地改变音乐效果的付与状态，而这种改变是很麻烦的。

本发明的目的就是为解决上述问题，提供一种可以同时改变由声源装置形成的乐音信号以及来自外部的音响信号的音乐效果的付与状态，且较简单地就能够改变该音乐效果的付与状态的一种音响信号产生装置。

为达到上述目的，本发明采取以下技术方案：

本发明提供一种音响信号产生装置，其特征在于具有：输入表示音高的音高数据且形成同音高的乐音信号并将其输出的声源装置；输入来自外部的音响信号的音响信号输入装置；效果付与机构以及自动演奏机构，所述效果付机构既输入上述的乐音信号和音响信号以给两信号付与与音乐性的效果，又按照另外输入的效果控制参数可改变上述音乐性效果的付与状态，所述自动演奏机构既按时间序列存储上述音高数据和效果控制参数、将该音高数据依次供给上述声源装置并控制乐音信号的形成，又在上述进行音高数据供给的同时，将该效果控制参数供给上述效果付与机构并也控制音乐性效果的付与状态。

本发明又提供一种音响信号产生装置，其特征在于具有：与上述同样的声源装置和音响信号输入装置；效果付与机构；设置于操作盘上的开关；以及切换控制机构，所述效果付与机构输入乐音信号及音响信号且给两信号付与音乐性效果、并可切换同音乐性效果的付与状态，所述切换控制机构根据开关的操作切换控制有关效果付与机构的音乐性效果的付与状态。

另外，上述切换控制机构按照开关的操作控制声源装置，同时也可以切换由声源装置形成的乐音信号的音色。

本发明具有以下效果依据上述构成的特点：

自动演奏机构将以时间序列存储的音高数据依次供给声源装置并控制乐音信号的产生，与此并行，将被存储的效果控制参数供给效果付与机构并控制音乐性效果的付与状态。因此，来自声源装置的乐音信号和由音响输入装置输入的来自外部的音响信号的音乐性效果的付与是通过自动演奏机构综合地且自动地被控制的。由此，只要通过使自动演奏机构动作，对上述两信号就可以同时改变其音乐性效果的付与状态，并且很简便地就能付与适合乐曲曲调的音乐性效果。例如，随着由音响信号输入装置输入人的歌声，将来自声源装置的乐音信号作为其伴奏时，也就是，将有关本发明的音响信号产生装置作为所谓卡啦OK用的装置使用时，在前奏、本奏及后奏中等，特别是既使本奏中高潮的部分中，也可以根据乐曲的曲调自动地对歌声付与混响效果等的音乐性效果。

并且由上述构成的特点，通过操作设置在操作盘上的开关，由于切换控制机构控制效果付与机构以切换该机构的音乐性效果的付与状态，则对于来自声源装置的乐音信号和由音响输入装置输入的来自外部的音响信号这两个信号可以同时切换控制被付与的音乐性效果。由此，以简单的操作，可以将对上述两信号的音乐性效果的付与控制于适合乐曲的进行和上述两信号的程度。

而且，根据上述的构成特点，因切换控制机构靠开关的操作也可控制声源装置，而同时也可切换由该声源装置形成的乐音信号的音色，则以简单的操作，能够更综合地控制最终由效果付与机构输出的音响信号的音色和音乐性效果。

以下参照附图对本发明的实施例做具体说明：

图1是表示本发明第1实施例的音响信号产生装置的整体的方框图；

图2是表示图1中DSP的一实施形态的构成图；

图3是表示由图1的微型计算机执行的主程序的流程图；

图4是表示图3的操作盘处理过程中的具体流程图；

图5是表示图3的自动演奏处理过程的具体流程图；

图6是表示一例自动演奏数据的数据格式图；

图7是表示第1实施例的自动演奏的变化状态及混响电平的变化状态的动作说明图；

图8是表示本发明第2实施例的音响信号产生装置的整体的方框图；

图9是表示图8中DSP的一实施形式的构成图；

图10是图9的混合回路的具体电路图；

图11是表示由图8的微型计算机执行的主程序的流程图；

图12是表示图11的操作盘处理过程的具体流程图；

图13是表示乐曲的进行和效果付与状态的状态说明图。

第一实施例

以下，对针本发明的第1实施例进行说明，图1是由方框图表示该实施例音响信号产生装置的整体。

该音响信号产生装置包括：做为本发明声源装置的声源回路11、做为音响信号输入装置的麦克风12以及拾音装置13。因为声源回路11是用于响应音高数据KC等的到来，形成数字乐音信号并将其输出的，该乐音信号的频率及音量电平分别由被供给的音高数据KC及按钮数据TD决定，且其音色是由被供给的音色控制参数来决定的。另外，在本实施例中，该声源回路的构成是能够同时将32个音分成1-32的声部输出。麦克风12是用于将人的歌声、乐器声等当作外部音响信号输入的，而拾音器装置13是用于拾捡吉他、钢琴等的弦振荡当做外部音响信号输入的。在麦克风12及拾音装置13上分别连接着将模拟信号变换成数字信号的A/D变换器14、15。而且，即使麦克风12及拾音器装置13没有被内藏于音响信号产生装置主体之中，若能够适当地与该装置连接就可以。

数字信号处理器20(以下简称DSP20)与声源回路11及A/D变换器14、15相连接。DSP20由各种演算器、存储器、寄存器、计数器以及控制它们的控制电路构成，它是混合由供给控制电路的程序输入的各个信号，控制同信号的增益，将同信号延迟以及付与同信号合声效果、音调变换效果、混响效果、畸变效果等音乐性效果的可程序化的综合性的乐音效果付与装置。通过将数字信号变换成模拟信号的D/A变换器31、32，该DSP20的左右两通道的输出连接着扬声器33、34。

在这第1实施例中，DSP20做为同实施例的一个实施形式由图中未示的程序控制，如图2那样被构成。也就是，DSP20既将来自声源回路11的32个音的乐音信号做为声部1～32输入，又分别输入来自麦克风12和拾音装置13的外部音响信号，并将这些各输入的信号引入并列设置的第1序列和第2序列。第1序列包含有混合回路，该混合回路由分别控制各信号增益的乘法器21-1～21-34以及将这些被增益控制的输入信号相加的加法器22所构成，该混合回路的输出是通过放大器23与混响效果回路24相连接。做为控制各输入信号增益的控制参数的增益控制信号M1～M34被供给各乘法器21-1～21-34。混响效果回路24付与输入信号混响效果并将其输出。混响效果回路24的输出经放大器25与加法器26的一个输入连接。

第2序列也具有混合回路，该混合回路是由分别控制各输入信号增益的乘法器27-1～27-34和将被这些增益控制的输入信号相加的加法器28构成的，经过放大器29，该混合回路的输出与加法器26的另一个输入相连接。做为控制各输入信号增益的控制参数的增益控制信号M1～M34被供给各个乘法器27-1～27-34。加法器26将第1序列和第2序列的两信号相加，并输出到左右两通道里。

再次回到图1的说明中。上述声源回路11和DSP20与数据总线40相连接。总线40连接着中间接口装置41(以下称作MI DI接口装置)、微型计算机42以及操作键盘43。MI DI是用于规定电子乐器等的音乐信息的格式，MI DI接口装置41与其他的电子乐器、程序装置等别的MI DI机器44相连接，并从该机器44获取MI DI数据。微型计算机42是由ROM42a、CPU42b和RAM42C组成的，所述ROM42a是用于存储对应于图3～图5所示流程图的程序；所述CPU42b用于运行该程序；所述RAM42C用于存储该程序运行所必要的变量。

另外，通过未图示的软盘、MI DI接口装置41从MI DI机器44等供给的自动演奏数据也被写入RAM42C。如图6所示，自动演奏数据按时间序列排列分别表示各音符的音高频率及音量电平的音高数据KC和按钮数据TD以及表示各音符间的时间间隔的音程数据TI ME，并且也按时间序列排列对应于来自声源回路11的声部1-32的各乐音信号、来自麦克风12的外部音响信号以及表示来自拾音器装置13的外部音响信号的各音量电平的增益控制数据M1～M34。N1～N34。

而且，分别对应于操作盘43的多数个开关43a、43b…、中的若干个的不同组的音色控制参数和效果控制参数被子先存储在ROM42a中，同时，分别对应操作盘43的剩余开关的不同组的音色控制参数和效果控制参数被存储在RAM42C中。

接着，在既输入来自麦克风12的人的歌声，又根据自动演奏数据将由声源回路11形成的乐音信号用作上述歌声的伴奏时，也就是在该实施例的装置用于所谓“卡啦OK”的场合为例，说明前述那样构成的第1实施例的动作。首先，在前述那样构成的音响信号产生装置动作之前，以图2的构成图所示的那样，构成DSP20，且予先将自动演奏数据、音色控制参数和效果控制参数存储在RAM42C中。之后，在CPU42b里开始执行图3的程序。CPU42b在步骤100开始执行被该程序，在步骤102的初期设定处理之后，反复地执行步骤104的盘处理过程、步骤106的中间处理过程、和步骤108的自动演奏处理过程。

盘处理过程具体如图4所示，在步骤110开始执行该过程，之后，在步骤112，CPU42b判断操作盘43的开关43a、43b……中哪个被操作了。如果开关43a、43b…的任何一个都没有被操作，在步骤112判定为“NO”，并在步骤118结束执行该盘处理过程。

若开关43a、43b、……中的任一个被操作了，在步骤112判定为“Yes”，程序进入步骤114、116。在步骤114，从ROM42a或RAM42c读出对应被操作的开关的音乐控制参数并转送到声源回路11。声源回路11为形成具有由上述音色控制参数决定音色的乐音信号而做准备，在步骤116，由ROM42a或RAM42c读出对应被操作开关的效果控制参数并输出到DSP20。DSP20为将由上述效果控制参数决定的音乐效果付与输入信号而进行准备。在上述步骤114，116的处理之后，在步骤118结束执行被该参数处理过程。

在从MI DI机器44经MI DI接口输入MI DI数据时，中间处理过程依据该MI DI数据进行处理。由于本发明不直接涉及该演奏中的MI DI数据的输入，因此省略了该过程的详细说明。

自动演奏处理过程具体如图5所示，该过程从步骤120开始，此后，在步骤122，CPU42b进行自动演奏数据的读出处理。在该读出处理中，由图中未示出的定时器依次计测被自动演奏数据中的各音程数据T1ME显示的时间，每次计测结束，就从RAM42C依次读出音高数据KC、按钮数据TD和增益控制数据M1～M34，N1～N34。自动演奏数据读出后，在步骤124，将上述读出的音高数据KC和按钮数据TD传送到声源回路11。声源回路11形成由上述供给的音高数据KC表示音高频率及按钮数据TD表示音量电平的乐音信号，并依次输出到DSP20。

接着，在步骤126，判断增益控制数据M1～M34，N1～N34是否被读出。如果增益控制数据M1～M34，N1～N34没有被读出，则在步骤126，判定为“NO”，并在步骤130结束执行该自动演奏处理程序。一方面，如果通过步骤122的处理，增益控制数据M1～M34、N1～N34被读出，则在步骤126判断为“YES”，程序进入步骤128。在步骤128中，将上述读出的增益控制数据M1～M34、N1～N34输出到DSP20。对应上述供给的增益控制数据M1～M34、N1～N34，DSP20用第1序列的乘法器21-1～21-34和第2序列的乘法器27-1～27-34分别控制来自声源回路11的1～34声部的乐音信号和来自麦克风12及拾音装置13的音响信号的增益。

第1序列的各乘法器21-1～21-34的输出信号由加法器22进行相加，被相加的信号经过放大器23供给混响效果回路24。混响效果回路24付与被供给的信号混响效果，并经放大器25将其供给加法器26。加法器26将上述被供给的第1序列及第2序列的信号相加，并分别输出到左右两通道中。这些信号分别由D/A变换器31、32变换成模拟信号，从扬声器33、34输出对应该模拟信号的音响信号。

如图7所示，是在输入上述那样歌声的同时，利用来自声源回路11的乐音信号作为该歌声伴奏的音响信号产生装置的一个具体例子，随着由自动演奏进行前奏、本奏和后奏，增益控制数据M33，在前奏时和后奏时为零，在本奏中为0.5，而在该本奏中曲调特别地高潮时是0.8，由此，只有靠再生自动演奏数据，在无歌声的状态下，噪音下降，同时，随着曲子的进行，特别是在曲子高潮的时候，能自动地得到带有很奏效的混响效果伴奏的歌声。所以，可以靠简单的操作自动地产生音乐效果丰富的乐音信号及外部音响信号。

第2实施例

下面，说明有关本发明的第2实施例，图8是以方框图表示该实施例的音响信号产生装置的整体。

该音响信号产生装置具有与上述第1实施例同样的声源回路11、麦克风12、拾音装置13、A/D变换器14、15、DSP20、D/A变换器31、扩音器34、数据总线40、微型计算机42以及带有多个开关43a、43b…的操作盘43。然而，在此第2实施例中，微型计算机42的CPU42b执行对应图11，12的流程图的程序，多个开关43a、43b……被用于声源回路11的乐音信号的音色切换以及DSP20的效果付与的状态切换。

在第2实施例中，做为该实施例的一种实施形式，DSP20由图中未示出的程序控制被构成象图9(A)～(D)那样。也就是，DSP20将来自声源回11的32个音的乐音信号当做声部1～32输入，同时也分别输入来自麦克风12及拾音装置13的外部音响信号，并具有混合这些输入信号的混合回路51A～51D。如图10所示，混合回路51A～51D是由分别控制上述各信号增益的乘法器51-1～51-34以及将这些经增益控制的输入信号相加的加法器51-35组成的。作为控制各输入信号增益的控制参数的增益控制数据被供给这些乘法器51-1～51-34。

混合回路51A的输出经乘法器52-1连接到加法器52-4，效果回路54b、54c的输出是经乘法器52-2、52-3连接到上述加法器52-4。加法器52-4的输出经乘法器53a连接到效果回路54a。混合回路51B的输出经乘法器52-5连接给加法器52-8，该加法器52-8也经乘法器52-6、52-7与效果回路54C、54a的输出相连接。混合回路51C的输出经乘法器52-9与加法器52-12连接，效果回路54a、54b的输出也经乘法器52-10、52-11与该加法器52-12相连接。加法器52-12的输出是经乘法器53C与效果回路54c相连接。

混合回路51D的输出经乘法器52-13与加法器52-17相连接，效果回路54a、54b和54c的输出经乘法器52-14、52-15和52-16与加法器52-17相连接。加法器52-17的输出是被作为DSP20的左右通道的输出。做为控制各输入信号增益的控制参数的增益控制数据被输入到这些乘法器52-1～52-3，52-5～52-7、52-9～52-11、52-13～52-16及53a～53c中。并且，由于效果回路54a～54c将合声效果、畸变效果、混响效果、声调变换等各种效果付与输入信号，这些效果的种类由被供给的效果控制参数切换控制。

再次回到图8的说明中，音响信号产生装置具有第2拾音装置61。第2拾音装置61也拾捡吉他、钢琴等的弦振荡，并输出表示该振荡的拾音信号。第2拾音装置61的输出经D/A变换器62与信号分析回路63相连接。信号分折回路63分析代表被拾检且经A/D变换的振荡的信号，并检测出该信号的频率和音量电平(振幅包络线)。代表此被检出频率和音量电平的信号被供给MI DI变换器64，该变换器64将上述信号变换成MI DI数据，并经MI DI接口装置65供给数据总线40。

接下来，将有关上述那样构成的第2实施例的音响信号产生装置用于吉他弹唱的场合为例，说明该第2实施例的动作。首先，在上述那样构成的音响信号产生装置动作以前，如图9的方框图那样构成DSP20，而且音色控制参数和效果控制参数予先存储到RAM42C里。

并且，在从麦克风12输入人的歌声的同时，由第1和第2拾音装置13，16拾捡吉他的弦振荡。代表由麦克风12输入的歌声的声音信号和代表由第1拾音装置13拾捡到的弦振荡的声音信号一同被供给A/D变换器14、15，由该变换器14，15变换成数字声音信号后被输入到DSP20。一方面，代表由第2拾音装置61捡检的弦振荡的声音信号通过A/D变换器62进行A/D变换后被供给信号分析回路63。信号分析回路63分析代表上述弦振荡的声音信号并输出表示该声音信号频率和音量电平的信号。表示此声音信号频率和音量电平的信号由MI DI变换器64变换成MI DI数据，并经MI DI接口装置65供给数据总线10。

而且，与此同时，微型计算机42的CPU42b由图11的步骤200开始执行主程序，在步骤202的初期设定处理后，反复进行步骤204的中间处理和步骤206的盘处理。在步骤204的中间处理过程中，将上述那样表示弦振荡的且被供给MI DI接口装置65的中间数据转送到声源回路11。由该中间数据的转送，声源回路11形成带有上述抽出频率和音量电平的乐音信号，并将该乐音信号供DSP20。由此，由声源回路11形成的乐音信号、由第1拾捡装置13拾检的吉他声音信号以及由麦克风12输入的歌声信号被输入到DSP20中。

并且，步骤206的盘处理过程具体如图12所示，该过程由步骤210开始执行。这之后，在步骤212，CPU42b判断是否操作盘43的哪一个开关43a、43b…被操作。如果开关43a、43b…的任何一个都没被操作，则在步骤212判定是“NO”，而在步骤218结束执行该盘处理过程。

若开关43a、43b…的任意一个被操作，则在步骤212判定是“YES”，并将程序进行到步骤214、216。在步骤214中，从ROM42a或RAM42c读出对应被操作开关的音色控制参数，并将其转送给声源回路11。声源回路11形成由上述音色控制参数决定音色的乐音信号，并将该乐音信号输出。在步骤216，从ROM42a或RAM42c读出对应被操作的开关的效果控制参数，并将其输出到DSP20。DSP20将由上述效果控制参数决定的音乐性效果加给输入信号。在上述步骤214、216的处理之后，在步骤218，结束执行该参数处理过程。

其结果是，随着乐曲的进行，通过依次操作操作盘43的开关43a、43b…，将不同的音色控制参数供给到声源回路11，同时能够与此连动将不同的效果控制参数供给DSP20。例如，按照图13所示的乐曲的进行，把表示第1～第4音色的音色控制参数依次输出到声源回路11，随着与该音色控制参数的输出连动，将予先选定适合各第1-第4音色的效果控制参数依次输出给DSP20内的效果回路54a。并且，与上述音色控制参数的输出连动，把表示合声效果、畸变效果及合声效果的效果控制参数依次输出到DSP20的效果回路54b，随之把表示音调变换效果及混响效果的效果控制参数依次输出给DSP20的效果回路54c。

而且，在这种情况下，为了把来自声源回路11的乐音信号导入效果回路54a，把自来第1拾音装置13的吉他声信号导入效果回路54b，将来自麦克风12的歌声信号导入效果回路54c，并将各效果回路54a～54c的输出信号做为DSP20的输出，则将增益控制数据做为效果控制参数输出到混合回路51A～51C内的各乘法器51-1～51-34、混合回路52A～52D的各乘法器52-1～52-3、52-5～52-7、52-9～52-11、52-13～52-16以及乘法器53a～53c中。

其结果，如图13所示，通过简单操作操作盘43的各开关43a、43b……，既给来自声源回路11的由吉他演奏的乐音信号、用第1拾音装置13拾捡的吉他声信号以及由麦克风12输入的歌声信号付与伴随＝乐曲进行的音乐性效果，同时也可以切换控制乐音信号的音色。通过在弹唱中使用该第2实施例的音响信号产生装置，可以使其产生按照乐曲的进行而付与了丰富的音乐性效果的音乐。

而且，在这第2实施例中，为了切换乐音信号的音色和效果付与状态，在操作盘43上设置了多个开关43a、43b…，但是也可以在该操作盘43上只设置一个开关，以每次操作开关来依次切换上述音色和效果付与状态。在这种时候，可以在演奏前事先准备编辑好根据乐曲的进行要切换的音色种类、效果种类以及与这些相关的具体参数，根据开关的操作，依次读出上述编辑好的内容，并供给声源回路11和DSP20。

Claims

1、一种音响信号产生装置，其特征在于具有：输入表示音高的音高数据而形成同音高的乐音信号并将其输出的声源装置；输入来自外部的音响信号的音响信号输出装置；效果付与机构以及自动演奏机构，所述效果付与机构既输入上述的乐音信号和音响信号并付与这两信号音乐性的效果，又根据另外输入的效果控制参数可以改变上述音乐性效果的付与状态，所述自动演奏机构既按时间序列存储上述音高数据和效果控制参数、将同音高数据依次供给上述声源装置以控制乐音信号的形成，且在进行上述音高数据供给的同时，将该效果控制参数供给上述效果付与机构并也控制音乐性效果的付与状态。

2、一种音响信号产生装置，其特征在于具有：输入表示音高的音高数据以形成同音高的乐音信号信号并将其输出的声源装置；输入来自外部的音响信号的音响信号输入装置；效果付与机构；设置于操作盘的开关；以及通过上述开关的操作切换控制上述效果付与机构的音乐性效果的付与状态的切换控制机构，所述效果付与机构既输入上述的乐音信号和音响信号并付与这两信号音乐性的效果，又可以切换该音乐性效果的付与状态。

3、如权利要求2所述的音响信号产生装置，其特征在于：所述切换控制机构由上述开关操作，既控制上述声源装置也同时切换由声源装置形成的乐音信号的音色。