CN115938333A - 信息处理装置、方法和记录介质 - Google Patents

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Abstract

信息处理装置具备输入接口和至少一个处理器。至少一个处理器经由所述输入接口选择至少一个乐器，取得与所选择的所述乐器相应的参数值，基于随机函数产生随机数，基于产生的所述随机数和所述参数值来变更基于乐音数据而发出的乐音的音高。

Description

信息处理装置、方法和记录介质
技术领域
本说明书的公开涉及信息处理装置、方法和记录介质。
背景技术
已知有具备多个键的电子乐器。例如，在专利文献1中记载了这种电子乐器的具体结构。
在日本特开2008-89975号公报所记载的电子乐器中，演奏操作件即键与音调一对一地建立有对应。因此，当用户按压键时，电子乐器以准确的音高发出与被按压的键建立了对应的音调的乐音。
发明内容
发明要解决的问题
与此相对，例如在声学贝斯或小提琴等没有品(fret)的弦乐器中，没有相当于以半音单位指定音程的键盘的机构。此外，也存在如小号或萨克斯管那样即使具备以半音单位指定音程的音调，也由于各种原因而音高变动的乐器。因此，在这种声学乐器中，难以以准确的音高发出乐音，通常以偏移后的音调发出乐音。因此，如果在乐音的音调上多少有些偏移，对于人来说，乐音听起来更自然。如专利文献1所例示的电子乐器那样，在以准确的音高发出乐音的情况下，会产生所谓的机械感，乐音听起来不自然。
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种施加了用于使发出的乐音接近自然的乐音的改善的信息处理装置、方法以及记录介质。
本发明的一个实施方式的信息处理装置，具备输入接口和至少一个处理器。至少一个处理器经由所述输入接口选择至少一个乐器，取得与所选择的所述乐器相应的参数值，基于随机函数产生随机数，并且基于所产生的所述随机数和所述参数值，变更基于乐音数据要发出的乐音的音调。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式的电子乐器的外观的图。
图2是表示本发明的一个实施方式的电子乐器的结构的框图。
图3是表示在本发明的一个实施方式中由电子乐器的处理器执行的音高变更程序的处理的流程图。
图4是表示图3的步骤S103的处理的子例程。
图5是表示在本发明的一个实施方式中保存在电子乐器的RAM中的键盘发音映射的一例的图。
图6是表示在本发明的一个实施方式中保存在电子乐器的ROM中的各参数的参数值的图。
图7是表示图3的步骤S104的处理的子例程。
图8是用于说明图7所示的子例程中的随机数的产生范围的图。
图9A是表示用于对随机数的产生范围施加偏置的偏置校正曲线特性的图。
图9B是表示用于对随机数的产生范围施加偏置的偏置校正曲线特性的图。
图10是表示图3的步骤S105的处理的子例程。
图11是表示与演奏速度相应的乐音的音高的偏移的特性的图。
图12A是表示与演奏音调相应的乐音的音高的偏移的特性的图。
图12B是表示与演奏音调相应的乐音的音高的偏移的特性的图。
图12C是表示与演奏音调相应的乐音的音高的偏移的特性的图。
图13是表示与演奏操作相同音调的间隔相应的乐音的音高的偏移的特性的图。
图14是表示本发明的一个实施方式的电子乐器中具备的音高调整旋钮的特性的图。
图15是关于校正乐音的音高的偏移的校正速度的图。
具体实施方式
将参照附图详细说明本发明的一个实施方式的信息处理装置。
图1是表示作为信息处理装置的一例的电子乐器1的外观的图。图2是表示电子乐器1的结构的框图。如图1及图2所示，本实施方式的电子乐器1是电子键盘。
通常，在演奏者演奏了指板上没有品的无品乐器(小提琴、中提琴、声学贝斯、无品电贝司等)或管乐器(小号、长号、萨克斯管等)的情况下，在乐音的音高中产生或多或少可识别的偏移。另外，在演奏有品的乐器(吉他等)的情况下，有时乐音的音高也产生同样的偏移。另外，在本说明书中，“音高的偏移”是指相对于基准音高的误差。基准音高例如是乐谱上的准确音高。
演奏上述例示的声学乐器时的乐音的音高的偏移有以下的倾向。例如，在弦乐器中，存在越是高音域音高的偏移越大的倾向。管乐器和人声存在在低音域内不能完全降低声音，或者在高音域内不能完全提高声音的倾向。存在演奏速度越快，音高的偏移就越大的倾向。存在若反复演奏相同音调的乐音，则与上次的乐音的音高的差有变小的倾向。根据乐器的不同，音高的偏移的分布有的靠近高音有的靠近低音。有越是在高音域或者越是较快的演奏，校正音高的偏移的操作的速度越快的倾向。
另一方面，在电子乐器中，演奏操作件和音调一对一地建立有对应。因此，以准确的音高发出乐音。在电子乐器中，由于没有演奏声学乐器时那样的音高的偏移，所以听起来是具有机械感的不自然的乐音。
因此，本实施方式的电子乐器1构成为，通过根据由操作选择的乐器(换言之，音色)及演奏者(用户)的演奏法对乐音的音高赋予适度的偏移，会发出自然的乐音(例如接近声学乐器的特性的乐音)。在本实施方式的电子乐器1中，由于再现音高的适度的偏移，所以演奏者尽管演奏操作件与音调一对一地建立了对应的电子乐器1，也能够以更像人类的表现来演奏乐曲。
此外，本发明的赋予乐音的音高适当的偏移的技术也可应用于电子键盘以外的电子乐器。
电子乐器1作为硬件结构而具备处理器10、RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)11、ROM(Read Only Memory，只读存储器)12、开关面板13、输入输出接口14、LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示器)15、LCD控制器16、键盘17、音调扫描器18、音源LSI(Large Scale Integration，大规模集成电路)19、D/A转换器20、放大器21、扬声器22、音高调整旋钮23以及A/D转换器24。电子乐器1的各部通过总线25连接。
处理器10读出保存在ROM12中的程序及数据，通过将RAM11用作工作区域，总体地控制电子乐器1。
处理器10例如是单处理器或多处理器，包括至少一个处理器。在设为包括多个处理器的结构的情况下，处理器10可以封装为单个装置，也可以由在电子乐器1中物理上分离的多个装置构成。
处理器10作为功能块具备：乐器选择部101，选择乐器(音色)；参数值取得部102，取得与所选择的乐器相应的参数值；随机数产生部103，基于随机函数产生随机数；以及音高变更部104，基于由随机数产生部103产生的随机数和由参数值取得部102取得的参数值，变更基于乐音数据而发出的乐音的音高。通过这些功能块的动作，电子乐器1能够对乐音的音高赋予适当的偏移而发出自然的乐音。本发明的一个实施方式的方法和程序通过使处理器10的功能块执行各种处理来实现。
RAM11临时保持数据和程序。RAM11保持从ROM12读出的程序和数据、以及通信所需的数据。
ROM12是闪存、EPROM(Erasable Programmable ROM，可擦可编程只读存储器)、EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM，电可擦可编程只读存储器)等非易失性半导体存储器，承担作为二次存储装置或辅助存储装置的作用。在ROM12中，保存有以音高变更程序120和多个波形数据121(乐音数据的一例)为首的处理器10为了进行各种处理而使用的程序和数据。
在本实施方式中，处理器10的各功能块通过作为软件的音高变更程序120来实现。另外，处理器10的各功能块的一部分或全部也可以通过专用的逻辑电路等硬件来实现。
在本实施方式中，以具备乐音数据并且能够进行发音处理的电子乐器1为例进行说明，但本发明的信息处理装置并不限于此。不具备乐音数据的信息处理装置或不进行发音处理的信息处理装置也是本发明的范畴。
作为一例，能够实施处理器10的各功能块的处理的PC(Personal Computer，个人计算机)等信息处理装置也是本发明的范畴。这样的信息处理装置成为如下结构：从外部取得乐音数据，对取得的乐音数据进行对音高赋予偏移的处理(即处理器10的各功能块的处理)，将处理后的乐音数据输出到外部装置而进行发音处理。即，只要是可实施处理器10的各功能块的处理的信息处理装置，即使不是电子乐器也包含在本发明的范围内。
开关面板13是输入装置的一例。当演奏者操作开关面板13时，表示该操作内容的信号经由输入输出接口14被输出到处理器10。开关面板13例如由机械方式、静电电容无接点方式、薄膜方式等的音调开关、按钮等构成。开关面板13也可以是触摸面板。
在本实施方式中，演奏者能够经由对开关面板13的操作来选择由电子乐器1发出的音色(乐器)。通过对开关面板13的操作而可选择的乐器例如有钢琴、电子钢琴、风琴、声学吉他、电吉他、声学贝斯、无品电贝斯、无品吉他、小提琴、二胡、萨克斯管、长号、小号、长笛、中提琴等。为了方便，将通过操作选择的音色(也包括在电子乐器1的系统起动时处于选择状态的音色。)记为“选择音色”或“选择乐器”。
LCD15是显示装置的一例。LCD15由LCD控制器16驱动。当LCD控制器16按照处理器10的控制信号驱动LCD15时，在LCD15上显示与控制信号相应的画面。LCD15也可以置换为有机EL(Electro Luminescence，电致发光)、LED(Light Emitting Diode，发光二极管)等显示装置。LCD15可以是触摸面板。在这种情况下，触摸面板可以兼用作输入装置和显示装置。
键盘17是具有多个白键及黑键作为多个演奏操作件的键盘。各键分别与不同的音调建立有对应。另外，在本说明书中，音调有时也被称为音高。
音调扫描器18监视键盘的按键及离键。音调扫描器18例如当检测演奏者的按键操作时，将按键事件信息输出到处理器10。按键事件信息中包含按键操作所涉及的键的音高的信息(key number，音调号)及其速度(力度值)。力度值也可以说是表示按键操作的强度的值。音调号有时也被称为键编号、MIDI音调、音符编号。
处理器10指示音源LSI19从ROM12所存储的多个波形数据121中读出对应的波形数据121。读出对象的波形数据121由选择音色及按键事件信息(即，被按下的键的音调号及按键时的力度值)决定。
音源LSI19基于处理器10的指示，基于从ROM12读出的波形数据生成乐音。音源LSI19具备例如128个生成器组(generator section)，并且最大能够同时发出128个乐音。此外，在本实施方式中，处理器10和音源LSI19构成为不同的装置，但是在另一实施方式中，处理器10和音源LSI19可以构成为1个处理器。
由音源LSI19生成的乐音的声音信号在由D/A转换器20进行DA转换后，由放大器21放大，输出到扬声器22。即，作为信息处理装置的一例的电子乐器1成为具备发出乐音的扬声器22的结构。
音高调整旋钮23是输入装置的一例。当演奏者操作音高调整旋钮23时，表示该操作内容的信号经由A/D转换器24输出到处理器10。处理器10基于从A/D转换器24输入的信号控制要赋予给乐音的音高的偏移量。
图3是表示在本发明的一个实施方式中由处理器10执行的音高变更程序120的处理的流程图。当检测键盘事件的发生时，处理器10开始执行图3所示的流程图的处理。键盘事件是演奏者的按键操作或离键操作。
如图3所示，处理器10判定检测到发生的键盘事件是否为按键操作(步骤S101)。
在离键操作的情况下(步骤S101：否)，处理器10进行转储处理，以使被离键操作的音调的乐音消音(步骤S102)，并结束本流程图的处理。
在按键操作的情况下(步骤S101：是)，处理器10依次进行经过时间取得处理(步骤S103)、随机数取得处理(步骤S104)和音高偏移取得处理(步骤S105)。接着，处理器10将与步骤S105的音高偏移取得处理的结果相应的发音指示输出到音源LSI19(步骤S106)。根据该发音指示，在音源LSI19的生成器组中开始波形数据121的读出，并进行乐音的生成处理，发出根据音色(乐器)和演奏者的演奏法而对音高适度地赋予了偏移的乐音。
说明经过时间取得处理(步骤S103)、随机数取得处理(步骤S104)和音高偏移取得处理(步骤S105)。
图4是表示图3的步骤S103的经过时间取得处理的详细内容的子例程。处理器10内置有计时器。如图4所示，处理器10从计时器取得进行了本次按键操作的按键时刻T1(步骤S201)。时刻T1也能够换称为检测到键盘事件的发生的时刻。为了方便，将进行了成为开始执行图3的流程图的处理的契机的按键操作的键记为“操作键”。
处理器10从音调扫描器18输入的按键事件信息中取得操作键的音调号(步骤S202)。
在RAM11中保存有键盘发音映射111。图5表示键盘发音映射111的一例。
键盘发音映射111按每个音调表示发音状态、按键时刻、以及紧前的音高的偏移。如图5所示，在键盘发音映射111中，按具有与A0～C8的各音调对应的总共88个键的键盘17的每个音调号，来建立对应地保持使用中(乐音的生成处理中)的生成器组的编号(以下记为“生成器组编号”。)、上次的按键时刻T2、以及表示紧前的音高的偏移的要素值V3(详细内容后述)的各信息。128个生成器组被分配1～128的生成器组编号。键盘发音映射111根据按键操作状况、音源LSI19的各生成器组的乐音的生成处理状况、以及赋予乐音的音高的偏移而逐次更新。
与各音调号建立了对应的生成器组编号以及按键时刻T2在电子乐器1的系统起动时或者音色(乐器)的变更操作时的初始化处理中被设定为“-1”。另外，后述的要素值V3在该初始化处理中被设定为“0”。在生成器组编号被设定为“-1”的情况下，表示与其建立了对应的音调号的乐音不是发音期间。在图5的例子中，A0的音调号与“-1”的生成器组编号建立有对应。这表示A0的音调的乐音没有发音。在按键时刻T2设定为“-1”的情况下，表示与其建立了对应的音调号的键在进行系统起动时或音色变更操作时的初始化处理之后，本次是初次被按压或还未被按压。
处理器10从键盘发音映射111中取得与在步骤S202中取得的音调号建立了对应的按键时刻T2(步骤S203)。
处理器10判定在步骤S203中取得的信息是否是表示按键时刻T2的信息(步骤S204)。在所取得的信息为“-1”的情况下(步骤S204：否)，操作键表示从进行系统起动时或音色变更操作时的初始化处理起本次初次被按下。在该情况下，在本实施方式中，将从上次的按键时刻T2到在步骤S201中取得的本次的按键时刻T1的经过时间T3看作无限大。具体而言，处理器10将经过时间T3设定为可设定的最大时间，并且保存在例如RAM11中(步骤S205)。
在步骤S203中取得的信息是表示按键时刻T2的信息的情况下(步骤S204：是)，处理器10计算从该按键时刻T2到在步骤S201中取得的按键时刻T1的经过时间T3，保存在例如RAM11中(步骤S206)。
处理器10更新键盘发音映射111。具体而言，处理器10将步骤S201中取得的按键时刻T1作为上次的按键时刻，更新与操作键的音调号建立了对应的按键时刻T2(步骤S207)。
例如，在弦乐器中，有时同时弹奏多根弦。在这种情况下，由于各弦物理上分离，因此，由各弦的振动引起的发音的开始的定时并非严格地同时。然而，作为演奏表现，优选作为1个音(例如和音)来处理。
因此，处理器10从键盘发音映射111的所有音调号的按键时刻T2中，取得在步骤S201中取得的按键时刻T1的紧前(前一个)的按键时刻T2(步骤S208)，计算从所取得的按键时刻T2到本次的按键时刻T1为止的经过时间T4(步骤S209)。然后，处理器10判定经过时间T4是否短于规定时间(非常短的时间，例如20毫秒)T5(步骤S210)。
在经过时间T4短于规定时间T5的情况下，本次的按键时刻T1的按键操作引起的发音与其紧前的按键时刻T2的按键操作引起的发音作为同时发音来处理。具体而言，在经过时间T4比规定时间T5短的情况下(步骤S210：是)，处理器10为了作为同时进行这些时刻的按键操作来进行处理，用步骤S208中取得的按键时刻T2来更新与操作键的音调号建立了对应的按键时刻T2(步骤S211)，结束图4的子例程。
在经过时间T4为规定时间T5以上的情况下(步骤S210：否)，处理器10不更新按键时刻T2，结束图4的子例程。
图6表示用于对乐音的音高赋予偏移的参数及其值(参数值)。作为一例，在图6中示出了对声学贝斯、小号、小提琴和声学吉他的各音色所设定的参数值。各音色的参数值例如保存在ROM12中。
如图6所示，参数包括“深度(DEPTH)”、“时间链接(TIME_LINK)”、“音调链接(KEY_LINK)”、“音调链接曲线(KEY_LINK_CURVE)”、“音调链接曲线深度(KEY_LINK_CURVE_DEPTH)”、“音调链接曲线中心音调(KEY_LINK_CURVE_CENTER_KEY)”、“重复链接(REPEAT_LINK)”、“偏置(BIAS)”、“偏置曲线(BIAS_CURVE)”、“偏置曲线深度(BIAS_CURVE_DEPTH)”、“偏置曲线中心音调(BIAS_CURVE_CENTER_KEY)”、“EG率(EG_RATE)”、“EG率时间链接(EG_RATE_TIME_LINK)”、以及“EG率音调链接(EG_RATE_KEY_LINK)”。
为了对乐音的音高赋予偏移，在随机数取得处理(步骤S104)和音高偏移取得处理(步骤S105)中使用图6所示的参数值。以下，将与随机数取得处理(步骤S104)和音高偏移取得处理(步骤S105)的具体说明一起说明上述的各参数的详细内容。
图7是表示图3的步骤S104的随机数取得处理的详细内容的子例程。如图7所示，处理器10取得偏置校正值(步骤S301)。偏置校正值是用于校正参数的“偏置(BIAS)”的值。
对“偏置(BIAS)”以及偏置校正值进行说明。
根据乐器的特性和演奏法，乐音的音高在一定程度的范围内偏差。在本实施方式中，为了再现这样的音高的偏差，基于随机函数产生随机数，并使用所产生的随机数计算音高的偏移，详细内容后述。
在此，音高的偏差的倾向根据乐器而不同。例如，在声学贝斯等无品的乐器或小号等管乐器中，作为倾向，乐音的音高(更准确地说，是开始发出声音的音高)比基准音高低。因此，当对这种乐器的乐音进行统计时，可以判断音高的偏移分布在比基准音高靠近低音。另一方面，在声学吉他等具有品的乐器中，作为倾向，乐音的音高比基准音高高。因此，当对这种乐器的乐音进行统计时，可知音高的偏移分布在比基准音高靠近高音。通过反映这样的音高的偏差倾向来计算乐音的音高的偏移，乐音听起来更为自然。
因此，在本实施方式中，对计算乐音的音高的偏移时的随机数的产生范围施加偏置。
图8是用于说明随机数的产生范围的图。在图8中，纵轴表示偏置的程度(单位：％)，横轴表示“偏置(BIAS)”。“偏置(BIAS)”的参数值的范围例如是最小值-100～最大值+100。图8的阴影表示与“偏置(BIAS)”的参数值相应的随机数的产生范围。表示随机数的产生范围的特性数据例如保存在ROM12中。
在例如没有偏置(即，纵轴为0％)的情况下，随机数的产生范围例如为-1～+1。在施加靠近高音的偏置的情况下，随机数的产生范围例如为n1(n1大于-1)～n2(n2大于+1)。在施加靠近低音的偏置的情况下，随机数的产生范围例如为m1(m1小于-1)～m2(m2小于+1)。
在弦乐器中，演奏高音域的音调的情况和演奏低音域的音调的情况，音高的偏差的倾向都没有太大变化。与此相对，在管乐器中，在演奏高音域的音调的情况下，有音高比基准音高向低音偏移的倾向，此外，在演奏低音域的音调的情况下，有音高比基准音高向高音偏移的倾向。此外，人声的情况也有与管乐器相同的倾向。通过反映这样的倾向来计算乐音的音高的偏移，乐音听起来更自然。
因此，在本实施方式中，计算偏置校正值，并基于计算出的偏置校正值来校正随机数的产生范围的偏置。通过根据演奏音调(本次被按下的键的音调)来校正偏置，在乐音的音高更自然的范围内产生偏差。
图9A和图9B是表示偏置校正值的特性(以下记为“偏置校正曲线特性”。)的图。图9A表示“偏置曲线(BIAS_CURVE)”的参数值与A对应的偏置校正曲线特性。图9B表示“偏置曲线(BIAS_CURVE)”的参数值与B对应的偏置校正曲线特性。在图9A、图9B的各图中，纵轴表示偏置的校正的程度，横轴表示演奏音调(从另一观点来看，基准音调与演奏音调的差)。偏置校正曲线特性的数据例如保存在ROM12中。
图9A和图9B的偏置校正曲线特性的基准音调是根据“偏置曲线中心音调(BIAS_CURVE_CENTER_KEY)”的参数值来设定的。该基准音调是成为偏置校正曲线特性的中心的音调。“偏置曲线中心音调(BIAS_CURVE_CENTER_KEY)”的参数值的范围例如为最小值0～最大值127。
例如，在“偏置曲线中心音调(BIAS_CURVE_CENTER_KEY)”的参数值是60的情况下，将偏置校正曲线特性的基准音调设定为C4。在“偏置曲线(BIAS_CURVE)”的参数值为B的情况下，在演奏音调比C4低的情况下偏置校正为靠近高音，另外，在演奏音调比C4高的情况下偏置校正为靠近低音。
在步骤S301中，处理器10参照“偏置曲线(BIAS_CURVE)”的参数值，取得与选择音色相应的偏置校正曲线特性。处理器10取得对选择音色设定的“偏置曲线中心音调(BIAS_CURVE_CENTER_KEY)”的参数值，基于所取得的参数值设定基准音调。处理器10计算所设定的基准音调和演奏音调的差。由此，决定偏置校正曲线特性上的横轴的位置。处理器10取得与所决定的横轴的位置对应的纵轴的值，即，表示偏置的校正的程度的值，作为偏置校正值。
处理器10基于步骤S301中取得的偏置校正值，校正“偏置(BIAS)”的参数值(步骤S302)。
具体而言，处理器10取得对选择音色设定的“偏置曲线深度(BIAS_CURVE_DEPTH)”的参数值，将所取得的参数值与步骤S301中取得的偏置校正值相乘。此外，“偏置曲线深度(BIAS_CURVE_DEPTH)”是用于调整偏置校正曲线特性的深度(程度)的参数，例如为最小值0～最大值100。接着，处理器10取得对选择音色设定的“偏置(BIAS)”的参数值，将所取得的参数值乘以乘法处理后的偏置校正值且除以100。由此，“偏置(BIAS)”的参数值成为根据演奏音调校正后的值。
步骤S302的处理内容由下式表示。此外，在式中，“偏置(BIAS)”意味着“偏置(BIAS)”的参数值。在式中，其他参数也同样地表述。
校正后的“偏置(BIAS)”＝“偏置曲线深度(BIAS_CURVE_DEPTH)”×偏置校正值ד偏置(BIAS)”/100
处理器10基于校正后的“偏置(BIAS)”的参数值取得随机数的产生范围(步骤S303)。具体而言，根据由步骤S302进行校正后的“偏置(BIAS)”的参数值，决定表示随机数的产生范围的特性数据(参照图8)的横轴的位置。处理器10取得与所决定的横轴的位置对应的纵轴的范围，即，考虑了偏置的随机数的产生范围。
处理器10在步骤S303中取得的范围内通过随机函数产生随机数R(步骤S304)，并结束图7的子例程。即，在图7的子例程中，处理器10在反映了与选择音色及演奏音调相应的乐音的音高的偏差的倾向的范围内产生随机数R。由此，乐音的音高在自然的范围内产生偏差。
图10是表示图3的步骤S105的音高偏移取得处理的详细情况的子例程。图11示出了表示与经过时间T4相应的乐音的音高的偏移的特性的特性数据(以下记作“时间性音高偏移特性数据”。)。在图11中，纵轴表示音高的偏移的程度的值(表示乐音的音高的偏移的第一值，以下记作“第一音高偏移值”。)，横轴表示经过时间T4。时间的音高偏移特性数据(第一特性数据)例如保存在ROM12(存储器)中。
经过时间T4表示进行了本次的按键操作的时刻与进行了其前一个按键操作的时刻之差。即，时间上的音高偏移特性数据(第一特性数据)是表示与从对演奏操作件(键)进行操作起到对演奏操作件进行下一操作为止的经过时间T4(第一经过时间)相应的乐音的音高的偏移的数据。
在声学乐器中，演奏速度越快，越难以将手指移动到精确的位置以准确的音高产生乐音。即，演奏速度越快，乐音的音高越容易偏移。因此，如图11所示，音高的偏移随着经过时间T4的缩短而增大。
另外，在演奏时用于产生不同乐音的演奏操作时间存在界限。难以以例如20毫秒以下的极短的经过时间T4发出不同的乐音的方式进行演奏。因此，在时间上的音高偏移特性数据中，音高的偏移在极短的经过时间T4(20毫秒)内为恒定的最大值。
处理器10基于第一值(第一音高偏移值)和参数值(时间链接(TIME_LINK))取得用于变更乐音的音高的值(步骤S401)。即，在步骤S401中，处理器10取得用于再现与演奏速度相应的音高的偏移的要素值V1。
具体而言，处理器10参照图11的时间上的音高偏移特性数据，取得与图4的步骤S209中计算出的经过时间T4相应的第一音高偏移值。接着，处理器10取得对选择音色设定的“时间链接(TIME_LINK)”的参数值，将取得的参数值乘以第一音高偏移值。由此，取得要素值V1。
“时间链接(TIME_LINK)”例如是最小值0～最大值100。例示性地，越是演奏速度越快越难以发出准确的音高的乐音的乐器(音色)，设定越高的值作为“时间链接(TIME_LINK)”的参数值。
步骤S401的处理内容由下式表示。
要素值V1＝第一音高偏移值ד时间链接(TIME_LINK)”
图12A～图12C是表示与演奏音调相应的乐音的音高的偏移的特性(以下记为“音高偏移曲线特性”。)的图。音高偏移曲线特性也可以说是表示与音高相应的乐音的音高的偏移的特性。
图12A表示“音调链接曲线(KEY_LINK_CURVE)”的参数值与A对应的音高偏移曲线特性。图12B表示“音调链接曲线(KEY_LINK_CURVE)”的参数值与B对应的音高偏移曲线特性。图12C表示“音调链接曲线(KEY_LINK_CURVE)”的参数值与C对应的音高偏移曲线特性。在图12A～图12C的各图中，纵轴表示音高的偏移的程度的值(表示乐音的音高的偏移的第二值，以下记作“第二音高偏移值”)，横轴表示演奏音调(在其他观点中，为基准音调与演奏音调之差)。例如，音高偏移曲线特性的数据(第二特性数据)保存在ROM12中。
“音调链接曲线(KEY_LINK_CURVE)”的参数值与A对应的音高偏移曲线特性表示声学吉他等有品的乐器的特性。由于有品，因此在高音域和低音域的任一个中乐音的音高都不易产生偏移。
“音调链接曲线(KEY_LINK_CURVE)”的参数值与B对应的音高偏移曲线特性表示声学贝斯或小提琴等无品乐器的特性。在无品乐器中，由于没有品，所以与有品的乐器相比，乐音的音高容易产生偏移。此外，由于音调越高(在弦乐器的情况下，更准确地说，指位(position)越高)，振动的弦的长度越短，所以随着按弦的手指的位置偏移，弦的振动频率的变化变大。因此，参数值与B对应的音高偏移曲线特性是如下特性：随着音域变高，音高的偏移以指数函数增加。
“音调链接曲线(KEY_LINK_CURVE)”的参数值与C对应的音高偏移曲线特性表示通过气息使乐音发音的管乐器或人声的特性。在这种情况下，随着音调变高，伴随气息的变化的乐音的频率的变化也变大。此外，与弦乐器等相比，管乐器和人声的音域比较窄。因此，存在越是低音越缺乏以准确的音高产生乐音的精确性的倾向。考虑到这些，参数值与C对应的音高偏移曲线特性是如下特性：演奏音调相对于基准音调越低则音高的偏移以指数函数增加，此外演奏音调相对于基准音调越高则音高的偏移以指数函数增加。
图12A～图12C的音高偏移曲线特性的基准音调是基于“音调链接曲线中心音调(KEY_LINK_CURVE_CENTER_KEY)”的参数值而设定的。“音调链接曲线中心音调(KEY_LINK_CURVE_CENTER_KEY)”的参数值的范围例如为最小值0～最大值127。
例如，在“音调链接曲线中心音调(KEY_LINK_CURVE_CENTER_KEY)”的参数值为60的情况下，将音高偏移曲线特性的基准音调设定为C4。在“音调链接曲线中心音调(KEY_LINK_CURVE_CENTER_KEY)”的参数值是C的情况下，音高随着演奏音调相对于C4越低音高的偏移以指数函数增加，此外，音高随着演奏音调相对于C4越高音高的偏移以指数函数增加。
处理器10取得与选择音色相应的第二音高偏移值(步骤S402)。
具体而言，处理器10参照“音调链接曲线(KEY_LINK_CURVE)”的参数值，取得与选择音色相应的音高偏移曲线特性。处理器10取得对选择音色设定的“音调链接曲线中心音调(KEY_LINK_CURVE_CENTER_KEY)”的参数值，根据所取得的参数值设定基准音调。处理器10计算所设定的基准音调和演奏音调之差。由此，决定音高偏移曲线特性上的横轴的位置。处理器10取得与所决定的横轴的位置对应的纵轴的值，即第二音高偏移值。
处理器10基于第二值(第二音高偏移值)和参数值(音调链接曲线深度(KEY_LINK_CURVE_DEPTH)和音调链接(KEY_LINK))来取得用于变更乐音的音高的值(步骤S403)。即，在步骤S403中，处理器10取得用于再现与演奏音调相应的音高的偏移的要素值V2。
具体而言，处理器10取得对选择音色设定的“音调链接曲线深度(KEY_LINK_CURVE_DEPTH)”的参数值，将取得的参数值与步骤S402中取得的第二音高偏移值相乘。另外，“音调链接曲线深度(KEY_LINK_CURVE_DEPTH)”是用于调整音高偏移曲线特性的深度(程度)的参数，例如为最小值0～最大值100。接着，处理器10取得对选择音色设定的“音调链接(KEY_LINK)”的参数值，将取得的参数值与乘法处理后的第二音高偏移值相乘并除以100。由此，取得要素值V2。
“音调链接(KEY_LINK)”例如为最小值0～最大值100。例示性地，对于越是由于演奏音调的音域而音高容易产生偏移的乐器(音色)，越是设定高的值作为“音调链接(KEY_LINK)”的参数值。
步骤S403的处理内容由下式表示。
要素值V2＝第二音高偏移值ד音调链接曲线深度(KEY_LINK_CURVE_DEPTH)”ד音调链接(KEY_LINK)”/100
处理器10取得用于再现演奏速度及与演奏音调相应的音高的偏移的要素值V3(步骤S404)。
具体而言，处理器10将步骤S401中取得的要素值V1除以100的值与步骤S403中取得的要素值V2除以100的值相乘。处理器10为了反映与选择音色相应的乐音的音高的偏差的倾向，将该相乘值与步骤S304中产生的随机数R相乘。然后，处理器10取得对选择音色设定的“深度(DEPTH)”的参数值，将取得的参数值与用随机数R相乘的值相乘并除以100。由此，取得要素值V3。“深度(DEPTH)”是用于调整演奏速度及与演奏音调相应的音高的偏移的深度(程度)的参数，例如为最小值0～最大值100。
步骤S404的处理内容由下式表示。
要素值V3＝(要素值V1/100)×(要素值V2/100)×随机数Rד深度(DEPTH)”/100
考虑使相同音调的乐音发音2次的情况。在对相同音调进行的第二次操作时，从对相同音调进行的第一次操作起越是未经过时间(即经过时间T3)，演奏者越能凭感觉记得第一次操作时的手指的指位。因此，经过时间T3越短，演奏者越以接近第一次的指位演奏第二次的乐音。因此，存在经过时间T3越短，第二次的乐音的音高的偏移越接近第一次的倾向。
图13是表示上述倾向的图，是表示相对于经过时间T3的音高的近似特性的图。音高的近似特性是表示相同音调的第二次乐音的音高相对于相同音调的第一次乐音的音高接近到何种程度的特性。在图13中，纵轴表示示出近似特性的值(以下记为“近似值”。)，横轴表示经过时间T3。近似值越高，表示第一次的乐音与第二次的乐音的音高的差越小。近似值越低，表示第一次的乐音和第二次的乐音的音高的差越大。表示音高的近似特性的数据(第三特性数据)例如保存在ROM12中。
经过时间T3表示进行了本次的按键操作的时刻、和上次对与本次相同音调的键进行了按键操作的时刻之差。因此，表示音高的近似特性的数据(第三特性数据)也可以称为与从对演奏操作件(键)进行第一操作起到对与第一操作时相同的演奏操作件进行第二操作为止的经过时间T3(第二经过时间)相应的、表示通过第一操作得到的第一乐音的音高和通过第二操作得到的第二乐音的音高之差的特性数据。图13所示的近似值也可以称为表示上述差的值(第三值)。
处理器10基于第三值(近似值)和参数值(重复链接(REPEAT_LINK))取得用于变更乐音的音高的值(步骤S405)。即，在步骤S405中，处理器10取得用于再现考虑了近似特性的音高的偏移的要素值V4(步骤S405)。
具体而言，处理器10从键盘发音映射111中取得与在图4的步骤S202中取得的音调号建立了对应的要素值V3(即，用于将本次按键的音调再现为上次按键时的音高的偏移的值)。处理器10参照表示音高的近似特性的数据，并取得与在图4的步骤S205或步骤S206中取得的经过时间T3相应的近似值。然后，处理器10取得对选择音色设定的“重复链接(REPEAT_LINK)”的参数值，将要素值V3和近似值乘以所取得的参数值，并且除以100。由此，取得要素值V4。“重复链接(REPEAT_LINK)”的参数值例如为最小值0～最大值100。
步骤S405的处理内容由下式表示。
要素值V4＝要素值V3×近似值ד重复链接(REPEAT_LINK)”/100
处理器10更新登记在键盘发音映射111中的要素值V3(步骤S406)。具体而言，处理器10用步骤S404中取得的要素值V3来更新与图4的步骤S202中取得的音调号建立了对应的要素值V3。
处理器10为了再现与各种要素(演奏速度、演奏音调以及演奏操作相同音调的间隔)相应的乐音的音高的偏移，取得表示乐音的音高(更准确地说，是开始发出声音的音高)的偏移的音高偏移值V5(步骤S407)。
具体而言，处理器10将步骤S404中取得的要素值V3和步骤S405中取得的要素值V4的相加值乘以规定的调整值，并除以400。由此，取得音高偏移值V5。
演奏者能够通过操作音高调整旋钮23来调整规定的调整值(倍率)。图14是表示倍率与音高调整旋钮23的操作位置之间的关系的图。在图14中，纵轴表示倍率(单位：％)，横轴表示音高调整旋钮23的操作位置。当操作位置是MIN时，规定的倍率为0％。因此，音高偏移值V5为最小值零。操作位置从MIN(倍率：0％)越接近MAX(倍率：400％)，倍率越增加，因此音高偏移值V5也增加。因此，演奏者通过操作音高调整旋钮23，能够调整由电子乐器1再现的选择音色的乐音的音高的偏移量。
音高偏移值V5表示考虑了演奏速度、演奏音调以及近似特性的、开始发出声音的音高的偏移量。在图3的步骤S106中，处理器10基于音高偏移值V5变更基于波形数据121(乐音数据)发出的乐音的音高。具体而言，处理器10向音源LSI19发出指示，以将音高偏移值V5所示的偏移量加到准确的音高上并发出乐音。由此，以根据选择音色或演奏者的演奏法而赋予了适当的偏移的音高来发出自然的乐音。
步骤S407的处理内容由下式表示。
音高偏移值V5＝(要素值V3+要素值V4)×倍率/400
演奏者当识别到在开始发出声音时音高偏移时，进行演奏操作以校正该偏移。这里所说的校正意味着使偏移后的音高接近基准音高。为了再现校正这种音高偏移的演奏表现，处理器10取得要素值V6(步骤S408)，并且取得要素值V7(步骤S409)，基于所取得的要素值V6及V7取得校正音高的偏移的校正速度(步骤S410)。
具体而言，在步骤S408中，处理器10取得对选择音色设定的“EG率时间链接(EG_RATE_TIME_LINK)”的参数值，将在步骤S401中取得的第一音高偏移值乘以所取得的参数值。由此，取得要素值V6。要素值V6表示与演奏速度相应的音高的偏移的校正速度。
存在乐曲的节拍(tempo)越快，演奏者校正音高的偏移的校正速度越提高的倾向。这是因为，如果不提高校正速度，则在校正音高的偏移完成之前，下一乐音的产生定时会到来。因此，例示性地，越是倾向于演奏的乐曲的节拍快的乐器(音色)，“EG率时间链接(EG_RATE_TIME_LINK)”的参数值被设定得越高。另外，“EG率时间链接(EG_RATE_TIME_LINK)”的参数值例如为最小值0～最大值100。
步骤S408的处理内容由下式表示。
要素值V6＝第一音高偏移值דEG率时间链接(EG_RATE_TIME_LINK)”
在步骤S409中，处理器10取得对选择音色设定的“EG率音调链接(EG_RATE_KEY_LINK)”的参数值，并将步骤S402中取得的第二音高偏移值乘以所取得的参数值。由此，取得要素值V7。要素值V7表示与演奏音调相应的音高的偏移的校正速度。
音调越高(在弦乐器的情况下，更准确地说，指位越高)，移动手指以改变指位时(即，按压弦的手指的位置改变时)，音高相对于手指的移动量的变化越大。因此，存在音调越高，校正音高的偏移的校正速度提高的倾向。因此，例示性地，越是这种倾向高的乐器(音色)，设定越高的值作为“EG率音调链接(EG_RATE_KEY_LINK)”的参数值。此外，“EG率音调链接(EG_RATE_KEY_LINK)”的参数值例如为最小值0～最大值100。
步骤S409的处理内容由下式表示。
要素值V7＝第二音高偏移值דEG率音调链接(EG_RATE_KEY_LINK)”
在步骤S410中，处理器10取得对选择音色设定的“EG率(EG_RATE)”的参数值。处理器10将步骤S408中取得的要素值V6除以100所得的值与步骤S409中取得的要素值V7除以100所得的值相乘。该相乘值表示演奏速度以及与演奏音调相应的音高的偏移的校正速度。处理器10将该相乘值与所取得的“EG率(EG_RATE)”的参数值相乘。由此，取得校正速度。
“EG率(EG_RATE)”是用于调整对音高的偏移的校正速度的参数。“EG率(EG_RATE)”的参数值例如为最小值0～最大值100。图15是表示“EG率(EG_RATE)”和校正速度的关系的示意图。在图15中，纵轴表示音高(单位：音分)，横轴表示时间。
如图15所示，在“EG率(EG_RATE)”的参数值为0的情况下，校正速度也为0。在这种情况下，不校正乐音的音高的偏移。“EG率(EG_RATE)”的参数值越高，校正速度越快，从而快速校正乐音的音高的偏移。
步骤S410的处理内容由下式表示。
校正速度＝(要素值V6/100)×(要素值V7/100)דEG率(EG_RATE)”
在图3的步骤S106中，处理器10基于音高偏移值V5和上述校正速度来变更基于波形数据121(乐音数据)发出的乐音的音高，并且校正变更后的乐音的音高。具体而言，处理器10向音源LSI19发出指示，以将由音高偏移值V5表示的偏移量与准确的音高相加，并且以步骤S410中取得的校正速度校正与偏移量相加后的乐音。由此，以根据选择音色或演奏者的演奏法而赋予了适当的偏移的音高发出自然的乐音，并且以自然的校正速度校正音高的偏移。
这样，根据本实施方式，提供施加了用于使发出的乐音接近自然的乐音的改善的电子乐器1、由作为计算机的电子乐器1执行的方法及音高变更程序120。
此外，本发明不限定于上述实施方式，在实施阶段中，在不脱离其主旨的范围内能够进行各种变形。此外，在上述实施方式中执行的功能也可以尽可能地适当组合来实施。上述实施方式中包含各种阶段，通过所公开的多个构成要件的适当组合，能够提取出各种发明。例如，即使从实施方式所示的全部构成要件中删除几个构成要件，只要能够得到效果，则删除了该构成要件的结构也能够作为发明而提取。
在上述实施方式中，将与音高偏移值V5(演奏速度、演奏音调和近似特性)相应的音高的偏移赋予乐音，但是本发明的结构不限于此。例如，对乐音赋予与演奏速度(即要素值V1)、演奏音调(即要素值V2)、近似特性(即要素值V4)中的1个或2个相应的音高的偏移的结构也是本发明的范畴。
在上述实施方式中，基于演奏速度以及演奏音调来变更乐音的音高。更详细地说，以与演奏速度以及演奏音调相应的校正速度来校正乐音的音高，但是本发明的结构不限于此。例如，以与演奏速度(即要素值V6)和演奏音调(即要素值V7)中的一方相应的校正速度来校正乐音的音高的结构也是本发明的范畴。附带地说，基于演奏速度或演奏音高的至少一方来变更乐音的音高的结构也是本发明的范畴。

Claims (18)

1.一种信息处理装置，其中，具备：
输入接口；以及
至少一个处理器，
所述至少一个处理器，
经由所述输入接口选择至少一个乐器，
取得与所选择的所述乐器相应的参数值，
基于随机函数产生随机数，
基于所产生的所述随机数和所述参数值来变更基于乐音数据而发出的乐音的音高。
2.根据权利要求1所述的信息处理装置，其中，
还具备存储器，所述存储器保持表示乐音的音高相对于基准音高的偏移的特性的特性数据，
所述至少一个处理器，
从所述特性数据取得表示所述乐音的音高的偏移的值，
基于取得的所述值和所述参数值变更所述乐音的音高。
3.根据权利要求2所述的信息处理装置，其中，
还具备至少一个演奏操作件，
所述特性数据包含第一特性数据，所述第一特性数据表示与第一经过时间相应的乐音的音高的偏移，所述第一经过时间是从对所述演奏操作件进行操作起到对所述演奏操作件进行下一操作为止的时间，
所述至少一个处理器，
从所述第一特性数据取得表示所述乐音的音高的偏移的第一值，
基于取得的所述第一值和所述参数值来变更所述乐音的音高。
4.根据权利要求2所述的信息处理装置，其中，
所述特性数据包含表示与音高相应的乐音的音高的偏移的第二特性数据，
所述至少一个处理器，
从所述第二特性数据取得表示所述乐音的音高的偏移的第二值，
基于取得的所述第二值和所述参数值来变更所述乐音的音高。
5.根据权利要求2所述的信息处理装置，其中，
还具备至少一个演奏操作件，
所述特性数据包含第三特性数据，所述第三特性数据表示与从对所述演奏操作件进行第一操作起到对与所述第一操作时相同的演奏操作件进行第二操作为止的第二经过时间相应的、基于所述第一操作的第一乐音的音高与基于所述第二操作的第二乐音的音高之差，
所述至少一个处理器，
从所述第三特性数据取得表示所述差的第三值，
基于取得的所述第三值和所述参数值来变更所述乐音的音高。
6.根据权利要求1所述的信息处理装置，其中，
所述至少一个处理器，
基于演奏速度或演奏音高的至少一方来变更所述乐音的音高。
7.根据权利要求1所述的信息处理装置，其中，
所述至少一个处理器，
将产生的所述随机数与所述参数值相乘，并基于通过相乘所得的值来变更所述乐音的音高。
8.根据权利要求7所述的信息处理装置，其中，
所述至少一个处理器，
根据选择的所述乐器取得所述随机数的产生范围，
以取得的所述产生范围内的值产生所述随机数。
9.根据权利要求1所述的信息处理装置，其中，
具备发出所述乐音的扬声器。
10.一种乐音音高变更方法，是具备输入接口和至少一个处理器的信息处理装置进行的乐音音高变更方法，其中，
所述至少一个处理器，
经由所述输入接口选择至少一个乐器，
取得与选择的所述乐器相应的参数值，
基于随机函数产生随机数，
基于产生的所述随机数和所述参数值，变更基于乐音数据发出的乐音的音高。
11.根据权利要求10所述的乐音音高变更方法，其中，
所述信息处理装置还具备存储器，所述存储器保持表示乐音的音高相对于基准音高的偏移的特性的特性数据，
所述至少一个处理器，
从所述特性数据取得表示所述乐音的音高的偏移的值，
基于取得的所述值和所述参数值变更所述乐音的音高。
12.根据权利要求11所述的乐音音高变更方法，其中，
所述信息处理装置还具备至少一个演奏操作件，
所述特性数据包含第一特性数据，所述第一特性数据表示与第一经过时间相应的乐音的音高的偏移，所述第一经过时间是从对所述演奏操作件进行操作起到对所述演奏操作件进行下一操作为止的时间，
所述至少一个处理器，
从所述第一特性数据取得表示所述乐音的音高的偏移的第一值，
基于取得的所述第一值和所述参数值来变更所述乐音的音高。
13.根据权利要求11所述的乐音音高变更方法，其中，
所述特性数据包含表示与音高相应的乐音的音高的偏移的第二特性数据，
所述至少一个处理器，
从所述第二特性数据取得表示所述乐音的音高的偏移的第二值，
基于取得的所述第二值和所述参数值来变更所述乐音的音高。
14.根据权利要求11所述的乐音音高变更方法，其中，
所述信息处理装置还具备至少一个演奏操作件，
所述特性数据包含第三特性数据，所述第三特性数据表示与从对所述演奏操作件进行第一操作起到对与所述第一操作时相同的演奏操作件进行第二操作为止的第二经过时间相应的、基于所述第一操作的第一乐音的音高与基于所述第二操作的第二乐音的音高之差，
所述至少一个处理器，
从所述第三特性数据取得表示所述差的第三值，
基于取得的所述第三值和所述参数值来变更所述乐音的音高。
15.根据权利要求10所述的乐音音高变更方法，其中，
所述至少一个处理器，
基于演奏速度或演奏音高的至少一方来变更所述乐音的音高。
16.根据权利要求10所述的乐音音高变更方法，其中，
所述至少一个处理器，
将产生的所述随机数与所述参数值相乘，并基于通过相乘所得的值来变更所述乐音的音高。
17.根据权利要求16所述的乐音音高变更方法，其中，
所述至少一个处理器，
根据选择的所述乐器取得所述随机数的产生范围，
以取得的所述产生范围内的值产生所述随机数。
18.一种记录有程序的计算机可读取的非暂时性记录介质，
所述程序使具备输入接口的计算机执行如下步骤：
经由所述输入接口选择至少一个乐器，
取得与所选择的所述乐器相应的参数值，
基于随机函数产生随机数，
基于产生的所述随机数和所述参数值来变更基于乐音数据而发出的乐音的音高。
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