JP2001215973A - 楽音制御パラメータ生成方法、楽音制御パラメータ生成装置および記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 擦弦楽器をシミュレートする物理モデル音源
等に対して、通常奏法とピッチカート奏法に対応した楽
音制御パラメータを与える。 【解決手段】 切換スイッチ４によって通常奏法または
ピッチカート奏法が選択される。切換スイッチ１６によ
って、選択された奏法に対応するエンベロープ波形が選
択され、弓圧信号ＦＡとして物理モデル音源である楽音
合成部３０に供給される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、物理モデル音源ア
ルゴリズム応用機器、特に擦弦楽器音の合成処理あるい
は電子擦弦楽器に用いて好適な楽音制御パラメータ生成
方法、楽音制御パラメータ生成装置および記録媒体に関
する。

【０００２】

【従来の技術】物理モデル音源に代表されるような音源
は、原理的に自然楽器と同等の情報量を持った制御信号
を与えてこそ、その表現力を活かすことができる。しか
し、個々の音色毎に自然楽器を模した特殊な操作子を用
いることは不経済であり、演奏操作にも熟練を要する。
そこで、電子楽器の操作子として最も普及している鍵
盤、ペダル、ホイール操作子等を用いて様々な自然楽器
をシミュレートすることが望ましい。

【０００３】そのため、特許第２５０８３２４号公報に
おいては、鍵盤から得られる操作情報に基づいて擦弦楽
器（バイオリン等）をシミュレートする技術が開示され
ている。また、擦弦楽器は弓の動きによって楽音が変化
するという特色があるため、上記公報に加えて、ホイー
ル操作子等を用いて弓の動きをシミュレートする技術も
知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、自然楽器に
は通常の奏法以外の奏法が可能なものがある。例えば、
擦弦楽器は弦を弓で弾く「通常奏法」の他に弦を指で弾
く「ピッチカート」も可能である。しかし、上述した従
来技術ではこのような奏法の相違をシミュレートするこ
とは困難であった。この発明は上述した事情に鑑みてな
されたものであり、奏法等様々な発音条件に応じて楽音
制御パラメータを生成する楽音制御パラメータ生成方
法、楽音制御パラメータ生成装置および記録媒体を提供
することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明にあっては、下記構成を具備することを特徴とす
る。なお、括弧内は例示である。請求項１記載の構成に
あっては、適宜入力される演奏情報に対して楽音波形を
生成するために、時変動信号（エンベロープ波形）を用
いて楽音制御パラメータ（弓圧信号ＦＡ，弓速信号Ｖ
Ａ）を生成する楽音制御パラメータ生成方法であって、
前記時変動信号として第１の奏法に対応する第１の時変
動信号を出力する過程と、奏法の変更指令を受信する
と、前記時変動信号を前記第１の時変動信号から第２の
奏法に対応する第２の時変動信号に変更する変更過程
と、前記時変動信号として前記第２の時変動信号を出力
する過程と、を有することを特徴とする。さらに、請求
項２記載の構成にあっては、請求項１記載の楽音制御パ
ラメータ生成方法において、前記第１および第２の時変
動信号を予めメモリ（エンベロープメモリ１４）に記憶
する過程を有し、前記第１の時変動信号を出力する過程
および前記第２の時変動信号を出力する過程において
は、前記メモリから対応する時変動信号が読み出される
ことを特徴とする。さらに、請求項３記載の構成にあっ
ては、請求項１記載の楽音制御パラメータ生成方法にお
いて、前記変更過程においては、前記第１および第２の
時変動信号を補間して得た補間出力値を前記楽音制御パ
ラメータを生成するための時変動信号として用いること
を特徴とする。さらに、請求項４記載の構成にあって
は、請求項３記載の楽音制御パラメータ生成方法におい
て、前記変更過程内において、前記第１および第２の時
変動信号の補間比率（パラメータＸ）を変化させること
を特徴とする。さらに、請求項５記載の構成にあって
は、請求項１記載の楽音制御パラメータ生成方法におい
て、前記第１の時変動信号を出力中に前記変更指令を受
信すると、前記変更過程においては前記第１の時変動信
号または前記楽音制御パラメータが所定の条件を満たし
た後に前記第２の時変動信号を出力することを特徴とす
る。また、請求項６記載の構成にあっては、請求項１乃
至５の何れかに記載の方法を実行することを特徴とす
る。また、請求項７記載の構成にあっては、請求項１乃
至５の何れかに記載の方法を実行するプログラムを記録
したことを特徴とする。

【０００６】

【発明の実施の形態】１．第１実施形態 次に、本発明の第１実施形態の電子擦弦楽器の構成を図
１を参照し説明する。図において２は鍵盤であり、ユー
ザの演奏操作に伴って、鍵操作情報（キーオン、キーオ
フ、キーコード、イニシャルタッチ、アフタタッチ等）
を出力する。４は切換スイッチであり、複数の発音条件
の中から何れかを選択するものである。ここで、「発音
条件」には、擦弦楽器に対する「通常奏法」および「ピ
ッチカート奏法」が含まれる。

【０００７】６はホイール操作子であり、ピッチ、振幅
など所定の楽音要素あるいは演奏者が任意に指定した楽
音パラメータを演奏者の操作により変動制御するための
操作子である。８はペダルであり、各種エフェクタのオ
ンオフや操作量を設定する。また、本実施形態において
擦弦楽器の通常奏法が行われる場合、ホイール操作子６
の操作速度は弓速制御用、ペダル８の操作量は弓圧制御
用のパラメータとして用いられる。

【０００８】１０は弓圧エンベロープ制御部であり、擦
弦楽器をシミュレートするために弓圧信号ＦＡを出力す
る。弓圧エンベロープ制御部１０の内部において１４は
エンベロープメモリであり、切換スイッチ４において選
択可能な各発音条件に対応して、複数のエンベロープ波
形ENV1, ENV2, ……,ENVn を記憶する。１２はアドレス
制御部であり、エンベロープ波形ENV1, ENV2, ……,ENV
n の中から２つの波形を読み出す。ここで読み出される
２つの波形とは、切換スイッチ４において最後に選択さ
れた発音条件およびその直前に選択されていた発音条件
に各々対応する波形である。

【０００９】１６は切換スイッチであり、切換スイッチ
４に連動して、エンベロープメモリ１４から読み出され
ている２系統のエンベロープ波形のうち最後に選択され
た側に切り換えられる。１８は振幅設定・修飾部であ
り、アフタタッチ、イニシャルタッチの値等に応じて、
切換スイッチ１６を介して供給されたエンベロープ波形
に振幅を付与するとともに、必要に応じて修飾を施す。

【００１０】また、通常奏法が選択されている場合、振
幅設定・修飾部１８においてはペダル８の操作量がエン
ベロープ波形に乗算され、ペダル操作に応じてエンベロ
ープ波形の振幅が変化する。また、２０は弓速エンベロ
ープ制御部であり、上記弓圧エンベロープ制御部１０と
同様に構成され弓速信号ＶＡを出力する。但し、弓速エ
ンベロープ制御部２０内において振幅設定・修飾部１８
に対応する部分においては、ホイール操作子６の操作速
度がエンベロープ波形に乗算される。

【００１１】３０は周知の楽音合成部であり、本実施形
態においては擦弦楽器モデルの物理モデル音源によって
構成されている。楽音合成部３０は、鍵操作情報、弓圧
信号ＦＡ、弓速信号ＶＡ、ホイール操作子６およびペダ
ル８の操作量に基づいて楽音波形を合成する。その際、
楽音波形の音高は鍵操作情報中のキーコードによって決
定される。合成された楽音波形は、サウンドシステム４
０を介して発音される。

【００１２】上記構成において、ユーザが切換スイッチ
４で「通常奏法」を選択して鍵盤２、ホイール操作子
６、ペダル８を操作すると、切換スイッチ１６において
は通常奏法に対応するエンベロープ波形が選択され、楽
音合成部３０においては通常奏法に基づく楽音波形が合
成される。ここで、切換スイッチ４で「ピッチカート」
を選択すると、切換スイッチ１６においてピッチカート
に対応するエンベロープ波形が選択され、楽音合成部３
０においてはピッチカート奏法に基づく楽音波形が合成
される。なお、ピッチカートが選択されている場合に
は、ホイール操作子６およびペダル８の操作状態はエン
ベロープ波形の振幅に影響しない。

【００１３】ここで、切換スイッチ４において選択可能
な発音条件を「通常奏法」および「ピッチカート」の２
種類に限定すれば、切換スイッチ４をワンタッチのトグ
ルスイッチ等によって構成することができるから、ユー
ザは迅速かつ簡易に奏法を切り換えることができ、多彩
な擦弦楽器音を発生させることができる。

【００１４】２．第２実施形態 次に、本発明の第２実施形態の電子擦弦楽器の構成を図
２を参照し説明する。なお、図において図１の各部に対
応する部分には同一の符号を付し、その説明を省略す
る。図において１７はクロスフェード制御部であり、図
１における切換スイッチ１６に代えて設けられている。

【００１５】クロスフェード制御部１７は、切換スイッ
チ４が操作されると、所定時間を費やしてエンベロープ
波形をクロスフェードする。その詳細を図４を参照し説
明する。図において時刻ｔ0に鍵盤２においてキーオン
が発生し、そのエンベロープ波形が再生中である時刻ｔ
1に切換スイッチ４が操作された状況を想定している。
同図(a)はキーオン発生時に選択されていたエンベロー
プ波形であり、同図(b)は切換スイッチ４によって新た
に選択されたエンベロープ波形である。

【００１６】また、同図(c)はクロスフェード制御部１
７から出力されるエンベロープ波形である。なお、時刻
ｔ0〜ｔ1の期間において実際に同図(b)の波形が読み出
されているとは限らないが、同図においては参考のため
に波形全体を表示している。同図(a)の波形レベルを
Ａ，同図(b)の波形レベルをＢとしたとき、クロスフェ
ード結果の波形レベルＣは下式(１)によって表現され
る。 Ｃ＝Ａ（１−Ｘ）＋ＢＸ ……(１)

【００１７】但し、式(１)において、現在時刻をｔとし
て、 ｔ＜ｔ1 のとき Ｘ＝０、 ｔ1≦ｔ≦ｔ2 のとき Ｘ＝（ｔ−ｔ1）／（ｔ2−ｔ1）、 ……(２) ｔ＞ｔ2 のとき Ｘ＝１ である。

【００１８】本実施形態においては、エンベロープ波形
の遷移が徐々に行われるため、エンベロープ波形を急に
切り換えた場合に楽音合成部３０が不安定になる場合
や、楽音波形に違和感が生ずる場合に用いて好適であ
る。

【００１９】３．第３実施形態次に、本発明の第３実施
形態の電子擦弦楽器の構成を図３を参照し説明する。な
お、図において図１の各部に対応する部分には同一の符
号を付し、その説明を省略する。図において１５はレベ
ル検出部であり、エンベロープメモリ１４から読み出さ
れる２系統のエンベロープ波形のレベルを監視し、両レ
ベルが共に所定値未満になったか否かを検出する。ここ
で「所定値」とは、「０」であると看做しても差し支え
ない程度の低いレベルである。

【００２０】レベル検出部１５は、切換スイッチ４の操
作を検出すると、両エンベロープ波形のレベルが共に所
定値未満であれば、この切換操作に基づいて直ちに切換
スイッチ１６の切換を行う。一方、何れかのエンベロー
プ波形レベルが該所定値以上であれば、両波形レベルが
共に該所定値未満になるまで待機し、しかる後に切換ス
イッチ１６の切換を行う。

【００２１】次に、本実施形態の動作を図５を参照し説
明する。図において時刻ｔ10に鍵盤２においてキーオン
が発生し、そのエンベロープ波形が再生中である時刻ｔ
11に切換スイッチ４が操作され、しかる後の時刻ｔ13に
おいて再びキーオンが発生した状況を想定している。同
図(a)はキーオン発生時に選択されていたエンベロープ
波形であり、同図(b)は切換スイッチ４によって新たに
選択されたエンベロープ波形である。また、同図(c)は
切換スイッチ１６によって選択されたエンベロープ波形
である。

【００２２】同図においては時刻ｔ11に切換スイッチ４
が操作されたが、この時点では同図(a)，(b)のエンベロ
ープ波形は共に高いレベルであるため、切換スイッチ１
６は切り換えられない。その後、両エンベロープ波形の
レベルが充分に下がった時刻ｔ12において切換スイッチ
１６は同図(b)側の波形に切り換えられることになる。
これにより、時刻ｔ13において再びキーオンが発生する
と、同図(b)側のエンベロープ波形が切換スイッチ１６
を介して出力されることになる。

【００２３】本実施形態によれば、奏法等の発音条件が
一回の押鍵操作を単位として切り換えられるから、押鍵
途中（発音途中）に発音条件を変更すべきでない場合に
用いて好適である。また、本実施形態によれば、奏法等
の発音条件を切り換える際に、実際の切換タイミングの
前に切換スイッチ４を操作することができる。これによ
って、先の奏法から次の奏法に移るまで（図５の例では
時刻ｔ12〜ｔ13まで）の間隔が短い場合においても、事
前に余裕をもって切換スイッチ４を操作することができ
る。

【００２４】４．変形例 本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、
例えば以下のように種々の変形が可能である。 （１）上記各実施形態はハードウエアによって電子擦弦
楽器を実現した例を示したが、各構成要素を各種コンピ
ュータ上で動作するソフトウエアによって構成してもよ
い。その場合、このソフトウエアをＣＤ−ＲＯＭ、フロ
ッピーディスク等の記録媒体に格納して頒布し、あるい
は伝送路を通じて頒布することもできる。

【００２５】（２）上記各実施形態においては、鍵盤２
からのキーコードによって音高指定を行ったが、他の操
作子を用いて音高を指定してもよい。また、アドレス制
御部１２がエンベロープ波形を読み出すトリガとして鍵
盤２からのキーオンを用いたが、これについても鍵盤２
以外の操作子を用いてもよい。また、発音条件毎（エン
ベロープ波形毎）に制御元の操作子を選択／指定するよ
うにしてもよく、操作子毎に制御対象とするエンベロー
プ波形を選択／指定するようにしてもよい。また、操作
子は鍵盤のみとし、その操作情報とエンベロープ波形と
によって全てのパラメータを生成するようにしてもよ
い。

【００２６】（３）上記各実施形態においては、エンベ
ロープ波形を予めエンベロープメモリ１４に記憶し、こ
れを読み出すことによってエンベロープ波形を発生させ
たが、エンベロープメモリ１４にはパラメータのみを記
憶させ、その後段にエンベロープジェネレータを設ける
ことによって該パラメータに基づいてエンベロープ波形
を発生させるようにしてもよい。その際、エンベロープ
ジェネレータはエンベロープ波形毎に設けてもよく、各
エンベロープ波形に対して共通のエンベロープジェネレ
ータを用いてもよい。

【００２７】エンベロープジェネレータを用いる場合、
発音条件に応じた切換／クロスフェード制御は、エンベ
ロープジェネレータの前段で行ってもよく（パラメータ
の切換／クロスフェード制御）、エンベロープジェネレ
ータの後段で行ってもよい（エンベロープ波形の切換／
クロスフェード制御）。

【００２８】（４）上記各実施形態においては、擦弦楽
器を想定した物理モデル音源に対して本発明を適用した
例を示したが、モデルの対象は擦弦楽器に限られるもの
ではなく、撥弦楽器や管楽器等でもよい。また、楽音合
成部３０は物理モデル音源に限定されるものではなく、
ＦＭ音源、波形メモリ読出し方式音源等に対するパラメ
ータの生成／供給に使用してもよい。

【００２９】（５）上記各実施形態においては、時変動
信号としてエンベロープ波形を用いた例を示したが、本
発明を他の時変動信号に適用してもよい。例えば、楽音
にゆらぎや変調を施すためのゆらぎ信号発生器や低周波
信号発生器を設け、これらの制御や、これらによる楽音
制御パラメータの生成に本発明を適用することができ
る。

【００３０】（６）上記各実施形態においては、切換ス
イッチ４を用いて奏法等の発音条件を切り換えたが、鍵
盤２等の演奏操作子の操作によって切り換えても良い。
また、ＭＩＤＩ、ＵＳＢ等の外部信号インターフェース
を設け、各種ネットワークから供給された信号に基づい
て切り換えてもよい。また、鍵盤２から供給される鍵操
作情報等の演奏操作情報も、同様に外部から受信した信
号を用いてもよい。さらに、本発明を適用して得られた
楽音制御パラメータを、各種インターフェースを介して
外部出力するようにしてもよい。

【００３１】鍵盤２を用いて奏法等を切り換える具体例
として、一部の鍵を奏法切換用に割り当てることが考え
られる。擦弦楽器は音域が比較的狭いため、鍵盤２の中
で音高指定のために使用されない鍵が発生する場合が多
い。例えば８８鍵ピアノの音域は、一般的にＡ-1〜Ｃ7
であるのに対して、ダブルベースの最低音はＥ0，バイ
オリンの最高音はＧ6である。ゆえに、Ａ-1〜Ｄ0＃，Ｇ
6＃〜Ｃ7は、通常の態様では擦弦楽器の演奏には使用さ
れない。このような場合、音高指定のために使用されな
い鍵の操作情報を奏法等の発音条件の切換に使用すると
よい。

【００３２】さらに、ホイール操作子６あるいはペダル
８の操作量が所定のしきい値を超えているか否かに基づ
いて通常奏法かピッチカートかを切り換えてもよい。ホ
イール操作子６に代えてスライダ操作子やリボン操作子
等を用いた場合も同様である。また、ペダル８の踏み板
の両側面に足で操作するスイッチを設けてそのオンオフ
状態によってピッチカートと通常奏法を切り換えてもよ
い。

【００３３】（７）また、鍵盤２の鍵域を複数に分割
し、例えば右鍵盤を通常奏法、左鍵盤をピッチカートに
割り当ててもよい。なお、鍵域毎に異なる音色を割り当
てる技術は周知であるが、本変形例はこの周知技術とは
全く異なるものである。すなわち、本変形例における鍵
盤２の押鍵操作は、上記各実施形態において鍵盤２の押
鍵および切換スイッチ４の操作を同一タイミングで実行
することと同様である。従って、右鍵盤である鍵を押鍵
中に同一音高の左鍵盤の鍵を押鍵すると、エンベロープ
波形の切換（第１実施形態の変形）、またはエンベロー
プ波形のクロスフェード（第２実施形態の変形）が発生
することになる。

【００３４】（８）図４において時刻ｔ1〜ｔ2の期間は
既定のパラメータであってもよく、アタックレート（同
図(a)，(b)の波形レベルの最高値）等、他のパラメータ
に応じて設定してもよい。また、式(２)においてはパラ
メータＸを直線状に変化させたが、放物線状、双曲線状
に変化させてもよい。

【００３５】（９）上記各実施形態においては、弓圧エ
ンベロープ制御部１０および弓速エンベロープ制御部２
０の各々に個別のエンベロープメモリを設けたが、共通
のエンベロープメモリを設け、弓圧エンベロープ制御部
１０および弓速エンベロープ制御部２０がそれぞれ必要
なエンベロープ波形を読み出すようにしてもよい。ま
た、ピッチカート演奏時における弓圧および弓速エンベ
ロープ波形は共に三角形状にすると好適であるため、両
エンベロープ波形として共通の波形を適用してもよい。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、奏
法等に応じて時変動信号を変更するから、奏法等様々な
発音条件に応じて多彩な楽音制御パラメータを生成する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施形態の電子擦弦楽器のブロ
ック図である。

【図２】 本発明の第２実施形態の電子擦弦楽器のブロ
ック図である。

【図３】 本発明の第３実施形態の電子擦弦楽器のブロ
ック図である。

【図４】 第２実施形態の波形図である。

【図５】 第３実施形態の波形図である。

【符号の説明】

２……鍵盤、４……切換スイッチ、６……ホイール操作
子、８……ペダル、１０……弓圧エンベロープ制御部、
１２……アドレス制御部、１４……エンベロープメモ
リ、１５……レベル検出部、１６……切換スイッチ、１
７……クロスフェード制御部、１８……振幅設定・修飾
部、２０……弓速エンベロープ制御部、３０……楽音合
成部、４０……サウンドシステム。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 適宜入力される演奏情報に対して楽音波
   形を生成するために、時変動信号を用いて楽音制御パラ
   メータを生成する楽音制御パラメータ生成方法であっ
   て、 前記時変動信号として第１の奏法に対応する第１の時変
   動信号を出力する過程と、 奏法の変更指令を受信すると、前記時変動信号を前記第
   １の時変動信号から第２の奏法に対応する第２の時変動
   信号に変更する変更過程と、 前記時変動信号として前記第２の時変動信号を出力する
   過程と、 を有することを特徴とする楽音制御パラメータ生成方
   法。
2. 【請求項２】 前記第１および第２の時変動信号を予め
   メモリに記憶する過程を有し、 前記第１の時変動信号を出力する過程および前記第２の
   時変動信号を出力する過程においては、前記メモリから
   対応する時変動信号が読み出されることを特徴とする請
   求項１記載の楽音制御パラメータ生成方法。
3. 【請求項３】 前記変更過程においては、前記第１およ
   び第２の時変動信号を補間して得た補間出力値を前記楽
   音制御パラメータを生成するための時変動信号として用
   いることを特徴とする請求項１記載の楽音制御パラメー
   タ生成方法。
4. 【請求項４】 前記変更過程内において、前記第１およ
   び第２の時変動信号の補間比率を変化させることを特徴
   とする請求項３記載の楽音制御パラメータ生成方法。
5. 【請求項５】 前記第１の時変動信号を出力中に前記変
   更指令を受信すると、前記変更過程においては前記第１
   の時変動信号または前記楽音制御パラメータが所定の条
   件を満たした後に前記第２の時変動信号を出力すること
   を特徴とする請求項１記載の楽音制御パラメータ生成方
   法。
6. 【請求項６】 請求項１乃至５の何れかに記載の方法を
   実行することを特徴とする楽音制御パラメータ生成装
   置。
7. 【請求項７】 請求項１乃至５の何れかに記載の方法を
   実行するプログラムを記録したことを特徴とする記録媒
   体。