JP2019061161A - 電子楽器、楽音発生方法、及びプログラム - Google Patents

電子楽器、楽音発生方法、及びプログラム Download PDF

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Abstract

【課題】不当に消音される発音チャネルを減らし、かつ発音チャネルの消音時の音楽的ダメージを軽減できる電子楽器、楽音発生方法、及びプログラムを提供する。【解決手段】第1記憶手段から第2記憶手段内の波形バッファに波形データを転送する転送処理を実行する第1プロセッサと、第2記憶手段内の波形バッファから波形データを読み出す読出し処理とを実行する第2プロセッサと、を備え、少なくとも何れかのプロセッサは、いずれかのプロセッサが、複数の波形バッファそれぞれに対応させて複数の閾値を設定する閾値設定処理と、第1プロセッサが転送処理により複数の波形データを転送する複数の波形バッファ内の各転送位置と、第2プロセッサが読出し処理により複数の波形データを読み出す複数の波形バッファ内の各読出し位置と、から得られる各差分値が、閾値以下になった波形バッファを特定する特定処理と、特定処理により特定された閾値以下になった波形バッファから読み出している波形データに基づく発音を停止させる発音停止処理と、を実行する。【選択図】図15

Description

本発明は、電子楽器、楽音発生方法、及びプログラムに関する。
波形読込み方式により楽音波形を発生する楽音発生装置では、より多数の、より長時間の波形データを利用できるようにするために、使用しない波形データは例えばROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリ、又はハードディスク記憶装置等の二次記憶装置(第1記憶手段)の音色波形領域に保存しておき、その中で使用する波形データを音源LSI(大規模集積回路)が直接アクセスできる高速な波形バッファとして機能する例えばRAM(Random Access Memory)等の一次記憶装置(第2記憶手段)に転送して発音させるというシステムを採用するものがある。つまり、高価なRAMが有する記憶容量以上の記憶容量の波形データを安価なROMに保持しておき、必要な場合のみそれを波形バッファに移動して発音に使用するというコスト的には効率的な方法であると言える。
ところで楽音波形データのサイズは様々であり、理想的には全ての発音チャネル分の夫々の波形データをそのまま格納できるだけの領域が第2記憶手段の波形バッファ上に用意されていることが好ましいが、現実には、コストを抑えるために、第2記憶手段の波形バッファ上に十分な領域が用意されていない。そのため、波形バッファを楽音波形データのサイズを気にする必要のないいわゆる「リングバッファ」として機能させ、発音部が発音中に音源LSIが対象発音チャネルの波形バッファ(リングバッファ領域)の所定区間を繰り返し読み出すのと並行して、CPUが波形バッファに波形データを逐次補充している。従来技術としては、例えば特許文献1に記載の技術が知られている。
ここで、音源LSIが波形を再生するために第2記憶手段上の波形バッファを読み出すアドレス(読出しポインタ)の進捗速度よりも、CPUが第1記憶手段から波形データを転送する際の書込みアドレス(書込みポインタ))の進捗速度の方が大幅に速いという条件がある。しかし、構造的に音源LSIでの再生ピッチが高くなると読出し速度が上がり、また、同時発音数が増加すると1ボイスあたりの波形転送の平均速度は低下する。これらの悪条件が重なれば、波形バッファにおける書込みポインタが読出しポインタを追い越さないようにするどころか、書込みポインタが読出しポインタに追いつかれる可能性もありうる。もしそのようなことが起これば、音源LSIが読み出す波形は、突然不連続に過去のデータに戻ってしまい、ノイズが発生することになる。これは音楽的に許容できるものではない。このため従来は、発音チャネルに対応する波形バッファ毎に、書込みポインタから読出しポインタを差し引くことにより算出されるマージン(以下これを「波形読出しマージン」と呼ぶ)を監視し、波形読出しマージンが小さくなった発音チャネルについては、速やかに消音処理を実行することにより、音楽的に許容できない楽音の発音を防止することが求められる。
特開2000−122668号公報
しかし、複数の発音チャネル毎に、第1記憶手段内の波形データをそれぞれの発音チャネルに割り当てられた第2記憶手段内の波形バッファに転送する場合に、従来は、どの発音チャネルの波形バッファの波形読出しマージンも同じ閾値で判断していた。このため、読出し速度が速い波形バッファほど、波形読出しマージンの値が閾値より小さくなった後に、消音に向かっている間に転送が間に合わなくなって読出しポインタが書込みポインタに追いついてしまって、音楽的に許容できない楽音が発音されてしまう確率が高い。
また従来、発音チャネル毎の波形バッファへの波形転送は、各発音チャネルの状況とは無関係に各波形バッファへ順番に一定量の波形データを転送するか、あるいは1つ1つの波形バッファに順番に書込みポインタが読出しポインタを追い越す直前まで波形データを転送するなどしていた。このため、波形バッファ毎の波形データの蓄積量に偏りが生じ、転送負荷が大きくなった際に、発音チャネルの消音が望まれない形で発生していた。
更に従来、楽音発生装置の最大波形転送能力を音源LSIによる波形データの要求量が上回っているケースでも、そのまま転送を続けていた。このため、発音の重要性などを考慮せずに単純に波形読出しマージンの少ないものから消音されており、重要な発音が重要でない発音よりも先に停止させられてしまうようなケースもあった。
そこで、本発明は、音楽的に許容できない楽音の発音を防止できることを利点とする。
態様の一例では、第1記憶手段内の複数の波形データを、それぞれリングバッファとして機能させる第2記憶手段内の複数の波形バッファに、対応付けて転送する転送処理を実行する第1プロセッサと、第2記憶手段内の複数の波形バッファから複数の波形データを読み出す読出し処理を実行し、読出し処理により読み出した複数の波形データそれぞれに基づく発音を同時に実行させる第2プロセッサと、を備えた電子楽器であって、第1プロセッサ及び第2プロセッサのいずれかが、複数の波形バッファそれぞれに対応させて複数の閾値を設定する閾値設定処理と、第1プロセッサが転送処理により複数の波形データを転送する複数の波形バッファ内の各転送位置と、第2プロセッサが読出し処理により複数の波形データを読み出す複数の波形バッファ内の各読出し位置と、から得られる各差分値が、閾値設定処理により設定された閾値以下になった波形バッファを特定する特定処理と、特定処理により特定された閾値以下になった波形バッファから読み出している波形データに基づく発音を停止させる発音停止処理と、を実行する。
本発明によれば、音楽的に許容できない楽音の発音を防止できる。
本発明による電子鍵盤楽器の一実施形態の外観図である。 電子鍵盤楽器の一実施形態のハードウェア例を示す図である。 音源LSIのブロックである。 「フラッシュメモリ音色波形ディレクトリ」のデータ例を示す図である。 「RAM波形バッファディレクトリ」のデータ例を示す図である。 大容量フラッシュメモリ上の音色波形領域からRAM上の波形バッファへの音色波形転送動作及びリングバッファの動作の説明図である。 ループ波形転送動作の説明図である。 波形読出しマージンの説明図である。 メインルーチンの処理例を示すフローチャートである。 初期化処理、音色選択処理、及び離鍵処理の詳細例を示すフローチャートである。 押鍵処理の詳細例を示すフローチャートである。 波形転送管理処理の例を示すフローチャート(その1)である。 波形転送管理処理の例を示すフローチャート(その2)である。 波形読出し、波形バッファ転送処理及び音源イベント処理の例を示すフローチャートである。 音源定期処理及びrp更新処理の詳細例を示すフローチャートである。 マージン確認処理の詳細例を示すフローチャートである。 転送速度確認処理、波形転送優先順位確認処理、及び発音時のボイス優先度確認処理の例を示すフローチャートである。 最も優先度が低いボイスのミュート処理の詳細例を示すフローチャート(その1)である。 最も優先度が低いボイスのミュート処理の詳細例を示すフローチャート(その2)である。
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら詳細に説明する。本実施形態は、例えば電子鍵盤楽器に適用される、音高(鍵域)や音量(ベロシティ:打鍵の速さ)などの演奏情報によって音色が変化するのを再現するために、例えば大容量フラッシュメモリ208である第1記憶手段の音色波形領域から例えばRAM204である第2記憶手段の波形バッファに、音高又は音量ごとの波形データ(以下これを「スプリット波形」と呼ぶ)を転送する楽音発生装置を対象とする。
図1は、本発明による電子鍵盤楽器の一実施形態の外観図である。本実施形態は、電子鍵盤楽器100として実施される。電子鍵盤楽器100は、演奏操作子としての複数の鍵からなる鍵盤101と、音色選択操作子としての音色選択を行うための音色選択ボタン102及び音色以外の各種機能選択を行う機能選択ボタン103からなるスイッチ・パネルと、ピッチベンドやトレモロ、ビブラート等の各種モジュレーション(演奏効果)を付加するベンダ/モジュレーション・ホイール104、音色や音色以外の各種設定情報を表示するLCD(Liquid Crystal Display:液晶ディスプレイ)105等を備える。また、電子鍵盤楽器100は、特には図示しないが、演奏により生成された楽音を放音するスピーカを裏面部、側面部、又は背面部等に備える。
音色選択ボタン102は、図1に示されるように、ピアノ(図中「Piano」)、エレクトリックピアノ(図中「E.piano」)、オルガン(図中「Organ」)、ギター(図中「Guitar)等の各種音色のカテゴリを選択するためのボタン群である。ユーザは、この音色選択ボタン102を押下することにより、例えば16音色のうちのいずれかを選択することができる。
図2は、図1の電子鍵盤楽器100の実施形態のハードウェア例を示す図である。図2の電子鍵盤楽器100において、システム全体はバスコントローラ201によって制御されるバス202を中心に構成される。バスコントローラ201はバス202上のデータの流れを司るものであるが、その役割は、バス202に接続されたデバイスの優先順位のコントロールである。例えば、メモリコントローラ203を介してバス202に接続されるRAM204(第2記憶手段)は、CPU205と音源LSI206によって共有されているが、発音を行う音源LSI206はデータの欠落が許されないために優先度が最も高く設定されており、必要に応じてCPU205のアクセスを制限する。
バス202には、CPU205、音源LSI206、フラッシュメモリコントローラ207、メモリコントローラ203、DMA(ダイレクトメモリアクセス)コントローラ209、I/O(入出力)コントローラ210、I/Oコントローラ210を介して接続されるキー・スキャナ211とLCDコントローラ212とA/D(アナログ/デジタル)コンバータ213が接続される。
CPU205は、電子鍵盤楽器100の全体の制御処理を実行する第1プロセッサである。音源LSI206は、楽音発音専用の大規模集積回路である第2プロセッサである。
フラッシュメモリコントローラ207は、大容量フラッシュメモリ208(第1記憶手段)とバス202を接続するインタフェース回路である。大容量フラッシュメモリ208は、波形データ、制御プログラム、固定データ等格納する。
メモリコントローラ203は、RAM204とバス202を接続するインタフェース回路である。RAM204は、波形データ、制御プログラム、データを必要に応じて配置する。RAM204はまた、CPU205や音源LSI206に内蔵されるDSP(デジタルシグナルプロセッサ)のワーク領域としても使用される。
I/Oコントローラ210は、バス202と、図1の鍵盤101、音色選択ボタン102、機能選択ボタン103、ベンダ/モジュレーション・ホイール104、又はLCD105等の周辺デバイスとを接続するインタフェース回路である。I/Oコントローラ210に接続されるキー・スキャナ211は、図1の鍵盤101や音色選択ボタン102又は機能選択ボタン103等のスイッチ・パネルの状態を走査して、その走査結果をI/Oコントローラ210及びバス202を介してCPU205に通知する。I/Oコントローラ210に接続されるLCDコントローラ212は、図1のLCD105のデバイスをコントロールする。A/Dコンバータ213は、図1のベンダ/モジュレーション・ホイール104の走査位置を検出する。
DMAコントローラ209は、大容量フラッシュメモリ208とRAM204間のDMA転送を制御する。
図3は、音源LSI206のブロック図である。音源LSI206は、波形発生器301、バスインタフェース302、DSP303、及びミキサ304を含む。波形発生器301は、図2のRAM204から波形データ読み出して楽音波形として発生する#0から#255までの256組の発振器である波形読出し装置305を具備する。バスインタフェース302は、バス202と、波形発生器301、DSP303、及びミキサ304との接続を行うバスインタフェース回路であり、これら各部と図2のCPU205又はRAM204との通信を司る。DSP303は、楽音信号に音響効果をもたらすデジタル信号処理回路である。ミキサ304は、波形発生器301が出力する楽音信号を混合したり、DSP303に送ったり、DSP303からの音響信号を受け取ったりすることで全体の楽音信号の流れを制御し、外部に出力する。ミキサ304からのデジタル楽音信号は、図2のD/Aコンバータ214でアナログ楽音信号に変換される。このアナログ楽音信号は、アンプ215で増幅された後に、アナログ楽音出力信号として出力される。
次に、図2の大容量フラッシュメモリ208は、NAND型フラッシュメモリなどの、大容量で安価なメモリデバイスである。なお、この大容量フラッシュメモリ208の代わりに、ハードディスク記憶装置や、ネットワーク上又はクラウド上のディスク装置が使用されてもよい。大容量フラッシュメモリ208には、主に以下のようなデータが格納されている。
・全ての音色の波形データ
・全ての音色のパラメータデータ
・CPU205やDSP303が実行するプログラム、プログラムの使用データ
・音楽データ
・ユーザの設定データ
波形データは例えば、1ワード長が16ビットのリニアPCMフォーマットデータである。
前述した大容量フラッシュメモリ208の内容は、CPU205からは任意のアドレスへのアクセスが可能であるが、音源LSI206からはアクセスすることができないので、大容量フラッシュメモリ208中の波形データをRAM204に転送する必要がある。しかしながら、RAM204の記憶容量は大容量フラッシュメモリ208よりも小さいために、全てのデータをRAM204中の発音チャネル毎のバッファ領域に転送することはできない。従って、RAM204の記憶内容は必要に応じて逐次入れ替える必要がある。入替えが必要なデータの中で特に本実施形態が対象とするものは波形データであるが、波形データの制御の詳細については後述する。
図1から図3に示す本実施形態の動作の概要について、以下に説明する。まず本実施例では、演奏者が図1の音色選択ボタン102を押下することで図1に示される16音色のうちのいずれかを選択することができる。各音色は、それぞれ1音色当たり最大32種類の波形が用いられ、波形データは大容量フラッシュメモリ208に格納されている。1音色の音域(キー番号)とベロシティ域が2次元的に分割され、それぞれのスプリット(分割)エリアに、上述の最大32個の波形が割り当てられている。即ち、押鍵時の速さ(ベロシティ)とキー番号(鍵盤101の番号)の2つのファクタから、読み出されるべき波形が1つ決定される、という制御が実施される。
図4は、「フラッシュメモリ音色波形ディレクトリ」のデータ例を示す図である。フラッシュメモリ音色波形ディレクトリは、大容量フラッシュメモリ208上に格納されている全ての波形データの情報をまとめたテーブルである。具体的には、このテーブルは、「音色番号」及び「音色内波形番号」で決まる各音色の各波形それぞれが用いられる鍵域を示す「最低キー番号」と「最高キー番号」(図4の横軸)、前記各波形それぞれが用いられるベロシティ域情報である「最低ベロシティ」と「最高ベロシティ」(図4の縦軸)、実際に大容量フラッシュメモリ208のどのアドレスに配置されているかを示す「波形領域先頭からのアドレス」、波形の長さを示す「波形サイズ」、読出しに使用される「スタートアドレス」、「ループアドレス」、及び「エンドアドレス」の情報をまとめたテーブルである。このテーブルは、電源投入時に、RAM204上に展開される。
図5は、「RAM波形バッファディレクトリ」のデータ例を示す図である。RAM波形バッファディレクトリは、RAM204上のボイス(発振器)チャネル毎の波形バッファのための情報を保持するテーブルである。具体的には、このテーブルには、ボイスの現在の状況を表す「ボイスステータス」、読み出されるべき波形の3つのアドレス情報である「波形バッファスタートアドレス」と「波形バッファループアドレス」と「波形バッファエンドアドレス」、CPU205による大容量フラッシュメモリ208上の現在の転送波形の読出しアドレスである「転送データポインタ」、CPU205によるRAM204への転送書込みアドレスである「書込みポインタ」、音源LSI206によるRAM204上の現在の読出しアドレスである「読出しポインタ」、そして、書込みポインタと読出しポインタ最新値との差分である「波形読出しマージン」が保持される。
図6(a)は、大容量フラッシュメモリ208上の音色波形領域からRAM204上の波形バッファへの音色波形転送動作の説明図である。大容量フラッシュメモリ208上には全ての音色の波形データが格納されており、そのサイズは波形毎に異なる。RAM204上には波形バッファが発音ボイスチャネル分確保されている。これらのサイズは一定であり、実施例では16KB(キロバイト)である。
ここに読み出すべき波形のサイズはいずれも16KBを超えるものであり、全てを波形バッファに転送することは出来ない。そのため、図6(b)に示されるように、波形バッファvはリングバッファの形式を取り、音源LSI206は、発音開始から発音終了まで単純に、波形バッファvの区間を繰り返し読み続ける。そのため、CPU205は、自身が更新する書込みポインタwp[v](図5参照)が、音源LSI206が更新する読出しポインタrp[v](図5参照)を追い越さないように制御しながら、大容量フラッシュメモリ208の音色波形領域である波形メモリwからRAM204上の波形バッファvの書込みポインタwp[v]が示すアドレスに、音源LSI206が読むままに波形データを転送し続ける。
図7は、ループ波形転送動作の説明図である。波形読出し式の電子楽器では有限の波形データの読出しを無限に継続させるため、波形データの一区間を繰り返し読み出すループという手法を用いるのが一般的である。具体的には、図7に示されるように、大容量フラッシュメモリ208上の波形メモリwにおいて、波形転送時の読出しアドレスを示す転送データポインタTP[v]ポインタ(図5参照)は、スタートアドレスから開始し、エンドアドレスに達すると、それより手前に設定されたループアドレスに不連続に戻り、エンドアドレスに達すると再度ループアドレスに戻る、という動作を無限に繰り返す。本実施例では、図7に示されるように、CPU205が、大容量フラッシュメモリ208からの波形データの上記ループ読出しを実行しながら、読み出された波形データをそのまま順次、リングバッファである波形バッファvに書き込んでゆく。このときの、CPU205による上記波形データ転送における波形メモリw上の読出しアドレスは転送データポインタtp[v]であり、CPU205による波形バッファvへの書込みアドレスは書込みポインタwp[v]であり、音源LSI206による波形バッファvからの読出しアドレスは読出しポインタrp[v]である。
図8は、波形読出しマージンの説明図である。本実施形態では、音源LSI206が再生のために波形バッファvから波形データを読み出すアドレスを示す読出しポインタrp[v]の進捗速度よりも、CPU205が大容量フラッシュメモリ208上の波形メモリエリアから再生すべき波形データアクセスを転送して波形バッファvに書き込むアドレスを示す書込みポインタwp[v]の進捗速度の方が大幅に速いという条件が必要である。しかし、構造的に、音源LSI206の再生ピッチが高くなると読み出し速度が増加し、同時発音数が増加すると1ボイスあたりの波形転送の平均速度は低下する。これらの悪条件が重なれば、波形バッファvにおける書込みポインタwp[v]が読出しポインタrp[v]を追い越さないようにするどころか、書込みポインタwp[v]が一周を回ってきた読出しポインタrp[v]に追いつかれる可能性もありうる。もしそのようなことが起これば、音源LSI206が読み出す波形は、突然不連続に過去のデータに戻ってしまい、ノイズが発生することになる。これは音楽的に許容できるものではない。
そこで、本実施例では、図8に示されるように、波形バッファvにおける読出しポインタrp[v]が、波形データを充当しない状態でどれだけ読めるかというデータのワード数(アドレス)、即ち、書込みポインタwp[v]の値と読出しポインタrp[v]の値の差分が、波形読出しマージンとして管理される。本実施形態では、この波形読出しマージンが所定の値以下に達した場合、その楽音を発生しているボイスの発音チャネルに対してミュート処理が実行され、その処理の後に発音が停止した時点でそのボイスチャネルの波形バッファvからの読出しが中止されることにより、ノイズの発生を防止することができる。ここで、「ミュート処理」とは、発音中の楽音に対して、短い時間内で穏やかに消音させる処理のことをいう。
本実施例では、その波形読出しマージンの値は、固定値ではなく再生ピッチが考慮されて、原音ピッチによる再生時には1Kワード未満、1オクターブ上のピッチでの再生時には2Kワード未満、1オクターブ下のピッチでの再生時には512ワード未満になったら、ダンプ処理の実行が決定される。
ダンプ処理の速度は、このまま波形が補充されずに読み進んだとしても、すでに波形バッファvに転送された読込みマージン分の波形データが読み切られる前にミュートできるだけの速度であればよい。その速度は現在の再生ピッチに依存する。
また、本実施形態の音源LSI206は、各ボイスの発音チャネルの現在の波形読出しアドレスは、CPU205が逐次ポーリングに依って読み続けるのではなく、読出しポインタrp[v]が前述の条件を満たすアドレスまで進んだことを割込みによって知るように設定することができるので、その機能を使用する。
以上、本実施形態の基本的な動作について説明したが、次に、本実施形態の図2のCPU205の特徴的な動作について、以下に説明する。
まず、本実施形態におけるCPU205の第1の特徴的動作について説明する。図8で説明した波形読出しマージンに関し、CPU205はまず、RAM204上の波形バッファv毎に、その波形バッファvの書込みポインタwp[v]と読出しポインタrp[v]を用いて、下記(1)式で示される演算により、波形読出しマージンrm[v](図5参照)を算出する。
rm[v]=wp[v]−rp[v] ・・・(1)
次に、CPU205は、図3の#0から#255の波形読出し装置305に対応する発音チャネルn(0≦n≦255)毎に、発音チャネルnに対応するRAM204内の波形バッファvについて(1)式で示される演算で算出した波形読出しマージンrm[v]の値を、下記(2)式で示される演算で算出されるマージン閾値m[n]と比較する。
m[n]=F×T×W×s[n] ・・・(2)
ここで、Fは、波形データのサンプリング周波数であり、例えば44.1KHz(キロヘルツ)である。ここで、1サンプルは、例えば1バイトである。また、Tは、発音チャネルn(0≦n≦255)全体の転送マージン閾値であり、大容量フラッシュメモリ208内の波形メモリwからRAM204内の波形バッファvへの転送が停止しても再生が可能な必要最低時間を示し、例えば0.0025秒(2.5ミリ秒)である。また、Wは、1サンプルを、波形バッファvに対する書込み又は読出しの単位であるワードで表した数であり、例えば0.5ワード/サンプル(バイト)である。更に、s[n](0≦n≦255)は、発音チャネルn(0≦n≦255)の相対的な再生速度であり、例えば下記のように設定される。
波形データの原音(録音時)と同じ音高で再生する場合:s[n]=1.0
原音に対して1オクターブ高い音高で再生する場合:s[n]=2.0
原音に対して1オクターブ低い音高で再生する場合:s[n]=0.5
発音停止状態:s[n]=0
なお、原音に対する音高の比は、上述の±1オクターブに限られるものではなく、実数値を取り得る。その場合には、再生速度s[n]も、その実数値に応じた比の値となる。
以上より、(2)式において、まずF×Tは、大容量フラッシュメモリ208内の波形メモリwからRAM204内の波形バッファvへの転送が停止しても再生が可能な必要最低の時間を波形データのサンプル数に換算した値となる。更に、F×T/Wは、その必要最低のサンプル数を、波形データの読み書きの単位である必要最低のワード数に換算した値となる。そして、(2)式右辺のF×T/W×s[n]は、上記必要最低のワード数を、発音チャネルnの波形バッファvにおける波形データの相対的な再生速度の比に応じて可変させた値となる。
続いて、CPU205は、或る発音チャネルnについて、波形読出しマージンrm[v]の値が(2)式の演算で算出されるマージン閾値m[n]を下回ったと判定すると、音源LSI206内の発音チャネルnに対応する波形読出し装置305(図3参照)に対して、その発音チャネルnのミュートを指示する。
CPU205が実行する以上の本実施形態の第1の特徴的な動作において、波形データの再生速度が速ければ、すなわち再生される楽音の音高が原音に比較して高ければ、(2)式で算出されるマージン閾値m[n]は、標準的なマージン閾値よりも大きな値になる。この場合には、波形読出しマージンrm[v]に対する許容範囲がある程度大きくても、読出しポインタrp[v]が書込みポインタwp[v]に追いつく速度が速くなるため、マージン閾値m[n]が標準よりも大きい値でミュート判断がなされる。これにより、CPU205が実行する本実施形態の第1の特徴的な動作では、波形データの再生速度が速い場合、すなわち再生される楽音の音高が原音に比較して高い場合であっても、ミュートを行う間のマージンを十分に確保することができ、音楽的に許容できない楽音の発音を防止することが可能となる。
一方、CPU205が実行する以上の本実施形態の第1の特徴的な動作において、波形データの再生速度が遅ければ、すなわち再生される楽音の音高が原音に比較して低ければ、(2)式で算出されるマージン閾値m[n]は、標準的なマージン閾値よりも小さな値になる。この場合には、波形読出しマージンrm[v]に対する許容範囲が標準よりも小さくても、読出しポインタrp[v]が書込みポインタwp[v]に追いつく速度が遅くなるため、マージン閾値m[n]が標準よりも小さな値でミュート判断がなされる。これにより、CPU205が実行する本実施形態の第1の特徴的な動作では、波形データの再生速度が遅い場合、すなわち再生される楽音の音高が原音に比較して低い場合には、読出し速度が遅い分だけミュートを行う間のマージンを小さくすることができ、波形データの転送効率を向上させることができると共に、音楽的に許容できない楽音の発音を防止することが可能となる。
本実施形態におけるCPU205の第2の特徴的動作について説明する。本実施形態では、CPU205は、発音チャネルn(0≦n≦255)の波形バッファvのうち、現在バッファリングされている波形データの残り再生時間が最も短いものを探索し、探索した波形バッファvに対して優先的に、大容量フラッシュメモリ208上の波形メモリwから波形データを転送していく。
具体的には、CPU205は、発音チャネルn(0≦n≦255)毎に、その発音チャネルnの波形バッファvについて、書込みポインタwp[v]と、読出しポインタrp[v]、及び前述した(2)式で示される演算により算出したマージン閾値m[n]とから、その発音チャネルnの再生残り時間を算出する。
次に、CPU205は、算出した再生残り時間の短い順に、発音チャネルn(0≦n≦255)をソートする。そして、CPU205は、波形転送処理において、ソートした発音チャネルnから順に、大容量フラッシュメモリ208上の波形メモリwからRAM204上の波形バッファvへの転送処理を実行する。なお、オーバーヘッド軽減のために、CPU205は、1回の転送処理で、連続して所定の最小単位、例えば1キロバイトの波形データは必ず、転送を実行する。
以上のようにして、CPU205が実行する本実施形態の第2の特徴的な動作では、波形バッファvにおける蓄積量を時間換算して、最も切迫した波形バッファvから優先的に、波形転送が行われる。このようにして、最小単位の転送が繰り返されていくうちに、発音チャンネルn間の再生時間の偏差がなくなってゆく。これにより、転送が間に合わなくなるリスクが発音チャネルn(0≦n≦255)間で平均化され、不要な消音が発生することがほとんどなくなる。また、離鍵により途中で波形読出し(発音)が不要になった発音チャネルnに対する転送は無駄になるが、その転送ロスの期待値も平均化されることで、大きな転送ロスが防げて、安定した波形転送を実現することが可能となる。
本実施形態におけるCPU205の第3の特徴的動作について説明する。本実施形態では、CPU205は、下記(3)式で示される演算により、図3の#0から#255の全ての波形読出し装置305に対応する全ての発音チャネルn(0≦n≦255)で必要とされる転送速度(以下「必要転送速度」と呼ぶ)を算出する。なお、F、W、及びs[n]=s[0]〜s[255]の意味は、前述した通りである。
F×W×(s[0]+s[1]+・・・+s[255]) ・・・(3)
CPU205は、(3)式の演算で算出した必要転送速度の値が、予め設定されているシステムの転送能力Aを超えているか否かを判定し、超えたと判定した場合には、CPU205は、音源LSI206内の選択したボイスに対応する発音チャネルの波形読出し装置305(図3)に対して、ミュート処理を指示する。具体的には、CPU205は、発音開始順番や発音レベルなどから得られる各発音チャネルn(0≦n≦255)に対する優先度中で最も優先度の低いボイスの発音チャネルに対応する音源LSI206内の波形読出し装置305に対してミュート処理を指示する。
CPU205は、(3)式の演算を再度実行して、必要転送速度を再度取得し、波形転送能力Aとの比較を行い、必要転送速度が波形転送能力A以内になるまで同様の処理を繰り返し実行する。CPU205は、必要転送速度が波形転送能A以内になったと判定した場合には、上述のミュート処理を終了する。
以上のようにして、CPU205が実行する本実施形態の第3の特徴的な動作では、システムの最大波形転送能力と音源LSI206による波形データの要求量(=必要転送速度)とが常に比較され、現在の状態が続くと転送が間に合わないと判断された時は、音楽的に影響が少ないものから発音が停止される。これにより、同じ発音チャネル数の発音を停止するにしても、音楽的ダメージをより少ないものにすることが可能になる。
上述の動作を実現する本実施形態の具体的な処理例について、以下に説明する。図9は、図2のCPU205が実行する制御処理のメインルーチンの処理例を示すフローチャートである。図1の電子鍵盤楽器100において、機能選択ボタン103により装置電源がパワーオンされると、CPU205は、図9のフローチャートで例示されるメインルーチンを起動し、まず装置各部を初期化する初期化処理を実行する(ステップS901)。ステップS901の初期化処理が完了すると、ユーザが図1の音色選択ボタン102又は機能選択ボタン103の操作状態を取り込むスイッチ処理(ステップS902)、ステップS902の処理の結果に基づく音色選択ボタン102が操作された際の音色選択イベントの検出及び音色選択処理(ステップS903→S904)、ユーザが図1の鍵盤101を弾いた際の押鍵イベントや離鍵イベントを取り込む鍵盤処理(ステップS905)、ステップS905の処理の結果に基づく押鍵イベントの検出及び押鍵処理(ステップS906→S907)、ステップS905の処理の結果に基づく離鍵イベントの検出及び離鍵処理(ステップS908→S909)、音源LSI206からのイベントの処理を行う音源イベント処理(ステップS910)、音源LSI206に対して一定時間毎の処理を行う音源定期処理(ステップS911)が、繰り返し実行される。
図10(a)は、図9のステップS901の初期化処理の詳細例を示すフローチャートである。まず、CPU205は、大容量フラッシュメモリ208からフラッシュメモリ音色波形ディレクトリ(図4参照)のテーブルデータを、RAM204上の指定されたアドレスに転送する(ステップS1001)。
次に、ステップS1002とステップS1004の繰返し制御処理によって、ボイス数(発音チャネルn、0≦n≦255)分のループ処理が実行される。このループ処理中のステップS1003において、ボイスステータスvs[v]、ボイス番号vに対応する波形バッファvの波形バッファスタートアドレスsa[v]、波形バッファループアドレスla[v]、波形バッファエンドアドレスea[v]が初期化される。
次に音色波形領域wから波形バッファvへの波形の転送を管理するための転送要求カウンタ、転送状態フラグ、転送要求バッファ(リンク構造)が初期化される(ステップS1005)。転送要求カウンタは、転送中のボイスが現在いくつあるか管理するものであり、転送状態フラグは、音色波形領域から波形バッファへの転送中か否かを判断するフラグであり、転送要求バッファは次にどのボイスに対して音色波形領域から波形バッファへの波形転送を行うかを管理するためのバッファである。
図10(b)は、図9のステップS904の音色選択処理の詳細例を示すフローチャートである。CPU205は、押鍵処理などで使用するために、図1の音色選択ボタン102の操作により指定された音色番号がRAM204内のワーク領域に保存しておく(ステップS1010)。
図11は、図9のステップS907の押鍵処理の詳細例を示すフローチャートである。CPU205は、鍵盤が弾かれた際の押鍵による演奏情報(鍵盤位置、押された強さ)を、キー番号、ベロシティに変換し、これらに基づく制御処理を実行する。
CPU205は、最初に、この押鍵での発音にどのボイスを使用するかを決定するボイスアサインを実行する(ステップS1101)。CPU205は、RAM204に記憶されている図5に例示されるRAM波形バッファディレクトリにおいて、ボイスステータスが不使用(vs[v]=0)のボイス番号のボイスから優先的にアサインする。CPU205は、ボイスステータスが発音中(vs「v」=1)又は減衰中(vs「v」=2)のボイスをアサインしなくてはならないとき(ステップS1102の判定がYESの場合)は、ミュート処理を実行する(ステップS1103)。
次に、CPU205は、キー番号、ベロシティ、現在の音色番号から、音色波形領域から波形バッファへ転送を行うべき波形番号wを取得する(ステップS1104)。
次に、CPU205は、キー番号、波形番号wから得られる波形情報から、再生ピッチを計算する(ステップS1105)。続いて、CPU205は、算出した再生ピッチから、前述した(2)式で示される演算により、マージン閾値m[n]を算出する(ステップS1106)。
次に、CPU205は、読出しポインタrp[v]の更新処理に必要な、読出しポインタrp[v]に周期的に加算するオフセット値を計算する(ステップS1107)。
次に、CPU205は、読出しポインタrp[v]及び書込みポインタwp[v]を0に設定する(ステップS1108)。
その後、CPU205は、音色波形領域から波形バッファへの波形転送を行うために、波形転送管理処理に対して新規転送要求を発行し、波形転送管理処理での処理の終了を待つ(ステップS1109)。
CPU205は、前述した(1)式で示される演算を実行することにより、現在の波形読出しマージンrm[v]を計算し(ステップS1110)、ステップS1109の波形転送管理処理で波形バッファに波形データの転送が開始されて、上記現在の波形読出しマージンrm[v]が所定値を上回ったか否かを判定する(ステップS1110→S1111の判定がNO→S1110の繰返し)。これは、(1)式の関係より、書込みポインタwp[v](>0)が読出しポインタrp[v](=0)から十分に離れるまで、タイミングを取る処理である。
CPU205は、現在の波形読出しマージンrm[v]が所定値を上回った時点(ステップS1111の判定がYESとなった時点)で、波形読出しの開始、即ち発音の開始を行い、ボイスステータス(図5参照)を発音中(vs「v」=1)にする(ステップS1111→S1112)。その後、CPU205は、図11のフローチャートで例示される図9のステップS907の押鍵処理を終了する。
図10(c)は、図9のステップS909の離鍵処理の詳細例を示すフローチャートである。CPU205は、鍵盤を弾いた際の離鍵による演奏情報を(鍵盤位置)をキー番号に変換し、ピッチ、フィルタ、アンプのエンベロープ設定等に基づくリリース状態への移行処理を実行する(ステップS1020)。ステップS1020の処理の後、CPU205は、図10(c)のフローチャートで例示される図9のステップS909の離鍵処理を終了する。
図12及び図13は、波形転送管理処理を示すフローチャートである。CPU205は、図12のステップS1201、S1202、及びS1203でそれぞれ、波形転送管理処理に対して発行されたイベントが、新規転送要求、転送要求、転送終了、又は転送停止の何れであるかを判定し、それぞれのイベントに対応した処理を実行する。
新規転送要求イベントが発行された場合(図11のステップS1109参照)、図12のステップS1201新規転送要求イベントが判定されて、図13のステップS1213の処理が実行される。ステップS1213で、CPU205は、転送状態フラグを確認する。
ステップS1213で転送状態フラグが転送終了待ちであると判定された場合は、別のボイスに対して音色波形領域から波形バッファへの波形転送を行っている最中であるので、CPU205は、別のボイスの転送終了イベントからの転送要求イベントで処理されるように、転送要求バッファの先頭に該当ボイスを設定する(図13のステップS1219)。その後、CPU205は、図12及び図13のフローチャートで例示される波形転送管理処理を終了する。
ステップS1213で転送状態フラグが待機状態であると判定された場合は、CPU205はまず、該当ボイス番号に対して、転送1回あたりの読出しサイズ(ここでは2ページ)を指定し、後述する波形読出し、波形バッファ転送処理(図14(a))に、転送要求を発行する(図13のステップS1214)。
次に、CPU205は、転送状態フラグを転送終了待ちに設定し(図13のステップS1215)、該当ボイスを転送要求バッファの最後尾に設定する(図13のステップS1216)。
次に、CPU205は、転送データポインタtp[v]を更新し(図13のステップS1217)、転送要求バッファカウンタをインクリメントする(図13のステップS1218)。その後、CPU205は、図12及び図13のフローチャートで例示される波形転送管理処理を終了する。
後述する波形読出し、波形バッファ転送処理で指定サイズ分の波形データの転送が終了し波形転送管理処理に対して転送終了の要求イベントが発行された場合(図14(a)のステップS1407)、図12のステップS1203で転送終了の要求イベントが判定されて、図12のステップS1206の処理が実行される。ステップS1206で、CPU205は、転送要求バッファに転送待ちのボイスがあるか否か、即ち、転送要求バッファカウンタが0でないか0であるかを判定する。
ステップS1206の判定がNOならば、音色波形領域から波形バッファへの全ての転送が終了した状態(無音)なので、CPU205はそのまま何もせずに、図12及び図13のフローチャートで例示される現在の波形転送管理処理を終了する。
ステップS1206の判定がYESならば、CPU205は、次のボイスが処理されるよう波形転送管理処理に対して、転送要求イベントを発行し(ステップS1207)、図12及び図13のフローチャートで例示される現在の波形転送管理処理を終了する。
上述した図12のステップS1207の処理により、波形転送管理処理に対して転送要求イベントが発行されると、図12のステップS1202で上記転送要求イベントが判定されて、図12のステップS1208の処理が実行される。ステップS1208で、CPU205は、転送要求バッファの先頭のボイスについて転送処理を実行する。書込みポインタwp[v]と読出しポインタrp[v]を確認し、波形バッファvへの転送を行うことによって、書込みポインタwp[v]が読出しポインタrp[v]を追い越してしまう場合は、そのボイスvについては、転送要求バッファの最後尾に設定し、先頭から2番目のボイスに対して処理を行う。
次に、CPU205は、該当ボイス番号に対して、転送1回あたりの読出しサイズ(こでは2ページ)を指定し、後述する波形読出し、波形バッファ転送処理(図14(a))に、転送要求を発行する(図12のステップS1209)。
次に、CPU205は、転送状態フラグを転送終了待ちに設定し(図12のステップS1210)、該当ボイスを転送要求バッファの最後尾に設定する(図12のステップS1211)。
次に、CPU205は、転送データポインタtp[v]を更新する(図12のステップS1212)。その後、CPU205は、図12及び図13のフローチャートで例示される波形転送管理処理を終了する。
後述する音源イベント処理(図14(b)のステップS1413)において波形転送管理処理に対して転送停止イベントが発行された場合、図12のステップS1201、S1202、及びS1203の何れでも判定が行われず、ステップS1204が実行される。この場合、発音停止状態となり波形読出しは停止しているので、CPU205は、転送要求バッファから該当ボイスを削除し、転送要求バッファカウンタをデクリメントする(ステップS1204)。その後、CPU205は、図12及び図13のフローチャートで例示される波形転送管理処理を終了する。
図14(a)は、波形読出し、波形バッファ転送処理を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、図13のステップS1214又は図12のステップS1209からの転送要求イベントにより起動される。
CPU205は、ステップS1401とS1405のループ制御処理により、以下のステップS1402からS1404の一連の処理を、波形転送管理処理(図13のステップS1214又は図12のステップS1209)で指定された指定サイズ分繰り返し実行する。
まず、ステップS1402で、CPU205は、転送データポインタtp[v]に基づいて、大容量フラッシュメモリ208の音色波形領域wからページ単位で波形データを読み込む。
次に、ステップS1403で、CPU205は、波形バッファループアドレス及び波形バッファエンドアドレスを考慮し、ループ読出しの場合は、不要な部分は読み捨てる。
そして、ステップS1404で、CPU205は、波形バッファvの書込みポインタwp[v]に応じたアドレスに、ステップS1402及びS1403で音色波形領域wから読み出した波形データの書込みを行う。CPU205は、書き込んだサイズ分、書込みポインタwp[v]を更新する。
次に、CPU205は、転送状態フラグに待機状態を設定し(ステップS1406)、前述した波形転送管理処理に対して、転送終了イベントを発行する(ステップS1407)。その後、CPU205は、図14(a)のフローチャートで例示される波形読出し、波形バッファ転送処理を終了する。
図14(b)は、図9のステップS910の音源イベント処理の詳細例を示すフローチャートである。CPU205は、図9のステップS909又は図10(c)の離鍵処理によってリリース状態に移行したボイスが、リリースレベルに到達した場合(ステップS1410の判定がYESの場合)、もしくは、ミュート処理によってボイスがミュートレベルに到達した場合(ステップS1411の判定がYESの場合)は、当該ボイスに対して、波形読出しの停止(発音終了)を行った後(ステップS1412)、前述した波形転送管理処理に対して転送停止イベントを発行する(ステップS1413)。その後、CPU205は、図14(b)のフローチャートで例示される図9のステップS910の音源イベント処理を終了する。
図15(a)は、図9のステップS911の音源定期処理の詳細例を示すフローチャトである。CPU205は、図2のA/Dコンバータ213を介して、図1のベンダ/モジュレーション・ホイール104の操作によるピッチ変更を検出した場合(ステップS1501の判定がYES)、ステップS1502とS1506の繰返し制御処理によりボイス数(発音チャネルn、0≦n≦255)分、以下のステップS1503からS1505の一連の処理を繰り返し実行する。
まず、CPU205は、ボイスステータスが不使用以外のボイスについて、ピッチ変更後の現在のボイスの再生ピッチから、前述した(2)式で示される演算により、マージン閾値m[n]を算出する(ステップS1503→S1504)。
続いて、CPU205は、読出しポインタrp[v]の更新処理に必要な読出しポインタrp[v]に周期的に加算するオフセット値を再計算する(ステップS1505)。
CPU205は、ボイスステータスが不使用のボイスについては、上記ステップS1504とS1505の処理はスキップする(ステップS1503→S1506)。
CPU205は、ボイス数分の処理が終了後、夫々後述する、読出しポインタrpの更新処理(ステップS1507)、波形読出しマージン確認処理(ステップS1508)、転送速度確認処理(ステップS1509)、及び波形転送優先順位管理処理(ステップS1510)を実行し、図15(a)のフローチャートで例示される図9のステップS911の音源定期処理を終了する。
図15(b)は、図15(a)のステップS1507の読出しポインタrp[v]の更新処理(rp更新処理)の詳細例を示すフローチャートである。CPU205は、ステップS1510とS1513の繰返し制御処理によってボイス数(発音チャネルn、0≦n≦255)分、以下のステップS1511からS1514の一連の処理を繰り返し実行する。
まず、CPU205は、ボイスステータスが不使用以外のボイスについて、読出しポインタrp[v]にオフセット値offsetを加算する(ステップS1511→S1512)。CPU205は、ボイスステータスが不使用以外のボイスについては、ステップS1512の処理はスキップする。
CPU205は、ボイス数分の処理の終了後、図15(b)のフローチャートで例示される図15(a)のステップS1507の読出しポインタrp[v]の更新処理(rp更新処理)を終了する。
図16は、図15(a)のステップS1508のマージン確認処理の詳細例を示すフローチャートである。ここでは、前述した本実施形態の第1の特徴的動作が実現される。
CPU205は、ステップS1601とS1606の繰返し制御処理によってボイス数(発音チャネルn、0≦n≦255)分、以下のステップS1602からS1605の一連の処理を繰り返し実行する。
まず、CPU205は、ボイスステータスが発音中のボイスについて、前述した(1)式で示される演算により、書込みポインタwp[v]と読出しポインタrp[v]の差分から、波形読出しマージンrm[v]を算出する(ステップS1602→S1603)。
次に、CPU205は、ステップS1603において算出した波形読出しマージンrm[v]を、図11のステップS1106又は図15のステップS1504で算出されたマージン閾値m[n]と比較する(ステップS1604)。
CPU205は、波形読出しマージンrm[v]のほうがマージン閾値m[n]よりも小さければ、音源LSI206が発音処理中の該当するボイスの発音チャネルnに対し、予め指定されたレイトを用いて、ミュート処理を指示する(ステップS1605)。CPU205は、波形読出しマージンrm[v]処理の値がマージン閾値m[n]以上であれば、ステップS1605の処理はスキップする。
CPU205は、ボイス数分の処理が終了後、図16のフローチャートで例示される図15(a)のステップS1508のマージン確認処理を終了する(ステップS1606→終了)。
図17(a)は、図15(a)のステップS1509の転送速度確認処理の詳細例を示すフローチャートである。ここでは、前述した本実施形態の第3の特徴的動作が実現される。
CPU205は、前述した(3)式で示される演算により、図3の#0から#255の全ての波形読出し装置305に対応する全ての発音チャネルn(0≦n≦255)で必要とされる必要転送速度を算出する(ステップS1701)。
CPU205は、ステップS1701で算出した必要転送速度の値が、予め設定されているシステムの転送能力Aを超えているか否かを判定する(ステップS1702)。
CPU205は、ステップ1702で、必要転送速度が転送能力Aを上回ったと判定した場合は、最も優先度が低いボイスの発音チャネルに対応する音源LSI206内の波形読出し装置305(図3参照)に対して、ミュート処理を指示する。このときCPU205は例えば、発音開始順番や発音レベルなどに基づいて上記優先度を決定する(以上、ステップS1702→S1703)。
その後、CPU205は、ステップS1701の処理に戻って再度必要転送速度を算出し、その必要転送速度を転送能力Aと比較し(ステップS1702)、必要転送速度が転送能力A以内になってステップS1702が転送能力A以内を判定するまで、上記処理を繰り返し実行する(ステップS1702→S1703→ステップS1701→ステップS1702の繰返し)。
CPU205は、ステップS1702で、必要転送速度が転送能力A以内になったと判定した場合は、図17(a)のフローチャートで例示される図15(a)のステップS1509の転送速度確認処理を終了する(ステップS1702→終了)。
図17(b)は、図15(a)のステップS1510の波形転送優先順位管理処理の詳細例を示すフローチャートである。ここでは、前述した本実施形態の第2の特徴的動作が実現される。
CPU205は、ステップS1711とS1713の繰返し制御処理によってボイス数(発音チャネルn、0≦n≦255)分、以下のステップS1712の処理を繰り返し実行する。
CPU205は、ステップS1712において、現在のボイスに対応する発音チャネルnの波形バッファvについて、書込みポインタwp[v]と、読出しポインタrp[v]、及び前述した(2)式で示される演算により算出したマージン閾値m[n]とから、そのボイスの再生残り時間を算出する。
CPU205は、ボイス数分の処理の終了後、ステップS1712の繰返しにより算出した再生残り時間の短い順に、前述した転送要求バッファ(図13のステップS1214又は図12のステップS1208参照)に登録されているボイスの番号(0≦n≦255)をソートする(ステップS1713→S1714)。その後、CPU205は、図17(b)のフローチャートで例示される図15(a)のステップS1510の波形転送優先順位管理処理を終了する。
前述の波形転送管理処理のステップS1214(図13)又はステップS1208(図12)では、上述のようにボイスがソートされた転送要求バッファの先頭ボイス、すなわち再生残り時間が最も短いボイスから順に、大容量フラッシュメモリ208の波形メモリwからRAM204の波形バッファvへの転送処理が実行されることになる。
図17(c)は、ボイス発音時における、オシレータの優先度管理のフローである。CPU205は、押鍵処理により新たなボイスの発音を指示した場合(図11のステップS1109→図12のステップS1201→図13のステップS1213→S1214)、図17(c)のフローチャートの処理を実行する。CPU205は、この処理において、ボイスの発音順を管理するリンク情報に対して、現在のボイスを最新(最も新しく発音されたボイス)として、上記リンク情報を更新する(ステップS1721)。
図18及び図19は、図17のステップS1703の最も優先度が低いボイスのミュート処理の詳細例を示すフローチャートである。ボイス優先度に基づくミュート処理のフローである。まず、CPU205は、ミュート処理の候補となるボイス情報を初期化する。CPU205は、初期状態として、不定となるようにボイス番号及び発音レベルにそれぞれ、値「−1」を設定する(図18のステップS1801)。
次に、CPU205は、ボイスの発音順を管理するリンク情報から、最も古く発音されたボイスを取得する(図18のステップS1802)。
次に、CPU205は、ステップS1802で取得したボイスの状態が発音中か否かを確認する(図18のステップS1803)。
取得したボイスの状態が発音中でない場合(ステップS1803の判定がNOの場合)は、CPU205は、後述する図19のステップS1808の処理に移行する。
取得したボイスの状態が発音中である場合(ステップS1803の判定がYESの場合)は、CPU205は、現在のボイスの発音レベル(音量等)を取得する(ステップS1804)。
次に、CPU205は、ミュート候補のボイス情報のボイス番号が不定(値が「−1」)であるか否かを判定する(ステップS1805)。
CPU205は、ボイス番号が不定である(ステップS1805の判定がYESである)場合は、ミュート候補のボイス情報に、現在のボイス番号と発音レベルを設定する(ステップS1805→S1806)。その後、CPU205は、図19のステップS1808の処理に移行する。
CPU205は、ボイス番号が不定ではなくミュート候補のボイス情報に既にボイス番号が登録されている(ステップS1805の判定がNOである)場合は、後述する図19のステップS1808で取得した現在のボイスの発音レベルとミュート候補のボイス情報に登録されている発音レベルとを比較する(ステップS1807)。
CPU205は、ステップS1807の比較の結果、現在のボイスの発音レベルのほうがミュート候補のボイス情報に登録されている発音レベルより小さい場合は、ミュート候補のボイス情報に、現在のボイス番号と発音レベルを設定する(ステップS1807→S1806)。その後、CPU205は、図19のステップS1808の処理に移行する。
CPU205は、ステップS1807の比較の結果、現在のボイスの発音レベルのほうがミュート候補のボイス情報に登録されている発音レベル以上である場合は、図19のステップS1808の処理に移行する。
CPU205は、図19のステップS1808において、ボイス発音順を管理するリンク情報から現在のボイスよりもひとつ新しい発音のボイスのボイス番号を取得する(図19のステップS1808)。
次に、CPU205は、ステップS1808で取得したひとつ新しい発音のボイス番号が、最新(最も新たしく発音されたボイス)のボイス番号と一致するか否かを判定する(図19のステップS1809)。
CPU205は、ステップS1809の判定がNOであれば、ステップS1808で取得したひとつ新しい発音のボイス番号が最新のボイス番号と一致するまで、図18のステップS1803から図19のステップS1808までの一連の処理を繰り返す。
CPU205は、ステップS1808で取得したひとつ新しい発音のボイス番号が最新のボイス番号と一致した場合(ステップS1809の判定がYESとなった場合)、ミュート候補のボイス情報のボイス番号が不定(値が「−1」)であるか否かを判定する(ステップS1810)。
CPU205は、ボイス番号が不定ではなくミュート候補のボイス情報に既にボイス番号が登録されている(ステップS1810の判定がNOである)場合は、そのボイス番号のボイスの発音チャネルに対応する音源LSI206内の波形読出し装置305(図3参照)に対して、ミュート処理を指示する。その後、CPU205は、図18及び図19のフローチャートで例示される図17のステップS1703の最も優先度が低いボイスのミュート処理を終了する。
CPU205は、ボイス番号が不定である(ステップS1810の判定がYESである)場合は、発音中のボイスがなかったので、ミュート処理は実行せずに、図18及び図19のフローチャートで例示される図17のステップS1703の最も優先度が低いボイスのミュート処理を終了する。
以上説明したようにして、本実施形態の第1の特徴的な動作として、波形データの再生速度が速ければ、すなわち再生される楽音の音高が原音に比較して高ければ、マージン閾値m[n]が標準的なマージン閾値よりも大きな値になり、波形読出しマージンrm[v]に対する許容範囲がある程度大きくても、読出しポインタrp[v]が書込みポインタwp[v]に追いつく速度が速くなるため、マージン閾値m[n]が標準よりも大きい値でミュート判断がなされ、ミュートを行う間のマージンを十分に確保することができる。逆に、波形データの再生速度が遅い場合、すなわち再生される楽音の音高が原音に比較して低い場合には、読出し速度が遅い分だけミュートを行う間のマージンを小さくすることができる。この制御動作により、波形データの転送効率を向上させることができると共に、音楽的に許容できない楽音の発音を防止することが可能となる。
次に、本実施形態の第2の特徴的な動作として、波形バッファvにおける蓄積量を時間換算して最も切迫した波形バッファvから優先的に波形転送が行われることにより、発音チャンネル間の再生時間の偏差がなくなってゆき、転送が間に合わなくなるリスクが発音チャネル間で平均化されて、不要な消音が発生する事態をほとんどなくすことが可能となる。また、離鍵により途中で波形読出し(発音)が不要になった発音チャネルに対する転送は無駄になるが、その転送ロスの期待値も平均化されることで、大きな転送ロスが防げて、安定した波形転送を実現することが可能となる。
更に、本実施形態の第3の特徴的な動作として、システムの最大波形転送能力と音源LSIによる波形データの要求量(=必要転送速度)とが常に比較され、現在の状態が続くと転送が間に合わないと判断された時は、音楽的に影響が少ないものから発音が停止される。これにより、同じ発音チャネル数の発音を停止するにしても、音楽的ダメージをより少ないものにすることが可能になる。
その他、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、上述した実施形態で実行される機能は可能な限り適宜組み合わせて実施しても良い。上述した実施形態には種々の段階が含まれており、開示される複数の構成要件による適宜の組み合せにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、効果が得られるのであれば、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
以上の実施形態に関して、更に以下の付記を開示する。
(付記1)
第1記憶手段内の複数の波形データを、それぞれリングバッファとして機能させる第2記憶手段内の複数の波形バッファに、対応付けて転送する転送処理を実行する第1プロセッサと、
前記第2記憶手段内の前記複数の波形バッファから前記複数の波形データを読み出す読出し処理を実行し、前記読出し処理により読み出した前記複数の波形データそれぞれに基づく発音を同時に実行させる第2プロセッサと、
を備え、
前記第1プロセッサ及び前記第2プロセッサのいずれかが、
前記複数の波形バッファそれぞれに対応させて複数の閾値を設定する閾値設定処理と、
前記第1プロセッサが前記転送処理により前記複数の波形データを転送する前記複数の波形バッファ内の各転送位置と、前記第2プロセッサが前記読出し処理により前記複数の波形データを読み出す前記複数の波形バッファ内の各読出し位置と、から得られる各差分値が、前記閾値設定処理により設定された閾値以下になった波形バッファを特定する特定処理と、
前記特定処理により特定された前記閾値以下になった波形バッファから読み出している波形データに基づく発音を停止させる発音停止処理と、
を実行することを特徴とする電子楽器。
(付記2)
前記閾値設定処理は、
前記第2プロセッサが前記波形バッファ内の波形データを読み出す読出スピードが速い波形バッファに対応する閾値が、遅い波形バッファに対応する閾値よりも大きな値になるように、前記複数の波形バッファそれぞれに対応させて前記複数の閾値を設定することを特徴とする請求項1に記載の電子楽器。
(付記3)
前記第1プロセッサ及び前記第2プロセッサのいずれかが、
前記第1プロセッサの前記転送処理における単位時間当たりの前記複数の波形データの転送量が転送許容閾値に達しているか否かを判断する転送量判断処理、
を実行し、
前記発音停止処理は、前記転送量判断処理により前記複数の波形データの転送量が前記転送許容閾値に達していると判断された場合に、前記第2プロセッサの前記読出し処理により読み出されている前記複数の波形データのうちのいずれかの波形データの読出しを停止させる停止処理、を実行することにより、前記いずれかの波形データに基づく音の発音を停止させることを特徴とする請求項1又は2に記載の楽音発生装置。
(付記4)
前記いずれかの波形データは、少なくとも前記複数の波形バッファにおける各読出し処理の開始順番及び前記各読出し処理により読み出される各波形データの出力レベルの何れかに基づいて決定される優先度の低い音に対応するデータであることを特徴とする請求項3に記載の楽音発生装置。
(付記5)
前記第1プロセッサ及び前記第2プロセッサのいずれかが、
前記第2プロセッサにより読み出される前記波形データの再生速度に応じて、前記第1プロセッサが転送する前記複数の波形データのうち優先して転送させる波形データを決定する優先転送波形データ決定処理、を実行することを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の楽音発生装置。
(付記6)
第1記憶手段内の複数の波形データを、それぞれリングバッファとして機能させる第2記憶手段内の複数の波形バッファに、対応付けて転送する転送処理を第1プロセッサに実行させ、
前記第2記憶手段内の前記複数の波形バッファから前記複数の波形データを読み出す読出し処理を実行し、前記読出し処理により読み出した前記複数の波形データそれぞれに基づく発音を同時に第2プロセッサに実行させ、
前記複数の波形バッファそれぞれに対応させて複数の閾値を設定する閾値設定処理と、前記第1プロセッサが前記転送処理により前記複数の波形データを転送する前記複数の波形バッファ内の各転送位置と、前記第2プロセッサが前記読出し処理により前記複数の波形データを読み出す前記複数の波形バッファ内の各読出し位置と、から得られる各差分値が、前記閾値設定処理により設定された閾値以下になった波形バッファを特定する特定処理と、前記特定処理により特定された前記閾値以下になった波形バッファから読み出している波形データに基づく発音を停止させる発音停止処理を、前記第1プロセッサ及び前記第2プロセッサのいずれかに実行させる、
ことを特徴とする楽音発生方法。
(付記7)
第1記憶手段内の複数の波形データを、それぞれリングバッファとして機能させる第2記憶手段内の複数の波形バッファに、対応付けて転送する転送処理を第1プロセッサに実行させ、
前記第2記憶手段内の前記複数の波形バッファから前記複数の波形データを読み出す読出し処理を実行し、前記読出し処理により読み出した前記複数の波形データそれぞれに基づく発音を同時に第2プロセッサに実行させ、
前記複数の波形バッファそれぞれに対応させて複数の閾値を設定する閾値設定処理と、前記第1プロセッサが前記転送処理により前記複数の波形データを転送する前記複数の波形バッファ内の各転送位置と、前記第2プロセッサが前記読出し処理により前記複数の波形データを読み出す前記複数の波形バッファ内の各読出し位置と、から得られる各差分値が、前記閾値設定処理により設定された閾値以下になった波形バッファを特定する特定処理と、前記特定処理により特定された前記閾値以下になった波形バッファから読み出している波形データに基づく発音を停止させる発音停止処理を、前記第1プロセッサ及び前記第2プロセッサのいずれかに実行させる、
ためのプログラム。
100 電子鍵盤楽器
101 鍵盤
102 音色選択ボタン
103 機能選択ボタン
104 ベンダ/モジュレーション・ホイール
105 LCD
201 バスコントローラ
202 バス
203 メモリコントローラ
204 RAM
205 CPU
206 音源LSI
207 フラッシュメモリコントローラ
208 大容量フラッシュメモリ
209 DMAコントローラ
210 I/Oコントローラ
211 キー・スキャナ
212 LCDコントローラ
213 A/Dコンバータ
214 D/Aコンバータ
215 アンプ
301 波形発生器
302 バスインタフェース
303 DSP
304 ミキサ
305 波形読出し装置
以上の実施形態に関して、更に以下の付記を開示する。
(付記1)
第1記憶手段内の複数の波形データを、それぞれリングバッファとして機能させる第2記憶手段内の複数の波形バッファに、対応付けて転送する転送処理を実行する第1プロセッサと、
前記第2記憶手段内の前記複数の波形バッファから前記複数の波形データを読み出す読出し処理を実行し、前記読出し処理により読み出した前記複数の波形データそれぞれに基づく発音を同時に実行させる第2プロセッサと、
を備え、
前記第1プロセッサ及び前記第2プロセッサのいずれかが、
前記複数の波形バッファそれぞれに対応させて複数の閾値を設定する閾値設定処理と、
前記第1プロセッサが前記転送処理により前記複数の波形データを転送する前記複数の波形バッファ内の各転送位置と、前記第2プロセッサが前記読出し処理により前記複数の波形データを読み出す前記複数の波形バッファ内の各読出し位置と、から得られる各差分値が、前記閾値設定処理により設定された閾値以下になった波形バッファを特定する特定処理と、
前記特定処理により特定された前記閾値以下になった波形バッファから読み出している波形データに基づく発音を停止させる発音停止処理と、
を実行することを特徴とする電子楽器。
(付記2)
前記閾値設定処理は、
前記第2プロセッサが前記波形バッファ内の波形データを読み出す読出スピードが速い波形バッファに対応する閾値が、遅い波形バッファに対応する閾値よりも大きな値になるように、前記複数の波形バッファそれぞれに対応させて前記複数の閾値を設定することを特徴とする付記1に記載の電子楽器。
(付記3)
前記第1プロセッサ及び前記第2プロセッサのいずれかが、
前記第1プロセッサの前記転送処理における単位時間当たりの前記複数の波形データの転送量が転送許容閾値に達しているか否かを判断する転送量判断処理、
を実行し、
前記発音停止処理は、前記転送量判断処理により前記複数の波形データの転送量が前記転送許容閾値に達していると判断された場合に、前記第2プロセッサの前記読出し処理により読み出されている前記複数の波形データのうちのいずれかの波形データの読出しを停止させる停止処理、を実行することにより、前記いずれかの波形データに基づく音の発音を停止させることを特徴とする付記1又は2に記載の電子楽器
(付記4)
前記いずれかの波形データは、少なくとも前記複数の波形バッファにおける各読出し処理の開始順番及び前記各読出し処理により読み出される各波形データの出力レベルの何れかに基づいて決定される優先度の低い音に対応するデータであることを特徴とする付記3に記載の電子楽器
(付記5)
前記第1プロセッサ及び前記第2プロセッサのいずれかが、
前記第2プロセッサにより読み出される前記波形データの再生速度に応じて、前記第1プロセッサが転送する前記複数の波形データのうち優先して転送させる波形データを決定する優先転送波形データ決定処理、を実行することを特徴とする付記1乃至4のいずれかに記載の電子楽器
(付記6)
第1記憶手段内の複数の波形データを、それぞれリングバッファとして機能させる第2記憶手段内の複数の波形バッファに、対応付けて転送する転送処理を第1プロセッサに実行させ、
前記第2記憶手段内の前記複数の波形バッファから前記複数の波形データを読み出す読出し処理を実行し、前記読出し処理により読み出した前記複数の波形データそれぞれに基づく発音を同時に第2プロセッサに実行させ、
前記複数の波形バッファそれぞれに対応させて複数の閾値を設定する閾値設定処理と、前記第1プロセッサが前記転送処理により前記複数の波形データを転送する前記複数の波形バッファ内の各転送位置と、前記第2プロセッサが前記読出し処理により前記複数の波形データを読み出す前記複数の波形バッファ内の各読出し位置と、から得られる各差分値が、前記閾値設定処理により設定された閾値以下になった波形バッファを特定する特定処理と、前記特定処理により特定された前記閾値以下になった波形バッファから読み出している波形データに基づく発音を停止させる発音停止処理を、前記第1プロセッサ及び前記第2プロセッサのいずれかに実行させる、
ことを特徴とする楽音発生方法。
(付記7)
第1記憶手段内の複数の波形データを、それぞれリングバッファとして機能させる第2記憶手段内の複数の波形バッファに、対応付けて転送する転送処理を第1プロセッサに実行させ、
前記第2記憶手段内の前記複数の波形バッファから前記複数の波形データを読み出す読出し処理を実行し、前記読出し処理により読み出した前記複数の波形データそれぞれに基づく発音を同時に第2プロセッサに実行させ、
前記複数の波形バッファそれぞれに対応させて複数の閾値を設定する閾値設定処理と、前記第1プロセッサが前記転送処理により前記複数の波形データを転送する前記複数の波形バッファ内の各転送位置と、前記第2プロセッサが前記読出し処理により前記複数の波形データを読み出す前記複数の波形バッファ内の各読出し位置と、から得られる各差分値が、前記閾値設定処理により設定された閾値以下になった波形バッファを特定する特定処理と、前記特定処理により特定された前記閾値以下になった波形バッファから読み出している波形データに基づく発音を停止させる発音停止処理を、前記第1プロセッサ及び前記第2プロセッサのいずれかに実行させる、
ためのプログラム。

Claims (7)

  1. 第1記憶手段内の複数の波形データを、それぞれリングバッファとして機能させる第2記憶手段内の複数の波形バッファに、対応付けて転送する転送処理を実行する第1プロセッサと、
    前記第2記憶手段内の前記複数の波形バッファから前記複数の波形データを読み出す読出し処理を実行し、前記読出し処理により読み出した前記複数の波形データそれぞれに基づく発音を同時に実行させる第2プロセッサと、
    を備え、
    前記第1プロセッサ及び前記第2プロセッサのいずれかが、
    前記複数の波形バッファそれぞれに対応させて複数の閾値を設定する閾値設定処理と、
    前記第1プロセッサが前記転送処理により前記複数の波形データを転送する前記複数の波形バッファ内の各転送位置と、前記第2プロセッサが前記読出し処理により前記複数の波形データを読み出す前記複数の波形バッファ内の各読出し位置と、から得られる各差分値が、前記閾値設定処理により設定された閾値以下になった波形バッファを特定する特定処理と、
    前記特定処理により特定された前記閾値以下になった波形バッファから読み出している波形データに基づく発音を停止させる発音停止処理と、
    を実行することを特徴とする電子楽器。
  2. 前記閾値設定処理は、
    前記第2プロセッサが前記波形バッファ内の波形データを読み出す読出スピードが速い波形バッファに対応する閾値が、遅い波形バッファに対応する閾値よりも大きな値になるように、前記複数の波形バッファそれぞれに対応させて前記複数の閾値を設定することを特徴とする請求項1に記載の電子楽器。
  3. 前記第1プロセッサ及び前記第2プロセッサのいずれかが、
    前記第1プロセッサの前記転送処理における単位時間当たりの前記複数の波形データの転送量が転送許容閾値に達しているか否かを判断する転送量判断処理、
    を実行し、
    前記発音停止処理は、前記転送量判断処理により前記複数の波形データの転送量が前記転送許容閾値に達していると判断された場合に、前記第2プロセッサの前記読出し処理により読み出されている前記複数の波形データのうちのいずれかの波形データの読出しを停止させる停止処理、を実行することにより、前記いずれかの波形データに基づく音の発音を停止させることを特徴とする請求項1又は2に記載の楽音発生装置。
  4. 前記いずれかの波形データは、少なくとも前記複数の波形バッファにおける各読出し処理の開始順番及び前記各読出し処理により読み出される各波形データの出力レベルの何れかに基づいて決定される優先度の低い音に対応するデータであることを特徴とする請求項3に記載の楽音発生装置。
  5. 前記第1プロセッサ及び前記第2プロセッサのいずれかが、
    前記第2プロセッサにより読み出される前記波形データの再生速度に応じて、前記第1プロセッサが転送する前記複数の波形データのうち優先して転送させる波形データを決定する優先転送波形データ決定処理、を実行することを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の楽音発生装置。
  6. 第1記憶手段内の複数の波形データを、それぞれリングバッファとして機能させる第2記憶手段内の複数の波形バッファに、対応付けて転送する転送処理を第1プロセッサに実行させ、
    前記第2記憶手段内の前記複数の波形バッファから前記複数の波形データを読み出す読出し処理を実行し、前記読出し処理により読み出した前記複数の波形データそれぞれに基づく発音を同時に第2プロセッサに実行させ、
    前記複数の波形バッファそれぞれに対応させて複数の閾値を設定する閾値設定処理と、前記第1プロセッサが前記転送処理により前記複数の波形データを転送する前記複数の波形バッファ内の各転送位置と、前記第2プロセッサが前記読出し処理により前記複数の波形データを読み出す前記複数の波形バッファ内の各読出し位置と、から得られる各差分値が、前記閾値設定処理により設定された閾値以下になった波形バッファを特定する特定処理と、前記特定処理により特定された前記閾値以下になった波形バッファから読み出している波形データに基づく発音を停止させる発音停止処理を、前記第1プロセッサ及び前記第2プロセッサのいずれかに実行させる、
    ことを特徴とする楽音発生方法。
  7. 第1記憶手段内の複数の波形データを、それぞれリングバッファとして機能させる第2記憶手段内の複数の波形バッファに、対応付けて転送する転送処理を第1プロセッサに実行させ、
    前記第2記憶手段内の前記複数の波形バッファから前記複数の波形データを読み出す読出し処理を実行し、前記読出し処理により読み出した前記複数の波形データそれぞれに基づく発音を同時に第2プロセッサに実行させ、
    前記複数の波形バッファそれぞれに対応させて複数の閾値を設定する閾値設定処理と、前記第1プロセッサが前記転送処理により前記複数の波形データを転送する前記複数の波形バッファ内の各転送位置と、前記第2プロセッサが前記読出し処理により前記複数の波形データを読み出す前記複数の波形バッファ内の各読出し位置と、から得られる各差分値が、前記閾値設定処理により設定された閾値以下になった波形バッファを特定する特定処理と、前記特定処理により特定された前記閾値以下になった波形バッファから読み出している波形データに基づく発音を停止させる発音停止処理を、前記第1プロセッサ及び前記第2プロセッサのいずれかに実行させる、
    ためのプログラム。
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