JP2616148B2

JP2616148B2 - 電子楽器用音源の制御方法

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Publication number: JP2616148B2
Application number: JP2152645A
Authority: JP
Inventors: 聡史宇佐
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 1990-06-13
Filing date: 1990-06-13
Publication date: 1997-06-04
Anticipated expiration: 2012-06-04
Also published as: JPH0445499A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は、電子楽器用音源の制御方法に関し、特に
演奏操作子からの楽音パラメータに対応する位置や圧力
等の入力データに基づいて音源回路を常に正常に発音さ
せるための改良に関するものである。

［従来の技術］バイオリン等の擦弦楽器やクラリネット等の管楽器の
演奏音を発生する電子楽器として、弦楽器の機械振動系
や管楽器の空気振動系を電気回路で物理的にシミュレー
トさせた、いわゆる物理モデル音源を具備するものが知
られている。このような電子楽器においては、キーボー
ド操作により押下鍵のピッチ情報を入力させるともに、
スライドボリウム等からなる演奏操作子により擦弦楽器
における弓操作の弓圧や弓速度あるいは管楽器における
吹奏操作の息圧やアンブシュアに対応した楽音制御信号
（楽音パラメータ）を音源に入力させて電子音を作成し
発生させている。

しかしながら、演奏操作子の操作位置および操作圧力
による楽音制御信号を速度や圧力等の領域にかかわらず
ある係数倍しただけで直接音源に入力する従来の電子楽
器においては、ある操作領域では音がでなかったり、あ
るいは不快な音や所謂裏返りの音等の不整音を発生する
場合があった。したがって、物理モデル音源を有する従
来の電子の楽器においては、このような不整音発生を避
けて演奏操作子を操作しなければならず、演奏が容易で
はなかった。

そこで、本発明者等は、先に、楽音パラメータに対応
した演奏操作子の操作子データを、楽器に応じた発音可
能な領域（以下、発音領域という）を表わす発音領域特
性に基づいて補正した後、この補正データを音源回路に
入力させることを特徴とする電子楽器用音源の制御方法
を案出し、特願平２−18897号として出願した。この方
法によれば、楽音パラメータを、発音開始領域および発
音持続領域等の所定の発音領域内のデータに補正した
後、音源に入力させることができ、音源を操作子の操作
状態にかかわらず正常に発音させることができる。

ところで、この先願においては、２本の直線により発
音領域の境界を近似してこれらの２本の直線間を補正デ
ータ値の取り得る領域に設定した実施例を示している。
しかし、物理モデル音源のアルゴリズムによっては、２
本の直線だけでは発音領域の境界を充分な精度で近似す
ることは不可能な形状のものもある。

例えば、第14図は、サキソフォンの息圧、アンブシュ
アおよび音圧の関係を示すが、同図に示されるように、
サキソフォンの発音領域は比較的複雑な形状をしてい
る。したがって、サキソフォンの物理モデル音源は、サ
キソフォンの空気振動系をより良く近似すればする程、
その発音領域の形状は第14図のものに近付くことが推定
される。例えば、第２図に示す構成のサキソフォン物理
モデル音源における発音領域は、第３図のようになる。

このような発音領域の境界を、前記先願の実施例にお
けるように、２本の直線だけで充分な精度で近似するこ
とは不可能である。そして、直線だけで無理に近似して
しまうと、近似直線は、補正データができるだけ非発音
領域および不整発音領域の値を含まないように、第２図
に点線a,bで示すような、発音領域境界の内側を通る直
線となってしまう。この場合、楽音制御用のパラメータ
（補正データ）を、本来の発音領域内の境界近辺まで充
分に変化させることができず、音色可変幅が狭くなると
いう不都合があった。例えば第３図の斜線部B,Cは、そ
れぞれ柔らかい音色の領域および固くて強い音の領域で
あり、音色が大きく変わる領域であるが、これらの領域
はほとんど直線の外側に位置しているため、これらの部
分のデータは補正データとしては採用されない。すなわ
ち、音色が大きく変わる領域のほとんどが捨てられてし
まうため、表現力が落ちてしまう。

また、弓速、弓圧、息圧、アンブシュア等のパラメー
タは、音源が発音を開始したり、持続したりするための
上限および下限値がある。前記先願の実施例において
は、制御の際にこれらのパラメータの下限を考慮に入れ
なかったため、ピアニシモで音で途切れ途切れになると
いう不都合があった。また、上限値を超えても発音しな
かったり、不快な不整音を発生するという不都合があっ
た。

さらに、前記先願の実施例においては、２種の楽音パ
ラメータの一方として操作子からのデータをそのまま用
い、他方を前記発音領域を近似した領域内に入れるべく
補正していた。このため、実演奏と楽音とが必ずしもマ
ッチしないという不都合があった。

この発明は、前記従来技術の欠点に鑑みなされたもの
であって、演奏操作子の操作状態にかかわらず常に正常
な発音状態で演奏可能であり、かつ音色の可変幅が広
く、安定したピアニシモ演奏が可能であり、実演奏にお
ける操作子の操作状態と楽音がマッチする電子楽器の音
源制御方法を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］上記の目的を達成するため、この発明では、いわゆる
物理音源による発音を制御する第１の演奏制御情報とこ
の第１の演奏制御情報とは異なる第２の演奏制御情報と
によって決まる発音可能領域をこれら第１の演奏制御情
報および第２の演奏制御情報の値を２つの軸とする平面
上における単数または曲線で区切られる閉領域として近
似し、前記第１および第２の演奏制御情報を前記発音可
能領域を近似した領域内に入るべく補正することを特徴
とする。ここで、演奏制御情報とは、例えばアコーステ
ィック楽器で言う弓速、弓圧、息圧、アンブシュアなど
の、演奏操作によって生じる物理量に対応する楽音パラ
メータである。

この発明の一態様において、前記第１および第２の演
奏制御情報は、各々複数の演奏操作子データの関数とし
て求められる。この場合、関数は、演奏操作子が操作さ
れたにもかかわらず非発音領域や不整音発音領域の演奏
制御情報が得られることがないように設定される。

［作用および効果］前記の構成によれば、発音領域境界線を２次以上の高
次関数等、曲線で近似したため、近似精度を上げること
ができる。近似精度を上げることにより、各演奏制御情
報値を発音領域の境界線ギリギリまで動かすことができ
るようになり、音色の変化幅が広がって表現力が上が
る。また、近似精度を上げることで音源パラメータ値の
下限が適切に設定され、ピアニシモの演奏も安定して行
なえるようになる。

さらに、音源パラメータとなる演奏制御情報値を各々
複数の演奏操作子データの関数とし、この関数を妥当な
ものに設定するようにすれば、演奏動作と音の関係が自
然になり、弾き心地を向上することができる。

［実施例］以下、この発明を実施例に基づきさらに詳しく説明す
る。

第１図は、この発明の一実施例に係る電子管楽器のブ
ロック構成を示す。

第１図において、演奏操作子１は、例えば感圧手段を
備えたスライドボリウムあるいはジョイスティック機構
またはマウス機構からなる。この操作子１の操作による
位置情報は、A/D変換器２および速度変換用の時間微分
回路３を介して速度データ（iv）に変換され、補正回路
６に入力される。また、操作子１の感圧手段からの圧力
情報は、A/D変換器４を介して圧力データ（ip）として
補正回路６に入力される。

効果付与操作子５は、これも演奏操作子の一つである
が、例えばピッチベンダ等であり、公知のホイールや本
出願人や出願された特願平１−105888号に記載されたロ
ールバー等からなる。この効果付与操作子５から出力さ
れるビブラート情報（keyvib）等の効果付与データも補
正回路６に入力される。

補正回路６は、速度データ（iv）および圧力データ
（ip）を所定の発音領域（発音開始領域または発音持続
領域）に入るように補正したデータを、アンブシュアデ
ータ（em）および息圧データ（pr）として物理モデル音
源８に入力する。また、効果付与操作子５からビブラー
ト情報（keyvib）が入力したとき、前記アンブシュアデ
ータ（em）を、発音領域（発音持続領域）からはみ出さ
ない範囲で、周期的に変化させる。

ピッチ入力操作子７は、例えばキーボード等からな
る。このピッチ入力操作子７からの出力情報は、ピッチ
データ（ｐ）または管長データ（ｌ）として音源８に入
力される。また、前記補正回路６がピッチまたは音域等
に応じて異なる発音領域を設定されるものである場合、
前記ピッチデータ（ｐ）または管長データ（ｌ）は、補
正回路６にも入力され、発音領域選択のため用いられ
る。なお、後述する横揺れ鍵盤は、このピッチ入力操作
子７と前記効果付与操作子５との双方の機能を有してい
る。

音源８は、サキソフォンの空気振動系を電気回路でシ
ミュレートしたいわゆるサキソフォンアルゴリズムの物
理モデル音源からなり、前記アンブシュアデータ（e
m）、息圧データ（pr）およびピッチデータ（ｐ）等に
基づいて電子音を作成する。この電子音は、サウンドシ
ステム９を介して放音される。

第２図は、音源８として用いられるサキソフォンアル
ゴリズム音源回路の一例を示す。同図において、減算器
203および加算器205は、音源回路の入力部を構成してい
る。前記補正回路６（第１図）で補正された息圧信号
（pr）とアンブシュア信号（em）は、それぞれ減算器20
3および加算器205に入力される。減算器203は信号ライ
ンL2を介して入力される信号から前記息圧信号を減算す
ることによって、マウスピースのリードを変位させるた
めの差圧をシミュレートした差圧信号を出力する。減算
器203の出力側にはローパスフィルタ204が接続され、上
記差圧信号の高域成分を除去する。これは、リードが高
域成分には応答しないからである。加算器205は、アン
ブシュア信号とローパスフィルタ204の出力とを加算し
て非線形テーブル206に出力する。この非線形テーブル2
06は付与された圧力に対するリードの変位量をシミュレ
ートするもので、所定の入出力特性を有する。これによ
り、非線形テーブル206は出力はマウスピースのリード
における空気通路面積を表わす信号となる。この非線形
ケーブル206の出力は乗算器216の一方の入力に接続され
る。乗算器216の他方の入力側には減算器203からの差圧
信号が非線形ケーブル207を介して入力される。この非
線形ケーブル207は、差圧が大きくなっても狭い管路で
は流速が飽和して差圧と流速が比例しなことをシミュレ
ートする。これら２つの入力信号に基づき乗算器216の
出力信号はマウスピースのリードにおける空気流速を表
わす信号となる。

乗算器216は、減衰器209を介して加算器210に接続さ
れる。加算器210は加算器211とともにジャンクションを
構成する。加算器210は信号ラインL2を構成するための
ディレイ回路215の出力側の信号と減衰器209の出力信号
とを加算して信号ラインL1に出力する。他方の加算器21
1は信号ラインL1の信号とディレイ回路215からの信号を
加算して信号ラインL2に出力する。このループにより、
マウスピースとリードとの間隙直後における入力流速に
よる入射波と共鳴管からの反射波の合成圧力がシミュレ
ートされる。

信号ラインL1の信号はフィルタ213、減衰器214および
遅延回路215を介して信号ラインL2に帰還される。フィ
ルタ213はローパスフィルタ単独またはローパスフィル
タとハイパスフィルタを組み合わせて用いる。フィルタ
213は共鳴管の形状をシミュレートする。遅延回路215に
は前記ピッチ入力操作子７（第１図）からのピッチデー
タ（ｐ）または管長データ（ｌ）が入力される。遅延回
路215は共鳴管の長さおよび同共鳴管の端部からトーン
ホールまでの長さに対応してマウスピースからの入射波
が反射波としてマウスピースに戻ってくる状態をシミュ
レートする。

信号ラインL1の波形信号は、空気中の楽音の放射特性
をシミュレートするためのバンドパスフィルタ212を介
して電子音出力として取り出される。

補正回路６における発音領域補正について以下に説明
する。先ず、物理モデル音源の特色および前記先願の実
施例で用いた補正回路の欠点等について説明する。

発音領域の境界について物理モデル音源は、アルゴリズムによって発音領域の
形状が異なる。例えば第２図に示すサキソフォンアルゴ
リズムの発音領域をアンブシュア（em）・息圧（pr）平
面内に示すと、第３図および第４図に実線で示すように
卵または放物線を傾けた形の境界線内の領域Ａとなる。
この発音領域の形状は、第３図と第４図との差異が示す
ように、音程が異なっても概略同じ形状を維持して拡大
・縮小および移動するだけである。そして、第３図に斜
視部で示すように、柔らかい音色の領域Ｂ、固くて力強
い音の領域Ｃなどが境界線に近い付近に分布している。
これを直線で無理に近似すると、例えば点線a,bで示す
ようになり、音色が大きく変わる領域B,Cを捨ててしま
うことなり、表現力が落ちてしまう。また、アンブシュ
ア（em）および息圧（pr）が比較的大きな領域、すなわ
ち第３図で右上の領域は、非発音または不整発音領域で
あるが、前記の直線による近似ではこのような領域を発
音領域から区別することができなかった。したがって、
非発音または不整発音領域のデータが補正データとして
音源に入力されることがあり、必ずしも、常に、正常に
発音させるというわけにはいかなかった。

そこで、この実施例においては、発音領域の境界を２
つの放物線で近似して本来の発音領域境界に近づけ、も
って音色変化幅を確保するとともに、発音領域を閉じた
領域とすることで楽音パラメータが常に発音領域内に補
正されるようにした。境界線がもっと複雑な形状をして
いる場合には、より高次の関数を用いたり、境界上のサ
ンプル点をスプライン補間するようにしてもよい。

放物線を傾けると実際の計算が多くなってしまうの
で、発音領域の境界を、中心軸が息圧（pr）軸に平行な
２つの放物線ｌとｕとに分けて近似した。

放物線u:pr＝au×em²＋bu×em＋cu ‥（１）放物線l:pl＝al×em²＋bl×em＋cl ‥（２）但しau,bu,cuは放物線ｕの、al,bl,clは放物線ｌの係
数である。

音源パラメータの下限について物理モデル楽音の特徴として、楽音パメータに下限が
存在することを挙げることができる。すなわち、楽音パ
ラメータ例えば弓速、弓圧、息圧、アンブシュア等の値
を小さくしていくと、直線で近似した境界線a,bを延長
していった範囲内ではあっても発振（発音）が停止して
しまう領域がある。第５図は、擦弦アルゴリズムの例で
あるが、発音領域を直線近似し、原点付近で拡大した図
である。擦弦アルゴリズムでは、同図中の×印の領域内
で発振が停止してしまう、このためピアニシモの演奏の
際、楽音パラメータが×印の領域に入ったり発音領域内
に戻ったりを繰返し、音が途切れ途切れになることがあ
った。そこで、例えば、次式に示すような、操作子から
の圧力データ（ip）が０以外では弓速（vv）をvb_min以
下に下げないといった制御を加える。

if（ip＞０） vv≧vb_min ‥‥‥（３）これにより、楽音パラメータが×印の領域に入らなく
なり、ピアニシモを安定に発音させることが可能とな
る。

演奏動作と音の関係について操作子からの速度データをiv、圧力データをip、物理
モデル音源の擦弦アルゴリズムの弓速データをvv、弓圧
データをvp、そして関数をｑ（）、ｑ′（）、ｆ
（）、ｇ（）と置くと、前記先願の実施例における
制御式は次のようなものだった。

またはすなわち、vv,vpのどちらかに、操作子からのデータ
をそのまま使っており、関数ｑまたはｑ′を用いて発音
領域に落し込んでいた。しかし、このままでは物理モデ
ル音源の特性上、、操作感と音の感じがマッチしない場
合があった。つまり、操作子例えばスライドボリウムの
速度（iv）を直線、音源の弓速データ（vv）として使っ
たり、圧力（ip）をそのまま音源の弓圧データ（vp）と
して使っても演奏動作と音の関係が不自然だったのであ
る。

そこで、複数の音源パラメータを複数の演奏操作子デ
ータの関数とし、その関数を妥当なものに設定すること
で、演奏動作と音の関係を自然なものにすることができ
る。例えば、次に、第１図の補正回路６において発音領域補正のた
めに行なう演算のための動作式について説明する。

実際に用いた制御式の例上述の〜の事柄を考慮に入れて、物理モデル音源
サキソフォンアルゴリズムを制御するための制御式を以
下に示す。

サキソフォンアルゴリズムは、発音領域やビブラート
のかけ方に特徴がある。発音領域境界を２つの放物線で
近似した例を示す。

（ｉ）サキソフォンアルゴリズムの特徴実際に用いた制御式を説明する前にサキソフォンアル
ゴンリズムの特徴について説明する。横軸にアンブシュ
ア（em）、縦横に息圧（pr）をとると、発音領域は、第
４図は示すように卵を傾けたような格好になる。サック
ス（サキソフォン）のビブラートはアンブシュアを動か
してかけ、強弱は息圧とアンブシュアを同時に動かして
変化させる。ビブラートをかける時の楽音パラメータの
動きは、図中太い矢印Ｐの方向の動きとなる。また、音
の強弱を変化させるために動きは、図中の太い矢印Ｑの
方向の動きとなる。

したがって、例えばスライドボリウムの速度、圧力情
報に基づいて第４図中の発音領域Ａ内で太い斜めの矢印
Ｑの方向にパラメータを動かすことで音量の大小、強弱
を付け、横揺れ鍵盤の横揺れ情報等のビブラート情報に
基づいて、やはり、発音領域内でアンブシュアのみを変
化させてビブラートを付けるという制御が必要となる。

（ii）変数、境界線前述のように、発音領域を２つの放物線u,lで近似す
る。各々の係数をau,bu,cu,al,bl,clとおく。音源の息
圧パラメータpr、アンプシュアパラメータをem、発音す
るための最低値を各々pr_min,em_minとおく。音源パラメ
ータpr,emの内、基本的な音量の大小、強弱のための成
分をbase_pr,base_em（第４図の黒丸の座標を指す）とお
き、ビブラート成分をvib_emとおく。

またem＝base_emにおける放物線u,l上の点（白丸印）
のpr座標をpr_u,prl,pr＝base_prにおける放物線ul上の点
（△印）のem座標をem_u,emlとおく。

放物線u:pr＝au×em²＋bu×em＋cu ‥‥（10）放物線l:pr＝al×em²＋bl×em＋cl ‥‥（11）スライダ速度と圧力をslspeed,slpress、鍵盤横揺れ
情報をkeyvibとおく。

（iii）音量の大小、強弱の制御操作子からのデータに基づいて、prとemを第４図の斜
めの太い矢印Ｑのように動かす。ここでは、息圧prの上
限pr_uと、下限prlの間のｍ対１の点（黒丸）にする。

base_em＝ｆ（slspeed,slpress） ‥‥（12）＝slspeed×slpress ‥‥（13） base_pr＝pr_l＋（pr_u−pr_l）×1/（ｍ＋１） ‥‥（14）ここで、故に、（14）式は base_pr＝［（au＋ｍ×al）×base_em ²＋（bu＋ｍ×bl） ×base_em＋cu＋ｍ×al］×1/（ｍ＋１）（13）式を代入して base_pr＝［（au＋ｍ×al）×slspeeed² ×slpress²（bu＋ｍ×bl）×slspeed×slpress＋cu ＋ｍ×cl］×1/（ｍ＋１） ‥‥（15）＝ｇ（slspeed,slpress） ‥‥（16）（12），（16）式が、前に説明した（８），（９）式
に相当する。いま（12）式で２つの操作子データの積に
しているが、これに限定されない。また発音領域に入れ
る計算を（14）式に設定しているが、これも（14）に限
定されない。

（iv）ビブラートの制御横揺れ情報（keyvib）や、ベンド等のビブラートをか
ける際、第４図中の水平の太い矢印Ｐのように、基本的
なpr,emすなわち黒丸（base_em,base_pr）を中心に発音領
域内でemのみをem_uem_lの間の横揺れ情報（keyvib）の応
じた範囲で揺らしてやる（−1.0≦keyvib≦1.0）。em_u
およびem_lは、それぞれ、（10）式よりで得られる２つの値のうち、em_min≦em_u≦32767（最大
値）を満足する方の値（11）式よりのうちのem_min≦em_l≦32767（最大値）となる方の値と
して算出される。

emのビブラート成分（変化幅）vib_emは、 if（keyvib＞０） vib_em＝（em_l−base_em）×keyvib ‥‥（19） else vib_em＝（base_em−em_u）×keyvib ‥‥（20）となる。

（ｖ）出力値とリミッティング各成分の和を音源パラメータとし、さらにスライダ圧
slspeed≠０だったら、発音のための最低値を下回らな
いようにする。この制御式は、（３）式に対応する。

これらの制御式により定まるemおよびprを音源８に送
ることで、当初の目的を達することができる。

第６図は、前記補正回路を備えた電子楽器の制御機構
のブロック図である。

鍵盤13としては、各鍵（キー）が第７図に矢印Ｒで示
すように、横方向に揺動可能にないわゆる横揺れ鍵盤を
用いている。鍵盤スイッチ回路14aは、鍵盤13において
押下されたキーを検出し、そのキーを表わすキーコード
（KCD）を出力する。横揺れ検出回路14bは、鍵盤13の第
７図矢印Ｒ方向の変位を検出し、その変位を表わすキー
バイブレーション情報（keyvib）を出力する。

第８図は、横揺れ鍵盤13の一構成例を示す。同図にお
いて、鍵盤フレーム81は、本体フレーム82に対してスプ
リング83によって横揺れ可能に支承されている。また、
本体フレーム82には、鍵盤フレーム81の下方の位置に、
奥行方向に光を照射する発光素子とその光を検出する受
光素子とからなる光センサ84が設けられ、鍵盤フレーム
81には、鍵盤13の横方向（Ｒ方向）の変位に応じて光セ
ンサ84における光通過量を変化させる遮蔽板84が設けら
れている。これにより、鍵盤13が横方向に揺動される
と、それに応じて光センサ84の出力が変化する。第６図
の横揺れ検出回路14bは、この光センサ84の出力に基づ
いて鍵盤13の横ゆれを検出し、前記キーバイブレーショ
ン情報（keyvib）を出力する。

第９図は、第６図の演奏操作子15として用いられるス
ライドボリウム型演奏操作子の構成を示す。第９図の演
奏操作子は、つまみ91を備えた通常のスライドボリウム
を感圧センサ92,93を挟んで図示しない本体フレームま
たは操作子フレームに取り付け、これにより、つまり91
への押圧力を感圧センサ92,93によって感知するように
したものである。

第６図において、鍵盤スイッチ回路14aから出力され
るキーコード（KCD）、横揺れ検出回路14bから出力され
るキーバイブレーション情報（keyvib）ならびに検出回
路16から出力される位置情報および圧力情報（ip）は、
バスラインを介してCPU18に入力される。CPU18は、各ル
ーチンプログラムを格納したプログラムROM19、演算処
理に必要なデータを格納したデータROM20および演算処
理中の各計算結果等を格納したワークRAM21から必要な
データを読み出して前述の補正演算を施し楽音制御のた
めのパラメータ（音源パラメータ）を算出する。機能操
作子22は、通常は音色、ビブラート等の選択や各種モー
ド切換を行なうものである。タイマ17は、CPU18による
プログラムのメインルーチンに対し、数ms程度の固定周
期で割り込みルーチンを行なう。

第10図はCPU18（第６図）が実行するメインルーチン
処理を示す。ステップ１で各演算回路が初期化され、ま
た各音源パラメータが所定の初期値に設定される。続い
て鍵盤の鍵スイッチ処理（ステップ２）およびその他の
スイッチ処理（ステップ３）が繰り返される。このよう
なメインルーチンに対し前記タイマ17による一定周期で
割り込みルーチン（後述）が実行され前記補正演算が行
なわれる。

第11図は、CPUによるキーオン時のルーチンを示す。
まず、押鍵されたキーのキーコードがキーコードレジス
タ（KCD）に記憶される（ステップ11）。次に、このキ
ーコード（KCD）に対応した管長データ（ｌ）がデータR
OMより読み出され音源に送出される（ステップ12）。さ
らに、このキーコード（KCD）に対応した発音領域デー
タ（au,al,bu,bl,cu,cl,em_min,pr_min）がデータROMより
読み出される（ステップ13）。発音領域は音程によって
異なるので、本実施例において、発音領域の境界を表わ
すパラメータ（au,al,bu,bl,cu,cl等）は、キーごとの
値をデータROMに記憶させ、キーオン信号で呼出するよ
うにしている。ステップ14では立ち上がり処理カウンタ
をリセットする。

サキソフォンアルゴリズムにおいても、擦弦楽器と同
様に、「音が持続する領域」である発音持続領域の方が
「音が鳴り始める領域」である発音開始領域より広い。
そこで、本実施例では、立ち上がり処理カウンタの計数
値に応じて発音領域の切換を行なっている。前記ステッ
プ13では、発音領域データ（au,al,bu,bl,cu,cl,em_min,
pr_min）として、発音開始領域データと発音持続領域デ
ータの双方が読み出され、ワークROMに格納される。

第12図は、メインルーチンに対し固定クロックより一
定間隔で割り込ませる割り込みルーチンを示す。まず、
各レジスタのデータを退避させ（ステップ201）、次
に、立ち上がり処理カウンタの計数値（atkcut）を所定
の閾値（THRF）と比較する（ステップ202）。もし、（a
tkcut）＜（THRE）なら、発音領域データ（au,al,bu,b
l,cu,cl,em_min,pr_min）として発音開始領域データを設
定する（ステップ203）。一方、もし、（atkcut）≧（T
HRE）なら、発音領域データとして発音持続領域データ
を設定する（ステップ204）。続いて、各操作子データ
（slspeed,slpress,keyvib）を取り込み（ステップ20
5）、後述の音源制御ルーチンにより所定の制御式に基
づいて前記操作子データを音源パラメータ（em,pr）に
変換し（ステップ206）、これらの音源パラメータを音
源に送信し（ステップ207）、立ち上がり処理カウンタ
をインクリメントした（ステップ208）後、操作子デー
タ（slspeed,slpress）が０であるか否かを判定する
（ステップ209）。もし、slspeedかslpressの少なくも
一方が０であれば、立ち上がり処理カウンタをリセット
した（ステップ210）後、そうでなければ、ステップ210
をスキップしてステップ209から直接、ステップ211の処
理に移る。そして、ステップ211で各レジスタの内容を
割込前の状態に復帰させた後、割込を解除してもとのル
ーチンに戻る。

第13図は、前記ステップ206で行なわれる音源制御ル
ーチンの詳細を示す。この音源制御ルーチンにおいて演
奏操作子データから音源パラメータを算出するための各
制御式（13）〜（24）は、同一の番号を付して前掲した
ものと同一の式である。ここで、（13）および（14）は
演奏動作と音の関係を自然にするための式である。em,p
rとも操作子データ（slspeed,slpress）の関数となって
いる。（23）〜（24）式は音源パラメータの下限を設定
するための式である。本実施例では、スライドボリウム
に少しでも圧力がかかっていれば音を持続させるように
している。（15）、（17）および（18）は放物線で発音
領域境界線を近似するための式である。直線よりも本来
の発音領域に近づき、音色変化幅を確保することができ
る。

［実施例の変形例］なお、この発明は、上述の実施例に限定されることな
く、適宜の変形を加えて実施することができる。

例えば、上述の実施例においては物理モデル音源とし
てサキソフォンアルゴリズムを用いた例を示したが、他
の管楽器アルゴリズムや擦弦楽器アルゴリズムを用いた
場合にもこの発明は適用可能である。

また、上述の実施例において演奏操作子からのデータ
（slspeed,slpress,keyvib）を、所定のタッチカーブを
通過させることによって、人間の感覚にさらに近づける
ことができる。

発音領域を可能な限り広くとると、音色の変化幅が広
くなって表現力が上るが、演奏は難しくなる。逆に、発
音領域を本来の発音領域により狭めに設定すると、演奏
はし易くなるが、音色の変化幅は狭くなる。上述の実施
例中のcuやclを調整するよにすれば、これらの演奏の難
易および音色変化幅等を制御することができる。

発音領域境界線の形状はアルゴリズムによって変わ
る。上述の実施例においては、この境界線を２次関数で
ある放物線で近似する例を示したが、境界線の形がもっ
と複雑であったり、より高い近似精度が要求される場合
は、より高次の関数を用いたり、サンプル点をスプライ
ン補間するようにすればよい。

また、音源パラメータは２種類に限らない。例えば、
擦弦アルゴリズムの「擦弦点（位置）」やサキソフォン
アルゴリズムの「リードの固さ」などのパラメータによ
っても発音領域は変化する。上述の実施例においては、
２次元の発音領域を近似する例を示したが、これを３次
以上にすることもできる。

上述においては、単音発音の例を示したが、同時発音
数は複数にしてもよい。

上述において、操作子は横揺れ鍵盤と感圧スライドボ
リウムを用いた例を示したが、操作子の種類は限定され
ない。例えば、ウインドシンセ型、タブレット型、ステ
イック型等、他の操作子でもよい。

音色選択するようにしてもよい。

操作子の操作速度で発音制御を行なう速度モードと操
作子の位置で発音制御を行なう位置モードとを切り換え
るようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明に係る電子楽器制御機構の基本構成
図、第２図は、サキソフォンアルゴリズム物理モデル音源の
構成図、第３図および第４図は、サキソフォンアルゴリズムの発
音領域特性図、第５図は、擦弦アルゴリズムの発音領域特性図、第６図は、この発明に係る電子楽器の基本構成図、第７図は、横揺れ鍵盤の斜視図、第８図は、横揺れ鍵盤の構成を示す断面図、第９図は、スライドボリウム型演奏操作子の斜視図、第10図は、この発明方法に係るプログラム制御のメイン
ルーチンのフロー図、第11図は、キーオン時のフロー図、第12図は、タイマ割り込みルーチのフロー図、第13図は、音源制御ルーチンのフロー図、そして第14図は、サキソフォンの発音領域特性図である 1,15:演奏操作子 5:効果付与操作子 6:補正回路、 7:ピッチ入力操作子 13:横揺れ鍵盤 8,23:物理モデル音源 18:CPU

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の演奏制御情報と、この第１の演奏制
御情報とは異なる第２の演奏制御情報とを遅延手段を含
む信号ループ手段に入力して遅延させながらループさせ
るとともに、これら第１および第２の演奏制御情報によ
って楽音の発生を制御し、前記信号ループ手段からの出
力を楽音信号として出力する電子楽器用音源の制御方法
において、前記第１の演奏制御情報と前記第２の演奏制御情報によ
って決まる発音可能領域を前記第１の演奏制御情報およ
び第２の演奏制御情報の値を２つの軸とする平面上にお
ける単数または複数個の曲線で区切られる閉領域として
近似し、前記第１および第２の演奏制御情報を前記発音
可能領域を近似した領域内に入るべく補正することを特
徴とする電子楽器用音源の制御方法。
【請求項２】前記第１および第２の演奏制御情報は、各
々複数の演奏操作子データの、前記発音可能領域に基づ
く関数として求められるものであることを特徴とする請
求項１記載の制御方法。