JP2661508B2 - 電子楽器の楽音制御データ通信方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コンピュータやミュー
ジックシーケンサ等のコントローラ、電子楽器あるいは
音源モジュールなどの各種の機器間を接続して電子楽器
における楽音を制御するための楽音制御データを通信
し、この楽音制御データに基づいて演奏を行うための電
子楽器の楽音制御データ通信方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子楽器の分野では、例えば一台
のコントローラに電子楽器や音源モジュール等の他の機
器を接続して、コントローラから各機器に楽音制御デー
タを送信することにより複数の機器で同時演奏などがで
きるシステムがある。また、このように異なる機器間で
楽音制御データを通信するための通信方式として、ＭＩ
ＤＩ規格が知られている。

【０００３】このＭＩＤＩ規格では、例えば、発音を指
示するキーオン信号、消音を指示するキーオフ信号、音
高を指定するキーコード、長音の強弱を指示するアフタ
ータッチデータなど、様々な楽音制御データが決められ
ており、これらの楽音制御データが演奏に応じた順序で
順次通信される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ＭＩＤＩ規格
は非同期シリアル通信であり、その転送速度は３１．２
５Ｋｂｉｔ／ｓである。このため、キーオン信号やキー
オフ信号などの比較的低頻度で発生するデータの伝送に
は問題はないが、アフタータッチデータやピッチベンド
データなどのように時系列で密度が高くなってしまうデ
ータの伝送を行う場合には、受信側でデータの取りこぼ
しが起こったり、通信伝送路が占領されてしまうことが
あった。

【０００５】本発明は、電子楽器の楽音制御データ通信
方式において、前記のような伝送路のトラフィックコン
トロールの問題を解消するとともに低速の伝送路でも充
分な精度で楽音制御データの送受信を行なえるようにす
ることを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めになした本発明の電子楽器の楽音制御データ通信方式
は、電子楽器における楽音を制御するための楽音制御デ
ータを順次送信し、該送信される楽音制御データを受信
して該受信した楽音制御データに基づいて楽音を発生す
るための電子楽器の楽音制御データ通信方式において、
前記楽音制御データを受信する受信側に、予め決められ
た特定種類の楽音制御データを抽出するデータ抽出手段
と、前記データ送信のタイミングと独立なクロックで受
信データをリサンプリングするリサンプリング手段と、
低域透過処理を施すフィルタ処理手段とを備え、前記デ
ータ抽出手段で抽出した特定種類の楽音制御データを前
記リサンプリング手段でリサンプリングし、このリサン
プリングしたデータに前記フィルタ処理手段で低域透過
処理を施すことにより、該特定種類の楽音制御データの
特徴を抽出するようにしたことを特徴とする。

【０００７】

【作用】本発明の電子楽器の楽音制御データ通信方式に
おいて、アフタータッチデータやピッチベンドデータの
ように通常は時系列で密度が高くなってしまう楽音制御
データを特定種類の楽音制御データとして設定し、送信
側でこの楽音制御データの一部を間引いて送信する。

【０００８】一方、受信側では、データ抽出手段で抽出
した特定の楽音制御データをリサンプリング手段でリサ
ンプリングし、このリサンプリングしたデータにフィル
タ処理手段で低域透過処理を施すことにより、間引きさ
れて送信された特定種類の楽音制御データから、その特
徴を抽出する。

【０００９】

【実施例】図１は本発明の電子楽器の楽音制御データ通
信方式を適用した電子楽器システムの一実施例を示すブ
ロック図であり、コントローラ１０と電子楽器１はＩＳ
ＤＮ等の形式で接続されている。コントローラ１０に
は、例えばキーコード、アフタータッチデータ、ピッチ
ベンドデータなどの各種データを時系列に配列して構成
した演奏情報が記憶されており、コントローラ１０はこ
の演奏情報をＭＩＤＩデータのフォーマットでパケット
エンコーダ２０に出力する。パケットエンコーダ２０は
このＭＩＤＩデータをパケット化し、シリアルデータと
して伝送路３０に送出する。

【００１０】伝送路３０に送出されたパケットデータは
パケットデコーダ４０に取り込まれ、パケットデコーダ
４０はパケットデータをＭＩＤＩ信号に復号して電子楽
器１に出力する。そして、電子楽器１はＭＩＤＩ信号を
取り込み、このＭＩＤＩ信号中の各種ＭＩＤＩデータに
応じて楽音を発生する。なお、この実施例の電子楽器１
は音源モジュールのように自分自身では操作子を備えて
いないものであるが、鍵盤等の操作子を備えているもの
でもよい。

【００１１】ここで、この実施例の電子楽器１における
楽音合成回路は、管楽器の発音形態をシミュレートして
楽音を合成する方式の音源であり、このような楽音合成
回路の技術は例えば特開平４−３１１９９５号公報に開
示されている。

【００１２】また、このように管楽器モデルをシミュレ
ートする楽音合成回路では、楽音の音高や強弱等の制御
の他に、息圧や唇の押圧力などに応じた音色変化やピッ
チ変化等をシミュレートするために各種回路要素の特性
を制御することが重要であり、通常の電子楽器の場合と
は各種パラメータの与え方が異なっている。したがっ
て、通常の電子楽器を制御する楽音制御データとしての
ＭＩＤＩデータをそのままパラメータとすることができ
ない。

【００１３】例えば、前記特開平４−３１１９９５号公
報の楽音合成回路では演奏操作子としてリップコントロ
ーラを用い、吹奏時の息圧を示す息圧信号や唇の押圧力
を示すアンブシュア信号等の物理パラメータを出力し、
これらの物理パラメータに基づいて、楽音合成回路のフ
ィルタ等の回路要素の各アルゴリズムパラメータを求
め、楽音の音色等を制御するようにしている。

【００１４】そこで、この実施例では、鍵盤の押鍵圧力
が管楽器の吹奏動作に対応するようにＭＩＤＩ規格のア
フタータッチデータを物理パラメータの中の息圧データ
に対応付けるようにし、電子楽器１においてこの息圧デ
ータを管楽器のリード（金管楽器のリップリード等）の
動作をシミュレートするためのアルゴリズムパラメータ
に変換する。また、ピッチベンドデータをアンブシュア
データに対応付け、このアンブシュアデータを所定のア
ルゴリズムパラメータに変換する。

【００１５】しかし、アフタータッチデータは、鍵盤等
の押鍵圧力を所定のクロックでサンプリングした時系列
なデジタルデータでり、ピッチベンドデータもベンドホ
イール等の操作量をサンプリングした時系列なデジタル
データである。このため、演奏情報の中で、キーコー
ド、キーオンあるいはキーオフ等は発生頻度の低いデー
タであるが、アフタータッチデータやピッチベンドデー
タ等はバルク状の密度の高いデータとなる。

【００１６】そこで、コントローラ１０は、このアフタ
ータッチデータやピッチベンドデータ等の密度の高いデ
ータを所定の条件に基づいて間引いて送信し、電子楽器
１において、この間引かれているデータから息圧データ
やアンブシュアデータなどの物理パラメータを抽出し、
これらの物理パラメータにそれぞれ対応するアルゴリズ
ムパラメータを生成する。

【００１７】例えば、アフタータッチデータやピッチベ
ンドデータは、前記のように押鍵圧力やベンドホイール
等の操作量をそれぞれ量子化したものであるが、この実
施例では、時系列な演奏情報中でこれらのデータの所定
の上位ビットが変化したときだけその上位ビットのデー
タを送信し、これらのデータをさらに量子化して送信デ
ータを間引くようにしている。

【００１８】なお、ＭＩＤＩ規格では、１バイト単位で
データを送信するが、この１バイトデータはＭＳＢが
“１”のときステータスバイトと称する一種のコマンド
であり、また、ＭＳＢが“０”のとき通常のデータとな
る。したがって、通常のアフタータッチやピッチベンド
の個々のデータ値はＭＳＢを除いた７ビット（０ｈ〜７
Ｆｈ）の範囲で表される。

【００１９】図２は電子楽器１の要部を示すブロック図
であり、前記パケットデコーダ４０からのＭＩＤＩ信号
は、ＭＩＤＩインターフェース１１を介してパラレルの
ＭＩＤＩデータに変換されてデータ抽出回路１２に入力
され、データ抽出回路１２は、入力されるＭＩＤＩデー
タからアフタータッチデータやピッチベンドデータな
ど、予め設定された特定のＭＩＤＩデータを抽出する。

【００２０】そして、データ抽出回路１２は、抽出した
特定のＭＩＤＩデータを、各データにそれぞれ割り当て
られたデータ制御回路(I) １３−１、データ制御回路(I
I)１３−２，…に選択的に出力し、キーコード、キーオ
ン、キーオフ、プログラムチェンジ等の他のＭＩＤＩデ
ータは楽音合成回路１４に出力する。

【００２１】この実施例では、アフタータッチデータが
データ制御回路(I) １３−１に入力され、ピッチベンド
データがデータ制御回路(II)１３−２に入力される。な
お、データ抽出回路１２から、データ制御回路(I) １３
−１、データ制御回路(II)１３−２，…に対応するデー
タを転送するためには、個別のデータ線を設けてもよい
し、時分割制御を行うようにしてもよい。

【００２２】データ制御回路(I) １３−１，データ制御
回路(II)１３−２，…は、それぞれ割り当てられた特定
のＭＩＤＩデータを取り込み、後述説明するようにＭＩ
ＤＩデータに処理を施し、データ制御回路(I) １３−１
はアフタータッチデータから息圧データを生成し、デー
タ制御回路(II)１３−２はピッチベンドデータからアン
ブシュアデータを生成して、それぞれのデータを選択割
当装置１５に出力する。すなわち、選択割当装置１５に
はＭＩＤＩデータから生成された物理パラメータが入力
される。

【００２３】選択割当装置１５はデータ制御回路(I) １
３−１，データ制御回路(II)１３−２，…から入力され
る物理パラメータをこのパラメータの種類に応じて楽音
合成回路１４の各部に割り当てる。楽音合成回路１４
は、データ抽出回路１２から入力されるキーコードＫＣ
と選択割当装置１５からの物理パラメータに応じて、前
記特開平４−３１１９９５号公報と同様の技術によりア
ルゴリズムパラメータを生成し、このアルゴリズムパラ
メータに基づいて管楽器の楽音信号を合成して出力す
る。

【００２４】なお、上記の例では楽音合成回路１４でア
ルゴリズムパラメータを生成するようにしているが、選
択割当装置１５で各物理パラメータに対応するアルゴリ
ズムパラメータを生成し、このアルゴリズムパラメータ
を楽音制御回路１４の各部に出力するようにしてもよ
い。この場合には、図２に破線で示したように、アルゴ
リズムパラメータを生成するための音高情報としてキー
コードＫＣを選択割当装置１５に入力する。

【００２５】図３はデータ制御回路１３−１，１３−２
…のブロック図であり、データリサンプリング回路１３
ａはデータ抽出回路１２で抽出されたＭＩＤＩデータ
（間引かれたＭＩＤＩデータ）を、データが入力される
毎にラッチし、このラッチしたＭＩＤＩデータを所定の
内部クロックＣＬでサンプリング（リサンプリング）す
る。なお、この内部クロックＣＬは伝送路３０のいかな
るタイミングと同期しなくてもよい。

【００２６】データフィルタリング回路１３ｂはデジタ
ルのローパスフィルタ（ＬＰＦ）１３ｂ−１とハイパス
フィルタ（ＨＰＦ）１３ｂ−２を含んでおり、データリ
サンプリング回路１３ａでリサンプリングされたデータ
をＬＰＦ１３ｂ−１を通すことで間引かれているＭＩＤ
Ｉデータを均し、このＬＰＦ１３ｂ−１の出力をＨＰＦ
１３ｂ−２を通すことで均されたデータの微分データを
出力する。

【００２７】データフィルタリング回路１３ｂからの微
分データは非線形変換回路１３ｃに出力され、非線形変
換回路１３ｃは例えば半波整流等の非線形変換を行って
レベル調整器１３ｄに出力し、レベル調整器１３ｄでレ
ベル調整したデータを息圧データやアンブシュアデータ
等の物理パラメータとして前記選択割当装置１５に出力
する。なお、このような非線形変換の例としは全波整流
や非線形テーブルによる変換でもよい。

【００２８】なお、上記の例では、アフタータッチデー
タやピッチベンドデータ等の複数の特定のデータに対応
してデータ制御回路(I) １３−１、データ制御回路(II)
１３−２…をそれぞれ設けるようにしているが、各デー
タに対して１つのデータ制御回路を併用し、例えば図５
に示したように、データフィルタリング回路１３ｂ'と
非線形変換回路１３ｃ' にデータの種類（ＴＹＰＥ）を
指定するとともに、その種類に応じたフィルタ特性を決
めるパラメータ（ＰＡＲＡＭＳ）をデータフィルタリン
グ回路１３ｂ' に切換設定できるようにし、時分割制御
で各データについて同様の処理を行うようにしてもよ
い。

【００２９】図４は上記のＭＩＤＩデータの信号処理の
一例を示す図であり、アフタータッチデータについての
処理を示している。いま、コントローラ１０から、図４
(A)のようにアフタータッチデータが間引かれて伝送さ
れたとするとする。このアフタータッチデータは間引か
れることにより時間間隔（数ｍｓ〜数百ｍｓの間隔）が
不定となっており、このアフタータッチデータは受信さ
れる毎にデータ制御回路(I) １３−１に選択的に入力さ
れる。

【００３０】この間引かれたアフタータッチデータはリ
サンプリング回路１３ａでリサンプリングされて図４
(B) のような信号となり、この信号はローパスフィルタ
（ＬＰＦ）１３ｂ−１を通って図４(C) のように均され
る。次に、このＬＰＦ１３ｂ−１の出力をＨＰＦ１３ｂ
−２を通すことで図４(D) のように微分データとなり、
この微分データは非線形変換回路１３ｃで半波整流さ
れ、図４(E) のように同図(C) の出力の正方向への変化
に対応するデータとなる。このデータは、レベル調整器
１３ｄでレベル調整された後、息圧データとして前記選
択割当装置１５に出力される。

【００３１】以上図４の例は、アフタータッチデータか
ら息圧データを出力するデータ制御回路(I) １３−１の
場合について説明したが、データ制御回路(II)１３−２
についても、同様に間引かれているピッチベンドデータ
をＬＰＦ１３ｂ−１で均し、このピッチベンドデータに
ついては全波整流の非線形変換処理を施してアンブシュ
アデータとして選択割当装置１５に出力する。

【００３２】このように、データ制御回路(I) １３−
１、データ制御回路(II)１３−２により、アフタータッ
チデータから息圧データを、また、ピッチベンドデータ
からアンブシュアデータを抽出することにより、アフタ
ータッチデータおよびピッチベンドデータを間引いて伝
送することができ、伝送路３０がこれらのデータで占領
されることなく、かつ、アフタータッチデータおよびピ
ッチベンドデータを楽音制御データとして有効に利用す
ることができる。

【００３３】なお、楽音合成回路１４は、特開平４−３
１１９９５号公報と同様の技術により、管楽器の物理モ
デルを構成する非線形部および管体線形部におけるフィ
ルタの係数（カットオフ周波数、Ｑ値）、スリット関数
オフセット、ゲイン等のアルゴリズムパラメータを適宜
設定することにより、各種の発音効果を制御することが
できる。そして、これらの制御対象に前記選択割当装置
１５で物理パラメータを割り当てることにより、例えば
次のような各種の効果を得ることができる。

【００３４】アフタータッチデータ（あるいはブレスデ
ータ）に対してＬＰＦ、ＨＰＦ、半波整流の処理で得ら
れる息圧データの場合、スクリームコントロールに割り
当てると、息圧の増加時にのみ、その傾きに応じたスク
リーム効果が得られ、フリケーティブコントロールに割
り当てると、息圧の増加時にのみ、その傾きに応じてノ
イズの量が増加する。

【００３５】また、グローコントロールに割り当てる
と、息圧の増加時にのみ、その傾きに応じたグロー効果
が得られ、スロートコントロールに割り当てると、息圧
の増加時にのみ、その傾きに応じたスロート効果が得ら
れる。さらに、ＷＯＷコントロールに割り当てると、息
圧の増加時にのみ、その傾きに応じてフィルタが開閉す
る効果がえられ、アブソーバーコントロールに割り当て
ると、息圧の増加時にのみ、その傾きに応じて管の太さ
が変化する効果が得られる。

【００３６】アフタータッチデータ（あるいはブレスデ
ータ）に対してＬＰＦで均した後、大きなＱ値を持つバ
ンドパスフィルタによる特徴抽出および図６のような非
線形処理を行ったデータの場合、アンブシュアコントロ
ールにに割り当てると、息圧の立上り時に、カットオフ
周波数でアンブシュアビブラートがかかる。また、スク
リームコントロール、フリケーティブコントロール、グ
ローコントロール、スロートコントロール、ＷＯＷコン
トロールに割り当てると、それぞれの効果がＬＦＯ（低
周波発振）的に得られる。

【００３７】ピッチベンドデータに対してＬＰＦ、ＨＰ
Ｆ、全波整流の処理で得られるデータの場合、スクリー
ムコントロール、フリケーティブコントロール、グロー
コントロール、スロートコントロール、ＷＯＷコントロ
ール、アブソーバーコントロールに割り当てると、それ
ぞれの効果が、アンブシュアの立上りおよび立下りで発
生する。

【００３８】キーコードデータに対してＬＰＦ、ＨＰ
Ｆ、全波整流の処理で得られるデータの場合、ポルタメ
ントコントロールに割り当てると、ノートオンのキーコ
ードが大きく変化する時にはポルタメントがかかり、小
さな変化ではかからない。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように本発明の電子楽器の
楽音制御データ通信方式によれば、コントローラ等から
アフタータッチやピッチベンドデータなどのように通常
は密度の高くなる特定種類の楽音制御データを間引いて
送信し、電子楽器や音源モジュール等の受信側でこの特
定種類の楽音制御データを抽出してリサンプリングし、
このリサンプリングしたデータに低域透過処理を施すこ
とにより、この特定種類の楽音制御データの特徴を抽出
するようにしたので、アフタータッチデータやピッチベ
ンドデータなどの特定のデータによる通信伝送路の占領
が発生しないなど、伝送路のトラフィックコントロール
の問題を解消できるとともに、低速の伝送路でも充分な
精度で楽音制御データの送受信を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電子楽器の楽音制御データ通信方式を
適用した電子楽器システムの一実施例を示すブロック図
である。

【図２】本発明実施例における電子楽器の要部を示すブ
ロック図である。

【図３】本発明実施例におけるデータ制御回路のブロッ
ク図である。

【図４】本発明実施例におけるＭＩＤＩデータの信号処
理の一例を示す図である。

【図５】本発明実施例におけるデータ制御回路の他の例
を示すブロック図である。

【図６】本発明実施例における非線形処理の一例を示す
図である。

【符号の説明】

１…電子楽器、１０…コントローラ、１１…ＭＩＤＩイ
ンターフェース、１２…データ抽出回路、１３−１，１
３−２…データ制御回路、１３ａ…リサンプリング回
路、１３ｂ…データフィルタリング回路、１３ｂ−１…
ローパスフィルタ、１４…楽音合成回路、１５…選択割
当装置、３０…伝送路。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子楽器における楽音を制御するための
   楽音制御データを順次送信し、該送信される楽音制御デ
   ータを受信して該受信した楽音制御データに基づいて楽
   音を発生するための電子楽器の楽音制御データ通信方式
   において、 前記楽音制御データを受信する受信側に、予め決められ
   た特定種類の楽音制御データを抽出するデータ抽出手段
   と、前記データ送信のタイミングと独立なクロックで受
   信データをリサンプリングするリサンプリング手段と、
   低域透過処理を施すフィルタ処理手段とを備え、 前記データ抽出手段で抽出した特定種類の楽音制御デー
   タを前記リサンプリング手段でリサンプリングし、この
   リサンプリングしたデータに前記フィルタ処理手段で低
   域透過処理を施すことにより、該特定種類の楽音制御デ
   ータの特徴を抽出するようにしたことを特徴とする電子
   楽器の楽音制御データ通信方式。