JP2689763B2 - 波形データの読み出し方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、時分割チャンネル式の
楽音生成装置における波形データの読み出し方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】時分割チャンネル式の楽音生成装置で
は、各発音チャンネル毎にアドレスを指定し、波形メモ
リから対応するアドレス位置の波形データを読み出すこ
とにより時分割的に楽音を生成するようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の時分割チャンネ
ル式の楽音生成装置では、波形メモリから波形データを
読み出すためのアドレスは、各チャンネル毎に切り替わ
っていた。例えば、１６チャンネル構成の楽音生成装置
の場合、１チャンネル当たりのサンプリング周波数を５
０ＫHzとすると、波形メモリのアドレスの切り換え周波
数は１６チャンネル×５０ＫHz＝８００ＫHzという大き
な値となる。このため、このアドレス変化時の電流変化
により高周波ノイズなどの不要輻射を生じ易く、生成さ
れる楽音のＳＮ比を低下したり、他の機器に対してノイ
ズなどの悪影響を与えるおそれがあった。

【０００４】本発明は、前記問題を解決するためになさ
れたもので、その目的とするところは、時分割チャンネ
ル式の楽音生成装置において、波形データ読み出しのた
めのアドレス変化をできるだけ低減し、アドレス変化時
の電流変化によるノイズの発生を抑えるようにした波形
データの読み出し方法を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】図１を参照して本発明の
原理を説明する。図中、１はディジタルサンプリングさ
れた所望の波形データを格納した波形メモリ、２は波形
メモリ１から波形データを時分割式に読み出し、各時分
割チャンネル毎に所定の楽音を生成する音源部、１９は
エンベロープやボリュームなどのボイスパラメータに基
づいて各時分割チャンネルの発音終了を検知し、ミュー
ト信号ＭＵを発生するチャンネル（ＣＨ）ミュート信号
発生回路、２１はミュート信号ＭＵを受けたときに、時
分割に割り当てらていれている処理タイミングの最も接
近している他のチャンネルの波形読み出しアドレスをホ
ールドするホールド回路、ＷＡＤは波形読み出しアドレ
ス、ＷＡＤ′はホールド回路２１の出力する波形読み出
しアドレス、ＳＤは波形メモリ１から読み出されたサン
プル波形データ、ＷＤはエンベロープレートやレベルな
どを調整した後の波形データである。

【０００６】

【作 用】図２のタイムチャートを参照してその作用を
説明する。音源部２には、図２（Ａ）に示すように、時
分割されたチャンネルスロットＣＨ１，ＣＨ２，…毎に
対応する波形読み出しアドレスＷＡＤが次々と与えられ
る。従来方式の場合、図２（Ａ）のアドレスＷＡＤをそ
のまま用い、図２（Ｂ）に示すように各チャンネル毎に
波形メモリ１から該当するアドレス位置のサンプル波形
データＳＤを次々と読み出していた。

【０００７】これに対し、本発明方式の場合、ＣＨミュ
ート信号発生回路１９が、エンベロープレートデータ，
エンベロープレベルデータ，チャンネルボリュームデー
タなどのボイスパラメータに基づいて各チャンネルスロ
ットが現在実際に発音しているチャンネルであるか、発
音を終了したあるいは発音を割り当てられていない空き
チャンネルであるかを予めチェックし、空きチャンネル
である場合には当該空きチャンネル位置、例えばチャン
ネルＣＨ２が空きチャンネルである場合、図２（Ｃ）に
示すようにチャンネルＣＨ２位置においてミュート信号
ＭＵを出力する。

【０００８】このミュート信号ＭＵを受けたホールド回
路２１は、当該空きチャンネルＣＨ２については、時分
割に割り当てられている処理タイミングの最も接近して
いる他のチャンネルの波形読み出しアドレスをホールド
する。

【０００９】例えば、上記処理タイミングの最も接近し
ている他のチャンネルとして直前の処理タイミングのチ
ャンネルを選択する場合を例にとると、ホールド回路２
１がチャンネルＣＨ１の波形読み出しアドレスをホール
ドすることで、チャンネルＣＨ２のアドレスはその直前
のチャンネルＣＨ１と同じアドレスで置き替えられ、図
２（Ｄ）に示すような波形読み出しアドレスＷＡＤ′と
して波形メモリ１に与えられる。

【００１０】この図２（Ｄ）の波形読み出しアドレスＷ
ＡＤ′を見れば明らかなように、空きチャンネルＣＨ２
のアドレスはその直前のチャンネルＣＨ１のアドレスと
同じになっているので、時分割タイムスロットがチャン
ネルＣＨ１からＣＨ２に替わっても、そのアドレス変化
はなくなる。したがって、この分だけ波形メモリ１に与
えられる波形読み出しアドレスＷＡＤ′の変化が少なく
なり、アドレス変化時の電流変化による不要輻射などが
低減し、ノイズの発生が抑制される。

【００１１】例えば、前記したサンプリング周波数５０
ＫHz、１６チャンネル構成の楽音生成装置において、１
チャンネルだけが発音し、他の１５チャンネルは空きチ
ャンネルになっている場合を考えると、この１５個の空
きチャンネルの波形読み出しアドレスは、発音中のチャ
ンネルのアドレスですべて置き換えられる。したがっ
て、１６チャンネル全体から見たアドレスの切り換え周
波数はサンプリング周波数に等しい５０ＫHzとなり、従
来の装置に比べて１／１６の切り換え周波数となる。

【００１２】なお、波形メモリ１から読み出されるチャ
ンネルＣＨ２位置のサンプル波形データＳＤは、図２
（Ｅ）に示すようにチャンネルＣＨ１と同じものとな
り、本来のチャンネルＣＨ２のものとは異なってしまう
が、この空きチャンネルＣＨ２については図２（Ｃ）の
ミュート信号を利用して波形データの振幅を０にするよ
うに出力にミュートをかけたり、波形データを無音とみ
なし得る程度の微小値にする。

【００１３】また、楽音生成装置のデータ処理や信号処
理に用いられているＣＰＵなどの処理速度は極めて高速
であるので、各チャンネルの発音処理を行いながら、こ
れと同時に空きチャンネルの有無などを先行検出するよ
うにすれば、処理タイミングの最も接近している他のチ
ャンネルとして当該空きチャンネルに対して処理タイミ
ングが後になるチャンネルを選択することもできる。

【００１４】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につき
説明する。図３は、本発明の適用対象とする時分割チャ
ンネル式楽音生成装置の全体構成を示す。１は波形メモ
リ、２は音源部、３は鍵盤、４は音色スイッチなどのス
イッチパネル、５は音色データＲＯＭ、６は装置全体の
制御を行うＣＰＵ、７はプログラムＲＯＭ、８はワーキ
ングＲＡＭ、９はＤ／Ａコンバータ、１０はサウンドシ
ステムである。本発明方式は、音源部２に適用されてい
る。図４に、音源部２の具体的な構成例を示す。

【００１５】図４の音源部２の説明を行う前に、前記図
３の時分割チャンネル式楽音生成装置の全体的な動作
を、図５〜図７のフローチャートを参照して簡単に説明
する。

【００１６】まず、図５のメイン処理ルーチンについて
説明する。システムの電源が投入され、パネルスイッチ
４の音色スイッチや必要な機能スイッチが操作される
と、ＣＰＵ６はこれらを参照しながらシステムの初期設
定を行う（ステップＳ１）。そして、この初期設定が終
了すると、鍵盤３のキーイベントを監視する鍵処理（ス
テップＳ２）と、スイッチパネル４のスイッチイベント
を監視するパネル処理（ステップＳ３）が開始される。

【００１７】図６は、図５の鍵処理（ステップＳ２）の
一部を構成するキーオンイベント処理ルーチンを示す。
鍵盤３上の所望のキーが押されると、この押されたイベ
ントキーのキーコードＫＣＤが読み出され（ステップＳ
１１）、どのチャンネルで発音を行うかの発音割り当て
が行われる（ステップＳ１２）。

【００１８】次いで、ステップＳ１３において、選択さ
れた音色やキーコードＫＣＤに応じたデータを音色デー
タＲＯＭ５から読み出し、前記ステップ１２で発音を割
り当てられた時分割チャンネルにこのデータを送出す
る。そして、このデータを送出されたチャンネルについ
ては現在発音中であることを示すノートオン＝“１”を
書き込み（ステップＳ１４）、キーオンイベント処理を
終了する。

【００１９】各チャンネルに時分割的に送り出されるデ
ータは音源部２へ送られ、このデータに基づいて波形メ
モリ１から該当するアドレス位置のサンプル波形データ
が各チャンネル毎に次々と読み出される。そして、この
読み出されたサンプル波形データに基づいて各チャンネ
ル毎に楽音信号が生成され、Ｄ／Ａコンバータ９を通じ
てサウンドシステム１０へ送られる。

【００２０】図７は、図５の鍵処理（ステップＳ２）の
一部を構成するキーオフイベント処理ルーチンを示す。
鍵盤３のキーがオフされると、このオフされたイベント
キーのキーコードＫＣＤが読み出され（ステップＳ２
１）、このキーコードに該当するチャンネルがサーチさ
れる（ステップＳ２２）。ステップＳ２３で該当するチ
ャンネルが検出されると、処理はステップＳ２４へ移行
し、該チャンネルに発音終了を示すノートオン＝“０”
を書き込み、キーオフイベント処理を終了する。

【００２１】次に、図４の音源部７の構成とその動作に
ついて説明する。時分割読み出しアドレス発生器（以下
「アドレス発生器」と略称）１１は、チャンネル（Ｃ
Ｈ）ノートオン情報レジスタ１２から与えられるノート
オン信号の立ち上がりに応じて、アドレスレジスタ１３
から送られてくるアドレス情報（スタートアドレス，ル
ープアドレス，ループサイズ）と、ピッチ情報レジスタ
１４から送られてくるピッチ（周波数）情報に基づき、
各時分割チャンネル毎に波形データの読み出しアドレス
ＷＡＤを発生する。

【００２２】この読み出しアドレスＷＡＤは、アドレス
情報レジスタ１３のスタートアドレスで指示されたアド
レスからスタートし、ピッチ情報レジスタ１４のピッチ
（周波数）情報で指示された読み出し速度でそのアドレ
スを更新しながら、アドレス情報レジスタ１３のループ
アドレスで指定されたアドレスまで歩進する。そして、
このループアドレスで指定されたアドレス位置まで達す
ると、ループサイズで指示されたアドレス量だけ読み出
しアドレスを戻し、再びループアドレスへ向けて歩進さ
せ、ループアドレスとループサイズで示されるループ区
間の繰り返し読み出しを行う。

【００２３】時分割演算型エンベロープ発生器（以下
「エンベロープ発生器」と略称）１５は、エンベロープ
レート情報レジスタ１６から送られてくるレート情報
（アタックレート，１ｓｔデケィレート，２ｎｄデケィ
レート，リリースレート）と、エンベロープレベル情報
レジスタ１７から送られてくる各エンベロープレートの
レベル情報に基づき、各チャンネル毎にエンベロープデ
ータＥＤを発生する。

【００２４】このエンベロープデータＥＤは加算器１８
に送られ、音量情報レジスタ３１から時分割的に送られ
てくるチャンネルボリュームデータＶＤと加算され、波
形エンベロープデータＷＥＤとなってチャンネル（Ｃ
Ｈ）ミュート信号発生回路１９と乗算器２０に送られ
る。これにより、発音される楽音のエンベロープ波形と
音の強弱レベルが決定される。なお、この実施例では、
エンベロープデータＥＤとボリュームデータＶＤとして
対数変換したデータが用いられている。したがって、前
記加算器１８における加算演算は実際には乗算を行った
ことと同等である。

【００２５】ＣＨミュート信号発生回路１９は、加算器
１８から時分割チャンネルに乗って流れてくる各チャン
ネルの波形エンベロープデータＷＥＤのレベルが予め定
めたミュートレベル以下であるか否かを各チャンネル毎
に検出し、ミュートレベル以下である場合には、その時
分割チャンネルのスロットに同期してミュート信号ＭＵ
（図２（Ｃ）参照）を発生する。このミュート信号ＭＵ
は、乗算器２０とホールド回路２１に送られる。

【００２６】乗算器２０は、加算器１８から時分割チャ
ンネルに乗って流れてくる各チャンネルの波形エンベロ
ープデータＷＥＤを対数−リニア変換した後、波形メモ
リインターフェース２２を介して送られてくる波形メモ
リ１から読み出されたサンプル波形データＳＤに乗算
し、波形データＷＤとして出力する。この場合、ＣＨミ
ュート信号発生回路１９からミュート信号ＭＵが与えら
れているチャンネルについては、波形メモリ１から読み
出されたサンプル波形データＳＤの値如何にかかわら
ず、その波形データＷＤを０または無音とみなし得る程
度の微小値に設定してミュートをかける。

【００２７】ホールド回路２１は、ＣＨミュート信号発
生回路１９から送られてくる各チャンネル毎のミュート
信号に基づき、ミュート信号のないチャンネルについて
は、アドレス発生器１１から送られてくる波形読み出し
アドレスＷＡＤをそのまま波形メモリ１に対する波形読
み出しアドレスＷＡＤ′として出力するとともに、ミュ
ート信号のあるチャンネルについては、図２（Ｄ）に示
すように、その直前のチャンネルの波形読み出しアドレ
スＷＡＤをそのままホールドし、波形メモリ１に対する
波形読み出しアドレスＷＡＤ′として出力する。

【００２８】チャンネル（ＣＨ）波形累算器２３は、乗
算器２０から時分割的に次々と出力される各チャンネル
の波形データＷＤを全チャンネル分加算し、最終的な楽
音信号ＯＤとしてＤ／Ａコンバータ９（図３参照）へ出
力するものである。

【００２９】なお、各情報レジスタ１２，１３，１４，
１６，１７，３１に対する各レジスタ情報の書き込み
は、ＣＰＵ６（図３）の指示に基づいて、ＣＰＵインタ
ーフェース２４と書き込み信号発生器２５を通じて行わ
れる。図８に、これら情報レジスタの具体的な構成例を
示す。

【００３０】この図８の回路は、１個のセレクタ２６
と、時分割チャンネル数分のディレイスロットを備えた
ディレイ回路２７とから構成されている。データを書き
込む場合には、書き込み信号“１”とすることによりセ
レクト端子を“１”側へ切り換え、書き込みデータバス
から時分割チャンネル順に送られてくる各チャンネルの
データをディレイ回路２７に１チャンネルづつシフトし
ながらラッチする。

【００３１】書き込み信号“０”時には、セレクト端子
は“０”側に設定され、ディレイ回路２７にラッチされ
ている各チャンネルのデータは時分割タイミングに合わ
せて循環シフトされ、対応する時分割スロット位置にお
いて当該チャンネルのデータが外部へ出力されるもので
ある。

【００３２】前記音源部７の動作を、図２のタイムチャ
ートを参照して説明する。なお、この図２は、ＣＨ２が
空きチャンネルとなっている場合のタイムチャートであ
ることは前述した通りである。

【００３３】加算器１８からチャンネルＣＨ１について
の波形エンベロープデータＷＥＤがＣＨミュート信号発
生回路１９に与えられると、ＣＨミュート信号発生回路
１９はこの波形エンベロープデータＷＥＤのレベルが予
め定めたミュートレベル以下であるか否かを判定する。
図２の例の場合、チャンネルＣＨ１は発音中のチャンネ
ルであるから、チャンネルＣＨ１の波形エンベロープデ
ータＷＥＤはミュートレベル以上のレベルを有してお
り、したがってチャンネルＣＨ１については、図２
（Ｃ）に示すように、ミュート信号ＭＵは出力されな
い。

【００３４】この結果、このチャンネルＣＨ１の時分割
スロットについては、図２（Ｄ）に示すように、アドレ
ス発生器１１から送られてくるチャンネルＣＨ１の波形
読み出しアドレスＷＡＤがそのまま波形メモリ１に対す
る波形読み出しアドレスＷＡＤ′として出力される。こ
れにより、波形メモリ１からは、図２（Ｅ）に示すよう
に、チャンネルＣＨ１の波形読み出しアドレスＷＡＤで
指定されたアドレス位置のサンプル波形データＳＤが読
み出され、乗算器２０へ送られる。

【００３５】なお、上記例では、ＣＨミュート信号発生
回路１９はエンベロープのレベルを見てミュートＣＨの
決定を行っているが、その代わりに、ＣＨ毎のキーオフ
後の時間をカウントし、充分時間が経過したことを確認
してそのＣＨをミュートＣＨにするようにしてもよい。

【００３６】次いで、加算器１８からチャンネルＣＨ２
についての波形エンベロープデータＷＥＤがＣＨミュー
ト信号発生回路１９に与えられる。このチャンネルＣＨ
２は前述したように発音していない空きチャンネルであ
るから、ＣＨミュート信号発生回路１９は、図２（Ｃ）
に示すように、ミュート信号ＭＵを発生してホールド回
路２１と乗算器２０へ送る。

【００３７】ミュート信号ＭＵを受けたホールド回路２
１は、この空きチャンネルＣＨ２の時分割スロットに対
しては、図２（Ｄ）に示すように、その直前のチャンネ
ルＣＨ１の波形読み出しアドレスＷＡＤをそのままホー
ルドし、このＣＨ１の波形読み出しアドレスＷＡＤをチ
ャンネルＣＨ２の波形メモリ１に対する波形読み出しア
ドレスＷＡＤ′として出力する。

【００３８】この結果、空きチャンネルＣＨ２位置では
その直前のチャンネルＣＨ１の波形読み出しアドレスＷ
ＡＤが引き続いて出力されるので、空きチャンネルＣＨ
２位置で波形読み出しアドレスが変化することがなくな
り、その分だけ時分割チャンネル全体からみた波形読み
出しアドレスの切り替え周波数が低下し、アドレス変化
時の電流変化による不要輻射などが低減され、ノイズな
どの発生が抑制される。

【００３９】なお、前記空きチャンネルＣＨ２のスロッ
ト位置では、図２（Ｅ）に示すように、本来のチャンネ
ルＣＨ２のアドレスＷＡＤで指定されたアドレス位置の
サンプル波形データＳＤではなく、置き換えられたチャ
ンネルＣＨ１のアドレスＷＡＤによって指定されたアド
レス位置のサンプル波形データＳＤが読み出され、乗算
器２０へ送られる。しかし、乗算器２０には、ＣＨミュ
ート信号発生回路１９からチャンネルＣＨ２についての
ミュート信号が与えられているので、乗算器２０でこの
ミュート信号に基づいてチャンネルＣＨ２のスロット位
置でミュートをかけ、チャンネルＣＨ２から音が発生す
ることのないように制御すればよい。

【００４０】図９に、図４中のホールド回路２１の具体
的な回路例を示す。（Ａ）の回路は、１個のセレクタ２
８と、１チャンネル分のディレイスロットを備えたディ
レイ回路２９とから構成したもので、ミュート信号ＭＵ
＝“１”が与えられたときにセレクタ２８のセレクト端
子を“１”側へ切り換え、ディレイ回路２９で保持され
ているその直前のチャンネルの波形読み出しアドレスＷ
ＡＤを波形メモリ１に対する波形読み出しアドレスＷＡ
Ｄ′として再び出力するようにしたものである。

【００４１】また、（Ｂ）の回路は、１個のラッチ回路
３０によって構成したもので、ミュート信号ＭＵ＝
“１”が与えられたときにその直前のチャンネルの波形
読み出しアドレスＷＡＤをそのまま継続してラッチし、
波形メモリ１に対する波形読み出しアドレスＷＡＤ′と
して出力するようにしたものである。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したところから明らかなよう
に、本発明の波形データの読み出し方式によるときは、
発音の終了した空きチャンネルの波形読み出しアドレス
を、時分割に割り当てられている処理タイミングの最も
接近している他のチャンネルの波形読み出しアドレスと
同じアドレスで置き替えるとともに、該空きチャンネル
で読み出された波形データの振幅を０または無音とみな
し得る程度の微小値にするようにしたので、空きチャン
ネルのとき波形メモリに対する波形読み出しアドレスが
変化しなくなり、この波形読み出しアドレスの切り換え
周波数が低下し、その分だけ不要輻射などが少なくなっ
てノイズの発生を低減することができる。

【００４３】さらに、Ｃ−ＭＯＳで構成される波形メモ
リにおいては、読み出しアドレスの切り換え時に最も電
力を消費するので、前記のようにアドレスの切り換え回
数が低下することによりその消費電力も低減することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理説明図である。

【図２】本発明の動作のタイムチャートである。

【図３】本発明の適用される時分割チャンネル式の楽音
生成装置の全体構成を示すブロック図である。

【図４】図３中の音源部の具体的例を示す図である。

【図５】図１の楽音生成装置のメイン処理ルーチンを示
す図である。

【図６】キーオンイベント処理ルーチンを示す図であ
る。

【図７】キーオフイベント処理ルーチンを示す図であ
る。

【図８】図４中の情報レジスタの具体的回路例を示す図
である。

【図９】図４中のホールド回路の具体的回路例を示す図
である。

【符号の説明】

１…波形メモリ、２…音源部、１９…ＣＨミュート信号
発生回路、２１…ホールド回路、ＷＡＤ…音源部に入力
される波形読み出しアドレス、ＷＡＤ′…音源部から波
形メモリに出力される波形読み出しアドレス、ＳＤ…サ
ンプル波形データ、ＭＵ…ミュート信号

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 各発音チャンネル毎に波形メモリから対
   応するアドレス位置の波形データを読み出して楽音を生
   成するようにした時分割チャンネル式の楽音生成装置に
   おける波形データの読み出し方法において、 発音の終了した空きチャンネルの波形読み出しアドレス
   を、時分割に割り当てられている処理タイミングの最も
   接近している他のチャンネルの波形読み出しアドレスと
   同じアドレスで置き替えるとともに、該空きチャンネル
   で読み出された波形データの振幅を０または無音とみな
   し得る程度の微小値にするようにしたことを特徴とする
   波形データの読み出し方法。