JP2794730B2 - Electronic musical instrument - Google Patents
Electronic musical instrumentInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 (a)産業上の利用分野 この発明は電子的に楽音を発生する電子楽器の楽音制
御方法に関し、特にピッチの制御方法に関する。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION (a) Field of the Invention The present invention relates to a method for controlling a musical tone of an electronic musical instrument that generates a musical tone electronically, and more particularly to a method for controlling a pitch.
(b)従来の技術 電子的に楽音を発生する電子楽器は現在様々なものが
実用化されており、従来より一般的な鍵盤(キーボー
ド)型に加えて管楽器型や弦楽器(ギター)型のものも
実用化されている。これらの電子楽器は種々の操作部
(キースイッチ等)を有し、この操作部が操作(演奏)
されることにより演奏情報を得て発生する楽音を制御す
る。たとえば鍵盤型の電子楽器の場合、操作部として5
〜7.5オクターブ程度のキーボード(各キーが半音毎の
音高(C,C#,D,E♭……)に対応している)を備え、各
キーにキーのオン・オフを検出するキーオンセンサ,打
鍵強度(イニシャルタッチ)を検出するイニシャルタッ
チセンサ,キーオン中のキー押圧強度(アフタータッ
チ)を検出するアフタータッチセンサ等を備えている。
さらにこのキーボードに加えてペダルやホイール型操作
部をも有している。一方、管楽器型電子楽器の場合に
は、操作部として木管楽器類似のキーシステムおよび吹
き口を備え、各キーの操作状態を検出するセンサおよび
吹き込まれる息の強さを検出するブレスセンサ,リード
に加わる圧力を検出するリップセンサ等を有している。
このような操作部から得られる演奏情報に基づいて音
高,ピッチ変位,レベル(音量),波形,ビブラート等
種々の楽音制御パラメータを決定し、この楽音制御パラ
メータで音源部に発音させることにより、表情の豊かな
楽音を発生することができる。このような構成の電子楽
器において、より演奏効果を高め楽音に微妙な表情を付
けることが要求されることがあるが、このような場合、
一つの楽音制御パラメータを複数の演奏情報で制御する
ことが従来より行われている。(B) Conventional technology Various electronic musical instruments that generate musical tones electronically have been put to practical use at present. In addition to conventional keyboards (keyboards), wind instruments and string instruments (guitars) Has also been put to practical use. These electronic musical instruments have various operation units (key switches and the like), and these operation units are operated (played).
Thus, the musical tone generated by obtaining the performance information is controlled. For example, in the case of a keyboard-type electronic musical instrument, 5
A key-on sensor that has a keyboard of about 7.5 octaves (each key corresponds to the pitch of each semitone (C, C #, D, E ♭ ……)), and detects on / off of each key , An initial touch sensor for detecting keying strength (initial touch), an after touch sensor for detecting key pressing strength (after touch) during key-on, and the like.
Furthermore, in addition to this keyboard, it also has a pedal and a wheel-type operation unit. On the other hand, in the case of a wind instrument-type electronic musical instrument, a key system and a blowing port similar to a woodwind instrument are provided as operation units, and a sensor for detecting the operation state of each key and a breath sensor and a lead for detecting the strength of breath to be blown are provided. It has a lip sensor for detecting the applied pressure.
Various tone control parameters such as pitch, pitch displacement, level (volume), waveform, vibrato and the like are determined based on the performance information obtained from such an operation unit, and the tone generator is caused to sound by using the tone control parameters. A musical tone with a rich expression can be generated. In an electronic musical instrument having such a configuration, it may be required to further enhance the playing effect and give a subtle expression to the musical tone. In such a case,
Conventionally, one tone control parameter is controlled by a plurality of pieces of performance information.
(c)発明が解決しようとする課題 しかし、従来の電子楽器においては、複数の演奏情報
に基づいて一つの楽音制御パラメータを決定する場合に
は、各々の演奏情報に基づいて個別に制御量を求め、こ
れらを加算または乗算して楽音制御パラメータを決定し
ていた。たとえば、演奏手法の一つであるピッチ変位
(同一音高での微小な周波数(音程)の変位:いわゆる
チョーキング等)は曲の緊張感を高める等の効果を有す
るため演奏時にしばしば用いられる技法であるが、この
ピッチ変位のパラメータ(ピッチパラメータ)はイニシ
ャルタッチ,アフタータッチ,ブレス,ピッチベンドホ
イール等の演奏情報に基づいて決定される。従来このピ
ッチパラメータは、イニシャルタッチの演奏情報から求
められた制御量,アフタータッチの演奏情報から求めら
れた制御量等を加算(乗算)することによって決定され
ていた。しかし、多くの演奏情報を用いてピッチを複雑
に制御しようとする場合、上記のようなパラメータ決定
方式では演奏情報毎に個別に制御量を求める必要がある
ため制御に時間が掛かり発音が遅くなる欠点があるとと
もに、求められた複数の制御量がピッチ上昇,ピッチ下
降のいずれか一方に偏った場合でもこれを抑制すること
ができず、著しくピッチが上下してしまい楽音として好
ましくなくなる危険性があった。(C) Problems to be Solved by the Invention However, in a conventional electronic musical instrument, when one musical tone control parameter is determined based on a plurality of pieces of performance information, the control amount is individually determined based on each piece of performance information. Then, the tone control parameters are determined by adding or multiplying them. For example, pitch displacement (displacement of a minute frequency (pitch) at the same pitch: so-called choking), which is one of the performance techniques, is an technique often used during performance because it has the effect of increasing the tension of a song. However, the pitch displacement parameter (pitch parameter) is determined based on performance information such as initial touch, after touch, breath, and pitch bend wheel. Conventionally, the pitch parameter is determined by adding (multiplying) a control amount obtained from the initial touch performance information, a control amount obtained from the after touch performance information, and the like. However, if the pitch is to be controlled in a complicated manner using a large amount of performance information, the above-described parameter determination method requires a control amount to be individually obtained for each piece of performance information. In addition to the drawbacks, even when the plurality of obtained control amounts are biased to either the pitch rise or the pitch fall, this cannot be suppressed, and there is a danger that the pitch will rise and fall significantly and become undesirable as a musical tone. there were.
また、電子楽器で自然楽器に近いニュアンスを表現し
ようとする場合、種々の演奏情報を複合的に演算して楽
音を制御する必要があるが、このような演算を従来の演
奏情報毎の制御や一般的なアルゴリズムによるプログラ
ム処理で行おうとする場合、演算に時間が掛かって実用
にならない欠点があった。また、これを補うために演算
装置を高速にすると、大型化,高価格化する欠点があっ
た。Further, when trying to express a nuance close to that of a natural musical instrument with an electronic musical instrument, it is necessary to control various musical information in a complex manner to control musical tones. When trying to perform the program processing by a general algorithm, there is a disadvantage that it takes a long time to perform the calculation and is not practical. Further, if the speed of the arithmetic unit is increased to compensate for this, there is a disadvantage that the size and the price are increased.
この発明は従来のこのような欠点に鑑みてなされたも
ので、ファジィ推論を用いることにより、より自然な楽
音制御を簡略で高速にできる電子楽器の楽音制御方法を
提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such conventional disadvantages, and has as its object to provide a tone control method for an electronic musical instrument that can simplify and speed up more natural tone control by using fuzzy inference.
(d)課題を解決するための手段 この発明は、複数の鍵を備え、各鍵の操作によるイニ
シャルタッチ情報、アフタータッチ情報およびキーオン
時間情報を含む複数種類の演奏情報を発生する演奏手段
と、 該演奏手段が発生したイニシャルタッチ情報、キーオ
ン情報情報に基づく第1ファジィ推論、および、アフタ
ータッチ情報に基づく第2ファジィ推論を含む複数のフ
ァジィ推論を実時間で実行し、この推論結果に基づいて
ピッチ変動量データを割り出すファジィ推論手段と、 該ファジィ推論手段が割り出したピッチ変動量データ
に応じて楽音信号のピッチを制御するピッチ制御手段
と、 を備えたことを特徴とする。(D) Means for Solving the Problems The present invention comprises a plurality of keys, and a performance means for generating a plurality of types of performance information including initial touch information, after touch information and key-on time information by operating each key; A plurality of fuzzy inferences including the initial touch information generated by the playing means, the first fuzzy inference based on the key-on information information, and the second fuzzy inference based on the after touch information are executed in real time, and based on the inference result, Fuzzy inference means for calculating pitch variation data; and pitch control means for controlling the pitch of a tone signal in accordance with the pitch variation data determined by the fuzzy inference means.
(e)作用 この発明の電子楽器の楽音制御方法では、ファジィ推
論により演奏情報(キーオン信号,イニシャルタッチ強
度,アフタータッチ強度等)を複合的に参照してピッチ
パラメータを制御するようにした。(E) Function In the tone control method for an electronic musical instrument according to the present invention, the pitch parameter is controlled by fuzzy inference by referring to performance information (key-on signal, initial touch intensity, after touch intensity, etc.) in a complex manner.
ここで、ファジィ推論は『種々の演奏情報に基づいて
ピッチをどの程度に上下すればよいか』に関して行われ
る。このため複数のファジィルールが定められる。ファ
ジィルールは一般的に、 if(x=A,y=B,……)then(u=R) の形式で表される。この発明では、例えば、『イニシャ
ルタッチ(x)が大きく(A)且つアフタータッチ
(y)が大きけれ(B)ば、ピッチ(u)を大きく上げ
る(R)。』 『イニシャルタッチ(x)が小さく(A)且つアフタ
ータッチ(y)が小さけれ(B)ば、ピッチ(u)を少
し下げる(R)。』 『イニシャルタッチ(x)が大きく(A)且つアフタ
ータッチ(y)が小さく(B)且つキーオン時間(z)
が長けれ(C)ば、ピッチ(u)を変えない(R)。』 等のようなルールが構成される。Here, the fuzzy inference is performed on "how much the pitch should be raised or lowered based on various performance information". Therefore, a plurality of fuzzy rules are determined. Fuzzy rules are generally expressed in the form if (x = A, y = B,...) Then (u = R). In the present invention, for example, if the initial touch (x) is large (A) and the after touch (y) is large (B), the pitch (u) is greatly increased (R). "If the initial touch (x) is small (A) and the after touch (y) is small (B), the pitch (u) is slightly lowered (R). "Initial touch (x) is large (A) and after touch (y) is small (B) and key-on time (z)
Is longer (C), the pitch (u) is not changed (R). ], Etc. are configured.
ここで第6図を参照して一般的なファジィ推論の方式
を説明する。この方式はmini,maxルールと言われるもの
である。この例では2個のファジィルール『if(x=
A1)then(u=R1),if(x=A2,y=B2)then(u=
R2)』に基づく推論を説明する。それぞれの命題(x=
A1,x=A2,y=B2,u=R1,u=R2)がメンバーシップ関数で
表現される。条件部(“if"以下の命題)のメンバーシ
ップ関数は入力される変数値(x0,y0)が所定のファジ
ィ集合(A1,A2,B2)にどの程度属しているかを示す関数
値(メンバーシップ値:αx,βx,βy)を求めるための
関数であり、条件部の出力は求められたメンバーシップ
値のうちの最小のもの(αx,βx)となる。結論部
(“then"以下の命題)のメンバーシップ関数でこのル
ール結論の出力するための関数で、条件部の出力値でリ
ミット(頭切り)された制御量方向(u軸方向)に広が
りをもつ値として出力されるものである。最終的な制御
量(u0)は複数のファージィルールの結論を論理和し、
その重心の値とされる。Here, a general fuzzy inference method will be described with reference to FIG. This method is called the mini, max rule. In this example, two fuzzy rules “if (x =
A 1 ) then (u = R 1 ), if (x = A 2 , y = B 2 ) then (u =
R 2 )]. Each proposition (x =
A 1 , x = A 2 , y = B 2 , u = R 1 , u = R 2 ) are represented by a membership function. The membership function of the conditional part (the proposition below “if”) indicates how much the input variable value (x 0 , y 0 ) belongs to the given fuzzy set (A 1 , A 2 , B 2 ) This is a function for calculating a function value (membership values: α x , β x , β y ), and the output of the condition part is the minimum one of the obtained membership values (α x , β x ) . This is a function to output the conclusion of this rule by the membership function of the conclusion part (the propositions below “then”). The spread in the control amount direction (u-axis direction) limited (cut off) by the output value of the condition part It is output as a value that has The final control amount (u 0 ) ORs the conclusions of multiple phage rules,
The value of the center of gravity is used.
このような推論をピッチ制御に用いることにより、複
数の演奏情報を複合的に考慮した推論処理が容易にでき
るため、簡略な回路構成で、微妙なピッチ制御をするこ
とができる。また、この場合でも処理速度が低下するこ
とがない。さらに、ファジィルールやメンバーシップ関
数を種々変更することにより、容易に楽器の特性を変更
することができ、楽器毎にピッチ変位の特徴付けをする
ことも容易になる。By using such inference for pitch control, it is possible to easily perform inference processing in which a plurality of pieces of performance information are considered in a complex manner, so that fine pitch control can be performed with a simple circuit configuration. Also in this case, the processing speed does not decrease. Further, by variously changing the fuzzy rules and membership functions, the characteristics of the musical instrument can be easily changed, and the pitch displacement can be easily characterized for each musical instrument.
(f)実施例 第1図はこの発明の実施例であるピッチ制御方法が適
用される電子楽器のブロック図である。この電子楽器は
鍵盤型の演奏器を有するものである。鍵盤1は複数の音
高に対応するキーを有しており、それぞれのキーにはキ
ーのオン・オフを検出するキーオンセンサ,イニシャル
タッチ強度(速度)を検出するイニシャルタッチセンサ
およびアフタータッチ強度を検出するアフタータッチセ
ンサが設けられており、これらのセンサの状態はキーオ
ン検出回路2,イニシャルタッチ検出回路3およびアフタ
ータッチ検出回路4に検出される。ここでイニシャルタ
ッチセンサは、たとえばキーオン動作に伴って連続して
オンする2個のフォトセンサからなっており、このうち
後にオンするフォトセンサがキーオンセンサを兼ねてい
るものが使用される。キーオン検出回路2は常時鍵盤1
(フォトセンサ)をスキャンして各キーのオン・オフを
監視しており、キーオンがあったときにはそのキーコー
ド(音高を表すコード:KC),キーオン信号(KON)およ
びキー音時間(KONT)を出力する。イニシャルタッチ検
出回路3はキーオンがあったとき、そのキーの打鍵の強
さを検出して出力する。また、アフタータッチ検出回路
4はオンされているキーの押圧強度を検出して出力す
る。キーコード(KC)は合成器7に入力され、キーオン
信号(KON)は音源回路8およびエンベロープジェネレ
ータ9に入力され、キーオン時間信号(KONT)はピッチ
パラメータ推論回路5に入力されている。ピッチパラメ
ータ推論回路5,音源回路8,エンベロープジェネレータ9
にはイニシャルタッチ強度信号,アフタータッチ強度信
号も入力される。ピッチパラメータ推論回路5は信号発
生回路6を介して合成器7に接続されている。ピッチパ
ラメータ推論回路5は入力された信号に基づいてピッチ
変位量を推論し、信号発生回路6に出力する。信号発生
回路6はこのピッチ変位量から変位周波数信号(CS)を
生成し合成器7に出力する。合成器7は入力されたキー
コード(KC)を周波数信号(Fナンバ:周波数を表すデ
ィジタル値)に変換するとともに、この周波数信号に前
記変位周波数信号(CS)を加算する回路である。このよ
うにして楽音の周波数が決定され音源回路8に入力され
る。音源回路8はこの周波数で所定の波形(音色)を表
すディジタル信号(量子化信号)を発生し、この信号を
乗算回路10に入力する。乗算回路10にはエンベロープジ
ェネレータ9が接続されており、エンベロープジェネレ
ータ9で生成されたエンベロープ信号により前記ディジ
タル信号が振幅変調され、D/A変換回路11に入力され
る。D/A変換回路11ではディジタルの楽音信号がサンプ
ルホールドされてアナログの楽音信号に変換され、アン
プ12に入力される。(F) Embodiment FIG. 1 is a block diagram of an electronic musical instrument to which a pitch control method according to an embodiment of the present invention is applied. This electronic musical instrument has a keyboard-type musical instrument. The keyboard 1 has keys corresponding to a plurality of pitches. Each key has a key-on sensor for detecting key on / off, an initial touch sensor for detecting initial touch intensity (speed), and an after touch intensity. Aftertouch sensors for detection are provided, and the states of these sensors are detected by the key-on detection circuit 2, the initial touch detection circuit 3, and the aftertouch detection circuit 4. Here, the initial touch sensor includes, for example, two photo sensors that are continuously turned on in accordance with a key-on operation, and a photo sensor that is turned on later also serves as a key-on sensor. The key-on detection circuit 2 is always the keyboard 1
(Photo sensor) is scanned to monitor the on / off of each key. When there is a key-on, the key code (code indicating the pitch: KC), key-on signal (KON) and key sound duration (KONT) Is output. When a key is turned on, the initial touch detection circuit 3 detects and outputs the strength of the keystroke. Further, the after touch detection circuit 4 detects and outputs the pressing strength of the key that is turned on. The key code (KC) is input to the synthesizer 7, the key-on signal (KON) is input to the tone generator 8 and the envelope generator 9, and the key-on time signal (KONT) is input to the pitch parameter inference circuit 5. Pitch parameter inference circuit 5, sound source circuit 8, envelope generator 9
Is also input with an initial touch intensity signal and an after touch intensity signal. The pitch parameter inference circuit 5 is connected to a synthesizer 7 via a signal generation circuit 6. The pitch parameter inference circuit 5 infers the amount of pitch displacement based on the input signal and outputs it to the signal generation circuit 6. The signal generation circuit 6 generates a displacement frequency signal (CS) from the pitch displacement amount and outputs it to the synthesizer 7. The synthesizer 7 is a circuit that converts the input key code (KC) into a frequency signal (F number: digital value representing frequency) and adds the displacement frequency signal (CS) to this frequency signal. In this way, the frequency of the musical sound is determined and input to the tone generator 8. The tone generator 8 generates a digital signal (quantized signal) representing a predetermined waveform (tone color) at this frequency, and inputs this signal to the multiplier 10. An envelope generator 9 is connected to the multiplication circuit 10. The digital signal is amplitude-modulated by an envelope signal generated by the envelope generator 9, and is input to a D / A conversion circuit 11. The digital tone signal is sampled and held in the D / A conversion circuit 11, converted into an analog tone signal, and input to the amplifier 12.
第2図はピッチパラメータ推論回路5の詳細なブロッ
ク図である。この回路はファジィ推論回路で構成されて
いる。この回路で行われるファジィ推論は、 『if“アフタータッチが大きい"then“ピッチを下げ
る”』……(1) 『if“イニシャルタッチが大きい"and“キーオン直
後"then“ピッチを上げる”』……(2) 『if“アフタータッチが大きい"nor“‘イニシャルタ
ッチが大きい'and‘キーオン直後'"then“ピッチを変え
ない”』……(3) である。これらの推論結果を総合してピッチ変動量を
決定する。第3図(A)〜(D)にこのルールを構成す
る各命題のメンバーシップ関数を示す。ここで、AT,KO,
ITはそれぞれ「アフタータッチが大きい」「キーオン直
後」「イニシャルタッチが大きい」のファジィ集合(条
件部)を表すメンバーシップ関数である。また、PN,PZ,
PPはそれぞれ「ピッチを下げる」「ピッチを変えない」
「ピッチを上げる」の結論部に対応するメンバーシップ
関数である。このようなメンバーシップ関数を用いて上
記ファジィルールを実行することにより第4図(A),
(B)に示すようなピッチ制御をすることができる。同
図(A),(B)とも上段にイニシャルタッチ,アフタ
ータッチの強度を示し、下段にピッチ変位量を示す。同
図(A)はイシニャルタッチを強くアフタータッチを徐
々に強くしていった場合の例を示す。このように演奏す
ることにより、高いピッチから徐々に下がってゆく楽音
を得ることができる。また同図(B)はイニシャルタッ
チをやや強くアフタータッチを弱く継続した場合の例を
示す。このように演奏することにより、やや高いピッチ
から発音を開始しほぼ中心ピッチで継続する楽音を得る
ことができる。ファジィルール,メンバーシップ関数を
様々に変更することにより、上記の例以外にも任意のピ
ッチ変位特性を得ることができる。FIG. 2 is a detailed block diagram of the pitch parameter inference circuit 5. This circuit is constituted by a fuzzy inference circuit. The fuzzy inference performed by this circuit is as follows: "if" large after touch "then" decrease pitch "" ... (1) "if" large initial touch "and" immediately after key-on "then" increase pitch "" ... (2) "if" large after touch "nor""large initial touch" and "Immediately after key-on""then" do not change pitch "" ... (3). The pitch fluctuation amount is determined by integrating these inference results. 3 (A) to 3 (D) show membership functions of each proposition constituting this rule. Where AT, KO,
IT is a membership function representing a fuzzy set (condition part) of “large after touch”, “immediately after key-on”, and “large initial touch”. Also, PN, PZ,
PP "lower pitch""do not change pitch"
It is a membership function corresponding to the conclusion of "raising the pitch". By executing the fuzzy rule using such a membership function, FIG. 4 (A),
The pitch control as shown in FIG. 10A and 10B, the upper row shows the intensity of the initial touch and the after touch, and the lower row shows the pitch displacement amount. FIG. 3A shows an example in which the initial touch is increased and the aftertouch is gradually increased. By performing in this way, it is possible to obtain a musical tone that gradually decreases from a high pitch. FIG. 6B shows an example in which the initial touch is slightly increased and the after touch is continuously weakened. By performing in this manner, it is possible to obtain a musical tone that starts sounding at a slightly higher pitch and continues at a substantially central pitch. By changing the fuzzy rule and the membership function in various ways, an arbitrary pitch displacement characteristic other than the above example can be obtained.
ピッチパラメータ推論回路5の構成を説明する。メン
バーシップ関数発生回路(MFC:Membership Function Ce
rcuit)101〜103は条件部のAT,IT,KOのメンバーシップ
関数を発生させる回路であり、それぞれアフタータッチ
強度信号,イニシャルタッチ強度信号およびキーオン時
間信号を受け付けて対応するメンバーシップ値を求め
る。メンバーシップ関数発生回路108〜110は結論部のP
N,PP,PZのメンバーシップ関数を発生する回路である。
また、ミニマム回路111〜113はそれぞれ(1)〜(3)
のファジィルールの結論を推論するための回路である。
ミニマム回路111はメンバーシップ関数発生回路101(条
件部)および103(結論部)のメンバーシップ値および
メンバーシップ関数を受け付けてファジィルール(1)
の結論を推論する。メンバーシップ関数102および103の
メンバーシップ値はミニマム回路104に入力され、論理
積(最小値)が求められ、これがファジィルール(2)
の条件部の値としてミニマム回路112に入力される。ミ
ニマム回路112にはメンバーシップ関数発生回路109のメ
ンバーシップ関数(PP)が入力されておりファジィルー
ル(2)の結論を推論する。また、メンバーシップ関数
発生回路101およびミニマム回路104の出力はマキシマム
回路106で論理和され(最大値が求められ)、減算器109
において“1"から減算される(補集合が求められる)。
この値はミニマム回路113にファジィルール(3)の条
件部の値として入力される。ミニマム回路113にはメン
バーシップ関数発生回路110のメンバーシップ関数(P
Z)が入力されておりファジィルール(3)の結論を推
論する。ミニマム回路111〜113で推論された3つの結論
はマキシマム回路114で論理和されるとともに面積が求
められる。求められた論理和図形および面積は重心計算
回路115に入力され、この重心計算回路115によって重心
が求められる。この重心がピッチ変動量のパラメータと
なる。The configuration of the pitch parameter inference circuit 5 will be described. Membership function generator (MFC: Membership Function Ce)
rcuit) 101 to 103 are circuits for generating membership functions of the AT, IT, and KO of the condition part, and respectively receive an after touch intensity signal, an initial touch intensity signal, and a key-on time signal, and obtain a corresponding membership value. The membership function generator circuits 108 to 110
This is a circuit that generates N, PP, and PZ membership functions.
The minimum circuits 111 to 113 are (1) to (3), respectively.
This is a circuit for inferring the conclusion of the fuzzy rule.
The minimum circuit 111 receives the membership values and the membership functions of the membership function generation circuits 101 (condition part) and 103 (conclusion part) and receives the fuzzy rule (1).
Infer the conclusion. The membership values of the membership functions 102 and 103 are input to the minimum circuit 104, and a logical product (minimum value) is obtained, which is obtained by the fuzzy rule (2).
Is input to the minimum circuit 112 as the value of the condition part of. The minimum function 112 receives the membership function (PP) of the membership function generation circuit 109 and infers the conclusion of the fuzzy rule (2). The outputs of the membership function generating circuit 101 and the minimum circuit 104 are logically ORed (a maximum value is obtained) by a maximum circuit 106, and a subtractor 109
Is subtracted from "1" (a complementary set is obtained).
This value is input to the minimum circuit 113 as the value of the condition part of the fuzzy rule (3). The minimum circuit 113 has a membership function (P
Z) is input and the conclusion of the fuzzy rule (3) is inferred. The three conclusions inferred by the minimum circuits 111 to 113 are ORed by the maximum circuit 114 and the area is obtained. The obtained logical sum pattern and area are input to the center of gravity calculation circuit 115, and the center of gravity is calculated by the center of gravity calculation circuit 115. This center of gravity becomes a parameter of the amount of pitch fluctuation.
上記ミニマム回路,マキシマム回路,重心計算回路は
ディスクリートな回路で構成することもマイクロコンピ
ュータで構成することも可能である。第5図(A)〜
(E)に上記ミニマム回路,マキシマム回路,重心計算
回路をマイクロコンピュータで構成した場合のフローチ
ャートを示す。The minimum circuit, the maximum circuit, and the center-of-gravity calculation circuit can be constituted by a discrete circuit or a microcomputer. Fig. 5 (A) ~
(E) shows a flowchart in the case where the minimum circuit, the maximum circuit, and the center of gravity calculation circuit are constituted by a microcomputer.
同図(A),(B)はマキシマム回路106およびミニ
マム回路104の動作を実行するためのフローチャートで
ある。同図(A)において、まず2個のスカラ量(scl,
scl2)を読み込んで比較し(n1)、scl1が大きい場合に
はscl1をメモリscl0に書き込み(n2)、scl2が大きい場
合にはscl2をメモリscl0に書き込む(n3)。同図(B)
において、まず2個のスカラ量(scl1,scl2)を読み込
んで比較し(n4)、scl1が小さい場合にはscl1をメモリ
scl0に書き込み(n5)、scl2が小さい場合にはscl2をメ
モリscl0に書き込む(n6)。FIGS. 7A and 7B are flowcharts for executing the operations of the maximum circuit 106 and the minimum circuit 104. FIG. In FIG. 3A, first, two scalar quantities (scl,
scl 2) compares reads (n1), writes the scl 1 if scl 1 is larger in the memory scl 0 (n2), when the scl 2 is large writes scl 2 in memory scl 0 (n3). Fig. (B)
In, first, two scalar quantities (scl 1 , scl 2 ) are read and compared (n4). If scl 1 is small, scl 1 is stored in memory.
Write to scl 0 (n5). If scl 2 is small, write scl 2 to memory scl 0 (n6).
同図(C)はミニマム回路111〜113の動作を実行する
ためのフローチャートである。まずn7でメンバーシップ
関数の横軸の値を表すiを0にセットする。このiの値
がメンバーシップ関数の横軸の大きさ(size)以上にな
ったときn8の判断で動作を終了する。n9ではメンバーシ
ップ関数のiにおける値(mem(i))を読み出し、こ
の値が条件部のメンバーシップ値scl以下であるか否か
を判断する(n10)。mem(i)がscl以下であればmem
(i)の値をバッファ(buf)に書き込み(n12)、mem
(i)がsclを超えていればsclの値をバッファ(buf)
に書き込む(n11)、このバッファの値をiに対応する
結論メモリmemo(i)に書き込んだのち(n13)、iに
1を加算して(n14)n8に戻る。FIG. 9C is a flowchart for executing the operation of the minimum circuits 111 to 113. First, i representing the value of the horizontal axis of the membership function is set to 0 in n7. When the value of i becomes equal to or larger than the size of the horizontal axis of the membership function (size), the operation ends with the determination of n8. At n9, the value (mem (i)) at i of the membership function is read, and it is determined whether or not this value is equal to or less than the membership value scl of the condition part (n10). If mem (i) is less than scl, mem
Write the value of (i) to buffer (buf) (n12), mem
If (i) exceeds scl, buffer the value of scl (buf)
(N11), the value of this buffer is written to the conclusion memory memo (i) corresponding to i (n13), then 1 is added to i (n14), and the process returns to n8.
同図(D)はマキシマム回路114の論理和および面積
計算動作を実行するためのフローチャートである。まず
n15で横軸値iおよび面積積算メモリaccに0をセットす
る。iの値がメンバーシップ関数の横軸の大きさ(siz
e)を超えたときn16の判断で動作を終了する。n17では
iにおけるファジィルール(1),(2),(3)の結
論関数値(mem1(i),mem2(i),mem3(i))を読み
出し、このうち最大のものをn18で判断する。mem1
(i)が最大であればmem1(i)をバッファ(buf)に
書き込み(n19)、mem2(i)が最大であればmem2
(i)をバッファ(buf)に書き込み(n20)、mem3
(i)が最大であればmem3(i)をバッファ(buf)に
書き込む(n21)。n22でバッファの値をmem0(i)に書
き込むとともに(n22)、面積積算メモリaccにバッファ
の値を加算する(n23)。こののちiに1を加算して(n
24)n16に戻る。FIG. 11D is a flowchart for executing the logical sum and area calculation operation of the maximum circuit 114. First
At n15, 0 is set to the horizontal axis value i and the area accumulation memory acc. The value of i is the size of the horizontal axis of the membership function (siz
When the value exceeds e), the operation ends with the judgment of n16. At n17, the conclusion function values (mem1 (i), mem2 (i), mem3 (i)) of the fuzzy rules (1), (2), and (3) at i are read, and the largest one is determined at n18. . mem1
If (i) is the maximum, mem1 (i) is written to the buffer (buf) (n19), and if mem2 (i) is the maximum, mem2
Write (i) to buffer (buf) (n20), mem3
If (i) is the maximum, mem3 (i) is written to the buffer (buf) (n21). At n22, the value of the buffer is written to mem0 (i) (n22), and the value of the buffer is added to the area accumulation memory acc (n23). Thereafter, 1 is added to i (n
24) Return to n16.
同図(E)は重心計算回路115と同様の重心計算動作
を実行するためのフローチャートである。まず同図
(D)で求められた面積(acc)の半分の値を記憶エリ
ア(half)に記憶する(n25)。次に論理和された結論
関数の横軸に対応するjおよび面積積算エリアhacに0
をセットする(n26)。バッファ(buf)にmem0(j)を
読み出し(n27)、この値を面積積算エリアhacに積算す
る(n28)。積算されたhacの値を(half)と比較し(n2
9)、(hac)が(half)以上であればそのときのjの値
が重心点であるとして動作を終了し、(hac)が(hal
f)に満たないときはjに1を加算して(n30)n27に戻
る。FIG. 11E is a flowchart for executing the same center of gravity calculation operation as the center of gravity calculation circuit 115. First, a half value of the area (acc) obtained in FIG. 4D is stored in the storage area (half) (n25). Next, j corresponding to the horizontal axis of the ORed conclusion function and 0 in the area integration area hac are set to 0.
Is set (n26). Mem0 (j) is read into the buffer (buf) (n27), and this value is integrated into the area integration area hac (n28). Compare the integrated value of hac with (half) (n2
9) If (hac) is equal to or more than (half), the operation is terminated assuming that the value of j at that time is the center of gravity, and (hac) is changed to (hal).
If the value does not satisfy f), 1 is added to j, and the process returns to (n30) n27.
以上の実施例では鍵盤等の操作に基づいてリアルタイ
ムに発音する電子楽器について説明したが、予め演奏情
報を記憶しておき自動演奏する装置にも同様に適用する
ことができる。In the above embodiment, an electronic musical instrument that sounds in real time based on an operation of a keyboard or the like has been described. However, the present invention can be similarly applied to an apparatus that stores performance information in advance and performs automatic performance.
(g)発明の効果 以上のようにこの発明の電子楽器によれば、ピッチパ
ラメータ制御にファジィ推論を用いたことにより、複数
の演奏情報を複合的に考慮したピッチ制御量を容易に推
論できるため、簡略な回路構成で、微妙なピッチ制御を
することができる。また、この場合でも処理速度が低下
することがない。さらに、ファジィルールやメンバーシ
ップ関数を種々変更することにより、容易に楽器の特性
を変更することができ、楽器毎にピッチ変位の特徴付け
をすることも容易になる。(G) Effects of the Invention As described above, according to the electronic musical instrument of the present invention, the use of fuzzy inference for pitch parameter control makes it possible to easily infer a pitch control amount that considers a plurality of pieces of performance information in a complex manner. With a simple circuit configuration, fine pitch control can be performed. Also in this case, the processing speed does not decrease. Further, by variously changing the fuzzy rules and membership functions, the characteristics of the musical instrument can be easily changed, and the pitch displacement can be easily characterized for each musical instrument.
第1図はこの発明の実施例であるピッチ制御方法が用い
られる電子楽器のブロック図、第2図は同電子楽器のピ
ッチパラメータ推論回路のブロック図、第3図(A)〜
(D)は同ピッチパラメータ推論回路で用いられるメン
バーシップ関数を表す図、第4図(A),(B)は同電
子楽器の鍵盤操作に伴うピッチ変位の例を示す図、第5
図(A)〜(E)は同ピッチパラメータ推論回路の各演
算部をマイクロコンピュータで構成した場合の動作を示
すフローチャートである。 第6図は一般的なファジィ推論の手法を説明するための
図である。 1……鍵盤、2……キーオン検出回路、 3……イニシャルタッチ検出回路、 4……アフタータッチ検出回路、 7……ピッチパラメータ推論回路。FIG. 1 is a block diagram of an electronic musical instrument using a pitch control method according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram of a pitch parameter inference circuit of the electronic musical instrument, and FIGS.
FIG. 4D is a diagram showing a membership function used in the pitch parameter inference circuit. FIGS. 4A and 4B are diagrams showing examples of pitch displacement accompanying keyboard operation of the electronic musical instrument.
FIGS. 7A to 7E are flowcharts showing the operation when each operation unit of the pitch parameter inference circuit is constituted by a microcomputer. FIG. 6 is a diagram for explaining a general fuzzy inference technique. 1 ... keyboard, 2 ... key-on detection circuit, 3 ... initial touch detection circuit, 4 ... after touch detection circuit, 7 ... pitch parameter inference circuit.
Claims (1)
ャルタッチ情報、アフタータッチ情報およびキーオン時
間情報を含む複数種類の演奏情報を発生する演奏手段
と、 該演奏手段が発生したイニシャルタッチ情報、キーオン
情報情報に基づく第1ファジィ推論、および、アフター
タッチ情報に基づく第2ファジィ推論を含む複数のファ
ジィ推論を実時間で実行し、この推論結果に基づいてピ
ッチ変動量データを割り出すファジィ推論手段と、 該ファジィ推論手段が割り出したピッチ変動量データに
応じて楽音信号のピッチを制御するピッチ制御手段と、 を備えたことを特徴とする電子楽器。1. A playing means having a plurality of keys and generating a plurality of types of performance information including initial touch information, after touch information and key-on time information by operating each key, and initial touch information generated by the playing means. Fuzzy inference means for executing, in real time, a plurality of fuzzy inferences including a first fuzzy inference based on key-on information and a second fuzzy inference based on after-touch information, and calculating pitch variation data based on the inference results An electronic musical instrument comprising: and a pitch control means for controlling a pitch of a tone signal in accordance with pitch variation data determined by the fuzzy inference means.
Priority Applications (2)
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---|---|---|---|
JP63301487A JP2794730B2 (en) | 1988-11-28 | 1988-11-28 | Electronic musical instrument |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63301487A JP2794730B2 (en) | 1988-11-28 | 1988-11-28 | Electronic musical instrument |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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1988
- 1988-11-28 JP JP63301487A patent/JP2794730B2/en not_active Expired - Fee Related
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