JP2833485B2 - 楽音発生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、波形メモリに記憶され
ている波形データに基づいて楽音を生成する波形メモリ
音源を搭載した電子楽器に関する。

【０００２】

【従来の技術】波形メモリ音源は、楽音波形の各位相角
点における波形振幅値を波形メモリに記憶しておき、位
相データに従い波形メモリから波形振幅値を順次読み出
す。波形振幅値を読み出す速度を変化させることによ
り、音高を変えることができる。例えば、読み出し速度
を遅くすれば、低い音を生成することができ、読み出し
速度を速くすれば高い音を生成することができる。

【０００３】しかし、波形メモリには、所定のサンプリ
ング周波数で波形振幅値が録音されているために、読み
出し速度をあまり遅くしすぎると、サンプル間隔が広く
なりすぎて音質が低下してしまう。一方、読み出し速度
をあまり速くしすぎると、折り返し成分が生じてしま
い、ノイズの原因となる。折り返し成分は、サンプリン
グ周波数が低すぎて波形メモリに必要なサンプル数以上
の波形データが記憶されていないときに生じるノイズで
ある。

【０００４】そこで、演奏が行われる全音域を複数の音
域に分割し、分割した音域毎に適切な波形振幅値を波形
メモリに記憶する方法が採られている。これにより、読
み出し速度を一定範囲に制限することができるので、上
記の問題は気にならなくなる。

【０００５】図１１は、従来の波形読み出しの例を示
す。図１１（Ａ）は、波形メモリに録音された原波形を
示す概念図である。楽音波形は、一般に楽音が開始して
から一定の状態のレベルまで変化する立ち上がり部（以
下、アタック部と呼ぶ）と、その後の一定の状態を表す
繰り返し部（以下、ループ部と呼ぶ）を有する。

【０００６】波形３１は、アタック部に相当し、波形３
２はループ部に相当する。アタック波形３１について
は、高品質の楽音を生成するために、楽音発生開始直後
の全波形が波形メモリに記憶されている。ループ波形３
２については、繰り返し部であるために、１ないし複数
周期の波形が波形メモリに記憶されている。

【０００７】そして、例えば鍵盤上の押鍵操作により、
楽音の発生が指示されると、まずアタック波形３１が一
通り読み出され、その後ループ波形３２が必要回数だけ
繰り返し読み出される。これら読み出された波形データ
に基づいて、楽音が生成される。

【０００８】押鍵される鍵等により音高が決定される
が、波形メモリに録音された原波形と同じ音高で発音指
示された場合には、原波形をそのまま読み出せばよく、
録音速度と同じ速度で読み出す。

【０００９】例えば、アタック波形３１は、波形メモリ
の０番地から２０００番地に記憶されている。発音指示
された音高が原波形と同じ場合には、アタック波形３１
が例えば４０〔ｍｓ〕の時間内で読み出される。発音指
示された音高が原波形よりも低ければ、読み出し時間は
それより長くなり、原波形よりも高ければ読み出し時間
は短くなる。

【００１０】図１１（Ｂ）は、原波形よりも１オクター
ブ下の楽音を生成する際の読み出し波形を示す。読み出
し波形は、アタック波形３３とループ波形３４を有す
る。アタック波形３３は、前述のように波形メモリの０
番地から２０００番地に記憶されている。しかし、発音
すべき楽音が原波形よりも１オクターブ下であるため
に、読み出し速度は１／２になり、読み出し時間は２倍
（４０×２＝８０〔ｍｓ〕）となる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】アタック波形の再生時
間は、波形メモリに記憶されている波形データの読み出
し速度により決まる。波形データの読み出し速度は、発
音指示された音高によって異なる。発音する楽音が例え
ば原波形よりも１オクターブ下であれば、アタック波形
再生時間は２倍になり、２オクターブ下であれば４倍に
なる。音高が低くなるにつれて、楽音波形の立ち上がり
（アタック）が鈍くなり、押鍵等による発音指示からの
レスポンスが悪くなり、聴感上の悪影響を与える。

【００１２】また、全音域を複数の音域に分割し、分割
した音域毎に原波形を記憶しているため、各音域の境界
における原音波形の切り換えに伴い、楽音波形の立ち上
がり時間に不連続が生じてしまう。より詳しく説明する
と、音高の変化に従ってある音域における原波形の読み
出し速度を変えて行き、所定の音域の境界の音高に達す
ると、次は隣の音域の原波形の用いることになる。この
ため、引き伸ばされた立ち上がりから短縮された立ち上
がりへ、または逆の変化が生じ、音域の境界における両
隣の音高の楽音波形は、それぞれ立ち上がり時間が大き
く異なってしまう。

【００１３】本発明の目的は、発音する楽音の音高に左
右されずに、自然な立ち上がりを行う楽音を生成するこ
とができる楽音発生装置を提供することである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の楽音発生装置
は、複数の音高の楽音に対し共通であり、かつ楽音の立
ち上がり部を含む波形データを記憶するための記憶手段
と、楽音の音高および発生を指示するための発音指示手
段と、前記発音指示手段により指示される音高に応じ
て、前記記憶手段に記憶されている波形データの読み出
し速度を指定する速度指定手段と、前記発音指示手段に
より指示される音高に応じて、前記記憶手段に記憶され
ている波形データの読み出し開始位置を指定する位置指
定手段と、前記発音指示手段による楽音発生の指示に応
じて、前記速度指定手段により指定される読み出し速度
で前記位置指定手段により指定される読み出し開始位置
から前記記憶手段に記憶されている波形データを読み出
す読み出し手段とを有し、前記読み出し手段は、前記読
み出し速度及び前記読み出し開始位置に基づいて波形デ
ータを読み出すことにより、楽音の音高及び立ち上がり
時間を制御することを特徴とする。

【００１５】

【作用】発音指示される音高に応じて、波形データの読
み出し速度および読み出し開始位置を指定することによ
り、各音高に適した波形データを読み出すことが可能で
ある。読み出し速度及び読み出し開始位置により、楽音
の音高及び立ち上がり時間を制御できる。どの様な音高
が指示されても、常に楽音の立ち上がり時間を同じにし
て、楽音の立ち上がりを自然にすることができる。

【００１６】

【実施例】図１は、本発明の実施例による電子楽器の構
成を説明するための概念図である。

【００１７】演奏手段１は、例えば鍵盤であり、演奏者
が鍵操作を行うことにより、発音指示を示すノートオン
ＮＯＮ、消音指示を示すノートオフＮＯＦＦ、音高を指
示するノートナンバＮＮ、押鍵速度を示すタッチ情報Ｉ
Ｔ等を出力する。

【００１８】立ち上がり時間制御部４は、演奏手段１か
ら演奏情報ＮＯＮ／ＯＦＦ，ＮＮ，ＩＴ等を受けて、ア
タック時間ＡＴを算出する。読み出し手段２は、演奏手
段１で生成される演奏情報ＮＯＮ／ＯＦＦ，ＮＮ，ＩＴ
等に応じて、波形メモリ３から波形データの読み出しを
行う。その際に、立ち上がり時間制御部４で算出された
アタック時間ＡＴに応じたアタックスタートアドレスＡ
Ｓから読み出しを開始し、ノートナンバ（音高）ＮＮに
応じた読み出し速度で読み出しが行われる。

【００１９】エンベロープ発生器５は、演奏手段１で生
成される演奏情報ＮＯＮ／ＯＦＦ，ＮＮ，ＩＴ等に応じ
たエンベロープ波形を生成する。その際、立ち上がり時
間制御部４で算出されたアタック時間ＡＴに応じたアタ
ックレート等でエンベロープ波形が生成される。また、
ノートナンバ（音高）ＮＮにより、さらに楽音の立ち上
がりを微妙に変化させることもできる。

【００２０】読み出し手段２により、波形メモリ３から
読み出された波形データは、乗算器６において、エンベ
ロープ発生器５で生成されたエンベロープ波形と乗算さ
れる。これにより、エンベロープが付与された楽音信号
が生成される。

【００２１】生成された楽音信号は、Ｄ／Ａ変換器（Ｄ
ＡＣ）７において、ディジタル信号からアナログ信号に
変換される。アナログ楽音信号は、サウンドシステム８
において発音される。

【００２２】なお、波形メモリ３には、全音域を分割し
た複数の音域毎の波形データが記憶されている。読み出
し手段２は、演奏手段１から供給されるノートナンバＮ
Ｎに応じた音域の波形データを波形メモリ３から読み出
す。

【００２３】図２は、本実施例による波形読み出しの例
を示す。図２（Ａ）は、波形メモリに録音されている原
波形を示す。前述と同様に、原波形は、アタック波形３
１とループ波形３２を有する。アタック波形３１につい
ては、高品質の楽音を生成するために、楽音発生開始直
後の全波形が波形メモリに記憶されており、ループ波形
３２については繰り返し部であるので、１ないし複数周
期の波形が波形メモリに記憶されている。そして、楽音
の発生が指示されると、まずアタック波形３１が一通り
読み出され、その後ループ波形３２が所定回数だけ繰り
返し読み出される。

【００２４】アタック波形３１は、例えば波形メモリの
０番地から２０００番地に記憶されており、その中の所
定のアドレスを境にして前半部を波形Ａ、後半部を波形
Ｂとする。原波形と同じ音高の楽音の発生が指示される
と、波形メモリの０番地から２０００番地に記憶されて
いるアタック波形３１が４０〔ｍｓ〕で読み出される。

【００２５】図２（Ｂ）は、単純に読み出し速度を変え
て生成される、原波形に対して１オクターブ下の音高の
波形を示す。原波形よりも１オクターブ下の読み出し波
形は、アタック波形３３とループ波形３４を有する。ア
タック波形３３は、やはり０番地から開始し２０００番
地で終了するが、読み出し速度が遅いために原波形の音
高に比べ２倍の時間（４０×２＝８０〔ｍｓ〕）で読み
出される。

【００２６】波形Ｂは、開始アドレスが波形メモリにお
けるアタック波形のメモリ領域の内所定のアドレス（７
５０番地）で、最終アドレスが２０００番地であり、例
えば約５０〔ｍｓ〕の時間内で読み出される。アタック
波形３３から波形Ａを取り除いて、波形Ｂのみをアタッ
ク部に用いれば、楽音波形の立ち上がり（アタック部）
時間を短くして、原波形（４０〔ｍｓ〕）と同程度にす
ることができる。

【００２７】楽音波形の立ち上がり時間は、全ての音高
について同じである必要はなく、違和感がない範囲内で
同程度であればよい。図２（Ｃ）は、本実施例により生
成される、原波形の１オクターブ下の音高の読み出し波
形を示す。原波形の１オクターブ下の読み出し波形は、
アタック波形３５とループ波形３６を有する。アタック
波形３５は、波形メモリの７５０番地から開始する波形
Ｂに相当する。この際の波形Ｂの読み出し時間は、５０
〔ｍｓ〕である。

【００２８】波形メモリから１オクターブ下の音高の波
形データを読み出す際には、アタックの先頭である０番
地からではなく、７５０番地から読み出しを開始するこ
とにより、波形Ｂをアタック波形３５とすることができ
る。そして、アタック波形の最終番地である２０００番
地に達した後は、滑らかにループ波形３６に接続する。

【００２９】以上のように、適切な波形Ｂの開始アドレ
ス（例えば７５０番地）さえ算出することができれば、
アタック波形の読み出し時間を任意に設定することがで
きるので、楽音の立ち上がり時間を調整することが可能
である。

【００３０】図３は、原波形の波形データが格納される
波形メモリのメモリマップである。格納される波形デー
タは、アタック波形４１とループ波形４２からなる。前
述では、０番地から順番にアタック部の波形データが波
形メモリに格納される場合について述べたが、必ずしも
０番地から波形データを格納する必要はない。

【００３１】ここでは、０番地を基準点としてループ波
形４２のスタートアドレスを決定する。波形アドレスＷ
Ａは、ループ波形４２のスタートアドレスであり、０番
地を基準にした絶対アドレスである。ループエンドアド
レスＬＥは、ループ波形４２のエンドアドレスを示し、
波形アドレスＷＡを基準にした相対アドレスである。し
たがって、ＬＥは、波形メモリに格納されているループ
波形４２のサンプル数に相当する。

【００３２】アタックスタートアドレスＡＳは、アタッ
ク波形４１のスタートアドレスに相当し、波形アドレス
ＷＡを基準にした相対アドレスである。波形アドレスＷ
Ａは、アタック波形４１のエンドアドレスに相当するの
で、アタックスタートアドレスＡＳは負値となる。この
アタックスタートアドレスＡＳを変化させることによ
り、アタック波形４１の長さ（楽音波形の立ち上がり時
間）を変えることができる。

【００３３】アタックスタートアドレスＡＳから開始す
るアタック波形４１は、アタック区間ＡＡと接続区間Ｃ
Ａからなる。接続区間ＣＡは、アタック波形４１とルー
プ波形４２を滑らかに接続するための区間である。した
がって、アタックスタートアドレスＡＳを変化させるこ
とができる範囲は、接続区間ＣＡを除いたアタック区間
ＡＡの範囲である。

【００３４】以上は、波形メモリに格納されている波形
データの読み出し制御について述べた。次は、読み出し
た波形データに付与するエンベロープの制御方法を示
す。図４は、楽音波形の立ち上がり時間を制御するため
のエンベロープ制御の方法を示す。楽音波形においてエ
ンベロープの種類は、大別して２種類ある。その２種類
のエンベロープについて、それぞれ楽音波形の立ち上が
り時間の制御方法を示す。

【００３５】図４（Ａ）は、タイプ１のエンベロープ波
形を示す。タイプ１のエンベロープ波形は、鍵盤上の押
鍵操作等により発音が指示されると、ポイント５１にお
いて、レベルが０から徐々に大きくなり、ポイント５２
において、所定のレベルまで達する。その後、レベルが
小さくなり、ポイント５３で一定のレベルに落ち着く。
押鍵中の鍵を離すと、ポイント５４において、徐々に減
衰を始める。

【００３６】エンベロープ制御により、アタック時間Ａ
Ｔを変化させることにより、楽音波形の立ち上がりを制
御することができる。このタイプにおけるアタック時間
ＡＴは、ポイント５１から５２まで達する時間とする。
つまり、エンベロープ制御によりアタックレート（ポイ
ント５１から５２への変化速度）を変化させて、アタッ
ク時間ＡＴを制御する。

【００３７】図４（Ｂ）は、タイプ２のエンベロープ波
形を示す。タイプ２のエンベロープ波形は、鍵盤上の押
鍵操作等により発音が指示されると、ポイント５５にお
いて、レベルが０から所定のレベル（ポイント５６）に
まで瞬時に達する。その後、同レベルを維持し続ける。
つまり、押鍵操作により徐々に音量が大きくなるのでは
なく、押鍵直後から所定の音量の楽音を発する。所定の
レベルを維持した後に、ポイント５７において減衰を始
め、ポイント５８において所定のレベルに落ち着く。そ
の後、押鍵中の鍵が離されると、ポイント５９において
減衰が始まりやがて０になる。

【００３８】このタイプにおけるアタック時間ＡＴは、
ポイント５５から５７までの時間とする。ポイント５５
から５６にまでは瞬時に達してしまうために、前述のタ
イプ１と同様にアタックレートを変化させるとなると、
不都合が生じる。アタックレートを速くしすぎると、ク
リックが生じてしまう。また、アタックレートを遅くし
すぎると、押鍵操作と同時に音が出始めるという楽音特
性を失わせることになってしまう。

【００３９】そこで、ポイント５５から５６に達するま
でのアタックレートは変化させずに、ポイント５６から
ポイント５７に至るまでの時間、言い換えるとポイント
５７の時刻を変化させる。ポイント５７は、最初の目標
値（アタックレベル）に達した後の減衰開始時刻に相当
する。この減衰開始時刻を制御することにより、アタッ
ク時間ＡＴを変化させる。

【００４０】以上のエンベロープ制御では、エンベロー
プの種類にかかわらず、波形メモリのアタック区間の読
み出しの終了と、エンベロープのアタック時間ＡＴの終
了時刻を同期させて制御する。これにより、不自然さを
なくすことができる。

【００４１】次は、以上述べた波形データの読み出し制
御およびエンベロープ制御を行う電子楽器の構成を示
す。図５は、以上示した電子楽器を実現するためのシス
テムの構成例を示す。

【００４２】鍵盤１１は、演奏を行うための複数の鍵を
有し、押鍵や離鍵等の操作を行うことにより、発音／消
音指示情報ＮＯＮ／ＯＦＦ、ノートナンバＮＮ、タッチ
情報ＩＴ等を出力する。

【００４３】パネルスイッチ１６は、音色選択、音量調
整または種々の効果付与等を行うことを指示するための
スイッチを含む。ＣＰＵ１２は、鍵盤１１における鍵操
作またはパネルスイッチ１６におけるスイッチ操作に応
じた、各種情報をパネル表示器１５に表示する。パネル
表示器１５には、例えばパネルスイッチ１６により選択
された音色の種類等を表示する。

【００４４】また、ＣＰＵ１２は、鍵盤１１またはパネ
ルスイッチ１６の操作に応じて音源１７に楽音パラメー
タを出力する。ここで、楽音パラメータは、ノートナン
バＮＮ、タッチ情報ＩＴ、ノートオン／オフのイベント
種類等の他に、アタック時間ＡＴに応じたアタックスタ
ートアドレスＡＳとエンベロープのアタックレート等を
含む。アタック時間ＡＴは、鍵盤１１から供給されるノ
ートナンバＮＮに応じてＣＰＵ１２により演算される。

【００４５】ＲＯＭ１３は、演算プログラムを記憶して
いる。ＣＰＵ１２は、この演算プログラムに従って、Ｒ
ＡＭ１４に備えられたレジスタやバッファメモリ等のワ
ーキングメモリを用いて各種演算処理を行う。

【００４６】音源１７は、ＣＰＵ１２から供給される楽
音パラメータに基づき、楽音信号を形成し出力する。そ
の際、音源１７は、アタック時間ＡＴに応じたアタック
スタートアドレスＡＳから波形メモリ１８における波形
データの読み出しを行う。そして、アタック時間ＡＴに
応じたアタックレート等により構成されるエンベロープ
波形を生成し、波形メモリ１８から読み出した波形デー
タにエンベロープを付与することにより楽音信号の形成
を行う。

【００４７】音源１７により形成された楽音信号は、Ｄ
／Ａ変換器（ＤＡＣ）１９において、ディジタル信号か
らアナログ信号に変換される。変換されたアナログ楽音
信号は、サウンドシステム２０において発音される。

【００４８】なお、ＣＰＵ１２は、マイコンバス２１を
介して、鍵盤１１、パネルスイッチ１６、パネル表示器
１５、音源１７、ＲＯＭ１３、ＲＡＭ１４の制御を行
う。図６は、以上説明した音源１７の詳細な内部構成を
示すブロック図である。

【００４９】時分割複数チャンネル制御レジスタ２５
は、例えば１６チャンネル分の各種レジスタを有する。
制御レジスタ２５には、ＣＰＵ１２からマイコンバス２
１を通じて、ノートオンＮＯＮ、ノートオフＮＯＦＦ、
波形アドレスＷＡ、アタックスタートアドレスＡＳ、ル
ープエンドアドレスＬＥおよびエンベロープデータ等が
供給され、記憶される。

【００５０】制御レジスタ２５にノートオンＮＯＮが格
納されると、アドレス発生器２６は、時分割チャンネル
で、制御レジスタ２５に記憶されている各チャンネルの
波形アドレスＷＡおよびアタックスタートアドレスＡＳ
に応じたアドレス（ＷＡ＋ＡＳ）からアドレスの生成を
開始する。そして、アドレスが制御レジスタ２５に記憶
されているループエンドアドレスＬＥに達したら、再び
ループスタートアドレス（＝波形アドレスＷＡ）に戻
り、アドレスの生成を繰り返す。

【００５１】アドレス発生器２６において生成されるア
ドレスは、波形メモリ１８に供給される。波形メモリ１
８は、供給されたアドレスの波形データを補間器２７に
出力する。補間器２７は、供給された波形データに対し
て、アドレス発生器２６で生成されるアドレスに応じた
補間を行う。

【００５２】エンベロープ発生器２８は、制御レジスタ
２５に記憶されている各チャンネルのエンベロープのア
タックレート等のデータに応じたエンベロープ波形を生
成する。

【００５３】補間器２７において補間された波形データ
は、エンベロープ発生器２８で生成されたエンベロープ
波形と乗算器２９において乗算される。乗算された楽音
信号は、時分割チャンネルの信号であるので、チャンネ
ル累算器３０において、累算合成される。累算された楽
音信号は、ＤＡＣ１９に供給され、その後サウンドシス
テム２０で発音される。

【００５４】図７は、ＣＰＵが行うメインルーチンの処
理を示すフローチャートである。電子楽器の電源が投入
されると、ＣＰＵは以下の処理を開始する。ステップＳ
１では、レジスタ類の初期化等の初期設定を行う。ステ
ップＳ２では、鍵盤における鍵操作に応じた鍵処理を行
う。例えば、押鍵されたことを示すキーオンイベントや
離鍵されたことを示すキーオフイベントの検出を行う。
イベントが検出されると、選択された音色情報や鍵盤上
の鍵操作による音高情報（ＮＮ）、タッチ情報（ＩＴ）
等に応じた発音処理または消音処理を行う。アタック時
間ＡＴを算出する処理等は、キーオンイベントが検出さ
れた後に行われる。詳細は、後にフローチャートを参照
しながら説明する。

【００５５】ステップＳ３では、パネルスイッチ上にお
けるスイッチ操作に応じたパネルスイッチ処理を行う。
例えば、スイッチにより選択された音色の設定や音量調
整の処理等を行う。

【００５６】図８は、図７のステップＳ２の鍵処理にお
いてキーオンイベントが検出された後に行われる処理の
フローチャートである。鍵盤上における押鍵操作により
キーオンイベントが検出されると、以下の処理が開始さ
れる。

【００５７】ステップＳ１１では、押鍵により生じたキ
ーオンイベントのノートナンバをレジスタＮＮに格納す
る。レジスタＮＮに格納されたノートナンバは、後にア
タック時間ＡＴを算出する際等に用いられる。

【００５８】ステップＳ１２では、検出されたキーオン
イベントに対応する発音チャンネル割り当てを行う。発
音チャンネルは、例えば全部で１６チャンネルあり、そ
の中の１つのチャンネルに割り当てが行われる。割り当
てられた発音チャンネルは、割当チャンネル番号レジス
タｉに格納される。

【００５９】ステップＳ１３では、ノートナンバＮＮに
基づいてアタック時間ＡＴ（ＮＮ）を求める。ＲＯＭに
は、各ノートナンバＮＮ毎に対応したアタック時間を記
憶するテーブルが用意されている。レジスタＮＮに格納
されているノートナンバに基づいて、そのテーブルを参
照することにより、アタック時間ＡＴを求めることがで
きる。テーブルを用いれば、各音高に対応させて任意の
変化特性を持たせた細かな制御を行うことができる。

【００６０】また、アタック時間ＡＴを求める方法とし
て、前述のようにテーブルを用いる方法の他に所定の演
算式を用いる方法もある。レジスタＮＮに格納されてい
るノートナンバに基づいて、以下の演算式によりアタッ
ク時間ＡＴ（ＮＮ）を求めることができる。

【００６１】ＡＴ（ＮＮ）＝ａ×ＮＮ＋ｂ ここで、ａおよびｂは定数であり、正値に限らず負値で
もよい。アタック時間ＡＴは、この場合ノートナンバＮ
Ｎに比例して変化することになる。

【００６２】なお、演算式は、上式のように１次式であ
る必要はなく、もっと高次の式やｌｏｇ関数を用いた演
算式によりアタック時間ＡＴ（ＮＮ）を求めてもよい。
演算式によりアタック時間を求めることにより、ＲＯＭ
等に記憶させるデータ容量を削減することができ、タッ
チ等の演奏データに応じてアタック時間の特性をリアル
タイムまたはノンリアルタイムで容易に変更制御するこ
ともできる。

【００６３】ステップＳ１４では、以上求めたアタック
時間ＡＴに対応するアタックスタートアドレスＡＳ（Ａ
Ｔ）を求める。アタックスタートアドレスＡＳは、波形
メモリ中において、アタックエンドアドレスを示す波形
アドレスＷＡを基準とした相対アドレスであり、負値で
表される。アタックスタートアドレスＡＳ（ＡＴ）は、
アタック時間ＡＴに基づいて、以下の演算式により求め
られる。

【００６４】 ＡＳ（ＡＴ）＝−｛（ＦＮ（ＮＮ）×Ｆｓ）×ＡＴ＋ＣＡ｝ ・・・（１） ここで、ＦＮ（ＮＮ）は、ノートナンバＮＮに応じて決
まる読み出し速度（Ｆナンバ）であり、選択された音域
によっても決まる。換言すれば、波形データは、ＦＮ
（ＮＮ）のステップで読み出しが行われる。Ｆｓは、音
源の再生側のサンプリング周波数であり、Ｆｓのクロッ
クタイミングで図５のＤＡＣ１９の変換が行われる。Ｃ
Ａは、波形メモリに格納されている接続区間のサンプル
数である。

【００６５】したがって、読み出しのために１秒間に進
むアドレス幅は（ＦＮ（ＮＮ）×Ｆｓ）となり、アタッ
ク時間ＡＴ内に読み出されるアドレス幅は（ＦＮ（Ｎ
Ｎ）×Ｆｓ）×ＡＴとなる。それに、接続区間のサンプ
ル数ＣＡを加えたものの負値がアタックスタートアドレ
スＡＳ（ＡＴ）となる。

【００６６】なお、アタック時間ＡＴが大きくなりすぎ
ると、アタックスタートアドレスＡＳ（ＡＴ）の絶対値
が大きくなり、波形メモリに元々記憶されているサンプ
ル数以上のサンプルを読み出すことになってしまう。こ
の問題を解決するために、リミッタ等を用いてアタック
スタートアドレスＡＳ（ＡＴ）の絶対値の最大値を制限
する必要がある。

【００６７】アタックスタートアドレスＡＳは、負値で
あるが、正値（−ＡＳ）は、図３におけるアタック区間
ＡＡと接続区間ＣＡを含めたアタック波形のサンプル数
に相当する。そのアタック波形サンプル数（−ＡＳ）と
アタック時間ＡＴの関係を式（１）を参照しながら、２
つのグラフ（図９、図１０）を用いて説明する。

【００６８】図９は、ノートナンバ（周波数）とアタッ
ク波形サンプル数（−ＡＳ）の関係例を示すグラフであ
る。横軸は、ノートナンバに対応する音高周波数〔Ｈ
ｚ〕であり、縦軸はアタック波形サンプル数（−ＡＳ）
である。特性Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３は、ノートナンバ（周波
数）の変化に対応する３種類のアタック波形サンプル数
（−ＡＳ）の変化特性を示す。

【００６９】図１０は、ノートナンバ（周波数）とアタ
ック時間ＡＴの関係例を示すグラフである。横軸は、ノ
ートナンバに対応する音高周波数〔Ｈｚ〕であり、縦軸
はアタック時間ＡＴである。特性Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３は、
それぞれ図９の特性Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に対応するアタッ
ク時間ＡＴの変化特性を示す。

【００７０】サンプル数特性Ｐ１は、アタック波形サン
プル数（−ＡＳ）がノートナンバ（周波数）の変化に対
して常に一定値を示す特性である。その際のアタック時
間特性Ｑ１は、アタック時間ＡＴがノートナンバ（周波
数）に反比例する。

【００７１】サンプル数特性Ｐ２は、アタック波形サン
プル数（−ＡＳ）がノートナンバ（周波数）に比例する
特性である。その際のアタック時間特性Ｑ２は、アタッ
ク時間ＡＴがノートナンバ（周波数）の変化にかかわら
ずに常に一定である。

【００７２】サンプル数特性Ｐ３は、アタック波形サン
プル数（−ＡＳ）がノートナンバ（周波数）に対しある
傾きを持って比例する特性である。その際のアタック時
間特性Ｑ３は、図のような曲線を示す。

【００７３】図８において、処理の続きを説明する。ス
テップＳ１５では、前ステップで求められたアタック時
間ＡＴに対応するアタックレートＡＲ（ＡＴ）を求め
る。図４（Ａ）に示したタイプ１のエンベロープ波形に
対しては、アタック時間ＡＴに応じたアタックレートＡ
Ｒ（ＡＴ）の制御を行う。エンベロープ波形のアタック
レートＡＲ（ＡＴ）は、アタック時間ＡＴを用いて、以
下の演算式により求められる。

【００７４】ＡＲ（ＡＴ）＝ＡＬ／ＡＴ ここで、ＡＬは、図４（Ａ）のポイント５２に対応する
立ち上がりの最初の目標値となるアタックレベルであ
る。

【００７５】なお、図４（Ｂ）に示したタイプ２のエン
ベロープ波形の場合には、アタックレートを変化させる
代わりに、ポイント５７に対応する減衰開始までの時間
（＝ＡＴ）を制御する。このような制御は、波形メモリ
にアタック波形の波形データとしてエンベロープの付与
された波形を記憶させた場合に効果的である。

【００７６】ステップＳ１６では、上述以外のその他の
パラメータを得る。例えば、ＲＯＭに記憶されている波
形メモリＷＡ、ループエンドアドレスＬＥまたはエンベ
ロープの波形を決める各種レベルまたレートデータを得
る。その他、アタックピッチ、トレモロ、ビブラート等
の効果を制御するデータも獲得する。これらのデータ
は、後に音源等へ送られる。

【００７７】ステップＳ１７では、ノートナンバＮＮお
よび全ての音色パラメータを音源の制御レジスタ（２
５）のｉチャンネルに送出する。送出された各種パラメ
ータは、ｉチャネルの発音チャンネルに対応するレジス
タにそれぞれ記憶される。

【００７８】ステップＳ１８では、音源のｉチャンネル
にノートオンを送出する。その後、音源は、受け取った
パラメータに応じた楽音信号を生成し、サウンドシステ
ムにおいて楽音が発せられる。以上で、キーオンイベン
ト検出による処理は終了する。

【００７９】なお、以上は、一旦ノートナンバＮＮに基
づいてアタック時間ＡＴを求め（ステップＳ１３）、そ
の後アタックスタートアドレスＡＳおよびエンベロープ
波形のアタックレートＡＲを求める場合について説明し
たが、それぞれノートナンバＮＮから直接アタックスタ
ートアドレスＡＳおよびアタックレートＡＲをテーブル
または演算式より求めるようにしてもよい。

【００８０】また、ノートナンバＮＮに基づいて、まず
アタックスタートアドレスＡＳとアタックレートＡＲの
いずれか一方を求め、その後に求められたデータから他
方のデータを求めるようにしてもよい。

【００８１】以上のように、本実施例によれば、発音指
示された楽音のノートナンバに応じて、適切な楽音のア
タック時間ＡＴを算出することが可能である。算出され
たアタック時間ＡＴに応じて、アタック波形の波形デー
タの長さ（ＡＳ）およびエンベロープ波形の制御（Ａ
Ｒ）を行うことにより、ノートナンバに適したアタック
時間を有する楽音を生成することができる。

【００８２】以上実施例に沿って本発明を説明したが、
本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種
々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に
自明であろう。

【００８３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
発音指示される音高に応じて、波形データの読み出し速
度および読み出し開始位置を指定し、各音高に適した波
形データを読み出すことができるので、自然な楽音を生
成することができる。読み出し速度および読み出し開始
位置を制御すれば、どの様な音高が指示されても常に楽
音の立ち上がり時間を同じにして、楽音の立ち上がりを
自然にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例による電子楽器の構成を示す
概念図である。

【図２】 本実施例による波形読み出しの例を示す。図
２（Ａ）は、波形メモリに録音されている原波形を示す
概念図であり、図２（Ｂ）は、単純に読み出し速度を変
えて生成される波形を示す概念図であり、図２（Ｃ）
は、原波形の１オクターブ下の音高の読み出し波形を示
す概念図である。

【図３】 原波形の波形データが格納される波形メモリ
のメモリマップである。

【図４】 楽音波形の立ち上がり時間を制御するための
エンベロープ制御の方法を示す。 図４（Ａ）は、タイ
プ１のエンベロープ波形を示す概念図であり、図４
（Ｂ）は、タイプ２のエンベロープ波形を示す概念図で
ある。

【図５】 本実施例による電子楽器を実現するシステム
の構成例を示すブロック図である。

【図６】 音源の詳細な内部構成を示すブロック図であ
る。

【図７】 ＣＰＵが行うメインルーチンの処理を示すフ
ローチャートである。

【図８】 図７のステップＳ２の鍵処理においてキーオ
ンイベントが検出された後に行われる処理のフローチャ
ートである。

【図９】 ノートナンバ（周波数）とアタック波形サン
プル数（−ＡＳ）の関係を示すグラフである。

【図１０】 ノートナンバ（周波数）とアタック時間Ａ
Ｔの関係を示すグラフである。

【図１１】 従来の波形読み出しの例を示す。図１１
（Ａ）は、波形メモリに録音された原波形を示す概念図
であり、図１１（Ｂ）は、原波形よりも１オクターブ下
の楽音を生成する際の読み出し波形を示す概念図であ
る。

【符号の説明】

１ 演奏手段、 ２ 読み出し手段、 ３ 波形メ
モリ、 ４ 立ち上がり時間制御部、 ５ エンベ
ロープ発生器、 ６ 乗算器、 ７ Ｄ／Ａ変換器
（ＤＡＣ）、 ８ サウンドシステム、 １１ 鍵
盤、 １２ＣＰＵ、 １３ ＲＯＭ、 １４ Ｒ
ＡＭ、 １５ パネル表示器、１６ パネルスイッ
チ、 １７ 音源、 １８ 波形メモリ、 １９
Ｄ／Ａ変換器（ＤＡＣ）、 ２０ サウンドシステ
ム、 ２１ マイコンバス、 ２５ 制御レジス
タ、 ２６ アドレス発生器、 ２７ 補間器、２
８ エンベロープ発生器、 ２９ 乗算器、 ３０
チャンネル累算器、 ３１，３３，３５ アタック
波形、 ３２，３４，３６ ループ波形、４１ アタ
ック波形、 ４２ ループ波形

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の音高の楽音に対し共通であり、か
   つ楽音の立ち上がり部を含む波形データを記憶するため
   の記憶手段（３）と、 楽音の音高および発生を指示するための発音指示手段
   （１）と、 前記発音指示手段により指示される音高に応じて、前記
   記憶手段に記憶されている波形データの読み出し速度を
   指定する速度指定手段と、 前記発音指示手段により指示される音高に応じて、前記
   記憶手段に記憶されている波形データの読み出し開始位
   置を指定する位置指定手段と、 前記発音指示手段による楽音発生の指示に応じて、前記
   速度指定手段により指定される読み出し速度で前記位置
   指定手段により指定される読み出し開始位置から前記記
   憶手段に記憶されている波形データを読み出す読み出し
   手段（２）とを有し、 前記読み出し手段は、前記読み出し速度及び前記読み出
   し開始位置に基づいて波形データを読み出すことによ
   り、楽音の音高及び立ち上がり時間を制御することを特
   徴とする楽音発生装置。
2. 【請求項２】 さらに、前記読み出し手段が立ち上がり
   部の波形データの読み出しを終了するタイミングに同期
   して、所定の音量エンベロープレベルに達するように、
   該立ち上がり部の音量エンベロープの生成を行うエンベ
   ロープ生成手段（５）と、 前記読み出し手段により読み出される波形データに前記
   エンベロープ生成手段により生成される音量エンベロー
   プを付与して楽音を生成する楽音生成手段（６）とを有
   する請求項１記載の楽音発生装置。