JP2950461B2

JP2950461B2 - 楽音発生装置

Info

Publication number: JP2950461B2
Application number: JP6139613A
Authority: JP
Inventors: 太一小杉
Original assignee: Kawai Musical Instrument Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Kawai Musical Instrument Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1994-05-31
Filing date: 1994-05-31
Publication date: 1999-09-20
Anticipated expiration: 2014-09-20
Also published as: JPH07325581A; US5689079A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子楽器等に用いる楽音
発生装置に関し、特に楽音発生装置の発音開始時の制御
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子楽器等の楽音発生装置におい
ては、楽音波形のサンプル値を波形メモリに記憶してお
き、この波形データを所望の音高に対応した読み出し周
波数（アドレス間隔）で読み出すことにより楽音を発生
する方式があり、この方式の楽音発生回路においては、
ノイズを低減するために、読み出されたサンプル値の補
間演算を行うものがあった。サンプル値の補間演算を行
うためには、発生すべき楽音波形の位相情報の近傍（少
なくとも前後）の複数サンプル値が必要である。近年、
楽音発生回路において楽音発生チャネル数が増大してい
るために、各発生チャネルの時分割演算タイミングに同
期して、補間に必要な全ての波形サンプル値を波形メモ
リから読み出すことは、非常に高速のメモリを必要と
し、経済的ではない。

【０００３】そこで、その時点までに読み出された位相
情報近傍の複数サンプル値を一時的に蓄積しておく記憶
手段をチャネルごとに設け、この記憶手段の内容を用い
て補間演算を行う方式がある。この記憶手段の内容の更
新は、発生すべき楽音波形の位相情報の整数部（即ち波
形メモリの読み出しアドレス）が歩進したときに行われ
る。しかし、この方式においては、発音開始時におい
て、記憶手段の内容がその発音とは無関係な値となって
いるために、補間結果が不正な値となってしまうという
問題点があった。そこで、この問題を解決するために、
記憶手段の内容を例えば０にリセットしてしまう方法も
提案されているが、この方法においては楽音の立ち上が
り特性を損なうという問題点があった。

【０００４】更に別の方法として、特開平３−２６９５
９７号公報に開示されているような方法がある。即ち、
発音開始時のみは、波形メモリの波形読出しアドレスを
指定する波形アドレス発生手段の動作態様を、これに続
く発音中のそれとは異なるように変更し、さらに具体的
にいえば、発音開始時には正常な補間演算のために必要
な複数の波形サンプル値を波形メモリから読み出すため
の複数のアドレスを短時間に連続して発生するように
し、これに基づいて読出された複数の波形サンプル値を
補間演算のための一時記憶手段に短時間で転送するよう
にしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記したような従来の
楽音発生装置において、特に最後に述べた方式において
は高速のメモリを用いる必要もなく、また立ち上がり特
性も損なわないが、この方式を実現するためには、複雑
な波形メモリ読み出しアドレス発生回路を必要とすると
いう問題点があった。具体的にいえば、アドレス発生回
路の動作態様がキーオンに応答する発音開始時とその後
の発音中とで異なるので、そのように切換可能にする回
路構成や制御手段が複雑になるという問題点があった。
本発明の目的は、前記のような従来技術の問題点を改良
し、アドレス発生回路の構成や動作の複雑化をもたらす
ことなしに、発音開始時の補間演算がその後の発音中と
同様に実行されて楽音の立ち上がり特性が損なわれるこ
とのない楽音発生装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、楽音波形のサ
ンプル値を記憶する波形記憶手段と、前記波形記憶手段
の波形読出しアドレスを生成するアドレス発生手段と、
前記波形読出しアドレスに基づいて順次読出された複数
のサンプル値を一時的に記憶する一時記憶手段と、前記
一時記憶手段に記憶された複数のサンプル値を基に楽音
波形の補間演算を行う補間手段と、楽音の発生動作を制
御する主制御手段とを有する楽音発生装置において、発
音開始時において補間演算に必要なサンプル初期値が、
前記アドレス発生手段で生成された波形読出アドレスに
基づいて読出されて前記一時記憶手段に書き込まれるの
ではなく、前記主制御手段によって前記一時記憶手段に
直接書き込まれることを特徴とする。また本発明は、前
記サンプル初期値を記憶し、かつ前記主制御手段によっ
てアクセス可能な第２記憶手段と、発音開始時に、前記
第２記憶手段から前記サンプル初期値を読み出し、前記
一時記憶手段に書き込むための転送手段とをさらに具備
したことを特徴とする。

【０００７】

【作用】本発明はこのような手段により、発音開始時に
は、楽音発生動作を制御する主制御装置であるマイクロ
プロセッサによって、補間演算に必要な複数のサンプル
初期値がサンプル値一時記憶手段に書き込まれるので、
最初の出力から正しい補間演算が実行可能となり、楽音
波形の立ち上がり特性が損なわれることがなくなる。本
発明は、補間演算のためのサンプル値一時記憶手段に、
主制御装置から前記サンプル初期値を書き込むための回
路を付加するのみで実施可能であるから、波形メモリ読
み出しアドレス発生回路に何らかの回路や機能を付加す
る必要は全くなく、波形メモリ読み出しアドレス発生回
路は従来どおり、発音開始から同じ動作態様を維持する
ことができる。また、主制御装置は通常マイクロプロセ
ッサ（ＣＰＵ）によって構成されているので、発音開始
時に補間演算に必要な複数のサンプル初期値を、例えば
プログラム用のＲＯＭに記憶しておけば、新たなメモリ
は不要である。さらに、ＲＯＭに記憶した複数のサンプ
ル初期値のデータを波形メモリに重複して記憶する必要
がないことは当然である。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳
細に説明する。図２は本発明を適用した電子楽器のハー
ドウェア構成を表すブロック図である。ＣＰＵ１はキー
アサイン、発音制御など電子楽器全体の楽音発生動作制
御を行うマイクロプロセッサ（すなわち、主制御手段）
である。また、タイマ割り込み回路も内蔵している。Ｒ
ＯＭ２には、制御プログラム、音色パラメータ、周波数
情報テーブル、効果付加回路の動作制御マイクロプログ
ラム、自動演奏用の演奏データ等が格納されている。音
色パラメータは、波形のアドレス情報、本発明に関わる
波形サンプル初期値、波形のサンプリングレート、エン
ベロープ制御情報等からなる。また周波数情報テーブル
は音高（キーナンバ）および波形のサンプリングレート
から波形の読み出し周波数（アドレス間隔）を決定する
ためのデータテーブルである。

【０００９】ＲＡＭ３には、楽器内の各種制御データ、
パネル回路４の現在状態、入力された演奏データ等が記
憶される。パネル回路４は、音色選択スイッチ、効果選
択スイッチ、効果付加量設定スイッチ、音量設定スイッ
チ等の各種スイッチ、ＬＥＤあるいはＬＣＤ等の表示装
置、およびそれらのインターフェース回路からなる。鍵
盤回路５は、例えばそれぞれ２つのスイッチを有する複
数の鍵と、該スイッチの状態を読み取るスキャン回路、
スイッチの状態変化に応じてキーオン、オフを検出する
キーイベント検出回路、押鍵の強さを検出するタッチ検
出回路などからなる。

【００１０】楽音発生回路６は、例えば予め波形が記憶
されている波形ＲＯＭ８から、入力された演奏情報の音
高に対応したアドレス間隔で波形情報を読み出し、デジ
タル楽音信号を発生する回路であり、時分割動作によ
り、同時に６４チャネルの楽音信号を独立して発生させ
る。効果付加回路７は、楽音信号に例えば残響効果を付
加するための回路であり、後述するように演算回路等か
ら構成されており、信号遅延手段として遅延ＲＡＭ９を
用いる。なお、図２に点線で示すように、楽音発生回路
６と効果付加回路７を１つのＬＳＩにした場合に、端子
数の減少を図るために、ＣＰＵ１との接続（バス１２）
と共に波形ＲＯＭ８、遅延ＲＡＭ９との接続もメモリバ
ス１３によるバス接続構成をとっている。

【００１１】Ｄ／Ａ変換器１０はデジタル楽音信号をＤ
／Ａ変換する。サウンドシステム１１は、アンプ、スピ
ーカ（あるいはヘッドホン、イヤホン等）からなり、楽
音信号を増幅し、楽音を発生する。なおこの他に、ＭＩ
ＤＩインターフェース回路、フロッピィディスク、メモ
リカード等の記憶媒体のドライバ（読み取り、書き込み
装置）等を備えてもよい。

【００１２】図１は、楽音発生回路６の構成を示すブロ
ック図である。波形アドレス発生回路２０は、詳細は後
述するが、ＣＰＵ１からセットされた、発音したい楽音
の周波数に比例した周波数情報を累算して、波形ＲＯＭ
８から波形サンプル値を読み出すためのアドレスＷＡを
各チャネルごとに時分割出力する。また補間用に楽音信
号の位相情報の小数部（アドレスの小数部）ｆｒおよび
整数部ｉの歩進信号ｉｎｃを出力する。サンプル補間回
路２１は、詳細はやはり後述するが、波形ＲＯＭ８から
読み出された複数の波形サンプル値を一時的に記憶し、
波形アドレス発生回路２０から出力される位相情報の小
数部ｆｒを基に、波形サンプル値の補間演算を行い、位
相情報に対応したサンプル値出力Ｗ（ｉ＋ｆｒ）を出力
する。

【００１３】エンベロープ発生回路２２は、ＣＰＵ１か
らセットされたパラメータに基づき周知の方式により所
望のエンベロープ信号を発生する。乗算器２３は、補間
回路２１からのサンプル値出力Ｗとエンベロープ信号と
を乗算して、デジタル楽音信号を生成し、効果付加回路
７に出力する。インターフェース回路２４は、ＣＰＵ１
からのデータ転送を楽音発生回路６内の動作タイミング
に同期させるための同期回路等からなり、セットされる
データは内部バスＣＤによって各回路に供給される。タ
イミング制御回路２５は、各チャネルの時分割演算タイ
ミングを指定するカウンタを含み、楽音発生回路６の動
作タイミングを制御するクロック、アドレス、ラッチ信
号等を発生する。

【００１４】図３は、メモリバス１３に関連する回路を
示すブロック図である。図２には図示していないが、楽
音発生回路６および効果付加回路７とメモリバス１３と
の間にはアドレス制御回路３０が存在する。この回路
は、楽音発生回路６から出力される波形ＲＯＭ８の読み
出しアドレスＷＡと、効果付加回路７から出力される遅
延ＲＡＭ９の読み出しあるいは書き込みアドレスＤＡと
を入力し、共通のアドレス信号ＭＡと個別のイネーブル
信号−ＣＥＤ、−ＣＥＷを出力する。

【００１５】図４は、アドレス信号ＭＡと各イネーブル
信号の関係を示すタイミングチャートである。ＭＡには
ＷＡとＤＡとが交互に出力され、１サンプリング周期に
おいて、ＷＡ（０）からＷＡ（６３）までの全チャネル
の波形サンプル値が読み出される。また、ＷＡ出力時に
は−ＣＥＷが０（有効）となり、ＤＡ出力時には−ＣＥ
Ｄが０（有効）となる。波形ＲＯＭ８からは−ＣＥＷに
同期して波形サンプル値がデータバスＭＤに読み出さ
れ、楽音発生回路６に取り込まれると共に、効果付加回
路７は−ＣＥＤに同期して遅延ＲＡＭ９にアクセスす
る。

【００１６】図５は、図１の波形アドレス発生回路２０
の構成を示すブロック図である。ＦＮ−ＲＡＭ４０は、
波形読み出し周波数（アドレス間隔）情報（当実施例で
は１より小さい値をとる）をチャネルごとに記憶する６
４ワードのメモリであり、このメモリの内容はＣＰＵ１
によって設定される。ＣＰＵ１による書き込み以外の場
合は、チャネル指定カウンタによりアドレスが指定さ
れ、読み出された周波数情報はレジスタ４１にラッチさ
れ、加算器４２によって位相情報の小数部ｆｒと加算さ
れる。加算器４２は、加算結果の小数部のみを出力し、
また加算結果が１以上になった場合には、キャリー（桁
上がり）信号を歩進信号ｉｎｃとして出力する。加算器
４２の出力は、新たな位相情報の小数部ｆｒとして、セ
レクタ（ＳＥＬ）４３を介してΣａＦ−ＲＡＭ４４に書
き込まれる。なおセレクタ４３は、ＣＰＵ１がＲＡＭ４
４にデータをセットする場合に切り替わる。

【００１７】歩進信号ｉｎｃはインクリメンタ（＋１加
算器）４６を起動し、インクリメンタ４６は現在の読み
出しアドレスＷＡに１を加算した値をコンパレータ５１
およびセレクタ４７に出力する。なお歩進信号ｉｎｃが
発生されない場合にはインクレメンタ４６はＷＡをその
まま出力する。コンパレータ５１はインクリメンタ４６
の出力と、ＬＥ−ＲＡＭ５４から読み出されたループエ
ンドアドレスとを比較する。そして、比較結果が不一致
であれば、インクリメンタ４６の出力値をセレクタ４７
が出力するように、また一致した場合にはＬＴ−ＲＡＭ
５２から読み出されたループトップアドレスが出力され
るように、セレクタ制御信号を発生する。セレクタ４７
の出力は新たな読み出しアドレスＷＡとしてΣａＩ−Ｒ
ＡＭ４９に記憶される。ΣａＩ−ＲＡＭ４９は、楽音波
形の位相情報の整数部ｉをチャネルごとに記憶する６４
ワードのＲＡＭである。波形アドレスＷＡは、補間のた
めの先読みが必要なために、厳密にはＷＡ＝ｉ＋３とな
るように設定される（発音開始時にＣＰＵが開始アドレ
ス情報として設定する。）。なお５個のＲＡＭの内容
は、全てＣＰＵ１から内部バスＣＤを介して設定可能で
ある。

【００１８】図１１は、波形ＲＯＭ８に記憶されている
波形データを示す概念図である。１つの音色に対応する
波形データは、記憶容量を削減するために、発音開始か
ら所定の長さだけ記憶されており、後半の音色変化のほ
とんど無い部分の先頭にループトップアドレスが設定さ
れている。読み出し時には開始アドレスから読み出しを
開始し、音色変化の大きな前半のアタック部分は１度だ
け読み出し、ループエンドアドレスに達すると、再びル
ープトップアドレスに戻って、音色変化のほとんど無い
部分の波形の読み出しを必要なだけ繰り返す。（図１１
における波形は説明用であり、実際のものとは異なる）次に補間について説明する。図１２は、補間演算を説明
するための概念図である。図１２（Ｊ）は、発音開始時
（図１１のＪ）における波形サンプル値と出力楽音信号
レベルの関係を示しており、図１２（Ｋ１）、（Ｋ２）
は途中の場合を示している。この実施例においては、４
つのサンプリング値を用いて補間を行っている。今、連
続した４つのサンプリング値をＷ（ｉ−１）、Ｗ
（ｉ）、Ｗ（ｉ＋１）、Ｗ（ｉ＋２）とし、位相情報の
小数部ｆｒによって決まる補間係数をＣ（ｉ−１）、Ｃ
（ｉ）、Ｃ（ｉ＋１）、Ｃ（ｉ＋２）とすると、補間出
力は下記の式によって決定できる。（＊は乗算を表
す。）Ｗ（ｉ＋ｆｒ）＝Ｃ（ｉ−１）＊Ｗ（ｉ−１）＋Ｃ
（ｉ）＊Ｗ（ｉ）＋Ｃ（ｉ＋１）＊Ｗ（ｉ＋１）＋Ｃ
（ｉ＋２）＊Ｗ（ｉ＋２）。

【００１９】この、補間係数Ｃは、ラグランジュ補間で
は、Ｃ（ｉ−１）＝（１／６）＊（ｆｒ＊（ｆｒ＊（ｆ
ｒ＊（−１）＋３）−２）＋０）、Ｃ（ｉ）＝（１／
２）＊（ｆｒ＊（ｆｒ＊（ｆｒ＊（１）−２）−１）＋
２）、Ｃ（ｉ＋１）＝（１／２）＊（ｆｒ＊（ｆｒ＊
（ｆｒ＊（−１）＋１）＋２）＋０）、Ｃ（ｉ＋２）＝
（１／６）＊（ｆｒ＊（ｆｒ＊（ｆｒ＊（１）＋０）−
１）＋０）となり、またＢスプライン曲線による補間で
はＣ（ｉ−１）＝（１／６）＊（ｆｒ＊（ｆｒ＊（ｆｒ
＊（−１）＋３）−３）＋１）、Ｃ（ｉ）＝（１／６）
＊（ｆｒ＊（ｆｒ＊（ｆｒ＊（３）−６）＋０）＋
４）、Ｃ（ｉ＋１）＝（１／６）＊（ｆｒ＊（ｆｒ＊
（ｆｒ＊（−３）＋３）＋３）＋１）、Ｃ（ｉ＋２）＝
（１／６）＊（ｆｒ＊（ｆｒ＊（ｆｒ＊（１）＋０）＋
０）＋０）となる。本発明においてはいずれの係数（あ
るいはその他の係数）も利用可能である。

【００２０】図１２（Ｋ１）において、波形ＲＯＭ８に
は、アドレスの整数部分（ｉ）に対応するサンプル値の
みが記憶されている。位相情報（アドレス）の現在値が
ｉ＋ｆｒである場合に、現在値Ｑのレベルは、前述した
式により、（ｉ−１）から（ｉ＋２）までの４つのサン
プル値およびｆｒから求められる。そして、図１２（Ｋ
２）に示すように、アドレスが累算されて位相情報が
（ｉ＋１）を超えると歩進信号ｉｎｃが発生し、現在値
Ｒ（ｉ＋１＋ｆｒ）の補間に必要な（ｉ＋３）のサンプ
ル値が波形メモリ８から読み出されてサンプル補間回路
に蓄積される。なお、ｉから（ｉ＋２）までのサンプル
値はすでに読み出されて、蓄積されている。

【００２１】図１２（Ｊ）は発音開始時の状態を示して
おり、現在値Ｐがアドレスの０と１の間にある場合に、
補間演算を行うためには−１、０、１、２の４つのアド
レス値に対応するサンプル初期値Ｗ-1、Ｗ0 、Ｗ1 、Ｗ
2 が必要となる。ところが発音開始時にはサンプル値が
読み出されていないために、正しい補間演算を行うこと
ができない。そこで、発音開始時にはＣＰＵ１からサン
プル補間回路２１の一時記憶メモリ６２、６５、６８、
７１（図６）に、補間演算に必要なサンプル初期値を転
送するように構成する。またこのために必要なサンプル
初期値は、例えばＲＯＭ２内に格納しておく。従って、
波形ＲＯＭ８にはアドレス３に対応するデータＷ3 以降
を記憶しておき、Ｗ-1からＷ2 までをＲＯＭ２に記憶し
ておけばよい。なお、発音開始時に１つのサンプル値は
波形ＲＯＭ８から読み出して利用可能であるとすれば、
アドレス２に対応するデータＷ2 以降を波形ＲＯＭ８に
記憶しておけばよく、またアドレス０に対応する最初の
サンプル値Ｗ0 は必ず０であるとすれば、Ｗ0 はＲＯＭ
２に記憶しておく必要はない。

【００２２】図６は、サンプル補間回路２１の構成を示
すブロック図である。４つのＲＡＭ６２、６５、６８、
７１はそれぞれ波形ＲＯＭ８から読み出した波形サンプ
ル値をチャネルごとに記憶する６４ワードの一時記憶メ
モリである。現在のアドレスの整数部がｉである場合
に、Ｗ（ｉ＋２）ＲＡＭ６２はサンプル値Ｗ（ｉ＋２）
を記憶しており、以下同様に、Ｗ（ｉ＋１）ＲＡＭ６５
はＷ（ｉ＋１）を、Ｗ（ｉ）ＲＡＭ６８はＷ（ｉ）を、
Ｗ（ｉ−１）ＲＡＭ７１はＷ（ｉ−１）を記憶してい
る。歩進信号ｉｎｃが発生すると、タイミング制御回路
２５から書き込み信号ＷＲが出力され、Ｗ（ｉ＋２）Ｒ
ＡＭ６２には波形ＲＯＭ８から読み出されたデータＭＤ
（＝Ｗ（ｉ＋３））が書き込まれ、後続するＷ（ｉ＋
１）ＲＡＭ６５にはＷ（ｉ＋２）が、Ｗ（ｉ）ＲＡＭ６
８にはＷ（ｉ＋１）が、Ｗ（ｉ−１）ＲＡＭ７１にはＷ
（ｉ）が書き込まれる。

【００２３】なお、発音開始時には各ＲＡＭ内には無関
係なデータが残っているので、ＣＰＵ１から必要なサン
プル値を内部バスＣＤ、セレクタ（ＳＥＬ）６１、６
４、６７、７０を経由して各ＲＡＭ内に転送する。レジ
スタ６３、６５、６９、７２はそれぞれ各ＲＡＭの出力
を保持するたものものであり、レジスタ６０はメモリバ
ス１３から波形サンプル値データをラッチするためのも
のである。

【００２４】Ｃ（ｉ＋２）ＲＯＭ７８、Ｃ（ｉ＋１）Ｒ
ＯＭ７９、Ｃ（ｉ）ＲＯＭ８０、Ｃ（ｉ−１）ＲＯＭ８
１は、それぞれ前述した補間係数Ｃ（ｉ＋２）、Ｃ（ｉ
＋１）、Ｃ（ｉ）、Ｃ（ｉ−１）を記憶するＲＯＭであ
り、位相情報ｆｒをアドレスとして、対応する補間係数
が読み出される。乗算器７３、７４、７５、７６はそれ
ぞれ読み出された補間係数と各ＲＡＭから読み出された
補間用サンプル値とを乗算する。各乗算器の出力は加算
器７７によって加算され、補間されたサンプル値Ｗ（ｉ
＋ｆｒ）が出力される。

【００２５】図７は、効果付加回路７の構成を示すブロ
ック図である。インターフェース回路９０は、バス１２
とのインターフェースを行い、ＣＰＵ１からのデータ転
送を効果付加回路７内の動作タイミングに同期させるた
めの同期回路等からなり、データは各パラメータＲＡＭ
９１、９２あるいは演算動作制御回路１００に供給され
る。演算動作制御回路１００は、例えば動作制御マイク
ロプログラムを記憶するインストラクションメモリと、
読み出されたインストラクションをデーコードするイン
ストラクションデコーダ等からなり、効果付加回路７の
演算動作を制御する各種制御信号を発生する。

【００２６】本実施例ではインストラクションメモリは
ＲＡＭで構成されており、その内容はＣＰＵ１によって
設定される。なお効果付加回路７の演算動作態様を変更
する必要がない場合にはインストラクションメモリをＲ
ＯＭにするか、あるいは制御回路をワイヤードロジック
で設計してもよい。パラメータＲＡＭ９１、９２はそれ
ぞれメインおよびサブ演算回路９３、９４のための演算
用パラメータを記憶するメモリであり、記憶されるパラ
メータとしては、入出力の利得係数、フィルタ係数、残
響音作成演算のための各種係数、楽音信号の遅延長（遅
延サンプル数）等がある。これらのパラメータはインタ
ーフェース回路９０を介して、ＣＰＵ１からセットされ
る。

【００２７】メインおよびサブ用のレジスタファイル９
５、９６は、主に演算途中のデータを一時的に保管する
ための複数のレジスタからなり、１、２次程度のＩＩＲ
フィルタを実現する際の遅延手段としても利用される。
また入力レジスタ９９、出力レジスタ９８、外部メモリ
インターフェース回路９７、あるいはレジスタファイル
間でのデータの授受も行う。メイン用のレジスタファイ
ル９５は３２ビット程度、サブ用は２０ビット程度の語
長を有している。外部メモリインターフェース回路９７
はメモリバス１３に接続されている遅延ＲＡＭ９のアク
セス制御回路であり、遅延ＲＡＭ９のアドレス情報ＤＡ
を出力し、メモリバスに書き込みデータを送出するか、
あるいは読み出されたデータを取り込んでレジスタファ
イル９５に転送する。

【００２８】メインおよびサブ演算回路９３、９４は例
えば図８に示すような構成を有している。図８におい
て、乗算器１０１はレジスタファイルからのデータとパ
ラメータＲＡＭからのデータとを乗算し、バレルシフタ
１０２に出力する。バレルシフタ１０２は入力データを
所望の桁だけシフトして加算器１０３に出力する。加算
器１０３はアキュムレータ１０４の出力とバレルシフタ
１０２の出力とを加算し、アキュムレータ１０４に出力
する。アキュムレータ１０４は一時的なデータ保管用レ
ジスタであり、その出力はレジスタファイルにも出力さ
れる。

【００２９】図９は、図７の効果付加回路における効果
付加処理の演算内容を示す機能ブロック図である。Ａブ
ロックにおいては、楽音発生回路６から発生された複数
のチャネルの楽音信号は乗算器１１０により、それぞれ
所望のゲイン比に対応した係数を乗算され、加算器１１
１によって加算、合成される。なお、図９における三角
形は全て乗算器、丸にプラスは加算器である。Ｂブロッ
クにおいても、同様の演算が行われるが、乗算器の係数
はそのチャネルの信号をどの程度残響音作成部に入力さ
せるかを決定する。Ｃブロックにおいては、Ａブロック
およびＤブロックから発生された楽音信号が、それぞれ
残響音の混合比に対応した係数を乗算され、加算器によ
って加算されて、出力信号が得られる。以上のＡ、Ｂ、
Ｃブロックの演算はサブ演算回路９４によって実行さ
れ、そのために、サブ演算回路９４は乗算器が１６×１
２ビット、加算器が２４ビット程度の精度を有してい
る。

【００３０】Ｄブロックにおいては、残響音作成処理が
行われる。残響音の作成方式は各種提案されているが、
その一例を示すと、遅延時間がそれぞれ異なる複数の遅
延素子１１２（遅延ＲＡＭ９により実現されている）に
より遅延された信号にそれぞれ所定の係数を乗算し、各
乗算器の出力信号をそれぞれの遅延素子の入力信号に加
算すると共に、各遅延素子の出力信号を加算、合成する
ことによって残響音を作成する。この残響音作成演算は
メイン演算回路９３により実行される。そして、図示し
たような残響音の作成、あるいはＩＩＲフィルタ等のフ
ィードバックループを含む演算には大きな演算精度が要
求される。従って、メイン演算回路９３は乗算器が２４
×１６ビット、加算器が３６ビット程度の精度を有して
いる。また一般に遅延ＲＡＭとしては数百〜数万サンプ
ルを遅延させる必要がある。

【００３１】図１０は、本発明を適用した電子楽器のＣ
ＰＵ１のメイン処理を示すフローチャートである。電源
が投入されると、ステップＳ１においては、ＣＰＵ１、
ＲＡＭ３、楽音発生回路６、効果付加回路７内のレジス
タやメモリが初期化される。ステップＳ２においては、
パネルイベントが有るか否かが判定され、結果が肯定で
あればステップＳ３に移行する。パネルイベントとはパ
ネル上のスイッチ等の状態変化（オフからオン、あるい
はその逆）のことである。ステップＳ３においては、各
スイッチの状態変化に基づき、対応するパネルイベント
処理が行われる。

【００３２】ステップＳ４においては、キーイベントが
有るか否かが判定され、結果が否定の場合にはステップ
Ｓ１４に移行するが、肯定の場合にはステップＳ５に移
行する。ステップＳ５においては、キーナンバ情報およ
びタッチ情報を生成し、ステップＳ６においては、キー
イベントがキーオンであるか否かが判定され、結果が肯
定であればステップＳ８に移行するが、否定であればス
テップＳ７に移行する。ステップＳ７においては、発音
終了処理が実行され、発音が十分に減衰すると、チャネ
ルの割り当てが解除される。ステップＳ６においてキー
オンであった場合にはステップＳ８に移行し、キーオン
に対応する発音が、楽音発生回路６の空いている楽音発
生チャネルに割り当てられる。

【００３３】ステップＳ９においては、キー情報、タッ
チ情報に基づき、楽音の周波数、音色、エンベロープ情
報等を決定する。ステップＳ１０においては、音色情報
等によって決定される読み出し開始アドレス、ループト
ップアドレス、ループエンドアドレスを、それぞれ波形
アドレス発生回路２０内のΣａＩ−ＲＡＭ４９、ＬＴ−
ＲＡＭ５２、ＬＥ−ＲＡＭ５４に設定する。ステップＳ
１１においては、例えばＲＯＭ２に格納されている、ス
テップＳ１０の読み出し開始アドレスに対応した波形サ
ンプル初期値をサンプル補間回路２１内の各ＲＡＭ（す
なわち、サンプル値一時記憶メモリ）に設定する。ステ
ップＳ１２においては、周波数情報を波形アドレス発生
回路２０内のＦＮ−ＲＡＭ４０に設定する。ステップＳ
１３においては、エンベロープ情報をエンベロープ発生
回路２２に設定する。ステップＳ１４においては、ＭＩ
ＤＩ処理、自動演奏処理、効果付加処理等が実行され、
ステップＳ２に戻る。

【００３４】以上、実施例を説明したが、次のような変
形例も考えられる。補間演算については、前後の４サン
プル値を用いる例を開示したが、例えば前後の２サンプ
ル以上の任意の数のサンプル値を用いた補間演算が可能
である。補間係数ＣはＲＯＭに記憶させておく例を開示
したが、位相情報の小数部ｆｒから前述した式に基づき
演算によって求めることもできる。波形メモリがＣＰＵ
からアクセス可能であれば、発音開始時に補間演算に必
要な複数の波形サンプル値は波形メモリに記憶しておけ
ばよい。効果付加回路としては残響音の付加回路を開示
したが、例えば効果付加回路のマイクロプログラムを変
更することにより、フィルタ処理等の任意の効果付加処
理が実施可能である。

【００３５】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の楽音発生装
置によれば、発音開始時に、主制御装置であるＣＰＵが
補間演算に必要な複数のサンプル初期値を補間手段の一
時記憶メモリに書き込むので、最初の出力から正しい補
間演算が実行可能となり、立ち上がり特性が損なわれる
ことがなくなる。また本発明は、波形メモリ読み出しア
ドレス発生回路には何ら回路を付加することなく、サン
プル値補間回路内の一時記憶手段に主制御装置からデー
タ（サンプル初期値）を書き込むための回路またはソフ
トウェアを追加するのみで実施可能である。また、前記
主制御装置は通常マイクロプロセッサ（ＣＰＵ）により
構成されているので、発音開始時に補間演算に必要な複
数の波形サンプル初期値を、例えばプログラム用のＲＯ
Ｍに記憶しておけば、新たなメモリは不要である。さら
に、波形メモリにはＲＯＭに記憶したデータは重複して
記憶する必要はない。前記波形アドレス発生回路は、楽
音発生開始時もその後の発音継続中も、常時一定の態様
で読出アドレス生成動作をして波形メモリから楽音波形
デ−タを順次読出し、これを前記一時記憶手段に供給す
ればよいので、従来技術では不可能であった、発音開始
直後の補間演算を正確にすることと、波形アドレス発生
回路などの動作や制御の複雑化を防止することとを両立
させることが容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】楽音発生回路６の構成を示すブロック図であ
る。

【図２】本発明の電子楽器のハードウェア構成を表すブ
ロック図である。

【図３】メモリバス１３に関連する回路を示すブロック
図である。

【図４】アドレス信号ＭＡと各イネーブル信号の関係を
示すタイミングチャートである。

【図５】波形アドレス発生回路２０の構成を示すブロッ
ク図である。

【図６】サンプル補間回路２１の構成を示すブロック図
である。

【図７】効果付加回路７の構成を示すブロック図であ
る。

【図８】演算回路の構成を示すブロック図である。

【図９】効果付加処理の演算内容を示す機能ブロック図
である。

【図１０】電子楽器のＣＰＵ１のメイン処理を示すフロ
ーチャートである。

【図１１】波形ＲＯＭ８に記憶されている波形データを
示す概念図である。

【図１２】補間演算を説明するための概念図である。

【符号の説明】

１…ＣＰＵ、２…ＲＯＭ、３…ＲＡＭ、４…パネル回
路、５…鍵盤回路、６…楽音発生回路、７…効果付加回
路、８…波形ＲＯＭ、９…遅延ＲＡＭ、１０…Ｄ／Ａ変
換器、１１…サウンドシステム、１２…バス、１３…メ
モリバス

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】楽音波形のサンプル値を記憶する波形記憶
手段と、前記波形記憶手段の波形読出しアドレスを生成するアド
レス発生手段と、前記波形読出しアドレスに基づいて順次読み出された複
数のサンプル値を一時的に記憶する一時記憶手段と、前記一時記憶手段に記憶された複数のサンプル値を基に
楽音波形の補間演算を行う補間手段と、楽音の発生動作を制御する主制御手段とを有する楽音発
生装置において、発音開始時において補間演算に必要なサンプル初期値の
少なくとも一部は、前記アドレス発生手段で生成された
波形読出アドレスに基づいて読み出されて前記一時記憶
手段に書き込まれるのではなく、前記主制御手段によっ
て前記一時記憶手段に直接書き込まれることを特徴とす
る楽音発生装置。
【請求項２】前記サンプル初期値を記憶し、かつ前記主
制御手段によってアクセス可能な第２記憶手段と、発音開始時に、前記第２記憶手段から前記サンプル初期
値を読み出し、前記一時記憶手段に書き込むための転送
手段とをさらに具備したことを特徴とする請求項１に記
載の楽音発生装置。
【請求項３】前記第２記憶手段に記憶されるサンプル初
期値データは前記波形記憶手段に記憶される波形サンプ
ル値データとは重複せず、かつこれと連続していること
を特徴とする請求項２に記載の楽音発生装置。
【請求項４】前記第２記憶手段は、前記主制御手段のた
めのプログラムを記憶するプログラム記憶手段であるこ
とを特徴とする請求項２または３に記載の楽音発生装
置。
【請求項５】発音開始時に生成される波形読出しアドレ
スに基づいて読出されたサンプル値が、前記サンプル初
期値に加えて前記一時記憶手段に記憶され、前記サンプ
ル初期値と共に、発音開始時の補間演算に使用されるこ
とを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の楽
音発生装置。
【請求項６】前記波形記憶手段は前記主制御手段からア
クセス可能であり、前記第２記憶手段が前記波形記憶手
段内に設定されたことを特徴とする請求項２ないし５の
いずれかに記載の楽音発生装置。