JP2972431B2

JP2972431B2 - 音響発生装置

Info

Publication number: JP2972431B2
Application number: JP4054506A
Authority: JP
Inventors: 勉斉藤
Original assignee: Kawai Musical Instrument Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Kawai Musical Instrument Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1992-01-29
Filing date: 1992-01-29
Publication date: 1999-11-08
Anticipated expiration: 2014-11-08
Also published as: US5576685A; JPH05204387A

Description

【発明の詳細な説明】【産業上の利用分野】

【０００１】本願発明は公園や交差点等に設置する音響
発生装置に関するものであり、詳しくは周辺の騒音度、
湿度、温度、明るさ等の条件に合わせて、発生する音の
音量、音色（自然音も含む）、曲目、演奏テンポ等を制
御するものである。また、それと同時に前記環境情報と
時間情報とを利用して電気照明の制御を行なうものであ
る。

【従来の技術】

【０００２】従来の公共施設における音響発生装置は公
けに知らしめることをその使命としていた。例えば交差
点における信号（赤・青）に対応して異なる曲目を演奏
し、信号を見なくても「赤」か「青」かを知ることがで
きた。また、学校や公園に設置された音響施設等も定期
的に自動演奏を行なうものがあった。

【発明が解決しようとする課題】

【０００３】しかしながら、このような音響発生施設で
演奏されるのは常に決まった曲目を決まったテンポ、決
まった音量、決まった音色で発生するものであり、この
演奏を繰返し聞いていると人間は次第にこれを聞くこと
が苦痛になってくる。その原因は音量の大きさであった
り、あまりにも自然音からかけ離れた音色であったり、
あまりにデジタル的な演奏方法であったりする。

【０００４】「単調な繰返し演奏」という点に関しては
一長一短であり、その効用も否定できないが、その時そ
の時の環境を考慮せずに単調な繰返し演奏を行なうと人
間はそれが苦痛となる。また、演奏にランダム性（ゆら
ぎ等）を取り入れて単調さをなくすのにも限界がある。

【課題を解決するための手段】

【０００５】本願発明は、公共施設の音響発生装置が常
に決まった曲目を決まったテンポ、決まった音量、決ま
った音色で発音することにより人間に与えているストレ
スをなくすことを目的としている。

【０００６】そのために本願発明の音響発生装置は、そ
れを設置した場所の環境情報（騒音度、湿度、温度、明
るさ等）を入力して、環境情報に適合した音色（自然音
も含む）、音量、音程、曲目、発音スピード（演奏テン
ポ）にて発音するように制御している。また、その環境
情報と時間情報とを利用して電気照明の制御を行なって
いる。

【作用】

【０００７】環境情報入力装置からは複数の騒音情報、
温度・湿度情報、複数の輝度情報が入力され、複数入力
を有する騒音と輝度についてはそれぞれ一つの情報にま
るめられる。コントローラは前記環境情報を定期的に受
け取り、それらの情報に基づき外部記憶装置に記憶され
ている各種条件表（または計算式）を参照して楽音を調
整するための各種調整データ（曲目調整、音色調整、音
量調整、テンポ調整、残響調整等）を得て、楽音発生用
ＬＳＩや音響効果用ＤＳＰの各種パラメータを制御し、
Ｄ／Ａ変換の後にサンプルホールドして複数のスピーカ
から放音する。

【０００８】そのとき、各スピーカから発生される音は
騒音情報、温度・湿度情報、輝度情報等によりその曲
目、音量、音程、テンポ、残響等が調整され、聞いてい
る人間に優しい音となる。

【実施例】

【０００９】図１は本願発明のブロック図である。環境
情報検出装置１０は騒音度、温度、湿度、明るさ等の環
境情報を繰返し検出し、デジタル情報としてマイクロコ
ントローラ（以下コントローラと呼ぶ）３０に出力す
る。

【００１０】時間情報発生装置２０は水晶発振によるマ
スターＣＫから年月日と時間（年・日・時・分・秒）を
作成し、デジタル情報としてコントローラ３０に出力す
る。

【００１１】コントローラ３０はＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡ
Ｍとそれらを有機的に連結するためのアドレスデコーダ
やゲート群（図示しない）からなり、前記環境情報と時
間情報と後述するタイマー状態とアナウンス要求信号を
デジタル入力して、後述の外部記憶装置から対応する音
色（自然音を含む）、音量、音程、曲目、テンポにて発
音を行なうように後段の楽音発生装置６０、音響効果装
置７０に信号出力する。また、電気照明駆動装置１１０
に対しても照明駆動信号を出力する。ＲＯＭには基本的
な作動プログラムが格納されており、後述する外部記憶
装置に記憶された各種表やデータに従って処理する。

【００１２】タイマー４０はプリセッタブルカウンタか
らなり、曲情報を演奏する時に時間データを管理するた
めに使用される。そのため、コントローラ３０から送ら
れた演奏テンポに基づくプリセットデータをダウンカウ
ントして一定時間毎にコントローラ３０に対して割込信
号（ＩＮＴ１）を出力する。コントローラ３０はこの割
込信号を（４分音符／２４）という時間情報として利用
する。

【００１３】外部記憶装置５０は例えばＲＯＭカード、
磁気カード、フロッピーディスク、カセットテープ、光
ディスクであり、季節（春夏秋冬）や年によってその内
容を変更することを前提に着脱可能な記憶装置として設
計されている。

【００１４】この外部記憶装置５０には騒音条件表、温
度・湿度条件表、輝度条件表等が記憶されており、それ
らの表の中に時間調整データ、音量調整データ、音色選
択データ、テンポ調整データ、音高調整データが複数記
憶されている。また、その他に複数の演奏曲データ（テ
ンポスピードを含む）も記憶されている。

【００１５】楽音発生装置６０は楽音発生用ＬＳＩと音
色データ記憶用ＤＲＡＭ１からなり、コントローラ３０
から与えられた指示情報に基づき、時分割で１６ポリフ
ォニック音を発生し、それを４つのスピーカに分割する
ための系列加算を行なう。これら４つのスピーカに配分
される系列楽音データはそれぞれ異なる楽音データを出
力する。例えばスピーカ１とスピーカ３とで小鳥の雄と
雌の鳴き分けさせたり、またスピーカ１，２，３，４の
順で汽車が移動しているように発音させたりする。

【００１６】楽音発生装置６０における発音のためのサ
ンプル出力レート（出力サンプリング周波数）は５０Ｋ
Ｈｚである。また、１６音を同時発音可能（１６チャン
ネル音源）であるから１音あたりの波形読出し処理は数
式１のような時間内に行なう。また、系列毎の処理は数
式２のような時間内に行なう。

【数１】

【数２】従って後段の音響効果装置７０も５マイクロ秒単位で一
つの系列演算を終了する。

【００１７】音響効果装置７０はデジタル・シグナル・
プロセッサ（以下ＤＳＰと呼ぶ）と時系列に４系列の楽
音データを順次記憶するＤＲＡＭ２からなり、コントロ
ーラ３０から与えられた指示情報に基づき前記楽音発生
装置６０の出力する系列加算楽音信号Ａ（ｉ）に対し、
系列（ｉ）毎に残響特性を付加した音響信号Ｂ（ｉ）と
した後、その音響信号Ｂ（ｉ）とアナウンス信号Ｘとの
ミキシングを行なってミキシング信号Ｃ（ｉ）として出
力する。

【００１８】Ｄ／Ａ変換器８０は前記音響効果装置７０
の出力する４つのミキシング信号Ｃ（ｉ）を時分割でア
ナログ信号に変換し、サンプルホールドして出力する。
アンプ・スピーカ９０は前記サシプルホールドされたア
ナログ信号を増幅した後、それぞれのスピーカから放音
する。

【００１９】アナウンス装置１００は本願音響発生装置
に付属して利用され、定期的または緊急時に音響信号Ｂ
（ｉ）の音量を絞って、変りにマイク入力されたアナウ
ンス信号Ｘをアンプ・スピーカ９０に通して放音するも
のである。

【００２０】このアナウンス装置１００はマイク４、Ａ
／Ｄ変換器、定期アナウンス要求スイツチ、緊急アナウ
ンス要求スイツチとからなり、それらの要求スイツチ信
号は前記コントローラ３０の割込信号（ＩＮＴ２，ＩＮ
Ｔ３）となる。リバーブ効果回路とミキシング回路とは
１つのＤＳＰによって時分割で演算制御されており、ミ
キシング回路では通常演奏時に数式３、定期アナウンス
時に数式４、緊急アナウンス時に数式５を利用して処理
される。これらの数式３〜５は固定されたものではな
く、環境情報（特に騒音情報）に基づき変更制御するこ
とも可能である。

【数３】

【数４】

【数５】

【００２１】電気照明駆動装置１１０は本願音響発生装
置に付属して利用され、コントローラ３０は時間情報と
輝度情報の双方を利用して夕方一定の輝度を失った時か
ら翌朝一定の輝度を得るまで、この電気照明駆動装置１
１０に照明駆動信号を与える。

【００２２】

【表１】表１に環境情報に基づく音響制御情報並びに電気照明の
制御情報を示す。この表を参照すると午後２０時から午
前４時までは環境情報に変化があっても音響信号は出力
せず、また電気照明は輝度に関係なく点灯状態となる。

【００２３】表１の左方欄に記入された基本パターンは
外部記憶装置５０に複数個設けられており、作動させる
日にち（ＴＤｒｅｇの内容）によりそのパターンを選択
可能とする。選択した基本パターンによって曲目やその
曲を演奏する音色が変わる。時間的な要素変更と小鳥や
カラスの種類変更は季節（春夏秋冬）による外部記憶素
子の入れ替え時に行なわれる。勿論、外部記憶素子の容
量を増やせば１年間の音響制御情報を全て一度に記憶す
ることも可能である。

【００２４】表１によれば、４〜５時の間にて電気照明
が消灯されると共に音響信号の出力が開始され、１８〜
１９時の間にて電気照明が点灯されると共に音響信号の
出力が終了される。その正確な時間の決定には輝度情報
が利用される。

【００２５】さらに、６〜１７時の間は１時間おきに環
境情報に基づき選択された曲が５分間程度自動演奏され
る。勿論空いた時間に他の自動演奏や自然動物の鳴き声
を出力してもよい。原則として発音時間よりも無音時間
の方を多くするが、この無音時間の変りに常時（または
自動演奏や小鳥の鳴き声のない時）僅かな風切り音や波
の音を波形データから繰返し読み出してスピーカ出力す
ることも可能である。

【００２６】表１によれば騒音度情報を用いて朝夕の作
動時間調整や演奏曲目の音量・残響調整を行ない、温度
・湿度情報を用いて小鳥の鳴き声の変化や演奏曲目の選
択・テンポ調整を行なう。また、輝度情報を用いて朝夕
の作動時間調整や音高調整を行なう。

【００２７】但し、これらの環境情報と調整種類は何も
限定されるものではなく、任意に設定可能であることは
いうまでもない。また、電気照明の制御等も単なるオン
／オフではなく、輝度情報にあわせて照明の明るさを制
御することも可能である。

【００２８】図２に音量／騒音度の制御データ表を示
す。これによると、騒音が小さいときは音量は相対的に
抑えられており、騒音が大きいときは音量は相対的に上
げられている。

【００２９】図３に残響／騒音度の制御データ表を示
す。これによると、騒音が小さいときは残響を深くし、
騒音が大きいときは残響を浅くしている。

【００３１】図４に選曲・テンポ／温度・湿度の制御デ
ータ表を示す。これによると、温度によって曲目の選択
にバイアスがかけられ、湿度によってテンポスピードの
調整が行なわれるようにした。この図４は音色コードの
バイアスをかけるのにも使用される。また、この制御デ
ータ表は曲目１〜１２演奏に対して全て別々に用意され
ている。

【００３２】図５に音高／輝度の制御データ表を示す。
これによると、雨や曇りの時は音程を半音から１音低く
演奏し、普通の薄曇りや晴れの時はプリセットされた音
程のままで演奏し、まぶしいばかりの快晴の時は音程を
半音から１音高く演奏するようにしている。

【００３３】図６に環境情報に基づく音響制御または照
明制御のフローを示す。本願実施例の装置は設置後には
常時電源が投入されているが、設置時には初期設定とし
てステップ２００のように、次の準備が必要である。

【００３４】第１に時間情報発生回路の時間データを現
在値にプリセットする。これは作業員がマニュアルにて
行なう。その後時間情報発生装置２０のプリセット回路
において、ＮＨＫラジオの時報を検波して毎日０時に自
動的に自動調整する。

【００３５】第２に、後述する各騒音入力信号（マイク
１，２，３）と音響出力信号（スピーカ１，２，３，
４）のディレイ時間の測定（ｄｅｌａｙｉ０〜ｉ３）、
信号減衰率（Ｋｉ０〜ｉ３）の測定を行なう。ｉとはマ
イクの種類（ｉ＝１〜３）である。

【００３６】ステップ２０１以下はメインルーチンであ
る。ステップ２０１にて時間情報を入力する。コントロ
ーラ３０は時間情報発生装置２０から時間情報を受ける
と、ＴＤｒｅｇに「日にち」、ＴＨｒｅｇに「時間」、
ＴＭｒｅｇに「分」、ＴＳｒｅｇに「秒」を格納する。

【００３７】ステップ２０２にて、ＴＭｒｅｇ＝０且つ
ＴＳｒｅｇ＝０であるかを調ベる。これは分と秒がゼロ
のタイミングを検出するためである。この変りにＴＨｒ
ｅｇの以前の内容を別レジスタに覚えておき、新たな時
間情報におけるＴＨｒｅｇの内容と以前の内容とを比較
して変化を検出してもよい。ＴＭｒｅｇ＝０且つＴＳｒ
ｅｇ＝０であるとステップ２０３へ進み、そうでなけれ
ばステップ２０１に戻り新たに時間情報を入力する。

【００３８】ステップ２０３にて午前０時であった場合
には、ステップ２０４にてＴＤｒｅｇの内容に基づき環
境情報に基づく音響制御の基本パターンを選択する。そ
してステップ２０５にて電気照明をオン（点灯）してス
テップ２０１に戻る。

【００３９】ステップ２０３にてＴＨｒｅｇが０でなか
った場合は、ステップ２０６にてＴＨｒｅｇが４以下で
あるか調べる。４以下ならば午前４時までは何も作動さ
せないのでそのままステップ２０１へ戻る。

【００４０】ＴＨｒｅｇが４よりも大きかった場合には
ステップ２０７に進み、ＴＨｒｅｇは６以下であるか調
べる。６以下の場合には音響発生装置と電気照明の作動
時間の調整を行なう必要があるのでステップ２０８に進
み、輝度情報（ＣＣ）を入力する。ステップ２０９にて
輝度情報ＣＣが一定値Ｚ以上であったならばそろそろ明
るくなったと判断して本願の音響発生装置の作動を開始
するためステップ２１０に進む。

【００４１】ステップ２１０に進むと『一番鶏』ルーチ
ンを呼び出す。このルーチンは『コケコッコー』と時間
をおいて３回発音するものである。このフローにおいて
は、ステップ２１０に到達する時間がまちまちである
が、電気照明とは無関係にステップ２０８に到達した時
点で『一番鶏』ルーチンを呼び出すようにしてもよい。
そうすれば毎朝４時に『コケコッコー』と鳴くようにな
る。

【００４２】さらにステップ２１１に進み、電気照明を
オフ（消灯）する。さらにステップ２１２に進み、温度
・湿度情報（ＢＢ）を入力し、ステップ２１３にてその
ＢＢ情報に基づき小鳥の鳴き方を選択し、ステップ２１
４にて『小鳥のさえずり』ルーチンを呼び出す。このル
ーチンは例えば雀ならば『チュンチュン』という鳴き声
をおいて５分程度ランダムに繰返す。それを終了すると
ステップ２１５に進む。

【００４３】ここで小鳥の鳴き方とは『チュンチュン』
『チュチュン』『チチチ、チュン』というようなもの
で、音色の違いというよりも音色の発音タイミングの違
いを付けるものである。この違いは曲目情報の違いとし
て記憶される。つまり、『チュンチュン』や『チチチ、
チュン』というようなのも曲目の１シーケンスとして記
憶している。

【００４４】ステップ２１５で時間情報を入力し、ステ
ップ２１６にて入力した時間情報ＴＭｒｅｇ＝０且つＴ
Ｓｒｅｇ＝０であるかを調べる。これは分と秒がゼロの
タイミングを検出するためである。ＴＭｒｅｇ＝０且つ
ＴＳｒｅｇ＝０であるとステップ２１７へ進み、そうで
なければ、ステップ２１５に戻り新たに時間情報を入力
する。

【００４５】ステップ２１７にてＴＨｒｅｇの内容が１
７以下であれば、ステップ２１８へ進み騒音度情報（Ａ
Ａ）を算出する。この算出方法については後述する。そ
の後ステップ２１９にて騒音度情報（ＡＡ）を利用して
図２，図３を参照し、音量調整情報と残響調整情報を読
み出し、音量調整情報はＡＪＶＬｒｅｇに、残響調整情
報はＡＪＲＶｒｅｇに記憶する。

【００４６】ステップ２２０にて温度・湿度情報（Ｂ
Ｂ）を入力し、ステップ２２１にてその（ＢＢ）情報と
時間情報（ＴＨｒｅｇの内容）を利用して、まずＴＨｒ
ｅｇの時間に対応する大まかな選曲情報をＳＮＧレジス
タに記憶し、次にＢＢ情報から図４を参照してその大ま
かな選曲に対して０，１，２のパイアスをかけるための
調整情報を読み出してＡＪＳＧｒｅｇに記憶する。さら
にＢＢ情報から図４を参照してテンポスピードをプリセ
ットテンポに対してどの程度調整するかのテンポ調整情
報を読み出し、ＡＪＴＭｒｅｇに記憶する。

【００４７】また、図４を利用して音色コードにバイア
スをかけて音色調整するデータも読み出し可能であり、
そのデータはＡＪＴＮレジスタに記憶される。

【００４８】ステップ２２２にて輝度情報（ＣＣ）を入
力し、ステップ２２４にてその（ＣＣ）情報を利用して
図５を参照し、音高調整データを読み出してＡＪＴＲｒ
ｅｇに記憶する。

【００４９】そして、前記選曲調整情報（ＡＪＳＧ）、
テンポ調整情報（ＡＪＴＭ）、音量調整情報（ＡＪＶ
Ｌ）、残響調整情報（ＡＪＲＶ）、音色調整情報（ＡＪ
ＴＮ）、音高調整情報（ＡＪＴＲ）に基づきステップ２
２４にて『曲演奏』ルーチンを呼び出し、選択された曲
のパラメータ調整を行ないながら自動演奏する。この自
動演奏が終了するとステップ２１５に戻り約１時間後の
自動演奏に備える。

【００５０】ステップ２２５では時間情報を入力し、ス
テップ２２６にて入力した時間情報ＴＭｒｅｇ＝０且つ
ＴＳｒｅｇ＝０であるかを調べる。これは分と秒がゼロ
のタイミングを検出するためである。ＴＭｒｅｇ＝０且
つＴＳｒｅｇ＝０であるとステップ２２７へ進み、そう
でなければステップ２２５に戻り再び時間情報を入力す
る。

【００５１】ステップ２２７にてＴＨｒｅｇの内容が１
９以下であればステップ２２８に進み、輝度情報（Ｃ
Ｃ）を入力する。ステップ２２９にて輝度情報（ＣＣ）
が一定値Ｚ未満であったならばそろそろ暗くなったと判
断してステップ２３０に進み、本願の音響発生装置の作
動を停止する。また、輝度情報（ＣＣ）が一定値Ｚ未満
にならないときはステップ２２８に戻りもう一度輝度情
報を入力する。ここで、ステップ２２７にてＴＨｒｅｇ
の内容が１９よりも大きければ既に午後７時を過ぎたこ
とになるので、ステップ２３０に進み強制的に本願音響
装置の作動を停止すると共に電気照明をオン（点灯状
態）とする。

【００５２】ステップ２３０では温度・湿度情報（Ｂ
Ｂ）を入力し、ステップ２３１にてＢＢ情報に基づきカ
ラス（烏）の鳴き方を選択し、ステップ２３２にて『烏
の鳴き声』ルーチンを呼び出す。このルーチンは例えば
『カアーカアー』というという鳴き声を時間をおいて３
分程度繰返す。それを終了するとステップ２３３に進ん
で電気照明をオン（点灯）する。

【００５３】そして、最後にステップ２３４にて『フク
ロウ』ルーチンを呼び出し、『ホウホウ』と１０回程度
発音して本日の音響発生を全て終了する。この『フクロ
ウ』ルーチンも午後１０時になると呼びだすようにして
もよい。そのためには、ステップ２３３のあとにＴＨｒ
ｅｇの内容が２２になったか否かを検出するルーチンを
設ければよい。

【００５４】小鳥の種類とは雀、鶯、鳩等の朝に鳴く動
物をいい、烏の種類とは烏、コウモリ、すずむし、蛙等
の夕方鳴く動物をいう。これらの鳴き声は全てＰＣＭで
外部記憶装置５０に記憶されており、必要に応じてＤＲ
ＡＭ１に転送され発音される。

【００５５】図７に騒音検出手段の一例を示す。この騒
音検出手段（例１）は環境情報検出装置１０に含まれる
マイク１入力回路１１とコントローラ３０に含まれる平
均騒音算出部からなる。

【００５６】図７は騒音度を検出するためにマイクを３
つ用意した。そして、各マイク毎にローパスフィルタで
高域をカットした後、１０ＫＨｚのレートにて、サンプ
ルホールド回路にてアナログ値をホールドした状態でＡ
／Ｄ変換器を通してデジタル情報に変換される。

【００５７】こうして得られたデジタル騒音情報はマイ
ク１，２，３ともそれぞれコントローラ３０に送られる
と１０ＫＨｚのレートで騒音信号としてラッチされる。
そしてコントローラ３０が楽音発生を制御する際に作成
するマイクゲート信号を調べる。マイクゲート信号とは
本願のスピーカ０〜３から音響信号が出力されていると
きは“０”、出力されていないときは“１”を出力す
る。このマイクゲート信号が“０”であれば、前記ラッ
チされた騒音データは使用しないで捨てられる。マイク
ゲート信号が“１”であれば有効なデータとして利用さ
れ、１秒毎に更新される騒音ピーク値（図８のＭＡＸ）
に対してより大きいか否かを調べて大きければ騒音ピー
ク値（図８のＭＡＸ）を更新する。その騒音ピーク値は
過去６０秒分と共に記憶され、その過去６０秒分の騒音
ピーク値と共に移動平均値を算出する。この平均値は１
秒毎に新たな値が加わるので６０秒間隔／１秒単位の移
動平均を取っていることになる。またマイクゲート信号
が“０”のために騒音入力が得られなかった１秒間に関
しては騒音ビーク値は０として記憶され、そのときのデ
ータは平均を算出するときにカットされる。

【００５８】この移動平均を取られた騒音ピーク値はマ
イク１，２，３のそれぞれにおいて算出されるが、その
後それら３つのうち中間値をもつ騒音ピーク移動平均デ
ータをその時の騒音情報（ＡＡ）として利用する。こう
することにより、例えばマイク１の上に雀がとまり『チ
ュンチュク』とざえずり、まわりの環境以上の騒音とし
て検出された場合にはそのマイク１の情報が無視できる
し、マイク３がどこからか飛んできたビニールにより包
囲されて正確な騒音が検出できない場合にもそのマイク
３の情報が無視できる。

【００５９】図８に、図７の騒音ピーク値を検出する方
法から３つの騒音ピーク移動平均データの中間データを
騒音情報（ＡＡ）として選択する方法のフローを示す。

【００６０】ステップ３００にて、一定時間（ここでは
１秒間）の最大騒音値を記憶するＭＡＸｒｅｇをクリア
する。ステップ３０１にて、今回の１００００回のサン
プルの中でマイク入力が可能であったかどうかを覚えて
おくためのＦＬＧｒｅｇをクリアしておく。ステップ３
０２にて、サンプル数を記憶するｉｒｅｇを１００００
とする。ステップ３０３にて、１０ＨＫｚのサンプリン
グに同期して騒音データを入力してＤＡＴｒｅｇに格納
する。ステップ３０４にて、マイクゲート信号が１か調
べる。１であればこの騒音データが有効なため次のステ
ップ３０５に進むが、そうでなければステップ３０８に
飛ぶ。

【００６１】ステップ３０５にて今回入力した騒音デー
タＤＡＴの絶対値［ＤＡＴ］がそれまでの最大騒音デー
タＭＡＸに等しいまたは大きいかを調べる。そうであれ
ば、ステップ３０６に進み、ＦＬＧｒｅｇ＝１として、
ステップ３０７にて今回の騒音データＤＡＴの絶対値
［ＤＡＴ］をＭＡＸｒｅｇに格納する。ステップ３０８
にてｉｒｅｇの内容を−１する。ステップ３０９にてｉ
ｒｅｇの内容がゼロになったか調べる。ゼロになったな
らば、次のステップ３１０に進むが、そうでなければス
テップ３０３に戻り次の騒音データの入力を待つ。

【００６２】ステップ３１０〜３１６は６０分の最大騒
音データの内容（ＭＭ０〜ＭＭ５９）を１レジスタずつ
シフトするものであり、そのシフトと同時に６０個の中
で有効な最大騒音データが何個あったかをｊｒｅｇに記
憶している。

【００６３】ステップ３１７にて今回の最大騒音データ
をＭＭ０ｒｅｇに格納し、ステップ３１８にて今回の最
大騒音データが有効であるか否かをＦＦ０ｒｅｇに格納
する。ステップ３１９にて今回の最大騒音データが有効
であるか否かを調べ、有効であればステップ３１９にて
ｊｒｅｇの内容を＋１する。そうでなければステップ３
２１に飛ぶ。

【００６４】ステップ３２１にてＭＭ０〜ＭＭ５９に格
納された６０個の最大騒音データの内、有効なものの平
均を取り、その値を騒音情報（ＡＡ）とする。

【００６５】輝度情報に関しても騒音情報と同様にして
複数の入力回路にてそれぞれデータの時間的な移動平均
をとったのちに算出する。温度・湿度情報はもっと簡単
な方法でも可能である。

【００６６】図７の騒音検出手段（例１）においては、
騒音度の検出にあたり音響発生装置の４つのスピーカか
ら発する音量を相殺する必要があり、マイクゲート信号
を設けた。勿論反射音等もあるため、これだけでは正確
さは維持できないが実用上差し支えない。また、マイク
ゲート信号はスピーカからの音響出力がマイク入力にさ
ほど影響がない程度ならば“１”としてよい。

【００６７】図９にスピーカ０〜３からの音響出力信号
とマイク１〜３からの騒音入力信号とマイクゲート信号
の関係を示す。信号（ａ）はスピーカ１から出力される
音響出力信号のである。信号（ｂ）は騒音検出手段のマ
イク１の騒音入力信号である。信号（ｃ）はコントロー
ラ３０の作成するマイクゲート信号である。信号（ｄ）
は（ｂ）−ｄｅｌａｙ（ａ）によりマイク入力信号か
ら音響出力信号分をデジタル的に相殺した信号である。

【００６８】図１０に前記図９の信号（ｄ）に示す信号
を作成するための手段を示す。マイク１入力回路１１に
ついては図７と同様である。その得られたデジタル騒音
情報はそれぞれコントローラに送られるとラッチされ、
他方そのマイクの置かれた位置における各音響スピーカ
からの音響信号伝達率が計算されてラッチされる。この
音響信号は、数式６として演算される。

【数６】

【００６９】Ｃ（ｉ）はミキシング回路から出力される
４つの系列に独立したデジタル信号であり、ｄｅｌａｙ
ｌｉとあるのはそれぞれのスピーカからマイク１の位置
までの距離に比例した遅延時間である。ｋ１ｉとあるの
は、スピーカから出力する音量がマイク１に伝達するま
でに減衰する率であり、これらの係数値は実測に基づき
決定される。この計算方法により、他のマイク２，３も
それぞれの伝達率Ｙ２，Ｙ３を得ることが判る。

【００７０】図１０における平均騒音算出部のもう一つ
の違いは最終的に３つの騒音ピーク移動平均データ同志
のさらに平均値を騒音情報（ＡＡ）としたことである。
このように平均でもよいし、中間的な値を有する移動平
均データを利用しても良い。その方法は他にもあるが要
するに「１つの入力情報では拭いきれない局部的異常現
象や部分的なエラーをマスキングできればよい。

【００７１】また、前記演算においても反射は考慮され
てないが、周囲の塀や看板等を考慮したより正確な演算
を行なって反射による誤差を修正することも可能であ
る。

【００７２】以下に曲データに使用するパラメータの記
憶型式を説明する。曲に使用されるデータは表２のよう
に全て４バイトを１組として構成される。

【表２】

【００７３】第１バイト目（ＰＮＴ＋０）のステップタ
イムとは先の小節情報からの絶対時間を４分音符の１／
２４の細かさで記憶したものである。第２バイト目（Ｐ
ＮＴ＋１）のキーオン、キーオフ、音色、テンポ、音
量、残響等の各種情報とはＭＩＤＩ規格でいうところの
コマンド情報であり次にくる情報の種類を示す。第３バ
イト目（ＰＮＴ＋２）が目的とする各種情報である。第
４バイト目（ＰＮＴ＋３）のオン／オフベロシティとは
押鍵／離鍵速度を示し、拍子コードとは「何分の何拍
子」という１小節内の拍数を示す。

【００７４】

【表３】但し演奏情報の最初だけは上記と異なり、表３のような
４バイトデータが常に記憶されている。これは演奏の開
始にあたり必要不可欠な演奏データを効率よく提供する
ためである。第１バイト目（ＰＮＴ＋０）のテンポスピ
ードは演奏テンポを指定する。第２バイト目（ＰＮＴ＋
１）の音色コードは演奏する音色コードを指定する。第
３バイト目（ＰＮＴ＋２）は音量を指定する。第４バイ
ト目（ＰＮＴ＋３）は残響の量を指定する。

【００７５】図１１に『曲演奏』ルーチンの流れ図を示
す。この『曲演奏』ルーチンは次の７つのレジスタの内
容に基づき音響パラメータの調整・制御を行なう。７つ
のレジスタとは、大まかな選曲情報（ＳＮＧｒｅｇ）、
選曲調整情報（ＡＪＳＧｒｅｇ）、テンポ調整情報（Ａ
ＪＴＭｒｅｇ）、音色調整情報（ＡＪＴＮｒｅｇ）、音
量調整情報（ＡＪＶＬｒｅｇ）、残響調整情報（ＡＪＲ
Ｖｒｅｇ）、音高調整情報（ＡＪＴＲｒｅｇ）である。

【００７６】まず、ステップ４００にて、大まかな選曲
情報ＳＮＧｒｅｇとそれに対するバイアス情報ＡＪＳＧ
ｒｅｇとを加算し、その結果を本当の演奏すべき曲目と
して、その曲の先頭番地をポインタＰＮＴに記憶する。
次にステップ４０１にて、演奏の小節、拍（４分音符の
１／２４）データを記憶するＢＡＲｒｅｇ，ＢＥＡＴｒ
ｅｇをクリアする。

【００７７】ステップ４０２にて、曲の先頭に記憶され
ていたテンポスピード（ＰＮＴ＋０）とテンポ調整情報
ＡＪＴＭｒｅｇとを乗算した結果をＰＴＭＰｒｅｇに格
納する。ステップ４０３にて、曲の先頭に記憶されてい
た音色コード（ＰＮＴ＋１）と音色調整情報ＡＪＴＮｒ
ｅｇとを加算した結果をＰＴＯＮｒｅｇに格納する。ス
テップ４０４にて、曲の先頭に記憶されていた音量コー
ド（ＰＮＴ＋２）と音量調整情報ＡＪＶＬｒｅｇとを乗
算した結果をＰＶＯＬｒｅｇに格納する。ステップ４０
５にて、曲の先頭に記憶されていた残響コード（ＰＮＴ
＋２）と残響調整情報ＡＪＲＶｒｅｇとを乗算した結果
をＰＲＥＶｒｅｇに格納する。

【００７８】ステップ４０６にてポインタの値を＋４す
る。ステップ４０７にて、前記ＰＴＭＰｒｅｇに記憶さ
れた演奏用のテンポスピードを読み出して、それに対応
するデータをタイマー４０にセットする。ステップ４０
８にて、演奏中であることを識別するプレイフラグＰＬ
ＡＹを“１”とする。

【００７９】ステップ４０９とステップ４１０は演奏中
の待ちルーチンであり、その間にステップ４０９にて環
境情報を検出して演奏パラメータに反映する。演奏に関
する細かな処理は、後述するＩＮＴ１ルーチンにて行な
われ、演奏が終了するとプレイフラグが“０”となるの
で、ステップ４１０ではそれを検出して『曲演奏』ルー
チンからリターン（ＲＥＴ）する。

【００８０】図１２のＩＮＴ１ルーチンに関する説明を
行なう。ステップ５００にてＢＥＡＴデータを＋１す
る。ステップ５０１にてそのＢＥＡＴデータが（ＰＮＴ
＋０）の内容で示されるステップタイムに等しいかまた
は大きければ次の４バイトのデータを読み出すタイミン
グがきたと判断して次のステップ５０２に進む。そうで
なければリターン（ＲＥＴ）する。ステップ５０２にて
（ＰＮＴ＋１）の内容により、この４バイトが何のデー
タであるかを調べ、データの種類に合わせて７つのフロ
ーにジャンプする。

【００８１】まず、ステップ５０３はキーオン情報を読
み出したときであり、キーコードを読みだして、そのキ
ーコードに音高調整情報ＡＪＴＲのバイアスをかけた
後、１６個の発音チャンネルのいずれかに割当てるとと
もに楽音発生装置６０に発音を指令する。そして、ステ
ップ５０４にてオンベロシティを読みだして、楽音発生
用ＬＳＩの対応チャンネルに出力する。

【００８２】次に、ステップ５０５はキーオフ情報を読
み出してときであり、読み出したキーコードに対応した
発音チャンネルを探してそのチャンネルをキーオフ状態
とするよう楽音発生用ＬＳＩに出力する。そして、ステ
ップ５０７にてオフベロシティを読みだして、楽音発生
用ＬＳＩの対応チャンネルに出力する。

【００８３】次にステップ５０７はテンポ情報を読み出
したときであり、読みだしたテンポ情報とテンポ調整情
報ＡＪＴＭｒｅｇとを乗算した結果をＰＴＭＰｒｅｇに
記憶する。そして、ステップ５０８にてそのＰＴＭＰｒ
ｅｇの値に対応したデータをタイマー４０にセットす
る。これで演奏途中でもテンポスピードが変化する。

【００８４】次にステップ５０９は音量情報を読み出し
たときであり、読みだした音量情報と音量調整情報ＡＪ
ＶＬｒｅｇとを乗算した結果をＰＶＯＬｒｅｇに記憶す
る。そして、ステップ５１０にてそのＰＶＯＬｒｅｇの
値を楽音発生用ＬＳＩの各チャンネルにエンベロープの
ラウドネスデータとして出力する。

【００８５】次にステップ５１１は残響情報を読み出し
たときであり、読みだした残響情報と残響調整情報ＡＪ
ＲＶｒｅｇとを乗算した結果をＰＲＥＶｒｅｇに記憶す
る。そして、ステップ５１２にてそのＰＲＥＶｒｅｇの
値をＤＳＰに出力する。

【００８６】次にステップ５１３は小節情報を読み出し
たときであり、読み出したときにＢＡＲｒｅｇの内容を
＋１する。前記６種類のフローに関しては、この後でス
テップ５１４に進み、ポインタＰＮＴの値を＋４して次
の演奏情報を読み出し可能としてリターン（ＲＥＴ）す
る。

【００８７】最後に、ステップ５１５は演奏終了情報を
読み出したときであり、これを読み出すと現在発音中の
全てのチャンネルを強制的にオフ状態するように楽音発
生用ＬＳＩに出力し、ステップ５１６にてプレイフラグ
を０とすることにより演奏終了状態としてリターン（Ｒ
ＥＴ）する。

【００８８】演奏情報の記憶と読出しに関しては出願人
が既に出願した特願平１−２６５８８０号に詳細に記載
されており、また楽音発生用ＬＳＩに関しては特願昭６
３−２８１０９９号に詳細に記載されている。これらの
先行技術より演奏情報の記憶／読出しと楽音発生装置に
ついては当業者が容易に設計可能であると判断するので
ここでは詳しくは触れない。

【００８９】本発明は上記実施例に限定されず、本発明
の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。例えば環境
情報として人間の混雑具合を調べたり、天候情報として
雪と雨の検出も行なったり、風速の検出を行なったり、
地震を検出したりすることも可能である。

【発明の効果】

【００９０】以上詳述したように、本願発明の音響発生
装置は、それを設置した場所の環境情報（騒音度、湿
度、温度、明るさ等）を入力し、その環境情報に基づき
各スピーカから発生される曲目、音量、音程、テンポ、
残響等が調整されるので聞いている人間に優しく心地よ
い音響を楽しむことができる。また、その環境情報（特
に騒音情報）と時間情報とを利用して電気照明の制御を
行なっているため、証明に必要なエネルギーも必要に応
じた最小限照明に抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明のブロックダイアグラムである。

【図２】騒音度に対して音量の調整割合を示すグラフで
ある。

【図３】騒音度に対して残響の調整割合を示すグラフで
ある。

【図４】温度・湿度に対して選曲・テンポ・音色の調整
割合を示す図である。

【図５】輝度に対して音高の調整割合を示すグラフであ
る。

【図６】環境情報に基づく音響・照明制御の流れ図であ
る。

【図７】騒音検出手段の一例（例１）である。

【図８】騒音検出手段の流れ図である。

【図９】騒音情報の入力例を示す図である。

【図１０】騒音検出手段の一例（例２）である。

【図１１】『曲演奏』ルーチンの流れ図である。

【図１２】ＩＮＴ１ルーチンの流れ図である。

【符号の説明】

１０環境情報検出装置２０時間情報発生装置３０マイクロコントローラ４０タイマー５０外部記憶装置６０楽音発生装置７０音響効果装置８０Ｄ／Ａ変換器９０アンプ・スピーカ１００アナウンス装置１１０電気照明駆動装置

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】環境情報検出手段、楽音制御データ生成
手段、楽音発生手段を備える音響発生装置であって、環境情報検出手段は、楽音発生手段が音響信号を発生し
ていない場合、マイクから入力される騒音入力信号から
騒音情報を算出し、楽音制御データ生成手段は、騒音情報に基づいて楽音制
御データを生成し、楽音発生手段は、楽音制御データに基づいて音響信号を
発生する音響発生装置。
【請求項２】環境情報検出手段、楽音制御データ生成
手段、楽音発生手段を備える音響発生装置であって、環境情報検出手段は、複数のマイク入力手段、平均騒音
情報算出手段を備え、各マイク入力手段は、楽音発生手段が音響信号を発生し
ていない場合、マイクから入力される騒音入力信号から
騒音情報を算出し、平均騒音情報算出手段は、各マイク入力手段の算出する
騒音情報から平均騒音情報を算出し、楽音制御データ生成手段は、平均騒音情報に基づいて楽
音制御データを生成し、楽音発生手段は、楽音制御データに基づいて音響信号を
発生する音響発生装置。