JP3055417B2 - Electronic musical instrument - Google Patents

Electronic musical instrument

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JP3055417B2
JP3055417B2 JP6322110A JP32211094A JP3055417B2 JP 3055417 B2 JP3055417 B2 JP 3055417B2 JP 6322110 A JP6322110 A JP 6322110A JP 32211094 A JP32211094 A JP 32211094A JP 3055417 B2 JP3055417 B2 JP 3055417B2
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sound source
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performance
physical
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栄一郎 青木
聡史 宇佐
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ヤマハ株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、演奏者の技量に合わ
せて演奏内容を音源駆動情報に変換する電子楽器に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electronic musical instrument for converting performance contents into sound source drive information in accordance with the skill of a player.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年の電子楽器は、楽器として高い表現
力を実現するため、様々なセンサを備え、そのセンサの
検出値に応じて楽音信号の音量,音色,効果などを制御
するようにしている。たとえば、電子鍵盤楽器の場合、
従来の鍵盤には各鍵のオン/オフを検出するセンサしか
設けられていなかったのに対し、近年の鍵盤では鍵オン
時のベロシティを検出するセンサや鍵オン中の押圧力
(アフタタッチ)を検出するセンサなどが設けられ、例
えば、ベロシティに応じて楽音信号の音量や音色を制御
し、アフタタッチに応じてビブラートなどの効果を制御
するように設定されている。
2. Description of the Related Art In recent years, electronic musical instruments are provided with various sensors in order to realize high expressiveness as musical instruments, and the volume, tone, effect, etc. of musical tone signals are controlled according to the detection values of the sensors. I have. For example, for an electronic keyboard instrument,
Conventional keyboards have only a sensor that detects on / off of each key, whereas recent keyboards have a sensor that detects velocity at key-on and a pressing force (after-touch) during key-on. A sensor or the like for detection is provided. For example, the volume and tone of a tone signal are controlled in accordance with velocity, and an effect such as vibrato is controlled in accordance with aftertouch.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】このように多くのセン
サを備えた演奏操作子を上手く操作すれば、非常に表情
のある演奏が可能になるが、その反面、技量の未熟な初
心者などはこれら多くのセンサが却って演奏の妨げにな
る場合がある。たとえば、初心者は鍵オンの強さ(ベロ
シティ)を上手くコントロールできないため、ベロシテ
ィの強弱によって楽音に表情をつけることはおろか、一
定のベロシティで演奏することもできないためベロシテ
ィセンサのない鍵盤で演奏したときよりも稚拙さが目立
つ演奏になってしまう欠点があった。
A well-expressed performance can be achieved by properly operating the performance operators provided with many sensors as described above. On the other hand, beginners with inexperienced skills are required to perform these operations. Many sensors may interfere with the performance. For example, beginners cannot control the strength of the key-on (velocity) well, so they cannot express a musical tone depending on the strength of the velocity. There was a disadvantage that the performance became more noticeable than childishness.
【0004】特に、近年実用化されている物理モデル音
源(特開昭63−40199号など)においてこのこと
が顕著である。物理モデル音源は、自然楽器の発音の物
理的構造、すなわち、擦弦楽器の弦の振動、管楽器の管
内の空気柱の振動、ピアノの弦の振動とフレームの共鳴
などを数値演算でシミュレートし、その演算結果の振動
波形データを楽音信号として出力するものであり、この
ような物理モデル音源を搭載した電子楽器では、音高、
演奏強度(イニシャルタッチ,アフタタッチ等)、ノー
トオン、ノートオフといった通常の電子楽器の必要な演
奏情報(通常演奏情報)に加えて、模倣しようとする自
然楽器、例えば擦弦楽器の場合には、弓の圧力と速度、
管楽器ではアンブシュアと息圧等のエネルギ情報など、
その楽器に特有の演奏情報(特別演奏情報)を音源に入
力する必要がある。これらの情報により、物理モデル音
源では、発生する振動波形に多様な表情付けが可能であ
る反面、物理モデルに安定した楽音発生動作をさせるた
めにはエネルギ情報の値をある範囲内に維持する必要が
あり、この範囲から大きく外れると物理モデルが正常に
動作しなくなってしまう。このため、物理モデルに安定
した楽音発生動作をさせるためにはエネルギ情報を微妙
に調整しつつ演奏する必要があり、演奏に熟練を要し
た。
[0004] This is particularly remarkable in a physical model sound source that has been put into practical use in recent years (Japanese Patent Laid-Open No. 63-40199, etc.). The physical model sound source simulates the physical structure of the sound of a natural instrument, that is, the vibration of the strings of a bowed instrument, the vibration of the air column in the wind of a wind instrument, the vibration of the strings of the piano and the resonance of the frame, etc. by numerical calculation, The vibration waveform data resulting from the calculation is output as a musical tone signal. In an electronic musical instrument equipped with such a physical model sound source, the pitch,
In addition to the performance information (normal performance information) required for normal electronic instruments such as performance intensity (initial touch, after touch, etc.), note-on, note-off, natural instruments to be imitated, for example, bowed instruments, Bow pressure and speed,
For wind instruments, energy information such as embouchure and breath pressure
It is necessary to input performance information (special performance information) specific to the musical instrument to the sound source. With these information, the physical model sound source can give various expressions to the generated vibration waveform, but the energy information value must be maintained within a certain range to make the physical model perform stable musical sound generation operation. If the physical model deviates greatly from this range, the physical model will not operate properly. For this reason, in order for the physical model to perform a stable tone generation operation, it is necessary to perform the performance while finely adjusting the energy information, which requires skill.
【0005】このため、上記特別演奏情報を物理モデル
の楽音発生動作を維持するの適した範囲の値に絞り込む
ように変換して物理モデル音源に供給するようにした電
子楽器が提案されている(特開平3−225398号公
報)が、このように変換範囲を制限すると、特別演奏情
報をどのように変化させてもそれに応じて生成されるエ
ネルギ情報の変化範囲が狭くなり、演奏者が演奏操作子
で制御できる制御範囲が限定されてしまい、練習により
演奏操作に習熟しても楽器としての表現力を上げること
ができない欠点があった。さらに、習熟した演奏者は、
物理モデルの特異な動作、たとえば、管楽器のかすれた
音や弦楽器の倍音振動などのシミュレーションを利用し
た演奏を行いたい場合があるが、上記のように変換範囲
を制限するとこれが不可能になる欠点があった。
For this reason, there has been proposed an electronic musical instrument in which the special performance information is converted so as to be narrowed down to a value in a range suitable for maintaining the tone generation operation of the physical model and supplied to a physical model sound source ( When the conversion range is limited in this manner, the change range of the energy information generated in response to the change of the special performance information is narrowed, and the player can perform the performance operation. The control range that can be controlled by the child is limited, and there is a drawback that even if the player becomes proficient in the performance operation by practice, the expressive power as a musical instrument cannot be improved. In addition, experienced players
In some cases, you may want to perform using a unique behavior of the physical model, for example, simulations such as faint sounds of wind instruments or harmonic vibrations of stringed instruments. there were.
【0006】この発明は、演奏の上達の具合にあわせ
て、演奏情報の加工態様を変更し、初心者,熟練者の双
方に適した演奏が可能な電子楽器を実現することを目的
とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to realize an electronic musical instrument capable of performing a performance suitable for both beginners and skilled players by changing the processing mode of performance information in accordance with the progress of the performance.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】この出願の請求項1の発
明は、演奏情報を入力する演奏操作子と、該演奏操作子
から入力される演奏情報を加工して音源駆動情報に変換
する演奏情報加工手段と、該演奏情報加工手段から入力
される音源駆動情報に応じた楽音信号を形成出力する音
源と、前記演奏操作子の操作態様または前記音源の動作
態様に基づいて演奏者の技量を判定する技量判定手段
と、該技量判定手段が判定した技量に基づいて上記演奏
情報加工手段の加工態様を決定する加工態様決定手段と
を備えたことを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a performance operator for inputting performance information, and a performance for converting the performance information input from the performance operator into sound source drive information. Information processing means, a sound source for forming and outputting a tone signal in accordance with the sound source drive information input from the performance information processing means, and a skill of the player based on an operation mode of the performance operator or an operation mode of the sound source. The present invention is characterized by comprising a skill determining means for determining and a processing mode determining means for determining a processing mode of the performance information processing means based on the skill determined by the skill determining module.
【0008】この出願の請求項2の発明は、前記演奏情
報加工手段を入力される演奏情報をエネルギ情報に加工
する手段で構成し、前記音源を入力されるエネルギ情報
に応じて振動のシミュレーション演算を行い、算出され
た振動波形を楽音信号として出力する物理モデル音源で
構成したことを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, the performance information processing means comprises means for processing input performance information into energy information, and the sound source is subjected to vibration simulation calculation in accordance with the input energy information. And a physical model sound source which outputs the calculated vibration waveform as a tone signal.
【0009】[0009]
【0010】[0010]
【作用】この発明の電子楽器は、演奏操作子から入力し
た演奏情報を演奏情報加工手段によって音源駆動情報に
変換し、この音源駆動情報を音源に与えて楽音信号を形
成する。音源は、与えられた音源駆動情報に応じた音量
・音色・効果の楽音信号を形成出力する。ここで、加工
態様決定手段は、技量判定手段が判定した演奏者の技量
に基づいて演奏情報加工手段の加工態様を決定する。技
量の判定は、演奏操作子の操作態様や音源の動作態様に
基づいて行う。加工態様は、例えば、技量が稚拙な演奏
に対しては、どのような演奏に対しても標準的な楽音信
号が形成されるように決定され、高度な演奏に対しては
その演奏態様をそのまま楽音信号に反映するように決定
される。これにより、初心者であっても演奏が可能であ
り、且つ、熟練者には非常に高い表現力の電子楽器を実
現することができる。
According to the electronic musical instrument of the present invention, the performance information inputted from the performance operator is converted into sound source drive information by the performance information processing means, and the sound source drive information is given to the sound source to form a musical tone signal. The sound source forms and outputs a tone signal having a volume, tone color, and effect according to the given sound source drive information. Here, the processing mode determination unit determines the processing mode of the performance information processing unit based on the skill of the player determined by the skill determination unit. The skill is determined based on the operation mode of the performance operator and the operation mode of the sound source. The processing mode is determined so that, for example, for a performance with poor skill, a standard tone signal is formed for any performance, and for a high performance, the performance mode is not changed. It is determined so as to reflect on the tone signal. As a result, even a beginner can play, and a skilled person can realize an electronic musical instrument with very high expressive power.
【0011】また、この発明は物理モデル音源を備えて
おり、演奏情報加工手段は入力された演奏情報をエネル
ギ情報に変換する。物理モデル音源は入力されるエネル
ギ情報の値が適正範囲でなければ、正常な振動波形を出
力しないため、初心者に対しては、加工態様を「どのよ
うな演奏情報が入力されても上記適正範囲に補正する」
ように決定する。このように決定することにより、演奏
が未熟な初心者が演奏しても安定した演奏が可能にな
る。一方、熟練者に対しては、加工態様を「入力された
演奏情報の大小を強く反映して適正範囲から外れる場合
であってもそのエネルギ情報に変換する」ように決定す
る。このように決定することにより、演奏の自由度が大
きくなって電子楽器の表現力が向上し、高度の演奏技量
に対応した楽音信号を形成出力するようになる。
The present invention has a physical model sound source, and the performance information processing means converts the input performance information into energy information. The physical model sound source does not output a normal vibration waveform unless the value of the input energy information is within an appropriate range. To be corrected. "
To be determined. By making such a determination, a stable performance can be performed even if a beginner who is not yet skilled in performance plays. On the other hand, for the skilled person, the processing mode is determined to be "conversion to energy information even when the performance information is out of the appropriate range by strongly reflecting the magnitude of the input performance information". With this determination, the degree of freedom of performance is increased, the expressiveness of the electronic musical instrument is improved, and a tone signal corresponding to a high performance skill is formed and output.
【0012】なお、技量判定手段の判定に用いられる物
理モデル音源の動作態様としては、出力される振動波形
のレベル,周波数やシミュレーション演算のオーバーフ
ロー回数などがある。
The operation mode of the physical model sound source used for the judgment by the skill judging means includes the level and frequency of the output vibration waveform and the number of overflows of the simulation calculation.
【0013】[0013]
【0014】[0014]
【実施例】図1はこの発明の実施例である電子楽器のブ
ロック図である。この電子楽器は、物理モデル音源1を
備えている。この物理モデル音源1は、振動発生の物理
的構造を数値演算でシミュレートした音源である。物理
モデル音源1は形成した振動波形を放射部演算器14に
出力する。放射部演算器14は演算結果を物理モデル音
源1にフィードバックするとともに、この演算結果をD
/A変換器(DAC)17に楽音信号として出力する。
DAC17は入力されたディジタルの楽音信号をアナロ
グの楽音信号に変換する。該アナログの楽音信号はサウ
ンドシステム18に入力される。サウンドシステムでは
このアナログ信号を増幅して放音する。
FIG. 1 is a block diagram of an electronic musical instrument according to an embodiment of the present invention. This electronic musical instrument includes a physical model sound source 1. This physical model sound source 1 is a sound source in which the physical structure of vibration generation is simulated by numerical calculation. The physical model sound source 1 outputs the formed vibration waveform to the radiating section calculator 14. The radiating section arithmetic unit 14 feeds back the calculation result to the physical model sound source 1 and outputs the calculation result to D
The signal is output to a / A converter (DAC) 17 as a tone signal.
The DAC 17 converts the input digital tone signal into an analog tone signal. The analog tone signal is input to the sound system 18. The sound system amplifies this analog signal and emits it.
【0015】物理モデル音源1は楽器の振動体をシミュ
レートする演算器であり、放射部演算器14は、楽器の
楽音出力部や共鳴部をシミュレートする演算器である。
ともに、DSPで構成されている。物理モデル音源1,
放射部演算器14は、適当なアルゴリズムおよび係数を
設定することにより、どのような楽器をシミュレートす
ることもできるが、説明を簡略化するために、以下の説
明では管楽器をシミュレートしているものとする。した
がって、物理モデル音源1は管楽器の管部の空気振動を
シミュレートする演算器となり、放射部演算器14は管
楽器の朝顔部の空気振動をシミュレートする演算器とな
る。物理モデル音源1は、通常演奏情報として音高情報
を入力し、エネルギ情報として息圧情報,アンブシュア
情報を入力して振動波形を形成する。物理モデル音源1
は、息圧情報が一定値を超えたときノートオンとなり一
定値を下回ったときノートオフとなる。また、息圧情報
およびアンブシュア情報の変化に応じて発音レベルや周
波数が変化する。上記通常演奏情報は鍵盤4から入力さ
れる。鍵盤4は直接物理モデル音源1に接続されてい
る。また、エネルギ情報は、加工器6が特別演奏情報を
変換することによって生成する。特別演奏情報はジョイ
スティック5から入力される。ジョイスティック5は、
x軸データとy軸データを発生する。x軸データがアン
ブシュア情報にほぼ対応し、y軸データが息圧情報にほ
ぼ対応する。加工器6は、加工テーブルおよび係数を用
いてx軸データ,y軸データをアンブシュア情報,息圧
情報に変換する。加工テーブルおよび係数は、セレクタ
10を介して係数メモリ11,テーブルメモリ12から
加工器6に入力される。係数メモリ11,テーブルメモ
リ12は、それぞれ複数種類の係数,加工テーブルを記
憶している。セレクタ10は技量判定器2から入力した
技量情報に基づいて1組の係数および加工テーブルを選
択する。この係数,加工テーブルの選択により、加工器
6の加工態様すなわち特別演奏情報→エネルギ情報の変
換態様が決定される。すなわち、セレクタ10が加工態
様決定手段に対応する。また、セレクタ10は、選択情
報として技量情報のほか音色選択情報を音色選択スイッ
チ3から、発音時間情報を後述の時間計測器13から読
み込む。音色選択情報は、音色すなわちシミュレートす
る楽器により選択すべき係数や加工テーブルが異なるた
めである。発音時間情報は、発音開始時の振動発生のた
めに必要なエネルギ情報と発音継続中の振動維持のため
に必要なエネルギ情報とは異なる場合が多いため、これ
に応じた係数や加工テーブルを選択する必要があるため
である。
The physical model sound source 1 is an arithmetic unit for simulating the vibrating body of the musical instrument, and the radiating unit arithmetic unit 14 is an arithmetic unit for simulating the musical sound output unit and the resonance unit of the musical instrument.
Both are composed of a DSP. Physical model sound source 1,
The radiating section computing unit 14 can simulate any musical instrument by setting an appropriate algorithm and coefficient. However, in order to simplify the explanation, the following explanation simulates a wind instrument. Shall be. Therefore, the physical model sound source 1 becomes an arithmetic unit for simulating the air vibration of the wind of the wind instrument, and the radiating unit arithmetic unit 14 becomes an arithmetic unit for simulating the air vibration of the morning glory of the wind instrument. The physical model sound source 1 receives pitch information as normal performance information and breath pressure information and embouchure information as energy information to form a vibration waveform. Physical model sound source 1
Is a note-on when the breath pressure information exceeds a certain value, and a note-off when the breath pressure information falls below a certain value. Also, the sounding level and frequency change according to changes in the breath pressure information and the embouchure information. The normal performance information is input from the keyboard 4. The keyboard 4 is directly connected to the physical model sound source 1. The energy information is generated by the processing device 6 converting the special performance information. Special performance information is input from the joystick 5. Joystick 5
Generate x-axis data and y-axis data. The x-axis data substantially corresponds to the embouchure information, and the y-axis data substantially corresponds to the breath pressure information. The processing device 6 converts x-axis data and y-axis data into embouchure information and breath pressure information using a processing table and coefficients. The processing table and the coefficients are input to the processing device 6 from the coefficient memory 11 and the table memory 12 via the selector 10. The coefficient memory 11 and the table memory 12 store a plurality of types of coefficients and processing tables, respectively. The selector 10 selects a set of coefficients and a processing table based on the skill information input from the skill determiner 2. By selecting the coefficient and the processing table, the processing mode of the processing device 6, that is, the conversion mode of special performance information → energy information is determined. That is, the selector 10 corresponds to a processing mode determination unit. Further, the selector 10 reads the timbre selection information in addition to the skill information as the selection information from the timbre selection switch 3 and the sounding time information from the time measuring device 13 described later. This is because the tone color selection information has different coefficients and processing tables to be selected depending on the tone color, ie, the musical instrument to be simulated. Since the sounding time information is often different from the energy information required to generate vibration at the start of sounding and the energy information required to maintain vibration during sounding, a coefficient or a processing table is selected according to this. It is necessary to do it.
【0016】加工器6が出力するエネルギ情報(アンブ
シュア情報,息圧情報)は、物理モデル音源1のほか、
時間計測器13および技量判定器2に入力される。時間
計測器13は、息圧情報が一定値を超えてノートオンと
なってからの時間(発音時間)を計測する。発音時間情
報は技量判定器2およびセレクタ10に入力される。
The energy information (embouchure information, breath pressure information) output from the processing unit 6 includes the physical model sound source 1 and
It is input to the time measuring device 13 and the skill determining device 2. The time measuring device 13 measures a time (sound generation time) from when the breath pressure information exceeds a certain value and becomes note-on. The sounding time information is input to the skill determiner 2 and the selector 10.
【0017】上述したように物理モデル音源1および放
射部演算器14は、適当なアルゴリズムおよび係数を設
定することによりどのような楽器の振動発生の物理的構
造でもシミュレートすることができる。アルゴリズム情
報および係数は、アルゴリズムメモリ8および係数メモ
リ9に複数種類ずつ記憶されている。そのうち1つがセ
レクタ7によって選択され、物理モデル音源1に入力さ
れる。セレクタ7には、音色選択スイッチ3から音色選
択情報が入力されている。音色の選択は、すなわち、シ
ミュレートする楽器の選択であるため、セレクタ7は音
色選択情報に基づいて、前記アルゴリズムメモリ8およ
び係数メモリ9から1組のアルゴリズム情報,係数を選
択する。
As described above, the physical model sound source 1 and the radiating section computing unit 14 can simulate the physical structure of vibration generation of any musical instrument by setting appropriate algorithms and coefficients. The algorithm information and the coefficient are stored in the algorithm memory 8 and the coefficient memory 9 in plural types. One of them is selected by the selector 7 and input to the physical model sound source 1. The timbre selection information is input to the selector 7 from the timbre selection switch 3. Since the selection of a timbre is a selection of a musical instrument to be simulated, the selector 7 selects a set of algorithm information and a coefficient from the algorithm memory 8 and the coefficient memory 9 based on the timbre selection information.
【0018】上述した音色選択情報,通常演奏情報,特
別演奏情報,エネルギ情報は全て技量判定器2に入力さ
れる。技量判定器2には、このほか物理モデル音源(D
SP)1のオーバーフロー情報とともに、物理モデル音
源1から放射部演算器14に出力される振動波形の周波
数情報およびレベル情報が各々周波数検出器16および
レベル検出器15から入力される。物理モデル音源1の
DSPは1〜数個の加算器および1〜数個の乗算器で構
成されており、楽器の構造をシミュレートする数値演算
は全てこの加算器,乗算器で実行される。エネルギ情報
として適正範囲から外れた値が入力されると演算結果が
オーバーフローし、DSPはオーバーフロー信号を発生
する。1サンプリングタイミングの演算で何度オーバー
フローが生じたかを物理モデル音源1が積算しており、
この値をオーバーフロー情報として技量判定器2に出力
する。したがって、この物理モデル音源1が44.1k
Hzのサンプリングクロックで動作する場合、オーバー
フロー情報は約22.7μs毎に出力されることにな
る。レベル情報はレベル検出器15によって検出され
る。周波数情報は周波数検出器16によって検出され
る。なお、オーバーフロー回数の積算を100サンプリ
ングタイミング程度継続し、約2ms毎に出力するよう
にしてもよい。技量判定器2はこれらの情報に基づいて
演奏者の演奏技量を判定する。技量判定器2は、演奏者
が適正な演奏操作をしているか否かを音色選択情報,通
常演奏情報,特別演奏情報,エネルギ情報などに基づい
て判断し、適正な楽音信号が合成されているかを周波数
情報,レベル情報に基づいて判断する。また、オーバー
フロー情報は物理モデル音源1が適正な動作をしている
か否かを判断するために用いられる。判断手法の詳細は
後述する。技量情報は、上述したようにセレクタ10に
入力される。セレクタ10は技量情報に基づいて1組の
加工テーブルおよび係数を選択し、加工器6に入力す
る。
The above-described tone color selection information, normal performance information, special performance information, and energy information are all input to the skill determiner 2. In addition to the physical model sound source (D
Along with the overflow information of SP) 1, the frequency information and the level information of the vibration waveform output from the physical model sound source 1 to the radiating section calculator 14 are input from the frequency detector 16 and the level detector 15, respectively. The DSP of the physical model sound source 1 is composed of one to several adders and one to several multipliers, and all numerical operations for simulating the structure of the musical instrument are executed by these adders and multipliers. When a value out of the proper range is input as energy information, the operation result overflows, and the DSP generates an overflow signal. The physical model sound source 1 accumulates how many overflows have occurred in the calculation of one sampling timing,
This value is output to the skill determiner 2 as overflow information. Therefore, this physical model sound source 1 is 44.1k
When operating with a sampling clock of Hz, overflow information will be output about every 22.7 μs. The level information is detected by the level detector 15. The frequency information is detected by the frequency detector 16. Note that the integration of the number of overflows may be continued for about 100 sampling timings and output every about 2 ms. The skill determiner 2 determines the playing skill of the player based on these pieces of information. The skill determiner 2 determines whether or not the player is performing an appropriate performance operation based on the timbre selection information, the normal performance information, the special performance information, the energy information, and the like, and determines whether an appropriate tone signal is synthesized. Is determined based on frequency information and level information. The overflow information is used to determine whether the physical model sound source 1 is operating properly. Details of the determination method will be described later. The skill information is input to the selector 10 as described above. The selector 10 selects one set of a processing table and a coefficient based on the skill information, and inputs them to the processing device 6.
【0019】図2は、エネルギ情報であるアンブシュア
情報と息圧情報の適正範囲および加工テーブルによる変
換範囲を示す図である。図3は加工テーブルの例を示す
図である。
FIG. 2 is a diagram showing an appropriate range of the embouchure information and the breath pressure information, which are energy information, and a conversion range by a processing table. FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the processing table.
【0020】図2(A)はエネルギ情報である息圧情報
とアンブシュア情報の適正範囲の関係を示す図である。
息圧情報の適正範囲とアンブシュア情報の適正範囲は図
示のように正の相関関係を有している。すなわち、アン
ブシュア情報が大きいとき息圧情報も大きく、アンブシ
ュア情報が小さいとき息圧情報も小さくしなければ物理
モデルを振動させることができない。この相関関係は発
音開始直後に大きい。発音継続中であれば、多少相関が
ずれても物理モデルの振動を維持できる。
FIG. 2A shows the relationship between the breath pressure information, which is energy information, and the appropriate range of embouchure information.
The appropriate range of the breath pressure information and the appropriate range of the embouchure information have a positive correlation as illustrated. That is, if the embouchure information is large, the breath pressure information is large, and if the embouchure information is small, the physical model cannot be vibrated unless the breath pressure information is also small. This correlation is large immediately after the start of pronunciation. As long as the pronunciation is continued, the vibration of the physical model can be maintained even if the correlation is slightly shifted.
【0021】加工テーブルは演奏者が入力する特別演奏
情報(x軸データ,y軸データ)を変換してアンブシュ
ア情報,息圧情報を生成するために使用される。図2
(B)は加工テーブルの変換範囲を示す図である。加工
テーブルは、演奏者の演奏技量などに応じて複数種類設
けられている。同図には初心者用,中級者用,上級者用
の3種類の加工テーブルの変換範囲を示している。上級
者用の加工テーブルは特別演奏情報をほぼそのままエネ
ルギ情報に変換する。すなわち、x軸データ(入力アン
ブシュア)に係数を乗じてアンブシュア情報とし、y軸
データ(入力息圧)に係数を乗じて息圧情報とする。ア
ンブシュア情報の生成にy軸データは影響せず、息圧情
報の生成にx軸データは影響しない。したがって、アン
ブシュア情報,息圧情報の両方が適正範囲になるか否か
は全く演奏者の技量に掛かっている。
The processing table is used for converting special performance information (x-axis data, y-axis data) input by the player to generate embouchure information and breath pressure information. FIG.
(B) is a diagram showing a conversion range of the processing table. A plurality of processing tables are provided according to the performance skills of the player. The drawing shows the conversion ranges of three types of machining tables for beginners, intermediate users, and advanced users. The processing table for advanced users converts the special performance information into energy information almost as it is. That is, x-axis data (input embouchure) is multiplied by a coefficient to obtain embouchure information, and y-axis data (input breath pressure) is multiplied by a coefficient to obtain breath pressure information. The generation of embouchure information is not affected by the y-axis data, and the generation of breath pressure information is not affected by the x-axis data. Therefore, whether or not both the embouchure information and the breath pressure information fall within the proper range completely depends on the skill of the player.
【0022】これに対して、初心者用の加工テーブルは
どのような特別演奏情報の入力があっても必ず適正範囲
のエネルギ情報が生成されるように変換範囲を圧縮制限
する。このテーブルでは、x軸データ,y軸データの両
方を考慮してアンブシュア情報,息圧情報を生成するよ
うにしている。図3(A)は、この息圧情報生成用の加
工テーブルを示している。加工テーブルはx軸データ,
y軸データ,息圧情報の軸を有する3次元のテーブルで
ある。入力息圧であるy軸データが0のときはx軸デー
タ(入力アンブシュア)の大小に拘らず息圧情報は0で
ある。y軸データが立ち上がると息圧情報は速やかに適
正範囲に立ち上がる。また、その息圧情報はx軸データ
が大きくなるにつれて大きくなる。
On the other hand, in the processing table for beginners, the conversion range is limited by compression so that energy information in an appropriate range is always generated regardless of what special performance information is input. In this table, embouchure information and breath pressure information are generated in consideration of both x-axis data and y-axis data. FIG. 3A shows a processing table for generating the breath pressure information. Machining table is x-axis data,
It is a three-dimensional table having axes of y-axis data and breath pressure information. When the y-axis data as the input breath pressure is 0, the breath pressure information is 0 regardless of the magnitude of the x-axis data (input embouchure). When the y-axis data rises, the breath pressure information quickly rises to an appropriate range. The breath pressure information increases as the x-axis data increases.
【0023】中級者用の加工テーブルはこの中間であ
り、ある程度x軸データ,y軸データの両方を考慮して
アンブシュア情報,息圧情報を生成するが、完全に適正
範囲に納まる程度までは変換範囲制限していない。テー
ブルメモリ12にはこのような加工テーブルが記憶され
ているが、セレクタ10に入力される技量情報が大きく
なるほど、より上級向けの加工テーブルが選択されるよ
うになる。なお、図2(C)は上記適正範囲を四辺形で
模倣した簡略型の加工テーブルの変換範囲を示してい
る。また、図3(B)は同簡易型加工テーブルの例を示
している。
The processing table for intermediate users is intermediate between them, and generates embouchure information and breath pressure information in consideration of both the x-axis data and the y-axis data to some extent. No limits on range. Although such a processing table is stored in the table memory 12, as the skill information input to the selector 10 increases, a processing table for a higher level is selected. FIG. 2C shows a conversion range of a simplified processing table in which the above-mentioned appropriate range is imitated by a quadrilateral. FIG. 3B shows an example of the simple processing table.
【0024】ここで、前記技量判定器2の技量判定方式
について説明する。技量判定器2は、物理モデル音源1
が振動波形を出力している期間に、入力される各種情報
に基づいて以下の判定要素のうち1つまたは複数を検出
し、これに基づいて技量を判定する。
Here, the skill determination method of the skill determiner 2 will be described. The skill determiner 2 is a physical model sound source 1
During the period in which the device outputs the vibration waveform, one or more of the following determination factors are detected based on various types of input information, and the skill is determined based on the detection factors.
【0025】鍵盤4を用いて指定した音高と物理モデ
ル音源1が出力する振動波形の周波数情報との差 上記周波数情報の揺れ具合 ジョイスティック5から入力される特別演奏情報の値
と上記振動波形のレベル情報との比 上記レベル情報のふらつき 上記特別演奏情報の値の数値範囲、および、発音時間
情報に基づいて選択された加工テーブルと上記特別演奏
情報によって生成されたエネルギ情報が適正範囲から外
れる頻度 物理モデル音源1内でオーバーフローが発生する頻度 2つ以上の判定要素の検出値にそれぞれ独自の重みを乗
じて合成した値に基づいて技量を判定するようにしても
よい。また、各判定要素の検出値にローパスフィルタ処
理等を施して過去の検出値を現在の検出値と合成するこ
とにより、ある期間にわたる検出結果を割り出し、これ
に基づいて技量を判定するようにしてもよい。
The difference between the pitch designated using the keyboard 4 and the frequency information of the vibration waveform output by the physical model sound source 1 The degree of the fluctuation of the frequency information The value of the special performance information input from the joystick 5 and the value of the vibration waveform Ratio with level information Wander of the level information Numerical value range of the value of the special performance information, and frequency of the processing table selected based on the sounding time information and the energy information generated by the special performance information being out of the proper range Frequency at which an overflow occurs in the physical model sound source 1 The skill may be determined based on a value obtained by multiplying detection values of two or more determination elements by their own weights and combining them. Further, by applying a low-pass filter process or the like to the detection value of each determination element and combining the past detection value with the current detection value, a detection result over a certain period is determined, and the skill is determined based on the detection result. Is also good.
【0026】上記判定要素により、以下のような演奏技
量を判定することができる。 の判定要素:実際に発音した楽音の周波数が発音しよ
うとして指定した周波数にどの程度一致しているか の判定要素:発音を継続している間の周波数の安定度 の判定要素:特別演奏情報の入力値に見合う発音レベ
ルが得られているかどうか 特別演奏情報の入力値をうまく制御しないと物理モデル
を効率的に振動させることが出来ず、入力した特別演奏
情報のレベルに対して小さな発音レベルになってしま
う。例えば、アンブシュアが不足しているといくら息圧
を上げても十分な音量が得られないため、アンブシュア
と息圧のバランスを検出することもできる。 の判定要素:一連の音符の演奏における音量レベルの
連続性 定常レベルの発音のみならず、音量レベルが速やかに移
行するか否かでクレッシェンド,デクレッシェンド等の
技法がうまく行われているかを検出することもできる。 の判定要素:特別演奏情報を適正範囲に入れるように
ジョイスティック5がコントロールされているかどうか の判定要素:エネルギ情報を適正範囲に入れるように
コントロールされているかどうか。
With the above-described determination elements, the following performance skills can be determined. Judgment element: To what extent the frequency of the actually sounded musical tone matches the frequency specified to be sounded Judgment element: Frequency stability while sounding is continued Judgment element: Input of special performance information Whether the sound level corresponding to the value is obtained If the input value of the special performance information is not well controlled, the physical model cannot be vibrated efficiently, and the sound level will be smaller than the level of the special performance information that is input. Would. For example, if the embouchure is insufficient, a sufficient volume cannot be obtained even if the breath pressure is increased, so that the balance between the embouchure and the breath pressure can be detected. Judgment element: The continuity of the volume level in the performance of a series of notes. Not only the steady-level sound generation but also whether or not the techniques such as crescendo, decrescendo, etc. are performed well by detecting whether or not the volume level shifts quickly. You can also. Judgment element: Whether the joystick 5 is controlled to put the special performance information in the proper range. Judgment element: Whether the joystick 5 is controlled to put the energy information in the proper range.
【0027】なお、この実施例では判定に用いる振動波
形を物理モデル音源1の出力から採取しているが、物理
モデルを構成するループ回路のその他の部分から取り出
したり、ループ部に供給する波形をエネルギ情報に基づ
いて生成する部分等、物理モデル内のどの箇所から取り
出してもよい。また、DSPのオーバーフロー回数を検
出するようにしているが、オーバーフローのみならずア
ンダーフローなどの異常レベルを全て検出するようにし
てもよい。
In this embodiment, the vibration waveform used for the judgment is collected from the output of the physical model sound source 1. However, the waveform to be taken out from the other part of the loop circuit constituting the physical model or supplied to the loop portion is obtained. It may be extracted from any part in the physical model, such as a part generated based on energy information. Although the number of DSP overflows is detected, not only overflow but also an abnormal level such as underflow may be detected.
【0028】また、複数の演奏者が1台の電子楽器を使
用する場合もあるので、各演奏者毎に技量を記憶するメ
モリを用意し、演奏者が代わる毎に、検出されている前
の演奏者の技量を対応する記憶領域に記憶するととも
に、新たな演奏者の技量を対応する領域から読み出し
て、技量判定器2に設定するようにしてもよい。
Since a plurality of players may use one electronic musical instrument in some cases, a memory for storing skills is prepared for each player, and each time a player is replaced, a memory before the detection is obtained. The skill of the player may be stored in the corresponding storage area, and the skill of the new player may be read out from the corresponding area and set in the skill determiner 2.
【0029】また、加工手段における演奏情報の加工
は、テーブルによる方法に限らず、様々な演算式,関数
等を使用することができる。その場合、加工態様の制御
は、演算式中の係数を制御することで実現できる。その
他、複数のテーブルを適宜結合して所定の加工特性を作
るようにしてもよい。また、加工手段は、エネルギ情報
を目的とする数値範囲に完全に押し込めるものである必
要はなく、初心者レベルに対応している場合でも外れた
数値がとれるようにしてもよい。
The processing of the performance information by the processing means is not limited to the method using a table, but various arithmetic expressions, functions and the like can be used. In that case, control of the processing mode can be realized by controlling the coefficients in the arithmetic expression. In addition, a plurality of tables may be appropriately combined to create predetermined processing characteristics. Further, the processing means does not need to completely push the energy information into the target numerical value range, and it may be possible to take out a numerical value which is out of the range even in the case where it corresponds to the beginner level.
【0030】なお、上記実施例では技量に応じてセレク
タ10が加工テーブルを自動的に選択しているが、図4
に示すように複数の加工テーブルと選択スイッチを備
え、選択スイッチを手動操作して加工テーブルの一つを
選択するようにしてもよい。この場合は、演奏者が自ら
思う技量に応じて、あるいは、音源をどこまで制御した
いかで使用する加工テーブルを選択することができる。
なお、図4は弦楽器の構造をシミュレートする物理モデ
ル音源を備えた例を示したため、入力されるエネルギ情
報は弓速情報,弓圧情報であるが、弦楽器以外の物理モ
デル音源を用いた場合には、それに対応する情報が入力
されるものとする。
In the above embodiment, the selector 10 automatically selects the processing table according to the skill.
, A plurality of processing tables and a selection switch may be provided, and one of the processing tables may be selected by manually operating the selection switch. In this case, it is possible to select a processing table to be used according to the skill that the player desires, or to what extent he wants to control the sound source.
FIG. 4 shows an example in which a physical model sound source for simulating the structure of a stringed instrument is provided, and the input energy information is bow speed information and bow pressure information. , Information corresponding thereto is input.
【0031】また、この発明に適用される音源は物理モ
デル音源に限定されるものではなく、どのような音源を
適用することも可能である。
The sound source applied to the present invention is not limited to a physical model sound source, and any sound source can be applied.
【0032】[0032]
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、演奏操
作子から入力された演奏情報を技量判定手段が判定した
演奏者の技量に基づき、その技量に応じた態様に加工し
て音源に供給するようにしたことにより、演奏が未熟な
初心者でも安定した演奏が可能であるとともに、高度な
演奏技量を有する熟練者にとっては、自由度が高く、高
い表現力を有する電子楽器を実現することができる。
As described above, according to the present invention, the performance information input from the performance operator is processed into a form corresponding to the skill based on the skill of the player determined by the skill determination means, and the sound source is processed as a sound source. By supplying, even beginners who are unskilled in playing can play stable music, and for skilled players with advanced playing skills, realize electronic musical instruments with high freedom and high expressive power Can be.
【0033】また、この発明に用いる音源として、一般
的に演奏が困難な物理モデル音源を適用したことによ
り、初心者であっても平均的な楽音信号を形成出力する
ことが可能になるとともに、熟練者にとっては、自然楽
器と同等の自由度を有し表現力の高い電子楽器を提供す
ることができる。
In addition, by applying a physical model sound source, which is generally difficult to play, as a sound source used in the present invention, even a beginner can form and output an average tone signal, and can be skilled. For an individual, it is possible to provide an electronic musical instrument having the same degree of freedom as a natural musical instrument and high expressiveness.
【0034】[0034]
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図1】この発明の実施例である電子楽器のブロック図FIG. 1 is a block diagram of an electronic musical instrument according to an embodiment of the present invention.
【図2】同電子楽器の加工方式を説明する図FIG. 2 is a diagram illustrating a processing method of the electronic musical instrument.
【図3】同電子楽器の加工テーブルを示す図FIG. 3 shows a processing table of the electronic musical instrument.
【図4】加工テーブルを主導切換する電子楽器の構成を
示す図
FIG. 4 is a diagram showing the configuration of an electronic musical instrument that switches the processing table to the leading position
【符号の説明】[Explanation of symbols]
1−物理モデル音源 2−技量判定器 6−加工器 10−(加工テーブルを選択する)セレクタ 12−テーブルメモリ 1-Physical model sound source 2-Skill judging device 6-Processing device 10-Selector for selecting a processing table 12-Table memory
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G10H 7/08 G10H 1/053 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G10H 7/08 G10H 1/053

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】(57) [Claims]
  1. 【請求項1】 演奏情報を入力する演奏操作子と、 該演奏操作子から入力される演奏情報を加工して音源駆
    動情報に変換する演奏情報加工手段と、 該演奏情報加工手段から入力される音源駆動情報に応じ
    た楽音信号を形成出力する音源と、 前記演奏操作子の操作態様または前記音源の動作態様に
    基づいて演奏者の技量を判定する技量判定手段と、 該技量判定手段が判定した技量に基づいて上記演奏情報
    加工手段の加工態様を決定する加工態様決定手段と、 を備えたことを特徴とする電子楽器。
    1. A performance operator for inputting performance information, performance information processing means for processing performance information input from the performance operator and converting the information into sound source drive information, and input from the performance information processing means. A sound source that forms and outputs a tone signal according to the sound source drive information; a skill determination unit that determines a skill of the player based on an operation mode of the performance operator or an operation mode of the sound source; An electronic musical instrument comprising: a processing mode determining unit that determines a processing mode of the performance information processing unit based on a skill.
  2. 【請求項2】 前記演奏情報加工手段は、入力される演
    奏情報をエネルギ情報に加工する手段であり、 前記音源は、入力されるエネルギ情報に応じて振動のシ
    ミュレーション演算を行い、算出された振動波形を楽音
    信号として出力する物理モデル音源である請求項1に記
    載の電子楽器。
    2. The performance information processing means for processing input performance information into energy information, wherein the sound source performs a vibration simulation calculation in accordance with the input energy information, and calculates the calculated vibration. The electronic musical instrument according to claim 1, wherein the electronic musical instrument is a physical model sound source that outputs a waveform as a musical sound signal.
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