JP3057793B2 - 電子楽器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、持続楽器音をリア
ル、自然かつ表情豊かにリアルタイム演奏することが可
能な電子楽器に関し、特にこのような持続楽器音を鍵盤
演奏者にとって抵抗の少ない操作で再現することが可能
な電子楽器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の音源として楽音波形を記憶再生す
る波形記憶方式（ＰＣＭ方式）のものが知られている。
しかし、この波形記憶方式では、楽音波形をＰＣＭデー
タとして記憶するため、楽音波形を例えば３０ｋＨｚ以
上というような比較的高い周波数でサンプリングしなけ
ればならず大量のメモリが必要であった。また、このよ
うな波形記憶方式において、メモリの節約を図りつつ多
様な楽音を得るため、楽音波形の立ち上がり部、持続
部、減衰部など特徴的な部分の波形を１〜複数周期分ず
つ記憶し、これらを必要なだけ繰り返し読み出し（ルー
プ処理）たり、各部分をつなぎ合わせ（クロスフェード
処理）たりして１つの楽音波形を再生することが提案さ
れている。しかし、これらのループやクロスフェード等
の処理にはテクニックを要し、ピッチや位相に充分気を
配ったとしても自然な音を得ることは難しかった。さら
に、波形読出速度を変えると比例してピッチも変わって
いた。

【０００３】一方、演奏動作情報を記録再生するものと
してシーケンサがある。従来のシーケンサは、音長と音
高情報の記憶再生を想定していた。そのため、再生時に
ダイナミクスやピッチ、演奏の速さ、音程、音長、発音
数などを演奏動作に応じてリアルタイムに任意に制御す
ることはできなかった。

【０００４】電子楽器の演奏操作子としては鍵盤が圧倒
的主流を占めてきた。しかし、鍵盤では持続楽器音を自
然かつリアルには演奏できなかった。それは、持続楽器
音の自然さやリアルさが、例えば弦楽器における擦弦動
作や管楽器における吹奏動作自体に由来する揺らぎや変
化の仕方に起因するため、鍵盤で入力される情報でエン
ベロープジェネレータ（ＥＧ）や低周波発振器（ＬＦ
Ｏ）を制御する従来の方式ではこれらの揺らぎや変化が
再現不可能だったからである。

【０００５】持続楽器の振動系を電気回路でシミュレー
トしたいわゆる物理モデル音源を、管形操作子やスチッ
クを演奏操作することによって制御することが本出願人
により先に出願されている（例えば特願平１−２８２９
４１号）。このような物理モデル音源を有する電子楽器
を管形操作子やスチックで演奏すると、前述した擦弦動
作や吹奏動作に由来する揺らぎや変化が再現され、大変
リアルで自然な楽器音が再現される。しかしながら、管
形操作子やスチックは、鍵盤と演奏形態が違い過ぎるた
めに、鍵盤演奏者にはとっつき難く習得し難いという問
題があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、上述の従
来例における問題点に鑑みてなされたもので、ＰＣＭ方
式と比べてメモリ容量が少なくて済み、鍵盤演奏者に抵
抗のない演奏形態で、持続楽器音をリアル、自然、かつ
表情豊かにリアルタイム演奏することが可能な電子楽器
を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、この発明の電子楽器は、複数種類の演奏条件のそれ
ぞれに応じて演奏者が時系列的に行なうべき一連の時間
変化する複数種類の演奏動作の情報を記憶する演奏動作
情報記憶手段と、楽音発生タイミング設定手段と、前記
複数種類の演奏動作情報のいずれか複数の種類を指定す
る操作手段と、前記タイミング設定手段にて指示される
発音タイミングから前記操作手段の操作で設定指示され
る複数種類の演奏動作情報の読出しを進行させ、この読
出された複数種類の演奏動作情報を重み付けして合成
し、その重み付けして合成された合成出力について、発
音領域への落とし込み処理を行い、その落とし込み処理
した合成出力に基づいて楽音パラメータを逐次指定する
楽音制御手段と、楽器の振動系をシュミレートした物理
モデル音源を用い前記楽音パラメータに応じて形成され
る楽音信号に基づき楽音を発する楽音発生手段とを具備
することを特徴とする。

【０００８】この発明の一つの態様においては、図２に
示すように、さらにファジィ制御手段６を設け、前記操
作手段３の出力をファジー推論によりさらに細かく分析
し、最適の演奏動作情報を選択するようにしている。

【０００９】前記演奏動作は、時間の経過とともに逐次
変化するため、演奏動作情報は波形として表わされる。
前記複数種類の演奏動作情報は、例えば、擦弦楽器にお
ける弓圧（または弓速度）を図３の（ａ）〜（ｃ）の各
波形に対応させるというように、異なる波形で表わされ
る同種のパラメータであっても良い。また、前記複数種
類の演奏動作情報は、弓圧と弓速度というように同一ま
たは異なる波形で表わされる異種のパラメータであって
も良い。

【００１０】

【作用】この発明によれば、演奏動作情報または演奏条
件を指定するための操作手段を楽音発生タイミング設定
手段とは別個に設けたため、楽音発生タイミング設定手
段としては鍵盤など従来の電子楽器の音高指定手段をそ
のまま用いることができ、鍵盤奏者に抵抗のない演奏形
態を実現することができる。また、楽音発生のための情
報として演奏動作の情報を記憶するようにしたため、サ
ンプリングレートが２００Ｈｚ（５ｍＳ）程度と荒くて
よいので、メモリ容量が前記ＰＣＭ方式に比べて少なく
て済む。さらに、複数種類の演奏条件のそれぞれに応じ
た演奏動作情報を記憶し、演奏中、これら複数種類の演
奏動作情報すなわち演奏条件の１つを前記操作手段によ
って任意に指定できるようにしたため、持続楽器音を、
リアル、自然かつ表情豊かに、リアルタイムで演奏する
ことができる。

【００１１】

【実施例】以下、図面に基づいてこの発明の実施例を説
明する。

【００１２】図４は、この発明の一実施例に係る電子楽
器のハードウエア構成を示す。

【００１３】同図の楽器は、中央処理装置（ＣＰＵ）１
１を用いてその全体動作を制御するように構成したもの
である。ＣＰＵ１１には双方向バスライン（データ・ア
ドレスバス）１３を介してリードオンリメモリ（ＲＯ
Ｍ）１５、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１７、タ
イマ１９、鍵盤スイッチ回路２１、横揺れ検出回路２
３、ポルタメント検出回路２５、左手操作子検出回路２
７、機能操作子２９および音源３１が接続されている。

【００１４】ＲＯＭ１５には、図８〜１３に示す演奏動
作情報波形、図１４〜２２図に示すフローチャートに対
応する各種制御プログラム、図２３〜２９に示すルール
計算用メンバシップ関数、およびタッチテーブルなどが
格納されている。

【００１５】ＲＡＭ１７には、ＣＰＵ１１が前記制御プ
ログラムを実行する際に発生する各種のデータ（変数）
を一時記憶するためのレジスタやフラグ等が設定されて
いる。本実施例にて使用される変数を表１に示す。な
お、以下においては、各変数とそれを一時記憶するレジ
スタ等とは同一のラベル（呼び名）で表わすものとす
る。

【００１６】

【表１】

【００１７】タイマ１９は、５ｍＳ周期のクロックパル
スを発生する。このクロックパルスは、バスライン１３
に送出されるとともに、信号ラインＬを介してＣＰＵ１
１の割込信号入力端子に供給される。ＣＰＵ１１におい
ては、このクロックパルスを割込信号として後述するタ
イマインタラプト処理を実行し、ＲＯＭ１５から前記演
奏動作情報波形を読み出す。

【００１８】鍵盤スイッチ回路２１は、横揺れ鍵盤３３
における各鍵（キー）に対応するそれぞれ単数または複
数個の鍵盤スイッチを備え、各スイッチの操作状態を検
出して、各鍵（キーナンバ）ごとの押鍵（キーオン）、
離鍵（キーオフ）、ベロシティ（イニシャルタッチ）お
よびアフタータッチなどを表わすキー情報を発生する。

【００１９】横揺れ検出回路２３は、横揺れ鍵盤３３に
おける鍵の横揺れを検出し、その横揺れの状態を表わす
横揺れ情報を発生する。

【００２０】ポルタメント検出回路２５は、ポルタメン
トバー３５の操作状態を表わすポルタメント情報を発生
する。

【００２１】左手操作子検出回路２７は、左手操作子３
７の操作状態を表わす左手操作子情報を発生する。

【００２２】機能操作子２９としては、電源スイッチ、
音色選択スイッチ、音量設定スイッチ等が設けられてい
る。

【００２３】音源３１は、例えば擦弦楽器の機械振動系
や管楽器の空気振動系を電気回路でシミュレートしたい
わゆる物理モデル音源からなり、横揺れ鍵盤３３、ポル
タメントバー３５および左手操作子３７などの演奏操作
子、ならびに機能操作子２９の操作に応じてＣＰＵ１１
から送出される楽音制御データに基づいて楽音信号を形
成する。この楽音信号は、Ｄ／Ａ変換器、増幅器および
スピーカ等からなるサウンドシステム３９に供給され
る。サウンドシステム３９は、前記楽音信号を音響に変
換して放音する。

【００２４】図５は、図４の電子楽器の演奏操作子部分
の外観を示す。演奏操作子としては、横揺れ鍵盤３３、
ポルタメントバー３５、左手操作子３７、ピチカートス
イッチ４１およびスピカートスイッチ４３が配置されて
いる。横揺れ鍵盤３３は、通常の鍵盤の鍵全体を左右方
向（矢印Ａの方向）に揺動可能としたもので、ここでは
横揺れ状態に応じたビブラートを付加するために用いて
いる。ポルタメントバー３５は演奏者がそれに指を触れ
て移動するとその移動の量および速さに応じたポルタメ
ントを実現するために用いられる。

【００２５】左手操作子３７は、例えば図６に示される
ように、演奏者の左手のＸＹ方向への操作を検出するた
めのジョイスチックにさらにスイッチ６１や圧力センサ
６３を付加したものである。ジョイスチックは、Ｘ方向
の動作が中点復帰型で中点をＸ＝０として正負の符号が
付いたＸ情報を発生するものを用い、その把手６５に
は、平均的な大人の左手の親指、中指および薬指のそれ
ぞれの大きさおよび位置に対応する部分に凹み６７，６
９，７１が、演奏者の左手が適合し易いように設けられ
ている。スイッチ６１は、プッシュオン・プッシュオフ
タイプのものを、演奏者が左手人差し指で操作できるよ
うに把手６５の頂部に設けてある。ここではスイッチ６
１を、この電子楽器の最大同時発音数を切り換えるため
に用いている。すなわち、スイッチ６１のオフ時は、同
時発音数１音でトリルやスラーを可能とし、オン時は同
時発音数４音でトリルやスラー効果は禁止する。圧力セ
ンサ６３は、演奏者が左手中指用の凹み６９の底部に埋
設してある。圧力センサ６３は、例えば擦弦楽器音の発
生時、擦弦点を変化させるために用いられる。例えば、
左手中指を強く握って圧力センサ６３を強く押えると、
擦弦点が擦弦楽器の駒側に寄ったような「ギーギー」と
いう音になる。

【００２６】また、この左手操作子３７の取付台７３に
は、演奏者が左手で把手６１に触れたまま左手を休める
ことができるように、手を置くスペース（凹み）７５が
設けられている。この取付台７３には、さらに、擦弦楽
器の弦を指で弾くピチカート演奏音や弓を弾ませてひく
スピカート演奏音の発生を選択するためのピチカートス
イッチ４１およびスピカートスイッチ４３が配置されて
いる。

【００２７】この電子楽器は、左手で左手操作子３７
を、右手で鍵盤３３やポルタメントバー３５を操作する
よう構成されている。この電子楽器における演奏操作子
の操作状態と音（演奏条件）との対応を表２に示す。

【００２８】

【表２】

【００２９】図７は、この電子楽器の機能ブロック図で
ある。図７の各ブロックに付された符号は図１および図
２の各ブロックのものに対応している。図７において、
演奏動作情報メモリ１は、図４のＲＯＭ１５内に設けら
れており、スチックで採取した擦弦動作の弓の圧力や速
度の時間域波形またはウインドシンセ（管形操作子）採
取した吹奏動作の息圧やアンブシュアの時間域波形等
を、様々な立ち上がり方、強中弱の持続、様々な立ち下
がり方、クレッシェンドまたはディミヌエンド等、表現
（演奏条件）別に複数個を記憶している。

【００３０】図８は、擦弦的動作におけるｆｆ（フォル
テシモ）の速い立ち上がり時の演奏動作波形を示す。
（ａ）は弓の圧力（弓圧）の時間域波形であり、（ｂ）
は弓の速度（弓速）の時間域波形である。図９はｐｐ
（ピアニシモ）の速い立ち上がり時、図１０はｆｆの遅
い立ち上がり時、そして図１１はｐｐの遅い立ち上がり
時の、それぞれ図８と同様の波形である。また、図１２
はｆｆの持続時の演奏動作波形、図１３はｐｐの持続時
の演奏動作波形を示す。

【００３１】図７に戻って、演奏操作子２，３は、図４
の横揺れ鍵盤３３および左手操作子３７に相当し、横揺
れ鍵盤３３から楽音発生タイミング情報およびキーナン
バやキータッチ情報等の操作情報を発生するとともに、
左手操作子３７から位置や圧力等の操作情報を発生す
る。

【００３２】制御システム６ａは、図４のＣＰＵ１１が
前記制御プログラムを実行することによって実現され
る。この制御システム６ａでは、演奏操作子２，３から
の楽音発生タイミング情報や操作情報等の演奏情報と所
定の制御ルールとに基づいて、演奏動作情報メモリ１に
記憶してある演奏動作波形の読出アドレスや各波形に掛
ける重みを出力する。本実施例では制御ルールとしてフ
ァジィ制御を適用した例を示す。メンバシップ関数およ
びタッチテーブル６ｂは、このファジィ制御のためのも
ので、図４のＲＯＭ１５内に設けられている。

【００３３】制御システム６ａから出力される読出アド
レス（または波形の番号）と各波形に掛ける重みは、そ
れぞれ波形選択および読み出し手段４ａと重み付け加算
手段４ｂに供給される。これらの波形選択および読み出
し手段４ａと重み付け加算手段４ｂも、図４のＣＰＵ１
１が前記制御プログラムを実行することによって実現さ
れる。

【００３４】この電子楽器においては、立ち上がり方や
強弱が変化するとき、立ち上がりから持続ヘ移行すると
きはすべてクロスフェードで補間するが、前記の「重
み」は、このクロスフェードの際に各波形に掛ける係数
であり、演奏状態および時間により刻々と変化する。な
お、演奏操作子により指定された演奏条件に対応する演
奏動作波形が記憶されていない場合にも対応する波形に
近い２以上の波形を読み出し、それらを補間して演奏条
件により適合する演奏動作波形を求めるようにしてもよ
い。

【００３５】波形選択および読み出し手段４ａと重み付
け加算手段４ｂは、いずれも図４のＣＰＵ１１が前記制
御プログラムを実行することによって実現される。重み
付け加算手段４ｂからは、弓速、弓圧や、アンブシュ
ア、息圧等の物理モデル音源用の音源パラメータが出力
され、これらパラメータが物理モデル音源５ａに供給さ
れる。

【００３６】物理モデル音源５ａおよびサウンドシステ
ム５ｂは、それぞれ図４の音源３１およびサウンドシス
テム３９に対応する。

【００３７】次に、図１４〜図２２のフローチャートを
参照しながら図１の電子楽器におけるＣＰＵ１１の動作
を説明する。

【００３８】図４の電子楽器において図示しない電源が
投入されると、ＣＰＵ１１はＲＯＭ１５に格納された制
御プログラムに従って動作を開始する。

【００３９】図１４を参照して、ＣＰＵ１１は、ステッ
プ１０１にてＲＡＭ１７内に設定されている各レジスタ
およびフラグをクリアしたり、ＲＯＭ１５内のデータテ
ーブルを読み込んで所定のプリセット値に設定する等の
初期設定を行なった後、ステップ１０２のメインループ
処理を実行する。

【００４０】このステップ１０２のメインループ処理に
おいては、図示しないＭＩＤＩインターフェースを介し
て入力されるＭＩＤＩデータを読み込んだり、各検出回
路２１，２３，２５，２７および機能操作子２７の出力
を検索してそれらの出力に変化があれば対応するレジス
タ等の書き換えを行なうイベントメモリ書き換え処理を
行なったり、各音源チャンネルに対して必要なデータを
割り当てたり送出したりするチャンネル処理を実行す
る。さらに、その他の電子楽器に特有の処理もこのメイ
ンループ処理において行われる。

【００４１】図１５〜１９はこのメインループ処理にて
行なわれるイベントメモリ書換処理の詳細を示す。前記
メインループ処理の際、横揺れ鍵盤３３におけるいずれ
かの鍵の押下、すなわちキーオンイベントが検出されれ
ば、ＣＰＵ１１は図１５のキーオン処理を実行する。こ
のキーオン処理においては、アタック波形読出しポイン
タatk-phase をリセットし、持続波形読出しアドレスポ
インタcont-phase、スピカート波形読出しアドレスポイ
ンタspi-phase およびピチカート読出しアドレスポイン
タpizz-phaseをリセットし、押下された鍵のキーナンバ
key-num およびベロシティkon-vel を記憶し、キーオン
（押下）からの経過時間kon-timeを計時するタイマkon-
timeをリセットする。

【００４２】前記メインループ処理の際、横揺れ鍵盤３
３におけるいずれかの鍵の離鍵（キーオフ）のイベント
が検出されれば、ＣＰＵ１１は図１６のキーオフ処理を
実行する。このキーオフ処理においては、離鍵された鍵
に対応するキーナンバメモリkey-num をリセットする。

【００４３】前記メインループ処理の際、、横揺れ鍵盤
３３における鍵の横揺れが検出されれば、ＣＰＵ１１は
図１７のキーの横揺れ処理を実行する。このキーの横揺
れ処理においては、横揺れの振幅vib-pitch を記憶す
る。

【００４４】前記メインループ処理の際、横揺れ鍵盤３
３における複数鍵の操作が検出されれば、ＣＰＵ１１は
図１８のキーのアフタータッチ処理を実行する。このア
フタータッチ処理においては、アフタータッチの値aft-
val を記憶する。また、このアフタータッチの値aft-va
l が最大値であればアフタータッチの値が最大値になっ
てからの時間aftmax-timeを計時するタイマaftmax-time
をリセットする。

【００４５】前記メインループ処理の際、左手操作子３
７のジョイスチック（把手）６５をＸ方向に操作された
ことが検出されれば、ＣＰＵ１１は図１９のジョイスチ
ックＸ処理を実行する。このジョイスチックＸ処理にお
いては、ジョイスチックから０〜１２７の範囲で出力さ
れるＸの値dataを、中心（復帰位置）を０とする符号付
きの＋６４〜−６４の値js-x-valに変換して記憶し、そ
の値の絶対値js-x-abs＝|js-x-val|を記憶し、この絶対
値の前回の値との差js-x-diff ＝js-x-abs−js-x-p-val
を記憶し、さらに今の絶対値js-x-absを前回値js-x-p-v
alとして記憶する。なお、ジョイスチックから０〜１２
７の範囲で出力されるＸの値js-x-valに対応するＭＩＤ
Ｉデータdataはjs-x-val＋６４である。

【００４６】この電子楽器においては、タイマ１９から
５ｍＳ周期で送出されるクロック信号を割り込み信号と
して図２０に示すタイマインタラプト処理を実行する。
図２０を参照して、ステップ１１０ではルール制御を実
行する。ここではファジィ制御を適用した例を示す。こ
のルール制御においては、時間情報を更新し、図１４の
ステップ１０２で書換が行なわれるイベントメモリおよ
び後述するメンバーシップ関数を参照してファジィ推論
を実行し、ステップ１２０の重み付け加算処理等に必要
なデータを作成する。

【００４７】ステップ１２０の重み付け加算処理におい
ては、ステップ１１０のルール出力に基づき演奏動作情
報メモリ（図７の１）から各演奏動作情報を読み出し、
これらの情報を重み付け加算する。図２１は前記ルール
制御の詳細を、図２２は前記重み付け加算処理の詳細を
示す。

【００４８】図２１を参照して、ステップ２０１ではキ
ーナンバkey-num に対応するピッチbase-pitchに横揺れ
情報vib-pitch を加算して音源３１へ送出すべきピッチ
データpitch-vopを算出する。

【００４９】ステップ２０３ではファジィ制御の前処理
を行なう。すなわち、ＭＩＤＩイベント情報をメンバシ
ップ関数の幅に合わせ、時間（kon-time、koff-time 、
aftmax-time など）およびデータアドレス（atk-phase
、cont-phase、spi-phase 、pizz-phase等）を更新す
る。メンバシップ関数および変数は、ここでは最大値が
１、最小値が０に割り当てられた５ビット（０／３１〜
３１／３１）のデータで表わされる。

【００５０】ステップ２０５では各プロダクションルー
ル６〜３２からなるファジィルールの計算を行なう。

【００５１】この計算は、図２３〜２９に示すメンバー
シップ関数に基づいて行なわれる。図２３において、横
軸はキーオンベロシティkon-vel が大きい、立ち上がり
（アタックレート）atk-rateが速い、アフタータッチ値
aft-vel が大きい、音cont-dyna が大きい（強い）、ピ
チカートpizz-dyna が強い、スピカートspi-dynaが強
い、立ち上がりの重みatk-weightが大、キーオンからし
ばらく時間kon-timeが経った、持続波形の重みcont-wei
ght 大、ジョイスティックのＸ値js-x-valが増加してい
る、クレッシェンドの重みcres-weight が大、ジョイス
ティックのＸ値js-x-valが減少している、ディミヌエン
ドの重みdim-weightが大、クレッシェンドの速さcres-r
ate が速い、ディミヌエンドの速さdim-rateが速い、リ
リース波形の重みrel-weightが大、の度合いを示し、縦
軸はメンバーシップ値を示す。

【００５２】図２４は、立ち上がりの音atk-dynaが小さ
い、リリースrel-rateが速い、を横軸に設定したメンバ
ーシップ関数である。図２５のメンバーシップ関数は、
立ち上がりatk-rateが大変速い、リリースrel-dynaがダ
イナミック、ジョイスティックのＸ値js-x-valの増加が
速い、ジョイスティックのＸ値js-x-valの減少が速い、
の度合いを示す。

【００５３】図２６のメンバーシップ関数は、キーオン
されたばかりkon-time、キーオンベロシティkon-vel が
大変小さい、キーオフされたばかりkoff-time 、の度合
いを示す。図２７のメンバーシップ関数は、キーオフベ
ロシティkoff-velが大、の度合いを示す。図２８のメン
バーシップ関数は、アフタータッチ値が最大値をとった
ばかりaftmax-time 、キーオフベロシティkoff-velが
大、の度合いを示す。図２９のメンバーシップ関数は、
ジョイスティックのＸ値js-x-valが大、の度合いを示
す。

【００５４】図２１ステップ２０５において、アンド
（＆）はアンドを挟んで配列された各変数の最小値を採
用することを意味し、オア（ｏｒ）は最大値を採用する
ことを意味する。

【００５５】例えば、後述するルール１５の条件項（
ジョイスティックＸ値が大）ｏｒ（アフタータッチが
大）ｏｒ｛（キーオンしたばかり）＆（キーオンベ
ロシティ大）＆（スラーではない）｝は、とと
の最小値∧∧と、と、のうちの最大値を意味
する。

【００５６】先ず、このステップ２０５におけるルール
７の処理について説明する。最初に、「キーオンベロ
シティ大」と「アフタータッチ大」と「キーオンし
たばかり」をそれぞれに対応するメンバーシップ関数
（図２３、図２３および図２６）を参照してそれらの各
メンバーシップ値を求め、各メンバーシップ値〜の
最小値∧∧を求める。図３０〜は、「キー
オンベロシティ大」kon-vel 、「アフタータッチ大」
aft-vel および「キーオンしたばかり」kon-timeの変
数およびメンバーシップ値の一例を示す。図３０〜
に示す例では、メンバーシップ値の〜の最小値は
である。次に、「極めて高い立ち上がり」に対応する
メンバーシップ関数（図２５）を参照して、「極めて
高い立ち上がり」の程度を求めるのであるが、その算出
に先立って、図３０の関数におけるメンバーシップ値
の最大値を条件項の最小値（ここでは）に制限する、
いわゆる頭切りを行なう。さらに、このメンバーシップ
関数について図３０の斜線部の面積の重心を求め、
それをアタックレートatk-rateとする。図３０において
’および’はキーオン後、充分に時間が経ったとき
の最小値∧∧およびアタックレートatk-rateの例
を示す。

【００５７】ルール７に先立って、実行されるルール６
においては、「スラーではない」が２値データ（クリ
シプルデータ）であること、つまり、スラーであれば
０、スラーでなければ１となることを除けば、ルール７
と同様にして「立ち上がりが速い」の度合いを示すアタ
ックレートatk-rateを求める。すなわち、スラーであれ
ば「立ち上がりが速い」に対応するメンバーシップ関数
（図２３）のメンバーシップ値０に対応する変数０をア
タックレートatk-rateとする。一方、スラーでなければ
「キーオンベロシティ大」に対応するメンバーシップ
関数（図２３）を参照してメンバーシップ値を求め、
これが「キーオンベロシティ大」と「スラーではな
い（＝１）」との最小値であるから、「立ち上がりが速
い」に対応するメンバーシップ関数（図２３）を参照し
て前記の頭切りおよび重心算出を行ない、この重心をア
タックレートatk-rateとする。

【００５８】なお、前記のルール６とルール７における
アタックレートatk-rateや、後述するルール１５とルー
ル１６におけるアタックダイナミクスatk-dynaのよう
に、同じ変数が重複して算出される場合は、それらの算
出値の最小値を真の値として選択する。

【００５９】同様にして、ルール８にてリリースレート
rel-rateを、ルール１１にてリリースのダイナミクスre
l-dynaを、ルール１５にてアタックおよび持続のダイナ
ミクスatk-dynaおよびcont-dyna を、ルール１６にてア
タックのダイナミクスatk-dynaを、ルール２４および２
５にてそれぞれスピカートおよびピチカートのダイナミ
クスspi-dynaおよびpizz-dyna を、ルール２６、２７、
２８、３０および３２にてそれぞれアタック、持続、ク
レッシェンド、ディミヌエンドおよびリリースの重みat
k-weight、cont-weight 、cres-weight 、dim-weightお
よびrel-weightを、そしてルール２９および３１にてそ
れぞれクレッシェンドおよびディミヌエンドのレートを
算出する。

【００６０】上述のようなファジィ推論によって演奏動
作を決定したり、電子楽器を制御する方法は、例えば、
本出願人による特開平２−１４６０９４号公報等に記載
されている。

【００６１】図２２の重み付け加算処理においては、上
述の計算により求められた各値に基づいて、ＲＯＭ１５
からの演奏動作情報波形読み出し、および演奏動作情報
波形として読み出されたデータの重み付け加算を実行す
る。

【００６２】すなわち、図２２のステップ３０１では、
前記図２１のステップ２０３で設定された各アドレスポ
インタ値atk-phase 、cont-phase、cres-phase、dim-ph
ase、rel-phase 、spi-phase およびpizz-phaseに基づ
いて、前記図８〜１３の各波形（圧力データおよび速度
データ）-1〜-4、-1〜-2ならびに図示しない
-1遅い立ち下がり、-2速い立ち下がり、-3ダイナミ
ックな立ち下がり、スピカート、ピチカート、-1
速いクレシェンド、-2遅いクレシェンド、-1速いデ
ィミヌエンド、および-2遅いディミヌエンドそれぞれ
の圧力データおよび速度データを読み込む。

【００６３】続くステップ３０３では、前記図２１のス
テップ２０５で算出された各変数に基づいて重み付け加
算を行ない各時点における演奏動作情報（圧力データお
よび速度データ）の算出、およびある演奏動作から他の
演奏動作への移行処理（クロスフェード）を実行する。

【００６４】すなわち、先ず、(i) 前記ルール制御（図
２１のステップ２０５）で算出された立ち上がり強弱情
報atk-dynaと速さ情報atk-rate、およびステップ３０１
で読み込んだ立ち上がり波形（-1フォルテシモの速い
立ち上がり、-2ピアニシモの速い立ち上がり、-3フ
ォルテシモの遅い立ち上がり、および-4ピアニシモの
遅い立ち上がりの波形）情報を用いて立ち上がり成分を
算出し、(ii)持続の強弱情報cont-dyna と持続データ
-1および-2の波形振幅値を用いて持続成分を算出し、
(iii) 立ち下がりの速さ情報rel-rateと立ち下がり波形
-1〜-3の情報を用いて立ち下がり成分を算出し、(i
v)スピカート情報spi-dynaおよびピチカート情報pizz-d
yna と、スピカートおよびピチカート波形，を用い
てスピカートおよびピチカート成分を算出し、(v) クレ
シェンドの速さcres-rate およびディミヌエンドの速さ
dim-rateと、波形-1，-2および-1，-2を用いて
クレシェンドおよびディミヌエンドの成分を算出する。

【００６５】さらに、立ち上がり（アタック）、持続、
クレッシェンド、ディミヌエンドおよびリリースの各重
み情報atk-weight、cont-weight 、cres-weight 、dim-
weightおよびrel-weightを用いて各前記成分を重み付け
加算する。以上の操作を圧力データおよび速度データの
各々について行なうことにより、５ｍＳごとの各時点に
おける圧力データおよび速度データが算出される。

【００６６】この重み付け加算により算出された圧力デ
ータおよび速度データは、図２０のステップ１３０の発
音領域への落とし込み処理によって最終的なデータに変
換され、図２０のステップ１４０にて音源３１（図４）
に送出される。音源３１ではこれらの情報に基づいて楽
音が形成される。なお、前記ステップ１３０の発音領域
への落とし込み処理については、本出願人による特願平
２−１８８９６号、特願平２−１８８９７号、特願平２
−１５２６４５号、特願平２−１６５５６８号等に記載
されている。

【００６７】

【実施例の変形例】なお、この発明は、上述の実施例に
限定されることなく適宜変形して実施することができ
る。

【００６８】例えば、上述の実施例においては、演奏動
作情報をＲＯＭに載せた例を示したが、ＲＡＭに移して
おいてそれをユーザが手描きでエディットできるように
してもよい。また、ＲＯＭパックで差し替えたりできる
ようにしてもよい。

【００６９】また、上述の実施例においては、音源とし
て擦弦楽器をシミュレートした物理モデル音源（擦弦モ
デル）を用いた例を示したが、管（吹奏）モデルを用い
てもよい。また、物理モデル音源以外の音源を用いるこ
とも可能である。例えば、演奏動作情報の揺らぎを、ピ
ッチ、音量、音色の揺らぎ情報等、他の音源が受けつけ
ることのできるパラメータに変換することで、周波数変
調方式や加算合成方式等、他種音源を有する電子楽器に
もこの発明は適用可能である。

【００７０】さらに、上述においては、この発明をにも
は新音色の発音を妨げないために減衰率をやや大きくし
ても良い。また、トランケート時のように、急速減衰さ
せてもよい。

【００７１】上述の実施例においては、キーオン中また
は発音中の楽音を再発音するようにしているが、再発音
するデータはこれらのキーオン中または発音中のものに
限らない。例えば、一定時間押された鍵を記憶してお
き、それらを利用するようにしても良い。

【００７２】さらに、音色切換と次音の立ち上がり、お
よびフォーシングダンプ終了と次音の立ち上がりなどは
必ずしも一致させる必要はない。

【００７３】

【発明の効果】以上のようにこの発明によると、持続楽
器音を、鍵盤奏者など従来の電子楽器奏者に抵抗のない
演奏形態でリアル、自然かつ表情豊かにリアルタイムで
演奏できる電子楽器が提供される。また、サンプリング
レートも２００Ｈｚ（５ｍＳ）程度で充分なので、ＰＣ
Ｍ方式と比べてメモリ容量を減らすことができる。

【００７４】従来、持続音楽器の演奏動作に固有の揺ら
ぎや表現（強いデタシュとか、サックのしゃくり等）
は、ウインドシンセ（管操作子）の吹奏動作やスチック
による擦弦類似動作以外の演奏動作、例えば鍵盤演奏か
ら入力することは不可能であった。しかしながら、この
発明によれば、上述のように持続音楽器の鍵盤による演
奏が可能となり、さらにＰＣＭと違ってリアルタイムに
様々な表現が自在にできる。

【００７５】また、従来の楽音波形メモリ方式の電子楽
器においては、波形の読み出し速度を変えると、それに
比例して音程が変化してしまうが、この発明のように演
奏動作情報を読み出す場合は、読み出し速度を１／４〜
４倍程度変化させてもそれほど不自然な感じにならな
い。

【００７６】また、楽音波形と異なり、演奏動作情報に
は周期という概念がないので、クロスフェードやルーピ
ングが容易であり、位相合わせに至ってはまったく不要
である。したがって、波形エディットをユーザに開放し
ても、ＰＣＭより受け入れられ易い。

【００７７】従来は、生々しい持続楽器音情報を入力す
るためにはウインドシンセ（管操作子）やスチックを用
いなければならず、コンピュータインターフェースから
入力するのは極めて困難であった。これに対し、この発
明によれば、ウインドシンセ（管操作子）やスチックと
違って、基本的に鍵盤情報でリアルで自然な持続楽器音
を演奏できるので、コンピュータミュージック（シーケ
ンス打込音楽）において生き生きした音楽を製作し易く
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の第１の態様を示すクレーム対応図
である。

【図２】 この発明の第２の態様を示すクレーム対応図
である。

【図３】 この発明で使用される演奏動作波形の例を示
す波形図である。

【図４】 この発明の一実施例に係る電子楽器の構成を
示すブロック回路図である。

【図５】 図４の電子楽器における演奏操作子の具体例
を示す斜視図である。

【図６】 図５の演奏操作子における左手操作子部分の
詳細例を示す斜視図である。

【図７】 図４の電子楽器の機能ブロックである。

【図８】 図４の電子楽器のＲＯＭに格納された第１の
演奏動作波形を示す時間域波形図である。

【図９】 図４の電子楽器のＲＯＭに格納された第２の
演奏動作波形を示す時間域波形図である。

【図１０】 図４の電子楽器のＲＯＭに格納された第３
の演奏動作波形を示す時間域波形図である。

【図１１】 図４の電子楽器のＲＯＭに格納された第４
の演奏動作波形を示す時間域波形図である。

【図１２】 図４の電子楽器のＲＯＭに格納された第５
の演奏動作波形を示す時間域波形図である。

【図１３】 図４の電子楽器のＲＯＭに格納された第６
の演奏動作波形を示す時間域波形図である。

【図１４】 図４の電子楽器におけるメインルーチン処
理を示すフローチャートである。

【図１５】 図４の電子楽器におけるキーオン処理を示
すフローチャートである。

【図１６】 図４の電子楽器におけるキーオフ処理を示
すフローチャートである。

【図１７】 図４の電子楽器におけるキーの横揺れ検出
処理を示すフローチャートである。

【図１８】 図４の電子楽器におけるアフタータッチ検
出処理を示すフローチャートである。

【図１９】 図４の電子楽器におけるジョイスチクＸ座
標検出処理を示すフローチャートである。

【図２０】 図４の電子楽器におけるタイマ割り込み処
理を示すフローチャートである。

【図２１】 図４の電子楽器におけるルール制御処理を
示すフローチャートである。

【図２２】 図４の電子楽器における重み付け加算処理
を示すフローチャートである。

【図２３】 図４の電子楽器のＲＯＭに格納された第１
のメンバーシップ関数を示すグラフである。

【図２４】 図４の電子楽器のＲＯＭに格納された第２
のメンバーシップ関数を示すグラフである。

【図２５】 図４の電子楽器のＲＯＭに格納された第３
のメンバーシップ関数を示すグラフである。

【図２６】 図４の電子楽器のＲＯＭに格納された第４
のメンバーシップ関数を示すグラフである。

【図２７】 図４の電子楽器のＲＯＭに格納された第５
のメンバーシップ関数を示すグラフである。

【図２８】 図４の電子楽器のＲＯＭに格納された第６
のメンバーシップ関数を示すグラフである。

【図２９】 図４の電子楽器のＲＯＭに格納された第７
のメンバーシップ関数を示すグラフである。

【図３０】 図４の電子楽器におけるルール制御処理一
例を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 演奏動作情報記憶手段、２ 発音タイミング設定手
段（演奏操作子）、３ 操作手段（演奏操作子）、４
楽音制御手段、４ａ 波形選択および読み出し手段、４
ｂ 重み付け加算手段、５ 楽音発生手段、５ａ 物理
モデル音源、５ｂ，３９ サウンドシステム、６ ファ
ジィ制御手段、６ａ 制御システム、６ｂメンバーシッ
プ関数およびタッチテーブル、１１ 中央処理装置（Ｃ
ＰＵ）、１５ ＲＯＭ、１７ ＲＡＭ、３１ 音源、３
３ 横揺れ鍵盤、３７ 左手操作子

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数種類の演奏条件のそれぞれに応じて
   演奏者が時系列的に行なうべき一連の時間変化する複数
   種類の演奏動作の情報を記憶する演奏動作情報記憶手段
   と、 楽音発生タイミング設定手段と、 前記複数種類の演奏動作情報のいずれか複数の種類を指
   定する操作手段と、 前記タイミング設定手段にて指示される発音タイミング
   から前記操作手段の操作で設定指示される複数種類の演
   奏動作情報の読出しを進行させ、この読出された複数種
   類の演奏動作情報を重み付けして合成し、その重み付け
   して合成された合成出力について、発音領域への落とし
   込み処理を行い、その落とし込み処理した合成出力に基
   づいて楽音パラメータを逐次指定する楽音制御手段と、楽器の振動系をシュミレートした物理モデル音源を用い
   前記楽音パラメータに応じて形成される楽音信号に基づ
   き楽音を発する楽音発生手段とを具備することを特徴と
   する電子楽器。
2. 【請求項２】 複数種類の演奏条件のそれぞれに応じて
   演奏者が時系列的に行なうべき一連の時間変化する複数
   種類の演奏動作の情報を記憶する演奏動作情報記憶手段
   と、 楽音発生タイミング設定手段と、 前記演奏条件を設定するための操作手段と、 前記操作手段の出力に基づくファジィ推論により前記複
   数種類の演奏動作情報のいずれかの種類を指定するファ
   ジィ制御手段と、 前記タイミング設定手段にて指示された発音タイミング
   から前記ファジィ制御手段により指示される複数種類の
   演奏動作情報の読出しを進行させ、この読出された複数
   種類の演奏動作情報を重み付けして合成し、その重み付
   けして合成された合成出力について、発音領域への落と
   し込み処理を行い、その落とし込み処理した合成出力に
   基づいて楽音パラメータを逐次指定する楽音制御手段
   と、楽器の振動系をシュミレートした物理モデル音源を用い
   前記楽音パラメータに応じて形成される楽音信号に基づ
   き楽音を発する楽音発生手段とを具備することを特徴と
   する電子楽器。