JP3160981B2 - 電子楽器用音源の制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子楽器用音源の制御装
置に関し、特に自然楽器の発音機構を電子的にシミュレ
ートしたいわゆる物理音源用の制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子楽器の音源回路として自然楽器の発
音機構をシミュレートした物理モデル音源と言われるも
のがある。この音源は特に持続音を発生する擦弦楽器や
管楽器の楽音発生に適している。擦弦楽器の楽音発生の
ためには音高信号の他、弓圧信号、弓速信号等を必要と
し、管楽器の楽音発生のためには音高信号の他、息圧信
号、アンブシュア信号等を必要とする。

【０００３】図１７を参照して物理モデル音源の構成例
を説明する。まず、擦弦楽器の場合を例にとって説明す
る。弓速情報、弓圧情報は、ゲート回路１１２、１２０
を介して与えられ、これらのゲート１１２、１２０はキ
ーオン信号で開かれ（オン）、キーオフ信号で閉じられ
る（オフ）。

【０００４】キーオン信号によってゲート１１２が開か
れている時に、弓速情報が入力すると、弓速情報は加算
回路１１３に入力し、加算回路１１５、除算回路１１７
を介して非線形回路１１８に入力する。非線形回路１１
８は、擦弦楽器の非線形な弦の特性をシミュレートする
回路であり、入力が小さな領域では入力に比例する出力
を生じ、入力がある値を越えると、非線形に変化した低
い出力を与える。

【０００５】このような特性は、バイオリンの弦と弓と
の間の静摩擦係数、動摩擦係数による運動を近似する。
非線形回路１１８の出力は乗算回路１１９を介して加算
回路１２５、１２６に出力される。

【０００６】加算回路１２５、１２６は閉ループを構成
する線路内の対称の位置に配置されている。この閉ルー
プは擦弦楽器の弦の運動を近似するものであり、１対の
遅延回路１２８、１２９、１対のローパスフィルタ１３
１、１３２、１対の減衰回路１３４、１３５、１対の乗
算回路１３７、１３８を含む。

【０００７】遅延回路１２８、１２９は信号が循環する
開ループ内で遅延を与え、発音する楽音の音高を決定す
る回路である。１対の遅延回路１２８、１２９によっ
て、弓が弦と接触する擦弦位置から固定端である駒まで
の弦の部分と擦弦位置から指が弦を指板に押圧する押弦
位置までの弦部分とを近似する。

【０００８】また、振動が弦を伝達する際に、信号は弦
の特性によって変化する。ローパスフィルタ１３１、１
３２はこの弦の特性を近似するものである。また、振動
が弦を伝達する際に振動は減衰する。１対の減衰回路１
３４、１３５は減衰量を制御してこの弦を伝わる信号の
減衰をシミュレートする。キーオフ信号が入力した時
は、減衰量を著しく大きくすることによって、弦の振動
を停止させる。

【０００９】また、弦の振動は固定端で反射し、その際
位相を反転させる。乗算器１３７、１３８は、入力に固
定係数−１を乗算する。すなわち、減衰なしの反射を表
わすように位相を反転させる。実際の自然楽器において
は、反射の際減衰も発生するが、その減衰は減衰回路１
３４、１３５の減衰量として考慮しておけばよい。

【００１０】また、遅延回路１２８、１２９、ローパス
フィルタ１３１、１３２には音色信号が供給されて信号
波形を調整する。このようにして、信号が閉ループを循
環すると、振動が弦を伝達し、反射し、再び元の位置に
戻る運動をシミュレートすることができる。

【００１１】なお、図中乗算器１３７、１３８の出力は
それぞれ取り出されて加算回路１４０に入力している。
これは弦の両側から進行した振動が擦弦位置に供給され
ることを表わす。両方向から進行した入力が加算回路１
４０で加算され、加算回路１１３に供給されて弓速信号
と加算される。

【００１２】すなわち、弓が弦を擦って連続的な音が発
生している際には、振動している弦の持続音と新たに弦
を弓が擦ることによって発生する振動が加算されて楽音
を発生させることを表わす。

【００１３】非線形回路１１８は、入力側に除算回路１
１７、出力側に乗算回路１１９を有する。除算回路１１
７、乗算回路１１９は、それぞれ弓圧信号をゲート１２
０を介して受けている。

【００１４】すなわち、非線形回路１１８に対する入力
は、弓圧信号によって除算されて小さなものとなり、乗
算回路１１９において弓圧信号を乗算されて大きなもの
に変化する。すなわち、非線形回路１１８の特性を固定
しておいた場合に、弓圧信号を変化させると非線形回路
１１８の入力、出力のスケールが変化することになる。
弓圧信号が大きくなると、特性の線形部分が拡大し、静
摩擦係数部分が広くなったことを表わす。

【００１５】乗算回路１１９の出力は、ローパスフィル
タ１２２と加算回路１２３を経て加算回路１１５にフィ
ードバックされている。非線形回路１１８の特性は、静
摩擦係数を表わす線形部分とその外側の動摩擦係数を表
わす小出力領域とを有し、その間でステップ状の切換え
を行なう。

【００１６】入力信号が増大して動摩擦係数によって支
配される領域になった時にその出力は小さくなり、フィ
ードバックループを介して入力側に帰還される量も減少
する。一旦動摩擦係数領域に入った後入力を減少させる
場合は、小さな出力に対応してフィードバック量も小さ
い。従って、切換えはより小さい入力値で起こる。

【００１７】このように、切換えの周辺では非線形回路
１１８の入力が増大している時と、減少している時でフ
ィードバックされる量が異なり、全体としてヒステリシ
スを持った特性を与える。

【００１８】なお、ローパスフィルタ１２２は発振等を
防止するために設けられた回路である。図１７に示した
楽音信号形成回路においては、楽音信号を形成するため
に音高情報の他に弓速情報や弓圧情報を重要なパラメー
タとしている。

【００１９】管楽器の場合、弓速信号、弓圧信号の代り
に、息を吹込む圧力を表わす情報である息圧信号、口構
えを表わす信号であるアンブシュア信号ｅｍが用いられ
る。息圧信号は振動の駆動源となり、アンブシュア信号
は楽音の音色等を制御する。非線形回路１１７、１１
８、１１９は、管楽器の管内の振動を表わす非線形回路
で置き換えられる。また、遅延回路１２８、１２９を含
む閉ループは、管楽器内で振動が往復する管を表わす回
路となる。

【００２０】このような物理モデル音源を制御する方法
として、鍵盤操作子から得たベロシティやアフタータッ
チを用いる方法がある。また、ウインドコントローラや
擦弦的操作子を用いる場合、これら各操作子内に設けら
れたセンサによってそれぞれ息圧信号、アンブシュア信
号、弓速信号、弓圧信号等を得、物理モデル音源に供給
する方法がある。

【００２１】ところで、物理モデル音源では１つの音源
データがさまざまな音楽表情に関連する。たとえば、管
楽器の場合、音量は主に息圧信号によって制御され、音
色は主にアンブシュア信号ｅｍによって制御される。し
かし、音量を増大しようとして息圧信号を増大させる
と、音色も変化してしまい、音色を変化させようとして
アンブシュア信号を変化させると音量も変化してしま
う。

【００２２】音色を変化させずに音量を増大させるため
には、息圧信号を増大させると共にアンブシュア信号を
減少させる必要がある。これは、たとえば自然楽器のサ
キソフォンにおいて、音量を増大させようとする場合、
まずアンブシュアを弛めてリードが振動し易い状態に
し、強く息を吹込むことに対応している。

【００２３】また、音量を一定に保ったまま音色を変化
させる場合、アンブシュア信号のみを変化させると音量
まで変化してしまう。従って、アンブシュア信号を変化
させると共に、息圧信号も調整する必要がある。

【００２４】擦弦楽器の場合も、音量は主に弓速信号に
依存し、音色は主に弓圧信号に依存するが、音量、音色
のいずれも弓速、弓圧のみによって定めるものではな
い。このように、物理モデル音源の入力パラメータと目
的とする音楽表情とは１：１には対応せず、複雑に関連
し合っている。

【００２５】鍵盤等で物理モデル音源を駆動する際に
は、物理モデル音源の入力パラメータを発生するための
エンベロープジェネレータＥＧが不可欠である。従来の
エンベロープジェネレータＥＧは、物理モデル音源の制
御パラメータのエンベロープを発生するものであり、ベ
ロシティやアフタータッチでこれらのエンベロープジェ
ネレータを駆動すると、各種の音楽表情を独立に制御す
ることがほとんど不可能であった。

【００２６】自然楽器の演奏形態に類似した演奏操作を
行なうウインドコントローラや擦弦的操作子は、物理モ
デル音源の入力パラメータを直接制御することができ
る。従って、練習によってノウハウを修得すれば、任意
の表情制御が可能となる。

【００２７】しかしながら、これらの演奏操作子を用い
て所望の楽音を発生させるためには、アルゴリズムや操
作子ごとに練習が必要であり、キーボード演奏者には演
奏不可能となる。

【００２８】

【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
物理モデル音源を用いて所望の音楽的効果を得ようとす
ると、その演奏操作は多くの演奏者にとって容易なもの
ではなかった。

【００２９】本発明の目的は、簡単な演奏操作で所望の
音楽的表情を独立に制御することのできる電子楽器用音
源の制御装置を提供することである。

【００３０】

【課題を解決するための手段】 本発明の一観点によれ
ば、自然楽器の奏法に対応する複数のパラメータに基づ
き楽音信号を形成することにより自然楽器をモデリング
する物理モデル音源を用いた電子楽器用音源の制御装置
は、演奏者の操作に応じて、前記複数のパラメータとは
異なる、楽音の異なる特性を制御するための信号をそれ
ぞれ発生するための複数の操作子（１１、１２）と、前
記複数の操作子からの複数の信号に基づき、時間変化す
る複数の時変動信号を発生し、前記発生した複数の時変
動信号の特性を制御して前記複数のパラメータとして出
力する制御出力手段（１４、２１〜２４、３１〜３４）
とを有する。

【００３１】

【作用】複数の操作子が楽音の異なる特性をそれぞれ制
御するため演奏は容易である。複数のパラメータのそれ
ぞれを複数の操作子からの信号に基づいて制御すること
により、操作子の操作によって楽音の異なる特性を所望
のように制御することが可能となる。

【００３２】たとえば、管楽器の楽音発生において、音
量を増大させる際には、単一の操作子の操作に基づいて
息圧を増大すると共にアンブシュアを減少させ、物理モ
デル音源から発生する楽音信号の音色が変化しないよう
にすることができる。

【００３３】

【実施例】図１は、本発明の実施例による電子楽器用音
源の制御装置を示す。図１（Ａ）は制御装置の構成を示
す。ペダルで例示した操作子１１、１２はそれぞれ音
色、ダイナミクスを制御する信号を発生する。これらの
信号をそれぞれｔｏｎｅ、ｄｙｎａで表わす。音色信号
ｔｏｎｅおよびダイナミクス信号ｄｙｎａは相関テーブ
ル１４に供給される。相関テーブル１４は、ダイナミク
ス信号ｄｙｎａに基づいて息圧信号ａａａおよびアンブ
シュア信号ｃｃｃを発生する。また、相関テーブル１４
は音色信号ｔｏｎｅに基づいて息圧信号ｂｂｂおよびア
ンブシュア信号ｄｄｄを発生する。

【００３４】元信号生成回路２１は、２つの息圧信号ａ
ａａ、ｂｂｂに基づいて１つの息圧元信号ｓｏｕｒｃｅ
を発生する。この息圧元信号ｓｏｕｒｃｅは、ダイナミ
クスペダル１２の操作量に応じたダイナミクス信号ｄｙ
ｎａに依存する成分ａａａのみでなく、音色ペダル１１
の操作量に応じた音色信号ｔｏｎｅに依存した成分ｂｂ
ｂを加味したものである。

【００３５】元信号生成回路３１は、相関テーブル１４
から供給される２つのアンブシュア信号ｃｃｃ、ｄｄｄ
に基づいて１つのアンブシュア元信号ｓｏｕｒｃｅを発
生する。この元信号も、音色ペダル１１の操作量に応じ
た信号ｔｏｎｅに基づく成分ｄｄｄのみでなくダイナミ
クスペダル１２の操作量に応じた信号ｄｙｎａに基づく
成分ｃｃｃを加味したものである。

【００３６】包絡形成回路２２は、入力する元信号ｓｏ
ｕｒｃｅをローパスフィルタＬＰＦ２５に通して信号の
立上がり、立下がり等を滑らかにし、元信号ｓｏｕｒｃ
ｅと共に重み付け回路２６に供給し、和信号を形成する
ことによって包絡信号ｂａｓｅを発生する。

【００３７】包絡形成回路３２も、包絡形成回路２２と
同様の構成を有し、入力する元信号ｓｏｕｒｃｅをロー
パスフィルタＬＰＦ３５に通し、元信号ｓｏｕｒｃｅと
共に重み付け回路３６に供給して和信号を形成し、包絡
信号ｂａｓｅを発生する。

【００３８】なお、重み付け回路２６、３６には、重み
信号に基づいてテーブル１６より読み出された重み付け
係数がそれぞれ供給されている。本制御装置には、さら
に揺らぎ付加回路２３、３３、変調回路２４、３４も設
けられている。

【００３９】揺らぎ付加回路２３は、自然楽器の楽音に
おいて、人間のもつ自然な揺らぎに基づく微妙な振幅を
与えるための回路である。揺らぎ付加回路２３には、ノ
イズ発生回路２７およびバンドパスフィルタ２８が含ま
れており、ノイズ発生回路２７の発生するホワイトノイ
ズをバンドパスフィルタＢＰＦ２８でフィルタすること
により、自然な揺らぎ信号が発生する。この揺らぎ信号
をアダＡＤ１で包絡信号ｂａｓｅに加算することによ
り、揺らぎを付加した包絡信号ｆｌｕｃが発生する。

【００４０】変調回路２４は、矩形波発生回路２９を含
む。矩形波発生回路２９からの出力信号がマルチプライ
ヤＭＬ１に供給され、揺らぎを付加した包絡信号ｆｌｕ
ｃに変調をかけて最終的な息圧信号ｐｒを形成してい
る。

【００４１】揺らぎ付加回路３３は、揺らぎ付加回路２
３と同様、ノイズ発生回路３７、バンドパスフィルタＢ
ＰＦ３８、アダＡＤ２を含み、包絡形成回路３２の供給
する包絡信号ｂａｓｅに揺らぎを付加した包絡信号ｆｌ
ｕｃを発生する。

【００４２】また、変調回路３４は、変調回路２４と同
様、矩形波発生回路３９およびマルチプライアＭＬ２を
含み、揺らぎ付加回路３３の発生する揺らぎを付加した
包絡信号ｆｌｕｃに変調をかけ、最終的なアンブシュア
信号ｅｍを発生する。

【００４３】なお、外部信号によって変調をかける回路
等をさらに設けることもできる。また、電子楽器にはさ
らに鍵盤１８等の演奏操作子が設けられており、音高信
号、タッチ信号等を発生する。

【００４４】図１（Ｂ）は、図１（Ａ）に示す構成によ
って発生する信号波形の例を示す。鍵盤１８の鍵が押鍵
され、楽音が発生する際の波形を示す。この際、音色ペ
ダル１１は一定値を保ち、音色は変化させず押鍵に従っ
て音量を増大させる場合を示す。ダイナミクスペダル１
２も一定の深さに踏まれているものとする。

【００４５】息圧信号ｐｒは、押鍵に基づくキーオン信
号ＫＯＮに基づいて立上がり、一旦ピークを描いた後ほ
ぼ安定な状態に落着く。なお、安定値をとった後も自然
な揺らぎが与えられている。これに対し、アンブシュア
信号ｅｍは、発音前も一定の強度を有し、発音初期に一
定時間ｄｅｌａｙの間低い値となり、その後立上がりほ
ぼ安定な強度となる。安定な状態においても自然な揺ら
ぎが与えられていることは息圧信号ｐｒと同様である。

【００４６】このように、押鍵操作に基づき、息圧信号
を上昇させると共にアンブシュア信号を減少させること
により、音色を一定に保ったまま音量を増大させること
ができる。押鍵を保ったまま、ダイナミクスペダル１２
を踏み込んだ時も同様の動作が行われる。

【００４７】なお、音量を増大させる場合を説明した
が、音量を減少させる場合、音色を変化させる場合もそ
れぞれ単一の操作子を操作することにより、息圧信号ｐ
ｒおよびアンブシュア信号ｅｍが相互に関連した形状で
変化する。

【００４８】図２に図１の制御装置を含む電子楽器のハ
ードウエア構成を示す。演奏操作を行なう入力装置１０
は、鍵盤１８の他ペダル１１、１２およびジョイスティ
ク１３を含む。鍵盤１８は鍵を押鍵することにより音高
信号ＫＣ、イニシャルタッチ信号ＩＴ、アフタータッチ
信号ＡＴ等の情報を発生する。ペダル１１は音色ｔｏｎ
ｅを制御するための操作子、ペダル１２は音量等のダイ
ナミクスｄｙｎａを制御するための操作子、ジョイステ
ィック１３はビブラートの音高ｐｉｔを制御するための
操作子である。鍵盤１８には、さらに種々の制御を行う
ためのパネル操作子１９等が設けられている。

【００４９】入力装置１０からの楽音制御情報は、ＭＩ
ＤＩ入出力インターフェース４１を介してバス４２に供
給される。バス４２には、楽音信号形成プログラムを格
納するＲＯＭ４４、演算処理に用いるレジスタ等を格納
するＲＡＭ４５、タイミング信号等を発生するタイマ４
７、ＲＯＭ４４に格納されたプログラムに従ってＲＡＭ
４５のレジスタ等を用いて演算を実行するためのＣＰＵ
４３が接続されている。

【００５０】ＣＰＵ４３には、さらにＭＩＤＩ入出力イ
ンターフェース４１からの割り込み信号線５１、タイマ
４７からの割り込み信号線５２も接続されている。ＣＰ
Ｕ４３は入力装置１０からの楽音制御情報に基づき、物
理モデル音源を制御するための楽音制御信号をＭＩＤＩ
信号として形成し、発生する。

【００５１】ＣＰＵ４３が発生する楽音制御信号は、バ
ス４２、ＭＩＤＩ入出力インターフーイス４１を介して
音源システム４８に供給される。この制御信号は、音高
を表わすキーコードＫＣ、息圧ｐｒ、アンブシュアｅｍ
等を含む。音源システム４８は、たとえば図１９に示す
ような物理モデル音源を含む。音源システム４８の出力
信号はサウンドシステム４９に与えられて楽音を発生す
る。

【００５２】図３は、図１（Ａ）に示す構成の内ローパ
スフィルタＬＰＦ２５、３５、バンドパスフィルタ２
８、３８等を実現するためのフィルタ回路の例を示す。
図３において、入力信号はアダＡＤ４を介して乗算器Ａ
Ｐ１に入力され、Ｑの特性を乗算される。乗算器ＡＰ１
の出力信号は、アダＡＤ５を介して乗算器ＡＰ２に供給
され、フィルタの中心周波数ｆを乗算される。乗算器Ａ
Ｐ２の出力信号は、アダＡＤ６の−端子に印加され、そ
の出力信号は遅延回路Ｚ１を介してアダＡＤ６の＋端子
に帰還される。また、遅延回路Ｚ１の出力信号は、アダ
ＡＤ４の他の入力端子にも帰還されている。

【００５３】アダＡＤ６の出力信号は、バンドパスフィ
ルタの出力信号を形成すると共に乗算器ＡＰ３に入力さ
れ、フィルタの中心周波数ｆを乗算される。乗算器ＡＰ
３の出力信号は、アダＡＤ７を介してローパスフィルタ
ＬＰＦの出力信号を形成すると共に遅延回路Ｚ２を介し
てアダＡＤ７の他の入力端子に帰還される。また、遅延
回路Ｚ２の出力信号は、アダＡＤ５の他の入力端子に帰
還されている。アダＡＤ５の出力信号はハイパスフィル
タＨＰＦの出力信号を構成する。

【００５４】図３に示す回路は、その出力信号の取り出
し口によりローパスフィルタＬＰＦとして、ハイパスフ
ィルタＨＰＦとして、またバンドパスフィルタＢＰＦと
して用いることができる。また、フィルタ回路をハード
ウエア構成で示したが、この機能はデジタルフィルタと
して論理演算によって実現することもできる。

【００５５】次に、図２に示すハードウエア構成を用い
て、図１に示す各回路機能を実現するためのフローチャ
ートを説明する。図４は電子楽器全体のフローチャート
を示す。

【００５６】図４（Ａ）はメインフローを示す。ステッ
プＳ１において、イニシャライズ処理が行われる。たと
えば、割り込み初期設定やテーブル初期化等が行われ
る。

【００５７】次に、ステップＳ２において、出力ポイン
タと入力ポインタが異なるか否かが判断される。ＭＩＤ
Ｉイベントが発生すると信号の前処理が行われ、後に述
べるように出力用リングバッファに１メッセージが書き
込まれる。この後入力ポインタは１進められる。このメ
ッセージを出力すると出力ポインタが１進められ、入力
ポインタと出力ポインタは等しくなる。従って、出力ポ
インタと入力ポインタが異なる時は、出力用リングバッ
ファにメッセージが書き込まれ未だ出力されていないこ
とを示している。

【００５８】出力ポインタと入力ポインタが異なる時
は、ｙｅｓの矢印に従ってステップＳ３に進み、出力用
リングバッファに書き込まれた１メッセージをＭＩＤＩ
ＯＵＴ ＰＯＲＴに出力する。その後ステップＳ４に
おいて出力ポインタを１進め、ステップＳ２にリターン
する。なお、ステップＳ２において出力ポインタと入力
ポインタが等しい時は、ｎｏの矢印に従って再びステッ
プＳ２を行なう。

【００５９】図４（Ｂ）は、ＭＩＤＩイベントが発生し
た時に行われるＭＩＤＩ割り込み処理ルーチンを示す。
ＭＩＤＩ割り込み処理が生じると、ステップＳ６におい
てＭＩＤＩデータを音楽表情パラメータに変換する処理
ｍｉｄｉ（）を行なう。その後、ステップＳ７に進み処
理はリターンする。

【００６０】図４（Ｃ）は、タイマ割り込みルーチンを
示す。タイマ割り込みが生じると、ステップＳ１１にお
いて、カウント処理ルーチンｃｏｕｎｔ（）が行われ
る。続いて、ステップＳ１２において、図１（Ａ）の元
信号生成回路２１、３１において行われる元信号作成ル
ーチンｓｏｃｅ ｇｅｎ（）が行われる。

【００６１】次に、ステップＳ１３において、図１
（Ａ）の包絡形成回路２２、３２において行われる包絡
形成ルーチンｅ ｇｅｎ（）が行われる。次に、ステッ
プＳ１４において、図１（Ａ）の揺らぎ付加回路２３、
３３において行われる揺らぎ付加ルーチンｆｌｕｃ ｇ
ｅｎ（）が行われる。

【００６２】次に、ステップＳ１５において、図１
（Ａ）の変調回路２４、３４に行われる変調ルーチンｍ
ｏｄｕｌａｔ（）が行われる。これらの処理を行なう
と、図１（Ａ）に示すように、息圧信号ｐｒ、アンブシ
ュア信号ｅｍ等の音源回路制御用パラメータが発生して
いる。

【００６３】次に、ステップＳ１６において、出力用リ
ングバッファにこのようにして形成した音源回路制御用
パラメータ等の１メッセージを書き込む。さらにステッ
プＳ１７において入力ポインタを１進め、次のステップ
Ｓ１８においてリターンする。

【００６４】ステップＳ１６において、出力用リングバ
ッファに書き込まれたメッセージは、前述のようにステ
ップＳ３においてＭＩＤＩ ＯＵＴ ＰＯＲＴに出力さ
れる。

【００６５】以下図４に示す各信号処理ルーチンについ
てさらに詳細に説明する。図５は、図４（Ｃ）のステッ
プＳ１１に示すカウント処理ルーチンを詳細に示す。な
お、この処理において用いられる入力パラメータはキー
オンされている鍵の数を示すキーオンカウントｋｏｎｃ
ｎｔであり、出力パラメータはある鍵がキーオンされて
からの時間を示すアタックカウントａｔｋｃｎｔであ
る。

【００６６】なお、以下の実施例においては単音楽器を
想定するため、ｋｏｎｃｎｔは１か０とする。また処理
において、ａｔｋｃｎｔの最大値を規定するパラメータ
として、ａｔｋｃｎｔｍａｘが用いられる。これは、た
とえば１０ｍｓｅｃごとにカウントが行われるとしてａ
ｔｋｃｎｔを約１秒程度で制限するための処理に用いら
れる。

【００６７】処理がスタートすると、ステップＳ２１に
おいてｋｏｎｃｎｔが正か否かを判定し、押鍵が存在す
るか否かを判定する。押鍵がある場合、ｙｅｓの矢印に
従ってステップＳ２２に進み、キーオン後の時間経過を
示すレジスタａｔｋｃｎｔをインクリメントする。ｋｏ
ｎｃｎｔが０の場合は、押鍵が存在せず、ｎｏの矢印に
従ってステップＳ２３に進み、レジスタａｔｋｃｎｔに
０をセットする。

【００６８】その後ステップＳ２４に進み、レジスタ
（カウンタ）ａｔｋｃｎｔの数が最大値ａｔｋｃｎｔｍ
ａｘを越えたか否かが判定される。最大値を越えた時
は、ｙｅｓの矢印に従ってステップＳ２５に進み、カウ
ンタａｔｋｃｎｔに最大値ａｔｋｃｎｔｍａｘをセット
する。最大値を越えていない時はｎｏの矢印に従ってス
テップＳ２５をバイパスする。その後ステップＳ２６で
リターンする。

【００６９】この処理は、たとえば１０ｍｓｅｃごとの
タイマ割り込みが行われるたびに行われるため、鍵を押
し続けている限りカウンタａｔｋｃｎｔの数は増大し、
最大値に達した時にその値に固定される。カウンタａｔ
ｋｃｎｔは、たとえばキーオン後アンブシュアｅｍをい
ったん下げ、所定時間経過後に再び上げるような制御に
用いられる。

【００７０】図６は、７ビットリミット関数の処理ｌｍ
ｔ７（ｘ）を示す。なお、ｘはこの関数の入力値であ
る。処理がスタートすると、ステップＳ３１において、
入力値ｘが負か否かを判定する。入力ｘが負であれば、
ｙｅｓの矢印に従ってステップＳ３２に進み、ｘに０を
セットする。ｘが負でなければ、ステップＳ３２をバイ
パスする。

【００７１】次に、ステップＳ３３において、ｘが１６
進法の７ｆよりも大きいか否かを判定する。なお、１６
進法の７ｆは１２７であり、２進法の７ビットに相当す
る。ｘがＯｘ７ｆよりも大きい時は、ｙｅｓの矢印に従
ってステップＳ３４に進み、ｘにＯｘ７ｆをセットす
る。ｘがＯｘ７ｆよりも大きくない時は、ステップＳ３
４はバイパスする。

【００７２】このようにして得たｘをステップＳ３５に
おいて出力値とする。その後ステップＳ３６において処
理はリターンする。このようにして、入力値ｘは負であ
れば０にセットされ、０から１２７までの数であればそ
のまま用いられ、１２７を越える時は１２７にセットさ
れる。

【００７３】図７は、最大値関数ｍａｘ（ａ、ｂ）を示
す。なお、ａ、ｂはこの関数の入力値である。処理がス
タートすると、ステップＳ３７において、ａ＞ｂか否か
を判定する。ａがｂより大きければ、ｙｅｓの矢印に従
ってステップＳ３８に進み、ａを出力値とする。

【００７４】また、ａがｂよりも大きくなければ、ステ
ップＳ３９に進み、ｂを出力値とする。その後ステップ
Ｓ４０で処理はリターンする。このようにして、２つの
入力ａ、ｂの内、ａが大きければａを出力とし、そうで
なければｂを出力とする。

【００７５】なお、図６、図７に示す処理は、以下に説
明する元信号生成ルーチンにおいて用いられる。図８
は、図１（Ａ）の元信号生成回路２１、３１において行
われる元信号生成処理ｓｏｃｅ ｇｅｎ（）を示す。こ
の処理において、入力パラメータは押鍵数を表わすｋｏ
ｎｃｎｔであり、出力パラメータはｓｏｕｒｃｅであ
る。ｓｏｕｒｃｅは、１から１２７までの数値を取る。
また、内部ローカルパラメータとしてａ１、ａ２、ｂ
１、ｂ２が用いられる。これらの内部ローカルパラメー
タはこのルーチンを通るたびに０に初期化される。

【００７６】また、パラメータとして図１（Ａ）におい
てダイナミクスを表わす信号ｄｙｎａ、音色を表わす信
号ｔｏｎｅが用いられ、さらに、アタック時のアンブシ
ュア立上がり遅延を示すｃ ａｔｋ ｄｅｌａｙ、しゃ
くり時のアンブシュアの遅延を示すｃ ｓｈｋ ｄｅｌ
ａｙ、アッタク時のアンブシュアの下がりの程度を示す
ｃ ａｔｋ ｉｎｉｖａｌ、しゃくり時のアンブシュア
の下がりの程度を示すｃ ｓｈｋ ｉｎｉｖａｌ、キー
オン後の時間を表わすａｔｋｃｎｔが用いられる。

【００７７】また、使用テーブルとして図９に示すよう
なダイナミクスｄｙｎａの変化に対する息圧成分ａａａ
の変化を示すテーブル、ダイナミクスｄｙｎａの変化に
対するアンブシュアの変化を示す成分ｃｃｃ、音色ｔｏ
ｎｅの変化に対する息圧成分ｂｂｂを示すテーブル、音
色ｔｏｎｅの変化に対するアンブシュア成分ｄｄｄを示
すテーブルが用いられる。

【００７８】なお、図１（Ｂ）では、アンブシュアｅｍ
が息圧ｐｒに遅れて立上がる場合を示したが、本処理に
おいては息圧ｐｒがアンブシュアｅｍに遅れて立上がる
場合も想定している。アタック時の遅延を示すパラメー
タｃ ａｔｋ ｄｅｌａｙは息圧が遅れる時正の値、ア
ンブシュアが遅れる時負の値とする。

【００７９】処理がスタートすると、まずステップＧ１
において、押鍵数を示すカウンタｋｏｎｃｎｔが正か否
かが判定される。押鍵が存在し、ｋｏｎｃｎｔが正の時
は、ｙｅｓの矢印に従ってステップＧ２に進み、アタッ
ク時の遅延ｃ ａｔｋ ｄｅｌａｙが正か否かが判定さ
れる。

【００８０】設定されたアタック時の遅延が正であれ
ば、ｙｅｓの矢印に従ってステップＧ３に進み、キーオ
ン後の時間を表わすａｔｋｃｎｔの値が設定された遅延
時間を表わすｃ ａｔｋ ｄｅｌａｙの絶対値よりも小
さいか否かが判定される。キーオン後の時間ａｔｋｃｎ
ｔが未だ設定された遅延時間に達しない時は、ｙｅｓの
矢印に従ってステップＧ４に進み、内部パラメータａ１
に設定された息圧の下がりの値ｃ ａｔｋ ｉｎｉｖａ
ｌをセットする。

【００８１】キーオン後の時間を示すａｔｋｃｎｔが設
定値に達した時は、ｎｏの矢印に従ってステップＧ５に
進み、内部ローカルパラメータａ１に０をセットする。
すなわち、一定時間経過後は息圧の下りを示す内部ロー
カルパラメータａ１は０となる。

【００８２】なお、ステップＧ２において、設定された
アタック時の遅延ｃ ａｔｋ ｄｅｌａｙが０または負
の時は、ｎｏの矢印に従ってステップＧ６に進み、ステ
ップＧ３同様キーオン後の時間を示すａｔｋｃｎｔが設
定された遅延時間ｃ ａｔｋ ｄｅｌａｙの絶対値よりも
小さいか否かが判定される。キーオン後の時間ａｔｋｃ
ｎｔが設定値よりも小さい時は、ｙｅｓの矢印に従って
ステップＧ７に進み、内部ローカルパラメータａ２に設
定されたアンブシュアの下がりの値ｃ ａｔｋ ｉｎｉ
ｖａｌをセットする。

【００８３】キーオン後の時間ａｔｋｃｎｔが設定値に
達した時は、ｎｏの矢印に従ってステップＧ８に進み、
内部ローカルパラメータａ２に０をセットする。すなわ
ち、アンブシュアの立上がりが息圧の立上がりよりも遅
い場合も、息圧の立上がりがアンブシュアの立上がりよ
り遅い場合と同様の処理が行われる。

【００８４】ステップＧ４、Ｇ５、Ｇ７、Ｇ８に続い
て、ステップＧ９が行われる。ステップＧ９において
は、サキソフォン等において２つの音を切らずにかつア
ンブシュアを用いて分けて発音するいわゆるしゃくりの
処理が行われる。

【００８５】先ず、ステップＧ９において、しゃくりの
ための遅延時間ｃ ｓｈｋ ｄｅｌａｙが正か否かが判
定される。正であればｙｅｓの矢印に従ってステップＧ
１０に進み、キーオン後の時間を示すａｔｋｃｎｔの値
が設定されたｃ ｓｈｋ ｄｅｌａｙの絶対値よりも小
さいか否かが判定される。値が小さければ、ｙｅｓの矢
印に従ってステップＧ１１に進み、内部ローカルパラメ
ータｂ１に設定されたｃ ｓｈｋ ｉｎｉｖａｌをセッ
トする。

【００８６】キーオン後の時間ａｔｋｃｎｔが遅延時間
よりも小さくなくなった時は、ｎｏの矢印に従ってステ
ップＧ１２に進み、内部ローカルパラメータｂ１に０を
セットする。なお、ステップＧ１０、Ｇ１１、Ｇ１２の
処理は、用いるパラメータの種類は異なるが、ステップ
Ｇ３、Ｇ４、Ｇ５で行われる処理と同様である。

【００８７】ステップＧ９において、設定された遅延時
間が正でない時は、ｎｏの矢印に従ってステップＧ１３
に進み、キーオン後の時間と設定された遅延時間の大小
関係に基づき、ステップＧ１４およびＧ１５が行われ
る。

【００８８】ステップＧ１３、Ｇ１４、Ｇ１５の処理
は、ステップＧ６、Ｇ７、Ｇ８と同様であり、内部ロー
カルパラメータｂ２に設定されたアンブシュアの下がり
がセットされる。

【００８９】これらの処理の後、ステップＧ１６におい
て、それぞれダイナミクスｄｙｎａおよび音色ｔｏｎｅ
に依存して定まる息圧データ、アンブシュアデータが求
められる。

【００９０】なお、ステップＧ１６の説明の前に、図１
（Ａ）に示す相関テーブル１４がダイナミクス信号ｄｙ
ｎａおよび音色信号ｔｏｎｅに基づいてどのような信号
を発生するかを図９を参照して説明する。

【００９１】図９（Ａ）に示すように、相関テーブルに
ダイナミクス信号ｄｙｎａが入力すると、上段に示すよ
うに２つの信号ａａａおよびｃｃｃが発生する。ａａａ
は息圧成分であり、ｃｃｃはアンブシュア成分である。
このように、ダイナミクスの変化によって、息圧ａａａ
およびアンブシュアｃｃｃが相関して変化する。

【００９２】また、音色ｔｏｎｅが変化すると、図９
（Ａ）下段のグラフに示すように、相関テーブルは２つ
の信号ｂｂｂおよびｄｄｄを発生する。ｂｂｂは息圧成
分であり、ｄｄｄはアンブシュア成分である。このよう
に、音色が変化した時も、息圧成分ｂｂｂおよびアンブ
シュア成分ｄｄｄが相関して変化する。

【００９３】ステップＧ１６においては、操作子の操作
に基づいて発生する入力信号ｄｙｎａ、ｔｏｎｅに基づ
いて、相関テーブルからそれらに応じた信号ａａａ［ｄ
ｙｎａ］、ｃｃｃ［ｄｙｎａ］およびｂｂｂ［ｔｏｎ
ｅ］、ｄｄｄ［ｔｏｎｅ］が発生する。

【００９４】また、処理の都合上音色指定の平均レベル
を０にするために、平均値ｂｂｂ［ＭＩＤ］、ｄｄｄ
［ＭＩＤ］が用いられる。また、上述の処理によって得
た内部ローカルパラメータａ１、ｂ１、ａ２、ｂ２を最
大値関数で処理したｍａｘ（ａ１、ｂ１）およびｍａｘ
（ａ２、ｂ２）が用意される。これらの値に基づき、息
圧信号として ｃ ｌｅｖｅｌ［０］＝ｌｍｔ７（ａａａ［ｄｙｎａ］ ＋ｂｂｂ［ｔｏｎｅ］−ｂｂｂ［ＭＩＤ］ −ｍａｘ（ａ１、ｂ１）） を形成し、また、アンブシュア信号として ｃ ｌｅｖｅｌ［１］＝ｌｍｔ７（ｃｃｃ［ｄｙｎａ］ ＋ｄｄｄ［ｔｏｎｅ］−ｄｄｄ［ＭＩＤ］ −ｍａｘ（ａ２、ｂ２）） が形成される。

【００９５】すなわち、息圧信号として相関テーブルか
ら得られた２つの信号ａａａ［ｄｙｎａ］とｂｂｂ［ｔ
ｏｎｅ］が加算され、レベルシフトされた後、ａ１、ｂ
１の大きい方が減算される。また、アンブシュア信号と
して相関テーブルから得られたｃｃｃ［ｄｙｎａ］とｄ
ｄｄ［ｔｏｎｅ］が加算され、レベルシフトされた後、
ａ２とｂ２の大きい方が減算される。なお、これらの値
は、７ビットリミット関数ｌｍｔ７によってアンダフロ
ーさせないように調整されている。

【００９６】なお、ステップＧ１において押鍵が存在し
ない場合は、ステップＧ１７においてデフォルトレベル
の設定が行われる。すなわち、息圧ｐｒを表わすｃ ｌ
ｅｖｅｌ［０］として０が設定され、アンブシュアｅｍ
を表わすｃ ｌｅｖｅｌ［１］としてｃｃｃ［０］が設
定される。なお、ｃｃｃ［０］は、外部入力がなくても
設定されるアンブシュアの初期値を示す。

【００９７】その後ステップＧ１８に進み、このように
して得られたデータをパラメータｓｏｕｒｃｅ［］にコ
ピーする。このようにして、図１（Ａ）に示す元信号生
成回路２１、３１の出力信号ｓｏｕｒｃｅが得られる。
次に、ステップＧ１９において処理はリターンする。

【００９８】図９（Ｂ）は、このようにして形成される
合成波形の時間変化をアンブシュアの立上りが遅れる場
合で示す。息圧信号ｐｒは、キーオンＫＯＮと同時に立
上がり、一定の値を取る矩形波となる。

【００９９】また、アンブシュア信号ｅｍは、キーオン
ＫＯＮがされると初期値から一旦所定値下がり、所定の
遅延時間後再び元の値に戻る。図１（Ａ）において、元
信号生成回路２１、３１が上述の処理によって発生した
元信号ｓｏｕｒｃｅは、包絡形成回路２２、３２に供給
され、包絡が付与される。

【０１００】図１０は、包絡形成ルーチンを示す。この
処理においては、入力パラメータとして元信号生成回路
が発生するｓｏｕｒｃｅ［］が用いられ、出力パラメー
タとして包絡を付与したエンベロープｂａｓｅ ｅ
ｇ［］を発生する。また、処理に用いるパラメータとし
て、キーオン後の時間を示すａｔｋｃｎｔ、フィルタの
Ｑ値を示すｃ ｑｑ［ｎｏ］、フィルタの中心周波数を
示すｆｃｏｅｆ［ｎｏ］等が用いられ、またグローバル
なスタティック変数としてｈｐｆ［ｎｏ］、ｌｐｆ［ｎ
ｏ］、ｂｐｆ［ｎｏ］が用いられる。また、フィルタへ
の入力値はｉｎ、系列番号はｎｏで示される。

【０１０１】処理がスタートすると、ステップＧ２１に
おいて、キーオン後の時間を示すａｔｋｃｎｔが設定さ
れた最大値ａｔｋｃｎｔｍａｘよりも小さいか否かが判
定される。設定値よりも小さい時は、ｙｅｓの矢印に従
ってステップＧ２２に進み、基本エンベロープＥＧ波形
をフィルタにより作成する。すなわち、入力パラメータ
ｓｏｕｒｃｅ［］を入力としてデジタル係数フィルタ処
理ｔａｋ ｄｃｆ２ １（）が行われる。

【０１０２】すなわち、各系列において ｂａｓｅ ｅｇ［］＝ｔａｋ ｄｃｆ２ １（） が形成される。

【０１０３】なお、ステップＧ２１において、ａｔｋｃ
ｎｔが設定値に達している時は、ｎｏの矢印に従ってス
テップＧ２４に進み、入力信号をそのまま出力する。す
なわち、出力信号ｂａｓｅ ｅｇ［］は、入力信号ｓｏ
ｕｒｃｅ［］と同一となる。

【０１０４】ステップＧ２３においては、時間による重
み付け計算が行われる。先ず、キーオン後の時間を示す
ａｔｋｃｎｔによってテーブル１６から重み付け係数 ｗｔ＝ｗｅｉｇｈｔ［ａｔｋｃｎｔ］およびその補数 ｉｗｔ＝１２７−ｗｔが発生する。これらの重み付け係
数は、包絡形成回路２２、３２内で一旦フィルタ処理さ
れた包絡エンベロープｂａｓｅ ｅｇ［］と元々の入力
信号ｓｏｕｒｃｅとの重み付け和計算に用いられる。す
なわち、各系列において、 ｂａｓｅ ｅｇ［］＝（（ｗｔ＊ｓｏｕｒｃｅ［］ ＋ｉｗｔ＊ｂａｓｅ ｅｇ［］） が形成される。得られた和は７ビット右シフトをしてそ
のビット位置を調整される。

【０１０５】その後、ステップＧ２５において処理はリ
ターンする。図１１は、図１０に示すステップＧ２２で
行われるフィルタ処理の関数を示す。

【０１０６】フィルタ関数ｔａｋ ｄｃｆ２ １（）が
スタートすると、ステップＧ２６においてハイパスフィ
ルタの出力ｈｐｆ値の更新が行われる。 ｈｐｆ［ｎｏ］←（ｉｎ＋ｂｐｆ［ｎｏ］）×ｃ ｑｑ［ｎｏ］ ＋ｌｐｆ［ｎｏ］ すなわち、バンドパスフィルタの出力と入力信号とが加
算され、Ｑ値が乗算され、その積にローパスフィルタの
出力が加算されてハイパスフィルタの出力を形成する。

【０１０７】ステップＧ２７においては、バンドパスフ
ィルタの出力ｂｐｆ値の更新が行われる。 ｂｐｆ［ｎｏ］←ｂｐｆ［ｎｏ］−ｈｐｆ［ｎｏ］×ｆｃｏｅｆ［ｎｏ］ すなわち、ハイパスフィルタの出力に中心周波数が乗算
され、その積がバンドパスフィルタの出力から減算され
る。このようにしてバンドパスフィルタの出力ｂｐｆが
更新される。

【０１０８】ステップＧ２８においては、ローパスフィ
ルタの出力ｌｐｆ値の更新が行われる。 ｌｐｆ［ｎｏ］←ｌｐｆ［ｎｏ］＋ｂｐｆ［ｎｏ］）ｆｃｏｅｆ［ｎｏ］ すなわち、バンドパスフィルタの出力にフィルタの中心
周波数が乗算され、さらにローパスフィルタの出力が加
算されてローパスフィルタの新たな出力を形成する。

【０１０９】このようにして、ハイパスフィルタ、バン
ドパスフィルタ、ローパスフィルタの値がそれぞれ作成
される。ステップＧ２９においては、包絡形成ルーチン
で用いられるフィルタは、ローパスフィルタＬＰＦであ
るため、ローパスフィルタの出力ｌｐｆの出力符号を反
転し、レベルを補正した後その値−ｌｐｆ［ｎｏ］／ｃ
ｑｑ［ｎｏ］を出力する。その後ステップＧ３０で処
理はリターンする。

【０１１０】このようにして包絡形成ルーチンにおい
て、急激な変化を示す入力信号は、緩やかな変化に調整
される。図１２は、揺らぎ付加ルーチンｆｌｕｃ ｇｅ
ｎ（）を示す。この処理においては、入力パラメータと
して包絡形成回路の発生するエンベロープｂａｓｅ ｅ
ｇ［］が用いられ、出力パラメータとして揺らぎを付加
したエンベロープｆｌｕｃ ｅｇ［］を発生する。

【０１１１】また、パラメータとしてフィルタのＱ値を
示すｃ ｎ ｑｑ［ｎｏ］、フィルタの中心周波数を示
すｆｃｏｅｆｂ［ｎｏ］、ノイズを付加するレベルを示
すｃ ｎ ｌｅｖ［］が用いられる。また、ランダム値を
出力するランダム関数としてｒａｎｄ（）が用いられ、
０〜Ｏｘ７ｆｆｆを発生する。また、関数内部のローカ
ル変数としてｎｏｉｓｅ１、ｎｏｉｓｅ２が用いられ
る。

【０１１２】処理がスタートすると、ステップＦ１にお
いて、ランダムデータが作成される。すなわち、ランダ
ム関数ｒａｎｄ（）の値をレジスタｎｏｉｓｅに格納す
る。 ｎｏｉｓｅ１＝ｒａｎｄ（）、ｎｏｉｓｅ２＝ｒａｎｄ（） 次に、ステップＦ２において設定したノイズをフィルタ
処理する。すなわち、ステップＦ１で得たｎｏｉｓｅ１
およびｎｏｉｓｅ２を入力信号とし、フィルタ関数ｔａ
ｋ ｄｃｆ２ ｂの演算を行なう。

【０１１３】 ｎｏｉｓｅ１＝ｔａｋ ｄｃｆ２ ｂ（ｎｏｉｓｅ１、０） ｎｏｉｓｅ２＝ｔａｋ ｄｃｆ２ ｂ（ｎｏｉｓｅ２、１） が形成され、ビット位置を調整するために、８ビット右
シフトされる。

【０１１４】ステップＦ３において、元のデータにノイ
ズを付加する。この際、元のデータｂａｓｅ ｅｇ［］
とステップＦ２で形成したノイズ関数ｎｏｉｓｅとの比
率を、パラメータｃ ｎ ｌｅｖ［］で設定する。すな
わち、 ｆｌｕｃ ｅｇ［０］＝ｂａｓｅ ｅｇ［０］ ＋（ｎｏｉｓｅ１＊ｃ ｎ ｌｅｖ［］） が演算され、ビット位置を調整するために７ビット右シ
フトされる。ｎｏｉｓｅ２についても同様にｆｌｕｃ
ｅｇ［１］が形成される。

【０１１５】このようにして、各系列で揺らぎを付加し
たエンベロープｆｌｕｃ ｅｇ［０］、ｆｌｕｃ ｅｇ
［１］が形成される。その後、ステップＦ４で処理はリ
ターンする。

【０１１６】図１３は、図１２のステップＦ２において
行われるフィルタ関数の処理ルーチンを示す。処理がス
タートすると、ステップＦ１１においてハイパスフィル
タの出力ｈｐｆｂが更新され、ステップＦ１２において
バンドパスフィルタの出力ｂｐｆｂが更新され、ステッ
プＦ１３においてローパスフィルタの出力ｌｐｆｂが更
新される。これらの演算は、図１１のステップＧ２６、
２７、２８と同様のものである。

【０１１７】次に、ステップＦ１４において、バンドパ
スフィルタの出力ｂｐｆｂの値を符号反転し、レベルを
補正した後出力する。すなわち、−ｂｐｆｂ［ｎｏ］／
ｃ ｎ ｑｑ［ｎｏ］を出力として供給する。その後、ス
テップＦ１５で処理はリターンする。

【０１１８】このようにして、包絡を形成されたエンベ
ロープに揺らぎを付与し、人間らしい楽音発生を可能と
する。図１４は、さらに変調を行なう時の変調ルーチン
ｍｏｄｕｌａｔ（）を示す。この処理においては、入力
パラメータとして揺らぎを付加されたエンベロープであ
るｆｌｕｃ ｅｇ［］が用いられ、出力パラメータとし
て変調したエンベロープｅｇ ｏｕｔ［］を出力する。
また、パラメータとして矩形変調関数の周波数を示すｃ
ｍ ｆｒｅｑ、変調関数のデューティを示すｃ ｍ
ｄｕｔｙ、変調関数のオンとオフの間のレベル差（すな
わち深さ）を示すｃ ｍ ｄｅｐ［］が用いられる。ま
た、ローカル変数としてハイレベルに相当するカウント
数を示すｄ１、ローレベルに相当するカウント数を示す
ｄ２、モジュレーションカウンタのカウント数を示すｍ
ｏｄｃｎｔ、変調関数がハイ（ｈｉｇｈ）であるかロー
（ｌｏｗ）であるかの状態を示すｓｔｓが用いられる。

【０１１９】処理がスタートすると、ステップＭ１にお
いて、モジュレーションカウンタをインクリメントす
る。次に、ステップＭ２において、変調関数の周波数ｃ
ｍ ｆｒｅｑとデューティｃ ｍ ｄｕｔｙからハイ
レベルに相当するカウント数ｄ１およびローレベルに相
当するカウント数ｄ２を算出する。

【０１２０】 ｄ１＝ｃ ｍ ｆｒｅｑ＊ｃ ｍ ｄｕｔｙ ｄ２＝ｃ ｍ ｆｒｅｑ−ｄ１ 次に、ステップＭ３において、変調関数がハイ状態（ｓ
ｔｓ＝１）であるか否かを判断する。

【０１２１】変調関数がハイ状態であれば、ｙｅｓの矢
印に従ってステップＭ４に進み、モジュレションカウン
タのカウント値ｍｏｄｃｎｔがｄ１を越えたか否かを判
断する。

【０１２２】ｍｏｄｃｎｔがｄ１よりも大きくなった時
は、ｙｅｓの矢印に従ってステップＭ５に進み現在の状
態を変更する。すなわち、変調関数の状態を表わすフラ
グｓｔｓを０とし、モジュレーションカウンタｍｏｄｃ
ｎｔの値を０にセットする。なお、ステップＭ４におい
てモジュレションカウンタのカウント値ｍｏｄｃｎｔが
ｄ１を越えていない間はステップＭ５はバイパスする。

【０１２３】次に、ステップＭ６において、変調の深さ
ｄｅｐｔｈを決定する。ステップＭ６においては、変調
関数がハイ状態であり、ｓｔｓ＝１のため現在の値と同
じ値を出力するようにする。

【０１２４】 ｄｅｐｔｈ０＝１２７、ｄｅｐｔ１＝１２７、 なお、ステップＭ３において、ｓｔｓが１でない時（す
なわち０の時）ｎｏの矢印に従ってステップＭ７に進
む。ステップＭ７においては、モジュレションカウンタ
のカウント値ｍｏｄｃｎｔがｄ２より大きくなったか否
かを判断する。ｍｏｄｃｎｔがｄ２よりも大きい時は、
ｙｅｓの矢印に従ってステップＭ８に進み、現在の状態
を変更する。すなわち、フラグｓｔｓを１にセットし、
モジューションカウンタｍｏｄｃｎｔに０をセットす
る。

【０１２５】なお、ステップＭ７においてモジューショ
ンカウンタのカウント値ｍｏｄｃｎｔがｄ２より大きく
ない時は、ｎｏの矢印に従ってステップＭ８はバイパス
する。

【０１２６】次に、ステップＭ９において、ｄｅｐｔｈ
の決定を行なう。この場合、フラグｓｔｓが０のため、
入力信号をｃ ｍ ｄｅｐ［］だけ下に下ろす。 ｄｅｐｔｈ０＝（１２７−ｃ ｍ ｄｅｐ［］）、 ｄｅｐｔｈ１＝（１２７−ｃ ｍ ｄｅｐ［１］）、 ステップＭ６、Ｍ９でｄｅｐｔｈを決定した後、ステッ
プＭ１０に進み最終的な出力を計算する。すなわち、 ｅｇ ｏｕｔ［０］＝ｌｍｔ７（（ｆｌｕｃ ｅｇ［０］＊ｄｅｐｔｈ０） ＞＞７） ｅｇ ｏｕｔ［１］＝ｌｍｔ７（（ｆｌｕｃ ｅｇ［１］＊ｄｅｐｔｈ１） ＞＞７） すなわち、揺らぎを付加された入力エンベロープｆｌｕ
ｃ ｅｇにｄｅｐｔｈを乗算し、変調した信号レベルを
得る。なお、レベル調整のため積は７ビット右シフトさ
れる。また、アンダーフローを防止するため、出力信号
はビットリミット関数により制限されている。その後、
ステップＭ１１において処理はリターンする。

【０１２７】図１５、図１６は、図４に示したｍｉｄｉ
割り込みルーチンの例を示す。処理がスタートすると、
ステップＭ２１においてステータスが押鍵を示すｋｅｙ
ｏｎであるか否かを判断する。押鍵であればｙｅｓの矢
印に従ってステップＭ２２に進み、押鍵数を表わすｋｏ
ｎｃｎｔをインクリメントする。続いてステップＭ２３
においてリングバッファにキーオンメッセージを書込み
入力ポインタを１進める。

【０１２８】ステップＭ２１において、ステータスがｋ
ｅｙｏｎでないときは、ｎｏの矢印に従ってステップＭ
２２、Ｍ２３はバイパスする。次に、ステップＭ２４に
おいて、ステータスが離鍵を表わすｋｅｙｏｆｆである
か否かを判断する。離鍵であれば、ｙｅｓの矢印に従っ
てステップＭ２５に進み、押鍵数を表わすｋｏｎｃｎｔ
をデクリメントする。さらに、安全のためｋｏｎｃｎｔ
の値をリミット関数ｌｍｔ７で処理し、その値をｋｏｎ
ｃｎｔにセットする。続いて、ステップＭ２６におい
て、リングバッファにキーオフメッセージを書き込み入
力ポインタを１進める。

【０１２９】以上のように、鍵盤上の演奏操作を検出し
た後、ペダルその他の操作を検出する。ステップＭ２７
においては、ステータスがダイナミクスを示すｄｙｎａ
であるか否かを判断する。ダイナミクスであれば、ｙｅ
ｓの矢印に従ってステップＭ２８に進み、ダイナミクス
として入力された値をレジスタｄｙｎａにセットする。
ステップＭ２７においてステータスがダイナミクスでな
い時は、ｎｏの矢印に従ってステップＭ２８はバイパス
する。

【０１３０】次に、ステップＭ２９において、ステータ
スが音色を示すｔｏｎｅであるか否かを判断する。音色
であれば、ｙｅｓの矢印に従ってステップＭ３０に進
み、音色として入力したデータをレジスタｔｏｎｅにセ
ットする。ステップＭ２９においてステータスが音色で
ない時は、ｎｏの矢印に従ってステップＭ３０はバイパ
スする。

【０１３１】なお、図１および図２に示す構成において
は、ダイナミクスと音色を２つのペダルを用いて入力し
たが、これらのパラメータを他の操作情報に基づいて設
定してもよい。たとえば、鍵盤における押鍵のアフター
タッチ、ジョイスチックによる入力等を用いることもで
きる。また、ペダル類の数も制限されない。

【０１３２】図１６は、図１５に示すＡに続く処理を示
す。ステップＭ３１においては、ステータスがしゃくり
のスピードを示すｓｈ ｓｐｄであるか否かを判断す
る。ｓｈ ｓｐｄであれば、ｙｅｓの矢印に従ってステ
ップＭ３２に進み、入力値をレジスタｓｈ ｓｐｄにセ
ットする。続いてステップＭ３３において、しゃくりの
スピードとデプスを合せて演算する。なお、ステップＭ
３１においてステータスがｓｈ ｓｐｄでない時は、ｎ
ｏの矢印に従ってステップＭ３２、Ｍ３３はバイパスす
る。

【０１３３】ステップＭ３４においては、ステータスが
しゃくりの深さを示すｓｈ ｄｅｐであるか否かを判断
する。ｓｈ ｄｅｐである時は、ｙｅｓの矢印に従って
ステップＭ３５に進み、入力値をレジスタｓｈ ｄｅｐ
にセットする。続いてステップＭ３６において、しゃく
りのスピードとデプスを統合して演算する。

【０１３４】ステップＭ３４において、ステータスがｓ
ｈ ｄｅｐでない時は、ｎｏの矢印に従ってステップＭ
３５、Ｍ３６はバイパスする。ステップＭ３７において
は、ステータスがアタックａｔｔａｃｋであるか否かを
判断する。ａｔｔａｃｋであれば、ｙｅｓの矢印に従っ
てステップＭ３８に進み、入力値をテーブル処理したｔ
ｂｌ［入力値］をレジスタａｔｔａｃｋにセットする。
続いて、ステップＭ３９において、タッチデータを総合
演算する。

【０１３５】ステップＭ３７において、ステータスがａ
ｔｔａｃｋでない時は、ステップＭ３８、Ｍ３９はバイ
パスする。その後ステップＭ４０でリターンする。な
お、入力信号のいくつかの例を挙げて説明したが、入力
信号の種類をさらに増やすことも、一部を省略すること
もできる。

【０１３６】以上、管楽器を例にとって物理モデル音源
の複数のパラメータのそれぞれを音楽表情を指定する入
力値に従って制御する場合を説明したが、物理モデル音
源は管楽器の楽音を発生するものに限らない。たとえ
ば、擦弦楽器の楽音を発生する物理モデル音源の場合
は、弓速、弓圧等の物理モデル音源のパラメータを音
量、音色等の音楽表情のパラメータによって相関して制
御することができる。また、物理モデル音源も図１７に
示す形式のものに限らない。

【０１３７】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。たとえば、
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。

【０１３８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
複数のパラメータが演奏者の所望する各音楽表情パラメ
ータに従って相関して制御されるため、各音楽表情を独
立に制御することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例を示す。

【図２】 図１に示す制御装置を有する電子楽器のハー
ドウエア構成を示す。

【図３】 図１の回路において用いることのできるフィ
ルタ回路の例を示す。

【図４】 電子楽器全体のフローチャートを示す。

【図５】 カウント処理ルーチンのフローチャートであ
る。

【図６】 リミット関数のフローチャートである。

【図７】 最大値関数のフローチャートである。

【図８】 元信号生成ルーチンのフローチャートであ
る。

【図９】 信号波形を示すグラフである。

【図１０】 包括形成ルーチンのフローチャートであ
る。

【図１１】 フィルタ関数のフローチャートである。

【図１２】 揺らぎ付加ルーチンのフローチャートであ
る。

【図１３】 揺らぎ付加ルーチンに用いられるフィルタ
関数のフローチャートである。

【図１４】 変調ルーチンのフローチャートである。

【図１５】 ＭＩＤＩ入力割り込み処理ルーチンのフロ
ーチャートである。

【図１６】 ＭＩＤＩ入力割り込み処理ルーチンのフロ
ーチャートである。

【図１７】 物理モデル音源の回路図である。

【符号の説明】

１０ 入力装置； １１、１２ ペダル； １３ ジョ
イスティク； １４相関テーブル； １６ テーブル；
１８ 鍵盤； １９ パネル操作子； ２１、３１
元信号生成回路； ２２、３２ 包絡形成回路； ２
３、３３ 揺らぎ付加回路； ２４、３４ 変調回路；
２５、３５ ローパスフィルタ； ２８、３８ バン
ドパスフィルタ； ２７、３７ ノイズ発生回路； ２
９、３９矩形発生回路； ４１ インターフェイス；
４２ バス； ４３ ＣＰＵ；４４ ＲＯＭ； ４５
ＲＡＭ； ４７ タイマ； ４８ 音源システム；４９
サウンドシステム； ５１、５２ 割り込み信号線

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G10H 1/053 G10H 7/00 513 G10H 7/08

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 自然楽器の奏法に対応する複数のパラメ
   ータに基づき楽音信号を形成することにより自然楽器を
   モデリングする物理モデル音源を用いた電子楽器用音源
   の制御装置であって、 演奏者の操作に応じて、前記複数のパラメータとは異な
   る、楽音の異なる特性を制御するための信号をそれぞれ
   発生するための複数の操作子（１１、１２）と、 前記複数の操作子からの複数の信号に基づき、時間変化
   する複数の時変動信号を発生し、前記発生した複数の時
   変動信号の特性を制御して前記複数のパラメータとして
   出力する制御出力手段（１４、２１〜２４、３１〜３
   ４）とを有する電子楽器用音源の制御装置。