JP3308557B2 - 楽音信号形成装置 - Google Patents

楽音信号形成装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、DSPなどのデジタ
ル信号処理手段によって楽音信号を形成する楽音信号形
成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般的な電子楽器では、専ら1つの方式
で楽音信号を形成する音源回路が採用されていた。した
がって、CPUは決まった楽音形成アルゴリズムをドラ
イブすればよいので、発音時の制御プログラムや音色の
エディットをサポートするプログラムなどは固定でよい
ため、そうした情報は楽器本体内のROMに持つのが常
識であった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】一方、FM合成方式の
音源回路であっても、種々の音色(波形)を発音するこ
とができるが、これらの音色は、合成時のパラメータ
(ボイシング情報)を種々変更して実現されるものであ
り、合成方式が変更されるものではなかった。したがっ
て、カートリッジ等の外部メモリを接続可能な電子楽器
の場合でもこの外部メモリから供給される情報はボイシ
ング情報のみであった。また、メモリに複数の制御プロ
グラムを記憶しておき、このうち何れか1つを選択する
ことによって楽音合成アルゴリズムを変更可能な電子楽
器も提案されているが、この方式であっても予め記憶さ
れている範囲でしか選定することができなかった。
【0004】それぞれ特徴ある楽音信号を形成するため
には、それぞれの音色毎に楽音形成アルゴリズムまでも
が変更されることが望ましいが、従来の電子楽器ではこ
れが不可能であった。
【0005】この発明は、アルゴリズムを規定するプロ
グラム,データを外部メモリに記憶したことによって、
上記課題を解決した楽音信号形成装置を提供することを
目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明は、楽音信号を
形成するための所定のアルゴリズムに基づき、所定のパ
ラメータを用いて楽音信号を形成するデジタル信号処理
手段と、前記アルゴリズムおよび前記パラメータととも
に、前記アルゴリズムに対応する楽器を表す図形情報を
記憶した外部メモリと、前記図形情報を表示するととも
に、前記パラメータを前記図形情報によって表された楽
器の対応する部分の近傍に表示する表示手段と、前記外
部メモリに記憶されている前記アルゴリズムおよび前記
パラメータを前記デジタル信号処理手段に供給するとと
もに、前記外部メモリに記憶されている前記図形情報お
よび前記パラメータを前記表示手段に供給する手段と、
を設けたことを特徴とする。
【0007】
【作用】この発明の電子楽器は、楽音信号の形成に用い
られる回路、この回路が楽音信号を形成するための手
順,楽音信号を形成するためのデータを記憶した外部メ
モリ,前記回路にこの外部メモリを接続する手段を有し
ている。回路としては例えばDSP(Digital Signal Pr
ocessor)を用いることができる。回路にDSPを用いた
場合、処理機能の組み合わせ(アルゴリズム)により、
種々の楽音形成方式を実現することができる。この発明
では、アルゴリズムを実現するための手順やデータを外
部メモリに記憶して接続するようにしている。外部メモ
リは複数設けることができ、そのそれぞれに異なる手
順,データを記憶しておくことも可能である。これら複
数の外部メモリの何れかを前記回路に接続することによ
り、接続された外部メモリに記憶されているアルゴリズ
ムが実現され、独自の楽音信号を形成することができ
る。
【0008】
【実施例】図1はこの発明が適用された電子楽器のブロ
ック図である。この電子楽器は、楽器全体の動作を制御
するCPU11と楽音信号を形成するDSP12とを備
えている。ここで、DSP12はプログラムやデータに
基づいて楽音信号を形成する高速のマイクロプロセッサ
である。これらはバス10によって接続されている。バ
ス10には、このほかROM13,RAM14,キーボ
ード15,操作パネル16,インタフェース17,MI
DIインタフェース18が接続されている。
【0009】インタフェース17は操作パネルに設けら
れたスロットに接続されている。このスロットにはカー
トリッジメモリ22が挿入される。このカートリッジメ
モリ22には、楽音合成アルゴリズムを制御するプログ
ラム、楽音波形のエディット等の設定を操作パネルを通
じて行うためのプログラム、制御プログラム内で扱われ
るパラメータ(ボイシング情報)等が記憶されている。
これらの情報はRAM14にロードされる。また、カー
トリッジメモリ22には、DSP12が使用するパラメ
ータ(ボイシング情報)、DSP12の動作を制御する
マイクロプログラム等が記憶されている。これらの情報
はDSP12が管理するRAM19にロードされる。さ
らに、合成アルゴリズムを視覚的に認識するためのグラ
フィックデータが格納されている。このデータは操作パ
ネル16のLCDに表示されて音色のエディット時に用
いられる。すなわち、楽音形成アルゴリズムには様々な
ものが考えられるので、DSPのためのプログラムとア
ルゴリズムの図形情報の両方を一緒に持つのは重要であ
る。パラメータとともにその表示属性(リニア,dBな
ど),CPU/DSP上のアドレス,値の上限下限など
を一緒に格納することにより、音色エディットのプログ
ラムが楽音形成アルゴリズムに依存しないものとなり、
全ての楽音形成アルゴリズムに使用できるプログラムを
ROM13に記憶しておくことができる。また、ROM
13には、さらにカートリッジメモリ22の情報をRA
M14,19にロードするためのプログラムやMIDI
インタフェース18を介するデータ送受信を制御するプ
ログラム等が記憶されている。カートリッジメモリ22
に記憶されている情報のロードは、カートリッジメモリ
22が挿入され電源がオンされたとき実行される。演奏
装置であるキーボード15には各キーのオン/オフを検
出するセンサおよびキーオン時およびキーオン中の押し
下げ強度を検出するためのセンサが設けられている。操
作パネル16には音色選択スイッチや表示器等が設けら
れている。
【0010】図2は前記カートリッジメモリ22の構成
例を示す図である。このカートリッジメモリ22はRO
M30とバッテリ(32)バックアップされたS−RA
M31とで構成されている。ROM30にはプログラム
や図形情報等が記憶されており、S−RAM31にはボ
イシング情報が記憶されている。
【0011】図3は前記カートリッジメモリ22に記憶
されている図形情報の表示例を示す図である。この図
は、DSP12の楽音合成アルゴリズムがシングルリー
ド楽器の物理モデル音源方式である場合のグラフィカル
表示の例を示している。全体の表示は実際の楽器の形状
を模式的に示したものであり、対応する部分の近傍に物
理的なパラメータを表示する。図中xxxで示したもの
が値の表示である。その値の所にカーソルを移動するこ
とによりその値を増減することができる。
【0012】図4は、図3の例においてパラメータが物
理モデル音源にどのように与えられるかを説明するため
の図である。この図ではリードの振動発生部モデルの例
を示す。同図左のグラフがキーコードKC/リードレゾ
ナンスQrテーブルの入出力関係を示している。このテ
ーブルはカートリッジメモリ22に記憶されており、直
接またはRAM19にロードして用いられる。リード部
の表示のスティフネス(stif),摩擦抵抗(μ),質量(m
ass)でキースケールされたQr:リードのレゾナンス
(共振)強度,Fr:リードの共振周波数,Gr:リー
ドの伝達ゲインを修飾する。図では簡単に乗算で示した
が実際にはもう少し凝った演算が必要である。
【0013】まず、stif,μ,massとQr,Fr,Gr
の関係について説明する。これらのパラメータの間には
以下の関係式がある。
【0014】 Fr=(stif/mass)0.5/2π Qr= (stif・mass)0.5/μ Gr=S/stif ここではSはリードの実効面積でここでは定数として扱
う。それぞれのパラメータは以上のような関係式がある
が、Fr,Qr,Grは図4のようなキースケールテー
ブルから直接与えてしまうので画面で与えたstif,mass,
μは関与できない。しかしこれらの値を既にプリセット
されている(キースケールで与えられた)Fr,Qr,
Grを修飾するために使うことはできる。ここでstif,m
ass,μは各々±1の範囲の値をとると以下の式で実際の
Fr,Qr,Gr(Fra,Qra,Graとする)を
計算することとする。
【0015】
【数1】
【0016】ここでlog( )は常用対数である。これによ
り、Fra,Qra,GraはFr,Qr,Grに対し
1/10〜10程度の幅で変化(修飾)される。
【0017】以上のような方式は、図3中の管の広がり
を表すspread、マウスピースの太さm sqなど様々な物理
パラメータの修飾に用いることができる。またシングル
リード楽器だけでなく、ジェットリード,リップリー
ド、擦弦,打弦など様々な楽器のモデルパラメータの指
定の仕組みとして応用できる。
【0018】上記実施例では演奏装置としてキーボード
を用いたが、これ以外にも管楽器型演奏装置等を接続す
ることが可能である。また、楽器本体に直接接続されて
いなくてもMIDIインタフェース18を介して演奏デ
ータを入力することも可能である。また、上記実施例で
は、プログラムやデータをカートリッジメモリ22から
RAMにロードして用いているが、カートリッジ内のメ
モリが高速でCPUから直接アクセスして動作可能な形
態でプログラムが格納されている場合は、カートリッジ
メモリからRAMにプログラム等のデータをロードする
必要はなくなる。この場合CPUの持つRAMは必要最
小限の容量でよくなる。
【0019】さらに、上記構成の電子楽器は電源オンに
よってまずCPUの持つROMから起動されるようにし
ており、このプログラムにしたがってハードウェアのイ
ニシャライズなどを行い、カートリッジ(フロッピィデ
ィスク)の有無を調べ、ある場合はその中のCPU/D
SPの制御ソフトをそれぞれのRAMにロードして実行
する。一方、この方式以外でも、CPUにROMを設け
ずカートリッジが差し込まれるか電源がオンするかによ
ってリセットがかかりカートリッジ内のプログラムにい
きなり制御が移るようにすることも可能である。この場
合には、カートリッジがCPUのアドレスにマッピング
されている必要がある。
【0020】なお、以上の例でカートリッジメモリに格
納できるモードデータを以下にまとめて記載しておく。
【0021】楽音合成CPUに与える制御コード 楽音制御CPUに与える制御/ヴォイシング用のコード 図3のようなグラフィカル情報とパラメータの表示位置 図3中のパラメータ値のような修飾パラメータ情報 図4のキースケール情報とそれらの値を修飾する計算式 また、図3の画面のパラメータを修飾情報として用いず
にパラメータ値そのものとして用いてもよい。
【0022】
【発明の効果】以上のようにこの発明の楽音信号形成装
置では、楽音信号を形成するためのアルゴリズム(手
順)やデータが外部メモリに記憶され、これをデジタル
信号処理手段に供給するようにしたことにより、内部メ
モリの容量を大きくすることなく種々のアルゴリズムで
楽音信号を形成することができる。さらに、前記アルゴ
リズムに対応する楽器を表す図形情報を外部メモリに記
憶し、この図形情報の楽器の近傍にパラメータを表示す
るようにしたことにより、どのようなアルゴリズムで楽
音信号が形成される場合でも視覚的にわかりやすくこれ
を表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例である電子楽器の構成を示す
図、
【図2】同電子楽器のカートリッジメモリの構成を示す
図、
【図3】同電子楽器のグラフィック表示の例を示す図、
【図4】同電子楽器におけるパラメータの処理方式を示
す図。
【符号の説明】
12−DSP、17−インタフェース、22−カートリ
ッジメモリ。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 楽音信号を形成するための所定のアルゴ
    リズムに基づき、所定のパラメータを用いて楽音信号を
    形成するデジタル信号処理手段と、 前記アルゴリズムおよび前記パラメータとともに、前記
    アルゴリズムに対応する楽器を表す図形情報を記憶した
    外部メモリと、 前記図形情報を表示するとともに、前記パラメータを前
    記図形情報によって表された楽器の対応する部分の近傍
    表示する表示手段と、 前記外部メモリに記憶されている前記アルゴリズムおよ
    び前記パラメータを前記デジタル信号処理手段に供給す
    るとともに、前記外部メモリに記憶されている前記図形
    情報および前記パラメータを前記表示手段に供給する手
    段と、 を設けたことを特徴とする楽音信号形成装置。
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