JP3360104B2 - 楽音信号形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、楽音信号形成装置に関
し、特に自然擦弦楽器の演奏音に表われる弾むような音
楽的効果等を実現するのに適した楽音信号形成装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】自然楽器として鍵盤楽器、管楽器、弦楽
器等が知られている。これらの自然楽器は、それぞれそ
の楽器に特有の演奏技術を習得することにより、音楽性
豊かな演奏を可能とする。

【０００３】電子楽器は、電子的に楽音信号を形成する
ので単一楽器で種々の楽音を発生できる可能性を有して
いる。電子楽器においても、演奏は何らかの演奏操作子
を用い、演奏情報を発生することによって行なわれる。

【０００４】演奏操作子としては、鍵盤、フットペダ
ル、ウィンドコントローラ、ジョイスティック、スライ
ドボリューム、タブレット等が知られている。

【０００５】鍵盤は、自然鍵盤楽器の鍵盤同様の外観を
有するが、演奏情報として、キーオン信号、キーオフ信
号、音高信号、タッチ信号等を発生する。鍵盤楽器の楽
音を発生させるのには適しているが、管楽器、擦弦楽器
等の持続音を表情豊かに発生させることにはあまり適し
ていない。

【０００６】ウィンドコントローラは、通常指スイッチ
による音高指定とアンブシュアによる音色制御とを行な
い、管楽器の楽音を発生するのに適している。ウィンド
コントローラの演奏には、管楽器類似の演奏技術を必要
とする。

【０００７】スライドボリュームおよびタブレットは、
演奏動作情報として位置情報、速度情報、圧力情報等を
連続的に発生することができ、擦弦楽器の楽音発生等に
適した演奏操作子である。しかし、これらの演奏操作子
を用いて演奏を行なうには、それぞれの操作技術を習得
する必要がある。

【０００８】フットペダル、ジョイスティック等は、補
助的な演奏操作子であり、主演奏操作子と組合わせて用
いるのに適している。

【０００９】たとえば、擦弦楽器の音色は、弓と弦の接
触位置、弓の移動速度、弓圧、弓の弾み方等によって複
雑に変化する。弓の弾み方は楽器の大きさ、弦の太さ、
指位置からブリッジまでの弦の長さ等によって変化す
る。

【００１０】電子楽器は、機能的にはこのような楽器の
楽音を発生する能力を有する。特に楽器内の振動の移動
を物理的にシミュレートして電気回路内に楽音形成信号
を発生する物理モデル音源（たとえば特開平３−４８８
９１号公報）は擦弦楽器の形成に適している。

【００１１】しかし、電子楽器に最も多く採用されてい
る鍵盤を演奏操作子として用いて演奏すると、擦弦楽器
の表情豊かな持続音を表現することはむずかしい。たと
え、タブレットとスティックを用いて演奏してもタブレ
ットとスティックの構造と実際の擦弦楽器の弦と弓の構
造とは異なるため、特にスピカート演奏において特徴的
に表れる弦の上を弓が弾んでいるような演奏動作波形
（弓圧、弓速）を得ることは難しい。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
種々の自然楽器においては種々の形態の演奏操作子が用
いられており、種々の楽音を発生する。限られた演奏操
作子を設けた電子楽器において、これらの楽音を発生さ
せようとすると、困難があった。特に最も多くの人にと
って演奏動作が容易な鍵盤を演奏操作子とすると擦弦楽
器の演奏には限界があった。

【００１３】本発明の目的は、所定の演奏操作子を用
い、演奏形態の異なる演奏操作子によって発生させる楽
音と類似の楽音を表情豊かに発生させることのできる楽
音信号形成装置を提供することである。

【００１４】たとえば、擦弦楽器等においては弦と弓と
の弾性的機構により弓が弦の上を弾むような特性を有す
る。この特性を積極的に利用した奏法には、弾むような
音色を有するスピカート等の特殊演奏がある。鍵盤等の
演奏操作子を用いて、これらの弾むような楽音を発生さ
せることは容易ではない。

【００１５】本発明の他の目的は、簡単な演奏操作子を
用い、弾む楽音を発生させることのできる楽音信号形成
装置を提供することである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】 本発明の一観点によれ
ば、少なくともスピカート演奏の楽音を発生させること
を特徴とする楽音信号形成装置は、発音指示信号を発生
する発音指示手段と、音色信号、音高信号のうち、少な
くともいずれかを発生する発音情報発生手段と、予め複
数の演奏動作情報を記憶する演奏動作情報記憶手段と、
前記発音指示信号に応答して、前記発音情報発生手段で
発生された信号に基づいた演奏動作情報を前記演奏動作
情報記憶手段から読み出す演奏動作情報読み出し手段
と、前記読み出した演奏動作情報を前記発音情報発生手
段で発生された信号に基づいて修飾する演奏動作修飾手
段と、前記演奏動作修飾手段で修飾された演奏動作情報
に基づき、楽音信号を形成する楽音信号形成手段とを有
する。

【００１７】

【作用】音色、音高のうち、少なくともいずれかに基づ
き、弓圧、弓速等の演奏動作情報を生成し、この演奏動
作情報に基づき、楽音信号を形成するようになる。これ
によって、擦弦楽器の種類、音高による楽音特性の変化
を忠実にシュミレートすることができる。

【００１８】なお、音色情報、音高情報と共に弓の運び
を示す運弓情報に基づき、演奏動作情報を生成すること
によって、より忠実なシュミレートが可能となる。

【００１９】

【実施例】図１に、本発明の基本実施例による電子楽器
の構成を機能ブロックで示す。

【００２０】発音情報発生手段１は、たとえば鍵盤等で
構成され、楽音発生、消滅のタイミング信号、すなわち
トリガ信号と、音色、音高等の信号を発生する。トリガ
信号は演奏動作情報記憶手段３に送られ、演奏動作情報
記憶手段３から時間的に変化する弓圧、弓速等の演奏動
作情報を読み出す。読みだされた演奏動作情報は、直ち
に楽音信号形成手段７に送られて楽音を発生することも
できるが、さらに修飾を行う場合は、演奏動作情報修飾
手段５に送られる。

【００２１】演奏動作情報修飾手段５は、発音情報発生
手段から音色、音高等の信号を受け、その情報に応じて
演奏動作情報記憶手段３から読みだされた演奏動作情報
に減衰振動を付与する等の修飾を行う。修飾された演奏
動作情報は、演奏動作情報修飾手段５から楽音信号形成
手段７に送られて楽音信号を発生する。

【００２２】演奏動作情報修飾手段５は、音色すなわち
楽器の種類に応じた減衰振動、ないしは音高たとえば擦
弦している弦や弦の長さ等に応じた減衰振動を付与する
ことにより、自然擦弦楽器同様の、楽器や音高によって
変化する弓が弦のうえを弾むような演奏動作情報を発生
することができる。

【００２３】なお、楽音信号形成手段７で形成された楽
音信号自体を修飾しようとすると、望みどおりの制御が
行なわれなかった時には、極めて耳障りな楽音が発生す
るが、楽音信号を発生させるためのパラメータである弓
圧、弓速等の演奏動作情報自体を修飾すると、たとえ制
御が所望どおり行なわれなかった場合にも、発生する楽
音に特別の不都合は生じないことがわかった。

【００２４】図２は、本発明の実施例による電子楽器の
機能ブロックを示す。入力手段１１は、読み出し開始パ
ルス、音高情報、音色情報、運弓情報等の楽音制御情報
１３を波形選択、読み出し手段１２に供給する。波形選
択、読み出し手段１２は、楽音制御情報１３に基づき演
奏動作情報記憶手段３にアドレス等の制御信号１４を供
給し、演奏動作情報記憶手段３から波形データ１５等を
読み出す。

【００２５】演奏動作情報記憶手段３は、たとえば複数
の楽器の複数の運弓に対応する複数の演奏動作波形を記
憶している。波形選択、読み出し手段１２は、演奏動作
情報記憶手段３のどの波形を読み出すかの波形選択を行
い、所望の波形を読みだすためのアドレス等の制御信号
１４を演奏動作情報記憶手段３に供給する。演奏動作情
報記憶手段３は、制御信号１４に応じて所望の弓圧波形
データ、弓速波形データ等の波形データ１５を波形選
択、読み出し手段１２に供給する。

【００２６】入力手段１１は、また音高情報と音色情報
をフィルタ処理手段１６に供給する。フィルタ処理手段
１６は音高情報と音色情報に応じてフィルタの中心周波
数、Ｑ値等を設定したフィルタを用いて波形選択、読み
出し手段１２から供給される波形データをフィルタ処理
する。このようにして、フィルタ処理手段１６で形成さ
れた演奏動作情報パラメータ１７は、音源システム１８
に供給され、楽音信号を発生させる。音源システム１８
は、たとえば弓圧、弓速等の演奏動作情報パラメータに
基づいて楽音信号を形成するシステムである。

【００２７】フィルタ処理手段１６は、たとえばバンド
パスフィルタを含み、一定の振幅を有する入力信号に対
して次第に減衰する振動を与える。この結果、フィルタ
処理手段１６から供給される演奏動作情報は、所望の減
衰振動を有する弓圧波形、弓速波形等となる。弾む感じ
を有する楽音が、このような演奏動作情報波形から形成
される。減衰振動は、音高情報によって制御されるた
め、発音する楽音の音高に従って変化する減衰振動を有
する楽音が発生する。このようにして、自然擦弦楽器が
発生する楽音と同様の楽音が音源システム１８から発生
する。

【００２８】図２に示すような機能ブロックは、たとえ
ば擦弦楽器モデルの場合、図３に示すような機能構成に
よって実現される。

【００２９】図３（Ａ）において、演奏操作子１１ａ
は、通常の電子楽器用鍵盤等によって形成され、音高信
号、キーオン信号、キーオフ信号、音色信号、運弓信号
等の演奏情報を波形選択、制御、読み出し手段２１ａに
供給する。波形選択、制御、読み出し手段２１ａは、制
御信号２６を演奏動作波形テーブル２２に供給し、演奏
動作情報テーブル２２から擦弦的演奏動作情報２７を得
る。

【００３０】フィルタ処理手段２１ｂは、この擦弦的演
奏動作情報２７にフィルタ処理を行うことによって減衰
振動を付与し、音色信号と修飾された演奏動作波形、た
とえば弓圧、弓速、弦長等の情報２８を物理モデル音源
２３に供給する。この物理モデル音源２３は、弦楽器の
弦の運動を物理的にシミュレートして楽音形成信号を発
生するもの（たとえば、特開平３−４８８９１号公報）
である。

【００３１】このようにして形成された楽音形成信号２
９は、サウンドシステム２４に送られ、楽音を発生す
る。

【００３２】演奏動作波形テーブル２２は、たとえば複
数音色の各々について一般的な演奏動作情報を記憶する
と共に、各音色についてクレッシェンド、デクレッシェ
ンド、デタッシュ、フォルテシモ、ピアニシモ、スピカ
ート、ピチカート等の運弓態様に対応する演奏動作情報
を記憶する。

【００３３】実際の擦弦楽器に照らし合わせて考える
と、バイオリンは弱い弓圧でも発音可能であるのに対
し、チェロ等はある程度の弓圧がないと発音されない。
また、楽器によって弓の大きさが異なっているので、自
ずから弓圧、弓速が速くなる。

【００３４】このような特性の変化は、同じ楽器であっ
ても運弓態様によって異なる。したがって、アコーステ
ィックな楽器をシュミレートする場合、音色、運弓態様
毎に演奏動作情報を記憶しているのが望ましい。これら
の演奏動作情報が、たとえば演奏操作子１１ａから発生
する音色信号、運弓信号、キーオン信号等に基づいて読
み出される。

【００３５】すなわち、演奏操作子１１ａ内で演奏操作
が行なわれると、その演奏操作に基づいて特定の演奏形
態に基づく演奏動作情報が演奏動作波形テーブル２２か
らフィルタ処理手段２１ｂに供給され、生データを修飾
することによって所望の弾む効果を供えた楽音信号を発
生させる。波形選択、制御、読み出し手段２１ａとフィ
ルタ処理手段２１ｂは、たとえばマイコン中のソフトウ
ェアによって実現される。

【００３６】図３（Ｂ）は、図３（Ａ）の構成によって
演奏動作情報を修飾する例を示す。演奏動作波形テーブ
ル２２からは、図３（Ｂ）上段に示すような一定の強度
を有する演奏動作情報が提供されるとする。この演奏動
作情報に基づき、その初期に減衰振動を有する図３
（Ｂ）下段に示すような演奏動作データを作成するもの
とする。このような演奏動作データは、弾むような楽
音、輝くような楽音を発生させるのに有効である。

【００３７】図４はバンドパスフィルタのＱ値と、中心
周波数ないしはピーク周波数ｐｆを変更した場合のフィ
ルタ特性の変化を示す。図４（Ａ）は、Ｑの値が小さ
く、ピーク周波数ｐｆの値が低い場合の特性を示す。図
４（Ｂ）は、Ｑの値が大きく、中心周波数ｐｆの値が高
い場合の特性を示す。図４（Ａ）、（Ｂ）において、上
段のグラフはフィルタの周波数特性を示し、下段グラフ
は振幅の時間波形を示す。

【００３８】図４（Ａ）に示すように、Ｑの値が小さい
とき、フィルタの周波数特性はゆるやかなピークを描
く。Ｑの値が大きくなると、図４（Ｂ）に示すようにフ
ィルタの周波数特性は鋭い山を描くようになる。

【００３９】図４（Ａ）、（Ｂ）の下段のグラフに明ら
かなように、中心周波数が高くなると、振動している部
分の周期が短くなる。また、Ｑの値が大きくなると、振
幅の時間波形はなかなか収束せず、振動が長時間続く。

【００４０】実際の擦弦楽器に照らし合わせて考える
と、バイオリンのように弦の長さが短い楽器は中心周波
数が高く、Ｑの値は小さい。チェロ、ダブルベースのよ
うな弦の長い楽器は、中心周波数が低く、Ｑの値は比較
的大きめとなる。このような特性の変化は、楽器の変化
のみによって生ずるものではなく、同一の楽器であって
も発生する楽音の音高が変化すると生じる。したがっ
て、アコースティック楽器をシミュレートする場合、こ
れらの特性の違いを音色、音高等でコントロールするこ
とが望ましい。

【００４１】図３（Ａ）に示すフィルタ処理手段２１ｂ
は、演奏操作子１から音色、運弓情報、キーコード等の
信号を受け、楽器の種類、音高すなわちキーコードに応
じたフィルタ特性を設定し、図４に示すようなフィルタ
特性の変化を実現する。

【００４２】図３に示すような擦弦モデル実施例の機能
を実現するハードウェア構成を、図５に示す。

【００４３】演奏操作子１１は、たとえば鍵盤で構成さ
れ、その押鍵情報、離鍵情報、音高情報（キーコー
ド）、選択スイッチ（図示されない）で選択された音色
と運弓態様とに対応する音色情報、運弓情報は鍵盤スイ
ッチ回路３１によって検出される。鍵盤スイッチ回路３
１は、演奏動作情報をバス３２に供給する。

【００４４】このバス３２には、楽音信号形成プログラ
ムを記憶するＲＯＭ３３、演算処理の際に生ずる中間情
報等を一時的に記憶するＲＡＭ３４、楽音信号形成等の
演算処理を行なうＣＰＵ３５、タイマ回路３６、音源回
路３８等が接続されている。

【００４５】ＣＰＵ３５は、タイマ回路３６と割込み信
号線３７によって接続されており、所定タイミングでタ
イマ割込みルーチンを実行する。また、音源回路３８に
は、サウンドシステム２４が接続されており、楽音形成
信号を受け、可聴楽音信号を発生する。

【００４６】図５に示すようなハードウェア構成を用
い、図３（Ａ）に示すような機能ブロックを実現して演
奏動作波形データを発生させれば、自然擦弦楽器の演奏
動作に基づく楽音と類似の楽音を発生させることができ
る。

【００４７】このような楽音信号発生処理の工程を、以
下フローチャートを参照して説明する。

【００４８】図６は、メインルーチンのフローチャート
を示す。まず、処理がスタートすると、ステップＳ１に
おいて、ＲＡＭ等の各レジスタの初期化を行なう。

【００４９】次に、ステップＳ２において、キーオンイ
ベントがあるか否かを判定する。キーオンイベントがあ
れば、ＹＥＳの矢印にしたがって次のステップＳ３に進
み、キーオンイベントルーチンを実行する。キーオンイ
ベントがない時は、ＮＯの矢印にしたがって、ステップ
Ｓ３を迂回する。

【００５０】次に、ステップＳ４において、キーオフイ
ベントがあるか否かを判定する。キーオフイベントがあ
れば、ＹＥＳの矢印にしたがってキーオフイベントルー
チンＳ５を実行する。キーオフイベントがなければ、Ｎ
Ｏの矢印にしたがってステップＳ５を迂回する。

【００５１】その後、ステップＳ６において、選択スイ
ッチで選択された音色に対応するトーンコードと運弓態
様に対応する運弓データを、それぞれレジスタＴＣとレ
ジスタＵＫに記憶させるとともに、その他の処理を行
い、ステップＳ２に戻る。

【００５２】図６に示すメインルーチンのキーオンイベ
ントルーチン（Ｓ３）およびキーオフイベントルーチン
（Ｓ５）を、図７を参照してより詳細に説明する。

【００５３】図７は、キーイベントルーチンを示し、図
７（Ａ）はキーオンイベント、図７（Ｂ）はキーオフイ
ベントを示す。

【００５４】図７（Ａ）に示すように、キーオンイベン
トが生じると、まずステップＳ１１において、キーオン
イベントのあった鍵のキーコードをレジスタＫＣＤに記
憶する。次に、ステップＳ１２において、レジスタＫＣ
Ｄのキーコードの音を物理モデル音源の発音チャンネル
に割当てる。すなわち、この処理によって押鍵された鍵
に対応する楽音の発生準備がなされる。

【００５５】次に、ステップＳ１３において、物理モデ
ル音源の該当チャンネルにレジスタＫＣＤのキーコード
を転送し、そのチャンネルのキーオンフラグｋｏｎｆｌ
ａｇ（ｃｈ）に１を立てる。この発音チャンネルは、フ
ラグに１が立ったことを検出し、楽音発生処理を行な
う。

【００５６】図７（Ｂ）は、キーオフイベントのフロー
チャートを示す。鍵盤上で離鍵動作があると、その鍵が
検出され、ステップＳ１６において、該当するキーコー
ドをレジスタＫＣＤに格納する。続いて、ステップＳ１
７において、物理モデル音源の発音チャンネル中からレ
ジスタＫＣＤに格納されたキーコードと同一のキーコー
ドを有する音のチャンネルを検出する。すなわち、発音
されている音のうち、離鍵された音はどの音かを検出す
る。

【００５７】該当するチャンネルがあるか否かをステッ
プＳ１８で判定する。該当するチャンネルがあった場合
は、ＹＥＳの矢印にしたがってステップＳ１９に進み、
物理モデル音源の該当チャンネルのキーオンフラグｋｏ
ｎｆｌａｇ（ｃｈ）に０を立てる。該当チャンネルはフ
ラグが０になったことに伴い、発音動作を終了させる。
その後、リターンする。

【００５８】ステップＳ１８において、該当チャンネル
が検出されなかった時は、消音処理が既になされている
のでステップＳ１９を迂回して、ただちにリターンす
る。

【００５９】このようにして、鍵盤の押鍵、離鍵に基づ
き、発音、消音処理が行なわれる。図８は、タイマ割込
みルーチンのフローチャートを示す。

【００６０】タイマ割込みが生じると、まずステップＳ
２１において、発音中のチャンネルを順次指定する。次
に、ステップＳ２２において、そのチャンネルのフラグ
ｋｏｎｆｌａｇ（ｃｈ）が１か否かを判定する。このフ
ラグが１の場合は、該当チャンネルが発音指示されてい
るので、ＹＥＳの矢印にしたがって、次のステップＳ２
３に進む。なお、フラグが１でない場合は、このチャン
ネルは発音していないので、ＮＯの矢印にしたがってス
テップＳ２１にリターンする。

【００６１】ステップＳ２３においては、演奏動作波形
テーブルの音色、運弓に対応するエリアの該当チャンネ
ルの読み出しポインタにしたがって、演奏動作波形を読
み始める。本実施例の場合は、擦弦楽器を想定している
ので、擦弦楽器の弓速情報、弓圧情報を読み始める。

【００６２】次に、ステップＳ２４において、該当チャ
ンネルのポインタを１進める。ステップＳ２５において
は、読み出された演奏動作波形に対して、所望の減衰振
動を付与するフィルタ処理を行う。すなわち、単純な押
鍵動作に基づき、擦弦楽器の弓が弦上を弾んだときに生
じるような弾んだ感じの楽音を発生させるために、擦弦
楽器持続音発生中の弓速、弓圧の立ち上がり部分に減衰
振動を付与する。このフィルタ処理については、さらに
後述する。

【００６３】次に、ステップＳ２６において、修飾され
た演奏動作波形に基づき、楽音発生処理の準備を行な
う。たとえば、減衰振動を付加された弓速情報、弓圧情
報を、楽音信号発生に適した範囲に収めるために、落し
込み処理を行なう。すなわち、擦弦楽器の弓速、弓圧は
所定範囲にある場合、適切な楽音が発生するが、ステッ
プＳ２５で得られた演奏情報がこの楽音発生範囲に属し
ていない場合、適当な処理を行なうことによって楽音発
生に適した範囲に変更する処理を行なう。

【００６４】次に、ステップＳ２７において、作成され
た弓速、弓圧データを物理モデル音源に供給し、擦弦ア
ルゴリズムにしたがって楽音信号を発生させる。

【００６５】その後、ステップＳ２１に戻り、次のチャ
ンネルに対して同様の処理を行なう。この処理は全チャ
ンネルに対して繰返される。

【００６６】次に、ステップＳ２５で行なうフィルタ処
理について、図９を参照して説明する。

【００６７】図９（Ａ）は、フィルタ処理ルーチンを示
す。まず、ステップＳ３１において、演奏動作情報テー
ブルから読みだされた弓圧波形、弓速波形の現在の弓圧
値、弓速値をｆｂ、ｖｂとする。この波形は、たとえば
図３（Ｂ）上段に示すようなほぼ一定の振幅を有するも
のである。

【００６８】次にステップＳ３２において、楽音信号の
音高を示すキーコードＫＣＤと楽音信号の音色を示すト
ーンコードＴＣに基づき、フィルタ特性修正用のテーブ
ルから、弓速、弓圧に対するフィルタの中心周波数を求
め、レジスタｐｆ ｖｂ、ｐｆ ｆｂに収容する。

【００６９】 ｐｆ ｖｂ＝ｐｅａｋ ｔｂｌ ｖｂ〔ＫＣＤ、ＴＣ〕 ｐｆ ｆｂ＝ｐｅａｋ ｔｂｌ ｆｂ〔ＫＣＤ、ＴＣ〕 続いて、フィルタ特性修正用テーブルよりＫＣＤとＴＣ
に基づき、フィルタのＱ値を求める。

【００７０】 Ｑ ｖｂ＝ｑ ｔｂｌ ｖｂ〔ＫＣＤ、ＴＣ〕、 Ｑ ｆｂ＝ｑ ｔｂｌ ｆｂ〔ＫＣＤ、ＴＣ〕 このようにして、音高を表すキーコードＫＣＤと音色を
示すトーンコードＴＣに基づき、弓速、弓圧のそれぞれ
についてフィルタの中心周波数およびＱ値を決める。

【００７１】本実施例においては、図１３に示すように
キーコードＫＣＤをより数の少ない変数ＴＢＬＢ〔ＫＣ
Ｄ〕に変換する。たとえば、キーコードＫＣＤに基づ
き、オクターブ毎に変化する変数、演奏する弦毎に変化
する変数等を発生させる。このような変数をＴＢＬＢ
〔ＫＣＤ〕で表す。このようなキースケーリングを行う
ことにより、フィルタ特性修正用のテーブルに記憶する
データを大幅に減らすことができ、メモリの節約とな
る。

【００７２】次にステップＳ３４において、上述のよう
に求めた弓圧ｆｂ、弓速ｖｂ、弓圧用フィルタの中心周
波数ｐｆ ｆｂ、弓速用フィルタの中心周波数ｐｆ ｖ
ｂ、弓圧用フィルタのＱ値Ｑ ｆｂ、弓速用フィルタの
Ｑ値Ｑ ｖｂに基づくフィルタ関数ｄｃｆ２を求め、こ
れらのフィルタ関数により定まる新たな弓圧ｆｂ、弓速
ｖｂを求める。

【００７３】 ｖｂ←ｄｃｆ２ １（ｖｂ，ｐｆ ｖｂ，Ｑ ｖｂ） ｆｂ←ｄｃｆ２ ２（ｆｂ，ｐｆ ｆｂ，Ｑ ｆｂ） なお、関数ｄｃｆ２ １（）とｄｃｆ２ ２（）は全く
同じ関数であってもよいが、内部変数を記録するために
別の名前を付してある。このようにして、演奏動作波形
テーブルから読みだされた現在の弓圧ｆｂ、弓速ｖｂに
キーコードＫＣＤおよびトーンコードＴＣに基づく減衰
振動を付与することにより、減衰振動をともなった弓圧
波形ｖｂ、弓速波形ｆｂを得る。

【００７４】なお、キーコードＫＣＤに基づく中心周波
数ｐｆとＱ値の変化は、たとえば図９（Ｂ）、（Ｃ）に
示すようなものである。

【００７５】図９（Ｂ）は、キーコードの変化に対する
中心周波数の変化の２形態を示す。中心周波数ｐｆ１
は、キーコードの増加とともにリニアに増加する関数で
ある。これに対して中心周波数ｐｆ２は、キーコードの
増加にしたがって初め緩やかに、次第に急激に立ち上が
る特性を示す。

【００７６】図９（Ｃ）は、キーコードの変化に対する
Ｑ値の変化の２形態を示す。Ｑ値Ｑ１は、キーコードの
増加に対してリニアに増加する特性を示す。一方、Ｑ値
Ｑ２は、キーコードの増加に対してリニアに減少する関
数を示す。

【００７７】図９（Ｂ）、（Ｃ）に示したキーコードに
よる中心周波数ｑｆおよびＱ値の変化の対応は例示であ
り、これらに限らない。

【００７８】このような減衰振動データの付加は、たと
えば図１０に示すようなフィルタによって実行すること
ができる。

【００７９】図１０（Ａ）は、フィルタの一例である２
次フィルタの構成を示す。加算器５８、５９、６０、６
１、乗算器６２、６３、６４が図示のように接続され、
フィルタを構成している。このフィルタは、出力ノード
６６、６７、６８において、それぞれハイパスフィルタ
特性、バンドパスフィルタ特性、ローパスフィルタ特性
を提供する。

【００８０】図４（Ａ）に示すような弾むような楽音を
発生させるための減衰振動を得るためには、バンドパス
フィルタを用いることが有効である。たとえば、２次バ
ンドパスフィルタを用いる。

【００８１】図１０（Ｂ）は、図１０（Ａ）のフィルタ
によって提供される特性例を、数種の異なるパラメータ
に対して示す。

【００８２】なお、フィルタは単一のフィルタを用いる
他、複数のフィルタを組合わせた複数フィルタを用いる
こともできる。図１１は、複合フィルタの例を示す。図
１１（Ａ）は、３つのフィルタを並列に組合わせた例を
示す。フィルタＦ１、Ｆ２、Ｆ３が並列に接続され、そ
れぞれの出力が加算器によって結合されている。

【００８３】このような複合フィルタにより、図１１
（Ｂ）に示すような合成された特性を出力に得ることが
できる。

【００８４】図１２は、フィルタ処理の特性例を示す。
図１２（Ａ）は、入力信号の時間変化を示すグラフであ
る。入力信号は時間に関して一定の強度を有する。この
ような時間に対して一定の強度を有する入力信号から、
図１２（Ｃ）に示すような強度が振幅し、振幅が次第に
減衰して一定の強度に落ち着く減衰振動波形の信号を得
ることを考える。

【００８５】このような減衰振動を付与するには、図１
２（Ｂ）に示すようなバンドパス特性を有するフィルタ
を用いるのが効果的である。図示の特性の場合、バンド
パスフィルタは中心周波数を約２０Ｈｚに有する。破線
の特性はＱ＝０．１の場合を示し、実線の特性はＱ＝
０．０１の場合を示す。同様に中心周波数を変化させる
こともできる。

【００８６】図１２（Ａ）に示すような入力信号を、図
１２（Ｂ）に示すような可変特性を有するフィルタを通
過させることにより、特性を調整した図１２（Ｃ）に示
すような出力特性を得ることができる。なお、図１２
（Ｃ）に示す振幅の形態は前述のようにフィルタの中心
周波数、Ｑ値によって変化する。

【００８７】このように、減衰振動する可変特性を有す
る演奏動作情報を作成することにより、音色、音高によ
って変化する自然な弾むような楽音を発生させることが
できる。たとえば、擦弦楽器において、弓を弦の上で弾
ませて演奏するスピカート演奏の楽音を発生させること
ができる。

【００８８】なお、実施例においては、演奏動作情報と
して擦弦的なものとしたが、これはどのようなものでも
よく、たとえば、息圧、アンブシャー等の吹奏的なも
の、あるいは、ランダムノイズや操作データにフィルタ
処理を行ったもの、さらにマウス等で非リアルタイムに
入力したものでもよい。

【００８９】以上、楽音に弾むような効果を付与する場
合を説明したが、その他、フィルタの種類、フィルタの
特性等によってゆらぎ等種々の特性を有する付加情報を
楽音に付加することができる。

【００９０】なお、フィルタはマイコン中のソフトウェ
アによるフィルタの他、専用フィルタを用いることもで
きる。

【００９１】なお、実施例においては、２次フィルタの
複雑なフィルタを使用したが、構成要素の少ない簡単な
フィルタを使うことも可能である。

【００９２】なお、上述の実施例では、演奏動作波形の
読み出しポインタのスタートスイッチとしてキーボード
のキーオン信号をトリガとしているが、必ずしもキーオ
ン信号を用いる必要はない。たとえば、他に用意したス
イッチでトリガ信号を形成してもよいし、内部的に演算
され、処理して発生したトリガ信号をスタート信号とし
てもよい。

【００９３】また、上述の実施例における演奏操作子と
して鍵盤を用いたが、鍵盤以外の操作子を用いてもよ
い。たとえばジョイスティック、ホイール等を用いるこ
ともできる。鍵盤およびこれらの他の操作子を適当に組
み合わせて用いてもよい。また、音源として物理モデル
音源を用いたが、他の音源、たとえばＦＭ音源等を用い
ることもできる。

【００９４】たとえば、演奏動作波形データをＦＭ音源
のボリュームデータとして使用し、最終キャリアの出力
を制御し、音量の変化を制御することができる。また、
フィルタとしてデジタルフィルタの場合を説明したが、
アナログフィルタを用いてもよい。

【００９５】なお、実施例においては、音色情報と運弓
情報の両者に基づき演奏動作情報を読み出すようにした
が、どちらか一方でもよい。

【００９６】また、実施例においては、音色情報と音高
情報の両者に基づきフィルタ処理するようにしたが、ど
ちらか一方でもよい。

【００９７】また、演奏動作波形テーブルから読みだし
た演奏動作波形にフィルタ処理を行う場合を説明した
が、両者の機能を合わせ、予めフィルタ処理されたデー
タを演奏動作波形として記憶することもできる。また、
演奏動作波形テーブルは全てのデータを記憶しておく必
要はなく、部分的にデータを記憶し、その間は保管して
求めてもよい。

【００９８】その他、種々の変更、改良、組合わせ等が
可能なことは当業者に自明であろう。

【００９９】

【発明の効果】以上説明したような、本発明によれば、
演奏動作情報に所定の可変減衰振動を付与することによ
り、簡単な演奏操作によって弾むような楽音を変化可能
に発生させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の基本実施例を示すブロック図であ
る。

【図２】 本発明の実施例の機能ブロック図である。

【図３】 本発明の擦弦モデル実施例を示す。図３
（Ａ）はの機能構成を示すブロック図、図３（Ｂ）は特
性を示すグラフである。

【図４】 フィルタの特性の変化を示すグラフである。
図４（Ａ）、（Ｂ）は対照的な２つの場合の特性を示
す。

【図５】 実施例を実現するハードウェア構成を示すブ
ロック図である。

【図６】 メインルーチンのフローチャートである。

【図７】 キーイベントルーチンのフローチャートであ
る。図７（Ａ）はキーオンイベント、図７（Ｂ）はキー
オフイベントのフローチャートである。

【図８】 タイマ割込みルーチンのフローチャートであ
る。

【図９】 フィルタ処理ルーチンを示す。図９（Ａ）は
フローチャート、図９（Ｂ）、（Ｃ）はキーコードの変
化に対する中心周波数とＱ値の変化態様の例を示すグラ
フである。

【図１０】 フィルタの例を示す。図１０（Ａ）は構成
を示す回路図、図１０（Ｂ）は特性を示すグラフであ
る。

【図１１】 複合フィルタの例を示す。図１１（Ａ）は
構成を示すブロック図、図１１（Ｂ）は特性例を示すグ
ラフである。

【図１２】 フィルタ処理を説明するためのグラフであ
る。図１２（Ａ）は入力演奏動作情報を示すグラフ、図
１２（Ｂ）はフィルタ特性を示すグラフ、図１２（Ｃ）
は図１２（Ｂ）に示すような特性を有するフィルタで、
図１２（Ａ）に示す入力を処理した場合の出力信号の特
性を示すグラフである。

【図１３】 キーコード変換テーブルの機能を示すグラ
フである。

【符号の説明】

１ 発音情報発生手段、 ３ 演奏動作情報記憶手段、
５ 演奏動作情報修飾手段、 ７ 楽音信号形成手
段、 １１ 入力手段、 １２ 波形選択、読み出し手
段、 １６ フィルタ処理手段、 １８ 音源システ
ム、 ２１ａ 波形選択、制御、読み出し手段、 ２１
ｂ フィルタ処理手段、 ２２ 演奏動作情報テーブ
ル、 ２３ 物理モデル音源、 ２４ サウンドシステ
ム、 ３１ 鍵盤スイッチ回路、 ３２ バス、 ３３
ＲＯＭ、 ３４ ＲＡＭ、 ３５ ＣＰＵ、 ３６
タイマ、 ３８ 音源回路

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】発音指示信号を発生する発音指示手段と、 音色信号、音高信号のうち、少なくともいずれかを発生
   する発音情報発生手段と、 予め複数の演奏動作情報を記憶する演奏動作情報記憶手
   段と、 前記発音指示信号に応答して、前記発音情報発生手段で
   発生された信号に基づいた演奏動作情報を前記演奏動作
   情報記憶手段から読み出す演奏動作情報読み出し手段
   と、 前記読み出した演奏動作情報を前記発音情報発生手段で
   発生された信号に基づいて修飾する演奏動作修飾手段
   と、 前記演奏動作修飾手段で修飾された演奏動作情報に基づ
   き、楽音信号を形成する楽音信号形成手段とを有するこ
   とにより、少なくともスピカート演奏の楽音を発生させ
   ることを特徴とする楽音信号形成装置。