JP3419174B2 - 電子楽器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】この発明は、電子楽器の楽音
制御に必要なパラメータ補間に関する。 【０００２】 【従来の技術】電子楽器の音源に与えるパラメータには
ノイズの発生を防いだり、滑らかにパラメータを可変す
る目的で補間機能を必要とするものがある。物理モデル
音源を例にとると音源アルゴリズムはＤＳＰのマイクロ
プログラムとして記述され、ＤＳＰ内部の乗算器に供給
される係数を補間する補間器が内蔵されているものがあ
る。補間レートと目標値を補間器に与えると、補間レー
トし応じた速度で目標値に向かって、補間を行い、途中
の補間値が乗算器に係数として供給される。例えば、物
理モデル音源などのInterpolate Speedというプレッシ
ャーやアンプリチュードに対する補間値を設定するパラ
メータがある。これらのパラメータの補間レートは一定
の値が補間器に与えられる。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】図６に従来の補間の様
子を示す。横軸は時間、白抜き丸は目標値である。アタ
ック時には目標値が現在値にくらべて大きくなるので、
目標値に補間出力が達しないうちに次の目標値が設定さ
れることが起こる。補間レート大きくすれば目標値に達
する時間が短くなり、アタック時の急激な目標値の変化
にも対応できるが、そうするとノイズの発生の恐れがあ
る。ノイズの発生を抑えるように、或る程度レートを低
くすると、音源で発生される楽音のアタック部のレスポ
ンスが悪くなってしまう。 【０００４】この発明の目的は、ノイズの発生の恐れが
なく、しかも目標値の急激な変化に追従できる補間方法
を提案することである。 【０００５】 【課題を解決するための手段】これら課題を解決するた
めに、楽音を制御するための、時間変化するパラメータ
の変化量を検出し、この変化量および楽音の音色に応じ
て補間速度を制御するようにしている 【０００６】 【発明の実施の形態】図３はこの発明にかかる効果付与
装置を備えた電子楽器の回路構成を示すもので、この電
子楽器では、楽音発生、効果付与などがマイクロコンピ
ュータを含む制御部によって制御されるようになってい
る。制御部４２には音源４０、効果付与部４１、鍵盤部
４３、表示部４４、操作子部４５、ＲＯＭ（リードオン
リーメモリ）４６、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）
４７、ＭＩＤＩＩ／Ｆ（インターフェース）４８が接続
され、音源４０には効果付与部４１が、効果付与部４１
にはサウンドシステム４９がそれぞれ接続されている。 【０００７】鍵盤部４３は多数の鍵を有し、各鍵盤を操
作するとその操作が鍵操作情報として検出されるように
なっている。演奏情報入力手段としては、鍵盤４６の他
に、ＭＩＤＩＩ／Ｆ４６を介し、他のＭＩＤＩ機器から
演奏情報を入力するようにしてもよい。制御部４４はＣ
ＰＵ（中央処理装置）を含み、その動作を制御するプロ
グラムを記憶するＲＯＭ４６から制御プログラムを読出
し、それに従って楽音発生、効果付与などのための各種
処理を実行し、各部に指示を送る。また、途中の計算結
果や、各種フラグ、楽音制御データなどは一時的にＲＡ
Ｍ４７に記憶し、必要に応じて読み出す。 【０００８】音源４０は、各々ディジタル楽音信号を発
生するための複数の楽音チャンネルを有するもので、こ
れらのチャンネルからの楽音信号は時分割的に効果付与
部４１に供給される。鍵盤部４３で複数の鍵が同時に押
されると、これらの鍵に対応する音高情報及びキーオン
信号が制御部４２から複数の楽音発生チャンネルに供給
され、各々楽音発生チャンネルから楽音信号が同時的に
発生される。音源４０で発生された楽音信号は効果付与
部４１に送られ、各種効果付与のための処理を行う。 【０００９】効果付与部４１で処理された楽音信号はＤ
ＡＣ、増幅器、スピーカから構成されるサウンドシステ
ム４９に出力される。ＤＡＣではデジタル／アナログ変
換を行い、アナログ信号に変換された楽音信号は増幅器
で所定のレベルまで増幅された後、スピーカにより音響
エネルギーとして放音される。 【００１０】操作子部４５は、各種スイッチ、コントロ
ーラなどを含み、それらの操作子が操作されるとそのイ
ベントを検出し、制御部４２に送られる。ＭＩＤＩＩ／
Ｆ４８はＭＩＤＩ端子を含み、外部とのＭＩＤＩ信号と
のインターフェースを行う。表示部４４は、電子楽器の
動作状態、各種パラメータの設定状況、音色名などさま
ざまな情報を表示するためのもので、ＬＣＤ、ＬＥＤ、
ＣＲＴなどの表示装置で構成される。表示される内容
は、制御部４２からの指示によって決まる。 【００１１】効果付与部４１はＤＳＰ（Digital Signal
Processor ）で構成されるため、制御部４２に備えら
れているＲＯＭに記憶されているプログラムを効果種類
に応じて効果付与部２１の内部にロードして、そのプロ
グラムを実行することによって、所望の効果を入力信号
に付与することができる。 【００１２】図１はこの発明にかかる音源４０と制御部
４２、その他の部分について、機能的にブロック図とし
て示したものである。ブレスコントローラや、ペダルは
操作子部４５に備えられ、それらの出力がそれぞれ第１
非線形変換部１２、第２非線形変換部１５に供給され、
所望の非線形変換をそれぞれ行った後に乗算部１０、１
１に出力される。また鍵盤部４３から、押鍵、離鍵に伴
うキーオン、キーオフ信号が第１ＥＧ１４、第２ＥＧ１
５に供給され、キーオンのタイミングでエンベロープが
発生し、キーオフのタイミングで終了する。なお、これ
らのＥＧの変化が異なる場合には独立に制御してもよい
し、共通でよいならば、第１ＥＧ１４、第２ＥＧ１５を
１つにまとめてもよい。 【００１３】第１非線形変換部１２の出力と、第１ＥＧ
１４の出力は乗算部１０で乗算され、非線形変換された
コントローラ値にエンベロープが付与される。乗算部１
０の出力は補間レート補正部５と乗算部８に出力され
る。同様に、第２非線形変換部１３の出力と、第２ＥＧ
１５の出力は乗算部１１で乗算され、非線形変換された
コントローラ値にエンベロープが付与される。乗算部１
１の出力は補間レート補正部５と乗算部９に出力され
る。 【００１４】乗算部８では乗算部１０の出力と、第１Ｌ
ＦＯ６で発生された変調波形との乗算が行われ、係数補
間部４に出力される。また、乗算部９では乗算部１１の
出力と、第２ＬＦＯ７で発生された変調波形との乗算が
行われ、係数補間部４に出力される。 【００１５】補間レート補正部５では乗算部１０の出力
を前回の出力と比較して、急激に変化しているか否かを
判断して、補間レートの補正を行い、補正値を係数補間
部４に出力する。補正されるレートは音色毎に異なるた
め、操作子部４５に備えられる音色選択操作子からの音
色選択情報によって決定される。同様に乗算部１１の出
力についても、同様に補正して、補間レートの補正値を
係数補間部４に出力する。補間レート補正部４の詳しい
動作については後述する。 【００１６】係数補間部４では、プレッシャーとアンプ
リチュード（ＡＭＰ）の２つの補間を行う。乗算部８の
出力を目標値とするのがプレッシャーで、乗算部９の出
力を目標値とするのがアンプリチュードである。この２
つの補間は独立して行ってもよいし、時分割で行っても
よい。プレッシャーの補間は乗算部８の出力を目標値と
して、補間レート補正部５から与えられる補間レートに
従って補間される。また、アンプリチュードの補間は乗
算部９の出力を目標値として、補間レート補正部５から
与えられる補間レートに従って補間される。 【００１７】音源４０は、破線で囲まれた部分を示して
いて、非線形処理部１、線形処理部２、振幅乗算部３と
係数補間部４とから構成される。非線形処理部１と線形
処理部２は相互に接続されて、内部で発振状態をつくる
ことにより楽音を発生させる。非線形処理部１では係数
補間部４からプレッシャーというパラメータを受け取
り、これを非線形変換する。非線形変換の方法は非線形
テーブルを参照したり、非線形演算を行うことによって
実現する。 【００１８】線形処理部２から出力された楽音は振幅乗
算部３でアンプリチュード（ＡＭＰ）パラメータと乗算
され、乗算されたデータは効果付与部４１に送られて所
望の効果が付与される。 【００１９】図４に補間レート補正部５の構成を示す。
乗算部１０または１１の出力は前回値記憶部６６と減算
部６３に与えられる。前回値記憶部６６は乗算部１０ま
たは１１の出力の前回値を記憶する。記憶される場所は
例えば、ＲＡＭ４７の所定領域とする。補間レート補正
部５は図４に示す内容の処理を１つのサブルーチンとし
て実行する。そのサブルーチンはカウンタ、またはタイ
マなどによって必要とされる時間を計測し、所定の時間
となったときに駆動される。したがって、前回値とは図
４に対応するサブルーチンプログラムが前回駆動された
ときに使用された乗算部１０または１１の出力である。 【００２０】減算部６３では乗算部１０または１１の出
力（今回値）から前回値記憶部から出力された（正確に
言えば読み出された）前回値とが減算される。減算され
た結果は比較部６１と補正部６４に出力される。比較部
６１では減算値としきい値供給部６０からのしきい値と
が比較され、減算値がしきい値を越えると選択部６２で
補正部６４の出力が選択されて、係数補間部４に出力さ
れる。一方、減算値がしきい値を越えないときは選択部
６２で補間レートテーブル６５の出力が選択されて、係
数補間部４に出力される。 【００２１】補間レートテーブル６５は音色選択操作子
からの音色情報によって補間レートを異ならせるため
に、補間レートテーブル６５を参照して、選択されてい
る音色に対応した補間レートを補正部６４と選択部６２
に出力する。補正部６４は、複数の演算式と演算部とか
らなり、減算部６３で行われた減算結果によって１つの
演算式を選択し、その演算式と補間レートテーブル６５
からの補間レートを演算部で演算し選択部６２に出力す
る。なお、演算ではなくテーブル参照によって補正して
もよい。また、演算式の選択は音色に応じて行ってもよ
い。 【００２２】乗算部１０または１１はブレスコントロー
ラやペダルの出力値を繁栄したものである。比較部６１
でしきい値を越えたと判断されるときは、前回値と今回
値の差が大きくなったとき、すなわちこれらのコントロ
ーラ出力値が急激に変化したときである。したがって、
係数補間部４に与えられる目標値と係数補間部４の出力
値である補間値との差も大きいわけである。このような
ときは、補正部６４から補正された補間レートが出力さ
れて、速く補間を行うように制御される。 【００２３】図５を参照してこの様子を説明する。横軸
は補正前の補間が終了する時間、縦軸補正後の補間が終
了する時間を示している。補間が終了する時間は補間レ
ートに対応していて、時間が大きいほど補間が遅いこと
を示している。破線の斜線は補正が行われない場合の結
果を示している。補間前と補間後の数値は変わらないこ
とがわかる。折れ線になっている実線は補正が行われる
ときの補正特性を示している。例えば、ある音色では
２.５msec に対応する補間レートが設定されていたとす
ると、プレスコントローラまたはペダルの出力変化が大
きいときは0.8msec に対応する補間レートに補正され
る。変化が小さいときは補正値は採用されず、2.5msec
に対応する補間レートのままである。 【００２４】補正の特性は演算式を異ならせることによ
って決まる。図５では0〜0.5、0.5〜2.5、2.5以上の３
種類の特性をもっている。補正なしの補間レートが0.5m
sec以下の場合は、十分速い補間レート設定であるた
め、補正レート＝補正なしの補間レートでよい。逆にこ
の速度より補間レートを速くするように補正すると、ノ
イズが発生する恐れがある。また、補正なしの補間レー
トが0.5msecから2.5msecの間は補正なしの補間レートか
ら補正なしの補間レートの1/3に補間するようなカーブ
を用いる。また、補正なしの補間レートが2.5msec以上
の場合は、補正なしの補間レートの約1/3に補正レート
を設定する。 【００２５】補正の特性は３種類に限らず、多くしても
よい。簡単な演算にするために直線にしたが、曲線式に
してもよいことはもちろんである。また、前述したよう
に、テーブル参照方式にしてもよい。補正部６４で複数
の演算式が存在することは図５のような折れ線が複数あ
ることに相当する。 【００２６】補正レートは音色変更などのプログラムチ
ェンジ、及びパラメータチェンジ時にあらかじめ求めて
ＲＡＭ４７などに記憶させておく。 【００２７】図２は係数補間部４の構成の１例を示した
ものである。乗算部８または９の出力値である目標値と
遅延部２３の出力の２の補数表現値とは加算部２０で加
算（すなわち減算）される。加算部２０の出力値は乗算
部２１で、補間レート補正部５からの補間レートと乗算
され、加算部２２に供給される。加算部２２では遅延部
２３の出力と加算されて、出力とされる。遅延部２３
は、加算部２２の出力値を記憶し、次の補間演算実行周
期に読み出されて、加算部２０と２２に出力される。加
算部２２の出力は補間された係数値として、パラメータ
がプレッシャーの場合は非線形処理部１に、パラメータ
がアンプリチュードの場合は乗算部３に与えられる。 【００２８】係数補間部４は図２に示すようなフィルタ
タイプを採用した場合には、目標値に向かって漸近する
補間カーブになる。フィルタタイプは目標値と現在値と
の差の違いによらず、与えられた補間レートによる目標
値までの到達率がほぼ一定になる特徴がある。したがっ
て、目標値の変化量によらず、追従するのでよいが、係
数補間を直線補間で行う場合は目標値の変化量にしたが
って、補正カーブを変える必要がある場合がある。その
ため、減算部６３の出力で補正カーブに対応する演算式
を選択して補正するようにしてもよい。また、目標値が
上昇しているときと下降しているときで、演算式を変え
るようにする場合にもこの構成のままでよい。 【００２９】図６を参照すると、本発明による補間出力
は補正された補間レートを採用することにより、次の目
標値が与えられるまでに目標値に達していることが判
る。 【００３０】音源４０が物理モデル音源の場合、アタッ
クは必ずしもキーオンに直接連動しているわけではい。
ブレスコントローラからの制御を考えると、プレッシャ
ー、またはアンプリチュードの急激な立上りをアタック
とみた方が都合がよい。キーオンから開始される第１Ｅ
Ｇ１４、第２ＥＧ１５の出力を第１非線形変換部１２、
第２非線形変換部１３を介して供給されるブレスコント
ローラやペダルの出力に乗算しているので、第１ＥＧ１
４または第２ＥＧ１５の立ち上がりもアタックとみなす
こともあるし、発音中にブレスコントローラやペダルの
急激な操作があった場合もアタックとみなすこともでき
る。 【００３１】上記のようなアタック部の判定はブレスコ
ントローラーなどの制御には有効であるが、キーオン＝
アタック部であるＰＣＭ音源などの場合はキーオンに連
動して補間レートの操作を行えばよい。 【００３２】発明の実施の形態ではアタック（立ち上が
り）を重視して説明したが、急激な立ち下がりを検出し
て補間レートを補正してもよいことはもちろんである。
また、立ち上がりと足り下がりで、補正カーブを変更し
てもよい。さらに、立ち上がりと立ち下がりでしきい値
供給部６０から与えられるしきい値を異ならせて、比較
してもよい。 【００３３】発明の実施の形態では、音源４０はＤＳＰ
で構成されることを前提にしていたが、専用のＬＳＩや
ＣＰＵのプログラムにおいても実現されることはもちろ
んである。 【００３４】 【発明の効果】以上説明したように、この発明にかかる
電子楽器は楽音を制御するための、時間変化するパラメ
ータの変化を検出し、その変化量に応じて補間レートを
制御するようにした為、該パラメータの急激な変化に対
して遅れることなく、しかもノイズが発生しないように
することが可能となる。

【図面の簡単な説明】 【図１】この発明にかかる主要な構成を説明するための
図である。 【図２】係数補間部の１例を説明するための図である。 【図３】この発明にかかる電子楽器の構成を説明するた
めの図である。 【図４】補間レート補正部の詳細を説明するための図で
ある。 【図５】補間レート補正の補正特性を説明するための図
である。 【図６】この発明を応用した結果と従来のそれとを比較
した図である。 【符号の説明】 １：非線形処理部、２：線形処理部、４：係数補間部、
５：補間レート補正部、６：第１ＬＦＯ、７：第２ＬＦ
Ｏ、１２：第１非線形変換部、１３：第２非線形変換
部、１４：第１ＥＧ、１５：第２ＥＧ、３、８〜１１：
乗算部

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】楽音を制御するための、時間変化するパラ
   メータを出力するパラメータ発生手段と、 前記パラメータ発生手段で発生されたパラメータを補間
   する補間手段と、 前記パラメータ発生手段で発生されたパラメータの変化
   量を検出する検出手段と、 前記検出手段で検出された変化量および前記楽音の音色
   に応じて前記補間手段における補間速度を制御する制御
   手段を備えたことを特徴とする電子楽器。