JP3508564B2 - 音源装置 - 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、複数の波形で１
つの楽音を形成するマルチティンバボイスの発音機能を
備えた音源装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】発生する楽音を豊かな音色にしたりリア
ルな音色にするため、複数の波形を組み合わせて１つの
楽音にしているものがある。たとえば、図７に示すエレ
キベースの音色では、ピッキングしたときは、殆ど周期
性のない「バチッ」という弾き音がするが、その後、弦
が振動する「ブーン」という音に変化する。この「バチ
ッ」という第１音と「ブーン」という第２音は全く異な
る波形のものであるため、同じアルゴリズムで発生する
ことは極めて困難であり、これを解決するために２つの
発音スロットを用い、一方は第１音を発生させ、他方は
第２音を発生させるようにしたものがマルチティンバボ
イスである。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】一般的な音源装置は、
楽音の発音指示（ノートオン信号）が入力されたとき、
この楽音に対して発音スロットを割り当て、その楽音が
消音するとこの発音スロットを開放するというアサイン
処理を行っている。したがって、そのときの空きスロッ
トがどれであるかはその都度異なるため、マルチティン
バボイスの楽音を発音するとき、複数の波形の形成がそ
れぞれどの発音スロットに割り当てられるかはその時々
によって一定しない。 【０００４】また、一般的な音源装置は、発音中の楽音
の音量やピッチを制御するために１０ｍｓに１回程度の
間隔で各発音スロットのパラメータを調整するルーチン
処理を実行する。従来この処理は、チャンネル番号順に
行われていた。 【０００５】しかし、マルチティンバボイスの複数の波
形が離れた発音スロットに割り当てられた場合、一方の
発音スロットのルーチン処理をしたのち他方の発音スロ
ットを処理する前に、ピッチベンドホイールなどが操作
された場合、上記他方の発音スロットのみがこのピッチ
ベンドの制御を受けることになり、複数波形に微妙なず
れが生じてしまう問題点があった。 【０００６】この発明は、マルチティンバボイスの複数
波形を同じ条件下で連続してルーチン処理できるように
した音源装置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】請求項１の発明は、それ
ぞれ個別に楽音波形の形成が可能な複数のスロットと、
楽音の発音が指示されたとき、空いているスロットを検
索し、検索された空きスロットに対してその楽音波形の
形成をアサインする手段であって、マルチティンバボイ
スに対しては１つの発音指示に対応して複数の楽音波形
の形成をそれぞれ別の空きスロットにアサインするアサ
イン手段と、外部操作に応じた各スロットに対するパラ
メータ更新処理を所定のスロットの順序で順次実行する
手段であって、前記マルチティンバボイスがアサインさ
れた複数のスロットに対しては、前記スロットの順序に
かかわらず前記パラメータ更新処理を連続して実行する
スロット制御手段と、前記複数スロットに対するパラメ
ータ更新処理の連続実行中は他の処理動作の割込を禁止
する禁止手段と、を備えたことを特徴とする。 【０００８】 【０００９】 【発明の実施の形態】図１はこの発明の実施形態である
音源装置および該音源装置を搭載した楽音発生装置のブ
ロック図である。同図（Ａ）において、楽音発生装置
は、演奏情報発生部１、音源装置２およびサウンドシス
テム３からなっている。演奏情報発生装置１としては、
演奏装置やシーケンサを適用することができる。演奏装
置は、演奏者の演奏操作によってリアルタイムに演奏情
報を発生するものである。シーケンサは、カラオケ装置
などのように自動演奏用の曲データを記憶しており、こ
れをテンポクロックに従って読み出すことによって演奏
情報を発生するものである。また、これらを複合して演
奏情報発生装置１としてもよい。演奏情報はＭＩＤＩメ
ッセージとして音源装置に伝達される。 【００１０】この発明の実施形態である音源装置２は、
上記演奏情報発生装置１から入力される演奏情報に応じ
た楽音を形成する。形成された楽音はサウンドシステム
３に入力される。サウンドシステム３は、入力された楽
音をミキシング・増幅などしてスピーカから放音する。 【００１１】同図（Ｂ）は、前記音源装置２のブロック
図である。音源装置２は、ＭＩＤＩメッセージの入力を
受け付け、楽音の発音を制御する発音制御部１０、楽音
を発音するための波形データを記憶している波形データ
メモリ１１、波形データおよび各種パラメータに基づい
て楽音波形を形成する複数（６４）の発音スロット１２
および発音スロットが発生した楽音をミキシングするミ
キサ１３からなっている。 【００１２】発音制御部１０は、演奏情報発生装置１か
らＭＩＤＩメッセージの形式で演奏情報を受信する。演
奏情報として入力されるＭＩＤＩメッセージの主なもの
は、発音・消音を制御するノートオンメッセージ，ノー
トオフメッセージ、ボイス（楽器音色）を変更するプロ
グラムチェンジメッセージ、ピッチベンドやビブラート
などを制御するコントローラの設定値を与えるコントロ
ールチェンジメッセージなどがある。 【００１３】ＭＩＤＩチャンネルと複数の発音スロット
１２とは事前に対応づけられておらず、ノートオンメッ
セージが入力されて楽音の発音が指示されたとき、発音
制御部１０が空いている（他の楽音の波形を形成してい
ない）発音スロット１２を検索して、今回の楽音波形を
形成する発音スロットとして割り当てる。楽音が消音さ
れると、この割り当ては解除される。 【００１４】発音制御部１０には図２に示すような各種
のテーブルが設定されている。同図（Ａ）はボイス・波
形データ対応テーブルである。各ボイスの楽音波形を形
成するための波形データを指定する波形データナンバが
各ボイスナンバ（プログラムナンバ）に対応して１また
は複数記憶されている。波形データナンバで指定される
波形データは波形データメモリ１１に記憶されている。
複数の波形データを指定する（複数の波形データナンバ
が記憶されている）ボイスをマルチティンバボイスとい
い、複数の波形を並行して形成することによって１つの
楽音を発音するものである。各波形を形成するためにそ
れぞれ個別の発音スロットが割り当てられる。 【００１５】同図（Ｂ）はボイスアサインテーブルであ
る。このテーブルは、プログラムチェンジメッセージに
よって各ＭＩＤＩチャンネルにどのボイスが割り当てら
れているかを記憶するテーブルである。このテーブルに
は各ＭＩＤＩチャンネルに割り当てられたボイスの波形
データナンバを前記ボイス・波形データ対応テーブルか
ら読み出して、各ＭＩＤＩチャンネルに対応して記憶し
ている。 【００１６】同図（Ｃ）はキーアサインテーブルであ
る。このテーブルには、どのＭＩＤＩチャンネルのどの
キーコード（ＫＣＤ）の楽音がどの発音スロットで発音
されているかが記憶される。また、マルチティンバボイ
スの複数の波形データがアサインされた発音スロットの
組み合わせも記憶される。通常の（１つの波形データで
発音される）ボイスの波形データがアサインされている
発音スロットの親スロットか否かを示す欄には「○」が
書き込まれる。そして、これとペアにされている子スロ
ットはないため、子スロットの欄には「−」が書き込ま
れる（たとえばスロット２）。マルチティンバボイスの
波形データがアサインされている発音スロットのうち、
代表のスロットの親スロット欄には「○」が書き込ま
れ、子スロット欄にはこれとペアにされている子スロッ
トの番号が書き込まれる。たとえばスロット０の子スロ
ット欄には「６」が書き込まれており、スロット３の子
スロット欄には「１」が書き込まれている。 【００１７】子スロットの親スロット欄には「×」が書
き込まれる（例えばスロット１，４，６）。そして、子
スロットが更に子スロットを持つ場合（３波形以上の波
形で１ボイスが合成される場合）には、子スロットの子
スロット欄にその子スロットのスロット番号が書き込ま
れる。たとえばスロット１の子スロット欄にはスロット
番号「４」が書き込まれる。このように３以上の波形デ
ータで１ボイスを合成する場合に連鎖的に子スロットを
指示するようにすることにより、固定長のテーブルで幾
つの波形データを用いたマルチティンバボイスでもその
組み合わせを記憶することができる。 【００１８】同図（Ｄ）はコントローラ設定テーブルを
示す図である。コントロールチェンジメッセージで入力
される各種のコントローラの設定値がここに記憶され
る。 【００１９】プログラムチェンジメッセージが入力され
ると、そのプログラムナンバでボイス・波形データ対応
テーブルを検索し、波形データナンバを読み出してボイ
スアサインテーブルの対応するＭＩＤＩチャンネルの欄
に書き込む。 【００２０】ノートオンメッセージが入力されると、発
音スロットのうち、波形形成処理をしていない空きスロ
ットを検索し、そのスロットにこのメッセージのチャン
ネルに割り当てられている波形データを入力するととも
に、ベロシティ，キーコードのほか必要なパラメータを
入力して楽音波形の形成をスタートする。 【００２１】なお、空きスロットがない場合には、出力
レベルが最も小さいスロットや発音時間が最も長いスロ
ットなど、波形の形成を中止しても最も影響の少ないス
ロットを検索し、そのスロットの出力レベルを強制的に
０に下げて空きスロットととしたのち、今回の波形をア
サインする。 【００２２】発音が指示された楽音がマルチティンバボ
イスの場合には、各波形データについて上記アサイン処
理を行い、全ての波形データが発音スロットに割り当て
られたのち同時に楽音波形の形成をスタートさせる。 【００２３】そしてこの波形データの発音スロットへの
割り当てをキーアサインテーブルに記録する。 【００２４】ノートオフメッセージが入力された場合に
は、このノートオフメッセージに対応する楽音波形を形
成している発音スロットをキーアサインテーブルから検
索し、その発音スロットに波形形成の停止を指示する。
そして、キーアサインテーブルからこのアサイン情報を
消去して該発音スロットを空きスロットとする。 【００２５】コントロールチェンジメッセージが入力さ
れた場合には、コントローラ設定テーブルの該コントロ
ールチェンジメッセージのコントローラナンバの欄に設
定値を書き込む。 【００２６】各発音スロット１２は、発音制御部１０の
指示に従い、入力された波形データやパラメータに基づ
いて楽音の波形を形成出力する。発音制御部１０は、楽
音波形を形成中の発音スロットに対して１０ミリ秒に１
度のパラメータの更新処理を行う（ルーチン処理）。こ
れは、時間経過とともに音量，音色，周波数などを変化
させたり、コントローラが操作されコントロールチェン
ジメッセージが入力されたとき、この設定値を発音スロ
ットに入力するためである。 【００２７】上記ルーチン処理は、１０／６４ミリ秒毎
に発生するタイマ割込で１スロットずつ実行され、マル
チティンバボイスの波形形成を担当している複数の発音
スロットに対するルーチン処理は１回の割り込み処理で
まとめて実行される。 【００２８】図２（Ｃ）のキーアサインテーブルおよび
図３を参照して、このタイマ割り込みによるルーチン処
理とＭＩＤＩ割り込みとの関係を説明する。発音制御部
１０は、発音スロットナンバ０，１，２，…，６３の順
に繰り返しルーチン処理を実行する。楽音波形を形成し
ていない発音スロットに対してタイマ割込が発生した場
合、および、子スロットに対してタイマ割込が発生した
場合には、その割込処理ではなにもしない。一方、マル
チティンバボイスの波形データがアサインされている親
スロットに対してタイマ割込が発生した場合には、この
親スロットに対する割込処理を実行するとともに、キー
アサインテーブルで指定される子スロットに対しても連
続して割込処理を実行する。子スロットが２個以上連鎖
している場合でも同様に全ての子スロットに対して連続
して割込処理を実行する。 【００２９】割り込みは１０／６４ミリ秒毎に発生する
が、処理内容はパラメータの更新など簡略な処理のみで
あるため、数マイクロ秒程度で終了する。一方、ＭＩＤ
Ｉ割込の処理に要する時間はまちまちであるが、ノート
オンメッセージによるＭＩＤＩ割り込みは、波形データ
の転送などの処理があるため、数十〜百マイクロ秒程度
の時間を要する。いずれにしてもタイマ割込とタイマ割
込との間のインターバルはＭＩＤＩ割り込みを実行する
ための十分の間隔を有している。 【００３０】もし、複数の割り込みがバッティングした
場合には、先の割込処理が終了したのち後の割込処理を
実行する。したがって、マルチティンバボイスの複数ス
ロットに対してタイマ割込処理が実行されているときに
ＭＩＤＩ割込が発生しても、全ての発音スロット（親ス
ロット，子スロット）の処理が終了したのちに、ＭＩＤ
Ｉ割込が実行され、マルチティンバボイスの複数波形間
でコントローラの設定値などが変わってしまうことがな
い。 【００３１】図４〜図６は、発音制御部の動作を示すフ
ローチャートである。図４は、割込監視処理を示してい
る。割り込みは、演奏情報発生装置１からＭＩＤＩメッ
セージが入力されたとき発生するＭＩＤＩ割り込みと、
内蔵のタイマによって発生するタイマ割り込みがある。
割り込みが発生すると（ｓ１）、現在他の割り込み処理
が実行されており、割り込みマスク中であるかを判断す
る（ｓ２）。マスク中であればこのマスクが解除される
まで待機する（ｓ３）。マスクが解除されると、この割
り込み処理を実行するため、他の割り込みをマスクし
（ｓ４）、この割り込み処理を実行する（ｓ５）。この
割り込み処理は上述したようなものである。割り込み処
理が終了するとマスクを解除して（ｓ６）処理を終了す
る。 【００３２】図５は各種のＭＩＤＩ割り込み処理を示す
フローチャートである。同図（Ａ）はプログラムチェン
ジメッセージが入力されたときの動作を示す。プログラ
ムチェンジメッセージは、ボイスを変更するＭＩＤＩチ
ャンネルナンバとボイスを指定するプログラムナンバを
含んでいる。このメッセージが入力されると、プログラ
ムナンバでボイス波形対応テーブルを検索し、このボイ
スの楽音波形を形成するための波形データナンバを読み
出す（ｓ１１）。読み出した波形データナンバをボイス
アサインテーブルの対応ＭＩＤＩチャンネルの欄に書き
込む（ｓ１２）。 【００３３】同図（Ｂ）はノートオンメッセージが入力
されたときの動作を示す。ノートオンメッセージは、Ｍ
ＩＤＩチャンネルナンバ、キーコード、ベロシティのデ
ータを含んでいる。ノートオンメッセージが入力される
と、まず、ＭＩＤＩチャンネルを読み出し、そのＭＩＤ
Ｉチャンネルにアサインされている波形データをボイス
アサインテーブルから読み出す（ｓ１３）。そして、こ
の波形を形成するための空き発音スロットを検索する。
空きスロットがない場合には出力レベルの小さいスロッ
トまたは発音時間の長いスロットなどを強制的に消去し
て（フォースダンプして）、空きスロットをつくる（ｓ
１４）。そして、この発音スロットに波形データや各種
パラメータなどをセットして楽音波形の形成を可能にす
る（ｓ１５）。ボイスアサインテーブルの対応ＭＩＤＩ
チャンネル欄に記憶されている全ての波形データ（通常
のボイスの場合は１つ、マルチティンバボイスの場合に
は複数）について上記処理が終了すると、どの発音スロ
ットに波形形成を割り当てたかをキーアサインテーブル
に書き込み（ｓ１７）、波形データを割り当てたスロッ
トに波形の形成をスタートさせて楽音の発音を開始する
（ｓ１８）。 【００３４】同図（Ｃ）はノートオフメッセージが入力
されたときの動作を示す。ノートオフメッセージは、ノ
ートオンメッセージと同様にＭＩＤＩチャンネルナン
バ、キーコード、ベロシティのデータを含んでいる。ノ
ートオフメッセージが入力されると、キーアサインテー
ブルを検索して消音を指示された楽音の波形を形成して
いる発音スロットを検索する（ｓ２０）。そして、この
発音スロットの波形形成を停止させて楽音を消音する
（ｓ２１）。こののち、キーアサインテーブルからこの
楽音のアサインデータを削除し（ｓ２２）、この発音ス
ロットを空きスロットにする。 【００３５】同図（Ｄ）は、コントロールチェンジメッ
セージが入力されたときの動作を示している。コントロ
ールチェンジデータは、ＭＩＤＩチャンネルナンバ、コ
ントローラナンバ、設定値のデータを含んでいる。この
メッセージが入力されると、そのコントローラナンバお
よび設定値を読み出し（ｓ２５）、コントローラ設定値
テーブルの該当欄にこの設定値を書き込む（ｓ２６）。 【００３６】図６は、タイマ割り込みによって実行され
るルーチン処理動作を示すフローチャートである。ま
ず、ポインタの指示にしたがってキーアサインテーブル
をチェックする（ｓ３０）。ポインタは０〜６３をカウ
ントアップされながら巡回（６３→０）するレジスタで
あり、この数値が発音スロットを指示する。キーアサイ
ンテーブルをチェックした結果、ポインタで指し示され
る発音スロットが発音中であり、且つ親チャンネルであ
れば、以下の処理を行う（ｓ３１）。 【００３７】まず、この波形の形成に関与するコントロ
ーラの設定値をコントローラ設定値テーブルから読み出
し（ｓ３３）、この設定値や発音からの時間経過などに
基づいてこの発音スロットの各種パラメータを更新する
（ｓ３４）。これにより、コントローラ操作や発音から
の時間経過に応じて音色が変化してゆく。そして、この
発音スロットに子スロットがあるかをキーアサインテー
ブルから判断し（ｓ３５）。子スロットがある場合に
は、この子スロットに対しても同様にｓ３３，ｓ３４の
処理動作を実行する。こののち、ポインタをカウントア
ップして（ｓ３２）処理を終了する。 【００３８】なお、チェックした結果、ポインタで指し
示される発音スロットが発音中でない場合または子スロ
ットである場合にはポインタのカウントアップ（ｓ３
２）のみ行って処理を終了する。 【００３９】なお、上記実施形態では、１スロット毎に
別々にタイマ割込を発生させ、タイマ割込とＭＩＤＩ割
込とを同じ優先度にしたが、１回のタイマ割込によって
全スロットのルーチン処理を行うようにし、ＭＩＤＩ割
込をタイマ割込よりも高い優先度にしてもよい。この場
合、マルチティンバボイスのスロットを処理している間
のみＭＩＤＩ割込をマスクするようにすればよい。 【００４０】 【発明の効果】この発明によれば、マルチティンバボイ
スの複数波形を形成している複数のスロットは続けて波
形形成制御処理が実行されるため、処理の順序も統一さ
れて処理タイミングがずれることがなくなり、一部の波
形を処理した後にパラメータが変化し、複数の波形間で
条件が変化して音が崩れることもなくなる。 【００４１】また、上記複数スロットの波形形成制御処
理の間は割込処理を禁止することにより、パラメータを
変更するＭＩＤＩメッセージの入力などを禁止すること
ができ、複数スロットの処理を同じ設定条件で行うこと
ができ音の崩れを防止することができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】この発明の実施形態である音源装置およびこの
音源装置を用いた楽音発生装置のブロック図 【図２】同音源装置の発音制御部に設定される各種テー
ブルを示す図 【図３】同音源装置の割込処理手順を説明する図 【図４】前記発音制御部の動作を示すフローチャート 【図５】前記発音制御部の動作を示すフローチャート 【図６】前記発音制御部の動作を示すフローチャート 【図７】マルチティンバボイスの一例を示す図 【符号の説明】 １…演奏情報発生部、２…音源装置、３…サウンドシス
テム、１０…発音制御部、１１…波形データメモリ、１
２…発音スロット、１３…ミキサ

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G10H 1/18 G10H 1/00 101 - 102

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 それぞれ個別に楽音波形の形成が可能な
   複数のスロットと、 楽音の発音が指示されたとき、空いているスロットを検
   索し、検索された空きスロットに対してその楽音波形の
   形成をアサインする手段であって、マルチティンバボイ
   スに対しては１つの発音指示に対応して複数の楽音波形
   の形成をそれぞれ別の空きスロットにアサインするアサ
   イン手段と、外部操作に応じた 各スロットに対するパラメータ更新処
   理を所定のスロットの順序で順次実行する手段であっ
   て、前記マルチティンバボイスがアサインされた複数の
   スロットに対しては、前記スロットの順序にかかわらず
   前記パラメータ更新処理を連続して実行するスロット制
   御手段と、 前記複数スロットに対するパラメータ更新処理の連続実
   行中は他の処理動作の割込を禁止する禁止手段と、 を備えた音源装置。