JP3573768B2 - 自動演奏装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、自動演奏データを読み出して再生する自動演奏装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、人間の音声をデジタル信号に変換し、波形データとして波形メモリに記憶させ、鍵盤等の操作に応じてこの波形データを読み出し、アナログ信号に変換して再生するサンプリング装置が知られている。このような装置では、再生時に、１つのメモリから同じ波形データを異なったピッチで読み出すことにより、再生する音声の音高を変えている。また、以上のようなサンプリング装置を自動演奏装置に採用することにより、鍵盤の操作によって楽音と同様に人間の音声を再生している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来のサンプリング装置を用いた自動演奏装置においては、再生時に音高を変更すると、それにより音声のフォルマント周波数も変動して、再生された音声が記録時の音声と異なり、違和感のあるものとなってしまうという問題があった。
【０００４】
この発明は、このような背景の下になされたもので、記録時の音声の特性を失うことなく発音することができる自動演奏装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明による自動演奏装置は、タイミング情報とキーオン情報と音高情報と声質毎の音節に対応したパラメータ指定情報とを有するイベントデータを記憶した演奏データ記憶手段と、声質毎に、音節に対応したフォルマント形状を得るためのパラメータ情報を記憶したパラメータ情報記憶手段と、前記演奏データ記憶手段から前記イベントデータおよびタイミングデータを読み出す読出手段と、前記読出手段によって読み出されたイベントデータに含まれる前記パラメータ指定情報に基づき前記パラメータ情報記憶手段から対応する声質及び音節のパラメータ情報を読み出し、該読み出されたパラメータ情報に応じたフォルマント形状を有する信号波形に窓関数を乗じて音声信号を生成すると共に、前記イベントデータに含まれる音高情報に基づいて前記窓関数の繰り返し周期を制御することによって、前記タイミングデータの示すタイミングで前記キーオン情報に基づき該音声信号を発生する楽音発生手段とを具備することを特徴としている。
【０００６】
【作用】
上記構成によれば、読出手段は、演奏データ記憶手段から音節情報を含むイベントデータおよびタイミングデータを読み出し、楽音発生手段に供給する。楽音発生手段は、イベントデータに含まれる音節情報を参照してパラメータ情報をパラメータ記憶手段から読み出す。そして、このパラメータ情報に応じたフォルマント形状を有する音声信号を生成し、音高情報に基づいてその音高を制御する。
【０００７】
【実施例】
§１．実施例の構成
以下、図面を参照して、この発明の一実施例について説明する。図１はこの発明の一実施例による自動演奏装置の構成を示すブロック図である。この図において、１は鍵盤回路であり、複数の鍵を有する図示しない鍵盤の各鍵が押鍵されると、押鍵状態であることを示すキーオン信号ＫＯＮ、離鍵状態であることを示すキーオフ信号ＫＯＦＦ、および該鍵に対応するキーコードＫＣをデータバス１１へ出力する。２はスイッチ検出回路であり、図示しないパネル面に配備された各種パネルスイッチのＯＮ／ＯＦＦを検出し、それらのＯＮ／ＯＦＦ状態をデータバス１１へ出力する。これらのパネルスイッチとして、自動演奏の開始／終了を指定するスタート／ストップスイッチ、および音節パラメータ設定スイッチといった各種パラメータを設定するパラメータ設定スイッチ等が配置されている。
【０００８】
３はＲＡＭからなるワーキングメモリであり、各レジスタおよび変数等が記憶される。このＲＡＭ３には、以下のようなレジスタが記憶される。
ランフラグＲＵＮ……自動演奏の開始が指定されると「１」が設定され、終了が指定されると「０」が設定される。
タイミングカウンタＣＮＴ……タイマ割込みが行われる度にインクリメントされる。
【０００９】
４はＲＯＭからなるプログラムメモリであり、各種制御プログラム等が記憶されている。５はＣＰＵであり、鍵盤回路１およびスイッチ検出回路２による検出結果を取り込み、ワーキングメモリ３およびプログラムメモリ４に記憶されたデータを読み込んで、音源回路７等各部の制御を行う。６はタイマであり、所定時間間隔毎、例えば９６分長毎にＣＰＵ５に対してタイマ割込みを行う。
【００１０】
次に、音源回路７は、後述する音節パラメータテーブルメモリ９に記憶されたパラメータ、および鍵盤回路１によって検出されるキーオン信号ＫＯＮ、キーコードＫＣ等が供給され、それらに基づき楽音信号を形成する。８はサウンドシステムであり、音源回路７から出力される楽音信号をアナログ信号に変換し、スピーカから楽音として発音する。
【００１１】
音節パラメータテーブルメモリ９は、ＲＯＭからなり、図２に示す音節パラメータテーブルＰＴを記憶する。図２に示すように、音節パラメータテーブルＰＴには、「ソプラノ」、「アルト」、および「テノール」等のような声質毎に、「あ」、「い」、「う」、…「ば」、「び」、「ぶ」、…等の音節と、各音節に対応するパラメータとが設定されている。各パラメータは、子音パラメータ群ＣＰと母音パラメータ群ＶＰとからなり、各々複数のパラメータによって構成されており、音源回路７に供給される。これら子音パラメータ群ＣＰおよび母音パラメータ群ＶＰを構成する各パラメータについては、後述する。また、各音節には、固有の音節パラメータ番号ＰＴＮＯが付与されている。
【００１２】
図１において、１０はＲＡＭからなる演奏データメモリであり、自動演奏データを記憶している。この自動演奏データとしては、初期値として設定されるボリュームおよびテンポ等からなるヘッダデータと、キーオンデータＯＮＤＴ、キーオフデータＯＦＦＤＴ、音色データ、テンポデータ、ボリュームデータ等からなるイベントデータと、エンドデータとが記録されている。上記キーオンデータＯＮＤＴおよびキーオフデータＯＦＦＤＴを、図３に示す。この図に示すように、キーオンデータＯＮＤＴとしては、タイミングデータＴＩＭ、キーオンコードＯＮＣＤ、キーコードデータＫＣＤ、および音節パラメータ番号ＰＴＮＯが記録されている。この音節パラメータ番号ＰＴＮＯは、上述した音節パラメータテーブルＰＴに記録された音節パラメータ番号ＰＴＮＯに対応している。更に、キーオフデータＯＦＦＤＴとしては、タイミングデータＴＩＭ、キーオフコードＯＦＦＣＤ、およびキーコードデータＫＣＤが記録されている。
【００１３】
次に、図４に音源回路７の構成を示す。この図において、１２は子音生成回路であり、ＣＰＵ５によって音節パラメータテーブルメモリ９から読み出される子音パラメータＣＰ１が供給され、フォルマント形状を有するノイズ音信号ＮＳＧを出力する。１３はエンベロープ波形発生回路であり、キーオン信号ＫＯＮ、キーオフ信号ＫＯＦＦ、および子音パラメータＣＰ２が供給され、それらに基づき、所定のクロックパルスφのタイミングで各時点におけるノイズ音の振幅を表すエンベロープ波形信号ＥＮＶ１を発生する。また、１４は乗算器であり、子音生成回路１２から出力されるノイズ音信号ＮＳＧと、エンベロープ波形発生回路１３から出力されるエンベロープ波形信号ＥＮＶ１とを乗算する。
【００１４】
また、１５は母音生成回路であり、キーオン信号ＫＯＮ、キーオフ信号ＫＯＦＦ、およびキーコードＫＣと共に、母音パラメータＶＰ１が供給され、音声の母音部を構成する特徴的なフォルマント音信号ＦＳＧを発生する。１６はエンベロープ波形発生回路であり、キーオン信号ＫＯＮ、キーオフ信号ＫＯＦＦ、および母音パラメータＶＰ２が供給され、それらに基づき、所定のクロックパルスφのタイミングで各時点におけるフォルマント音の振幅を表すエンベロープ波形信号ＥＮＶ２を発生する。また、１７は乗算器であり、母音生成回路１５から出力されるフォルマント音信号ＦＳＧと、エンベロープ波形発生回路１６から出力されるエンベロープ波形信号ＥＮＶ２とを乗算する。更に、１８は加算器であり、乗算器１４および乗算器１７の乗算結果を加算して、出力信号として出力する。
【００１５】
次に、図５により、図４に示す子音生成回路１２について説明する。なお、この子音生成回路１２は、構成上特開平２−２７１３９７号公報記載の「ノイズ音発生回路」と同様なものである。従って、各部の詳細については省略する。図５において、１９はホワイトノイズ発生回路であり、例えばＭ系列発生器等からなり、ホワイトノイズ、すなわちフラットなスペクトルを有するノイズ信号を発生する。２０はＦＩＲフィルタであり、ＣＰＵ５より子音パラメータＣＰ１−２が供給される。ＦＩＲフィルタ２０は、この子音パラメータＣＰ１−２によりスペクトル包絡線を制御し、ホワイトノイズ発生回路１９の出力するホワイトノイズを、右下がりのスペクトル特性を有するノイズ信号となるよう加工する。
【００１６】
また、２１は位相発生回路であり、子音パラメータＣＰ１−１が供給される。この子音パラメータＣＰ１−１は、発生するノイズ音のフォルマント中心周波数ｆｏおよびその変化に対応する値に設定されている。そして、位相発生回路２１は、所定のクロックパルスφに同期してこの子音パラメータＣＰ１−１を累算し、この累算値を、Ｓｉｎ波発生回路２２の読出しアドレス信号として順次出力する。Ｓｉｎ波発生回路２２には、Ｓｉｎ波の１周期の順次サンプル点振幅値が記憶されており、位相発生回路２１から出力されるアドレス信号に基づき、Ｓｉｎ波振幅値が順次読み出される。２３は乗算器であり、ＦＩＲフィルタ２０から出力されるノイズ信号と、Ｓｉｎ波発生回路２２から出力されるＳｉｎ波振幅値とを乗算し、フォルマント形状を有するノイズ音信号ＮＳＧを出力する。
【００１７】
次に、図６により、図４に示す母音生成回路１５について説明する。なお、この母音生成回路１５は、構成上特開平２−２５４４９７号公報記載の「フォルマント音発生装置」と同様なものである。図６において、母音生成回路１５は、４個のフォルマント発生部ＦＳｎ（ｎ＝１〜４）から構成されている。このフォルマント発生部ＦＳｎは、各々位相発生回路２４、Ｓｉｎ波発生回路２５、エンベロープ発生器２６、および乗算器２７からなる。
【００１８】
各フォルマント発生部ＦＳｎの位相発生回路２４には、キーオン信号ＫＯＮと共に、ＣＰＵ５より母音パラメータＶＰ１−１ｎ（ｎ＝１〜４）が供給される。この母音パラメータＶＰ１−１ｎは、フォルマント中心周波数ｆｃｎ（ｎ＝１〜４）を表している。そして、位相発生回路２４は、所定のクロックパルスφに同期してこのフォルマント中心周波数ｆｃｎの値を順次累算し、キーオン信号ＫＯＮが供給されることにより、この累算値を、Ｓｉｎ波発生回路２５の読出しアドレス信号として順次出力する。Ｓｉｎ波発生回路２５には、Ｓｉｎ波の１周期の順次サンプル点振幅値が記憶されており、位相発生回路２４から出力されるアドレス信号に基づき、Ｓｉｎ波振幅値が順次読み出される。
【００１９】
また、エンベロープ発生器２６には、キーオン信号ＫＯＮ、キーコードＫＣが取り込まれると共に、ＣＰＵ５から母音パラメータＶＰ１−２ｎが供給される。エンベロープ発生器２６は、上述した特開平２−２５４４９７号公報に記載されているピッチ制御信号発生手段および窓関数発生手段と同様な動作を行うのもであり、母音パラメータＶＰ１−２ｎによって窓関数を選択し、キーコードＫＣを基本ピッチ周波数データとして取り込んで窓関数の繰り返し周期Ｔ２を制御する。これにより、エンベロープ発生器２６は、ハミング窓等の窓関数を繰り返し発生する。また、この発生タイミングは、キーオン信号ＫＯＮによって制御される。
【００２０】
２７は乗算器であり、Ｓｉｎ波発生回路２５から出力されるＳｉｎ波振幅値と、エンベロープ発生器２６から出力される窓関数とを乗算し、出力波ＯＵＴｎとして出力する。また、２８は加算器であり、各フォルマント発生部ＦＳｎの出力波ＯＵＴｎを加算し、フォルマント音信号ＦＳＧとして出力する。
【００２１】
§２．実施例の動作
▲１▼通常の鍵盤演奏
次に、本実施例による自動演奏装置の動作について、図７および図８のフローチャートを参照して説明する。この自動演奏装置の電源（図示せず）が投入されると、ＣＰＵ５は図７にフローを示すメインルーチンの実行を開始する。まず、ステップＳＡ１に進み、初期設定を行う。この初期設定により、制御用の各種レジスタ等の初期化が行われる。そして、ステップＳＡ２に進み、ＣＰＵ５は、鍵盤回路１によりいずれかの鍵のＯＮ／ＯＦＦイベントが検出されたか否かを判断する。この判断結果が「ＮＯ」の場合、すなわち、いずれの鍵のＯＮ／ＯＦＦイベントも検出されない場合は、ステップＳＡ４に進む。
【００２２】
また、演奏者によりいずれかの鍵が操作された場合、ステップＳＡ２における判断結果が「ＹＥＳ」となり、ステップＳＡ３に進み、通常のキーイベント処理を行う。すなわち、オンイベントが検出された場合は、ＣＰＵ５は、キーオン信号ＫＯＮおよび検出されたキーコードＫＣを音源回路７へ出力し、音源回路７は、それらのデータに基づく楽音信号を形成し、サウンドシステム８は該楽音信号をアナログ信号に変換してスピーカより発音する。また、オフイベントが検出された場合は、ＣＰＵ５は、キーオフ信号ＫＯＦＦおよびキーコードＫＣを音源回路７へ出力し、音源回路７による楽音信号の発生を終了させる。そして、ステップＳＡ４に進む。
【００２３】
ステップＳＡ４において、ＣＰＵ５は、スイッチ検出回路２によりスタート／ストップスイッチのオンイベントが検出されたか否かを判断し、スタート／ストップスイッチが操作されていない場合には、ステップＳＡ９に進む。そして、ステップＳＡ９において、スイッチ検出回路２により音節パラメータ設定スイッチのオンイベントが検出されたか否かを判断する。演奏者によって音節パラメータ設定スイッチが操作され、上述した子音パラメータ群ＣＰもしくは母音パラメータ群ＶＰのいずれかが設定されると、ステップＳＡ９における判断結果が「ＹＥＳ」となり、ステップＳＡ１０に進む。そして、ステップＳＡ１０において、ＣＰＵ５は、設定された子音パラメータ群ＣＰもしくは母音パラメータ群ＶＰの各パラメータを、音源回路７に出力する。次に、ステップＳＡ１１に進み、音色、テンポ、ボリューム等のスイッチが操作されている場合はそれらの設定を行い、自動演奏データの記録時には演奏データを演奏データメモリ１０に書き込む等の処理を行う。以降、鍵盤回路１により鍵のオンイベントが検出されると、ステップＳＡ３において、音源回路７により上記パラメータに基づく音声信号が形成され、サウンドシステム８より発音される。
【００２４】
＜タイマ割込み処理＞
また、上述のメインルーチンの実行と並行して、ＣＰＵ５は、タイマ６によるタイマ割込みが行われることによりタイマ割込み処理を実行する。図８に、このタイマ割込み処理の処理フローを示す。まず、ステップＳＢ１において、ランフラグＲＵＮが「１」であるか否かを判断する。自動演奏開始が指定されていない場合、この判断結果が「ＮＯ」となり、タイマ割込処理を終了する。
【００２５】
▲２▼自動演奏
次に、スタート／ストップスイッチが押下されることにより、自動演奏が行われる場合について説明する。まず、図７に示すフローのステップＳＡ４における判断結果が「ＹＥＳ」となり、ステップＳＡ５に進む。そして、ステップＳＡ５において、ＣＰＵ５は、ランフラグＲＵＮを「０」から「１」に反転する。次に、ステップＳＡ６に進み、ランフラグＲＵＮが「１」であるか否かを判断し、この判断結果が「ＹＥＳ」である場合は、ステップＳＡ７に進む。
【００２６】
そして、ステップＳＡ７において、タイミングカウンタＣＮＴのリセット、および演奏データメモリ１０からのボリュームデータおよびテンポデータ等の読み出しといった自動演奏開始処理を行う。そして、ステップＳＡ９に進み、スイッチ検出回路２により音節パラメータ設定スイッチのオンイベントが検出されたか否かを判断し、音節パラメータ設定スイッチが操作されていない場合には、ステップＳＡ１１に進む。
【００２７】
＜タイマ割込処理＞
次に、自動演奏におけるタイマ割込み処理について説明する。まず、ステップＳＢ１において、ランフラグＲＵＮが「１」であるか否かを判断し、自動演奏開始が指示されている場合、この判断結果が「ＹＥＳ」となり、ステップＳＢ２に進む。そして、ステップＳＢ２において、演奏データメモリ１０から自動演奏データを読み出し、ステップＳＢ３に進んで読み出したデータがエンドデータであるか否かを判断する。読み出したデータがエンドデータである場合は、この判断結果は「ＹＥＳ」となり、タイマ割込み処理を終了する。また、読み出したデータがエンドデータでない場合は、ステップＳＢ３における判断結果は「ＮＯ」となり、ステップＳＢ４に進む。
【００２８】
そして、ステップＳＢ４において、各イベントデータに付されたタイミングデータＴＩＭとタイミングカウンタＣＮＴとから、再生のタイミングであるか否かを判断する。再生のタイミングでない場合は、この判断結果は「ＮＯ」となり、ステップＳＢ５に進んでタイミングカウンタＣＮＴをインクリメントし、割込み処理ルーチンを終了する。また、再生のタイミングである場合は、ステップＳＢ４における判断結果は「ＹＥＳ」となり、ステップＳＢ６に進む。そして、ステップＳＢ６において、読み出したデータがキーオンデータＯＮＤＴであるか否かを判断する。キーオンデータＯＮＤＴを読み出した場合は、この判断結果は「ＹＥＳ」となり、ステップＳＢ７に進む。
【００２９】
次に、ステップＳＢ７において、ＣＰＵ５は、キーオンデータＯＮＤＴ内の音節パラメータ番号ＰＴＮＯから、音節パラメータテーブルメモリ９の音節パラメータテーブルＰＴを参照する。そして、当該音節パラメータ番号ＰＴＮＯに対応する音節のパラメータ群を読み出し、子音パラメータ群ＣＰおよび母音パラメータ群ＶＰを音源回路７に出力する。次に、ステップＳＢ８に進み、キーオンコードＯＮＣＤおよびキーコードデータＫＣＤを、キーオン信号ＫＯＮおよびキーコードＫＣとして音源回路７に出力する。これにより、音源回路７において上記キーコードＫＣに基づいて楽音信号が形成され、サウンドシステム８のスピーカより発音される。そして、ステップＳＢ２に戻り、次の演奏データを読み出す。
【００３０】
一方、読み出したデータがキーオフデータＯＦＦＤＴである場合、ステップＳＢ６における判断結果が「ＮＯ」となり、ステップＳＢ９に進む。そして、ステップＳＢ９において、読み出したデータがキーオフデータＯＦＦＤＴであるか否かを判断し、この判断結果が「ＹＥＳ」となってステップＳＢ１０に進む。そして、ステップＳＢ１０において、キーオフコードＯＦＦＣＤおよびキーコードデータＫＣＤをキーオフ信号ＫＯＦＦおよびキーコードＫＣとして音源回路７に出力する。これにより、音源回路７において、キーコードＫＣに対応する楽音信号の発生が終了する。また、読み出したデータがキーオンデータＯＮＤＴおよびキーオフデータＯＦＦＤＴでない場合、すなわち、音色データ、テンポデータ、もしくはボリュームデータである場合は、ステップＳＢ１１に進み、音色、テンポ、もしくはボリューム等の変更を行う。そして、演奏データメモリ１０からエンドデータが読み出され、ステップＳＢ３における判断結果が「ＹＥＳ」となるまで、上述のタイマ割込み処理を繰り返す。ＣＰＵ５は、演奏データメモリ１０からエンドデータを読み出すと、当該タイマ割込み処理を終了する。
【００３１】
また、演奏者により、スタート／ストップスイッチが操作されて自動演奏の終了が指定されると、図７のフローチャートのステップＳＡ５においてランフラグＲＵＮが「１」から「０」に反転する。そして、ステップＳＡ６における判断結果が「ＮＯ」となり、ステップＳＡ８に進み、自動演奏データの再生をストップする。
【００３２】
＜音源回路７の動作＞
次に、音源回路７の具体的な動作について説明する。ここでは、読み出された自動演奏データのキーオンデータＯＮＤＴに、「ソプラノ」の「ぱ（ＰＡ）」に対応する音節パラメータ番号ＰＴＮＯが記録されているとする。まず、ＣＰＵ５がこのキーオンデータＯＮＤＴを読み出すと、図８に示すフローのステップＳＢ７において、音節パラメータ番号ＰＴＮＯから音節パラメータテーブルメモリ９を参照する。そして、「ソプラノ」の「ぱ（ＰＡ）」を構成する子音「Ｐ」に対応した子音パラメータ群ＣＰ、および母音「Ａ」に対応した母音パラメータ群ＶＰを読み出す。次に、図４に示す子音生成回路１２に子音パラメータＣＰ１を供給し、エンベロープ波形発生回路１３に子音パラメータＣＰ２を供給する。また、母音生成回路１５に母音パラメータＶＰ１を供給し、エンベロープ波形発生回路１６に母音パラメータＶＰ２を供給する。
【００３３】
図５に示す子音生成回路１２において、ＦＩＲフィルタ２０に子音パラメータＣＰ１−２が供給されると、ホワイトノイズ発生回路１９によって発生されるノイズ信号が、この子音パラメータＣＰ１−２に応じた右下がりスペクトル特性を有するノイズ信号として出力される。また、位相発生回路２１は、子音パラメータＣＰ１−１が供給されると、所定のクロックパルスφに同期してこの子音パラメータＣＰ１−１を累算する。この累算値により、Ｓｉｎ波発生回路２２から、各時点の子音パラメータＣＰ１−１に対応して遷移するフォルマント中心周波数ｆｏを有するＳｉｎ波の順次サンプル点振幅値が、クロックパルスφに従って順次出力される。
【００３４】
そして、乗算器２３により、ＦＩＲフィルタ２０から出力されるノイズ信号と、Ｓｉｎ波発生回路２２から出力されるＳｉｎ波振幅値とが乗算され、これにより、フォルマント形状を有するノイズ音信号ＮＳＧが得られる。図９に、このノイズ音信号ＮＳＧの周波数特性を示す。この図に示すように、上記ノイズ音信号ＮＳＧは、フォルマント中心周波数をｆｏとする振幅スペクトルを有する。
【００３５】
一方、図６に示す母音生成回路１５において、各フォルマント発生部ＦＳｎの位相発生回路２４に対し、母音パラメータＶＰ１−１ｎが各々供給される。これにより、位相発生回路２４は、母音パラメータＶＰ１−１ｎ、すなわちフォルマント中心周波数ｆｃｎの累算を開始する。また、ＣＰＵ５より、各フォルマント発生部ＦＳｎのエンベロープ発生器２６に対し母音パラメータＶＰ１−２ｎが供給され、エンベロープ発生器２６において窓関数が選択される。
【００３６】
次に、図８のフローに示す割込み処理のステップＳＢ８において、ＣＰＵ５は音源回路７に対し、キーオンコードＯＮＣＤおよびキーコードデータＫＣＤを出力する。これにより、エンベロープ波形発生回路１３は、キーオンコードＯＮＣＤをキーオン信号ＫＯＮとして取り込み、キーオン信号ＫＯＮおよび子音パラメータＣＰ２に基づき、所定のクロックパルスφのタイミングでエンベロープ波形信号ＥＮＶ１を発生する。そして、乗算器１４により、子音生成回路１２から出力されるノイズ音信号ＮＳＧと、エンベロープ波形信号ＥＮＶ１とが乗算される。この結果、エンベロープ波形に従って振幅が時間的に変化するフォルマント状の子音「Ｐ」に相当する音声信号が得られる。
【００３７】
また、母音生成回路１５において、位相発生回路２４は、キーオンコードＯＮＣＤがキーオン信号ＫＯＮとして供給されると、上述したフォルマント中心周波数ｆｃｎの累算値をＳｉｎ波発生回路２５に対するアドレスデータとして出力する。この結果、Ｓｉｎ波発生回路２５から上記累算値に対応するＳｉｎ波振幅値が出力される。
【００３８】
一方、エンベロープ発生器２６は、キーコードデータＫＣＤをキーコードＫＣとして取り込むと、このキーコードＫＣを基本ピッチ周波数データとして、母音パラメータＶＰ１−２ｎによって選択した窓関数の繰り返し周期Ｔ２を制御する。そして、キーオンコードＯＮＣＤがキーオン信号ＫＯＮとして供給されることにより、上記窓関数を出力する。
【００３９】
そして、乗算器２７は、Ｓｉｎ波発生回路２５から出力されるＳｉｎ波振幅値と、エンベロープ発生器２６から出力される窓関数とを乗算する。これにより、図１０に示すように、エンベロープ発生器２６によって選択された窓関数の時間幅をＴ１とすると、周波数がフォルマント中心周波数ｆｃｎに一致したＳｉｎ波と、時間幅がＴ１である窓関数との乗算波が、繰り返し周期Ｔ２の周期で出力される。この各フォルマント発生部ＦＳｎの出力波ＯＵＴｎの周波数特性の例を、図１１に示す。この図に示すように、各出力波ＯＵＴｎは、フォルマント中心周波数をｆｃｎとする振幅スペクトルを有する。そして、こらら各出力波ＯＵＴｎは、加算器２８によって加算され、フォルマント音信号ＦＳＧとして出力される。
【００４０】
また、図４に示すエンベロープ波形発生回路１６は、キーオンコードＯＮＣＤをキーオン信号ＫＯＮとして取り込み、キーオン信号ＫＯＮおよび母音パラメータＶＰ２に基づき、所定のクロックパルスφのタイミングでエンベロープ波形信号ＥＮＶ２を発生する。そして、乗算器１７により、母音生成回路１５から出力されるフォルマント音信号ＦＳＧと、エンベロープ波形信号ＥＮＶ２とが乗算される。この結果、エンベロープ波形に従って振幅が時間的に変化するフォルマント状の母音「Ａ」に相当する音声信号が得られる。
【００４１】
そして、加算器１８により、乗算器１４の出力信号と乗算器１７の出力信号とが加算され、音節「ぱ」を表す音声信号として出力される。ここで、図１２に、エンベロープ波形信号ＥＮＶ１、およびエンベロープ波形信号ＥＮＶ２の各波形を示す。この図に示すように、エンベロープ波形信号ＥＮＶ１は、ノイズ音（子音）の振幅の時間的推移を表しており、エンベロープ波形信号ＥＮＶ２は、フォルマント音（母音）の振幅の時間的推移を表している。すなわち、子音部「Ｐ」および母音部「Ａ」から構成される音節「ぱ」を発生させる場合、まず、子音部「Ｐ」を発音し、次第に母音部「Ａ」の発音に移行する。
【００４２】
以上のような自動演奏装置において、電源投入後、演奏者が、スタート／ストップスイッチを操作すると、ＣＰＵ５によって、演奏データメモリ１０から自動演奏データが読み出される。自動演奏データのイベントデータのうちキーオンデータＯＮＤＴが読み出されると、まず、音節パラメータ番号ＰＴＮＯに対応する音節の子音パラメータ群ＣＰおよび母音パラメータ群ＶＰが、音節パラメータテーブルメモリ９から読み出される。それらパラメータ群は、音源回路７に供給され、その後、キーオン信号ＫＯＮおよびキーコードＫＣが音源回路７に供給される。
【００４３】
例えば、読み出されたキーオンデータＯＮＤＴに、音節「ぱ（ＰＡ）」の発音の指定がなされている場合、音源回路７の子音生成回路１２によりノイズ音信号ＮＳＧが生成され、このノイズ音信号ＮＳＧとエンベロープ波形発生回路１３から発生するノイズ音の振幅を表すエンベロープ波形信号ＥＮＶ１とが乗算され、子音「Ｐ」が生成される。また、母音生成回路１５によりフォルマント音信号ＦＳＧが生成され、このフォルマント音信号ＦＳＧとエンベロープ波形発生回路１６から発生するフォルマント音の振幅を表すエンベロープ波形信号ＥＮＶ２とが乗算され、母音「Ａ」が生成される。そして、各乗算結果である子音「Ｐ」と母音「Ａ」とが加算され、この加算結果が音節「ぱ」を表す音声信号としてサウンドシステム８に出力される。これにより、サウンドシステム８のスピーカより、音節「ぱ」の音声が発音される。
【００４４】
また、演奏者が、音節パラメータ設定スイッチを操作して子音パラメータもしくは母音パラメータを設定した場合、設定された各パラメータは音源回路７に供給される。そして、それらに応じた音声信号が生成され、鍵が操作されて鍵盤回路１からキーオン信号ＫＯＮが出力されることにより、対応する音声が発音される。
【００４５】
なお、上記実施例においては、音節パラメータテーブルＰＴを参照する際、音節パラメータ番号ＰＴＮＯにより音節を指定するようにしたが、各音節を構成する子音および母音を別々に指定するようにしてもよい。また、子音生成回路１２を、実施例のような構成ではなく、波形メモリ発生回路として構成してもよい。
【００４６】
【発明の効果】
この発明によれば、音節のフォルマントと音高とが別々に指定されるため、音高の変化によりフォルマントが変動することがなくなり、再生された音声が記録時の音声と異なって違和感のあるものとなることがなく、記録時の音声の特性を失うことなく発音することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例による自動演奏装置の構成を示すブロック図である。
【図２】同実施例における音節パラメータテーブルＰＴを示す図である。
【図３】同実施例における演奏データメモリ１０に記憶された（ａ）キーオンデータＯＮＤＴおよび（ｂ）キーオフデータＯＦＦＤＴのフォーマットを示す図である。
【図４】同実施例における音源回路７の構成を示すブロック図である。
【図５】同実施例における子音生成回路１２の構成を示すブロック図である。
【図６】同実施例における母音生成回路１５の構成を示すブロック図である。
【図７】同実施例におけるＣＰＵ５の動作を示すフローチャートである。
【図８】同実施例におけるＣＰＵ５の動作を示すフローチャートである。
【図９】同実施例におけるノイズ音信号ＮＳＧの周波数特性を示す図である。
【図１０】同実施例におけるフォルマント発生部ＦＳｎの出力波形ＯＵＴｎを示す図である。
【図１１】同実施例における出力波ＯＵＴｎの周波数特性を示す図である。
【図１２】同実施例におけるエンベロープ波形発生回路１３および１６の発生するエンベロープを示す図である。
【符号の説明】
５……ＣＰＵ（読出手段、変換手段）、７……音源回路（楽音発生手段）、
９……音節パラメータテーブルメモリ（変換手段）、
１０……演奏データメモリ（記憶手段）、１２……子音生成回路、
１３，１６……エンベロープ波形発生回路、１５……母音生成回路、
１９……ホワイトノイズ発生回路、２１，２４……位相発生回路、
２２，２５……Ｓｉｎ波発生回路、２６……エンベロープ発生器、
ＰＴＮＯ……音節パラメータ番号（子音情報および母音情報、音節情報）、
ＴＩＭ……タイミングデータ、ＫＣＤ……キーコードデータ（音高情報）、
ＣＰ……子音パラメータ群（制御パラメータ）、
ＶＰ……母音パラメータ群（制御パラメータ）。
【産業上の利用分野】
この発明は、自動演奏データを読み出して再生する自動演奏装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、人間の音声をデジタル信号に変換し、波形データとして波形メモリに記憶させ、鍵盤等の操作に応じてこの波形データを読み出し、アナログ信号に変換して再生するサンプリング装置が知られている。このような装置では、再生時に、１つのメモリから同じ波形データを異なったピッチで読み出すことにより、再生する音声の音高を変えている。また、以上のようなサンプリング装置を自動演奏装置に採用することにより、鍵盤の操作によって楽音と同様に人間の音声を再生している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来のサンプリング装置を用いた自動演奏装置においては、再生時に音高を変更すると、それにより音声のフォルマント周波数も変動して、再生された音声が記録時の音声と異なり、違和感のあるものとなってしまうという問題があった。
【０００４】
この発明は、このような背景の下になされたもので、記録時の音声の特性を失うことなく発音することができる自動演奏装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明による自動演奏装置は、タイミング情報とキーオン情報と音高情報と声質毎の音節に対応したパラメータ指定情報とを有するイベントデータを記憶した演奏データ記憶手段と、声質毎に、音節に対応したフォルマント形状を得るためのパラメータ情報を記憶したパラメータ情報記憶手段と、前記演奏データ記憶手段から前記イベントデータおよびタイミングデータを読み出す読出手段と、前記読出手段によって読み出されたイベントデータに含まれる前記パラメータ指定情報に基づき前記パラメータ情報記憶手段から対応する声質及び音節のパラメータ情報を読み出し、該読み出されたパラメータ情報に応じたフォルマント形状を有する信号波形に窓関数を乗じて音声信号を生成すると共に、前記イベントデータに含まれる音高情報に基づいて前記窓関数の繰り返し周期を制御することによって、前記タイミングデータの示すタイミングで前記キーオン情報に基づき該音声信号を発生する楽音発生手段とを具備することを特徴としている。
【０００６】
【作用】
上記構成によれば、読出手段は、演奏データ記憶手段から音節情報を含むイベントデータおよびタイミングデータを読み出し、楽音発生手段に供給する。楽音発生手段は、イベントデータに含まれる音節情報を参照してパラメータ情報をパラメータ記憶手段から読み出す。そして、このパラメータ情報に応じたフォルマント形状を有する音声信号を生成し、音高情報に基づいてその音高を制御する。
【０００７】
【実施例】
§１．実施例の構成
以下、図面を参照して、この発明の一実施例について説明する。図１はこの発明の一実施例による自動演奏装置の構成を示すブロック図である。この図において、１は鍵盤回路であり、複数の鍵を有する図示しない鍵盤の各鍵が押鍵されると、押鍵状態であることを示すキーオン信号ＫＯＮ、離鍵状態であることを示すキーオフ信号ＫＯＦＦ、および該鍵に対応するキーコードＫＣをデータバス１１へ出力する。２はスイッチ検出回路であり、図示しないパネル面に配備された各種パネルスイッチのＯＮ／ＯＦＦを検出し、それらのＯＮ／ＯＦＦ状態をデータバス１１へ出力する。これらのパネルスイッチとして、自動演奏の開始／終了を指定するスタート／ストップスイッチ、および音節パラメータ設定スイッチといった各種パラメータを設定するパラメータ設定スイッチ等が配置されている。
【０００８】
３はＲＡＭからなるワーキングメモリであり、各レジスタおよび変数等が記憶される。このＲＡＭ３には、以下のようなレジスタが記憶される。
ランフラグＲＵＮ……自動演奏の開始が指定されると「１」が設定され、終了が指定されると「０」が設定される。
タイミングカウンタＣＮＴ……タイマ割込みが行われる度にインクリメントされる。
【０００９】
４はＲＯＭからなるプログラムメモリであり、各種制御プログラム等が記憶されている。５はＣＰＵであり、鍵盤回路１およびスイッチ検出回路２による検出結果を取り込み、ワーキングメモリ３およびプログラムメモリ４に記憶されたデータを読み込んで、音源回路７等各部の制御を行う。６はタイマであり、所定時間間隔毎、例えば９６分長毎にＣＰＵ５に対してタイマ割込みを行う。
【００１０】
次に、音源回路７は、後述する音節パラメータテーブルメモリ９に記憶されたパラメータ、および鍵盤回路１によって検出されるキーオン信号ＫＯＮ、キーコードＫＣ等が供給され、それらに基づき楽音信号を形成する。８はサウンドシステムであり、音源回路７から出力される楽音信号をアナログ信号に変換し、スピーカから楽音として発音する。
【００１１】
音節パラメータテーブルメモリ９は、ＲＯＭからなり、図２に示す音節パラメータテーブルＰＴを記憶する。図２に示すように、音節パラメータテーブルＰＴには、「ソプラノ」、「アルト」、および「テノール」等のような声質毎に、「あ」、「い」、「う」、…「ば」、「び」、「ぶ」、…等の音節と、各音節に対応するパラメータとが設定されている。各パラメータは、子音パラメータ群ＣＰと母音パラメータ群ＶＰとからなり、各々複数のパラメータによって構成されており、音源回路７に供給される。これら子音パラメータ群ＣＰおよび母音パラメータ群ＶＰを構成する各パラメータについては、後述する。また、各音節には、固有の音節パラメータ番号ＰＴＮＯが付与されている。
【００１２】
図１において、１０はＲＡＭからなる演奏データメモリであり、自動演奏データを記憶している。この自動演奏データとしては、初期値として設定されるボリュームおよびテンポ等からなるヘッダデータと、キーオンデータＯＮＤＴ、キーオフデータＯＦＦＤＴ、音色データ、テンポデータ、ボリュームデータ等からなるイベントデータと、エンドデータとが記録されている。上記キーオンデータＯＮＤＴおよびキーオフデータＯＦＦＤＴを、図３に示す。この図に示すように、キーオンデータＯＮＤＴとしては、タイミングデータＴＩＭ、キーオンコードＯＮＣＤ、キーコードデータＫＣＤ、および音節パラメータ番号ＰＴＮＯが記録されている。この音節パラメータ番号ＰＴＮＯは、上述した音節パラメータテーブルＰＴに記録された音節パラメータ番号ＰＴＮＯに対応している。更に、キーオフデータＯＦＦＤＴとしては、タイミングデータＴＩＭ、キーオフコードＯＦＦＣＤ、およびキーコードデータＫＣＤが記録されている。
【００１３】
次に、図４に音源回路７の構成を示す。この図において、１２は子音生成回路であり、ＣＰＵ５によって音節パラメータテーブルメモリ９から読み出される子音パラメータＣＰ１が供給され、フォルマント形状を有するノイズ音信号ＮＳＧを出力する。１３はエンベロープ波形発生回路であり、キーオン信号ＫＯＮ、キーオフ信号ＫＯＦＦ、および子音パラメータＣＰ２が供給され、それらに基づき、所定のクロックパルスφのタイミングで各時点におけるノイズ音の振幅を表すエンベロープ波形信号ＥＮＶ１を発生する。また、１４は乗算器であり、子音生成回路１２から出力されるノイズ音信号ＮＳＧと、エンベロープ波形発生回路１３から出力されるエンベロープ波形信号ＥＮＶ１とを乗算する。
【００１４】
また、１５は母音生成回路であり、キーオン信号ＫＯＮ、キーオフ信号ＫＯＦＦ、およびキーコードＫＣと共に、母音パラメータＶＰ１が供給され、音声の母音部を構成する特徴的なフォルマント音信号ＦＳＧを発生する。１６はエンベロープ波形発生回路であり、キーオン信号ＫＯＮ、キーオフ信号ＫＯＦＦ、および母音パラメータＶＰ２が供給され、それらに基づき、所定のクロックパルスφのタイミングで各時点におけるフォルマント音の振幅を表すエンベロープ波形信号ＥＮＶ２を発生する。また、１７は乗算器であり、母音生成回路１５から出力されるフォルマント音信号ＦＳＧと、エンベロープ波形発生回路１６から出力されるエンベロープ波形信号ＥＮＶ２とを乗算する。更に、１８は加算器であり、乗算器１４および乗算器１７の乗算結果を加算して、出力信号として出力する。
【００１５】
次に、図５により、図４に示す子音生成回路１２について説明する。なお、この子音生成回路１２は、構成上特開平２−２７１３９７号公報記載の「ノイズ音発生回路」と同様なものである。従って、各部の詳細については省略する。図５において、１９はホワイトノイズ発生回路であり、例えばＭ系列発生器等からなり、ホワイトノイズ、すなわちフラットなスペクトルを有するノイズ信号を発生する。２０はＦＩＲフィルタであり、ＣＰＵ５より子音パラメータＣＰ１−２が供給される。ＦＩＲフィルタ２０は、この子音パラメータＣＰ１−２によりスペクトル包絡線を制御し、ホワイトノイズ発生回路１９の出力するホワイトノイズを、右下がりのスペクトル特性を有するノイズ信号となるよう加工する。
【００１６】
また、２１は位相発生回路であり、子音パラメータＣＰ１−１が供給される。この子音パラメータＣＰ１−１は、発生するノイズ音のフォルマント中心周波数ｆｏおよびその変化に対応する値に設定されている。そして、位相発生回路２１は、所定のクロックパルスφに同期してこの子音パラメータＣＰ１−１を累算し、この累算値を、Ｓｉｎ波発生回路２２の読出しアドレス信号として順次出力する。Ｓｉｎ波発生回路２２には、Ｓｉｎ波の１周期の順次サンプル点振幅値が記憶されており、位相発生回路２１から出力されるアドレス信号に基づき、Ｓｉｎ波振幅値が順次読み出される。２３は乗算器であり、ＦＩＲフィルタ２０から出力されるノイズ信号と、Ｓｉｎ波発生回路２２から出力されるＳｉｎ波振幅値とを乗算し、フォルマント形状を有するノイズ音信号ＮＳＧを出力する。
【００１７】
次に、図６により、図４に示す母音生成回路１５について説明する。なお、この母音生成回路１５は、構成上特開平２−２５４４９７号公報記載の「フォルマント音発生装置」と同様なものである。図６において、母音生成回路１５は、４個のフォルマント発生部ＦＳｎ（ｎ＝１〜４）から構成されている。このフォルマント発生部ＦＳｎは、各々位相発生回路２４、Ｓｉｎ波発生回路２５、エンベロープ発生器２６、および乗算器２７からなる。
【００１８】
各フォルマント発生部ＦＳｎの位相発生回路２４には、キーオン信号ＫＯＮと共に、ＣＰＵ５より母音パラメータＶＰ１−１ｎ（ｎ＝１〜４）が供給される。この母音パラメータＶＰ１−１ｎは、フォルマント中心周波数ｆｃｎ（ｎ＝１〜４）を表している。そして、位相発生回路２４は、所定のクロックパルスφに同期してこのフォルマント中心周波数ｆｃｎの値を順次累算し、キーオン信号ＫＯＮが供給されることにより、この累算値を、Ｓｉｎ波発生回路２５の読出しアドレス信号として順次出力する。Ｓｉｎ波発生回路２５には、Ｓｉｎ波の１周期の順次サンプル点振幅値が記憶されており、位相発生回路２４から出力されるアドレス信号に基づき、Ｓｉｎ波振幅値が順次読み出される。
【００１９】
また、エンベロープ発生器２６には、キーオン信号ＫＯＮ、キーコードＫＣが取り込まれると共に、ＣＰＵ５から母音パラメータＶＰ１−２ｎが供給される。エンベロープ発生器２６は、上述した特開平２−２５４４９７号公報に記載されているピッチ制御信号発生手段および窓関数発生手段と同様な動作を行うのもであり、母音パラメータＶＰ１−２ｎによって窓関数を選択し、キーコードＫＣを基本ピッチ周波数データとして取り込んで窓関数の繰り返し周期Ｔ２を制御する。これにより、エンベロープ発生器２６は、ハミング窓等の窓関数を繰り返し発生する。また、この発生タイミングは、キーオン信号ＫＯＮによって制御される。
【００２０】
２７は乗算器であり、Ｓｉｎ波発生回路２５から出力されるＳｉｎ波振幅値と、エンベロープ発生器２６から出力される窓関数とを乗算し、出力波ＯＵＴｎとして出力する。また、２８は加算器であり、各フォルマント発生部ＦＳｎの出力波ＯＵＴｎを加算し、フォルマント音信号ＦＳＧとして出力する。
【００２１】
§２．実施例の動作
▲１▼通常の鍵盤演奏
次に、本実施例による自動演奏装置の動作について、図７および図８のフローチャートを参照して説明する。この自動演奏装置の電源（図示せず）が投入されると、ＣＰＵ５は図７にフローを示すメインルーチンの実行を開始する。まず、ステップＳＡ１に進み、初期設定を行う。この初期設定により、制御用の各種レジスタ等の初期化が行われる。そして、ステップＳＡ２に進み、ＣＰＵ５は、鍵盤回路１によりいずれかの鍵のＯＮ／ＯＦＦイベントが検出されたか否かを判断する。この判断結果が「ＮＯ」の場合、すなわち、いずれの鍵のＯＮ／ＯＦＦイベントも検出されない場合は、ステップＳＡ４に進む。
【００２２】
また、演奏者によりいずれかの鍵が操作された場合、ステップＳＡ２における判断結果が「ＹＥＳ」となり、ステップＳＡ３に進み、通常のキーイベント処理を行う。すなわち、オンイベントが検出された場合は、ＣＰＵ５は、キーオン信号ＫＯＮおよび検出されたキーコードＫＣを音源回路７へ出力し、音源回路７は、それらのデータに基づく楽音信号を形成し、サウンドシステム８は該楽音信号をアナログ信号に変換してスピーカより発音する。また、オフイベントが検出された場合は、ＣＰＵ５は、キーオフ信号ＫＯＦＦおよびキーコードＫＣを音源回路７へ出力し、音源回路７による楽音信号の発生を終了させる。そして、ステップＳＡ４に進む。
【００２３】
ステップＳＡ４において、ＣＰＵ５は、スイッチ検出回路２によりスタート／ストップスイッチのオンイベントが検出されたか否かを判断し、スタート／ストップスイッチが操作されていない場合には、ステップＳＡ９に進む。そして、ステップＳＡ９において、スイッチ検出回路２により音節パラメータ設定スイッチのオンイベントが検出されたか否かを判断する。演奏者によって音節パラメータ設定スイッチが操作され、上述した子音パラメータ群ＣＰもしくは母音パラメータ群ＶＰのいずれかが設定されると、ステップＳＡ９における判断結果が「ＹＥＳ」となり、ステップＳＡ１０に進む。そして、ステップＳＡ１０において、ＣＰＵ５は、設定された子音パラメータ群ＣＰもしくは母音パラメータ群ＶＰの各パラメータを、音源回路７に出力する。次に、ステップＳＡ１１に進み、音色、テンポ、ボリューム等のスイッチが操作されている場合はそれらの設定を行い、自動演奏データの記録時には演奏データを演奏データメモリ１０に書き込む等の処理を行う。以降、鍵盤回路１により鍵のオンイベントが検出されると、ステップＳＡ３において、音源回路７により上記パラメータに基づく音声信号が形成され、サウンドシステム８より発音される。
【００２４】
＜タイマ割込み処理＞
また、上述のメインルーチンの実行と並行して、ＣＰＵ５は、タイマ６によるタイマ割込みが行われることによりタイマ割込み処理を実行する。図８に、このタイマ割込み処理の処理フローを示す。まず、ステップＳＢ１において、ランフラグＲＵＮが「１」であるか否かを判断する。自動演奏開始が指定されていない場合、この判断結果が「ＮＯ」となり、タイマ割込処理を終了する。
【００２５】
▲２▼自動演奏
次に、スタート／ストップスイッチが押下されることにより、自動演奏が行われる場合について説明する。まず、図７に示すフローのステップＳＡ４における判断結果が「ＹＥＳ」となり、ステップＳＡ５に進む。そして、ステップＳＡ５において、ＣＰＵ５は、ランフラグＲＵＮを「０」から「１」に反転する。次に、ステップＳＡ６に進み、ランフラグＲＵＮが「１」であるか否かを判断し、この判断結果が「ＹＥＳ」である場合は、ステップＳＡ７に進む。
【００２６】
そして、ステップＳＡ７において、タイミングカウンタＣＮＴのリセット、および演奏データメモリ１０からのボリュームデータおよびテンポデータ等の読み出しといった自動演奏開始処理を行う。そして、ステップＳＡ９に進み、スイッチ検出回路２により音節パラメータ設定スイッチのオンイベントが検出されたか否かを判断し、音節パラメータ設定スイッチが操作されていない場合には、ステップＳＡ１１に進む。
【００２７】
＜タイマ割込処理＞
次に、自動演奏におけるタイマ割込み処理について説明する。まず、ステップＳＢ１において、ランフラグＲＵＮが「１」であるか否かを判断し、自動演奏開始が指示されている場合、この判断結果が「ＹＥＳ」となり、ステップＳＢ２に進む。そして、ステップＳＢ２において、演奏データメモリ１０から自動演奏データを読み出し、ステップＳＢ３に進んで読み出したデータがエンドデータであるか否かを判断する。読み出したデータがエンドデータである場合は、この判断結果は「ＹＥＳ」となり、タイマ割込み処理を終了する。また、読み出したデータがエンドデータでない場合は、ステップＳＢ３における判断結果は「ＮＯ」となり、ステップＳＢ４に進む。
【００２８】
そして、ステップＳＢ４において、各イベントデータに付されたタイミングデータＴＩＭとタイミングカウンタＣＮＴとから、再生のタイミングであるか否かを判断する。再生のタイミングでない場合は、この判断結果は「ＮＯ」となり、ステップＳＢ５に進んでタイミングカウンタＣＮＴをインクリメントし、割込み処理ルーチンを終了する。また、再生のタイミングである場合は、ステップＳＢ４における判断結果は「ＹＥＳ」となり、ステップＳＢ６に進む。そして、ステップＳＢ６において、読み出したデータがキーオンデータＯＮＤＴであるか否かを判断する。キーオンデータＯＮＤＴを読み出した場合は、この判断結果は「ＹＥＳ」となり、ステップＳＢ７に進む。
【００２９】
次に、ステップＳＢ７において、ＣＰＵ５は、キーオンデータＯＮＤＴ内の音節パラメータ番号ＰＴＮＯから、音節パラメータテーブルメモリ９の音節パラメータテーブルＰＴを参照する。そして、当該音節パラメータ番号ＰＴＮＯに対応する音節のパラメータ群を読み出し、子音パラメータ群ＣＰおよび母音パラメータ群ＶＰを音源回路７に出力する。次に、ステップＳＢ８に進み、キーオンコードＯＮＣＤおよびキーコードデータＫＣＤを、キーオン信号ＫＯＮおよびキーコードＫＣとして音源回路７に出力する。これにより、音源回路７において上記キーコードＫＣに基づいて楽音信号が形成され、サウンドシステム８のスピーカより発音される。そして、ステップＳＢ２に戻り、次の演奏データを読み出す。
【００３０】
一方、読み出したデータがキーオフデータＯＦＦＤＴである場合、ステップＳＢ６における判断結果が「ＮＯ」となり、ステップＳＢ９に進む。そして、ステップＳＢ９において、読み出したデータがキーオフデータＯＦＦＤＴであるか否かを判断し、この判断結果が「ＹＥＳ」となってステップＳＢ１０に進む。そして、ステップＳＢ１０において、キーオフコードＯＦＦＣＤおよびキーコードデータＫＣＤをキーオフ信号ＫＯＦＦおよびキーコードＫＣとして音源回路７に出力する。これにより、音源回路７において、キーコードＫＣに対応する楽音信号の発生が終了する。また、読み出したデータがキーオンデータＯＮＤＴおよびキーオフデータＯＦＦＤＴでない場合、すなわち、音色データ、テンポデータ、もしくはボリュームデータである場合は、ステップＳＢ１１に進み、音色、テンポ、もしくはボリューム等の変更を行う。そして、演奏データメモリ１０からエンドデータが読み出され、ステップＳＢ３における判断結果が「ＹＥＳ」となるまで、上述のタイマ割込み処理を繰り返す。ＣＰＵ５は、演奏データメモリ１０からエンドデータを読み出すと、当該タイマ割込み処理を終了する。
【００３１】
また、演奏者により、スタート／ストップスイッチが操作されて自動演奏の終了が指定されると、図７のフローチャートのステップＳＡ５においてランフラグＲＵＮが「１」から「０」に反転する。そして、ステップＳＡ６における判断結果が「ＮＯ」となり、ステップＳＡ８に進み、自動演奏データの再生をストップする。
【００３２】
＜音源回路７の動作＞
次に、音源回路７の具体的な動作について説明する。ここでは、読み出された自動演奏データのキーオンデータＯＮＤＴに、「ソプラノ」の「ぱ（ＰＡ）」に対応する音節パラメータ番号ＰＴＮＯが記録されているとする。まず、ＣＰＵ５がこのキーオンデータＯＮＤＴを読み出すと、図８に示すフローのステップＳＢ７において、音節パラメータ番号ＰＴＮＯから音節パラメータテーブルメモリ９を参照する。そして、「ソプラノ」の「ぱ（ＰＡ）」を構成する子音「Ｐ」に対応した子音パラメータ群ＣＰ、および母音「Ａ」に対応した母音パラメータ群ＶＰを読み出す。次に、図４に示す子音生成回路１２に子音パラメータＣＰ１を供給し、エンベロープ波形発生回路１３に子音パラメータＣＰ２を供給する。また、母音生成回路１５に母音パラメータＶＰ１を供給し、エンベロープ波形発生回路１６に母音パラメータＶＰ２を供給する。
【００３３】
図５に示す子音生成回路１２において、ＦＩＲフィルタ２０に子音パラメータＣＰ１−２が供給されると、ホワイトノイズ発生回路１９によって発生されるノイズ信号が、この子音パラメータＣＰ１−２に応じた右下がりスペクトル特性を有するノイズ信号として出力される。また、位相発生回路２１は、子音パラメータＣＰ１−１が供給されると、所定のクロックパルスφに同期してこの子音パラメータＣＰ１−１を累算する。この累算値により、Ｓｉｎ波発生回路２２から、各時点の子音パラメータＣＰ１−１に対応して遷移するフォルマント中心周波数ｆｏを有するＳｉｎ波の順次サンプル点振幅値が、クロックパルスφに従って順次出力される。
【００３４】
そして、乗算器２３により、ＦＩＲフィルタ２０から出力されるノイズ信号と、Ｓｉｎ波発生回路２２から出力されるＳｉｎ波振幅値とが乗算され、これにより、フォルマント形状を有するノイズ音信号ＮＳＧが得られる。図９に、このノイズ音信号ＮＳＧの周波数特性を示す。この図に示すように、上記ノイズ音信号ＮＳＧは、フォルマント中心周波数をｆｏとする振幅スペクトルを有する。
【００３５】
一方、図６に示す母音生成回路１５において、各フォルマント発生部ＦＳｎの位相発生回路２４に対し、母音パラメータＶＰ１−１ｎが各々供給される。これにより、位相発生回路２４は、母音パラメータＶＰ１−１ｎ、すなわちフォルマント中心周波数ｆｃｎの累算を開始する。また、ＣＰＵ５より、各フォルマント発生部ＦＳｎのエンベロープ発生器２６に対し母音パラメータＶＰ１−２ｎが供給され、エンベロープ発生器２６において窓関数が選択される。
【００３６】
次に、図８のフローに示す割込み処理のステップＳＢ８において、ＣＰＵ５は音源回路７に対し、キーオンコードＯＮＣＤおよびキーコードデータＫＣＤを出力する。これにより、エンベロープ波形発生回路１３は、キーオンコードＯＮＣＤをキーオン信号ＫＯＮとして取り込み、キーオン信号ＫＯＮおよび子音パラメータＣＰ２に基づき、所定のクロックパルスφのタイミングでエンベロープ波形信号ＥＮＶ１を発生する。そして、乗算器１４により、子音生成回路１２から出力されるノイズ音信号ＮＳＧと、エンベロープ波形信号ＥＮＶ１とが乗算される。この結果、エンベロープ波形に従って振幅が時間的に変化するフォルマント状の子音「Ｐ」に相当する音声信号が得られる。
【００３７】
また、母音生成回路１５において、位相発生回路２４は、キーオンコードＯＮＣＤがキーオン信号ＫＯＮとして供給されると、上述したフォルマント中心周波数ｆｃｎの累算値をＳｉｎ波発生回路２５に対するアドレスデータとして出力する。この結果、Ｓｉｎ波発生回路２５から上記累算値に対応するＳｉｎ波振幅値が出力される。
【００３８】
一方、エンベロープ発生器２６は、キーコードデータＫＣＤをキーコードＫＣとして取り込むと、このキーコードＫＣを基本ピッチ周波数データとして、母音パラメータＶＰ１−２ｎによって選択した窓関数の繰り返し周期Ｔ２を制御する。そして、キーオンコードＯＮＣＤがキーオン信号ＫＯＮとして供給されることにより、上記窓関数を出力する。
【００３９】
そして、乗算器２７は、Ｓｉｎ波発生回路２５から出力されるＳｉｎ波振幅値と、エンベロープ発生器２６から出力される窓関数とを乗算する。これにより、図１０に示すように、エンベロープ発生器２６によって選択された窓関数の時間幅をＴ１とすると、周波数がフォルマント中心周波数ｆｃｎに一致したＳｉｎ波と、時間幅がＴ１である窓関数との乗算波が、繰り返し周期Ｔ２の周期で出力される。この各フォルマント発生部ＦＳｎの出力波ＯＵＴｎの周波数特性の例を、図１１に示す。この図に示すように、各出力波ＯＵＴｎは、フォルマント中心周波数をｆｃｎとする振幅スペクトルを有する。そして、こらら各出力波ＯＵＴｎは、加算器２８によって加算され、フォルマント音信号ＦＳＧとして出力される。
【００４０】
また、図４に示すエンベロープ波形発生回路１６は、キーオンコードＯＮＣＤをキーオン信号ＫＯＮとして取り込み、キーオン信号ＫＯＮおよび母音パラメータＶＰ２に基づき、所定のクロックパルスφのタイミングでエンベロープ波形信号ＥＮＶ２を発生する。そして、乗算器１７により、母音生成回路１５から出力されるフォルマント音信号ＦＳＧと、エンベロープ波形信号ＥＮＶ２とが乗算される。この結果、エンベロープ波形に従って振幅が時間的に変化するフォルマント状の母音「Ａ」に相当する音声信号が得られる。
【００４１】
そして、加算器１８により、乗算器１４の出力信号と乗算器１７の出力信号とが加算され、音節「ぱ」を表す音声信号として出力される。ここで、図１２に、エンベロープ波形信号ＥＮＶ１、およびエンベロープ波形信号ＥＮＶ２の各波形を示す。この図に示すように、エンベロープ波形信号ＥＮＶ１は、ノイズ音（子音）の振幅の時間的推移を表しており、エンベロープ波形信号ＥＮＶ２は、フォルマント音（母音）の振幅の時間的推移を表している。すなわち、子音部「Ｐ」および母音部「Ａ」から構成される音節「ぱ」を発生させる場合、まず、子音部「Ｐ」を発音し、次第に母音部「Ａ」の発音に移行する。
【００４２】
以上のような自動演奏装置において、電源投入後、演奏者が、スタート／ストップスイッチを操作すると、ＣＰＵ５によって、演奏データメモリ１０から自動演奏データが読み出される。自動演奏データのイベントデータのうちキーオンデータＯＮＤＴが読み出されると、まず、音節パラメータ番号ＰＴＮＯに対応する音節の子音パラメータ群ＣＰおよび母音パラメータ群ＶＰが、音節パラメータテーブルメモリ９から読み出される。それらパラメータ群は、音源回路７に供給され、その後、キーオン信号ＫＯＮおよびキーコードＫＣが音源回路７に供給される。
【００４３】
例えば、読み出されたキーオンデータＯＮＤＴに、音節「ぱ（ＰＡ）」の発音の指定がなされている場合、音源回路７の子音生成回路１２によりノイズ音信号ＮＳＧが生成され、このノイズ音信号ＮＳＧとエンベロープ波形発生回路１３から発生するノイズ音の振幅を表すエンベロープ波形信号ＥＮＶ１とが乗算され、子音「Ｐ」が生成される。また、母音生成回路１５によりフォルマント音信号ＦＳＧが生成され、このフォルマント音信号ＦＳＧとエンベロープ波形発生回路１６から発生するフォルマント音の振幅を表すエンベロープ波形信号ＥＮＶ２とが乗算され、母音「Ａ」が生成される。そして、各乗算結果である子音「Ｐ」と母音「Ａ」とが加算され、この加算結果が音節「ぱ」を表す音声信号としてサウンドシステム８に出力される。これにより、サウンドシステム８のスピーカより、音節「ぱ」の音声が発音される。
【００４４】
また、演奏者が、音節パラメータ設定スイッチを操作して子音パラメータもしくは母音パラメータを設定した場合、設定された各パラメータは音源回路７に供給される。そして、それらに応じた音声信号が生成され、鍵が操作されて鍵盤回路１からキーオン信号ＫＯＮが出力されることにより、対応する音声が発音される。
【００４５】
なお、上記実施例においては、音節パラメータテーブルＰＴを参照する際、音節パラメータ番号ＰＴＮＯにより音節を指定するようにしたが、各音節を構成する子音および母音を別々に指定するようにしてもよい。また、子音生成回路１２を、実施例のような構成ではなく、波形メモリ発生回路として構成してもよい。
【００４６】
【発明の効果】
この発明によれば、音節のフォルマントと音高とが別々に指定されるため、音高の変化によりフォルマントが変動することがなくなり、再生された音声が記録時の音声と異なって違和感のあるものとなることがなく、記録時の音声の特性を失うことなく発音することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例による自動演奏装置の構成を示すブロック図である。
【図２】同実施例における音節パラメータテーブルＰＴを示す図である。
【図３】同実施例における演奏データメモリ１０に記憶された（ａ）キーオンデータＯＮＤＴおよび（ｂ）キーオフデータＯＦＦＤＴのフォーマットを示す図である。
【図４】同実施例における音源回路７の構成を示すブロック図である。
【図５】同実施例における子音生成回路１２の構成を示すブロック図である。
【図６】同実施例における母音生成回路１５の構成を示すブロック図である。
【図７】同実施例におけるＣＰＵ５の動作を示すフローチャートである。
【図８】同実施例におけるＣＰＵ５の動作を示すフローチャートである。
【図９】同実施例におけるノイズ音信号ＮＳＧの周波数特性を示す図である。
【図１０】同実施例におけるフォルマント発生部ＦＳｎの出力波形ＯＵＴｎを示す図である。
【図１１】同実施例における出力波ＯＵＴｎの周波数特性を示す図である。
【図１２】同実施例におけるエンベロープ波形発生回路１３および１６の発生するエンベロープを示す図である。
【符号の説明】
５……ＣＰＵ（読出手段、変換手段）、７……音源回路（楽音発生手段）、
９……音節パラメータテーブルメモリ（変換手段）、
１０……演奏データメモリ（記憶手段）、１２……子音生成回路、
１３，１６……エンベロープ波形発生回路、１５……母音生成回路、
１９……ホワイトノイズ発生回路、２１，２４……位相発生回路、
２２，２５……Ｓｉｎ波発生回路、２６……エンベロープ発生器、
ＰＴＮＯ……音節パラメータ番号（子音情報および母音情報、音節情報）、
ＴＩＭ……タイミングデータ、ＫＣＤ……キーコードデータ（音高情報）、
ＣＰ……子音パラメータ群（制御パラメータ）、
ＶＰ……母音パラメータ群（制御パラメータ）。
Claims (1)
- タイミング情報とキーオン情報と音高情報と声質毎の音節に対応したパラメータ指定情報とを有するイベントデータを記憶した演奏データ記憶手段と、
声質毎に、音節に対応したフォルマント形状を得るためのパラメータ情報を記憶したパラメータ情報記憶手段と、
前記演奏データ記憶手段から前記イベントデータおよびタイミングデータを読み出す読出手段と、
前記読出手段によって読み出されたイベントデータに含まれる前記パラメータ指定情報に基づき前記パラメータ情報記憶手段から対応する声質及び音節のパラメータ情報を読み出し、該読み出されたパラメータ情報に応じたフォルマント形状を有する信号波形に窓関数を乗じて音声信号を生成すると共に、前記イベントデータに含まれる音高情報に基づいて前記窓関数の繰り返し周期を制御することによって、前記タイミングデータの示すタイミングで前記キーオン情報に基づき該音声信号を発生する楽音発生手段と
を具備することを特徴とする自動演奏装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18852593A JP3573768B2 (ja) | 1993-07-29 | 1993-07-29 | 自動演奏装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18852593A JP3573768B2 (ja) | 1993-07-29 | 1993-07-29 | 自動演奏装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0744159A JPH0744159A (ja) | 1995-02-14 |
| JP3573768B2 true JP3573768B2 (ja) | 2004-10-06 |
Family
ID=16225242
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18852593A Expired - Lifetime JP3573768B2 (ja) | 1993-07-29 | 1993-07-29 | 自動演奏装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3573768B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3834804B2 (ja) * | 1997-02-27 | 2006-10-18 | ヤマハ株式会社 | 楽音合成装置および方法 |
-
1993
- 1993-07-29 JP JP18852593A patent/JP3573768B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0744159A (ja) | 1995-02-14 |
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