JP3613944B2 - 音場効果付与装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、ノイズ等の非調和成分を含む楽音信号に対し、所望の音場感を付与する音場効果付与装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、音場効果付与装置においては、音響信号や音声信号などの楽音信号に対して臨場感を与えるため、例えば、特開昭６０−５２８９６号公報に記載されているように、リバーブ効果を付与することが行われている。かかるリバーブ効果は、実際の演奏において、発生楽音が楽器から聴取者に直接到達するほか、楽器から壁や天井等に反射することによって直接音に対し一定時間遅延して到達する状態を模倣するものであり、一般的には、楽音信号と、この楽音信号を遅延させた信号とのミキシング比を制御することによって付加される。したがって、楽音信号に対して遅延信号のレベルが大きくなるほど、距離感のある音場効果が付与されることとなる。
【０００３】
一方、従来の電子楽器等においては、自然楽器の演奏によって発生する楽音をより忠実に再現するため、例えば、特開平４−１１６９７号公報や特開平４−３４０９９９号公報等に記載されているように、楽音を合成する際に楽音の基本成分に対して、ノイズを付加することが行われている。ここでノイズとは、具体的には、フルート等の管楽器であれば、息を吹き込む音などであり、また、バイオリン等の弦楽器であれば、弓の擦れる音などである。
【０００４】
このような自然楽器の楽音をより忠実に再現する電子楽器において、所望の音場効果を付与する場合、ノイズを付加した楽音信号を上記音場効果付与装置に入力することによって行われていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、自然楽器の演奏に伴うノイズは、実際には、演奏位置が近ければ、よく聞こえるが、演奏位置が遠くなって伝達距離が長くになるにつれて聞こえなくなるという性質を有する。
したがって、上記電子楽器によりノイズを付加した楽音信号に対して、上記音場効果装置により距離感のある音場効果を付与しようとした場合、楽音信号の遅延信号のレベルが大きくなる結果、そこに含まれるノイズのレベルも一律に大きくなってしまうことになる。このため、距離感のある音場効果を付与しようとしても、ノイズの聞こえ方が極めて不自然なものとなって、結果的に、距離感に応じた音場効果が適切には付与されないので、状況に応じた演奏雰囲気を十分に演出することができなかった、という問題があった。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、距離感に応じた音場効果を付与して、実際の状況により近い演奏雰囲気を演出することが可能な音場効果付与装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明にあっては、外部から入力された楽音信号に対し、リバーブ効果を付与する音場効果付与装置において、前記楽音信号を、楽音の基本成分およびその倍音成分からなる調和成分の信号と、前記調和成分を除いた非調和成分の信号とに分離する手段と、発音位置から聴取者までの距離に応じたリバーブ効果を付与するため、前記距離に応じて作成されたパラメータの値に基づいて、前記距離が遠くなるにつれて前記調和成分の信号に対する前記非調和成分の信号のミキシング比を小さくする第１の調整手段と、前記第１の調整手段によりミキシング比が調整された、前記調和成分の信号と前記非調和成分の信号とをミキシングして得られる直接音の信号に対し、前記パラメータの値に基づいて遅延処理を施して反射音の信号を得る手段と、前記パラメータの値に基づいて、前記距離が遠くなるにつれて前記直接音の信号に対する前記反射音の信号のミキシング比を大きくする第２の調整手段と、前記第２の調整手段によりミキシング比が調整された、前記直接音の信号と前記反射音の信号とをミキシングして出力する手段とを具備することを特徴としている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【０００９】
＜１：実施形態の構成＞
本実施形態は、本発明に係る音場効果装置を組み込んだ電子楽器であり、鍵盤の操作に対応して生成した楽音信号だけでなく、外部から供給される信号に対しても、距離感を持たせた音場効果を付与するものである。
図１は、本実施形態に係る電子楽器の全体構成を示す図である。
この図に示すように、電子楽器の本体１００は、外部に発音するためのスピーカ１０１、音場の効果や音量・音色等を設定するためのパネル操作子群１０２、設定状況を表示する表示部１０３、および、８８鍵からなる鍵盤１０４（図では、一部を省略）を有している。
このうち、パネル操作子群１０２は、複数の操作子を総称したものであり、各操作子の設定情報を出力する。また、本実施形態において、付与される音場効果は、パネル操作子群１０２によって、距離感を示すパラメータをセットすることで規定される。また、鍵盤１０４の各鍵にはそれぞれ図示しないセンサが設けられており、鍵が押下されれば、当該鍵の音高を示すノートデータを伴うキーオンデータが出力される一方、ある鍵がリリースされれば、当該鍵の音高を示すノートデータを伴うキーオフデータが出力される。
また、この電子楽器の本体１００には、オーディオ装置２００がケーブル２０１を介して接続されている。この接続により、オーディオ装置２００からの信号に対しても音場効果が付与される。なお、オーディオ装置２００からの信号は、自然楽器の楽音を再生した信号や、マイクロフォン等により入力した音声等の信号を想定している。
【００１０】
ここで、本実施形態に係る電子楽器は、次の２つのモードにて音場効果を付与する。１つは「電子楽器モード」であり、鍵盤１０４への押鍵操作により生成した楽音信号に対して音場効果を付与するモードである。また、他の１つは「自然音モード」であり、オーディオ装置２００から供給される信号に対して音場効果を付与するモードである。これらのモードは、パネル操作子群１０２によって選択する構成として良いし、ケーブル２０１を接続したか否かで、自動的に選択される構成としても良い。
【００１１】
＜１−１：電気的構成＞
次に、実施形態に係る電子楽器の電気的構成について図２を参照して説明する。
ＣＰＵ１０５は、ＲＯＭ１０６に記憶されたプログラムにしたがって、バスを介して接続される各部を制御するものである。また、ＲＡＭ１０７は、この電子楽器の制御動作に用いるワークエリアを有し、パネル操作子群１０２においてユーザが入力した数値等のデータを記憶する。記憶装置１０８は、自動演奏で用いるＭＩＤＩ規格の演奏データや、ユーザが独自に作成した音色を規定するデータなどを記憶するものであり、例えばハードディスク等が該当する。
また、外部インターフェイス１１０は、この電子楽器が「自然音モード」の場合に、オーディオ装置２００の信号、詳細には、Ａ／Ｄ変換器（ＡＤＣ）１１４によってディジタルに変換されたオーディオ装置２００の信号を入力するものである。
【００１２】
一方、音源１０９は、この電子楽器が「電子楽器モード」の場合に、バスを介して入力したデータに基づいて、発生すべき楽音の調和成分および非調和成分を示す信号をそれぞれ生成するものである。
ここで、楽音の調和成分とは、発生すべき基音の基本成分と、この基本成分とは倍音関係にある倍音成分とからなるものであり、例えば、予め記憶された典型的な音色の基本波形を、指定された音高に対応するピッチで読み出すことで生成される。一方、楽音の非調和成分とは、発生すべき楽音から調和成分を除いた上記ノイズに相当するものであり、例えば、ホワイトノイズを、指定された音色・音高に対応する周波数特性を有するフィルタにより濾波処理することで生成される。
【００１３】
次に、ＤＳＰ（ディジタル・シグナル・プロセッサ）１１１は、ＣＰＵ１０５による制御の下、後述する音場効果付与のアルゴリズムを構築して、音源１０９あるいは外部インターフェイス１１０から供給される信号に対して音場効果を付与するものであり、演算用に内部レジスタを有する。
Ｄ／Ａ変換器（ＤＡＣ）１１２は、ＤＳＰ１１１から供給される信号をアナログに変換するものである。なお、アナログに変換された信号は、アンプ１１３により増幅された後、スピーカ１０１により外部に発音されることとなる。
【００１４】
＜１−２：音場効果付与回路＞
次に、ＤＳＰ１１１によって等価的に構築される音場効果付与のアルゴリズムおよびその周辺について、図３を参照して説明する。
同図において、解析装置１５０は、この電子楽器が「自然音モード」である場合に、オーディオ装置２００のような外部からの信号を、調和成分を示す信号と非調和成分を示す信号とに分離するものであり、例えば、次のようにして実行される。すなわち、かかる分離処理は、まず、外部からの信号に対し周知のＦＦＴ（高速フーリエ変換）処理を実行し、さらに、この処理結果のうち、基本成分とその倍音成分とを調和成分として抽出する一方、残余の成分を非調和成分とすることにより実行される。ここで、解析装置１５０の処理主体は、図２におけるＣＰＵ１０５であっても良いし、同等の機能を有する独立の装置であっても良い。また、音源１０９は、上述したように、この電子楽器が「電子楽器モード」である場合に、発生すべき楽音の調和成分および非調和成分を示す信号をそれぞれ生成するものである。
【００１５】
さて、この電子楽器がいずれのモードであるにせよ、ＤＳＰ１１１には、調和成分を示す信号と非調和成分を示す信号とがそれぞれ供給される。ここで、調和成分を示す信号には、乗算器Ｍ１によって係数Ａ１が乗算される一方、非調和成分を示す信号には、乗算器Ｍ２によって係数Ａ２が乗算され、さらに、両者の乗算結果が加算器Ｓ１によって加算される。
次に、加算器Ｓ１の加算結果には、図１および図２におけるパネル操作子群１０２によって設定された効果が、リバーブ効果付与部３０１によって付与される。詳細には、図３に示すように、加算器Ｓ１の加算結果は、乗算器Ｍ３によって係数Ｂ１で乗算されて、直接音に相当する信号が求められる。加算器Ｓ１の加算結果は、また、残響音発生器Ｄによって反射音に相当する時間分だけ遅延させられ、さらに、乗算器Ｍ４によって係数Ｂ２で乗算されて、反射音に相当する信号が求められる。そして、直接音を示す信号と反射音を示す信号とが加算器Ｓ２によって加算され、この加算結果が図２におけるＤＡＣ１１２に供給されて、リバーブ効果が付与されることとなる。
【００１６】
一方、係数発生器３０２は、距離感を示すパラメータに対応して係数Ａ１、Ａ２、Ｂ１およびＢ２を出力するものである。
ここで、係数Ａ１、Ａ２と距離感を示すパラメータとについては、図４（ａ）に示すような関係があり、与えるべき距離感が遠くなるにつれて、調和成分の信号レベルが大となる一方、非調和成分の信号レベルが小となり、調和成分に対する非調和成分のレベル比率が小となるように設定されている。
また、係数Ｂ１、Ｂ２と距離感を示すパラメータとについては、図４（ｂ）に示すような関係があり、従来技術で述べたように、与えるべき距離感が遠くなるにつれて、直接音に相当する信号レベルが小となる一方、反射音に相当する信号レベルが大となり、直接音に対する反射音のレベル比率が大となるように設定されている。
【００１７】
この結果、与えるべき距離感が遠くなった場合に、反射音に相当する信号レベルは大きくなるが、これに相関して非調和成分の信号レベルが小になるので、結果的に、反射音の信号に含まれる非調和成分の信号レベルは小さく抑えられる。したがって、本実施形態においては、上記ノイズの性質を適切に模倣することになり、付与される音場効果が極めて自然なものとなることが判る。
【００１８】
なお、本実施形態における係数発生器３０２は、実際には、ＣＰＵ１０５がパネル操作子群１０２によって設定された効果に応じて、その距離感を示すパラメータを作成し、このパラメータに対応する係数を供給する構成となっている。あるいは、これと同等な機能を有する独立な装置を用いて構成するとしても良い。また、係数Ａ１、Ａ２、Ｂ１およびＢ２の特性は、図４に示した例に限定されない。要は、付与すべき距離感が遠くなるほど、係数Ａ１に対する係数Ａ２の比率が小さくなるように設定すれば良い。
【００１９】
＜２：実施形態の動作＞
次に実施形態に係る電子楽器の基本動作について説明する。図５は、この電子楽器の基本動作を示すフローチャートである。
まず、この電子楽器の電源が投入されると、ＣＰＵ１０５は、ＲＯＭ１０６に記憶されたプログラムのロードや、ＲＡＭ１０７におけるワークエリアの確保などの初期設定処理を実行する（ステップＳ５０１）。ここでは、特に、ＤＳＰ１１１において用いる係数、詳細には、係数発生器３０２が出力する係数を、
Ａ１＝０．５、
Ａ２＝０．５、
Ｂ１＝０．８、
Ｂ２＝０．２
として設定する。なお、この設定は、距離感が最も近接している場合の音場効果である（図４参照）。また、この初期設定にて、パネル操作子群１０２の設定状況にかかわらず係数を設定したのは、本実施形態においては、状態変化（イベント）が発生して初めてその変化に対応する設定を行う構成としているからであり、仮に、電源投入後、パネル操作子群１０２が操作されなければ、係数が設定されないまま音場効果を付与する、という不都合を回避するための措置である。
【００２０】
次に、初期設定を実行した後、ＣＰＵ１０５は、パネル設定の処理を実行する（ステップＳ５０２）。このパネル処理の詳細については後述するが、パネル操作子群１０２の設定変更や、鍵盤１０４の押鍵・離鍵の発生などのイベントに対応する処理であり、特に、「電子楽器モード」であれば、楽音信号を生成する処理をも含み、また、「自然音モード」であれば、オーディオ装置２００からの信号を、調和成分を示す信号と非調和成分を示す信号とに分離する処理をも含むものである。
このパネル設定を実行すると、ＣＰＵ１０５は、調和成分の信号と非調和成分の信号とについての音場効果を付与するための信号処理を実行する（ステップＳ５０３）。この信号処理についても後述するが、ＤＳＰ１１１に対して、図３に示した音場付与のアルゴリズムを構築させるための処理である。
そして、ＣＰＵ１０５は、信号処理にて処理された信号をＤＡＣ１１２に供給し、アンプ１１３およびスピーカ１０１を介して実際に外部に発音させる発音処理を実行する（ステップＳ５０４、図８参照）。
以後、この電子楽器は、電源が遮断されるまで、ステップＳ５０２、Ｓ５０３、Ｓ５０４の循環処理を繰り返し実行する。これにより、イベントに応じた処理が行われることとなる。
【００２１】
＜２−１：パネル処理＞
ここで、上記ステップＳ５０２におけるパネル設定処理の詳細について、図６を参照して説明する。上述したように、このパネル設定処理は、イベントに応じた処理を実行するものであるが、イベントが発生したか否かについては、例えば、次のようにして検出される。例えば、パネル操作子群１０２の設定内容変更に関するイベントは、パネル設定処理が実行される毎に、パネル操作子群１０２の設定内容を記憶しておくとともに、前回の記憶内容と今回の設定内容とを比較することで検出可能である。また、鍵盤１０４の押鍵・離鍵に関するイベントは、キーオンデータあるいはキーオフデータにより検出可能であり、また、ＭＩＤＩ規格の演奏データによって、楽音発生を行うのであれば、そのイベントは、ノートオンメッセージやノートオフメッセージなどにより検出可能である。
【００２２】
さて、パネル設定処理においてＣＰＵ１０５は、まず、遠近変更イベントの有無を判別する（ステップＳ６０１）。かかる遠近変更イベントとは、パネル操作子群１０２によって、付与すべきリバーブ効果の設定内容、すなわち、音場効果の距離感を示すパラメータが変更された旨のイベントをいう。ここで、遠近変更イベントが発生したと判別すれば、ＣＰＵ１０５は、係数発生器３０２として、変更後のパラメータに応じて、リバーブの効果を規定する係数Ｂ１、Ｂ２を設定変更し、また、これに伴い調和成分および非調和成分のレベル比率を定める係数Ａ１、Ａ２を設定変更する（ステップＳ６０２）。
これらの係数について設定変更が完了した場合、あるいは、遠近変更イベントでない場合、ＣＰＵ１０５は、現時点における電子楽器のモードが「自然音モード」であるか否かを判別する（ステップＳ６０３）。ここで、「自然音モード」である場合、ＣＰＵ１０５は、オーディオ装置２００からの外部信号を、例えば、上述したようにＦＦＴ解析して、調和成分の信号と非調和成分の信号とに分離する（ステップＳ６０４）。
【００２３】
一方、現時点における電子楽器のモードが「自然音モード」でなく「電子楽器モード」である場合、ＣＰＵ１０５は、キーオンイベントが発生したか否かを判別する（ステップＳ６０５）。ここで、キーオンイベントとは、鍵盤１０４に対する押鍵操作がユーザによってなされた場合や、演奏データに基づいて楽音を発生しているのであればノートオンデータが出力された場合などのように、今まさに楽音を発生させるべきタイミングに至った状態をいう。
そして、キーオンイベントが発生したと判別した場合、ＣＰＵ１０５は、音源１０９に対して、発生すべき楽音の音色を示すデータと、当該キーオンイベントに伴うノートデータとを転送する。なお、ＭＩＤＩ規格のデータであれば、ノートデータを伴うノートオンメッセージを転送する。すると、音源１０９は、例えば、指定された音色の波形データを、ノートデータにしたがったピッチで読み出すことにより、指定された音色であって、かつ、指定された音高についての楽音の調和成分信号を生成することとなる（ステップＳ６０６）。
続いて、音源１０９は、発生すべき楽音の音色と音高とに対応して、例えば、ホワイトノイズを濾波処理して、非調和成分信号を生成する（ステップＳ６０７）。なお、非調和成分信号は、このほかに、例えば、指定された音色がフルートであれば、演奏者の息の吹き込む音等を電気的に作成しても良いし、また、バイオリンであれば、弓の擦れる音等を電気的に作成しても良い。
これらのステップＳ６０６、Ｓ６０７により、当該キーオンイベントに対応して、楽音信号の調和成分と非調和成分とが生成されることとなる。
【００２４】
一方、キーオンイベントが発生していないと判別した場合、ＣＰＵ１０５は、さらに、キーオフイベントが発生したか否かを判別する（ステップＳ６０８）。ここで、キーオフイベントとは、鍵盤１０４に対する離鍵操作がユーザによってなされた場合や、演奏データに基づいて楽音を発生しているのであればノートオフメッセージが出力された場合などのように、キーオンイベントで発生させた楽音を、今まさに、消音させるべきタイミングに至った状態をいう。
そして、キーオフイベントが発生したと判別した場合、ＣＰＵ１０５は、音源１０９に対して、当該キーオフデータを供給する。なお、ＭＩＤＩ規格のデータであれば、ノートデータを伴うノートオフメッセージを転送する。すると、音源１０９は、現時点において当該ノートデータで示される音高の楽音生成を停止する（ステップＳ６０９）。これにより、キーオンイベントにより発生した楽音が当該キーオフイベントにより消音することとなる。
なお、キーオフイベントも発生していないと判別した場合、ＣＰＵ１０５は、パネル操作子群１０２のうち、操作された操作子の変更内容に応じた処理を実行する（ステップＳ６１０）。例えば、音量の調節や音色の変更等の設定をした場合、これらの設定内容を書き換える処理が実行される。
【００２５】
そして、調和成分の信号と非調和成分の信号とが得られた場合（ステップＳ６０４、Ｓ６０６・Ｓ６０７）、消音処理が終了した場合（ステップＳ６０９）、あるいは、その他処理が終了した場合（ステップＳ６１０）、ＣＰＵ１０５は、処理の手順を再び図５に示すメインルーチンに戻して循環処理を続行することとなる。
【００２６】
＜２−２：信号処理＞
ここで、上記ステップＳ５０３における信号処理について、特に、この信号処理の実行により、いかにしての図３に示すアルゴリズムが構築されるかについて説明する。なお、この信号処理は、ＣＰＵ１０５の演算能力が高ければ、ＣＰＵ１０５自体によって実行される構成でも良いが、本実施形態では、ＣＰＵ１０５の負荷を減らすため、上述したようにＣＰＵ１０５の制御下においてＤＳＰ１１１によって実行される構成とする。したがって、本実施形態では、係数発生器３０２に相当するＣＰＵ１０５が、距離感を示すパラメータに応じて係数を供給するとともに、以下に示す制御手順となるようにＤＳＰ１１１を制御することとなる。
【００２７】
図７は、信号処理の手順を示すフローチャートである。
第１に、ＤＳＰ１１１は、調和成分の信号に対して係数Ａ１を乗算し、この乗算結果を内部レジスタに格納する（ステップＳ７０１）。このステップが、図３における乗算器Ｍ１の演算に相当している。
第２に、ＤＳＰ１１１は、非調和成分の信号に対し係数Ａ２を乗算し、この乗算結果を内部レジスタに格納する（ステップＳ７０２）。このステップが、図３における乗算器Ｍ２の演算に相当している。
第３に、ＤＳＰ１１１は、上記ステップＳ７０１およびＳ７０２における乗算結果をそれぞれ内部レジスタから読み出すとともに、両者を加算し、この加算結果を内部レジスタに格納する（ステップＳ７０３）。このステップが、図３における加算器Ｓ１の演算に相当している。
【００２８】
第４に、ＤＳＰ１１１は、上記ステップＳ７０３の加算結果を内部レジスタから読み出して係数Ｂ１を乗算し、この乗算結果を内部レジスタに格納する（ステップＳ７０４）。このステップが、図３における乗算器Ｍ３の演算に相当している。
第５に、ＤＳＰ１１１は、以前の信号処理のステップＳ７０３において格納された加算結果を内部レジスタから読み出して係数Ｂ２を乗算し、この乗算結果を内部レジスタに格納する（ステップＳ７０５）。なお、ここでいう「以前の信号処理」とは、現時点における信号処理よりも、反射音の遅延時間に相当する時間前に実行された信号処理をいう。したがって、ここで読み出される乗算前の信号は、反射音に相当する時間だけ遅延していることになる。このステップが、図３における乗算器Ｍ４の演算に相当している。
第６に、ＤＳＰ１１１は、上記ステップＳ７０４およびＳ７０５における乗算結果をそれぞれ内部レジスタから読み出すとともに、両者を加算して、この加算結果をＤＡＣ１１２に供給する（ステップＳ７０６）。このステップが、図３における加算器Ｓ２の演算に相当している。
【００２９】
以上のように、ＤＳＰ１１１において図３に示すアルゴリズムが構築される結果、調和成分および非調和成分からなる楽音信号に対して、ノイズ的な非調和成分の性質を考慮してリバーブ効果が付与されるので、スピーカ１０１から発せられる楽音には、距離感のある音場効果が伴うことになる。
【００３０】
＜３：実施形態の具体的動作＞
次に、本実施形態にかかる電子楽器の具体的動作について説明する。上述したように、この電子楽器において電源が投入されると、メイルルーチンの処理が実行されて、初期設定の後、処理手順がステップＳ５０１〜Ｓ５０３において循環することとなる。
この循環過程において、例えば、ユーザが鍵盤１０４のいずれかのキーを押鍵すると、これがキーオンイベントとなるから、押鍵直後のパネル設定処理によって、当該押鍵に対応する楽音信号の調和成分および非調和成分が生成され、続く信号処理によってリバーブ効果が付与された後、発音処理によって外部に発音されることとなる。
また、ステップＳ５０２〜Ｓ５０４の循環過程において、例えば、ユーザが鍵盤１０４のいずれかのキーを離鍵すると、これがキーオフイベントとなるから、離鍵直後のパネル設定処理によって、当該鍵に対応する楽音信号の生成が停止される。これにより、当該離鍵に対応して消音が行われることとなる。
一方、ステップＳ５０２〜Ｓ５０４の循環過程において、例えば、ユーザがパネル操作子群１０２を操作すると、これがイベントとして検出されるから、操作直後のパネル設定処理により、その設定内容が変更され、以後、変更後の設定内容で循環処理が続行されることとなる。したがって、例えば、ユーザが距離感を示すパラメータをパネル操作子群１０２で変更すれば、その直後のパネル設定処理のステップＳ６０２において係数Ａ１、Ａ２、Ｂ１およびＢ２が変更されるから、以降は、変更後の内容で規定されるリバーブ効果が付与されることとなる。
【００３１】
＜４：応用例・変更例＞
なお、本発明は、既述した実施形態に限定されるものではなく、以下のような各種の応用例・変形例が可能である。
＜４−１：ハードウェアによる効果付与＞
上述した実施形態では、ＤＳＰ１１１あるいはＣＰＵ１０５によりソフトウェア的に構築したアルゴリズムで音場効果を付与する構成としたが、実際に乗算器や加算器などを用いてハードウェア的に付与する構成としたも良い。
＜４−２：成分の細分化＞
また、実施形態では、楽音信号を、調和成分と調和外成分との２つの成分に分離したが、これに限られず、例えばノイズの種類等に応じて成分をさらに細分化してても良い。この場合、係数発生器３０２では分離する成分の数に応じた係数を、距離感を示すパラメータに相関させてそれぞれ生成することとなる。
＜４−３：調和成分と非調和成分との入力＞
さらに、「自然音モード」では、外部から入力した１つの信号を調和成分と非調和成分に分離したが、予め別々に録音したものをそれぞれ入力する構成としても良い。
＜４−４：モードの混在＞
くわえて、実施形態では、「自然音モード」と「電子楽器モード」とを別モードとしたが、両モードを混在させたモードがあっても良い。この構成により、例えば、調和成分を電子楽器で作成し、非調和成分を、録音したノイズ等を用いることが可能となる。
＜４−５：効果の種類＞
一方、実施形態では、付与すべき効果の種類をリバーブとして、距離感に応じて、直接音と反射音とのミキシング比を制御する構成としたが、本発明はこれに限られない。すなわち、本発明は、調和成分に対するノイズ等の非調和成分のミキシング比を制御することにより、楽音信号に距離感を付与する効果のすべてに適応可能である。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ノイズ等の非調和成分の性質を考慮して、距離感に応じた音場効果を付与するので、実際の状況により近い演奏雰囲気を演出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態かかる電子楽器の構成を示す図である。
【図２】同実施形態の電気的構成を示すブロック図である。
【図３】同実施形態における音場効果付与のアルゴリズムを示すブロック図である。
【図４】（ａ）は、距離感を示すパラメータと係数Ａ１、Ａ２との関係について示す図であり、（ｂ）は、距離感を示すパラメータと係数Ｂ１、Ｂ２との関係について示す図である。
【図５】同実施形態のメイン動作を示すフローチャートである。
【図６】同メイン動作におけるパネル設定処理の詳細を示すフローチャートである。
【図７】同メイン動作における信号処理の詳細を示すフローチャートである。
【図８】同メイン動作における発音処理の詳細を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０１……スピーカ、１０２……パネル操作子群（設定手段）、１０３……表示部、１０４……鍵盤、２００……オーディオ装置、１０５……ＣＰＵ、１０６……ＲＯＭ、１０７……ＲＡＭ、１０８……記憶装置、１０９……音源、１１０……外部インターフェイス、１１１……ＤＳＰ、１１２……Ｄ／Ａ変換器、１１３……アンプ、３０１……リバーブ効果付与部（音場効果付与手段）、３０２……係数発生器（レベル制御手段）。
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、ノイズ等の非調和成分を含む楽音信号に対し、所望の音場感を付与する音場効果付与装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、音場効果付与装置においては、音響信号や音声信号などの楽音信号に対して臨場感を与えるため、例えば、特開昭６０−５２８９６号公報に記載されているように、リバーブ効果を付与することが行われている。かかるリバーブ効果は、実際の演奏において、発生楽音が楽器から聴取者に直接到達するほか、楽器から壁や天井等に反射することによって直接音に対し一定時間遅延して到達する状態を模倣するものであり、一般的には、楽音信号と、この楽音信号を遅延させた信号とのミキシング比を制御することによって付加される。したがって、楽音信号に対して遅延信号のレベルが大きくなるほど、距離感のある音場効果が付与されることとなる。
【０００３】
一方、従来の電子楽器等においては、自然楽器の演奏によって発生する楽音をより忠実に再現するため、例えば、特開平４−１１６９７号公報や特開平４−３４０９９９号公報等に記載されているように、楽音を合成する際に楽音の基本成分に対して、ノイズを付加することが行われている。ここでノイズとは、具体的には、フルート等の管楽器であれば、息を吹き込む音などであり、また、バイオリン等の弦楽器であれば、弓の擦れる音などである。
【０００４】
このような自然楽器の楽音をより忠実に再現する電子楽器において、所望の音場効果を付与する場合、ノイズを付加した楽音信号を上記音場効果付与装置に入力することによって行われていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、自然楽器の演奏に伴うノイズは、実際には、演奏位置が近ければ、よく聞こえるが、演奏位置が遠くなって伝達距離が長くになるにつれて聞こえなくなるという性質を有する。
したがって、上記電子楽器によりノイズを付加した楽音信号に対して、上記音場効果装置により距離感のある音場効果を付与しようとした場合、楽音信号の遅延信号のレベルが大きくなる結果、そこに含まれるノイズのレベルも一律に大きくなってしまうことになる。このため、距離感のある音場効果を付与しようとしても、ノイズの聞こえ方が極めて不自然なものとなって、結果的に、距離感に応じた音場効果が適切には付与されないので、状況に応じた演奏雰囲気を十分に演出することができなかった、という問題があった。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、距離感に応じた音場効果を付与して、実際の状況により近い演奏雰囲気を演出することが可能な音場効果付与装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明にあっては、外部から入力された楽音信号に対し、リバーブ効果を付与する音場効果付与装置において、前記楽音信号を、楽音の基本成分およびその倍音成分からなる調和成分の信号と、前記調和成分を除いた非調和成分の信号とに分離する手段と、発音位置から聴取者までの距離に応じたリバーブ効果を付与するため、前記距離に応じて作成されたパラメータの値に基づいて、前記距離が遠くなるにつれて前記調和成分の信号に対する前記非調和成分の信号のミキシング比を小さくする第１の調整手段と、前記第１の調整手段によりミキシング比が調整された、前記調和成分の信号と前記非調和成分の信号とをミキシングして得られる直接音の信号に対し、前記パラメータの値に基づいて遅延処理を施して反射音の信号を得る手段と、前記パラメータの値に基づいて、前記距離が遠くなるにつれて前記直接音の信号に対する前記反射音の信号のミキシング比を大きくする第２の調整手段と、前記第２の調整手段によりミキシング比が調整された、前記直接音の信号と前記反射音の信号とをミキシングして出力する手段とを具備することを特徴としている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【０００９】
＜１：実施形態の構成＞
本実施形態は、本発明に係る音場効果装置を組み込んだ電子楽器であり、鍵盤の操作に対応して生成した楽音信号だけでなく、外部から供給される信号に対しても、距離感を持たせた音場効果を付与するものである。
図１は、本実施形態に係る電子楽器の全体構成を示す図である。
この図に示すように、電子楽器の本体１００は、外部に発音するためのスピーカ１０１、音場の効果や音量・音色等を設定するためのパネル操作子群１０２、設定状況を表示する表示部１０３、および、８８鍵からなる鍵盤１０４（図では、一部を省略）を有している。
このうち、パネル操作子群１０２は、複数の操作子を総称したものであり、各操作子の設定情報を出力する。また、本実施形態において、付与される音場効果は、パネル操作子群１０２によって、距離感を示すパラメータをセットすることで規定される。また、鍵盤１０４の各鍵にはそれぞれ図示しないセンサが設けられており、鍵が押下されれば、当該鍵の音高を示すノートデータを伴うキーオンデータが出力される一方、ある鍵がリリースされれば、当該鍵の音高を示すノートデータを伴うキーオフデータが出力される。
また、この電子楽器の本体１００には、オーディオ装置２００がケーブル２０１を介して接続されている。この接続により、オーディオ装置２００からの信号に対しても音場効果が付与される。なお、オーディオ装置２００からの信号は、自然楽器の楽音を再生した信号や、マイクロフォン等により入力した音声等の信号を想定している。
【００１０】
ここで、本実施形態に係る電子楽器は、次の２つのモードにて音場効果を付与する。１つは「電子楽器モード」であり、鍵盤１０４への押鍵操作により生成した楽音信号に対して音場効果を付与するモードである。また、他の１つは「自然音モード」であり、オーディオ装置２００から供給される信号に対して音場効果を付与するモードである。これらのモードは、パネル操作子群１０２によって選択する構成として良いし、ケーブル２０１を接続したか否かで、自動的に選択される構成としても良い。
【００１１】
＜１−１：電気的構成＞
次に、実施形態に係る電子楽器の電気的構成について図２を参照して説明する。
ＣＰＵ１０５は、ＲＯＭ１０６に記憶されたプログラムにしたがって、バスを介して接続される各部を制御するものである。また、ＲＡＭ１０７は、この電子楽器の制御動作に用いるワークエリアを有し、パネル操作子群１０２においてユーザが入力した数値等のデータを記憶する。記憶装置１０８は、自動演奏で用いるＭＩＤＩ規格の演奏データや、ユーザが独自に作成した音色を規定するデータなどを記憶するものであり、例えばハードディスク等が該当する。
また、外部インターフェイス１１０は、この電子楽器が「自然音モード」の場合に、オーディオ装置２００の信号、詳細には、Ａ／Ｄ変換器（ＡＤＣ）１１４によってディジタルに変換されたオーディオ装置２００の信号を入力するものである。
【００１２】
一方、音源１０９は、この電子楽器が「電子楽器モード」の場合に、バスを介して入力したデータに基づいて、発生すべき楽音の調和成分および非調和成分を示す信号をそれぞれ生成するものである。
ここで、楽音の調和成分とは、発生すべき基音の基本成分と、この基本成分とは倍音関係にある倍音成分とからなるものであり、例えば、予め記憶された典型的な音色の基本波形を、指定された音高に対応するピッチで読み出すことで生成される。一方、楽音の非調和成分とは、発生すべき楽音から調和成分を除いた上記ノイズに相当するものであり、例えば、ホワイトノイズを、指定された音色・音高に対応する周波数特性を有するフィルタにより濾波処理することで生成される。
【００１３】
次に、ＤＳＰ（ディジタル・シグナル・プロセッサ）１１１は、ＣＰＵ１０５による制御の下、後述する音場効果付与のアルゴリズムを構築して、音源１０９あるいは外部インターフェイス１１０から供給される信号に対して音場効果を付与するものであり、演算用に内部レジスタを有する。
Ｄ／Ａ変換器（ＤＡＣ）１１２は、ＤＳＰ１１１から供給される信号をアナログに変換するものである。なお、アナログに変換された信号は、アンプ１１３により増幅された後、スピーカ１０１により外部に発音されることとなる。
【００１４】
＜１−２：音場効果付与回路＞
次に、ＤＳＰ１１１によって等価的に構築される音場効果付与のアルゴリズムおよびその周辺について、図３を参照して説明する。
同図において、解析装置１５０は、この電子楽器が「自然音モード」である場合に、オーディオ装置２００のような外部からの信号を、調和成分を示す信号と非調和成分を示す信号とに分離するものであり、例えば、次のようにして実行される。すなわち、かかる分離処理は、まず、外部からの信号に対し周知のＦＦＴ（高速フーリエ変換）処理を実行し、さらに、この処理結果のうち、基本成分とその倍音成分とを調和成分として抽出する一方、残余の成分を非調和成分とすることにより実行される。ここで、解析装置１５０の処理主体は、図２におけるＣＰＵ１０５であっても良いし、同等の機能を有する独立の装置であっても良い。また、音源１０９は、上述したように、この電子楽器が「電子楽器モード」である場合に、発生すべき楽音の調和成分および非調和成分を示す信号をそれぞれ生成するものである。
【００１５】
さて、この電子楽器がいずれのモードであるにせよ、ＤＳＰ１１１には、調和成分を示す信号と非調和成分を示す信号とがそれぞれ供給される。ここで、調和成分を示す信号には、乗算器Ｍ１によって係数Ａ１が乗算される一方、非調和成分を示す信号には、乗算器Ｍ２によって係数Ａ２が乗算され、さらに、両者の乗算結果が加算器Ｓ１によって加算される。
次に、加算器Ｓ１の加算結果には、図１および図２におけるパネル操作子群１０２によって設定された効果が、リバーブ効果付与部３０１によって付与される。詳細には、図３に示すように、加算器Ｓ１の加算結果は、乗算器Ｍ３によって係数Ｂ１で乗算されて、直接音に相当する信号が求められる。加算器Ｓ１の加算結果は、また、残響音発生器Ｄによって反射音に相当する時間分だけ遅延させられ、さらに、乗算器Ｍ４によって係数Ｂ２で乗算されて、反射音に相当する信号が求められる。そして、直接音を示す信号と反射音を示す信号とが加算器Ｓ２によって加算され、この加算結果が図２におけるＤＡＣ１１２に供給されて、リバーブ効果が付与されることとなる。
【００１６】
一方、係数発生器３０２は、距離感を示すパラメータに対応して係数Ａ１、Ａ２、Ｂ１およびＢ２を出力するものである。
ここで、係数Ａ１、Ａ２と距離感を示すパラメータとについては、図４（ａ）に示すような関係があり、与えるべき距離感が遠くなるにつれて、調和成分の信号レベルが大となる一方、非調和成分の信号レベルが小となり、調和成分に対する非調和成分のレベル比率が小となるように設定されている。
また、係数Ｂ１、Ｂ２と距離感を示すパラメータとについては、図４（ｂ）に示すような関係があり、従来技術で述べたように、与えるべき距離感が遠くなるにつれて、直接音に相当する信号レベルが小となる一方、反射音に相当する信号レベルが大となり、直接音に対する反射音のレベル比率が大となるように設定されている。
【００１７】
この結果、与えるべき距離感が遠くなった場合に、反射音に相当する信号レベルは大きくなるが、これに相関して非調和成分の信号レベルが小になるので、結果的に、反射音の信号に含まれる非調和成分の信号レベルは小さく抑えられる。したがって、本実施形態においては、上記ノイズの性質を適切に模倣することになり、付与される音場効果が極めて自然なものとなることが判る。
【００１８】
なお、本実施形態における係数発生器３０２は、実際には、ＣＰＵ１０５がパネル操作子群１０２によって設定された効果に応じて、その距離感を示すパラメータを作成し、このパラメータに対応する係数を供給する構成となっている。あるいは、これと同等な機能を有する独立な装置を用いて構成するとしても良い。また、係数Ａ１、Ａ２、Ｂ１およびＢ２の特性は、図４に示した例に限定されない。要は、付与すべき距離感が遠くなるほど、係数Ａ１に対する係数Ａ２の比率が小さくなるように設定すれば良い。
【００１９】
＜２：実施形態の動作＞
次に実施形態に係る電子楽器の基本動作について説明する。図５は、この電子楽器の基本動作を示すフローチャートである。
まず、この電子楽器の電源が投入されると、ＣＰＵ１０５は、ＲＯＭ１０６に記憶されたプログラムのロードや、ＲＡＭ１０７におけるワークエリアの確保などの初期設定処理を実行する（ステップＳ５０１）。ここでは、特に、ＤＳＰ１１１において用いる係数、詳細には、係数発生器３０２が出力する係数を、
Ａ１＝０．５、
Ａ２＝０．５、
Ｂ１＝０．８、
Ｂ２＝０．２
として設定する。なお、この設定は、距離感が最も近接している場合の音場効果である（図４参照）。また、この初期設定にて、パネル操作子群１０２の設定状況にかかわらず係数を設定したのは、本実施形態においては、状態変化（イベント）が発生して初めてその変化に対応する設定を行う構成としているからであり、仮に、電源投入後、パネル操作子群１０２が操作されなければ、係数が設定されないまま音場効果を付与する、という不都合を回避するための措置である。
【００２０】
次に、初期設定を実行した後、ＣＰＵ１０５は、パネル設定の処理を実行する（ステップＳ５０２）。このパネル処理の詳細については後述するが、パネル操作子群１０２の設定変更や、鍵盤１０４の押鍵・離鍵の発生などのイベントに対応する処理であり、特に、「電子楽器モード」であれば、楽音信号を生成する処理をも含み、また、「自然音モード」であれば、オーディオ装置２００からの信号を、調和成分を示す信号と非調和成分を示す信号とに分離する処理をも含むものである。
このパネル設定を実行すると、ＣＰＵ１０５は、調和成分の信号と非調和成分の信号とについての音場効果を付与するための信号処理を実行する（ステップＳ５０３）。この信号処理についても後述するが、ＤＳＰ１１１に対して、図３に示した音場付与のアルゴリズムを構築させるための処理である。
そして、ＣＰＵ１０５は、信号処理にて処理された信号をＤＡＣ１１２に供給し、アンプ１１３およびスピーカ１０１を介して実際に外部に発音させる発音処理を実行する（ステップＳ５０４、図８参照）。
以後、この電子楽器は、電源が遮断されるまで、ステップＳ５０２、Ｓ５０３、Ｓ５０４の循環処理を繰り返し実行する。これにより、イベントに応じた処理が行われることとなる。
【００２１】
＜２−１：パネル処理＞
ここで、上記ステップＳ５０２におけるパネル設定処理の詳細について、図６を参照して説明する。上述したように、このパネル設定処理は、イベントに応じた処理を実行するものであるが、イベントが発生したか否かについては、例えば、次のようにして検出される。例えば、パネル操作子群１０２の設定内容変更に関するイベントは、パネル設定処理が実行される毎に、パネル操作子群１０２の設定内容を記憶しておくとともに、前回の記憶内容と今回の設定内容とを比較することで検出可能である。また、鍵盤１０４の押鍵・離鍵に関するイベントは、キーオンデータあるいはキーオフデータにより検出可能であり、また、ＭＩＤＩ規格の演奏データによって、楽音発生を行うのであれば、そのイベントは、ノートオンメッセージやノートオフメッセージなどにより検出可能である。
【００２２】
さて、パネル設定処理においてＣＰＵ１０５は、まず、遠近変更イベントの有無を判別する（ステップＳ６０１）。かかる遠近変更イベントとは、パネル操作子群１０２によって、付与すべきリバーブ効果の設定内容、すなわち、音場効果の距離感を示すパラメータが変更された旨のイベントをいう。ここで、遠近変更イベントが発生したと判別すれば、ＣＰＵ１０５は、係数発生器３０２として、変更後のパラメータに応じて、リバーブの効果を規定する係数Ｂ１、Ｂ２を設定変更し、また、これに伴い調和成分および非調和成分のレベル比率を定める係数Ａ１、Ａ２を設定変更する（ステップＳ６０２）。
これらの係数について設定変更が完了した場合、あるいは、遠近変更イベントでない場合、ＣＰＵ１０５は、現時点における電子楽器のモードが「自然音モード」であるか否かを判別する（ステップＳ６０３）。ここで、「自然音モード」である場合、ＣＰＵ１０５は、オーディオ装置２００からの外部信号を、例えば、上述したようにＦＦＴ解析して、調和成分の信号と非調和成分の信号とに分離する（ステップＳ６０４）。
【００２３】
一方、現時点における電子楽器のモードが「自然音モード」でなく「電子楽器モード」である場合、ＣＰＵ１０５は、キーオンイベントが発生したか否かを判別する（ステップＳ６０５）。ここで、キーオンイベントとは、鍵盤１０４に対する押鍵操作がユーザによってなされた場合や、演奏データに基づいて楽音を発生しているのであればノートオンデータが出力された場合などのように、今まさに楽音を発生させるべきタイミングに至った状態をいう。
そして、キーオンイベントが発生したと判別した場合、ＣＰＵ１０５は、音源１０９に対して、発生すべき楽音の音色を示すデータと、当該キーオンイベントに伴うノートデータとを転送する。なお、ＭＩＤＩ規格のデータであれば、ノートデータを伴うノートオンメッセージを転送する。すると、音源１０９は、例えば、指定された音色の波形データを、ノートデータにしたがったピッチで読み出すことにより、指定された音色であって、かつ、指定された音高についての楽音の調和成分信号を生成することとなる（ステップＳ６０６）。
続いて、音源１０９は、発生すべき楽音の音色と音高とに対応して、例えば、ホワイトノイズを濾波処理して、非調和成分信号を生成する（ステップＳ６０７）。なお、非調和成分信号は、このほかに、例えば、指定された音色がフルートであれば、演奏者の息の吹き込む音等を電気的に作成しても良いし、また、バイオリンであれば、弓の擦れる音等を電気的に作成しても良い。
これらのステップＳ６０６、Ｓ６０７により、当該キーオンイベントに対応して、楽音信号の調和成分と非調和成分とが生成されることとなる。
【００２４】
一方、キーオンイベントが発生していないと判別した場合、ＣＰＵ１０５は、さらに、キーオフイベントが発生したか否かを判別する（ステップＳ６０８）。ここで、キーオフイベントとは、鍵盤１０４に対する離鍵操作がユーザによってなされた場合や、演奏データに基づいて楽音を発生しているのであればノートオフメッセージが出力された場合などのように、キーオンイベントで発生させた楽音を、今まさに、消音させるべきタイミングに至った状態をいう。
そして、キーオフイベントが発生したと判別した場合、ＣＰＵ１０５は、音源１０９に対して、当該キーオフデータを供給する。なお、ＭＩＤＩ規格のデータであれば、ノートデータを伴うノートオフメッセージを転送する。すると、音源１０９は、現時点において当該ノートデータで示される音高の楽音生成を停止する（ステップＳ６０９）。これにより、キーオンイベントにより発生した楽音が当該キーオフイベントにより消音することとなる。
なお、キーオフイベントも発生していないと判別した場合、ＣＰＵ１０５は、パネル操作子群１０２のうち、操作された操作子の変更内容に応じた処理を実行する（ステップＳ６１０）。例えば、音量の調節や音色の変更等の設定をした場合、これらの設定内容を書き換える処理が実行される。
【００２５】
そして、調和成分の信号と非調和成分の信号とが得られた場合（ステップＳ６０４、Ｓ６０６・Ｓ６０７）、消音処理が終了した場合（ステップＳ６０９）、あるいは、その他処理が終了した場合（ステップＳ６１０）、ＣＰＵ１０５は、処理の手順を再び図５に示すメインルーチンに戻して循環処理を続行することとなる。
【００２６】
＜２−２：信号処理＞
ここで、上記ステップＳ５０３における信号処理について、特に、この信号処理の実行により、いかにしての図３に示すアルゴリズムが構築されるかについて説明する。なお、この信号処理は、ＣＰＵ１０５の演算能力が高ければ、ＣＰＵ１０５自体によって実行される構成でも良いが、本実施形態では、ＣＰＵ１０５の負荷を減らすため、上述したようにＣＰＵ１０５の制御下においてＤＳＰ１１１によって実行される構成とする。したがって、本実施形態では、係数発生器３０２に相当するＣＰＵ１０５が、距離感を示すパラメータに応じて係数を供給するとともに、以下に示す制御手順となるようにＤＳＰ１１１を制御することとなる。
【００２７】
図７は、信号処理の手順を示すフローチャートである。
第１に、ＤＳＰ１１１は、調和成分の信号に対して係数Ａ１を乗算し、この乗算結果を内部レジスタに格納する（ステップＳ７０１）。このステップが、図３における乗算器Ｍ１の演算に相当している。
第２に、ＤＳＰ１１１は、非調和成分の信号に対し係数Ａ２を乗算し、この乗算結果を内部レジスタに格納する（ステップＳ７０２）。このステップが、図３における乗算器Ｍ２の演算に相当している。
第３に、ＤＳＰ１１１は、上記ステップＳ７０１およびＳ７０２における乗算結果をそれぞれ内部レジスタから読み出すとともに、両者を加算し、この加算結果を内部レジスタに格納する（ステップＳ７０３）。このステップが、図３における加算器Ｓ１の演算に相当している。
【００２８】
第４に、ＤＳＰ１１１は、上記ステップＳ７０３の加算結果を内部レジスタから読み出して係数Ｂ１を乗算し、この乗算結果を内部レジスタに格納する（ステップＳ７０４）。このステップが、図３における乗算器Ｍ３の演算に相当している。
第５に、ＤＳＰ１１１は、以前の信号処理のステップＳ７０３において格納された加算結果を内部レジスタから読み出して係数Ｂ２を乗算し、この乗算結果を内部レジスタに格納する（ステップＳ７０５）。なお、ここでいう「以前の信号処理」とは、現時点における信号処理よりも、反射音の遅延時間に相当する時間前に実行された信号処理をいう。したがって、ここで読み出される乗算前の信号は、反射音に相当する時間だけ遅延していることになる。このステップが、図３における乗算器Ｍ４の演算に相当している。
第６に、ＤＳＰ１１１は、上記ステップＳ７０４およびＳ７０５における乗算結果をそれぞれ内部レジスタから読み出すとともに、両者を加算して、この加算結果をＤＡＣ１１２に供給する（ステップＳ７０６）。このステップが、図３における加算器Ｓ２の演算に相当している。
【００２９】
以上のように、ＤＳＰ１１１において図３に示すアルゴリズムが構築される結果、調和成分および非調和成分からなる楽音信号に対して、ノイズ的な非調和成分の性質を考慮してリバーブ効果が付与されるので、スピーカ１０１から発せられる楽音には、距離感のある音場効果が伴うことになる。
【００３０】
＜３：実施形態の具体的動作＞
次に、本実施形態にかかる電子楽器の具体的動作について説明する。上述したように、この電子楽器において電源が投入されると、メイルルーチンの処理が実行されて、初期設定の後、処理手順がステップＳ５０１〜Ｓ５０３において循環することとなる。
この循環過程において、例えば、ユーザが鍵盤１０４のいずれかのキーを押鍵すると、これがキーオンイベントとなるから、押鍵直後のパネル設定処理によって、当該押鍵に対応する楽音信号の調和成分および非調和成分が生成され、続く信号処理によってリバーブ効果が付与された後、発音処理によって外部に発音されることとなる。
また、ステップＳ５０２〜Ｓ５０４の循環過程において、例えば、ユーザが鍵盤１０４のいずれかのキーを離鍵すると、これがキーオフイベントとなるから、離鍵直後のパネル設定処理によって、当該鍵に対応する楽音信号の生成が停止される。これにより、当該離鍵に対応して消音が行われることとなる。
一方、ステップＳ５０２〜Ｓ５０４の循環過程において、例えば、ユーザがパネル操作子群１０２を操作すると、これがイベントとして検出されるから、操作直後のパネル設定処理により、その設定内容が変更され、以後、変更後の設定内容で循環処理が続行されることとなる。したがって、例えば、ユーザが距離感を示すパラメータをパネル操作子群１０２で変更すれば、その直後のパネル設定処理のステップＳ６０２において係数Ａ１、Ａ２、Ｂ１およびＢ２が変更されるから、以降は、変更後の内容で規定されるリバーブ効果が付与されることとなる。
【００３１】
＜４：応用例・変更例＞
なお、本発明は、既述した実施形態に限定されるものではなく、以下のような各種の応用例・変形例が可能である。
＜４−１：ハードウェアによる効果付与＞
上述した実施形態では、ＤＳＰ１１１あるいはＣＰＵ１０５によりソフトウェア的に構築したアルゴリズムで音場効果を付与する構成としたが、実際に乗算器や加算器などを用いてハードウェア的に付与する構成としたも良い。
＜４−２：成分の細分化＞
また、実施形態では、楽音信号を、調和成分と調和外成分との２つの成分に分離したが、これに限られず、例えばノイズの種類等に応じて成分をさらに細分化してても良い。この場合、係数発生器３０２では分離する成分の数に応じた係数を、距離感を示すパラメータに相関させてそれぞれ生成することとなる。
＜４−３：調和成分と非調和成分との入力＞
さらに、「自然音モード」では、外部から入力した１つの信号を調和成分と非調和成分に分離したが、予め別々に録音したものをそれぞれ入力する構成としても良い。
＜４−４：モードの混在＞
くわえて、実施形態では、「自然音モード」と「電子楽器モード」とを別モードとしたが、両モードを混在させたモードがあっても良い。この構成により、例えば、調和成分を電子楽器で作成し、非調和成分を、録音したノイズ等を用いることが可能となる。
＜４−５：効果の種類＞
一方、実施形態では、付与すべき効果の種類をリバーブとして、距離感に応じて、直接音と反射音とのミキシング比を制御する構成としたが、本発明はこれに限られない。すなわち、本発明は、調和成分に対するノイズ等の非調和成分のミキシング比を制御することにより、楽音信号に距離感を付与する効果のすべてに適応可能である。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ノイズ等の非調和成分の性質を考慮して、距離感に応じた音場効果を付与するので、実際の状況により近い演奏雰囲気を演出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態かかる電子楽器の構成を示す図である。
【図２】同実施形態の電気的構成を示すブロック図である。
【図３】同実施形態における音場効果付与のアルゴリズムを示すブロック図である。
【図４】（ａ）は、距離感を示すパラメータと係数Ａ１、Ａ２との関係について示す図であり、（ｂ）は、距離感を示すパラメータと係数Ｂ１、Ｂ２との関係について示す図である。
【図５】同実施形態のメイン動作を示すフローチャートである。
【図６】同メイン動作におけるパネル設定処理の詳細を示すフローチャートである。
【図７】同メイン動作における信号処理の詳細を示すフローチャートである。
【図８】同メイン動作における発音処理の詳細を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０１……スピーカ、１０２……パネル操作子群（設定手段）、１０３……表示部、１０４……鍵盤、２００……オーディオ装置、１０５……ＣＰＵ、１０６……ＲＯＭ、１０７……ＲＡＭ、１０８……記憶装置、１０９……音源、１１０……外部インターフェイス、１１１……ＤＳＰ、１１２……Ｄ／Ａ変換器、１１３……アンプ、３０１……リバーブ効果付与部（音場効果付与手段）、３０２……係数発生器（レベル制御手段）。
Claims (1)
- 外部から入力された楽音信号に対し、リバーブ効果を付与する音場効果付与装置において、
前記楽音信号を、楽音の基本成分およびその倍音成分からなる調和成分の信号と、前記調和成分を除いた非調和成分の信号とに分離する手段と、
発音位置から聴取者までの距離に応じたリバーブ効果を付与するため、前記距離に応じて作成されたパラメータの値に基づいて、前記距離が遠くなるにつれて前記調和成分の信号に対する前記非調和成分の信号のミキシング比を小さくする第１の調整手段と、
前記第１の調整手段によりミキシング比が調整された、前記調和成分の信号と前記非調和成分の信号とをミキシングして得られる直接音の信号に対し、前記パラメータの値に基づいて遅延処理を施して反射音の信号を得る手段と、
前記パラメータの値に基づいて、前記距離が遠くなるにつれて前記直接音の信号に対する前記反射音の信号のミキシング比を大きくする第２の調整手段と、
前記第２の調整手段によりミキシング比が調整された、前記直接音の信号と前記反射音の信号とをミキシングして出力する手段と
を具備することを特徴とする音場効果付与装置。
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