JP3645030B2 - 電子楽器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子楽器に関し、さらに詳細には、人間の声（歌声）により演奏を行うことのできる電子楽器に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
従来、電子楽器においては、ＰＣＭ技術の進歩などにより、アコースティック楽器の音色を精確に模擬した楽器音を発生することができるようになっている。しかしながら、人間の声による演奏、即ち、歌声を発生するという点では、必ずしも満足のいくものではなかった。
【０００３】
このように、楽器音よりも歌声を生成することが困難であるのは、楽器音と比較すると歌声はより複雑な変化をすることによるものである。例えば、ピアノ音は音高や強弱が変化する程度であるが、歌声は音高や強弱はもとより、母音、子音などの変化があり、ピアノ音より非常に複雑な変化を行う。
【０００４】
このため、従来の電子楽器においては、歌声を発生することができるとしても、「アー」や「ウー」などの単調なものがほとんどであるという問題点があった。
【０００５】
また、従来の電子楽器においては、歌声を波形メモリに予め記憶しておき、押鍵により指定される読み出し速度によって、当該波形メモリに記憶しておいた歌声を読み出すことも行われているが、こうした場合には、読み出し速度の変化に伴い歌声の発音時間も変化してしまい、再生される歌声が不自然になるという問題点があった。
【０００６】
本発明は、従来の技術の有する上記したような種々の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、多様な歌声を不自然さを与えることなく生成することのできる電子楽器を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明による電子楽器は、複数の音節からなる一連の音声波形データを音節毎に区切られて記憶している音声波形データ記憶手段と、上記音声波形データ記憶手段からの上記音声波形データの読み出しを、任意のタイミングで指示する読み出し指示手段と、上記読み出し指示手段の指示に応じて、上記音声波形データを所定の音高に変化させる音高変化手段と、上記読み出し指示手段により読み出しの指示がある度に上記音声波形データの音節を順次更新して読み出す読み出し手段とを有し、上記音高変化手段は、上記読み出し手段により読み出された上記音声波形データの時間長を変化させずに音高を変化させるようにしたものである。
【０００８】
ここで、上記読み出し手段は、所定の音節を読み出し中に区切りの最後まで読み出した場合には、所定区間を繰り返し読み出すようにしてもよい。
また、上記音声波形データは人声音による音声波形データであるようにしてもよい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明による電子楽器の実施の形態を詳細に説明する。
【００１４】
図１には、本発明による電子楽器の実施の形態の一例の全体構成を示すブロック構成図が示されている。
【００１５】
図１に示す電子楽器は、その全体の動作が制御部１４に含まれるマイクロ・コンピュータによって制御されるようになされており、波形メモリ１０と、鍵盤１２と、上記した制御部１４と、ピッチ・シフタ１６と、サウンド・システム１８とを有して構成されていて、鍵盤１２の押鍵に応じて制御部１４によって波形メモリ１０から読み出された歌声の音声波形データが、ピッチ・シフタ１６によりピッチを変化されて、アンプやスピーカーなどから構成されるサウンド・システム１８を介して空間に聴取し得る歌声として放音されることになるものである。ここで、上記した各構成を詳細に説明すると、波形メモリ１０には、歌謡曲やフォーク・ソングなどの歌声の音声波形データが、フレーズや音節あるいは小節などのように比較的長い任意の長さに区切られて、所定のピッチをもって記憶されている。
【００１６】
なお、理解を容易にするために、この実施の形態においては、波形メモリ１０には、「ローランド」という歌声が、音節毎に「ロー」と「ランド」とに区切られて記憶されているものとする。
【００１７】
鍵盤１２は、押鍵する鍵が示す音高により、波形メモリ１０に記憶されている音声波形データの再生ピッチを指定するものである。即ち、鍵盤１２の押鍵された鍵の示す音高で、音声波形データが再生されることになる。
【００１８】
制御部１４は、鍵盤１２の押鍵に応じて、波形メモリ１０から音声波形データを読み出しピッチ・シフタ１６に供給するとともに、音声波形データのピッチ変化量をピッチ・シフタ１６に供給する。
【００１９】
ここで、ピッチ変化量とは、音声波形データのピッチを検出することにより得られた音声波形データのピッチと鍵盤１２の押鍵により指定されたピッチとの差とする。即ち、鍵盤１２の押鍵により指定されたピッチが「Ｇ」であり、音声波形データのピッチが「Ｃ」である場合には、７半音分高くピッチ変化することを指示するピッチ変化量をピッチ・シフタ１６に供給する。このように構成することにより、この電子楽器により最終的に得られる音声波形のピッチは、鍵盤１２の押鍵により指定されたピッチとなる。
【００２０】
制御部１４による音声波形データのピッチ検出は、制御部１４が波形メモリ１０から音声波形データを読み出している間は随時行い、音声波形データのピッチが変化した場合には、その都度新たなピッチ変化量をピッチ・シフタ１６に供給するものとする。
【００２１】
そして、制御部１４は、鍵盤１２を離鍵した場合に、波形メモリ１０からの音声波形データの読み出しを停止する。また、制御部１４は、鍵盤１２の押鍵中に波形メモリ１０から音声波形データの区切りの最後まで音声波形データを読み出した場合にも、そこで音声波形メモリ１０からの波形データの読み出しを停止する。
【００２２】
さらに、制御部１４は、鍵盤１２の押鍵の度に、その次の押鍵により読み出す音声波形データを次の区切りのものに進める。
【００２３】
従って、鍵盤１２の押鍵に応じて、音節毎に「ロー」と「ランド」とに区切って波形メモリ１０に記憶された「ローランド」の音声波形データを読み出す場合には、制御部１４によって、最初の押鍵で「ロー」の音声波形データが読み出され、次の押鍵で「ランド」の音声波形データが読み出されることになる。
【００２４】
ピッチ・シフタ１６は、制御部１４から供給された音声波形データのピッチを、制御部１４から供給されたピッチ変化量だけ変化させて出力する。そして、このピッチ・シフタ１６は、音声波形の再生される時間を一定に保ったまま、ピッチを変化させるものである。
【００２５】
なお、ピッチ・シフタ１６としては、例えば、特開昭６０−１５９７９９号公報、特開昭６０−１８４２９８号公報、特開昭６２−６５０９８号公報ならびに特開昭６３−１７４０９６号公報などに開示された公知の技術を用いることができるので、詳細な説明は省略する。特に、ピッチ・シフタ１６として、特開昭６２−６５０９８公報に開示された技術を適用した場合には、フォルマントを一定のままピッチのみを変えることができる。この場合には、フォルマントをユーザーの指定により任意の量だけ移動できるようにするのが好ましい。また、鍵盤１２の押鍵の強さに応じて、フォルマントの移動量を変えるようにしてもよい。
【００２６】
以上の構成において、図２乃至図４に示すフローチャートを参照しながら、制御部１２により実行される処理を詳細に説明する。
【００２７】
鍵盤１２の押鍵があった場合には、図２に示す押鍵処理ルーチンのフローチャートが起動され、波形メモリ１０から読み出す音声波形データを決定することになる（ステップＳ２０２）。この実施の形態においては、鍵盤１２の押鍵に応じて、「ロー」の音声波形データと「ランド」の音声波形データとが、「ロー」→「ランド」の順序で読み出されることになる。即ち、最初の押鍵では「ロー」の音声波形データを選択し、２回目の押鍵では「ランド」の音声波形データを選択する。
【００２８】
次に、ステップＳ２０２で読み出すことに決定された音声波形データの先頭部分のピッチを検出することにより、鍵盤１２の押鍵により指定したピッチと当該音声波形データのピッチとの差をピッチ変化量として、ピッチ・シフタ１６に供給する（ステップＳ２０４）。これにより、鍵盤１２の押鍵により指定したピッチで音声波形データが再生されることになり、鍵盤１２の押鍵により指定した音高の歌声の放音が行われる。
【００２９】
それから、音声波形データの読み出し位置をステップＳ２０２で読み出すことに決定された音声波形データの先頭に設定し、読み出しを開始することになる（ステップＳ２０６）。なお、実際に音声波形データを読み出す処理は、後述するサンプリング周期毎処理ルーチン（図４）により実行される。
【００３０】
次に、鍵盤１２の離鍵があった場合には、図３に示す離鍵処理ルーチンのフローチャートが起動され、音声波形データの読み出しを停止して消音する（ステップＳ３０２）。これにより、当該音声波形データの再生が停止され、当該音声波形データに基づく歌声の放音が停止される。
【００３１】
図４には、マイクロ・コンピュータに内蔵されたタイマに管理されて固定のサンプリング周期毎に起動する、サンプリング周期毎処理ルーチンが示されている。このサンプリング周期毎処理ルーチンにより、音声波形データの読み出しが行われる。
【００３２】
即ち、サンプリング周期毎処理ルーチンが起動されると、まず、音声波形データの読み出し中であるか否か判断し（ステップＳ４０２）、音声波形データの読み出し中でないならば、そのままこのサンプリング周期毎処理ルーチンを終了する。
【００３３】
一方、音声波形データの読み出し中であるならば、音声波形データの最後であるか否かを判断し（ステップＳ４０４）、音声波形データの最後であるならば、音声波形データの読み出しを停止し（ステップＳ４０６）、サンプリング周期毎処理ルーチンを終了する。
【００３４】
一方、音声波形データの最後でないならば、次のサンプルを読み出しピッチ・シフタ１６に供給する（ステップＳ４０８）。
【００３５】
次に、鍵盤１２の従前の押鍵により指定されたピッチと読み出し中の音声波形データの現在読み出している位置のピッチとの差に基づいてピッチ変化量を決定し、ピッチ・シフタ１６へ供給して（ステップＳ４１０）、サンプリング周期毎処理ルーチンを終了する。
【００３６】
従って、この実施の形態によれば、鍵盤１２の最初の押鍵が行われると、当該押鍵により読み出す音声波形データとして「ロー」の音声波形データが決定され（ステップＳ２０２）、当該音声波形データの読み出しが行われることになり（ステップＳ２０６、サンプリング周期毎処理ルーチン）、「ロー」の歌声が放音される。そして、この最初の押鍵を離鍵して「ロー」の歌声を消音した後に、鍵盤１２の押鍵を行うと、当該押鍵により読み出す音声波形データとして「ランド」の音声波形データが決定され（ステップＳ２０２）、当該音声波形データの読み出しが行われることになり（ステップＳ２０６、サンプリング周期毎処理ルーチン）、「ランド」の歌声が放音される。
【００３７】
そして、この際に、読み出した音声波形データに関するピッチ変化量がピッチ・シフタ１６に供給され（ステップＳ２０４）また、サンプリング周期毎にピッチ変化量がピッチ・シフタ１６へ供給されているので（ステップＳ４１０）、波形メモリに記憶されている音声波形データの音高が、鍵盤１２の押鍵によって指定された音高に変化されて再生されることになる。従って、「ローランド」という歌声を、鍵盤１２の押鍵によって任意の音高に変化させることができる。
【００３８】
さらに、上記した実施の形態は、以下のように種々の変形を加えるようにしてもよい。
【００３９】
（１） コンパクト・ディスク（ＣＤ）あるいは自分の声などにより、歌声の音声波形データを切れ目なしに録音し、録音された音声波形データを再生しながら、任意の区切りの箇所で所定のスイッチ（図示せず）を操作することにより、区切りを任意に設定することができるようにしてもよい。
【００４０】
（２） モード切り換え可能として、上記した実施の形態の音声波形データを波形メモリ１０から読み出すモードに加えて、音声波形データを波形メモリ１０から読み出すのではなくて、マイク（図示せず）からリアルタイムで歌声を入力し、この歌声を音声波形データとして読み出すモードを設けるようにしてしてもよい。新たに設けたモードでは、鍵盤１２の押鍵を同時に行うことにより、マイクからリアルタイムで入力した歌声を、鍵盤１２の押鍵により指定された音高で再生することができる。
【００４１】
（３） ピッチ・シフタ１６は単数に限られることなしに、複数設けるようにしてもよい。そして、ピッチ・シフタを複数設けた場合には、ポリフォニックな演奏が可能となる。例えば、鍵盤１２の最初の押鍵で「ロー」の音声波形データを押鍵により指定されたピッチで再生しながら、次の押鍵で「ランド」の音声波形データを押鍵により指定された別のピッチで再生することができる。この場合には、制御部１４は、上記した処理に加えて、押鍵の度に当該押鍵に対応するピッチ変化量および音声波形データを供給するピッチ・シフタを選択する処理、所謂、アサイン処理を行うとともに、離鍵の度に離鍵された鍵に対応して読み出されていた音声波形データの読み出しを停止して消音する処理を行う必要がある。なお、このときに、従前の押鍵によりそれまでピッチ変化量および音声波形データを供給していたピッチ・シフタには、引き続き同じピッチ変化量および音声波形データを供給し続けるものとする。
【００４２】
（４） 鍵盤１２の離鍵時に、音声波形データの読み出しを停止する代わりに、減衰エンベロープを付与し、読み出した波形の音量を徐々に減衰させるようにしてもよい。そして、音量が減衰しきったり、あるいは音声波形データを最後まで読み終わったら、読み出しを停止する。
【００４３】
（５） 押鍵中あるいは離鍵中に音声波形データの最後（区切りの最後）まで読み出した場合には、区切りの最後の所定区間の部分でループして音声波形データを読み出すようにしてもよい。例えば、読み出し位置を１周期分前に戻し、当該１周期をループ読み出し（繰り返し読み出し）する。
【００４４】
（６） ステップＳ２０２で読み出す音声波形データを決定する際に、読み出す音声波形データとして押鍵の度毎に次の区切りの音声波形データを選択するのではなく、鍵盤１２のある鍵を押鍵したままで別の鍵を押鍵した場合、即ち、レガート演奏を行った場合には、読み出す音声波形データを次の区切りのものに進めるのを止めてもよい。この場合には、従前の押鍵と同じ音声波形データが別のピッチで再生されるようになる。
【００４５】
（７） ポリフォニックな演奏を行う場合には、レガート演奏時には新たな押鍵に応じて読み出す音声波形データを次の区切りのものに進めるとともに、従前の押鍵に応じて読み出している音声波形データも次の区切り、即ち、新たな押鍵に対応する音声波形データと同じ音声波形データとしてもよい。
【００４６】
（８） 音声波形データを次の区切りのものに進める処理を押鍵毎に応じて行うのではなく、フットスイッチ操作などの押鍵以外の演奏操作に応じて行うようにしてもよい。あるいは、特定の鍵に通常の演奏機能に代えて、この機能を割り当てるようにしてもよい。
【００４７】
（９） 音声波形データを読み出している最中に当該音声波形データのピッチが変化しても、ピッチ変化量を更新しないようにしてもよい。この場合には、音声波形データの区切りの最初の時点で、供給したピッチ変化量がその後も使用されるようになるので、途中でピッチの変わる１フレーズを１区切りとした場合に、その区切りのなかでピッチが変化するようになる。具体的には、上記した実施の形態においては、サンプリング周期毎処理ルーチンのステップＳ４１０において、サンプリング周期毎にピッチ変化量をピッチ・シフタ１６へ供給するようにしたが、押鍵時においてピッチ変化量をピッチ・シフタ１６へ１回供給しているので（ステップＳ２０４）、ステップＳ４１０におけるピッチ変化量をピッチ・シフタ１６へ供給する処理は省略してもよい。
（１０） 音声波形データのピッチ検出を音声波形データの読み出し時に行わずに、ピッチを予め検出し波形メモリ１０に対応させて記憶しておくようにしてもよい。制御部１４は、音声波形データを読み出す場合に、その音声波形データに対応するピッチ・データを読み出し、これに基づいてピッチ変化量を決めるようにする。
（１１） 波形メモリ１０には、ピッチが変化しない、即ち、固定ピッチの音声波形データを記憶するようにしてもよい。この場合には、この固定ピッチと鍵盤１２から指定されるピッチからピッチ変化量を決定する。
（１２） 音声波形データとして、複数の音韻のもの、あるいは複数のスキャット（例えば、「ドバドバ」、「デュデュデュ」など）を記憶しておき、押鍵の強さあるいは鍵域毎に音韻、スキャットを定義しておき、押鍵の強さあるいは押鍵された鍵域に対応する音韻、スキャットを読み出すようにしてもよい。あるいは、スイッチ操作などで、音韻、スキャットを選択あるいは切り換えするようにしてもよい。あるいは、特定の鍵に、通常の演奏機能に代えて、この機能を割り当てるようにしてもよい。あるいは、いずれの音韻、スキャットを使用するかを、自動演奏データに定義するようにしてもよい。
（１３） 再生されるピッチを押鍵により絶対的に決定するのではなく、相対的に決定するようにしてもよい。この場合には、ピッチ変化量は、音声波形データのピッチとは無関係に、押鍵によってのみ決めればよい。
（１４） 音声波形データのピッチが標準的な音階のピッチからずれている場合には、再生される音のピッチが標準的な音階に沿ったものとなるように、最も近いピッチ合わせ込むようにしてもよい。この場合には、その状態を表示するのが好ましい。
【００４８】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成されているので、多様な歌声を不自然さを与えることなく生成することのできるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による電子楽器の実施の形態の一例の全体構成を示すブロック構成図である。
【図２】押鍵処理ルーチンのフローチャートである。
【図３】離鍵処理ルーチンのフローチャートである。
【図４】サンプリング周期毎処理ルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
１０ 波形メモリ
１２ 鍵盤
１４ 制御部
１６ ピッチ・シフタ
１８ サウンド・システム

Claims (3)

1. 複数の音節からなる一連の音声波形データを音節毎に区切られて記憶している音声波形データ記憶手段と、
   前記音声波形データ記憶手段からの前記音声波形データの読み出しを、任意のタイミングで指示する読み出し指示手段と、
   前記読み出し指示手段の指示に応じて、前記音声波形データを所定の音高に変化させる音高変化手段と、
   前記読み出し指示手段により読み出しの指示がある度に前記音声波形データの音節を順次更新して読み出す読み出し手段と
   を有し、
   前記音高変化手段は、前記読み出し手段により読み出された前記音声波形データの時間長を変化させずに音高を変化させる
   ことを特徴とする電子楽器。
2. 請求項１に記載の電子楽器において、
   前記読み出し手段は、所定の音節を読み出し中に区切りの最後まで読み出した場合には、所定区間を繰り返し読み出す
   ことを特徴とする電子楽器。
3. 請求項１に記載の電子楽器において、
   前記音声波形データは人声音による音声波形データである
   ことを特徴とする電子楽器。

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