JP3648783B2 - 演奏データ処理装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、入力された演奏データを処理する演奏データ処理装置、特に、弦楽器から入力された演奏データを処理する演奏データ処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、演奏データ処理装置、特に、弦楽器から入力された演奏データを処理する演奏データ処理装置として、例えばギターシンセサイザが知られている。
【０００３】
かかる従来のギターシンセサイザは、ユーザが演奏（入力）した演奏データをリアルタイムで処理して、例えばＭＩＤＩ（Musical Instrument Digital Interface）コードに変換し、この変換されたＭＩＤＩコードに従って楽音を生成する。このように従来のギターシンセサイザでは、リアルタイム処理が行われるために、リアルタイム性が重視され、したがって、ピッチ検出の速度が優先され、検出ピッチの精度が犠牲にされていた。
【０００４】
また、上記従来のギターシンセサイザでは、処理速度等の理由により、ノートオンとベロシティおよびピッチとを同時に求めることができないので、ＭＩＤＩコードの出力は、一番遅く検出されたデータに合わせざるを得なかった。これは、ＭＩＤＩコードのノートオンデータが、１つのメッセージで「ノートオン」、「キーコード」、「ベロシティ」を表すために起こるものである。したがって、演奏した時点とＭＩＤＩコードを出力した時点との間にタイムラグが発生し、ユーザが違和感を感じることもあった。
【０００５】
ところで、最近、コンピュータ等を用いて作曲するＤＴＭ（Desk Top Music）が盛んになってきている。ＭＩＤＩデータをコンピュータ等に入力する方法には、コンピュータ等のキーやマウスを用いて１つずつ音符を指定しながら行うステップ入力と、電子楽器を演奏し、その楽器が出力するＭＩＤＩデータを記録するリアルタイム入力との２種類の入力方法が知られている。後者のリアルタイム入力には、従来、鍵盤タイプの電子楽器および管楽器タイプの電子楽器が主として用いられていたが、ユーザによっては、弦楽器タイプの電子楽器（例えば、上記ギターシンセサイザ）を使用したいという要求が大きくなってきている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記ギターシンセサイザに代表される弦楽器タイプの電子楽器をＤＴＭに使用すると、検出される楽音のピッチが不安定であるために、ピッチが短時間で変化し、この変化に応じたＭＩＤＩデータ（具体的には、ピッチベンドデータ）が大量に生成され、このピッチベンドデータによってＭＩＤＩデータを記憶するメモリが直ぐに一杯になるという問題が生じた。
【０００７】
また、従来のギターシンセサイザでは、上述のようにリアルタイム性を重視しているので、これをＤＴＭに使用した場合にはピッチ検出等のデータ処理の精度が犠牲にされ、ユーザが意図したＭＩＤＩデータを生成することができないこともあった。
【０００８】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、ユーザがリアルタイム入力した演奏データをノンリアルタイム処理でデータ処理を行ってもよい場合に、演奏データのピッチ検出等のデータ処理の精度を向上させることができるとともに、処理後の演奏データを記録する記憶手段の記憶容量を削減することが可能な演奏データ処理装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明は、楽音を入力する楽音入力手段と、該入力された楽音の波形データを記憶する波形データ記憶手段と、該記憶された波形データから発音タイミング、ピッチおよびベロシティを検出し、当該楽音の演奏データを作成する演奏データ作成手段と、該作成された各楽音の演奏データを記憶する演奏データ記憶手段と、複数の楽音波形を予め記憶する楽音波形記憶手段と、前記作成された各楽音の演奏データのうち、少なくとも一部の楽音の演奏データに対応する、前記記憶された波形データを切り出して、前記楽音波形記憶手段に楽音波形として記憶する波形データ切り出し手段と、前記演奏データ記憶手段に記憶された演奏データを順次読み出し、該読み出された演奏データに対応する、前記楽音波形記憶手段に記憶された楽音波形を読み出し、該読み出された楽音波形に基づいて楽音信号を発生する楽音発生手段とを有し、前記楽音発生手段は、前記一部の楽音の演奏データを読み出したときには、前記切り出された波形データからなる楽音波形を読み出し、該読み出された楽音波形に基づいて楽音信号を発生することを特徴とする。
【００１１】
【作用】
本発明の構成に依れば、楽音が入力され、その波形データが記憶された後に、その記憶された波形データから発音タイミング、ピッチおよびベロシティが検出され、当該楽音の演奏データが作成され、その作成された各楽音の演奏データが記憶される。
【００１２】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明の一実施例に係る演奏データ処理装置の概略構成を示すブロック図であり、本実施例の演奏データ処理装置は、エレクトリックギター（図示せず）の各弦（例えば、６弦）にそれぞれ独立したピックアップ１，…を設け、このピックアップ１，…により検出された楽音データを処理する。
【００１４】
同図において、ピックアップ１，…によりそれぞれ検出されたアナログ楽音信号は、該各アナログ信号をそれぞれデジタル信号に変換するＡＤコンバータ（ＡＤＣ）２，…に供給され、該ＡＤコンバータ２，…から出力されたデジタル信号は、該各デジタル信号とバス７とのインタフェースをとるための入力インタフェース（Ｉ／Ｆ）３に供給される。
【００１５】
また、入力インタフェース３には、前記エレクトリックギターのギタージャック４から出力され、エフェクタ５を介して各種効果が付与され、ＡＤコンバータ（ＡＤＣ）６を介してデジタル信号に変換された楽音信号も供給される。ここで、ギタージャック４から出力される信号は、前記各弦が発生する楽音が合成されたものである。なお、図示していないが、エフェクタ５にはアンプも含まれている。楽音信号にディストーションを付与するために、アンプを使用することもあるからである。
【００１６】
入力インタフェース３の出力側は、各構成要素８〜１５と相互にデータのやり取りを行うためのバス７に接続されている。
【００１７】
バス７には、装置全体の制御を司るＣＰＵ８と、該ＣＰＵ８が実行する制御プログラム、テーブルデータおよび後述するパターンマッチングを行うための各種パターンデータ等を記憶するＲＯＭ９と、各種入力情報および演算結果等を一時的に記憶するＲＡＭ１０と、入力インタフェース３から出力された楽音データや生成されたＭＩＤＩデータ等を記憶するハードディスク装置（Ｈ．Ｄ．）１１と、各種情報等を表示するディスプレイ１２と、本装置の外部から供給されたＭＩＤＩ信号を入力したり、ＭＩＤＩ信号として外部に出力したりするＭＩＤＩインターフェース（Ｉ／Ｆ）１３と、各種楽音波形を記憶する波形メモリ１４と、該波形メモリ１４から読み出された楽音波形に基づいて楽音信号を生成する音源１５と、該音源１５からの楽音信号を音響に変換する、例えばスピーカ等のサウンドシステム１６とが相互に接続されている。
【００１８】
なお、本実施例の演奏データ処理装置は、音源部（即ち、構成要素１４〜１６）を含む構成にしているが、これに限らず、音源部を含まない構成にし、外部の音源部を有する装置をＭＩＤＩインターフェース１３に接続して、その外部装置から楽音を出力するようにしてもよい。
【００１９】
また、本実施例では、ギタージャック４の直後にエフェクタ５を接続して、ギタージャック４から出力される楽音信号に各種効果を付与するように構成したが、これに限らず、このエフェクタ５を音源１５の直後に接続して、ギタージャック４からの楽音信号をそのままＡＤコンバータ６によりデジタル変換し、音源１５から出力された楽音信号に各種効果を付与するような構成であってもよい。
【００２０】
図２は、本実施例の演奏データ処理装置が行う演奏データ処理の概要を説明するための図である。
【００２１】
同図において、前記図１のピックアップ１，…からそれぞれ検出され、ＡＤコンバータ２，…によりデジタル変換された楽音の波形データは、入力インタフェース３およびバス７を介して、ハードディスク１１の所定領域に格納される。また、ギタージャック４から出力され、エフェクタ５により効果が付与され、ＡＤコンバータ６によりデジタル変換された楽音の波形データ（通常のギターの波形データ）も、入力インタフェース３およびバス７を介して、ハードディスク１１の所定領域に格納される。
【００２２】
このようにして格納された各弦の波形データは、後述するように、ＣＰＵ８によって各種データ処理が施され、そのデータ処理結果に応じてＭＩＤＩコードに変換される。そして、この時系列で生成されたＭＩＤＩデータが、前記格納された各弦の波形データおよび通常のギターの波形データに対応して、ハードディスク１１の別の領域（ＭＩＤＩトラック）に格納される。
【００２３】
また、格納された通常のギターの波形データの一部は、ユーザの指示に応じて切り出され、所定の音色データとして波形メモリの所定領域に格納される場合もある。
【００２４】
ユーザが、このようにして生成され格納されたＭＩＤＩデータの再生を指示すると、ＣＰＵ８は、そのＭＩＤＩコードを順次読み出して音源１５に送出する。音源１５は、この読み出されたＭＩＤＩコードの内容に応じて、波形メモリ１４から楽音波形を読み出して楽音信号を生成し、サウンドシステム１６に出力する。サウンドシステム１６は、この楽音信号を音響に変換して出力する。
【００２５】
以上のように構成された演奏データ処理装置が実行する制御処理を、以下、図３〜５を参照して説明する。
【００２６】
図３は、本実施例の演奏データ処理装置のＣＰＵ８が実行する波形データのデータ処理の手順を示すフローチャートである。
【００２７】
同図において、まず、レコーディングを行う（ステップＳ１）。ここで、レコーディングとは、前述したように、ユーザが演奏した楽音を、ピックアップ１，…およびギタージャック４から検出し、その検出した楽音の波形データをハードディスク１１の所定領域に格納する処理をいう。
【００２８】
次に、格納された各弦の波形データからエンベロープを作成する（ステップＳ２）。図４は、格納されたある１本の弦の波形データの一例およびその波形データから作成されたエンベロープを示す図であり、（ａ）は、格納されたある１本の弦の波形データの一例を示し、（ｂ）は、その波形データから作成されたエンベロープを示している。ここで、（ｂ）のエンベロープは、（ａ）の波形データを全波整流した後にローパスフィルタを通す等の周知の技術を使用して作成することができる。
【００２９】
図３に戻り、作成されたエンベロープと前記ＲＯＭ９に格納された複数の波形パターンとをパターンマッチングするパターンマッチング処理を行う（ステップＳ３）。このパターンマッチング処理では、キーオン／オフ位置、即ち楽音の発音を開始した位置および消音を行った位置を推定したり、ユーザの奏法を検出するための情報を抽出したりする処理が行われる。
【００３０】
次に、ステップＳ３で推定されたキーオン位置からキーオフ位置までの範囲（例えば、図４の２点鎖線で囲まれた範囲）で、当該楽音のピッチを抽出する（ステップＳ５）。このピッチ抽出処理は、例えば共分散法や自己相関法等の周知の方法によって行えばよい。
【００３１】
続いて、ステップＳ３で抽出したピッチと前記ＲＯＭ９に格納された複数のピッチ変化パターンとをパターンマッチングするピッチ変化パターンマッチング処理を行う（ステップＳ６）。
【００３２】
さらに、このステップＳ６で得られたピッチ変化パターンと前記ステップＳ３で得られたエンベロープパターンに応じて、ユーザが行った奏法を検出する（ステップＳ７）。
【００３３】
次に、前記ステップＳ４で推定したキーオン／オフ範囲内のエンベロープから当該楽音の最大振幅幅を測定して（ステップＳ８）、該楽音のベロシティを検出する（ステップＳ９）。
【００３４】
このようにして求めたエンベロープ、キーオン／オフ、ピッチ、ベロシティおよび奏法に応じてＭＩＤＩコードを作成する（ステップＳ１０）。ここで、ＭＩＤＩデータとしては、楽音の各種イベントを示すＭＩＤＩコードの他に、各イベント間の時間間隔を示すデュレーションデータがあり、ステップ１０ではこのデュレーションデータも作成している。具体的には、デュレーションデータは、各イベントがそれぞれ示す、ハードディスク１１に格納された各弦および通常のギターの波形データの各楽音に対応するように作成される。
【００３５】
そして、デュレーションデータ、イベントデータの順序で、前述したように、ハードディスク１１のＭＩＤＩトラックに記録する（ステップＳ１１）。
【００３６】
次に、ユーザに対して、ＭＩＤＩデータ作成処理（ステップＳ２〜Ｓ１１）を終了するか否かを確認し（ステップＳ１２）、終了するときには本データ処理を終了し、一方、続けるときには前記ステップ２に戻って、上述の処理を繰り返す。
【００３７】
図５は、上記データ処理によって格納されたＭＩＤＩデータを再生する再生処理の手順を示すフローチャートである。
【００３８】
同図において、まず、ＭＩＤＩトラックを再生する（ステップＳ２１）。このとき、ユーザが位置を指定した位置から再生を開始し、指定した位置で終了するようにすればよい。
【００３９】
次に、ユーザが指定した範囲を再生しているときに、ユーザが気に入らない部分があったときには、例えば、図示しない所定のスイッチ等を操作することにより、その部分を指示し（ステップＳ２２の判別で“ＮＯ”）、一方、全て気に入ったときには本再生処理を終了する。
【００４０】
続くステップＳ２３では、気に入らない部分のＭＩＤＩコードのエディットを行うか否かをユーザに確認し（ステップＳ２３）、エディットを行うときには所望のＭＩＤＩコードに変更するエディット処理を実行した（ステップＳ２４）後に、前記ステップＳ２１に戻り、上述の処理を繰り返す。
【００４１】
一方、ステップＳ２３の判別で、エディットしないときには、前述したように、ハードディスク１１に格納した通常のギターの波形データからこの気に入らない部分に相当する部分を切り出して（ステップＳ２５）、波形メモリ１４に記憶する（ステップＳ２６）とともに、このサンプルに所定の音色を割り当てる等のＭＩＤＩデータの作成および該ＭＩＤＩデータのＭＩＤＩトラックへの記録を行った（ステップＳ２７）後に、前記ステップＳ２１に戻って、上述の処理を繰り返す。
【００４２】
以上説明したように、本実施例の演奏データ処理装置に依れば、入力された演奏データをハードディスク１１に記憶した後に、ノンリアルタイム処理によりゆっくり時間をかけてデータ処理を精度よく行い、この精度の良い処理結果に基づいてＭＩＤＩデータを作成するように構成したので、ユーザがリアルタイム入力した演奏データをノンリアルタイム処理で処理する場合に、演奏データのピッチ検出の精度を向上させるとともに、処理後の演奏データを記録するメモリの容量を削減することが可能となる。
【００４３】
なお、本実施例では、パターンマッチング処理（図３のステップＳ４およびＳ６）で使用する各種パターンを予めＲＯＭ９に記憶するように構成したが、これに限らず、ハードディスク１１等に予め記憶されているパターンを読み出して、ＲＡＭ１０の所定領域に格納し、これを利用するように構成してもよい。
【００４４】
またベロシティの検出方法は、本実施例の方法に限らず、波形の立上りの角度（単位時間あたりのレベル変化）などによっても検出できる。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に依れば、楽音が入力され、その波形データが記憶された後に、その記憶された波形データから発音タイミング、ピッチおよびベロシティが検出され、当該楽音の演奏データが作成され、その作成された各楽音の演奏データが記憶されるので、ユーザがリアルタイム入力した演奏データをノンリアルタイム処理でデータ処理を行ってもよい場合に、演奏データのピッチ検出等のデータ処理の精度を向上させることができるとともに、処理後の演奏データを記録する記憶手段の記憶容量を削除することが可能となる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る演奏データ処理装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】本実施例の演奏データ処理装置が行う演奏データ処理の概要を説明するための図である。
【図３】図１のＣＰＵが実行する波形データのデータ処理の手順を示すフローチャートである。
【図４】図１のハードディスクに格納されたある１本の弦の波形データの一例およびその波形データから作成されたエンベロープを示す図である。
【図５】図３のデータ処理によってハードディスクのＭＩＤＩトラックに格納したＭＩＤＩコードを再生する再生処理の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ ピックアップ（楽音入力手段）
４ ギタージャック（楽音入力手段）
８ ＣＰＵ（演奏データ作成手段、波形データ切り出し手段、楽音発生手段）
９ ＲＯＭ
１１ ハードディスク（波形データ記憶手段、演奏データ記憶手段）
１４ 波形メモリ（楽音波形記憶手段）
１５ 音源（楽音発生手段）

Claims (1)

1. 楽音を入力する楽音入力手段と、
   該入力された楽音の波形データを記憶する波形データ記憶手段と、
   該記憶された波形データから発音タイミング、ピッチおよびベロシティを検出し、当該楽音の演奏データを作成する演奏データ作成手段と、
   該作成された各楽音の演奏データを記憶する演奏データ記憶手段と、
   複数の楽音波形を予め記憶する楽音波形記憶手段と、
   前記作成された各楽音の演奏データのうち、少なくとも一部の楽音の演奏データに対応する、前記記憶された波形データを切り出して、前記楽音波形記憶手段に楽音波形として記憶する波形データ切り出し手段と、
   前記演奏データ記憶手段に記憶された演奏データを順次読み出し、該読み出された演奏データに対応する、前記楽音波形記憶手段に記憶された楽音波形を読み出し、該読み出された楽音波形に基づいて楽音信号を発生する楽音発生手段と
   を有し、
   前記楽音発生手段は、前記一部の楽音の演奏データを読み出したときには、前記切り出された波形データからなる楽音波形を読み出し、該読み出された楽音波形に基づいて楽音信号を発生することを特徴とする演奏データ処理装置。

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