JP3823689B2 - 波形信号生成方法、波形信号生成装置および記録媒体 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子楽器、携帯電話、アミューズメント機器等、楽音信号を発生する装置に用いられる波形信号生成方法、波形信号生成装置および記録媒体に関し、特にこれらのうち小型の機器に用いて好適な波形信号生成方法、波形信号生成装置および記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子楽器、携帯電話、アミューズメント機器等においては、内蔵または外付けの電気音響変換器（スピーカ等）を介して楽音信号が発音される。ここで、変換できる音の範囲には所定の限界がある。特に、低音に関しては、該電気音響変換器の最低共振周波数によって規定される最低周波数（以下、「最低周波数」ないし「再生できる最低周波数」と呼ぶ）までの音しか発音することができない。
【０００３】
これを解決するため、「疑似低音」を発生させる技術が知られている。これは、ある２つの周波数の音声信号を発生させると、両者の最大公約数に相当する信号が聞こえる、という人間の錯覚を利用した技術である。例えば、１００Ｈzの音声信号を出力できないスピーカによって１００Ｈzの「疑似低音」を発生させるには、「２００Ｈzと３００Ｈz」、「３００Ｈzと４００Ｈz」等、最大公約数が１００Ｈzになる２つの周波数を発生させるとよい。
【０００４】
例えば、米国特許５９３０３７３号においては、その技術の詳細が開示されている。この技術においては、逐次供給されるデジタル音声信号のうち、スピーカで再生不可能な成分にフィルタリング処理が施され、これら成分の２倍、３倍、……の周波数成分が生成される。このように生成された周波数成分と元の音声信号とが加算され、スピーカを介して発音される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記米国特許の技術においては、逐次供給されるデジタル音声信号に対して、各サンプリング周期毎に乗算等の処理を行う必要があるため、疑似低音を発生させるために多大な演算が必要になる。電子楽器等においては、疑似低音の発生以外にも様々な処理を行う必要があるため、疑似低音の発生のために割り当てられる処理能力には自ずと限界がある。
この発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、疑似低音の発生に必要な処理負荷を低減する波形信号生成方法、波形信号生成装置および記録媒体を提供することを目的としている。
【０００６】
【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、下記構成を具備することを特徴とする。なお、括弧内は例示である。
請求項１記載の波形信号生成方法にあっては、電気音響変換器を介して楽音を発生するために、複数発音チャンネルの波形信号を生成する波形信号生成方法において、指定音高を伴う発音指示情報（ノートオンイベント）を受けとる過程（ステップＳＰ２）と、該指定音高が、前記電気音響変換器に関連して予め定められた境界音高以下であるか否かを判定する判定過程（ステップＳＰ８）と、該判定過程において前記指定音高が前記境界音高以下でない旨が判定されたことを条件として、第１の波形信号を生成する第１の波形信号生成過程（ステップＳＰ１０，ＳＰ２２〜ＳＰ２６）と、該判定過程において前記指定音高が前記境界音高以下である旨が判定されたことを条件として、前記指定音高の倍音であって周波数の最大公約数が前記指定音高になる前記境界音高以上の複数の倍音を疑似低音信号として含む第２の波形信号を生成する第２の波形信号生成過程（ステップＳＰ１２、ＳＰ３２〜ＳＰ３８）とを有することを特徴とする。
さらに、請求項２記載の構成にあっては、請求項１記載の波形信号生成方法において、前記第１の波形信号生成過程は、通常の楽音信号である第１の波形信号が第１の発音チャンネルにおいて生成される（ステップＳＰ２４）ものであり、前記第２の波形信号生成過程は、第１の発音チャンネルを用いて通常の楽音信号を生成する（ステップＳＰ３４）とともに、前記第１の発音チャンネルとは異なる第２の発音チャンネルにおいて前記複数の倍音から成る疑似低音信号を生成する（ステップＳＰ３６）ものであり、前記第１の波形信号と前記第２の波形信号とを混合した波形信号を出力することを特徴とする。
さらに、請求項３記載の構成にあっては、請求項１記載の波形信号生成方法において、前記第１の波形信号生成過程は、予め記憶された第１の波形データ（通常楽音波形データ３８）を読み出すことによって前記第１の波形信号を生成するものであり、前記第２の波形信号生成過程は、前記第１の波形データ（通常楽音波形データ３８）と、予め記憶された前記疑似低音信号に係る第２の波形データ（疑似低音波形データ５２）とを読み出して混合することによって前記第２の波形信号を生成するものであることを特徴とする。
さらに、請求項４記載の構成にあっては、請求項１記載の波形信号生成方法において、前記第１の波形信号生成過程は、予め記憶された第１の波形データ（通常楽音波形データ３８）を読み出すことによって前記第１の波形信号を生成するものであり、前記第２の波形信号生成過程は、予め記憶され前記第１の波形データ（通常楽音波形データ３８）と前記疑似低音信号に係る波形データ（疑似低音波形データ５２）とを混合して成る第２の波形データ（疑似低音込み波形データ７８）を読み出すことによって前記第２の波形信号を生成するものである（変形例(８)）ことを特徴とする。
さらに、請求項５記載の構成にあっては、請求項１記載の波形信号生成方法において、前記第１および第２の波形信号生成過程は、複数のオペレータを組み合わせたアルゴリズムによって、各々前記第１および第２の波形信号を生成するものであり、前記第２の波形信号生成過程においては、各々が少なくとも一つのオペレータを有し、これら各オペレータの出力信号の周波数の最大公約数が前記指定音高になるようにした複数の回路を並列接続するとともに、これら複数の回路の出力信号を加算して前記疑似低音信号を発生させることを特徴とする。
さらに、請求項６記載の構成にあっては、請求項５記載の波形信号生成方法において、前記第１の波形信号生成過程に適用されるオペレータは第１の発音チャンネルに含まれるものであり、前記第２の波形信号生成過程に適用されるオペレータは前記第１の発音チャンネルとは異なる第２の発音チャンネルに含まれることを特徴とする。
さらに、請求項７記載の構成にあっては、請求項５記載の波形信号生成方法において、前記第１および第２の波形信号生成過程に適用されるオペレータは１つの発音チャンネルに含まれるものであり、これらオペレータの出力信号を加算することによって当該発音チャンネルを介して前記第１の波形信号と前記第２の波形信号とを混合した波形信号を出力することを特徴とする。
また、請求項８記載の波形信号生成装置にあっては、請求項１ないし７の何れかに記載の方法を実行することを特徴とする。
また、請求項９記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体にあっては、請求項１ないし７の何れかに記載の方法を処理装置に実行させるプログラムを記憶したことを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
１．第１実施形態
１．１．実施形態の原理
１．１．１．波形の成分解析
本実施形態においては、楽音波形は「周期成分」と「ノイズ成分」とに分離して記憶されるため、これらの詳細について説明しておく。自然楽器の楽音波形をＦＦＴ（高速フーリエ変換）解析すると、この楽音波形の周波数成分は時間軸上で連続した周波数成分と、時間軸上で断続した周波数成分とに分離できる。そして、前者の周波数成分に基づいて波形合成すると楽音波形の「周期成分」が得られ、後者の周波数成分に基づいて波形合成すると楽音波形の「ノイズ成分」が得られる。
【０００８】
その一例を図６に示す。同図(a)はサックスの楽音波形（元波形）である。同図(b)はその周期成分、同図(c)はそのノイズ成分である。これらの図から解るように、ノイズ成分は大きな振幅レベルとなる区間が短く、かつ、楽音信号の周期成分と比べて広い周波数範囲に分散する場合が多い。このため、電気音響変換器の特性が問題になることは希であり、周期成分についてのみ、必要に応じて疑似低音を発生すればよいことが解る。
【０００９】
１．１．２．等ラウドネス曲線
人間の聴覚においては、たとえ音圧レベルが一定であったとしても、周波数が異なれば音量感が異なるように聞こえる。そこで、横軸を周波数とし、縦軸を音圧レベルとしたグラフ上で、音量感（ラウドネス）が等しくなるような音圧レベルのカーブを描くと、図５(a)，(b)に示すような特性が得られる。これらの特性を「等ラウドネス曲線」と呼ぶ。同図(a)は「フレッチャー＆マンソンの等ラウドネス曲線」と呼ばれており、若干古いものである。同図(b)は「ロビンソン＆ダドソンの等ラウドネス曲線」と呼ばれており、比較的新しく、ISOにおいても採用されている。
【００１０】
１．２．実施形態のハードウエア構成
次に、本発明の第１実施形態による楽音合成システムのハードウエア構成を図１を参照し説明する。なお、本実施形態のハードウエアは汎用のパーソナルコンピュータによって構成されている。図において２はハードディスクであり、オペレーティングシステム、楽音合成システムのアプリケーションプログラム、および波形データその他各種のデータを格納する。４は、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ等のリムーバルディスクであり、ハードディスク２と同様の情報を格納する。６は表示器であり、ユーザに対して各種情報を表示する。
【００１１】
８は入力装置であり、キーボード、マウス、鍵盤等から構成され、ユーザによって各種の情報が入力される。１０はサウンドボードであり、供給された演奏情報に基づいて楽音信号を生成する波形メモリ音源と、外部から入力されたアナログ信号をサンプリングするＡＤコンバータとから構成されている。サウンドボード１０内の音源によって生成された楽音信号は、サウンドシステム１２を介して発音される。なお、サウンドシステム１２は、アンプと電気音響変換器とから構成されている。電気音響変換器としては、スピーカまたはヘッドフォン等が選択可能であり、これらは異なる変換特性を有する。
【００１２】
１６はＭＩＤＩインタフェースであり、外部のＭＩＤＩ機器との間でＭＩＤＩ信号をやりとりする。１８はタイマであり、所定時間毎に割込み要求を発生させる。２０はＣＰＵであり、後述する制御プログラムに基づいて、バス１４を介して楽音合成システム内の各部を制御する。２２はＲＯＭであり、イニシャルプログラムローダ等が格納されている。２４はＲＡＭであり、ＣＰＵ２０のワークメモリとして使用される。
【００１３】
１．３．実施形態の動作
１．３．１．波形データ作成処理
パーソナルコンピュータ上でオペレーティングシステムを立ち上げ、さらに波形分析／合成システムのアプリケーションプログラムを立ち上げた後、ユーザが所定の操作を行うと、波形データ作成処理が実行される。その処理の詳細を図３を参照し説明する。なお、同図はＣＰＵ２０内で実行される処理プログラムの内容を機能ブロック図で示したものである。
【００１４】
図において３０は、例えば自然楽器の楽音の録音波形等の素材波形データであり、外部からサウンドボード１０あるいはリムーバルディスク４等を介して入力される。４０は波形分析部であり、この素材波形データ３０の周波数成分を時間軸上で連続している成分（決定論的周波数成分）と、それ以外の切れ切れの成分（ノイズ成分）とに分類する。ここで、波形分析部４０の詳細を図４を参照し説明する。波形分析部４０の内部において４２はＦＦＴ解析処理部であり、この素材波形データ３０に対してＦＦＴ解析処理を行う。ここでは、まず素材波形データ３０に対して、そのピッチ周期の８倍の長さの窓関数が施され、該窓関数の範囲内における周波数成分が解析される。
【００１５】
次に、窓関数の位置が時間軸上で該ピッチ周期の１／８だけ後ろにシフトされ、同様に周波数成分が解析される。この処理が原波形データ全体に対して繰り返えされると、時間軸上における周波数成分の変化が得られる。４４は連続成分分離部であり、一連の周波数成分のうち時間軸上で連続している成分を分離する。分離された成分は決定論的周波数成分３２として出力されるとともに、合成部４６に供給される。合成部４６においては、決定論的周波数成分３２に基づいて決定論的波形データが合成される。４８は減算部であり、素材波形データ３０から決定論的波形データを減算する。この減算結果は、ノイズ成分波形データ３４として出力される。
【００１６】
図３に戻り、５４はアタック＆ループ情報であり、素材波形データ３０を参照しつつユーザによって設定される。あるいは、ユーザの指定に応じて、前記波形分析の結果等を用いて自動設定されるようにしてもよい。アタック＆ループ情報５４の内容は、波形再生の最初に１回だけ読み出されるアタック部の長さ、その後に繰返し読み出されるループ部の長さ等である。３６は波形合成部であり、決定論的周波数成分３２とノイズ成分波形データ３４とアタック＆ループ情報５４とに基づいて、アタック部およびループ部の波形データを合成する。合成された波形データは通常楽音波形データ３８としてハードディスク２等に格納される。
【００１７】
ここで、波形合成部３６における合成処理の概要を説明しておく。まず、アタック＆ループ情報５４により、アタック部の先頭を示すアタックスタートアドレス、ループ部の先頭および終端を示すループスタートアドレスおよびループスエンドアドレスが決定される。
【００１８】
次に、ループ部の決定論的周波数成分のうち、ループエンドでループスタートの位相と近い値になる成分が選択され、選択された成分についてはループエンドにおける位相がループスタートにおける位相と一致するように補正される。なお、ループがロングループ（ループサイズが数百ミリ秒以上）の場合、ループエンドでループスタートの位相と近い値でない成分（非調和成分）も選択して補正するようにしてもよい。次に、補正された周波数成分に基づいて正弦波合成が行われ、ループ部の波形データが生成される。
【００１９】
次に、アタック部の決定論的周波数成分の中でループ部に使用されなかった成分がアタック部の途中からアタック部の終わりにかけて徐々にフェードアウトするように加工され、その加工された決定論的周波数成分に基づいて正弦波合成が行われ、アタック部の波形データが生成される。さらに、ノイズ成分波形データ３４の音量が制御されつつ、これがアタック部およびループ部に混合される。
【００２０】
以上のようにして作成されたアタック部とループ部の波形データは、素材波形データ３０と極めて類似した波形であり、かつ、アタック部からループ部、およびループエンドからループスタートへのつながりの良い波形データになる。
【００２１】
次に、６０は疑似低音合成部であり、サウンドシステム１２の最低周波数を示す最低周波数データ５０と、決定論的周波数成分３２と、アタック＆ループ情報５４とに基づいて疑似低音波形データ５２を生成する。ここで、最低周波数データ５０は、１ないし複数の予め設定されている周波数であっても良いし、ユーザが操作子により任意に設定できる周波数であってもよい。疑似低音合成部６０の内部において６７は抽出部であり、決定論的周波数成分３２の中から最低周波数以下の周波数成分を抽出する。６２は高調波発生部であり、抽出された各周波数成分に対して、上記最低周波数を超える複数の高調波成分を生成する。ここで、前記抽出される周波数成分の周波数は時間的に変動しており、従って前記生成される高調波成分の周波数もそれに応じて変動する。
【００２２】
例えば、最低周波数が１２０Ｈzであれば、決定論的周波数成分３２中の６０＜ｆ≦１２０Ｈｚの周波数成分に対して、少なくとも２倍および３倍の高調波成分が生成される。同様に、４０＜ｆ≦６０Ｈｚの周波数成分に対しては少なくとも３倍および４倍の高調波成分が、３０＜ｆ≦４０Ｈｚの周波数成分に対しては少なくとも４倍および５倍の高調波成分が生成されることになる。
【００２３】
次に、６８はエンベロープ変換部であり、各高調波成分によって生ずる疑似低音の音量感（ラウドネス）が、元々の周波数成分の音量感と一致するように、各高調波成分のエンベロープを出力する。その内容を図７を参照し説明しておく。先に図５(a)，(b)に挙げた等ラウドネス曲線によれば、低音域（例えば１００Ｈz）における音量感と同一の音量感を高調波成分（例えば２００Ｈzと３００Ｈz）において発生させるためには、高調波成分のレベルを小さくし、レベルの変化幅を大きくしなければならないことが解る。
【００２４】
そこで、エンベロープ変換部６８にあっては、抽出された元の周波数成分のエンベロープレベルが図７の特性Ａに示すものであった場合に、これを同図の特性Ｂのように変換して高調波成分のエンベロープレベルとして出力する。図５(a)，(b)の等ラウドネス曲線の低音域においては、何れも周波数が２倍になる毎に等ラウドネスの音圧レベルが１０〜１５ｄＢ下がる。従って、図７におけるレベルＬ1は、「１０〜１５ｄＢ×逓倍数」に設定される。また、ラウドネスの変化が等しくなるような音圧レベルの変化の大きさは、周波数が２倍になる毎に、「フレッチャー＆マンソン」においては１．４倍程度、「ロビンソン＆ダドソン」においては１．１倍程度になる。従って、図上のレベル比Ｌ3／Ｌ2は、「１．１〜１．４×逓倍数」程度に設定される。
【００２５】
図３に戻り、６４は振幅制御部であり、高調波発生部６２から出力された各高調波成分に対して、エンベロープ変換部６８から出力されたエンベロープレベルを乗算する。６６は複数波形混合部であり、エンベロープの施された各高調波成分を混合する。この混合結果は、疑似低音波形データ５２としてハードディスク２に格納される。以上のように作成された通常楽音波形データ３８およびそれに対応する疑似低音波形データ５２は、ユーザが所定の操作を行うと、ユーザ定義音色の波形データとして、サウンドボード１０内の波形メモリに転送される。
【００２６】
ところで、
一般的に波形メモリ音源においては、各音色の各音域毎に、異なる通常楽音波形データ３８が記憶される（音色間、音域間で波形データを共用する場合もある）。本実施形態では、その通常楽音波形データのうち、含まれる決定論的周波数成分の基本波成分が最低周波数以下のピッチで楽音生成に使用される通常楽音波形データついてのみ、対応する疑似低音波形データ５２を波形メモリに記憶する。基本的には、該通常楽音波形データ３８と一対一に対応して記憶すればよいが、必ずしもそうしなくてもよい。場合によっては、１つの通常楽音波形データに対して複数の疑似低音波形データを記憶してもよいし、逆に複数の通常楽音波形データに対応して１つの疑似低音波形データを記憶してもよい。波形メモリに記憶された通常楽音波形データ３８は、楽音信号が形成される際に、Ｆナンバに基づいた速度で読み出されることによって、所望のピッチが実現される。そうすると、本実施形態においては、通常楽音波形データ３８の周波数成分のうちサウンドシステム１２の能力によって実際に再生不可能になる周波数成分は、Ｆナンバに応じて変化することになる。そこで、本実施形態においては、音域毎に複数種類の疑似低音波形データ５２が生成される。
【００２７】
かかる理由により、本実施形態においては、一の疑似低音波形データ５２の適用される音域は、一の通常楽音波形データ３８の適用される音域よりも狭くなり、疑似低音波形データ５２の数は多くなりがちである。しかし、疑似低音波形データ５２の占めるメモリ領域はサンプリング周波数を抑制することにより、通常楽音波形データ３８と比較してきわめて小さくすることができる。この理由について説明しておく。
【００２８】
まず、一般的な民生機器では楽音波形のサンプリング周波数は、３２〜４８kＨz程度であるが、これは再生周波数の上限を１５〜２０kＨz程度に設定しているためである。一方、疑似低音波形データ５２にあっては、（最低周波数データ５０によっても異なるが）再生周波数の上限は２kＨz程度で充分あるから、サンプリング周波数は５〜１０kＨz程度確保すれば充分である。このため、一の疑似低音波形データ５２のデータ量は、一の通常楽音波形データ３８の数分の一〜数十分の一程度に抑制することができる。なお、このように低いサンプリング周波数を適用する場合は、「８点補間」等、高精度なサンプル点間補間を採用すると好適である。
【００２９】
１．３．２．波形合成処理
以上のように波形データが作成された後、入力装置８またはＭＩＤＩインタフェース１６を介してＭＩＤＩイベントが入力されると、これに基づいてサウンドボード１０内の波形メモリ音源を制御することにより該音源において楽音波形が合成される。また、リムーバルディスク４等を介して供給されたＳＭＦ（スタンダードＭＩＤＩフォーマット）ファイルを再生する場合においても、そのイベント情報に基づいて楽音波形が合成される。この音源制御処理の内容を図２を参照し説明する。
【００３０】
（１）疑似低音効果がオフの場合
まず、ノートオンイベントが発生すると、同図(a)に示すノートオンイベント処理ルーチンが起動される。図において処理がステップＳＰ２に進むと、パート番号が変数ＰＴに、ノート番号が変数ＮＮに、ベロシティが変数ＶＥＬに代入される。次に、処理がステップＳＰ４に進むと、フラグＰＬＥが“１”であるか否かが判定される。なお、フラグＰＬＥとは、疑似低音効果のオン／オフ状態を示すフラグであり、“１”はオン、“０”はオフを示す。なお、フラグＰＬＥの値は、ユーザが所定の操作を行うことによって随時切り換えることができる。
【００３１】
フラグＰＬＥが“０”であればここで「ＮＯ」と判定され、処理はステップＳＰ１０に進む。ここでは、図２(b)に示す通常発音制御サブルーチンが呼び出される。図において処理がステップＳＰ２２に進むと、サウンドボード１０内の音源において１チャンネル分の発音チャンネルが割り当てられる。この割り当てられた発音チャンネルのチャンネル番号をa1とする。
【００３２】
次に、処理がステップＳＰ２４に進むと、該音源内のチャンネル番号a1に対して、パート番号ＰＴに対応する音色ＴＣ（ＰＴ）と、ノート番号ＮＮと、ベロシティＶＥＬとに応じた楽音パラメータが設定される。ここで、楽音パラメータには以下のようなものがある。
【００３３】
(１)波形メモリに記憶された音色ＴＣ（ＰＴ）に対応する複数の通常楽音波形データ３８のうちの、ノート番号ＮＮに対応する通常楽音波形データ３８（選択された波形データ）のアドレス情報
通常楽音波形データ３８は一般的にアタック部およびループ部から構成されるため、これらのスタートおよびエンドアドレスを設定する必要がある。但し、音色ＴＣ（ＰＴ）によっては、通常楽音波形データ３８は、ループ部のみから構成される場合やワンショットの波形データのみから構成される場合がある。また、ベロシティＶＥＬの範囲毎に異なる波形データを適用させる場合もある。
【００３４】
(２)ノート番号ＮＮに対応するＦナンバ
通常楽音波形データ３８には、各波形データ毎にオリジナルのピッチＯＰが定められている。ノート番号ＮＮが指定されると、選択された波形データのオリジナルピッチＯＰとノート番号ＮＮとの差分、及び、該波形データのサンプリング周波数に応じて、通常楽音波形データ３８の読出アドレスの進行速度すなわちＦナンバが決定される。
【００３５】
(３)音量エンベロープパラメータ
音色ＴＣ（ＰＴ）、ベロシティＶＥＬおよびノート番号ＮＮが指定されると、それらに応じて音量エンベロープを指定するための音量エンベロープパラメータが決定される。
(４)その他のパラメータ
その他、音色ＴＣ（ＰＴ）、ノート番号ＮＮ、ベロシティＶＥＬに対応した音色フィルタパラメータ、ピッチ変調パラメータ、振幅変調パラメータ等が適宜設定される。
【００３６】
次に、処理がステップＳＰ２６に進むと、該音源のチャンネル番号a1に対して、発音開始が指示される。以上により、当該ノートオンイベントに対する処理が完了する。以後、サウンドボード１０の音源においては、ノート番号ＮＮに応じた速度で通常楽音波形データ３８が読み出され、更に、上記音色フィルタパラメータに応じたフィルタ処理や、上記音量エンベロープパラメータに応じた音量の時間変化処理が施されて、疑似低音を含まない状態でチャンネル番号a1に係る楽音信号が逐次生成される。そして、この楽音信号はサウンドシステム１２を介して発音される。この楽音信号に最低周波数以下の周波数成分が含まれていたとしても、該成分はサウンドシステム１２で再生されず、ユーザはそれを聴くことができない。
【００３７】
（２）疑似低音効果がオンの場合
疑似低音効果がオンの場合（フラグＰＬＥ＝１）にノートオンイベントが発生すると、上記ステップＳＰ２，ＳＰ４を介して処理はステップＳＰ６に進む。ここでは、音色ＴＣ（ＰＴ）とノート番号ＮＮとに基づいて、疑似低音波形を発生すべきか否か、すなわちサウンドシステム１２において再生できない低音域の周期成分が存在するか否かが判定される。なお、ノート番号ＮＮが特定されたとしても、その基本周波数は音色によってオクターブ単位でずれている場合があるので、音色ＴＣ（ＰＴ）を加味して判定している。
【００３８】
例えば、再生可能な最低周波数が１２０Ｈzであって、ノート番号がそのまま基本周波数に相当している場合（オクターブずれの無い場合）を想定してみる。ここで基準ピッチがＡ４＝４４０Ｈzであれば、Ａ２＝１１０Ｈz、Ａ＃２＝１１６．５４Ｈz、Ｂ２＝１２３．４７１Ｈzになるから、音高がＡ＃２以下の時に疑似低音波形を発生すべきであることが解る。
【００３９】
次に、処理がステップＳＰ８に進むと、ステップＳＰ６の判定結果に応じて処理が分岐される。まず、「疑似低音波形を発生すべきでない（ノートナンバがＢ２以上）」と判定されると、処理はステップＳＰ１０に進む。これにより、疑似低音効果がオフであった場合と同様に通常発音制御サブルーチン（図２(b)）が呼び出される。従って、当該ノートオンイベントに対して１チャンネル分の発音チャンネルが割り当てられ、該発音チャンネルにおいて通常楽音波形データ３８に基づく楽音信号が逐次生成されることになる。
【００４０】
一方、ステップＳＰ８において「ＹＥＳ」と判定されると、処理はステップＳＰ１２に進む。ここでは、図８に示す疑似低音付き発音制御ルーチンが呼び出される。図において処理がステップＳＰ３２に進むと、サウンドボード１０内の音源において２チャンネル分の発音チャンネルが割り当てられる。この割り当てられた発音チャンネルのチャンネル番号をa1,a2とする。
【００４１】
次に、処理がステップＳＰ３４に進むと、該音源内のチャンネル番号a1に対して、パート番号ＰＴに対応する音色ＴＣ（ＰＴ）と、ノート番号ＮＮと、ベロシティＶＥＬとに応じた楽音パラメータが設定される。その処理内容は上述したステップＳＰ２４と同様である。次に、処理がステップＳＰ３６に進むと、チャンネル番号a1において生成する楽音信号に対応して、チャンネル番号a2に疑似低音用のパラメータが設定される。
【００４２】
ここで、疑似低音用に設定される楽音パラメータには以下のようなものがある。
(１)ステップＳＰ３４で選択された通常楽音波形データ３８に対応する疑似低音波形データ５２（選択された疑似低音波形データ）のアドレス情報。
(２)ノート番号ＮＮに対応する疑似低音波形データ５２のＦナンバ。
この疑似低音波形データ５２用のＦナンバも、通常楽音波形データ３８のＦナンバと同様の手順で決定される。すなわち、疑似低音波形データのオリジナルピッチＯＰとノート番号との差分、及び、該疑似低音波形データのサンプリング周波数に応じて、疑似低音波形データのＦナンバが決定される。ここで、疑似低音波形データのオリジナルピッチＯＰは、対応する通常楽音波形データ（チャンネル番号ａ１で再生される波形データ）のオリジナルピッチＯＰと同じ値を有する。従って、疑似低音波形データのＦナンバは、通常楽音波形データのＦナンバに対して所定の比例関係を有する（ただし、サンプリング周波数は相互に異なる）。これにより、チャンネル番号ａ２では、チャンネル番号ａ１で生成される楽音信号に対して、ピッチおよび時間軸が完全に同期した疑似低音が得られる。
【００４３】
(３)チャンネル番号a1の音量エンベロープに対応した疑似低音の音量エンベロープ
図７において説明したように、疑似低音の音量エンベロープ（特性Ｂ）は、元の波形の音量エンベロープ（特性Ａ）とは異なる。従って、チャンネル番号a1の音量エンベロープを変形して疑似低音用の音量エンベロープが設定される。
但し、通常楽音波形データ３８、疑似低音波形データ５２とも、それぞれアタック部とループ部のうちのアタック部には音量エンベロープの変化する波形データが記憶されている。従って、波形メモリ音源の各チャンネルでは、該アタック部分について音量の時間変化を付与する必要はなく、アタック部の平坦な音量エンベロープを指定する音量エンベロープパラメータが設定されている。図９に、チャンネル番号ａ１で付与される通常楽音波形データ３８用の音量エンベロープ（特性Ａ’）と、チャンネル番号ａ２で付与される疑似低音波形データ５２用の音量エンベロープ（特性Ｂ’）との例を示しておく。
【００４４】
この各音量エンベロープは、図７に関して説明した等ラウドネスの関係に従うものであり、各チャンネルで再生する波形データがアタック部からループ部に入ったところで変化を開始している。平坦部においては、再生される通常楽音波形データ３８に含まれる最低周波数以下の周波数成分のラウドネスと疑似低音波形データのラウドネスを略一致させるため、特性Ｂ’のほうが特性Ａ’に比べてレベルが低くなるよう設定されている。また、ループ部においては、再生される通常楽音波形データのループ部に含まれる最低周波数以下の成分のラウドネス変化量と疑似低音波形データのループ部のラウドネス変化量を略一致させるため、特性Ｂ’の傾きが特性Ａ’の傾きより急峻になるよう設定されている。これにより、チャンネル番号ａ２では、チャンネル番号ａ１で生成される楽音信号に含まれる最低周波数以下の成分に対して、ラウドネス特性が追従する疑似低音波形が得られる。
(４)その他のパラメータ
その他各種のパラメータの内容は、基本的にはチャンネル番号a1と同様に設定される。
【００４５】
図８に戻り、処理がステップＳＰ３８に進むと、該音源内のチャンネル番号a1,a2に対して、発音開始が指示される。以上により、当該ノートオンイベントに対する処理が完了する。以後、サウンドボード１０の音源のチャンネル番号a1においては、ノート番号ＮＮに応じた速度で通常楽音波形データ３８が読み出され、疑似低音を含まない状態でチャンネル番号a1に係る楽音信号が逐次生成される。これに同期して、チャンネル番号a2においては、ノート番号ＮＮに応じた疑似低音波形データ５２が読み出され、疑似低音信号が逐次生成される。これにより両信号がサウンドシステム１２を介して発音される。サウンドシステム１２では楽音信号のうちの最低周波数以下の成分は再生されないが、ユーザはその再生されない成分の代りに該成分に対応する疑似低音を聴くことができ、該成分があたかも再生されているかのように錯覚する。
【００４６】
以上のように、本実施形態によれば、通常楽音波形に対する音量エンベロープと、疑似低音波形に対する音量エンベロープとを個別に制御できるから、その時々の状況に応じて、等ラウドネス曲線に従って音量レベルおよびダイナミックレンジの制御を行うことが可能である。
【００４７】
２．第２実施形態
次に、本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態のハードウエア構成は第１実施形態と同様であるが、サウンドボード１０の波形メモリに用意する波形データおよび制御のためのソフトウェア構成は第１実施形態と比較して若干異なるため、相違点についてのみ説明する。
【００４８】
（１）波形データ作成処理
本実施形態においては、図３および図４について説明したのと同様の波形データ作成処理が実行され、通常楽音波形データ３８および疑似低音波形データ５２が得られる。さらに、本実施形態においては、図１０に示す処理が実行される。
【００４９】
図において７２,７４は振幅制御部であり、波形データ３８，５２の振幅を制御する。すなわち、第１実施形態の図９における特性Ａ’，Ｂ’のアタック部の差分に相当するレベル差が両波形データのエンベロープに付与されるように、両波形データの振幅が設定される。７６は混合部であり、振幅制御された両波形データを混合し、その結果を疑似低音込み波形データ７８として出力する。これら波形データ３８，７８はハードディスク２に格納され、波形データ５２は削除される。このようにして、通常楽音波形データ３８と、それに含まれる最低周波数以下の周波数成分に対応する疑似低音波形データ５２であり、該周波数成分と等ラウドネスになるよう振幅制御された疑似低音波形データが混合され、疑似低音込み波形データ７８が用意された。
【００５０】
ここでは、図７に関して説明した内容のうち、疑似低音のラウドネスを揃えるための音圧レベルの減衰を行っているが、ラウドネス変化を揃えるための音圧レベルの変化の大きさの制御は行っていない。これは「ロビンソン＆ダドソン」において、該音圧レベルの変化の大きさの比が１に近いことから、省略してもよいと判断したためである。作成された通常楽音波形データ３８と、それに対応する疑似低音込み波形データ７８は、ユーザの所定の操作に応じて、サウンドボード１０内の波形メモリに転送される。サウンドボード１０内の波形メモリには、各音色の音域毎に通常楽音波形データ３８が記憶されているが、疑似低音込み波形データはそのうちの基本波成分が最低周波数以下のピッチで楽音生成に使用される通常楽音波形データ３８についてのみ用意して波形メモリに記憶しておけばよい。
【００５１】
（２）ノートオンイベント処理
本実施形態においても、ノートオンイベントが発生すると、第１実施形態と同様に、図２(a)に示すノートオンイベント処理ルーチンが起動される。疑似低音効果がオフの場合、ないし、疑似低音効果がオンでありかつ生成する楽音信号に再生できない低音域の周波数成分が存在しない場合に実行されるステップＳＰ１０の処理は、第１実施形態と全く同じである。疑似低音効果がオンでありかつ生成する楽音信号に再生できない低音域の周波数成分が含まれる場合には、ステップＳ１２において、図８の処理の代りに図１１に示す疑似低音付き発音制御ルーチンが呼び出される。
【００５２】
このルーチンで実行されるステップＳＰ４２，ＳＰ４４，ＳＰ４６は、各々通常楽音波形に対して実行されるステップＳＰ２２，ＳＰ２４，ＳＰ２６（図２(b)）の内容と同様である。但し、ステップＳＰ４４においては、通常楽音波形データ３８に代えて、疑似低音込み波形データ７８に対するアドレス情報、Ｆナンバ、音量エンベロープパラメータ、その他のパラメータがサウンドボード１０内の音源に設定される。設定されるアドレス情報は、波形メモリに記憶された音色ＴＣ（ＰＴ）に対応する複数の通常楽音波形データ３８のうちの、ノート番号ＮＮに対応する通常楽音波形データ３８に対応する疑似低音込み波形データ７８のアドレス情報である。Ｆナンバ、音量エンベロープパラメータ、その他パラメータについては、基本的に、通常楽音波形データ３８の対応するパラメータと同じ値とすればよい。
【００５３】
これにより、ステップＳＰ４６において、該音源のチャンネル番号a1に対して、発音開始が指示されると、サウンドボード１０の音源においては、ノート番号ＮＮに応じた速度で疑似低音込み波形データ７８が読み出され、更に、上記音色フィルタパラメータに応じたフィルタ処理や、上記音量エンベロープパラメータに応じた音量の時間変化処理が施されて、疑似低音を含む状態でチャンネル番号a1に係る楽音信号が逐次生成される。そして、この楽音信号はサウンドシステム１２を介して発音される。この楽音信号は、再生できない最低周波数以下の周波数成分に対応する疑似低音を含むので、ユーザにはあたかも該周波数成分が再生されているかのように聴こえる。
【００５４】
本実施形態によれば、疑似低音を発生させる場合であっても、一のノートオンイベントに対して割り当てられる発音チャンネルを１チャンネルに抑制することができる。このため、特に発音チャンネル数の増加を抑制したい場合に用いて好適である。
【００５５】
３．第３実施形態
次に、本発明の第３実施形態について説明する。第３実施形態のハードウェア構成は、サウンドボード１０の音源が波形メモリ音源ではなく周波数変調音源（ＦＭ音源）である点を除いて第１実施形態と同じである。ソフトウェア構成についても第１実施形態と若干異なっているが、以下ではその相違点についてのみ説明を行なう。
【００５６】
（１）波形データ作成処理
本実施形態においては、楽音信号はＦＭ音源方式によって生成されるため、第１および第２実施形態のような波形データ作成処理は実行されない。
【００５７】
（２）ノートオンイベント処理における通常発音制御
本実施形態においても、ノートオンイベントが発生すると、第１実施形態と同様に、図２(a)に示すノートオンイベント処理ルーチンが起動される。但し、本実施形態においては、疑似低音を生成すべきでない場合は、ステップＳＰ１０において図１２(a)に示す通常発音制御サブルーチンが呼び出される。
【００５８】
図１２(a)において処理がステップＳＰ５２に進むと、サウンドボード１０内の音源において１チャンネル分の発音チャンネルが割り当てられる。この割り当てられた発音チャンネルのチャンネル番号をa1とする。
【００５９】
次に、処理がステップＳＰ５４に進むと、該音源内のチャンネル番号a1に対して、パート番号ＰＴに対応する音色ＴＣ（ＰＴ）と、ノート番号ＮＮと、ベロシティＶＥＬとに応じた楽音信号用の楽音パラメータが設定される。一般的に、音源チャンネルに設定されるＦＭ音源の楽音パラメータは、各音色ＴＣ毎に１セットずつ用意された音色データに基づいて、楽音信号用の基本の楽音パラメータに対して、ノート番号ＮＮおよびベロシティＶＥＬに応じた補正（スケーリング）を加えることにより用意される。ここで、楽音パラメータには以下のようなものがある。
【００６０】
(１)アルゴリズム
本実施形態において採用されるＦＭ音源方式においては、音色ＴＣ（ＰＴ）に応じてアルゴリズム（ｎ個のオペレータの接続状態）が選択される。また、各オペレータで使用される波形データの種類（正弦波、正弦波の半波整流波形、正弦波の全波整流波形等）、上記波形データを生成するための位相データの進行速度を制御するピッチデータ（波形データのピッチを制御する）、各オペレータ毎の該ピッチデータに対する乗数（各オペレータにおける位相データの進行速度は乗数とピッチデータの積により制御される）、低周波変調制御データ（ビブラート等を制御する）、各オペレータで生成される波形データに施されるエンベロープ波形を制御するエンベロープパラメータ等が、音色ＴＣ（ＰＴ）、ノート番号ＮＮ、ベロシティＶＥＬに応じて決定される。アルゴリズムの内容としてはアルゴリズムの内容としては種々のものが考えられるが、単純な例として、図１３(a)に示すように「ｎ＝２」個のオペレータＯＰ１，ＯＰ２を直列接続したものが考えられる。
【００６１】
(２)音量エンベロープパラメータ
ＦＭ音源から出力される楽音信号の音量エンベロープは、上記アルゴリズムの最終段のオペレータ（図示の例ではＯＰ２）に付与されるエンベロープが対応する。上述したとおり、該エンベロープのエンベロープパラメータは、音色ＴＣ（ＰＴ）、ノート番号ＮＮ、ベロシティＶＥＬに応じて決定される。
【００６２】
(３)その他のパラメータ
アルゴリズムの出力に対してフィルタリング処理を施す場合においては、音色ＴＣ（ＰＴ）、ノート番号ＮＮ、ベロシティＶＥＬに対応した音色フィルタパラメータ等が設定される。更に、生成される楽音信号のピッチを変動させるためのピッチエンベロープを制御するピッチエンベロープパラメータが設定される場合もある。
【００６３】
次に、処理がステップＳＰ５６に進むと、該音源のチャンネル番号a1に対して、発音開始が指示される。以上により、当該ノートオンイベントに対する処理が完了する。以後、サウンドボード１０の音源においては、疑似低音を含まない状態でチャンネル番号a1に係る楽音信号が逐次生成される。そして、この楽音信号はサウンドシステム１２を介して発音される。この楽音信号に最低周波数以下の周波数成分が含まれていたとしても、該成分はサウンドシステム１２で再生されず、ユーザはそれを聴くことができない。
【００６４】
（３）ノートオンイベント処理における疑似低音付き発音制御
ノートオンイベント処理ルーチン（図２(a)）において処理がステップＳＰ１２に進むと、図１２(b)に示す疑似低音付き発音制御ルーチンが呼び出される。
図において処理が図において処理がステップＳＰ６２に進むと、サウンドボード１０内の音源において２チャンネル分の発音チャンネルが割り当てられる。この割り当てられた発音チャンネルのチャンネル番号をa1,a2とする。
【００６５】
次に、処理がステップＳＰ６４に進むと、該音源内のチャンネル番号a1に対して、パート番号ＰＴに対応する音色ＴＣ（ＰＴ）と、ノート番号ＮＮと、ベロシティＶＥＬとに応じた楽音信号用の楽音パラメータが設定される。その処理内容は上述したステップＳＰ５４と同様である。次に、処理がステップＳＰ６６に進むと、チャンネル番号a1において生成する楽音信号に対応して、チャンネル番号a2に疑似低音用のｍ個のオペレータが確保され、これらのパラメータが設定される。
【００６６】
ここで、疑似低音用に設定される楽音パラメータには以下のようなものがある。
(１)アルゴリズム
疑似低音を発生するために、チャンネル番号２にはＯＰ３，ＯＰ４の２オペレータを並列に接続した構成のアルゴリズム（図１３（ｂ）参照）を設定する。
チャンネル番号a1において生成される楽音信号の周波数成分には、サウンドシステム１２によって再生されないノート番号ＮＮに対応した周波数成分が含まれている。ここで、チャンネル番号ａ１の最終段のオペレータで、ピッチデータの乗数が１のオペレータが当該チャンネルの最低音を生成していると仮定する。その場合、チャンネル番号ａ２には、チャンネル番号ａ１と同じくノート番号ＮＮに対応した周波数ｆのピッチデータを設定し、更に、チャンネル番号ａ２の各オペレータで乗数を適宜設定することにより該周波数ｆの倍音を倍音を発生する。各オペレータでは、生成する波形データのピッチが最低周波数より大きくなり、かつ、最大公約数が「１」になるような複数の乗数の組み合わせ（例えば「２，３」、「３，４」、……等）が設定され、実際に発生する信号のピッチ周波数は「２ｆ，３ｆ」、「３ｆ，４ｆ」、……のようになる。
【００６７】
(２)音量エンベロープパラメータ
音色ＴＣ（ＰＴ）、ベロシティＶＥＬおよびノート番号ＮＮが指定されると、疑似低音用のオペレータ（図示の例ではＯＰ３，ＯＰ４）に付与される音量エンベロープを指定するために、音量エンベロープパラメータが決定される。両チャンネル番号a1,a2における音量エンベロープの関係は、第１および第２実施形態と同様である。すなわち、チャンネルａ１で生成される楽音信号に含まれる再生されない低域成分の音量エンベロープと等ラウドネス関係にある音量エンベロープのエンベロープパラメータがチャンネル番号ａ２の２つのオペレータにそれぞれ設定される。ここで、各オペレータに設定されるエンベロープパラメータは、それぞれ生成する波形データのピッチに応じて相互に異なっている。
【００６８】
(３)その他のパラメータ
その他、ノート番号ＮＮ、ベロシティＶＥＬに対応した音色フィルタパラメータ等が設定される。チャンネル番号ａ１に前記ピッチエンベロープが設定されている場合には、チャンネル番号ａ２にも同じピッチエンベロープを設定することにより、チャンネル番号ａ２で生成される疑似低音のピッチを、チャンネル番号ａ１で生成される楽音信号のピッチ変動に追従させることができる。ここで、以上に説明した疑似低音用の楽音パラメータについても、楽音信号用の楽音パラメータと同様の方法で作成することができる。具体的には、まず、前記各音色ＴＣ毎に１セットずつ用意される音色データの中に疑似低音用のデータを含むようにする。そして、該音色データに含まれる疑似低音用の基本の楽音パラメータに対して、ノート番号ＮＮおよびベロシティＶＥＬに応じた補正（スケーリング）を加えることにより、疑似低音用の楽音パラメータを作成する。
【００６９】
図１２(b)に戻り、処理がステップＳＰ５８に進むと、該音源内のチャンネル番号a1,a2に対して、発音開始が指示される。以上により、当該ノートオンイベントに対する処理が完了する。以後、サウンドボード１０の音源のチャンネル番号a1においては、疑似低音を含まない状態で楽音信号が逐次生成される。これに同期して、チャンネル番号a2においては、ノート番号ＮＮに応じた疑似低音信号が逐次生成される。両信号がサウンドシステム１２を介して発音されると、チャンネル番号ａ１の楽音信号のうち、最低周波数以下の周波数成分が再生されていないにも関わらず、チャンネル番号ａ２の疑似低音により、ユーザは該周波数成分があたかも聴こえているかのように錯覚する。
【００７０】
４．第４実施形態
次に、本発明の第４実施形態について説明する。第４実施形態のハードウエア構成は第３実施形態と同様であるが、ソフトウエア構成は第３実施形態と比較して若干異なるため、相違点についてのみ説明する。
【００７１】
（１）ノートオンイベント処理における疑似低音付き発音制御
本実施形態においては、ノートオンイベント処理ルーチン（図２(a)）において処理がステップＳＰ１２に進むと、図１２(c)に示す疑似低音付き発音制御ルーチンが呼び出される。図において処理が図において処理がステップＳＰ７２に進むと、サウンドボード１０内の音源において１チャンネル分の発音チャンネルが割り当てられる。この割り当てられた発音チャンネルのチャンネル番号をa1とする。
【００７２】
次に、処理がステップＳＰ７４に進むと、該音源内のチャンネル番号a1に対して、（ｍ＋ｎ）のオペレータが確保される。ここで、本実施態様では各チャンネル毎にオペレータ数を変更可能なＦＭ音源を使用するものとする。「ｍ」および「ｎ」は上記第３実施形態における通常発音用および疑似低音用のオペレータ数である。次に、これらに対してパート番号ＰＴに対応する音色ＴＣ（ＰＴ）と、ノート番号ＮＮと、ベロシティＶＥＬとに応じた楽音パラメータが設定される。
【００７３】
ここで設定されるアルゴリズムは、上記第３実施形態における通常発音用のアルゴリズムと、疑似低音用アルゴリズムとを並列接続したものに等しい。その一例を図１３(c)に示しておく。その他楽音パラメータの設定内容も、第３実施形態と同様である。
【００７４】
次に、処理がステップＳＰ７６に進むと、該音源内のチャンネル番号a1に対して、発音開始が指示される。以上により、当該ノートオンイベントに対する処理が完了する。以後、サウンドボード１０の音源のチャンネル番号a1においては、疑似低音を含む楽音信号逐次生成される。
【００７５】
以上のように、第３，第４実施形態の相違点は、疑似低音付き発音制御を行う際に、発音チャンネルを２チャンネル確保するか１チャンネル確保するかにある。何れの実施形態を選択するかは、１チャンネルあたりの最大オペレータ数が「ｎ＋ｍ」以上であるか否かに基づいて決定するとよい。図１３の例にあっては、仮に最大オペレータ数が「３」であれば第３実施形態（同図(a)＋(b)）の構成を採用せざるを得ない。また、最大オペレータ数が「４」以上であれば、何れの実施形態も採用し得るが、チャンネル数が抑制できる点で第４実施形態を採用する方が有利である。
【００７６】
５．変形例
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のように種々の変形が可能である。
（１）上記各実施形態はパーソナルコンピュータ上で動作するソフトウエアによって楽音合成システムを実現したが、同様の機能を各種の電子楽器、携帯電話器、アミューズメント機器、その他楽音を発生する装置に使用してもよい。また、上記実施形態に用いられるソフトウエアをＣＤ−ＲＯＭ、フロッピーディスク等の記録媒体に格納して頒布し、あるいは伝送路を通じて頒布することもできる。
【００７７】
（２）上記実施形態において、サウンドボード１０とサウンドシステム１２との間にサウンドシステムで再生可能な最低周波数以下の周波数成分を減衰するようなハイパスフィルタを介挿し、再生可能な最低周波数以下の周波数成分をカットしてもよい。これにより、サウンドシステム１２内のアンプの消費電力を低減させることができる。
【００７８】
（３）サウンドボード１０が波形ＲＡＭを備えたＰＣＭ音源である場合、既存の波形データを分析することによって疑似低音波形を生成してもよい。その際、ユーザが再生可能な最低周波数を選択ないし指定し、選択ないし指定された最低周波数に基づいて自動的に疑似低音波形データを作成するようにしてもよい。
【００７９】
（４）本発明を電子楽器に適用する際、サウンドシステムを備えた電子楽器に組み込む場合は、メーカ側で該サウンドシステムにマッチする疑似低音効果を予め設定しておけば好適である。その場合でも、メーカ側で複数通りの設定を用意しておき、ユーザがその中から好みの設定を選択できるようにしてもよい。一方、サウンドシステムを備えていない電子楽器（シンセサイザ等）やパーソナルコンピュータ用のサウンドボードの場合は、予めサウンドシステムを特定することが不可能である。この場合は、上記実施形態と同様に、疑似低音効果の最低周波数、減衰量、振幅コンプレス量等の設定を電子楽器のパネルやサウンドボードを装着するパーソナルコンピュータで行うとよい。
【００８０】
（５）上記実施形態においては、疑似低音を生成するためのパラメータとして、最低周波数と、減衰量（図７におけるレベルＬ1）と、疑似低音の振幅コンプレス量（同図のレベル比Ｌ3／Ｌ2）を用いた。しかし、減衰量と振幅コンプレス量を固定のパラメータとし、最低周波数のパラメータにみに基づいて疑似低音を発生させてもよい。あるいは、疑似低音における振幅コンプレスの変化を考慮せず、減衰量と最低周波数のみに基づいて疑似低音を発生させてもよい。
【００８１】
（６）上記実施形態において、複数のサウンドシステムのうち何れか切り換えて使用するような場合は、各サウンドシステム毎の最低周波数等を予め記憶しておき、使用されるサウンドシステムの切換状況に応じて、自動的に疑似低音効果の設定を行うようにしてもよい。
【００８２】
（７）疑似低音の制御を行うための制御データ（疑似低音制御データ）は、各音色の音色データの一部に含まれるようにするとよい。さらに、その音色データには、異なる最低周波数に対応する複数の疑似低音制御データを含ませておくとよい。その場合、サウンドシステム１２の最低周波数をユーザが予め指定しておくと、その後は単に音色を選択する動作によって、その最低周波数にマッチする疑似低音制御データを自動的に選択し使用することが可能になる。
【００８３】
（８）波形メモリ音源を用いた第１，第２実施形態においては、波形メモリに記憶する波形データの分析・作成処理を行うようになっていたが、波形データの分析・作成処理は本発明に必須ではない。波形メモリに予め分析・作成された波形データ（通常楽音波形データ３８および疑似低音波形データ５２）を記憶しておき、該記憶された波形データを使用して本発明を実施することができる。
【００８４】
（９）ＦＭ音源を用いた第３，第４実施形態においては、疑似低音生成のために２つのオペレータを並列に接続したアルゴリズムを使用したが、その他のアルゴリズムを使用してもよい。
例えば、２つのオペレータを直列に接続したアルゴリズムを使用する場合、再生されない低域成分の周波数と同じピッチのピッチデータを設定し、モジュレータ側のオペレータでは乗数「１」により該周波数と同じピッチの波形データを発生させ、キャリア側のオペレータでは乗数「２」により該周波数の２倍のピッチの波形データを発生させるようにすればよい。前記２倍のピッチの波形データに対して前記同じピッチの波形データで周波数変調をかけることにより、前記２倍のピッチを中心として前記同じピッチに対応する周波数の間隔でサイドバンドの周波数成分が発生する。前記２倍のピッチのキャリア成分と、その１つ上のサイドバンド成分（再生されない低域成分の周波数の３倍のピッチを持つ）とを使用して疑似低音を生成することができる。
【００８５】
この場合、モジュレータ側のオペレータの出力レベルによって、前記キャリア成分と前記１つ上のサイドバンド成分の音量比が決定される。制御の容易化のため、該モジュレータ側のオペレータのエンベロープを時間変動させない、つまり、該音量比を固定値とするのが好適である。
そして、キャリア側のオペレータのエンベロープについては、再生されない低域成分の音量と等ラウドネスの関係を保ったまま時間変化するようエンベロープパラメータを設定すればよい。
【００８６】
（１０）上記実施形態においては、波形メモリ音源またはＦＭ音源で疑似低音を生成したが、音源種類はこの２つに限らない。例えば、高調波合成方式や部分音合成方式の音源であれば、各チャンネルの複数のオシレータのうちの１ないし複数を使用して疑似低音を発生することができる。リング変調方式の音源であれば、２系列のオシレータのリング変調により発生する倍音を疑似低音に使用することができる。波形データのノンリニア変換が可能な音源であれば、該ノンリニア変換により発生する倍音に基づいて疑似低音を生成することができる。その他、物理モデル音源やアナログモデリング音源に適用してもよい。
【００８７】
（１１）上記実施形態においては、疑似低音効果をオン／オフできるようになっているが、常時オンとなるようにしてもよい。
（１２）上記実施形態では最低周波数をユーザが設定するようになっていたが、複数のサウンドシステムの個々の最低周波数を示すデータを記憶するようにしてもよい。使用するサウンドシステムを選択するだけで対応する最低周波数が自動的に決まり、該最低周波数に対応する疑似低音効果を自動設定することができる。
【００８８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、指定音高が、電気音響変換器に関連して予め定められた境界音高以下であるか否かを判定することによって第１または第２の波形信号を生成するから、必要な演算量を低減しつつ疑似低音を発生させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施形態の楽音合成システムのハードウエアブロック図である。
【図２】 (a)ノートオンイベント処理ルーチンおよび(b)通常発音制御サブルーチンのフローチャートである。
【図３】 第１実施形態における波形データ作成処理の内容を示すブロック図である。
【図４】 第１実施形態における波形データ分析処理の内容を示すブロック図である。
【図５】 等ラウドネス曲線を示す図である。
【図６】 波形の成分解析結果を示す図である。
【図７】 第１実施形態におけるエンベロープ変換特性図である。
【図８】 第１実施形態における疑似低音付き発音制御ルーチンのフローチャートである。
【図９】 第１実施形態における音量エンベロープの例を示す図である。
【図１０】 第２実施形態における波形データ作成処理の要部を示すブロック図である。
【図１１】 第２実施形態における疑似低音付き発音制御ルーチンのフローチャートである。
【図１２】 第３，第４実施形態における制御ルーチンのフローチャートである。
【図１３】 第３，第４実施形態におけるアルゴリズムのブロック図である。
【符号の説明】
２……ハードディスク、４……リムーバルディスク、６……表示器、８……入力装置、１０……サウンドボード、１２……サウンドシステム、１４……バス、１６……ＭＩＤＩインタフェース、１８……タイマ、２０……ＣＰＵ、２２……ＲＯＭ、２４……ＲＡＭ、３０……素材波形データ、３２……決定論的周波数成分、３４……ノイズ成分波形データ、３６……波形合成部、３８……通常楽音波形データ、４０……波形分析部、４２……ＦＦＴ解析処理部、４４……連続成分分離部、４６……合成部、４８……減算部、５０……最低周波数データ、５２……疑似低音波形データ、５４……アタック＆ループ情報、６０……疑似低音合成部、６２……高調波発生部、６４……振幅制御部、６６……複数波形混合部、６７……抽出部、６８……エンベロープ変換部、７２,７４……振幅制御部、７６……混合部、７８……疑似低音込み波形データ。

Claims (9)

1. 電気音響変換器を介して楽音を発生するために、複数発音チャンネルの波形信号を生成する波形信号生成方法において、
   指定音高を伴う発音指示情報を受けとる過程と、
   該指定音高が、前記電気音響変換器に関連して予め定められた境界音高以下であるか否かを判定する判定過程と、
   該判定過程において前記指定音高が前記境界音高以下でない旨が判定されたことを条件として、第１の波形信号を生成する第１の波形信号生成過程と、
   該判定過程において前記指定音高が前記境界音高以下である旨が判定されたことを条件として、前記指定音高の倍音であって周波数の最大公約数が前記指定音高になる前記境界音高以上の複数の倍音を疑似低音信号として含む第２の波形信号を生成する第２の波形信号生成過程と
   を有することを特徴とする波形信号生成方法。
2. 前記第１の波形信号生成過程は、通常の楽音信号である第１の波形信号が第１の発音チャンネルにおいて生成されるものであり、
   前記第２の波形信号生成過程は、第１の発音チャンネルを用いて通常の楽音信号を生成するとともに、前記第１の発音チャンネルとは異なる第２の発音チャンネルにおいて前記複数の倍音から成る疑似低音信号を生成するものであり、前記第１の波形信号と前記第２の波形信号とを混合した波形信号を出力する
   ことを特徴とする請求項１記載の波形信号生成方法。
3. 前記第１の波形信号生成過程は、予め記憶された第１の波形データを読み出すことによって前記第１の波形信号を生成するものであり、
   前記第２の波形信号生成過程は、前記第１の波形データと、予め記憶された前記疑似低音信号に係る第２の波形データとを読み出して混合することによって前記第２の波形信号を生成するものである
   ことを特徴とする請求項１記載の波形信号生成方法。
4. 前記第１の波形信号生成過程は、予め記憶された第１の波形データを読み出すことによって前記第１の波形信号を生成するものであり、
   前記第２の波形信号生成過程は、予め記憶され前記第１の波形データと前記疑似低音信号に係る波形データとを混合して成る第２の波形データを読み出すことによって前記第２の波形信号を生成するものである
   ことを特徴とする請求項１記載の波形信号生成方法。
5. 前記第１および第２の波形信号生成過程は、複数のオペレータを組み合わせたアルゴリズムによって、各々前記第１および第２の波形信号を生成するものであり、
   前記第２の波形信号生成過程においては、各々が少なくとも一つのオペレータを有し、これら各オペレータの出力信号の周波数の最大公約数が前記指定音高になるようにした複数の回路を並列接続するとともに、これら複数の回路の出力信号を加算して前記疑似低音信号を発生させる
   ことを特徴とする請求項１記載の波形信号生成方法。
6. 前記第１の波形信号生成過程に適用されるオペレータは第１の発音チャンネルに含まれるものであり、
   前記第２の波形信号生成過程に適用されるオペレータは前記第１の発音チャンネルとは異なる第２の発音チャンネルに含まれる
   ことを特徴とする請求項５記載の波形信号生成方法。
7. 前記第１および第２の波形信号生成過程に適用されるオペレータは１つの発音チャンネルに含まれるものであり、これらオペレータの出力信号を加算することによって当該発音チャンネルを介して前記第１の波形信号と前記第２の波形信号とを混合した波形信号を出力する
   ことを特徴とする請求項５記載の波形信号生成方法。
8. 請求項１ないし７の何れかに記載の方法を実行することを特徴とする波形信号生成装置。
9. 請求項１ないし７の何れかに記載の方法を処理装置に実行させるプログラムを記憶したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

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