JP3835443B2 - 楽音生成装置 - Google Patents

Description

本発明は、楽器の奏法に応じた音色の楽音を生成する楽音生成装置に関する。

楽器特有の奏法に応じた音色の楽音を生成する楽音生成装置は、従来から知られている。

このような楽音生成装置として、実楽器、たとえばギターを、通常奏法、ミュート奏法およびグリッサンド奏法などの各奏法で演奏したときに発生する各演奏音をそれぞれサンプリングし、このサンプリングして得られた各サンプリング波形データ、すなわちノーマル波形データ、ミュート波形データおよびグリッサンド波形データなどにそれぞれ異なる音色番号（通常、バンクセレクトデータおよびプログラムチェンジデータによって指定される）を対応付けて波形メモリに記憶しておき、リアルタイム演奏しながら奏法スイッチを用いて奏法を指定することにより、あるいは、自動演奏データに奏法コードを埋め込むことにより、指定された奏法（音色番号）に対応する波形データを波形メモリから読み出し、該波形データに基づいて楽音を生成することで、１つの楽器音色の中で様々な奏法に応じた音色の楽音を生成するようにしたものがある（たとえば、特許文献１参照）。
特開平１０−２１４０８３号公報

しかし、上記従来の楽音生成装置では、目的の奏法に応じた音色の楽音を生成するために、奏法スイッチを用いて手動で奏法を指定したり、予め奏法コードを演奏データに埋め込んで奏法を指定したりする必要があり、奏法の指定に面倒な操作や設定を行わなければならなかった。

本発明は、この点に着目してなされたものであり、奏法の指定をより簡単化することが可能となる楽音生成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の楽音生成装置は、各音色毎に、複数のエレメントデータに基づいて１乃至複数のエレメント音を生成し、該生成された１乃至複数のエレメント音に基づいて、１つの楽音を生成する楽音生成装置において、前記各音色の前記複数のエレメントデータの各々について、当該エレメントデータが選択されるための条件である、ノートナンバ領域およびベロシティ領域を示す領域データと、当該エレメントデータに基づく前記エレメント音の生成に用いられる、波形データセットを参照する参照データと、当該エレメントデータに基づく前記エレメント音の生成に用いられる、ベロシティカーブとを含む前記エレメントデータを記憶するエレメントデータ記憶手段と、ユーザの操作に応じて、前記エレメントデータ記憶手段の記憶する前記エレメントデータを編集する編集手段と、対応する奏法に基づいてグループ化された複数の波形データを記憶する波形データ記憶手段と、前記各エレメントデータによってそれぞれ参照される前記波形セットデータであって、前記波形データ記憶手段の記憶する波形データのうちの対応するグループの複数の波形データの各々にノートナンバ領域およびベロシティ領域を設定することにより、ノートナンバおよびベロシティによって形成される平面上に、該グループの波形データをマッピングする前記波形セットデータを複数記憶する波形セットデータ記憶手段と、１つの音色を選択する音色選択手段と、少なくともノートナンバとベロシティを発生する発生手段と、該発生手段によって発生されたノートナンバおよびベロシティが、前記領域データの示すノートナンバ領域およびベロシティ領域に含まれるエレメントデータを、前記エレメントデータ記憶手段の記憶されたエレメントデータのうちの前記選択された音色に対応する複数エレメントデータの中から検出するエレメントデータ検出手段と、前記エレメントデータ検出手段により検出されたエレメントデータによって参照される波形セットデータに基づいて、前記発生されたノートナンバおよびベロシティにマッピングされた波形データを、前記波形データ記憶手段の記憶する複数の波形データの中から検出する波形データ検出手段と、前記エレメントデータ検出手段により検出されたエレメントデータのベロシティカーブにより、前記発生されたベロシティを発音音量に変換する変換手段と、前記波形データ検出手段により検出された波形データに基づいて、前記変換手段によって変換された発音音量で前記エレメント音を生成する生成手段とを有することを特徴とする。

好ましくは、前記グループのうちの少なくとも１つのグループには、特徴が同じで、かつ強度の異なる奏法の複数の波形データが含まれており、当該グループの波形データをマッピングする前記波形データセットでは、前記平面上、ベロシティの強さが強くなるに従って、弱音のための奏法に対応するものから強音のための奏法に対応するものへと順次マッピングされていることを特徴とする（請求項２）。

さらに好ましくは、１つの音色の複数のエレメントデータで参照される複数の波形データセットには、通常奏法の波形データをマッピングする波形データセットと弱音奏法の波形データをマッピングする波形データセットが含まれ、前記通常奏法の波形データセットを参照するエレメントデータはベロシティの通常強度領域に設定され、前記弱音奏法の波形データセットを参照するエレメントデータはベロシティの弱強度領域に設定され、前記通常強度領域に設定されたエレメントデータのベロシティカーブと、前記弱強度領域に設定されたエレメントデータのベロシティカーブとは、略連続性を有することを特徴とする（請求項３）。

以上説明したように、本発明によれば、エレメントデータと波形セットデータの２段階で、奏法に対応した波形データを選択し、この波形データに基づいて、奏法に応じた音色の楽音を生成するようにしたので、エレメントデータ数より多い奏法数の奏法対応音源を実現することができる。

また、前記波形データグループのうち、少なくとも一部は、前記平面上、ベロシティの強さが強くなるに従って、弱音のための奏法に対応するものから強音のための奏法に対応するものへと順次マッピングされるので、演奏者は、発生されるベロシティを制御することで、ある程度意識的に、奏法に応じた音色の楽音を弾き分ける（意図通りに生成させる）ことができる。

さらに、前記各エレメントデータは、それぞれ、前記発生されたベロシティを発音音量に変換するベロシティカーブデータを含み、前記ベロシティカーブデータのうち、少なくとも２つは、当該エレメントデータに隣接するエレメントデータに含まれるベロシティカーブデータに対して、略連続性を有し、前記検索された波形データおよび前記検索されたエレメントデータに含まれるベロシティカーブデータに基づいて、当該奏法に応じた音色の楽音が生成されるので、演奏者は、上記弾き分けを聴感上実感することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施の形態に係る楽音生成装置の概略構成を示すブロック図である。

同図に示すように、本実施の形態の楽音生成装置は、音高情報を入力するための鍵盤を含む演奏操作子１と、各種情報を入力するための複数のスイッチを含む設定操作子２と、演奏操作子１の操作状態を検出する検出回路３と、設定操作子２の操作状態を検出する検出回路４と、装置全体の制御を司るＣＰＵ５と、該ＣＰＵ５が実行する制御プログラムや、各種テーブルデータ等を記憶するＲＯＭ６と、演奏データ、各種入力情報および演算結果等を一時的に記憶するＲＡＭ７と、タイマ割込み処理における割込み時間や各種時間を計時するタイマ８と、各種情報等を表示する、たとえば液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）若しくはＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイおよび発光ダイオード（ＬＥＤ）等を備えた表示装置９と、前記制御プログラムを含む各種アプリケーションプログラムや各種演奏データ、各種データ等を記憶する外部記憶装置１０と、外部からのＭＩＤＩ（Musical Instrument Digital Interface）メッセージを入力したり、ＭＩＤＩメッセージを外部に出力したりするＭＩＤＩインターフェース（Ｉ／Ｆ）１１と、演奏データ等に基づいてデジタル楽音信号を生成する楽音信号生成回路１２と、該デジタル楽音信号を生成するための基礎となる波形データを複数種類記憶する波形メモリ１３と、楽音信号生成回路１２からのデジタル楽音信号をアナログ楽音信号に変換するためのＤＡＣ（Digital-to-Analog Converter）１４と、該ＤＡＣ１４からのアナログ楽音信号を増幅した後、音響に変換する、アンプおよびスピーカを含むサウンドシステム１５とにより構成されている。

上記構成要素３〜１２は、バス１６を介して相互に接続され、ＣＰＵ５にはタイマ８が接続され、ＭＩＤＩＩ／Ｆ１１には他のＭＩＤＩ機器１００が接続され、楽音信号生成回路１２には波形メモリ１３およびＤＡＣ１４が接続され、ＤＡＣ１４にはサウンドシステム１５が接続されている。

外部記憶装置１０としては、たとえば、フレキシブルディスクドライブ（ＦＤＤ）、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）、ＣＤ−ＲＯＭドライブおよび光磁気ディスク（ＭＯ）ドライブ等を挙げることができる。そして、外部記憶装置１０には、前述のように、ＣＰＵ５が実行する制御プログラムも記憶でき、ＲＯＭ６に制御プログラムが記憶されていない場合には、この外部記憶装置１０に制御プログラムを記憶させておき、それをＲＡＭ７に読み込むことにより、ＲＯＭ６に制御プログラムを記憶している場合と同様の動作をＣＰＵ５にさせることができる。このようにすると、制御プログラムの追加やバージョンアップ等が容易に行える。

ＭＩＤＩＩ／Ｆ１１は、専用のものに限らず、ＲＳ−２３２ＣやＵＳＢ（ユニバーサル・シリアル・バス）、ＩＥＥＥ１３９４（アイトリプルイー１３９４）等の汎用のインターフェースより構成してもよい。この場合、ＭＩＤＩメッセージ以外のデータをも同時に送受信してもよい。

楽音信号生成回路１２は、レジスタ部１２１、波形データ読み出し処理部１２２、フィルタ処理部１２３、エンベロープ処理部１２４、チャンネル（ｃｈ）累算部１２５および効果処理部１２６によって構成されている。

レジスタ部１２１は、複数の発音チャンネルにそれぞれ対応した複数組のレジスタからなり、該各レジスタは、バス１６を介して供給された、楽音信号生成回路１２の各構成要素１２２〜１２６を制御するための各種データを一時的に記憶する。波形データ読み出し処理部１２２は、波形メモリ１３に記憶されている複数の波形データから、目的の波形データを読み出す。

波形メモリ１３は、複数種類の楽器の楽音波形をそれぞれサンプリングして生成した複数組の波形データを、各楽器音色に対応付けて記憶するようにしている。通常、１種類の楽器音色に対して、所定の音域毎（各音高毎でもよい）、異なる波形データの組がそれぞれ用意されている。なお、ベロシティの大きさに応じて、複数組の波形データを用意しておくようにしてもよい。

波形メモリ１３は、ＲＯＭで構成してもよいし、ＲＡＭで構成してもよい。また、ＲＯＭおよびＲＡＭを併用してもよい。ＲＡＭで構成する場合には、他の記憶媒体（たとえば、ハードディスク）に波形データを記憶させておき、本実施の形態の楽音生成装置に電源を投入するときなどに、他の記憶媒体から波形データを読み出して、ＲＡＭに書き込むようにすればよい。そして、ＲＡＭを使用することで、新たに作成した波形データを利用しやすくなる。また、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable ROM）のような不揮発性の書き込み可能なメモリを用いれば、前記電源投入時における波形データの書き込みを避けることができる。

フィルタ処理部１２３は、デジタルフィルタによって構成され、波形データ読み出し処理部１２２によって読み出された波形データをフィルタ処理し、生成される楽音信号に所望の周波数特性を付与する。エンベロープ処理部１２４は、振幅エンベロープ波形を形成する波形形成部と乗算器（いずれも図示せず）により構成され、フィルタ処理部１２３からの波形データ（波形信号）に所望の振幅エンベロープを付与してデジタル楽音信号として出力する。

なお、波形データ読み出し処理部１２２、フィルタ処理部１２３およびエンベロープ処理部１２４は、複数の時分割チャンネルタイミングに同期して各処理を実行する。この複数の時分割チャンネルは、複数の発音チャンネルにそれぞれ対応する。本実施の形態では、時分割チャンネル数として、たとえば、１２８チャンネルのものを採用している。時分割チャンネル数は、同時発音数に対応する。このように同時発音数の多い楽音生成装置では、複数のエレメント音を生成し、これを合成して、１つの楽音を生成することも行われている。

後述のように、本実施の形態の楽音生成装置も、基本的には複数のエレメント音を合成して１つの楽音を生成するように構成されている。この場合、１つのエレメント音を生成するために、１つの時分割チャンネル（発音チャンネル）を使用するので、たとえば４つのエレメント音によって１つの楽音を生成するには、４チャンネル分の時分割チャンネル（発音チャンネル）を使用することになる。したがって、当然ながら同時発音数は減少するが、１音の発音品質は向上する。

チャンネル累算部１２５は、エンベロープ処理部１２４から、複数の時分割チャンネルタイミングに同期して供給されるデジタル楽音信号を累算した後、出力する。効果処理部１２６は、チャンネル累算部１２５からのデジタル楽音信号に、コーラスやリバーブなどの音楽的効果を付与する。

図２は、１音色分のボイスデータのデータマップの一例を示す図である。ボイスデータは、予め複数音色分、前記ＲＯＭ６または外部記憶装置１０に記憶されている。ユーザ（演奏者）がいずれかのボイスデータを選択すると、そのボイスデータが、ＲＯＭ６または外部記憶装置１０から読み出されて、前記ＲＡＭ７に確保されたボイスバッファに格納される。

図２に示すように、ボイスデータは、第１〜第４エレメントデータ２１〜２４と、該各エレメントデータ２１〜２４に共通に使用されるコモンデータ２０とによって構成されている。

コモンデータ２０は、当該ボイスの名称を示すボイス名データ２０１と、当該ボイスが選択される条件である、バンクセレクト番号２０２およびプログラムチェンジ番号２０３と、当該ボイスに固有の音律を指定するための音律指定データ２０４と、すべてのエレメント音に対して共通の効果を付与するためのエフェクトパラメータ２０５と、すべてのエレメントに対して共通に用いられるその他データ２０６とによって構成されている。

各エレメントデータ２１〜２４は、それぞれ同様のデータ形式によって構成されているので、図２では、第３番目のエレメントを代表させて、その詳細なデータ構成が図示されている。

エレメントデータ２３は、当該エレメントの有効（オン）／無効（オフ）を示すエレメントオン／オフデータ２３１と、当該エレメントによって参照される波形セットの番号を示す波形セット番号データ２３２と、当該エレメントが選択される条件である、ノートナンバおよびベロシティの各範囲（レンジ）をそれぞれ示すノートナンバレンジデータ２３３およびベロシティレンジデータ２３４と、当該エレメントを発生する際に使用されるベロシティカーブの特性を示すベロシティカーブデータ２３５と、当該エレメントを発生する際に使用されるフィルタの種類やその値を示すフィルタパラメータデータ２３６と、当該エレメントのエンベロープを決定するＥＧ（envelope generator）に設定されるＥＧパラメータデータ２３７と、当該エレメントを発生する際に使用されるその他データ２３８とによって構成されている。

なお、ボイスバッファは、前述のように、ＲＡＭ７上に確保されているため、ボイスバッファに格納されたボイスデータは、ユーザが自由に編集することができるようになっている。

図３は、エレメントデータ２１〜２４によって参照される波形セットデータのデータマップの一例を示す図である。なお、波形セットデータは、予め前記ＲＯＭ６または外部記憶装置１０内に複数セット設けられ、各波形セットデータは、同様のデータ形式によって構成されている。図示例の波形セットデータは、その中の１つを代表としたものである。また、各波形セットデータには、番号（波形セット番号）が付与され、各波形セットデータは、この波形セット番号によって管理されている。

図３に示すように、波形セットデータは、当該波形セットの名称を示す波形セット名データ３０と、当該波形セットを構成するリージョンデータの個数を示すリージョン数データ３１と、該リージョン数データ３１によって示される個数（図示例では、ｎ個）のリージョンデータｋ３２（ｋ＝１，…，ｎ）とによって構成されている。

各リージョンデータｋ３２は、それぞれ同様のデータ形式によって構成されているので、図３では、第２番目のリージョンデータを代表させて、その詳細なデータ構成が図示されている。

リージョンデータｋ３２は、当該リージョンデータが選択される条件である、ノートナンバおよびベロシティの各範囲（レンジ）をそれぞれ示すノートナンバレンジデータ３２１およびベロシティレンジデータ３２２と、当該リージョンデータに割り当てられた波形データの番号を示す波形データ番号データ３２３と、当該波形データを読み出すときに必要なアドレス情報（具体的には、読み出し開始アドレス、ループ読み出し開始アドレスおよびループ読み出し終了アドレスなど）を示すデータ３２４と、その他データ３２５とによって構成されている。

前述のように、波形メモリ１３には、複数個の波形データが記憶されている。各波形データには、それぞれユニークな番号（波形データ番号）が付与され、各波形データは、この波形データ番号によって管理されている。

なお、本実施の形態では、波形セットデータは、メーカで作成され、楽音生成装置に組み込まれるデータであって、ユーザが編集できないように構成されている。各波形セットデータに含まれる複数のリージョンは、ノートナンバおよびベロシティが相互に重ならないように、また各範囲間に隙間ができないように設定されているので、任意のノートナンバとベロシティで参照することにより、いずれか１つのリージョンが特定され、いずれか１つの波形データが決定される。

図４は、ある１つの楽器音色（図示例では、ギター音色）に属する複数の波形データをＮＶ平面にマッピングした一例を示す図である。ここで、ＮＶ平面とは、ノートナンバを横軸（または縦軸）とし、ベロシティを縦軸（または横軸）としたときに形成される平面である。

同図に示すように、ギター音色に属する複数の波形データは奏法毎に分類され、分類後の各波形データ群、つまり各奏法対応波形データ群が、演奏者が鍵盤を用いて行う手弾き演奏（リアルタイム押鍵操作）によって指定され易いように、ＮＶ平面にマッピングされている。そして、各奏法対応波形データ群は、それぞれ、前記第１〜第４エレメントデータ２１〜２４のいずれかに対応付けられている。

具体的には、第２エレメントが、ギター音色で使われる頻度の高い音域に設定された通常発音音域であるノートナンバＤ１〜Ｄ＃５を含むＤ１〜Ｇ８に範囲設定されるとともに、手弾き演奏で最も使用頻度が高いベロシティ８１〜１２０の通常強度領域に範囲設定される。そして、第２エレメントの参照する波形セットデータにおいて、通常奏法のメゾフォルテ（ｍｆ）、フォルテッシモ（ｆｆ）およびスラップ奏法（Ｓｌａｐ）に対応する波形データ群が、強度データ（ベロシティ）１〜８９，９０〜１０５，１０６〜１２７にそれぞれ範囲設定されるとともに、前記通常発音音域、すなわちノートナンバＤ１〜Ｄ＃５の領域に範囲設定され、特殊奏法であるハンマリング奏法（Ｈａｍｍｅｒ）に対応する波形データ群が、全ベロシティ領域の前記通常発音音域を超えるノートナンバＥ５〜Ｇ８の高音領域に範囲設定される。ここで、エレメントと波形セットデータのノートナンバの範囲設定により、ＮＶ平面におけるノートナンバ方向のマッピングが決まり、同波形セットデータのベロシティの範囲設定とベロシティカーブ（図５）の設定により、ＮＶ平面におけるベロシティ方向のマッピングが決まる。すなわち、図４のように、メゾフォルテ（ｍｆ）、フォルテッシモ（ｆｆ）およびスラップ奏法（Ｓｌａｐ）の波形データ群は、ＮＶ平面において、第２エレメントのノートナンバ範囲の中のノートナンバＤ１〜Ｄ＃５の領域であって、第２エレメントのベロシティ範囲の中のベロシティ８１〜９５，９６〜１１０，１１１〜１２０の各領域にそれぞれマッピングされ、ハンマリング奏法（Ｈａｍｍｅｒ）の波形データ群は、同ノートナンバ範囲の中のノートナンバＥ５〜Ｇ８の領域であって、同ベロシティ範囲の中のベロシティ８１〜１２０の領域にマッピングされる。

一方、第１エレメントは、第２エレメントと同じノートナンバＤ１〜Ｇ８に範囲設定されるとともに、通常の演奏ではあまり使用されないベロシティ１２１〜１２７の強強度領域に範囲設定される。この第１エレメントの参照する波形セットデータにおいて、特殊奏法であるスライド奏法（Ｓｌｉｄｅ）に対応する波形データ群が、全ベロシティ領域の前記通常発音音域に範囲設定され、特殊奏法であるハーモニクス奏法（Ｈａｒｍｏｎｉｃｓ）に対応する波形データ群が、全ベロシティ領域の前記高音領域に範囲設定される。その結果、ＮＶ平面において、スライド奏法（Ｓｌｉｄｅ）の波形データ群は、ノートナンバＤ１〜Ｄ＃５の領域であって、ベロシティ１２１〜１２７の領域にマッピングされ、ハーモニクス奏法（Ｈａｒｍｏｎｉｃｓ）の波形データ群は、ノートナンバＧ５〜Ｇ８の領域であって、ベロシティ１２１〜１２７の領域にマッピングされる。

さらに、第３エレメントは、第２エレメントと同じノートナンバＤ１〜Ｇ８に範囲設定されるとともに、前記通常強度領域の下に位置するベロシティ１〜８０の弱強度領域に範囲設定される。この第３エレメントの参照する波形セットデータにおいて、弱音の特殊奏法であるデッドノート奏法（Ｄｅａｄ Ｎｏｔｅ）およびミュート奏法（Ｍｕｔｅ）に対応する波形データ群が、強度データ１〜５６，５７〜１２７の領域に範囲設定されるとともに、前記通常発音音域に範囲設定され、ハンマリング奏法（Ｈａｍｍｅｒ）に対応する波形データ群が、全ベロシティ領域の前記通常発音音域を超えるノートナンバＥ５〜Ｇ８の高音領域に範囲設定される。このハンマリング奏法の波形データ群は、第２エレメントのものと同一でよい。その結果、第３エレメントの各波形データ群が、図４のようにマッピングされる。

最後に、第４エレメントは、ノートナンバＣ−２〜Ｃ＃１の低音領域に範囲設定されるとともに、全ベロシティ領域に範囲設定される。第４エレメントの参照する波形セットデータは、効果音（ＳＦＸ）に対応する波形データ群である。この波形データ群は、フレットノイズとか、ギターのボディを叩いた音とかの、個々に独立性の高い音の波形データで構成される。したがって、該波形データ群の各波形データは、第４エレメントのノートナンバＣ−２〜Ｃ＃１の領域の各ノートナンバにそれぞれ範囲設定される。

なお、第２および第３エレメントの参照する波形セットデータでは、特徴が同じで強度の異なる奏法の波形データ群を同じ音域の異なるベロシティ領域に範囲設定している。そのため、それらの奏法間でベロシティカーブを共有でき、各エレメントで設定可能な１つのベロシティカーブをそのベロシティカーブとすることができる。

また、エレメントないし波形セットデータでは、ベロシティ“０”を除外して範囲設定しているが、これは、ベロシティ“０”が休符として使用される場合があるためである。

以上のように、複数の奏法の波形データ群が、ユーザの編集可能なエレメントとメーカで設定する波形セットデータとによってＮＶ平面にマッピングされる。ユーザが各エレメントの編集を行うことにより、ＮＶ平面における各奏法の波形データ群のマッピングや、マッピングされた波形データ群のベロシティカーブを調整することができる。

なお、図４のマッピング例は、あくまで一例に過ぎず、これに限られるわけではない。図７および図８は、図４とは異なったマッピング例を示している。

図５は、第１〜第３エレメントデータ２１〜２３に含まれるベロシティカーブデータの特性の一例を示す図である。ここで、ベロシティカーブとは、ベロシティ（押鍵速度）値を音量（強度データ）に変換するときの変換特性を意味する。なお、第４エレメントデータ２４に含まれるベロシティカーブデータの特性が図示されていないが、これは、第４エレメントデータ２４がノートナンバＣ−２〜Ｃ＃１の全ベロシティ領域０〜１２７にマッピングされており、他のエレメントデータのベロシティカーブとの関係を考慮することなく任意のベロシティカーブに設定してよいからである。

図５に示すように、各エレメントデータ２１〜２３にそれぞれ含まれるベロシティカーブデータの特性は、エレメントデータ毎に独立かつ最も相応しく設定されているので、局所的には、エレメントデータ間で多少不連続になっているものの（尤も、各エレメントデータに基づいて生成される楽音は、それぞれ異なる奏法の楽音であるので、エレメントデータ間でベロシティカーブデータの特性が多少不連続になることにより、各エレメント音の音量が多少異なったとしても、演奏者には判別し難い）、演奏者が鍵盤を用いて行う手弾き演奏（リアルタイム押鍵操作）によって、奏法に応じた音色の楽音が生成され易いように、大局的には、ほぼ連続性が保たれるようにしてある。

本実施の形態では、弱音、すなわち第３エレメントデータ２３に基づいて生成される音には、ある程度強い音（大きな音量の音）まで発音できるように、ベロシティ値が０〜８０の領域が割り当てられている。このような領域を弱音に割り当てたのは、実験の結果、これが最適と判断したからであるが、もちろん、これに限られるわけではない。

本実施の形態では、ベロシティは、７ビットのデータであり、ベロシティ値は、０〜１２７の整数値で表現される。そして、この０〜１２７の全ベロシティ領域を、ノートナンバの範囲設定が重なる第１〜第３エレメントデータ２１〜２３に分けて割り当てるようにしている。したがって、その限られた１２８の分解能のベロシティ領域に、各エレメントの奏法で必要とされるベロシティの変化幅、各エレメントの奏法に適したベロシティカーブの形状、手弾き演奏するのに支障のない全ベロシティ領域に亘るベロシティカーブの形状などを考慮しつつ、各エレメントのベロシティ領域の範囲設定やベロシティカーブを決めなければならない。このため、実験を行って、最適な分割方法等を決定する必要がある。

たとえば、第３エレメントデータ２３に含まれるベロシティカーブデータの割当て領域の上限を７０以下にすると、それだけ、第２エレメントデータ２２に含まれるベロシティカーブデータの割当て領域が広がって、第２エレメントデータ２２に基づいて生成される楽音の表現力が増すが、第３エレメントデータ２３に基づいて生成される楽音の表現力が、演奏者が通常求める表現力より劣ってしまうため、これを採用できない。逆に、第３エレメントデータ２３に含まれるベロシティカーブデータの割当て領域の上限を８５以上にした場合、それだけ、第３エレメントデータ２３に含まれるベロシティカーブデータの割当て領域が広がって、第３エレメントデータ２３に基づいて生成される楽音の表現力が増すが、第２エレメントデータ２２に基づいて生成される楽音の表現力が、演奏者が通常求める表現力より劣ってしまうため、これも採用できない。すなわち、実験では、ベロシティ領域中、第３エレメントデータ２３と第２エレメントデータ２２との境界は、７０〜８５の範囲内に設けた方がよいとの結論が得られた。もちろん、この結論は、採用する制約条件などによって変化するので、普遍的なものではない。

以上のように構成された楽音生成装置が実行する制御処理を、図６を参照して詳細に説明する。

図６は、本実施の形態の楽音生成装置、特にＣＰＵ５が実行するノートオンイベント処理の手順を示すフローチャートである。本ノートオンイベント処理は、ＣＰＵ５が実行するメインルーチンに含まれる一処理であり、メインルーチンには、初期化処理、ボイスデータ選択処理およびノートオフイベント処理等の各種処理が含まれているが、これらの処理は、本発明の特徴を説明するために必須のものではないので、その説明を省略する。ただし、ボイスデータ選択処理は、本ノートオンイベント処理の前提となるものであるので、本ノートオンイベント処理を説明する前に、簡単に説明する。

ボイスデータ選択処理は、演奏者がパート（ＰＴ）毎に指定したボイスデータを前記ＲＯＭ６または外部記憶装置１０から読み出して、前記ＲＡＭ７に確保されたボイスバッファＶＢ（ＰＴ）に格納する処理である。演奏者が、たとえば、前記表示装置９上に一覧表示されたボイスデータから、あるパートのボイスデータとして、いずれかを指定すると、このボイスデータを選択するための情報、すなわちバンクセレクトデータおよびプログラムチェンジデータが生成される。ボイスデータ選択処理は、生成されたバンクセレクトデータとプログラムチェンジデータに一致するボイスデータを、ＲＯＭ６または外部記憶装置１０から選択する。具体的には、前記図２で説明したように、各ボイスデータのコモンデータには、それぞれバンクセレクト番号およびプログラムチェンジ番号が含まれているので、ボイスデータ選択処理では、これらの番号と上記生成されたバンクセレクトデータおよびプログラムチェンジデータとを比較し、一致した場合に、そのボイスデータを読み出して、ボイスバッファＶＢ（ＰＴ）に格納する。

このようにして、ボイスバッファＶＢ（ＰＴ）には、パート毎に選択されたボイスデータが格納されている。

ノートオンイベントは、演奏者の押鍵操作によって発生する。この他に、本実施の形態の楽音生成装置に自動演奏機能が備えられている場合には、この自動演奏機能による自動演奏によっても、ノートオンイベントは発生する。

ノートオンイベントには、少なくとも、パート番号、ノートナンバおよびベロシティが含まれているので、まず、これらのデータを前記ＲＡＭ７に格納しておく。すなわち、パート番号を領域ＰＴ（以下、この領域ＰＴに格納された内容を「パートＰＴ」という）に、ノートナンバを領域ＮＮ（以下、この領域ＮＮに格納された内容を「ノートナンバＮＮ」という）に、ベロシティを領域ＶＥ（以下、この領域ＶＥに格納された内容を「ベロシティＶＥ」という）に格納しておく（ステップＳ１）。

次に、パートＰＴに選択されたボイスデータ、すなわちボイスバッファＶＢ（ＰＴ）に格納されているボイスデータに含まれる各エレメントデータのＶＮリミット、すなわち、ベロシティ（Ｖ）レンジの上下限値およびノートナンバ（Ｎ）レンジの上下限値から、発音するエレメント数を検出する（ステップＳ２）。より具体的には、ボイスデータ内の４つのエレメントデータ中、ノートナンバＮＮおよびベロシティＶＥが、それぞれノートナンバレンジおよびベロシティレンジ内に含まれるものを検索し、その個数を検出する。

そして、前記楽音信号生成回路１２の全発音チャンネルの中から、検出されたエレメント数分の発音チャンネルを確保して、各発音エレメントに割り当てた（ステップＳ３）後、最初の発音エレメントを指定する（ステップＳ４）。

以下、検出された発音エレメント数分、ステップＳ５〜Ｓ８の処理を繰り返し、最後の発音エレメントに対して、ステップＳ５〜Ｓ８の処理を終了すると、割り当てた全発音チャンネルに発音開始を指示して（ステップＳ９→Ｓ１０）、本ノートオンイベント処理を終了する。

ステップＳ５では、当該エレメントの波形セット番号が示す波形セットを検索し、その波形セットに含まれる各リージョンデータｋ３２のＶＮリミット、すなわち、ベロシティ（Ｖ）レンジの上下限値およびノートナンバ（Ｎ）レンジの上下限値から、当該エレメント音を発音するために読み出す波形データの番号を決定するとともに、その読み出しアドレス情報等を取得する。より具体的には、当該波形セット内のｎ個のリージョンデータｋ３２中、ノートナンバＮＮおよびベロシティＶＥが、それぞれノートナンバレンジおよびベロシティレンジ内に含まれる１つのリージョンを検索し、そのリージョンに含まれる波形データ番号および読み出しアドレス情報等を読み出す。

ステップＳ６では、当該エレメントのベロシティカーブデータが示すベロシティカーブに基づいて、ベロシティＶＥを強度データに変換する。

ステップＳ７では、前記レジスタ部１２１中、割り当てた発音チャンネルに対応するレジスタに、当該エレメントの各種データを設定する。ここで、各種データとは、前記取得された読み出しアドレス情報、ノートナンバＮＮおよび前記音律指定データに応じたピッチ情報、上記決定された強度データ、前記フィルタパラメータデータ、前記ＥＧパラメータデータおよびエフェクトパラメータなどである。

ステップＳ８では、次の発音エレメントを指定する。

このように、本ノートオンイベント処理では、１つのノートオンイベントで、複数のエレメント音を生成し、これを合成して１つの楽音を発音するようにしている。本発明の特徴は、１つのエレメントに少なくとも１つの奏法を、演奏者が鍵盤を用いて行う手弾き演奏（リアルタイム押鍵操作）によって奏法に応じた音色の楽音が生成され易いように割当て、１回の押鍵操作で、つまり１つのノートオンイベントで、１つの奏法に応じた音色の楽音を発生させることにある。したがって、１つのノートオンイベントで指定されるエレメントは、１つだけであるので、前記ステップＳ５〜Ｓ８の処理を繰り返す必要はない。しかし、本ノートオンイベント処理のように構成すれば、複数パートが選択され、あるパートは、１つの奏法の楽音を１つのエレメントで発生し、他のあるパートは、１つの楽音を複数のエレメント音を合成して発生するような場合にも対応できるので、このようにしている。

以上説明したように、本実施の形態の楽音生成装置では、１回の押鍵操作で、１つの奏法に応じた音色の楽音を発生させるようにしたので、奏法の指定をより簡単化することが可能となる。

また、１つのエレメントデータに少なくとも１つの奏法を対応付け、１つのエレメントデータに基づいて、少なくとも１つの奏法に応じた音色の楽音を生成するようにしたので、少なくともエレメントデータ数と同じ奏法数の奏法対応音源を実現することができる。そして、各エレメントデータは、ユーザによって編集可能に構成したので、各エレメントデータ単位で、奏法に応じた音色を自由に編集することができる。

さらに、各エレメントデータは、それぞれ、波形セットデータを参照し、各波形セットデータは、それぞれ、複数の奏法に対応した波形データを参照するというように、エレメントデータと波形セットデータの２段階で、奏法に対応した波形データを選択し、この波形データに基づいて、奏法に応じた音色の楽音を生成するようにしたので、エレメントデータ数より多い奏法数の奏法対応音源を実現することができる。

また、奏法に応じた音色の楽音を生成するときには、選択された波形データとともに、その波形データを参照したエレメントデータも使用するので、換言すれば、エレメントデータを基本として、奏法に応じた音色の楽音を生成するので、たとえば、エレメント毎にしか、ベロシティカーブデータを設定できない音源であっても、問題なく奏法対応音源を実現することができる。

さらに、ＮＶ平面上、ベロシティ値が弱い方から強い方にかけて、弱音のための奏法に対応する波形データから強音のための奏法に対応する波形データを順次マッピングしたので、押鍵操作で検出されるベロシティにより、演奏者は、ある程度意識的に、奏法に応じた音色の楽音を弾き分けることができる。さらに、各ベロシティカーブデータに略連続性を持たせたので、演奏者は、この弾き分けを聴感上実感することができる。

なお、本実施の形態では、奏法に応じた音色の楽音の生成を指示するための操作子として、鍵盤を用いたが、これに限られるわけではないことは、言うまでもない。

なお、上述した実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システムまたは装置に供給し、そのシステムまたは装置のコンピュータ（またはＣＰＵ５やＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読出し実行することによっても、本発明の目的が達成されることは言うまでもない。

この場合、記憶媒体から読出されたプログラムコード自体が本発明の新規な機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。

プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、たとえば、フレキシブルディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭなどを用いることができる。また、通信ネットワークを介してサーバコンピュータからプログラムコードが供給されるようにしてもよい。

また、コンピュータが読出したプログラムコードを実行することにより、上述した実施の形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているＯＳなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって上述した実施の形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。

さらに、記憶媒体から読出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ５などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって上述した実施の形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。

本発明の一実施の形態に係る楽音生成装置の概略構成を示すブロック図である。 １音色分のボイスデータのデータマップの一例を示す図である。 図２の各エレメントデータによって参照される波形セットデータのデータマップの一例を示す図である。 ある１つの楽器音色（図示例では、ギター音色）に属する複数の波形データをＮＶ平面にマッピングした一例を示す図である。 図２の第１〜第３エレメントデータに含まれるベロシティカーブデータの特性の一例を示す図である。 本実施の形態の楽音生成装置、特にＣＰＵ５が実行するノートオンイベント処理の手順を示すフローチャートである。 図４のマッピング例とは異なるマッピング方法でマッピングした一例を示す図である。 さらに図７のマッピング例とは異なるマッピング方法でマッピングした一例を示す図である。

符号の説明

１ 演奏操作子，５ ＣＰＵ，６ ＲＯＭ，１０ 外部記憶装置，１２ 楽音信号生成回路，１３ 波形メモリ

Claims (3)

1. 各音色毎に、複数のエレメントデータに基づいて１乃至複数のエレメント音を生成し、該生成された１乃至複数のエレメント音に基づいて、１つの楽音を生成する楽音生成装置において、
   前記各音色の前記複数のエレメントデータの各々について、当該エレメントデータが選択されるための条件である、ノートナンバ領域およびベロシティ領域を示す領域データと、当該エレメントデータに基づく前記エレメント音の生成に用いられる、波形データセットを参照する参照データと、当該エレメントデータに基づく前記エレメント音の生成に用いられる、ベロシティカーブとを含む前記エレメントデータを記憶するエレメントデータ記憶手段と、
   ユーザの操作に応じて、前記エレメントデータ記憶手段の記憶する前記エレメントデータを編集する編集手段と、
   対応する奏法に基づいてグループ化された複数の波形データを記憶する波形データ記憶手段と、
   前記各エレメントデータによってそれぞれ参照される前記波形セットデータであって、前記波形データ記憶手段の記憶する波形データのうちの対応するグループの複数の波形データの各々にノートナンバ領域およびベロシティ領域を設定することにより、ノートナンバおよびベロシティによって形成される平面上に、該グループの波形データをマッピングする前記波形セットデータを複数記憶する波形セットデータ記憶手段と、
   １つの音色を選択する音色選択手段と、
   少なくともノートナンバとベロシティを発生する発生手段と、
   該発生手段によって発生されたノートナンバおよびベロシティが、前記領域データの示すノートナンバ領域およびベロシティ領域に含まれるエレメントデータを、前記エレメントデータ記憶手段の記憶されたエレメントデータのうちの前記選択された音色に対応する複数エレメントデータの中から検出するエレメントデータ検出手段と、
   前記エレメントデータ検出手段により検出されたエレメントデータによって参照される波形セットデータに基づいて、前記発生されたノートナンバおよびベロシティにマッピングされた波形データを、前記波形データ記憶手段の記憶する複数の波形データの中から検出する波形データ検出手段と、
   前記エレメントデータ検出手段により検出されたエレメントデータのベロシティカーブにより、前記発生されたベロシティを発音音量に変換する変換手段と、
   前記波形データ検出手段により検出された波形データに基づいて、前記変換手段によって変換された発音音量で前記エレメント音を生成する生成手段と
   を有することを特徴とする楽音生成装置。
2. 前記グループのうちの少なくとも１つのグループには、特徴が同じで、かつ強度の異なる奏法の複数の波形データが含まれており、当該グループの波形データをマッピングする前記波形データセットでは、前記平面上、ベロシティの強さが強くなるに従って、弱音のための奏法に対応するものから強音のための奏法に対応するものへと順次マッピングされていることを特徴とする請求項１に記載の楽音生成装置。
3. １つの音色の複数のエレメントデータで参照される複数の波形データセットには、通常奏法の波形データをマッピングする波形データセットと弱音奏法の波形データをマッピングする波形データセットが含まれ、
   前記通常奏法の波形データセットを参照するエレメントデータはベロシティの通常強度領域に設定され、前記弱音奏法の波形データセットを参照するエレメントデータはベロシティの弱強度領域に設定され、
   前記通常強度領域に設定されたエレメントデータのベロシティカーブと、前記弱強度領域に設定されたエレメントデータのベロシティカーブとは、略連続性を有する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の楽音生成装置。

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