JP3931460B2 - 音源装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、楽音に対して多彩なエフェクトを付与することができる音源装置および音源装置の楽音処理方法に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
音源装置で発音する楽音のなかには、複数の楽音波形を合成することによって１つの楽器音色の楽音になるものがある。この楽器音色の各楽音波形はそれぞれ別の発音スロットで形成される。発音スロットは本来は完全な１つの楽器音色の楽音を発生するためのものであるため、楽音波形を形成する回路部分以外にエフェクタなどの回路部を備えている。
【０００３】
しかし、各発音スロットにおいて別々に形成した楽音波形に対して別々にエフェクトを付与したのちに合成して１つの楽器音色の楽音としたのでは、本来のエフェクトと効果が異なってしまううえ、処理が重複して装置の負担が大きくなる欠点があった。たとえば、ディストーションなどの信号レベルが一定値を越えたときその波形を歪ませるようなエフェクトの場合、別々の楽音波形と合成した楽音波形とではそのレベルが異なるためエフェクトの効果も異なってしまう。
【０００４】
また、音源装置の後段には主として上記音源装置内部のエフェクトとは別の外部エフェクタが接続されている。このエフェクタは、残響系のエフェクトなど主として音に広がりを持たせるエフェクトを付与するためのエフェクタである。このようなエフェクトは多種類あるため、高機能化したエフェクタには、多くの効果チャンネルを有し、同時に複数種類のエフェクト処理をすることができるものがある。しかし、発音スロットは、エフェクタの効果スロットの数に対応するだけの出力チャンネルを設けることができず、エフェクタが高機能化してもそれを十分に活用することができないという問題点があった。
【０００５】
さらに、従来の音源装置でフェードアウトしようとすると、この音源装置を駆動しているシーケンサから一定時間毎にレベル制御情報（ＭＩＤＩのコントロールチェンジメッセージなど）を送信する必要があり、滑らかなフェードアウトを実現しようとすればメッセージを送信頻度が高くなってＭＩＤＩトラフィックが増大し、シーケンサの処理も増大するという問題点があった。
【０００６】
この発明は、エフェクトやフェードイン・アウトを効率的にかけることができる音源装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明は、それぞれ個別のエフェクト回路に接続される複数の出力端子を設けるとともに、形成した楽音の出力レベルを制御するレベル制御手段を前記出力端子の数よりも少ない数だけ設け、一部のレベル制御手段には１対１で対応させて出力端子を接続し、他の一部のレベル制御手段にはセレクタを介して複数の出力端子を接続したことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図面を参照してこの発明の実施形態であるカラオケ装置について説明する。図１は同カラオケ装置のブロック図である。図２は同カラオケ装置で用いられる曲データの構成図である。図３は同カラオケ装置の音源装置の構成図である。
【００１１】
図１において、このカラオケ装置は、カラオケ装置本体１，コントロールアンプ２，ＤＶＤチェンジャ４，スピーカ５，モニタ６，マイク７および赤外線のリモコン装置８で構成されている。カラオケ装置本体１はこのカラオケ装置全体の動作を制御する。該カラオケ装置本体１の制御装置であるＣＰＵ１０には、内部バスを介してＲＯＭ１１，ＲＡＭ１２，ハードディスク記憶装置１４，通信制御部１５，リモコン受信部１６，表示パネル１７，パネルスイッチ１８，音源装置２０，音声データ処理部２１，エフェクタ２２，文字表示部２３，表示制御部２４が接続されるとともに、上記外部装置であるコントロールアンプ２およびＤＶＤ（ディジタル・ビデオ・ディスク）チェンジャ４がインタフェースを介して接続されている。
【００１２】
ＲＯＭ１１にはこの装置を起動するために必要な起動プログラムなどが記憶されている。装置の動作を制御するシステムプログラム，カラオケ演奏実行プログラムなどはハードディスク記憶装置１４に記憶されている。カラオケ装置の電源がオンされると上記起動プログラムによってシステムプログラムやカラオケ演奏プログラムがＲＡＭ１２に読み込まれる。
【００１３】
ハードディスク記憶装置１４には、上記プログラムを記憶するプログラム記憶エリアのほか、楽曲データを記憶する楽曲データ記憶エリアなどが設定されている。楽曲データ記憶エリアは、数千曲分の楽曲データを記憶することができ、配信センタが定期的にダウンロードしてくる新曲の楽曲データなどが記憶されている。
【００１４】
前記ＲＡＭ１２には、装置の起動時にハードディスク記憶装置１４からプログラムを読み込むプログラム記憶エリア、リクエストされたカラオケ曲の曲番号を登録する予約リスト、演奏されるカラオケ曲の楽曲データを読み込む実行曲データ記憶エリアなどが設定される。
【００１５】
通信制御部１５はＩＳＤＮ回線を介して配信センタと接続される。配信センタは、定期的にカラオケ装置に対して電話を掛け、新曲の楽曲データやバージョンアップされた制御プログラムなどをダウンロードしてくる。
【００１６】
リモコン装置８は、テンキーなどのキースイッチを備えており、利用者がこれらのスイッチを操作するとその操作に応じたコード信号を赤外線で出力する。リモコン受信部１６はリモコン装置８から送られてくる赤外線信号を受信して、そのコード信号を復元しＣＰＵ１０に入力する。ＣＰＵ１０は、リモコン装置８から曲番号が入力されると、この曲番号を、ＲＡＭ１２に設定されている予約リストに登録する。
【００１７】
パネルスイッチ１８は、前記リモコン装置８と同様の曲番号入力用のテンキーやキーチェンジスイッチ、テンポチェンジスイッチを備えている。
【００１８】
表示パネル１７はこのカラオケ装置本体１の前面に設けられており、現在演奏中の曲番号や予約曲数を表示する。
【００１９】
文字表示部２３はＶＲＡＭを備え、カラオケ曲の歌詞などを文字パターンに展開する。この文字パターンは、映像信号として表示制御部２４に入力される。また、カラオケ演奏時はＤＶＤチェンジャ４は背景映像を再生し、この映像信号も表示制御部２４に入力される。表示制御部２４は、文字パターンを背景映像にスーパーインポーズで合成してモニタ６に表示する。なお、ＤＶＤチェンジャ４に収納されているＤＶＤには、背景映像を記録したもののほか定番曲の楽曲データを記憶したものがある。定番曲を演奏する場合、ドライブが２つある場合には一方に楽曲データのＤＶＤをセットし、他方に背景映像のＤＶＤをセットすればよく、ドライブが１つの場合には、まず楽曲データのＤＶＤをドライブにセットしてリクエストされた楽曲データを読み出し、これをＲＡＭ１２の実行曲データ記憶エリアに書き込んだのち背景映像のＤＶＤをドライブにセットして、カラオケ曲の演奏と並行して背景映像を再生する。
【００２０】
音源装置２０は、図３に示すように６４チャンネルの発音スロット３１を備えており、６４音の楽音を同時に発音することができる。各発音スロットは楽音波形を形成するだけでなくその楽音波形を加工して楽音らしくするためのエフェクタ（インサーションエフェクト）を備えている。この音源装置２０が発生した楽音はエフェクタ２２に出力される。エフェクタ２２は、図３に示すように２つのＤＳＰ２２ａ，２２ｂを有しており、それぞれ４チャンネル、合計８チャンネルの効果チャンネルを有している。各効果チャンネルにアサインされるエフェクトはリバーブ、コーラスなど楽音に広がりや幅を持たせるための遅延系，位相制御系のエフェクトである。詳細は後述する。
【００２１】
音声データ処理部２１は、楽曲データに含まれる音声データに基づき、指定された長さ、指定された音高の音声信号を形成する。音声データは、バックコーラスなどの人声など電子的に形成しにくい信号波形をそのままＰＣＭ信号として記憶したものである。音声データ処理部２１が再生した音声信号は、コントロールアンプ２に入力される。
【００２２】
コントロールアンプ２には、２本のマイク７ａ，７ｂが接続されており、カラオケ歌唱者の歌唱音声が入力される。コントロールアンプ２は歌唱音声に対して所定のエフェクト（ボーカルエフェクト）を付与するとともに、歌唱音声・カラオケ演奏音をそれぞれミキシング・増幅してスピーカ５に出力する。
【００２３】
図２は楽曲データの構成を示す図である。同図（Ａ）は楽曲データの全体構成を示す図である。同図（Ｂ）は楽曲データのトラックの構成を示す図である。楽曲データは、ヘッダ，楽音トラック，歌詞トラック，音声制御トラック，エフェクト制御トラック，ガイドメロディトラック，音声データ部などからなっている。ヘッダは、この楽曲データに関する種々のデータが書き込まれる部分であり、曲名，ジャンル，発売日，曲の演奏時間などのデータを含んでいる。
【００２４】
楽音トラック，歌詞トラック，音声制御トラック，エフェクト制御トラック，ガイドメロディトラックの各トラックは全てＭＩＤＩフォーマットで記述されている。ＭＩＤＩフォーマットは、複数のイベントデータと各イベントデータの読み出しタイミングを示すタイミングデータΔｔからなっている。シーケンスプログラムは、所定のテンポクロックでΔｔをカウントし、読み出しタイミングになったときこれに続くイベントデータを読み出して所定の処理部へ出力する。楽音トラック，ガイドメロディトラック以外のデータは通常のＭＩＤＩメッセージではないが、インプリメンテーションの統一をとり、作業工程を容易にするためこのトラックもＭＩＤＩフォーマット（システムエクスクルーシブメッセージ）で記述されている。
【００２５】
楽音トラックは、１６または３２のトラックからなり、それぞれピアノ，エレキギター，ドラムセットなどの楽器音色（パート）がアサインされる。楽器音色のなかには、ギター音色のように弾いたときの衝撃音と弦の振動の持続音（緩やかな減衰音）のように２パートで１つの楽器音色を構成するものもある。各トラックには、楽音の発音や消音を指示するノートオン・オフメッセージやこの楽音に対するインサーションエフェクト３３（図３参照）を制御するためのコントロールチェンジメッセージなどが書き込まれている。
【００２６】
また、エフェクト制御トラックには、エフェクタ２２の各効果チャンネルに対してどのようなエフェクトを担当させるかを指示するエフェクト設定データ、音源装置２０の各パートの楽音をどの効果チャンネルにどのレベルで入力するかを指示するセンドレベル設定データなどが書き込まれている。
【００２７】
図３は前記音源装置２０の構成を示す図である。この音源装置は、６４チャンネルの発音スロット３１および各発音スロット３１の発音動作を制御する制御部３０を有している。
【００２８】
制御部３０は、各楽器音色（パート）の楽音波形を形成するための波形形成情報や楽音の自動フェードの態様を制御するためのフェード曲線データ（後述）を記憶しているとともに、シーケンサ（ＣＰＵ１０）から受け取った各種ＭＩＤＩメッセージを記憶する。その内容は、各ＭＩＤＩチャンネルにアサインされている楽器音色（パート）、各パートにアサインされているインサーションエフェクト、各パートの楽音の（外部エフェクタ２２への）センドレベルなどである。この記憶内容を図示すると図４（Ｂ）のようになる。
【００２９】
シーケンサから楽音の発音を指示するノートオンメッセージが入力されたとき、この楽音の発音をいずれかの（現在休止中の）発音スロットにアサインする（ランダムアサイン）。そして、ノートオンメッセージが入力されたＭＩＤＩチャンネルにアサインされている楽器音色（パート）の波形形成情報、ノートオンメッセージに含まれていたベロシティデータ、インサーションエフェクトの設定データ、外部エフェクタ２２へのセンドレベルデータなどをこの発音スロット３１に入力して楽音の発音をスタートする。
【００３０】
各発音スロット３１は、波形形成部（ウエーブジェネレータ）３２、フェーダ・イコライザ部３３、エフェクタ（インサーションエフェクト）３５、レベル制御部３６からなり、フェーダ・イコライザ部３３とエフェクタ３５との間に、他の発音スロットに対して楽音波形を出力する出力部３７および他の発音スロットから楽音波形を入力する加算器３４が挿入されている。なお、同図では、エフェクタ３５を各発音スロット中に１つずつ設けているが、発音スロット中にエフェクト３５を設けず外部に設けておき、楽音波形に対してエフェクトの付与が要求されたとき発音スロット中にエフェクタを挿入して（インサーション）、所望のエフェクトを付与するようにしてもよい。
【００３１】
波形形成部３２は制御部３０から供給された楽音波形データやベロシティデータなどに基づいて楽音波形を形成する。この楽音波形はフェーダ・イコライザ部３３でイコライジングされる。なお、この楽音をフェードする場合には、フェーダ・イコライザ部３３にフェードレベル信号を刻々入力することによって出力をフェードさせる。フェード機能についての詳細は後述する。フェーダ・イコライザ部３３でイコライジングされた楽音波形は、加算器３４を介してエフェクタ３５に入力される。
【００３２】
エフェクタ３５は、入力された楽音波形に対してエフェクトを付与する。このエフェクタ３５は、波形を歪ませるなど楽音波形を加工してそのパートらしい音色にするためのエフェクト（ディストーションなど）を付与するものである。エフェクタ３５によってエフェクトを付与された楽音波形はレベル制御部３６に入力される。
【００３３】
同図（Ｂ）にレベル制御部３６の詳細図を示す。レベル制御部３６は、入力された楽音波形を４つの出力チャンネル（チャンネルａ，チャンネルｂ，チャンネルｃ，チャンネルｄ）に分岐し、各出力チャンネル毎にセンドアンプ４０およびパン回路４１を備えている。センドアンプ４０は、その出力チャンネルに対する楽音波形の出力レベル（センドレベル）を制御するためのアンプ（ディジタルの場合には係数乗算器）である。また、パン回路４１は、該出力チャンネルに入力された楽音波形を左右２チャンネルに分岐し、各チャンネルに対する出力レベルを設定する回路である。
【００３４】
これに対して音源装置の出力端子４３は端子４３ａ〜４３ｈの８個設けられている。出力端子４３ａには出力チャンネルａが接続されている。出力端子４３ｂには出力チャンネルｂが接続されている。出力端子４３ｃには出力チャンネルｃが接続されている。また、出力端子４３ｄ〜４３ｈにはセレクタ４２が接続されている。セレクタ４２は制御部３０から入力される選択信号により上記出力端子４３ｄ〜４３ｈのうち１つを選択的に出力チャンネルｄに接続する。なお、出力端子４３ａ〜４３ｈには、６４個の全ての発音スロットのレベル制御部３６が接続されており、各発音スロットが発生し各出力チャンネルに振り分けた楽音が集約して出力される。
【００３５】
楽曲データのエフェクト制御トラックのセンドレベル設定データは、楽音を出力端子ａ〜出力端子ｈのどのチャンネルにどのレベルで出力するかをＭＩＤＩチャンネル別に指示する。ただし、出力端子ｄ〜出力端子ｈへの出力は重複しないように記述される。このデータを入力した制御部３０は、出力端子ａ〜出力端子ｃへの出力が指示されていればそれぞれ出力チャンネルａ〜出力チャンネルｃに出力する。出力端子ｄ〜出力端子ｈへの出力が指示されていれば出力チャンネルｄに出力し、指示された出力端子を選択するようにセレクタ４２を切り換える。
【００３６】
同図において、音源装置２０の出力端子４３ａ〜４３ｄの４つの出力端子はＤＳＰ２２ａの４つの効果チャンネルに接続されており、出力端子４３ｅ〜４３ｈはＤＳＰ２２ｂの４つの効果チャンネルに接続されている。各ＤＳＰ２２ａ，２２ｂは、各入力チャンネルに対応する４種類のエフェクトを並行して処理することができる。このうちＤＳＰ２２ａの３チャンネル（チャンネルａ，チャンネルｂ，チャンネルｃ）については、そのエフェクトの内容が予め決められている。チャンネルａはドライ（エフェクトなし）、チャンネルｂはリバーブ、チャンネルｃはコーラスである。ＤＳＰ２２ａの第４のチャンネルであるチャンネルｄおよびＤＳＰ２２ｂの４チャンネル（チャンネルｅ〜チャンネルｈ）については、曲（楽曲データ）毎に各種エフェクトがアサインされる。このエフェクトのアサインは、楽曲データの効果制御トラックに記述されているエフェクト指定データに基づいて行われる。エフェクト指定データはトラックの先頭に記述されているため、各チャンネルには曲のスタート前に所定のエフェクトがアサインされる。
【００３７】
なお、エフェクトはＤＳＰで構成されているため、エフェクトのアサインはこの効果チャンネルに対応するステップに処理手順やパラメータを組み込む処理である。
【００３８】
これにより、発音スロットの出力チャンネルは４チャンネルであるが、各楽音スロット（実際には各発音スロットにアサインされた各パート）毎に８種類のエフェクトから４種類を選択してアサインすることができる。なお、この実施形態では、出力チャンネルｄのみにセレクタ４２を接続して複数の出力端子を選択可能にしているが、これ以外の出力チャンネルにもセレクタを介して複数の出力端子を接続するようにしてもよい。
【００３９】
ここで、楽器音色には上述のギター音色のように複数パートで１つの楽器音色が構成される場合がある。このような楽器音色がアサインされたＭＩＤＩチャンネルに対しては音源装置内部で該複数のパートがアサインされ、このＭＩＤＩチャンネルのノートオンイベント，ノートオフイベントは該複数のパートに入力される（図４（Ｂ）のＭＩＤＩ第２チャンネル参照）。一方、この複数パートの楽音波形は加算合成されて始めて１つの楽器音色の楽音となる。各発音スロット３１は、インサーションエフェクトを付与するエフェクタ３５をそれぞれ備えているが、１つの楽器音色を構成する複数パートの楽音波形がそれぞれ別々にエフェクタ３５をとおっても理想的なエフェクトを付与することができない。
【００４０】
そこで、このような場合、制御部３０は、複数パートの楽音波形の形成がアサインされた複数の発音スロットからマスタの発音スロットを１つ決定し、他の発音スロットをスレーブとする。そして、スレーブ発音スロットのフェーダ・イコライザ部３３から出力された楽音波形をマスタ発音スロットの加算器３４に入力するように設定する（図４（Ａ）参照）。このマスタ発音スロットの加算器３４は、自己の発音スロットで形成した楽音波形とスレーブ発音スロットから入力された楽音波形とを加算合成したのちこの楽音波形をエフェクタ３５に入力する。これにより、複数パートで構成される楽器音色であっても、１つの楽器音色の波形としたのちにエフェクトを付与することができる。
【００４１】
このように、実際にエフェクタ３５を機能させるのはマスタ発音スロットのエフェクタ３５のみであるため、処理の負担が小さくなるうえ、ディストーションなどの楽音レベルに応じた量の処理（変形）が施されるエフェクトの場合、加算合成されて本来の楽音レベルになった楽音波形にエフェクトを付与するため正しい量のエフェクトを付与することができる。
【００４２】
また、楽曲データは複数パートからなる楽器音色であっても１つのデータでエフェクトを制御することができるため、記述が容易になるとともにデータ量をその分だけ削減することができる。
【００４３】
また、楽曲データのエフェクト制御トラックにはイベントデータの１つとしてフェードメッセージが書き込まれている。このフェードメッセージは「目標値，スピード，特性」を示すデータからなり、現在発音中の楽音のフェードおよびその態様を指示するデータである。フェードアウトの場合、目標値は０となる。
【００４４】
シーケンサ（ＣＰＵ１０上のプログラム）が楽曲データを読み出してフェードメッセージを音源装置２０に入力すると、制御部３０は、フェード指示されたＭＩＤＩチャンネル（パート）がアサインされている発音スロットを割り出し、この発音スロットに対して一定時間（たとえば１０ｍｓ）毎に変更された出力ゲインを出力する。この出力ゲインはフェーダ・イコライザ３３において乗算され楽音波形の出力レベルが変更される。このように、シーケンサは、フェードスタート時にフェードメッセージを出力するのみでよく、一定時間毎にレベル制御メッセージを音源装置２０に入力する必要がなくなった。
【００４５】
制御部３０は、図５に示すようなフェードの態様を決定するフェード波形を複数記憶しており、フェードメッセージが入力されると、特性データに基づいて１つのフェード波形を選択する。ｙ軸は出力ゲイン係数であり、原点が現在値、上限値が目標値を示している。ｘ軸は時間軸であり、原点がスタート時、右端がフェード終了時を示している。制御部３０は、スピードデータで指示された刻みでｘの値を増加させてゆき、そのｘに対応する関数（フェード波形）値ｙを得る。そして、このｙで現在値と目標値の間の出力ゲイン係数を割り出し、この出力ゲイン係数をフェーダ・イコライザ３３に出力する。
【００４６】
また、フェードメッセージは１つのＭＩＤＩチャンネルのみを指定する場合もあるが、全ＭＩＤＩチャンネルを指定する場合もある。この場合には、全ての発音スロットに対して上記処理を実行する。全ＭＩＤＩチャンネルにフェードを指定する場合は、たとえば、曲の最後にフェードアウトで曲を終了させる場合などがある。
【００４７】
また、楽曲データにフェードメッセージが記述されている場合以外に、利用者の操作によってフェードを行う場合もある。たとえば、利用者が中止キーをオンして演奏を途中で辞める場合（フェードアウト）や、一時停止キーをオンして演奏を一時停止させる場合（フェードアウト）、再スタートキーをオンして演奏を再スタートさせる場合（フェードイン）などがある。
【００４８】
カラオケ装置１は、このような各種のフェード指示操作に備えて、各操作に対応したフェードメッセージをＲＡＭ１２などに記憶しておき、フェード指示操作があったときその操作に対応するフェードメッセージを割り込みで音源装置２０に入力するようにすればよい。
【００５０】
【発明の効果】
この発明によれば、複数の出力端子がそれぞれ個別のエフェクト回路に接続されている場合、常時使用されるエフェクト回路またはどの楽器音色であっても使用されるエフェクト回路についてはレベル制御手段から直接接続し、時々または楽器音色によっては使用されるエフェクタについてはセレクタを介して接続するようにすることにより、回路構成を簡略化しつつ多くのエフェクト回路を使用することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態であるカラオケ装置のブロック図
【図２】同カラオケ装置の楽曲データの構成を示す図
【図３】同カラオケ装置の音源装置の構成を示す図
【図４】同音源のグルーピングを説明する図
【図５】同音源の制御部に記憶されているフェード波形を示す図
【符号の説明】
２０…音源装置、２２…（外部）エフェクタ、２２ａ，２２ｂ…ＤＳＰ、
３１…発音スロット、３２…波形形成部、３３…フェーダイコライザ、３４…合成部、３５…エフェクタ、３６…レベル制御部、３７…出力部、
４０…センドアンプ、４１…パン回路、４２…セレクタ、４３…出力端子

Claims (1)

1. それぞれ個別のエフェクト回路に接続される複数の出力端子を設けるとともに、形成した楽音の出力レベルを制御するレベル制御手段を前記出力端子の数よりも少ない数だけ設け、一部のレベル制御手段には１対１で対応させて出力端子を接続し、他の一部のレベル制御手段にはセレクタを介して複数の出力端子を接続したことを特徴とする音源装置。

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