JP5023943B2 - Electronic wind instrument - Google Patents

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Description

この発明は、電子フルート等の電子管楽器に関する。   The present invention relates to an electronic wind instrument such as an electronic flute.

周知のように、電子管楽器は、自然管楽器の歌口を模した呼気吹込口と、その近傍のリッププレートと、管体に配備された複数の演奏用キーを有している。そして、演奏者がリッププレートに下唇付近の部分を接触させ、呼気吹込口から呼気を吹き込むと、電子管楽器では、呼気吹込口を介して吹き込まれる呼気のブレス流量がブレス流量検出部により検出されるとともに、演奏用キーの押下の組み合わせである運指パターンが検出され、運指パターンに応じたピッチを有し、ブレス流量に応じた音量を有する演奏音が合成されて放音される。なお、電子管楽器に関する先行技術文献として、例えば特許文献1、2がある。
特開2007−199604号公報 特開2007−193100号公報
As is well known, an electronic wind instrument has an exhalation-breathing port imitating a natural wind instrument singer, a lip plate in the vicinity thereof, and a plurality of performance keys arranged on the tube. When the performer touches the portion near the lower lip to the lip plate and blows exhalation through the exhalation blowing port, the breath flow rate of the exhaled breath that is blown through the exhalation blowing port is detected by the breath flow detection unit. At the same time, a fingering pattern that is a combination of pressing of the performance keys is detected, and a performance sound having a pitch corresponding to the fingering pattern and a volume corresponding to the breath flow rate is synthesized and emitted. For example, Patent Documents 1 and 2 are prior art documents related to electronic wind instruments.
JP 2007-199604 A JP 2007-193100 A

ところで、従来の電子管楽器では、ブレス流量検出部により検出されるブレス流量が図7に例示するように立ち上がるとき、ブレス流量が閾値Thを越えてから遅延時間Δt1が経過したときのブレス流量Eを読み込み、このブレス流量Eに応じた大きさのエクスプレッション値を楽音形成開始時のエクスプレッション値として音源に与え、その後、このブレス流量Eに応じた大きさのベロシティ値を含むノートオンメッセージを音源に与えていた。なお、図7に示す例では、演算の便宜のため、閾値Thをブレス流量の零点として取り扱っている。   By the way, in the conventional electronic wind instrument, when the breath flow rate detected by the breath flow rate detector rises as illustrated in FIG. 7, the breath flow rate E when the delay time Δt1 has elapsed after the breath flow rate exceeds the threshold Th is obtained. Reading, giving an expression value of a magnitude corresponding to the breath flow rate E to the sound source as an expression value at the start of musical tone formation, and then giving a note-on message including a velocity value of the magnitude corresponding to the breath flow rate E to the sound source It was. In the example shown in FIG. 7, the threshold Th is handled as the zero point of the breath flow rate for the convenience of calculation.

このように、ブレス流量Eに基づいて、楽音形成開始時における楽音の立ち上がり速度を指定する速度パラメータであるベロシティ値および楽音の音量を指定する音量パラメータであるエクスプレッション値が決定されるため、演奏者は、呼気吹込口から吹き込む呼気の量を変えることにより、演奏音に表情付けを行うことができる。しかし、フルート型の電子管楽器(以下、電子フルートという)等では、演奏者が開空間に吹き込んで吹奏を行うため、この演奏者の呼気の流速を検出するためのブレス流量検出部が開空間に設けられる。このようなブレス流量検出部では、演奏者が呼気を呼気吹込口に吹き込んでからブレス流量検出部により検出されるブレス流量が十分に立ち上がるまでには時間が掛かる。従って、演奏者が呼気吹込口から吹き込んだ呼気の流量を正確に表すブレス流量Eを得るためには、上記遅延時間Δt1を長くする必要がある。   As described above, since the velocity value that specifies the rising speed of the musical tone at the start of musical tone formation and the expression value that is the volume parameter that specifies the volume of the musical tone are determined based on the breath flow rate E. The expression of the performance sound can be performed by changing the amount of exhaled air that is blown from the exhalation air outlet. However, in a flute-type electronic wind instrument (hereinafter referred to as an electronic flute) or the like, the performer blows into the open space and performs the blowing, so the breath flow rate detection unit for detecting the flow rate of the exhalation of the performer is open Provided. In such a breath flow rate detecting unit, it takes time until the breath flow rate detected by the breath flow rate detecting unit rises sufficiently after the performer blows exhaled air into the exhalation inlet. Therefore, in order to obtain a breath flow rate E that accurately represents the flow rate of exhaled air that the player has blown from the exhalation air blowing port, it is necessary to lengthen the delay time Δt1.

しかし、上記遅延時間Δt1を長くすると、演奏者が呼気を呼気吹込口に吹き込んでからノートオンメッセージが発生され、楽音が放音されるまでの時間が長くなり、演奏のリアルタイム性(即応性)が損なわれる。一方、上記遅延時間Δt1を短くすると、演奏のリアルタイム性は向上するが、ブレス流量が十分に立ち上がらないうちに、その不十分なブレス流量に基づいてエクスプレッション値およびベロシティ値が決定される。このため、ノートオン時のエクスプレッション値およびベロシティ値が小さな値となり、音源から所期の音色の楽音が発生されないという問題が発生する。   However, if the delay time Δt1 is lengthened, the time from when the performer blows exhalation into the exhalation outlet until the note-on message is generated and the musical sound is emitted becomes longer, and the real-time performance (immediate response) of the performance. Is damaged. On the other hand, when the delay time Δt1 is shortened, the real-time performance of the performance is improved. However, the expression value and the velocity value are determined based on the insufficient breath flow rate before the breath flow rate rises sufficiently. For this reason, the expression value and the velocity value at the time of note-on become small values, and there arises a problem that the desired tone color tone is not generated from the sound source.

不十分なベロシティ値が音源に与えられるのを防ぐために、ベロシティ値を固定値にしてノートオンメッセージを音源に与える方法も考えられる。しかし、音源の中には、ベロシティ値の大きさにより楽音の立ち上がり時の音色を変化させるものがあり、ベロシティ値を固定にすると、この種の音源を用いた電子管楽器では表現の幅が制約されるという問題が発生する。   In order to prevent an insufficient velocity value from being applied to the sound source, a method of giving a note-on message to the sound source with a fixed velocity value may be considered. However, some sound sources change the tone at the beginning of the musical tone depending on the magnitude of the velocity value.If the velocity value is fixed, the range of expression is restricted in an electronic wind instrument using this type of sound source. Problem occurs.

この発明は、以上説明した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、電子管楽器において、ブレス流量を変化させることによる演奏の表現力を損なうことなく、演奏のリアルタイム性を向上させる技術的手段を提供することにある。   The present invention has been made in view of the circumstances described above, and an object of the present invention is to improve the real-time performance of an electronic wind instrument without impairing the expressive power of the performance by changing the breath flow rate. It is to provide means.

この発明は、呼気吹込口に吹き込まれる呼気の流量であるブレス流量を検出するブレス流量検出部と、前記ブレス流量検出部により検出されるブレス流量に基づいて音源を制御する手段であって、前記ブレス流量検出部により検出されるブレス流量の立ち上がり時に、ブレス流量の変化の大きさに基づいて、一定時間後におけるブレス流量を予測し、このブレス流量の予測値に基づき、楽音形成開始時における楽音の音量を指定する音量パラメータおよび楽音の立ち上がり速度を指定する速度パラメータを決定し、この音量パラメータおよび速度パラメータを楽音形成指示とともに前記音源に出力し、その後、前記音源に与える音量パラメータを前記ブレス流量の予測値に対応した値から前記ブレス流量検出部により得られるブレス流量の実測値に対応した値に移行させる制御を行う制御部とを具備することを特徴とする電子管楽器を提供する。
かかる発明によれば、ブレス流量の立ち上がり時に一定時間後におけるブレス流量の予測値が求められ、この予測値に基づいて決定された音量パラメータおよび速度パラメータが楽音形成指示とともに音源に与えられる。また、楽音形成指示の出力後は、音源に与える音量パラメータをブレス流量の予測値に対応した値からブレス流量検出部により得られるブレス流量の実測値に対応した値に移行させる制御が行われる。従って、ブレス流量を変化させることによる演奏の表現力を損なうことなく、演奏のリアルタイム性を向上させることができる。
The present invention is a breath flow rate detection unit that detects a breath flow rate that is a flow rate of exhaled air that is blown into an exhalation air inlet, and a unit that controls a sound source based on the breath flow rate detected by the breath flow rate detection unit, When the breath flow rate detected by the breath flow rate detector rises, the breath flow rate after a certain period of time is predicted based on the magnitude of the change in the breath flow rate. A volume parameter for designating the volume of the sound and a speed parameter for designating the rising speed of the musical sound are determined, the volume parameter and the speed parameter are output to the sound source together with a musical sound formation instruction, and then the volume parameter to be given to the sound source is set to the breath flow rate. The breath flow rate obtained by the breath flow rate detection unit from the value corresponding to the predicted value of Providing an electronic wind instrument, characterized by comprising a control unit for performing control to shift to a value corresponding to the value.
According to this invention, when the breath flow rate rises, the predicted value of the breath flow rate after a predetermined time is obtained, and the sound volume parameter and the speed parameter determined based on the predicted value are given to the sound source together with the tone generation instruction. Further, after outputting the tone generation instruction, control is performed to shift the volume parameter given to the sound source from a value corresponding to the predicted value of the breath flow rate to a value corresponding to the measured value of the breath flow rate obtained by the breath flow rate detection unit. Therefore, the real-time performance of the performance can be improved without impairing the expressive power of the performance by changing the breath flow rate.

以下、図面を参照し、この発明の実施の形態を説明する。
図1は、この発明による電子管楽器の一実施形態である電子フルートの概観を示す図である。図1に示すように、電子フルートの筐体1は、頭管部10、主管部20および足管部30からなる。そして、主管部20および足管部30には、演奏者の手指による操作を受け付ける操作子である演奏用キー40が、頭管部10には口唇による操作を受け付ける操作子であるリッププレート50がそれぞれ設けられている。また、リッププレート50には、呼気吸入口51とブレス流量検出部70が設けられている。ここで、ブレス流量検出部70は、呼気吸入口51を介して流入する呼気の流速を検出し、その流速を示すブレス流量信号を出力する装置である。また、リッププレート50上において、演奏者側から見て呼気吸入口51の前後の各位置には、演奏者の下唇から受ける圧力を検出するリップ圧センサ80と、演奏者の上唇までの距離を検出する上唇近接センサ90が各々設けられている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a view showing an overview of an electronic flute which is an embodiment of an electronic wind instrument according to the present invention. As shown in FIG. 1, the electronic flute housing 1 includes a head tube portion 10, a main tube portion 20, and a foot tube portion 30. The main pipe section 20 and the foot pipe section 30 have a performance key 40 that is an operation element that receives an operation with fingers of the performer. Each is provided. Further, the lip plate 50 is provided with an exhalation inlet 51 and a breath flow rate detector 70. Here, the breath flow rate detection unit 70 is a device that detects the flow rate of exhaled air flowing through the exhalation inlet 51 and outputs a breath flow signal indicating the flow rate. In addition, on the lip plate 50, the lip pressure sensor 80 that detects the pressure received from the lower lip of the performer and the distance to the upper lip of the performer are located at positions before and after the exhalation suction port 51 as viewed from the performer side. Each of the upper lip proximity sensors 90 for detecting the above is provided.

図2は、ブレス流量検出部70の構成を示す図である。この図に示すように、ブレス流量検出部70は、圧力センサ71と、呼気吸入口51から流入する呼気流を圧力センサ71に導く円錐型の機構であるジェットコレクタ72を有している。圧力センサ71は、ジェットコレクタ72を介して吹き込まれる呼気流の圧力を検出し、圧力値を示す信号を出力する。この圧力センサ71の出力信号がブレス流量信号となる。   FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of the breath flow rate detection unit 70. As shown in this figure, the breath flow rate detection unit 70 includes a pressure sensor 71 and a jet collector 72 that is a conical mechanism that guides the expiratory air flowing from the expiratory inlet 51 to the pressure sensor 71. The pressure sensor 71 detects the pressure of the expiratory air blown through the jet collector 72 and outputs a signal indicating the pressure value. The output signal of the pressure sensor 71 becomes a breath flow signal.

図3は本実施形態による電子フルートの電気的構成を示すブロック図である。図3において、複数の演奏用キーセンサ201は、電子フルートの主管部20および足管部30に設けられた演奏用キー40の状態を各々検出するセンサである。これらの演奏用キーセンサ201により、演奏用キー40の各々がON状態(演奏用キー40が押下されており、主管部20または足管部30のトーンホールを塞いだ状態)であるかOFF状態(演奏用キーが押下されておらず、トーンホールが開いた状態)であるかを示す運指パターンが発生され、制御部210に供給される。   FIG. 3 is a block diagram showing an electrical configuration of the electronic flute according to the present embodiment. In FIG. 3, a plurality of performance key sensors 201 are sensors that respectively detect the state of the performance keys 40 provided on the main pipe portion 20 and the foot pipe portion 30 of the electronic flute. By these performance key sensors 201, each of the performance keys 40 is in an ON state (a state in which the performance key 40 is pressed and a tone hole of the main pipe part 20 or the foot pipe part 30 is closed) or an OFF state ( A fingering pattern indicating whether the performance key is not pressed and the tone hole is open is generated and supplied to the controller 210.

ブレス流量検出部70、リップ圧センサ80および上唇近接センサ90は、既に図1を参照して説明した通りである。A/D変換器202、203および204は、一定周波数のサンプリングクロックに同期し、リップ圧センサ80、ブレス流量検出部70および上唇近接センサ90から出力される各アナログ信号のA/D変換を行い、デジタル形式のリップ圧信号、ブレス流量信号および対上唇間距離信号を制御部210に出力する。   The breath flow rate detection unit 70, the lip pressure sensor 80, and the upper lip proximity sensor 90 are as already described with reference to FIG. The A / D converters 202, 203, and 204 perform A / D conversion of analog signals output from the lip pressure sensor 80, the breath flow rate detection unit 70, and the upper lip proximity sensor 90 in synchronization with a sampling clock having a constant frequency. The digital lip pressure signal, the breath flow signal, and the upper lip distance signal are output to the controller 210.

制御部210は、後段のMIDI音源220等、この電子フルートの各部の制御を行う装置であり、例えばCPUと、CPUによってワークエリアとして使用されるRAMと、CPUにより実行される各種のプログラムやCPUによって参照される各種のテーブルを記憶したROMにより構成されている(いずれも図示略)。図3には、制御部210のCPUがROM内のプログラムに従って実行する処理として、ノートナンバ発生処理211、ブレス流量処理212、ピッチベンド制御処理213およびMIDIメッセージ組立処理214が示されている。好ましい態様において、これらの各処理は、A/D変換器202〜204に対するサンプリングクロックに同期して繰り返し起動される。   The control unit 210 is a device that controls each part of the electronic flute such as the MIDI sound source 220 in the subsequent stage. For example, a CPU, a RAM used as a work area by the CPU, various programs executed by the CPU, and a CPU (Not shown in the figure). FIG. 3 shows a note number generation process 211, a breath flow process 212, a pitch bend control process 213, and a MIDI message assembly process 214 as processes executed by the CPU of the control unit 210 in accordance with a program in the ROM. In a preferred embodiment, each of these processes is repeatedly started in synchronization with a sampling clock for the A / D converters 202 to 204.

ノートナンバ発生処理211では、複数の演奏用キーセンサ201から与えられる運指パターンに基づき、MIDI音源220に形成させる楽音信号のノートナンバを演算する。また、ノートナンバ発生処理211では、A/D変換器202から出力されるリップ圧信号を閾値と比較し、リップ圧信号が閾値を越えた場合に演奏者が下顎を動かしてオクターブ切り換えの指示を行ったとみなし、運指パターンに基づいて決定されるノートナンバを1オクターブ高いノートナンバに切り換える。   In the note number generation process 211, the note number of the musical tone signal to be formed on the MIDI sound source 220 is calculated based on the fingering pattern given from the plurality of performance key sensors 201. Also, in the note number generation processing 211, the lip pressure signal output from the A / D converter 202 is compared with a threshold value, and when the lip pressure signal exceeds the threshold value, the player moves the lower jaw to give an instruction to switch the octave. The note number determined based on the fingering pattern is switched to a note number one octave higher.

ブレス流量処理212は、A/D変換器203から与えられるブレス流量信号に基づいて、MIDI音源220の発音制御および音量制御を行う処理である。このブレス流量処理212では、ブレス流量信号が示すブレス流量の立ち上がり時に、ブレス流量の変化の大きさに基づいて、一定時間後のブレス流量を予測し、このブレス流量の予測値に基づき、音量パラメータであるエクスプレッション値と速度パラメータであるベロシティ値を決定する。ここで、ブレス流量処理212において予測するのは、十分に立ち上がった状態のブレス流量であり、予測値がそのようなブレス流量となるように、上記「一定時間」を決定する必要がある。そして、ブレス流量処理212では、エクスプレッション値を含むコントロールチェンジメッセージの出力指示をMIDIメッセージ組立処理214に与え、次いでベロシティ値を含むノートオンメッセージの出力指示をMIDIメッセージ組立処理214に与える。その後、ブレス流量処理212では、MIDI音源220に与えるエクスプレッション値をブレス流量の予測値に対応した値からA/D変換器203が出力するブレス流量信号が示す値(すなわち、ブレス流量の実測値)に対応した値に移行させる制御を行う。また、ブレス流量処理212では、ブレス流量信号が示すブレス流量が閾値を下回ったときに、ノートオフメッセージの出力指示をMIDIメッセージ組立処理214に与える。   The breath flow process 212 is a process for performing sound generation control and volume control of the MIDI sound source 220 based on a breath flow signal given from the A / D converter 203. In the breath flow processing 212, the breath flow after a predetermined time is predicted based on the magnitude of the change in the breath flow at the rise of the breath flow indicated by the breath flow signal, and the volume parameter is determined based on the predicted value of the breath flow. An expression value that is and a velocity value that is a speed parameter are determined. Here, what is predicted in the breath flow processing 212 is the breath flow in a sufficiently raised state, and it is necessary to determine the “certain time” so that the predicted value becomes such a breath flow. In the breath flow rate process 212, an instruction to output a control change message including an expression value is given to the MIDI message assembling process 214, and then an instruction to output a note-on message including a velocity value is given to the MIDI message assembling process 214. Thereafter, in the breath flow processing 212, the expression value given to the MIDI sound source 220 is a value indicated by the breath flow signal output from the A / D converter 203 from the value corresponding to the predicted value of the breath flow (that is, the measured value of the breath flow). Control to shift to a value corresponding to. Also, in the breath flow process 212, a note-off message output instruction is given to the MIDI message assembly process 214 when the breath flow indicated by the breath flow signal falls below the threshold value.

ピッチベンド制御処理213は、運指パターン、A/D変換器203から与えられるブレス流量信号、A/D変換器204から与えられる対上唇間距離信号に基づき、ピッチベンド値を決定する処理である。具体的には、対上唇間距離信号が示す演奏者の上唇から上唇近接センサ90までの距離が短くなったとき、その程度に応じてピッチをダウンさせるピッチベンド値を発生する。   The pitch bend control process 213 is a process for determining the pitch bend value based on the fingering pattern, the breath flow signal given from the A / D converter 203, and the inter-lip distance signal given from the A / D converter 204. Specifically, when the distance from the upper lip of the performer to the upper lip proximity sensor 90 indicated by the distance signal between the upper lips is shortened, a pitch bend value for decreasing the pitch is generated according to the distance.

MIDIメッセージ組立処理214は、以上説明した各処理により与えられるパラメータおよび指示に基づきMIDIメッセージを組み立て、MIDI音源220に送信する処理である。さらに詳述すると、MIDIメッセージ組立処理214では、エクスプレッション値を含むコントロールチェンジメッセージの出力指示がブレス流量処理212から与えられると、この指示に従って、当該エクスプレッション値を含むコントロールチェンジメッセージを組み立ててMIDI音源220に送信する。また、MIDIメッセージ組立処理214では、ベロシティ値を含むノートオンメッセージの出力指示がブレス流量処理212から与えられると、その時点においてノートナンバ発生処理211から与えられたノートナンバとブレス流量処理212から与えられたベロシティ値とを含むノートオンメッセージを組み立て、MIDI音源220に送信する。また、MIDIメッセージ組立処理214では、ノートオフメッセージの出力指示がブレス流量処理212から与えられると、この指示に従い、ノートオフメッセージを組み立ててMIDI音源220に送信する。   The MIDI message assembling process 214 is a process for assembling a MIDI message based on the parameters and instructions given by the above-described processes and transmitting the MIDI message to the MIDI sound source 220. More specifically, in the MIDI message assembling process 214, when an instruction to output a control change message including an expression value is given from the breath flow process 212, a control change message including the expression value is assembled according to this instruction, and the MIDI sound source 220 is assembled. Send to. In the MIDI message assembling process 214, when an instruction to output a note-on message including a velocity value is given from the breath flow process 212, the note number given from the note number generation process 211 and the breath flow process 212 are given at that time. A note-on message including the received velocity value is assembled and transmitted to the MIDI sound source 220. In the MIDI message assembling process 214, when an instruction to output a note-off message is given from the breath flow process 212, a note-off message is assembled and transmitted to the MIDI sound source 220 in accordance with this instruction.

ブレス流量処理212では、ノートオンメッセージがMIDI音源220に送信されてから、これと対をなすノートオフメッセージがMIDI音源220に送信されるまでの期間においても、MIDI音源220に与えるべきエクスプレッション値が発生され、MIDIメッセージ組立処理214に与えられる。MIDIメッセージ組立処理214では、このようにしてブレス流量処理212から与えられるエクスプレッション値を用いて、コントロールチェンジメッセージを組み立ててMIDI音源220に送信する。   In the breath flow process 212, the expression value to be given to the MIDI sound source 220 is also obtained during the period from when the note-on message is transmitted to the MIDI sound source 220 until the note-off message paired therewith is transmitted to the MIDI sound source 220. Generated and provided to the MIDI message assembly process 214. In the MIDI message assembling process 214, the control change message is assembled and transmitted to the MIDI sound source 220 using the expression value given from the breath flow process 212 in this way.

MIDI音源220は、以上のようにして制御部210から送信されるMIDIメッセージに従い、デジタル形式の楽音信号を形成する装置である。サウンドシステム230は、MIDI音源220から出力される楽音信号をアナログ楽音信号に変換するD/A変換器と、このアナログ楽音信号を増幅するアンプと、このアンプにより駆動されるスピーカにより構成されている(図示略)。   The MIDI sound source 220 is a device that forms a digital musical tone signal in accordance with the MIDI message transmitted from the control unit 210 as described above. The sound system 230 includes a D / A converter that converts a musical tone signal output from the MIDI sound source 220 into an analog musical tone signal, an amplifier that amplifies the analog musical tone signal, and a speaker driven by the amplifier. (Not shown).

以上が本実施形態による電子フルートの詳細である。本実施形態の特徴は、制御部210の処理内容、特にブレス流量処理212の処理内容にある。このブレス流量処理212には、各種の具体例が考えられる。   The above is the details of the electronic flute according to the present embodiment. The feature of this embodiment lies in the processing content of the control unit 210, particularly the processing content of the breath flow processing 212. Various specific examples of the breath flow rate processing 212 are conceivable.

図4は、ブレス流量処理212の第1の具体例を示すものである。この例において、ブレス流量処理212では、A/D変換器203から出力されるブレス流量信号が示すブレス流量が閾値Thを越えたとき、ブレス流量が立ち上がり始めたと判断する。そして、このブレス流量が閾値Thを越えた時点から遅延時間Δt2が経過したとき、A/D変換器203から出力されるブレス流量E2を読み取る。ここで、遅延時間Δt2は、ブレス流量が十分に立ち上がるのに必要な遅延時間をΔt1とした場合に、この遅延時間Δt1よりも短い時間とする。そして、ブレス流量処理212では、ブレス流量の閾値Th通過時点から遅延時間Δt1が経過するまでの期間内においてブレス流量がリニアに変化することを前提とし、次式に従い、閾値Th通過時点から遅延時間Δt1が経過した時点におけるブレス流量の予測値E1を求める。なお、以下では、演算の便宜のため、閾値Thをブレス流量の零点として取り扱う。
E1=(Δt1/Δt2)E2 ……(1)
FIG. 4 shows a first specific example of the breath flow rate processing 212. In this example, the breath flow processing 212 determines that the breath flow has started to rise when the breath flow indicated by the breath flow signal output from the A / D converter 203 exceeds the threshold Th. Then, when the delay time Δt2 has elapsed from the time when the breath flow rate exceeds the threshold Th, the breath flow rate E2 output from the A / D converter 203 is read. Here, the delay time Δt2 is set to be shorter than the delay time Δt1 when the delay time necessary for the breath flow rate to rise sufficiently is Δt1. The breath flow rate processing 212 assumes that the breath flow rate changes linearly within a period from the passage of the threshold value Th of the breath flow rate until the delay time Δt1 elapses. A predicted value E1 of the breath flow rate at the time when Δt1 has elapsed is obtained. Hereinafter, for convenience of calculation, the threshold value Th is treated as the zero point of the breath flow rate.
E1 = (Δt1 / Δt2) E2 (1)

そして、このブレス流量の予測値E1に基づいて、ノートオン時のエクスプレッション値とベロシティ値を求め、エクスプレッション値を含むコントロールチェンジメッセージの出力指示をMIDIメッセージ組立処理214に与え、次いでベロシティ値を含むノートオンメッセージの出力指示をMIDIメッセージ組立処理214に与える。このように、本実施形態において、ノートオンメッセージが送信されるのは、ブレス流量が閾値Thを通過してから遅延時間Δt2(<Δt1)が経過したときであり、従来よりも短時間でノートオンメッセージがMIDI音源220に与えられる。   Then, based on the predicted value E1 of the breath flow rate, an expression value and a velocity value at the time of note-on are obtained, an output instruction of a control change message including the expression value is given to the MIDI message assembling process 214, and then a note including the velocity value An on-message output instruction is given to the MIDI message assembly process 214. As described above, in the present embodiment, the note-on message is transmitted when the delay time Δt2 (<Δt1) has elapsed since the breath flow rate has passed the threshold Th, and the note-on message is transmitted in a shorter time than conventional. An on message is provided to the MIDI sound source 220.

その後、ブレス流量処理212では、ノートオンメッセージの出力時のブレス流量E2と遅延時間Δt1経過時点におけるブレス流量の予測値E1との差分ΔE=E1−E2={(Δt1−Δt2)/Δt2}E2を求める。そして、ノートオンメッセージの出力後、遅延時間Δt1の期間の終期までの間、A/D変換器203からブレス流量信号のサンプルが与えられる度に、MIDI音源220に与えるエクスプレッション値の変更処理を行う。さらに詳述すると、ノートオンメッセージの出力後、遅延時間Δt1の期間の終期までの間に、A/D変換器203からNサンプルのブレス流量信号が出力されるものとすると、ブレス流量処理212では、エクスプレッション値の変更処理を、A/D変換器203のサンプリングクロックに同期してN回実行する。そして、k回目(k=1〜N;ただし、k=1が初回であり、k=Nが最終回である。)の変更処理では、次式に従って、ブレス流量E(k)を算出し、このブレス流量E(k)に対応したエクスプレッション値をMIDIメッセージ組立処理214に与える。
E(k)=Ea+{(N−k)/N}ΔE ……(2)
上記式(2)において、Eaは、ブレス流量の実測値、すなわち、k回目の変更処理時にA/D変換器203から出力されたブレス流量信号のサンプルである。
Thereafter, in the breath flow processing 212, the difference ΔE = E1-E2 = {(Δt1-Δt2) / Δt2} E2 between the breath flow E2 when the note-on message is output and the predicted value E1 of the breath flow when the delay time Δt1 has elapsed. Ask for. After the note-on message is output and until the end of the period of the delay time Δt1, every time the sample of the breath flow signal is given from the A / D converter 203, the expression value given to the MIDI sound source 220 is changed. . More specifically, assuming that an N sample breath flow signal is output from the A / D converter 203 between the output of the note-on message and the end of the delay time Δt1, the breath flow processing 212 The expression value changing process is executed N times in synchronization with the sampling clock of the A / D converter 203. In the k-th change process (k = 1 to N; k = 1 is the first time and k = N is the last time), the breath flow rate E (k) is calculated according to the following equation: An expression value corresponding to the breath flow rate E (k) is given to the MIDI message assembly process 214.
E (k) = Ea + {(N−k) / N} ΔE (2)
In the above formula (2), Ea is a measured value of the breath flow rate, that is, a sample of the breath flow signal output from the A / D converter 203 during the k-th change process.

このように、ブレス流量処理212の第1の具体例では、MIDI音源220に与えるエクスプレッション値の基礎となるブレス流量E(k)に関し、実測値Eaに対する上乗せ分{(N−k)/N}ΔEをA/D変換器203からブレス流量信号が1サンプル出力される毎にΔE/Nずつ減らしてゆく。従って、遅延時間Δt1の期間の終期において、上記式(2)の右辺第2項が0となり、エクスプレッション値の基礎となるブレス流量E(N)を実測値Eaに一致させることができる。そして、遅延時間Δt1の期間の終期以降、ブレス流量処理212では、A/D変換器203からブレス流量信号のサンプルを用いて、MIDI音源220に与えるエクスプレッション値を決定する。   As described above, in the first specific example of the breath flow rate processing 212, an additional amount {(N−k) / N} with respect to the actual measurement value Ea regarding the breath flow rate E (k) that is the basis of the expression value given to the MIDI sound source 220. ΔE is decreased by ΔE / N every time one sample of the breath flow signal is output from the A / D converter 203. Therefore, at the end of the period of the delay time Δt1, the second term on the right side of the equation (2) becomes 0, and the breath flow rate E (N), which is the basis of the expression value, can be matched with the actual measurement value Ea. Then, after the end of the period of the delay time Δt1, in the breath flow processing 212, an expression value to be given to the MIDI sound source 220 is determined using a sample of the breath flow signal from the A / D converter 203.

以上のように、ブレス流量処理212の第1の具体例では、ノートオンメッセージの出力後、エクスプレッション値の基礎となるブレス流量E(k)に関し、いわば予測値から実測値へのクロスフェードが行われる。従って、MIDI音源220に与えるエクスプレッション値をブレス流量の予測値に基づくものから実測値に基づくものに連続的かつ滑らかに移行させることができる。   As described above, in the first specific example of the breath flow processing 212, after outputting the note-on message, the cross flow from the predicted value to the actually measured value is performed on the breath flow E (k) that is the basis of the expression value. Is called. Therefore, the expression value given to the MIDI sound source 220 can be continuously and smoothly shifted from the value based on the predicted value of the breath flow rate to the value based on the actual measurement value.

図5は、ブレス流量処理212の第2の具体例を示すものである。この第2の例と上記第1の例との相違点は次の通りである。上記第1の例では、ノートオンメッセージの出力後、遅延時間Δt1の期間の終期までの間、A/D変換器203からNサンプルのブレス流量信号が出力される場合に、エクスプレッション値の変更処理を、A/D変換器203のサンプリングクロックに同期してN回実行した。これに対し、この第2の例では、エクスプレッション値の変更処理を、A/D変換器203のサンプリングクロックに同期して、N回より多いM回実行する。そして、各回では、次式に従い、エクスプレッション値の基礎となるブレス流量E(k)を算出する。
E(k)=Ea+{(M−k)/M}ΔE ……(3)
FIG. 5 shows a second specific example of the breath flow rate processing 212. The difference between the second example and the first example is as follows. In the first example, when an N sample breath flow signal is output from the A / D converter 203 until the end of the delay time Δt1 after the output of the note-on message, the expression value changing process is performed. Was executed N times in synchronization with the sampling clock of the A / D converter 203. On the other hand, in the second example, the expression value changing process is executed M times more than N times in synchronization with the sampling clock of the A / D converter 203. Then, each time, the breath flow rate E (k) that is the basis of the expression value is calculated according to the following equation.
E (k) = Ea + {(M−k) / M} ΔE (3)

この第2の例では、遅延時間Δt1の期間の後まで、エクスプレッション値の基礎となるブレス流量E(k)を予測値から実測値へクロスフェードさせる期間が延長されるが、予測値から実測値へのクロスフェードをより円滑に行うことができるという利点がある。   In this second example, the period during which the breath flow rate E (k), which is the basis of the expression value, is crossfade from the predicted value to the actually measured value is extended until after the period of the delay time Δt1. There is an advantage that the cross-fading can be performed more smoothly.

図6は、ブレス流量処理212の第3の具体例を示すものである。この第3の具体例は、MIDI音源220におけるエクスプレッション値の取り扱い方を利用し、上記第1および第2の具体例よりも簡易な方法により、エクスプレッション値の基礎となるブレス流量を予測値から実測値へ移行させるものである。   FIG. 6 shows a third specific example of the breath flow rate processing 212. This third specific example uses the method of handling an expression value in the MIDI sound source 220, and measures the breath flow rate that is the basis of the expression value from the predicted value by a simpler method than the first and second specific examples. To the value.

この第3の具体例では、ノートオンメッセージの出力に先立ってエクスプレッション値を含むコントロールチェンジメッセージをMIDI音源220に与えた後、遅延時間Δt1の期間の終期までの間、エクスプレッション値のMIDI音源220への供給を行わない。この間、MIDI音源220では、最後に受け取ったエクスプレッション値、すなわち、ノートオンメッセージに先立って受け取ったエクスプレッション値が音量の制御に用いられる。そして、遅延時間Δt1の期間の終期以降、ブレス流量処理212では、A/D変換器203からブレス流量信号のサンプルを用いて、MIDI音源220に与えるエクスプレッション値を決定する。   In this third example, a control change message including an expression value is given to the MIDI sound source 220 prior to the output of the note-on message, and then to the MIDI sound source 220 of the expression value until the end of the period of the delay time Δt1. Do not supply. In the meantime, in the MIDI sound source 220, the expression value received last, that is, the expression value received prior to the note-on message is used for volume control. Then, after the end of the period of the delay time Δt1, in the breath flow processing 212, an expression value to be given to the MIDI sound source 220 is determined using a sample of the breath flow signal from the A / D converter 203.

このように第3の具体例は、遅延時間Δt1の期間の終期において、MIDI音源220に与えるエクスプレッション値をブレス流量の予測値に基づくものから実測値に基づくものへ移行させるものである。ここで、遅延時間Δt1の期間の終期におけるブレス流量の実測値は、ノートオンメッセージの出力時点におけるブレス流量の予測値に近い値になると考えられる。従って、この第3の具体例においても、円滑な音量制御が可能である。   Thus, in the third specific example, at the end of the period of the delay time Δt1, the expression value given to the MIDI sound source 220 is shifted from the value based on the predicted value of the breath flow rate to the value based on the actual measurement value. Here, the measured value of the breath flow rate at the end of the period of the delay time Δt1 is considered to be a value close to the predicted value of the breath flow rate at the time of output of the note-on message. Therefore, smooth volume control is possible also in this third specific example.

以上説明したように、本実施形態によれば、制御部210では、ブレス流量の立ち上がり時におけるブレス流量の変化量に基づいて、所定時間経過後におけるブレス流量の予測値を求め、この予測値に基づいて、ノートオン時のエクスプレッション値およびベロシテイ値を決定し、エクスプレッション値を含むコントロールチェンジメッセージおよびベロシティ値を含むノートオンメッセージをMIDI音源220に送信するようにしたので、ベロシティ値やエクスプレッション値の正確さを損なうことなく、呼気の吹き込みから楽音の放音までの時間を短くすることができる。   As described above, according to the present embodiment, the control unit 210 obtains a predicted value of the breath flow rate after a predetermined time based on the amount of change in the breath flow rate at the rise of the breath flow rate, and uses this predicted value as the predicted value. Based on this, the expression value and velocity value at the time of note-on are determined, and the control change message including the expression value and the note-on message including the velocity value are transmitted to the MIDI sound source 220, so that the velocity value and the expression value are accurately determined. Without impairing the length, it is possible to shorten the time from the exhalation to the sound emission.

また、本実施形態によれば、ノートオンメッセージの送信後、MIDI音源220に与えるエクスプレッション値の基礎となるブレス流量を予測値から実測値へと移行させるようにしたので、MIDI音源220が出力する楽音の音量に実際のブレス流量を正確に反映させることができる。また、本実施形態におけるブレス流量処理212の第1および第2の具体例では、ノートオンメッセージの送信後の一定期間を要して、MIDI音源220に与えるエクスプレッション値の基礎となるブレス流量を予測値から実測値へとクロスフェードさせるようにしたので、エクスプレッション値を連続的かつ滑らかに変化させることができる。   In addition, according to the present embodiment, after the note-on message is transmitted, the breath flow rate that is the basis of the expression value given to the MIDI sound source 220 is shifted from the predicted value to the actually measured value, so that the MIDI sound source 220 outputs. The actual breath flow rate can be accurately reflected in the tone volume. Further, in the first and second specific examples of the breath flow processing 212 in the present embodiment, a predetermined period after the transmission of the note-on message is required, and the breath flow that is the basis of the expression value given to the MIDI sound source 220 is predicted. Since the value is cross-faded from the actual measurement value, the expression value can be changed continuously and smoothly.

以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明にはこれ以外にも他の実施形態が考えられる。   Although one embodiment of the present invention has been described above, other embodiments are possible for the present invention.

(1)実測または予測によるブレス流量をそのままエクスプレッション値およびベロシティ値として用いてもよい。 (1) The breath flow rate measured or predicted may be used as it is as an expression value and a velocity value.

(2)ブレス流量からエクスプレッション値およびベロシティ値を演算する場合において、エクスプレッション値を得るための演算式とベロシティ値を得るための演算式は、同じでもよく、異なっていてもよい。 (2) When calculating the expression value and the velocity value from the breath flow rate, the calculation expression for obtaining the expression value and the calculation expression for obtaining the velocity value may be the same or different.

(3)演算ではなく、テーブル参照処理により、ブレス流量からエクスプレッション値およびベロシティ値を求めるようにしてもよい。 (3) The expression value and the velocity value may be obtained from the breath flow rate not by calculation but by table reference processing.

(4)ブレス流量処理212の第1および第2の具体例では、等間隔の時間間隔でエクスプレッション値の基礎となるブレス流量E(k)を算出し、MIDI音源220に与えるエクスプレッション値を更新した。しかし、ブレス流量E(k)の算出およびMIDI音源220に与えるエクスプレッション値の更新は、等間隔の時間間隔で行わなくてもよい。例えば対数目盛りにおける目盛り間隔のように、回を重ねるに連れて、ブレス流量E(k)の算出およびMIDI音源220に与えるエクスプレッション値の更新を行う時間間隔を短くしていってもよい。 (4) In the first and second specific examples of the breath flow processing 212, the breath flow E (k) that is the basis of the expression value is calculated at equal time intervals, and the expression value given to the MIDI sound source 220 is updated. . However, the calculation of the breath flow rate E (k) and the update of the expression value given to the MIDI sound source 220 may not be performed at equal time intervals. For example, the time interval for calculating the breath flow rate E (k) and updating the expression value given to the MIDI sound source 220 may be shortened as the number of times increases, as in the case of a scale interval on a logarithmic scale.

(5)ブレス流量処理212では、遅延時間Δt1の期間の終期において、MIDI音源220に与えるエクスプレッション値をブレス流量の予測値に基づくものから実測値に基づくものへ移行させたが、ブレス流量の実測値が予測値に到達した時点において、MIDI音源220に与えるエクスプレッション値をブレス流量の予測値に基づくものから実測値に基づくものへ移行させてもよい。 (5) In the breath flow process 212, the expression value given to the MIDI sound source 220 is shifted from the value based on the predicted value of the breath flow rate to the value based on the actual measurement value at the end of the period of the delay time Δt1. When the value reaches the predicted value, the expression value given to the MIDI sound source 220 may be shifted from that based on the predicted value of the breath flow rate to that based on the actual measurement value.

(6)上記実施形態では、電子管楽器がMIDI音源220を内蔵していたが、電子管楽器にはMIDI音源220を内蔵させず、制御部210が電子管楽器の外部のMIDI音源を制御するようにしてもよい。 (6) In the above embodiment, the electronic wind instrument incorporates the MIDI sound source 220. However, the electronic wind instrument does not incorporate the MIDI sound source 220, and the control unit 210 controls the MIDI sound source outside the electronic wind instrument. Also good.

(7)上記実施形態では、本発明を電子フルートに適用した例を挙げたが、本実施形態は例えば電子ピッコロ、電子オカリナ等、他の種類の電子管楽器にも適用可能である。 (7) In the above embodiment, an example in which the present invention is applied to an electronic flute has been described. However, the present embodiment can also be applied to other types of electronic wind instruments such as an electronic piccolo and an electronic ocarina.

この発明による電子管楽器の一実施形態である電子フルートの概観を示す図である。It is a figure which shows the general view of the electronic flute which is one Embodiment of the electronic wind instrument by this invention. 同実施形態におけるブレス流量検出部70の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the breath flow volume detection part 70 in the embodiment. 同実施形態による電子フルートの電気的構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the electric constitution of the electronic flute by the same embodiment. 同実施形態におけるブレス流量処理212の第1の具体例を示す図である。It is a figure which shows the 1st specific example of the breath flow process 212 in the embodiment. 同実施形態におけるブレス流量処理212の第2の具体例を示す図である。It is a figure showing the 2nd example of breath flow processing 212 in the embodiment. 同実施形態におけるブレス流量処理212の第3の具体例を示す図である。It is a figure showing the 3rd example of breath flow processing 212 in the embodiment. 従来技術におけるブレス流量に基づく発音制御および音量制御の態様を示す図である。It is a figure which shows the aspect of sound generation control and volume control based on the breath flow volume in a prior art.

符号の説明Explanation of symbols

70……ブレス流量検出部、210……制御部、212……ブレス流量処理、214……MIDIメッセージ組立処理、220……MIDI音源。 70: Breath flow rate detection unit, 210: Control unit, 212: Breath flow rate processing, 214: MIDI message assembly processing, 220: MIDI sound source.

Claims (4)

呼気吹込口を介して吹き込まれる呼気のブレス流量を検出するブレス流量検出部と、
前記ブレス流量検出部により検出されるブレス流量に基づいて音源を制御する手段であって、前記ブレス流量検出部により検出されるブレス流量の立ち上がり時に、ブレス流量の変化の大きさに基づいて、一定時間後におけるブレス流量を予測し、このブレス流量の予測値に基づき、楽音形成開始時における楽音の音量を指定する音量パラメータおよび楽音の立ち上がり速度を指定する速度パラメータを決定し、この音量パラメータおよび速度パラメータを楽音形成指示とともに前記音源に出力し、その後、前記音源に与える音量パラメータを前記ブレス流量の予測値に対応した値から前記ブレス流量検出部により得られるブレス流量の実測値に対応した値に移行させる制御を行う制御部と
を具備することを特徴とする電子管楽器。
A breath flow rate detection unit for detecting a breath flow rate of exhaled breath blown through the exhalation breathing port;
A means for controlling the sound source based on the breath flow rate detected by the breath flow rate detection unit, and is constant based on the magnitude of the change in the breath flow rate at the rise of the breath flow rate detected by the breath flow rate detection unit. Predict the breath flow after time, and based on the predicted value of the breath flow, determine the volume parameter that specifies the volume of the musical sound at the start of musical tone formation and the speed parameter that specifies the rising speed of the musical sound. The parameter is output to the sound source together with a musical sound formation instruction, and then the volume parameter given to the sound source is changed from a value corresponding to the predicted value of the breath flow rate to a value corresponding to the measured value of the breath flow rate obtained by the breath flow rate detection unit. An electronic wind instrument comprising: a control unit that performs control to shift.
前記制御部は、前記楽音形成指示の出力後、一定時間を要して、前記音源に与える音量パラメータを前記ブレス流量の予測値に対応した値から前記ブレス流量検出部により得られるブレス流量の実測値に対応した値へとクロスフェードさせ、それ以降、前記音源に与える音量パラメータを前記ブレス流量検出部により得られるブレス流量の実測値に対応した値とすることを特徴とする請求項1に記載の電子管楽器。   The control unit takes a certain time after outputting the musical tone formation instruction, and measures the breath flow rate obtained by the breath flow rate detection unit from the value corresponding to the predicted value of the breath flow rate for the sound volume applied to the sound source. The cross-fade to a value corresponding to the value, and thereafter, the volume parameter given to the sound source is set to a value corresponding to the measured value of the breath flow rate obtained by the breath flow rate detection unit. Electronic wind instrument. 前記制御部は、前記楽音形成指示の出力から一定時間が経過したとき、それ以降、前記音源に与える音量パラメータを前記ブレス流量検出部により得られるブレス流量の実測値に対応した値とすることを特徴とする請求項1に記載の電子管楽器。   When a predetermined time has elapsed from the output of the tone generation instruction, the control unit thereafter sets the volume parameter to be given to the sound source to a value corresponding to the measured value of the breath flow rate obtained by the breath flow rate detection unit. The electronic wind instrument according to claim 1, wherein 前記制御部は、前記楽音形成指示の出力後、前記ブレス流量検出部により得られるブレス流量の実測値が前記ブレス流量の予測値に到達したときに、それ以降、前記音源に与える音量パラメータを前記ブレス流量検出部により得られるブレス流量の実測値に対応した値とすることを特徴とする請求項1に記載の電子管楽器。   After the output of the tone generation instruction, the control unit, when the measured value of the breath flow rate obtained by the breath flow rate detection unit reaches the predicted value of the breath flow rate, thereafter, the volume parameter to be given to the sound source is 2. The electronic wind instrument according to claim 1, wherein a value corresponding to an actual measurement value of the breath flow rate obtained by the breath flow rate detection unit is used.
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