JP5305483B2 - Music generator - Google Patents
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Description
本発明は、楽音発生装置に関し、特に、アコースティックピアノの離鍵時の効果音を模擬するに好適な楽音発生装置に関する。 The present invention relates to a musical sound generator, and more particularly to a musical sound generator suitable for simulating a sound effect when a key is released from an acoustic piano.
アコースティックピアノでは、ダンパーと呼ばれる部品を使用して押鍵時以外で弦が振動するのを抑えている。押鍵すると、つまり鍵を押し下げると、まずアクションが動作し、押し下げられた鍵に対応するダンパーが開放される。次いで、ハンマーが打弦してピアノ音が発生する。押鍵を止めて鍵を元に戻すと、アクションが反対に動作し、開放されていたダンパーが再び弦に当接して振動を抑え、ピアノ音は停止される。このピアノ音停止の際、まだ振動している途中の弦にダンパーが当接するので、わずかな時間ではあるが通常の楽音とは異なる微妙な弦振動音を発生する。以下、この弦振動音を「離鍵弦振動音」と呼ぶ。 In an acoustic piano, a part called a damper is used to prevent the strings from vibrating except when the keys are pressed. When the key is depressed, that is, when the key is depressed, the action is first activated, and the damper corresponding to the depressed key is released. Next, the hammer strikes and a piano sound is generated. When the key is stopped and the key is returned to the original state, the action works in the opposite direction, the released damper comes into contact with the string again to suppress the vibration, and the piano sound is stopped. When the piano sound is stopped, the damper abuts against the string that is still vibrating, so that a subtle string vibration sound that is different from a normal musical sound is generated although it is a short time. Hereinafter, this string vibration sound is referred to as “key-release string vibration sound”.
また、ダンパーは全ての弦に設置されているのではなく、高音側1オクターブ半ほどの弦にはダンパーが設けられておらず、常に開放状態である。さらに、ダンパーが設置されている弦であっても、通常は振動させない弦の部分(フォアストリングスやバックストリングス)はダンパーの動作にかかわらず、常に開放状態にあるのと同等である。 Also, the dampers are not installed on all the strings, and the dampers are not provided on the strings about one octave and a half on the high pitch side, and are always open. Furthermore, even if a string is provided with a damper, a string part (forestrings or backstrings) that is not normally vibrated is equivalent to being always open regardless of the operation of the damper.
これら開放状態の弦やフレーム等によって、アコースティックピアノはわずかに共鳴する。したがって、一旦打鍵してピアノ音が発生するとピアノ自身のわずかな共鳴音が付加される。この共鳴音は、押鍵中はピアノ音にマスクされて聞き取れない程度であるが、離鍵してピアノ音が停止すると残っていることが分かる。この共鳴音を、以下、「筐体共鳴音」と呼ぶ。 The acoustic piano resonates slightly due to these open strings and frames. Therefore, once a key is pressed and a piano sound is generated, a slight resonance sound of the piano itself is added. This resonance sound is masked by the piano sound and cannot be heard while the key is pressed, but it remains when the piano sound stops when the key is released. Hereinafter, this resonance sound is referred to as “casing resonance sound”.
従来、電子ピアノ等の電子楽器において離鍵弦振動音や筐体共鳴音を模擬することができることが課題となっている。特許文献1には、この離鍵弦振動音や筐体共鳴音の代替として、キーオフ情報が供給されたときに、生成中の主楽音を消去するとともにキーオフ音を生成するキーオフ音を発生することができる楽音発生装置が提案されている。この楽音発生装置では、キーオフ情報が供給されたときに、該キーオフ情報により指示される音高の主楽音の特性を検出し、キーオフ音の特性を、前記検出された主楽音の特性に決定する。また、この楽音発生装置は、キーオンからキーオフまでの時間に応じてキーオフ音の特性を決定する。
Conventionally, an electronic musical instrument such as an electronic piano can simulate key-released string vibration sound and casing resonance sound. In
しかし、離鍵時(キーオフ時)に新たに離鍵弦振動音(キーオフ音)を発生する上記特許文献1に記載の方法では、離鍵に応答して楽音発生するという新たな仕組みが必要になる。それだけでなく、通常楽音との連続性を保つために押鍵時間や通常楽音の音量等を管理し、それに応じて発生する効果音を制御する必要があるので、制御が複雑化し、かつ規模が大きくなるという問題点があった。
However, the method described in
本発明は、上記問題点に鑑み、空きチャンネルが不足して筐体共鳴音信号の発生を停止させた場合でも筐体共鳴音の発生を模擬して、筐体共鳴音を再現することができる楽音発生装置を提供することを目的とする。 In view of the above problems, the present invention can reproduce the case resonance sound by simulating the generation of the case resonance sound even when the generation of the case resonance sound signal is stopped due to a lack of empty channels. An object is to provide a musical sound generator.
上記問題点を解決し、目的を達成するための本発明は、押鍵情報に基づいて発音開始指示を出力し、押鍵情報および操作子情報に基づいて発音停止指示を出力する発音指示手段と、通常楽音信号を発生する通常楽音発生手段と、筐体共鳴音信号を発生する筐体共鳴音発生手段と、前記通常楽音信号および筐体共鳴音信号がそれぞれ入力される複数のフィルタ手段と、前記複数のフィルタ手段から出力される信号にそれぞれエンベロープを付与する複数のエンベロープ付与手段と、
前記エンベロープ付与手段から出力される信号を加算して楽音信号を出力する加算手段とを具備し、前記筐体共鳴音発生手段のチャンネル数は、前記通常楽音発生手段のチャンネル数よりも少なく設定されており、前記発音開始指示に応答して前記通常楽音発生手段および筐体共鳴音信号発生手段が前記通常楽音信号および前記筐体共鳴音信号をそれぞれ発生開始してそれぞれの空きチャンネルに割り当て、前記発音指示手段によって発音開始指示が出力された時点で前記筐体共鳴音発生手段の空きチャンネルが不足した場合には、発音中の筐体共鳴音信号の一つを停止するとともに、該停止した筐体共鳴音信号と同時に発生開始した通常楽音信号の発音停止時の減衰時間を長くするため減衰時間に関する前記通常楽音発生手段の設定データを変更する点に第1の特徴がある。
The present invention for solving the above problems and achieving the object includes a sound generation instruction means for outputting a sound generation start instruction based on key press information and outputting a sound generation stop instruction based on key press information and operator information. A normal musical sound generating means for generating a normal musical sound signal; a casing resonant sound generating means for generating a casing resonant sound signal; and a plurality of filter means to which the normal musical sound signal and the casing resonant sound signal are respectively input; A plurality of envelope applying means for applying envelopes to the signals output from the plurality of filter means;
Adding means for adding a signal output from the envelope applying means to output a musical sound signal, and the number of channels of the casing resonance generating means is set to be smaller than the number of channels of the normal musical sound generating means. In response to the sound generation start instruction, the normal music sound generating means and the case resonance sound signal generation means start generating the normal music sound signal and the case resonance sound signal, respectively , and assign them to the respective empty channels, When the sound generation instruction means outputs a sound generation start instruction, if there are not enough empty channels in the case resonance sound generation means, one of the sound generation case resonance signals is stopped, and the Setting data of the normal musical sound generating means relating to the decay time in order to lengthen the decay time when the normal musical sound signal started to be generated simultaneously with the body resonance sound signal is stopped There is a first feature in that to change.
また、本発明は、空きチャンネルが不足した場合、停止する筐体共鳴音信号は、低音もしくは高音優先または後押し優先で決定する点に第2の特徴がある。 In addition, the present invention has a second feature in that, when there are not enough empty channels, the casing resonance signal to be stopped is determined with a low or high tone priority or a boost priority.
また、本発明は、筐体共鳴音発生手段が、予め設定した特定の鍵または鍵域について設けられている点に第3の特徴がある。 Further, the present invention has a third feature in that the case resonance generating means is provided for a specific key or key range set in advance.
また、本発明は、前記エンベロープ付与手段が、前記発音停止指示に応答して減衰される前記筐体共鳴音信号の減衰時間を前記通常楽音信号の減衰時間よりも長くしたエンベロープを付与するように構成されている点に第4の特徴がある。 Further, according to the present invention, the envelope applying means applies an envelope in which an attenuation time of the casing resonance sound signal attenuated in response to the sound generation stop instruction is longer than an attenuation time of the normal musical sound signal. There is a fourth feature in that it is configured.
また、本発明は、筐体共鳴音発生手段が、予め筐体共鳴音波形データを記憶する記憶手段と、波形読み出し手段とからなる点に第5の特徴がある。
さらに、本発明は、筐体共鳴音波形データが、一自由度粘性減衰系モデルで合成されている点に第6の特徴がある。
In addition, the present invention has a fifth feature in that the case resonance generating means includes a storage means for storing case resonance sound waveform data in advance and a waveform reading means.
Furthermore, the present invention has a sixth feature in that the case resonance sound waveform data is synthesized by a one-degree-of-freedom viscous damping system model.
第1の特徴を有する本発明によれば、押鍵時に、エンベロープが付与された通常楽音信号および筐体共鳴音信号が発生される。アコースティックピアノでは筐体共鳴音は押鍵時から小さいレベルで発生しており、第1の特徴によれば、この筐体共鳴音を模擬できる。 According to the present invention having the first feature, a normal musical tone signal and an enclosure resonance signal with an envelope are generated when a key is pressed. In an acoustic piano, the case resonance sound is generated at a small level from the time of key depression, and according to the first feature, the case resonance sound can be simulated.
また、第1の特徴によれば、楽音発生チャンネル数を多くしすぎない範囲で筐体共鳴音を模擬することができる。 Further , according to the first feature, the case resonance sound can be simulated within a range in which the number of musical sound generation channels is not excessively increased.
また、第1の特徴によれば、筐体共鳴音発生手段のチャンネル数が不足した場合に、新たな発音開始指示を優先させ、発音中のものを一つ停止させる。そして停止させた筐体共鳴音に代えて通常楽音の発音停止時の減衰時間が長くなるように設定して模擬することができる。これによって、少ないチャンネル数を補完できる。 Further , according to the first feature, when the number of channels of the casing resonance generating means is insufficient, a new sounding start instruction is prioritized and one sounding sound is stopped. Then, instead of the stopped casing resonance sound, it can be set and simulated so that the decay time when the normal musical sound is stopped is long. This can compensate for a small number of channels.
さらに、第1の特徴によれば、チャンネル数の不足は発音開始指示の出力時に判断して、通常楽音の減衰時間を長く設定しておくことができる。 Furthermore, according to the first feature, the shortage of the number of channels can be determined when the sound generation start instruction is output, and the decay time of the normal musical sound can be set long.
第2の特徴によれば、筐体共鳴音の目立つ高音、または最新の発音が優先される。弦振動の振幅が小さい高音域や最先に発音開始された音については、大きい筐体共鳴音を発生させないためである。 According to the second feature, priority is given to a conspicuous treble of the casing resonance sound or the latest pronunciation. This is because no loud casing resonance sound is generated for the high sound range where the amplitude of the string vibration is small or for the sound that is firstly pronounced.
第3の特徴によれば、例えば、押音域にダンパーが設けられていないアコースティックピアノに適合させて、高音域には筐体音共鳴音発生手段を設けないようにできる。 According to the third feature, for example, it can be adapted to an acoustic piano in which a damper is not provided in the pressed sound range, and the casing sound resonance generating means can be omitted in the high sound range.
第4の特徴によれば、筐体共鳴音信号による減衰音を通常楽音が減衰し終わった後も維持させて、アコースティックピアノを高い精度で模擬できる。 According to the fourth feature, the acoustic piano can be simulated with high accuracy by maintaining the decay sound due to the case resonance signal even after the normal musical sound has been attenuated.
第5の特徴を有する本発明によれば、筐体共鳴音の波形データを使用して精度の高い模擬を行うことができる。
第6の特徴を有する本発明によれば、一自由度粘性減衰系モデルを使用して作成した筐体共鳴音波形データにより押鍵時に筐体共鳴音を発生させることができる。
According to the present invention having the fifth feature, highly accurate simulation can be performed using the waveform data of the case resonance sound.
According to the present invention having the sixth feature, the case resonance sound can be generated when the key is depressed by the case resonance sound waveform data created using the one-degree-of-freedom viscous damping system model.
以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。図2は本発明の一実施形態に係る楽音発生装置の一例である電子ピアノのハードウェア構成を示すブロック図である。同図において、CPU1は、システムバス2を介して図中に示した各部を制御する。システムバス2は、アドレスバス、データバスおよび制御信号ラインからなる。ROM3はCPU1で用いられるプログラムを記憶するプログラムメモリ3aや少なくとも音色データを含む各種データを記憶するデータメモリ3bを有している。RAM4はCPU1による制御において発生する各種のデータ等を一時的に記憶する。
電子ピアノには、操作パネル(以下、単に「パネル」と呼ぶ)5、MIDIインタフェース6、およびダンパーペダル(以下、単に「ペダル」と呼ぶ)7が設けられる。パネル5は、発生すべき楽音の音色を選択する音色スイッチ5aを含む各種状態設定のためのスイッチ等によって構成され、このパネル5から設定された情報はCPU1に供給される。ペダル7は該ペダル7の操作(踏込)状態を検出して、そのペダル情報をCPU1に供給するペダルセンサ7aを含んでいる。ペダルセンサ7aは、可変抵抗器であり、この可変抵抗の抵抗値に応じた電圧の変動などをペダル7の踏み込み量として検出する。検出されたペダル7の踏み込み量データは、CPU1に送られる。CPU1は踏み込み量データを受けた場合、RAM4上に共鳴設定フラグを「1」に設定する。そして、この踏み込みが無くなれば、踏み込み量が「0」としてCPU1に送られ、RAM4上の共鳴設定フラグは、「0」に設定される。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 2 is a block diagram showing a hardware configuration of an electronic piano which is an example of a musical sound generating apparatus according to an embodiment of the present invention. In the figure, a
The electronic piano is provided with an operation panel (hereinafter simply referred to as “panel”) 5, a
鍵盤8はA0〜C8までの88鍵からなる鍵盤回路であり、図示しない鍵盤スキャン回路によって押鍵情報が検出される。各鍵にはそれぞれタッチセンサつまりキースイッチ8aが設けられる。キースイッチ8aは、演奏者の鍵盤8に対する演奏操作を検出して、押鍵された鍵の音高を示すキーコードKCや、押鍵・離鍵に対応して楽音の発生・消音タイミングを指示するキーオンKON・キーオフKOFF、押鍵速度に対応するキータッチKTなどの押鍵情報を出力する。キースイッチ8aから出力される情報はシステムバス2を介してCPU1に供給される。
The
楽音発生部9は、同時に複数の発音を行なうため時分割制御される複数のチャンネルを備えたトーンジェネレータであり、複数のチャンネルすべての出力信号を累算して出力する。楽音発生部9では、押鍵操作により、いずれかのチャンネルが割り当てられ、該チャンネルにおいて押鍵操作に対応する通常楽音および筐体共鳴音、並びに離鍵操作やペダル操作に対応する離鍵弦振動音が生成される。
The
波形メモリ10には、通常楽音、離鍵弦振動音、および筐体共鳴音の波形データが記憶されており、楽音発生部9は、波形メモリ10に記憶されている波形データをキーコードKCに応じたピッチで読み出し、該波形データに基づいて楽音信号を生成する。
The
通常楽音、離鍵弦振動音、および筐体共鳴音の楽音信号は合成されてDA変換器12でアナログ信号に変換され、サウンドシステム13に入力される。サウンドシステム13は、アンプやスピーカ等から構成されており、DA変換器12の出力信号を電子ピアノの出力として外部に発音させる。
The music signals of the normal music sound, the released key string vibration sound, and the casing resonance sound are synthesized and converted into an analog signal by the
波形メモリ10に格納される離鍵弦振動音の波形データは通常楽音の波形データを加工して合成する。主に、低次倍音と高次倍音のレベルを下げるか削除し、中帯域の倍音を抽出して離鍵弦振動音の波形データとする。この波形データはループ読み出しできるように周知のループ処理をして波形メモリ10に記憶する。なお、通常楽音を加工するのではなく、実際にアコースティックピアノを打弦して、弦の振動中にダンパーを弦に軽く接触させた状態で録音した音の波形データを離鍵弦振動音の波形データとしてもよい。
The waveform data of the key-off string vibration sound stored in the
一方、筐体共鳴音の波形データは、高音域の開放弦やフォアストリングスおよびバックストリングスの共鳴回路を設計し、通常楽音をこの共鳴回路に入力して得る。そして、この共鳴回路から出力される波形データをループ処理して波形メモリ10に記憶する。共鳴回路は、そのインパルス応答を、倍音の振動波形の一自由度粘性減衰系モデルで模擬するように構成することができる。一自由度粘性減衰系モデルに関しては、本出願人による特願2006−11469号明細書および特願2006−11470号明細書をここに参照のため援用する。なお、筐体共鳴音の波形データはアコースティックピアノの、常時開放されている弦の近くにマイクロフォンを設置してサンプリングしてもよい。
On the other hand, the waveform data of the case resonance sound is obtained by designing a resonance circuit of an open string or a fore string and a back string in a high sound range and inputting a normal musical sound to the resonance circuit. The waveform data output from the resonance circuit is loop processed and stored in the
図1は、楽音発生部9の要部構成を示すブロック図である。通常楽音波形記憶部15、離鍵弦振動音波形記憶部16、および筐体共鳴音波形記憶部17は、前記波形メモリ10内に設定される楽音波形の格納領域であり、それぞれ、通常楽音波形データ、離鍵弦振動音波形データ、および筐体共鳴音波形データが予め格納される。これらの波形データは、キーオンKONに応答して前記波形メモリ10から読み出されて格納される。これらの波形データは、波形読み出し部18,19,20によってそれぞれ読み出され、デジタルフィルタ21,22,23に入力される。通常楽音波形記憶部15および波形読み出し部18は通常楽音発生手段を構成する。また、離鍵弦振動音波形記憶部6および波形読み出し部19は離鍵弦振動音発生手段を構成し、筐体共鳴音波形記憶部17および波形読み出し部20は筐体共鳴音発生手段を構成する。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the main part of the
デジタルフィルタ21,22,23で処理された波形データは乗算部24,25,26でそれぞれレベル調整された後、加算器27で合成され、前記DA変換器12(図2参照)に入力される。
発音指示部31は、押鍵情報と操作子情報つまりペダルの踏み込み状態を示すRAM4上の共鳴設定フラグの値とに基づいて、読み出し制御部28,フィルタ制御部29、およびレベル制御部30に発音開始指示を与える。
The waveform data processed by the
The sound
読み出し制御部28は、発音指示に従って波形読み出し部18,19,20のそれぞれに読み出し指令を与える。フィルタ制御部29は、発音指示に従ってデジタルフィルタ21,22,23のそれぞれのカットオフ周波数を制御する。レベル制御部30は、デジタルフィルタ21,22,23から出力された波形データにエンベロープを付与するためのエンベロープデータを決定し、乗算部24,25,26にそれぞれ入力する。エンベロープデータは、押鍵情報に基づいて決定され、離鍵後は、さらにペダル7の状態によって通常楽音、離鍵弦振動音、および筐体共鳴音を、それぞれに関して予め設定されている減衰速度で現在発音されている音を減衰させるためのエンベロープデータを決定する。
The
離鍵時にペダル7がオフであれば、通常楽音、離鍵弦振動音および筐体共鳴音毎に異なる特有の減衰速度で減衰するようにエンベロープデータが決定される。離鍵時にペダル7がオンの場合は、ダンパーが上がっていて弦に接触しないので、通常楽音、筐体共鳴音および離鍵弦振動音のエンベロープデータは変更せずに、発音が継続される。
If the
フィルタ制御部29は、発音指示部31から送出される発音開始指示または発音停止指示に基づいて、離鍵弦振動音に対応して設けられるデジタルフィルタ22のカットオフ周波数を制御する。デジタルフィルタ22のカットオフ周波数は、発音開始時に通常よりも十分に低くし、発音停止時には通常に戻される。
The
また、フィルタ制御部29は、発音指示部31から送出される発音開始指示または発音停止指示に基づいて、通常楽音および筐体共鳴音に対応してそれぞれ設けられるデジタルフィルタ21,23のカットオフ周波数を制御する。これらのカットオフ周波数は発音開始時から通常に高く設定される。
Also, the
発音数監視部32は、通常楽音、離鍵弦振動音、および筐体共鳴音のそれぞれについて発音数を監視しており、この発音数に応じてチャンネル割り当てが行われる。本実施形態では、通常楽音用のチャンネル数よりも、離鍵弦振動音や筐体共鳴音が使用できるチャンネル数を少なく設定してある。すなわち、離鍵弦振動音発生手段の同時発音数が、通常楽音発生手段の同時発音数よりも少なく設定されている。例えば、通常楽音には50チャンネル、離鍵弦振動音および筐体共鳴音にはそれぞれ10チャンネルずつ割り当てられるようにしておく。そして、これらのチャンネル数よりも発音数が多くなった場合には、予定の基準に従ってどれかを消音する。この消音により発音されなくなる離鍵弦振動音や筐体共鳴音を模擬するために、消音された音に対応する通常楽音の減衰時間を長くする処理を行う。
The pronunciation
図1に示した離鍵弦振動音波形記憶部16、波形読み出し部19、デジタルフィルタ22、および乗算部25は全ての鍵に対応して設けることはなく、特定の鍵または鍵域に設けるようにするのが望ましい。例えば、ダンパーが設けられることがない高音域には、離鍵弦振動音発生手段は設けないでよい。
The key release string vibration sound
図3は、本実施形態に係る発音のタイミングチャートである。図3を参照して図1の構成に基づく動作を説明する。発音指示は、押鍵情報および操作子情報に基づいて出力される。押鍵情報のキーオンKONに応答して発音指示がオンになり、押鍵情報のキーオフKOFFおよび操作子情報によるペダル7のオフが検出されたときに発音指示はオフになる(発音停止され、減衰が開始される)。
FIG. 3 is a timing chart of sound generation according to the present embodiment. The operation based on the configuration of FIG. 1 will be described with reference to FIG. The pronunciation instruction is output based on the key pressing information and the operator information. The sound generation instruction is turned on in response to the key-on information key-on KON, and the sound-generation instruction is turned off when the key-off information KOFF of the key-press information and the
発音指示のオンに応答して、通常楽音波形記憶部15、離鍵弦振動音波形記憶部16および筐体共鳴音波形記憶部17からデジタルフィルタ21,22,23に波形データが読み出される。通常楽音、離鍵弦振動音、および筐体共鳴音は、図3に示すエンベロープに従ってレベル変化し、発音指示のオフに応答して所定の減衰速度で減衰するようにエンベロープデータが設定されて減衰する。
In response to the sounding instruction being turned on, the waveform data is read from the normal musical tone
ここで、離鍵弦振動音に対応するデジタルフィルタ22のカットオフ周波数は、発音指示のオンに応答して通常よりも十分に低く設定され、発音指示のオフを条件に通常に戻される。したがって、読み出された離鍵弦振動音の波形データは、このカットオフ周波数により、通常楽音の発音中はデジタルフィルタ22から出力されない。発音指示のオフによりカットオフ周波数が通常に戻されると、その時点で読み出されている離鍵弦振動音のレベルで発音開始され、減衰速度に基づいて音は減衰される。
Here, the cutoff frequency of the
実際に放音される離鍵弦振動音の波形を図3中の下から2段目に示す。発音指示のオフによってカットオフ周波数が通常に戻されたときに放音波形は立ち上がり始めるので、放音レベルが十分大きくなるまでに少し遅延がある。しかし、離鍵弦振動音の放音レベルは、通常音レベルがゼロになるまでに大きくなるので、実際上問題にならない。なお、離鍵弦振動音の減衰時間T1が通常楽音の減衰時間T0よりも長くなるように減衰速度を設定しているので、通常楽音が減衰した後も離鍵弦振動音は時間(T1−T0)の間減衰を続けていて、微妙に発音されている。
アコースティックピアノでは、押鍵し、すぐに離鍵した場合は、押鍵直後の弦振動が大きい状態でダンパーが弦に触れるので、離鍵弦振動音は大きく、倍音も多く含んでいる。一方、押鍵後しばらくしてから離鍵した場合、弦振動が小さくなっている状態でダンパーが弦に触れるので、離鍵弦振動音は小さく、倍音も少ない。つまり、離鍵弦振動音は離鍵タイミングによって変化する。
The waveform of the key-off string vibration sound that is actually emitted is shown in the second row from the bottom in FIG. Since the sound emission shape starts to rise when the cutoff frequency is returned to normal by turning off the sound generation instruction, there is a slight delay until the sound emission level becomes sufficiently high. However, since the sound emission level of the key-off string vibration sound increases until the normal sound level becomes zero, there is no practical problem. Since the decay rate is set so that the decay time T1 of the key-released string vibration sound is longer than the decay time T0 of the normal musical sound, the key-released string vibration sound remains in the time (T1- Attenuation continues for T0) and is pronounced delicately.
In an acoustic piano, when a key is pressed and released immediately, the damper touches the string in a state where the string vibration immediately after the key is pressed is large, so the key-released string vibration sound is large and includes many overtones. On the other hand, when the key is released after a while after the key is pressed, the damper touches the string in a state where the string vibration is small, so that the key-released string vibration sound is small and there are few overtones. That is, the key release string vibration sound changes depending on the key release timing.
これに対して、押鍵と同時に読み出し開始している離鍵弦振動音の波形データは実際の発音には供されていないが、押鍵後の時間経過に伴って変化している。したがって、離鍵するタイミングに応じた最適な波形データで離鍵弦振動音を発生することができ、レベル制御部30の制御で減衰時間も制御される。
On the other hand, the waveform data of the key-off string vibration sound that has been read out simultaneously with the key depression is not provided for actual pronunciation, but changes with the passage of time after the key depression. Therefore, the key-off string vibration sound can be generated with the optimum waveform data corresponding to the key release timing, and the decay time is also controlled by the control of the
筐体共鳴音のカットオフ周波数は、通常楽音と同様、押鍵から通常レベルに設定されているので、図3に示したように、押鍵時から通常楽音よりも小さいレベルで発音される。減衰時間T2は通常楽音の減衰時間T0よりも長くなるように減衰速度を設定しているので、通常楽音減衰後も筐体共鳴音は時間(T2−T0)の間維持される。 Since the cutoff frequency of the case resonance sound is set to the normal level from the key depression as in the case of the normal music sound, as shown in FIG. 3, the sound is generated at a level lower than the normal music sound from the time of the key depression. Since the decay speed is set so that the decay time T2 is longer than the decay time T0 of the normal musical sound, the casing resonance sound is maintained for the time (T2-T0) even after the normal musical sound decays.
なお、筐体共鳴音は押鍵から常に発生させておくのではなく、離鍵弦振動音と同様、押鍵によってデジタルフィルタ23のカットオフ周波数を十分に低くし、離鍵時にこれを通常の高い値に戻すようにしてもよい。離鍵時に筐体共鳴音が発音開始することで筐体共鳴音の強調効果を高めることができる。
Note that the case resonance sound is not always generated from the key depression, but the cut-off frequency of the
図3の通常楽音のエンベロープのうち、発音停止指示の後の減衰状態を示す点線は、離鍵弦振動音発生手段の空きチャンネルや筐体共鳴音発生手段の空きチャンネルがない場合に長くした通常楽音の減衰時間に対応するものである。この長くした通常楽音の減衰時間により、空きチャンネルがない場合の、離鍵弦振動音や筐体共鳴音の模擬を可能にしている。 In the envelope of the normal musical sound in FIG. 3, the dotted line indicating the decay state after the sound generation stop instruction is long when there is no empty channel of the key-off string vibration sound generating means or no empty channel of the case resonance sound generating means. This corresponds to the decay time of the musical sound. This extended normal musical sound decay time makes it possible to simulate key-off string vibration sound and housing resonance sound when there is no empty channel.
次に、発音数監視部32による発音数に応じたトランケート処理を含む鍵盤イベントの処理をフローチャートを参照して説明する。まず、図4は全体処理を示すフローチャートである。ステップS1では、CPU1、RAM4、音源LSI(DSP)等を初期化する。ステップS2では、パネル5のスイッチ等の状態を読み込んで対応の処理を行うパネルイベント処理を行う。ステップS3では、キースイッチ8aの出力に基づいて通常音の楽音信号を発生する鍵盤イベント処理を実行する。鍵盤イベント処理にはキータッチKTに応じたエンベロープの設定も含まれる。
Next, keyboard event processing including truncation processing according to the number of pronunciations by the number-of-
ステップS4では、ペダルセンサ7aの出力に対応したペダルイベント処理が行われる。なお、ペダルイベント処理には、ペダル(ダンパーペダル)以外のペダルの処理を含むことができる。ステップS5では、その他の処理が行われる。
In step S4, pedal event processing corresponding to the output of the
図5および図6は、鍵盤イベント処理(ステップS3)の詳細を示すフローチャートである。図5および図6において、通常楽音バッファ、離鍵弦振動音バッファ、および筐体共鳴音バッファは、それぞれ、通常楽音、離鍵弦振動音、および筐体共鳴音のエンベロープやデジタルフィルタのカットオフ周波数、波形メモリ10のアドレス等を一時保存するRAMの領域であり、発音停止時の減衰速度もこれらに保存されている。
5 and 6 are flowcharts showing details of the keyboard event process (step S3). In FIG. 5 and FIG. 6, the normal musical tone buffer, the key-string vibration sound buffer, and the case resonance sound buffer are respectively the normal music tone, key release string vibration sound, and case resonance sound envelope, and the cutoff of the digital filter. This is a RAM area for temporarily storing the frequency, the address of the
まず、図5のステップS10ではキーオンKONの有無により鍵盤8のオンイベントの有無つまり押鍵の有無を判断する。オンイベントならばステップS11に進み、通常楽音の発音中チャンネル数を計数するカウンタpをインクリメントする。ステップS12では、発音中チャンネル数pが通常楽音の最大発音チャンネル数pm以上か否かを判断する。
First, in step S10 in FIG. 5, the presence or absence of an on event of the
ステップS12が肯定ならば、空きチャンネルがないと判断され、ステップS13に進む。ステップS13では、チャンネルを空けるために、発音中の通常楽音のうち一つのチャンネル割り当てを解除するトランケート処理を行う。このトランケート処理の対象は、例えば、後押し優先とし、発音時間の長いチャンネルから順に開放される。ステップS14では、チャンネルの開放に対応してカウンタpをデクリメントし、ステップS15に進む。 If step S12 is positive, it is determined that there is no empty channel, and the process proceeds to step S13. In step S13, a truncation process is performed to release the channel assignment of one of the normal musical tones that are being generated in order to free up a channel. This truncation processing target is, for example, given priority to boosting and is released in order from the channel with the longest sounding time. In step S14, the counter p is decremented corresponding to the opening of the channel, and the process proceeds to step S15.
ステップS12が否定ならば、空きチャンネルがあると判断され、チャンネルを空ける必要がないので、ステップS13,S14はスキップしてステップS15に移行する。 If step S12 is negative, it is determined that there is an empty channel, and there is no need to open a channel, so steps S13 and S14 are skipped and the process proceeds to step S15.
ステップS15では、ステップS10のオンイベントに対応した(通常楽音発生のための)通常楽音データを、データメモリ3bから通常楽音バッファに読み出す。
In step S15, normal musical tone data (for generating normal musical tone) corresponding to the ON event in step S10 is read from the
ステップS16では、離鍵弦振動音の発音中チャンネル数を計数するカウンタqをインクリメントする。ステップS17では、発音中チャンネル数qが離鍵弦振動音の最大発音チャンネル数qm以上か否かを判断する。 In step S16, a counter q that counts the number of channels that are generating the key-off string vibration sound is incremented. In step S17, it is determined whether or not the number q of sounding channels is greater than or equal to the maximum number of sounding channels qm of the key-string vibration sound.
ステップS17が肯定ならば、空きチャンネルがないと判断され、ステップS18に進む。ステップS18では、チャンネルを空けるために、発音中の離鍵弦振動音のうち一つを発音停止するトランケート処理を行う。このトランケート処理の対象は、例えば、後押し優先または低音優先のうち予め設定された方とする。低音優先とするのは、低音の方が弦振動の振幅が大きく弦振動音が顕著だからである。 If step S17 is positive, it is determined that there is no empty channel, and the process proceeds to step S18. In step S18, a truncation process is performed to stop the sound generation of one of the key-string vibration sounds being generated in order to make a channel open. The target of the truncation process is, for example, a preset one of boosting priority or bass priority. The reason for giving priority to the bass sound is that the bass sound has a larger amplitude of string vibration and the string vibration sound is more prominent.
ステップS19では、チャンネルの開放に対応してカウンタqをデクリメントする。ステップS20では、トランケートされた弦振動音に対する通常楽音バッファに設定されている減衰時間を書き換えて長くし、ステップS21に進む。 In step S19, the counter q is decremented corresponding to the opening of the channel. In step S20, the decay time set in the normal musical tone buffer for the truncated string vibration sound is rewritten and lengthened, and the process proceeds to step S21.
ステップS17が否定ならば、空きチャンネルがあると判断され、チャンネルを空ける必要がないので、ステップS18〜S20はスキップしてステップS21に移行する。 If step S17 is negative, it is determined that there is an empty channel and there is no need to open a channel, so steps S18 to S20 are skipped and the process proceeds to step S21.
ステップS21では、ステップS10のオンイベントに対応した離鍵弦振動音データをデータメモリ3bから離鍵弦振動音バッファに読み出す。
In step S21, the key-off string vibration sound data corresponding to the ON event in step S10 is read from the
ステップS22では、筐体共鳴音の発音中チャンネル数を計数するカウンタrをインクリメントする。ステップS23では、発音中チャンネル数rが筐体共鳴音の最大発音チャンネル数rm以上か否かを判断する。 In step S22, a counter r for counting the number of channels generating sound of the case resonance is incremented. In step S23, it is determined whether or not the number r of sounding channels is equal to or greater than the maximum number of sounding channels rm of the case resonance sound.
ステップS23が肯定ならば、空きチャンネルがないと判断され、ステップS24に進む。ステップS24では、チャンネルを空けるために、発音中の筐体共鳴音のうち一つのチャンネル割り当てを解除するトランケート処理を行う。この筐体共鳴音のトランケート処理の対象は、例えば、後押し優先または高音優先とする。アコースティックピアノにおいて、筐体共鳴音は高音側でよく聞こえるからである。ステップS25では、チャンネルの開放に対応してカウンタrをデクリメントする。ステップS26では、トランケートされた共鳴音に対する通常楽音バッファに設定されている減衰時間を書き換えて長くし、ステップS27に進む。 If step S23 is positive, it is determined that there is no empty channel, and the process proceeds to step S24. In step S24, a truncation process is performed to release the assignment of one channel of the sounding case resonance sound in order to open a channel. The object of the truncation processing of the casing resonance sound is, for example, given priority to boosting or high-pitched sound. This is because, in an acoustic piano, the casing resonance can be heard well on the high-pitched side. In step S25, the counter r is decremented corresponding to the opening of the channel. In step S26, the decay time set in the normal musical tone buffer for the truncated resonance sound is rewritten and lengthened, and the process proceeds to step S27.
ステップS23が否定ならば、空きチャンネルがあると判断され、チャンネルを空ける必要がないので、ステップS24〜S26はスキップしてステップS27に移行する。 If step S23 is negative, it is determined that there is an empty channel, and there is no need to open a channel, so steps S24 to S26 are skipped and the process proceeds to step S27.
ステップS27では、ステップS10のオンイベントに対応した筐体共鳴音データをデータメモリ3bから筐体共鳴音バッファに読み出す。
In step S27, the casing resonance data corresponding to the ON event in step S10 is read from the
図6のステップS28では、通常楽音波形記憶部15に読み出された波形データを使用して、図1に関して説明した構成と動作により通常楽音発音処理を行う。同様に、ステップS29では、離鍵弦振動音波形記憶部16に読み出された波形データを使用して離鍵弦振動音の発音処理を行い、ステップS30では、筐体共鳴音波形記憶部17に読み出された波形データを使用して筐体共鳴音の発音処理を行う。
In step S28 of FIG. 6, normal tone generation processing is performed by the configuration and operation described with reference to FIG. 1 using the waveform data read to the normal tone
また、図5のステップS10の判断が否定の場合は、図6のステップS31に進み、キーオフKOFFの有無により鍵盤8のオフイベントの有無つまり離鍵の有無を判断する。離鍵ならば、ステップS32に進んで操作子情報に基づいてペダル7がオンか否かが判断される。ペダル7がオンでなければ、ステップS33に進んで離鍵に対応する通常楽音の消音処理を行う。ステップS34は離鍵に対応する離鍵弦振動音の消音処理を行う。ステップS35では、離鍵に対応する筐体共鳴音の消音処理を行う。
If the determination in step S10 in FIG. 5 is negative, the process proceeds to step S31 in FIG. 6, and the presence or absence of an off event of the
なお、上記実施形態では楽音発生装置として電子ピアノを例に挙げて説明しているが、本発明は電子ピアノにのみ限定されるものではなく、鍵盤を有し、ペダル操作で効果音を付与する他の電子楽器にも、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で同様に適用することができる。 In the above embodiment, an electronic piano has been described as an example of a musical sound generating device. However, the present invention is not limited to an electronic piano, and has a keyboard and provides sound effects by pedal operation. The present invention can be similarly applied to other electronic musical instruments without departing from the gist of the present invention.
1…CPU、 7…ダンパーペダル、 7a…ペダルセンサ、 8…鍵盤、 8a…キーススイッチ、 10…波形メモリ、 15…通常楽音波形記憶部、 16…離鍵弦振動音波形記憶部、 17…筐体共鳴音波形記憶部、 21,22,23…デジタルフィルタ、 27…加算部、 29…フィルタ制御部、 30…レベル制御部、 31…発音指示部、 32…発音数監視部
DESCRIPTION OF
Claims (6)
通常楽音信号を発生する通常楽音発生手段と、
筐体共鳴音信号を発生する筐体共鳴音発生手段と、
前記通常楽音信号および筐体共鳴音信号がそれぞれ入力される複数のフィルタ手段と、
前記複数のフィルタ手段から出力される信号にそれぞれエンベロープを付与する複数のエンベロープ付与手段と、
前記エンベロープ付与手段から出力される信号を加算して楽音信号を出力する加算手段とを具備し、
前記筐体共鳴音発生手段のチャンネル数は、前記通常楽音発生手段のチャンネル数よりも少なく設定されており、
前記発音開始指示に応答して前記通常楽音発生手段および筐体共鳴音信号発生手段が前記通常楽音信号および前記筐体共鳴音信号をそれぞれ発生開始してそれぞれの空きチャンネルに割り当て、前記発音指示手段によって発音開始指示が出力された時点で前記筐体共鳴音発生手段の空きチャンネルが不足した場合には、発音中の筐体共鳴音信号の一つを停止するとともに、該停止した筐体共鳴音信号と同時に発生開始した通常楽音信号の発音停止時の減衰時間を長くするため減衰時間に関する前記通常楽音発生手段の設定データを変更することを特徴とする楽音発生装置。 A sound generation instruction means for outputting a sound generation start instruction based on the key press information, and outputting a sound generation stop instruction based on the key press information and the operator information;
A normal musical sound generating means for generating a normal musical sound signal;
A casing resonance generating means for generating a casing resonance signal;
A plurality of filter means for receiving the normal tone signal and the case resonance signal, respectively;
A plurality of envelope applying means for applying envelopes to the signals output from the plurality of filter means;
Adding means for adding a signal output from the envelope applying means and outputting a musical sound signal;
The number of channels of the casing resonance generating means is set to be less than the number of channels of the normal music generating means,
In response to the sound generation start instruction, the normal music sound generation means and the case resonance sound signal generation means start generating the normal music sound signal and the case resonance sound signal, respectively , and assign them to the respective empty channels, and the sound generation instruction means If the vacant channel of the case resonance sound generating means is insufficient at the time when the sound generation start instruction is output by, one of the case resonance sound signals being sounded is stopped and the stopped case resonance sound A musical tone generating apparatus characterized by changing the setting data of the normal musical tone generating means relating to the decay time in order to lengthen the decay time when the normal musical tone signal started to be generated simultaneously with the signal is stopped .
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