JP6410345B2 - サウンドプレビュー装置及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、ディジタルピアノに代表される電子楽器に係り、電子楽器において音色選択や音設定を変更した際に、そのサンプル音を自動的に発音するサウンドプレビュー装置、及び、電子楽器においてサウンドプレビューを行うプログラムに関する。

電子楽器は、例えば特許文献１に開示されているように、鍵盤や操作パネルを操作することにより生成される楽音データを電子楽器内部に設けられた音源に送り、音源の楽音データに応じた楽音信号を発生し、スピーカで音響信号に変換することにより楽音を発生する。楽音については、アコースティックなピアノ音から電子ピアノや電子オルガン等の種々の音色が選択可能であり、また、コンサートホール等で演奏しているような残響効果の設定（リバーブ）や、発音に際しての音響効果の設定を行うことが可能となっている。そして、音色、残響効果や音響効果の選択・設定内容は、操作パネル（表示パネル）に表示されることが行われていた。

また、ディジタルピアノ（電子楽器）においては、よりアコースティックなピアノの外観を実現させるため、又はコストダウンのため、液晶ディスプレイから構成される操作パネル（表示パネル）を持たないタイプが存在する。このような電子楽器で音色選択を行う場合、図７に示すように、操作ボタン（サウンドセレクトキー）１を押しながら鍵盤２の鍵で変更するものが主流となっている。
すなわち、操作ボタン（サウンドセレクトキー）１を押しながら鍵盤２のいずれかの鍵を押すことで、予め各鍵に割り当てられた音色や音設定（残響効果や音響効果の設定）に変更することができる。例えば、操作ボタン１を押しながら鍵Ａ０（音色選択）を押せば、コンサートグランドピアノ１の音色に設定することができる。

特許第３２９６５１８号

上述した構造の電子楽器で音色選択や音設定の変更を行った場合、変更時に特に変更を通知する手段がないため、変更を確認するためには、実際に鍵盤を押して演奏する必要があった。
特に操作パネル（表示パネル）を有しない場合、変更したことを瞬時に確認することができなかった。

本発明は上記実情に鑑みて提案されたもので、電子楽器において音色選択や音設定を変更した時にサンプル音を発音することで、音の変化を聴覚で確認することが可能なサウンドプレビュー装置及びプログラムを提供することを目的としている。

上記目的を達成するため請求項１の発明は、鍵盤と、音色選択や音設定を行う操作ボタンとを備え、前記操作ボタンを押しながら前記鍵盤の中の一つの鍵を押すことで、予め鍵に対応する音色選択や音設定（残響効果や音響効果の設定）を行うサウンドプレビュー装置において、
押された鍵から予め鍵に対応して決められた音色選択や音設定の変更状態を認識する変更状態認識部と、
前記変更状態に応じて変更の影響が分かり易い音のフレーズが複数記憶されるフレーズ記憶部と、
前記変更状態に対応するフレーズを発音する発音部と、
を備えたことを特徴としている。

請求項２の発明は、請求項１のサウンドプレビュー装置において、
前記鍵により音色や音設定が変更された場合、和音のフレーズが発音されることを特徴としている。

請求項３の発明は、請求項１のサウンドプレビュー装置において、
前記鍵により音色が変更された場合、Ｃ４，Ｅ４，Ｇ４，Ｃ５音高によるアルペジオのフレーズが発音されることを特徴としている。

請求項４の発明は、請求項１のサウンドプレビュー装置において、
前記鍵によりリバーブが設定された場合、Ｃ５音高のみが発音されることを特徴としている。

請求項５の発明は、請求項１のサウンドプレビュー装置において、
前記鍵によりダンパーレゾナンスが設定された場合、Ｃ５，Ｅ５，Ｇ５，Ｃ６音高によるアルペジオのフレーズが発音されることを特徴としている。

請求項６の発明は、請求項１のサウンドプレビュー装置において、
前記鍵によりダンパーノイズが設定された場合、Ｃ５音高のみが発音されることを特徴としている。

請求項７の発明は、請求項１のサウンドプレビュー装置において、
前記鍵によりストリングスレゾナンスが設定された場合、Ｃ４鍵を押しながらＧ４，Ａ４，Ｂ４，Ｃ５音高によるアルペジオのフレーズが発音されることを特徴としている。

請求項８の発明は、請求項１のサウンドプレビュー装置において、
前記鍵によりキーアクションノイズが設定された場合、Ｃ４音高のみが発音されることを特徴としている。

請求項９は、請求項１の各部をコンピュータに構築させるサウンドプレビュープログラムであることを特徴としている。

本発明のサウンドプレビュー装置及びサウンドプレビュープログラムによれば、音色選択や音設定（残響効果や音響効果の設定）を変更した場合、サンプル音でフレーズが発音されるので、設定変更による音の変化を聴覚で確認することができる。

また、変更状態に対応するフレーズが発音されるため、設定の変化を分かり易くすることができる。

本発明のサウンドプレビュー装置が搭載される電子楽器の構成を示すブロック図である。 本発明のサウンドプレビュー装置の構成を示す機能ブロック図である。 音色選択や音設定に対応するサンプル音のフレーズを示す表。 サウンドプレビュー装置における全体の処理手順を示すフローチャート図である。 サウンドプレビュー装置における鍵盤イベント処理の手順を示すフローチャート図である。 サウンドプレビュー機能を説明するためのモデル図である。 音色選択や音設定に対応する鍵盤の割り当てを示すモデル図である。

以下、本発明の実施形態に係るサウンドプレビュー装置について、図面を参照しながら説明する。
図１は、サウンドプレビュー装置が搭載されたディジタルピアノ（電子楽器）の主要なハードウエア構成を示すブロック図であり、バス３０に対して、ＣＰＵ１０、ＲＯＭ１１、ＲＡＭ１２、キースキャン回路１６、音源１８、ディジタル信号処理回路１９を接続して構成されている。

ＣＰＵ１０は、ＲＯＭ１１に格納されている制御プログラムに従って、ディジタルピアノ（電子楽器）の全体を制御するものである。例えば、ＣＰＵ１０は、押鍵に対し発音チャネルを割り当てるアサイナ処理、音源１８に対するアクセス処理等を行う。
また、このＣＰＵ１０には、専用線によって、音色選択や音設定（残響効果や音響効果の設定）に際して使用する操作ボタン１、発音に対してダンパペダル効果を付与するためのペダル１４、及び、外部装置との間のＭＩＤＩデータ受け渡し制御を行うためのＭＩＤＩインタフェース回路１５が接続されている。

ＣＰＵ１０に接続される操作ボタン１は、オン・オフのスイッチで構成され、押下されたことをソフトウエアで検知してオン状態とする。そして、従来技術で説明したように、操作ボタン１を押しながら鍵盤２のいずれかの鍵を押すことで、音色選択等の各種設定を行うようになっている。
鍵盤２は、演奏者が楽音の音高を指示する複数の鍵と、この鍵に連動して開閉するキースイッチにより構成されている。鍵盤２は、キースイッチの状態をスキャンしてキーデータとして出力するキースキャン回路１６に接続されている。

鍵盤２の鍵には、図７に示したように、音色選択８１を行う鍵、デュアル設定８２（異なる種類の音を重ねて発音させる際に選択）する鍵、リバーブ設定８３（残響効果を選択）する鍵、設定項目８４（打鍵による音響効果を選択）を設定する鍵、前記設定項目８４に対する「オフ」設定や、設定時の音量の強さ「１」「２」「３」を設定する設定値８５を指定する鍵、ブリリアンス設定８６（音色の明るさを調節）を行う鍵が予め対応付けられている。

音色選択８１の鍵は、例えばピアノ、オルガン、フルート等といった各種音色の中から発音に用いる音色を選択できる。
デュアル設定８２の鍵は、異なる種類の音（例えば、ピアノとオルガン）を重ねて発音させることを選択する他、異なる音のバランス状態（どちらの音を強く又は弱く設定するか）や、バランスのリセット（同じバランスにする）が設定できる。
リバーブ設定８３の鍵は、各種室内（例えば、コンサートホール等）における音の響き（残響）が再現できるように残響効果を選択できる。

設定項目８４における音響効果の選択は、例えば、鍵の押下の強さに対応する音量変化、ハンマー弦の硬さ等による音の変化等を調整できる。設定項目８４では、項目を選択した後に、設定値８５（「オフ」「１」「２」「３」）に対応する各鍵を選択することで、音量や変化の割合が調整できる。
ブリリアンス設定８６（「オフ」「−」「＋」）に対応するコントロール鍵は、音色の明るさを調節できる。

ＣＰＵ１０に接続されるペダル１４は、例えばフットペダルで構成され、ペダルに設けられた検出器により踏み込み量（ペダル位置データ）を検出してＣＰＵ１０に送出する。ペダル位置データは、ＲＡＭ１２に一時的に記憶され、音響効果のかかり具合を制御するために使用される。

ＲＯＭ１１は、ＣＰＵ１０により実行又は参照される各種プログラム（例えば、サウンドプレビュープログラム）や各種データ等を格納する。ＲＯＭ１１に記憶されているプログラムやデータは、システムバス３０を介してＣＰＵ１０により参照される。すなわち、ＣＰＵ１０は、システムバス３０を介してＲＯＭ１１から制御プログラム（命令）を読み出して解釈・実行すると共に、所定の固定データを読み出して演算処理に使用するようになっている。

また、ＲＯＭ１１には、サウンドプレビューでサンプル音として発音されるフレーズ（発音データ）がシーケンスデータとして保存されている。フレーズ（発音データ）は、音色設定、残響効果設定、音響効果設定等の種類により、設定内容が分かりやすい音を発音するデータで構成されている。音色設定、残響効果設定、音響効果設定毎に設定されるフレーズ（発音データ）の種類の詳細については後述する。

ＲＡＭ１２は、ＣＰＵ１０がプログラムを実行する際に必要な各種データを一時的に記憶するワーキングメモリとして使用される。例えば、操作パネル１による操作処理データ、鍵盤２から取り込まれたキーデータ、ペダル１４から取り込まれたペダル位置データ等がＲＡＭ１２に一時的に記憶される。ＲＡＭ１２に記憶されたデータは、システムバス３０を介してＣＰＵ１０により参照される。

キースキャン回路１６は、鍵盤２のキースイッチの状態をスキャンし、鍵のオン／オフ状態を示すキーデータとして出力する。キーデータは、システムバス３０を介してＣＰＵ１０に送られ、ＲＡＭ１２に一時的に記憶される。

ＲＡＭ１２に記憶されたキーデータは、所定のタイミングで参照される。
キーデータは、操作ボタン１が押されている状態の場合は、イベントのあった鍵を特定するキーナンバにより音色選択や音設定等を行うデータとして使用される。
また、操作ボタン１が押されていない状態の場合は、イベントのあった鍵を特定するキーナンバ、及び、鍵の押下の強さ（速さ）を示すタッチデータを生成するために使用される。作成されたキーナンバ及びタッチデータは、周波数データ及びエンベロープデータに変換されて音源１８に送られ、キーオン／キーオフに伴う押鍵／離鍵処理等に用いられる。

音源１８は、ＣＰＵ１０から送られてきた楽音データ（音色番号に対応して作成される波形アドレス、キーナンバに対応して作成される周波数データ、タッチデータ及びペダル位置データに基づいて作成されるエンベロープデータ等）及び後述するフレーズ（発音データ）に従って駆動され、時分割でディジタル楽音信号を発生する。この音源１８で発生されたディジタル楽音信号は、ディジタル信号処理回路１９に出力される。

波形メモリ４０は、例えばＲＯＭで構成され、パルスコード変調（ＰＣＭ）された波形データが記憶されている。波形メモリ４０には、複数の音色を実現するため、各音色に対応した複数種類の波形データ（音色番号で特定される）が記憶されている。波形メモリ４０に記憶されている波形データは、音源１８により読み出される。

ディジタル信号処理回路１９は、音源１８から入力されるディジタル楽音信号と、ＣＰＵ１０から入力される係数との間で所定の演算を行って出力するものである。例えば、ダンパペダルの踏み込み量によって決定される係数とディジタル楽音信号とを演算し、所定のダンパペダル効果が付加されたディジタル楽音信号を生成する。ディジタル信号処理回路１９で生成されたディジタル楽音信号はＤ／Ａ変換器２０に供給される。

Ｄ／Ａ変換器２０は、音源１８から供給されたディジタル楽音信号をアナログ楽音信号に変換するものである。Ｄ／Ａ変換器２０が出力するアナログ楽音信号は、増幅器２１に送出される。

増幅器２１は、入力されたアナログ楽音信号を所定の増幅率で増幅して出力する。増幅器２１で所定の増幅が行われたアナログ楽音信号は、スピーカ２２に供給される。

スピーカ２２は、電気信号としてのアナログ楽音信号を音響信号に変換するものである。すなわち、スピーカ２２により、音色設定、残響効果設定、音響効果設定等の種類に応じたフレーズ（発音データ）が発音されたり、鍵盤２の各鍵の押下に対応した楽音に、ペダル１４の踏み込み量に対応した音響効果が付加されて発音されることになる。

図２は、図１のブロック図におけるＲＯＭ１１に格納されたサウンドプレビュープログラムにより、ディジタルピアノ（電子楽器）内に構築されたサウンドプレビュー装置の機能ブロック図である。
サウンドプレビュー機能は、ディジタルピアノにおいて音色選択や音設定を変更した際に、そのサンプル音をフレーズとして自動的に発音する機能である。このサウンドプレビュー機能は、操作ボタン１、鍵盤２、変更状態認識部３、フレーズ記憶部４、発音部５を備えることで実現される。

操作ボタン１及び鍵盤２は、音色選択や音設定を変更する際に使用するものである。すなわち、上述したように、操作ボタン１を押しながら鍵盤２の中の一つの鍵を押すことで、予め鍵に対応する音色選択や音設定が行われる。
変更状態認識部３は、ＲＯＭ１１に格納されたサウンドプレビュープログラムによりＣＰＵ１０で実行される処理のためのものであり、操作ボタン１及び鍵（鍵盤２におけるいずれかの鍵）の押下を検出した際、押された鍵から予め鍵に対応して決められた音色選択や音設定の変更状態を認識し、フレーズ記憶部４から変更状態に応じた発音データを取り込む。

フレーズ記憶部４は、図１のブロック図におけるＲＯＭ１１内に設けられ、変更状態に応じてその影響が分かり易い音のフレーズのサンプル音が複数記憶されている。設定変更に応じたサンプル音によるフレーズの例を図３に示す。
例えば、音色選択８１に対応する各鍵（Ａ０〜Ａ１等）により設定変更が行われる場合のフレーズとしては、Ｃ４，Ｅ４，Ｇ４，Ｃ５音高によるアルペジオ（ドミソドの和音を低音から順次鳴らす）が発音データとして記憶されている。音色の場合、和音のアルペジオによる発音が相違を分かり易くするからである。
残響効果に関するリバーブ設定８３に対応する各鍵（Ｂ２〜Ａ３）により設定変更が行われる場合のフレーズとしては、Ｃ５音高（ド）のみが発音される発音データが記憶されている。単独の「ド」を発音させることで、その余韻の違いを分かり易くするためである。

設定項目８４のダンパーレゾナンス設定に対応する鍵Ｅ４により設定変更が行われる場合のフレーズとしては、Ｃ５，Ｅ５，Ｇ５，Ｃ６音高によるアルペジオ（ドミソドの和音を低音から順次鳴らす）が発音データとして記憶されている。なお、ダンパーレゾナンス設定の際に発音されるドミソドは、音色設定の際に発音されるドミソドより１オクターブ高い音程となっている。
設定項目８４のダンパーノイズ設定に対応する鍵Ｆ４により設定変更が行われる場合のフレーズとしては、Ｃ５音高（ド）のみが発音される発音データが記憶されている。
設定項目８４のストリングレゾナンス設定に対応する鍵Ｇ４により設定変更が行われる場合のフレーズとしては、Ｃ４鍵（ド）を押しながら発音されるＧ４，Ａ４，Ｂ４，Ｃ５音高によるアルペジオ（ソラシドの和音を低音から順次鳴らす）が発音データとして記憶されている。Ｃ４鍵（ド）に対する共鳴音を聞き取るためである。
設定項目８４のキーアクションノイズ設定に対応する鍵Ｂ４により設定変更が行われる場合のフレーズとしては、Ｃ４音高（ド）のみが発音される発音データが記憶されている。

発音部５は、図１のブロック図における音源１８、ディジタル信号処理回路１９、Ｄ／Ａ変換器２０、増幅器２１、スピーカ２２に対応し、変更状態認識部３がフレーズ記憶部４から取り込んだ変更状態に対応する発音データのフレーズを発音する。

次に、上述したディジタルピアノの動作について、サウンドプレビュー機能を中心に図４及び図５に示したフローチャートを参照しながら詳細に説明する。

図４は、ディジタルピアノにおける各種処理を示すメインフローチャートであり、電源投入により起動される。すなわち、ディジタルピアノの電源が投入されると、先ず、ＣＰＵ１０、ＲＡＭ１２、音源１８等の初期化処理が行われる（ステップ９０）。
初期化処理では、ＣＰＵ１０内部のレジスタやフラグのクリア処理、ＲＡＭ１２内に定義された各種バッファ、レジスタ及びフラグ等に対する初期値設定処理、音源１８に初期値を設定して不要な音が発音されるのを防止する処理等が行われる。

次に、操作ボタンイベント処理が行われる（ステップ１００）。
操作ボタンイベント処理では、操作ボタン１の押下操作により、サウンドプレビュー機能の実行開始が選択される。すなわち、操作ボタン１の押下（スイッチオン）の有無を検出することで、サウンドプレビュー機能の実行開始が選択される。

次に、鍵盤イベント処理が行われる（ステップ２００）。
鍵盤イベント処理では、鍵盤２に関する操作、すなわち、音色選択や音設定等の設定操作、及び、鍵盤における各鍵の押下による発音操作に対応する処理が行われる。鍵盤イベント処理の処理手順について図５に示す。

鍵盤イベント処理では、先ず、鍵盤オンイベントの有無が検出される（ステップ２０１）。鍵盤オンイベントの有無は、キースキャン回路１６を介して鍵盤２をスキャンすることにより、各キーのオン／オフ状態を示すキーデータとなる各キーに対応したビット列を新キーデータとしてとして読み込む。

次いで、前回同様にして読み込み、既にＲＡＭ１２に記憶されている旧キーデータと、前記新キーデータとを比較し、相違するビットが存在するか否かを検出する。そして、相違するビットが存在する場合に、キーイベントがあった旨を認識し、変化のあったキーに対応するビットをオンにセットしたイベントマップを作成する。

そして、キーイベントの有無の判断は、このキーイベントマップを調べることにより行われる。即ち、キーイベントマップ中にオンになっているビットが存在しなければ、キーイベントがなかった旨が認識され、鍵盤イベント処理ルーチンからリターンしてメインルーチンに戻る。

一方、キーイベントマップ中にオンになっているビットが存在すれば、キーイベントがあった旨が認識され、次いで、キーのオンイベントであるか否かを判断する。これは、前記キーイベントマップ中のオンになっているビットに対応する前記新キーデータ中のビットについて、オンになっているか否かを検出することで行われる。

次に、鍵盤オン時に操作ボタン１が押下されているかを検出し（ステップ２０４）、操作ボタン１が押下されている場合は、音色選択や音設定に関する設定変更の処理が行われる（ステップ２０５）。
音色選択や音設定に関する設定変更の処理では、予めフレーズ記憶部４に記憶されたフレーズのサンプル音が発音される。また、フレーズは、上述したように、設定変更の変更状態に応じて、その影響が分かり易い和音のアルペジオや音高の発音としているため、変更状態を聴覚で容易に確認することができる。

具体的には、図６に示されるように、操作ボタン（サウンドセレクトキー）１を指で押しながら（操作Ａ）、鍵盤２の鍵Ａ０を指で押下（操作Ｂ）した場合、鍵Ａ０は音色選択における「コンサートグランド１」のピアノ音に対応しているので、音色として「コンサートグランド１」が設定され、「コンサートグランド１」のピアノ音によるＣ４，Ｅ４，Ｇ４，Ｃ５音高によるアルペジオ（ドミソドの和音を低音から順次鳴らす）がサウンドプレビューとして発音される。
また、操作ボタン（サウンドセレクトキー）１を指で押しながら（操作Ａ）、鍵盤２の鍵Ｇ１を指で押下（操作Ｂ）した場合、鍵Ｇ１は音色選択における「モダンピアノ」のピアノ音に対応しているので、音色として「モダンピアノ」が設定され、「モダンピアノ」のピアノ音によるＣ４，Ｅ４，Ｇ４，Ｃ５音高によるアルペジオ（ドミソドの和音を低音から順次鳴らす）がサウンドプレビューとして発音される。

また、ステップ２０４において、操作ボタン１が押下されていない場合は、鍵盤２における鍵の位置と押下の強さにより作成された楽音データの演奏行為に基づく楽音発生処理が行われる（ステップ２０６）。

なお、鍵盤イベント処理が終了すると、次いで、「その他の処理」が行われる（ステップ３００）。「その他の処理」では、例えば、ＭＩＤＩインタフェース回路１５を介してＭＩＤＩデータの送受信処理等が行われる。その後、ステップ１００の操作ボタンイベント処理に戻り、以下、同様の処理を繰り返す。

上述したサウンドプレビュー装置によれば、音色選択や音設定を変更した場合、サンプル音のフレーズが発音されるので、設定変更による音の変化を瞬時に聴覚で容易に確認することができる。

また、予めフレーズ記憶部４に記憶された設定内容（変更状態）に対応するフレーズ（和音のアルペジオや音高）が発音されるため、自分で演奏するより設定の変化の違いを分かり易くすることができる。
また、設定内容を表示する操作パネルを持たないタイプの電子楽器においても、音色選択や音設定の変更について、変更したことを確実に認識することができる。

１…操作ボタン（サウンドセレクトキー）、 ２…鍵盤、 ３…変更状態認識部、 ４…フレーズ記憶部、 ５…発音部、 １０…ＣＰＵ、 １１…ＲＯＭ、 １２…ＲＡＭ、 １８…音源、 ４０…波形メモリ。

Claims (9)

1. 鍵盤と、音色選択や音設定を行う操作ボタンとを備え、前記操作ボタンを押しながら前記鍵盤の中の一つの鍵を押すことで、予め鍵に対応する音色選択や音設定を行う電子楽器において、
   押された鍵から予め鍵に対応して決められた音色選択や音設定の変更状態を認識する変更状態認識部と、
   前記変更状態に応じて変更の影響が分かり易い音のフレーズが複数記憶されるフレーズ記憶部と、
   前記変更状態に対応するフレーズを発音する発音部と、
   を備えたことを特徴とするサウンドプレビュー装置。
2. 前記鍵により音色や音設定が変更された場合、和音のフレーズが発音される請求項１に記載のサウンドプレビュー装置。
3. 前記鍵により音色が変更された場合、Ｃ４，Ｅ４，Ｇ４，Ｃ５音高によるアルペジオのフレーズが発音される請求項１に記載のサウンドプレビュー装置。
4. 前記鍵によりリバーブが設定された場合、Ｃ５音高のみが発音される請求項１に記載のサウンドプレビュー装置。
5. 前記鍵によりダンパーレゾナンスが設定された場合、Ｃ５，Ｅ５，Ｇ５，Ｃ６音高によるアルペジオのフレーズが発音される請求項１に記載のサウンドプレビュー装置。
6. 前記鍵によりダンパーノイズが設定された場合、Ｃ５音高のみが発音される請求項１に記載のサウンドプレビュー装置。
7. 前記鍵によりストリングスレゾナンスが設定された場合、Ｃ４鍵を押しながらＧ４，Ａ４，Ｂ４，Ｃ５音高によるアルペジオのフレーズが発音される請求項１に記載のサウンドプレビュー装置。
8. 前記鍵によりキーアクションノイズが設定された場合、Ｃ４音高のみが発音される請求項１に記載のサウンドプレビュー装置。
9. 請求項１に記載の各部の機能をコンピュータに構築させることを特徴とするサウンドプレビュープログラム。