JPH02179689A - 楽音信号発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は電子楽器等に用いて好適な楽音信号発生装置
に関する。

「従来の技術」 電子楽器の分野において、いかにして自然楽器に近い音
を発生するかという課題がある。一般に自然楽器におい
ては、音の立ち上がりおよび立ち下がり時にその振幅変
化に応じて音色の変化することが知られている。従って
、電子楽器においてら、楽音信号の立ち上がりおよび立
ち下がり時に信号波形を変化させるようにしたものが開
発されている。その−実現形態としては、信号波形の異
なる複数の音源と、各音源に対応したゲート回路と、発
生すべき楽音信号のエンベロープ波形のレベルを検知す
る回路とを設けておき、検知されたレベルの区分に対応
して当該ゲート回路を導通状態とし、当該音源の信号を
選択的に出力する楽音信号発生装置が知られている。な
お、この種の楽音信号発生装置（二ついては、特公昭５
６−１６４４０号公報に詳しく説明されている。

「発明が解決しようとする課題」 ところで、自然楽器の音は、特に立ち上がり時に音色が
顕著に変化する。そして、立ち上がり以降の音色変化は
、立ち上がり時とは異なったものとなる。しかしながら
、上述した従来の楽音信号発生装置は、エンベロープの
振幅レベルに対応して音色を切り換えているので、立ち
上がり以降においてら立ち上がり時と同様の音色変化か
生じてしまい、かえって不自然な音となってしまうとい
う問題があった。

この発明は上述した事情に鑑みてなされたもので、上記
問題を克服し、自然楽器に近い楽音を発生ずることがで
きる楽音信号発生装置を堤供することを目的としている
。

「課題を解決するための手段」 この発明は、複数種類の波形の楽音信号を選択して発生
するようにした楽音信号発生装置において、 発生する楽音信号の振幅レベルに対応した振幅情報を出
力する振幅情報発生手段と、 楽音信号発生区間の中の特定の区間を検出する区間検出
手段と、 前記特定の区間のみ楽音信号波形を前記振幅情報に対応
して切り換える波形制御手段とを具備することを特徴と
している。

「作用」 上記構成によれば、楽音信号の発生時、その振幅レベル
を示す振幅情報が振幅情報発生手段によって逐次発生さ
れる。そして、楽音信号発生区間の特定区間が区間検出
手段によって検出されろ。そして、該特定区間のみ、振
幅情報に対応して楽音信号波形が切り換えられる。この
結果、自然楽器に近い楽音が発生される。

「実施例」 以下、図面を参照して本発明の一実施例について説明す
る。

第１図はこの発明の一実施例による楽音信号発生装置の
構成を示すブロック図である。同図において、１は電子
楽器に設けられた復散の鍵である。

また、２は押鍵検出部であり、演奏者によって鍵１か押
された場合に、その鍵のキーコードＫＣおよび鍵がＯＮ
状態であることを示すキーオン信号ＫＯＮを出力する。

３は音色選択部であり、電子楽器のパネル面に設けられ
た音色操作子の状態を検出し、それに対応した音色デー
タを出力する。

４は音色パラメータ発生部である。この音色パラメータ
発生部４には、音色選択部３から出力される音色データ
および押鍵検出部２から出力されるキーコードＫＣが入
力され、データＷＰ、ＥＭ。

ＥＰおよびＴＬが出力される。

ここで、ＷＰは出力すべき楽音信号の基準波形の番号を
指定するデータである。また、ＥＭは変換制御データで
ある。なお、このデータＥＭについては後述する。ＥＰ
はエンベロープ波形（発音から消音までの期間における
楽音信号の振幅の包絡線波形）の形状を指定するエンベ
ロープパラメータである。また、ＴＬは発生する楽音信
号の最大値レベルを指定するトータルレベルデータであ
る。

５はエンベロープジェネレータであり、キーオン信号Ｋ
ＯＮおよびエンベロープパラメータＥＰが入力され、こ
れらに対応したエンベロープ波形の各瞬時値を示すエン
ベロープデータＥ■７を順次出力する。このエンベロー
プデータＥＬはどのような音色であっても最大値レベル
がＩｌｌとなるように正規化されている。６は乗算回路
であり、エンベロープデータＥＬとトータルレベルデー
タＴＬとの乗算処理を行い、各音色対応で最大値レベル
のスケーリングのなされたスケーリング済みエンベロー
プデータＥＬＳを出力する。

７は振幅対応データ発生部であり、エンベロープデータ
ＥＬの振幅レベルを判定し、振幅レベルの区分を示す振
幅対応データＥＷを出力する。前述したようにエンベロ
ープデータＥＬはあらゆる音色において最大値かｒｌＪ
となるように正規化されているので、この振幅対応デー
タ発生部７は、振幅判定レベルを各音色対応で変える必
要がなく、簡単な回路構成で実現することができる。８
は変換回路である。この変換回路８では、前述した変換
制御データＥＭに対応した変換ルールに従って、振幅対
応データＥＷが波形変更データＭＥＳに変換される。こ
のようにすることにより、本楽音信号発生装置は、各音
色に対応して、振幅レベルと信号波形との対応関係を切
り換えることができるようにしている。

９は演算部であり、基準信号波形データＷＰおよび波形
変更データＭＥＳに対して所定の演算を施し、演算結果
を波形番号データＷ　Ｄとして出力する。ＩＯは楽音信
号発生部であり、キーコードＫＣに対応した音源データ
ＳＫＣを出力する。また、波形種類指定部１１は、波形
番号データＷＤに従って楽音信号発生部ＩＯの波形切換
を行う。

これまでの説明で明らかなように、波形番号データＷＤ
はエンベロープ波形の振幅レベルに対応して切り換えら
れるので、楽音信号発生部ＩＯの音源データＳＫＣは、
振幅レベルに対応して波形が切り換えられる。そして、
音源データＳＫＣとスケーリング済みエンベロープデー
タＥＬＳとの乗算処理が、エンベロープ付与回路１２に
よって行われ、楽音信号データ５ＳＫＣが出力される。

このデータ５ＳＫＣはＤ／Ａ（デジタル／アナログ）変
換部１３によってアナログ信号に変換され、サウンドシ
ステム１４ではこのアナログ信号によって楽音が発生さ
れる。

第２図は第１図において一点鎖線で囲った部分２０の具
体的回路例を示す回路図である。２１はアドレス信号発
生回路であり、内部にアドレスカウンタを有する。この
アドレスカウンタには分周比としてキーコードＫＣか与
えられ、アドレスカウンタは内部クロックφをカウント
する。そして、アドレスカウンタの上位４ビツトがアド
レスデータＡＤＲとして出力される。従って、アドレス
データＡＤＲ（７）繰り返し周期はキーコードＫＣに対
応したものとなる。なお、このアドレス信号発生回路２
１としては、上述のようなアドレスカウンタを用いたも
のに限らず、キーコードＫＣと対応する所定のデータを
内部クロックφに同期して逐次累積加算するような方式
のものでもよい。

２２は、アドレスデータＡＤＲの下位３ビツトを入力デ
ータとするデコーダであり、第θビット〜第７ビツト出
力の内、入力データに対応するビット出力がｌ”になる
。２２ａ〜２２ｆは、各々ＯＲゲートであり、デコーダ
２２の出力データのＯＲ演算を行う。この図における記
法について補足説明すると、例えば、ＯＲゲート２２ａ
には、デコーダ２２の第２、第４および第６ビツト出力
か人力されることが示されている。他のＯＲゲート２２
ｂ〜２２ｆについても同様である。

２３は、２２と同等の回路構成のデコーダであり、波形
番号データＷＤが入力データとして供給される。なお、
この波形番号データＷＤを生成する回路については後述
する。２３ａ〜２３ｆはＡＮＤ°ゲートであり、デコー
ダ２３の各ビット出力とＯＲゲート２２ａ　〜２２ｆと
のＡＮＤ演算を行う。

そして、ＡＮＤゲート２３ａ〜２３ｒの各出力はＯＲゲ
ート２４に入力される。一方、ＯＲゲート２４にはデコ
ーダ２３の第０ビツト出力が直接入力される他、デコー
ダ２２の第０ビツト出力が入力される。そして、ＯＲゲ
ート２４の出力はＡＮＤゲート２５に人力される。ここ
で、ＡＮＤゲート２５の他方の入力端にはアドレスデー
タＡＤＲの最上位ビットがインバータ２６によって反転
されて入力される。そして、ＡＮＤゲート２５からは音
源データＳＫＣが出力される。

以上説明した各部が、前述した第１図の楽音信号発生部
ｌＯおよび波形種類指定部１１に相当する。以下、その
動作を説明する。まず、波形番号データＷＤが「０」の
場合、デコーダ２３の第０ビツト出力が“１”となるの
で、ＯＲゲート２４の出力は“ｌ”とされる。そして、
アドレスデータＡＤＲの最上位ビットデータがインバー
タ２６およびＡＮＤゲート２５を介し、音源データＳＫ
Ｃとして出力される。第３図は１周期分の音源データＳ
ＫＣを波形番号データＷＤ毎に示したものである。

上述の説明で明らかなように、波形番号データＷＤが「
０」の場合は、第３図（ａ）に示すように、前半の期間
（“０”〜“７”と図示された期間）においてＳＫＣは
“■”、後半の期間（８°〜″１５″と図示された期間
）においてはＳＫＣは“θ″となる。

次に、波形番号データＷＤが「４」の場合、デコーダ２
３の第０〜第３ビツト出力および第５〜第７ビツト出力
は“０”となり、ＡＮＤゲート２３ａ〜２３「の出力は
全て“０”となる。従って、デコーダ２２の第０ビツト
出力のみがＯＲゲート２４を介してＡＮＤゲート２５に
供給される。この結果、第３図（ｅ）に示すように、音
源データＳＫＣは期間“０“のみが“ｌ”となる。なお
、１周期の後半部じ８〜１５”）においては、インバー
タ２６の出力が“０“となるので、データＳＫＣは“０
”となる。

次に、波形番号データＷＤが「７」の場合、デコーダ２
３の第７ビツト出力が“ｌ”となるので、ＯＲゲート２
２ａの出力が選択されて、ＡＮＤゲート２３ａから出力
される。そして、デコーダ２２の第０ビツト出力とＡＮ
Ｄゲート２３ａの出力とがＯＲゲート２４を介してＡＮ
Ｄゲート２５に供給される。従って、ＡＮＤゲート２５
からは、１周期の前半部において、デコーダ２２の第０
、第２、第４、第６ビツト出力が出力され、音源データ
ＳＫＣは、第３図（ｈ）に示すように、期間“０”“２
“４″　“６”において“１”となる。そして、１周期
の後半部（期間“８”〜“１５”）においては、インバ
ータ２６の出力が“０”となるので、ＳＫＣは“０”と
なる。なお、波形番号データＷＤが「１」、「２」、「
３」、「５」、「６」の場合も、上記と同様の動作が得
られ、音源データＳＫＣとして、第３図（ｂ）、（ｃ）
、（ｄ）、（ｆ）、（ｇ）に示すものが得られる。

第２図において、２７はゲート回路であり、第１図のエ
ンベロープ付与部１２に相当する。このゲート回路２７
にはイネーブル信号として、音源データＳＫＣが供給さ
れる。そして、データＳＫＣが“ｌ”の場合にゲート回
路２７がイネーブルされ、スケーリング済みのエンベロ
ープデータＥＬＳが楽音信号データ５ＳＫＣとして出力
される。

このようにして、ＯＮ１０　Ｆ　Ｆのタイミングは音源
データＳＫＣに従い、ＯＮ時の振幅レベルはスケーリン
グ済みエンベロープデータＥＬＳに従った楽音信号デー
タ５ＳＫＣが得られ、後続のＤ／Ａ変換部１３（第１図
）に供給される。

２８はレベル検出部であり、エンベロープノエネレータ
５（第１図）から出力されるエンベロープデータＥＩ、
の大きさを判定し、判定データＥＬａ。

ＥＬｂを出力する。ここで、エンベロープデータＥＬと
判定データＥＬａ、ＥＬｂとの関係は、表１に示すよう
になっている。

表−１エンベロープデータ判定基準 判定データＥＬａおよびＥＬｂは、ＯＲゲート２９およ
び３０に各々人力される。また、ＯＲゲート２９および
３０の他方の入力端には、エンベロープジェネレータ５
内のステート制御部５ＳからステートデータＳＴＤが供
給される。そして、ＯＲゲート２９および３０からはデ
ータＥ　Ｇ　ｏおよびＥＧ、が出力される。これらのデ
ータＥＧ、およびＥＣ，は振幅対応データＥＷを構成す
る。

ここで、第４図を参照して、本楽音信号発生装置におけ
るステート制御について説明する。なお、破線の波形は
パーカッンブエンベロープを示す。

本楽音信号発生装置では、キーオン時点（“ＫＯＮ”と
図示）からエンベロープが立ち上がるまでの期間を第１
ステート（“ＳＴＩ”と図示）、第１ステート終了後か
らエンベロープが一定レベルに落ち着くまでの期間を第
２ステート（“Ｓｒ１”と図示）、第２ステート終了後
からキーオフ時点（“ＫＯＦ”と図示）までの期間を第
３ステート（ＳＴ３”と図示）、キーオフ状態の期間を
第４ステート（“ＳＴＯ”と図示）というように区分し
ている。そして、本楽音信号発生装置では、ステート制
御部５Ｓから各部に制御情報を送り、各部において、ス
テートの区分に対応した動作を行うようにしている。

ステートデータＳＴＤは第１ステート時のみ“Ｏ”、他
のステート時は“１”となる。従って、振幅対応データ
ＥＷは、第４図に示すように、第１ステート時のみエン
ベロープデータの振幅レベルに対応して「０」、ＮＪ、
「２」と変化するが、第２ステート以降はエンベロープ
データの振幅レベル次に、３１は変換制御データＥＭを
入力データとするデコーダである。また、３１ａ〜３１
ｃは各々ＡＮＤＯＲゲートであり、デコーダ３１の各出
力および振幅対応データＥＷが入力される。そして、こ
れらのＡＮＤＯＲゲート３１ａ−３１ｃによって、振幅
対応データＥＷ（第Ｏビット＝　Ｅ　Ｇ　０１第１ビッ
ト−Ｅ　Ｇ　、）が波形変更データＭＥＳに変換されろ
。ここで、このデータ変換の動作は変換制御データＥＭ
に対応して切り換えられる。

すなわち、変換制御データＥＭが「０」の場合はデコー
ダ３１の第１〜第３ビツト出力は“０′であるので、波
形変更データＭＥＳは振幅対応データＥＷに関係なくＡ
ＬＬ“０”となる。次に、変換制御データＥＭが「！」
の場合はデコーダ３１の第１ビツトか“■１となる。従
って、データＥＧ、がＡＮＤＯｒ（ゲート３Ｌａを介し
て波形変更データＭＥＳの第０ビツトデータとして出力
されると共に、データＥＧ、がＡＮＤＯＲゲート３１ｂ
を介して波形変更データＭ　Ｅ　Ｓの第１ビツトデータ
として出力される。この時、第２ビツトデータは“０“
が出力される。次に、変換制御データＥＭが「２」の場
合は、データＥＣ，ｈ（ＡＮＤＯｒ（ゲート３１ａを介
して第０ビツトデータとして出力されると共に、データ
ＥＣ；、７＞＜ＡＮＤＯＲゲート３１ｃを介して第２ビ
ツトデータとして出力される。また、第１ビツトデータ
は“０”が出力される。次に、変換制御データＥＭが「
３」の場合は、データＥＣ，が第１ビツトデータとして
、また、データＥＣ，が第２ビツトデータとして出力さ
れ、第０ビツトデータとしては“０゛が出力される。

３２は３ビツトの全加算器である。この加算器３２では
、波形変更データＭＥＳと基準波形番号データＷＰとが
加算され、加算結果が波形番号データＷＤとして、前述
したデコーダ２３に供給される。なお、全加算器３２の
キャリイン人力ＣＩには“０゛が与えられる。上述した
ように、波形変更データＭＥＳは、変換制御データＥＭ
と振幅対応データＥＷとに対応して切り換えられる。従
って、波形番号データＷＤとしては、第５図に示すもの
が得られる。

以下、本楽音信号発生装置の動作を説明する。

ここでは、基準波形番号データＷＰが「２」、変換制御
データＥＭがｒｌＪの場合を例に説明する。

第１図において、！ＩＩのいずれかが押鍵されると、押
鍵検出部２からキーコードＫＣおよびキーオン信号ＫＯ
Ｎが出力される。これにより、楽音信号発生部１０では
キーコードＫＣに対応した音源データが生成される。ま
た、エンベロープジェネレータ５では、エンベロープデ
ータＥＬが発生されると共にステート制御部５Ｓ（第２
図）ではステートデータＳＴＤが発生される。

第２図において、エンベロープデータＥＬは、レベル検
出部２８によって判定され、判定データＥＬａ、ＥＬｂ
が出力され、振幅対応データＥＷかＯＲゲート２９およ
び３０から出力される。そして、ＡＮＤＯＲゲート３１
ａ〜３１ｃおよび全加算器３２によって、振幅対応デー
タＥＷに対応した波形番号データＷＤが演算される。そ
して、波形番号データＷＤはデコーダ２３によってデコ
ードされ、このデコード信号に従って第３図（ａ）〜（
ｈ）に示す波形の中の対応するもの１つが選択され、Ａ
ＮＤゲート２５から音源データＳＫＣとして出力される
。

すなわち、第１ステートにおいて、振幅対応データＥＷ
が「０」の時は、第５図の演算に従って波形番号データ
ＷＤは「２」となる。この結果、第３図（ｃ）に示すも
のが音源データＳＫＣとして出力される。次いで振幅対
応データＥＷがＮＪになると、波形番号データＷＤは「
３」となり、第３図（ｄ）に示すものが音源データＳＫ
Ｃとして出力される。

そして、振幅対応データＥＷが「２」になると、波形番
号データＷＤは「４」となり、第３図（ｅ）に示すもの
が音源データＳＫＣとして出力される。第２ステートに
なると、以後、振幅対応データＥＷは、エンベロープデ
ータＥＬの振幅に関係なく、「３」とされる。従って、
波形番号データＷＤは以後「５」となり、第３図（ｒ）
に示すものが音源データＳＫＣとして出力される。

このように、音源データＳＫＣはエンベロープの振幅に
対応して切り換えられる。そして、ゲート回路２７によ
って音源データＳＫＣにエンベロープが付与され、楽音
信号データ５ＳＫＣが出力される。そして、この楽音信
号データＳ　ＳＫＣがＤ／Ａ変換されてサウンドシステ
ム１４（第１図）に送られ、楽音が発生される。このよ
うにして、本楽音信号発生装置では、エンベロープの第
１ステートのみ、信号の振幅に対応して音色の変化する
楽音が得られる。

なお、以上説明した実施例では、第１ステートのみ音色
を切り換えるようにしたが、第１ステートと第２ステー
ト、あるいは第０ステートのリリース部のみ音色を切り
換えるようにしても同様の効果か得られる。また、実施
例では、エンベロープジェネレータからのステートデー
タを用いて特定区間を検出したが、エンベロープの特定
域を検出する回路を別途設けてもよい。さらに、実施例
ではパルス波形の音源を用いた場合を説明したが、他の
どのような方式の音源でも構わない。また、実施例では
、変換制御データＥＭによって、振幅対応の波形切換を
制御するようにしているが、特にこの制御方式を用いな
くとも実施例と同様の効果が得られる。また、実施例で
示した波形切換制御を行う場合、変換制御データＥＭは
演奏者が操作子を操作することにより直接人力するよう
にしてもよい。また、実施例では単音の場合を説明した
が複音の場合に適用しても同様の効果が得られる。さら
に、本発明は、例えば音源ユニットあるいはリズムマシ
ーンといった鍵盤のない電子楽器に適用しても、実施例
と同様に、自然楽器に近い楽音が得られる。

「発明の効果」 以上説明したように、この発明によれば、発生する楽音
信号の振幅レベルに対応した振幅情報を出力する振幅情
報発生手段と、楽音信号発生区間の中の特定の区間を検
出する区間検出手段と、前記特定の区間のみ楽音信号波
形を前記振幅情報に対応して切り換える波形制御手段と
を設けたので、より自然楽器に近い楽音を発生する楽音
信号発生装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による楽音信号発生装置の
構成を示すブロック図、第２図は同実施例の具体的回路
の構成を示す回路図、第３図は同実施例における音源デ
ータＳＫＣの１周期分の波形図、第４図は同実施例にお
けるエンベロープ波形とステートとの対応を説明する図
、第５図は同実施例における波形番号データＷＤの演算
方法を説明する図である。 （ｅ） ｉ−一一一一一！　周期−ｍ ５・・・・・・エンベロープジェネレータ、５Ｓ・・・
・・・ステート制御部、７・・・・・・振幅対応情報発
生部、８・・・・・変換回路、９・・・・・・演算部、
１１・・・・・・波形種類指定部、１０・・・・・楽音
信号発生部。 （ｈ） 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 複数種類の波形の楽音信号を選択して発生するようにし
   た楽音信号発生装置において、 発生する楽音信号の振幅レベルに対応した振幅情報を出
   力する振幅情報発生手段と、 楽音信号発生区間の中の特定の区間を検出する区間検出
   手段と、 前記特定の区間のみ楽音信号波形を前記振幅情報に対応
   して切り換える波形制御手段と を具備することを特徴とする楽音信号発生装置。