JPH04136994A - 楽音波形発生装置 - 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】

［０００１］

【産業上の利用分野】

本発明は、楽音波形発生装置における音源処理方式に関
する。 ［０００２］

【従来の技術】

ディジタル信号処理技術とＬＳＩ処理技術の発達により
性能の良い様々な電子楽器が実現されている。特に、半
導体メモリの低価格化に伴い、自然楽器等の楽音波形を
デジタル信号としてメモリに記憶させ、これを演奏操作
に対応する音程等で読み出すことにより、リアルな楽音
波形を発音可能な電子楽器の登場が、プロ・アマチュア
を問わず音楽人口の大幅な増加に貢献している。このよ
うな音源方式としては、ＰＣＭ（パルス符号変調）方式
、ＤＰＣＭ（差分パルス符号変調）方式、ＡＤＰＣＭ（
適応差分パルス符号変調）方式といった方式がある。特
にＡＤＰＣＭ方式は、大きなデータ圧縮が可能であるた
め優れた音源方式である［０００３］ 電子楽器の楽音波形発生装置は、大量かつ高速のディジ
タル演算が必要なため、従来は、必要とする音源方式に
基づく楽音発生アルゴリズムと等価なアーキテクチャを
ハードウェアで実現した専用の音源回路によって構成さ
れている。このような音源回路により、ＰＣＭ方式等に
基づく音源方式が実現される。 ［０００４］ 上述のような音源回路は、いずれの音源方式のものもそ
の回路規模が大きい。 ＬＳＩ化した場合、波形データ等を記憶するメモリ部分
を除いても、汎用のデータ処理用のマイクロプロセッサ
の２倍程度の規模になる。その理由は、音源回路におい
ては、各種演奏情報に基づいて波形データをアクセスす
るための複雑なアドレス制御が必要になるからである。 また、音源生成処理の過程で得られる中間的なデータを
一時的に保持するためのレジスタ等が、音源方式に対応
したアーキテクチャで随所に配置される必要があるため
である。特に、ＡＤＰＣＭ方式では、適応量子化されメ
モリに記憶されている差分データを読み出し逆量子化の
処理を実行して元の差分値を求め、それを累算して楽音
波形データを生成する、といった複雑な処理が必要とな
り、それらに対応したハードウェア構成も必要となるか
らである。 ［０００５］

【発明が解決しようとする課題】

以上のように、従来の楽音波形発生装置は、音源方式に
対応した専用の音源回路によって構成されているため、
ハードウェア規模が大きくなってしまい、ＬＳＩで実現
した場合におけるＬＳＩチップ製造時の歩留り等の点に
おいて、製造段階でのコストアップを招き、楽音波形発
生装置の大型化を招いてしまうという問題点を有してい
る。 ［０００６］ また、ＡＤＰＣＭ方式の仕様を若干変更したい場合、ポ
リフォニック数を変更したい場合等においても、音源回
路の大幅な変更を余儀なくされ、開発段階でのコストア
ップを招いてしまうという問題点を有している。 ［０００７］ 更に、従来の楽音波形発生装置全電子楽器として実現す
るような場合には、演奏操作に対応する演奏情報から音
源回路で処理可能なデータを生成したり、他の楽器との
演奏情報の通信を行ったりするための、マイクロプロセ
ッサ等により構成される制御回路が必要となる。そして
、このような制御回路においては、演奏情報を処理する
ための演奏情報処理プログラムのほかに、音源回路に演
奏情報に対応したデータを供給するための音源回路に対
応した音源制御プログラムが必要となり、しかも、その
両方のプログラムを同期させて動作させる必要がある。 このようなプログラムの複雑性から、その開発において
多大なコストアップを招いてしまうという問題点を有し
ている。 ［０００８］ その一方、近年においては、汎用のデータ処理を行うた
めの高性能なマイクロプロセッサが多く実現されており
、このようなマイクロプロセッサを使用して音源処理を
ソフト的に行う楽音波形発生装置を実現させることも考
えられる。しかし、演奏情報を処理するための演奏情報
処理プログラムと、その演奏情報に基づいて音源処理を
実行するための音源処理プログラムとを同期して動作さ
せるための技術が知られていない。特に、音源処理プロ
グラムにおける処理時間が条件によって変化するため、
生成された楽音データをＤ／Ａ変換器へ出力するための
複雑なタイミング制御プログラムが必要となってしまう
。このように、音源処理を単純にソフト的に行うだけで
は、処理プログラムが非常に複雑になり、処理速度及び
プログラム容量の面からＡＤＰＣＭ方式のような高度な
音源方式の処理ができない。 ［０００９］ 加えて、ＡＤＰＣＭ方式では、適応量子化された差分デ
ータから逆量子化を行って元の差分値を演算するための
処理が必要となり、その逆量子化を行うための情報も必
要となるが、その情報を各サンプル毎にもたせたのでは
、記憶容量がＰＣＭ方式等の場合と変わらなくなりＡＤ
ＰＣＭ方式のメリットが減殺されてしまうという問題点
を有している。 ［００１０］ 本発明は、専用の音源回路を必要とすることなく、マイ
クロプロセッサのプログラム制御によって、ＡＤＰＣＭ
方式による高度な音源処理を可能とし、かつ、逆量子化
を少ない情報量で正確に行うことを可能とすることにあ
る。

【００１月 【課題を解決するための手段】 本発明は、まず、演奏情報を処理するための演奏情報処
理プログラムと、楽音信号を得るための適応差分パルス
符号変調（ＡＤＰＣＭ、以下同じ）方式による音源処理
プログラムを記憶するＲＯＭ等のプログラム記憶手段を
有する。 ［００１２］ この場合のＡＤＰＣＭ方式の第１の態様としては、適応
量子化された差分データをデータ記憶手段に記憶し、適
応量子化時の量子化幅を制御する量子化データ（正規化
係数）を複数サンプル毎に１つずつ予め量子化データ記
憶手段に記憶しておき、音源処理時にはそれらを同期し
て読み出し逆量子化を行って差分値を再生し、その差分
値を累算して楽音波形を生成する方式が採用できる。 ［００１３］ また、第２の態様として、適応量子化された差分データ
をデータ記憶手段に記憶し、適応量子化された差分デー
タを伸張変換して逆量子化された差分値を復号するため
の楽音の特性に応じた伸張テーブルを伸張テーブル記憶
手段に記憶しておき、音源処理時には適応量子化された
差分データを上記伸張テーブルで変換して逆量子化され
た差分値を再生し、その差分値を累算して楽音波形を生
成する方式が採用できる。 ［００１４］ その他、量子化データはメモリには記憶せずに、現在の
適応量子化差分データに対する量子化データを、１サン
プル前に求まった差分値の振幅値に基づいて論理的に生
成する方式なども採用できる。更に、単純な差分値では
なく、現在の波形データの値から１サンプル前の波形デ
ータの値に固定の予測係数を乗算して得た値を減算した
値を適応量子化して記憶させる方式、このときの予測係
数を１サンプル前の波形データの値に基づいて適応的に
変化させる方式、さらに発展して１サンプル前のみなら
ず、２サンプル、３サンプル前といった過去の複数サン
プルの各々に異なる予測係数を乗算して総和をとり、そ
の総和の値を現在の波形デニタの値から減算したものを
適応量子化して記憶する方式など、さまざまなＡＤＰＣ
Ｍ方式が適用可能である。 ［００１５］ 次に、プログラム記憶手段のアドレスを制御するアドレ
ス制御手段を有する。 また、前述のＡＤＰＣＭ方式で楽音信号を生成するため
に必要な楽音生成データを記憶するデータ記憶手段を有
する。 ［００１６］ 更に、四則演算処理を実行する乗算器等を含む演算処理
手段を有する。 そして、上述のアドレス制御手段、データ記憶手段及び
演算処理手段を制御しながら、プログラム記憶手段に記
憶された演奏情報処理プログラム又は音源処理プログラ
ムを実行するプログラム実行手段を有する。同手段は、
通常時は前記演奏情報処理プログラムを実行してデータ
記憶手段上の楽音生成データを制御し、所定時間間隔で
音源処理プログラムに制御を移してそれを実行し、その
終了後に再び演奏情報処理プログラムを実行する。また
、プログラム実行手段は、音源処理プログラムの実行時
に、データ記憶手段上の楽音生成データに基づいて上述
したようなＡＤＰＣＭ方式で楽音信号を生成する。この
場合、プログラム実行手段は、例えば上記所定時間間隔
で割り込み信号を発生する割り込み制御手段を有する。 これにより、プログラム実行手段は、演奏情報処理プロ
グラムを実行中に、割り込み制御手段から割り込み信号
が発生したタイミングで演奏情報処理プログラムを中断
し、音源処理プログラムに制御を移してそれを実行し、
その終了後に割り込みを解除して演奏情報処理プログラ
ムの実行を再開する。 ［００１７］ 上記構成に加えて、プログラム実行手段が音源処理プロ
グラムを実行して得られた楽音信号を保持し、該保持さ
れた楽音信号を一定の出力時間間隔で例えばＤ／Ａ変換
器に出力する楽音信号出力手段を有する。この場合の一
定の出力時間間隔は、通常はＤ／Ａ変換器等のサンプリ
ング周期に等しいが、この時間間隔は前述の所定時間間
隔と同じ間隔か、或いは、音源処理プログラムを複数回
実行して１サンプル分の楽音信号を生成するようにした
場合には、所定時間間隔の複数回分の１の時間間隔とな
る。 ［００１８］

【作用】

本発明では、プログラム記憶手段、アドレス制御手段、
データ記憶手段、演算処理手段及びプログラム実行手段
は、汎用のマイクロコンピュータと同様の構成であり、
専用の音源回路は全く必要としない。また、楽音信号出
力手段は、汎用のマイクロコンピュータとは異なる構成
であるが、楽音波形発生装置という範噴では汎用的であ
る。 ［００１９］ これにより、楽音波形発生装置全体の回路規模を大幅に
小型化することができＬＳＩ化した場合等においても通
常のマイクロコンピュータの製造技術と同じでよく、チ
ップの歩留りも向上するため、製造コストを大幅に低減
させることができる。なお、楽音信号出力手段は簡単な
ラッチ回路で構成できるため、この部分を付加したこと
による製造コストの増加はほとんどない。 ［００２０１ また、ＡＤＰＣＭ方式の仕様例えば量子化ビット数や適
応量子化アルゴリズムを若干変更したい場合、ポリフォ
ニック数を変更したい場合等において、プログラム記憶
手段に記憶させる音源処理プログラムを変更するだけで
対処でき、新たな楽音波形発生装置の開発コストを大幅
に減少させることが可能となり、ユーザに対しても例え
ばＲＯＭカード等によって新たなＡＤＰＣＭ方式を提供
することが可能となる。 ［００２１］ 以上のような作用を可能とするのは、本発明が次のよう
なプログラムアーキテクチャ及びデータアーキテクチャ
を実現したからである。 すなわち、本発明では、データ記憶手段上にＡＤＰＣＭ
方式で楽音を生成するために必要な楽音生成データを記
憶させるデータアーキテクチャを実現している。そして
、演奏情報処理プログラムが実行される場合は、データ
記憶手段上の楽音生成データが制御され、音源処理プロ
グラムが実行される場合は、データ記憶手段上の楽音生
成データに基づいて楽音信号が生成される。このように
演奏情報処理プログラムと音源処理プログラムとの間の
データの通信は、データ記憶手段上の楽音生成データを
介して行われ、各プログラムにおけるデータ記憶手段に
対するアクセスは、相手のプログラムの実行状態に一切
関わりなく行えばよいため、実質的に両プログラムを独
立したモジュール構成とすることができ、簡単かつ効率
的なプログラム構造とすることができる。 ［００２２］ 上記データアーキテクチャに加えて、本発明では、通常
時は演奏情報処理プログラムを実行して、例えば鍵盤キ
ーや各種設定スイッチの操作、デモ演奏制御等を行い、
それに対して所定時間間隔で音源処理プログラムを実行
させ、その処理が終わったら再び演奏情報処理プログラ
ムに戻るというプログラムアーキテクチャを実現してい
る。これにより、音源処理プログラムは、例えば割り込
み制御手段からの所定時間間隔で発生する割り込み信号
に基づいて強制的に演奏情報処理プログラムに割り込め
ばよいため、演奏情報処理プログラムと音源処理プログ
ラムとの間の同期をとる必要はない。 ［００２３］ 更に、プログラム実行手段が音源処理プログラムを実行
する場合には、処理条件（例えば条件分岐命令により異
なる処理に分岐した場合等）によって処理時間が変化す
るカミこの変化は、楽音信号出力手段によって全て吸収
することができる。従って、楽音信号をＤ／Ａ変換器等
へ出力するための複雑なタイミング制御プログラムが必
要なくなる。 ［００２４］ 以上のように、演奏情操処理プログラムと音源処理プロ
グラムとの間のデータのリンクをデータ記憶手段上の楽
音生成データを介して行うというデータアーキテクチャ
と、演奏情報処理プログラムに対して所定時間間隔で音
源処理プログラムを実行するというプログラムアーキテ
クチャを実現し、更に、楽音信号出力手段を設けたこと
により、汎用プロセッサとほとんど同じ構成で、効率的
なプログラム制御に基づく音源処理が実現される。 ［００２５］ 更に、本発明では、ＡＤＰＣＭ方式として、適応量子化
時の量子化幅を制御する量子化データを複数サンプル毎
に１つずつ記憶させることにより、楽音を生成するため
のデータの記憶容量を効率的に削減することができる。 ［００２６］ また、ＡＤＰＣＭ方式として、適応量子化された差分デ
ータを楽音特性に応じた伸張テーブルによって直接伸張
変換して逆量子化された差分値を復号するようにすれば
、予め特性がわかるという楽音信号の特徴を利用した更
に効率的な楽音信号の記録・再生が可能となる。 ［００２７］

【実施例】

以下、図面を参照しながら本発明の詳細な説明する。 本実節制９構戊 図１は、本発明の実施例の全体構成図である。 ［００２８］ 同図において、まず、装置全体はマイクロコンピュータ
１０１により制御される。特に、楽器の制御入力の処理
のみならず、楽音を生成する処理もマイクロコンピュー
タ１０１で実行され、楽音生成用の音源回路は必要とし
ない。 ［００２９］ 鍵盤１０２と機能キー１０３とからなるスイッチ部１０
４は楽器の操作入力部分であり、スイッチ部１０４から
入力された演奏情報はマイクロコンピュータ１０１で処
理される。 ［００３０］ マイクロコンピュータ１０１が生成したアナログ変換後
の楽音信号はローパスフィルタ１０５で平滑化され、ア
ンプ１０６で増幅された後、スピーカ１０７を介して放
音される。電源回路１０８は、マイクロコンピュータ１
０１、ローパスフィルタ１０５及びアンプ１０６に必要
な電源を供給する。 ［００３１］ 次に、図２はマイクロコンピュータ１０１の内部構成を
示すブロック図である制御データ兼波形用ＲＯＭ２１２
には、後述するエンベロープ値の目標値等の楽音制御パ
ラメータ、ＡＤＰＣＭ（アダプティブ差分パルス符号変
調）方式における楽音差分波形データ及び量子化データ
が記憶されている。そして、コマンド解析部２０７は、
制御用ＲＯＭ２０１のプログラムの内容を順次解析しな
がら、制御データ兼波形用ＲＯＭ２１２上の上記各デー
タをアクセスして、ソフトウェアによる音源処理を行う
。 ［００３２］ 制御用ＲＯＭ２０１には、後述する楽音制御用のプログ
ラムが記憶されておりＲＯＭアドレス制御部２０５がら
ＲＯＭアドレスデコーダ２０２を介して指定されたアド
レスのプログラム語（命令）を順次出力する。具体的に
は、各プログラム語の語長は例えば２８ビツトであり、
プログラム語の一部が次に読み出されるべきアドレスの
下位部（ページ内アドレス）としてＲＯＭアドレス制御
部２０５に入力されるネクストアドレス方式となってい
る。なお、当然、通常のプログラムカウンタ方式のＣＰ
Ｕで構成してもよい。 ［００３３］ コマンド解析部２０７は、制御用ＲＯＭ２０１から出力
される命令のオペコードを解析し、指定されたオペレー
ションを実行するために、回路の各部に制御信号を送る
。 ［００３４］ ＲＡＭアドレス制御部２０４は、制御用ＲＯＭ２０１か
らの命令のオペランドがレジスタを指定している場合に
、ＲＡＭ２０６内の対応するレジスタのアドレスを指定
する。ＲＡＭ２０６には、図１０等として後述する各種
楽音制御データが８発音チャネル分記憶されるほか、後
述する各種バッファ等が記憶され、後述する音源処理に
使用される。 ［００３５］ ＡＬＵ部２０８及び乗算器２０９は、制御ＲＯＭ３１か
らの命令が演算命令の場合に、コマンド解析部２０７か
らの指示に基づいて、前者は加減算と論理演算、後者は
乗算を実行する。 ［００３６］ インタラブド制御部２０３は、内部の特には図示しない
ハードタイマに基づいて、一定時間毎に、ＲＯＭアドレ
ス制御部２０５及びＤ／Ａ変換器部２１３にインタラブ
ド信号を供給する。 ［００３７］ 入力ポート２１０及び出力ポート２１１には、図１のス
イッチ部１０４が接続される。 制御用ＲＯＭ２０１又はＲＡＭ２０６がら読み出される
各種データは、バスを介してＲＯＭアドレス制御部２０
５、ＡＬＵ部２０８、乗算器２ｏ９、制御データ兼波形
用ＲＯＭ２１２、Ｄ／Ａ変換器部２１３、入力ポート２
１０及び出カポ−）２１１に供給される。また、ＡＬＵ
部２０８、乗算器２０９及び制御データ兼波形用ＲＯＭ
２１２の各出力は、バスを介してＲＡＭ２０６に供給さ
れる。 ［００３８］ 次に、図４は、図１のＤ／Ａ変換器部２１３の内部構成
を示すもので、データバスを介して、音源処理で作成さ
れた楽音の１サンプルデータが、ラッチ３０１に入力さ
れる。そして、ラッチ３０１のクロック入力に図２のコ
マンド解析部２０７から音源処理終了信号が入力される
と、データバス上の１サンプル分の楽音データが、図５
に示すようにラッチ３０１にラッチされる。 ［００３９］ ここで、前述の音源処理に要する時間は、音源処理用の
ソフトウェアの実行条件により変化するため、音源処理
が終了し、ラッチ３０１に楽音データがラッチされるタ
イミングは一定でない。そのため、図３のように、ラッ
チ３０１の出力をそのままＤ／Ａ変換器３０３に入力さ
せることはできない。 ［００４０］ そこで、本実施例では図４の如く、ラッチ３０１の出力
をさらにラッチ４０１でラッチし、図２のインタラブド
制御部２０３から出力されるサンプリングクロック間隔
に等しいインタラブド信号により、楽音信号をラッチ４
０１にラッチさせ、一定間隔でＤ／Ａ変換器３０３に出
力させるようにしている。 ［００４１］ このようにラッチを２つ用いて、音源方式における処理
時間の変化を吸収したので、楽音データをＤ／Ａ変換器
へ出力させるための複雑なタイミング制御プログラムが
不用になった。 本実施伝９全体動作 次に、本実施例の全体動作を説明する。 ［００４２］ 本実施例では、マイクロコンピュータ１０１が、図６の
メインフローチャートに示すように、５６ｏ２〜５６１
ｏの一連の処理を繰り返し行っている。そして実際の音
源処理は割り込み（インタラブド）処理で行っている。 具体的には、ある−定時間毎に、図６のメインフローチ
ャートとして実行されているプログラムに割り込みが掛
かり、それに基づいて８チヤンネルの楽音信号を作る音
源処理のプログラムが実行される。その処理が終わると
、８チャネル分の楽音波形が加算されマイクロコンピュ
ータ１０１に接続されているＤ／Ａ変換器部２１３がら
出力さえる。その後、割り込み状態からメインフローに
戻る。なお、上述の割り込みは、図２のインクラブド制
御部２０３内のハードタイマに基づき、周期的に行われ
る。この周期は、楽音出力時のサンプリング周期に等し
い。 ［００４３］ 以上刃飄本実施例の概略動作で、次に、図６〜図８を用
いて詳細に本実施例の全体動作を説明する。 図６のメインフローチャートは、インクラブド制御部２
０３から割り込みが掛からない状態においてマイクロコ
ンピュータ１０１で実行される、音源処理以外の処理の
流れを示している。 ［００４４］ まず、電源がＯＮされ、マイクロコンピュータ１０１内
のＲＡＭ２０６（図２参照）の内容等の初期設定が行わ
れる（Ｓ６ｏ１）。 次に、マイクロコンピュータ１０１の外部に接続される
機能キー１０３（図１参照）の各スイッチが走査され（
Ｓ６ｏ２）、各スイッチの状態が入力ポート２１０から
ＲＡＭ２０６内のキーバッファエリアに取り込まれる。 その走査の結果、状態の変化した機能キーが識別され、
対応する機能の処理がなされる（Ｓ６ｏ３）。例えば、
楽音番号のセット、エンベロープ番号のセット、また、
付加機能にリズム演奏がついていれば、リズム番号のセ
ット等が行われる。 ［００４５］ その後、図１の鍵盤１０２において押鍵されている鍵盤
キーが上記機能キーの場合と同様に取り込まれ（Ｓ６ｏ
４）、変化した鍵が識別されることによりキーアサイン
処理が行われる（Ｓ６ｏ５）。 ［００４６］ 次に、機能キー１０３（図１）で特には図示しないデモ
演奏キーが押されたときは、図２の制御データ兼波形用
ＲＯＭ２１２からデモ演奏データ（シーケンサデータ）
が順次読み出されて、キーアサイン処理などが行われる
（Ｓ６０６）。また、リズムスタートキーが押されたと
きは、リズムデータが制御データ兼波形用［００４７］ その後に、以下に述べるタイマー処理が行われる（Ｓ６
ｏ８）。すなわち、後述するインタラブドタイマー処理
（Ｓ７０２　）でインクリメントされている時間データ
の時間値が判別され、デモ演奏制御用に順次読み出され
る時間制御用のシーケンサデータ又はリズム演奏制御用
に読み出される時間制御用のりズムデータと比量制御が
行われる。 ［００４８］ さらに、発音処理５６ｏ９では、発音処理されるべき楽
音のピッチにエンベロープを付加し、対応する発音チャ
ネルにピッチデータを設定するというピッチエンベロー
プ処理等が行われる。 ［００４９］ 更に、フロー１周準備処理が実行される（Ｓ　　）。こ
の処理においては、５６０５の鍵盤キー処理において押
鍵開始となったノート番号の発音チャネルの状態を押鍵
中に変えたり、離鍵となったノート番号の発音チャネル
の状態を消音中に変える等の処理が行われる。 ［００５０］ 次に、図７図のインクラブド処理につき説明する。 図２のインタラブド制御部２０３により、図６のメイン
フローに対応するプログラムに割り込みが掛かると、同
プログラムの処理が中断され、図７のインタラブド処理
プログラムの実行が開始される。この場合、インタラブ
ド処理のプログラムにおいて、図６のメインフローのプ
ログラムで書き込みが行われるレジスタ等については、
内容の書き換えが行われないように制御される。従って
、通常のインタラブド処理の開始時と終了時に行われる
レジスタの退避と復帰の処理は不要となる。これにより
、図６のメインフローチャートの処理とインタラブド処
理との間の移行が迅速に行われる。 ［００５１］ 続いて、インタラブド処理において音源処理が開始され
る（Ｓ７ｏ１）。この音源処理は図８に示される。この
結果、８発音チャネル分が累算された楽音波形データが
、図２のＲＡＭ２０６内の後述するバッファＢに得られ
る。 ［００５２］ さらに、８７ｏ２では、インタラブドタイマー処理が行
われる。ここでは、図７のインタラブド処理が一定のサ
ンプリング周期毎に実行されることを利用して、ＲＡＭ
２０６（図２）上の特には図示しない時間データの値が
インクリメントされる。すなわち、この時間データの値
を見れば時間経過がわかる。このようにして得られる時
間データは、前述したように、図６のメインフローのタ
イマー処理５６０８における時間制御に用いられる。 ［００５３］ そして、５７０３において、上記バッファ領域の内容が
Ｄ／Ａ変換器部２１３のラッチ３０１（図４）にラッチ
される。 次に、図８のフローチャートを用いて、インタラブド処
理のステップ５７０１で実行される音源処理の動作を説
明する。 ［００５４］ まず、ＲＡＭ２０６の波形データ加算用の領域がクリア
される（Ｓ８ｏ１）。次に、発音チャネルの１チヤネル
毎に音源処理が行われ（Ｓ８ｏ２〜５８ｏ９）、最後に
８チヤネル目の音源処理が終了した時点で所定のバッフ
ァ領域Ｂに８チャネル分が加算された波形データが得ら
れる。これらの詳細な処理については後述する［００５
５］ 次に図９は、前述の図６、図７のフローチャートの処理
の関係を概念的に示した流れ図である。まず、ある処理
Ａ（以下、Ｂ、Ｃ，Ｆも同じ）が行われる（Ｓ９０１）
。この「処理」は、図６のメインフローチャートの、例
えば「機能キー処理」、や「鍵盤キー処理」などに対応
する。その後、インタラブド処理に入り、音源処理が開
始される（Ｓ９０２）。これにより、１サンプル分の８
発音チャネルをまとめた楽音信号が得られ、Ｄ／Ａ変換
器部２１３に出力される。その後、メインフローチャー
トの何らかの処理Ｂに戻る。以上のような動作が、８つ
の全ての発音チャネルに対する音源処理が行われながら
繰り返される（Ｓ９０４〜Ｓ９□１）。そして、この繰
り返し処理は、楽音の発音中続けられる。 光源　理におけるデータ　′ 次に、図７の５７ｏ１で実行される音源処理の具体例に
ついて説明する。 ［００５６］ 本実施例では、マイクロコンピュータ１０１が、８発音
チャネル分の音源処理を分担することは前述した。この
８チャネル分の音源処理用のデータは、図１０に示すよ
うなデータフォーマットで、図２のＲＡＭ２０６内の発
音チャネル毎の領域に設定される。 ［００５７］ また、このＲＡＭ２０６に、図１１に示すような波形累
算用のバッファＢが確保されている。 この場合、図１２の各発音チャネル領域には、ＡＤＰＣ
Ｍ方式に基づく音源処理用の各種制御データが格納され
る。同図において、Ａは、音源処理時に適応量子化差分
データ（後述する）が読み出される場合に指定されるア
ドレスを表し、Ａ工が現在アドレスの整数部で、制御デ
ータ兼波形用ＲＯＭ２１２（図２）の適応量子化差分デ
ータが格納されているアドレスに直接対応する。また、
Ａ、は現在アドレスの／Ｊ１数部で、上記ＲＯＭ４１２
から読み出され逆量子化された差分値の補間に用いられ
る。つぎのＰ　はピッチデータの整数部、ＰＦはピッチ
データ■ の小数部を表す。例を示すと、Ｐ□＝１、Ｐ、＝０は原
音のピッチを、Ｐ□＝２Ｐ　　＝Ｏは１オクターブ上の
ピッチを、また、Ｐ■＝０、ＰＦ＝０．５は、Ｉオクタ
ーブ下のピッチをそれぞれ表す。その他の種々の制御デ
ータについては、後述のＡＤＰＣＭ方式の説明の際に詳
述する。 ［００５８］ 本実施例では、図６のメインフローが実行される場合に
、音源処理に必要な制御データ、例えばピッチデータ、
エンベロープデータ等が、対応する発音チャネル領域に
設定される。そして、図７のインタラブド処理での音源
処理として実行される図８の各チャネル対応の音源処理
において、上記発音チャネル領域に設定されている各種
制御データが使用されながら、楽音の生成処理が実行さ
れる。このようにメインフローのプログラムと音源処理
プログラムとの間のデータの通信は、ＲＡＭ２０６上の
発音チャネル領域の制御データ（楽音生成データ）を介
して行われ、各プログラムにおける発音チャネル領域に
対するアクセスは相手のプログラムの実行状態に一切関
わりなく行えばよいため、実質的に両プログラムを独立
したモジュール構成とすることができ、簡単かつ効率的
なプログラム構造とすることができる。 ［００５９］ さらに、制御データ兼波形用ＲＯＭ２１２には、特には
図示しないデータフオ−マットで適応量子化差分データ
（後述する）が記憶されると共に、後述する量子化デー
タ（第１の実施例の場合）、伸長テーブル（第２の実施
例の場合）、又は関数テーブル（第３の実施例の場合）
が記憶される。これらは、後述するように、制御データ
兼波形量ＲＯＭ２１２から読み出された適応量子化差分
データの逆量子化を行うための制御データである。この
ほか、同ＲＯＭ２１２には、各音色に対応する楽音生成
用の制御データが記憶されており、演奏者により成る音
色が設定された場合に、同ＲＯＭ２１２からＲＡＭ２０
６の前述の各発音チャネル領域に上記制御データが転送
、設定される。 ＡＤＰＣＭ　　式による”源　理の原理以下、このよう
なデータ構成を用いて実行される、図８の１チヤネル毎
の各音源処理（Ｓ８ｏ２〜５８ｏ９のいずれか）である
ＡＤＰＣＭ方式の音源処理について説明する。なお、こ
の音源処理は、マイクロコンピュータ１０１のコマンド
解析部２０７が、制御用ＲＯＭ２０１に格納されている
音源処理用のプログラムを解釈・実行することにより実
現される。以下、特に言及しないかぎり、この前提のも
とて処理が行われるものとする。 ［００６０］ 始めに、ＡＤＰＣＭ方式の動作原理の概略を説明する。 まず、図１３において、制御データ兼波形用ＲＯＭ２１
２（図２）のアドレスＡＩに対応するサンプルデータＸ
Ｐは、アドレスＡ■の１つ前の、゛特には図示しないア
ドレス（Ａ１−１）に対応するサンプルデータとの差分
値から求めた値である。 ［００６１］ 制御データ兼波形用ＲＯＭ２１２のアドレス八〇には、
っぎのサンプルデータとの差分値りを求めるための適応
量子化差分データが書き込まれており、このデータから
差分値りが求まる。従って、っぎのアドレスのサンプル
データはＸＰ＋Ｄで求まり、これが新たなサンプルデー
タＸＰとしておきかわる。 ［００６２］ この場合、現在アドレスを同図に示すようにＡ、とすれ
ば、現在アドレスＡ。 このように、ＡＤＰＣＭ方式では、現在のアドレスと、
つぎのアドレスに対応するサンプルデータ間の差分値り
を求めるための適応量子化差分データが制御データ兼波
形用ＲＯＭ２１２（図２）から読み出され、それに基づ
いて差分値りが計算され、現在のサンプルデータに加算
されて、つぎのサンプルデータが求められることにより
、順次波形データが作成される。 ［００６３］ このようなＡＤＰＣＭ方式を採用すると、隣接する標本
間の差分値が一般に小さい音声や楽音等のような波形を
量子化する場合、通常のＰＣＭ方式に比較して、少ない
ビット数で量子化を行えることは明らかである。 ［００６４］ さらに、ＡＤＰＣＭ方式においては、以下のような巧妙
な適応量子化の原理が採用されている。 今、例えば楽音波形の差分値をメモリに記憶させる場合
、一定のＳ／Ｎを確保しながら最大±Ｅの振幅値（例え
ば電圧値）をとり得る差分値を量子化するために、ｎビ
ットの量子化ビット数が必要であるとする。これに対し
て、メモリ容量の制約・等から１サンプルデータあたり
ｎビットより少ないｍビットのデータ量しか割り当てら
れない場合、差分値を１サンプルあたりなんとかｍビッ
トで量子化しなければならない。 ［００６５］ そのために通常は、±Ｅの振幅値の範囲を２　分割する
ことになるが、これでは量子化幅が広がってＳ／Ｎが劣
化してしまう。 そこで、ＡＤＰＣＭ方式では、楽音波形等の差分値をメ
モリに記憶等させる場合に、一定のＳ／Ｎを確保できて
、かつ、ｍビットで表現できる振幅値の絶対値が１±Ｅ
１より小さい１±ｅ１の範囲を定める。そして、振幅値
の絶対値が１±ｅ１より大きな差分値は、１以上の正規
化係数で割ってその範囲内に入るように圧縮し、その後
にｍビットで量子化し、メモリに記憶等させる。これに
より、−定のＳ／Ｎを確保したまま１サンプルデータあ
たりの量子化ビット数を減らすことができ、メモリ容量
を減らすことができる。このような操作を適応量子化と
呼ぶ。 ［００６６］ ここで、上述のように適応量子化された差分データがら
元の差分値を再現するためには、各サンプルデータの適
応量子化を行った時の上記正規化係数もいっしょに記憶
させておき、適応量子化された差分データをメモリから
読み出すときにそれに対応する正規化係数も同時に読み
出し、適応量子化された差分データに乗算して元の差分
値を再生しなければならない。この操作を逆量子化と呼
ぶ。 ［００６７］ しかし、１サンプルデータごとに上記正規化係数を記憶
させたのでは、結局、振幅値が±Ｅの範囲の差分値をｎ
ビットで量子化したのと同稈度の記憶容量が必要になっ
てしまい、データ圧縮は実現できない。 ［００６８］ そこで、記憶容量の増加を抑えることのできるＡＤＰＣ
Ｍ方式による音源処理の第１、第２及び第３の実施例に
つき、以下に順次説明する。 ＡＤＰＣＭ　　　による２源　理の　１の　施例第１の
実施例では、楽音波形の差分値の振幅が連続する８サン
プル程度の時間範囲では急激には変化しないことを利用
して、差分値をメモリに記憶させる際に、連続する８サ
ンプルの差分値は同じ正規化係数で適応量子化して記憶
させるこトドする。そして、正規化係数の値自体もそれ
ほど細かくない一定のステップで変化するようにし、そ
のような正規化係数を数ビットで量子化する。 ［００６９］ 具体的には、第１の実施例では、正規化係数の値が８段
階に変化するようにしそれを３ビツトで表現する。これ
により、正規化係数は８サンプル毎に３ビツトのデータ
で量子化してメモリに記憶すればよいため、データ圧縮
が実現できる。なお以下の説明では、上述の正規化係数
を量子化データと呼ぶことにする。 ［００７０］ 上述の原理を図１４で説明する。同図では、上述の±Ｅ
は±６４、±ｅは±８であり、量子化幅は１である。こ
れにより、±８の範囲が１６レベルで量子化されるため
、差分値が適応量子化されるときの量子化ビット数は４
ビツトとなり、また、量子化データは３ビツトである。 そして、適応量子化時には、元の差分値がこの量子化デ
ータに対応する係数で除算されることにより、すべて±
８の範囲に圧縮される。 ［００７１］ 図１４では、元の差分値が±８以内の場合には量子化デ
ータ「００１」によって指示される係数１で除算され（
すなわち、圧縮は行われない）、元の差分値が±８より
大きく±１６以内の場合には量子化データ「０１０」に
よって指示される係数２で除算され、以下同様にして、
元の差分値が±３２より大きく±６４以内の最大範囲の
場合には量子化データ「１１１」によって指示される係
数８で除算される。そして、このようにして圧縮され４
ビツトで量子化された差分データが制御データ兼波形用
ＲＯＭ２１２（図２）に記憶され、同時に、このときの
３ビツトの量子化データが、差分値８サンプルに対して
１データずつ、図１２の如く上記ＲＯＭ２１２に記憶さ
れる。 ［００７２］ 以上のＡＤＰＣＭ方式の音源処理の第１の実施例の動作
を、図１５〜図１８の動作フローチャートを用いて説明
する。フロー中の各変数は、図２のマイクロコンピュー
タ１０１内のＲＡＭ２０６上の対応する発音チャネル領
域に図１０のデータフォーマットで確保されている。 ［００７３］ 図１５〜図１８に基づく音源処理は、大きく分けてエン
ベロープ処理（Ｓｌ、０１〜Ｓ　　）と、波形処理（Ｓ
ｌ、。８〜Ｓ１．３２）から構成される。 まず、図１３及び図１４のＡＤＰＣＭ方式の原理に基づ
く波形処理の前に、エンベロープ処理について説明する
。 ［００７４］ 図１９は、エンベロープ処理で生成されるエンベロープ
を示した図である。５１５ｏ１〜５１５ｏ７の処理によ
り生成されるエンベロープ値Ｅは、後述するステップ８
１．３１において楽音波形出力０に乗算されることによ
り、楽音波形の各サンプルデータにエンベロープが付加
される。 ［００７５］ 各楽音波形データに付加されるエンベロープは、時間的
にいくつかのステップ（セグメント）から構成されてい
る。同図では、４ステツプの例が示されている。図中の
ΔＸはエンベロープのサンプリング周期であり、Δｙは
エンベロープ値の変化幅である。 ［００７６］ エンベロープ処理５１５ｏ１〜５１５ｏ７では、サンプ
リングタイミング毎のエンベロープ値Ｅの計算と、その
値が現在のステップの目標エンベロープ値ＯＥに達した
か否かのチエツクが行われる。そして、ＥがＯＥに達し
たときには、図６のメインフローにおける５６ｏ９の発
音処理においてそれが検知されて、次のステップのエン
ベロープのためのデータ（ΔＸ、Δｙ及び目標エンベロ
ープ値ＯＥ）が、図２の制御データ兼波形用ＲＯＭ２１
２から読み出されて、ＲＡＭ２０６（図２）上の対応す
る発音チャネル領域（図１０参照）にセットされている
。 ［００７７］ 具体的には、５１５ｏ１で、エンベロープの演算周期Δ
Ｘと比較するためのタイマ値△Ｘｔカミインタラブドタ
イミング毎にインクリメントされる。 次に、５１５ｏ２で、ΔＸがΔＸｔと一致したが否がが
判定される。 ［００７８］ 一致しなければエンベロープ処理は行われない。 ５１５ｏ２で、ΔＸがΔＸｔと一致したと判定された場
合、５１５ｏ３で、エンベロープ値の変化幅Δｙの符号
ビットが判別される。 ［００７９］ 符号ビットが正で５１５０３の判定がＹＥＳの場合、す
なわち、エンベロープが上昇中の場合には、ステップＳ
　　において、現在エンベロープ値Ｅに変化幅Δｙが加
算される。 ［００８０］ 逆に、符号ビットが負で５１５ｏ３の判定がＮｏの場合
、すなわち、エンベロープが下降中の場合には、ステッ
プＳ　　において、現在エンベロープ値Ｅがら変化幅△
ｙが減算される。 ［００８１］ その後、５１５ｏ６において、現在エンベロープ値Ｅが
目標エンベロープ値ＯＥ以上となったか否かが判別され
る。Ｅが０８以上となった場合には、現在エンベロープ
値Ｅが目標エンベロープ値ＯＥで置き換えられる。 ［００８２］ これが、前述の如く図６のメインフローにおける５６ｏ
９の発音処理で検知されて、次のステップのエンベロー
プのためのデータがＲＡＭ２０６上にセットされる。な
お、発音処理で現在エンベロープ値Ｅとして０が検出さ
れた場合には、発音の終了として処理される。 ［００８３］ 次に、図１３及び図１４のＡＤＰＣＭ方式の原理に基づ
く、Ｓｌ、ｏ８〜Ｓ１．３□の波形処理について説明す
る。 制御データ兼波形用ＲＯＭ２１２（図２）上の適応量子
化差分データが記憶されているアドレスのうち、現在の
処理の対象とされるデータが記憶されているアドレスを
図１０の（Ａ□、Ａ、）とする。 ［００８４］ まず、現在アドレス（Ａ□、Ａ、）にピッチデータ（Ｐ
ｌ、Ｐ、）が加算される（Ｓ１５ｏ８）。このピッチデ
ータは、図１の鍵盤１０２において押鍵操作された鍵番
号に対応している。 ［００８５］ そして、加算されたアドレスの整数部Ａ１に変化がある
か否かが判定される（Ｓ１５ｏ９）。判定がＮｏならば
、図１３のアドレスＡＩにおける差分値りを用いてＤＸ
Ａ　　なる演算処理により、アドレスの小数部Ａ、に対
応する補間データ値Ｏが演算される（８１．２９）。な
お、差分値りは、今回以前のインタラブドタイミングに
おける音源処理により求まっている（後述するＳｌ、１
８又５１５２１参照）。 ［００８６］ 次に、上記補間データ値０にアドレスの整数部Ａ１に対
応するサンプルデータＸ　が加算され、現在アドレス（
Ａ工、Ａ、）に対応する新しいサンプルデータＯ（図１
３のＸ　に対応）が得られる（Ｓｌ、３ｏ）。 ［００８７］ この後、このサンプルデータに、前述のエンベロープ処
理で求まっているエンベロープ値Ｅが乗算され（Ｓ１５
３１）　’得られたＯの内容がＲＡＭ２０６（図２）内
の波形データバッファＢ（図１１参照）に累算される（
Ｓ１５３２）。このバッファＢには、他の発音チャネル
に対する音源処理（図８Ｓ８ｏ２〜５８ｏ９）で生成さ
れた楽音波形出力が累算され、最終的に８チャネル分が
累算されたデータとして１サンプル分の楽音波形データ
が生成される。 ［００８８］ その後、図６のメインフローに戻り、つぎのサンプリン
グ周期でインタラブドが掛かって、図１５〜図１８の音
源処理の動作フローチャートがふたたび実行されて、現
在アドレス（Ａ　　Ａ　　）にピッチデータ（Ｐｌ、Ｐ
、）が加算される（ＳＩ、　　Ｆ １５０８）・ ［００８９］ 以上の動作が、アドレスの整数部Ａ□に変化が生ずるま
で繰り返される。 この間、サンプルデータＸ、及び差分値りは更新されず
、補間データ０のみが［００９０］ 次に、Ｓ　　で現在アドレス（ＡＩ、ＡＦ）にピッチデ
ータ（Ｐｌ、ＰＦ）が加算された結果、現在アドレスの
整数部Ａ　が変化したら（Ｓｌ、。９）、アドレスＡ□
がエンドアドレスＡＥに達しているか又は越えているか
否かが判定される（Ｓ１５１０）・ 【００９月 判定がＮｏの場合、以下の５１５１１〜５１５１８のル
ープ処理により、現在アドレスの整数部Ａ１に対応する
サンプルデータが計算される。すなわち、まず、旧Ａ１
という変数（図１０参′照）には、現在アドレスの整数
部へ〇が変化する前の値が格納されている。これは、後
述するＳｌ、１３又はＳｌ、２４の処理の繰り返しによ
り実現される。 ［００９２］ この旧Ａ　の値が５１５１３で順次インクリメントされ
ながら、５１５１８において、■ 化差分データが読み出され、逆量子化の処理により差分
値りが演算される。この逆量子化は、前述した如く、適
応量子化差分波形データに量子化データを乗算すること
で実現されるが、このときの量子化データは、量子化デ
ータ現在アドレスＡＤＲで指示される制御データ兼波形
用ＲＯＭ２１２上のデータとして読み出される（図１２
参照）。 ［００９３］ この場合の量子化データは、すでに説明したように差分
値の８サンプル毎に１データずつが対応している。そこ
で、ブロック内カウンタＢＫという変数が用意され（図
１０参照）、Ｓ１５□４において上記カウンタＢＫが初
期値Ｏから順次インクリメントされ、５１５１５におい
てそのカウンタＢＫの値が７を越えたか否かが判別され
ることにより、８サンプル進んだか否かが判別される。 そして、ＢＫの値が７を越えたら再びＢＫの値を初期値
Ｏに戻しく８１．１６）、量子化データ現在アドレスＡ
ＤＲの値を１だけ進める（８１．１□）。 ［００９４］ このようにして、適切な量子化データ現在アドレスＡＤ
Ｒによって読み出される適切な量子化データに基づいて
、８１．１８で差分値りが演算される。そして、この差
分値りが、５１５１２において順次サンプルデータＸＰ
に累算される。 ［００９５］ 以上の動作が繰り返される結果、旧Ａ□の値が変化後の
現在アドレスの整数部Ａ　に等しくなった時点で、サン
プルデータＸＰの値は変化後の現在アドレスの■ 整数部Ａ１に対応する値となる。 ［００９６］ このようにして、現在アドレスの整数部Ａ　に対応する
サンプルデータＸｐが■ 求まると、Ｓ　　の判定がＹＥＳとなり、前述の補間値
の演算処理（Ｓ１５２９）に移る。 ［００９７］ 上述の音源処理が各インタラブドタイミング毎に繰り返
され、Ｓ１５□０の判定がＹＥＳに変化したら、つぎの
ループ処理に入る。 レスＡ　に加算され、得られたアドレスが新たな現在ア
ドレスの整数部へ■とさＬ れる　（８１，１９）。 ［００９８］ 以下、ループアドレスＡＬからどれだけアドレスが進ん
だかによって、差分値りが演算され累算される操作が何
回か繰り返されることにより、新たな現在アドレスの整
数部Ａ　に対応するサンプルデータＸＰが計算される。 ■ ［００９９］ すなわち、まず、初期設定としてサンプルデータＸｐが
予め設定されているループアドレスＡ　でのサンプルデ
ータＸ　（図１０参照）の値とされ、旧ＡＩがＬ　　　
　　　　　　　　　　　ＰＬ ループアドレスＡＬＯ値とされる。 ［０１００］ さらに、量子化データ現在アドレスＡＤＲ及びブロック
内カウンタＢＫの各個が、ループアドレスＡ　において
対応する値ＡＤＲ及びＢＫ　　とされる（Ｓ１５Ｌ　　
　　　　　　　　　　　　　　　Ｌ　　　　　　Ｌ２０
）・ ［０１０１］ Ａ　　　Ｘ　　　ＡＤＲ及びＢＫＬの各個は、予め制御
データ兼波形用ＲＯＭ２Ｌ’ＰＬ’Ｌ １２からＲＡＭ２０６の各発音チャネル領域（図１０参
照）に読み出されている。なお、これらは演奏者が特に
は図示しない手段により設定できるようにしてもよい。 ［０１０２］ 続いて、以下の５１５２１〜５１５２８の処理が繰り返
される。 すなわち、旧人　の値がＳ　　で順次インクリメントさ
れながら、５１５２１におＩ　　　　　　　１５２４ いて、旧人〇により指示される制御データ兼波形用ＲＯ
Ｍ２１２（図２）上の適応量子化差分データが読み出さ
れ、逆量子化の処理によって差分値りが演算される。 ［０１０３］ このとき、８１．１８の場合と同様に、量子化データ現
在アドレスＡＤＲで指示される制御データ兼波形用ＲＯ
Ｍ２１２上のアドレスから量子化データが読み出され、
適応量子化差分データに乗算されることにより、差分値
りが演算される。 ［０１０４］ このときの量子化データ現在アドレスＡＤＲは、前述の
Ｓｌ、１４〜Ｓ１．１゜の処理と同様の５１５２５〜Ｓ
１．２８の処理によって更新される。そして、この差分
値りが、５１５２３において順次サンプルデータＸＰに
累算される。 ［０１０５］ 以上の動作が繰り返される結果、旧Ａ□の値が変化後の
現在アドレスの整数部Ａ□に等しくなった時点で、サン
プルデータＸ、の値はループ処理後の新たな現在アドレ
スの整数部Ａ□に対応する値となる。 ［０１０６］ このようにして、新たな現在アドレスの整数部ＡＩに対
応するサンプルデータＸ　が求まると、Ｓｌ、２゜の判
定がＹＥＳとなり、前述の補間値の演算処理（Ｓｌ。 ２９）に移る。 ［０１０７］ 以上のようにして、１発音チャネル分のＡＤＰＣＭ方式
による波形データが生成される。 ＡＤＰＣＭ　　式による２源　理の　２の　施例以上説
明した第１の実施例では、ＡＤＰＣＭにおける量子化デ
ータを、差分値の８サンプルに１データずつ、制御デー
タ兼波形用ＲＯＭ２１２（図２）に記憶させている。こ
れに対して、以下に説明する第２の実施例では、楽音波
形の差分値の振幅の分布が予め楽音波形に特有の分布と
なることを利用して、正規化係数の代わりに、差分値の
各振幅をどの値に圧縮するかという圧縮特性を定め、差
分値をメモリ（図２の２１２）に記憶させる際に、この
圧縮特性で圧縮を行いながら適応量子化して記憶させる
こととする。そして、音源処理時には、その圧縮特性の
逆特性である伸長特性で適応量子化された差分値を伸長
しながら逆量子化を行って元の差分値を再生し、それを
累算して楽音波形を再生すればよい。そのために、制御
データ兼波形用ＲＯＭ２１２（図２）には、上記伸長特
性で伸長を行うための図２１で後述するような伸長テー
ブルを記憶させておく。この場合は、第１の実施例のよ
うな量子化データを記憶させる必要はない。 ［０１０８］ 以下に、上述の原理に基づ＜ＡＤＰＣＭ方式による音源
処理の第２の実施例の動作につき具体的に説明する。 第２の実施例による音源処理も第１の実施例と同様、大
きく分けてエンベロープ処理と、波形処理から構成され
る。この場合、エンベロープ処理は、図１５の第１の実
施例のものと全く同様であり、また、波形処理の後半の
処理である、補間データ値の演算処理、エンベロープ値
の乗算処理及び波形データバッファへの累算処理は、図
１８の第１の実施例のものと全く同様である。 ［０１０９］ 図２０は、波形処理の前半部分の処理の動作フローチャ
ートであり、第１の実施例における図１６及び図１７の
部分に対応する。同図において、図１６、図１７と同じ
番号のステップは、同じ機能を有するものとする。 ［０１１０］ 図１６、図１７（７）第１（７）実施例ノステッフＳ１
．１４〜Ｓ１．１□及ヒｓ１．２．〜ｓ１．２８の処理
では、制御データ兼波形用ＲＯＭ２１２から各サンプル
に対応する８サンプル単位のブロックの量子化データが
読み出され、適応量子化差分データに乗算されることに
より差分値りが演算された。これに対して、図２０の第
２の実施例では、上述のステップ５１５１４〜５１５１
７がステップ５２ｏｏ１で、ステップ５１５２５〜５１
５２８がステップ５２ｏｏ３でそれぞれ置き換えられて
いる。 ［０１１１］ そして、これらのステップにおいて、まず、旧ＡＩによ
り指示される制御データ兼波形用ＲＯＭ２１２（図２）
上の適応量子化差分データが読み出され、これを入力と
して、同じ＜ＲＯＭ２１２上に記憶されている図２１の
例のような特性を有する伸長テーブルで直接伸長される
ことにより逆量子化の処理が行われ、差分値りが演算さ
れる。 ［０１１２］ なお、第２の実施例では、図１０の音源処理用のデータ
のうち、ブロック内カウンタＢＫ及び量子化データＲＯ
Ｍの現在アドレスＡＤＲの２つのデータは必要ない。こ
れに対応して、図１６のステップ５１５２０は図２０の
ステップ５２ｏｏ２としてよい。 ［０１１３］ 楽音波形信号の場合、その波形特性は予めわかっている
ため、図２１の例のような伸長テーブルを用意すること
により、現在の適応量子化差分データの大きさに基づい
て、それを伸長テーブルによって直接逆量子化できる。 このため、通常の通信音声信号のように長時間の平均的
な特性しかわからないような信号に適用した場合に比較
し、はるかに正確な適応量子化を行うことが可能となり
、高品質かつ高圧縮率で楽音信号の記録・再生が可能と
なる。 ＡＤＰＣＭ　　　による”源　理の　３の　施例上述の
第２の実施例では、現在の適応量子化差分データの大き
さに基づいて、それを伸長テーブルで直接逆量子化して
差分データを求めている。これに対して、各タイミング
毎の量子化データ（正規化係数）を、前回のタイミング
の量子化データに前回の適応量子化差分データの絶対値
を入力として求まる関数値を乗算することにより順次求
め、その演算された量子化データを現在の適応量子化差
分データに乗算することによっても、差分値を求めるこ
とができる。この原理に基づく第３の実施例の動作を以
下に説明する。 ［０１１４］ 第３の実施例は、第２の実施例における図２０の波形処
理のステップ５２ｏｏ２及びＳ　　のそれそ゛れを、図
２２のステップ５２２ｏ１と５２２ｏ２のセットからな
るステツブで置き換えた処理として実現される。 ［０１１５］ まず、制御データ兼波形用ＲＯＭ２１２に、予め圧縮時
に求まる図２３の例で示されるような変換関数テーブル
を記憶させておく。 ステップＳ２゜ｏｌでは、まず、（旧Ａ□−１）により
指示される制御データ兼波形用ＲＯＭ２１２（図２）上
の前回のタイミングの適応量子化差分データが読み出さ
れ、これを同じ＜ＲＯＭ２１２上に記憶されている図２
３の例のような特性を有する関数テーブルｆで変換する
。そして、この関数値を前回のタイミングの量子化デー
タΔｑに乗算し、今回のタイミングの新たな量子化デー
タΔｑとして置き換える。 ［０１１６］ そして、ステップＳ　　で、この量子化データΔｑを、
旧Ａ工により指示される制御データ兼波形用ＲＯＭ２１
２上の今回のタイミングの適応量子化差分データに乗算
することにより、差分値りが求まる。 ［０１１７］ なお、第３の実施例では、図１０の音源処理用のデータ
のうち、ブロック内カウンタＢＫ及び量子化データＲＯ
Ｍの現在アドレスＡＤＲの２つのデータは必要なく、そ
の代わりに各発音チャネルの領域に量子化データΔｑが
追加される。この発音チャネル毎のΔｑは、例えば図６
の機能キー処理５６ｏ３で各発音チャネルにキーアサイ
ンが行われた場合等において、所定の初期値に初期設定
される。 ＡＤＰＣＭ　　　による光源　理の他の　施例以上説明
した第１〜第３の実施例のほかに、より一般的なＡＤＰ
ＣＭ方式を本発明に適用することも可能である。すなわ
ち、現在の適応量子化差分データに対する量子化データ
を、１サンプル前に求まった差分値の振幅値に基づいて
論理的に生成し、それを現在の適応量子化差分データに
乗算して現在の差分値を生成するようなアルゴリズムも
採用することが可能である。この場合、例えば図１６及
び図１７において、５１５１４〜Ｓ１５□７及び５１５
２５〜５１５２８の処理は不要となり、Ｓｌ、１４及び
Ｓｌ、２４の処理の後に更新前の差分値から量子化デー
タを生成する論理アルゴリズムの処理ステップを挿入し
、５１５１８及び５１５２１において、旧ＡＩに基づい
て制御データ兼波形用ＲＯＭ２１２（図２）から読み出
された適応量子化差分データに上記量子化データを乗算
すればよい。このようなＡＤＰＣＭ方式によれば、量子
化データを制御データ兼波形用ＲＯＭ２１２に記憶させ
る必要がないため、さらにデータ圧縮が可能となる。 ［０１１８］ また、ここまでのＡＤＰＣＭ方式では、１サンプル前の
波形データの値と現在の波形データの値との差分値を適
応量子化して制御データ兼波形用ＲＯＭ２１２に記憶さ
せているが、これに限られるものではなく、現在の波形
データの値から１サンプル前の波形データの値に固定の
予測係数を乗算して得た値を減算した値を記憶させれば
、さらにデータ圧縮が可能となる。そして、このときの
予測係数を、１サンプル前の波形データの値に基づいて
適応的に変化させることも可能であり、より一層のデー
タ圧縮が実現される。さらに発展して、１サンプル前の
みならず、２サンプル、３サンプル前といった過去の複
数サンプルの各々に異なる予測係数を乗算して総和をと
り、その総和の値を現在の波形データの値から減算した
ものを制御データ兼波形用ＲＯＭ２１２に記憶させれば
、究極的なデータ圧縮が可能となる。 ［０１１９］ 以上の適用から理解されるように、ＡＤＰＣＭ方式とい
うカテゴリーであればどのような音源方式も本発明に適
用することが可能である。 ［０１２０１ 【発明の効果］ 本発明によれば、専用の音源回路は全く必要とせずに、
汎用のプロセッサ構成とすることが可能となる。このた
め、楽音波形発生装置全体の回路規模を大幅に小型化す
ることができ、ＬＳＩ化した場合等においても通常のマ
イクロコンピュータの製造技術と同じでよく、チップの
歩留りも向上するため、製造コストを大幅に低減させる
ことが可能となる。なお、楽音信号出力手段は簡単なラ
ッチ回路で構成できるため、この部分を付加したことに
よる製造コストの増加はほとんどない。 ［０１２１］ また、適応差分パルス符号変調方式の仕様を若干変更し
たい場合、ポリフォニック数を変更したい場合等におい
て、プログラム記憶手段に記憶させる音源処理プログラ
ムを変更するだけで対処でき、新たな楽音波形発生装置
の開発コストを大幅に減少させることが可能となり、ユ
ーザに対しても例えばＲＯＭカード等にはって新たな音
源方式を提供することが可能となる。 ［０１２２］ この場合、演奏情操処理プログラムと音源処理プログラ
ムとの間のデータのリンクをデータ記憶手段上の楽音生
成データを介して行うというデータアーキテクチャと、
演奏情報処理プログラムに対して所定時間間隔で音源処
理プログラムを実行するというプログラムアーキテクチ
ャを実現したことにより、両プロセッサ間の同期をとる
ための処理が必要なくなり、プログラムを大幅に簡略化
することが可能となる。これにより、適応差分パルス符
号変調方式のように処理が複雑な音源処理も、十分な余
裕をもって実行することができる。 ［０１２３］ 更に、適応差分パルス符号変調方式の音源処理における
処理条件による処理時間の変化を楽音信号出力手段によ
って全て吸収することができるため、楽音信号をＤ／Ａ
変換器等へ出力するための複雑なタイミング制御プログ
ラムが必要なくなるという効果も生まれる。 ［０１２４］ 加えて、本発明では、ＡＤＰＣＭ方式として、適応量子
化時の量子化幅を制御する量子化データを複数サンプル
毎に１つずつ記憶させることにより、楽音を生成するた
めのデータの記憶容量を効率的に削減することが可能と
なる。 ［０１２５］ また、ＡＤＰＣＭ方式として、適応量子化された差分デ
ータを楽音特性に応じた伸張テーブルによって直接伸張
変換して逆量子化された差分値を復号するようにすれば
、予め特性がわかるという楽音信号の特徴を利用した更
に効率的な楽音信号の記録・再生が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による実施例の全体構成図である。

【図２】 マイクロコンピュータの内部構成図である。

【図３】 従来のＤ／Ａ変換器部の構成図である。

【図４】 本実施例によるＤ／Ａ変換器部の構成図である。

【図５】 Ｄ／Ａ変換におけるタイミングチャートである。

【図６】 本実施例の全体動作フローチャートである。

【図７】 インタフェース処理の動作フローチャートである。

【図８】 音源処理の動作フローチャートである。

【図９】 メイン動作フローチャートとインタラブド処理との関係
を示す概念図である。

【図１０】 ＲＡＭ上の発音チャネル毎の記憶領域を示す図である。

【図１１】 ＲＡＭ上のバッファ領域を示す図である。

【図１２】 制御データ兼波形用ＲＯＭ上の量子化データのデータフ
ォーマットを示す図である。

【図１３】 ＡＤＰＣＭ方式において差分値りと現在アドレスＡ　を
用いて補間値ＸＱを求める場合の原理説明図である。

【図１４】 適用量子化の原理説明図である。

【図１５】 ＡＤＰＣＭ方式による音源処理の第１の実施例の動作フ
ローチャート（その１）である。

【図１６】 ＡＤＰＣＭ方式による音源処理の第１の実施例の動作フ
ローチャート（その２）である。

【図１７】 ＡＤＰＣＭ方式による音源処理の第１の実施例の動作フ
ローチャート（その３）である。

【図１８】 ＡＤＰＣＭ方式による音源処理の第１の実施例の動作フ
ローチャート（その４である。

【図１９】 エンベロープ特性の説明図である。

【図２０】 ＡＤＰＣＭ方式による音源処理の第２の実施例の動作フ
ローチャー

【図２１】 第２の実施例における伸張テーブルの特性の例を示した
図である。

【図２２】 ＡＤＰＣＭ方式による音源処理の第３の実施例の動作フ
ローチャー

【図２３】 第３の実施例における関数テーブルの特性の例を示した
図である。

【符号の説明】

１０１　　　　マイクロコンピュータ １０２　　　鍵盤 １０３　　　　機能キー １０４　　　スイッチ部 １０５　　　ローパスフィルタ １０６　　　　アンプ １０７　゛　スピーカ １０８　　　電源回路 ２０１　　　制御用ＲＯＭ ２０２　　　　ＲＯＭアドレスデコーダ２０３　　　イ
ンタラブド制御部 ２０４　　　　ＲＡＭアドレス制御部 ２０５　　　　ＲＯＭアドレス制御部 ２０６　　　　ＲＡＭ ２０７　　　　コマンド解析部 ２０８　　　　ＡＬＵ部 ２０９　　　　乗算器 トである。 トである。 ３０１、 入力ポート 出力ポート 制御データ兼波形用ＲＯＭ Ｄ／Ａ変換器部 ４０１　　　　ラッチ Ｄ／Ａ変換器

【書類名】

【図１】 図面 本÷≦明］；よる実′施伊１の企イ本構六゛図

【図２】 マイク０コンビエータの内吉ｐ才ＡＪＸ図

【図３】 ね５Ｖのし／Ａ’皮ｉ目り合唐の謂（以凶

【図４】 本突Ｍｊ印由ＳよるＤ／△変甲φ８部の利（ぺ巴

【図５
】

【図６】 〆インフロー

【図７】

【図９】

【図１０１ 【図１１】 ＲＡＭ上のＲ音チャネルｆσの記ｔｑ団域を示！゛図

【
図１２】

【図１３】 Ａ［）Ｐ↑リメしへこおし１７りＬ６デイｔ１ヒｉシイ
〒？駿しスＡｐ仁

【図１６】

【図１９】 ■

【図２３】 ｆｉｒｏｍ（旧Ａｌ−１）ｌ） ｒｏｍ（旧ＡＩ　　ｌ）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 演奏情報を処理するための演奏情報処理プログラムと、
   楽音信号を得るための適応差分パルス符号変調方式によ
   る音源処理プログラムを記憶するプログラム記憶手段と
   、 前記プログラム記憶手段のアドレスを制御するアドレス
   制御手段と、前記適応差分パルス符号変調方式で楽音信
   号を生成するために必要な楽音生成データを記憶するデ
   ータ記憶手段と、 演算処理手段と、 前記アドレス制御手段、前記データ記憶手段及び前記演
   算処理手段を制御しながら、前記プログラム記憶手段に
   記憶された前記演奏情報処理プログラム又は前記音源処
   理プログラムを実行する手段であり、通常時は前記演奏
   情報処理プログラムを実行して前記データ記憶手段上の
   楽音生成データを制御し、所定時間間隔で前記音源処理
   プログラムに制御を移してそれを実行し、その終了後に
   再び前記演奏情報処理プログラムを実行する手段であり
   、前記音源処理プログラムの実行時に、前記データ記憶
   手段上の楽音生成データに基づいて前記適応差分パルス
   符号変調方式で楽音信号を生成するプログラム実行手段
   と、前記プログラム実行手段が前記音源処理プログラム
   を実行して得られた前記楽音信号を保持し、該保持され
   た楽音信号を一定の出力時間間隔で出力する楽音信号出
   力手段と、 を有することを特徴とする楽音波形発生装置。
2. 【請求項２】 演奏情報を処理するための演奏情報処理プログラムと、
   楽音信号を得るための適応差分パルス符号変調方式によ
   る音源処理プログラムを記憶するプログラム記憶手段と
   、 前記プログラム記憶手段のアドレスを制御するアドレス
   制御手段と、前記適応差分パルス符号変調方式で楽音信
   号を生成するために必要な楽音生成データを記憶するデ
   ータ記憶手段と、 適応量子化された楽音信号の差分データを逆量子化し、
   該楽音信号の差分値を復号するための量子化データであ
   って、複数タイミングの楽音信号毎に１つずつの量子化
   データを記憶する量子化データ記憶手段と、演算処理手
   段と、 前記アドレス制御手段、前記データ記憶手段及び前記演
   算処理手段を制御しながら、前記プログラム記憶手段に
   記憶された前記演奏情報処理プログラム又は前記音源処
   理プログラムを実行する手段であり、通常時は前記演奏
   情報処理プログラムを実行して前記データ記憶手段上の
   楽音生成データを制御し、所定時間間隔で前記音源処理
   プログラムに制御を移してそれを実行し、その終了後に
   再び前記演奏情報処理プログラムを実行する手段であり
   、前記音源処理プログラムの実行時に、前記データ記憶
   手段上の楽音生成データに基づいて前記適応差分パルス
   符号変調方式で楽音信号を生成し、その場合に、前記デ
   ータ記憶手段から読み出した各処理タイミング毎の適応
   量子化された楽音信号の差分データを、前記量子化デー
   タ記憶手段から読み出した該差分データに対応する量子
   化データに基づいて逆量子化して該楽音信号の差分値を
   復号し、それを累算することにより楽音信号を生成する
   プログラム実行手段と、 前記プログラム実行手段が前記音源処理プログラムを実
   行して得られた前記楽音信号を保持し、該保持された楽
   音信号を一定の出力時間間隔で出力する楽音信号出力手
   段と、 を有することを特徴とする楽音波形発生装置。
3. 【請求項３】 演奏情報を処理するための演奏情報処理プログラムと、
   楽音信号を得るための適応差分パルス符号変調方式によ
   る音源処理プログラムを記憶するプログラム記憶手段と
   、 前記プログラム記憶手段のアドレスを制御するアドレス
   制御手段と、前記適応差分パルス符号変調方式で楽音信
   号を生成するために必要な楽音生成データを記憶するデ
   ータ記憶手段と、 適応量子化された楽音信号の差分データを伸張変換して
   逆量子化された楽音信号の差分値を復号するための変換
   テーブルであって、生成される楽音の特性に応じた伸張
   テーブルを記憶する伸張テーブル記憶手段と、演算処理
   手段と、 前記アドレス制御手段、前記データ記憶手段及び前記演
   算処理手段を制御しながら、前記プログラム記憶手段に
   記憶された前記演奏情報処理プログラム又は前記音源処
   理プログラムを実行する手段であり、通常時は前記演奏
   情報処理プログラムを実行して前記データ記憶手段上の
   楽音生成データを制御し、所定時間間隔で前記音源処理
   プログラムに制御を移してそれを実行し、その終了後に
   再び前記演奏情報処理プログラムを実行する手段であり
   、前記音源処理プログラムの実行時に、前記データ記憶
   手段上の楽音生成データに基づいて前記適応差分パルス
   符号変調方式で楽音信号を生成し、その場合に、前記デ
   ータ記憶手段から読み出した各処理タイミング毎の適応
   量子化された楽音信号の差分データを、前記伸張テーブ
   ル記憶手段に記憶された伸張テーブルで伸張変換して逆
   量子化された楽音信号の差分値を復号し、それを累算す
   ることにより楽音信号を生成するプログラム実行手段と
   、 前記プログラム実行手段が前記音源処理プログラムを実
   行して得られた前記楽音信号を保持し、該保持された楽
   音信号を一定の出力時間間隔で出力する楽音信号出力手
   段と、 を有することを特徴とする楽音波形発生装置。
4. 【請求項４】 前記プログラム実行手段は、前記所定時間間隔で割り込
   み信号を発生する割り込み制御手段を含み、 該プログラム実行手段は、前記演奏情報処理プログラム
   を実行中に、前記割り込み制御手段から前記割り込み信
   号が発生したタイミングで前記演奏情報処理プログラム
   を中断し、前記音源処理プログラムに制御を移してそれ
   を実行し、その終了後に割り込みを解除して前記演奏情
   報処理プログラムの実行を再開する、ことを特徴とする
   請求項１、２又は３記載の楽音波形発生装置。