JPH05346785A - 楽音生成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】演奏テンポに合わせて、楽音の特質の１回あた
りの変化幅を自動的に設定するとともに、楽音の特質を
滑らかに変化させる楽音生成装置を提供する。 【構成】テンポクロックが入力される周期より短い周期
の内部クロックを生成し、この内部クロックの生成タイ
ミングに応じて楽音の所定の特質を制御する制御情報を
所定の変化幅ずつ変化させ、この生成された制御情報に
基づいて上記所定の特質を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動演奏装置などの外
部の機器から出力される、ノートオン，ノートオフなど
を示す演奏データに基づいて楽音を生成する楽音生成装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動演奏装置などの外部の機器からＭＩ
ＤＩ規格などの通信手段を介して供給されるノートオ
ン，ノートオフなどを示す演奏データに基づいて楽音を
生成する楽音生成装置が実現されている。このような楽
音生成装置においては、ポルタメントやエンベロープ、
ビブラートなど、音高や音量などの楽音の特質を時間経
過に伴って変化させる制御を行う場合に、その変化速度
をパネルなどに設けられた操作子によって設定するよう
に構成されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、例えば演奏
テンポが速いときには前述の楽音の特質の変化速度もそ
れに合わせて速くするなど、楽音の特質の変化速度を自
動演奏装置などの外部機器から供給される演奏データに
基づく演奏のテンポに合わせたいときがある。従来は、
前述の楽音生成装置に自動演奏装置を接続して自動演奏
を行わせるにあたり、楽音の変化速度を自動演奏のテン
ポに合わせようとする場合には、自動演奏装置から送ら
れてくる演奏データのテンポとは別に楽音生成装置側の
操作子によって演奏テンポに合った変化速度を設定する
必要があった。

【０００４】本発明は、上記事情に鑑み、演奏テンポに
合わせて、楽音の所定の特質の変化速度を自動的に設定
するとともに、楽音の所定の特質を滑らかに変化させる
楽音生成装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の楽音生成装置は、外部から周期的に入力され
るテンポクロックに基づいて、該テンポクロックが入力
される第１の周期より短い第２の周期の内部クロックを
生成する内部クロック生成手段と、前記内部クロックの
生成タイミングに応じて、楽音の所定の特質を制御する
制御情報を一定の変化幅ずつあるいは順次変化する変化
幅ずつ変化させる制御情報生成手段と、生成された前記
制御情報に基づいて前記所定の特質を制御する楽音制御
手段とを備えたことを特徴とするものである。

【０００６】

【作用】本発明の楽音生成装置は、内部クロック生成手
段により、テンポクロックが入力される第１の周期より
短い第２の周期の内部クロックが生成され、また制御情
報生成手段により楽音の所定の特質を制御する制御情報
が所定の変化幅ずつ変化され、楽音制御手段により、生
成された制御情報に基づいて上記所定の特質が制御され
るため、楽音の特質の変化速度が演奏テンポに合わせて
自動的に設定されるとともに、楽音の特質が滑らかに変
化する。

【０００７】ここで、楽音の所定の特質を直線的に変化
させる場合は、上記変化幅は一定とされ、例えば指数関
数的に変化させる場合は、上記変化幅は順次変化したも
のとされる。

【０００８】

【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例につ
いて説明する。図１は本発明の一実施例に係る楽音生成
装置に、自動演奏装置が接続された状態を表した概略ブ
ロック図である。この楽音生成装置１０は、自動演奏装
置３０とＭＩＤＩ（Ｍｕｓｉｃａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅ
ｎｔ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）で接続さ
れており、自動演奏装置３０内の図示しない演奏データ
メモリに記憶されている演奏データが順次読み出されて
ＭＩＤＩ規格に準じた信号で楽音生成装置１０に伝送さ
れ、そのＭＩＤＩ回路１４に入力される。各ＭＩＤＩ信
号がＭＩＤＩ回路１４に入力される毎に、ＭＩＤＩ回路
１４は制御部１６に対してＭＩＤＩインタラプトをか
け、ＭＩＤＩ信号が１つ入力されたことを制御部１６に
知らせる。またこの楽音生成装置１０にはパネル操作部
１５が備えられている。このパネル操作部１５は、ポル
タメントの音高変化時間やビブラートの変調周期などの
パラメータを音符長に対応する値とし入力するものであ
る。例えば４分音符に対応する場合には“４”、１６分
音符に対応する場合には“１６”という数値が入力され
る。制御部１６は、ＭＩＤＩインタラプトに応じてＭＩ
ＤＩ回路１４に入力されたＭＩＤＩ信号を読みだし、こ
の信号に基づいて音源部１８を制御し、楽音信号を生成
させる。この音源部１８から発せられた電気信号として
の楽音信号は、増幅器２０に入力されて増幅された後ス
ピーカ２２により、上記楽音信号が楽音として放音され
る。なお、ＭＩＤＩ規格については既に広く知られてい
るため（例えば特願昭５９−１２９７４５号参照）、こ
こではこのＭＩＤＩ規格の詳細な説明については省略す
る。また、簡単のため、本実施例では同時に生成される
楽音は１つのみとし、楽音の特質として音高を例として
説明する。

【０００９】制御部１６には、後述するプログラムを実
行するＣＰＵ１６Ａ、そのプログラムおよびプログラム
実行に必要なデータが記憶されたＲＯＭ１６Ｂ、そのプ
ログラムの実行にあたって必要なレジスタなどが設定さ
れるワーキングエリアとしてのＲＡＭ１６Ｃ、ＣＰＵに
対して所定の周期ごとにタイマインタラプトをかける２
つのタイマ（Ａタイマ１６ＤおよびＢタイマ１６Ｅ）等
を含むコンピュータ・システムが内蔵されている。

【００１０】ここで、Ａタイマ１６ＤおよびＢタイマ１
６Ｅのそれぞれのタイマインタラプト周期は、ＣＰＵ１
６Ａによってそれぞれ設定される。また、ＣＰＵ１６Ａ
は所定のメインルーチンを実行するとともに、各インタ
ラプトに応じてそれぞれのインタラプトルーチンを実行
する。なお、一つのインタラプトルーチンが実行されて
いるときには、他のインタラプトルーチンの実行は保留
され、実行中のインタラプトルーチンが終了した直後に
実行される。

【００１１】図２は、後述する図３、図４および図５に
示すフローで用いられる、ＲＡＭ内のワークエリアを表
した図である。なお、ここでは、簡単のため、このワー
クエリア中の各レジスタと、そのレジスタ内に格納され
た値に同一の記号を用いることとする。ここでは、図１
に示す制御部１６内のＣＰＵ１６Ａによって実行される
プログラムのうち、本発明に関する部分のみについて説
明する。ＲＡＭ１６Ｃ、Ａタイマ１６Ｄ、Ｂタイマ１６
Ｅは図示しないメインルーチンにより電源投入時に初期
設定されるものとする。

【００１２】図３はＡタイマインタラプトルーチンのフ
ローチャート、図４はＭＩＤＩインタラプトルーチンの
フローチャート、図５はＢタイマインタラプトルーチン
のフローチャートを示した図である。図３に示すＡタイ
マインタラプトルーチンが実行される周期は、電源投入
時に１ｍｓｅｃに設定されており、１ｍｓｅｃ毎に、図
２に示すワークエリアＰＥＲＩＯＤの内容が１ずつイン
クリメントされ、後述するＭＩＤＩインタラプトルーチ
ン（図４参照）において、新たなタイミングクロックデ
ータが入力される度にリセットされる。したがって、Ｐ
ＥＲＩＯＤの値は、タイミングクロックデータが入力さ
れる周期を計測するものとなる。

【００１３】図４は、演奏データがＭＩＤＩ信号として
ＭＩＤＩ回路１４に入力されたときに起動されるＭＩＤ
Ｉインタラプトルーチンのフローチャートである。この
ルーチンが起動されると、まずステップ２００におい
て、入力された演奏データがタイミングクロックデータ
であるか否かが判定される。タイミングクロックデータ
であると判定されるとステップ２０１に進み、本実施例
では周期ＰＥＲＩＯＤ（図３参照）を“４”で除算した
商が後述するＢタイマインタラプトルーチン（図５参
照）の周期（内部クロックの周期）として設定される。
ステップ２０２では周期ＰＥＲＩＯＤの値が“０”にリ
セットされ、これにより次のタイミングクロックデータ
が入力されるまでの間の周期の計測が開始される。

【００１４】ステップ２００でタイミング・クロックデ
ータではないと判定された場合は、ステップ２０３に進
みノート・オンデータであるか否かが判定される。ノー
ト・オンデータであると判定されるとステップ２０４に
進み、後述するＢタイマインタラプトルーチン（図５参
照）で求められ図２に示すワークエリアＲＥＡＬ＿ＰＩ
ＴＣＨに格納されている音高の楽音が放音される。また
ノート・オンデータに含まれている音高データが目標音
高として設定される。ステップ２０５ではノート・オン
データ（ステップ２０３参照）に含まれている音高デー
タとポルタメント効果付与中の音高データであるＰＯＲ
ＴＡ＿ＰＩＴＣＨに格納されている音高データとの差分
にＰＯＲＴＡ＿ＲＴＩＭＥに格納されているポルタメン
ト相対時間データを乗算し、その積を“３８４”で除算
した商をＰＯＲＴＡ＿ＤＥＬＴＡとする。なお、ＰＯＲ
ＴＡ＿ＲＴＩＭＥはパネル操作部の操作により実行され
る図示しない処理によってポルタメントの音高変化時間
を音符長の形式で相対的に示すデータが設定されてい
る。この処理により現在ポルタメント効果付与中の音高
と新たに目標とされた楽音の音高との音高差、および設
定されたポルタメントの音高変化時間に応じて、ポルタ
メント効果付与時における所定の時間間隔あたりの音高
変化幅が設定される。

【００１５】なお、ステップ２０３でノート・オンデー
タではないと判定されたときは、ステップ２０６に進
み、その他の処理、例えばノート・オフデータに対応す
る楽音消音処理などが行われる。ここで、ステップ２０
５中にある演算式について説明する。ここでは前提条件
として、 （ａ）タイミングクロックデータは４分音符１個あたり
２４個とＭＩＤＩ規格で規定されている。 （ｂ）ステップ３００以後の音高を変化させる処理はタ
イミングクロックデータの入力周期の１／４の周期で実
行される（ステップ２０１参照）。 （ｃ）音高の変化時間ＰＯＲＴＡ ＲＴＩＭＥは音符長
と同じ形式で値が設定される。例えば４分音符なら
“４”が設定される。 （ｄ）ＰＯＲＴＡ ＤＥＬＴＡは１回あたりの音高変化
幅を表わす。 （ｅ）音高の変化幅（変化開始音高と変化終了音高との
差）は「ノート・オンデータの音高−ＰＯＲＴＡ ＰＩ
ＴＣＨ」である。ここでは、これを仮に“ＤＥＦ”と表
わす。

【００１６】以上の前提のもとに、音高の変化処理を行
なわせるべき回数Ｎは、（ｄ），（ｅ）より Ｎ＝ＤＥＦ／ＰＯＲＴＡ ＤＥＬＴＡ …（１） となる。一方、ＰＯＲＴＡ ＲＴＩＭＥに設定された時
間内に音高変化の処理が終了するので、この間の音高変
化の処理回数もＮであり、（ａ）〜（ｃ）より、 Ｎ＝４／ＰＯＲＴＡ ＲＴＩＭＥ×２４×４ ＝３８４／ＰＯＲＴＡ ＲＴＩＭＥ …（２） となる。

【００１７】ここで、“４／ＰＯＲＴＡ ＲＴＩＭＥ”
はＰＯＲＴＡ ＲＴＩＭＥに設定された音符の４分音符
に対する長さを示す。例えば１６音符なら１／４とな
る。また、“２４×４”は前提（ａ），（ｂ）より４分
音符１個あたりの音高変化処理回数である。式（１），
（２）から、 ＤＥＦ／ＰＯＲＴＡ ＤＥＬＴＡ＝３８４／ＰＯＲＴＡ
ＲＴＩＭＥ 変形して、 ＰＯＲＴＡ ＤＥＬＴＡ＝ＤＥＦ×ＰＯＲＴＡ ＲＴＩ
ＭＥ／３８４ となる。

【００１８】次に、図５に示す、Ｂタイマ２０Ｅによる
タイマインタラプトに応じて実行されるＢタイマインタ
ラプトルーチンについて説明する。このルーチンが起動
されると、まずステップ３００において、現在放音中の
楽音の音高（ＰＯＲＴＡ＿ＰＩＴＣＨ）がステップ２０
４（図４参照）で設定された目標の音高に到達している
か否かが判定される。目標の音高に到達していないとき
はステップ３０１に進み、現在放音中の楽音の音高（Ｐ
ＯＲＴＡ＿ＰＩＴＣＨ）を、ポルタメント幅ＰＯＲＴＡ
＿ＤＥＬＴＡ（図４、ステップ２０５参照）だけ変化さ
せ、新たなＰＯＲＴＡ＿ＰＩＴＣＨとして図２に示すワ
ークエリアＰＯＲＴＡ＿ＰＩＴＣＨに格納する。このＰ
ＯＲＴＡ＿ＰＩＴＣＨが目標とする音高を越えてしまっ
たときはＰＯＲＴＡ＿ＰＩＴＣＨの値が目標とする音高
に書き改められる。ステップ２０５の処理により、ポル
タメントの音高変化時間が４分音符に対応する場合には
ＰＯＲＴＡ＿ＲＴＩＭＥは“４”とされているため、Ｐ
ＯＲＴＡ＿ＤＥＬＴＡはポルタメント効果付与中の音高
と新たな楽音の音高との差の９６分の１となる。従っ
て、このステップの処理を９６回実行することにより、
生成される楽音の音高が目標の音高に到達することにな
る。タイマインタラプトルーチンの処理周期はタイミン
グクロックデータの入力周期の１／４であり、またタイ
ミングクロックデータは４分音符１個あたり２４個入力
されるものであるため、生成される楽音の音高が目標の
音高に到達するまでの時間は４分音符１個分となる。

【００１９】次にステップ３０２に進み、ＭＯＤの値
を、ＶＩＢ ＰＥＲＩＯＤの値を“１６”で除算した商
の値だけ増やす。ＶＩＢ ＰＥＲＩＯＤはパネル操作部
の操作により図示しない処理によってビブラートの変調
周期を示すデータが設定されている。ここでステップ３
０２の演算式の導出について説明する。ここでは前提要
件として、前述した前提要件を含め、 （ｆ）タイミングクロックデータは４分音符１個あたり
２４個とＭＩＤＩ規格で規定されている。 （ｇ）ステップ３００以後の音高を変化させる処理はタ
イミングクロックデータの入力周期の１／４の周期で実
行される（ステップ２０１参照）。 （ｈ）ビブラートの周期ＶＩＢ ＰＥＲＩＯＤは音符長
と同じ形式で値が設定される。例えば、４分音符なら
“４”が設定される。 （ｉ）ＭＯＤの値の変化の１周期がビブラートの１周期
を示す。なお、ＭＯＤは“０”〜“２３”の間で繰り返
す。 （ｊ）ＭＯＤの１回あたりの増分をここでは仮に“ＭＯ
Ｄ ＤＥＬＴＡ”と表わす。

【００２０】以上の前提のもとに、ＭＯＤの１周期内に
おける音高変化の回数Ｎは、（ｉ），（ｊ）より Ｎ＝２４／ＭＯＤ ＤＥＬＴＡ …（３） となる。一方、ＶＩＢ ＰＥＲＩＯＤに設定された時間
内の音高変化の処理回数もＮであり、（ｆ）〜（ｈ）よ
り、 Ｎ＝４／ＶＩＢ ＰＥＲＩＯＤ×２４×４ ＝３８４／ＶＩＢ ＰＥＲＩＯＤ …（４） となる。

【００２１】ここで“４／ＶＩＢ ＰＥＲＩＯＤ”は、
ＶＩＢ ＰＥＲＩＯＤに設定された音符の４分音符に対
する長さを示す。例えば１６音符なら１／４である。ま
た“２４×４”は前提（ｆ），（ｇ）より４分音符１個
あたりの音高変化処理回数である。式（３），（４）か
ら、 ２４／ＭＯＤ ＤＥＬＴＡ＝３８４／ＶＩＢ ＰＥＲＩ
ＯＤ 変形して、 ＭＯＤ ＤＥＬＴＡ＝２４×ＶＩＢ ＰＥＲＩＯＤ／３
８４＝ＶＩＢ ＰＥＲＩＯＤ／１６ となる。

【００２２】図５に戻り説明を続ける。ステップ３０３
ではＭＯＤが２４を越えているか否かが判定され、越え
ている場合はステップ３０４に進んでＭＯＤから２４が
減算される。これにより、ＭＯＤの値が０〜２３の間に
入るように制限される。これらの処理によりＭＯＤは図
６に示すように鋸波状に周期的に変化する。

【００２３】ビブラートの変調周期が１６分音符に対応
する場合にはＶＩＢ ＰＥＲＩＯＤは“１６”とされて
いるため、ＭＯＤは“１”づつ変化する。従って、ＭＯ
Ｄはタイマインタラプトルーチンを２４回処理する度に
元の状態に戻る。タイマインタラプトルーチンの処理周
期はタイミングクロックデータの入力周期の１／４であ
り、またタイミングクロックデータは４分音符１個あた
り２４個入力されるものであるため、ＭＯＤの２４回と
いう周期は１６分音符の長さに対応している。その後ス
テップ３０５に進む。ここで、ＲＯＭ１６Ｂには“０”
〜“２３”の値に対応して図７に示すような値が記憶さ
れているテーブルが設定されている。ステップ３０５で
は、ＭＯＤの値に基づいてこのテーブルを参照し、テー
ブルから読み出された値をＭＯＤ ＰＩＴＣＨに設定す
る。この処理によりＭＯＤ ＰＩＴＣＨの値は三角波状
に変化する。その後ステップ３０６において、放音中の
楽音の音高を、ＭＯＤ ＰＩＴＣＨの値とＰＯＬＴＡ
ＰＩＴＣＨの値とを加算した値に対応したものへ変化さ
せる。

【００２４】この処理の結果、放音される楽音の音高は
ＰＯＬＴＡ ＰＩＴＣＨに対応する音高を中心として設
定された音符の長さに対応する周期で三角波状に変化し
ビブラートが付与される。以上の処理により、ポルタメ
ント、ビブラート効果付与時の音高変化がタイミングク
ロックデータの入力周期の１／４毎に行なわれるため、
ポルタメントやビブラートなどの音高の変化速度がタイ
ミングクロックデータの入力周期によって自動的に決定
される。

【００２５】ここで、本実施例ではテンポクロックが入
力される周期よりも短い周期のタイミングで音高を変化
させたため滑らかな音高変化が得られるが、これと同じ
効果を得るためにテンポクロックを一層短い周期で入力
させ、テンポクロックが入力されるタイミングごとに音
高を変化させることも考えられる。しかし、この場合に
はＭＩＤＩ信号の単位時間あたりのデータ量が増大する
ため、通信や信号の処理に時間がかかるようになり好ま
しくない。本実施例によれば、このような不都合を防止
する効果もある。

【００２６】なお、本実施例においては、外部の例えば
自動演奏装置から供給されるＭＩＤＩ信号のみに基づい
て楽音を生成する楽音生成装置について説明したが、鍵
盤などの演奏操作手段を有し、この演奏操作手段からの
演奏データにも基づいて楽音を生成する楽音生成装置に
おいても本発明を適用できる。また、以上の実施例の記
載では、ポルタメント効果およびビブラート効果すなわ
ち時間経過に伴って変化させる楽音の特質として音高の
みを取り上げて説明したが、変化させる楽音の特質とし
ては音高に限定されず、音色、音量、変調深さ（周期的
に変化させる音高の変化幅）などとしてもよい。この場
合には、これらの特質を制御するためのエンベロープの
変化速度（エンベロープが生成される周期）、変調周期
（変調波形が生成される周期）がテンポクロックが入力
される周期に基づいて制御される。また、以上の実施例
においては、所定時間間隔ごとに所定の一定幅だけ音高
を変化させるようにしたため音高の変化は直線的に行わ
れるが、音高の変化が指数カーブとなるように音高を変
化させてもよい。

【００２７】尚、上記実施例ではポルタメントの音高変
化時間は現在の音高と目標の音高との差にかかわらず一
定となるようにしたが、音高変化速度のみがテンポクロ
ックの周期に対応し前記変化時間は前記差の大きさによ
って変化するようにしてもよい。また、上記実施例で
は、ポルタメントの変化時間およびビブラートの周期を
音符長に対応する数値で入力するようにしたが、タイミ
ングクロックデータの数を示す値として入力するように
してもよい。例えば、４分音符に相当する設定をする場
合には“２４”を、８分音符に相当する設定をする場合
には“１２”を入力するようにする。自動演奏装置にお
いては発音指示、消音指示などの送出タイミングはタイ
ミングクロックデータの数として定義されているので、
このような入力方法をとった場合にはポルタメントの変
化時間およびビブラートの周期が自動演奏装置における
タイミングを規定する数値と同じ形式となるため使用者
にとって把握しやすくなるという利点がある。

【００２８】さらに、上記実施例ではタイミングクロッ
クデータの間隔のうち最新のもののみに基づいて楽音の
特質の変化速度を制御するようにしているが、この間隔
を最新のもの以外に、例えば１つ前の間隔、２つ前の間
隔、３つ前の間隔をそれぞれ覚えるようにし、これらの
複数の間隔間で適当な重み付けを施した結果求められた
間隔にもとづいて前記制御を行うようにしてもよい。あ
るいは、前記制御を行なうために前回用いた間隔とタイ
ミングクロックデータの最新の間隔との間で所定の演算
を施し、演算結果を前記制御を行なうための間隔として
用いるようにしてもよい。これらの処理を行なった場合
はタイミングクロックデータの間隔を示すデータが急激
に変化した場合でも前記制御を行なうために使用される
間隔は滑らかに変化するようになる。

【００２９】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明の楽音制
御装置は、テンポクロックが入力される周期より短い周
期の内部クロックを生成し、この内部クロックの生成タ
イミングに応じて楽音の所定の特質を制御する制御情報
を所定の変化幅ずつ変化させ、この生成された制御情報
に基づいて上記所定の特質を制御するように構成したた
め、演奏テンポに合わせて、楽音の特質の変化速度を自
動的に設定するとともに、楽音の特質を滑らかに変化さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る楽音生成装置の概略ブ
ロック図である。

【図２】ＲＡＭ内のワークエリアを表した図である。

【図３】Ａタイマインタラプトルーチンのフローチャー
トである。

【図４】ＭＩＤＩインタラプトルーチンのフローチャー
トである。

【図５】Ｂタイマインタラプトルーチンのフローチャー
トである。

【図６】レジスタＭＯＤの値の変化状態を示す図であ
る。

【図７】ＲＯＭ内のテーブルに設定された値をグラフと
して示した図である。

【符号の説明】

１０ 楽音生成装置 １４ ＭＩＤＩ回路 １５ パネル操作部 １６ 制御部 １８ 音源部 ２０ 増幅器 ２２ スピーカ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外部から周期的に入力されるテンポクロ
   ックに基づいて、該テンポクロックが入力される第１の
   周期より短い第２の周期の内部クロックを生成する内部
   クロック生成手段と、 前記内部クロックの生成タイミングに応じて、楽音の所
   定の特質を制御する制御情報を一定の変化幅ずつあるい
   は順次変化する変化幅ずつ変化させる制御情報生成手段
   と、 生成された前記制御情報に基づいて前記所定の特質を制
   御する楽音制御手段とを備えたことを特徴とする楽音生
   成装置。