JPH096338A - 楽音制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 演奏者にとってより広い音楽表現が容易に行
える楽音制御装置を提供することを目的とする。 【構成】 ６連のピックアップ１０２ａは、６本の弦の
振動をそれぞれ検出して電気信号に変換し、その電気信
号は弦の振動情報としてＬＰＦ２０６、Ａ／Ｄコンバー
タ２０７を介してＤＳＰ２０５に入力される。ＤＳＰ２
０５は、各弦の振動情報を解析して演奏者が６本の弦に
対するストロークの方向、その速度を求め、該求めたこ
れらの情報、及びＣＰＵ２０３から送られた制御データ
を基に選択されているパラメータ（ビブラート等）の変
調の深さを決定し、この決定に従って発音の指示を波形
読出回路２０８、フィルタ２０９、エンベロープ発生器
２１０に対して行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数の振動体の振動状
態に応じて発音される楽音を制御するための技術に関す
る。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】例えば
振動体としての弦は、それを弾く指によっても音色が変
化することが知られている。ギターシンセサイザのよう
に振動体の振動に応じて楽音を電子的に発音させる楽器
の場合、演奏者は振動体を振動させる方法によって任意
に音色を変化させることが可能である。このため、この
ように楽音を制御する楽器は演奏テクニックを有する演
奏者にとって非常に魅力的な商品となっている。

【０００３】上記ギターシンセサイザは、振動体として
複数の弦を備え、各弦の振動は個々に検出される。ギタ
ーシンセサイザに搭載される楽音制御装置は、各弦毎に
検出したそれの振動状態に応じて個々に発音命令を生成
することにより、発音される楽音を制御する。これによ
り、弦の振動状態は楽音に反映され、演奏者は演奏法等
により音色の制御を行うことができ、他の電子楽器には
できない音色の表現が可能となる。

【０００４】しかし、アコースティックなギターを模擬
する一方では、様々な種類の楽音を生成（合成）できる
という機能の他に、エレクトロニクス技術を生かして、
アコースティックなギターでは不可能な音楽表現が行え
ることが望まれていた。

【０００５】本発明の課題は、演奏者にとってより広い
音楽表現が容易に行える楽音制御装置を提供することに
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の楽音制御装置
は、複数の振動体の振動を各々検出し、該検出した振動
状態に応じて発音命令を生成することにより、発音され
る楽音を制御するものであり、以下の手段を備える。

【０００７】先ず、振動検出手段は、複数の振動体の振
動状態をそれぞれ検出する。次に振動変化検出手段は、
振動検出手段が検出した各振動体の振動状態から、振動
体毎にその振動操作をそれぞれ検出する。制御手段は、
振動操作検出手段が各振動体毎に検出したそれぞれの振
動操作の開始タイミング間の関係に基づき、発音命令を
生成する。

【０００８】上記の構成において、制御手段は、振動操
作検出手段が各振動体毎に検出したそれぞれの振動操作
の開始タイミングから、複数の振動体において振動操作
が行われた操作方向を認識し、該認識した操作方向を基
に発音命令を生成する、ことが望ましい。また、制御手
段は、振動操作検出手段が各振動体毎に検出したそれぞ
れの振動操作の開始タイミングから、振動操作を検出し
た開始タイミングが前後するその間の時間差を求め、該
求めた時間差を基に発音命令を生成する、ことが望まし
い。

【０００９】また、振動操作検出手段は、振動検出手段
が検出した振動体の振動状態のなかから振幅のピーク値
を抽出し、該抽出したピーク値の変化から振動体に対す
る振動操作の開始タイミングを検出する、ことが望まし
い。

【００１０】

【作用】本発明の楽音制御装置は、複数の振動体に対す
る演奏者の操作、例えばこれら複数の振動体に対して操
作を行った順序（操作方向）、及び／或いは、その操作
を行った際の時間間隔（操作速度）に基づいて発音命令
を生成することにより、発音される楽音の制御を行う。

【００１１】各振動体の検出した機械振動を演奏情報と
する他に、各振動体に対して演奏者が行った操作を関連
させて新たに演奏情報を生成し、この生成した演奏情報
を基にして楽音を制御することにより、新たに生成した
演奏情報の量に応じてより広い音楽表現を容易に行える
ようになる。即ちエレクトロニクス技術を生かした新し
い音楽の創造も可能となる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
しながら詳細に説明する。図１は、本実施例が適用され
たギターシンセサイザのシステムの外観図である。

【００１３】図１に示すように、上記ギターシンセサイ
ザは、コントロール部であるギター１１０と、このコン
トロール部によって駆動される音源部１００とから構成
される。

【００１４】ギター１１０は、振動体として６本の弦１
１１、及び各弦１１１の振動状態を各々検出するための
３つの６連のピックアップ１１２を備えている。これら
のピックアップ１１２は、例えばコイルと永久磁石等か
らなり、弦１１１の振動を電気信号に変換する。並んで
配設されている３つのピックアップ１１２において、そ
の右端に位置するピックアップ１１２ａから出力された
電気信号はケーブル１２０を介し、音源部１００に送ら
れる。

【００１５】音源部１１２は、そのコンソール１０１上
に演奏者が各種設定を行うためのコンソールスイッチ群
１０２が設けられている。このコンソールスイッチ群１
０２により設定された条件に従い、ギター１１０（ピッ
クアップ１１２ａ）から入力した電気信号に応じて楽音
信号を生成する。

【００１６】図２は、上記音源部１００の構成のブロッ
ク図である。図２において、コンソール制御回路２０１
は、図１に示すコンソールスイッチ群１０２の各スイッ
チの操作状態を検出する。ＲＯＭ２０２は、ＣＰＵ２０
３が実行する各種プログラム、及び各種データを格納し
ている。ＣＰＵ２０３は、ＲＡＭ２０４を作業領域とし
て用いながら、このＲＯＭ２０２から読み出したプログ
ラムを実行し、音源部１００全体の制御を行う。また、
コンソール制御回路２０１から通知されるコンソールス
イッチ群１０２の操作状態に応じてモード設定等を行
い、ＤＳＰ２０５にその動作を指示する制御データを送
出する。

【００１７】ギター１１０のピックアップ１１２ａから
ケーブル１２０を介して音源部１００に入力した電気信
号は、ＬＰＦ２０６でその高周波成分が除去された後、
Ａ／Ｄコンバータ２０７でデジタルデータ（以降、振動
データと記す）に変換される。ＤＳＰ２０５は、Ａ／Ｄ
コンバータ２０７から入力した各弦１１１毎の振動デー
タ、及び上記ＣＰＵ２０３から入力した制御データを基
に、波形読出回路２０８、フィルタ２０９、及びエンベ
ローブ発生器２１０を制御する。

【００１８】ＰＣＭ−ＲＯＭ２１１は、各種波形データ
をＰＣＭ方式で格納している。ＤＳＰ２０５は波形読出
回路２０８に対し、ＰＣＭ−ＲＯＭ２１１から読み出す
波形データの種類を指示するとともに、それを読み出す
際の速度（ピッチ）を各弦１１１毎に対応させて指示す
る。波形読出回路２０８は、このＤＳＰ２０５からの指
示に従って、ＰＣＭ−ＲＯＭ２１１から波形データを読
み出す。

【００１９】フィルタ２０９は、波形読出回路２０８が
ＰＣＭ−ＲＯＭ２１１から読み出した波形データの周波
数成分をＤＳＰ２０５からの指示に従って除去し、周波
数特性を加工する。エンベローブ発生器２１０は、ＤＳ
Ｐ２０５からの指示に従い、フィルタ２０９から入力し
た各弦１１１毎の波形データにエンベロープを付加し、
音量を加工する。

【００２０】弦１１１は、基本振動の他に、この基本振
動の整数倍である高次の倍振動が合成した振動である。
その振動のエンベローブは、急激な立ち上がり、ゆるや
かな減衰となっている。これらは、音色を特徴づける重
要なファクタである。ＤＳＰ２０５は、弦１１１の振動
状態に応じてフィルタ２０９、及びエンベローブ発生器
２１０を制御することにより、演奏者が所望する音色に
波形データを加工する。言い換えれば、弦１１１の振動
状態を反映させた波形データを生成させる。なお、波形
読出回路２０８、フィルタ２０９、及びエンベローブ発
生器２１０によって発音される楽音の波形データを生成
することから、以降、これらをまとめて音源と記載する
ことにする。

【００２１】Ｄ／Ａコンバータ２１２は、エンベロープ
発生器２１０による処理が施された後の波形データを、
アナログの波形信号に変換する。出力回路２１３は、Ｄ
／Ａコンバータ２１２から入力した各弦１１１毎に対応
する波形信号を合成し、出力端子２１４に出力する。こ
の出力回路２１３により、６チャンネル（ギター１１０
が備えた弦１１１の本数は６）分の波形信号は、例えば
２チャンネル（ステレオ）の波形信号として出力され
る。

【００２２】上記ＤＳＰ２０５は、ＣＰＵ２０３からの
指示に応じて、各弦１１１が弾かれた際の時間差、演奏
者が６本の弦１１１を弾いた方向（ストロークした方
向）を検出し、これらの検出結果に基づいて、発音させ
る楽音を変調する制御を行う。発音される楽音の変調
は、例えばエンベロープ発生器２１０に送出する各種パ
ラメータ（これは発音命令に該当する）の値を変更する
ことで行われる。これらの具体的な動作については後述
する。

【００２３】以上が、本実施例が適用されたシステム
（ギターシンセサイザ）の構成、及びその概略動作であ
る。次に、動作フローチャート、及び説明図を参照しな
がら、各部の動作を詳細に説明する。

【００２４】始めに、図２に示すＣＰＵ２０３の制御動
作について説明する。図３は、このＣＰＵ２０３が実行
する全体処理の動作フローチャートである。この一連の
処理動作は、ＣＰＵ２０３が、ＲＯＭ２０２に格納され
ているプログラムを実行することで実現される。

【００２５】特には図示しない電源スイッチがオンされ
ると、先ず、ＲＡＭ２０４の内容の初期設定等を行う
（ステップ３０１）。その後、ステップ３０２〜３１０
において、コンソール制御回路２０１から入力したコン
ソールスイッチ群１０２の操作状態に応じて、ＤＳＰ２
０５に送出する各種パラメータを設定する処理を実行す
る。これら各種パラメータは、ＲＡＭ２０４内に変数と
して格納される。

【００２６】上記ステップ３０１に続くステップ３０２
では、変数Ｖｉｂｒａｔｏに、ビブラート設定の有無、
及びその深さを表す値を代入する。例えばこの変数Ｖｉ
ｂｒａｔｏには、０〜２５６の数値が代入され、ビブラ
ートが設定されていない場合には０が代入される。

【００２７】このステップ３０２に続くステップ３０３
では、変数Ｃｕｔｏｆｆに、フィルタ２０９のカットオ
フ周波数を表す値を代入する。例えばこの変数Ｃｕｔｏ
ｆｆには、カットオフ周波数の高さに応じて０〜２５６
の数値が代入される。

【００２８】このステップ３０３に続くステップ３０３
〜３０４では、発音させる楽音のエンベローブの全体的
な形を決定する変数Ｌｅｖｅｌ、Ａｔｔａｃｋ、Ｒｅｌ
ｅａｓｅにそれぞれ値を代入する。変数Ｌｅｖｅｌは、
音量の全体的な大きさ（レベル）、変数Ａｔｔａｃｋは
エンベロープにおける立ち上がり時間、変数Ｒｅｌｅａ
ｓｅはリリース時間を制御するための変数であり、例え
ば０〜２５６の間の数値が代入される。

【００２９】ステップ３０６に続くステップ３０７〜３
０８では、弦１１１に対して演奏者が操作（ピッキン
グ）を行った方向毎に、そのときのストロークの速度に
応じて楽音を変調する深さを表す値を変数Ｕｐ Ｄｅｐ
ｔｈ、Ｄｏｗｎ Ｄｅｐｔｈにそれぞれ代入する。変数
Ｕｐ Ｄｅｐｔｈには音高が高いほうから低いほうへ演
奏者が弦１１１を操作したときの変調の深さ、変数Ｄｏ
ｗｎ Ｄｅｐｔｈにはその反対の方向に弦１１１を操作
したときの変調の深さを表す値がそれぞれ代入される。

【００３０】ステップ３０８に続くステップ３０９〜３
１０では、上記ステップ３０７〜３０８で値を代入した
変数によってその変調の深さが制御される音色のパラメ
ータ（ビブラート、カットオフ周波数等）を設定する。
具体的には、ステップ３０９において、変数Ｄｏｗｎ
Ｄｅｐｔｈにより制御されるパラメータを示す値が変数
Ｄｏｗｎ Ｐａｒａｍｅｔｅｒに、また、ステップ３１
０において、変数ＵｐＤｅｐｔｈにより制御されるパラ
メータを示す値が変数Ｕｐ Ｐａｒａｍｅｔｅｒに、そ
れぞれ代入される。

【００３１】上述したステップ３０２〜３１０の処理を
実行することにより、ＣＰＵ２０３からＤＳＰ２０５に
受け渡す制御データが生成され、そのデータはそれぞれ
各変数に代入される。これら各変数に代入された値は、
ステップ３１０に続くステップ３１１において、所定の
形式でＤＳＰ２０５に送られる。その後、ステップ３０
２に戻り、以降の処理を同様に繰り返し実行する。

【００３２】このようにして、ＣＰＵ２０３は、コンソ
ールスイッチ群１０２に対する演奏者の操作に応じてＤ
ＳＰ２０５に受け渡す制御データを生成する。他方のＤ
ＳＰ２０５は、ＣＰＵ２０３から受け取ったこれらのデ
ータを基に、ピックアップ１１２ａが検出した弦１１１
振動から楽音波形の生成、及びその変調を行う。

【００３３】次に、ＤＳＰ２０５の動作について詳細に
説明する。図４は、このＤＳＰ２０５が実行する全体処
理の動作フローチャートである。電源スイッチがオンさ
れると、先ず、楽音読出回路２０８、フィルタ２０９、
エンベロープ発生器２１０等の各部を初期化する（ステ
ップ４０１）。この初期化が終了すると、続くステップ
４０２では、ＣＰＵ２０３との交信を行う。このＣＰＵ
２０３との交信は、ＣＰＵ２０３が実行する図３のステ
ップ３１１の処理に対応するＤＳＰ２０５側の処理であ
る。この処理により、ＣＰＵ２０３から制御データがＤ
ＳＰ２０５に受け渡される。

【００３４】ＣＰＵ２０３との交信が終了すると、次に
ステップ４０３において、ピックアップ１０２ａが検出
した弦１１１振動を波形として取り込む波形取り込み処
理を実行する。続くステップ４０４では、取り込んだ波
形のピーク（これは波形のエンベロープに対応する）を
検出するピーク検出処理を実行し、その後、ステップ４
０５の処理に移行する。

【００３５】ステップ４０５では、上記ステップ４０４
の処理により検出した波形のピーク値から弦１１１の振
動が増大する変化を検出するアタック検出処理を実行す
る。続くステップ４０６では、ステップ４０４の処理で
検出したピーク値からその弦１１１の振動のピッチ（音
高）を検出するピッチ検出処理を実行する。その後、ス
テップ４０７の処理に移行する。

【００３６】ステップ４０７では、上述したステップ４
０３〜４０６の処理により検出した弦１１１の振動状態
に応じた発音処理を実行する。この発音処理が終了した
後、ステップ４０２の処理に戻ってそれ以降の処理を同
様に繰り返し実行する。後述するように、この発音処理
では、検出した弦１１１振動に応じて生成した楽音波形
に対し、弦１１１の振動の変化が発生した方向等に応じ
てそれを変調する処理が行われる。

【００３７】上記したステップ４０３〜４０７の各処理
について、図５〜図１３を参照して詳細に説明する。図
５は、ステップ４０３の波形取り込み処理の動作フロー
チャートである。この波形取り込み処理は、ＤＳＰ２０
５が、ＬＰＦ２０６、Ａ／Ｄコンバータ２０７を介して
入力したピックアップ１１２ａからの検出信号（振動デ
ータ）を、特には図示しない内部の記憶領域に格納する
ことで実現される処理である。

【００３８】先ず、ステップ５０１では、変数ｎに１を
代入する。本実施例が適用されたシステムにおいて、ギ
ター１１０は６本の弦１１１を備えている。この変数ｎ
は、これら６本の弦１１１の各振動状態を時分割的に取
り込むための変数である。

【００３９】ステップ５０１に続くステップ５０２で
は、Ａ／Ｄコンバータ２０７がデジタル信号に変換した
ピックアップ１１２ａ出力（ＡＤｎ）を、変数ＨＡｎに
代入するとともに、このときの変数Ｔの値を変数ＨＴｎ
に代入する。上記したＡＤｎ、ＨＡｎ、ＨＴｎにおける
ｎは、変数ｎの現在値を表している（以降、同様）。ま
た、変数Ｔは、後述するタイマインタラプト処理によっ
てその値がインクリメントされる、現在時刻を表す値が
代入されている変数である。

【００４０】上記ステップ５０２の処理が終了すると、
続くステップ５０３では、変数ｎをインクリメントす
る。このインクリメントが終了すると、ステップ５０４
において、変数ｎの値が７か否か判定する。変数ｎの値
が７の場合、その判定はＹＥＳとなって一連の処理が終
了する。そうでない場合、その判定はＮＯとなってステ
ップ５０２の処理に戻る。

【００４１】このように、ステップ５０２〜５０４の処
理を繰り返し行うことで、波形（振動）を取り込む対象
となる弦１１１をその隣に移しながら、対応するＡ／Ｄ
コンバータ２０７の出力データ（即ち振動データ）が順
次格納される。

【００４２】次に、上記ステップ４０４のピーク検出処
理について、図６に示すその動作フローチャートを参照
して説明する。このピーク検出処理は、各弦１１１毎
に、上記波形取り込み処理によって取り込まれた波高値
（振幅値）のなかからピーク値に該当するものを抽出す
る処理である。ピーク値を抽出し、各弦１１１の振動状
態の変化をそのエンベロープから判断することにより、
振動状態の変化を正確、且つ容易に把握することが可能
となる。

【００４３】弦１１１に実際に発生する振動は、基本モ
ードの他に高次モードの振動が合成したものであるの
で、そのピーク値の抽出には高次モードの振動を考慮し
た処理が必要である。しかし、ここでは説明を簡単にす
るため、弦１１１には基本モードの振動が発生するとし
て、その基本的な処理内容を説明する。

【００４４】先ず、ステップ６０１では、変数ｎに１を
代入する。この処理に続くステップ６０２では、変数Ｈ
Ａｎから変数ＦＨＡｎを引いた値を変数Ｄｎ（＝ＨＡｎ
−ＦＨＡｎ）に代入する処理を実行する。上記したよう
に、変数ＨＡｎには変数ｎが示す弦１１１の現在（最
新）の波高値が代入されており、一方の変数ＦＨＡｎに
はその一つ前の波高値が代入されている。従って、この
ステップ６０２の処理により、変数Ｄｎには波高値の差
分値が代入される。

【００４５】ステップ６０２に続くステップ６０３で
は、現在（最新）の差分値が代入されている変数Ｄｎの
符号とその一つ前の差分値が代入されている変数ＦＤｎ
の符号が等しくないか否か判定する。これら２つの変数
に代入されている値の符号が異なる場合、その判定はＹ
ＥＳとなり、ピーク値を検出したとしてステップ６０４
の処理に移行する。反対にこれらの変数の符号が等しい
場合、その判定はＮＯとなってステップ６０８の処理に
移行する。

【００４６】ステップ６０４では、変数ＦＨＡｎの値を
配列変数である変数ＰＬｎ（ｍｎ）に、また、変数ＦＨ
Ｔｎの値を同じく配列変数である変数ＰＴｎ（ｍｎ）に
各々代入する。本実施例では、振動のピッチ等を検出す
るために、所定期間、波形のピーク値を保持するように
しており、上記ｍｎは、そのための変数である。後述す
るように、その値の範囲は０〜２５６としている。

【００４７】上記ステップ６０４の処理が終了すると、
次にステップ６０５において、変数ＰＦｎに１、変数ｍ
ｎをインクリメントする処理を行う。上記変数ＰＦｎ
は、波形のピーク値を検出したか否かを示すフラグとし
て用いられる変数である。このステップ６０５の処理が
終了すると、ステップ６０６の処理に移行する。

【００４８】ステップ６０６では、変数ｍｎの値が２５
６か否か判定する。変数ｍｎの値が２５６と判定する
と、ステップ６０７で変数ｍｎに０を代入した後、ステ
ップ６０８の処理に移行する。その値が２５６ではない
と判定すると、このままステップ６０８の処理に移行す
る。

【００４９】ステップ６０８では、次にピーク検出処理
を実行する際に必要となる変数の更新を行う。具体的に
は、変数ＨＡｎの値を変数ＦＨＡｎに、変数Ｄｎの値を
変数ＦＤｎに、また、変数ＨＴｎの値を変数ＦＨＴｎに
それぞれ代入する。

【００５０】ステップ６０８に続くステップ６０９で
は、変数ｎをインクリメントする。その後、ステップ６
１０において、変数ｎの値が７か否か、即ち全ての弦１
１１に対してそのピーク値の検出を行ったか否か判定す
る。変数ｎの値が７であった場合、その判定はＹＥＳと
なって一連の処理を終了する。そうでない場合、その判
定はＮＯとなってステップ６０２の処理に戻る。

【００５１】このように、ピーク検出処理では、所定の
時間間隔毎に検出した波高値間の差分値からピーク値を
検出する。上記したように、このピーク検出処理は弦１
１１に発生した基本モードのピーク値を検出するもので
ある。しかし、基本モードの他に高次モードが合成した
振動が弦１１１上に発生していても、その全体的な処理
の流れは同じである。

【００５２】次に、図４に示すステップ４０５のアタッ
ク検出処理について説明する。上述したように、図２に
おいて、波形読出回路２０８がＰＣＭ−ＲＯＭ２１１か
ら読み出した波形の波高値は、フィルタ２０９を介して
エンベロープ発生器２１０に入力され、ここでエンベロ
ープが付加される。アタック検出処理は、この付加させ
るエンベロープの最初の部分であるアタックをかけるタ
イミング、即ち楽音の発音を開始するタイミングを検出
する処理である。

【００５３】先ず、ステップ７０１では、変数ｎに１を
代入する。続くステップ７０２では、変数ＨＡｎの絶対
値が所定値α以上か否か、即ち現在の波高値は所定値α
以上であるか否か判定する。弦１１１の間では、その大
きさは小さいが、振動エネルギの授受が発生する。その
一方では、弦１１１の振動を電気信号で扱うことから、
ノイスの発生は完全には回避することはできない。この
ため、本実施例では、所定値αを設定し、変数ＨＡｎの
絶対値が所定値αより小さい場合、この変数ＨＡｎに対
応する弦１１１は振動していないとしている。変数ＨＡ
ｎに対応する弦１１１が振動していない（ピックアップ
１１２ａからの検出信号が無信号状態）と判定した場
合、図８のステップ７０６の処理に移行し、そうでない
と判定した場合、ステップ７０３の処理に移行する。

【００５４】ステップ７０３では、変数ＴＭｎの値が所
定値βより大きいか否か判定する。この変数ＴＭｎは、
後述するタイマインタラプト処理により、変数ｎが示す
弦１１１の無振動状態の期間を計測した値が代入された
変数である。このステップ７０３において、変数ＴＭｎ
の値が所定値βよりも大きいと判定した場合、ステップ
７０４の処理に移行し、そうでないと判定した場合、ス
テップ７０８の処理に移行する。ステップ７０４では、
変数ＡＦｎに、アタックを検出した旨を表す１を代入
し、その後、ステップ７０５の処理に移行する。

【００５５】図９は、本実施例におけるアタックの検出
方法の説明図である。図９において、弦１１１の振動状
態の時間変化はエンベロープで表しており、また、図中
のｍｎは現在の時刻、ｍｎ−１はその一つ前にピーク値
を検出した時刻を表している。これは、その他の時刻に
おいても同様である。

【００５６】図９（ａ）は、上記ステップ７０２〜７０
４の処理によって検出されるアタックの例を示してい
る。弦１１１のアタックとは、弦１１１がそれまでの振
幅よりも大きく変化することであり、実際には演奏者が
弦１１１を弾く（ピッキング）ことでアタックが発生す
る。図９（ａ）に示すように、弦１１１の無振動状態を
一定時間以上検出した後にその弦１１１の振動が大きく
なった（所定値αよりも）場合、その大きくなった振動
を検出次第、アタックが発生したと判定する。

【００５７】図７に戻り、ステップ７０５以降の処理に
ついて説明する。ステップ７０５では、現在時刻を表す
値が代入されている変数Ｔの値を変数ＴＡｎに代入する
とともに、変数ＴＭｎに０を代入する。この変数ＴＡｎ
は、６本の弦１１１におけるアタックが検出された位置
の移動方向を判定するために用いられる。このステップ
７０５の処理が終了すると、図８のステップ７０６の処
理に移行する。

【００５８】ステップ７０６では、変数ｎをインクリメ
ントする。その後、ステップ７０７において、変数ｎの
値が７か否か判定する。変数ｎの値が７の場合、その判
定はＹＥＳとなって一連の処理は終了する。反対にその
値が７ではない場合、その判定はＮＯとなってステップ
７０２の処理に戻る。

【００５９】ステップ７０３で変数ＴＭｎの値が所定値
β以下と判定すると、次にステップ７０８の処理が実行
される。このステップ７０８では、変数ＰＦｎの値が１
か否か、即ち上記ステップ４０３で取り込んだ波形はピ
ーク値であるか否か判定する。変数ＰＦｎの値が１であ
った場合、その判定はＹＥＳとなってステップ７１０の
処理に移行する。そうでない場合、その判定はＮＯとな
り、図８のステップ７０９の処理に移行する。ステップ
７０９では、変数ＡＦｎ、及び変数ＴＭｎに０を各々代
入し、その後、ステップ７０６の処理に移行する。

【００６０】他方のステップ７１０では、変数ＰＬｎ
（ｍｎ）の絶対値、即ち現在のピーク値の絶対値を配列
変数である変数ＣＬＥＶＥＬ（ｎ）に代入する。これに
続くステップ７１１では、変数ＰＬｎ（ｍｎ−１）〜Ｐ
Ｌｎ（ｍｎ−γ−１）のなかで最もレベルの大きい値の
絶対値を配列変数ＬＬＥＶＥＬ（ｎ）に代入する。この
ステップ７１１の処理が終了すると、ステップ７１２に
おいて、それぞれ値が代入された変数ＣＬＥＶＥＬ
（ｎ）と変数ＬＬＥＶＥＬ（ｎ）の大小関係を判定す
る。この判定処理は、現在対象としている弦１１１の振
幅が増大する方向に変化しているか否かを判定するため
の処理である。変数ＣＬＥＶＥＬ（ｎ）の値が変数ＬＬ
ＥＶＥＬ（ｎ）の値よりも小さい場合、その判定はＹＥ
Ｓとなって図８のステップ７０９の処理に移行する。そ
うでない場合、即ち弦１１１の振幅は増大する方向に変
化している場合、その判定はＮＯとなって図８のステッ
プ７１３の処理に移行する。

【００６１】ステップ７１３では、上記変数ＣＬＥＶＥ
Ｌ（ｎ）と変数ＬＬＥＶＥＬ（ｎ）の比（＝ＣＬＥＶＥ
Ｌ（ｎ）／ＬＬＥＶＥＬ（ｎ））を算出し、この算出し
た比の値を変数Ａに代入する。その後、ステップ７１４
において、この変数Ａの値は所定値δより大きいか否か
判定する。変数Ａの値が所定値δより大きい場合、その
判定はＹＥＳとなってステップ７１５の処理に移行す
る。そうでない場合、その判定はＮＯとなってステップ
７０９の処理に移行する。

【００６２】図９（ｂ）、及び（ｃ）は、ある時間内に
おけるピーク値の変化からアタックを検出する方法を示
している。上述したように、図９（ｂ）、及び（ｃ）に
おいて、ｍｎは現在時刻、ｍｎ−１は一つ前のピーク値
を検出したときの時刻、ｍｎ−γ−１は現在時刻からγ
−１前のピーク値を検出したときの時刻を表す。時刻ｍ
ｎ−γ−１から時刻ｍｎ−１の間は、現在時刻ｍｎのピ
ーク値と比較する対象を抽出する区間（比較区間）であ
る。

【００６３】本実施例では、図９（ｂ）に示すように、
弦１１１の振幅値が短時間の間に急激に増大した場合、
アタックが発生したと判定する。その一方では、図９
（ｃ）に示すように、弦１１１の振幅値がなだらかに増
大した場合、アタックが発生したとは判定しない。

【００６４】発音される楽音の音量レベルは、付加され
るエンベロープに応じて変化するが、アタックをかけた
場合、その音量レベルは大きく変化する。このことか
ら、演奏者がアコースティックな楽器を演奏している感
覚を持てるように、演奏者がそれまでの振動状態を大き
く変化させるように弦１１１を弾いた場合、アタックが
発生したと判定するようにしている。アタックが発生し
たか否かの判定を行うための所定値δは、予め定めた値
に固定してもよいが、演奏者が様々な演奏を行えるよう
に、任意に設定できるようにすることが望ましい。ま
た、比較区間を決定する所定値γは、ノイズの発生量、
及びその発生頻度等を考慮して設定する。これらの所定
値γ、δを適正な値にすることにより、誤動作等を低減
する効果が期待できる。

【００６５】ステップ７１５では、アタックを検出した
旨を示す１を変数ＡＦｎに代入する。これに続くステッ
プ７１６では、変数ＴＡｎに変数Ｔの値を代入するとと
もに、変数ＴＭｎに０を代入する。これらの変数に対し
てそれぞれ値を代入した後、ステップ７０６の処理に移
行する。

【００６６】このように、アタック検出処理では、弦１
１１の振動状態を監視しながら、無振動とみなす状態が
継続した時間、その振動の振幅の変化の大きさを基にア
タックを検出する。なお、本実施例では、振動のピーク
値の比からアタックを判定（検出）しているが、ピーク
値の差からアタックを検出してもよく、これらを組み合
わせてアタックを検出するようにしてもよい。

【００６７】次に、上記アタック検出処理に続いて行わ
れるステップ４０６のピッチ検出処理（図４参照）につ
いて説明する。このピッチ検出処理は、各弦１１１の振
動状態に応じた音高で楽音を発音するために行われる処
理であり、ピーク値間の時間間隔を基に各弦１１１の振
動周波数を検出する。図１０は、その動作フローチャー
トである。

【００６８】先ず、ステップ１００１では、変数ｎに１
を代入する。これに続くステップ１００２では、変数Ｐ
Ｆｎの値が１か否か、即ちステップ４０３の波形取り込
み処理で取り込んだ波高値はピーク値であるか否か判定
する。変数ＰＦｎの値が１の場合、その判定はＹＥＳと
なってステップ１００３の処理に移行する。そうでない
場合、その判定はＮＯとなってステップ１００９の処理
に移行する。

【００６９】ステップ１００３では、２５６の配列を有
する変数ＰＬｎのなかで最もレベル（値）の大きいもの
をポインタ指定し、その指定した変数ＰＬｎ、及びそれ
に対応する変数ＰＴｎの値をそれぞれ変数ＰＬｍａｘ、
ＰＴｍａｘに代入する。これら変数に対する値の代入が
終了すると、続くステップ１００４では、ポインタを移
動させて隣接する変数ＰＬｎ、ＰＴｎを指定する。配列
を有する変数ＰＬｎ、ＰＴｎに対するポインタ指定、及
び移動は、変数ｍｎに該当する値を代入することにより
行われる。

【００７０】ステップ１００４に続くステップ１００５
では、ステップ１００４で指定した変数ＰＬｎの値が０
か否か判定する。ピーク値からピッチを検出するために
は、ピーク値が２つ以上変数ＰＬｎ（ＰＴｎ）に代入さ
れている必要がある。ステップ１００４で指定した変数
ＰＬｎの値が０であった場合、ピッチを検出するための
データがないと判定、即ちその判定はＹＥＳとなってス
テップ１００９の処理に移行する。そうでない場合、そ
の判定はＮＯとなってステップ１００６の処理に移行す
る。

【００７１】ステップ１００６では、ステップ１００４
で指定した変数ＰＬｎの符号は変数ＰＬｍａｘの符号と
同じであるか否か判定する。これら変数の符号が同じ場
合、その判定はＹＥＳなってステップ１００７の処理に
移行する。そうでない場合、その判定はＮＯとなってス
テップ１００４の処理に戻る。

【００７２】ステップ１００７では、ステップ１００４
で指定した変数ＰＬｎの値が、変数ＰＬｍａｘの１／２
以上の値であるか否か判定する。変数ＰＬｍａｘには変
数ＰＬｎのなかの最大値が代入されていることから、ス
テップ１００４で指定した変数ＰＬｎの値は変数ＰＬｍ
ａｘの値以下である。ステップ１００４で指定した変数
ＰＬｎの値が変数ＰＬｍａｘの１／２以上の値であった
場合、その判定はＹＥＳとなってステップ１００８の処
理に移行する。そうでない場合、その判定はＮＯとなっ
てステップ１００４の処理に移行する。

【００７３】上記ステップ１００４〜１００７の処理を
繰り返し行うことにより、ピッチを検出するための他方
のピーク値（もう一つは変数ＰＬｍａｘに代入されてい
るピーク値である）を検索し、ステップ１００７でＹＥ
Ｓと判定することで、この他方のピーク値が確定する。

【００７４】ステップ１００８では、確定した２つのピ
ーク間の時間間隔、即ちステップ１００４で指定された
ＰＴｎ（ｍｎ）−ＰＴｍａｘの値に基づいてピッチを算
出し、これを配列変数ＣＰＩＴＣＨ（ｎ）に代入する。
その後、ステップ１００９の処理に移行する。

【００７５】ステップ１００９では、変数ｎをインクリ
メントする。このインクリメントが終了すると、続くス
テップ１０１０において、変数ｎの値が７か否か判定す
る。変数ｎの値が７の場合、その判定はＹＥＳとなり、
一連の処理が終了する。そうでない場合、その判定はＮ
Ｏとなってステップ１００２の処理に戻り、他の弦１１
１の振動状態からそのピッチの検出を行う。

【００７６】このように、ピッチ検出処理では、各弦１
１１毎に、その振動の１周期に対応する２つのピーク値
を特定し、この２つのピーク値を取り込んだ時間間隔を
基に各弦１１１のピッチを算出する。

【００７７】次に、上記ピッチ検出処理に続いて実行さ
れるステップ４０７の発音処理（図４参照）について説
明する。この発音処理は、ＤＳＰ２０５が、各弦１１１
毎の振動状態に応じて音源（波形読出回路２０８、フィ
ルタ２０９、及びエンベロープ発生器２１０）を制御
し、発音させる楽音の波形データを生成させる処理であ
る。図１１はその動作フローチャートである。

【００７８】先ず、ステップ１１０１では、変数ｎに１
を代入する。これに続くステップ１１０２では、変数Ａ
Ｆｎの値が１か否か、即ちアタックを検出したか否か判
定する。アタックを検出した場合、即ち演奏者が現在対
象としている弦１１１を弾いた場合、その判定はＹＥＳ
となってステップ１１０８の処理に移行する。そうでな
い場合、その判定はＮＯとなってステップ１１０３の処
理に移行する。

【００７９】ステップ１１０３では、この時点で最新の
ピーク値である変数ＰＬｎ（ｍｎ−１）の値を変数ＣＬ
ＥＶＥＬ（ｎ）に代入する。その後、ステップ１１０４
において、この変数ＣＬＥＶＥＬ（ｎ）の値が前述の所
定値αよりも小さいか否か判定する。変数ＣＬＥＶＥＬ
（ｎ）の値が所定値αよりも小さい場合、その判定はＹ
ＥＳとなり、ステップ１１０５において、弦番号ｎ（変
数ｎの値）の音源に対してリリース指示を行った後、ス
テップ１１０６の処理に移行する。そうでない場合、こ
のままステップ１１０６の処理に移行する。

【００８０】弦１１１の振動のピーク値から楽音の発音
をリリースさせるか否か判定することにより、振動（波
形）を取り込んだタイミングによって誤ったリリースの
指示を行うことが回避される。

【００８１】ステップ１１０６では、変数ｎをインクリ
メントする。その後、ステップ１１０７において、変数
ｎの値は７か否か判定する。変数ｎの値が７の場合、そ
の判定はＹＥＳとなり、一連の処理が終了する。そうで
ない場合、その判定はＮＯとなってステップ１１０２の
処理に戻る。

【００８２】アタックを検出、即ち変数ＡＦｎに１が代
入されていた場合、ステップ１１０８〜１１１７の処理
が行われる。先ず、ステップ１１０８では、各弦１１１
のアタックを検出した時刻が代入されている変数ＴＡ1
〜ＴＡ6 のなかから、今回のアタックを検出した弦１１
１以外で最も最近の時刻を検索し、この検索した時刻を
変数Ｔ0 に代入する。続くステップ１１０９では、今回
のアタックの時刻を変数Ｔn に代入する。変数Ｔn への
値の代入が終了すると、ステップ１１１０で変数Ｔn か
ら変数Ｔ0 を引いた値を変数Ｄに代入した後、ステップ
１１１１の処理に移行する。弦１１１の振動の取り込み
は、非常に短い時間間隔で繰り返し行われる。このた
め、変数Ｔ0 に代入した時刻は今回のアタックを検出し
た時刻よりも過去となり、変数Ｄの符号は正である。

【００８３】ステップ１１１１では、最も最近アタック
が検出された弦番号は今回のアタックの弦番号よりも小
さいか否か、即ち変数Ｔ0 に代入した時刻でアタックを
検出した弦１１１の番号は変数ｎで表される弦番号より
も小さいか否か判定する。このステップ１１１１の判定
処理により、演奏者が６本の弦１１１に対して弾いた方
向が検出される。最近アタックを検出した弦番号は今回
の弦番号よりも小さい場合、即ち音高が低いほうから高
いほうに演奏者が弦１１１を弾いた（ダウンストローク
した）場合、その判定はＹＥＳとなり、ステップ１１１
２の処理に移行する。そうでない場合、即ち演奏者がア
ップストロークした場合、その判定はＮＯとなってステ
ップ１１１４の処理に移行する。

【００８４】ステップ１１１２、１１１３では、ダウン
ストロークに応じて楽音を変調させるための設定が行わ
れる。先ず、ステップ１１１２では、ＣＰＵ２０３から
送られた変数Ｄｏｗｎ Ｄｅｐｔｈと変数Ｄの値から変
調値（変数）Ｍを求める。この変調値Ｍは、例えば予め
用意した変調カーブテーブルから変数Ｄに対応する変調
率を読み出し、該読み出した変調率を変数Ｄｏｗｎ Ｄ
ｅｐｔｈの値に応じて修正することで求める。図１２
は、この変調カーブテーブル例を示す図である。

【００８５】ステップ１１１２に続くステップ１１１３
では、Ｄｏｗｎ Ｐａｒａｍｅｔｅｒとして選択してい
るパラメータ（ビブラート等）を上記変調値（変数）Ｍ
の値によって変調、即ち選択しているパラメータを変調
する深さを設定する。その後、ステップ１１１６の処理
に移行する。

【００８６】他方のステップ１１１４、１１１５では、
アップストロークに応じて楽音を変調させるための設定
が行われる。先ず、ステップ１１１４では、ＣＰＵ２０
３から送られた変数Ｕｐ Ｄｅｐｔｈと変数Ｄの値から
変調値（変数）Ｍを求める。このときの変調値Ｍも、例
えば予め用意した変調カーブテーブルから変数Ｄに対応
する変調率を読み出し、該読み出した変調率を変数Ｄｏ
ｗｎ Ｄｅｐｔｈの値に応じて修正することで求める。

【００８７】ステップ１１１４に続くステップ１１１５
では、Ｕｐ Ｐａｒａｍｅｔｅｒとして選択しているパ
ラメータを上記変調値（変数）Ｍの値によって変調、即
ち選択しているパラメータを変調する深さを設定する。
その後、ステップ１１１６の処理に移行する。

【００８８】ステップ１１１６では、ステップ１１１
２、１１１３、或いはステップ１１１４、１１１５の処
理で設定した各種パラメータに基づいて、音源に発音開
始指示を行う。続くステップ１１１７では変数ＡＦｎに
０を代入し、その後、ステップ１１０６の処理に移行す
る。

【００８９】上記ステップ１１１６では、例えば楽音読
出回路２０８にはＰＣＭ−ＲＯＭ２１１から波形データ
を読み出す速度として変数ＣＰＩＴＣＨの各値が送ら
れ、フィルタ２０９、エンベロープ発生器２１０にはス
トロークの方向、及びその速度に応じて変調の深さを変
更したパラメータの値が送られる。変調を行う対象（パ
ラメータ）がビブラートであった場合、楽音読出回路２
０８に送られる上記変数ＣＰＩＴＣＨの値はストローク
の方向、及びその速度に応じて増減される。これによ
り、エンベロープ発生器２１０から出力される最終的な
波形データは、弦１１１に対するストロークの方向、及
びその速度が反映されたものとなる。

【００９０】このようにして、ストロークの方向、及び
ストロークの速さに応じて楽音は変調される。このた
め、演奏者は複数の弦１１１に対する弾き方によって発
音させる楽音を任意に変調することができる。ストロー
クの方向、及びストロークの速さの何方か一方のみを採
用しても、演奏者は従来より広範囲の音楽表現を容易に
行うことが可能であるが、本実施例ではこれらを組み合
わせているので、更に広範囲の音楽表現が容易となって
いる。

【００９１】なお、ストロークの方向、及びストローク
の速さの他に、更にアタックを検出した弦１１１の位置
（番号）を組み合わせてもよい。また、変調の深さだけ
でなく、変調する対象を演奏者が弦１１１に対する弾き
方（ストロークの速度、ストロークした弦１１１の数、
及びその位置等。本実施例ではストロークの方向だけで
ある）で変更できるようにしてもよい。このように、本
発明は、様々な変形を行うことができるものである。こ
の一方では、本実施例で挙げている変調する対象はビブ
ラート、カットオフ周波数であるが、これに限定するも
のではなく、本発明が適用された機器の機能に応じて変
調する対象は選択すれば良い。この場合においても、演
奏者は変調する対象、その変調の深さ等の設定は演奏者
が任意に行えるようにすることが望ましい。

【００９２】次に、タイマインタラプト処理について説
明する。このタイマインタラプト処理は、上述したよう
に、弦１１１の無振動状態が継続した期間、また、各弦
１１１のアタックが発生した時刻差を検出するために、
変数Ｔ、変数ＴＭｎの更新を行う割り込み処理であり、
所定時間間隔毎に実行される。図１３はその動作フロー
チャートである。

【００９３】先ず、ステップ１３０１では、変数Ｔをイ
ンクリメントする。このインクリメントが終了すると、
続くステップ１３０２において、インクリメント後の変
数Ｔの値は予め定めた最大値ｍａｘと等しいか否か判定
する。変数Ｔの値が最大値ｍａｘと等しかった場合、そ
の判定はＹＥＳとなり、ステップ１３０３で変数Ｔに０
を代入した後、ステップ１３０４の処理に移行する。そ
うでない場合、その判定はＮＯとなり、次にステップ１
３０４の処理を実行する。

【００９４】このように、変数Ｔは０から最大値ｍａｘ
の間の値を繰り返して変更される。このため、弦１１１
のアタックの発生時刻の比較は、現在の値を基準として
行われる。

【００９５】ステップ１３０４では、変数ｎに１を代入
する。これに続くステップ１３０５では、変数ＴＭｎを
インクリメントし、その後、ステップ１３０６で変数ｎ
をインクリメントする。変数ｎのインクリメントが終了
すると、ステップ１３０７で変数ｎの値は７であるか否
か判定する。変数ｎの値が７の場合、その判定はＹｅｓ
となって一連の処理を終了する。そうでない場合、その
判定はＮＯとなってステップ１３０５の処理に戻り、他
の変数ＴＭｎのインクリメントを継続して行う。

【００９６】なお、本実施例は、弦１１１を振動体とす
るギターシンセサイザに本発明を適用したものである
が、これに限定したものではない。本発明は、複数の振
動体の機械振動をそれぞれ検出し、各振動体の振動状態
に応じてそれぞれ楽音を発音するものであれば広く適用
することができる。また、本実施例はコントロール部
（ギター１１０）、及び音源部１００を備えて構成され
たシステム（ギターシンセサイザ）に適用したものであ
るが、コントロール部に本発明を適用し、音源部にＭＩ
ＤＩ等で発音命令を送出するようしてもよい。

【００９７】ところで、ギターにおいて一般的に用いら
れる奏法はストローク奏法であるが、２、或いは３フィ
ンガーピッキングのように、弦を一本ずつはじく奏法も
ある。演奏者がストローク奏法を行ったときだけそのス
トロークの方向に応じて楽音を変調したいような場合、
隣接してアタックが検出された時刻の差（本実施例では
変数Ｄに代入される）にしきい値を設け、このしきい値
より時刻の差が大きいか否かを監視していくことでこれ
を実現することができる。

【００９８】

【発明の効果】以上、説明したように本発明は、例えば
これら複数の振動体に対して操作を行った順序（操作方
向）、その操作を行った際の時間間隔（操作速度）に着
目して、複数の振動体に対して演奏者が行った操作を関
連させて新たに演奏情報を生成し、この生成した演奏情
報を基にして楽音を制御するため、演奏者は広い音楽表
現を容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例が適用されたシステムの外観図であ
る。

【図２】音源部の構成のブロック図である。

【図３】ＣＰＵによる全体処理の動作フローチャートで
ある。

【図４】ＤＳＰによる全体処理の動作フローチャートで
ある。

【図５】波形取り込む処理の動作フローチャートであ
る。

【図６】ピーク検出処理の動作フローチャートである。

【図７】アタック検出処理の動作フローチャートである
（その１）。

【図８】アタック検出処理の動作フローチャートである
（その２）。

【図９】アタックの検出方法の説明図である。

【図１０】ピッチ検出処理の動作フローチャートであ
る。

【図１１】発音検出処理の動作フローチャートである。

【図１２】変調カーブテーブル例を示す図である。

【図１３】タイマインタラプト処理の動作フローチャー
トである。

【符号の説明】

１００ 音源部 １１０ ギターシンセサイザ １１２、１１２ａ ピックアップ ２０２ ＲＯＭ ２０３ ＣＰＵ ２０４ ＲＡＭ ２０５ ＤＳＰ ２０６ ＬＰＦ ２０７ Ａ／Ｄコンバータ ２０８ 波形読出回路 ２０９ フィルタ ２１０ エンベロープ発生器 ２１１ ＰＣＭ−ＲＯＭ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の振動体の振動を各々検出し、該検
   出した振動状態に応じて発音命令を生成することによ
   り、発音される楽音を制御する楽音制御装置であって、 前記複数の振動体の振動状態をそれぞれ検出する振動検
   出手段と、 前記振動検出手段が検出した各振動体の振動状態から、
   前記振動体毎にその振動操作をそれぞれ検出する振動操
   作検出手段と、 前記振動操作検出手段が各振動体毎に検出したそれぞれ
   の振動操作の開始タイミング間の関係に基づき、前記発
   音命令を生成する制御手段と、 を具備したことを特徴とする楽音制御装置。
2. 【請求項２】 前記制御手段は、前記振動操作検出手段
   が各振動体毎に検出したそれぞれの振動操作の開始タイ
   ミングから、前記複数の振動体において振動操作が行わ
   れた操作方向を認識し、該認識した操作方向を基に前記
   発音命令を生成する、 ことを特徴とする請求項１記載の楽音制御装置。
3. 【請求項３】 前記制御手段は、前記振動操作検出手段
   が各振動体毎に検出したそれぞれの振動操作の開始タイ
   ミングから、前記振動操作を検出した開始タイミングが
   前後するその間の時間差を求め、該求めた時間差を基に
   前記発音命令を生成する、 ことを特徴とする請求項１記載の楽音制御装置。
4. 【請求項４】 前記振動操作検出手段は、前記振動検出
   手段が検出した振動体の振動状態のなかから振幅のピー
   ク値を抽出し、該抽出したピーク値の変化から振動体に
   対する振動操作の開始タイミングを検出する、 ことを特徴とする請求項１記載の楽音制御装置。