JPH11126069A - 楽音生成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ＭＩＤＩ入力が集中しても波形生成処理におけ
る発音数に影響を与えないようにする。 【解決手段】集中して入力されたＭＩＤＩ入力Ｍ１〜Ｍ
３の音源ドライバ処理は、処理ａ〜処理ｇの７回の処理
に分散して行われ、発生された音源パラメータはＰバッ
ファに格納される。そして、発音タイミングとなったと
きに、Ｐバッファ内の音源パラメータに基づいて波形生
成処理Ｂとして楽音波形が生成される。音源ドライバ処
理は分散して行われるため、その処理量Ｊｄ１〜ＪＤ４
は急激に増加することがなく、波形生成処理に十分な処
理量を割り当てることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロプロセッ
サに楽音生成処理プログラムを実行させることにより音
源波形を生成する場合に好適な楽音生成方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来の楽音生成装置は、通常、楽譜通り
のタイミングでＭＩＤＩ（Musical Instrument Digital
Interface）イベントを送出するプレーヤ（自動演奏プ
ログラム）、ＭＩＤＩイベントが入力される毎に入力さ
れたＭＩＤＩイベントに応じた音源パラメータを発生す
る音源ドライバ、発生された音源パラメータに基づいて
楽音波形を生成する音源から構成されている。なお音源
ドライバは、入力されたＭＩＤＩイベントに応じて、チ
ャンネルアサイン、音源パラメータ変換等の音源ドライ
バ処理を実行し、当該イベントに割り当てられたチャン
ネルに、変換した音源パラメータと発音開始指示（ノー
トオン）を供給する。音源は、専用のＬＳＩ（Large Sc
ale Integrated circuit）やＤＳＰ（Digital Signal P
rocessor）等のハードウェアで構成（ハードウェア音
源）されたり、楽音生成処理手順を記述したプログラム
をＣＰＵに実行させるソフトウェア音源により構成され
ている。

【０００３】このように楽音生成装置は、プレーヤ、音
源ドライバ、音源により構成されているが、これらの処
理負荷は一定ではなく時間の経過と共に大きく変動して
いるのが一般的である。たとえば、ＭＩＤＩイベントが
多いときにはプレーヤおよび音源ドライバで処理すべき
負荷が大きくなる。特に、音源ドライバでは、ノートオ
ンイベントが多いときに処理負荷が大きくなる。これ
は、ノートオンイベント時では、空きチャンネルをサー
チして、ノートオンされた楽音を発生するチャンネルの
発音割当処理が行われるが、この際に行われるサーチ処
理およびトランケート処理は時間のかかる負荷の大きい
処理であるからである。さらに、ノートオンイベント時
には、キータッチに応じた音色設定処理等も行われる。
このように、ノートオンイベントが多いときには音源ド
ライバ処理の負荷が大きくなるのである。また、音源が
ソフトウェア音源で構成されている場合には、同時発音
数が多いときに音源における処理の負荷が大きくなる。

【０００４】ここで、プレーヤ、音源ドライバ、および
音源における処理のタイミングチャートを例示して具体
的に説明する。図９は楽音生成装置の各処理タイミング
を示すタイミングチャートの例であり、ＭＩＤＩ入力と
記されているＭ１〜Ｍ４はＭＩＤＩイベントであり下向
きの矢印で示すタイミングで入力されている。このＭＩ
ＤＩイベントは、たとえば、プレーヤがＭＩＤＩファイ
ル等を読み出して楽譜通りのタイミングで送出したＭＩ
ＤＩイベントである。このＭＩＤＩイベントＭ１〜Ｍ４
が受信される毎にＭＩＤＩ処理を起動する優先度の高い
割り込みが発生し、起動されたＭＩＤＩ処理においてＭ
ＩＤＩイベントＭ１〜Ｍ４は、受信された時刻と共に入
力バッファに格納される。

【０００５】音源ドライバと記されている処理ａ，ｂ
は、入力バッファに格納されたＭＩＤＩイベントを音源
ドライバが受け取り、該ＭＩＤＩイベントに応じてチャ
ンネルアサイン、音源パラメータの発生等を行う。ここ
で発生された音源パラメータは音源パラメータバッファ
に格納される。また、波形生成と記されている処理Ａ，
Ｂ，・・・，Ｅは、時刻ｔ１，ｔ２，・・・，ｔ５，・
・の一定周期で起動されて音源で実行される波形生成処
理のタイミングであり、音源パラメータバッファから読
み出された音源パラメータに基づいて楽音波形サンプル
を生成している。なお、一定周期の単位を１フレームと
している。この波形生成処理では、たとえば、時刻ｔ１
から時刻ｔ２のフレームにおいて発生された音源パラメ
ータに基づいて、次のフレームである時刻ｔ２から時刻
ｔ３のフレームにおいて１フレーム周期に対応するサン
プル数の楽音波形サンプルが波形生成処理で生成されて
出力バッファに格納される。この場合、波形生成処理に
おいて、継続音の楽音波形サンプルも生成される。そし
て、各発音チャンネルの楽音波形サンプルが足し込まれ
て、ＤＡＣ（デジタル・アナログコンバータ）等の再生
デバイスに再生予約される。

【０００６】さらに、波形再生と記されているのは、再
生デバイスが出力バッファからサンプリング周期毎に楽
音波形サンプルを読み出して再生するタイミングを示し
ている。たとえば、時刻ｔ２から時刻ｔ３のフレームに
おいて波形生成された楽音波形サンプルは、次のフレー
ムである時刻ｔ３から時刻ｔ４のフレームにおいて再生
される。従って、ＭＩＤＩイベントが入力されてから実
際に発音されるまでの発音遅れ時間Δｔは２フレーム以
内となり、楽音波形の生成は次のフレームで再生する楽
音波形を、現時点のフレームの期間内に生成し終えるよ
うにしなければならない。なお、１フレームは数ｍｓｅ
ｃの周期とされている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、一般に音源
ドライバはＣＰＵに音源ドライバプログラムを実行させ
ることにより実現されており、音源ドライバ処理は、基
本的にノートオンイベント，ノートオフイベント，プロ
グラムチェンジ等のイベント発生時に起動される。この
ため、図９にイベントＭ１〜Ｍ３として示すようにイベ
ントが同時刻に集中して入力されると、音源ドライバ処
理が急激に増加する。従って、イベントの集中時には、
音源ドライバ処理を実行するＣＰＵに大きな負担がかか
り、同時にＣＰＵが実行している自動演奏プログラム、
ゲームプログラム、あるいは、画像処理等の実行を行え
なくなるおそれが生じる。

【０００８】特に、音源がソフトウェア音源で構成され
ており、ソフトウェア音源で演算すべき発音数が多いと
きには、生成する楽音波形サンプル数が増加するためソ
フトウェア音源の負荷が多いことは当然であるが、発音
数が多いことからイベントの発生も多く、音源ドライバ
およびプレーヤで処理すべき負荷が大きくなることにな
る。従って、ソフトウェア音源において演算すべき発音
数が多い時には、他の楽音生成のための処理も増加し演
算可能な発音数が低下してしまうおそれがあった。たと
えば、ソフトウェア音源において通常３２音発音可能な
場合でも、ノートオンイベントが集中して発生した際に
は、音源ドライバで実行されるノートオンイベント処理
のためにＣＰＵの演算能力の大部分が費やされるように
なり（図９ＭＩＤＩ入力および音源ドライバの処理タイ
ミング参照）、ソフトウェア音源に割り当てられるＣＰ
Ｕの演算能力が減少し、３２音の楽音波形をソフトウェ
ア音源で生成することができなくなる。

【０００９】これを解決するために、ＣＰＵに余裕のあ
るときに音源ドライバの生成した音源パラメータに基づ
いて、発音タイミングより事前に楽音波形を音源におい
て先行生成しておき、生成した音源波形を波形バッファ
に記憶しておくようにする。そして、発音タイミング時
に波形バッファから音源波形を読み出して発音するよう
にする方法が提案されている。しかしながらこの方法で
は、先行生成した音源波形を記憶するために大容量の波
形バッファが必要になる。また、曲データの演奏途中に
おいて音量制御、パン制御、効果制御等の操作が行われ
た際には、すでに先行生成された楽音波形の各パートの
楽音波形が合成されていることから、楽音波形を修正す
るのが困難となる。修正するには、たとえば１６パート
の各パート別に独立して波形バッファに記憶させなけれ
ばならず、さらに多くの波形バッファが必要となる。

【００１０】そこで、本発明はノートオンイベントのよ
うなＣＰＵ負荷が急激に増加するイベントが集中して発
生しても、演算可能な発音数が低下することがないと共
に、各パート別に音量制御可能な楽音生成方法を提供す
ることを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記目的を解決するため
に、本発明の楽音生成方法は、複数の楽音データを対応
するタイミングデータと共に第１記憶手段に記憶する第
１のステップと、前記第１記憶手段に記憶された楽音デ
ータを読み出して、該楽音データに対応する楽音波形を
生成するための音源パラメータを生成し、該音源パラメ
ータを対応するタイミングデータと共に第２記憶手段に
記憶する第２のステップと、前記第２記憶手段に記憶さ
れた前記音源パラメータと対応するタイミングデータに
基づいて前記楽音波形を生成し、生成された前記楽音波
形を第３記憶手段に記憶する第３のステップと、前記第
３記憶手段に記憶されている楽音波形を順次再生する第
４のステップと、前記第４のステップにおける再生の進
行に応じて第１のタイミングを発生し、該第１のタイミ
ングで前記第３のステップを起動する第５のステップ
と、前記タイミングデータの示すタイミングとは独立し
た所定の周期で第２のタイミングを発生し、該第２のタ
イミングで前記第２のステップを起動する第６のステッ
プとを備えている。この楽音生成方法によれば、楽音デ
ータの演奏されるタイミングとは独立したタイミングで
楽音データに応じた音源パラメータの生成が行われるの
で、演奏データのタイミングが蜜となってもそのために
音源パラメータの生成処理がきつくなることを防止する
ことができる。

【００１２】また、前記楽音生成方法において、前記第
６のステップは、前記楽音生成方法を実行する演算装置
の使用状況を判定し、演算装置の負荷が軽いときに前記
第２のタイミングを発生している。この楽音生成方法に
よれば、楽音パラメータの生成処理を、演算装置の負荷
が軽いタイミングに分散して処理することができる。さ
らに、前記楽音生成方法において、前記第６のステップ
は、前記楽音生成方法を実行する演算装置がソフトウェ
ア的に検出する所定時間ごとに前記第２のタイミングを
発生している。この楽音生成方法によれば、楽音パラメ
ータの生成処理をソフトウェアタイマに設定された時間
に応じた密度で分散して行うことができる。また、ソフ
トウェアタイマであれば、演算装置の処理が込んでいる
時に検出落ちとなるので処理の集中を防止することがで
きる。

【００１３】さらにまた、前記楽音生成方法において、
前記第２のステップが１回起動される毎に、１つの楽音
データに対応した音源パラメータが生成されている。こ
の楽音生成方法によれば、複数の楽音データが短時間の
うちに演奏された場合でも、対応する音源パラメータの
生成を各楽音データ毎に分散したタイミングで行うこと
ができる。さらにまた、前記楽音生成方法において、前
記第２のステップが複数回起動された結果、１つの楽音
データに対応した音源パラメータが生成されている。こ
の楽音生成方法によれば、楽音データの種類に応じて音
源パラメータの生成処理にかかる処理の大きさが異なる
が、処理の大きい楽音データの場合でも、１つの楽音デ
ータに応じた音源パラメータの生成処理を複数の部分に
分けて実行するので、処理量の時間的な集中を防止する
ことができる。

【００１４】さらにまた、前記楽音生成方法において、
前記第３のステップが起動されたときに、前記第１記憶
手段に記憶された前記楽音データのうち、前記楽音波形
の生成範囲に含まれるタイミングデータに対応した楽音
データの音源パラメータが生成済みであるか否かを判定
し、生成済みでない場合には未生成の楽音データに対応
する音源パラメータを発生してから楽音波形を生成する
ようにしている。この楽音生成方法によれば、分散処理
による音源パラメータの生成が完了しないまま楽音生成
のタイミングとなった場合でも、その完了していない処
理を先に終了してから楽音生成を行うようにしているの
で、生成する楽音に悪影響を与えない。また、その場合
にも一部の音源パラメータは分散的に処理されるように
なる。

【００１５】このように本発明によれば、受け取った楽
音データをバッファに記憶しておき、音源ドライバがバ
ッファに記憶された楽音データを非同期で分散処理する
ことにより音源パラメータを発生するようにしている。
従って、イベントが集中して発生しても、音源ドライバ
の処理は分散して実行されるため、ＣＰＵ負荷が急激に
増加することがなく、一時的な処理の集中による発音数
の減少を防止することができる。特に、ソフトウェア音
源における楽音波形の生成には安定した演算能力を必要
としているが、音源ドライバにおける処理は、イベント
単位で瞬間的に計算パワーを必要とするだけで長時間で
その負荷を平均すると数パーセント程度であるため、音
源ドライバ処理を分散して実行する効果は非常に大きい
ものとなる。また、音源ドライバまでの処理を先行して
実行し、波形生成は発音タイミングになったときに実行
するようにしているので、生成する楽音に対し、パート
別の音量制御やパン制御等の処理をリアルタイムで行う
ことができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の楽音生成方法を実行する
ことのできる処理装置の構成例を図１に示す。ただし、
図１に示す処理装置は、パソコン、ワークステーション
等の汎用の処理装置と同等であり、それらの上で本発明
の楽音発生方法を実施することができる。この図におい
て、１はアプリケーションプログラム等を実行してファ
イルから読み出した演奏データに基づいて自動演奏を行
うための各種演算処理を行うマイクロプロセッサ（ＣＰ
Ｕ）、２はＣＰＵ１の動作プログラムやプリセット音色
データ等が記憶されているリードオンリメモリ（ＲＯ
Ｍ）、３はＣＰＵ１のワークメモリエリアや入力バッフ
ァエリア（Ｍバッファ）、音源パラメータエリア（Ｐバ
ッファ）、パート設定データエリア、音源レジスタエリ
ア、出力バッファエリア等の記憶エリアを有するランダ
ムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、４は時刻を指示すると共
に、タイマ割り込み処理のタイミングをＣＰＵ１に指示
するタイマ、５はＭＩＤＩイベントが入力されると共
に、生成されたＭＩＤＩイベントを出力するＭＩＤＩイ
ンターフェースである。

【００１７】６は楽音波形サンプルを生成するために使
用する楽音波形データ等やオペレーションシステム（Ｏ
Ｓ）、本発明の楽音生成方法にかかるプログラムや各種
アプリケーションプログラム等が格納されるハードディ
スクであり、ＣＰＵ１による実行時に楽音生成方法にか
かるプログラムはＲＡＭ３にロードされる。７は楽音波
形サンプルを生成するために使用する楽音波形データ等
やＯＳ、各種アプリケーションプログラム等が格納され
る光ディスクやハードディスク等の差し替え可能な記憶
媒体がセットされるリムーバブルディスク、８はユーザ
が楽音生成装置と対話するためのディスプレイ（モニ
タ）、９は英字、かな、数字、記号などのキーを備える
いわゆるパソコン用のキーボードおよびポインティング
デバイスの一種であるマウス、１０はＤＳＰ等が搭載さ
れたサウンドボード等のハードウェア音源であり、ソフ
トウェア音源を有している場合は、必ずしも必要なもの
ではない。１１はデータのやりとりを行うＣＰＵバスで
ある。なお、プログラムは、図示しないネットワークイ
ンターフェースを介して、外部のネットワークからダウ
ンロードすることもできる。

【００１８】前記したようにＲＡＭ３は種々のデータが
記憶されるエリアを有しているが、そのエリアの内容の
例を図２（ａ）に、そのうちのＰバッファエリアの内容
の例を図２（ｂ）に、そのうちのＭバッファの内容の例
を図２（ｃ）に示す。図２（ａ）に示すようにＲＡＭ３
には、Ｍバッファ、Ｐバッファ、パート設定データ、音
源レジスタ、音源ワークエリアの各エリアが存在してい
る。ただし、出力バッファのエリアは示されていない
が、必ずしもＲＡＭ３に設定される必要はなく、ハード
ディスク６やリムーバブルディスク７に出力バッファの
エリアを設定するようにしてもよい。

【００１９】Ｍバッファには、ハードディスク６やリム
ーバブルディスク７に格納されているＭＩＤＩファイル
から読み出されたＭＩＤＩのフォームの曲データや、Ｍ
ＩＤＩインターフェース５を介して入力されるノートオ
ン、ノートオフやプログラムチェンジ等の各種ＭＩＤＩ
イベントが、その受信時刻と共に書き込まれる。受信時
刻はタイマ４の値を用いることができる。イベントが書
き込まれたＭバッファの状態を図２（ｃ）に示している
が、デュレーションと受信されたＭＩＤＩイベントが組
として書き込まれている。このデュレーションはその直
前に受信されたＭＩＤＩイベントの受信時刻と、今回受
信されたＭＩＤＩイベントの受信時刻との時間間隔を示
している。なお、この図に示す例では、データ数を示す
位置にデータ数が「２」と示されており、デュレーショ
ンとイベントとの組が２組分Ｍバッファに格納されてい
ることが示されている。

【００２０】また、Ｍバッファはリングバッファとして
使用されており、その読出ポインタのアドレスと書込ポ
インタのアドレスとがＭバッファ内の所定位置に格納さ
れている。これにより、音源ドライバがＭバッファから
音源ドライバ処理が未完のイベントデータを読み出し
て、音源ドライバ処理を実行できるようになる。すなわ
ち、Ｍバッファの読出ポインタアドレスを読み出して、
Ｍバッファの当該アドレス位置からデュレーションとイ
ベントの組のデータを読み出して、そのイベントデータ
に応じた音源パラメータを発生する音源ドライバ処理を
実行することができる。さらに、受信したＭＩＤＩイベ
ントをＭバッファに書き込むＭＩＤＩ入力処理時には、
Ｍバッファの書込ポインタアドレスを読み出して、Ｍバ
ッファの当該アドレス位置からデュレーションとイベン
トの組のデータを書き込むようにすればよい。

【００２１】Ｐバッファには、音源ドライバ処理により
発生された音源パラメータがデュレーションデータと組
とされて格納されている。このＰバッファの状態を図２
（ｂ）に示しているが、このデュレーションの値はＭバ
ッファに格納されていた時に音源ドライバ処理が行われ
たイベントと組とされていたデュレーションと同じ値で
ある。なお、この図に示す例では、データ数を示す位置
にデータ数が「３」と示されており、デュレーションと
イベントとの組が３組分Ｐバッファに格納されているこ
とが示されている。また、Ｐバッファもリングバッファ
として使用されており、その読出ポインタのアドレスと
書込ポインタのアドレスとがＰバッファ内の所定位置に
格納されている。これにより、発音タイミングとなった
か否かを読出ポインタ位置のデュレーションをみて判定
し、発音タイミングとなったときに、当該音源パラメー
タを音源レジスタに送ることができ、音源ドライバ処理
に発生された音源パラメータのＰバッファへの格納は、
書込ポインタ位置から書き込むことにより行えるように
なる。

【００２２】また、パート設定データエリアには、パー
ト別の音色選択データ、音量データ、定位位置（パン）
データ等が格納されている。発音開始時には、該音色選
択データで指定された音色データ（図示せず）に基づい
て楽音生成に使用する波形データ（図示せず）のアドレ
スパラメータや音量エンベロープの各種ＥＧパラメータ
等が生成されると共に、該音量データや該定位位置デー
タに基づいて音量パラメータが生成される。これらのパ
ラメータは、これから発音を開始するチャンネルに対応
した音源レジスタエリアの記憶領域に格納される。

【００２３】次に、本発明の楽音生成方法を図３に示す
タイミングチャートに基づいて、図１に示す構成の処理
装置が実行する場合の説明を行う。なお、図３（ａ）は
ＭＩＤＩ入力処理、音源ドライバ処理、波形生成処理、
波形再生処理のタイミングを示しており、図３（ｂ）は
ＭＩＤＩ入力に応じた従来と本発明における音源ドライ
バ処理量、および、波形生成処理量の変化を示してい
る。まず、図３（ａ）のＭＩＤＩ入力に示すように時刻
ｔ１から時刻ｔ２までのフレームの期間内において、集
中したＭＩＤＩイベントＭ１，Ｍ２，Ｍ３が連続して受
信されたとする。このＭＩＤＩイベントＭ１，Ｍ２，Ｍ
３は、順次受信時刻に応じたデュレーションと組とされ
てＭバッファに書き込まれる。

【００２４】そして、図３（ａ）の音源ドライバに示す
ように時刻ｔ２から始まる次のフレーム以降の期間にお
いて、ＭバッファからデュレーションとＭＩＤＩイベン
トの組からなるデータが読み出されてイベントに応じた
音源ドライバ処理が分散して実行される。図示する例で
は、ＭＩＤＩイベントＭ１，Ｍ２，Ｍ３に対応した音源
ドライバ処理は、処理ａないし処理ｇの７回に分散され
て実行されて、処理が実行される毎に発生された音源パ
ラメータがＰバッファに書き込まれるようになる。そし
て、波形生成処理で生成する楽音波形サンプルの時刻が
Ｐバッファに格納された音源パラメータと組とされてい
るデュレーションの時刻に達したときに、Ｐバッファか
ら音源レジスタに当該音源パラメータが送られ、その音
源パラメータに基づいて音源において楽音波形生成処理
が実行される。図示する例では、時刻ｔｎ−１から始ま
るフレームの期間内において、実行される楽音波形生成
処理Ｂにおいて、ＭＩＤＩイベントＭ１，Ｍ２，Ｍ３に
応じて生成されＰバッファに記憶されている音源パラメ
ータが、それぞれ対応するデュレーションで指定される
時刻位置で音源レジスタに導入され、そのタイミングで
変化する音源レジスタの内容に応じて楽音波形サンプル
が生成される。各波形生成処理Ａ、Ｂ・・・の終わりに
は、生成した１フレーム分の複数楽音波形サンプルを収
納した出力バッファが再生デバイスに再生予約される。

【００２５】そして、時刻ｔｎから始まる次のフレーム
において、サンプリング周期毎に１サンプルづつ出力バ
ッファから読み出され、ＤＡＣでアナログの楽音波形と
されて発音される波形再生処理が行われるようになる。
従って、この際の制御遅れ時間Δｔは時刻ｔ１と時刻ｔ
ｎとの時間間隔となる。たとえば、制御遅れ時間Δｔは
１ｓｅｃ程度とすることができる。なお、１フレームは
数ｍｓｅｃの周期とされている。また、時刻ｔ３から時
刻ｔ４までのフレームの期間中において、ＭＩＤＩイベ
ントＭ４が入力されているが、この場合も同様にＭＩＤ
ＩイベントＭ４は受信時刻に応じたデュレーションと組
とされてＭバッファに書き込まれる。

【００２６】そして、図３（ａ）の音源ドライバに示す
ように時刻ｔ４から始まる次のフレーム以降の期間にお
いて、ＭバッファからデュレーションとＭＩＤＩイベン
トの組からなるデータが読み出されてイベントに応じた
音源ドライバ処理が分散して実行される。図示する例で
は、ＭＩＤＩイベントＭ４に対応した音源ドライバ処理
は、処理ｈ，ｉの２回に分散されて実行されて、処理が
実行される毎に発生された音源パラメータがＰバッファ
に書き込まれるようになる。そして、波形生成処理で生
成する楽音波形サンプルの時刻がＰバッファに格納され
た音源パラメータと組とされているデュレーションの時
刻に達したときに、Ｐバッファから音源レジスタに当該
音源パラメータが送られ、音源パラメータに基づいて楽
音波形生成処理が音源で実行される。この結果、生成処
理Ｃでは、時刻ｔｎ＋１から始まるフレームの途中で、
ＭＩＤＩイベントＭ４に対応して変化をする楽音波形サ
ンプルが生成され、再生デバイスに再生予約される。

【００２７】ところで、従来の楽音生成方法ではＭＩＤ
Ｉイベントが入力されると、リアルタイムで音源ドライ
バ処理が実行されるため、ＭＩＤＩイベントが集中して
入力された際に音源ドライバ処理の負荷が急激に増加す
るようになる。この様子を図３（ｂ）に示すが、ＭＩＤ
ＩイベントＭ１，Ｍ２，Ｍ３が集中して入力されたとき
は、急激に負荷が増加することが破線で示されている音
源ドライバ処理量Ｊｄ’１となる。また、ＭＩＤＩイベ
ントＭ４が入力されたときは、瞬間的に負荷が増加する
ことが破線で示されている音源ドライバ処理量Ｊｄ’２
となる。このように、従来では音源ドライバの処理量が
急激に増大するために、音源に割り当てられる処理量が
減少し発音数に影響を与えるが、本発明の楽音生成方法
では、音源ドライバ処理は分散して実行されるため、そ
の音源ドライバ処理量は、図３（ｂ）に示すように少量
づつ分散された処理量Ｊｄ１から処理量Ｊｄ６となる。

【００２８】このように本発明の楽音生成方法におい
て、ＭＩＤＩイベントＭ１，Ｍ２，Ｍ３が集中して入力
されたときは、図３（ｂ）に示す処理量Ｊｄ１から処理
量Ｊｄ４の少量づつ分散された音源ドライバ処理量とな
り、音源ドライバ処理量が急激に増加しないことからイ
ベントが集中して入力されても、音源処理には十分な処
理量が割り当てられ、発音数に影響を与えないことが理
解される。また、ＭＩＤＩイベントＭ４が入力されたと
きは、図３（ｂ）に示す処理量Ｊｄ５、Ｊｄ６に少量づ
つ分散された音源ドライバ処理量となり、音源ドライバ
処理量は急激に増加せず発音数に影響を与えない。な
お、音源で実行される波形生成の処理量Ｊｗは、発音数
に応じて変動するが、音の持続性から急激に変動するこ
とはなく、その処理量は大きいが図３（ｂ）に示すよう
に緩やかに変動するようになる。

【００２９】次に、本発明の楽音生成方法が自動演奏の
アプリケーションソフト（音楽ソフト）として、図１に
示す処理装置で実行される場合のフローチャートを図４
に示す。音楽ソフト処理が起動されると、まず、ステッ
プＳ１において各種レジスタのクリアや、表示器８に表
示する画面の準備処理などの初期設定が行われる。つい
で、ステップＳ２において起動要因が存在するか否かの
チェックが行われる。起動要因としては、（１）再生中
の曲データのイベントタイミングとなったこと、（２）
ＭＩＤＩイベントが入力されたタイミングであること、
（３）ＣＰＵ１の能力に余裕ができたこと（空き時間）
が検出された、あるいは、一定期間、例えば１フレーム
分の時間の経過がソフトウェアタイマにより検出された
こと、（４）１フレームが終了したタイミングであるこ
と、（５）曲データの再生ボタンのダブルクリック、パ
ート音量制御操作のされたタイミングであること、
（６）終了ボタンがダブルクリックされたタイミングで
あることの６通りの要因が存在している。なお、起動要
因（３）において、「空き時間の検出」の方法を採用す
れば、ＣＰＵ１の負荷が重くないときに音源ドライバ処
理を分散して実行することができる。また、「一定期間
の経過検出」の方法を採用すれば、音源ドライバ処理を
一定期間を単位として分散することができる。該一定期
間の長さをパラメータで変化すれば、処理の分散の程度
を制御することができる。

【００３０】そこで、ステップＳ２において前記６通り
のうちの１つでも起動要因があるか否かがステップＳ３
で判定され、起動要因が発生していることが検出された
ときにはステップＳ４に進み、起動要因が１つも検出さ
れないときにはステップＳ２に戻って、起動要因の発生
を待つようになる。ステップＳ４では、前記起動要因
（１）が検出されたときに、ステップＳ５にて自動演奏
処理が実行されて、ステップＳ２に戻る。この自動演奏
処理では、ＭＩＤＩファイルから読み出された曲データ
に応じて楽譜通りのタイミングでＭＩＤＩのフォームの
イベントを発生する処理が行われる。なお、起動要因
（１）に応じて発生したＭＩＤＩフォームのイベント
も、入力イベントとして起動要因（２）の要因となる。

【００３１】また、前記要因（２）が検出されたとき
は、ステップＳ４からステップＳ６に進みＭＩＤＩ入力
処理が行われ、ステップＳ２に戻る。このＭＩＤＩ入力
処理のフローチャートを図５に示すが、ＭＩＤＩ入力処
理が起動されるとステップＳ２１にて発生されてＭＩＤ
Ｉイベントが受け取られる。ついで、ステップＳ２２に
て受け取ったＭＩＤＩイベントを、受信時刻と共にＭバ
ッファに書き込む処理が行われる。これにより、入力さ
れたＭＩＤＩイベントは順次Ｍバッファに書き込まれて
いくようになる。さらに、起動要因（３）が検出された
ときには、ステップＳ４からステップＳ７に進み音源ド
ライバ処理１が実行され、ステップＳ２に戻る。この音
源ドライバ処理１のフローチャートを図６に示すが、音
源ドライバ処理１が起動されると、ステップＳ３１にて
Ｍバッファ内に音源ドライバ処理が終了していない未完
のイベントがあるか否かが判定される。ここで、音源ド
ライバ処理が未完のイベントが検出されると、ステップ
Ｓ３２に分岐して所定演算量の部分的な音源ドライバ処
理（図３（ｂ）音源ドライバ処理量Ｊｄ１〜Ｊｄ６参
照）が行われる。また、未完のイベントが検出されない
場合は、音源ドライバ処理１では何も行われない。

【００３２】この際の未完のイベントの検出は、前記図
２（ｃ）に示すＭバッファ内の格納データ数が１以上で
あることを検出すればよい。すなわち、格納データ数が
書かかれている部分をアクセスすることにより未完のイ
ベントの有無を検出することができ、未完のイベントが
あるときは、その読出ポインタ位置からデータを読み出
して音源ドライバ処理を施せばよい。なお、格納データ
数は音源ドライバ処理が終了していない未完のデータ数
であり、このデータ数は書込ポインタと読出ポインタと
の間のデータ数に相当し、イベントの音源ドライバ処理
が終了する毎に読み出しポインタは次のイベントのデュ
レーションのアドレス位置に移動されて、データ数は
「１」だけデクリメントされる。

【００３３】次に、ステップＳ３２にて行われる音源ド
ライバ処理の一例としてイベントがノートオンの際に行
われる音源ドライバ処理（ノートオン）のフローチャー
トを図７に示す。音源ドライバ処理（ノートオン）が起
動されると、ステップＳ４１にて発音開始の準備を行う
ためにイベント中に含まれているパートナンバ情報、ノ
ートコード情報、および、ベロシティ情報を受け取る。
ついで、ステップＳ４２にて発音すべきチャンネルの発
音割当が後着優先で行われる。この際、分散された音源
ドライバ処理が先行されて行われるため、音源ドライバ
処理は終了しているが、未だ発音されていない発音チャ
ンネルが存在していることがある。このため、空きチャ
ンネルがないときには、最も早く入力されたノートオン
イベントに割り当てられているチャンネルをトランケー
ト処理するようにする。ただし、ベース音の音色選択デ
ータが設定されているパートについては後着優先処理の
対象とせず最後まで発音させるのが好適である。

【００３４】ついで、ステップＳ４３にて指定パートの
音色に従って、音源パラメータを発生すると共に、発生
された音源パラメータをＰバッファに書き込む処理が行
われる。なお、図７に示す例ではステップＳ４２及びス
テップＳ４３の処理を、１回の音源ドライバ処理（ノー
トオン）で実行するようにしているが、１回の音源ドラ
イバ処理（ノートオン）において、ステップＳ４２の処
理あるいはステップＳ４３の処理のいずれかの処理を行
うようにして、２回の音源ドライバ処理（ノートオン）
で２つの処理を行うようにしてもよい。また、ステップ
Ｓ４３において発生する全音源パラメータの１／ｎづつ
を、１回毎の音源ドライバ処理（ノートオン）において
発生するようにしてもよい。

【００３５】図４に示すフローチャートに戻り、前記起
動要因（４）が検出されたときは、ステップＳ４からス
テップＳ８に進み楽音波形サンプルを生成する音源エン
ジン処理が行われステップＳ２に戻る。この音源エンジ
ン処理のフローチャートを図８（ａ）に示すが、各フレ
ームの開始時に音源エンジン処理が起動され、ステップ
Ｓ５１にて音源パラメータ再生が行われ、発音タイミン
グが到来した音源パラメータが、Ｐバッファから音源レ
ジスタに送られる。ついで、ステップＳ５２にて、波形
生成すべき楽音波形のフレーム（現フレーム）の時刻範
囲に関し、Ｍバッファに格納されているイベントの音源
ドライバ処理が未完か否かが判定される。これは、音源
ドライバ処理が分散して行われるため、発音タイミング
に達しているにもかかわらず、音源ドライバ処理が終了
しておらず波形生成のためのすべての音源パラメータが
揃っていないことを検出するために行われる。

【００３６】ここで、当該イベントに対する音源ドライ
バ処理が未完と検出された場合は、ステップＳ５３に分
岐して前記時刻範囲の未完のイベントに対応する音源パ
ラメータを発生するための音源ドライバ処理２が行わ
れ、発生された音源パラメータは音源レジスタに送られ
る。これにより、楽音波形を生成するためのすべての音
源パラメータが用意されたことになる。また、音源ドラ
イバ処理が未完のイベントはないと検出されたときは、
ステップＳ５３の処理はスキップされる。そして、ステ
ップＳ５４にて音源レジスタに格納されている音源パラ
メータに基づいて、発音中とされているチャンネル毎の
楽音波形サンプルが所定サンプル数生成されて、それら
の混合した１フレーム分の楽音波形サンプルが出力バッ
ファに格納される。ついで、ステップＳ５５にて出力バ
ッファに格納された各チャンネルの楽音波形サンプルが
足し込まれた楽音波形サンプルに、エフェクト処理が施
されて再度出力バッファに格納される。そして、ステッ
プＳ５６にて出力バッファの楽音波形サンプルが再生デ
バイスに再生予約される。これにより、次フレームにお
いてサンプリング周期毎に出力バッファから１サンプル
づつ読み出されて、ＤＡＣ等の再生デバイスによりアナ
ログの楽音信号に変換されて発音されるようになる。

【００３７】図４に示すフローチャートに戻り、前記起
動要因（５）が検出されたときは、ステップＳ４からス
テップＳ９に進みその他の処理が行われステップＳ２に
戻る。その他の処理としては、曲データの再生ボタンが
ダブルクリックされて再生が指示されたときに行われる
再生処理、あるいは、パート別の音量を設定する操作子
が操作されてパート別音量設定が行われたとき行われる
パート音量制御処理等がある。再生処理は、曲データの
再生ボタンがダブルクリックされて再生が指示されたと
きに起動され、指定された曲データをハードディスク６
やリムーバブルディスク７等に記憶されているＭＩＤＩ
ファイルにアクセスする処理等の、再生にかかる処理が
行われ、前記ステップＳ５に関して説明された自動演奏
がスタートされる。また、パート別の音量を設定する操
作子が操作された時は、図８（ｂ）に示すフローチャー
トのパート音量制御処理が起動されて、パート別の音量
制御処理が実行される。

【００３８】図８（ｂ）に示すフローチャートにおい
て、パート音量制御処理が起動されると、ステップＳ６
１にて音量操作されたパートのパートナンバと、そのパ
ートに設定された音量データを受け取る。ついで、ステ
ップＳ６２にて音量操作された指定パートの音量の設定
データが、ユーザが操作した操作子の操作量に応じて書
き換えられる。この設定データは、前記図２（ａ）に示
すＲＡＭ３のパート設定データエリアに格納されてい
る。続いて、ステップＳ６３にて指定パートの発音中あ
るいは待機中のチャンネルがあるか否かが判定される。
ここで、発音中のチャンネル、あるいは、まだＰバッフ
ァに音源パラメータが格納されている待機中のチャンネ
ルが検出されたときは、ステップＳ６４に進む。

【００３９】このステップＳ６４にて、発音中のチャン
ネルが検出されたときは、音源レジスタ内の検出された
チャンネルに対応する音量データが操作子の操作量に応
じて書き換えられる。また、待機中のチャンネルが検出
されたときには、Ｐバッファ内の検出されたチャンネル
に対応する音量データが操作子の操作量に応じて書き換
えられる。なお、指定されたパートの発音中あるいは待
機中のチャンネルが検出されないときは、ステップＳ６
４の処理はスキップされる。なお、図３（ａ）に示す時
間Δｔが１ｓｅｃ以内に設定されているときは、待機中
のチャンネルの音量データの書き換えを行わず、Δｔが
１ｓｅｃを越えて設定されているときだけ音量データの
書き換えを行うようにしてもよい。その場合、新たに設
定された音量データは、その後に発生するＭＩＤＩイベ
ントのみに対して作用する。このように、音源パラメー
タを発音タイミングより先行して分散生成するようにし
ても、楽音波形は発音タイミングとなるまで生成しない
ためリアルタイムでパート別の音量制御を行うことがで
きる。

【００４０】図４に示すフローチャートに戻って起動要
因（６）が検出されたときは、ステップＳ４からステッ
プＳ１０に進み、音源ソフト処理を終了させるための関
連する画面の表示を消去する等の所定の終了処理が行わ
れ、音楽ソフト処理が終了される。なお、前記起動要因
において、起動要因（１）および（２）の優先度が一番
高く、ついで起動要因（４）の優先度とされ、ついで起
動要因（５）の優先度が高く、最も優先度の低い起動要
因は起動要因（３）および（６）とされる。

【００４１】以上の説明では、ＭバッファはＲＡＭ３に
設定されていたが、必ずしもＲＡＭ３に設定することな
く、すでにハードディスク６やリムーバブルディスク７
に記憶されている再生中の曲データ上の、再生位置の少
し先の領域をＭバッファと見なすようにしてもよい。ま
た、Ｐバッファに格納されている音源パラメータは、組
とされたデュレーションの時刻に達したときに音源レジ
スタに転送されたが、デュレーションの時刻に達したと
きに音源がＰバッファ上の音源パラメータに基づいて楽
音波形サンプルを生成することにより、Ｐバッファを音
源レジスタとして使用するようにしてもよい。また、図
３に示す「制御遅れ時間Δｔ」は、時間フレーム単位の
遅れではなく「ａフレーム（ａは０を含む正の整数）と
３分の２」等の遅れでもよい。さらに、以上の説明では
楽音データはＭＩＤＩフォームで表されるとしたが、こ
れに限らず楽音の発生／停止、音色、音量等を指示する
ことのできるデータであればいかなるデータで楽音デー
タを表わすようにしてもよい。

【００４２】さらに、本発明においては、音源エンジン
を起動する楽音生成タイミングとして起動要因（４）１
フレーム毎の例が示されているが、１フレーム毎に限る
ことはなく２フレームに１回とか１フレームに３回とか
としてもよい。さらにまた、音源エンジンが１回起動さ
れる毎に生成する楽音波形データの量も、１フレーム分
に限ることはない。さらにまた、本発明においては、音
源エンジンが起動されたとき、まずステップＳ５２で音
源パラメータの生成が完了しているか否か判定して生成
できていない音源パラメータを生成するようにしていた
が、この処理を省略するようにしてもよい。その場合、
該起動の時点で生成されていた音源パラメータだけが楽
音生成に使用され、未生成の音源パラメータは無視され
る。音源パラメータが分散生成できないのは全体として
処理が重くなっている場合であり、この省略により処理
の削減を図ることができる。また、本発明の楽音生成方
法を、Windows （米マイクロソフト社のパソコン用Ｏ
Ｓ）やその他のオペレーティングシステムの動作する汎
用コンピュータ上で、１つのアプリケーションプログラ
ムとして、ゲームソフトやカラオケソフト等の他のアプ
リケーションプログラムと並列実行させてもよい。

【００４３】

【発明の効果】本発明は以上のように構成されているの
で、受け取ったＭＩＤＩのフォームとされた楽音データ
をバッファに記憶しておき、音源ドライバがバッファに
記憶された楽音データを非同期で分散処理することによ
り音源パラメータを発生することができるようにしてい
る。従って、イベントが集中して発生しても、音源ドラ
イバの処理は分散して実行されるため、ＣＰＵ負荷が急
激に増加することがなく、一時的な処理の集中による発
音数の減少を防止することができる。特に、ソフトウェ
ア音源における楽音波形の生成には安定した演算能力を
必要としているが、音源ドライバにおける処理は、イベ
ント単位で瞬間的に計算パワーを必要とするだけで長時
間でその負荷を平均すると数パーセント程度であるた
め、音源ドライバ処理を分散して実行する効果は非常に
大きなものとなる。また、音源ドライバまでの処理を先
行して実行し、波形生成は発音タイミングになったとき
に実行するようにしているので、生成する楽音に対し、
パート別の音量制御やパン制御等の処理をリアルタイム
で行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の楽音生成方法が実行される処理装置
の構成例を示すブロック図である。

【図２】 本発明のＲＡＭ上に設定された各種バッファ
エリアを示す図である。

【図３】 本発明の楽音生成方法の各処理を行うタイミ
ングを示すタイミングチャート、および、本発明と従来
の音源ドライバ処理量と波形生成処理量の変動を示す図
である。

【図４】 本発明の楽音生成方法における音楽ソフト処
理のフローチャートである。

【図５】 本発明の楽音生成方法におけるＭＩＤＩ入力
処理のフローチャートである。

【図６】 本発明の楽音生成方法における音源ドライバ
処理１のフローチャートである。

【図７】 本発明の楽音生成方法における音源ドライバ
処理（ノートオン）のフローチャートである。

【図８】 本発明の楽音生成方法における音源エンジン
処理、および、パート音量制御処理のフローチャートで
ある。

【図９】 従来の楽音生成装置におけるタイミングチャ
ートを示す図である。

【符号の説明】

１ ＣＰＵ、２ ＲＯＭ、３ ＲＡＭ、４ タイマ、５
ＭＩＤＩインターフェース、６ ハードディスク、７
リムーバブルディスク、８ 表示器、９ キーボード
＆マウス、１０ 音源、１１ ＣＰＵバス

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の楽音データを対応するタイミン
   グデータと共に第１記憶手段に記憶する第１のステップ
   と、 前記第１記憶手段に記憶された楽音データを読み出し
   て、該楽音データに対応する楽音波形を生成するための
   音源パラメータを生成し、該音源パラメータを対応する
   タイミングデータと共に第２記憶手段に記憶する第２の
   ステップと、 前記第２記憶手段に記憶された前記音源パラメータと対
   応するタイミングデータに基づいて前記楽音波形を生成
   し、生成された前記楽音波形を第３記憶手段に記憶する
   第３のステップと、 前記第３記憶手段に記憶されている楽音波形を順次再生
   する第４のステップと、 前記第４のステップにおける再生の進行に応じて第１の
   タイミングを発生し、該第１のタイミングで前記第３の
   ステップを起動する第５のステップと、 前記タイミングデータの示すタイミングとは独立した所
   定の周期で第２のタイミングを発生し、該第２のタイミ
   ングで前記第２のステップを起動する第６のステップ
   と、 を備えていることを特徴とする楽音生成方法。
2. 【請求項２】 前記第６のステップは、前記楽音生成
   方法を実行する演算装置の使用状況を判定し、演算装置
   の負荷が軽いときに前記第２のタイミングを発生するこ
   とを特徴とする請求項１記載の楽音生成方法。
3. 【請求項３】 前記第６のステップは、前記楽音生成
   方法を実行する演算装置がソフトウェア的に検出する所
   定時間ごとに前記第２のタイミングを発生することを特
   徴とする請求項１記載の楽音生成方法。
4. 【請求項４】 前記第２のステップが１回起動される
   毎に、１つの楽音データに対応した音源パラメータが生
   成されるようにしたことを特徴とする請求項１記載の楽
   音生成方法。
5. 【請求項５】 前記第２のステップが複数回起動され
   た結果、１つの楽音データに対応した音源パラメータが
   生成されるようにしたことを特徴とする請求項１記載の
   楽音生成方法。
6. 【請求項６】 前記第３のステップが起動されたとき
   に、前記第１記憶手段に記憶された前記楽音データのう
   ち、前記楽音波形の生成範囲に含まれるタイミングデー
   タに対応した楽音データの音源パラメータが生成済みで
   あるか否かを判定し、生成済みでない場合には未生成の
   楽音データに対応する音源パラメータを発生してから楽
   音波形を生成するようにしたことを特徴とする請求項１
   記載の楽音生成方法。