JPH11305769A - 電子楽器の残響効果付加装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 マイクロコントローラやＣＰＵなどの制御手
段に負担をかけず、且つ大きなダイナミックレンジを必
要とせず、簡便な構成でエコー効果や残響効果を奏する
ことができる電子楽器の残響効果付加御装置を提供せん
とするものである。 【解決手段】 制御手段１が、１つのキーオン情報に基
づき、アサインされた楽音発生チャンネル毎に実質異な
るタイミングにて発音が開始されるように、楽音信号生
成手段３に対する制御パラメータの転送を行うと共に、
アサインされた各楽音発生チャンネルで生成される楽音
波形に１８０°位相の異なるものを含み、且つそれらの
振幅を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子楽器の残響効
果付加御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】特開平３−１１３４９９号には、マイク
ロコントローラによるタイミング制御を行って、チェイ
ス効果を得る構成が示されている。該構成によれば、チ
ェイス音の発生タイミングが各チェイス音毎に異なるよ
うになり、変化に富んだチェイス効果が得られることに
なる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記構成では、楽音を
生成する音源ＬＳＩなどに負担がかからないが、タイマ
制御などによってマイクロコントローラが夫々のチャン
ネル毎に発音開始を指示する場合、その負荷が大きくな
って、楽音発生チャンネル数の減少につながることがあ
る。

【０００４】また上記構成では、発音タイミングには自
由度があるが、常に同じ位相にて波形が出力を開始する
ため、発音タイミングの取り方次第では、かなりのダイ
ナミックレンジが必要となってしまい、システムの肥大
化につながることになる。

【０００５】本発明は従来技術の以上のような問題に鑑
み創案されたもので、マイクロコントローラやＣＰＵな
どの制御手段に負担をかけず、且つ大きなダイナミック
レンジを必要とせず、簡便な構成でエコー効果や残響効
果を奏することができる電子楽器の残響効果付加御装置
を提供せんとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そのため本発明に係る電
子楽器の残響効果付加御装置の構成は、１つのキーオン
情報に基づき、複数の楽音発生チャンネルに対して、波
形読出アドレスやエンベロープ係数を含む制御パラメー
タを転送し、発音開始を指示する制御手段と、任意の楽
音波形を記憶する波形記憶手段と、制御手段から転送さ
れ複数の楽音発生チャンネルに割り振られた制御パラメ
ータに基づき、上記波形記憶手段からの楽音波形データ
の読出を行ってフィルタ処理を行うと共に、この波形デ
ータにエンベロープの付与を行って楽音信号を生成する
楽音信号生成手段と、該楽音信号生成手段で楽音発生チ
ャンネル毎に生成された楽音信号に基づいて楽音を発生
する楽音発生手段とを少なくとも有しており、前記制御
手段は、前記１つのキーオン情報に基づき、アサインさ
れた楽音発生チャンネル毎に実質異なるタイミングにて
発音が開始されるように、楽音信号生成手段に対する制
御パラメータの転送を行うと共に、アサインされた各楽
音発生チャンネルで生成される楽音波形に位相の異なる
ものを含み、且つそれらの振幅を制御することを基本的
特徴としている。

【０００７】上記構成では、キーオンディレイ処理と楽
音波形の位相をずらす処理により、エコー効果や残響効
果が得られるようにするものである。そのような制御を
制御手段により行う場合、キーオンディレイ処理を行う
構成として、１つのキーオン情報に基づき、アサインさ
れた楽音発生チャンネル毎に実質異なるタイミングにて
発音が開始されるように、各楽音発生チャンネルにおけ
る発音タイミングの制御を、タイマ制御または楽音信号
生成手段に対する発音タイミング指示を含む制御パラメ
ータの転送で行う。すなわち、その制御方法として、制
御手段自身がタイマ制御によって夫々のチャンネル毎に
発音開始を指示する場合と、楽音信号生成手段に転送す
る制御パラメータに、発音開始の時間的な指示を含む場
合とがある。そのうち特に後者の方法によれば、制御手
段により設定された発音タイミングにより楽音信号生成
手段から楽音信号を出力させる構成（制御手段によるタ
イマ制御の構成）とするのではなく、制御パラメータ
に、発音開始の時間的な指示が含まれているため、楽音
信号生成手段から出力される楽音信号が既に遅延されて
いることになり、制御手段の負荷を軽減することができ
るようになる。

【０００８】また制御手段によって、アサインされた各
楽音発生チャンネルで生成される楽音波形に位相の異な
るものを含み、且つそれらの振幅を制御する処理を行っ
ている。これは、キーオンディレイ処理で複数生成され
る楽音波形の位相が常に同じ位相で生成された場合、か
なり大きなダイナミックレンジが必要となってしまうの
で、位相をずらすことで、ダイナミックレンジを所定の
範囲内に抑えようとするものである。その場合、特にそ
の位相の変異を１８０°とすると良い。そのようにすれ
ば、楽音波形に２の補数を乗算するだけ、即ち＋−を入
れ替えるだけの単純な構成となり、量子化ビット数を抑
えることが可能となるからである。また残響音として残
る反射音は、次第にその振幅が減衰していくので、アサ
インされた各楽音発生チャンネルで生成される各楽音波
形の振幅も併せて制御するようにしている。上記のよう
に制御すれば、大きなダイナミックレンジを必要とせ
ず、簡便な構成でエコー効果や残響効果を奏することが
できるようになる。

【０００９】さらに前記制御手段がアサインされた楽音
発生チャンネルに各制御パラメータを転送する際に、該
パラメータに出力系列を指定するパラメータを含み、少
なくとも２つ以上の出力系列に夫々２つ以上の楽音発生
チャンネルを使用して発音開始を指示し、夫々の発音開
始タイミングを右側系列と左側系列で異なるように制御
するようにすると、音像の方向感を与えることが可能と
なって、より臨場感のある楽音を発生させることができ
るようになる。

【００１０】加えて、ＣＰＵなどで構成される制御手段
の負荷を軽減するための構成として、楽音信号生成手段
に転送する制御パラメータに、発音開始の時間的な指示
を含むような構成とするとしたが、そのような構成とし
ては、前記制御手段が、複数の楽音発生チャンネルに、
制御パラメータを転送する際に、複数チャンネルに同時
に転送を行い、且つ制御パラメータとして、エンベロー
プ値を略０とすることが可能なフェイズを有するエンベ
ロープを形成できるエンベロープ係数と、当該エンベロ
ープフェイズと同等の時間に相当する分だけ本来の読出
波形のトップから遡ったアドレスをスタートアドレスと
する波形読出アドレスとを、楽音発生チャンネル毎に楽
音信号生成手段に転送する構成とするのがよい。

【００１１】上記構成では、制御手段により、楽音発生
チャンネル毎に楽音信号生成手段にエンベロープ係数が
転送され、それによって生成されるエンベロープのフェ
イズを従来より１つ増やすことで、ｐｒｅ ｒｅａｄ ｐ
ｈａｓｅを設ける。そのｐｒｅ ｒｅａｄ ｐｈａｓｅの
エンベロープ値を略０とするようにすれば、その間に読
み出された波形データは、上記エンベロープ値（略０）
と乗算された結果、略０として出力されることになる。
またｐｒｅ ｒｅａｄ ｐｈａｓｅの間は、ちょうどディ
レイタイムに相当するので、そのエンベロープ値が乗算
される楽音波形についても、当該エンベロープフェイズ
と同等の時間に相当する分だけ本来の読出波形のトップ
から遡ったアドレスをスタートアドレスとして波形を読
出すことで、ｐｒｅ ｒｅａｄ ｐｈａｓｅの間に読み出
される楽音波形データはどんなものであっても上記乗算
によって略０として出力され、楽音波形にディレイタイ
ムが設定できるようになる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を添付図
面に基づき説明する。図１は本発明の残響効果付加装置
の一実施形態の構成が適用された電子楽器のブロック図
であり、この電子楽器は選択した音色に応じて所定の波
形データを読み出して発音するようにした波形メモリ読
出方式の電子楽器である。

【００１３】本構成は、制御手段１と、波形記憶手段２
と、楽音信号生成手段３と、楽音発生手段４とを有する
構成であり、これらの構成はバス１００に接続され、上
記電子楽器の構成として組み込まれている。さらにこの
バス１００には、上記電子楽器の構成として必要な構成
が接続されている。すなわち、鍵盤インターフェース１
０１ａを介して鍵盤１０１が、パネルインターフェース
１０２ａを介してパネルスイッチ１０２が、さらにＲＡ
Ｍ１０３とＲＯＭ１０４が当該バス１００に接続されて
いる。その他、該バス１００には、ＭＩＤＩインターフ
ェース１０５とディスクドライブ１０６とが接続されて
いる。

【００１４】鍵盤インターフェース１０１ａは、鍵盤１
０１を走査することにより押鍵（キーオン）と離鍵（キ
ーオフ）の各イベントを検出し、イベントのあった鍵の
キーコードを出力する。

【００１５】パネルスイッチ１０２は、複数種類の音色
から所望の音色を選択するための音色選択スイッチとそ
の他のスイッチを備えており、パネルインターフェース
１０２ａはパネルスイッチ１０２の各スイッチ操作のイ
ベントを検出する。

【００１６】ＲＡＭ１０３は、プログラムを実行する時
に必要なデータを一時的に記憶し、ワーキングメモリと
しての役割を果たしている。

【００１７】ＲＯＭ１０４は、楽音信号生成手段３に音
色を指定するための音色データ、波形データの読出アド
レスを指定するアドレス情報、エンベロープ波形生成用
のエンベロープ係数、及び制御プログラムなどが記憶さ
れており、制御手段１は、バス１００を介して各種情報
のやりとりを行い、ＲＡＭ１０３内に設定されたレジス
タ等を用いながらＲＯＭ１０３の制御プログラムに基づ
いて電子楽器全体の動作を制御する。

【００１８】制御手段１は、全体の制御と演算処理を行
うＣＰＵで構成されており、特に本構成では、残響効果
付加のＯＮイベントが検出されると、キーオンディレイ
アサイナモードとなって、キーオンディレイ効果を付加
するよう機能し、１つのキーオン情報に基づき、６４の
楽音発生チャンネルに対して、波形読出アドレスやエン
ベロープ係数を含む制御パラメータを、同時に転送する
機能を果たしている。

【００１９】波形記憶手段２は、ＲＯＭで構成されてお
り、図２に示すように、楽音波形をサンプリングして得
た時系列な振幅情報からなる波形データが、複数種類の
楽音について一続きに連続して記憶されている。図２
は、波形ＲＯＭの記憶内容と読出アドレスとの関係を示
しており、そこに例示されたものには、ストリングス、
オルガン、ピアノなどがあるが、これらの波形形状は、
ヘッド部分とループ部分とから成り立っている。そして
Ａ、Ｂ、Ｃは読出スタートアドレスを、またＬＴはルー
プトップアドレス、ＬＥはループエンドアドレスを各示
している。

【００２０】楽音信号生成手段３は、時分割多重化処理
により６４音同時発音可能な音源ＬＳＩで構成され、制
御手段１からバスを介して６４チャンネル分のアサイン
メントメモリ３０に転送され、６４の楽音発生チャンネ
ルに割り振られた制御パラメータに基づき、上記波形記
憶手段２からの楽音波形データの読出を行ってサンプリ
ング補間及びフィルタ処理を行うと共に、この波形デー
タにエンベロープの付与を行ってデジタル楽音信号を生
成する。その詳細な構成については、後述する。

【００２１】楽音発生手段４は、デジタル・アナログコ
ンバータ４０とアンプ及びスピーカなどよりなるサウン
ド装置４１で構成されており、楽音信号生成手段３から
出力されたデジタル楽音信号がデジタル・アナログコン
バータ４０でＤ／Ａ変換されて、サウンド装置４１で楽
音が発生させられる。

【００２２】本構成では、上記楽音信号生成手段３と楽
音発生手段４の間に、デジタルシグナルプロセッサＤＳ
Ｐ５が設けられており、前記制御手段１により送られた
係数等を基に、デジタル楽音信号に対し、リバーブなど
の各種サウンドイフェクトがかけられるようになってい
る。

【００２３】上記楽音信号生成手段３は、図３に示すよ
うに、６４チャンネル分のアサイメントメモリ３０と、
時分割処理を行う際に必要なクロックを供給するための
タイミングジェネレータ３１と、波形データ読出しのた
めの波形読出アドレスを発生するＦナンバ累算器３２
と、波形記憶手段２から読み出された波形データの補間
処理及び高調波成分の調整のためのフィルタ処理を行う
サンプリング補間フィルタ３３と、複数のフェーズから
なるエンベロープを発生するエンベロープ累算器３４
と、補間処理及びフィルタ処理の行われた読出波形にエ
ンベロープを乗算する第１の乗算器３５と、エンベロー
プの乗算された読出波形にさらに２の補数を乗算する第
２の乗算器３６と、出力された６４チャンネル分の楽音
信号をＬ／Ｒいずれかの系列に分類しながら累算する系
列累算器３７とを有している。

【００２４】上記構成で前記Ｆナンバ累算器３２は、波
形記憶手段２に格納されている波形データを読み出すた
めに、スタートアドレスに対して、Ｆナンバ加算値
（Ｎ）の累算の結果得られるフリークゥエンシィアキュ
ムレート値（ＦＡＣＣ）を加算して波形読出アドレスを
決定し、これらをさらに６４チャンネル分時分割で発生
する。この波形読出アドレスのうち、その整数部を波形
記憶手段２に供給し、またその小数部をサンプリング補
間フィルタ３３に出力する。サンプリング補間フィルタ
３３は、波形記憶手段２から読み出された波形データに
基づいて、波形アドレスの小数部に対応した波形サンプ
リング値を補間演算により算出し、さらに高調波成分の
調整のためのフィルタ処理を行い、出力する。エンベロ
ープ累算器３４は、スピードデータ（ＳＰＤ）を累算
（加算・減算の場合を含む）して得られるエンベロープ
アキュムレート値（ＥＡＣＣ）とフェーズ終了値データ
（ＰＥＰ）及びエンベロープが上昇するのか減衰するの
かを決定する−／＋フラグデータ（−／＋）から６４チ
ャンネル分の振幅エンベロープ信号を時分割で発生す
る。これらのＳＰＤデータ、ＰＥＰデータ或いは−／＋
フラグデータは、ＲＯＭ１０４から制御手段１に読み出
されて与えられるエンベロープ波形生成用のエンベロー
プ係数等の制御パラメータである。第１の乗算器３５
は、サンプリング補間フィルタ３３の出力する波形サン
プル値と振幅エンベロープ信号とを乗算する。さらに第
２の累算器３６は、アサイメントメモリ３０から送出さ
れた２の補数をエンベロープの乗算された読出波形にさ
らに乗算し、間接音を生成する楽音発生チャンネルのい
くつかで、位相を１８０°ずらして波形出力を開始する
ことができるようにすることで、大きなダイナミックレ
ンジを必要とせずに、所定のラウドネスが得られるよう
にしている。系列累算器３６は、時分割出力される６４
チャンネル分の楽音信号をＬ／Ｒフラグに基づきいずれ
かの系列に分類しながら累算し、全チャンネルの出力を
Ｌ／Ｒの２系列に合成する。

【００２５】上記エンベロープ累算器３４は、フェーズ
分割方式のエンベロープ発生器であり、本構成では、こ
れによって生成されるエンベロープを、キーオン時にｐ
ｈ０〜ｐｈ３の４フェーズ、キーオフ時にｐｈ４〜ｐｈ
７の同じく４フェーズに分割している。図４に示すよう
に、上述のアサイメントメモリ３０は、各チャンネル毎
に、波形記憶手段２の波形データ読出用の領域と、エン
ベロープ制御用の領域と、ラウドネス用の領域と、ＦＡ
ＣＣクリア、ｐｈクリア、ＥＡＣＣクリアなどの制御用
フラグ、Ｌ／Ｒフラグ及びフィルタ係数等の記憶領域に
区分けされる。

【００２６】そのうち波形データ読出用の領域は、波形
データ読出のためのスタートアドレス（ＳＴａ、ＳＴ
ｂ、ＳＴｃ）、Ｆナンバ加算値（Ｎ）、ループトップア
ドレス（ＬＴ）、ループエンドアドレス（ＬＥ）が記憶
される。またエンベロープ制御用の領域には、キーオン
時のｐｈ０〜ｐｈ３と、キーオフ時のｐｈ４〜ｐｈ７の
それぞれのフェーズにおいて、前述のスピードデータ
（ＳＰＤ）とフェーズ終了値データ（ＰＥＰ）及び−／
＋フラグデータ（−／＋）が記憶される。ラウドネス用
の領域は、エンベロープのラウドネスレベルをどの程度
かけるのかを示す値が２の補数で記憶されている。本構
成では、この２の補数を用いることにより、逆位相の波
形を含めることができるようにし、それによりダイナミ
ックレンジを大きくしなくてもラウドネスをかせげるよ
うにしている。また２の補数という、＋−を入れ替える
だけの単純な構成で位相を変えることができるため、量
子化ビット数を抑えることも可能となる。さらにＦＡＣ
Ｃクリア、ｐｈクリア、ＥＡＣＣクリアは、制御手段１
により、その値を１とすることで、楽音信号生成手段３
がそれを認識すると、それまでＦＡＣＣ、フェーズ、Ｅ
ＡＣＣを記憶していたレジスタはクリアされ、ＦＡＣＣ
やＥＡＣＣは０に、またフェーズはｐｈ０となる。加え
てＬ／Ｒフラグは、出力系列をＬ側にするかＲ側にする
かを指示するもので、たとえば０であればＬ側、１であ
ればＲ側に出力される。

【００２７】ここでは、上記エンベロープ制御用の領域
に記憶された各フェーズにおける、スピードデータ（Ｓ
ＰＤ）とフェーズ終了値データ（ＰＥＰ）及びエンベロ
ープが上昇する（＋で示される）のか減衰する（−で示
される）のかを決定する−／＋フラグデータ（−／
＋）、さらにＳＰＤの累算値であるエンベロープアキュ
ムレート値（ＥＡＣＣ）との関係からどのようにエンベ
ロープ波形が生成されるかについて以下に説明する。

【００２８】図５（ａ）は、これらの関係を示す説明図
であり、エンベロープ累算器３４内の演算は浮動小数点
に則って行われており、エンベロープのフェーズデータ
は、指数部４ビット、仮数部１２ビットからなる。ＳＰ
Ｄデータは仮数部８ビットからなり、上記−／＋信号に
従い加減算される。ＥＡＣＣデータは、指数部４ビッ
ト、仮数部１２ビットからなり、−／＋信号が０の時、
すなわち”＋”の時、各チャンネル毎に時分割されたタ
イムスロットで、このＥＡＣＣデータにＳＰＤデータが
加算されていく。ＰＥＰデータは、上記のＥＡＣＣデー
タの上位から７ビットに対応し、指数部４ビット、仮数
部３ビットよりなり、ＥＡＣＣデータの上位７ビット
（指数部４ビット、仮数部３ビット）と比較される。比
較した結果、ＥＡＣＣデータ≧ＰＥＰデータとなってい
れば、現在のフェーズから次のフェーズに移行する。以
上は、−／＋信号が”０”すなわち”＋”の場合である
が、−／＋信号が”１”すなわち”−”の時は、ＥＡＣ
ＣデータからＳＰＤデータが減算されると共に、ＥＡＣ
ＣデータとＰＥＰデータが比較され、比較した結果、Ｅ
ＡＣＣデータ≦ＰＥＰデータとなっていれば、現在のフ
ェーズから次のフェーズに移行する。そしてこのフェー
ズの移行によりエンベロープ波形が形成される。また−
／＋信号が”１”の時リニア軸上で指数関数的形状にな
るように、−／＋信号が”０”の時直線的形状になるよ
うに、ＳＰＤデータを左シフトする。これにより、図５
（ｂ）のような形状となる。

【００２９】これらのエンベロープパラメータは、キー
オン時のｐｈ０〜３の４つのフェーズと、キーオフ時の
ｐｈ４〜７の４つのフェーズからなり、エンベロープ累
算器３４では各チャンネルのアサイメントメモリ３０中
のｐｈクリアが１になると、上述したように、それまで
のフェーズレジスタはクリアされ、ｐｈ＝０となり、ｐ
ｈ０又はｐｈ４のパラメータが採用される。各チャンネ
ルのフェーズレジスタは、制御手段１によりｐｈクリア
＝１に設定することにより、キーオン時によってもクリ
アされるが、キーオフ時にもｐｈ０〜３の内容をキーオ
フフェーズであるｐｈ４〜７の値に書き換えた後にクリ
アされて、ｐｈ０に対応するエリアに記憶されたｐｈ４
のパラメータが採用されることになる。

【００３０】本構成では、エンベロープのフェイズを従
来より１つ増やすことで、ｐｈ０のｐｒｅ ｒｅａｄ ｐ
ｈａｓｅを設け、さらにそのｐｒｅ ｒｅａｄ ｐｈａｓ
ｅによって、実質的にディレイタイムを創出させるた
め、そのエンベロープ値を略０とするようにする。その
場合、エンベロープのフェーズデータは、Ｐｏｗｅｒ
（指数）は２^P-16で、またＭａｎｔｉｓｓａ（仮数）は
１＋Ｍ／２¹²で表わされるため、このｐｒｅ ｒｅａｄ
ｐｈａｓｅのエンベロープ値を略０とするためには、ｐ
ｒｅ ｒｅａｄ ｐｈａｓｅのＰＥＰのＰｏｗｅｒは、同
時に発音を開始させるべき複数のチャンネルのいずれで
も、Ｐ≦８にしておけばよい。Ｍａｎｔｉｓｓａの値を
一応０として、Ｐ＝８の時のエンベロープ値は、下式数
１に示されるようになる。

【００３１】

【数１】 Ｅｎｖ＝２^P-16＊（１＋Ｍ／２¹²） ＝２^-8＊（１＋０） ＝２^-8 ＝４８ｄｂ

【００３２】この値はかなり小さな値であり、エンベロ
ープの立ち上がり時には気にならないレベルである。但
しもし発音する音色がフルート音のように高調波をほと
んど含まず、立ち上がりもあまり早くない場合は、ｐｒ
ｅ ｒｅａｄ ｐｈａｓｅのＰＥＰのＰｏｗｅｒは、Ｐ≦
６とすれば、どんな場合にもまったく問題はない。

【００３３】前述のように、ｐｒｅ ｒｅａｄ ｐｈａｓ
ｅの間は、ちょうどディレイタイムに相当するので、そ
のエンベロープ値が乗算される楽音波形についても、当
該エンベロープフェイズと同等の時間に相当する分だけ
本来の読出波形のトップから遡ったアドレスをスタート
アドレスとして波形を読出すようにする（以下その間に
読み出された波形をｐｒｅ ｒｅａｄ 波形という）。そ
れによって、ｐｒｅｒｅａｄ ｐｈａｓｅの間に読み出
される楽音波形データはどんなものであっても、ｐｒｅ
ｒｅａｄ ｐｈａｓｅの間のほぼ０のエンベロープ値の
乗算によって、略０として出力されようになり、楽音波
形にディレイタイムが設定できるようになる。

【００３４】すなわちディレイタイムは、上記ｐｒｅ
ｒｅａｄ ｐｈａｓｅのＳＰＤデータとＰＥＰデータに
よって決定される（ＳＰＤデータが累算されたＥＡＣＣ
データがＰＥＰデータ以上又は以下になった時点でフェ
ーズが変わるため）が、同時に、図２に示すように、押
鍵に基づく波形の読み出しスピード、すなわちＦナンバ
加算値（Ｎ）とｐｒｅ ｒｅａｄ 波形の長さ、すなわち
スタートアドレス（ＳＴａ、ＳＴｂ、ＳＴｃ）〜ループ
トップアドレス（ＬＴ）によっても決まることになり、
本構成では、これらは等しくなければならない。

【００３５】例えばディレイタイムが１０ｍｓであり、
エンベロープ累算器３４のシステムクロック周波数が４
０ＫＨｚ、すなわち１チャンネル当たりの演算周期が２
５μｓとすると、１０ｍｓかけてｐｈ０のＥＡＣＣデー
タがそのＰＥＰデータに到達するためには、下式数２か
ら、４００回の演算を必要とするように設定する必要が
ある。

【００３６】

【数２】１０×１０³μｓ÷２５μｓ＝４００（回）

【００３７】前記図５を参照して、ＰＥＰデータのＰｏ
ｗｅｒ＝６、Ｍａｎｔｉｓｓａ＝０、−／＋＝０（＋）
とするならば、ＥＡＣＣ＝６×２¹²でフェーズ転換点と
なるため、ＳＰＤデータとしては、下式数３のように、
その値を上記演算回数４００で割った値となる。

【００３８】

【数３】ＳＰＤ＝６×２¹²÷４００

【００３９】このような値にしておけば、ｐｈ０の演算
はほぼ１０ｍｓで終了し、その後ｐｈ１に移行し、正規
のアタックフェーズを開始するので、エンベロープ値も
急速に立ち上がり、補間の行われた読出波形にエンベロ
ープを乗算する第１の乗算器３５による乗算結果の波形
レベルも大きくなる。

【００４０】他方、上述のように、波形データの読み出
しに関しては、Ｆナンバ加算値（Ｎ）とｐｒｅ ｒｅａ
ｄ 波形の長さを考慮して、ディレイタイム分、本来の
読出波形のトップから遡ったアドレスをスタートアドレ
スとして波形を読出さねばならない。その場合、波形Ｒ
ＯＭの記憶内容と読出アドレスとの関係を示す前記図２
を参照して、図６に示されるピアノの音色で、エコー効
果乃至残響効果を得る場合のキーオンディレイ処理の一
例につき、説明する。

【００４１】図６は、１つのキーオン情報に基づき、制
御手段１が、３つの楽音発生チャンネルに対して、波形
読出アドレスやエンベロープ係数を含む制御パラメータ
を同時に転送し、楽音信号生成手段３が、各楽音発生チ
ャンネルに割り振られた制御パラメータに基づき、波形
記憶手段２からの楽音波形データの読出を行った状態
と、この波形データに乗算するエンベロープ波形の生成
を行った状態と、これらの乗算により生成された楽音波
形の状態を時系列的に示す波形データの推移説明図であ
る。図面の一番上の（ａ）には、演奏者の鍵盤操作によ
るキーオン及びキーオフのタイミングが示されている。
次の（ｂ）は、楽音発生チャンネルＴＧｃｈ１におけ
る、（ｃ）は、楽音発生チャンネルＴＧｃｈ２におけ
る、さらに（ｄ）は、楽音発生チャンネルＴＧｃｈ３に
おける、夫々ピアノの読出波形、エンベロープ波形、第
１の乗算器３５による波形出力の推移が示されている。
（ａ）のキーオン・オフタイミングは、どのチャンネル
も共通であり、制御手段１の負荷を軽くしている。

【００４２】ＴＧｃｈ１では、Ｄｅｌａｙ０のディレイ
タイムはほぼ０であり、従って、ピアノの波形データの
読み出しは図２のアドレスＡから行われる。またそのエ
ンベロープ波形を構成するｐｈ０のｐｒｅ ｒｅａｄ ｐ
ｈａｓｅ（エンベロープ値ほぼ０）の占有時間もほぼ０
であり、従ってキーオンとほぼ同時にｐｈ１のアタック
フェーズに移行する。またキーオフでｐｈ４のリリース
フェーズに移行する。上記読み出し波形とエンベロープ
波形の乗算出力は、図面に示すようになり、キーオンと
同時に楽音が生成される。本構成では、エコー効果或い
は残響効果を得る場合の直接音の生成に、このように楽
音発生チャンネルでディレイタイムをほぼ０とするやり
方を用いている。

【００４３】ＴＧｃｈ２では、Ｄｅｌａｙ１のディレイ
タイムがあり、従って、ピアノの波形データの読み出し
は図２のアドレスＢから行われる。またそのエンベロー
プ波形を構成するｐｈ０のｐｒｅ ｒｅａｄ ｐｈａｓｅ
（エンベロープ値ほぼ０）の占有時間もＤｅｌａｙ１の
ディレイタイムと同一となり、従ってキーオンからこの
ディレイタイムだけ経過してｐｈ１のアタックフェーズ
に移行する。またキーオフと同時にｐｈ４のリリースフ
ェーズに移行する。上記読み出し波形とエンベロープ波
形の乗算出力は、図面に示すようになり、キーオンから
上記ディレイタイム分遅れて楽音が生成される。

【００４４】ＴＧｃｈ３では、Ｄｅｌａｙ２のディレイ
タイムがあり、従って、ピアノの波形データの読み出し
は図２のアドレスＣから行われる。またそのエンベロー
プ波形を構成するｐｈ０のｐｒｅ ｒｅａｄ ｐｈａｓｅ
（エンベロープ値ほぼ０）の占有時間もＤｅｌａｙ２の
ディレイタイムと同一となり、従ってキーオンからこの
ディレイタイムだけ経過してｐｈ１のアタックフェーズ
に移行する。またキーオフと同時にｐｈ４のリリースフ
ェーズに移行する。上記読み出し波形とエンベロープ波
形の乗算出力は、図面に示すようになり、キーオンから
上記ディレイタイム分遅れて楽音が生成される。

【００４５】本構成では、後述するように、エコー効果
や残響効果を得るためのキーオンディレイ処理で残響音
である反射音の生成する処理に、このように楽音発生チ
ャンネルでＤｅｌａｙ１やＤｅｌａｙ２のディレイタイ
ムを設定するやり方を用いている。

【００４６】以上のような波形データの推移とするため
には、ｐｈ０のｐｒｅ ｒｅａｄ ｐｈａｓｅのＳＰＤデ
ータがＴＧｃｈ１〜ＴＧｃｈ３の楽音発生チャンネルの
間で異なっていなければならない。またｐｈ０のｐｒｅ
ｒｅａｄ ｐｈａｓｅの目標値であるＰＥＰにつき、当
該フェイズのエンベロープ値を略０とすることができる
値にしておく必要がある。本構成では、ＰＥＰのＰＯＷ
ＥＲの値を前述のように、８以下に設定している。

【００４７】図７(ａ)(ｂ)は、１つのキーオン情報を受
け、それに伴って生成される楽音に残響効果を付加した
場合のＬ系列（左側出力ｃｈ０〜ｃｈ１０の偶数チャン
ネル）とＲ系列（右側出力ｃｈ１〜ｃｈ１１の奇数チャ
ンネル）の楽音発生チャンネルにおけるキーオンディレ
イの実質タイミングとラウドネスレベルとの関係を示す
タイムチャートである。Ｘ軸方向は経過時間ｔを示して
おり、キーオンディレイにより、Ｌ系列ではｃｈ０から
始まってｃｈ２，ｃｈ４，…ｃｈ１０と発音が開始さ
れ、このうちｃｈ０は直接音の発音タイミングを、その
他は間接音の発音タイミングを各示している。同様にＲ
系列でも、ｃｈ１から始まってｃｈ３，ｃｈ５，…ｃｈ
１１と発音が開始され、このうちｃｈ１は直接音の発音
タイミングを、その他は間接音の発音タイミングを各示
している。このＬ系列とＲ系列の楽音発生タイミングに
は、夫々わずかな違いを持たせ、ステレオ感（臨場感）
を出せるようにしている。またＹ軸方向はラウドネスレ
ベルを示しており、その上下方向では逆位相であって、
時間の経過と共に残響成分である後段の各チャンネルの
ラウドネスレベルは次第に低くなっていることが解る。
なお図中のラウドネスレベルの緩やかな減衰を示す点線
の軌跡により、ＤＳＰ５によるリバーブ成分波形の生成
の状態が示されている。

【００４８】尚、本構成では、アサインされた各楽音発
生チャンネルに、少なくとも２つ以上の異なるフィルタ
係数を設定することで、遅く発音されるチャンネルの楽
音は、早く発音されるチャンネルの楽音に比べて、高調
波成分が少なくなるように制御することとした。図８
(ａ)〜(ｆ)は、楽音信号にかけられるチャンネル別のフ
ィルタ特性を示す説明図である。ｃｈ０やｃｈ１から発
音される楽音には高調波が多く含まれ、また逆に残響音
として残る反射音を発生する後段側のｃｈほど、そこか
ら発音される楽音に含まれる高調波は少なくなる。従っ
て、遅く発音されるチャンネルの楽音ほど、楽音信号生
成手段３におけるフィルタ処理で高い周波数成分をカッ
トすることになる。これは、残響音として残る反射音ほ
ど、高調波成分が少なくなって、丸い音になるからであ
り、夫々のチャンネルでフィルタ係数を変更し、これら
のフィルタ特性を制御して、そのような調整を行ってい
る。

【００４９】図９及び図１０は、本構成による処理が行
われる場合の制御手段１による処理フローを示すフロー
チャートである。電源スイッチがＯＮされると、バス１
００に接続されている制御手段１、楽音信号生成手段
３、楽音発生手段４、鍵盤インターフェース１０１ａ、
パネルインターフェース１０２ａ、ＲＡＭ１０３の初期
化が行われる（ステップＳ１０１）。この時、初期設定
としてアサイナモードをノーマルアサイナモード（ＡＳ
Ｎ＝ｎｏｒｍａｌ）に設定すると共に、全アサイメント
メモリ３０をクリアし、またＤＳＰ５にプログラム及び
必要な係数の転送も行われる。

【００５０】次にパネルスイッチのＯＮイベントが検出
され（ステップＳ１０２）、その中で残響効果付加のＯ
Ｎイベントがあるか否かの検出がなされる（ステップＳ
１０３）。この残響効果付加のＯＮイベントが検出され
た場合（ステップＳ１０３；Ｙｅｓ）、アサイメントメ
モリ３０の対応チャンネルエリアをクリアし（ステップ
Ｓ１０４）、本発明のキーオンディレイ効果を付加させ
るための構成を機能させて、キーオンディレイアサイナ
モードを起動させる（ステップＳ１０５）。また前記残
響効果付加のＯＮイベントが検出されなかった場合（ス
テップＳ１０３；Ｎｏ）、残響効果付加のＯＦＦイベン
トがあるか否かの検出がなされる（ステップＳ１０
６）。残響効果付加のＯＦＦイベントが検出された場合
（ステップＳ１０６；Ｙｅｓ）、アサイメントメモリ３
０の対応チャンネルエリアをクリアし（ステップＳ１０
７）、ノーマルアサイナモードを起動させる（ステップ
Ｓ１０８）。残響効果付加のＯＦＦイベントが検出され
なかった場合（ステップＳ１０６；Ｎｏ）、その他パネ
ルスイッチに対応した処理が行われる（ステップＳ１０
９）。

【００５１】上記ステップＳ１０５、１０８又は１０９
の後、キーボードデータとＭＩＤＩデータがキー入力バ
ッファに格納される（ステップＳ１１０）。そして鍵盤
１０１のキーオンイベントを検出し（ステップＳ１１
１）、このキーオンイベントが検出された場合（ステッ
プＳ１１１；Ｙｅｓ）、Ｌ系列及びＲ系列の夫々１つず
つの楽音発生チャンネルを決定し（ＴＧｃｈ０、ＴＧｃ
ｈ１）、それらのチャンネル対応のアサイメントメモリ
３０に、図４に示されたスタートアドレスＳＴａ及びＳ
Ｔｂ、Ｆナンバ加算値（Ｎ）、ループトップアドレス
（ＬＴ）、ループエンドアドレス（ＬＥ）、ｐｈ０〜ｐ
ｈ３までのスピードデータ（ＳＰＤ）、フェーズ終了値
データ（ＰＥＰ）及び−／＋フラグデータ（−／＋）、
さらにＦＡＣＣクリア＝１、ｐｈクリア＝１、ＥＡＣＣ
クリア＝１などの制御用フラグ、Ｌ／Ｒフラグ及びフィ
ルタ係数等を書き込む（ステップＳ１１２）。この図面
には詳細に記載されていないが、エンベロープｐｈ０の
ＳＰＤデータとスタートアドレスＳＴａ及びＳＴｂ（こ
れらは直接音の発音タイミングに関係）以外にも、さら
にラウドネスレベルやフィルタ係数（これは高調波成分
の調整に関係）の各値は、直接音のためのものであり、
それに対応した値が書き込まれる。

【００５２】さらにアサイナモードがキーオンディレイ
か否かがチェックされ（ステップＳ１１３）、キーオン
ディレイであれば（ステップＳ１１３；Ｙｅｓ）、上記
チャンネル（ＴＧｃｈ０、ＴＧｃｈ１）以外の１０の楽
音発生チャンネルを決定し（ＴＧｃｈ２〜ＴＧｃｈ１
１）、それらのチャンネルの対応するアサイメントメモ
リ３０に、スタートアドレスＳＴａ及びＳＴｂ、エンベ
ロープｐｈ０のＳＰＤデータ、ラウドネスレベル、Ｌ／
Ｒフラグ及びフィルタ係数以外の上記パラメータをコピ
ーすると共に、ＴＧｃｈ２にはスタートアドレスＳＴ
ｃ、エンベロープｐｈ０のＳＰＤデータ、ラウドネスレ
ベル、Ｌ／Ｒフラグ、フィルタ係数を、またＴＧｃｈ３
にはスタートアドレスＳＴｄ、エンベロープｐｈ０のＳ
ＰＤデータ、ラウドネスレベル、Ｌ／Ｒフラグ、フィル
タ係数を、……、ＴＧｃｈ１１にはスタートアドレスＳ
Ｔｌ、エンベロープｐｈ０のＳＰＤデータ、ラウドネス
レベル、Ｌ／Ｒフラグ、フィルタ係数を、夫々演算によ
って求め、書き込む（ステップＳ１１４）。前記ステッ
プＳ１１３で、キーオンディレイでなければ（ステップ
Ｓ１１３；Ｎｏ）、後述するＦＤインターフェース制御
に移行する（ステップＳ１１９）。

【００５３】他方前述のキーオンイベントが検出されな
かった場合（ステップＳ１１１；Ｎｏ）、鍵盤１０１の
キーオフイベントを検出する（ステップＳ１１５）。こ
のキーオフイベントが検出された場合（ステップＳ１１
５；Ｙｅｓ）、対応する楽音発生チャンネルのアサイメ
ントメモリ３０に、図４に示されたキーオフフェーズｐ
ｈ４〜ｐｈ７までのスピードデータ（ＳＰＤ）、フェー
ズ終了値データ（ＰＥＰ）及び−／＋フラグデータ（−
／＋）、さらにｐｈクリア＝１を書き込む（ステップＳ
１１６）。

【００５４】さらにアサイナモードがキーオンディレイ
か否かがチェックされ（ステップＳ１１７）、キーオン
ディレイであれば（ステップＳ１１７；Ｙｅｓ）、上記
チャンネル（ＴＧｃｈ０、ＴＧｃｈ１）以外の１０の楽
音発生チャンネルを検出して（ＴＧｃｈ２〜ＴＧｃｈ１
１）、それらのチャンネルの対応するアサイメントメモ
リ３０に、キーオフフェーズｐｈ４〜ｐｈ７までのスピ
ードデータ（ＳＰＤ）、フェーズ終了値データ（ＰＥ
Ｐ）及び−／＋フラグデータ（−／＋）、さらにｐｈク
リア＝１を書き込む（ステップＳ１１８）。前記ステッ
プＳ１１７で、キーオンディレイでなければ（ステップ
Ｓ１１７；Ｎｏ）、後述するＦＤインターフェース制御
に移行する（ステップＳ１１９）。

【００５５】加えてＳ１１５のキーオフイベントの検出
で、キーオフイベントが検出されなかった場合（ステッ
プＳ１１５；Ｎｏ）、Ｓ１１３でキーオンディレイでな
い場合（ステップＳ１１３；Ｎｏ）、前記ステップＳ１
１７で、キーオンディレイでない場合（ステップＳ１１
７；Ｎｏ）、さらにステップＳ１１４やステップＳ１１
８の書き込みの後、ＦＤインターフェース制御に移行し
（ステップＳ１１９）、最後に上記ステップＳ１０２に
復帰する。

【００５６】以上の本実施形態構成では、キーオンディ
レイ処理と楽音波形の位相をずらす処理により、エコー
効果や残響効果が得られるようになる。即ち、１つのキ
ーオン情報に基づき、アサインされた楽音発生チャンネ
ル毎に実質異なるタイミングにて発音が開始されるよう
に、制御手段１が楽音信号生成手段３に転送する制御パ
ラメータに、発音開始の時間的な指示を含む構成とする
ことで、各楽音発生チャンネルにおける発音タイミング
の制御を行い、そのような構成でキーオンディレイ処理
が行われる。該構成では、制御手段１により設定された
発音タイミングにより、制御パラメータに、発音開始の
時間的な指示が含まれる簡便な構成であるため、楽音信
号生成手段３から出力される楽音信号が既に遅延されて
いることになり、制御手段１の負荷を軽減することがで
きるようになる。そして上記キーオンディレイ処理で、
直接音を発生させるチャンネルでは早く発音が開始され
（ディレイは短い）、また反射音である間接音を発生さ
せるチャンネルでは、遅く発音が開始される（その分デ
ィレイが長くなる）ように制御される。

【００５７】また制御手段１による楽音波形の位相を１
８０°ずらす処理によって、キーオンディレイ処理で複
数生成される楽音波形のダイナミックレンジを所定の範
囲内に抑えることができるようになる。またその場合、
楽音波形に２の補数を乗算するだけ、即ち＋−を入れ替
えるだけの単純な構成なので、量子化ビット数を抑える
ことが可能となる。さらに残響音として残る反射音は、
次第にその振幅が減衰していくので、本構成では、アサ
インされた各楽音発生チャンネルで生成される各楽音波
形の振幅もそれに合わせて制御するようにしている。

【００５８】さらに前記制御手段１がアサインされた楽
音発生チャンネルに各制御パラメータを転送する際に、
該パラメータにＬ／Ｒの２つの出力系列のどちらを指定
するかのパラメータを含み、Ｌ／Ｒの出力系列に夫々２
つ以上の楽音発生チャンネルを使用して発音開始を指示
し、夫々の発音開始タイミングを右側系列と左側系列で
異なるように制御しているので、音像の方向感を与える
ことが可能となって、より臨場感のある楽音を発生させ
ることができるようになる。

【００５９】

【発明の効果】以上の本発明に係る電子楽器のの構成に
よれば、１つのキーオン情報に基づき、アサインされた
楽音発生チャンネル毎に実質異なるタイミングにて発音
が開始されるように、制御手段が、各楽音発生チャンネ
ルにおける発音タイミングの制御を行っており、そのよ
うな構成でキーオンディレイ処理で、直接音を発生させ
るチャンネルでは早く発音が開始され、また反射音であ
る間接音を発生させるチャンネルでは、遅く発音が開始
されるように制御され、エコー効果残響効果を奏するこ
とができるようになる。また制御手段による楽音波形の
位相をずらす処理によって、キーオンディレイ処理で複
数生成される楽音波形のダイナミックレンジを所定の範
囲内に抑えることができるようになる。また請求項３の
構成では、制御手段がアサインされた楽音発生チャンネ
ルに各制御パラメータを転送する際に、該パラメータに
いずれの出力系列から出力するのかを指定するパラメー
タを含み、これらの出力系列に夫々２つ以上の楽音発生
チャンネルを使用して発音開始を指示し、夫々の発音開
始タイミングを各出力系列で異なるように制御している
ので、音像の方向感を与えることが可能となって、より
臨場感のある楽音を発生させることができるようにな
る。さらに制御手段が楽音信号生成手段に転送する制御
パラメータに、発音開始の時間的な指示を含む請求項４
のような構成とすることで、該制御手段で、ディレイタ
イムを設定する必要がなくなり、その分だけ制御手段の
負荷が少なくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の残響効果付加装置の一実施形態の構成
が適用された電子楽器のブロック図である。

【図２】波形ＲＯＭの記憶内容と読出アドレスとの関係
を示す説明図である。

【図３】楽音信号生成手段を主に示す本残響効果付加装
置の構成が適用された電子楽器のブロック図である。

【図４】アサイメントメモリの記憶内容の一例を示す説
明図である。

【図５】エンベロープ係数とそれによってどのようなエ
ンベロープ波形が生成されるかの関係を示す説明図であ
る。

【図６】波形記憶手段からの楽音波形データの読出状態
と、エンベロープ波形の生成状態と、これらの乗算によ
り生成された楽音波形の状態を時系列的に示す波形デー
タの推移説明図である。

【図７】１つのキーオン情報に伴って生成される楽音に
残響効果を付加した場合のＬ系列とＲ系列の楽音発生チ
ャンネルにおけるキーオンディレイの実質タイミングと
ラウドネスレベルとの関係を示すタイムチャートであ
る。

【図８】楽音信号にかけられるチャンネル別のフィルタ
特性を示す説明図である。

【図９】本構成による処理が行われる場合の制御手段に
よる処理フローを示すフローチャートである。

【図１０】制御手段による上記処理フローの続きを示す
フローチャートである。

【符号の説明】

１ 制御手段 ２ 波形記憶手段 ３ 楽音信号生成手段 ４ 楽音発生手段 ５ ＤＳＰ ３０ アサイメントメモリ ３１ タイミングジェネレータ ３２ Ｆナンバ累算器 ３３ サンプリング補間フィルタ ３４ エンベロープ累算器 ３５ 第１の乗算器 ３６ 第２の乗算器 ３７ 系列累算器 ４０ デジタル・アナログコンバータ ４１ サウンド装置 １００ バス １０１ 鍵盤 １０１ａ 鍵盤インターフェース １０２ パネルスイッチ １０２ａ パネルインターフェース １０３ ＲＡＭ １０４ ＲＯＭ １０５ ＭＩＤＩインターフェース １０６ ディスクドライブ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １つのキーオン情報に基づき、複数の楽
   音発生チャンネルに対して、波形読出アドレスやエンベ
   ロープ係数を含む制御パラメータを転送し、発音開始を
   指示する制御手段と、 任意の楽音波形を記憶する波形記憶手段と、 制御手段から転送され複数の楽音発生チャンネルに割り
   振られた制御パラメータに基づき、上記波形記憶手段か
   らの楽音波形データの読出を行ってフィルタ処理を行う
   と共に、この波形データにエンベロープの付与を行って
   楽音信号を生成する楽音信号生成手段と、 該楽音信号生成手段で楽音発生チャンネル毎に生成され
   た楽音信号に基づいて楽音を発生する楽音発生手段とを
   少なくとも有しており、 前記制御手段は、前記１つのキーオン情報に基づき、ア
   サインされた楽音発生チャンネル毎に実質異なるタイミ
   ングにて発音が開始されるように、楽音信号生成手段に
   対する制御パラメータの転送を行うと共に、アサインさ
   れた各楽音発生チャンネルで生成される楽音波形に位相
   の異なるものを含み、且つそれらの振幅を制御すること
   を特徴とする電子楽器の残響効果付加装置。
2. 【請求項２】 アサインされた各楽音発生チャンネルに
   １８０°位相の異なる楽音波形を含むことを特徴とする
   請求項１記載の電子楽器の残響効果付加装置。
3. 【請求項３】 前記制御手段がアサインされた楽音発生
   チャンネルに各制御パラメータを転送する際に、該パラ
   メータに出力系列を指定するパラメータを含み、少なく
   とも２つ以上の出力系列に夫々２つ以上の楽音発生チャ
   ンネルを使用して発音開始を指示し、夫々の発音開始タ
   イミングを右側系列と左側系列で異なるように制御する
   ことを特徴とする請求項１または２記載の電子楽器の残
   響効果付加装置。
4. 【請求項４】 前記制御手段が、複数の楽音発生チャン
   ネルに、制御パラメータを転送する際に、複数チャンネ
   ルに同時に転送を行い、且つ制御パラメータとして、エ
   ンベロープ値を略０とすることが可能なフェイズを有す
   るエンベロープを形成できるエンベロープ係数と、当該
   エンベロープフェイズと同等の時間に相当する分だけ本
   来の読出波形のトップから遡ったアドレスをスタートア
   ドレスとする波形読出アドレスとを、楽音発生チャンネ
   ル毎に楽音信号生成手段に転送することを特徴とする請
   求項１、２または３記載の電子楽器の残響効果付加装
   置。