JPS62266596A - 電子楽器 - 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】 以Ｆの順序で説明する。

Ａ　産業上の利用分野 Ｂ　発明の概要 Ｃ従来の技術 Ｄ　発明が解決しようとする問題点 Ｅ　問題点を解決するための手段（第１図）Ｆ　作用 Ｇ　実施例（第１図〜第７図） Ｈ発明の効果 Ａ　産業上の利用分野 この発明は電子楽器に関する。

Ｂ　発明の概要 この発明は、波形記憶形の電子楽器において、複数のチ
ャンネルを制御するジェネレータと、キーアサイナテー
ブルと、シェフレータアサイナテーブルとを設けること
により、多彩な表現を可能にしたものである。

Ｃ従来の技術 電子楽器としてサンプラーと呼ばれる波形記憶形のもの
がある。これは、数秒程度の音をデジタル信号の状態で
メモリにストアし、演界時、そのストアしておいたデジ
タル信号をＤ／Ａ変換してから発音させるとともに、こ
の演奏時、メモリから取り出したデジタル信号に対して
各種の処理を行うことにより、もとの音とは異なる音程
、音長あるいは音色で演奏ができるようにしたものであ
る。

また、一般の電子楽器として、ポリフォニック機能（１
つキーの操作で和音を同時に出す機能）。

マルチボイス機能（１つのキーの操作で複数の異なる波
形の音を同時に出す機能）、キースプリソＩ・機能（キ
ーボードの範囲、例えば最低部の２オクターブの音域と
、次の２オクターブの音域と、・・・によって異なる波
形の音を出す機能）などを有するものがある。

Ｄ　発明が解決しようとする問題点 この発明は、サンプラーにおいて、ポリフォニック機能
、マルチボイス機能、キースプリット機能を実現すると
ともに、これらをシンプルなハードウェアで実現しよう
とするものである。

Ｅ　問題点を解決するための手段 このため、この発明においては、複数のチャンネルを制
御するジェネレータと、キーアサイナテーブルと、ジェ
ネレータテーブルとを設ける。

Ｆ　作用 ジェネレータの数が限られていてもテーブルにしたがっ
て有効に利用され、多彩な表現が行われる。

Ｇ　実施例 まず、この発明によるサンプラーの基本構成について説
明するが、このサンプラーにおいては、メモリにストア
する波形のＳ／Ｎを改善するため、特別な工夫を施して
いるので、その点から説明しよう。

今、ピアノや打楽器などの音について考えると、これら
の音の振幅は、第２図に曲線Ｙとして示すようにほぼ指
数関数的に減衰していくものとみなすことができ、した
がって、その振幅Ｙは、Ｙ＝ｅｘｐ　　（ｔ／τ）　　
　・・・・・・・・（ｉ）で表わすことができる。

そして、この（ｉ）式に Ｇ＝ｅＸｐ（ｔ／τ）・・・・・・・・（ｉｉ）で示さ
れる補正曲線Ｇを乗算すると、 Ｙ’Ｇ”ｅＸｐ　（ｔ／ｒ）’ｅＸｐ　　（ｔ／ｒ）＝
１　　　　　　　　・・・・・・・・（ｉｉｉ　）とな
り、同図にもボずように、一定振幅となる。

また、この（ｉｉｉ　）式に、曲線Ｇとは相補な曲線１
／Ｇ、ずなわち、 １／Ｇ＝ｅｘｐ　　（−ｔ／ｒ）　　＋＋＋＋＋＋・＋
　（ｉｖ）を乗算すれば、もとの（ｉ）式が得られる。

そこで、この例においては、ストア時、もとの音のアナ
ログ信号を例えば１サンプル１６ビツトのデジタル信号
（これは（ｉ）式に相当する）に変換し、このデジタル
信号に（ｉｉ　）式に相当するデジタル信号を乗旅し、
その乗算結果（これは（ｉｉｉ　）式に相当する）の例
えば上位１２ビツトを取り出し、これをメモリにストア
する。

そして、演奏時には、メモリから取り出したデータに、
（ｉｖ　）式に相当するデジタル信号を乗算してもとの
音のデジタル信号を得るようにしたちのである。

ところで、振幅ｙを有するアナログ信号が、サンプリン
グ周波数Ｆｓのデジタル信号に変換されたとき、そのＮ
サンプルごとに定数Ｋ（Ｋ＜１）を乗算すると、 となる。したがって、（ｉ）式はデジタル信号の状態で
は、 ｙ＝ｙ Ｎ　／　Ｆ　ｓ ＝Ｋ　　　　　　　　　　　・・・・・・・・（ｖｉ）
と表わすことができる。同様に、（ｉｉ　）式は、ｔ と表わすことができる。

したがって、ストア時には、もとの音のデジタル信号（
（ｉ）式）に、（ｉｉ　）式における定数１／Ｋを、Ｌ
／（Ｎ／Ｆｓ）同乗算すればよいことになる。すなわち
、Ｎサンプルごとに、ｌ／Ｋ。

１／に２　、　１／に’　、・・・・を乗算すればよい
、また、演奏時には、メモリから取り出したデータに、
Ｋ、に２．に’、　　・・・・を乗算すればよい。

そして、定数にであるが、これは次のようにして求める
ことができる。

すなわち、第２図に示すように、もとの信号Ｙを期間Ｔ
（例えばＴ＝０．１秒）ごとに分割し、各期間Ｔにおけ
る波形の平均値あるいは二乗和を求めて振幅情報を求め
る。そして、最大振幅の期間Ｔの振幅情報に対して、Ｍ
番目の期間Ｔの振幅情報が、所定の減衰量Ｌ（例えばＬ
　−−４０ｄＢ）に達したとすれば、 Ｍ・′ｒ であるから、このｈａ）式から、あるいは（ｖｉ　）式
にしたがったルックアップテーブルから定数Ｋを求める
ことができる。

次に述べるサンプラーにおいては、以上の（Ｆ！ｒ号処
理を行っている。すなわち、第１図において、（１０）
はシステムコントロール用のマイクロコンピュータをポ
し、（１１）はその８ビー／　トのＣＰＵ、（１２）は
システムコントロール用のプログラムが書き込まれてい
るＲＯＭ、（１３）はワークエリア用及びパラメータ用
のＲＡＭでこれらメモリ　（１２）。

（１３）はパスライン（１９）を通じてＣＰＵ（１１）
に接続されている。また、（１４）はＭＩＤＩ規格のキ
ーボード、（１５）は操作パネルで、これらはインター
フェイス（１６）を通じてパスライン（１９）に接続さ
れている。さらに、パスライン（１９）には、ドライバ
（１７）を通じて表示パネル（１８）が接続されている
。

そして、ストア時には、そのソースとなる音のオーディ
オ信号が、入力端子（２１）からプリアンプ（２２）及
びローパスフィルタ（２３）を通じてＡ／Ｄコンバータ
（２４）に供給されて例えばサンプリング周波数３１．
５ｋ）ｌｚで、かつ、ｌサンプルが１６ビツトのシリア
ルなデジタル信号Ｓｄに変換され、この信号ＳｄがＤＳ
Ｐ（２５）を通じてメモリ　（２６）にストアされる。

この場合、メモリ　（２６）は、例えば第３図に示すよ
うに、２Ｍワードのアドレスを有し、そのうらの５１２
にワードのエリアが１６ビツト／１アドレスのバッファ
エリアとされ、残る　１゜５Ｍワードのエリアが１２ビ
ツト／ｌアドレスとされ、これが信号Ｓｄをストアする
エリアとされる。

そして、ＤＳＰ（２５）が、メモリ　（２６）のバッフ
ァエリアを使用しながら上述のように（ｖｉ　）式の乗
算を行うことにより、信号Ｓｄの振幅（信号Ｓｄをアナ
ログ信号に変換したとき、そのアナログ４６号の振幅。

以下同様）が一定値となり、かつ、その振幅が１２ビツ
トに対してフルレンジとなるように、信号Ｓｄの振幅が
補正され、この補正後の１２ビットの信号Ｓｄがメモリ
　（２６）のストアエリアの一部にストアされる。なお
、この場合、第４図Ａに示すように、ストアされる信号
Ｓｄの長さく期間）は所定の期間Ｔｓに制限されるが、
期間Ｔｓ以内でも、必要に応じて上述の値りにしたがっ
た期間とされる。

さらに、このとき、信号Ｓｄの補正に使用された定数に
などのパラメータ、及び信号Ｓｄがメモリ　（２６）に
ストアされたときのパラメータがＤＳＰ（２５）からＣ
ＰＵ（１１）に供給され、これらパラメータがＲＡＭ＜
１：Ｄにストアされる。

ごうして、メモリ　（２６）には例えば３２種の行まで
波形が一定振幅に規格化されてストアされるとともに、
その各波形に関するパラメータがＲＡＭ（１３）にそれ
ぞれストアされる。

一方、演奏時（ないし編集時）には、キーボード（１４
）のキーを操作すると、操作パネル（１４）の設定にし
たがってＣＰＵ（１１）によりｉ？ＡＭ（１３）から該
当するパラメータが取り出され、これがＤＳＰ（２５）
に供給されてＤＳＰ（２５）によりメモリ　（２６）か
ら該当する波形のデジタル信号Ｓｄが取り出される。た
だし、この取り出された信号Ｓｄは、まだ、１２ビフト
／１サンプルで、振幅が一定値に規格化されたままであ
る。また、信号Ｓｄのサンプリング周波数はストア時と
同じ３１．５ｋＨｚである。

また、この場合、第４１１Ａに示すように、もとの音が
ストア期間Ｔｓよりも長いときには、信号Ｓｄは期間Ｔ
ｓの長さしかないので、同図Ｂのように、信号Ｓｄの終
わりの所定の期間の部分が繰り返される。なお、このと
き、信号Ｓｄの振幅は、一定値に補正されているので、
信号Ｓｄの繰り返し部分の継ぎ目に振幅の段差を生じる
ことはない。

そして、この信号Ｓｄがピッチコンバータ（３１）に供
給されるとともに、キーボード（１４）からはキー操作
にしたがって音程のデータが取り出され、この音程デー
タがＣＰＵ（１１）及びＤＳＰ（２５）を通じてコンバ
ータ（３１）に供給される。このコンバータ（３１）は
、補間用のＦＩＲ形デジタルフィルタを有し、信号Ｓｄ
を例えば２５６倍にオーバーサンプリングしたのちりサ
ンプリングすることにより、信号Ｓｄのサンプリング周
波数を変えることなく、信号Ｓｄがアナログ信号に変換
されたときのそのアナログ信号のピッチ（音程）を、キ
ーボード（１４）の操作されたキーに対応する音程に変
換するものである。

そして、このコンバータ（３１）からの信号Ｓｄが、Ｄ
ＳＰ（３２）に供給されるとともに、ＣＰＵ（１１）に
よりＲＡＭ（１３）から該当するパラメータが取り出さ
れてＤＳＰ（３２）に供給され、信号Ｓｄはもとのビッ
ト長、すなわち、１６ビツト／ｌサンプルの語長に戻さ
れると同時に、（ｉｖ　）式の乗算に対応する再補正が
行われてもとの音のデジタル信号Ｓｄとされ、あるいは
さらに信号Ｓｄがアナログ信号に変換されたとき、その
アナログ信号のアタック、ディケイ、サスティン及びリ
リースが操作パネル（１５）の操作にしたがったものと
なるように信号Ｓｄが処理される。

こうして、ＤＳＰ（３２）からは、１６ビツト／ｌサン
プルで、かつ、サンプリング周波数が一定であるととも
に、音程、音長、音色などがキーボード（１４）及び操
作パネル（１５）の操作にしたがって処理されたデジタ
ル信号Ｓｄが取り出される。

そして、この信号Ｓｄが、Ｄ／Ａコンバータ（３３）に
供給されてアナログ信号に変換され、この信号がローパ
スフィルタ（３４）及び出力アンプ（３５）を通じて出
力端子（３６）に取り出される。

なお、この場合、演奏時における信号Ｓｄのメモリ　（
２６）からの取り出し及び以後の処理は、最大１６チヤ
ンネルまで時分割式に同時に行われ、したがって、端子
（３６）には１６ボイスまで同時に出力される。

こうして、このサンプラーによれば、入力波形のストア
時、その振幅を一定値に補正してメモリ（２６）にスト
アし、演奏時、メモリ　（２６）から取り出されたデー
タに対してストア時とは逆の補正を行ってもとの波形を
再現しているので、メモリ（２６）にストアするときの
データのビット数が少なくでも、波形の減衰部分でのＳ
／Ｎを改善できる。また、ストア時のデータ１３号Ｓｄ
は、入力波形の最大値が、そのデータ信号Ｓｄのビット
数で表すごとができる最大値になるように規格化されて
いるので、さらにＳ／Ｎが改善される。

また、振幅を一定値に規格化してからストアしているの
で、演奏時、ストア期間ｔ’ｓ後に信号Ｓｄの繰り返し
を行っても、その繰り返し部分の継ぎｌ」に１１５ｉ＠
の段差を生じることがなく、自然な減衰特性とすること
ができる。

以上がこの発明によるサンプラーの基本構成であるが、
この発明においては、さらに次のように構成される。

すなわち、ＲＡＭ（１３）には、メモリ　（２６）の入
力波形１大で３２稙）を管理するサンプルパラメータテ
ーブルＳＰＴが設けられる。第５図はそのテーブルＳＰ
Ｔの一例を示すもので、これは１６ウエーブセツト×３
２ウエーブサンプルの大きさに構成される。

ここで、「ウェーブサンプル」とは、メモリ（２６）に
ストアされている入力波形を取り出すとき、その入力波
形のどの区間を取り出すか、あるいは音色をどのような
ものにするかなどを示すデータの集まりであり、「ウェ
ーブセット」はウェーブサンプルの築まりである。

そして、１６組のウェーブセットＳＴＩ〜Ｓ　Ｔ　１６
が、それぞれ３２組のウェーブサンプルＷＳ１〜ＷＳ３
２を有し、演奏時には、パネル（１５）の音声プリセッ
トスイッチによりその１６組のウェーブセットのうちの
１組が演奏者により選択され、その選択されたウェーブ
セントにおけるウェーブサンプルＷＳＩ−ＷＳ３２にし
たがって入力波形が加工されて演奏が行われる。

そして、ウェーブサンプルＷＳＩ〜ＷＳ３２におい°ζ
、「スタートアドレス」及び「エンドアドレス」は、該
当する入力波形を取り出すときのメモリ　（２６）のス
タートアドレス及びエンドアドレス　゛を不すデータ（
パラメータ）であり、「リピートアドレス」は、期間Ｔ
ｓの経過後にメモリ　（２６）のどのアドレスから繰り
返すか、その繰り返し点のアドレスを示すデータである
。

さらに、「周波数コード」は、該当する入力波形がキー
ボード（１４）のどのキー範囲（音域）に割り当てられ
ているかをボすデータ、１−ダウンサンプルファクタ」
は、Ａ／Ｄコンバータ（２４）において標準値３１．５
ｋＨｚとは異なるサンプリング周波数でＡ／Ｄ変換した
とき、その比率を示すデータである。

また、「アタックタイム」、「ディケイタイム」。

１サステインレベル」１　「リリースタイム」は、該当
する入力波形がＤＳＰ（３２）により加工されるとき、
そのアタック、ディケイ、サスティン。

リリースについてのデータで、ディケイタイムが上述の
定数Ｋに対応する。さらに、１フイルタ係数」はピッチ
コンバータ（３１）におけるデジタルフィルタの係数の
データ、「相対レベル」は該当する入力波形のレベルを
示すデータ、１パンポツト１はステレオ再生のときの定
位位置を示すデータ、１強度」はキーボード（１４）の
キーの押し方に対する音色のデータである。

なお、このテーブルＳＰＴのデータは、ユーザーがパネ
ル（１５）を操作することにより直接（一部は間接的に
）セットされる。

さらに、第６図はキーアサイナテーブルＫＡＴをボし、
このテーブルＫＡＴはキースプリント機能に対応するも
ので、やはり１６ウエーブセツト×３２ウエーブサンプ
ルの大きさををしてＲＡＭ（１３）に設けられ、各ウェ
ーブセットにおけるウェーブサンプルＷＳＩ〜ＷＳ３２
が、キーボード（１４）のどのキー範囲（音域）に対応
しているかを示す。

図の場合には、ウェーブセットＳＴＩでは、ウェーブサ
ンプルＷＳＩ〜ＷＳ５がキーボード（１４）のそれぞれ
の音域に割り当てられ、ウェーブサンプルＷＳ６にエン
ドコードがセントされて以後のウェーブサンプルＷＳ６
〜Ｗ　Ｓ　３２が使用されていないことを示す。なお、
このテーブルＫＡＴもユーザーがパネル（１５）を操作
することによりセットされる。

また、第７図はこの発明のアルゴリズムを示し、同図の
左側はジェネレータアサイナテーブルＧＡＴで、１６ボ
イス（１６チヤンネル）のボイスジエ不レークＶＣが設
けられる。このジェネレータＶＣは、ウェーブセットＳ
ＴＩ〜Ｗ　Ｓ　Ｔ　１６に対して共通であり、演奏時、
３２棟のウェーブサンプルＷＳ１〜Ｗ　Ｓ　３２のうち
の１６種のウェーブサンプルにしたがって時分割処理を
するためのものであり、具体的には、ＣＰＵ（１１）か
らＤＳＰ　（２５）　、　　（３２）にコマンド及びパ
ラメータ（データ）を送ることにより実現される。すな
わち、上述のように、演奏時、ＤＳＰ（２５）は、ＣＰ
Ｕ（１１）からのコマンド及びパラメータにしたがって
メモリ　（２６）から信号Ｓｄを取り出してコンバータ
（３１）に供給し、このコンバータ（３１）からの信号
５ｄ４ｉ−ＤＳＰ（３２）がＣＰＵ（１１）からのコマ
ンド及びパラメータにしたがって所定の音に加工するが
、これらＤＳＰ　（２５）　、　　（３１）がテーブル
ＣＡＴにしたがってＣＰＵ（１１）により制御されてボ
イス１〜１６の処理が時分割式に行われ、これによりボ
イス１−１６に対して、ウェーブサンプルｗｓｉ−ｗｓ
３２のうちの１６種が、キーボード（１４）の１回のキ
−操作ごとにそれぞれ自動的に割り当てられ、信号Ｓｄ
が加工される。図の状態では、○印で示すように、ウェ
ーブサンプルＷＳＩがボイス１に、ウェーブサンプルＷ
Ｓ２がボイス５に、ウェーブサンプルＷＳ３がボイス８
に、・・・それぞれ割り当てられ、これらウェーブサン
プルにしたがって該当する信号Ｓｄ　　（入力波形）が
ＤＳＰ（２５）。

（３２）により時分割式に処理されて発音されることを
示す。

さらに、同図の中央は、テーブルＫＡＴ中のあるテーブ
ルセットを別の方法で示したもので、横線がキーボード
（１４）のキーと、そのテーブルセットのウェーブサン
プルとの対応関係を示す０図の場合には、キーボード（
１４）のあるキー（１４Ａ）を押すと、パネル（１５）
により選択されたウェーブセットのウェーブサンプルＷ
Ｓ２及びＷＳ７の信号Ｓｄが発音され、かつ、このとき
、そのウェーブサンプルＷＳ２及びＷＳ７は、ボイスジ
ェネレータＶＧのボイス５及び６に割り当てられている
ことを示している。

また、同図右側は、テーブルＳＰＴの一部、すなわち、
入力波形と、そのストアされたアドレスとの関係を示す
。

そして、演奏時には、次のような処理が行われる。

すなわち、まず、パネル（１５）の音色プリセットスイ
ッチによりウェーブセットＳＴＩ〜Ｓ　Ｔ　１６のうち
の１組を選択しておく。

そして、キーボード（１４）のキーの１つを押すと、Ｃ
ＰＵ（１１）によりテーブルＫＡＴがサーチされ、あら
かじめセットしておいたウェーブセットのうちのどのウ
ェーブ・サンプルを使用すべきかが判別される。

続いて、この判別されたウェーブサンプル及びウェーブ
セットにしたがってＣＰＵ（１１）によりテーブルＳＰ
Ｔの該当する項目が選択され、メモリ　（２６）の使用
すべきエリアなどのデータが求められる。

次に、テーブルＧＡＴにしたがってボイスジェネレータ
ＶＣによりウェーブサンプル（入力波形）に対するボイ
ス（時分割時のチャンふル）が割り当てられ、テーブル
ＳＰＴから求めたデータが対応するボイスに設定される
。したがって、ＤＳＰ（２５）　、　　（３２）におい
ては、そのデータにしたがって入力波形が時分割式に処
理され、目的とする発音が行われる。

Ｈ発明の効果 こうして、この発明によれば、例えば１６ボイスまで同
時に発音できるが、その場合、特にこの発明によれば、
サンプルパラメータテーブルＳＰＴ及びキーアサイナテ
ーブルＫＡＴによりキーボード（１４）のキーに対する
発音の割り当てを任意に設定できるようにしているので
、ボイスジェネレータＶＣのボイス数が制限されていて
も、ｌボイス・１６和音、２ボイス・８和音、４ポイス
・４和音、３ボイス・５和音、７ボイス・２和音などの
ポリフォニック機能やマルチボイス機能あるいはキース
プリットｉ能などを自由に実現でき、したがって、サン
プラーにおいて多彩な音の表現を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一例の系統図、第２図１〜第７図は
その説明のための図である。 （２４）はＡ／Ｄコンバータ、（２５）　、　　（３２
）はＤＳＰ、（２６）はメモリ、（３３）はＤ／Ａコン
バータ、ＳＰＴはサンプルパラメータテーブル、ＫＡＴ
はキーアサイナテーブル、ＧＡＴはジェネレータアサイ
ナテーブルである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 入力波形をメモリにストアし、 演奏時、上記メモリから上記入力波形を取り出して出力
   するようにした波形記憶形の電子楽器において、 上記メモリには複数の入力波形がストアされ、上記メモ
   リにストアされている複数の入力波形の処理データを有
   する第１のテーブルと、 上記処理データとキーボードとの対応関係を示す第２の
   テーブルと、 上記第１及び第２のテーブルにしたがって上記メモリに
   ストアされている複数の入力波形を時分割式に処理する
   ジェネレータとを有し、 上記メモリにストアされている入力波形を上記第１及び
   第２のテーブルにしたがって発音させるようにした電子
   楽器。