JPH07110689A - 電子楽器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】波形データをもとに楽音を発生する際に、異な
る音色間の変化を滑らかにすると同時に、波形圧縮効率
を低下させない電子楽器を提供すること。 【構成】波形データ記憶手段を具備する音源システムに
補間間隔データ記憶手段を付属せしめ、異なる波形デー
タの変化の度合いに応じて異なる波形間補間間隔データ
を読み出して波形間補間を実行し、波形変化を滑らかに
し、かつ波形圧縮効率をも低下させないように構成され
た電子楽器である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、波形間補間方式によっ
て聴覚上自然な合成音を発生する機能を具備する電子楽
器に関する。

【０００２】近年、自然楽器に限りなく接近しあるいは
それを超越する種々の機能を有する多種多様な電子楽器
が普及し、広く用いられている。

【０００３】

【従来の技術】通常、このような電子楽器は、音階に相
当する楽音を発生する音源システムを具備している。

【０００４】発生される楽音は、自然楽器に匹敵する豊
かな表現力を得るために、それぞれの音階に対応する基
本波に適宜高調波を重畳させる等により、多種の音色を
発生し得るものが多い。

【０００５】このような目的の音源システムは、これら
の波形を読み出し専用メモリ（以下、ＲＯＭという）に
記憶せしめておき、パネル、キーボード等による選択・
操作に応じて、中央演算処理装置（以下、ＣＰＵとい
う）の特定するアドレスに従って読み出され、増幅およ
びＤ／Ａ変換された後、音響出力として出力されるもの
である。

【０００６】このように波形ＲＯＭに記憶された波形を
順次読み出し、所望の楽音とする場合に音色の異なる多
数の波形をそのまま読み出して出力すると、音色が急激
に変化し前後につながりのない不自然なものとなる。

【０００７】例えば、減衰系の音では、発音当初は音色
の変化が激しく、次第に定常波形に近づいて行く傾向に
ある。このような音色変化に相当する波形データを段階
的にＲＯＭに記憶せしめておき、これを順次取り出した
としても自然に近い楽音は得られない。

【０００８】このような不自然さを改善するために、一
定時間ごとに音色すなわち波形を変え、それぞれの波形
間はクロスフェイドさせながら、滑らかに音色を変化さ
せる電子楽器がある。

【０００９】ここに、クロスフェイドとは、先の音色を
次第に弱めるフェイドアウト効果と、後の音色を次第に
強めるフェイドイン効果とを一部重複させながら実行す
ることにより音色を滑らかに変化させる操作をいう。

【００１０】このような従来技術による一定時間で音色
を変化させるシステムにおいては、波形切り替えのタイ
ミングが固定されている。したがって、例えば切り替え
間隔が長い場合には、音色の激しい変化に対して波形変
化情報が大幅に欠落する欠点がある。

【００１１】反対に、切り替え間隔を短くすると、音色
の激しい変化に対しては都合がよいものの、音色の変化
が緩慢な場合は、波形圧縮の効率が低下し、不経済な装
置となる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、上記事情
に鑑みてなされたもので、聴覚上も自然な音色変化に対
応し、かつ波形圧縮効率をも低減させない波形間補間を
行い得る音源を具備する電子楽器を提供することを課題
とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の課題は、任意数
の波形データを記憶する波形記憶手段２０を有し、これ
ら記憶された波形から演奏条件に適合する音色に相当す
る波形を順次読み出し、先の波形と後続する波形とをク
ロスフェイドすることにより滑らかに変化させながら所
望の楽音を発生する電子楽器において、音色変化に対応
する波形間補間間隔データを記憶する補間間隔記憶手段
２１を音源システム１７に付属せしめ、該補間間隔記憶
手段２１から読みだされる間隔データに従って、波形間
補間を実行するように構成された音源システムを具備す
る電子楽器によって解決される。

【００１４】

【作用】本発明にかかる電子楽器は、所望数の音色に相
当する波形データを記憶するＲＯＭ２０を具備する音源
システム１７を備えており、必要な音色変化の度合いに
応じて、対応する波形間補間間隔を補間間隔記憶手段２
１から読み出し、この読み出された補間間隔データに応
じて適宜変更しつつ波形間補間を実行することができ
る。

【００１５】したがって、音色変化が激しい条件下にあ
っては、短い時間間隔で波形変化を行い、滑らかな音色
変化を実現する。他方、音色変化が緩やかな条件下にあ
っては長い時間間隔で波形変化させるように制御され、
簡易な構成によって初期の目的が達成される。

【００１６】

【実施例】図１は、上述のような可変時間間隔による波
形間補間を実行可能な音源システムを具備する電子楽器
の全体的な構成を概略的に示すブロック図である。

【００１７】ここに示す電子楽器は、システムバス１０
を介して、中央処理装置（以下、ＣＰＵという）１１、
制御プログラムを記憶するプログラムＲＯＭ１２、ラン
ダムアクセスメモリ（以下、ＲＡＭという）１３、キー
ボード１４、操作パネル１５、ＭＩＤＩ(Musical Instr
umet Digital Interface) １６、音源システム１７が相
互接続されている。

【００１８】このシステムバス１０は、例えばアドレス
バス、データバスおよび制御信号バス等から構成されて
おり、接続された各要素間の信号の授受を行うものであ
る。

【００１９】なお、音源システム１７にはディジタル／
アナログ変換器および増幅器（Ｄ／Ａ、ＡＭＰ）１８を
介してスピーカ装置１９が接続され、さらに、多数の波
形を記憶する第１のＲＯＭ２０および補間間隔データを
記憶する第２のＲＯＭ２１が接続されている。

【００２０】ＣＰＵ１１はプログラムＲＯＭ１２に記憶
されている制御プログラムに従い、かつＲＡＭ１３の記
憶内容も加味しつつ電子楽器全体の制御を司るものであ
る。

【００２１】例えば、ＣＰＵ１１は、パネル１５におけ
る設定を前提として、キーボード１４からの鍵オンまた
は鍵オフ信号を取り込み、この場合のデータに基づいて
イベントのあった鍵のキーナンバおよびタッチデータを
算出する。

【００２２】これらのデータに基づいてプログラムＲＯ
Ｍ１２から発音パラメータを読み出し、音源システム１
７に送ることにより、所定音色、音高等の演奏条件に合
致する楽音を発生する処理を行うものである。

【００２３】また、ＣＰＵ１１に接続されているパネル
１５は各種係数設定手段の一部および演奏条件等の入力
手段として機能するものである。また、ＭＩＤＩ１６
は、他楽器または外部コンピュータ等との間でディジタ
ル音楽データの授受を行うインターフェースとして機能
する。

【００２４】プログラムＲＯＭ１２には、ＣＰＵ１１の
制御プログラムが格納されている他にＣＰＵ１１が必要
とする種々の固定データが記憶される。またＲＯＭ１２
には、所定音色の楽音を発生するための発音パラメータ
が記憶される。

【００２５】この発音パラメータは、音色および音域毎
に設けられており、例えば波形アドレス、周波数デー
タ、エンベロープデータ、フィルタ係数等が含まれる。

【００２６】ＲＡＭ１３は、ＣＰＵ１１が取り扱う種々
のデータを一時的に記憶するものであり、当該電子楽器
を制御するための各種レジスタ、カウンタ、フラグ等の
定義が含まれる。

【００２７】音源システム１７に接続されている第１の
ＲＯＭ２０には、発生すべき楽音の基礎となる波形が記
憶される。したがって、波形ＲＯＭ２０ともいう。

【００２８】音源システム１７において、発生すべき楽
音に相当する波形データを電気信号に変換し、所定のフ
ィルタを通して得られる楽音信号をパルスコード変調す
ることによって楽音が生成される。

【００２９】この第１のＲＯＭ２０には、複数種類の音
色を実現すべく、各鍵盤と各音色に対応する複数種類の
波形データが記憶されている。

【００３０】この第１のＲＯＭ２０に記憶されている波
形データは、音源システム１７により読み出される。こ
の波形データをループ処理することにより連続的に発音
させることができる。

【００３１】音源システム１７は、例えば複数のオシレ
ータを備えた回路である。この音源システム１７はＣＰ
Ｕ１１からの発音パラメータと発音開始指令を受けて第
１のＲＯＭ２０に記憶された波形データを読み出し、こ
れに波形間補間、エンベロープ等の波形処理を行ってデ
ィジタル楽音信号を生成する。

【００３２】音源システム１７の出力は、ディジタル／
アナログ変換器および増幅器１８を経て再生装置として
のスピーカ装置１９に至る。その間、音源システム１７
の出力は、アナログ信号に変換され、その後所望レベル
まで増幅された後、スピーカ装置１９から音響出力とし
て出力される。

【００３３】音源システム１７に接続される第２のＲＯ
Ｍ２１は、波形変化の度合いに応じた波形間補間のため
の最適の補間間隔データを記憶している記憶手段であ
る。したがって、間隔ＲＯＭ２１ともいう。

【００３４】この第２のＲＯＭ２１は、第１のＲＯＭ２
０から読み出される波形データの変化、すなわち音色の
変化の度合いに応じてＣＰＵ１１の制御のもとに、最適
の波形間補間を実行すべき補間間隔データを音源システ
ム１７に対して与える。

【００３５】上述のような構成において、当該電子楽器
の動作のうち、波形間補間の動作を主にして説明する。

【００３６】図２は本発明において主題とする波形間補
間の状態を示す説明図である。波形ＲＯＭに記憶されて
いる先の波形Ｗ１と後続する波形Ｗ２とは、波形の形
状、したがって音色が異なっている。

【００３７】このように先の波形Ｗ１と後続する波形Ｗ
２との波形が異なるため、波形間補間を行わない限り、
楽音として不自然となる。そのため、補間間隔データＴ
に従って、波形間補間を行い滑らかに波形移行が行われ
るようにする。

【００３８】図３は、先の波形Ｗ１をクロスフェードさ
せつつ、後続波形Ｗ２に移行させる状態を示すものであ
る。

【００３９】先の波形Ｗ１をフェードアウトさせると同
時に、後続波形Ｗ２をフェードインさせ、両者を加算す
ることによって、先の波形Ｗ１から後続波形Ｗ２への滑
らかな移行が達成されるものである。

【００４０】このような波形間補間を行う場合、従来は
図４に示すように、全て一定の補間間隔Ｔ0 に従って波
形間補間が行われていた。

【００４１】このような一定間隔Ｔ0 で補間を行う従来
技術にあっては、本発明におけるような第２のＲＯＭ
（間隔ＲＯＭ）２１は必要としない。この場合、上述の
ように激しい音色変化を伴う場合には、波形変化情報が
著しく欠落してしまい、忠実な楽音発生が困難になる。

【００４２】また、音色変化が緩やかである場合には、
波形間間隔が大きな割合を占めることになり、波形圧縮
効果が低下する欠点があった。

【００４３】図５は、本発明における波形間補間の状態
を示すものである。波形ＲＯＭ２０から読みだされる波
形データがＷ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４，Ｗ５のように変化
する場合、補間間隔データはｔ1 ，ｔ2 ，ｔ3 ，ｔ4 の
ように変化し、各間隔データはそれぞれ異なる値となっ
ている。

【００４４】この場合の補間間隔データの大小は波形変
化、したがって音色変化の度合いに応じて変化する。

【００４５】この内容は予め決定された値が、間隔ＲＯ
Ｍ２１に記憶せしめられており、波形データＷ１，Ｗ
２，Ｗ３，Ｗ４，Ｗ５，・・・の先のデータと後続デー
タとの差異に応じて、アドレスを指定し対応する間隔デ
ータｔn が読み出されるように制御される。

【００４６】図６は、本発明にかかる電子楽器における
波形間補間動作を示すフロー図である。

【００４７】波形間補間では、先ず波形データの読み出
しが行われる（ステップＳ１）。即ち、パネルスイッチ
によって指定された楽器情報と、現在の発音時間に相当
する音色情報に従って波形ＲＯＭ２０から波形データを
読み出す。

【００４８】次いで、音色に対応する補間間隔情報を補
間間隔ＲＯＭ２１から読み出す（ステップＳ２）。

【００４９】そして、音色波形を補間間隔情報と発音時
間情報によって波形間補間する。（ステップＳ３）。な
お、この発音時間情報とは当該鍵盤が押鍵された時間０
から補間間隔情報で得られた時間まで１サンプリングご
とに増加する情報である。

【００５０】次いで、補間間隔時間の波形補間が終了し
たか否かが調べられる（ステップＳ４）。まだ終了して
いない場合にはステップＳ１に戻り、上記のルーチンが
繰り返される。

【００５１】一方、ステップＳ４で波形間補間が終了し
ている場合は、該発音時間に相当する次に続く波形に音
色情報を切り換える（ステップＳ５）。

【００５２】そして、発音が終了であるか否かが調べら
れ（ステップＳ６）、終了でない場合はステップＳ１に
戻り以降のフローを繰り返す。一方、発音終了の場合は
当該処理の終了となる。

【００５３】

【発明の効果】以上詳述したように、波形変化の度合い
に対応する補間間隔データを記憶する記憶手段を設け、
演奏条件に応じて最適の波形間補間を行いつつ楽音を発
生する電子楽器を開示する。この発明によれば、音色が
変化する度合いに応じて変化する時間間隔で波形間補間
を行い、滑らかなかつ自然楽器音に近い楽音発生が可能
となる。

【００５４】また、かかる構成により楽音波形の圧縮効
率を向上させ、楽器全体の構成を簡素化することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる電子楽器の一実施例の構成を示
す概略ブロック図である。

【図２】本発明にかかる電子楽器における波形ＲＯＭの
記憶内容の説明図である。

【図３】先の波形と後続波形とをクロスフェイドさせる
場合の説明図である。

【図４】従来方式による波形間補間の状態を示す説明図
である。

【図５】本発明にかかる電子楽器における波形間補間の
状態を示す説明図である。

【図６】本発明にかかる電子楽器における波形間補間動
作を示すフロー図である。

【符号の説明】

１０ システムバス １１ 中央処理装置（ＣＰＵ） １２ プログラムＲＯＭ １３ ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ） １４ キーボード １５ パネル １６ ＭＩＤＩ １７ 音源システム １８ Ｄ／Ａ変換器・増幅器 １９ スピーカ装置 ２０ 第１のＲＯＭ（波形記憶手段） ２１ 第２のＲＯＭ（補間間隔記憶手段）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 任意数の波形データを記憶する波形記憶
   手段を有し、これら記憶された波形から演奏条件に適合
   する音色に相当する波形を順次読み出し、先の波形と後
   続する波形とをクロスフェイドすることにより滑らかに
   変化させながら所望の楽音を発生する電子楽器におい
   て、 音色変化に対応する波形間補間間隔を記憶する補間間隔
   記憶手段を音源システムに付属せしめ、該間隔記憶手段
   から読み出される間隔データにしたがって、波形間補間
   を実行するように構成された音源システムを具備するこ
   とを特徴とする電子楽器。