JPH10340080A

JPH10340080A - 音響効果制御装置

Info

Publication number: JPH10340080A
Application number: JP9149738A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Tachika; 義則田近
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1997-06-06
Filing date: 1997-06-06
Publication date: 1998-12-22

Abstract

(57)【要約】【課題】演奏（楽音の発音）が行われている環境の雰
囲気をよりリアル、且つ任意に表現できるようにすると
ともに、それを容易に行えるようにする。【解決手段】ユーザが鍵盤１０４、エクスプレッショ
ン・ペダル１０５、スイッチ群１１１を操作した情報は
Ｉ／Ｏ１０６によってＭＩＤＩメッセージの形に変換さ
れてＣＰＵ１０１に送られる。ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ
１０２に格納されたプログラムに従ってそのメッセージ
を処理し、音源回路１０７にコマンドを出力する。それ
がノートオンやメインボリューム、エクスプレッション
のチャンネルメッセージであった場合、それらパラメー
タの値に基づいて、エフェクタ１０８を構成するＢＰ
Ｆ、残響音付加部を制御し、楽音の音質や残響音を変化
させて、楽音が発音される環境を表現する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、残響音等の楽音が
発音される環境を表現することができる音響効果を付加
するための技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子楽器等の楽音生成装置には、
半導体技術が進歩したこともあって、様々な機能が搭載
されるようになっている。その機能の一つとして、著名
な音楽ホールの雰囲気を擬似的に生成してそれを演奏に
付加する機能（以降、便宜的に音楽ホール模擬機能と呼
ぶ）がある。

【０００３】音楽ホールでは、その構造によって特有の
残響音が発生する。残響音は、周知のように、初期反射
音とその後に続く後部残響音とに分けることができる
（図１２参照）。音楽ホール模擬機能は、そのことに着
目し、時間制御系の音響効果（リバーブ）を付加するこ
とで実現されている。そのため、このような楽音生成装
置には、音楽ホール模擬機能を実現するために音響効果
付加装置、及びその制御装置（音響効果制御装置）が搭
載されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記楽音生成
装置に搭載される従来の音響効果制御装置は、音楽ホー
ル別に予め用意されている音響効果付加用のパラメータ
の値を、ユーザが選択した音楽ホールに応じて用いるこ
とにより、その音楽ホールの雰囲気を表現する音響効果
を演奏（楽音）に付加させていた。そのため、ユーザは
予め用意されている音楽ホールの雰囲気しか単に味わう
ことができなかった。換言すれば、ユーザ自身の音楽表
現を支援することはできず、その利便性は低いという問
題点があった。

【０００５】音楽ホールの雰囲気の表現については、上
記したように、従来は基本的には初期反射音と後部残響
音を制御、即ちそれらの遅延時間やレベル（音量）を変
更することで行っている。しかし、演奏（楽音が発音）
される環境は、そのような音響効果だけでは必ずしもリ
アルに表現することはできない。これは、野原といった
音の反射が極めて少ないような環境において、聞こえた
音の感じからそれが放音されたおおよその距離を判断で
きることからも明らかである。このようなことから、音
楽ホールといった場所を含め、演奏される環境をよりリ
アルに表現できるようにすることも望まれていた。

【０００６】ところで、パラメータを適性に設定するの
は、一般のユーザにとって非常に困難であるのが普通で
ある。そのため、たとえ演奏が行われている環境（の雰
囲気）をリアルに表現できるように単に数々のパラメー
タをユーザが任意に設定できるようにしても、所望する
環境の雰囲気を作り出せない、或いはそれの設定に非常
に長い時間がかかるといったようなことが予想される。
このようなことから、ユーザがその設定を容易に行える
ように、高い操作性を実現させることが望ましいと考え
られる。

【０００７】本発明の課題は、演奏（楽音の発音）が行
われている環境の雰囲気をよりリアル、且つ任意に表現
できるようにするとともに、それを容易に行えるように
することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の音響効果制御装
置は、楽音にそれが発音される環境を表現する環境表現
用音響効果を付加させるために用いられることを前提と
し、楽音に対して指定された発音条件を取得する取得手
段と、取得手段が取得した発音条件に基づいて、環境表
現用音響効果の内容を設定する設定手段と、を具備す
る。

【０００９】なお、上記の構成において、取得手段は、
楽音の音量を指定された発音条件として取得することが
望ましい。また、設定手段は、楽音の残響音、該楽音の
周波数成分、及び該楽音の発音タイミングの少なくとも
一つを、取得手段が発音条件として取得した該楽音の音
量の大きさに応じて変更することにより、環境表現用音
響効果の内容を変化させる、ことが望ましい。また、設
定手段は、楽音の音量の大きさを指定する発音条件とし
て、メインボリューム値、ベロシティ値、エクスプレッ
ション値等の複数の発音条件を取得手段が取得する場
合、該複数の発音条件を各々別個に環境表現用音響効果
の設定に反映させる、ことが望ましい。

【００１０】本発明は、楽音が発音される環境を表現す
る環境表現用音響効果の内容を、楽音の発音条件に基づ
いて設定する。それにより、単なる演奏操作を行うだけ
で環境表現用音響効果の内容を様々、且つ随時に変化さ
せることが可能となる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明の実施の形態につき詳細に説明する。図１は、本実施
の形態（音響効果制御装置）が搭載された電子楽器の構
成図である。

【００１２】その電子楽器１００は、図１に示すよう
に、楽器１００全体の制御を行うＣＰＵ１０１と、その
ＣＰＵ１０１に直接アクセスされるＲＯＭ１０２、及び
ＲＡＭ１０３と、ユーザによって操作される鍵盤１０４
と、鍵盤１０４から入力したその操作状態を表す操作情
報を予め定めた形式のデータに変換してＣＰＵ１０１に
出力するインプット／アウトプットインターフェイス
（以降、Ｉ／Ｏと略す）１０６と、ＣＰＵ１０１の指示
に従って楽音の波形データを出力する音源回路１０７
と、その音源回路１０７から入力した波形データにＣＰ
Ｕ１０１の指示に従って音響効果を付加するエフェクタ
１０８と、エフェクタ１０８が出力した波形データをＤ
／Ａ変換するＤ／Ａコンバータ１０９と、そのＤ／Ａコ
ンバータ１０９が出力した楽音信号を入力して楽音を発
音する発音回路１１０とを備えて構成されている。ま
た、上記Ｉ／Ｏ１０６には、音量つまみといった操作子
を含むスイッチ群１１１が接続されている。

【００１３】以上の構成において、その動作を説明す
る。不図示の電源がオンされると、ＣＰＵ１０１はＲＯ
Ｍ１０２に格納されたプログラム（図７参照）を読み出
して実行することにより、楽器１００全体の制御を開始
する。その後は、ＲＡＭ１０３を作業用に使用しなが
ら、Ｉ／Ｏ１０６から受け取る鍵盤１０４やスイッチ群
１１１の操作状態を表すデータに応じた各部の制御を行
う。

【００１４】その鍵盤１０４は、電子楽器１００に備え
られた演奏操作子群をまとめて表したものである。多数
の鍵の他に、エクスプレッション・ペダル１０５を含む
複数のコントローラを備えている。本実施の形態では、
そのエクスプレッション・ペダル１０５を本発明の動作
に関わるコントローラとして採用している。また、鍵盤
１０４は、押鍵時の強さや押鍵後の圧力を検出するタッ
チレスポンス機能を備えている。

【００１５】鍵盤１０４は、それが備えている演奏操作
子（鍵や各種コントローラ等）に対してユーザが行った
操作の内容を、例えば電気信号の形でＩ／Ｏ１０６に出
力する。スイッチ群１１１もその操作状態を電気信号の
形でＩ／Ｏ１０６に出力する。Ｉ／Ｏ１０６は、それら
から受け取った電気信号を、例えばＭＩＤＩ（Musical
Instrument Digital Interface）メッセージに変換し
て、それを特には図示しないチャネル装置を介してＣＰ
Ｕ１０１の内部メモリに転送する。ＣＰＵ１０１は、内
部メモリに転送されたＭＩＤＩメッセージを処理して音
源回路１０７に発音命令等を出力する。音源回路１０７
がＭＩＤＩ規格に対応している場合には、ＣＰＵ１０１
はＭＩＤＩメッセージをそのまま音源回路１０７に出力
することで処理を行う。

【００１６】音源回路１０７は、例えばＰＣＭ音源方式
で楽音の波形データを出力するものである。ＣＰＵ１０
１から指示された内容で楽音の波形データを生成し、エ
フェクタ１０８に出力する。ＣＰＵ１０１は、その指示
を行うタイミングによって楽音の発音期間（発音開始か
ら消音まで）を制御し、また、その指示内容によって、
音量や音高といった楽音の発音条件を制御する。

【００１７】エフェクタ１０８は、音源回路１０７が出
力した波形データに、楽音が発音（演奏）される環境を
表現するための環境表現用音響効果をＣＰＵ１０１の指
示に従って付加する。その音響効果が付加された波形デ
ータはＤ／Ａコンバータ１０９に入力されて、そこで楽
音信号（アナログ信号）に変換される。発音回路１１０
は、例えばアンプ、スピーカなどから構成されており、
Ｄ／Ａコンバータ１０９から楽音信号を入力して楽音を
発音する。

【００１８】本実施の形態では、残響音、楽音の周波数
成分を制御することで上記環境表現用音響効果を付加し
ている。その内容の変更は、楽音の音量に着目して行っ
ている。それは以下の理由からである。なお、以降は、
特に断らない限り、単に音響効果と記載した場合は環境
表現用音響効果を意味することとする。

【００１９】経験でも判るように、音が鳴った位置が遠
くなる程その音は小さく聞こえる。そのことから、演奏
においては、距離的な差による音量感の違いを表現する
ために、音量を異ならせる操作が行われることもある。
残響音においては、音が鳴った位置が遠くなる程、初期
反射音、及び後期残響音の遅延時間は各々全体としてそ
の間隔が短くなり、それらの音量（レベル）は各々小さ
くなる。他方の音の周波数成分においては、音が鳴った
位置が遠くなる程、高域成分の減衰量は低域成分のそれ
と比較して大きく減衰する。音が鳴った位置（その音を
聞く人との相対的な位置）とそれの聞こえかたは、この
ような関係（傾向）にある。

【００２０】上記のようなことから、本実施の形態で
は、残響音と周波数成分（周波数帯域）を制御すること
で音響効果を付加し、その音響効果の内容を楽音の音量
に着目して変更している。残響音に加えて楽音の周波数
成分の制御を行うことによって、楽音が発音される環境
をよりリアルに表現することができる。その環境の変化
は、遠くで鳴る程音は小さく聞こえるという経験則に合
わせて行えるようになっている。そのため、ユーザは、
自分の感覚に合わせて音量を調節するだけで所望の環境
（条件）で楽音を発音させることができ、高い操作性や
利便性も実現される。また、音量に着目したことによ
り、ユーザは、演奏を構成する各楽音毎にそれが発音さ
れる環境（残響音や周波数特性等）を変化させることが
でき、より幅広い音楽表現を容易に行うこともできる。

【００２１】図２は、上記エフェクタ１０７の構成図で
ある。上記環境表現用音響効果を付加できるように、楽
音の周波数帯域を変化させることができるバンドパスフ
ィルタ（以降、ＢＰＦと略す）２０１と、そのＢＰＦ２
０１に直列に接続され、楽音に残響音を付加する残響音
付加部２０２とを備えて構成されている。

【００２２】上記ＢＰＦ２０１は、図３に示すように、
ローパスフィルタ（以降、ＬＰＦと略す）３０１と、そ
れに直列に接続されたハイパスフィルタ（以降、ＨＰＦ
と略す）３０２とから構成されている。それにより、Ｂ
ＰＦ２０１は、ＬＰＦ３０１に設定されたカットオフ周
波数以上の周波数成分と、ＨＰＦ３０２に設定されたカ
ットオフ周波数以下の周波数成分とを除去して、それら
の間の周波数成分を通過させる。

【００２３】上記ＬＰＦ３０１、ＨＰＦ３０２は、それ
ぞれ、以下のような構成となっている。図４、及び図５
を参照して説明する。図４はＬＰＦ３０１の構成図、図
５はＨＰＦ３０２の構成図である。

【００２４】ＬＰＦ３０１は、図４に示すように、４個
の加算器４０１〜４０４、２個のメモリ４０５、４０
６、及び３個の乗算器４０７〜４０９を備えて構成され
ている。各部は以下のように動作する。

【００２５】音源回路１０７は、予め定められた間隔
（サンプリング間隔）毎に波形データをＬＰＦ３０１
（エフェクタ１０８）に出力する。加算器４０１は、そ
の音源回路１０７から出力された波形データに、加算器
４０２の出力値を加算する。その加算器４０２は、乗算
器４０７の乗算結果と乗算器４０９の乗算結果の加算値
を出力する。乗算器４０７の乗算結果は、メモリ４０５
に格納されている１サンプリング間隔前に加算器４０１
から出力された値とＣＰＵ１０１が設定した係数α１の
乗算結果である。他方の乗算器４０９の乗算結果は、メ
モリ４０６に格納されている２サンプリング間隔前に加
算器４０１から出力された値とＣＰＵ１０１が設定した
係数α３の乗算結果である。従って、加算器４０１は、
現時点の波形データに、それの１サンプリング間隔前の
出力値に係数α１を乗算した値と、２サンプリング間隔
前の出力値に係数α３を乗算した値とを加算した値を出
力することになる。

【００２６】加算器４０１の出力値は、上記メモリ４０
５の他に、加算器４０３に出力される。メモリ４０５は
その出力値を格納する。もう一つのメモリ４０６は、そ
のメモリ４０５の出力値を格納する。加算器４０３は、
加算器４０１の出力値に、加算器４０４の出力値を加算
してその結果を出力する。その加算結果がＨＰＦ３０２
の入力である。

【００２７】加算器４０４は、乗算器４０８の乗算結果
に、メモリ４０６に格納されている２サンプリング間隔
前に加算器４０１から出力された値を加算した値を出力
する。乗算器４０８の乗算結果は、メモリ４０５に格納
されている１サンプリング間隔前に加算器４０１から出
力された値とＣＰＵ１０１が設定した係数α２の乗算結
果である。従って、加算器４０３は、現時点の加算器４
０１の出力値に、それの１サンプリング間隔前の出力値
に係数α２を乗算した値と、２サンプリング間隔前の出
力値とを加算した値を出力することになる。

【００２８】このように、ＬＰＦ３０１はフィードバッ
クループが形成されている再帰形フィルタである。その
カットオフ周波数は、乗算器４０７〜４０９に係数とし
て入力されるα１〜α３の値によって制御される。

【００２９】他方のＨＰＦ３０２も、ＬＰＦ３０１と同
じ再帰形フィルタである。図５に示すように、４個の加
算器５０１、２個のメモリ５０６、及び３個の乗算器５
０７〜５０９を備えて構成されている。そのカットオフ
周波数は、それら乗算器５０７〜５０９に係数として入
力されるβ１〜β３によって制御される。なお、ＬＰＦ
３０１と基本的に構成は同じであることから詳細な説明
は省略する。

【００３０】ＣＰＵ１０１は、発音させる楽音の音量に
応じて、上記ＬＰＦ３０１のカットオフ周波数制御用の
係数α１〜α３、及びＨＰＦ３０２のカットオフ周波数
制御用の係数β１〜β３を変更する。本実施の形態で
は、図７〜図９に示すように、ＬＰＦ３０１、ＨＰＦ３
０２に設定する係数値を、括弧内に示す１〜Ｎで表され
る環境別に分けてＲＯＭ１０２に格納して用意してい
る。それらは、例えば環境による楽音の聞こえ方の違い
をよりリアルに表現できるように、実験的に求めた値で
ある。楽音の音量と環境の対応関係（以降、便宜的に環
境特定情報と呼ぶ）は、その他の固定データとして、或
いはプログラム内に記述することで用意されている。Ｃ
ＰＵ１０１は、その環境特定情報を参照して楽音の音量
に対応する環境の係数値をＲＯＭ１０２から読み出し、
ＬＰＦ３０１、ＨＰＦ３０２の設定を行う。それによ
り、楽音の周波数帯域を変化させて、環境の違いに応じ
た楽音の音質を表現させる。また、後述する残響音付加
部２０２の設定を行い、残響音を変化させて、環境の違
いに応じた楽音の余韻を表現させる。

【００３１】図６は、エフェクタ１０８を構成する残響
音付加部２０２の構成図である。次に、この図６を参照
して、残響音付加部２０２の構成、及びその動作につい
て詳細に説明する。

【００３２】ＢＰＦ２０１が出力した波形データは、乗
算器６０１に入力される。その乗算器６０１には、他に
ＣＰＵ１０１が設定した係数ａが入力しており、乗算器
６０１はそれらの乗算結果を、初期反射音出力部６０
２、及び加算器６０８に出力する。なお、係数ａは、直
接音の音量を制御するための係数であり、後述する係数
ｂ１〜ｂｍは各遅延時間毎の初期反射音の音量（レベ
ル）、係数ｃ１〜ｃｎは各遅延時間毎の後部残響音の音
量（レベル）を制御するための係数である。それらの係
数の値によって直接音、初期反射音、後部残響音の間の
相対的な音量（レベル）の大小関係が設定される。それ
らの係数値は全てＣＰＵ１０１によって設定される。

【００３３】初期反射音出力部６０２は、初期反射音の
発音期間に発音させる遅延させた楽音の波形データを格
納するメモリである。遅延時間が異なる波形データを同
時に出力できるように、多数の出力用端子を備えてい
る。それは、例えばシフトレジスタを複数組み合わせて
構成され、１サンプリング時間と同じ周期のクロックの
入力によって動作するようになっている。それにより、
クロックが入力する度に、乗算器６０１から入力した波
形データを取り込みつつ、既に取り込んだ波形データを
全体的に１ビットシフトさせる。

【００３４】波形データをシフトさせていくことから、
それを取り出すシフトレジスタ上の位置によって遅延時
間は変化する。初期反射音出力部６０２の出力用端子
は、シフトレジスタを構成する各フリップフロップに接
続して用意することにより、波形データの遅延時間（図
中のｔ１〜ｔｍ）を任意に変更できるようにしている。
なお、本実施の形態では、図１２に示すように、初期反
射音を、直接音の発音タイミングから遅延時間ｔ１だけ
遅延させた後に、ｔｍ−ｔ１で算出される期間発音させ
ている。その図１２は、パルス状の楽音を発音させた場
合における残響音の付加例を示す図であり、直接音を発
音させてからその残響音を発音させる遅延時間、及び音
量を表したものである。

【００３５】初期反射音出力部６０２の出力用端子から
取り出された波形データは、それぞれ、乗算器６０４に
出力される。それらの乗算器６０４には、波形データ以
外に、上記係数ｂ１〜ｂｍのうちの何れか一つが入力さ
れている。それにより、各乗算器６０４は、それが接続
された出力用端子から出力されている波形データに、Ｃ
ＰＵ１０１が設定した係数の値を乗算した値を出力する
ようになっている。各波形データに対して個別に係数を
乗算させることにより、初期反射音のレベルを各遅延時
間別に（図１２参照）制御することを実現させている。

【００３６】遅延時間の制御は、例えば複数の出力用端
子に接続させたセレクタを各乗算器６０４毎に用意する
ことで実現させている。複数の出力用端子から各々出力
されている波形データのなかの何れか一つをセレクタで
選択して乗算器６０４に入力させることで、遅延時間を
任意に設定することができる。なお、遅延時間の制御
は、上記係数ｂ１〜ｂｍのなかで発音させない遅延時間
に対応する係数の値を０に設定することによっても実現
することができる。

【００３７】各乗算器６０４の乗算結果は加算器６０６
に各々入力される。その加算器６０６は、それらの乗算
結果を加算し、その加算結果、即ち各遅延時間の初期反
射音の波形データを全て加算した値を加算器６０８に出
力する。

【００３８】初期反射音出力部６０２によって遅延時間
ｔｍだけ遅延された波形データは、後部残響音出力部６
０３に出力される。後部残響音出力部６０３は、その波
形データを取り込むことで、後部残響音の発音期間に発
音させる遅延させた楽音の波形データを格納するメモリ
である。遅延時間が異なる波形データを同時に出力でき
るように、多数の出力用端子を備えている。それは、初
期反射音出力部６０２と同様に構成されている。それに
より、図中に示す遅延時間Ｔ１〜Ｔｎを任意に変更する
ことを可能にしている。なお、遅延時間Ｔ１〜Ｔｎは、
図１２に示すように、波形データを初期反射音出力部６
０２から入力した時点（直接音の発音から時間ｔｍだけ
経過した時点）を基準として表した遅延時間である。本
実施の形態では、図１２から判るように、後部残響音
を、初期反射音の発音が終了してから遅延時間Ｔ１だけ
遅延させた後に、Ｔｎ−Ｔ１で算出される期間発音させ
ている。

【００３９】後部残響音出力部６０３の各出力用端子に
は、それぞれ、乗算器６０５が接続されている。それら
の乗算器６０５には、波形データ以外に、上記係数ｃ１
〜ｃｎのうちの何れか一つが入力されている。それによ
り、各乗算器６０５は、それが接続された出力用端子か
ら出力されている波形データに、ＣＰＵ１０１が設定し
た係数の値を乗算した値を出力するようになっている。
各波形データに対して個別に係数を乗算させることによ
り、後部残響音のレベルを各遅延時間別に（図１２参
照）制御することができる。

【００４０】各乗算器６０５の乗算結果は加算器６０７
に各々入力される。その加算器６０７は、それらの乗算
結果を加算し、その加算結果、即ち各遅延時間の後部残
響音の波形データを全て加算した値を加算器６０８に出
力する。

【００４１】その加算器６０８は、上記したように、乗
算器６０１の乗算結果、加算器６０６、及び６０７の各
加算結果を入力して、それらの加算値、即ち直接音、初
期反射音、及び後部残響音の全波形データの合計値を出
力する。その合計値がＤ／Ａコンバータ１０９によって
楽音信号に変換された後、発音回路１１０に入力され
る。それにより、音響効果が付加された楽音が発音回路
１１０から発音されることになる。

【００４２】ＣＰＵ１０１は、発音させる楽音の音量に
応じて、上記係数ａ、ｂ１〜ｂｍ、及びｃ１〜ｃｎ、更
には、遅延時間ｔ１〜ｔｍ、及びＴ１〜Ｔｎの設定を変
更することにより、直接音の音量や、初期反射音、及び
後部残響音を制御する。本実施の形態では、図７、図１
０、及び図１１に示すように、それらの係数値や遅延時
間の値を、環境別に分けてＲＯＭ１０２に格納して用意
し、楽音の音量に対応する環境の係数値をＲＯＭ１０２
から読み出して設定するようにしている。より具体的に
は、以下のようにして設定を行っている。

【００４３】楽音の音量を決定するパラメータとして
は、メインボリューム、エクスプレッション、ベロシテ
ィ等の複数の種類がある。それらは異なる演奏操作を表
現するためのものである。このことから、パラメータの
種類別にその値を音響効果の内容に反映させている。

【００４４】メインボリュームは、全体的な音量を設定
するパラメータである。他の音色の楽器との合奏を楽し
む場合には、各音色の音量バランスの調整などに用いら
れる。このように、このように、メインボリューム（の
値）は、基本的な設定用であることから、楽音が発音さ
れる位置の特定用としている。ベロシティといった個々
の楽音毎に変化するようなパラメータで位置を特定させ
た場合には、演奏全体のまとまりが悪くなることも予想
される。

【００４５】位置によって残響音や音質の特性は変化す
る。しかし、音量に関するパラメータが複数用いられる
場合には、メインボリュームは楽音個々の音量を特定し
ない。このことから、メインボリュームの値に応じて、
残響音の遅延時間（ｔ１〜ｔｍ、Ｔ１〜Ｔｎ）と音質
（周波数帯域：α１〜α３、β１〜β３）を変更してい
る。

【００４６】他のパラメータは、例えばベロシティは押
鍵毎に異なることが多く、抑揚をつける際にはエクスプ
レッションの値は大きく変動することから判るように、
メインボリュームと比較して変化する頻度が大きい。個
々の楽音の発音を制御するような色彩が強い。ベロシテ
ィの値は楽音個々の音量を特定させる（このようなこと
から、以降はメインボリューム以外を便宜的にフレージ
ング用パラメータと呼ぶ）。これらのことから、フレー
ジング用パラメータは実際の音量特定用として、その値
に応じて楽音の音質（周波数帯域：α１〜α３）、及び
残響音のレベル（ａ、ｂ１〜ｂｍ、ｃ１〜ｃｎ）を変更
している。楽音の音色としてＬＰＦ３０１のカットオフ
周波数のみ変更するのは、楽音は音量が小さくなるほど
高域成分を認識し難くなるためである。

【００４７】このように、本実施の形態では、各パラメ
ータを２つのカテゴリに分け、各カテゴリ別にそれを構
成するパラメータの値を音響効果の内容に反映させてい
る。それにより、楽音が発音される位置とその音量を個
別に制御することを可能にして、ユーザがより幅広い音
楽表現を容易に行えるようにしている。

【００４８】音響効果設定用のデータ（係数）は、上記
のように音響効果の内容を変更することから、図７に示
すように、ＬＰＦ３０１設定用、ＨＰＦ３０２設定用、
残響音のレベル設定用、及び残響音の遅延時間設定用の
４つの項目に分けてＲＯＭ１０２に格納している。各設
定用データは、計Ｎの環境別にまとめている。そのよう
なことから、上記環境特定情報として、例えばメインボ
リュームの値とＬＰＦ３０１、ＨＰＦ３０２、及び残響
音の遅延時間の各設定項目との間の対応関係（以降、便
宜的に第１の対応関係と呼ぶ）、フレージング用パラメ
ータの値と残響音のレベルとの間の対応関係（以降、便
宜的に第２の対応関係と呼ぶ）、及び第１の対応関係か
ら特定されたＬＰＦ３０１の設定状態を、フレージング
用パラメータの値に応じて変更する（切り換える）ため
のフレージング用パラメータの値と設定状態の変更量と
の間の対応関係（以降、便宜的に第３の対応関係と呼
ぶ）の３つの対応関係を定義している。それにより、２
つのカテゴリ（メインボリュームとフレージング用パラ
メータ）に分けたパラメータの値に応じて音響効果の内
容を変更させることができ、ユーザは、音量つまみ等の
操作子の操作を行うだけで、楽音の音質、及び余韻を任
意に変化させることができる。

【００４９】図１３〜図１６は、ＣＰＵ１０１が実行す
る全体処理の動作フローチャートである。次に、図１３
〜図１６を参照して、ＣＰＵ１０１の動作についてより
詳細に説明する。なお、全体処理は、楽器１００の電源
がオンされた後に、ＣＰＵ１０１がＲＯＭ１０２に格納
されているプログラムを読み出して実行することにより
実現される処理である。

【００５０】楽器１００の電源がオンされ、ＲＯＭ１０
２に格納されているプログラムの実行を開始したＣＰＵ
１０１は、先ず、ステップ１３０１において各部のイニ
シャライズを行う。そのイニシャライズを行うことによ
って、音源回路１０７は予め定められた状態に設定さ
れ、ＲＡＭ１０３はクリアされる。その後は、ステップ
１３０２に移行して、エフェクタ１０８のイニシャライ
ズを行う。そのイニシャライズは、予め定められた環境
に対応する各種の係数（α１〜α３、β１〜β３、ａ、
ｂ１〜ｂｍ、ｃ１〜ｃｎ、ｔ１〜ｔｍ、Ｔ１〜Ｔｎ）を
エフェクタ１０８に転送することで行われる。

【００５１】ステップ１３０２に続くステップ１３０３
〜１３２１は、処理ループを形成しており、Ｉ／Ｏ１０
６から入力されたＭＩＤＩメッセージに応じて繰り返し
行われる。その処理ループを実行することで楽器１００
がユーザの操作に応じて動作する。

【００５２】先ず、ステップ１３０３では、ＭＩＤＩメ
ッセージの入力があるか否か判定する。ＣＰＵ１０１の
内部メモリ内にＩ／Ｏ１０６から何らかのＭＩＤＩメッ
セージが入力、或いは未処理のＭＩＤＩメッセージが存
在していた場合、その判定はＹＥＳとなって図１４のス
テップ１３０４に移行する。そうでない場合には、その
判定はＮＯとなって再びステップ１３０３を実行する。
従って、ステップ１３０３の判定がＮＯであればＩ／Ｏ
１０６からの入力待ちの状態となる。

【００５３】図１４のステップ１３０４では、現在処理
対象としているＭＩＤＩメッセージがノートオンのチャ
ンネルメッセージか否か判定する。それがノートオンの
チャンネルメッセージであった場合、その判定はＹＥＳ
となってステップ１３０５に移行する。そうでない場合
には、その判定はＮＯとなってステップ１３０７に移行
する。

【００５４】ステップ１３０５では、そのＭＩＤＩメッ
セージの３バイト目（データバイトの２バイト目）に格
納されているベロシティ値を変数ＶＥＬに代入するとと
もに、そのメッセージ、或いはそれに対応するコマンド
を音源回路１０７に出力する。その後、ステップ１３０
６に移行する。なお、上記変数ＶＥＬ、更には後述する
変数ＳＥＬ、ＥＸＰ、ＶＯＬは、それぞれ、ＣＰＵ１０
１内部のレジスタ、或いはＲＡＭ１０３に保持される変
数である。

【００５５】そのステップ１３０６では、変数ＳＥＬ
に、変数ＶＥＬに代入されている値と変数ＥＸＰに代入
されている値の乗算値を代入する。それが終了した後、
図１５のステップ１３１２に移行する。変数ＥＸＰは、
現在のエクスプレッション値が代入されている変数であ
る。変数ＳＥＬは、エフェクタ１０８設定用に用いられ
る変数である。

【００５６】ユーザがエクスプレッション・ペダル１０
５を操作した場合、そのときに発音中の楽音は音量が変
化する。このようなことから、変数ＶＥＬ、ＳＥＬは、
具体的な名称についての説明は省略するが、例えば最大
同時発音数分用意し、消音させた楽音に割り当てた変数
ＶＥＬ、ＳＥＬを開放するようにしている。そのため、
ステップ１３０６では、ノートオンのチャンネルメッセ
ージを処理対象としている際にはそのメッセージ分の処
理だけが行われ、後述するように、エクスプレッション
のチャンネルメッセージを処理対象としている際には現
在使用中の変数ＶＥＬ全てに対して処理が行われる。な
お、タッチレスポンス機能がオフでエクスプレッション
・ペダル１０５が操作されていないような場合には、変
数ＳＥＬ、ＥＸＰには、それぞれ所定のデフォルト値が
代入される。

【００５７】ステップ１３０６に続く図１５のステップ
１３１２〜１３１５では、変数ＳＥＬに代入された値、
即ちベロシティ値、或いはエクスプレッション値に基づ
くエフェクタ１０８の設定が行われる。

【００５８】先ず、ステップ１３１２では、環境特定情
報（第３の対応関係）を参照して、変数ＳＥＬに代入さ
れている値によって特定される環境のＬＰＦ３０１設定
用データ（図８参照）を選択してＲＯＭ１０２から読み
出す。続くステップ１３１３では、ＲＯＭ１０２から読
み出したそのデータ（係数α１〜α３）をエフェクタ１
０８に転送して、ＬＰＦ３０１の設定を行う。その後、
ステップ１３１４に移行する。

【００５９】ステップ１３１４では、環境特定情報（第
２の対応関係）を参照して、変数ＳＥＬに代入されてい
る値によって特定される環境の残響音のレベル設定用デ
ータ（図１０参照）を選択してＲＯＭ１０２から読み出
す。続くステップ１３１５では、ＲＯＭ１０２から読み
出したそのレベル設定用データ（係数ａ、ｂ１〜ｂｍ、
ｃ１〜ｃｎ）をエフェクタ１０８に転送して、残響音付
加部２０２の設定を行う。それが終了した後、図１３の
ステップ１３０３に戻る。

【００６０】このように、本実施の形態では、変数ＳＥ
Ｌ、即ちベロシティ値、或いはエクスプレッション値に
応じてＬＰＦ３０１の設定を行い、そのカットオフ周波
数を変化させる。このため、ユーザは、特別な操作を行
うことなく、演奏操作だけで楽音に付加させる音響効果
を個別に変化させたり、発音中の楽音に対してはそれに
付加させている音響効果の内容を随時変化させることが
できる。それにより、ユーザはより幅広い音楽表現を容
易に行えるようになっている。

【００６１】図１４の説明に戻る。ステップ１３０４の
判定がＮＯとなった場合に実行されるステップ１３０７
では、ＭＩＤＩメッセージがエクスプレッションのチャ
ンネルメッセージか否か判定する。ユーザがエクスプレ
ッション・ペダル１０５を操作しているような場合、そ
の判定はＹＥＳとなってステップ１３０８に移行する。
そうでない場合には、その判定はＮＯとなってステップ
１３０９に移行する。

【００６２】ステップ１３０８では、ＭＩＤＩメッセー
ジの３バイト目（データバイトの２バイト目）に格納さ
れているエクスプレッション値を変数ＥＸＰに代入する
とともに、そのメッセージ、或いはそれに対応するコマ
ンドを音源回路１０７に出力する。その後、ステップ１
３０６に移行する。このとき、ステップ１３０６では、
上記したように、現在使用中の変数ＶＥＬ、ＳＥＬを全
てを対象として処理が行われる。

【００６３】ステップ１３０７の判定がＮＯとなった場
合に実行されるステップ１３０９では、ＭＩＤＩメッセ
ージがボリューム（メインボリューム）のチャンネルメ
ッセージか否か判定する。ユーザがスイッチ群１１１を
構成する音量つまみを操作した場合、その判定はＹＥＳ
となってステップ１３１０に移行する。そうでない場合
には、その判定はＮＯとなってステップ１３１１に移行
する。

【００６４】ステップ１３１０では、ＭＩＤＩメッセー
ジの３バイト目（データバイトの２バイト目）に格納さ
れているメインボリューム値を変数ＶＯＬに代入すると
ともに、そのメッセージ、或いはそれに対応するコマン
ドを音源回路１０７に出力する。その後、図１６のステ
ップ１３１６に移行する。他方のステップ１３１１で
は、他のＭＩＤＩメッセージ等を対象としたその他の処
理を実行し、その後に図１３のステップ１３０３に戻
る。

【００６５】ステップ１３１０に続く図１６のステップ
１３１６〜１３２１では、新たに入力したメインボリュ
ーム値に基づくエフェクタ１０８の設定が行われる。先
ず、ステップ１３１６では、環境特定情報（第１の対応
関係）を参照して、変数ＶＯＬに代入されている値によ
って特定される環境のＬＰＦ３０１設定用データ（図８
参照）を選択してＲＯＭ１０２から読み出す。続くステ
ップ１３１７では、ＲＯＭ１０２から読み出したそのデ
ータ（係数α１〜α３）をエフェクタ１０８に転送し
て、ＬＰＦ３０１の設定を行う。その後、ステップ１３
１８に移行する。ステップ１３１８では、上記ステップ
１３１６と同様に、変数ＶＯＬに代入されている値によ
って特定される環境のＨＰＦ３０２設定用データ（図９
参照）を選択してＲＯＭ１０２から読み出す。続くステ
ップ１３１９では、ＲＯＭ１０２から読み出したそのＨ
ＰＦ３０２設定用データ（係数β１〜β３）をエフェク
タ１０８に転送して、ＨＰＦ３０２の設定を行う。それ
が終了した後、ステップ１３２０に移行する。

【００６６】ステップ１３２０では、環境特定情報（第
１の対応関係）を参照して、変数ＶＯＬに代入されてい
る値によって特定される環境の遅延時間設定用データ
（図１１参照）を選択してＲＯＭ１０２から読み出す。
続くステップ１３２１では、ＲＯＭ１０２から読み出し
たそのデータ（遅延時間ｔ１〜ｔｍ、Ｔ１〜Ｔｎ）をエ
フェクタ１０８に転送して、残響音付加部２０２の設定
を行う。その後、図１３のステップ１３０３に戻る。

【００６７】このように、本実施の形態では、変数ＶＯ
Ｌの値、即ちメインボリューム値に応じてＢＰＦ２０１
（ＬＰＦ３０１、及びＨＰＦ３０２）、及び残響音付加
部２０２の遅延時間の設定を行い、楽音の周波数帯域、
及び残響音の遅延時間を変化させる。変数ＳＥＬの値、
即ちベロシティ値、及びエクスプレッション値に応じて
ＬＰＦ３０１、及び残響音付加部２０１のレベル設定を
行い、周波数帯域（高域成分）、及び残響音のレベルを
変化させる。これにより、２つのカテゴリに分けたパラ
メータの値に応じた音響効果の内容の変更を実現させて
いる。

【００６８】ところで、楽音が発音される位置（上記し
たように、ここでの位置とは楽音を聴く人との相対的な
位置である）が遠くほど、その楽音が発音されてから実
際に聞こえるまでの時間差が大きくなる。このことか
ら、楽音が発音される位置をよりリアルに表現できるよ
うに、図１７に示すような発音開始タイミング（及び消
音タイミング）の遅延時間と音量の対応関係を設定して
おき、その対応関係に従って、楽音の音量が小さくなる
程、楽音の発音開始タイミング（消音タイミング）を遅
らせるようにしても良い。その音量は、本実施の形態で
は位置をメインボリューム値に応じて特定していること
から、メインボリューム値であることが望ましいが、フ
レージング用パラメータの値から算出される変数ＳＥＬ
の値であっても良い。

【００６９】発音タイミング（発音開始から消音される
までのタイミング）は、音源回路１０７に発音開始、消
音を指示するコマンドの出力タイミングを遅らせること
で制御することができ、その制御は容易である。このた
め、特に詳細な説明は省略するが、本実施の形態でそれ
を実現させる場合には、例えばステップ１３１０でメイ
ンボリューム値を変数ＶＯＬに代入した際に、図１７に
示す対応関係から発音開始タイミングの遅延時間を設定
しておき、ノートオン（及びノートオフ）のＭＩＤＩメ
ッセージが入力した時点でタイマをスタートさせ、その
タイマによって遅延時間が経過したのを確認してからそ
のメッセージに対応するコマンドを音源回路１０７に出
力させるようにすれば良い。

【００７０】なお、本実施の形態では、音響効果の内容
に反映させる設定用のパラメータとして、メインボリュ
ーム、ベロシティ、及びエクスプレッションの３つのを
採用しているが、本発明はそれに限定されるものではな
い。例えば、上記３つのパラメータにプレッシャーを加
えても良く、エクスプレッションの換わりに、ブレスタ
イプやフットタイプといった他のコントローラに割り当
てられているパラメータを用いても良い。更には、音響
効果設定用として複数のパラメータを用意しておき、そ
のなかから音響効果の内容に実際に反映させるパラメー
タをユーザが選択できるようにしても良く、そのパラメ
ータをユーザが任意に選択できるようにしても良い。こ
れらのように、様々な変形が可能である。

【００７１】環境表現用音響効果は、楽音の周波数成
分、残響音、更には発音タイミングの３つを制御対象と
することで付加しているが、制御対象はそれらのなかの
何れか一つだけであっても良く、周波数帯域と発音タイ
ミングといったように、他の組合せであっても良い。残
響音のレベルだけといったようなことも含めて、ユーザ
が任意に選択できるようにしても良い。周波数成分にお
いては、本実施の形態のようにカットオフ周波数を変更
するのではなく、基準周波数を変更するチューニングに
よってそれを変化させても良い。このように、制御対象
においても様々な変形が可能である。

【００７２】また、本実施の形態では、環境特定情報は
一つだけであるとして説明したが、その環境特定情報
は、例えば著名な音楽ホール毎といったように、複数用
意しておき、そのなかからユーザに選択させるようにし
ても良い。また、マルチ音源の機能に対応できるよう
に、各チャンネル別に上記のような環境表現用音響効果
を付加できるようにしても良い。そのようにした場合に
は、ユーザは１台の電子楽器だけでも音響ホール内で合
奏しているような雰囲気を味わうことができるようにな
る。

【００７３】また、本実施の形態は電子楽器に本発明を
適用したものであるが、本発明が適用できる装置はこれ
に限定されない。本発明は、電子楽器の他に、音源装置
やエフェクタ、キーボードコントローラ等に適用するこ
とができる。更には、例えばエフェクタに環境表現用音
響効果を付加させるためのコマンドを生成して出力する
１個の装置として製品化させることも可能である。

【００７４】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、楽音が発
音される環境を表現する環境表現用音響効果の内容を、
楽音の発音条件に基づいて設定する。そのため、ユーザ
は単なる演奏操作を行うだけで環境表現用音響効果の内
容を様々、且つ随時に変化させることができ、高い操作
性や利便性を実現させることができる。その環境表現用
音響効果を付加するために、楽音の残響音、該楽音の周
波数帯域、及び該楽音の発音タイミングを制御した場合
には、楽音が発音される環境をリアルに表現することが
できる。

【００７５】また、本発明は、上記発音条件として音量
の設定に関わるパラメータを採用したため、ユーザに音
は遠い位置で鳴るほど小さな音量で聞こえるといった経
験則に沿って音響効果の内容の変更を行わせることがで
きる。それにより、ユーザは音響効果を所望する内容で
楽音に付加させることを容易に行うことができ、より高
い操作性が実現される。音量の設定に関わるパラメータ
として、メインボリューム、ベロシティといった複数の
パラメータを採用し、それら複数のパラメータを各々別
個に音響効果の内容に反映させた場合には、ユーザは音
響効果の内容をより細かく制御することができるように
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態が搭載された電子楽器の構成図で
ある。

【図２】エフェクタの構成図である。

【図３】ＢＰＦの構成図である。

【図４】ＬＰＦの構成図である。

【図５】ＨＰＦの構成図である。

【図６】残響音付加部の構成図である。

【図７】ＲＯＭのデータ構成図である。

【図８】ＬＰＦ設定用データの構成図である。

【図９】ＨＰＦ設定用データの構成図である。

【図１０】レベル設定用データの構成図である。

【図１１】遅延時間設定用データの構成図である。

【図１２】残響音の付加例を示す図である。

【図１３】全体処理の動作フローチャートである（その
１）。

【図１４】全体処理の動作フローチャートである（その
２）。

【図１５】全体処理の動作フローチャートである（その
３）。

【図１６】全体処理の動作フローチャートである（その
４）。

【図１７】発音開始タイミングの遅延時間と音量の対応
関係設定例を示す図である（その他の実施の形態）。

【符号の説明】

１０１ＣＰＵ１０２ＲＯＭ１０４鍵盤１０５エクスプレッション・ペダル１０８エフェクタ２０１ＢＰＦ２０２残響音付加部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】楽音にそれが発音される環境を表現する
環境表現用音響効果を付加させるための装置であって、前記楽音に対して指定された発音条件を取得する取得手
段と、前記取得手段が取得した発音条件に基づいて、前記環境
表現用音響効果の内容を設定する設定手段と、を具備したことを特徴とする音響効果制御装置。
【請求項２】前記取得手段は、前記楽音の音量を指定
された発音条件として取得する、ことを特徴とする請求項１記載の音響効果制御装置。
【請求項３】前記設定手段は、前記楽音の残響音、該
楽音の周波数成分、及び該楽音の発音タイミングの少な
くとも一つを、前記取得手段が発音条件として取得した
該楽音の音量の大きさに応じて変更することにより、前
記環境表現用音響効果の内容を変化させる、ことを特徴とする請求項１、または２記載の音響効果制
御装置。
【請求項４】前記設定手段は、前記楽音の音量の大き
さを指定する発音条件として、メインボリューム値、ベ
ロシティ値、エクスプレッション値等の複数の発音条件
を前記取得手段が取得する場合、該複数の発音条件を各
々別個に前記環境表現用音響効果の内容に反映させる、ことを特徴とする請求項１、２、または３記載の音響効
果制御装置。