JP3666469B2

JP3666469B2 - 楽音信号制御方法、楽音信号発生装置およびプログラム

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Publication number: JP3666469B2
Application number: JP2002087371A
Authority: JP
Inventors: 真一伊藤
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 2002-03-27
Filing date: 2002-03-27
Publication date: 2005-06-29
Anticipated expiration: 2022-03-27
Also published as: JP2003280653A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コントローラ機能を有する電子楽器に用いて好適な楽音信号制御方法、楽音信号発生装置およびプログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子楽器等の楽音機器は、アンプに設定されたレベル値Ｌによって、基本音量が設定される。さらに音量のリアルタイム制御を行うため、ホイール、アフタタッチ等のコントローラが使用され、レベル値Ｌとコントローラの操作量Ｃとが乗算され、その乗算結果に従った音量が発生する。これらのコントローラはコントローラの操作量Ｃが中央にされたときに基本音量になるように設定される事が通常である。また、−１００％〜１００％の感度値（Ｓencitivity）Ｓが設けられ、その感度値Ｓは音量の変化に対するコントローラの操作量Ｃの変化の割合により定義され、乗算量が所定範囲に制限される役割を果たす。したがって、発生音量を定める実効的な音量Ｇの対数表示は、レベル値Ｌに、コントローラの操作量Ｃおよびその感度値Ｓが乗算された値を付加した値にされる。
（数１）
実効音量Ｇ＝レベル値Ｌ＋感度値Ｓ*コントローラの操作量Ｃ［ｄＢ］
（但し、−１００％≦Ｓ≦１００％）
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
乗算器の出力値は有限であるため、レベル値Ｌおよび感度値Ｓに大きな値を設定すると、コントローラの操作量Ｃが大きくされた範囲で実効音量Ｇの最高値で飽和する。一方、レベル値Ｌに小さい値を設定し、感度値Ｓに大きい値を設定すると、コントローラ値が小さい範囲において、実効音量が最低値に近似する。それにより、ユーザがコントローラを操作しているにもかかわらず、音量が変化せず、これによってユーザに違和感を与えるという問題があった。
この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、任意の値にコントローラの値を設定しても音量が必要に応じて変化する楽音信号制御方法、楽音信号発生装置およびプログラムを提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明にあっては、下記構成を具備することを特徴とする。なお、括弧内は例示である。
請求項１記載の楽音信号制御方法にあっては、パラメータの指定により楽音信号を制御し、操作子の操作量（Ｃ）に応じて該パラメータの値が変化する楽音制御装置の処理装置（１０００）において実行される楽音信号制御方法であって、前記処理装置（１０００）が、前記パラメータの最大値であるパラメータ最大値（Ｌ）を記憶装置（１２００）に予め設定するパラメータ最大値設定過程と、前記処理装置（１０００）が、前記操作量（Ｃ）の変動範囲内における前記パラメータの最小値である変動範囲内パラメータ最小値と前記操作量（Ｃ）の変化に対する前記パラメータの変化の勾配とを決定づける感度値（Ｓ）を前記パラメータ最大値（Ｌ）に対して独立して前記記憶装置（１２００）に設定する感度値設定過程と、前記処理装置（１０００）が、前記パラメータ最大値（Ｌ）と、前記感度値（Ｓ）と、前記操作量（Ｃ）とに基づいて、前記楽音信号に付与するパラメータ（ゲインＧ）を決定するパラメータ決定過程（１６０）とを有することを特徴とする。
さらに、請求項２記載の構成にあっては、請求項１記載の楽音信号制御方法において、前記パラメータ決定過程（１６０）は、前記感度値（Ｓ）が該感度値（Ｓ）の最大値である感度最大値に設定され、前記操作量（Ｃ）が該操作量の最小値である最小操作量（０）に設定されると、前記パラメータ最大値（Ｌ）の値にかかわらず前記パラメータ（ゲインＧ）が該パラメータの最小値であるパラメータ最小値になるように、該パラメータ（ゲインＧ）を決定する過程であることを特徴とする。
さらに、請求項３記載の構成にあっては、請求項１記載の楽音信号制御方法において、前記感度値設定過程は、前記感度値（Ｓ）を負値、零および正値のうち何れかに設定する過程であり、前記感度値設定過程において前記感度値（Ｓ）が零に設定されると、前記パラメータ決定過程（１６０）においては前記パラメータ（ゲインＧ）は前記操作量（Ｃ）にかかわらず前記パラメータ最大値（Ｌ）になるように決定されることを特徴とする。
さらに、請求項４記載の構成にあっては、請求項１記載の楽音信号制御方法において、前記楽音制御装置は前記操作子を複数有するものであり、前記感度値設定過程は前記複数の操作子に各々対応する複数の感度値（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，……）を設定するものであり、前記パラメータ決定過程（１６０）は、前記各操作子の操作量（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，……）と対応する前記感度値（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，……）とに基づいて、前記各操作子に各々対応する複数の数値（項１，項２，項３，……）を演算し、これら数値（項１，項２，項３，……）と前記パラメータ最大値（Ｌ）とを乗算することによって前記パラメータ（ゲインＧ）を決定する過程であることを特徴とする。
また、請求項５記載の楽音信号発生装置にあっては、請求項１ないし４の何れかに記載の楽音信号制御方法を実行することを特徴とする。
また、請求項６記載のプログラムにあっては、請求項１ないし４の何れかに記載の楽音信号制御方法を処理装置に実行させることを特徴とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】
１．本発明の一実施形態の構成
本発明の一実施形態の楽音信号制御方法を使用した電子楽器の全体構成図を図２に示す。
１００は音源部であり、楽音信号を生成する。２００はサウンドシステムであり、パワーアンプ、スピーカ等により構成される。３００はハードディスクであり、各種プログラム、データ等を記憶する。５００は表示器であり、ＬＥＤ等で構成され、各種情報が表示される。６００はパネルスイッチであり、スイッチ、ボリューム操作子等によって構成される。７００はＭＩＤＩインターフェースであり、ＭＩＤＩ情報が伝送され、そのＭＩＤＩ情報には、楽音情報を制御するパラメータが含まれ、レベル値、コントロール値等が設定されている。８００は演奏操作子であり、鍵盤等が用いられ、ノートオン／ノートオフ信号が生成される。９００はタイマであり、楽音を発生するタイミングが生成される。１０００はＣＰＵであり、各構成要素が制御される。１１００はＲＯＭであり、ＣＰＵ１０００を制御するプログラムが記憶されている。１２００はＲＡＭであり、ＣＰＵ１０００で得られた処理データが一時的に記憶されるものであり、レジスタ、フラグ、テーブル等として利用される。１３００はバスラインであり、上述した各部が接続されている。
【０００６】
ここで、音源部１００の内部構成を図２（ａ）を参照して説明する。
１１０は波形生成部であり、ＣＰＵ１０００の制御によりデジタル出力の楽音信号が生成される。１２１ないし１２３は乗算器であり、波形生成部１１０から入力された入力信号と後述する乗数信号とを乗算する。上記波形生成部１１０および乗算器１２１、１２２、１２３によって、発音chユニット１１５が構成される。また、その発音chユニット１１５は複数設けられ、複数ｃｈの楽音信号を同時に生成することが可能である。１５１ないし１５３はデジタルミキサであり、複数の入力信号をミキシングする。１３０はコンバータであり、Ｌch再生部１３１およびＲch再生部１３２から構成される。それらの再生部は、Ｄ／Ａ変換器によって構成され、デジタルミキサ１５２、１５３によるデジタル信号をアナログ信号に変換する。１４０はエフェクタであり、デジタルミキサ１５１の出力信号に各種エフェクト処理を施す。１２４、１２５は乗算器であり、エフェクタ１４０からの出力信号と乗算信号とを乗算する。
【０００７】
さらに、上記乗算器においては入力信号が乗数信号により乗算された信号が出力されるところ、その出力信号の生成処理の概念を図２（ｂ）を参照して説明する。信号入力元１７０が、乗算器１２０を介して、信号出力先１８０に接続される。ここで、乗算器１２０が発音chユニット１１５に使用される乗算器１２１ないし１２３である場合には、信号入力元１７０は、波形生成部１１０であり、出力先はデジタルミキサ１５１ないし１５３である。また、エフェクタ１４０に使用される乗算器１２４，１２５である場合には、入力元は発音chユニット１１５に接続されたデジタルミキサ１５１であり、出力先はデジタルミキサ１５２，１５３である。１６０は実効音量算出部であり、乗算器１２０への乗数信号を算出するための機能を有し、ＣＰＵ１０００において動作するプログラムによって実現される。
【０００８】
２．本実施形態の動作
以下、本実施形態の動作を図１および図２を参照して説明する。
図１において、演奏操作子８００あるいはＭＩＤＩインターフェース７００からノートオン信号が送られることにより、ＣＰＵ１０００の指令により音源部１００において楽音信号が生成される。なお、パネルスイッチ６００あるいはＭＩＤＩインターフェース７００からの信号により、音量などのパラメータが設定される。図２に示される音源部１００内部の複数の発音chユニット１１５，１１５，…において、ＣＰＵ１０００により指定された楽音信号が、波形生成部１１０によりデジタル的に生成される。そして、乗算器１２１ないし１２３に入力後、後述する乗算信号により乗算され、各発音chユニット１１５，１１５、…における出力信号にされる。複数の発音chユニット１１５によって生成された楽音信号は、デジタルミキサ１５１ないし１５３により混合され、エフェクタ１４０あるいはコンバータ１３０に入力される。エフェクタ１４０に入力された信号は乗算器１２４、１２５に入力された後、デジタルミキサ１５２，１５３によって混合される。また、コンバータ１３０に入力されたデジタル信号はアナログ信号に変換される。
【０００９】
ここで、乗算器１２０に供給される乗算信号は、実効音量算出部１６０により、レベル値Ｌおよびコントローラの操作量Ｃならびに感度値Ｓによって定められる。さらに、演奏パートごとのチャンネルアフタタッチ、ホイール操作子、ブレスコントローラなど、コントローラが複数存在することがあり、この場合は、コントローラ値（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，…）および感度値（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，…）が入力される。ここで、発音chユニット１１５の場合は、レベル値はその発音chに割り当てられたノートオンの属するパートの音色データに設定されたレベル値であり、感度値Ｓはその音色データに設定された感度値である。また、エフェクタ１４０の場合は、レベル値はそのエフェクタに設定された出力レベル値であり、感度値Ｓはそのエフェクタに設定された感度値である。
【００１０】
レベル値Ｌおよび感度値Ｓに大きな値を設定した場合において、コントローラ値を大きくしても実効音量が飽和しないようにするために、また、コントローラ値の最大値で最大の実効音量になるように、以下の計算式で実効音量Ｇが算出される。
（１）コントローラが１台のとき
実効音量Ｇを求める計算式が以下のようにされる。
（数２）
実効音量Ｇ＝レベル値Ｌ（１−感度値Ｓ＋感度値Ｓ×コントローラの操作量Ｃ／Ｃmax）
（但し、０％≦Ｓ≦１００％）
実効音量Ｇ＝レベル値Ｌ（１＋感度値Ｓ×コントローラの操作量Ｃ／Ｃmax）
（但し、−１００％≦Ｓ＜０％）
【００１１】
（２）コントローラが複数ある場合
実効音量Ｇを求める計算式が以下のようにされる。
（数３）
実効音量Ｇ＝レベル値Ｌ×｛項１｝×｛項２｝×｛項３｝×………
項１＝（１−Ｓ１＋Ｓ１×Ｃ１／Ｃ１max）
（但し、０％≦Ｓ１≦１００％）
項１＝（１＋Ｓ１×Ｃ１／Ｃ１max）
（但し、−１００％≦Ｓ１＜０％）
項２＝（１−Ｓ２＋Ｓ２×Ｃ２／Ｃ２max）
（但し、０％≦Ｓ２≦１００％）
項２＝（１＋Ｓ２×Ｃ２／Ｃ２max）
（但し、−１００％≦Ｓ２＜０％）
…………
【００１２】
具体的には、−１００％から１００％の感度値Ｓでなく８ビットあるいは７ビットのパラメータデータを用いて設定されるので、以下の計算式が用いられる。（１）コントローラが１台のとき
（数４）
Ｇ＝Ｌ×（１２８−Ｓ×２＋Ｃ×Ｓ／６４）／１２８（Ｓ≧０）
Ｇ＝Ｌ×（１２８−Ｃ×Ｓ／６４）／１２８（Ｓ＜０）
ここで、０≦Ｇ≦２５５、０≦Ｌ≦２５５、０≦Ｃ≦１２７、−６４≦Ｓ≦６４
（すなわち、ＧとＬはそれぞれ８ビット、ＣとＳはそれぞれ７ビット。）
である。Ｓの値をパラメータとして、Ｃの値を可変したときのＧの値を示した図を図３に示す。０≦Ｃ≦１２７、−６４≦Ｓ≦６４の範囲でＬの値を最大値として、それより減少する方向で制限されていることが判る。
【００１３】
（２）コントローラが複数ある場合
（数５）
Ｇ＝Ｌ×｛項１｝×｛項２｝×｛項３｝×……
項１＝（１２８−Ｓ１×２＋Ｓ１×Ｃ１／６４）／１２８（Ｓ１≧０）項１＝（１２８−Ｓ１×Ｃ１／６４）／１２８（Ｓ１＜０）項２＝（１２８−Ｓ２×２＋Ｓ２×Ｃ２／６４）／１２８（Ｓ２≧０）項２＝（１２８−Ｓ２×Ｃ２／６４）／１２８（Ｓ２＜０）
…………
（ただし、各データのビット数は（１）の場合と同様。）
【００１４】
３．変形例
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような種々の変形が可能であり、全て本発明の範疇に含まれる。
（１）上記実施形態では、実効音量を求める場合に直線状の計算式を用いたが、それに限らず、曲線状の計算式を用いても良い。
（２）上記実施形態では音量のパラメータについて適用したが、フィルタ係数、ビブラートの速度や深度、コンプレッサの閾値やレートなどに適用することが出来る。
（３）上記実施形態においては、電子楽器内のＲＯＭ１１００に記憶されたプログラムによって実効音量算出部１６０の機能を実現したが、例えばパーソナルコンピュータ上で動作するアプリケーションプログラムによっても同様の機能を実現することができる。このアプリケーションプログラムのみをＣＤ−ＲＯＭ、フローピーディスク等の記憶媒体に格納して頒布し、あるいは伝送路を通じて頒布してもよい。
（４）上記実施形態における各データのビット数は一つの例であり、ハードウェアに応じて適宜変更される。実効音量Ｇの最大値はそのビット数（８ビット）により２５５に制限されていたが、必ずしもビット数による制限とは限らない。例えば、２００等のビット数とは直接関係のない値を最大値とすることも可能である。
【００１５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、操作子の何れの範囲の操作によっても、パラメータの最小値から基準値までの範囲内においてパラメータの値が変化するように、パラメータの値が制御されるから、きわめて自然な状態でコントローラを操作することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である楽音信号制御方法を用いた電子楽器の構成図である。
【図２】本発明の一実施形態である楽音信号制御方法を用いた音源部の構造および音量制御の概念図である。
【図３】コントローラが一台のときに、Ｇの値を示した図である。
【符号の説明】
１００…音源部、１１０…波形生成器、１２０、１２１，１２２，１２３，１２４，１２５…乗算器、１３０…コンバータ、１３１…Ｌch再生部、１３２…Ｒch再生部、１４０…エフェクタ、１５１、１５２，１５３…デジタルミキサ、１６０…実効音量算出部、１７０…信号入力元、１８０…信号出力元、２００…サウンドシステム、３００…ハードディスク、５００…表示器、６００…パネルＳＷ、７００…ＭＩＤＩインターフェース、８００…演奏操作子、９００…タイマ、１０００…ＣＰＵ、１１００…ＲＯＭ、１２００…ＲＡＭ、１３００…バスライン

Claims

パラメータの指定により楽音信号を制御し、操作子の操作量に応じて該パラメータの値が変化する楽音制御装置の処理装置において実行される楽音信号制御方法であって、
前記処理装置が、前記パラメータの最大値であるパラメータ最大値を記憶装置に予め設定するパラメータ最大値設定過程と、
前記処理装置が、前記操作量の変動範囲内における前記パラメータの最小値である変動範囲内パラメータ最小値と前記操作量の変化に対する前記パラメータの変化の勾配とを決定づける感度値を前記パラメータ最大値に対して独立して前記記憶装置に設定する感度値設定過程と、
前記処理装置が、前記パラメータ最大値と、前記感度値と、前記操作量とに基づいて、前記楽音信号に付与するパラメータを決定するパラメータ決定過程と
を有することを特徴とする楽音信号制御方法。
前記パラメータ決定過程は、前記感度値が該感度値の最大値である感度最大値に設定され、前記操作量が該操作量の最小値である最小操作量に設定されると、前記パラメータ最大値の値にかかわらず前記パラメータが該パラメータの最小値であるパラメータ最小値になるように、該パラメータを決定する過程であることを特徴とする請求項１記載の楽音信号制御方法。
前記感度値設定過程は、前記感度値を負値、零および正値のうち何れかに設定する過程であり、
前記感度値設定過程において前記感度値が零に設定されると、前記パラメータ決定過程においては前記パラメータは前記操作量にかかわらず前記パラメータ最大値になるように決定される
ことを特徴とする請求項１記載の楽音信号制御方法。
前記楽音制御装置は前記操作子を複数有するものであり、
前記感度値設定過程は前記複数の操作子に各々対応する複数の感度値を設定するものであり、
前記パラメータ決定過程は、前記各操作子の操作量と対応する前記感度値とに基づいて、前記各操作子に各々対応する複数の数値を演算し、これら数値と前記パラメータ最大値とを乗算することによって前記パラメータを決定する過程である
ことを特徴とする請求項１記載の楽音信号制御方法。
請求項１ないし４の何れかに記載の楽音信号制御方法を実行することを特徴とする楽音信号発生装置。
請求項１ないし４の何れかに記載の楽音信号制御方法を処理装置に実行させることを特徴とするプログラム。