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JPH0789278B2 - Musical tone control method for electronic musical instruments - Google Patents
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JPH0789278B2 - Musical tone control method for electronic musical instruments - Google Patents

Musical tone control method for electronic musical instruments

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JPH0789278B2
JPH0789278B2 JP63301488A JP30148888A JPH0789278B2 JP H0789278 B2 JPH0789278 B2 JP H0789278B2 JP 63301488 A JP63301488 A JP 63301488A JP 30148888 A JP30148888 A JP 30148888A JP H0789278 B2 JPH0789278 B2 JP H0789278B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (a)産業上の利用分野 この発明は電子的に楽音を発生する電気楽器の楽音制御
方法に関し、特にビブラート等の効果の制御方法に関す
る。
The present invention relates to a musical tone control method for an electric musical instrument that electronically produces musical tones, and more particularly to a method for controlling effects such as vibrato.

(b)従来の技術 電子的に楽音を発生する電子楽器は現在様々なものが実
用化されており、従来より一般的な鍵盤(キーボード)
型に加えて管楽器型や弦楽器(ギター)型のものも実用
化されている。これらの電子楽器は種々の操作部(キー
スイッチ等)を有し、この操作部が操作(演奏)される
ことにより演奏情報を得て発生する楽音を制御する。た
とえば鍵盤型の電子楽器の場合、操作部として5〜7.5
オクターブ程度のキーボード(各キーが半音毎の音高
(C,C,D,E……)に対応している)を備え、各キーにキ
ーのオン・オフを検出するキーオンセンサ,打鍵強度
(イニシャルタッチ)を検出するイニシャルタッチセン
サ,キーオン中のキー押圧強度(アフタータッチ)を検
出するアフタータッチセンサ等を備えている。さらにこ
のキーボードに加えてペダルやホイール型操作部をも有
している。一方、管楽器型電子楽器の場合には、操作部
として木管楽器類似のキーシステムおよび吹き口を備
え、各キーの操作状態を検出するセンサおよび吹き込ま
れる息の強さを検出するブレスセンサ,リードに加わる
圧力を検出するリップセンサ等を有している。このよう
な操作部から得られる演奏情報に基づいて音高,ピッチ
(同一音高内での微小周波数)変位,レベル(音量),
波形,付加的効果(ビブラート等)等種々の楽音制御パ
ラメータを決定し、この楽音制御パラメータで音源部に
発音させることにより、表情の豊かな楽音を発生するこ
とができる。このような構成の電子楽器において、より
演奏効果を高め楽音に微妙な表情を付けることを要求す
ることがあるが、このような場合一つの楽音制御パラメ
ータを複数の演奏情報で制御することが従来より行われ
ている。
(B) Conventional Techniques Various electronic musical instruments that electronically generate musical tones are currently in practical use, and a conventional keyboard (keyboard) has been used.
In addition to molds, wind instruments and strings (guitars) are also in practical use. These electronic musical instruments have various operating parts (key switches and the like), and when these operating parts are operated (played), musical information generated by controlling performance information is controlled. For example, in the case of a keyboard type electronic musical instrument, 5 to 7.5
Equipped with an octave keyboard (each key corresponds to a pitch (C, C, D, E ...) for each semitone), each key has a key-on sensor that detects whether the key is on or off, keystroke strength ( An initial touch sensor for detecting an initial touch, an after touch sensor for detecting a key pressing strength (after touch) during key-on, and the like are provided. In addition to this keyboard, it also has a pedal and a wheel type operation unit. On the other hand, in the case of a wind instrument type electronic musical instrument, a key system and a mouthpiece similar to a woodwind instrument are provided as an operation unit, and a sensor for detecting the operation state of each key, a breath sensor for detecting the strength of breath to be blown, and a lead are provided. It has a lip sensor and the like for detecting the applied pressure. Based on the performance information obtained from such an operation unit, pitch, pitch (small frequency within the same pitch), level (volume),
By determining various musical tone control parameters such as waveforms and additional effects (vibrato, etc.) and causing the sound source section to generate sound with these musical tone control parameters, musical tones with rich facial expressions can be generated. In an electronic musical instrument having such a structure, it is sometimes required to enhance the performance effect and give a delicate expression to a musical sound. In such a case, it has been a conventional practice to control one musical sound control parameter with a plurality of musical performance information. Is done more.

(c)発明が解決しようとする課題 しかし、従来の電子楽器においては、複数の演奏情報に
基づいて一つの楽音制御パラメータを決定する場合に
は、各々の演奏情報に基づいて個別に制御量を求め、こ
れらを加算または乗算して楽音制御パラメータを決定し
ていた。たとえば、ビブラート(楽音のピッチ(周波
数)の周期的変化),トレモロ(楽音のレベル周期的変
化),リバーブ(キーオフ後の残響)等楽音の付加的効
果は楽音の表現力を一層豊かにするものであるため演奏
時にしばしば用いられるが、これら効果の程度を決定す
る効果パラメータはアフタータッチ,ブレス,ピッチベ
ンドホイールやキーオン時間等の演奏情報に基づいて決
定される。従来この効果パラメータの決定は、効果を制
御すべく設定されている操作部から得た演奏情報(上記
アフタータッチ,ピッチベンドホイールの操作量,キー
オン時間等)のそれぞれから別個に制御量を求めそれら
を加算または乗算することにより行われていた。
(C) Problem to be Solved by the Invention However, in the conventional electronic musical instrument, when one musical tone control parameter is determined based on a plurality of performance information, the control amount is individually set based on each performance information. The tone control parameters have been determined by adding them or multiplying them. For example, additional effects of musical tones such as vibrato (periodic change of musical tone pitch (frequency)), tremolo (periodic change of musical tone level), reverb (reverberation after key-off) further enhance the expressiveness of musical tone. Therefore, the effect parameters that determine the extent of these effects are often used during performance, but are determined based on performance information such as aftertouch, breath, pitch bend wheel, and key-on time. Conventionally, this effect parameter is determined by individually determining the control amount from each of the performance information (the above-mentioned aftertouch, the operation amount of the pitch bend wheel, the key-on time, etc.) obtained from the operation section set to control the effect. It was done by adding or multiplying.

しかし、多くの演奏情報を用いて効果を複雑に制御しよ
うとする場合、上記のようなパラメータ決定方式では演
奏情報毎に個別に制御量を求める必要があるため制御に
時間が掛かり発音が遅くなる欠点があるとともに、求め
られた複数の制御量の和(または積)が極めて大きいも
のになった場合でもこれを抑制することができず、必要
以上にビブラート等の効果がかかってしまい楽音として
好ましくなくなる危険性があった。
However, when trying to control the effect in a complicated manner by using a lot of performance information, the parameter determination method as described above requires the control amount to be individually calculated for each performance information, and thus the control takes time and the sound is delayed. In addition to its drawbacks, even if the sum (or product) of the required multiple control amounts becomes extremely large, it cannot be suppressed, and effects such as vibrato are applied more than necessary, which is preferable as a musical sound. There was a risk of disappearing.

また、電子楽器で自然楽器に近いニュアンスを表現しよ
うとする場合、種々の演奏情報を複合的に演算して楽音
を制御する必要があるが、このような演算を従来の演奏
情報毎の制御や一般なアルゴリズムによるプログラム処
理で行おうとする場合、演算に時間が掛かって実用にな
らない欠点があった。また、これを補うために演算装置
を高速にすると、大型化,高価格化する欠点があった。
Further, when an electronic musical instrument is used to express a nuance close to that of a natural musical instrument, it is necessary to compositely calculate various performance information to control a musical tone. When attempting to perform program processing using a general algorithm, there is a drawback that the calculation takes time and is not practical. In addition, if the speed of the arithmetic unit is increased to compensate for this, there is a drawback that the size and cost are increased.

この発明は、上述の従来の欠点に鑑みてなされたもの
で、複数の演奏情報に対応した効果制御パラメータを簡
単かつ高速に形成できるようにした電子楽器の楽音制御
方法を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional drawbacks, and an object thereof is to provide a musical tone control method for an electronic musical instrument capable of easily and rapidly forming effect control parameters corresponding to a plurality of performance information. To do.

(d)課題を解決するための手段 この発明は、少なくとも2つの第1および第2の演奏情
報の値に応じて変化する効果制御パラメータを形成し、
この効果制御パラメータによって楽音に付与される効果
の制御を行う電子楽器の楽音制御方法であって、 前記第1の演奏情報の値の変化に応じた前記効果制御パ
ラメータの変化態様を示す第1のルールに関する第1の
関数および前記第2の演奏情報の値の変化に応じた前記
効果制御パラメータの変化態様を示す第2のルールに関
する第2の関数を用意し、 入力された前記第1および第2の演奏情報の値に応じ前
記第1および第2の関数に基づきファジィ推論処理を行
って前記効果制御パラメータを形成する ことを特徴とする。
(D) Means for Solving the Problems The present invention forms an effect control parameter that changes according to the values of at least two first and second performance information,
A tone control method for an electronic musical instrument, which controls an effect imparted to a tone by this effect control parameter, comprising: a first mode showing a change mode of the effect control parameter according to a change in a value of the first performance information. The first function related to the rule and the second function related to the second rule indicating the change mode of the effect control parameter according to the change in the value of the second performance information are prepared, and the first and second input The effect control parameter is formed by performing fuzzy inference processing based on the first and second functions according to the value of the performance information of No. 2.

(e)作用 この発明の電子楽器の楽音制御方法では、ファジィ推論
により演奏情報(キーオン時間,アフタータッチ強度,
ホイール操作量等)を複合的に参照して効果制御パラメ
ータを制御するようにした。
(E) Action In the musical tone control method for an electronic musical instrument of the present invention, performance information (key-on time, aftertouch intensity,
The effect control parameter is controlled by referring to the wheel operation amount and the like).

ここで、ファジィ推論は『種々の演奏情報に基づいて効
果をどの程度かければよいか』に関して行われる。この
ため複数のファジィルールが定められる。ファジィルー
ルは一般的に、 if(x=A,y=B,……)then(u=R) の形式で表される。この発明では、例えば、 『アフタータッチ(x)が大きく(A)且つキーオン時
間(y)が長けれ(B)ば、ビブラート(u)を大きく
付ける(R)。』 『イニシャルタッチ(x)が小さく(A)且つキーオン
時間(y)が長けれ(B)ばリバーブ(u)を長くする
(R)。』 『イニシャルタッチ(x)が大きく(A)且つアフター
タッチ(y)が小さく(B)且つキーオン時間(z)が
短けれ(C)ば、リバーブ(u)を付けない(R)。』 等のようなルールが構成される。
Here, fuzzy inference is performed regarding "how much effect should be applied based on various performance information". Therefore, multiple fuzzy rules are defined. Fuzzy rules are generally expressed in the form of if (x = A, y = B, ...) Then (u = R). In the present invention, for example, if the aftertouch (x) is large (A) and the key-on time (y) is long (B), the vibrato (u) is increased (R). "If the initial touch (x) is small (A) and the key-on time (y) is long (B), the reverb (u) is lengthened (R). "If the initial touch (x) is large (A), the aftertouch (y) is small (B), and the key-on time (z) is short (C), the reverb (u) is not added (R). ] And other rules are constructed.

ここで第6図を参照して一般的なファジィ推論の方式を
説明する。この方式はmini,maxルールと言われるもので
ある。この例では2個のファジィルール『if(x=A1
then(u=R1),if(x=A2,y=B2)then(u=R2)』
に基づく推論を説明する。それぞれの命題(x=A1,x=
A2,y=B2,u=R1,u=R2)がメンバーシップ関数で表現さ
れる。条件部(“if"以下の命題)のメンバーシップ関
数は入力される変数値(x0,y0)が所定のファジィ集合
(A1,A2,B2)にどの程度属しているかを示す関数値(メ
ンバーシップ値:αxx)を求めるための関数で
あり、条件部の出力は求められたメンバーシップ値のう
ち最小のもの(αx)となる。結論部(“then"以
下の命題)のメンバーシップ関数はこのルールの結論を
出力するための関数で、条件部の出力値でリミット(頭
切り)された制御量方向(u軸方向)に広がりをもつ値
として出力されるものである。最終的な制御量(u0)は
複数のファジィルールの結論を論理和し、その重心の値
とされる。
Here, a general fuzzy inference method will be described with reference to FIG. This method is called mini / max rule. In this example, two fuzzy rules “if (x = A 1 )
then (u = R 1 ), if (x = A 2 , y = B 2 ) then (u = R 2 ) ”
Explain the reasoning based on. Each proposition (x = A 1 , x =
A 2 , y = B 2 , u = R 1 , u = R 2 ) is expressed by the membership function. The membership function of the conditional part (proposition below "if") shows how much the input variable value (x 0 , y 0 ) belongs to the given fuzzy set (A 1 , A 2 , B 2 ). This is a function for obtaining the function values (membership values: α x , β x , β y ), and the output of the condition part is the smallest one of the obtained membership values (α x , β x ). The membership function of the conclusion part (proposition below "then") is a function for outputting the conclusion of this rule, and spreads in the control amount direction (u-axis direction) limited (cut off) by the output value of the condition part. Is output as a value with. The final controlled variable (u 0 ) is the value of the center of gravity obtained by logically adding the conclusions of a plurality of fuzzy rules.

この発明では、前述の条件部の関数として、第1および
第2の演奏情報に対応してそれぞれ演奏情報の値の変化
に応じた効果制御パラメータの変化態様を示す第1のル
ールに関する第1の関数および第2のルールに関する第
2の関数を用意し、この各関数を用いて入力された各演
奏情報の値に対応した条件部としての各出力が求められ
る。そして、この各関数に基づく各演奏情報の値に対応
した各出力を用いて前述の結論部に対応する処理を実行
することにより、第1および第2の演奏情報の値に対応
した効果制御パラメータが形成される。
In the present invention, as a function of the above-mentioned condition part, the first rule relating to the first rule indicating the change mode of the effect control parameter corresponding to the change of the value of the performance information corresponding to the first and second performance information, respectively. A second function relating to the function and the second rule is prepared, and each output is obtained as a conditional part corresponding to the value of each performance information input using each function. Then, the output corresponding to the value of each performance information based on each function is used to execute the process corresponding to the above-mentioned conclusion part, so that the effect control parameter corresponding to the value of the first and second performance information. Is formed.

このようなファジィ推論を効果制御に用いることによ
り、複数の演奏情報を複合的に考慮した推論処理が容易
にできるため、簡略な回路構成で、微妙な効果制御をす
ることができる。また、この場合でも処理速度が低下す
ることがない。さらに、ファジィルールやメンバーシッ
プ関数を種々変更することにより、容易に楽器毎に独自
の効果特性を持たせることができる。
By using such fuzzy inference for effect control, it is possible to easily perform inference processing that considers a plurality of performance information in a complex manner, and thus it is possible to perform delicate effect control with a simple circuit configuration. Even in this case, the processing speed does not decrease. Furthermore, by changing various fuzzy rules and membership functions, it is possible to easily impart unique effect characteristics to each musical instrument.

(f)実施例 第1図はこの発明の実施例である楽音制御方法が用いら
れる電子楽器のブロック図である。この電子楽器は鍵盤
型であり、鍵盤操作に基づいてビブラート制御および発
音時のピッチのゆらぎ制御ができるものである。ここ
で、ビブラートとは第7図(A)に示すように楽音周波
数(ピッチ)の周期的な上下であり楽音に柔らかさを与
える効果である。また、ゆらぎとは同図(B)に示すよ
うに発音直後のピッチの不安定な状態をいい自然楽器の
特徴を模倣する効果である。
(F) Embodiment FIG. 1 is a block diagram of an electronic musical instrument in which a musical tone control method according to an embodiment of the present invention is used. This electronic musical instrument is a keyboard type, and can perform vibrato control and pitch fluctuation control during sound generation based on keyboard operation. Here, the vibrato is a periodic upper and lower sides of the tone frequency (pitch) as shown in FIG. 7 (A), and is an effect of giving the tone a softness. Further, the fluctuation means an unstable state of the pitch immediately after the pronunciation as shown in FIG. 7B, which is an effect of simulating the characteristic of the natural musical instrument.

鍵盤1は複数の音高に対応するキーを有している。それ
ぞれのキーにはキーのオン・オフを検出するキーオンセ
ンサ,イニシャルタッチ強度(速度)を検出するイニシ
ャルタッチセンサおよびアフタータッチ強度を検出する
アフタータッチセンサが設けられている。イニシャルタ
ッチセンサはキーオン動作に伴って連続してオンする2
個のフォトセンサからなっており、このうち後にオンす
るフォトセンサがキーオンセンサを兼ねている。これら
のセンサの状態はキーオン検出回路2,イニシャルタッチ
検出回路3およびアフタータッチ検出回路4に検出され
る。キーオン検出回路2は常時鍵盤1(フォトセンサ)
をスキャンして各キーのオン・オフを監視しており、キ
ーオンがあったときにはそのキーコード(音高を表すコ
ード:KC),キーオン信号(KON)およびキーオン時間
(KONT)を出力する。イニシャルタッチ検出回路3はキ
ーオンがあったとき、そのキーの打鍵の強さを検出して
出力する。また、アフタータッチ検出回路4はオンされ
ているキーの押圧強度を検出して出力する。キーコード
(KC)は合成器7に入力され、キーオン信号(KON)は
音源回路8およびエンベロープジェネレータ9に入力さ
れ、キーオン時間信号(KONT)は効果パラメータ推論回
路5に入力されている。効果パラメータ推論回路5,音源
回路8,エンベロープジェネレータ9にはイニシャルタッ
チ強度信号,アフタータッチ強度信号も入力される。効
果パラメータ推論回路5は信号発生回路6を介して合成
器7およびエンベロープジェネレータ9に接続されてい
る。効果パラメータ推論回路5は入力された信号に基つ
いて効果(ビブラート,ゆらぎ)制御量を推論し、信号
発生回路6に出力する。信号発生回路はこの効果制御量
から変位波形信号(CS1,CS2)を生成しそれぞれ合成器
7,エンベロープジェネレータ9に出力する。合成器7は
入力されたキーコード(KC)を周波数信号(Fナンバ:
周波数を表すディジタル値)に変換するとともに、この
周波数信号を前記変位波形信号(CS)で変調する回路で
ある。このようにして決定された楽音の周波数信号が所
定タイミングで累算されて音源回路8に入力される。音
源回路8はこの累算値で所定の波形(音色)を表すディ
ジタル信号を発生し乗算回路10に入力する。乗算回路10
にはエンベロープジェネレータ9が接続されており、エ
ンベロープジェネレータ9で生成されたエンベロープ信
号により前記ディジタル信号が振幅変調される。エンベ
ロープジェネレータ9はイニシャルタッチ信号,アフタ
ータッチ信号,キーオン時間等に基づいて立ち上がり,
減衰等のレベル波形を有する基本エンベロープ信号を生
成し、この基本エンベロープ信号に信号発生回路6から
入力されたレベル変位波形信号CS2を重畳して乗算回路1
0に出力するエンベロープ信号を生成する。エンベロー
プを施されたディジタル楽音信号はD/A変換回路11に入
力される。D/A変換回路11ではディジタルの楽音信号が
サンプル/ホールドされてアナログの楽音信号に変換さ
れる。アナログ楽音信号はアンプ12に入力される。
The keyboard 1 has keys corresponding to a plurality of pitches. Each key is provided with a key-on sensor for detecting ON / OFF of the key, an initial touch sensor for detecting initial touch strength (speed), and an after-touch sensor for detecting after-touch strength. The initial touch sensor turns on continuously with the key-on operation 2
It is composed of individual photosensors, and the photosensor which is turned on later also serves as a key-on sensor. The states of these sensors are detected by the key-on detection circuit 2, the initial touch detection circuit 3, and the after-touch detection circuit 4. Key-on detection circuit 2 is always keyboard 1 (photo sensor)
The key is scanned to monitor the on / off state of each key. When there is a key on, the key code (code representing pitch: KC), key on signal (KON) and key on time (KONT) are output. When the key is turned on, the initial touch detection circuit 3 detects and outputs the strength of keystroke of the key. The aftertouch detection circuit 4 also detects and outputs the pressing strength of the key that is turned on. The key code (KC) is input to the synthesizer 7, the key-on signal (KON) is input to the tone generator circuit 8 and the envelope generator 9, and the key-on time signal (KONT) is input to the effect parameter inference circuit 5. The initial touch intensity signal and the after touch intensity signal are also input to the effect parameter inference circuit 5, the tone generator circuit 8, and the envelope generator 9. The effect parameter inference circuit 5 is connected to the synthesizer 7 and the envelope generator 9 via the signal generating circuit 6. The effect parameter inference circuit 5 infers the effect (vibrato, fluctuation) control amount based on the input signal and outputs it to the signal generation circuit 6. The signal generation circuit generates displacement waveform signals (CS 1 , CS 2 ) from this effect control amount and synthesizes them respectively.
7, output to envelope generator 9. The synthesizer 7 converts the input key code (KC) into a frequency signal (F number:
It is a circuit for converting the frequency signal into a digital value representing a frequency and modulating the frequency signal with the displacement waveform signal (CS). The frequency signals of the musical tones thus determined are accumulated at a predetermined timing and input to the tone generator circuit 8. The tone generator circuit 8 generates a digital signal representing a predetermined waveform (timbre) with this accumulated value and inputs it to the multiplication circuit 10. Multiplier circuit 10
Is connected to an envelope generator 9, and the digital signal is amplitude-modulated by the envelope signal generated by the envelope generator 9. The envelope generator 9 rises based on the initial touch signal, the after touch signal, the key-on time, etc.
A basic envelope signal having a level waveform such as attenuation is generated, and the level displacement waveform signal CS 2 input from the signal generating circuit 6 is superimposed on the basic envelope signal to multiply the multiplier circuit 1
Generate an envelope signal to output to 0. The enveloped digital tone signal is input to the D / A conversion circuit 11. The D / A conversion circuit 11 samples / holds a digital musical tone signal and converts it into an analog musical tone signal. The analog tone signal is input to the amplifier 12.

第2図(A),(B)は効果パラメータ推論回路5の詳
細なブロック図である。同図(A)はビブラートパラメ
ータ推論回路であり、同図(B)はゆらぎパラメータ推
論回路である。これらの回路はファジィ推論回路で構成
されている。これらの回路で行われるファジィ推論は、 『if“アフタータッチが大きい"then“ビブラートを大
きくかける”』 ……(1) 『if“キーオン時間が長い"then“ビブラートを小さく
かける”』 ……(2) 『if“‘イニシャルタッチが小さい'and‘キーオン直
後'"or“キーオン時間が長くない”“andアフタータッ
チが小さくない"then“ビブラートをかけない”』 ……
(3) および、 『if“‘キーナンバが大きい(音高が高い)'or‘イニ
シャルタッチが大きい'"then“ゆらぎを大きくかけ
る”』 ……(4) 『if“‘キーナンバが小さい(音高が低い)'and‘イニ
シャルタッチが大きくない'"then“ゆらぎを小さくかけ
る”』 ……(5) である。これらの推論結果を総合してピッチ変動量を決
定する。第3図(A)〜(G)にこのルールを構成する
各命題のメンバーシップ関数を示す。ここで、AT,IT1,K
O1,KO2およびKN,IT2はそれぞれ「アフタータッチが大き
い」「イニシャルタッチが小さい」「キーオン直後」
「キーオン時間が長い」「キーナンバが大きい」「イニ
シャルタッチが大きい」のファジィ集合(条件部)を表
すメンバーシップ関数である。また、VL,VS,VZおよびY
L,YSはそれぞれ「ビブラートを大きくかける」「ビブラ
ートを小さくかける」「ビブラートをかけない」「ゆら
ぎを大きくかける」「ゆらぎを小さくかける」の結論部
に対応するメンバーシップ関数である。
2A and 2B are detailed block diagrams of the effect parameter inference circuit 5. The figure (A) is a vibrato parameter inference circuit, and the figure (B) is a fluctuation parameter inference circuit. These circuits are composed of fuzzy inference circuits. The fuzzy inference performed in these circuits is "if" Large aftertouch "" then "uses a large amount of vibrato""...(1)" if "long key-on time" then "uses a small amount of vibrato""... ( 2) “If“ 'Initial touch is small'and' Immediately after key-on '”or“ Key-on time is not long ”“ and After-touch is not small ”then“ No vibrato ”” ……
(3) And "if"'key number is large (pitch is high)' or 'initial touch is large'"then" fluctuation is greatly applied "" (4) "if"'key number is small (pitch is Is low) 'and' Initial touch is not large '"then" small fluctuation "" (5). The pitch fluctuation amount is determined by combining these inference results. FIGS. 3 (A) to (G) show the membership function of each proposition making up this rule. Where AT, IT 1 , K
O 1 , KO 2 and KN, IT 2 are “large aftertouch”, “small initial touch”, “immediately after key-on”
It is a membership function that represents a fuzzy set (conditional part) of "long key-on time", "large key number", and "large initial touch". Also, VL, VS, VZ and Y
L and YS are membership functions corresponding to the conclusions of "a large amount of vibrato", "a small amount of vibrato", "no vibrato", "a large amount of fluctuation", and "a small amount of fluctuation".

このようなメンバーシップ関数を用いて上記ファジィル
ールを実行することにより第4図(A)〜(D)に示す
ようなピッチ制御をすることができる。同図(A)はイ
ニシャルタッチ,アフタータッチの強度を示す。すなわ
ちあるキーナンバーのキーがイニシャルタッチが強くア
フタータッチは徐々に強くなるように演奏された。この
ようなキータッチをすることにより、ゆらぎは大きくか
かり(同図(B))、ビブラートは徐々に大きくかかっ
てゆく(同図(C))。これらの効果で合成した制御量
の変化が同図(D)に示すグラフであらわされる。ファ
ジィルール,メンバーシップ関数を様々に変更すること
により、上記の例以外にも任意のビブラート,ゆらぎ特
性を得ることができる。
By executing the above fuzzy rule using such a membership function, pitch control as shown in FIGS. 4 (A) to 4 (D) can be performed. FIG. 6A shows the strength of initial touch and after touch. That is, the key with a certain key number was played so that the initial touch was strong and the aftertouch was gradually strong. By performing such a key touch, the fluctuation is greatly affected (FIG. (B)) and the vibrato is gradually increased (FIG. (C)). The change in the control amount synthesized by these effects is represented by the graph shown in FIG. By changing the fuzzy rules and membership functions variously, it is possible to obtain arbitrary vibrato and fluctuation characteristics other than the above example.

第2図(A)を参照してビブラートパラメータ推論回路
の構成を説明する。メンバーシップ関数発生回路(MFC:
Membership Function Cercuit)101〜104は条件部のAT,
KO1,KO2,IT1のメンバーシップ関数を発生する回路であ
り、それぞれアフタータッチ強度信号,キーオン時間信
号およびイニシャルタッチ強度信号を受け付けて対応す
るメンバーシップ値を求める。メンバーシップ関数発生
回路110〜112は結論部のVL,VS,VZのメンバーシップ関数
を発生する回路である。また、ミニマム回路113〜115は
それぞれ(1)〜(3)のファジィルールの結論を推論
するための回路である。ミニマム回路113はメンバーシ
ップ関数発生回路101(条件部)および110(結論部)の
メンバーシップ値およびメンバーシップ関数を受け付け
てファジィルール(1)の結論を推論する。ミニマム回
路114はメンバーシップ関数発生回路102(条件部)およ
び111(結論部)のメンバーシップ値およびメンバーシ
ップ関数を受け付けてファジィルール(2)の結論を推
論する。また、メンバーシップ関数発生回路101および1
02のメンバーシップ値はマキシマム回路104に入力され
て最大値が求められる。この最大値が加算器106におい
て“1"から減算されたのちマキシマム回路109に入力さ
れる。またメンバーシップ関数発生回路103,104のメン
バーシップ値はミニマム回路108に入力されて最小値が
求められる。この最小値が前記マキシマム回路109に入
力される。マキシマム回路109の出力がファジィルール
(3)の条件部出力となる。この条件部出力およびメン
バーシップ関数発生回路112が発生するメンバーシップ
関数がミニマム回路115に入力されファジィルール
(3)の結論が推論される、ミニマム回路113〜115で推
論された3つの結論はマキシマム回路116で論理和され
るとともに面積が求められる。求められた論理和図形お
よび面積は重心計算回路117に入力され、重心が求めら
れる。この重心がビブラートパラメータとなる。
The configuration of the vibrato parameter inference circuit will be described with reference to FIG. Membership function generator (MFC:
Membership Function Cercuit) 101-104 is the AT of the conditional section,
This is a circuit that generates a membership function of KO 1 , KO 2 , IT 1 and receives an aftertouch intensity signal, a key-on time signal, and an initial touch intensity signal, respectively, to obtain a corresponding membership value. The membership function generating circuits 110 to 112 are circuits that generate the membership functions of VL, VS, VZ in the conclusion part. Further, the minimum circuits 113 to 115 are circuits for inferring the conclusions of the fuzzy rules of (1) to (3), respectively. The minimum circuit 113 accepts the membership values and membership functions of the membership function generation circuits 101 (conditional part) and 110 (conclusion part) to infer the conclusion of the fuzzy rule (1). The minimum circuit 114 accepts the membership values and membership functions of the membership function generating circuits 102 (conditional part) and 111 (conclusion part) and infers the conclusion of the fuzzy rule (2). Also, membership function generation circuits 101 and 1
The membership value of 02 is input to the maximum circuit 104 to obtain the maximum value. This maximum value is subtracted from “1” in the adder 106 and then input to the maximum circuit 109. Further, the membership values of the membership function generating circuits 103 and 104 are input to the minimum circuit 108 to obtain the minimum value. This minimum value is input to the maximum circuit 109. The output of the maximum circuit 109 becomes the output of the condition part of the fuzzy rule (3). The output of the condition part and the membership function generated by the membership function generating circuit 112 are input to the minimum circuit 115 to infer the conclusion of the fuzzy rule (3). The three conclusions inferred by the minimum circuits 113 to 115 are maximum. The logical sum is obtained by the circuit 116 and the area is obtained. The obtained logical sum figure and area are input to the centroid calculation circuit 117, and the centroid is obtained. This center of gravity becomes the vibrato parameter.

第2図(B)を参照してゆらぎパラメータ推論回路の構
成を説明する。メンバーシップ関数発生回路121,122は
条件部のKN,IT2のメンバーシップ関数を発生する回路で
あり、それぞれキーナンバ(キーコードより求めること
ができる。),イニシャルタッチ強度信号を受け付けて
対応するメンバーシップ値を求める。メンバーシップ関
数発生回路126,127は結論部のYL,YSのメンバーシップ関
数を発生する回路である。また、ミニマム回路128,129
はそれぞれファジィルール(4),(5)の結論を推論
するための回路である。メンバーシップ関数121,122の
メンバーシップ値はマキシマム回路123に入力されその
最大値が求められる。この最大値がファジィルール
(4)の条件部出力となり、ミニマム回路128に入力さ
れる。ミニマム回路128にはメンバーシップ関数発生回
路126のメンバーシップ関数も入力されファジィルール
(4)の結論を推論する。またマキシマム回路123の出
力は加算器125において1信号発生回路124が発生する
“1"から減算される。この値はミニマム回路129に入力
される。ミニマム回路129にはメンバーシップ関数発生
回路127のメンバーシップ関数も入力されファジィルー
ル(5)の結論を推論する。ミニマム回路128,129で推
論された2個の結論はマキシマム回路130で論理和され
るとともに面積が求められる。求められた論理和図形お
よび面積は重心計算回路131に入力され、重心が求めら
れる。この重心がゆらぎパラメータとなる。
The configuration of the fluctuation parameter inference circuit will be described with reference to FIG. Membership function generation circuits 121 and 122 are circuits that generate a membership function of KN and IT 2 of the conditional part, and each accepts a key number (which can be obtained from a key code) and an initial touch strength signal to receive a corresponding membership value. Ask for. The membership function generation circuits 126 and 127 are circuits that generate the membership functions of YL and YS in the conclusion part. Also, the minimum circuit 128,129
Are circuits for inferring the conclusions of the fuzzy rules (4) and (5), respectively. The membership values of the membership functions 121 and 122 are input to the maximum circuit 123 and the maximum value thereof is obtained. This maximum value becomes the condition part output of the fuzzy rule (4) and is input to the minimum circuit 128. The membership function of the membership function generation circuit 126 is also input to the minimum circuit 128 to infer the conclusion of the fuzzy rule (4). Further, the output of the maximum circuit 123 is subtracted from "1" generated by the 1-signal generating circuit 124 in the adder 125. This value is input to the minimum circuit 129. The membership function of the membership function generating circuit 127 is also input to the minimum circuit 129 to infer the conclusion of the fuzzy rule (5). The two conclusions inferred by the minimum circuits 128 and 129 are logically ORed by the maximum circuit 130 and the area is obtained. The obtained logical sum figure and area are input to the centroid calculation circuit 131, and the centroid is obtained. This center of gravity becomes the fluctuation parameter.

上記ビブラートパラメータおよびゆらぎパラメータが合
成されて効果パラメータ推論回路5の出力となる。
The vibrato parameter and the fluctuation parameter are combined and output as the output of the effect parameter inference circuit 5.

上記ミニマム回路,マキシマム回路,重心計算回路等は
ディスクリートな回路で構成することもでき、またマイ
クロコンピュータで構成することもできる。第5図
(A)〜(E)に上記ミニマム回路,マキシマム回路,
重心計算回路をマイクロコンピュータで構成した場合の
フローチャートを示す。
The minimum circuit, the maximum circuit, the center of gravity calculating circuit, and the like can be composed of discrete circuits or a microcomputer. 5 (A) to 5 (E), the minimum circuit, the maximum circuit,
The flow chart when a gravity center calculation circuit is constituted by a microcomputer is shown.

同図(A),(B)はマキシマム回路105,109,123およ
びミニマム回路108の動作を実行するためのフローチャ
ートである。同図(A)において、まず2個のスカラ量
(scl1,scl2)を読み込んで比較し(n1)、scl1が大き
い場合にはscl1をメモリscl0に書き込み(n2)、scl2
大きい場合にはscl2をメモリscl0に書き込む(n3)。同
図(B)において、まず2個のスカラ量(scl1,scl2
を読み込んで比較し(n4)、scl1が小さい場合にはscl1
をメモリscl0に書き込み(n5)、scl2が小さい場合には
scl2をメモリscl0に書き込む(n6)。
9A and 9B are flow charts for executing the operations of the maximum circuits 105, 109, 123 and the minimum circuit 108. In FIG. (A), 2 pieces of scalar first (scl 1, scl 2) compares reads (n1), writes the scl 1 in the memory scl 0 if scl 1 is large (n2), scl 2 If is larger, write scl 2 to memory scl 0 (n3). In the figure (B), first, two scalar quantities (scl 1 , scl 2 )
Read and compare (n4), and if scl 1 is small, scl 1
Write to memory scl 0 (n5), if scl 2 is small
Write scl 2 to memory scl 0 (n6).

同図(C)はミニマム回路113〜115,128,129の動作を実
行するためのフローチャートである。まずn7でメンバー
シップ関数の横軸の値を表すiを0にセットする。この
iの値がメンバーシップ関数の横軸の大きさ(size)以
上になったときn8の判断で動作を終了する。n9ではメン
バーシップ関数のiにおける値(mem(i))を読み出
し、この値が条件部のメンバーシップ値scl以下である
か否かを判断する(n10)。mem(i)がscl以下であれ
ばmem(i)の値をバッファ(buf)に書き込み(n1
2)、mem(i)がsclを超えていればsclの値をバッファ
(buf)に書き込む(n11)。このバッファの値をiに対
応する結論メモリmemo(i)に書き込んだのち(n1
3)、iに1を加算して(n14)n8に戻る。
FIG. 6C is a flow chart for executing the operation of the minimum circuits 113 to 115, 128, 129. First, i representing the value on the horizontal axis of the membership function is set to 0 at n7. When the value of i becomes equal to or larger than the size (size) of the membership function on the horizontal axis, the operation is ended by the judgment of n8. At n9, the value (mem (i)) at i of the membership function is read, and it is determined whether this value is less than or equal to the membership value scl of the condition part (n10). If mem (i) is less than or equal to scl, write the value of mem (i) to the buffer (buf) (n1
2) If mem (i) exceeds scl, write the value of scl to the buffer (buf) (n11). After writing the value of this buffer to the conclusion memory memo (i) corresponding to i (n1
3), add 1 to i and return to (n14) n8.

同図(D)はマキシマム回路116の論理和および面積計
算動作を実行するためのフローチャートである。まずn1
5で横軸値iおよび面積積算メモリaccに0をセットす
る。iの値がメンバーシップ関数の横軸の大きさ(siz
e)を超えたときn16の判断で動作を終了する。n17では
iにおけるファジィルール(1),(2),(3)の結
論関数値(mem1(i),mem2(i),mem3(i))を読み
出し、このうち最大のものをn18で判断する。mem1
(i)が最大であればmem1(i)をバッファ(buf)に
書き込み(n19)、mem2(i)が最大であればmem2
(i)をバッファ(buf)に書き込み(n20)、mem3
(i)が最大であればmem3(i)をバッファ(buf)に
書き込む(n21)。n22でバッファの値をmem0(i)に書
き込むとともに(n22)、面積積算メモリaccにバッファ
の値を加算する(n23)。こののちiに1を加算して(n
24)n16に戻る。なお、マキシマム回路130は入力される
結論関数値が(4),(5)の2個であるがn17,n18の
動作をこの2個の関数値に関して行うようにすることに
より同様に実行することができる。
FIG. 6D is a flowchart for executing the logical sum and area calculation operation of the maximum circuit 116. First n1
At 5, the horizontal axis value i and the area integration memory acc are set to 0. The value of i is the size of the horizontal axis of the membership function (siz
When e) is exceeded, the operation ends with the judgment of n16. In n17, the conclusion function values (mem1 (i), mem2 (i), mem3 (i)) of the fuzzy rules (1), (2), and (3) in i are read, and the largest one is determined in n18. . mem1
If (i) is maximum, write mem1 (i) to the buffer (buf) (n19); if mem2 (i) is maximum, mem2
Write (i) to buffer (buf) (n20), mem3
If (i) is the maximum, mem3 (i) is written in the buffer (buf) (n21). At n22, the buffer value is written to mem0 (i) (n22), and the buffer value is added to the area integration memory acc (n23). After this, add 1 to i (n
24) Return to n16. Although the maximum circuit 130 has two conclusion function values (4) and (5) to be input, the same operation is performed by performing the operations of n17 and n18 with respect to these two function values. You can

同図(E)は重心計算回路117,131の重心計算動作を実
行するためのフローチャートである。まず同図(D)で
求められた面積(acc)の半分の値を記憶エリア(hal
f)に記憶する(n25)。次に論理和された結論関数の横
軸に対応するjおよび面積積算エリアhacに0をセット
する(n26)。バッファ(buf)にmem0(j)を読み出し
(n27)、この値を面積積算エリアhacに積算する(n2
8)。積算されたhacの値を(half)と比較し(n29)、
(hac)が(half)以上であればそのときのjの値が重
心点であるとして動作を終了するし、(hac)が(hal
f)に満たないときはjに1を加算して(n30)n27に戻
る。
FIG. 11E is a flowchart for executing the gravity center calculation operation of the gravity center calculation circuits 117 and 131. First, half the value of the area (acc) found in FIG.
It is stored in f) (n25). Next, 0 is set to j and the area integration area hac corresponding to the horizontal axis of the logical summed conclusion function (n26). Mem0 (j) is read to the buffer (buf) (n27), and this value is integrated in the area integration area hac (n2)
8). Compare the accumulated hac value with (half) (n29),
If (hac) is (half) or more, the value of j at that time is regarded as the center of gravity, and the operation is terminated.
When it is less than f), 1 is added to j and the process returns to (n30) and n27.

以上の実施例ではビブラートおよびゆらぎの効果制御に
ついて説明したが、他の付加的効果(リバーブ,トレモ
ロ等)についても同様に適用することができる。リアル
タイムで演奏される電子楽器に限らず、演奏情報を予め
記憶て自動演奏する装置でも同様の制御が可能である。
Although the effect control of vibrato and fluctuation has been described in the above embodiments, the same can be applied to other additional effects (reverb, tremolo, etc.). The same control is possible not only for an electronic musical instrument that is played in real time, but also for a device that stores performance information in advance and automatically performs.

(g)発明の効果 以上のようにこの発明の電子楽器の楽音制御方法によれ
ば、効果制御にファジィ推論を用いたことにより、簡略
な回路構成で複数の演奏情報を複合的に考慮した効果制
御量の推論が可能になる。これにより、微妙な効果制御
が容易に高速度で実行でき、演奏に繊細なニュアンスを
付けることが可能になる。さらに、ファジィルールやメ
ンバーシップ関数を種々変更することにより、容易に楽
器の特性を変更することができ、楽器毎に効果の特徴付
けをすることも容易になる。
(G) Effects of the Invention As described above, according to the musical tone control method for an electronic musical instrument of the present invention, by using fuzzy inference for effect control, an effect in which a plurality of performance information is considered in a complex manner with a simple circuit configuration Inference of the controlled variable becomes possible. As a result, delicate effect control can be easily executed at high speed, and delicate nuances can be added to the performance. Furthermore, the characteristics of the musical instrument can be easily changed by variously changing the fuzzy rule and the membership function, and the effect can be easily characterized for each musical instrument.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図はこの発明の実施例である楽音効果制御方法が用
いられる電子楽器のブロック図、第2図(A),(B)
は同電子楽器の効果パラメータ推論回路のブロック図、
第3図(A)〜(G)は同効果パラメータ推論回路で用
いられるメンバーシップ関数を表す図、第4図(A)〜
(D)は同電子楽器の鍵盤操作に伴う周波数変位の例を
示す図、第5図(A)〜(E)は同効果パラメータ推論
回路の各演算部をマイクロコンピュータで構成した場合
の動作を示すフローチャートである。 第6図は一般的なファジィ推論の手法を説明するための
図、第7図(A),(B)は一般的なビブラート効果お
よびゆらぎ効果によるピッチ変位を示す図である。 1……鍵盤、2……キーオン検出回路、 3……イニシャルタッチ検出回路、 4……アフタータッチ検出回路、 5……効果パラメータ推論回路。
FIG. 1 is a block diagram of an electronic musical instrument in which a musical sound effect control method according to an embodiment of the present invention is used, and FIGS. 2 (A) and 2 (B).
Is a block diagram of the effect parameter inference circuit of the electronic musical instrument,
3 (A) to (G) are diagrams showing membership functions used in the same effect parameter inference circuit, and FIG. 4 (A) to (G).
FIG. 5D is a diagram showing an example of frequency displacement associated with the keyboard operation of the electronic musical instrument, and FIGS. 5A to 5E show the operation when each operation unit of the effect parameter inference circuit is configured by a microcomputer. It is a flowchart shown. FIG. 6 is a diagram for explaining a general fuzzy inference method, and FIGS. 7A and 7B are diagrams showing pitch displacement due to a general vibrato effect and a fluctuation effect. 1 ... Keyboard, 2 ... Key-on detection circuit, 3 ... Initial touch detection circuit, 4 ... Aftertouch detection circuit, 5 ... Effect parameter inference circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】少なくとも2つの第1および第2の演奏情
報の値に応じて変化する効果制御パラメータを形成し、
この効果制御パラメータによって楽音に付与される効果
の制御を行う電子楽器の楽音制御方法であって、 前記第1の演奏情報の値の変化に応じた前記効果制御パ
ラメータの変化態様を示す第1のルールに関する第1の
関数および前記第2の演奏情報の値の変化に応じた前記
効果制御パラメータの変化態様を示す第2のルールに関
する第2の関数を用意し、 入力された前記第1および第2の演奏情報の値に応じ前
記第1および第2の関数に基づきファジィ推論処理を行
って前記効果制御パラメータを形成する ことを特徴とする電子楽器の楽音制御方法。
1. An effect control parameter that changes depending on the values of at least two first and second performance information,
A tone control method for an electronic musical instrument, which controls an effect imparted to a tone by this effect control parameter, comprising: a first mode showing a change mode of the effect control parameter according to a change in a value of the first performance information. The first function related to the rule and the second function related to the second rule indicating the change mode of the effect control parameter according to the change in the value of the second performance information are prepared, and the first and second input 2. A musical tone control method for an electronic musical instrument, characterized in that the effect control parameter is formed by performing fuzzy inference processing based on the first and second functions according to the value of the performance information.
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