CN111986638A - 电子管乐器、乐音生成装置、乐音生成方法、记录介质 - Google Patents

电子管乐器、乐音生成装置、乐音生成方法、记录介质 Download PDF

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Abstract

一种乐音生成装置、电子管乐器、乐音生成方法及存储介质。该装置具备：吹奏压传感器，检测吹奏压；键开关部，指定乐音的音高；第1音源，输出与呼气音对应的第1信号；第2音源，输出与具有由所述键开关部指定的所述音高的所述乐音对应的第2信号；以及处理器，所述处理器，基于对所述键开关部的操作，开始由所述第1音源进行的所述第1信号的输出，基于由所述吹奏压传感器检测出的所述吹奏压，使所述第2音源开始所述第2信号的输出，基于所述吹奏压，控制使所述第1音源基于所述第1信号发出所述呼气音时的音量及使所述第2音源基于所述第2信号发出所述乐音时的音量。

Description

电子管乐器、乐音生成装置、乐音生成方法、记录介质
技术领域
本发明涉及电子管乐器中的乐音生成技术。
背景技术
以往，已知有模仿声学乐器的形状、演奏方法、发音特性的电子乐器。例如在萨克斯等声学管乐器中，演奏者通过向吹口吹入气息而使簧片振动而发音。此时，在通过演奏者对键开关进行操作而发出指定的音高的乐音之前，必定产生由吹入吹口的气息(呼气)引起的呼气音。因此，提出了在电子乐器中，再现与呼气音相关的、与实际的声学管乐器的发音特性、演奏效果近似的声音的方法。
例如在专利文献1中，关于电子乐器的乐音产生装置，记载了在从演奏者的气息吹入开始到所指定的音高的乐音发音为止的期间，产生与呼气音相当的噪音的情况。在此，检测伴随着气息的吹入的振动信号的音高、振幅电平，当振幅电平成为规定值以上时，发出噪音。之后，当确定音高检测出时，发出基于检测出的音高以及运指状态而决定的音高的乐音，来代替噪音。
专利文献1
日本特开2004-212578号公报
发明内容
本发明的一个形态是一种乐音生成装置，其中，具备：吹奏压传感器，检测吹奏压；键开关部，指定乐音的音高；第1音源，输出与呼气音对应的第1信号；第2音源，输出与具有由所述键开关部指定的所述音高的所述乐音对应的第2信号；以及处理器，所述处理器，基于对所述键开关部的操作，开始由所述第1音源进行的所述第1信号的输出，基于由所述吹奏压传感器检测出的所述吹奏压，使所述第2音源开始所述第2信号的输出，基于所述吹奏压，控制使所述第1音源基于所述第1信号发出所述呼气音时的音量及使所述第2音源基于所述第2信号发出所述乐音时的音量。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式的电子管乐器的整体构造的外观图。
图2是表示本发明的一个实施方式的电子管乐器的硬件结构的一例的框图。
图3是用于说明应用于本发明的一个实施方式的电子管乐器的乐音生成方法的功能框图。
图4是表示本发明的一个实施方式的电子管乐器的控制方法的一例的流程图(主流程)。
图5是表示应用于本发明的一个实施方式的噪音源的控制方法的一例的流程图。
图6是表示应用于本发明的一个实施方式的音高音源的控制方法的一例的流程图。
图7是表示声学管乐器中的乐器音的一例的波形图。
图8是表示通过本发明的一个实施方式的电子管乐器的控制方法实现的乐器音的一例的波形图。
图9是用于说明本发明的一个实施方式的电子管乐器的乐音生成方法的变形例的功能框图。
图10A是表示应用于本发明的一个实施方式的变形例的电子管乐器的控制方法的音量设定转换表的例子的转换特性图。
图10B是表示应用于本发明的一个实施方式的变形例的电子管乐器的控制方法的其他音量设定转换表的例子的转换特性图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的电子管乐器以及乐音生成装置、乐音生成方法以及程序记录介质的实施方式进行说明。
图1是表示本发明的一个实施方式的电子管乐器100的整体构造的外观图。
应用本发明的电子管乐器100例如如图1所示，具有模仿声学管乐器萨克斯的形状的外形。电子管乐器100在管状的乐器主体1的一端侧(附图上方端侧)安装有吹口10，在另一端侧(附图下方端侧)设置有放出乐音的放音部2。在吹口10至少设置有对从吹口10的吹入口吹入的演奏者的气息的压力(吹奏压)进行检测的吹奏压传感器。另外，在乐器主体1的放音部2侧的内部设置有发出乐音的扬声器5。在乐器主体1的一侧面(例如附图右方侧的侧面)配置有通过运指操作来指定音高的多个指孔开关3。另外，在乐器主体1的另一侧面(例如附图近前侧的侧面)设置有操作部4，该操作部4具有用于控制电子管乐器100的演奏状态等的各种操作开关、电源开关。另外，虽然省略了图示，但在乐器主体1设置有控制部，该控制部基于从设置于吹口10的吹奏压传感器输出的检测信号、由指孔开关3指定的音高、从操作部4输出的控制信号，控制从扬声器5发出的乐音的音程、音量、音色等。
图2是表示本实施方式的电子管乐器100的硬件结构的一例的框图。
如图2所示，本实施方式的电子管乐器100例如具有CPU110、ROM120、RAM130、吹奏压传感器140、指孔开关部150、操作开关部160、音源LSI170、以及发音部180。它们直接或间接地与总线190连接，经由总线190而相互连接。在此，吹奏压传感器140经由ADC145与总线190连接，指孔开关部150经由GPIO155与总线190连接，发音部180经由DAC185与总线190连接。此外，本实施方式所示的结构是用于实现本发明的电子管乐器的一例，并不限定于该结构。
CPU(中央运算处理装置)110对应于上述的控制部，通过执行存储于ROM120的规定的程序，进行如下的控制。即，CPU110控制声源，以再现通过指孔开关部150的运指操作指定的音高的乐音。另外，CPU110基于在演奏时由吹奏压传感器140检测出的吹奏压、从操作开关部160输出的控制信号，控制再现的乐音的音程、音量、音色等。此外，在本实施方式中，CPU110基于由吹奏压传感器140检测出的吹奏压，在由指孔开关部150指定的音高的乐音发音的期间、以及在其前后的期间，进行使具有规定的音高以及音量的呼气音发音的控制。此外，关于在CPU110以及后述的音源LSI170中执行的乐音生成方法，将在后面详细叙述。
在ROM(随机存取存储器)120中，为了控制电子管乐器100的演奏时的各种动作，存储有由CPU110执行的控制程序。特别是，在本实施方式中，存储有编入了用于实现后述的乐音生成方法的算法的乐音生成程序。
另外，在ROM120中，作为在后述的音源LSI170中生成乐音、呼气音时使用的音源数据，以个别的波形表的形式存储有用于生成乐音的音高音成分的波形数据和用于生成呼气音的噪音成分的波形数据。这些音源数据例如通过如下方式取得：从实际演奏声学管乐器或其他乐器时以PCM(Pulsecodemodulation)形式录音的声音的波形中分离、提取与乐音对应的音高音成分的波形数据和与呼气音对应的噪音成分的波形数据。在此，将特定的音高中的音高音的基频和与其倍音成分对应的波形数据作为音高音成分的波形数据，将从成为原音的PCM录音波形中减去音高音成分的波形数据后的波形数据作为噪音成分的波形数据进行分离、提取。这样的波形数据的提取处理例如通过使用作为公知的频率分析单元的梳型滤波器来实现。
RAM(随机存取存储器)130依次取入在电子管乐器100的演奏时由CPU110执行控制程序时生成的数据、由吹奏压传感器140检测出的吹奏压并暂时保存。此外，上述的音源数据也可以保存在RAM130中，而不是ROM120中。
吹奏压传感器140在演奏者将吹口10叼在口中进行演奏时，检测基于从吹口10的吹入口吹入的气息的量的吹奏压。由吹奏压传感器140作为模拟电压值检测的吹奏压通过ADC(模拟数字转换器)145转换为数字电压值，并被取入到CPU110。
此外，在本实施方式中，作为设置于吹口10或其周边的传感器仅示出了吹奏压传感器140，但也可以设置有用于检测演奏时的吹奏状态的各种传感器。具体而言，设置有检测演奏者发出的声音的声音传感器、检测咬吹口10的簧片的压力的咬力传感器、检测唇的接触位置的唇部传感器、检测舌与簧片的接触状态的舌部传感器等。
指孔开关部150与图1所示的指孔开关3对应，输出与通过演奏者的运指操作指定的音高相应的开启、关闭信号。该开启、关闭信号经由GPIO(GeneralPurposeInput/Output)155被取入CPU110。操作开关部160与图1所示的操作部4对应，输出对从放音部2放出的乐音的音色、音量进行设定的控制信号。该控制信号被取入CPU110。
音源LSI170具有DSP(数字信号处理器)，根据来自CPU110的指示，从ROM120中存储的音源数据中提取规定的波形数据，生成合成了由音高音成分构成的乐音和由噪音成分构成的呼气音的数字音响信号。如上所述，在本实施方式中，作为在音源LSI170中使用的音源，设有存储有与乐音对应的音高音成分的波形数据的音高音源、和存储有与呼气音对应的噪音成分的波形数据的噪音源。音源LSI170基于由指孔开关部150指定的音高以及由吹奏压传感器140取得的吹奏压，使用上述个别的音源，将分别在规定的定时生成的乐音与呼气音的波形数据相加，作为数字音响信号发送到发音部180。在此，呼气音的生成的定时设定为在乐音的发音期间、以及包括其前后的期间发音。
发音部180具有图1所示的扬声器5，由音源LSI170生成的数字音响信号通过DAC(数字模拟转换器)转换为模拟信号后，从扬声器5以规定的音量作为乐器音发音。
(电子管乐器的控制方法)
接着，对本实施方式的电子管乐器的控制方法进行说明。在此，以下说明的电子管乐器的控制方法包括通过在上述的电子管乐器100的CPU110以及音源LSI170中执行编入了特定的算法的乐音生成程序而实现的乐音生成方法。
图3是用于说明应用于本实施方式的电子管乐器的乐音生成方法的功能框图。另外，图4是表示本实施方式的电子管乐器的控制方法的一例的流程图(主流程)。图5是表示应用于本实施方式的噪音源的控制方法的一例的流程图，图6是表示应用于本实施方式的音高音源的控制方法的一例的流程图。
在本实施方式的电子管乐器100中，通过具有图3所示的功能块的乐音生成装置，执行后述的乐音生成处理。在本实施方式的乐音生成装置中，个别地设置有音高音源和噪音源，所述音高音源具有存储有与各音高对应的音高音成分的波形数据的乐音PCM音源224，所述噪音源具有存储有与各音高对应的噪音成分的波形数据的呼气音PCM音源214。
另外，在乐音生成装置中，设置有运指检测单元，该运指检测单元基于从指孔开关部150输出的开启(ON)、关闭(OFF)信号，通过以软件方式构成的指孔开关-音高转换器210，取得作为发音的乐音的音高信息的发音音高。在此，指孔开关-音高转换器210通过参照对照表(波形表)来决定发音音高，该对照表唯一地定义对从指孔开关部150输出的开启、关闭信号输出哪个音。该发音音高作为音高信号直接被发送到噪音源，并且经由以软件方式构成的阈值电路220被发送到音高音源。
在噪音源中，在从运指检测单元发送了音高信号的定时，基于该音高信号，立即生成与呼气音对应的噪音(噪音成分的波形数据的信号；第1信号)。另一方面，在音高音源中，在从阈值电路220发送了音高信号的定时，生成与乐音对应的音高音(音高音成分的波形数据的信号；第2信号)。在此，阈值电路220暂时保存从运指检测单元发送的音高信号，并且将由吹奏压传感器140检测出的吹奏压与预先设定的阈值(开启阈值、关闭阈值)进行比较，基于该比较结果，决定是否将该音高信号输出到音高音源。
在此，在本实施方式(图3)中，对如下情况进行说明，即，从运指检测单元发送的音高信号在噪音源和音高音源中具有指定音高的作用和指定输出噪音、音高音的定时的作用这两方面作用，但本发明并不限定于此。即，也可以对噪音源和音高音源的各声源分别输入指定音高的信号和指定输出噪音、音高音的定时的信号。
在噪音源中生成的噪音以及在音高音源中生成的音高音分别通过乘法器216、226被设定为与由吹奏压传感器140检测出的吹奏压相应的音量。设定了音量的噪音和音高音被相加，作为乐器音从发音部180发音。在此，乘法器216、226例如设定为，由吹奏压传感器140检测出的吹奏压越高，噪音以及音高音的音量越线性(linear)变大。设定针对该吹奏压的噪音以及音高音的音量时的变化特性既可以具有相同的线性，也可以具有不同的线性。另外，乘法器216、226在吹奏压为“0”的状态(即，未将气息吹入吹口10的状态)下，将噪音以及音高音的音量设定为“0”，实质上使发音停止。
以下，参照图3的功能块以及图4～图6的流程图，对本实施方式的电子管乐器的控制方法(乐音生成方法)进行具体说明。在电子管乐器的控制方法中，如图4的流程图所示，首先，CPU110在演奏者对电子管乐器100的演奏之前，擦除RAM130的暂时保存数据并初始化(步骤S102)。之后，当演奏者对指孔开关部150进行操作而指定所希望的音高时，CPU110经由GPIO155读入指孔开关部150的开启、关闭信号(步骤S104)。CPU110基于读入的指孔开关部150的开启、关闭信号，通过指孔开关-音高转换器210取得发音的乐音的发音音高(音高信息)(步骤S106)。所取得的发音音高作为音高信号被直接发送到噪音源，并且还被发送到阈值电路220并被暂时保存。
在此，当与演奏者对指孔开关部150进行操作的定时一致地从吹口10的吹入口吹入气息时，CPU110经由ADC145读入与由吹奏压传感器140检测出的吹奏压对应的电压值(步骤S108)。
接下来，CPU110通过音源LSI170来控制噪音源和音高音源，并且并列执行如下噪音源控制处理(步骤S110)和音高音源控制处理(步骤S112)。
在噪音源控制处理中，如图5的流程图所示，CPU110首先判定在步骤S106中取得的本次的发音音高是否与上次的发音音高相同(步骤S202)。在本次的发音音高与上次不同的情况下(步骤S202的“否”)，音源LSI170根据来自CPU110的指示，将暂时保存的上次的发音开始地址复位(步骤S204)。之后，音源LSI170使用以软件方式构成的音高-地址产生器212，运算与作为音高信号从指孔开关-音高转换器210输出的本次的发音音高相应的发音开始地址(步骤S206)。在此，发音开始地址是在存储有与各音高对应的噪音成分的波形数据的呼气音PCM音源214中，提取与作为音高信号而从指孔开关-音高转换器210输出的发音音高相应的噪音成分的波形数据时的存储区域的地址。
接着，音源LSI170基于运算出的发音开始地址，读入与从呼气音PCM音源214再现的呼气音对应的噪音成分的波形数据(步骤S208)。另一方面，在步骤S202中，在本次的发音音高与上次相同的情况下(步骤S202的“是”)，音源LSI170基于与暂时保存的上次的发音音高相应的发音开始地址，读入与从呼气音PCM音源214再现的呼气音对应的噪音成分的波形数据(步骤S208)。
接着，音源LSI170通过乘法器216，使从呼气音PCM音源214读入的噪音成分的波形数据与在步骤S108中由吹奏压传感器140检测出的吹奏压相应的值(音量设定值)相乘，生成呼气音运算波形数据(步骤S210)。然后，音源LSI170结束噪音源控制处理，返回图4所示的主流程。
由此，若基于运指操作所指定的音高决定发音音高并作为音高信号被发送，则立即生成具有与该音高相应的噪音成分的呼气音，并且将该呼气音设定为与被吹入到吹口10中的气息的量(吹奏压)相应的音量。
另外，在音高音源控制处理中，如图6的流程图所示，CPU110首先判定电子管乐器100是否处于发出与伴随演奏的乐音对应的音高音的状态(发音开启状态)(步骤S302)。在发音关闭状态的情况下(步骤S302的“否”)，根据来自CPU110的指示，音源LSI170通过阈值电路220，将在步骤S108中由吹奏压传感器140检测出的吹奏压(在图6中标记为“传感器输出”)与预先设定的开启阈值进行比较(步骤S304)。在由吹奏压传感器140检测出的吹奏压小于开启阈值的情况下(步骤S304的“否”)，音源LSI170不生成与乐音对应的音高音，而将规定乐音的音量的值设定为“0”后(步骤S326)，结束音高音源控制处理，返回到图4所示的主流程。
另一方面，在由吹奏压传感器140检测出的吹奏压为开启阈值以上的情况下(步骤S304的“是”)，音源LSI170将暂时保存的上次的发音开始地址复位(步骤S306)，CPU110将电子管乐器100设定为发音开启状态(步骤S308)。然后，音源LSI170使用以软件方式构成的音高-地址产生器222，运算与从指孔开关-音高转换器210作为音高信号而输出的本次的发音音高相应的发音开始地址(步骤S310)。在此，如上所述，在步骤S106中取得的本次的发音音高作为音高信号被发送到阈值电路220并暂时保存，根据阈值电路220中的比较处理(步骤S304)的结果被输出到音高-地址产生器222。另外，发音开始地址是在存储有与各音高对应的音高音成分的波形数据的乐音PCM音源224中，提取与作为音高信号而从指孔开关-音高转换器210输出的发音音高相应的音高音成分的波形数据时的存储区域的地址。
接着，音源LSI170基于运算出的发音开始地址，读入与从乐音PCM音源224再现的乐音对应的音高音成分的波形数据(步骤S312)。接着，音源LSI170通过乘法器226将从乐音PCM音源224读入的音高音成分的波形数据与在步骤S108中由吹奏压传感器140检测出的吹奏压相应的值(音量设定值)相乘，生成乐音运算波形数据(步骤S314)。之后，音源LSI170结束音高音源控制处理，返回图4所示的主流程。
由此，在电子管乐器100未发出乐音的状态下，在演奏者向吹口10吹入的气息的量(吹奏压)成为规定的阈值(开启阈值)以上的定时，开始生成具有与通过运指操作指定的音高相应的音高音成分的乐音。另外，此时，该乐音被设定为与向吹口10吹入的气息的量(吹奏压)相应的音量。
另外，在步骤S302中，在电子管乐器100为发音开启状态的情况下(步骤S302的“是”)，音源LSI170根据来自CPU110的指示，通过阈值电路220将由吹奏压传感器140检测出的吹奏压与预先设定的关闭阈值进行比较(步骤S322)。在此，关闭阈值可以与上述的开启阈值相同，也可以设定为不同的值。在由吹奏压传感器140检测出的吹奏压小于关闭阈值的情况下(步骤S322的“是”)，CPU110设定为发音关闭状态(步骤S324)。然后，音源LSI170不生成与乐音对应的音高音，而将规定乐音的音量的值设定为“0”后(步骤S326)，结束音高音源控制处理，返回图4所示的主流程。
另一方面，在由吹奏压传感器140检测出的吹奏压为关闭阈值以上的情况下(步骤S322的“否”)，音源LSI170基于与当前的发音状态下使用的发音音高相应的发音开始地址，从乐音PCM音源224读入音高音成分的波形数据(步骤S312)。接着，音源LSI170使读入的音高音成分的波形数据乘以与由吹奏压传感器140检测出的吹奏压相应的值(音量设定值)，生成乐音运算波形数据(步骤S314)。之后，音源LSI170结束音高音源控制处理，返回图4所示的主流程。
由此，在电子管乐器100发出乐音的状态下，在演奏者向吹口10吹入的气息的量(吹奏压)为规定的阈值(关闭阈值)以上的情况下，继续进行生成与通过运指操作指定的音高相应的乐音的处理、以及设定为与吹入了该乐音的气息的量(吹奏压)相应的音量的处理。即，维持发出当前的乐音的发音状态。另外，在电子管乐器100发音的状态下，若吹入的气息的量(吹奏压)小于规定的阈值(关闭阈值)，则乐音的发音停止。
接着，返回到图4所示的主流程，音源LSI170将通过上述的噪音源控制处理(步骤S110)生成的呼气音运算波形数据与通过音高音源控制处理(步骤S112)生成的乐音运算波形数据相加，作为数字音响信号输出。然后，CPU110将从音源LSI170输出的数字音响信号经由DAC185转换为模拟信号，从发音部180发音(步骤S114)。由此，乐器音被控制为与向吹口10吹入的气息的量(吹奏压)相应的音量而从扬声器5发音，所述乐器音合成了具有与通过运指操作指定的音高相应的噪音成分的呼气音和具有音高音成分的乐音。
以下，通过CPU110以及音源LSI170反复执行包含上述噪音源控制处理以及音高音源控制处理的步骤S104～S114的处理，从而从扬声器5连续地发出乐器音并演奏乐曲。此外，在图4所示的流程图中省略了图示，但CPU110在上述一系列处理动作(步骤S102～S114)的执行中，在检测出演奏中断或结束的状态的变化的情况下、或在产生程序执行中的异常的情况下等，强制性地结束处理动作。
接着，对通过本实施方式的电子管乐器的控制方法(乐音生成方法)实现的乐器音进行具体说明。
图7是表示声学管乐器中的乐器音的一例的波形图，图8是表示通过本实施方式的电子管乐器的控制方法(乐音生成方法)实现的乐器音(呼气音和乐音的合成波形)的一例的波形图。
首先，对声学管乐器中的乐器音进行说明。当为了演奏声学管乐器而演奏者从吹口吹入气息时，如图7所示，最初是气息弱的状态(即，吹入吹口的气息的量少、吹奏压低的状态)，因此仅产生吹入气息时的呼气音(时刻t1～)。接着，若成为气息被强烈地吹入的状态(即，吹入吹口的气息的量变多，吹奏压高的状态)，则吹口的簧片振动，产生演奏者由指孔开关指定的音高的乐音(时刻t2～t3)。然后，若吹入的气息逐渐减弱(即，向吹口吹入的气息的量变少，吹奏压低的状态)，则乐音中断，仅残留呼气音(时刻t3～)，最终呼气音也中断而消声(时刻t4)。
在此，在这样的声学管乐器中，如果向吹口缓慢地吹入气息，则在产生长的呼气音之后乐音开始鸣响。与此相对，如果强烈地吹入气息，则在产生短的呼气音之后乐音开始鸣响。即，从演奏者向吹口吹入气息到产生由指孔开关指定的音高的乐音为止必然产生时滞(延迟)。因此，演奏者为了配合演奏的乐曲产生乐音，需要进行指定音高的运指操作和以使开始向吹口吹气的定时比产生对应的乐音的定时早得多的方式进行演奏。
这样，在声学管乐器中，根据演奏的定时、状态，呼气音和乐音的发音定时不同。另外，在声学管乐器中，在向吹口吹入气息的状态下始终产生呼气音，因此人经由听觉进行识别的乐器音是指由指孔开关指定的音高的乐音与呼气音混合后的声音。
因此，如上所述，在本实施方式中，作为音源数据，例如，从实际演奏声学管乐器时的PCM录音波形中，分离、提取与乐音对应的音高音成分的波形数据和与呼气音对应的噪音成分的波形数据，具备个别地存储了各自的波形数据的音源(音高音源、噪音源)。
此外，如图8所示，在本实施方式中，通过执行上述的乐音生成方法，在通过演奏时的指孔开关部150的运指操作来确定音高的期间(时刻t11～t14)，从噪音源提取与该音高相应的波形数据，生成与呼气音对应的噪音。所生成的噪音被设定为与由吹奏压传感器140检测出的吹奏压相应的音量而从发音部180发音(时刻t11～t12)。
在由吹奏压传感器140检测出的吹奏压成为规定的开启阈值以上的可发音呼吸区域的期间(时刻t12～t13)，从音高音源提取与该音高相应的波形数据，生成与乐音对应的音高音。此时，在噪音源中继续生成与呼气音对应的噪音。这些音高音以及噪音被设定为与由吹奏压传感器140检测出的吹奏压相应的音量后，被相加，从发音部180发出由音高音和噪音合成的乐器音(时刻t12～t13)。
并且，在发出与乐音对应的音高音的状态下，当由吹奏压传感器140检测出的吹奏压小于规定的关闭阈值时，停止音高音的生成，仅继续生成噪音。该噪音被设定为与由吹奏压传感器140检测出的当前时间点的吹奏压相应的音量而从发音部180发音(时刻t13～t14)。
由此，与图7所示的声学管乐器中的乐器音同样地，至少在发出与乐音对应的音高音的期间的前后，再现发出与呼气音对应的噪音的波形模型。
在此，如图8所示，与呼气音对应的噪音在通过指孔开关部150的运指操作而决定音高(音高)的定时立即开始发音。因此，即使由吹奏压传感器140检测出的吹奏压是极小的值，音源LSI170也控制噪音源中的噪音的生成处理、以及乘法器216中的音量设定处理，以使与所指定的音高相应的噪音从发音部180发音。这样，在吹奏压在零附近的极小的状态下，一般而言，由吹奏压传感器140中的检测性能引起的模拟噪音成分成为相对大的状态，该成分包含于从发音部180发出的噪音。在本发明中，即使在吹奏压极小的状态下也使噪音产生也是目的之一，因此这样的模拟噪音成分也有助于有效地发出更有效的噪声。
如上所述，在本实施方式中，通过伴随电子管乐器的演奏的指孔开关的运指操作来决定音高，在通过吹奏压传感器检测出气息的吹入(开始吹)的定时，开始发出与该音高相应的噪音(呼气音)。此时，在由吹奏压传感器检测出的吹奏压小于预先设定的开启阈值的情况下，根据吹奏压线性地控制噪音的音量。并且，在吹奏压成为开启阈值以上的情况下，与噪音(呼气音)的发音并列地开始与该音高相应的音高音(乐音)的发音，并且根据此时的吹奏压线性地控制音高音以及噪音的音量。并且，在吹奏压小于关闭阈值的情况下，停止音高音(乐音)的发音，仅继续噪音(呼气音)的发音。
由此，在本实施方式中，针对从在声学管乐器的演奏时发出呼气音起到发出乐音为止、以及从乐器音的发音中到乐音中断仅发出呼气音为止的各自的转变，能够再现更近似的发音特性、演奏效果，能够实现具有与实际的声学管乐器近似的演奏感的电子乐器。
此外，在本实施方式中，作为生成与通过指孔开关的运指操作指定的音高相应的噪音(即，具有音高音成分的呼气音)的方法，示出了预先将各音高中的噪音成分的波形数据存储在噪音源中，提取与所指定的音高相应的波形数据的方法。本发明并不限定于此，例如也可以在噪音源中预先存储成为噪音成分的基础的波形数据，使用具有与所指定的音高相应的频率特性的带通滤波器来限制该波形数据的频带，从而生成与音高相应的噪音。在该情况下，也能够发出与指定的音高相应的噪音(呼气音)，能够再现与实际的声学管乐器近似的发音特性、演奏效果。
(变形例)
接着，对上述的实施方式的变形例进行说明。
图9是用于说明本实施方式的电子管乐器的乐音生成方法的变形例的功能框图，图10是表示应用于本实施方式的变形例的电子管乐器的控制方法(乐音生成方法)的音量设定转换表的例子的转换特性图。
在上述的实施方式中，说明了如下情况：在图3所示的乘法器216、226中，由吹奏压传感器140检测出的吹奏压越高，与呼气音对应的噪音、以及与乐音对应的音高音的音量越线性(linear)地变大。在本实施方式的变形例中，基于非线性的转换特性来控制基于吹奏压的噪音的音量设定。即，设定呼气音的音量时的相对于吹奏压的变化特性(非线性)设定为与设定乐音的音量时的变化特性(线性)不同。
在本变形例中，例如如图9所示，在上述实施方式所示的乐音生成装置(图3的功能块)中，由吹奏压传感器140检测出的吹奏压经由音量控制部230被输入到噪音源侧的乘法器216。音量控制部230基于由吹奏压传感器140检测出的吹奏压，参照具有非线性转换特性的音量设定转换表，提取、设定音量设定值。乘法器216通过将在噪音源中生成的噪音乘以具有该非线性的音量设定值来设定噪音的音量。另一方面，与上述的实施方式同样地，乘法器226通过将在音高音源中生成的音高音乘以相对于吹奏压具有线性的音量设定值来设定音高音的音量。
在此，音量控制部230具备例如图10A、图10B所示那样的具有曲线特性的音量设定转换表。图10A所示的音量设定转换表从开始向吹口10吹气起(吹奏压“0”的状态)到例如在上述的阈值电路220中设定的开启阈值THon附近为止，音量设定值相对于吹奏压的转换特性具有大致线性。另一方面，在发出与乐音对应的音高音的开启阈值THon以上的吹奏压的范围内，具有收敛于开启阈值THon附近的音量设定值(上限值)的转换特性。由此，直到发出与乐音对应的音高音为止，噪音的音量根据吹奏压而线性变化，在发出音高音之后，噪音的音量可以抑制为恒定，因此音高音(乐音)相对被强调，能够再现与声学管乐器近似的发音特性、演奏效果。
另外，图10B所示的音量设定转换表与图10A同样地，在从开始吹气起到开启阈值THon附近为止，转换特性具有大致线性，在开启阈值THon以上的吹奏压的范围内，具有音量设定值变小或者收敛于比开启阈值THon附近小的音量设定值(下限值)的转换特性。由此，在发出音高音之后，噪音的音量被抑制得低，因此音高音(乐音)相对被强调。一般而言，对于声学管乐器的乐器音，人的听觉识别为，若音高音变大，则噪音相对变小。因此，在应用了图10B所示的音量设定转换表的情况下，能够通过声学管乐器再现近似的发音特性、演奏效果。
图10A、图10B所示那样的音量设定转换表例如基于与实际演奏声学管乐器时的噪音成分的相对音量变化的倾向近似的曲线特性来制作。此外，本变形例的音量控制部230例如也可以具备多个转换特性不同的音量设定转换表，通过演奏者对操作开关部160等进行操作，来任意地切换音量设定转换表，或调整转换特性。
另外，在上述的实施方式中，对在电子管乐器100的演奏时的从开始吹气到乐音的发音之间，发出与通过指孔开关部150的运指操作指定的音高相应的噪音(呼气音)的情况进行了说明。在本实施方式的其他变形例中，除了噪音以外，还进行使指孔开关部150的操作音发音的控制。一般而言，在声学管乐器中通过运指操作指定音高时，产生指孔开关的操作音(“喀哒喀哒”、“滴答滴答”等机械音)。因此，在本变形例中，预先存储预先录音的或者生成的指孔开关的操作音，在与指孔开关部150的操作定时同步地产生该操作音之后，通过上述的乐音生成方法来产生噪音、音高音。由此，能够实现具有与实际的声学管乐器近似的演奏感的电子乐器。
此外，在上述的实施方式中，对通过音源LSI170执行一系列的乐音生成处理的情况进行了说明，但本发明并不限定于此，也可以通过具备与音源LSI170同等功能的CPU110执行乐音生成处理。
另外，在上述的实施方式以及变形例中，作为通过乘法器216将由噪音源生成的噪音设定为与吹奏压相应的音量时的变化特性，对音量设定值相对于吹奏压的变化具有线性、非线性(曲线特性)而连续地变化的情况进行了说明。本发明并不限定于此，例如，也可以是，音量设定值相对于吹奏压的变化阶段性地变化。在该情况下，例如，也可以是，在吹奏压小于开启阈值的情况下，设定为能够发出噪音的比较小的恒定音量，在吹奏压在开启阈值以上的情况下设定为比较大的音量，并且设定为与吹奏压相应的音量。
另外，在上述的实施方式中，示出了具有萨克斯型的外形的电子管乐器100，但本发明并不限定于此。即，本发明只要是具有检测演奏时的呼气的吹奏压并对所发出的乐音的音量进行控制的结构的电子乐器，则也可以是模仿单簧管型或小号型等其他声学管乐器的电子乐器。
以上，对本发明的几个实施方式进行了说明，但本发明并不限定于所述的实施方式，包含权利要求书所记载的发明及其均等的范围。
关于上述实施方式中的电子管乐器100的各结构要素的细节构造以及细节动作，当然能够在不脱离本发明的主旨的范围内适当变更。

Claims (11)

1.一种乐音生成装置，其中，具备：
吹奏压传感器，检测吹奏压；
键开关部，指定乐音的音高；
第1音源，输出与呼气音对应的第1信号；
第2音源，输出与具有由所述键开关部指定的所述音高的所述乐音对应的第2信号；以及
处理器，
所述处理器进行如下处理：
基于对所述键开关部的操作，开始由所述第1音源进行的所述第1信号的输出，
基于由所述吹奏压传感器检测出的所述吹奏压，使所述第2音源开始所述第2信号的输出，
基于所述吹奏压，控制使所述第1音源基于所述第1信号发出所述呼气音时的音量及使所述第2音源基于所述第2信号发出所述乐音时的音量。
2.如权利要求1所述的乐音生成装置，其中，
所述处理器进行控制，以使所述第1音源输出具有与由所述键开关部指定的所述音高相应的噪音成分的所述第1信号。
3.如权利要求1或2所述的乐音生成装置，其中，
所述处理器控制所述第1音源，以使所述第1信号的输出在由所述键开关部决定了所述乐音的音高的定时开始。
4.如权利要求1至3中任一项所述的乐音生成装置，其中，具备：
第1音量设定部，被输入所述第1音源输出的所述第1信号，以使所述呼气音以指定的音量发音的方式调整所述第1信号并输出；以及
第2音量设定部，被输入所述第2音源输出的所述第2信号，以使所述乐音以指定的音量发音的方式调整所述第2信号并输出，
所述处理器以基于各不相同的所述吹奏压的条件来控制对所述第1音量设定部指定的音量和对所述第2音量设定部指定的音量。
5.如权利要求4所述的乐音生成装置，其中，
所述处理器根据由所述吹奏压传感器检测出的所述吹奏压进行控制，以使由所述第1音量设定部设定的所述呼气音的音量的变化特性和由所述第2音量设定部设定的所述乐音的音量的变化特性不同。
6.如权利要求4或5所述的乐音生成装置，其中，
所述处理器以如下方式进行控制：
在由所述吹奏压传感器检测出的所述吹奏压小于预先设定的阈值的情况下，不使基于所述第2信号的所述乐音输出，仅使基于所述第1信号的所述呼气音输出，
在所述吹奏压为所述阈值以上的情况下，使基于所述第1信号的所述呼气音输出，并且使基于所述第2信号的所述乐音输出，由所述第2音量设定部基于所述吹奏压设定所述乐音的音量。
7.如权利要求6所述的乐音生成装置，其中，
所述处理器以如下方式控制所述第1音量设定部：
即使在由所述吹奏压传感器检测出的所述吹奏压小于所述阈值的情况下，也将基于所述第1信号的所述呼气音设定为能够发音的音量。
8.如权利要求6或7所述的乐音生成装置，其中，
所述控制部以如下方式进行控制：
在由所述吹奏压传感器检测出的所述吹奏压达到所述阈值以上之后变为小于所述阈值的情况下，以使基于所述第2信号的所述乐音的发音停止的方式控制所述第2音量设定部，以使基于所述第1信号的所述呼气音的发音继续的方式控制所述第1音量设定部。
9.一种电子管乐器，其中，具备：
权利要求1至8中任一项所述的乐音生成装置；
吹口，被吹入用于演奏的气息；以及
发音部，基于与向所述吹口吹入的气息的量相应的所述吹奏压，发出设定了所述音量的所述呼气音、或者将设定了所述音量的所述呼气音及所述乐音合成后的乐器音。
10.一种乐音生成方法，是乐音生成装置的乐音生成方法，所述乐音生成装置具有：检测吹奏压的吹奏压传感器、指定乐音的音高的键开关部、输出与呼气音对应的第1信号的第1音源、以及输出与具有由所述键开关部指定的所述音高的所述乐音对应的第2信号的第2音源，所述乐音生成方法中，
基于对所述键开关部的操作，开始由所述第1音源输出所述第1信号，基于由所述吹奏压传感器检测出的所述吹奏压，开始由所述第2音源输出所述第2信号，基于所述吹奏压，对使基于所述第1信号的所述呼气音发音时的音量及使基于所述第2信号的所述乐音发音时的音量进行控制。
11.一种存储介质，存储有能够控制乐音生成装置的计算机的程序，所述乐音生成装置具有：检测吹奏压的吹奏压传感器；指定乐音的音高的键开关部；输出与呼气音对应的第1信号的第1音源；以及输出与具有由所述键开关部指定的所述音高的所述乐音对应的第2信号的第2音源，所述程序以如下方式控制所述计算机：
基于对所述键开关部的操作，开始由所述第1音源输出所述第1信号，基于由所述吹奏压传感器检测出的所述吹奏压，开始由所述第2音源输出所述第2信号，基于所述吹奏压，对使基于所述第1信号的所述呼气音发音时的音量以及使基于所述第2信号的所述乐音发音时的音量进行控制。
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