JP4183354B2

JP4183354B2 - Electronic musical instruments

Info

Publication number: JP4183354B2
Application number: JP36378699A
Authority: JP
Inventors: 近藤　　洋一
Original assignee: Kawai Musical Instrument Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Kawai Musical Instrument Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1999-12-22
Filing date: 1999-12-22
Publication date: 2008-11-19
Anticipated expiration: 2019-12-22
Also published as: JP2001184074A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、種々の音色で楽音を発生する電子楽器に関し、特に倍音加算合成方式を採用する音源に音色を設定する際の操作性を向上させる技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、倍音加算合成方式（正弦波合成方式、フーリエ合成方式等とも呼ばれる）が採用された音源を備えたシンセサイザ、電子キーボード等が開発されている。このような音源の１つとして、基音とその倍音を加算合成し、更にフォルマントフィルタでフィルタリングすることにより楽音信号を発生するものが知られている。この音源によれば、各倍音の信号レベル及びフォルマントフィルタの特性を適宜調整することにより、種々の音色の楽音信号を発生できる。なお、フォルマントフィルタに関する技術は、例えば特開平４−９３７７６号公報に「適応型音声強調装置」として開示されている。
【０００３】
ところで、この従来の電子楽器では、各倍音の信号レベル及びフォルマントフィルタの特性は、操作パネルに設けられたディスプレイ装置と操作子とを用いて設定される。例えば、倍音の信号レベルを変更する場合は、先ず操作パネルに設けられた編集スイッチを使用して倍音の信号レベルの設定画面を呼び出し、ディスプレイ装置に表示させる。これにより、ディスプレイ装置には、現在設定されている基音から６４倍音までの各倍音の信号レベルが縦棒で表示される。この状態で、カーソル移動スイッチを操作して変更したい倍音の位置までカーソルを移動し、ダイヤルを操作して倍音の信号レベルを変更する。
【０００４】
一方、フォルマントフィルタの特性を変更する場合は、先ず編集スイッチを使用してフォルマントフィルタ特性の設定画面を呼び出し、ディスプレイ装置に表示させる。これにより、ディスプレイ装置には、現在設定されているフォルマントフィルタ特性が、各周波数帯域のフォルマントフィルタレベルとして折れ線で表示される。この状態で、カーソル移動スイッチを操作して変更したい周波数帯域の位置までカーソルを動かし、ダイヤルを操作してフォルマントフィルタレベルを変更する。
【０００５】
以上の操作により倍音の信号レベル及びフォルマントフィルタレベルが設定されると、これらを表すデータが音源に送られる。音源では、各倍音の信号レベルを表すデータを、フォルマントフィルタレベルを表すデータに従った特性でフィルタリングすることにより楽音信号を生成する。従って、ユーザは、倍音の信号レベル及びフォルマントフィルタレベルを適宜設定することにより任意の音色を有する楽音を発生させることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の電子楽器は、次のような問題を有する。即ち、音源は、設定された倍音の信号レベルをフォルマントフィルタでフィルタリングすることにより得られた倍音の信号レベルに従って楽音信号を生成する。従って、ユーザは、現在設定されている各倍音の信号レベル及びフォルマントフィルタの特性（フォルマントフィルタレベル）の双方を見ることにより初めて最終的な倍音構成を知ることができる。
【０００７】
ところが、上述したように、倍音の信号レベルの設定画面とフォルマントフィルタ特性の設定画面とが異なるため、次のような問題が生じている。例えば、倍音の信号レベルの設定画面で高次側に多くの倍音が存在するように設定しても、フォルマントフィルタ特性の設定画面ではこれを見ることができないので、高次側に存在する倍音がカットされる特性を有するようにフォルマントフィルタレベルを設定することがある。このような設定がなされると、倍音の信号レベルの設定画面で設定された高次側の倍音は発音されない。
【０００８】
逆に、フォルマントフィルタ特性の設定画面では、倍音の信号レベルを見ることができないので、倍音が存在しない周波数帯域でフォルマントフィルタレベルを変化させることがある。この場合、フォルマントフィルタ特性が変化するようにフォルマントフィルタレベルを設定しても音色は変化しない。このように、ユーザの設定誤りが引き起され易いことにより、所望の音色を得るのが難しく、ユーザは電子楽器が故障していると勘違いするという問題がある。
【０００９】
本発明は、このような問題を解消するためになされたもので、その目的は、ユーザが所望する音色を簡単且つ確実に設定できる電子楽器を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る電子楽器は、楽音を形成する倍音の信号レベルを設定する倍音レベル設定部と、該倍音レベル設定部で信号レベルが設定された倍音をフィルタリングするためのフィルタ特性を設定するフィルタ特性設定部と、前記倍音レベル設定部で設定された倍音の信号レベルと前記フィルタ特性設定部で設定されたフィルタ特性とに基づいて生成された倍音の信号レベルを表す図形を画面に表示する表示器、とから構成されている。
【００１１】
この電子楽器においては、前記表示器は、前記倍音レベル設定部で設定された倍音の信号レベルを前記フィルタ特性設定部で設定されたフィルタ特性に従ってフィルタリングすることにより得られた倍音の信号レベルを表す図形を画面に表示するように構成できる。この場合、前記フィルタリングは、前記倍音レベル設定部で設定された倍音の信号レベルと前記フィルタ特性設定部で設定されたフィルタ特性を表すフィルタレベルとを乗算することにより行われるように構成できる。
【００１２】
また、前記表示器は、前記倍音レベル設定部で設定された倍音の信号レベルを表す図形上に、前記フィルタ特性設定部で設定されたフィルタ特性を表す図形を重ねて表示するように構成することができる。
【００１３】
本発明に係る電子楽器によれば、フィルタ特性が反映された倍音の信号レベルが画面に表示されるので、ユーザは倍音の信号レベル及びフィルタ特性の何れを変化させる場合であっても、表示器の表示内容を確認するだけで任意の倍音構成を設定できる。その結果、ユーザは、所望する音色を簡単且つ確実に得ることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下においては、基音から６４倍音までを制御可能な電子楽器について説明するが、倍音数はこれに限定されず任意とすることができる。
【００１５】
図１は、本発明の実施の形態に係る電子楽器の構成を示すブロック図である。この電子楽器は、バス２０によって接続されたＣＰＵ１０、プログラムメモリ１１、ワークメモリ１２、鍵盤装置１３、操作パネル１４及び音源１５から構成されている。音源１５にはスピーカ１６が接続されている。
【００１６】
ＣＰＵ１０は、プログラムメモリ１１に記憶されている制御プログラムに従ってこの電子楽器の全体を制御する。このＣＰＵ１０による制御の内容は、後にフローチャートを参照しながら詳細に説明する。プログラムメモリ１１は、例えばリードオンリメモリ（以下、「ＲＯＭ」という）から構成され、上述した制御プログラムの他に、ＣＰＵ１０が使用する種々の固定データを記憶している。
【００１７】
ワークメモリ１２は、例えばランダムアクセスメモリ（以下、「ＲＡＭ」という）から構成され、この電子楽器で各種処理が行われる際に、種々のデータを一時記憶する。また、このワークメモリ１２には、図２に示すような表示バッファＨＤＬ、倍音レベルバッファＨＬ及びフォルマントフィルタレベルバッファＦＬが形成されている。また、このワークメモリ１２には、電子楽器を制御するための各種レジスタ、カウンタ、フラグ等が定義されているが、これらについては、以下において出現する都度説明する。
【００１８】
このワークメモリ１２に設けられた表示バッファＨＤＬは、操作パネル１４の表示器３０（詳細後述）に表示させるデータを記憶する。また、倍音レベルバッファＨＬは、操作パネル１４から設定された基音〜６４倍音の各信号レベルを記憶する。また、フォルマントフィルタレベルバッファＦＬは、操作パネル１４から設定された各周波数帯域のフォルマントフィルタレベルを記憶する。なお、複数の周波数帯域のそれぞれは複数の倍音のそれぞれに対応している。これら表示バッファＨＤＬ、倍音レベルバッファＨＬ及びフォルマントフィルタレベルバッファＦＬの各々は、各倍音（周波数帯域）に対応した６４個の記憶領域を備えている。
【００１９】
鍵盤装置１３は複数の鍵から構成されている。各鍵は、押鍵によって発音を指示し、離鍵によって消音を指示する。この鍵盤装置１３としては、例えば２接点方式の鍵盤装置を用いることができる。この鍵盤装置１３は、図示しないキースキャン回路を含んでおり、このキースキャン回路によって各鍵のオン／オフを表すキーデータ及び各鍵の押下速度（押鍵の強さ）を表すタッチデータを生成してＣＰＵ１０に送る。
【００２０】
操作パネル１４は、図３に示すように、表示器３０、カーソル移動キー３１及びダイヤル３２を備えている。表示器３０は例えばＬＣＤから構成されている。この表示器３０には、６４個の倍音をフォルマントフィルタ１５１（後述する）でフィルタリングした結果の倍音の信号レベルが縦棒で棒グラフ状に表示される。なお、この表示器３０は、倍音の信号レベルを表示する他に、各種メッセージを表示するためにも使用される。
【００２１】
カーソル移動キー３１は、表示器３０上のカーソルを左側に動かすためのキー３１ａ及び右側に動かすためのキー３１ｂとから構成され、６４個の倍音の中から１つを選択するために使用される。ダイヤル３２は、カーソル移動キー３１で選択された倍音の信号レベルを変更するために使用される。なお、実際の電子楽器の操作パネルには、上記以外に、種々のスイッチ、これらスイッチの設定状態を表示するＬＥＤ表示器等が設けられているが図示を省略してある。
【００２２】
この操作パネル１４は、図示しないパネルスキャン回路を含んでおり、このパネルスキャン回路によってキー３１ａ及び３１ｂのオン／オフを表すスイッチデータ及びダイヤル３２で設定された値を表すダイヤルデータをＣＰＵ１０に送る。また、このパネルスキャン回路は、ＣＰＵ１０から送られてきた表示データを表示器３０に送る。これにより、ＣＰＵ１０から送られてきた文字データや図形データに従ったメッセージが表示器３０に表示される。
【００２３】
音源１５は、ＣＰＵ１０からの指示に応答して楽音信号を発生する。この音源１５は倍音加算合成方式を採用しており、正弦波発生装置１５０及びフォルマントフィルタ１５１から構成されている。正弦波発生装置１５０は、上述した６４個の倍音のそれぞれに対応する６４個の正弦波発生器と各正弦波発生器からの信号を加算する加算器（何れも図示しない）とから構成されている。
【００２４】
正弦波発生装置１５０は、鍵盤装置１３からのキーデータに対応する音を基音とする６４個の倍音に対応する正弦波信号を発生する。各正弦波信号の振幅は、操作パネル１４で設定された倍音の信号レベルによって決定される。各正弦波発生器からの正弦波信号は加算器で加算されてフォルマントフィルタ１５１に供給される。
【００２５】
フォルマントフィルタ１５１は、正弦波発生装置１５０からの信号を６４個の周波数帯域毎にフィルタリングする６４個のバンドパスフィルタから構成されている。このフォルマントフィルタ１５１は、正弦波発生装置１５０からの信号を６４個の周波数帯域毎にフィルタリングし、以て各周波数帯域の信号のレベルを、操作パネル１４から設定されたフォルマントフィルタレベルに応じて制御する。なお、フォルマントフィルタ自体は周知であるので詳細な説明は省略する。このフォルマントフィルタ１５１からの出力信号は、楽音信号としてスピーカ１６に供給される。これにより、スピーカ１６から楽音が発生される。
【００２６】
次に、上記の構成において、倍音の信号レベル及びフォルマントフィルタレベルを設定するための操作を説明する。
【００２７】
この電子楽器では、図４（Ａ）に示すように設定された倍音の信号レベルに、図４（Ｂ）に示すようなフォルマントフィルタレベルを有するフォルマントフィルタでフィルタリングした結果、つまり各倍音が図４（Ｃ）に示すような信号レベルを有する倍音構成が表示器３０に表示される。
【００２８】
ユーザが倍音の信号レベルを変更する場合は、先ず、ユーザは操作パネル１４に設けられた編集スイッチ（図示しない）を使用して倍音の信号レベルの設定画面を呼び出し表示器３０に表示させる。そして、表示された画面を見ながらカーソル移動キー３１を操作して１つの倍音を選択する。選択された倍音は、例えば点滅、太線、高輝度等といった特殊な形態で表示される。この状態で、ユーザはダイヤル３２を操作して選択された倍音の信号レベルを変更する。この場合、例えばダイヤル３２を左に回せば信号レベルが小さくなり、右に回せば信号レベルが大きくなる。
【００２９】
この際、その時点で設定されているフォルマントフィルタレベルによって倍音の信号レベルの変化が規制される場合がある。例えば、選択された倍音に対応するフォルマントフィルタレベルがゼロに設定されていればダイヤル３２を操作しても倍音の信号レベルはゼロのままである。また、フォルマントフィルタレベルがゼロより大きい値に設定されていればダイヤル３２の操作に応じて倍音の信号レベルが変化する。以上の操作を、変更したい倍音毎に行うことにより所望の音色の楽音が得られる。
【００３０】
次に、ユーザがフォルマントフィルタレベルを変更する場合は、先ず、ユーザは操作パネル１４に設けられた編集スイッチ（図示しない）を使用してフォルマントフィルタ特性の設定画面を呼び出し表示器３０に表示させる。そして、表示された画面を見ながらカーソル移動キー３１を操作して１つの倍音に対応する周波数帯域を選択する。選択された周波数帯域は、例えば点滅、太線、高輝度等といった特殊な形態で表示される。この状態で、ユーザはダイヤル３２を操作して選択された周波数帯域のフォルマントフィルタレベルを変更する。この場合、例えばダイヤル３２を左に回せばフォルマントフィルタレベルが小さくなり、右に回せばフォルマントフィルタレベルが大きくなる。
【００３１】
この際、その時点で設定されている倍音の信号レベルがフォルマントフィルタレベルによって規制されているかどうか、即ち倍音の信号レベルがフォルマントフィルタレベルより大きいかどうかによって表示動作が異なる。例えば、その倍音の信号レベルがゼロに設定されていれば、ダイヤル３２を操作しても倍音の信号レベルはゼロのままである。また、倍音の信号レベルがゼロより大きい値に設定されていれば、ダイヤル３２の操作に応じて倍音の信号レベルが変化する。以上の操作を、変更したい周波数帯域毎に行うことにより所望の音色の楽音が得られる。
【００３２】
以上のように、ユーザは、表示器３０の画面を見ながらダイヤル３２を操作することにより倍音の信号レベル及びフォルマントフィルタレベルの何れかを変更すれば、実際に楽音生成に使用される倍音構成が表示器３０に表示されるので、簡単且つ確実に所望の倍音構成を設定できる。
【００３３】
次に、上記のように構成される電子楽器の動作を、図５〜図７に示したフローチャートを参照しながら説明する。
【００３４】
（実施の形態１）
この実施の形態１に係る電子楽器では、実際に楽音生成に使用される倍音構成を表す図形が表示器３０に表示される。
【００３５】
図５は、本発明の実施の形態１に係る電子楽器のメイン処理を示すフローチャートである。このメイン処理は電源の投入又は図示しないリセットスイッチの押下により開始される。メイン処理では、先ず、初期化処理が行われる（ステップＳ１０）。この初期化処理では、ＣＰＵ１０の内部のハードウェア、ワークメモリに定義されているレジスタ、カウンタ、フラグ等が初期状態に設定される。
【００３６】
この初期化処理が終了すると、次いで、パネル処理が行われる（ステップＳ１１）。このパネル処理においては、操作パネル１４上の各種スイッチの操作に応じて、その操作されたスイッチに割り当てられている機能を実現するための処理が行われる。このパネル処理の詳細は後述する。
【００３７】
次いで、鍵盤処理が行われる（ステップＳ１２）。この鍵盤処理では、鍵盤装置１３の操作に応答して、その時点で設定されている倍音構成の音色で音が発生される。即ち、ＣＰＵ１０が鍵盤装置１３からのキーデータを音源１５に供給すると、音源１５はキーデータに対応する音を基音とする６４個の倍音から構成される楽音信号を生成し、スピーカ１６に送る。これにより、スピーカ１６から楽音が発生される。
【００３８】
次いで、「その他の処理」が行われる（ステップＳ１３）。この「その他の処理」では、上述した以外の処理、例えば図示しないＭＩＤＩインタフェースからのＭＩＤＩメッセージの送受処理等が行われる。その後シーケンスはステップＳ１１に戻り、以下ステップＳ１１〜Ｓ１３の各処理が繰り返される。この繰り返し実行の過程で、鍵盤装置１３及び操作パネル１４が操作されるとそれらに応じた処理が行われ、以て電子楽器としての各種機能が実現される。
【００３９】
次に、上記ステップＳ１１で行われるパネル処理の詳細を図６に示したフローチャートを参照しながら説明する。
【００４０】
このパネル処理では、先ず、カーソル移動キー３１のイベントがあるかどうかが調べられる（ステップＳ２０）。そして、イベントがあることが判断されると、カーソルが移動される（ステップＳ２１）。即ち、キー３１ａのイベントであればカーソルが左側に移動され、キー３１ｂのイベントであればカーソルが右側に移動される。これにより、６４個の倍音の中の１つが選択される。
【００４１】
次いで、ダイヤル３２のイベントがあるかどうかが調べられる（ステップＳ２２）。ここで、ダイヤル３２のイベントが無いことが判断されると、その他の処理が行われる（ステップＳ２９）。この「その他の処理」では、操作パネル１４に搭載された図示しないスイッチのイベントに対応する処理が行われる。この電子楽器の動作モードを、図示しない編集スイッチの操作に応答して倍音編集モード及びフォルマントフィルタ編集モードに移行させる処理も、この「その他の処理」で行われる。その後、シーケンスはメイン処理ルーチンにリターンする。
【００４２】
一方、上記ステップＳ２２でダイヤル３２のイベントが有ることが判断されると、次いで、倍音編集モードであるかどうかが調べられる（ステップＳ２３）。そして、倍音編集モードであることが判断されると、倍音編集モードで倍音の信号レベルの変更が指示された旨が認識され、ダイヤル３２からのダイヤルデータが倍音の信号レベルを表すデータ（以下、「倍音レベルデータ」という）として音源１５の正弦波発生装置１５０に送られると共に、倍音レベルバッファＨＬに格納される（ステップＳ２７）。倍音レベルデータが格納される倍音レベルバッファＨＬの位置は、その時点でカーソルによって選択されている倍音に対応する記憶領域である。次いで、表示処理が行われる（ステップＳ２６）。この表示処理では、詳細は後述するが、変更後の倍音の信号レベルが表示される。その後、シーケンスはメイン処理ルーチンにリターンする。
【００４３】
上記ステップＳ２３で、倍音編集モードでないことが判断されると、次いで、フォルマントフィルタ編集モードであるかどうかが調べられる（ステップＳ２４）。そして、フォルマントフィルタ編集モードであることが判断されると、フォルマントフィルタ特性の変更が指示された旨が認識され、ダイヤル３２からのダイヤルデータがフォルマントフィルタレベルを表すデータ（以下、「フォルマントフィルタレベルデータ」という）として音源１５のフォルマントフィルタ１５１に送られると共に、フォルマントフィルタレベルバッファＦＬに格納される（ステップＳ２５）。フォルマントフィルタレベルデータが格納されるフォルマントフィルタレベルバッファＦＬの位置は、その時点でカーソルによって選択されている周波数帯域（倍音）に対応する記憶領域である。次いで、表示処理が行われる（ステップＳ２６）。
【００４４】
上記ステップＳ２４で、フォルマントフィルタ編集モードでないことが判断された場合は、その他の処理が行われる（ステップＳ２８）。この「その他の処理」では、例えば音色選択モード中にダイヤル３２が操作された場合の音色選択処理、リズム選択モード中にダイヤル３２が操作された場合のリズム選択処理等が行われる。
【００４５】
次に、上記ステップＳ２６で行われる表示処理の詳細を、図７に示したフローチャートを参照しながら説明する。
【００４６】
この表示処理では、先ず、ワークメモリ１２に設けられた倍音カウンタｈｎに初期値として「１」が設定される（ステップＳ３０）。次いで、倍音レベルバッファＨＬ内の、倍音カウンタｈｎの内容に対応する記憶領域の内容と、フォルマントフィルタレベルバッファＦＬ内の、倍音カウンタｈｎの内容に対応する記憶領域の内容とが乗算され、結果が表示バッファＨＤＬ内の、倍音カウンタｈｎの内容に対応する記憶領域に格納される（ステップＳ３１）。
【００４７】
次いで、倍音カウンタｈｎの内容がインクリメント（＋１）される（ステップＳ３２）。次いで、倍音カウンタｈｎの内容が「６４」より大きいかどうかが調べられる（ステップＳ３３）。そして、倍音カウンタｈｎの内容が「６４」より大きくないことが判断されると、シーケンスはステップＳ３１に戻る。以下、同様にしてステップＳ３１〜Ｓ３３の処理が６４回繰り返され、ステップＳ３３で倍音カウンタｈｎの内容が「６４」より大きくなったことが判断されると、表示バッファＨＤＬの内容が操作パネル１４の表示器３０に送られる（ステップＳ３４）。表示器３０は、上記表示バッファＨＤＬの内容を縦棒の画像データに変換して画面に表示する。これにより、表示器３０には、フォルマントフィルタ１５１でフィルタリングされた倍音の信号レベル、つまり実際に使用される倍音構成が表示される。その後、シーケンスはパネル処理ルーチンにリターンする。
【００４８】
（実施の形態２）
この実施の形態２に係る電子楽器では、設定された倍音の信号レベルを表す図形及びフォルマントフィルタレベルを表す図形の双方が同時に表示器３０に表示される。
【００４９】
図８は、この実施の形態２に係る電子楽器の表示器３０への表示例であり、画面の一部を拡大して示す。この実施の形態２においては、倍音の信号レベルが縦棒で示されると共に、フォルマントフィルタレベルが短い横棒で上記縦棒上に示される。
【００５０】
この実施の形態２では、図７に示した表示処理ルーチンが、上述した実施の形態１の表示処理ルーチンと異なる。この実施の形態２に係る表示処理を、図９のフローチャートに示す。この表示処理では、先ず、倍音レベルバッファＨＬの内容が表示器３０に送られる（ステップＳ４０）。次いで、フォルマントフィルタレベルバッファＦＬの内容が表示器３０に送られる（ステップＳ４１）。これにより、表示器３０は、上記倍音レベルデータを縦棒の画像データに、フォルマントフィルタレベルデータを短い横棒の画像データにそれぞれ変換し、これらの論理和をとって画面に表示する。その後、シーケンスはパネル処理ルーチンにリターンする。
【００５１】
この実施の形態２に係る電子楽器によれば、倍音の信号レベルとフォルマントフィルタレベルとが別々に、同一画面上に表示されるので、ユーザは、倍音の信号レベル及びフォルマントフィルタレベルの何れを変更すればよいかを一目で認識することができる。
【００５２】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、ユーザが所望する音色を簡単且つ確実に設定できる電子楽器を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１及び２に係る電子楽器の構成を概略的に示すブロック図である。
【図２】図１に示したワークメモリに設けられるバッファの構造を説明するための図である。
【図３】図１に示した操作パネルの詳細な構成を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る電子楽器の動作を説明するための図である。
【図５】本発明の実施の形態１及び２に係る電子楽器のメイン処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図６】図５に示したパネル処理の詳細を示すフローチャートである。
【図７】図６に示した表示処理の実施の形態１における処理内容を示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施の形態２に係る電子楽器の動作を説明するための図である。
【図９】図６に示した表示処理の実施の形態２における処理内容を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０ＣＰＵ
１１プログラムメモリ
１２ワークメモリ
１３鍵盤装置
１４操作パネル
１５音源
１６スピーカ
２０バス
３０表示器
３１カーソル移動キー
３１ａ、３１ｂキー
３２ダイヤル
１５０正弦波発生装置
１５１フォルマントフィルタ
ｈｎ倍音カウンタ
ＨＬ倍音レベルバッファ
ＦＬフォルマントフィルタレベルバッファ
ＨＤＬ表示バッファ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electronic musical instrument that generates musical tones with various timbres, and more particularly to a technique for improving operability when setting a timbre for a sound source that employs an overtone addition synthesis method.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a synthesizer, an electronic keyboard, and the like having a sound source employing a harmonic overtone synthesis method (also referred to as a sine wave synthesis method or a Fourier synthesis method) have been developed. As one of such sound sources, one that generates a tone signal by adding and synthesizing a fundamental tone and its harmonics and further filtering with a formant filter is known. According to this sound source, musical tone signals of various tones can be generated by appropriately adjusting the signal level of each overtone and the characteristics of the formant filter. A technique related to the formant filter is disclosed as “adaptive speech enhancement device” in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 4-93776.
[0003]
By the way, in this conventional electronic musical instrument, the signal level of each overtone and the characteristics of the formant filter are set using a display device and an operator provided on the operation panel. For example, when changing the overtone signal level, first, an editing switch provided on the operation panel is used to call up the overtone signal level setting screen and display it on the display device. As a result, the signal level of each overtone from the currently set fundamental to the 64th overtone is displayed on the display device as a vertical bar. In this state, the cursor movement switch is operated to move the cursor to the position of the overtone to be changed, and the dial is operated to change the overtone signal level.
[0004]
On the other hand, when changing the characteristics of the formant filter, first, an editing switch is used to call a formant filter characteristic setting screen and display it on the display device. As a result, the currently set formant filter characteristic is displayed on the display device as a broken line as the formant filter level of each frequency band. In this state, the cursor movement switch is operated to move the cursor to the position of the frequency band to be changed, and the dial is operated to change the formant filter level.
[0005]
When the overtone signal level and the formant filter level are set by the above operation, data representing them is sent to the sound source. The sound source generates a musical sound signal by filtering data representing the signal level of each overtone with a characteristic according to data representing the formant filter level. Therefore, the user can generate a musical tone having an arbitrary tone color by appropriately setting the signal level of the overtone and the formant filter level.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above-described conventional electronic musical instrument has the following problems. That is, the sound source generates a musical tone signal according to the harmonic signal level obtained by filtering the set harmonic signal level with a formant filter. Therefore, the user can know the final harmonic structure only by looking at both the signal level of each harmonic that is currently set and the characteristics of the formant filter (formant filter level).
[0007]
However, as described above, since the overtone signal level setting screen and the formant filter characteristic setting screen are different, the following problems occur. For example, even if you set so that there are many harmonics on the higher order side on the harmonic signal level setting screen, you cannot see this on the formant filter characteristics setting screen, so the harmonics that exist on the higher order side The formant filter level may be set so as to have a characteristic to be cut. If such a setting is made, the higher harmonics set on the harmonic signal level setting screen are not generated.
[0008]
On the other hand, since the signal level of overtones cannot be seen on the formant filter characteristic setting screen, the formant filter level may be changed in a frequency band where no overtones exist. In this case, even if the formant filter level is set so that the formant filter characteristics change, the timbre does not change. As described above, a setting error of the user is easily caused, so that it is difficult to obtain a desired tone color, and there is a problem that the user misunderstands that the electronic musical instrument is out of order.
[0009]
The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide an electronic musical instrument that can easily and reliably set a timbre desired by a user.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an electronic musical instrument according to the present invention filters a harmonic overtone level setting unit that sets a signal level of a harmonic overtone that forms a musical tone, and a harmonic over which the signal level is set by the harmonic overtone level setting unit. A filter characteristic setting unit for setting a filter characteristic of the harmonic, and a harmonic signal level generated based on a harmonic signal level set by the harmonic level setting unit and a filter characteristic set by the filter characteristic setting unit And a display for displaying a figure on the screen.
[0011]
In this electronic musical instrument, the display unit represents a harmonic signal level obtained by filtering the harmonic signal level set by the harmonic level setting unit according to the filter characteristic set by the filter characteristic setting unit. It can be configured to display graphics on the screen. In this case, the filtering can be performed by multiplying the harmonic signal level set by the harmonic level setting unit by the filter level representing the filter characteristic set by the filter characteristic setting unit.
[0012]
The display unit is configured to display a graphic representing the filter characteristic set by the filter characteristic setting unit on a graphic representing the signal level of the harmonic set by the harmonic level setting unit. Can do.
[0013]
According to the electronic musical instrument of the present invention, since the overtone signal level reflecting the filter characteristics is displayed on the screen, the user can change either the overtone signal level or the filter characteristics. You can set any overtone structure just by checking the display content. As a result, the user can easily and reliably obtain a desired tone color.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following, an electronic musical instrument that can control from a fundamental tone to a 64th harmonic will be described, but the number of harmonics is not limited to this and can be arbitrarily set.
[0015]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an electronic musical instrument according to an embodiment of the present invention. The electronic musical instrument includes a CPU 10, a program memory 11, a work memory 12, a keyboard device 13, an operation panel 14, and a sound source 15 connected by a bus 20. A speaker 16 is connected to the sound source 15.
[0016]
The CPU 10 controls the entire electronic musical instrument according to a control program stored in the program memory 11. The contents of the control by the CPU 10 will be described in detail later with reference to a flowchart. The program memory 11 is composed of, for example, a read only memory (hereinafter referred to as “ROM”), and stores various fixed data used by the CPU 10 in addition to the control program described above.
[0017]
The work memory 12 is composed of, for example, a random access memory (hereinafter referred to as “RAM”), and temporarily stores various data when various processes are performed by the electronic musical instrument. Further, in the work memory 12, a display buffer HDL, a harmonic level buffer HL, and a formant filter level buffer FL as shown in FIG. 2 are formed. The work memory 12 defines various registers, counters, flags, and the like for controlling the electronic musical instrument. These will be described as they appear below.
[0018]
The display buffer HDL provided in the work memory 12 stores data to be displayed on the display 30 (details will be described later) of the operation panel 14. The harmonic level buffer HL stores signal levels of fundamental to 64th harmonics set from the operation panel 14. The formant filter level buffer FL stores the formant filter level of each frequency band set from the operation panel 14. Each of the plurality of frequency bands corresponds to each of a plurality of overtones. Each of the display buffer HDL, the harmonic overtone level buffer HL, and the formant filter level buffer FL includes 64 storage areas corresponding to each overtone (frequency band).
[0019]
The keyboard device 13 is composed of a plurality of keys. Each key is instructed to sound by pressing the key and instruct to mute by releasing the key. As the keyboard device 13, for example, a two-contact type keyboard device can be used. The keyboard device 13 includes a key scan circuit (not shown). The key scan circuit generates key data indicating ON / OFF of each key and touch data indicating the pressing speed (key pressing strength) of each key. And send it to the CPU 10.
[0020]
As shown in FIG. 3, the operation panel 14 includes a display 30, a cursor movement key 31, and a dial 32. The display 30 is composed of, for example, an LCD. On this display 30, the signal level of overtones obtained by filtering 64 overtones with a formant filter 151 (described later) is displayed as a bar graph in the form of vertical bars. The display 30 is used not only to display the harmonic signal level but also to display various messages.
[0021]
The cursor movement key 31 includes a key 31a for moving the cursor on the display 30 to the left side and a key 31b for moving the cursor to the right side, and is used to select one of 64 harmonics. . The dial 32 is used to change the signal level of the overtone selected by the cursor movement key 31. In addition to the above, the operation panel of the actual electronic musical instrument is provided with various switches and LED indicators for displaying the setting states of these switches, but the illustration is omitted.
[0022]
The operation panel 14 includes a panel scan circuit (not shown). The panel scan circuit sends switch data representing ON / OFF of the keys 31a and 31b and dial data representing a value set by the dial 32 to the CPU 10. The panel scan circuit also sends display data sent from the CPU 10 to the display 30. As a result, a message according to the character data or graphic data sent from the CPU 10 is displayed on the display 30.
[0023]
The sound source 15 generates a musical sound signal in response to an instruction from the CPU 10. The sound source 15 employs a harmonic overtone synthesis method, and includes a sine wave generator 150 and a formant filter 151. The sine wave generator 150 includes 64 sine wave generators corresponding to the 64 harmonics described above and an adder (none of which is shown) that adds signals from the sine wave generators. Yes.
[0024]
The sine wave generator 150 generates a sine wave signal corresponding to 64 harmonics having a sound corresponding to the key data from the keyboard device 13 as a fundamental tone. The amplitude of each sine wave signal is determined by the overtone signal level set on the operation panel 14. The sine wave signals from the sine wave generators are added by an adder and supplied to the formant filter 151.
[0025]
The formant filter 151 is composed of 64 band-pass filters that filter the signal from the sine wave generator 150 for each of 64 frequency bands. The formant filter 151 filters the signal from the sine wave generator 150 for each of the 64 frequency bands, thereby controlling the level of the signal in each frequency band according to the formant filter level set from the operation panel 14. To do. Since the formant filter itself is well known, detailed description thereof is omitted. The output signal from the formant filter 151 is supplied to the speaker 16 as a musical sound signal. Thereby, a musical sound is generated from the speaker 16.
[0026]
Next, an operation for setting the harmonic signal level and the formant filter level in the above configuration will be described.
[0027]
In this electronic musical instrument, the harmonic signal level set as shown in FIG. 4A is filtered by a formant filter having a formant filter level as shown in FIG. A harmonic structure having a signal level as shown in (C) is displayed on the display 30.
[0028]
When the user changes the overtone signal level, first, the user uses the editing switch (not shown) provided on the operation panel 14 to display the overtone signal level setting screen on the call display 30. Then, while looking at the displayed screen, the cursor movement key 31 is operated to select one overtone. The selected overtone is displayed in a special form such as blinking, thick line, high brightness, and the like. In this state, the user operates the dial 32 to change the signal level of the selected overtone. In this case, for example, when the dial 32 is turned to the left, the signal level is reduced, and when the dial 32 is turned to the right, the signal level is increased.
[0029]
At this time, the change in the signal level of the harmonic overtone may be restricted by the formant filter level set at that time. For example, if the formant filter level corresponding to the selected harmonic is set to zero, the harmonic signal level remains zero even when the dial 32 is operated. If the formant filter level is set to a value greater than zero, the overtone signal level changes according to the operation of the dial 32. By performing the above operation for each overtone to be changed, a musical tone having a desired tone color can be obtained.
[0030]
Next, when the user changes the formant filter level, first, the user uses an editing switch (not shown) provided on the operation panel 14 to display a setting screen for the formant filter characteristics on the calling display 30. Then, while viewing the displayed screen, the cursor movement key 31 is operated to select a frequency band corresponding to one overtone. The selected frequency band is displayed in a special form such as blinking, thick line, high brightness, and the like. In this state, the user operates the dial 32 to change the formant filter level of the selected frequency band. In this case, for example, if the dial 32 is turned to the left, the formant filter level is decreased, and if the dial 32 is turned to the right, the formant filter level is increased.
[0031]
At this time, the display operation differs depending on whether the harmonic signal level set at that time is regulated by the formant filter level, that is, whether the harmonic signal level is higher than the formant filter level. For example, if the overtone signal level is set to zero, the overtone signal level remains zero even when the dial 32 is operated. If the overtone signal level is set to a value greater than zero, the overtone signal level changes according to the operation of the dial 32. By performing the above operation for each frequency band to be changed, a musical tone having a desired tone color can be obtained.
[0032]
As described above, if the user changes either the overtone signal level or the formant filter level by operating the dial 32 while looking at the screen of the display device 30, the overtone configuration actually used for musical tone generation can be changed. Since it is displayed on the display device 30, a desired harmonic structure can be set easily and reliably.
[0033]
Next, the operation of the electronic musical instrument configured as described above will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS.
[0034]
(Embodiment 1)
In the electronic musical instrument according to the first embodiment, a graphic representing the harmonic structure actually used for musical tone generation is displayed on the display 30.
[0035]
FIG. 5 is a flowchart showing main processing of the electronic musical instrument according to Embodiment 1 of the present invention. This main process is started by turning on the power or pressing a reset switch (not shown). In the main process, an initialization process is first performed (step S10). In this initialization process, the internal hardware of the CPU 10, registers, counters, flags, etc. defined in the work memory are set to the initial state.
[0036]
When this initialization process is completed, a panel process is then performed (step S11). In this panel processing, processing for realizing the function assigned to the operated switch is performed in accordance with the operation of various switches on the operation panel 14. Details of this panel processing will be described later.
[0037]
Next, keyboard processing is performed (step S12). In this keyboard process, in response to the operation of the keyboard device 13, a sound is generated with the tone color of the overtone structure set at that time. That is, when the CPU 10 supplies the key data from the keyboard device 13 to the sound source 15, the sound source 15 generates a musical tone signal composed of 64 harmonics based on the sound corresponding to the key data and sends it to the speaker 16. Thereby, a musical sound is generated from the speaker 16.
[0038]
Next, “other processing” is performed (step S13). In this “other process”, processes other than those described above, for example, a MIDI message transmission / reception process from a MIDI interface (not shown) are performed. Thereafter, the sequence returns to step S11, and the processes of steps S11 to S13 are repeated thereafter. In the process of repeated execution, when the keyboard device 13 and the operation panel 14 are operated, processing corresponding to them is performed, thereby realizing various functions as an electronic musical instrument.
[0039]
Next, the details of the panel processing performed in step S11 will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
[0040]
In this panel process, first, it is checked whether or not there is an event of the cursor movement key 31 (step S20). When it is determined that there is an event, the cursor is moved (step S21). That is, if the event is the key 31a, the cursor is moved to the left side. If the event is the key 31b, the cursor is moved to the right side. As a result, one of the 64 harmonics is selected.
[0041]
Next, it is checked whether there is an event of the dial 32 (step S22). If it is determined that there is no event of the dial 32, other processing is performed (step S29). In this “other processing”, processing corresponding to an event of a switch (not shown) mounted on the operation panel 14 is performed. The process of shifting the operation mode of the electronic musical instrument to the overtone edit mode and the formant filter edit mode in response to an operation of an edit switch (not shown) is also performed in the “other process”. Thereafter, the sequence returns to the main processing routine.
[0042]
On the other hand, if it is determined in step S22 that there is an event of the dial 32, it is then checked whether or not the overtone editing mode is set (step S23). When it is determined that the overtone editing mode is selected, it is recognized that a change in the overtone signal level is instructed in the overtone editing mode, and the dial data from the dial 32 represents data representing the overtone signal level (hereinafter referred to as the overtone signal level). (Referred to as “harmonic level data”) is sent to the sine wave generator 150 of the sound source 15 and stored in the harmonic level buffer HL (step S27). The position of the overtone level buffer HL where the overtone level data is stored is a storage area corresponding to the overtone selected by the cursor at that time. Next, display processing is performed (step S26). Although details will be described later in this display process, the signal level of the overtone after the change is displayed. Thereafter, the sequence returns to the main processing routine.
[0043]
If it is determined in step S23 that the mode is not the overtone editing mode, then it is checked whether the mode is the formant filter editing mode (step S24). When it is determined that the formant filter editing mode is selected, it is recognized that the change of the formant filter characteristics has been instructed, and the dial data from the dial 32 is data representing the formant filter level (hereinafter referred to as “formant filter level data”). Is sent to the formant filter 151 of the sound source 15 and stored in the formant filter level buffer FL (step S25). The position of the formant filter level buffer FL in which the formant filter level data is stored is a storage area corresponding to the frequency band (overtone) selected by the cursor at that time. Next, display processing is performed (step S26).
[0044]
If it is determined in step S24 that the mode is not the formant filter editing mode, other processing is performed (step S28). In this “other processing”, for example, timbre selection processing when the dial 32 is operated during the timbre selection mode, rhythm selection processing when the dial 32 is operated during the rhythm selection mode, and the like are performed.
[0045]
Next, details of the display process performed in step S26 will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
[0046]
In this display process, first, “1” is set as an initial value in the harmonic overtone counter hn provided in the work memory 12 (step S30). Next, the contents of the storage area corresponding to the contents of the harmonic overtone counter hn in the harmonic overtone level buffer HL and the contents of the storage area corresponding to the contents of the overtone counter hn in the formant filter level buffer FL are multiplied, and the result is The data is stored in the storage area corresponding to the content of the harmonic overtone counter hn in the display buffer HDL (step S31).
[0047]
Next, the content of the overtone counter hn is incremented (+1) (step S32). Next, it is checked whether or not the content of the overtone counter hn is greater than “64” (step S33). When it is determined that the content of the harmonic overtone counter hn is not greater than “64”, the sequence returns to step S31. Thereafter, the processing of steps S31 to S33 is repeated 64 times in the same manner. When it is determined in step S33 that the content of the harmonic overtone counter hn is greater than “64”, the content of the display buffer HDL is The data is sent to the display 30 (step S34). The display 30 converts the content of the display buffer HDL into vertical bar image data and displays it on the screen. As a result, the signal level of the harmonics filtered by the formant filter 151, that is, the harmonic composition actually used is displayed on the display 30. Thereafter, the sequence returns to the panel processing routine.
[0048]
(Embodiment 2)
In the electronic musical instrument according to the second embodiment, both the graphic representing the set harmonic signal level and the graphic representing the formant filter level are simultaneously displayed on the display 30.
[0049]
FIG. 8 is a display example on the display 30 of the electronic musical instrument according to the second embodiment, and a part of the screen is enlarged. In the second embodiment, the harmonic signal level is indicated by a vertical bar, and the formant filter level is indicated by a short horizontal bar on the vertical bar.
[0050]
In the second embodiment, the display processing routine shown in FIG. 7 is different from the display processing routine of the first embodiment described above. The display process according to the second embodiment is shown in the flowchart of FIG. In this display process, first, the contents of the overtone level buffer HL are sent to the display 30 (step S40). Next, the contents of the formant filter level buffer FL are sent to the display 30 (step S41). As a result, the display 30 converts the harmonic overtone level data into vertical bar image data, and the formant filter level data into short horizontal bar image data, and displays the logical sum of these on the screen. Thereafter, the sequence returns to the panel processing routine.
[0051]
According to the electronic musical instrument according to the second embodiment, since the harmonic signal level and the formant filter level are displayed separately on the same screen, the user can change either the harmonic signal level or the formant filter level. You can recognize at a glance whether you should do it.
[0052]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, it is possible to provide an electronic musical instrument that can easily and reliably set a timbre desired by a user.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram schematically showing a configuration of an electronic musical instrument according to Embodiments 1 and 2 of the present invention.
FIG. 2 is a diagram for explaining the structure of a buffer provided in the work memory shown in FIG. 1;
FIG. 3 is a diagram showing a detailed configuration of an operation panel shown in FIG. 1;
FIG. 4 is a diagram for explaining an operation of the electronic musical instrument according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a flowchart showing a main processing routine of the electronic musical instrument according to the first and second embodiments of the present invention.
6 is a flowchart showing details of the panel processing shown in FIG. 5. FIG.
7 is a flowchart showing the processing contents in the first embodiment of the display processing shown in FIG. 6. FIG.
FIG. 8 is a diagram for explaining an operation of the electronic musical instrument according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a flowchart showing the processing contents in the second embodiment of the display processing shown in FIG. 6;
[Explanation of symbols]
10 CPU
11 Program memory 12 Work memory 13 Keyboard device 14 Operation panel 15 Sound source 16 Speaker 20 Bus 30 Display 31 Cursor movement keys 31a, 31b Key 32 Dial 150 Sine wave generator 151 Formant filter hn Overtone counter HL Overtone level buffer FL Formant filter level Buffer HDL display buffer

Claims

楽音を形成する倍音の信号レベルを設定する倍音レベル設定部と、
該倍音レベル設定部で信号レベルが設定された倍音をフィルタリングするためのフィルタ特性を設定するフィルタ特性設定部と、
前記倍音レベル設定部で設定された倍音の信号レベルを表す図形上に、前記フィルタ特性設定部で設定されたフィルタ特性を表す図形を重ねて画面に表示する表示器、
とを備えた電子楽器。A harmonic level setting unit for setting the signal level of the harmonics forming the musical tone;
A filter characteristic setting unit for setting a filter characteristic for filtering the harmonic over which the signal level is set by the harmonic level setting unit;
Wherein on the figure representing the signal level of the set harmonic overtone level setting unit, a display unit to be displayed on the screen superimposed a figure representing a filter characteristic set by the filter characteristic setting unit,
And an electronic musical instrument.