(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された周波数情報に応じた周波数とされる被変調波形情報を、入力された変調信号情報により変調した変調波形信号を発生するよう変調演算を行う複数のオペレータと、
楽音波形を発生する前記複数のオペレータの接続組み合わせを、複数の接続組み合わせの中から選択して設定する組み合わせ設定手段と、
該組み合わせ設定手段で設定された接続組み合わせにおける前記複数のオペレータのうちの制御対象とするオペレータのグループを複数グループ設定し、前記複数の接続組み合わせ毎の前記複数のオペレータが前記複数グループのいずれに属するかの情報を記憶した記憶手段と、
前記複数のグループの内のいずれかを順次選択することができるグループ選択手段と、
該グループ選択手段で前記複数グループにおけるいずれかのグループが選択された際に、前記記憶手段に記憶された前記情報を参照することにより、前記組み合わせ設定手段で設定された接続組み合わせにおける前記複数のオペレータのうちの前記グループ選択手段で選択されたグループに属しているオペレータを制御対象として設定する制御対象選択手段と、
前記オペレータのパラメータ値を制御する制御手段とを備え、
該制御手段を操作した際に、前記制御対象選択手段で制御対象として設定されたオペレータのパラメータ値が制御されるようにしたことを特徴とする楽音波形発生装置。
【請求項２】
前記組み合わせ設定手段は、前記複数のオペレータを階層的に接続することにより１のオペレータの出力が他のオペレータへの変調信号情報となる変調演算アルゴリズムを設定しており、
前記制御対象選択手段において制御対象として設定されるオペレータが、前記組み合わせ設定手段で設定された接続組み合わせの各階層に属するオペレータからなることを特徴とする請求項１記載の楽音波形発生装置。
【請求項３】
前記組み合わせ設定手段が演奏中において操作された際に、新たに設定されたオペレータの組み合わせにおいて発生される楽音波形に変更されて、以後の楽音波形が発生されることを特徴とする請求項１記載の楽音波形発生装置。
【請求項４】
前記制御手段により制御されるパラメータ値が、前記被変調波形情報の周波数と、前記変調信号情報の周波数との比を表すパラメータ値、あるいは、前記変調演算における変調深さを表すパラメータ値であることを特徴とする請求項１記載の楽音波形発生装置。
【請求項５】
入力された周波数情報に応じた周波数とされている被変調波形情報を、高域を帯域制限したノイズにより変調した変調波形信号を発生するよう変調演算を行うノイズフォルマント発生手段をさらに備えていることを特徴とする請求項１記載の楽音波形発生装置。
【請求項６】
入力された周波数情報に応じた周波数とされる被変調波形情報を、入力された変調信号情報により変調した変調波形信号を発生するよう変調演算を行う複数のオペレータと、
楽音波形を発生する前記複数のオペレータの接続組み合わせを、複数の接続組み合わせの中から選択して設定する組み合わせ設定手段と、
該組み合わせ設定手段で設定された接続組み合わせにおける前記複数のオペレータのうちの制御対象とするオペレータのグループを複数グループ設定し、いずれかのグループを選択する制御対象選択手段と、
前記オペレータのパラメータ値を制御する制御手段と、
入力された周波数情報に応じた周波数とされている被変調波形情報を、高域を帯域制限したノイズにより変調した変調波形信号を発生するよう変調演算を行う複数のノイズフォルマント発生手段とを備え、
前記制御手段を操作した際に、前記制御対象選択手段で選択されたグループにおけるオペレータのパラメータ値が制御され、
前記複数のノイズフォルマント発生手段における前記被変調波形情報の相互の周波数関係が倍音関係となるように、前記周波数情報を変更可能な周波数情報変更手段が各ノイズフォルマント発生手段に設けられていることを特徴とする楽音波形発生装置。
【請求項７】
前記周波数情報を変換するキースケーリング手段が前記周波数情報変更手段に前置して設けられていることを特徴とする請求項６記載の楽音波形発生装置。
【請求項８】
入力された周波数情報に応じた周波数とされる被変調波形情報を、入力された変調信号情報により変調した変調波形信号を発生するよう変調演算を行う複数のオペレータと、
楽音波形を発生する前記複数のオペレータの接続組み合わせを、複数の接続組み合わせの中から選択して設定する組み合わせ設定手段と、
該組み合わせ設定手段で設定された接続組み合わせにおける前記複数のオペレータのうちの制御対象とするオペレータのグループを複数グループ設定し、いずれかのグループを選択する制御対象選択手段と、
前記オペレータのパラメータ値を制御する制御手段と、
入力された周波数情報に応じた周波数とされている被変調波形情報を、高域を帯域制限したノイズにより変調した変調波形信号を発生するよう変調演算を行うノイズフォルマント発生手段とを備え、
前記制御手段を操作した際に、前記制御対象選択手段で選択されたグループにおけるオペレータのパラメータ値が制御され、
前記オペレータに、ノイズを発生するノイズ発生手段と、該ノイズ発生器により発生された前記ノイズの高域を帯域制限するローパスフィルタ手段とが付加されており、前記オペレータを前記ノイズフォルマント発生手段としても用いることができるようにされていることを特徴とする楽音波形発生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、多様化された音色変化を得ることのできる楽音波形発生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
音源として、従来からＦＭ音源が知られているが、ＦＭ音源は、比較的単純な構造にもかかわらず多様な音色を得ることができる。ＦＭ音源は複数のオペレータと称される演算ユニットを組み合わせて構成されている。このオペレータは、正弦波テーブルと称される正弦波を書き込んだ波形メモリと、この波形メモリに書き込まれた正弦波形を読み出す位相発生部とを備えている。そして、位相発生部から出力される位相変化を示す波形は読み出し波形と呼ばれ、この読み出し波形の繰り返し周波数が波形メモリから読み出された波形のピッチに相当するようになる。例えば、読み出し波形を位相が直線的に上昇する鋸歯状波とすると、鋸歯状波の周波数をピッチとする正弦波が読み出されるようになる。そして、読み出し波形を種々の波形とすることで正弦波が歪んだ種々の波形が読み出されるようになる。
【０００３】
このような正弦波などの基本波形を発生するオペレータを直列に接続すると、ＦＭ変調された波形を得ることができる。すなわち、第１のオペレータから出力された正弦波などの基本波形を、第２のオペレータにおける位相発生部の出力に加算して読み出し波形を生成する。これにより、生成された読み出し波形により正弦波テーブルから読み出された波形は、位相発生部からの出力のみにより正弦波テーブルから読み出された波形を、第１のオペレータから出力された基本波形によりＦＭ変調した波形となる。このような機能から、変調信号を供給する第１のオペレータがモジュレータと称され、変調信号に変調される信号を発生する第２のオペレータがキャリアと称される。
【０００４】
そして、このような正弦波などの基本波形を発生することのできるオペレータを複数組み合わせて、キャリアのオペレータをモジュレータのオペレータで周波数あるいは位相変調するようにする。そして、オペレータを複数用意して組み合わせた際に、オペレータの組み合わせの型をアルゴリズムと称している。アルゴリズムが特定されると、音色はモジュレータ（変調用オペレータ）のキャリア（被変調オペレータ）に対するＦＭ変調の深さ、即ちモジュレータの出力レベルOUTLVLと、双方互いの周波数関係RATIOで決まるようになる。この場合、相互の周波数関係RATIOは、キャリア出力に現れる楽音スペクトル成分の周波数分布を決める要因となり、出力レベルOUTLVLは、キャリア出力に現れるスペクトル成分の振幅レベル分布を決定する要因となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
近年のダンス・ミュージック（クラブ・ミュージック）に用いる楽音発生装置では、激しいリズムのビートに対抗し得る表現能力が求められ、劇的な音色変化と、リアルタイムで操作することからその操作の容易性が必要とされている。ここで、上記したＦＭ音源において、音色の変化を単純に多様化するならば、アルゴリズムの選択と共に、各オペレータの出力レベルOUTLVLや相互の周波数関係RATIOを制御すればよい。しかしながら、オペレータ毎にそれらのパラメータの制御操作子を設けるのは、オペレータ数が例えば６オペレータとされることから、制御操作子数が多くなって操作の煩雑さを招きリアルタイム操作が困難になるという問題点があった。さらに、オペレータ毎のパラメータを制御しても劇的な音色変化も得にくいという問題点もあった。
【０００６】
そこで、本発明は、多様な音色変化を数少ない操作子を備えるだけで得ることができると共に、劇的な音色変化を得ることのできる楽音波形発生装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の楽音波形発生装置は、入力された周波数情報に応じた周波数とされる被変調波形情報を、入力された変調信号情報により変調した変調波形信号を発生するよう変調演算を行う複数のオペレータと、楽音波形を発生する前記複数のオペレータの接続組み合わせを、複数の接続組み合わせの中から選択して設定する組み合わせ設定手段と、該組み合わせ設定手段で設定された接続組み合わせにおける前記複数のオペレータのうちの制御対象とするオペレータのグループを複数グループ設定し、前記複数の接続組み合わせ毎の前記複数のオペレータが前記複数グループのいずれに属するかの情報を記憶した記憶手段と、前記複数のグループの内のいずれかを順次選択することができるグループ選択手段と、該グループ選択手段で前記複数グループにおけるいずれかのグループが選択された際に、前記記憶手段に記憶された前記情報を参照することにより、前記組み合わせ設定手段で設定された接続組み合わせにおける前記複数のオペレータのうちの前記グループ選択手段で選択されたグループに属しているオペレータを制御対象として設定する制御対象選択手段と、前記オペレータのパラメータ値を制御する制御手段とを備え、該制御手段を操作した際に、前記制御対象選択手段で制御対象として設定されたオペレータのパラメータ値が制御されるようにしている。
【０００８】
また、上記本発明の楽音波形発生装置において、前記組み合わせ設定手段は、前記複数のオペレータを階層的に接続することにより１のオペレータの出力が他のオペレータへの変調信号情報となる変調演算アルゴリズムを設定しており、前記制御対象選択手段において制御対象として設定されるオペレータが、前記組み合わせ設定手段で設定された接続組み合わせの各階層に属するオペレータからなるようにしてもよい。
さらに、上記本発明の楽音波形発生装置において、前記組み合わせ設定手段が演奏中において操作された際に、新たに設定されたオペレータの組み合わせにおいて発生される楽音波形に変更されて、以後の楽音波形が発生されるようにしてもよい。
さらにまた、上記本発明の楽音波形発生装置において、前記制御手段により制御されるパラメータ値が、前記被変調波形情報の周波数と、前記変調信号情報の周波数との比を表すパラメータ値、あるいは、前記変調演算における変調深さを表すパラメータ値としてもよい。
【０００９】
さらにまた、上記本発明の楽音波形発生装置において、入力された周波数情報に応じた周波数とされている被変調波形情報を、高域を帯域制限したノイズにより変調した変調波形信号を発生するよう変調演算を行うノイズフォルマント発生手段をさらに備えていてもよい。
さらにまた、上記本発明の他の楽音波形発生装置は、入力された周波数情報に応じた周波数とされる被変調波形情報を、入力された変調信号情報により変調した変調波形信号を発生するよう変調演算を行う複数のオペレータと、楽音波形を発生する前記複数のオペレータの接続組み合わせを、複数の接続組み合わせの中から選択して設定する組み合わせ設定手段と、該組み合わせ設定手段で設定された接続組み合わせにおける前記複数のオペレータのうちの制御対象とするオペレータのグループを複数グループ設定し、いずれかのグループを選択する制御対象選択手段と、前記オペレータのパラメータ値を制御する制御手段と、入力された周波数情報に応じた周波数とされている被変調波形情報を、高域を帯域制限したノイズにより変調した変調波形信号を発生するよう変調演算を行う複数のノイズフォルマント発生手段とを備え、前記制御手段を操作した際に、前記制御対象選択手段で選択されたグループにおけるオペレータのパラメータ値が制御され、前記複数のノイズフォルマント発生手段における前記被変調波形情報の相互の周波数関係が倍音関係となるように、前記周波数情報を変更可能な周波数情報変更手段が各ノイズフォルマント発生手段に設けられている。
【００１０】
さらにまた、上記本発明の楽音波形発生装置において、前記周波数情報を変換するキースケーリング手段が前記周波数情報変更手段に前置して設けられていてもよい。
さらにまた、上記本発明のさらに他の楽音波形発生装置は、入力された周波数情報に応じた周波数とされる被変調波形情報を、入力された変調信号情報により変調した変調波形信号を発生するよう変調演算を行う複数のオペレータと、楽音波形を発生する前記複数のオペレータの接続組み合わせを、複数の接続組み合わせの中から選択して設定する組み合わせ設定手段と、該組み合わせ設定手段で設定された接続組み合わせにおける前記複数のオペレータのうちの制御対象とするオペレータのグループを複数グループ設定し、いずれかのグループを選択する制御対象選択手段と、前記オペレータのパラメータ値を制御する制御手段と、入力された周波数情報に応じた周波数とされている被変調波形情報を、高域を帯域制限したノイズにより変調した変調波形信号を発生するよう変調演算を行うノイズフォルマント発生手段とを備え、前記制御手段を操作した際に、前記制御対象選択手段で選択されたグループにおけるオペレータのパラメータ値が制御され、前記オペレータに、ノイズを発生するノイズ発生手段と、該ノイズ発生器により発生された前記ノイズの高域を帯域制限するローパスフィルタ手段とが付加されており、前記オペレータを前記ノイズフォルマント発生手段としても用いることができるようにされている。
【００１１】
このような本発明によれば、組み合わせ設定手段で設定された接続組み合わせにおける複数のオペレータのうちの制御対象とする１つ以上のオペレータのグループを設定し、制御手段を操作した際に、制御対象選択手段で選択されたグループのオペレータのパラメータ値が制御されるようにしている。これにより、１つの制御手段を操作した際に、複数のオペレータのパラメータ値を制御することができ、多様な音色変化を簡易な操作により得ることができるようになる。
また、オペレータの組み合わせであるアルゴリズムを演奏中に変更した際に、変更されたアルゴリズムで発生された楽音波形が発生されるようになるため、演奏中に音色を劇的に変化させることができるようになる。
さらに、ノイズフォルマント発生手段を設けることによりノイズ的音色の楽音を得ることができるようになる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の楽音波形発生装置の実施の形態のハードウェア構成をブロック図で図１に示す。
図１に示すように本発明の実施の形態にかかる楽音波形発生装置１は、中央処理装置（ＣＰＵ：Central Processing Unit）１０を備えており、ＣＰＵ１０は楽音波形発生装置１の全体の動作を制御することにより、鍵盤１４を弾いた際の楽音を発生して出力する演算処理や、供給されたＭＩＤＩ（Musical Instrument Digital Interface）メッセージに応じた楽音、あるいは読み出されたパターンやソングの楽音を発生して出力する演算処理を行っている。ＲＯＭ（Read Only Memory）１１は、ＣＰＵ１０が実行するメインプログラム等のプログラムや、音色データ、伴奏パターン、楽曲データ等のプリセットデータを格納する読み出し専用の記憶手段である。ＲＡＭ１２は、ＣＰＵ１０がメインプログラム等を実行する際に使用するワーキングメモリ領域、音色データや伴奏パターン等のユーザ領域、オペレータのパラメータバッファ領域等が設定される書き換え可能な記憶手段である。
【００１３】
また、操作パネル部１３には種々の操作子が備えられており、例えばＦＭ音源１５ａにおけるアルゴリズムの設定やオペレータのパラメータ値の制御等を行う操作子が設けられている。音源１５は、ＦＭ音源（ＦＭＴＧ）１５ａとノイズフォルマント音源（ＮＦＴＧ）１５ｂとを備えている。ＦＭ音源１５ａは、正弦波などの基本波形を発生するオペレータを複数組み合わせて、キャリアのオペレータを他のモジュレータのオペレータで周波数あるいは位相変調して楽音波形信号を発生している。また、ノイズフォルマント音源１５ｂは、帯域制限したノイズで正弦波を変調することによりノイズフォルマントを発生させ、このノイズフォルマントを楽音波形信号とする音源である。さらに、システムバスライン１６を介して各デバイス間で信号を送受信している。
このように構成されている楽音波形発生装置１は、典型的にはＲＯＭ１１あるいはＲＡＭ１２からパターンデータを読み出し、パターンデータに基づいて楽音波形を発生して出力している。そして、このパターンを複数つないで楽音波形発生装置１からそれに基づく楽音波形を発生することにより、ソングを演奏することができる。
【００１４】
ＦＭ音源１５ａにおいては、複数のオペレータの組み合わせの型であるアルゴリズムが複数用意されており、いずれかのアルゴリズムに設定されてその音色の楽音波形が発生されている。アルゴリズムに応じて発生される楽音波形の音色はアルゴリズム毎に異なるようになる。典型的には、いずれのアルゴリズムでもオペレータ数は同数とされ、ＦＭ音源１５ａを構成しているオペレータ数は、例えば６オペレータとされている。このオペレータの構成を示す構成概念図を図２に示す。
【００１５】
オペレータは図２に示すように、正弦波が書き込まれた波形メモリからなる正弦波テーブル（Ｓｉｎ）２８と、読み出し波形を発生する位相発生部（ＰＧ）２６とを備えている。位相発生部２６は、入力された周波数情報を累算するアキュムレータにより構成されており、アキュムレータがオーバフローした際にはアキュムレータの値が余りの値となり、累算が繰り返し行われていくようになる。これにより、位相発生部２６からは、入力された周波数情報に応じた繰り返し周期の読み出し波形が出力されるようになる。ここで、位相発生部２６に入力される周波数情報が一定の値とされていると、位相発生部２６の出力は直線状に上昇する鋸歯状の読み出し波形となる。この読み出し波形は位相角情報であり、正弦波テーブル２８における波形メモリの読み出しアドレスに相当するから、正弦波テーブル２８に鋸歯状の読み出し波形が供給されると、読み出される波形は正弦波となる。読み出された波形の周波数は、位相発生部２６に入力された周波数情報に応じた周波数となる。例えば、位相発生部２６から出力される位相角情報をｋωｔとすると、正弦波テーブル２８からはＳｉｎ（ｋωｔ）の正弦波が読み出されるようになる。
【００１６】
ここで、位相発生部２６の出力と周期的に変化する波形信号ｆ（ωmｔ）とを加算器２７で加算して正弦波テーブル２８に供給すると、
Ｓｉｎ｛ｋωｔ＋ｆ（ωmｔ）｝
なる波形が正弦波テーブル２８から読み出される。すなわち、位相発生部２６の出力により読み出されるＳｉｎ（ｋωｔ）の正弦波が、波形信号ｆ（ωmｔ）により周波数変調されたＦＭ変調波形が、正弦波テーブル２８から読み出されるようになる。このことから、位相発生部２６の出力により正弦波テーブル２８から読み出される波形Ｓｉｎ（ｋωｔ）がキャリア信号となり、加算器２７で加算される波形信号ｆ（ωmｔ）が変調信号となる。
【００１７】
位相発生部２６には、固定の周波数情報発生手段（FIXFREQ）２３とキー情報発生手段（KPITCH）２０からの周波数情報とを切り換えて入力できるようにされている。これを切り換えるスイッチＳＷ１は、切換信号発生手段（KPITCH/FIX）２４からの切換信号によりいずれかの周波数情報を選択するように切り換えられている。キー情報発生手段（KPITCH）２０は、例えば押鍵された鍵盤１４の鍵やＭＩＤＩ受信データに応じたキー情報を発生しており、乗算器２２と倍数発生手段（FMULT）２５は、キー情報発生手段（KPITCH）２０から出力されるキー情報を整数倍して位相発生部２６に入力させる手段とされている。ここでは、倍数発生手段（FMULT）２５で設定された倍数値が乗算器２２においてキー情報に乗算されることにより、キー情報が整数倍される。キー情報が整数倍されることにより、正弦波テーブル２８から読み出される正弦波の周波数は整数倍となることから、押鍵された鍵等の倍音成分が出力されるようになる。なお、倍数発生手段（FMULT）２５で設定される倍数値は整数値に限らず非整数値としてもよい。
また、加算器２７には変調器入力手段（MIN）２１から変調信号が入力され、変調器入力手段２１は、モジュレータとされるオペレータに相当する。
【００１８】
正弦波テーブル２８から出力される波形信号には、乗算器２９において出力レベル設定手段（OUTLVL）３４から供給される出力レベル設定信号が乗算され、出力レベル設定信号に応じたレベルとされて出力手段（OUT）３５へ出力される。
この場合、オペレータがキャリアとされている場合は、出力レベル設定手段（OUTLVL）３４により楽音波形の出力レベルが決定され、オペレータがモジュレータとされている場合は、出力レベル設定手段（OUTLVL）３４により変調の深さ（変調指数）が決定されるようになる。変調の深さにより音色は異なるようになる。
また、乗算器２９にはエンベロープ発生器３１により発生されたエンベロープ信号も乗算されている。このエンベロープ発生器３１は、エンベロープパラメータ発生手段３０からのパラメータに応じてエンベロープ信号を発生している。エンベロープパラメータとしては、アタックレイト（EGATTACK）、ディケイレイト（EGDECAY）、サスティンレベル（EGSUSTAIN）、リリースレイト（EGRELEASE）のパラメータとされる。この場合、オペレータがキャリアとされている場合は、エンベロープ信号により楽音波形の出力レベルが時間変化するようになり、オペレータがモジュレータとされている場合は、エンベロープ信号により変調の深さ、すなわち、音色が時間変化するようになる。
【００１９】
なお、正弦波テーブル２８の出力を入力側にフィードバックするフィードバックループが設けられており、このフィードバックループには乗算器３２が挿入されている。乗算器３２には、フィードバックレベル設定手段（FBLVL）３３からフィードバックレベル値が供給されて、フィードバック信号レベルが制御されている。フィードバック信号は、加算器２７に供給されることにより正弦波テーブル２８に入力されるようになる。正弦波テーブル２８からは、周期的な波形が出力されることから、この出力信号で正弦波テーブル２８から読み出される波形は出力信号により周波数変調された波形となる。このように、フィードバックループを設けることにより、１つのオペレータにより周波数変調された波形を得ることができるようになる。
なお、図２に示すオペレータにおいて、位相発生部（ＰＧ）２６およびエンベロープ発生器３１は、鍵盤１４やＭＩＤＩ受信データにおけるキーオンがトリガとされて動作開始するようにされている。
【００２０】
複数のオペレータを組み合わせる型であるアルゴリズムは、このようなオペレータを、例えば６オペレータ組み合わせたアルゴリズムとされており、例えば３２種類のアルゴリズムが用意されている。ＦＭ音源１５ａにおいては、設定された音色に応じてそのうちのいずれかのアルゴリズムが選択されている。そこで、音色毎に用意されてＲＯＭ１１やＲＡＭ１２に記憶されているＦＭパラメータセットを図３に示す。
音色毎に用意されたＦＭパラメータセットは、図３に示すように音色名（TCNAME）と、ＦＭ音源１５ａのアルゴリズムを定めるアルゴリズムナンバ（ALGORITHM）、ボリューム値（VOLUME）、フィードバックレベル設定手段（FBLVL）３３に設定されるフィードバックレベル値（FBLVL）、および、オペレータ１〜オペレータ６のパラメータ（OP1PAR〜OP6PAR）とから構成されている。各オペレータのパラメータセットは同様の構成とされており、オペレータ１のパラメータセットが代表として図３に示されている。すなわち、オペレータのパラメータセットは、切換信号発生手段（KPITCH/FIX）２４に設定される切換信号（KPITCH/FIX）、周波数情報発生手段（FIXFREQ）２３に設定される固定の周波数情報（FIXFREQ）、倍数発生手段（FMULT）２５に設定される倍数値（FMULT）、出力レベル設定手段（OUTLVL）３４に設定される出力レベル設定信号（OUTLVL）、エンベロープパラメータ発生手段３０に設定されるアタックレイト（EGATTACK）、ディケイレイト（EGDECAY）、サスティンレベル（EGSUSTAIN）、リリースレイト（EGRELEASE）のパラメータから構成されている。
【００２１】
次に、ＦＭ音源１５ａにおいて設定可能な３２種類のアルゴリズムのうちの代表的な幾つかのアルゴリズムを図５ないし図７に示す。
図５（ａ）に示すアルゴリズムはアルゴリズムナンバ「１」のアルゴリズム（ALGORITHM１）であり、６つのオペレータ１（ＯＰ１）〜オペレータ６（ＯＰ６）から構成されている。このアルゴリズムでは、自己変調されているオペレータ６の出力によりオペレータ５がＦＭ変調され、オペレータ５の出力によりオペレータ４がさらにＦＭ変調され、オペレータ４の出力によりオペレータ３がさらにＦＭ変調されている。また、オペレータ２の出力によりオペレータ１がＦＭ変調されており、オペレータ１とオペレータ３の出力が合成されて、楽音波形出力として出力される。このように、アルゴリズムナンバ「１」のアルゴリズムでは、オペレータ３とオペレータ１とがキャリアとなり、オペレータ４，５，６およびオペレータ２がモジュレータとなっている。
【００２２】
また、図５（ｂ）に示すアルゴリズムはアルゴリズムナンバ「３」のアルゴリズム（ALGORITHM３）であり、６つのオペレータ１（ＯＰ１）〜オペレータ６（ＯＰ６）から構成されている。このアルゴリズムでは、自己変調されているオペレータ６の出力によりオペレータ５がＦＭ変調され、オペレータ５の出力によりオペレータ４がさらにＦＭ変調されている。また、オペレータ３の出力によりオペレータ２がＦＭ変調され、オペレータ２の出力によりオペレータ１がさらにＦＭ変調されており、オペレータ１とオペレータ４の出力が合成されて、楽音波形出力として出力される。このように、アルゴリズムナンバ「３」のアルゴリズムでは、オペレータ４とオペレータ１とがキャリアとなり、オペレータ５，６およびオペレータ２，３がモジュレータとなっている。
【００２３】
さらに、図５（ｃ）に示すアルゴリズムはアルゴリズムナンバ「５」のアルゴリズム（ALGORITHM５）であり、６つのオペレータ１（ＯＰ１）〜オペレータ６（ＯＰ６）から構成されている。このアルゴリズムでは、自己変調されているオペレータ６の出力によりオペレータ５がＦＭ変調され、オペレータ４の出力によりオペレータ３がＦＭ変調され、オペレータ２の出力によりオペレータ１がＦＭ変調されている。そして、オペレータ１とオペレータ３とオペレータ５との出力が合成されて、楽音波形出力として出力される。このように、アルゴリズムナンバ「５」のアルゴリズムでは、オペレータ５、オペレータ３およびオペレータ１とがキャリアとなり、オペレータ２，４，６がモジュレータとなっている。
【００２４】
さらにまた、図６（ａ）に示すアルゴリズムはアルゴリズムナンバ「１６」のアルゴリズム（ALGORITHM１６）であり、６つのオペレータ１（ＯＰ１）〜オペレータ６（ＯＰ６）から構成されている。このアルゴリズムでは、自己変調されているオペレータ６の出力によりオペレータ５がＦＭ変調され、オペレータ４の出力によりオペレータ３がＦＭ変調されている。そして、オペレータ５，オペレータ３およびオペレータ２の出力によりオペレータ１がＦＭ変調されて、オペレータ１の出力が楽音波形出力として出力される。このように、アルゴリズムナンバ「１６」のアルゴリズムでは、オペレータ１がキャリアとなり、その他のオペレータ２〜６がモジュレータとなっている。
【００２５】
さらにまた、図６（ｂ）に示すアルゴリズムはアルゴリズムナンバ「２９」のアルゴリズム（ALGORITHM２９）であり、６つのオペレータ１（ＯＰ１）〜オペレータ６（ＯＰ６）から構成されている。このアルゴリズムでは、自己変調されているオペレータ６の出力によりオペレータ５がＦＭ変調され、オペレータ４の出力によりオペレータ３がＦＭ変調されている。そして、オペレータ５，オペレータ３，オペレータ２およびオペレータ１の出力が合成されて、楽音波形出力として出力される。このように、アルゴリズムナンバ「２９」のアルゴリズムでは、オペレータ１，２，３，５がキャリアとなり、オペレータ４，６がモジュレータとなっている。
【００２６】
さらにまた、図７に示すアルゴリズムはアルゴリズムナンバ「３２」のアルゴリズム（ALGORITHM３２）であり、６つのオペレータ１（ＯＰ１）〜オペレータ６（ＯＰ６）から構成されている。このアルゴリズムでは、自己変調されているオペレータ６，オペレータ５，オペレータ４，オペレータ３，オペレータ２およびオペレータ１の出力が合成されて、楽音波形出力として出力される。このように、アルゴリズムナンバ「３２」のアルゴリズムでは、オペレータ１〜６の全てのオペレータがキャリアとなっている。
【００２７】
次に、本発明にかかる楽音波形発生装置１における操作パネル部１３に設けられている一部の操作子を図４に示す。
操作パネル部１３には、ＦＭ音源１５ａにおけるオペレータの直列や並列の組み合わせである、例えば３２通り用意されたアルゴリズムのいずれかをリアルタイムで選択して設定する操作子と、オペレータのパラメータ値をリアルタイム制御するリアルタイム操作子とが少なくとも設けられている。アルゴリズムをリアルタイムで選択して設定する操作子としては、図４に示すアルゴリズム切換設定スイッチ（ALG）１３ａと、アルゴリズムを選択するDATA操作子１３ｂとが設けられており、アルゴリズム切換設定スイッチ１３ａを押して操作した後に、DATA操作子１３ｂを右回りあるいは左回りに回転させることにより所望のアルゴリズムをリアルタイムで選択して設定することができる。これにより、リアルタイムでアルゴリズムが切り換わるようになるので、演奏中の音色を劇的に音色変化させることができるようになる。この場合、DATA操作子１３ｂの操作に応じたアルゴリズムナンバが図示しない表示部に表示される。このDATA操作子１３ｂは、ロータリエンコーダにより構成されている。
【００２８】
また、オペレータのパラメータ値をリアルタイム制御するリアルタイム操作子としては、第１プッシュスイッチ（ＰＳＷ１）１３ｃと、ハーモニック操作子（HARMONIC）１３ｅ、変調深さ操作子（FM DEPTH）１３ｆ、ディケイレイト操作子（DECAY）１３ｇとが設けられている。第１プッシュスイッチ（ＰＳＷ１）１３ｃは、パラメータの制御対象とされるオペレータのグループを選択するスイッチである。ここで、選択されたグループに属するオペレータのパラメータが、ハーモニック操作子（HARMONIC）１３ｅ、変調深さ操作子（FM DEPTH）１３ｆ、ディケイレイト操作子（DECAY）１３ｇのリアルタイム操作子を操作することによりリアルタイムで可変されるようになる。例えば、６オペレータによりＦＭ音源１５ａが構成されている場合は、モジュレータのグループは図５ないし図７に示すアルゴリズムのように最大第３階層までとされている。そこで、第１プッシュスイッチ１３ｃは押される毎に「ＡＬＬ」→「１」→「２」→「３」→「ＡＬＬ」→・・・と選択されるグループが順次切り換えられて、パラメータのグループが選択されるようになされている。この場合、グループＡＬＬでは、６オペレータ全てからなるグループが選択され、グループ１では第１階層に属するオペレータからなるグループが選択され、グループ２では第２階層に属するオペレータからなるグループが選択され、グループ３では第３階層に属するオペレータからなるグループが選択される。
【００２９】
階層はアルゴリズムにおけるＦＭ変調段の階層であり、例えば、図５（ａ）に示すアルゴリズムナンバ「１」のアルゴリズムでは、第１プッシュスイッチ１３ｃによりグループ１が選択されると制御対象オペレータは第１階層のオペレータ２，４とされ、グループ２が選択されると制御対象オペレータは第２階層のオペレータ５とされ、グループ３が選択されると制御対象オペレータは第３階層のオペレータ６とされる。また、第１プッシュスイッチ１３ｃによりグループＡＬＬが選択されると、制御対象オペレータは全てのオペレータ１〜６とされる。また、図５（ｂ）に示すアルゴリズムナンバ「３」のアルゴリズムでは、第１プッシュスイッチ１３ｃによりグループ１が選択されると制御対象オペレータは第１階層のオペレータ２，５とされ、グループ２が選択されると制御対象オペレータは第２階層のオペレータ３，６とされ、グループ３が選択されると制御対象オペレータは第２階層における１つのオペレータ６とされる。このように、第３階層までないアルゴリズムにおいては制御対象とするオペレータを特定のオペレータとするが、特定されるオペレータを音色等に応じて決定するようにしてもよい。
【００３０】
このように、第１プッシュスイッチ１３ｃにより選択される制御対象のオペレータを定めた制御対象オペレータ表がテーブルとしてＲＯＭ１１に格納されている。この制御対象オペレータ表を図８に示すが、３２種類のアルゴリズム毎に制御対象となるオペレータが「ＡＬＬ」「１」「２」「３」からなるオペレータグループ（OPG）に定められている。すなわち、第１プッシュスイッチ１３ｃが操作された際には、図８に示す制御対象オペレータ表が参照されて、設定されているアルゴリズムに対応するオペレータが制御対象として選択されるようになる。なお、アルゴリズムナンバ「３２」においては第１プッシュスイッチ１３ｃを操作して「ＡＬＬ」を選択しても、オペレータ１は制御対象オペレータとして選択されないものとされている。これは、このアルゴリズムにおいてはオペレータの出力レベル用のパラメータ値を絞り切った際に楽音が出力されなくなることを防止するためである。また、制御対象オペレータ表におけるCARの欄にはキャリアとされるオペレータが示されている。
【００３１】
第１プッシュスイッチ１３ｃは、図１に示す楽音波形発生装置１が演奏中に操作することができ、この際には事前に発音される楽音波形の音色が操作パネル部１３に設けられている図示しない操作子により選択されている。そして、音色が選択されると選択された音色名のＦＭパラメータセットがＲＯＭ１１あるいはＲＡＭ１２から読み出されてＲＡＭ１２上の発音バッファ（PARBUF）領域に転送される。そして、第１プッシュスイッチ１３ｃが操作されて制御対象オペレータのグループが選択された後に、ハーモニック操作子（HARMONIC）１３ｅ、変調深さ操作子（FM DEPTH）１３ｆ、ディケイレイト操作子（DECAY）１３ｇのリアルタイム操作子が右回りあるいは左回りに操作されると、制御対象とされているグループに属する全てのオペレータのパラメータ値が制御されるようになる。この場合、パラメータ値はリアルタイム操作子の操作量に応じた値分だけ加減修正（相対値変化）されてＦＭ音源１５ａに転送され、ＦＭ音源１５ａはその変化後のパラメータ値で発音するようになる。
【００３２】
各リアルタイム操作子は基本的には、中央位置とすることにより選択されている音色の元のパラメータ値になるようにされており、右回りに操作するか左回りに操作するかでパラメータ値の増減を制御することができるようにされている。この場合、リアルタイム操作子の可動（回転）範囲全域にそのパラメータが取り得る増減値範囲を対応させるようにしてもよいし、中央位置を「０」とし、左右回転で±５０％等のパラメータ値の可変範囲を決めるようにしてもよい。
【００３３】
なお、ハーモニック操作子（HARMONIC）１３ｅは、キャリア信号の周波数と、変調信号の周波数との比率（RATIO）を増減する操作子であり、この操作子を操作することにより、倍数発生手段（FMULT）２５に設定される倍数値（FMULT）が増減されて、キャリアから出力される楽音波形信号の各スペクトル成分の周波数が比率に応じて変化するようになる。また、変調深さ操作子（FM DEPTH）１３ｆは、オペレータの出力レベル設定信号（OUTLVL）を増減する操作子であり、出力レベル設定信号（OUTLVL）が増減されるとキャリアから出力される楽音波形信号のスペクトルの振幅レベル分布が変化するようになる。このように、ハーモニック操作子（HARMONIC）１３ｅおよび変調深さ操作子（FM DEPTH）１３ｆを操作することにより、リアルタイムで音色を変化させることができるようになる。さらに、ディケイレイト操作子（DECAY）１３ｇはディケイレイト（EGDECAY）のエンベロープパラメータを増減する操作子であり、ディケイレイト（EGDECAY）が増減されると、時間軸上で音色が変化する度合いが変化するようになる。
これらのリアルタイム操作子を操作した際には、第１プッシュスイッチ１３ｃで選択されているグループに属するオペレータの全てのパラメータが増減されることから、数少ない操作子を簡易に操作することにより、大きく音色をリアルタイムで変化させることができるようになる。
【００３４】
ところで、図４に示す操作パネル部１３には、第２プッシュスイッチ（ＰＳＷ２）１３ｄと、ノイズレベル設定操作子（NOISE LEVEL）１３ｈとが設けられている。これらの操作子は、ノイズフォルマント音源１５ｂ用の操作子であり、第２プッシュスイッチ（ＰＳＷ２）１３ｄではノイズフォルマント音源１５ｂのタイプが選択されている。ここで、第２プッシュスイッチ（ＰＳＷ２）１３ｄでホワイト（WHITE）が選択されると、ノイズはほとんど帯域制限されずにホワイトノイズの状態となる。また、第２プッシュスイッチ（ＰＳＷ２）１３ｄでアップ（UP）が選択されると、ノイズフォルマントの中心周波数がしだいに上がっていくようになり、風の音等を模擬する音が出力されるようになる。さらに、第２プッシュスイッチ（ＰＳＷ２）１３ｄでダウン（DOWN）が選択されると、ノイズフォルマントの中心周波数がしだいに下がっていくようになり、この場合も風の音等を模擬する音が出力されるようになる。さらにまた、第２プッシュスイッチ（ＰＳＷ２）１３ｄでピッチ（PITCH）が選択されると、ノイズフォルマントの中心周波数が押鍵した鍵やＭＩＤＩ受信データのピッチに応じた周波数とされる。さらにまた、第２プッシュスイッチ（ＰＳＷ２）１３ｄでバリアブル（VARI）が選択されると、ノイズフォルマントのエンベロープが押鍵した鍵のベロシティに応じて制御されるようになる。なお、ノイズフォルマント音源１５ｂの構成については後述する。
【００３５】
次に、本発明にかかる楽音波形発生装置１で実行されるメインプログラムのフローチャートを図９に示す。
楽音波形発生装置１の電源が投入されると、メインプログラムがスタートしステップＳ１において各部を初期状態とする初期設定処理が行われる。次いで、ステップＳ２にて操作パネル部１３に備えられている操作子の操作イベント検出処理が行われる。ここで、音色に関連する操作子が操作されてその操作イベントが検出されると、ステップＳ３にて操作イベントに基づいて音色パラメータを増減する音色パラメータ処理が行われる。音色パラメータ処理後の音色パラメータは、ＲＡＭ１２上のパラメータバッファ（PARBUF）に格納される。そして、鍵盤１４の押鍵やＭＩＤＩ受信データ、あるいはＲＯＭ１１やＲＡＭ１２から読み出されたパターンデータに基づいて演奏イベントが生成される演奏情報処理がステップＳ４にて行われる。ステップＳ５にて、この演奏情報処理で生成された演奏イベントが音源１５に送られ、音源１５にはパラメータバッファ（PARBUF）に格納されている音色パラメータ処理後の音色パラメータが設定され、この音色パラメータで定められる音色の楽音波形を発生する発音制御が演奏イベントに応じて行われる。次いで、ステップＳ２に戻りステップＳ２ないしステップＳ５の処理が繰り返し行われる。これにより、例えばリアルタイム操作子が操作されると、その操作イベントが反映された音色の楽音波形が演奏イベントに応じてリアルタイムで発生されるようになる。
【００３６】
次に、ステップＳ３にて実行される音色パラメータ処理のフローチャートを図１０および図１１に示す。
音色パラメータ処理が起動されると、図１０に示すステップＳ１０にて音色選択処理が行われる。この音色選択処理では、操作パネル部１３の図示しない操作子を操作することにより音色名を選択することにより、その音色名に対応する図３に示すようなＦＭパラメータセットがＲＯＭ１１あるいはＲＡＭ１２から読み出されてＲＡＭ１２上の発音バッファ（PARBUF）領域に転送される。次いで、ステップＳ１１にて制御対象オペレータグループの選択処理が行われる。この制御対象オペレータグループは、発音バッファ（PARBUF）領域に書き込まれたＦＭパラメータセットにおけるアルゴリズムナンバ（ALGORITHM）と第１プッシュスイッチ（ＰＳＷ１）１３ｃで選択されているオペレータのグループから図８に示す制御対象オペレータ表のテーブルを参照して決定される。
【００３７】
次いで、ステップＳ１２にて第１プッシュスイッチ（ＰＳＷ１）１３ｃで選択されているオペレータのグループが「ＡＬＬ」か否かが判断される。ここで、グループ「ＡＬＬ」が選択されていると判断された場合は、ステップＳ１３に進みハーモニック操作子（HARMONIC）１３ｅが操作されたか否かが判断される。ここで、ハーモニック操作子（HARMONIC）１３ｅを操作していると、ステップＳ１４に進み、ハーモニック操作子（HARMONIC）１３ｅの操作量［HARMONIC］が、発音バッファ（PARBUF）領域に書き込まれたＦＭパラメータセットにおける固定の周波数情報［FIXFREQj］に加算されて、増減された固定の周波数情報［FIXFREQj］が音源１５ａに送られる。さらに、ハーモニック操作子（HARMONIC）１３ｅの操作量［HARMONIC］が、発音バッファ（PARBUF）領域に書き込まれたＦＭパラメータセットにおける倍数値［FMULTj］に加算されて、増減された倍数値［FMULTj］が音源１５ａに送られる。
【００３８】
この場合、ＦＭ音源１５ａにおいて、切換信号発生手段（KPITCH/FIX）２４によりキー情報発生手段（KPITCH）２０が選択されている場合は、増減された倍数値［FMULTj］が反映された楽音波形がＦＭ音源１５ａにおいて発生され、固定の周波数情報発生手段（FIXFREQ）２３が選択されている場合は、増減された固定の周波数情報［FIXFREQj］が反映されたスペクトル成分の周波数分布とされている楽音波形がＦＭ音源１５ａにおいて発生されるようになる。
なお、倍数値［FMULTj］および周波数情報［FIXFREQj］における「ｊ」は、ステップＳ１１にて選択された制御対象オペレータのオペレータナンバであり、制御対象オペレータ表における選択されているアルゴリズムナンバとオペレータのグループに対応するオペレータナンバとされている。この場合はグループ「ＡＬＬ」が選択されていることからアルゴリズムナンバが「３２」以外の場合は、「ｊ」は１，２，・・，６となり、６つの全てのオペレータにおける倍数値［FMULTj］および周波数情報［FIXFREQj］のパラメータが増減されるようになる。
【００３９】
ステップＳ１４の処理が終了するか、ステップＳ１３にてハーモニック操作子（HARMONIC）１３ｅが操作されていないと判断された場合は、ステップＳ１５に進む。ステップＳ１５では、変調深さ操作子（FM DEPTH）１３ｆが操作されたか否かが判断される。ここで、変調深さ操作子（FM DEPTH）１３ｆを操作していると、ステップＳ１６に進み、変調深さ操作子（FM DEPTH）１３ｆの操作量［FM DEPTH］が、発音バッファ（PARBUF）領域に書き込まれたＦＭパラメータセットにおける出力レベル設定信号［OUTLVLj］に加算されて、増減された出力レベル設定信号［OUTLVLj］が音源１５ａに送られる。これにより、増減された出力レベル設定信号［OUTLVLj］が反映されたスペクトル成分の振幅とされている楽音波形がＦＭ音源１５ａにおいて発生されるようになる。
なお、出力レベル設定信号［OUTLVLj］における「ｊ」は、ステップＳ１１にて選択された制御対象オペレータのオペレータナンバであり、制御対象オペレータ表における選択されているアルゴリズムナンバとオペレータのグループに対応するオペレータナンバとされている。この場合はグループ「ＡＬＬ」が選択されていることからアルゴリズムナンバが「３２」以外の場合は、「ｊ」は１，２，・・，６となり、６つの全てのオペレータにおける出力レベル設定信号［OUTLVLj］のパラメータが増減されるようになる。
【００４０】
ステップＳ１６の処理が終了するか、ステップＳ１５にて、変調深さ操作子（FM DEPTH）１３ｆが操作されていないと判断された場合は、ステップＳ１７に進む。ステップＳ１７では、ディケイレイト操作子（DECAY）１３ｇが操作されたか否かが判断される。ここで、ディケイレイト操作子（DECAY）１３ｇを操作していると、ステップＳ１６に進み、ディケイレイト操作子（DECAY）１３ｇの操作量［DECAY］が、発音バッファ（PARBUF）領域に書き込まれたＦＭパラメータセットにおけるディケイレイト［EGDECAYj］に加算されて、増減されたディケイレイト［EGDECAYj］が音源１５ａに送られる。これにより、増減されたディケイレイト［EGDECAYj］が反映された楽音波形がＦＭ音源１５ａにおいて発生されるようになる。
なお、ディケイレイト［EGDECAYj］における「ｊ」は、ステップＳ１１にて選択された制御対象オペレータのオペレータナンバであり、制御対象オペレータ表における選択されているアルゴリズムナンバとオペレータのグループに対応するオペレータナンバとされている。この場合はグループ「ＡＬＬ」が選択されていることからアルゴリズムナンバが「３２」以外の場合は、「ｊ」は１，２，・・，６となり、６つの全てのオペレータにおける出力レベル設定信号［OUTLVLj］のパラメータが増減されるようになる。
【００４１】
また、ステップＳ１２にて第１プッシュスイッチ（ＰＳＷ１）１３ｃで選択されているオペレータのグループが「１」「２」「３」のいずれかと判断されるとステップＳ１９に進む。ステップＳ１９では、ハーモニック操作子（HARMONIC）１３ｅが操作されたか否かが判断される。ここで、ハーモニック操作子（HARMONIC）１３ｅを操作していると、ステップＳ２０に進み、ハーモニック操作子（HARMONIC）１３ｅの操作量［HARMONIC］が、発音バッファ（PARBUF）領域に書き込まれたＦＭパラメータセットにおける固定の周波数情報［FIXFREQj］に加算されて、増減された固定の周波数情報［FIXFREQj］が音源１５ａに送られる。さらに、ハーモニック操作子（HARMONIC）１３ｅの操作量［HARMONIC］が、発音バッファ（PARBUF）領域に書き込まれたＦＭパラメータセットにおける倍数値［FMULTj］に加算されて、増減された倍数値［FMULTj］が音源１５ａに送られる。
【００４２】
この場合、ＦＭ音源１５ａにおいて、切換信号発生手段（KPITCH/FIX）２４によりキー情報発生手段（KPITCH）２０が選択されている場合は、増減された倍数値［FMULTj］が反映された楽音波形がＦＭ音源１５ａにおいて発生され、固定の周波数情報発生手段（FIXFREQ）２３が選択されている場合は、増減された固定の周波数情報［FIXFREQj］が反映されたスペクトル成分の周波数分布とされている楽音波形がＦＭ音源１５ａにおいて発生されるようになる。
なお、倍数値［FMULTj］および周波数情報［FIXFREQj］における「ｊ」は、ステップＳ１１にて選択された制御対象オペレータのオペレータナンバであり、図８に示す制御対象オペレータ表における選択されているアルゴリズムナンバとオペレータのグループに対応するオペレータナンバとされている。そして、「ｊ」で示されるオペレータにおける倍数値［FMULTj］および周波数情報［FIXFREQj］のパラメータが増減されるようになる。例えば、アルゴリズムナンバ（ALGORITHM）「５」でグループ「１」が選択されている場合は、オペレータナンバ「２」「４」「６」の３つのオペレータの倍数値［FMULTj］および周波数情報［FIXFREQj］のパラメータが増減されるようになる。
【００４３】
ステップＳ２０の処理が終了するか、ステップＳ１９にてハーモニック操作子（HARMONIC）１３ｅが操作されていないと判断された場合は、ステップＳ２１に進む。ステップＳ２１では、変調深さ操作子（FM DEPTH）１３ｆが操作されたか否かが判断される。ここで、変調深さ操作子（FM DEPTH）１３ｆを操作していると、ステップＳ２２に進み、変調深さ操作子（FM DEPTH）１３ｆの操作量［FM DEPTH］が、発音バッファ（PARBUF）領域に書き込まれたＦＭパラメータセットにおける出力レベル設定信号［OUTLVLj］に加算されて、増減された出力レベル設定信号［OUTLVLj］が音源１５ａに送られる。これにより、増減された出力レベル設定信号［OUTLVLj］が反映されたスペクトル成分の振幅とされている楽音波形がＦＭ音源１５ａにおいて発生されるようになる。
なお、出力レベル設定信号［OUTLVLj］における「ｊ」は、ステップＳ１１にて選択された制御対象オペレータのオペレータナンバであり、図８に示す制御対象オペレータ表における選択されているアルゴリズムナンバとオペレータのグループに対応するオペレータナンバとされている。そして、「ｊ」で示されるオペレータにおける出力レベル設定信号［OUTLVLj］のパラメータが増減されるようになる。例えば、アルゴリズムナンバ（ALGORITHM）「５」でグループ「２」が選択されている場合は、オペレータナンバ「４」「６」の２つのオペレータの出力レベル設定信号［OUTLVLj］のパラメータが増減されるようになる。
【００４４】
ステップＳ２２の処理が終了するか、ステップＳ２１にて、変調深さ操作子（FM DEPTH）１３ｆが操作されていないと判断された場合は、ステップＳ２３に進む。ステップＳ２３では、ディケイレイト操作子（DECAY）１３ｇが操作されたか否かが判断される。ここで、ディケイレイト操作子（DECAY）１３ｇを操作していると、ステップＳ２４に進み、ディケイレイト操作子（DECAY）１３ｇの操作量［DECAY］が、発音バッファ（PARBUF）領域に書き込まれたＦＭパラメータセットにおけるディケイレイト［EGDECAYj］に加算されて、増減されたディケイレイト［EGDECAYj］が音源１５ａに送られる。これにより、増減されたディケイレイト［EGDECAYj］が反映された楽音波形がＦＭ音源１５ａにおいて発生されるようになる。
なお、ディケイレイト［EGDECAYj］における「ｊ」は、ステップＳ１１にて選択された制御対象オペレータのオペレータナンバであり、図８に示す制御対象オペレータ表における選択されているアルゴリズムナンバとオペレータのグループに対応するオペレータナンバとされている。そして、「ｊ」で示されるオペレータにおけるディケイレイト［EGDECAYj］のパラメータが増減されるようになる。例えば、アルゴリズムナンバ（ALGORITHM）「１６」でグループ「１」が選択されている場合は、オペレータナンバ「２」「３」「５」の３つのオペレータのディケイレイト［EGDECAYj］のパラメータが増減されるようになる。
【００４５】
ステップＳ１８あるいはステップＳ２４の処理が終了するか、ステップＳ１７あるいはステップＳ２３にて、ディケイレイト操作子（DECAY）１３ｇが操作されていないと判断された場合は、図１１に示すステップＳ２５に進む。ステップＳ２５ではＦＭ音源１５ａのアルゴリズム変更モードの管理処理が行われる。ここでは、ステップＳ２６にてアルゴリズム変更モードがオンとされているか否かが判断される。ここで、アルゴリズム切換設定スイッチ（ALG）１３ａが操作されており、アルゴリズム変更モードがオンとされていると判断されると、ステップＳ２７に進みアルゴリズムを選択するDATA操作子１３ｂが操作されたか否かが判断される。ここで、DATA操作子１３ｂが操作されたと判断されると、ステップＳ２８に進みDATA操作子１３ｂの操作量［DATA］に応じて、アルゴリズムナンバ［ALGORITHM］が書き換えられて変更される。この書き換えられたアルゴリズムナンバ［ALGORITHM］は、ＦＭ音源１５ａに送られ書き換えられたアルゴリズムナンバ［ALGORITHM］におけるアルゴリズムに基づく楽音波形がＦＭ音源１５ａにおいて発生されるようになる。これにより、リアルタイムでアルゴリズムが切り換わるようになるので、演奏中の音色を劇的に音色変化させることができるようになる。
なお、ステップＳ２６にてアルゴリズム変更モードがオンとされていないと判断された場合、ステップＳ２７にてDATA操作子１３ｂが操作されていないと判断された場合、および、ステップＳ２８の処理が終了した場合は音色パラメータ処理は終了し、図９に示すステップＳ４にリターンする。
【００４６】
次に、図１に示す本発明にかかる楽音波形発生装置１におけるノイズフォルマント音源（ＮＦＴＧ）１５ｂの構成例を図１５に示す。
ノイズフォルマント音源１５ｂは、ざらざらした粗っぽいノイズ的音色の楽音波形を発生することができる音源とされており、音高変化制御することにより風の吹く音や口笛の音に近似する音を得ることができる。このノイズフォルマント音源１５ｂは、複数のノイズフォルマントを合成することにより構成されており、例えば、図１５に示すように８台のノイズフォルマント発生器（ＮＦＧ１）８０〜ノイズフォルマント発生器（ＮＦＧ８）８８を備えている。そして、それぞれの発生器から発生される８つのノイズフォルマントを合成してノイズフォルマント出力（NFTGOUT）を得るようにしている。ノイズフォルマント発生器（ＮＦＧ１）８０〜ノイズフォルマント発生器（ＮＦＧ８）８８には、それぞれフォルマントの中心周波数を定めるフォルマント周波数情報発生手段（FFREQ1）７０〜フォルマント周波数情報発生手段（FFREQ8）７８からフォルマント周波数情報が供給されている。このフォルマント周波数情報発生手段（FFREQ1）７０〜フォルマント周波数情報発生手段（FFREQ8）７８から同じ音高情報を供給し、ノイズフォルマント発生器（ＮＦＧ１）８０〜ノイズフォルマント発生器（ＮＦＧ８）８８において、発生器毎に音高情報を整数倍して相互に異なる倍音のフォルマント周波数を発生することにより、例えば図１４（ｃ）に示すような倍音的に並べられたノイズフォルマント出力（NFTGOUT）を得ることができる。
【００４７】
ノイズフォルマント発生器（ＮＦＧ１）８０〜ノイズフォルマント発生器（ＮＦＧ８）８８は、同様の構成とされておりその構成例を図１２に示す。
ノイズフォルマント発生器は図１２に示すように、正弦波が書き込まれた波形メモリからなる正弦波テーブル（ＳＩＮ）４７と、その読み出し波形を発生する位相発生部（ＰＧ）４６とを備えている。位相発生部４６は、入力されたフォルマント周波数情報を累算するアキュムレータにより構成されており、アキュムレータがオーバフローした際にはアキュムレータの値が余りの値となり、累算が繰り返し行われていくようになる。これにより、位相発生部４６からは、入力されたフォルマント周波数情報に応じた繰り返し周期の読み出し波形が出力されるようになる。ここで、位相発生部４６に入力される周波数情報が一定の値とされていると、位相発生部４６の出力は直線状に上昇する鋸歯状の読み出し波形となる。この読み出し波形は位相角情報であり、正弦波テーブル４７における波形メモリの読み出しアドレスに相当するから、正弦波テーブル４７に鋸歯状の読み出し波形が供給されると、読み出される波形は正弦波となる。読み出された波形の周波数は、位相発生部４６に入力された周波数情報に応じた周波数となり、これがフォルマント中心周波数となる。例えば、位相発生部４６から出力される位相角情報をｎωｔとすると、正弦波テーブル４７からはＳｉｎ（ｎωｔ）の正弦波が読み出されるようになる。
【００４８】
一方、ホワイトノイズ発生器（ＷＮＧ）４８から発生されたホワイトノイズは、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）５０において高域成分がカットされて帯域制限され、例えば図１４（ａ）に示すように急峻な減衰カーブのフォルマントＡとされる。このフォルマントＡは、乗算器５９において正弦波テーブル４７から読み出された波形に乗算され、正弦波テーブル４７から読み出された波形がフォルマントＡにより振幅変調されることになる。これにより、乗算器５９からは図１４（ａ）に示すフォルマントＢの変調波形がノイズフォルマント出力（NFOUT）６０に出力されるようになる。フォルマントＢの中心周波数は、正弦波テーブル４７から読み出された波形の周波数であり、これがフォルマント周波数（FFREQ）となる。ローパスフィルタ５０のカットオフ周波数や減衰カーブ等のパラメータは、フィルタパラメータ発生手段（FLTPAR）４９からのパラメータにより制御されており、ローパスフィルタ５０の出力は乗算器５２において、ノイズレベル制御手段（NLVL）５１からのノイズレベル制御信号が乗算されてレベル制御されている。なお、図４に示すノイズレベル設定操作子（NOISE LEVEL）１３ｈが操作されると、その操作量に応じてノイズレベル制御信号が増減されてレベル制御されるようになる。
【００４９】
さらに、乗算器５２からの出力には、オフセット発生手段（OFFSET）５３から発生されたオフセット信号が加算器５４において加算されている。このオフセット信号は直流成分（ゼロ周波数成分）であり、結果的に正弦波テーブル４７から読み出された波形のレベルを制御する信号となる。すなわち、乗算器５２から出力されるノイズレベルと同じレベルのオフセット信号を加算器５４に供給すると、加算器５４の出力は図１４（ａ）に示すフォルマントＡのようになり、このフォルマントＡにより振幅変調された乗算器５９の出力は図１４（ａ）に示すフォルマントＢのようにフォルマント周波数（FFREQ）成分のレベル（オフセット信号のレベル）とノイズレベル（NLVL）とを同様のレベルとできる。ただし、この場合はノイズの直流成分を無視している。また、オフセット信号のレベルをそのままにしてノイズレベル制御信号を絞るようにすると、加算器５４の出力は図１４（ｂ）に示すフォルマントＡのようになり、このフォルマントＡにより振幅変調された乗算器５９の出力は図１４（ｂ）に示すフォルマントＢのようにフォルマント周波数（FFREQ）成分のレベルはそのままで、ノイズフォルマントのレベルが絞られるようになる。このように、オフセット信号のレベルによりフォルマント周波数（FFREQ）成分のレベルを制御することができるようになる。
【００５０】
フォルマント周波数発生手段（FFREQ）４０から入力されたフォルマント周波数情報は乗算器４３において、エンベロープ発生器（ＥＧ）４２から発生されたフォルマント周波数エンベロープ信号と乗算され、キースケーリングテーブル（KSCTBL）４４に入力される。エンベロープ発生器（ＥＧ）４２には、フォルマントエンベロープパラメータ発生手段（FEGPAR）４１からのフォルマントエンベロープパラメータが供給されており、このパラメータに基づいてフォルマント周波数を変動させるフォルマント周波数エンベロープ信号が発生される。また、キースケーリングテーブル（KSCTBL）４４のキースケーリング特性例を図１３に示す。図１３に示す特性ａは、１：１のキースケーリングを行う特性であり、特性ｂは１以上のキースケーリングを行う特性であり、特性ｃは１以下のキースケーリングを行う特性とされている。このキースケーリングテーブル４４の特性は、キースケーリングパラメータ発生手段（KSCPAR）５５から供給されたキースケーリングパラメータに応じたキースケーリング特性とされる。
【００５１】
キースケーリングテーブル４４から出力されたキースケーリングされたフォルマント周波数情報には、乗算器４５において倍数発生手段（FMULT）５６から供給された倍数値が乗算されて位相発生部４６に供給される。ここでは、倍数発生手段（FMULT）５６で設定された倍数値が乗算器４５においてフォルマント周波数情報に乗算されることにより、フォルマント周波数情報が整数倍される。フォルマント周波数情報が整数倍されることにより、正弦波テーブル４７から読み出される正弦波のフォルマント周波数は整数倍となる。なお、倍数発生手段（FMULT）５６で設定される倍数値は整数値に限らず非整数値としてもよい。
さらに、正弦波テーブル４７から出力される波形信号には、乗算器５９においてエンベロープ発生器（ＥＧ）５８により発生された振幅エンベロープ信号も乗算されている。このエンベロープ発生器５８は、振幅エンベロープパラメータ発生手段（AEGPAR）５７から供給されたパラメータに応じて振幅エンベロープ信号を発生している。エンベロープパラメータとしては、アタックレイト、ディケイレイト、サスティンレベル、リリースレイトのパラメータとされる。
【００５２】
このような構成のノイズフォルマント発生器をノイズフォルマント発生器（ＮＦＧ１）８０〜ノイズフォルマント発生器（ＮＦＧ８）８８としている図１５に示すノイズフォルマント音源１５ｂにおいて、フォルマント周波数情報発生手段（FFREQ1）７０〜フォルマント周波数情報発生手段（FFREQ8）７８を、鍵盤１４やＭＩＤＩ受信データ等の音高情報源とし、ノイズフォルマント発生器（ＮＦＧ１）８０〜ノイズフォルマント発生器（ＮＦＧ８）８８におけるキースケーリングテーブル（KSCTBL）４４のキースケーリング特性を１：１とすると共に、倍数発生手段（FMULT）５６の倍数値として１，２，３・・・８を順次設定する。これにより、図１４（ｃ）に示す倍音関係とされたフォルマント周波数ｆ，２ｆ，３ｆ・・・８ｆのノイズフォルマント出力を得ることができる。
【００５３】
この場合、フィルタパラメータ発生手段（FLTPAR）４９からのパラメータによりローパスフィルタ５０の減衰カーブをノイズフォルマント発生器毎に制御すると、図１４（ｃ）に示すように倍音成分毎にノイズフォルマントの幅を異なるように制御することができる。さらに、ノイズレベル制御手段（NLVL）５１からのノイズレベル制御信号とオフセット発生手段（OFFSET）５３からのオフセット信号とを、ノイズフォルマント発生器８０からノイズフォルマント発生器８８に向かうにつれて絞るようにすることにより、図１４（ｃ）に示すようにノイズフォルマントのレベルおよびノイズフォルマントの中心周波数のレベルが、倍音が高くなるにつれしだいに絞られるように制御することができる。また、キースケーリングテーブル４４において１：１以外のキースケーリング特性とすることにより、音高情報の変化割合と異なるノイズフォルマントの中心周波数の変化割合とすることができ効果音として利用することができるようになる。
なお、図１２に示すノイズフォルマント発生器において、位相発生部（ＰＧ）４６およびエンベロープ発生器（ＥＧ）４２、エンベロープ発生器（ＥＧ）５８は、鍵盤１４やＭＩＤＩ受信データにおけるキーオンがトリガとされて動作開始するようにされている。
【００５４】
ところで、図２に示すオペレータと図１２に示すノイズフォルマント発生器とは、共通とする構成が多くされている。そこで、オペレータとノイズフォルマント発生器との構成を兼ね備えた構成とすると、その構成の単位音源手段をオペレータとノイズフォルマント発生器とで切り換えて用いることができるようになる。図１に示す楽音波形発生装置１では、例えば同時発音数が１６チャンネルとされており、それぞれの発音チャンネルにおいてＦＭ音源１５ａかノイズフォルマント音源１５ｂかを選択して、その楽音波形を発生できるようにされている。この場合、音源１５における１６チャンネル分の単位音源手段の構成をオペレータとノイズフォルマント発生器との構成を兼ね備えた構成とすると、チャンネル毎に任意にＦＭ音源１５ａあるいはノイズフォルマント音源１５ｂとすることができ、それぞれの音源数を任意の音源数とすることができるようになる。
【００５５】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成されているので、組み合わせ設定手段で設定された接続組み合わせにおける複数のオペレータのうちの制御対象とする１つ以上のオペレータのグループを設定し、制御手段を操作した際に、制御対象選択手段で選択されたグループのオペレータのパラメータ値が制御されるようにしている。これにより、１つの制御手段を操作した際に、複数のオペレータのパラメータ値を制御することができ、多様な音色変化を簡易な操作により得ることができるようになる。
また、オペレータの組み合わせであるアルゴリズムを演奏中に変更した際に、変更されたアルゴリズムで発生された楽音波形が発生されるようになるため、演奏中に音色を劇的に変化させることができるようになる。
さらに、ノイズフォルマント発生手段を設けることによりノイズ的音色の楽音を得ることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の楽音波形発生装置の実施の形態のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図２】  本発明の実施の形態にかかる楽音波形発生装置におけるオペレータの構成概念図である。
【図３】  本発明の実施の形態にかかる楽音波形発生装置におけるＦＭパラメータセットを示す図表である。
【図４】  本発明の実施の形態にかかる楽音波形発生装置における操作パネル部の一部の構成を示す図である。
【図５】  本発明の実施の形態にかかる楽音波形発生装置におけるＦＭ音源に設定されるアルゴリズムナンバ「１」「３」「５」のアルゴリズムを示す図である。
【図６】  本発明の実施の形態にかかる楽音波形発生装置におけるＦＭ音源に設定されるアルゴリズムナンバ「１６」「２９」のアルゴリズムを示す図である。
【図７】  本発明の実施の形態にかかる楽音波形発生装置におけるＦＭ音源に設定されるアルゴリズムナンバ「３２」のアルゴリズムを示す図である。
【図８】  本発明の実施の形態にかかる楽音波形発生装置におけるＦＭ音源に設定される制御対象オペレータを示す図表である。
【図９】  本発明の実施の形態にかかる楽音波形発生装置におけるメインプログラムのフローチャートである。
【図１０】  本発明の実施の形態にかかる楽音波形発生装置におけるメインプログラムの音色パラメータ処理の一部のフローチャートである。
【図１１】  本発明の実施の形態にかかる楽音波形発生装置におけるメインプログラムの音色パラメータ処理の残る一部のフローチャートである。
【図１２】  本発明の実施の形態にかかる楽音波形発生装置におけるノイズフォルマント音源のノイズフォルマント発生器の構成を示す図である。
【図１３】  本発明の実施の形態にかかる楽音波形発生装置におけるノイズフォルマント発生器のキースケーリング特性を示す図である。
【図１４】  本発明の実施の形態にかかる楽音波形発生装置におけるノイズフォルマント発生器が発生するノイズフォルマントの例を示す図である。
【図１５】  本発明の実施の形態にかかる楽音波形発生装置におけるノイズフォルマント音源の構成を示す図である。
【符号の説明】
１  楽音波形発生装置、１０  ＣＰＵ、１１  ＲＯＭ、１２  ＲＡＭ、１３  操作パネル部、１３ａ  アルゴリズム切換設定スイッチ、１３ｂ  DATA操作子、１３ｃ  第１プッシュスイッチ、１３ｄ  第２プッシュスイッチ、１３ｅ  ハーモニック操作子、１３ｆ  変調深さ操作子、１３ｇ  ディケイレイト操作子、１３ｈ  ノイズレベル設定操作子、１４  鍵盤、１５  音源、１５ａ  ＦＭ音源、１５ｂ  ノイズフォルマント音源、１６  システムバスライン、２０  キー情報発生手段、２１  変調器入力手段、２２  乗算器、２３  固定の周波数情報発生手段、２４  切換信号発生手段、２５  倍数発生手段、２６  位相発生部、２７  加算器、２８  正弦波テーブル、２９  乗算器、３０  エンベロープパラメータ発生手段、３１  エンベロープ発生器、３２  乗算器、３３  フィードバックレベル設定手段、３４  出力レベル設定手段、３５  出力手段、４０  フォルマント周波数発生手段、４１  フォルマントエンベロープパラメータ発生手段、４２エンベロープ発生器、４３  乗算器、４４  キースケーリングテーブル、４５乗算器、４６  位相発生部、４７  正弦波テーブル、４８  ホワイトノイズ発生器、４９  フィルタパラメータ発生手段、５０  ローパスフィルタ、５１  ノイズレベル制御手段、５２  乗算器、５３  オフセット発生手段、５４  加算器、５５  キースケーリングパラメータ発生手段、５６  倍数発生手段、５７  振幅エンベロープパラメータ発生手段、５８  エンベロープ発生器、５９  乗算器、６０  ノイズフォルマント出力、７０〜７８  フォルマント周波数情報発生手段、８０〜８８  ノイズフォルマント発生器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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