(57)【要約】【課題】楽音波形データの制御時にオーバーフローが発生することを防止しながら、表現力豊かな演奏を行うことができるようにする。【解決手段】レゾナンス値Ｑ、Ｋｅｙ識別信号、及び音色情報に基づいてデータテーブル４０の中から選択された振幅制御データＡＣＤと、フィルタ回路２３により所望のフィルタ特性に制御された楽音波形データとを第１の乗算器２５により乗算することにより、振幅制御データＡＣＤに従った振幅を有する楽音波形データを出力するようにして、オーバーフローが発生しない範囲内で、レゾナンス値Ｑ１〜Ｑｎに応じて楽音波形データの振幅値を大きくすることができるようにする。【選択図】　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
楽音波形データを制御して楽音信号を発生させる楽音信号発生装置において、
上記楽音波形データをフィルタ制御するデジタルフィルタと、
上記デジタルフィルタのレゾナンス値に応じて、上記デジタルフィルタによりフィルタ制御された楽音波形データの振幅を制御する振幅制御手段とを有することを特徴とする楽音信号発生装置。
【請求項２】
上記振幅制御手段は、上記楽音波形データの振幅を制御するための振幅制御データを上記レゾナンス値に応じて生成する振幅制御データ生成手段と、
上記振幅制御データ生成手段により生成された振幅制御データと、上記デジタルフィルタによりフィルタ制御された楽音波形データとを乗算する乗算手段とを有することを特徴とする請求項１に記載の楽音信号発生装置。
【請求項３】
上記楽音波形データの振幅を制御するための振幅制御データと、上記レゾナンス値とを関連付けて記憶するテーブルを複数有し、
上記振幅制御データ生成手段は、上記楽音波形データに対する音色情報及び音域情報の少なくとも何れか一方に基づいて、上記複数のテーブルの中から１つを選択し、上記選択したテーブルを用いて、上記レゾナンス値を上記振幅制御データに変換することを特徴とする請求項２に記載の楽音信号発生装置。
【請求項４】
上記振幅制御手段は、上記レゾナンス値に応じた振幅レベルを生成する振幅レベル生成手段と、
上記振幅レベル生成手段により生成された振幅レベルと、上記デジタルフィルタによりフィルタ制御された楽音波形データの振幅レベルまたは上記乗算手段により振幅制御データが乗算された楽音波形データの振幅レベルとを比較する比較手段と、
上記比較手段により比較された結果に基づいて、上記比較された振幅レベルの何れか一方を選択する選択手段とを有することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の楽音信号発生装置。
【請求項５】
楽音波形データを制御して楽音信号を発生させる楽音信号発生方法において、
上記楽音波形データをフィルタ制御するデジタルフィルタのレゾナンス値に応じて、上記デジタルフィルタによりフィルタ制御された楽音波形データの振幅を制御する振幅制御処理を行うことを特徴とする楽音信号発生方法。
【請求項６】
上記振幅制御処理は、上記楽音波形データの振幅を制御するための振幅制御データを上記レゾナンス値に応じて生成する振幅制御データ生成処理と、
上記振幅制御データ生成処理により生成された振幅制御データと、上記デジタルフィルタによりフィルタ制御された楽音波形データとを乗算する乗算処理とを行うことを特徴とする請求項５に記載の楽音信号発生方法。
【請求項７】
上記振幅制御データ生成処理は、上記楽音波形データに対する音色情報及び音域情報の少なくとも何れか一方に基づいて、上記楽音波形データの振幅を制御するための振幅制御データと、上記レゾナンス値とが関連付けて記憶された複数のテーブルの中から１つのテーブルを選択し、上記選択したテーブルを用いて、上記レゾナンス値を上記振幅制御データに変換することを特徴とする請求項６に記載の楽音信号発生方法。
【請求項８】
上記振幅制御処理は、上記レゾナンス値に応じた振幅レベルを生成する振幅レベル生成処理と、
上記振幅レベル生成処理により生成された振幅レベルと、上記デジタルフィルタによりフィルタ制御された楽音波形データの振幅レベルまたは上記乗算処理により振幅制御データが乗算された楽音波形データの振幅レベルとを比較する比較処理と、
上記比較処理により比較された結果に基づいて、上記比較された振幅レベルの何れか一方を選択する選択処理とを行うことを特徴とする請求項５〜７の何れか１項に記載の楽音信号発生方法。
【請求項９】
楽音波形データをフィルタ制御するデジタルフィルタのレゾナンス値に応じて、上記デジタルフィルタにより制御された楽音波形データの振幅を制御する振幅制御処理をコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項１０】
上記請求項９に記載のコンピュータプログラムを記録したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、楽音信号発生装置、楽音信号発生方法、コンピュータプログラム及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関し、特に、デジタルフィルタを用いて楽音波形データを制御して楽音信号を発生させるために用いて好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子楽器などでは、種々の音色の楽音を生成するために、デジタルフィルタを用いて楽音波形データを制御することが行われている。
【０００３】
例えば、特開平７−９８５８４号公報では、フィルタのレゾナンス値に応じてフィルタ係数を制御し、上記制御したフィルタ係数に応じて楽音波形データの振幅レベルを決定するようにした技術が開示されている。
このようにすれば、楽音波形データの制御時にオーバーフローすることを防止することができ好ましい。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の技術では、フィルタのレゾナンス値を大きくしても、予め定められている振幅レベル以下に楽音波形データの振幅レベルを制御してしまう。このため、フィルタのレゾナンス値を大きくしても、出力される楽音の音量を所定値よりも大きくすることができず、不自然な楽音が出力されて演奏者などに違和感を与えてしまうという問題点があった。
【０００５】
また、上述した従来の技術では、レゾナンス値を大きくしても楽音波形データを飽和させることができず、楽音波形データを非線形にすることができなかった。これにより、レゾナンス値を大きく設定して、割れた感じの楽音を出力することができないという問題点もあった。
【０００６】
このように、上述した従来の技術では、楽音波形データの制御時にオーバーフローが発生することを防止することができるが、表現力豊かな演奏を行うことができなくなってしまうという問題点があった。
【０００７】
本発明は上述の問題点にかんがみ、楽音波形データの制御時にオーバーフローが発生することを防止しながら、表現力豊かな演奏を行うことができるようにすることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の楽音信号発生装置は、楽音波形データを制御して楽音信号を発生させる楽音信号発生装置において、上記楽音波形データをフィルタ制御するデジタルフィルタと、上記デジタルフィルタのレゾナンス値に応じて、上記デジタルフィルタによりフィルタ制御された楽音波形データの振幅を制御する振幅制御手段とを有することを特徴としている。
【０００９】
本発明の楽音信号発生方法は、楽音波形データを制御して楽音信号を発生させる楽音信号発生方法において、上記楽音波形データをフィルタ制御するデジタルフィルタのレゾナンス値に応じて、上記デジタルフィルタによりフィルタ制御された楽音波形データの振幅を制御する振幅制御処理を行うことを特徴としている。
【００１０】
本発明のコンピュータプログラムは、楽音波形データをフィルタ制御するデジタルフィルタのレゾナンス値に応じて、上記デジタルフィルタにより制御された楽音波形データの振幅を制御する振幅制御処理をコンピュータに実行させることを特徴としている。
【００１１】
本発明のコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、上記記載のコンピュータプログラムを記録したことを特徴としている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
次に、添付の図面を参照しながら本発明の楽音信号発生装置、楽音信号発生方法、コンピュータプログラム及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体の第１の実施の形態を説明する。
図１は、本実施の形態の楽音信号発生装置を適用した電子楽器の概略構成の一例を示すブロック図である。
【００１３】
図１において、電子楽器１は、中央処理装置（以下、ＣＰＵと称する）２と、リードオンリメモリ（以下、ＲＯＭと称する）３と、ランダムアクセスメモリ（以下、ＲＡＭと称する）４と、信号バス５と、キーボード部６と、操作パネル部７と、本実施の形態の楽音信号発生装置として配設される楽音発生部８と、デジタル／アナログ変換部（以下、Ｄ／Ａ変換部と称する）９と、アナログ信号処理部１０と、パワーアンプ１１と、スピーカ部１２とを有している。
【００１４】
図１に示すように、ＣＰＵ２、ＲＯＭ３、ＲＡＭ４、キーボード部６、操作パネル部７、及び楽音発生部８は、それぞれ信号バス５に接続され、相互に通信することが可能である。
【００１５】
キーボード部６は、演奏を行うための複数の鍵とその鍵の各々に対応して設けられた鍵スイッチとを含む１つまたは複数の鍵盤を有している。上記鍵スイッチは、押鍵や離鍵を検出するとともに、各鍵の動作スピードに関するＫｅｙタッチレスポンス信号を検出するように構成されている。
【００１６】
操作パネル部７は、音色や音量等を選択及び設定するための各種操作子と、これらの選択および設定状態を表示するためのＬＣＤ（液晶表示装置）またはＬＥＤ（発光ダイオード）から成る表示装置とを有している。なお、上記音色や音量等を選択および設定するための各種操作子は、例えば、音色設定スイッチや音量設定ボリュームである。
【００１７】
ＣＰＵ２は、本実施形態の電子楽器全体を統括制御するためのものであり、ＲＯＭ３に格納されている制御プログラムに従って、ＲＡＭ４をワークメモリとして利用しながら例えば次のような処理を行う。
【００１８】
すなわち、ＣＰＵ２は、キーボード部６の各鍵スイッチのスキャン処理を行って、各鍵の押鍵または離鍵に伴う鍵情報を楽音発生部８に割り当てる処理を行う。なお、上記各鍵の押鍵または離鍵に伴う鍵情報の具体例としては、Ｋｅｙ　ＯＮ／ＯＦＦ信号、Ｋｅｙ識別信号（鍵番号など）、Ｋｅｙタッチレスポンス信号等が挙げられる。
【００１９】
また、ＣＰＵ２は、操作パネル部７に配設されている音色設定スイッチや音量設定ボリュームのスキャン処理を行って、設定された音色や音量の楽音パラメータ情報に応じて楽音発生部８から所望のデジタル楽音信号ＤＭＳを発生させる処理を行う。
【００２０】
ＲＯＭ３は、読み出し専用のメモリであり、上述のようなＣＰＵ２の制御プログラムの他、楽音発生部８から所望の楽音信号を発生させるために必要なパラメータデータなど、種々のデータを格納する。
【００２１】
ＲＡＭ４は読み書きが可能なメモリであり、ＣＰＵ２のプログラム実行過程において各種の必要なデータを一時的に記憶したり、編集可能なパラメータデータを記憶したりする記憶領域を有している。このＲＡＭ４の一部あるいは全部はバッテリーバックアップされており、操作パネル部７により設定された音色に応じた必要なデータを、電子楽器１の電源がオフにされても保持しておくことができるようになされている。
【００２２】
楽音発生部８は、操作パネル部７の音色設定スイッチの操作によって選択および設定された音色で、キーボード部６で押鍵された鍵に応じたデジタル楽音信号を発生させるための楽音発生器、音像効果装置、残響効果装置などを有している。
【００２３】
この楽音発生部８は、何れかの鍵の押鍵や音色設定スイッチの設定状態に応じて与えられる上記Ｋｅｙ　ＯＮ／ＯＦＦ信号、Ｋｅｙ識別信号、及び音色情報に基づいて、後述する波形メモリから楽音波形データを読み出し、この読み出した楽音波形データを加工してデジタル形式の種々の音色のデジタル楽音信号ＤＭＳを発生する。
【００２４】
Ｄ／Ａ変換部９は、楽音発生部８で発生されたデジタル楽音信号ＤＭＳをアナログ楽音信号に変換する機能を有する。
アナログ信号処理部１０は、Ｄ／Ａ変換部９でＤ／Ａ変換されたアナログ楽音信号に対し、簡単なフィルタ処理（ノイズ除去処理）を施す機能を有する。
パワーアンプ１１は、アナログ信号処理部１０でノイズ除去処理が施されたアナログ楽音信号に対し、増幅処理を施して適当なレベルに増幅する。
スピーカ部１２は、パワーアンプ１１で増幅されたアナログ楽音信号を可聴信号として放音するためのものであり、１個あるいは複数個で構成されている。
【００２５】
図２は、図１に示した本実施の形態の楽音発生部８の構成をより具体的に示したブロック図である。
図２において、楽音発生部８は、波形メモリ２０と、波形読み出し回路２１と、フィルタ制御情報発生器２２と、フィルタ回路２３と、振幅制御データ発生器２４と、第１の乗算器２５と、エンベロープ発生器２６と、第２の乗算器２７とを有している。
【００２６】
波形メモリ２０は、音色や音域に応じた種々の楽音波形データを、繰り返し波形データとして、あるいは立ち上がり部と繰り返し部とからなる波形データとして所定のエリアに予め記憶するためのメモリである。
【００２７】
波形読み出し回路２１は、キーボード部６の鍵操作に応じて与えられるＫｅｙ　　ＯＮ／ＯＦＦ信号及びＫｅｙ識別信号と、操作パネル部７の設定状態に応じて与えられる音色情報とに基づいて、波形メモリ２０から所望の楽音波形データを所望の楽音周波数に応じた速度で読み出す。このとき、波形読み出し回路２１から波形メモリ２０に時分割で与えられるアドレス情報に従って、そのアドレス情報に対応する楽音波形データが波形メモリ２０から読み出される。
【００２８】
フィルタ制御情報発生器２２は、フィルタ回路２３におけるフィルタ特性の制御（以下、必要に応じてフィルタ制御と称する）や、振幅制御データ発生器２４における楽音波形データの振幅制御を行うための制御情報（カットオフ値Ｃｕｔｏｆｆとレゾナンス値Ｑ）を発生するものである。
【００２９】
具体的に説明すると、フィルタ制御情報発生器２２は、キーボード部５の鍵操作に応じて与えられる所望のキー情報（Ｋｅｙ　ＯＮ／ＯＦＦ信号、Ｋｅｙ識別信号、Ｋｅｙタッチレスポンス信号）と、操作パネル部６の音色設定スイッチの設定状態に応じて与えられる音色情報とに基づいて、カットオフ値Ｃｕｔｏｆｆとレゾナンス値Ｑを発生させる。そして、フィルタ回路２３にカットオフ値Ｃｕｔｏｆｆとレゾナンス値Ｑを、振幅制御データ発生器２４にレゾナンス値Ｑをそれぞれ出力する。
【００３０】
フィルタ回路２３は、波形メモリ２０から所望の楽音周波数に従って読み出された楽音波形データに含まれる各周波数成分を、フィルタ制御情報発生器２２により発生される上記制御情報（カットオフ値Ｃｕｔｏｆｆとレゾナンス値Ｑ）に基づいてフィルタ制御するデジタルフィルタである。
【００３１】
振幅制御データ発生器２４は、フィルタ制御情報発生器２２から出力される上記制御情報（レゾナンス値Ｑ）と、キーボード部６の鍵操作に応じて与えられる音域情報としてのＫｅｙ識別信号と、操作パネル部７の設定状態に応じて与えられる音色情報とに基づいて楽音波形データの振幅を制御するための振幅制御データＡＣＤを発生するものである。
【００３２】
第１の乗算器２５は、フィルタ回路２３により所望のフィルタ特性に制御された楽音波形データと、振幅制御データ発生器２４により発生された振幅制御データＡＣＤとを乗算し、振幅制御データＡＣＤに従った振幅を有する楽音波形データを出力する。
【００３３】
エンベロープ発生器２６は、キーボード部６の鍵操作に応じて与えられるＫｅｙ　ＯＮ／ＯＦＦ信号、Ｋｅｙ識別信号、及びＫｅｙレスポンス信号と、操作パネル部７の設定状態に応じて与えられる音色情報とに基づいて、第１の乗算器２５により振幅制御データＡＣＤが乗算された楽音波形データに対してエンベロープを与えるためのエンベロープ信号ＥＳを発生する。
【００３４】
第２の乗算器２７は、第１の乗算器２５により振幅制御データＡＣＤが乗算され振幅値が制御された楽音波形データと、エンベロープ発生器２６から与えられるエンベロープ信号ＥＳとを乗算し、デジタル楽音信号ＤＭＳを出力する。
【００３５】
図３は、図２に示した本実施の形態のフィルタ制御情報発生器２２のより詳細な構成の一例を示すブロック図である。
図３において、フィルタ制御情報発生器２２は、フィルタパラメータ発生器３０と、フィルタエンベロープ発生器３１と、第３の乗算器３２と、加算器３３とを有している。
【００３６】
フィルタパラメータ発生器３０は、キーボード部６の鍵操作に応じて与えられるＫｅｙ識別信号及びＫｅｙタッチレスポンス信号と、操作パネル部７の設定状態に応じて与えられる音色情報とに基づいて、図２に示したフィルタ回路２３に対する上記制御情報の１つであるカットオフ値Ｃｕｔｏｆｆを生成するのに必要な３つのパラメータ（バイアスＢｉａｓ、ディプス　Ｄｅｐｔｈ、及びエンベロープ用パラメータＥｎｖ．Ｐａｒａ）と、もう１つの制御情報であるレゾナンス値Ｑとを発生する。
【００３７】
なお、カットオフ値Ｃｕｔｏｆｆは、フィルタ特性のカットオフ角周波数（共振角周波数）とサンプリング周期とを乗算した値を示すものである。
レゾナンス値Ｑは、フィルタ特性のバイアス点における振幅を決定するためのパラメータであり、フィルタパラメータ発生器３０により発生されるレゾナンス値Ｑがそのままフィルタ回路２３に出力される。
【００３８】
カットオフ値Ｃｕｔｏｆｆを生成するのに必要なパラメータであるバイアスＢｉａｓは、カットオフ値Ｃｕｔｏｆｆのベースとなるレベル調整のためのパラメータである。また、ディプスＤｅｐｔｈは、フィルタの作用度合いを制御するためのパラメータである。そして、エンベロープ用パラメータＥｎｖ．Ｐａｒａは、フィルタ特性のエンベロープを制御するためのパラメータである。
【００３９】
フィルタエンベロープ発生器３１は、キーボード部６の鍵操作に応じて与えられるＫｅｙ　ＯＮ／ＯＦＦ信号をトリガーとして、フィルタパラメータ発生器３０から出力されるエンベロープ用パラメータＥｎｖ．Ｐａｒａに基づいてフィルタエンベロープ信号ＥＧを発生する。
【００４０】
第３の乗算器３２は、フィルタエンベロープ発生器３１より出力されるフィルタエンベロープ信号ＥＧと、作用度合いを制御するパラメータであるディプスＤｅｐｔｈとを乗算する。
そして、加算器３３は、第３の乗算器３２から出力される乗算結果と、バイアスＢｉａｓとを加算することにより、上記カットオフ値Ｃｕｔｏｆｆを発生する。
【００４１】
以上のようにして、カットオフ値Ｃｕｔｏｆｆとレゾナンス値Ｑを生成してカットオフ値Ｃｕｔｏｆｆとレゾナンス値Ｑをフィルタ回路２３に出力するとともに、レゾナンス値Ｑを振幅制御データ発生器２４に出力する。
【００４２】
図４は、図２に示した本実施の形態の振幅制御データ発生器２４のより詳細な構成の一例を示すブロック図である。
図４において、振幅制御データ発生器２４は、振幅制御データ変換テーブル４０と、データ選択器４１とを有している。
【００４３】
振幅制御データ変換テーブル４０は、フィルタ制御情報発生器２２から出力されるレゾナンス値Ｑを、楽音波形データの振幅を制御するための振幅制御データに変換するためのテーブルである。
【００４４】
具体的に説明すると、振幅制御データ変換テーブル４０は、楽音波形データの振幅を制御するための複数の振幅制御データ（振幅制御データＡ〜Ｎ）が、レゾナンス値Ｑに関連付けられて格納されている。また、本実施の形態の振幅制御データ発生部２４は、異なる特性を有する振幅制御データ変換テーブル４０を複数有している。なお、振幅制御データ変換テーブル４０に格納される振幅制御データは、例えば、フィルタ回路２３から出力される楽音波形データの振幅値を増減する割合である。
【００４５】
データ選択器４１は、キーボード部６の鍵操作に応じて与えられるＫｅｙ識別信号と、操作パネル部７の設定状態に応じて与えられる音色情報とに基づいて、複数の振幅制御データ変換テーブル４０の中から１つを選択する。そして、フィルタ制御情報発生器２２から出力されたレゾナンス値Ｑに関連付けられている振幅制御データＡＣＤを、上記選択した振幅制御データ変換テーブル４０の中からさらに選択し、上記選択した振幅制御データＡＣＤを第１の乗算器２５に出力する。
【００４６】
なお、本実施の形態のように、音域情報であるＫｅｙ識別信号と音色情報とに基づいて、複数の振幅制御データ変換テーブル４０の中から１つを選択するようにすれば、音域及び音色に基づいて楽音波形データの振幅を制御することができて好ましい。しかし、Ｋｅｙ識別信号と音色情報の何れか一方に基づいて振幅制御データ変換テーブル４０を選択するようにしてもよい。さらに、Ｋｅｙ識別信号と音色情報を用いずにレゾナンス値Ｑだけで振幅制御データ（振幅制御データＡ〜Ｎ）を選択するようにしてもよい。この場合、振幅制御データ変換テーブル４０を複数配設する必要はないということは言うまでもない。
【００４７】
図５は、以上のようにして振幅制御データ発生器２４から出力される振幅制御データＡＣＤと、フィルタ回路２３により所望のフィルタ特性に制御された楽音波形データとを第１の乗算器２５により乗算した結果、得られる本実施の形態の電子楽器（楽音発生部８）におけるフィルタ特性の概念図である。
【００４８】
次に、図６のフローチャートを参照しながら、本実施の形態の楽音発生部８の処理動作について説明する。
【００４９】
まず、最初のステップＳ１において、波形読み出し回路２１、フィルタ制御情報発生器２２、振幅制御データ発生器２４、及びエンベロープ発生器２６は、所望のキー情報（ＫｅｙＯＮ／ＯＦＦ信号、Ｋｅｙ識別信号、Ｋｅｙタッチレスポンス信号）と、音色情報とが入力されるまで待機し、入力されるとステップＳ２に進む。
【００５０】
次に、ステップＳ２において、波形読み出し回路２１は、ステップＳ１で入力されたＫｅｙ　ＯＮ／ＯＦＦ信号、Ｋｅｙ識別信号、及び音色情報に基づいて、所望の楽音波形データを波形メモリ２０から読み出す。
【００５１】
次に、ステップＳ３において、フィルタ制御情報発生器２２は、ステップＳ１で入力されたキー情報と音色情報に基づいて、カットオフ値ＣｕｔｏｆｆとレゾナンスＱを発生させる。そして、カットオフ値Ｃｕｔｏｆｆとレゾナンス値Ｑをフィルタ回路２３に出力するとともに、レゾナンス値Ｑを振幅制御データ発生器２４に出力する。
【００５２】
次に、ステップＳ４において、フィルタ回路２３は、ステップＳ３の処理でフィルタ制御情報発生器２２から出力されたカットオフ値Ｃｕｔｏｆｆとレゾナンス値Ｑに基づいて、ステップＳ２の処理で波形メモリ２０から読み出された楽音波形データに含まれる各周波数成分をフィルタ制御する。
【００５３】
次に、ステップＳ５において、振幅制御データ発生器２４内のデータ選択器４１は、ステップＳ１で入力されたＫｅｙ識別信号と音色情報とに基づいて、複数の振幅制御データ変換テーブル４０の中から１つを選択する。
そして、選択した振幅制御データ変換テーブル４０の中から、ステップＳ３で出力されたレゾナンス値Ｑに関連付けられて格納されている振幅制御データＡＣＤをさらに選択して第１の乗算器２５に出力する。
【００５４】
次に、ステップＳ６において、第１の乗算器２５は、ステップＳ４で所望のフィルタ特性に制御された楽音波形データと、ステップＳ５で振幅制御データ発生器２４から出力された振幅制御データＡＣＤとを乗算し、振幅制御データＡＣＤに従った振幅を有する楽音波形データを出力する。
【００５５】
次に、ステップＳ７において、エンベロープ発生器２６は、ステップＳ１で入力されたＫｅｙ　ＯＮ／ＯＦＦ信号、Ｋｅｙ識別信号、Ｋｅｙレスポンス信号、及び音色情報に基づいて、ステップＳ６で振幅制御データＡＣＤが乗算された楽音波形データに対してエンベロープを与えるためのエンベロープ信号ＥＳを発生する。
【００５６】
次に、ステップＳ８において、第２の乗算器２７は、ステップＳ６の処理で振幅制御データＡＣＤが乗算され振幅値が制御された楽音波形データと、ステップＳ７の処理で発生したエンベロープ信号ＥＳとを乗算してデジタル楽音信号ＤＭＳを生成する。
【００５７】
次に、ステップＳ９において、ＣＰＵ２は、演奏が終了したか否かを判定し、演奏が終了していない場合は、ステップＳ１の処理の戻り演奏が終了するまでステップＳ１〜ステップＳ９までの処理を繰り返す。
【００５８】
以上のように本実施の形態では、フィルタ回路２３により所望のフィルタ特性に制御された楽音波形データと、振幅制御データ発生器２４により発生された振幅制御データＡＣＤとを乗算し、振幅制御データＡＣＤに従った振幅を有する楽音波形データを出力するようにしたので、楽音波形データの制御時にオーバーフローが発生するのを防止できる範囲内で、楽音波形データの振幅値をレゾナンス値Ｑ１〜Ｑｎに応じて大きくすることができる。
【００５９】
これにより、オーバーフローの発生を防止しながら、レゾナンス値Ｑ１〜Ｑｎに応じて楽音の音量を大きくすることができる。したがって、不自然な楽音が出力されて演奏者などに違和感を与えてしまうことを可及的に防止することができ、表現力豊かな演奏を行うことができる。
【００６０】
なお、本実施の形態では、楽音発生部８にフィルタ回路２３を１つ配設した場合を例示したが、異なる特性を有するフィルタ回路を複数配設して、より複雑な音色変化を実現するようにしてもよい。
【００６１】
（第２の実施の形態）
次に、添付の図面を参照しながら本発明の第２の実施の形態を説明する。
【００６２】
なお、本実施の形態の楽音信号発生装置は、上述した第１の実施の形態で説明したフィルタ回路２３から出力される楽音波形データの処理が異なる。したがって、上述した第１の実施の形態と同一部分については図１〜図５に付した符号と同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。また、本実施の形態の楽音信号発生装置も、図１に示した電子楽器に適用することができる。
【００６３】
図７は、本実施の形態の楽音信号発生装置として配設される楽音発生部６０の構成の一例を示すブロック図である。
図７において、楽音発生部６０は、波形メモリ２０と、波形読出し回路２１と、フィルタ制御情報発生器２２と、フィルタ回路２３と、リミティング回路６１と、エンベロープ発生器２６と、第４の乗算器６２とを有している。
【００６４】
上述した第１の実施の形態と同様に、フィルタ制御情報発生器２２は、Ｋｅｙ　ＯＮ／ＯＦＦ信号、Ｋｅｙ識別信号、Ｋｅｙタッチレスポンス信号、及び音色情報に基づいて、制御情報としてカットオフ値Ｃｕｔｏｆｆとレゾナンス値Ｑを発生させる。そして、フィルタ回路２３にカットオフ値Ｃｕｔｏｆｆとレゾナンス値Ｑを、リミティング回路６１にレゾナンス値Ｑをそれぞれ出力する。
【００６５】
また、フィルタ回路２３は、波形メモリ２０から所望の楽音周波数に従って読み出された楽音波形データに含まれる各周波数成分を、フィルタ制御情報発生器２２により発生されたカットオフ値Ｃｕｔｏｆｆとレゾナンス値Ｑに基づいてフィルタ制御し、上記フィルタ制御した楽音波形データをリミティング回路６１に出力する。
【００６６】
リミティング回路６１は、フィルタ制御情報発生器２２から出力されたレゾナンス値Ｑに応じて定められる所定のレベルで、フィルタ回路２３から出力される楽音波形データをリミティング（クリップ）する。
【００６７】
そして、第４の乗算器６２は、リミティング回路６１によりリミティング（クリップ）された楽音波形データと、エンベロープ発生器２６から与えられるエンベロープ信号ＥＳとを乗算し、デジタル楽音信号ＤＭＳを出力する。
【００６８】
図８は、図７に示したリミティング回路６１のより具体的な構成の一例を示すブロック図である。
図８において、リミティング回路６１は、第１の補数器６２と、振幅レベル変換テーブル６３と、比較器６４と、選択器６５と、第２の補数器６６とを有している。
【００６９】
第１の補数器６２は、フィルタ回路２３によりフィルタ制御された楽音波形データをサインビットＳＢとその他のビットに分離して上記楽音波形データの補数をとり、比較器６４と選択器６５に出力する。
【００７０】
振幅レベル変換テーブル６３は、フィルタ制御情報発生器２２から出力されるレゾナンス値Ｑを、楽音波形データの振幅レベルに変換するためのテーブルである。具体的に説明すると、振幅レベル変換テーブル６３には、楽音波形データの振幅レベルの値（以下、振幅値と称する）が、レゾナンス値Ｑに関連付けられて格納されている。そして、フィルタ制御情報発生器２２から入力したレゾナンス値Ｑに関連付けられて振幅レベル変換テーブル６３に格納されている振幅値が、比較器６４と選択器６５により読み取られる。
【００７１】
比較器６４は、第１の補数器６２から出力された楽音波形データの振幅値と、振幅レベル変換テーブル６３から入力した振幅値とを比較し、第１の補数器６２から出力さした楽音波形データが、振幅レベル変換テーブル６３から入力した振幅値よりも大きいか否かを比較判定する。具体的に説明すると、比較器６４は、第１の補数器６２から出力された楽音波形データが、振幅レベル変換テーブル６３から入力した振幅値よりも大きいときに、振幅レベル変換テーブル６３から入力した振幅値を選択させるための選択信号ＳＳを選択器６５に出力する。
【００７２】
選択器６５は、比較器６４から出力される選択信号ＳＳに基づいて、振幅レベル変換テーブル６３から入力した振幅値と、第１の補数器６２から入力した楽音波形データの振幅値との何れか一方を選択し、第２の補数器６６に出力する。
【００７３】
具体的に説明すると、選択器６５は、第１の補数器６２から入力した楽音波形データの振幅値が、振幅レベル変換テーブル６３から入力した振幅値よりも大きい場合には、振幅レベル変換テーブル６３から入力した振幅値を選択して第２の補数器６６に出力する。
【００７４】
一方、第１の補数器６２から入力した楽音波形データの振幅値が、振幅レベル変換テーブル６３から入力した振幅値以下の場合には、第１の補数器６２から出力された楽音波形データの振幅値を第２の補数器６６に出力する。
【００７５】
そして、第２の補数器６６は、フィルタ回路２３によりフィルタ制御された楽音波形データのサインビットＳＢで、選択器６５から出力された振幅値の補数をとり、第４の乗算器６２に出力する。
【００７６】
次に、図９のフローチャートを参照しながら、本実施の形態の楽音発生部６０の処理動作について説明する。
【００７７】
まず、最初のステップＳ２１において、波形読み出し回路２１、フィルタ制御情報発生器２２、及びエンベロープ発生器２６は、所望のキー情報（Ｋｅｙ　ＯＮ／ＯＦＦ信号、Ｋｅｙ識別信号、Ｋｅｙタッチレスポンス信号）と、音色情報とが入力されるまで待機し、入力されるとステップＳ２２に進む。
【００７８】
次に、ステップＳ２２において、波形読み出し回路２１は、ステップＳ２１で入力されたＫｅｙ　　ＯＮ／ＯＦＦ信号、Ｋｅｙ識別信号、及び音色情報に基づいて、所望の楽音波形データを波形メモリ２０から読み出す。
【００７９】
次に、ステップＳ２３において、フィルタ制御情報発生器２２は、ステップＳ２１で入力されたキー情報と音色情報に基づいて、上述したようにしてカットオフ値ＣｕｔｏｆｆとレゾナンスＱを発生させる。そして、カットオフ値Ｃｕｔｏｆｆとレゾナンス値Ｑをフィルタ回路２３に出力するとともに、レゾナンス値Ｑをリミティング回路６１に出力する。
【００８０】
次に、ステップＳ２４において、フィルタ回路２３は、フィルタ回路２３は、ステップＳ２３の処理でフィルタ制御情報発生器２２から出力されたカットオフ値Ｃｕｔｏｆｆとレゾナンス値Ｑに基づいて、ステップＳ２２の処理で波形メモリ２０から読み出された楽音波形データに含まれる各周波数成分をフィルタ制御する。
【００８１】
次に、ステップＳ２５において、比較器６４は、ステップＳ２３で出力されたレゾナンス値Ｑに関連付けられて振幅レベル変換テーブル６３に格納されている振幅値を読み出す。
【００８２】
次に、ステップＳ２６において、比較器６４は、ステップＳ２５で読み出した振幅値と、ステップＳ２４でフィルタ制御され第１の補数器６２を介して入力した楽音波形データの振幅値とを比較し、どちらの振幅値が大きいかを判定する。
【００８３】
そして、比較器６４は、第１の補数器６２を介して入力した楽音波形データの振幅値が、振幅レベル変換テーブル６３から読み出した振幅値よりも大きいと判定すると、セレクト信号ＳＳを生成して選択器６５に出力してステップＳ２７に進む。一方、第１の補数器６２を介して入力した楽音波形データの振幅値が、振幅レベル変換テーブル６３から読み出した振幅値以下であると判定したときは、後述するステップＳ２８に進む。
【００８４】
次に、ステップＳ２７において、選択器６５は、ステップＳ２６で出力されたセレクト信号ＳＳに基づいて、ステップＳ２３で入力したレゾナンス値Ｑに関連付けられて振幅レベル変換テーブル６３に格納されている振幅値と、ステップＳ２４でフィルタ制御され第１の補数器６２を介して入力した楽音波形データの振幅値とのうち、上記振幅レベル変換テーブル６３に格納されている振幅値を選択する。そして、選択した振幅値を第２の補数器６６を介して第４の乗算器６２に出力し、ステップＳ２９に進む。
【００８５】
一方、ステップＳ２６で、第１の補数器６２を介して入力した楽音波形データの振幅値が、振幅レベル変換テーブル６３から読み出した振幅値以下であると判定されると、ステップＳ２８において、選択器６５は、第１の補数器６２を介して入力した楽音波形データの振幅値を選択する。そして、選択した振幅値を第２の補数器６６を介して第４の乗算器６２に出力し、ステップＳ２９に進む。
【００８６】
次に、ステップＳ２９において、エンベロープ発生器２６は、ステップＳ２１で入力されたＫｅｙ　ＯＮ／ＯＦＦ信号、Ｋｅｙ識別信号、Ｋｅｙレスポンス信号、及び音色情報に基づいて、ステップＳ２７またはステップＳ２８で選択された振幅値で表される楽音波形データに対してエンベロープを与えるためのエンベロープ信号ＥＳを発生する。
【００８７】
次に、ステップＳ３０において、第４の乗算器６２は、ステップＳ２７またはステップＳ２８で選択された振幅値で表される楽音波形データと、ステップＳ２９で発生させたエンベロープ信号ＥＳとを乗算してデジタル楽音信号ＤＭＳを生成する。
【００８８】
次に、ステップＳ３１において、ＣＰＵ２は、演奏が終了したか否かを判定し、演奏が終了していない場合は、ステップＳ２１に戻り、演奏が終了するまでステップＳ２１〜ステップＳ３１までの処理を繰り返す。
【００８９】
図１０は、以上のような動作によりリミティング回路６１から出力される波形の一例を示した図である。なお、図１０において、実線がリミティング回路６１から出力される波形を表し、点線がリミティング（クリップ）されない場合の波形を表している。
【００９０】
図１０に示すように、リミティング回路６１から出力される楽音波形は、レゾナンス値Ｑａ、Ｑｂに応じた振幅値Ｌａ、Ｌｂでリミティング（クリップ）される。
【００９１】
以上のように、本実施の形態では、フィルタ回路６１から出力される楽音波形データの出力波形をレゾナンス値Ｑに応じて所定のレベルでリミティング（クリップ）し、歪ませるようにしたので、オーバーフローの発生を防止させながら、割れた感じの楽音を出力することができ、表現力豊かな演奏を行うことができる。
【００９２】
なお、本実施の形態では、振幅レベル変換テーブル６３を１つ配設した場合を例示したが、異なる特性の振幅レベル変換テーブル６３を複数設け、音域（Ｋｅｙ識別信号）及び音色（音色情報）のうちの少なくとも何れか一方に基づいて、上記複数の振幅レベル変換テーブルの中から１つを選択し、上記選択した振幅レベル変換テーブル６３の中でレゾナンス値Ｑに関連付けられている振幅値を比較判定に用いるようにしてもよい。
【００９３】
（第３の実施の形態）
次に、添付の図面を参照しながら本発明の第３の実施の形態を説明する。なお、上述した第１の実施の形態及び第２の実施の形態と同一部分には図１〜図１０に示した符号と同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。また、本実施の形態の楽音信号発生装置も、図１に示した電子楽器と同様にして適用することができる。
【００９４】
図１１は、本実施の形態の楽音信号発生装置として配設される楽音発生部９０の構成の一例を示すブロック図である。
図１１に示すように、本実施の形態の楽音発生部９０は、第１の実施の形態の楽音発生部８の機能と、第２の実施の形態の楽音発生部６０の機能とを併存する構成である。
【００９５】
すなわち、フィルタ回路２３により所望のフィルタ特性に制御された楽音波形データと、振幅制御データ発生器２４により発生された振幅制御データＡＣＤとを乗算する。そして、上記乗算した楽音波形データをリミティング回路６１に出力し、上記出力した楽音波形データの波形をレゾナンス値Ｑに応じて所定のレベルでリミティング（クリップ）する。
【００９６】
このようにすれば、オーバーフローの発生を防止しながらフィルタ回路２３のレゾナンス値に応じた大きな音量の楽音を出力する際に、楽音波形データの波形を歪ませることもでき、割れた感じの楽音を出力することができる。したがって、実際の楽器により近い音色で楽音を出力することができ、表現力をさらに向上させた演奏を行うことができる。
【００９７】
なお、本実施の形態においても、楽音発生部９０にフィルタ回路２３を１つ配設した場合を例示したが、異なる特性を有するフィルタ回路を複数配設して、より複雑な音色変化を実現するようにしてもよい。
【００９８】
（本発明の他の実施形態）
上述した実施形態の機能を実現するべく各種のデバイスを動作させるように、該各種デバイスと接続された装置あるいはシステム内のコンピュータに対し、上記実施形態の機能を実現するためのソフトウェアのプログラムコードを供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（ＣＰＵあるいはＭＰＵ）に格納されたプログラムに従って上記各種デバイスを動作させることによって実施したものも、本発明の範疇に含まれる。
【００９９】
また、この場合、上記ソフトウェアのプログラムコード自体が上述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード自体、およびそのプログラムコードをコンピュータに供給するための手段、例えば、かかるプログラムコードを格納した記録媒体は本発明を構成する。かかるプログラムコードを記憶する記録媒体としては、例えばフレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。
【０１００】
また、コンピュータが供給されたプログラムコードを実行することにより、上述の実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードがコンピュータにおいて稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）あるいは他のアプリケーションソフト等と共同して上述の実施形態の機能が実現される場合にもかかるプログラムコードは本発明の実施形態に含まれることは言うまでもない。
【０１０１】
さらに、供給されたプログラムコードがコンピュータの機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに格納された後、そのプログラムコードの指示に基づいてその機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって上述した実施形態の機能が実現される場合にも本発明に含まれることは言うまでもない。
【０１０２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、楽音波形データを制御して楽音信号を発生させるに際して、上記楽音波形データをフィルタ制御するデジタルフィルタのレゾナンス値に応じて、上記デジタルフィルタによりフィルタ制御された楽音波形データの振幅を制御するようにしたので、楽音波形データの制御時にオーバーフローが発生するのを防止できる範囲内で楽音波形データの振幅を自由に制御することができる。これにより、楽音波形データの制御時にオーバーフローが発生するのを防止しながら表現力豊かな演奏を行うことができる。
【０１０３】
また、本発明のその他の特徴によれば、デジタルフィルタのレゾナンス値に応じた振幅レベルを生成し、上記生成した振幅レベルと、振幅が制御された楽音波形データの振幅レベルとを比較した結果に基づいて、何れか一方の振幅レベルを選択するようにしたので、上記デジタルフィルタのレゾナンス値に応じた所定のレベルで、上記振幅が制御された楽音波形データをリミティングすることができる。これにより、デジタルフィルタのレゾナンス値に応じた大きな音量の楽音を出力する際に、楽音波形データの波形を歪ませることもでき、割れた感じの楽音を出力することができる。したがって、実際の楽器により近い音色で楽音を出力することができ、表現力を更に向上させた演奏を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示し、楽音信号発生装置を適用した電子楽器の概略構成の一例を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態を示し、楽音発生部の構成をより具体的に示したブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態を示し、フィルタ制御情報発生器のより詳細な構成の一例を示すブロック図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態を示し、振幅制御データ発生器のより詳細な構成の一例を示すブロック図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態を示し、電子楽器におけるフィルタ特性の概念図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態を示し、楽音発生部おける処理動作の一例を説明するフローチャートである。
【図７】本発明の第２の実施の形態を示し、楽音発生部の構成の一例を示すブロック図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態を示し、リミティング回路のより具体的な構成の一例を示すブロック図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態を示し、楽音発生部おける処理動作の一例を説明するフローチャートである。
【図１０】本発明の第２の実施の形態を示し、リミティング回路から出力される波形の一例を示した図である。
【図１１】本発明の第３の実施の形態を示し、楽音発生部の構成の一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１　電子楽器
８、６０、９０　楽音発生部
２０　波形メモリ
２１　波形読み出しメモリ
２２　フィルタ制御情報発生器
２３　フィルタ回路
２４　振幅制御データ発生器
２５　第１の乗算器
２６　エンペロープ発生器
２７　第２の乗算器
４０　振幅制御データ変換テーブル
４１　データ選択器
６１　リミッティング回路
６３　振幅レベル変換テーブル
６４　比較器
６５　選択器
【図１】
2004004303.tif 000003
【図２】
2004004303.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004004303.tif 000006
【図５】
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【図６】
2004004303.tif 000008
【図７】
2004004303.tif 000009
【図８】
2004004303.tif 000010
【図９】
2004004303.tif 000011
【図１０】
2004004303.tif 000012
【図１１】
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