JP2001282246A - 波形データ時間伸張圧縮装置 - Google Patents
波形データ時間伸張圧縮装置Info
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- G10H7/00—Instruments in which the tones are synthesised from a data store, e.g. computer organs
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- G10H—ELECTROPHONIC MUSICAL INSTRUMENTS; INSTRUMENTS IN WHICH THE TONES ARE GENERATED BY ELECTROMECHANICAL MEANS OR ELECTRONIC GENERATORS, OR IN WHICH THE TONES ARE SYNTHESISED FROM A DATA STORE
- G10H3/00—Instruments in which the tones are generated by electromechanical means
- G10H3/12—Instruments in which the tones are generated by electromechanical means using mechanical resonant generators, e.g. strings or percussive instruments, the tones of which are picked up by electromechanical transducers, the electrical signals being further manipulated or amplified and subsequently converted to sound by a loudspeaker or equivalent instrument
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- G10H—ELECTROPHONIC MUSICAL INSTRUMENTS; INSTRUMENTS IN WHICH THE TONES ARE GENERATED BY ELECTROMECHANICAL MEANS OR ELECTRONIC GENERATORS, OR IN WHICH THE TONES ARE SYNTHESISED FROM A DATA STORE
- G10H2250/00—Aspects of algorithms or signal processing methods without intrinsic musical character, yet specifically adapted for or used in electrophonic musical processing
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- G10H2250/035—Crossfade, i.e. time domain amplitude envelope control of the transition between musical sounds or melodies, obtained for musical purposes, e.g. for ADSR tone generation, articulations, medley, remix
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- G10H2250/131—Mathematical functions for musical analysis, processing, synthesis or composition
- G10H2250/135—Autocorrelation
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＰＣＭ波形データを元のピッチと異なるピッ
チで読み出す際に、音色を損ねず、聴く者に不自然感を
与えない自然な音が再現でき、且つリアルタイムでも楽
音の時間伸張圧縮再生ができる波形データ時間伸張圧縮
装置を提供せんとするものである。 【解決手段】 ＰＣＭ波形データを記憶する波形メモリ
１０１と、ＰＣＭ波形のトレンドとなるピッチの波長を
１ブロックとしてブロック毎のアドレスを記憶するブロ
ックアドレスメモリ１０３と、伸張圧縮パラメータＲを
設定するパラメータ設定部３と、伸張圧縮パラメータＲ
に応じて、所定ブロックの波形データを読み出す回数を
決定し、それに応じて前記ブロックアドレスを順次読み
出すと共に、読み出された該ブロックアドレスに基づい
てＰＣＭ波形データの読み出しを行い、波形再生を行う
波形再生部４とを有している。
チで読み出す際に、音色を損ねず、聴く者に不自然感を
与えない自然な音が再現でき、且つリアルタイムでも楽
音の時間伸張圧縮再生ができる波形データ時間伸張圧縮
装置を提供せんとするものである。 【解決手段】 ＰＣＭ波形データを記憶する波形メモリ
１０１と、ＰＣＭ波形のトレンドとなるピッチの波長を
１ブロックとしてブロック毎のアドレスを記憶するブロ
ックアドレスメモリ１０３と、伸張圧縮パラメータＲを
設定するパラメータ設定部３と、伸張圧縮パラメータＲ
に応じて、所定ブロックの波形データを読み出す回数を
決定し、それに応じて前記ブロックアドレスを順次読み
出すと共に、読み出された該ブロックアドレスに基づい
てＰＣＭ波形データの読み出しを行い、波形再生を行う
波形再生部４とを有している。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、波形データ時間伸
張圧縮装置に関する。
張圧縮装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】電子楽器など音源を備える装置（音源部
単体の装置構成を含む）では、生楽器の波形データを記
憶するのに、記憶部の記憶容量が膨大になる弊害を避け
るため、いくつかの異なる音程のＰＣＭ波形データを記
憶しておき、これらと異なる音程のものを再生する時に
は、該ＰＣＭ波形データを元のピッチと異なるピッチで
読み出して、再生することで対応している。
単体の装置構成を含む）では、生楽器の波形データを記
憶するのに、記憶部の記憶容量が膨大になる弊害を避け
るため、いくつかの異なる音程のＰＣＭ波形データを記
憶しておき、これらと異なる音程のものを再生する時に
は、該ＰＣＭ波形データを元のピッチと異なるピッチで
読み出して、再生することで対応している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ＰＣＭ波形デ
ータを、元のピッチと異なるピッチで読み出す時には、
ピッチが変化すると同時に発音時間も変化する。例え
ば、Ｃ４で、立ち上がり時間が０.１秒、全体の発音時
間が１秒の楽音がある場合、１オクターブ下げてＣ３の
ピッチで読み出すと、立ち上がり時間が０.２秒、全体
の発音時間が２秒になる。逆に１オクターブ上げてＣ５
のピッチで読み出すと、立ち上がり時間が０.０５秒、
全体の発音時間が０.５秒になる。
ータを、元のピッチと異なるピッチで読み出す時には、
ピッチが変化すると同時に発音時間も変化する。例え
ば、Ｃ４で、立ち上がり時間が０.１秒、全体の発音時
間が１秒の楽音がある場合、１オクターブ下げてＣ３の
ピッチで読み出すと、立ち上がり時間が０.２秒、全体
の発音時間が２秒になる。逆に１オクターブ上げてＣ５
のピッチで読み出すと、立ち上がり時間が０.０５秒、
全体の発音時間が０.５秒になる。
【０００４】通常の楽音波形は、最初の立ち上がり部
（ヘッド部分；アタック部分）とその後の定状部（サス
テイン部分）で構成されることになる。そして多くの楽
音は、この立ち上がり部の過渡現象に特徴を持ち、その
時間が元と大きく変化すると、聴く者に不自然感を与え
ることになる。すなわち、上記のように、元のピッチと
異なるピッチで波形データを読み出した時に、立ち上が
り時間が大きく変化すると、不自然な音として聞こえる
ことになる。
（ヘッド部分；アタック部分）とその後の定状部（サス
テイン部分）で構成されることになる。そして多くの楽
音は、この立ち上がり部の過渡現象に特徴を持ち、その
時間が元と大きく変化すると、聴く者に不自然感を与え
ることになる。すなわち、上記のように、元のピッチと
異なるピッチで波形データを読み出した時に、立ち上が
り時間が大きく変化すると、不自然な音として聞こえる
ことになる。
【０００５】これを解決するために、波形データを複数
の適当なフレーム（どの波形データに対しても固定長）
に分割し、時間を伸張する時は、フレームを繰り返し、
且つつなぎ目をクロスフェードさせ、反対に時間を圧縮
する時は、一部のフレームを省略して、つなぎ目をクロ
スフェードさせることが行われている。
の適当なフレーム（どの波形データに対しても固定長）
に分割し、時間を伸張する時は、フレームを繰り返し、
且つつなぎ目をクロスフェードさせ、反対に時間を圧縮
する時は、一部のフレームを省略して、つなぎ目をクロ
スフェードさせることが行われている。
【０００６】しかし、上記処理を行う場合は、フレーム
の長さが適当であるため、フレームの繰り返しが聞こえ
たり（耳についたり）、クロスフェードで位相干渉を起
こし、音色を損ねるということが多くあった。また処理
負荷が大きく、処理に時間が掛かるため、リアルタイム
で発音するには不向きであるという問題もある。
の長さが適当であるため、フレームの繰り返しが聞こえ
たり（耳についたり）、クロスフェードで位相干渉を起
こし、音色を損ねるということが多くあった。また処理
負荷が大きく、処理に時間が掛かるため、リアルタイム
で発音するには不向きであるという問題もある。
【０００７】本発明は、以上のような問題に鑑み創案さ
れたもので、音色を損ねず、聴く者に不自然感を与えな
い自然な音が再現でき、且つリアルタイムでも楽音の時
間伸張圧縮再生ができる波形データ時間伸張圧縮装置を
提供せんとするものである。
れたもので、音色を損ねず、聴く者に不自然感を与えな
い自然な音が再現でき、且つリアルタイムでも楽音の時
間伸張圧縮再生ができる波形データ時間伸張圧縮装置を
提供せんとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明に係る波形データ
時間伸張圧縮装置の構成は、ＰＣＭ波形データを記憶す
る波形記憶部と、該ＰＣＭ波形のトレンドとなるピッチ
の波長乃至その整数倍の波長を１ブロックとしてブロッ
ク毎のアドレスを記憶するブロックアドレス記憶部と、
伸張圧縮パラメータを設定するパラメータ設定部と、伸
張圧縮パラメータに応じて、所定ブロックの波形データ
を読み出す回数を決定し、それに応じて前記ブロックア
ドレスを順次読み出すと共に、読み出された該ブロック
アドレスに基づいてＰＣＭ波形データの読み出しを行
い、波形再生を行う波形再生部とを有することを特徴と
している。
時間伸張圧縮装置の構成は、ＰＣＭ波形データを記憶す
る波形記憶部と、該ＰＣＭ波形のトレンドとなるピッチ
の波長乃至その整数倍の波長を１ブロックとしてブロッ
ク毎のアドレスを記憶するブロックアドレス記憶部と、
伸張圧縮パラメータを設定するパラメータ設定部と、伸
張圧縮パラメータに応じて、所定ブロックの波形データ
を読み出す回数を決定し、それに応じて前記ブロックア
ドレスを順次読み出すと共に、読み出された該ブロック
アドレスに基づいてＰＣＭ波形データの読み出しを行
い、波形再生を行う波形再生部とを有することを特徴と
している。
【０００９】上記構成によれば、所定長の波形データを
１単位（１ブロック）として、これらを順に読み出すだ
けでなく、必要に応じて繰り返し読み出したり、間引き
して読み出すことで、全体の発音時間を伸張・圧縮させ
て、波形再生を行う。すなわち、ピッチを上げて波形デ
ータの読み出しを行う際には、全体の発音時間が短くな
るのに対し、立ち上がり部を中心に、前記波形データの
或る単位を繰り返し読み出すことで時間を伸張させ、元
の波形データの発音時間に近づけるようにする。反対に
ピッチを下げて波形データの読み出しを行う際には、全
体の発音時間が長くなるのに対し、立ち上がり部を中心
に、前記波形データの或る単位を間引いて読み出すこと
で時間を圧縮させ、元の波形データの発音時間に近づけ
るようにする。特に立ち上がり部の発音時間が元の波形
データのものに近づくことで、異なるピッチで波形デー
タを読み出す場合でも、聴く者に自然な感じで聞こえる
ことになる。
１単位（１ブロック）として、これらを順に読み出すだ
けでなく、必要に応じて繰り返し読み出したり、間引き
して読み出すことで、全体の発音時間を伸張・圧縮させ
て、波形再生を行う。すなわち、ピッチを上げて波形デ
ータの読み出しを行う際には、全体の発音時間が短くな
るのに対し、立ち上がり部を中心に、前記波形データの
或る単位を繰り返し読み出すことで時間を伸張させ、元
の波形データの発音時間に近づけるようにする。反対に
ピッチを下げて波形データの読み出しを行う際には、全
体の発音時間が長くなるのに対し、立ち上がり部を中心
に、前記波形データの或る単位を間引いて読み出すこと
で時間を圧縮させ、元の波形データの発音時間に近づけ
るようにする。特に立ち上がり部の発音時間が元の波形
データのものに近づくことで、異なるピッチで波形デー
タを読み出す場合でも、聴く者に自然な感じで聞こえる
ことになる。
【００１０】上記構成で、読み出す波形データのブロッ
クを、ＰＣＭ波形のトレンドとなるピッチの波長乃至そ
の整数倍の波長としたのは、読み出す１つの単位（ブロ
ック）を決定する際、最終的にそれらはつなぎ合わされ
て波形として生成されるのであるから、上記つなぎ目に
おいても、波形の連続としてつながっている必要がある
というのがその理由である。またＰＣＭ波形のトレンド
となるピッチの波長を基にして読み出す波形データのブ
ロックを決定しているのは、音色を決定する基音又はそ
の倍音の波長をトレンドとなるピッチの波長とすること
で、音色が損なわれないようにするためである。なお、
ＰＣＭ波形の基音よりも、倍音の方が振幅が大きくその
音を決定する要素となる場合もあるので、その場合は倍
音のピッチをトレンドとなるピッチとすることもある。
クを、ＰＣＭ波形のトレンドとなるピッチの波長乃至そ
の整数倍の波長としたのは、読み出す１つの単位（ブロ
ック）を決定する際、最終的にそれらはつなぎ合わされ
て波形として生成されるのであるから、上記つなぎ目に
おいても、波形の連続としてつながっている必要がある
というのがその理由である。またＰＣＭ波形のトレンド
となるピッチの波長を基にして読み出す波形データのブ
ロックを決定しているのは、音色を決定する基音又はそ
の倍音の波長をトレンドとなるピッチの波長とすること
で、音色が損なわれないようにするためである。なお、
ＰＣＭ波形の基音よりも、倍音の方が振幅が大きくその
音を決定する要素となる場合もあるので、その場合は倍
音のピッチをトレンドとなるピッチとすることもある。
【００１１】従って、トレンドとなるピッチの波長乃至
その整数倍の波長を１ブロックとして、ブロック毎のア
ドレスを記憶しておき、該ブロックアドレスを単位に波
形データの読み出しを行う（時に所定のブロックを繰り
返し読み出し、或いは特定のブロックを間引いて読み出
すものとする）。
その整数倍の波長を１ブロックとして、ブロック毎のア
ドレスを記憶しておき、該ブロックアドレスを単位に波
形データの読み出しを行う（時に所定のブロックを繰り
返し読み出し、或いは特定のブロックを間引いて読み出
すものとする）。
【００１２】ＰＣＭ波形のトレンドとなるピッチの波長
の求め方は、一例として自己相関関数により求めること
ができる。すなわち、自己の波形をずらして相関関係を
とった時に、トレンドとなるピッチ波長だけずらしたと
ころが、干渉し合って相関値が一番高くなり、トレンド
となるピッチを抽出し易いので、自己相関関数により求
めることが望ましい。また自己関数による場合は、サン
プリング周波数を考慮する必要がないという理由からも
同様である。特にＰＣＭ波形のように、基音のレベルが
小さく、ビブラートがかかっているような場合には、そ
れが有効である。
の求め方は、一例として自己相関関数により求めること
ができる。すなわち、自己の波形をずらして相関関係を
とった時に、トレンドとなるピッチ波長だけずらしたと
ころが、干渉し合って相関値が一番高くなり、トレンド
となるピッチを抽出し易いので、自己相関関数により求
めることが望ましい。また自己関数による場合は、サン
プリング周波数を考慮する必要がないという理由からも
同様である。特にＰＣＭ波形のように、基音のレベルが
小さく、ビブラートがかかっているような場合には、そ
れが有効である。
【００１３】また読み出す上記ブロックという単位は、
０クロスポイント間のものにすると良い。その理由は、
これらの単位を繰り返し読み出したり、間引きして読み
出す際に、その０クロスする所に近ければ近いほど、そ
のつなぎ目が滑らかになり、不自然なつながりとならな
くなるからである。
０クロスポイント間のものにすると良い。その理由は、
これらの単位を繰り返し読み出したり、間引きして読み
出す際に、その０クロスする所に近ければ近いほど、そ
のつなぎ目が滑らかになり、不自然なつながりとならな
くなるからである。
【００１４】ここで０クロスポイントとは、後述する図
２に示すように、サンプリングポイントの現在点（たと
えばポイント１１）の振幅値が０以下であり、次の点
（ポイント１２）の振幅値が正である時の現在点（ポイ
ント１１）をいうものとする。これは、負から正への０
クロスのみを０クロスポイントとすることで、位相を合
わせ易くできるからである。
２に示すように、サンプリングポイントの現在点（たと
えばポイント１１）の振幅値が０以下であり、次の点
（ポイント１２）の振幅値が正である時の現在点（ポイ
ント１１）をいうものとする。これは、負から正への０
クロスのみを０クロスポイントとすることで、位相を合
わせ易くできるからである。
【００１５】さらに伸張圧縮パラメータを設定して、そ
れに応じて、波形データを読み出す回数を決定するとし
ている。これは、前述のように、ピッチを上げて波形デ
ータの読み出しを行う際には、全体の発音時間が短くな
り、反対にピッチを下げて波形データの読み出しを行う
際には、全体の発音時間が長くなるので、それを元に戻
し、元の波形データの発音時間に近づけるようにするた
めに、ピッチを上げて波形データの読み出しを行った場
合は、立ち上がり部を中心に、前記波形データの或る単
位を繰り返し読み出すことで時間を伸張させるように
し、反対にピッチを下げて波形データの読み出しを行っ
た場合は、立ち上がり部を中心に、前記波形データの或
る単位を間引いて読み出すことで時間を圧縮させるよう
にしようとしているからである。そのため、上記のよう
な伸張圧縮パラメータを設定し、それに応じて、波形デ
ータを読み出す回数を決定することで、繰り返しの読み
出しや間引いての読み出しができるようにした。もちろ
んその読み出す波形データのブロックは、前述のよう
に、ＰＣＭ波形のトレンドとなるピッチ波長（又はその
整数倍の波長）を基にしている。特に立ち上がり部の発
音時間が元の波形データのものに近づくので、異なるピ
ッチで波形データを読み出す場合でも、聴く者に自然な
感じで聞こえるようになる。
れに応じて、波形データを読み出す回数を決定するとし
ている。これは、前述のように、ピッチを上げて波形デ
ータの読み出しを行う際には、全体の発音時間が短くな
り、反対にピッチを下げて波形データの読み出しを行う
際には、全体の発音時間が長くなるので、それを元に戻
し、元の波形データの発音時間に近づけるようにするた
めに、ピッチを上げて波形データの読み出しを行った場
合は、立ち上がり部を中心に、前記波形データの或る単
位を繰り返し読み出すことで時間を伸張させるように
し、反対にピッチを下げて波形データの読み出しを行っ
た場合は、立ち上がり部を中心に、前記波形データの或
る単位を間引いて読み出すことで時間を圧縮させるよう
にしようとしているからである。そのため、上記のよう
な伸張圧縮パラメータを設定し、それに応じて、波形デ
ータを読み出す回数を決定することで、繰り返しの読み
出しや間引いての読み出しができるようにした。もちろ
んその読み出す波形データのブロックは、前述のよう
に、ＰＣＭ波形のトレンドとなるピッチ波長（又はその
整数倍の波長）を基にしている。特に立ち上がり部の発
音時間が元の波形データのものに近づくので、異なるピ
ッチで波形データを読み出す場合でも、聴く者に自然な
感じで聞こえるようになる。
【００１６】他方、伸張圧縮パラメータの設定による波
形データの読み出し回数の決定は、後述する実施例で
は、伸張圧縮パラメータを、前記アドレスの読み出し毎
に加算し、その整数部を上記読み出し回数とすると共
に、その回数決定が行われた後、該整数部を０にして、
上記加算処理を繰り返すことで実行している。しかしそ
れに限定されるわけではない。またそのような方法によ
る場合、設定される伸張圧縮パラメータは、元となるＰ
ＣＭ波形を再生する場合を１として、それより周波数が
高くなる場合は１より大きくなり、それより周波数が低
くなる場合は１未満になるように設定することになる。
形データの読み出し回数の決定は、後述する実施例で
は、伸張圧縮パラメータを、前記アドレスの読み出し毎
に加算し、その整数部を上記読み出し回数とすると共
に、その回数決定が行われた後、該整数部を０にして、
上記加算処理を繰り返すことで実行している。しかしそ
れに限定されるわけではない。またそのような方法によ
る場合、設定される伸張圧縮パラメータは、元となるＰ
ＣＭ波形を再生する場合を１として、それより周波数が
高くなる場合は１より大きくなり、それより周波数が低
くなる場合は１未満になるように設定することになる。
【００１７】ＰＣＭ波形を読み出す時に、元波形のピッ
チと大きく変えたピッチで読み出すと、フォルマントが
大きく移動し、聞く者に不自然感を与えることがある。
人間の声などは、ピッチを変えてもフォルマントは移動
しないことが知られている。請求項２の構成は、上述の
ような元波形のピッチと変えたピッチでＰＣＭ波形を読
み出す場合に、フォルマントを移動させないようにする
ための構成である。すなわち、その具体的な構成は、元
ＰＣＭ波形データのフォルマント成分を記憶するフォル
マント成分記憶部と、フォルマント成分の取り去られた
ＰＣＭ波形データを記憶する波形記憶部と、該ＰＣＭ波
形のトレンドとなるピッチの波長乃至その整数倍の波長
を１ブロックとしてブロック毎のアドレスを記憶するブ
ロックアドレス記憶部と、伸張圧縮パラメータを設定す
るパラメータ設定部と、伸張圧縮パラメータに応じて、
所定ブロックの波形データを読み出す回数を決定し、そ
れに応じて前記ブロックアドレスを順次読み出すと共
に、読み出された該ブロックアドレスに基づいてＰＣＭ
波形データの読み出しを行い、波形再生を行う波形再生
部と、再生された波形に、対応するフォルマントを付加
するフォルマント付加部とを有することを特徴としてい
る。
チと大きく変えたピッチで読み出すと、フォルマントが
大きく移動し、聞く者に不自然感を与えることがある。
人間の声などは、ピッチを変えてもフォルマントは移動
しないことが知られている。請求項２の構成は、上述の
ような元波形のピッチと変えたピッチでＰＣＭ波形を読
み出す場合に、フォルマントを移動させないようにする
ための構成である。すなわち、その具体的な構成は、元
ＰＣＭ波形データのフォルマント成分を記憶するフォル
マント成分記憶部と、フォルマント成分の取り去られた
ＰＣＭ波形データを記憶する波形記憶部と、該ＰＣＭ波
形のトレンドとなるピッチの波長乃至その整数倍の波長
を１ブロックとしてブロック毎のアドレスを記憶するブ
ロックアドレス記憶部と、伸張圧縮パラメータを設定す
るパラメータ設定部と、伸張圧縮パラメータに応じて、
所定ブロックの波形データを読み出す回数を決定し、そ
れに応じて前記ブロックアドレスを順次読み出すと共
に、読み出された該ブロックアドレスに基づいてＰＣＭ
波形データの読み出しを行い、波形再生を行う波形再生
部と、再生された波形に、対応するフォルマントを付加
するフォルマント付加部とを有することを特徴としてい
る。
【００１８】元ＰＣＭ波形データのフォルマント成分を
記憶しておき、上述の処理が行われた後、再生された波
形に、対応するフォルマントを付加するようにしている
ので、ピッチの変更があっても、フォルマントの移動が
なく、聞く者に自然に聞こえるようになる。
記憶しておき、上述の処理が行われた後、再生された波
形に、対応するフォルマントを付加するようにしている
ので、ピッチの変更があっても、フォルマントの移動が
なく、聞く者に自然に聞こえるようになる。
【００１９】他方、請求項７の構成は、特に電子鍵盤楽
器などで鍵盤に割り振られた音程の楽音を再生しようと
する場合に、夫々のキーが指し示す音程に合わせて伸張
圧縮パラメータの修正を行った上で、上記構成に適用し
ようとするものである。すなわち、前記パラメータ設定
部で設定される伸張圧縮パラメータを、キースケールパ
ラメータで修正するようにしている。
器などで鍵盤に割り振られた音程の楽音を再生しようと
する場合に、夫々のキーが指し示す音程に合わせて伸張
圧縮パラメータの修正を行った上で、上記構成に適用し
ようとするものである。すなわち、前記パラメータ設定
部で設定される伸張圧縮パラメータを、キースケールパ
ラメータで修正するようにしている。
【００２０】上記のような構成が適用された場合でも、
波形のトレンドとなるピッチの波長が整数ワードでない
場合（サンプリング周波数が４４１００Ｈｚ、ピッチが
４３８.８Ｈｚの時は、波長は１００.５ワードとなり、
整数ワードではない）、波形の繰り返し部やつなぎ目で
ノイズを発生することがある。これは、波形の繰り返し
部やつなぎ目で、振幅値の飛びがあるからである。
波形のトレンドとなるピッチの波長が整数ワードでない
場合（サンプリング周波数が４４１００Ｈｚ、ピッチが
４３８.８Ｈｚの時は、波長は１００.５ワードとなり、
整数ワードではない）、波形の繰り返し部やつなぎ目で
ノイズを発生することがある。これは、波形の繰り返し
部やつなぎ目で、振幅値の飛びがあるからである。
【００２１】請求項８の構成は、このような場合に、波
形の繰り返し部やつなぎ目でクロスフェードさせ、波形
のつなぎを滑らかにしている。より具体的な構成は、前
記波形再生部における波形データの読み出しに際し、１
つのブロックの波形データの読み出しを終了した時、０
クロスポイントの次の数ポイント分のサンプルデータを
バッファに入れ、次のブロックの波形データを読み出す
時、その最初の数ポイント分のサンプルデータと上記バ
ッファのサンプルデータとをクロスフェードさせるとい
うものである。
形の繰り返し部やつなぎ目でクロスフェードさせ、波形
のつなぎを滑らかにしている。より具体的な構成は、前
記波形再生部における波形データの読み出しに際し、１
つのブロックの波形データの読み出しを終了した時、０
クロスポイントの次の数ポイント分のサンプルデータを
バッファに入れ、次のブロックの波形データを読み出す
時、その最初の数ポイント分のサンプルデータと上記バ
ッファのサンプルデータとをクロスフェードさせるとい
うものである。
【００２２】
【発明の実施の形態】図１乃至図１０を参照し、まず波
形の準備段階につき説明する。図１乃至図１０は、本発
明の波形データ時間伸張圧縮装置によるＰＣＭ波形読み
出し時における波形データ時間伸張圧縮方法の原理を説
明する説明図である。
形の準備段階につき説明する。図１乃至図１０は、本発
明の波形データ時間伸張圧縮装置によるＰＣＭ波形読み
出し時における波形データ時間伸張圧縮方法の原理を説
明する説明図である。
【００２３】図１は、生楽器や人声をサンプリングし
て、後述する波形編集装置１０の波形メモリ１０１に記
憶されている処理対象となる元ＰＣＭ波形である。この
波形の〜丸10までが、ＰＣＭ波形のアタック部分（ヘ
ッド部分）Ｈ及びディケイ部分Ｄである。その後サステ
イン部分Ｓに連なる。
て、後述する波形編集装置１０の波形メモリ１０１に記
憶されている処理対象となる元ＰＣＭ波形である。この
波形の〜丸10までが、ＰＣＭ波形のアタック部分（ヘ
ッド部分）Ｈ及びディケイ部分Ｄである。その後サステ
イン部分Ｓに連なる。
【００２４】そして自己相関関数によってこのＰＣＭ波
形のトレンドとなるピッチ（基準ピッチ）を抽出し、基
準ピッチメモリ１０２に記憶する。
形のトレンドとなるピッチ（基準ピッチ）を抽出し、基
準ピッチメモリ１０２に記憶する。
【００２５】該ＰＣＭ波形の一番最初の０クロスポイン
トを見つけ、そのアドレスを後述するブロックアドレス
メモリ１０３に記憶する。
トを見つけ、そのアドレスを後述するブロックアドレス
メモリ１０３に記憶する。
【００２６】その０クロスポイントより後で、基準ピッ
チ波長に一番近い距離分離間した０クロスポイントを見
つけ、そのアドレスを前記ブロックアドレスメモリ１０
３に記憶する。
チ波長に一番近い距離分離間した０クロスポイントを見
つけ、そのアドレスを前記ブロックアドレスメモリ１０
３に記憶する。
【００２７】たとえば図２に示すＰＣＭ波形のサンプリ
ング周波数Ｆｓが３００００Ｈｚ、基準ピッチとなる周
波数Ｆが１０１０Ｈｚと抽出された場合、その波長Ｌ
は、下記数１式で求めることができる。
ング周波数Ｆｓが３００００Ｈｚ、基準ピッチとなる周
波数Ｆが１０１０Ｈｚと抽出された場合、その波長Ｌ
は、下記数１式で求めることができる。
【００２８】
【数１】 Ｌ＝３００００／１０１０＝２９.７０２９７...
【００２９】上記０クロスポイントとは、現在のサンプ
リングポイントの振幅値が０以下であり、次のサンプリ
ングポイントの振幅値が正である時の、現在の振幅値と
する。上記図２の例では、１（ポイント１）、１１、２
０、３０、４１、５０、６０、７１、８０、９０が０ク
ロスポイントとなる。
リングポイントの振幅値が０以下であり、次のサンプリ
ングポイントの振幅値が正である時の、現在の振幅値と
する。上記図２の例では、１（ポイント１）、１１、２
０、３０、４１、５０、６０、７１、８０、９０が０ク
ロスポイントとなる。
【００３０】それに対し、本願で抽出すべき０クロスポ
イントは、次のようにして求めることができる。まず最
初の０クロスポイントは、ポイント１になる。次に、そ
の０クロスポイントより、前記基準ピッチの波長（３０
サンプル）分離れたポイント３１の前後１５サンプルの
範囲の０クロスポイントを抽出すると、ポイント２０、
３０、４１が抽出される。ポイント１との距離は、夫々
１９、２９、４０となり、波長３０に一番近いのは２９
であるので、求める０クロスポイントは、ポイント３０
となる。以下同様にして、ポイント６０、９０、...と
抽出される。
イントは、次のようにして求めることができる。まず最
初の０クロスポイントは、ポイント１になる。次に、そ
の０クロスポイントより、前記基準ピッチの波長（３０
サンプル）分離れたポイント３１の前後１５サンプルの
範囲の０クロスポイントを抽出すると、ポイント２０、
３０、４１が抽出される。ポイント１との距離は、夫々
１９、２９、４０となり、波長３０に一番近いのは２９
であるので、求める０クロスポイントは、ポイント３０
となる。以下同様にして、ポイント６０、９０、...と
抽出される。
【００３１】上記元ＰＣＭ波形の最後まで、以上の処理
を繰り返す。各ブロックのアドレスは、ＰＣＭ波形の先
頭より順に前記ブロックアドレスメモリ１０３に記憶さ
れる。
を繰り返す。各ブロックのアドレスは、ＰＣＭ波形の先
頭より順に前記ブロックアドレスメモリ１０３に記憶さ
れる。
【００３２】図３は、以上の編集処理を行う波形編集装
置１０の機能ブロック図である。同図に示すように、生
楽器の音或いは人の声を取り込み、元ＰＣＭ波形とし
て、波形メモリ１０１に記憶している。尚該波形編集装
置１０は、電子回路乃至パソコン上で特定のプログラム
の読み出し実行により形成されるものであって、主にＣ
ＰＵなどの演算制御回路と、ＲＡＭやＲＯＭ或いはハー
ドディスクドライブなどの記憶回路と、上記ＣＰＵに読
み出されて実行されることで、これらの構成を上記波形
編集装置１０として機能させるためのプログラムなどに
より構成される。
置１０の機能ブロック図である。同図に示すように、生
楽器の音或いは人の声を取り込み、元ＰＣＭ波形とし
て、波形メモリ１０１に記憶している。尚該波形編集装
置１０は、電子回路乃至パソコン上で特定のプログラム
の読み出し実行により形成されるものであって、主にＣ
ＰＵなどの演算制御回路と、ＲＡＭやＲＯＭ或いはハー
ドディスクドライブなどの記憶回路と、上記ＣＰＵに読
み出されて実行されることで、これらの構成を上記波形
編集装置１０として機能させるためのプログラムなどに
より構成される。
【００３３】その波形データは、エンベロープ調整部１
０１ａによって、パワーエンベロープを略一定にし、編
集波形メモリ１０１ｂに記憶させておくこともできる。
０１ａによって、パワーエンベロープを略一定にし、編
集波形メモリ１０１ｂに記憶させておくこともできる。
【００３４】また基準ピッチ抽出部１１１で、自己相関
関数により、上記波形データの基準ピッチを求め、該基
準ピッチを基準ピッチメモリ１０２に記憶する。
関数により、上記波形データの基準ピッチを求め、該基
準ピッチを基準ピッチメモリ１０２に記憶する。
【００３５】さらにブロックアドレス抽出部１１２によ
り、上記基準ピッチに基づく、ブロックアドレスを抽出
し、ブロックアドレスメモリ１０３に記憶する。
り、上記基準ピッチに基づく、ブロックアドレスを抽出
し、ブロックアドレスメモリ１０３に記憶する。
【００３６】図４は、本発明の一実施例に係る波形デー
タ時間伸張圧縮装置が適用された電子鍵盤楽器２０の機
能ブロック図を示している。そのうち波形メモリ１０
１、基準ピッチメモリ１０２及びブロックアドレスメモ
リ１０３は、前記波形編集装置１０で抽出された波形デ
ータ、基準ピッチ、ブロックアドレスが複製され、これ
らに記憶せしめられている。
タ時間伸張圧縮装置が適用された電子鍵盤楽器２０の機
能ブロック図を示している。そのうち波形メモリ１０
１、基準ピッチメモリ１０２及びブロックアドレスメモ
リ１０３は、前記波形編集装置１０で抽出された波形デ
ータ、基準ピッチ、ブロックアドレスが複製され、これ
らに記憶せしめられている。
【００３７】本願発明の構成は、上記波形メモリ１０１
で構成される波形記憶部１と、ブロックアドレスメモリ
１０３で構成されるブロックアドレス記憶部２と、後述
の伸張圧縮パラメータ算出器３１で構成されるパラメー
タ設定部３と、後述のＦナンバ算出器４１、Ｆナンバ累
算器４２、波形読出アドレス生成部４３、Ｒナンバ累算
器４４、ブロックアドレス指定部４５、ブロックＡサン
プルバッファ４６、ブロックＢサンプルバッファ４７、
ブロック間クロスフェードミキシング部４８で構成され
る波形再生部４とを有している。以上の構成は、電子回
路上で特定のプログラムの読み出し実行により形成され
るものであって、主にＣＰＵなどの演算制御回路と、Ｒ
ＡＭやＲＯＭなどの記憶回路と、上記ＣＰＵにＲＯＭか
ら読み出されて実行されることで、これらの構成を上記
波形データ時間伸張圧縮装置として機能させるためのプ
ログラムなどにより構成される。
で構成される波形記憶部１と、ブロックアドレスメモリ
１０３で構成されるブロックアドレス記憶部２と、後述
の伸張圧縮パラメータ算出器３１で構成されるパラメー
タ設定部３と、後述のＦナンバ算出器４１、Ｆナンバ累
算器４２、波形読出アドレス生成部４３、Ｒナンバ累算
器４４、ブロックアドレス指定部４５、ブロックＡサン
プルバッファ４６、ブロックＢサンプルバッファ４７、
ブロック間クロスフェードミキシング部４８で構成され
る波形再生部４とを有している。以上の構成は、電子回
路上で特定のプログラムの読み出し実行により形成され
るものであって、主にＣＰＵなどの演算制御回路と、Ｒ
ＡＭやＲＯＭなどの記憶回路と、上記ＣＰＵにＲＯＭか
ら読み出されて実行されることで、これらの構成を上記
波形データ時間伸張圧縮装置として機能させるためのプ
ログラムなどにより構成される。
【００３８】本電子鍵盤楽器２０は、さらに鍵盤部２
１、エンベロープ発生器２２、積算器２３、複数チャン
ネル同時発音のための累算器２４、Ｄ／Ａ変換部２５、
増幅器２６及びスピーカ２７を備えている。
１、エンベロープ発生器２２、積算器２３、複数チャン
ネル同時発音のための累算器２４、Ｄ／Ａ変換部２５、
増幅器２６及びスピーカ２７を備えている。
【００３９】また本電子鍵盤楽器２０は、サンプリング
機能を有しており、そのため上記波形メモリ１０１に人
の声などがサンプリングされて、波形再生が行われる場
合に、人の声のフォルマントが変わらないようにするた
めの構成が備えられている。すなわち、上記人の声など
のサンプリングが行われた場合に、そのフォルマント成
分をケプストラム解析などによりフォルマント係数とし
て抽出し、フォルマントフィルタ係数メモリ２８に記憶
している。もしこのフォルマント係数の抽出が行われた
場合は、元ＰＣＭ波形データに、抽出したフォルマント
の逆特性のフィルタを掛けてフォルマント成分を除去し
たものを、上記波形メモリ１０１に記憶することにな
る。また本装置の出力側にフォルマントデジタルフィル
タ２９が備えられており、再生された波形データに該フ
ォルマント係数を掛けて、フォルマントの移動していな
い元のＰＣＭ波形データに戻すことになる。これらの構
成による機能については後述する。
機能を有しており、そのため上記波形メモリ１０１に人
の声などがサンプリングされて、波形再生が行われる場
合に、人の声のフォルマントが変わらないようにするた
めの構成が備えられている。すなわち、上記人の声など
のサンプリングが行われた場合に、そのフォルマント成
分をケプストラム解析などによりフォルマント係数とし
て抽出し、フォルマントフィルタ係数メモリ２８に記憶
している。もしこのフォルマント係数の抽出が行われた
場合は、元ＰＣＭ波形データに、抽出したフォルマント
の逆特性のフィルタを掛けてフォルマント成分を除去し
たものを、上記波形メモリ１０１に記憶することにな
る。また本装置の出力側にフォルマントデジタルフィル
タ２９が備えられており、再生された波形データに該フ
ォルマント係数を掛けて、フォルマントの移動していな
い元のＰＣＭ波形データに戻すことになる。これらの構
成による機能については後述する。
【００４０】上記図４の電子鍵盤楽器２０では、鍵盤部
２１でキーオンが検出されると、キーナンバ（発音ピッ
チ）が、エンベロープ発生器２２、Ｆナンバ算出器４
１、及び伸張圧縮パラメータ算出器３１に入力される。
２１でキーオンが検出されると、キーナンバ（発音ピッ
チ）が、エンベロープ発生器２２、Ｆナンバ算出器４
１、及び伸張圧縮パラメータ算出器３１に入力される。
【００４１】キーナンバがＦナンバ算出器４１に入力さ
れると、該キーナンバに対応したＦナンバが算出され、
そのＦナンバは、次のＦナンバ累算器４２に入力され、
波形読出アドレス生成部４３に入力される。Ｆナンバ累
算器４２でＦナンバは累算され、その累算の度に該Ｆナ
ンバ累算値は上記波形読出アドレス生成部４３に入力さ
れ、通常はそのＦナンバ累算値に基づいて波形読出アド
レスが生成される。それによって波形メモリ１０１から
ＰＣＭ波形データが読み出される。
れると、該キーナンバに対応したＦナンバが算出され、
そのＦナンバは、次のＦナンバ累算器４２に入力され、
波形読出アドレス生成部４３に入力される。Ｆナンバ累
算器４２でＦナンバは累算され、その累算の度に該Ｆナ
ンバ累算値は上記波形読出アドレス生成部４３に入力さ
れ、通常はそのＦナンバ累算値に基づいて波形読出アド
レスが生成される。それによって波形メモリ１０１から
ＰＣＭ波形データが読み出される。
【００４２】また上記伸張圧縮パラメータ算出器３１
は、キーナンバの発音ピッチと前記基準ピッチメモリ１
０２に記憶された基準ピッチとから、伸張圧縮パラメー
タＲ（実数、Ｒ＜１：圧縮、Ｒ＞１：伸張）を算出・設
定する。すなわち、該伸張圧縮パラメータ算出器３１に
は、キースケールパラメータとして、元ＰＣＭ波形の基
準ピッチ（ＫｅｙＯｒｇ）と、上記キーナンバの発音ピ
ッチ（Ｋｅｙ）、及びキースケールデプス（Ｄｅｐｔ
ｈ、Ｄｅｐｔｈ＝１の時はそのまま、Ｄｅｐｔｈ＜１の
時は緩くなる）が入力され、下式数２によって伸張圧縮
パラメータＲが求められる。
は、キーナンバの発音ピッチと前記基準ピッチメモリ１
０２に記憶された基準ピッチとから、伸張圧縮パラメー
タＲ（実数、Ｒ＜１：圧縮、Ｒ＞１：伸張）を算出・設
定する。すなわち、該伸張圧縮パラメータ算出器３１に
は、キースケールパラメータとして、元ＰＣＭ波形の基
準ピッチ（ＫｅｙＯｒｇ）と、上記キーナンバの発音ピ
ッチ（Ｋｅｙ）、及びキースケールデプス（Ｄｅｐｔ
ｈ、Ｄｅｐｔｈ＝１の時はそのまま、Ｄｅｐｔｈ＜１の
時は緩くなる）が入力され、下式数２によって伸張圧縮
パラメータＲが求められる。
【００４３】
【数２】Ｒ＝Ｒ'・２＾［（Ｋｅｙ−ＫｅｙＯｒｇ）*Ｄ
ｅｐｔｈ/１２］ Ｒ'：ユーザの設定又は操作値（デフォルトでは１、音
色毎にある）
ｅｐｔｈ/１２］ Ｒ'：ユーザの設定又は操作値（デフォルトでは１、音
色毎にある）
【００４４】これにより求められた伸張圧縮パラメータ
Ｒは、Ｒナンバ累算器４４に読み出され、一旦図示しな
いバッファに書き込まれる。ただし最初の１周期は、そ
のまま読み出されるようにするため、Ｒ＜１の時は、伸
張圧縮パラメータＲはそのまま、Ｒ＞１の時は０がバッ
ファＢに書き込まれる。
Ｒは、Ｒナンバ累算器４４に読み出され、一旦図示しな
いバッファに書き込まれる。ただし最初の１周期は、そ
のまま読み出されるようにするため、Ｒ＜１の時は、伸
張圧縮パラメータＲはそのまま、Ｒ＞１の時は０がバッ
ファＢに書き込まれる。
【００４５】そしてブロックアドレス指定部４５によ
り、ブロックアドレスメモリ１０３から最初のブロック
アドレスが読み出されて、波形読出アドレス生成部４３
に与えられる。この波形読出アドレス生成部４３により
そのアドレスまでＰＣＭ波形が読み出されて、ブロック
Ａサンプルバッファ４６に書き込まれる。また該ブロッ
クアドレスは、ブロックアドレス指定部４５のアドレス
バッファ（図示なし）に書き込まれる。
り、ブロックアドレスメモリ１０３から最初のブロック
アドレスが読み出されて、波形読出アドレス生成部４３
に与えられる。この波形読出アドレス生成部４３により
そのアドレスまでＰＣＭ波形が読み出されて、ブロック
Ａサンプルバッファ４６に書き込まれる。また該ブロッ
クアドレスは、ブロックアドレス指定部４５のアドレス
バッファ（図示なし）に書き込まれる。
【００４６】読み出されたＰＣＭ波形は、エンベロープ
発生器２２によって与えられたエンベロープが積算器２
３で付加されて、累算器２４によって同時発音分累算さ
れ、Ｄ／Ａ変換部２５、増幅器２６及びスピーカ２７を
通して出力される。
発生器２２によって与えられたエンベロープが積算器２
３で付加されて、累算器２４によって同時発音分累算さ
れ、Ｄ／Ａ変換部２５、増幅器２６及びスピーカ２７を
通して出力される。
【００４７】Ｒナンバ累算器４４のバッファＢ中にある
最初のパラメータの整数部がクリアされる（０にされ
る。仮にバッファＢが１.５なら、該バッファＢは０.５
にされる）。そして次の伸張圧縮パラメータＲがＲナン
バ累算器４４のバッファＢに読み出され、Ｒナンバ累算
器４４で上記次の伸張圧縮パラメータＲに加算されて、
その値がＲナンバ累算器４４のバッファＢに書き込まれ
る。
最初のパラメータの整数部がクリアされる（０にされ
る。仮にバッファＢが１.５なら、該バッファＢは０.５
にされる）。そして次の伸張圧縮パラメータＲがＲナン
バ累算器４４のバッファＢに読み出され、Ｒナンバ累算
器４４で上記次の伸張圧縮パラメータＲに加算されて、
その値がＲナンバ累算器４４のバッファＢに書き込まれ
る。
【００４８】Ｒナンバ累算器４４は、バッファＢに書き
込まれたパラメータＲの整数部の値を読み出し回数とし
て出力する。ブロックアドレス指定部４５は、その回数
だけアドレスバッファ中に記憶されたブロックアドレス
を波形読出アドレス生成部４３に出力する。或いは順次
ブロックアドレスメモリ１０３から次のブロックアドレ
スを読み出し、さらには所定分だけ先にブロックアドレ
スを移行させて読み出し（整数部が０なら、読み出され
ない）、波形読出アドレス生成部４３に出力する。
込まれたパラメータＲの整数部の値を読み出し回数とし
て出力する。ブロックアドレス指定部４５は、その回数
だけアドレスバッファ中に記憶されたブロックアドレス
を波形読出アドレス生成部４３に出力する。或いは順次
ブロックアドレスメモリ１０３から次のブロックアドレ
スを読み出し、さらには所定分だけ先にブロックアドレ
スを移行させて読み出し（整数部が０なら、読み出され
ない）、波形読出アドレス生成部４３に出力する。
【００４９】上記波形読出アドレス生成部４３は、与え
られたアドレスまでＰＣＭ波形の読み出しを行い、ブロ
ックＡサンプルバッファ４６に書き込む。
られたアドレスまでＰＣＭ波形の読み出しを行い、ブロ
ックＡサンプルバッファ４６に書き込む。
【００５０】そして読み出されたＰＣＭ波形は、エンベ
ロープ発生器２２によって与えられたエンベロープが積
算器２３で付加されて、累算器２４によって同時発音分
累算され、Ｄ／Ａ変換部２５、増幅器２６及びスピーカ
２７を通して出力される。
ロープ発生器２２によって与えられたエンベロープが積
算器２３で付加されて、累算器２４によって同時発音分
累算され、Ｄ／Ａ変換部２５、増幅器２６及びスピーカ
２７を通して出力される。
【００５１】以上の処理は、最後まで繰り返される。図
５は、図１のキーナンバより半オクターブだけ上げた場
合の波形処理状態を示している。この場合は、伸張圧縮
パラメータＲが１.５となり、ヘッダ部Ｈにつき、２回
に１回同じブロックの波形（、、、、丸10）が
読み出され、時間長にして約１.５倍になっている。ま
た図６は、図１のキーナンバより３／４オクターブだけ
下げた場合の波形処理状態を示している。この場合は、
伸張圧縮パラメータＲが０.７５となり、ヘッダ部Ｈに
つき、４回に１回、所定のブロックの波形（、）が
間引いて読み出され、時間長にして約０.７５倍になっ
ている。
５は、図１のキーナンバより半オクターブだけ上げた場
合の波形処理状態を示している。この場合は、伸張圧縮
パラメータＲが１.５となり、ヘッダ部Ｈにつき、２回
に１回同じブロックの波形（、、、、丸10）が
読み出され、時間長にして約１.５倍になっている。ま
た図６は、図１のキーナンバより３／４オクターブだけ
下げた場合の波形処理状態を示している。この場合は、
伸張圧縮パラメータＲが０.７５となり、ヘッダ部Ｈに
つき、４回に１回、所定のブロックの波形（、）が
間引いて読み出され、時間長にして約０.７５倍になっ
ている。
【００５２】一方図２の例で、第１周期の２９サンプル
を繰り返すと、図７のように、ポイント２９とポイント
３０の間で振幅値の数値が飛び、ノイズの原因となる。
また図２の例で求めた０クロスポイントを全て、周期毎
の０クロスポイント（１周期の波長を約１０ポイント）
とし、最初の０クロスポイント１１とし、伸張圧縮パラ
メータＲを０.５とすると、ポイント１９まで読み出し
た後はポイント３０へ飛ぶことになる。その場合ポイン
ト３０の振幅値はポイント１９のそれより小さいため、
図８のように、不連続点ができ、ノイズの原因となる。
を繰り返すと、図７のように、ポイント２９とポイント
３０の間で振幅値の数値が飛び、ノイズの原因となる。
また図２の例で求めた０クロスポイントを全て、周期毎
の０クロスポイント（１周期の波長を約１０ポイント）
とし、最初の０クロスポイント１１とし、伸張圧縮パラ
メータＲを０.５とすると、ポイント１９まで読み出し
た後はポイント３０へ飛ぶことになる。その場合ポイン
ト３０の振幅値はポイント１９のそれより小さいため、
図８のように、不連続点ができ、ノイズの原因となる。
【００５３】そこで本構成では、ブロック毎のつなぎ目
でクロスフェード処理を行う構成としている。すなわ
ち、波形再生時に１つのブロックの波形読み出しを行っ
て、ブロックＡサンプルバッファ４６に書き込んだ時
に、０クロスポイントの次の３つのポイント分のサンプ
ルデータ（ＤａｔａＢ０、ＤａｔａＢ１、ＤａｔａＢ
２）をブロックＢサンプルバッファ４７に入れ、次のブ
ロックの波形データを読み出す時、その最初の３つのポ
イント分のサンプルデータ（Ｄａｔａ０、Ｄａｔａ１、
Ｄａｔａ２）と上記バッファ４７のサンプルデータ（Ｄ
ａｔａＢ０、ＤａｔａＢ１、ＤａｔａＢ２）とを、ブロ
ック間クロスフェードミキシング部４８により、下式数
３、数４及び数５に示すように、クロスフェードさせる
でクロスフェード処理を行う構成としている。すなわ
ち、波形再生時に１つのブロックの波形読み出しを行っ
て、ブロックＡサンプルバッファ４６に書き込んだ時
に、０クロスポイントの次の３つのポイント分のサンプ
ルデータ（ＤａｔａＢ０、ＤａｔａＢ１、ＤａｔａＢ
２）をブロックＢサンプルバッファ４７に入れ、次のブ
ロックの波形データを読み出す時、その最初の３つのポ
イント分のサンプルデータ（Ｄａｔａ０、Ｄａｔａ１、
Ｄａｔａ２）と上記バッファ４７のサンプルデータ（Ｄ
ａｔａＢ０、ＤａｔａＢ１、ＤａｔａＢ２）とを、ブロ
ック間クロスフェードミキシング部４８により、下式数
３、数４及び数５に示すように、クロスフェードさせる
【００５４】
【数３】Ｄａｔａ０’＝Ｄａｔａ０＊０.３＋Ｄａｔａ
Ｂ０＊０.７ ＤａｔａＯ’：ブロック間クロスフェードミキシング部
４８からの出力
Ｂ０＊０.７ ＤａｔａＯ’：ブロック間クロスフェードミキシング部
４８からの出力
【００５５】
【数４】Ｄａｔａ１’＝Ｄａｔａ１＊０.５＋Ｄａｔａ
Ｂ１＊０.５ Ｄａｔａ１’：ブロック間クロスフェードミキシング部
４８からの出力
Ｂ１＊０.５ Ｄａｔａ１’：ブロック間クロスフェードミキシング部
４８からの出力
【００５６】
【数５】Ｄａｔａ２’＝Ｄａｔａ２＊０.７＋Ｄａｔａ
Ｂ２＊０.３ Ｄａｔａ２’：ブロック間クロスフェードミキシング部
４８からの出力
Ｂ２＊０.３ Ｄａｔａ２’：ブロック間クロスフェードミキシング部
４８からの出力
【００５７】図９は、そのようにしてクロスフェードを
行った場合に、前記図７のようなノイズが発生しなくな
った場合の波形例（図２のポイント３０、３１、３２を
フェードアウトして、ポイント１、ポイント２、ポイン
ト３をフェードイン）を示している。図７ではポイント
２９からポイント３０へ振幅値が大きく飛んでいたの
が、クロスフェードによりポイント２９からポイント３
３の間が均一になり、ノイズが出にくくなっている。
行った場合に、前記図７のようなノイズが発生しなくな
った場合の波形例（図２のポイント３０、３１、３２を
フェードアウトして、ポイント１、ポイント２、ポイン
ト３をフェードイン）を示している。図７ではポイント
２９からポイント３０へ振幅値が大きく飛んでいたの
が、クロスフェードによりポイント２９からポイント３
３の間が均一になり、ノイズが出にくくなっている。
【００５８】図１０は、上記のようにしてクロスフェー
ドを行った場合に、前記図８のようなノイズが発生しな
くなった場合の波形例（図２のポイント２０、２１、２
２をフェードアウトして、ポイント３０、ポイント３
１、ポイント３２をフェードイン）を示している。図８
ではポイント１９からポイント２１の間に不連続点が存
在していたのが、クロスフェードによりポイント１９か
らポイント２３の間が滑らかになり、ノイズが出にくく
なっている。
ドを行った場合に、前記図８のようなノイズが発生しな
くなった場合の波形例（図２のポイント２０、２１、２
２をフェードアウトして、ポイント３０、ポイント３
１、ポイント３２をフェードイン）を示している。図８
ではポイント１９からポイント２１の間に不連続点が存
在していたのが、クロスフェードによりポイント１９か
らポイント２３の間が滑らかになり、ノイズが出にくく
なっている。
【００５９】本構成では、前述のように、サンプリング
機能により人の声などがサンプリングされて、上記波形
メモリ１０１に記憶せしめられる時に、そのフォルマン
ト成分がケプストラム解析などによりフォルマント係数
として抽出され、フォルマントフィルタ係数メモリ２８
に記憶される。またその波形データが再生される時に
は、フォルマントデジタルフィルタ２９により、再生さ
れた波形データに該フォルマント係数が掛けられて、フ
ォルマントの移動していない元のＰＣＭ波形データに戻
されるようにしている。
機能により人の声などがサンプリングされて、上記波形
メモリ１０１に記憶せしめられる時に、そのフォルマン
ト成分がケプストラム解析などによりフォルマント係数
として抽出され、フォルマントフィルタ係数メモリ２８
に記憶される。またその波形データが再生される時に
は、フォルマントデジタルフィルタ２９により、再生さ
れた波形データに該フォルマント係数が掛けられて、フ
ォルマントの移動していない元のＰＣＭ波形データに戻
されるようにしている。
【００６０】このフォルマント係数の抽出が行われた場
合は、上記波形メモリ１０１には、元ＰＣＭ波形データ
に、抽出したフォルマントの逆特性のフィルタを掛けて
フォルマント成分を除去したものが記憶されることにな
る。
合は、上記波形メモリ１０１には、元ＰＣＭ波形データ
に、抽出したフォルマントの逆特性のフィルタを掛けて
フォルマント成分を除去したものが記憶されることにな
る。
【００６１】尚、本発明の波形データ時間伸張圧縮装置
は、上述の実施例にのみ限定されるものではなく、本発
明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得
ることは勿論である。たとえば、上記伸張圧縮パラメー
タＲの制御を、図１１に示す電子鍵盤楽器２０のホイー
ル２００にアサインすることで、演奏中に該ホイール２
００を適宜回動・制御することで、ＰＣＭ波形の再生時
間の伸張圧縮をリニアに変化させることができ、これま
でにない楽音のコントロールとして、演奏方法の幅を広
げることができるようになる。
は、上述の実施例にのみ限定されるものではなく、本発
明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得
ることは勿論である。たとえば、上記伸張圧縮パラメー
タＲの制御を、図１１に示す電子鍵盤楽器２０のホイー
ル２００にアサインすることで、演奏中に該ホイール２
００を適宜回動・制御することで、ＰＣＭ波形の再生時
間の伸張圧縮をリニアに変化させることができ、これま
でにない楽音のコントロールとして、演奏方法の幅を広
げることができるようになる。
【００６２】
【発明の効果】以上、説明したように本発明の請求項１
〜８記載の波形データ時間伸張圧縮装置によれば、ＰＣ
Ｍ波形データを元のピッチと異なるピッチで読み出す際
に、音色を損ねず、聴く者に不自然感を与えない自然な
音が再現でき、且つリアルタイムでも楽音の時間伸張圧
縮再生ができるという優れた効果を奏し得る。
〜８記載の波形データ時間伸張圧縮装置によれば、ＰＣ
Ｍ波形データを元のピッチと異なるピッチで読み出す際
に、音色を損ねず、聴く者に不自然感を与えない自然な
音が再現でき、且つリアルタイムでも楽音の時間伸張圧
縮再生ができるという優れた効果を奏し得る。
【図１】生楽器や人声をサンプリングして波形メモリ１
０１に記憶されている元ＰＣＭ波形の波形図である。
０１に記憶されている元ＰＣＭ波形の波形図である。
【図２】同じくサンプリングされて波形メモリ１０１に
記憶された元ＰＣＭ波形の波形図である。
記憶された元ＰＣＭ波形の波形図である。
【図３】波形編集装置１０の機能ブロック図である。
【図４】本発明の一実施例に係る波形データ時間伸張圧
縮装置が適用された電子鍵盤楽器２０の機能ブロック図
である。
縮装置が適用された電子鍵盤楽器２０の機能ブロック図
である。
【図５】図１のキーナンバより半オクターブだけ上げた
場合の波形処理状態を示すＰＣＭ波形の波形図である。
場合の波形処理状態を示すＰＣＭ波形の波形図である。
【図６】図１のキーナンバより３／４オクターブだけ下
げた場合の波形処理状態を示すＰＣＭ波形の波形図であ
る。
げた場合の波形処理状態を示すＰＣＭ波形の波形図であ
る。
【図７】所定のブロックの波形データが繰り返し再生さ
れた場合の振幅値の飛びの状態を示す波形図である。
れた場合の振幅値の飛びの状態を示す波形図である。
【図８】所定のブロックの波形データが間引かれて再生
された場合の不連続点の状態を示す波形図である。
された場合の不連続点の状態を示す波形図である。
【図９】クロスフェードを行った場合に図７のような飛
びが発生しなくなってノイズが発生しなくなった場合の
波形図である。
びが発生しなくなってノイズが発生しなくなった場合の
波形図である。
【図１０】クロスフェードを行った場合に図８のような
不連続点の発生がなくなってノイズが発生しなくなった
場合の波形図である。
不連続点の発生がなくなってノイズが発生しなくなった
場合の波形図である。
【図１１】ホイール２００を備えた電子鍵盤楽器２０の
説明図である。
説明図である。
１ 波形記憶部 ２ ブロックアドレス記憶部 ３ パラメータ設定部 ４ 波形再生部 １０ 波形編集装置 ２０ 電子鍵盤楽器 ２１ 鍵盤部 ２２ エンベロープ発生器 ２３ 積算器 ２４ 累算器 ２５ Ｄ／Ａ変換部 ２６ 増幅器 ２７ スピーカ ２８ フォルマントフィルタ係数メモリ ２９ フォルマントデジタルフィルタ ３１ 伸張圧縮パラメータ算出器 ４１ Ｆナンバ算出器 ４２ Ｆナンバ累算器 ４３ 波形読出アドレス生成部 ４４ Ｒナンバ累算器 ４５ ブロックアドレス指定部 ４６ ブロックＡサンプルバッファ ４７ ブロックＢサンプルバッファ ４８ ブロック間クロスフェードミキシング部 １０１ 波形メモリ １０１ａ エンベロープ調整部 １０１ｂ 編集波形メモリ １０２ 基準ピッチメモリ １０３ ブロックアドレスメモリ １１１ 基準ピッチ抽出部 １１２ ブロックアドレス抽出部 ２００ ホイール
Claims (8)
- 【請求項１】 ＰＣＭ波形データを記憶する波形記憶部
と、 該ＰＣＭ波形のトレンドとなるピッチの波長乃至その整
数倍の波長を１ブロックとしてブロック毎のアドレスを
記憶するブロックアドレス記憶部と、 伸張圧縮パラメータを設定するパラメータ設定部と、 伸張圧縮パラメータに応じて、所定ブロックの波形デー
タを読み出す回数を決定し、それに応じて前記ブロック
アドレスを順次読み出すと共に、読み出された該ブロッ
クアドレスに基づいてＰＣＭ波形データの読み出しを行
い、波形再生を行う波形再生部とを有することを特徴と
する波形データ時間伸張圧縮装置。 - 【請求項２】 元ＰＣＭ波形データのフォルマント成分
を記憶するフォルマント成分記憶部と、 フォルマント成分の取り去られたＰＣＭ波形データを記
憶する波形記憶部と、 該ＰＣＭ波形のトレンドとなるピッチの波長乃至その整
数倍の波長を１ブロックとしてブロック毎のアドレスを
記憶するブロックアドレス記憶部と、 伸張圧縮パラメータを設定するパラメータ設定部と、 伸張圧縮パラメータに応じて、所定ブロックの波形デー
タを読み出す回数を決定し、それに応じて前記ブロック
アドレスを順次読み出すと共に、読み出された該ブロッ
クアドレスに基づいてＰＣＭ波形データの読み出しを行
い、波形再生を行う波形再生部と、 再生された波形に、対応するフォルマントを付加するフ
ォルマント付加部とを有することを特徴とする波形デー
タ時間伸張圧縮装置。 - 【請求項３】 自己相関関数により、ＰＣＭ波形のトレ
ンドとなるピッチ波長を求めることを特徴とする請求項
１又は２記載の波形データ時間伸張圧縮装置。 - 【請求項４】 ＰＣＭ波形のトレンドとなるピッチの波
長乃至その整数倍の波長に一番近い距離分離間した０ク
ロスポイントを１ブロックとすることを特徴とする請求
項１〜３いずれか１つに記載の波形データ時間伸張圧縮
装置。 - 【請求項５】 前記パラメータ部で設定される伸張圧縮
パラメータは、元となるＰＣＭ波形を再生する場合を１
として、それより周波数が高くなる場合は１より大きく
なり、それより周波数が低くなる場合は１未満になるよ
うに設定することを特徴とする請求項１〜４いずれか１
つに記載の波形データ時間伸張圧縮装置。 - 【請求項６】 前記波形再生部における波形データの読
み出し回数の決定は、前記伸張圧縮パラメータを、前記
アドレスの読み出し毎に加算し、その整数部を上記読み
出し回数とすると共に、その回数決定が行われた後、該
整数部を０にして、上記加算処理を繰り返すことを特徴
とする請求項１〜５いずれか１つに記載の波形データ時
間伸張圧縮装置。 - 【請求項７】 前記パラメータ設定部で設定される伸張
圧縮パラメータを、キースケールパラメータで修正する
ことを特徴とする請求項１〜６いずれか１つに記載の波
形データ時間伸張圧縮装置。 - 【請求項８】 前記波形再生部における波形データの読
み出しに際し、１つのブロックの波形データの読み出し
を終了した時、０クロスポイントの次の数ポイント分の
サンプルデータをバッファに入れ、次のブロックの波形
データを読み出す時、その最初の数ポイント分のサンプ
ルデータと上記バッファのサンプルデータとをクロスフ
ェードさせることを特徴とする請求項１〜７いずれか１
つに記載の波形データ時間伸張圧縮装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000096524A JP2001282246A (ja) | 2000-03-31 | 2000-03-31 | 波形データ時間伸張圧縮装置 |
| US09/803,897 US6300552B1 (en) | 2000-03-31 | 2001-03-13 | Waveform data time expanding and compressing device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000096524A JP2001282246A (ja) | 2000-03-31 | 2000-03-31 | 波形データ時間伸張圧縮装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2008209488A Division JP2008276268A (ja) | 2008-08-18 | 2008-08-18 | 波形データ時間伸張圧縮装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001282246A true JP2001282246A (ja) | 2001-10-12 |
Family
ID=18611278
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000096524A Pending JP2001282246A (ja) | 2000-03-31 | 2000-03-31 | 波形データ時間伸張圧縮装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6300552B1 (ja) |
| JP (1) | JP2001282246A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007132961A (ja) * | 2005-11-07 | 2007-05-31 | Shinsedai Kk | マルチメディアプロセッサ及びサウンドプロセッサ |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3644352B2 (ja) * | 2000-04-21 | 2005-04-27 | ヤマハ株式会社 | 演奏情報編集装置及び演奏情報編集方法、並びに演奏情報編集プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体 |
| US7378586B2 (en) * | 2002-10-01 | 2008-05-27 | Yamaha Corporation | Compressed data structure and apparatus and method related thereto |
| JP4201679B2 (ja) * | 2003-10-16 | 2008-12-24 | ローランド株式会社 | 波形発生装置 |
| US9524720B2 (en) | 2013-12-15 | 2016-12-20 | Qualcomm Incorporated | Systems and methods of blind bandwidth extension |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US5416264A (en) * | 1992-07-27 | 1995-05-16 | Yamaha Corporation | Waveform-forming device having memory storing non-compressed/compressed waveform samples |
| SG65729A1 (en) * | 1997-01-31 | 1999-06-22 | Yamaha Corp | Tone generating device and method using a time stretch/compression control technique |
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| US6169241B1 (en) * | 1997-03-03 | 2001-01-02 | Yamaha Corporation | Sound source with free compression and expansion of voice independently of pitch |
| US6207885B1 (en) * | 1999-01-19 | 2001-03-27 | Roland Corporation | System and method for rendition control |
-
2000
- 2000-03-31 JP JP2000096524A patent/JP2001282246A/ja active Pending
-
2001
- 2001-03-13 US US09/803,897 patent/US6300552B1/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007132961A (ja) * | 2005-11-07 | 2007-05-31 | Shinsedai Kk | マルチメディアプロセッサ及びサウンドプロセッサ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6300552B1 (en) | 2001-10-09 |
| US20010025560A1 (en) | 2001-10-04 |
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