JP2900077B2 - Waveform recording / playback method and waveform playback device - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ この発明は自然楽器音等のオーディオ信号をデジタル
の波形データ列として記録し、再生する技術に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a technique for recording and reproducing an audio signal such as a natural musical instrument sound as a digital waveform data sequence.

［従来技術とその問題点］ PCM方式の音源は楽音を波形データ（PCMデータ）の列
として記憶する波形メモリを内蔵している。動作の際、
PCM音源は要求されるピッチに対応した速度で波形メモ
リから波形データを読み出すことにより、所望のピッチ
の楽音信号を生成する。[Prior art and its problems] The sound source of the PCM system has a built-in waveform memory for storing musical tones as a sequence of waveform data (PCM data). In operation,
The PCM tone generator generates a tone signal of a desired pitch by reading waveform data from a waveform memory at a speed corresponding to a required pitch.

PCM方式の音源の欠点は波形メモリとして大きな記憶
容量のメモリが必要となることである。A drawback of the PCM type sound source is that a memory with a large storage capacity is required as a waveform memory.

この欠点を回避するために、差分PCM方式がある。差
分PCM方式は、波形データを表現するのに必要なビット
数より、隣り合う波形データの差分値を表現するのに必
要なビット数の方が小さくなることを期待して、波形デ
ータ列の代りに差分値のデータ列（差分データ列）を記
録する。再生の際、差分PCM音源は差分データ列のメモ
リから読み出した差分データを累算することによって波
形データを再生する。In order to avoid this disadvantage, there is a differential PCM method. In the differential PCM method, the number of bits required to represent a difference value between adjacent waveform data is expected to be smaller than the number of bits required to represent waveform data. A data string of difference values (differential data string) is recorded in the. At the time of reproduction, the differential PCM sound source reproduces the waveform data by accumulating the differential data read from the memory of the differential data string.

残念ながら、従来の差分PCM方式には原音の音色等に
依存して再生の精度がばらつくという問題がある。Unfortunately, the conventional differential PCM method has a problem that the accuracy of reproduction varies depending on the timbre of the original sound.

従来の差分PCMの記録方式では、あるビット数（例え
ば16ビット）の波形データの列｛ｘ（ｎ）｝をそれより
小さいビット数（例えば８ビット）の差分データの列
｛ｄ（ｎ）｝に変換する。変換の基本原理は以下の通り
である。まず、隣り合う波形データｘ（ｋ）、ｘ（ｋ−
１）の差を算出する。In the conventional differential PCM recording method, a sequence {x (n)} of waveform data having a certain number of bits (eg, 16 bits) is converted into a sequence {d (n)} of differential data having a smaller number of bits (eg, 8 bits). Convert to The basic principle of the conversion is as follows. First, adjacent waveform data x (k), x (k−
Calculate the difference of 1).

ｘ（ｋ）−ｘ（ｋ−１）＝Dx （式１） ここに差Dxは16ビットで表現される差データである。
この差データDxの大きさが８ビットで表現可能な大きさ
（−128〜127）の場合16ビット差データDxの下位８ビッ
トをｋ番目の８ビット差データｄ（ｋ）とする。x (k) -x (k-1) = Dx (Equation 1) Here, the difference Dx is difference data represented by 16 bits.
If the size of the difference data Dx is a size that can be represented by 8 bits (−128 to 127), the lower 8 bits of the 16-bit difference data Dx are set as the k-th 8-bit difference data d (k).

となる（なお、ここでは２の補数を想定してある）。 (Note that a two's complement is assumed here).

しかし、Dxの大きさが８ビットで表現できない範囲の
値を示す場合には、ｄ（ｋ）を８ビットで表現可能な最
大値にクリップする。However, if the magnitude of Dx indicates a value that cannot be represented by 8 bits, d (k) is clipped to the maximum value that can be represented by 8 bits.

にクリップされる。 Clipped to

なお、このクリップによる誤差の累積を軽減するた
め、実際には（式１）の代りに を計算し、16ビット表現の差データdxを上述したように
して８ビットの差データｄ（ｋ）に変換している。Note that, in order to reduce the accumulation of errors due to this clip, instead of (Equation 1), Is calculated, and the difference data dx in the 16-bit expression is converted into 8-bit difference data d (k) as described above.

上述したクリップにより、差分データの列｛ｄ
（ｎ）｝から再生される波形に歪みが生じる。更に都合
のわるいことに、SN比の劣化要因であるクリップの発生
頻度が波形データの列｛ｘ（ｎ）｝、したがって記録し
ようとする原音のスペクトルないし音色に左右される。
結果として、従来の差分PCM方式は原音の種類によってS
N比がばらつき所望の再生精度を保証することができな
かった。By the above-mentioned clip, the sequence of difference data ｛d
(N) The waveform reproduced from 波形 is distorted. Even more unfortunately, the frequency of occurrence of clips, which is a cause of deterioration of the S / N ratio, depends on the sequence {x (n)} of the waveform data, and therefore the spectrum or timbre of the original sound to be recorded.
As a result, the conventional differential PCM method uses S
The N ratio varied and the desired reproduction accuracy could not be guaranteed.

［発明の目的］ したがってこの発明の目的は限られたビット数のデー
タの列によりオーディオ信号の波形ができるだけ歪まな
いようにして波形を記録し、記録されたデータの列から
歪みの小さな高品位の波形を再生することのできる波形
記録・再生法及び再生装置を提供することである。[Object of the Invention] Accordingly, an object of the present invention is to record a waveform of an audio signal in such a manner that the waveform of an audio signal is not distorted as much as possible by a data sequence of a limited number of bits, and to obtain a high-quality signal with a small distortion from the recorded data sequence. An object of the present invention is to provide a waveform recording / reproducing method and a reproducing apparatus capable of reproducing a waveform.

［発明の構成、作用］ この発明によれば、オーディオ信号を表現する波形デ
ータの列を用意し、前記波形データ列の変動の大きさを
算出し、前記変動の大きさから、変動の大きさに反比例
する値の圧縮率を算出し、前記波形データ列の隣り合う
波形データの差分の列に前記圧縮率を乗算したものに相
当する圧縮差分データ列を形成し、前記圧縮差分データ
列を記憶し、前記圧縮率に関連する伸張率を表わす伸張
率データを記憶し、前記記憶された伸張率データに基づ
いて前記記憶された圧縮差分データ列から波形データ列
を再生することを特徴とする波形記録・再生法が提供さ
れる。According to the present invention, a sequence of waveform data representing an audio signal is prepared, the magnitude of the variation of the waveform data sequence is calculated, and the magnitude of the variation is calculated from the magnitude of the variation. Calculate the compression ratio of a value that is inversely proportional to the compression data ratio, and form a compression difference data sequence corresponding to the result of multiplying the difference ratio between adjacent waveform data of the waveform data sequence by the compression ratio, and store the compression difference data sequence. And storing expansion rate data representing an expansion rate related to the compression rate, and reproducing a waveform data stream from the stored compression difference data stream based on the stored expansion rate data. A recording / playback method is provided.

この発明の基本的な特徴は、波形の記録と再生におい
て圧縮率と伸張率を考慮し、かつ、圧縮率と伸張率の大
きさを波形データ列における波形データの変動したがっ
てオーディオ信号のスペクトルないし音色に合わせて決
定している点である。従来の差分PCM方式は、基本的に
は記録の際に隣り合う波形データの差の下位Ｎビットを
差分データとして記録し、再生の際に差分データを累算
して波形データを再生する方式であり、差を圧縮する概
念や、伸張する概念はもっていない。このために、隣り
合う波形データの差が大きい場合に（波形データ列の変
動が大きい場合に）致命的な歪みが生じる。The basic feature of the present invention is that the compression rate and the expansion rate are taken into account in the recording and reproduction of the waveform, and the magnitude of the compression rate and the expansion rate is determined by the fluctuation of the waveform data in the waveform data train, and hence the spectrum or timbre of the audio signal. It is a point that has been determined according to. The conventional differential PCM method basically records the lower N bits of the difference between adjacent waveform data at the time of recording as difference data, and accumulates the difference data at the time of reproduction to reproduce the waveform data. Yes, it does not have the concept of compressing or expanding the difference. For this reason, fatal distortion occurs when the difference between adjacent waveform data is large (when the fluctuation of the waveform data sequence is large).

これに対し、この発明では、波形データ列の変動が大
きければ、それに応じた圧縮率が設定され、その圧縮率
で圧縮した差分データの列が記録される。そして再生の
際には圧縮率に関連する伸張率（圧縮率の逆数またはそ
れに近い値）で伸張した差分データの累積出力が波形デ
ータとして再生される。On the other hand, in the present invention, if the fluctuation of the waveform data sequence is large, a compression ratio corresponding to the fluctuation is set, and a sequence of differential data compressed at the compression ratio is recorded. Then, at the time of reproduction, the accumulated output of the differential data expanded at the expansion rate related to the compression rate (the reciprocal of the compression rate or a value close thereto) is reproduced as waveform data.

波形データ列の変動の大きさは種々の仕方で評価可能
である。例えば、隣り合う波形データの差の最大値によ
って波形データ列の変動の大きさを評価できる。この差
の最大値を基準として圧縮率を定めることができる。例
えば、最大の差が圧縮差分データ列におけるＮビット列
の最大値に変換されるように圧縮率を設定すれば、クリ
ップは全く生じなくなる。もっとも、クリップなしの圧
縮率が波形データの再生した場合に最高の音質を与える
とは限らない。クリップなしの圧縮率で波形を記録し、
その逆数の伸張率で波形を再生した場合には、波形の急
峻な変動部分に対しては再現性が良くなるが波形の小さ
な変動部分に対しては再現性は悪くなる。逆にクリップ
なしの圧縮率より若干小さい圧縮率で波形を記録し、再
生した場合には波形の急峻な変動部分に対しては再現性
は低下するが波形の小さな変動部分に対しては再現性が
良くなる。したがって、クリップなしの圧縮率を基準と
していくつかの圧縮率、伸張率で波形を記録、再生して
みて聴感上最適となる圧縮率、伸張率を選択するのが好
ましい（聴覚テストによる波形データの変動の主観的評
価）。The magnitude of the fluctuation of the waveform data sequence can be evaluated in various ways. For example, the magnitude of the fluctuation of the waveform data sequence can be evaluated based on the maximum value of the difference between adjacent waveform data. The compression ratio can be determined based on the maximum value of the difference. For example, if the compression ratio is set so that the largest difference is converted into the maximum value of the N-bit string in the compressed difference data string, no clip is generated. However, the compression rate without clip does not always give the highest sound quality when the waveform data is reproduced. Record the waveform at the compression rate without clip,
When the waveform is reproduced at the reciprocal expansion rate, the reproducibility is improved for a sharply changing portion of the waveform, but the reproducibility is deteriorated for a small changing portion of the waveform. Conversely, when a waveform is recorded at a compression ratio slightly smaller than the compression ratio without clipping and played back, the reproducibility decreases for sharply changing parts of the waveform, but reproducibility decreases for small changing parts of the waveform. Will be better. Therefore, it is preferable to select the compression ratio and expansion ratio that are optimal for the audibility by recording and reproducing the waveform at several compression ratios and expansion ratios based on the compression ratio without clip (the waveform data of the audio data by the hearing test). Subjective assessment of variability).

また波形データ列における各々の隣り合う波形データ
の差の列を統計的に処理して、波形変動特徴パラメータ
を得ることによって波形データ列の変動の大きさを客観
的に評価することもできる。結果としてこの発明の波形
記録・再生法によれば、限られたビット数の列によって
原波形の情報をできるだけ忠実に圧縮記録でき、高品位
の波形再生が可能である。In addition, it is also possible to objectively evaluate the magnitude of the fluctuation of the waveform data sequence by statistically processing the sequence of the difference between adjacent waveform data in the waveform data sequence and obtaining a waveform fluctuation characteristic parameter. As a result, according to the waveform recording / reproducing method of the present invention, the information of the original waveform can be compressed and recorded as faithfully as possible using a sequence of a limited number of bits, and a high-quality waveform can be reproduced.

上述したような波形記録・再生法に従って記録された
波形情報を再生する波形再生装置は、オーディオ信号を
表わす波形データ列の隣り合う波形データの差分の列に
当該波形データ列の変動の大きさに反比例する値の圧縮
率を乗算したものに相当する圧縮差分データ列を記憶す
る圧縮差分データ列記憶手段と、前記圧縮率に関連する
伸張率を表わす伸張率データを記憶する伸張率データ記
憶手段と、前記圧縮差分データ列と前記伸張率データと
に基づいてオーディオ信号を表わす波形データ列を再生
する再生手段と、を有することを特徴とする。A waveform reproducing apparatus that reproduces waveform information recorded according to the above-described waveform recording / reproducing method includes a sequence of differences between adjacent waveform data of a waveform data sequence representing an audio signal and a variation of the waveform data sequence. Compression difference data string storage means for storing a compression difference data string corresponding to a result obtained by multiplying a compression rate of an inversely proportional value, and expansion rate data storage means for storing expansion rate data representing an expansion rate related to the compression rate; Reproducing means for reproducing a waveform data string representing an audio signal based on the compressed difference data string and the expansion rate data.

再生手段は例えば、圧縮差分データ列記憶手段から読
み出した圧縮差分データ列を累算して累算出力を形成す
る累算手段と、この累算手段からの累算出力に伸張率デ
ータを乗算する乗算手段とで構成できる。For example, the reproducing means accumulates the compressed difference data string read from the compressed difference data string storage means to form an accumulated power, and multiplies the accumulated power from the accumulating means by the expansion rate data. It can be configured with multiplication means.

この代り、圧縮差分データと伸張率データで乗算し、
その乗算結果を累算するようにしてもよい。要するに、
再生手段は伸張率データを再生の適当な段階で乗数とし
て使用する任意の構成をとり得る。Instead, multiply the compression difference data by the expansion rate data,
The result of the multiplication may be accumulated. in short,
The playback means can take any configuration that uses the expansion rate data as a multiplier at the appropriate stage of playback.

更に、この発明の波形記録法にはエンベロープ抽出工
程と波形正規化工程とを前処理として組み合わせること
ができる。即ち、原オーディオ信号を表わす波形データ
列からエンベロープを抽出し、抽出したエンベロープに
よって波形データ列を正規化して正規化波形データ列を
形成する。この正規化波形データ列について上述した波
形記録法を適用する。また、波形を再生する場合には、
所定のエンベロープ（例えば、抽出したエンベロープ）
を発生させ、このエンベロープと記憶された圧縮差分デ
ータと伸張率データとに基づいて波形を再生する。Further, in the waveform recording method of the present invention, the envelope extraction step and the waveform normalization step can be combined as preprocessing. That is, an envelope is extracted from the waveform data sequence representing the original audio signal, and the waveform data sequence is normalized by the extracted envelope to form a normalized waveform data sequence. The waveform recording method described above is applied to this normalized waveform data sequence. Also, when playing the waveform,
A given envelope (eg, an extracted envelope)
Is generated, and a waveform is reproduced based on the envelope, the stored compression difference data, and the expansion ratio data.

上記のようなエンベロープ抽出と、抽出したエンベロ
ープによる波形データ列の正規化を行なうことにより、
音量が小さい部分（音の立上りや、減衰部分）でのSN比
を向上させることができる。By performing the envelope extraction as described above and normalizing the waveform data sequence using the extracted envelope,
It is possible to improve the signal-to-noise ratio in a portion where the sound volume is low (a rising portion or an attenuating portion).

このような波形記録再生法が適用される波形再生装置
の一態様はオーディオ信号のエンベロープによって正規
化した正規化波形データ列の隣り合う波形データの差分
の列に当該正規化波形データ列の変動の大きさに反比例
する値の圧縮率を乗算したものに相当する圧縮差分デー
タ列を記憶する圧縮差分データ列記憶手段と、前記圧縮
率に関連する伸張率を表わす伸張率データを記憶する伸
張率データ記憶手段と、所定のエンベロープを発生する
エンベロープ発生手段と、前記圧縮差分データ列と前記
伸張率と前記エンベロープとに基づいて波形データ列を
再生する再生手段と、を有することを特徴とする。One aspect of a waveform reproducing apparatus to which such a waveform recording / reproducing method is applied is that a variation of the normalized waveform data sequence is added to a sequence of differences between adjacent waveform data of a normalized waveform data sequence normalized by an audio signal envelope. Compressed difference data string storage means for storing a compressed difference data string corresponding to a value obtained by multiplying a compression rate having a value inversely proportional to the size, and decompression rate data for storing decompression rate data representing a decompression rate related to the compression rate It is characterized by comprising storage means, envelope generating means for generating a predetermined envelope, and reproducing means for reproducing a waveform data sequence based on the compressed difference data sequence, the expansion ratio and the envelope.

この態様では、再生手段は１つの波形データサンプル
を再生するのに２回の乗算、即ち、伸張率の乗算とエン
ベロープの乗算を必要とする。In this embodiment, the reproducing means requires two multiplications to reproduce one waveform data sample, ie, multiplication of the expansion rate and multiplication of the envelope.

もう１つの波形再生装置の態様は、オーディオ信号の
エンベロープによって正規化した正規化波形データ列の
隣り合う波形データの差分の列に当該正規化波形データ
列の変動の大きさに反比例する値の圧縮率を乗算したも
のに相当する圧縮差分データ列を記憶する圧縮差分デー
タ列記憶手段と、前記圧縮率に関連する伸張率で伸張し
たエンベロープを発生するエンベロープ発生手段と、前
記圧縮差分データ列記憶手段からの圧縮差分データ列を
累算する累算手段と、前記累算手段からの累算出力に前
記エンベロープ発生手段からのエンベロープを乗算して
波形データ列を再生する乗算手段と、を有することを特
徴とする。Another aspect of the waveform reproducing apparatus is to compress a value inversely proportional to the magnitude of the fluctuation of the normalized waveform data sequence into a sequence of differences between adjacent waveform data sequences of the normalized waveform data sequence normalized by the envelope of the audio signal. Compressed differential data string storage means for storing a compressed differential data string corresponding to the product of the rates, envelope generating means for generating an envelope expanded at an expansion rate related to the compression rate, and compressed differential data string storage means Accumulating means for accumulating the compressed difference data sequence from the multiplication means, and multiplying means for reproducing the waveform data sequence by multiplying the accumulated power from the accumulating means by the envelope from the envelope generating means. Features.

この態様ではエンベロープ発生手段が伸張率を加味し
たエンベロープを発生するので、１つの波形データサン
プルの再生について１回の乗算（エンベロープの乗算）
を行なえばよく、乗算回数を減らすことができる。In this embodiment, since the envelope generating means generates an envelope in consideration of the expansion rate, one multiplication (envelope multiplication) is performed for one waveform data sample reproduction.
And the number of multiplications can be reduced.

電子楽器の音源では多くの種類の楽音を生成できるこ
とが望まれる。It is desired that a sound source of an electronic musical instrument can generate many kinds of musical sounds.

この発明はこの種の音源にただちに適用できる。 The invention is immediately applicable to this type of sound source.

［実施例］ 以下図面を参照してこの発明の実施例を説明する。Embodiment An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第１図に波形記録装置の全体構成を示す。デジタルオ
ーディオテープ１は自然楽器音等が録音されたマスター
テープでその録音情報がDAT装置２により波形データ列
として再生され、デジタルオーディオインタフェース３
を介してコンピュータ４に転送される。コンピュータ４
では転送された波形データ列に後述する処理を施して圧
縮差分データ列、各種パラメータを生成する。圧縮差分
データ列はPROMライター５によりPROM6に書き込まれ
る。書き込まれたPROM6は波形再生装置（第４図）の差
分波形メモリ11となる。また、各種パラメータ（伸張
率、エンベロープパラメータ）は波形再生装置の制御情
報として使われる。FIG. 1 shows the overall configuration of the waveform recording apparatus. The digital audio tape 1 is a master tape on which a natural musical instrument sound or the like is recorded.
Is transferred to the computer 4 via the. Computer 4
Then, a process described later is performed on the transferred waveform data sequence to generate a compressed difference data sequence and various parameters. The compressed difference data string is written to the PROM 6 by the PROM writer 5. The written PROM 6 becomes the difference waveform memory 11 of the waveform reproducing device (FIG. 4). Further, various parameters (expansion rate, envelope parameter) are used as control information of the waveform reproducing apparatus.

第２図はコンピュータ４での圧縮差分データ列生成の
フローチャートである。まず、S1でパラメータａをセッ
トし、波形データ列を配列｛ｘ（ｎ）｝にロードする。
ここにパラメータａは後述する圧縮率（圧縮のスケール
ファクタ）の生成に使用される係数であり、ａ≧1.0の
値をとる。次のステップS2で波形データ列｛ｘ（ｎ）｝
即ちｘ（０）、ｘ（１）……ｘ（ｎ）……からエンベロ
ープ｛ｅ（ｎ）｝を抽出する。エンベロープ抽出の方法
はいくつかの方法が可能である（例えば、特願昭61−26
4205号、特願昭61−264206号、特願昭62−264207号参
照）。例えば、波形データ列の所定の区間ごとに波形デ
ータの大きさを示す情報、例えば、波形データの絶対値
|x（ｎ）｜の最大値、波形データのピークツウピークの
大きさ、あるいは波形データのパワー（例えば波形デー
タの自乗和の平方根）をエンベロープとして求める。所
定の区間としては例えば、波形データ列の基本周期が選
ばれる。第３図では、波形データ列の所定区間Ｘごとに
|x（ｎ）｜の最大値を抽出し、それをエンベロープレベ
ルELkとして求め、所定区間ｘでのエンベロープレートE
R_kをER_k＝（EL_k−EL_k-1）/Xによって求め、これらのパ
ラメータに基づいて、各波形データｄ（ｎ）に対応する
エンベロープ値ｅ（ｎ）を求めている。抽出したエンベ
ロープ｛ｅ（ｎ）｝は次のS3で波形データ列｛ｘ
（ｎ）｝を正規化するのに使用する。即ち各波形データ
ｘ（ｎ）をエンベロープ値ｅ（ｎ）で除算する。これに
より、エンベロープの除去された（正規化された）波形
データ列｛x₀（ｎ）｝が得られる。エンベロープを除去
することにより、音量の小さい部分での再現性が改善さ
れる。FIG. 2 is a flowchart of generation of a compressed difference data sequence in the computer 4. First, the parameter a is set in S1, and the waveform data sequence is loaded into the array {x (n)}.
Here, the parameter a is a coefficient used for generating a compression ratio (compression scale factor) described later, and takes a value of a ≧ 1.0. In the next step S2, the waveform data string {x (n)}
That is, the envelope {e (n)} is extracted from x (0), x (1)... X (n). Several methods are available for envelope extraction (for example, Japanese Patent Application No. 61-26).
No. 4205, Japanese Patent Application Nos. 61-264206 and 62-264207). For example, information indicating the size of the waveform data for each predetermined section of the waveform data sequence, for example, the absolute value of the waveform data
The maximum value of | x (n) |, the peak-to-peak magnitude of the waveform data, or the power of the waveform data (for example, the square root of the sum of squares of the waveform data) is obtained as an envelope. As the predetermined section, for example, the basic cycle of the waveform data sequence is selected. In FIG. 3, for each predetermined section X of the waveform data string,
The maximum value of | x (n) | is extracted and obtained as an envelope level ELk.
R _{k is determined} by ER _k = (EL _k −EL _k−1 ) / X, and an envelope value e (n) corresponding to each waveform data d (n) is determined based on these parameters. The extracted envelope {e (n)} is converted into a waveform data string {x
(N) Used to normalize｝. That is, each waveform data x (n) is divided by the envelope value e (n). As a result, a waveform data sequence {x ₀ (n)} from which the envelope has been removed (normalized) is obtained. Eliminating the envelope improves reproducibility in low volume areas.

次にS4で、 x₁（ｎ）←（A/x₀max）・x₀（ｎ） に従って、波形データ列｛x₁（ｎ）｝を規格化する。こ
こに、x₀maxは波形データ列｛x₀（ｎ）｝のなかの最大
の波形データの絶対値である。例えばＡとしてＡ＝3276
7.0を選ぶと、波形データ列｛x₁（ｎ）｝は±15ビット
に規格化される。即ち、波形データ列｛x₁（ｎ）｝のな
かの最大値が＋32767または−32767を示す２進数で表現
される。規格化の理由は再生装置において種々の波形に
ついて波形データ列｛x₁（ｎ）｝を再生したときの再生
レベルを揃えるためである。Next, in S4, in accordance with _{x 1 (n) ← (A} / x 0 max) · x 0 (n), to normalize the waveform data sequence {x ₁ (n)}. Here, x ₀ max is the absolute value of the largest waveform data in the waveform data sequence {x ₀ (n)}. For example, A = A = 3276
If 7.0 is selected, the waveform data sequence {x ₁ (n)} is normalized to ± 15 bits. That is, the maximum value in the waveform data string {x ₁ (n)} is represented by a binary number indicating +32767 or -32767. The reason for the normalization is to make the reproduction levels uniform when reproducing the waveform data sequence {x ₁ (n)} for various waveforms in the reproducing apparatus.

次にS5で波形データ列｛x₁（ｎ）｝の各隣り合う波形
データの差を算出して差分データ列｛d₁（ｎ）｝を形成
し、S5で差分データ列波形データ列｛d₁（ｎ）｝のなか
の|d₁（ｎ）｜の最大値dmaxを抽出する。ここに差分デ
ータd₁（ｎ）のビット数は波形データx₁（ｎ）のビット
数と等しいか、あるいは、x₁（ｎ）とx_1(n-1)の差の最
大値を正確に表現し得るビット数とする（即ちd₁（ｎ）
のビット数は配列｛d₁（ｎ）｝から元の配列｛x
₁（ｎ）｝を完全に再生できるようなビット数であ
る。） 次にS7で、圧縮率ａ・（B/dmax）を用いて x₂←（ｎ）ａ・（B/dmax）・x₁（ｎ） により、データ圧縮を行う。ここにS8で生成する圧縮差
分データd₂（ｎ）のビット数８ビットとするとＢ＝127.
0である。ここでａ＝1.0とおくと、波形データx₂（ｎ）
から算出される圧縮差分値データの最大値の絶対値は12
7.0となり、すべての圧縮差分データd₂（ｎ）をクリッ
プなしに８ビットで表現することができる。即ち、B/dm
axはクリップなしの圧縮率を表わす。この場合、波形の
再現性は波形の変動が急峻な含分で良くなり、波形の変
動が小さい部分で悪くなる。パラメータａはこの点を補
償するための変数であり、経験によればａ＝1.0〜2.0程
度の範囲内で聴感上最も音質のよい再生音が得られる。
注目すべき点は、圧縮率ａ・（B/dmax）が波形データ列
の変動の大きさに依存することである。なお、圧縮波形
データ列｛x₂（ｎ）｝には比較的高い数値精度をもたせ
るのが望ましい。例えば圧縮波形データx₂（ｎ）のビッ
ト数は波形データx₁（ｎ）のビット数と同じとし、かつ
圧縮波形データx₂（ｎ）の下位で小数部を表現する（例
えば圧縮率ａ・B/max）が1/8のときにデータx₁（ｎ）の
上位13ビットを整数部とし、下位３ビットの小数部とみ
たものをデータx₂（ｎ）とする）ようにしてもよい。Next, in S5, a difference between each adjacent waveform data of the waveform data sequence {x ₁ (n)} is calculated to form a difference data sequence {d ₁ (n)}, and in S5, a difference data sequence waveform data sequence {d ₁ (n)}, the maximum value dmax of | d ₁ (n) | is extracted. Here, the number of bits of the difference data d ₁ (n) is equal to the number of bits of the waveform data x ₁ (n), or the maximum value of the difference between x ₁ (n) and x _{1 (n−1)} is exactly calculated. The number of bits that can be represented (ie, d ₁ (n)
The number of bits of the array {d ₁ (n)}
₁ (n)} is the number of bits that can be completely reproduced. Next, in S7, data compression is performed using the compression ratio a · (B / dmax) and x ₂ ← (n) a · (B / dmax) · x ₁ (n). If the number of bits of the compressed difference data d ₂ (n) generated in S8 is 8 bits, B = 127.
It is 0. Here, if a = 1.0, the waveform data x ₂ (n)
The absolute value of the maximum value of the compressed difference value data calculated from is 12
As a result, all the compressed difference data d ₂ (n) can be represented by 8 bits without clipping. That is, B / dm
ax represents the compression ratio without clip. In this case, the reproducibility of the waveform is improved when the fluctuation of the waveform is steep, and deteriorates in a portion where the fluctuation of the waveform is small. The parameter a is a variable for compensating for this point. According to experience, a reproduced sound with the highest sound quality can be obtained within the range of a = 1.0 to 2.0.
It should be noted that the compression ratio a · (B / dmax) depends on the magnitude of the fluctuation of the waveform data sequence. It is desirable that the compressed waveform data sequence {x ₂ (n)} have relatively high numerical accuracy. For example, the number of bits of the compressed waveform data x ₂ (n) is the same as the number of bits of the waveform data x ₁ (n), and a decimal part is expressed below the compressed waveform data x ₂ (n). (B / max) is 1/8, the upper 13 bits of data x ₁ (n) are regarded as an integer part, and the fractional part of lower 3 bits is regarded as data x ₂ (n). .

次にS8で次式に従って圧縮率波形データ列｛x
₂（ｎ）｝から圧縮差分データ列｛d₂（ｎ）｝を形成す
る。Next, in S8, the compression ratio waveform data sequence ｛x is calculated according to the following equation.
₂ (n)} to form a compressed difference data sequence {d ₂ (n)}.

ここにd₂（ｎ）は−Ｂ−１≦d₂（ｎ）≦Ｂであり、
（式３）の右辺の値が−Ｂ−１より小さければd₂（ｎ）
＝−Ｂ−１にクリップされ、右辺の値がＢより大きけれ
ばd₂（ｎ）＝Ｂにクリップされる。d₂（ｎ）は値Ｂで定
められるビット数で表現され、Ｂ＝127.0であれば８ビ
ットである。また、（式３）におけるx₂（ｎ）の項は波
形記録系におけるｎ番目の圧縮波形データを表わし、 の項は波形再生系で再生されることになる（ｎ−１）番
目の再生圧縮波形データを表わす。ａ＝１（クリップな
し）なら となる。 Here, d ₂ (n) is −B−1 ≦ d ₂ (n) ≦ B,
If the value of the right side of (Equation 3) is smaller than -B-1 d ₂ (n)
= −B−1, and if the value on the right side is greater than B, it is clipped to d ₂ (n) = B. d ₂ (n) is represented by the number of bits determined by the value B, and is 8 bits if B = 127.0. The term x ₂ (n) in (Equation 3) represents the n-th compressed waveform data in the waveform recording system. Represents the (n-1) th reproduced compressed waveform data to be reproduced by the waveform reproducing system. If a = 1 (no clip) Becomes

なお、S7、S8の代りに、直接、差分データ列｛d
₁（ｎ）｝から圧縮率（ａ・B/dmax）を用いて、圧縮差
分データ列｛d₂（ｎ）｝を求めてもよい。Note that, instead of S7 and S8, the difference data sequence ｛d
_A compressed difference data sequence {d ₂ (n)} may be obtained from ₁ (n)} using a compression ratio (a · B / dmax).

（d₂（ｎ）は上述したように右辺の値が−Ｂ−１より小
さければd₂（ｎ）＝−Ｂ−１、右辺がＢより大きければ
d₂（ｎ）＝Ｂにクリップされる）。 (D ₂ (n) is d ₂ (n) = − B−1 if the value on the right side is smaller than −B−1, and if the value on the right side is larger than B, as described above.
d ₂ (n) = B clipped).

また、ａ＝１（クリップなし）のときは（式３）にお
ける はx₂（ｎ−１）に等しくなる。このような場合、S7とS8
の代りに、d₂（ｎ）＝ａ・（B/dmax）・d₁（ｎ）によっ
て、圧縮差分データ列｛d₂（ｎ）｝を求めることができ
る。When a = 1 (no clip), the expression (3) It is equal to x ₂ (n-1). In such a case, S7 and S8
Instead, d ₂ (n) = a · (B / dmax) · d ₁ (n), the compressed difference data sequence {d ₂ (n)} can be obtained.

次にS9で圧縮率の逆数dmax/a・Ｂを波形データ再生系
におけるスケールファクタ（伸張率）normとして記憶す
る。後述するように、再生系では圧縮差分データを累算
して得られるよう波形データにnormの値を乗算する。こ
れにより、波形データは波形データの種類にかかわらず
一定の数値範囲（例えば−32767〜32767）に規格化され
る。normの値の例を示すと32KHzのサンプリング周波数
でサンプリングしたピアノ波形データに対し５〜15の値
となる。Next, in S9, the reciprocal dmax / a · B of the compression ratio is stored as a scale factor (extension ratio) norm in the waveform data reproduction system. As will be described later, the reproduction system multiplies the waveform data by the norm value so as to be obtained by accumulating the compressed difference data. As a result, the waveform data is standardized within a certain numerical range (for example, -32767 to 32767) regardless of the type of the waveform data. An example of the norm value is 5 to 15 for piano waveform data sampled at a sampling frequency of 32 KHz.

最後のS10では算出した圧縮差分データ列｛d
₂（ｎ）｝をファイルにセーブする。In the last S10, the calculated compressed difference data sequence ｛d
₂ (n) Save｝ to a file.

以上の説明により、圧縮差分データ列｛d₂（ｎ）｝、
スケールファクタ（伸張率）norm、エンベロープデータ
列｛ｅ（ｎ）｝が得られた。According to the above description, the compressed difference data sequence {d ₂ (n)},
A scale factor (expansion rate) norm and an envelope data sequence {e (n)} were obtained.

いくつかのパラメータａの値について上述の処理（第
２図）を行い、再生を行って聴覚実験により最も再現性
のよかったデータ（スケールファクタ、圧縮差分データ
列、エンベロープ列）を保存し、その圧縮差分データ列
をPROM6に書き込んで差分波形メモリ11をつくる。The above-mentioned processing (FIG. 2) is performed for some values of the parameter a, the data is reproduced, and the data (scale factor, compressed difference data sequence, envelope sequence) having the highest reproducibility in the auditory experiment is stored, and the compression is performed. The difference data string is written in the PROM 6 to create the difference waveform memory 11.

次に波形生成装置を説明する。第４図は波形生成装置
を内蔵する電子楽器のブロック図である。マイクロコン
ピュータ８は周知の仕方でスイッチ９を走査して選択さ
れた音色に対応するデータをトーンジェネレータ10に転
送し、また鍵盤７を走査して押圧された鍵の情報をトー
ンジェネレータ10に転送する。トーンジェネレータ10は
この発明の波形再生法に従って、差分波形メモリ11の圧
縮差分データを演算して楽音波形Ｗを生成（再生）し、
DAC12、アンプ13、スピーカ14を介して発音する。Next, the waveform generation device will be described. FIG. 4 is a block diagram of an electronic musical instrument having a built-in waveform generator. The microcomputer 8 scans the switch 9 to transfer data corresponding to the selected tone color to the tone generator 10 in a well-known manner, and scans the keyboard 7 to transfer information on a pressed key to the tone generator 10. . The tone generator 10 generates (reproduces) the tone waveform W by calculating the compressed difference data in the difference waveform memory 11 in accordance with the waveform reproducing method of the present invention.
The sound is generated via the DAC 12, the amplifier 13, and the speaker 14.

第５図にトーンジェネレータ10の構成を示す。インタ
フェース24は第４図のマイクロコンピュータ８からのデ
ータをトーンジェネレータ10に書き込むもので、エンベ
ロープデータメモリ25にはエンベロープレベルデータEL
kとエンベロープレートデータERkを、スケールファクタ
メモリ27には上述したスケールファクタ（伸張率）norm
を、アドレス発生器28にはピッチに応じた周波数データ
を書き込む。エンベロープ発生器26はエンベロープデー
タメモリ25からエンベロープレベルデータELkとエンベ
ロープレートデータERkとを受けてエンベロープＥを発
生する。アドレス発生器28は周波数データに対応する速
度で変化するアドレスＡを発生するとともに、アドレス
Ａが変化する毎にインクリメント信号ｉを波形発生器29
へ送る。波形発生器29はこの発明の波形再生法に従って
波形を再生する再生手段であり、アドレス発生器28から
のインクリメント信号ｉに応答し、差分波形メモリ11か
らの圧縮差分データＤ、スケールファクタメモリ27から
のスケールファクタnorm、エンベロープ発生器26からの
エンベロープＥを使って楽音波形Ｗを生成する。FIG. 5 shows the configuration of the tone generator 10. The interface 24 is for writing data from the microcomputer 8 of FIG. 4 to the tone generator 10, and the envelope level data EL is stored in the envelope data memory 25.
k and the envelope plate data ERk are stored in the scale factor memory 27 by the scale factor (expansion rate) norm described above.
Is written to the address generator 28 in accordance with the pitch. The envelope generator 26 receives the envelope level data ELk and the envelope plate data ERk from the envelope data memory 25, and generates an envelope E. The address generator 28 generates an address A that changes at a speed corresponding to the frequency data, and generates an increment signal i every time the address A changes.
Send to The waveform generator 29 is a reproducing means for reproducing a waveform according to the waveform reproducing method of the present invention. In response to the increment signal i from the address generator 28, the waveform generator 29 receives the compressed difference data D from the difference waveform memory 11 and the scale factor memory 27. The tone waveform W is generated using the scale factor norm and the envelope E from the envelope generator 26.

第６図に波形発生器29の機能を示す。ゲート30は圧縮
差分データＤ（例えば８ビットで表現される）をインク
リメント信号ｉが与えられたとき、即ち、アドレスＡが
変化して差分波形メモリ11からの圧縮差分データが更新
されたときに通し、加算器31とFF32とで構成される累算
器（累算手段）に入力する。累算器は圧縮差分データＤ
を累算して８〜16ビットの再生圧縮波形データ（累算出
力）を生成する。この累算出力は累算器33でスケールフ
ァクタメモリ27からのスケールファクタnormに乗算さ
れ、これにより、波形の種類によって異なる大きさをも
つ累算出力が16ビットレンジの再生波形データ（再生正
規化波形データ）に規格される。乗算器34は再生正規化
波形データをエンベロープＥと乗算するもので、最終的
な波形データＷを出力する。これにより、波形発生器29
の出力Ｗはエンベロープが付加された最大16ビットのレ
ンジを持つ楽音波形となる。FIG. 6 shows the function of the waveform generator 29. The gate 30 passes the compressed difference data D (for example, expressed by 8 bits) when an increment signal i is given, that is, when the address A changes and the compressed difference data from the difference waveform memory 11 is updated. , Is input to an accumulator (accumulation means) composed of an adder 31 and FF32. The accumulator is the compressed difference data D
Are accumulated to generate 8- to 16-bit reproduced compressed waveform data (cumulative calculation power). This cumulative power is multiplied by the scale factor norm from the scale factor memory 27 in the accumulator 33, whereby the cumulative power having a magnitude different depending on the type of the waveform is converted into the 16-bit range reproduced waveform data (reproduced normalized data). Waveform data). The multiplier 34 multiplies the reproduction normalized waveform data by the envelope E, and outputs final waveform data W. Thereby, the waveform generator 29
Is a musical sound waveform having a maximum 16-bit range to which an envelope is added.

なお、再生正規化波形データを生成するのに、ゲート
30からの圧縮差分データＤを先にスケールファクタ（伸
張率）normで伸張（乗算）し、その後で累算してもよ
い。Note that the gate is used to generate the playback normalized waveform data.
The compressed difference data D from 30 may be expanded (multiplied) by a scale factor (expansion rate) norm, and then accumulated.

なお、エンベロープデータメモリ25に設定するエンベ
ロープレベル、レートデータは波形記録装置のS2（第２
図）で抽出したエンベロープに基づいて定めることがで
きる。一般にエンベロープ発生器26で発生するエンベロ
ープのセグメント（アタックセグメント等）の数は限ら
れているので、抽出したエンベロープを限られた数のセ
グメントのエンベロープ（セグメントごとのエンベロー
プレベルとレート）で近似することになる。このような
エンベロープ近似のために、例えば特願昭61−264205号
に示される技術を使用できる。基本的には適当なセグメ
ント数を設定し、そのセグメント数での折線状エンベロ
ープ（例えば特性の切換点即ち折点が抽出エンベロープ
上の点となるように選ばれる）と抽出エンベロープとの
誤差を評価し、誤差を最小にする折線状エンベロープを
選択することで最適近似が可能である。この結果（選択
した折線状エンベロープを定義するセグメントごとのエ
ンベロープレベルとレートの情報）を電子楽器のマイク
ロコンピュータ８内に基準のエンベロープパラメータと
して記憶させる。動作の際、マイクロコンピュータ８
は、キータッチ等に依存して基準のエンベロープパラメ
ータを変更し、その結果をエンベロープデータメモリ25
に書き込むことになる。Note that the envelope level and rate data set in the envelope data memory 25 are stored in S2 (second
It can be determined based on the envelope extracted in FIG. Since the number of envelope segments (attack segments, etc.) generated by the envelope generator 26 is generally limited, the extracted envelope should be approximated by a limited number of segment envelopes (envelope level and rate for each segment). become. For such an envelope approximation, for example, a technique disclosed in Japanese Patent Application No. 61-264205 can be used. Basically, an appropriate number of segments is set, and the error between the polygonal envelope (for example, a characteristic switching point, ie, a folding point is selected as a point on the extraction envelope) and the extraction envelope at the number of segments is evaluated. However, optimal approximation is possible by selecting a polygonal envelope that minimizes the error. The result (envelope level and rate information for each segment that defines the selected folded line envelope) is stored in the microcomputer 8 of the electronic musical instrument as reference envelope parameters. In operation, the microcomputer 8
Changes the reference envelope parameter depending on key touch or the like, and stores the result in the envelope data memory 25.
Will be written to.

もっとも、所望であれば、抽出したエンベロープとは
無関係にエンベロープを生成するようにしてもよい。However, if desired, the envelope may be generated independently of the extracted envelope.

第６図の構成の場合、波形発生器29は楽音波形Ｗのサ
ンプルを生成する都度、乗算を２回（normの乗算とエン
ベロープＥの乗算）実行しなければならない。例えば、
第６図に示す機能をもつ波形発生器29を時分割多重処理
（TDM）の構造で実現する場合、１個の乗算器ハードウ
エアがサンプリング周期内のあるタイムスロットでnorm
と累算出力とを乗算し、この乗算結果を別のタイムスロ
ットでエンベロープＥと乗算する。波形発生器29のポリ
フォニック数をＮとするとサンプリング周期ごとに波形
発生器29は合成2N回の乗算を実行しなければならない。
したがって、波形発生器29の処理量を軽減するために、
乗算回数を減らすことは有意義である。In the case of the configuration shown in FIG. 6, the waveform generator 29 must execute multiplication (norm multiplication and envelope E multiplication) twice each time a musical tone waveform W sample is generated. For example,
In the case where the waveform generator 29 having the function shown in FIG. 6 is realized by a time division multiplexing (TDM) structure, one multiplier hardware sets norm at a certain time slot in the sampling period.
And the accumulated power are multiplied, and the multiplication result is multiplied by the envelope E in another time slot. Assuming that the polyphonic number of the waveform generator 29 is N, the waveform generator 29 must execute 2N multiplications for each sampling period.
Therefore, in order to reduce the processing amount of the waveform generator 29,
Reducing the number of multiplications is significant.

乗算回数を減らしたトーンジェネーレータ10M構成と
波形発生器29Mの構成をそれぞれ第７図と第８図に示
す。この構成では、トーンジェネレータ10Mはスケール
ファクタメモリ27を必要とせず、マイクロコンピュータ
４はエンベロープデータメモリ25Mにスケールファクタn
ormを加味したエンベロープレベルデータELk′、エンベ
ロープレートデータERk′を書き込む。FIGS. 7 and 8 show the configuration of the tone generator 10M and the configuration of the waveform generator 29M in which the number of times of multiplication is reduced. In this configuration, the tone generator 10M does not require the scale factor memory 27, and the microcomputer 4 stores the scale factor n in the envelope data memory 25M.
Write the envelope level data ELk 'and the envelope plate data ERk' taking into account orm.

これにより、エンベロープ発生器26Mはスケールファ
クタ（伸張率）normで伸張されたエンベロープＥ′を発
生する。即ち、このエンベロープＥ′は第５図と第６図
に示すエンベロープＥにスケールファクタnormを乗じた
ものに相当する。したがってこのエンベロープＥ′を第
８図に示すように波形発生器29Mの乗算器35で累算器（3
1、32）の累算出力に乗算することにより、最終的な音
楽波形Ｗがただちに得られる。Thus, the envelope generator 26M generates an envelope E 'expanded by a scale factor (expansion rate) norm. That is, the envelope E 'corresponds to the envelope E shown in FIGS. 5 and 6 multiplied by the scale factor norm. Therefore, this envelope E 'is accumulated in the accumulator (3) by the multiplier 35 of the waveform generator 29M as shown in FIG.
By multiplying the cumulative calculation power of (1, 32), the final music waveform W can be obtained immediately.

この構成をとることにより、波形発生器29Mは１つの
楽音波形サンプルを生成するのに乗算を、１回だけ実行
すればよく、必要な乗算回数が減少する。With this configuration, the waveform generator 29M only needs to execute the multiplication once to generate one musical tone waveform sample, and the number of necessary multiplications is reduced.

［変形例］ 以上で実施例の説明を終えるがこの発明の範囲内で種
々の変形、変更が可能である。[Modifications] The description of the embodiment is finished above, but various modifications and changes can be made within the scope of the present invention.

例えば上記実施例では低い音量レベルでの再現性をよ
くするために記録系で波形からエベロープを除去してお
り、また再生系で波形にエンベロープを付加している
が、所望であれば、これらの処理は省略できる。また記
録系ではエンベロープ除去はしないが再生系ではエンベ
ロープを付加するようにしてもよい。For example, in the above-described embodiment, the envelope is removed from the waveform in the recording system in order to improve the reproducibility at a low volume level, and the envelope is added to the waveform in the reproducing system. Processing can be omitted. In the recording system, the envelope is not removed, but in the reproduction system, an envelope may be added.

また、この発明の波形記録法によって波形記録を行う
機能をサンプリング楽器等に組み込むようにしてもよ
い。この場合、圧縮差分波形データ列はRAMのようなリ
ードライトメモリに書き込まれることになる。Further, the function of performing waveform recording by the waveform recording method of the present invention may be incorporated in a sampling musical instrument or the like. In this case, the compressed differential waveform data sequence is written to a read / write memory such as a RAM.

また、伸張率normは必ずしも圧縮率の逆数でなくても
よく、逆数に近い値をとってもよい。Also, the expansion ratio norm is not necessarily the reciprocal of the compression ratio, and may take a value close to the reciprocal.

［発明の効果］ 最後に特許請求の範囲に記載する発明の効果、利点を
述べる。[Effects of the Invention] Finally, effects and advantages of the invention described in the claims will be described.

請求項１の構成によれば、波形データから波形データ
列の変動の大きさに依存する圧縮率にうよって圧縮した
圧縮差分データ列を得ているので、限られたデータ量で
可及的に精度のよい波形情報を記録でき、また圧縮率に
関連する伸張率と圧縮差分データ列とに基づいて波形デ
ータ列を再生しているので、波形の種類によらず、所望
の再現性を補償することができる。According to the configuration of the first aspect, since the compressed difference data sequence compressed by the compression ratio depending on the magnitude of the fluctuation of the waveform data sequence is obtained from the waveform data, the data amount is limited as much as possible. Accurate waveform information can be recorded, and the waveform data sequence is reproduced based on the expansion ratio and the compression difference data sequence related to the compression ratio, so that the desired reproducibility is compensated regardless of the type of waveform. be able to.

また請求項２の構成によれば、波形の再生のために必
要なメモリの記憶容量を節約しつつ、波形の種類によら
ず高品位の波形を再生することができる。Further, according to the configuration of the second aspect, it is possible to reproduce a high-quality waveform regardless of the type of the waveform while saving the storage capacity of the memory required for reproducing the waveform.

請求項３は再生手段の一構成例を示したものである。 Claim 3 shows one configuration example of the reproducing means.

請求項４では波形記録の際に前処理として波形データ
列からエンベロープを除去しているので、音量の低いレ
ベルでの再現性を改善できる。According to the fourth aspect, since the envelope is removed from the waveform data sequence as pre-processing at the time of waveform recording, reproducibility at a low volume level can be improved.

請求項５は請求項４のように記録したデータから波形
を再生する波形再生装置の構成例を示したものである。Claim 5 shows an example of the configuration of a waveform reproducing apparatus for reproducing a waveform from data recorded as in claim 4.

請求項６は派生再生装置のもう１つの構成例を示した
ものであり、この構成によれば、波形を再生するのに必
要な乗算回数を減少させることができる。Claim 6 shows another example of the configuration of the derivative reproduction apparatus. According to this configuration, the number of times of multiplication necessary for reproducing a waveform can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第１図はこの発明の実施例に係る波形記録装置の全体構
成図、 第２図は第１図のコンピュータが実行する圧縮差分デー
タ列生成処理のフローチャート、 第３図は第２図の処理のなかで行われるエンベロープ抽
出の一例を説明する図、 第４図はこの発明による波形再生装置を組み込んだ電子
楽器の全体構成図、 第５図は第４図のトーンジェネレータの構成例を示すブ
ロック図、 第６図は第５図の波形発生器29のブロック図、 第７図は第４図トーンジェネレータの別の構成例を示す
ブロック図、 第８図は波形再生における乗算回数を減少させた第７図
の波形発生器の構成例を示すブロック図である。 １……デジタルオーディオテープ ４……コンピュータ 10、10M……トーンジェネレータ 11……差分波形メモリ 26……エンベロープ発生器 27……スケールファクタメモリ 29、29M……波形発生器 31、32……累算器 33、34、35……乗算器 ａ・（B/dmax）……圧縮率 d₂（ｎ）……圧縮差分データ norm……伸張率FIG. 1 is an overall configuration diagram of a waveform recording apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a flowchart of a compressed difference data string generation process executed by the computer of FIG. 1, and FIG. 3 is a flowchart of the process of FIG. FIG. 4 is a view for explaining an example of envelope extraction performed therein, FIG. 4 is an overall configuration diagram of an electronic musical instrument incorporating a waveform reproducing apparatus according to the present invention, and FIG. 5 is a block diagram showing a configuration example of a tone generator of FIG. 6 is a block diagram of the waveform generator 29 of FIG. 5, FIG. 7 is a block diagram of another example of the tone generator of FIG. 4, and FIG. FIG. 8 is a block diagram illustrating a configuration example of the waveform generator in FIG. 7. 1 Digital audio tape 4 Computer 10, 10M Tone generator 11 Difference waveform memory 26 Envelope generator 27 Scale factor memory 29, 29M Waveform generator 31, 32 Accumulation vessels 33, 34, 35 ...... multiplier a · (B / dmax) ...... compression ratio d ₂ (n) ...... compressed difference data norm ...... expansion ratio

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】オーディオ信号を表現する波形データの列
を用意し、 前記波形データ列の変動の大きさを算出し、 前記変動の大きさから、変動の大きさに反比例する値の
圧縮率を算出し、 前記波形データ列の隣り合う波形データの差分の列に前
記圧縮率を乗算したものに相当する圧縮差分データ列を
形成し、 前記圧縮差分データ列を記憶し、 前記圧縮率に関連する伸張率を表わす伸張率データを記
憶し、 前記記憶された伸張率データに基づいて前記記憶された
圧縮差分データ列から波形データ列を再生する ことを特徴とする波形記録・再生法。1. A sequence of waveform data representing an audio signal is prepared, a magnitude of a variation of the waveform data sequence is calculated, and a compression ratio of a value inversely proportional to the magnitude of the variation is calculated from the magnitude of the variation. Calculating, forming a compressed difference data sequence corresponding to a result of multiplying a sequence of differences between adjacent waveform data of the waveform data sequence by the compression ratio, storing the compressed difference data sequence, and relating to the compression ratio. A waveform recording / reproduction method, comprising: storing expansion rate data representing an expansion rate; and reproducing a waveform data string from the stored compressed differential data string based on the stored expansion rate data. 【請求項２】オーディオ信号を表わす波形データ列の隣
り合う波形データの差分の列に当該波形データ列の変動
の大きさに反比例する値の圧縮率を乗算したものに相当
する圧縮差分データ列を記憶する圧縮差分データ列記憶
手段と、 前記圧縮率に関連する伸張率を表わす伸張率データを記
憶する伸張率データ記憶手段と、 前記圧縮差分データ列と前記伸張率データとに基づいて
オーディオ信号を表わす波形データ列を再生する再生手
段と、 を有することを特徴とする波形再生装置。2. A compressed difference data sequence corresponding to a product of a difference sequence between adjacent waveform data in a waveform data sequence representing an audio signal multiplied by a compression ratio having a value inversely proportional to the magnitude of fluctuation of the waveform data sequence. Compression difference data string storage means for storing; expansion rate data storage means for storing expansion rate data representing an expansion rate related to the compression rate; and an audio signal based on the compression difference data string and the expansion rate data. And a reproducing means for reproducing a waveform data string to be represented. 【請求項３】請求項２記載の波形再生装置において、前
記再生手段は、 前記圧縮差分データ列記憶手段から読み出した圧縮差分
データ列を累算して累算出力を形成する累算手段と、 前記累算手段からの累算出力に前記伸張率データを乗算
する乗算手段と、 を有することを特徴とする波形再生装置。3. A waveform reproducing apparatus according to claim 2, wherein said reproducing means accumulates a compressed difference data sequence read from said compressed difference data sequence storage means to form a cumulative power. A waveform reproducing apparatus comprising: multiplying means for multiplying the cumulative calculation power from the accumulating means by the expansion rate data. 【請求項４】原オーディオ信号を表わす波形データの列
を用意し、 前記波形データの列からエンベロープを抽出し、 抽出したエンベロープによって前記波形データの列を正
規化して正規化波形データ列を形成し、 前記正規化波形データ列の変動の大きさを算出し、 前記変動の大きさから、変動の大きさに反比例する値の
圧縮率を算出し、 前記正規化波形データ列の隣り合う波形データの差分の
列に前記圧縮率を乗算したものに相当する圧縮差分デー
タ列を形成し、 前記圧縮差分データ列を記憶し、 前記圧縮率に関連する伸張率を表わす伸張率データを記
憶し、 所定のエンベロープを発生し、 記憶された前記圧縮差分データと前記伸張率データと前
記所定のエンベロープとに基づいて波形データ列を再生
する ことを特徴とする波形記録・再生法。4. A waveform data sequence representing an original audio signal is prepared, an envelope is extracted from the waveform data sequence, and the waveform data sequence is normalized by the extracted envelope to form a normalized waveform data sequence. Calculating the magnitude of the fluctuation of the normalized waveform data sequence; calculating the compression ratio of a value that is inversely proportional to the magnitude of the fluctuation from the magnitude of the fluctuation; calculating the compression ratio of the waveform data adjacent to the normalized waveform data sequence. Forming a compressed difference data sequence corresponding to a difference column multiplied by the compression ratio; storing the compressed difference data sequence; storing expansion ratio data representing an expansion ratio related to the compression ratio; Generating an envelope, and reproducing a waveform data sequence based on the stored compressed difference data, the expansion ratio data, and the predetermined envelope. Regeneration method. 【請求項５】オーディオ信号のエンベロープによって正
規化した正規化波形データ列の隣り合う波形データの差
分の列に当該正規化波形データ列の変動の大きさに反比
例する値の圧縮率を乗算したものに相当する圧縮差分デ
ータ列を記憶する圧縮差分データ列記憶手段と、 前記圧縮率に関連する伸張率を表わす伸張率データを記
憶する伸張率データ記憶手段と、 所定のエンベロープを発生するエンベロープ発生手段
と、 前記圧縮差分データ列と前記伸張率と前記エンベロープ
とに基づいて波形データ列を再生する再生手段と、 を有することを特徴とする波形再生装置。5. A method in which a sequence of differences between adjacent waveform data of a normalized waveform data sequence normalized by an envelope of an audio signal is multiplied by a compression ratio having a value inversely proportional to the magnitude of the fluctuation of the normalized waveform data sequence. Compression difference data string storage means for storing a compression difference data string corresponding to the following, expansion rate data storage means for storing expansion rate data representing an expansion rate related to the compression rate, and envelope generation means for generating a predetermined envelope And a reproducing means for reproducing a waveform data sequence based on the compressed difference data sequence, the decompression ratio, and the envelope. 【請求項６】オーディオ信号のエンベロープによって正
規化した正規化波形データ列の隣り合う波形データの差
分の列に当該正規化波形データ列の変動の大きさに反比
例する値の圧縮率を乗算したものに相当する圧縮差分デ
ータ列を記憶する圧縮差分データ列記憶手段と、 前記圧縮率に関連する伸張率で伸張したエンベロープを
発生するエンベロープ発生手段と、 前記圧縮差分データ列記憶手段からの圧縮差分データ列
を累算する累算手段と、 前記累算手段からの累算出力に前記エンベロープ発生手
段からのエンベロープを乗算して波形データ列を再生す
る乗算手段と、 を有することを特徴とする波形再生装置。6. A product obtained by multiplying a sequence of differences between adjacent waveform data of a normalized waveform data sequence normalized by an envelope of an audio signal by a compression ratio having a value inversely proportional to the magnitude of fluctuation of the normalized waveform data sequence. Compressed difference data string storage means for storing a compressed difference data string corresponding to the following; envelope generation means for generating an envelope expanded at an expansion rate related to the compression rate; and compressed difference data from the compressed difference data string storage means. Waveform reproducing means comprising: accumulating means for accumulating a sequence; and multiplying means for reproducing a waveform data sequence by multiplying an accumulated power from the accumulating means by an envelope from the envelope generating means. apparatus.