JP3202017B2 - デジタルサンプリングシステムのための減衰楽器音のデータ圧縮 - Google Patents
デジタルサンプリングシステムのための減衰楽器音のデータ圧縮Info
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Description
衰する楽器音のデータ圧縮に関する。
いて、ある型の楽器音データを記憶している場合には、
かなりの量のデータを減少させることは非常に困難であ
る。最も深刻な問題を持つ楽器は、幅広い変化範囲を有
し、また長い時間間隔で変化する木材を有する楽器であ
る。これらの特性を持つ一般的な楽器としては、アコー
スティックピアノ、アコースティックギター、その他そ
れに関連するものがある。特に、アコースティックピア
ノは、その広い幅、長い減衰、及び単一の音質をつくり
出すためにほぼ一致した多数の弦(以下、「一致弦(un
ison string)」と呼ぶ)を使用するため、困難であ
る。
ているが、ループされている時でさえ、前述の音は多量
のメモリを必要とする。この減衰特性により、なめらか
で、長いループの実行が困難なものとされ、また、短い
ループではあまりにも容易に知覚されてしまう。また、
音の発声(attack)部分にあまりにも接近させて位置付
けられたループは、自然のものとして捕らえるにはあま
りにも調和しすぎてしまう。
楽器音を減衰させる改善されたデータ圧縮装置及び方法
を与えることである。
され、音を適切に音楽的に再製造し、そうして今日のサ
ンプルプレイバック技術(線型データフォーマット)を
使用することによって再製造されるよう設計される音に
対するデータ圧縮方法及び装置を提供するものである。
楽器音をより好ましいサンプル率に変換すると改善され
たデータ圧縮方法を提供するものである。この変換され
たデータはその後、特定の音の発声部分が終了した後に
圧縮される。
取れた和らかな領域を、ルーピングに対して始めの音に
できるだけ近接させて与えるというものである。次に、
クロス/フェードルーピング段階を提供して、ループ前
の領域内の情報をそれ自身のループ領域に混合し、そう
してループ長を隠す。また、本発明には、ポインタのシ
フト段階と、第2のクロス/フェードループ段階を含
み、更に改善されたデータ圧縮を提供するものある。
部は後述してあり、また一部は以下の事項を調査すれば
当業者には明かとなり、また本発明を実施することによ
り理解され得るであろう。本発明の目的及び利点は、添
付された請求項に指摘された手段及び組合せによって明
らかとなり、且つ得られるであろう。
一部を形成する添付図面は、本発明の記述と共に、本発
明の実施例を示しており、本発明の原理を説明するのに
役立つものである。
この例は、図面にも示されている。本発明はより好まし
い実施例を用いて示されているが、本発明をこの実施例
に限定することを意図するものではなく、添付された請
求項によって定められた本発明の意図に含まれる代替例
や、変形、及びこれと同等のものを含むものと考えてい
る。
ンプル化されたオーディオシステムにおいて記憶とプレ
イバックを備えた一致弦楽器(例えばピアノ)のための
方法及び装置に関する。これら技術は全体的にはデジタ
ル領域において実行されるのであるが、その幾つかは、
アナログへ変換し直して、その後、処理し且つデジタル
へ変換し直すことによる。
ネルギーが含まれる周波数の上限を2倍に変換するよう
なサンプリング率により、まず初めにその音をデータ圧
縮することができる。これは主観的に定め得るものであ
るが、一般の基準点としては、上の全ての周波数が、基
本周波数の振幅以下の60dBより大きい周波数である。こ
の上部カットオフ周波数を2倍にするサンプル率変換に
より、すべての情報がそのカットオフ(ナイキスト周波
数)以下に保持され、一方で、データがそのサンプルフ
ァイルを減少させる。
縮される。即ち、自動的なゲイン制御の形態が適用さ
れ、その信号の振幅を実質的に一定に保持する(図1参
照)。動的幅圧縮(dynamic range compression)それ
自体は新しいものではないが、デジタル圧縮器により、
より多くの従来の(アナログ)手段を用いても不可能な
より正確な制御が可能となる。音の発声部分が主観的に
は非常に重要なので、この圧縮は音の発声部分が0.5〜
1秒経過した時点で適用され(図2参照)、これによっ
てその特性を保護し、一方、ループされるべき領域の振
幅は半音下げられる(この圧縮は、発声部分の終了後に
開始する、更に言えば、ある音のデータサンプルのう
ち、発声部分に対応する部分(「サブ部分」と呼ぶ)に
ついては、そのままとし、残りの部分に対応する部分
(「残り部分」と呼ぶ)については、圧縮するというこ
とである)。正確な圧縮率は決定的なものではなく、ほ
ぼ4:1の比であれば適当な結果が生じる。
な」発声、つまりより高周波エネルギーが存在するこ
と、が与えられ、その後、振幅と高周波部分は共に減衰
する。また、一致弦楽器(例えばピアノ)では、それら
弦の短音分離調音(minor detuning)により、弦のハー
モニック(harmonics)間の位相差がずれることに起因
して、動的周波数解除(dynamic frequency cnacellati
on)及び強化(reinforcement)が引き起こされる。こ
のフェージング効果(phasing effect)により、聞き手
の注意は上部ハーモニックの動きへと向けられ、ルーピ
ングを困難なものとする。よりよいルーピングを行うた
め、信号は時間変動ローパスフィルタを用いて微妙にフ
ィルタされる。発声(0.5〜1秒)は、ここでも、変化
されないままであり、また、フィルタのカットオフ周波
数はループ領域に向かって徐々に低くされる。このカッ
トオフ周波数はその後、ループプラトー(loop platea
u)内に一定に保持され、ルーピングにとって安定した
領域を与える(図3参照)。1〜2kHzの間の最終的なカ
ットオフ周波数により、源信号の音色特性(tonal char
acteristics)を個々に整合させるよう決定された正確
な値を有する所望の応答が与えられる。この技術は、自
然の減衰処理にわずかに効果的に「ハーリアロング(hu
rry along)するようにして使用され、調和の取れた和
らかな領域をルーピングに対してできる限り開始された
音に近くなるようにして提供し、そうしてメモリを保存
するのである。
を保存する。指定されるループ領域はほぼ1秒である。
ループをもっと短くすれば、より簡単になると考えられ
るが、主観的には、心地よさも減ってしまうと思われ
る。このループ領域は、クロスフェードループされる、
つまりループ前の領域の情報がループ領域に混ぜ合わさ
れ、ループポインタを隠すというものである(図4参
照)。これは、ループポインタにおける突然の変化を隠
すだけでなく、信号の変化特性により、元の信号に存在
したハーモニックフェージング(phasing)の幾つかを
再創造するものである。
プ 多くの場合、主観的にはループは心地よいものである
と非常にたやすく認識される。しかし、ループ中の振幅
が一定のままである間は、非常に明白な個々の木材的シ
フト(timbral shift)により自然連続の幻想(illusio
n)が破壊されるかもしれない。ループポインタをシフ
トし且つ2回目のクロスルーピングを行うことにより
(図5参照)、ループの目立った特徴が弱められる。ル
ープ終了ポインタは、元の信号の1サイクル分だけ前方
にシフトされるべきである。信号が2回目にクロスフェ
ードループされた場合には、ループ領域はそれ自身の遅
延バージョンを使用して、信号を結合するプロセスに内
在するコーム(comb)フィルタ効果によって変更され
る。コームの歯は、元の信号のハーモニック上に集中さ
せられる。なぜなら、我々は遅延時間間隔を、元の基本
時間間隔に等しい遅延時間間隔に選んだからである。
ULATOR IIIとして知られるスコットバレイカリフォル
ニアのE−mu会社によって製造されたデジタルサンプリ
ング楽器に使用することができる。このようなデジタル
サンプリング楽器は、この出願と同一の譲受人によって
製造されるものである。
図示及び記述のため開示した。これは、開示された形態
そのものに本発明を限定しようとするものではない。多
くの変形や変更が上述の記述から可能である。より好ま
しい実施例は、本発明の原理及び実施上の適用分野を最
良に説明するために選択され、記述されている。これに
より、他の当業者は、本発明を最良に利用することがで
き、また様々な実施例を利用することができ、また予期
される特定の使用に適合するよう様々に変形することも
可能である。本発明の範囲は、本明細書に添付された請
求項によってのみ定められる。
Claims (8)
- 【請求項1】発声部分とこの発声部分のあとに続く残り
の部分とを有した楽器音を表すデータサンプルのサイズ
を減少させる方法において、この方法は、 楽器音をあるサンプリング率に変換し、前記発声部分に
対応する前記データサンプルの第1のセグメントと前記
残り部分に対応する前記データサンプルの第2のセグメ
ントとを有するデータサンプルを形成する段階と、 前記第2のセグメントのダイナミックレンジを圧縮する
段階と、 前記第2のセグメントを時間変動周波数フィルタを用い
てフィルタする段階と、 前記第2のセグメントの一部だけを保持することによっ
て前記第2のセグメントのサイズを減少させる段階と、 を備えることを特徴とする方法。 - 【請求項2】請求項1記載の方法において、前記データ
サンプルをクロス/フェードルーピングする段階を含む
方法。 - 【請求項3】請求項2記載の方法において、前記ルーピ
ングする段階は、ループポインタを与える段階を含み、
また、ループポインタをシフトして複数回クロス/フェ
ードルーピングする段階を含む方法。 - 【請求項4】請求項3記載の方法において、前記減少さ
せる段階の後に前記データサンプルを記憶する段階を含
む方法。 - 【請求項5】発声部分とこの発声部分のあとに続く残り
の部分とを有した楽器音を表すデータサンプルのサイズ
を減少させるデータ圧縮装置において、この装置は、 楽器音をあるサンプリング率に変換し、前記発声部分に
対応する前記データサンプルの第1のセグメントと前記
残り部分に対応する前記データサンプルの第2のセグメ
ントとを有するデータサンプルを形成する手段と、 前記第2のセグメントのダイナミックレンジを圧縮する
手段と、 前記第2のセグメントを時間変動周波数フィルタを用い
てフィルタする手段と、 前記第2のセグメントの一部だけを保持することによっ
て前記第2のセグメントのサイズを減少させる手段と、 を備えることを特徴とする装置。 - 【請求項6】請求項5記載の装置において、前記データ
サンプルをクロス/フェードルーピングする手段を含む
装置。 - 【請求項7】請求項6記載の装置において、前記ルーピ
ングする手段は、ループポインタを含み、また、ループ
ポインタをシフトして前記残り部分を複数回クロス/フ
ェードルーピングする手段を含む装置。 - 【請求項8】請求項7記載の装置において、前記データ
サンプルを記憶する手段を含む装置。
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