CN1873775A - 乐音合成装置及方法 - Google Patents

Abstract

根据获取的演奏信息确定是否应改变交叉衰减特征，并根据所确定的结果，自动改变在获取所述演奏信息的时间点已经开始进行的交叉衰减合成的交叉衰减特征。由于在交叉衰减合成期间自动交叉衰减特征，所以与在交叉衰减合成开始时预先设定的时间长度相比，可以增大或缩短所述交叉衰减合成的时间长度，因此可将根据所获取的演奏信息而待按时间顺序组合的下一个演奏风格模块的时间位置分配给位移与所述增大或缩短时间相对应的量的时间位置。以这种方式，即使在交叉衰减合成期间也可以进行控制，以使交叉衰减合成提前完成，从而可在不使演奏者意识到波形转换的条件下对下一演奏风格模块进行波形转换，从而减少乐音生成延迟等。

Description

乐音合成装置及方法

技术领域

本发明涉及一种乐音合成装置、方法及程序，用于例如在改变乐音、语音或其它声音的音色和演奏风格(或发音)时，基于从存储器或类似装置读出的波形数据，产生乐音、语音或其它所需声音的波形。更具体地，本发明涉及一种改进的乐音合成装置、方法及程序，其进行控制以减少可能在例如实时演奏期间发生的乐音生成中的延迟(即，乐音生成延迟)等。

背景技术

近年来，已知一种称为“SAEM”(发音要素建模(Sound ArticulationElement Modeling))的乐音波形控制技术，这种技术意图用于自然乐器所特有的各种演奏风格(各种发音类型)的实际再现和控制。日本特开平No.HEI-11-167382(以下称为“专利文献1”)公开了一种采用SAEM技术的装置实例。采用SAEM技术的配备有乐音发生器的传统已知装置，例如专利文献1中公开的装置设置为通过按时间顺序组合预先为乐音的各部分所准备的多个演奏风格模块，产生连续的乐音波形，所述演奏风格模块例如为限定上冲(attack)波形的上冲相关演奏风格模块、限定释放波形的释放相关演奏风格模块、限定构成乐音的稳定部分的主体波形(中间波形)以及互连乐音的接合波形的主体相关演奏风格模块。例如，该装置可以利用用于乐音上冲部分，即上升部分的上冲相关演奏风格模块、用于乐音主体部分，即稳定部分的一个或多个主体相关演奏风格模块以及用于乐音释放部分，即下降部分的释放相关演奏风格模块，以交叉衰减的方式合成(crossfade-synthesizing，以下简称为“交叉衰减合成”)乐音的各部分的波形，由此产生完整乐音的波形。此外，利用接合相关演奏风格模块取代释放相关演奏风格模块，该装置还可以产生由所需演奏风格连接在一起的多个连续乐音(或乐音部分)的一系列波形。请注意，在本说明书中，术语“乐音波形”用于指语音或任何所需声音的波形，而不是仅限于乐音的波形。

此外，已知有允许演奏者选择性地指定待使用的实时演奏风格的装置，例如日本专利特开No.2004-78095(以下称为“专利文献2”)公开了上述这种装置。

在配备有如下乐音发生器的装置(例如上述专利文献1和专利文献2中公开的装置)中，即，这种乐音发生器能够基于以SAEM合成技术为代表的乐音合成技术、在顺序交叉衰减合成多个波形的同时顺序改变音色和演奏风格(或发音)，为了合成乐音，采用至少两个乐音生成声道，以在各乐音生成声道的输出乐音音量频繁淡出和淡入时，累加合成分配给乐音生成声道的波形，从而输出完整乐音的波形。图9概括示出上述乐音合成的实例。具体地，图9为示出传统已知乐音合成的概况的概念图，其中利用两个(即第1和第2)乐音生成声道进行乐音合成。在图9中，横轴代表时间，而纵轴代表第1和第2乐音生成声道的各自输出音量。此外，为便于理解，在图9中，以在每个交叉衰减周期内从0％至100％线性控制的方式示出两个乐音生成声道的各自输出音量。另外，在图9中，时间点t2、t3、t5和t6分别代表完成待使用的多个演奏风格模块之间的切换时的时间点。根据所述演奏风格模块与操作者的演奏操作或操作者对演奏风格操作器(例如演奏风格开关)进行的操作之间的对应关系，响应该操作并基于根据该操作所指定的演奏风格模块特有的数据长度、所述演奏风格模块的各自的开始时间(其对应于各交叉衰减合成的完成时间，且每个开始时间均为与随着时间推移而变化的时间矢量值等一致的变量)等，预先确定这些演奏风格切换时间点t2、t3、t5和t6，即，所述多个演奏风格模块的时间位置。

如图9所示，当响应演奏者的演奏操作而在时间点t0指示打开音符事件时(更具体地，当接收到打开音符事件数据时)，在第1乐音生成声道中开始合成与上冲部分相对应的非循环(non-loop)波形形式的乐音波形。在合成与上冲部分相对应的非循环波形之后，在第1乐音生成声道中开始合成乐音波形A，该乐音波形A是构成部分上冲波形的稳定波形并且是待重复读出的循环波形形式(图中以实线垂直延长的矩形示出这种循环波形)。然后，从时间点t1开始，当已开始合成乐音波形A时，第1乐音生成声道的输出音量从100％逐渐降低至0％，从而淡出乐音波形A。在乐音波形A淡出的同时，第2乐音生成声道的输出音量从0％逐渐升高至100％，从而淡入与乐音的主体部分相对应的乐音波形B(循环波形)。响应上述淡出/淡入控制，第1和第2乐音生成声道的波形累加合成为单个循环再现波形。上述交叉衰减合成的循环再现波形平滑地从乐音波形A变化至乐音波形B。

当第1乐音生成声道的输出音量达到0％而第2乐音生成声道的输出音量达到100％时(时间点t2)，以淡入方式开始合成构成主体部分的另一乐音波形C(循环波形)，同时第2乐音生成声道中的乐音波形B开始淡出。然后，当第1乐音生成声道的输出音量达到100％而第2乐音生成声道的输出音量达到0％时(时间点t3)，以淡入方式开始合成构成主体部分的另一乐音波形D(循环波形)，同时第1乐音生成声道中的乐音波形C开始淡出。只要主体部分延续，就以这种方式，通过待使用的乐音波形彼此顺序地切换，在第1和第2乐音生成声道中交替重复地淡入/淡出的同时合成乐音。当响应演奏者的演奏操作而在时间点t4指示关闭音符事件时(更具体地，当接收到关闭音符事件数据时)，在第1乐音生成声道的乐音波形C与第2乐音生成声道的乐音波形D之间的交叉衰减完成之后(即在比给出关闭音符指令的时间点t4迟后Δt的时间点t5)，开始以构成部分释放波形的稳定乐音波形E(循环波形)的方式向非循环释放波形转变或转换。以这种方式，由上述连接在一起的演奏风格模块所限定的各波形可通过循环波形之间的交叉衰减合成而平滑地连接在一起，从而可以形成整个的连续乐音波形。

如上所述，在采用SAEM技术的配备有乐音发生器的传统已知装置中，响应演奏者的实时演奏操作、选择指令操作等并根据多个演奏风格模块各自的开始时间，预先将演奏风格模块分配给时间轴，并在如此分配的演奏风格模块之间进行交叉衰减的波形合成，从而产生连续的乐音波形。换句话说，根据预先确定的交叉衰减时间长度进行乐音合成。但是，如果预先确定交叉衰减时间长度，就不能适当地响应或处理突发的演奏指令，例如实时演奏期间的关闭音符操作或生成另一乐音期间乐音的打开音符操作。也就是说，当给出突发演奏指令时，仅在给出演奏指令的时间点时已经开始的交叉衰减合成完成之后，传统已知的装置才转为释放波形(或接合波形)，因此前一乐音的完全消失将会延迟与等待时间相对应的时间量，直至交叉衰减合成完成为止，从而下一乐音的开始生成也会延迟上述时间量。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种乐音合成装置、方法及程序，其通过交叉衰减合成一个或多个乐音的各部分(例如上冲、主体和释放或接合部分)的波形，产生连续的乐音波形，并且能够有效地减少可能在给出突发演奏指令时发生的乐音生成延迟。

为了实现上述目的，本发明提供一种改进的乐音合成装置，用于通过按时间顺序组合多个演奏风格模块，限定各乐音部分的与演奏风格相关的波形特征，并且利用至少两个声道根据所述多个演奏风格模块的组合而顺序交叉衰减合成多个波形，由此输出连续的乐音波形，该乐音合成装置包括：获取部件，其获取演奏信息；确定部件，其根据所述获取部件所获取的演奏信息确定是否应改变交叉衰减特征；以及改变部件，其根据所述确定部件的确定结果，自动改变在所述获取部件获取所述演奏信息的时间点已经开始进行的交叉衰减合成的交叉衰减特征。在本发明中，通过所述改变部件自动改变在所述获取部件获取所述演奏信息的时间点已经开始的交叉衰减合成的交叉衰减特征，控制根据所获取的演奏信息而待按时间顺序组合的下一个演奏风格模块的时间位置。

在通过按时间顺序组合多个演奏风格模块、限定各乐音部分的与演奏风格相关的波形特征、并且利用至少两个声道根据所述多个演奏风格模块的组合而顺序交叉衰减合成多个波形，输出连续乐音波形的过程中，本发明的乐音合成装置根据所述获取部件所获取的演奏信息确定是否应改变交叉衰减特征。然后，根据所确定的结果，自动改变在获取所述演奏信息时已经开始的交叉衰减合成的交叉衰减特征。由于在交叉衰减合成期间自动改变交叉衰减特征，与在交叉衰减合成开始时预先设定的时间长度相比，可以增大或缩短所述交叉衰减合成的时间长度，因此可将根据所获取的演奏信息待按时间顺序组合的下一个演奏风格模块的时间位置分配给移位了与所述增大或缩短的时间相对应的量的时间位置。以这种方式，即使在交叉衰减合成期间也可以进行自动控制，以允许交叉衰减合成提前(或延后)完成，从而可在不使演奏者意识到波形转换的条件下使下一演奏风格模块提前(或延后)进行波形转换。

也就是说，本发明的特征在于，在给出演奏指令时已经开始的交叉衰减合成期间，自动改变交叉衰减合成的交叉衰减特征。利用所述设置，与在交叉衰减合成开始时预先设定的时间长度相比，可以增大或缩短所述交叉衰减合成的时间长度，因此可在不使演奏者意识到波形转换的条件下提前(或延后)进行波形转换。

本发明不仅可以构思和实施为如上所述的装置发明，而且可以构思和实施为方法发明。此外，本发明还可以设置和实施为用于通过处理器(例如计算机或DSP)执行的软件程序，以及存储这种软件程序的存储介质。并且，本发明所用的处理器可以包括具有内置于硬件的专用逻辑的专用处理器，当然也可包括能够运行所需软件程序的计算机或其它通用型处理器。

以下说明本发明的实施方式，应该理解本发明并不限于所描述的实施方式，而是在不脱离本发明的基本原理的条件下能够对本发明进行各种变化，。因此，本发明的范围仅由所述权利要求书确定。

附图说明

为了更好地理解本发明的目的和其它特征，以下参照附图更详细地说明其优选实施方式，在附图中：

图1为示出采用根据本发明实施例的乐音合成装置的电子乐器的示范总体硬件配置的框图；

图2为解释分配给乐音的各部分的演奏风格模块的概念图；

图3为示出在电子乐器中进行乐音合成处理的概况的功能框图；

图4A为示出响应打开音符事件数据的接收而进行演奏解释处理的操作顺序的流程图，而图4B为示出响应关闭音符事件数据的接收而进行演奏解释处理的操作顺序的流程图；

图5为示出演奏风格合成处理的操作顺序实例的流程图；

图6为示出加速处理的操作顺序实例的流程图；

图7为概括示出如何通过将加速的交叉衰减合成应用于乐音的释放部分而进行乐音合成的概念图；

图8为概括示出如何通过将加速的交叉衰减合成应用于乐音的接合部分而进行乐音合成的概念图；以及

图9为概括示出传统已知的乐音合成的概念图。

具体实施方式

图1为示出采用根据本发明实施例的乐音合成装置的电子乐器的示范总体硬件配置的框图。此处所示的电子乐器是使用计算机实现的，其中通过计算机执行用于实现本发明的乐音合成处理的预定程序(软件)进行乐音合成处理，所述乐音合成处理典型地为SAEM合成技术或方法，用于顺序地以交叉衰减的方式合成(此后简称为“交叉衰减合成”)多个波形以在改变音色和演奏风格(或发音)的同时输出连续的乐音波形。当然，该乐音合成处理可通过由DSP(数字信号处理器)执行的微程序而不是上述计算机软件来实现。此外，该乐音合成处理也可以通过内置有分立电路或集成电路或大规模集成电路的专用硬件装置来实现。另外，采用本发明的乐音合成装置的设备可具体实施为电子乐器、诸如音序器的自动演奏装置、自动伴奏录音装置、电子游戏装置、多媒体相关装置、个人计算机或任何其它所需形式的产品。也就是说，只要能够根据正常演奏信息生成被赋予了用户所需音色和演奏风格(或发音)的乐音，可以任何所需方式构成本发明的乐音合成装置，所述正常演奏信息例如为：响应例如演奏操作器单元5(例如键盘)的操作、面板操作器单元6的操作器的操作而生成的打开音符和关闭音符事件信息、切换输出信息等。请注意，尽管采用以下描述的乐音合成装置的电子乐器可能包括除上述之外的其它硬件，下文仅对使用必要的最少资源的实例进行说明。

在图1的电子乐器中，在微型计算机的控制下进行各种处理，微型计算机包括微处理器单元(CPU)1、只读存储器(ROM)2以及随机存取存储器(RAM)3。CPU 1控制整个电子乐器的操作。ROM 2、RAM 3、外部存储设备4、演奏操作器单元5、面板操作器单元6、显示设备7、乐音发生器8以及接口9经由通信总线(例如数据和地址总线)1D连接至CPU 1。计时器1A也连接至CPU 1，计时器1A用于计数各种时间，例如用于计时器中断处理的信号中断计时。也就是说，计时器1A产生用于计数时间间隔或设定演奏节拍的节拍时钟脉冲，其中以所述时间间隔或演奏节拍根据给定的演奏信息演奏乐曲。例如，可经由面板操作器单元6的节拍设定开关来调整该节拍时钟脉冲的频率。由计时器1A产生的上述节拍时钟脉冲作为处理计时指令或作为中断指令发送给CPU 1。CPU 1根据所述指令进行各种处理。

ROM 2中存储由CPU 1执行的各种程序以及各种数据。RAM 3用作用于临时存储在CPU 1执行预定程序时所产生的各种数据的工作存储器，用作用于存储当前执行程序以及与当前执行程序相关的数据的存储器，并且用于各种其它用途。RAM 3的预定地址区被分配用于各种功能并用作各种寄存器、标志、表、存储器等。设置外部存储设备4用于存储各种数据(例如用于产生与各种乐器特有的演奏风格相对应的乐音的演奏风格模块)以及待由CPU 1执行或访问的各种控制程序。在特定的控制程序未预存在ROM 2中的情况下，所述控制程序可预存在外部存储设备(例如，硬盘设备)4中，因此，通过将控制程序从外部存储设备4读入RAM 3，使得CPU 1能够以与特定的控制程序存储在ROM 2中的情况完全相同的方式操作。上述设置非常有助于控制程序的版本升级、新控制程序的添加等。外部存储设备4可以使用除硬盘(HD)之外的任何各种可移动类型的记录介质，例如软盘(FD)、光盘(CD-ROM或CD-RAM)、磁光盘(MO)以及数字多用盘(DVD)；或者，外部存储设备4可以包括半导体存储器。应该理解，上述数据之外的其它数据也可以存储在ROM 2、外部存储设备4和RAM 3中。

演奏操作器单元5为例如键盘，其包括可操作用于选择待生成乐音的音高的多个键以及与这些键对应的键开关。演奏操作器单元5生成乐音演奏的演奏信息；例如，演奏操作器单元5响应用户或演奏者的打开/关闭(ON/OFF)操作而产生演奏信息(例如MIDI信息)，其包括事件数据(例如打开音符和关闭音符事件数据)、各种控制数据(例如控制变化数据)等。显而易见，演奏操作器单元5可为除键盘类型之外的任何所需类型，例如其上设置有音高选择弦(string)的管颈状装置类型。面板操作器单元6也包括各种操作器，例如设定开关，可操作所述设定开关以设定演奏乐音所使用的音高、音色、音效等；以及演奏风格开关，可由演奏者操作所述演奏风格开关以指定待分配给乐音各部分的演奏风格的类型(或内容)。面板操作器单元6还包括多种其它操作器，例如数字键盘、字符(文本)数据输入键盘和鼠标。请注意，键盘5可用作输入装置，例如设定开关和演奏开关。显示设备7包括液晶显示器(LCD)、CRT(阴极射线管)显示器和/或类似显示装置，该显示设备7可视地显示预存的演奏风格模块的列表、各演奏风格模块的内容、CPU 1的控制状态等。

乐音发生器8能够在多个乐音生成声道中同时产生多个乐音信号，其接收经由通信总线1D提供的演奏信息，并通过基于所接收到的演奏信息进行乐音合成而产生乐音信号。也就是说，当从ROM 2或外部存储设备4读出与演奏信息对应的演奏风格模块时，由读出的演奏风格模块限定的波形数据经由通信总线1D传送至乐音发生器8，并且必要时存储在乐音发生器8的缓冲器中。然后，乐音发生器8以预定的输出采样频率输出缓存的波形数据。通过未示出的效果电路(例如DSP(数字信号处理器))或类似装置对由乐音发生器8产生的乐音信号进行预定的数字处理，并将进行数字处理之后的乐音信号提供至包括放大器、扬声器等的音响系统8A用以进行可听再现或放音。

设置诸如MIDI接口、通信接口等的接口9，用于在电子乐器与外部或其它MIDI设备(未示出)之间传输各种MIDI信息。MIDI接口的功能是将基于MIDI标准的演奏信息(即MIDI信息)从外部MIDI设备或类似设备输入到电子乐器，或者将MIDI信息从电子乐器输出到其它MIDI设备或类似设备。其它MIDI设备可为任何类型(或操作类型)，例如键盘类型、吉他类型、管乐器类型、打击乐器类型或手势(gesture)类型，只要其能够响应设备的用户的操作产生MIDI信息即可。除了专用MIDI接口，MIDI接口可为通用接口，例如RS232-C、USB(通用串行总线)或IEEE1394，在这种情况下可同时传送除MIDI数据之外的其它数据。另一方面，通信接口连接至有线或无线通信网(未示出)，例如LAN、互联网、电话线网，通信接口经由上述通信网连接至外部服务器计算机或类似装置。因此，通信接口的功能是将各种程序(例如控制程序)和各种信息(例如MIDI信息)从服务器计算机输入到电子乐器。这种通信接口能够同时进行有线和无线通信，而不是仅有线和无线通信的其中之一。

以下参照图2概述传统已知的演奏风格模块，所述演奏风格模块预存在ROM 2、外部存储设备4或RAM 3中，并用于产生与各乐器特有的音色和演奏风格(或发音)对应的乐音。图2为示出分配给乐音的各部分的传统已知演奏风格模块实例的概念图。

作为传统公知技术，演奏风格模块作为“演奏风格表”预存在ROM 2、外部存储设备4或RAM 3等中，其中将多种演奏风格模块编译为数据库。每个演奏风格模块均包括用于再现与任何一种演奏风格相对应的波形的原始波形数据以及一组相关数据。每个“演奏风格模块”为可以在演奏风格波形合成系统中作为单个数据块处理的演奏风格波形单元；换句话说，每个“演奏风格模块”为可以作为单个事件处理的演奏风格波形单元。如图2所述，根据演奏乐音的时间段或部分等，粗略划分多个演奏风格模块，所述演奏风格模块包括例如限定乐音各部分(例如上冲、主体和释放部分)的波形数据的上冲相关、主体相关、释放相关演奏风格模块等，以及限定连续乐音接合部分的波形数据的接合相关演奏风格模块(例如连音演奏风格)。

除了上述基于演奏乐音的各部分的划分，基于各演奏风格的特征可将上述演奏风格模块更精细地划分为几种演奏风格类型。例如，演奏风格模块可分为：“上弯音上冲”(bendup attack)，其为导致乐音上升之后立即发生上弯音的上冲相关演奏风格模块；“上滑音上冲”(Glissup attack)，其为导致乐音上升之后立即发生上滑音的上冲相关演奏风格模块；“颤音主体”，其为主体相关演奏风格模块，该模块代表在乐音上升和下降部分之间的乐音的颤音分配部分；“下弯音释放”(benddown release)，其为导致乐音下降之后立即发生下弯音的释放相关演奏风格模块；“下滑音释放”(Glissdownrelease)，其为导致乐音下降之后立即发生下滑音的释放相关演奏风格模块；“滑音接合”(Gliss joint)，其为在实现上滑音或下滑音时互连两个乐音的接合相关演奏风格模块；“弯音接合”(Bend joint)，其为在实现上弯音或下弯音时互连两个乐音的接合相关演奏风格模块。演奏者可以通过操作任何上述演奏风格开关来选择任一所需的上述演奏风格类型；但是，由于它们是本领域的公知的，因此在本说明书中不描述这些演奏风格类型。当然，也可以按原始乐音发生器(例如乐器类型)划分演奏风格模块。此外，除演奏风格开关之外，可通过任何其它装置从各种演奏风格类型中进行选择。

在本发明的本实施例中，与一个演奏风格模块相对应的每组波形数据作为多个波形构成因素或要素的数据组而存储在数据库中，而不是作为波形数据直接存储；以下将每个波形构成要素称为“矢量”。例如，与一个演奏风格模块相对应的矢量包括如下矢量。请注意，此处通过将原始演奏风格波形分离为正弦波(其波形具有能被累加合成的谐波分量)和剩余波形分量来限定“谐波”分量和“非谐波”分量。

1)谐波分量的波形形状(音色)矢量：该矢量仅代表从谐波分量的各种波形构成要素中提取的、并且音高和振幅标准化的波形形状的特征。

2)谐波分量的振幅矢量：该矢量代表从谐波分量的波形构成要素中提取的振幅包络的特征。

3)谐波分量的音高矢量：该矢量代表从谐波分量的波形构成要素中提取的音高的特征；例如，其代表相对于给定基准音高而随时间音高波动的特征。

4)非谐波分量的波形形状(音色)矢量：该矢量仅代表从非谐波分量的波形构成要素中提取的、并且振幅标准化的波形形状(类噪声波形形状)特征。

5)非谐波分量的振幅矢量：该矢量代表从非谐波分量的波形构成要素中提取的振幅包络的特征。

尽管此处没有特别说明，但是演奏风格模块的演奏风格波形数据可以包括一种或多种其它类型的矢量，例如指示波形的时间轴进程的时间矢量。

为了合成乐音，通过对这些矢量数据进行适当处理以改变数据值，并将如此处理的矢量数据分配给时间轴，然后基于分配给时间轴的矢量数据进行预定的波形合成处理，沿演奏乐音的再现时间轴形成与演奏风格波形的各种构成要素相对应的波形或包络。例如，为了形成呈现预定最终演奏风格特征所需的演奏乐音波形(即所需的演奏风格波形)，通过为谐波分量的波形形状矢量分配与谐波分量的音高矢量相对应的音高和时间变化特征以及分配与谐波分量的振幅矢量相对应的振幅和时间变化特征，由此形成谐波分量的波形片段；并且通过为非谐波分量的波形形状矢量分配与非谐波分量的振幅矢量相对应的振幅和时间变化特征，形成非谐波分量的波形片段。然后，通过累加合成如此形成的谐波分量的波形片段以及非谐波分量的波形片段，形成所需的演奏乐音波形，从而可以生成最终发出的乐音。由于上述乐音合成处理为现有技术，因此以下将不对其进行说明。

每个演奏风格模块不仅包括前述演奏风格波形数据而且包括演奏风格参数。演奏风格参数为用于控制所述演奏风格模块的波形的时间、电平(level)等的参数。根据演奏风格模块的特性，演奏风格参数可包括一种或多种参数。例如，“上弯音上冲”演奏风格模块可包括不同种类的演奏风格参数，例如上弯音上冲结束时的绝对音高、上弯音上冲期间的初始弯音深度值、从上弯音上冲的开始到结束的时间长度、上弯音上冲之后的瞬时音量以及上弯音上冲期间缺省曲线的随时间的扩展/收缩。这些“演奏风格参数”可预存在存储器中，或可以由用户输入操作而输入。既有的演奏风格参数可以通过用户操作而修改。此外，在再现演奏风格波形时未给定演奏风格参数的情况下，可自动应用预定的标准演奏风格参数。并且，在处理期间，可自动生成和应用适当的参数。

为有助于理解说明书，前述段落阐述了每个演奏风格模块均具有谐波分量的所有波形构成要素(波形形状、音高和振幅)以及非谐波分量的所有波形构成要素(波形形状和振幅)的情况。但是，本发明不限于此，而也可以使用仅具有谐波分量的波形形状、音高和振幅要素其中之一以及仅具有非谐波分量的波形形状和/或振幅要素其中之一的演奏风格模块。例如，某个演奏风格模块可以仅具有谐波分量的波形形状(音色)、音高和振幅要素以及非谐波分量的波形形状和振幅要素的其中之一。由于对于每个分量可以组合使用多个演奏风格模块，所以优选这种替代实例。

以下参照图3说明在图1所示的电子乐器中进行乐音合成处理的概况。图3为示出乐音合成处理的概况实例的功能框图，其中箭头指示处理流向。

演奏接收部件100进行演奏接收处理，实时接收响应演奏者的操作而产生的演奏信息(例如，MIDI信息)。也就是说，响应演奏者对演奏操作器单元5(例如键盘)的操作，从演奏操作器单元5实时输出MIDI信息，例如打开音符、关闭音符和控制改变数据。此外，从演奏风格开关实时输出作为MIDI信息的控制改变数据的演奏风格开关输出信息，该信息指示预先分配有演奏风格类型的演奏风格开关中的哪一个开关已被压下或释放。演奏接收部件100不断地监测，以响应演奏操作器单元5或演奏风格开关的操作实时接收上述输出的MIDI信息。当接收到MIDI信息时，演奏接收部件100将所接收到的MIDI信息输出至演奏解释部件101。

演奏解释部件(“演奏装置”)101基于所接收到的MIDI信息进行演奏解释处理。在演奏解释处理中，分析所接收到的MIDI信息以产生演奏风格指定信息(即，演奏风格ID和演奏风格参数)，并将赋予如此生成的演奏风格指定信息的演奏信息(即，赋予演奏风格的演奏信息)输出至演奏风格合成部件102。更具体地，确定将在必要演奏时间点分配的特定部分演奏风格模块，这些必要演奏时间点与在所接收MIDI信息的时间顺序流中的演奏风格相对应。图4示出由演奏解释部件101进行的演奏解释处理。图4为示出演奏解释处理的操作顺序实例的流程图；更具体地，图4A示出响应打开音符事件数据的接收而进行演奏解释处理的操作顺序实例，而图4B示出响应关闭音符事件数据的接收而进行演奏解释处理的操作顺序实例。

参照图4A，当演奏解释部件101接收到打开音符事件数据时，在步骤S11确定根据所接收到的打开音符事件数据发音的音符是否与当前发音(即，已经发音)的前一音符重叠。更具体地，通过检查接收到打开音符事件数据的时间(即，打开音符事件数据的接收时间)是在接收到前一音符的关闭音符事件数据之前或之后，进行步骤S11的确定。如果根据所接收到的打开音符事件数据发音的音符与前一音符重叠，即，如果在接收到前一音符的关闭音符事件数据之前新接收到打开音符事件数据(在步骤S11确定为是)，则在步骤S12，演奏解释部件101指示演奏风格合成部件102赋予接合相关演奏风格。另一方面，如果根据所接收到的打开音符事件数据发音的音符与前一音符不重叠，即，如果在接收到前一音符的关闭音符事件数据之后新接收到打开音符事件数据(在步骤S11确定为否)，则在步骤S13，演奏解释部件101指示演奏风格合成部件102赋予上冲相关演奏风格。即，当接收到打开音符事件数据时，如果根据所接收到的打开音符事件数据发音的音符与前一音符重叠，则演奏解释部件101将一种赋予演奏风格的演奏信息(其具有指定接合相关演奏风格的演奏风格指定信息)输出至演奏风格合成部件102，但是，如果根据所接收到的打开音符事件数据发音的音符与前一音符不重叠，则演奏解释部件101将另一种赋予演奏风格的演奏信息(其具有指定上冲相关演奏风格的演奏风格指定信息)输出至演奏风格合成部件102。

现在参照图4B，当演奏解释部件101接收到关闭音符事件数据时，在步骤S21确定根据所接收到的关闭音符事件数据控制的音符是否与已进行接合处理的音符(即，已接合处理的音符)相对应。如果根据所接收到的关闭音符事件数据控制的音符与这种已进行接合处理的音符不相对应(在步骤S21确定为否)，则在步骤S22，演奏解释部件101指示演奏风格合成部件102赋予释放相关演奏风格。即，当接收到关闭音符事件数据时，如果已经接收到下一打开音符事件数据并且已经给出赋予接合相关演奏风格的指令，则演奏解释部件101忽略所接收到的关闭音符事件数据，而不将赋予演奏风格的演奏信息输出至演奏风格合成部件102；但是，如果未给出赋予接合相关演奏风格的指令，则演奏解释部件101将赋予演奏风格的演奏信息(其具有指定释放相关演奏风格的演奏风格指定信息)输出至演奏风格合成部件102。

在上述演奏解释处理中，根据响应相应的演奏风格开关的操作而输出的、包括在MIDI信息中的控制改变数据，确定指示演奏风格合成部件102赋予的每种演奏风格类型。如果不包括上述控制改变数据，则可赋予预定的缺省类型的演奏风格。

再参照图3，演奏风格合成部件(发音器)102进行演奏风格合成处理。在所述演奏风格合成处理中，基于由演奏解释部件101产生的赋予演奏风格的演奏信息中的演奏风格指定信息(即，演奏风格ID和演奏风格参数)，演奏风格合成部件102查询预存在外部存储设备4中的演奏风格表，以产生与演奏风格指定信息相对应的数据包流(其也称为“矢量流”)以及该矢量流相关的矢量参数。将如此产生的数据包流和矢量参数提供至波形合成部件103。对音高要素和振幅要素而言，作为数据包流提供至波形合成部件103的数据包括该数据包的时间信息、矢量ID(也称为矢量数据编号)、代表点(representative points)的一系列值等；而对波形形状(音色)要素而言，提供至波形合成部件103的数据还包括矢量ID(矢量数据编号)、时间信息等。在产生数据包流时，根据时间信息计算各位置的开始时间。也就是说，根据时间信息将各演奏风格模块分配至绝对时间位置。更具体地，根据指示相对时间位置的要素数据计算相应的绝对时间，以这种方法计算各演奏风格模块的开始时间。图5为示出由演奏风格合成部件102进行演奏风格合成处理的操作顺序实例的流程图。

在步骤S31，基于输入信息(即，赋予演奏风格的演奏信息)搜索演奏风格表，以选择待使用的矢量数据，并基于赋予演奏风格的演奏信息修改所选矢量数据的数据值。例如，在本步骤，进行如下操作，选择待使用的矢量数据，指示关于如何控制音高要素和振幅要素的合格矢量数据，计算关于在何时使用矢量数据的开始时间。在下一步骤S32，确定是否已给出赋予接合相关演奏风格或释放相关演奏风格的指令。如果已给出赋予接合相关演奏风格或释放相关演奏风格的指令(即，在步骤S32确定为是)，则在步骤S33，演奏风格合成部件102指示波形合成部件103进行图6中的后述加速处理。在下一步骤S34，演奏风格合成部件102将矢量ID(矢量数据编号)、数据值和开始时间指定给波形合成部件103。如此指定给波形合成部件103的开始时间是在上述步骤S31中确定的开始时间或是早于初始设定时间并由上述步骤S33的加速处理计算的交叉衰减完成时间(参见图6)。在将早于初始时间的交叉衰减完成时间指定为开始时间的情况下，演奏风格合成部件102指示波形合成部件103进行加速的交叉衰减合成。

再参考图3，波形合成部件103进行波形合成处理，其中根据数据包流从“演奏风格表”中读出或检索矢量数据，根据矢量参数修改读出的矢量数据，然后基于修改的矢量数据合成波形。此时，根据由演奏风格合成部件102给出的指令(参见图5的步骤S33)，交叉衰减合成完成时间早于初始时间，因而波形合成部件103进行加速的交叉衰减合成，以迅速完成当前进行的交叉衰减合成。图6为示出用于使交叉衰减合成完成时间早于初始时间的加速处理的操作顺序实例的流程图(参见图5的步骤S33)。

在步骤S41，确定交叉衰减合成是否正在进行中。如果交叉衰减合成正在进行中(在步骤S41确定为是)，则加速处理前进至步骤S42，在步骤S42，基于由演奏风格合成部件102预先指定的开始时间(参见图5的步骤S31)，进一步确定当前交叉衰减合成完成之前的剩余时间是否短于预定的加速时间(例如，10毫秒)。如果交叉衰减合成完成之前的剩余时间不短于预定的加速时间(在步骤S42确定为否)，则在步骤S43重新计算和设定交叉衰减完成时间。例如，将总和“当前时间+加速时间”设定为新的交叉衰减完成时间。

接下来，利用具体实例，说明意图根据在前述加速处理中计算出的新交叉衰减完成时间来迅速完成当前进行的交叉衰减合成的加速交叉衰减合成。图7为概括示出如何通过将加速的交叉衰减合成应用于乐音的释放部分而进行乐音合成的概念图。图8为概括示出如何通过将加速的交叉衰减合成应用于接合部分而进行乐音合成的概念图。与以上参照图9所述的传统已知实例类似，此处所述的乐音合成使用两个(即第一和第二)乐音生成声道。在时间点t0至t3进行的乐音合成操作与图9的传统已知实例中的操作类似，因此为避免不必要的重复，此处将不再说明。

如图7所示，在第一和第二乐音生成声道的输出音量分别达到100％和0％的时间点(即，在时间点t3)，开始合成，而导致构成主体部分的另一乐音波形D(循环波形)经由第二乐音生成声道淡入，同时开始第一乐音生成声道的乐音波形C的淡出。当响应演奏者在交叉衰减合成期间的演奏操作而在时间点t4给出关闭音符指令时，进行上述加速处理(图6)，以将交叉衰减完成时间改变为时间t5。然后，为了使当前进行的交叉衰减合成(即已开始的交叉衰减合成)能够在交叉衰减完成时间t5完成，自动进行用于加速淡入和淡出速率的加速交叉衰减合成(即，基于与从时间点t4至t5的交叉衰减曲线一致的加速淡入和淡出的交叉衰减合成，这些曲线的斜率不同于从时间点t3至时间点t4的斜率，如图中粗线所示)，以使从主体部分(乐音波形D)到释放部分(乐音波形E)的波形转变或转换进行得比基于传统技术的交叉衰减合成更迅速。通常，在主体部分的循环波形之间转换(例如，转换至乐音波形B、乐音波形C或乐音波形D)期间，音色、演奏风格等的快速变化往往使发音不自然；因此，可能需要相对较长的交叉衰减时间(例如，50ms)。但是，在从主体部分转换至释放部分期间，包含与乐音消音瞬态乐音波形的连接，因此即使交叉衰减时间较短，也不会明显出现声音发音不自然的问题。因此，加速当前进行的交叉衰减合成，从而以如下方式在完成时间完成：在时间点t5开始转换为释放波形，该时间点t5与给出关闭音符指令的时间t4和代表加速时间的时间Δt的数值之和相对应，而无需如图9所示的传统技术中那样等待直至在预先设定的完成时间完成在关闭音符指令的时间处理的乐音波形C与乐音波形D之间的交叉衰减合成。换句话说，通过改变交叉衰减合成期间的交叉衰减特征，改变释放波形的开始时间。在给出关闭音符指令的时间点已经开始的交叉衰减合成期间，通过如此自动控制交叉衰减合成完成时间以使交叉衰减合成完成的时间早于预先设定的完成时间，可以使得从主体部分到释放部分的波形转换与传统技术相比更迅速，而不使演奏者特别地意识到波形转换；因此，本实施例可以减少基于下一打开音符指令(未示出)发音的下一音符的乐音生成延迟。

如图8所示，在第一和第二乐音生成声道的输出音量分别达到100％和0％的时间点(即，在时间点t3)，开始合成，而导致构成主体部分的另一乐音波形D(循环波形)经由第二乐音生成声道淡入，同时第一乐音生成声道的乐音波形C开始淡出。当响应演奏者在上述交叉衰减合成期间的演奏操作而在时间点t4给出打开音符指令时，进行上述加速处理(图6)，以将交叉衰减完成时间改变为时间t5。然后，为了使当前进行的交叉衰减合成能够在交叉衰减完成时间t5完成，自动进行加速交叉衰减合成(即，与从时间点t4至t5的交叉衰减曲线一致的交叉衰减合成，这些曲线的斜率不同于从时间点t3至时间点t4的斜率，如图中粗线所示)，以使从主体部分(乐音波形D)到接合部分(乐音波形F)的转换迅速进行。即，加速当前进行的交叉衰减合成，从而以如下方式在上述完成时间完成：在时间点t5开始向接合波形的转换，该时间点t5与给出打开音符指令的时间t4和代表加速时间的时间Δt的数值之和相对应，而无需等待直至在预先设定的完成时间完成在给出打开音符指令时处理的乐音波形C与乐音波形D之间的交叉衰减合成。换句话说，通过改变交叉衰减合成期间的交叉衰减特征，改变接合波形的开始时间。在关闭音符指令之前给出打开音符指令时已经开始的交叉衰减合成期间，通过如此自动控制交叉衰减合成完成时间，以使交叉衰减合成完成的时间早于预先设定的完成时间，可以使得从主体部分到接合部分的波形转换与传统技术相比更迅速，而不使演奏者特别地意识到波形转换；因此，本实施例可以将连接在一起的多个音符中连续音符的乐音生成延迟减少至不会特别察觉到该延迟的程度。

尽管以上针对待交叉衰减合成的乐音波形是循环波形片段的情况说明了本实施例，但是也可以交叉衰减合成非循环波形(也称为“分段(block)波形”)。

此外，交叉衰减合成的交叉衰减特征并不限于线性特征，而可以为非线性特征。此外，交叉衰减合成的控制曲线(即交叉衰减曲线)可以具有任何所需斜率。演奏者可以选择所需的交叉衰减特征。

此外，交叉衰减合成的加速(交叉衰减特征)不一定必须使用或依赖于绝对时间，例如上述交叉衰减完成时间；或者，上述加速可使用或依赖于多个预定交叉衰减特征中的任何一个(即，速率依赖性(rate dependency))，或者每个演奏风格模块预定的交叉衰减特征的组合。

此外，在上述加速处理中，如果在演奏风格合成部件102给出关于下一数据的指令之前已经自动准备好用于交叉衰减合成的下一数据，则可以取消已经准备好的下一数据。这种方法的优点在于它允许平滑连接到由演奏风格合成部件102指示的下一数据。

此外，可以由用户将用于使交叉衰减合成完成时间提前的加速时间设定为任何所需时间，或者可根据待交叉衰减合成的演奏风格预设不同的加速时间。如果通过增加加速时间的长度将交叉衰减合成完成时间设定为晚于预设时间，则能够将波形转换延迟相应的时间量。

此外，尽管以基于由演奏操作器单元5给出的MIDI信息(例如打开音符和关闭音符事件信息)合成乐音为例说明本实施例，本发明当然也可以设置为基于例如乐曲数据来合成乐音，所述乐曲数据是根据以特定演奏顺序预存在外部存储设备4或类似装置中的乐曲的多项MIDI信息而生成的。也就是说，可通过用户适当地操作演奏风格开关以基于上述乐曲数据进行乐曲演奏，而不是操作演奏风格开关以在键盘上进行演奏，控制演奏风格的赋予。此外，可以仅预存基于演奏风格开关的操作的MIDI信息，从而根据MIDI信息自动控制演奏风格的赋予，在这种情况下允许用户仅进行键盘演奏。

Claims (4)

1.一种乐音合成装置，用于通过按时间顺序组合多个演奏风格模块、限定各乐音部分的与演奏风格相关的波形特征、并且利用至少两个声道根据所述多个演奏风格模块的组合而顺序交叉衰减合成多个波形，由此输出连续的乐音波形，所述乐音合成装置包括：

获取部件，其获取演奏信息；

确定部件，其根据所述获取部件所获取的演奏信息确定是否应改变交叉衰减特征；以及

改变部件，其根据所述确定部件的确定结果，自动改变在所述获取部件获取所述演奏信息的时间点已经开始进行的交叉衰减合成的交叉衰减特征，

其中，通过所述改变部件自动改变在所述获取部件获取所述演奏信息的时间点已经开始的交叉衰减合成的交叉衰减特征，控制根据所获取的演奏信息而待按时间顺序组合的下一个演奏风格模块的时间位置。

2.如权利要求1所述的乐音合成装置，其中，当根据所获取的演奏信息而待按时间顺序组合的下一个演奏风格模块是限定释放部分和接合部分中的任一部分的演奏风格模块时，所述确定部件确定应自动改变所述交叉衰减特征。

3.如权利要求1所述的乐音合成装置，其中，所述改变部件重新计算已经开始进行的交叉衰减合成的完成时间，并自动改变所述交叉衰减特征，以使所述交叉衰减合成在所计算的完成时间完成，从而基于所计算的完成时间加速各声道的淡入或淡出速率。

4.一种乐音合成方法，包括如下步骤：

获取演奏信息；

根据所述获取步骤所获取的演奏信息确定是否应改变交叉衰减特征；以及

当通过按时间顺序组合多个演奏风格模块、限定各乐音部分的与演奏风格相关的波形特征、并且利用至少两个声道根据所述多个演奏风格模块的组合而顺序交叉衰减合成多个波形，将要输出连续的乐音波形时，自动改变在所述获取步骤获取所述演奏信息的时间点已经开始进行的交叉衰减合成的交叉衰减特征，从而控制根据所获取的演奏信息而待按时间顺序组合的下一个演奏风格模块的时间位置。

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