DE10051398B4 - Gerät zur Wiedergabe einer Audiowellenform - Google Patents

Gerät zur Wiedergabe einer Audiowellenform Download PDF

Info

Publication number
DE10051398B4
DE10051398B4 DE2000151398 DE10051398A DE10051398B4 DE 10051398 B4 DE10051398 B4 DE 10051398B4 DE 2000151398 DE2000151398 DE 2000151398 DE 10051398 A DE10051398 A DE 10051398A DE 10051398 B4 DE10051398 B4 DE 10051398B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
information
tempo
time
audio waveform
waveform
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE2000151398
Other languages
English (en)
Other versions
DE10051398A1 (de
Inventor
Atsushi Hoshiai
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Roland Corp
Original Assignee
Roland Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Roland Corp filed Critical Roland Corp
Publication of DE10051398A1 publication Critical patent/DE10051398A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE10051398B4 publication Critical patent/DE10051398B4/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • 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
    • G10H7/00—Instruments in which the tones are synthesised from a data store, e.g. computer organs
    • G10H7/02—Instruments in which the tones are synthesised from a data store, e.g. computer organs in which amplitudes at successive sample points of a tone waveform are stored in one or more memories
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10L—SPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
    • G10L21/00—Speech or voice signal processing techniques to produce another audible or non-audible signal, e.g. visual or tactile, in order to modify its quality or its intelligibility
    • G10L21/04—Time compression or expansion
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • 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
    • G10H2210/00—Aspects or methods of musical processing having intrinsic musical character, i.e. involving musical theory or musical parameters or relying on musical knowledge, as applied in electrophonic musical tools or instruments
    • G10H2210/375—Tempo or beat alterations; Music timing control
    • G10H2210/385—Speed change, i.e. variations from preestablished tempo, tempo change, e.g. faster or slower, accelerando or ritardando, without change in pitch
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • 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
    • G10H2210/00—Aspects or methods of musical processing having intrinsic musical character, i.e. involving musical theory or musical parameters or relying on musical knowledge, as applied in electrophonic musical tools or instruments
    • G10H2210/375—Tempo or beat alterations; Music timing control
    • G10H2210/391—Automatic tempo adjustment, correction or control
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • 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
    • G10H2240/00—Data organisation or data communication aspects, specifically adapted for electrophonic musical tools or instruments
    • G10H2240/171—Transmission of musical instrument data, control or status information; Transmission, remote access or control of music data for electrophonic musical instruments
    • G10H2240/281—Protocol or standard connector for transmission of analog or digital data to or from an electrophonic musical instrument
    • G10H2240/311—MIDI transmission

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computational Linguistics (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Audiology, Speech & Language Pathology (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Electrophonic Musical Instruments (AREA)

Abstract

Ein Gerät zur Wiedergabe einer Audiowellenform, aufweisend:
eine Speichervorrichtung zum Speichern von Wellenformdaten, die eine Audiowellenform repräsentieren;
eine Vorrichtung zur Eingabe von Wiedergabetempoinformationen in Gestalt eines Tempo-Clock-Signals, mit der Wiedergabetempoinformationen eingegeben werden, die ein Tempo zur Zeit der Wiedergabe der Audiowellenform ausdrücken;
eine erste Zeitfunktionsproduktionsvorrichtung, mit der erste Adressinformationen (TP), die eine auf den Wiedergabetempoinformationen und den Ursprungstempoinformationen basierende Zeitfunktion darstellen, produziert werden, wobei die Ursprungstempoinformationen das Tempo der Audiowellenform zur Aufnahmezeit darstellen;
eine zweite Zeitfunktionsproduktionsvorrichtung, mit der zweite Adressinformationen (PP), die eine auf Informationen (TR) zur Komprimierung oder Expandierung der Zeitachse basierende Zeitfunktion darstellen, produziert werden;
eine Vorrichtung zur Produktion von Informationen zur Komprimierung oder Expandierung der Zeitachse, mit der die ersten und die zweiten Adress-Informationen verglichen werden, und mit der die Informationen (TR) zur Komprimierung oder Expandierung der Zeitachse auf der Grundlage der Differenz zwischen den ersten Adressinformationen (TP) und den zweiten Adressinformationen...

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zur Wiedergabe einer Audiowellenform, das, beispielsweise durch Sampeln, eine Audiowellenform mit eigenem Tempo speichert und die Audiowellenform wiedergibt, wobei das Tempo auf ein Wiedergabetempo verändert werden kann, das zur Zeit der Wiedergabe beliebig spezifiziert werden kann.
  • Das Wiedergabetempo kann dabei aus Tempoinformationen bestehen, die extern eingegeben werden (zum Beispiel die Timing-Clock, die im Falle von MIDI-Signalen eine durch F8 dargestellt System-Realtime-Message ist) oder aus internen Tempoinformationen, die innerhalb des Geräts angegeben werden, und das Gerät kann die Wellenform mit einer Wiedergabegeschwindigkeit wiedergeben, die diesen Tempoinformationen entspricht.
  • Mehrere konventionelle Verfahren zum Komprimieren bzw. Expandieren der Zeitachse, die die Wiedergabegeschwindigkeit ohne Veränderung der Tonhöhe ändern, sind bekannt, und diese Verfahren zum Komprimieren und Expandieren der Zeitachse werden benutzt, um das Ursprungstempo der Audiowellenform (das heißt, das Tempo zum Zeitpunkt der Aufnahme) bei der Wiedergabe der gesampelten Audiowellenform auf ein gewünschtes Tempo zu ändern.
  • Bei der in der japanischen Patentanmeldung JP 7-295589 A vorgestellten Erfindung wird beispielsweise zur Wiedergabe der gesampelten Audiowellenform bei Komprimierung bzw. Expandierung der Zeitachse, womit das Tempo zur Zeit der Aufnahme auf ein gewünschtes Wiedergabetempo geändert werden soll, das Verhältnis zwischen dem Ursprungstempo der Audiowellenform (also dem Tempo zur Zeit der Aufnahme) und dem Tempo zur Wiedergabe ermittelt, und dieses Verhältnis wird als Maß der Komprimierung bzw. Expandierung der Zeitachse genommen, die Zeitachse der Audiowellenform wird komprimiert bzw. expandiert, und die ursprüngliche Audiowellenform wird somit mit der Wiedergabegeschwindigkeit des Wiedergabetempos wiedergegeben.
  • Um jedoch die Audiowellenform mit dieser Methode wiederzugeben, wird zunächst das Maß der Komprimierung bzw. Expandierung der Zeitachse bestimmt und gesetzt, und dieses Maß der Komprimierung bzw. Expandierung der Zeitachse wird für die Dauer der Wellenform aufrecht erhalten. Hingegen ändert sich jedoch das Tempo der Musik normalerweise über den Verlauf der Zeit etwas. Daher entsteht mit fortschreitender Wiedergabe der Audiowellenform eine Diskrepanz zum gesetzten Tempoverhältnis, die sich zunehmend verstärkt, wodurch vom Tempo abgewichen wird, so daß es schwierig war, eine Audiowellenform wiederzugeben, die einer Änderung des Tempos über die Zeit folgt. Noch war es möglich einem Wiedergabetempo folgende Audiowellenformen wiederzugeben, wenn die Wiedergabegeschwindigkeit während der Wiedergabe geändert wurde (so z. B. bei Änderungen aufgrund von Geschwindigkeitsmarkern, wie "ritardando" oder "accelerando").
  • In JP 11-167 382 A werden ein Gerät und ein Verfahren zur Wiedergabe einer Audiowellenform beschrieben, wobei die Wiedergabedauer der Wellenform verlängert oder verkürzt wird, indem über einen Zeitvektor (time vector) TV bzw. eine Kompressionsrate (CRate) die Zeitachse gestreckt bzw. gestaucht wird.
  • In EP 0 856 830 A1 wird eine Wellenformerzeugungsvorrichtung beschrieben, bei der eine erste Adressinformation (ideal location, virtual read adress) und eine zweite Adressinformation (actual location, actual read adress) einander angeglichen werden, indem bei Überschreiten einer bestimmten Größe der Differenz dieser beiden Adressinformationen ein Streckungsvorgang oder ein Kompressionsvorgang hinsichtlich einer Zeitachse nach festen Regeln durchgeführt wird.
    •
  • In JP 7-295 589 A wird eine Wellenformverarbeitungseinheit zum Ausführen eines Zeitstreckungsprozesses zum Komprimieren oder Expandieren der Zeitbasis einer musikalischen Wellenform beschrieben, wobei die musikalischen Tonhöhen der Wellenform durch den Zeitstreckungsprozess nicht verändert werden. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Gerät zur Wiedergabe von aufgenommenen Audiowellenformen zu entwickeln, das nicht vom Tempo abweicht, wenn die Wiedergabe bei einem gewünschten Tempo durchgeführt wird, das sich vom Tempo zur Zeit der Aufnahme unterscheidet. Zeitlichen Änderungen des Tempos sollen präzise gefolgt werden, und insbesondere zeitlichen Änderungen der Tempoinformationen sollen in einem Realtime-Prozess präzise gefolgt werden können.
  • Ein Gerät zur Wiedergabe einer Audiowellenform nach der vorliegenden Erfindung enthält:
    eine Speichervorrichtung zum Speichern von Wellenformdaten, die eine Audiowellenform repräsentieren;
    eine Vorrichtung zur Eingabe von Wiedergabetempoinformationen in Gestalt eines Tempo-Clock-Signals, mit der Wiedergabetempoinformationen eingegeben werden, die ein Tempo zur Zeit der Wiedergabe der Audiowellenform ausdrücken;
    eine erste Zeitfunktionsproduktionsvorrichtung, mit der erste Adressinformationen (TP), die eine auf den Wiedergabetempoinformationen und den Ursprungstempoinformationen basierende Zeitfunktion darstellen, produziert werden, wobei die Ursprungstempoinformationen das Tempo der Audiowellenform zur Aufnahmezeit darstellen;
    eine zweite Zeitfunktionsproduktionsvorrichtung, mit der zweite Adressinformationen (PP), die eine auf Informationen (TR) zur Komprimierung oder Expandierung der Zeitachse basierende Zeitfunktion darstellen, produziert werden;
    eine Vorrichtung zur Produktion von Informationen zur Komprimierung oder Expandierung der Zeitachse, mit der die ersten und die zweiten Adress-Informationen verglichen werden, und mit der die Informationen (TR) zur Komprimierung oder Expandierung der Zeitachse auf der Grundlage der Differenz zwischen den ersten Adressinformationen (TP) und den zweiten Adressinformationen (PP) mittels einer Regelschleife derart berechnet werden, dass diese Differenz zum Zeitpunkt des Empfangs einer Wiedergabetempoinformation verschwindet; und
    eine Vorrichtung zur Komprimierung oder Expandierung der Zeitachse, mit der die Audiowellenform auf Basis der Informationen (TR) zur Komprimierung oder Expandierung der Zeitachse einem Prozess zur Komprimierung oder Expandierung der Zeitachse unterzogen wird um eine wiederzugebende Audiowellenform zu produzieren;
    wobei die ersten Adressinformationen (TP) und die zweiten Adressinformationen (PP) Adresspositionen auf einer gemeinsamen Achse repräsentieren.
  • Ein Gerät zur Wiedergabe einer Audiowellenform nach dieser Basiskonfiguration produziert Informationen zur Komprimierung bzw. Expandierung der Zeitachse präzise den zeitlichen Änderungen des Wiedergabetempos folgend, mit dem die aufgenommene Audiowellenform wiedergegeben wird, und unterzieht die aufgenommene Audiowellenform einer Komprimierung bzw. Expandierung der Zeitachse in Übereinstimmung mit diesen Informationen zur Komprimierung bzw. Expandierung der Zeitachse, so dass die Audiowellenform den zeitlichen Änderungen der Wiedergabetempoinformationen präzise folgend wiedergegeben werden kann.
  • Wellenformdaten, die die Audiowellenform repräsentieren, und Ursprungstempoinformationen, die dem Tempo zur Aufnahmezeit entsprechen, werden zunächst in einer Speichervorrichtung gespeichert. Wiedergabetempoinformationen, die das Tempo zur Wiedergabezeit der Audiowellenform darstellen, werden mit einer Vorrichtung zur Eingabe von Wiedergabetempoinformationen eingegeben.
  • Die erste Zeitfunktionsproduktionsvorrichtung produziert erste Informationen (TP), die eine auf den Wiedergabetempoinformationen basierende Zeitfunktion darstellen, und die zweite Zeitfunktionsproduktionsvorrichtung produziert zweite Informationen (PP), die eine auf Informationen (TR) zur Komprimierung bzw. Expandierung der Zeitachse basierende Zeitfunktion darstellen.
  • Die Vorrichtung zur Produktion von Informationen zur Komprimierung bzw. Expandierung der Zeitachse vergleicht die ersten und die zweiten Informationen, und berechnet die Informationen (TR) zur Komprimierung bzw. Expandierung der Zeitachse, und zwar auf ein Übereinstimmen der zeitlichen Veränderung der zweiten Informationen mit der zeitlichen Veränderung der ersten Informationen hin.
  • Mittels sukzessiver Berechnung der Informationen (TR) zur Komprimierung bzw. Expandierung der Zeitachse unterzieht die Vorrichtung zur Komprimierung bzw. Expandierung der Zeitachse die Audiowellenform auf Basis der Informationen (TR) zur Komprimierung bzw. Expandierung der Zeitachse einem Prozess zur Komprimierung bzw. Expandierung der Zeitachse um eine wiederzugebende Audiowellenform zu produzieren, wobei den zeitlichen Änderungen der Wiedergabetempoinformationen präzise gefolgt wird.
  • Es ist vorteilhaft, wenn in dem Gerät zur Wiedergabe einer Audiowellenform mit dieser Basiskonfiguration die Wellenformdaten in der Speichervorrichtung PCM-Daten sind, die eine zeitliche Abfolge von gesampelten Amplitudendaten der Audiowellenform sind, und die Vorrichtung zur Komprimierung oder Expandierung der Zeitachse die PCM-Daten auf Basis der Informationen (TR) zur Komprimierung oder Expandierung der Zeitachse einem Prozess einer Komprimierung oder Expandierung der Zeitachse unterzieht um eine wiederzugebende Audiowellenform zu produzieren.
  • Es ist vorteilhaft, wenn in dieser Konfiguration die gemeinsame Achse in Adressen ausgedrückte Positionen der PCM-Daten repräsentiert.
  • In dieser Konfiguration des Geräts zur Wiedergabe einer Audiowellenform ist es vorteilhaft, wenn die Speichervorrichtung auch Ursprungstempoinformationen speichert, die das Tempo der Audiowellenform zur Aufnahmezeit darstellen, wenn die Wiedergabetempoinformationen Periodeninformationen mit einer Periode sind, die dem Wiedergabetempo entspricht, und wenn die erste Zeitfunktionsproduktionsvorrichtung die Änderung der Adressen pro einer bestimmten Anzahl von Perioden der Wiedergabetempoinformationen berechnet und die ersten Adress-Informationen produziert, die eine Zeitfunktion sind, die Positionen der PCM-Daten darstellt, die auf einer Änderung der Adressen und den Wiedergabetempoinformationen basieren.
  • In dieser Konfiguration des Geräts zur Wiedergabe einer Audiowellenform ist es vorteilhaft, wenn die erste Zeitfunktionsproduktionsvorrichtung das Ausmass der Veränderung von Adressen pro einer Periode der Wiedergabetempoinformationen berechnet, und die ersten Adressinformationen (TP) produziert, die eine Zeitfunktion sind, die Positionen der PCM-Daten darstellt, die jedesmal wenn Wiedergabetempoinformationen eingegeben werden sukzessive um dieses Ausmass der Veränderung vorgeschoben werden, wenn die zweite Zeitfunktionsproduktionsvorrichtung die zweiten Adressinformationen (PP) produziert, die eine Zeitfunktion sind, die Positionen der PCM-Daten darstellen, die bei jeder Wiedergabesamplingperiode sukzessive um die Informationen (TR) zur Komprimierung oder Expandierung der Zeitachse vorgeschoben werden, und wenn die Vorrichtung zur Produktion von Informationen zur Komprimierung oder Expandierung der Zeitachse die ersten Adressinformationen (TP) und die zweiten Adressinformationen (PP) für jede Wiedergabetempoinformation vergleicht, um die Informationen (TR) zur Komprimierung oder Expandierung der Zeitachse zu berechnen, die den Vorlaufwert zum Übereinstimmen der ersten Adress-Informationen mit den zweiten Adress-Informationen darstellen.
  • In der oben beschriebenen Basiskonfiguration des Geräts zur Wiedergabe einer Audiowellenform ist es vorteilhaft, wenn die Wellenformdaten in der Speichervorrichtung Analysedaten sind, die die Audiowellenform analysieren und repräsentieren, und wenn die Vorrichtung zur Komprimierung oder Expandierung der Zeitachse die Analysedaten einer Komprimierung oder Expandierung der Zeitachse unterzieht, und zwar basierend auf den Informationen (TR) zur Komprimierung oder Expandierung der Zeitachse, um die wiederzugebende Audiowellenform zu produzieren.
  • In dieser Konfiguration ist es vorteilhaft, wenn die gemeinsame Achse als virtuelle Adressen ausgedrückte Positionen repräsentiert, die die Zeitachse der Audiowellenform repräsentieren.
  • In dieser Konfiguration des Geräts zur Wiedergabe einer Audiowellenform ist es vorteilhaft, wenn die Speichervorrichtung auch Ursprungstempoinformationen speichert, die dem Tempo der Audiowellenform zum Zeitpunkt der Aufnahme entsprechen, wenn die Wiedergabetempoinforma tionen Periodeninformationen sind, mit Perioden, die dem Wiedergabetempo entsprechen, und wenn die erste Zeitfunktionsproduktionsvorrichtung die Änderung der Adressen pro einer bestimmten Anzahl von Perioden der Wiedergabetempoinformationen berechnet, und zwar auf Basis der Ursprungstempoinformationen, und die ersten Adress-Informationen produziert, die eine Zeitfunktion sind, die als virtuellen Adressen ausgedrückte Positionen darstellt, die auf einer Änderung der Adressen und den Wiedergabetempoinformationen basieren.
  • In dieser Konfiguration des Geräts zur Wiedergabe einer Audiowellenform ist es vorteilhaft, wenn die erste Zeitfunktionsproduktionsvorrichtung die Änderung der Adressen pro einer Periode der Wiedergabetempoinformationen berechnet und die ersten Adressinformationen (TP) produziert, die eine Zeitfunktion sind, die als virtuelle Adressen ausgedrückte Positionen darstellt, die jedesmal, wenn Wiedergabetempoinformationen eingegeben werden, sukzessive um diese Änderung vorgeschoben werden, wenn die zweite Zeitfunktionsproduktionsvorrichtung die zweiten Adressinformationen (PP) produziert, die eine Zeitfunktion sind, die als virtuelle Adressen ausgedrückte Positionen darstellt, die bei jeder Wiedergabe-Samplingperiode sukzessive um die Informationen (TR) zur Komprimierung oder Expandierung der Zeitachse vorgeschoben werden, und wenn die Vorrichtung zur Produktion von Informationen zur Komprimierung oder Expandierung der Zeitachse die ersten Adressinformationen (TP) und die zweiten Adressinformationen (PP) für jede Wiedergabetempoinformation vergleicht, um die Informationen (TR) zur Komprimierung oder Expandierung der Zeitachse zu berechnen, die den Vorlaufwert zum Übereinstimmen der ersten Adress-Informationen mit den zweiten Adress-Informationen darstellen.
  • In dieser Konfiguration des Geräts zur Wiedergabe einer Audiowellenform ist es vorteilhaft, wenn die Produktion der Audiowellenform durch die Vorrichtung zur Komprimierung oder Expandierung der Zeitachse mit einer bestimmten Wiederholungsperiode, die auf dem Wiederholungstempo basiert, ab der Startposition der Audiowellenform wiederholt wird.
    •
  • 1 zeigt die gesamte Konfiguration eines elektronischen Instrumentes, das zur Ausführung der vorliegenden Erfindung mit einem Gerät zur Wiedergabe einer Audiowellenform ausgestattet ist.
  • 2 zeigt die Konfiguration des DSP in einer Ausführungsform eines Gerät der vorliegenden Erfindung umrissweise als Funktionsblöcke.
  • 3 zeigt die Datenstruktur der Wellenformdaten, die im Wellenformspeicher in einer Ausführungsform eines Gerät der vorliegenden Erfindung gespeichert sind.
  • 4 ist ein Flussdiagramm der Prozessroutine zur Erfassung der Bedienelemente, die von der CPU in einer Ausführungsform eines Gerät der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird.
  • 5 ist ein Flussdiagramm der Prozessroutine zur Tastenerfassung, die von der CPU in einer Ausführungsform eines Gerät der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird.
  • 6 ist ein Flussdiagramm der Tempo-Clock-Interrupt-Prozessroutine, die von der CPU in einer Ausführungsform eines Gerät der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird.
  • 7 ist ein Flussdiagramm der Sampling-Clock-Interrupt-Prozessroutine, die von der CPU in einer Ausführungsform eines Gerät der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird.
  • 8 zeigt umrissweise als Funktionsblöcke die Konfiguration der Vorrichtung zur Erzeugung von Vorlaufwerten (Information zur Komprimierung bzw. Expandierung der Zeitachse) des DSP in einer Ausführungsform eines Gerät der vorliegenden Erfindung.
  • 9 veranschaulicht die Konzepte von Tempolänge, Tempoclock, Wiedergabeposition usw. in der Ausführungsform eines Gerät der vorliegenden Erfindung.
  • 10 veranschaulicht das Verhältnis der Wiedergabepositionen PP, die bei jeder Sampling-Clock aktualisiert werden, und den Tempoposition TP, die bei jeder Tempo-Clock aktualisiert werden, in der Ausführungsform eines Gerät der vorliegenden Erfindung.
  • 11 stellt umrissweise die Konfiguration der Vorrichtung 74 zur Komprimierung bzw. Expandierung der Zeitachse des DSP in einer Ausführungsform eines Gerät der vorliegenden Erfindung dar.
  • 12 stellt die wellenformbezogenen Informationen der Wellenformdaten dar, die von einer Vorrichtung 74 zur Komprimierung bzw. Expandierung der Zeitachse im Formantenformat in einer Ausführungsform eines Gerät der vorliegenden Erfindung benutzt werden.
  • 13 stellt die Struktur der Wellenformdaten dar, die im Wellenformspeicher 8 eines erfindungsgemäsen Geräts gespeichert werden.
  • 14 ist ein Wellenformdiagramm des Prozesses in der Vorrichtung 74 zur Komprimierung bzw. Expandierung der Zeitachse, wenn nur die Wiedergabetonhöhe erhöht wird, ohne die Zeitachse und die Formanten zu ändern.
  • 15 ist ein Wellenformdiagramm des Prozesses in der Vorrichtung 74 zur Komprimierung bzw. Expandierung der Zeitachse, wenn nur die Wiedergabetonhöhe erniedrigt wird, ohne die Zeitachse und die Formanten zu ändern.
  • 16 ist ein Wellenformdiagramm des Prozesses in der Vorrichtung 74 zur Komprimierung bzw. Expandierung der Zeitachse, wenn nur die Formanten erhöht werden, ohne die Zeitachse und die Wiedergabetonhöhe zu ändern.
  • 17 ist ein Wellenformdiagramm des Prozesses in der Vorrichtung 74 zur Komprimierung bzw. Expandierung der Zeitachse, wenn nur die Formanten erniedrigt werden, ohne die Zeitachse und die Wiedergabetonhöhe zu ändern.
  • 18 ist ein Wellenformdiagramm des Prozesses in der Vorrichtung 74 zur Komprimierung bzw. Expandierung der Zeitachse, wenn nur die Zeitachse expandiert wird, ohne die Wiedergabetonhöhe und die Formanten zu ändern.
  • 19 ist ein Wellenformdiagramm des Prozesses in der Vorrichtung 74 zur Komprimierung bzw. Expandierung der Zeitachse, wenn nur die Zeitachse komprimiert wird, ohne die Wiedergabetonhöhe und die Formanten zu ändern.
  • 20 als Funktionsblöcke zeigt die Konfiguration eines Synthesesystems einer Vorrichtung zur Komprimierung bzw. Expandierung der Zeitachse nach dem Phasenvocoder-Format ein einer anderen Ausführungsform.
  • 21 zeigt als Funktionsblöcke die Konfiguration eines Synthesesystems einer Vorrichtung zur Zeit-Frequenz-Umwandlung der Vorrichtung zur Komprimierung bzw. Expandierung der Zeitachse nach dem Phasenvocoder-Format ein der anderen Ausführungsform.
  • 22 veranschaulicht die Funktionsweise der Vorrichtung zur Komprimierung bzw. Expandierung der Zeitachse mit dem Phasenvocoder-Format in der anderen Ausführungsform.
  • 23 zeigt als Funktionsblöcke die Konfiguration eines Analysesesystems der Vorrichtung zur Komprimierung bzw. Expandierung der Zeitachse nach dem Phasenvocoder-Format in der anderen Ausführungsform.
  • 24 zeigt als Funktionsblöcke die Konfiguration der Bandanalysefilter des Analysesesystems der Vorrichtung zur Komprimierung bzw. Expandierung der Zeitachse nach dem Phasenvocoder-Format in der anderen Ausführungsform.
  • 25 veranschaulicht umrissweise die Frequenzregionen (Bänder) in der Vorrichtung zur Komprimierung bzw. Expandierung der Zeitachse mit dem Phasenvocoder-Format in der anderen Ausführungsform.
  • Es folgt eine Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen.
  • 1 zeigt ein Gerät zur Wiedergabe einer Audiowellenform in einer bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung. In dieser Ausführungsform ist das Gerät nach der vorliegenden Erfindung in ein elektronisches Instrument mit einer Tastatur implementiert.
  • In der 1 stellt die CPU 1 eine zentrale Prozessoreinheit dar, die den Anweisungen eines in einem ROM-Speicher 2 gespeicherten Steuerprogramms folgt, und die Steuerung des gesamten Geräts vornimmt. So erfasst die CPU 1 beispielsweise den Bedienzustand einer Tastatur 4 und einer Bedienelementgruppe 5 (die nachfolgend näher erläutert werden), und steuert eine MIDI Schnittstelle 6, einen DSP 7, usw. Der ROM-Speicher 2 ist ein Nurlesespeicher, der die Steuerprogramme für die CPU 1 und den DSP 7 speichert. Das Steuerprogramm für den DSP 7 wird über die CPU in den DSP 7 geladen. Der RAM-Speicher 3 ist ein Direktzugriffsspeicher, und dient als Arbeitsspeicher für auf der CPU 1 ausgeführte Prozesse. Er kann auch mehrere Sätze von Wellenformdaten von bereits gesampelten Audiowellenformen speichern.
  • Die Nummer 4 bezeichnet eine Tastatur, die in der Regel zur Eingabe von Spielinformationen benutzt wird, zum Beispiel im Spielbetrieb seitens des Benutzers. Zur Wiedergabe einer Audiowellenform nach der vorliegenden Erfindung wird die Wiedergabe der Wellenform (der Beginn der Tonerzeugung) durch Niederdrücken einer der Tasten auf der Tastatur 4 angewiesen (key on), und das Ende der Wiedergabe der Wellenform (Ende der Tonerzeugung) wird durch Loslassen aller Tasten angewiesen (key off). Die Notenzahl der gedrückten Taste (bzw. wenn mehrere Tasten gedrückt sind, die Notenzahl mit der höchsten Tonhöhe) dient als Tonhöheninformation für die wiederzugebende Audiowellenform.
  • Die Nummer 5 bezeichnet eine Bedienelementgruppe 5, die mehrere Sorten von Bedienelementen zum Vornehmen verschiedener Einstellungen enthält. Im Gerät nach der vorliegenden Erfindung können dies beispielsweise ein Temposetz-Bedienelement zum Setzen des Wiedergabetempos (also des Tempos zur Zeit der Wiedergabe), ein Abspieltempo-Auswahlschalter zum Auswählen ob die Tempo-Clock, die je nach Wiedergabetempo erzeugt wird, intern nach dem Temposetz-Bedienelement erzeugt wird oder, beispielsweise mit einem MIDI-Signal extern eingegeben wird, sowie einen Audiowellenform Auswahlschalter zum Auswählen der wiederzugebenden Wellenformdaten im RAM-Speicher 3. Die Bedienelementgruppe 5 enthält außerdem eine Anzeige zum Anzeigen welche Einstellungen vorgenommen wurden.
  • Die Nummer 6 bezeichnet eine MIDI Schnittstelle, welche als Schnittstelle zur Eingabe und Ausgabe von MIDI-Signalen dient. In dieser Ausführungsform wird die Timing-Clock der MIDI-Signale von außen über die MIDI-Schnittstelle 6 als Tempoinformationen eingegeben.
  • Der Wellenformspeicher 8 ist ein RAM-Speicher und speichert PCM-Wellenformdatenketten als wiederzugebende Wellenformdaten, die mittels Sampeln (PCM Aufnahme) der Audiowellenformen von Instrumenten oder Singstimmen produziert wurden. Diese Audiowellenformen bestehen aus kontinuierlichen Musikabschnitten (Phrasen), die mit einem bestimmten Tempo (nämlich dem Originaltempo) gespielt (dargeboten) wurden. Die Wellenformdaten der gewünschten Audiowellenform, die der Benutzer mit dem Wellenform-Auswahlschalter ausgewählt hat, werden vom RAM-Speicher 3 in den Wellenformspeicher 8 übergetragen und dort gespeichert.
  • 3 zeigt die Datenstruktur der im Wellenformspeicher 8 gespeicherten Wellenformdaten. Wie aus dieser Darstellung ersichtlich ist, werden Information, die zu einer Wellenform gehören, wie z.B. wellenformbezogene Informationen, Urprungstempo, Startadresse, und Endadresse als Wellenformdaten für jede Audiowellenform gespeichert, zusammen mit der PCM-Datenkette, die die Wellenformdaten an sich darstellt.
  • Das "Ursprungstempo" ist das eigentliche Tempo der ursprünglich gesampelten Audiowellenform (also das Tempo wenn diese mit einer der Samplinggeschwindigkeit äquivalenten Geschwindigkeit wiedergegeben wird). Das Sampeln der ursprünglichen Audiowellenform wird durch PCM-Aufnahme bei einer Samplingfrequenz von 44.1kHz durchgeführt. Die Amplitudenwerte (Momentanwerte) aller Samplingpunkte werden sukzessive als PCM-Wellenformdaten ermittelt, deren zeitliche Abfolge eine PCM-Wellenformdatenkette bildet. Die einzelnen PCM-Wellenformdaten dieser PCM-Wellenformdatenkette werden sequentiell mit Adressen versehen (die im folgenden auch als "Wellenformadressen" bezeichnet werden) und als PCM-Wellenformdatenkette im Wellenformspeicher 8 gespeichert. Folglich bildet diese zeitliche Abfolge von Wellenformadressen (also die zeitliche Abfolge von Samplingpunkten) die Zeitachse der Audiowellenform.
  • Die Startadresse ist die Adresse der ersten Daten der PCM-Wellenformdatenkette, und die Endadresse ist die Adresse der letzten Daten. Beispiele für wellenformbezogenen Informationen sind die Abschnittsbeginn-Adressen (sadrs 1, sadrs 2, ...) und die Tonhöhendaten (spitch 0, spitch 1, ...), die für die Komprimierung bzw. Expandierung der Zeitachse mit der nachfolgend erläuterten Methode benutzt werden. Diese werden im Laufe der Erläuterungen bezüglich der Komprimierung und Expandierung der Zeitachse detailliert erläutert.
  • Der DSP 7 ist ein digitaler Signalprozessor, der arithmetisches Verarbeiten zur Wiedergabe von Audiowellenformen auf Basis der im Wellenformspeicher 8 gespeicherten Wellenformdaten vornimmt. Der DSP 7 wird von der CPU 1 mit Tonhöheninformationen, einem Tastenmerker "Key Flg" (Key-On/Off-Information), und einer Tempo-Clock (Tempoinformationen, die die Wiedergabegeschwindigkeit bestimmen) versorgt. In dieser Ausführungsform hat das Verarbeiten der Tonhöheninformationen keine direkte Auswirkung auf die vorliegenden Erfindung, so daß diesbezügliche Ausführungen nicht berücksichtigt wurden.
  • 2 zeigt eine strukturelle Übersicht des DSP 7 als Funktionsblöcke. Wie aus dieser Zeichnung ersichtlich, besteht der DSP 7 generell gesehen aus einem Sampling-Clock-Interrupt-Prozessmodul 71 und einem Tempo-Clock-Interrupt-Prozessmodul 72. Das Sampling-Clock-Interrupt-Prozessmodul 71 enthält eine Vorrichtung 73 zur Erzeugung von Wiedergabepositionen und eine Vorrichtung 74 zur Komprimierung bzw. Expandierung der Zeitachse. Das Tempo-Clock-Interrupt-Prozessmodul 72 enthält eine Vorrichtung 75 zur Erzeugung von Tempopositionen und eine Vorrichtung 76 zur Erzeugung von Vorlaufwerten (Vorrichtung zur Erzeugung von Informationen zur Komprimierung bzw. Expandierung der Zeitachse).
  • In dieser Konfiguration erzeugt die Vorrichtung 75 zur Erzeugung von Tempopositionen Tempopositionen TP aus der Tempoadressenlänge TA und der Tempo-Clock, die von der CPU 1 als Wiedergabetempoinformationen zugeführt wird. Die Vorrichtung 73 zur Erzeugung von Wiedergabepositionen erzeugt Wiedergabepositionen PP (das heißt, Wiedergabepositionsadressen der PCM-Wellenformdatenkette) aus der Sampling-Clock und dem Vorlaufwert Vorlaufwert TR. Die Vorrichtung 76 zur Erzeugung von Vorlaufwerten erzeugt einen Vorlaufwert TR aus der Tempo-Clock, der Tempoposition TP und der Wiedergabeposition PP, usw. Die Vorrichtung 74 zur Komprimierung bzw. Expandierung der Zeitachse gibt die PCM-Wellenformdatenkette aus dem Wellenformspeicher 8 wieder, und zwar unter Durchführung einer Verarbeitung zur Komprimierung bzw. Expandierung der Zeitachse, abhängig vom Vorlaufwert TR. Die genannten Parameter werden nachfolgend detailliert erläutert.
  • Mit dieser Konfiguration wird die Vorrichtung 74 zur Komprimierung bzw. Expandierung der Zeitachse gesteuert durch die Produktion eines Vorlaufwertes TR (also der Information zur Komprimierung bzw. Expandierung der Zeitachse), in Übereinstimmung mit der Tempo-Clock, die von der CPU 1 zugeführt wird, was eines der hauptsächlichen Merkmale der vorliegenden Erfindung ist.
  • Im folgenden wird unter Bezugnahme auf Flußdiagramme erläutert, wie das Gerät dieser Ausführungsform funktioniert.
  • Zunächst wird die Funktionsweise in einer Übersicht erläutert. Die CPU 1 überwacht den Bedienzustand der Bedienelementgruppe 5, und je nachdem wie der Abspieltempo-Auswahlschalter in der Bedienelementgruppe 5 gesetzt ist, wird die Tempo-Clock für die Wiedergabe intern erzeugt oder extern erzeugt mittels der Timing-Clock eines MIDI-Signals, das von außerhalb kommt. Basierend auf dem Resultat der Auswahl, wird die Tempo-Clock erzeugt und der DSP 7 zugeführt.
  • Ferner wird, festgestellt ob eine Taste der Tastatur 4 gedrückt oder losgelassen wurde, um den Beginn oder das Ende einer Wellenformwiedergabe anzuzeigen, und wenn eine Taste gedrückt wurde oder wenn Tasten losgelassen wurden (das heißt, wenn alle Tasten losgelassen wurden), dann wird diese Key-On/Off-Information an den DSP 7 in Form eines unten erläuterten Tastenmerkers "Key Flg" weitergegeben.
  • Der DSP 7 errechnet die Tempoadressenlänge TA, die Tempoposition TP, und den Vorlaufwert TR, und abhängig von diesen produziert er sukzessive die Ausleseadressen zum Auslesen der PCM-Wellenformdaten aus dem Wellenformspeicher 8, liest die PCM-Wellenformdaten sukzessive mit diesen Ausleseadressen aus, und gibt die Audiowellenform wieder.
  • 8 skizziert die arithmetische Verarbeitung des Vorlaufwertes TR (also der Information zur Komprimierung bzw. Expandierung der Zeitachse), die vom DSP 7 durchgeführt wird, als Funktionsblöcke. Wie in der Zeichnung dargestellt ist, enthalten die Funktionsblöcke einen Tempopositionszähler 751 zum Zählen der Tempopositionen TP, einen Wiedergabepositionszähler 731 zum Zählen der Wiedergabepositionen PP, einen Subtrahierer 761 zum Bestimmen der Differenz zwischen der Tempoposition TP und der Wiedergabeposition PP, einen Schleifenfilter 762 zum Produzieren des Vorlaufwertes TR, und ein Vorlaufwert-Korrekturmodul 763 zum Produzieren eines berichtigten Vorlaufwertes TR', der einem komprimierten bzw. expandierten Vorlaufwert TR entspricht. Wenn der Wiedergabepositionszähler 731 im Blockdiagramm von 8 als variabler Oszillator betrachtet wird, kann gesehen werden, daß sich die Anordnung wie ein PLL (phase-locked loop) verhält, der den Wiedergabepositionszähler 731 mit dem Tempopositionszähler 751 synchronisiert.
  • Hierbei geben die Wiedergabepositionen PP die Ausleseadressen zur Wiedergabe (Auslesen) der PCM-Wellenformdaten auf der Zeitachse der Audiowellenform (also der zeitlichen Abfolge der Wellenformadressen) an. Die Aktualisierungsperiode der Wiedergabepositionsadressen ist identisch mit der Sampling-Periode, die der Periode der Samplingfrequenz von 44.1kHz entspricht. Die oben erwähnte Tempoadresslänge TA ist die in Wellenformadressen ausgedrückte Länge einer Periode der Tempo-Clock, die dem Ursprungstempo der Audiowellenform entspricht. Die Tempoposition TP ist die in Wellenformadressen ausgedrückte Veränderung der Wiedergabeposition auf der Zeitachse der Audiowellenform, die der dem Wiedergabetempo entsprechenden Tempo-Clock folgt. Der Vorlaufwert TR ist das Ausmaß, um das die Wiedergabeposition PP (also die Wiedergabepositionsadresse), die pro Sampling-Periode aktualisiert wird, vorgeschoben wird. In dieser Ausführungsform des Gerätes kann die ursprüngliche Audiowellenform, die ihr eigenes Ursprungstempo aufweist, mit dem Wiedergabetempo wiedergegeben werden, indem der Vorlaufwert TR durch Rückkopplungssteuerung sukzessive (pro von der Tempo-Clock erzeugten Periode) berichtigt bzw. aktualisiert wird.
  • Es folgt eine etwas detailliertere Erläuterung des Geräts dieser Ausführungsform. Zunächst werden die verschiedenen von der CPU 1 ausgeführten Prozesse erläutert.
  • 4 ist ein Flußdiagramm des von der CPU 1 durchgeführten Bedienelement-Erfassung. Diese Bedienelement-Erfassung wird periodisch durch einen Interrupt ausgelöst, und erfasst den Bedienzustand der Bedienelemente in der Bedienelementgruppe 5. Dieser Interrupt wird periodisch erzeugt, und zwar mit einer Periode, die länger ist als die Sampling-Periode, aber kürzer als die kürzeste zu erhaltende Periode der Timing-Clock. Dabei ist zu beachten, daß sich 4 nur auf die für die vorliegende Erfindung relevanten Bedienelemente bezieht.
  • Wenn ein Interrupt vorliegt, wird zunächst bestimmt, ob eine Veränderung am Abspieltempo-Auswahlschalter vorliegt (Schritt A1). Der Abspieltempo-Auswahlschalter ist dazu da, auszuwählen, ob die Tempo-Clock für die Wiedergabe intern erzeugt werden soll oder extern eingegeben werden soll. Wenn der Abspieltempo-Auswahlschalter betätigt worden ist, wird festgestellt, ob eine externe Eingabe ausgewählt wurde (Schritt A2).
  • Im Falle von externer Eingabe wird das Abspieltempo zur Zeit der Wiedergabe (also das Wiedergabetempo) von außen (über die Timing-Clock des MIDI-Signals) zugeführt, so daß die interne Erzeugung der Tempo-Clock gestoppt wird, und eine externe Erzeugung der Tempo-Clock durchgeführt wird, wodurch ein Operationsmodus gesetzt wird, in dem jedesmal eine Tempo-Clock erzeugt wird, wenn die Timing-Clock des MIDI-Signals von außen eingegeben, und die Tempo-Clock dem DSP 7 zugeführt wird (Schritt A3).
  • Wenn andererseits interne Erzeugung mit dem Abspieltempo-Auswahlschalter ausgewählt wurde, dann wird die Tempo-Clock-Erzeugung durch externe Eingabe gestoppt, und eine interne Tempo-Clock-Erzeugung wird ausgeführt, wodurch ein Operationsmodus gesetzt wird, in dem der Setzstatus des "Temposetz-Bedienelements" in der Bedienelementgruppe 5 regelmässig erfasst wird, und eine von diesem Setzstatus abhängige Tempo-Clock intern erzeugt und dem DSP 7 zugeführt wird (Schritt A4).
  • 5 ist ein Flußdiagramm des von der CPU 1 ausgeführten Prozesses zur Erfassung der Tastenbedienung. Wie der Prozess zur Erfassung der Bedienelemente in 4, wird dieser Prozesses zur Erfassung der Tastenbedienung regelmäßig von einem Interrupt ausgelöst. Der Prozess erfasst den Bedienstatus der Tasten der Tastatur 4, und setzt den Tastenmerker "Key Flg" an oder aus, je nach "key-on" oder "key-off" der Tasten. Hierbei ist ein "key-on" gegeben, wenn mindestens eine der Tasten der Tastatur 4 niedergedrückt ist, wohingegen alle Tasten losgelassen werden müssen für ein "key-off". Ferner wird, wenn mehr als eine Taste "key-on" sind, die Taste mit der höchsten Tonhöhe als Tonhöheninformation genommen.
  • Im Falle eines Interrupts, wird der Bedienzustand (Taste gedrückt oder losgelassen) für jede der Tasten der Tastatur 4 eingelesen (Schritt B1), und es wird ermittelt, ob eine Taste der Tastatur 4 neu bedient wurde (Schritt B2). Wenn es keine Tastenbedienung gab (d.h., wenn es keine Veränderung über den vorher eingelesenen Zustand gab), dann wird der Prozess zur Erfassung der Tastenbedienung unmittelbar beendet.
  • Wenn es eine neue Tastenbedienung gibt, dann wird ermittelt, ob eine Taste gedrückt (Bedienung durch Niederdrücken einer Taste) oder losgelassen (Bedienung durch Loslassen einer Taste) wurde (Schritt B3). Im Falle einer Bedienung durch Niederdrücken einer Taste wird festgestellt, ob eine Taste gedrückt wurde während alle Tasten losgelassen waren, oder ob eine der Tasten bereits niedergedrückt war (Schritt B4). Falls eine Taste gedrückt wurde während alle Tasten losgelassen waren (falls also keine einzige der anderen Tasten niedergedrückt war), dann wird der Tastenmerker "Key Flg" auf ON gesetzt, was anzeigt, daß ein Ton erzeugt wird (Schritt B5), und die Tonhöheninformationen der gedrückten Taste werden ermittelt (Schritt B6). Falls andererseits bereits eine oder mehrere Tasten niedergedrückt waren, dann werden die Tonhöheninformationen mit der höchsten Tonhöhe unter den gedrückten Tasten ermittelt und an den DSP 7 ausgegeben (Schritt B7).
  • Falls in Schritt B3 eine Bedienung durch Loslassen einer Taste ermittelt wird, dann wird ermittelt, ob diese Bedienung durch Loslassen einer Taste das Loslassen aller Tasten als Ergebnis hat (Schritt B8). Falls es nicht Loslassen aller Tasten als Ergebnis hat, das heißt, falls noch mindestens eine oder mehrere Tasten niedergedrückt sind, wird die Tonhöheninformation mit der höchsten Tonhöhe unter den gedrückten Tasten ermittelt und an den DSP 7 ausgegeben (Schritt B7). Falls es dagegen das Loslassen aller Tasten als Ergebnis hat, dann wird der Tastenmerker "Key Flg" auf OFF gesetzt, was anzeigt, daß kein Ton erzeugt wird (Schritt B9).
  • Es folgt eine Erläuterung der Tempoadressenlänge TA, der Tempoposition TP und der Wiedergabeposition PP.
  • Tempoadressenlänge TA
  • Die Tempoadressenlänge TA repräsentiert die Periode der Tempo-Clock, die dem bisherigen Tempo der ursprünglichen Wellenform (Ursprungstempo) entspricht, und zwar gemessen in der Zahl der Adressen dieser Wellenform (also der Anzahl an Samplingpunkten). 9 veranschaulicht dieses Konzept. Basierend auf dem vom Wellenformspeicher 8 eingelesenen Ursprungstempo wird zunächst die Tempoadressenlänge TA berechnet, die der Zeit einer Periode der Tempo-Clock im Ursprungstempo entspricht.
  • Wenn beispielsweise das Ursprungstempo der ursprünglichen Audiowellenform 120bpm (Beats pro Minute) beträgt, und pro Viertelnote 24 Tempo-Clocks erzeugt werden, dann ist die Zeit pro Periode der Tempo-Clock
    (60/120)/24 = 0.208333 (sec).
  • Da die Samplingfrequenz 44.1kHz beträgt, entspricht die Tempoadressenlänge TA
    44100 × 0.208333 = 918.75
    Samplingpunkten (also Wellenformadressen).
  • Tempoposition TP
  • Die Tempoposition TP zeigt den Sollwert der Veränderung der Wiedergabeposition an, und ist der Parameter, der bei jeder Tempo-Clock die Wiedergabeposition (Position gemessen in Anzahl von Wellenformadressen) auf der Zeitachse der Audiowellenform zeigt. Nachdem begonnen wird, die Audiowellenform der Tempo-Clock folgend wiederzugeben, wird diese Tempoposition TP bei jeder Erzeugung der vom Wiedergabetempo abhängigen Tempo-Clock um die Tempoadressenlänge TA erhöht. 10 zeigt wie die Tempoposition TP bei jeder Tempo-Clock erhöht wird.
  • Wiedergabeposition PP
  • Die Wiedergabeposition PP ist der Parameter, der die Position auf der Zeitachse der Audiowellenform (also der Adresse im Wellenformspeicher 8) anzeigt, an der die PCM-Wellenformdaten ausgelesen und wiedergegeben werden. Wie 10 zeigt, wird diese Wiedergabeposition PP so berechnet, daß sie bei jeder Periode der Samplingfrequenz der Wellenform (44.1kHz) um den Vorlaufwert TR (der der Information zum Komprimieren bzw. Expandieren der Zeitachse entspricht) erhöht wird. Dieser Vorlaufwert TR wird abhängig vom Wiedergabetempo bei jeder Erzeugungsperiode der Tempo-Clock berichtigt und aktualisiert, so daß die Audiowellenform unter Veränderung ihres Ursprungstempos auf das Wiedergabetempo wiedergegeben wird. Dies wird nachfolgend im Detail erläutert.
  • Es folgt eine etwas detailliertere Beschreibung der verschiedenen vom DSP 7 durchgeführten Prozesse.
  • Der DSP 7 führt einen Tempo-Clock-Interruptprozess durch (vgl. 6), der jedesmal ausgeführt wird, wenn eine Tempo-Clock von der CPU 1 zugeführt wird, sowie einen Sampling-Clock-Interruptprozess (vgl. 7), der bei jeder Erzeugungsperiode der Sampling-Clock ausgeführt wird.
  • 6 ist ein Flussdiagramm, das die Schritte des Tempo-Clock-Interruptprozesses zeigt. Jedesmal wenn eine Tempo-Clock eingegeben wird, berechnet dieser Tempo-Clock-Interruptprozess den Vorlaufwert TR zum sukzessiven Voransetzen der Wiedergabeposition PP, und aktualisiert die Tempoposition TP. Ferner werden die Befehle "Beginn der Tonerzeugung" und "Ende der Tonerzeugung" in Übereinstimmung mit dem Tasten-Bedienzustand der Tastatur 4 erzeugt, und ein Wellenform-Rücksetzsignal wird produziert.
  • Das Wellenform-Rücksetzsignal ist dazu da, die Audiowellenform in Einheiten bestimmter Länge (nämlich, der in Tempo-Clocks ausgedrückten Wiederholungsperiode Rck, die untenstehend erläutert wird) wiederholt wiederzugeben. Wenn die Audiowellenform vom Start bis zur Länge der Wiederholungsperiode Rck wiedergegeben worden ist, dann wird ein Wellenform-Rücksetzsignal produziert, womit die Wiedergabeposition PP auf den Start der Audiowellenform zurückgesetzt wird. Wenn beispielsweise 24 Tempo-Clocks pro Beat erzeugt werden und eine einen 4/4-Takt lange Audiowellenform wiederholt wird, dann wird die Wiederholungsperiode Rck auf 24 × 4 = 96 gesetzt. Im Flußdiagramm von 6 wird zur Durchführung dieser Verarbeitung ein Tempo-Clock-Zähler Cck bereitgestellt, als Parameter zum Zählen der Anzahl der eingegebenen Tempo-Clocks.
  • Im Falle eines Inputs der Tempo-Clock im Tempo-Clock-Interruptprozess in 6 wird diese Prozessroutine durch einen Interrupt herbeigeführt. Zunächst wird festgestellt, ob der Tastenmerker "Key Flg" zurückgesetzt wurde, das heißt, ob der Tastenmerker "Key Flg" gerade auf OFF gesetzt wurde (Schritt C1). Falls das Ergebnis von Schritt C1 "JA" ist, falls also der Tastenmerker "Key Flg" gerade auf OFF gesetzt wurde, dann wird ein Befehl zum Beenden der Tonerzeugung produziert und an die Vorrichtung 74 zur Komprimierung bzw. Expandierung der Zeitachse gegeben (Schritt C2). Dieser Befehl zum Beenden der Tonerzeugung beendet die Wiedergabe der momentan wiedergegebenen Audiowellenform.
  • Falls jedoch das Ergebnis von Schritt C1 "NEIN" ist, falls also der Tastenmerker "Key Flg" nicht gerade auf OFF gesetzt wurde, dann wird ermittelt, ob Tastenmerker "Key Flg" gesetzt wurde, das heißt, ob der Tastenmerker "Key Flg" gerade auf ON gesetzt wurde (Schritt C3). Falls das Ergebnis von Schritt C3 "JA" ist, falls also der Tastenmerker "Key Flg" gerade auf ON gesetzt wurde, dann wird ein Befehl zum Beginn der Tonerzeugung produziert und an die Vorrichtung 74 zur Komprimierung bzw. Expandierung der Zeitachse gegeben (Schritt C4). Dieser Befehl zum Beginn der Tonerzeugung startet die Wiedergabe einer Audiowellenform ab ihrer Anfangsposition, wie noch im folgenden erläutert wird.
  • Somit werden dadurch, daß ermittelt wird, ob der Tastenmerker "Key Flg", der mit der Tempo-Clock synchronisiert ist, gesetzt oder zurückgesetzt wurde, die Befehle "Beginn der Tonerzeugung" und "Beenden der Tonerzeugung" an die Vorrichtung 74 zur Komprimierung bzw. Expandierung der Zeitachse gegeben, und zwar in Synchronisation mit der Tempo-Clock. Folglich können das Starten und das Beenden der Tonerzeugung der Audiowellenform in Synchronisation mit der Tempo-Clock ausgeführt werden.
  • Falls jedoch das Ergebnis von Schritt C3 "NEIN" ist, falls also der Tastenmerker "Key Flg" nicht gerade auf ON gesetzt wurde, dann bedeutet das, daß momentan eine Audiowellenform wiedergegeben wird, oder eine Tonerzeugung beendet ist. In diesen Fällen wird ermittelt, ob der Tempo-Clock-Zähler Cck, der die Tempo-Clocks zählt, gleich oder größer der vorgenannten bestimmten Wiederholungsperiode Rck ist (Schritt C7), also ob
    Cck ≥ Rck.
  • Falls das Ergebnis von Schritt C7 "JA" ist, dann bedeutet das, daß die Wiedergabe der Audiowellenform die von der Wiederholungsperiode Rck angegebenen Wiedergabeposition erreicht hat, so daß ein Wellenform-Rücksetzsignal produziert und an die Vorrichtung 74 zur Komprimierung bzw. Expandierung der Zeitachse ausgegeben wird, um die Wiedergabeposition der Audiowellenform auf die Anfangsposition zurückzusetzen (Schritt C8), der Tempo-Clock-Zähler Cck wird auf Null zurückgesetzt, und die Wiedergabeposition PP und die Tempoposition TP werden auf die Startadresse gesetzt, die der Anfangsposition der Audiowellenform entspricht (Schritt C6). Somit wird die Audiowellenform wiedergegeben, nachdem ihre Wiedergabeposition auf die Anfangsposition zurückgesetzt wurde.
  • Nach Schritt C7 wird während einer Wiedergabe dieselbe Verarbeitung durchgeführt wie bei beendeter Tonerzeugung. Wenn die Tonerzeugung beendet ist, hat die Verarbeitung nach Schritt C7 keinen Einfluß mehr, da die Tonerzeugung nach Ausgabe der Informationen zum Beenden der Tonerzeugung an die Vorrichtung zur Komprimierung bzw. Expandierung der Zeitachse beendet ist.
  • Falls hingegen das Ergebnis von Schritt C7 "NEIN" ist, dann bedeutet das, daß die Wiedergabe der Audiowellenform die von der Wiederholungsperiode Rck angegebene Wiedergabeposition noch nicht erreicht hat, so daß in diesem Fall die Wiedergabe der Audiowellenform kontinuierlich ab der momentanen Wiedergabeposition fortgesetzt wird, der Tempo-Clock-Zähler Cck auf die diesmalige Eingabe der Tempo-Clock hin um eins erhöht wird (Schritt C9), und die Tempoposition TP durch Addieren der Tempoadressenlänge TA aktualisiert wird (Schritt C10).
  • Dann wird bestimmt, ob die Tempoposition TP als Ergebnis der Aktualisierung die Endadresse überschritten hat, die der letzten Position der Audiowellenform entspricht (Schritt C11). Falls die Tempoposition TP die Endadresse überschritten hat, wird die momentane Tempoposition TP als Endadresse genommen, weil die Wiedergabeposition PP nicht über diese Endadresse hinaus fortschreiten kann, so daß die Wiedergabeposition nicht über diese Tempoposition (= Endadresse) hinaus fortschreitet (Schritt C12).
  • Obwohl es nicht ausdrücklich in 6 dargestellt ist, ist zu beachten, daß es auch möglich ist, die Wiedergabe ohne diese Wiederholungswiedergabe durchzuführen, indem von Schritt C3 nach Schritt C9 gesprungen wird, wodurch die Entscheidung bei Schritt C7 umgangen wird.
  • Danach wird der Vorlaufwert TR aktualisiert. Der Vorlaufwert TR wird auf einen Wert berichtigt und aktualisiert, bei dem die Differenz zwischen der Wiedergabeposition PP, die bei jeder Sampling-Periode um den Vorlaufwert TR aktualisiert wird, und der Tempo-Position TP, die bei jeder Tempo-Clock-Periode aktualisiert wird, wie in 10 dargestellt zu der Zeit an der eine Tempo-Clock erzeugt wird ausgelöscht wird.
  • Genauer gesagt, wird der Vorlaufwert TR erhalten, indem die Differenz (TP – PP) zwischen der Wiedergabeposition PP und der Tempo-Position TP durch den Schleifenfilter 762 in 8 läuft, der die folgenden Berechnungen anstellt LI ← (TP – PP) × TBPM × GX LP ← (LI – LP) × FC + LP TR ← LI × LC + LPwobei TBPM der Wert des Ursprungstempos ist,
    GX der angepasste Wert des Schleifengewinns ist, z.B. GX = 100/220,
    LI der Eingangswert des Loopfilters ist,
    FC der Koeffizient zur Bestimmung der Cutoff-Frequenz des Schleifenfilters ist, z.B. FC = 0.125,
    LC der Koeffizient ist, der den minimalen Gewinn des Schleifenfilters bestimmt, z.B. LC = 0.125 und
    LP die Tiefpasskomponente des Schleifenfilters ist.
  • 7 ist ein Flussdiagramm, das den Sampling-Clock-Interruptprozess zur Berechnung für die Aktualisierung der Wiedergabeposition PP darstellt. Dieser arithmetische Prozess wird regelmäßig durch einen Interrupt herbeigeführt, wobei dieser Interrupt mit der Periode der Sampling-Clock (also mit der Samplingfrequenz) erzeugt wird. Das heißt, daß die Wiedergabeposition PP aktualisiert wird, indem sie in Synchronisation mit der Sampling-Clock um den Vorlaufwert TR erhöht wird.
  • Wenn, wie es bei jeder Sampling-Clock der Fall ist, der Interrupt erzeugt wird, dann wird, wie in 7 gezeigt, der Vorlaufwert TR zur momentanen Wiedergabeposition PP addiert, und somit zur neuen Wiedergabeposition PP aktualisiert (Schritt D1). Dann wird bestimmt, ob die aktualisierte Wiedergabeposition PP die Endadresse der Audiowellenform überschritten hat (Schritt D2), und wenn sie die Endadresse überschritten hat, dann wird die Wiedergabeposition PP bei der Endadresse gehalten (Schritt D3), weil die Wiedergabeposition PP nicht weiter erhöht werden kann. Wenn die aktualisierte Wiedergabeposition PP die Endadresse nicht überschritten hat, dann wird die aktualisierte Wiedergabeposition PP an die Vorrichtung 76 zur Erzeugung von Vorlaufwerten (Vorrichtung zur Erzeugung von Information zur Komprimierung bzw. Expandierung) (Schritt D4). Dies läßt das Modul zur Verarbeitung der Informationserzeugung zur Komprimierung bzw. Expandierung der Zeitachse des Tempo-Clock-Interruptprozesses in 6 den Vorlaufwert (Information zur Komprimierung bzw. Expandierung der Zeitachse) TR erzeugen. Danach wird im folgenden Prozess, der der Vorrichtung 74 zur Komprimierung bzw. Expandierung der Zeitachse entspricht, abhängig vom Vorlaufwert (Information zur Komprimierung bzw. Expandierung der Zeitachse) TR eine Verarbeitung zur Komprimierung bzw. Expandierung der Zeitachse durchgeführt, während eine PCM-Wellenformdatenkette aus dem Wellenformspeicher 8 ausgelesen wird (Schritt D5).
  • Die obige Ausführungsform wurde für den Fall erläutert, daß die im Wellenformspeicher 8 gespeicherten Werte des Ursprungstempos als Ursprungstempoinformationen der aufgenommenen Audiowellenform gespeichert sind. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt, und es ist ebenfalls möglich, im Voraus eine numerische Reihe zu bestimmen, die durch sukzessives Addieren der Tempoadressenlänge Tempoadressenlänge TA, die abhängt von den Werten des Ursprungstempos, bestimmt wird (also, äquivalent zur Zeitreihe der oben beschriebenen Tempopositionen TP), diese numerische Reihe im Voraus im Wellenformspeicher 8 als Audiotempoinformationen abzuspeichern, und sie jedesmal sequentiell auszulesen, wenn eine Wiedergabe-Tempo-Clock erzeugt wird, um sie dann als Tempoposition TP zu verwenden.
  • Um die Wiedergabe um einige Prozent schneller oder langsamer als die eingegeben Tempo-Clock (Tempoinformation) zu machen, ist es möglich, einen gewünschten Koeffizienten TX mit dem ausgegebenen Vorlaufwert TR zu multiplizieren, den berichtigten Vorlaufwert TR' mit einem Modul 763 zur Berichtigung des Vorlaufwertes zu bestimmen (vgl. 8), und den berichtigten Vorlaufwert TR' anstelle des Vorlaufwerts TR an die Vorrichtung 74 zur Komprimierung bzw. Expandierung der Zeitachse zur geben.
  • Somit wird der wie oben beschrieben bestimmte Vorlaufwert (Information zur Komprimierung bzw. Expandierung der Zeitachse) TR an die Vorrichtung 74 zur Komprimierung bzw. Expandierung der Zeitachse gegeben, die PCM-Wellenformdaten werden vom Wellenformspeicher 8 ausgelesen, und die Wellenform wird wiedergegeben. Dabei wird jedesmal wenn eine Tempo-Clock als Wiedergabegeschwindigkeitsinformation gegeben wird, die aktualisierte Tempoposition TP mit der Wiedergabeposition PP verglichen, und der Vorlaufwert TR, der als Information zur Komprimierung bzw. Expandierung der Zeitachse dient, wird derart geändert, daß die zeitliche Komprimierung bzw. Expandierung vermindert wird falls die Wiedergabeposition PP bereits weiter fortgeschritten ist, bzw. daß die zeitliche Komprimierung bzw. Expandierung erhöht wird falls die Wiedergabeposition PP zurückliegt. Somit kann die mit dem Ursprungstempo aufgenommene Ursprungswellenform mit der Wiedergabegeschwindigkeit des gewünschten Wiedergabetempos (also mit dem Tempo, das extern mit einem MIDI-Signal eingegeben wird, bzw. mit dem Tempo, das intern mit dem Temposetzt-Bedienelement erzeugt wird) wiedergegeben werden.
  • Es folgt eine detailliertere Beschreibung eines Beispiels für die Wirkungsweise der Vorrichtung 74 zur Komprimierung bzw. Expandierung der Zeitachse. Die Vorrichtung 74 zur Komprimierung bzw. Expandierung der Zeitachse ist eine Vorrichtung zur Komprimierung bzw. Expandierung der Zeitachse einer Audiowellenform (PCM-Wellenformdatenkette), die im Wellenformspeicher 8 gespeichert ist, und zwar abhängig vom Vorlaufwert TR (der Information zur Komprimierung bzw. Expandierung der Zeitachse), der eingegeben worden ist, und zur Wiedergabe der Audiowellenform. Die Steuerung der Komprimierung bzw. Expandierung der Zeitachse sowie die Steuerung der Wiedergabetonhöhe sind voneinander unabhängig, so daß die Tonhöhe sich nicht aufgrund der Komprimierung bzw. Expandierung der Zeitachse ändert.
  • 11 zeigt die Konfiguration dieser Vorrichtung 74 zur Komprimierung bzw. Expandierung der Zeitachse im Detail als Funktionsblöcke. Die 14 bis 19 zeigen die Wellenformen der verschiedenen Signalen unter verschiedenen Bedinungen, zwecks Veranschaulichung des Prozesses zur Komprimierung bzw. Expandierung der Zeitachse mit der Vorrichtung 74 zur Komprimierung bzw. Expandierung der Zeitachse.
  • Wie in 11 dargestellt ist, enthält die Vorrichtung 74 zur Komprimierung bzw. Expandierung der Zeitachse eine Vorrichtung 741 zur Erzeugung von Positionsinformationen, welche beispielsweise aus den eingegebenen Informationen zur Komprimierung bzw. Expandierung der Zeitachse (also dem Vorlaufwert) TR die Positionsinformation "sphase" erzeugt, eine Vorrichtung 742 zur Erzeugung der Tonhöhenperiode, welche beispielsweise aus der eingegebenen Tonhöheninformation die Tonhöhenperiodensignale "sp1" und "sp2" erzeugt, eine Vorrichtung 743 zur Erzeugung von Fenstersignalen, welche beispielsweise aus der eingegebenen Tonhöheninformation die Fenstersignale "window1" und "window2" sowie ein Gatesignal "gate" erzeugt, eine Vorrichtung 745 zur Adressenerzeugung, welche aus der eingegebenen Positionsinformation "sphase" und den Tonhöhenperiodensignalen "sp1" und "sp2" die Ausleseadressen "adrs1" und "adrs2" erzeugt, eine Auslesevorrichtung 746 zum Auslesen der PCM-Wellenformdaten aus dem Wellenformspeicher 8 mit den eingegebenen Ausleseadressen "adrs1" und "adrs2", eine Fensteranwendungsvorrichtung 747 zum Anwenden eines Fensters auf die PCM-Wellenformdaten "data1" und "data2", die ausgelesen worden sind, und zum Synthetisieren derselben, und eine Gateanwendungsvorrichtung 748 zum Anwenden eines Gates auf die synthetisierten Wellenformdaten.
  • Die Vorrichtung 74 zur Komprimierung bzw. Expandierung der Zeitachse schneidet sukzessive Ausschnittswellenformen (ein etwa ein oder zwei Pitchabschnitte umfassender periodischer Ausschnitt der Audiowellenform in der Nähe der Position, die von der Positionsinformation "sphase" spezifiziert wird) aus der PCM-Wellenformdatenkette im Wellenformspeicher 8 aus, und gibt die Ausschnittswellenformen mit einer Tonhöhe wieder, die der gewünschten Wiedergabetonhöhe entspricht, wobei die Charaketeristika der Formanten der Ausschnittswellenformen im Wesentlichen beibehalten werden, so daß die Audiowellenform mit der Wiedergabetonhöhe unter Beibehaltung der Formantencharakteristika der ursprünglichen Audiowellenform wiedergegeben werden kann. Die Wiedergabetonhöhe wird abhängig von der Tonhöhe der gepressten Taste auf der Tastatur geändert, wohingegen die Geschwindigkeit der Wellenformwiedergabe, also das Wiedergabetempo, vom Vorlaufwert TR gesteuert wird, der als Information zur Komprimierung bzw. Expandierung der Zeitachse dient, ohne die Wiedergabetonhöhe zu beeinflussen, so daß beide unabhängig voneinander gesteuert werden können.
  • Genauer gesagt werden die Ausschnittswellenformen nahe der Position, die von der Positionsinformation "sphase" spezifiziert wird, sequentiell über den Verlauf der Zeit aus der PCM-Wellenformdatenkette im Wellenformspeicher 8 ausgeschnitten, wobei die Positionsinformation "sphase" aus dem Vorlaufwert TR (der Information zur Komprimierung bzw. Expandierung der Zeitachse) ermittelt wird, der die Wiedergabegeschwindigkeit bestimmt, und die ausgeschnittenen Wellenformen werden mit Tonhöhe und Formanten wiedergegeben, die sich von der ursprünglichen Audiowellenform unterscheiden. Die Wiedergabe der Ausschnittswellenformen wird parallel von zwei Verarbeitungssystemen durchgeführt, die Ausschnittswellenformen mit Perioden wiedergeben, die doppelt so lang sind, wie die der Wiedergabetonhöhe, und außerdem um jeweils die Hälfte dieser Periode (= Periode der Wiedergabetonhöhe) verschoben sind. Diese werden synthetisiert, wodurch die Audiowellenform mit der Periode der Wiedergabetonhöhe wiedergegeben wird und eine Komprimierung bzw. Expandierung der Zeitachse durchgeführt wird, die vom Vorlaufwert TR abhängt, der als Information zur Komprimierung bzw. Expandierung der Zeitachse dient.
  • Um die Komprimierung bzw. Expandierung der Zeitachse durchzuführen werden die Startadressen "sadrs0", "sadrs1" usw. der Perioden sowie die Perioden "spitch0", "spitch1" usw. der gesampelten Audiowellenform im Voraus bestimmt, wie in 12 dargestellt, und als wellenformbezogene Informationen im Wellenformspeicher 8 gespeichert, wie in 13 dargestellt. Wie bereits obenstehend erläutert wurde, sind neben den PCM-Wellenformdaten auch die Startadresse (erste Adresse) und die Endadresse (letzte Adresse) der PCM-Wellenformdatenkette im Wellenformspeicher 8 gespeichert.
  • Wie oben dargelegt wurde, speichert der Wellenformspeicher auch das Ursprungstempo, aber da dies keinen direkten Bezug zur Erläuterung der Funktionsweise der Vorrichtung 74 zur Komprimierung bzw. Expandierung der Zeitachse hat, ist es in 13 nicht dargestellt.
  • Es folgt eine detaillierte Erläuterung der Funktionsweise der Blöcke der Vorrichtung 74 zur Komprimierung bzw. Expandierung der Zeitachse.
  • Vorrichtung 741 zur Erzeugung von Positionsinformationen
  • Basierend auf dem eingegebenen Vorlaufwert TR errechnet die Vorrichtung 741 zur Erzeugung von Positionsinformationen die Positionsinformation "sphase", die die Wiedergabeposition der Audiowellenform in 12 angibt. Diese Positionsinformation "sphase" repräsentiert die Wellenformadresse der PCM-Wellenformdaten an der wiederzugebenden Position der Audiowellenform.
  • Hierbei nimmt der Vorlaufwert TR (Information zur Komprimierung bzw. Expandierung der Zeitachse) die folgenden Werte an.
    • (1) Falls die Zeitachse weder komprimiert noch expandiert wird, dann TR = 1. In diesem Fall schreitet die Wiedergabeposition (Positionsinformation "sphase") um eine Adresse pro Sampling-Periode fort, so daß die ursprüngliche Audiowellenform ohne Komprimierung der Zeitachse (also im Ursprungstempo) wiedergegeben wird.
    • (2) Falls die Zeitachse komprimiert wird, dann TR > 1. In diesem Fall schreitet die Wiedergabeposition um mehr als eine Adresse pro Sampling-Periode fort, so daß die ursprüngliche Audiowellenform unter Komprimierung der Zeitachse wiedergegeben wird.
    • (3) Falls die Zeitachse expandiert wird, dann TR < 1. In diesem Fall schreitet die Wiedergabeposition um weniger als eine Adresse pro Sampling-Periode fort, so daß die ursprüngliche Audiowellenform unter Expandierung der Zeitachse wiedergegeben wird.
  • Bei jeder Sampling-Periode addiert die Vorrichtung 741 zur Erzeugung von Positionsinformationen den Vorlaufwert TR um die Positionsinformation "sphase" zu berechnen. Diese Positionsinformation "sphase" wird vom Befehl zum Beginn der Tonerzeugung mit der Information zum Beginn der Tonerzeugung bzw. zum Beenden der Tonerzeugung auf die Startadresse gesetzt. Ferner wird die Positionsinformation "sphase" auch auf die Eingabe eines Wellenformreset-Signals hin auf die Startadresse gesetzt, wodurch die Wiedergabeposition auf den Anfang der PCM-Wellenformdatenkette gesetzt wird.
  • Vorrichtung 742 zur Erzeugung der Tonhöhenperiode
  • Die Vorrichtung 742 zur Erzeugung der Tonhöhenperiode erzeugt, in Abhängigkeit von der eingegebenen Tonhöheninformation, die Tonhöhenperiodensignale "sp1" und "sp2", deren Periode der Periode der Tonhöhe der wiedergegebenen Audiowellenform entspricht. Die von der Vorrichtung 742 zur Erzeugung der Tonhöhenperiode ausgegebenen Tonhöhenperiodensignale "sp1" und "sp2" sind in den 14 bis 19(C) dargestellt. Die Vorrichtung 742 zur Erzeugung der Tonhöhenperiode beginnt mit der Erzeugung der Tonhöhenperiodensignale "sp1" und "sp2" in Synchronisation mit dem Befehl zum Beginn der Tonerzeugung mit der Information zum Beginn der Tonerzeugung bzw. zum Beenden der Tonerzeugung.
  • Die Periode nach der Erzeugung des Tonhöhenperiodensignals "sp1" bis zur Erzeugung des Tonhöhenperiodensignal "sp2" sowie die Periode nach der Erzeugung des Tonhöhenperiodensignals "sp2" bis zur Erzeugung des Tonhöhenperiodensignal "sp1" dienen als Perioden der Tonhöhe der wiedergegebenen Audiowellenform. Folglich, wenn nur die Tonhöhenperiodensignale "sp1" und "sp2" betrachtet werden, werden Signale mit der doppelten Länge der Periode der Wiedergabetonhöhe erzeugt.
  • Vorrichtung 745 zur Adressenerzeugung
  • Die Vorrichtung 745 zur Adressenerzeugung enthält zwei Zähler pph1 und pph2, die von den von der Vorrichtung 742 zur Erzeugung der Tonhöhenperiode ausgegebenen Tonhöhenperiodensignalen "sp1" und "sp2" zurückgesetzt werden und bei jeder Sampling-Periode um je eins erhöht werden. Die Reihe der Ausgabewerte der Zähler pph1 und pph2 ist in den 14 bis 19(D) dargestellt. Diese Ausgabewerte der Zähler pph1 und pph2 werden als Wellenformadressen benutzt, wenn die oben erwähnte Ausschnittswellenformen ausgelesen werden.
  • Ferner kann mit der Vorrichtung 745 zur Adressenerzeugung die Vorlaufmenge geändert werden, indem der Output der Zähler pph1 und pph2 mit einem Formantenkoeffizient "fvr" multipliziert wird. Genauer gesagt führt die Vorrichtung 745 zur Adressenerzeugung dabei die Berechnungen (pph1 × fvr) und (pph2 × fvr) durch.
  • Hierbei ist "fvr" ein Koeffizient zum Setzen des Ausmaßes der Änderung der Formanten. Eine Änderung der Formanten kann mit diesem Koeffizienten erreicht werden. Beispielsweise ist es möglich, in der Bedienelementgruppe ein Bedienelement für Formanten vorzusehen, den Bedienzustands dieses Bedienelements mit der CPU zu erfassen und als Formantenkoeffizient "fvr" and den DSP zu senden, wobei
    • (1) falls fvr = 1, dann ändern sich die Formanten nicht,
    • (2) falls fvr > 1, dann werden die Formanten zu einem höheren Frequenzband versetzt,
    • (3) falls fvr < 1, dann werden die Formanten zu einem niedrigeren Frequenzband versetzt.
  • Dabei ist zu beachten, daß die genau Verarbeitung dazu mit der CPU nicht dargestellt wurde, da diese Steuerung keinen direkten Bezug auf die vorliegende Erfindung hat.
  • Jedesmal wenn die Tonhöhenperiodensignale "sp1" und "sp2" von der Vorrichtung 742 zur Erzeugung der Tonhöhenperiode eingegeben werden, hält die Vorrichtung 745 zur Adressenerzeugung die Startadressen "sadrs0", "sadrs1", etc. des Wellenformperiodenabschnitts (also der Ausschnittswellenform), der von der Positionsinformation "sphase" angezeigt wird, in den Registern "reg1" und "reg2" (vgl. 14 bis 19(B)). Dann wird die Summe der oben erwähnten (pph1 × fvr) und dem Register "reg1" als Ausleseadresse "adrs1" und Summe der oben erwähnten (pph2 × fvr) und dem Register "reg2" als Ausleseadresse "adrs2" an die Auslesevorrichtung 746 ausgegeben.
  • Auslesevorrichtung 746
  • Die Auslesevorrichtung 746 liest die PCM-Wellenformdaten "data1" und "data2" aus dem Wellenformspeicher 8 aus, und zwar mit den Ausleseadressen "adrs1" und "adrs2", die ihr von der Vorrichtung 745 zur Adressenerzeugung zugeführt werden. Hierbei sind die Ausleseadressen "adrs1" und "adrs2" Adressen, die einen Dezimalpunkt enthalten, so daß die PCM-Wellenformdaten mit der Auslesevorrichtung 746 interpoliert werden und der Dezimaladresse entsprechende Wellenformdaten "data1" und "data2" erzeugt werden. Beispiele von aus dem Wellenformspeicher 8 ausgelesenen PCM-Wellenformdaten "data1" und "data2" sind in den 14 bis 19(E) dargestellt.
  • Vorrichtung 743 zur Erzeugung von Fenstersignalen
  • Die Vorrichtung 743 zur Erzeugung von Fenstersignalen erzeugt, abhängig von den eingegebenen Tonhöheninformationen und den Informationen zum Beginn einer Tonerzeugung bzw. zum Ende einer Tonerzeugung, ein Gatesignal "gate" und Fenstersignale "window1" und "window2".
  • Wie vom Beispiel in 14(G) dargestellt, hat das Gatesignal "gate" eine steigende und eine fallende Flanke, die den Informationen zum Beginn einer Tonerzeugung bzw. zum Ende einer Tonerzeugung entsprechen. Das Gatesignal verhindert, daß am Anfang bzw. am Ende der Tonerzeugung sich der Level der wiedergegebenen Audiowellenform abrupt ändert und Rauschen verursacht. Das Gatesignal wird von der Gateanwendungsvorrichtung 748 auf die letztendlich ausgegebene Audiowellenform angewandt (multipliziert).
  • Wenn die PCM-Wellenformdaten "data1" und "data2", die mit der Auslesevorrichtung 746 ausgelesen wurden, unverändert synthetisiert werden, dann werden ihrer Level diskontinuierlich, weshalb die Fenstersignale "window1" und "window2" bereitgestellt werden, um den Level dieser diskontinuierlich Stellen zu reduzieren, wie von den Beispielen in den 14 bis 19(F) dargestellt ist. Der Level dieser diskontinuierlichen Stellen wird reduziert, imdem die dreieckigen Fenstersignale "window1" und "window2" auf die PCM-Wellenformdaten "data1" und "data2" angewandt (multipliziert) werden. Die Vorrichtung 743 zur Erzeugung von Fenstersignalen erzeugt die Fenstersignale "window1" und "window2" mit einer Periode, die der Wiedergabetonhöhe entspricht (nämlich zweimal der Periode der Wiedergabetonhöhe), und ihre Phasen sind gegeneinander um die Periode der Wiedergabetonhöhe verschoben.
  • Vorrichtung 747 zur Fensteranwendung
  • Die Vorrichtung 747 zur Fensteranwendung wendet (multipliziert) die Fenstersignale "window1" und "window2" auf die PCM-Wellenformdaten "data1" und "data2" an, die aus der Auslesevorrichtung 746 ausgelesen worden ist, und produziert die wiederzugebende Audiowellenform durch Addition der Ergebnisse.
  • Vorrichtung 748 zur Gateanwendung
  • Die Vorrichtung 748 zur Gateanwendung wendet das Gatesignal "gate" auf die wiederzugebende Audiowellenform an, die mit der Vorrichtung 747 zur Fensteranwendung produziert wurde, und verhindert somit das Entstehen von Rauschen aufgrund von abrupten Lautstärkeänderungen am Anfang oder am Ende der Tonerzeugung.
  • 14 ist ein Wellenformdiagramm des Prozesses dargestellt, wobei nur die Wiedergabetonhöhe erhöht wird, und Zeitachse und Formanten unverändert bleiben. In diesem Fall wird die Wiedergabetonhöhe höher als die Tonhöhe der ursprünglichen Audiowellenform, so daß Ausschnittswellenformen (beispielsweise die Wellenformdaten der in (B) und (E) gezeigten Ausschnittswellenform, die bei "sadrs0" beginnt) in angemessener Weise wiederholt werden.
  • 15 ist ein Wellenformdiagramm des Prozesses, wobei nur die Wiedergabetonhöhe erniedrigt wird, und Zeitachse und Formanten unverändert bleiben. In diesem Fall wird die Wiedergabetonhöhe niedriger als die Tonhöhe der ursprünglichen Audiowellenform, so daß Ausschnittswellenformen (beispielsweise die Wellenformdaten der in (B) und (E) gezeigten Ausschnittswellenform, die bei "sadrs8" beginnt) in angemessener Weise ausgedünnt werden.
  • 16 ist ein Wellenformdiagramm des Prozesses, wobei nur Formanten erhöht werden, und Zeitachse und Wiedergabetonhöhe unverändert bleiben. Wie in (E) dargestellt, werden dabei die ausgelesenen Wellenformdaten in Richtung der Zeitachse komprimiert.
  • 17 ist ein Wellenformdiagramm des Prozesses, wobei nur Formanten erniedrigt werden, und Zeitachse und Wiedergabetonhöhe unverändert bleiben. Wie in (E) dargestellt, werden dabei die ausgelesenen Wellenformdaten in Richtung der Zeitachse expandiert.
  • 18 ist ein Wellenformdiagramm des Prozesses, wobei nur die Zeitachse expandiert wird, und Wiedergabetonhöhe und Formanten unverändert bleiben. Wie in (A) gezeigt, wird dabei die Änderung der Positionsinformation "sphase", die die Wiedergabeposition repräsentiert, in Richtung der Zeitachse expandiert. Gleichzeitig werden Wellenformdaten (Ausschnittswellenformdaten ab "sadrs0" und "sadrs8") wiederholt, wie in (E) dargestellt.
  • 19 ist ein Wellenformdiagramm des Prozesses, wobei nur die Zeitachse komprimiert wird, und Wiedergabetonhöhe und Formanten unverändert bleiben. Wie in (A) gezeigt, wird dabei die Änderung der Positionsinformation "sphase", die die Wiedergabeposition repräsentiert, in Richtung der Zeitachse komprimiert. Gleichzeitig werden Wellenformdaten (Ausschnittswellenformdaten ab "sadrs9") ausgedünnt, wie in (E) dargestellt.
  • Zur Ausführung der vorliegenden Erfindungen sind verschiedene Ausführungsformen möglich. Zum Beispiel benutzt in der obigen Ausführungsform die Vorrichtung 74 zur Komprimierung bzw. Expandierung der Zeitachse ein Format, das die Verarbeitung zur Komprimierung bzw. Expandierung der Zeitachse mit PCM-Wellenformdatenketten realisiert, in denen die Amplitudenwerte als Wellenformdaten der Audiowellenform gesampelt werden. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt, und es ist ebenfalls möglich, einen Prozess zur Komprimierung bzw. Expandierung der Zeitachse durchzuführen, indem beispielsweise das Phasenvocoder-Format in der Vorrichtung 74 zur Komprimierung bzw. Expandierung der Zeitachse benutzt wird. In diesem Fall werden als Wellenformdaten im Voraus beispielsweise Amplituden- und Frequenz-Informationen bzw. Amplituden- und Phasen-Informationen gespeichert. Es folgt eine Erläuterung dieses Phasenvocoder-Formats.
  • Im Phasenvocoder-Format bestehen die im Wellenformspeicher 8 gespeicherten Wellenformdaten aus Analysedaten, die durch Analyse der Ursprungswellenform erhalten werden. Für die Zeitachse können die eigentlich nicht existenten (virtuellen) Adressen zur Zeit als die ursprüngliche Audiowellenform als PCM-Wellenformdaten abgespeichert wurde in derselben Art und Weise wie für PCM-Wellenformdaten benutzt werden.
  • Das bedeutet, daß das Phasenvocoder-Format im Allgemeinen aus einem Analysesystem und einem Synthesesystem besteht. Mit dem Analysesystem wird die Audiowellenform des Ursprungssounds mit Bandpassfiltern in mehrere Frequenzregionen (Bänder) aufgeteilt, und die Bandkomponenten dieser Bänder werden analysiert, um die Ausgangsamplitude und -phase als charakteristische Parameter zu extrahieren, wohingegen mit dem Synthesesystem die ursprünglichen Bandkomponenten der einzelnen Bänder mit Hilfe der Ausgangsamplitude und -phase wiedergegeben werden, und die Bandkomponenten jedes Bands durch Aufaddieren synthetisiert werden und somit die ursprüngliche Audiowellenform wiederhergestellt wird.
  • 23 umreißt die Struktur des Analysesystems in einem solchen Phasenvocoder-Format. Wie in dieser Zeichnung dargestellt, wird eine Audiowellenform X(n) in ein Analysemodul 771 eingegeben. In diesem Beispiel hat das Analysemodul Analysefilter, die den 100 Bändern entsprechen, in die die Frequenzen der Audiowellenform eingeteilt wurden, und die Momentanfrequenz-Informationen und die Amplituden-Informationen werden durch Analyse eines jeden Frequenzbandes produziert. Genauer gesagt hat das Analysemodul 771 Filter für die Bänder 0 bis 99 (vgl. 25), deren Mittenfrequenzen den Basisfrequenzen der Bandkomponenten der Audiowellenform entsprechen.
  • 24 zeigt ein Beispiel für die Konfiguration eines Analysefilters für das Band k. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, multipliziert dieser Analysefilter die eingegebene Audiosignalwellenform X(n) mit der zentralen komplexen Frequenz sin(ωkn) bzw. cos(ωkn) (homodyne Demodulierung), schneidet eine Wellenform mit der Impulsantwort w(n) eines Analysefilters aus, und leitet analytisch Amplitudenwert und Momentanfrequenz ab. Diese Operation ist äquivalent zu einer Fourier-Transformation über ein kurzes Intervall, ausgeschnitten mit dem Fenster w(n). Die Information zur Momentanfrequenz wird abgeleitet, indem zunächst die Ausgangsamplitude des Bands k ermittelt wird, und dann der Phasenwert des Demodulationsoutputs differenziert wird. Die Momentanfrequenz entspricht der Veränderung (differentieller Wert) der Phase pro Einheitszeit an einem bestimmten Zeitpunkt (also an jeder Position auf der Zeitachse der Wellenform), und zeigt die Frequenzabweichung von der Mittenfrequenz an.
  • Die Wellenformdaten (Ausgangsamplitude und Momentanfrequenz) der einzelnen Bänder der Audiowellenform X(n), die mit dem Analysesystem bestimmt wurden, werden im Wellenformspeicher 8 gespeichert (vgl. 22(a)). Für die Speicherung der Wellenformdaten im Wellenformspeicher 8 werden Amplitudendaten und Momentanfrequenzdaten für jedes Band 0-99 für jede Adresse (das heißt, für die oben erwähnten virtuellen Adressen) auf der Zeitachse der Audiowellenform X(n) gespeichert.
  • 20 ist ein Blockdiagramm der Konfiguration des Synthesesystems. Das Steuermodul 772 hat
    • • die Funktion, daß der Vorlaufwert TR (Information zur Komprimierung bzw. Expandierung auf der Zeitachse) in es eingegeben wird, um daraus die Positionsinformation, die der oben beschriebenen "sphase" entspricht, zu berechnen (vgl. 11);
    • • die Funktion, daß die Tonhöheninformation in es eingegeben wird, um daraus das Frequenzumwandlungverhältnis zu berechnen; und
    • • die Funktion, daß die Information zum Beginn der Tonerzeugung bzw. zum Beenden der Tonerzeugung in es eingegeben wird, um daraus das der 14(G) entsprechende Gatesignal "gate" zu produzieren.
  • Die Module 773 zur Zeit-Frequenz-Umwandlung für die 100 Frequenzbänder interpolieren die im Wellenformspeicher 8 gespeicherten Analysedaten in Übereinstimmung mit den Positionsinformationen, und multiplizieren das Frequenzumwandlungverhältnis mit der Momentanfrequenzinformation unter Durchführung von Komprimierung bzw. Expandierung der Zeitachse (vgl. 22), um die Frequenzkomponenten der wieder zu synthetisierenden Audiowellenform zu verschieben.
  • Die Momentanfrequenzinformation und die Amplitudenwerte, für die mit den Modulen 773 zur Zeit-Frequenz-Umwandlung eine Komprimierung bzw. Expandierung der Zeitachse durchgeführt wurde, werden in Kosinusgeneratoren 775 und Multiplizierer 774 gegeben, die die Audiowellenformen aller Frequenzbänder mit komprimierter bzw. expandierter Zeitachse wieder synthetisieren. Durch das Synthetisieren der Audiowellenformen dieser Bänder wird somit eine wiederzugebende Audiowellenform synthetisiert, deren Zeitachse komprimiert bzw. expandiert ist. Dieses Signal wird dann in die Vorrichtung 776 zur Gateanwendung gegeben, und die Signalamplitude wird mit dem Gatesignal "gate" gesteuert, um Rauschen am Anfang oder am Ende der Tonerzeugung zu vermeiden.
  • 21 zeigt die Blockkonfiguration eines Moduls 773 zur Zeit-Frequenz-Umwandlung im Detail. Ein Modul 773 zur Zeit-Frequenz-Umwandlung enthält eine Auslesevorrichtung 7731, Interpolationsvorrichtungen 7732 und 7733, einen Addierer 7734, und einen Multiplizierer 7735. Die von dem Modul 773 zur Zeit-Frequenz-Umwandlung durchgeführten Prozesse umfassen das Einlesen der Analysedaten (also von Amplitudeinformation und Momentanfrequenzinformation) aus dem Wellenformspeicher 8 in Übereinstimmung mit der Positionsinformation mit der Auslesevorrichtung 7731, und die Interpolation von eigentlich nicht existierenden Informationen mit den Interpolationsvorrichtungen 7732 und 7733. Somit werden Analysedaten (also Amplitudeinformation und Momentanfrequenzinformation) berechnet, die den Änderungen der Positionsinformationen entsprechen.
  • Genauer gesagt interpoliert die Interpolationsvorrichtung 7732 dadurch, daß sie von den ausgegebenen Amplitudenwerten Samplingpunkte auslässt bzw. zu diesen hinzufügt, und zwar abhängig vom Verhältnis der Komprimierung bzw. Expandierung der Zeitachse, und Amplitudenwerte ausgibt, deren Amplitudeneinhüllende (d.h., die Einhüllende, die die zeitliche Änderung der Amplitudenwerte angibt) komprimiert bzw. expandiert wurde. Die Interpolationsvorrichtung 7733 interpoliert dadurch, daß sie von den ausgegebenen Momentanfrequenzwerten Samplingpunkte auslässt bzw. zu diesen hinzufügt, und zwar abhängig vom Verhältnis der Komprimierung bzw. Expandierung der Zeitachse, und Momentanfrequenzwerte ausgibt, deren Frequenzeinhüllende komprimiert bzw. expandiert wurde. Der Addierer 7734 addiert die zentrale Winkelfrequenz ωk zu diesen Momentanfrequenzwerten, und falls eine Tonhöhenumwandlung durchgeführt wird, multipliziert der Multiplizierer 7735 diese Momentanfrequenzwerte mit dem Frequenzumwandlungsverhältnis (also dem Verhältnis, das dem Ausmaß der Tonhöhenverschiebung entspricht).
  • 22 veranschaulicht die Interpolation der Amplitudenwerte und der Momentanfrequenzwerte. Im Falle einer zeitlichen Expandierung werden sowohl die ursprüngliche Amplitudeneinhüllende als auch die ursprüngliche Frequenzeinhüllende, die in 22(a) dargestellt sind, gestreckt, und Amplitudenwerte und Momentanfrequenzwerte werden produziert, die, wie in 22(b) dargestellt, auf der Zeitachse expandiert sind. Im Falle einer zeitlichen Komprimierung werden sowohl die ursprüngliche Amplitudeneinhüllende als auch die ursprüngliche Frequenzeinhüllende gestaucht, und Amplitudenwerte und Momentanfrequenzwerte werden produziert, die, wie in 22(c) dargestellt, auf der Zeitachse komprimiert sind. Mit dieser Interpolation kann die Zeitachse der ursprünglichen Audiowellenform nach Wunsch komprimiert oder expandiert werden.
  • Die von den Modulen 773 zur Zeit-Frequenz-Umwandlung verarbeiteten Momentanfrequenzwerte (deren Zeitachse angemessen komprimiert bzw. expandiert wurde) werden den Kosinusgeneratoren 775 zugeführt, die Kosinuswellen mit den Frequenzen der jeweiligen Bändern erzeugen, und diese Kosinuswellen werden den Amplitudeneinhüllenden unterzogen, die mit den Modulen 773 zur Zeit-Frequenz-Umwandlung verarbeitet wurden. Somit werden die Komponenten der jeweiligen Bändern wiedergegeben. Ferner wird die ursprünliche Audiosignalwellenform wiederhergestellt, indem sie durch Aufaddieren der Bandkomponenten der Bänder 0 bis 99 synthetisiert wird.
  • Die obigen Ausführungsformen wurden für den Fall erläutert, daß das Gerät zur Wiedergabe einer Wellenform nach der vorliegenden Erfindung in spezieller Hardware (z.B. einem elektronischen Instrument) implementiert wurde. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht daraus beschränkt, und es ist ebenfalls möglich, die oben erläuterten Funktionen beispielsweise mit einem Steuerprogramm zu realisieren, dieses Steuerprogramm auf einem Speichermedium zu speichern, und das Steuerprogramm vom Speichermedium auf einen Personalcomputer zu installieren, und somit den Personalcomputer als Gerät zur Wiedergabe einer Audiowellenform funktioneren zu lassen. Mit anderen Worten kann ein Programm, das die oben beschriebenen Funktionen ausführt, auf einem Speichermedium gespeichert werden. Natürlich kann das Gerät zur Wiedergabe einer Audiowellenform nach der vorliegenden Erfindung auch dadurch realisiert werden, daß ein solches Steuerprogramm über eine Kommunikationsleitung an den Personalcomputer zur Installierung gesendet wird.
  • Wie bereits oben erläutert wurde, kann mit der vorliegenden Erfindung eine Audiowellenform mit einem Tempo wiedergegeben werden, das der Benutzer zur Zeit der Wiedergabe durch interne Einstellungen oder externen Input bestimmt, ohne vom Tempo abzuweichen. Ferner ist eine schnelle Anpassung an Tempoänderungen möglich, selbst wenn das Tempo während der Wiedergabe geändert wird.
  • [Zeichnungen:]
  • [1]
    • 1 CPU
    • 2 ROM
    • 3 RAM
    • 4 Tastatur
    • 5 Bedienelementgruppe
    • 6 MIDI-Interface
    • 7 DSP
    • 8 Wellenformspeicher
  • [2]
    • 8 Wellenformspeicher
    • 7 DSP
    • 74 Vorrichtung zur Komprimierung bzw. Expandierung der Zeitachse
    • 76 Vorrichtung zur Erzeugung von Vorlaufwerten (Vorrichtung zur Erzeugung von Informationen zur Komprimierung bzw. Expandierung der Zeitachse)
    • 75 Vorrichtung zur Erzeugung von Tempopositionen
    • 73 Vorrichtung zur Erzeugung von Wiedergabepositionen
    • 72 Tempo-Clock-Interrupt-Prozessmodul
    • 71 Sampling-Clock-Interrupt-Prozessmodul
  • [3]
  • Datenstruktur im Wellenformspeicher
    Figure 00340001
  • [4]
  • Prozess zur Erfassung der Bedienelemente (CPU-Interruptprozess 1)
    • Start
    • A1 Änderung des Abspieltempo-Auswahlschalters?
    • A2 extern?
    • A3 Ausgabe der MIDI-Timing-Clock als Tempo-Clock
    • A4 Übernehmen der Wiedergabetempoinformationen vorn Temposetz-Bedienelement für Produktion und Ausgabe der Tempo-Clock
    • End
  • [5]
  • Prozess zur Erfassung der Tasten (CPU-Interruptprozess 2)
    • start
    • B1 Tasten scannen
    • B2 wurde Taste bedient?
    • B3 wurde Taste niedergedrückt? JA (Niederdrücken einer Taste) NEIN (Loslassen einer Taste)
    • B4 wurde Taste gedrückt während alle Tasten losgelassen waren?
    • B5 setze "Key Flg" auf ON
    • B6 übernehme Tonhöheninformationen der gedrückten Taste mit der höchsten Tonhöhe
    • B7 Ausgabe der Tonhöheninformationen
    • B8 sind alle Tasten losgelassen?
    • B9 setze "Key Flg" auf OFF
    • End
  • [6]
  • Tempo-Clock-Interrupt-Process
    • Start
    • C1 ist "Key Flg" zurückgesetzt worden?
    • C2 Ausgabe der Informationen zum Beenden der Tonerzeugung
    • C3 ist "Key Flg" gesetzt worden?
    • C4 Ausgabe der Informationen zum Beginn der Tonerzeugung
    • C5 Cck ← 0
    • C6 setze PP und TP auf Startadresse
    • C7 Cck ≥ Rck
    • C8 Ausgabe der Wellenform-Rücksetzinformationen
    • C9 Cck ← Cck + 1
    • C10 TP ← TP + TA
    • C11 TP > Endadresse?
    • C12 TP ← Endadresse
    • C13 LI ← (TP – PP) × TBPM × GX LP ← (LI – LP) × FC × LP TR ← LI × LC + LP
    • C14 Ausgabe TR
    • End
    • {Prozess zur Erzeugung von Tempopositionen TP (erste Informationen)
    • {Prozess zur Erzeugung des Vorlaufwerts TR (Informationen zur Komprimierung bzw. Expandierung der Zeitachse)
    • * Rck ist die Anzahl der Tempo-Clocks, die der Wiedergabeperiode entsprechen.
    • Beispiel: Wenn 24 Tempo-Clocks pro Beat erzeugt werden und eine einen 4/4-Takt lange Audiowellenform wiederholt wird, dann wird die Wiederholungsperiode Rck auf 96 gesetzt.
  • [7]
  • Sampling-Clock Interrupt-Process
    • Start
    • D1 PP ← PP + TR
    • D2 PP > Endaddresse?
    • D3 PP ← Endaddresse
    • D4 Ausgabe von PP
    • D5 Prozess zur Komprimierung bzw. Expandierung der Zeitachse
    • End
    • {Prozess zur Erzeugung von Wiedergabepositionen PP (zweite Informationen)
  • [8]
  • Berechnung des Vorlaufwerts TR (Information zur Komprimierung bzw. Expandierung der Zeitachse)
    • 751 TP-Zähler
    • 731 PP-Zähler
  • [11]
    • 8 Wellenformspeicher
    • 746 Auslesevorrichtung
    • 747 Fensteranwendungsvorrichtung
    • 748 Gateanwendungsvorrichtung
    • 741 Vorrichtung zur Erzeugung von Positionsinformationen
    • 745 Vorrichtung zur Adressenerzeugung
    • 742 Vorrichtung zur Erzeugung der Tonhöhenperiode,
    • 743 Vorrichtung zur Erzeugung von Fenstersignalen
  • [13]
  • Startadresse
    Figure 00370001
  • [14]
  • Erhöhung der Wiedergabetonhöhe, ohne die Zeitachse und die Formanten zu ändern [the horizontal axes (A) to (F) in 14 to 19 are marked "Zeit"]
    • (G) gate
    • (H) Information zum Beginn/Ende der Tonerzeugung
  • [15]
  • Erniedrigung der Wiedergabetonhöhe, ohne die Zeitachse und die Formanten zu ändern
  • [16]
  • Erhöhung der Formanten, ohne die Zeitachse und die Wiedergabetonhöhe zu ändern
  • [17]
  • Erniedrigung der Formanten, ohne die Zeitachse und die Wiedergabetonhöhe zu ändern
  • [18]
  • Expandierung der Zeitachse, ohne die Wiedergabetonhöhe und die Formanten zu ändern
  • [19]
  • Komprimierung der Zeitachse, ohne die Wiedergabetonhöhe und die Formanten zu ändern
  • [20]
    • 8 Wellenformspeicher
    • 773 Modul 0 zur Zeit-Frequenz-Umwandlung Modul 1 zur Zeit-Frequenz-Umwandlung · · Modul 99 zur Zeit-Frequenz-Umwandlung
    • 774 Multiplizierer 0 Multiplizierer 1 · · Multiplizierer 99
    • 775 Kosinusgenerator 0 Kosinusgenerator 1 · · Kosinusgenerator 99
    • 776 Vorrichtung zur Gateanwendung
    • 772 Steuermodul
  • [21]
    • 7731 Auslesevorrichtung
    • 7732 Interpolation
    • 7733 Interpolation
  • [23]
    • Band 0
    • Band 1 · ·
    • Band k · ·
    • Band 99
    • 771 Analysemodul
    • 8 Wellenformspeicher

Claims (10)

  1. Ein Gerät zur Wiedergabe einer Audiowellenform, aufweisend: eine Speichervorrichtung zum Speichern von Wellenformdaten, die eine Audiowellenform repräsentieren; eine Vorrichtung zur Eingabe von Wiedergabetempoinformationen in Gestalt eines Tempo-Clock-Signals, mit der Wiedergabetempoinformationen eingegeben werden, die ein Tempo zur Zeit der Wiedergabe der Audiowellenform ausdrücken; eine erste Zeitfunktionsproduktionsvorrichtung, mit der erste Adressinformationen (TP), die eine auf den Wiedergabetempoinformationen und den Ursprungstempoinformationen basierende Zeitfunktion darstellen, produziert werden, wobei die Ursprungstempoinformationen das Tempo der Audiowellenform zur Aufnahmezeit darstellen; eine zweite Zeitfunktionsproduktionsvorrichtung, mit der zweite Adressinformationen (PP), die eine auf Informationen (TR) zur Komprimierung oder Expandierung der Zeitachse basierende Zeitfunktion darstellen, produziert werden; eine Vorrichtung zur Produktion von Informationen zur Komprimierung oder Expandierung der Zeitachse, mit der die ersten und die zweiten Adress-Informationen verglichen werden, und mit der die Informationen (TR) zur Komprimierung oder Expandierung der Zeitachse auf der Grundlage der Differenz zwischen den ersten Adressinformationen (TP) und den zweiten Adressinformationen (PP) mittels einer Regelschleife derart berechnet werden, dass diese Differenz zum Zeitpunkt des Empfangs einer Wiedergabetempoinformation verschwindet; und eine Vorrichtung zur Komprimierung oder Expandierung der Zeitachse, mit der die Audiowellenform auf Basis der Informationen (TR) zur Komprimierung oder Expandierung der Zeitachse einem Prozess zur Komprimierung oder Expandierung der Zeitachse unterzogen wird um eine wiederzugebende Audiowellenform zu produzieren; wobei die ersten Adressinformationen (TP) und die zweiten Adressinformationen (PP) Adresspositionen auf einer gemeinsamen Achse repräsentieren.
  2. Das Gerät zur Wiedergabe einer Audiowellenform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenformdaten in der Speichervorrichtung PCM-Daten sind, die eine zeitliche Abfolge von gesampelten Amplitudendaten der Audiowellenform sind; und die Vorrichtung zur Komprimierung oder Expandierung der Zeitachse die PCM-Daten auf Basis der Informationen (TR) zur Komprimierung oder Expandierung der Zeitachse einem Prozess einer Komprimierung oder Expandierung der Zeitachse unterzieht um eine wiederzugebende Audiowellenform zu produzieren.
  3. Das Gerät zur Wiedergabe einer Audiowellenform nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsame Achse in Adressen ausgedrückte Positionen der PCM-Daten repräsentiert.
  4. Das Gerät zur Wiedergabe einer Audiowellenform nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichervorrichtung auch Ursprungstempoinformationen speichert, die das Tempo der Audiowellenform zur Aufnahmezeit darstellen; die Wiedergabetempoinformationen Periodeninformationen mit einer Periode sind, die dem Wiedergabetempo entspricht; die erste Zeitfunktionsproduktionsvorrichtung die Änderung der Adressen pro einer bestimmten Anzahl von Perioden einer der Wiedergabetempoinformationen berechnet, und die ersten Adress- Informationen produziert, die eine Zeitfunktion sind, die Positionen der PCM-Daten darstellt, die auf einer Änderung der Adressen und den Wiedergabetempoinformationen basieren.
  5. Das Gerät zur Wiedergabe einer Audiowellenform nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Zeitfunktionsproduktionsvorrichtung das Ausmaß der Veränderung von Adressen pro einer Periode der Wiedergabetempoinformationen berechnet, und die ersten Adressinformationen (TP) produziert, die eine Zeitfunktion sind, die Positionen der PCM-Daten darstellt, die jedesmal wenn Wiedergabetempoinformationen eingegeben werden sukzessive um dieses Ausmaß der Veränderung vorgeschoben werden; die zweite Zeitfunktionsproduktionsvorrichtung die zweiten Adressinformationen (PP) produziert, die eine Zeitfunktion sind, die Positionen der PCM-Daten darstellen, die bei jeder Wiedergabesamplingperiode sukzessive um die Informationen (TR) zur Komprimierung oder Expandierung der Zeitachse vorgeschoben werden; und die Vorrichtung zur Produktion von Informationen zur Komprimierung oder Expandierung der Zeitachse die ersten Adressinformationen (TP) und die zweiten Adressinformationen (PP) für jede Wiedergabetempoinformation vergleicht, um die Informationen (TR) zur Komprimierung oder Expandierung der Zeitachse zu berechnen, die den Vorlaufwert zum Übereinstimmen der ersten Adress-Informationen mit den zweiten Adress-Informationen darstellen.
  6. Das Gerät zur Wiedergabe einer Audiowellenform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenformdaten in der Speichervorrichtung Analysedaten sind, die die Audiowellenform analysieren und repräsentieren; und die Vorrichtung zur Komprimierung oder Expandierung der Zeitachse die Analysedaten einer Komprimierung oder Expandierung der Zeitachse unterzieht, und zwar basierend auf den Informationen (TR) zur Komprimierung oder Expandierung der Zeitachse, um die wiederzugebende Audiowellenform zu produzieren.
  7. Das Gerät zur Wiedergabe einer Audiowellenform nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsame Achse als virtuelle Adressen ausgedrückte Positionen repräsentiert, die die Zeitachse der Audiowellenform repräsentieren.
  8. Das Gerät zur Wiedergabe einer Audiowellenform nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichervorrichtung auch Ursprungstempoinformationen speichert, die dem Tempo der Audiowellenform zum Zeitpunkt der Aufnahme entsprechen; die Wiedergabetempoinformationen Periodeninformationen sind, mit Perioden, die dem Wiedergabetempo entsprechen; die erste Zeitfunktionsproduktionsvorrichtung die Änderung der Adressen pro einer bestimmten Anzahl von Perioden der Wiedergabetempoinformationen berechnet, und zwar auf Basis der Ursprungstempoinformationen, und die ersten Adress-Informationen produziert, die eine Zeitfunktion sind, die als virtuellen Adressen ausgedruckte Positionen darstellt, die auf einer Änderung der Adressen and den Wiedergabetempoinformationen basieren.
  9. Das Gerät zur Wiedergabe einer Audiowellenform nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Zeitfunktionsproduktionsvorrichtung die Änderung der Adressen pro einer Periode der Wiedergabetempoinformationen berechnet, und die ersten Adressinformationen (TP) produziert, die eine Zeitfunktion sind, die als virtuellen Adressen ausgedrückte Positionen darstellt, die jedesmal wenn Wiedergabetempoinformationen eingegeben werden sukzessive um diese Änderung vorgeschoben werden; die zweite Zeitfunktionsproduktionsvorrichtung die zweiten Adressinformationen (PP) produziert, die eine Zeitfunktion sind, die als virtuelle Adressen ausgedruckte Positionen darstellt, die bei jeder Wiedergabe-Samplingperiode sukzessive um die Informationen (TR) zur Komprimierung oder Expandierung der Zeitachse vorgeschoben werden; und die Vorrichtung zur Produktion von Informationen zur Komprimierung oder Expandierung der Zeitachse die ersten Adressinformationen (TP) and die zweiten Adressinformationen (PP) für jede Wiedergabetempoinformation vergleicht, um die Informationen (TR) zur Komprimierung oder Expandierung der Zeitachse zu berechnen, die den Vorlaufwert zum Übereinstimmen der ersten Adress-Informationen mit den zweiten Adress-Informationen darstellen.
  10. Das Gerät zur Wiedergabe einer Audiowellenform nach einem der Anspruche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Produktion der Audiowellenform durch die Vorrichtung zur Komprimierung oder Expandierung der Zeitachse mit einer bestimmten Wiederholungsperiode, die auf dem Wiederholungstempo basiert, ab der Startposition der Audiowellenform wiederholt wird.
DE2000151398 1999-10-18 2000-10-17 Gerät zur Wiedergabe einer Audiowellenform Expired - Fee Related DE10051398B4 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP29524799 1999-10-18
JP11-295247 1999-10-18

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE10051398A1 DE10051398A1 (de) 2001-04-19
DE10051398B4 true DE10051398B4 (de) 2007-03-15

Family

ID=17818127

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2000151398 Expired - Fee Related DE10051398B4 (de) 1999-10-18 2000-10-17 Gerät zur Wiedergabe einer Audiowellenform

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE10051398B4 (de)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0729589A (ja) * 1993-07-09 1995-01-31 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 燃料電池発電装置におけるプレート型改質器の差圧制御方法
EP0856830A1 (de) * 1997-01-31 1998-08-05 Yamaha Corporation Vorrichtung und Verfahren zur Erzeugung von Tönen durch Zeitstrecken- und Kompressionstechnik
JPH11167382A (ja) * 1997-09-30 1999-06-22 Yamaha Corp 波形形成装置及び方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0729589A (ja) * 1993-07-09 1995-01-31 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 燃料電池発電装置におけるプレート型改質器の差圧制御方法
EP0856830A1 (de) * 1997-01-31 1998-08-05 Yamaha Corporation Vorrichtung und Verfahren zur Erzeugung von Tönen durch Zeitstrecken- und Kompressionstechnik
JPH11167382A (ja) * 1997-09-30 1999-06-22 Yamaha Corp 波形形成装置及び方法

Also Published As

Publication number Publication date
DE10051398A1 (de) 2001-04-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69024919T2 (de) Einrichtung und Methode zur Veränderung von Sprechgeschwindigkeit
DE2362050C3 (de) Elektronisches Musikinstrument
DE602005006217T2 (de) Audiosignalverarbeitungsvorrichtung und -programm
DE102007034356A1 (de) Vorrichtung zur Tempobestimmung und Computerprogramm zur Tempobestimmung
DE2431161C2 (de) Tonerzeugungseinrichtung für ein elektronisches Musikinstrument
DE3788710T2 (de) Tonsignalverarbeitungsvorrichtung mit einem digitalen Filter.
DE60313539T2 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Synthese einer singenden Stimme und Programm zur Realisierung des Verfahrens
DE102007034774A1 (de) Vorrichtung zur Bestimmung von Akkordnamen und Programm zur Bestimmung von Akkordnamen
DE60026189T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Wellenformkomprimierung und Erzeugung
DE2056509A1 (de) Elektrisches Tastenmusikinstrument
DE3887809T2 (de) Elektronisches Musikinstrument.
DE2404431B2 (de) Elektronisches Musikinstrument
DE3936693A1 (de) Vorrichtung zum erzeugen digitaler audiosignale
DE60024157T2 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Eingabe eines Vortragstils
DE69629934T2 (de) Umgekehrte transform-schmalband/breitband tonsynthese
DE19709930A1 (de) Tonprozessor, der die Tonhöhe und die Hüllkurve eines akustischen Signals frequenzangepaßt nachweist
JP4293712B2 (ja) オーディオ波形再生装置
DE60031812T2 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Klangsynthesierung
DE3023581C2 (de) Verfahren zur digitalen Hüllkurvensteuerung eines polyphonen Musiksyntheseinstruments und Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens
DE10009082A1 (de) Gerät zur Wiedergabe einer Wellenform
DE60033098T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Aufnahme/Wiedergabe oder Erzeugung von Wellenformen mittels Zeitlageinformation
DE69632351T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Musiktonerzeugung
DE69018687T2 (de) Musiksynthesizer.
DE69915948T2 (de) Bearbeitungsvorrichtung durch Änderung von Musikdaten mit Bearbeitungsdaten
DE3688417T2 (de) Wellenform-normalisierer fuer ein elektronisches musikinstrument.

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee