JP2000276173A - 波形圧縮方法及び波形生成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 調和外成分を有効にかつ効率的に圧縮する。 【解決手段】 データ圧縮しようとする波形データは、
適宜の手法によって調和成分と調和外成分とに分離さ
れ、別々に供給される。少なくとも調和外成分に対して
ベクトル量子化するために、該調和外成分に対応する調
和成分の周期性を検出し、検出した周期性に基づいて
（例えば周期の整数倍あるいは分数倍の長さで）該調和
外成分を複数の区間に分割する。分割された各区間毎に
調和外成分の代表ベクトルとなる調和外ベクトルをそれ
ぞれ選択・指定することでそのベクトル量子化を行う。
こうして、調和外成分波形それ自体を分析して、独自に
ベクトル量子化処理を施すことが容易に行えるようにな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ベクトル量子化
技術を用いて楽音あるいは音声その他様々な音の波形を
圧縮する波形圧縮方法に関し、また、そのような波形圧
縮方法を使用して任意の波形を生成する波形生成方法に
関するもので、特に、調和外成分の圧縮法を改善したも
のに関する。この発明は、電子楽器は勿論のこと、自動
演奏装置、コンピュータ、電子ゲーム装置その他マルチ
メディア機器等、楽音あるいは音声若しくはその他任意
の音を発生する機能を有する汎ゆる分野の機器若しくは
装置または方法において広範囲に応用できるものであ
る。なお、この明細書において、楽音波形という場合、
音楽的な音の波形に限るものではなく、音声あるいはそ
の他任意の音の波形を含んでいてもよい意味合いで用い
るものとする。

【０００２】

【従来技術】最近では、電子的な楽音合成技術におい
て、奏法の相違を考慮した高品質な楽音を如何にして合
成するかということが重要な課題となってきている。す
なわち、自然楽器にあっては、同じ楽器音色及び同じ音
高等の楽音であっても、例えばビブラート奏法とスラー
奏法のような、異なる奏法での各演奏に対して、異なっ
た楽音特性（特に音色波形）を示す楽音が発生されるこ
とが知られている。このような自然楽器における奏法の
違いを反映した高品質な楽音を、電子楽器等において電
子的な楽音合成技術を用いて生成しようとする場合、各
楽器音色の各音高（若しくは音域）毎に、複数の各奏法
に対応して、それぞれの奏法に従う楽音特性（特に音色
波形）を示す波形データをそれぞれメモリに予め記憶し
ておき、演奏しようとする奏法に応じた波形データをメ
モリから読み出すことにより、奏法に対応した特有の楽
音特性（特に音色波形）を示す楽音波形を生成するよう
にすることが考えられる。

【０００３】このように、各楽器音色の各音高（若しく
は音域）毎に、複数の各奏法に対応して異なる波形デー
タをそれぞれ記憶するようにする場合、普通に記憶した
のでは必要なメモリ記憶容量がかなり増すことになるた
め、如何にして有効なデータ圧縮を行い、必要なメモリ
記憶容量を節約するのか、ということが重要な課題とな
ってくる。そこで、従来の波形データ圧縮技術のうち、
この発明との関連において注目すべきものを挙げて見る
と、次のようなものがある。

【０００４】まず、特開昭６１−１０４４００号公報に
おいては、入力波形をフィルタ処理によって周期成分と
非周期成分に分離し、各成分を異なるデータ圧縮の符号
化形式で符号化し、それぞれ波形メモリに記憶するよう
にした音記録方法が示されている。しかし、そこにおい
ては、特定の波形データを周期成分と非周期成分に分離
してデータ圧縮して記憶する発想はあっても、これらを
すべてベクトル量子化する発想はなかった。特に、非周
期成分については、周期成分の波形に対する残差波形を
そのまま時系列的に記録しておくしかないものである。

【０００５】次に、特開平５−８８９１１号公報におい
ては、ベクトル量子化を使用した音声符号化法が示され
ている。そこでは、圧縮しようとする音声波形を、ま
ず、その波形から抽出したスペクトルの逆特性のフィル
タで処理し、次に、フィルタ処理後の波形について、そ
の波形の過去の所定周期から取出した励振ベクトルを用
いて周期成分のベクトル量子化を行うとともに、雑音ベ
クトルで非周期成分のベクトル量子化を行うようにして
いる。この場合、雑音ベクトルは固定ベクトルとして用
意されているものを使用するようになっており、圧縮し
ようとする音声波形そのものから非周期成分（雑音成
分）を抽出してこれに基づき非周期成分のベクトル量子
化を行うようにはなっていない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した前者
の波形データ圧縮技術にあっては、データ圧縮率が低か
ったため、各楽器音色の各音高（若しくは音域）毎に複
数の各奏法に対応して異なる波形データをそれぞれ記憶
するような目的に適した、十分なデータ圧縮を実現する
ことは困難であった。すなわち、前者の従来技術におい
ては、非周期成分をベクトル量子化する発想がなかった
ため、非周期成分のデータ記憶は、周期成分の波形に対
する残差波形をそのまま時系列的に記録しておくしかな
く、十分なデータ圧縮を実現するものではなかった。

【０００７】一方、上述した後者の波形データ圧縮技術
においては、雑音ベクトルは固定ベクトルとして用意さ
れているものを使用するようになっており、圧縮しよう
とする音声波形そのものから非周期成分（雑音成分）を
抽出してこれに基づき非周期成分のベクトル量子化を行
うようにはなっていないので、雑音ベクトルのベクトル
量子化精度が悪く、非周期成分の効率的な圧縮が行え
ず、また、非周期成分の再現精度も悪かった。更に、こ
の波形データ圧縮技術においては、逆特性のフィルタに
よるフィルタ処理が必ず行われているので、この強力な
逆特性フィルタ処理の介在によって、再生される波形の
形状は、元の波形の形状と異なった形状になってしま
い、波形再現性が悪い、という欠点があった。よって、
精密な波形再現性がそれほど要求されない人音声波形の
再生には使用できても、精密な波形再現性が要求される
楽器音の波形再生には適していなかった。また、この波
形データ圧縮技術においては、周期ベクトルと雑音ベク
トルを用いた圧縮が行われているが、上記逆特性フィル
タ処理の行われた１つの波形に対して、周期ベクトルと
雑音ベクトルの組合せとしてのベクトル量子化を行わね
ばならないので、その組合せの決定方法が難しく、ま
た、精密な圧縮ができなかった。さらに、上記周期ベク
トルは、過去の波形から取り出した励振ベクトルが用い
られる場合が多いので、変化に富んだ波形に対する追従
性は低かった。

【０００８】この発明は上述の点に鑑みてなされたもの
で、データ圧縮効率に優れ、元の波形の再現性にも優れ
た波形圧縮方法を提供しようとするものであり、特に調
和外成分（非周期的な成分）を有効にかつ効率的に圧縮
することができるようにすることを考慮した波形圧縮方
法を提供しようとするものである。さらには、そのよう
な波形圧縮方法を使用して任意の波形、特に任意の調和
外成分波形を生成する波形生成方法を提供しようとする
ものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明に係る波形圧縮
方法は、波形データの調和成分と調和外成分とを供給す
る過程と、供給された前記調和成分の周期性を検出する
過程と、検出された前記調和成分の周期性に基づいて、
前記調和外成分を複数の区間に分割する過程と、調和外
ベクトルを供給する過程と、前記分割された各区間毎の
調和外成分を前記調和外ベクトルによりベクトル量子化
し、調和外成分についての圧縮データを生成する過程と
を具えたものである。

【００１０】データ圧縮しようとする波形データは、適
宜の手法によって調和成分と調和外成分とに分離され、
別々に供給される。この発明によれば、少なくとも調和
外成分に対してベクトル量子化のための処理が施され
る。調和外成分波形をベクトル量子化するためには、そ
の対象たる調和外成分波形を複数の区間に分割し、各区
間毎に最適なベクトル量子化を行うことが望ましい。そ
のための区間分割の手法として、この発明においては、
該調和外成分に対応する調和成分の周期性を検出し、検
出した周期性に基づいて該調和外成分を複数の区間に分
割するようにしている。例えば、調和成分の周期の整数
倍あるいは分数倍の期間で、調和外成分波形を複数の区
間に分割する。勿論、分割される調和外成分波形の区間
は、均等間隔である必要はなく、或る区間は調和成分の
１／２周期分の長さ、別の波形区間は調和成分の８周期
分の長さ、等々というように適宜異なっていてよい。

【００１１】このように、調和成分の周期性に依存して
調和外成分波形の区間分割を行うやり方は、人の手間を
余りかけずに調和外成分波形の区間分割を自動的に行う
ことができるので、分析作業が楽になるという効果を奏
する。また、調和外成分波形の特徴が調和成分の周期性
に或る程度依存しているような場合においては、適切な
波形区間分割を容易に行えることになるという利点をも
たらす。また、非周期性波形成分のベクトル量子化にあ
たっては、調和成分と共に原波形を構成する固有の調和
外成分に基づきベクトル量子化処理を行うので、非周期
性波形成分の再現精度が向上する。

【００１２】ちなみに、周期性成分（調和成分）波形の
ベクトル量子化を行う場合においては、一般に波形形状
が類似している区間で代表ベクトル（代表的な波形セグ
メント）を選定することが行われる。そこで、非周期性
成分（調和外成分）をベクトル量子化する場合において
も、どの範囲で波形が似ているのかを判断して、適切な
区間分割を行うことが非常に重要となってくる。しかる
に、非周期性成分（調和外成分）は、それ自体がノイズ
的な波形であるため、目視等によって波形類似範囲を判
定することは面倒であり、また、自動化処理すること
（自動的に波形類似範囲を判定して区間分割すること）
も困難である。従って、従来は、非周期性成分（調和外
成分）の波形それ自体を分析して、独自にベクトル量子
化処理を施すということは行われていなかったのであ
る。この点、この発明によれば、従来容易には行えなか
った、調和外成分（非周期性成分）の波形それ自体を分
析して、独自にベクトル量子化処理を施すことが容易に
行えるようになり、また、調和成分の周期性は自動的に
判定し易いので、これを利用して調和外成分の区間分割
処理に自動化を導入することも行い易くなる。例えば、
自動的に判断された調和成分の所定周期毎に仮の分割区
間を設定し、次にユーザの手動操作によって、適切な分
割区間の設定・確定を行う（調和成分の周期に同期した
箇所で適宜分割することを選択するのは勿論のこと、そ
の前後で適宜分割箇所をずらす調整を行うことをも含
む）とよい。

【００１３】なお、周波数分析に従って分離された非周
期性成分（調和外成分）をグラフィック表示して観察し
てみると、該周波数分析では周期性成分として分離でき
ないにもかかわらず、周期性成分の周期と同様の周期で
非周期性成分の波形変化が出現しているように見える部
分があることが判った。よって、調和成分の周期性を利
用して、その周期に同期する適宜の箇所を区切りとし
て、調和外成分波形を複数の区間に分割することは、調
和外成分のベクトル量子化に際して該調和外成分を類似
する範囲毎に適切に分割する処理を行うために、かなり
有用である。このように、この発明は、調和外成分の圧
縮処理を容易に行うことができるようにするものであ
り、調和外成分のベクトル量子化処理を実現するために
極めて有用であり、また、これによって波形圧縮効率を
高めることに寄与し、さらに、原波形の再現性、特に調
和外成分の再現性に大変優れている、等々種々の優れた
効果を奏する。

【００１４】調和外成分のベクトル量子化にあたって
は、データ圧縮の促進と波形再現性の向上との兼ね合い
を考慮して、それぞれの調和外成分の内容に見合った、
最適な形態でベクトル量子化を行うことが好ましい。調
和外成分は、基本的には繰り返し性を持たないランダム
な雑音波形に該当するが、例えば、その内容や発音期間
の中のどの位置に位置するかといった重要度の有無等を
考慮して、特定の代表ベクトルをループ処理することで
必要な時間長の調和外成分波形を再生するようにしても
よいし（これをループ再生という）、あるいは、必要な
時間長からなる代表ベクトルをループさせずに一回だけ
使用することで所要の調和外成分波形を再生するように
してもよい（これをワンショット再生という）。あるい
は、複数の代表ベクトルを所定の順番で切換えて組合わ
せることにより、所要の調和外成分波形を再生するよう
にしてもよい（これをシーケンス再生という）。あるい
は、その切換え順序をランダムに設定して、調和外成分
の雑音性つまりランダム性を強調するようにしてもよい
（これをランダムシーケンス再生という）。このような
各種の最適ベクトル量子化形態を考慮し、調和外ベクト
ルとして、様々な最適ベクトル量子化の形態に見合っ
た、代表ベクトルを適宜使用することが好ましい。そこ
で、調和外成分のベクトル量子化にあたっては、一例と
して、当該調和外成分に適した調和外ベクトルつまり代
表ベクトルを選定し、この調和外ベクトルつまり代表ベ
クトルをどのように用いるか（例えば上記ループ再生や
ワンショット再生等の区別やその期間やそれに付与する
エンベロープの形態など）を記述する情報を付加するこ
とにより、行うことができる。なお、調和外成分の各代
表ベクトルすなわち調和外ベクトルは、様々な異なる波
形間で共有することができる。つまり、圧縮しようとす
る２以上の異なる原波形の間で、それらの原波形の一部
に適宜の共通性がある場合は、それらのベクトル量子化
に際しては、同じ代表ベクトルを両波形間で適宜共用す
ることができる。

【００１５】この発明に係る波形生成方法は、所定の調
和外ベクトルの指示情報を含む調和外成分用の圧縮デー
タを受け取る過程と、同時に発生すべき調和成分の波形
データを供給する過程と、調和外ベクトルを供給する過
程と、前記調和外成分用の圧縮データに基づいて調和外
ベクトルを選択する過程と、前記調和成分の波形データ
の周期に応じて前記選択された調和外ベクトルの時間長
の伸縮を制御する過程と、前記伸縮制御された調和外ベ
クトルに基づいて調和外成分の波形データを合成する過
程とを具える。これにより、調和外成分用の圧縮データ
に基づいて調和外ベクトルを選択し、この調和外ベクト
ルに基づいて調和外成分の波形を独立に再生・生成する
ことができる。その際に、同時に発生すべき調和成分の
波形データの周期に応じて前記選択された調和外ベクト
ルの時間長の伸縮を制御し、伸縮制御された調和外ベク
トルに基づいて調和外成分の波形データを合成する。こ
れは、調和外成分をデータ圧縮する際に上記のように対
応する調和成分の周期性に同期させた区間分割を行って
ベクトル量子化した場合に有利である。その場合、調和
外ベクトルの時間長は、調和成分の周期性に関連してい
るので、今回同時に再生しようとする調和成分の周期に
応じて、該調和外ベクトルの時間長を適宜伸縮制御すれ
ば、原波形における調和成分波形と調和外成分波形との
時間的対応関係を再現しやすいものとなり、調和外成分
波形の再現性がよくなる。こうして、調和外成分用の圧
縮データから、調和外成分の波形を独自に再生・生成す
ることができる。再生された調和外成分波形を調和成分
波形と混合することで、原波形を再現することができ
る。

【００１６】この発明は、方法発明として構成し、実施
することができるのみならず、装置発明として構成し、
実施することもできる。また、この発明は、コンピュー
タプログラムの形態で実施することができるし、そのよ
うなコンピュータプログラムを記憶した記録媒体の形態
で実施することもできる。更に、この発明は、新規な圧
縮されたデータ構造からなる波形データを記憶した記録
媒体の形態で実施することもできる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照してこの発
明の実施の形態を詳細に説明しよう。まず、図１を参照
して、この発明の一実施例に係る波形圧縮方法及び波形
生成方法を実施するために使用されるハードウェア構成
例について概略を説明する。ここに示されたハードウェ
ア構成例は、例えばパーソナルコンピュータのような汎
用コンピュータを用いて構成されており、そこにおい
て、波形圧縮及び波形生成処理は、コンピュータがこの
発明に係る波形圧縮方法及び波形生成方法を実現する所
定のプログラム（ソフトウェア）を実行することにより
実施される。勿論、この波形圧縮方法及び波形生成方法
は、コンピュータソフトウェアの形態に限らず、ＤＳＰ
（ディジタル・シグナル・プロセッサ）によって処理さ
れるマイクロプログラムの形態でも実施可能であり、ま
た、この種のプログラムの形態に限らず、ディスクリー
ト回路又は集積回路若しくは大規模集積回路等を含んで
構成された専用ハードウェア装置の形態で実施してもよ
い。また、装置構成は、パーソナルコンピュータのよう
な汎用コンピュータに限らず、電子楽器あるいはカラオ
ケ装置又は電子ゲーム装置又はその他のマルチメディア
機器等、任意の製品応用形態をとっていてもよい。

【００１８】図１に示されたハードウェア構成例におい
ては、コンピュータのメイン制御部としてのＣＰＵ（中
央処理部）１０に、ＲＯＭ（リードオンリーメモリ）１
１、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）１２、ハードデ
ィスク装置１３、リムーバブルディスク装置（例えばＣ
Ｄ−ＲＯＭドライブ若しくはＭＯドライブなど）１４，
表示器１５，キーボード及びマウス等の入力操作装置１
６，波形インタフェース１７，タイマ１８、ＭＩＤＩ及
び通信ネットワーク等のインタフェース１９等が、ＣＰ
Ｕバス２０を介して接続されている。波形インタフェー
ス１７は、外部からマイクロフォン等を介して入力され
るアナログ波形信号（オーディオ信号）を、ＣＰＵ１０
からの指示に応じて、所定のサンプリング周波数に従っ
てサンプリングしてディジタル信号に変換し、これをＣ
ＰＵバス２０に送り出す機能と、このコンピュータによ
り実行した波形生成処理によって圧縮データに基づき生
成したディジタル波形データをＣＰＵバス２０を介して
受け取り、所定のサンプリング周波数に従ってアナログ
波形信号に変換してスピーカシステム等に出力する機能
等を有する。

【００１９】波形インタフェース１７を介して入力され
たディジタル波形データは、ＲＡＭ１２あるいはハード
ディスク装置１３等における所定の記憶領域に一旦書き
込まれ、この波形データに対して、ＣＰＵの指示に従っ
てこの発明に従う所定の波形圧縮処理が施される。圧縮
されたデータは、適宜の圧縮波形データベースに記憶さ
れる。この場合、アナログ波形信号に限らずディジタル
波形データを適宜のインタフェース１９等を介して入力
し、この入力波形データに対して所要のデータ圧縮を施
すようにしてもよい。波形データベースの機能は、どの
タイプのデータ記憶装置が受け持ってもよい。すなわ
ち、ＲＡＭ１２、ハードディスク装置１３、リムーバブ
ルディスク装置１４のいずれを圧縮波形データベースと
して機能させてもよい。一般的には、大容量の記憶装置
であるハードディスク装置１３における適宜の記憶領域
あるいはリムーバブルディスク装置１４に着脱可能なＣ
Ｄ−ＲＯＭやＭＯ等のリムーバブルな記録媒体を、圧縮
波形データベースとして機能させればよい。あるいは、
外部のホスト又はサーバコンピュータに具備されている
波形データベースに対して、インタフェース１９及び通
信回線を介してアクセスして、圧縮したデータをそこに
書き込んだり、再生時に必要な圧縮データをハードディ
スク装置１３あるいはＲＡＭ１２等にダウンロードする
ようにしてもよい。波形生成時には、圧縮波形データベ
ースに記憶されている圧縮データを使用して所定の波形
生成処理を行い、ディジタル波形データを生成する。生
成したディジタル波形データは、上記のように波形イン
タフェース１７を介してアナログ出力してもよいし、あ
るいは、適宜のインタフェース１９等を介してディジタ
ルデータのまま外部に転送出力することも可能である。
なお、圧縮波形データベースとして、ハードディスク装
置１３、リムーバブルディスク装置１４、あるいは外部
のホスト又はサーバコンピュータ等、外部メモリを使用
した場合は、指定された波形データに迅速にアクセスで
きるようにするために、内部の転送バッファ（ＲＡＭ１
２等で構成する）に圧縮波形データベースの全部あるい
は一部を転送しておくようにするとよい。

【００２０】表示器１５においては、波形圧縮処理及び
波形生成処理の過程において、ＣＰＵ１０からの指示に
応じて、様々なグラフィック画面を表示する。例えば、
録音した波形の形状をグラフィック表示したり、波形圧
縮処理の際の波形エディット状態をグラフィック表示し
たり、音色設定、音色編集、システム設定等の各種デー
タ設定・選択等のための制御画面を表示したり、という
ように多様に使用される。また、入力操作装置１６のア
ルファニューメリックキーボード及びマウス等を用い
て、波形圧縮処理及び波形生成処理の過程において、必
要な制御情報や文字情報等が入力される。また、インタ
フェース１９を介して、ＭＩＤＩ鍵盤モジュールやシー
ケンサ（自動演奏装置）あるいは他のコンピュータが接
続され、楽音再生のための演奏指示情報等を入力した
り、各種データの授受を行う。

【００２１】ＣＰＵ１０の制御の下で、この発明に係る
波形圧縮処理及び／又は波形生成処理を実行するソフト
ウェアプログラムは、ＲＯＭ１１又はＲＡＭ１２あるい
はハードディスク装置１３等のいずれに記憶しておくよ
うにしてもよい。また、このプログラムは、リムーバブ
ルディスク装置１４に着脱可能なＣＤ−ＲＯＭやＭＯ等
のリムーバブルな記録媒体に記録されていてもよく、ま
た、外部のホスト又はサーバコンピュータから通信回線
及びインタフェース１９を介して該プログラムを受信
し、ハードディスク装置１３あるいはＲＡＭ１２等にダ
ウンロードするようにしてもよい。また、この発明の実
施にあたっては、図１に示されたようなコンピュータシ
ステムが、波形圧縮処理と波形生成処理の両方の機能を
必ずしも兼備している必要はなく、どちらか一方のみを
実施し得るような構成であってもよい。

【００２２】次に、ＣＰＵ１０の制御の下で実行される
各種処理の実施例について説明する。図２は、ＣＰＵ１
０の制御の下で実行される波形圧縮処理の手順を等価的
ブロック図によって略示するものである。まず、「奏法
付き波形録音」（プロセスＰ１）では、各種の自然楽器
において、熟練した演奏家逹によって、同じピッチ、同
じ強度の楽音を様々な奏法で実際に演奏してもらい、そ
れぞれの演奏音を波形インタフェース１７を介してサン
プリングし、こうして、多数の奏法付き波形データをＲ
ＡＭ１２あるいはハードディスク装置１３等における所
定の記憶領域に記録する。この場合、記録される演奏音
は、単音とは限らず、一連のフレーズ、あるいは和音等
であってもよく、また、単音若しくは一連のフレーズ等
からなる１つの演奏音の中に複数の異なる奏法が含まれ
ていてもよい。

【００２３】なお、「ビブラート」や「スラー」等一般
的な奏法名が同じであっても各楽器種類毎にその演奏音
の波形特徴が異なるし、また、一般的な奏法名が同じで
かつ楽器種類が同じであってもその奏法の程度の違い
（例えばビブラート深さの違い等）によってそれぞれの
演奏音の波形特徴が異なる。従って、「奏法付き波形録
音」（プロセスＰ１）で録音する様々な奏法に従う演奏
音とは、これらの各種観点に従う奏法の違いを考慮した
ものである。よって、「奏法付き演奏音」は、主に、
「楽器名」と、「奏法名」と、その奏法の程度を示す
「パラメータ」、の３つの要素の組合わせを用いて区別
され、記述することができる。その場合、奏法の程度を
示す「パラメータ」には複数のパラメータが含まれる。

【００２４】一例を示すと、次のようである。 例１：「バイオリン」（楽器名）の「アタック」（奏法
名）においては、その「立ち上がり速度、強度、ピッ
チ」等がパラメータとなる。 例２：「バイオリン」（楽器名）の「スラー」（奏法
名）においては、その「スラー幅、スラー速度、強度、
ピッチ」等がパラメータとなる。 例３：「バイオリン」（楽器名）の「ビブラート」（奏
法名）においては、その「ビブラート深さ、ビブラート
速度、強度、ピッチ」等がパラメータとなる。 例４：「ギター」（楽器名）の「ピッキング」（奏法
名）においては、その「強度、ピッチ」等がパラメータ
となる。 例５：「ギター」（楽器名）の「ハンマリング・オン」
（奏法名）においては、その「強度、ピッチ」等がパラ
メータとなる。 例６：「ギター」（楽器名）の「ベンド」（奏法名）に
おいては、その「ベンド幅、ベンド速度、強度、ピッ
チ」等がパラメータとなる。 例７：「ギター」（楽器名）の「トレモロアーム操作」
（奏法名）においては、その「操作幅、操作速度、強
度、ピッチ」等がパラメータとなる。 また、パラメータには、強度時間変化カーブやスラー時
間変化カーブのように、時間変化態様を示すものが含ま
れていてもよい。

【００２５】次に、「奏法分析」（プロセスＰ２）で
は、前記「奏法付き波形録音」のプロセスＰ１で準備し
た各波形データを分析して、一つ又は一連の演奏音の波
形データの中で共通の奏法に対応している部分がどの範
囲（これを奏法区間ということにする）であるかを抽出
し、該波形データの中に含まれる一又は複数の各奏法毎
に、該波形データを区間分けする位置を決定し、分けら
れた各区間（奏法区間）で用いられている奏法を記述す
るための前記「奏法名」と前記「パラメータ」とをそれ
ぞれ決定し、該「奏法名」のデータと「パラメータ」と
からなる奏法指定データを生成する。また、該奏法につ
いての「楽器名」を示す楽器指定データも生成する。こ
うして、一つ又は一連の演奏音の波形データを、そこで
用いられている一又は複数の奏法に応じて一又は複数の
奏法区間に分ける定義付けと、各奏法区間について当該
奏法の種類を記述するための「楽器名」と「奏法名」と
「パラメータ」の３つの要素が、楽器指定データと奏法
指定データとによって定義される。これらの楽器指定デ
ータと奏法指定データは、波形データ圧縮のためのプロ
セスＰ３〜Ｐ６の処理によって圧縮された当該奏法区間
についての圧縮データの解説情報若しくはインデックス
情報として使用される。

【００２６】この「奏法分析」（プロセスＰ２）におけ
る分析の手法としては、例えば次の３通りの手法が考え
られる。 例１：分析すべき波形データの音をユーザが耳で聴き、
かつ必要に応じてその波形を表示器１５で表示し、奏法
区間として分割する区切りの位置をユーザの判断によっ
て入力操作装置１６を用いて手動指定する。また、分割
指定した各奏法区間についての「奏法名」と「パラメー
タ」とをユーザの判断によって決定し、入力操作装置１
６を用いて手動指定する。これは手動分析に相当する。 例２：ＣＰＵ１０が所定の奏法分析プログラムを実行し
て、分析対象の波形データのピッチ、振幅等の各種楽音
特性の変化を分析し、この分析結果に基づいて奏法区間
として分割する区切りの位置を自動的に決定し、かつ、
決定した各奏法区間についての「奏法名」と「パラメー
タ」とを自動的に決定する。これは全自動分析に相当す
る。 例３：上記例１と例２の手法を複合したもの。すなわ
ち、ユーザによる手動分析とＣＰＵによる自動分析とを
組合わせて奏法分析を行う。例えば、奏法区間の分割と
「奏法名」の決定は、ユーザが手動で行い、各奏法区間
における「パラメータ」はＣＰＵによる自動分析によっ
て決定する。あるいは、ＣＰＵによる自動分析によって
決定された各奏法区間の分割位置あるいは「奏法名」あ
るいは「パラメータ」を、ユーザの手動操作によって適
宜修正する。

【００２７】次に、「奏法区間分割」（プロセスＰ３）
では、前記「奏法付き波形録音」のプロセスＰ１で準備
した一つ又は一連の演奏音の波形データを、当該波形デ
ータについて前記「奏法分析」のプロセスＰ２で決定し
た奏法区間分割位置指定情報に従って具体的に分割する
処理を行う。以後の各プロセスＰ４〜Ｐ６の処理は、分
割された個々の奏法区間毎の波形データに対して行われ
る。

【００２８】次に、「調和／調和外成分分離」（プロセ
スＰ４）では、前記「奏法区間分割」のプロセスＰ３で
分割された１つの奏法区間の波形データをＲＡＭ１２等
のメモリから取り出し、この波形データを調和成分と調
和外成分とに分離する処理を行う。この分離処理の一例
を示すと、まず、分離対象たる波形データを入力し、こ
れを高速フーリエ変換（ＦＦＴ）によって周波数分析
（スペクトル分析）してその基本ピッチ周波数成分と高
調波成分とを抽出し、これを逆フーリエ変換することに
より、調和成分の波形を生成する。このように生成した
調和成分波形を分離対象たる入力波形データから引くこ
とにより、その残差波形として調和外成分の波形を得
る。一例として、上記ＦＦＴ処理においては、分析しよ
うとする波形データの８周期分に相当する長さの窓関数
を使用し、その窓関数を１／８周期分に相当するフレー
ム分だけずらしながら波形データ全体を分析するとよ
い。このようなＦＦＴ分析を採用すると、高調波成分の
周波数のゆらぎをゆらぎとして分析することができ、こ
れを調和成分に含めて抽出することができる。勿論、窓
関数のサイズやそのずらし量は、上記例に限らず、任意
に設定可能であり、ＦＦＴ処理で分析される周波数成分
の周波数やレベルのゆらぎをゆらぎとして検出すること
ができるような設定となっていればよい。

【００２９】次に、「調和成分分析」（プロセスＰ５）
では、前記「調和／調和外成分分離」のプロセスＰ４で
分離・生成された調和成分の波形データの特徴を分析
し、この特徴に従って最適なベクトル量子化処理を行
い、ベクトル量子化に従って圧縮された当該調和成分波
形の圧縮データを生成する。ここで、調和成分は基本的
に繰り返し波形とみなすことができるので、例えば、１
周期ないし複数周期の波形を代表ベクトルとして用い
て、該代表ベクトルをループする（または相前後する２
つの代表ベクトルをクロスフェードループする）こと
で、調和成分波形の再生を行うことができる。そこで、
そのような代表ベクトルを調和ベクトルとして調和ベク
トル記憶部Ｍ１に記憶しておき、この「調和成分分析」
（プロセスＰ５）で生成する圧縮データとして、調和ベ
クトル記憶部Ｍ１に記憶した調和ベクトルのうち当該調
和成分の代表ベクトルとして使用すべき調和ベクトルを
指定するベクトル情報と、この指定された調和ベクトル
つまり代表ベクトルをどのように用いるか（例えばその
ベクトルを使用する区間やループする期間、あるいはそ
れに付与するエンベロープの形態など）を記述する情報
等を含むものを生成するようにするとよい。この「調和
成分分析」（プロセスＰ５）の詳細例については更に追
って説明する。

【００３０】一方、「調和外成分分析」（プロセスＰ
６）では、前記「調和／調和外成分分離」のプロセスＰ
４で分離・生成された調和外成分の波形データの特徴を
分析し、この特徴に従って最適なベクトル量子化処理を
行い、ベクトル量子化に従って圧縮された当該調和外成
分波形の圧縮データを生成する。ここで、調和外成分
は、データ圧縮の促進と波形再現性の向上との兼ね合い
を考慮して、それぞれの調和外成分の特徴又は内容に見
合った、最適な形態でベクトル量子化を行うようにして
いる。調和外成分は、基本的には繰り返し性を持たない
ランダムな雑音波形に該当するが、例えば、その内容や
発音期間の中のどの位置に位置するかといった重要度の
有無等を考慮して、特定の代表ベクトルをループ処理す
ることで必要な時間長の調和外成分波形を再生するよう
にしてもよいし（これをループ再生という）、あるい
は、必要な時間長からなる代表ベクトルをループさせず
に一回だけ使用することで所要の調和外成分波形を再生
するようにしてもよい（これをワンショット再生とい
う）。あるいは、複数の代表ベクトルを所定の順番で切
換えて組合わせることにより、所要の調和外成分波形を
再生するようにしてもよい（これをシーケンス再生とい
う）。あるいは、その切換え順序をランダムに設定し
て、調和外成分の雑音性つまりランダム性を強調するよ
うにしてもよい（これをランダムシーケンス再生とい
う）。このような各種の最適ベクトル量子化形態を考慮
し、調和外ベクトルとして、様々な最適ベクトル量子化
の形態に見合った、代表ベクトルを適宜使用することが
好ましい。そこで、そのような各種の代表ベクトルを調
和外ベクトルとして調和外ベクトル記憶部Ｍ２に記憶し
ておき、この「調和外成分分析」（プロセスＰ６）で生
成する圧縮データとして、調和外ベクトル記憶部Ｍ２に
記憶した調和外ベクトルのうち当該調和外成分の代表ベ
クトルとして使用するのにふさわしい調和外ベクトルを
指定するベクトル情報と、この調和外ベクトルつまり代
表ベクトルをどのように用いるか（例えばそのベクトル
を使用する区間や上記ループ再生やワンショット再生等
の区別やその期間やそれに付与するエンベロープの形態
など）を記述する情報等を含むものを生成するようにす
るとよい。この「調和外成分分析」（プロセスＰ６）の
詳細例についても更に追って説明する。

【００３１】図２において、奏法情報記憶部Ｍ３は、個
々の奏法区間についての、前記「調和成分分析」（プロ
セスＰ５）で生成された圧縮データ（第１の圧縮デー
タ）と前記「調和外成分分析」（プロセスＰ６）で生成
された圧縮データ（第２の圧縮データ）とを、当該奏法
区間について前記「奏法分析」（プロセスＰ３）で生成
された楽器指定データ及び奏法指定データとの組にし
て、奏法情報として記憶するものである。従って、波形
再生のために、所望の奏法についての楽器指定データ及
び奏法指定データとをインデックスにして、奏法情報記
憶部Ｍ３から該当する奏法区間についての調和成分及び
調和外成分の（つまり第１及び第２の）圧縮データを呼
び出すことができる。そして、この呼び出された圧縮デ
ータに含まれるベクトル情報に応じて、調和ベクトル記
憶部Ｍ１及び調和外ベクトル記憶部Ｍ２からそれぞれ所
定の調和ベクトルと調和外ベクトルとを読み出し、これ
らに基づき調和成分波形と調和外成分波形とをそれぞれ
再生し、両者を加算的に合成することで原波形の再現若
しくは原波形の特徴を持つ楽音波形の生成を行うことが
できる。

【００３２】次に、図３により、「調和成分分析」（プ
ロセスＰ５）の詳細例について説明する。なお、図３に
示された処理は、「調和成分分析」（プロセスＰ５）の
すべてを示しているわけではなく、主に、新規に調和ベ
クトルを生成して、これを調和ベクトル記憶部Ｍ１に蓄
積記憶する処理に関連する部分を示している。

【００３３】まず、「波形区間分割」処理Ｓ１では、前
記プロセスＰ４の「調和／調和外成分分離」で分離・生
成された１奏法区間分の調和成分波形を、複数の波形区
間に分割する。この波形区間の分割の仕方としては、１
周期毎の波形形状の特徴が共通又は類似している連続的
な１又は複数周期波形からなる区間を１波形区間として
抽出し、その区切りで分割する。従って分割される各波
形区間のサイズは概して不等間隔である。また、この
「波形区間分割」処理Ｓ１は、表示器１５に表示された
波形形状を目視しながらユーザが手動操作によって適宜
の分割位置を指示するようにしてもよいし、あるいはＣ
ＰＵ１０が所定の波形区間分割プログラムを実行して、
各周期ごとの波形の周波数特性を自動的に分析すること
に基づき自動的に分割位置を決定するようにしてもよ
い。あるいは、手動操作と自動処理とを組合わせてこれ
を行ってもよい。なお、この「波形区間分割」処理Ｓ１
の結果、入力された調和成分波形がどのような形態で複
数の波形区間に分割されたのかを記述する情報として、
「区間情報」が生成される。なお、１周期毎の波形形状
の特徴が共通又は類似しているかの判定を効率的に行う
ために、１周期毎に波形を切り出して、そのピッチと振
幅レベルを共通にする規格化処理を行い、純粋に１周期
波形の波形形状のみの比較が行えるようにするとよい。
その場合、以後のベクトル量子化処理は、ピッチと振幅
レベルが規格化された波形データに関して行われること
になるので、この規格化したピッチと振幅レベルに対す
る元のピッチと振幅レベルの時間的変化状態を示すベク
トルとして、「ピッチベクトル」と、「振幅ベクトル」
を生成するとよい。ここで、波形データの時間軸位置を
制御して規格化することが好ましい場合もあり、その場
合は、波形データの時間軸位置の時間的変化状態を示す
ベクトルとして「タイムベクトル」を生成する。

【００３４】次に、「グループ分け」処理Ｓ２では、分
割された各波形区間の波形データについて、その１周期
分又は複数周期分の波形形状が類似している区間同士を
同一グループとするグループ分けを行う。このグループ
分けは、自己の奏法区間についての波形区間同士で行う
のは勿論のこと、むしろ、他の奏法区間（異なる楽器を
含む）についての各波形区間の波形データとの間で行う
ことを主旨とするものである。すなわち、グループ波形
記憶部Ｍ４において、既にグループ分けされた各奏法区
間についての多数の波形区間の波形データがグループ分
けされた状態で記憶される。「グループ分け」処理Ｓ２
では、このグループ波形記憶部Ｍ４の記憶内容を参照し
て、今回分割された各波形区間の波形データについて、
その１周期分又は複数周期分の波形形状が類似している
ものが、グループ波形記憶部Ｍ４内の既存のグループに
存在しているかどうかを調べる。存在していれば、当該
波形区間の波形データを当該グループに含める。すなわ
ち、当該波形区間の波形データをグループ波形記憶部Ｍ
４の当該グループの記憶領域に記憶させると共に、当該
グループを示す「グループ情報」を生成する。既存のグ
ループに類似する波形がなければ、当該波形区間の波形
データを新グループとして登録する。すなわち、当該波
形区間の波形データをグループ波形記憶部Ｍ４の当該新
グループの記憶領域に記憶させると共に、当該新グルー
プを示す「グループ情報」を生成する。この場合、デー
タ共用効率を上げるために、上述のように原波形のピッ
チや音量レベルが共通になるように適宜の波形規格化処
理を施し、純粋に波形形状のみの比較によってグループ
分けを行うとよい。勿論、各波形区間のサイズとは無関
係に、当該波形区間を特徴づけている１周期又は複数周
期の波形形状同士を比較する。かくして、異なる楽器
の、あるいは異なる奏法の、あるいは異なるピッチ等の
波形データ同士であっても、そのうちの或る波形区間の
波形形状が類似していれば、当該類似している波形区間
の波形データについては共通のグループに分類されるこ
とになる。これは、調和ベクトル記憶部Ｍ１における調
和ベクトル（調和外ベクトル記憶部Ｍ２における調和外
ベクトルについても同様）が、異なる楽器音あるいは異
なる奏法あるいは異なるピッチ等、異なる特性の種々の
奏法波形間において共用され得ることを意味しており、
調和ベクトル記憶部Ｍ１（あるいは調和外ベクトル記憶
部Ｍ２も同様）の記憶規模の縮小に役立つことを意味す
る。なお、この「グループ分け」処理Ｓ２も、上記のよ
うに、ユーザの手動操作によって行ってもよいし、ＣＰ
Ｕ１０による自動処理によって行ってもよいし、また、
手動操作と自動処理とを組合わせて行ってもよい。

【００３５】次に、「各グループの代表ベクトル生成」
処理Ｓ３では、グループ波形記憶部Ｍ４の記憶内容を参
照し、同一グループ内の各波形データの特徴を考慮し
て、それらの波形データの代表ベクトルを生成する。例
えば、１つの波形区間において同じ様な１周期又は複数
周期波形が繰り返している場合、とりあえず、それを仮
の代表ベクトルとして選定し、同一グループ内の各波形
データの仮の代表ベクトルの平均的又は中間的または最
も特徴的なベクトルを、当該グループの代表ベクトルと
して決定し、これを生成する。生成した代表ベクトル
（具体的には１又は複数周期からなる波形データであ
る）は、調和ベクトル記憶部Ｍ１に記憶され、調和ベク
トルとして登録される。また、当該グループの代表ベク
トルが、調和ベクトル記憶部Ｍ１に記憶されているどの
調和ベクトルに該当するかを指示する、調和成分用の
「ベクトル情報」が生成される。この「ベクトル情報」
は、調和ベクトル記憶部Ｍ１に記憶されているどの調和
ベクトル（具体的には１又は複数周期からなる波形デー
タ）を代表ベクトルとして使用するかを指示するインデ
ックスデータであるから、複数ビットからなる僅かなデ
ータである。

【００３６】この「ベクトル情報」は、「波形区間分
割」処理Ｓ１から生成された「区間情報」との組合わせ
で、当該波形区間における調和成分の圧縮データとし
て、奏法情報記憶部Ｍ３に記憶される。従って、１つの
奏法区間に関する調和成分の圧縮データ（第１の圧縮デ
ータ）は、その奏法区間を分割してなる複数の波形区間
の各々についての「ベクトル情報」と「区間情報」との
組合わせを含んでいる。この場合、前述のようにピッチ
と振幅レベルを規格化した波形データに関してベクトル
量子化処理を施した場合は、上記「ベクトル情報」と
「区間情報」に対して、「波形区間分割」処理Ｓ１から
生成された「ピッチベクトル」と「振幅ベクトル」を更
に組合わせて、奏法情報記憶部Ｍ３に記憶する。また、
波形データの時間軸位置をも規格化した波形データに関
してベクトル量子化処理を施した場合は、「波形区間分
割」処理Ｓ１から生成された「タイムベクトル」を更に
組合わせて、奏法情報記憶部Ｍ３に記憶する。

【００３７】次に、調和ベクトル記憶部Ｍ１内に比較的
多くの調和ベクトルが蓄積された状態における「調和成
分分析」（プロセスＰ５）の処理例について説明する。
この場合は、主に、調和ベクトル記憶部Ｍ１に既に蓄え
られている多くの調和ベクトルの中から、調和成分波形
の代表ベクトルとして使用できる調和ベクトルを検索
し、検索した調和ベクトルを当該調和成分の代表ベクト
ルとして選定することからなる。

【００３８】例えば、まず、前記プロセスＰ４の「調和
／調和外成分分離」で分離・生成された１奏法区間分の
調和成分波形から１周期毎に波形を切り出して、そのピ
ッチと振幅レベルを共通にする規格化処理を行い、更に
は必要に応じて波形データの時間軸位置を制御して規格
化する処理を行う。こうして、規格化された波形データ
を１周期毎に又は複数周期毎に、調和ベクトル記憶部Ｍ
１に既に蓄えられている多くの調和ベクトルと比較し、
類似する調和ベクトルを検索する。この場合の検索も、
分析対象たる調和成分波形と同一自然楽器及び／又は同
一奏法に該当する調和ベクトルだけでなく、異なる自然
楽器及び／又は異なる奏法に該当する調和ベクトルをも
検索対象に含めて行う。こうして、類似する調和ベクト
ルが見つかったら、該調和ベクトルに類似する連続的な
１又は複数周期波形からなる区間を１波形区間として抽
出し、「区間情報」を生成すると共に、該検索された調
和ベクトルを該「波形区間」の代表ベクトルとして指示
する「ベクトル情報」を生成し、それらを組にして奏法
情報記憶部Ｍ３に記憶する。この場合、前述と同様に、
ピッチと振幅レベルを規格化した波形データに関してベ
クトル量子化処理を施した場合は、規格化したピッチと
振幅レベルに対する元のピッチと振幅レベルの時間的変
化状態を示す「ピッチベクトル」と「振幅ベクトル」
を、上記「ベクトル情報」と「区間情報」に対して更に
組合わせて、奏法情報記憶部Ｍ３に記憶する。また、波
形データの時間軸位置をも規格化した波形データに関し
てベクトル量子化処理を施した場合は、波形データの時
間軸位置の時間的変化状態を示す「タイムベクトル」を
更に組合わせて、奏法情報記憶部Ｍ３に記憶する。

【００３９】ここで、上記検索の結果、類似する調和ベ
クトルが調和ベクトル記憶部Ｍ１に存在していなかった
場合は、図３の処理Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３と同様の処理を行
うことで、波形区間の分割とグループ化を行い、新規に
代表ベクトルを生成し、これを新規の調和ベクトルとし
て調和ベクトル記憶部Ｍ１に登録する。そして、この新
規の調和ベクトルを指示する「ベクトル情報」を生成
し、「区間情報」等と共に奏法情報記憶部Ｍ３に記憶す
る。

【００４０】図４は、調和成分波形をベクトル量子化す
る様子の一例を示すグラフである。（ａ）は、原波形の
一例を振幅エンベロープによって概略的に示している。
（ｂ）は、この原波形から分離した調和成分波形を複数
の「波形区間」に分割する一例を、各波形区間の区切り
を示す線図によって示している。（ｃ）は、各「波形区
間」における代表ベクトルとして、１又は複数周期の波
形データからなる適切な調和ベクトルＷ０，Ｗ１，Ｗ
２，……Ｗ７が選定された状態を示すとともに、波形再
生時のループ再生例を示している。例えば、時点ｔ０か
らｔ１までの波形区間については、調和ベクトルＷ０が
代表ベクトルとして使用され、再生時には、これが、時
点ｔ０からｔ１までの間でループ再生される。なお、ル
ープ再生としては、次の区間の代表ベクトル（この場合
は調和ベクトルＷ１の先頭部の波形）との間でクロスフ
ェードループ再生する例を示している。時点ｔ１からｔ
２までの波形区間については、比較的サイズの大きな
（多数周期波形からなる）調和ベクトルＷ１が代表ベク
トルとして使用され、再生時には、これが、時点ｔ１か
らｔ２までの間の始まりの所定期間で１回再生され、残
りの期間で適宜ループ再生される（例えば調和ベクトル
Ｗ１の末尾の波形と次の区間の調和ベクトルＷ２との間
でクロスフェードループ再生される）。また、時点ｔ２
からｔ３までの波形区間については、調和ベクトルＷ２
が代表ベクトルとして使用され、再生時には、これが、
時点ｔ２からｔ３までの間でループ再生される（調和ベ
クトルＷ２と調和ベクトルＷ３との間でクロスフェード
ループ再生される）。以下、同様であり、最後の時点ｔ
７以降の波形区間においては、調和ベクトルＷ８がが代
表ベクトルとして使用され、再生時には、これが単純ル
ープ再生される。図４の（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）は、そ
れぞれ（ａ）の調和成分波形からと抽出された「タイム
ベクトル」、「振幅ベクトル」、「ピッチベクトル」の
一例を示す。

【００４１】次に、「調和外成分分析」（プロセスＰ
６）の詳細例について説明する。この「調和外成分分
析」（プロセスＰ６）の処理手順は、基本的には、図３
に示された「調和成分分析」（プロセスＰ５）の処理手
順と略同様の手順を用いてよい。ただし、分析の対象と
なるのは、前記プロセスＰ４の「調和／調和外成分分
離」で分離・生成された１奏法区間分の調和外成分波形
であるから、「波形区間分割」処理（Ｓ１）や、「グル
ープ分け」処理（Ｓ２）、「各グループの代表ベクトル
生成」処理（Ｓ３）においては、分析対象たる調和外成
分波形それ自体の１周期とか複数周期とかいった概念が
適用されないのは勿論である。また、調和ベクトル記憶
部Ｍ１ではなく、調和外ベクトル記憶部Ｍ２を使用し、
「各グループの代表ベクトル生成」処理（Ｓ３）で調和
外成分波形の代表ベクトルを新規に生成した場合は、こ
れが新規の調和外ベクトルとして調和外ベクトル記憶部
Ｍ２に記憶され、登録されるのは言うまでもない。

【００４２】「調和外成分分析」においても、図３の
「波形区間分割」処理Ｓ１と同様な「波形区間分割」処
理を行い、分割された各波形区間を対象にしてベクトル
量子化処理を施す。その場合、調和外成分波形を複数の
波形区間に分割するやり方は、一般的に言って、その特
徴が共通又は類似している若しくはそのように推測され
る部分毎に複数の波形区間に分割することを基本的手法
としてよいが、この実施例では、次の２通りの手法のい
ずれか一方又は両方を組合わせて行うことを提案する。

【００４３】その第１の手法は、同じ奏法区間について
の調和成分の周期性を利用して、該調和成分の周期の整
数倍あるいは分数倍の期間で、調和外成分波形を複数の
波形区間に分割するものである。勿論、この場合も、分
割される各波形区間は、均等間隔である必要はなく、或
る波形区間は調和成分の２周期分の長さ、別の波形区間
は調和成分の１０周期分の長さ、等々というように適宜
異なっていてよい。このように、調和成分の周期性に依
存して調和外成分波形の区間分割を行うやり方は、人の
手間を余りかけずに調和外成分波形の区間分割を行うこ
とができるので、分析作業が楽であるという利点があ
る。また、調和外成分波形の特徴が調和成分の周期性に
或る程度依存しているような場合においては、適切な波
形区間分割を容易に行えることになる。なお、調和成分
の周期性に依存して調和外成分波形の区間分割を行うと
言えども、調和外成分の波形区間分割形態は、それに対
応する調和成分の波形区間分割形態とは当然異なるもの
であり、調和成分及び調和外成分がそれぞれ独自に区間
分割されることは言うまでもない。

【００４４】その第２の手法は、調和外成分波形の特徴
が共通又は類似している部分を具体的に個々に検索し、
その部分で複数の波形区間に分割することである。この
やり方は、調和外成分波形における比較的重要な部分を
抽出して、それに対応する代表ベクトルすなわち調和外
ベクトルを選定・生成するような場合に適している。逆
に、調和外成分波形におけるあまり重要でない部分を抽
出して、それらのあまり重要でない部分を適宜省略する
ことで、代表ベクトルすなわち調和外ベクトルを選定・
生成し、データ圧縮効率を上げるような場合にも適して
いる。また、後述するように、調和外ベクトルをループ
再生処理することで、データ圧縮を促進するような場合
にも、ループに適した区間を適宜選べるので適してい
る。上記第１の手法と第２の手法のどちらの場合も、ユ
ーザの手動操作によって行ってもよいし、ＣＰＵ１０に
よる自動処理によって行ってもよいし、また、手動操作
と自動処理とを組合わせて行ってもよい。

【００４５】この実施例においては、上記第１の手法と
第２の手法のどちらに従って調和外成分波形の波形区間
分割を行うかによって、その後の当該波形区間について
の代表ベクトルの選定・生成処理の内容がいくぶん異な
るようになっている。この点を、フローチャートを参照
して更に詳しく説明する。図５は、上記第１の手法に従
って調和外成分波形の波形区間分割を行い、それから調
和外成分のデータ圧縮（ベクトル量子化）処理を行う場
合の、「調和外成分分析」（プロセスＰ６）の詳細例を
示す。また、図６は、上記第２の手法に従って調和外成
分波形の波形区間分割を行い、それから調和外成分のデ
ータ圧縮（ベクトル量子化）処理を行う場合の、「調和
外成分分析」（プロセスＰ６）の詳細例を示す。

【００４６】まず、図５の実施例について説明する。図
５の（ａ）に示すフローにおいて、まず、圧縮すべき調
和外成分波形を準備する（ステップＳ１０）。次に、当
該調和外成分波形に対応する調和成分の周期長に応じ
て、すなわち調和成分の波形の周期性に同期して、当該
調和外成分波形を複数の波形区間に分割する（ステップ
Ｓ１１）。ここでは、前述のように、調和成分の周期の
整数倍あるいは分数倍の期間で、つまり、調和成分の波
形の周期性に適宜同期して、調和外成分波形を複数の波
形区間に分割する。分割される各波形区間は、均等間隔
である必要はなく、或る波形区間は調和成分の１／２周
期分の長さ、別の波形区間は調和成分の８周期分の長
さ、等々というように適宜異なっていてよい。

【００４７】次に、前ステップで分割された各波形区間
の位置を適宜調整する（ステップＳ１２）。例えば、前
ステップＳ１１では、調和成分の何周期毎に分割する、
というように一律の基準で分割しておき、このステップ
Ｓ１２で、ユーザが前ステップＳ１１での分割結果を表
示器１５で確認しながら、或る波形区間の長さを調和成
分の何周期分かに増減修正したり、分割される箇所の調
和外波形の位相が区切りのよい位相（例えばゼロクロス
位相）となるように少し分割位置をずらしたりする修正
を行う。このステップでの調整若しくは修正処理は、ユ
ーザによる手動操作に限らず、所定の修正プログラムに
従う自動処理で行うようにしてもよいし、手動操作と自
動処理との組合わせで行うようにしてもよい。

【００４８】次に、分割された各波形区間における調和
外波形の特性を分析し、グループ分けを行う（ステップ
Ｓ１３）。このグループ分けは、図３の「グループ分
け」処理Ｓ２と同様に、他の奏法区間（異なる楽器を含
む）についての調和外波形の各波形区間の波形データと
の間でも行い、代表ベクトルすなわち調和外ベクトルの
共用化を促進するものとする。ステップＳ１３で実行す
る調和外波形の特性分析とグループ分けの処理の更に詳
しいフローチャート例が図５（ｂ）に示されている。

【００４９】図５（ｂ）において、「ピーク値分析」
（ステップＳ３０）では、当該分割された波形区間にお
いて、調和外波形（つまりノイズ的波形）のピークレベ
ルがどこにあるかを分析する。次に、「存在場所分析」
（ステップＳ３１）では、当該分割された波形区間にお
ける調和外波形のピークレベルが存在する場所は、該波
形区間に対応する調和成分の１周期又は所定複数周期区
間のうちどの部分（例えば前半部分とか、中間部分と
か、後半部分とか）に対応しているか、といったような
ことを分析する。次の「ゼロクロス回数分析」（ステッ
プＳ３２）では、当該分割された波形区間において調和
外波形の振幅がゼロクロスする回数を分析する。このゼ
ロクロス回数によりノイズ的変化の激しさを分析するこ
とができる。次のステップＳ３３では、前記ステップＳ
３０〜Ｓ３２で分析した各結果に基づいて、当該調和外
波形の当該波形区間を所要のグループに分類する。グル
ープ化の対象波形が、それ自体では周期性のない調和外
波形であるため、前記ステップＳ３０〜Ｓ３２のような
特殊な分析を行うことで、その分析結果をグループ化す
るための条件若しくは基準とし、グループ化のための計
量的評価を行うことができるように工夫している。この
種の調和外波形をグループ化するための条件若しくは評
価基準としては、前記ステップＳ３０〜Ｓ３２に示した
ものに限らず、例えば、当該波形区間における直流オフ
セットレベルの程度や、当該波形区間の波形微分値の符
号反転回数（これもノイズ的変化の激しさを示す指標と
なる）など、その他適宜の条件若しくは評価基準を用い
てよいし、これらの条件若しくは評価基準と前記ステッ
プＳ３０〜Ｓ３２で示された３つの条件若しくは評価基
準の中から、任意の数の条件若しくは評価基準を組み合
わせて用いてもよい。この図６の各ステップの処理は、
ユーザの手動操作に応じて対話形式で遂行するようにす
るとよい。勿論、所定のプログラムに従う全自動処理で
あってもよいし、手動操作と自動処理の組合わせで行わ
れてもよい。

【００５０】図５（ａ）に戻り、ステップＳ１４では、
今回の処理ルーチンでデータ圧縮処理を行うべき全ての
調和外成分波形について、ステップＳ１１〜Ｓ１３の処
理つまり波形区間分割とそのグループ分け処理を終了し
たかをチェックする。まだ、終了していなければ、ステ
ップＳ１１に戻り、次の調和外成分波形について上記Ｓ
１１〜Ｓ１３の処理を行う。こうして、全ての調和外成
分波形について波形区間分割とそのグループ分け処理が
終了すると、ステップＳ１５に行き、各グループの波形
の特性分析を行う。例えば、グループ内の各波形の振幅
エンベロープ特性等を分析する。次のステップＳ１６で
は、前ステップＳ１５での分析結果を利用して、当該グ
ループの代表ベクトルを決定する。例えば、当該グルー
プの内の各波形の振幅エンベロープ特性の平均的振幅エ
ンベロープ特性を有する波形を代表ベクトルとして決定
するようにしてよい。あるいは、当該グループの内の各
波形の周波数特性あるいはゼロクロス回数あるいはレベ
ル分布等が平均的なものを代表ベクトルとして決定する
ようにしてもよい。若しくは、振幅エンベロープ特性、
周波数特性、ゼロクロス回数、レベル分布、その他適宜
の特性のうちいずれか１又は複数に関して、平均的であ
ること若しくは代表とするに相応しいことを条件とし
て、代表ベクトルを選定又は決定するようにしてもよ
い。そして、決定された当該グループの代表ベクトルを
調和外ベクトルとして、調和外ベクトル記憶部Ｍ２に記
憶する。こうして、各グループの代表ベクトルが調和外
ベクトルとして調和外ベクトル記憶部Ｍ２に記憶・登録
される。なお、調和外ベクトル記憶部Ｍ２に記憶する調
和外ベクトルは、振幅レベルを規格化したものを用いる
ものとし、これに対する各波形区間の調和外成分波形の
振幅エンベロープを「振幅ベクトル」として抽出するも
のとする。あるいは、調和外ベクトル記憶部Ｍ２に記憶
する調和外ベクトルは、振幅レベルを規格化しなくても
よい。その場合は、低いレベルのデータは低いレベルの
まま記憶することになるが、低いレベルの部分では、限
られた記憶ビット割当てを行うことでメモリ記憶場所を
効率的に利用させることができる。調和外ベクトル記憶
部Ｍ２に記憶する調和外ベクトルの振幅レベルを規格化
しなかった場合は、各波形区間の調和外成分波形の振幅
エンベロープと調和外ベクトルの振幅エンベロープとの
差を「振幅ベクトル」として抽出するとよい。

【００５１】次のステップＳ１７では、各調和外成分の
奏法情報（各波形区間の「区間情報」と、代表ベクトル
である調和外ベクトルを指定する「ベクトル情報」、及
び「振幅ベクトル」等を含む）を奏法情報記憶部Ｍ３に
記憶する。なお、この場合、「区間情報」として、当該
調和外ベクトルつまり代表ベクトルに対応する調和成分
の周期数等の情報を併せて記憶しておくものとする。そ
うすれば、ピッチの異なる調和成分に対しても、調和外
成分の波形形状そのものに類似性若しくは共通性があれ
ば、共通の調和外ベクトルを使用することができる。勿
論、調和外ベクトル記憶部Ｍ２に記憶した調和外ベクト
ルは、調和ベクトルの場合と同様に、若しくはそれ以上
に、様々なケースで共用することができる。例えば、同
じ奏法区間における異なる波形区間（同じ調和外波形の
うちで時間軸位置が異なっているもの）において、共通
の調和外ベクトルを使用することができるし、異なる楽
器音あるいは異なる奏法区間についての調和外波形にお
いて、共通の調和外ベクトルを使用することもできる。

【００５２】次に、図６の実施例について説明する。ま
ず、圧縮すべき調和外成分波形を準備する（ステップＳ
２０）。次に、ステップＳ２１では、処理対象の調和外
成分波形の各部分ごとの特徴を観察、分析し、それぞれ
の部分的特徴に合った箇所で区切って、当該調和外成分
波形を複数の波形区間に分割する。その場合、調和外成
分波形の部分的特徴としては、波形の位置や奏法、ある
いは波形形状の特性等を考慮して分析を行い、分割すべ
き波形区間を決定する。例えば、位置としては、「アタ
ック」（音の立ち上がり部分）、「ボディ」（音の定常
部）、「ジョイント」（他の音とつながる部分）、「リ
リース」（音の減衰部分）などが考慮される。また、奏
法としては、各位置との関連性において、例えば、「ア
タック」では、「揺らぎ付き」奏法、「ノイズ付き」奏
法などが考慮され、「ボディ」では、「ビブラート」奏
法、「トレモロ」奏法などが考慮され、「ジョイント」
では、「スラー」奏法、「グリサンド」奏法、「ベン
ド」奏法などが考慮され、「リリース」では、「ミュー
ト」奏法、「サステイン」奏法などが考慮される。ま
た、波形形状の特性等としては、振幅エンベロープ形状
（その実効値やピーク値など）、前記ゼロクロス回数あ
るいはゼロクロス間の周期、ピーク回数あるいはピーク
間の周期、前記ピーク値の存在場所や、複数ピークレベ
ルの分布など、種々の要素を適宜考慮するとよい。

【００５３】次に、ステップＳ２２では、分割された各
波形区間における調和外波形の特徴に基づき、類似の特
徴を持つ波形同士をグループ分けする。調和外波形の特
徴の類似性は、表示器で表示した波形の目視観察や、当
該波形区間についての調和外波形を発音して聴感によっ
て類似性を判定する等、適宜の基準で行ってよい。この
グループ分けは、前述と同様に、他の奏法区間（異なる
楽器を含む）についての調和外波形の各波形区間の波形
データとの間でも行い、代表ベクトルすなわち調和外ベ
クトルの共用化を促進するものとする。

【００５４】次に、ステップＳ２３では、今回の処理ル
ーチンでデータ圧縮処理を行うべき全ての調和外成分波
形について、ステップＳ２１〜Ｓ２２の処理つまり波形
区間分割とそのグループ分け処理を終了したかをチェッ
クする。まだ、終了していなければ、ステップＳ２１に
戻り、次の調和外成分波形について上記Ｓ２１〜Ｓ２２
の処理を行う。こうして、全ての調和外成分波形につい
て波形区間分割とそのグループ分け処理が終了すると、
ステップＳ２４に行き、各グループの波形の特性分析を
行う。例えば、グループ内の各波形の振幅エンベロープ
特性等を分析したり、その他種々の特性を考慮する。

【００５５】次のステップＳ２５では、前ステップＳ２
４での分析結果を利用して、当該グループの代表ベクト
ルを決定する。決定された当該グループの代表ベクトル
は調和外ベクトルとして、調和外ベクトル記憶部Ｍ２に
記憶する。こうして、各グループの代表ベクトルが調和
外ベクトルとして調和外ベクトル記憶部Ｍ２に記憶・登
録される。なお、前述と同様に、調和外ベクトル記憶部
Ｍ２に記憶する調和外ベクトルは、振幅レベルを規格化
したものを用いてもよいし、規格化しなくてもよい。こ
こで、この実施例では、調和外成分波形を圧縮する手法
として、下記のような種々の異なる手法を適宜採用する
ことが考慮されており、代表ベクトルは、どの圧縮手法
を用いるのかを考慮して、それに応じた基準に従って決
定するものとする。

【００５６】圧縮例１：所定期間の長さを持つ代表ベク
トルを一回再生することで当該波形区間をカバーするよ
うに圧縮を行う。これは、前記「ワンショット再生」に
対応する圧縮形態である。例えば、アタック部やジョイ
ント部など、調和外成分の波形形状も急激に変化するよ
うな部位の波形区間についての代表ベクトルを、この圧
縮例１に見合うように決定するとよい。 圧縮例２：比較的短い期間長の代表ベクトルを繰り返し
再生（ループ再生）することで当該波形区間をカバーす
るように圧縮を行う。これは、前記「ループ再生」に対
応する圧縮形態である。なお、ループ用の代表ベクトル
を、所定の順番で複数組合わせることにより、前記「シ
ーケンス再生」に利用することができる。また、この順
次組合わせをランダムに設定することにより、前記「ラ
ンダムシーケンス再生」に利用することができる。例え
ば、単調な減少をしている部分や、同じ状態の継続する
部分の波形区間についての代表ベクトルを、この圧縮例
２に見合うように決定するとよい。 圧縮例３：あまり重要でない部分の調和外成分波形は一
部省略してもよい。そのような省略する波形区間につい
ては、代表ベクトルを選定する必要がない。

【００５７】次に、ステップＳ２６では、各調和外成分
波形の各波形区間毎に、再生時において、それぞれの代
表ベクトルとしてどの調和外ベクトルを使用し、その調
和外ベクトルをどのように貼り付けるべきかを決定す
る。このことは、上述の圧縮例のうちどのタイプを使用
するのかということとも関係してくる。貼付け方は、下
記の各種再生モードのいずれを採用すべきか、という調
和外成分再生モード情報（若しくは「貼り付け情報」）
として記述される。

【００５８】ワンショット再生：上述の通り、圧縮例１
に従う代表ベクトルを１つ使用し、この代表ベクトルを
一回貼り付ける（再生する）ことで当該波形区間の調和
外成分波形を再生する。 シーケンス再生：上述の通り、圧縮例２に従う代表ベク
トルを複数使用し、これらの代表ベクトルを所定の順番
で順次貼り付ける（再生する）ことで当該波形区間の調
和外成分波形を再生する。 ランダムシーケンス再生：上述の通り、圧縮例２に従う
代表ベクトルを複数使用し、これらの代表ベクトルをラ
ンダムな順番で順次貼り付ける（再生する）ことで当該
波形区間の調和外成分波形を再生する。 ループ再生：上述の通り、圧縮例２に従う代表ベクトル
を一つ使用し、これを繰り返し貼り付ける（再生する）
ことで当該波形区間の調和外成分波形を再生する。これ
を上記シーケンス再生又はランダムシーケンス再生に組
合わせてもよい。オルタネーティブループ再生：圧縮例
２に従う代表ベクトルを一つ使用し、これを交互に正逆
向きを変えながら繰り返し貼り付ける（再生する）こと
で当該波形区間の調和外成分波形を再生する。これを上
記シーケンス再生又はランダムシーケンス再生に組合わ
せてもよい。 デリート再生：上述の通り、圧縮例３に従うもので、代
表ベクトルを使用せず、当該波形区間における調和外成
分波形を削除する。従って、その部分では、調和成分波
形のみとなる。なお、１つの波形区間の全部をデリート
再生モードとせずに、その一部のみをデリート再生モー
ドとしてもよい。その場合、残りの部分について適宜代
表ベクトルを定める。

【００５９】次のステップＳ２７では、各調和外成分の
奏法情報（各波形区間の「区間情報」と、代表ベクトル
である調和外ベクトルを指定する「ベクトル情報」、上
記「貼り付け情報」及び「振幅ベクトル」等を含む）を
奏法情報記憶部Ｍ３に記憶する。なお、上記した各種の
調和外成分再生モードは、前記第２の手法に従う「調和
外成分分析」処理を行ったときのみに適用されるもので
はなく、前記第１の手法に従う「調和外成分分析」処理
を行ったときにも適宜適用されるものである。

【００６０】図７は、調和外成分波形をベクトル量子化
する様子の一例を示すグラフである。（ａ）は、図４
（ａ）と同様に原波形の一例を振幅エンベロープによっ
て概略的に示している。（ｂ）は、この原波形から分離
された調和外成分波形の一例を示している。（ｃ）は、
（ｂ）の調和外成分波形を複数の「波形区間」Ａ１，Ｂ
１，Ｃ１，Ｄ１，Ｃ２，Ａ２，Ｃ３に分割した一例を、
各波形区間の区切りを示す線図によって示している。こ
こで、波形区間Ａ１及びＡ２は、前記第２の手法に従っ
て波形区間設定を行って前記ワンショット再生を適用す
るようにした区間である。波形区間Ｂ１は、前記第１の
手法に従って調和成分の周期に同期して代表ベクトルを
決定した区間である。この区間ではワンショット再生を
採用してもよいし、ループ再生を採用してもよい。波形
区間Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３は、前記ループ再生に対応する区
間である。波形区間Ｄ１は、前記デリート再生に対応す
る区間である。

【００６１】更に、調和外成分波形のベクトル量子化の
具体例を図８〜図１３により示す。図８〜図１０、図１
３において、上段の（ａ）は調和外成分波形の原波形例
を示し、下段の（ｂ）はこれを上記の種々の手法に従っ
てベクトル量子化して、再生することによって得られる
波形例を示している。まず、図８は、原波形を「アタッ
ク」、「ボディ」、「リリース」の３区間に分割し、
「アタック」区間と「リリース」区間は、前記ワンショ
ット再生に対応する区間として相応の代表ベクトルを決
定し、「ボディ」区間は、前記デリート再生に対応する
区間として調和外成分波形をカットした圧縮例を示して
いる。これに基づく再生音を実際に聴くと、調和外成分
波形は「アタック」区間と「リリース」区間があれば、
定常的な音色安定部分（「ボディ」区間）が省略されて
いても、あまり違和感がないことが理解できる。

【００６２】図９は、調和外成分波形を４つの区間Ｆ１
〜Ｆ４に分割し、それぞれの区間で所定サイズの代表ベ
クトルを決定し、これらをそれぞれループ再生するよう
にした圧縮例を示す。調和外成分といえども、その代表
ベクトルをループさせることにより周期性が多少なりと
も出てしまうが、レベルが低いために、調和成分の再生
波形と混合すると、違和感のないものとなる。図１０
は、調和外成分波形を３つの区間Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３に分
割し、変化に富んだ最初の区間Ｆ１では原波形をそのま
ま代表ベクトルとして使用し、次の各区間Ｆ２，Ｆ３で
は所定サイズの代表ベクトルをそれぞれ決定して、これ
らをそれぞれループ再生すると共に振幅エンベロープに
変化をつけた圧縮例を示す。このようにループ再生波形
に対して適切な振幅エンベロープを付加することによ
り、原波形に似た感じを出すことができる。

【００６３】図１１は、ループ再生におけるレベル制御
例を示す。（ａ）は、単純ループ再生例を示し、レベル
制御は行っていない。（ｂ）は、ループさせる代表ベク
トルのピークレベルを減衰させて、周期性を弱めた例
（ピーク補正したループ再生例）を示す。（ｃ）は、
（ｂ）の再生例に対して更に振幅エンベロープの変化を
付加し、より一層周期性を弱めた例を示す。このよう
に、ループ再生にレベル制御を組合わせることは有効で
ある。図１２（ａ）は通常のループ再生例を示し、
（ｂ）はオルタネーティブループ再生例を示す。図から
理解できるように、オルタネーティブループ再生の周期
性は、通常のループ再生の周期性よりも長いものとなる
ので、代表ベクトルのサイズをより一層小さくしてもよ
いことになる。従って、一層のデータ圧縮に寄与する。

【００６４】図１３は、調和外成分波形を８つの区間Ｆ
１〜Ｆ８に分割し、アタック区間Ｆ１、ビブラートを含
む区間Ｆ３、Ｆ５及びＦ７と、リリース区間Ｆ８は、原
波形から取り出した代表ベクトル（調和外ベクトル）ｆ
１，ｆ３，ｆ５，ｆ７，ｆ８を使用して波形再生を行
い、他の区間Ｆ２，Ｆ４，Ｆ６については、他の原波形
から取り出した調和外ベクトルｆ２’，ｆ４’，ｆ６’
をその代表ベクトルとして使用して波形再生を行う圧縮
例を示している。各区間においては、ワンショット再生
あるいはループ再生等、それぞれに適切な再生モードが
採用される。例えば、ボディ区間Ｆ２については、他の
原波形から取り出した調和外ベクトルｆ２’を代表ベク
トルとしてこれをループ再生し、かつ振幅エンベロープ
を適切に付与することにより、原波形（図１３（ａ）参
照）に近似させるようにしている。他の区間Ｆ４，Ｆ６
についても他の原波形から取り出した調和外ベクトルｆ
４’，ｆ６’に振幅エンベロープを適切に付与し、かつ
必要に応じてループ等することにより、原波形（図１３
（ａ））に近似する調和外成分波形を再生・生成するよ
うにしている。このように、異なる複数の原波形に関し
て、共通の調和外ベクトルを使用することができる。そ
の場合、再生時において様々な加工の仕方を制御するこ
とにより（振幅ベクトルや貼り付け情報等適切な再生の
仕方を記述するデータを圧縮データの中に含ませる
等）、それぞれの原波形に最適な調和外成分波形の再生
・生成を行うことができる。

【００６５】次に、上記のようにして作成された調和成
分及び調和外成分の圧縮データを使用して、楽音生成処
理を行う場合の実施例について説明する。図１４は、上
記のようにして作成された多数の奏法波形についての調
和成分及び調和外成分の圧縮データを、任意の楽曲演奏
にあたって十分に活用しうるようにするために、奏法付
き楽譜を準備する処理過程の一例を略示するものであ
る。まず、奏法付き楽譜を作成しようとする所望の楽曲
についての楽譜情報（例えばＭＩＤＩフォームからなる
演奏データ）を用意する（ステップＳ４０）。次に、上
記用意された楽譜情報の各演奏パート毎に、それぞれの
曲の流れの過程でどのような奏法を使用したらよいのか
ということを分析する（ステップＳ４１）。この奏法分
析は、人間が楽譜を読み、その音楽的知識に基づいて判
断することで行うようにしてよい。勿論、所定の楽譜解
析プログラムによってＣＰＵ１０によって奏法分析を実
行させるようにしてもよいし、あるいは手動操作と自動
処理の組み合わせによって行うようにしてもよい。

【００６６】次に、上記用意された楽譜情報の各演奏パ
ート毎に、それぞれの各演奏データに対して、該演奏デ
ータの時系列的流れのうち、分析された各奏法に対応す
る必要な演奏時点に対応する箇所で、上記ステップＳ４
１で分析された各奏法を指示する奏法データを付加する
（ステップＳ４２）。例えば、ビブラートを付与する音
符またはフレーズの演奏時点に対応する箇所に、所要の
ビブラート奏法を指示する奏法データを付加する。ある
いは、スラーで演奏すべき音符またはフレーズの演奏時
点に対応する箇所に、所要のスラー奏法を指示する奏法
データを付加する。所要の奏法データを付加する箇所
は、１音に対応する箇所（例えばノートオンイベントと
同じ箇所）、あるいは１音の途中に対応する箇所（例え
ば当該音のノートオンイベントから所定時間後であっ
て、当該音のノートオフイベントが出る前の適宜の時点
に対応する箇所に奏法イベントを挿入する）、あるいは
複数音符からなる１フレーズに対応する箇所（例えば該
フレーズの始まりで所定の奏法のオンイベントを挿入
し、該フレーズの終わりで該奏法のオフイベントを挿入
する）等、適宜の箇所であってよい。また、付加する奏
法データの内容は、ビブラート、スラー、スタッカー
ト、グライド、ピッチベンド等、その他種々の奏法につ
いてその名称を指示する「奏法名」データと、該奏法の
程度を指示する「パラメータ」データとを含んでおり、
更に、その奏法を付与する期間若しくは範囲を示す「範
囲」データを含んでいる。「範囲」データとは、対応す
る１音のみに当該奏法を付与するとか、その前後の２音
に対して当該奏法を付与するとか、その奏法付与範囲を
具体的にを指示するデータである。長い範囲で奏法付与
する場合は、上記のように、奏法オンイベントとオフイ
ベントによって範囲指定を行うようにしてもよい。以上
のようにして、奏法データが付加された演奏データを奏
法付き楽譜情報として適宜のメモリに記憶する（ステッ
プＳ４３）。

【００６７】図１５は、上記のようにして準備された奏
法付き楽譜情報に基づき、楽音再生すなわち波形生成を
行う処理過程の一例を機能的ブロック図によって略示す
るものである。この楽音再生すなわち波形生成処理は、
図１のハードウェア装置を用いて、ＣＰＵ１０による所
定のソフトウェアプログラムの実行によって行われる。
「再生制御」処理Ｓ５０では、通常の自動演奏シーケン
ス制御で知られるように、所定のテンポクロックに従っ
て、演奏データを順次読み出し、該演奏データによって
指示されるピッチと音色等を持つ楽音波形を生成する。
ここで、通常の自動演奏シーケンス制御と異なる点は、
再生演奏の対象となる演奏データが、上記のようにして
作成された「奏法付き楽譜情報」からなっている点であ
り、そこに含まれる奏法データに応じた特有の奏法波形
再生・生成処理が行われる点である。

【００６８】「再生制御」処理Ｓ５０について更に説明
すると、まず、「奏法付き楽譜情報」の記憶部Ｍ５か
ら、各演奏パートの演奏データ（例えばＭＩＤＩデー
タ）及びそこに付加された奏法データをその演奏タイミ
ングに応じて順次再生読み出しする。「奏法付き楽譜」
の或る演奏パートについて奏法データが読み出されたと
き、該奏法データに対応する奏法波形を生成する処理を
行う。まず、該演奏パートについて指定されている「楽
器名」（音色）と、該奏法データに含まれる「奏法名」
及び「パラメータ」のデータに応じて、奏法情報記憶部
Ｍ３から、これらの情報によって指定される所定の奏法
波形についての「奏法情報」、すなわち調和成分及び調
和外成分についての圧縮データ（第１及び第２の圧縮デ
ータ）、を読み出す。前述のように、調和成分について
の圧縮データ（第１の圧縮データ）は、調和ベクトルを
指示する「ベクトル情報」と、「区間情報」、「ピッチ
ベクトル」、「振幅ベクトル」、「タイムベクトル」、
「クロスフェードループ再生形態を制御する情報」等を
含んでいる。また、調和外成分についての圧縮データ
（第２の圧縮データ）は、調和外ベクトルを指示する
「ベクトル情報」と、「区間情報」、その再生モードを
指示する「貼り付け情報」、「振幅ベクトル」、「タイ
ムベクトル」等を含んでいる。

【００６９】「調和読出」処理Ｓ５１では、調和成分に
ついての圧縮データ（第１の圧縮データ）のうち「ベク
トル情報」に基づき調和ベクトル記憶部Ｍ１から調和ベ
クトルを読み出す。「調和加工」処理Ｓ５２では、調和
ベクトル記憶部Ｍ１から読み出した調和ベクトルと圧縮
データの他の情報（区間情報、ピッチベクトル、振幅ベ
クトル、タイムベクトル、クロスフェードループ再生形
態を制御する情報等）とに基づき、所要の調和成分波形
を再生・生成する。すなわち、調和ベクトルの波形を区
間情報に従って適宜ループし（繰り返し）、かつピッチ
ベクトルに従ってそのピッチを時間的に制御し（勿論、
その基本ピッチはＭＩＤＩ演奏データに含まれるノート
データに応じて設定・制御することができる）、かつ振
幅ベクトルに従ってその振幅エンベロープを設定・制御
し、更にタイムベクトルに従って波形データの時間軸位
置を伸張又は圧縮制御し、また、クロスフェードループ
再生形態を制御する情報に応じて、フェードイン若しく
はフェードアウト特性で、クロスフェード用の振幅エン
ベロープ制御を行う。

【００７０】また、「調和外読出」処理Ｓ５３では、調
和外成分についての圧縮データ（第２の圧縮データ）の
うち「ベクトル情報」に基づき調和外ベクトル記憶部Ｍ
２から調和外ベクトルを読み出す。「調和外加工」処理
Ｓ５４では、調和外ベクトル記憶部Ｍ２から読み出した
調和外ベクトルと圧縮データの他の情報（区間情報、貼
り付け情報、振幅ベクトル、タイムベクトル等）とに基
づき、所要の調和外成分波形を再生・生成する。すなわ
ち、貼り付け情報及び区間情報の指示に応じて、前記ワ
ンショット再生あるいはループ再生、シーケンス再生
等、所定の前記調和外成分再生モードに従い、調和外ベ
クトルの波形を適宜ループして又は１回だけ所要区間に
貼り付ける。また、振幅ベクトルに従ってその振幅エン
ベロープを設定・制御し、更にタイムベクトルに従って
調和外成分波形データの時間軸位置を伸張又は圧縮制御
する。

【００７１】なお、再生しようとする調和外成分の圧縮
データが前記第１の手法に従うもの（対応する調和成分
の周期性に同期させた区間分割を行ってベクトル量子化
したもの）である場合、「ベクトル情報」に基づき調和
外ベクトル記憶部Ｍ２から調和外ベクトルを読み出す際
に若しくは読み出した後に、該調和外ベクトルの時間長
を、今回同時に再生しようとする調和成分の周期に応じ
て、適宜伸縮制御するものとする。これは、該圧縮デー
タの圧縮方法（前記第１の手法）を考慮すると、再生し
ようとする調和成分の周期の伸縮に同期させて調和外ベ
クトルの時間長も伸縮させた方が、調和外成分波形の再
現性がよくなるからである。調和外ベクトルの時間長伸
縮制御は、対応する調和ベクトルの読出周期（読出レー
ト）の変化に連動させて調和外ベクトル記憶部Ｍ２の読
出レートを変化させる、といった単純なやりかたであっ
てもよいし、時間軸伸縮制御を採用して行ってもよい。
勿論、再生しようとする調和外成分の圧縮データが前記
第２の手法に従うもの（調和成分の周期性に無関係に区
間分割を行ってベクトル量子化したもの）である場合
は、基本的にこのような配慮は不要であるが、行っても
よい。また、上述した「ワンショット再生」、「ループ
再生」、「オルタネーティブループ再生」、「シーケン
ス再生」、「ランダムシーケンス再生」、「デリート再
生」等の各種再生モードは、再生しようとする調和外成
分の圧縮データが前記第１の手法に従うもの（対応する
調和成分の周期性に同期させた区間分割を行ってベクト
ル量子化したもの）である場合においても、適用され得
るものであることは勿論である。

【００７２】「混合」処理Ｓ５５では、上記のようにし
て再生・生成された調和成分波形と調和外成分波形とを
混合し、両方の成分を混合してなる楽音波形データを生
成する。こうして楽音波形データが再生・提供される
（ステップＳ５６）。再生された楽音波形データは、デ
ィジタルデータのまま他の利用装置に供給するようにし
てもよいし、あるいはアナログ変換し、適宜のサウンド
システムを介して空間的に発音させるようにしてもよ
い。なお、調和成分波形の信号と調和外成分波形の信号
とを別々に発音して、両者を空間で混合するようにして
もよい。以上により、圧縮したデータ構成を採用しなが
ら、原波形にかなり忠実な特徴を持つ楽音波形を、再生
・生成することができる。また、各加工処理Ｓ５２，Ｓ
５４での波形加工を可変制御することにより、原波形に
忠実な高品質な波形でありながら、制御性にも非常に富
んだ、極めて有用な、波形生成処理を遂行することがで
きる。

【００７３】

【発明の効果】以上の通り、この発明によれば、調和外
成分のベクトル量子化処理を行うにあたって、対応する
調和成分の周期性に依存して該調和外成分波形を複数区
間に分割し、各区間毎にベクトル量子化を行うようにし
たので、人の手間を余りかけずに調和外成分波形の区間
分割を容易に行うことができるので、区間分割のための
波形分析作業等が楽に行えるようになる、という優れた
効果を奏する。また、非周期性波形成分のベクトル量子
化にあたっては、調和成分と共に原波形を構成する固有
の調和外成分に基づきベクトル量子化処理を行うので、
非周期性波形成分の再現精度が向上する。このように、
この発明は、調和外成分の圧縮処理を容易に行うことが
できるようにするものであり、調和外成分のベクトル量
子化処理を実現するために極めて有用であり、また、こ
れによって波形圧縮効率を高めることに寄与し、さら
に、原波形の再現性、特に調和外成分の再現性に大変優
れている、等々種々の優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の一実施例に係る波形圧縮方法及び
波形生成方法を実施するために使用されるハードウェア
構成例の概略を示すブロック図。

【図２】 図１においてＣＰＵの制御の下で実行される
波形圧縮処理の手順を略示する等価的ブロック図。

【図３】 図２における「調和成分分析」処理の詳細例
を示す等価的ブロック図。

【図４】 調和成分波形をベクトル量子化する様子の一
例を示すグラフ。

【図５】 図２における「調和外成分分析」処理の一例
を示すフローチャートであって、調和成分の周期性を利
用して調和外成分波形を複数の波形区間に分割し、分析
を行うようにした実施例を示すもの。

【図６】 図２における「調和外成分分析」処理の別の
例を示すフローチャートであって、調和外成分波形の特
徴に基づき該調和外成分波形を複数の波形区間に分割
し、分析を行うようにした実施例を示すもの。

【図７】 調和外成分波形をベクトル量子化する様子の
一例を示すグラフ。

【図８】 調和外成分波形のベクトル量子化の一具体例
を示すグラフ。

【図９】 調和外成分波形のベクトル量子化の別の具体
例を示すグラフ。

【図１０】 調和外成分波形のベクトル量子化の更に別
の具体例を示すグラフ。

【図１１】 調和外成分波形のベクトル量子化の別の具
体例を示すグラフ。

【図１２】 調和外成分波形のベクトル量子化の更に別
の具体例を示すグラフ。

【図１３】 調和外成分波形のベクトル量子化の別の具
体例を示すグラフ。

【図１４】 奏法付き楽譜を準備する処理過程の一例を
略示する等価的ブロック図。

【図１５】 図１においてＣＰＵの制御の下で実行され
る楽音再生すなわち波形生成処理の手順を略示する等価
的ブロック図。

【符号の説明】

１０ ＣＰＵ（中央処理部） １１ ＲＯＭ（リードオンリーメモリ） １２ ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ） １３ ハードディスク装置 １４ 、リムーバブルディスク装置（例えばＣＤ−ＲＯ
Ｍドライブ若しくはＭＯドライブなど） １５ 表示器 １６ キーボード及びマウス等の入力操作装置 １７ 波形インタフェース １８ タイマ １９ ＭＩＤＩ及び通信ネットワーク等のインタフェー
ス ２０ ＣＰＵバス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5D045 DA11 5D378 AD02 AD07 BB06 BB12 FF11 QQ34 TT09 TT12 TT23 TT24 5J064 AA02 BA13 BC01 BC29 BD03 BD04 9A001 EE05 HH15 JJ19 JJ76 KK43 KK45

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 波形データの調和成分と調和外成分とを
   供給する過程と、 供給された前記調和成分の周期性を検出する過程と、 検出された前記調和成分の周期性に基づいて、前記調和
   外成分を複数の区間に分割する過程と、 調和外ベクトルを供給する過程と、 前記分割された各区間毎の調和外成分を前記調和外ベク
   トルによりベクトル量子化し、調和外成分についての圧
   縮データを生成する過程とを具えた波形圧縮方法。
2. 【請求項２】 所定の調和外ベクトルの指示情報を含む
   調和外成分用の圧縮データを受け取る過程と、 同時に発生すべき調和成分の波形データを供給する過程
   と、 調和外ベクトルを供給する過程と、 前記調和外成分用の圧縮データに基づいて調和外ベクト
   ルを選択する過程と、 前記調和成分の波形データの周期に応じて前記選択され
   た調和外ベクトルの時間長の伸縮を制御する過程と、 前記伸縮制御された調和外ベクトルに基づいて調和外成
   分の波形データを合成する過程とを具えた波形生成方
   法。