JP2001265351A - 波形データ処理装置及び波形データ処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 独立した複数の波形データを同一レートで読
み出した場合のピッチ変動を回避する。 【解決手段】 波形メモリは、連続して読み出されるア
タック波形データ及びループ波形データを記憶してい
る。ステップ２０６〜２２２の処理により、アタック波
形データを再生した場合のピッチＡＰを計算する。ステ
ップ２２４〜２２８の処理により、ループ波形データを
前記と同一レートで再生した場合のピッチＬＷＰを計算
する。ステップ２３０〜２３６の処理により、アタック
波形データを両ピッチＡＰ，ＬＷＰの比ＡＰ／ＬＷＰに
応じてリサンプリングして、元のアタック波形データを
リサンプリングしたアタック波形データに書き換えてお
く。これにより、アタック波形データ及びループ波形デ
ータを同一レートで連続して読み出しても、ピッチ変動
が生じなくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、波形メモリに記憶
されていて楽音信号を生成するための複数の波形サンプ
ル値からなる波形データを修正処理する波形データ処理
装置及び同方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、一つの楽音波形を時間的に異
なる複数の部分に分割して、例えばアタック部とサステ
イン部に分割して、各部分の楽音波形を表す複数の波形
サンプル値からなる波形データを独立して波形メモリに
それぞれ記憶しておき、これらの各部分の波形データを
連続して読み出して一つの楽音波形信号を生成するよう
にした楽音信号生成装置はよく知られている。この場
合、同一レートで読み出した各部分の波形データに基づ
いて生成される楽音信号のピッチが異なってしまうこと
があり、これを回避するために、前記各部分の波形デー
タを読み出す際に、読出しレートを各部分毎に調整でき
るようにした楽音信号生成装置も出現してきている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記読出しレ
ートを各部分毎に調整できるようにした楽音信号生成装
置にあっても、読み出しレートの変更を各部分の波形デ
ータの読出しの切り替えに精度よく同期させるとともに
精度よく読出しレートを変更することは難しく、各部分
の波形データの読出しの切り替え時に生成される楽音信
号のピッチが不連続になるという問題があった。また、
上記読出しレートを各部分毎に調整できる機能を備えて
いない楽音信号生成装置にあっては、各部分の波形デー
タの読出しの切り替えの際に大きなピッチ変動が発生す
る可能性もある。

【０００４】

【本発明の概要】本発明は、上記問題に対処するために
なされたもので、その目的は、波形メモリに記憶されて
いる各部分の波形データを予め修正処理しておいて、各
部分の波形データを同一レートで連続して読出して楽音
信号を生成しても、ピッチ変動が生じないようにする波
形データ処理装置及び同方法を提供するものである。

【０００５】上記目的を達成するために、本発明の構成
上の特徴は、波形メモリに所定のサンプリングレートで
記憶されていて、連続的に読み出されて連続した楽音波
形信号を生成するためのそれぞれ複数の波形サンプル値
からなる第１及び第２波形データのいずれか一方を修正
処理する波形データ処理装置であって、前記第１及び第
２波形データを同一レートで読み出した際の各ピッチを
計算するピッチ計算手段と、前記第１及び第２波形デー
タのうちの少なくともいずれか一方を前記計算された各
ピッチの比に応じたサンプリングレートに変更して書き
変えるリサンプリング手段とを備えたことにある。ま
た、本発明の他の構成上の特徴は、上記各手段の機能を
実現する方法にもある。

【０００６】上記のように構成した本発明においては、
第１及び第２波形データを同一レートで読み出した際の
各ピッチの比に応じてサンプリングレートの変更された
第１又は第２波形データが波形メモリに記憶されること
になる。したがって、楽音信号の生成の際には、第１及
び第２波形データを同一レートで連続して読出しても、
第１波形データから第２波形データの切り替えの際にお
けるピッチ変動を回避することができ、第１及び第２波
形データを用いた楽音信号の生成の際、常に前記切り替
えに伴うピッチ変動を極力抑えた楽音信号を提供できる
ようになる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て図面を用いて説明すると、図１は、同実施形態に係る
楽音波形処理装置をブロック図により概略的に示してい
る。

【０００８】この楽音波形処理装置は、バス１０に接続
されて、コンピュータ本体部を構成するＣＰＵ１１、タ
イマ１２、ＲＯＭ１３及びＲＡＭ１４を備えている。Ｃ
ＰＵ１１は、この楽音波形処理装置全体の制御を行うも
のであって、各種プログラムを実行する。タイマ１２
は、ＣＰＵ１１に対し前記プログラムを実行する際に必
要な時間に関する情報を提供する。ＲＯＭ１３は、前記
プログラムの一部と、楽音発生に必要な諸情報とを記憶
している。ＲＡＭ１４は、前記プログラムの一部と、プ
ログラムの実行時において必要な情報等とを一時的に記
憶する。

【０００９】また、この楽音波形処理装置は、波形メモ
リ２１、アクセス管理回路２２、書き込み回路２３、バ
ッファ回路２４、音源回路２５及びサウンドシステム２
６を備えている。書き込み回路２３、バッファ回路２４
及び音源回路２５は、バス１０に接続されている。波形
メモリ２１は、書き換え可能な不揮発性メモリ（電力供
給を遮断してもデータを保存可能なメモリ）で構成さ
れ、楽音波形を表す波形データ及び同波形データに付随
した付随データを記憶するものである。アクセス管理回
路２２は、波形メモリ２１に対する波形データ及び付随
データの書き込みと読み出しを管理するものである。

【００１０】書き込み回路２３は、Ａ／Ｄ変換器を含
み、外部音入力端子２７に供給されるアナログ形式の外
部音信号を予め決められたサンプリング周波数（標準サ
ンプリング周波数）ｆsでサンプリングするとともに、
同サンプリングした外部音信号をＡ／Ｄ変換してアクセ
ス管理回路２２に供給する。なお、外部音信号として
は、マイクから入力したものでも、テープレコーダに記
録されているものでもよい。また、書き込み回路２３
は、予めディジタル信号に変換された外部音信号も入力
可能としており、この場合には前記Ａ／Ｄ変換は不要と
なる。バッファ回路２４は、バス１０とアクセス管理回
路２２との間で、波形データを一時的に記憶する。

【００１１】音源回路２５は、ＣＰＵ１１の指示により
楽音信号を形成して出力するもので、同指示に応答し
て、アクセス管理回路２２を介して波形メモリ２１に記
憶されている波形データを読み出して、同読み出した波
形データに基づいて楽音信号を形成して出力する。この
場合、波形データは、一つの楽音に対してアタック部及
びループ部の２つの波形データからなり、アタック部の
波形データは先頭から順次読み出され、その後にループ
部の波形データが繰り返し読み出されて、同読み出され
た波形データはＤ／Ａ変換されて楽音信号として出力さ
れる。サウンドシステム２６は、アンプ、スピーカなど
からなり、音源回路２５から出力された楽音信号を音響
信号に変換して出力する。

【００１２】また、この楽音波形処理装置は、バス１０
に接続された表示器３１、パネルスイッチ３２、インタ
ーフェース３３及びドライブ回路３４も備えている。表
示器３１は、ＣＰＵ１１により制御されて、ユーザに対
する指示、各種データを表す図形、文字などを表示する
ものである。パネルスイッチ３２は、ユーザのＣＰＵ１
１に対する指示及び各種データを入力するものである。
インターフェース３３は、他の楽音発生装置、電子楽
器、シーケンサ、自動演奏装置、パーソナルコンピュー
タ、通信回線などに接続されて、ＭＩＤＩ情報を含む種
々の情報を送受信するためのものである。ドライブ回路
３４は、外部メモリとしてのハードディスク、コンパク
トディスク、フレキシブルディスクなどの各種ディスク
に対して、各種データ及びプログラムを書き込み及び読
み出し可能とするものである。

【００１３】なお、この楽音波形処理装置においては、
後述する図３のプログラム及び図示しないプログラム
を、予めＲＯＭ１３に記憶させておいて使用するように
してもよいし、ディスク３５に記録されているものをＲ
ＡＭ１４に書き込んだ後に使用するようにしてもよい。
また、同プログラムをインターフェース３３を介して外
部から入力してＲＡＭ１４又はディスク３５に書き込ん
だ後に、使用するようにしてもよい。

【００１４】次に、上記のように構成した楽音波形処理
装置の動作について説明する。まず、図２のステップ１
０２に示すように、ユーザは、外部から一音分の楽音波
形データを取得するためにパネルスイッチ３２を操作す
る。この場合、所望の音高周波数を有する外部音信号
（例えば、自然楽器音信号）を、自然楽器の演奏又はテ
ープレコーダの再生により外部音入力端子２７を介して
書き込み回路２３に入力する。また、外部記録媒体とし
てのディスク３５に記録された一音分の外部音信号（外
部音波形データ）をドライブ回路３４で読み出して、バ
ス１０を介して書き込み回路２３に供給するようにして
もよい。

【００１５】書き込み回路２３は、入力された外部音信
号がアナログ形式であれば、所定のサンプリング周波数
（標準サンプリング周波数）ｆsで同入力された外部音
信号をサンプリングするとともにＡ／Ｄ変換し、同Ａ／
Ｄ変換した外部音信号を波形メモリ２１に書き込む。入
力された外部音信号がディジタル形式であれば、同外部
音信号をそのまま波形メモリ２１に書き込む。この場
合、ディジタル形式に変換されている外部音信号が前記
サンプリング周波数ｆsと同じサンプリング周波数でサ
ンプリングされていれば問題ないが、そうでない場合に
は、前記と同じサンプリング周波数でリサンプリングす
るか、外部音信号と共にサンプリング周波数を表すデー
タを波形メモリ２１に書き込んでおく。なお、前記外部
音信号を波形メモリ２１に代えて、バッファ回路２４、
ＲＡＭ１４などの他の書き込み可能なメモリに記憶させ
ておいてもよい。

【００１６】次に、ユーザは、ステップ１０４にて、前
記入力した外部音信号の音高周波数に対応したノートナ
ンバＮＮをパネルスイッチ３２を用いて入力するととも
に、前記入力した外部音信号の波形図を表示器３１に表
示させる。なお、前記外部音信号と共にノートナンバＮ
Ｎが入力される場合には、前記パネルスイッチ３２を用
いたノートナンバＮＮの入力は省略される。次に、ユー
ザは、同ステップ１０４にて、表示器３１における外部
音信号の波形図を見ながら、パネルスイッチ３２を用い
てアタック部及びループ部の切り出し作業を各サンプル
値を単位として行う。

【００１７】この切り出し作業においては、ユーザは、
表示器３１上にて、外部音信号のアタックスタートポイ
ントＰ１、アタックエンドポイントＰ２、ループスター
トポイントＰ３及びループエンドポイントＰ４を指定す
る。アタックスタートポイントＰ１は、楽音信号の振幅
エンベロープが「０」から立ち上がり始めるタイミング
位置に指定される。アタックエンドポイントＰ２は、振
幅エンベロープの変化がほぼなくなって安定し始めたタ
イミング位置（サステイン部の開始タイミング位置）に
指定される。ループスタートポイントＰ３及びループエ
ンドポイントＰ４は、サステイン部の中で楽音信号波形
が繰り返して変化する区間の開始及び終了タイミング位
置に指定される。なお、この場合、サステイン部の楽音
信号波形の１周期又は複数周期を前記区間として指定す
るとよい。

【００１８】この指定により、ＣＰＵ１１は、図示しな
いプログラムの実行により、前記波形メモリ２１（又は
バッファ回路２４、ＲＡＭ１４などの他の書き込み可能
なメモリ）に書き込まれた外部音信号を表す一連のサン
プル値のうちで、前記指定されたアタックスタートポイ
ントＰ１からアタックエンドポイントＰ２までに属する
サンプル値をアタック波形データＡＤＴとして波形メモ
リ２１に書き込むとともに、ループスタートポイントＰ
３からループエンドポイントＰ４までに属するサンプル
値をループ波形データＬＤＴとして波形メモリ２１に書
き込む。そして、このときのアタック波形データＡＤＴ
の先頭及び最終アドレス、ループ波形データＬＤＴの先
頭及び最終アドレス、並びに前記入力したノートナンバ
ＮＮを、前記アタック波形データＡＤＴ及びループ波形
データＬＤＴに付随させて波形メモリ２１に書き込む。
以降において、これらのアタック波形データＡＤＴの先
頭及び最終アドレスをアタックスタートアドレス及びア
タックエンドアドレスと呼び、ループ波形データＬＤＴ
の先頭及び最終アドレスをループスタートアドレス及び
ループエンドアドレスと呼ぶ。なお、前記外部音信号を
表す一連のサンプル値は、この時点で消去されるが、前
記のように外部音信号のサンプリング周波数が外部音信
号と共に書き込まれている場合には、このサンプリング
周波数を前記各データと共に波形メモリ２１に書き込ん
でおく。

【００１９】ここで、後述するリサンプリングによるア
タック部とループ部（サステイン部）のピッチ調整の必
要性について説明しておく。楽音信号の形成において
は、アタック波形データＡＤＴを順次読み出した後、ひ
きつづいてループ波形データＬＤＴを繰り返し読み出し
て、楽音信号を形成するものである。しかし、この場
合、アタック波形データＡＤＴ及びループ波形データＬ
ＤＴの両読み出しレートを同じにすると、発生される楽
音信号のアタック部からサステイン部（ループ部）に切
り替わる時点において大きなピッチ変動が発生するおそ
れがある。

【００２０】すなわち、形成される楽音信号のアタック
部においては、外部音信号のサンプリングレートと前記
読み出しレートの比に正確に比例した周波数の楽音信号
が得られる。しかし、前記波形データの切り出しをサン
プル値単位で行ったので、サステイン部（ループ部）に
おいては、図４(Ｂ)に示すように、ループスタートポイ
ントＰ３及びループエンドポイントＰ４が外部音信号の
サステイン部の繰り返し波形の前端及び後端に正確に一
致しない。例えば、ループスタートポイントをＰ３に設
定した場合、同ポイントＰ３に対応する理想的なループ
エンドポイントはＰ4*になるが、サンプリング周波数ｆ
sが正確に外部音信号の整数倍ではないので、ループス
タートポイントＰ３〜ループエンドポイントＰ4*までの
波形データを切り出すことができず、図４(Ｂ)に示す誤
差Δｔが生じる。このことは、読み出しレートを外部音
信号のサンプリングレートと同じにしてループ波形デー
タＬＤＴを読み出しても、新たに形成された楽音信号が
外部音信号と同じ周波数にならないことを考えれば明ら
かである。したがって、一定の読み出しレート（例え
ば、外部音信号のサンプリングレートと同じ読み出しレ
ート）でアタック波形データＡＤＴを読み出した後、ル
ープ波形データＬＤＴを繰り返し読み出せば、発生され
る楽音信号のアタック部からサステイン部（ループ部）
に切り替わる時点において大きなピッチ変動が発生する
おそれがある。

【００２１】前記図２のステップ１０４の処理後、ユー
ザは、ステップ１０６にて、パネルスイッチ３２を用い
て波形メモリ２１に記憶した波形データのリサンプリン
グを指示する。この指示に応答して、ＣＰＵ１１は、図
３のリサンプリングプログラムをステップ２００にて開
始し、ステップ２０２にて波形メモリ２１に書き込んだ
外部音信号に対してループ設定処理が行われているか否
か、すなわち波形メモリ２１にアタック波形データＡＤ
Ｔ及びループ波形データＬＤＴが記憶されているか否か
を判定する。なぜならば、減衰系でかつピッチの明確で
ない、すなわちループを指定し難い音色の楽音波形（例
えば、バスドラなどの打楽器音、銃声のような効果音に
関する波形）には上述のループ波形データの設定処理が
行われずに、外部音信号がそのまま記憶されているから
である。ループ設定処理が行われていなければ、ステッ
プ２０２にて「ＮＯ」と判定して、ステップ２０４にてこ
のリサンプリングプログラムの実行を終了する。

【００２２】一方、波形メモリ２１に書き込んだ外部音
信号に対してループ設定処理が行われていれば、ステッ
プ２０２にて「ＹＥＳ」と判定して、プログラムをステッ
プ２０６〜２１０に進める。ステップ２０６において
は、アタック波形データＡＤＴを構成する一連のサンプ
ル値のうちでアタックエンドに近い部分の複数周期分の
サンプル値を取り出して、同取り出したサンプル値によ
り表された波形データをアタックエンド波形データＡＥ
ＤＴとする。具体的には、波形メモリ２１に記憶されて
いるアタックエンドアドレスから複数周期分遡った複数
のサンプル値を読み出して、同読み出したサンプル値に
より表された波形データをアタックエンド波形データＡ
ＥＤＴとする。そして、このアタックエンド波形データ
ＡＥＤＴに高速フーリェ変換（ＦＦＴ）処理を施して、
同波形データＡＥＤＴにより表された波形信号を周波数
分析して、同波形信号に含まれる周波数成分を検出す
る。これにより、通常の場合、図５に示すような複数の
特定の周波数にそれぞれ対応してピークを有する解析結
果が得られる。なお、ノイズ成分などが多くて、前記ピ
ークが検出されないこともある。

【００２３】次に、ステップ２０８にて、波形メモリ２
１にアタック及びループ波形データＡＤＴ，ＬＤＴに付
随して記憶されているノートナンバＮＮを読み出して、
前記周波数解析結果から同ノートナンバＮＮに対応した
ピッチＦnn（外部音信号の音高周波数）近傍の周波数帯
域にあるピークを検出する。そして、該当するピークが
検出されれば、同検出ピークを基本波ピークＰＫ１と
し、同ピークＰＫ１の現れる周波数を基本波周波数ＰＦ
１として設定するとともに、同ピークＰＫ１のレベルを
基本波レベルＰＬ１として設定する。なお、前記ノート
ナンバＮＮに対応したピッチＦnnは、各ノートナンバＮ
Ｎに対応してＲＯＭ１３又は波形メモリ２１に予め記憶
されている。

【００２４】次に、ステップ２１０にて、前記周波数解
析結果から、前記ノートナンバＮＮに対応したピッチＦ
nnの２倍近傍の周波数帯域にあるピークを検出する。そ
して、該当するピークが検出されれば、同検出ピークを
２倍音ピークＰＫ２とし、同ピークＰＫ２の現れる周波
数を２倍音周波数ＰＦ２として設定するとともに、同ピ
ークＰＫ２のレベルを２倍音レベルＰＬ２として設定す
る。

【００２５】前記ステップ２１０の処理後、ステップ２
１２にて、前記ステップ２０６〜２１０の検出結果に基
づく次の判定処理を行う。まず、基本波及び２倍音ピー
クＰＫ１，ＰＫ２が共に検出されなかった場合、ステッ
プ２１２の判定処理により、プログラムはステップ２１
４に進められる。ステップ２１４においては、アタック
ピッチＡＰを前記と同様にして導出されたノートナンバ
ＮＮに対応したピッチＦnn（外部音信号の音高周波数）
に設定するとともに、倍音ナンバＨＮを「１」に設定す
る。

【００２６】また、前記ステップ２０６〜２１０の処理
により、２倍音ピークＰＫ２が検出されず、基本波ピー
クＰＫ１のみが検出された場合には、ステップ２１２の
判定処理により、プログラムはステップ２１６に進めら
れる。ステップ２１６においては、アタックピッチＡＰ
を基本波周波数ＰＦ１に設定するとともに、倍音ナンバ
ＨＮを「１」に設定する。また、前記ステップ２０６〜
２１０の処理により、基本波ピークＰＫ１が検出され
ず、２倍音ピークＰＫ２のみが検出された場合には、ス
テップ２１２の判定処理により、プログラムはステップ
２１８に進められる。ステップ２１８においては、アタ
ックピッチＡＰを２倍音周波数ＰＦ２に設定するととも
に、倍音ナンバＨＮを「２」に設定する。

【００２７】また、前記ステップ２０６〜２１０の処理
により、基本波及び２倍音ピークＰＫ１，ＰＫ２が共に
検出された場合には、ステップ２１２の判定処理によ
り、プログラムはステップ２２０に進められる。ステッ
プ２２０においては、前記いずれのピークが有力である
かが判定される。この場合、基本波レベルＰＬ１と２倍
音レベルＰＬ２の大小関係、基本波及び２倍音ピークＰ
Ｋ１，ＰＫ２の周辺のレベルに基づいて判定されるピッ
チの安定度、継続性などが判断されて、各ピークの有効
度の高い方が有力とみなされる。

【００２８】基本波ピークＰＫ１が有力であると判定さ
れると、ステップ２２０における「ＹＥＳ」との判定の
もとに、プログラムはステップ２２０に進められる。ス
テップ２２０においては、ステップ２１６の場合と同様
に、アタックピッチＡＰを基本波周波数ＰＦ１に設定す
るとともに、倍音ナンバＨＮを「１」に設定する。ま
た、２倍音ピークＰＫ２が有力であると判定されると、
ステップ２２０における「ＮＯ」との判定のもとに、プ
ログラムはステップ２２２に進められる。ステップ２２
２においては、ステップ２１８の場合と同様に、アタッ
クピッチＡＰを２倍音周波数ＰＦ２に設定するととも
に、倍音ナンバＨＮを「２」に設定する。

【００２９】これらのステップ２０６〜２２２の処理に
より、外部音信号のアタック部（正確には、アタックエ
ンド部）のピッチ（周波数）が検出される。言いかえれ
ば、波形メモリ２１に記憶されたアタック波形データＡ
ＤＴを外部音信号のサンプリング周波数ｆsと同一の読
み出しレートで読み出して楽音信号を形成したとき、同
楽音信号のアタック部（正確には、アタックエンド部）
のピッチ（周波数）が検出される。

【００３０】次に、ステップ２２４〜２２８の処理によ
り、ループ波形データＬＤＴを前記同一の読み出しレー
トで読み出して楽音信号を形成した場合における楽音信
号のピッチ（周波数）を検出する。

【００３１】ステップ２２４においては、前記ステップ
２０６，２０８の場合と同様にして波形メモリ２１から
読み出したノートナンバＮＮに対応したピッチＦnnを導
出し、外部音信号をサンプリングしたサンプリング周波
数ｆsを前記導出したピッチＦnnで除算して、外部音信
号の１周期当たりのサンプル数ｆs／Ｆnnを計算する。
次に、同ステップ２２４にて、波形メモリ２１に記憶さ
れているループ波形データＬＤＴのループスタートアド
レス及びループエンドアドレスを読み出して、同読み出
した両アドレスからループサイズＬＳ（設定したループ
波形データＬＤＴのサンプル数）を計算する。そして、
このループサイズＬＳを前記１周期のサンプル数ｆs／
Ｆnnで除算して、ループ波形データＬＤＴに含まれる波
数ＷＮ（＝ＬＳ・Ｆnn／ｆs）を計算する。具体的に、前
記計算結果（ＬＳ・Ｆnn／ｆs）の小数部１桁目を四捨五
入して整数値として計算するとよい。

【００３２】ステップ２２６においては、サンプリング
周波数ｆsを前記計算したループサイズＬＳで除算する
ことにより、ループ部の１ループ当たりのピッチ（周波
数）を示すループピッチＬＰ（＝ｆs／ＬＳ）を計算す
る。ステップ２２８においては、前記計算した波数ＷＮ
とループピッチＬＰとを乗算することにより、ループ部
内に含まれる波形信号のピッチ（周波数）ＬＷＰ（＝Ｗ
Ｎ・ＬＰ）を計算する。これにより、波形メモリ２１に
記憶されたループ波形データＬＤＴを外部音信号のサン
プリング周波数ｆsと同一の読み出しレートで繰り返し
読み出して楽音信号を形成したとき、同楽音信号のルー
プ部（サステイン部）のピッチ（周波数）が検出され
る。

【００３３】このようにして同一の読み出しレートで読
み出した場合における両波形データＡＤＴ，ＬＤＴに基
づく楽音信号のピッチ（周波数）ＡＰ，ＬＷＰを計算し
た後、ＣＰＵ１１は、ステップ２３０にて倍音ナンバＨ
Ｎが「１」であるか否かを判定する。

【００３４】倍音ナンバＨＮが「１」すなわちアタック
部のピッチ（周波数）として基本波のピッチ（周波数）
が検出されていれば、ステップ２３０にて「ＹＥＳ」と
判定して、プログラムをステップ２３２に進める。ステ
ップ２３２においては、波形メモリ２１に記憶されてい
るアタック波形データＡＤＴをアタック部のピッチＡＰ
とループ部のピッチＬＷＰに応じてリサンプリング処理
する。すなわち、波形メモリ２１に記憶されていてサン
プリング周波数ｆsでサンプリングされたアタック波形
データＡＤＴを、前記両ピッチＡＰ，ＬＷＰの比に応じ
たリサンプリング周波数ｆs・ＡＰ/ＬＷＰでサンプリン
グし直して（リサンプリングして）、波形メモリ２１に
以前から記憶されていたアタック波形データＡＤＴを前
記リサンプリングしたアタック波形データＡＤＴ’に書
き換える。このリサンプリングしたアタック波形データ
ＡＤＴ’を波形メモリ２１に書き込む際には、同データ
ＡＤＴ’を波形メモリ２１のアタックエンドアドレスか
ら前方に向かって書き込む。そして、ステップ２３６に
て波形メモリ２１内のアタックスタートアドレスをアタ
ック波形データＡＤＴ’の先頭アドレスに書き換えてお
く。

【００３５】一方、倍音ナンバＨＮが「２」すなわちア
タック部のピッチ（周波数）として２倍音のピッチ（周
波数）が検出されていれば、ステップ２３０にて「Ｎ
Ｏ」と判定して、プログラムをステップ２３４に進め
る。ステップ２３４においては、波形メモリ２１に記憶
されているアタック波形データＡＤＴを前記リサンプリ
ング周波数ｆs・ＡＰ/ＬＷＰの「１／２」に相当するリ
サンプリング周波数ｆs・ＡＰ/２・ＬＷＰでリサンプリン
グする。これは、アタック部のピッチ検出において、外
部音信号の２倍音に相当するピッチが検出されているた
めである。そして、波形メモリ２１に以前から記憶され
ていたアタック波形データＡＤＴを前記のようにしてリ
サンプリングしたアタック波形データＡＤＴ’に書き換
える。この場合も、ステップ２３６にて、前記と同様
に、波形メモリ２１内のアタックスタートアドレスをア
タック波形データＡＤＴ’の先頭アドレスに書き換えて
おく。

【００３６】このようなリサンプリング処理により、波
形メモリ２１に記憶されているアタック波形データＡＤ
Ｔ（図６(Ａ)）は、図６(Ｂ)に示すようなリサンプリン
グされたアタック波形データＡＤＴ’に書き換えられ
る。図６(Ｂ)の例は、アタック部（正確にはアタックエ
ンド部）のピッチがループ部のピッチよりも高い場合の
例を示すものである。この場合、アタック部のピッチＡ
Ｐはループ部のピッチＬＷＰよりも大きく、前記リサン
プリング周波数ｆs・ＡＰ/ＬＷＰは元のサンプリング周
波数ｆsよりも大きくなるので、リサンプリング後のア
タック波形データＡＤＴ’のサンプル数は元のアタック
波形データＡＤＴよりも両ピッチの比ＡＰ/ＬＷＰに応
じた量だけ多くなる。逆に、アタック部のピッチがルー
プ部のピッチよりも低ければ、リサンプリング後のアタ
ック波形データＡＤＴ’のサンプル数は元のアタック波
形データＡＤＴよりも両ピッチの比ＡＰ/ＬＷＰに応じ
た量だけ少なくなる。

【００３７】なお、前記説明では予め決められた標準の
サンプリング周波数ｆsを用いた場合であるが、上述し
たように外部音信号のサンプリングの際に波形メモリ２
１にサンプリング周波数を書き込んでおいた場合には、
同書き込んだサンプリング周波数を前記サンプリング周
波数ｆsに代えて用いるとよい。

【００３８】そして、前記ステップ２３６の処理後、ス
テップ２３８にて、このリサンプリングプログラムの実
行を終了する。そして、新たな外部音信号を楽音波形処
理する場合には、上述した図２の操作にしたがって、波
形メモリ２１にアタック波形データＡＤＴ、ループ波形
データＬＤＴ、及びこれらに付随するデータを波形メモ
リ２１に記憶させる。

【００３９】このようにして波形メモリ２１に書き込ん
だ波形データを読み出して楽音信号を形成する場合、Ｃ
ＰＵ１１は音源回路２５に対して所望の音高周波数の楽
音の発生を指示する。この指示に応答して、音源回路２
５は、前記音高周波数に対応した読み出しレート（例え
ば、元のサンプリング周波数ｆsと同じ読み出しレー
ト）で、波形メモリ２１からアクセス管理回路２２を介
してリサンプリング後のアタック波形データＡＤＴ’を
読み出し、その後にループ波形データＬＤＴを繰り返し
読み出す。そして、これらの読み出したアタック波形デ
ータＡＤＴ’及びループ波形データＬＤＴに基づいて楽
音信号を形成して、サウンドシステム２６を介して出力
する。なお、この場合、ＣＰＵ１１の指示により、リリ
ース開始が指示されたときには、音源回路２５はループ
波形データＬＤＴにより表されたサンプル値の振幅エン
ベロープを徐々に減衰させて出力するようにすればよ
い。

【００４０】このようにして楽音信号が発生される結
果、アタック部（正確にはアタックエンド部）のピッチ
がループ部（サステイン部）のピッチよりも高い場合、
前記のように波形メモリ２１に記憶されていてリサンプ
リングされたアタック波形データＡＤＴ’のサンプル数
は元のアタック波形データＡＤＴのサンプル数よりもピ
ッチ比ＡＰ/ＬＷＰに比例して多くなっているので、同
一の読み出しレートでアタック波形データＡＤＴ’及び
ループ波形データＬＤＴを連続して読み出しても、アタ
ック部とループ部との切り替えタイミングにおけるピッ
チ変動を回避することができる。逆に、アタック部（正
確にはアタックエンド部）のピッチがループ部（サステ
イン部）のピッチよりも低い場合、リサンプリングされ
たアタック波形データＡＤＴ’のサンプル数は元のアタ
ック波形データＡＤＴのサンプル数よりもピッチ比ＡＰ
/ＬＷＰに比例して少なくなっているので、同一の読み
出しレートでアタック波形データＡＤＴ’及びループ波
形データＬＤＴを連続して読み出しても、アタック部と
ループ部との切り替えタイミングにおけるピッチ変動を
回避することができる。

【００４１】上記作動説明からも理解できるとおり、上
記実施形態によれば、ステップ２０６〜２２２の処理及
びステップ２２４〜２２８の処理により、外部音信号を
サンプリングして形成したアタック波形データＡＤＴ及
びループ波形データＬＤＴを同一レートで読み出して形
成した場合の各楽音信号のピッチ（周波数）ＡＰ，ＬＷ
Ｐをそれぞれ検出した。そして、ステップ２３０〜２３
６の処理により、前記アタック波形データＡＤＴを両ピ
ッチＡＰ，ＬＷＰの比ＡＰ／ＬＷＰに応じてリサンプリ
ングすることによりサンプル数を変更した新たなアタッ
ク波形データＡＤＴ’を形成して、元のアタック波形デ
ータＡＤＴを前記リサンプリングしたアタック波形デー
タＡＤＴ’に書き換えた。これにより、前記アタック波
形データＡＤＴ’及びループ波形データＬＤＴを同一読
み出してレートで連続して読み出しても、両波形データ
ＡＤＴ’，ＬＤＴに基づく楽音信号にピッチ差が生じな
いようにしたので、波形データに応じて読み出しレート
を切り替えるなどの方法をとらなくても、アタック部と
ループ部との切り替え時におけるピッチ変動を避けるこ
とができる。

【００４２】また、上記ステップ２０６〜２２２の処理
のように、ＦＦＴ処理による複数のピークを用いて楽音
信号のピッチを検出するようにしたので、いずれかのピ
ークしか検出されない場合でも、楽音信号のピッチを計
算できる。また、複数のピークを検出できた場合には、
同複数の検出ピークを用いて楽音信号のピッチとしてよ
り適切な値を計算できる。その結果、楽音信号のピッチ
が広く検出できるようになるとともに、同ピッチを精度
よく検出できるようになる。

【００４３】なお、上記実施形態においては、アタック
波形データＡＤＴに対してリサンプリング処理を施すよ
うにしたが、ループ波形データＬＤＴにリサンプリング
処理を施すようにしてもよい。この場合、上記実施形態
のステップ２３２，２３４にて両ピッチＡＰ，ＬＷＰを
逆にして、ループ波形データＬＤＴをｆs・ＬＷＰ/Ａ
Ｐ，ｆs・２・ＬＷＰ/ＡＰでそれぞれリサンプリング処理
するようにすればよい。図６(Ｃ)はその例を示してお
り、アタック部（正確にはアタックエンド部）のピッチ
がループ部（サステイン部）のピッチよりも低い場合、
リサンプリングされたループ波形データＬＤＴ’のサン
プル数は元のループ波形データＬＤＴのサンプル数より
も前記ピッチ比ＬＷＰ/ＡＰに比例して少なくなる。ま
た、逆にアタック部のピッチがループ部のピッチよりも
高い場合、リサンプリングされたループ波形データＬＤ
Ｔ’のサンプル数は元のループ波形データＬＤＴのサン
プル数よりも前記ピッチ比ＬＷＰ/ＡＰに比例して多く
なる。

【００４４】また、上記実施形態では、ステップ２０６
〜２２２の処理により、波形データをＦＦＴ処理して基
本波ピークＰＫ１及び２倍音ピークＰＫ２のみを検出す
るようにしたが、３倍音、４倍音・・などのさらに多く
の倍音に関するピークＰＫ３，ＰＫ４・・などをＦＦＴ
処理により検出するようにして、これらの検出された多
数のピークを選択的かつ効果的に用いて楽音信号のピッ
チを検出するようにしてもよい。これによれば、基本波
ピークＰＫ１及び２倍音ピークＰＫ２が検出されなくて
も、３倍音、４倍音・・などに関するピークＰＫ３，Ｐ
Ｋ４・・などに基づいて楽音信号のピッチを検出できる
ようになる。また、より多くのピークを組み合わせて用
いることにより、楽音信号のピッチの検出精度を良好に
できる。

【００４５】また、上記実施形態では、アタック部のピ
ッチ（周波数）を高速フーリェ変換（ＦＦＴ）処理を用
いたステップ２０６〜２２２からなる処理により計算
し、ループ部のピッチ（周波数）をサンプリング周波数
ｆs、ループサイズＬＳ、波数ＷＮ等を用いたステップ
２２４〜２２８からなる処理により計算した。しかし、
ループ読み出しが設定された波形データ同士を接続する
場合には、両方の波形データについて後者の処理により
両波形データに関するピッチを計算すればよい。また、
ループ読み出しが設定されない波形データ同士を接続す
る場合には、両方の波形データについて前者の処理によ
り両波形データに関するピッチを計算すればよい。この
場合、上記実施形態のアタックエンド波形データＡＥＤ
ＴをＦＦＴ処理するのに代えて、各波形データについて
接続するポイントから所定周期又は所定サンプル数分の
波形データをそれぞれ取り出して、同取り出した波形デ
ータをそれぞれＦＦＴ処理するようにすればよい。ま
た、ループ読み出しが設定された波形データの後にルー
プ読み出しが行われない波形データを接続しようとする
場合には、ループ読み出しが設定された波形データに関
するピッチを後者の処理によって計算し、ループ読み出
しが行われない波形データのピッチを前者の処理によっ
て計算するようにすればよい。さらに、前記アタック
部、ループ部、及び後述する複数に区分した各波形デー
タのピッチを、再生ピッチが計算されるものであればど
のような方法で計算してもよい。

【００４６】特に、前記ループ読み出しが設定されない
波形データ同士を接続する場合には、上述のように、両
方の波形データについてＦＦＴ処理による両波形データ
に関するピッチを計算するとよい。すなわち、上述した
ように、基本波ピークＰＫ１及び２倍音ピークＰＫ２、
又はこれらのピークに応じて３倍音ピークＰＫ３及び４
倍音ピークＰＫ４などの複数のピークを検出して、同検
出した複数のピークを用いて両波形データに関するピッ
チを計算するとよい。これによれば、両波形データは、
ピッチとして認識される可能性の高い倍音に基づいて接
続されることになり、両波形データの適切な接続が実現
される。

【００４７】また、上記実施形態は、ループ部の切り出
しをサンプル値単位で行ったために生じる問題を解決す
るものであるが、この波形データのリサンプリング処理
は広く応用されるものである。すなわち、波形メモリ２
１に所定のサンプリングレートで記憶されていてそれぞ
れ複数の波形サンプル値からなる複数の波形データを連
続して読み出して、同読み出した波形データに基づいて
楽音信号を形成する場合には広く応用できる。波形デー
タの切り出しに問題がなく、かつ楽音信号のピッチ（周
波数）が同一であるべきにもかかわらず、異なる条件の
もとで複数の波形データを採取したために、同楽音信号
のピッチ（周波数）が若干ずれることがある。例えば、
異なる気温、チューニングの若干変化した状態などの異
なる環境下でアタック波形データＡＤＴとループ波形デ
ータＬＤＴを自然楽器音からそれぞれ独立して採取した
場合、タッチの異なる波形データに対してループ波形デ
ータＬＤＴを共通に利用しようとする場合などである。
このような場合であっても、前記のように連続して読み
出される２つ波形データの一方を上記のようなピッチ比
に応じてリサンプリングしておけば、前記２つの波形デ
ータに基づく楽音信号の再生ピッチ（周波数）を合わせ
ることができる。

【００４８】また、上記実施形態においては、波形デー
タの区分をアタック部とループ部（サステイン部）に分
けるようにしたが、アタック部及びループ部（サステイ
ン部）に加え、リリース部も一つの区分として扱って複
数のサンプル値からなるリリース波形データを用意する
ようにしてもよい。また、アタック部、サステイン部及
びリリース部をさらに小区分化するようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態に係る楽音波形処理装置
の全体ブロック図である。

【図２】 ユーザによる音源用波形データの作成手順を
示すフローチャートである。

【図３】 図２のリサンプリング指示により実行される
プログラムのフローチャートである。

【図４】 (Ａ)は外部音信号を示す波形図であり、(Ｂ)
は同外部音信号のループ部の前端及び後端部を拡大して
示す波形図である。

【図５】 図３のＦＦＴ処理によるスペクトル図であ
る。

【図６】 リサンプリングを説明するための楽音波形の
振幅エンベロープ波形図である。

【符号の説明】

１０…バス、１１…ＣＰＵ、１３…ＲＯＭ、１４…ＲＡ
Ｍ、２１…波形メモリ、２３…書き込み回路、２５…音
源回路、３１…表示器、３２…パネルスイッチ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】波形メモリに所定のサンプリングレートで
   記憶されていて、連続的に読み出されて連続した楽音波
   形信号を生成するためのそれぞれ複数の波形サンプル値
   からなる第１及び第２波形データのいずれか一方を修正
   処理する波形データ処理装置であって、 前記第１及び第２波形データを同一レートで読み出した
   際の各ピッチをそれぞれ計算するピッチ計算手段と、 前記第１及び第２波形データのうちの少なくともいずれ
   か一方を前記計算された各ピッチの比に応じたサンプリ
   ングレートに変更して書き変えるリサンプリング手段と
   を備えたことを特徴とする波形データ処理装置。
2. 【請求項２】波形メモリに所定のサンプリングレートで
   記憶されていて、連続的に読み出されて連続した楽音波
   形信号を生成するためのそれぞれ複数の波形サンプル値
   からなる第１及び第２波形データのいずれか一方を修正
   処理する波形データ処理方法であって、 前記第１及び第２波形データを同一レートで読み出した
   際の各ピッチをそれぞれ計算し、 前記第１及び第２波形データのうちの少なくともいずれ
   か一方を前記計算された各ピッチの比に応じたサンプリ
   ングレートに変更して書き変えるようにしたことを特徴
   とする波形データ処理方法。