JP2517529Y2 - Envelope extraction device - Google Patents

Envelope extraction device

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JP2517529Y2
JP2517529Y2 JP17053386U JP17053386U JP2517529Y2 JP 2517529 Y2 JP2517529 Y2 JP 2517529Y2 JP 17053386 U JP17053386 U JP 17053386U JP 17053386 U JP17053386 U JP 17053386U JP 2517529 Y2 JP2517529 Y2 JP 2517529Y2
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JP
Japan
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data
envelope
waveform
section
extraction
Prior art date
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JP17053386U
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純一 南高
邦雄 佐藤
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Casio Computer Co Ltd
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Casio Computer Co Ltd
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Description

【考案の詳細な説明】 [考案の技術分野] この考案は、サンプリングした音響の波形データから
エンベロープ波形を抽出するエンベロープ抽出装置に関
する。
[Detailed description of the invention] [Technical field of the invention] The invention relates to an envelope extracting device that extracts an envelope waveform from sampled sound waveform data.

[背景] 自然楽器音らしい音の合成能力は電子楽器における重
要な課題であるが、現在までのところ、電子的に合成さ
れる音と自然楽器音との間には相当の隔りが残されてい
る。電子的に合成可能な音は、現在の楽音処理装置のも
つ処理能力の限界と深く係っている。楽音処理装置は、
複雑な演算をリアルタイムで実行する能力を持っておら
ず、単純で自由度の低い処理しか行えない。結果とし
て、自然楽器音にみられる複雑な音色の変化等の特徴の
大部分が欠けてしまうことになる。
[Background] Although the ability to synthesize sounds that sound like natural musical instruments is an important issue in electronic musical instruments, to date, there has been a considerable gap between electronically synthesized sounds and natural musical instrument sounds. ing. The sounds that can be synthesized electronically are deeply related to the limit of the processing capability of the current musical sound processing apparatus. The tone processor is
It does not have the ability to execute complex calculations in real time, and can perform only simple and low-degree of freedom processing. As a result, most of the features such as complicated tone color changes found in natural musical instrument sounds are lost.

例えば、楽音の基本周波数の1波形分のデータにエン
ベロープデータを乗算することで楽音を合成する装置の
場合、複雑に変化するエンベロープ波形を生成すること
はできない。区間的に単調な波形(例えば指数カーブ)
を発生できるだけであり、区間の端の座標を変えること
だけが、唯一の自由度である。
For example, in the case of a device for synthesizing a musical tone by multiplying data for one waveform of the fundamental frequency of the musical tone by envelope data, it is not possible to generate an envelope waveform that changes in a complicated manner. Sectionally monotonic waveform (eg exponential curve)
Can only be generated and the only degree of freedom is changing the coordinates of the ends of the interval.

現状におけるハードウェア、ソフトウェアの制約の下
でなされている音作りの手法は、制約条件を受け入れ、
使用可能なわずかな自由度の範囲内で、試行錯誤的に、
また人工的に音を作り出していく、といったアプローチ
である。これは、自然楽器音に対する本来のアプローチ
とは全く別の方向を進むものである。
The sound making method that is done under the constraints of the current hardware and software accepts the constraint conditions,
Within a few degrees of freedom available, by trial and error,
Another approach is to create sounds artificially. This goes in a completely different direction from the original approach to natural instrument sounds.

一方、サンプリング楽器で代表されるように、PCMに
より自然楽器音の波形自体をサンプリングし、このサン
プリングした波形データをリアルタイムで読み出して発
音を行う装置も知られている。この種の装置はサンプリ
ングした音については忠実に再生できる。しかし、楽音
情報を完成された波形という形式で持つため、演算処理
には向かず、ピッチや奏法によって複雑に変化する自然
楽器音の特徴を、サンプリングした1つの自然楽器音の
波形データからつくり出すことはできない。要するに、
サンプリング楽器等では、音を電子的に合成するという
考え方を基本的に捨て去っているといえる。
On the other hand, as represented by a sampling instrument, there is also known a device that samples the waveform itself of a natural musical instrument sound by PCM and reads the sampled waveform data in real time to generate a sound. This type of device can faithfully reproduce sampled sounds. However, since it has musical tone information in the form of a completed waveform, it is not suitable for arithmetic processing, and features of natural musical instrument sounds that change intricately depending on the pitch and playing style can be created from sampled waveform data of one natural musical instrument sound. I can't. in short,
It can be said that the idea of electronically synthesizing sounds is basically abandoned in sampling instruments and the like.

この考案は、自然楽器音らしい音を合成により得るた
めには、自然楽器音についてデータ解析を行い、その特
徴を抽出し、抽出した特徴パラメータを使用して合成音
を得る、といったアプローチが、有効であるという認識
に立って考案されたものである。
In order to obtain a sound like a natural musical instrument sound by synthesizing this device, an approach such as performing data analysis on the natural musical instrument sound, extracting its characteristics, and obtaining a synthetic sound using the extracted characteristic parameters is effective. It was devised with the recognition that

[考案の目的] この考案は、サンプリングされた波形データから、原
音の特徴をよく保存するエンベロープデータを抽出する
エンベロープ抽出装置を提供することを目的とする。
[Purpose of the Invention] The purpose of the invention is to provide an envelope extraction device that extracts envelope data that preserves the characteristics of the original sound from sampled waveform data.

[考案の要点] この考案は、上記の目的を達成するため、サンプリン
グされた波形データの全波形区間を分割し、分割された
それぞれの小区間に含まれる波形データの各値の自乗の
総和(波形のパワー)を算出し、算出結果に基づいて対
応する小区間に特有のエンベロープ値を決定することを
要点とする。
[Summary of the Invention] In order to achieve the above object, the present invention divides all waveform sections of sampled waveform data, and sums the squares of the respective values of the waveform data included in each of the divided small sections ( The main point is to calculate the power of the waveform) and determine the envelope value specific to the corresponding small section based on the calculation result.

[実施例] 以下、図面を参照してこの考案の一実施例を説明す
る。
[Embodiment] An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図に本実施例の全体構成を示す。楽音データメモ
リ1にはサンプリングされた楽音データが記憶されてお
り、この楽音データはエンベロープ抽出回路2に与えら
れ、ここで所の周期の抽出区間を単位としてエンベロー
プ値が抽出される。抽出されたエンベロープデータは抽
出エンベロープメモリ3に記憶される。ハード的には、
エンベロープ抽出回路2はキーボード、ディスプレイ等
の入出力装置、プログラムや作業用のメモリ、プロセッ
サ装置等で構成される。
FIG. 1 shows the overall configuration of this embodiment. The musical tone data memory 1 stores sampled musical tone data, and this musical tone data is supplied to an envelope extraction circuit 2 where an envelope value is extracted in units of the period extraction section. The extracted envelope data is stored in the extraction envelope memory 3. Hardly,
The envelope extraction circuit 2 is composed of a keyboard, an input / output device such as a display, a memory for programs and work, a processor device, and the like.

第2図はエンベロープ抽出回路2の要部の構成を示
す。抽出区間設定走査部21は入力装置からの情報を受け
て、1つずつエンベロープ値を抽出する区間を決め、エ
ンベロープデータ抽出の際は、1つの区間のエンベロー
プ値が決まるごとに、次の区間に進め、サンプリングさ
れた楽音データの全区間を走査する。本例では、入力情
報として、楽音データのサンプリング周波数情報と楽音
(基本)周波数情報を与えている。したがって、1つの
エンベロープ値を抽出するのに使用する区間(抽出区
間)として、サンプリングされた楽音の周期に相当する
区間が選ばれる。
FIG. 2 shows the configuration of the main part of the envelope extraction circuit 2. The extraction section setting scanning unit 21 receives the information from the input device and decides the section for extracting the envelope value one by one. Then, the entire section of the sampled musical sound data is scanned. In this example, sampling frequency information of musical sound data and musical sound (basic) frequency information are given as input information. Therefore, a section corresponding to the cycle of the sampled musical sound is selected as a section (extracting section) used to extract one envelope value.

区間内楽音データ読出部22は抽出区間設定走査部21よ
り与えられる現在の区間に含まれる楽音データを順次、
楽音データメモリ1より読み出す。
The section tone data read-out unit 22 sequentially outputs the tone data included in the current section given by the extraction section setting scanning unit 21,
It is read from the tone data memory 1.

自乗和算出部23は読出部22より与えられる区間内楽音
データの各値の自乗の総和(波形パワー)を算出するも
ので、抽出区間設定走査部21より現在の走査区間の完了
が通知されると、算出した自乗和を着目している区間の
エンベロープ値の尺度として、抽出区間設定走査部21が
示す現在の走査区間番号に割り当てたメモリ位置に書き
込む。
The sum of squares calculation unit 23 calculates the sum of squares (waveform power) of the respective values of the tone data in the section given by the reading unit 22, and the extraction section setting scanning section 21 notifies the completion of the current scanning section. Then, the calculated sum of squares is written to the memory position assigned to the current scanning section number indicated by the extraction section setting scanning unit 21 as a measure of the envelope value of the section of interest.

第3図はエンベロープ抽出回路2の動作のフローチャ
ートである。
FIG. 3 is a flowchart of the operation of the envelope extraction circuit 2.

まず、サンプリング周波数FSと楽音の周波数Freqを入
力して、抽出区間内の楽音データの数Nを計算する(S
1、S2、S3)。これにより、1抽出区間内には、ちょう
ど楽音の基本周期分のデータが入ることになる。
First, the sampling frequency F S and the tone frequency Freq are input to calculate the number N of tone data in the extraction section (S
1, S2, S3). As a result, the data for the basic cycle of the musical tone is exactly contained in one extraction section.

さらに、楽音の長さ(秒)を入力し、この情報とサン
プリング周波数と1抽出区間内のデータ数とから抽出区
間の総数Mを求める(S4、S5)。
Furthermore, the length (seconds) of the musical tone is input, and the total number M of extraction sections is obtained from this information, the sampling frequency and the number of data in one extraction section (S4, S5).

抽出区間番号の変数jを“1"に初期化する(S6)。着
目している区間内のデータ位置の変数iを“1"に初期化
し、着目している区間内の1番目からi番目までの各デ
ータの自乗和の変数SUMを“0"に初期化し(S7、S8)、
i=Nにより、現在着目している区間内の走査が完了す
るまで(S10)、現在位置iの楽音データ値の自乗Aij2
を、SUMに加え(S9)、次の加算のために、区間内楽音
データ番号iを1つ進める(S11)、という処理を繰り
返す。したがって、iがNに達した時点で、SUMには、
今回走査した抽出区間内における楽音データの自乗の総
和、つまり、波形パワーが記憶されていることになる。
The variable j of the extraction section number is initialized to "1" (S6). Initialize the variable i at the data position in the section of interest to "1", and initialize the variable SUM of the sum of squares of the first to i-th data in the section of interest to "0" ( S7, S8),
When i = N, the square of the tone data value at the current position i is squared Aij 2 until the scanning within the currently focused section is completed (S10).
Is added to SUM (S9), and the tone data number i in the interval is incremented by 1 for the next addition (S11). Therefore, when i reaches N, SUM becomes
This means that the sum of squares of the musical sound data in the extracted section scanned this time, that is, the waveform power is stored.

そこでiがNに達したら、SUMを抽出区間のデータ数
Nで除算し、その結果をj番目のエンベロープ値変数Ej
に入れ(S12)、次の抽出区間の処理に進めるため、抽
出区間番号jを1つ進める(S14)。以上の処理をjが
Mに達するまで(S13)、すなわち、全ての抽出区間に
おけるエンベロープ値の抽出が完了するまで繰り返す。
Then, when i reaches N, SUM is divided by the number of data N in the extraction section, and the result is the j-th envelope value variable Ej
(S12), the extraction section number j is incremented by 1 to proceed to the processing of the next extraction section (S14). The above process is repeated until j reaches M (S13), that is, until the extraction of envelope values in all extraction intervals is completed.

第3図に示す処理の完了後、E1からEMまでの配列は、
楽音データから抽出したM個のエンベロープデータを表
わす。
After completion of the process shown in FIG. 3, the sequence from E 1 to E M is
The M envelope data extracted from the musical tone data is shown.

なお、第3図のS12の処理は、単なる正現化のためで
あり、特別の意味はない。要するに、エンベロープ値
は、各抽出区間内の波形パワーと等価である。
Note that the processing of S12 in FIG. 3 is merely for actualization and has no special meaning. In short, the envelope value is equivalent to the waveform power in each extraction section.

第4図から第7図に、楽音データの波形例と、本実施
例に従って抽出したエンベロープデータの波形例を示し
てある。第4図は減衰音トランペットの波形であり、こ
の波形データから抽出したエンベロープデータの波形を
第5図に示す。第6図は持続音トランペットの波形であ
り、これから抽出したエンベロープ波形が第7図であ
る。
FIGS. 4 to 7 show examples of waveforms of musical tone data and examples of waveforms of envelope data extracted according to this embodiment. FIG. 4 shows the waveform of the attenuated sound trumpet, and FIG. 5 shows the waveform of the envelope data extracted from this waveform data. FIG. 6 shows a waveform of a continuous sound trumpet, and FIG. 7 shows an envelope waveform extracted from this.

なお、上記実施例では、抽出区間として、すなわち、
1個のエンベロープデータを抽出するために検査する波
形データの区間として、その波形の周期に相当する区間
を選んでいるが、他の所定の周期に相当する区間(例え
ば楽音周期の2倍に相当する区間)を、抽出単位の区間
に選んでもよい。
In the above embodiment, as the extraction section,
A section corresponding to the cycle of the waveform is selected as the section of the waveform data to be inspected for extracting one envelope data, but a section corresponding to another predetermined cycle (e.g., equal to twice the tone cycle). Section) may be selected as the extraction unit section.

[考案の効果] 以上、詳細に説明したように、この考案では、サンプ
リングされた波形データの全区間を細分化し、細分化し
たそれぞれの小区間を抽出単位として、小区間内の波形
パワー(各データ値の自乗和)を求めることにより、エ
ンベロープを抽出している。したがって、サンプリング
された楽音の要素が細かく、正確に得られ、楽音的特徴
が失なわれない。
[Effect of the Invention] As described above in detail, in the present invention, all the sections of the sampled waveform data are subdivided, and each subdivided subsection is used as an extraction unit to determine the waveform power (each The envelope is extracted by calculating the sum of squares of the data values. Therefore, the elements of the sampled musical sound are finely and accurately obtained, and the musical characteristics are not lost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図はこの考案の一実施例に係るエンベロープ抽出装
置の全体構成図、第2図はエンベロープ抽出回路の要部
の構成図、第3図はエンベロープ抽出回路の動作を示す
フローチャート、第4図は楽音波形例を示す波形図、第
5図は第4図の楽音波形を基に、実施例に従って抽出し
たエンベロープ波形を示す波形図、第6図は別の楽音波
形例を示す波形図、第7図は第6図の波形を基に、実施
例に従って抽出したエンベロープ波形を示す波形図であ
る。 1……楽音データメモリ、2……エンベロープ抽出回
路、3……抽出エンベロープメモリ、21……抽出区間設
定走査部、22……区間内楽音データ読出部、23……自乗
和算出部。
1 is an overall configuration diagram of an envelope extraction device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a configuration diagram of a main part of an envelope extraction circuit, FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the envelope extraction circuit, and FIG. FIG. 5 is a waveform diagram showing an example of a tone waveform, FIG. 5 is a waveform diagram showing an envelope waveform extracted according to the embodiment based on the tone waveform of FIG. 4, FIG. 6 is a waveform diagram showing another example of a tone waveform, FIG. 7 is a waveform chart showing an envelope waveform extracted according to the embodiment based on the waveform of FIG. 1 ... tone data memory, 2 ... envelope extracting circuit, 3 ... extracting envelope memory, 21 ... extracting section setting scanning section, 22 ... internal section tone data reading section, 23 ... sum of squares calculating section.

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】(57) [Scope of utility model registration request] 【請求項1】サンプリングされた波形データからエンベ
ロープデータを抽出するエンベロープ抽出装置におい
て、 上記波形データの全波形区間を複数の小区間に細分化す
る区間分割手段と、 上記各小区間に含まれる波形データの各値の自乗和を算
出する算出手段と、 それぞれの小区間について算出された自乗和の大きさに
基づいてそれぞれの小区間に特有なエンベロープ値を決
定する決定手段と、 を有することを特徴とするエンベロープ抽出装置。
1. An envelope extraction device for extracting envelope data from sampled waveform data, comprising segment dividing means for subdividing an entire waveform segment of the waveform data into a plurality of small segments, and waveforms included in each of the small segments. A means for calculating the sum of squares of each value of the data, and a means for determining an envelope value specific to each small section based on the magnitude of the sum of squares calculated for each small section. Characteristic envelope extraction device.
JP17053386U 1986-11-06 1986-11-06 Envelope extraction device Expired - Lifetime JP2517529Y2 (en)

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JP17053386U JP2517529Y2 (en) 1986-11-06 1986-11-06 Envelope extraction device
US07/408,412 US4958552A (en) 1986-11-06 1989-09-14 Apparatus for extracting envelope data from an input waveform signal and for approximating the extracted envelope data
US07/758,529 US5200567A (en) 1986-11-06 1991-09-06 Envelope generating apparatus
US08/232,879 US5548080A (en) 1986-11-06 1994-04-25 Apparatus for appoximating envelope data and for extracting envelope data from a signal

Applications Claiming Priority (1)

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