JP2940440B2 - 電子楽器の波形データ圧縮記録方法および波形データ再生方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、波形メモリ音源方式の
音源を備える電子楽器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、波形メモリ音源方式における波
形メモリには、複数の楽音波形が記録されていることか
ら、高品質の楽音を発音させようとした場合は、記録す
べき楽音波形数が多くなり、そのため、大量の波形メモ
リ容量を必要としていた。そこで、波形メモリの容量を
削減する方法が従来から提案されている。その一例を説
明すると、楽音波形に含まれる周波数成分は楽音波形が
異なれば、周波数成分も通常異なる場合が多い。この性
質を利用して楽音波形に含まれる周波数成分が低い時
は、記録時に楽音波形を低いサンプリング周波数により
サンプリングしてサンプリングデータ数を少なくするこ
とにより、波形メモリの容量を削減する方法がある。

【０００３】この方法では、記録時に楽音波形ごとにサ
ンプリング周波数が異なる場合があり、一定の読み出し
タイミングごとに発音すべきノート・ナンバのみに対応
して決まるＦナンバ（読み出し速度）で波形メモリから
楽音波形を読み出すと、サンプリング周波数と読み出し
タイミングとの関係が楽音波形ごとに一定とならないた
め、所望のピッチの楽音が得られなくなる。すなわち、
波形メモリから読み出される楽音波形のピッチを調整す
るための工夫を行なう必要がある。一方、波形メモリ音
源方式においては、Ｆナンバとして細かく再生周波数を
制御することができるので、記録時のサンプリング周波
数に応じてＦナンバを制御すれば、記録時のサンプリン
グ周波数の違いを補正して所望のピッチで楽音波形を読
み出すことができる。このようにして、従来は波形メモ
リの容量の低減を実現するようにしていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする問題点】しかしながら、減衰
音系の楽音波形の１発音の楽音波形のアタック部におい
ては基本波の高調波成分等の高い周波数成分が含まれて
いるが、持続部においては高調波の減衰が速く進んでお
り、残った成分はほとんど基本波成分となるため、アタ
ック部に比較して含まれる周波数成分は低いものとな
る。また、発音開始から次第に輝きを増すような音色の
場合には、発音開始時には周波数成分は余り高いものと
ならないが、次第に楽音波形に含まれる周波数成分は高
いものとなる。従来はこのような楽音であっても、１発
音の楽音波形を録音する場合のサンプリング周波数は、
楽音波形中の最も高い周波数成分を折り返しノイズを発
生することなくサンプリングできるサンプリング周波数
に固定されている（異なる楽音波形では変更してもよ
い）ため、不要な周波数帯域まで波形メモリに記録され
ることになり、波形メモリの使用効率が低下するという
問題点があった。

【０００５】そこで、本発明は波形メモリ音源方式の電
子楽器において、波形メモリへ記録する波形データの波
形データ圧縮記録方法および波形データ再生方法を提供
することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明の電子楽器の波形データ圧縮記録方法は、所
定期間の間継続する波形を入力する入力ステップ、入力
した前記波形を固定サンプリング周波数でサンプリング
し、アナログ／デジタル変換して得られた第１波形デー
タを第１メモリに書き込む第１書込ステップ、前記所定
期間の途中において録音サンプリング周波数を変化させ
る制御ステップ、前記第１メモリから読み出した前記第
１波形データを、折り返しノイズが生じないようにフィ
ルタ処理すると共に、前記制御ステップにより変化され
た前記録音サンプリング周波数に応じてリサンプリング
して、第２波形データを得るリサンプリングステップ、
該リサンプリングステップで得られた第２波形データ
を、順次第２メモリに書き込む第２書込ステップとから
なるものである。

【０００７】また、前記電子楽器の波形データ圧縮記録
方法において、前記固定サンプリング周波数が、もっと
も高いサンプリング周波数とされているものであり、 さ
らに、前記録音サンプリング周波数は、前記所定期間の
途中の所定タイミングにおいて、階段状に変化するよう
にしたものであり、あるいは、前記録音サンプリング周
波数は、前記所定期間中の所定タイミングにおいて、徐
々に変化するようにしたものである。

【０００８】さらに、本発明の電子楽器の波形データ再
生方法は、波形の継続する所定期間において変化する録
音サンプリング周波数でサンプリングされて、波形メモ
リに記録された波形データを再生する波形データ再生方
法であって、演奏情報に応じて対数領域の再生速度を指
示する速度指示ステップ、前記録音サンプリング周波数
の変化により、前記波形メモリに記憶された波形データ
に生じるピッチ変動分に対応する対数領域の変化データ
を発生する発生ステップ、前記速度指示ステップで指示
された再生速度と前記変化データを加減算することによ
り、前記再生速度を補正する補正ステップ、該補正ステ
ップで補正された再生速度に応じて、周波数に比例する
リニア領域の周波数ナンバを発生する発生ステップ、前
記周波数ナンバに応じた速度で増加する読出アドレスを
生成し、該読出アドレスに応じて前記波形メモリから波
形データを読み出し、波形を再生するステップとからな
るものである。

【０００９】

【００１０】

【作用】本発明によれば、録音する波形データの１発音
中において、波形データに含まれる周波数成分が高いア
タック部等においてはサンプリング周波数を高くし、波
形データに含まれる周波数成分が余り高くない持続部等
においてはサンプリング周波数を低くしたので、波形メ
モリに記録する波形サンプルデータ数を低減して圧縮す
ることができる。したがって、波形メモリの記録容量を
削減することができると共に、その使用効率を向上する
ことができる。

【００１１】

【実施例】本発明の電子楽器の波形データ圧縮方法を図
１ないし図３を参照しながら説明するが、図１は１発音
中の波形データの例を示しており、図２はその波形デー
タの周波数スペクトル分布、すなわち波形データの周波
数帯域幅を示しており、図３は１発音中での波形データ
録音時のサンプリング周波数Ｆｓを変化させる態様の例
を示している。図１に例として示す楽音波形の波形デー
タは、減衰音系の１発音中の波形データの例を示してお
り、ａの時点は発音初期のアタック部であり、その波形
はその上部に示すように基本波の高調波等を多く含んだ
複雑な波形となっている。ｂの時点はその後の若干減衰
した時点であり、さらにｃの時点は持続部（サスティ
ン）であり、その波形はその上部に示すように、高調波
成分の減衰が大きく基本波に近い単純な波形となってい
る。さらに、ｄの時点は発音の後期の減衰のより進んだ
時点とされている。

【００１２】この場合の、各時点ａ〜ｄにおける波形デ
ータの周波数スペクトル分布の例を図２（ａ）〜（ｄ）
に示すが、アタック部における周波数スペクトル分布
（ａ）は、高調波成分が多く高域の周波数ｆ１までスペ
クトルが存在し、その周波数帯域は広帯域とされてい
る。この（ａ）で示されるアタック部の波形データをサ
ンプリングする場合のサンプリング周波数Ｆｓは、少な
くとも２ｆ１以上とする必要がある。また、波形データ
がいくぶんか減衰した時点ｂの周波数スペクトルは図２
（ｂ）に示すように、周波数ｆ２までスペクトルが存在
するようになる。すなわち、次数の高い高調波成分が速
く減衰し、その周波数帯域はアタック部より帯域が狭く
なる。この図２（ｂ）で示される波形データをサンプリ
ングする場合のサンプリング周波数Ｆｓは、少なくとも
２ｆ２以上とする必要がある。

【００１３】さらに、波形データが減衰した時点ｃの持
続部においては、高調波の減衰がさらに進み同図（ｃ）
に示す周波数スペクトル分布となる。すなわち、基本波
に近い周波数ｆ３までしかスペクトルが存在せず、その
周波数帯域はかなり狭くなる。この持続部の波形データ
をサンプリングする場合のサンプリング周波数Ｆｓは、
少なくとも２ｆ３以上とする必要があるが、２ｆ１に比
較するとかなり低い周波数でよいことになる。また、波
形データがさらに減衰した時点ｄの周波数スペクトルは
図２（ｄ）に示すように、含まれる高調波の次数が最も
低くなり、さらに基本波に近い周波数ｆ４までしかスペ
クトルが存在しなくなる。すなわち、その周波数帯域は
アタック部に比較して非常に狭くなり、図２（ｄ）で示
すスペクトルの波形データをサンプリングする場合のサ
ンプリング周波数Ｆｓは、少なくとも２ｆ４以上とする
必要があるが、アタック部に比べて数分の１の非常に低
いサンプリング周波数でよいものとなる。

【００１４】このように、１発音中の波形データが必要
とするサンプリング周波数は、波形データの減衰に伴
い、次第に低いサンプリング周波数Ｆｓとすることがで
きるので、本発明においてはこれを利用して記録する波
形データを圧縮するために、図３に示すように波形デー
タを録音するときのサンプリング周波数Ｆｓを変化させ
ている。すなわち、図３においては、少なくともアタッ
ク部が終了するまでの期間を含む時点ｔ１までは、サン
プリング周波数Ｆｓを最も高い例えば４８ｋＨｚとし、
この時点からサンプリング周波数を、４８ｋＨｚより低
い例えば３２ｋＨｚに切り替え、時点ｔ２において、さ
らにアタック部におけるサンプリング周波数Ｆｓの１／
２の２４ｋＨｚのサンプリング周波数Ｆｓに切り替え
る。

【００１５】ここで、時点ｔ２から時点ｔ３の期間は高
調波成分の減衰している持続部の期間とされており、時
点ｔ３以降では、高調波成分はさらに減衰するので、サ
ンプリング周波数Ｆｓがさらに低くなるよう切り替えら
れ、アタック部におけるサンプリング周波数の１／４の
１２ｋＨｚのサンプリング周波数Ｆｓに切り替えられ
る。これにより、時点ｔ１からｔ２までの単位時間当り
の波形サンプルデータ量は、時点ｔ１までの単位時間当
りの波形サンプルデータ量の２／３となり、時点ｔ２か
らｔ３までの単位時間当りの波形サンプルデータ量は、
時点ｔ１までの単位時間当りの波形サンプルデータ量の
１／２となり、時点ｔ３からの単位時間当りの波形サン
プルデータ量は、時点ｔ１までの単位時間当りの波形サ
ンプルデータ量の１／４となる。したがって、全体とし
て１発音の波形サンプルデータ量を低減することがで
き、多数の波形データをサンプリングして記録する場合
には、さらに波形サンプルデータ量の低減効果が顕著に
現れるようになる。

【００１６】このようにして波形サンプルデータ量の低
減された１発音中の波形サンプルデータは、そのまま波
形メモリに書き込まれるようになる。そして、この波形
メモリから読み出された波形サンプルデータは定再生レ
ートで再生されるようになる。なお、この一定の再生レ
ートはディジタル−アナログ変換器の変換動作のタイミ
ングレートである。しかし、１発音中の波形データの録
音時にサンプリング周波数Ｆｓを図３に示すように切り
替えて記録した波形サンプルデータを、定再生レートで
再生すると、当然のことながら再生された波形サンプル
データのピッチは１発音中で変化することになる。

【００１７】そこで、定再生レート（４８ｋサンプル／
ｓ）で波形サンプルメモリから読み出された１発音中の
波形サンプルデータを再生した場合のピッチと、波形メ
モリの読み出しアドレスとの関係を１発音中でのＯＰの
変化として図４に示す。この図において、ＮＮ₀ は録音
時に発音された波形データの音名のピッチである。ま
た、アドレスＡｄ１までのアドレス範囲は、図３に示す
時点ｔ１までに生成された波形サンプルデータを読み出
せるアドレス範囲であり、アドレスＡｄ１〜Ａｄ２のア
ドレス範囲は、図３に示す時点ｔ１〜ｔ２までに生成さ
れた波形サンプルデータを読み出せるアドレス範囲であ
り、アドレスＡｄ２〜Ａｄ３のアドレス範囲は、図３に
示す時点ｔ２〜ｔ３までに生成された波形サンプルデー
タを読み出せるアドレス範囲であり、アドレスＡｄ３を
越えるアドレス範囲は、図３に示す時点ｔ３以降に生成
された波形サンプルデータを読み出せるアドレス範囲で
ある。

【００１８】図４に示す場合は、定再生レートを、波形
データ録音時の最も高いサンプリング周波数Ｆｓと同じ
４８ｋＨｚとした場合であり、このような定再生レート
により、アドレスＡｄ１までのアドレス範囲で読み出さ
れた波形サンプルデータのピッチは、録音時と同じ音名
ＮＮ₀ のピッチとなる。この時、図１に示すように波形
データの１周期が１００サンプル数で表される場合、そ
のピッチは４８（ｋＨｚ）÷１００＝４８０（Ｈｚ）と
なる。また、アドレスＡｄ１〜Ａｄ２のアドレス範囲で
読み出された波形サンプルデータのピッチは、録音時の
３／２倍の定再生レートで再生されるため、音名ＮＮ₀
のピッチの３／２倍のピッチとなる。この場合のピッチ
は、４８０×（３／２）＝７２０（Ｈｚ）となる。

【００１９】さらに、アドレスＡｄ２〜Ａｄ３のアドレ
ス範囲で読み出された波形サンプルデータのピッチは、
録音時の２倍の定再生レートで再生されるため９６０Ｈ
ｚとなり、音名ＮＮ₀ のピッチの２倍のピッチとなる。
すなわち、音名ＮＮ₀ の１オクターブ高いピッチ（ＮＮ
₀ ＋１Ｏｃｔ）となる。さらにまた、アドレスＡｄ３以
降のアドレスで読み出された波形サンプルデータのピッ
チは、録音時の２² 倍の定再生レートで再生されるた
め、音名ＮＮ₀ のピッチの２² 倍のピッチ、つまり１９
２０Ｈｚとなる。すなわち、音名ＮＮ₀ の２オクターブ
高いピッチ（ＮＮ₀ ＋２Ｏｃｔ）となる。

【００２０】前記図３に示すように１発音中で波形デー
タをサンプリングするサンプリング周波数Ｆｓを切り替
えると、波形メモリから読み出した波形サンプルデータ
を定再生レートで再生する場合は、図４に示すように１
発音中において波形サンプルデータのピッチが変化して
しまうため、波形メモリからの読み出しを工夫して発音
中の波形データのピッチが変化しないようにする必要が
ある。

【００２１】このために、図４に示すピッチの変化割合
を、後述する波形サンプルデータを読み出す基礎となる
Ｆナンバを作成する場合のＯＰの変化制御データとし
て、波形データの録音時に出力するようにする。そし
て、ＯＰの変化制御データを後述する電子楽器の制御部
に記憶しておくようにする。この場合、ＯＰの変化制御
データをセント単位のデータとすると、ピッチを制御す
る制御処理の構成を簡単化することができる。なお、Ｏ
Ｐの変化制御データは、図４に示すようなピッチＯＰの
変化カーブを合成するための制御データであり、この場
合、変化するタイミングＡｄ１，Ａｄ２・・・と、その
時点での値ＮＮｏ，ＮＮ（720Hz ），ＮＮｏ＋１ｏｃｔ
・・・を指定するデータである。

【００２２】また、次第に輝きを増すような音色は、例
えば効果音として知られているが、このような場合にお
ける１発音中での録音時のサンプリング周波数Ｆｓの変
化例を図５に示す。この図においては、期間ｔ２〜ｔ３
において最も高調波成分が含まれた波形データとされて
いるものとして、この期間内においてサンプリング周波
数Ｆｓを、最も高い４８ｋＨｚとしている。そして、発
音開始から時点ｔ１まではサンプリング周波数Ｆｓが１
２ｋＨｚとされ、時点ｔ１から時点ｔ２まではサンプリ
ング周波数Ｆｓが２４ｋＨｚとされ、時点ｔ３以降はサ
ンプリング周波数Ｆｓが再び２４ｋＨｚとされる。

【００２３】このようにサンプリング周波数Ｆｓを１発
音中で変化させて波形データを波形メモリに記録するよ
うにした場合、波形メモリから読み出した波形サンプル
データを定再生レートで再生するようにすると、前記と
同様に記録時とは異なるピッチとされる。この場合も、
先程とは異なる態様となる１発音中でのピッチの変化割
合を、録音時にＯＰの変化制御データとして出力して、
電子楽器中の制御部に記憶しておく。

【００２４】次に、サンプリング周波数Ｆｓが変化され
てサンプリングされた波形データを波形メモリに記録す
る波形準備を行う構成の一例を図６に示す。この図にお
いて、例えばマイク等の波形入力部２０から入力された
波形データは、アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器２
１においてデジタル信号に変換される。この場合、Ａ／
Ｄ変換器２１においては固定の最も高いサンプリング周
波数Ｆｓ（例えば、４８ｋＨｚ）により、アナログの波
形データがサンプリングされてデジタルの波形サンプル
データに変換される。このＡ／Ｄ変換器２１において固
定のサンプリング周波数Ｆｓによりデジタル信号に変換
された原波形サンプルデータは、メモリ書込回路２２に
より、原波形メモリ２３に書き込まれる。

【００２５】次いで、原波形メモリ２３から原波形サン
プルデータが読み出されてＦｓ変換部２４においてサン
プリング周波数が変換される。このＦｓ変換部２４にお
いては、リサンプリングされることによりサンプリング
周波数Ｆｓが低くなるように変換されることになるが、
この場合にサンプリング周波数Ｆｓを低くしても折り返
しノイズが発生しないように、ローパスフィルタ（ＬＰ
Ｆ）により帯域を制限した後にリサンプリングしてサン
プリング周波数Ｆｓを変換するようにする。このＦｓ変
換部２４において、１発音中のサンプリング周波数Ｆｓ
の変換態様は前記した図３あるいは図５に示すように行
われるが、この変換態様の指定は変換対応指定部２６よ
りの指令により行われる。すなわち、波形データのどの
タイミングでどのようにサンプリング周波数を変化させ
るかを、変換態様指定部２６で指定している。

【００２６】変換態様指定部２６で指定されたサンプリ
ング周波数に、Ｆｓ変換部２４において変換された波形
サンプルデータは、波形メモリ２５に書き込まれる。こ
の波形メモリ２５はそのまま本実施例の電子楽器におい
て使用できる波形メモリとなる。また、前述したように
波形メモリ２５に書き込まれた波形サンプルデータを、
定再生レートで再生すると１発音中のピッチが変化す
る。このピッチの変化は、図３と図４を対応すればわか
るように、変換態様指定部２６の指令に応じて変化する
ので、変換態様指定部２６から該変化に応じた前記ＯＰ
の変化制御データを生成出力する。このＯＰの変化制御
データは変化タイミングとセント単位の変化値で構成さ
れ、波形メモリ２５から波形サンプルデータを読出し再
生する電子楽器あるいは波形再生器に予め設定される。

【００２７】次に、本発明の波形データ圧縮方法により
波形データが圧縮されて記録されている波形メモリを備
える電子楽器の全体図を図７に示す。但し、この電子楽
器は説明の簡略化のため単音発音とされている。この図
において、１は演奏を行うキーボード（ＫＢ）、２は押
鍵されたキーボード１のノート・オン（ＮＯＮ）および
ノート・ナンバ（ＮＮ）を検出して出力する検出回路、
３は音色番号ＴＣに応じて１発音中でピッチを変動させ
るピッチ・エンベロープ波形ΔＰを、検出回路２で検出
されたノート・オンＮＯＮのからの時間経過に応じて発
生するピッチ・エンベロープジェネレータ（ピッチＥ
Ｇ）、４は検出回路２で検出されたセント単位のノート
ナンバＮＮに、ピッチＥＧ３により発生されたセント単
位のピッチ・エンベロープ波形ΔＰを加算する加算器で
ある。

【００２８】また、７はセント単位のＯＰの変化制御デ
ータに応じてピッチＯＰ（以下、データＯＰと記す。）
を発生するＯＰ発生器、５は発生したデータＯＰを、加
算器４から出力されるピッチ・エンベロープ波形ΔＰの
加算されたノート・ナンバ（ＮＮ＋ΔＰ）から減算する
減算器、６は減算器５よりの補正されたノート・ナンバ
（ＮＮ＋ΔＰ−ＯＰ）に応じて音高周波数に比例したＦ
ナンバ（ＦＮ）を、例えばＦナンバ・テーブルを参照し
て発生するＦＮ発生器である。なお、ＯＰ発生器７は、
波形メモリ９の記憶する複数の波形データに対応する複
数のＯＰ変化制御データを記憶しており、音色番号Ｔ
Ｃ、およびノートナンバＮＮに応じて波形メモリ９から
読み出される波形に対応したＯＰ制御データを用いて前
記データＯＰを発生する。

【００２９】このアドレス発生器８は、音色番号ＴＣお
よびノート・ナンバＮＮの鍵域に応じて波形メモリに記
憶されている波形を選択し、そのスタートアドレスを、
ノート・オンＮＯＮのタイミングで最初の読み出しアド
レスとして発生する。その後、与えられたＦナンバに応
じた速さで該読出しアドレスを増加させる。９は本発明
の波形データ圧縮方法を用いて圧縮された波形データが
記録された波形メモリであり、アドレス発生器８から発
生された読出しアドレスの整数部ＡＤＩにより、波形サ
ンプルデータＭＳＤが波形メモリ９から読み出される。
１０は波形メモリ９から読み出された連続する波形サン
プルデータを用いて、アドレス発生器８より発生された
読出しアドレスの小数部ＡＤＦにより補間した補間サン
プルデータＩＳＤを生成する補間回路、１１は補間回路
１０から出力される補間サンプルデータＩＳＤに音量エ
ンベロープ波形ＡＥＧを乗算する乗算器、１２は音色番
号ＴＣに応じた１発音中での音量変化を示す音量エンベ
ロープ波形ＡＥＧを、ノート・オンＮＯＮのタイミング
に応じて発生する音量エンベロープ・ジェネレータであ
る。

【００３０】さらに、１３は乗算器１１から出力される
補間サンプルデータＩＳＤに音量エンベロープ波形ＡＥ
Ｇが乗算されたデジタル楽音データを、定再生レートで
アナログ楽音データに変換するデジタル／アナログ（Ｄ
／Ａ）変換器、１４はＤ／Ａ変換器１３でアナログとさ
れた楽音信号を放音するサウンドシステムである。な
お、Ｄ／Ａ変換器１３は定再生レート（一定のサンプリ
ング周波数）でアナログ楽音信号に変換しているが、Ｄ
／Ａ変換器１３の変換タイミングごとに、乗算器１１は
デジタル楽音データを出力している。１５はユーザが発
音させる楽音の音色を設定するための音色スイッチ（Ｓ
Ｗ）、１６は音色ＳＷの操作を検出して操作されたスイ
ッチに応じた音色番号ＴＣを出力する検出回路である。

【００３１】この電子楽器の動作を次に説明すると、演
奏者がキーボードＫＢ１を押鍵すると、どの鍵を押鍵し
たかが検出回路２で検出されて、検出回路２から押鍵さ
れた鍵に応じて発生されたノートナンバＮＮ、およびノ
ート・オン信号ＮＯＮがピッチＥＧ３、音量ＥＧ１２、
ＯＰ発生手段７、およびアドレス発生器８に供給され
る。これに応じて、ピッチＥＧ３、音量ＥＧ１２は、そ
れぞれピッチ・エンベロープ波形ΔＰあるいは音量エン
ベロープ波形ＡＥＧをスタートし、ＯＰ発生手段７はデ
ータＯＰを、アドレス発生器８は整数部ＡＤＩおよび小
数部ＡＤＦからなる読出しアドレスを発生する。

【００３２】この時、アドレス発生器８により音色番号
ＴＣおよびノートナンバＮＮに応じて読出しが選択され
た波形データが、録音時に図３に示すようにサンプリン
グ周波数Ｆｓが切り替えられて波形メモリ９に記録され
ていたとする。さらに、記録されている録音時の該波形
データの音高（ノートナンバＮＮ）と同じ音高の鍵をキ
ーボードＫＢ１で押鍵したものとする。この場合は、ア
ドレス発生器８からの制御データを受けて、検出回路２
から出力されているセント単位のノート・ナンバＮＮと
同じ値のセント単位の変化制御データＯＰをＯＰ発生器
７は出力する。ここで、ノート・ナンバＮＮより非常に
小さいピッチ・エンベロープ波形ΔＰを無視すると、減
算器５より出力されるデータ値（ＮＮ−ＯＰ）は、ほぼ
０セントとなる。すると、この０セントのデータが入力
されたＦＮ発生器６はＦナンバとして１を出力するよう
になる。

【００３３】そして、ＦＮ発生器６が出力したＦナンバ
１を累算して読出アドレスを生成するアドレス発生器８
は、スタートアドレスをＳＤとするとノート・オンＮＯ
ＮのタイミングからＤＡＣの各サンプリング周期毎に、
ＳＤ，ＳＤ＋１，ＳＤ＋２，ＳＤ＋３・・・と１づつイ
ンクリメントされる整数部アドレスＡＤＩと、常に０と
される小数部アドレスＡＤＦからなる読出アドレスを発
生する。この整数部アドレスＡＤＩは、波形メモリ９に
供給されて、記録されている波形サンプルデータが読出
タイミング毎に順次１サンプルづつ読み出されるように
なる。読出された波形サンプルデータＭＳＤは、小数部
アドレスが０とされているため補間回路１０を通過して
乗算器１１に入力され、乗算器１１において音量エンベ
ロープ波形ＡＥＧが乗算されてＤ／Ａ変換器１３に供給
される。そして、Ｄ／Ａ変換器１３において定再生レー
トでアナログ信号に変換されて、サウンドシステム１４
から放音される。

【００３４】このように、整数部アドレスＡＤＩが連続
するアドレスとして発生されるため、波形メモリ９から
は記録されたすべての波形サンプルデータが読み出され
て、定再生レートで再生された波形データのピッチは記
録時のピッチと同じになる。なお、記録時の音名と異な
る音名の鍵が押鍵された場合は、その音名とオクターブ
コードに応じたノート・ナンバＮＮ（例えば、全音上の
鍵が押鍵された場合、２００セント増分されたノート・
ナンバＮＮ）が検出回路２から出力されるため、ＦＮ発
生器６には押鍵された音名とオクターブ・コードに応じ
たセント単位のデータ（例えば、２００セント）が入力
され、ＦＮ発生器６からは押鍵された音名とオクターブ
・コードに応じた（例えば、全音上の）Ｆナンバが発生
されてアドレス発生器８に与えられるようになる。この
時に生成される読出アドレスにより、波形メモリ９から
読み出された波形サンプルデータＭＳＤは、補間回路１
０において補間処理が行なわれる。この補間処理では、
連続する波形サンプルデータＭＳＤ間を小数部アドレス
ＡＤＦに応じて直線補間等の補間処理が行なわれる。

【００３５】このようにして補間処理の行なわれた補間
サンプルデータＩＳＤに、乗算器１１において音量エン
ベロープ波形が乗算されて、Ｄ／Ａ変換器において定再
生レートで元のアナログ波形データに再生される。この
場合の再生された波形データのピッチは、Ｆナンバに応
じた（例えば、全音上の）ピッチとなる。また、アドレ
ス発生器８は発生した読出しアドレスをＯＰ発生器７に
供給しており、ＯＰ発生器７は音色番号ＴＣおよびノー
トナンバＮＮに応じて選択されたＯＰ制御データに基づ
いて、該読出しアドレスが図４に示すアドレスＡｄ１，
Ａｄ２，Ａｄ３のアドレス位置に到達するタイミングを
検出し、そのタイミングでデータＯＰの出力値をＮＮｏ
→ＮＮ（720Hz ）→ＮＮｏ＋１ｏｃｔ・・・と順次変更
する。

【００３６】このようにして読出しアドレスに対応し
て、図４に示されるデータＯＰの変化カーブが再現され
る。ＯＰ発生手段７は例えばＡＤ１，Ａｄ２のアドレス
位置において、それぞれそれまでの変化制御データＯＰ
より約７００セント，約５００セント増加した変化制御
データＯＰを発生して減算器４に供給するようになる。
これにより、例えばＡｄ２を越えたアドレス位置におい
ては、加算器４より出力されたピッチ・エンベロープΔ
Ｐが加算されたノート・ナンバ（ＮＮ＋ΔＰ）から、さ
らに１２００セント減算されることになる。１２００セ
ントは１オクターブに相当するため、Ａｄ２のアドレス
位置からはＡｄ１のタイミングより前のＦナンバと比
べ、１オクターブ低いノート・ナンバ（ＮＮ＋ΔＰ−Ｏ
Ｐ）が出力されてＦＮ発生器６に供給されることにな
る。従って、ＦＮ発生器６からはＡｄ１のタイミングよ
り前のＦナンバと比べ、１オクターブ低いピッチに対応
するＦナンバが発生されることになり、このＦナンバを
累算して読出アドレスを発生するアドレス発生器８から
もそれに応じた速さで増加する読出アドレスが発生され
る。

【００３７】この読出アドレスの整数部アドレスＡＤＩ
は、波形メモリ９に供給されて、記録されている波形サ
ンプルデータを読み出しタイミング毎に順次１サンプル
づつ読み出すようになる。例えば、アドレスＡｄ１まで
のＦナンバが１の場合は、アドレスＡｄ２の位置から
は、Ｆナンバが０．５とされて、アドレス発生器８から
発生される読出アドレスは、例えば整数部アドレスＡＤ
Ｉが０，１，１，２，２・・・となり、小数部アドレス
ＡＤＦが０．５，０，０．５，０，・・・となる。（た
だし、スタートアドレスは無視して示している。）この
整数部アドレスＡＤＩは波形メモリ９に供給されて、波
形サンプルデータＭＳＤが読み出され、小数部アドレス
ＡＤＦに応じて補間回路１０で前記した波形サンプルデ
ータの補間が行われる。

【００３８】これにより、アドレスＡｄ２からは波形メ
モリ９からＤＡＣのサンプリング周期毎に読み出される
波形サンプルデータは、２回に１アドレスづつ進む速さ
でサンプルデータが読み出されるようになり、補間回路
１０において小数部アドレスＡＤＦに応じて補間が行な
われる。しかしながら、元々アドレスＡｄ２からは波形
メモリ９に記録されている波形サンプルデータ量はアド
レスＡｄ１までに比べて時間方向（アドレス方向）で１
／２とされているため、結局の所、記録されている波形
サンプルデータは波形メモリ９の読出タイミングの２回
毎に１サンプルづつ読み出されることになり、録音時の
サンプリング周波数Ｆｓが１／２とされていることが補
償されて、録音時と同じピッチで波形メモリ９から波形
サンプリングデータを読み出すことができるようにな
る。

【００３９】そして、補間回路１０により補間処理の行
われた補間サンプルデータＩＳＤは、乗算器１１におい
て音量ＥＧ１２により発生された音量エンベロープ波形
ＡＥＧが乗算されて、Ｄ／Ａ変換器１３において定再生
レートでアナログ波形データに変換される。

【００４０】なお、波形データを圧縮する場合に、１発
音中での録音時のサンプリング周波数Ｆｓは図３に示す
ように切り替えられるだけでなく、図８に示すように変
化させることもできる。この例においては、サンプリン
グ周波数Ｆｓが時点ｔ４における４８ｋＨｚから時点ｔ
５における２４ｋＨｚまで連続して低下するように変化
されている。このようにしても、波形データを圧縮して
波形メモリに記録することができる。この場合には、１
発音中でのセント軸上のデータＯＰはリニアに変化する
ようにしてある。すなわち、波形メモリから読み出され
た波形サンプルデータを定再生レートで再生した場合、
図９に示すように再生された波形データのピッチは、ア
ドレスＡｄ４の位置からアドレスＡｄ５の位置にかけて
セント軸上のピッチがリニアに変化するようになる。

【００４１】したがって、図９に示すようにサンプリン
グ周波数を変化させて波形メモリ９に波形データを記録
した場合は、図７に示す電子楽器におけるＯＰ発生器７
は発音の時間経過に従って、折れ線的に変化する変化制
御データＯＰを出力すればよいので、ＯＰ発生器７を簡
単な構成にすることができる。以上、本発明の電子楽器
の波形データ圧縮方法について説明したが、本発明の波
形データ圧縮方法により波形メモリに波形サンプルデー
タを記録する図６に示す構成、およびこのようにして記
録した波形メモリを備える図７に示す電子楽器は、図示
するブロックの機能をハードウェアでそれぞれ構成する
ことは当然実現することができるが、ハードウェアに替
えてＭＰＵ（マイクロ・プロセッサ・ユニット）やＤＳ
Ｐ（ディジタル・シグナル・プロセッサ）により実現す
ることもできる。

【００４２】

【発明の効果】本発明は以上のように構成されているの
で、録音する１発音中の波形データにおいて、波形デー
タに含まれる周波数成分が高いアタック部等においては
サンプリング周波数が高くされ、波形データに含まれる
周波数成分が余り高くない持続部等においてはサンプリ
ング周波数が低くされて、波形メモリに記録する波形サ
ンプルデータ数を低減して圧縮することができる。した
がって、波形メモリの記録容量を削減することができる
と共に、その使用効率を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の電子楽器の波形データ圧縮方法を説
明するための波形データの例を示す図である。

【図２】 本発明の電子楽器の波形データ圧縮方法を説
明するための波形データの周波数スペクトルを示す図で
ある。

【図３】 本発明の電子楽器の波形データ圧縮方法にお
ける１発音中での録音時のサンプリング周波数Ｆｓの変
化態様の例を示す図である。

【図４】 本発明の電子楽器の波形データ圧縮方法にお
けるＯＰの変化の例を示す図である。

【図５】 本発明の電子楽器の波形データ圧縮方法にお
ける１発音中での録音時のサンプリング周波数Ｆｓの変
化態様の他の例を示す図である。

【図６】 本発明の電子楽器の波形データ圧縮方法によ
り波形メモリに波形サンプルデータを記録する波形準備
を行なう構成を示すブロック図である。

【図７】 本発明の電子楽器の波形データ圧縮方法によ
り波形サンプルデータの記録された波形メモリを備える
電子楽器の全体図である。

【図８】 本発明の電子楽器の波形データ圧縮方法にお
ける１発音中での録音時のサンプリング周波数Ｆｓの変
化態様のさらに他の例を示す図である。

【図９】 図８に示す本発明の電子楽器の波形データ圧
縮方法におけるＯＰの変化を示す図である。

【符号の説明】

１ キーボード、２ 検出回路、３ ピッチＥＧ、４
加算器、５ 減算器、６ＦＮ発生器、７ ＯＰ発生手
段、８ アドレス発生器、９ 波形メモリ、１０補間回
路、１１ 乗算器、１２ 音量ＥＧ、１３ Ｄ／Ａ変換
器、１４ サウンドシステム、１５ 音色ＳＷ、１６
検出回路

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定期間の間継続する波形を入力する入
   力ステップ、入力した前記波形を固定サンプリング周波数でサンプリ
   ングし、アナログ／デジタル変換して得られた第１波形
   データを第１メモリに書き込む第１書込ステップ、 前記所定期間の途中において録音サンプリング周波数を
   変化させる制御ステップ、前記第１メモリから読み出した前記第１波形データを、
   折り返しノイズが生じないようにフィルタ処理すると共
   に、前記制御ステップにより変化された 前記録音サンプ
   リング周波数に応じてリサンプリングして、第２波形デ
   ータを得るリサンプリングステップ、 該リサンプリングステップで得られた第２波形データ
   を、順次第２メモリに書き込む第２書込ステップ、 とからなることを特徴とする電子楽器の波形データ圧縮
   記録方法。
2. 【請求項２】 前記固定サンプリング周波数が、もっと
   も高いサンプリング周波数とされていることを特徴とす
   る請求項１記載の電子楽器の波形データ圧縮記録方法。
3. 【請求項３】 前記録音サンプリング周波数は、前記所
   定期間の途中の所定タイミングにおいて、階段状に変化
   することを特徴とする請求項１記載の電子楽器の波形デ
   ータ圧縮記録方法。
4. 【請求項４】 前記録音サンプリング周波数は、前記所
   定期間中の所定タイミングにおいて、徐々に変化するこ
   とを特徴とする請求項１記載の電子楽器の波形データ圧
   縮記録方法。
5. 【請求項５】 波形の継続する所定期間において変化す
   る録音サンプリング周波数でサンプリングされて、波形
   メモリに記録された波形データを再生する波形データ再
   生方法であって、 演奏情報に応じて対数領域の 再生速度を指示する速度指
   示ステップ、前記 録音サンプリング周波数の変化により、前記波形メ
   モリに記憶された波形データに生じるピッチ変動分に対
   応する対数領域の変化データを発生する発生ステップ、 前記速度指示ステップで指示された再生速度と前記変化
   データを加減算することにより、前記再生速度を補正す
   る補正ステップ、 該補正ステップで補正された再生速度に応じて、周波数
   に比例するリニア領域の周波数ナンバを発生する発生ス
   テップ、前記周波数ナンバに 応じた速度で増加する読出アドレス
   を生成し、該読出アドレスに応じて前記波形メモリから
   波形データを読み出し、波形を再生するステップ、 とからなることを特徴とする電子楽器の波形データ再生
   方法。