JP2968630B2 - 音声開発装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、所定の音声情報を生成
する音声開発装置に係り、とくにメロディＩＣ（メロデ
ィ音再生用の半導体集積回路）等に用いられる音声情報
としての繰り返しＰＣＭデータを生成するための音声開
発装置に関する。ここで、音声開発装置とは、通常、音
声合成機能を備えた半導体集積回路（ＩＣ）用の音源デ
ータ（音声情報）を開発するシステムのことをいう。ま
た、音声情報とは、実楽器の波形は勿論のこと広くは可
聴領域における音の波形を含む概念であり、具体的に
は、正弦波等の人口的な合成音の場合もあり、又は人の
声の場合もある。これらの音源を総称して音声として定
義ずけられる。

【０００２】

【従来の技術】メロディＩＣは、テープレコーダと異な
り、機械的な動作部分がないため耐久性に優れ、頭出し
や選曲が簡単にできるため、電話機をはじめとして各種
機器に内蔵され、バックグラウンドミュージックとして
多用されている。

【０００３】しかしながら、特にメロディデータは音質
を良くしようとすると、サンプリング周波数やＡＤ変換
（アナログ／ディジタル変換）のビット数を大きくする
必要があり、そうすると必要メモリ容量が大きくなって
当該メモリに格納できる曲数が少なくなってしまうとい
う課題があった。そこで、音質を低下させないで必要メ
モリ容量を少なくするいわゆるデータ圧縮して記憶し或
いはそれを再現するデータ圧縮技術が重要となってい
る。

【０００４】メロディ音の波形は、一般に、正弦波，三
角波，方形波などの規則波形で表すことができる。例え
ば図４に示されるようにメロディや擬音の原波形が類似
した波形の繰り返しである場合に、類似した波形の基本
部分を１つの素片波形とし、この素片波形を繰り返すこ
とによって原波形を近似するデータ圧縮方法を、繰り返
しＰＣＭ方式という。ここで、ＰＣＭとは、電気通信分
野におけるＰＣＭ（Ｐulse Ｃode Ｍodulation ：パル
ス符号変調）と同義であって、実楽器等の波形（アナロ
グ情報）を時間軸で標本化し，その振幅値を量子化し，
符号化することによって、音声のような連続信号を不連
続な数値列に置き換える手法をいう。このＰＣＭによる
パルス符号変調は、時間的にも量的にも連続しているア
ナログ信号を離散化（デジタル化）することから、デジ
タル変換（ＡＤ変換）ともいわれ、少ないメモリ容量で
データ処理を迅速に成し得るためのデータ圧縮の基本的
な手法として知られている。 そして、上述した繰り返し
ＰＣＭ方式を採用することにより、メロディや擬音の原
波形が類似した波形の繰り返しである場合には、これを
「（素片波形のＰＣＭデータ）×（素片の繰り返し回
数）」というデータ形式で表せるので、全波形をＰＣＭ
データで表した場合に比較して、データ量が大幅に少な
くて済む。

【０００５】また、図５に示されるように、メロディや
擬音の音色を表す包絡線は、繰り返しＰＣＭ方式で表す
と、図６に示されるように（素片波形）×（繰り返し回
数）で表せるセクションデータを組合せることにより近
似できる。

【０００６】繰り返しＰＣＭ方式によってメロディデー
タを作成するには、素片波形の情報（波形形状、振幅、
周波数）と繰り返し回数情報によってセクションデータ
を作成した後、所望の音色の包絡線に従ってそのセクシ
ョンを組み合わせることにより各音符のデータに仕上げ
る。この繰り返しＰＣＭ方式は、メロディＩＣ等におい
て一般に使用される方法である。また、この種のメロデ
ィデータを作成するため、作成すべきメロディをＡ／Ｄ
コンバータでＰＣＭ化してファイルに格納し、ＣＲＴ上
に表示する波形表示手段により波形情報を得、繰り返し
ＰＣＭデータ作成のための波形情報（素片波形形状、振
幅、周波数、繰り返し回数）を入力する手段の双方をパ
ソコン（パーソナルコンピュ─タ）上で備え、メロディ
ＩＣ等へのデータとして供給する音声開発装置は、すで
に「特願平 ２−１６４５３５号公報」で開示されてい
る。以下、これについて、図３を用いて説明する。

【０００７】メロディや擬音のアナログ信号１０１は、
Ａ／Ｄ変換器１０２によりＰＣＭデータ１０３に変換さ
れる。このＰＣＭデータ１０３は波形表示手段にてファ
イル１０４に格納されるとともにＣＲＴディスプレイ１
０６上にＰＣＭデータの波形を表示する。ＣＲＴ１０６
上に表示されたメロディ・擬音の原音の波形に基づいて
波形情報１１７つまり素片波形ＰＣＭデータ１０８と繰
り返し数データ１０９と振幅データ１１０と周波数デー
タ１１０を求める。繰り返しＰＣＭデータ作成手段１１
２では、これらの波形情報１０７を基にして繰り返しＰ
ＣＭデータ１１３を作成し、ＣＲＴディスプレイ１０６
上に繰り返しＰＣＭデータ波形として表示する。繰り返
しＰＣＭデータ１１３は、ＰＣＭ展開部１１４にてＰＣ
Ｍデータ１１５に展開され、さらにＤ／Ａ変換器１１６
にてアナログ信号に変換され、増幅器とスピーカを介し
て繰り返しＰＣＭ方式の合成音１１７として試聴するこ
とができる。試聴した結果、問題があれば波形情報１１
７を修正し、新たに繰り返しＰＣＭデータ１１３を作成
する。そして、全音符について上記処理を行い、作成す
べきメロディの繰り返しＰＣＭデータが完成すると、デ
ータフォーマット変換器１ ２０にて繰り返しＰＣＭデー
タ１１３のデータフォーマットを目的とする機器，例え
ばメロディＩＣ等のデータフォーマット１２１に変換
し、ＲＯＭ化する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例においては、近似包絡線に従って複数セクションの
波形情報（素片波形形状、振幅、周波数、繰り返し回
数）を入力して１つの音符のデータを作成しているため
に、１曲のメロディを完成させるにはメロディの楽譜に
したがって複数個の多種におよぶ音符全てについて音符
データを作成しなければならず、膨大な作業量と作業時
間を必要とするという不都合があった。

【０００９】

【発明の目的】本発明は、かかる従来例の有する不都合
を改善し、とくに短時間で容易に繰り返しＰＣＭによる
メロディデータを作成できる音声開発装置を提供するこ
とを、その目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明では、楽
譜情報から音符データを得る楽譜編集手段と、楽譜情報
から包絡線ＰＣＭデータを得る図形編集手段と、音符デ
ータと包絡線ＰＣＭデータを格納する楽譜ファイルと、
音符データと包絡線ＰＣＭデータを表示するＣＲＴディ
スプレイと、楽譜ファイル内の各音符データおよび包絡
線ＰＣＭデータに基づいて繰り返しＰＣＭデータを作成
する繰り返しＰＣＭデータ作成手段とを備えている。 更
に、本発明では、繰り返しＰＣＭデータを通常のＰＣＭ
データに変換するＰＣＭ展開部を有し、このＰＣＭ展開
部からのＰＣＭデータをアナログ信号に変換するＤ／Ａ
変換器及び繰り返しＰＣＭデータをメロディＩＣ等に適
した繰り返しＰＣＭデータのデータフォーマットに変換
するデータフォーマット変換器とを備えた試聴手段を具
備する、という構成を採っている。これによって前述し
た目的を達成しようとするものである。

【００１１】

【作用】作成すべきメロディの楽譜情報は、楽譜編集手
段にて音符データに、また、図形編集手段にて包絡線Ｐ
ＣＭデータに編集される。音符データと包絡線ＰＣＭデ
ータは、楽譜ファイルへ格納されるとともにＣＲＴディ
スプレイ上に表示される。このとき、楽譜の編集および
所望の音色作成のための包絡線図形編集を、ＣＲＴディ
スプレイ上で行うことができる。繰り返しＰＣＭデータ
作成手段では、楽譜ファイル内の各音符データおよび包
絡線ＰＣＭデータに基づいて繰り返しＰＣＭデータを作
成する。この繰り返しＰＣＭデータは、波形情報の素片
波形形状をＰＣＭ符号化した素片波形ＰＣＭデータと周
波数データ、振幅データ、および繰り返し数データのパ
ラメータ値から構成される。この繰り返しＰＣＭデータ
は、ＰＣＭ展開部にて通常のＰＣＭデータに展開され、
さらにＤ／Ａ変換器にてアナログ信号に変換され増幅器
とスピーカを介して繰り返しＰＣＭ方式の合成音として
試聴することができる。そして、試聴した結果、問題が
あれば音符データおよび包絡線ＰＣＭデータを修正し、
あらたに繰り返しＰＣＭデータを作成する。上記の処理
が全音符について自動的に行われると、完成したメロデ
ィの繰り返しＰＣＭデータはデータフォーマット変換器
にて目的とする機器，例えばメロディＩＣ等に適した繰
り返しＰＣＭデータのデータフォーマットに変換され
る。

【００１２】

【発明の実施例】以下、本発明の一実施例を図１乃至図
２に基づいて説明する。

【００１３】図１において、符号１は作成すべきメロデ
ィの楽譜情報を示す。また、符号２はメロディの楽譜情
報１から音符データ５を得る楽譜編集手段を示し、符号
１６は楽譜情報１から包絡線ＰＣＭデータ６を得る図形
編集手段を示す。ここで、包絡線ＰＣＭデータ６につい
て説明する。 例えば、或る楽器等のアナログ音源信号を
ＡＤ変換して得られるＰＣＭデータは、その波形をＣＲ
Ｔ等の画面上に描写することで、アナログ信号を視覚的
に捉 えることができる。この場合、画面上の波形は、Ａ
Ｄ変換時のサンプリング周波数および量子化ステップ数
に対応じた細かい階段状の波形となる。 一方、音源波形
は、その全体像を捉えてみると、或る基本的な振動波形
を基本構造としているが、一般にはその振幅の大きさ
が、徐々に大きくなりピークに達して後、又徐々に小さ
くなるような紡錘形をなしている。 そして、包絡線ＰＣ
Ｍデータは、この紡錘形の波形に注目し、その基本振動
の部分（電送波形における搬送波に相当する部分）を削
除してその包絡線部分をＰＣＭデータとして抽出したも
のである。この場合、包絡線ＰＣＭデータそのものは、
前述したように細かい階段状の波形となる。 この場合、
包絡線ＰＣＭデータは、基本的な音長の１楽音（音符）
に対応させており、楽音の音長の変化に対しては、時間
的に包絡線波形を伸縮させるときに公知の手法であるＰ
ＣＭデータの補間，或いは間引きすることで、対応させ
ている。更に、本実施例では、音符データ５と包絡線Ｐ
ＣＭデータ６とを格納する楽譜ファイル３と、音符デー
タ５と包絡線ＰＣＭデータ６とを表示するＣＲＴディス
プレイ４と、楽譜ファイル３内の各音符データ５および
包絡線ＰＣＭデータ６に基づいて繰り返しＰＣＭデータ
８を作成する繰り返しＰＣＭデータ作成手段７とを備え
ている。そして更に、前述した繰り返しＰＣＭデータ８
を通常のＰＣＭデータ１０に変換するＰＣＭ展開部９
と、このＰＣＭ展開部９からのＰＣＭデータ１０をアナ
ログ信号１２に変換するＤ／Ａ変換器１１と、繰り返し
ＰＣＭデータ８をメロディＩＣ等に適した繰り返しＰＣ
Ｍデータ１４のデータフォーマットに変換するデータフ
ォーマット変換器１３とを備えている。

【００１４】ここで、繰り返しＰＣＭデータ１４につい
て説明する。 前述したように、音源波形は、或る基本的
な振動波形を基本構造とし、その全体像は包絡線を形成
することは一般に知られている。そして、この包絡線部
分の音源波形のみをＰＣＭデータとして取り出したのが
前述した包絡線ＰＣＭデータであることは前述した通り
である。この場合、包絡線部分をを形成する基本的な 振
動波形をＰＣＭデータとして取り出すと共にこれを繰り
返し使用することを意図して記憶したものを、ここで
は、繰り返しＰＣＭデータという。 この包絡線部分を形
成する基本的な振動波形を抽出しＰＣＭデータとしてメ
モリ等に格納しておくと、１つの楽音を長時間出力する
場合には、この波形データ部分を繰り返し読み出してＤ
Ａ変換することができる。即ち、特定のＰＣＭデータを
繰り返しＰＣＭデータとして使用することが可能とな
り、これがため、全ての音源波形のＰＣＭデータを格納
する場合に比較してメモリ容量を大幅に低減することが
できる。

【００１５】次に、本実施例の動作について説明する。 １）．まず、作成すべきメロディの楽譜情報１は楽譜編
集手段２にて音符データ５に、図形編集手段１６にて包
絡線ＰＣＭデータ６に編集される。

【００１６】２）．音符データ５と包絡線ＰＣＭデータ
６は楽譜ファイル３へ格納されるとともにＣＲＴディス
プレイ４上に表示される。このとき楽譜の編集、および
所望の音色作成のための包絡線図形編集を、ＣＲＴディ
スプレイ４上で行うことができる。

【００１７】３）．繰り返しＰＣＭデータ作成手段７で
は、楽譜ファイル３内の各音符データ５及び包絡線ＰＣ
Ｍデータ６に基づいて繰り返しＰＣＭデータ８を作成す
る。この繰り返しＰＣＭデータ８は、図２に示されるよ
うに波形情報の素片波形の形状をＰＣＭ符号化した素片
波形ＰＣＭデータ６と，周波数データ９，振幅データ
８，繰り返し数データ７のパラメータ値から構成され
る。また、この繰り返しＰＣＭデータ８は、繰り返しＰ
ＣＭセクションデータ１５により繰り返しＰＣＭデータ
展開イメージ１７構成で格納される。ここで、図２の開
示内容について詳述すると、この図２では、前述した繰
り返しＰＣＭデータが、素片波形ＰＣＭデータと，周波
数データと，振幅データと，繰り返し数データを包含す
ること、およびこれらのデータはその値が包絡線ＰＣＭ
データの時間軸に沿った変化に応じてそれぞれ変化する
ことを視覚的に例示し 或いは示唆したものである。

【００１８】４）．更に、上述した繰り返しＰＣＭデー
タ８は、ＰＣＭ展開部９にて通常のＰＣＭデータ１０に
展開され、さらにＤ／Ａ変換器１１にてアナログ信号に
変換される。このため、増幅器とスピーカを介して繰り
返しＰＣＭ方式の合成音１２として試聴することができ
る。試聴した結果、問題があれば音符データ５および包
絡線ＰＣＭデータ６を修正し、新たに繰り返しＰＣＭデ
ータ８を作成する。

【００１９】５）．全音符について、上記の処理が行わ
れる。

【００２０】６）．そして、完成したメロディの繰り返
しＰＣＭデータ８は、データフォーマット変換器１３に
て目的とする機器，例えばメロディＩＣ等における繰り
返しＰＣＭデータ１４のデータフォーマット１４に変換
され、ＲＯＭ化される。

【００２１】本手段において、ハードウェア部分は基本
的にはＤ／Ａ変換器１１とＣＲＴディスプレイ４で構成
し、後の部分はソフトウェアで構成してもよい。

【００２２】

【発明の効果】本発明は以上のように構成され機能する
ので、これによると、作成したいメロディの楽譜情報に
基づいて繰り返しＰＣＭデータを自動作成することがで
き、これがため、小さいメモリ容量のＩＣメモリを装備
したものであっても、短時間で迅速に且つ容易に繰り返
しＰＣＭによるメロディデータを作成できるという従来
にない優れた音声開発装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すブロック図である。

【図２】楽譜データと繰り返しＰＣＭデータとの関連を
示す説明図である。

【図３】従来例を示すブロック図である。

【図４】繰り返しＰＣＭ方式を説明するための説明図で
ある。

【図５】メロディ・擬音の音色の包絡線の形を示す説明
図である。

【図６】図５の包絡線に対する繰り返しＰＣＭ方式によ
る近似波形を示す説明図である。

【符号の説明】

１：楽譜情報 ２：楽譜編集手段 ３：楽譜ファイル ５：音符データ ６：包絡線ＰＣＭデータ ７：繰り返しＰＣＭデータ作成手段 ８：繰り返しＰＣＭデータ ９：ＰＣＭ展開部 １０：ＰＣＭデータ １１：Ｄ／Ａ変換器 １２：繰り返しＰＣＭ方式の合成音出力 １３：メロディＩＣ等へのデータフォーマット変換器 １４：メロディＩＣ等への繰り返しＰＣＭデータ １５：繰り返しＰＣＭセクションデータ １６：図形編集手段 １７：繰り返しＰＣＭデータ展開イメージ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 楽譜情報から音符データと包絡線ＰＣＭ
   データを得る編集手段と、前記音符データと包絡線ＰＣ
   Ｍデータを格納する楽譜ファイルと、楽譜ファイル中の
   音符データと包絡線ＰＣＭデータを表示するとともに修
   正することができる表示手段と、楽譜ファイル内の各音
   符データおよび包絡線ＰＣＭデータに基づいて繰り返し
   ＰＣＭデータを作成する繰り返しＰＣＭデータ作成手段
   とを備え、 前記 繰り返しＰＣＭデータを通常のＰＣＭデータに変換
   するＰＣＭ展開部と、ＰＣＭ展開部からのＰＣＭデータ
   を試聴する試聴手段とを装備したことを特徴とする音声
   開発装置。