JP3428230B2 - 電子楽器の繰返し波形の形成法及び繰返し波形形成装置 - Google Patents

電子楽器の繰返し波形の形成法及び繰返し波形形成装置

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JP3428230B2 JP13752295A JP13752295A JP3428230B2 JP 3428230 B2 JP3428230 B2 JP 3428230B2 JP 13752295 A JP13752295 A JP 13752295A JP 13752295 A JP13752295 A JP 13752295A JP 3428230 B2 JP3428230 B2 JP 3428230B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばシンセサイザ、
電子ピアノ、電子オルガン、シングルキーボード等の電
子楽器に記憶され、繰返し読出しに用いられる繰返し波
形を形成する方法及び繰返し波形の形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、電子楽器では予め波形メモリに所
要の楽音波形データを記憶しておき、パネル設定ならび
にキー操作等に対応する楽音波形データを順次読み出
し、この波形データを楽音信号に再生することにより楽
音を発生するようにした、いわゆる読み出し方式を採用
するものが知られている。一般に、楽音波形は、楽音発
生初期の激しい波形変化を示す立ち上がり部分と、これ
に続く比較的滑らかな波形変化を示す持続(エンベロー
プ)部分とに大別される。楽音の最も顕著な特徴は、激
しい波形変化を示す立ち上がり部にあり、その後に続く
エンベロープ部分では少なくなる。実際の楽音のエンベ
ロープ部分は長く継続するため、全体をそのまま記憶す
るには膨大なメモリ容量が必要となり装置全体に占める
メモリ価格が上昇し、非現実的なものとなる。
【0003】かかる事情を考慮して、主としてメモリ容
量の節約を目的として、楽音を、激しい波形変化を示す
立ち上がり(アタック)部分と、これに続く比較的変化
の少ない持続(エンベロープ)部分の所定区間を取り出
した部分と、に分けてそれぞれ記憶しておき、楽音の再
生にあたっては、キー操作によって指定された楽音に該
当する立ち上がり部分を読み出し、それに続いて持続部
分の所定区間のデータを必要な長さに相当するまで繰り
返し読み出して、持続する一連の楽音信号を生成するよ
うにしたものがある(例えば、特開平2−14609
7)。
【0004】かかる方式において、繰返し読み出す部分
の波形変化は少ないものではあるが、その波頭と波尾と
では差異があるため、読み出した波形をそのままつなぎ
合わせると不自然となり、楽音としては不適切なものと
なる。そこで、繰返し部分の波形と、その直前の波形と
をクロスフェードさせるクロスフェードミックス法が知
られている。
【0005】しかしながら、この方式では、クロスフェ
ードさせる部分の波形の位相が合っていないと、繰り返
し部分の楽音波形データを繰り返して読み出す際に、音
のつながりが不自然になり不要な高次倍音が発生した
り、また、不自然な唸りを発生し、楽音の質を著しく損
なうことが少なくなかった。
【0006】このような問題を解決するために、従来
は、操作者がループトップアドレスとループレングス
(その他、ループエンドアドレスとループレングス、ま
たはループトップアドレスとループエンドアドレス、の
いずれでもよい)のようなポイントを何種類か与えて、
クロスフェードループを作成し、得られたループ波形の
再生音を聞いて、不自然な唸りや高次倍音が少なく、で
きるだけ自然なループになる組み合わせを探すようにし
ていた。したがって、このようなポイントの発見に手間
取ったり、調整が微妙であり、位相を完全に合わせるこ
とが難しい場合が多かった。
【0007】そこで、繰返し波形の作成が容易で、質の
高い繰返し波形の作成が可能な繰返し波形の作成方法が
求められていた。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、係る事情に
鑑みなされたものであり、質の高い繰返し波形を、迅
速、かつ簡単に作成可能な繰返し波形の形成方法及び該
波形の形成装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、電子楽器に用
いられる繰返し波形を作成する際に、ループトップアド
レス(LT)、ループレングスの初期値(L0)ならび
にループレングス変化幅(WD)を与え、ループレング
ス(LL)を、(L0)から(L0+WD)まで変化さ
せ、それぞれのループレングス(LL)に応じて、繰返
し波形を作成する基となる波形(元波形)の(LT−L
L)から(LT)までの区間の波形(波形A)と、(L
T)から(LT+LL)までの区間の波形(波形B)の
相互相関係数を算出し、これら相関係数の高いものから
順次所定数のループレングスが選択され、該選択された
ループレングスについて、前記波形Aをフェードインさ
せた波形と、前記波形Bをフェードアウトさせた波形と
を合わせた波形を、クロスフェードされた繰返し波形と
して生成するようにした、電子楽器の繰返し波形の形成
方法であることを特徴とする。
【0010】また本発明は、指定されたループトップア
ドレス(LT)、ループレングスの初期値(L0)なら
びにループレングス変化幅(WD)にしたがって、ルー
プレングス(LL)を、(L0)から(L0+WD)ま
で変化させ、その時のループトップアドレス(LT)、
ループエンドアドレス(LE=LT+LL)をそれぞれ
算出するアドレス算出器と、前記アドレス算出器の出力
に基づき、繰返し波形を作成する基となる波形(元波
形)の(LT−LL)から(LT)までの区間の波形
(波形A)と、(LT)から(LE)までの区間の波形
(波形B)の相互相関係数を算出する相互相関係数算出
器と、前記相互相関係数算出器により算出された相関係
数の極大となる点を検出するピーク検出器と、前記ピー
ク検出器の出力から、相関度の高い順に所定数の波形の
作成条件(LT、LE)を選択する選択器と、前記選択
器の選択した作成条件に基づき所定数のクロスフェード
ループを作成するループ処理器と、を有する電子楽器の
繰返し波形形成装置であることを特徴とする。
【0011】
【作用】本発明によれば、汎用計算機やシンセサイザー
のサンプラー等を用いて、クロスフェードされた繰り返
し波形を作成する際に、ループトップアドレスLTとル
ープレングスの初期値LLおよびレングス変化幅WDを
与え、該クロスフェードさせる2波形のループレングス
を逐次変化させ、予め各波形の相関度の高い作成条件を
選択した後、該作成条件に応じてクロスフェードされた
繰返し波形を作成するものである。
【0012】係る構成により、作成される繰返し波形
は、初期条件を始点に、レングス変化幅の範囲内でルー
プレングスを自動的に逐次変化させて相関係数が求めら
れ、相関度の高い順に所定数の繰返し波形の作成条件が
選択され、該波形が作成される。
【0013】従って、位相干渉の少ない元波形に近いク
ロスフェードループが得られ、楽音のつながりが自然に
なるとともに、不要な高次倍音の発生を防止することが
でき、高音質の楽音が得られる。
【0014】さらに、本発明によれば、繰返し波形の作
成が自動的に行われるので、確実性があり、操作が容易
で短時間に繰返し波形の作成が可能である。
【0015】
【実施例】図1は本発明に係る繰返し波形形成装置の全
体構成を示すブロック図である。
【0016】図に示すように本発明の繰返し波形形成装
置は、アドレス算出器1、相関係数算出器2、ピーク検
出器3、選択器4、ループ処理器5で構成される。
【0017】このような構成において、操作者がループ
トップアドレスLTとループレングスの初期値L0およ
びシミュレートするために変化させるループレングス変
化幅WDを入力すると、これら入力値はアドレス算出器
1に読み取られ、アドレス算出器1はそれぞれの入力値
に基づき繰り返し波形としてクロスフェードされる元波
形の各アドレス値を逐次算出して相関係数算出器2に送
る。
【0018】なお、レングス変化幅WDは、シミュレー
トされるループレングスLLの範囲を規定するものであ
り、このようなレングス変化幅WDの範囲内については
計算機が自動的に各アドレスを算出し、得られた算出結
果を相関係数算出器2に送り出すように構成されてい
る。
【0019】一方、相関係数算出器2には元波形が入力
されるので、該相関係数算出器2は前記アドレス算出器
1より送られたデータに基づき、それぞれのループレン
グスに対応する波形の相関係数を算出し、その結果をピ
ーク検出器3に送る。
【0020】なお、上記相関係数算出器2で算出される
相関係数は、元波形のデータ系列を{Xn }とすると次
式で表される。
【0021】
【0022】 ただし、m :ループトップアドレス(=LT) L :ループレングス(=LL) σ:X〜Xm+L−1 の標準偏差 σ:Xn−L 〜Xm−1 の標準偏差
【0023】ピーク検出器3は、相関係数算出器2より
送られた各ループレングスごとの相関係数のピーク値を
検出するものであり、該ピーク検出器3の結果は選択器
4に送られる。
【0024】選択器4は上記ピーク検出器3より送られ
た結果に基づき、所定数の繰返し波形を選択するもので
あり、該選択器4により相関度の最も高いものから順次
所定数の繰返し波形の作成条件(ループトップ、ループ
レングス等)が選択され、ループ処理器5に送られる。
【0025】なお、上記所定数とは、繰返し波形を何個
作成するかを規定するものであり操作者により予めセッ
トされている。
【0026】ループ処理器5は、上記選択器4より送ら
れた各波形の設定条件に基づき、所定数の繰返し波形
(クロスフェードされた波形)を作成するものである。
【0027】係る構成により本発明によれば、操作者が
繰返し波形の設定条件を入力することにより、計算機あ
るいはシンセサイザーが自動的に相関度の高い繰返し波
形から順次所定数の波形を、自動的に作成する。
【0028】従って、繰返し波形の作成が迅速容易とな
り、しかも自然で質の高い波形が提供可能となる。
【0029】なお、本発明の繰返し波形の作成を、例え
ば汎用計算機を用いて行う場合、上記アドレス算出器
1、相関係数算出器2、ピーク検出器3、選択器4、ル
ープ処理器5等の機能はプログラムにより実現すること
も可能である。
【0030】図2は、本発明の繰返し波形形成装置の動
作を説明するメインフローチャートである。以下図面を
参照しながら本実施例の動作について説明する。
【0031】先ずパラメータの読み込みが行われる(ス
テップS11)。これは操作者が入力したループトップ
アドレス(以下、LTという)、ループレングス(以
下、LLという)、レングス変化幅(以下、WDとい
う)、作成する繰返し波形の数を示す所定数等を繰返し
波形形成装置に取り込む処理である。
【0032】次いで、相関係数算出器2に元波形の読み
込みが行われるとともに(ステップS12)、シミュレ
ートの終了条件がセットされる(ステップS13)。シ
ミュレートの終了条件LEはループレングスLLの初期
値L0に、レングスの変化幅WDを加算したものであ
る。
【0033】次いで、アドレス算出器1より送られた相
関係数算出のためのデータが初期値として相関係数算出
器2にセットされる(ステップS14)。すなわち、今
回相関係数が算出される2波形の先頭アドレスとして、
変数AD1にはLTが、そして変数AD2にはLT−L
Lがセットされる。
【0034】続いて、相関係数算出器2により相関係数
の算出が行われ(ステップS15)、算出された結果は
記憶される。なお、相関係数の算出については図3の相
関係数算出のサブルーチンの説明で詳述する。
【0035】続いて、次回のシミュレートのため、ルー
プレングスLLをインクリメントする(ステップS1
6)。
【0036】続いて、さらに当該波形の相関係数の算出
を続けるか否かが調べられる(ステップS17)。これ
は上記ステップS15でセットされたループレングスL
Lが、ステップS13でセットされた終了条件LEに達
しているか否かを調べることにより行われる。
【0037】上記ステップS17で、未だ終了条件LE
に達していない場合は、ステップS14に戻り、さらに
次のループレングスについての計算を繰り返す。
【0038】一方、上記ステップS17で終了条件LE
に達した場合、ピーク検出器3は、前記相関係数算出器
2に記憶されている各ループレングスに対する相関係数
から、ピーク(極大点)を抽出する(ステップS1
8)。抽出された結果は選択器4に送られる。
【0039】続いて、選択器4が前記ピーク検出器3に
より抽出されたピークのうち、相関度の高い順に所定数
の波形の作成条件(ループトップアドレス、ループレン
グス等)を選択し(ステップS19)、ループ処理器5
に送る。
【0040】これに基づいて、ループ処理器5は選択さ
れた作成条件に基づいて、所定数のクロスフェードミッ
クスされた繰返し波形を作成する(ステップS20)。
【0041】このように、本発明によれば、与えられた
初期値を初期条件として、レングス変化幅の範囲内で自
動的に各ループレングスに応じた相関係数がシミュレー
トされ、最適な繰返し波形の作成条件が選択されたの
ち、該条件に応じた繰返し波形が作成される。
【0042】従って、精度のよい繰返し波形を自動的に
作成することが可能となる。
【0043】次に、図3は上記メインフローチャートの
ステップS15の相関係数算出のサブルーチンの動作説
明図である。以下、図面を参照しながら相関係数算出の
動作について説明する。
【0044】相関係数の算出においては、先ず初期値の
設定が行われる(ステップS21)。初期値の設定にお
いては、累計値を入力する変数SUMには0を、変数P
O1、PO2にはそれぞれ今回相関係数が算出される2
波形の先頭アドレス(AD1)、(AD2)がセットさ
れる。
【0045】次いで、SUM=SUM+W(PO1)*
W(PO2)が求められる(ステップS22)。なお、
W(PO1)、W(PO2)は、それぞれの波形のサン
プルポイントにおける振幅値である。
【0046】次に、それぞれの波形のサンプルポイント
PO1,PO2の値をインクリメントして、次回の計算
のためのサンプルポイント値をセットする(ステップS
23)。
【0047】続いて、サンプルポイントPO1の値がP
O1<LT+LLであるか否かが調べられる(ステップ
S24)。これは、サンプルポイントがクロスフェード
される波形のループレングスの範囲内にあるか否かを調
べる処理である。
【0048】PO1の値が未だループエンドアドレスに
達していない場合はステップS22に戻り、次のサンプ
ルポイントについて同様の処理を繰り返す。
【0049】一方、PO1の値がループエンド値を越え
た場合は、クロスフェードされる波形の範囲外であるの
で次のステップに進み、クロスフェードさせる2波形X
m 〜Xm+L-1 ,Xm-L 〜Xm-1 それぞれの標準偏差
σx 、σy を求める(ステップS25、26)。標準偏
差σx 、σy を求めるのは、異なるループレングスの波
形を正規化して比較可能にするための処理である。
【0050】次いで、上記標準偏差と前述の相関係数の
算定式を用い、 に基づき相関係数を求める(ステップS27)。
【0051】このようにして、当該サンプル波形の相関
係数の算出が終了するとメインルーチンに戻り、次のル
ープレングスのサンプル波形の相関係数の算出を繰り返
す。
【0052】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
予めクロスフェードされる2波形の相関係数によりシミ
ュレートされるので、質の高い繰返し波形が得られ、楽
音のつながりが自然になるとともに、不要な高次倍音や
唸りの発生を防止することができる。
【0053】さらに、繰返し波形の作成が自動的にでき
るので、作成が迅速容易で、各種の条件について容易に
シミュレート可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の波形形成装置の概略構成を示すブロッ
ク図である。
【図2】本発明の波形形成装置の動作を説明するメイン
フローチャートである。
【図3】相関係数算出の動作を説明するフローチャート
である。
【符号の説明】
1 アドレス算出器 2 相関係数算出器 3 ピーク検出器 4 選択器 5 ループ処理器

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電子楽器に用いられる繰返し波形を作成
    する際に、ループトップアドレス(LT)、ループレン
    グスの初期値(L0)ならびにループレングス変化幅
    (WD)を与え、 ループレングス(LL)を、(L0)から(L0+WD)
    まで変化させ、 それぞれのループレングス(LL)に応じて、繰返し波
    形を作成する基となる波形(元波形)の(LT−LL)
    から(LT)までの区間の波形(波形A)と、(LT)
    から(LT+LL)までの区間の波形(波形B)の相互
    相関係数とを算出し、 これら相関係数の高いものから順次所定数のループレン
    グスが選択され、 該選択されたループレングスについて、前記波形Aをフ
    ェードインさせた波形と、前記波形Bをフェードアウト
    させた波形とを合わせた波形を、クロスフェードされた
    繰返し波形として生成すること、 を特徴とする、電子楽器の繰返し波形の形成方法。
  2. 【請求項2】 指定されたループトップアドレス(L
    T)、ループレングスの初期値(L0)ならびにループ
    レングス変化幅(WD)にしたがって、ループレングス
    (LL)を、(L0)から(L0+WD)まで変化させ、
    その時のループトップアドレス(LT)、ループエンド
    アドレス(LE=LT+LL)をそれぞれ算出するアド
    レス算出器と、 前記アドレス算出器の出力に基づき、繰返し波形を作成
    する基となる波形(元波形)の(LT−LL)から(L
    T)までの区間の波形(波形A)と、(LT)から(L
    E)までの区間の波形(波形B)の相互相関係数を算出
    する相互相関係数算出器と、 前記相互相関係数算出器により算出された相関係数の極
    大となる点を検出するピーク検出器と、 前記ピーク検出器の出力から、相関度の高い順に所定数
    の波形の作成条件(LT、LE)を選択する選択器と、 前記選択器の選択した作成条件に基づき所定数のクロス
    フェードループを作成するループ処理器と、 を有することを特徴とする、電子楽器の繰返し波形形成
    装置。
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