JP3670490B2 - 楽音波形データ記憶装置、楽音波形データ記憶方法、楽音波形データ再生装置及び楽音波形データ再生方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、楽音波形データ記憶装置及び楽音波形データ再生装置に関する。特に楽音波形データの任意のポイントの大きさと当該任意のポイントから一波長ずれたポイントの大きさとを座標値として座標上に表して、この座標の座標軸を回転させた座標軸上の値に当該座標値を変換して記憶したり、これを再生する装置及び方法に関する。また特にステレオ音響の各楽音波形データのポイントの大きさを座標値として座標上に表して、この座標の座標軸を回転させた座標軸上の値に当該座標値を変換して記憶したり、これを再生する装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来技術】
従来の楽音波形データを記憶する装置ではサンプリング回路が用いられ、入力された楽音波形データがサンプリングされ、サンプリングされた各ポイントの大きさがアナログ−デジタル変換され順次波形記憶回路に書き込まれる。
【０００３】
また従来の楽音波形データを再生する装置ではこの記憶された楽音波形データが音高に応じた速度で読み出され、デジタル−アナログ変換されて、平滑化回路をへて楽音として再生出力される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような楽音波形データ記憶装置及び再生装置では、楽音波形データの各サンプルポイントの大きさがそのまま記憶されているので、記憶容量が膨大となり、メモリ容量が非常に大きくなっていた。
【０００５】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、楽音波形データを圧縮して記憶し、楽音波形データの記憶容量を少なくすることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、楽音波形データの任意のポイントの大きさと当該任意のポイントから一波長ずれたポイントの大きさとを座標値として座標上に表して、この座標の座標軸を回転させた座標軸上の値に当該座標値を変換させ、この変換された座標値を記憶するようにした。またこの変換記憶された楽音波形データを読み出して元の回転前の座標軸上の値に逆変換し、この値を元の楽音波形データの任意のポイントの大きさと当該任意のポイントから一波長ずれたポイントの大きさとして出力するようにした。これにより、楽音波形データを圧縮して記憶することができるし、圧縮記憶した楽音波形データを元の楽音波形データに再生することができる。
【０００７】
また、ステレオ音像を構成する複数の楽音波形データにつき、各々の楽音波形データの各ポイントの大きさを座標値として座標上に表して、この座標の座標軸を回転させた座標軸上の値に当該座標値を変換し、この変換された座標値を記憶するようにした。またこの変換記憶された楽音波形データを読み出して元の回転前の座標軸上の値に逆変換し、この値を元のステレオ音像を構成する複数の楽音波形データの各ポイントの大きさとして出力するようにした。これにより、楽音波形データを圧縮して記憶することができるし、圧縮記憶した楽音波形データを元の楽音波形データに再生することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
１．全体回路
図１は楽音波形データ圧縮記憶装置及び楽音波形データ伸長再生装置を有する楽音生成制御装置または電子楽器の全体回路を示す。演奏情報発生部１からは演奏情報（楽音発生情報）が発生される。この演奏情報（楽音発生情報）は、楽音を発生させるための情報である。この演奏情報発生部１は、マニュアル操作によって演奏される発音指示装置、自動演奏装置、種々のスイッチまたはインターフェイスである。
【０００９】
上記演奏情報（楽音発生情報）は、音楽的ファクタ（因子）情報であり、音高（音域）情報（音高決定因子）、発音時間情報、演奏分野情報などである。発音時間情報は楽音の発音開始からの経過時間を示す。演奏分野情報は、演奏パート情報、楽音パート情報、楽器パート情報等を示し、例えばメロディ、伴奏、コード、ベース、リズム等、または上鍵盤、下鍵盤及び足鍵盤等に対応している。
【００１０】
上記音高情報はキーナンバデータＫＮとして取り込まれる。このキーナンバデータＫＮはオクターブデータ（音域データ）と音名データとからなる。演奏分野情報は、パートナンバデータＰＮとして取り込まれ、このパートナンバデータＰＮは各演奏エリアを識別するデータであって、発音操作された楽音がどの演奏エリアからのものかによって設定される。
【００１１】
発音指示装置は、キーボード楽器、弦楽器、吹奏楽器、打楽器、コンピュータのキーボード等である。自動演奏装置は、記憶された演奏情報を自動的に再生するものである。インターフェイスは、ＭＩＤＩ（ミュージカルインスツルメントデジタルインターフェイス）等、接続された装置からの演奏情報を受け取ったり、送り出したりする装置である。
【００１２】
さらに、この演奏情報発生部１には各種スイッチが設けられ、この各種スイッチは音色タブレット、エフェクトスイッチ、リズムスイッチ、ペダル、ホイール、レバー、ダイヤル、ハンドル、タッチスイッチ等であって楽器用のものである。この各種スイッチより、楽音制御情報が発生され、この楽音制御情報は発生された楽音を制御する情報であって音楽的ファクタ（因子）情報であり、音色情報（音色決定因子）、タッチ情報（発音指示操作の速さ／強さ）、発音数情報、共鳴度情報、エフェクト情報、リズム情報、音像（ステレオ）情報、クオンタイズ情報、変調情報、テンポ情報、音量情報、エンベロープ情報等である。
【００１３】
これら音楽的ファクタ情報も上記演奏情報（楽音情報）に合体され、上記各種スイッチより入力されるほか、上記自動演奏情報に合体されたり、上記インターフェイスで送受される演奏情報に合体される。なお、上記タッチスイッチは上記発音指示装置の１つ１つに対応して設けられており、タッチの速さと強さを示すイニシャルタッチデータとアフタタッチデータとが発生される。
【００１４】
上記音色情報は、鍵盤楽器（ピアノ等）、管楽器（フルート等）、弦楽器（バイオリン等）、打楽器（ドラム等）の楽器（発音媒体／発音手段）の種類等に対応しており、トーンナンバデータとして取り込まれる。上記エンベロープ情報は、エンベロープタイム、エンベロープレベル、エンベロープスピード、エンベロープフェーズなどである。
【００１５】
このような音楽的ファクタ情報は、コントローラ２へ送られ、後述の各種信号、データ、パラメータの切り換えが行われ、楽音の内容が決定される。上記演奏情報（楽音発生情報）及び楽音制御情報はコントローラ２で処理され、各種データが音響出力部５へ送られ、楽音信号が発生される。コントローラ２はＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭなどからなっている。
【００１６】
プログラム／データ記憶部３（内部記憶媒体／手段）はＲＯＭまたは書き込み可能なＲＡＭ、フラッシュメモリまたはＥＥＰＲＯＭ等の記憶装置からなり、光ディスクまたは磁気ディスク等の情報記憶部４（外部記憶媒体／手段）に記憶されるコンピュータのプログラムが書き写され記憶される（インストール／転送される）。またプログラム／データ記憶部３には外部の電子楽器またはコンピュータから上記ＭＩＤＩ装置または送受信装置を介して送信されるプログラムも記憶される（インストール／転送される）。このプログラムの記憶媒体は通信媒体も含む。
【００１７】
このインストール（転送／複写）は、情報記憶部３が本楽音生成装置にセットされたとき、または本楽音生成装置の電源が投入されたとき自動的に実行され、または操作者による操作によってインストールされる。上記プログラムは、コントローラ２が各種処理を行うための後述するフローチャートに応じたプログラムである。
【００１８】
なお、本装置に予め別のオペレーティングシステム、システムプログラム（ＯＳ）、その他のプログラムが記憶され、上記プログラムはこれらのＯＳ、その他のプログラムとともに実行されてもよい。このプログラムは本装置（コンピュータ本体）にインストールされ実行されたときに、別のプログラムとともにまたは単独で請求項（クレーム）に記載された処理・機能を実行させることができればよい。
【００１９】
また、このプログラムの一部又は全部が本装置以外の１つ以上の別装置に記憶されて実行され、本装置と別装置との間には通信手段を介して、これから処理するデータ／既に処理されたデータ／プログラムが送受され、本装置及び別装置の全体として、本発明が実行されてもよい。
【００２０】
このプログラム／データ記憶部３には、上述した音楽的ファクタ情報、上述した各種データ及びその他の各種データも記憶される。この各種データには時分割処理に必要なデータや時分割チャンネルへの割当のためデータ等も含まれる。
【００２１】
音響出力部５では、アサインメントメモリ４０に書き込まれた各データに応じた楽音信号が並行して発生され発音出力される。この音響出力部５は時分割処理によって複数の楽音信号が同時に生成されポリフォニックに発音される。この音響出力部５では、共鳴付加、残響付加及び音像形成（ステレオ制御）が行われる。
【００２２】
タイミング発生部６からは、楽音生成制御装置又は電子楽器の全回路の同期を取るためのタイミングコントロール信号が各回路に出力される。このタイミングコントロール信号は、各周期のクロック信号のほか、これらのクロック信号を論理積または論理和した信号、時分割処理のチャンネル分割時間の周期を持つ信号、チャンネルナンバデータＣＨＮｏ、タイムカウントデータＴＩなどを含む。このタイムカウントデータＴＩは、絶対時間つまり時間の経過を示し、このタイムカウントデータＴＩのオーバフローリセットから次のオーバフローリセットまでの周期は、各楽音のうち最も長い発音時間より長く、場合によって数倍に設定される。
【００２３】
楽音波形入力部７からは外部から楽音波形データが入力され、この楽音波形データの任意のポイントの大きさと当該任意のポイントから一波長ずれたポイントの大きさとを座標値として座標上に表して、この座標の座標軸を回転させた座標軸上の値に当該座標値が合成かつ圧縮されて変換される。この変換された座標値は順番に上記プログラム／データ記憶部３に書き込まれて記憶される。
【００２４】
またこの楽音波形入力部７からは外部からステレオ音像を構成する複数の楽音波形データが入力され、各々の楽音波形データの各ポイントの大きさを座標値として座標上に表して、この座標の座標軸を回転させた座標軸上の値に当該座標値が合成かつ圧縮されて変換される。この変換された座標値は順番に上記プログラム／データ記憶部３に書き込まれて記憶される。
【００２５】
楽音波形再生部８によって、上記プログラム／データ記憶部３に書き込まれて記憶された楽音波形データが読み出され、この読み出された楽音波形データが元の回転前の座標軸上の値に逆変換され、この値が元の楽音波形データの任意のポイントの大きさと当該任意のポイントから一波長ずれたポイントの大きさとして分離かつ伸長されて再生出力される。この再生出力された楽音波形データは上記音響出力部５へ順次送られて発音出力される。
【００２６】
またこの楽音波形再生部８によって、上記プログラム／データ記憶部３に書き込まれて記憶された楽音波形データが読み出され、この読み出された楽音波形データが元の回転前の座標軸上の値に逆変換され、この値が元のステレオ音像を構成する複数の楽音波形データの各ポイントの大きさとして分離かつ伸長されて再生出力される。この再生出力された楽音波形データは上記音響出力部５へ順次送られて発音出力される。
【００２７】
２．楽音波形入力部７（周期的音響の合成圧縮）
図２は上記周期的音響の合成圧縮を行う楽音波形入力部７を示す。マイク１０から入力された音響信号はアンプ１１で増幅されサンプリング／ホールド回路１２でサンプリングされ、Ａ−Ｄ変換器１３でアナログ−デジタル変換される。このサンプリング／デジタル変換された音響データＸ２はインバータ群１７でプラス／マイナス反転され、またはそのままセレクタ１８を介して加算器１６へ送られる。
【００２８】
またこのサンプリング／デジタル変換された音響データＸ１は一波長ディレイ回路１５で一波長分遅延され、上記加算器１６で、上記一波長先の音響データＸ２が加算または減算され、乗算器１９で数値（１／ＳＱＲ２）が乗算され、セレクタ２０を介してラッチ２１またはラッチ２２にストアされる。この（１／ＳＱＲ２）の「ＳＱＲ２」は「２」の平方根（ルート）を表す。
【００２９】
上記ラッチ２１には上記一波長先の音響データＸ２が加算された場合の楽音波形データＹ１＝（１／ＳＱＲ２）×（Ｘ１＋Ｘ２）がストアされ、ラッチ２２には上記一波長先の音響データＸ２が減算された場合の楽音波形データＹ２＝（１／ＳＱＲ２）×（Ｘ１−Ｘ２）がストアされる。
【００３０】
これらラッチ２１及びラッチ２２からの楽音波形データＹ１＝（１／ＳＱＲ２）×（Ｘ１＋Ｘ２）及びＹ２＝（１／ＳＱＲ２）×（Ｘ１−Ｘ２）は楽音波形メモリ２３の同じ番地にパラレルに順次書き込まれる。この楽音波形メモリ２３は上記プログラム／データ記憶部３の中に設けられている。
【００３１】
上記サンプリング／ホールド回路１２にはクロック信号がサンプリング信号Ｓφとして供給される。このサンプリング信号Ｓφの２倍の周波数のクロック信号２Ｓφがアドレスカウンタ２４に供給され、楽音波形メモリ２３の書き込みアドレスデータがインクリメントされる。
【００３２】
このアドレスカウンタ２４の最下位の１ビットデータが上記セレクタ１８及び２０にセレクト信号として送られる。この最下位の１ビットデータは読み出し／書き込み信号Ｒ／Ｗとして上記楽音波形メモリ２３に供給される。このアドレスカウンタ２４の最下位の１ビットデータを除いた上位データが書き込みアドレスデータとして上記楽音波形メモリ２３に供給される。
【００３３】
３．一波長ディレイ回路１５（周期的音響の合成圧縮）
図３は上記一波長ディレイ回路１５を示す。上記Ａ−Ｄ変換器１３でアナログ−デジタル変換された音響データの各ポイントデータはシフトレジスタ群４１に順次入力されて順次遅延され、データセレクタ４２を介していずれかの遅延段が選択されて遅延ポイントが選択出力され、上記加算器１６へ出力される。このシフトレジスタ群４１には上記サンプリング信号Ｓφがシフトクロック信号として供給される。
【００３４】
上記Ａ−Ｄ変換器１３でアナログ−デジタル変換された音響データは、高速フーリエ変換器４４で高速フーリエ変換され、基本周波数データつまり一波長データλが抽出される。この一波長データλはデコーダ４５でデコード（変換）され、上記データセレクタ４２に送られて、一波長に応じたいずれか１つの経路が開成される。これにより、データセレクタ４２から一波長分遅延された音響データが選択出力される。
【００３５】
上記高速フーリエ変換器４４では各周波数成分の周波数値とレベル値とが抽出され、これらレベル値のうち、一番レベル値の大きい周波数値が選択され、この選択された周波数値が上記一波長データλとして出力される。
【００３６】
なお、上記サンプリング／ホールド回路１２及びＡ−Ｄ変換器１３からのサンプリング音響信号は、いったん一時記憶メモリに記憶され、その後上記楽音波形入力部７を経て楽音波形メモリ２３に圧縮記憶されてもよい。
【００３７】
この場合、当該一波長ディレイ回路１５は省略可能である。そして、上記一時記憶メモリに記憶された音響信号の波形が解析されて一波長が判定され、この一波長分のアドレス差で音響信号が読み出され、楽音波形データの任意のポイントと当該任意のポイントから一波長ずれたポイントとが時分割に交互に読み出され、上記加算器１６、インバータ群１７またはセレクタ１８へ送られる。
【００３８】
４．圧縮記憶のタイムチャート（周期的音響の合成圧縮）
図４は上記楽音波形入力部７の各データ及び信号のタイムチャートを示す。セレクタ１８は一波長先の各ポイントの音響データＸ２が取り込まれている間のみ、−Ｘ２とＸ２とを交互に選択出力する。セレクタ２０は一波長先の各ポイントの音響データＸ２が取り込まれている間のみ、圧縮楽音波形データＹ１＝（１／ＳＱＲ２）×（Ｘ１＋Ｘ２）とＹ２＝（１／ＳＱＲ２）×（Ｘ１−Ｘ２）とを交互に選択出力する。
【００３９】
楽音波形メモリ２３の読み出し／書き込み信号Ｒ／Ｗは、一波長先の各ポイントの音響データＸ２が取り込まれている間の後半、つまり圧縮楽音波形データＹ１＝（１／ＳＱＲ２）×（Ｘ１＋Ｘ２）とＹ２＝（１／ＳＱＲ２）×（Ｘ１−Ｘ２）とがともにラッチ２１及び２２にストアされたときに、書き込み状態となる。
【００４０】
上述のようにして合成かつ圧縮される音響データは一波長ずれたポイント同志となる。楽音波形データ（音響データ）の隣合う一波長の波形形状同志は近似していることが多いからである。むろん隣り合う一波長同志ではなく、１つおき、２つおき、…の一波長同志が組み合わされて合成かつ圧縮されてもよい。この場合、上記高速フーリエ変換器４４から出力された一波長データは２倍、３倍、…されて上記デコーダ４５へ送られる。
【００４１】
５．楽音波形入力部７（ステレオ音響の合成圧縮）
図５は上記ステレオ音響の合成圧縮を行う楽音波形入力部７を示す。マイク１０Ｒ及び１０Ｌから入力されたステレオの左右の音響信号はアンプ１１Ｒ及び１１Ｌで増幅されサンプリング／ホールド回路１２Ｒ及び１２Ｌでサンプリングされ、Ａ−Ｄ変換器１３Ｒ及び１３Ｌでアナログ−デジタル変換される。このサンプリング／デジタル変換された左の音響データＸ２は左ディレイ回路５１Ｌでディレイされ、インバータ群１７でプラス／マイナス反転され、またはそのままセレクタ１８を介して加算器１６へ送られる。
【００４２】
またこのサンプリング／デジタル変換された右の音響データＸ１は右ディレイ回路５１Ｒでディレイされ、上記加算器１６で、上記左の音響データＸ２が加算または減算され、乗算器１９で数値（１／ＳＱＲ２）が乗算され、セレクタ２０を介してラッチ２１またはラッチ２２にストアされる。この（１／ＳＱＲ２）の「ＳＱＲ２」は「２」の平方根（ルート）を表す。
【００４３】
上記ラッチ２１には上記左の音響データＸ２が加算された場合の圧縮楽音波形データＹ１＝（１／ＳＱＲ２）×（Ｘ１＋Ｘ２）がストアされ、ラッチ２２には上記左の音響データＸ２が減算された場合の圧縮楽音波形データＹ２＝（１／ＳＱＲ２）×（Ｘ１−Ｘ２）がストアされる。
【００４４】
これらラッチ２１及びラッチ２２からの圧縮楽音波形データＹ１＝（１／ＳＱＲ２）×（Ｘ１＋Ｘ２）及びＹ２＝（１／ＳＱＲ２）×（Ｘ１−Ｘ２）は楽音波形メモリ２３の同じ番地にパラレルに順次書き込まれる。この楽音波形メモリ２３は上記プログラム／データ記憶部３の中に設けられている。
【００４５】
上記サンプリング／ホールド回路１２にはクロック信号がサンプリング信号Ｓφとして供給される。このサンプリング信号Ｓφの２倍の周波数のクロック信号２Ｓφがアドレスカウンタ２４に供給され、楽音波形メモリ２３の書き込みアドレスデータがインクリメントされる。
【００４６】
このアドレスカウンタ２４の最下位の１ビットデータが上記セレクタ１８及び２０にセレクト信号として送られる。このアドレスカウンタ２４の最下位の１つ上の１ビットデータが上記セレクタ１４にセレクト信号として送られる。この最下位の１ビットデータは読み出し／書き込み信号Ｒ／Ｗとして上記楽音波形メモリ２３に供給される。このアドレスカウンタ２４の最下位の１ビットデータを除いた上位データが書き込みアドレスデータとして上記楽音波形メモリ２３に供給される。
【００４７】
６．ディレイ回路５１Ｒ（５１Ｌ）（ステレオ音響の合成圧縮）
図６は上記ディレイ回路５１Ｒ（５１Ｌ）を示す。上記Ａ−Ｄ変換器１３でアナログ−デジタル変換された音響データはシフトレジスタ群４１に入力されて順次遅延され、データセレクタ４２を介していずれかの遅延段が選択されて遅延ポイントが選択出力され、上記加算器１６へ出力される。このシフトレジスタ群４１には上記サンプリング信号Ｓφがシフトクロック信号として供給される。
【００４８】
上記Ａ−Ｄ変換器１３でアナログ−デジタル変換された音響データは、高速フーリエ変換器４４で高速フーリエ変換され、基本周波数データつまり一波長データλが抽出される。この一波長データλは除算器４５へ送られる。
【００４９】
一方、角度レジスタ４７には角度データδが操作者によってストアされ、この角度データδは位相差デコーダ４６で変換される。この角度データδは、上記マイク１０Ｒ及び１０Ｌに対して音源のある方向の角度である。この角度は操作者によって判定されて演奏情報発生部１から入力される。
【００５０】
この位相差デコーダ４６では、入力された「角度データδ」に対して「Ｄ×ｃｏｓδ」が求められ、上記除算器４５へ送られる。この「Ｄ」は上記左右のマイク１０Ｒ及び１０Ｌの間の距離である。したがって、この変換値「Ｄ×ｃｏｓδ」は、左右の音響のマイク１０Ｒ及び１０Ｌまでの到達距離の差を示す。
【００５１】
上記除算器４５からは、（Ｄ×ｃｏｓδ）／λ、つまり左右の音響の位相差ＦＤが出力される。この左右の位相差ＦＤは、デコーダ４８でデコード（変換）され、上記データセレクタ４２に送られて、左右の位相差ＦＤに応じたいずれか１つの経路が開成される。これにより、データセレクタ４２から左右の位相差ＦＤ分遅延された音響データが選択出力される。
【００５２】
なお、上記「角度データδ」は、左右のディレイ回路５１Ｒまたは５１Ｌのいずれか一方に入力され、左右の音響のうちいずれか一方のみが遅延される。このように左右の位相差ＦＤを補正すれば、ほぼ同じ形状位置の左右の波形ポイントにつき、左右の音響データを組み合わせて合成圧縮することができる。
【００５３】
むろん、このような左右のディレイ回路５１Ｒ及び５１Ｌは、省略されてもよい。この場合でも、左右の音響の位相差は多少残るが、やはり近似した形状位置の左右の波形ポイントにつき、左右の音響データを組み合わせて合成圧縮することができる。他の構成及び動作は上記一波長ディレイ回路１５（周期的音響の合成圧縮）と同じである。
【００５４】
また、上記サンプリング／ホールド回路１２及び１２Ｌ及びＡ−Ｄ変換器１３Ｒ及び１３Ｌからの左右のサンプリング音響信号は、いったん一時記憶メモリに記憶され、その後上記楽音波形入力部７を経て楽音波形メモリ２３に圧縮記憶されてもよい。
【００５５】
この場合、当該左右のディレイ回路５１Ｒ及び５１Ｌは省略可能である。そして、上記一時記憶メモリに記憶された左右の音響信号の波形が解析されて左右の位相差ＦＤが判定され、この左右の位相差ＦＤ分のアドレス差で音響信号が読み出され、一方の楽音波形データの任意のポイントとこの任意のポイントから位相差ＦＤずれた他方の楽音波形データのポイントとが時分割に交互に読み出され、上記加算器１６、インバータ群１７またはセレクタ１８へ送られる。
【００５６】
７．圧縮記憶のタイムチャート（ステレオ音響の合成圧縮）
図７は上記楽音波形入力部７の各データ及び信号のタイムチャートを示す。セレクタ１８は左の各ポイントの音響データＸ２が取り込まれている間のみ、−Ｘ２とＸ２とを交互に選択出力する。セレクタ２０は左の各ポイントの音響データＸ２が取り込まれている間のみ、圧縮楽音波形データＹ１＝（１／ＳＱＲ２）×（Ｘ１＋Ｘ２）とＹ２＝（１／ＳＱＲ２）×（Ｘ１−Ｘ２）とを交互に選択出力する。
【００５７】
楽音波形メモリ２３の読み出し／書き込み信号Ｒ／Ｗは、左の各ポイントの音響データＸ２が取り込まれている間の後半、つまり圧縮楽音波形データＹ１＝（１／ＳＱＲ２）×（Ｘ１＋Ｘ２）とＹ２＝（１／ＳＱＲ２）×（Ｘ１−Ｘ２）とがともにラッチ２１及び２２にストアされたときに、書き込み状態となる。
【００５８】
上述のようにして合成かつ圧縮される音響データは左右のステレオ音響同志となる。ステレオの楽音波形データ（音響データ）の波形形状同志は近似していることが多いからである。むろんステレオの左右２つの音響同志ではなく、３つ、４つ、…のステレオ音響が組み合わされて合成かつ圧縮されてもよい。この場合、上記マイク１０Ｒ及び１０Ｌ、アンプ１１Ｒ及び１１Ｌ、サンプリング／ホールド回路１２Ｒ及び１２Ｌ、Ａ−Ｄ変換器１２Ｒ及び１３Ｌは、２対を越える数だけ設けられる。
【００５９】
８．座標上での圧縮変換
図８は上記楽音波形データの圧縮記憶及び伸長再生が座標軸の回転に対応していることを表している。図８（Ａ）の２次元直交座標軸Ｘ１−Ｘ２は、入力された音響データの各サンプリングポイントにつき、合成圧縮されるポイントＸ２及びＸ１の２つのポイントのレベルの大きさを座標値として座標上に表した。そうすると、圧縮合成される２つのポイントのレベルの大きさは互いにほぼ正比例の関係にある。この圧縮合成されるＸ１及びＸ２は上述の一波長ずれた波形ポイントまたは左右のステレオの波形ポイントである。
【００６０】
これは、あるポイントの波形レベルが大きいと対応する波形レベルも大きいことを示し、あるポイントの波形レベルが小さいと対応する波形レベルも小さいことを示す。言い換えれば、楽音の周期的同一性（周期的近似性、周期性）によって、ある波形ポイントと一波長または数波長ずれた波形ポイントとのレベル差は非常に小さいことを示している。同様に、同一音源からの発生という音響的性質によって、左右及びその他のステレオ音響波形は互いに相関性が非常に高く、各ステレオチャンネルの波形ポイントのレベル差は非常に小さいことを示している。
【００６１】
図８（Ｂ）は、この図８（Ａ）の２次元直交座標軸Ｘ１−Ｘ２を４５度回転させたものである。この回転された２次元直交座標軸Ｙ１−Ｙ２上の値は、元の（Ｘ１、Ｘ２）から、上述のＹ１＝（１／ＳＱＲ２）×（Ｘ１＋Ｘ２）とＹ２＝（１／ＳＱＲ２）×（Ｘ１−Ｘ２）との演算変換によって求められる。
【００６２】
この回転された座標軸Ｙ１−Ｙ２上での圧縮合成される２つのポイントを表す各座標点の座標値は、Ｙ１軸方向ではＸ１軸方向に比べて取りうる値範囲が多少増加しているが、Ｙ２軸方向ではＸ２軸方向に比べて取りうる値範囲が極端に減少している。これらを差し引いて相殺して総合すると、全体として各座標値のデータ量を少なくしてデータ圧縮を行うことができる。
【００６３】
この回転された座標軸を元の状態に回転復帰すれば、元の圧縮前の楽音波形データＸ１及びＸ２を再生することができる。この場合、後述するようにＸ１＝（１／ＳＱＲ２）×（Ｙ１＋Ｙ２）とＸ２＝（１／ＳＱＲ２）×（Ｙ１−Ｙ２）との演算変換によって元の楽音波形データが求められる。
【００６４】
これを各データのビット数で考えると、回転前の座標値のビット数がそれぞれ「１０ビット＋１０ビット＝２０ビット」であれば、回転後の座標値のビット数は「１６ビット＋２ビット＝１８ビット」に圧縮できる。
【００６５】
９．楽音波形再生部８（周期的音響の分離伸長）
図９は上記周期的音響の分離伸長を行う楽音波形再生部８を示す。上記楽音波形メモリ２３から読み出された圧縮楽音波形データ（Ｙ１、Ｙ２）のうち、下位の圧縮楽音波形データＹ２はインバータ群３１でプラス／マイナス反転され、またはそのままセレクタ３２を介して加算器３３へ送られる。
【００６６】
また楽音波形メモリ２３から読み出された圧縮楽音波形データ（Ｙ１、Ｙ２）のうち、上位の圧縮楽音波形データＹ１は上記加算器３３で、上記下位の圧縮楽音波形データＹ２が加算または減算され、乗算器３４で数値（１／ＳＱＲ２）が乗算される。この（１／ＳＱＲ２）の「ＳＱＲ２」は「２」の平方根（ルート）を表す。
【００６７】
上記乗算器３４からの一波長先のポイントの伸長楽音波形データＸ２＝（１／ＳＱＲ２）×（Ｙ１−Ｙ２）は、セレクタ３６及びセレクタ３７を介して上記音響出力部５へ順次送られ発音出力される。また、上記乗算器３４からの一波長後のポイントの伸長楽音波形データＸ１＝（１／ＳＱＲ２）×（Ｙ１＋Ｙ２）は、一波長メモリ３８にいったん書き込まれ、上記一波長先のポイントの伸長楽音波形データＸ２＝（１／ＳＱＲ２）×（Ｙ１−Ｙ２）が一波長分出力された後、順次読み出されセレクタ３７を介して上記音響出力部５へ順次送られ発音出力される。
【００６８】
アサインメントメモリ４０からの周波数ナンバデータＦＮは累算部３５で累算され、この累算値の上位データ（整数データ）が読み出しアドレスデータとして上記楽音波形メモリ２３に供給される。この累算値の下位データ（小数データ）の最上位ビットデータは、上記セレクタ３２及びセレクタ３６に選択切替信号として送られる。
【００６９】
上記アサインメントメモリ４０には上記チャンネルナンバデータＣＨＮｏが読み出しアドレスデータとして供給され、各チャンネルに割り当てられた周波数ナンバデータＦＮが時分割に読み出される。上記累算部３５にはシフトレジスタが設けられ、このシフトレジスタは上記時分割チャンネル数に応じた段数を有し、各段には各チャンネルの累算周波数ナンバデータが記憶されて順次シフトされ、アサインメントメモリ４０からの各チャンネルの周波数ナンバデータＦＮが加算器で順次加算され、これにより各チャンネルの周波数ナンバデータＦＮが順次累算される。
【００７０】
上記累算部３５からの読み出しアドレスデータ（整数）は、コンパレータ５３に送られる。一波長レジスタ５４には上記合成圧縮時の一波長データλが操作者によってストアされ、この一波長データλは上記コンパレータ５３に送られる。上記読み出しアドレスデータが楽音波形メモリ２３の楽音波形データの一波長分に達すると、一致信号がコンパレータ５３よりフリップフロップ５５に出力され、フリップフロップ５５の出力が反転される。
【００７１】
このフリップフロップ５５の出力は上記一波長メモリ３８に読み出し／書き込み信号Ｒ／Ｗとして供給されるとともに、上記セレクタ３７に選択切り換え信号としても供給される。これにより、楽音波形データの一波長ごとの読み出しで一波長メモリ３８の読み出しと書き込みが切り換えられ、セレクタ３７の選択も切り換えられる。上記一波長メモリ３８には、上記累算部３５からの累算周波数ナンバデータＦＮが読み出し及び書き込みアドレスデータとして供給される。
【００７２】
１０．楽音波形再生部８（ステレオ音響の分離伸長）
図１０は上記ステレオ音響の分離伸長を行う楽音波形再生部８を示す。上記楽音波形メモリ２３から読み出された圧縮楽音波形データ（Ｙ１、Ｙ２）のうち、下位の圧縮楽音波形データＹ２はインバータ群３１でプラス／マイナス反転され、またはそのままセレクタ３２を介して加算器３３へ送られる。
【００７３】
また楽音波形メモリ２３から読み出された圧縮楽音波形データ（Ｙ１、Ｙ２）のうち、上位の圧縮楽音波形データＹ１は上記加算器３３で、上記下位の圧縮楽音波形データＹ２が加算または減算され、乗算器３４で数値（１／ＳＱＲ２）が乗算される。この（１／ＳＱＲ２）の「ＳＱＲ２」は「２」の平方根（ルート）を表す。
【００７４】
上記乗算器３４からのステレオ音響の左のポイントの伸長楽音波形データＸ２＝（１／ＳＱＲ２）×（Ｙ１−Ｙ２）は、セレクタ３６、シフトレジスタ群５７Ｌ及びデータセレクタ５８Ｌを介して上記音響出力部５の左チャンネル５Ｌへ順次送られ発音出力される。また、上記乗算器３４からのステレオ音響の右のポイントの伸長楽音波形データＸ１＝（１／ＳＱＲ２）×（Ｙ１＋Ｙ２）は、上記セレクタ３６、シフトレジスタ群５７Ｒ及びデータセレクタ５８Ｒを介して上記音響出力部５の右チャンネル５Ｒへ順次送られ発音出力される。
【００７５】
アサインメントメモリ４０からの周波数ナンバデータＦＮは累算部３５で累算され、この累算値の上位データ（整数データ）が読み出しアドレスデータとして上記楽音波形メモリ２３に供給される。この累算値の下位データ（小数データ）の最上位ビットデータは、上記セレクタ３２及びセレクタ３６に選択切替信号として送られる。
【００７６】
上記アサインメントメモリ４０には上記チャンネルナンバデータＣＨＮｏが読み出しアドレスデータとして供給され、各チャンネルに割り当てられた周波数ナンバデータＦＮが時分割に読み出される。上記累算部３５にはシフトレジスタが設けられ、このシフトレジスタは上記時分割チャンネル数に応じた段数を有し、各段には各チャンネルの累算周波数ナンバデータが記憶されて順次シフトされ、アサインメントメモリ４０からの各チャンネルの周波数ナンバデータＦＮが加算器で順次加算され、これにより各チャンネルの周波数ナンバデータＦＮが順次累算される。
【００７７】
上記シフトレジスタ群５７Ｒ及び５７Ｌでは、順次入力された伸長楽音波形データＸ１及びＸ２が順次遅延され、データセレクタ５８Ｒ及び５８Ｌを介していずれかの遅延段が選択されて遅延ポイントが選択出力され、上記左右の音響出力部５Ｒ及び５Ｌへ出力される。このシフトレジスタ群４１には上記累算部３５からの累算値の下位データ（小数データ）の最上位ビットデータがシフトクロック信号として供給される。
【００７８】
位相差レジスタ５９Ｒ及び５９Ｌには上記合成圧縮時の左右の位相差データＦＤが操作者によってストアされ、この位相差データＦＤはデコーダ６０Ｒ及び６０Ｌを介して上記データセレクタ５８Ｒ及び５８Ｌに送られ、左右の位相差に応じたいずれか１つの経路が開成される。これにより、データセレクタ５８Ｒまたは５８Ｌから左右の位相差分遅延された音響データが選択出力される。
【００７９】
なお、音像位置が右であるかまたは左であるかに応じて、この左右の位相差データＦＤは上記左右のレジスタ５９Ｒまたは５９Ｌのいずれかのみにストアされる。また、上記合成圧縮時に左右の位相差データＦＤが抽出されず、上記楽音波形入力部７のディレイ回路５１Ｒ（５１Ｌ）が省略されるときには、上記シフトレジスタ群５７Ｒ及び５７Ｌ、データセレクタ５８Ｒ及び５８Ｌ、レジスタ５９Ｒ及び５９Ｌ及びデコーダ６０Ｒ及び６０Ｌは省略される。
【００８０】
１１．伸長再生のタイムチャート（周期的音響の分離伸長）
図１１は上記周期的音響の分離伸長を行う楽音波形再生部８の各データ及び信号のタイムチャートを示す。２つの圧縮楽音波形データ（Ｙ１、Ｙ２）は周波数ナンバ累算値の上位整数データによって同時に読み出される。そして、セレクタ３２は周波数ナンバ累算値の下位小数データの最上位ビットデータによって−Ｙ２とＹ２とを交互に選択出力する。これにより乗算器３４は伸長楽音波形データＸ１＝（１／ＳＱＲ２）×（Ｙ１＋Ｙ２）とＸ２＝（１／ＳＱＲ２）×（Ｙ１−Ｙ２）とを交互に順次出力する。
【００８１】
セレクタ３６は上記下位小数データの最上位ビットデータによって、一波長先の楽音波形データＸ２の出力と一波長後の楽音波形データＸ１の出力とを交互に切り換える。セレクタ３７は楽音波形データの一波長ごとに、一波長先の楽音波形データＸ２の出力と一波長後の楽音波形データＸ１の出力とを交互に切り換える。
【００８２】
１２．伸長再生のタイムチャート（ステレオ音響の分離伸長）
図１２は上記ステレオ音響の分離伸長を行う楽音波形再生部８の各データ及び信号のタイムチャートを示す。２つの圧縮楽音波形データ（Ｙ１、Ｙ２）は周波数ナンバ累算値の上位整数データによって同時に読み出される。そして、セレクタ３２は周波数ナンバ累算値の下位小数データの最上位ビットデータによって−Ｙ２とＹ２とを交互に選択出力する。これにより乗算器３４は伸長楽音波形データＸ１＝（１／ＳＱＲ２）×（Ｙ１＋Ｙ２）とＸ２＝（１／ＳＱＲ２）×（Ｙ１−Ｙ２）とを交互に順次出力する。
【００８３】
セレクタ３６は上記下位小数データの最上位ビットデータによって、ステレオ右チャンネルの楽音波形データＸ１の出力とステレオ左チャンネルの楽音波形データＸ２の出力とを交互に切り換える。
【００８４】
１３．３つの波形ポイントの合成圧縮記憶（周期的音響の合成圧縮）
図１３は楽音波形データの一波長ごとの３つの波形ポイントの合成圧縮の記憶処理のフローチャートを示す。想定される座標軸もＸ１、Ｘ２、Ｘ３の３つであり、回転座標軸もＹ１、Ｙ２、Ｙ３の３つである。回転角度は「θ１」と「θ２」の２段階で示される。まずＹ１軸がＸ１軸に対してＸ２軸方向へ角度「θ１」だけ回転し、さらに「θ１」回転したＹ１軸がＸ３軸方向へ角度「θ１」だけ回転する。
【００８５】
図１３のフローチャートは電源投入または圧縮記憶のモード設定によって開始される。まず回転角度「θ１」及び「θ２」が取り込まれる（ステップ０１）。この回転角度「θ１」及び「θ２」はオペレータによって予め入力されたり固定されていたりし、圧縮に最も有利な回転角度が選択される。
【００８６】
次いで、読み出しアドレスＲＡと書き込みアドレスＷＡが「０」にリセットされる（ステップ０２）。この読み出しアドレスＲＡは楽音波形データがサンプリング記憶されたサンプリングメモリ（図示せず）のアドレスである。書き込みアドレスＷＡは圧縮データが記憶される楽音波形メモリ２３のアドレスである。
【００８７】
そして、上記読み出しアドレスＲＡが一波長データλ分及び二波長データ２λ分加算され（ステップ０３）、この読み出しアドレスＲＡ、ＲＡ＋λ、ＲＡ＋２λによって、サンプリング記憶された楽音波形データＸ１、Ｘ２、Ｘ３が読み出される（ステップ０４）。この楽音波形データＸ１、Ｘ２、Ｘ３は互いに一波長ずつずれている。
【００８８】
そして、圧縮楽音波形データＹ１、Ｙ２、Ｙ３が求められる（ステップ０５、０６、０７）。演算式はＹ１＝ｃｏｓθ１・ｃｏｓθ２・Ｘ１＋ｓｉｎθ１・ｃｏｓθ２・Ｘ２＋ｓｉｎθ２・Ｘ３、Ｙ２＝ｓｉｎθ１・Ｘ１−ｃｏｓθ１・Ｘ２、Ｙ３＝ｃｏｓθ１・ｓｉｎθ２・Ｘ１＋ｓｉｎθ１・ｓｉｎθ２・Ｘ２−ｃｏｓθ２・Ｘ３となる。
【００８９】
次いで、上記楽音波形メモリ２３の１つの番地に、圧縮楽音波形データＹ１、Ｙ２、Ｙ３が書き込まれる（ステップ０８）。さらに、読み出しアドレスＲＡ、ＲＡ＋λ、ＲＡ＋２λと書き込みアドレスＷＡがそれぞれ＋１され（ステップ０９）、以上の処理が上記一波長分つまり読み出しアドレスＲＡが「ＲＡ＋λ−１」になるまで繰り返される（ステップ１０）。
【００９０】
１４．３つの波形ポイントの合成圧縮記憶（ステレオ音響の合成圧縮）
図１４は３つのステレオチャンネルの楽音波形データの波形ポイントの合成圧縮の記憶処理のフローチャートを示す。図１４のフローチャートは電源投入または圧縮記憶のモード設定によって開始される。まず回転角度「θ１」及び「θ２」が取り込まれる（ステップ０１）。この回転角度「θ１」及び「θ２」はオペレータによって予め入力されたり固定されていたりし、圧縮に最も有利な回転角度が選択される。
【００９１】
次いで、読み出しアドレスＲＡと書き込みアドレスＷＡが「０」にリセットされる（ステップ０２）。この読み出しアドレスＲＡは３つのステレオチャンネルの楽音波形データがサンプリング記憶された３つのサンプリングメモリ（図示せず）のアドレスである。書き込みアドレスＷＡは圧縮データが記憶される楽音波形メモリ２３のアドレスである。
【００９２】
そして、この読み出しアドレスＲＡによって、サンプリング記憶された楽音波形データＸ１、Ｘ２、Ｘ３が３つのメモリから読み出され（ステップ０４）、圧縮楽音波形データＹ１、Ｙ２、Ｙ３が求められる（ステップ０５、０６、０７）。演算式はＹ１＝ｃｏｓθ１・ｃｏｓθ２・Ｘ１＋ｓｉｎθ１・ｃｏｓθ２・Ｘ２＋ｓｉｎθ２・Ｘ３、Ｙ２＝ｓｉｎθ１・Ｘ１−ｃｏｓθ１・Ｘ２、Ｙ３＝ｃｏｓθ１・ｓｉｎθ２・Ｘ１＋ｓｉｎθ１・ｓｉｎθ２・Ｘ２−ｃｏｓθ２・Ｘ３となる。
【００９３】
次いで、上記楽音波形メモリ２３の１つの番地に、圧縮楽音波形データＹ１、Ｙ２、Ｙ３が書き込まれる（ステップ０８）。さらに、読み出しアドレスＲＡと書き込みアドレスＷＡがそれぞれ＋１され（ステップ０９）、以上の処理が上記サンプリングメモリのエンドアドレスの読み出しまで繰り返される（ステップ１０）。
【００９４】
なお、合成圧縮されるポイントの数は「２」または「３」を越えてもよい。この「２」の場合、図１３及び図１４のステップ０５〜０７で処理される演算はＹ１＝（１／ＳＱＲ２）×（Ｘ１＋Ｘ２）及びＹ２＝（１／ＳＱＲ２）×（Ｘ１−Ｘ２）となる。また「３」の場合、図２及び図５の楽音波形入力部７のラッチ２１及び２２の出力端に、図２の一波長ディレイ回路１５及びインバータ群１７または図５のディレイ回路５１Ｒ（５１Ｌ）及びインバータ群１７からラッチ２１及びラッチ２２までの回路が付加される。
【００９５】
１５．３つの波形ポイントの分離伸長再生（周期的音響の分離伸長）
図１５は上記圧縮記憶された周期的音響の楽音波形データの分離伸長の再生処理のフローチャートを示す。図１５のフローチャートは電源投入、発音処理または伸長再生のモード設定によって開始される。まず回転角度「θ１」及び「θ２」が取り込まれる（ステップ２１）。この回転角度「θ１」及び「θ２」はオペレータによって予め入力されたり固定されていたりし、上記ステップ０１の圧縮時に設定された回転角度が使用される。
【００９６】
次いで、上記累算部３５の読み出しアドレスＲＡが「０」にリセットされる（ステップ２２）。これにより、アサインメントメモリ４０から周波数ナンバデータＦＮが累算部３５に送り込まれて順次累算され、設定音高に応じた速度で圧縮記憶された楽音波形データが読み出される。
【００９７】
そして、圧縮記憶された楽音波形データＹ１、Ｙ２、Ｙ３が読み出され（ステップ２３）、伸長楽音波形データＸ１、Ｘ２、Ｘ３が求められる（ステップ２４、２５、２６）。演算式はＸ１＝ｃｏｓθ１・ｃｏｓθ２・Ｙ１＋ｓｉｎθ１・ｃｏｓθ２・Ｙ２＋ｓｉｎθ２・Ｙ３、Ｘ２＝ｓｉｎθ１・Ｙ１−ｃｏｓθ１・Ｙ２、Ｘ３＝ｃｏｓθ１・ｓｉｎθ２・Ｙ１＋ｓｉｎθ１・ｓｉｎθ２・Ｙ２−ｃｏｓθ２・Ｙ３となる。
【００９８】
この分離伸長された楽音波形データＸ１、Ｘ２、Ｘ３のうち、二波長先の楽音波形データＸ３は上記音響出力部５へ順次送られて発音され、一波長先の楽音波形データＸ２及び末尾の楽音波形データＸ１はメモリに一時記憶される（ステップ２７）。以上の処理が累算部３５の読み出しアドレスＲＡの整数部分が＋１されるごとに繰り返される（ステップ２８）。
【００９９】
そして、この読み出しアドレスＲＡが「ＲＡ＋λ−１」を越えたら（ステップ２９）、上記合成圧縮されて記憶されていた楽音波形データＹ１、Ｙ２、Ｙ３の読み出しが停止され、上記一時記憶されていた一波長先の楽音波形データＸ２が順次読み出されて上記音響出力部５へ順次送られて発音される（ステップ３０）。以上の処理が累算部３５の読み出しアドレスＲＡの整数部分が＋１されるごとに繰り返される（ステップ３１）。
【０１００】
そして、この読み出しアドレスＲＡが「ＲＡ＋２λ−１」を越えたら（ステップ３２）、上記一波長先の楽音波形データＸ２の読み出しが停止され、上記一時記憶されていた末尾の楽音波形データＸ１が順次読み出されて上記音響出力部５へ順次送られて発音される（ステップ３３）。以上の処理が累算部３５の読み出しアドレスＲＡの整数部分が＋１されるごとに繰り返される（ステップ３４）。この読み出しアドレスＲＡが「ＲＡ＋３λ−１」を越えたら（ステップ３５）、上述のステップ２３〜３５の処理が繰り返され、さらにこのような処理が発音終了（キーオフ）まで繰り返される。
【０１０１】
１６．３つの波形ポイントの分離伸長再生（ステレオ音響の分離伸長）
図１６は上記圧縮記憶されたステレオ音響の楽音波形データの分離伸長の再生処理のフローチャートを示す。図１６のフローチャートは電源投入、発音処理または伸長再生のモード設定によって開始される。まず回転角度「θ１」及び「θ２」が取り込まれる（ステップ２１）。この回転角度「θ１」及び「θ２」はオペレータによって予め入力されたり固定されていたりし、上記ステップ０１の圧縮時に設定された回転角度が使用される。
【０１０２】
次いで、上記累算部３５の読み出しアドレスＲＡが「０」にリセットされる（ステップ２２）。これにより、アサインメントメモリ４０から周波数ナンバデータＦＮが累算部３５に送り込まれて順次累算され、設定音高に応じた速度で圧縮記憶された楽音波形データが読み出される。
【０１０３】
そして、圧縮記憶された楽音波形データＹ１、Ｙ２、Ｙ３が読み出され（ステップ２３）、伸長楽音波形データＸ１、Ｘ２、Ｘ３が求められる（ステップ２４、２５、２６）。演算式はＸ１＝ｃｏｓθ１・ｃｏｓθ２・Ｙ１＋ｓｉｎθ１・ｃｏｓθ２・Ｙ２＋ｓｉｎθ２・Ｙ３、Ｘ２＝ｓｉｎθ１・Ｙ１−ｃｏｓθ１・Ｙ２、Ｘ３＝ｃｏｓθ１・ｓｉｎθ２・Ｙ１＋ｓｉｎθ１・ｓｉｎθ２・Ｙ２−ｃｏｓθ２・Ｙ３となる。
【０１０４】
この分離伸長された楽音波形データＸ１、Ｘ２、Ｘ３のうち、ステレオ第１チャンネルの楽音波形データＸ１は上記ステレオ第１チャンネルの音響出力部５へ順次送られて発音され、ステレオ第２チャンネルの楽音波形データＸ２は上記ステレオ第２チャンネルの音響出力部５へ順次送られて発音され、ステレオ第３チャンネルの楽音波形データＸ３は上記ステレオ第３チャンネルの音響出力部５へ順次送られて発音される（ステップ２７）。以上の処理が累算部３５の読み出しアドレスＲＡの整数部分が＋１されるごとに繰り返される（ステップ２８）。このような処理は発音終了（キーオフ）があると強制的に停止される。
【０１０５】
なお、分離伸長されるポイントの数は「２」または「３」を越えてもよい。この「２」の場合、上記図１５及び図１６のステップ２４〜２６で処理される演算はＸ１＝（１／ＳＱＲ２）×（Ｙ１＋Ｙ２）及びＸ２＝（１／ＳＱＲ２）×（Ｙ１−Ｙ２）となる。
【０１０６】
この「３」の場合、図９の楽音波形再生部８のセレクタ３７の出力端に、同図のインバータ群１７、セレクタ３２、加算器３３、乗算器３４までの回路が付加され、セレクタ３６及びセレクタ３７は３出力または３入力選択となり、一波長メモリ３８がもう１つ設けられる。このもう１つの一波長メモリは上記一波長メモリが読み出された後に切り換えられて読み出される。また、図１０の楽音波形再生部８のセレクタ３６は３出力選択となり、それぞれの３出力がシフトレジスタ５７…、データセレクタ５８…を介して３チャンネルステレオの音響出力部５…へ送られる。
【０１０７】
本発明は上記実施例に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、圧縮記憶されたり伸長再生される楽音波形データとしては、楽音の波形データのほか、エンベロープ波形データ、フィルタ制御波形データ、周波数成分制御波形データ、周波数変調波形データ、振幅変調波形データ、単独波形または波形合成の重み付け波形データ、音高（周波数）を変化させる波形データ、音色を変化させる波形データ、タッチを変化させる波形データ、楽音のレベルを変化させる波形データ、フィルタのカットオフ周波数を変化させる波形データ、残響特性（共鳴特性または共振特性）を変化させる波形データ、フォルマントの位置（周波数値）または大きさ（レベル）を変化させる波形データ、インパルス応答信号の読み出し速度または繰り返し周期を変化させる波形データなどでもよい。
【０１０８】
上記サンプリング／ホールド回路１２及びＡ−Ｄ変換器１３からのサンプリング音響信号は、いったんメモリに記憶され、その後上記楽音波形入力部７を経て楽音波形メモリ２３に圧縮記憶されてもよい。
【０１０９】
上記圧縮記憶及び伸長再生つまり演算変換される楽音波形データは２つのポイントの波形データであったが、２つを越えるポイントの波形データが演算変換されてもよい。この場合、座標軸は２つを越えて、３次元、４次元、……の座標となり、ｎ次元の座標が回転変換される。このとき、各回転座標軸は元の各座標軸から等間隔に位置する。さらに、隣り合う３つ（４つ、５つ、…）のポイントから変換された座標値は３つ（４つ、５つ、…）の値からなり、この３つ（４つ、５つ、…）の値は１つの番地にまとめて記憶される。
【０１１０】
上記座標軸の回転角度は４５度であったが、楽音波形データの状態によっては、３０度、６０度、その他の角度も可能である。例えば、楽音波形データが一波長ごとに徐々に増大していくような波形のとき、または音像の指向性が強く音像方向が明確なとき、座標の回転角度が３０度または６０度、その他の角度であれば、データ圧縮が有効となる。一般的には、上記座標軸の回転角度が「θ」であれば、合成圧縮式及び分離伸長式（マトリクス演算式）は以下の通りになる。
【０１１１】

上記回転角度θが３０度であれば、上記合成圧縮式及び分離伸長式（マトリクス演算式）は以下の通りになる。これに応じて上記楽音波形入力部７及び楽音波形再生部８に「×√３」の乗算器と「×１／２」の乗算器が設けられる。
【０１１２】

また上記回転角度θが６０度であれば、上記合成圧縮式及び分離伸長式（マトリクス演算式）は以下の通りになる。これに応じて上記楽音波形入力部７及び楽音波形再生部８に「×√３」の乗算器と「×１／２」の乗算器が設けられる。
【０１１３】

また、上記合成圧縮時に乗算器１９で「１／ＳＱＲ２」を乗算する代わりに、シフタを用いて下位へ１ビットシフトして、「１／２」倍したデータを楽音波形メモリ２３に書き込んでもよい。これにより、楽音波形再生部８の乗算器３４が省略され、伸長再生時の演算処理が加減算のみとなり、演算処理が簡易になる。
【０１１４】
さらに、上記マトリクス式において、３つのポイントが合成圧縮または分離伸長される時の演算式は、上記図１３乃至図１６のフローチャートのステップ０５〜０７及びステップ２４〜２６に示される。
本件出願当初の特許請求の範囲は以下の通りであった。
［１］楽音波形データの各ポイントのうち、この楽音波形データの任意のポイントの大きさと当該任意のポイントから一波長ずれたポイントの大きさとを座標値として座標上に表して、この座標の座標軸を回転させた座標軸上の値に当該座標値を変換する手段と、 この変換された座標値を記憶する手段とを備えたことを特徴とする楽音波形データ記憶装置。
［２］楽音波形データの各ポイントのうち、この楽音波形データの任意のポイントの大きさと当該任意のポイントから一波長ずれたポイントの大きさとを座標値として座標上に表して、この座標の座標軸を回転させた座標軸上の値に当該座標値を変換させ、 この変換された座標値を記憶させることを特徴とする楽音波形データ記憶方法。
［３］請求項１記載の楽音波形データ記憶装置によって変換記憶された楽音波形データを読み出す手段と、 この読み出された楽音波形データを元の回転前の座標軸上の値に逆変換し、この値を元の楽音波形データの任意のポイントの大きさと当該任意のポイントから一波長ずれたポイントの大きさとして出力する手段とを備えたことを特徴とする楽音波形データ再生装置。
［４］請求項２記載の楽音波形データ記憶方法によって変換記憶された楽音波形データを読み出しさせ、 この読み出された楽音波形データを元の回転前の座標軸上の値に逆変換し、この値を元の楽音波形データの任意のポイントの大きさと当該任意のポイントから一波長ずれたポイントの大きさとして出力させることを特徴とする楽音波形データ再生方法。
［５］上記座標軸は２次元直交座標であり、座標軸の回転角度は４５度であり、 上記変換される各ポイントは１つの楽音波形データの一波長ずれた２つのポイントであり、 これら各ポイントの楽音波形データが合成かつ圧縮されて記憶され、さらに分離かつ伸長されて再生され、 この合成圧縮または分離伸長される各ポイントは複数ごとに組み合わされて合成圧縮または分離伸長され、 上記各ポイントから変換された座標値は２つの値からなり、この２つの値は１つの番地にまとめて記憶されることを特徴とする請求項１記載の楽音波形データ記憶装置または請求項３記載の楽音波形データ再生装置。
［６］ステレオ音像を構成する複数の楽音波形データにつき、各々の楽音波形データの各ポイントの大きさを座標値として座標上に表して、この座標の座標軸を回転させた座標軸上の値に当該座標値を変換する手段と、 この変換された座標値を記憶する手段とを備えたことを特徴とする楽音波形データ記憶装置。
［７］ステレオ音像を構成する複数の楽音波形データにつき、各々の楽音波形データの各ポイントの大きさを座標値として座標上に表して、この座標の座標軸を回転させた座標軸上の値に当該座標値を変換させ、 この変換された座標値を記憶させることを特徴とする楽音波形データ記憶方法。
［８］請求項１記載の楽音波形データ記憶装置によって変換記憶された楽音波形データを読み出す手段と、 この読み出された楽音波形データを元の回転前の座標軸上の値に逆変換し、この値を元のステレオ音像を構成する複数の楽音波形データの各ポイントの大きさとして出力する手段とを備えたことを特徴とする楽音波形データ再生装置。
［９］請求項２記載の楽音波形データ記憶方法によって変換記憶された楽音波形データを読み出しさせ、 この読み出された楽音波形データを元の回転前の座標軸上の値に逆変換し、この値を元のステレオ音像を構成する複数の楽音波形データの各ポイントの大きさとして出力させることを特徴とする楽音波形データ再生方法。
［１０］上記座標軸は２次元直交座標であり、座標軸の回転角度は４５度であり、 上記変換される各ポイントは２つのステレオチャンネルの楽音波形データの同じタイミングのポイントまたは両ステレオチャンネルの位相差に応じてずれたタイミングのポイントであり、 これら各ポイントの楽音波形データが合成かつ圧縮されて記憶され、さらに分離かつ伸長されて再生され、 この合成圧縮または分離伸長される各ポイントは複数ごとに組み合わされて合成圧縮または分離伸長され、 上記各ポイントから変換された座標値は２つの値からなり、この２つの値は１つの番地にまとめて記憶されることを特徴とする請求項６記載の楽音波形データ記憶装置または請求項８記載の楽音波形データ再生装置。
【０１１５】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明では、楽音波形データの任意のポイントの大きさと当該任意のポイントから一波長ずれたポイントの大きさとを座標値として座標上に表して、この座標の座標軸を回転させた座標軸上の値に当該座標値を変換させ、この変換された座標値を記憶するようにした。またこの変換記憶された楽音波形データを読み出して元の回転前の座標軸上の値に逆変換し、この値を元の楽音波形データの任意のポイントの大きさと当該任意のポイントから一波長ずれたポイントの大きさとして出力するようにした。したがって、楽音波形データを圧縮して記憶することができるし、圧縮記憶した楽音波形データを元の楽音波形データに再生することができる等の効果を奏する。
【０１１６】
また、ステレオ音像を構成する複数の楽音波形データにつき、各々の楽音波形データの各ポイントの大きさを座標値として座標上に表して、この座標の座標軸を回転させた座標軸上の値に当該座標値を変換し、この変換された座標値を記憶するようにした。またこの変換記憶された楽音波形データを読み出して元の回転前の座標軸上の値に逆変換し、この値を元のステレオ音像を構成する複数の楽音波形データの各ポイントの大きさとして出力するようにした。したがって、楽音波形データを圧縮して記憶することができるし、圧縮記憶した楽音波形データを元の楽音波形データに再生することができる等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】楽音波形データ圧縮記憶装置及び楽音波形データ伸長再生装置を有する楽音生成制御装置または電子楽器の全体回路を示す。
【図２】周期的音響を合成圧縮する楽音波形入力部７を示す。
【図３】一波長ディレイ回路１５（周期的音響の合成圧縮）を示す。
【図４】周期的音響を合成圧縮する楽音波形入力部７の各データ及び信号のタイムチャートを示す。
【図５】ステレオ音響を合成圧縮する楽音波形入力部７を示す。
【図６】ディレイ回路５１Ｒ（５１Ｌ）（ステレオ音響の合成圧縮）を示す。
【図７】ステレオ音響を合成圧縮する楽音波形入力部７の各データ及び信号のタイムチャートを示す。
【図８】座標軸の回転による楽音波形データの圧縮記憶及び伸長再生の原理を示す。
【図９】周期的音響を分離伸長する楽音波形再生部８を示す。
【図１０】ステレオ音響を分離伸長する楽音波形再生部８を示す。
【図１１】周期的音響を分離伸長する楽音波形再生部８の各データ及び信号のタイムチャートを示す。
【図１２】ステレオ音響を分離伸長する楽音波形再生部８の各データ及び信号のタイムチャートを示す。
【図１３】楽音波形データの一波長ごとの３つの波形ポイントの合成圧縮の記憶処理のフローチャートを示す。
【図１４】３つのステレオチャンネルの楽音波形データの波形ポイントの合成圧縮の記憶処理のフローチャートを示す。
【図１５】圧縮記憶された周期的音響の楽音波形データの分離伸長の再生処理のフローチャートを示す。
【図１６】圧縮記憶されたステレオ音響の楽音波形データの分離伸長の再生処理のフローチャートを示す。
【符号の説明】
１…演奏情報発生部、２…コントローラ（ＣＰＵ）、３…プログラム／データ記憶部、４…情報記憶部、５…音響出力部、６…タイミング発生部、７…楽音波形入力部、８…楽音波形再生部、１０…マイク、１１…アンプ、１２…サンプリング／ホールド回路、１３…Ａ−Ｄ変換器、１４、１８、２０、３２、３６、３７…セレクタ、１５…一波長ディレイ回路、２１、２２…ラッチ、１６、３３…加算器、１７、３１…インバータ群、１９、３４…乗算器、２３…楽音波形メモリ、２４…アドレスカウンタ、２５…アンドゲート、３５…累算部、３８…一波長メモリ、４０…アサインメントメモリ、４１、５７Ｒ、５７Ｌ…シフトレジスタ群、４２、５８Ｒ、５８Ｌ…データセレクタ、４４…高速フーリエ変換器、４８、６０Ｒ、６０Ｌ…デコーダ、４６…位相差デコーダ、４７…角度レジスタ、４５…除算器、５３…コンパレータ、５４…一波長レジスタ、５９Ｒ、５９Ｌ…位相差レジスタ、５５…フリップフロップ。

Claims (10)

1. 楽音波形データの各ポイントのうち、この楽音波形データの任意のポイントの大きさと当該任意のポイントから一波長ずれたポイントの大きさとを直交座標の各座標軸における座標値として記憶する手段と、
   この記憶された座標値を、座標軸を回転させた座標軸上の座標値に変換する手段と、
   この変換された座標値を記憶する手段とを備えたことを特徴とする楽音波形データ記憶装置。
2. 楽音波形データ記憶装置に対して、ＣＰＵが、
   楽音波形データの各ポイントのうち、この楽音波形データの任意のポイントの大きさと当該任意のポイントから一波長ずれたポイントの大きさとを直交座標の各座標軸における座標値として記憶させ、
   この記憶された座標値を、座標軸を回転させた座標軸上の座標値に変換し、この変換した座標値を記憶させることを特徴とする楽音波形データ記憶方法。
3. 請求項１記載の楽音波形データ記憶装置によって変換記憶された楽音波形データを読み出す手段と、
   この読み出された楽音波形データを元の回転前の座標軸上の値に逆変換し、この値を元の楽音波形データの任意のポイントの大きさと当該任意のポイントから一波長ずれたポイントの大きさとして出力する手段とを備えたことを特徴とする楽音波形データ再生装置。
4. 楽音波形データ再生装置に対して、ＣＰＵが、
   請求項２記載の楽音波形データ記憶方法によって変換記憶された楽音波形データを読み出しさせ、
   この読み出された楽音波形データを元の回転前の座標軸上の値に逆変換し、この値を元の楽音波形データの任意のポイントの大きさと当該任意のポイントから一波長ずれたポイントの大きさとして出力させることを特徴とする楽音波形データ再生方法。
5. 上記座標軸は２次元直交座標であり、座標軸の回転角度は４５度であり、
   上記変換される各ポイントは１つの楽音波形データの一波長ずれた２つのポイントであり、
   これら各ポイントの楽音波形データが合成されて記憶され、さらに分離されて再生され、
   この合成または分離される各ポイントは複数ごとに組み合わされて合成または分離され、
   上記各ポイントから変換された座標値は２つの値からなり、この２つの値は１つの番地にまとめて記憶されることを特徴とする請求項１記載の楽音波形データ記憶装置または請求項３記載の楽音波形データ再生装置。
6. ステレオ音像を構成する複数の楽音波形データにつき、各々の楽音波形データの同じタイミングのポイントまたは各ステレオチャンネルの位相差に応じてずれたタイミングの各ポイントの大きさを直交座標の各座標軸における座標値として記憶する手段と、
   この記憶された座標値を、座標軸を回転させた座標軸上の座標値に変換する手段と、
   この変換された座標値を記憶する手段とを備えたことを特徴とする楽音波形データ記憶装置。
7. 楽音波形データ記憶装置に対して、ＣＰＵが、
   ステレオ音像を構成する複数の楽音波形データにつき、各々の楽音波形データの同じタイミングのポイントまたは各ステレオチャンネルの位相差に応じてずれたタイミングの各ポイントの大きさを直交座標の各座標軸における座標値として記憶させ、
   この記憶された座標値を、座標軸を回転させた座標軸上の座標値に変換し、この変換した座標値を記憶させることを特徴とする楽音波形データ記憶方法。
8. 請求項６記載の楽音波形データ記憶装置によって変換記憶された楽音波形データを読み出す手段と、
   この読み出された楽音波形データを元の回転前の座標軸上の値に逆変換し、この値を元のステレオ音像を構成する複数の楽音波形データの各ポイントの大きさとして出力する手段とを備えたことを特徴とする楽音波形データ再生装置。
9. 楽音波形データ再生装置に対して、ＣＰＵが、
   請求項７記載の楽音波形データ記憶方法によって変換記憶された楽音波形データを読み出しさせ、
   この読み出された楽音波形データを元の回転前の座標軸上の値に逆変換し、この値を元のステレオ音像を構成する複数の楽音波形データの各ポイントの大きさとして出力させることを特徴とする楽音波形データ再生方法。
10. 上記座標軸は２次元直交座標であり、座標軸の回転角度は４５度であり、
    これら各ポイントの楽音波形データが合成されて記憶され、さらに分離されて再生され、
    この合成または分離される各ポイントは複数ごとに組み合わされて合成または分離され、
    上記各ポイントから変換された座標値は２つの値からなり、この２つの値は１つの番地にまとめて記憶されることを特徴とする請求項６記載の楽音波形データ記憶装置または請求項８記載の楽音波形データ再生装置。

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