JP3731477B2 - 波形データ解析方法、波形データ解析装置および記録媒体 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パーソナルコンピュータ、電子楽器、アミューズメント機器等における自動演奏、特に自動伴奏に用いて好適な、波形データ解析方法、波形データ解析装置および記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ある程度の長さの自然楽器音等を録音し、これを設定されたテンポに応じた速度で自動的に繰返し再生する技術が知られている。この技術はリズム音等の自動伴奏等に使用されているが、設定されるテンポに応じて原波形を圧縮あるいは伸張させる必要がある。その処理内容を図２(a)，(b)を流用し説明する。
【０００３】
同図(a)は、自然楽器音等をステレオ録音した原波形データである。この原波形データを、エンベロープの立上り部分（図上の破線部分、以下「制御ポイント」という）で区切ると、例えば同図(b)に示すように、原波形データを複数の区画（オリジナルセクションという）１ｒ〜１２ｒに区切ることができる。この原波形データを用いて自動リズム伴奏等を行う際、原波形データの録音時のテンポと同一のテンポで再生するのであれば、原波形データを特に加工することなく繰返し再生するとよい。
【０００４】
また、再生時のテンポが録音時よりも速くなる場合は、各オリジナルセクション１ｒ〜１２ｒの再生部分を短くする必要がある。このためには、各区画の終端部分を一定の割合でカットすればよい。例えば、録音時のテンポが「１００」、再生時のテンポが「１２５」であったとすると、各オリジナルセクション１ｒ〜１２ｒの終端部分を２０％づつカットし、残りの波形データを再生するとよい。
【０００５】
一方、再生時のテンポが録音時のテンポよりも遅くなる場合には問題が生じる。すなわち、再生時のテンポに合せて各区画の再生開始タイミングを単に遅らせたのでは、各区画の隙間に無音区間が生じ、耳障りになる。そこで、この各区画の隙間は、直前の区画の波形データを必要な長さだけ継ぎ足して再生することが一般的である。その際、継ぎ足される部分の振幅の初期値は、その直前の部分の振幅と一致するように設定される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記技術においては、必ずしも適切な位置に制御ポイントが設定されないという問題があった。
まず、上記技術において、制御ポイントはエンベロープが所定の閾値より立ち上がった部分に設定されたが、人間の聴覚上で波形の立ち上がりであると認識できるポイントであっても、ピークがこの閾値に満たないために制御ポイントが自動的に設定されない場合がある。かかる場合は、複数回のビートが１つのオリジナルセクションに含まれることになり、これらビート間ではテンポの圧縮・伸張に対応できなくなる。逆に、エンベロープの変動が大きい箇所では、人間の聴覚上で１つのビートであると認識される場合にも、複数の制御ポイントが設定され、不自然な圧縮・伸張が行われる場合がある。
【０００７】
また、録音時のテンポと再生時のテンポとが異なる場合、単に両者の比に応じて各区間の再生開始タイミングを制御すると、特に立ち上がりの遅い波形において「もたれ」が生じるという問題があった。その内容を図３(a)を参照し説明する。同図(a)において再生開始時刻（０）から波形の立ち上がりが開始されるまでの時間をエッジ開始時間Ｔｓと呼び、立ち上がりが開始された後、波形レベルがピークに達するまでの時間を立上り時間Ｔｔと呼ぶ。
【０００８】
同図(a)の実線は録音時のテンポで再生した波形データのエンベロープレベルを示している。人間の聴覚では、エンベロープレベルのピーク位置すなわち再生開始後「Ｔｓ＋Ｔｔ」の時間が経過したタイミングで拍が生じるように感じられる。次に、同図(a)の一点鎖線は、録音時のテンポをｎ倍に伸張して波形データを再生した例を示す。なお、図示の例では「ｎ＝２」の場合を想定して描画している。この場合、エッジ開始時間は録音時のｎ倍「ｎＴｓ」であるが、実際に人間の聴覚で拍を感じる時間は、録音時のｎ倍「ｎ（Ｔｓ＋Ｔｔ）」よりも短い「ｎＴｓ＋Ｔｔ」になる。
【０００９】
この結果、波形を伸張して再生すると、好ましいタイミングよりも速いタイミングに拍が生じるように感じられることになる。逆に、録音時よりもテンポを圧縮した場合は、好ましいタイミングよりも遅いタイミングに拍が生じるように感じられることになる。
この発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、波形データの最適な区切り位置（制御ポイント）を求めることができる波形データ解析方法、波形データ解析装置および記録媒体を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明にあっては、下記構成を具備することを特徴とする。なお、括弧内は例示である。
請求項１記載の波形データ解析方法にあっては、原波形データに対して推定拍位置（検出窓の基準位置）を決定する過程と、該推定拍位置に対応した所定の範囲内（検出窓）において原波形データの立ち上がり位置（エッジ開始位置）を検出する検出過程（ステップＳＰ１０２〜ＳＰ１１２）と、検出された立ち上がり位置のうち所定の条件を満たすものを、前記原波形データの区切り位置として抽出する抽出過程とを有し、前記所定の範囲（検出窓）は、第１および第２の所定範囲から構成され、前記抽出過程は、前記第１の所定範囲に属する立ち上がり位置についてはこれら立ち上がり位置に各々対応するレベル値（ピークレベル）が所定の第１の閾値（閾値Ｔh1）を超えることを条件として、該立ち上がり位置を前記区切り位置として抽出するとともに、前記第２の所定範囲に属する立ち上がり位置についてはこれら立ち上がり位置に各々対応するレベル値（ピークレベル）が前記第１の閾値（閾値Ｔh1）よりも低い第２の閾値（閾値Ｔh2）を超えることを条件として、該立ち上がり位置を前記区切り位置として抽出する過程であることを特徴とする。
また、請求項２記載の波形データ解析方法にあっては、原波形データの立ち上がり位置（エッジ開始位置）を検出する検出過程（ステップＳＰ１０２〜ＳＰ１１２）と、一の所定の範囲（検出窓）に属する複数の前記立ち上がり位置のうち、一の立ち上がり位置を選択して前記原波形データの区切り位置として抽出する抽出過程とを有し、前記所定の範囲（検出窓）は、第１および第２の所定範囲から構成され、前記抽出過程は、前記第１の所定範囲に属する立ち上がり位置についてはこれら立ち上がり位置に各々対応するレベル値（ピークレベル）が所定の第１の閾値（閾値Ｔh1）を超えることを条件として、該立ち上がり位置を前記区切り位置として抽出するとともに、前記第２の所定範囲に属する立ち上がり位置についてはこれら立ち上がり位置に各々対応するレベル値（ピークレベル）が前記第１の閾値（閾値Ｔh1）よりも低い第２の閾値（閾値Ｔh2）を超えることを条件として、該立ち上がり位置を前記区切り位置として抽出する過程であることを特徴とする。
さらに、請求項３記載の構成にあっては、請求項１または２記載の波形データ解析方法において、前記第１の所定範囲は、前記原波形データ中の強拍に対応する位置に設けられ、前記第２の所定範囲は前記原波形データ中の弱拍に対応する位置に設けられることを特徴とする。
また、請求項４記載の波形データ解析装置にあっては、請求項１ないし３の何れかに記載の方法を実行することを特徴とする。
また、請求項５記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体にあっては、請求項１ないし３の何れかに記載の方法をコンピュータに実行させるプログラムを記憶したことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
１．実施形態のハードウエア構成
次に、本発明の一実施形態の波形編集システムのハードウエア構成を図１を参照し説明する。なお、本波形編集システムは、汎用パーソナルコンピュータ上で動作するアプリケーションプログラムおよびドライバ等によって構成されている。
図において２は通信インタフェースであり、インターネット等の外部ネットワークを介して波形データ等のやりとりを行う。４は入力装置であり、キーボード、マウス等から構成されている。６は演奏操作子であり、鍵盤および打楽器を模擬するパッド操作子等によって構成されている。
【００１２】
８はディスプレイであり、ユーザに対して各種情報を表示する。１０はＣＰＵであり、後述するプログラムに基づいて、バス１６を介して他の各部を制御する。１２はＲＯＭであり、イニシャルプログラムローダ等が格納されている。１４はＲＡＭであり、ＣＰＵ１０によって読み書きされる。１８はドライブ装置であり、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ等の記憶媒体２０の読み書きを行う。
【００１３】
２２は波形取込インタフェースであり、外部から入力されたアナログ波形をサンプリングし、デジタル波形データに変換した後、バス１６を介して出力する。２４はハードディスクであり、汎用パーソナルコンピュータのオペレーティングシステム、後述する波形編集のアプリケーションプログラム、波形データ等が格納される。２６は波形出力インタフェースであり、バス１６を介して供給された波形データをアナログ波形に変換し、サウンドシステム２８を介して発音させる。
【００１４】
２．実施形態の動作
次に、本実施形態の動作を説明する。
まず、パーソナルコンピュータの電源が投入されると、ＲＯＭ１２に格納されたイニシャルプログラムローダが実行され、オペレーティングシステムが立上る。このオペレーティングシステムにおいて所定の操作を行うと、本実施形態の波形編集アプリケーションプログラムが起動される。
【００１５】
２．１．原波形データの取得
波形編集アプリケーションプログラムにおいてユーザが所定の操作を行うと、波形取込インタフェース２２を介して、処理対象の原波形データがＲＡＭ１４ないしハードディスク２４に取り込まれる。なお、原波形データは、通信インタフェース２あるいは記憶媒体２０を介して取得してもよい。
【００１６】
２．２．再生用波形データ生成処理
２．２．１．トリミング処理（ＳＰ２，ＳＰ４）
原波形データが取得された後、所定の操作が行われると、波形編集アプリケーションプログラムにおいて図４に示すプログラムが起動される。まず、原波形データには、その開始部分および終了部分に無音区間が存在する場合がある。そこで、処理がステップＳＰ２に進むと、両無音区間が自動的にトリミング（削除）される。但し、その際、録音した原波形データの演奏テンポ等に応じて、小節長の所定数倍（自然数倍）になるようにトリミングするとよい。
【００１７】
但し、原波形データに雑音が含まれていた場合等においては、必ずしも適切な位置でトリミングされない場合もある。そこで、処理がステップＳＰ４に進むと、ユーザは、この自動的に決定されたデフォルトのトリミング位置を任意に修正することが可能である。設定するトリミング位置は、両トリミング位置間で波形データをループ再生した時にテンポ感が崩れないような位置（すなわち波形データ長が小節長の自然数倍になる位置）に設定すると好適である。
【００１８】
２．２．２．パラメータ設定（ＳＰ６）
次に、処理がステップＳＰ６に進むと、ユーザによって、制御ポイント検出のための各種パラメータが指定される。指定されるパラメータには、以下のようなものがある。
(１)波形タイプ：このパラメータは、例えば波形データの種別を指定するものであり、「パーカッション系」、「持続系」等に大別され、さらに様々な楽器の原波形データに適した複数のバリエーションに分類されている。この波形タイプに基づいて、閾値等、後述する他のパラメータのデフォルト値が決定される。
(２)小節数：このパラメータは、波形データ（トリミング後の波形データ、以下同）が何小節の波形データであるかを指定するものであり、例えば「１」〜「８」小節の範囲の自然数で指定される。
【００１９】
(３)拍子：このパラメータは、波形データの拍子を指定するものであり、例えば「１〜８／４」、「１〜１６／８」、「１〜１６／１６」の範囲に設定される。なお、波形データの時間長は既知であるから、「小節数」と「拍子」が決定されることにより、「テンポ」も一意に決定される。
(４)分解能：このパラメータは、強拍および弱拍の制御ポイントを検出するために１小節あたりどの程度の分解能で波形データを検索するかを指定するパラメータである。例えば、「拍子」が「４／４」であるとき、「分解能」は「４分」、「４分＋３」、「８分」、「８分＋３」、「１６分」、「１６分＋３」または「３２分」の何れかを指定可能である（但し、「＋３」は３連符への分割を示す）。ここで、「４分」は１小節を４分するタイミング（４分音符のタイミング）、「４分＋３」は１２分するタイミング、「８分」は８分するタイミング（８分音符のタイミング）、「８分＋３」は２４分するタイミング、「１６分」は１６分するタイミング、「１６分＋３」は４８分するタイミング、「３２分」は３２分するタイミングにおいて、波形データが検索されることになる。
【００２０】
ところで、上記各パラメータのうち、「波形タイプ」の選択は以下のように行われる。すなわち、ディスプレイ８に図１９に示すようなパーカッション系選択ボタン８０および持続系選択ボタン８２が表示され、ユーザが何れかのボタンをマウスでクリックすると、対応する波形タイプが選択される。上述した「パーカッション系」は単にパーカッション系の波形データに用いて好適なだけではなく、他系統の断続的な波形データに適用しても望ましい。同図に示すように、パーカッション系選択ボタン８０には断続的な波形が描画され、持続系選択ボタン８２には持続的な波形が描画されているから、ユーザは望ましい波形タイプを一見して判断することができる。
【００２１】
２．２．３．不要帯域除去フィルタ処理（ＳＰ８）
トリミングされた波形データには様々な周波数成分が含まれているが、この中には制御ポイント検出のために障害になる成分（不要帯域）も含まれている。そこで、次に処理がステップＳＰ８に進むと、これら不要帯域を除去するためにフィルタ処理が施される。このフィルタ処理は、バンドカット処理およびハイパス処理の２種類に大別されるが、不要帯域が分布している態様は楽曲や楽器に応じて異なるため、フィルタ処理の内容は上記「波形タイプ」に応じて決定すると好適である。すなわち、波形タイプに応じて、バンドカット処理およびハイパス処理の双方あるいは何れか一方のみが実行され、フィルタ処理のパラメータも波形タイプに応じて決定される。
【００２２】
ここで、フィルタ処理におけるパラメータの設定例を述べておく。
まず、波形データの中、メロディ等の音程を持った成分は、制御ポイントの検出に際して障害になる可能性が高い。各種の楽曲を解析した結果、このような成分すなわちボーカルやベース等の持続部分の成分は「８０Ｈz〜８kＨz」の帯域に多く現れ、特に「１００Ｈz〜３００Ｈz」の帯域に多く現れる。そこで、バンドカット処理においては、「８０Ｈz〜８kＨz」の帯域を減衰させ、特に「１００Ｈz〜３００Ｈz」の帯域を強く減衰させるようなフィルタ処理が行われる。なお、ボーカルやベース等のアタック部（子音やアタックノイズ等）は、当該帯域以外にも広がっているため、フィルタ処理を行ったとしても、制御ポイントは検出可能である。
【００２３】
また、バンド演奏等においては、シンバル等の高域音が規則正しく刻まれている場合が多い。かかる場合には、この規則正しい高域成分のみを抽出するハイパス処理を行うと好適である。なお、バンドカット処理およびハイパス処理の何れにおいても急峻なフィルタ特性は不要であるため、ハイパス処理においては１次のフィルタ、バンドカット処理においては２次のフィルタを用いれば実用上充分である。この不要帯域除去フィルタ処理の結果の一例として、図５(a)にトリミング後の波形データ、同図(b)にフィルタ処理の波形を示す。なお、この波形データの例においては、小節数は「２小節」、拍子は「４／４拍子」、分解能は「８分」である。
【００２４】
２．２．４．デフォルトの制御ポイント決定（ＳＰ１０，ＳＰ１２）
「制御ポイント」とは、上述したように、波形データの編集処理を行う基準となる位置である。
ステップＳＰ１０においては、デフォルトの制御ポイントを設定する手法として、単純決定モードまたは解析モードの何れかの動作モードがユーザによって指定される。次に、処理がステップＳＰ１２に進むと、指定された動作モードに応じて、デフォルトの制御ポイントが自動的に決定される。ここで、「単純決定モード」においては、拍単位に制御ポイントが設定される。例えば、１小節で拍子が３拍子であれば、波形データを３等分する位置に制御ポイントが設定され、また２小節であれば６等分する位置に設定される。例えば、１小節、拍子が４／４拍子であれば、波形データを４等分する位置に制御ポイントが設定され、また２小節であれば８等分する位置に設定される。
【００２５】
一方、「解析モード」においては、波形データの解析結果に基づいて制御ポイントが決定される。具体的には、音量エンベロープの立上がり開始位置、ピーク位置等が検出され、これらの検出結果に基づいて制御ポイントが設定される。以上のように決定されたデフォルトの制御ポイントは、波形データとともにディスプレイ８に表示される。その表示例を図２(a)に示す。図において波形データはステレオ録音されたものであり、左（上側）および右（下側）の２系統示されている。制御ポイントは同図のウィンドウ上の縦破線によって示されており、両系統に対して共通である。このように複数系統間で共通の制御ポイントを設定することにより、時間軸を制御した場合でも複数系統間で相互の時間位置を容易に同期させることができる。以下、解析モードにおいてデフォルトの制御ポイントを決定する処理の詳細を図６を参照し説明する。
【００２６】
（１）ダウンサンプル処理（ＳＰ１０２）
図６において処理がステップＳＰ１０２に進むと、不要帯域が除去された波形データに対してダウンサンプル処理が施される。これは、制御ポイントを決定するために必要なサンプリング周波数は、鑑賞用のオーディオデータのサンプリング周波数と比較してはるかに低いため、その後の処理を高速化させるためにサンプリング周波数を低下させることが好適だからである。
（２）絶対値化処理（ＳＰ１０４）
次に、処理がステップＳＰ１０４に進むと、ダウンサンプルされた波形データの絶対値が求められる。なお、図５(b)の波形に対応して得られた絶対値の例を図７(a)に示す。
【００２７】
（３）エンベロープフォロア処理（ＳＰ１０６）
次に、処理がステップＳＰ１０６に進むと、図７(a)の絶対値波形に対して、エンベロープフォロア処理が行われる。これは、絶対値波形のエンベロープ波形を求める処理であるが、絶対値波形の立ち上がりに対してエンベロープ波形を急峻に立ち上げ、絶対値波形の立ち下がりに対してエンベロープ波形を徐々に立ち下げる点に特徴がある。ここで、エンベロープフォロア処理のアルゴリズムを等価な回路ブロックによって表現した例を図８に示す。これは、回路としては入力の上昇時と下降時で異なる係数を使用するようなローパスフィルタである。
【００２８】
図８において６０は遅延回路であり、１サンプリング周期（ダウンサンプル後の周期、以下同）前のエンベロープレベルを記憶する。６２は減算器であり、現サンプリング周期の絶対値波形レベルから１サンプリング周期前のエンベロープレベルを減算し、その結果を差分信号ｄとして出力する。６６，６８は乗算器であり、各々差分信号ｄが供給されると、これに対して係数ａ1，ａ2（但し、１＞ａ1＞ａ2＞０）を乗算し出力する。ここで、係数ａ2は係数ａ1より長いフィルタの時定数に対応している。
【００２９】
６４はスイッチであり、差分信号ｄが「０」以上である場合は乗算器６６を選択し、また差分信号ｄが「０」未満である場合は乗算器６８を選択し、選択された側の乗算器に当該差分信号ｄを供給する。７０は加算器であり、選択された側の乗算器６６，６８の出力信号と、１サンプリング周期前のエンベロープレベルとの加算結果を現サンプリング周期におけるエンベロープレベルとして出力する。かかるエンベロープフォロア処理によって得られた波形を図７(b)に示す。この波形に対して細かい変動を取り除くため、ステップＳＰ１０６においてはさらにローパスフィルタ処理が施される。このローパスフィルタ処理の結果を同図(c)に示す。
【００３０】
（４）コンプレッサ処理（ＳＰ１０８）
図６において次に処理がステップＳＰ１０８に進むと、コンプレッサ処理が実行される。すなわち、エンベロープフォロア処理結果に基づくエンベロープレベルの平均値が算出され、その平均値よりも高いレベルは低く、また平均値よりも低いレベルは高くなるようにエンベロープレベルが修正される。かかる処理の結果を図７(d)に示す。
【００３１】
（５）エッジ検出フィルタ処理（ＳＰ１１０）
図６において次に処理がステップＳＰ１１０に進むと、エッジ検出フィルタ処理が実行される。これは、エンベロープレベルに対する立ち上がりおよび立下がりを強調する処理である。ここで、エッジ検出フィルタ処理のアルゴリズムを等価な回路ブロック（コムフィルタ）によって表現した例を図９(a)に示す。
【００３２】
図９(a)において７２は遅延回路であり、コンプレッサ処理の施されたエンベロープレベルを入力信号とし、これをｎサンプリング周期（ｎは２以上の自然数）遅延させて出力する。７４は減算器であり、現サンプリング周期の入力信号から、ｎサンプリング周期前の入力信号を減算し、その結果をエッジ検出フィルタ処理結果として出力する。同図(b)に入力信号例、同図(c)にこれをｎサンプリング周期遅延させ反転した信号例、同図(c)にフィルタ出力信号例（同図(b)，(c)の波形の減算結果）を示す。また、かかる処理を図７(d)の波形に施した結果を図１０(a)に示す。
【００３３】
（６）エッジ開始位置／ピーク位置検出処理（ＳＰ１１２）
図６において次に処理がステップＳＰ１１２に進むと、エッジ開始位置／ピーク位置検出処理が実行される。エッジ検出フィルタ処理結果を入力信号として、該入力信号の立ち上がりエッジとピーク位置とを検出する処理である。この処理の概要を図１１を参照し説明する。同図(a)は、入力信号の一部を時間軸上で拡大した図を示している。この図において、入力信号は所定の閾値Ｔhと比較され、入力信号が閾値Ｔhを超えた時刻をエッジ開始位置（時刻ｔ1）とする。
【００３４】
同図(b)に示す出力信号レベルは時刻ｔ1以前は「０」に設定され、時刻ｔ1において「−Ｍ」（Ｍは所定値）に設定される。さらに、入力信号のピーク位置において、出力信号は１サンプリング周期だけ該ピーク値に設定され、しかる後に再び「０」に立ち下げられる。図１０(a)の波形にかかる処理を施した結果を同図(b)に示す。
【００３５】
同図(b)の信号において、レベルが「−Ｍ」に立下がるタイミングが「エッジ開始位置」であり、「−Ｍ」のレベルが継続する時間はエッジ開始位置からピーク位置までの時間（立上り時間Ｔｔ）に等しい。さらにピークレベルはエッジ検出フィルタ処理結果（同図(a)）のピークレベルに等しい。なお、エッジ開始位置、立上り時間Ｔｔおよびピークレベルを総称して「エッジ情報」と呼ぶ。
【００３６】
（７）強拍抽出処理（ＳＰ１１４）
図６において次に処理がステップＳＰ１１４に進むと、強拍抽出処理が実行される。
まず、上述したパラメータ設定処理（ＳＰ６）においては、ユーザによって「拍子」のパラメータが指定された。強拍抽出処理においては、この指定された拍子に応じて、検出窓が決定される。この検出窓は、拍子に応じて分割される１小節内の各区間（以下、推定強拍区間という）の先頭を基準位置とし、これら推定強拍区間の１／８〜１／２の幅を有する。なお、１／８〜１／２の範囲のうち具体的にどの値を採用するかは「波形タイプ」のパラメータに応じて決定される。
【００３７】
ここで、波形データの小節数を「２」、拍子を「４／４」ととし、窓幅を推定強拍区間の「１／６」とした場合の検出窓を、図１０(b)の波形に重ねて同図(c)に示す。この図において網掛けの施されている部分が検出窓であり、各検出窓の「１／３」（推定強拍区間幅の１／１８）の部分が基準位置よりも前に、「２／３」（推定強拍区間幅の２／１８）の部分が基準位置よりも後に位置するように設定されている。
【００３８】
次に、各検出窓にピーク位置が属するエッジ情報のうち、ピークレベルが所定の閾値Ｔh1を超えるものが抽出される。但し、一つの検出窓において複数のエッジ情報が存在する場合には、最大のピークレベルを有するエッジ情報のみが抽出される。図１０(c)の波形に対して、かかる抽出を行った結果を同図(d)に示す。同図(c)においては、最初の（左端の）検出窓には、閾値Ｔh1を超える２つのエッジ情報のピーク位置が存在するが、同図(d)を参照すると、そのうちピークレベルの高いエッジ情報のみが抽出されている。また、同図(c)において左端から６番目の検出窓には一応エッジ情報が存在するが、ピークレベルが閾値Ｔh1を超えていないため、同図(d)においては抽出されていない。
【００３９】
（８）弱拍抽出処理（ＳＰ１１６）
図６において次に処理がステップＳＰ１１６に進むと、弱拍抽出処理が実行される。
この処理においては、上述したパラメータ設定処理（ＳＰ６）において指定された「分解能」のパラメータに基づいて、各小節を分割する位置に検出窓の基準位置が設定される。但し、先のステップＳＰ１１４において既に強拍が検出された検出窓に対応する基準位置は、本ステップにおいては除かれる。
【００４０】
従って、上記ステップＳＰ１１４において各検出窓で強拍が検出されていた場合には、本ステップにおいては各推定強拍区間を２分する位置を各基準位置とする新たな検出窓が設けられることになる。一方、先に強拍が抽出されなかった検出窓（図１０(c)において左端から６番目の検出窓）については、本ステップにおいても、改めて弱拍抽出用の検出窓が同一の位置に設定される。その結果、弱拍抽出用の検出窓は、図１２(a)の網掛け部分に示すように設定される。ここで、新たに設定される検出窓の位置は、ステップＳＰ１１４において抽出された強拍の位置に応じて決定してもよい。このようにすれば、波形データの途中でリズムが揺らいでいても、そのリズムに応じた正確な位置に弱拍の検出窓を設定することができる。
【００４１】
この処理においても、各検出窓の「１／３」（推定強拍区間幅の１／１８）の部分が基準位置よりも前に、「２／３」（推定強拍区間幅の２／１８）の部分が基準位置よりも後に位置するように設定されている。次に、各検出窓にピーク位置が属するエッジ情報のうち、所定の閾値Ｔh2を超えるものが抽出される。但し、一つの検出窓において複数のエッジ情報が存在する場合には、最大のピークレベルを有するエッジ情報のみが抽出される。
【００４２】
ここで、閾値Ｔh2は閾値Ｔh1の「１／５」程度のレベルになるように設定され、閾値Ｔhは閾値Ｔh2よりもさらに小さい値に設定される。ここまでの処理によって抽出された強拍および弱拍の抽出結果を同図(b)に示す。同図(b)によれば、今回の抽出処理により、先の強拍抽出処理（ＳＰ１１４）においてピークレベルが足りなかったために抽出されなかったエッジ情報も抽出されている。上記ステップＳＰ１１４，ＳＰ１１６によって抽出されたエッジ情報のうち、エッジ開始位置は図２(a)において説明した制御ポイントに他ならない。
【００４３】
（９）制御ポイント強制設定処理（ＳＰ１１８）
次に、処理がステップＳＰ１１８に進むと、必要な場合には、これまでにエッジ情報が検出されなかった検出窓の基準位置に制御ポイントが強制的に設定される。「必要な場合に」とは、具体的には波形タイプとして「持続系」が指定されていた場合である。このような設定を行う理由は、「持続系」の波形のエンベロープは規則的に減衰している（単純減衰である）訳ではないので、立上がりが検出されなかった位置に関しても強制的に制御ポイントを設定した方が音楽的に適切な時間軸制御を行えるからである。
【００４４】
２．２．５．制御ポイント編集処理（ＳＰ１４）
次に、処理がステップＳＰ１４に進むと、このデフォルトの制御ポイントがユーザによって編集される。具体的には、上記ウィンドウ上で、必要に応じて制御ポイントが追加、削除または移動される。
【００４５】
２．２．６．挿入セクション１ｉ〜１２ｉの平坦化波形データの決定
上述したように、波形データの始点、終点および制御ポイントによって区切られた区間を、本明細書においては「オリジナルセクション」と呼ぶ。図２(a)のように制御ポイントが決定されたのであれば、同図(b)の上側の長方形列に示されるように、波形データは１２個のオリジナルセクション１ｒ〜１２ｒに分割されることになる。
【００４６】
次に、同図(b)の下側の長方形列に示されるように、各オリジナルセクションと同一の長さを有する１２個のセクション（挿入セクション１ｉ〜１２ｉ）が作成され、この挿入セクション１ｉ〜１２ｉに各オリジナルセクション１ｒ〜１２ｒに続くような波形データが記憶される。これにより、各オリジナルセクション１ｒ〜１２ｒと、対応する挿入セクション１ｉ〜１２ｉとを結合して、同図(c)に示すような結合セクション１ｔ〜１２ｔが得られる。そこで、以下、かかる処理の詳細を説明する。
【００４７】
図４に戻り、処理がステップＳＰ１６に進むと、ユーザにより、挿入セクション１ｉ〜１２ｉに設定される波形データ（エンベロープ調整前）として、
(１)図１３(a)に示すように、対応するオリジナルセクションｎｒ（但し、ｎ＝１〜１２）の次の波形データ（ｎ＋１）ｒをそのままコピーしたもの、あるいは、
(２)同図(b)に示すように対応するオリジナルセクションｎｒの波形データを時間軸上で反転した波形データ
のうち何れかが選択される。
ここで、デフォルトの状態では、波形タイプが「持続系」である場合は同図(a)，パーカッション系である場合は同図(b)の波形データが選択される。その理由について説明しておく。
【００４８】
＜持続系の音に対して＞
まず、持続系の音においては、オリジナルセクションｎｒと挿入セクションｎｉ＝（ｎ＋１）ｒとは元々連続したセクションであるため、オリジナルセクションｎｒから挿入セクション（ｎ＋１）ｒへの滑らかな接続が保証されている。ここで、該挿入セクション（ｎ＋１）ｒ以外のセクションを挿入セクションとして用いることも可能であるが、持続系の音ではアタックの無い部分（持続系の波形の途中）に制御ポイントが設定されることもある（ステップＳＰ１１８を参照）ため、考慮が必要である。すなわち、この場合、オリジナルセクションｎｒと該挿入セクションとの位相が合っていなかった場合には、耳障りなノイズが発生するため、両者間で位相合わせを行う必要が生じ、処理が煩雑になる。一方、上述した例のように、オリジナルセクションｎｒの次のセクション（ｎ＋１）ｒを挿入セクションとして用いれば、挿入セクションの波形データは、より安定した波形データに基づいて作成することができる。
【００４９】
また、持続系の音において、制御ポイントの直後に次の音のアタックがあった場合を想定してみる。この場合、一般的には、次の音のピッチは前の音のピッチとは異なっている。オリジナルセクションと挿入セクションのピッチが異なることは本来は望ましいことではないが、実験結果によれば、両者のピッチが異なっていたとしても、あまり目立たないことが判明した。これは、挿入セクションのエンベロープレベルが前のオリジナルセクションから継続してなめらかに減衰してゆくように制御されていることに起因すると考えられる。すなわち、新たに始まる音のアタック部で音色やピッチが変化すると目立つが、減衰している波形の途中で音色やピッチが変化した場合には、前のアタック部の印象が強いために比較的目立たないものと考えられる。
【００５０】
＜パーカッション系の音に対して＞
次に、パーカッション系の音においては、元々ノイズ的な成分が多いため、オリジナルセクションｎｒから挿入セクションｎｉへの接続部で目立ったノイズは発生しないことが多い。しかし、当該オリジナルセクションｎｒまたは次のオリジナルセクション（ｎ＋１）ｒ等をそのまま挿入セクションｎｉとして用いると、波形の先頭部分のアタックノイズが多少耳障りになる場合がある。そこで、オリジナルセクションｎｒの波形データを時間軸上で反転した波形データを挿入セクションｎｉとして用いることにより、かかる不具合を解消することができる。さらに、オリジナルセクションｎｒと挿入セクションｎｉの接続部分をクロスフェードすると、さらに両者を滑らかに接続することが可能になる。なお、反転した波形データを最後まで読み出すと、該反転波形データの終端部分にアタックノイズが再生され、多少耳障りになることがある。かかる場合は、反転波形データの途中のポイント（例えば先頭から２／３程度の長さのポイント）において、該反転波形データを折り返して（時間軸上でさらに反転させて）読み出すとよい。
【００５１】
挿入セクションは以上説明したデフォルトのものに限定されるわけではなく、各オリジナルセクション毎にユーザは所望の挿入セクションの生成態様を指定することができるため、聴感上で最も好ましいものを選択するとよい。また、ステップＳＰ１６においては、挿入セクションの波形データが選択されると、その波形データの各部のレベルが、該波形データのエンベロープレベルで除算される。これにより、挿入セクションの波形データは、エンベロープが平坦な波形データに変換される。
【００５２】
２．２．７．挿入セクション１ｉ〜１２ｉに対するエンベロープの付与
次に、処理がステップＳＰ１８に進むと、挿入セクション１ｉ〜１２ｉのエンベロープ波形が決定される。その決定方法を図１４を参照し説明する。図においてあるオリジナルセクションｎｒのエンベロープレベルの最大値をＬ１とし、オリジナルセクションｎｒの終端のエンベロープレベルをＬ２とし、この最大値Ｌ１が現れてからオリジナルセクションｎｒの終端までの時間をＴとする。この期間内においてエンベロープレベルの減衰率ｄｒは、
ｄｒ＝（Ｌ１／Ｌ２）1/T
によって求めることができる。
【００５３】
次に、オリジナルセクションｎｒに対応する挿入セクションｎｉのエンベロープレベルの初期値を上記Ｌ２とし、減衰率ｄｒが維持されるように挿入セクションｎｉのエンベロープが決定される。具体的には、挿入セクションｎｉの開始時刻ｔ＝０としたとき、挿入セクションｎｉ内の各部のエンベロープレベルは、Ｌ２／ｄｒtによって求められる。これにより、図１４に示すように、挿入セクションｎｉのエンベロープ特性は、オリジナルセクションｎｒに対して自然につながるように設定される。
【００５４】
但し、制御ポイントの決定時に単純決定モードが選択された場合等においては、オリジナルセクションｎｒの終端部においてエンベロープレベルが最大になることも考えられる。かかる場合には、図１５に示すように、挿入セクションｎｉのエンベロープレベルは、オリジナルセクションｎｒの終端時のレベルに制限される。具体的には、上記計算式により求めた減衰率ｄｒが１より小さくなる場合に、挿入セクションのエンベロープ値を求めるための減衰率ｄｒを強制的に１に設定し、あるいは、減衰率ｄｒに関して１より大きな下限値「ｄｒ_min」を決めておき、減衰率ｄｒが必ずそれより大きくなるように制御してもよい。
【００５５】
以上のように、各挿入セクションのエンベロープが決定されると、各挿入セクション１ｉ〜１２ｉの平坦化波形データの各部に対して、該決定されたエンベロープが乗算される。これにより、各挿入セクションの波形データは、この決定されたエンベロープを有するようになる。
【００５６】
次に、処理がステップＳＰ２０に進むと、自動演奏時において上記結合セクション１ｔ〜１２ｔの波形データを読出すためのパラメータが決定される。まず、自動演奏時においては、４分音符の「１／６４」の間隔でテンポクロックが生成され、このテンポクロックに同期して自動演奏処理が実行される。そこで、ステップＳＰ６，ＳＰ８において決定された拍子と小節数とに応じて、波形データ再生時の繰返し周期に対応する、最大クロック数maxcountが決定される。例えば、拍子が「４／４拍子」であって小節数が「２」であれば、最大クロック数maxcountは、４×２×６４＝５１２になる。
【００５７】
次に、波形データの先頭、および先頭から各制御ポイントまでの時間に相当するクロック数（生成開始クロック数）と、これらクロック数において読み出されるべき波形データと、これら波形データの立上り時間Ｔｔとが、図１６に示すようなテーブルに格納される。これにより、本ルーチンの処理が終了する。
【００５８】
２．３．再生テンポ設定／変更処理
ところで、上述した処理においては、録音された波形データに対して拍子と小節数とを定め、これによって最大クロック数maxcountが決定された。また、波形データの長さの絶対時間は既知であるから、逆算すれば「録音時のテンポ」を定めることができる。
この録音時のテンポに拘らず、ユーザは、演奏処理の前に、あるいは演奏処理の途中で適宜再生テンポを設定／変更することができる。ここで、設定されたテンポが録音時のテンポに等しければ、先に求めたクロック数（図１６参照）をそのまま用いればよい。しかし、再生時のテンポが録音時のテンポとは異なる場合は、先に図３(a)において説明したように、「もたれ」が生じることになる。
【００５９】
そこで、本実施形態においては、再生テンポが設定または変更された際に、図１６における各生成開始クロック数は、該クロック数に対応する時間（クロック数×クロック周期）が「ｎ（Ｔｓ＋Ｔｔ）−Ｔｔ」になるような（あるいは最も近くなるような）値に修正される。この結果、図３(b)に示すように、聴感上の拍すなわちピーク位置は、さらに立上り時間Ｔｔだけ経過したタイミングすなわち「ｎ（Ｔｓ＋Ｔｔ）」となる。なお、テンポに応じて生成開始クロック数を変更することに代えて、立上り時間Ｔｔに応じてクロック周期を増減するようにしてもよい。すなわち、テンポクロックが発生する毎に、次のテンポクロックまでの周期を適宜増減することにより、生成開始クロック数自体は一定に保ちつつ、テンポに応じたタイミング制御を行うことが可能になる。
【００６０】
２．４．演奏処理
次に、上記結合セクション１ｔ〜１２ｔの波形データを用いて自動演奏を行う処理を、図１７を参照し説明する。上述したように自動演奏時においては、４分音符の「１／６４」の間隔でテンポクロックが生成され、該テンポクロックが生成される毎に図１７に示すプログラムが実行される。
【００６１】
図１７において処理がステップＳＰ３４に進むと、変数tcountは最大クロック数maxcountを超えたか否かが判定される。なお、変数tcountは、自動演奏の開始時に「０」に初期化されている。ここで「ＹＥＳ」と判定されると、処理はステップＳＰ３６に進み、変数tcountが「０」に設定される。一方、ステップＳＰ３４において「ＮＯ」と判定されると、ステップＳＰ３６はスキップされる。
【００６２】
次に、処理がステップＳＰ３８に進むと、図１６のテーブルが参照され、波形データの読出しを開始するタイミングに達したか否か、すなわち変数tcountがいずれかの生成開始クロック数に一致するか否かが判定される。ここで「ＹＥＳ」と判定されると、処理はステップＳＰ４０に進み、対応する波形データの読出しが開始される。ここで、この読出し速度は、後述するピッチシフト量の値に応じて制御される。ピッチシフト量が「０」である場合は、読出し速度が録音時の書込み速度と同じ速度とされ、ピッチシフト量が正の場合はそれより速い速度、ピッチシフト量が負の場合はそれより遅い速度とされる。よく知られているように、読み出された波形データのピッチは該読出し速度が速いほど高くなり、遅いほど低くなる。
【００６３】
対応する波形データの読出しが開始されることにより、この時点の直前まで別の波形データの読出し処理が行われていたとしても、ステップＳＰ４０においては、該別の波形データと交代する形で新たな波形データの読出しが開始されることになる。一方、ステップＳＰ３８において「ＮＯ」と判定されると、ステップＳＰ４０はスキップされ、読出し中の波形データが変更されることなく、処理はステップＳＰ４２に進む。そして、ステップＳＰ４２においては、変数tcountが「１」だけインクリメントされ、本ルーチンの処理が終了する。
【００６４】
上記処理によれば、最初に変数tcountが「０」に初期設定された後に処理がステップＳＰ３８に進むと、直ちに結合セクション１ｔの波形読出しが開始される。その後、変数tcountが「２８」に達した後に処理がステップＳＰ３８に進むと、結合セクション１ｔの波形データの読出しが中止され、結合セクション２ｔの波形データの読出しが開始される。結合セクション１ｔと結合セクション２ｔとを滑らかに接続するために、結合セクション１ｔの読出しを中止する部分の波形データと結合セクション２ｔの読出しを開始する部分の波形データをクロスフェード接続するようにしてもよい。
【００６５】
以下同様に、変数tcountの増加に応じて結合セクション３ｔ〜１２ｔの読出しが順次開始されてゆく。そして、変数tcountが「maxcount＋１」になると、ステップＳＰ３４，ＳＰ３６において変数tcountが「０」に戻される。そして、以降は同様の動作が繰り返されることになる。以上の処理により、順次読み出される波形データは、波形出力インタフェース２６、サウンドシステム２８を順次介して発音される。
【００６６】
次に、かかる処理により、実際に生成される楽音波形を図１８を参照し説明する。同図(b)は、再生時および録音時のテンポ比を１.００に設定した場合に読み出されるセクションを示す。かかる場合は、各結合セクションの「１／２」すなわちオリジナルセクションの部分が全て読出された時に、次の結合セクションの読出しが開始される。これにより、再生される楽音波形は、原波形データと一致する。
【００６７】
また、同図(a)は、再生時および録音時のテンポ比を０.６７に設定した場合に読み出されるセクションを示す。かかる場合には、オリジナルセクションの長さを基準にすると約「６７％」再生された時点で次のセクションの読出しが開始される。なお、実際に次のセクションの読出しが開始されるタイミングは、該次のセクションの立上り時間Ｔｔに応じて異なることは上述した通りである。これにより、各オリジナルセクションの残りの部分（約３３％）および挿入セクションは再生されないことになる。
【００６８】
また、同図(c)は、再生時および録音時のテンポ比を１.６５に設定した場合に読み出されるセクションを示す。かかる場合には、オリジナルセクションの長さを基準にすると約「１６５％」再生された時点で次のセクションの読出しが開始される。これにより、各オリジナルセクションと、各挿入セクションの前半約６５％の部分が再生されることになる。
【００６９】
そして、再生時のテンポや再生に用いられる波形データは、ユーザが入力装置４を介してリアルタイムに変更することができる。同様に、各セクションを読出す速度すなわちピッチシフト量も入力装置４を介してリアルタイムに変更することが可能である。また、予め定めたシーケンスに基づいて、再生される波形データ、テンポ、あるいはピッチシフト量を自動的に変遷させるようにしてもよい。これにより、ユーザの操作あるいは予め定められたシーケンスに基づいて、多彩な態様で波形データが再生され発音される。
【００７０】
３．実施形態の効果
以上のように、本実施形態によれば、波形データに対してフィルタ処理を施して制御ポイントを検出するから、個々の波形データの特徴に応じた最適な制御ポイントを抽出することができる。
さらに、本実施形態においては、オリジナルのエッジ開始時間Ｔｓおよび立上り時間Ｔｔと、再生時のテンポ（テンポの伸縮率ｎ）との関係に応じて、生成開始クロック数を補正することにより、「ｎ（Ｔｓ＋Ｔｔ）−Ｔｔ」のタイミングで各オリジナルセクションの再生を開始させることができるから、テンポの伸縮率ｎと聴感上の拍タイミングとの整合性を確保することができる。
【００７１】
４．変形例
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のように種々の変形が可能である。
（１）上記各実施形態はパーソナルコンピュータ上で動作するアプリケーションプログラムによって波形編集システムを実現したが、同様の機能を各種の電子楽器、携帯電話器、アミューズメント機器、その他楽音を発生する装置に使用してもよい。また、上記実施形態に用いられるソフトウエアをＣＤ−ＲＯＭ、フロッピーディスク等の記録媒体に格納して頒布し、あるいは伝送路を通じて頒布することもできる。
【００７２】
（２）上記実施形態においては、各オリジナルセクションに対応して予め挿入セクションの波形データを生成したが、各挿入セクションの波形データを波形データ再生中に、ないし波形再生の指示を受けて波形データ再生を開始する直前に生成するようにしてもよい。これにより、波形データを格納しておくための記憶容量を削減することができる。
【００７３】
（３）上記実施形態においては、「小節数」のパラメータを自然数によって指定することとした。これは波形データを繰り返し再生する用途を考えると、波形データの長さは１小節の自然数倍以外は考えにくいからである。しかし、波形データをワンショットで再生するような用途を想定する場合には、必ずしも小節数を自然数とするようにトリミングしなくてもよい。この場合、小節数が自然数でない可能性があるため、「小節数」の指定を「１.５小節」等の小数によって指定できるようにしてもよく、或いは「小節数」に代えてトリミングされた原波形データ全体に対する「拍数」を指定するようにしてもよい。
【００７４】
さらに言えば、トリミングをを必ずしも拍単位で行う必要も無い。本発明の実現のためには、とにかく原波形データ上に拍検出窓の位置（図１０(c)，図１２(a)）が特定できれば良いのであって、いかなる方法でトリミングしようとも、またいかなる方法で該拍検出窓位置を指定してもよい。例えば、原波形データ上に拍検出窓の位置を、ユーザが直接指定してもよいし、原波形データの録音時にメトロノームを動作させ、該メトロノームのタイミングに基づいて自動指定してもよい。
【００７５】
（４）上記実施形態のステップＳＰ８の不要帯域除去処理においては、ハイパス処理およびバンドカット処理によるフィルタ処理を行ったが、これらに代えて、あるいはこれらに加えて他の処理、例えば低域を減衰させる処理や高域をブーストする処理等を行ってもよい。
【００７６】
（５）上記実施形態のステップＳＰ１１０においては、エッジ部分を検出するためにコムフィルタによるフィルタ処理を行ったが、これに代えて、エンベロープの傾きに対応した値を生成するような如何なるフィルタ処理でエッジ検出してもよい。例えば、単純にエンベロープレベルを微分するフィルタ処理でもよいし、さらに、この微分結果に対してローパスフィルタ処理を行ってもよい。
【００７７】
（６）上記実施形態のステップＳＰ１１６においては、弱拍検出のための検出窓の基準位置は、各推定強拍区間を２分する位置、すなわち強拍検出のための基準位置間を２分する位置に設けられた。しかし、弱拍検出のための検出窓の位置はこれに限定されるものではない。すなわち、ステップＳＰ１１４において実際に抽出された強拍のエッジ開始位置同士あるいはピーク位置同士の間隔を２分する位置を求め、この求めた位置を弱拍検出のための検出窓の基準位置にしてもよい。
【００７８】
（７）上記実施形態のステップＳＰ１６においては、エンベロープ調整前の挿入セクションの波形データとして、対応するオリジナルセクションの波形データまたはこれを反転したものがそのまま用いられた。しかし、特に安定した音程成分を有するメロディパート等の波形データの場合には、オリジナルセクションの後半部分のピッチを検出し、このピッチ単位でオリジナルセクションの一部（部分波形）を繰り返えすことによって挿入セクションを生成してもよい。これにより、アタック部分特有の不安定さが挿入セクションに現れることを防止することができる。
【００７９】
なお、部分波形のサイズは一定（ループ波形）であってもよく、ランダムな長さに設定してもよい。また、オリジナルセクションの後半部分で安定してピッチが検出された場合にはオリジナルセクションの一部を繰り返し、ピッチが検出されなかった場合にはオリジナルセクション全体（またはこれを反転したもの）をコピーして、挿入セクションのエンベロープ調整前の波形データに設定してもよい。
【００８０】
（８）また、上記実施形態においては、各挿入セクションは、その直前のオリジナルセクションの波形データ（またはこれを反転したもの）に基づいて作成されたが、次のオリジナルセクションの波形データに基づいて各挿入セクションを生成してもよい。例えば、挿入セクション１ｉは、オリジナルセクション２ｒの波形データに基づいて生成してもよい。
【００８１】
（９）また、上記実施形態においては、波形データの種別を「パーカッション系」と「持続系」の２種類に分けていたが、波形データを３種類以上の種別に別けてもよい。
【００８２】
（１０）また、上記実施形態においては、拍子の設定に応じて強拍抽出用の検出窓を設定し、分解能の設定に応じて弱拍抽出用の検出窓を設定したが、これらを必ずしも拍子や分解能に応じて設定する必要はない。例えば、強拍抽出用の検出窓と弱拍抽出用の検出窓とをそれぞれ独立して指定するようにしてもよい。あるいは、設定された拍子に応じて、強拍抽出用の検出窓と弱拍抽出用の検出窓とをそれぞれ設定するようにしてもよい。さらに、前述したような録音時のメトロノームのタイミングに基づいて両検出窓を設定する方法もある。
【００８３】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、第１および第２の所定範囲に対して各々第１および第２の閾値を適用して区切り位置を抽出するから、拍の強弱が生じやすい箇所に応じた最適な閾値を用いて区切り位置を抽出することが可能である。
【００８４】
また、第１の閾値を用いた後、第２の閾値に基づいて区切り位置を再抽出する構成によれば、より細かい立ち上がり位置を抽出することが可能になる。さらに、最初から低い閾値を用いた場合と比較すると、誤検出を減少させることができる。
また、第１および第２の所定範囲に対して各々第１および第２の閾値を適用して区切り位置を抽出する構成によれば、拍の強弱が生じやすい箇所に応じた最適な閾値を用いて区切り位置を抽出することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態の波形編集システムのブロック図である。
【図２】 上記実施形態において挿入セクションおよび結合セクションを生成する処理の動作説明図である。
【図３】 従来例および上記実施形態における再生処理の動作説明図である。
【図４】 上記実施形態における再生用波形データ生成処理のフローチャートである。
【図５】 上記実施形態における不要帯域除去処理（ＳＰ８）の前後の波形図である。
【図６】 デフォルトの制御ポイント決定処理のフローチャートである。
【図７】 絶対値化処理（ＳＰ１０４）の出力波形図である。
【図８】 エンベロープフォロア処理（ＳＰ１０６）の等価回路図である。
【図９】 エッジ検出フィルタ処理の等価回路図およびその各部の波形図である。
【図１０】 エッジ検出フィルタ処理、エッジ開始位置／ピーク位置検出処理、および強拍抽出処理（ＳＰ１１０〜ＳＰ１１４）の出力波形図である。
【図１１】 エッジ開始位置／ピーク位置検出処理（ＳＰ１１２）の動作説明図である。
【図１２】 弱拍抽出処理（ＳＰ１１６）の動作説明図および出力波形図である。
【図１３】 挿入セクションｎｉにおける波形データの設定処理の動作説明図である。
【図１４】 挿入セクションｎｉにおけるエンベロープレベルの設定処理の動作説明図である。
【図１５】 挿入セクションｎｉにおけるエンベロープレベルの設定処理の動作説明図である。
【図１６】 生成開始クロック数と波形データとの対応テーブルの内容を示す図である。
【図１７】 演奏処理ルーチンのフローチャートである。
【図１８】 再生される波形データの圧縮／伸張処理の説明図である。
【図１９】 パーカッション系選択ボタン８０および持続系選択ボタン８２を示す図である。
【符号の説明】
１ｉ〜１２ｉ……挿入セクション、１ｔ〜１２ｔ……結合セクション、１ｒ〜１２ｒ……オリジナルセクション、２……通信インタフェース、４……入力装置、６……演奏操作子、８……ディスプレイ、１０……ＣＰＵ、１２……ＲＯＭ、１４……ＲＡＭ、１６……バス、１８……ドライブ装置、２０……記憶媒体、２２……波形取込インタフェース、２４……ハードディスク、２６……波形出力インタフェース、２８……サウンドシステム、６０……遅延回路、６２……減算器、６４……スイッチ、６６，６８……乗算器、７０……加算器、７２……遅延回路、７４……減算器。
【発明の属する技術分野】
本発明は、パーソナルコンピュータ、電子楽器、アミューズメント機器等における自動演奏、特に自動伴奏に用いて好適な、波形データ解析方法、波形データ解析装置および記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ある程度の長さの自然楽器音等を録音し、これを設定されたテンポに応じた速度で自動的に繰返し再生する技術が知られている。この技術はリズム音等の自動伴奏等に使用されているが、設定されるテンポに応じて原波形を圧縮あるいは伸張させる必要がある。その処理内容を図２(a)，(b)を流用し説明する。
【０００３】
同図(a)は、自然楽器音等をステレオ録音した原波形データである。この原波形データを、エンベロープの立上り部分（図上の破線部分、以下「制御ポイント」という）で区切ると、例えば同図(b)に示すように、原波形データを複数の区画（オリジナルセクションという）１ｒ〜１２ｒに区切ることができる。この原波形データを用いて自動リズム伴奏等を行う際、原波形データの録音時のテンポと同一のテンポで再生するのであれば、原波形データを特に加工することなく繰返し再生するとよい。
【０００４】
また、再生時のテンポが録音時よりも速くなる場合は、各オリジナルセクション１ｒ〜１２ｒの再生部分を短くする必要がある。このためには、各区画の終端部分を一定の割合でカットすればよい。例えば、録音時のテンポが「１００」、再生時のテンポが「１２５」であったとすると、各オリジナルセクション１ｒ〜１２ｒの終端部分を２０％づつカットし、残りの波形データを再生するとよい。
【０００５】
一方、再生時のテンポが録音時のテンポよりも遅くなる場合には問題が生じる。すなわち、再生時のテンポに合せて各区画の再生開始タイミングを単に遅らせたのでは、各区画の隙間に無音区間が生じ、耳障りになる。そこで、この各区画の隙間は、直前の区画の波形データを必要な長さだけ継ぎ足して再生することが一般的である。その際、継ぎ足される部分の振幅の初期値は、その直前の部分の振幅と一致するように設定される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記技術においては、必ずしも適切な位置に制御ポイントが設定されないという問題があった。
まず、上記技術において、制御ポイントはエンベロープが所定の閾値より立ち上がった部分に設定されたが、人間の聴覚上で波形の立ち上がりであると認識できるポイントであっても、ピークがこの閾値に満たないために制御ポイントが自動的に設定されない場合がある。かかる場合は、複数回のビートが１つのオリジナルセクションに含まれることになり、これらビート間ではテンポの圧縮・伸張に対応できなくなる。逆に、エンベロープの変動が大きい箇所では、人間の聴覚上で１つのビートであると認識される場合にも、複数の制御ポイントが設定され、不自然な圧縮・伸張が行われる場合がある。
【０００７】
また、録音時のテンポと再生時のテンポとが異なる場合、単に両者の比に応じて各区間の再生開始タイミングを制御すると、特に立ち上がりの遅い波形において「もたれ」が生じるという問題があった。その内容を図３(a)を参照し説明する。同図(a)において再生開始時刻（０）から波形の立ち上がりが開始されるまでの時間をエッジ開始時間Ｔｓと呼び、立ち上がりが開始された後、波形レベルがピークに達するまでの時間を立上り時間Ｔｔと呼ぶ。
【０００８】
同図(a)の実線は録音時のテンポで再生した波形データのエンベロープレベルを示している。人間の聴覚では、エンベロープレベルのピーク位置すなわち再生開始後「Ｔｓ＋Ｔｔ」の時間が経過したタイミングで拍が生じるように感じられる。次に、同図(a)の一点鎖線は、録音時のテンポをｎ倍に伸張して波形データを再生した例を示す。なお、図示の例では「ｎ＝２」の場合を想定して描画している。この場合、エッジ開始時間は録音時のｎ倍「ｎＴｓ」であるが、実際に人間の聴覚で拍を感じる時間は、録音時のｎ倍「ｎ（Ｔｓ＋Ｔｔ）」よりも短い「ｎＴｓ＋Ｔｔ」になる。
【０００９】
この結果、波形を伸張して再生すると、好ましいタイミングよりも速いタイミングに拍が生じるように感じられることになる。逆に、録音時よりもテンポを圧縮した場合は、好ましいタイミングよりも遅いタイミングに拍が生じるように感じられることになる。
この発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、波形データの最適な区切り位置（制御ポイント）を求めることができる波形データ解析方法、波形データ解析装置および記録媒体を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明にあっては、下記構成を具備することを特徴とする。なお、括弧内は例示である。
請求項１記載の波形データ解析方法にあっては、原波形データに対して推定拍位置（検出窓の基準位置）を決定する過程と、該推定拍位置に対応した所定の範囲内（検出窓）において原波形データの立ち上がり位置（エッジ開始位置）を検出する検出過程（ステップＳＰ１０２〜ＳＰ１１２）と、検出された立ち上がり位置のうち所定の条件を満たすものを、前記原波形データの区切り位置として抽出する抽出過程とを有し、前記所定の範囲（検出窓）は、第１および第２の所定範囲から構成され、前記抽出過程は、前記第１の所定範囲に属する立ち上がり位置についてはこれら立ち上がり位置に各々対応するレベル値（ピークレベル）が所定の第１の閾値（閾値Ｔh1）を超えることを条件として、該立ち上がり位置を前記区切り位置として抽出するとともに、前記第２の所定範囲に属する立ち上がり位置についてはこれら立ち上がり位置に各々対応するレベル値（ピークレベル）が前記第１の閾値（閾値Ｔh1）よりも低い第２の閾値（閾値Ｔh2）を超えることを条件として、該立ち上がり位置を前記区切り位置として抽出する過程であることを特徴とする。
また、請求項２記載の波形データ解析方法にあっては、原波形データの立ち上がり位置（エッジ開始位置）を検出する検出過程（ステップＳＰ１０２〜ＳＰ１１２）と、一の所定の範囲（検出窓）に属する複数の前記立ち上がり位置のうち、一の立ち上がり位置を選択して前記原波形データの区切り位置として抽出する抽出過程とを有し、前記所定の範囲（検出窓）は、第１および第２の所定範囲から構成され、前記抽出過程は、前記第１の所定範囲に属する立ち上がり位置についてはこれら立ち上がり位置に各々対応するレベル値（ピークレベル）が所定の第１の閾値（閾値Ｔh1）を超えることを条件として、該立ち上がり位置を前記区切り位置として抽出するとともに、前記第２の所定範囲に属する立ち上がり位置についてはこれら立ち上がり位置に各々対応するレベル値（ピークレベル）が前記第１の閾値（閾値Ｔh1）よりも低い第２の閾値（閾値Ｔh2）を超えることを条件として、該立ち上がり位置を前記区切り位置として抽出する過程であることを特徴とする。
さらに、請求項３記載の構成にあっては、請求項１または２記載の波形データ解析方法において、前記第１の所定範囲は、前記原波形データ中の強拍に対応する位置に設けられ、前記第２の所定範囲は前記原波形データ中の弱拍に対応する位置に設けられることを特徴とする。
また、請求項４記載の波形データ解析装置にあっては、請求項１ないし３の何れかに記載の方法を実行することを特徴とする。
また、請求項５記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体にあっては、請求項１ないし３の何れかに記載の方法をコンピュータに実行させるプログラムを記憶したことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
１．実施形態のハードウエア構成
次に、本発明の一実施形態の波形編集システムのハードウエア構成を図１を参照し説明する。なお、本波形編集システムは、汎用パーソナルコンピュータ上で動作するアプリケーションプログラムおよびドライバ等によって構成されている。
図において２は通信インタフェースであり、インターネット等の外部ネットワークを介して波形データ等のやりとりを行う。４は入力装置であり、キーボード、マウス等から構成されている。６は演奏操作子であり、鍵盤および打楽器を模擬するパッド操作子等によって構成されている。
【００１２】
８はディスプレイであり、ユーザに対して各種情報を表示する。１０はＣＰＵであり、後述するプログラムに基づいて、バス１６を介して他の各部を制御する。１２はＲＯＭであり、イニシャルプログラムローダ等が格納されている。１４はＲＡＭであり、ＣＰＵ１０によって読み書きされる。１８はドライブ装置であり、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ等の記憶媒体２０の読み書きを行う。
【００１３】
２２は波形取込インタフェースであり、外部から入力されたアナログ波形をサンプリングし、デジタル波形データに変換した後、バス１６を介して出力する。２４はハードディスクであり、汎用パーソナルコンピュータのオペレーティングシステム、後述する波形編集のアプリケーションプログラム、波形データ等が格納される。２６は波形出力インタフェースであり、バス１６を介して供給された波形データをアナログ波形に変換し、サウンドシステム２８を介して発音させる。
【００１４】
２．実施形態の動作
次に、本実施形態の動作を説明する。
まず、パーソナルコンピュータの電源が投入されると、ＲＯＭ１２に格納されたイニシャルプログラムローダが実行され、オペレーティングシステムが立上る。このオペレーティングシステムにおいて所定の操作を行うと、本実施形態の波形編集アプリケーションプログラムが起動される。
【００１５】
２．１．原波形データの取得
波形編集アプリケーションプログラムにおいてユーザが所定の操作を行うと、波形取込インタフェース２２を介して、処理対象の原波形データがＲＡＭ１４ないしハードディスク２４に取り込まれる。なお、原波形データは、通信インタフェース２あるいは記憶媒体２０を介して取得してもよい。
【００１６】
２．２．再生用波形データ生成処理
２．２．１．トリミング処理（ＳＰ２，ＳＰ４）
原波形データが取得された後、所定の操作が行われると、波形編集アプリケーションプログラムにおいて図４に示すプログラムが起動される。まず、原波形データには、その開始部分および終了部分に無音区間が存在する場合がある。そこで、処理がステップＳＰ２に進むと、両無音区間が自動的にトリミング（削除）される。但し、その際、録音した原波形データの演奏テンポ等に応じて、小節長の所定数倍（自然数倍）になるようにトリミングするとよい。
【００１７】
但し、原波形データに雑音が含まれていた場合等においては、必ずしも適切な位置でトリミングされない場合もある。そこで、処理がステップＳＰ４に進むと、ユーザは、この自動的に決定されたデフォルトのトリミング位置を任意に修正することが可能である。設定するトリミング位置は、両トリミング位置間で波形データをループ再生した時にテンポ感が崩れないような位置（すなわち波形データ長が小節長の自然数倍になる位置）に設定すると好適である。
【００１８】
２．２．２．パラメータ設定（ＳＰ６）
次に、処理がステップＳＰ６に進むと、ユーザによって、制御ポイント検出のための各種パラメータが指定される。指定されるパラメータには、以下のようなものがある。
(１)波形タイプ：このパラメータは、例えば波形データの種別を指定するものであり、「パーカッション系」、「持続系」等に大別され、さらに様々な楽器の原波形データに適した複数のバリエーションに分類されている。この波形タイプに基づいて、閾値等、後述する他のパラメータのデフォルト値が決定される。
(２)小節数：このパラメータは、波形データ（トリミング後の波形データ、以下同）が何小節の波形データであるかを指定するものであり、例えば「１」〜「８」小節の範囲の自然数で指定される。
【００１９】
(３)拍子：このパラメータは、波形データの拍子を指定するものであり、例えば「１〜８／４」、「１〜１６／８」、「１〜１６／１６」の範囲に設定される。なお、波形データの時間長は既知であるから、「小節数」と「拍子」が決定されることにより、「テンポ」も一意に決定される。
(４)分解能：このパラメータは、強拍および弱拍の制御ポイントを検出するために１小節あたりどの程度の分解能で波形データを検索するかを指定するパラメータである。例えば、「拍子」が「４／４」であるとき、「分解能」は「４分」、「４分＋３」、「８分」、「８分＋３」、「１６分」、「１６分＋３」または「３２分」の何れかを指定可能である（但し、「＋３」は３連符への分割を示す）。ここで、「４分」は１小節を４分するタイミング（４分音符のタイミング）、「４分＋３」は１２分するタイミング、「８分」は８分するタイミング（８分音符のタイミング）、「８分＋３」は２４分するタイミング、「１６分」は１６分するタイミング、「１６分＋３」は４８分するタイミング、「３２分」は３２分するタイミングにおいて、波形データが検索されることになる。
【００２０】
ところで、上記各パラメータのうち、「波形タイプ」の選択は以下のように行われる。すなわち、ディスプレイ８に図１９に示すようなパーカッション系選択ボタン８０および持続系選択ボタン８２が表示され、ユーザが何れかのボタンをマウスでクリックすると、対応する波形タイプが選択される。上述した「パーカッション系」は単にパーカッション系の波形データに用いて好適なだけではなく、他系統の断続的な波形データに適用しても望ましい。同図に示すように、パーカッション系選択ボタン８０には断続的な波形が描画され、持続系選択ボタン８２には持続的な波形が描画されているから、ユーザは望ましい波形タイプを一見して判断することができる。
【００２１】
２．２．３．不要帯域除去フィルタ処理（ＳＰ８）
トリミングされた波形データには様々な周波数成分が含まれているが、この中には制御ポイント検出のために障害になる成分（不要帯域）も含まれている。そこで、次に処理がステップＳＰ８に進むと、これら不要帯域を除去するためにフィルタ処理が施される。このフィルタ処理は、バンドカット処理およびハイパス処理の２種類に大別されるが、不要帯域が分布している態様は楽曲や楽器に応じて異なるため、フィルタ処理の内容は上記「波形タイプ」に応じて決定すると好適である。すなわち、波形タイプに応じて、バンドカット処理およびハイパス処理の双方あるいは何れか一方のみが実行され、フィルタ処理のパラメータも波形タイプに応じて決定される。
【００２２】
ここで、フィルタ処理におけるパラメータの設定例を述べておく。
まず、波形データの中、メロディ等の音程を持った成分は、制御ポイントの検出に際して障害になる可能性が高い。各種の楽曲を解析した結果、このような成分すなわちボーカルやベース等の持続部分の成分は「８０Ｈz〜８kＨz」の帯域に多く現れ、特に「１００Ｈz〜３００Ｈz」の帯域に多く現れる。そこで、バンドカット処理においては、「８０Ｈz〜８kＨz」の帯域を減衰させ、特に「１００Ｈz〜３００Ｈz」の帯域を強く減衰させるようなフィルタ処理が行われる。なお、ボーカルやベース等のアタック部（子音やアタックノイズ等）は、当該帯域以外にも広がっているため、フィルタ処理を行ったとしても、制御ポイントは検出可能である。
【００２３】
また、バンド演奏等においては、シンバル等の高域音が規則正しく刻まれている場合が多い。かかる場合には、この規則正しい高域成分のみを抽出するハイパス処理を行うと好適である。なお、バンドカット処理およびハイパス処理の何れにおいても急峻なフィルタ特性は不要であるため、ハイパス処理においては１次のフィルタ、バンドカット処理においては２次のフィルタを用いれば実用上充分である。この不要帯域除去フィルタ処理の結果の一例として、図５(a)にトリミング後の波形データ、同図(b)にフィルタ処理の波形を示す。なお、この波形データの例においては、小節数は「２小節」、拍子は「４／４拍子」、分解能は「８分」である。
【００２４】
２．２．４．デフォルトの制御ポイント決定（ＳＰ１０，ＳＰ１２）
「制御ポイント」とは、上述したように、波形データの編集処理を行う基準となる位置である。
ステップＳＰ１０においては、デフォルトの制御ポイントを設定する手法として、単純決定モードまたは解析モードの何れかの動作モードがユーザによって指定される。次に、処理がステップＳＰ１２に進むと、指定された動作モードに応じて、デフォルトの制御ポイントが自動的に決定される。ここで、「単純決定モード」においては、拍単位に制御ポイントが設定される。例えば、１小節で拍子が３拍子であれば、波形データを３等分する位置に制御ポイントが設定され、また２小節であれば６等分する位置に設定される。例えば、１小節、拍子が４／４拍子であれば、波形データを４等分する位置に制御ポイントが設定され、また２小節であれば８等分する位置に設定される。
【００２５】
一方、「解析モード」においては、波形データの解析結果に基づいて制御ポイントが決定される。具体的には、音量エンベロープの立上がり開始位置、ピーク位置等が検出され、これらの検出結果に基づいて制御ポイントが設定される。以上のように決定されたデフォルトの制御ポイントは、波形データとともにディスプレイ８に表示される。その表示例を図２(a)に示す。図において波形データはステレオ録音されたものであり、左（上側）および右（下側）の２系統示されている。制御ポイントは同図のウィンドウ上の縦破線によって示されており、両系統に対して共通である。このように複数系統間で共通の制御ポイントを設定することにより、時間軸を制御した場合でも複数系統間で相互の時間位置を容易に同期させることができる。以下、解析モードにおいてデフォルトの制御ポイントを決定する処理の詳細を図６を参照し説明する。
【００２６】
（１）ダウンサンプル処理（ＳＰ１０２）
図６において処理がステップＳＰ１０２に進むと、不要帯域が除去された波形データに対してダウンサンプル処理が施される。これは、制御ポイントを決定するために必要なサンプリング周波数は、鑑賞用のオーディオデータのサンプリング周波数と比較してはるかに低いため、その後の処理を高速化させるためにサンプリング周波数を低下させることが好適だからである。
（２）絶対値化処理（ＳＰ１０４）
次に、処理がステップＳＰ１０４に進むと、ダウンサンプルされた波形データの絶対値が求められる。なお、図５(b)の波形に対応して得られた絶対値の例を図７(a)に示す。
【００２７】
（３）エンベロープフォロア処理（ＳＰ１０６）
次に、処理がステップＳＰ１０６に進むと、図７(a)の絶対値波形に対して、エンベロープフォロア処理が行われる。これは、絶対値波形のエンベロープ波形を求める処理であるが、絶対値波形の立ち上がりに対してエンベロープ波形を急峻に立ち上げ、絶対値波形の立ち下がりに対してエンベロープ波形を徐々に立ち下げる点に特徴がある。ここで、エンベロープフォロア処理のアルゴリズムを等価な回路ブロックによって表現した例を図８に示す。これは、回路としては入力の上昇時と下降時で異なる係数を使用するようなローパスフィルタである。
【００２８】
図８において６０は遅延回路であり、１サンプリング周期（ダウンサンプル後の周期、以下同）前のエンベロープレベルを記憶する。６２は減算器であり、現サンプリング周期の絶対値波形レベルから１サンプリング周期前のエンベロープレベルを減算し、その結果を差分信号ｄとして出力する。６６，６８は乗算器であり、各々差分信号ｄが供給されると、これに対して係数ａ1，ａ2（但し、１＞ａ1＞ａ2＞０）を乗算し出力する。ここで、係数ａ2は係数ａ1より長いフィルタの時定数に対応している。
【００２９】
６４はスイッチであり、差分信号ｄが「０」以上である場合は乗算器６６を選択し、また差分信号ｄが「０」未満である場合は乗算器６８を選択し、選択された側の乗算器に当該差分信号ｄを供給する。７０は加算器であり、選択された側の乗算器６６，６８の出力信号と、１サンプリング周期前のエンベロープレベルとの加算結果を現サンプリング周期におけるエンベロープレベルとして出力する。かかるエンベロープフォロア処理によって得られた波形を図７(b)に示す。この波形に対して細かい変動を取り除くため、ステップＳＰ１０６においてはさらにローパスフィルタ処理が施される。このローパスフィルタ処理の結果を同図(c)に示す。
【００３０】
（４）コンプレッサ処理（ＳＰ１０８）
図６において次に処理がステップＳＰ１０８に進むと、コンプレッサ処理が実行される。すなわち、エンベロープフォロア処理結果に基づくエンベロープレベルの平均値が算出され、その平均値よりも高いレベルは低く、また平均値よりも低いレベルは高くなるようにエンベロープレベルが修正される。かかる処理の結果を図７(d)に示す。
【００３１】
（５）エッジ検出フィルタ処理（ＳＰ１１０）
図６において次に処理がステップＳＰ１１０に進むと、エッジ検出フィルタ処理が実行される。これは、エンベロープレベルに対する立ち上がりおよび立下がりを強調する処理である。ここで、エッジ検出フィルタ処理のアルゴリズムを等価な回路ブロック（コムフィルタ）によって表現した例を図９(a)に示す。
【００３２】
図９(a)において７２は遅延回路であり、コンプレッサ処理の施されたエンベロープレベルを入力信号とし、これをｎサンプリング周期（ｎは２以上の自然数）遅延させて出力する。７４は減算器であり、現サンプリング周期の入力信号から、ｎサンプリング周期前の入力信号を減算し、その結果をエッジ検出フィルタ処理結果として出力する。同図(b)に入力信号例、同図(c)にこれをｎサンプリング周期遅延させ反転した信号例、同図(c)にフィルタ出力信号例（同図(b)，(c)の波形の減算結果）を示す。また、かかる処理を図７(d)の波形に施した結果を図１０(a)に示す。
【００３３】
（６）エッジ開始位置／ピーク位置検出処理（ＳＰ１１２）
図６において次に処理がステップＳＰ１１２に進むと、エッジ開始位置／ピーク位置検出処理が実行される。エッジ検出フィルタ処理結果を入力信号として、該入力信号の立ち上がりエッジとピーク位置とを検出する処理である。この処理の概要を図１１を参照し説明する。同図(a)は、入力信号の一部を時間軸上で拡大した図を示している。この図において、入力信号は所定の閾値Ｔhと比較され、入力信号が閾値Ｔhを超えた時刻をエッジ開始位置（時刻ｔ1）とする。
【００３４】
同図(b)に示す出力信号レベルは時刻ｔ1以前は「０」に設定され、時刻ｔ1において「−Ｍ」（Ｍは所定値）に設定される。さらに、入力信号のピーク位置において、出力信号は１サンプリング周期だけ該ピーク値に設定され、しかる後に再び「０」に立ち下げられる。図１０(a)の波形にかかる処理を施した結果を同図(b)に示す。
【００３５】
同図(b)の信号において、レベルが「−Ｍ」に立下がるタイミングが「エッジ開始位置」であり、「−Ｍ」のレベルが継続する時間はエッジ開始位置からピーク位置までの時間（立上り時間Ｔｔ）に等しい。さらにピークレベルはエッジ検出フィルタ処理結果（同図(a)）のピークレベルに等しい。なお、エッジ開始位置、立上り時間Ｔｔおよびピークレベルを総称して「エッジ情報」と呼ぶ。
【００３６】
（７）強拍抽出処理（ＳＰ１１４）
図６において次に処理がステップＳＰ１１４に進むと、強拍抽出処理が実行される。
まず、上述したパラメータ設定処理（ＳＰ６）においては、ユーザによって「拍子」のパラメータが指定された。強拍抽出処理においては、この指定された拍子に応じて、検出窓が決定される。この検出窓は、拍子に応じて分割される１小節内の各区間（以下、推定強拍区間という）の先頭を基準位置とし、これら推定強拍区間の１／８〜１／２の幅を有する。なお、１／８〜１／２の範囲のうち具体的にどの値を採用するかは「波形タイプ」のパラメータに応じて決定される。
【００３７】
ここで、波形データの小節数を「２」、拍子を「４／４」ととし、窓幅を推定強拍区間の「１／６」とした場合の検出窓を、図１０(b)の波形に重ねて同図(c)に示す。この図において網掛けの施されている部分が検出窓であり、各検出窓の「１／３」（推定強拍区間幅の１／１８）の部分が基準位置よりも前に、「２／３」（推定強拍区間幅の２／１８）の部分が基準位置よりも後に位置するように設定されている。
【００３８】
次に、各検出窓にピーク位置が属するエッジ情報のうち、ピークレベルが所定の閾値Ｔh1を超えるものが抽出される。但し、一つの検出窓において複数のエッジ情報が存在する場合には、最大のピークレベルを有するエッジ情報のみが抽出される。図１０(c)の波形に対して、かかる抽出を行った結果を同図(d)に示す。同図(c)においては、最初の（左端の）検出窓には、閾値Ｔh1を超える２つのエッジ情報のピーク位置が存在するが、同図(d)を参照すると、そのうちピークレベルの高いエッジ情報のみが抽出されている。また、同図(c)において左端から６番目の検出窓には一応エッジ情報が存在するが、ピークレベルが閾値Ｔh1を超えていないため、同図(d)においては抽出されていない。
【００３９】
（８）弱拍抽出処理（ＳＰ１１６）
図６において次に処理がステップＳＰ１１６に進むと、弱拍抽出処理が実行される。
この処理においては、上述したパラメータ設定処理（ＳＰ６）において指定された「分解能」のパラメータに基づいて、各小節を分割する位置に検出窓の基準位置が設定される。但し、先のステップＳＰ１１４において既に強拍が検出された検出窓に対応する基準位置は、本ステップにおいては除かれる。
【００４０】
従って、上記ステップＳＰ１１４において各検出窓で強拍が検出されていた場合には、本ステップにおいては各推定強拍区間を２分する位置を各基準位置とする新たな検出窓が設けられることになる。一方、先に強拍が抽出されなかった検出窓（図１０(c)において左端から６番目の検出窓）については、本ステップにおいても、改めて弱拍抽出用の検出窓が同一の位置に設定される。その結果、弱拍抽出用の検出窓は、図１２(a)の網掛け部分に示すように設定される。ここで、新たに設定される検出窓の位置は、ステップＳＰ１１４において抽出された強拍の位置に応じて決定してもよい。このようにすれば、波形データの途中でリズムが揺らいでいても、そのリズムに応じた正確な位置に弱拍の検出窓を設定することができる。
【００４１】
この処理においても、各検出窓の「１／３」（推定強拍区間幅の１／１８）の部分が基準位置よりも前に、「２／３」（推定強拍区間幅の２／１８）の部分が基準位置よりも後に位置するように設定されている。次に、各検出窓にピーク位置が属するエッジ情報のうち、所定の閾値Ｔh2を超えるものが抽出される。但し、一つの検出窓において複数のエッジ情報が存在する場合には、最大のピークレベルを有するエッジ情報のみが抽出される。
【００４２】
ここで、閾値Ｔh2は閾値Ｔh1の「１／５」程度のレベルになるように設定され、閾値Ｔhは閾値Ｔh2よりもさらに小さい値に設定される。ここまでの処理によって抽出された強拍および弱拍の抽出結果を同図(b)に示す。同図(b)によれば、今回の抽出処理により、先の強拍抽出処理（ＳＰ１１４）においてピークレベルが足りなかったために抽出されなかったエッジ情報も抽出されている。上記ステップＳＰ１１４，ＳＰ１１６によって抽出されたエッジ情報のうち、エッジ開始位置は図２(a)において説明した制御ポイントに他ならない。
【００４３】
（９）制御ポイント強制設定処理（ＳＰ１１８）
次に、処理がステップＳＰ１１８に進むと、必要な場合には、これまでにエッジ情報が検出されなかった検出窓の基準位置に制御ポイントが強制的に設定される。「必要な場合に」とは、具体的には波形タイプとして「持続系」が指定されていた場合である。このような設定を行う理由は、「持続系」の波形のエンベロープは規則的に減衰している（単純減衰である）訳ではないので、立上がりが検出されなかった位置に関しても強制的に制御ポイントを設定した方が音楽的に適切な時間軸制御を行えるからである。
【００４４】
２．２．５．制御ポイント編集処理（ＳＰ１４）
次に、処理がステップＳＰ１４に進むと、このデフォルトの制御ポイントがユーザによって編集される。具体的には、上記ウィンドウ上で、必要に応じて制御ポイントが追加、削除または移動される。
【００４５】
２．２．６．挿入セクション１ｉ〜１２ｉの平坦化波形データの決定
上述したように、波形データの始点、終点および制御ポイントによって区切られた区間を、本明細書においては「オリジナルセクション」と呼ぶ。図２(a)のように制御ポイントが決定されたのであれば、同図(b)の上側の長方形列に示されるように、波形データは１２個のオリジナルセクション１ｒ〜１２ｒに分割されることになる。
【００４６】
次に、同図(b)の下側の長方形列に示されるように、各オリジナルセクションと同一の長さを有する１２個のセクション（挿入セクション１ｉ〜１２ｉ）が作成され、この挿入セクション１ｉ〜１２ｉに各オリジナルセクション１ｒ〜１２ｒに続くような波形データが記憶される。これにより、各オリジナルセクション１ｒ〜１２ｒと、対応する挿入セクション１ｉ〜１２ｉとを結合して、同図(c)に示すような結合セクション１ｔ〜１２ｔが得られる。そこで、以下、かかる処理の詳細を説明する。
【００４７】
図４に戻り、処理がステップＳＰ１６に進むと、ユーザにより、挿入セクション１ｉ〜１２ｉに設定される波形データ（エンベロープ調整前）として、
(１)図１３(a)に示すように、対応するオリジナルセクションｎｒ（但し、ｎ＝１〜１２）の次の波形データ（ｎ＋１）ｒをそのままコピーしたもの、あるいは、
(２)同図(b)に示すように対応するオリジナルセクションｎｒの波形データを時間軸上で反転した波形データ
のうち何れかが選択される。
ここで、デフォルトの状態では、波形タイプが「持続系」である場合は同図(a)，パーカッション系である場合は同図(b)の波形データが選択される。その理由について説明しておく。
【００４８】
＜持続系の音に対して＞
まず、持続系の音においては、オリジナルセクションｎｒと挿入セクションｎｉ＝（ｎ＋１）ｒとは元々連続したセクションであるため、オリジナルセクションｎｒから挿入セクション（ｎ＋１）ｒへの滑らかな接続が保証されている。ここで、該挿入セクション（ｎ＋１）ｒ以外のセクションを挿入セクションとして用いることも可能であるが、持続系の音ではアタックの無い部分（持続系の波形の途中）に制御ポイントが設定されることもある（ステップＳＰ１１８を参照）ため、考慮が必要である。すなわち、この場合、オリジナルセクションｎｒと該挿入セクションとの位相が合っていなかった場合には、耳障りなノイズが発生するため、両者間で位相合わせを行う必要が生じ、処理が煩雑になる。一方、上述した例のように、オリジナルセクションｎｒの次のセクション（ｎ＋１）ｒを挿入セクションとして用いれば、挿入セクションの波形データは、より安定した波形データに基づいて作成することができる。
【００４９】
また、持続系の音において、制御ポイントの直後に次の音のアタックがあった場合を想定してみる。この場合、一般的には、次の音のピッチは前の音のピッチとは異なっている。オリジナルセクションと挿入セクションのピッチが異なることは本来は望ましいことではないが、実験結果によれば、両者のピッチが異なっていたとしても、あまり目立たないことが判明した。これは、挿入セクションのエンベロープレベルが前のオリジナルセクションから継続してなめらかに減衰してゆくように制御されていることに起因すると考えられる。すなわち、新たに始まる音のアタック部で音色やピッチが変化すると目立つが、減衰している波形の途中で音色やピッチが変化した場合には、前のアタック部の印象が強いために比較的目立たないものと考えられる。
【００５０】
＜パーカッション系の音に対して＞
次に、パーカッション系の音においては、元々ノイズ的な成分が多いため、オリジナルセクションｎｒから挿入セクションｎｉへの接続部で目立ったノイズは発生しないことが多い。しかし、当該オリジナルセクションｎｒまたは次のオリジナルセクション（ｎ＋１）ｒ等をそのまま挿入セクションｎｉとして用いると、波形の先頭部分のアタックノイズが多少耳障りになる場合がある。そこで、オリジナルセクションｎｒの波形データを時間軸上で反転した波形データを挿入セクションｎｉとして用いることにより、かかる不具合を解消することができる。さらに、オリジナルセクションｎｒと挿入セクションｎｉの接続部分をクロスフェードすると、さらに両者を滑らかに接続することが可能になる。なお、反転した波形データを最後まで読み出すと、該反転波形データの終端部分にアタックノイズが再生され、多少耳障りになることがある。かかる場合は、反転波形データの途中のポイント（例えば先頭から２／３程度の長さのポイント）において、該反転波形データを折り返して（時間軸上でさらに反転させて）読み出すとよい。
【００５１】
挿入セクションは以上説明したデフォルトのものに限定されるわけではなく、各オリジナルセクション毎にユーザは所望の挿入セクションの生成態様を指定することができるため、聴感上で最も好ましいものを選択するとよい。また、ステップＳＰ１６においては、挿入セクションの波形データが選択されると、その波形データの各部のレベルが、該波形データのエンベロープレベルで除算される。これにより、挿入セクションの波形データは、エンベロープが平坦な波形データに変換される。
【００５２】
２．２．７．挿入セクション１ｉ〜１２ｉに対するエンベロープの付与
次に、処理がステップＳＰ１８に進むと、挿入セクション１ｉ〜１２ｉのエンベロープ波形が決定される。その決定方法を図１４を参照し説明する。図においてあるオリジナルセクションｎｒのエンベロープレベルの最大値をＬ１とし、オリジナルセクションｎｒの終端のエンベロープレベルをＬ２とし、この最大値Ｌ１が現れてからオリジナルセクションｎｒの終端までの時間をＴとする。この期間内においてエンベロープレベルの減衰率ｄｒは、
ｄｒ＝（Ｌ１／Ｌ２）1/T
によって求めることができる。
【００５３】
次に、オリジナルセクションｎｒに対応する挿入セクションｎｉのエンベロープレベルの初期値を上記Ｌ２とし、減衰率ｄｒが維持されるように挿入セクションｎｉのエンベロープが決定される。具体的には、挿入セクションｎｉの開始時刻ｔ＝０としたとき、挿入セクションｎｉ内の各部のエンベロープレベルは、Ｌ２／ｄｒtによって求められる。これにより、図１４に示すように、挿入セクションｎｉのエンベロープ特性は、オリジナルセクションｎｒに対して自然につながるように設定される。
【００５４】
但し、制御ポイントの決定時に単純決定モードが選択された場合等においては、オリジナルセクションｎｒの終端部においてエンベロープレベルが最大になることも考えられる。かかる場合には、図１５に示すように、挿入セクションｎｉのエンベロープレベルは、オリジナルセクションｎｒの終端時のレベルに制限される。具体的には、上記計算式により求めた減衰率ｄｒが１より小さくなる場合に、挿入セクションのエンベロープ値を求めるための減衰率ｄｒを強制的に１に設定し、あるいは、減衰率ｄｒに関して１より大きな下限値「ｄｒ_min」を決めておき、減衰率ｄｒが必ずそれより大きくなるように制御してもよい。
【００５５】
以上のように、各挿入セクションのエンベロープが決定されると、各挿入セクション１ｉ〜１２ｉの平坦化波形データの各部に対して、該決定されたエンベロープが乗算される。これにより、各挿入セクションの波形データは、この決定されたエンベロープを有するようになる。
【００５６】
次に、処理がステップＳＰ２０に進むと、自動演奏時において上記結合セクション１ｔ〜１２ｔの波形データを読出すためのパラメータが決定される。まず、自動演奏時においては、４分音符の「１／６４」の間隔でテンポクロックが生成され、このテンポクロックに同期して自動演奏処理が実行される。そこで、ステップＳＰ６，ＳＰ８において決定された拍子と小節数とに応じて、波形データ再生時の繰返し周期に対応する、最大クロック数maxcountが決定される。例えば、拍子が「４／４拍子」であって小節数が「２」であれば、最大クロック数maxcountは、４×２×６４＝５１２になる。
【００５７】
次に、波形データの先頭、および先頭から各制御ポイントまでの時間に相当するクロック数（生成開始クロック数）と、これらクロック数において読み出されるべき波形データと、これら波形データの立上り時間Ｔｔとが、図１６に示すようなテーブルに格納される。これにより、本ルーチンの処理が終了する。
【００５８】
２．３．再生テンポ設定／変更処理
ところで、上述した処理においては、録音された波形データに対して拍子と小節数とを定め、これによって最大クロック数maxcountが決定された。また、波形データの長さの絶対時間は既知であるから、逆算すれば「録音時のテンポ」を定めることができる。
この録音時のテンポに拘らず、ユーザは、演奏処理の前に、あるいは演奏処理の途中で適宜再生テンポを設定／変更することができる。ここで、設定されたテンポが録音時のテンポに等しければ、先に求めたクロック数（図１６参照）をそのまま用いればよい。しかし、再生時のテンポが録音時のテンポとは異なる場合は、先に図３(a)において説明したように、「もたれ」が生じることになる。
【００５９】
そこで、本実施形態においては、再生テンポが設定または変更された際に、図１６における各生成開始クロック数は、該クロック数に対応する時間（クロック数×クロック周期）が「ｎ（Ｔｓ＋Ｔｔ）−Ｔｔ」になるような（あるいは最も近くなるような）値に修正される。この結果、図３(b)に示すように、聴感上の拍すなわちピーク位置は、さらに立上り時間Ｔｔだけ経過したタイミングすなわち「ｎ（Ｔｓ＋Ｔｔ）」となる。なお、テンポに応じて生成開始クロック数を変更することに代えて、立上り時間Ｔｔに応じてクロック周期を増減するようにしてもよい。すなわち、テンポクロックが発生する毎に、次のテンポクロックまでの周期を適宜増減することにより、生成開始クロック数自体は一定に保ちつつ、テンポに応じたタイミング制御を行うことが可能になる。
【００６０】
２．４．演奏処理
次に、上記結合セクション１ｔ〜１２ｔの波形データを用いて自動演奏を行う処理を、図１７を参照し説明する。上述したように自動演奏時においては、４分音符の「１／６４」の間隔でテンポクロックが生成され、該テンポクロックが生成される毎に図１７に示すプログラムが実行される。
【００６１】
図１７において処理がステップＳＰ３４に進むと、変数tcountは最大クロック数maxcountを超えたか否かが判定される。なお、変数tcountは、自動演奏の開始時に「０」に初期化されている。ここで「ＹＥＳ」と判定されると、処理はステップＳＰ３６に進み、変数tcountが「０」に設定される。一方、ステップＳＰ３４において「ＮＯ」と判定されると、ステップＳＰ３６はスキップされる。
【００６２】
次に、処理がステップＳＰ３８に進むと、図１６のテーブルが参照され、波形データの読出しを開始するタイミングに達したか否か、すなわち変数tcountがいずれかの生成開始クロック数に一致するか否かが判定される。ここで「ＹＥＳ」と判定されると、処理はステップＳＰ４０に進み、対応する波形データの読出しが開始される。ここで、この読出し速度は、後述するピッチシフト量の値に応じて制御される。ピッチシフト量が「０」である場合は、読出し速度が録音時の書込み速度と同じ速度とされ、ピッチシフト量が正の場合はそれより速い速度、ピッチシフト量が負の場合はそれより遅い速度とされる。よく知られているように、読み出された波形データのピッチは該読出し速度が速いほど高くなり、遅いほど低くなる。
【００６３】
対応する波形データの読出しが開始されることにより、この時点の直前まで別の波形データの読出し処理が行われていたとしても、ステップＳＰ４０においては、該別の波形データと交代する形で新たな波形データの読出しが開始されることになる。一方、ステップＳＰ３８において「ＮＯ」と判定されると、ステップＳＰ４０はスキップされ、読出し中の波形データが変更されることなく、処理はステップＳＰ４２に進む。そして、ステップＳＰ４２においては、変数tcountが「１」だけインクリメントされ、本ルーチンの処理が終了する。
【００６４】
上記処理によれば、最初に変数tcountが「０」に初期設定された後に処理がステップＳＰ３８に進むと、直ちに結合セクション１ｔの波形読出しが開始される。その後、変数tcountが「２８」に達した後に処理がステップＳＰ３８に進むと、結合セクション１ｔの波形データの読出しが中止され、結合セクション２ｔの波形データの読出しが開始される。結合セクション１ｔと結合セクション２ｔとを滑らかに接続するために、結合セクション１ｔの読出しを中止する部分の波形データと結合セクション２ｔの読出しを開始する部分の波形データをクロスフェード接続するようにしてもよい。
【００６５】
以下同様に、変数tcountの増加に応じて結合セクション３ｔ〜１２ｔの読出しが順次開始されてゆく。そして、変数tcountが「maxcount＋１」になると、ステップＳＰ３４，ＳＰ３６において変数tcountが「０」に戻される。そして、以降は同様の動作が繰り返されることになる。以上の処理により、順次読み出される波形データは、波形出力インタフェース２６、サウンドシステム２８を順次介して発音される。
【００６６】
次に、かかる処理により、実際に生成される楽音波形を図１８を参照し説明する。同図(b)は、再生時および録音時のテンポ比を１.００に設定した場合に読み出されるセクションを示す。かかる場合は、各結合セクションの「１／２」すなわちオリジナルセクションの部分が全て読出された時に、次の結合セクションの読出しが開始される。これにより、再生される楽音波形は、原波形データと一致する。
【００６７】
また、同図(a)は、再生時および録音時のテンポ比を０.６７に設定した場合に読み出されるセクションを示す。かかる場合には、オリジナルセクションの長さを基準にすると約「６７％」再生された時点で次のセクションの読出しが開始される。なお、実際に次のセクションの読出しが開始されるタイミングは、該次のセクションの立上り時間Ｔｔに応じて異なることは上述した通りである。これにより、各オリジナルセクションの残りの部分（約３３％）および挿入セクションは再生されないことになる。
【００６８】
また、同図(c)は、再生時および録音時のテンポ比を１.６５に設定した場合に読み出されるセクションを示す。かかる場合には、オリジナルセクションの長さを基準にすると約「１６５％」再生された時点で次のセクションの読出しが開始される。これにより、各オリジナルセクションと、各挿入セクションの前半約６５％の部分が再生されることになる。
【００６９】
そして、再生時のテンポや再生に用いられる波形データは、ユーザが入力装置４を介してリアルタイムに変更することができる。同様に、各セクションを読出す速度すなわちピッチシフト量も入力装置４を介してリアルタイムに変更することが可能である。また、予め定めたシーケンスに基づいて、再生される波形データ、テンポ、あるいはピッチシフト量を自動的に変遷させるようにしてもよい。これにより、ユーザの操作あるいは予め定められたシーケンスに基づいて、多彩な態様で波形データが再生され発音される。
【００７０】
３．実施形態の効果
以上のように、本実施形態によれば、波形データに対してフィルタ処理を施して制御ポイントを検出するから、個々の波形データの特徴に応じた最適な制御ポイントを抽出することができる。
さらに、本実施形態においては、オリジナルのエッジ開始時間Ｔｓおよび立上り時間Ｔｔと、再生時のテンポ（テンポの伸縮率ｎ）との関係に応じて、生成開始クロック数を補正することにより、「ｎ（Ｔｓ＋Ｔｔ）−Ｔｔ」のタイミングで各オリジナルセクションの再生を開始させることができるから、テンポの伸縮率ｎと聴感上の拍タイミングとの整合性を確保することができる。
【００７１】
４．変形例
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のように種々の変形が可能である。
（１）上記各実施形態はパーソナルコンピュータ上で動作するアプリケーションプログラムによって波形編集システムを実現したが、同様の機能を各種の電子楽器、携帯電話器、アミューズメント機器、その他楽音を発生する装置に使用してもよい。また、上記実施形態に用いられるソフトウエアをＣＤ−ＲＯＭ、フロッピーディスク等の記録媒体に格納して頒布し、あるいは伝送路を通じて頒布することもできる。
【００７２】
（２）上記実施形態においては、各オリジナルセクションに対応して予め挿入セクションの波形データを生成したが、各挿入セクションの波形データを波形データ再生中に、ないし波形再生の指示を受けて波形データ再生を開始する直前に生成するようにしてもよい。これにより、波形データを格納しておくための記憶容量を削減することができる。
【００７３】
（３）上記実施形態においては、「小節数」のパラメータを自然数によって指定することとした。これは波形データを繰り返し再生する用途を考えると、波形データの長さは１小節の自然数倍以外は考えにくいからである。しかし、波形データをワンショットで再生するような用途を想定する場合には、必ずしも小節数を自然数とするようにトリミングしなくてもよい。この場合、小節数が自然数でない可能性があるため、「小節数」の指定を「１.５小節」等の小数によって指定できるようにしてもよく、或いは「小節数」に代えてトリミングされた原波形データ全体に対する「拍数」を指定するようにしてもよい。
【００７４】
さらに言えば、トリミングをを必ずしも拍単位で行う必要も無い。本発明の実現のためには、とにかく原波形データ上に拍検出窓の位置（図１０(c)，図１２(a)）が特定できれば良いのであって、いかなる方法でトリミングしようとも、またいかなる方法で該拍検出窓位置を指定してもよい。例えば、原波形データ上に拍検出窓の位置を、ユーザが直接指定してもよいし、原波形データの録音時にメトロノームを動作させ、該メトロノームのタイミングに基づいて自動指定してもよい。
【００７５】
（４）上記実施形態のステップＳＰ８の不要帯域除去処理においては、ハイパス処理およびバンドカット処理によるフィルタ処理を行ったが、これらに代えて、あるいはこれらに加えて他の処理、例えば低域を減衰させる処理や高域をブーストする処理等を行ってもよい。
【００７６】
（５）上記実施形態のステップＳＰ１１０においては、エッジ部分を検出するためにコムフィルタによるフィルタ処理を行ったが、これに代えて、エンベロープの傾きに対応した値を生成するような如何なるフィルタ処理でエッジ検出してもよい。例えば、単純にエンベロープレベルを微分するフィルタ処理でもよいし、さらに、この微分結果に対してローパスフィルタ処理を行ってもよい。
【００７７】
（６）上記実施形態のステップＳＰ１１６においては、弱拍検出のための検出窓の基準位置は、各推定強拍区間を２分する位置、すなわち強拍検出のための基準位置間を２分する位置に設けられた。しかし、弱拍検出のための検出窓の位置はこれに限定されるものではない。すなわち、ステップＳＰ１１４において実際に抽出された強拍のエッジ開始位置同士あるいはピーク位置同士の間隔を２分する位置を求め、この求めた位置を弱拍検出のための検出窓の基準位置にしてもよい。
【００７８】
（７）上記実施形態のステップＳＰ１６においては、エンベロープ調整前の挿入セクションの波形データとして、対応するオリジナルセクションの波形データまたはこれを反転したものがそのまま用いられた。しかし、特に安定した音程成分を有するメロディパート等の波形データの場合には、オリジナルセクションの後半部分のピッチを検出し、このピッチ単位でオリジナルセクションの一部（部分波形）を繰り返えすことによって挿入セクションを生成してもよい。これにより、アタック部分特有の不安定さが挿入セクションに現れることを防止することができる。
【００７９】
なお、部分波形のサイズは一定（ループ波形）であってもよく、ランダムな長さに設定してもよい。また、オリジナルセクションの後半部分で安定してピッチが検出された場合にはオリジナルセクションの一部を繰り返し、ピッチが検出されなかった場合にはオリジナルセクション全体（またはこれを反転したもの）をコピーして、挿入セクションのエンベロープ調整前の波形データに設定してもよい。
【００８０】
（８）また、上記実施形態においては、各挿入セクションは、その直前のオリジナルセクションの波形データ（またはこれを反転したもの）に基づいて作成されたが、次のオリジナルセクションの波形データに基づいて各挿入セクションを生成してもよい。例えば、挿入セクション１ｉは、オリジナルセクション２ｒの波形データに基づいて生成してもよい。
【００８１】
（９）また、上記実施形態においては、波形データの種別を「パーカッション系」と「持続系」の２種類に分けていたが、波形データを３種類以上の種別に別けてもよい。
【００８２】
（１０）また、上記実施形態においては、拍子の設定に応じて強拍抽出用の検出窓を設定し、分解能の設定に応じて弱拍抽出用の検出窓を設定したが、これらを必ずしも拍子や分解能に応じて設定する必要はない。例えば、強拍抽出用の検出窓と弱拍抽出用の検出窓とをそれぞれ独立して指定するようにしてもよい。あるいは、設定された拍子に応じて、強拍抽出用の検出窓と弱拍抽出用の検出窓とをそれぞれ設定するようにしてもよい。さらに、前述したような録音時のメトロノームのタイミングに基づいて両検出窓を設定する方法もある。
【００８３】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、第１および第２の所定範囲に対して各々第１および第２の閾値を適用して区切り位置を抽出するから、拍の強弱が生じやすい箇所に応じた最適な閾値を用いて区切り位置を抽出することが可能である。
【００８４】
また、第１の閾値を用いた後、第２の閾値に基づいて区切り位置を再抽出する構成によれば、より細かい立ち上がり位置を抽出することが可能になる。さらに、最初から低い閾値を用いた場合と比較すると、誤検出を減少させることができる。
また、第１および第２の所定範囲に対して各々第１および第２の閾値を適用して区切り位置を抽出する構成によれば、拍の強弱が生じやすい箇所に応じた最適な閾値を用いて区切り位置を抽出することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態の波形編集システムのブロック図である。
【図２】 上記実施形態において挿入セクションおよび結合セクションを生成する処理の動作説明図である。
【図３】 従来例および上記実施形態における再生処理の動作説明図である。
【図４】 上記実施形態における再生用波形データ生成処理のフローチャートである。
【図５】 上記実施形態における不要帯域除去処理（ＳＰ８）の前後の波形図である。
【図６】 デフォルトの制御ポイント決定処理のフローチャートである。
【図７】 絶対値化処理（ＳＰ１０４）の出力波形図である。
【図８】 エンベロープフォロア処理（ＳＰ１０６）の等価回路図である。
【図９】 エッジ検出フィルタ処理の等価回路図およびその各部の波形図である。
【図１０】 エッジ検出フィルタ処理、エッジ開始位置／ピーク位置検出処理、および強拍抽出処理（ＳＰ１１０〜ＳＰ１１４）の出力波形図である。
【図１１】 エッジ開始位置／ピーク位置検出処理（ＳＰ１１２）の動作説明図である。
【図１２】 弱拍抽出処理（ＳＰ１１６）の動作説明図および出力波形図である。
【図１３】 挿入セクションｎｉにおける波形データの設定処理の動作説明図である。
【図１４】 挿入セクションｎｉにおけるエンベロープレベルの設定処理の動作説明図である。
【図１５】 挿入セクションｎｉにおけるエンベロープレベルの設定処理の動作説明図である。
【図１６】 生成開始クロック数と波形データとの対応テーブルの内容を示す図である。
【図１７】 演奏処理ルーチンのフローチャートである。
【図１８】 再生される波形データの圧縮／伸張処理の説明図である。
【図１９】 パーカッション系選択ボタン８０および持続系選択ボタン８２を示す図である。
【符号の説明】
１ｉ〜１２ｉ……挿入セクション、１ｔ〜１２ｔ……結合セクション、１ｒ〜１２ｒ……オリジナルセクション、２……通信インタフェース、４……入力装置、６……演奏操作子、８……ディスプレイ、１０……ＣＰＵ、１２……ＲＯＭ、１４……ＲＡＭ、１６……バス、１８……ドライブ装置、２０……記憶媒体、２２……波形取込インタフェース、２４……ハードディスク、２６……波形出力インタフェース、２８……サウンドシステム、６０……遅延回路、６２……減算器、６４……スイッチ、６６，６８……乗算器、７０……加算器、７２……遅延回路、７４……減算器。
Claims (5)
- 原波形データに対して推定拍位置を決定する過程と、
該推定拍位置に対応した所定の範囲内において原波形データの立ち上がり位置を検出する検出過程と、
検出された立ち上がり位置のうち所定の条件を満たすものを、前記原波形データの区切り位置として抽出する抽出過程と
を有し、
前記所定の範囲は、第１および第２の所定範囲から構成され、
前記抽出過程は、前記第１の所定範囲に属する立ち上がり位置についてはこれら立ち上がり位置に各々対応するレベル値が所定の第１の閾値を超えることを条件として、該立ち上がり位置を前記区切り位置として抽出するとともに、前記第２の所定範囲に属する立ち上がり位置についてはこれら立ち上がり位置に各々対応するレベル値が前記第１の閾値よりも低い第２の閾値を超えることを条件として、該立ち上がり位置を前記区切り位置として抽出する過程であること
を特徴とする波形データ解析方法。 - 原波形データの立ち上がり位置を検出する検出過程と、
一の所定の範囲に属する複数の前記立ち上がり位置のうち、一の立ち上がり位置を選択して前記原波形データの区切り位置として抽出する抽出過程と
を有し、
前記所定の範囲は、第１および第２の所定範囲から構成され、
前記抽出過程は、前記第１の所定範囲に属する立ち上がり位置についてはこれら立ち上がり位置に各々対応するレベル値が所定の第１の閾値を超えることを条件として、該立ち上がり位置を前記区切り位置として抽出するとともに、前記第２の所定範囲に属する立ち上がり位置についてはこれら立ち上がり位置に各々対応するレベル値が前記第１の閾値よりも低い第２の閾値を超えることを条件として、該立ち上がり位置を前記区切り位置として抽出する過程であること
を特徴とする波形データ解析方法。 - 前記第１の所定範囲は、前記原波形データ中の強拍に対応する位置に設けられ、前記第２の所定範囲は前記原波形データ中の弱拍に対応する位置に設けられることを特徴とする請求項１または２記載の波形データ解析方法。
- 請求項１ないし３の何れかに記載の方法を実行することを特徴とする波形データ解析装置。
- 請求項１ないし３の何れかに記載の方法をコンピュータに実行させるプログラムを記憶したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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