JP3943250B2 - Waveform compression / decompression device - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、波形を時間軸方向に圧縮もしくは伸長する波形圧縮伸長装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、楽音等の波形を表す信号のピッチを変換することによって楽音等の音高を変化させるいわゆるピッチシフタが知られている。しかし、楽音のテンポが解る程度の長さを有するフレーズの波形を表す信号のピッチがピッチシフタによって変換されると、楽音のテンポも変化してしまうという問題があり、楽音のテンポを変えることなく音高のみを変化させる装置が望まれている。逆に、楽音の音高を保ったままで、楽音のテンポを変える装置も望まれている。
これらの要望に応える装置として、楽音等の波形を、ピッチとは独立に時間軸方向に圧縮もしくは伸長する波形圧縮伸長装置が提案されている。
【0003】
ところで、波形を圧縮もしくは伸長する方式には、複数の圧縮伸長方式が考えられる。また、音を表す波形には、周期的な波形や、非周期的な波形や、間欠的な波形や、連続的な波形等といった各種の波形があり、波形の種類に応じて、その波形を時間軸方向に圧縮もしくは伸長するのに適した圧縮伸長方式が考えられる。すなわち、ある波形をその波形の種類に適した方式で圧縮伸長すると、圧縮伸長後の波形が表す音の音質は良いが、ある波形をその波形の種類に適しない方式で圧縮伸長した場合には、圧縮伸長後の波形が表す音の音質は悪い。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、一般に、楽音等の波形は、各種の波形が混ざり合った波形である。このため、いずれの圧縮伸長方式を採用しても、楽音等の波形を圧縮伸長した後の波形が表す楽音等の音質が悪くなりがちであるという問題がある。
本発明は、上記事情に鑑み、楽音等の波形を圧縮伸長した後の波形が表す楽音等の音質が良い波形圧縮伸長装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の波形圧縮伸長装置は、原波形が複数の周波数帯域の波形成分に分けられてなる複数の帯域分割波形を、少なくとも二種類の圧縮伸長方式で分担して、これら複数の帯域分割波形全てを同一量だけ時間軸方向に圧縮もしくは伸長することにより複数の圧縮伸長波形を生成する圧縮伸長手段と、
圧縮伸長手段によって生成された複数の圧縮伸長波形を重ね合わせることにより、上記原波形が時間軸方向に圧縮もしくは伸長された圧縮伸長原波形を生成する重ね合わせ手段とを備えたことを特徴とする。
種々の波形が混ざり合った、楽音等を表す波形は、一般に、複数の周波数帯域の波形成分に分けることによって波形の種類を分離することができることが多い。
本発明の波形圧縮伸長装置によれば、原波形が複数の周波数帯域の波形成分に分けられてなる複数の帯域分割波形が、少なくとも二種類の圧縮伸長方式で分担して時間軸方向に圧縮もしくは伸長されるので、原波形として楽音等を表す波形を用いた場合であっても、種々の帯域分割波形それぞれに適した圧縮伸長方式で圧縮伸長を行うことによって、音質の良い楽音等を表す圧縮伸長波形を生成することができる。
【0006】
また、一般に、一種類の圧縮伸長方式を採用して原波形を圧縮伸長すると、「ぷるぷる感」と称される周期的なノイズが生じがちであるが、本発明の波形圧縮伸長装置によれば、各帯域分割波形を圧縮伸長する各圧縮伸長方式を、各圧縮伸長波形の位相が互いに異なる位相となるように選択することによって「ぷるぷる感」を防ぐことができる。
本発明の波形圧縮伸長装置は、上記圧縮伸長波形生成手段が、上記複数の帯域分割波形に、低い周波数帯域の波形成分を担持する帯域分割波形ほど長い処理周期で圧縮伸長処理を施すことによって、該帯域分割波形に対応する圧縮伸長波形を生成するものであることが望ましい。
【0007】
一般に、低い周波数帯域の波形成分ほど、人間の聴覚には重要な波形成分であり、そのため、低い周波数帯域の波形成分ほど、長い処理時間を要する高度な圧縮伸長処理を施す必要がある。また、一般に、低い周波数帯域の波形成分ほど処理頻度を減らしても音質が保たれる。
このため、低い周波数帯域の波形成分を担持する帯域分割波形ほど長い処理周期で圧縮伸長処理を施すことによって、低い周波数帯域の波形成分に高度な圧縮伸長処理を施すための時間的な余裕を作ることが出来、全ての波形成分を効率良く圧縮伸長することが出来る。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を説明するにあたり、まず、圧縮伸長方式の例を説明し、その後、本発明の波形圧縮伸長装置の実施形態について説明する。
以下、各圧縮伸長方式の説明では、圧縮伸長の対象となる、圧縮伸長前の波形のことを「原波形」と称し、圧縮伸長後の波形のことを「圧縮伸長波形」と称する。また、原波形のピッチと同じピッチを有し、原波形が時間軸方向に伸長された圧縮伸長波形が生成される場合について説明する。また、波形と、その波形を表す波形データとを区別せずに用いる場合がある。
【0009】
図1は、第1の圧縮伸長方式の説明図である。
この第1の圧縮伸長方式では、以下で詳細に説明するように、原波形上に、原波形を1ピッチ毎に区切る切出開始アドレスが設定され、原波形が、約2ピッチ分ずつ、圧縮伸長波形のピッチに相当する時間間隔で、2つの処理系によって交互に読み出される。読み出された原波形に基づいて各処理系により処理波形が生成され、生成された各処理波形が重ね合わされて圧縮伸長波形が生成される。原波形が読み出される際に、読み飛ばしもしくは重複読み出しが行われることによって、波形が時間軸方向に圧縮もしくは伸長される。
最上段の図1(A)には、原波形が示されており、図1(A)の横軸は、原波形を表す波形データのアドレスを示すとともに、原波形の時間軸にも相当する。また、図1(A)には、原波形を1ピッチ毎に区切る切出し開始アドレスcsa1,・・・,csa7が示されている。
【0010】
図1(B)には、圧縮伸長波形の再生ピッチに相当する時間間隔で時間軸上に配置された、時点t0 ,・・・,t7 が示されており、各時点t0 ,・・・,t7 において原波形の約2ピッチ分の波形データを読み出し始める。また、図1(B)には、原波形上の位置を示す位置情報PP(0),・・・,PP(7)が示されており、各位置情報PP(0),・・・,PP(7)により示される位置が、各時点t0 ,・・・,t7 において開始される読み出しの対象となる。また、各位置情報PP(0),・・・,PP(7)が示す原波形上の位置は、時点t0 ,・・・,t7 を起点として図1(B)から図1(A)へと向かう各矢印F0 ,・・・,F7 によって示されており、各矢印F0 ,・・・,F6 は、各切出し開始アドレスcsa1,・・・,csa7よりも図の左側の位置を示している。
【0011】
ここでは、図1(A)に示す各切出し開始アドレスcsa1,・・・,csa7の間隔と、図1(B)に示す各時点t0 ,・・・,t6 の間隔は互いに同一であり、上述したように、原波形のピッチと同じピッチを有する圧縮伸長波形が生成される。また、各時間情報PP(1),・・・,PP(6)が示す原波形上の位置は、各切出し開始アドレスcsa2,・・・,csa7よりも図の左側の位置を示しており、このため、後述するように、波形データの重複読み出しが行われ、上述したように、原波形が時間軸方向に伸長された圧縮伸長波形が生成される。
図1(C)および図1(D)に点線で示されている三角形の波形は、それぞれ、第1処理系用および第2処理系用の窓を示しており、図1(C)および図1(D)に実線で示されている波形は、各処理波形を示している。また、図1(C)および図1(D)には、切出開始アドレスが示されており、この切出開始アドレスは各処理系によって読み出された2ピッチ分の波形データの先頭に相当する。各処理波形は、図1(C)および図1(D)に示されている窓と、各処理系によって読み出された波形データとが掛け合わされて生成され、これらの処理波形が重ね合わされて圧縮伸長波形が生成される。
【0012】
時点t0 では、第1処理系による波形データの読み出しが開始される。図1(A)および図1(B)に示すように、位置情報PP(0)は、切出し開始アドレスcsa1の位置を示しているので、図1(C)に示すように、切出し開始アドレスcsa1から2ピッチ分の波形データが読み出される。
時点t1 では、第2処理系による波形データの読み出しが開始される。図1(A)および図1(B)に示すように、位置情報PP(1)は、切出し開始アドレスcsa1と切出し開始アドレスcsa2との間の位置を示している。このため、この位置が読出対象に含められて、図1(D)に示すように、切出し開始アドレスcsa1から2ピッチ分の波形データが読み出されることとなる。この結果、波形データの重複読み出しが行われる。
上記と同様に、時点t2 ,・・・,t5 では、それぞれ、切出し開始アドレスcsa2,・・・,csa5から2ピッチ分の波形データの読出しが開始される。
【0013】
時点t6 では、図1(C)に示すように、第1処理系によって、切出し開始アドレスcsa5から2ピッチ分の波形データの読出しが開始され、波形データの重複読み出しが行われる。
このような重複読み出しが行われた結果、図1(A)に示す時間To分の原波形が時間軸方向に伸長されて、図1(D)に示す時間Ts分の圧縮伸長波形が生成されることとなる。
図2は、第2の圧縮伸長方式の説明図である。
この第2の圧縮伸長方式では、以下で詳細に説明するように、原波形から、2つの処理系によって交互に、波形部分が読み出され、この波形部分は、原波形上を一定速度で進行する読出開始位置を先頭とする。読み出された波形部分に基づいて各処理系により各処理波形が生成され、生成された各処理波形が重ね合わされて圧縮伸長波形が生成される。波形部分の読出速度に応じて圧縮伸長波形のピッチが決まり、読出開始位置の進行速度に応じて、波形の時間軸方向への圧縮率もしくは伸長率が決まる。
【0014】
図2(A)には、原波形が示されており、図2(A)の横軸は、原波形を表す波形データのアドレスを示すとともに、原波形の時間軸に相当している。
図2(B)には、各処理系が波形部分の読み出しを開始する時点t0 ,・・・,t5 が示されており、各時点t0 ,・・・,t5 における読出開始位置を示す位置情報PP(0),・・・,PP(5)が示されている。また、各位置情報PP(0),・・・,PP(5)が示す原波形上の位置は、各時点t0 ,・・・,t5 を起点として図2(A)に向かう各矢印F0 ,・・・,F5 によって示されており、各矢印F0 ,・・・,F5 は、各時点t0 ,・・・,t5 よりも過去の時点に相当する位置を示している。
図2(C)および図2(D)には、第1処理系および第2処理系によって交互に読み出された波形部分W0 ,・・・,W5 が示されており、各波形部分は、各位置情報PP(0),・・・,PP(5)が示す各読出開始位置を先頭とする。
【0015】
図2(E)および図2(F)には、第1処理系および第2処理系用の窓が示されており、これらの窓と、各窓に付されている符号で示される波形部分とが掛け合わされて、各処理波形が生成される。これらの処理波形が重ね合わされて圧縮伸長波形が生成される。
ここでは、各波形部分W0 ,・・・,W5 の読み出し速度は、原波形の記録速度と同一である。このため、図2(C)および図2(D)に示す、第1処理系および第2処理系によって読み出された後の各波形部分W0 ,・・・,W5 のピッチは、原波形から読み出される前の各波形部分W0 ,・・・,W5 が有するピッチと一致しており、上述したように、原波形のピッチと同一のピッチを有する圧縮伸長波形が生成されることとなる。また、読出開始位置の進行速度は、原波形の記録速度よりも遅く、図1(A)および図1(B)に示すように、各時点t1 ,・・・,t5 に対応する各読出開始位置は、各時点t1 ,・・・,t5 よりも過去の時点に相当しているので、原波形全体を読み出すには、原波形全体の記録時間よりも長い時間を必要とする。この結果、図2(A)に示す時間To分の原波形が時間軸方向に伸長された、図2(F)に示す時間Ts分の圧縮伸長波形が生成されることとなる。
【0016】
図3は、第3の圧縮伸長方式の説明図である。
この第3の圧縮伸長方式では、以下で詳細に説明するように、原波形を上に、原波形を、循環的に再生しても再生音が自然な波形区間毎に区切るマークアドレスが設定され、各波形区間が順次読み出されて再生されることにより圧縮伸長波形が生成される。波形区間の読み出し速度に応じて圧縮伸長波形のピッチが決まり、波形区間の読み飛ばしもしくは再読出しが行われることによって、波形の圧縮もしくは伸長が行われる。
図3(A)には、原波形と、原波形上に設定されたマークアドレスm1 ,・・・,m7 が示されており、図1(A)の横軸は、原波形を表す波形データのアドレスを示すとともに、原波形の時間軸に相当する。
【0017】
図3(B)には、各波形区間の読み出しが開始される時点t0 ,・・・,t5 と、原波形上の位置を示す各位置情報PP(0),・・・,PP(4)が示されており、各位置情報PP(0),・・・,PP(4)が各時点t0 ,・・・,t5 において開始される読出しの対象となる。また、各位置情報PP(0),・・・,PP(4)が示す原波形上の位置は、各時点t0 ,・・・,t5 を起点として図3(A)に向かう各矢印F0 ,・・・,F5 によって示されており、矢印F0 はマークアドレスm1 の位置を示し、矢印F1 はマークアドレスm1 とマークアドレスm2 との間の位置を示している。また、矢印F2 はマークアドレスm2 とマークアドレスm3 との間の位置を示し、矢印F3 はマークアドレスm3 とマークアドレスm4 との間の位置を示し、矢印F4 および矢印F5 はマークアドレスm4 とマークアドレスm5 との間の位置を示している。
【0018】
図3(C)には、読み出された波形区間が示されており、各波形区間の先頭に相当するマークアドレスも示されている。
図3(A)および図3(B)に示すように、時点t0 では、位置情報PP(0)がマークアドレスm1 の位置を示しているので、図3(C)に示すように、マークアドレスm1 を先頭とする波形区間の読出しが開始される。ここでは、波形区間の読出速度は、原波形の記録速度と同一である。このため、図3(C)に示す波形区間のピッチは、図3(A)に示す原波形のピッチと同一であり、原波形のピッチと同じピッチを有する圧縮伸長波形が生成される。
時点t0 において読み出しが開始された波形区間全体が読み出された時点t1 では、位置情報PP(1)は、マークアドレスm1 とマークアドレスm2 との間の位置を示しており、この位置が読出対象に含められて、図3(C)に示すように、マークアドレスm1 を先頭とする波形区間の再読出しが開始される。
その後、各時点t2 ,t3 ,t4 において、それぞれ、マークアドレスm2 ,m3 ,m4 を先頭とする波形区間の読出しが開始される。
【0019】
時点t4 において読み出しが開始された波形区間全体が読み出された時点t5 では、位置情報PP(5)は、マークアドレスm4 とマークアドレスm5 との間の位置を示しており、この位置が読出対象に含まれるように、マークアドレスm4 を先頭とする波形区間の再読出しが開始される。
このような、再読出しが行われた結果、図3(A)に示す時間To分の原波形が時間軸方向に伸長され、図3(C)に示す時間Ts分の圧縮伸長波形が生成されることとなる。
以上、3種類の圧縮伸長方式について伸長動作について説明を述べたが、各方式の位置情報の進行速度を速くすると原波形データの読み飛ばし読み出しをすることになり、結果として原波形が時間軸方向に圧縮された圧縮伸長波形が生成されることになる。
【0020】
以上のように、位置情報の進行速度の設定によって圧縮および伸長とその大きさを変更することができる。
上記では、三種類の圧縮伸長方式について説明したが、本発明に言う圧縮伸長方式は、上記説明した方式に限られるものではなく、波形を時間軸方向に圧縮もしくは伸長する方式であればよい。また、本発明にいう「二種類の圧縮伸長方式」には、上記説明した三種類の圧縮伸長方式のうちの二種類の圧縮伸長方式等が含まれるほか、例えば、いずれも、上記説明した第2の圧縮伸長方式を採用し、波形データ部分を読み出す時間間隔が互いに異なる2つの圧縮伸長方式等も含まれる。
以上で、圧縮伸長方式の例についての説明を終了し、以下では、本発明の実施形態について説明する。
【0021】
図4は、本発明の波形圧縮伸長装置の一実施形態を示す図である。
この波形圧縮伸長装置10は、楽音等を表す原波形が複数の周波数帯域の波形成分に分けられてなる複数の帯域分割波形全てを同一量だけ時間軸方向に圧縮もしくは伸長して各圧縮伸長波形を生成し、それらの圧縮伸長波形を重ね合わせることによって、原波形が時間軸方向に圧縮伸長された圧縮伸長原波形を生成する装置である。
この波形圧縮伸長装置10には、CPU11と、DSP12が備えられており、CPU11によってDSP12が制御され、後述するように、DSP12によって圧縮伸長波形が生成される。
また、この波形圧縮伸長装置10には、ハードディスク13と、ROM14と、MIDIインターフェース15と、第1のRAM16と、操作子17が備えられている。ハードディスク13には、楽音等を表す原波形の波形データが格納されており、この波形データに基づいて、DSP12によって帯域分割波形が生成される。ROM14には、CPU11およびDSP12の動作を表すプログラムが格納されており、DSP12の動作を表すプログラムはCPU11によってDSP12へと転送される。MIDIインターフェース15を介して外部からMIDI信号が入力され、CPU11によって、このMIDI信号に対応した音高および、このMIDI信号に対応した発音タイミングを示す情報がDSP12に送られる。第1のRAM16は、CPU11のワーキングメモリとして用いられ、操作子17は、CPU11に対して、波形圧縮伸長装置10の使用者が動作を指示するためのものである。
【0022】
また、この波形圧縮伸長装置10には、D/A変換器18と、第2のRAM19が備えられている。第2のRAM19には、帯域分割波形を示す分割波形データが格納され、この分割波形データに基づいて、DSP12によって圧縮伸長波形および圧縮伸長原波形が生成される。D/A変換器18は、DSP12によって生成された圧縮伸長原波形を表すディジタル信号をアナログ信号に変換する。
図5は、帯域分割波形の一例を示す図である。
原波形は、本実施形態では3つの周波数帯域の波形成分に分けられる。
図5(A)には原波形の一例が示されている。この波形は、バイオリンの音等に代表される持続音を示す波形である。
図5(B)には、3つの周波数帯域のうち周波数が最も高い周波数帯域の波形成分を担持する第1の帯域分割波形が示されており、この第1の帯域分割波形は間欠的な波形となる。
図5(C)には、3つの周波数帯域のうち中間的な周波数を有する周波数帯域の波形成分を担持する第2の帯域分割波形が示されており、図5(D)には、3つの周波数帯域のうち周波数が最も低い周波数帯域の波形成分を担持する第3の帯域分割波形が示されている。
図5(A)に示す波形の他、本発明の波形圧縮伸長手段によって圧縮伸長することが望ましい波形の例としては、前述の1つの楽器音だけではなく、複数の楽器で合奏した演奏音等様々な楽器や演奏形態の演奏音を示す波形等がある。
【0023】
図6は、各帯域分割波形が担持する波形成分の周波数帯域を示す図である。
本実施形態では、原波形を表す波形データはサンプリング周波数fsでサンプリングされており、原波形にはfs/2以下の周波数を有する波形成分が含まれている。第1の帯域分割波形が担持する波形成分の周波数帯域B1 は、fs/2以下fs/4以上の周波数帯域であり、第1の帯域分割波形を表す波形データのサンプリング周波数f1 は、サンプリング周波数fsに等しい。第2の帯域分割波形が担持する波形成分の周波数帯域B2 は、fs/4以下fs/8以上の周波数帯域であり、第2の帯域分割波形を表す波形データのサンプリング周波数f2 は、サンプリング周波数fsの半分の周波数である。第3の帯域分割波形が担持する波形成分の周波数帯域は、fs/8以下の周波数帯域であり、第3の帯域分割波形を表す波形データのサンプリング周波数f3 はサンプリング周波数fsの4分の1の周波数である。
【0024】
図7は、図4に示す波形圧縮伸長装置10によって圧縮伸長原波形が生成される動作を説明するための等価回路図である。
この等価回路図には、3つの波形メモリ191,192,193が示されており、ここでは、これらの波形メモリ191,192,193には、それぞれ、図5に示す第1,第2,第3の帯域分割波形を表す分割波形データが格納されている。3つの波形メモリ191,192,193は、図4に示す第2のRAM19の役割を示している。
また、この等価回路図には、3つの圧縮伸長手段121,122,123が示されており、これらの3つの圧縮伸長手段121,122,123によって、本発明に言う圧縮伸長手段が構成されている。これらの圧縮伸長手段121,122,123によって、それぞれ、第1,第2,第3の帯域分割波形が時間軸方向へ圧縮もしくは伸長され、それぞれ、出力ao,出力bo,出力cが生成される。上述したように、3つの波形メモリ191,192,193には、図5に示す第1,第2,第3の帯域分割波形を表す分割波形データが格納されており、第1の帯域分割波形と、第2および第3の帯域分割波形とは波形の種類が異なる。このため、本実施形態では、圧縮伸長手段121において、上述した第2の圧縮伸長方式が採用されており、圧縮伸長手段122,123において、上述した第3の圧縮伸長方式が採用されている。各圧縮伸長手段121,122,123による圧縮伸長処理は、それぞれサンプリング周波数f1 ,f2 ,f3 に相当する処理周期で行われる。各圧縮伸長手段121,122,123には、各帯域分割波形のピッチの変化率を示す音高情報と、波形の圧縮伸長量を示す圧伸情報と、発音を開始するタイミングおよび発音を停止するタイミングを指示する再生指示情報が入力される。音高情報、圧伸情報および再生指示情報は、図4に示すMIDIインターフェース15を介して入力されたMIDI信号に応じて、CPU11によって生成されてDSP12に送られるものである。
【0025】
また、この等価回路図には、第1のローパスフィルタ124と、第2のローパスフィルタ125と、加算回路126,127が示されており、これらによって、本発明に言う重ね合わせ手段が構成されている。また、圧縮伸長手段121,122,123、ローパスフィルタ124,125および加算回路126,127は、図4に示すDSP12の働きを示している。
第2のローパスフィルタは、125は、f3 /2(=fs/8)以上の周波数を有する波形成分を除去するフィルタであり、第2のローパスフィルタ125に、第3の帯域分割波形が圧縮伸長された圧縮伸長波形に相当する、第3の圧縮伸長手段123からの出力cが入力されることによって、サンプリング周波数f3 (=fs/4)からサンプリング周波数f2 (=fs/2)へのいわゆるオーバサンプリングが施されてサンプリング周波数f2 を有する出力cfが生成される。その後出力cfは、加算回路127によって、第2の帯域分割波形が圧縮伸長された圧縮伸長波形に相当する、第2の圧縮伸長手段122からの出力boと加算され、出力bが生成される。
【0026】
第1のローパスフィルタ124は、f2 /2(=fs/4)以上の周波数を有する波形成分を除去するフィルタであり、第1のローパスフィルタ124に、出力bが入力されることによって、サンプリング周波数f2 (=fs/2)からサンプリング周波数f1 (=fs)へのオーバサンプリングが施されてサンプリング周波数f1 を有する出力bfが生成される。その後出力bfは、加算回路126によって、第1の帯域分割波形が圧縮伸長された圧縮伸長波形に相当する、第1の圧縮伸長手段121からの出力aoと加算され、原波形が圧縮伸長された圧縮伸長原波形に相当する出力aが生成される。
【0027】
図8は、図1に示す波形圧縮伸長装置の動作を示すフローチャートである。
このフローチャートは、図7を用いて説明した動作と等価な動作を、図4に示すDSP12に実行させるためのフローチャートである。
このフローチャートで表される動作は、サンプリング周波数f1 (=fs)で繰り返し実行され、以下説明するステップS103は、サンプリング周波数f3 (=fs/4)で繰り返し実行され、以下説明するステップS106〜ステップS108は、サンプリング周波数f2 (=fs/2)で繰り返し実行される。
このフローチャートで表される動作が開始されると、先ず、ステップS101においてCPUから音高情報Pと圧伸情報TRが入力される。
【0028】
その後ステップS102〜ステップS104において出力cが生成される。
先ずステップS102に進み、このフローチャートに示される動作が繰り返される度に歩進される制御変数Nの値が4の倍数であるか否かが判定される。変数Nの値が4の倍数であると判定されると、ステップS103に進み、第3の帯域分割波形を示す波形データに、図3に示す第3の圧縮伸長処理が施されて出力cが生成され、変数Nの値が4の倍数でないと判定されると、ステップS104に進み、出力cは値「0」となる。
その後ステップS105〜ステップS109において出力bが生成される。
先ずステップS105に進み、制御変数Nの値が2の倍数であるか否かが判定される。変数Nの値が2の倍数であると判定されると、ステップS106に進み、出力cにフィルタ処理が施されて出力cfが生成される。次にステップS107に進み、第2の帯域分割波形を示す波形データに音高情報Pと圧伸情報TRとに基づいて第3の圧縮伸長処理が施されて出力boが生成される。次にステップS108に進み、出力boと出力cfが加算されて出力bが生成される。ステップS105において、変数Nの値が2の倍数でないと判定された場合には、ステップS109に進み、出力bは値「0」となる。
【0029】
その後ステップS110〜ステップS112において出力aが生成される。
先ずステップS110に進み、出力bにフィルタ処理が施されて出力bfが生成される。次にステップS111に進み、第1の帯域分割波形を示す波形データに、音高情報Pと圧伸情報TRとに基づいて、図2に示す第2の圧縮伸長処理が施されて出力aoが生成される。次にステップS112に進み、出力aoと出力bfが加算されて出力aが生成される。
その後ステップS113に進み、図4に示すD/A変換器18を介して出力aが出力される。
その後ステップS114〜ステップS116において、制御変数Nの値が値「0」〜値「3」の範囲で循環的に変化するように歩進されて終了する。
【0030】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の波形圧縮伸長装置によれば、楽音等の波形を圧縮伸長した後の波形が表す楽音等の音質が良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の圧縮伸長方式の説明図である。
【図2】第2の圧縮伸長方式の説明図である。
【図3】第3の圧縮伸長方式の説明図である。
【図4】本発明の波形圧縮伸長装置の一実施形態を示す図である。
【図5】帯域分割波形の一例を示す図である。
【図6】各帯域分割波形が担持する波形成分の周波数帯域を示す図である。
【図7】波形圧縮伸長装置によって圧縮伸長原波形が生成される動作を説明するための等価回路図である。
【図8】波形圧縮伸長装置の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
10 波形圧縮伸長装置
11 CPU
12 DSP
13 ハードディスク
14 ROM
15 MIDIインターフェース
16 RAM
17 操作子
18 D/A変換器
19 RAM
121,122,123 圧縮伸長手段
124,125 ローパスフィルタ
126,127 加算回路
191,192,193 波形メモリ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a waveform compression / decompression apparatus that compresses or expands a waveform in the time axis direction.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, so-called pitch shifters are known that change the pitch of a musical sound or the like by converting the pitch of a signal representing a waveform of the musical sound or the like. However, if the pitch of the signal representing the waveform of a phrase that is long enough to understand the tempo of the musical tone is converted by the pitch shifter, the tempo of the musical tone will also change. Devices that only change height are desired. Conversely, a device that changes the tempo of a musical tone while keeping the pitch of the musical tone is also desired.
As a device that meets these demands, a waveform compression / expansion device has been proposed that compresses or expands a waveform of a musical sound or the like in the time axis direction independently of the pitch.
[0003]
By the way, as a method for compressing or expanding a waveform, a plurality of compression / decompression methods can be considered. There are various types of waveforms that represent sound, such as periodic waveforms, non-periodic waveforms, intermittent waveforms, and continuous waveforms. A compression / decompression method suitable for compression or expansion in the time axis direction is conceivable. In other words, when a certain waveform is compressed and expanded using a method suitable for the type of waveform, the sound quality represented by the compressed and expanded waveform is good, but when a certain waveform is compressed and expanded using a method that is not suitable for the type of waveform. The sound quality represented by the waveform after compression / expansion is poor.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, generally, a waveform of a musical sound or the like is a waveform in which various waveforms are mixed. For this reason, no matter which compression / decompression method is adopted, there is a problem that the sound quality of the musical sound or the like represented by the waveform after the compression or expansion of the waveform of the musical sound or the like tends to deteriorate.
In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a waveform compression / expansion device having good sound quality such as a musical sound represented by a waveform after compression / expansion of a waveform such as a musical sound.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The waveform compression / expansion apparatus according to the present invention that achieves the above-mentioned object is configured to share a plurality of band-divided waveforms obtained by dividing an original waveform into waveform components of a plurality of frequency bands by at least two types of compression / expansion methods. Compressing / decompressing means for generating a plurality of compressed / decompressed waveforms by compressing or expanding all the band-divided waveforms in the time axis direction by the same amount;
And a superimposing unit that generates a compressed / decompressed original waveform in which the original waveform is compressed or expanded in the time axis direction by superimposing a plurality of compressed / decompressed waveforms generated by the compression / decompression unit. .
In many cases, a waveform representing a musical tone or the like in which various waveforms are mixed can generally be separated into waveform types by dividing them into waveform components of a plurality of frequency bands.
According to the waveform compression / expansion apparatus of the present invention, a plurality of band division waveforms obtained by dividing an original waveform into waveform components of a plurality of frequency bands are shared by at least two types of compression / expansion methods, or compressed in the time axis direction. Even if a waveform that represents a musical tone or the like is used as the original waveform, compression is performed by using a compression / decompression method that is suitable for each of the various band-divided waveforms. An expanded waveform can be generated.
[0006]
In general, if one type of compression / decompression method is used to compress and decompress the original waveform, periodic noise called “purple feeling” tends to occur. However, according to the waveform compression / expansion apparatus of the present invention, By selecting each compression / decompression method for compressing / decompressing each band-divided waveform so that the phases of the compressed / decompressed waveforms are different from each other, it is possible to prevent a “plunging feeling”.
In the waveform compression / expansion apparatus according to the present invention, the compression / expansion waveform generation means performs compression / expansion processing on the plurality of band division waveforms with a longer processing period as the band division waveform carrying a waveform component of a lower frequency band, It is desirable to generate a compression / decompression waveform corresponding to the band division waveform.
[0007]
Generally, a waveform component in a lower frequency band is a waveform component that is more important for human hearing. Therefore, a waveform component in a lower frequency band needs to be subjected to advanced compression / decompression processing that requires a longer processing time. In general, the sound quality is maintained even if the processing frequency is reduced for a waveform component in a lower frequency band.
For this reason, a band division waveform carrying a waveform component in a low frequency band is subjected to compression / decompression processing with a longer processing cycle, thereby providing a time margin for performing advanced compression / decompression processing on the waveform component in the low frequency band. And all waveform components can be efficiently compressed and expanded.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, in describing an embodiment of the present invention, an example of a compression / decompression method will be described first, and then an embodiment of a waveform compression / decompression apparatus of the present invention will be described.
Hereinafter, in the description of each compression / decompression method, a waveform before compression / expansion to be compressed / expanded is referred to as an “original waveform”, and a waveform after compression / expansion is referred to as a “compression / decompression waveform”. A case will be described in which a compressed / decompressed waveform having the same pitch as the original waveform and having the original waveform expanded in the time axis direction is generated. In some cases, the waveform and waveform data representing the waveform are used without being distinguished.
[0009]
FIG. 1 is an explanatory diagram of the first compression / decompression method.
In the first compression / decompression method, as will be described in detail below, a clipping start address for dividing the original waveform into one pitch is set on the original waveform, and the original waveform is compressed by about two pitches. Data are alternately read out by the two processing systems at time intervals corresponding to the pitch of the expanded waveform. A processing waveform is generated by each processing system based on the read original waveform, and the generated processing waveforms are superimposed to generate a compression / decompression waveform. When the original waveform is read, the waveform is compressed or expanded in the time axis direction by skipping reading or overlapping reading.
1A shows the original waveform, and the horizontal axis of FIG. 1A indicates the address of the waveform data representing the original waveform and also corresponds to the time axis of the original waveform. . FIG. 1A shows cut start addresses csa1,..., Csa7 that divide the original waveform for each pitch.
[0010]
FIG. 1B shows a time point t arranged on the time axis at a time interval corresponding to the reproduction pitch of the compression / decompression waveform. 0 , ..., t 7 Is shown at each time t 0 , ..., t 7 The waveform data for about 2 pitches of the original waveform is started to be read. 1B shows position information PP (0),..., PP (7) indicating positions on the original waveform, and each position information PP (0),. The position indicated by PP (7) is 0 , ..., t 7 It becomes the object of the reading started in. In addition, the position on the original waveform indicated by each piece of position information PP (0),. 0 , ..., t 7 Each arrow F from FIG. 1 (B) to FIG. 1 (A) starting from 0 , ..., F 7 Each arrow F is indicated by 0 , ..., F 6 Indicates positions on the left side of the drawing relative to the cut-out start addresses csa1,..., Csa7.
[0011]
Here, the intervals between the cut-out start addresses csa1,..., Csa7 shown in FIG. 1 (A) and each time t shown in FIG. 0 , ..., t 6 Are equal to each other, and as described above, a compressed / decompressed waveform having the same pitch as the pitch of the original waveform is generated. Further, the positions on the original waveform indicated by the time information PP (1),..., PP (6) indicate positions on the left side of the drawing with respect to the respective cut start addresses csa2,. For this reason, as will be described later, waveform data is read out repeatedly, and as described above, a compressed and expanded waveform in which the original waveform is expanded in the time axis direction is generated.
The triangular waveforms shown by the dotted lines in FIGS. 1C and 1D show the windows for the first processing system and the second processing system, respectively, and FIG. 1C and FIG. A waveform indicated by a solid line in FIG. 1 (D) indicates each processing waveform. FIGS. 1C and 1D show the cut start address, and this cut start address corresponds to the top of the waveform data for two pitches read by each processing system. To do. Each processing waveform is generated by multiplying the window shown in FIGS. 1C and 1D and the waveform data read by each processing system, and these processing waveforms are superimposed. A compression / decompression waveform is generated.
[0012]
Time t 0 Then, reading of the waveform data by the first processing system is started. As shown in FIGS. 1 (A) and 1 (B), the position information PP (0) indicates the position of the extraction start address csa1, and as shown in FIG. 1 (C), the extraction start address csa1. Waveform data for two pitches is read out.
Time t 1 Then, reading of the waveform data by the second processing system is started. As shown in FIGS. 1A and 1B, the position information PP (1) indicates the position between the cut start address csa1 and the cut start address csa2. For this reason, this position is included in the reading target, and waveform data for two pitches is read from the cut-out start address csa1 as shown in FIG. As a result, waveform data is redundantly read out.
As above, time t 2 , ..., t Five Then, reading of waveform data for two pitches is started from the cut start addresses csa2,..., Csa5.
[0013]
Time t 6 Then, as shown in FIG. 1C, the first processing system starts reading waveform data for two pitches from the cut-out start address csa5, and performs repeated reading of the waveform data.
As a result of such redundant reading, the original waveform corresponding to time To shown in FIG. 1A is expanded in the time axis direction, and a compressed and expanded waveform corresponding to time Ts shown in FIG. 1D is generated. The Rukoto.
FIG. 2 is an explanatory diagram of the second compression / decompression method.
In the second compression / decompression method, as will be described in detail below, a waveform portion is alternately read out by the two processing systems from the original waveform, and this waveform portion proceeds on the original waveform at a constant speed. The reading start position to be started is the top. Based on the read waveform portion, each processing waveform is generated by each processing system, and the generated processing waveforms are superimposed to generate a compressed / decompressed waveform. The pitch of the compression / decompression waveform is determined according to the reading speed of the waveform portion, and the compression rate or expansion rate of the waveform in the time axis direction is determined according to the progress speed of the reading start position.
[0014]
FIG. 2A shows the original waveform, and the horizontal axis of FIG. 2A indicates the address of the waveform data representing the original waveform, and corresponds to the time axis of the original waveform.
FIG. 2B shows a time point t at which each processing system starts reading the waveform portion. 0 , ..., t Five Is shown at each time t 0 , ..., t Five Position information PP (0),..., PP (5) indicating the reading start position is shown. In addition, the position on the original waveform indicated by each position information PP (0),. 0 , ..., t Five Each arrow F toward FIG. 2 (A) starting from 0 , ..., F Five Each arrow F is indicated by 0 , ..., F Five Is the time t 0 , ..., t Five The position corresponding to the past time is shown.
2 (C) and 2 (D) show waveform portions W alternately read by the first processing system and the second processing system. 0 , ..., W Five Each waveform portion starts at each reading start position indicated by each position information PP (0),..., PP (5).
[0015]
FIGS. 2 (E) and 2 (F) show windows for the first processing system and the second processing system, and the waveform portions indicated by these windows and the reference numerals attached to the windows. And each processed waveform is generated. These processing waveforms are superimposed to generate a compressed / decompressed waveform.
Here, each waveform portion W 0 , ..., W Five Is the same as the recording speed of the original waveform. For this reason, each waveform portion W after being read by the first processing system and the second processing system shown in FIG. 2 (C) and FIG. 2 (D). 0 , ..., W Five The pitch of each waveform portion W before being read from the original waveform 0 , ..., W Five Therefore, a compressed / decompressed waveform having the same pitch as that of the original waveform is generated as described above. Further, the progress speed of the reading start position is slower than the recording speed of the original waveform, and as shown in FIGS. 1 (A) and 1 (B), each time t 1 , ..., t Five Each reading start position corresponding to is at each time point t. 1 , ..., t Five Therefore, it takes a longer time than the recording time of the entire original waveform to read out the entire original waveform. As a result, a compressed / decompressed waveform corresponding to the time Ts shown in FIG. 2F is generated, in which the original waveform corresponding to the time To shown in FIG. 2A is expanded in the time axis direction.
[0016]
FIG. 3 is an explanatory diagram of the third compression / decompression method.
In this third compression / decompression method, as will be described in detail below, a mark address is set that divides the original waveform upward and the original waveform is divided into waveform segments in which the reproduced sound is natural even if the original waveform is reproduced cyclically. Each waveform section is sequentially read out and reproduced to generate a compressed / decompressed waveform. The compression / decompression of the waveform is performed by determining the pitch of the compression / decompression waveform in accordance with the readout speed of the waveform section and skipping or re-reading the waveform section.
FIG. 3A shows the original waveform and the mark address m set on the original waveform. 1 , ..., m 7 In FIG. 1A, the horizontal axis indicates the address of waveform data representing the original waveform and corresponds to the time axis of the original waveform.
[0017]
FIG. 3B shows a time point t when reading of each waveform section is started. 0 , ..., t Five The position information PP (0),..., PP (4) indicating the position on the original waveform is shown, and the position information PP (0),. t 0 , ..., t Five It becomes the object of reading started in Further, the position on the original waveform indicated by each piece of position information PP (0),. 0 , ..., t Five Each arrow F toward FIG. 3 (A) starting from 0 , ..., F Five Indicated by the arrow F 0 Is the mark address m 1 The position of the arrow F 1 Is the mark address m 1 And mark address m 2 The position between is shown. Arrow F 2 Is the mark address m 2 And mark address m Three The position between and the arrow F Three Is the mark address m Three And mark address m Four The position between and the arrow F Four And arrow F Five Is the mark address m Four And mark address m Five The position between is shown.
[0018]
FIG. 3C shows the read waveform section, and also shows a mark address corresponding to the head of each waveform section.
As shown in FIG. 3A and FIG. 0 Then, the position information PP (0) is the mark address m. 1 Since the position of the mark address m is indicated as shown in FIG. 1 Reading of the waveform section starting from is started. Here, the reading speed of the waveform section is the same as the recording speed of the original waveform. Therefore, the pitch of the waveform section shown in FIG. 3C is the same as the pitch of the original waveform shown in FIG. 3A, and a compression / decompression waveform having the same pitch as the pitch of the original waveform is generated.
Time t 0 At the time t when the entire waveform section from which reading was started is read 1 The position information PP (1) is the mark address m 1 And mark address m 2 , And this position is included in the read target, and as shown in FIG. 1 Re-reading of the waveform section starting from is started.
After that, each time t 2 , T Three , T Four Respectively, the mark address m 2 , M Three , M Four Reading of the waveform section starting from is started.
[0019]
Time t Four At the time t when the entire waveform section from which reading was started is read Five Then, the position information PP (5) is the mark address m. Four And mark address m Five The mark address m is set so that this position is included in the read target. Four Re-reading of the waveform section starting from is started.
As a result of such re-reading, the original waveform corresponding to time To shown in FIG. 3A is expanded in the time axis direction, and a compressed and expanded waveform corresponding to time Ts shown in FIG. 3C is generated. The Rukoto.
As described above, the decompression operation has been described for the three types of compression / decompression methods. However, if the progress speed of the position information of each method is increased, the original waveform data is skipped and read. As a result, the original waveform is in the time axis direction. Thus, a compressed / decompressed waveform that is compressed in the above manner is generated.
[0020]
As described above, the compression and expansion and the size thereof can be changed by setting the traveling speed of the position information.
In the above description, three types of compression / decompression schemes have been described. However, the compression / decompression scheme referred to in the present invention is not limited to the schemes described above, and may be any scheme that compresses or decompresses a waveform in the time axis direction. Further, the “two types of compression / decompression methods” referred to in the present invention include two types of compression / decompression methods among the three types of compression / decompression methods described above. Two compression / decompression schemes, which employ two compression / decompression schemes and have different time intervals for reading the waveform data portion, are also included.
This is the end of the description of the example of the compression / decompression method, and the embodiment of the present invention will be described below.
[0021]
FIG. 4 is a diagram showing an embodiment of the waveform compression / decompression apparatus of the present invention.
This waveform compression / expansion apparatus 10 compresses or expands a plurality of band division waveforms obtained by dividing an original waveform representing a musical sound or the like into a plurality of frequency band waveform components by the same amount in the time axis direction, thereby compressing and expanding each waveform. Is generated and the compressed and expanded waveforms are overlapped to generate a compressed and expanded original waveform in which the original waveform is compressed and expanded in the time axis direction.
The waveform compression / decompression apparatus 10 includes a CPU 11 and a DSP 12. The DSP 12 is controlled by the CPU 11, and a compression / decompression waveform is generated by the DSP 12 as will be described later.
The waveform compression / decompression apparatus 10 includes a hard disk 13, a ROM 14, a MIDI interface 15, a first RAM 16, and an operator 17. The hard disk 13 stores waveform data of an original waveform representing musical sounds and the like, and a band-divided waveform is generated by the DSP 12 based on this waveform data. The ROM 14 stores a program representing the operations of the CPU 11 and the DSP 12, and the program representing the operation of the DSP 12 is transferred to the DSP 12 by the CPU 11. A MIDI signal is input from the outside via the MIDI interface 15, and the CPU 11 sends information indicating the pitch corresponding to the MIDI signal and the sound generation timing corresponding to the MIDI signal to the DSP 12. The first RAM 16 is used as a working memory of the CPU 11, and the operation element 17 is for the user of the waveform compression / decompression device 10 to instruct the CPU 11 to operate.
[0022]
The waveform compression / decompression apparatus 10 includes a D / A converter 18 and a second RAM 19. The second RAM 19 stores divided waveform data indicating the band-divided waveform, and the DSP 12 generates a compressed / decompressed waveform and a compressed / decompressed original waveform based on the divided waveform data. The D / A converter 18 converts the digital signal representing the compression / decompression original waveform generated by the DSP 12 into an analog signal.
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a band division waveform.
In the present embodiment, the original waveform is divided into waveform components of three frequency bands.
FIG. 5A shows an example of the original waveform. This waveform is a waveform indicating a continuous sound represented by a violin sound or the like.
FIG. 5B shows a first band division waveform carrying a waveform component of the highest frequency band among the three frequency bands. This first band division waveform is an intermittent waveform. It becomes.
FIG. 5C shows a second band division waveform that carries a waveform component in a frequency band having an intermediate frequency among the three frequency bands, and FIG. A third band division waveform carrying a waveform component of the frequency band having the lowest frequency among the frequency bands is shown.
In addition to the waveform shown in FIG. 5A, examples of waveforms that are desirably compressed and expanded by the waveform compression / expansion means of the present invention include not only the above-mentioned single instrument sound but also performance sounds played by a plurality of instruments. There are various musical instruments and waveforms indicating performance sounds of performance forms.
[0023]
FIG. 6 is a diagram showing the frequency band of the waveform component carried by each band division waveform.
In this embodiment, the waveform data representing the original waveform is sampled at the sampling frequency fs, and the original waveform includes a waveform component having a frequency of fs / 2 or less. Frequency band B of the waveform component carried by the first band division waveform 1 Is a frequency band of fs / 2 or lower and fs / 4 or higher, and the sampling frequency f of the waveform data representing the first band division waveform 1 Is equal to the sampling frequency fs. Frequency band B of the waveform component carried by the second band division waveform 2 Is a frequency band of fs / 4 or less, fs / 8 or more, and a sampling frequency f of waveform data representing the second band-divided waveform 2 Is half the sampling frequency fs. The frequency band of the waveform component carried by the third band division waveform is a frequency band of fs / 8 or less, and the sampling frequency f of the waveform data representing the third band division waveform is Three Is a quarter of the sampling frequency fs.
[0024]
FIG. 7 is an equivalent circuit diagram for explaining the operation of generating the compression / decompression original waveform by the waveform compression / decompression apparatus 10 shown in FIG.
In this equivalent circuit diagram, three waveform memories 191, 192, and 193 are shown. Here, these waveform memories 191, 192, and 193 are respectively shown in FIG. The divided waveform data representing the three band divided waveforms is stored. Three waveform memories 191, 192, and 193 indicate the role of the second RAM 19 shown in FIG.
Further, this equivalent circuit diagram shows three compression / expansion means 121, 122, 123, and these three compression / expansion means 121, 122, 123 constitute the compression / expansion means referred to in the present invention. Yes. By these compression / expansion means 121, 122, 123, the first, second, and third band division waveforms are respectively compressed or expanded in the time axis direction, and output ao, output bo, and output c are generated, respectively. . As described above, the three waveform memories 191, 192, 193 store the divided waveform data representing the first, second, and third band division waveforms shown in FIG. 5, and the first band division waveform is stored. The second and third band division waveforms are different in waveform type. For this reason, in the present embodiment, the above-described second compression / expansion method is employed in the compression / expansion means 121, and the above-described third compression / expansion method is employed in the compression / expansion means 122, 123. The compression / decompression processing by the respective compression / decompression means 121, 122, 123 is performed at the sampling frequency f. 1 , F 2 , F Three Is performed in a processing cycle corresponding to. In each compression / expansion means 121, 122, 123, pitch information indicating the rate of change of the pitch of each band-divided waveform, companding information indicating the compression / expansion amount of the waveform, timing for starting sound generation, and sound generation are stopped. Reproduction instruction information for instructing timing is input. The pitch information, the companding information and the reproduction instruction information are generated by the CPU 11 and sent to the DSP 12 in accordance with the MIDI signal input via the MIDI interface 15 shown in FIG.
[0025]
Further, in this equivalent circuit diagram, a first low-pass filter 124, a second low-pass filter 125, and addition circuits 126 and 127 are shown, and these constitute superposition means according to the present invention. Yes. Further, the compression / expansion means 121, 122, 123, the low-pass filters 124, 125, and the addition circuits 126, 127 show the function of the DSP 12 shown in FIG.
The second low-pass filter is 125, f Three / 2 (= fs / 8) is a filter that removes a waveform component having a frequency equal to or higher than that of the second low-pass filter 125, and corresponds to a compression / expansion waveform obtained by compressing and expanding the third band division waveform. When the output c from the compression / decompression means 123 is input, the sampling frequency f Three (= Fs / 4) to sampling frequency f 2 The so-called oversampling to (= fs / 2) is performed and the sampling frequency f 2 An output cf with is generated. Thereafter, the output cf is added by the adding circuit 127 to the output bo from the second compression / expansion means 122 corresponding to the compressed / decompressed waveform obtained by compressing / decompressing the second band division waveform, and the output b is generated.
[0026]
The first low-pass filter 124 is f 2 / 2 (= fs / 4) is a filter that removes a waveform component having a frequency equal to or higher than that. When the output b is input to the first low-pass filter 124, the sampling frequency f 2 (= Fs / 2) to sampling frequency f 1 Oversampling to (= fs) and sampling frequency f 1 An output bf with is generated. Thereafter, the output bf is added by the adder circuit 126 with the output ao from the first compression / expansion means 121 corresponding to the compression / expansion waveform obtained by compressing / expanding the first band division waveform, and the original waveform is compressed / expanded. An output a corresponding to the original compressed / decompressed waveform is generated.
[0027]
FIG. 8 is a flowchart showing the operation of the waveform compression / decompression apparatus shown in FIG.
This flowchart is a flowchart for causing the DSP 12 shown in FIG. 4 to perform an operation equivalent to the operation described with reference to FIG.
The operation represented by this flowchart is based on the sampling frequency f. 1 (= Fs) is repeatedly executed, and step S103 described below is performed at the sampling frequency f. Three (= Fs / 4) is repeatedly executed, and steps S106 to S108 described below are performed at the sampling frequency f. 2 It is repeatedly executed at (= fs / 2).
When the operation represented by this flowchart is started, first, pitch information P and companding information TR are input from the CPU in step S101.
[0028]
Thereafter, an output c is generated in steps S102 to S104.
First, the process proceeds to step S102, and it is determined whether or not the value of the control variable N that is incremented every time the operation shown in the flowchart is repeated is a multiple of four. If it is determined that the value of the variable N is a multiple of 4, the process proceeds to step S103, where the waveform data indicating the third band division waveform is subjected to the third compression / decompression processing shown in FIG. If it is generated and it is determined that the value of the variable N is not a multiple of 4, the process proceeds to step S104, and the output c becomes the value “0”.
Thereafter, an output b is generated in steps S105 to S109.
First, in step S105, it is determined whether or not the value of the control variable N is a multiple of two. If it is determined that the value of the variable N is a multiple of 2, the process proceeds to step S106, where the output c is subjected to filter processing to generate an output cf. In step S107, the waveform data indicating the second band division waveform is subjected to a third compression / decompression process based on the pitch information P and the companding information TR to generate an output bo. In step S108, the output bo and the output cf are added to generate an output b. If it is determined in step S105 that the value of the variable N is not a multiple of 2, the process proceeds to step S109, and the output b becomes the value “0”.
[0029]
Thereafter, an output a is generated in steps S110 to S112.
First, in step S110, the output b is filtered to generate an output bf. Next, proceeding to step S111, the waveform data indicating the first band division waveform is subjected to the second compression / decompression processing shown in FIG. 2 based on the pitch information P and the companding information TR, and the output ao is obtained. Generated. In step S112, the output ao and the output bf are added to generate the output a.
Thereafter, the process proceeds to step S113, and the output a is output via the D / A converter 18 shown in FIG.
Thereafter, in step S114 to step S116, the value of the control variable N is stepped so as to change cyclically within the range of the value “0” to the value “3”, and the process ends.
[0030]
【The invention's effect】
As described above, according to the waveform compression / expansion device of the present invention, the sound quality of the musical sound or the like represented by the waveform after the waveform of the musical sound or the like is compressed and expanded is good.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram of a first compression / decompression method.
FIG. 2 is an explanatory diagram of a second compression / decompression method.
FIG. 3 is an explanatory diagram of a third compression / decompression method.
FIG. 4 is a diagram showing an embodiment of a waveform compression / decompression apparatus according to the present invention.
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a band division waveform.
FIG. 6 is a diagram illustrating a frequency band of a waveform component carried by each band division waveform.
FIG. 7 is an equivalent circuit diagram for explaining an operation of generating a compression / decompression original waveform by the waveform compression / decompression apparatus.
FIG. 8 is a flowchart showing the operation of the waveform compression / decompression apparatus.
[Explanation of symbols]
10 Waveform compression / decompression device
11 CPU
12 DSP
13 Hard disk
14 ROM
15 MIDI interface
16 RAM
17 Operator
18 D / A converter
19 RAM
121, 122, 123 Compression / decompression means
124,125 Low-pass filter
126,127 Adder circuit
191,192,193 Waveform memory

Claims (2)

原波形が複数の周波数帯域の波形成分に分けられてなる複数の帯域分割波形を、少なくとも二種類の圧縮伸長方式で分担して、これら複数の帯域分割波形全てを同一量だけ時間軸方向に圧縮もしくは伸長することにより複数の圧縮伸長波形を生成する圧縮伸長手段と、
前記圧縮伸長手段によって生成された複数の圧縮伸長波形を重ね合わせることにより、前記原波形が時間軸方向に圧縮もしくは伸長された圧縮伸長原波形を生成する重ね合わせ手段とを備えたことを特徴とする波形圧縮伸長装置。
Divide multiple band-divided waveforms in which the original waveform is divided into waveform components in multiple frequency bands using at least two compression / decompression methods, and compress all these band-divided waveforms by the same amount in the time axis direction. Or compression / expansion means for generating a plurality of compression / decompression waveforms by expansion, and
And a superimposing unit that generates a compressed / decompressed original waveform in which the original waveform is compressed or expanded in the time axis direction by superimposing a plurality of compressed / decompressed waveforms generated by the compression / decompression unit. Waveform compression / expansion device.
前記圧縮伸長波形生成手段が、前記複数の帯域分割波形に、低い周波数帯域の波形成分を担持する帯域分割波形ほど長い処理周期で圧縮伸長処理を施すことによって、各帯域分割波形に対応する圧縮伸長波形を生成するものであることを特徴とする請求項1記載の波形圧縮伸長装置。The compression / decompression waveform generation means performs compression / decompression processing corresponding to each band-divided waveform by subjecting the plurality of band-divided waveforms to compression / decompression processing with a longer processing period for a band-divided waveform carrying a waveform component of a lower frequency band. 2. The waveform compression / decompression apparatus according to claim 1, wherein the waveform compression / decompression apparatus generates a waveform.
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