JP4176893B2 - 波形再生装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記憶された波形を読み出して波形再生を行う波形再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ＣＭの映像やプレゼンテーション用の映像のように決まった長さの映像時間を持つ映像に、その映像時間とは異なる長さの演奏時間を持つ音楽を、バックグラウンド音楽として当てはめて再生を行いたいという要求がある。このような音楽の再生は、記憶手段を有してその記憶手段にその音楽を表す波形を記憶しておきその波形を読み出してその波形の表す音楽を再生する波形再生装置を利用して行うことができる。その際、読み出し速度を調整することによりこの音楽を再生する速度が変わり、結果として上記演奏時間分の音楽を再生する時間長が調整されるので、この音楽は上記映像時間で再生され、上記映像に当てはめられる。
【０００３】
しかし、上述したような圧縮伸長の方法では、読み出し速度が変化することにより、例えば磁気記録テープを早送りしながら音声を再生するときのように、上記波形再生装置によって再生される音楽のピッチ（音高）も変化する。これに対し、ピッチを保ったまま音楽の再生速度を変える圧縮伸長方法も知られている。上記記憶手段に記憶されている波形がこの圧縮伸長方法により時間軸方向に圧縮伸長されることにより、その波形が表す音楽はその音楽のピッチを変えることなく上記映像時間で再生され、上記映像に当てはめられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の波形再生装置において、圧縮伸長されて再生される音楽のテンポは、以下のように、その処理が施される前の波形が表す音楽のテンポとは異なる。例えば、１分間に１２０ビートのテンポを持つ音楽は、その音楽の演奏時間の１．５倍の長さの映像時間を持つ映像に当てはめるために伸長されて遅い速度で再生されると１分間に８０ビートのテンポを持つ間延びした音楽になる。また、逆にその音楽の演奏時間の３分の２倍の長さの映像時間を持つ映像に当てはめるために圧縮されて速い速度で再生されると１分間に１８０ビートの間が詰まりすぎたテンポを持つ音楽になる。このように、上記音楽の演奏時間が上記映像の映像時間と大きく異なるとき、従来の波形再生装置により圧縮伸長されて映像に当てはめられた音楽のテンポは、上記記憶部に記憶されている波形の音楽のテンポとは大きく異なり不自然であるという問題がある。
【０００５】
さらには、圧縮または伸長の度合いが大きくなると、再生される波形の音質が劣化するという問題がある。つまり、従来の圧縮伸長処理において圧縮または伸長の度合いが大きくなると、圧縮の場合は波形を表す一連のデータをより多く間引いて読み出すこととなり、また伸長の場合は波形の一連のデータをより多く重複して読み出すこととなるからである。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑み、再生時間を大きく調整しても、記憶されている波形を、テンポが自然な波形として再生する波形再生装置を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【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再生装置は、
（１）複数の時間領域に区分けされてなる波形を記憶する記憶手段
（２）上記波形から、区分けされた時間領域のうちのいずれかの時間領域を省略しあるいはいずれかの時間領域を複数回繰り返すことにより再構成波形を生成する再構成手段
（３）波形の各時間領域内を時間軸方向に圧縮あるいは伸長する圧縮伸長手段
（４）波形の再生時間を設定する再生時間設定手段
（５）再構成手段に、記憶手段に記憶された波形から、再生時間設定手段により設定された再生時間に応じた再構成波形を生成させるとともに、圧縮伸長手段に、再生時間設定手段により設定された再生時間と同一の再生時間で波形再生が行われるように上記再構成波形を圧縮あるいは伸長させる制御手段
とを備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明の波形再生装置は、上記（１）の記憶手段に複数の時間領域に区分けされてなる波形を記憶する。以下では、この波形は音楽を表すとともに、上述した時間領域は小節や拍のように音楽的にまとまった意味を持つ場合を想定する。
【０００９】
本発明の波形再生装置は、上記（２）の再構成手段により、上記波形から、上述した時間領域のいずれかの時間領域を省略しあるいは複数回繰り返すことにより再構成波形を生成する。上述したようにこれらの時間領域は小節や拍のように音楽的にまとまった意味を持つ。そのため本発明の波形再生装置により再生される波形は音楽的に自然な構造を持つ。
【００１０】
本発明の波形再生装置は、上記（２）の再構成手段により波形を再構成し、また、上記（３）の圧縮伸長手段により波形の各時間領域内を時間軸方向に圧縮伸長する。ピッチが変わらない圧縮伸長を施す場合、波形の再構成及び、時間軸方向の圧縮伸長によってその波形のピッチは変わらないので、上記（５）に示したように再生させられる波形は上記（１）の記憶手段に記憶されている波形と同じピッチを持つ。そのため、本発明の波形再生装置により再生される波形が表す音楽のピッチは聴感上自然である。
【００１１】
本発明の波形再生装置は、上記（３）の圧縮伸長手段により上記再生時間で波形再生が行われるように上記再構成波形が圧縮伸長される。その再構成波形が圧縮伸長される時間長は、仮に上記（１）の記憶部に記憶されている波形が上記再生時間で再生されるように圧縮伸長された際に圧縮伸長される時間長より短い。このように圧縮伸長される時間長が短いと圧縮伸長された波形が表す音楽のテンポは聴感上自然である。また、圧縮伸長される時間長が短いと圧縮伸長の度合いが小さくなり、圧縮または伸長の処理による音質の劣化が軽減される。そのため、本発明の波形再生装置により再生される波形が表す音楽のテンポは聴感上自然である。
【００１２】
本発明の波形再生装置は、記憶手段が、複数の時間領域に区分けされるとともに各時間領域に複数回繰り返す場合、あるいは各時間領域を省略する場合の優先順位が付されてなる波形を記憶するものであって、
再構成手段が記憶手段に記憶された波形から時間領域を繰り返して、あるいは時間領域を省略して再構成波形を生成するにあたり、制御手段が、各時間領域に付された優先順位に従って繰り返す時間領域あるいは省略する時間領域を決定するものであることが好ましい。
【００１３】
この構成を有する波形再生装置において、上記優先順位には繰返しに対する優先順位と省略に対する優先順位があり、これらの優先順位は、各時間領域の繰返しあるいは省略が自然な順に各時間領域にそれぞれ付される。上記（５）の制御手段はこのような優先順位に従って繰り返す時間領域あるいは省略する時間領域の決定を行い、その決定に従って上記（２）の再構成手段により再構成波形が再構成される。そのため、本発明の波形再生装置により再生される波形が表す音楽は自然な構造を持つ。
【００１４】
本発明の波形再生装置は、制御手段が、再構成手段に、圧縮伸長手段により圧縮あるいは伸長が所定の圧縮伸長率の範囲内で行われることによって再生時間設定手段により設定された再生時間と同一の再生時間で波形再生を行うことのできる再構成波形を生成させるものであることが好ましい。
【００１５】
ここで圧縮伸長率は、波形の時間長に対する、その波形を時間軸方向に圧縮伸長して生成された波形の時間長の比をいう。
【００１６】
この構成を有する波形再生装置は、上記（３）の圧縮伸長手段により圧縮あるいは伸長が所定の圧縮伸長率の範囲内で行われるように上記（２）の再構成手段により再構成波形が生成される。上記範囲は、この範囲内の圧縮伸長率で圧縮伸長された波形が表す音楽のテンポは聴感上自然であるように設定されている。
【００１７】
また、この構成を有する波形再生装置では、上記範囲と上記優先順位とが併せて採用されることにより、上記（５）に示される、上記波形のうちの繰り返される時間領域とその繰返しの回数あるいは省略される時間領域及び、上記圧縮伸長率とが簡単なアルゴリズムにより決定される。
【００１８】
【発明の実施形態】
以下、本発明の波形再生装置の実施形態について説明する。
【００１９】
本実施形態の波形再生装置は、決まった時間長の音楽を表す波形（原波形）を、外部から設定された再生時間長と同じ時間長を持つ波形に変換してその波形を再生するものである。以下では、はじめにこの波形再生装置の基本的なアイディアを説明し、そのアイディアに基づいて、設定された再生時間に合わせて波形の時間長が変えられるにもかかわらず、その波形が表す音楽はピッチ及び、テンポが自然である理由について説明する。その後、波形再生装置の具体的な実施形態について説明する。
【００２０】
まず、この波形再生装置の基本的なアイディアを図１と図２により説明する。
【００２１】
図１は原波形とこの原波形を元にして再構成された波形とその波形が伸長されて生成された波形の構成の一例を示す図である。
【００２２】
図２は原波形とこの原波形を元にして再構成された波形とその波形が圧縮されて生成された波形の構成の一例を示す図である。
【００２３】
図１（Ａ）は原波形の構成の一例を表す図である。
【００２４】
図２（Ａ）は図１（Ａ）と同じ図である。図１（Ａ）と図２（Ａ）では、横方向が時間を表す。図中の４つのブロックの全体が原波形を表す。４つのブロックの各々が原波形の時間領域ａと時間領域ｂと時間領域ｃと時間領域ｄという４つの時間領域それぞれを表す。この原波形は上述したように音楽を表し、そして、その原波形は小節や拍のように音楽的な意味を持つ単位の時間領域で区切られている。ここでは、時間領域ａはイントロを表し、時間領域ｂはメロディ１を表し、時間領域ｃはメロディ２を表し、時間領域ｄはエンディングを表す。この原波形がそのまま再生されるときには、その再生は、左端の、時間領域ａの先頭から時刻００：００：００に始められ、イントロ、メロディ１、メロディ２、エンディングの順に進み、時刻００：００：３０に右端の、時間領域ｄの最後尾で終わる。つまりこの原波形は３０秒の時間長を持つ。なお、以下では、本発明の実施形態の波形再生装置を使用するユーザにとってメロディ１を繰り返す方がメロディ２を繰り返すよりも音楽的に好ましいものであり、かつ、メロディ２を省略する方がメロディ１を省略するより音楽的に好ましいものであると想定する。
【００２５】
さて、原波形を設定された再生時間長で再生する、本発明の波形再生装置の基本的なアイディアとは、原波形から、その原波形の区分けされた時間領域のうちいずれかの時間領域を複数回繰り返すかもしくは省略して新しく波形を再構成し、その再構成された波形（再構成波形）を時間軸方向に圧縮伸長するというものである。まず、３０秒の時間長を持つ原波形を４５秒の再生時間長で再生させる場合を考える。この場合、原波形を元にして波形は図１（Ｂ）に示されるように再構成される。
【００２６】
図１（Ｂ）は、原波形を元にして再構成された、原波形の時間長より長い時間の波形の構成の一例を表す図である。
【００２７】
ここでは、原波形から、時間領域ｂが繰り返されたａ，ｂ，ｂ，ｃ，ｄの順に並ぶ各時間領域で表される再構成波形が再構成されている。このように時間領域ｂが繰り返されているので、原波形に基づいてこのように再構成された波形の時間長は、原波形の３０秒と比べて４５秒の再生時間長により近づいている。さらに、この波形は図１（Ｃ）に示されるように圧縮伸長が施される。
【００２８】
図１（Ｃ）は、原波形を元にして再構成された波形が圧縮伸長により伸長された波形の構成の一例を表す図である。
【００２９】
ここでは、上記再構成波形の各時間領域が各々伸長されて全体で目的とする４５秒の時間長の波形が生成されている。本発明の実施形態の波形再生装置は、上記原波形から図１（Ｃ）に示す構成を持つ波形を再生する。
【００３０】
この波形の再生においては時間領域ｂを繰り返すという再構成の過程を含むため、以下に示すように、この波形再生装置により自然なテンポを持つ音楽を表す波形が再生される。まず、上記再構成の過程が含まれない場合を想定する。その場合には、原波形にそのまま圧縮伸長を施して４５秒の時間長の波形を生成するために原波形の時間長は全体で１５秒伸長されなくてはならない。一方、本実施形態では、まず原波形を元にして再構成波形を再構成することにより時間領域単位で波形全体の時間長が伸ばされる。そのため、圧縮伸長により波形が伸長される時間は１５秒より短い。このように、波形が伸長される時間が短くなることにより、再構成されかつ圧縮伸長された波形が表す音楽のテンポの間延びはそれほど大きくはなく聴感上自然な程度におさまる。
【００３１】
また、ピッチが変化しない圧縮伸長を施す場合、波形は上述した、再構成と圧縮伸長のいずれが行われてもその波形が表す音楽の各音のピッチは変わらない。そのため、上記波形再生装置により再生される波形が表す音楽のピッチは自然である。
【００３２】
また、上記波形再生装置により再生される波形は上述したように再構成された波形であるにもかかわらず、原波形の区分けされた時間領域のうち、メロディ１を表す時間領域ｂが繰返しの対象として選ばれており、この時間領域ｂが繰り返されて生成された波形は音楽的に自然な構造を持つ。
【００３３】
次に、３０秒の時間長を持つ原波形を２０秒の再生時間長で再生させる場合を考える。この場合、波形は図２（Ｂ）に示されるように再構成される。
【００３４】
図２（Ｂ）は、原波形を元にして再構成された、原波形の時間長より短い時間の波形の構成の一例を表す図である。
【００３５】
ここでは、時間領域ｃを省略して原波形をａ，ｂ，ｄの順に並べたブロックで表される波形が再構成されている。このように時間領域ｃが省略されているので、原波形に基づいてこのように再構成された波形の時間長は、原波形の３０秒と比べて２０秒の再生時間長により近い。さらに、この波形は図２（Ｃ）に示されるように時間軸方向に圧縮伸長が施される。
【００３６】
図２（Ｃ）は、原波形を元にして再構成された波形が圧縮伸長により圧縮された波形の構成の一例を表す図である。
【００３７】
ここでは、再構成された波形の各時間領域が各々圧縮されて全体で目的とする２０秒の時間長の波形が生成されている。本発明の実施形態の波形再生装置は、上記原波形からこの波形と同じ構成を持つ波形を再生する。
【００３８】
この波形の再生においても上記再構成の過程が含まれるため、上記再構成された波形が圧縮される時間長は、この再構成の過程が含まれない場合に原波形が圧縮される時間長と比較して短い。そのため、この波形再生装置により再生される波形が表す音楽のテンポは間が詰まりすぎることなく自然である。
【００３９】
また、上記波形再生装置により再生される波形が表す音楽のピッチは、ピッチが変わらない圧縮伸長を施す場合、上記４５秒の再生時間で再生される波形のピッチと同様に、再構成と圧縮伸長により変わらないため自然である。
【００４０】
また、原波形の時間領域のうち、イントロを表す時間領域ａ及びエンディングを表す時間領域ｄではなく、省略されても自然なメロディ２を表す時間領域ｃが省略の対象として選ばれるため、上記波形再生装置によりこの時間領域ｃが省略されて生成された波形は音楽的に自然な構造を持つ。
【００４１】
以上が本発明の基本アイディアであり、以下では、この基本アイディアを実現する、波形再生装置の具体的な実施形態について説明する。ここでは、上記基本アイディアで述べた、時間長が３０秒の４つの時間領域に区分けされた原波形を用いて、特に断りが無ければ図１に示された再生時間が４５秒に設定された場合について説明し、適宜、図２に示された再生時間が２０秒に設定された場合について説明する。
【００４２】
図３は本発明の波形再生装置の一実施形態を示すブロック図である。
【００４３】
波形再生装置１はＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）２とユーザ・インターフェース３とＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ ＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）４とＤＳＰ５（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）とを備えている。ＲＡＭ２は本発明にいう記憶部に相当し、上述した原波形のデータを記憶する。また、ユーザ・インターフェース３は本発明にいう再生時間設定手段に相当し、ここで再生時間が設定される。また、ＣＰＵ４は本発明にいう制御手段に相当し、上記再構成において原波形の各時間領域のうちいずれの時間領域を繰返しあるいは省略をさせるか、また繰返しの際には何回繰り返させるかを決定する。また、ＤＳＰ５は本発明にいう再構成手段と圧縮伸長手段に相当し、実際に上記時間領域の繰返しあるいは省略を行って波形を再構成し、さらに再構成された波形を時間軸方向に圧縮伸長する。
【００４４】
以下では、図３の他、適宜図４〜図１０を用いて、ＲＡＭ２、ユーザ・インターフェース３、ＣＰＵ４、ＤＳＰ５の順に詳細な説明を進める。
【００４５】
ＲＡＭ２に記憶される原波形のデータの詳細について説明する。
【００４６】
各種の波形のデータがＣＤ−ＲＯＭに格納されている。ユーザは波形再生装置１で再生を希望する音楽を表す波形のデータをＣＤ−ＲＯＭから選択することができる。ここでは上記原波形のデータが選択されたものとする。その選択されたデータは波形再生装置１に備わるＣＤ−ＲＯＭ制御回路６と波形再生装置１に備わるバス７を経由してＲＡＭ２に送られる。
【００４７】
このようにしてＲＡＭ２に格納された、原波形のデータのフォーマットが図４に示される。
【００４８】
図４はＲＡＭに格納された、原波形のデータのフォーマットを示す図である。
【００４９】
このフォーマットで表されるデータは５つの領域に分かれている。図の最上部の領域が全体のヘッダを表し、図の最底部の領域が原波形の波形データ本体を表す。残りの３つの領域に格納されるデータは原波形の特性を表し、図の上から２番目と３番目の領域がそれぞれ、圧縮伸長率の規定最大値と圧縮伸長率の規定最小値とを表す。圧縮伸長率の規定最大値は、伸長される波形に許される最大の圧縮伸長率を表し、圧縮伸長率の規定最小値は、圧縮される波形に許される最小の圧縮伸長率を表す。この圧縮伸長率の規定最小値と規定最大値は、上記原波形の各時間領域がこの規定最小値以上かつこの規定最大値以下の圧縮伸長率で圧縮伸長を施されたときにその圧縮伸長が施された波形が表す音楽のテンポが自然であるように、あらかじめ設定されている。上から４番目の領域は原波形から区分けされた各時間領域に関する情報を表す。この各時間領域に関する情報の内容を図５を用いて以下に説明する。
【００５０】
図５はＲＡＭに格納された各時間領域に関する情報を表すデータのフォーマットを示す図である。
【００５１】
このフォーマットで表されるデータは各時間領域特性を表す各データ領域に大きく分かれており、その各データ領域はさらに４つの領域に分かれている。図の最上部の領域が上記波形データ本体における時間領域ａのデータの先頭位置を示すスタート・アドレスを表す。次の領域が時間領域ａのサンプル数を表す。この時間領域ａのサンプル数は上記波形データ本体における時間領域ａのデータの長さを示し、この長さは時間領域ａの時間長を表す。
【００５２】
その次の領域は時間領域ａの繰返しに対する柔軟性を表し、さらにその次の領域は時間領域ａの省略に対する柔軟性を表す。ある時間領域の繰返し、省略に対する柔軟性とは、その時間領域の繰返し、省略によって波形の時間長を変えることが許される度合いを数字で表したものである。その柔軟性は１が最も高く、１の柔軟性を持つ時間領域は最も優先して繰り返され、あるいは省略される。また、その柔軟性は０が最も低く、０の柔軟性を持つ時間領域は繰返し、省略が許されない。ここでは、時間領域ａ，ｂ，ｃ，ｄそれぞれに対して、それぞれ０と１と０．５と０という、繰返しに対する柔軟性と、それぞれ０と０．５と１と０という、省略に対する柔軟性とが設定されている。
【００５３】
以上の領域が時間領域ａに関する情報を表す。図の、この時間領域ａに関する情報を表す領域の下に、時間領域ｂ，ｃ，ｄに関する情報を表す領域が続く。
【００５４】
上述した圧縮伸長率の規定最大値と圧縮伸長率の規定最小値及び各時間領域に関する情報が原波形の特性を表す。この原波形の特性を表すデータはＣＰＵ４により読み込まれる。この段階でユーザはＬＣＤ３＿１と各種スイッチ３＿２とからなるユーザ・インターフェース３により、最終的に波形再生装置１により再生される波形の再生時間長を希望する時間長に設定し、再生の開始を指示する。
【００５５】
図６はユーザ・インターフェースを示す図である。
【００５６】
ユーザ・インターフェース３の上部には、ＬＣＤ３＿１が備えられている。また、ユーザ・インターフェース３にはその他にスタート・キー３＿２＿１とストップ・キー３＿２＿２とカーソル・キー３＿２＿３とテン・キー３＿２＿４からなる各種スイッチ３＿２が備えられている。図６のＬＣＤ３＿１には、ＲＡＭ２に格納されている原波形の時間長（３０秒）と、その原波形を構成する小節の数（１６）とが示されている。ユーザはこれらの情報を見ながら、カーソル・キー３＿２＿３とテン・キー３＿２＿４を用いて数値を入力することにより、上述した再生時間長を希望する時間長（４５秒）に設定する。ＬＣＤ３＿１と各種スイッチ３＿２それぞれは、それぞれ波形再生装置１に備わるＬＣＤＩ／Ｆ回路９とスイッチ制御回路１０とを経由してさらにバス７を経由してお互いに、またＣＰＵ４とつながっている。そして、上記再生時間長を表すデータはＬＣＤ３＿１及びＣＰＵ４に伝えられる。そして、図６に示されるようにＬＣＤ３＿１に再生時間（４５秒）が表示される。
【００５７】
ＣＰＵ４はこの再生時間長を読みとった段階で、この再生時間長と原波形の特性を表すデータとに基づいて、原波形のどの時間領域が何回繰り返しＤＳＰ５により読み込まれるのが適切であるかの決定、及び原波形のどの時間領域がＤＳＰ５により読み込みを省略されるのが適切であるかの決定をしてその決定された情報をＤＳＰ５に送りＤＳＰ５を制御する。この決定と制御の詳細は図７に示される。
【００５８】
図７はＣＰＵのメインルーチンのフローチャートである。
【００５９】
ここでは、このメインルーチンで使用されるサブルーチンの説明のために適宜図８と図９と図１０とを交えて説明する。
【００６０】
このメインルーチンにおいて、原波形を原波形の時間長より時間の長い波形に変換する際には時間領域の繰返しの処理が実行され、原波形を原波形の時間長より時間の短い波形に変換する場合には時間領域の省略の処理が実行される。なお、以下で波形の省略に対して繰り返し回数を定義する場合があり、その場合には繰り返し回数が０の時間領域は省略される時間領域を表す。
【００６１】
このメインルーチンのステップＳ１において、各種スイッチ３＿２で設定された再生時間がＣＰＵ４に入力される。その後、ステップＳ２に進む。
【００６２】
ステップＳ２において、繰返しあるいは省略の柔軟性についてのソートが行われ、各々の時間領域に対して柔軟性の低い順に番号を付与する。具体的には、繰り返しに対しては時間領域ａ，ｄ，ｃ，ｂの順に、省略に対しては時間領域ａ，ｄ，ｂ，ｃの順に、それぞれｉ＝１，２，３，４の番号が付けられる。このソートを前処理として、次のステップＳ３に進む。
【００６３】
ステップＳ３〜ステップＳ５において、上述した基本的なアイディアの説明において述べた、波形の再構成のパターンと波形の圧縮伸長率との双方が決定される。ステップＳ３ではサブルーチンＳＢ３に進み、サブルーチンＳＢ３で波形の圧縮伸長率の計算が行われる。例えば、再生時間が４５秒の場合に、このメインルーチン中でステップＳ３に最初に入ったときには、原波形が圧縮伸長の対象となるので、設定された再生時間４５秒に対する原波形の時間長３０秒の比がとられて１．５という圧縮伸長率が計算される。この計算のサブルーチンの詳細については後に説明する。
【００６４】
次にこの計算された圧縮伸長率が、圧縮伸長率の規定最小値以上かつ規定最大値以下という規定された範囲におさまるかどうかを判断する。
上記圧縮伸長率がこの規定された範囲内におさまるときにはステップＳ３〜ステップＳ５のループから抜け出てステップＳ６に進む。一方、上記圧縮伸長率がこの規定された範囲外にあるときにはステップＳ４に進む。
【００６５】
ステップＳ４において、上記圧縮伸長率が限界か否か、つまり上記再構成のパターンをどのように変えてもこの圧縮伸長率を上記規定された範囲内におさめることができないのかできるのかを判断する。このステップＳ４は極端な再生時間が設定された場合に対処するためのものである。例えば、設定された再生時間が非常に短い時間である場合を考える。このとき、ステップＳ３〜ステップＳ５のループで省略が進められて時間領域ａと時間領域ｄとが１つづつ残る波形が設定される。この２つの時間領域は省略に対する柔軟性が０であるので省略され得ない。この状態でなお上記圧縮伸長率が上記規定された範囲外にある場合には、正規の手続きでは目的とする再生時間長を持つ波形を設定できない。そこで、上記圧縮伸長率が限界であるときには、ステップＳ３〜ステップＳ５のループから抜け出てステップＳ６に進む。この圧縮伸長率は上記規定された範囲外にあるが、上記設定された再生時間に合わせて強制的に圧縮伸長が行われるよう設定される。一方、上記圧縮伸長率が上記規定された範囲内にあるときには、次のステップＳ５に進む。
【００６６】
ステップＳ５においては、１つの時間領域に着目しその時間領域の繰返し回数あるいはその時間領域の省略の有無を設定し直す。この設定を行うサブルーチンＳＢ５のフローチャートについては後に説明する。このメインルーチンのステップＳ５のサブルーチンＳＢ５で各時間領域の繰返しの回数あるいは省略の有無が設定されて、再びステップＳ３に戻る。そして、圧縮伸長量が上述したような限界に達しない限り、ステップＳ３〜Ｓ５のループを回り、ＣＰＵ４により計算された時間軸の圧縮伸長率が上記規定された範囲内に入るよう、波形が繰り返される時間領域とその繰返し回数あるいは省略される時間領域の設定を行い続けて、最終的にそれらの時間領域と繰り返し回数とを決定する。この決定がなされた後ステップＳ６に進む。
【００６７】
ステップＳ６では、サブルーチンＳＢ６に入って上記決定を元にＣＰＵ４がＤＳＰ５を制御する。このサブルーチンＳＢ６の詳細については後に述べる。
【００６８】
先に説明を省略したサブルーチンＳＢ３について図８を使用して説明する。
【００６９】
図８は波形の圧縮伸長率の計算をするサブルーチンのフローチャートである。
【００７０】
このサブルーチンのステップＳ３１、ステップＳ３２において、積算時間＝０からスタートし、順に各時間領域での繰返し回数×各時間領域の時間長を計算して、その積が積算時間に加算される。具体的には、最初に繰り返し、及び省略のいずれの設定もされていない場合には、１×時間領域ａの時間長＋１×時間領域ｂの時間長＋１×時間領域ｃの時間長＋１×時間領域ｄの時間長の３０秒が計算される。その後、再生時間長が４５秒に設定された場合、最終的には、メインルーチンのステップＳ３〜ステップＳ５のループにおいて、上述したような、時間領域ｂが繰り返される再構成のパターンが選択される。その場合には、１×時間領域ａの時間長＋２×時間領域ｂの時間長＋１×時間領域ｃの時間長＋１×時間領域ｄの時間長が計算される。また、再生時間長が２０秒に設定された場合、最終的には、時間領域ｃが省略される再構成のパターンが選択される場合には、１×時間領域ａの時間長＋１×時間領域ｂの時間長＋０×時間領域ｃの時間長＋１×時間領域ｄの時間長が計算される。この積算時間の計算が終了すると、次のステップＳ３３に進む。
【００７１】
ステップＳ３３において、上記設定された再生時間の、前ステップで計算された積算時間に対する比がとられて圧縮伸長量率が計算される。この計算の後、図７に示すメインルーチンのステップＳ３に戻る。
【００７２】
次に、先に説明を省略したサブルーチンＳＢ５について図９を使用して説明する。
【００７３】
図９は波形の再構成のパターンを設定するサブルーチンのフローチャートである。
【００７４】
まず、時間領域の繰り返しによる再構成のパターンを設定する場合について説明する。このサブルーチンＳＢ５のステップＳ５１において、ステップＳ２でソートされて番号ｉが付与された１つの時間領域に対してその時間領域の繰返しが可能かどうかが判断される。この判断は番号ｉが大きい順に行われるので、最初は最も繰返しの柔軟性の高い時間領域ｂに対して繰返しが可能かどうかが判断される。時間領域ｂは上述したように柔軟性が１であるので繰返しが可能である。このように繰返しが可能であると判断されれば次のステップＳ５２に進む。しかし、仮にこのステップＳ５１での判断が時間領域ａに対する判断であるときには、時間領域ａに対する繰返しの柔軟性は０である。このときには、繰返しは不可能であると判断され、ジャンプしてステップＳ５５に進むことになる。
【００７５】
次のステップＳ５２〜ステップＳ５４では、番号ｉの時間領域に対して繰返しを設定し、番号ｉを１つ小さくする。そして、ｉ＝０かどうかを判断し、ｉ＝０でなければメインルーチンに戻り、ｉ＝０ならばステップＳ５５に進む。
【００７６】
ステップＳ５５では、番号ｉを最大値に、すなわち原波形を構成する時間領域の数である４に設定する。これにより、再び繰返しの柔軟性が最高である時間領域に対してさらに繰返しの設定が考慮される。例えば、仮に再生時間が４５秒よりかなり長い場合には、まず、ステップＳ５２でｉ＝４の番号を付与された時間領域ｂに対して繰返しが設定され、メインルーチンのループを経由して次にこのステップＳ５２を訪れるときには、ｉ＝３の番号を付与された時間領域ｃに対して繰返しが設定される。その次にメインルーチンのループを経由するとステップＳ５１でｉ＝２の番号を付与された時間領域ａに対する繰返しが不可能と判断されるので、ステップＳ５５で再びｉ＝４に設定される。このようにしてステップＳ５２において以後時間領域ｂ、時間領域ｃ、時間領域ｂ、時間領域ｃのように繰返しが設定されて、時間領域ｂと時間領域ｃに対する繰返し回数が増えていく。このステップＳ５５において番号ｉの設定が終了するとサブルーチンＳＢ５を抜けてメインルーチンのステップＳ５に戻る。
【００７７】
次に、時間領域の省略による再構成のパターンを設定する場合について説明する。この場合には、ｃから順に省略が可能かどうか判断され、省略が可能であるので次のステップＳ５２に進む。また、繰返しによる再構成のパターンを設定する場合と同様に、仮にこのステップＳ５１での判断が時間領域ａに対する判断であるときには、時間領域ａに対する省略の柔軟性は０であるので省略は不可能であると判断され、ジャンプしてステップＳ５５に進む。
【００７８】
次のステップＳ５２〜ステップＳ５４では、番号ｉの時間領域に対してくり返しの代わりに省略を設定する他は、繰返しによる再構成のパターンを設定する場合と同様に進む。
【００７９】
ステップＳ５５では、番号ｉを最大値に、すなわち原波形を構成する時間領域の数である４に設定する。しかし、省略による再構成のパターンを設定する場合には、単に設定されるだけであり、再び時間領域が省略されるということはない。このため、最終的には、全くどの時間領域も省略されないか、時間領域ｃのみが省略されるか、時間領域ｃと時間領域ｂのみが省略されるかの３通りの再構成のパターンのみが実現される。このステップＳ５５において番号ｉの設定が終了するとサブルーチンＳＢ５を抜けてメインルーチンのステップＳ５に戻る。
【００８０】
先に説明を省略したサブルーチンＳＢ６について図１０を使用して説明する。ここではサブルーチンＳＢ６についての説明に加えてＤＳＰ５により波形が再構成されて圧縮伸長される様子についても並行して説明する。
【００８１】
図１０は、ＣＰＵがＤＳＰを制御するサブルーチンのフローチャートである。
【００８２】
このサブルーチンＳＢ６のステップＳ６１のループにおいて、ＣＰＵ４はスタート・キー３＿２＿１からの再生開始の指示を待ち、ユーザがスタート・キー３＿２＿１により再生開始を指示すると、ＣＰＵ４はその指示を受け取って次のステップＳ６２に進む。
【００８３】
ステップＳ６２〜Ｓ６３において、上記ステップＳ３〜Ｓ５のループで決定された波形の各時間領域の繰返し回数と圧縮伸長率とをＤＳＰ５に伝達する。その後ステップＳ６４に進み、再生開始の指示をＤＳＰ５に伝達して、ステップＳ６５のループに進む。
【００８４】
以下、このステップＳ６５におけるＤＳＰ５の再生処理について説明する。ＤＳＰ５はこの再生開始の指示を受けるとＲＡＭ２に格納されている原波形の本体のデータを読み込みを始める。ＤＳＰ５はその波形データを上述した読み込み方に従って順に時間領域ａのデータの先頭から読み込み始め、時間領域ｂのデータを最後まで読み込み終わると、再び時間領域ｂのデータの先頭のアドレスに戻り、時間領域ｂのデータを順に読み始める。次に時間領域ｂのデータを読み込み終わると、今度は時間領域ｃのデータの先頭から読み込みを始め、時間領域ｄのデータを最後まで読み込む。このようにＤＳＰ５に読み込まれた波形データは、読み込まれたから順に、ＣＰＵ４によって決定された圧縮伸長率でＤＳＰ５により時間軸方向に伸長されて４５秒の再生時間長の波形が生成される。
【００８５】
一方、目的とする再生時間が２０秒である場合には、ＤＳＰ５は時間領域ｂのデータをとばして、時間領域ａ、時間領域ｂ、時間領域ｃのデータを順に読み込む。この波形データは、ＤＳＰ５により時間軸方向に圧縮されて２０秒の再生時間長の波形が生成される。
【００８６】
ＤＳＰ５が波形を再生している間、ＣＰＵ４はステップＳ６５のループで待機してストップ・キー３＿２＿２からの再生終了の指示を待つ。そして、その再生終了の指示がなければ上記設定された再生時間が経過するとそのループを抜けて次のステップＳ６６へ進む。もしくはストップ・キー３＿２＿２から再生終了の指示があるとそのループを抜けて次のステップＳ６６に進む。ステップＳ６６ではＤＳＰ５に再生終了の指示を伝達し、ＤＳＰ５は再生を中止する。その後、このサブルーチンＳＢ６を抜け、メインルーチンを終了する。
【００８７】
このように、このフローチャートに従って繰返しの柔軟性と省略の柔軟性を通して音楽的に自然な構造を持つ波形の再構成のパターンが自動的に決定され、さらに波形の圧縮伸長率が計算される。そして、この再構成のパターンと圧縮伸長率とに従ってＤＳＰ５によりテンポに関して聴感上自然な波形が再生される。
【００８８】
なお、本実施形態では、１つの時間領域のみが１回繰返されるかあるいは省略される場合を扱ったが、本発明の波形再生装置では、複数の時間領域が繰り返されるかあるいは省略されてもよいし、複数回繰り返されても良い。
【００８９】
なお、本実施形態では、各種スイッチ３＿２において再生時間の設定が行われたが、本発明の波形再生装置では、各種スイッチ３＿２によりその他に、圧縮伸長率の最小値及び、圧縮伸長率の最大値及び、原波形からの各時間領域の切り出し方及び、各時間領域の時間軸伸長時の柔軟性及び、各時間領域の時間軸圧縮時の柔軟性等の設定がされるものであってもよい。
【００９０】
なお、本実施形態では波形の再構成がどのように行われても上記圧縮伸長率が上記規定された範囲外にあるときには、波形はＤＳＰ５により強制的に圧縮伸長されたが、本発明の波形再生装置では警告を表示してユーザに指示を仰ぐなど様々な方法が考えられる。
【００９１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、再生時間を大きく調整しても、記憶されている波形を、テンポが自然な波形として再生する波形再生装置が構成される。
【図面の簡単な説明】
【図１】原波形とこの原波形を元にして再構成された波形とその波形が伸長されて生成された波形の構成の一例を示す図である。
【図２】原波形とこの原波形を元にして再構成された波形とその波形が圧縮されて生成された波形の構成の一例を示す図である。
【図３】本発明の波形再生装置の一実施形態を示すブロック図である。
【図４】ＲＡＭに格納された、原波形のデータとその原波形の特性を表すデータの両データのフォーマットを示す図である。
【図５】ＲＡＭに格納された各時間領域に関する情報を表すデータのフォーマットを示す図である。
【図６】ユーザ・インターフェースを示す図である。
【図７】ＣＰＵのメインルーチンのフローチャートである。
【図８】波形の圧縮伸長率の計算をするサブルーチンのフローチャートである。
【図９】波形の再構成のパターンを設定するサブルーチンのフローチャートである。
【図１０】ＣＰＵがＤＳＰを制御するサブルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
１ 波形再生装置
２ ＲＡＭ
３ ユーザ・インターフェース
３＿１ ＬＣＤ
３＿２ 各種スイッチ
４ ＣＰＵ
５ ＤＳＰ
６ ＣＤ−ＲＯＭ制御回路
７ バス
８ ＲＯＭ
９ ＬＣＤのＩ／Ｆ回路
１０ スイッチ制御回路
１１ Ｄ／Ａ変換器
１２ 増幅回路
３＿２＿１ スタート・キー
３＿２＿２ ストップ・キー
３＿２＿３ カーソル・キー
３＿２＿４ テン・キー

Claims (2)

1. 複数の時間領域に区分けされてなる波形を記憶する記憶手段と、
   前記波形から、区分けされた時間領域のうちのいずれかの時間領域を省略しあるいはいずれかの時間領域を複数回繰り返すことにより再構成波形を生成する再構成手段と、
   波形の各時間領域内を時間軸方向に圧縮あるいは伸長する圧縮伸長手段と、
   波形の再生時間を設定する再生時間設定手段と、
   前記再構成手段に、前記記憶手段に記憶された波形から、前記圧縮伸長手段により圧縮あるいは伸長が所定の圧縮伸長率の範囲内で行われることによって前記再生時間設定手段により設定された再生時間と同一の再生時間で波形再生を行うことのできる再構成波形を生成させるとともに、前記圧縮伸長手段に、前記再生時間設定手段により設定された再生時間と同一の再生時間で波形再生が行われるように前記再構成波形を圧縮あるいは伸長させる制御手段とを備えたことを特徴とする波形再生装置。
2. 前記記憶手段が、複数の時間領域に区分けされるとともに各時間領域に複数回繰り返す場合、あるいは各時間領域を省略する場合の優先順位が付されてなる波形を記憶するものであって、
   前記再構成手段が前記記憶手段に記憶された波形から時間領域を繰り返して、あるいは時間領域を省略して再構成波形を生成するにあたり、前記制御手段が、各時間領域に付された優先順位に従って繰り返す時間領域あるいは省略する時間領域を決定するものであることを特徴とする請求項１記載の波形再生装置。

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