JP4179268B2 - データ合成装置およびデータ合成処理のプログラム - Google Patents
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Description
この特許によれば、音高指定情報を発生する鍵盤などの音高指定情報発生手段と、人間の声の発音を特徴付ける複数のフォルマントのそれぞれの時系列情報を記憶したROMなどのフォルマント情報記憶手段と、音高指定情報発生手段からの音高指定情報の発生に応答して、所定のシーケンスで時系列情報を順次読み出す読み出し手段であって、音高指定情報が所定の時間内に連続して発生した場合にはその連続した最初の音高指定情報による以外ではシーケンスを進めないものと、音高指定情報発生手段から発生される各音高指定情報ごとに、音高指定情報と読み出し手段で読み出される順次のフォルマント情報とに基づく音声を形成するフォルマント形成音源であって、複数の音声を並列的に形成可能なものとを具備している。
したがって、音高指定情報発生手段により指定された音高の人間の音声を合成することができる。また、複数音高、同一音声の同時発音、すなわちコーラス歌唱が可能となる。(特許文献1参照)
図1は、第1実施形態における電子鍵盤楽器の構成を示すブロック図である。CPU1は、システムバスを介して、鍵盤2、スイッチ部3、ROM4、RAM5、表示部6、A/D変換器8、楽音生成部9に接続されており、これら各部との間で指令およびデータを授受して、この電子鍵盤楽器全体を制御する。さらに、A/D変換器8には、音声を入力するマイク7が接続されている。また、楽音生成部9には、D/A変換器10が接続され、D/A変換器10には増幅器やスピーカ(図示せず)を有するサウンドシステム11が接続されている。
wf={1−cos(2π×wmp1/WaveSize)}/2
ここでwmp1は、音声波形メモリ21において、1サンプルの書き込みごとにインクリメントする書き込みポインタであり、音声波形メモリ21の先頭アドレスから0、1、…、WaveSize−1の値をとるものとする。
m=v+log2n
図11は、CPU1によって実行されるメインルーチンのフローチャートである。初期処理(ステップSA1)の後、スイッチ部3をサーチするスイッチ処理(ステップSA2)、鍵盤2をサーチする鍵盤処理(ステップSA3)、表示処理などのその他の処理(ステップSA4)を繰り返し実行する。なお、ステップSA1の初期設定においては、図10(A)に示した制御パラメータについて以下の初期設定を行う。
ステップSC11若しくはステップSC13の処理後、又は、ステップSC10においてStageが1でない場合、又は、ステップSC12においてMinsHldCntのカウント値がHldCntの値を超えない場合には、PlusHldCntおよびMinsHldCntのカウント値をそれぞれインクリメントする(ステップSC14)。
InputWave×{1−cos(2π×wmp1/WaveSize)}/2
そして、wmp1の値をインクリメントして(ステップSD5)、メインルーチンに戻る。
したがって、マイク7から得られる音声波形データであっても、音声波形データの基音に基づいて、演奏波形データと位相ずれのないデータ合成を行うことにより、人間の声のフォルマントを有する任意の音高の合成波形データを歪みのない状態で出力することができる。
また音声波形データは常に、検出された始期から音声波形メモリ21に記憶するため、図7に示すように1つの音声波形メモリに音声波形データを上書きして書き込む場合でも、音声波形安定時は書き込みポインタのアドレスの前後での音声波形データの不連続性が小さく、したがって複数の音声波形メモリを用いることなく上述の動作を実現することができる。
したがって、より品質の高い合成波形データを生成することができる。
あるいは、CPU1は、図2に示したように、音声波形データと演奏に応じて発生したパルス波形とを畳み込み演算する際に、窓関数テーブル27に記憶されたハニング窓の窓関数のパラメータを乗算する。
したがって、人間の声の特徴であるフォルマントを有する音声波形データを演奏波形データに合成することができる。
したがって、人間の声の特徴であるフォルマントを有する任意の音高の音声波形データに対して窓関数のパラメータを乗算することができる。
したがって、音声波形データに含まれている基音および倍音の中から基音の周期だけを検出することができる。
したがって、図13のフローチャートに示したように、音声波形データに含まれている基音および倍音の中から基音の周期だけを簡単な音声波形処理によって検出することができる。
したがって、音声波形データに含まれている倍音の振幅が比較的大きい場合でも、基音の周期だけを確実に検出することができる。
したがって、マイク7から入力される音声の音高すなわちピッチの周期が流動的である場合でも、柔軟に追従してその周期を確実に検出することができる。
したがって、図4に示したように、音声波形データのゼロクロスポイントから音声波形メモリ21に書き込むことにより、周期の始期をより確実に特定して音声波形データを書き込むことができる。
図18は、第2実施形態におけるデータ合成処理機能を示すブロック図である。図18には、アナログの音声信号をディジタル化して、音声波形データおよび周期データをあらかじめ記憶した音声・周期メモリ29が設けられている。この音声・周期メモリ29には、図19に示すように、音声波形データ(WaveMem3[])が記憶され、その最下位ビットには周期パルスデータが記憶されている。この記憶においては、図20に示すように、あらかじめ音声波形メモリ21のメモリサイズWaveSizeで音声波形データをインパルス応答として切り出しておき、それを連続して音声・周期メモリ29に配置・記憶することで周期情報を記憶するのを省略できる。したがって、図2および図8に示したデータ合成処理機能とは異なり、A/D変換器8および周期検出部22は必要ない。また、図10に示した第1実施形態のRAMの構成においても、周期を検出するためのレジスタは必要ない。他の構成については、図8に示したデータ合成処理機能と同じであるので、重複する説明は省略する。
したがって、周期を検出する処理を行う必要がなくなり、データ合成処理の処理速度を速くできる。
音声波形データの周期の始期を検出する第1のステップと、前記第1のステップによって検出された周期の始期から、当該音声波形データを第1の記憶手段に記憶する第2のステップと、特定の周期のパルス情報を含む楽音波形データを第2の記憶手段に記憶する第3のステップと、前記第1の記憶手段に記憶された音声波形データと前記第2の記憶手段に記憶された楽音波形データとを畳み込み演算して、前記第2の記憶手段に記憶された特定の周期に同期した合成波形データを出力する第4のステップと、を実行する。
2 鍵盤
3 スイッチ部
4 ROM
5 RAM
6 表示部
7 マイク
8 A/D変換器
9 楽音生成部
10 D/A変換器
11 サウンドシステム
21 音声波形メモリ
22 周期検出部
23 書込制御部
24 パルスジェネレータ
25 演奏波形メモリ
26 畳込演算部
27 窓関数テーブル
28 乗算器
29 音声・周期メモリ
Claims (2)
- 音声波形データの正のピークホールドおよび負のピークホールドを生成し、当該生成された正のピークホールドが前記音声波形データの正のピークから一定時間が経過した後から所定の減衰係数で減衰した値と当該音声波形データの振幅とが交差する第1のポイント、前記生成された負のピークホールドが前記音声波形データの負のピークから前記一定時間が経過した後から前記所定の減衰係数で減衰した値と当該音声波形データの振幅とが交差する第2のポイント、および前記音声波形データが負から正に変化するゼロクロスポイントを順次検出して、当該音声波形データの周期の始期を検出する周期検出手段と、
前記周期検出手段によって検出された周期の始期から、当該音声波形データを第1の記憶手段に記憶する第1の記憶制御手段と、
特定の周期のパルス波形データを第2の記憶手段に記憶する第2の記憶制御手段と、
前記第1の記憶手段に記憶された音声波形データと前記第2の記憶手段に記憶されたパルス波形データとを畳み込み演算して、前記第2の記憶手段に記憶された特定の周期に同期した合成波形データを出力する畳込演算手段と、
を備えたデータ合成装置。
- 音声波形データの正のピークホールドおよび当該音声波形データの負のピークホールドを生成し、当該生成された正のピークホールドが前記音声波形データの正のピークから一定時間が経過した後から所定の減衰係数で減衰した値と前記音声波形データの振幅とが交差する第1のポイント、前記生成された負のピークホールドが前記音声波形データの負のピークから前記一定時間が経過した後から前記所定の減衰係数で減衰した値と前記音声波形データの振幅とが交差する第2のポイント、および当該音声波形データが負から正に変化するゼロクロスポイントを順次検出して、当該音声波形データの周期の始期を検出する第1のステップと、
前記第1のステップによって検出された周期の始期から、当該音声波形データを第1の記憶手段に記憶する第2のステップと、
特定の周期のパルス波形データを第2の記憶手段に記憶する第3のステップと、
前記第1の記憶手段に記憶された音声波形データと前記第2の記憶手段に記憶されたパルス波形データとを畳み込み演算して、前記第2の記憶手段に記憶された特定の周期に同期した合成波形データを出力する第4のステップと、
をコンピュータに実行させるデータ合成処理のプログラム。
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