JP4736046B2 - Waveform data production method, waveform data production apparatus, program, and waveform memory production method - Google Patents
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本発明は、楽音信号にビブラートを付与する装置に用いて好適な波形データ生産方法、波形データ生産装置、プログラムおよび波形メモリ生産方法に関する。 The present invention relates to a waveform data production method, a waveform data production apparatus, a program, and a waveform memory production method suitable for use in a device that applies vibrato to a musical sound signal.
楽音信号にビブラートを付与する技術としては、種々のものが提案されている。最も単純なものは、低周波発振器(LFO)によって数Hz程度の変調波形を生成し、この変調波形によって楽音信号のピッチを単に変調するものが知られている。また、特許文献1においては、ビブラート付きで演奏された楽音をサンプリングし、そのサンプリング結果からアタック部およびループ部の波形データを切り出す技術が開示されている。楽音の再生時においては、アタック部が最初に1回だけ再生され、その後にループ部が繰り返し再生されることになる。また、特許文献2においては、ループ部の波形メモリを2系統設ける技術が開示されている。この技術によれば、低周波発振器(LFO)による変調波形によってピッチが変調され、両波形メモリの波形データが、これらの波形メモリを同位相で読み出される。両波形データはミキシングされるが、両波形データのミキシング比は、該変調波形によって増減される。
Various techniques for adding vibrato to a musical sound signal have been proposed. As the simplest one, a modulation waveform of about several Hz is generated by a low frequency oscillator (LFO), and the pitch of a musical tone signal is simply modulated by this modulation waveform.
しかし、上述した各技術のうち、変調波形によって楽音信号のピッチを単に変調する技術は、ビブラートに応じた音色変化を楽音信号に付与することができず、楽音信号が不自然になるという問題があった。また、特許文献1に開示された技術によれば、ビブラートの周期や深さが波形データそのものによって決定されてしまうため、ビブラートの周期や深さを変化させることができない。従って、ビブラートの周期や深さなどに様々なバリエーションを持たせるとすると、そのバリエーションの数だけ楽音をサンプリングしなければならず、波形メモリの所要容量が増大するという問題があった。
However, among the above-described technologies, the technology that simply modulates the pitch of the tone signal with the modulation waveform cannot give the tone signal a timbre change according to vibrato, and the tone signal becomes unnatural. there were. Also, according to the technique disclosed in
一方、特許文献2に開示された技術においては、変調波形やミキシング比の設定状態によってビブラートの周期や深さを自由に設定することができる。しかし、特許文献2においては、2系統の波形メモリに記憶させる波形データの作成方法について開示されていなかった。この発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、楽音信号にビブラートを付与するに際して複数系統の波形データを生成できる波形データ生産方法、波形データ生産装置、プログラムおよび波形メモリ生産方法を提供することを目的としている。
On the other hand, in the technique disclosed in
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記載の波形データ生産方法にあっては、ピッチが変動する原波形データ(30)の周波数成分を分析し、ピッチ成分(k=1)および倍音成分(k>2)の周波数(fkq)の軌跡(80,82,84)と、振幅レベルの軌跡とから成る原分析データを求める分析過程と、前記原分析データ中における一部の時間範囲であって前記原分析データの先頭部分を含まない平坦化範囲内において、前記ピッチ成分の周波数が一定の平坦化ピッチ周波数(fp)になるように前記原分析データを修正することによって平坦化分析データを求める平坦化過程(38)と、前記平坦化範囲内において、ユーザの操作により、前記原分析データ中における対応するポイントのピッチ成分の周波数が、前記原分析データ中におけるピッチ成分の周波数の平均値よりも高くなる時間軸上のポイントである第1種ポイント(上側ポイントP0〜P4)が一または複数指定されると、該第1種ポイント毎に前記ピッチ成分および倍音成分の前記平坦化分析データ中における振幅レベルである第1の振幅レベル(LUkq)を取得する第1の振幅レベル取得過程(24)と、前記平坦化範囲内において、ユーザの操作により、前記原分析データ中における対応するポイントのピッチ成分の周波数が、前記原分析データ中におけるピッチ成分の周波数の平均値よりも低くなる時間軸上のポイントである第2種ポイント(下側ポイントR0〜R5)が一または複数指定されると、該第2種ポイント毎に前記ピッチ成分および倍音成分の前記平坦化分析データ中における振幅レベルである第2の振幅レベル(LDkq)を取得する第2の振幅レベル取得過程(26)と、前記平坦化分析データにおけるピッチ成分および倍音成分の前記第1種ポイント以外のポイントに対して前記第1の振幅レベルに応じた振幅レベルを適用して成る第1の振幅修正分析データ(上側決定論的分析データ)を生成する第1の振幅修正過程(40)と、前記平坦化分析データにおけるピッチ成分および倍音成分の前記第2種ポイント以外のポイントに対して前記第2の振幅レベルに応じた振幅レベルを適用して成る第2の振幅修正分析データ(下側決定論的分析データ)を生成する第2の振幅修正過程(42)と、前記第1の振幅修正分析データに基づいて第1の波形データを合成するとともに、前記第2の振幅修正分析データに基づいて第2の波形データを合成する合成過程(44,46,58,60,62,64)とを有することを特徴とする。
さらに、請求項2記載の構成にあっては、請求項1記載の波形データ生産方法において、前記第1の振幅修正過程は、前記第1種ポイントのうち、時間軸上で最後のポイント(P4)以降、前記平坦化分析データのピッチ成分および倍音成分の振幅レベルが、該最後のポイント(P4)に係る第1の振幅レベルになるように前記平坦化分析データを変更することによって前記第1の振幅修正分析データ(上側決定論的分析データ)を生成する過程であり、前記第2の振幅修正過程は、前記第2種ポイントのうち、時間軸上で最後のポイント(R5)以降、前記平坦化分析データのピッチ成分および倍音成分の振幅レベルが、該最後のポイント(R5)に係る第2の振幅レベルになるように前記平坦化分析データを変更することによって前記第2の振幅修正分析データ(下側決定論的分析データ)を生成する過程であり、前記第1種ポイントのうち先頭のポイント以降、かつ、前記第2種ポイントのうち先頭のポイント以降の時間範囲の中から、前記平坦化ピッチ周波数(fp)に係る周期の整数倍の時間範囲をループ範囲として指定するループ範囲指定過程をさらに有し、前記第1の波形データは、前記第1の振幅修正分析データのうち前記ループ範囲のデータに基づいたループ部と、前記原波形データの先頭から前記平坦化範囲の直前までの時間範囲のデータに基づいたアタック部とを有するものであり、前記第2の波形データは、前記第2の振幅修正分析データのうち前記ループ範囲のデータに基づいたループ部と、前記原波形データの先頭から前記平坦化範囲の直前までの時間範囲のデータに基づいたアタック部とを有するもの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記載の波形データ生産方法において、前記第1種ポイント(P0〜P4)および前記第2種ポイント(R0〜R5)は、各々複数指定されるものであり、前記第1の振幅修正過程は、前記第1の振幅修正分析データ内において、前記複数の第1種ポイントにおけるピッチ成分および倍音成分の振幅レベルを、各々対応する前記第1の振幅レベルに設定するとともに、前記各第1種ポイントの相互間の中間ポイントにおけるピッチ成分および倍音成分の振幅レベルを、該中間ポイントの前後の第1種ポイントにおけるピッチ成分および倍音成分の振幅レベルを補間して成る振幅レベルに設定するものであり、前記第2の振幅修正過程は、前記第2の振幅修正分析データ内において、前記複数の第2種ポイントにおけるピッチ成分および倍音成分の振幅レベルを、各々対応する前記第2の振幅レベルに設定するとともに、前記各第2種ポイントの相互間の中間ポイントにおけるピッチ成分および倍音成分の振幅レベルを、該中間ポイントの前後の第2種ポイントにおけるピッチ成分および倍音成分の振幅レベルを補間して成る振幅レベルに設定するものであり、前記合成過程(44,46,58,60,62,64)は、前記第1種ポイントにおけるピッチ成分および倍音成分の振幅レベルと前記第1種ポイントにおけるピッチ成分の間および倍音成分の間を補間されて設定された振幅レベルである修正された振幅レベルとに基づいて前記第1の波形データを合成するとともに、前記第2種ポイントにおけるピッチ成分および倍音成分の振幅レベルと前記第2種ポイントにおけるピッチ成分の間および倍音成分の間を補間されて設定された振幅レベルである修正された振幅レベルとに基づいて前記第2の波形データを合成する過程であることを特徴とする。
さらに、請求項4記載の構成にあっては、請求項3記載の波形データ生産方法において、前記第1の振幅修正過程は、さらに、前記第1種ポイントのうち、時間軸上で最後のポイント(P4)以降、前記平坦化分析データのピッチ成分および倍音成分の振幅レベルが、該最後のポイント(P4)に係る第1の振幅レベルになるように前記平坦化分析データを変更することによって前記第1の振幅修正分析データ(上側決定論的分析データ)を生成する過程であり、前記第2の振幅修正過程は、さらに、前記第2種ポイントのうち、時間軸上で最後のポイント(R5)以降、前記平坦化分析データのピッチ成分および倍音成分の振幅レベルが、該最後のポイント(R5)に係る第2の振幅レベルになるように前記平坦化分析データを変更することによって前記第2の振幅修正分析データ(下側決定論的分析データ)を生成する過程であることを特徴とする。
さらに、請求項5記載の構成にあっては、請求項3または4記載の波形データ生産方法において、前記第1種ポイントのうち先頭のポイント以降、かつ、前記第2種ポイントのうち先頭のポイント以降の時間範囲の中から、前記平坦化ピッチ周波数(fp)に係る周期の整数倍の時間範囲をループ範囲として指定するループ範囲指定過程をさらに有し、前記第1の波形データは、前記第1の振幅修正分析データのうち前記ループ範囲のデータに基づいたループ部と、前記原波形データの先頭から前記平坦化範囲の直前までの時間範囲のデータに基づいたアタック部とを有するものであり、前記第2の波形データは、前記第2の振幅修正分析データのうち前記ループ範囲のデータに基づいたループ部と、前記原波形データの先頭から前記平坦化範囲の直前までの時間範囲のデータに基づいたアタック部とを有するものであることを有することを特徴とする。
また、請求項6記載の波形データ生産装置にあっては、請求項1ないし5の何れかに記載の波形データ生産方法を実行することを特徴とする。
また、請求項7記載のプログラムにあっては、請求項1ないし5の何れかに記載の波形データ生産方法を処理装置に実行させることを特徴とする。
また、請求項8記載の波形メモリ生産方法にあっては、楽音信号の生成に使用される波形メモリを生産する、波形メモリ生産方法であって、請求項1ないし5の何れかに記載の波形データ生産方法を実行する過程と、生産された前記第1および第2の波形データを記録媒体に書き込む過程とを有することを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention is characterized by having the following configuration. The parentheses are examples.
In the waveform data production method according to
Furthermore, in the configuration according to
Furthermore, in the configuration according to claim 3, in the waveform data production method according to
Furthermore, in the configuration according to claim 4, in the waveform data production method according to claim 3, the first amplitude correction process further includes a last point on the time axis among the first type points. (P4) After that, the flattening analysis data is changed so that the amplitude levels of the pitch component and the harmonic component of the flattening analysis data become the first amplitude level related to the last point (P4). The first amplitude correction analysis data (upper deterministic analysis data) is generated, and the second amplitude correction process further includes the last point (R5) on the time axis among the second type points. ) Thereafter, the flattening analysis data is changed so that the amplitude levels of the pitch component and the harmonic component of the flattening analysis data become the second amplitude level related to the last point (R5). Thus, the second amplitude correction analysis data (lower deterministic analysis data) is generated.
Furthermore, in the configuration according to claim 5, in the waveform data production method according to claim 3 or 4, the first point after the first point among the first type points and the first point among the second type points. A loop range specifying step of specifying a time range that is an integral multiple of a period related to the flattening pitch frequency (fp) as a loop range from the subsequent time ranges, and the first waveform data includes the first waveform data A loop portion based on the data of the loop range among the amplitude correction analysis data of one, and an attack portion based on the data of the time range from the beginning of the original waveform data to immediately before the flattening range . The second waveform data includes a loop portion based on the loop range data of the second amplitude correction analysis data and the flattening range from the beginning of the original waveform data. And an attack unit based on data in a time range until immediately before the enclosure .
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the waveform data production apparatus according to any one of the first to fifth aspects.
The program according to
The waveform memory production method according to claim 8 is a waveform memory production method for producing a waveform memory used for generation of a musical sound signal, wherein the waveform memory according to any one of
このように、本発明によれば、原分析データのピッチを平坦化することによって平坦化分析データを生成し、その各倍音成分に対して第1および第2の振幅レベルに応じた振幅レベルを各々適用することによって第1および第2の波形データを合成するから、各周波数成分の位相や周波数をほぼ一致させつつこれら周波数成分の振幅レベルが異なるように第1および第2の波形データを生成することができる。これにより、第1および第2の波形データの重み付けを異ならせつつ両者をミキシングして楽音信号を生成すると、重み付けの変動に伴って音色をスムーズに遷移させることができる。 Thus, according to the present invention, the flattened analysis data is generated by flattening the pitch of the original analysis data, and the amplitude level corresponding to the first and second amplitude levels is set for each harmonic component. Since the first and second waveform data are combined by applying each, the first and second waveform data are generated so that the amplitude levels of these frequency components are different while substantially matching the phase and frequency of each frequency component. can do. As a result, when the musical tone signal is generated by mixing the first and second waveform data with different weights, the timbre can be smoothly changed in accordance with the weighting variation.
1.実施例のハードウエア構成
次に、本発明の一実施例による波形データ生成装置の構成を図1を参照し説明する。図において1はCPUであり、ROM2に格納された制御プログラムおよび制御情報に基づいて、他の構成要素を制御する。3はRAMであり、ワークエリアやバッファ領域あるいは各種プログラムを格納する領域として使用される。4はタイマであり、計時動作やCPU1に対するタイマ割込を行う。5は操作部であり、各種の操作スイッチ等が装備されたパネルスイッチと、マウス等のポインティングデバイスとから構成されている。6は処理対象である原波形などの各種の表示を行うパネル表示器である。7は外部MIDI機器との間でMIDIイベントの授受を行うためのMIDIインターフェース、8はCD−ROM(CompactDisk-Read Only Memory)、HD(ハード磁気ディスク)、FD(フレキシブル磁気ディスク)等の記録媒体9にアクセスするための駆動装置である。
1. Hardware Configuration of Embodiment Next, the configuration of a waveform data generation apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the figure,
10は波形メモリであり、原波形の波形データや本装置内で作成された波形データを記憶するもので、複数の波形データの書き込みおよび読み出しが可能になっている。11はアクセス管理部であり、前記波形メモリ10に対する書込回路13、音源部15、あるいは、バッファ14からのアクセスが互いに衝突しないように、波形メモリ10のアクセスタイムスロットを管理する。12は外部波形入力端子、13は書込回路であって、外部波形入力端子12から入力される原波形信号をサンプリングして、波形メモリ10に書き込む。14はバッファであって、記録媒体9やRAM3から波形メモリ10に書き込まれる波形データ、あるいは、波形メモリ10から読み出された波形ータをCPU1やRAM3等に転送する。15は音源部であり、波形メモリ10から読み出された波形データを用いて楽音信号を生成する。16はサウンドシステムであり、音源部15から出力された楽音信号を出力する。17はバスラインであり、上述した各要素間の情報の授受のために使用される。
ここで、ROM2あるいはRAM3には、全般的な制御を行うためのプログラムに加えて、外部より入力された原波形データを分析する波形分析プログラム、分析結果に基づいて合成された波形データを加工,編集して音源用の波形データを作成する音源用波形作成プログラム、および、音源用波形データを用いて波形メモリ音源として機能させるための演奏処理プログラムなどが記憶されている。CPU1は、ROM2あるいはRAM3に記憶された各種制御プログラムに従い、パネルスイッチ5やMIDIインターフェース7からの入力等に応じて、各種の制御を行う。また、波形データ分析処理時および音源用波形データ作成処理時においては、バッファ14を介して波形メモリ10のデータの読み書きを行い、波形データを読み出して分析、加工、編集して再度波形メモリ10に書き込んだり、記録媒体9や、図示しない通信路から供給された波形データを波形メモリ10に書き込んだり、逆に波形メモリ10から前記記録媒体9や通信路に供給したりする。
Here, in
さらに、CPU1は、演奏処理実行時において、MIDIインターフェース7や記録媒体9あるいはRAM3などから供給される演奏情報に応じて、音源部15の発音チャンネルの楽音生成状態を制御する。例えば、MIDIインターフェース7から発音開始を示すノートオン信号が入力された場合、音源部15の発音チャンネルの1つにその楽音の発生を割り当て、割り当てられた発音チャンネルにその楽音を生成するために必要な楽音パラメータ(ピッチ情報、ビブラート制御情報、波形選択情報、音量エンベロープ制御情報、エフェクト情報等)を供給するとともに、発音開始の指示を与える。これに応じて、音源部15では、割り当てられた発音チャンネルを用いて、波形選択情報に応じて波形メモリ10から読み出された波形データを使用して上述した楽音パラメータに対応した楽音を生成する。
Further, the
2.実施例の動作
2.1.動作の概要
まず、自然楽器の楽音波形の周波数成分について図2(a)〜(c)を参照し説明しておく。楽音波形を記録した原波形データをFFT(高速フーリエ変換)解析すると、この原波形データの周波数成分は時間軸上で連続した周波数成分と、時間軸上で断続した周波数成分とに分離できる。そして、前者の周波数成分に基づいて波形データを合成すると原波形データの「周期成分」の波形データが得られ、後者の周波数成分に基づいて波形データを合成すると原波形データの「ノイズ成分」が得られる。図2(a)はサックスの楽音波形(原波形データ)であり、図2(b)はその周期成分、図2(c)はそのノイズ成分である。
2. Operation of the embodiment
2.1. Outline of Operation First, the frequency component of the musical sound waveform of a natural musical instrument will be described with reference to FIGS. When the original waveform data in which the musical sound waveform is recorded is subjected to FFT (Fast Fourier Transform) analysis, the frequency component of the original waveform data can be separated into a frequency component that is continuous on the time axis and a frequency component that is intermittent on the time axis. When the waveform data is synthesized based on the former frequency component, the waveform data of the “period component” of the original waveform data is obtained, and when the waveform data is synthesized based on the latter frequency component, the “noise component” of the original waveform data is obtained. can get. FIG. 2A shows a saxophone musical sound waveform (original waveform data), FIG. 2B shows its periodic component, and FIG. 2C shows its noise component.
次に、本実施例における処理の概要を図3を参照し説明する。なお、同図はCPU1内で実行される処理(プログラム)および各種データの内容を機能ブロック図で示したものである。
図において32は波形録音部であり、書込回路13を介して入力された原波形データ30をRAM3内に格納する。この原波形データ30は、ビブラートを付与した状態で演奏され録音されたものである。34はFFT解析処理部であり、この原波形データ30に対してFFT解析処理を行う。ここでは、まず原波形データ30に対して、そのピッチ周期の概算値の「8」倍の長さのフレームに対して窓関数が施され、該フレームの範囲内における周波数成分が解析される。次に、フレームの位置が時間軸上でフレーム長の「1/64」(ピッチ周期の概算値の1/8)だけ後ろにシフトされ、同様に周波数成分が解析される。この処理が原波形データ30全体に対して繰り返えされると、時間軸上における周波数成分の変化が得られる。
Next, an outline of processing in the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a functional block diagram showing the processing (program) executed in the
In the figure, reference numeral 32 denotes a waveform recording unit, which stores the original waveform data 30 input via the
なお、ビブラートが発生している状態では当然にピッチは変化するが、フレームの長さは精密に「ピッチの8倍」に設定しておく必要はないため、ビブラートが発生している状態であってもフレームの長さは一定でよい。かかる処理によれば、各フレーム毎に、周波数成分の周波数と、その振幅レベルと、その位相とが得られる。このような形式のデータを本明細書では「分析データ」といい、原波形データ30の分析データを「原分析データ」という。この原分析データにおける周波数成分の分布の一例を図4に示す。図4内において80はピッチ成分の軌跡、82は2次倍音の軌跡、84は3次倍音の軌跡であり、これらは時間軸上で連続して発生している。このように、周波数成分は、時間軸上で軌跡が連続している成分(以下、「決定論的周波数成分」という)と、それ以外の切れ切れの成分とに分類される。36は連続成分分離部であり、解析された各周波数成分の連続性に応じて、かかる分類を行う。50は波形合成部であり、これら周波数成分のうち決定論的周波数成分の分析データのみに基づいて決定論的波形データ(すなわち図2(b)の周期成分波形データ)を合成する。次に、52は減算部であり、原波形データから決定論的波形データを減算する。この減算結果である残余波形は、図2(c)におけるノイズ成分に相当する。
Of course, the pitch changes when vibrato is generated, but it is not necessary to set the frame length precisely to “8 times the pitch”. However, the frame length may be constant. According to such processing, the frequency of the frequency component, its amplitude level, and its phase are obtained for each frame. Data in such a format is referred to as “analysis data” in this specification, and the analysis data of the original waveform data 30 is referred to as “original analysis data”. An example of the distribution of frequency components in the original analysis data is shown in FIG. In FIG. 4,
ところで、原波形データ30は、時間軸をより縮めて観察すると、後述する設定画面100(図5)内の波形形状表示部110およびピッチ変化表示部112に示されているように、ピッチおよび振幅にビブラート演奏による揺らぎが生じている。38は平坦化処理部であり、決定論的周波数成分の時間範囲のうち、平坦化領域指定部22によって指定された時間範囲(平坦化領域)のピッチが一定になるように、該決定論的周波数成分に係る原分析データデータ内の周波数が変更される。かかる変更後の分析データを「平坦化分析データ」と呼ぶ。ここで、原波形データにおいてピッチが極大値付近である(少なくともピッチの平均値よりも周波数の高い)任意のポイントを上側ポイントと呼び、ピッチが極小値付近である(少なくともピッチの平均値よりも周波数の低い)任意のポイントを下側ポイントと呼ぶ。24は上側ポイント指定部、26は下側ポイント指定部であり、各々複数の上側および下側ポイントを指定する。
By the way, when the original waveform data 30 is observed with a reduced time axis, as shown in a waveform shape display section 110 and a pitch
ここで、指定された上側および下側ポイントは、直接的には原波形データまたは原分析データに対して指定されたものであるが、原波形データの時間軸は、平坦化分析データの時間軸、さらには、後述する他の種々の波形データおよび分析データの時間軸と共通である。従って、指定された上側および下側ポイントは、平坦化分析データ等に対しても適用されるものである。40は上側波形作成部であり、平坦化分析データ内の複数の上側ポイントにおける決定論的周波数成分の振幅レベルに基づいて「上側決定論的成分」の分析データを生成する。すなわち、平坦化分析データでは、上側ポイントは時間軸上で断続的に発生するため、上側ポイントとして用いて好ましい振幅レベルも時間軸上で断続的に発生する。そこで、分析データのある範囲に対して、この上側ポイントの振幅レベルを適用することにより、この範囲内の何れのポイントも上側ポイントとして用いて好ましい、上側決定論的成分の分析データが得られるのである。このようにして得られた分析データを「上側決定論的分析データ」と呼ぶ。また、42は下側波形作成部であり、複数の下側ポイントにおける振幅レベルを上記範囲について適用することにより、この範囲内の何れのポイントも下側ポイントとして用いて好ましい、下側決定論的成分の分析データすなわち「下側決定論的分析データ」が得られるのである。
Here, the specified upper and lower points are directly specified for the original waveform data or the original analysis data, but the time axis of the original waveform data is the time axis of the flattening analysis data. Furthermore, it is common to the time axis of other various waveform data and analysis data described later. Therefore, the designated upper and lower points are also applied to the flattening analysis data and the like.
ところで、残余波形は時間的に切れ切れの周波数成分によって構成されているが、図4に示すように、周波数成分は全くランダムに発生しているわけではなく、ある一定の傾向を有することが解る。図4の例においては、ピッチ周波数の約「0.5」倍、「0.6」倍、「1.5」倍、「2.5」倍、程度の箇所に周波数成分が集中しており、これら周波数成分によってフォルマントが形成されることになる。このような、残余波形によるフォルマントは上側ポイントおよび下側ポイントにおいても各々発生するものである。54は上側フォルマント連続化処理部であり、上側ポイントにおける残余波形の周波数成分に基づいて上側残余波形の分析データを作成する。すなわち、上側ポイントは時間軸上で断続的に発生するため、上側ポイントにおける残余波形の周波数成分の分散傾向も全時間軸上で断続的に発生する。そこで、上側ポイント以外の区間において同様の分散傾向を有する周波数成分を補完することにより、上側残余波形の分析データが作成されるのである。56は下側フォルマント連続化処理部であり、上側残余波形の分析データと同様に、下側残余波形の分析データを作成する。
By the way, although the residual waveform is composed of frequency components that are cut off in time, as shown in FIG. 4, it is understood that the frequency components are not generated at all, but have a certain tendency. In the example of FIG. 4, frequency components are concentrated at about 0.5 times, 0.6 times, 1.5 times, 2.5 times the pitch frequency. A formant is formed by these frequency components. Such formants due to the residual waveform are generated at the upper point and the lower point, respectively.
44,46,58,60は波形データ作成部であり、上側・下側決定論的成分および上側・下側残余波形データの各分析データに基づいて、各々対応する波形データを生成する。各波形データは、発音開始時に1回だけ再生されるアタック部と、その後に繰り返し再生されるループ部とから構成される。28はループ指定部であり、かかるループ部の波形データに対応する時間範囲(ループ範囲)を指定する。ここで、指定されたループ範囲は、波形データ作成部44,46,58,60の全てに対して共通である。62,64は加算部であり、各々上側および下側について、決定論的波形データと残余波形の波形データとを合成することにより、決定論的成分とノイズ成分とを有する、最終的な音源用波形データを作成する。
すなわち、加算部62においては、上側決定論的波形データおよび上側残余波形データの各アタック部が加算され、上側アタック部波形データが生成されるとともに、上側決定論的波形データおよび上側残余波形データの各ループ部が加算され、上側ループ部波形データが生成される。そして、両波形データを連続させることにより、上側波形データ66が完成する。同様に、加算部64においては、下側決定論的波形データおよび下側残余波形データの各アタック部が加算され、下側アタック部波形データが生成されるとともに、下側決定論的波形データおよび下側残余波形データの各ループ部が加算され、下側ループ部波形データが生成される。そして、両波形データを連続させることにより、下側波形データ68が完成する。
That is, in the
2.2.具体的動作
2.2.1.設定画面100の表示
操作部5において所定の操作が実行されると、パネル表示器6には図5に示す設定画面100が表示される。設定画面100の内部において102はマウスカーソルであり、操作部5内のマウスの操作状態に応じて設定画面100内を移動する。110は波形形状表示部であり、横軸を時間軸として、処理対象となる波形データの瞬時値のレベルすなわち波形形状を表示する。112はピッチ変化表示部であり、横軸を時間軸として、該波形データのピッチ変化を表示する。なお、「ピッチ変化」とは、当該波形データのピッチの初期値に対する差分である。114は平坦化指示ボタンであり、平坦化処理を指示するものである。116は試聴ボタンであり、平坦化された波形データを試聴するためのものである。118は上側作成ボタンであり、上側波形データ66の作成を指示するものである。120は試聴ボタンであり、作成された上側波形データ66を試聴するためのものである。
2.2. Specific operation
2.2.1. Display of
122は下側作成ボタンであり、下側波形データ68の作成を指示するものである。124は試聴ボタンであり、作成された下側波形データ68を試聴するためのものである。126は原波形試聴ボタンであり、原波形データ30を試聴するためのものである。128はループ設定ボタンであり、上側・下側波形データ66,68におけるループアドレスを設定するものである。136は読込みボタンであり、新たな原波形データを読み込むためのものである。134は実行ボタンであり、平坦化処理、上側・下側波形作成処理等の実行を指示するために設けられている。132は保存ボタンであり、作成された上側・下側波形データ66,68を波形メモリ10に保存するために設けられている。130は終了ボタンであり、これがマウスでクリックされると、設定画面100が閉じられる。
2.2.2.原波形データの読込み
パネル表示器6に設定画面100が最初に表示された状態では、波形形状表示部110、ピッチ変化表示部112には何も表示されていない。ここで、読込みボタン136がマウスでクリックされると、原波形データの供給源が外部波形入力端子12であるのか記録媒体9であるのかを選択する選択画面が表示される。ここで、供給源として外部波形入力端子12が選択されると、外部波形入力端子12から受信した音声信号がサンプリングされ、その結果が原波形データ30として波形メモリ10に書き込まれる。一方、供給源として記録媒体9が選択された場合には、記録媒体9に記憶されている波形データファイルのリストがパネル表示器6に表示される。このリストにおいてユーザが任意の波形データファイルを選択すると、該波形データファイルの内容が読み出され、この内容が原波形データ30として波形メモリ10に書き込まれる。
2.2.2. Reading the original waveform data When the
原波形データ30が波形メモリ10に記憶されると、CPU1においてはFFT解析処理部34に係るプログラムが実行される。この結果、原波形データ30に対するFFT解析処理結果として、例えば図4に示したような時間軸上における原波形データ30の周波数成分の変化状態が得られる。このFFT解析処理結果は原分析データとしてRAM3内に記録される。次に、CPU1においては、波形合成部50に係るプログラムが実行され、FFT解析処理結果に基づいて決定論的波形データが合成される。合成された決定論的波形データは波形メモリ10に記憶される。次に、CPU1においては、減算部52に係るプログラムが実行され、原波形データ30から決定論的波形データが減算され、その結果が残余波形の波形データとして波形メモリ10に記憶される。次に、原波形データ30の各ポイントにおける瞬時値が波形形状表示部110に表示されるとともに、決定論的周波数成分のうち最も低い周波数成分が「ピッチ」であるとみなされ、ピッチの初期値に対する、各フレームにて検出されたピッチの差分であるピッチ変化がピッチ変化表示部112に表示される。
When the original waveform data 30 is stored in the
2.2.3.平坦化処理
ここで、平坦化指示ボタン114がマウスでクリックされると、ピッチ変化表示部112において平坦化領域を指定することが可能になる。すなわち、図6(a)に示すように、ピッチ変化表示部112内においては、平坦化領域として、任意の時間範囲をマウスでドラッグして選択状態にすることが可能になる。このように、平坦化領域が指定されると、該平坦化領域の先頭および終端のタイミングがカーソル150,152によって表示される。かかる状態で実行ボタン134がマウスでクリックされると、平坦化処理部38に係るプログラムが実行される。これにより、平坦化領域内のピッチが平坦化され、図6(b)に示すように平坦化処理後のピッチ変化がピッチ変化表示部112に表示される。
2.2.3. Here, when the flattening instruction button 114 is clicked with the mouse, it becomes possible to designate a flattened area in the pitch
ここで、平坦化処理部38における平坦化処理の具体的内容を説明する。まず平坦化領域の幅を「nフレーム」とし、平坦化領域に含まれる各フレームに対して、フレームナンバk(但し、k=1〜n)を付与する。また、決定論的周波数成分の軌跡の数を「m」とし、各軌跡に対して、周波数の低い順に、「1〜m」の範囲で軌跡番号qを付与する。そして、第kフレームにおいて、q番目の軌跡に係る周波数を、周波数fkqという。ここで、周波数fk1は例えばピッチ周波数である。次に、平坦化領域の先頭部分、すなわちカーソル150に該当する部分のピッチを平坦化ピッチ周波数fpという。次に、原波形データ30における各フレームの各軌跡の周波数fkq(但し、k=1〜n,q=1〜m)に対して、「f’kq=fkq・(fp/fk1)」なる平坦化周波数f’kqが計算される。平坦化周波数f’kqのうち、q=1に対応するピッチ周波数f’k1は、常に平坦化ピッチ周波数fpに一致する。そして、「2」以上の軌跡番号qに対応する周波数は、平坦化ピッチ周波数fpと原波形データ30における各フレームのピッチ周波数fk1との比に基づいて決定されることになる。そして、原波形データの分析データ中、周波数fkqを平坦化周波数f’kqに変更した結果が、平坦化分析データとしてRAM3に記憶されるのである。
Here, the specific content of the flattening process in the
2.3.上側・下側の分析データ作成処理
平坦化処理部38によって平坦化分析データが作成された後に、上側作成ボタン118がマウスでクリックされると、ピッチ変化表示部112において上側ポイントを指定することが可能になる。すなわち、図7(a)に示すように、ピッチ変化表示部112には、原波形データのピッチ変化と、平坦化分析データのピッチ変化とがスーパーインポーズされつつ表示され、平坦化領域内の任意の箇所がマウスでクリックされると、その箇所が上側ポイントとして選択される。選択された上側ポイントは、カーソル160〜166によってピッチ変化表示部112上に表示される。このように、複数の上側ポイントが指定された状態で実行ボタン134がマウスでクリックされると、上側波形作成部40および上側フォルマント連続化処理部54に係るプログラムが実行される。これにより、上側波形作成部40によって上側決定論的分析データが求められるとともに、上側フォルマント連続化処理部54によって上側残余波形の分析データが作成される。
2.3. Upper / Lower Analysis Data Creation Processing After the flattening analysis data is created by the flattening
ここで、上側波形作成部40における処理の詳細を図7(b),(c)を参照し説明する。平坦化分析データ内の第kフレームにおいて、平坦化周波数f’kqに係る周波数成分の振幅レベルを、Lkqという。この振幅レベルLkqの一例(同図の例はq=1のピッチ成分のレベルである)と、カーソル160〜166によって指定された上側ポイントP0〜P4とを図7(b)に示す。上側波形作成部40においては、各上側ポイントにおけるレベルLkqを、図7(c)に示す振幅レベルLUkqに変換し、その結果を上側決定論的分析データとして出力するものである。ここで、振幅レベルLUkqは、以下のようにして決定される。まず、最初の上側ポイントP0に至るまで、上側決定論的分析データの振幅レベルLUkqは、平坦化分析データの振幅レベルLkqに等しく、指定された各上側ポイントP0〜P4においても、振幅レベルLUkqは、振幅レベルLkqに等しい。次に、各上側ポイントP0〜P4の相互間において、振幅レベルLUkqは、各上側ポイントP0〜P4における平坦化分析データの振幅レベルLUkqを直線補間した値に等しくなるように設定される。そして、最後の上側ポイントP4以降においては、振幅レベルLUkqは、該上側ポイントP4における振幅レベルLUkqに等しくなるように設定される。
Here, the details of the processing in the upper
また、設定画面100において下側作成ボタン122がマウスでクリックされた場合は、下側について同様の処理が実行される。すなわち、かかる場合には、図8(a)に示すように、ピッチ変化表示部112には、原波形データのピッチ変化と、平坦化分析データのピッチ変化とがスーパーインポーズされつつ表示される。そして、平坦化領域内の任意の箇所がマウスでクリックされると、その箇所が下側ポイントとして選択され、これらはカーソル170〜178によって表示される。かかる状態で実行ボタン134がマウスでクリックされると、下側波形作成部42および下側フォルマント連続化処理部56に係るプログラムが実行され、下側決定論的分析データと、下側残余波形の分析データとが作成される。ここで、下側波形作成部42における処理の詳細を図8(b),(c)を参照し説明する。下側波形作成部42は、平坦化された決定論的周波数成分のq番目の軌跡に係る振幅レベルLkqを、振幅レベルLDkqに変換するものである。カーソル170〜178に係る下側ポイントをR0〜R5とし、最初の下側ポイントR0に至るまで、下側決定論的分析データの振幅レベルLDkqは振幅レベルLkqに等しく、各下側ポイントR0〜R5においても振幅レベルLDkqは振幅レベルLkqに等しい。次に、下側ポイントR0〜R5の相互間において、振幅レベルLDkqは、各下側ポイントR0〜R5における振幅レベルLDkqを直線補間した値に等しくなるように設定される。そして、最後の下側ポイントR5以降においては、振幅レベルLDkqは、該下側ポイントR5における振幅レベルLDkqに等しくなるように設定される。
Further, when the
2.4.ループ設定
以上のように、振幅レベルLUkqおよび振幅レベルLDkqを有する上側および下側決定論的分析データが得られた後、ループ設定ボタン128がマウスでクリックされると、ピッチ変化表示部112においてループ範囲を指定することが可能になる。すなわち、図9に示すように、ピッチ変化表示部112には、平坦化処理の前後におけるピッチ変化がスーパーインポーズされつつ表示され、さらに、上側ポイントP0〜P4を示すカーソル160〜166および/または下側ポイントR0〜R5を示すカーソル170〜178が表示される。ここで、ピッチ変化表示部112内においては、先頭の上側ポイントP0以降であって、かつ、先頭の下側ポイントR0以降の任意の時間範囲(但し、平坦化後のピッチ周期の整数倍の時間範囲)をマウスでドラッグして、ループ範囲として選択状態にすることが可能になる。
2.4. Loop Setting As described above, after the upper and lower deterministic analysis data having the amplitude level LUkq and the amplitude level LDkq are obtained, when the
このように、ループ範囲が指定されると、該ループ範囲の先頭および終端のタイミングがカーソル180,182によって表示される。ここで設定されたループ範囲は、波形データ作成部44,46,58,60に対する共通のループ範囲である。ループ範囲が設定された状態で実行ボタン134がマウスでクリックされると、波形データ作成部44,46,58,60に係るプログラムが実行される。さらに、波形データ作成部44,46,58,60においては、波形データの先頭から平坦化領域の直前までの時間範囲が共通の「アタック範囲」に設定される。従って、アタック範囲の終端部におけるピッチ周波数は、ループ部におけるピッチ周波数(すなわち平坦化ピッチ周波数fp)に一致する。
As described above, when the loop range is designated, the timings of the beginning and end of the loop range are displayed by the
まず、波形データ作成部44においては、上側決定論的分析データの各倍音成分の平坦化周波数f’kqが修正される。その修正内容について説明しておく。上述したように、ループ範囲はピッチ周期の整数倍であり、その倍数をAとすると、ループ範囲内でピッチ成分の位相は「2Aπ」だけ進むことになる。従って、n次倍音の位相は「2nAπ」だけ進むはずであるが、実際には平坦化処理の際に周波数fkqが平坦化周波数f’kqに修正されたことにより、上側決定論的分析データのループ範囲内におけるn次倍音の位相の進みは正確には「2nAπ」に一致しない。ここで、平坦化周波数f’kqに応じて、n次倍音が実際に進む位相を図10(a)の実線で表す。この実際に進む位相と「2nAπ」との比を各フレームの平坦化周波数f’kqに乗算した結果を修正平坦化周波数f”kqという。この修正平坦化周波数f”kqによるループ範囲内の位相は、図10(a)の破線で示すように、正確に「2nAπ」になる。
First, in the waveform
また、上側決定論的分析データに係るピッチ成分および各倍音成分の振幅レベルLUkqは、ループスタートポイントおよびループエンドポイントにおいて一致するように修正される。修正後の振幅レベルを修正振幅レベルLU’kqという。その修正方法の内容を図10(b)を参照し説明する。ループ範囲内における元々の振幅レベルLUkqが図10(b)の実線に示すように変化していたとする。そして、ループスタートポイントおよびループエンドポイントにおける振幅レベルの差をBとし、ループ範囲の長さをTLとし、ループスタートポイントからの経過時間をTとすると、各フレームにおける修正振幅レベルLU’kqは「LU’kq=LUkq+B(T/TL)」に設定されるのである。このようにして修正平坦化周波数f”kqおよび修正振幅レベルLU’kqが得られた後、これらに基づいて波形データを合成すると、上側決定論的分析データに対応するループ部波形データが得られることになる。一方、残余波形に係る波形データ作成部58においては、上側フォルマント連続化処理部54によって生成された上側残余波形の分析データのうち、上述したループ範囲の分析データが切り出され、切り出された分析データが波形データに変換される。変換された波形データは、加算部62において、上側決定論的成分のループ部波形データと加算され、これによって上側波形データ66のループ部が完成する。
Further, the amplitude level LUkq of the pitch component and each harmonic component related to the upper deterministic analysis data is corrected so as to coincide at the loop start point and the loop end point. The corrected amplitude level is referred to as a corrected amplitude level LU'kq. The contents of the correction method will be described with reference to FIG. It is assumed that the original amplitude level LUkq within the loop range has changed as shown by the solid line in FIG. Then, assuming that the difference in amplitude level between the loop start point and the loop end point is B, the length of the loop range is TL, and the elapsed time from the loop start point is T, the corrected amplitude level LU′kq in each frame is “ LU′kq = LUkq + B (T / TL) ”is set. When the corrected flattening frequency f ″ kq and the corrected amplitude level LU′kq are obtained in this way and then the waveform data is synthesized based on these, the loop portion waveform data corresponding to the upper deterministic analysis data is obtained. On the other hand, in the waveform
また、波形データ作成部44においては、アタック範囲の上側決定論的分析データに対して、以下のような修正が行われる。すなわち、まず、アタック部の各倍音成分の周波数は、アタック部の終了時においてループ部の各倍音成分の修正平坦化周波数f”kqに徐々に近接し、最後には一致するように変更される。そして、これらアタック部の倍音成分のレベルは、アタック部の終了時においてループ部の各倍音成分の修正振幅レベルLU’kqに徐々に近接し、最後には一致するように変更される。このように修正されたアタック範囲の上側決定論的分析データに基づいて波形データを合成すると、上側決定論的成分のアタック部波形データが生成される。一方、残余波形に係る波形データ作成部58においては、上側フォルマント連続化処理部54によって生成された上側残余波形の分析データのうち、上述したアタック範囲の分析データが切り出される。切り出された分析データは波形データに変換され、変換された波形データは、加算部62において、上側決定論的成分のアタック部波形データと加算され、これによって上側波形データ66のアタック部が完成する。
In the waveform
以上、上側波形データ66の作成方法について詳述したが、下側波形データ68も全く同様に作成される。すなわち、波形データ作成部46においては、下側決定論的分析データの各倍音成分の平坦化周波数f’kqが修正され、修正平坦化周波数f”kqが得られる。また、各倍音成分の振幅レベルLDkqは、ループスタートポイントおよびループエンドポイントにおいて一致するように、修正振幅レベルLD’kqに修正される。なお、修正平坦化周波数f”kqは、上側・下側決定論的成分に対して同一の値であり、修正振幅レベルLU’kq,LD’kqは上側・下側で異なる値になる。次に、波形データ作成部46においては、修正平坦化周波数f”kqおよび修正振幅レベルLD’kqに基づいて下側決定論的成分のループ部波形データが得られることになる。また、波形データ作成部60においては、下側フォルマント連続化処理部56によって生成された下側残余波形の分析データのうち、ループ範囲の分析データが切り出され波形データに変換される。変換された波形データは、加算部64において、下側決定論的成分のループ部波形データと加算され、これによって下側波形データ68のループ部が完成する。
Although the method for creating the
また、波形データ作成部46においては、アタック部の下側決定論的成分の各倍音成分の周波数が、アタック部の終了時においてループ部の各倍音成分の修正平坦化周波数f”kqに徐々に近接し、最後には一致するように変更される。また、これらアタック部の倍音成分のレベルは、アタック部の終了時においてループ部の各倍音成分の修正振幅レベルLD’kqに徐々に近接し、最後には一致するように変更される。このように修正されたアタック範囲の下側決定論的分析データに基づいて波形データを合成すると、下側決定論的成分のアタック部波形データが生成される。一方、波形データ作成部60においては、下側フォルマント連続化処理部56によって生成された下側残余波形の分析データのうち、上述したアタック範囲の分析データが切り出され、切り出された分析データが波形データに変換される。変換された波形データは、加算部64において、下側決定論的成分のアタック部波形データと加算され、これによって下側波形データ68のアタック部が完成する。
Further, in the waveform
2.5.試聴
平坦化分析データに対応する試聴ボタン116がマウスでクリックされると、平坦化分析データに基づいて波形データが合成され、合成された波形データが音源部15、サウンドシステム16を介して発音される。同様に、上側および下側決定論的分析データに係る試聴ボタン120または124がマウスでクリックされると、各々対応する分析データに基づいて波形データが合成され、合成された波形データが音源部15、サウンドシステム16を介して発音される。また、原波形試聴ボタン126がマウスでクリックされると、原波形データ30が発音される。これにより、ユーザは、各処理において所望の状態で分析データが生成されているか否かを容易に確認することができる。
2.5. Audition When the
2.6.楽音信号の合成
上側・下側波形データ66,68が波形メモリ10に格納された後、例えば、MIDIインターフェース7から波形データ生成装置に対して、これら波形データに係る発音を指示するMIDIのノートオン信号が供給されると、CPU1から音源部15に対して当該波形データに対する発音が指示される。これに応じて、音源部15においては、図11に示すアルゴリズムに基づいてビブラートを有する楽音信号が合成される。図11において、波形メモリ10中で上側波形データ66を格納した領域を上側領域10a、下側波形データ68を格納した領域を下側領域10bという。
2.6. Music signal synthesis After the upper and
CPU1からの発音の指示には、発音に使用する波形データのアタック部およびループ部を示す波形アドレス情報WAと、当該波形データのピッチシフト情報PS0(セント)と、当該波形データに付与する音量エンベロープの形状を示す波形エンベロープ情報WEとが含まれる。ここで、ピッチシフト情報PS0について説明しておく。まず、波形メモリ10に記憶された各波形データは、ある音高の楽音信号を所定のサンプリング周期でサンプリングしたものである。記録時と再生時のサンプリング周期が等しかったとすると、このサンプリング周期毎に当該波形データを「1」サンプルずつ読み出せば、読み出された楽音信号は記録時と同一の音高を有することになる。しかし、実際に波形データを読み出す場合には、発音させようとする音高はサンプリング時の音高とは異なる。ピッチシフト情報PS0は、サンプリング周期毎に当該波形データを「1」サンプルずつ読み出した場合の音高と、実際に発音させようとする音高との差をセント単位で表したものである。例えば、前者の音高が「C3」であって、後者の音高が「C4」であったとすると、ピッチシフト情報PS0は「1200」(セント)になる。
The sound generation instruction from the
208は低周波発信器であり、ビブラート周波数fvに応じて、該ビブラート周波数fvの三角波を出力する。この三角波をビブラート制御信号Svといい、その最大値は「1」であり、最小値は「−1」である。206は乗算器であり、ピッチシフト情報PS0(セント)に付与する変動量の最大値である最大ピッチシフト変動量Δfpsmaxが指定されると、ビブラート制御信号Svに該最大ピッチシフト変動量Δfpsmaxを乗算する。その乗算結果であるピッチシフト変動量Δfps(セント)は加算器200においてピッチシフト情報PS0と加算され、加算器200からはビブラートを付与したピッチシフト情報PS1が出力される。201はリニア変換部であり、セントスケールの周波数比情報であるピッチシフト情報PS1を、リニアスケールの周波数比情報であるfナンバに変換する。202は位相ジェネレータであり、リニア変換部201からのfナンバを、サンプリング周期毎に累算することにより位相情報PHを生成して出力する。204はアドレスジェネレータであり、該位相信号PHと前記波形アドレス情報WAとに基づいて、上側・下側領域10a,10bを読み出すための共通のアドレス信号ADを出力する。上述したように、上側・下側領域10a,10bに記憶されている上側・下側波形データ66,68は、各々アタック部およびループ部から構成されている。アドレスジェネレータ204においては、位相信号PHに係る位相と波形アドレス情報WAとに応じて、アタック部が最初に1回のみ読み出され、その後はループ部が繰り返し読み出されるようにアドレス信号ADが生成される。
これにより、各サンプリング周期毎に、波形メモリ10の上側・下側領域10a,10bからは、同位相で
ピッチシフト変動量Δfpsによる周波数変調の施された上側および下側の楽音信号が読み出されることになる。読み出された上側および下側の楽音信号は、乗算器214,218において重み付けが施され、加算器222において合成される。合成された楽音信号は、乗算器224において振幅変調が施され、その結果がビブラートを有する楽音信号Soutとしてサウンドシステム16に出力されることになる。210は遅延回路であり、指定された位相差φ1に応じた時間だけビブラート制御信号Svを遅延させる。212は乗算器であり、遅延されたビブラート制御信号Svに最大重み付け係数ΔG1maxを乗算し、その結果を重み付け係数ΔG1として出力する。なお、最大重み付け係数ΔG1maxは、「0〜0.5」の範囲で設定される係数である。そして、重み付け係数ΔG1は、±ΔG1maxの範囲で変動する三角波状の信号になる。
As a result, the upper and lower musical tone signals having the same phase and frequency-modulated by the pitch shift fluctuation amount Δfps are read out from the upper and
216は加算器であり、重み付け係数ΔG1と基本重み付け値である「0.5」とを加算し、この加算結果を上側重み付け値GUとして乗算器214に供給する。また、220は加算器であり、基本重み付け値である「0.5」から重み付け係数ΔG1を減算し、この減算結果を下側重み付け値GDとして乗算器218に供給する。これにより、上側および下側の楽音信号に付与される重み付けの合計(GU+GD)は常に「1」になることが解る。なお、位相差φ1を「0」にすると、遅延回路210における遅延時間も「0」になり、アドレス信号ADの進行速度が最大になるタイミング(楽音信号のピッチのピークが現れるタイミング)と、乗算器214において上側の楽音信号の重み付けが最大になるタイミングとが完全に一致することになる。また、位相差φ1として「0」以外の値を指定することにより、両者のタイミングをずらすことも可能である。
次に、226は遅延回路であり、指定された位相差φ2に応じた時間だけビブラート制御信号Svを遅延させる。ここで、位相差φ2は、楽音信号に付与するピッチのビブラートと、振幅のビブラートとの位相差である。228は乗算器であり、遅延されたビブラート制御信号Svに最大振幅変動係数ΔG2maxを乗算し、その結果を振幅変動係数ΔG2として出力する。なお、最大振幅変動係数ΔG2maxは、「0〜1.0」の範囲で設定される係数である。そして、振幅変動係数ΔG2は、±ΔG2maxの範囲で変動する三角波状の信号になる。230は加算器であり、振幅変動係数ΔG2と基本振幅係数である「1」とを加算し、この加算結果であるゲインGoutをエンベロープ発生部232に供給する。エンベロープ発生部232は、前記波形エンベロープ情報WEに基づいて、楽音信号の立上りから立下りまでの音量の時間変化を制御する音量エンベロープ波形を発生するとともに、その音量エンベロープ波形をゲインGoutと合成して振幅変調の施された音量エンベロープ波形EDとして乗算器224に供給する。乗算器224においては、加算器222から出力された楽音信号に対して音量エンベロープEDによる振幅制御が施され、その結果が楽音信号Soutとしてサンプリング周期毎にサウンドシステム16に供給されることになる。
Next, a
ここで、浅いビブラートを施す場合と、深いビブラートを施す場合と、におけるピッチシフト変動量Δfpsおよび重み付け係数ΔG1の例を図12(a),(b)に示す。本実施例においては、両者のビブラートは最大ピッチシフト変動量Δfpsmaxおよび最大重み付け係数ΔG1maxのパラメータを切り替えるだけで実現することができる。これらのパラメータは、発音中に固定的である必要はなく、発音途中においても様々に変化させることができる。従って、例えば、図12(a)の浅いビブラートの状態から、図12(b)の深いビブラートの状態に徐々に遷移させる、いわゆるディレイビブラートなども簡単に実現することができる。 Here, FIGS. 12A and 12B show examples of the pitch shift fluctuation amount Δfps and the weighting coefficient ΔG1 when shallow vibrato is applied and when deep vibrato is applied. In this embodiment, both vibratos can be realized by simply switching the parameters of the maximum pitch shift fluctuation amount Δfpsmax and the maximum weighting coefficient ΔG1max. These parameters do not need to be fixed during sound generation, and can be changed variously during sound generation. Therefore, for example, a so-called delay vibrato that gradually transitions from the shallow vibrato state of FIG. 12A to the deep vibrato state of FIG. 12B can be easily realized.
2.7.最終製品への実装
本実施例の波形データ生成装置はそのまま音源あるいは電子楽器として使用することもできるが、安価な最終製品には、一般的には音源用波形データを新たに作成する機能を有していない。そこで、以上のようにして得られた音源用波形データ(上側・下側波形データ66,68)は、波形メモリ(半導体メモリ、CD−ROM等)に書き込まれ、音源、電子楽器、シンセサイザ等の最終製品に実装される。これら最終製品においては、図11において説明したのと同等のアルゴリズムが実行され、これによってビブラートの深さや周期などのパラメータを自由に設定しつつ、楽音信号を合成することができる。
2.7. Mounting on the final product The waveform data generator of this example can be used as it is as a sound source or an electronic musical instrument, but an inexpensive final product generally has a function for creating new waveform data for a sound source. Not done. Therefore, the sound source waveform data (upper /
3.変形例
本発明は上述した実施例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)上記実施例の波形データ生成装置に対してLANあるいはインターネットなどの通信ネットワークに接続するための通信インターフェース回路を設け、通信ネットワークを介してサーバから波形データや各種プログラムなどをダウンロードし、あるいは生成した音源用波形データを他の機器に供給するようにしてもよい。さらにまた、波形データ生成装置に鍵盤操作子等を接続し、この鍵盤操作子を用いて演奏することもできる。上述した説明では、波形分析、音源波形作成、および、演奏処理等をCPU1に実行させるプログラムは、ROM2あるいはRAM3に格納されていた。これに代えて、CD−ROM(記録媒体9)により外部供給を受け、ハード磁気ディスク(記録媒体9)にインストールされてプログラムが実行されるようにしてもよい。また、図示しない通信回線を介して、ネットワーク上のサーバからハード磁気ディスク(記録媒体9)にダウンロードされてプログラムが実行されるようにしてもよい。
3. Modifications The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made as follows, for example.
(1) A communication interface circuit for connecting to a communication network such as a LAN or the Internet is provided for the waveform data generation device of the above embodiment, and waveform data and various programs are downloaded from the server via the communication network, or The generated sound source waveform data may be supplied to another device. Furthermore, a keyboard operator or the like can be connected to the waveform data generation device, and a performance can be performed using this keyboard operator. In the above description, a program for causing the
(2)また、上記実施例においては、アタック範囲は平坦化領域の直前までの区間であったが、アタック範囲は平坦化領域に対して独立して設定してもよい。この場合、アタック範囲内の各周波数成分の周波数およびこれらの振幅レベルが、ループ部の先頭部におけるこれらの値に連続するように修正し、この修正結果を波形データのアタック部にするとよい。 (2) Further, in the above embodiment, the attack range is a section immediately before the flattened region, but the attack range may be set independently for the flattened region. In this case, it is preferable that the frequency of each frequency component in the attack range and the amplitude level thereof are corrected so as to be continuous with these values at the head portion of the loop portion, and the correction result is used as the attack portion of the waveform data.
(3)上記実施例においては、上側ポイントP0〜P4および下側ポイントR0〜R5を複数指定したが、これらは必ずしも複数指定する必要はない。すなわち、平坦化分析データに対して上側ポイントおよび下側ポイントを各1ポイントづつ指定し、この各1ポイントにおける振幅レベルLkqを、上側ポイント全体の振幅レベルLUkqとし、あるいは下側ポイント全体の振幅レベルLDkqに設定してもよい。 (3) Although a plurality of upper points P0 to P4 and a plurality of lower points R0 to R5 are specified in the above embodiment, it is not always necessary to specify a plurality of these points. That is, the upper point and the lower point are designated one by one for the flattening analysis data, and the amplitude level Lkq at each one point is set as the amplitude level LUkq of the entire upper point, or the amplitude level of the entire lower point. You may set to LDkq.
(4)また、上側ポイントP0〜P4および下側ポイントR0〜R5は、ユーザが指定する必要はなく、原波形データのピッチの極大値および極小値を自動的に検出して、一または複数の上側および下側ポイントを自動的に決定してもよい。 (4) Further, the upper points P0 to P4 and the lower points R0 to R5 do not need to be designated by the user, and the maximum and minimum values of the pitch of the original waveform data are automatically detected to detect one or a plurality of points. The upper and lower points may be determined automatically.
(5)また、上記実施例においては、音源用波形データはアタック部とループ部とを有していたが、ループ部は必ずしも設ける必要はなく、アタック部のみによって音源用波形データを構成してもよい。例えば、ビブラフォンのような打楽器においては、発音が開始された後、発音が終了するまでの凡その最大時間が予測できるため、この最大時間の長さだけアタック部を確保するとよい。 (5) In the above embodiment, the sound source waveform data has the attack part and the loop part. However, the loop part is not necessarily provided, and the sound source waveform data is constituted only by the attack part. Also good. For example, in a percussion instrument such as a vibraphone, an approximate maximum time from the start of sound generation to the end of sound generation can be predicted. Therefore, it is preferable to secure an attack portion for the length of this maximum time.
(6)上記実施例においては、2系統の音源用波形データを生成したが、音源用波形データの系統数は「2」に限られるものではなく、3系統以上の波形データを生成し、再生時にはこれらをミキシングするようにしてもよい。 (6) In the above embodiment, two types of sound source waveform data are generated. However, the number of sound source waveform data is not limited to “2”, and three or more types of waveform data are generated and reproduced. Sometimes these may be mixed.
1:CPU、2:ROM、3:RAM、4:タイマ、5:操作部、6:パネル表示器、7:MIDIインターフェース、8:駆動装置、9:記録媒体、10:波形メモリ、10a:上側領域、10b:下側領域、11:アクセス管理部、12:外部波形入力端子、13:書込回路、14:バッファ、15:音源部、16:サウンドシステム、17:バスライン、22:平坦化領域指定部、24:上側ポイント指定部、26:下側ポイント指定部、28:ループ指定部、30:原波形データ、32:波形録音部、34:FFT解析処理部、36:連続成分分離部、38:平坦化処理部、40:上側波形作成部、42:下側波形作成部、44,46,58,60:波形データ作成部、50:波形合成部、52:減算部、54:上側フォルマント連続化処理部、56:下側フォルマント連続化処理部、62,64:加算部、66:上側波形データ、68:下側波形データ、80,82,84:軌跡、100:設定画面、102:マウスカーソル、110:波形形状表示部、112:ピッチ変化表示部、114:平坦化指示ボタン、116,120,124:試聴ボタン、118:上側作成ボタン、122:下側作成ボタン、126:原波形試聴ボタン、128:ループ設定ボタン、130:終了ボタン、132:保存ボタン、134:実行ボタン、136:読込みボタン、150,152,160〜166,170〜178:カーソル、180,182:カーソル、200:加算器、201:リニア変換部、202:位相ジェネレータ、204:アドレスジェネレータ、206:乗算器、208:低周波発振器、210:遅延回路、214,218:乗算器、220,222:加算器、224,228:乗算器、226:遅延回路、232:エンベロープ発生部。 1: CPU, 2: ROM, 3: RAM, 4: Timer, 5: Operation unit, 6: Panel display, 7: MIDI interface, 8: Drive device, 9: Recording medium, 10: Waveform memory, 10a: Upper side Area: 10b: Lower area, 11: Access management section, 12: External waveform input terminal, 13: Write circuit, 14: Buffer, 15: Sound source section, 16: Sound system, 17: Bus line, 22: Flattening Area designation unit, 24: upper point designation unit, 26: lower point designation unit, 28: loop designation unit, 30: original waveform data, 32: waveform recording unit, 34: FFT analysis processing unit, 36: continuous component separation unit , 38: flattening processing unit, 40: upper waveform creation unit, 42: lower waveform creation unit, 44, 46, 58, 60: waveform data creation unit, 50: waveform synthesis unit, 52: subtraction unit, 54: upper side Formant Processing unit, 56: lower formant continuation processing unit, 62, 64: addition unit, 66: upper waveform data, 68: lower waveform data, 80, 82, 84: locus, 100: setting screen, 102: mouse Cursor: 110: Waveform shape display section, 112: Pitch change display section, 114: Flattening instruction button, 116, 120, 124: Audition button, 118: Upper creation button, 122: Lower creation button, 126: Original waveform audition Button: 128: Loop setting button, 130: End button, 132: Save button, 134: Execution button, 136: Read button, 150, 152, 160-166, 170-178: Cursor, 180, 182: Cursor, 200: Adder, 201: linear converter, 202: phase generator, 204: address generator, 206: multiplier 08: low-frequency oscillator, 210: delay circuit 214, 218: Multiplier, 220, 222: adder, 224, 228: Multiplier, 226: delay circuit 232: the envelope generator.
Claims (8)
前記原分析データ中における一部の時間範囲であって前記原分析データの先頭部分を含まない平坦化範囲内において、前記ピッチ成分の周波数が一定の平坦化ピッチ周波数になるように前記原分析データを修正することによって平坦化分析データを求める平坦化過程と、
前記平坦化範囲内において、ユーザの操作により、前記原分析データ中における対応するポイントのピッチ成分の周波数が、前記原分析データ中におけるピッチ成分の周波数の平均値よりも高くなる時間軸上のポイントである第1種ポイントが一または複数指定されると、該第1種ポイント毎に前記ピッチ成分および倍音成分の前記平坦化分析データ中における振幅レベルである第1の振幅レベルを取得する第1の振幅レベル取得過程と、
前記平坦化範囲内において、ユーザの操作により、前記原分析データ中における対応するポイントのピッチ成分の周波数が、前記原分析データ中におけるピッチ成分の周波数の平均値よりも低くなる時間軸上のポイントである第2種ポイントが一または複数指定されると、該第2種ポイント毎に前記ピッチ成分および倍音成分の前記平坦化分析データ中における振幅レベルである第2の振幅レベルを取得する第2の振幅レベル取得過程と、
前記平坦化分析データにおけるピッチ成分および倍音成分の前記第1種ポイント以外のポイントに対して前記第1の振幅レベルに応じた振幅レベルを適用して成る第1の振幅修正分析データを生成する第1の振幅修正過程と、
前記平坦化分析データにおけるピッチ成分および倍音成分の前記第2種ポイント以外のポイントに対して前記第2の振幅レベルに応じた振幅レベルを適用して成る第2の振幅修正分析データを生成する第2の振幅修正過程と、
前記第1の振幅修正分析データに基づいて第1の波形データを合成するとともに、前記第2の振幅修正分析データに基づいて第2の波形データを合成する合成過程と
を有することを特徴とする波形データ生産方法。 Analyzing the frequency component of the original waveform data with varying pitch and analyzing the frequency of the pitch component and harmonic component frequency, and obtaining the original analysis data consisting of the amplitude level trajectory,
The original analysis data so that the frequency of the pitch component is a constant flattening pitch frequency within a flattening range that is a partial time range in the original analysis data and does not include the head portion of the original analysis data. A flattening process to obtain flattening analysis data by correcting
Within the flattening range, a point on the time axis at which the frequency of the pitch component of the corresponding point in the original analysis data becomes higher than the average value of the frequency of the pitch component in the original analysis data by the user operation When one or more first type points are specified, a first amplitude level that is an amplitude level in the flattening analysis data of the pitch component and the harmonic component is acquired for each first type point. Amplitude level acquisition process of
Within the flattening range, a point on the time axis at which the frequency of the pitch component of the corresponding point in the original analysis data is lower than the average value of the frequency of the pitch component in the original analysis data by the user operation When one or more second type points are designated, a second amplitude level that is an amplitude level in the flattening analysis data of the pitch component and the harmonic component is acquired for each second type point. Amplitude level acquisition process of
First amplitude correction analysis data is generated by applying an amplitude level corresponding to the first amplitude level to points other than the first type point of the pitch component and the harmonic component in the flattening analysis data. 1 amplitude correction process,
Second amplitude correction analysis data is generated by applying an amplitude level corresponding to the second amplitude level to points other than the second type point of the pitch component and the harmonic component in the flattening analysis data. 2 amplitude correction process;
And combining the first waveform data based on the first amplitude correction analysis data and combining the second waveform data based on the second amplitude correction analysis data. Waveform data production method.
前記第2の振幅修正過程は、前記第2種ポイントのうち、時間軸上で最後のポイント以降、前記平坦化分析データのピッチ成分および倍音成分の振幅レベルが、該最後のポイントに係る第2の振幅レベルになるように前記平坦化分析データを変更することによって前記第2の振幅修正分析データを生成する過程であり、
前記第1種ポイントのうち先頭のポイント以降、かつ、前記第2種ポイントのうち先頭のポイント以降の時間範囲の中から、前記平坦化ピッチ周波数に係る周期の整数倍の時間範囲をループ範囲として指定するループ範囲指定過程
をさらに有し、
前記第1の波形データは、前記第1の振幅修正分析データのうち前記ループ範囲のデータに基づいたループ部と、前記原波形データの先頭から前記平坦化範囲の直前までの時間範囲のデータに基づいたアタック部とを有するものであり、前記第2の波形データは、前記第2の振幅修正分析データのうち前記ループ範囲のデータに基づいたループ部と、前記原波形データの先頭から前記平坦化範囲の直前までの時間範囲のデータに基づいたアタック部とを有するものである
ことを特徴とする請求項1記載の波形データ生産方法。 In the first amplitude correction process, after the last point on the time axis among the first type points, the amplitude levels of the pitch component and the harmonic component of the flattening analysis data are related to the first point related to the last point. Generating the first amplitude correction analysis data by changing the flattening analysis data so that the amplitude level becomes
In the second amplitude correction process, the amplitude level of the pitch component and the harmonic component of the flattening analysis data after the last point on the time axis among the second type points is the second point related to the last point. Generating the second amplitude correction analysis data by changing the flattening analysis data so as to have an amplitude level of
The time range that is an integral multiple of the period related to the flattening pitch frequency is selected as a loop range from the time point after the first point of the first type point and from the time point after the first point of the second type point. A loop range specifying process for specifying
The first waveform data includes a loop portion based on the data of the loop range in the first amplitude correction analysis data, and data of a time range from the beginning of the original waveform data to immediately before the flattening range. The second waveform data includes a loop portion based on the data of the loop range of the second amplitude correction analysis data, and the flatness from the top of the original waveform data. The waveform data production method according to claim 1, further comprising an attack unit based on data in a time range immediately before the conversion range.
前記第1の振幅修正過程は、前記第1の振幅修正分析データ内において、前記複数の第1種ポイントにおけるピッチ成分および倍音成分の振幅レベルを、各々対応する前記第1の振幅レベルに設定するとともに、前記各第1種ポイントの相互間の中間ポイントにおけるピッチ成分および倍音成分の振幅レベルを、該中間ポイントの前後の第1種ポイントにおけるピッチ成分および倍音成分の振幅レベルを補間して成る振幅レベルに設定するものであり、
前記第2の振幅修正過程は、前記第2の振幅修正分析データ内において、前記複数の第2種ポイントにおけるピッチ成分および倍音成分の振幅レベルを、各々対応する前記第2の振幅レベルに設定するとともに、前記各第2種ポイントの相互間の中間ポイントにおけるピッチ成分および倍音成分の振幅レベルを、該中間ポイントの前後の第2種ポイントにおけるピッチ成分および倍音成分の振幅レベルを補間して成る振幅レベルに設定するものであり、
前記合成過程は、前記第1種ポイントにおけるピッチ成分および倍音成分の振幅レベルと前記第1種ポイントにおけるピッチ成分の間および倍音成分の間を補間されて設定された振幅レベルである修正された振幅レベルとに基づいて前記第1の波形データを合成するとともに、前記第2種ポイントにおけるピッチ成分および倍音成分の振幅レベルと前記第2種ポイントにおけるピッチ成分の間および倍音成分の間を補間されて設定された振幅レベルである修正された振幅レベルとに基づいて前記第2の波形データを合成する過程である
ことを特徴とする請求項1記載の波形データ生産方法。 A plurality of the first type points and the second type points are designated respectively.
In the first amplitude correction process, in the first amplitude correction analysis data, the amplitude levels of the pitch component and the harmonic component at the plurality of first type points are respectively set to the corresponding first amplitude levels. And an amplitude level obtained by interpolating the amplitude level of the pitch component and the harmonic component at the intermediate point between the first type points and the amplitude level of the pitch component and the harmonic component at the first type point before and after the intermediate point. To set the level,
In the second amplitude correction process, in the second amplitude correction analysis data, the amplitude levels of the pitch component and the harmonic component at the plurality of second type points are respectively set to the corresponding second amplitude levels. Amplitude obtained by interpolating the amplitude level of the pitch component and harmonic component at the intermediate point between the second type points and the amplitude level of the pitch component and harmonic component at the second type point before and after the intermediate point. To set the level,
The synthesis process includes a modified amplitude that is an amplitude level set by interpolating between the amplitude level of the pitch component and the harmonic component at the first type point and the pitch component and the harmonic component at the first type point. The first waveform data is synthesized based on the level and interpolated between the amplitude level of the pitch component and harmonic component at the second type point and the pitch component and harmonic component at the second type point. The waveform data production method according to claim 1, wherein the second waveform data is synthesized based on a corrected amplitude level that is a set amplitude level.
前記第2の振幅修正過程は、さらに、前記第2種ポイントのうち、時間軸上で最後のポイント以降、前記平坦化分析データのピッチ成分および倍音成分の振幅レベルが、該最後のポイントに係る第2の振幅レベルになるように前記平坦化分析データを変更することによって前記第2の振幅修正分析データを生成する過程である
ことを特徴とする請求項3記載の波形データ生産方法。 In the first amplitude correction process, after the last point on the time axis among the first type points, the amplitude levels of the pitch component and the harmonic component of the flattening analysis data are related to the last point. Generating the first amplitude correction analysis data by changing the flattening analysis data to a first amplitude level;
In the second amplitude correction process, the amplitude level of the pitch component and the harmonic component of the flattening analysis data is related to the last point after the last point on the time axis among the second type points. The waveform data production method according to claim 3, wherein the second amplitude correction analysis data is generated by changing the flattening analysis data so as to become a second amplitude level.
をさらに有し、
前記第1の波形データは、前記第1の振幅修正分析データのうち前記ループ範囲のデータに基づいたループ部と、前記原波形データの先頭から前記平坦化範囲の直前までの時間範囲のデータに基づいたアタック部とを有するものであり、前記第2の波形データは、前記第2の振幅修正分析データのうち前記ループ範囲のデータに基づいたループ部と、前記原波形データの先頭から前記平坦化範囲の直前までの時間範囲のデータに基づいたアタック部とを有するものである
ことを有することを特徴とする請求項3または4記載の波形データ生産方法。 The time range that is an integral multiple of the period related to the flattening pitch frequency is selected as a loop range from the time point after the first point of the first type point and from the time point after the first point of the second type point. A loop range specifying process for specifying
The first waveform data includes a loop portion based on the data of the loop range in the first amplitude correction analysis data, and data of a time range from the beginning of the original waveform data to immediately before the flattening range. The second waveform data includes a loop portion based on the data of the loop range of the second amplitude correction analysis data, and the flatness from the top of the original waveform data. 5. The waveform data production method according to claim 3, further comprising: an attack unit based on data in a time range up to immediately before the conversion range .
請求項1ないし5の何れかに記載の波形データ生産方法を実行する過程と、
生産された前記第1および第2の波形データを記録媒体に書き込む過程と
を有することを特徴とする波形メモリ生産方法。 A waveform memory production method for producing a waveform memory used to generate a musical sound signal,
A process of executing the waveform data production method according to any one of claims 1 to 5,
And a step of writing the produced first and second waveform data to a recording medium.
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