JPH0736115B2 - 波形発生方法 - Google Patents
波形発生方法Info
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- JPH0736115B2 JPH0736115B2 JP3107192A JP10719291A JPH0736115B2 JP H0736115 B2 JPH0736115 B2 JP H0736115B2 JP 3107192 A JP3107192 A JP 3107192A JP 10719291 A JP10719291 A JP 10719291A JP H0736115 B2 JPH0736115 B2 JP H0736115B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、複数の波形の補間演算
により、時間変化を自在につくり出し、自然な感じの音
声や楽音を作り出すようにした波形発生方法であって、
音声合成器や電子楽器に適したものである。
により、時間変化を自在につくり出し、自然な感じの音
声や楽音を作り出すようにした波形発生方法であって、
音声合成器や電子楽器に適したものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、楽音波形の発生方法としては、複
数の波形をメモリに記憶しておき、この波形の１つを所
定回繰り返して、順次つぎの新たな波形に切り替えてゆ
くことによって、音声波を合成する方法がある。また、
他に特願昭５５−１５５０５３号のように、複数の波形
の補間計算を行なう方法がある。
数の波形をメモリに記憶しておき、この波形の１つを所
定回繰り返して、順次つぎの新たな波形に切り替えてゆ
くことによって、音声波を合成する方法がある。また、
他に特願昭５５−１５５０５３号のように、複数の波形
の補間計算を行なう方法がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述した第１の方法で
は波形の切り替わり時に全く異なるスペクトルをもつ波
形をつなぐために、なめらかな音質の変化ができず、不
要な雑音が発生する。また、第２の方法を用いた場合、
自由な波形を発生させるためには、さらに工夫が必要で
ある。
は波形の切り替わり時に全く異なるスペクトルをもつ波
形をつなぐために、なめらかな音質の変化ができず、不
要な雑音が発生する。また、第２の方法を用いた場合、
自由な波形を発生させるためには、さらに工夫が必要で
ある。
【０００４】本発明は、ある波形から別の波形への推移
がなめらかで、かつ、その推移が波形の周期にとらわれ
ることなく自由に行なえる波形発生方法を提供すること
を目的とする。
がなめらかで、かつ、その推移が波形の周期にとらわれ
ることなく自由に行なえる波形発生方法を提供すること
を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の波形発生方法
は、様々な周期や波形を有するＮ個（Ｎは正の整数）の
波形を記憶するＮ枚の波形メモリと、波形メモリから波
形サンプルを読み出し出力する上記Ｎより十分少ない複
数の波形発生器と、零値または実質的零値を有する窓関
数を発生する上記Ｎより十分少ない複数の窓関数発生器
と、波形発生器から出力される波形サンプルと窓関数発
生器から出力される窓関数とをそれぞれ対応させて乗算
する上記Ｎより十分少ない複数の乗算器と、乗算器出力
を加算して楽音波形を得る加算器とを備え、波形発生器
は対応する窓関数の値が零値または実質的零値のときに
波形メモリあるいは読み出しアドレスを切り換えて波形
サンプルを読み出し、複数の窓関数の値は同時に零値ま
たは実質的零値を示さないようにしたものである。
は、様々な周期や波形を有するＮ個（Ｎは正の整数）の
波形を記憶するＮ枚の波形メモリと、波形メモリから波
形サンプルを読み出し出力する上記Ｎより十分少ない複
数の波形発生器と、零値または実質的零値を有する窓関
数を発生する上記Ｎより十分少ない複数の窓関数発生器
と、波形発生器から出力される波形サンプルと窓関数発
生器から出力される窓関数とをそれぞれ対応させて乗算
する上記Ｎより十分少ない複数の乗算器と、乗算器出力
を加算して楽音波形を得る加算器とを備え、波形発生器
は対応する窓関数の値が零値または実質的零値のときに
波形メモリあるいは読み出しアドレスを切り換えて波形
サンプルを読み出し、複数の窓関数の値は同時に零値ま
たは実質的零値を示さないようにしたものである。
【０００６】
【作用】本発明は上記した方法をとることにより、波形
の切り替わり点でのスペクトルがなめらかに変化するの
で、不要な雑音の発生がない。
の切り替わり点でのスペクトルがなめらかに変化するの
で、不要な雑音の発生がない。
【０００７】
【実施例】図１は本発明の一実施例のブロック図であ
る。図１において、１，２は楽音の波形を発生する波形
発生器であり、複数種類の波形ＷＩ1〜ＷＩ5を記憶した
メモリ５と、ＷII1〜ＷII5を記憶したメモリ６から波形
のサンプルを所定の順序で読み出す。読み出された波形
サンプルは、乗算器７と８に供給される。３，４は窓関
数発生器であって、後述する窓関数波を出力する。乗算
器７と８は、波形と窓関数を乗算し、加算器９はその積
の和を算出する。エンベロープ発生器１０と乗算器１１
は、加算器９の出力波形に、エンベロープ変化を付加す
る。乗算器１１の出力はディジタルアナログ変換されて
音波形となり出力される。
る。図１において、１，２は楽音の波形を発生する波形
発生器であり、複数種類の波形ＷＩ1〜ＷＩ5を記憶した
メモリ５と、ＷII1〜ＷII5を記憶したメモリ６から波形
のサンプルを所定の順序で読み出す。読み出された波形
サンプルは、乗算器７と８に供給される。３，４は窓関
数発生器であって、後述する窓関数波を出力する。乗算
器７と８は、波形と窓関数を乗算し、加算器９はその積
の和を算出する。エンベロープ発生器１０と乗算器１１
は、加算器９の出力波形に、エンベロープ変化を付加す
る。乗算器１１の出力はディジタルアナログ変換されて
音波形となり出力される。
【０００８】次に波形と窓関数について説明する。波形
ＷＩ1〜ＷＩ5，ＷII1〜ＷII5はそれぞれ、自然音声や楽
器音の一周期分より構成されているものとする。そし
て、図２（ａ）に示すように、ＷＩ1〜ＷＩ5の各区間に
おいて、波形ＷＩ1〜ＷＩ5のそれぞれが繰り返される。
一方、窓関数は図２（ｂ）に示すように、ＦＩ1〜ＦＩ5
のような三角形状の関数とする。波形ＷＩ1〜ＷＩ5とＷ
II1〜ＷII5、窓関数ＦＩ1〜ＦＩ5とＦII1〜ＦII5は図２
（ａ）と（ｃ）、（ｂ）と（ｄ）とを対比するとわかる
ように、波形の切り替え時刻と、窓関数の位相かそれぞ
れたがいに異なっている。
ＷＩ1〜ＷＩ5，ＷII1〜ＷII5はそれぞれ、自然音声や楽
器音の一周期分より構成されているものとする。そし
て、図２（ａ）に示すように、ＷＩ1〜ＷＩ5の各区間に
おいて、波形ＷＩ1〜ＷＩ5のそれぞれが繰り返される。
一方、窓関数は図２（ｂ）に示すように、ＦＩ1〜ＦＩ5
のような三角形状の関数とする。波形ＷＩ1〜ＷＩ5とＷ
II1〜ＷII5、窓関数ＦＩ1〜ＦＩ5とＦII1〜ＦII5は図２
（ａ）と（ｃ）、（ｂ）と（ｄ）とを対比するとわかる
ように、波形の切り替え時刻と、窓関数の位相かそれぞ
れたがいに異なっている。
【０００９】時刻ｎＴにおける波形ＷＩiのサンプル値
をＷＩi（ｎＴ）、窓関数をＦＩi（ｎＴ）、波形ＷIIi
のサンプル値をＷIIj（ｎＴ）、窓関数をＦIIj（ｎＴ）
とすると出力波形ＷＯ（ｎＴ）は（数１）となる。
をＷＩi（ｎＴ）、窓関数をＦＩi（ｎＴ）、波形ＷIIi
のサンプル値をＷIIj（ｎＴ）、窓関数をＦIIj（ｎＴ）
とすると出力波形ＷＯ（ｎＴ）は（数１）となる。
【００１０】
【数１】 ＷＯ（ｎＴ）＝ＷＩi（ｎＴ）×ＦＩi（ｎＴ）＋ＷIIj（ｎＴ）×ＦIIj（ｎＴ） ただし、ｊ＝ｉまたはｉ−１
【００１１】ＷＩi区間において、波形ＷＩiは繰り返し
読み出され、Ｒi波を発生する。Ｒiの値は窓関数ＦＩi
の時間長に依存し、整数のときもあるが、小数のときも
ある。小数のときは波形ＷＩiの途中から波形ＷＩi+1に
切り替わる。この場合、波形ＷＩiとＷＩi+1の位相は必
ずしも連続でないから、波形間でなめらかに推移すると
は限らないが、窓関数ＦＩiからＦＩi+1に移るときに零
値を経るから、乗算出力ＷＩi×ＦＩiはなめらかに推移
する。乗算出力ＷIIj×ＦIIjについても同様のことが云
える。すなわち、波形ＷＩi，ＷIIjの位相，繰り返し回
数のいかんにかかわらず、乗算出力においては、出力波
形の瞬時値の不連続や、微係数の不連続がないので不要
な雑音が発生しない。この様子を図２（ｅ），（ｆ），
（ｇ）に示す。同図（ｅ）は波形、（ｆ）は窓関数、
（ｇ）は積である。
読み出され、Ｒi波を発生する。Ｒiの値は窓関数ＦＩi
の時間長に依存し、整数のときもあるが、小数のときも
ある。小数のときは波形ＷＩiの途中から波形ＷＩi+1に
切り替わる。この場合、波形ＷＩiとＷＩi+1の位相は必
ずしも連続でないから、波形間でなめらかに推移すると
は限らないが、窓関数ＦＩiからＦＩi+1に移るときに零
値を経るから、乗算出力ＷＩi×ＦＩiはなめらかに推移
する。乗算出力ＷIIj×ＦIIjについても同様のことが云
える。すなわち、波形ＷＩi，ＷIIjの位相，繰り返し回
数のいかんにかかわらず、乗算出力においては、出力波
形の瞬時値の不連続や、微係数の不連続がないので不要
な雑音が発生しない。この様子を図２（ｅ），（ｆ），
（ｇ）に示す。同図（ｅ）は波形、（ｆ）は窓関数、
（ｇ）は積である。
【００１２】区間ＷＩｉにおいて、自然音声や自然楽器
の音の一周期分の波形ＷＩｉを繰り返すようにしたが、
波形毎にその一周期の周期長（時間長）が一定である必
要はないし、１周期分の波形１波でなく波形を多くして
もよい。また、この周期長の整数倍の時間長と窓関数Ｆ
Ｉｉの時間長とが一致する必要もない。さらに、区間内
の波形すなわち一周期以上の波形をメモリ５に記憶して
おき読み出すようにしてもよい。このときも、区間の接
点における不連続は生じない。
の音の一周期分の波形ＷＩｉを繰り返すようにしたが、
波形毎にその一周期の周期長（時間長）が一定である必
要はないし、１周期分の波形１波でなく波形を多くして
もよい。また、この周期長の整数倍の時間長と窓関数Ｆ
Ｉｉの時間長とが一致する必要もない。さらに、区間内
の波形すなわち一周期以上の波形をメモリ５に記憶して
おき読み出すようにしてもよい。このときも、区間の接
点における不連続は生じない。
【００１３】波形ＷＩiからＷＩi+1に移行する際に、そ
れらの波形が同一形状であって、ただ初期位相が異なる
ようなものにしてもよい。このときには、波形ＷＩi+1
を省略して波形ＷＩiの読み出しアドレスを不連続にジ
ャンプさせれば良いのでメモリが節約できる。このよう
な制御は、波形発生器１，２の出力するアドレスコード
を操作することにより可能となる。
れらの波形が同一形状であって、ただ初期位相が異なる
ようなものにしてもよい。このときには、波形ＷＩi+1
を省略して波形ＷＩiの読み出しアドレスを不連続にジ
ャンプさせれば良いのでメモリが節約できる。このよう
な制御は、波形発生器１，２の出力するアドレスコード
を操作することにより可能となる。
【００１４】図３（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は、
波形の区間と窓関数の別の例である。区間ＷＩ1におい
て窓関数ＦＩ1を一定値としているので、波形ＷＩ1がそ
のまま乗算器７の出力として現われる。一方、窓関数Ｆ
II1を零としているので、波形ＷII1は不要である。
波形の区間と窓関数の別の例である。区間ＷＩ1におい
て窓関数ＦＩ1を一定値としているので、波形ＷＩ1がそ
のまま乗算器７の出力として現われる。一方、窓関数Ｆ
II1を零としているので、波形ＷII1は不要である。
【００１５】区間ＷＩ1からＷＩ2への切り替わりにおい
ては、窓関数ＦＩ1とＦＩ2の間に零がないので、波形Ｗ
Ｉ1とＷＩ2は連続波形とする必要がある。すなわち、区
間ＷＩ1とＷＩ2を１つの区間とみなし、窓関数としてＦ
Ｉ1とＦＩ2を合わせた台形波とみなせば良い。
ては、窓関数ＦＩ1とＦＩ2の間に零がないので、波形Ｗ
Ｉ1とＷＩ2は連続波形とする必要がある。すなわち、区
間ＷＩ1とＷＩ2を１つの区間とみなし、窓関数としてＦ
Ｉ1とＦＩ2を合わせた台形波とみなせば良い。
【００１６】図２と図３の例では、
【００１７】
【数２】 ＦＩi＋ＦIIj＝１ ただし、ｊ＝ｉまたはｉ−１
【００１８】とした。したがって（数１）の代りに（数
３）の演算を行なっても良い。
３）の演算を行なっても良い。
【００１９】
【数３】 ＷＯ（ｎＴ）＝ＷＩi（ｎＴ）＋｛ＷIIj（ｎＴ）−ＷＩi（ｎＴ）｝ＦIIj（ｎ
Ｔ） ただし、ｊ＝ｉまたはｉ−１
Ｔ） ただし、ｊ＝ｉまたはｉ−１
【００２０】あるいは、
【００２１】
【数４】 ＷＯ（ｎＴ）＝｛ＷＩｉ（ｎＴ）−ＷIIj（ｎＴ）｝ＦＩｉ（ｎＴ）＋ＷIIj（ｎ
Ｔ） ただし、ｊ＝ｉまたはｉ−１
Ｔ） ただし、ｊ＝ｉまたはｉ−１
【００２２】すなわち、２つの波形のうちの一方のサン
プル値に、２つの波形サンプルの差分値と、窓関数の積
を加えるという操作を行なうことになる。
プル値に、２つの波形サンプルの差分値と、窓関数の積
を加えるという操作を行なうことになる。
【００２３】次に図２を用いて、波形ＷＩiからＷI
Ii+1、あるいは波形ＷIIiからＷＩiへの補間が行なわれ
ることについて説明する。図２（ｂ）のＦＩiの立下り
（時刻Ｔ0〜Ｔ1）に着目すると、波形ＷＩ1のレベルは
単調に減少する。一方、ＦII2は立上るから、波形ＷII2
はそのレベルが増加する。ＷＩ1とＷII2の各周波数成分
の位相が一致している場合、各周波数成分について、波
形ＷＩ1のレベルからＷII2のレベルへ直線的に変化して
ゆく。位相はそのまま保存される。すなわち、各周波数
スペクトルレベルが直線補間される。波形ＷＩ1とＷII2
の各周波数成分の位相が一致していないときは、レベル
の補間のみならず、位相角を含めたベクトル加算として
考える必要が出てくる。このときは位相と振幅が共に変
化してゆく。この様子の例を図４に示す。波形ＷＩ1の
ベクトルから波形ＷII1のベクトルへ直線上を合成ベク
トルＷ0が移ってゆく。
Ii+1、あるいは波形ＷIIiからＷＩiへの補間が行なわれ
ることについて説明する。図２（ｂ）のＦＩiの立下り
（時刻Ｔ0〜Ｔ1）に着目すると、波形ＷＩ1のレベルは
単調に減少する。一方、ＦII2は立上るから、波形ＷII2
はそのレベルが増加する。ＷＩ1とＷII2の各周波数成分
の位相が一致している場合、各周波数成分について、波
形ＷＩ1のレベルからＷII2のレベルへ直線的に変化して
ゆく。位相はそのまま保存される。すなわち、各周波数
スペクトルレベルが直線補間される。波形ＷＩ1とＷII2
の各周波数成分の位相が一致していないときは、レベル
の補間のみならず、位相角を含めたベクトル加算として
考える必要が出てくる。このときは位相と振幅が共に変
化してゆく。この様子の例を図４に示す。波形ＷＩ1の
ベクトルから波形ＷII1のベクトルへ直線上を合成ベク
トルＷ0が移ってゆく。
【００２４】図５は、窓関数の他の例である。ＦＩiと
ＦＩi+1の間に有限の零区間を設けており、波形ＷＩiと
ＷＩi+1は、この零区間の中で切り替わる。したがっ
て、波形ＷＩiとＷＩi+1の間に不連続があってもＷＩi
×ＦＩiとＷＩi+1×ＦＩi+1のつながりには不連続が発
生しない。零区間があるため、波形ＷＩiとＷIIiの間は
直線補間から少しずれるが、実用上問題ない。
ＦＩi+1の間に有限の零区間を設けており、波形ＷＩiと
ＷＩi+1は、この零区間の中で切り替わる。したがっ
て、波形ＷＩiとＷＩi+1の間に不連続があってもＷＩi
×ＦＩiとＷＩi+1×ＦＩi+1のつながりには不連続が発
生しない。零区間があるため、波形ＷＩiとＷIIiの間は
直線補間から少しずれるが、実用上問題ない。
【００２５】図６は、ＦＩiとＦIIiのそれぞれを台形と
し、かつ、
し、かつ、
【００２６】
【数５】 ＦＩi＋ＦIIi＝１
【００２７】または、
【００２８】
【数６】 ＦＩi＋ＦIIi+1＝１
【００２９】としたものである。この場合は台形の頂上
部で一方の波形のみが出力される。台形の傾斜部では両
波形の１次補間となる。
部で一方の波形のみが出力される。台形の傾斜部では両
波形の１次補間となる。
【００３０】図７は、本発明の別の実施例である。１０
１は各区間の波形を記憶したメモリである。１００はメ
モリ１０１に対してアドレスを供給し、所定のアドレス
の波形サンプルを読み出して出力する波形発生器であ
る。波形発生器１００の出力は、乗算器１０２と加算器
１０４に供給される。乗算器１０２の出力は加算器１０
４に供給される。加算器１０４の出力が出力波形データ
となる。１０３は窓関数発生器であって、後述する窓関
数データを乗算器１０２に供給し、かつ、波形発生器１
００に波形の切り替え指令を出力する。
１は各区間の波形を記憶したメモリである。１００はメ
モリ１０１に対してアドレスを供給し、所定のアドレス
の波形サンプルを読み出して出力する波形発生器であ
る。波形発生器１００の出力は、乗算器１０２と加算器
１０４に供給される。乗算器１０２の出力は加算器１０
４に供給される。加算器１０４の出力が出力波形データ
となる。１０３は窓関数発生器であって、後述する窓関
数データを乗算器１０２に供給し、かつ、波形発生器１
００に波形の切り替え指令を出力する。
【００３１】メモリ１０１には、波形ＷＩ1〜ＷＩ6，Ｗ
II1〜ＷII6が順番に格納されている。図８は（数７）に
従う演算処理の手順を示している。
II1〜ＷII6が順番に格納されている。図８は（数７）に
従う演算処理の手順を示している。
【００３２】
【数７】
【００３３】以上のような演算は、公知の時分割技術を
用いて実現することができる。波形発生器１００は例え
ばＷＩiとＷＩＩi+1の波形サンプルを時分割的に読み出
して、その差分を乗算器１０２に出力した後にＷＩiの
波形サンプルを加算器１０４へ出力する。以上のような
演算を、波形の各サンプル値に対して行なえば、ＷＩi
とＷＩＩi+1またはＷＩＩi+1とＷＩiの間のなめらかな
波形の推移が実現できる。窓関数Ｆ2i，Ｆ2i-1は単調１
次減少波形である。
用いて実現することができる。波形発生器１００は例え
ばＷＩiとＷＩＩi+1の波形サンプルを時分割的に読み出
して、その差分を乗算器１０２に出力した後にＷＩiの
波形サンプルを加算器１０４へ出力する。以上のような
演算を、波形の各サンプル値に対して行なえば、ＷＩi
とＷＩＩi+1またはＷＩＩi+1とＷＩiの間のなめらかな
波形の推移が実現できる。窓関数Ｆ2i，Ｆ2i-1は単調１
次減少波形である。
【００３４】Ｆ2i-1，Ｆ2iの代りに、
【００３５】
【数８】
【００３６】
【数９】
【００３７】を満足する。Ｆ2i-1，Ｆ2iを用いて（数
７）を変形した別の演算式を実行しても良い。
７）を変形した別の演算式を実行しても良い。
【００３８】図９は、窓関数Ｆjの別の形の例である。
ここでは、三角形の頂点と次の三角形の始点に、平坦部
分を設けている。この平坦部分において波形の切り替え
を行なう。
ここでは、三角形の頂点と次の三角形の始点に、平坦部
分を設けている。この平坦部分において波形の切り替え
を行なう。
【００３９】上記説明において、窓関数として、三角
形，台形，直角三角形などを使う例を述べた。これらの
関数は、ディジタル回路により容易に発生できる。たと
えば、システムクロックパルスを分周したものを、カウ
ンタで計数することにより発生できる。アップダウンカ
ウンタにより対称三角波ができる。アップカウンタまた
はダウンカウンタにより直角三角形ができる。カウンタ
へのクロック周波数を変えることにより、傾きを変える
ことができる。カウンタ出力が零になったときに、波形
発生器１，２，１００へ波形切替指令の出力を供給する
ことにする。カウンタ出力が零や全部“１”のときにク
ロックを一時停止すれば、零区間を設けることができ
る。他の方法として、所定の小さな値ΔＦを加算器で累
算してゆけば、１次単調増加関数を発生できる。所定の
値を越えた時に累算値を零にリセットするようにすれ
ば、図８（ｃ）のような関数が得られる。加減算器を用
いておき、加算を減算に切り替えれば図２（ｂ），
（ｄ）の関数が得られる。この方法では、ΔＦを変える
ことにより、各区間の時間長が設定できる。
形，台形，直角三角形などを使う例を述べた。これらの
関数は、ディジタル回路により容易に発生できる。たと
えば、システムクロックパルスを分周したものを、カウ
ンタで計数することにより発生できる。アップダウンカ
ウンタにより対称三角波ができる。アップカウンタまた
はダウンカウンタにより直角三角形ができる。カウンタ
へのクロック周波数を変えることにより、傾きを変える
ことができる。カウンタ出力が零になったときに、波形
発生器１，２，１００へ波形切替指令の出力を供給する
ことにする。カウンタ出力が零や全部“１”のときにク
ロックを一時停止すれば、零区間を設けることができ
る。他の方法として、所定の小さな値ΔＦを加算器で累
算してゆけば、１次単調増加関数を発生できる。所定の
値を越えた時に累算値を零にリセットするようにすれ
ば、図８（ｃ）のような関数が得られる。加減算器を用
いておき、加算を減算に切り替えれば図２（ｂ），
（ｄ）の関数が得られる。この方法では、ΔＦを変える
ことにより、各区間の時間長が設定できる。
【００４０】楽器のように長い間、楽音を発生し続ける
必要があるときの終了処理について説明する。メモリ１
０１が非常に大きければ長い音を出せるが、早晩メモリ
を読みつくしてしまう。メモリの終りの区間に到達した
ときには、次の処理を行なう。 （１） 窓関数の最終値を保持し、その区間の波形をそ
れまでと同様に繰り返し読み出し続ける。 （２） 窓関数の最終値に到達したら、以前の窓関数に
もどり、波形もそのもどった区間の波形を読み出す。
必要があるときの終了処理について説明する。メモリ１
０１が非常に大きければ長い音を出せるが、早晩メモリ
を読みつくしてしまう。メモリの終りの区間に到達した
ときには、次の処理を行なう。 （１） 窓関数の最終値を保持し、その区間の波形をそ
れまでと同様に繰り返し読み出し続ける。 （２） 窓関数の最終値に到達したら、以前の窓関数に
もどり、波形もそのもどった区間の波形を読み出す。
【００４１】（１）によると、最後の波形が繰り返され
るので、時間的変化がなくなる。（２）によれば、所定
の区間の波形が繰り返し出力されるので、時間的変動の
伴った音となる。
るので、時間的変化がなくなる。（２）によれば、所定
の区間の波形が繰り返し出力されるので、時間的変動の
伴った音となる。
【００４２】さらに３番目の方法として、最終波形の読
み出し位相をランダムに変えるようにしても良い。この
ときは、位相変調が窓関数に応じて付加されるので多少
の時間変動が生じる。
み出し位相をランダムに変えるようにしても良い。この
ときは、位相変調が窓関数に応じて付加されるので多少
の時間変動が生じる。
【００４３】上記説明においては、２種の波形の間の補
間演算として説明した。波形と窓関数をさらに増やして
次ぎの一般式を実行するようにしてもよい。
間演算として説明した。波形と窓関数をさらに増やして
次ぎの一般式を実行するようにしてもよい。
【００４４】
【数１０】
【００４５】この場合、単純な直線補間からは、はず
れ，高次の補間とみなすことができる。
れ，高次の補間とみなすことができる。
【００４６】また、窓関数としては、三角形，台形を用
いて説明したが、２次曲線や他の形状の関数を用いるこ
とも考えられる。一般的には図１０に示したように零区
間を備えた任意の波形が使える。
いて説明したが、２次曲線や他の形状の関数を用いるこ
とも考えられる。一般的には図１０に示したように零区
間を備えた任意の波形が使える。
【００４７】波形の形状により、補間式が変わるから、
直線補間からずれることになるが、より自然な時間変化
をもった音をつくり出すことができる。窓関数に適当な
変動成分を重畳させれば、複数の波形間での振幅の変動
が発生するから、振幅変調効果に使うことができる。こ
れは（数１１）で表わせる。
直線補間からずれることになるが、より自然な時間変化
をもった音をつくり出すことができる。窓関数に適当な
変動成分を重畳させれば、複数の波形間での振幅の変動
が発生するから、振幅変調効果に使うことができる。こ
れは（数１１）で表わせる。
【００４８】
【数１１】 Ｆｘ＝Ｆ＋ＡＭ
【００４９】Ｆはもとの窓関数、ＡＭは重畳成分、Ｆx
は新しい窓関数である。ただし、波形の切り替わり時点
でＦxが零であるように、ＡＭを決めなければならない
ことはもちろんである。
は新しい窓関数である。ただし、波形の切り替わり時点
でＦxが零であるように、ＡＭを決めなければならない
ことはもちろんである。
【００５０】（数１１）の代りに、任意の関数Ｅを用い
て、次式のような窓関数を生成させてもよい。
て、次式のような窓関数を生成させてもよい。
【００５１】
【数１２】 Ｆｘ＝Ｅ×Ｆ
【００５２】図１において、（数１２）を用いて窓関数
ＦxＩiとＦxIIiをつくると、Ｅをエンベロープデータと
みなし得るから、窓関数によりエンベロープ制御ができ
る。振幅変調に用いることもできる。
ＦxＩiとＦxIIiをつくると、Ｅをエンベロープデータと
みなし得るから、窓関数によりエンベロープ制御ができ
る。振幅変調に用いることもできる。
【００５３】図１，図７の実施例では、窓関数発生器
３，４，１０３が関数を発生させるようにしたが、メモ
リに窓関数波形を記憶しておき、これを読み出しても良
い。
３，４，１０３が関数を発生させるようにしたが、メモ
リに窓関数波形を記憶しておき、これを読み出しても良
い。
【００５４】図１，図７では図示していないが、窓関数
のそれぞれの時間長は、波形の区間長と対応しているも
のであるから、波形の区間長データを、メモリ５，６，
１０１に、波形と共に記憶させておき、この区間長デー
タを窓関数発生器が順次読み出して、所定の時間長の窓
関数を生成するようにするのが好ましい。
のそれぞれの時間長は、波形の区間長と対応しているも
のであるから、波形の区間長データを、メモリ５，６，
１０１に、波形と共に記憶させておき、この区間長デー
タを窓関数発生器が順次読み出して、所定の時間長の窓
関数を生成するようにするのが好ましい。
【００５５】波形発生器１，２，１００は、メモリに記
憶している波形データを読み出すようにしたが、波形発
生器がデータ処理をしたり、あるいは自身で波形をつく
り出すようなものでも良い。
憶している波形データを読み出すようにしたが、波形発
生器がデータ処理をしたり、あるいは自身で波形をつく
り出すようなものでも良い。
【００５６】波形の発生は、楽音の周波数の一周期サン
プル数倍に対応した周期または平均的周期で行なうのが
普通である。これに対して、窓関数は実時間に対応して
発生させる場合がある。このときは、それぞれの実時間
上の時刻位置が必ずしも完全に同期しない。しかしなが
ら、窓関数の変化は、波形の変化よりゆっくりしている
ことが多いから、窓関数のサンプル値として、本来の時
刻位置の前後の値を採用しても、大幅な誤差にならない
場合が多い。すなわち、波形の発生と窓関数の発生とは
同期を完全にとる必要はない。この場合、一次直線型の
窓関数を用いても直線上で多少の増減が発生することに
なるが実用上さしつかえない。
プル数倍に対応した周期または平均的周期で行なうのが
普通である。これに対して、窓関数は実時間に対応して
発生させる場合がある。このときは、それぞれの実時間
上の時刻位置が必ずしも完全に同期しない。しかしなが
ら、窓関数の変化は、波形の変化よりゆっくりしている
ことが多いから、窓関数のサンプル値として、本来の時
刻位置の前後の値を採用しても、大幅な誤差にならない
場合が多い。すなわち、波形の発生と窓関数の発生とは
同期を完全にとる必要はない。この場合、一次直線型の
窓関数を用いても直線上で多少の増減が発生することに
なるが実用上さしつかえない。
【００５７】なお上記説明では、楽音や音声の一波を中
心に述べたが、一波でない多数波よりなる波形やその他
の任意の波形や、音以外の波形、たとえば、映像信号や
種々の信号に対しても適用できる。
心に述べたが、一波でない多数波よりなる波形やその他
の任意の波形や、音以外の波形、たとえば、映像信号や
種々の信号に対しても適用できる。
【００５８】
【発明の効果】本発明は、様々な周期や波形を有するＮ
個（Ｎは正の整数）の波形を記憶するＮ枚の波形メモリ
と、波形メモリから波形サンプルを読み出し出力する上
記Ｎより十分少ない複数の波形発生器と、零値または実
質的零値を有する窓関数を発生する上記Ｎより十分少な
い複数の窓関数発生器と、波形発生器から出力される波
形サンプルと窓関数発生器から出力される窓関数とをそ
れぞれ対応させて乗算する上記Ｎより十分少ない複数の
乗算器と、乗算器出力を加算して楽音波形を得る加算器
とを備え、波形発生器は対応する窓関数の値が零値また
は実質的零値のときに波形メモリあるいは読み出しアド
レスを切り換えて波形サンプルを読み出し、複数の窓関
数の値は同時に零値または実質的零値を示さないように
したものである。
個（Ｎは正の整数）の波形を記憶するＮ枚の波形メモリ
と、波形メモリから波形サンプルを読み出し出力する上
記Ｎより十分少ない複数の波形発生器と、零値または実
質的零値を有する窓関数を発生する上記Ｎより十分少な
い複数の窓関数発生器と、波形発生器から出力される波
形サンプルと窓関数発生器から出力される窓関数とをそ
れぞれ対応させて乗算する上記Ｎより十分少ない複数の
乗算器と、乗算器出力を加算して楽音波形を得る加算器
とを備え、波形発生器は対応する窓関数の値が零値また
は実質的零値のときに波形メモリあるいは読み出しアド
レスを切り換えて波形サンプルを読み出し、複数の窓関
数の値は同時に零値または実質的零値を示さないように
したものである。
【００５９】したがって、簡単な構成で、時々刻々と変
化していく自然音声や自然楽器の音を余分な雑音の発生
を伴わずに合成することができる。また、複数種の波形
の周期や波形を揃える必要がないので、任意の波形を組
み合わせて新たな波形を合成することもできる。複数種
の波形の位相を揃える必要がないから、振幅の推移だけ
でなく、位相の推移を補間的に再現できる。位相の推移
を連続させれば、周波数が変化するから、本来の波形の
周期からずれた高調波性のない音を作り出すこともでき
る。さらには、複数種の波形の位相関係をずらしたり、
あるいは、同一の波形の読み出しアドレスを区間毎に順
次変えていくことにより、ビブラートや位相変調効果あ
るいは遅延時間変調を作ることができる。
化していく自然音声や自然楽器の音を余分な雑音の発生
を伴わずに合成することができる。また、複数種の波形
の周期や波形を揃える必要がないので、任意の波形を組
み合わせて新たな波形を合成することもできる。複数種
の波形の位相を揃える必要がないから、振幅の推移だけ
でなく、位相の推移を補間的に再現できる。位相の推移
を連続させれば、周波数が変化するから、本来の波形の
周期からずれた高調波性のない音を作り出すこともでき
る。さらには、複数種の波形の位相関係をずらしたり、
あるいは、同一の波形の読み出しアドレスを区間毎に順
次変えていくことにより、ビブラートや位相変調効果あ
るいは遅延時間変調を作ることができる。
【図１】本発明の波形発生方法の一実施例のブロック図
【図２】本発明の波形演算方法を説明するための図
【図３】本発明の波形演算方法を説明するための図
【図４】本発明に係る位相と振幅の補間を説明するため
のブロック図
のブロック図
【図５】本発明に係る他の窓関数を用いた場合の波形演
算方法を説明するための図
算方法を説明するための図
【図６】本発明に係る他の窓関数を用いた場合の波形演
算方法を説明するための図
算方法を説明するための図
【図７】本発明の別の実施例のブロック図
【図８】図７に示す実施例の波形演算方法を説明するた
めの図
めの図
【図９】本発明において適用可能な窓関数波形の一例を
示す図
示す図
【図１０】本発明において適用可能な窓関数波形の一例
を示す図
を示す図
１，２，１００ 波形発生器 ３，４，１０３ 窓関数発生器 ７，８，１０２ 乗算器 ９，１０４ 加算器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村瀬 多弘 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 金秋 哲彦 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 松田 桜子 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭53−134418（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−167197（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−73418（ＪＰ，Ａ) 特公 昭56−48880（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (6)
- 【請求項１】 様々な周期や波形を有するＮ個（Ｎは正
の整数）の波形を記憶するＮ枚の波形メモリと、上記波
形メモリから波形サンプルを読み出し出力する上記Ｎよ
り十分少ない複数の波形発生器と、零値または実質的零
値を有する窓関数を発生する上記Ｎより十分少ない複数
の窓関数発生器と、上記波形発生器から出力される複数
の波形サンプルの差サンプルと窓関数発生器から出力さ
れる窓関数とをそれぞれ対応させて乗算する上記Ｎより
十分少ない複数の乗算器と、上記乗算器出力と上記複数
の波形サンプルとを加算して楽音波形を得る加算器とを
備え、上記波形発生器は対応する窓関数の値が零値また
は実質的零値の時に上記波形メモリあるいは読み出しア
ドレスを切り換えて波形サンプルを読み出し、上記複数
の窓関数の値は同時に零値または実質的零値を示さない
ことを特徴とした波形発生方法。 - 【請求項２】 窓関数が実質的に三角形または台形であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の波形発
生方法。 - 【請求項３】 様々な周期や波形を有するＮ個（Ｎは正
の整数）の波形を記憶するＮ枚の波形メモリと、上記波
形メモリから波形サンプルを読み出し出力する上記Ｎよ
り十分少ない複数の波形発生器と、零値または実質的零
値を有する窓関数を発生する上記Ｎより十分少ない複数
の窓関数発生器と、上記波形発生器から出力される波形
サンプルと上記窓関数発生器から出力される窓関数とを
それぞれ対応させて乗算する上記Ｎより十分少ない複数
の乗算器と、上記乗算器出力を加算して楽音波形を得る
加算器とを備え、上記波形発生器は対応する窓関数の値
が零値または実質的零値の時に上記波形メモリあるいは
読み出しアドレスを切り換えて波形サンプルを読み出
し、上記複数の窓関数の値は同時に零値または実質的零
値を示さないことを特徴とした波形発生方法。 - 【請求項４】 複数の波形発生器、窓関数発生器、乗算
器が時分割的に作動される単一の波形発生器、窓関数発
生器及び乗算器であることを特徴とする特許請求の範囲
第３項記載の波形発生方法。 - 【請求項５】 窓関数の和が実質的に一定であるように
したことを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の波形
発生方法。 - 【請求項６】 窓関数が実質的に台形であることを特徴
とする特許請求の範囲第３項記載の波形発生方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3107192A JPH0736115B2 (ja) | 1991-05-13 | 1991-05-13 | 波形発生方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3107192A JPH0736115B2 (ja) | 1991-05-13 | 1991-05-13 | 波形発生方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58133442A Division JPS6024593A (ja) | 1983-01-18 | 1983-07-20 | 波形発生方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04230795A JPH04230795A (ja) | 1992-08-19 |
| JPH0736115B2 true JPH0736115B2 (ja) | 1995-04-19 |
Family
ID=14452808
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3107192A Expired - Fee Related JPH0736115B2 (ja) | 1991-05-13 | 1991-05-13 | 波形発生方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0736115B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009224922A (ja) * | 2008-03-14 | 2009-10-01 | Fujitsu Ltd | ピーク抑圧装置、無線送信装置及び窓関数生成装置 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5173418A (en) * | 1974-12-20 | 1976-06-25 | Sanyo Electric Co | Jikanjikuhenkansochino zatsuonyokuatsukairo |
| JPS5855518B2 (ja) * | 1977-04-28 | 1983-12-09 | ヤマハ株式会社 | 電子楽器 |
| DE2929406A1 (de) * | 1979-07-20 | 1981-02-05 | Hauni Werke Koerber & Co Kg | Empfangsstation einer pneumatischen foerderstrecke zum foerdern von stabfoermigen artikeln der tabakverarbeitenden industrie |
| JPS56167197A (en) * | 1980-05-27 | 1981-12-22 | Suwa Seikosha Kk | Voice synthesizer |
-
1991
- 1991-05-13 JP JP3107192A patent/JPH0736115B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04230795A (ja) | 1992-08-19 |
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