JPH11352970A

JPH11352970A - 波形圧縮伸長装置

Info

Publication number: JPH11352970A
Application number: JP10175320A
Authority: JP
Inventors: Tadao Kikumoto; 忠男菊本; Satoshi Kusakabe; 智日下部; Noriyuki Tomizawa; 敬之富沢
Original assignee: Roland Corp
Current assignee: Roland Corp
Priority date: 1998-06-09
Filing date: 1998-06-09
Publication date: 1999-12-24
Anticipated expiration: 2018-06-09
Also published as: JP3943250B2

Abstract

(57)【要約】【課題】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。【解決手段】原波形が帯域分割されてなる複数の帯域
分割波形全てを同一量だけ、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１
２１，１２２，１２３を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【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ｔ
₀ ，・・・，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 ，・・・，ｔ
₇ 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，・・・，ｃｓ
ａ７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ｔ
₀ ，・・・，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ｍ
₁ ，・・・，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ｔ
₀ ，・・・，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ｍ ₄ 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、ＣＰ
Ｕ１１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１
３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。Ｒ
ＯＭ１４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ｆ
ｓ／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１２１，１２
２，１２３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１２１，１２２，１
２３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１
２１，１２２，１２３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、ＣＰ
Ｕ１１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１２６，１
２７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１
２２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ｆ
₂ （＝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Ｓ１０
４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Ｓ
１０５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Ｓ１０
７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Ｓ１０
８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Ｓ１１
２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１１ＣＰＵ１２ＤＳＰ１３ハードディスク１４ＲＯＭ１５ＭＩＤＩインターフェース１６ＲＡＭ１７操作子１８Ｄ／Ａ変換器１９ＲＡＭ１２１，１２２，１２３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

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】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。
【請求項２】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。