JPS6190523A - Waveform processor - Google Patents

Waveform processor

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JPS6190523A
JPS6190523A JP59212381A JP21238184A JPS6190523A JP S6190523 A JPS6190523 A JP S6190523A JP 59212381 A JP59212381 A JP 59212381A JP 21238184 A JP21238184 A JP 21238184A JP S6190523 A JPS6190523 A JP S6190523A
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data
residual
sampling
residual data
output
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Hideo Suzuki
秀雄 鈴木
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Abstract

PURPOSE:To output sampling data while being compressed into a very less bit number by converting the sampling data into residual data and converting it into residual difference data for output. CONSTITUTION:A waveform shown in figure A is taken as a music signal F(t) of a natural musical instrument and a time (00) is taken as a music generating start time. In this case, a difference between the residual data D(K)1 at a sample point time t(K)1 of the 1st period T1 and a residual data D(K)2 at a sample point time t(K)2 corresponding to the time t(K)1 of the 2nd period T2 is very slight. Then a residual data D(n) at a sample point before one period is subtracted from the calculated residual data D(n), the result of subtraction, that is, a residual difference data E(n) is written in a memory M. The residual difference data E(n) is far smaller than the residual data D(n), and then the data amount to be stored in the memory M is decreased far less than that of a conventional circuit.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野〕 この発明は、例えば楽音波形等の周期性を右する波形を
表わすディジタル1ナンプリングデータを該サンプリン
グデータより少数ピッ]へのディジタルデータに変換し
て処理する場合に用いられる波形処理装置装置に関する
[Detailed Description of the Invention] (Industrial Application Field) This invention converts digital 1 numbering data representing a waveform that determines periodicity, such as a musical sound waveform, into digital data with fewer pitches than the sampling data. The present invention relates to a waveform processing device used for processing.

〔従来技術] 音声波形、楽音波形等の波形をサンプリングしてディジ
タルサンプリングデータに変換し、処理する技術は、音
声合成、電子楽器、データ通信等の分野において広く用
いられている。
[Prior Art] Techniques for sampling waveforms such as voice waveforms and musical sound waveforms, converting them into digital sampling data, and processing the data are widely used in fields such as voice synthesis, electronic musical instruments, and data communications.

〔発明が解決しようとりる問題点〕 ところぐ、このJ、うなj−全処理技術におIJる最大
の問題点はデータ吊か膨大になることであり、例えば自
然楽器(ビi)ノ雪)の楽高波形をゲイジタルサンプリ
ングデータに変換してメモリに記憶させる場合、このメ
モリの容IA 7)<極めて大きくなる。そこで、従来
からサンプリングデータのヒツト数を圧縮する/j法が
各種考えられてJ3す、例えばDM(デルタ変調)方式
、ADM (適応デルタ変調)方式、DPCM (差分
パルス符号変調)方式等が知られている。
[Problems to be solved by the invention] The biggest problem with all processing technologies is that the amount of data required is enormous.For example, natural musical instruments (BI) ) When converting the raku high waveform into gage digital sampling data and storing it in a memory, the capacity of this memory becomes extremely large. Therefore, various /j methods for compressing the number of hits of sampling data have been considered in the past, such as the DM (delta modulation) method, the ADM (adaptive delta modulation) method, and the DPCM (differential pulse code modulation) method. It is being

この発明は特に楽音波形のような周期性を有する波形の
処理において、上述した従来の方法よりさらにデータ吊
を圧縮することができる波形処理装置を提供することを
目的とする。
It is an object of the present invention to provide a waveform processing device that can further compress data than the above-mentioned conventional methods, especially when processing waveforms having periodicity such as musical tone waveforms.

〔問題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

第1発明は、波形をサンプリングしたサンプリングデー
タと、複数のサンプリングデータから口   1出した
予測データとの差として残差データを求め、さらに、こ
の残差データと上記波形の所定周期前のサンプル点にお
(−)る上記残差データとの差をの出して、−F記すン
プリングデータを圧縮したディジタルデータを得る。
The first invention obtains residual data as the difference between sampling data obtained by sampling a waveform and predicted data extracted from a plurality of sampling data, and further calculates residual data from a sample point before a predetermined period of the waveform. By calculating the difference between the residual data and the residual data indicated by -F, compressed digital data of the sampled data indicated by -F is obtained.

第2発明は、上記第1発明に相当する変換手段と、任縮
されたディジタルデータをもどのサンプリングデータに
戻り逆変換手段とを有して構成される。この場合、逆変
換手段は、圧1ifされたディジタルデータと所定周期
前の旧残差データとを加算し、この加算結果を現在残差
データとして出力する演算手段と、前記現在残差データ
を前記所定周期に相当する時間遅延した後前記演口手段
へ旧残差データとして出力する遅延手段と、前記現在残
差データから前記サンプリングデータを再生するサンプ
リングデータ再生手段とを有して構成される。
The second invention is constituted by a converting means corresponding to the first invention, and an inverse converting means for converting the compressed digital data back to the original sampling data. In this case, the inverse conversion means adds the digital data that has been subjected to 1if and the old residual data of a predetermined period ago, and includes an arithmetic means that outputs the addition result as current residual data; The apparatus includes a delay means for outputting the old residual data to the performance means after a time delay corresponding to a predetermined period, and a sampling data reproducing means for reproducing the sampling data from the current residual data.

〔作用〕[Effect]

予測データはサンプリングデータに近い値のデータであ
り、したがってザンプリ、ングデータと予測データとの
差である残差データはサンプリングデータに比較し、小
さな値のデータとなる。また、周期波形においては、あ
るサンプリング時点における残差データと、所定周期(
例えば1周期)前のサンプリング時点における残差デー
タとが各々極めて近い1泊のデータどなる。この結果、
これらの残差データの差はサンプリングデータに比較し
、はるかに小さい値となり、したがって、そのビット数
も極めて少ないビット数で済む。
The predicted data has a value close to the sampling data, and therefore the residual data, which is the difference between the sampling data and the predicted data, has a small value compared to the sampling data. In addition, for a periodic waveform, residual data at a certain sampling point and a predetermined period (
For example, the residual data at the previous sampling time point (for example, one cycle) is data for one night that is very close to each other. As a result,
The difference between these residual data is a much smaller value than the sampling data, and therefore, the number of bits can be extremely small.

〔実施例〕〔Example〕

以下、図面を参照しこの発明の一実施例について説明す
る。第1図(イ)および(ロ)は共にこの発明の一実施
例の構成を示すブロック図である。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIGS. 1A and 1B are block diagrams showing the configuration of an embodiment of the present invention.

また、第2図(イ)、(ロ)は同実施例の基礎となった
回路を示す図であり、第1図(イ)、(ロ)に示す実施
例は第2図(イ)、(口〉に示す回路を改良したもので
ある。
2(a) and (b) are diagrams showing the circuits that are the basis of the same embodiment, and the embodiment shown in FIG. 1(a) and (b) is as shown in FIG. 2(a), This is an improved version of the circuit shown in (2).

以下、まず第2図の回路から説明する。第2図(イ)は
自然楽器の楽音信号(アナログ信号)F(1)をサンプ
リングした後データ圧縮してメモリMに舌込むデータ内
込み回路の構成を示し、また、同図(ロ)はメモリM内
のデータを読出して楽音信号「(し)を発生する楽音信
舅発生回路の構成を示す。
Below, the circuit of FIG. 2 will be explained first. Figure 2 (a) shows the configuration of a data embedding circuit that samples the musical tone signal (analog signal) F(1) of a natural musical instrument, compresses the data, and stores it in the memory M. The configuration of a musical tone signal generating circuit that reads data in memory M and generates a musical tone signal "(shi)" is shown.

第2図(イ)にJりいて、11号1はAt)C(アナロ
グ/ディジタル変換器)であり、自然楽器の楽音信号F
([)をクロックパルスφのタイミングで順次サンプリ
ングし、このサンプリングしたデータ(アナログデータ
)をfイジタルザンプリングデータF (n )に変換
して順次主力する。予測データ発生回路2はサンプリン
グデータF (n )に基づいて予測データFY(n)
を発生し、減算回路3へ出力する。ここで、予測データ
FY(n)は−例として、 FY(n)=(F(n−1)+F(n+1))/2・・
・(1) なる式に基づいて作成される。すなわち、いま第3図に
示す曲線を楽音信号F(t)とり−れば、図に示す時刻
t  (n−1)、 t  (n )、 t  (n+
1>、j(n+2)において各々、A、D C1からサ
ンプリングデータF (n−1)、 F (n )、 
F (n−1−1>、 F (n +2)が各々出力さ
れる。予測データ発生回路2は、時刻t(n+i)にお
いて、サンプリングデータF(11〜1)とその時点で
供給されたサンプリングデータF(n+1)とをIIO
算し、この加尊結果を12」で割ることにより予測デー
タFY(n)を作成し、出力する。同様に、時刻t  
(n +2 )においては、サンプリングデータF (
n )と、F(n+2)から予測データFY(n+1)
を作成し、出力する。減算回路3は、サンプリングデー
タF (n ”)をクロックパルスφの1ビツトタイム
遅延させ、この遅延させたデータから予測データFY 
(n )を減算して残差データD (n )を作成する
。すなわち、この減算回路3は時刻t(n+1)におい
て、 D(n)=F(n)−FY(n)・ (2)なる演算に
より残差データD (n )を作成し、出力する。ここ
で、残差データD (n )は、第3図からも明らかな
ようにサンプリングデータF (n )に比較しはるか
に小さい値であり、したがって、     )そのビッ
ト数もサンプリングデータF (n )のヒツト数より
少いピッ1−数で演む。
In Figure 2 (a), No. 11 1 is At) C (analog/digital converter), which converts the musical sound signal F of a natural musical instrument.
([) is sequentially sampled at the timing of the clock pulse φ, and this sampled data (analog data) is converted to f digital sampling data F (n) and is sequentially used as main data. The predicted data generation circuit 2 generates predicted data FY(n) based on the sampling data F(n).
is generated and output to the subtraction circuit 3. Here, the predicted data FY(n) is -For example, FY(n)=(F(n-1)+F(n+1))/2...
・(1) Created based on the formula: That is, if we take the musical tone signal F(t) from the curve shown in FIG. 3, the times t (n-1), t (n), t (n+
1>, j (n+2), sampling data F (n-1), F (n), from A, D C1, respectively.
F (n-1-1>, F (n +2) are output respectively. At time t(n+i), the predicted data generation circuit 2 generates the sampling data F(11-1) and the sampling supplied at that time. Data F(n+1) and IIO
The prediction data FY(n) is created and output by dividing this addition result by 12''. Similarly, time t
(n +2), the sampling data F (
n) and predicted data FY(n+1) from F(n+2)
Create and output. The subtraction circuit 3 delays the sampling data F (n '') by one bit time of the clock pulse φ, and extracts the predicted data FY from this delayed data.
(n) is subtracted to create residual data D (n). That is, at time t(n+1), this subtraction circuit 3 creates residual data D (n) by the calculation D(n) = F(n) - FY(n) (2) and outputs it. Here, the residual data D (n) is a much smaller value than the sampling data F (n), as is clear from FIG. Perform with fewer hits than the number of hits.

しかして、上述した残差データD (n )がメモリM
内に順次書込まれる。
Therefore, the residual data D (n) described above is stored in the memory M
are sequentially written within.

次に、第2図([1)においで、符舅5はメモリMから
残差データD(n)を胱出し、この読出したデータD 
(n )に基づいてサンプリングデータF (n )を
再生するサンプリングデータ再生回路である。以下、こ
の回路5について説明する。前述した第(1)式を第(
2)式に代入すれば、D (n )=F (n )−(
F (n−1)+F (n +1 ) )/2・・・(
3)なる式が得られる。この第(3)式を変形すれば、
F(n+1)=2(F(n)−D(n))−F(n−1
>・・・(4) なる式が得られる。サンプリングデータ再生回路5は、
この第(4)式に阜づいてサンプリングデータF (n
 )の再生を行う。iJなわら、いま、サンプリングデ
ータ再生回路5内にサンプリングデータF (n )の
初期1直F(0)お、よびF(1)が予め記憶されてい
るとする。再生回路5は、まず、初111J l+ηF
(0)J>よびF(1)をクロックパルスφに従って順
次出力し、そしてメモリMから読出された残差データD
(1)に基づき第(4)式の演算を行う。すなわらデー
タF(1)からデータD(1)を減nし、この減n結果
に「2」を乗算し、この乗算結果からデータF(0)を
減算する。
Next, in FIG. 2 ([1), the code 5 retrieves the residual data D(n) from the memory M and reads out the read data D.
This is a sampling data reproducing circuit that reproduces sampling data F (n) based on (n). This circuit 5 will be explained below. The above-mentioned equation (1) is transformed into the equation (
2) Substituting into the equation, D (n) = F (n) - (
F(n-1)+F(n+1))/2...(
3) The following formula is obtained. If we transform this equation (3), we get
F(n+1)=2(F(n)-D(n))-F(n-1
>...(4) The following formula is obtained. The sampling data reproducing circuit 5 is
Based on this equation (4), sampling data F (n
) is played. Assume that the initial first round F(0) and F(1) of the sampling data F(n) are stored in advance in the sampling data reproducing circuit 5. First, the reproducing circuit 5 starts with the first 111J l+ηF
(0) J> and F(1) are sequentially output according to the clock pulse φ, and the residual data D read from the memory M.
The calculation of equation (4) is performed based on (1). That is, data D(1) is subtracted n from data F(1), the result of this subtraction n is multiplied by 2, and data F(0) is subtracted from this multiplication result.

以上の演nにより、サンプリングデータF(2)が1q
られる。再生回路j〕は、このようにして得られたサン
プリングデータF(2)を初期値F(0)およびF(1
)に続いてDAC(デ、rジタル/アナログ変換器)6
へ出力する。次いで、再生回路5は、りOツクパルスφ
の1ピッl−タイムが経過した時点で、メモυMから読
出された残差データD(2〉に基づき第(4)式の演算
を行い、これにより得られたサンプリングデータF(3
)をDAC6へ出力する。以下同様の過程が繰返えされ
、これにより1ノンプリングデータF (n )が順次
DAC6へ供給される。DAC6は、順次供給されるサ
ンプリングデータ[(n)をアナログ信号に変換し、出
力する。このようにして、楽音信号F(【)と同一の信
号((11L、、吊子化誤差は存在する〉がDAC6か
ら出力される。
By the above operation n, the sampling data F(2) is 1q
It will be done. The reproduction circuit j] sets the sampling data F(2) obtained in this way to initial values F(0) and F(1
) followed by DAC (digital/analog converter) 6
Output to. Next, the reproducing circuit 5 receives the output pulse φ
When 1-pil-time has elapsed, the calculation of equation (4) is performed based on the residual data D(2>) read from the memo υM, and the sampling data F(3) obtained thereby is calculated.
) is output to DAC6. Thereafter, the same process is repeated, whereby one non-pulling data F (n) is sequentially supplied to the DAC 6. The DAC 6 converts the sequentially supplied sampling data [(n) into an analog signal and outputs it. In this way, the same signal as the musical tone signal F([) ((11L, hanging error exists) is output from the DAC 6.

以上が第2図〈イ)、(1コ)に示す回路の詳細である
。次に、第1図(イ)、(ロ)に示すこの発明の一実施
例について説明する。この実施例は、前述したように第
2図(イ)、(ロ)に示す回路を改良したもので、その
改良点は次の2点である。
The above are the details of the circuit shown in FIGS. 2(A) and 2(1). Next, an embodiment of the present invention shown in FIGS. 1(a) and 1(b) will be described. This embodiment is an improvement of the circuit shown in FIGS. 2(a) and 2(b) as described above, and the improvements include the following two points.

第1点: 自然¥!器の楽音波形は周期性を有している。第1の改
良点はこの周期性に着目してなされたもので、第2図の
回路においては、メモリMに残差f−タD (n )を
そのまま記憶させたが、この実施例においては、メモリ
Mに、その残差データD(0)と1周期前の残差データ
D (n )との差(以下、残差差データE (n )
と称す)を記憶させている。以下、詳細に説明する。い
ま、第4図に示す波形を自然楽器の楽音信号F(t)の
波形とし、また、時刻t (OO)を楽音発生開始時刻
とりる。この場合、第1周期T1のあるサンプル点時刻
t  (K)+ における残差データD(K)+と、第
2周期T2の、時刻j(K)+に対応する(同一位相の
)サンプル点時刻t  (K)2における残差データD
(K)2との差は極めてわずかである1、同様に時刻t
  (K)2における残差データD(K)2と時刻t 
 (K>3にお【プる残差データD<K)3との差も極
めてわずかである。θこで、第1図に示ず実施例におい
ては、算出した残差データD(n)がら、1周期前の対
応りるサン1点における残差デー/1.0 (n )を
減算し、この減。
First point: Nature! The musical sound waveform of the instrument has periodicity. The first improvement was made by focusing on this periodicity. In the circuit of FIG. 2, the residual f-ta D (n) was stored as is in the memory M, but in this embodiment, , the difference between the residual data D(0) and the residual data D(n) one cycle before (hereinafter, residual data E(n)) is stored in the memory M.
) is memorized. This will be explained in detail below. Now, let the waveform shown in FIG. 4 be the waveform of the musical tone signal F(t) of a natural musical instrument, and time t (OO) be taken as the musical tone generation start time. In this case, residual data D(K)+ at a sample point time t (K)+ in the first period T1 and a sample point (with the same phase) corresponding to time j(K)+ in the second period T2 Residual data D at time t (K)2
(K) The difference from 2 is extremely small 1, similarly at time t
(K)2 residual data D(K)2 and time t
(Residual data D<K when K>3) The difference from 3 is also extremely small. θNow, in the embodiment (not shown in FIG. 1), the residual data/1.0 (n) at the corresponding one point of one cycle before is subtracted from the calculated residual data D(n). , this decrease.

結宋、ずなわち、残差差データE (n )をメモリM
に書込むようになっている(第4図参照)。なお、第1
周期T1においては、1周期前の残差データD (n 
)が存在しないので、残差差データE(n)+は残差デ
ータD (’n ) I と同一のデータとなる。
In other words, the residual data E (n) is stored in the memory M.
(See Figure 4). In addition, the first
In period T1, residual data D (n
) does not exist, the residual data E(n)+ is the same data as the residual data D ('n) I .

しかして、残差差データE (n)の値は残差データD
 (n )の値よりはるかに小さく、したがってメモリ
Mに記憶させるデータ昂を第2図の回路、! よりざらに少くすることができる。なお、残差差データ
E (n >からサンプリングデータF (n )を再
生するのは、後述するように簡単な回路にょっで実現で
きる。
Therefore, the value of the residual difference data E (n) is the residual data D
(n) is much smaller than the value of the data stored in the memory M. It can be made more coarse. Note that reproducing the sampling data F (n) from the residual difference data E (n >) can be realized by a simple circuit as described later.

第2点: 第2の改良点は、予測データFY(n)の非出方法であ
る。すなわち、第2図の回路においては、予測データF
Y(n)を2個のサンプリングデータF(n−1)およ
びF(n+1)から算出したが(第(1)式参照)、こ
の実施例においては、予測データFYa (0)を4個
のサンプリングデータF (n−2)、 F (n−1
)、 F (n +1)。
Second point: The second improvement is the method of not outputting the prediction data FY(n). That is, in the circuit of FIG. 2, the predicted data F
Although Y(n) was calculated from the two sampling data F(n-1) and F(n+1) (see equation (1)), in this example, the predicted data FYa (0) was calculated from the four sampling data F(n-1) and F(n+1). Sampling data F (n-2), F (n-1
), F (n + 1).

(n+2)から算出している。以下、第5図を用いにの
0出方法を説明りる。
It is calculated from (n+2). The method for outputting 0 will be explained below using FIG.

まず、リンプリングデータF(n−2)、F(n−1)
から予測データP(n−1)を、サンプリングデ〜りF
 (n−1)、 F (n +1)から予測データP 
(n )を、また、サンプリングデータF (n +1
)、 F (ri +2)から予測データP(n+1)
を各々算出りる。このΩ出は次式による。
First, limp ring data F(n-2), F(n-1)
, the prediction data P(n-1) from sampling day F
(n-1), predicted data P from F (n +1)
(n), and the sampling data F (n +1
), F (ri +2) to predicted data P(n+1)
Calculate each. This Ω output is determined by the following formula.

P (n −1) = ’F’ (n −1ン−)−(
F(n−1>−F(n−2>)・ (5)P(n)=[
F(n−1) +F(n   −ト 1))/2  ・・・  (6)
P(n  +1)=F  (n  4−1)−(F  
(n  +2)  −1こ (n  + 1  )  
)  ・・  (7)次に、これらの予測データP(n
−1)、P(n)、P(n+1)に各々rlJ、r2J
、Mlの重み付は係数を掛けた後加算し、この加偉結果
を「4」で割ることにより予測データFYa(n)を求
める。
P (n -1) = 'F' (n -1 -) - (
F(n-1>-F(n-2>)・(5)P(n)=[
F(n-1) +F(n-to 1))/2... (6)
P (n + 1) = F (n 4-1) - (F
(n + 2) -1 (n + 1)
) ... (7) Next, these predicted data P(n
−1), P(n), and P(n+1), rlJ and r2J, respectively.
, Ml are multiplied by coefficients and then added, and this weighting result is divided by "4" to obtain predicted data FYa(n).

FYa  (n )= (P (n−1>+2P (n
 )+P (n +1 > )/4・・・(8)以上が
予測データFYa(n)の非出方法の基本的考え方であ
る。上記第(8)式に前記第(5)〜第(7)式を代入
し、整理すると、 FYa  (n ) = (−F (n−2) +3F
 (n −1)ト3F(n+1)−F(n+2))/4
・・・(9) な式が1qられる。すなわら、この実施例においては、
この第(9)式にJ、4づいて予測データI”Ya(n
)が算出される。
FYa (n) = (P (n-1>+2P (n
)+P (n+1>)/4...(8) The above is the basic idea of the method of not outputting the prediction data FYa(n). Substituting the above equations (5) to (7) into the above equation (8) and rearranging, FYa (n) = (-F (n-2) +3F
(n −1) t3F(n+1)−F(n+2))/4
...(9) The formula is 1q. That is, in this example,
Based on this equation (9), J and 4, the predicted data I”Ya(n
) is calculated.

しかして、上記算出方法によれば、前述した第2図の回
路における予測データFY(n)の算出方法に比較し、
実際のサンプリングデータ[(n)により近い予測デー
タFYa(n>を締出することができ、したがって、残
差f−タD (n )の値がより小さな値となり、ビッ
ト数も少くて済むことになる。なお、前述した重みイ」
け係数は、サンプリングデータF (n )と予測デー
タFY (n )との差が最小になるように、例えば最
小二乗予測等を用いて決定してもよい。
According to the above calculation method, compared to the calculation method of the predicted data FY(n) in the circuit shown in FIG.
It is possible to exclude the predicted data FYa (n>) that is closer to the actual sampling data [(n), so that the value of the residual f-ta D (n) becomes smaller and the number of bits can be reduced. In addition, the weight I mentioned above
The coefficient may be determined using, for example, least squares prediction so that the difference between the sampling data F (n) and the predicted data FY (n) is minimized.

以上がこの実施例における改良点である。次に、この実
施例の具体的偶成を第1図(イ)、(ロ)を参照して説
明する。まず、第1図(イ)において、自然楽器の楽音
信号F([)はADClによってサンプリングデータF
 (n )に変換され、残差データ光1ユ回路11へ供
給される。残差データ発生回路11は、前述した第2図
(イ)の予測データ発生回路2および:礒→回路3に相
当りるもので、サンプリングデータF (n >から前
述した予測データFYa(n)を減口した残差データD
〈nン、ブなわら、 D(n)=F(n)−FYa (n)川(10)を鈴出
し、出力りる。この第(10)式に前記第(9)式を代
入し、整理すると、 D  (n  )  =  (F  (++  −2>
−3F  (n  −1)+4F (n ) −3F 
(n −)1 ) +F (n +2) )/4・・・
(11) なる式が得られる。残差データ発生回路11は、この第
(11)式の演算を行って残差データD(n)を求め、
出力する。
The above are the improvements in this embodiment. Next, a specific combination of this embodiment will be explained with reference to FIGS. 1(a) and 1(b). First, in FIG. 1(a), the musical tone signal F([) of a natural instrument is converted to sampling data F([) by ADCl.
(n) and is supplied to the residual data optical 1 unit circuit 11. The residual data generation circuit 11 corresponds to the prediction data generation circuit 2 and circuit 3 in FIG. Residual data D after reducing
〈n, buzzing, D(n) = F(n) - FYa (n) The river (10) is brought out and output. Substituting the above equation (9) into this equation (10) and rearranging, D (n) = (F (++ -2>
-3F (n -1)+4F (n) -3F
(n −)1 ) +F (n +2) )/4...
(11) The following formula is obtained. The residual data generation circuit 11 calculates the residual data D(n) by calculating the equation (11),
Output.

すなわら、残差データ発生回路11において、符号12
〜16は各々クロックパルスφによってトリガされるD
FF (ディレィフリップ70ツブ)であり、これらの
0FF12〜16にはクロックパルスφに従ってサンプ
リングデータF(n>が順次読込まれる。各0FF12
〜16の出力は各々、乗算器17〜21に供給されてr
1/4J。
That is, in the residual data generation circuit 11, the code 12
~16 are each D triggered by a clock pulse φ
FF (70 delay flips), and sampling data F (n>) is sequentially read into these 0FF12 to 16 according to the clock pulse φ.
~16 outputs are supplied to multipliers 17-21, respectively, to r
1/4J.

r−3/4J、rlJ、r−3/4J、  [1/4J
      ’が乗咋され、各乗算結果が加算器22に
おいて加算され、残差データD (n )として出力さ
れる。
r-3/4J, rlJ, r-3/4J, [1/4J
' is multiplied, each multiplication result is added in an adder 22, and output as residual data D (n).

なお、乗鋒器17〜21はデータシフト回路、加算器等
により簡単に構成することができる。しかして、サンプ
リング時刻t(n+2)にJ3いて、DFF12〜16
には各々サンプリングデータF(n +2)、 F (
n−+−1)、 F (n )、 F (n −1>、
F(n−2)が読込まれ、したがって、加1a22から
第(11)式の残差データD(n)が出力される。なお
、この残差データ発生回路11の構成は、ディジタルフ
ィルタの一種である直線位相「IRフィルタの構成と同
一である。
Incidentally, the multipliers 17 to 21 can be easily constructed using data shift circuits, adders, etc. Therefore, at sampling time t(n+2), J3 is present, and DFFs 12 to 16
respectively have sampling data F(n +2) and F(
n-+-1), F (n), F (n-1>,
F(n-2) is read, and therefore, the residual data D(n) of equation (11) is output from the adder 1a22. The configuration of this residual data generation circuit 11 is the same as that of a linear phase IR filter, which is a type of digital filter.

次に、加ζ1器22から出力された残差ラーータ1〕(
11)は減口器23のΦλ入力端供給される。減口器2
3は、その■入力端へ供給される戸゛−タがらO入力端
へ供給されるデータを減口し、この減停結宋を残;(−
差データ](11)として出ノJ−する。
Next, the residual rata 1](
11) is supplied to the Φλ input end of the mouth reducer 23. mouth reducer 2
3 reduces the data supplied to the O input terminal from the data supplied to the ■ input terminal, leaving this reduction and stop result; (-
difference data] (11).

づなわら、この減口器23は加CX器22から出力され
る残;てデータD(n)から1周期(楽14信号F(t
)の1周期)前の残差γ−タD(n)を減(ンスる回路
であり、その0入力端へはシフトレジスタ24の出力デ
ータが)′ン1−グー1−25を介して供給される。シ
フミーレジスタ24は残差データD (n )を1周期
間保持するためのレジスタで、1周期内のザンプル点数
に等しいスデージを有し、入力端INへ供給される残差
データD(n)をクロックパルスφに基づいて順次読込
む。読込まれたデータD(n)は、シフトレジスタ24
内において順次シフトされ、1周期経過後に出力GQか
ら出力される。
In other words, this mouth reducer 23 calculates one cycle (Raku14 signal F(t
) is a circuit that reduces the previous residual γ-ta D(n), and the output data of the shift register 24 is input to its 0 input terminal via )'n1-g1-25. Supplied. The shift me register 24 is a register for holding the residual data D (n) for one cycle, and has a sdage equal to the number of sample points within one cycle, and has the residual data D (n) supplied to the input terminal IN. are sequentially read based on the clock pulse φ. The read data D(n) is transferred to the shift register 24
The signals are sequentially shifted within the range, and are outputted from the output GQ after one cycle has elapsed.

しかして、楽音信号F([)の第1周期T1(第4図参
照)に63いては、信号ICが“1゛信号と4りる。こ
れにより、インバータ27がら゛0°゛信号が出ツノさ
れ、アンドゲート25がらデータ[0]が出力される。
Therefore, in the first period T1 (see FIG. 4) of the musical tone signal F([), the signal IC becomes a "1" signal. As a result, the inverter 27 outputs a "0°" signal. Data [0] is output from the AND gate 25.

この結果、加算器22がら出力された残差データD(n
)+はそのまま減算器23から残差差データE(n)+
 として出力される。そして、この残差差データE(n
)+は順次メモリMに書込まれると共に、加n器28へ
供給される。加障器28は、残着差データE (n )
+  (=D (II )+ )とアンドゲート25の
出力データ「0」とを加節し、この加障結果、すなゎら
残差データD(n>+ を順次シフトレジスタ24の入
力端INへU(給する。この銭;(j′−夕0(n)1
は順次ジットレジスタ24内に読込まれる。
As a result, the residual data D(n
)+ is the residual difference data E(n)+ directly sent from the subtractor 23.
is output as Then, this residual difference data E(n
)+ are sequentially written into the memory M and supplied to the adder 28. The obstacle device 28 uses residual adhesion difference data E (n)
+ (=D (II)+) and the output data "0" of the AND gate 25, and the result of this addition, that is, the residual data D (n>+) is sequentially transferred to the input terminal IN of the shift register 24. To U (give. This money; (j' - 0 (n) 1
are sequentially read into the jit register 24.

次に、第2周+111 T 2に13いては、信号IC
が゛O゛信号に立下る。なお、佑81cは、以後連続的
に゛O″信号状態を保つ。(を月ICか゛O″信号にな
ると、アントゲ−h 25が開状態となり、シフトレジ
スタ24内の残差j゛−夕f)(n)、が同7ンドゲー
ト25を介しく減Q器23の0入力端Jj J、び加G
−5器28の入力端l(供給される。この結果、第2周
明T2においては、減悼器23から、E (n )、、
 =D (11)、! −D (n l+ ・・(12
>なる残差差データE(n)2が出力され、このデータ
IT:(11>2がメ七りMに回込まれ、まl〔、加算
器28から、 F(I+−)、7 1−1) (n >+ =D (n
 )、)  −D (11)+−1−D(n)+  =
D(n)2−(13)なるデータ、すく【わら残差f−
タ、D(n)、;が出力され、この残差データD(11
)2がシフ1−レジスタ24内に順次読込まれる。
Next, at 13 on the second round +111 T 2, the signal IC
falls to the ``O'' signal. Note that the 81c continuously maintains the "O" signal state from then on. (When the IC becomes the "O" signal, the controller h 25 becomes open, and the residual j-f in the shift register 24 )(n), is the 0 input terminal Jj J of the Q subtractor 23 via the same 7nd gate 25, and the addition G
−5 input terminal l of the device 28 (supplied. As a result, in the second cycle T2, E (n ), ,
=D (11),! -D (n l+...(12
> is output, and this data IT:(11>2 is passed to the input circuit M, and from the adder 28, F(I+-), 7 1 −1) (n >+ =D (n
), ) −D (11)+−1−D(n)+ =
D(n)2-(13) data, Suku [straw residual f-
This residual data D(11
)2 are read into shift 1-register 24 sequentially.

以下、同様の過桿か繰返えされ、これにより、メしり〜
1内に残犀差データI−: (n )+ 、 F、、’
 (n )2、・・・が順次内応まれる。
From now on, the same overcoat is repeated, and as a result,
Residual difference data I-: (n)+, F,,'
(n)2, . . . are answered in sequence.

なお、第1図(イ)の下半部の回路は+6図のように構
成することも可能である。この第6図の構成によれば第
1図(イ)における加算器28を省略することができる
Note that the circuit in the lower half of FIG. 1(A) can also be configured as shown in FIG. 6. According to the configuration of FIG. 6, the adder 28 in FIG. 1(a) can be omitted.

次に、第1〆1(ロ)にd5いて、メモリMから読出さ
れた残差差データLE (n )は加算器31の〜方の
入力端へ供給される。なお、メモリMの読出しは勿論ク
ロックパルスφのタイミングで行われる。加算器31お
よびシフ1〜レジスタ32は残差差データE (、n 
)を残差データ9 (n )に戻すためのものである。
Next, at the first end d5, the residual difference data LE (n) read from the memory M is supplied to the ~ input terminal of the adder 31. Note that reading from the memory M is of course performed at the timing of the clock pulse φ. The adder 31 and shift 1 to register 32 store the residual difference data E (, n
) to return the residual data 9 (n).

すなわち、まずメモリN4から第1周期王1の各残差差
データE(n)+(=D(n)+)が読出されるタイミ
ングにおいては、信号ICが“1″信号となり、したが
ってインバータ33から“°0°′信号が出力され、ア
ンドグー   1ト34からf−夕「0」が出力される
。そして、このデータ「0」が加算器31の他方の入力
端へ供給される。これにより、加算器31から残差デー
タD(n)1か出力されリン1リングγ−夕再生回路3
5およびシフトレジスタ32へ供給される。シフトレジ
スタ32は前述しIζシフトレジスタ24(第1図(イ
))と同一構成であり、供給されlこ各残差データD(
n)+を順次読込み、シフトし、゛1周明後に出力D”
A Qから出力する。次に、メ七りMから第2周期−[
2の各残差冷データE(n)、+が出力されるタイミン
グに、jノいて信号ICが゛0″信号となる。以後、こ
の1古号ICは“OII信号の状態を続ける。上記タイ
ミングにおいて信号ICが’ 0”信号になると、アン
ドゲート34か開状態となり、シフト・レジスタ32内
の残差f−夕D(n)+がアンドゲート34を介して加
算器31の他方の入力端へ順次)1(給される。
That is, first, at the timing when each residual difference data E(n)+(=D(n)+) of the first period king 1 is read from the memory N4, the signal IC becomes a "1" signal, and therefore the inverter 33 The "°0°" signal is outputted from the AND GOUT 1 34, and the f-TU "0" is outputted. This data “0” is then supplied to the other input terminal of the adder 31. As a result, the adder 31 outputs the residual data D(n)1, and the ring 1 ring γ-wave regeneration circuit 3
5 and the shift register 32. The shift register 32 has the same configuration as the above-mentioned Iζ shift register 24 (FIG. 1(a)), and is supplied with each residual data D(
n) + sequentially, shift, and output D after 1 cycle.
Output from AQ. Next, the second period from Meshiri M - [
At the timing when the residual cold data E(n) and + of 2 are output, the signal IC becomes the ``0'' signal.Thereafter, the 1 old IC continues to be in the ``OII signal'' state. When the signal IC becomes a '0' signal at the above timing, the AND gate 34 becomes open, and the residual f-D(n)+ in the shift register 32 is transferred to the other side of the adder 31 via the AND gate 34. 1 (sequentially) 1 (supplied to the input terminal).

これにより、加0器31から、 E (n )、! +D (n L+ =D (n >
2−D (n+ )+D (n )+ =D (+1>
2−414)なるj゛−タ、すなわち残差データD(n
)、が出力され、この残差データ1.) Cn ) 2
かサンプリングデータ再生回路35へ供給されると共に
、シフ、 トレジスタ32に順次読込まれる。以下、同
様の動作が繰返えされ、これによりサンプリングデータ
再生回路35へ残差データD(n>+、D(n)2、・
・・が順次供給される。
As a result, from the adder 31, E (n),! +D (n L+ =D (n >
2-D (n+)+D (n)+ =D (+1>
2-414), that is, the residual data D(n
), is output, and this residual data 1. ) Cn ) 2
The data are supplied to the sampling data reproducing circuit 35 and sequentially read into the shift register 32. Thereafter, similar operations are repeated, and the residual data D(n>+, D(n)2, . . .
... are supplied sequentially.

サンプリン、グデータ再生回路35は、残差データD 
(n )からサンプリングデータF (n )を再生す
る回路である。残差データD (n )は、前述した第
(11)式に1.!づいて作成されている。この第(1
1)式を変形すると、 F (n +2)、=−F (+1−2) +3F (
n−1)−4F (n ) +3F (n +1 ) 
+4D (n )・・・(15) なる式が得られる。サンプリングデータ再生回路35は
この第(15)式に阜づいてサンプリングデータF (
n )を再生する。
The sampling data reproducing circuit 35 outputs the residual data D.
This is a circuit that reproduces sampling data F (n) from (n). The residual data D (n) is calculated by adding 1 to the above-mentioned equation (11). ! It was created based on This (1st
1) Transforming the formula, F (n +2), = -F (+1-2) +3F (
n-1)-4F (n) +3F (n +1)
+4D (n) (15) The following formula is obtained. Based on this equation (15), the sampling data reproducing circuit 35 reproduces the sampling data F (
n).

以下詳述すると、サンプリングデータ再生回路35にお
いて、符号36〜3つはDFF、40〜44は乗q器、
45は加算器である。いま、加算器31から残差データ
+1(2>が出力された時点をとえる。また、この11
.4 jj、iでDll”’30−36に各々It ン
ブリング7゛−夕1  (n)(7)初1!II l直
F(0)、 I= (1)、 F (2)、 l  (
、’3)が各ノZ記憶されているとマノる。この場合、
上)ホした初期舶「(0)〜F(3)に各々、東膜器4
7′1〜41に43いて係数r−IJ、r3J、r−4
J、r3Jが乗0され、この重い結果が加→器15へ供
給される。、また、残差−j−タD(2)には、爪弾器
40においC係数r4Jが乗算され、この乗弾結果が加
算器45へ供給される。この結果、残差データD(2)
か1ノロσ器31から出力された時点において、加算器
45の出力j゛−夕が、 −F (0) +3F (1) −4F <2) +3
F(3)+4D (2>・・・(16) となる。このデータは第(’+ 5 >式から明らかな
ように、サンプリングデータF(4)である。俳なわら
、残差データD(2)が加Ej7j131から出力され
ると、加p器45からサンプリングデータF(4)が出
力され、DAC46およびDFF36の入力端へ供給さ
れる。次に、クロックパルスφの1ヒッ1−タイム後に
加(1器31から残差データ0(3)が出力されると、
この時点でDFF36〜39に各々データ「(4)〜F
(1)が読込よれることから、加粋器45がら、 −F(1)+3l−(2)−4F(3)+3F(4)+
4D (3>・・・(17) なるデータ、ずなわらリンプリングj′−タ「(5)が
出力される。以下、加紳器31がら残差データD(4)
、D(5)・・・が順次出力されると、上述した場合と
同様にして加口器45がらサンプリングデータF(6)
、F(7)・・・が順次出力され、DAC46へ供給さ
れる。これにより、DAC46の出力として、自然楽器
の楽音信号F(t)と同一の信号が得られる。なお、上
述したサンプリングデータ再生回路35はディジタルフ
ィルタの一種であるIIRフィルタと同一構成である。
To explain in detail below, in the sampling data reproducing circuit 35, 36 to 3 are DFFs, 40 to 44 are q multipliers,
45 is an adder. Now, take the point in time when the residual data +1 (2>) is output from the adder 31. Also, this 11
.. 4 jj, i to Dll''30-36 respectively It combining 7゛-E1 (n) (7) First 1! II l direct F (0), I = (1), F (2), l (
, '3) are memorized in each case. in this case,
Above) The early ships (0) to F(3) each have Tomeki 4.
7'1 to 41 have 43 coefficients r-IJ, r3J, r-4
J, r3J are multiplied by 0, and this heavy result is supplied to the adder 15. , and the residual -j-ta D(2) is multiplied by the C coefficient r4J in the claw bullet device 40, and this multiplication result is supplied to the adder 45. As a result, residual data D(2)
At the time when the output from the adder 45 is output from the sigma generator 31, the output of the adder 45 is -F (0) +3F (1) -4F <2) +3
F(3)+4D (2>...(16) This data is the sampling data F(4) as is clear from the formula ('+5>).In other words, the residual data D (2) is output from the adder Ej7j131, the sampling data F(4) is output from the adder 45 and supplied to the input terminals of the DAC 46 and the DFF 36.Next, 1 hit 1-time of the clock pulse φ Later, when the residual data 0 (3) is output from the addition (1 unit 31),
At this point, DFFs 36 to 39 each have data “(4) to F.
Since (1) is read, -F(1)+3l-(2)-4F(3)+3F(4)+
4D (3>...(17)), Zunawara limp ring j'-data (5) is output.Hereafter, residual data D(4) from the adder 31 is output.
, D(5)... are sequentially output, the sampled data F(6)
, F(7)... are sequentially output and supplied to the DAC 46. As a result, a signal identical to the musical tone signal F(t) of a natural musical instrument is obtained as the output of the DAC 46. Note that the above-described sampling data reproducing circuit 35 has the same configuration as an IIR filter, which is a type of digital filter.

以上が第1図に示す実施例の詳細である。なお、上記実
施例においては、予測データFYa(n)      
’を過去のデータF (n−2)、 F (n−1>お
よび未来のデータF (n +1)、 F (n +2
)から求めたか、この予測データを例えば過去のデータ
のみから求めてもよく、あるいは第2図の回路のように
過去のテ゛−タF(n−1)および未来のデータF (
+1−) 1 )から求めてもよい。:Lだ、上記実施
例においては、残差差データ[(n)を、各周期の残差
データD(n)と1周期前の残差データD(0)との差
を求めることにより得ているが、これに限らず、任広の
周期(例えば、2周期前や1/2周1!IJ前)の0子
f−タD(11)との差から求めるようにしてもよい。
The details of the embodiment shown in FIG. 1 have been described above. Note that in the above embodiment, the prediction data FYa(n)
' as past data F (n-2), F (n-1> and future data F (n +1), F (n +2)
), or this predicted data may be obtained, for example, only from past data, or, as in the circuit of Fig. 2, past data F(n-1) and future data F (
+1-) 1). : L. In the above embodiment, the residual difference data [(n) is obtained by calculating the difference between the residual data D(n) of each period and the residual data D(0) of one period before. However, the present invention is not limited to this, and it may be determined from the difference from the zero child f-ta D(11) of the cycle of Ninhiro (for example, two cycles before or 1/2 cycle before IJ).

このためには、第1図(イ)および(ロ)のシフトレジ
スタ24および32のステージ数を所定周期内のナンプ
ル点数に対応して設定すればよい。この場合、シフトレ
ジスタ24.32の代わりにRAM等のメモリを用いて
残差データD (n )をガ延するようにしてもよい。
For this purpose, the number of stages of the shift registers 24 and 32 in FIGS. 1(a) and 1(b) may be set in accordance with the number of number points within a predetermined period. In this case, a memory such as a RAM may be used instead of the shift registers 24 and 24 to store the residual data D (n).

さらに、上記実施例においては圧縮したブタE (n 
)をメモリMに記憶させているが、このデータ[(n)
を伝送線を介して伯の装置へ伝送し、該辿の装置におい
てサンプリングデータF(n)に再生する場合も勿論こ
の発明を適用づ゛ることができる。
Furthermore, in the above embodiment, the compressed pig E (n
) is stored in memory M, but this data [(n)
Of course, the present invention can also be applied to the case where the data is transmitted to a device via a transmission line and reproduced as sampling data F(n) in the device.

ところで、第2図に承り回路あるいは上記実施例におい
て、特別の回路を付加すればメー[すMに記憶させるべ
きデータ中をさらに減らづことが可能となる。すなわち
、メモリ〜1に記憶させるべき残差データD(n)また
は残差差データE (n )を更にS hannon−
F ano ] −+1または)−1uffmanコー
ドに変換してメモリMに記憶さぜればよい。
By the way, by adding a special circuit to the circuit shown in FIG. 2 or the above embodiment, it is possible to further reduce the amount of data to be stored in the computer. That is, the residual difference data D(n) or the residual difference data E(n) to be stored in memory ~1 is further stored in Shannon-
Fano] -+1 or )-1 uffman code and stored in the memory M.

以下に、)luHmanコードについて簡単に説明する
。例えば第2図の回路において、残差データDCn)の
8値(0,±1.±2・・・)の発生確立は各々異なっ
ている。l−ll−1urfコードはこの発生確立に着
目したコードであり、発生確立が大きいデータに対して
少いビット数のコードを割当てるようにしたものである
。なお、3 hannon −F anoコードも同様
の考え方による。第1表は、残差データD(0)の値と
、H,urrmanコードHCとの関係の一例を示す表
である。
The )luHman code will be briefly explained below. For example, in the circuit shown in FIG. 2, the probability of occurrence of the eight values (0, ±1, ±2, . . . ) of the residual data DCn is different. The l-ll-1urf code is a code that focuses on the probability of occurrence, and a code with a small number of bits is assigned to data with a high probability of occurrence. Note that the 3 hannon-Fano code is based on the same idea. Table 1 is a table showing an example of the relationship between the value of the residual data D(0) and the H, urrman code HC.

第1表 この第1表において、「発生確立」はある自然楽器の楽
音信号をモデルにして測定した値である。
Table 1 In Table 1, "probability of occurrence" is a value measured using a musical tone signal of a certain natural musical instrument as a model.

また、「その他」とは残差データD (n )が+4以
上、または−4以下の場合であり、この場合は、1−I
 Llffmarll−ド1−IC” OOO1°゛に
実際の残差データD(n)(例えば、8ビツト)を付加
する。
In addition, “other” refers to the case where the residual data D (n) is greater than or equal to +4 or less than or equal to −4; in this case, 1-I
Add actual residual data D(n) (e.g., 8 bits) to Llffmarll-dot1-IC''OOO1°''.

しかして、この@ uffmanコードを第2図の回路
に適用する場合は、第2図(イ)に示す破線H1の位置
にエン」−ダを挿入し、残差データD (n ’)を第
1表に示すト1uffmanコードHCに変換した後メ
モリMに書込む。また、第2図(ロ)に示す破線ト12
の位置にデコーダを挿入し、メモリMから読出されたH
uffmanコードHCによるデータをもとの残差デー
タD (n )に戻す。第1図(イ)。
Therefore, when applying this @uffman code to the circuit shown in Figure 2, an encoder is inserted at the position of the broken line H1 shown in Figure 2 (A), and the residual data D (n') is The code shown in Table 1 is converted into the 1uffman code HC and then written into the memory M. In addition, the broken line 12 shown in FIG. 2 (b)
A decoder is inserted at the position of H read from memory M.
The data based on the uffman code HC is returned to the original residual data D (n). Figure 1 (a).

(ロ)についても同様である。なお、このHuffma
nコードの使用により、メモリMに書込むぺQr−タ量
を約3/8とり−ることができる。
The same applies to (b). In addition, this Huffma
By using the n code, the amount of data to be written into the memory M can be reduced to about 3/8.

次に、第1図(イ)に承り回路の実験結果について説明
づる。第7図(イ)〜(ハ)は各々、楽音信号F(【)
をバイブA°ルガンのトランペット音(8’ −G4 
; 3921−17 )とし、また、クロックパルスφ
の周波数、すなわちサンプリング周波数を35KHzと
し、そして、サンプリングデータF(n)(12ビツト
)、゛残差データD (n )、残差差データE(n’
)の多値の変化をクロックパルスφに対応して逐次表示
した図である。この図から明らかなように、残差データ
D (n )の1直はサンプリングデータF (n )
の1直よりはるかに小となり、また、第2周1!11目
以降の残差差データ  ;E (n )の値は残差デー
タ[) (n )の賄よりさらに小となる。第8図は第
7図(ハ)に示す残差差データE (n >の8埴の発
生状態を示す図であり、この図は楽音信号F(t)の立
上りから512サンプル点の間に発生した残差差データ
E (n )の多値の5を生回数を示している。例えば
、E (n )=0は33回、E(n>−1は40回、
 E (n )=2は34回、E(n)=−1は58回
、E(+1)=−2は28回発生している。またこの図
において、+10以上または一10以下の値は楽音信号
F(【)の第1周期日において発生した圃であり、第2
周期日以降においてこのような大きい値のf−タE (
n )が発生することはほとんどない。なお、残差差1
−タE (n )が第1周期日において比較的大きな値
をとるのは、前)ホしたように、第1周期日においては
それより前の周期がないので、残差データD (n )
をそのまま残差差データE(11)としているからひあ
る。
Next, the experimental results of the circuit will be explained with reference to FIG. 1(a). Fig. 7 (A) to (C) are each a musical tone signal F ([)
Vibe A° Lugan's trumpet sound (8'-G4
; 3921-17), and the clock pulse φ
The frequency, that is, the sampling frequency, is 35 KHz, and the sampling data F(n) (12 bits), the residual data D (n), and the residual data E(n'
) is a diagram sequentially displaying changes in multi-values in response to clock pulses φ. As is clear from this figure, one shift of the residual data D (n) is the sampling data F (n)
In addition, the value of the residual difference data after the 1st to 11th shifts of the second round; E (n) is even smaller than the value of the residual data [) (n). FIG. 8 is a diagram showing the generation state of the residual error data E (n>) shown in FIG. The multi-value 5 of the generated residual difference data E (n) indicates the raw number of times. For example, E (n) = 0 is 33 times, E (n>-1 is 40 times,
E(n)=2 occurs 34 times, E(n)=-1 58 times, and E(+1)=-2 28 times. Also, in this figure, values of +10 or more or -10 or less are fields that occur on the first cycle day of the musical tone signal F ([), and values that occur on the second
If f-ta E (
n) rarely occurs. In addition, the residual difference 1
-Ta E (n) takes a relatively large value on the first cycle day because, as mentioned above, there is no previous cycle on the first cycle day, so the residual data D (n)
This is because the residual difference data E(11) is used as it is.

なお、第1図(イ)に“おけるDFFl 2〜16を初
期状態においてリセットして、いる。また、パイプオル
ガンの1〜ランペツ[〜音を実験対象とした埋山は、^
調波成分が多く波形に変化が多いからである。
In addition, in Fig. 1 (A), DFF1 2 to 16 in "I have been reset to the initial state. Also, Umeyama, who used the pipe organ's 1 to Ranpetsu [~ sound as the subject of the experiment,
This is because there are many harmonic components and the waveform changes frequently.

〔応用例〕[Application example]

次に、前述した実施例の応用例を説明りる。第9図は第
1図(ロ)に示す回路を適用した電子楽器の構成例を示
すブ[コック図である。この図において、メモリMには
、例えば各音色(ピノツノ音。
Next, an application example of the above-described embodiment will be explained. FIG. 9 is a block diagram showing an example of the configuration of an electronic musical instrument to which the circuit shown in FIG. 1(b) is applied. In this figure, the memory M stores, for example, each tone (pinotsuno tone).

フルート音等)毎に、かつ各音?:S毎に、楽音信号F
 (t )の立上りから終了に至るまでの全波形につい
ての残差差データト(n )が記憶されている。
flute sound, etc.) and each sound? :For each S, musical tone signal F
Residual data (n) for all waveforms from the rise of (t) to the end are stored.

そして、音色選択部50によっていずれかの音色が選択
されると、音色選択部50の出力データTOによって、
その音色に夕・1応する残差差データE(11)が記憶
されているメモリMの記憶エリアが指定される。次に、
鍵盤51のいずれかの鍵が押下されると、押鍵検出部5
2がこれを検知し、押下された鍵のキーコードKCを出
力すると共に、キーオン信号KONを出力する。このキ
ーオン信号KONは同鍵が押下されている間“1′’ 
(3号を続ける。アドレス発生器53は、押鍵検出部5
2から出力されたキーコードKCを対応するアドレスデ
ータAD1に変換してメEすMへ出力し、また、キーオ
ン信号KONがII 1 +1信号に立上った時点以降
、0,1.2・・・と逐次変化するアドレスデータAD
DをメモリMへ出ツノする。アドレスデータAD1がメ
モリMへ供給されると、萌述したデータTCによって指
定されている記憶エリア内のアドレスデータへDlに対
応する’A Viが指定される。この領域は、音色選択
部50によって選択された音色を有し、押鍵検出部52
から出力されたキーコードKCの音高を有する楽音信号
F([)の残差差データE (n )が記憶されている
領域である。そして、アドレスデータA[)Dがメモリ
Mへ供給されると、該領域の相対アドレス0番地内の残
差差データE(+1)から順次読出され、楽音再生部5
4へ順次供給される。楽音再生部54は、第1図(ロ)
と同一の回路(但し、メモリMを除く)であり、残差差
データE(n)が順次供給されると、その出力端から楽
音信号F(t)(アナログ信号)を出力し、サウンドシ
ステム55へ供給する。サウンドシステム55は、供給
された楽音信号F(t)を増幅し、スピーカから楽音と
して発音する。
Then, when any tone is selected by the tone color selection section 50, the output data TO of the tone color selection section 50 allows
A storage area of the memory M in which residual data E(11) corresponding to the timbre is stored is designated. next,
When any key on the keyboard 51 is pressed, the key press detection unit 5
2 detects this and outputs the key code KC of the pressed key, as well as a key-on signal KON. This key-on signal KON is "1'' while the key is pressed.
(Continue with No. 3. The address generator 53
The key code KC outputted from 2 is converted into the corresponding address data AD1 and outputted to the address data AD1, and after the key-on signal KON rises to the II 1 +1 signal, 0, 1.2, Address data AD that changes sequentially as...
Export D to memory M. When the address data AD1 is supplied to the memory M, 'A Vi corresponding to D1 is specified to the address data in the storage area specified by the data TC mentioned above. This area has the tone selected by the tone selection section 50, and has the tone selected by the key press detection section 52.
This is the area where residual difference data E (n) of the musical tone signal F([) having the pitch of the key code KC outputted from the key code KC is stored. Then, when the address data A[)D is supplied to the memory M, the residual difference data E(+1) in the relative address 0 of the area is sequentially read out, and the musical tone reproduction section 5
4 is sequentially supplied. The musical sound reproduction section 54 is shown in FIG.
is the same circuit (except for memory M), and when the residual data E(n) is sequentially supplied, it outputs a musical tone signal F(t) (analog signal) from its output terminal, and the sound system 55. The sound system 55 amplifies the supplied musical tone signal F(t) and produces a musical tone from a speaker.

なお、ビブラート等のピッチ変化を発生楽t′fに付り
る場合は、アドレスデータADDの出力タイミングを変
化さければよい。この場合、楽音再生部54内のデータ
処理もアドレスデータADDの出力タイミングに同門さ
μる。また、残差九データE (n )を各音高亀に記
憶させるのではなく、全合高共通に1組の残差差データ
E(+1)を記憶させ、あるいは複数の音高亀に各1組
の残差差データE (n )を記憶させる場合は、アド
レスデータA D +)の出力タイミングを、キーコー
ドKCに対応する速度とすればよい。
Incidentally, if a pitch change such as vibrato is to be added to the generated music t'f, the output timing of the address data ADD may be changed. In this case, the data processing within the musical tone reproduction section 54 also follows the output timing of the address data ADD. Also, instead of storing nine residual data E (n) in each pitch turtle, one set of residual difference data E (+1) can be stored in common for all pitches, or each pitch turtle can store a set of residual difference data E (+1). When storing one set of residual difference data E (n), the output timing of the address data A D +) may be set to a speed corresponding to the key code KC.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、この発明によればサンプリングデ
ータを残差データに変換した後、ざらに残差差データに
変換して出力するようにしたので、サンプリングデータ
を極めて少ないビット数に圧縮して出力することができ
る効果がある。
As explained above, according to the present invention, sampling data is converted to residual data, and then roughly converted to residual difference data and output, so that the sampling data is compressed to an extremely small number of bits. There is an effect that can be output.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図(イ)、(ロ)はこの発明の一実施例の偶成。を
示すブロック図、第2図(イ)、(ロ)は同実施例の基
礎となった回路の構成を示すブロック図、第3図は第2
図の回路における予測データFY (n ’)および残
差データD (n )を説明するための図、第4図は第
1図に示ず実施例における残差差データF(0)を説明
するための図、第5図は同実施例における予測データF
Ya(n)を説明するための図、第6図は第1図(イ)
に示す回路の他の構成例を示すブロック図、第7図、第
8図は各々第1図(イ)に示す回路の実験結果の一例を
承り図、第9図は上記実施例を適用した電子楽器の構成
例を示すブロック図である。 11・・・・・・残着データ発生回路、23・・・・・
・減算器、24・・・・・・シフトレジスタ、31・・
・・・・加樟器、32・・・・・・シフ1ヘレジスタ、
355・・・・・・17ンプリングデ一タ再生手段。 第1図Cイ) 第4図 第5図 ′ν   〒   ど   T   ツに   ζ  
 −5c m4+4+5
Figures 1(a) and 1(b) show a combination of an embodiment of the present invention. 2(A) and 2(B) are block diagrams showing the configuration of the circuit that is the basis of the same embodiment, and FIG.
A diagram for explaining the predicted data FY (n') and the residual data D (n) in the circuit shown in the figure, FIG. 4 is not shown in FIG. 1 and explains the residual data F(0) in the example. Figure 5 shows the predicted data F in the same example.
A diagram for explaining Ya(n), Figure 6 is the same as Figure 1 (A)
FIGS. 7 and 8 are block diagrams showing other configuration examples of the circuit shown in FIG. FIG. 2 is a block diagram showing an example of the configuration of an electronic musical instrument. 11... Residual data generation circuit, 23...
・Subtractor, 24...Shift register, 31...
...Kashoki, 32...Sif 1 register,
355...17 sampling data reproducing means. Figure 1 C) Figure 4 Figure 5'ν 〒 Do T Tsuni ζ
-5c m4+4+5

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)周期性を有する波形をサンプリングした複数ビッ
トからなるディジタルサンプリングデータを入力して該
サンプリングデータより少数ビットのディジタルデータ
に変換処理する波形処理装置において、 入力される前記サンプリングデータと複数の前記サンプ
リングデータに基づき算出した予測データとの差である
残差データを形成する残差データ形成手段と、 前記残差データを前記波形の所定周期分に対応する時間
遅延して出力する遅延手段と、 前記残差データ形成手段から出力される残差データと前
記遅延手段から出力される残差データとの差を算出し、
この算出結果を前記変換したディジタルデータとして出
力する演算手段とを具備してなる波形処理装置。
(1) In a waveform processing device that inputs digital sampling data consisting of a plurality of bits obtained by sampling a waveform having periodicity and converts the sampling data into digital data having fewer bits than the sampling data, the input sampling data and the plurality of the a residual data forming means for forming residual data that is a difference from predicted data calculated based on the sampling data; a delay means for outputting the residual data with a time delay corresponding to a predetermined period of the waveform; Calculating the difference between the residual data output from the residual data forming means and the residual data output from the delay means,
A waveform processing device comprising: arithmetic means for outputting the calculation result as the converted digital data.
(2)周期性を有する波形をサンプリングした複数ビッ
トからなるディジタルサンプリングデータを入力して該
サンプリングデータより少数ビットのディジタルデータ
に変換し、またこの変換したディジタルデータを前記サ
ンプリングデータに逆変換する波形処理装置において、 (a)入力される前記サンプリングデータと複数の前記
サンプリングデータに基づき算出した予測データとの差
である残差データを形成する残差データ形成手段と、 前記残差データを前記波形の所定周期分に対応する時間
遅延して出力する遅延手段と、 前記残差データ形成手段から出力される残差データと前
記遅延手段から出力される残差データとの差を算出し、
この算出結果を前記変換したディジタルデータとして出
力する演算手段とを有してなる変換手段と、 (b)前記ディジタルデータの現在データと所定周期前
の旧残差データとを加算し、この加算結果を現在残差デ
ータとして出力する演算手段と、前記現在残差データを
前記所定周期分に対応する時間遅延して前記演算手段へ
前記旧残差データとして出力する遅延手段と、 前記現在残差データから前記サンプリングデータを再生
するサンプリングデータ再生手段とを有してなる逆変換
手段と を具備してなる波形処理装置。
(2) A waveform that inputs digital sampling data consisting of multiple bits obtained by sampling a periodic waveform, converts it into digital data with fewer bits than the sampling data, and converts this converted digital data back into the sampling data. In the processing device, (a) residual data forming means for forming residual data that is a difference between the input sampling data and predicted data calculated based on a plurality of the sampling data; a delay means for outputting the data with a time delay corresponding to a predetermined cycle of the residual data, and calculating a difference between the residual data output from the residual data forming means and the residual data output from the delay means;
(b) adding the current data of the digital data and old residual data from a predetermined period before, and calculating the result of the addition; a calculation means for outputting the current residual data as the current residual data; a delay means for delaying the current residual data by a time corresponding to the predetermined period and outputting the current residual data as the old residual data to the calculation means; a waveform processing device comprising: a sampling data reproducing means for reproducing the sampling data from the inverse transform means;
JP59212381A 1984-10-09 1984-10-09 Waveform processor Granted JPS6190523A (en)

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US06/784,842 US4781096A (en) 1984-10-09 1985-10-04 Musical tone generating apparatus
DE8585112743T DE3585125D1 (en) 1984-10-09 1985-10-08 MUSIC TONE GENERATION DEVICE.
EP85112743A EP0177934B1 (en) 1984-10-09 1985-10-08 Musical tone generating apparatus
SG1895A SG1895G (en) 1984-10-09 1995-01-07 Musical tone generating apparatus
HK134595A HK134595A (en) 1984-10-09 1995-08-24 Musical tone generating apparatus

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06202667A (en) * 1991-06-09 1994-07-22 Yamaha Corp Method for compressing waveform data and digital data for musical sound control

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS53119656A (en) * 1977-03-29 1978-10-19 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Forecast coding equipment

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