JPS63118194A - Envelope extractor - Google Patents
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- JPS63118194A JPS63118194A JP61264206A JP26420686A JPS63118194A JP S63118194 A JPS63118194 A JP S63118194A JP 61264206 A JP61264206 A JP 61264206A JP 26420686 A JP26420686 A JP 26420686A JP S63118194 A JPS63118194 A JP S63118194A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Abstract] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の技術分野］
この発明は、サンプリングした音響の波形データからエ
ンベロープ波形を抽出するエンベロープ抽出装置に関す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to an envelope extraction device that extracts an envelope waveform from sampled acoustic waveform data.
［背 景］
自然楽器音らしい音の合成能力は電子楽器における重要
な課題であるが、現在までのところ、電子的に合成され
る音と自然楽器音との間には相当の隔りが残されている
。ｆｒｔ子的に合成可能な音は、現在の楽音処理装置の
もつ処理能力の限界と深く係っている。楽音処理装置は
、複雑な演算をリアルタイムで実行する能力を持ってお
らず、単純で０由度の低い処理しか行えない、結果とし
て、自然楽器音にみられる複雑な音色の変化等の特徴の
大部分が欠けてしまうことになる。[Background] The ability to synthesize sounds that resemble the sounds of natural instruments is an important issue in electronic musical instruments, but to date there remains a considerable gap between electronically synthesized sounds and the sounds of natural instruments. has been done. The sounds that can be synthetically synthesized are deeply related to the limits of the processing capabilities of current musical sound processing devices. Musical sound processing devices do not have the ability to perform complex calculations in real time, and can only perform simple processing with a low degree of zero degree of freedom. Most of it will be missing.
例えば、楽音の基本周波数の１波形分のデータにエンベ
ロープデータを乗算することで楽ぎを合成する装置の場
合、複雑に変化するエンベロープ 、波形を生成する
ことはできない０区間的に単調な波形（例えば指数カー
ブ）を発生できるだけであり、区間の端の座標を変える
ことだけが、唯一の自由度である。For example, in the case of a device that synthesizes music by multiplying data for one waveform of the fundamental frequency of a musical tone by envelope data, it is possible to create a complexly changing envelope, a monotonous waveform ( For example, an exponential curve), the only degree of freedom is to change the coordinates of the ends of the interval.
現状におけるハードウェア、ソフトウェアの制約の下で
なされている音作りの手法は、制約条件を受は入れ、使
用可能なわずかな自由度の範囲内で、試行錯誤的に、ま
た人工的に音を作り出していく、といったアプローチで
ある。これは、自然楽器音に対する本来のアプローチと
は全く別の方向を進むものである。Current methods of creating sounds under the constraints of hardware and software accept the constraints and create sounds artificially by trial and error within the few available degrees of freedom. The approach is to create. This is a completely different approach from the original approach to natural instrument sounds.
一方、サンプリング楽器で代表されるように、ＰＣＭに
より自然楽器音の波形自体をサンプリングし、このサン
プリングした波形データをリアルタイムで読み出して発
音を行う装置も知られている。この種のｙｉ置はサンプ
リングした音については忠実に再生できる。しかし、楽
音情報を完成された波形という形式で持つため、演算処
理には向かず、ピッチや奏法によって複雑に変化する自
然楽器音の特徴を、サンプリングした１つの自然楽器音
の波形データからつくり出すことはできない、要するに
、サンプリング楽器等では、音を電子的に合成するとい
う考え方を基本的に捨て去っているといえる。On the other hand, as typified by sampling musical instruments, there are also known devices that sample the waveforms of natural musical instrument sounds themselves using PCM, read out the sampled waveform data in real time, and generate sounds. This type of yi arrangement can faithfully reproduce sampled sounds. However, since musical sound information is stored in the form of a completed waveform, it is not suitable for arithmetic processing, and the characteristics of natural instrument sounds, which vary in complexity depending on the pitch and playing style, can be created from the waveform data of a single sampled natural instrument sound. In short, sampling instruments and the like basically abandon the idea of electronically synthesizing sounds.
この発「ｎは、自然楽器音らしい音を合成により得るた
めには、自然楽器音についてデータ解析を行い、その特
徴を抽出し、抽出した特徴パラメータを使用して合成音
を得る、といったアプローチが、有効であるという認識
に立って発明されたものである。In order to synthesize a sound that resembles a natural instrument sound, an approach is to perform data analysis on the natural instrument sound, extract its features, and use the extracted feature parameters to obtain a synthesized sound. It was invented based on the recognition that it is effective.
［発明の目的Ｊ
この発明は、サンプリングされた波形データから、ｒＸ
音の特徴をよく保存するエンベロープデータを抽出する
エンベロープ抽出装置を提供することを目的とする。[Objective of the Invention J This invention provides rX
An object of the present invention is to provide an envelope extraction device that extracts envelope data that preserves sound characteristics well.
［発明の要点］
この発明は、上記の目的を達成するため、サンプリング
した波形データから、エンベロープデータを抽出するに
あたり、抽出の単位区間として、すなわち、１個のエン
ベロープ値を抽出するためのデータ区間長として、波形
データにてあられされる波形の周期に相当する長さを使
用することを要点とする。[Summary of the Invention] In order to achieve the above object, the present invention provides a data interval for extracting one envelope value as a unit interval for extracting envelope data from sampled waveform data. The key point is to use a length corresponding to the period of the waveform appearing in the waveform data.
［発明の作用］
１個のエンベロープ値を抽出するのに使用する５１音波
形データの数が多すぎると、原汗を特徴づける振幅の変
化の情報を失うことになる。逆に抽出単位区間当りの楽
音データ数が少なすぎると、意味のない変化をエンベロ
ープ値として評価してしまうことになる。−例として、
音叉のような正弦波をサンプリングした場合に、その−
周期の半分毎の最大値をエンベロープ値として求めると
すると、エンベロープの昨系列データは、１．Ｏｌｌ、
Ｏ・・・・・・といった意味のない変動を起こす。[Operation of the Invention] If the number of 51 sound waveform data used to extract one envelope value is too large, information on changes in amplitude characterizing raw sweat will be lost. Conversely, if the number of musical tone data per extraction unit section is too small, meaningless changes will be evaluated as envelope values. -For example,
When sampling a sine wave like a tuning fork, its -
Assuming that the maximum value for each half of the period is determined as the envelope value, the last series data of the envelope is 1. Oll,
Causes meaningless fluctuations such as O...
この発明によれば、エンベロープ抽出の単位区間として
、サンプリングした原音の基本周期を使用しているので
、上述の聞届は解消され１．を味のあるエンベロープ値
を抽出することができる。According to this invention, since the fundamental period of the sampled original sound is used as the unit interval for envelope extraction, the above-mentioned problem is solved.1. It is possible to extract interesting envelope values.
［実施例］ 以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。[Example] Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
第１図に本実施例の全体構成を示す、楽音データメモリ
ｌにはサンプリングされた楽音データが記憶されており
、この楽音データはエンベロープ抽出回路２に与えられ
、ここで１本発明に従い、楽音周期相当の抽出区間を単
位としてエンベロープ値が抽出される。抽出されたエン
ベロープデータは抽出エンベロープメモリ３に記憶され
る。FIG. 1 shows the overall configuration of this embodiment. A musical tone data memory 1 stores sampled musical tone data, and this musical tone data is given to an envelope extraction circuit 2, where according to the present invention, a musical tone data memory 1 is stored. Envelope values are extracted in units of extraction intervals corresponding to cycles. The extracted envelope data is stored in the extracted envelope memory 3.
ハード的には、エンベロープ抽出回路２はキーボード、
ディスプレイ等の入出力装置、プログラムや作業用のメ
モリ、プロセッサ装置等で構成される。In terms of hardware, envelope extraction circuit 2 is a keyboard,
It consists of input/output devices such as a display, memory for programs and work, a processor device, etc.
第２図はエンベロープ抽出回路２の要部の構成を示す、
抽出区間設定走査部２１は入力装置からの情報を受けて
、１つずつエンベロープ値を抽出する区間を決め、エン
ベロープデータ抽出の際は、１つの区間のエンベａ−プ
値が決まるごとに、次の区間に進め、サンプリングされ
た楽音データの全区間を走査する０本例では、入力情報
として、楽音データのサンプリング周波数情報と楽音（
基本）周波数情報を与えている。FIG. 2 shows the configuration of the main parts of the envelope extraction circuit 2.
The extraction section setting scanning section 21 receives information from the input device and determines sections from which envelope values are extracted one by one.When extracting envelope data, each time the envelope value of one section is determined, the next section is determined. In this example, the sampling frequency information of the musical tone data and the musical tone (
Basic) It gives frequency information.
区間内楽音データ読山部２２は抽出区間設定走査部２１
より与えられる現在の区間に含まれる楽音データを順次
、楽音データメモリｌより読み出す。The intra-section musical sound data reading section 22 includes the extraction section setting scanning section 21
The musical tone data included in the current section given by is sequentially read out from the musical tone data memory l.
最大値抽出部２３は読出部２２より与えられる区間内楽
音データの最大値を抽出するもので、抽出区間設定走査
部２１より現在の走査区間の完了が通知されると、抽出
した最大値を着目している区間のエンベロープ値として
、抽出区間設定走査部２１が示す現在の走査区間番号に
割り当てたメモリ位置に書き込む。The maximum value extraction section 23 extracts the maximum value of the musical tone data within the section given by the reading section 22, and when notified of the completion of the current scanning section from the extraction section setting scanning section 21, it focuses on the extracted maximum value. The envelope value of the current section is written in the memory location assigned to the current scanning section number indicated by the extraction section setting scanning section 21.
第３図はエンベロープ抽出回路２の動作のフローチャー
トである。FIG. 3 is a flow chart of the operation of the envelope extraction circuit 2.
まず、サンプリング周波数Ｆｓと楽音の周波数Ｆｒｅｑ
を入力して、抽出区間内の楽音データの数Ｎを計算する
（５１，５２．５３）、これにより、ｌ抽出区間内には
、ちょうど楽音の基本周期分のデータが入ることになる
。First, the sampling frequency Fs and the musical tone frequency Freq
is input, and the number N of musical tone data within the extraction section is calculated (51, 52.53).As a result, data for exactly the basic period of the musical tone will be included within the l extraction section.
さらに、楽音の長さく秒）を入力し、この情報とサンプ
リング周波数と１抽出区間内のデータ数とから抽出区間
の総数Ｍを求める（Ｓ４、Ｓ５）。Furthermore, the length of the musical tone (in seconds) is input, and the total number M of extraction sections is determined from this information, the sampling frequency, and the number of data in one extraction section (S4, S5).
抽出区間番号の変数ｊと、１抽出区間内のデータ位置の
変数ｉを“ｌ”に初期化する（３６、Ｓ７）。A variable j for the extraction section number and a variable i for the data position within one extraction section are initialized to "l" (36, S7).
ｌ抽出区間内の楽音データの最大値の変ａＭＡＸを“Ｏ
″に初期化しくＳ８）、ｉ＝Ｎにより。l Set the change aMAX of the maximum value of musical tone data within the extraction section to “O”.
'' by i=N.
現在の抽出区間内の走査が完了するまで（Ｓ１１）、Ｍ
ＡＸを、現在の楽音データＡｉｊ（ｊ？Ｆ？目の抽出区
間における１番目の楽音データ）と比較し、現在の楽音
データＡＩＪがＭＡＸより大きければソノ値でＭＡｘを
更新り、（５９，３１０）、比較する楽音データを次に
進めるため！をインクリメントする（Ｓ １２） 、と
いう処理を繰り返す。Until scanning within the current extraction section is completed (S11), M
AX is compared with the current musical tone data Aij (the first musical tone data in the j?F?th extraction section), and if the current musical tone data AIJ is larger than MAX, MAX is updated with the sono value, and (59,310 ), in order to move on to the next musical tone data to compare! The process of incrementing (S12) is repeated.
したがって、ｉがＮに達した時点で、ＭＡＸには、今回
走査した抽出区間内における楽音データの最大値が記憶
されていることになる。Therefore, when i reaches N, MAX stores the maximum value of musical tone data within the currently scanned extraction section.
そこで１がＮに達したら、、ＭＡＸを１番目のエンベロ
ープ領置ａ Ｅ ｊ に入れ１次の抽出区間に進めるた
めｊをインクリメントする（Ｓ１３．５１５）０以上の
処理をｊがＭに達するまで（Ｓ１４）、すなわち、全て
の抽出区間におけるエンベロープ値の抽出が完了するま
で繰り返す。Then, when 1 reaches N, put MAX into the first envelope reservation a E j and increment j in order to advance to the first extraction interval (S13.515) Processing of 0 or more until j reaches M. (S14), that is, it is repeated until the extraction of envelope values in all extraction sections is completed.
第３図に示す処理の完了後、ＥｌからＥＮまでの変数の
配列は、楽音データから抽出したＭ個のエンベロープデ
ータを表わす。After the processing shown in FIG. 3 is completed, the array of variables from El to EN represents M envelope data extracted from musical tone data.
第４図〜第７図に、楽音データの波形例と、本実施例に
従って抽出したエンベロープデータの波形例を示しであ
る。第４図はトランペ−／ トの減衰音の波形であり、
この波形データから抽出したエンベロープデータの波形
を第５図に示す、第６図はトランペットの持続音の波形
であり、これから抽出したエンベロープ波形が第７図で
ある。4 to 7 show waveform examples of musical tone data and waveform examples of envelope data extracted according to this embodiment. Figure 4 shows the waveform of the decaying trumpet/trumpet sound.
The waveform of the envelope data extracted from this waveform data is shown in FIG. 5, FIG. 6 is the waveform of a sustained trumpet sound, and FIG. 7 is the envelope waveform extracted from this.
なお、上記実施例では、エンベロープの評価関数として
、最大値を使用しているが、その他の評価関数を使用し
てもよい０例えば、正のピークと負のピークとの差、あ
るいは区間内の各楽音データの絶対値の総和、あるいは
各データの自乗の総和をエンベロープの大きさの尺度と
することができる。ただし、これらの例に比べ、最大値
を抽出する方式は、計算量が少なくてすむという点で有
利である。In the above embodiment, the maximum value is used as the envelope evaluation function, but other evaluation functions may be used.For example, the difference between a positive peak and a negative peak, or the difference between a positive peak and a negative peak, or The sum of the absolute values of each tone data or the sum of the squares of each data can be used as a measure of the size of the envelope. However, compared to these examples, the method of extracting the maximum value is advantageous in that it requires less calculation.
【９．明の効果１ 以上、詳廁に説明したように、この発明では。[9. Light effect 1 As explained in detail above, in this invention.
サンプリングした波形データからエンベロープデータを
抽出する場合において、サンプリングした音響の一周期
分のデータから、１個のエンベロープ値を抽出する。と
いう方式を使用しているので、原音の要素が正確に１り
られ、ａ音の特徴が失われないという効果を奏する。When extracting envelope data from sampled waveform data, one envelope value is extracted from data for one period of sampled sound. Since this method is used, the elements of the original sound are accurately removed and the characteristics of the a sound are not lost.
第１図はこの発明の一実施例に係るエンベロープ抽出装
置の全体構成図、第２図はエンベロープ抽出回路の要部
の構成図、第３図はエンベロープ抽出回路の動作を示す
フローチャート、第４図は楽音波形例を示す波形図、第
５図は：５４図の楽音波形を基に、実施例に従って抽出
したエンベロープ波形を示す波形図、第６図は別の楽音
波形例を示す波形図、第７図は第６図の波形を基に、実
施例に貨って抽出したエンベロープ波形を示す波形図で
ある。
ｌ・・・・・・楽音データメモリ、２・・・・・・エン
ベロープ抽出回路、３・・・・・・抽出エンベロープメ
モリ、２１・・・・・・抽出区間設定走査部、２２・・
・・・・区間内楽音データ読出部、２３・・・・・・最
大値抽出部。
特許山願人 カシオ計算機株式会社
″′１
代理人 弁理士 町 １）俊 正′・・′：第１図FIG. 1 is an overall configuration diagram of an envelope extraction device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a configuration diagram of main parts of an envelope extraction circuit, FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the envelope extraction circuit, and FIG. 4 5 is a waveform diagram showing an example of a musical sound waveform; FIG. FIG. 7 is a waveform diagram showing an envelope waveform extracted according to the embodiment based on the waveform of FIG. 6. 1... Musical sound data memory, 2... Envelope extraction circuit, 3... Extraction envelope memory, 21... Extraction section setting scanning section, 22...
. . . Intra-section musical sound data reading section, 23 . . . Maximum value extraction section. Patent Claimant Casio Computer Co., Ltd.''1 Agent Patent Attorney Machi 1) Tadashi Toshi'...': Figure 1
Claims (2)
し、細分化したそれぞれの小区間から、その区間内波形
データにて表現される波形の特徴に従って、１つずつエ
ンベロープ値を抽出することにより、エンベロープ波形
を抽出するエンベロープ抽出装置において、 上記小区間として、上記波形データにて表現される波形
の基本周期を使用することを特徴とするエンベロープ抽
出装置。(1) By subdividing the entire section of sampled waveform data and extracting envelope values one by one from each subdivided section according to the waveform characteristics expressed by the waveform data within that section, An envelope extraction device for extracting an envelope waveform, characterized in that the fundamental period of the waveform expressed by the waveform data is used as the small interval.
置において、上記基本周期の小区間からは、その区間内
波形データにて表現される波形の最大値に従ってエンベ
ロープ値が抽出されることを特徴とするエンベロープ抽
出装置。(2) The envelope extraction device according to claim 1, characterized in that an envelope value is extracted from a small section of the fundamental period according to the maximum value of the waveform expressed by the waveform data within that section. envelope extraction device.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61264206A JP2719331B2 (en) | 1986-11-06 | 1986-11-06 | Envelope extraction device |
| US07/408,412 US4958552A (en) | 1986-11-06 | 1989-09-14 | Apparatus for extracting envelope data from an input waveform signal and for approximating the extracted envelope data |
| US07/758,529 US5200567A (en) | 1986-11-06 | 1991-09-06 | Envelope generating apparatus |
| US08/232,879 US5548080A (en) | 1986-11-06 | 1994-04-25 | Apparatus for appoximating envelope data and for extracting envelope data from a signal |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61264206A JP2719331B2 (en) | 1986-11-06 | 1986-11-06 | Envelope extraction device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63118194A true JPS63118194A (en) | 1988-05-23 |
| JP2719331B2 JP2719331B2 (en) | 1998-02-25 |
Family
ID=17399959
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61264206A Expired - Fee Related JP2719331B2 (en) | 1986-11-06 | 1986-11-06 | Envelope extraction device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2719331B2 (en) |
Cited By (3)
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| US8315399B2 (en) | 2006-12-21 | 2012-11-20 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Device for and a method of processing audio data |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2719331B2 (en) | 1998-02-25 |
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|---|---|---|---|
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