JPH04506711A - デジタルサンプリングシステムのための減衰楽器音のデータ圧縮 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 デジタルサンプリングシステムのための減衰楽器音のデータ圧縮 発明の背景 本発明は、デジタルサンプリングシステムのための減衰する楽器音のデータ圧縮 に関する。

現存のデジタルサンプリングとプレイバック技術を用いて、ある型の楽器音デー タを記憶している場合には、かなりの量のデータを減少させることは非常に困難 である。最も深刻な問題を持つ楽器は、幅広い変化範囲を有し、また長い時間間 隔で変化する木材を有する楽器である。これらの特性を持つ一般的な楽器として は、アコースティックピアノ、アコースティックギター、その他それに関連する ものがある。特に、アコースティックピアノは、その広い幅、長い減衰、及び単 一の音質をつくり出すためにほぼ一致した多数の弦（以下、「−数位（ｕｎｉｓ ｏｎ　ｓｔｒｉｎｇ）　Ｊと呼ぶ）を使用するため、困難である。

メモリ維持のためにルーピング技術が業界では知られているが、ループされてい る時でさえ、前述の音は多量のメモリを必要とする。この減衰特性により、なめ らかで、長く短いループを非常に容易に知覚することが困難なものとされる。ま た、楽譜の発声（ａｔｔａｃｋ）部分にあまりに近接されて配置されたこれらの ループは、非常に調和しているため、加工しないままのものと解釈されるであろ う。

発明の概要 本発明の目的は、デジタルサンプリング楽器に関して楽器音を減衰させる改善さ れたデータ圧縮装置及び方法を与えることである。

特に、本発明の特定の目的は、小さなスペースに記憶され、音を適切に音楽的に 再製造し、そうして今日のサンプルプレイバック技術（線型データフォーマット ）を使用することによって再製造されるよう設計される音に対するデータ圧縮方 法及び装置を提供するものである。

更に詳しく言えば、本発明による好ましい実施例は、楽器音をより好ましいサン プル率に変換する改善されたデータ圧縮方法を提供するものである。この変換さ れたデータはその後、特定の音の発声部分が終了した後に圧縮される。

次の段階では、時間変動フィルタが利用され、調和の取れた和らかな領域を、ル ーピングに対して始めの音にできるだけ近接させて与えるというものである。次 に、クロス／フェードルーピング段階を提供して、ループ前の領域内の情報をそ れ自身のループ領域に混合し、そうしてループ長を隠す。また、本発明には、ポ インタのシフト段階と、第２のクロス／フェードループ段階を含み、更に改善さ れたデータ圧縮を提供するものある。

本発明の他の目的、特徴及び利点については、その一部は後述なり、また本発明 を実施することにより理解され得るであろう。

本発明の目的及び利点は、添付された請求項に指摘された手段及び組合せによっ て明らかとなり、且つ得られるであろう。

図面の簡単な説明 本発明の明細書の一部に組み入れられ、且つ本発明の一部を形成する添付図面は 、本発明の記述と共に、本発明の実施例を示しており、本発明の詳細な説明する のに役立つものである。

図１は、圧縮器をブロック図で示す。

図２は、圧縮比の設定を示す。

図３は、時間変動フィルタリングを示す。

図４は、クロス／フェードルーピングを示す。

図５は、本発明によるデータ流れを示す。

図面の簡単な説明 次に、本発明のより好ましい実施例を詳細に述べる。この例は、図面にも示され ている。本発明はより好ましい実施例を用いて示されているが、本発明をこの実 施例に限定することを意図するものではなく、添付された請求項によって定めら れた本発明の意図に含まれる代替例や、変形、及びこれと同等のものを含むもの と考えている。

本発明の記述は、データ圧縮減衰と、デジタル的にサンプル化されたオーディオ システムにおいて記憶とプレイバックを備えた一致弦楽器（例えばピアノ）のた めの方法及び装置に関する。これら技術は全体的にはデジタル領域において実行 されるのであるが、その幾つかは、アナログへ変換し直して、その後、処理し且 つデジタルへ変換し直すことによる。

サンプル率変換 当業者によく知られた技術を用いて、無視できないエネルギーが含まれる周波数 の上限を２倍に変換するようなサンプリング率により、まず初めにその音をデー タ圧縮することができる。これは主観的に定め得るものであるが、一般の基準点 としては、上の全ての周波数が、基本周波数の振幅以下の６０ｄＢより大きい周 波数である。この上部カットオフ周波数を２倍にするサンプル率変換により、デ ータがそのサンプルファイルを減少させている間は、すべての情報がそのカット オフ（ナイキスト周波数）以下に保持されるであろう。

印 ルーピングの準備のため、その信号はデジタル的に圧縮される。

即ち、自動的なゲイン制御の形態が適用され、その信号の振幅を実質的に一定に 保持する（図１参照）。動的幅圧縮（ｄｙｎａｍｉｃｒａｎｇｅ　ｃｏｍｐｒｅ ｓｓｉｏｎ）それ自体は新しいものではないが、デジタル圧縮器により、より多 くの従来の（アナログ）手段を用いても不可能なより正確な制御が可能となる。

音の発声部分が個々に非常に重要なので、この圧縮は音の発声が開始した時がら ０．５〜１秒経過した時点で適用され、その振幅がループされるべき領域内で半 音下げられている（ｆＩａｔｔｅｎ）間にその特性を保護する（この圧縮は、発 声部分の終了後に開始する）。正確な圧縮率は決定的なものではなく、はぼ４： １の比であれば適当な結果が生じる。

フィルタリング 叩かれたり引っ張られた弦の自然特性により、「明確な」発声、つまりより高周 波エネルギーが存在すること、が与えられ、その後、振幅と高周波部分は共に減 衰する。また、−数位楽器（例えばピアノ）では、それら弦の短音分離調音（ｍ ｉｎｏｒ　ｄｅｔｕｎｉｎｇ）により、弦のハーモニック（ｈａｒ＋ｎｏｎｊｃ ｓ）　間の位相差がずれることに起因して、動的周波数解除（ｄｙｎａｍｉｃ　 ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ｃａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎ）及び強化（ｒｅｉｎｆｏｒｃ ｅｍｅｎｔ）が引き起こされる。このフェージング効果（ｐｈａｓｉｎｇ　ｅｆ ｆｅｃｔ）により、聞き手の注意は上部ハーモニックの動きへと向けられ、ルー ピングを困難なものとする。よりよりルーピングを行うため、信号は時間変動ロ ーパスフィルタを用いて微妙にフィルタされる。発声（０，５〜１秒）は、ルー プ領域に向かって徐々により低くなるようなフィルタのカットオフ周波数を用い て、再び変化されないようにする。このカットオフ周波数はその後、ループプラ トー（ｌｏｏｐ　ｐｌａ’ｔｅａｕ）内に一定に保持され、ルーピングにとって 安定した領域を与える（図３参照）。１〜２ｋＨｚの間の最終的なカットオフ周 波数により、源信号の音色特性（ｔｏｎａｌ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ）を個々に整合させるよう決定された正確な値を有する所望の応答が与えられる 。この技術は、自然の減衰処理にわずかに効果的に「バーリアロング（ｈｕｒｒ ｙ　ａｌｏｎｇ）するようにして使用され、調和の取れた和らかな領域をルーピ ングに対してできる限り開始された音に近くなるようにして提供し、そうしてメ モリを保存するのである。

クロス／フェード（ｃｒｏｓｓ／ｆａｄｅ）ルーピング従来の技術を通じて、音 の一部がループされ、メモリを保存する。指定されるループ領域はほぼ１秒であ る。ループをもっと短くすれば、より簡単になると考えられるが、主観的には、 心地よさも減ってしまうと思われる。このループ領域は、クロスフェードループ される、つまりループ前の領域の情報がループ領域に混ぜ合わされ、ループポイ ンタを隠すというものである（図４参照）。

これは、ループポインタにおける突然の変化を隠すだけでなく、信号の変化特性 により、元の信号に存在したハーモニックフェージング（ｐｈａｓｉｎｇ）の幾 つかを再創造するものである。

ループポインタのシフト及び第２のクロスフェードループ多くの場合、主観的に はループは心地よいものであると非常にたやす（認識される。しかし、ループ中 の振幅が一定のままである間は、非常に明白な個々の木材的シフト（ｔｉｍｂｒ ａｌ　５ｈｉｆｔ）により自然連続の幻想（ｉｌｌｕｓｉｏｎ）が破壊されるか もしれない。ループポインタをシフトし且つ２回目のクロスルーピングを行うこ とにより（図５参照）、ループの目立った特徴が弱められる。ループ終了ポイン タは、元の信号の１サイクル分だけ前方にシフトされるべきである。信号が２回 目にクロスフェードループされた場合には、ループ領域はそれ自身の遅延バージ コンを使用して、信号を結合するプロセスに内在するコーム（ｃｏｍｂ）フィル タ効果によって変更される。コームの歯は、元の信号のハーモニック上に集中さ せられる。なぜなら、我々は遅延時間間隔を、元の基本時間間隔に等しい遅延時 間間隔に選んだからである。

本発明によるデータ圧縮方法及び装置は、例えば、ＥＭＵＬＡＴＯＲＩＩＩとし て知られるスコツトバレイカリフォルニアのＥ−ｍｕ会社によって製造されたデ ジタルサンプリング楽器に使用することができる。このようなデジタルサンプリ ング楽器は、この出願と同一の譲受人によって製造されるものである。

本発明のより好ましい実施例に関する以上の記述は、図示及び記述のため開示し た。これは、開示された形態そのものに本発明を限定しようとするものではない 。多くの変形や変更が上述の記述から可能である。より好ましい実施例は、本発 明の原理及び実施上の適用分野を最良に説明するために選択され、記述されてい る。これにより、他の当業者は、本発明を最良に利用することができ、また様々 な実施例を利用することかでき、また予期される特定の使用に適合するよう様々 に変形することも可能である。本発明の範囲は、本明細書に添付された請求項に よってのみ定められる。

浄書（内容に変更なし） ｆｉｇｕｒｅ　１　圧縮ブロック図 ｆｉｇｕｒθ２　圧縮比の設定 ｆｉｇｕｒｅ　３　時間変動フィルタリングＤａｔａ　Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ 　ｏｆｆｉｇｕｒｅ　４　クロスフェードルーピング１　発声　１　ループ領域 　１ ｆｉｇｕｒｅ　５　データ流れ 発明の要約 デジタルサンプリング楽器において減衰楽器音に使用されるデータ圧縮装置及び この方法に関する。本発明によるデータ圧縮技術は、小さなスペースに記憶され 、音を適切に音楽的に再製造し、そうして今日のデータサンプルプレイバック技 術を使用することによって再製造されるよう設計された減衰楽器音のデータ圧縮 を提供するものである。

手続補正書（方式） 平成　年　月　日

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．デジタルサンプリング楽器の減衰する楽器音を圧縮するためのデータ圧縮法 において、この方法は、楽器音をあるサンプリグ率に変換し、 このサンプル化されたデータを音楽音の発声部分が終了した後に圧縮する段階を 備える方法。
2. ２．請求項第１項記載の方法において、前記圧縮されたデータを時間変動フィル タを用いてフィルタする段階を含む方法。
3. ３．請求項第２項記載の方法において、前記フィルタされたデータをクロス／フ ェードルーピングする段階を含む方法。
4. ４．請求項第３項記載の方法において、ループポインタをシフトし、且つクロス ／フェードルーピングを２回行う段階を含む方法。
5. ５．請求項第４項記載の方法において、前記圧縮されたデータを記憶する段階を 含む方法。
6. ６．デジタルサンプリング楽器に対する減衰楽器音を圧縮するためのデータ圧縮 装置において、該装置は、楽器音をあるサンプリグ率に変換する手段と、このサ ンプル化されたデータを音楽音の発声部分が終了した後に圧縮する手段を備える 装置。
7. ７．請求項第６項記載の装置において、前記圧縮されたデータを時間変動フィル タを用いてフィルタする手段を含む装置。
8. ８．請求項第７項記載の装置において、前記フィルタされたデータをクロス／フ ェードルーピングする手段を含む装置。
9. ９．請求項第８項記載の装置において、ループポインタをシフトし、且つクロス ／フェードルーピングを２回行う手段を含む方法。
10. １０．請求項第９項記載の装置において、前記圧縮されたデータを記憶する手段 を含む装置。