JPH0486792A - 波形生成装置 - 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】 ［発明の技術分野］ この発明は電子楽器等で使用される波形生成装置に関し
、特に、圧縮された波形情報のメモリを使用して波形を
生成する波形生成装置に関する。

Ｆ発明の背景］ ＰＣＭ方式の音源は楽音を波形データ（ＰＣＭデータ）
の列として記憶する波形メモリを内蔵している。動作の
際、ＰＣＭ音源は要求されるピッチに対応した速度で波
形メモリから波形データを読み出すことにより、所望の
ピッチの楽音信号を生成する。

ＰＣＭ方式の音源の欠点は波形メモリとして大きな記憶
容量のメモリが必要となることである。

この欠点を回避するために、差分ＰＣＭ方式がある。差
分ＰＣＭ方式は、波形データを表現するのに必要なビッ
ト数より、隣り合う波形データの差分値を表現するのに
必要なビット数の方が小さくなることを期待して、波形
データ列の代りに差分値のデータ列（差分データ列）を
記録する。再生の際、差分ＰＣＭ音源は差分データ列の
メモリから読み出した差分データを累算することによっ
て波形データを再生する。

残念ながら、従来の差分ＰＣＭ方式には原音の音色等に
依存して再生の精度がばらつくという問題がある。

従来の差分ＰＣＭの記録方式では、あるビット数（例え
ば１６ビツト）の波形データの列（Ｘ（ｎ））をそれよ
り小さいビット数（例えば８ビツト）の差分データの列
（ｄ（ｎ））に変換する。変換の基本原理は以下の通り
である。まず、隣り合う波形データｘ　（ｋ）　、　ｘ
　（ｋ−１）の差を算出する。

ｘ　（ｋ）　７Ｘ　（ｋ　−１）　＝Ｄｘ　　　　（式
ｌ）ここに差Ｄｘは１６ビツトで表現される差データで
ある。この差データＤｘの大きさが８ビツトで表現可能
な大きさ（１２８〜１２７）の場合１６ビツト差データ
Ｄｘの下位８ビツトをに番目の８ビツト差データｄ　（
ｋ）とする。

例えば、Ｄｋが、 のとき、ｄ　（ｋ）は ｏｉｏｏｏｏｏ。

となる（なお、ここでは２の補数を想定しである）。

しかし、Ｄｘの大きさが８ビツトで表現できない範囲の
値を示す場合には、ｄ　（ｋ）を８ビー、トで表現ｒＪ
Ｔ能な最大値にクリップする。

例えば、Ｄｘが ｏｏｏｏｔｏｏｏｏｏｏｏｏｏｏ。

（１０進の２０４８） のときｄ　（ｋ）は８ビツトの正の最大値（１０進の１
２７） にクリップされる。

なお、このクリップによる誤差の累積を軽減するため、
実際には（式ｌ）の代りに を計算し、１６ビツト表現の差データｄｘを上述したよ
うにして８ビツトの差データｄ　（ｋ）に変換している
。

上述したクリップにより、差分データの列（ｄ（ｎ））
から再生される波形に歪みが生じる。

更に都合のわるいことに、ＳＮ比の劣化要因であるクリ
ップの発生頻度が波形データの列（Ｘ（ｎ））、したが
って記録しようとする原音のスペクトルないし音色に左
右される。結果として、従来の差分ＰＣＭ方式は原音の
種類によってＳＮ比がばらつき所望の再生精度を保証す
ることができなかった。

したがって、原音の種類によらず、比較的小さい記憶容
量のメモリから、所望の波形再生を実現できるような波
形再生技術が望まれる。

更に、波形データ列や差分データ列のような波形情報メ
モリを使用する音源では、再生した波形データ列をその
まま出力するのではなく、音色加工等のために、再生処
理の後で更にデジタル的なフィルタリング処理を波形デ
ータ列に施して加工された波形データ列を生成すること
がしばしば行われる。この種の音源（波形生成装置）は
一般に高速処理が要求される。したがって、所望の再現
精度を確保できるような波形再生技術をこの種の波形生
成装置に適用する場合に、その適用のために波形生成装
置の構成が複雑になったり、処理速度が低下したりしな
いようにすることが望まれる。

［発明の目的］ したがって、この発明の目的は、構成が簡単で、比較的
少ないビー２ト数のデータ列から波形の種類によらず高
品位の波形データ列を再生できかつ所望の加工を波形デ
ータ列に施すことができる波形生成装置を提供すること
である。

［発明の構成、作用］ この発明によれば、オーディオ信号を表わす波形データ
列の変動の大きさに依存する圧縮率で圧縮された圧縮差
分データ列を記憶する圧縮差分データ列記憶手段と、前
記圧縮差分データ列記憶手段から圧縮差分データを読み
出して波形データを再生する波形再生手段と、前記波形
再生手段からの波形データをデジタル的にフィルタリン
グ処理するデジタルフィルタ手段と、前記圧縮率に関連
する伸張率であって前記波形再生手段から再生される波
形データの範囲を規格化するための伸張率に、前記デジ
タルフィルタ手段の前記フィルタリング処理に係る利得
係数を乗じたスケールファクタを記憶するスケールファ
クタ記憶手段とを備え、前記デジタルフィルタ手段は前
記波形再生手段が再生した波形データに前記スケールフ
ァクタ記憶手段からの前記スケールファクタを乗算する
乗算手段を含むことを特徴とする波形生成装置が提供さ
れる。

この発明の第１の特徴は、波形情報メモリとしての記憶
手段に記憶される波形情報が、オーディオ信号を表わす
波形データ列の変動の大きさに債存する圧縮率で圧縮さ
れた圧縮差分データ列によって表現されていることであ
る。これにより、波形情報メモリ（圧縮差分データ列記
憶手段）の記憶容量は小さくなる。このような圧縮差分
データ列から元の波形データ列を再生するには、圧縮差
分データを累算し、累算出力（圧縮された再生波形デー
タ）に圧縮率に関連する伸張率（圧縮率の逆数またはそ
れに近い値）を乗算すればよく、これにより、波形の種
類によらず、高品位の波形データ列を再生できる。

このような圧縮率と伸張率の概念は従来の差分ＰＣＭ技
術にはないものである。従来の差分ＰＣＭ技術は、基本
的には記録の際に隣り合う波形データの差をとって、そ
の差の下位Ｎビットを差分データとして記録し、再生の
際に巾に差分データを累算して波形データを再生する方
式である。このために、隣り合う波形データの差が大き
な部分（即ち、その差が差分データに反映されない部分
）で致命的な歪みやノイズが発生する。

これに対し、この発明では元の波形データ列の変動が大
きければ、それに応じた圧縮率で圧縮した圧縮差分デー
タ列が圧縮差分データ列記憶手段に記録されているので
、波形データ列の変動ができるだけ忠実に圧縮差分デー
タ列に反映されることになり、波形の種類によらない高
品位の波形再生が可能となる。

一方、この発明では従来にはなかった伸張率の導入に伴
い、元の波形データの再生のために、伸張率をデータに
乗算する必要がある。したがって、このような波形再生
技術を音色の加工等のデジタルフィルタ機能をもつ波形
生成装置にそのまま適用したとすると、１つの波形デー
タの生成のために、波形再生（規格化）のための伸張率
の乗算とデジタルフィルタリングのためのフィルタ利得
係数の乗算とを別々に実行しなければならず。

波形生成装置の処理負担が増大する。

そこで、この発明はその第２の特徴に従い、スケールフ
ァクタ記憶手段に伸張率とフィルタ利得係数とを乗じた
値に相当するスケールファクタを記憶させ、デジタルフ
ィルタ手段において、フィルタ利得係数の代わりにスケ
ールファクタを波形データに乗算する乗算手段を設ける
ことにより。

波形の生成に必要な乗算回数を減らしている。

更に、この発明によれば、オーディオ信号を表わす波形
データ列の変動の大きさに依存する圧縮率で圧縮された
圧縮差分データ列を記憶する圧縮差分データ列記憶手段
と、前記圧縮率に関連する伸張率であって波形データ列
を再生する際に波形データ列の範囲を規格化するための
伸張率に、波形データ列の音色加工のためになされるべ
きデジタル的なフィルタリング処理に係るフィルタ利得
係数を乗じた値をもつスケールファクタを記憶するスケ
ールファクタ記憶手段と、前記圧縮差分データ列と前記
伸張率とに基づいて波形データ列の再生が達成され、か
つ波形データ列に対し前記フィルタ利得係数をもつデジ
タル的なフィルタリング処理が達成ぎれるように、前記
圧縮差分データ列記憶手段からの前記圧縮差分データ列
を信号処理して音色加工された波形データ列を生成する
波形生成手段とを備え、前記波形生成手段が、前記スケ
ールファクタ記憶手段からの前記スケールファクタを乗
数として使用する１回の乗算によって、波形データ列の
範囲を規格化するための前記伸張率の乗算とデジタル的
なフィルタリング処理に係る前記フィルタ利得係数の乗
算とを同時に達成する乗算手段を有することを特徴とす
る波形生成装置が提供される。

ここにおいて、上記乗算手段は波形生成手段の信号処理
の適当な処理段階で乗算を行うものであればよく、特定
の処理段階には限定されない、また、波形生成手段が実
行する信号処理は、所望の波形データの再生と加工（デ
ジタルフィルタリング）の機能とが達成される限りにお
いて任意の適当な処理の順序をとり得る。

［実施例］ 以下図面を参照してこの発明の詳細な説明する。最初に
、波形記録装置について説明し、その後で、記録結果を
この発明に従って利用して波形を生成する波形生成装置
について説明する。

第１図に波形記録装置の全体構成を示す、デジタルオー
ディオテープｌは自然楽器音等が録音されたマスターテ
ープでその録音情報がＤＡＴｉｌ１２により波形データ
列として再生され、デジタルオーディオインタフェース
３を介してコンピュータ４に転送される。コンピュータ
４では転送された波形データ列に後述する処理を施して
圧縮差分データ列、各種パラメータを生成する。圧縮差
分データ列はＦＲＯＭライター５によりＦＲＯＭ６に書
き込まれる。書ご込まれたＦＲＯＭ６は波形生成装置（
第４図）の差分波形メモリ１１となる。また、各種パラ
メータ（伸張率、エンベロープパラメータ）は波形生成
装置の制御情報として使われる。

第２図はコンピュータ４での圧縮差分データ列生成のフ
ローチャートである。まず、Ｓｌでパラメータａをセッ
トし、波形データ列を配列（Ｘ（ｎ））にロードする。

ここにパラメータａは後述する圧縮率（圧縮のスケール
ファクタ）の生成に使用される係数であり、ａ≧１．０
の値をとる。

次のステップＳ２で波形データ列（ｘ　（ｎ）ｌ即チｘ
　（０）　、　　ｘ　（１）・・・・・・ｘ　（ｎ）・
・・・・・からエンベロープ（ｅ　（ｎ）ｌを抽出する
。エンベロープ抽出の方法はいくつかの方法が可能であ
る（例えば、特願昭６１−２６４２０５号、特願昭６１
−２６４２０６号、特願昭６２−２６４２０７号参照）
。

例えば、波形データ列の所定の区間ごとに波形データの
大きさを示す情報、例えば、波形データの絶対値１ｘ（
ｎ）ｌの最大値、波形データのビークララピークの大き
さ、あるいは波形データのパワー（例えば波形データの
自乗和の平方根）をエンベロープとして求める。所定の
区間としては例えば、波形データ列の基本周期が選ばれ
る。第３図では、波形データ列の所定区間ＸごとにＩＸ
（ｎ）１の最大値を抽出し、それをエンベロープレベル
ＥＬｋとして求め、所定区間Ｘでのエンベロープレート
ＥＲｋをＥＲｋ＝　（ＥＬｂ　−ＥＬｂ−＋）／Ｘによ
って求め、これらのパラメータに基づいて、各波形デー
タｄ　（ｎ）に対応するエンベロープ値ｅ（ｎ）を求め
ている。抽出したエンベロープ（ｅ　（ｎ）　）は次の
Ｓ３で波形７’　−タ列（ｘ　（ｎ）　）を正規化する
のに使用する。

即ち各波形データｘ　（ｎ）をエンベロープ値ｅ（ｎ）
で除算する。これにより、エンベロープの除去された（
正規化された）波形データ列（ＸＯ（ｎ））が得られる
。エンベロープを除去することにより、音量の小さい部
分での再現性が改善される。

次に５４で、 ｘ＋（ｎ）４−　　　（Ａ／ｘｏ　　ｍａｘ）　　ｍ　
ｘｏ（ｎ）に従って、波形データ列（ｘ＋　（ｎ））を
規格化する。ここに、ＸＯｍａＸは波形データ列（ｘ。

（ｎ））のなかの最大の波形データの絶対値である０例
えばＡとしてＡ　＝　３２７６７．０を選ぶと、波形デ
ータ列ｔｘ＋（ｎ）＞は±１５ビットに規格化される。

即ち、波形データ列（ｘ＋（ｎ））のなかの最大値が＋
３２７８７または−３２７８７を示す２進数で表現され
る。規格化の理由は再生装置において種々の波形につい
て波形データ列（ｘ＋（ｎ））を再生したときの再生レ
ベルを揃えるためである。

次に３５で波形データ列（ｘ＋（ｎ））の各隣り合う波
形データの差を算出して差分データ列（ｄ＋（ｎ））を
形成し、Ｓ６で差分データ列（ｄ＋（ｎ））のなかの（
ｄ＋（ｎ））の最大値ｄｍａＸを抽出する。ここに差分
データｄ＋（ｎ）のビット数は波形データｘ＋（ｎ）の
ビット数と等しいか、あるいは、ｘ＋（ｎ）とＸＩ　（
ｎ−１）の差の最大値を正確に表現し得るビー７ト数と
する（即ちｄ。

（ｎ）のビット数は配列（ｄ＋（ｎ）’ｔから元の配列
（Ｘｔ（ｎ）ｌを完全に再生できるようなビット数であ
る。） 次に３７で、圧縮率ａｅ　（Ｂ　７　ａ　ｍ　ａ　ｘ　
）を用いて Ｘ２　”　　（ｎ）ａ　・　（Ｂ／ｄｍａｘ）　　−ｘ
＋（ｎ）により、データ圧縮を行う、ここに５８で生成
する圧縮差分データｄ２（ｎ）のビット数を８ビツトと
するとＢ　＝　１２７．０である。ここでａ２１．０　
とおくと、波形データＸ２（ｎ）から算出される圧縮差
分値データの最大ｆ−の絶対値は１２７．０となり、す
べての圧縮差分データをクリップなしに８ビツトで表現
することができる。即ち、Ｂ　／　ｄ　ｍ　ａ　ｘはク
リップなしの圧縮率を表わす、この場合、波形の再現性
は波形の変動が急峻な部分で良くなり、波形の変動が小
さい部分で悪くなる。パラメータａはこの点を補償する
ための変数であり、経験によればａ　＝　１．０〜２．
０程度の範囲内で聴感上最も音質のよい再生音が得られ
る。注目すべき点は、圧縮率ａ・（Ｂ／ｄｍａｘ）が波
形データ列の変動の大きさに依存することである。なお
、圧縮波形データ列（ｘ２（ｎ））のデータのビットａ
は波形データＸ＋（ｎ）のビット数と同じとし、かつ圧
縮波形データｘ２（ｎ）の下位で小数部を表現する（例
えば圧縮率ａ−Ｂ／ｍａＸ）が１／８のときにデータｘ
＋（ｎ）の上位１３ビツトを！Ｉｉ数部とし、下位３ビ
ツトを小数部とみたものをデータ×２（ｎ）とする）よ
うにしてもよい。

次にＳ８で次式に従って圧縮波形データ列（ｘ２（ｎ）
）から圧縮差分データ列（ｄ２（ｎ））を形成する。

ここにｄ２（ｎ）は−Ｂ−１≦ｄ２　　（ｎ）≦Ｂであ
り、上式の右辺の値が−Ｂ−１より小さければｃ１２（
ｎ）　＝−Ｂ−１にクリップされ、右辺の値がＢより大
息ければｄ２（ｎ）＝Ｈにクリップされる。ｄ２（ｎ）
は値Ｂで定められるビット数で表現され、Ｂ　＝　１２
７．０であれば８ビツトである。

なお、３７．Ｓ８の代りに、直接、差分データ列（ｄ＋
（ｎ）’ｔから圧縮率（ａ＊Ｂ／ｄｍａｘ）を用いて、
圧縮差分データ列（ｄ２（ｎ））を求めてもよい。

＝　ａ−Ｂ／ｄｍａｘ（ｄ＋　（ｎ）＋　１！（ＩＩ−
１））＝　　ｅ（ｎ−２）＋　　（ｄｚｎ−ｎ　　　　
（ｄｍａｘ／ａ−８）・ｄ？（ｎ−＋）　） （ｄ２（ｎ）は上述したように右辺の値が−Ｂ−１より
小さければｄ２（ｎ）＝Ｂ−１、右辺がＢより大きけれ
ばｄ２（ｎ）＝Ｂにクリップされる）。

また、ａ＝１（クリップなし）のときは（式る。このよ
うな場合、Ｓ７とＳ８の代りに、ｄ２（ｎ）＝ａ・　（
Ｂ／ｄｍａｘ）　・ｄ＋（ｎ）によって、圧縮差分デー
タ列（ｄ２（ｎ））を求めることができる。

次にＳ９で圧縮率の逆＠　ｄ　ｍ　ａ　ｘ　／　ａ−Ｂ
を波形データ再生系における伸張率ｎｏｒｍとして記憶
する０以上の記録系の説明から想像されるように、再生
系で圧縮差分データを累算して得られる波形データにｎ
ｏｒｍの値を乗算すれば、これにより、波形データは波
形データの種類にかかわらず一定の数値範囲（例えば−
３２７６７〜３２７６７）に規格化される。ｎｏｒｍの
値の例を示すと３２ＫＨ２のサンプリング周波数でサン
プリングしたピアノ波形データに対し５〜１５の値とな
る。

最後の５１０では算出した圧縮差分データ列（ｄ２（ｎ
））奢ファイルにセーブする。

以上の処理により、圧縮差分データ列（ｄ２（ｎ））、
伸張率ｎｏｒｍ、エンベロープデータ列（ｅ　（ｎ）　
）が得られた。

いくつかのパラメータａの値について上述の処理（第２
図）を行い、再生を行って聴覚実験により最も再現性の
よかったデータ（伸張率、圧縮差分データ列、エンベロ
ープデータ列）を保存し、その圧縮差分データ列をＦＲ
ＯＭ６に書き込んで差分波形メモリ１１をつくる。

次に波形生成装置を説明する。第４図は波形生成装置を
内蔵する電子楽器のブロック図である。

マイクロコンピュータ８は周知の仕方でスイッチ９を走
査して選択された音色に対応するデータをトーンジェネ
レータ１０に転送し、また鍵盤７を走査して押圧された
鍵の情報をトーンジェネレータｌＯに転送する。トーン
ジェネレータ１０はこの発明に従って、差分波形メモリ
１１の圧縮差分データを演算して楽音波形Ｗを生成し、
ＤＡＣ１２、アンプ１３、スピーカ１４を介して発音す
る。

第５図にトーンジェネレータ１０の構成を示す。インタ
ーフェース２４は第４図のマイクロコンピュータ８から
のデータをトーンジェネレータ１０に書き込むもので、
エンベロープデータメモリ２５にはエンベロープレベル
データＥＬｋとエンベロープレートデータＥＲｋを、ス
ケールファクタメモリ２７には波形発生器２９で使用す
るスケールファクタにとＢを６３込む、ここに、スケー
ルファクタには上述した伸張率ｎｏｒｍにフィルタ利得
係数を乗じた値をもつ、またスケールファクタＢは波形
発生器２９でのデジタルフィルタリング処理に使用され
るフィルタ利得係数以外の１以七のフィルタ係数を表わ
す、波形発生＝２９内に後述する第７図のような一次の
ＩＩＲ型デジタルフィルタを用いる場合、スケールファ
クタＢは１つのパラメータであり、フィードバック係数
を表わす、更に、マイクロコンピュータ８はインタフ・
エース２４を介してピッチに応じた周波数データをアド
レス発生器２８に書き込む、エンベロープ発生器２６は
エンベロープデータメモリ２５からエンベロープレベル
データＥＬｋとエンベロープレートデータＥＲｋとを受
けてエンベロープＥを発生する。アドレス発生器２８は
周波数データに対応する速度で変化するアドレスＡを発
生するとともに、アドレスＡが変化する毎にインクリメ
ント信号ｉを波形発生器２９へ送る。波形発生器２９は
この発明に従って波形を生成する波形生成手段であり、
アドレス発生回路２８からのインクリメント信号ｉに応
答し、差分波形メモリ１１からの圧縮差分データＤ、ス
ケールファクタメモリ２７からのスケールファクタに、
Ｂ、エンベロープ発生器２６からのエンベロープＥを使
って楽音波形Ｗを生成する。

第６図に波形発生器２９の機能を示す、ゲート３０は圧
縮差分データＤ（例えば８ビツトで表現される）をイン
クリメント信号ｉが与えられたとき、即ち、アドレスＡ
が変化して差分波形メモリ１１からの圧縮差分データが
更新されたときに通し、加算器３１とＦＦ３２とで構成
される累算器に入力する。累算器は圧縮差分データＤを
累算して８〜１６ビツトの波形データ（累算出力）を生
成する。この累算出力ＷＯは圧縮差分データの累算値、
即ち、圧縮された再生波形データを表わす。

したがって、この累算出力に伸張率ｎｏｒｍを乗算すれ
ば、その範囲が±１５ビットに規格化された再生波形デ
ータが得られる。更に、規格化された再生波形データを
フィルタ利得係数等のフィルタ係数でデジタル的にフィ
ルタリング処理すれば音色等が加工された波形データが
生成されることになる。しかし、この方法だと規格化の
ための伸張率の乗算とフィルタリング処理のためのフィ
ルタ利得係数の乗算とを別々に行うことになるため、波
形発生器２９の処理負担が増大する０例えば、波形発生
器２９のポリフォニック数をＮとすると、この種の乗算
を１サンプリング周期ごとに２Ｎ回実行しなければなら
ない。

そこで、実施例では、波形発生器２９において、規格化
とデジタルフィルタリング処理とを兼ねるデジタルフィ
ルタ３３を使用する。

第７図にデジタルフィルタ３３の機能を例示する。ここ
ではデジタルフィルタとして一次のＩＩＲフィルタを使
用しているが、次数の数や、フィルタ特性は本発明にお
いて制限されるものではない、第７図の（ａ）が−次の
場合のＬＰＦの論理構成を示し、（ｂ）がＨＰＦの論理
構成を示す。

両方とも、入力乗算器３５、加算器３６、遅延器３７、
フィードバック乗Ｘ塁３８、加算器４０から成る。

注目すへ５点は、入力乗算器３５は、入力データＷＯに
スケールファクタＫ、即ち、伸張ｉｎ。

ｒｍにフィルタ利得係数（Ｋ′と害くことにする）を乗
じた値に相当するスケールファクタＫを乗算することで
ある。これは、２つの乗算、即ち、ＷＱＸｎｏｒｍと、
Ｋ′Ｘ（ＷｏＸｎｏｒｍ）が個別または共用されるハー
ドウェア乗算回路により一回の乗算ＫＸＷｏで実現され
ることを表わしている。

ここで、説明の便宜上、規格化処理と、デジタルフィル
タリング処理とを分けてみると、規格化処理はＷ＠Ｘｎ
ｏｒｍを演算する処理であり、デジタルフィルタリング
処理はフィルタ利得係数に′とフィードバック係数Ｂと
を用いる処理である。デジタルフィルタリング処理の伝
達関数は、ＬＰＦに対して となる。また、／＜タワース特性を選ぶと、Ｂ＝（α−
１）／（α＋１） Ｋ　′＝　（１＋ｇ）　／２ ｃｔ＝　Ｌ　ａｎ　（ｗｆ　ｃ／ｆ　ｓ）（ここにｆｃ
はカットオフ周波数、ｆｓはサンプリング周波数を表わ
す）の関係がある。

電子楽器においては、カットオフ周波数ｆｃを演奏操作
子からの操作入力によって変調することがしばしば望ま
れる。このような環境の場合、第４図のマイクロコンピ
ュータ８は、操作入力からカットオフ周波数情報を得、
それを基に、変換テーブル等を用いて、フィードバック
係数Ｂとフィルタ利得係数に′を求める。マイクロコン
ピュータ８には伸張率ｎｏｒｍのデータが記憶されてお
り、マイクロコンピュータ８はフィルタ利得係数に′に
伸張率ｎｏｒｍを乗じてスケールフィルタＫを算出する
。こうして得られたＫとＢがトーンジェネレータｌＯの
スケールファクタメモリ２７ＨＰＦに対して にセットされ、波形発生器２９の規格化兼用デジタルフ
ィルタ３３で使用される。

したがって、第７図に示すような処理を実行することに
より、伸張率ｎｏｒｍによる再生波形データの規格化と
フィルタ利得係数に′とフィードバック係数Ｂによるデ
ジタルフィルタリング処理とがまとめて達成されること
になる。特に、伸張率ｎｏｒｍの乗算とフィルタ利得係
数に′の乗算とが３５に示す１回の乗算で同時に達成さ
れることになり、所要の乗算回数を減らすことができる
。

第６図に戻って、デジタルフィルタ３３から出力される
音色加工された波形データＷノは乗算器３４でエンベロ
ープ発生器２６からのエフ　ヘロープＥに乗算され、最
終的な楽音波形出力Ｗとなる。

なお、エンベロープデータメモリ２５に設定するエンベ
ロープレベル、レートデータは波形記録装置の３２（第
２図）で抽出したエンベロープに基づいて定めることが
できる。一般にエンベロープ発生器２６で発生するエン
ベロープのセグメント（アタックセグメント等）の数は
限られているので、抽出したエンベロープを限られた数
のセグメントのエンベロープ（セグメントごとのエンベ
ロープレベルとレート）で近似することになる。

このようなエンベロープ近似のために、例えば特願昭６
１−２６４２０５号に示される技術を使用できる。基本
的には適当なセグメント数を設定し、そのセグメント数
での折線状エンベロープ（例えば特性の切換点即ち折点
が抽出エンベロープの点となるように選ばれる）と抽出
エンベロープとの誤差を評価し、誤差を最小にする折線
状エンベロープを選択することで最適近似が可能である
。この結果（選択した折線状エンベロープを定義するセ
グメントごとのエンベロープレベルとレートの情報）を
電子楽器のマイクロコンピュータ８内に基準のエンベロ
ープパラメータとして記憶させる。動作の際、マイクロ
コンピュータ８はキータッチ等に依存して基準のエンベ
ロープパラメータを変更し、その結果をエンベロープデ
ータメモリ２５に書き込むことになる。

もっとも、所望であれば、抽出したエンベロープとは無
関係にエンベロープを生成するようにしてもよい。

ｆ変形例］ 以上で実施例の説明を終えるがこの発明の範囲内で種々
の変形、変更が可能である。

例えば、波形発生器２９における処理の順序は第６図、
第７図に示される順序には限ずしも限定されない、した
がって、スケールファクタＫを乗算する処理も、適当な
段階で実行できる。所望であれば、例えばエンベロープ
発生器２６から、（Ｅ　Ｘ　Ｋ）に相当するエンベロー
プを発生させ、このエンベロープを適当な段階でデータ
に乗算することにより、３４によるエンベロープ乗算と
３６によるスケールファクタ乗算を１回の乗算操作で同
時に達成することが可能である。

また、上記実施例では低い音量レベルでの再現性をよく
するために記録系で波形からエンベロープを除去してお
り、また再生系で波形にエンベロープを付加しているが
、所望であれば、これらの処理は省略できる。また記録
系ではエンベロープ除去はしないが再生系ではエンベロ
ープを付加するようにしてもよい。

また、伸張率ｎｏｒｍは必ずしも圧縮率の逆数でなくて
もよく、逆数に近い値をとってもよい。

［発明の効果〕 以上詳細に説明したように、この発明では波形情報メモ
リに波形データ列の変動の大きさに依存する圧縮率で圧
縮された圧縮差分データ列を記憶し、この圧縮差分デー
タ列から、波形データ列を再生し、かつ加工された波形
データ列を生成する際に、波形データの範囲を規格化す
るための伸張率（圧縮率に関連する値をもつ）の乗算と
、波形データを加工するためのデジタル的なフィルタリ
ング処理におけるフィルタ利得係数の乗算とが１回の乗
算操作で同時に達成されるようにしているので、波形の
種類にかかわらず、また波形生成処理の負担を少なくし
つつ、高品位の波形を生成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は波形記録装置の全体構成図、 第２図は第１図のコンピュータが実行する圧縮差分デー
タ列生成処理のフローチャート、第３図は第２図の処理
のなかで行われるエンベロープ抽出の一例を説明する図
、 第４図はこの発明による波形生成装置を組み込んだ電子
楽器の全体構成図、 第５図は第４図のトーンジェネレータの構成例を示すブ
ロック図、 第６図は第５図の波形発生器２９のブロック図、 第７図は第６図のデータ規格化を兼ねたデジタルフィル
タを例示するブロック図である。 ２７・・・・・・スケールファクタメモリ２９・・・・
・・波形発生器 ３３・・・・・・規格化兼用デジタルフィルタ３５・・
・・・・乗算器 Ｄ・・・・・・圧縮差分データ ｎｏｒｍ・・・・・・伸張率 Ｋ・・・・・・スケールファクタ 特 許 出 願 人 カシオ計′Ｘ檄株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）オーディオ信号を表わす波形データ列の変動の大
   きさに依存する圧縮率で圧縮された圧縮差分データ列を
   記憶する圧縮差分データ列記憶手段と、 前記圧縮差分データ列記憶手段から圧縮差分データを読
   み出して波形データを再生する波形再生手段と、 前記波形再生手段からの波形データをデジタル的にフィ
   ルタリング処理するデジタルフィルタ手段と、 前記圧縮率に関連する伸張率であって前記波形再生手段
   から再生される波形データの範囲を規格化するための伸
   張率に、前記デジタルフィルタ手段の前記フィルタリン
   グ処理に係る利得係数を乗じたスケールファクタを記憶
   するスケールファクタ記憶手段と、 を備え、 前記デジタルフィルタ手段は前記波形再生手段が再生し
   た波形データに前記スケールファクタ記憶手段からの前
   記スケールファクタを乗算する乗算手段を含むことを特
   徴とする波形生成装置。
2. （２）オーディオ信号を表わす波形データ列の変動の大
   きさに依存する圧縮率で圧縮された圧縮差分データ列を
   記憶する圧縮差分データ列記憶手段と、 前記圧縮率に関連する伸張率であって波形データ列を再
   生する際に波形データ列の範囲を規格化するための伸張
   率に、波形データ列の音色加工のためになされるべきデ
   ジタル的なフィルタリング処理に係るフィルタ利得係数
   を乗じた値をもつスケールファクタを記憶するスケール
   ファクタ記憶手段と、 前記圧縮差分データ列と前記伸張率とに基づいて波形デ
   ータ列の再生が達成され、かつ波形データ列に対し前記
   フィルタ利得係数をもつデジタル的なフィルタリング処
   理が達成されるように、前記圧縮差分データ列記憶手段
   からの前記圧縮差分データ列を信号処理して音色加工さ
   れた波形データ列を生成する波形生成手段と、 を備え、 前記波形生成手段が、前記スケールファクタ記憶手段か
   らの前記スケールファクタを乗数として使用する１回の
   乗算によって、波形データ列の範囲を規格化するための
   前記伸張率の乗算とデジタル的なフィルタリング処理に
   係る前記フィルタ利得係数の乗算とを同時に達成する乗
   算手段を有することを特徴とする波形生成装置。