JPH05303383A - 波形データの圧縮方法および波形データの再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】電子楽器の音源等で用いる波形データについて
簡易的な圧縮処理を行い、電子楽器においてメモリを削
減するとともに復号回路を簡単な構成にする。 【構成】最適係数選択部７に複数組の予め決められた線
形予測係数を用意する。圧縮回路６の乗算回路６７，６
８に線形予測係数Ａ₀ ，Ａ₁ の組を最適係数選択部７か
ら設定する。波形メモリ５に記憶した波形データに対し
て圧縮回路６で線形予測演算を行う。最適な線形予測係
数の組が無くて圧縮データについてリミッタ６２でオー
バーフローが発生した場合は、データシフタ５で波形デ
ータをシフトダウンして圧縮処理を行う。再生装置で
は、圧縮データに対応する線形予測係数で復号し、予め
シフトダウンされているものは、復号データをシフトア
ップする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子楽器等で用いられ
る波形データを圧縮するのに適した波形データの圧縮方
法と、その圧縮データから波形データを再生する波形デ
ータの再生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子楽器における楽音信号の発生
方法の一つとして、自然楽器の楽音波形の瞬時値を逐次
サンプリングしてディジタルの波形データとして予めメ
モリに記憶しておき、楽音の発生時にこの波形データを
読み出して楽音信号を発生するようにした所謂ＰＣＭ方
式がある。このＰＣＭ方式は自然楽器に近い楽音を発生
できるという点で優れているが、波形データを記憶して
おくメモリの容量が膨大になるという問題がある。

【０００３】そこで、例えば特開昭６２−２４２９９４
号公報に開示されているように、波形データを線形予測
法を用いて圧縮し、この圧縮データをメモリに記憶して
おき、再生時にはこの圧縮データを復号して楽音信号を
形成するようにした楽音信号発生装置が提案されてい
る。

【０００４】この従来の圧縮方法では、波形データに応
じた線形予測係数を演算し、この演算によって得られた
線形予測係数と圧縮データをそれぞれ記憶し、楽音形成
時に、圧縮データをそれぞれ対応する線形予測係数を用
いて復号することにより波形データを再生するようにし
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、線形予
測係数を演算によって求めるとこの線形予測係数は波形
データに応じて異なる高精度な数値となる。また、電子
楽器では、楽器の種類に応じた複数の音色や音高の違い
に応じた複数の音色など、各音色に対応する多種類の波
形データが必要となる。

【０００６】このため、前記従来の圧縮方法のように、
演算によって求めた線形予測係数を各波形データに対応
させてそれぞれ記憶するようにすると、メモリの大容量
化が必要となるばかりか、復号回路において圧縮データ
に任意の線形予測係数を乗算できるような乗算回路が必
要となり、電子楽器における回路の構成が複雑になると
いう問題がある。

【０００７】本発明は、多種類の波形データを圧縮する
場合でもメモリ容量を低減することができ、さらに電子
楽器等の復号回路における演算回路の構成を簡単にする
ことを課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めになした本発明の波形データの圧縮方法は、予め設定
されている線形予測係数で波形データに対して線形予測
演算を行って該波形データを圧縮し、圧縮データが所定
ビット幅以下にならなかったときは圧縮データが該所定
ビット幅以下になるまで波形データをシフトダウンして
上記圧縮処理を行うとともに、このときのシフトダウン
の段数の情報を記憶するようにしたことを特徴とする。

【０００９】また、本発明の波形データの再生装置は、
波形データについて予め設定されている線形予測係数で
線形予測演算を行って生成した圧縮データ、該圧縮デー
タに対応する線形予測係数の情報、および、圧縮データ
が所定ビット幅以下になるまで波形データをシフトダウ
ンして圧縮処理を行った際のシフトダウンの段数の情報
を、それぞれ記憶している記憶手段と、上記圧縮データ
について該圧縮データに対応する線形予測係数を用いて
線形予測処理に対する復号処理を行う復号回路と、前記
復号回路から出力される復号データを該復号データに対
応する前記シフトダウンの段数だけシフトアップして波
形データを出力するシフト回路と、を備えたことを特徴
とする。

【００１０】

【作用】本発明の波形データの圧縮方法は、予め設定さ
れた線形予測係数で線形予測演算を行って波形データを
圧縮する。この圧縮処理で圧縮データが所定ビット幅以
下にならなかったときは、波形データをシフトダウンし
て同様の圧縮処理を行うことにより、圧縮データが所定
ビット幅以下になるようにする。なお、圧縮時に波形デ
ータをシフトダウンした場合は復号後にその分だけシフ
トアップすればよい。

【００１１】また、本発明の波形データの再生装置にお
いて、記憶手段の圧縮データはこの圧縮データに対応す
る線形予測係数によって復号回路で復号され、圧縮時に
シフトダウンされているものはこの復号データがシフト
回路によってシフトアップされて波形データとなる。

【００１２】ここで、線形予測係数は予め設定された値
であるので、この線形予測係数やこれに対応する情報を
記憶するメモリの容量が少なくてよい。また、予め設定
された線形予測係数で復号すればよいので復号回路の構
成が簡単になる。

【００１３】なお、予め設定された複数の線形予測係数
を用いて、これらの中から圧縮データが所定ビット幅以
下になるような線形予測係数を選ぶようにして圧縮処理
を行い、どの線形予測係数でも圧縮データが所定ビット
幅以下にならなかったときには、波形データをシフトダ
ウンして圧縮処理を行うようにしてもよい。

【００１４】

【実施例】図１は本発明の実施例に係わる波形データ圧
縮装置のブロック図である。図において１は自然楽器等
の楽音を収音するためのマイクロホンであり、このマイ
クロホン１の出力信号はＡ／Ｄ変換器２によって一定周
期でサンプリングされてディジタルデータ（サンプリン
グデータ）に変換される。

【００１５】Ａ／Ｄ変換器２から出力されるサンプリン
グデータは、波形処理装置３の規格化処理（特開昭６２
−２４２９９４号公報参照）等によって所定ビット数の
波形データに変換されて波形メモリ４に一旦記憶され、
この波形データは圧縮処理を行うときに読み出される。

【００１６】なお、この実施例の装置では、Ａ／Ｄ変換
器２はサンプリングデータを２４ビットのデータとして
出力し、波形処理装置３はこの２４ビットのサンプリン
グデータを１６ビットの波形データに変換して波形メモ
リ４に記憶する。

【００１７】データシフタ５は波形メモリ４から読み出
した波形データＳ_n のビット数をシフトダウンする回路
であり、次表１に示したように、最適係数選択部７によ
って設定される３ビットのＬＰＣ指数ＬＰＣＥＸＰに応
じて、１６ビットの波形データＳを精度が１５ビット〜
９ビットの範囲になるようにシフトダウンする。

【００１８】

【表１】

【００１９】なお、このＬＰＣ指数ＬＰＣＥＸＰは、後
述説明するように、電子楽器で波形データを再生する際
に復号データをシフトアップするための情報として用い
られる。

【００２０】圧縮回路６は波形メモリ４からの波形デー
タの読出し動作に同期したクロックで動作し、後述説明
する最適係数選択部７によって設定される係数Ａ₀ ，Ａ
₁ に基づいて線形予測演算を行うことによりデータシフ
タ５からの波形データを圧縮し、この圧縮したデータ
（圧縮データ）を非線形圧縮回路８に出力する。なお、
後述説明するように、圧縮回路６の係数Ａ₀ ，Ａ₁ の組
は２ビットの係数データＬＰＣＣＯＥＦに対応付けて記
憶される。

【００２１】非線形圧縮回路８は、圧縮回路６から出力
される１０ビットのデータを図７に示した折れ線近似の
特性の逆特性により８ビットのデータに非線形圧縮し、
圧縮されたデータは、この圧縮時に設定した係数データ
ＬＰＣＣＯＥＦおよび前記ＬＰＣ指数ＬＰＣＥＸＰと共
にＬＰＣメモリ９に記憶される。なお、図７の特性は上
記の非線形圧縮処理に対応して後述説明する再生装置に
おいて伸張処理を行うときの変換特性であり、絶対値で
示してある。

【００２２】圧縮回路６において、データシフタ５から
の波形データＳ_n は減算回路６１に入力され、減算回路
６１は入力される波形データＳ_n から後述の予測値◇Ｓ
_n を減算してその出力データＥ_n （最大１５ビット）を
リミッタ６２に供給する。

【００２３】リミッタ６２は減算回路６１の出力データ
Ｅ_n の下位１０ビットを圧縮データＬ_n として非線形圧
縮回路８と加算回路６３に出力し、加算回路６３はその
圧縮データＬ_n に予測値◇Ｓ_n を加算してその出力デー
タを予測値演算回路６４に供給する。

【００２４】また、リミッタ６２は、減算回路６１から
入力されるデータＥ_n が１１ビット以上の場合すなわち
１１ビット以上に“１”が立っている場合にはオーバー
フロー信号ＯＶＲＦＬＷを出力し、このオーバーフロー
信号ＯＶＲＦＬＷは最適係数選択部７に入力される。

【００２５】予測値演算回路６４において、６５，６６
は１動作クロックづつデータを遅延させるディレイレジ
スタ、６７はディレイレジスタ６５の出力データに係数
Ａ₀を乗算する乗算回路、６８はディレイレジスタ６６
の出力データに係数Ａ₁ を乗算する乗算回路、６９は各
乗算回路６７，６８の出力データを加算する加算回路で
あり、この加算回路６９の出力データが予測値◇Ｓ_n と
して減算回路６１および加算回路６３に供給される。

【００２６】以上の構成により、いま、圧縮回路６にｉ
番目の波形データＳ_i が入力されたときの加算回路６９
からの予測値を◇Ｓ_i とすると、減算回路６１の出力デ
ータＥ_i は、 Ｅ_i ＝Ｓ_i −◇Ｓ_i となる。

【００２７】ここで、リミッタ６２でオーバーフローが
発生しなかったとすると、このリミッタ６２の出力デー
タ（圧縮データＬ_i ）はＥ_i となるので、加算回路６３
の出力データは、 Ｌ_i ＋◇Ｓ_i ＝Ｅ_i ＋◇Ｓ_i ＝Ｓ_i となる。また、同様の理由から、ディレイレジスタ６５
の出力データは現在より一つ前の波形データＳ_i-1 であ
り、ディレイレジスタ６６の出力データは現在より二つ
前の波形データＳ_i-2 である。

【００２８】したがって、加算回路６９から出力される
予測値◇Ｓ_i は、 ◇Ｓ_i ＝Ｓ_i-1 ・Ａ₀ ＋Ｓ_i-2 ・Ａ₁ となり、減算回路６１の出力データおよびリミッタ６２
の出力データＬ_i は、 Ｌ_i ＝Ｓ_i −（Ｓ_i-1 ・Ａ₀ ＋Ｓ_i-2 ・Ａ₁ ） …（１） となる。

【００２９】ここで、この実施例では係数Ａ₀ ，Ａ₁ と
して次表２に示したように２ビットの係数データＬＰＣ
ＣＯＥＦに対応する４組の値を用いており、圧縮回路６
はこの係数Ａ₀ ，Ａ₁ の組合せ（各係数の値）に応じて
異なる動作モードとなる。

【００３０】

【表２】

【００３１】すなわち、ＬＰＣＣＯＥＦ＝“００”に対
応する係数Ａ₀ ＝1.75，Ａ₁ ＝-0.75 の組またはＬＰＣ
ＣＯＥＦ＝“０１”に対応する係数Ａ₀ ＝1.5 ，Ａ₁ ＝
-0.5の組を設定したときは、これらの係数は線形予測係
数となり、圧縮回路６は線形予測演算によってデータを
圧縮するＬＰＣモードとなる。

【００３２】また、ＬＰＣＣＯＥＦ＝“１０”に対応す
る係数Ａ₀ ＝１，Ａ₁ ＝０の組を設定したときは、出力
データＬ_i は差分となり、圧縮回路６は波形データを差
分データに圧縮するＤＰＣモードとなる。なお、ＤＰＣ
モードも広義の意味では線形予測といえる。

【００３３】ＬＰＣＣＯＥＦ＝“１１”に対応する係数
Ａ₀ ＝０，Ａ₁ ＝０の組を設定するときは、圧縮回路６
で圧縮を行わないで入力される波形データをそのまま出
力するリニアモードにする場合であり、この実施例の圧
縮装置は後述の非線形圧縮回路８による圧縮処理だけを
行うようにすることもできる。

【００３４】このように、ＬＰＣモードおよびＤＰＣモ
ードにおいて前掲の式（１）によって圧縮処理が行わ
れ、リミッタ６２でオーバーフローが発生しないとき
は、現在の係数Ａ₀ ，Ａ₁ が現在の波形データに適した
ものであり、圧縮回路６から圧縮されたデータが出力さ
れる。

【００３５】一方、リミッタ６２でオーバーフローが発
生したときは、係数Ａ₀ ，Ａ₁ が現在の波形データに適
した値ではなく、波形データが上手く圧縮できなかった
場合である。そこで、係数Ａ₀ ，Ａ₁ あるいはＬＰＣ指
数ＬＰＣＥＸＰ（波形データのビット数）を変更し、リ
ミッタ６２でオーバーフローが発生しないように圧縮す
る。

【００３６】最適係数選択部７は例えばパーソナルコン
ピュータ等によって構成されており、圧縮回路６への係
数Ａ₀ ，Ａ₁ の設定とデータシフタ５へのＬＰＣ指数Ｌ
ＰＣＥＸＰの設定を行うとともに、圧縮データに対して
リミッタ６２からオーバーフロー信号ＯＶＲＦＬＷが検
出されたときは係数Ａ₀ ，Ａ₁ とＬＰＣ指数ＬＰＣＥＸ
Ｐの設定値を変更する。

【００３７】なお、この最適係数選択部７の処理におい
て、波形メモリ４の読み出すべき波形データの選択、Ｌ
ＰＣ指数ＬＰＣＥＸＰ、係数Ａ₀ ，Ａ₁ の各データの記
憶、これらのデータの設定（出力）、オーバーフロー信
号ＯＶＲＦＬＷの検出等は、マイクロコンピュータにお
ける公知の技術を用いて制御することができるので詳細
な説明は省略する。

【００３８】次に、上記のデータ圧縮装置を用いた波形
データの圧縮処理について説明する。なお、係数Ａ₀ ，
Ａ₁ は前掲の表２のものに限らずその他複数組の係数を
用いた場合など、一般の場合について説明する。

【００３９】図２は波形データの圧縮処理の手順の一例
を示す図であり、先ず、マイクロフォン１、Ａ／Ｄ変換
器２および波形処理装置３により波形データをサンプリ
ングして波形メモリ４に記憶する。

【００４０】次に、ＬＰＣ指数ＬＰＣＥＸＰの値を１５
ビット精度のモード（“００１”）にセットするととも
に、係数データＬＰＣＣＯＥＦを示す変数ｉを“０”に
初期設定し、この変数ｉを更新することにより係数
Ａ₀ ，Ａ₁ の組を順次選択できるようにする。

【００４１】次に、変数ｉが示す係数データＬＰＣＣＯ
ＥＦの係数Ａ₀ ，Ａ₁ の組を圧縮回路６にセットし、波
形メモリ４から波形データＳ_n を順次読み出してＬＰＣ
指数ＬＰＸＥＸＰに応じた段数だけデータシフタ５で波
形データＳ_n をシフトさせながら圧縮回路６で圧縮処理
を行う。

【００４２】なお、この間に圧縮データと係数データＬ
ＰＣＣＯＥＦおよびＬＰＣ指数ＬＰＣＥＸＰの値はＬＰ
Ｃメモリ９に一時記憶しておく。また、リミッタ６２か
らのオーバーフロー信号の有無を監視し、オーバーフロ
ー信号が検出されたら所定のフラグをセットするなどし
て、圧縮回路６における圧縮処理の成否を記憶してお
く。

【００４３】そして、リミッタ６２でオーバーフローが
発生したか否かを判定し、オーバーフローが発生してい
たら、係数データＬＰＣＣＯＥＦ（係数Ａ₀ ，Ａ₁ の
組）とＬＰＣ指数ＬＰＸＥＸＰの組合せの変更を行っ
て、新たに圧縮処理を行う。

【００４４】なお、これらの圧縮処理は、例えば、ＬＰ
Ｃ指数ＬＰＣＥＸＰを固定して係数データＬＰＣＣＯＥ
Ｆを順次変更しながらオーバーフローの有無すなわち圧
縮処理の成否を判定し、どの係数データＬＰＣＣＯＥＦ
（係数Ａ₀ ，Ａ₁ の組）でも圧縮できなかった場合はＬ
ＰＣ指数ＬＰＣＥＸＰを変更して圧縮できるまで同様の
処理を繰り返すようにするとよい。

【００４５】上記圧縮処理を行って、リミッタ６２でオ
ーバーフローが発生していなければ、ＬＰＣメモリ９に
一時記憶している圧縮データ、係数データＬＰＣＣＯＥ
ＦおよびＬＰＣ指数ＬＰＣＥＸＰに基づいて波形データ
を再生して実際に楽音を発生させて聴感チェックを行
う。なお、波形データの再生処理については後述説明す
る再生装置と同様に行う。

【００４６】この聴感チェックで楽音に異常があれば、
再度、係数データＬＰＣＣＯＥＦとＬＰＣ指数ＬＰＸＥ
ＸＰの組合せの変更を行って圧縮処理を行い、異常がな
ければ圧縮データ、係数データＬＰＣＣＯＥＦおよびＬ
ＰＣ指数ＬＰＣＥＸＰを保存し、一種類の波形データに
ついての圧縮処理を終了する。

【００４７】以上のようにして必要な音色の波形データ
毎に圧縮処理が終了すると、各圧縮データをそれぞれ音
色に対応付けてＲＯＭに書き込み、後述説明するように
このＲＯＭを電子楽器の波形メモリとして用いる。ま
た、係数データＬＰＣＣＯＥＦおよびＬＰＣ指数ＬＰＣ
ＥＸＰもそれぞれ音色に対応付けてパラメータとしてＲ
ＯＭに記憶し、電子楽器で波形データを復号するときに
用いる。

【００４８】このように、係数Ａ₀ ，Ａ₁ として、予め
決め値が決められた所定組数（この例では４組）の係数
しか用いていないので、これらの係数を識別する係数デ
ータＬＰＣＣＥＦを少ないビット数（この例では２ビッ
ト）の整数データとすることができる。

【００４９】また、ＬＰＣ指数ＬＰＣＥＸＰはシフト段
数程度の整数であるので、このＬＰＣ指数ＬＰＣＥＸＰ
を少ないビット数（この例では３ビット）の整数データ
とすることができる。したがって、演算によって求めた
線形予測係数をそのまま記憶する場合に比べてメモリの
容量が小さくなる。なお、ループ再生部の圧縮処理につ
いては、波形のループ開始点の直前点（ＬＰＣでは２
点、ＤＰＣでは１点）とループの終了点（ＬＰＣでは２
点、ＤＰＣでは１点）の値を合わせた上で圧縮処理を行
うようにすれば、良好なループ再生ができる。

【００５０】図３は本発明実施例の波形データの再生装
置のブロック図である。この再生装置は電子楽器におけ
る音源を構成しており、鍵盤等から入力される発音開始
を示すキーオン信号ＫＯＮ、鍵盤等から入力されるキー
コードＫＣ、キーコードＫＣに対応する音高を指定する
ための周波数ナンバＦＮＯ、音色選択等によって設定さ
れた音色ナンバＴＣが図示しない回路から入力される。

【００５１】この実施例の電子楽器は、音色ナンバＴＣ
とキーコードＫＣに応じた音色の楽音を発生するもので
あり、各音色の波形データを、例えば図６に概念的に示
したように、楽音の立ち上がり部となるアタック部とこ
れに続く所定区間のループ部で構成するようにしてい
る。

【００５２】また、このような波形データを前記の圧縮
方法で圧縮して得られた圧縮データが各音色毎に波形デ
ータメモリ１１に記憶されており、各圧縮データのアタ
ック部の先頭アドレスＳＴＡＲＴＡ、ループ部の先頭ア
ドレスＬＯＯＰＳＴＡおよびループの最終アドレスＬＯ
ＯＰＥＮＤＡが音色ナンバＴＣとキーコードＫＣに対応
付けてパラメータ発生部１２に記憶されている。

【００５３】また、パラメータ発生部１２は、波形デー
タメモリ１１に記憶されている圧縮データに対応する係
数データＬＰＣＣＯＥＦおよびＬＰＣ指数ＬＰＣＥＸＰ
を音色ナンバＴＣとキーコードＫＣ（音色）に対応付け
て記憶している。

【００５４】位相情報発生部１４は波形データのサンプ
リングクロックに相当する動作クロックφ_S に同期して
周波数ナンバＦＮＯに応じた波形データの位相情報を出
力し、アドレス発生部１３はこの位相情報に応じて波形
データメモリ１１の読み出しアドレスを発生する。

【００５５】鍵盤等からキーコードＫＣが入力される
と、パラメータ発生部１２は音色ナンバＴＣとキーコー
ドＫＣに対応するアドレス情報ＳＴＡＲＴＡ，ＬＯＯＰ
ＳＴＡ，ＬＯＯＰＥＮＤ、ＬＰＣ指数データＬＰＣＥＸ
Ｐおよび係数データＬＰＣＣＯＥＦを出力する。

【００５６】そして、アドレス発生部１３は、このアド
レス情報ＳＴＡＲＴＡ，ＬＯＯＰＳＴＡ，ＬＯＯＰＥＮ
Ｄと位相情報発生部１４から出力される位相情報の整数
部ＩＮＴとに基づいて波形データメモリ１１の読み出し
アドレスを順次生成し、波形データメモリ１１はこの読
み出しアドレスでアクセスされて圧縮データを順次出力
する。

【００５７】なお、位相情報発生部１４から出力される
位相情報の整数部ＩＮＴに応じて先頭アドレスＳＴＡＲ
ＴＡからの読み出しアドレスの更新量が決まり、例えば
所定グループ毎のキーコードＫＣで共用される同じ波形
データでもこの位相情報に応じてキーコードＫＣに対応
するピッチの楽音が得られる。また、位相情報の小数部
ＦＲＡＣは図示しない回路で波形データの補間情報とし
て用いられる。

【００５８】データ伸張処理部１５は、前記のデータ圧
縮処理装置の非線形圧縮回路８における圧縮処理に対す
る伸張処理を行う回路であり、例えば図８のような回路
で構成され、図７に示した折れ線近似の特性により、波
形データメモリ１１から出力される８ビットのデータを
１０ビットのデータに伸張して復号回路１６に出力す
る。

【００５９】すなわち、図８の回路は、８ビットの入力
データＸを、次式で示したように１０ビットの出力デー
タＹに伸長する。 ０≦Ｘ≦３１ ，ＯＹ＝Ｘ ３２≦Ｘ≦６３ ， Ｙ＝２・Ｘ−３２ ６４≦Ｘ≦９５ ， Ｙ＝４・Ｘ−１６０ ９６≦Ｘ≦１２７ ， Ｙ＝８・Ｘ−５４４

【００６０】復号回路１６において、１６１，１６２は
クロックφ_S に基づいて１動作クロックづつデータを遅
延させるディレイレジスタ、１６３はディレイレジスタ
１６１の出力データに係数Ａ₀ を乗算する乗算回路、１
６４はディレイレジスタ１６２の出力データに係数Ａ₁
を乗算する乗算回路である。なお、後述説明するよう
に、乗算回路１６３，１６４における係数Ａ₀ ，Ａ₁ は
パラメータ発生部１２から入力される係数データＬＰＣ
ＣＯＥＦに応じてそれぞれ内部設定される。

【００６１】１６５，１６６はそれぞれ乗算回路１６
４，１６３の出力データをデータ伸張処理部１５から入
力される波形データに加算する加算回路、１６７は加算
回路１６６の出力データのオーバーフローを防止するデ
ータリミッタである。

【００６２】以上の構成により、ディレイレジスタ１６
１，１６２、乗算回路１６３，１６４および加算回路１
６５，１６６は、前記データ圧縮装置における予測値演
算回路６４と同様に予測値を生成してこの予測値を圧縮
データに加算するように動作し、加算回路１６６から復
号データＨ_i が生成される。

【００６３】そして、このようにして得られた復号デー
タＨ_i はデータリミッタ１６７に入力され、データリミ
ッタ１６７は復号データＨ_i が１５ビットをオーバーし
ている場合には１６ビット以上をカットしたデータを復
号データとしてデータシフタ１７に出力する。

【００６４】データシフタ１７には現在復号している圧
縮データに対応する指数データＬＰＣＥＸＰが入力され
ており、このデータシフタ１７は、指数データＬＰＣＥ
ＸＰに応じて復号データＨ_i をシフトアップする。すな
わち、データ圧縮時にシフトダウンされている場合はそ
の段数だけシフトアップして波形データとして出力し、
シフトダウンされていないときはそのまま波形データと
して出力する。

【００６５】なお、このように復号された波形データ
は、図示しない補間フィルタ、音色フィルタ、振幅制御
エンベロープジェネレータ等の後段の回路で処理され、
楽音信号が再生される。

【００６６】図４に示したように、乗算回路１６３は、
シフト回路１６３ａ，１６３ｂ，１６３ｃ、セレクタ１
６３ｄ，１６３ｅおよび減算器１６３ｆで構成され、前
記パラメータ発生部１２から設定される係数データＬＰ
ＣＣＯＥＦに応じて前掲の表２の係数値Ａ₀ の値を選択
的に入力データＤＤ１に乗算する。

【００６７】なお、セレクタ１６３ｄ，１６３ｅの入力
端子の番号「０」〜「３」は係数データＬＰＣＣＯＥＦ
の値（１０進数）にそれぞれ対応しており、セレクト端
子Ｓに設定される係数データＬＰＣＣＯＥＦに対応する
番号の入力端子から入力されるデータを選択的に出力す
る。また、減算器１６３ｆはセレクタ１６３ｄの出力デ
ータからセレクタ１６３ｅの出力データを減算して出力
する。

【００６８】シフト回路１６３ａは入力データを１ビッ
トシフトアップ（２倍）する回路、シフト回路１６３ｂ
は２ビットシフトダウン（１／４倍）する回路、シフト
回路１６３ｃは１ビットシフトダウン（１／２倍）する
回路である。

【００６９】セレクタ１６３ｄにおいて、番号「２」の
入力端子には入力データＤＤ１がそのまま入力され、番
号「０」および「１」の入力端子には入力データＤＤ１
をシフト回路１６３ａで２倍したデータがそれぞれ入力
され、さらに、番号「３」の入力端子には“０”のデー
タが入力される。

【００７０】セレクタ１６３ｅにおいて、番号「０」の
入力端子には入力データＤＤ１をシフト回路１６３ｂで
１／４倍したデータが入力され、番号「１」の入力端子
には入力データＤＤ１をシフト回路１６３ｃで１／２倍
したデータが入力され、さらに、番号「２」および
「３」の入力端子には“０”のデータがそれぞれ入力さ
れる。

【００７１】以上の構成により、ＬＰＣＣＯＥＦ＝“１
１”（＝３）のとき、減算器１６３ｆへの入力データは
ともに“０”で、その出力データは“０”になる。すな
わち、入力データにＡ₀ ＝０を乗算したことになる。

【００７２】ＬＰＣＣＯＥＦ＝“１０”（＝２）のと
き、減算器１６３ｆには、入力データＤＤ１が被減算デ
ータとして入力されるとともに、“０”が減算データと
して入力される。したがって、減算器１６３ｆの出力デ
ータは入力データＤＤ１そのものになり、入力データに
Ａ₀ ＝１を乗算したことになる。

【００７３】ＬＰＣＣＯＥＦ＝“０１”（＝１）のと
き、減算器１６３ｆには、入力データＤＤ１を２倍した
データが被減算データとして入力されるとともに、入力
データＤＤ１を１／２倍したデータが減算データとして
入力される。したがって、減算器１６３ｆの出力データ
は入力データＤＤ１を１．５倍した値になる。すなわ
ち、入力データにＡ₀ ＝１．５を乗算したものになる。

【００７４】ＬＰＣＣＯＥＦ＝“００”（＝０）のと
き、減算器１６３ｆには、入力データＤＤ１を２倍した
データが被減算データとして入力されるとともに、入力
データＤＤ１を１／４倍したデータが減算データとして
入力される。したがって、減算器１６３ｆの出力データ
は入力データＤＤ１を１．７５倍した値になる。すなわ
ち、入力データにＡ₀ ＝１．７５を乗算したものにな
る。

【００７５】図５に示したように、乗算回路１６４も乗
算回路１６３と同様にシフト回路、セレクタおよび減算
器で構成されており、係数データＬＰＣＣＯＥＦに応じ
て係数値Ａ₁ の値を選択的に入力データＤＤ２に乗算す
る。

【００７６】シフト回路１６４ａは入力データを２ビッ
トシフトダウン（１／４倍）し、シフト回路１６４ｂは
１ビットシフトダウン（１／２倍）する。また、セレク
タ１６４ｃ，１６４ｄはセレクト端子Ｓに設定される係
数データＬＰＣＣＯＥＦに対応する番号の入力データを
選択的に出力し、減算器１６４ｅはセレクタ１６４ｃの
出力データからセレクタ１６４ｄの出力データを減算す
る。

【００７７】セレクタ１６４ｃにおいて、番号「０」の
入力端子には入力データＤＤ２をシフト回路１６４ａで
１／４倍したデータが入力され、番号「１」〜「３」の
入力端子には“０”のデータがそれぞれ入力される。

【００７８】セレクタ１６４ｄにおいて、番号「０」の
入力端子には入力データＤＤ２がそのまま入力され、番
号「１」の入力端子には入力データＤＤ２をシフト回路
１６４ｂで１／２倍したデータが入力され、さらに、番
号「２」および「３」の入力端子には“０”のデータが
それぞれ入力される。

【００７９】以上の構成により、ＬＰＣＣＯＥＦ＝“１
１”（＝３）およびＬＰＣＣＯＥＦ＝“１０”（＝２）
のとき、減算器１６４ｅへの入力データはともに“０”
で、その出力データは“０”になる。すなわち、入力デ
ータにＡ₁ ＝０を乗算したことになる。

【００８０】ＬＰＣＣＯＥＦ＝“０１”（＝１）のと
き、減算器１６４ｅには、“０”が被減算データとして
入力されるとともに、入力データＤＤ２を１／２倍した
データが減算データとして入力される。したがって、減
算器１６４ｅの出力データは入力データＤＤ２を−０．
５倍した値になる。すなわち、入力データにＡ₁ ＝−
０．５を乗算したものになる。

【００８１】ＬＰＣＣＯＥＦ＝“００”（＝０）のと
き、減算器１６４ｅには、入力データＤＤ２を１／４倍
したデータが被減算データとして入力されるとともに、
入力データＤＤ２が減算データとして入力される。した
がって、減算器１６４ｅの出力データは入力データＤＤ
２を−０．７５倍した値になる。すなわち、入力データ
にＡ₁ ＝−０．７５を乗算したものになる。

【００８２】このように、復号回路１６における乗算回
路１６３，１６４は、シフト回路、セレクタおよび減算
器からなる簡単な構成になっており、特にこの実施例の
ように係数Ａ₀ ，Ａ₁ の小数部を１／２ⁿ の整数倍の値
（例えば“．７５”や“．５”）に設定すると、データ
のシフトと減算（または加算）の組合せが簡単になり、
乗算回路を簡単な構成にすることができる。

【００８３】なお、上記の実施例では線形予測係数とし
ての係数を２組しか用いていないが、さらに別の組合せ
を用いるようにしてもよく、これらの線形予測係数は、
波形データの種類、圧縮データに必要な精度等を考慮し
て予め設定すればよい。

【００８４】

【発明の効果】以上説明したように本発明の波形データ
の圧縮方法によれば、予め設定されている線形予測係数
で線形予測演算を行って波形データを圧縮し、圧縮デー
タが所定ビット幅以下にならなかったときは圧縮データ
が所定ビット幅以下になるまで波形データをシフトダウ
ンして圧縮処理を行うようにしたので、線形予測係数は
予め設定された値であり、この線形予測係数やこれに対
応する情報を記憶するメモリの容量が少なくてよく、多
種類の波形データを圧縮する場合でもメモリ容量を低減
することができる。また、予め設定された線形予測係数
で復号すればよいので電子楽器等の復号回路における演
算回路の構成が簡単になる。

【００８５】また、本発明の波形データの再生装置によ
れば、上記圧縮方法によって得られた圧縮データと該圧
縮データに対応する線形予測係数および波形データをシ
フトダウンして圧縮処理を行った際のシフトダウンの段
数の情報を記憶しておき、圧縮データに対してこの圧縮
データに対応する線形予測係数で復号処理を行うととも
に、圧縮時にシフトダウンされている場合は復号データ
をシフトアップするようにしたので、線形予測係数やこ
れに対応する情報を記憶するメモリの容量が少なくてよ
く、多種類の波形データを圧縮する場合でもメモリ容量
を低減することができる。また、予め設定された線形予
測係数で復号するので復号回路における演算回路の構成
が簡単になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係わる波形データ圧縮装置の
ブロック図である。

【図２】実施例における圧縮処理の手順の一例を示す図
である。

【図３】実施例の波形データの再生装置のブロック図で
ある。

【図４】実施例における一方の乗算回路の回路図であ
る。

【図５】本発明における他方の乗算回路の回路図であ
る。

【図６】実施例における波形データの一例を概念的に示
す図である。

【図７】実施例の再生装置における伸張処理の変換特性
を示す図である。

【図８】実施例におけるデータ伸張処理部の回路図であ
る。

【符号の説明】

５，１７…データシフタ、６…圧縮回路、６２…リミッ
タ、６４…予測演算回路、７…最適係数選択部、１１…
波形データメモリ、１２…パラメータ発生部、１６…復
号回路、１６３，１６４…乗算回路。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 予め設定されている線形予測係数で波形
   データに対して線形予測演算を行って該波形データを圧
   縮し、圧縮データが所定ビット幅以下にならなかったと
   きは圧縮データが該所定ビット幅以下になるまで波形デ
   ータをシフトダウンして上記圧縮処理を行うとともに、
   このときのシフトダウンの段数の情報を記憶するように
   したことを特徴とする波形データの圧縮方法。
2. 【請求項２】 波形データについて予め設定されている
   線形予測係数で線形予測演算を行って生成した圧縮デー
   タ、該圧縮データに対応する線形予測係数の情報、およ
   び、圧縮データが所定ビット幅以下になるまで波形デー
   タをシフトダウンして圧縮処理を行った際のシフトダウ
   ンの段数の情報を、それぞれ記憶している記憶手段と、 上記圧縮データについて該圧縮データに対応する線形予
   測係数を用いて線形予測処理に対する復号処理を行う復
   号回路と、 前記復号回路から出力される復号データを該復号データ
   に対応する前記シフトダウンの段数だけシフトアップし
   て波形データを出力するシフト回路と、を備えたことを
   特徴とする波形データの再生装置。