JPH06250662A - 波形データ生成方法及び波形データメモリ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 メモリ容量の削減を図ること。 【構成】 波形メモリ３０に記憶されている拍手、川の
せせらぎ、雨音等の相関性の周期をもった波形データ
を、たとえば２００ｍｓｅｃ毎に３分割するとともに、
それぞれの波形データに対し窓関数を乗算して加算し、
この加算したデータを２００ｍｓｅｃ分の記憶容量をも
つ合成波形メモリ４５に記憶させる。データ再生の際に
は、これを繰り返して読み出す。データには不連続点が
ないので繰り返しのデータ再生時において音飛び等の発
生のない効果音を再生することができる。 【効果】 合成波形メモリ４５の容量は、データブロッ
ク３１〜３３の１ブロック分の２００ｍｓｅｃ分で足り
るため、トレモロ感を軽減しつつ合成波形メモリ４５の
記憶容量が大幅に削減される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、拍手、川のせせらぎ、
雨音等の相関性の周期をもつ音を効果音として再現する
場合に適した波形データ生成方法及び波形データメモリ
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、楽音等の波形を生成するため
に様々な手法がとられている。その一つとして、たとえ
ば特開昭６１−９９１９３号公報には、複数周期の波形
を複数組予め記憶しておき、これを適当な順序で順次切
り換えて読み出すことにより、楽音信号を発生するよう
にした楽音信号発生装置が開示されている。

【０００３】すなわち、図１に示すように、鍵盤１によ
って音高指定が行われると、押鍵検出回路２が押圧鍵を
検出し、この検出した押圧鍵に対応するキーコードＫＣ
を出力する。また、押鍵検出回路２は、鍵の押圧の持続
を示すキーオン信号ＫＯＮと鍵の押圧開始時を示すキー
オンパルスＫＯＮＰとを併せて出力する。

【０００４】ノートクロック発生回路３は、キーコード
ＫＣに基づき押圧鍵の音高に対応した周波期のノートク
ロック信号ＮＣＫを発生し、アドレスカウンタ４は波形
メモリ５を読み出すためのアドレス信号ＡＤを出力す
る。波形メモリ５には各音色種類毎にそれぞれ原楽音信
号からサンプル的に抜き出された複数の波形区間の波形
データが記憶されている。これら各波形区間のデータ長
は任意である。

【０００５】読み出しシーケンス制御手段６は、波形メ
モリ５から読み出すべき波形区間を順次切り換えて指定
するものであり、読み出すべき１つの波形区間を指定す
るためにスタートアドレス指定信号ＳＡＤを出力する。
スタートアドレス指定信号ＳＡＤとアドレスカウンタ４
からのアドレス信号ＡＤが加算器７で加算され、加算出
力が波形メモリ５のアドレス入力に与えられる。この加
算出力によって、読み出すべき１つの波形区間の個々の
サンプル点の絶対アドレスが特定され、特定されたアド
レスに記憶されているサンプル点の波形データが波形メ
モリ５から読み出される。

【０００６】波形区間をランダムに選ぶためのランダム
数値発生器８から発生されたランダム数値信号ＲＢＮが
ラッチ回路９に入力されるが、ラッチ回路９のリセット
入力ＲにはキーオンパルスＫＯＮＰが入力されるので、
鍵の押し始めではラッチ回路９のリセット値が、以後ラ
ッチ制御入力Ｌに入力があるごとにその時入力されてい
るランダム数値信号ＲＢＮがラッチされてバンク（記憶
領域）ナンバＢＮとして出力される。また、音色選択回
路１２から与えられる音色選択情報ＴＣに応じて１組の
波形データに対応するデータ長のデータが選択され、そ
の中からアドレス入力されたバンクナンバＢＮに対応す
る１波形区間のデータ長が選択的に読み出される。

【０００７】読み出されたデータ長信号ＤＬは比較器１
３の一方の入力に加わり、他方の入力に加わるアドレス
信号ＡＤと比較され、両入力の数値が一致したとき、一
致出力ＥＱから信号が出力され、ラッチ回路９のラッチ
制御入力Ｌに、及びオア回路１４を介してアドレスカウ
ンタ４のリセット入力Ｒに与えられる。

【０００８】スタートアドレスメモリ１１は各波形区間
のスタートアドレスを各音色種類毎に予め記憶してお
り、音色選択情報ＴＣに応じて１組の波形データに対応
するスタートアドレスが選択され、その中からアドレス
入力されたバンクナンバＢＮに対応する１波形区間のス
タートアドレスが選択的に読み出される。

【０００９】読み出されたスタートアドレスは、スター
トアドレス指定信号ＳＡＤとして加算器７に入力され
る。キーオンパルス信号ＫＯＮＰが発生したとき、ラッ
チ回路９がリセットされるため、最初はバンクナンバＢ
Ｎは零であり、楽音のアタック部の波形区間が指定され
る。

【００１０】一方、アドレスカウンタ４はキーオンパル
ス信号ＫＯＮＰによってリセットされた後、ノートクロ
ック信号ＮＣＫのカウントを開始し、アドレス信号ＡＤ
を零から順次増加させる。１つの波形区間の読み出しが
終了するたびに次の波形区間がランダムに選択されて読
み出される。エンベロープ発生器１６は、たとえば押鍵
中は一定レベルを維持し、離鍵後は所定のディケイ特性
で減衰するエンベロープ信号をキーオン信号ＫＯＮに応
答して発生する。

【００１１】このような構成の楽音信号発生装置によれ
ば、同一波形が繰り返し読み出されることがないので、
周期的ノイズの発生を解消することができるようになっ
ている。

【００１２】また、たとえば特公昭６３−６７１９６号
公報には、複数波形の補間演算により、時間変化を自在
に作り出し、自然な感じの音声や楽音を作り出すように
した波形発生方法が開示されている。

【００１３】すなわち、図２に示すように、波形発生器
２０，２１が複数種類の波形を記憶しているメモリ２
４，２５からのサンプル波形に基づいて波形を発生し、
乗算器２６，２７に出力する。乗算器２６，２７には、
窓関数発生器２２，２３からの窓関数が供給されてお
り、波形発生器２０，２１からの波形と窓関数とを乗算
して加算器２８に出力する。加算器２８の出力は、乗算
器２９ａにてエンベロープ発生器２９からのエンベロー
プが付加される。

【００１４】このような波形発生方法では、窓関数が零
値又は実質的零値にて複数の波形の種類を切り換えるよ
うにしたものであるため、自然楽器の音を余分な雑音の
発生を伴わずに合成することができるようになってい
る。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の楽音信号発生装置では、波形データとして原波
形のデータがそのまま用いられる。したがって、たとえ
短区間の波形データを繰り返して読み出すようにして
も、メモリ容量の削減には限度があった。

【００１６】本発明は、このような事情に対処してなさ
れたもので、対象とする音の性格に鑑み、再生すべき波
形データを必要最小限とすることにより、メモリ容量の
削減を図ることができる波形データ生成方法及び波形デ
ータメモリを提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明の波形データ生成
方法は、所定期間の原波形データを複数に等分し前記所
定期間の起点からフェードインし終点でフェードアウト
する窓関数を乗算し加算することによって波形データを
生成することを特徴とする。本発明の波形データメモリ
は、所定期間の原波形データを複数に等分し前記所定期
間の起点からフェードインし終点でフェードアウトする
窓関数を乗算し加算して得られた波形データが記録され
ていることを特徴とする。

【００１８】

【作用】本発明の波形データ生成方法及び波形データメ
モリでは、複数に等分した所定期間の原波形データに対
し、所定期間の起点からフェードインし終点でフェード
アウトする窓関数を乗算しかつ加算して得た波形データ
を繰り返し再生することにより、相関性の周期をもつ音
を生成する。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の実施例の詳細を図面に基づい
て説明する。図３は、本発明の波形データ生成方法の一
実施例に係る波形データ生成装置を示すもので、拍手、
川のせせらぎ、雨音等の相関性の周期をもつ音のデータ
を記憶している波形メモリ３０が備えられている。波形
メモリ３０に記憶されている波形は、たとえば４４．１
ｋＨｚ のサンプリング周波数によってサンプリングが
なされ、且つ２００ｍｓｅｃに区切られることにより、
データブロック３１〜３３の３つのデータに分割されて
いる。なお、同図における波形メモリ３０には、説明の
便宜上、ディジタル波形の代わりにアナログ波形が図示
されている。

【００２０】コントローラ３７によってコントロールさ
れているアドレスポインタ３４，３５，３６は、波形メ
モリ３０のデータブロック３１〜３３に対応して設けら
れており、これらアドレスポインタ３４，３５，３６か
らのアドレスにより、波形メモリ３０内の波形データが
読み出しタイミングをコントロールされた状態で順次読
み出される。

【００２１】乗算器３８，３９，４０は、波形メモリ３
０のデータブロック３１〜３３に対応して設けられてお
り、それぞれのデータブロック３１〜３３からの波形デ
ータに対し、エンベロープ発生器４１，４２，４３が発
生する窓関数を乗算して出力する。

【００２２】乗算器３８，３９，４０の出力は、加算器
４４によって後述のように加算された後、リング状メモ
リの波形データメモリである合成波形メモリ４５に記憶
される。合成波形メモリ４５の記憶容量は、上記のデー
タブロック３１〜３３の区分期間である２００ｍｓｅｃ
分とされている。合成波形メモリ４５に記憶された波形
データの読み出しは、コントローラ３７によってコント
ロールされているアドレスポインタ４６のアドレスに従
って行われる。

【００２３】続いて、このような構成の波形データ生成
装置による波形データの生成方法を、図４を用いて説明
する。まず、同図（ａ）に示すように、波形メモリ３０
に記憶されている原波形を、２００ｍｓｅｃ間隔で３つ
のデータブロック３１〜３３に分割する。

【００２４】次いで、アドレスポインタ３４，３５，３
６により、データブロック３１〜３３に記憶されている
波形データが順次アドレスと読み出しタイミングをコン
トロールされて読み取られる。順次読み取られた各デー
タブロック３１〜３３の波形データは、それぞれ対応す
る乗算器３８，３９，４０に送られる。各乗算器３８，
３９，４０には、それぞれ対応するエンベロープ発生器
４１，４２，４３からの窓関数が与えられており、それ
ぞれの乗算器３８，３９，４０はそれぞれの窓関数に基
づき、各データブロック３１〜３３からのデータに対し
て乗算を行う。

【００２５】ここでの窓関数は、図４（ｂ）に示すよう
に、波形データの各サンプル点に対応して所定期間、最
初のデータブロック３１の起点からフェードインし、最
終のデータブロック３３の終点でフェードアウトする連
続関数である。このような窓関数が乗算されると、各デ
ータブロック３１〜３３の波形データは、図４（ｃ）に
示すように、起点からフェードインし、終点でフェード
アウトする波形とされる。

【００２６】それぞれの乗算器３８，３９，４０にて乗
算されたデータは、加算器４４によって加算される。す
なわち、図５に示すように、それぞれのデータブロック
に対する２００ｍｓｅｃ期間である時刻ｔ1 から時刻ｔ
2 内の（ａ）〜（ｃ）のそれぞれのデータが時刻ｔ1 と
時刻ｔ2 とを一致させた状態で加算される。この加算の
際には、図４（ａ）における波高値ａ1 と図４（ｂ）に
おける波高値ａ2 とが連続し、更に図４（ｂ）における
波高値ｂ1 と図４（ｃ）における波高値ｂ2 とが連続し
ているため、加算後の読み出し開始時刻ｔ1 と読み出し
終了時刻ｔ2 とのデータレベルが連続する。このように
して加算された２００ｍｓｅｃのデータは、リング状の
合成波形メモリ４５にアドレスポインタ４６のアドレス
指示に従った記憶される。

【００２７】データ再生の際には、合成波形メモリ４５
から２００ｍｓｅｃ分の加算されたデータが繰り返し読
み取られる。このとき、上述したように、加算後の読み
出し開始時間ｔ1 と読み出し終了時間ｔ2 とのデータレ
ベルが連続しているので、繰り返しのデータ再生時にお
いては音飛び等の発生もなく、効果音が自然な状態で再
生される。また、一般的に短時間にフェードイン，フェ
ードアウトする音、たとえば図４（ｃ）に示す波形を単
に繰り返すと完全なトレモロとして聞こえてしまうが、
本発明では等価的に波形を時間差をもって重ね合わせる
ことになり、トレモロ感が軽減される。

【００２８】以上のように、合成波形メモリ４５の容量
は、データブロック３１〜３３の１ブロック分の２００
ｍｓｅｃ分で足りるため、合成波形メモリ４５の記憶容
量が大幅に削減される。

【００２９】図６は、図３の波形データ生成装置の構成
を変えた場合の他の実施例を示すものである。同図に示
すように、波形データ生成装置には、２個の波形データ
メモリである合成波形メモリ４５，４５Ａが設けられて
いる。合成波形メモリ４５の記憶容量は、上記同様に、
２００ｍｓｅｃ分とされている。また、合成波形メモリ
４５Ａは、１７７ｍｓｅｃ分とされている。

【００３０】すなわち、図７（ａ）に示すように、合成
波形メモリ４５には、波形メモリ３０の３分割された２
００ｍｓｅｃ毎の波形データに対して上記の各エンベロ
ープ発生器４１，４２，４３が発生する窓関数を乗算
し、更に加算器４４によりこれら乗算した波形データの
加算されたものが２００ｍｓｅｃ分記憶されている。一
方、合成波形メモリ４５Ａには、図７（ｂ）に示すよう
に、波形メモリ３０の４分割された１７７ｍｓｅｃ毎の
波形データに対して上記同様に４個のエンベロープ発生
器が発生する窓関数を乗算し、更に加算器４４によりこ
れら乗算した波形データの加算されたものが１７７ｍｓ
ｅｃ分記憶されている。

【００３１】また、これら合成波形メモリ４５，４５Ａ
に記憶されているデータは、コントローラ３７によって
コントロールされているアドレスポインタ４６，４６Ａ
のアドレスに従ってそれぞれ循環して読み出され、更に
加算器４７により加算されて出力される。

【００３２】このような構成の波形データ生成装置で
は、それぞれの合成波形メモリ４５，４５Ａの記憶容量
が相違しているため、トレモロ現象の周期に相違がで
る。記憶容量の比を単純な整数比にならないようにすれ
ば両合成波形メモリのデータの読み出し位置が複雑にず
れてくるため、周期的なトレモロ感が上記実施例に比べ
て更に軽減される。

【００３３】なお、以上の各実施例では、合成波形メモ
リ４５，４５Ａの波形データをそれぞれ２００ｍｓｅｃ
期間での３分割及び１７７ｍｓｅｃ期間での４分割とし
た場合について説明したが、これに限定されない。但
し、分割数を多くしすぎたり、波形データの期間を短く
しすぎると合成波形メモリ４５，４５Ａに記憶されるべ
き波形から原音の特徴が失われホワイトノイズに近づい
てしまうので、試聴により、聴感上遜色なく再現され、
且つ記憶容量の増大を招かない範囲に設定することが好
ましい。

【００３４】本発明の波形データ生成方法はＤＳＰによ
り実施することができ、その場合、各データブロックか
らのデータの読み出し及び窓関数との乗算を時分割によ
り行うようにすることができる。また本発明の波形デー
タ生成方法により生成した波形データはＲＡＭ，ＲＯＭ
やその他の記録媒体に記録し、利用することができる。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の波形デー
タ生成方法及び波形データメモリによれば、複数に等分
した所定期間の原波形データに対し、所定期間の起点か
らフェードインし終点でフェードアウトする窓関数を乗
算し、加算して得た波形データを繰り返し再生するよう
にしたので、必要最小限の波形データによって拍手等の
相関性を持った音声データを再生することができ、トレ
モロ感を軽減しつつメモリ容量の削減を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の楽音信号発生装置を示すブロック図であ
る。

【図２】従来の波形発生方法を示すブロック図である。

【図３】本発明の波形データ生成方法の一実施例に係る
波形データ生成装置を示すブロック図である。

【図４】図３の波形データ生成装置による波形データ生
成方法を示す図である。

【図５】図３の波形データ生成装置によるデータの加算
方法を示す図である。

【図６】図３の波形データ生成装置の構成を変えた場合
の他の実施例を示す図である。

【図７】図６の記憶容量の異なる２個の合成波形メモリ
を示す図である。

【符号の説明】

３０ 波形メモリ ３１〜３３ データブロック ３４，３５，３６，４６，４６Ａ アドレスポインタ ３７ コントローラ ３８，３９，４０ 乗算器 ４１，４２，４３ エンベロープ発生器 ４５，４５Ａ 合成波形メモリ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定期間の原波形データを複数に等分し
   前記所定期間の起点からフェードインし終点でフェード
   アウトする窓関数を乗算し加算することによって波形デ
   ータを生成することを特徴とする波形データ生成方法。
2. 【請求項２】 所定期間の原波形データを複数に等分し
   前記所定期間の起点からフェードインし終点でフェード
   アウトする窓関数を乗算し加算して得られた波形データ
   が記録されていることを特徴とする波形データメモリ。