(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
元波形のピッチを抽出し、抽出した楽音波形後半部分のピッチが安定している部分のピッチの平均値を求めて、該平均値と元波形の抽出ピッチから、平均ピッチに対する波形の抽出ピッチの比の逆数を周波数比として求めると共に、１から徐々に該周波数比に近似する値になるように修正周波数比が設定され、この修正周波数比を基に、サンプリング間隔毎に波形の読み出しアドレス間隔を算出し、それを累算して波形の読み出しアドレスを求め、算出したアドレスを基にピッチ修正波形を生成することを特徴とする楽音波形形成方法。
【請求項２】
元波形のピッチを抽出するピッチ抽出器と、抽出した楽音波形後半部分のピッチが安定している部分のピッチの平均値を求める平均値算出器と、該平均値と元波形の抽出ピッチから、平均ピッチに対する波形の抽出ピッチの比の逆数を周波数比として求める周波数比算出器と、１から徐々に該周波数比に近似する値になるように修正周波数比の設定を行う周波数比修正器と、この修正周波数比を基に、サンプリング間隔毎に波形の読み出しアドレス間隔を算出し、それを累算して波形の読み出しアドレスを求め、算出したアドレスを基にピッチ修正波形を生成するピッチ修正器とを有することを特徴とする楽音波形形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、電子楽器やサンプラなどで利用する楽音波形形成方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子楽器などでは、波形メモリに楽音波形を記憶させておき、キーＯＮなどの演奏情報に基づいて該波形を読み出し、楽音信号を発生させる方式が用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
楽音波形を記憶する時に、記憶しようとする楽音のピッチが不安定な場合は、再生時にそのまま再現されてしまうため、不自然な感じを受けることがあった。このような場合、従来はそのまま記憶するか、ピッチが安定するまで記憶し直すしかなかった。
【０００４】
本発明は従来技術の以上のような問題に鑑み創案されたもので、記憶しようとする楽音波形のピッチが不安定な場合に、ピッチが安定するように修正し、自然な感じの楽音波形を得ることができる楽音波形形成方法及びその装置を提供せんとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
そのため本発明の楽音波形形成方法は、元波形のピッチを抽出し、抽出した楽音波形後半部分のピッチが安定している部分のピッチの平均値を求めて、該平均値と元波形の抽出ピッチから、平均ピッチに対する波形の抽出ピッチの比の逆数を周波数比として求めると共に、１から徐々に該周波数比に近似する値になるように（即ち出力波形のピッチが元々の値から徐々に前記平均ピッチになるように）修正周波数比が設定され、この修正周波数比を基に、サンプリング間隔毎に波形の読み出しアドレス間隔を算出し、それを累算して波形の読み出しアドレスを求め、算出したアドレスを基にピッチ修正波形を生成することを基本的特徴としている。本構成で、１から徐々に該周波数比に近似する、平均ピッチに対する波形の抽出ピッチの比の逆数の値になるように周波数比の修正をかけているのは、次のような理由による。例えば管楽器などの楽音の立ち上がり部分では、振幅が小さかったりノイズ成分が多く含まれているので、ピッチの抽出が難しく、そのため、その部分はそのまま使う（周波数比＝１）のが望ましい。その後ピッチの振れ幅の大きい部分が出現するため、そこにおける周波数比の変動が急峻にならないようにする必要があり、そのため次第にその近似値になるように修正する。その後は元々ピッチが安定してくる領域なので、前記ピッチの平均値になるように収束させる。このように、記憶しようとする楽音波形のピッチが不安定な場合に、修正をかけてピッチを安定させているため、自然な感じの質の高い楽音波形を記憶させることが可能となる。
【０００６】
また請求項２に記載した楽音波形形成装置は、元波形のピッチを抽出するピッチ抽出器と、抽出した楽音波形後半部分のピッチが安定している部分のピッチの平均値を求める平均値算出器と、該平均値と元波形の抽出ピッチから、平均ピッチに対する波形の抽出ピッチの比の逆数を周波数比として求める周波数比算出器と、１から徐々に該周波数比に近似する値になるように修正周波数比の設定を行う周波数比修正器と、この修正周波数比を基に、サンプリング間隔毎に波形の読み出しアドレス間隔を算出し、それを累算して波形の読み出しアドレスを求め、算出したアドレスを基にピッチ修正波形を生成するピッチ修正器とを有することを特徴としている。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の具体的な実施形態を説明する。図１はデジタルサンプラに用いられた請求項２の楽音形成装置の一実施形態の構成を示すブロック図、及び図２はその処理中に得られた楽音波形の抽出ピッチＰ(ｘ)、周波数比ｆｒ(ｘ)、修正周波数比ｆｒ'(ｘ)、出力波形ピッチＯ(ｘ)を各示すグラフである。本構成は、デジタルサンプラにおいて、ピッチの不安定な楽音波形に対し、該ピッチを安定させる修正を行って、自然な音感の質の高い楽音を得ることのできる構成を提供している。図中１はピッチ抽出器、２は平均値算出器、３は周波数比算出器、４は周波数比修正器、５はピッチ修正器を各示している。
【０００８】
上記ピッチ抽出器１は、元波形Ｗ(ｘ)のピッチを所定時間間隔ｄｔで抽出する。その抽出方法としては、自己相関関数を用いる方法やゼロクロスを用いる方法がある。抽出したピッチ情報は、例えば直線補間を行うなどして、サンプリングデータ間隔毎のデータ、即ち抽出ピッチＰ(ｘ)にする。
【０００９】
上記平均値算出器２は、ピッチ抽出器１の出力Ｐ(ｘ)を基に、図２（ａ）のＤ−Ｅの区間ｃでのピッチの平均値Ｐａｖを求める。この区間で平均値を求めるようにしたのは、楽音波形の後半部分にピッチの比較的安定した部分が出現するからであり、そこでの平均値を最終的な収束点にすることで、ピッチの安定化が簡単且つ短時間のうちに図られるようになる。
【００１０】
上記周波数比算出器３は、ピッチ抽出器１の出力Ｐ(ｘ)と平均値算出器２の出力Ｐａｖから、下記数１に示す平均ピッチに対する抽出ピッチの比の逆数を周波数比ｆｒ(ｘ)として求める。
【００１１】
【数１】
0003655016.tif 000002
【００１２】
上記周波数比修正器４は、出力波形のピッチにつき、波形の先頭は元のピッチのまま、そこから徐々にピッチの平均値になるように、上記周波数比の修正を行う。この修正は、下記数２、数３、数４に示されるように、図２（ａ）の波形の先頭Ａから所定の時刻Ｂまでの区間ａは、元波形のピッチのまま［ｆｒ'(ｘ)＝１］になるようにし、その時刻Ｂから所定の時刻Ｃまでの区間ｂでは、徐々に（例えば直線的に）周波数比ｆｒ(ｘ)になるように修正する。そして時刻Ｃ以降は該周波数比ｆｒ(ｘ)に一致させるようにする。本周波数比修正器４で、［ｆｒ'(ｘ)＝１］から徐々に該周波数比に近似する値になるように周波数比の修正をかけているのは、上述した理由と同様な理由による。即ち管楽器などの楽音の立ち上がり部分では、振幅が小さかったりノイズ成分が多く含まれているので、ピッチの抽出が難しく、そのため、その部分（区間ａ）は元波形のピッチをそのまま使うのが望ましい。その後出力波形のピッチが滑らかにつながるように、区間ｂでピッチの修正度合いを大きくしてゆき、区間ｃ以降は出力波形のピッチが前記ピッチの平均値となるようにする。
【００１３】
【数２】
0003655016.tif 000003
【００１４】
【数３】
0003655016.tif 000004
【００１５】
【数４】
0003655016.tif 000005
【００１６】
また上記修正周波数比ｆｒ'(ｘ)について、ピッチの修正度合いを決めるパラメータＣｎを用いて、下記数５、数６、数７のようにしても良い。
【００１７】
【数５】
0003655016.tif 000006
【００１８】
【数６】
0003655016.tif 000007
【００１９】
【数７】
0003655016.tif 000008
【００２０】
ピッチ修正器５は、周波数比修正器４の出力ｆｒ'(ｘ)を基に、サンプリング間隔毎に波形の読み出しアドレス間隔を算出し、それを累算して、下記数８に示す波形の読み出しアドレスＡＤ(ｘ)を求める。
【００２１】
【数８】
0003655016.tif 000009
【００２２】
こうして算出したアドレスＡＤ(ｘ)を基に直線補間するなどによって、下記数９に示すピッチの修正された波形Ｏ(ｘ)を生成する。
【００２３】
【数９】
0003655016.tif 000010
【００２４】
こうして得られた楽音波形Ｏ(x)を波形メモリに記憶することによって、ピッチの安定した自然な楽音波形を本サンプラは出力できるようになり、自然な感じの質の高い楽音を得ることが可能となる。
【００２５】
上記の全構成は、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）或いはＣＰＵを中心に実現されるものであるが、これに限られず、他の構成で実現しても良い（特に、上記構成が通常の電子楽器のように、リアルタイムで楽音波形の合成処理を行う必要がない場合）。また元波形はＲＯＭ（図示なし）やＲＡＭ（図示なし）などの波形メモリに記憶されており（ＲＡＭに記憶されている場合は、本サンプラのスイッチＯＮ時に外部記憶装置から読み込まれたり、サンプリングによって取り込まれる）、またピッチ修正のなされた波形は波形メモリたるＲＡＭ（図示なし）に格納され、以後音源データとして用いられる。
【００２６】
【発明の効果】
以上詳述した本発明の構成によれば、記憶しようとする楽音波形のピッチが不安定な場合でも、ピッチが安定するように修正を行うため、自然な感じの質の高い楽音波形を、簡単且つ短時間のうちに得ることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】デジタルサンプラに用いられた請求項２の楽音形成装置の一実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２】処理中に得られる楽音波形の抽出ピッチＰ(ｘ)、周波数比ｆｒ(ｘ)、修正周波数比ｆｒ'(ｘ)、出力波形ピッチＯ(ｘ)を各示すグラフである。
【符号の説明】
１            ピッチ抽出器
２            平均値算出器
３            周波数比算出器
４            周波数比修正器
５            ピッチ修正器
【図１】
0003655016.tif 000011
【図２】
0003655016.tif 000012