(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原波形が複数の周波数帯域の波形成分に分けられてなる複数の帯域分割波形を、少なくとも二種類の圧縮伸長方式で分担して、これら複数の帯域分割波形全てを同一量だけ時間軸方向に圧縮もしくは伸長することにより複数の圧縮伸長波形を生成する圧縮伸長手段と、
前記圧縮伸長手段によって生成された複数の圧縮伸長波形を重ね合わせることにより、前記原波形が時間軸方向に圧縮もしくは伸長された圧縮伸長原波形を生成する重ね合わせ手段とを備えたことを特徴とする波形圧縮伸長装置。
【請求項２】
前記圧縮伸長波形生成手段が、前記複数の帯域分割波形に、低い周波数帯域の波形成分を担持する帯域分割波形ほど長い処理周期で圧縮伸長処理を施すことによって、各帯域分割波形に対応する圧縮伸長波形を生成するものであることを特徴とする請求項１記載の波形圧縮伸長装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、波形を時間軸方向に圧縮もしくは伸長する波形圧縮伸長装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、楽音等の波形を表す信号のピッチを変換することによって楽音等の音高を変化させるいわゆるピッチシフタが知られている。しかし、楽音のテンポが解る程度の長さを有するフレーズの波形を表す信号のピッチがピッチシフタによって変換されると、楽音のテンポも変化してしまうという問題があり、楽音のテンポを変えることなく音高のみを変化させる装置が望まれている。逆に、楽音の音高を保ったままで、楽音のテンポを変える装置も望まれている。
これらの要望に応える装置として、楽音等の波形を、ピッチとは独立に時間軸方向に圧縮もしくは伸長する波形圧縮伸長装置が提案されている。
【０００３】
ところで、波形を圧縮もしくは伸長する方式には、複数の圧縮伸長方式が考えられる。また、音を表す波形には、周期的な波形や、非周期的な波形や、間欠的な波形や、連続的な波形等といった各種の波形があり、波形の種類に応じて、その波形を時間軸方向に圧縮もしくは伸長するのに適した圧縮伸長方式が考えられる。すなわち、ある波形をその波形の種類に適した方式で圧縮伸長すると、圧縮伸長後の波形が表す音の音質は良いが、ある波形をその波形の種類に適しない方式で圧縮伸長した場合には、圧縮伸長後の波形が表す音の音質は悪い。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、一般に、楽音等の波形は、各種の波形が混ざり合った波形である。このため、いずれの圧縮伸長方式を採用しても、楽音等の波形を圧縮伸長した後の波形が表す楽音等の音質が悪くなりがちであるという問題がある。
本発明は、上記事情に鑑み、楽音等の波形を圧縮伸長した後の波形が表す楽音等の音質が良い波形圧縮伸長装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の波形圧縮伸長装置は、原波形が複数の周波数帯域の波形成分に分けられてなる複数の帯域分割波形を、少なくとも二種類の圧縮伸長方式で分担して、これら複数の帯域分割波形全てを同一量だけ時間軸方向に圧縮もしくは伸長することにより複数の圧縮伸長波形を生成する圧縮伸長手段と、
圧縮伸長手段によって生成された複数の圧縮伸長波形を重ね合わせることにより、上記原波形が時間軸方向に圧縮もしくは伸長された圧縮伸長原波形を生成する重ね合わせ手段とを備えたことを特徴とする。
種々の波形が混ざり合った、楽音等を表す波形は、一般に、複数の周波数帯域の波形成分に分けることによって波形の種類を分離することができることが多い。
本発明の波形圧縮伸長装置によれば、原波形が複数の周波数帯域の波形成分に分けられてなる複数の帯域分割波形が、少なくとも二種類の圧縮伸長方式で分担して時間軸方向に圧縮もしくは伸長されるので、原波形として楽音等を表す波形を用いた場合であっても、種々の帯域分割波形それぞれに適した圧縮伸長方式で圧縮伸長を行うことによって、音質の良い楽音等を表す圧縮伸長波形を生成することができる。
【０００６】
また、一般に、一種類の圧縮伸長方式を採用して原波形を圧縮伸長すると、「ぷるぷる感」と称される周期的なノイズが生じがちであるが、本発明の波形圧縮伸長装置によれば、各帯域分割波形を圧縮伸長する各圧縮伸長方式を、各圧縮伸長波形の位相が互いに異なる位相となるように選択することによって「ぷるぷる感」を防ぐことができる。
本発明の波形圧縮伸長装置は、上記圧縮伸長波形生成手段が、上記複数の帯域分割波形に、低い周波数帯域の波形成分を担持する帯域分割波形ほど長い処理周期で圧縮伸長処理を施すことによって、該帯域分割波形に対応する圧縮伸長波形を生成するものであることが望ましい。
【０００７】
一般に、低い周波数帯域の波形成分ほど、人間の聴覚には重要な波形成分であり、そのため、低い周波数帯域の波形成分ほど、長い処理時間を要する高度な圧縮伸長処理を施す必要がある。また、一般に、低い周波数帯域の波形成分ほど処理頻度を減らしても音質が保たれる。
このため、低い周波数帯域の波形成分を担持する帯域分割波形ほど長い処理周期で圧縮伸長処理を施すことによって、低い周波数帯域の波形成分に高度な圧縮伸長処理を施すための時間的な余裕を作ることが出来、全ての波形成分を効率良く圧縮伸長することが出来る。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を説明するにあたり、まず、圧縮伸長方式の例を説明し、その後、本発明の波形圧縮伸長装置の実施形態について説明する。
以下、各圧縮伸長方式の説明では、圧縮伸長の対象となる、圧縮伸長前の波形のことを「原波形」と称し、圧縮伸長後の波形のことを「圧縮伸長波形」と称する。また、原波形のピッチと同じピッチを有し、原波形が時間軸方向に伸長された圧縮伸長波形が生成される場合について説明する。また、波形と、その波形を表す波形データとを区別せずに用いる場合がある。
【０００９】
図１は、第１の圧縮伸長方式の説明図である。
この第１の圧縮伸長方式では、以下で詳細に説明するように、原波形上に、原波形を１ピッチ毎に区切る切出開始アドレスが設定され、原波形が、約２ピッチ分ずつ、圧縮伸長波形のピッチに相当する時間間隔で、２つの処理系によって交互に読み出される。読み出された原波形に基づいて各処理系により処理波形が生成され、生成された各処理波形が重ね合わされて圧縮伸長波形が生成される。原波形が読み出される際に、読み飛ばしもしくは重複読み出しが行われることによって、波形が時間軸方向に圧縮もしくは伸長される。
最上段の図１（Ａ）には、原波形が示されており、図１（Ａ）の横軸は、原波形を表す波形データのアドレスを示すとともに、原波形の時間軸にも相当する。また、図１（Ａ）には、原波形を１ピッチ毎に区切る切出し開始アドレスｃｓａ１，・・・，ｃｓａ７が示されている。
【００１０】
図１（Ｂ）には、圧縮伸長波形の再生ピッチに相当する時間間隔で時間軸上に配置された、時点ｔ0 ，・・・，ｔ7 が示されており、各時点ｔ0 ，・・・，ｔ7 において原波形の約２ピッチ分の波形データを読み出し始める。また、図１（Ｂ）には、原波形上の位置を示す位置情報ＰＰ（０），・・・，ＰＰ（７）が示されており、各位置情報ＰＰ（０），・・・，ＰＰ（７）により示される位置が、各時点ｔ0 ，・・・，ｔ7 において開始される読み出しの対象となる。また、各位置情報ＰＰ（０），・・・，ＰＰ（７）が示す原波形上の位置は、時点ｔ0 ，・・・，ｔ7 を起点として図１（Ｂ）から図１（Ａ）へと向かう各矢印Ｆ0 ，・・・，Ｆ7 によって示されており、各矢印Ｆ0 ，・・・，Ｆ6 は、各切出し開始アドレスｃｓａ１，・・・，ｃｓａ７よりも図の左側の位置を示している。
【００１１】
ここでは、図１（Ａ）に示す各切出し開始アドレスｃｓａ１，・・・，ｃｓａ７の間隔と、図１（Ｂ）に示す各時点ｔ0 ，・・・，ｔ6 の間隔は互いに同一であり、上述したように、原波形のピッチと同じピッチを有する圧縮伸長波形が生成される。また、各時間情報ＰＰ（１），・・・，ＰＰ（６）が示す原波形上の位置は、各切出し開始アドレスｃｓａ２，・・・，ｃｓａ７よりも図の左側の位置を示しており、このため、後述するように、波形データの重複読み出しが行われ、上述したように、原波形が時間軸方向に伸長された圧縮伸長波形が生成される。
図１（Ｃ）および図１（Ｄ）に点線で示されている三角形の波形は、それぞれ、第１処理系用および第２処理系用の窓を示しており、図１（Ｃ）および図１（Ｄ）に実線で示されている波形は、各処理波形を示している。また、図１（Ｃ）および図１（Ｄ）には、切出開始アドレスが示されており、この切出開始アドレスは各処理系によって読み出された２ピッチ分の波形データの先頭に相当する。各処理波形は、図１（Ｃ）および図１（Ｄ）に示されている窓と、各処理系によって読み出された波形データとが掛け合わされて生成され、これらの処理波形が重ね合わされて圧縮伸長波形が生成される。
【００１２】
時点ｔ0 では、第１処理系による波形データの読み出しが開始される。図１（Ａ）および図１（Ｂ）に示すように、位置情報ＰＰ（０）は、切出し開始アドレスｃｓａ１の位置を示しているので、図１（Ｃ）に示すように、切出し開始アドレスｃｓａ１から２ピッチ分の波形データが読み出される。
時点ｔ1 では、第２処理系による波形データの読み出しが開始される。図１（Ａ）および図１（Ｂ）に示すように、位置情報ＰＰ（１）は、切出し開始アドレスｃｓａ１と切出し開始アドレスｃｓａ２との間の位置を示している。このため、この位置が読出対象に含められて、図１（Ｄ）に示すように、切出し開始アドレスｃｓａ１から２ピッチ分の波形データが読み出されることとなる。この結果、波形データの重複読み出しが行われる。
上記と同様に、時点ｔ2 ，・・・，ｔ5 では、それぞれ、切出し開始アドレスｃｓａ２，・・・，ｃｓａ５から２ピッチ分の波形データの読出しが開始される。
【００１３】
時点ｔ6 では、図１（Ｃ）に示すように、第１処理系によって、切出し開始アドレスｃｓａ５から２ピッチ分の波形データの読出しが開始され、波形データの重複読み出しが行われる。
このような重複読み出しが行われた結果、図１（Ａ）に示す時間Ｔｏ分の原波形が時間軸方向に伸長されて、図１（Ｄ）に示す時間Ｔｓ分の圧縮伸長波形が生成されることとなる。
図２は、第２の圧縮伸長方式の説明図である。
この第２の圧縮伸長方式では、以下で詳細に説明するように、原波形から、２つの処理系によって交互に、波形部分が読み出され、この波形部分は、原波形上を一定速度で進行する読出開始位置を先頭とする。読み出された波形部分に基づいて各処理系により各処理波形が生成され、生成された各処理波形が重ね合わされて圧縮伸長波形が生成される。波形部分の読出速度に応じて圧縮伸長波形のピッチが決まり、読出開始位置の進行速度に応じて、波形の時間軸方向への圧縮率もしくは伸長率が決まる。
【００１４】
図２（Ａ）には、原波形が示されており、図２（Ａ）の横軸は、原波形を表す波形データのアドレスを示すとともに、原波形の時間軸に相当している。
図２（Ｂ）には、各処理系が波形部分の読み出しを開始する時点ｔ0 ，・・・，ｔ5 が示されており、各時点ｔ0 ，・・・，ｔ5 における読出開始位置を示す位置情報ＰＰ（０），・・・，ＰＰ（５）が示されている。また、各位置情報ＰＰ（０），・・・，ＰＰ（５）が示す原波形上の位置は、各時点ｔ0 ，・・・，ｔ5 を起点として図２（Ａ）に向かう各矢印Ｆ0 ，・・・，Ｆ5 によって示されており、各矢印Ｆ0 ，・・・，Ｆ5 は、各時点ｔ0 ，・・・，ｔ5 よりも過去の時点に相当する位置を示している。
図２（Ｃ）および図２（Ｄ）には、第１処理系および第２処理系によって交互に読み出された波形部分Ｗ0 ，・・・，Ｗ5 が示されており、各波形部分は、各位置情報ＰＰ（０），・・・，ＰＰ（５）が示す各読出開始位置を先頭とする。
【００１５】
図２（Ｅ）および図２（Ｆ）には、第１処理系および第２処理系用の窓が示されており、これらの窓と、各窓に付されている符号で示される波形部分とが掛け合わされて、各処理波形が生成される。これらの処理波形が重ね合わされて圧縮伸長波形が生成される。
ここでは、各波形部分Ｗ0 ，・・・，Ｗ5 の読み出し速度は、原波形の記録速度と同一である。このため、図２（Ｃ）および図２（Ｄ）に示す、第１処理系および第２処理系によって読み出された後の各波形部分Ｗ0 ，・・・，Ｗ5 のピッチは、原波形から読み出される前の各波形部分Ｗ0 ，・・・，Ｗ5 が有するピッチと一致しており、上述したように、原波形のピッチと同一のピッチを有する圧縮伸長波形が生成されることとなる。また、読出開始位置の進行速度は、原波形の記録速度よりも遅く、図１（Ａ）および図１（Ｂ）に示すように、各時点ｔ1 ，・・・，ｔ5 に対応する各読出開始位置は、各時点ｔ1 ，・・・，ｔ5 よりも過去の時点に相当しているので、原波形全体を読み出すには、原波形全体の記録時間よりも長い時間を必要とする。この結果、図２（Ａ）に示す時間Ｔｏ分の原波形が時間軸方向に伸長された、図２（Ｆ）に示す時間Ｔｓ分の圧縮伸長波形が生成されることとなる。
【００１６】
図３は、第３の圧縮伸長方式の説明図である。
この第３の圧縮伸長方式では、以下で詳細に説明するように、原波形を上に、原波形を、循環的に再生しても再生音が自然な波形区間毎に区切るマークアドレスが設定され、各波形区間が順次読み出されて再生されることにより圧縮伸長波形が生成される。波形区間の読み出し速度に応じて圧縮伸長波形のピッチが決まり、波形区間の読み飛ばしもしくは再読出しが行われることによって、波形の圧縮もしくは伸長が行われる。
図３（Ａ）には、原波形と、原波形上に設定されたマークアドレスｍ1 ，・・・，ｍ7 が示されており、図１（Ａ）の横軸は、原波形を表す波形データのアドレスを示すとともに、原波形の時間軸に相当する。
【００１７】
図３（Ｂ）には、各波形区間の読み出しが開始される時点ｔ0 ，・・・，ｔ5 と、原波形上の位置を示す各位置情報ＰＰ（０），・・・，ＰＰ（４）が示されており、各位置情報ＰＰ（０），・・・，ＰＰ（４）が各時点ｔ0 ，・・・，ｔ5 において開始される読出しの対象となる。また、各位置情報ＰＰ（０），・・・，ＰＰ（４）が示す原波形上の位置は、各時点ｔ0 ，・・・，ｔ5 を起点として図３（Ａ）に向かう各矢印Ｆ0 ，・・・，Ｆ5 によって示されており、矢印Ｆ0 はマークアドレスｍ1 の位置を示し、矢印Ｆ1 はマークアドレスｍ1 とマークアドレスｍ2 との間の位置を示している。また、矢印Ｆ2 はマークアドレスｍ2 とマークアドレスｍ3 との間の位置を示し、矢印Ｆ3 はマークアドレスｍ3 とマークアドレスｍ4 との間の位置を示し、矢印Ｆ4 および矢印Ｆ5 はマークアドレスｍ4 とマークアドレスｍ5 との間の位置を示している。
【００１８】
図３（Ｃ）には、読み出された波形区間が示されており、各波形区間の先頭に相当するマークアドレスも示されている。
図３（Ａ）および図３（Ｂ）に示すように、時点ｔ0 では、位置情報ＰＰ（０）がマークアドレスｍ1 の位置を示しているので、図３（Ｃ）に示すように、マークアドレスｍ1 を先頭とする波形区間の読出しが開始される。ここでは、波形区間の読出速度は、原波形の記録速度と同一である。このため、図３（Ｃ）に示す波形区間のピッチは、図３（Ａ）に示す原波形のピッチと同一であり、原波形のピッチと同じピッチを有する圧縮伸長波形が生成される。
時点ｔ0 において読み出しが開始された波形区間全体が読み出された時点ｔ1 では、位置情報ＰＰ（１）は、マークアドレスｍ1 とマークアドレスｍ2 との間の位置を示しており、この位置が読出対象に含められて、図３（Ｃ）に示すように、マークアドレスｍ1 を先頭とする波形区間の再読出しが開始される。
その後、各時点ｔ2 ，ｔ3 ，ｔ4 において、それぞれ、マークアドレスｍ2 ，ｍ3 ，ｍ4 を先頭とする波形区間の読出しが開始される。
【００１９】
時点ｔ4 において読み出しが開始された波形区間全体が読み出された時点ｔ5 では、位置情報ＰＰ（５）は、マークアドレスｍ4 とマークアドレスｍ5 との間の位置を示しており、この位置が読出対象に含まれるように、マークアドレスｍ4 を先頭とする波形区間の再読出しが開始される。
このような、再読出しが行われた結果、図３（Ａ）に示す時間Ｔｏ分の原波形が時間軸方向に伸長され、図３（Ｃ）に示す時間Ｔｓ分の圧縮伸長波形が生成されることとなる。
以上、３種類の圧縮伸長方式について伸長動作について説明を述べたが、各方式の位置情報の進行速度を速くすると原波形データの読み飛ばし読み出しをすることになり、結果として原波形が時間軸方向に圧縮された圧縮伸長波形が生成されることになる。
【００２０】
以上のように、位置情報の進行速度の設定によって圧縮および伸長とその大きさを変更することができる。
上記では、三種類の圧縮伸長方式について説明したが、本発明に言う圧縮伸長方式は、上記説明した方式に限られるものではなく、波形を時間軸方向に圧縮もしくは伸長する方式であればよい。また、本発明にいう「二種類の圧縮伸長方式」には、上記説明した三種類の圧縮伸長方式のうちの二種類の圧縮伸長方式等が含まれるほか、例えば、いずれも、上記説明した第２の圧縮伸長方式を採用し、波形データ部分を読み出す時間間隔が互いに異なる２つの圧縮伸長方式等も含まれる。
以上で、圧縮伸長方式の例についての説明を終了し、以下では、本発明の実施形態について説明する。
【００２１】
図４は、本発明の波形圧縮伸長装置の一実施形態を示す図である。
この波形圧縮伸長装置１０は、楽音等を表す原波形が複数の周波数帯域の波形成分に分けられてなる複数の帯域分割波形全てを同一量だけ時間軸方向に圧縮もしくは伸長して各圧縮伸長波形を生成し、それらの圧縮伸長波形を重ね合わせることによって、原波形が時間軸方向に圧縮伸長された圧縮伸長原波形を生成する装置である。
この波形圧縮伸長装置１０には、ＣＰＵ１１と、ＤＳＰ１２が備えられており、ＣＰＵ１１によってＤＳＰ１２が制御され、後述するように、ＤＳＰ１２によって圧縮伸長波形が生成される。
また、この波形圧縮伸長装置１０には、ハードディスク１３と、ＲＯＭ１４と、ＭＩＤＩインターフェース１５と、第１のＲＡＭ１６と、操作子１７が備えられている。ハードディスク１３には、楽音等を表す原波形の波形データが格納されており、この波形データに基づいて、ＤＳＰ１２によって帯域分割波形が生成される。ＲＯＭ１４には、ＣＰＵ１１およびＤＳＰ１２の動作を表すプログラムが格納されており、ＤＳＰ１２の動作を表すプログラムはＣＰＵ１１によってＤＳＰ１２へと転送される。ＭＩＤＩインターフェース１５を介して外部からＭＩＤＩ信号が入力され、ＣＰＵ１１によって、このＭＩＤＩ信号に対応した音高および、このＭＩＤＩ信号に対応した発音タイミングを示す情報がＤＳＰ１２に送られる。第１のＲＡＭ１６は、ＣＰＵ１１のワーキングメモリとして用いられ、操作子１７は、ＣＰＵ１１に対して、波形圧縮伸長装置１０の使用者が動作を指示するためのものである。
【００２２】
また、この波形圧縮伸長装置１０には、Ｄ／Ａ変換器１８と、第２のＲＡＭ１９が備えられている。第２のＲＡＭ１９には、帯域分割波形を示す分割波形データが格納され、この分割波形データに基づいて、ＤＳＰ１２によって圧縮伸長波形および圧縮伸長原波形が生成される。Ｄ／Ａ変換器１８は、ＤＳＰ１２によって生成された圧縮伸長原波形を表すディジタル信号をアナログ信号に変換する。
図５は、帯域分割波形の一例を示す図である。
原波形は、本実施形態では３つの周波数帯域の波形成分に分けられる。
図５（Ａ）には原波形の一例が示されている。この波形は、バイオリンの音等に代表される持続音を示す波形である。
図５（Ｂ）には、３つの周波数帯域のうち周波数が最も高い周波数帯域の波形成分を担持する第１の帯域分割波形が示されており、この第１の帯域分割波形は間欠的な波形となる。
図５（Ｃ）には、３つの周波数帯域のうち中間的な周波数を有する周波数帯域の波形成分を担持する第２の帯域分割波形が示されており、図５（Ｄ）には、３つの周波数帯域のうち周波数が最も低い周波数帯域の波形成分を担持する第３の帯域分割波形が示されている。
図５（Ａ）に示す波形の他、本発明の波形圧縮伸長手段によって圧縮伸長することが望ましい波形の例としては、前述の１つの楽器音だけではなく、複数の楽器で合奏した演奏音等様々な楽器や演奏形態の演奏音を示す波形等がある。
【００２３】
図６は、各帯域分割波形が担持する波形成分の周波数帯域を示す図である。
本実施形態では、原波形を表す波形データはサンプリング周波数ｆｓでサンプリングされており、原波形にはｆｓ／２以下の周波数を有する波形成分が含まれている。第１の帯域分割波形が担持する波形成分の周波数帯域Ｂ1 は、ｆｓ／２以下ｆｓ／４以上の周波数帯域であり、第１の帯域分割波形を表す波形データのサンプリング周波数ｆ1 は、サンプリング周波数ｆｓに等しい。第２の帯域分割波形が担持する波形成分の周波数帯域Ｂ2 は、ｆｓ／４以下ｆｓ／８以上の周波数帯域であり、第２の帯域分割波形を表す波形データのサンプリング周波数ｆ2 は、サンプリング周波数ｆｓの半分の周波数である。第３の帯域分割波形が担持する波形成分の周波数帯域は、ｆｓ／８以下の周波数帯域であり、第３の帯域分割波形を表す波形データのサンプリング周波数ｆ3 はサンプリング周波数ｆｓの４分の１の周波数である。
【００２４】
図７は、図４に示す波形圧縮伸長装置１０によって圧縮伸長原波形が生成される動作を説明するための等価回路図である。
この等価回路図には、３つの波形メモリ１９１，１９２，１９３が示されており、ここでは、これらの波形メモリ１９１，１９２，１９３には、それぞれ、図５に示す第１，第２，第３の帯域分割波形を表す分割波形データが格納されている。３つの波形メモリ１９１，１９２，１９３は、図４に示す第２のＲＡＭ１９の役割を示している。
また、この等価回路図には、３つの圧縮伸長手段１２１，１２２，１２３が示されており、これらの３つの圧縮伸長手段１２１，１２２，１２３によって、本発明に言う圧縮伸長手段が構成されている。これらの圧縮伸長手段１２１，１２２，１２３によって、それぞれ、第１，第２，第３の帯域分割波形が時間軸方向へ圧縮もしくは伸長され、それぞれ、出力ａｏ，出力ｂｏ，出力ｃが生成される。上述したように、３つの波形メモリ１９１，１９２，１９３には、図５に示す第１，第２，第３の帯域分割波形を表す分割波形データが格納されており、第１の帯域分割波形と、第２および第３の帯域分割波形とは波形の種類が異なる。このため、本実施形態では、圧縮伸長手段１２１において、上述した第２の圧縮伸長方式が採用されており、圧縮伸長手段１２２，１２３において、上述した第３の圧縮伸長方式が採用されている。各圧縮伸長手段１２１，１２２，１２３による圧縮伸長処理は、それぞれサンプリング周波数ｆ1 ，ｆ2 ，ｆ3 に相当する処理周期で行われる。各圧縮伸長手段１２１，１２２，１２３には、各帯域分割波形のピッチの変化率を示す音高情報と、波形の圧縮伸長量を示す圧伸情報と、発音を開始するタイミングおよび発音を停止するタイミングを指示する再生指示情報が入力される。音高情報、圧伸情報および再生指示情報は、図４に示すＭＩＤＩインターフェース１５を介して入力されたＭＩＤＩ信号に応じて、ＣＰＵ１１によって生成されてＤＳＰ１２に送られるものである。
【００２５】
また、この等価回路図には、第１のローパスフィルタ１２４と、第２のローパスフィルタ１２５と、加算回路１２６，１２７が示されており、これらによって、本発明に言う重ね合わせ手段が構成されている。また、圧縮伸長手段１２１，１２２，１２３、ローパスフィルタ１２４，１２５および加算回路１２６，１２７は、図４に示すＤＳＰ１２の働きを示している。
第２のローパスフィルタは、１２５は、ｆ3 ／２（＝ｆｓ／８）以上の周波数を有する波形成分を除去するフィルタであり、第２のローパスフィルタ１２５に、第３の帯域分割波形が圧縮伸長された圧縮伸長波形に相当する、第３の圧縮伸長手段１２３からの出力ｃが入力されることによって、サンプリング周波数ｆ3 （＝ｆｓ／４）からサンプリング周波数ｆ2 （＝ｆｓ／２）へのいわゆるオーバサンプリングが施されてサンプリング周波数ｆ2 を有する出力ｃｆが生成される。その後出力ｃｆは、加算回路１２７によって、第２の帯域分割波形が圧縮伸長された圧縮伸長波形に相当する、第２の圧縮伸長手段１２２からの出力ｂｏと加算され、出力ｂが生成される。
【００２６】
第１のローパスフィルタ１２４は、ｆ2 ／２（＝ｆｓ／４）以上の周波数を有する波形成分を除去するフィルタであり、第１のローパスフィルタ１２４に、出力ｂが入力されることによって、サンプリング周波数ｆ2 （＝ｆｓ／２）からサンプリング周波数ｆ1 （＝ｆｓ）へのオーバサンプリングが施されてサンプリング周波数ｆ1 を有する出力ｂｆが生成される。その後出力ｂｆは、加算回路１２６によって、第１の帯域分割波形が圧縮伸長された圧縮伸長波形に相当する、第１の圧縮伸長手段１２１からの出力ａｏと加算され、原波形が圧縮伸長された圧縮伸長原波形に相当する出力ａが生成される。
【００２７】
図８は、図１に示す波形圧縮伸長装置の動作を示すフローチャートである。
このフローチャートは、図７を用いて説明した動作と等価な動作を、図４に示すＤＳＰ１２に実行させるためのフローチャートである。
このフローチャートで表される動作は、サンプリング周波数ｆ1 （＝ｆｓ）で繰り返し実行され、以下説明するステップＳ１０３は、サンプリング周波数ｆ3 （＝ｆｓ／４）で繰り返し実行され、以下説明するステップＳ１０６〜ステップＳ１０８は、サンプリング周波数ｆ2 （＝ｆｓ／２）で繰り返し実行される。
このフローチャートで表される動作が開始されると、先ず、ステップＳ１０１においてＣＰＵから音高情報Ｐと圧伸情報ＴＲが入力される。
【００２８】
その後ステップＳ１０２〜ステップＳ１０４において出力ｃが生成される。
先ずステップＳ１０２に進み、このフローチャートに示される動作が繰り返される度に歩進される制御変数Ｎの値が４の倍数であるか否かが判定される。変数Ｎの値が４の倍数であると判定されると、ステップＳ１０３に進み、第３の帯域分割波形を示す波形データに、図３に示す第３の圧縮伸長処理が施されて出力ｃが生成され、変数Ｎの値が４の倍数でないと判定されると、ステップＳ１０４に進み、出力ｃは値「０」となる。
その後ステップＳ１０５〜ステップＳ１０９において出力ｂが生成される。
先ずステップＳ１０５に進み、制御変数Ｎの値が２の倍数であるか否かが判定される。変数Ｎの値が２の倍数であると判定されると、ステップＳ１０６に進み、出力ｃにフィルタ処理が施されて出力ｃｆが生成される。次にステップＳ１０７に進み、第２の帯域分割波形を示す波形データに音高情報Ｐと圧伸情報ＴＲとに基づいて第３の圧縮伸長処理が施されて出力ｂｏが生成される。次にステップＳ１０８に進み、出力ｂｏと出力ｃｆが加算されて出力ｂが生成される。ステップＳ１０５において、変数Ｎの値が２の倍数でないと判定された場合には、ステップＳ１０９に進み、出力ｂは値「０」となる。
【００２９】
その後ステップＳ１１０〜ステップＳ１１２において出力ａが生成される。
先ずステップＳ１１０に進み、出力ｂにフィルタ処理が施されて出力ｂｆが生成される。次にステップＳ１１１に進み、第１の帯域分割波形を示す波形データに、音高情報Ｐと圧伸情報ＴＲとに基づいて、図２に示す第２の圧縮伸長処理が施されて出力ａｏが生成される。次にステップＳ１１２に進み、出力ａｏと出力ｂｆが加算されて出力ａが生成される。
その後ステップＳ１１３に進み、図４に示すＤ／Ａ変換器１８を介して出力ａが出力される。
その後ステップＳ１１４〜ステップＳ１１６において、制御変数Ｎの値が値「０」〜値「３」の範囲で循環的に変化するように歩進されて終了する。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の波形圧縮伸長装置によれば、楽音等の波形を圧縮伸長した後の波形が表す楽音等の音質が良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の圧縮伸長方式の説明図である。
【図２】第２の圧縮伸長方式の説明図である。
【図３】第３の圧縮伸長方式の説明図である。
【図４】本発明の波形圧縮伸長装置の一実施形態を示す図である。
【図５】帯域分割波形の一例を示す図である。
【図６】各帯域分割波形が担持する波形成分の周波数帯域を示す図である。
【図７】波形圧縮伸長装置によって圧縮伸長原波形が生成される動作を説明するための等価回路図である。
【図８】波形圧縮伸長装置の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０    波形圧縮伸長装置
１１    ＣＰＵ
１２    ＤＳＰ
１３    ハードディスク
１４    ＲＯＭ
１５    ＭＩＤＩインターフェース
１６    ＲＡＭ
１７    操作子
１８    Ｄ／Ａ変換器
１９    ＲＡＭ
１２１，１２２，１２３    圧縮伸長手段
１２４，１２５    ローパスフィルタ
１２６，１２７    加算回路
１９１，１９２，１９３    波形メモリ
【図１】
0003943250.tif 000002
【図２】
0003943250.tif 000003
【図３】
0003943250.tif 000004
【図４】
0003943250.tif 000005
【図５】
0003943250.tif 000006
【図６】
0003943250.tif 000007
【図７】
0003943250.tif 000008
【図８】
0003943250.tif 000009