(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
波形のクリップされたクリップ部分を検出し、該検出されたクリップ部分を、クリップされたクリップ値より所定割合低いレベルでスライスし、該スライスされた波形の前端に滑らかに接続できると共に、該スライスされた後端に滑らかに接続でき、さらに、前記前端と前記後端とのほぼ中間においてピークを有する修正波形を生成して、前記波形のスライスされた部位に接続させることにより、前記クリップ部分を修復するようにしたことを特徴とする波形修正方法。
【請求項２】
前記波形を微分し、微分して求められた傾きにおいて、傾きがほぼゼロとされている前後において傾きの方向が逆方向とされている部位を前記クリップ部分として検出するようにしたことを特徴とする請求項１記載の波形修正方法。
【請求項３】
修正された前記波形のスライスされた部位のピーク値が、前記クリップ値にほぼ等しくされていることを特徴とする請求項１記載の波形修正方法。
【請求項４】
前記前端とほぼ一致する前記修正波形の始点の傾きが前記前端の傾きにほぼ等しくされていると共に、前記後端とほぼ一致する前記修正波形の終点の傾きが前記後端の傾きにほぼ等しくされ、さらに前記前端と前記後端とのほぼ中間においてピークを有する５次関数の波形を、前記修正波形として生成するようにされていることを特徴とする請求項１記載の波形修正方法。
【請求項５】
２次関数の波形が前記修正波形として生成されており、前記前端に前記修正波形が接続される部位において前記波形と前記修正波形とのクロスフェードが行われて接続されると共に、前記後端に前記修正波形が接続される部位においても前記波形と前記修正波形とのクロスフェードが行われて接続されるようにしたことを特徴とする請求項１記載の波形修正方法。
【請求項６】
前記修正波形が、複数用意された選択波形の内の一つを選択することにより生成されており、該選択された波形を前記前端と前記後端とに接続されるように変形した後、前記前端に前記選択された波形が接続される部位において前記波形と前記修正波形とのクロスフェードが行われて接続されると共に、前記後端に前記選択された波形が接続される部位においても前記波形と前記修正波形とのクロスフェードが行われて接続されるようにしたことを特徴とする請求項１記載の波形修正方法。
【請求項７】
一極性の第１クリップ値でクリップされた第１のクリップ部分と、他極性の第２クリップ値でクリップされた第２のクリップ部分とが連続している部位を波形から検出し、該検出された前記第１のクリップ部分において前記第１クリップ値より所定割合低いレベルでスライスすると共に、前記第２のクリップ部分において前記第２クリップ値より所定割合低いレベルでスライスし、該スライスされた前記第１のクリップ部分における波形の前端に滑らかに接続できると共に、該スライスされた前記第２のクリップ部分における後端に滑らかに接続でき、さらに、前記第１のクリップ部分における前端と後端とのほぼ中間においてピークを有すると共に、前記第２のクリップ部分における前端と後端とのほぼ中間においてピークを有し、前記第１のクリップ部分と前記第２のクリップ部分との間において基準値と交差する前記波形の交差点をほぼ通る修正波形を生成して、前記波形のスライスされた前記第１のクリップ部分の前端から前記第２のクリップ部分の後端までに接続させることにより、前記クリップされた前記第１のクリップ部分および前記第２のクリップ部分を修復するようにしたことを特徴とする波形修正方法。
【請求項８】
前記波形を微分し、微分して求められた傾きにおいて、傾きがほぼゼロとされている前後において傾きの方向が逆方向とされている部位を前記クリップされている第１のクリップ部分あるいは第２のクリップ部分として検出するようにしたことを特徴とする請求項７記載の波形修正方法。
【請求項９】
前記第１のクリップ部分を修正した前記修正波形のピーク値が、前記第１クリップ値にほぼ等しくされていると共に、前記第２のクリップ部分を修正した前記修正波形のピーク値が、前記第２クリップ値にほぼ等しくされていることを特徴とする請求項７記載の波形修正方法。
【請求項１０】
前記修正波形が、前記第１のクリップ部分における前端とされる波形の始点の傾きが前記前端の傾きにほぼ等しくされていると共に、前記第２のクリップ部分における後端とされる前記波形の終点の傾きが前記後端の傾きにほぼ等しくされて８次関数の波形とされており、この８次関数の前記修正波形を生成するようにしたことを特徴とする請求項９記載の波形修正方法。
【請求項１１】
波形のクリップ部分を検出し、該検出されたクリップ部分をクリップ前の波形に復元する波形修正方法であって、
クリップされている波形の前端における接線と、後端における接線との交点を前記クリップ部分におけるピーク値として予測し、前記前端に滑らかに接続できると共に前記後端に滑らかに接続でき、さらに、前記前端と前記後端とのほぼ中間においてピークを有する復元波形を生成して、前記波形のクリップ部分に接続することにより前記クリップ部分を復元し、該復元された波形がクリップされないように、前記予測されたピーク値に対応して前記復元された波形の全体レベルを調整するようにしたことを特徴とする波形修正方法。
【請求項１２】
波形のクリップ部分を検出し、該検出されたクリップ部分をクリップ前の波形に復元する波形修正方法であって、
前記クリップ部分の前端および後端を通り、前記前端と前記後端とのほぼ中間においてピークを有する２次曲線により前記クリップ部分におけるピーク値を予測し、前記前端に滑らかに接続できると共に前記後端に滑らかに接続でき、さらに、前記前端と前記後端とのほぼ中間においてピークを有する復元波形を生成して、前記波形のクリップ部分に接続することにより前記クリップ部分を復元し、該復元された波形がクリップされないように、前記予測されたピーク値に対応して前記復元された波形の全体レベルを調整するようにしたことを特徴とする波形修正方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録されている波形のクリップ部分を修復する波形修正方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
楽器を演奏した演奏音等を録音して種々の用途に使用することが従来から行われている。録音する場合には、あらかじめ録音すべき演奏音等の最大レベルを予測し、入力された演奏音等の最大レベル時においても許容される録音レベルを超えないように録音レベルを調整するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、録音レベルの設定ミス等により一部の波形がオーバフロー等してクリップされた部分を含むサンプリング波形となることがあった。このような場合には、録音された波形が全体的には良好な音であるにもかかわらず、一部に発生したクリップ部分においてクリックノイズが発生するため、再度録音し直さなければならないという問題点があった。
また、クリップ部分を含むサンプリング波形をフィルタ処理することにより、クリップ部分を滑らかにすることが考えられる。しかしながら、フィルタ処理すると、再生された音を聞いた際にそのフィルタ特性が反映された音になってしまい、フィルタ処理前の音の雰囲気が変化してしまうという問題点があった。
【０００４】
そこで、本発明は、録音された波形におけるクリップ部分を修復することのできる波形修正方法を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の波形修正方法は、波形のクリップされたクリップ部分を検出し、該検出されたクリップ部分を、クリップされたクリップ値より所定割合低いレベルでスライスし、該スライスされた波形の前端に滑らかに接続できると共に、該スライスされた後端に滑らかに接続でき、さらに、前記前端と前記後端とのほぼ中間においてピークを有する修正波形を生成して、前記波形のスライスされた部位に接続させることにより、前記クリップ部分を修復するようにしている。
【０００６】
また、上記本発明の波形修正方法において、前記波形を微分し、微分して求められた傾きにおいて、傾きがほぼゼロとされている前後において傾きの方向が逆方向とされている部位を前記クリップ部分として検出するようにしてもよい。
さらに、上記本発明の波形修正方法において、修正された前記波形のスライスされた部位のピーク値が、前記クリップ値にほぼ等しくされていてもよい。
さらにまた、上記本発明の波形修正方法において、前記前端とほぼ一致する前記修正波形の始点の傾きが前記前端の傾きにほぼ等しくされていると共に、前記後端とほぼ一致する前記修正波形の終点の傾きが前記後端の傾きにほぼ等しくされ、さらに前記前端と前記後端とのほぼ中間においてピークを有する５次関数の波形を、前記修正波形として生成するようにしてもよい。
【０００７】
さらにまた、上記本発明の波形修正方法において、２次関数の波形が前記修正波形として生成されており、前記前端に前記修正波形が接続される部位において前記波形と前記修正波形とのクロスフェードが行われて接続されると共に、前記後端に前記修正波形が接続される部位においても前記波形と前記修正波形とのクロスフェードが行われて接続されるようにしてもよい。
さらにまた、上記本発明の波形修正方法において、前記修正波形が、複数用意された選択波形の内の一つを選択することにより生成されており、該選択された波形を前記前端と前記後端とに接続されるように変形した後、前記前端に前記選択された波形が接続される部位において前記波形と前記修正波形とのクロスフェードが行われて接続されると共に、前記後端に前記選択された波形が接続される部位においても前記波形と前記修正波形とのクロスフェードが行われて接続されるようにしてもよい。
【０００８】
次に、上記目的を達成することのできる本発明の第２の波形修正方法は、一極性の第１クリップ値でクリップされた第１のクリップ部分と、他極性の第２クリップ値でクリップされた第２のクリップ部分とが連続している部位を波形から検出し、該検出された前記第１のクリップ部分において前記第１クリップ値より所定割合低いレベルでスライスすると共に、前記第２のクリップ部分において前記第２クリップ値より所定割合低いレベルでスライスし、該スライスされた前記第１のクリップ部分における波形の前端に滑らかに接続できると共に、該スライスされた前記第２のクリップ部分における後端に滑らかに接続でき、さらに、前記第１のクリップ部分における前端と後端とのほぼ中間においてピークを有すると共に、前記第２のクリップ部分における前端と後端とのほぼ中間においてピークを有し、前記第１のクリップ部分と前記第２のクリップ部分との間において基準値と交差する前記波形の交差点をほぼ通る修正波形を生成して、前記波形のスライスされた前記第１のクリップ部分の前端から前記第２のクリップ部分の後端までに接続させることにより、前記クリップされた前記第１のクリップ部分および前記第２のクリップ部分を修復するようにしている。
【０００９】
また、上記本発明の第２の波形修正方法において、前記波形を微分し、微分して求められた傾きにおいて、傾きがほぼゼロとされている前後において傾きの方向が逆方向とされている部位を前記クリップされている第１のクリップ部分あるいは第２のクリップ部分として検出するようにしてもよい。
さらに、上記本発明の第２の波形修正方法において、前記第１のクリップ部分を修正した前記修正波形のピーク値が、前記第１クリップ値にほぼ等しくされていると共に、前記第２のクリップ部分を修正した前記修正波形のピーク値が、前記第２クリップ値にほぼ等しくされていてもよい。
さらにまた、上記本発明の第２の波形修正方法において、前記修正波形が、前記第１のクリップ部分における前端とされる波形の始点の傾きが前記前端の傾きにほぼ等しくされていると共に、前記第２のクリップ部分における後端とされる前記波形の終点の傾きが前記後端の傾きにほぼ等しくされて８次関数の波形とされており、この８次関数の前記修正波形を生成するようにしてもよい。
【００１０】
次に、上記目的を達成することのできる本発明の第３の波形修正方法は、波形のクリップ部分を検出し、該検出されたクリップ部分をクリップ前の波形に復元する波形修正方法であって、クリップされている波形の前端における接線と、後端における接線との交点を前記クリップ部分におけるピーク値として予測し、前記前端に滑らかに接続できると共に前記後端に滑らかに接続でき、さらに、前記前端と前記後端とのほぼ中間においてピークを有する復元波形を生成して、前記波形のクリップ部分に接続することにより前記クリップ部分を復元し、該復元された波形がクリップされないように、前記予測されたピーク値に対応して前記復元された波形の全体レベルを調整するようにしている。
【００１１】
次に、上記目的を達成することのできる本発明の第４の波形修正方法は、波形のクリップ部分を検出し、該検出されたクリップ部分をクリップ前の波形に復元する波形修正方法であって、前記クリップ部分の前端および後端を通り、前記前端と前記後端とのほぼ中間においてピークを有する２次曲線により前記クリップ部分におけるピーク値を予測し、前記前端に滑らかに接続できると共に前記後端に滑らかに接続でき、さらに、前記前端と前記後端とのほぼ中間においてピークを有する復元波形を生成して、前記波形のクリップ部分に接続することにより前記クリップ部分を復元し、該復元された波形がクリップされないように、前記予測されたピーク値に対応して前記復元された波形の全体レベルを調整するようにしている。
【００１２】
このような本発明によれば、検出された波形のクリップ部分に、そのクリップ部分に対応する滑らかに接続される修正波形を生成して接続するようにしたので、クリップ部分を自動あるいは手動で修復することができるようになる。この場合、接続する条件から修正波形として５次関数の波形を自動的に生成することができる。また、２次関数の修正波形を生成した場合は、接続されるクリップ部分においてクロスフェードを行って接続することによりクリックノイズを発生することなく接続することができるようになる。さらに、用意されている波形を選択して修正波形としてもよい。さらにまた、両極性にわたりクリップされている場合は、両極性にわたりクリップされている部分を一つの修正波形により修復することができる。
なお、クリップ部分を修復する場合に修復後の最大値がクリップされたピーク値となるように修正することや、修復後の最大値がクリップされたピーク値を超えるクリップ前の元波形になるように復元することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の波形修正方法が適用されている録音装置１の構成を示すブロック図を図１に示す。
この図において、１０は録音処理プログラムを実行して入力されたアナログ波形信号をディジタルのサンプリング波形に変換して録音したり、波形修正処理プログラムを実行して録音されたサンプリング波形のクリップ部分の波形修正等を行うマイクロプロセッサ（ＣＰＵ）、１１はＣＰＵ１０が実行する録音処理プログラムおよび波形修正処理プログラムや、波形修正に用いる選択波形等が記憶されているリードオンリメモリ（ＲＯＭ）、１２は波形修正を行う際に外部記憶装置１３等から読み出されたサンプリング波形が記憶されたり、ＣＰＵ１０のワークエリア領域が設定されるランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、１３はサンプリング波形データが録音時に記憶される外部記憶装置である。この外部記憶装置１３の種類としては、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）、フロッピーディスクドライブ（ＦＤＤ）、ＣＤ−ＲＯＭドライブ、ＭＯドライブ等がある。
【００１４】
また、１５は入力されたアナログ信号ＩＮを増幅するヘッドアンプであり、１４はヘッドアンプ１５により増幅されたアナログ信号ＩＮをサンプリングしてディジタル信号のサンプリング波形に変換するアナログ−ディジタル変換器（ＡＤＣ）である。１６は波形修正装置によりクリップ部分が修復された録音されたサンプリング波形をアナログ信号に変換して、再生されたアナログ信号として出力ＯＵＴするディジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）である。１７は録音処理時に録音処理画面が表示されたり、波形修正処理を行う際に修正前や修正後のサンプリング波形等が表示されるディスプレイであり、１８は録音装置１において録音処理や波形修正処理の操作を行う各種操作用のキーが備えられているキーボードであり、１９は各ブロック間においてデータ等の授受を行うためのバスである。
以上の構成はパソコン、ワークステーション等のコンピュータにＡＤＣ１４，ＤＡＣ１６を備えさせた構成であり、それらの上で本発明にかかる波形修正方法を実行することができる。
【００１５】
このように構成された録音装置１において実行される、本発明の実施の形態にかかる波形修正方法を説明する。
録音装置１において録音する場合は、ＣＰＵ１０により録音処理プログラムが実行されることにより入力されたアナログ信号ＩＮは、ヘッドアンプ１５により増幅されてＡＤＣ１４においてサンプリングされ、ディジタルのサンプリング波形に変換される。このサンプリング波形はＨＤＤ等からなる外部記憶装置１３に記憶される。この際に、入力されるアナログ信号ＩＮの入力レベルはクリップされないようにあらかじめレベル調整されている。ここで、たとえばアナログ信号ＩＮの波形が打弦楽器の演奏音とされている場合は、そのアタック部分のレベルが他の部分に比べて遙かに大きくなるため、録音された際にアタック部分においてクリップされる場合がある。たとえば、図４に示す外部記憶装置１３に録音される録音波形のアタック部分Ａを拡大すると図５に示すように正のピーク部分においてクリップされている場合が生じる。
【００１６】
クリップされる原因の典型的な例としては、第１にアナログ信号ＩＮのレベルがヘッドアンプ１５の許容入力範囲を超えたために、ヘッドアンプ１５のアナログ回路においてクリップされる場合と、第２にアナログ信号ＩＮのレベルがＡＤＣ１４における変換入力範囲を超えたために、ディジタル信号がオーバフローして起こる場合とがある。ヘッドアンプ１５の許容入力範囲と、ＡＤＣ１４における変換入力範囲とは一般に異なっているため、そのうちの狭い範囲を超えた際に波形はクリップされるようになる。
【００１７】
ここで、クリップされたサンプリング波形を修正することのできる本発明にかかる第１の波形修正方法を説明する。外部記憶装置１３に記憶された録音されているサンプリング波形の一例を、そのレベルを正規化して図２に示す。図２に示すようにサンプリング波形は正の最大ピーク値が１に負の最大ピーク値が−１に正規化されており、立ち上がりの半サイクルにおける正のピーク点、続く半サイクルにおける負のピーク点、さらに続く半サイクルにおける正のピーク点においてクリップされている。このクリップ部分を自動的に検出するために、図２に示すサンプリング波形を微分する。微分した結果得られた微分波形を図３に示す。図３に示す微分波形を参照すると、クリップされて一定レベルとされている部位における傾きがゼロとされることから、その微分値もゼロとなっている。さらに、クリップされる前の傾きとクリップされた後の傾きにおける方向が逆方向とされていることから、クリップされる前の微分値とクリップされた後の微分値との極性が逆極性となっていることがわかる。このことから、微分値がゼロとされている領域の前後における微分値の極性が逆極性となっているところにおいて、サンプリング波形はクリップされていると検出することができる。図２においてクリップされているサンプリング波形と図３における微分値とを対応すれば、クリップされている部分を検出できることがわかる。
【００１８】
サンプリング波形においてクリップ部分を検出したら、図２に示すようにクリップ部分を所定のスライスレベルでスライスする。たとえば、最初のクリップされている部位は第１スライスレベルｔｈ１でスライスして、その上のレベルの波形を切り取る。同様に、次のクリップされている部位は第２スライスレベルｔｈ２でスライスして、その上のレベルの波形を切り取り、さらに次のクリップされている部位は第３スライスレベルｔｈ３でスライスして、その上のレベルの波形を切り取る。スライスレベルは、最大値の一定割合、例えばｋ％下のレベルとしたり、クリップされている波形の幅等により決めることができる。スライスレベルより上の波形を切り取ったら、その部分に後述するようにして生成した修正波形を接続する。図２においては、接続した修正波形が破線で示されている。これにより、サンプリング波形におけるクリップされた部位が修復されて、クリックノイズの発生を防止して録音波形を使用することができるようになる。
【００１９】
次に、上記説明した本発明の実施の形態にかかる波形修正方法を図４ないし図９を参照して詳細に説明する。
図４は外部記憶装置１３に実際に録音されたサンプリング波形ＲＥＣであり、このサンプリング波形ＲＥＣのＡ部を拡大すると、図５に示すようにそのピークがクリップされている部分がある。クリップ部分を自動検出するには、前述したようにサンプリング波形ＲＥＣを微分して、微分値がゼロとされている領域の前後における微分値の極性が逆極性となっているところをクリップ部分と検出すればよい。次いで、図６に示すようにクリップ部分における最大値ＭＡＸのｋ％を演算し、最大値ＭＡＸからｋ％低いレベルを切り取りレベル（スライスレベル）ｔｈとする。さらに、この切り取りレベルｔｈより上の波形Ｗ１を、図７に破線で示すように切り取る。そして、切り取った波形Ｗ１に替えて生成した図８に示すような修正波形Ｗ２が、波形Ｗ１が切り取られたクリップ部分に接続される。この修正波形Ｗ２をクリップ部分に接続することにより、クリップ部分が修復されてその前後に滑らかに接続されるようになり、クリックノイズは生じないようになる。
【００２０】
次に、修正波形Ｗ２を生成する第１の実施例を図９を参照して説明する。第１の実施例では、修正波形として５次関数の修正波形Ｗ３を生成している。
図９において、ａ点は切り取りレベルｔｈにより切り取られたサンプリング波形ＲＥＣのクリップ部分における前端であり、ｂ点は切り取りレベルｔｈにより切り取られたサンプリング波形ＲＥＣのクリップ部分における後端である。また、ｃ点はａ点とｂ点との中央を通ると共に最大値ＭＡＸの値とされている点である。さらに、接線ｄ１はａ点における接線であってａ点における傾きを示しており、接線ｄ２はｂ点における接線であってｂ点における傾きを示している。そして、修正波形Ｗ３は５次関数の波形とされている。５次関数ｙは、
ｙ＝ａｘ5＋ｂｘ4＋ｃｘ3＋ｄｘ2＋ｅｘ＋ｆ              （１）
と表され、次に示す６つの条件を代入することにより５次関数ｙの修正波形Ｗ３を生成することができる。
【００２１】
１．ａ点（ｘa，ｙa）とｂ点（ｘb，ｙb）とを通る。この条件を（１）式に代入すると、次に示す（２）（３）式が得られる。
ｙa＝ａｘa5＋ｂｘa4＋ｃｘa3＋ｄｘa2＋ｅｘa＋ｆ              （２）
ｙb＝ａｘb5＋ｂｘb4＋ｃｘb3＋ｄｘb2＋ｅｘb＋ｆ              （３）
２．修正波形Ｗ３の始端の傾きはａ点の接線ｄ１の傾きとほぼ等しく、修正波形Ｗ３の終端の傾きはｂ点の接線ｄ２の傾きとほぼ等しくされる。この条件を（１）式に代入すると、次に示す（４）（５）式が得られる。
ｙa’＝ｄ１＝５ａｘa4＋４ｂｘa3＋３ｃｘa2＋２ｄｘa＋ｅ      （４）
ｙb’＝ｄ２＝５ａｘb4＋４ｂｘb3＋３ｃｘb2＋２ｄｘb＋ｅ      （５）
３．修正波形Ｗ３は、ａ点とｂ点の中央のｃ点（ｘc，ｙc）においてピーク点を有する。ピーク点のレベルは最大値ＭＡＸを超えないようにする。ｘcはｘa＋（ｘb−ｘa）／２である。また、ピーク点における傾きはゼロである。この条件を（１）式に代入すると、次に示す（６）（７）式が得られる。
ｙc＝ａｘc5＋ｂｘc4＋ｃｘc3＋ｄｘc2＋ｅｘc＋ｆ              （６）
ｙc’＝０＝５ａｘc4＋４ｂｘc3＋３ｃｘc2＋２ｄｘc＋ｅ        （７）
以上の（２）式から（７）式により係数ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆを決定して、５次関数の修正波形Ｗ３を生成することができる。
【００２２】
このようにして生成された修正波形Ｗ３を切り取りレベルｔｈで切り取られたクリップ部分に接続すると、切り取られたクリップ部分の前端（ａ点）および後端（ｂ点）を通ると共に、前端および後端における傾きも修正波形Ｗ３と一致するため滑らかに接続されるようになる。これにより、クリップ部分を修復してクリック音の生じないサンプリング波形ＲＥＣとすることができる。
【００２３】
次に、修正波形Ｗ２を生成する第２の実施例を図１０を参照して説明する。第２の実施例では、修正波形として２次関数の修正波形Ｗ４を生成している。
図１０において、ａ点は最大値ＭＡＸからｋ％低い切り取りレベルｔｈにより切り取られたサンプリング波形ＲＥＣのクリップ部分の前端であり、ｂ点は切り取りレベルｔｈにより切り取られたサンプリング波形ＲＥＣのクリップ部分の後端である。また、ｃ点はａ点とｂ点との中央を通ると共に、クリップ部分における最大値ＭＡＸの値とされている点である。第２の実施例における修正波形Ｗ４は２次関数の波形とされている。この２次関数は、ａ点、ｂ点およびｃ点を通ることを条件にすることにより、求めた３つの係数を有する２次関数とされ、この２次関数からなる修正波形Ｗ４を生成することができる。
【００２４】
この場合、サンプリング波形ＲＥＣのクリップ部分におけるａ点およびｂ点の傾きと、修正波形Ｗ４の始点と終点との傾きは通常は一致しない。そこで、サンプリング波形ＲＥＣにおけるａ点に修正波形Ｗ４の始点を接続する際に、サンプリング波形ＲＥＣと修正波形Ｗ４とをクロスフェードすることにより接続する。同様に、サンプリング波形ＲＥＣにおけるｂ点に修正波形Ｗ４の終点を接続する際に、サンプリング波形ＲＥＣと修正波形Ｗ４とをクロスフェードすることにより接続する。このクロスフェード処理には２通りのクロスフェード処理がある。第１のクロスフェード処理は図１０（ａ）に示すように、サンプリング波形ＲＥＣの切り取られたクリップ部分におけるａ点に修正波形Ｗ４の始点を接続する際に、サンプリング波形ＲＥＣにおけるａ点までの波形に関数Ｆ１を乗算してフェードアウトすると共に、修正波形Ｗ４の始端からａ点までの波形に関数Ｆ２を乗算してフェードインすることにより接続する。さらに、修正波形Ｗ４のｂ点から終端までの波形に関数Ｆ２を乗算してフェードアウトすると共に、サンプリング波形ＲＥＣにおけるｂ点からの波形に関数Ｆ３を乗算してフェードインすることにより接続する。これにより、サンプリング波形ＲＥＣにおける切り取られたクリップ部分に２次関数からなる修正波形Ｗ４を滑らかに接続することができる。
【００２５】
また、第２のクロスフェード処理は図１０（ｂ）に示すように、サンプリング波形ＲＥＣの切り取られたクリップ部分におけるａ点に修正波形Ｗ４の始点を接続する際に、ａ点を中心とする所定の範囲の切り取られていないサンプリング波形ＲＥＣに関数Ｆ１を乗算してフェードアウトすると共に、修正波形Ｗ４のａ点を中心とする所定の範囲の波形に関数Ｆ２を乗算してフェードインすることにより接続する。さらに、修正波形Ｗ４のｂ点を中心とする所定の範囲の波形に関数Ｆ２を乗算してフェードアウトすると共に、ｂ点を中心とする所定の範囲の切り取られていないサンプリング波形ＲＥＣに関数Ｆ３を乗算してフェードインすることにより接続する。この第２のクロスフェード処理によっても、サンプリング波形ＲＥＣにおける切り取られたクリップ部分に２次関数からなる修正波形Ｗ４を滑らかに接続することができる。
なお、クロスフェードすることに替えて、サンプリング波形ＲＥＣにおける切り取られたクリップ部分に２次関数からなる修正波形Ｗ４を接続した後、サンプリング周波数ｆｓの１／２の周波数をカットオフ周波数とするローパスフィルタを通すようにして、折り返しのイズをカットするようにしてもよい。
【００２６】
次に、修正波形Ｗ２を生成する第３の実施例を図１１および図１２を参照して説明する。第３の実施例では、修正波形Ｗ２を複数用意された選択波形の内の一つを選択することにより生成している。
図１１において、ａ点は最大値ＭＡＸからｋ％低い切り取りレベルｔｈにより切り取られたサンプリング波形ＲＥＣのクリップ部分の前端であり、ｂ点は切り取りレベルｔｈにより切り取られたサンプリング波形ＲＥＣのクリップ部分の後端である。また、ｄ点は複数用意された選択波形の内から選択された選択波形Ｗ５の始端であり、ｅ点は選択波形の終端である。選択波形Ｗ５をサンプリング波形ＲＥＣのクリップ部分に接続する際には、ディスプレイ１７に表示されたサンプリング波形ＲＥＣ上に、図１１に示すように選択波形Ｗ５を貼り付ける。この場合、選択波形Ｗ５のピーク値は、サンプリング波形ＲＥＣにおけるクリップ部分における最大値ＭＡＸの値となるようにする。
【００２７】
すなわち、選択波形Ｗ５は、全体の形状がサンプリング波形ＲＥＣに貼り付けた際に違和感がないか、ピーク点が最大値ＭＡＸに収まるか等を検討して選択するものとする。選択された選択波形Ｗ５は、切り取りレベルｔｈで切り取られたクリップ部分にそのまま接続できることは希であるので、サンプリング波形ＲＥＣ上に、図１１に示すように選択波形Ｗ５を貼り付けた後、サンプリング波形ＲＥＣに選択波形Ｗ５を接続できるように選択波形Ｗ５を変形する。この場合、選択波形Ｗ５をサンプリング波形ＲＥＣに貼り付ける際には、選択波形Ｗ５がａ点を通ると共に選択波形Ｗ５のピーク点が最大値ＭＡＸになるように貼り付ける。そして、ディスプレイ１７上において選択波形Ｗ５の終端であるｅ点をポイントしてドラッグすることにより、選択波形Ｗ５がｂ点を通るように変形する。
【００２８】
このように選択波形Ｗ５を変形しても、サンプリング波形ＲＥＣにおける切り取られたクリップ部分のａ点およびｂ点の傾きと、選択波形Ｗ５におけるその点との傾きは通常は一致しない。そこで、図１０に示すように、ａ点を含むサンプリング波形ＲＥＣの切り取られたクリップ部分に選択波形Ｗ５の前部を接続する際に、両者をクロスフェードすることにより接続すると共に、ｂ点を含むサンプリング波形ＲＥＣの切り取られたクリップ部分に選択波形Ｗ５の後部を接続する際に、両者をクロスフェードすることにより接続する。これにより、サンプリング波形ＲＥＣにおける切り取られたクリップ部分に選択波形Ｗ５を滑らかに接続することができる。なお、クロスフェードすることに替えて、サンプリング波形ＲＥＣにおける切り取られたクリップ部分に選択波形Ｗ５を接続した後、サンプリング周波数ｆｓの１／２の周波数をカットオフ周波数とするローパスフィルタを通すようにして、折り返しのイズをカットするようにしてもよい。
【００２９】
ところで、上述した波形修正方法においては最適な波形修復ができない場合がある。例えば、図１３に実際に録音された他のサンプリング波形ＲＥＣ２の例を示し、サンプリング波形ＲＥＣ２のＢ部の拡大図を図１４に示す。図１４を参照するとわかるようにサンプリング波形ＲＥＣ２におけるＢ部においては正のピーク部分がクリップされていると共に、引き続いて負のピーク部分もクリップされている。
そこで、サンプリング波形ＲＥＣ２における正のピーク部分がクリップされていると共に、引き続いて負のピーク部分もクリップされている場合に好適な、本発明の実施の形態にかかる第２の波形修正方法を図１５および図１６を参照して次に説明する。
【００３０】
図１５にはサンプリング波形ＲＥＣ２において正のピーク部分がクリップされていると共に、引き続いて負のピーク部分もクリップされている波形の部位が示されている。この図において、第１最大値ＭＡＸ１は正のクリップ部分の最大値であり、第２最大値ＭＡＸ２は負のクリップ部分の最大値である。第１最大値ＭＡＸ１と第２最大値ＭＡＸ２とは、ＡＤＣ１４においてディジタル的にクリップされている場合は等しくなるが、ヘッドアンプ１５におけるアナログ回路によりクリップされている場合は、その動作点により等しくない場合がある。サンプリング波形ＲＥＣ２におけるクリップされている正のクリップ部分において、その第１最大値ＭＡＸ１から所定のレベルだけ低い第１切り取りレベルｔｈ１を設定する。さらに、サンプリング波形ＲＥＣ２におけるクリップされている負のクリップ部分において、その第２最大値ＭＡＸ２から所定のレベルだけ低い第２切り取りレベルｔｈ２を設定する。切り取りレベルｔｈ１，ｔｈ２は、最大値ＭＡＸ１，ＭＡＸ２よりｋ％低いレベルに設定したり、クリップされている幅等により設定する。
【００３１】
そして、第１切り取りレベルｔｈ１より上のレベルのサンプリング波形ＲＥＣ２を切り取ると共に、第２切り取りレベルｔｈ２よりさらに負のレベルのサンプリング波形ＲＥＣ２を切り取る。さらに、正の切り取られたクリップ部分と負の切り取られたクリップ部分との間のサンプリング波形ＲＥＣ２も切り取る。すなわち、正の切り取られたクリップ部分における前端をｆ点とし、負の切り取られたクリップ部分の後端をｈ点とすると、図１５に破線で示すようにｆ点とｈ点との間のサンプリング波形ＲＥＣ２が切り取られることになる。なお、ｇ点はサンプリング波形ＲＥＣにおけるゼロレベルとされる基準レベルにおいて交わる交点である。
【００３２】
そして、ｆ点およびｈ点に滑らかに接続されると共にｇ点を通る８次関数の修正波形Ｗ７を生成して、図１６に示すように切り取られたサンプリング波形ＲＥＣ２に接続する。図１６において、ｉ点はｆ点とｇ点のほぼ中央を通るピーク点であり、第１最大値ＭＡＸ１にほぼ等しくされている。また、ｊ点はｇ点とｈ点のほぼ中央を通るピーク点であり、第２最大値ＭＡＸ２にほぼ等しくされている。修正波形Ｗ７とされている８次関数の９つの係数は、次に示す９つの条件から求めることができる。まず、ｆ点を通ること（条件１）、ｆ点を通る点の傾きがｆ点の傾きにほぼ等しいこと（条件２）、ｆ点とｇ点のほぼ中央を通るピーク点を有していること（条件３）、ｆ点とｇ点のほぼ中央を通るピーク点であるｉ点の傾きがゼロであること（条件４）、ｇ点を通ること（条件５）、ｈ点を通ること（条件６）、ｈ点を通る点の傾きがｈ点の傾きにほぼ等しいこと（条件７）、ｇ点とｈ点のほぼ中央を通るピーク点を有していること（条件８）、ｇ点とｈ点のほぼ中央を通るピーク点であるｊ点の傾きがゼロであること（条件９）、の合計９つの条件である。
【００３３】
以上の９つの条件により９つの係数を決定して、８次関数の修正波形Ｗ７を生成することができる。このようにして生成された修正波形Ｗ７を第１切り取りレベルｔｈ１および第２切り取りレベルｔｈ２で切り取られた正から負にわたるクリップ部分に接続すると、切り取られたクリップ部分の前端（ｆ点）および後端（ｈ点）を通ると共に、前端および後端における傾きも修正波形Ｗ７と一致し、さらに、基準点との交点であるｇ点が保存されるようになる。従って、正のピークでクリップされることに引き続いて負のピークでクリップされた部位を、生成した８次関数の修正波形Ｗ７で接続することにより滑らかな波形になるように修復することができるようになる。なお、同様にして負のピークでクリップされることに引き続いて正のピークでクリップされた部位を修復することができる。
【００３４】
ところで、以上説明した本発明にかかる波形修正方法において、サンプリング波形を微分して、微分値がゼロとされている領域の前後における微分値の極性が逆極性となっているところをクリップ部分と検出すればよいとしている。しかし、図４に示すサンプリング波形ＲＥＣや図１３に示すサンプリング波形ＲＥＣ２を微分すると、図１７に示すようになることが多い。図１７を参照すると、微分値がゼロ（傾きがゼロ）とされている領域Ｄ２の前後において微分値が正負に振動している微分波形振動部Ｄが生じている。この微分波形振動部Ｄの極性からクリップ部分か否かの検出を行うと誤った検出が行われる場合がある。そこで、微分値がゼロとされている領域の前後の極性として、微分波形振動部Ｄを無視して振動する前の領域Ｄ１の極性と、振動した後の領域Ｄ３の極性を検出するようにする。図示する例では、微分値がゼロとされている領域Ｄ２の前の領域Ｄ１の極性は負とされており、領域Ｄ２の後の領域Ｄ３の極性は正とされていることから、この部位はクリップ部分と検出することができる。
以上説明した本発明にかかる波形修正方法においては、修正波形のピーク点は最大値ＭＡＸにほぼ等しいものとしたが、修正波形のピーク点は最大値ＭＡＸを超えなければよく最大値ＭＡＸ以下のピーク点としてもよい。
【００３５】
次に、本発明の実施の形態にかかる第３の波形修正方法を図１８ないし図２０を参照して説明する。本発明にかかる第３の波形修正方法は、クリップされた部位を元の波形に復元しようとする波形修正方法である。
外部記憶装置１３に記憶された録音されているサンプリング波形の一例を、そのレベルを正規化して図１８に示す。図１８に示すようにサンプリング波形は正の最大ピーク値が１に負の最大ピーク値が−１に正規化されており、立ち上がりの半サイクルにおける正のピーク点、続く半サイクルにおける負のピーク点、さらに続く半サイクルにおける正のピーク点においてクリップされている。このクリップ部分を自動的に検出するために、前述したように図１８に示すサンプリング波形を微分する。微分した結果得られた微分波形は図１９に示すようになる。図１９において、クリップされて一定レベルとされている部位における傾きがゼロとされることから、その微分値もゼロとなっている。さらに、クリップされる前の傾きとクリップされた後の傾きにおける方向が逆方向とされていることから、クリップされる前の微分値とクリップされた後の微分値との極性が逆極性となっている。このことから、微分値がゼロとされている領域の前後における微分値の極性が逆極性となっているところにおいて、サンプリング波形はクリップされていると検出することができる。
【００３６】
本発明にかかる第３の波形修正方法では、図１８に示すように最初の３つの半サイクルにおいてクリップ部分が検出され、クリップ部分のピークを破線で示すように復元することによりサンプリング波形を修復するようにしている。この場合、サンプリング波形のビット数が増加し図示するように正規化された「１」を超えるようになることから、超えた割合に応じてサンプリング波形のビットをシフトダウンする必要が生じる。そこで、シフトダウンするビット数を検出するために、復元されるピークのピーク値を予測する。図２０にクリップされているサンプリング波形のクリップ部分を拡大して示し、予測する際には、図２０に示すようにクリップされているサンプリング波形の前端のｋ点に接線ｄｉｆ１を引くと共に、クリップされているサンプリング波形の前端のｍ点に接線ｄｉｆ２を引く。そして、接線ｄｉｆ１と接線ｆｉｆ２との交点であるｎ点を求め、ｎ点のレベルを検出する。図示する場合はｎ点のレベルは「２」以下とされているので、ビット数を１ビット増やすことにより復元されたピーク点まで表すことができるようになる。すなわち、シフトダウンするビット数は１ビットと検出することができる。なお、ラインＣＮはｋ点とｍ点との中央を通る中央線である。
【００３７】
次いで、クリップ部分にピーク点を有する復元波形を接続するのであるが、復元波形は前述した修正波形を生成する方法と同様の方法により生成することができる。すなわち、５次元関数による復元波形や２次元関数による復元波形とすることができる。この場合のピーク点は、ラインＣＮ上を通りｎ点のレベルより若干低いレベルを設定するようにする。また、複数用意された選択波形の内から一つの選択波形を選択して、上述したように滑らかに接続できるように変形することにより復元波形としてもよい。なお、２次元関数や選択波形を復元波形とする場合は、前述したようにクロスフェードを行うことによりサンプリング波形に接続する。このようにして復元波形をサンプリング波形のクリップ部分に接続した場合のビット数は増加し、図１８に示すように正規化した「１」を超えるようになるので、前述したようにして検出したビット数（この例では、１ビット）だけサンプリング波形のレベルをシフトダウンする。これにより、サンプリング波形におけるクリップ部分が復元されてもその後の処理によりクリップされることを防止することができ、クリックノイズの発生を防止して録音波形を使用することができるようになる。
【００３８】
次に、ＣＰＵ１０が行う波形修正処理のフローチャートを図２１に示す。
このフローチャートにおいて、波形修正処理がスタートされると、ステップＳ１にて外部記憶装置１３に録音されている波形修正する対象波形が読み込まれ、波形ＷＡＶＥとしてＲＡＭ１２に書き込まれる。次いで、ステップＳ２にて波形ＷＡＶＥを微分し、微分波形difWAVEを得る。そして、ステップＳ３にて微分波形difWAVEにおける微分値がゼロとされている領域の前後における微分値の極性が逆極性となっている部位を検出することにより、クリップ部分を検索する。次いで、ステップＳ４にてクリップ部分が検出されたか否かが判断される。ここで、クリップ部分が１つ以上あると検出された場合はクリップ部分の波形修正を行うためにステップＳ５に進み、クリップ部分を所定の切り取りレベルにて切り取るスライス処理が行われる。さらに、スライス処理が行われたクリップ部分に適した修正関数曲線が決定される。この修正関数曲線は、前述した５次関数や２次関数とされる。また、修正関数曲線を、複数用意された選択波形の一つを選択して設定するようにしてもよい。
【００３９】
そして、クリップ部分に修正関数曲線がクロスフェードすることにより接続される。ただし、修正関数曲線が５次関数とされている場合は、クロスフェード接続処理を行わなくてもよい。クロスフェード接続処理が終了すると、ステップＳ８に進みすべての検出されたクリップ部分の波形修正処理が終了したか否かが判断される。ここで、波形修正処理がされていないクリップ部分がある場合は、ステップＳ９に分岐して次のクリップ部分に移動して、ステップＳ６に戻る。そして、ステップＳ６およびステップＳ７の波形を修復する処理が未処理のクリップ部分がなくなるまで繰り返し実行される。そして、ステップＳ８にて全クリップ部分の波形修正処理が終了したと判断された場合は波形修正処理が終了する。また、ステップＳ４にてクリップされている部分がないと判断された場合は、そのまま波形修正処理が終了する。なお、波形修正処理によりクリップ部分の波形が復元される場合は、復元されたサンプリング波形のビット数が正規化された範囲を超えることになることから、前述したようにシフトダウンするビット数を検出して、復元されたサンプリング波形のビットをシフトダウンする。この処理は、ステップＳ８の後に行うようにする。
【００４０】
なお、外部記憶装置１３の一つとしてハードディスクドライブ（ＨＤＤ）を設けるようにして、ＨＤＤ内に上記した本発明の波形修正方法をコンピュータで実行するための波形修正処理プログラムを格納しておき、このプログラムをＲＡＭ１２内に読み込むことにより上記した波形修正処理を実行させるようにしてもよい。このようにすると、プログラムの追加やバージョンアップを容易に行うことができるようになる。また、ＨＤＤに替えて同様の機能を有するＣＤ−ＲＯＭや光磁気ディスク（ＭＯ）装置を外部記憶装置１３の一つとして備えるようにしてもよい。
【００４１】
【発明の効果】
本発明は以上説明したように、検出された波形のクリップ部分に、そのクリップ部分に対応する滑らかに接続される修正波形を生成して接続するようにしたので、クリップ部分を自動あるいは手動で修復することができるようになる。この場合、接続する条件から修正波形として５次関数の波形を自動的に生成することができる。また、２次関数の修正波形を生成した場合は、接続されるクリップ部分においてクロスフェードを行って接続することによりクリックノイズを発生することなく接続することができるようになる。さらに、用意されている波形を選択して修正波形としてもよい。さらにまた、両極性にわたりクリップされている場合は、両極性にわたりクリップされている部分を一つの修正波形により修復することができる。
なお、クリップ部分を修復する場合に修復後の最大値がクリップされたピーク値となるように修正することや、修復後の最大値がクリップされたピーク値を超えるクリップ前の元波形になるように復元することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態の波形修正方法が適用されている録音装置の構成を示すブロック図である。
【図２】  本発明の実施の形態の波形修正方法における外部記憶装置に録音されているサンプリング波形例を示す図である。
【図３】  本発明の実施の形態の波形修正方法における外部記憶装置に録音されているサンプリング波形を微分した波形を示す図である。
【図４】  本発明の実施の形態の波形修正方法における外部記憶装置に実際に録音されたサンプリング波形例を示す図である。
【図５】  本発明の実施の形態の波形修正方法における外部記憶装置に実際に録音されたサンプリング波形のクリップ部分を拡大して示す図である。
【図６】  本発明の実施の形態の波形修正方法において、サンプリング波形に切り取りレベルを設定することを説明する図である。
【図７】  本発明の実施の形態の波形修正方法において、サンプリング波形を切り取りレベルで切り取った状態を示す図である。
【図８】  本発明の実施の形態の波形修正方法において、サンプリング波形を切り取った部分に修正波形を接続した状態を示す図である。
【図９】  本発明の実施の形態の波形修正方法において、サンプリング波形を切り取った部分に５次関数の修正波形を接続した状態を示す図である。
【図１０】  本発明の実施の形態の波形修正方法において、サンプリング波形を切り取った部分に２次関数の修正波形を接続した状態を示す図である。
【図１１】  本発明の実施の形態の波形修正方法において、サンプリング波形を切り取った部分に選択した波形を接続する態様を示す図である。
【図１２】  本発明の実施の形態の波形修正方法において、サンプリング波形を切り取った部分に選択した波形を接続した状態を示す図である。
【図１３】  本発明の実施の形態の波形修正方法における外部記憶装置に実際に録音された他のサンプリング波形例を示す図である。
【図１４】  本発明の実施の形態の波形修正方法における外部記憶装置に実際に録音された他のサンプリング波形のクリップ部分を拡大して示す図である。
【図１５】  本発明の実施の形態の波形修正方法において、サンプリング波形を２つの切り取りレベルで切り取った状態を示す図である。
【図１６】  本発明の実施の形態の波形修正方法において、サンプリング波形を切り取った部分に８次関数の修正波形を接続した状態を示す図である。
【図１７】  本発明の実施の形態の波形修正方法における外部記憶装置に実際に録音されているサンプリング波形を微分した波形を示す図である。
【図１８】  本発明の実施の形態における第３の波形修正方法を説明するためのサンプリング波形を示す図である。
【図１９】  本発明の実施の形態における第３の波形修正方法においてサンプリング波形を微分した波形を示す図である。
【図２０】  本発明の実施の形態における第３の波形修正方法におけるピーク点を予測する態様を示す図である。
【図２１】  本発明の実施の形態における波形修正方法の波形修正処理のフローチャートを示す図である。
【符号の説明】
１  録音装置、１０  ＣＰＵ、１１  ＲＯＭ、１２  ＲＡＭ、１３  外部記憶装置、１４  ＡＤＣ、１５  ヘッドアンプ、１６  ＤＡＣ、１７  ディスプレイ、１８  ディスプレイ、１９  バス
【図１】
0003731516.tif 000002
【図２】
0003731516.tif 000003
【図３】
0003731516.tif 000004
【図４】
0003731516.tif 000005
【図５】
0003731516.tif 000006
【図６】
0003731516.tif 000007
【図７】
0003731516.tif 000008
【図８】
0003731516.tif 000009
【図９】
0003731516.tif 000010
【図１０】
0003731516.tif 000011
【図１１】
0003731516.tif 000012
【図１２】
0003731516.tif 000013
【図１３】
0003731516.tif 000014
【図１４】
0003731516.tif 000015
【図１５】
0003731516.tif 000016
【図１６】
0003731516.tif 000017
【図１７】
0003731516.tif 000018
【図１８】
0003731516.tif 000019
【図１９】
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【図２０】
0003731516.tif 000021
【図２１】
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