(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力波形データの周波数成分を解析する解析過程と、
これら周波数成分の中から基音成分、倍音成分およびそれ以外の他の成分を識別する過程と、
前記周波数成分のうち前記基音成分および前記倍音成分のレベルが相対的に高くなるように、前記他の成分を減衰させる減衰特性を決定する過程と、
決定された前記減衰特性に基づいて前記各周波数成分を減衰させ、これによって出力波形データを取得する減衰過程と
を有することを特徴とする波形データ編集方法。
【請求項２】
前記解析過程は、前記入力波形データに対して高速フーリエ変換処理を施すことによって該入力波形データのパワースペクトルを求める過程であり、
前記減衰過程は、
前記減衰特性に基づいて前記パワースペクトルの各成分を減衰させ、出力パワースペクトルを取得する過程と、
該出力パワースペクトルに対して逆高速フーリエ変換処理を施すことによって出力波形データを取得する過程と
を有することを特徴とする請求項１記載の波形データ編集方法。
【請求項３】
請求項１または２の何れかに記載の波形データ編集方法を実行することを特徴とする波形データ編集装置。
【請求項４】
請求項１または２の何れかに記載の波形データ編集方法を処理装置に実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項５】
音源に搭載される波形メモリを生産する、波形メモリの生産方法であって、
請求項１または２の何れかに記載の波形データ編集方法を実行する過程と、
前記減衰過程によって得られた出力波形データを波形メモリに書き込む過程と
を有することを特徴とする波形メモリの生産方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、楽音信号、特にアンサンブル音の記録・再生に用いて好適な波形データ編集方法、波形データ編集装置、プログラムおよび波形メモリの生産方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、波形メモリ音源においては、波形データはアタック部およびループ部（必要な場合はさらにリリース部）に分割されている。波形メモリ音源に対してノートオンが供給されると、最初にアタック部が再生され、次にループ部が繰り返し再生される。そして、波形メモリ音源にノートオフが供給されると、必要に応じてリリース部が再生され、消音処理が行われる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、波形メモリに記憶される波形データとして、複数の人間あるいは複数の楽器から発せられる音声信号（以下、アンサンブル音という）が記憶される場合がある。アンサンブル音においては、複数の人間あるいは複数の楽器から発せられる音声のピッチが相互に微妙に異なることから、アンサンブル音に「うねり」が生じる場合が多い。このため、アンサンブル音に対しては、繰り返し再生しても「うねり」が途切れないようにループ部の範囲を決定する必要があり、かかる作業は煩雑であった。また、「うねり」が途切れないようにループ部の範囲を決定することにより、ループ部の長さが結果的に長くなり、電子楽器等、最終製品に搭載される波形メモリの容量も大きくせざるを得なかった。
この発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、「うねり」の少ない波形データを取得できる波形データ編集方法、波形データ編集装置、プログラムおよび波形メモリの生産方法を提供することを第１の目的としている。また、これらにおいて多彩な音作りを可能ならしめることを第２の目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明にあっては、下記構成を具備することを特徴とする。なお、括弧内は例示である。
請求項１記載の波形データ編集方法にあっては、入力波形データの周波数成分を解析する解析過程（ステップＳＰ４）と、これら周波数成分の中から基音成分、倍音成分およびそれ以外の他の成分を識別する過程（ステップＳＰ６）と、前記周波数成分のうち前記基音成分および前記倍音成分のレベルが相対的に高くなるように、前記他の成分を減衰させる減衰特性を決定する過程（コンボボックス１０２、テキストボックス１０４におけるパラメータ設定）と、決定された前記減衰特性に基づいて前記各周波数成分を減衰させ、これによって出力波形データを取得する減衰過程（ステップＳＰ１２〜ＳＰ１６）とを有することを特徴とする。
さらに、請求項２記載の構成にあっては、請求項１記載の波形データ編集方法において、前記解析過程は、前記入力波形データに対して高速フーリエ変換処理を施すことによって該入力波形データのパワースペクトルを求める過程であり、前記減衰過程は、前記減衰特性に基づいて前記パワースペクトルの各成分を減衰させ、出力パワースペクトルを取得する過程（ステップＳＰ１２）と、該出力パワースペクトルに対して逆高速フーリエ変換処理を施すことによって出力波形データを取得する過程（ステップＳＰ１４）とを有することを特徴とする。
また、請求項３記載の波形データ編集装置にあっては、請求項１または２の何れかに記載の波形データ編集方法を実行することを特徴とする。
また、請求項４記載のプログラムにあっては、請求項１または２の何れかに記載の波形データ編集方法を処理装置に実行させることを特徴とする。
また、請求項５記載の波形メモリの生産方法にあっては、音源に搭載される波形メモリを生産する、波形メモリの生産方法であって、請求項１または２の何れかに記載の波形データ編集方法を実行する過程と、前記減衰過程によって得られた出力波形データを波形メモリに書き込む過程とを有することを特徴とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】
1．実施形態の構成
1．1．全体構成
以下、この発明の一実施形態の波形編集装置の構成を図１を参照し説明する。
なお、本実施形態の波形編集装置は、汎用パーソナルコンピュータと、該パーソナルコンピュータ上で動作するアプリケーションプログラムとによって構成されている。
図において、２は通信インタフェースであり、ローカルエリアネットワークを介して他の機器との間で波形データのやりとりを行う。４は入力装置であり、文字入力用キーボードおよびマウス等から構成されている。６は演奏操作子であり、演奏用キーボード等から構成されている。
【０００６】
８はディスプレイであり、ユーザに対して各種情報を表示する。１０はＣＰＵであり、後述するプログラムに基づいて、バス１６を介して他の構成要素を制御する。１２はＲＯＭであり、波形編集装置のイニシャルプログラムローダ等が記憶されている。１８はリムーバルディスクドライブ装置であり、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ等のリムーバルディスク２０に対して読出し／書込みを行う。２２は波形取込インタフェースであり、外部から入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換する。
【０００７】
２４はハードディスクであり、オペレーティングシステム、波形合成アプリケーションプログラム、波形データ等が格納される。２６は波形出力インタフェースであり、バス１６を介して供給されたデジタルの楽音信号をアナログ信号に変換する。２８はサウンドシステムであり、該楽音信号を発音する。３０はＲＡＭであり、ＣＰＵ１０のワークメモリとして用いられる。
【０００８】
2．実施形態の動作
2．1．処理の概要
アンサンブル音の波形データを高速フーリエ変換してパワースペクトルを取得すると、パワースペクトルの随所にピークが生ずる。これらのピークが基音成分および倍音成分である。そして、アンサンブル音において生じる「うねり」は、これら基音成分および倍音成分のサイドローブに現れる。そこで、本実施形態は、パワースペクトル中のこれらサイドローブ成分を減衰させることにより、アンサンブル音から「うねり」を除去するものである。
【０００９】
2．2．波形入力
ユーザが波形合成アプリケーションプログラムを立ち上げ、所定の入力操作を行うと、図２に示す入力操作ルーチンが起動される。図において処理がステップＳＰ２に進むと、波形取込インタフェース２２を介してアンサンブル音等の入力波形データが取り込まれ、ハードディスク２４上に波形データファイルが生成される。なお、該波形データファイルは、通信インタフェース２あるいはリムーバルディスク２０を介して取得してもよい。入力波形データが取得されると、ディスプレイ８上の所定のウィンドウ上において、当該入力波形が表示される。その一例を図８(a)に示す。ここで、該入力波形において、ユーザによってループ部の範囲が指定される。図示の例においては、反転表示されている部分がループ部である。
【００１０】
図２(a)において、次に処理がステップＳＰ４に進むと、該入力波形データに対してＦＦＴ（高速フーリエ変換）処理が行われる。これにより、入力波形データのパワースペクトルが求められる。なお、求められたパワースペクトルの一例を図４(a)に示す。図２(a)において、次に処理がステップＳＰ６に進むと、パワースペクトル中の基音・倍音成分が抽出される。なお、基音・倍音成分はパワースペクトル中でピークを成す箇所である。これら基音・倍音成分を図４(a)において黒丸印によって示しておく。また、基音・倍音成分以外の成分すなわちサイドローブ成分を図４(b)においてハーフトーンの点によって示しておく。次に、処理がステップＳＰ８に進むと、図４(a)あるいは(b)に示したようなグラフがディスプレイ８上の所定のウィンドウ内に表示される。
【００１１】
2．3．パラメータ設定
次に、波形合成アプリケーションプログラムにおいて、ユーザが所定の操作を行うと、図３に示すパラメータ設定ウィンドウ１００がディスプレイ８に表示される。このパラメータ設定ウィンドウ１００は、サイドローブ成分を減衰させるパラメータを指定するためのものである。図において１０２は除去モード選択コンボボックスであり、ユーザはここを操作することにより、「Pure」、「Triangle」、「SinWave」等の中から除去モードを選択することができる。ここで、「Pure」とは、所定の基音・倍音成分以外の成分を一律に減衰させるモードである。ここで、図４に示したパワースペクトルに対して「Pure」除去モードを実行した結果の一例を図５(a)に示す。図示の例においては、全基音・倍音成分以外の成分すなわちサイドローブ成分が一律に約「１５ｄＢ」減衰されている。また、図５(b)には、サイドローブ成分を一律に約「４０ｄＢ」減衰させた例を示す。
【００１２】
また、「Triangle」とは、所定の基音・倍音成分を頂点（減衰量０ｄＢ）とする三角波状に減衰特性を設定するモードである。図４に示したパワースペクトルに対して「Triangle」除去モードを実行した例を図６に示す。図においてパワースペクトルの上部に描かれている三角波５０が減衰特性である。そして、図示の例においては、全基音・倍音成分を頂点とする三角波状に倍音成分が設定されている。
【００１３】
なお、「SinWave」とは上記三角波５０に代えて正弦波状の減衰特性を適用するモードである。「SinWave」その他の除去モードについては特に図示していないが、何れも所定の基音・倍音成分（例えば全ての基音・倍音成分）は減衰させず、これら以外の成分を減衰させるように減衰特性が設定される。換言すれば基音・倍音成分のレベルが相対的に高くなるように減衰特性が設定される。
【００１４】
図３に戻り、１０４は減衰量設定テキストボックスであり、ユーザは、ここに数値を入力することにより、指定した除去モードにおける最大減衰量を指定することができる。また、１０６は残存倍音指定ラジオボタン群であり、ユーザはここを操作することによって「All」、「Odd」、「Even」の残存モードのうち何れか一つを選択的に指定することができる。ここで、「All」とは、全倍音成分を残存させるモードであり、上述した図５、図６の処理例は何れも「All」残存モードが適用された例である。また、「Odd」とは奇数次倍音成分を残存させるモードであり、偶数次倍音成分は減衰される。
【００１５】
また、「Even」は偶数次倍音成分を残存させるモードであり、奇数次倍音成分は減衰される。なお、「Even」および「Odd」の何れの場合においても基音成分は必ず残存される。ここで、「Odd」残存モードを適用した処理例を図７(a)に示す。また、「Even」残存モードを適用した処理例を同図(b)に示す。図において５２，５４はこれらの処理における減衰特性である。これら「Even」および「Odd」残存モードは、入力波形データの「うねり」を解消するよりも、むしろ倍音成分のフォルマントを編集することによって入力波形データに係る楽音に独特の効果を付与するためのものである。
【００１６】
図３に戻り、１０８は適用ボタンであり、上述した各パラメータを適用して出力波形データを合成することを指示するボタンである。また、１１０はキャンセルボタンであり、パラメータ設定ウィンドウ１００を閉じることを指示するボタンである。１１２は試聴ボタンであり、合成された出力波形データをユーザが試聴するために用いられる。
【００１７】
2．4．適用ボタン１０８のイベント処理
適用ボタン１０８がマウスでクリックされると、図２(b)に示す処理が実行される。図において処理がステップＳＰ１２に進むと、先にパラメータ設定ウィンドウ１００上で設定された各種パラメータに基づいて、パワースペクトルが編集され、その編集結果がディスプレイ８に表示される。図５〜図７に示した各ウィンドウは、実際にはこのステップＳＰ１２においてディスプレイ８に表示されるものである。次に、処理がステップＳＰ１１４に進むと、編集されたパワースペクトルに対して逆ＦＦＴ処理が施される。これにより、該パワースペクトルに対応する波形データが合成される。ここで合成された波形データは、出力波形データにおけるループ部に相当する。
【００１８】
次に処理がステップＳＰ１６に進むと、出力波形データ全体が合成され、合成された出力波形データがハードディスク２４内の所定の出力波形データファイルに格納される。その合成処理の内容を再び図８を参照し説明する。まず、入力波形データに対してアタック部の長さをＴ１とし、リリース部の長さをＴ２とする。出力波形データのアタック部は、入力波形データのアタック部と、出力波形データのループ部とをミキシングすることによって合成される。両者に対するミキシング比は、図８(d)および(e)に示す通りである。
【００１９】
すなわち、アタック部の先頭部分（時刻ｔ0〜ｔ1）においては、入力波形データのミキシング比が「１」であり、該入力波形データの内容がそのまま出力波形データとして用いられる。時刻ｔ1〜ｔ2の期間においては、入力波形データのミキシング比が「１」から「０」に向かって徐々に低くされる一方、出力波形データのループ部のミキシング比は「０」から「１」に向かって徐々に高くされる。このように出力波形データのアタック部が記憶されると、その後に（時刻ｔ2〜ｔ3の範囲で）ループ部の波形データが１周期だけ記憶される。
【００２０】
次に、入力波形データのリリース部と出力波形データのループ部とがミキシングされることにより、出力波形データのリリース部が合成される。まず、時刻ｔ3〜ｔ4の期間においては、入力波形データのミキシング比が「０」から「１」に向かって徐々に高くされる一方、出力波形データのループ部のミキシング比は「１」から「０」に向かって徐々に低くされる。そして、時刻ｔ4以降においては、入力波形データのリリース部がそのまま出力波形データのリリース部として記憶される。
【００２１】
2．5．試聴ボタン１１２のイベント処理
以上のように出力波形データが合成された後に試聴ボタン１１２がマウスでクリックされると、まず出力波形データのアタック部が１回だけ再生される。次に、該出力波形データのループ部が複数回繰り返して再生され、しかる後に該出力波形データのリリース部が１回だけ再生される。そして、再生された出力波形データは、サウンドシステム２８を介して放音される。ユーザは、このように出力波形データを試聴することによって、アタック部とループ部のつながり具合、ループ部を繰り返した時のつながり具合、およびループ部とリリース部のつながり具合、入力波形データに対する聴感の変化等について評価することができる。そして、満足する評価結果が得られるまで、パラメータ設定ウィンドウ１００上で各種パラメータを再設定し、出力波形データを再合成するとよい。
【００２２】
3．最終製品への実装
以上のようにして得られた出力波形データは、波形メモリ（半導体メモリ、ＣＤ−ＲＯＭ等）に書き込まれ、音源、電子楽器、シンセサイザ等の最終製品に実装される。本実施形態によって合成された出力波形データを再生すると、「うねり」の無いアンサンブル音が再生されるが、基音・倍音成分に「うねり」が生ずること自体はアンサンブル音らしい音としてむしろ好ましいことである。そこで、最終製品においては、再生された出力波形データに対して、必要に応じてビブラート等の処理が施され、これによって深さや周期を自由に設定しつつアンサンブル音に「うねり」が付与されることになる。また、「Even」あるいは「Odd」残存モードを適用して得られた出力波形データは、独特の効果を付与した他の波形データとして、同様に最終製品上の波形メモリに書き込まれる。
【００２３】
4．変形例
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のように種々の変形が可能である。
(1)上記実施形態においては、パーソナルコンピュータ上で動作するアプリケーションプログラムによって波形編集装置を実現したが、このアプリケーションプログラムのみをＣＤ−ＲＯＭ、フロッピーディスク等の記録媒体に格納して頒布し、あるいは伝送路を通じて頒布することもできる。同様に、上記波形編集装置によって得られた出力波形データをＣＤ−ＲＯＭ、フロッピーディスク等の記録媒体に格納して頒布し、あるいは伝送路を通じて頒布することもできる。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、入力波形データの基音成分および残存倍音成分のレベルが相対的に高くなるような減衰特性に基づいて、その各周波数成分を減衰させ出力波形データを取得するから、「うねり」の少ない出力波形データを得ることができる。さらに、減衰特性の設定態様によっては、出力波形データに対して独特の効果を付与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態の波形編集装置のブロック図である。
【図２】  一実施形態における処理プログラムのフローチャートである。
【図３】  パラメータ設定ウィンドウ１００の表示例を示す図である。
【図４】  入力波形データの基音・倍音成分およびサイドローブ成分の検出例を示す図である。
【図５】  「All」残存モード＋「Pure」除去モードによるサイドローブ成分の減衰例を示す図である。
【図６】  「All」残存モード＋「Triangle」除去モードによるサイドローブ成分の減衰例を示す図である。
【図７】  「Odd」および「Even」残存モード＋「Triangle」除去モードによるサイドローブ成分の減衰例を示す図である。
【図８】  出力波形データ合成処理の動作説明図である。
【符号の説明】
２…通信インタフェース、４…入力装置、６…演奏操作子、８…ディスプレイ、１０…ＣＰＵ、１２…ＲＯＭ、１６…バス、１８…リムーバルディスクドライブ装置、２０…リムーバルディスク、２２…波形取込インタフェース、２４…ハードディスク、２６…波形出力インタフェース、２８…サウンドシステム、３０…ＲＡＭ、５０…三角波、５２，５４…減衰特性、１００…パラメータ設定ウィンドウ、１０２…除去モード選択コンボボックス、１０４…減衰量設定テキストボックス、１０６…残存倍音指定ラジオボタン群、１０８…適用ボタン、１１０…キャンセルボタン、１１２…試聴ボタン。
【図１】
0003770128.tif 000002
【図２】
0003770128.tif 000003
【図３】
0003770128.tif 000004
【図４】
0003770128.tif 000005
【図５】
0003770128.tif 000006
【図６】
0003770128.tif 000007
【図７】
0003770128.tif 000008
【図８】
0003770128.tif 000009