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JP2621466B2 - Sampling device - Google Patents
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JP2621466B2 - Sampling device - Google Patents

Sampling device

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JP2621466B2
JP2621466B2 JP1065963A JP6596389A JP2621466B2 JP 2621466 B2 JP2621466 B2 JP 2621466B2 JP 1065963 A JP1065963 A JP 1065963A JP 6596389 A JP6596389 A JP 6596389A JP 2621466 B2 JP2621466 B2 JP 2621466B2
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郁博 山口
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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の技術分野] この発明はサンプリングされた音響信号を表わす波形
データを繰り返し読み出すループ読出し機能を有するサ
ンプリング装置に関する。
Description: TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a sampling device having a loop reading function of repeatedly reading waveform data representing a sampled acoustic signal.

[従来技術とその問題点] 従来より、サンプリング機能を備えた電子楽器が知ら
れている。この種のサンプリング電子楽器にあっては、
メモリ容量が限られているため、持続音を発生するため
には、メモリの指定されるループスタートアドレスから
ループエンドアドレスまでに記憶された波形データを繰
り返して読み出すためのループ読出し機能を有してい
る。
[Prior art and its problems] Conventionally, an electronic musical instrument having a sampling function has been known. For this type of sampling electronic instrument,
Since the memory capacity is limited, in order to generate a continuous sound, a loop reading function for repeatedly reading waveform data stored from a specified loop start address to a loop end address of the memory is provided. I have.

そしてこの種のループ読出し機能を有するサンプリン
グ電子楽器では、従来より、2つの異なる波形データを
メモリより同時に繰り返して読み出し、それぞれを互い
にフェードイン、フェードアウトするように演算処理し
て新たな1つの波形データを得るようにしたいわゆるク
ロスフェードループ処理が行われているものがある。
In a sampling electronic musical instrument having a loop reading function of this type, conventionally, two different waveform data are repeatedly and simultaneously read out from a memory, and arithmetic processing is performed so that each of the data is faded in and faded out from each other. In some cases, a so-called cross-fade loop process is performed to obtain

しかしながら、このようなクロスフェードループ処理
によると、位相および振幅の異なる2つの波形データを
加算することから、互いに干渉が起こり、打ち消し合う
結果、音量レベルに変化が生じ、それがループ処理に伴
なう所定のループ周期で繰り返されて、「音ゆれ」とい
う現象が発生するという問題がある。
However, according to such cross-fade loop processing, since two waveform data having different phases and amplitudes are added, interference occurs with each other, and as a result of cancellation, a change occurs in the volume level, which is accompanied by the loop processing. There is a problem that a phenomenon called "sound fluctuation" occurs repeatedly at a predetermined loop cycle.

そしてこのようなクロスフェードループ処理を有効に
行うためには、波形データ列の中からループ処理に適し
た区間、つまり良い音質が期待できる区間をループ区間
として設定する必要が有ることから、比較的長い時間に
渡る波形データが要求されるため、大きいメモリ容量の
記憶手段が必要とされるという問題がある。
In order to effectively perform such cross-fade loop processing, a section suitable for loop processing, that is, a section where good sound quality can be expected, must be set as a loop section from the waveform data sequence. Since waveform data over a long period of time is required, there is a problem that storage means having a large memory capacity is required.

また、各種のパーカッション系の音響信号のように、
アタック部分のレベルが大きく鋭く、リリース部分のレ
ベル変化が急な波形データの場合は、SN比を良くするた
め、ループ区間を多くの次数の倍音を含んだアタック部
分に設定することから、生成する楽音が高調波成分を多
く含んだ硬い音質のものとなってしまう。逆に、ピアノ
のような減衰系の音響信号に係る波形データの場合は、
音質の特徴を出すために、ループ区間をサスティン部
分、あるいはリリース部分に設定することから低いレベ
ルの波形データをループ処理することになり、生成する
楽音が量子化ノイズに関するSN比が悪いものとなってし
まうという問題がある。
Also, like various percussion sound signals,
In the case of waveform data where the level of the attack part is large and sharp, and the level change of the release part is sharp, the loop section is generated by setting the loop section to an attack part containing many harmonics of many orders in order to improve the S / N ratio. The musical tone has a hard sound quality containing many harmonic components. Conversely, in the case of waveform data related to an acoustic signal of an attenuation system such as a piano,
Since the loop section is set to the sustain part or the release part in order to obtain the characteristics of the sound quality, the low-level waveform data is loop-processed, and the generated tone has a poor S / N ratio related to quantization noise. Problem.

[発明の目的] この発明は、上記問題点を解決するためになされたも
ので、サンプリング音を表わす波形データをループ読出
しすることによって楽音を生成する際に、不要な音ゆれ
が発生せず、また、音質を調整したり、量子化ノイズに
よるSN比を改善することが可能なサンプリング装置を得
ることを目的とする。
[Object of the Invention] The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and does not generate unnecessary sound fluctuation when generating a musical sound by loop-reading out waveform data representing a sampled sound. It is another object of the present invention to provide a sampling device capable of adjusting sound quality and improving an SN ratio due to quantization noise.

[発明の要点] この発明は、このような目的を達成するため、読出手
段によって記憶手段のループスタートアドレスからルー
プエンドアドレスまでの記憶された波形データを読み出
して、この読み出した波形データの有するスペクトルを
第1の演算手段によって抽出し、この抽出したスペクト
ルをスペクトル記憶手段に記憶し、この記憶したスペク
トルを修正手段によって修正し、この修正したスペクト
ルに基づいて第2の演算手段によって修正波形データを
生成し、読出手段によって上記記憶手段の所定アドレス
から上記ループスタートアドレスの1つの前のアドレス
までを読み出して、この読み出した波形データと上記第
2の演算手段によって生成した修正波形データとを合成
手段によって、時間により変化する所定の比率で互いに
加算合成して合成波形データを生成し、上記読出手段に
より上記記憶手段の先頭アドレスから上記所定アドレス
の1つ前のアドレスまでを読み出した波形データと、上
記合成手段により生成した上記合成データと、上記第2
の演算手段により繰り返して生成した上記修正波形デー
タとに対応する楽音を楽音生成指示手段により生成指示
するようにしたことを要点とする。
[Summary of the Invention] In order to achieve the above object, the present invention reads out stored waveform data from a loop start address to a loop end address of a storage means by a reading means, and obtains a spectrum of the read waveform data. Is extracted by the first calculating means, the extracted spectrum is stored in the spectrum storing means, the stored spectrum is corrected by the correcting means, and the corrected waveform data is corrected by the second calculating means based on the corrected spectrum. Generating means for reading out from the predetermined address in the storage means to an address immediately before the loop start address by the reading means, and combining the read waveform data with the corrected waveform data generated by the second arithmetic means. Add to each other at a predetermined ratio that changes with time Synthesizing to generate synthesized waveform data, the reading means reading the waveform data from the start address of the storage means to the address immediately before the predetermined address, the synthesized data generated by the synthesis means, Second
The main point is that the musical tone corresponding to the corrected waveform data repeatedly generated by the calculating means is instructed to be generated by the musical sound generation instructing means.

またこの発明は上記第2の演算手段により生成した修
正波形データを記憶する修正波形データ記憶手段をさら
に有し、上記読出手段により上記記憶手段の所定アドレ
スからループスタートアドレスの1つ前のアドレスまで
を読み出した波形データと、上記修正波形データ記憶手
段より読み出した修正波形データとを、上記合成手段に
よって、時間に変化する所定の比率で互いに加算合成し
て合成波形データを生成指示するようにしたことを要点
とする。
Further, the present invention further comprises a corrected waveform data storage means for storing the corrected waveform data generated by the second arithmetic means, wherein the reading means sets a predetermined address of the storage means to an address immediately before the loop start address. And the modified waveform data read from the modified waveform data storage means are added and combined with each other at a predetermined ratio that changes with time by the synthesizing means so as to instruct generation of synthesized waveform data. The point is.

またこの発明は、上記修正手段が、上記第1の演算手
段より抽出したスペクトルを表示する表示手段を有する
ようにしたことを要点とする。
Further, the present invention is characterized in that the correction means has a display means for displaying the spectrum extracted by the first calculation means.

さらにこの発明は、アドレス設定手段をさらに有し、
上記ループスタートアドレスおよび上記ループエンドア
ドレス、または上記所定アドレスの少なくともいずれか
を任意に設定し得るようにしたことを要点とする。
Further, the present invention further comprises an address setting means,
The point is that at least one of the loop start address and the loop end address or the predetermined address can be set arbitrarily.

[実施例] 以下図面を参照してこの発明の実施例について述べ
る。
Embodiment An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図はこの発明の実施例に係るサンプリング電子楽
器の全体回路構成を示す、図において、CPU1はマイクロ
コンピュータの中央処理装置であり、ROM2にストアされ
るプログラムに従ってこの電子楽器の各種動作を制御す
る。マイクロフォン3から入力される楽音信号はアンプ
4により増幅され、フィルタ5によってサンプリング周
波数の半分の周波数以上の周波数帯域成分がカットされ
てA/D変換器6に加えられる。CPU1よりのサンプリング
開始指示の下にA/D変換器6は、フィルタ5を経た一定
レベル以上の楽音信号入力を所定時間だけサンプリング
し、デジタル変換された波形データがRAM7におけるメモ
リM1に記憶される。
FIG. 1 shows the overall circuit configuration of a sampling electronic musical instrument according to an embodiment of the present invention. In the drawing, a CPU 1 is a central processing unit of a microcomputer and controls various operations of the electronic musical instrument according to a program stored in a ROM 2. I do. The tone signal input from the microphone 3 is amplified by the amplifier 4, the frequency band component equal to or higher than half the sampling frequency is cut off by the filter 5, and is added to the A / D converter 6. Under the sampling start instruction from the CPU 1, the A / D converter 6 samples the tone signal input through the filter 5 at a certain level or higher for a predetermined time, and the digitally converted waveform data is stored in the memory M1 in the RAM 7. .

操作子部8の操作子を操作するとCPU1の制御の下で、
メモリM1に記憶された全波形データが例えば液晶パネル
などから成る表示部9の表示画面9−1に波形表示され
る(第2図参照)。表示画面9−1には波形とともに、
点線L1、L2が表示されるが、この点線L1、L2はそれぞれ
メモリM1のアドレスA1、アドレスA2に対応しており、後
述するようなスペクトル抽出のためのディスクリート・
フーリエ変換(以下DFTと称する)を行う区間を表示す
るものである。
When the operator of the operator unit 8 is operated, under the control of the CPU 1,
The entire waveform data stored in the memory M1 is displayed as a waveform on the display screen 9-1 of the display unit 9 composed of, for example, a liquid crystal panel (see FIG. 2). The display screen 9-1 displays the waveform
Dotted lines L 1 and L 2 are displayed. These dotted lines L 1 and L 2 correspond to the addresses A 1 and A 2 of the memory M1, respectively, and are used for discrete extraction for spectrum extraction as described later.
The section for performing the Fourier transform (hereinafter referred to as DFT) is displayed.

操作子部8の操作によってDFT実行を行うと、CPU1に
よりメモリM1よりアドレスA1からアドレスA1−1までに
記憶された波形データが読み出され、CPU1の演算機能に
よって例えば矩形窓である窓関数に基づくDFTが実行さ
れる。このDFTの結果得られた振幅スペクトルおよび位
相スペクトルのデータ(この位相スペクトルのデータは
初期値データ)がメモリM2の所定のエリアにストアさ
れ、振幅スペクトルは表示部9の表示画面9−1におい
て第3図に示すように表示される。第3図において第2
図と同一の参照符号を付したものは同一機能を有するも
のであり、左端のスペクトルは波形データの直流成分を
示し、その右隣りのスペクトルはDFT区間を1周期と見
なした場合の基音(1次倍音)のスペクトルを示し、以
下順に各次数に対応する倍音のスペクトルを示す。
Doing DFT performed by the operation of the operator section 8, CPU1 waveform data stored in from the memory M1 from the address A 1 to the address A 1 -1 is read by, for example, a rectangular window by computing function of CPU1 window A function-based DFT is performed. The data of the amplitude spectrum and the phase spectrum obtained as a result of the DFT (the data of the phase spectrum is initial value data) is stored in a predetermined area of the memory M2, and the amplitude spectrum is stored in the display screen 9-1 of the display unit 9 on the display screen 9-1. It is displayed as shown in FIG. In FIG. 3, the second
Those denoted by the same reference numerals as those in the figure have the same function, and the spectrum at the left end shows the DC component of the waveform data, and the spectrum on the right side is the fundamental tone when the DFT section is regarded as one cycle ( The spectrum of the first harmonic is shown, and the spectrum of the harmonic corresponding to each order is shown below.

第4図は操作子部8における操作子の1種としての4
個のカーソルキーC1〜C4の、この楽器のパネル画(図示
しない)上の配置の1例を示す。カーソルキーCK1また
はカーソルキーCK2のオン操作によって、第2図に示し
た表示画面9−1上のカーソルC−2を左右に移動させ
ることによって、任意のDFT区間及び元波形と修正波形
との合成開始ポイント(後述)を設定することができ、
この区間を示すデータが、アドレスA1、アドレスA2とし
てRAM7におけるメモリM2の所定のエリアに記憶される。
またこのカーソルキーCK1とカーソルキーCK2のオン操作
によって、第3図に示した表示画面9−1上のカーソル
C−3を左右に移動させて、振幅値を修正させたい任意
のスペクトルを選択し、次にカーソルCK3とカーソルCK4
のオン操作によってその振幅値を表示画面9−1を見な
がら増大または減少させる。
FIG. 4 is a view showing a type 4 of the operation unit in the operation unit 8.
An example of the arrangement of the cursor keys C1 to C4 on a panel image (not shown) of the musical instrument is shown. By moving the cursor C-2 on the display screen 9-1 shown in FIG. 2 left and right by turning on the cursor key CK1 or the cursor key CK2, an arbitrary DFT section and the synthesis of the original waveform and the corrected waveform are performed. You can set a starting point (described below)
Data indicating this interval, the address A 1, is stored in a predetermined area of the memory M2 in RAM7 as the address A 2.
By turning on the cursor keys CK1 and CK2, the cursor C-3 on the display screen 9-1 shown in FIG. 3 is moved right and left to select an arbitrary spectrum whose amplitude value is to be corrected. Then cursor CK3 and cursor CK4
Is turned on to increase or decrease the amplitude value while viewing the display screen 9-1.

続いて操作子部8の操作によって逆ディスクリート・
フーリエ変換(以下IDFTと称する)の実行を指示する
と、CPU1における演算機能によってIDFTが実行され、先
に実行したDFTと同じ区間分だけの波形データが修正波
形データとしてメモリM2の所定のエリアにストアされ
る。
Subsequently, the reverse discrete /
When the execution of Fourier transform (hereinafter referred to as IDFT) is instructed, the IDFT is executed by the arithmetic function of CPU1, and the waveform data of the same section as that of the previously executed DFT is stored in a predetermined area of memory M2 as corrected waveform data. Is done.

ここで、メモリM2にストアする上記波形データの量子
化ノイズに対するSN比を上げるためには、メモリM2のビ
ット数を最大限度まで使用すればよく、波形データの振
幅の最大値mをサンプリングビット数から定まるサンプ
リング入力可能な信号レベルの最大値Vと一致させれば
よい。そのためには、上記IDFT実行後の波形データの振
幅の最大値mを一旦記憶しておき、各振幅スペクトルの
振幅値をV/m倍した上で、もう一度IDFTを実行する。
Here, in order to increase the SN ratio of the waveform data stored in the memory M2 with respect to the quantization noise, the number of bits of the memory M2 may be used to the maximum limit, and the maximum value m of the amplitude of the waveform data is determined by the number of sampling bits. And the maximum value V of the signal level at which sampling can be input determined from the above. For this purpose, the maximum value m of the amplitude of the waveform data after the execution of the IDFT is temporarily stored, the amplitude value of each amplitude spectrum is multiplied by V / m, and the IDFT is executed again.

上記IDFTの実行後の波形データを表示部9に表示させ
ると例えば第2図に示したように表示され、この表示さ
れた波形において、波形の先頭部から点線L1まではメモ
リM1にストアされている元波形データに対応するもので
あり、点線L1から点線L2までの区間は前述した修正波形
データに対応するものである。また、再生時はカーソル
C−2の位置は、上述したようにメモリM2にストアされ
たIDFT後の波形データをどのタイミングで読み出すか
(発音させるか)を決めるものであり、このカーソルC
−2の位置は操作子部8のカーソルキーCK1、CK2の操作
によって任意に設定できる。またこの位置はメモリM1の
アドレスA0と対応するものであり、この設定値はRAM7に
おけるメモリM3の所定のエリアにストアされる。さらに
このメモリM3には、CPU1がメモリM1、メモリM2より読み
出した波形データに対してエンベロープ処理を施すため
のエンベロープデータを始め楽音生成用の各種パラメー
タが予め記憶されているものとする。
Appears as shown in Figure 2 when the display example on the display unit 9 the waveform data after execution of the IDFT, in the displayed waveform, the beginning portion of the waveform to the dotted line L 1 is stored in the memory M1 and it is those corresponding to the original waveform data and, in the section from the dotted line L 1 to the dotted line L 2 corresponds to the corrected waveform data described above. At the time of reproduction, the position of the cursor C-2 determines at what timing the waveform data after IDFT stored in the memory M2 is read (whether to sound) as described above.
The position of -2 can be arbitrarily set by operating the cursor keys CK1 and CK2 of the operating section 8. Also this position is intended to correspond to the address A 0 of the memory M1, the setting value is stored in a predetermined area of the memory M3 in RAM 7. Further, it is assumed that various parameters for generating a musical tone, such as envelope data for performing envelope processing on waveform data read from the memories M1 and M2 by the CPU 1, are stored in the memory M3 in advance.

鍵盤10は演奏者が所望の音高を指定して演奏操作を行
うものであり、この演奏操作がなされると、CPU1はメモ
リM1、メモリM2に記憶した波形データを上記音高指定に
対応する速度で読み出す。
The keyboard 10 is used by a player to perform a performance operation by designating a desired pitch.When the performance operation is performed, the CPU 1 stores the waveform data stored in the memories M1 and M2 in accordance with the pitch specification. Read at speed.

CPU1はまずメモリM1に記憶された波形データを先頭ア
ドレスから前述したアドレスA0の1つ前、つまりアドレ
ス(A0−1)までを順次読み出し、この読み出された波
形データは、CPU1の制御の下で前述したエンベロープ処
理(例えば先頭アドレスからアドレス(A0−1)まで、
エンベロープ値のMAX値を乗算する)を受けた後、D/A変
換器11に加えられる。
CPU1 first before one of the addresses A 0 described above from the start address of waveform data stored in the memory M1, that is sequentially read up to the address (A 0 -1), the read waveform data is, control of the CPU1 (For example, from the start address to the address (A 0 -1),
After multiplying the envelope value by the MAX value, the signal is applied to the D / A converter 11.

またCPU1は続いて、メモリM1に記憶された波形データ
における前述したアドレスA0からアドレスA1の1つ前、
つまりアドレス(A1−1)までと、メモリM2に記憶され
た波形データにおける先頭アドレスからアドレス(A2
A1)までとを同時に読み出す。ここでメモリM1から読み
出された波形データはラッチ回路L1にラッチされ、メモ
リM2から読み出された波形データはラッチ回路L2にラッ
チされる。ラッチ回路L1及びL2からの波形データは夫々
乗算器12及び13に入力し、CPU1からの計数データにより
乗算された後、加算器14にて加算される。この乗算及び
加算処理については後述するが、一方の波形から他方の
波形へとクロスさせると共にエンベロープ波形データを
付加するためのものである。また、続いてCPU1は、メモ
リM2に記憶された波形データ(先頭アドレスからアドレ
スA2−A1)までを繰り返し読み出す。
The CPU1 is subsequently before one of the address A 0 described above in the waveform data stored in the memory M1 of the address A 1,
That address (A 1 -1) to the address from the start address of the waveform data stored in the memory M2 (A 2 -
A 1 ) and are read simultaneously. Here, the waveform data read from the memory M1 is latched by the latch circuit L1, and the waveform data read from the memory M2 is latched by the latch circuit L2. The waveform data from the latch circuits L1 and L2 are input to multipliers 12 and 13, respectively, multiplied by the count data from the CPU 1, and then added by the adder. The multiplication and addition processing will be described later, but is for crossing one waveform to the other and adding envelope waveform data. Further, subsequently CPU1 reads repeated (from the head address address A 2 -A 1) waveform data stored in the memory M2 to.

D/A変換器11にてアナログ変換された楽音信号は、フ
ィルタ15にて所定のフィルタリング処理がなされた後、
アンプ16、スピーカ17を経て楽音として放音される。
After the tone signal analog-converted by the D / A converter 11 is subjected to a predetermined filtering process by the filter 15,
The sound is emitted as a musical sound through the amplifier 16 and the speaker 17.

次に、上記構成の実施例の動作について、CPU1の制御
の下でなされるメモリM1およびメモリM2より読み出した
波形データに対する前記演算処理の動作を中心に述べ
る。
Next, the operation of the embodiment having the above configuration will be described focusing on the operation of the arithmetic processing on the waveform data read from the memories M1 and M2 under the control of the CPU 1.

メモリM1およびメモリM2からそれぞれ読み出された2
つの波形データに対して、乗算器12、13および加算器14
において次式に基づく演算処理がなされる。
2 read from memory M1 and memory M2 respectively
Multipliers 12, 13 and adder 14
The arithmetic processing is performed based on the following equation.

W(A)=E(t)W1(A)・(1−X(A)) +E(t)W2(A−A1)・X(A) ここで、W(A)はアドレスAにおけるエンベロープ
制御された波形データの値、W1(A)はメモリM1にスト
アされた元波形データのアドレスAにおける波形データ
の値、W2(A−A1)はメモリM2にストアされたIDFT実行
後の波形データの先頭アドレスを0としたときのアドレ
ス(A−A1)における波形データの値、X(A)は、 X(A)=(A−A0)/(A1−A0)ただしA0<A<A1 なる式で算出される値である。E(t)は、時間tにお
けるエンベロープデータである。ここで上記W2(A−
A1)において、A−A1は負の値となるが、負のアドレス
におけるW2の値は W2(−1)=W2(A2−A1−1) W2(−2)=W2(A2−A1−2) のようにループ状に定義するものとする。
W (A) = E (t) W 1 (A) · (1−X (A)) + E (t) W 2 (A−A 1 ) · X (A) where W (A) is the address A , W 1 (A) is the value of the waveform data at address A of the original waveform data stored in the memory M1, and W 2 (A−A 1 ) is the IDFT stored in the memory M2. address when the start address of waveform data after execution was 0 (a-a 1) the value of the waveform data in, X (a) is, X (a) = (a -a 0) / (a 1 -A 0 ) where A 0 <A <A 1 . E (t) is the envelope data at time t. Here, W 2 (A−
In A 1 ), A−A 1 is a negative value, but the value of W 2 at a negative address is W 2 (−1) = W 2 (A 2 −A 1 −1) W 2 (−2) = W 2 (A 2 −A 1-2 ) is defined as a loop.

なお、ここではX(A)を上記のように直線によって
表わしたが、一般にはX(A0)=0、X(A1)=1であ
るような関数であればよく、例えば のような式で算出される値でもよく、メモリM1、メモリ
M2からそれぞれ読み出された異なる波形データをクロス
フェードさせて、つまり一方のメモリM1から読み出した
元波形データを徐々にフェードアウトさせ、他方のメモ
リM2から読み出した修正波形データを徐々にフェードイ
ンさせることによって異なる2つの波形データを自然に
つなげるための処理がなされるのである。
Here, X (A) is represented by a straight line as described above. However, in general, any function can be used as long as X (A 0 ) = 0 and X (A 1 ) = 1. A value calculated by an equation such as
Cross-fading different waveform data read from M2, that is, gradually fade out the original waveform data read from one memory M1, and gradually fade in the corrected waveform data read from the other memory M2 Thus, a process for naturally connecting two different waveform data is performed.

通常、元波形データと修正波形データとをなめらかに
つなげたいときは、A0の位置をアタック部分に設定し、
元波形データのアタック部分を損ないたくないときは、
A0の位置をサスティン部分、リリース部分に設定すれば
よい。
Usually, when you want smoothly connect the corrected waveform data as the original waveform data, it sets the position of A 0 to the attack portion,
If you do not want to damage the attack part of the original waveform data,
Sustain part of the position of A 0, it may be set to release part.

このように上記実施例においては、サンプリングした
元波形データと、この元波形データの所定の区間をDFT
し、さらにスペクトルに修正を加えた上でIDFTして得た
修正波形データとをクロスフェードさせてつなぎ、この
IDFTして得た修正波形データをループさせて読み出する
ようにしている。つまり、異なる波形データをクロスフ
ェードさせたものをループさせて読み出しているのでは
なく、ループさせているのは修正波形データのみである
ので、ループ操作により2つの波形データによる干渉が
起こることがなく、不要な音のゆれが生じることがな
い。かつ元波形データの修正によって例えば高調波成分
をカットして音質を調整し、さらに必要に応じてSN比を
改善した修正波形データ、つまりループ操作に適した波
形データを得ることができるので、ループに適した波形
データを得るために長いサンプリング時間により大量の
波形データをメモリさせる必要がなく、したがってサン
プリング音を表わす波形データを記憶しておくためのメ
モリM1のメモリ容量が少なくて済む。
As described above, in the above embodiment, the sampled original waveform data and the predetermined section of the original waveform data are
After correcting the spectrum and cross-fading the corrected waveform data obtained by IDFT,
The modified waveform data obtained by IDFT is read out in a loop. In other words, different waveform data is not read out by cross-fading in a loop, but only the corrected waveform data is looped, so that the loop operation does not cause interference between the two waveform data. In addition, unnecessary sound fluctuation does not occur. In addition, by modifying the original waveform data, for example, adjusting the sound quality by cutting harmonic components, and further improving the S / N ratio if necessary, that is, the waveform data suitable for the loop operation can be obtained, so that the loop can be obtained. There is no need to store a large amount of waveform data due to a long sampling time in order to obtain waveform data suitable for the memory device. Therefore, the memory capacity of the memory M1 for storing waveform data representing a sampled sound can be reduced.

なお上記実施例では、メモリM1にストアした元波形デ
ータに対してDFTを実行し後、その振幅スペクトルのみ
の修正を行っているが、位相スペクトルを修正すること
も可能である。一般に、位相スペクトルを変化させる
と、各倍音の位相が変わることにより、元の波形データ
と修正後の波形データとを混合した場合、各倍音の振幅
が干渉によって増減して不要に変化してしまい、極端な
場合として、ある倍音の位相が元の波形と修正波形とで
反転してしまうとその倍音の振幅が打ち消し合って0に
なってしまうことがある。また位相が反転していなくて
も、位相のズレによって各倍音の振幅が不要な増減を生
じて音ゆれが発生してしまう。
In the above embodiment, after the DFT is performed on the original waveform data stored in the memory M1, only the amplitude spectrum is corrected, but the phase spectrum can be corrected. In general, when the phase spectrum is changed, the phase of each harmonic changes, and when the original waveform data and the corrected waveform data are mixed, the amplitude of each harmonic increases or decreases due to interference and changes unnecessarily. In an extreme case, if the phase of a certain harmonic is reversed between the original waveform and the corrected waveform, the amplitude of the harmonic may cancel each other and become zero. Further, even if the phase is not inverted, the amplitude of each overtone is unnecessarily increased or decreased due to the phase shift, thereby causing sound fluctuation.

しかし、位相スペクトルを適切に修正することによっ
て、例えば非整数次倍音の波形データをループさせる際
に有効となる。すなわち、例えば基本周期の10周期分を
ループさせるべき波形データとして設定すると、ループ
波形データは整数次倍音の他に1/10倍音、2/10倍音……
(N+n/10)倍音を含む。元合系データが例えば2.91倍
音を含んでいた場合は、これを2.9=(2+9/10)倍音
で置き換えても音質は殆ど変わらないと考えられる。ル
ープ区間の波形データに1度DFT処理を行うと、2.91倍
音は2.9倍音とその他の倍音に分解されるが、その他の
倍音は原理的には振幅スペクトルの修正によって除去で
きる。
However, by appropriately correcting the phase spectrum, it is effective, for example, when looping the waveform data of a non-integer harmonic. That is, for example, if 10 cycles of the basic cycle are set as the waveform data to be looped, the loop waveform data includes 1/10 harmonics, 2/10 harmonics in addition to the integer harmonics.
Includes (N + n / 10) harmonics. If the original combined data contains, for example, 2.91 harmonics, it is considered that the sound quality hardly changes even if the original combined data is replaced with 2.9 = (2 + 9/10) harmonics. When the DFT processing is performed once on the waveform data in the loop section, the 2.91 harmonic is decomposed into the 2.9 harmonic and other harmonics, but the other harmonics can be removed in principle by modifying the amplitude spectrum.

このようにしてアタック部分では2.91倍音、ループ区
間では2.9倍音という倍音の置き換えが可能となるが、
それでもやはり、ループ区間に入る部分で音質が変化し
てしまうため、上記実施例ではクロスフェードによる混
合を行ってこのような音質の変化を防止している。しか
しながら、2.91倍音と2.9倍音との違い(振動数の違
い)が2波形データのクロス部分で「うなり」を生じる
ことがあり、この発明の変形実施例として、位相スペク
トルをも修正することによりこの各倍音ごとの「うな
り」を最も小さくすることが考えられる。
In this way, it is possible to replace the overtone of 2.91 harmonics in the attack part and 2.9 harmonics in the loop section,
Nevertheless, since the sound quality is changed in the portion that enters the loop section, in the above-described embodiment, such a change in the sound quality is prevented by performing mixing by crossfading. However, the difference between the 2.91 harmonic and the 2.9 harmonic (difference in frequency) may cause a “buzz” at the cross portion of the two waveform data. As a modified embodiment of the present invention, the phase spectrum is also corrected by correcting the phase spectrum. It is conceivable to minimize the "beat" for each overtone.

また上記実施例では、元波形データに対してDFTを実
行して抽出したスペクトルを修正して、さらにIDFTを実
行した結果の波形データをメモリM2にストアしている
が、このIDFTを充分速く実行できる場合は、IDFTの処理
を楽音信号の発生時に、つまり演奏中にリアルタイムで
行うことができる。この場合にはメモリM2にはDFT実行
後のスペクトルのデータのみをストアしておけばよく、
IDFT実行後の波形データをメモリM2にストアしておく必
要がないので、メモリM2のメモリ容量が少なくて済む。
In the above embodiment, the spectrum extracted by performing DFT on the original waveform data is corrected, and the waveform data resulting from the execution of IDFT is stored in the memory M2. If possible, the IDFT processing can be performed in real time when a tone signal is generated, that is, during a performance. In this case, it is sufficient to store only the spectrum data after DFT execution in the memory M2,
Since it is not necessary to store the waveform data after execution of IDFT in the memory M2, the memory capacity of the memory M2 can be reduced.

さらに上記実施例では、元波形データに対してDFTを
実行し、さらにその結果に対してIDFTを実行している
が、このようなフーリエ変換あるいは逆フーリエ変換に
限らず、元の波形データからスペクトルを抽出し、さら
にこのスペクトル成分から元の波形データを生成し得る
演算方法であれば、他の種類の演算に基づく方法を実行
するようにしてもよい。
Further, in the above embodiment, the DFT is performed on the original waveform data, and the IDFT is further performed on the result. However, the present invention is not limited to such a Fourier transform or inverse Fourier transform, and a spectrum is obtained from the original waveform data. May be executed, as long as it is an arithmetic method that can generate the original waveform data from the spectral components.

なお上記実施例では、この発明を鍵盤楽器に適用して
いるが、この発明は、鍵盤楽器に限らず、電子弦楽器、
電子管楽器など全ての種類のサンプリング電子楽器に適
用可能である。
In the above embodiment, the present invention is applied to a keyboard instrument. However, the present invention is not limited to a keyboard instrument, and may be an electronic string instrument,
The present invention is applicable to all types of sampling electronic musical instruments such as electronic wind instruments.

[発明の効果] 以上述べたように請求項1記載の発明は、読出手段に
よって記憶手段のループスタートアドレスからループエ
ンドアドレスまでに記憶された波形データを読み出し
て、この読み出した波形データの有するスペクトルを第
1の演算手段によって抽出する。この抽出したスペクト
ルをスペクトル記憶手段に記憶し、更にこの記憶したス
ペクトルを修正手段によって修正する。この修正したス
ペクトルに基づいて第2の演算手段によって修正波形デ
ータを生成する。読出手段によって上記記憶手段の所定
アドレスから上記ループスタートアドレスの1つの前の
アドレスまでを読み出して、この読み出した波形データ
と上記第2の演算手段によって生成した修正波形データ
を合成手段によって、時間により変化する所定の比率で
互いに加算合成して合成波形データを生成する。上記読
出手段により上記記憶手段の先頭アドレスから上記所定
アドレスの1つ前のアドレスまでを読み出した波形デー
タに基づいて、更に、上記合成手段により生成した上記
合成データに基づいて、更に、上記第2の演算手段によ
り生成した修正波形データを繰り返して楽音を生成する
ようにした。
[Effect of the Invention] As described above, according to the first aspect of the present invention, the readout means reads out the waveform data stored from the loop start address to the loop end address of the storage means, and obtains the spectrum of the read waveform data. Is extracted by the first calculating means. The extracted spectrum is stored in the spectrum storage means, and the stored spectrum is corrected by the correction means. The corrected waveform data is generated by the second calculating means based on the corrected spectrum. The reading means reads out from the predetermined address in the storage means to the address immediately before the loop start address, and combines the read waveform data with the corrected waveform data generated by the second arithmetic means by the synthesizing means. The combined waveform data is generated by adding and synthesizing each other at a predetermined ratio that changes. Based on the waveform data read from the start address of the storage means to the address immediately before the predetermined address by the read means, and further based on the synthesized data generated by the synthesis means, The musical tone is generated by repeating the corrected waveform data generated by the calculating means.

したがって、サンプリング音を表わす波形データをル
ープ読出しして楽音を生成する際に、異なる波形データ
を混合して得られた波形データがループ読出しされるこ
とがないため、異なる波形データの干渉がループ周期に
よって繰り返えされ売ることに起因する不要な音ゆれが
発生しない。また、基波形データのスペクトルを修正し
て得た修正波形データをループ読出しして楽音を生成す
るのであるから、振幅スペクトルの修正によれば高調波
成分のカットなどによる音質の調整や、レベルの低い波
形データのレベルアップなどによるSN比の改善が図れる
他、さらに位相スペクトルをも修正することによって各
倍音ごとの「うなり」を小さくすることも可能なサンプ
リング装置が得られる。
Therefore, when a musical tone is generated by loop-reading waveform data representing a sampled sound to generate a tone, waveform data obtained by mixing different waveform data is not loop-read, so that interference of different waveform data causes a loop cycle. Unnecessary sound shaking due to repeated selling does not occur. In addition, since the corrected waveform data obtained by correcting the spectrum of the base waveform data is read out in a loop to generate a musical tone, according to the correction of the amplitude spectrum, the sound quality can be adjusted by cutting harmonic components, or the level can be adjusted. In addition to improving the S / N ratio by raising the level of low waveform data, a sampling device that can reduce the "beat" for each harmonic by further correcting the phase spectrum is obtained.

また請求項2記載の発明は上記第2の演算手段により
生成した修正波形データを記憶す修正波形データ記憶手
段をさらに有し、上記読出手段により上記記憶手段の所
定アドレスかループスタートアドレスの1つ前のアドレ
スまでを読み出した波形データと、上記修正波形データ
記憶手段より読み出した修正波形データとを、上記合成
手段によって、時間に変化する所定の比率で互いに加算
合成して合成波形データを生成するようにした。
Further, the invention according to claim 2 further comprises a corrected waveform data storage means for storing the corrected waveform data generated by the second arithmetic means, and one of the predetermined address or the loop start address of the storage means by the reading means. The waveform data read up to the previous address and the corrected waveform data read from the corrected waveform data storage unit are added and synthesized by the synthesizing unit at a predetermined ratio that changes with time to generate synthesized waveform data. I did it.

また請求項3記載の発明は、上記修正手段が、上記第
1の演算手段より抽出したスペクトルを表示する表示手
段を有するようにしたので、演奏者は、表示手段の表示
を眼で確認しながら、スペクトルの修正を容易に行うこ
とができる。
According to a third aspect of the present invention, the correction means has a display means for displaying the spectrum extracted by the first arithmetic means, so that the player can check the display on the display means with his / her eyes. , The spectrum can be easily corrected.

さらに請求項4記載の発明は、アドレス設定手段をさ
らに有し、上記ループスタートアドレスおよび上記ルー
プエンドアドレス、または上記所定アドレスの少なくも
いずれかを任意に設定し得るようにしたので、演奏者
は、記憶させた波形データおよび修正した修正波形デー
タを加算合成する区間を任意に設定でき、さらに修正波
形データをループさせる区間を任意に設定できるので、
所望の音色の楽音をより容易に得ることができる。
Further, the invention according to claim 4 further comprises address setting means, so that at least one of the loop start address and the loop end address or the predetermined address can be arbitrarily set. Since it is possible to arbitrarily set a section in which the stored waveform data and the corrected waveform data are added and synthesized, and further, it is possible to arbitrarily set a section in which the corrected waveform data is looped.
A desired tone can be obtained more easily.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

図面はこの発明の一実施例に係るサンプリング電子楽器
を説明するためのものであり、第1図はその全体回路構
成図、第2図は第1図における表示部9の表示画面9−
1に表示された波形データを示す図、第3図は同じく表
示画面9−1に表示された振幅スペクトルを示す図、第
4図は第1図における操作子部8におけるカーソルキー
CK1〜C4を示す図である。 1……CPU、3……マイクロフォン、6……A/D変換器、
8……操作子部、9……表示部、9−1……表示画面、
11……D/A変換器、12、13……乗算器、14……加算器、M
1、M2、M3……メモリ。
The drawings are for explaining a sampling electronic musical instrument according to one embodiment of the present invention, and FIG. 1 is a diagram showing the overall circuit configuration thereof, and FIG. 2 is a display screen 9- of the display unit 9 in FIG.
1 is a diagram showing waveform data displayed on FIG. 1, FIG. 3 is a diagram showing an amplitude spectrum also displayed on the display screen 9-1, and FIG. 4 is a cursor key on the operation unit 8 in FIG.
It is a figure showing CK1-C4. 1 ... CPU, 3 ... Microphone, 6 ... A / D converter,
8 ... operation part, 9 ... display part, 9-1 ... display screen,
11 D / A converter, 12, 13 Multiplier, 14 Adder, M
1, M2, M3 …… Memory.

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】サンプリング音を表わす波形データを記憶
する記憶手段を有し、この記憶手段の指定されるループ
スタートアドレスからループエンドアドレスまでに記憶
された上記波形データを読出手段によって繰り返し読み
出して、対応する楽音を生成するループ読出し機能を有
するサンプリング装置において、 上記読出手段によって、上記記憶手段の上記ループスタ
ートアドレスから上記ループエンドアドレスまでに記憶
された上記波形データを読み出して、この読み出した波
形データの有するスペクトルを演算により抽出する第1
の演算手段と、 この第1の演算手段により抽出したスペクトルを記憶す
るスペクトル記憶手段と、 このスペクトル記憶手段に記憶されたスペクトルを修正
する修正手段と、 この修正スペクトルにより修正されたスペクトルに基づ
いて修正波形データを演算によって生成する第2の演算
手段と、 上記読出手段によって上記記憶手段の所定アドレスから
上記ループスタートアドレスの1つ前のアドレスまでを
読み出して、この読み出した波形データと、上記第2の
演算手段によって生成した修正波形データとを時間によ
り変化する所定の比率で互いに加算合成いて合成波形デ
ータを生成する合成手段と、 上記読出手段により上記記憶手段の先頭アドレスから上
記所定アドレスの1つ前のアドレスまでを読み出した波
形データに基づく楽音を生成し、上記合成手段にて生成
した合成波形データに基づく楽音を生成し、上記第2の
演算手段にて生成された修正波形データを繰り返して楽
音生成を指示する楽音生成指示手段と、 を備えたことを特徴とするサンプリング装置。
1. A storage means for storing waveform data representing a sampling sound, wherein said waveform data stored from a loop start address to a loop end address specified by said storage means is repeatedly read by a reading means, In a sampling device having a loop reading function for generating a corresponding musical tone, the reading means reads the waveform data stored from the loop start address to the loop end address of the storage means, and reads the read waveform data. First to extract the spectrum possessed by
Calculating means, a spectrum storing means for storing the spectrum extracted by the first calculating means, a correcting means for correcting the spectrum stored in the spectrum storing means, and a spectrum corrected by the corrected spectrum. A second calculating means for generating corrected waveform data by calculation; and a read-out means for reading from a predetermined address in the storage means to an address immediately before the loop start address. A combination means for adding and synthesizing the corrected waveform data generated by the second arithmetic means at a predetermined ratio which changes with time to generate synthetic waveform data; Generates a tone based on the waveform data read out to the previous address. And a tone generation instruction means for generating a tone based on the synthesized waveform data generated by the synthesis means, and instructing a tone generation by repeating the corrected waveform data generated by the second arithmetic means. A sampling device characterized by the above-mentioned.
【請求項2】上記第2の演算手段によって生成された修
正波形データを記憶する修正波形データ記憶手段をさら
に有し、上記合成手段は、上記読出手段によって上記記
憶手段の所定アドレスからループスタートアドレスの1
つ前のアドレスまでを読み出した波形データと、上記修
正波形データ記憶手段より読み出した修正波形データと
を時間により変化する所定の比率で互いに加算合成して
合成波形データを生成するものであることを特徴とする
請求項1記載のサンプリング装置。
2. The apparatus according to claim 1, further comprising a modified waveform data storage means for storing the modified waveform data generated by said second arithmetic means, wherein said synthesizing means uses said read means to read a loop start address from a predetermined address of said storage means. Of 1
The combined waveform data generated by adding and synthesizing the waveform data read up to the previous address and the corrected waveform data read out from the corrected waveform data storage means at a predetermined ratio that changes with time are generated. The sampling device according to claim 1, wherein:
【請求項3】上記修正手段は、上記第1の演算手段によ
り抽出したスペクトルを表示する表示手段を有するもの
であることを特徴とする請求項1記載のサンプリング装
置。
3. The sampling apparatus according to claim 1, wherein said correction means has display means for displaying a spectrum extracted by said first calculation means.
【請求項4】上記サンプリング装置は、更に上記ループ
スタートアドレスおよび上記ループエンドアドレス、ま
たは上記所定アドレスの少なくともいずれかを任意に設
定し得るアドレス設定手段を有することを特徴とする請
求項1記載のサンプリング装置。
4. The apparatus according to claim 1, wherein said sampling device further comprises address setting means for arbitrarily setting at least one of said loop start address and said loop end address or said predetermined address. Sampling device.
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