乐音数据产生方法、乐音合成方法及其设备技术

本发明专利技术涉及一种乐音数据产生方法、乐音合成方法及其设备。根据以下理解：通过乐器的现场演出而获得的波形数据中乐音元素（例如幅度和音高）的时间变化特征包括人类演奏者希望或可控的变化分量和人类演奏者不希望或不可控的变化分量，本发明专利技术允许彼此分离且独立地调整／控制两个分量，以便实现有效和高品质的控制。获得原始波形数据中的至少一个特定乐音元素的离散变化值列，并且根据时间常数因子，将获得的变化值列分离为相对较大时间常数的“涌浪”值列和相对较小时间常数的“波动”值列。彼此独立地可变控制“涌浪”值列和“波动”值列。按照这种方式，可以对包括在采样波形数据中例如幅度和音高的乐音元素执行高品质控制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种乐音数据产生方法及其设备以及一种乐音合成方法及其设备，适用于例如电子乐器和自动演奏设备的乐音产生设备中，以便能够进行包括在采样波形数据中的、例如幅度和音高的乐音元素的高品质控制。
技术介绍
所谓的采样器是公知的，其在存储器中存储乐音的采样波形数据并且使用存储器存储的波形数据作为电子乐器等的乐音源。在使用采样波形数据来合成乐音的情况下，当要再现乐音时，希望能够自由地控制/调整例如幅度和音高的乐音元素而不是简单地再现采样原始波形本身。作为一种设计用于改善乐音合成的技术，日本专利申请未审公开No.平-5-297866公开了当要对乐音信号进行采样并以PCM波形数据存储在存储器中时，对于包括在乐音信号中的波动(变化)分量，同时检测其频率和幅度并且存储在波动数据存储装置中。当要读取存储器存储的波形数据以便再现乐音信号时，也从波动数据存储装置中读取频率和幅度波动数据，然后根据频率和幅度波动数据来执行读取波形数据的频率和幅度调制，并且还控制这些调制的各自深度。然而，在No.平-5-297866公开中公开的技术只设置用于检测在PCM波形数据中的频率和幅度变化分量，作为波动分量，并且对检测到的变化分量执行调制和控制。此外，日本专利申请公开No.平-7-82336公开了检测每一个采样乐音信号的随时间变化的音高，并根据检测将指示乐音音高根据时间变化的音高包络信息存储到存储器中。在再现乐音中，通过对于音高包络信息执行插值以便适当地修改音高包络信息，来产生音高包络，并且根据产生的音高包络来设置要再现的乐音的音高。No.平-7-82336中公开的技术只设置用于检测并存储乐音音高本身在时间上的变化，并且对随时间变化的音高执行修改/控制，以便将修改/控制的音高用于乐音的再现。上述传统技术可以通过对在自然乐器上演奏的乐音进行采样来提供高品质的波形数据，并且还能够通过将例如音高和幅度的乐音元素在时间上的变化作为包络来进行检测和存储、然后控制这些在再现时间上的乐音元素包络，在一定程度上执行控制以便仿真乐音元素的自然变化。然而，如果仅仅如上所述的传统技术中所教授地提取并控制例如音高和幅度的乐音元素的包络，难以调整所演奏乐音的人类表现和程度。例如，如果使用表示在音高和幅度变化中出现的不同特征和习惯(倾向)的多个波形数据来多音地合成协奏乐音或和弦乐音，则在要合成的乐音之间的音高间隔发生巨大偏差，以使例如跑调演奏或个人乐音的幅度表现的乐音声音令人不希望地彼此不同。在这种情况下，传统技术不能有效地进行调整以消除不便。例如，可以设想，通过去除音高和幅度变化中出现的特征和习惯以便将音高和幅度转换为平坦特征，来多音地合成平坦特征的波形数据；然而，在这种情况下，合成的乐音是单调的，丧失了作为原声乐器乐音的个性。
技术实现思路
考虑到上述内容，本专利技术的目的是提供一种乐音数据产生方法及其设备和一种乐音合分量及其设备，允许包括在采样波形数据中的、例如幅度和音高的乐音元素的高品质控制。本专利技术的另一个目的是提供一种关于乐音数据产生方法和乐音合成方法的计算机程序，一种存储计算机程序的存储介质，以及一种存储新数据格式的乐音合成数据和按照新数据格式准备的乐音合成数据的存储介质。为了实现上述目的，本专利技术者提出一种思想，通过提取至少一个分量并且调整/控制提取的分量，注意到在通过人类演奏者的现场演出获得的波形数据中，例如幅度和音高的乐音元素的随时间变化的特征包括人类演奏者可控或希望的变化分量或人类演奏者不可控或不希望的变化分量，从而允许高效和高品质的控制。根据本专利技术的一个方案，本专利技术提供一种乐音数据产生方法，其中包括第一步骤，针对在原始波形数据中的至少一个特定乐音元素，获得离散变化值列(train)(即离散变化值的列)；以及第二步骤，按照时间常数因子，从变化值列中提取至少一个时间连续的分量值列。通过使用至少由第二步骤提取的分量值来表现特定乐音元素的变化值列。本专利技术的特征在于，根据认识到人类演奏者希望或可控的变化分量具有时间常数因子(或类时间常数因子)，按照时间常数因子从变化值列中提取至少一个时间连续分量值列。因此，可能数学地或定量地分析人类演奏者希望的或可控的变化分量或者人类演奏者不希望或不可控的变化分量。例如，按照时间常数因子从变化值列中提取至少一个时间连续分量值列的行为包括将变化值列根据时间常数因子分为两个时间连续分量列以便提取两个时间连续分量列。例如，可以从变化值列中提取并产生相对较大时间常数的变化分量，作为第一分量值列，而从变化值列中提取并产生相对较小的时间常数变化分量，作为第二分量值列。典型地，可以由根据适当平滑函数处理、低通滤波处理等来执行相对较大时间常数的变化分量的提取；在本说明书中，这些过礼通常被称为“平滑”。通过提取相对较大时间常数的这种变化分量，可以提取人类演奏者希望或可控的变化分量。在本说明书中，将相对较大时间常数的变化分量，即人类演奏者希望或可控的变化分量，称为“涌浪”(swell)。在实施例中，根据变化值列的平滑而产生的第一分量值列是“涌浪”值列。另一方面，可以认为相对较小时间常数的变化分量与人类演奏者不希望或不可控的变化分量相对应，这可以从第一分量值列的变化值列(即“涌浪”值列)中数学地产生，作为剩余值(或差值)。在后面将说明的实施例中，将相对较小时间常数的变化分量，即人类演奏者不希望或不可控的变化分量，称为“波动”。根据变化值列和第一分量值列(“涌浪”值列)之间的差值而产生的第二分量值列是“波动”值列。即，根据本专利技术的实施例，至少可以将例如幅度和音高的特定乐音元素的变化值列表现为不同时间常数特征的分离的第一和第二分量值列(“涌浪”和“波动”值列)。因此，在使用这些值列来执行乐音波形合成中，本专利技术可彼此独立地调整/控制第一和第二分量值列(即“涌浪”和“波动”值列)，从而能够执行高品质的控制。例如，在使用表示在音高和幅度变化中的不同特征或习惯(倾向)的多个波形数据来多音地合成协奏乐音或和弦乐音的情况下，根据需要可变地调整与人类演奏者希望或可控的变化分量相对应的第一分量值列(“涌浪”值列)，而实质上没有可变地控制与人类演奏者不希望或不可控的变化分量相对应的第二分量值列(“波动”值列)，因此可以容易地适当地执行很均衡的调整。即，在合成多个乐音中，本专利技术能够可变地控制个人乐音的表现和波动中的不均衡程度。此外，在整个乐音合成中，根据本专利技术实施例，对分离并提取作为“涌浪”和“波动”的变化分量进行的控制可以可变地控制新的(至今不存在的)乐音控制参数，例如合成乐音的表现的程度、专用于原声乐器的人类波动。从乐音合成的角度，本专利技术的乐音数据产生方法还包括第三步骤，至少参照数值和时间轴之一，可变地控制至少一个分量值列；第四步骤，根据由第三步骤可变地控制的分量值列，产生包括特定乐音元素的变化值列的乐音数据。根据本专利技术的另一个方案，提供了一种乐音合成方法，用于使用存储部分来合成乐音，该存储部分存储了根据时间常数因子从原始波形数据的一个特别乐音元素的变化值列中提取的至少一个分量值列。本专利技术的这种乐音合成方法包括第一步骤，根据希望的乐音产生时间长度，对于从存储部分读取的至少一个分量值列的时间轴执行在扩展或压缩控制，以便获得具有与希望乐音产生时间长度相对应本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种乐音数据产生方法，包括：第一步骤，针对原始波形数据中的至少一个特定乐音元素，获取离散变化值列；以及第二步骤，根据时间常数因子，从所述变化值列中提取至少一个时间顺序分量值列，其中至少使用由所述第二步骤提取的分量值列来表现特定乐音元素的变化值列。

【技术特征摘要】
JP 2004-10-18 2004-3032591.一种乐音数据产生方法，包括第一步骤，针对原始波形数据中的至少一个特定乐音元素，获取离散变化值列；以及第二步骤，根据时间常数因子，从所述变化值列中提取至少一个时间顺序分量值列，其中至少使用由所述第二步骤提取的分量值列来表现特定乐音元素的变化值列。2.根据权利要求1所述的乐音数据产生方法，其特征在于，所述第二步骤从变化值列中分离并至少提取不同时间常数特征的第一和第二分量值列，并且使用所述第一和第二分量值列的结合来表现特定乐音元素的变化值列。3.根据权利要求2所述的乐音数据产生方法，其特征在于，所述第二步骤根据变化值列的平滑来分离所述第一分量值列，并且根据变化值列和所述第一分量值列之间的算术运算来产生所述第二分量值列。4.根据权利要求1所述的乐音数据产生方法，还包括第三步骤，至少参照数值和时间轴之一，可变地控制至少一个所述分量值列；第四步骤，根据由所述第三可变地控制的分量值列，产生包括特定乐音元素的乐音数据。5.根据权利要求4所述的乐音数据产生方法，其特征在于，所述第四步骤包括步骤，根据由所述第三可变地控制的分量值列，产生特定乐音元素的变化值列；以及步骤，至少使用产生的变化值列，来产生包括特定乐音元素并且具有由所述第三步骤可变地控制的特征的所述乐音数据。6.根据权利要求1-5之中任意一个所述的乐音数据产生方法，其特征在于，所述至少一个特定乐音元素是原始波形数据的幅度。7.根据权利要求1-5之中任意一个所述的乐音数据产生方法，其特征在于，所述至少一个特定乐音元素是原始波形数据的音高。8.根据权利要求1-5之中任意一个所述的乐音数据产生方法，其特征在于，所述第一步骤将原始波形数据按照时间顺序划分为多个段，针对划分的每一段，确定对于特定乐音元素的代表值，并且根据各个段的代表值产生所述特定乐音元素的离散变化值列。9.一种利用存储部分来合成乐音的乐音合成方法，所述存储部分存储了根据时间常数因子从原始波形数据的一个特定乐音元素的变化值列中提取的至少一个分量值列，所述乐音合成方法包括第一步骤，根据希望的乐音产生时间长度，对于要从所述存储部分读取的至少一个所述分量值列的时间轴执行扩展或压缩控制，从而获得具有与希望乐音产生时间长度相对应的时间长度的分量值列；第二步骤，可变地控制从所述存储部分读取的或具有由所述第一步骤进行扩展/压缩控制的时间轴的至少一个所述分量值列的数值；第三步骤，根据从所述存储部分读取的、或是由所述第一步骤或所述第二步骤控制的至少一个...

【专利技术属性】
技术研发人员：黑田淳二，
申请(专利权)人：雅马哈株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]