乐音发生设备和乐音发生方法技术

乐音发生设备，通过恢复在乐音波形数据中失去的谐波分量，即使在低于取样频率的记录取样频率产生乐音波形数据，也能产生更真实的乐音。按低于记录取样频率的预定取样频率，按正方向，相移从音色数据存储器读出的乐音波形数据中包括的全部频率分量。用ＨＰＬ截去低于一半的记录取样频率的相移后的频率分量，用乘法器调节从中截去了频率分量的乐音波形数据的幅度。幅度调节过的乐音波形数据和读出的乐音波形数据加在一起。按相加结果产生乐音。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及乐音发生设备，读出在波形数据中取样并存储的乐音波形数据的方法，根据波形数据产生乐音的方法，和执行方法的程序。上述的常规波形表乐音发生器，有时在低于乐音发生器系统的原始取样频率的频率下，具体地说，是在低于从波形存储器读出乐音波形数据而产生乐音的频率下，取样乐音，以减少波形存储器的存储容量。以下，乐音发生器系统的原始取样频率叫做“取样频率”，而取样乐音产生乐音的频率叫做“记录取样频率”。注意，引入术语“记录取样频率”的意思不仅是指直接记录或取样乐音的频率，也指再取样已经取样的乐音的频率，即下载取样的频率。记录取样频率相当于秒单位时间(一秒钟)的乐音波形取样数(形成乐音波形数据的波形取样数)，因此，随着记录取样频率下降，存储的乐音波形数据减少。这就减少了存储乐音波形数据所需的波形存储器的数量。但是，按取样原则，记录取样频率确定再现乐音频率的上限(等于记取样频率的一半)，假设记录取样频率是16KHz，那么，再现乐音频率的上限是8KHz。换句话说，当保持低记录取样频率时，那么再现乐音就会失去它的高次谐波分量，造成再现乐音的质量损坏。为达到上述的目的，按本专利技术的第一方案，提供一种乐音发生设备，它包括波形存储器，它存储在低于乐音发生设备的原始取样频率的记录取样频率记录下，取样频率取样乐器的乐音而获得的乐音波形数据；乐音发生器，它在读出乐音波形数据的基础上产生乐音，乐音发生器包括移相器、幅度调节器和加法器，移相器，按低于一半记录取样频率的预定频率，按正方向，相移包括在读出乐音波形数据中的全部频率分量，幅度调节器调节由移相器移相的频率分量而形成的乐音波形数据的幅度，加法器把幅度调节过的乐音波形数据和读出的乐音波形数据加到一起。按本专利技术第一方案，从波形存储器读出的乐音波形数据中包括的全部频率分量按正方向或增大的方向，按低于一半记录取样频率的预定频率相移。截去相移后的频率中低于一半记录取样频率的频率。调节已截去频率分量后的乐音波形数据的幅度。幅度调节过的乐音波形数据加到读出的乐音波形数据。简单的说，在取样频率或低于一半取样频率的现存频率的基础上，能大致恢复在记录取样频率下取样乐器的乐音时失去的高于一半取样频率的频率分量。这就有可能产生更真实的乐音。移相器最好包括信号发生器，乘法器和截去器，信号发生器产生低于一半取样频率的预定频率的正弦波信号，乘法器用读出的乐音波形数据乘以所产生的正弦波信号，截去器截去乘以低于一半取样频率的频率所产生的乘积频率。取样的乐器的乐音最好有非线性的频谱。最好按取样乐音的乐器确定预定频率。乐音发生设备还包括选择器，选择器，它选择在幅度调节过的乐音波形数据加读出的乐音波形数据所产生的乐音波形数据的基础上产生乐音，或者，在幅度调节过的乐音波形数据不加读出的乐音波形数据所产生的乐音波形数据基础上产生乐音。选择器最好能在乐音有线性频谱的情况下操作，选择在幅度调节过的乐音波形数据加读出的乐音波形数据所产生的乐音波形数据的基础上产生的乐音。为了达到上述的目的，按本专利技术第二方案，提供乐音发生方法，包括从波形存储器读出乐音波形数据的步骤，波形存储器存储在低于产生乐音的取样频率的记录取样频率下，通过取样乐器的乐音所获得的乐音波形数据；乐音产生步骤，在读出乐音波形数据的基础上产生乐音，乐音产生步骤包括按低于一半记录取样频率的预定频率，按正方向，相移包括在读出乐音波形数据中的全部频率分量的步骤，调节用相移频率分量形成的乐音波形数据的幅度的步骤，幅度调节过的乐音波形数据和读出乐音波形数据加在一起的步骤，和在相加结果基础上产生乐音的步骤。为了达到上述的目的，按本专利技术第三方案，提供用计算机执行上述乐音产生方法的程序。按本专利技术第三方案，能达到按本专利技术第一方案相同的有利效果。通过以下结合附图的详细描述，本专利技术的上述的和其他的目的，特征，和优点将变得更清楚。图7A到7D是为了恢复失去的频率分量，取样的或现存的频率分量部分(2KHz到8KHz)进行信号处理所获得的结果的示意图，它们分别对应图6A到6D的频谱。首先参见附图说明图1，图1是应用本专利技术实施例的乐音发生设备的网状耳机的总配置框图。如图所示，控制部分1包括CPU，ROM，和RAM，CPU控制网状耳机的的总操作，ROM存储由CPU执行的控制程序，各种表数据，和RAM暂时存储用于显示呼入曲调的执行数据，例如，MIDI(乐器数字式界面)格式中的执行数据，各种输入信息，操作结果等等。连接到控制部分1的操作/输入部分2包括有10个键的键盘和输入各个信息段的操作件，显示部分3包括例如彩色液晶显示器(LCD)和发光二极管音频CODEC5把模拟音频信号转换成数字式信号，之后，压缩数字式信号，并逆向完全写出压缩的数字式音频信号，之后，完全写出的压缩数字式音频信号转换成模拟的音频信号。通信部分4调制从音频CODEC5输出的信号，之后，调制过的信号经天线7发送到中继站(没画)，并经天线7接收从中继站发送来的信号，并解码信号，解码后的信号输出到音频CODEC5，波形表乐音发生器6包括音色数据存储器(波形存储器)以后叫做乐音发生器6，它从音色数据存储器读出要求的乐音波形数据，并对乐音波形数据执行各种处理，以形成数字式乐音信号，之后，形成的数字式乐音信号用DAC(数字/模拟转换器)转换成模拟信号，然后输出模拟信号。连接到音频CODEC5的喇叭8将从音频CODEC5输出的模拟音频信号转换成声音，话筒9将声音转换成模拟音频信号。连接到波形表乐音发生器6的喇叭10将从波形表乐音发生器6输出的模拟乐音信号转换成声音。波形表乐音发生器6是本专利技术的主要特征，特别是用波形表乐音发生器6执行乐音发生处理是本专利技术的主要特征。执行乐音发生处理的前提是，必须在低于取样频率的记录取样频率取样乐音，以形成乐音波形数据，和将乐音波形数据寄存在音色数据存储器中。注意，如上所述，本实施例中引用的“取样频率”是指波形表乐音发生器6的原始取样频率，而“记录取样频率”是指将乐音取样以产生乐音波形数据的频率。而且，术语“记录取样频率”不只是包括直接记录或取样乐音的频率，还包括对已经取样的乐音再取样(下载已取样的乐音)的频率。以下将描述从取样乐音到将乐音波形数据寄存到音色数据存储器的顺序，即，音色数据存储器的配备工艺。图2显示出音色数据存储器配备工艺的流程图。该工艺在个人计算机上执行。如图所示，首先，进行乐音波形取样，即执行乐音取样(步骤S1)图3是描述步骤S1中的乐音波形取样操作的示意图。图3显示出用个人计算机100提取钹音波形样的方法。如图所示，首先，用棒打击钹，产生钹音，然后用话筒101将钹音转换成模拟乐音信号。用只通过不高于频率Wfs/2的频率分量的LPF(低通滤波器)102，从模拟乐音信号中除去高于频率Wfs/2的频率分量。除去高于频率Wfs/2的频率分量的原因是，在不能再现高于频率Wfs/2的频率的波形表乐音发生器6中不需要高于频率Wfs/2的频率。然后，用A/D转换器103在记录取样频率Wfs下操作，将从LPF102输出的信号转换成数字式乐音信号，之后，数字式乐音信号存储在存储器(例如，RAM)104中。当进行上述工艺超过预定的时间周期，例如，1秒钟时，相当于频率Wf的乐音波形取样数存储在存储器10本文档来自技高网...

【技术保护点】
乐音发生设备，包括： 波形存储器，它存储在低于乐音发生设备的原始取样频率的记录取样频率取样乐器乐音获得的乐音波形数据；和 乐音发生器，它在读出的乐音波形数据的基础上产生乐音； 其中，所述的乐音发生器包括： 移相器，它使包括在乐音波形数据中的全部频率分量按正方向相移低于一半记录取样频率的预定频率； 幅度调节器，它调节用所述的移相器相移频率分量形成的乐音波形数据的幅度；和 加法器，把幅度调节后的乐音波形数据和读出的乐音波形数据相加。

【技术特征摘要】
JP 2002-2-13 2002-0354051.乐音发生设备，包括波形存储器，它存储在低于乐音发生设备的原始取样频率的记录取样频率取样乐器乐音获得的乐音波形数据；和乐音发生器，它在读出的乐音波形数据的基础上产生乐音；其中，所述的乐音发生器包括移相器，它使包括在乐音波形数据中的全部频率分量按正方向相移低于一半记录取样频率的预定频率；幅度调节器，它调节用所述的移相器相移频率分量形成的乐音波形数据的幅度；和加法器，把幅度调节后的乐音波形数据和读出的乐音波形数据相加。2.按权利要求1的乐音发生设备，其中，所述的移相器包括信号发生器，它产生低于一半记录取样频率的预定频率的正弦波信号；乘法器使读出的乐音波形数据乘以产生的正弦波信号；截除器，截去低于一半记录取样频率的乘积的频率分量。3.按权利要求1的乐音发生设备，其中，取样的乐器的乐音有非线性的频谱。4.按权利要求1的乐音发生设备，其中，根据取样乐音的乐器确定预定的频率。5.按权利要求1的乐音发生设备还包括选择器，它选择是在幅度调节后的乐音波形数据和读出的乐音波形数据相加在一起形成的乐音波形数据基础上产生乐音，或者，在幅度调节后的乐音波形数据不加读出的乐音波形数据形成的乐音...

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