专利名称：一种可扩展音色的波表合成系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及运用在移动平台上的MIDI波表合成领域，具体地说，是涉及一种可扩展音色的波表合成系统。
背景技术：
手机是如今发展非常迅速的一个领域，人们已经不能满足手机仅仅作为一个普通的通话装置，希望手机可以是一个完全的手持多媒体平台，比如在铃声方面，已经完成了单一铃声向多和弦铃声的过渡，现在正逐步从FM合成方式向波表合成方式过渡。由于现在的手机CPU的处理速度还很慢，无法用软件实现波表合成的算法，所以能够内涵波表合成、数摸转换和放大模块的芯片就成了理想的选择。由于应用于手机上，所以此类芯片成本和体积受到了严格的限制，这就导致了芯片内部的波表库不能做得很大，只能放大标准MIDI所规定的几种重点音色的采样，如果放入标准MIDI规定的所有128种音色和47种打击乐，那么每个音色的采样就会非常小，这样会严重影响合成效果。
而且，由于波表库大小的限制，芯片只能在标准MIDI所规定的音色中有选择的支持，对于像二胡、古筝这样的民族乐器就不能支持了。这样我们国家那么优秀的古典乐曲就无法展现，这不能不说是一种遗憾。
其实，同样的问题也存在于其他的波表合成领域，只不过在手机等手持设备上显得尤为突出。
实用新型内容本实用新型的目的是为了提供一种可扩展音色的波表合成系统，该系统可以使波表库得以扩展，可以根据用户的需要合成出音符，达到灵活合成的目的。
为达到上述目的，本实用新型提供方案如下一种可扩展音色的波表合成系统，包括接收MIDI消息的消息分析模块、波表库模块、波表合成模块；本实用新型所述的波表库模块包括主波表库单元及扩展波表库单元；
消息分析模块对MIDI消息的音色信息进行分析判断，根据判断结果从主波表库单元(4)或者扩展波表库单元(5)中获取采样数据的属性信息，并把该参数信息发给波表合成模块(3)；波表合成模块(3)根据接收到的所述参数信息从主波表库单元(4)或者扩展波表库单元(5)中提取波表采样信息进行合成。
其中，本实用新型所述的消息分析模块对MIDI消息的音色信息进行分析判断并确定该音色所对应的波表采样是在主波表库单元还是在扩展波表库单元中，消息分析模块根据判断结果从主波表库单元或者扩展波表库单元中获取采样数据的属性信息，并把与这个采样相关的参数进行运算，得到包括地址信息在内的相关参数信息，然后发给波表合成模块，波表合成模块根据接收到的相关参数信息从主波表库单元或者扩展波表库单元中提取波表采样信息并进行合成。
本实用新型所述的消息分析模块中包含音色映射算法单元。
本实用新型所述的波表合成模块中包含包络曲线生成单元和波形生成单元(7)；波形生成单元(7)根据波表合成模块(3)接收的相关参数信息生成波形，包络曲线生成单元(6)根据波表合成模块(3)接收的相关参数信息生成包络曲线，用所述包络曲线对波形生成单元(7)所产生的波形进行调幅；其中，当波表合成模块接收到从波表库模块传来的包括地址信息在内的相关参数信息后，波表合成模块中的包络曲线生成单元根据得到的相关参数信息生成包络曲线，波表合成模块中的波形生成单元根据得到的相关参数信息从波表库模块中提取出所需要的波表采样信息，再辅以其他参数对采样进行调频生成波形，用包络曲线对波形生成单元所产生的波形进行调幅操作，完成这个音符的合成工作。
本实用新型所述的波表合成系统中，主波表库单元与扩展波表库单元统一编址，波表合成模块完全根据信息分析模块发送来的波表采样的地址信息从主波表库单元或者扩展波表库单元中提取波表采样信息进行合成。
本实用新型所述的波表合成系统中，主波表库单元与扩展波表库单元分开编址，波表合成单元中增加波表库选择单元，消息分析模块将从波表库模块中获取的采样数据的属性信息进行相关参数运算，发给波表库选择单元，波表库选择单元将波表库选择信息发给波形生成单元，波形生成单元根据波表库选择信息选择主波表库单元(或者扩展波表库单元来读取相关采样数据信息。
本实用新型所述的主波表库单元是一个只读的波表库单元，可以存放标准MIDI规定的所有128种音色和47种打击乐。
本实用新型所述的扩展波表库单元是一个可读写的波表库单元，根据所要合成的MIDI文件的具体情况，可以从外界载入其它波表数据。
本实用新型所述的扩展波表库单元从外界载入的波表采样可以只是一些具有代表性的采样数据，其他的采样则通过对这些具有代表性采样数据调频得到。
与现有技术相比，本实用新型的优点在于本实用新型的扩展波表库单元是对主波表库单元的一个有效补充，这样系统的主波表库单元就可以放入比较常用的音色的波表，而扩展波表库单元中可以根据所要合成MIDI文件的具体情况，从外界载入其它波表数据，这样就使得系统非常灵活。像二胡、古筝等民族乐器就可以轻而易举的表现出来。
本实用新型的目的、特点及优点将结合实施例，参照附图作进一步的说明。
图1是本实用新型所述系统的主要结构框图；图2，是二胡的一个五段波表的采样。
具体实施方式
参照附图，图1是本实用新型所述系统的主要结构框图。
一种可扩展音色的波表合成系统，包括接收到MIDI消息消息分析模块1、波表库模块2、波表合成模块3；本实用新型所述的波表库合成模块2包括主波表库单元4及扩展波表库单元5；本实用新型所述的消息分析模块1对MIDI消息的音色信息进行分析判断并确定该音色所对应的波表采样是在主波表库单元4还是在扩展波表库单元5中，消息分析模块1根据判断结果从主波表库单元4或者扩展波表库单元5中获取采样数据的属性信息，并把与这个采样相关的参数进行运算，得到包括地址信息在内的相关参数信息，然后发给波表合成模块3，波表合成模块3根据接收到的相关参数信息从主波表库单元4或者扩展波表库单元5中提取波表采样信息并进行合成。
本实用新型所述的消息分析模块1中包含音色映射算法单元9。
本实用新型所述的波表合成模块3中包含包络曲线生成单元6、波形生成单元7，当波表合成模块3接收到从波表库模块2传来的包括地址信息在内的相关参数信息后，波表合成模块3中的包络曲线生成单元6根据得到的相关参数信息生成包络曲线，波表合成模块3中的波形生成单元7根据得到的相关参数信息从波表库模块2中提取出所需要的波表采样信息，再辅以其他参数对采样进行调频生成波形，用包络曲线对波形生成单元7所产生的波形进行调幅操作，完成这个音符的合成工作。
本实用新型所述的波表合成系统中，主波表库单元4与扩展波表库单元5统一编址，波表合成模块3完全根据信息分析模块1发送来的波表采样的地址信息从主波表库单元4或者扩展波表库单元5中提取波表采样信息进行合成。
本实用新型所述的主波表库单元4与扩展波表库单元5分开编址，波表合成单元3中增加波表库选择单元8，消息分析模块1将从波表库模块2中获取的采样数据的属性信息进行相关参数运算，发给波表库选择单元8，波表库选择单元8将波表库选择信息发给波形生成单元7，波形生成单元7根据波表库选择信息选择主波表库单元4或者扩展波表库单元5来读取相关采样数据信息。
本实用新型所述的主波表库单元4是一个只读的波表库单元，可以存放标准MIDI规定的所有128种音色和47种打击乐。
本实用新型所述的扩展波表库单元5是一个可读写的波表库单元，根据所要合成的MIDI文件的具体情况，可以从外界载入其它波表数据。
本实用新型所述的扩展波表库单元5从外界载入的波表采样可以只是一些具有代表性的采样数据，其他的采样则通过对这些具有代表性采样数据调频得到。
这里提到的消息分析模块，增加了对音色映射消息的支持。我们以MIDI消息为例，MIDI文件中有这样的一段十六进制代码00 C0 00 00 90 64 70 55 80 6470，第一部分00 C0 00表示这段MIDI数据纪录的是一首钢琴演奏的乐曲。第三个字节00就是钢琴在标准MIDI里的代码。第二部分00 90 64 70表示此时钢琴要开始演奏第64号音符。类似于现实的钢琴演奏中，演奏者此时开始按下相应的琴键。第三部分55 80 64 70表示在00 90 64 70发生之后的第55个单位时间时，开始结束第64号音符的演奏。类似于演奏者在此时松开琴键。
在这里我们可以把MIDI带的音色消息部分扩展一个字节，如果增加的这个字节高位是1，例如00 C0 00 80，那么就表示0号音色要用主波表库单元中的采样来合成。如果增加的这个字节高位是0，例如00 C0 00 02，表示0号这个音色要扩展波表库单元中的2号音色上去。于是接下来的消息00 90 64 70 5580 64 70就不表示音色0号的一个音符了，而表现的是扩展波表库单元的2号音色。
参照图2，表示二胡的一个五段波表的采样。
由于波表库是要与乐曲文件组成一个文件发送的，所以要尽量减小波表库的大小。其中一个方法就是从波表库取出多余的波表采样数据。标准MIDI对每个音色都规定的128个音符，一般的波表库并没有把全部128音符的真实采样数据都储存下来，而是选择了具有代表性一些音符的波表采样。如果要合成其他音符时，就用这些采样中的某一进调频。例如一个二胡的波表库保存了五段波表采样，分别是二胡在演奏40，66，82，96，110音符时的采样数据。在波表库的参数里规定，0-60之间的音色用采样1合成，61-60之间的音色用采样2合成，71-90之间的音色用采样3合成，91-100之间的音色用采样4合成，101-127之间的音色用采样5合成。如果要合成音符73，那么就要对采样3进行调频，把频率从音符82调到73。这样用五个采样就可以代表二胡的全部128个音符。但是，如果要发布的二胡乐曲所有音符都在70-90之间，那么波表库中只储存一个采样3就可以了，这样既可以删除其他采样数据来减小波表库的大小。
另一种减小波表库的方法是把波表采样数据进行压缩，然后在放入系统的扩展波表库之前还原被压缩的波表库。
此外还有其他的方法可以减小波表库的大小这里就不赘述了。
本实用新型所述的一种可扩展音色的波表合成系统，并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型之领域，对于熟悉本领域的人员而言可容易地实现另外的优点和进行修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念的精神和范围的情况下，本实用新型并不限于特定的细节、代表性的设备和这里示出与描述的图示示例。
权利要求1.一种可扩展音色的波表合成系统，包括接收MIDI消息的消息分析模块(1)、波表库模块(2)、波表合成模块(3)；其特征在于所述的波表库模块(2)包括主波表库单元(4)及扩展波表库单元(5)；消息分析模块(1)对MIDI消息的音色信息进行分析判断，根据判断结果从主波表库单元(4)或者扩展波表库单元(5)中获取采样数据的属性信息，并把该参数信息发给波表合成模块(3)；波表合成模块(3)根据接收到的所述参数信息从主波表库单元(4)或者扩展波表库单元(5)中提取波表采样信息进行合成。
2.根据权利要求1所述的波表合成系统，其特征在于消息分析模块(1)中包含音色映射算法单元。
3.根据权利要求1所述的波表合成系统，其特征在于波表合成模块(3)中包含包络曲线生成单元(6)和波形生成单元(7)；波形生成单元(7)根据波表合成模块(3)接收的相关参数信息生成波形，包络曲线生成单元(6)根据波表合成模块(3)接收的相关参数信息生成包络曲线，用所述包络曲线对波形生成单元(7)所产生的波形进行调幅。
4.根据权利要求1所述的波表合成系统，其特征在于主波表库单元(4)与扩展波表库单元(5)统一编址，波表合成模块(3)完全根据信息分析模块(1)发送来的波表采样的地址信息从主波表库单元(4)或者扩展波表库单元(5)中提取波表采样信息进行合成。
5.根据权利要求1所述的波表合成系统，其特征在于主波表库单元(4)与扩展波表库单元(5)分开编址，波表合成单元(3)中增加波表库选择单元(8)，消息分析模块(1)将从波表库模块(2)中获取的采样数据的属性信息进行相关参数运算，发给波表库选择单元(8)，波表库选择单元(8)将波表库选择信息发给波形生成单元(7)，波形生成单元(7)根据波表库选择信息选择主波表库单元(4)或者扩展波表库单元(5)来读取相关采样数据信息。
6.根据权利要求1所述的波表合成系统，其特征在于主波表库单元(4)是一个只读的波表库单元，可以存放标准MIDI规定的所有128种音色和47种打个只读的波表库单元，可以存放标准MIDI规定的所有128种音色和47种打击乐。
7.根据权利要求1所述的波表合成系统，其特征在于扩展波表库单元(5)是一个可读写的波表库单元，根据所要合成的MIDI文件的具体情况，可以从外界载入其它波表数据。
8.根据权利要求6所述的波表合成系统，其特征在于扩展波表库单元(5)从外界载入的波表采样可以只是一些具有代表性的采样数据，其他的采样则通过对这些具有代表性采样数据调频得到。
专利摘要本实用新型的波表合成系统包括消息分析模块(1)、波表库模块(2)、波表合成模块(3)；所述的波表库合成模块(2)包括主波表库单元(4)及扩展波表库单元(5)。消息分析模块(1)对MIDI消息进行分析判断并确定其所对应的波表采样是在主波表库单元(4)还是在扩展波表库单元(5)中，消息分析模块(1)根据判断结果从主波表库单元(4)或者扩展波表库单元(5)中获取采样数据的属性信息，并把与这个采样相关的参数进行运算，得到包括地址信息在内的相关参数信息，然后发给波表合成模块(3)，波表合成模块(3)根据接收到的相关参数信息从主波表库单元(4)或者扩展波表库单元(5)中提取波表采样信息并进行合成。
文档编号G10H7/00GK2689391SQ20032012467
公开日2005年3月30日 申请日期2003年11月28日 优先权日2003年11月28日
发明者张韵东, 赵原 申请人:北京中星微电子有限公司