乐音合成设备和方法

专利名称：乐音合成设备和方法
技术领域：
本发明大体上涉及乐音合成设备和方法，根据存储在波形存储器等中的波形样本数据来合成乐音、语音或其他所需声音，及其程序。更具体地，本发明涉及一种乐音合成设备和方法，用于合成其波形在持续部分中根据音量等级信息(或“力度强弱值(dynamics value)”信息)发生变化的高品质乐音，及其程序。此外，本发明涉及一种乐音合成设备和方法，用于根据颤音(vibrato)或涉及持续部分中的音高移位(pitch shift)的其他表演风格来合成乐音波形，从而使波形根据音量等级信息(力度强弱值)而变化，及其程序。
背景技术：
基于所谓的“波形存储器读出”方法的乐音合成设备是公知的，其中将通过所需编码技术(如PCM(脉冲码调制)、DPCM(差分PCM)或ADPCM(自适应差分PCM))编码的波形样本数据预先存储在波形存储器中，并通过以与所需乐音音高相对应的速率读取出预先存储的波形样本数据，来合成乐音。利用这种乐音合成设备，传统上，按照与音高移位因素(如多种音高、音高范围或音高调制量)的对应关系，或按照与音量等级变化因素(如力度强弱、速度或手法)的对应关系，针对每个乐器名或音色类型(例如，“钢琴”或“小提琴”)预先存储不同的波形。在这种情况下，根据在再现演奏期间所检测到的音高移位因素或音量等级变化因素，选择预先存储的波形中最佳的一个，从而合成高品质的乐音。在日本专利公开No.2580761和2970438中公开了这种乐音合成设备的示例。
此外，当按照音高调制表演风格来再现与给定音符相对应的乐音时，如颤音或弯音表演风格等，乐音的音高在乐音的可听再现期间连续变化，传统乐音合成设备的典型示例通过根据实时输入的音高调制信息来调制非音高调制波形的音高来合成乐音。此外，日本专利申请未审公开No.HEI-11-167382、2000-56773、2000-122664和2001-100757公开了一种实现高品质乐音合成的技术，从根据自然乐器的实际演奏进行采样的连续颤音调制波形的一个颤音循环范围的离散点中提取出多个波形(即，波形段)，然后将这样提取出的波形存储为模板波形。在再现时，所公开的技术按照重复(或“循环”)的方式，顺序读出模板波形，并对读出的模板波形进行交叉衰落合成，从而再现高品质的颤音表演风格波形。
上述No.2580761或2970438专利公开所公开的现有技术设备在通过根据表示与表达控制、速度控制等相对应的等级变化量的力度强弱信息在预先存储的波形样本数据之间进行切换，来顺序选择要使用的波形数据的同时，对乐音进行合成。但是，在通过根据上述力度强弱信息在预先存储的波形样本之间信息切换，来顺序选择要使用的波形数据的同时，对乐音进行合成的过程中，即使是对于乐音的持续部分(或持续乐音部分)，波形样本数据切换也倾向于非常频繁地发生，因为现有技术设备恒定地获取力度强弱信息，以进行波形样本数据切换。如果如现有技术那样，波形样本数据切换非常频繁地发生，则倾向于发生快速波形变化，虽然再现的是乐音的持续部分，也可能不利地给人以不稳定的印象。此外，尽管通常对波形进行内插算术运算以吸收这种快速波形变化，频繁的波形切换将给内插算术运算带来较大的负担。
此外，上述每一个均能实现高品质乐音合成的专利公开No.HEI-11-167382、2000-56773、2000-122664和2001-100757品质中所公开的现有技术设备不允许在乐音合成期间所需的时刻根据输入力度强弱信息来修改或改变乐音特性。

发明内容
考虑到上述问题，本发明的目的是提供一种语音合成设备和方法及其程序，能够响应于输入力度强弱值，来执行针对乐音的持续部分的乐音合成处理，减小控制部分的负担。本发明还希望提供一种乐音合成设备和方法及其程序，能够在合成乐音波形、随时间改变音高以及反映如颤音、弯音等表演风格的特性时，根据输入力度强弱值，按照音色也精细变化的方式，以高品质特性，可变地控制乐音的特性。本发明还希望提供一种乐音合成设备和方法及其程序，能够高品质地执行颤音深度控制。
根据本发明的第一方面，提出了一种改进的乐音合成设备，包括存储部分，与力度强弱值相关联地存储有持续乐音的波形数据集合；获取部分，在要产生持续乐音时，以预定的时间间隔，间歇地获取用于控制要产生的持续乐音的力度强弱值；以及乐音产生部分，从所述存储部分中获取与由所述获取部分获取的力度强弱值相对应的波形数据集合，并根据所获取的波形数据集合，产生持续乐音的乐音波形。
根据本发明，当要产生与乐音的持续部分(即持续乐音部分)相对应的范围内的乐音时，以预定的时间间隔间歇地获取力度强弱值，并从与力度强弱值相关联地预先存储了持续乐音的波形数据集合的存储部分中选择与每个所获取的力度强弱值相对应的、持续乐音的波形数据集合。对根据以预定的时间间隔间歇地获取的力度强弱值而选择的波形数据集合进行合成，以产生与持续乐音部分相对应的范围内的语音波形。因为根据力度强弱值，以预定的时间间隔间歇地从多个预先存储的持续乐音的波形数据集合中获取要使用的波形数据，并利用所获取的波形数据来合成乐音，不仅可以以减小的对控制部分的负担，根据输入力度强弱值，对持续乐音部分执行乐音合成处理，而且可以根据输入力度强弱值，可变地控制乐音特性。按照这种方式，本发明可以合成忠实地再现了持续乐音部分中的音色变化(类似于通过颤音表演风格获取的那样)的高品质乐音。
根据本发明的第二方面，提出了一种改进的乐音合成设备，包括存储部分，在与力度强弱值相关联地存储有多个单元，每个单元包括与不同音高移位相对应的多个波形数据集合；力度强弱值获取部分，以预定的时间间隔，间歇地获取用于控制要产生的乐音的力度强弱值；音高调制信息获取部分，获取用于控制要产生的乐音的音高调制的音高调制信息；以及乐音产生部分，从所述存储部分中选择与由所述获取部分获取的力度强弱值相对应的单元，从所选择的单元中获取与由所述音高调制信息获取部分获取的音高调制信息相对应的波形数据集合，并根据所获取的波形数据集合，产生乐音波形。
利用从每一个均包括与不同音高移位相对应的多个波形数据集合的多个单元中的一个中获取与所获取的音高调制信息相对应的波形数据，并根据所获取的波形数据产生乐音波形的结构，本发明能够按照音色也精细变化的方式，以高品质特性，合成其音高随时间变化的乐音波形，类似于颤音或弯音等。
根据本发明的第三方面，提出了一种改进的乐音合成设备，包括存储部分，与力度强弱值相关联地存储有多个单元，每个单元包括多个波形数据集合，所述波形数据集合用于实现使音高随时间变化的特性；获取部分，当要产生具有使音高随时间变化的特性的乐音时，获取用于控制要产生的乐音的力度强弱值；以及乐音产生部分，从所述存储部分中获取与由所述获取部分获取的力度强弱值相对应的单元的波形数据集合，并根据所获取的波形数据集合，产生具有使音高随时间变化的特性的乐音波形。因为根据与所获取的力度强弱值相对应的单元的波形数据集合来产生乐音波形，本发明能够按照音色也精细变化的方式，以高品质特性，合成其音高随时间变化的乐音波形，类似于颤音或弯音等。
根据本发明的第四方面，提出了一种改进乐音合成设备，包括存储部分，存储有包括多个波形数据集合的单元，所述波形数据集合用于实现使音高随时间变化的颤音特性；获取部分，获取用于控制颤音深度的深度控制信息；乐音产生部分，从所述存储部分中获取单元的多个波形数据集合，并根据所获取的单元的多个波形数据集合和由所述获取部分获取的深度控制信息，产生具有颤音特性的乐音波形，当根据所获取的深度控制信息，执行减小颤音深度的控制时，所述乐音产生部分产生乐音波形，而不使用单元的多个波形数据集合中与较大音高移位相对应的波形数据。即，产生已经根据深度控制信息进行了控制的乐音波形，从而减小颤音深度，而不使用单元的多个波形数据集合中与较大音高移位相对应的波形数据。按照这种方式，能够高品质地控制颤音深度。
即，本发明的特征在于根据所获取的力度强弱值信息，从预先存储的多种不同音色的波形数据集合中选择要使用的波形数据，并利用所选择的波形数据来合成乐音。因此，当要对乐音的持续部分执行与输入力度强弱值相对应的乐音合成时，本发明不仅可以避免快速波形变化，实现波形稳定化，而且可以通过极大地减小了控制部分的负担的乐音合成处理，确保乐音特性在乐音合成过程中的可控性。结果，本发明能够合成忠实地再现了持续乐音部分中的音色变化(类似于通过颤音表演风格获取的那样)的高品质乐音。
不仅可以作为上述设备发明也可以作为方法发明来构建和实现本发明。同样，可以将本发明构建和实现为由如计算机或DSP等处理器执行的软件程序以及用于存储这种软件程序的存储介质。此外，用在本发明中的处理器可以包括具有以硬件构建的专用逻辑的专用处理器，更不必说能够运行所需软件程序的计算机或其他通用型处理器。
下面，将对本发明的实施例进行描述，但应当清楚，本发明并不局限于所描述的实施例，在不偏离基本原理的前提下，对本发明的多种修改都是可能的。因此，本发明的范围仅由所附权利要求确定。


为了更好地理解本发明的目的和其他特征，下面，将参照附图，对优选实施例进行详细的描述，其中图1是示出了可应用根据本发明实施例的乐音合成设备的电子乐器的典型硬件设置的方框图；图2是用于解释乐音合成设备的乐音合成功能的功能方框图；图3是示出了存储在数据库中且可应用于乐音的持续部分的波形数据的概念图，其中(a)示出了数据库的数据结构，以及(b)～(d)示出了多个单元的示例；图4是示出了正常力度强弱主体合成处理的示例操作顺序的流程图；
图5是用于解释通过正常力度强弱主体合成处理而执行的乐音合成过程的细节的示意图；图6是示出了手动颤音(或弯音)主体合成处理的示例操作顺序的流程图；图7是用于解释通过手动颤音(或弯音)主体合成处理而执行的乐音合成过程的细节的示意图；图8是示出了自动颤音主体合成处理的示例操作顺序的流程图；图9是用于解释自动颤音主体合成处理中处理颤音速度的过程的示意图；以及图10是用于解释自动颤音主体合成处理中处理颤音深度的过程的示意图。
具体实施例方式
图1是示出了可应用根据本发明实施例的乐音合成设备的电子乐器的典型硬件设置的方框图。这里所示的电子乐器具有乐音合成功能，用于基于根据人类演奏者对演奏操作单元5的操作的演奏进程而提供的性能信息(例如，演奏事件数据、如音符开事件和音符关事件数据等、以及多种控制数据、如力度强弱信息、音高事件信息、颤音速度信息和颤音深度信息等)，电子产生乐音，并基于根据演奏进程而顺序提供的预先创建的演奏信息，自动产生乐音。此外，在执行上述乐音合成功能的过程中，语音合成设备针对乐音的持续部分(也称为“主体部分(body portion)”)，根据包括在演奏信息中的力度强弱，选择要全新使用的波形样本数据(此后，简称为“波形数据”)，并根据所选择的波形数据，合成乐音，从而能高品质地再现尤其是弯音表演风格或颤音表演风格的乐音，作为持续部分的乐音(即，持续乐音部分)。对持续乐音部分的这种乐音合成处理包括作为乐音合成处理的第一实施例的“正常力度强弱主体合成处理(normal dynamics bodysynthesis processing)”(将参照图4和5进行描述)、作为乐音合成处理的第二实施例的“手动颤音主体合成处理(manual vibrato bodysynthesis processing)”(将参照图6和7进行描述)、作为乐音合成处理的第三实施例的“自动颤音主体合成处理(auto vibratosynthesis processing)”(将参照图8到10进行描述)等。稍后，将参照相应的附图对这些实施例进行描述。
尽管采用了下面将要描述的乐音合成设备的电子乐器可以包括除了这里所描述的之外的其他硬件，稍后将结合只使用了所需最少资源的请求进行描述。下面，将采用利用了被称为“AEM(发音元件建模)”的乐音波形控制技术的乐音发生器(所谓的“AEM乐音发生器”)来描述电子乐器。AEM技术倾向于执行现实主义的再现和多种表演风格的再现控制等，基于多种表演风格或与多种自然乐器有关的发音，忠实地表达音色变化，作为与涉及多种乐器的表演风格相对应的波形数据，将与多种表演风格相对应的整个波形(此后称为“表演风格模块”)预先存储在每个单独乐音的局部部分中，如起奏部、释放部、持续乐音部分或接头部等，然后，按照时间串行地组合多个预先存储的表演风格模块，从而形成一个或多个连续乐音。
利用计算机来实现如图1所示的电子乐器，其中计算机通过执行相应的预定程序(软件)来执行用于实现上述乐音合成功能的多种“乐音合成处理”(参见图4～10)。当然，这些处理也可以通过由DSP(数字信号处理器)执行的微程序来实现，而不是这种计算机硬件。或者，所述处理也可以通过具有离散电路或集成电路或大规模集成电路的专用硬件设备来实现。
在图1的电子乐器中，在包括微处理器单元(CPU)1、只读存储器(ROM)2和随机存取存储器(RAM)3的微型计算机的控制下，执行各种操作。CPU 1控制整个电子乐器的行为。ROM 2、RAM 3、外部存储设备4、演奏操作单元5、面板操作单元6、显示设备7、乐音发生器8和接口9通过通信总线(如数据和地址总线)1D与CPU 1相连。同样与CPU 1相连的是用于对多种时间进行计数的定时器1A，例如，针对定时器中断处理的信号中断定时。即，定时器1A产生用于对时间间隔进行计数或设置根据所给定的乐曲数据自动演奏乐曲的演奏节拍的节拍时钟脉冲(tempo clock pulse)。节拍时钟脉冲的频率是可调的，例如，通过面板操作单元6的节拍设置开关。将定时器1A产生的这种节拍时钟脉冲提供给CPU 1，作为处理定时指令或作为中断指令。CPU 1根据这种指令执行多种处理。
ROM 2在其中存储要由CPU 1执行的多种程序，并且还作为波形存储器在其中存储多种数据，如波形数据(例如，表示具有根据颤音表演风格等的音色变化的波形、具有朴实音色的波形等)。RAM 3用作工作存储器，用于临时存储在CPU 1执行预定程序时所产生的多种数据，以及作为用于存储当前正在执行的程序和与当前正在执行的程序相关的数据的存储器。将RAM 3的预定地址区域分配给多种功能，并用作多种寄存器、标记、表格、存储器等。外部存储设备4用于存储多种数据，如要用作自动演奏的基础的演奏信息和与表演风格相对应的波形数据、以及要由CPU 1执行或查阅的多种控制程序，如“乐音合成处理”(参见图4、6和8)。当特定的控制程序未预先存储在ROM 2中时，可以将控制程序预先存储在外部存储设备(例如，硬盘设备)4中，从而通过将控制程序从外部存储设备4读入RAM 3中，允许CPU 1按照与将预定控制程序存储在ROM 2中的情况完全相同的方式进行操作。这种结构有利于控制程序的版本更新、新控制程序的添加等。外部存储设备4可以包括除了硬盘(HD)以外的多种可拆卸型外部记录介质，如软盘(FD)、致密盘(CD-ROM或CD-RAM)、磁光盘(MO)和数字通用盘(DVD)。或者，外部存储设备4可以包括半导体存储器。
例如，演奏操作单元5是键盘形式的，包括可操作用于选择要产生的乐音的音高的多个键和与键对应设置的键开关。此演奏操作单元5不仅可以用于基于人类演奏者的手动演奏操作的手动音高演奏，而且可以用作用于选择要自动演奏的所需预存储演奏信息的输入装置。显而易见的是，演奏操作单元5可以不是键盘型的，如其上设置有乐音-音高-选择线的琴颈状操作单元。面板操作单元6包括多种操作器，如演奏信息选择开关，用于选择要自动演奏的所需演奏信息；以及设置开关，用于设置用于演奏的多种演奏参数，如音色和音效。不必说，面板操作单元6也可以包括数字键盘，用于输入用于选择、设置和控制用于演奏的音高、音色、音效等的数字值数据；键盘，用于输入文本或字符数据；鼠标，用于操作指针，以指定显示在显示设备7上的多个屏幕中的所需位置；以及多种其他操作器。例如，显示设备7包括液晶显示器(LCD)、CRT(阴极射线管)等，不仅响应于对应开关的操作，显示多种屏幕，而且还显示多种信息，如演奏信息和波形数据，并控制CPU 1的状态。人类演奏者可以参考显示在显示设备7上的多种信息，容易地设置用于演奏的多种演奏参数，以及选择要自动演奏的乐曲。
能够在多个乐音产生信道中同时产生乐音信号的乐音发生器8接收通过通信总线1D提供的演奏信息，合成乐音，并根据接收到的演奏信息，产生乐音信号。即，从ROM 2或外部存储设备4中读取出包括在演奏信息中的力度强弱信息相对应的波形数据，通过总线1D，将读取出的波形数据传递给乐音发生器8，并根据需要进行缓冲。然后，乐音发生器8以预定的输出采样频率输出缓冲的波形数据。由未示出的音效电路(例如，DSP(数字信号处理器))对由乐音发生器8产生的乐音信号进行预定的数字处理，然后，将已经进行了数字处理的乐音信号提供给用于可听再现或发声的声音系统8A。
接口9(例如MIDI接口或通信接口)用于在电子乐器和外部演奏信息产生设备(未示出)之间通信多种信息。MIDI接口用于将MIDI标准的演奏信息从外部演奏信息产生设备(在这种情况下，其他MIDI设备等)输入到电子乐器中，或将MIDI标准的演奏信息从电子乐器输出到其他MIDI设备中。其他MIDI设备可以是任何所需的类型的(或操作类型的)，如键盘型、吉他型、管乐器型、打击乐器型或手势型，只要其能够响应于设备用户的操作产生MIDI格式的数据。通信接口与有线或无线通信网络(未示出)相连，如LAN、因特网、电话线网络等，通过所述网络，通信接口与外部演奏信息产生设备(例如，服务器计算机)相连。因此，通信接口用于将多种信息从服务器计算器输入到电子乐器中，如控制信息和演奏信息等。即，在特定的信息未存储在ROM 2、外部存储设备4等中的情况下，通信接口用于从服务器计算机下载特定的信息，如特定的控制信息或演奏信息等。在这种情况下，作为“客户端”的电子乐器通过通信接口和通信网络，发送请求服务器计算机下载特定信息(如特定控制程序或演奏信息)的命令。响应于来自客户端的命令，服务器计算机通过通信网络，将所请求的信息传递给电子乐器。电子乐器通过通信接口接收特定的信息，并将其累积地存储到外部存储设备4等中。按照这种方式，完成特定信息的必要下载。
应当注意，在接口9是MIDI接口形式的情况下，该MIDI接口可以通过通用接口而不是专用MIDI接口来实现，如RS232-C、USB(通用串行总线)或IEEE1394，在这种情况下，可以同时通信除MIDI事件数据以外的其他数据。在将上述通用接口用作MIDI接口的情况下，可以设计与电子乐器相连的其他MIDI设备通信除MIDI事件数据以外的其他数据。当然，本发明中所处理的演奏信息可以是除MIDI格式以外的任何其他数据格式，在这种情况下，可以构造MIDI接口和其他MIDI设备，以符合所使用的数据格式。
图1所示的电子乐器具有乐音合成功能，能够根据响应于演奏操作单元5的人类演奏者的操作而产生的演奏信息或预先准备的SMF(标准MIDI文件)等的演奏信息，连续产生乐音。同样，在执行乐音合成功能的过程中，电子乐器基于根据演奏操作单元5的人类演奏者的操作的演奏进程而提供的演奏信息中所包括的力度强弱信息(或由音序器(sequencer)等顺序提供的演奏信息)，选择最新用于持续乐音部分的波形数据，然后，根据所选择的波形数据，合成乐音。所以，以下段落参照图2，对图1所示的电子乐器的乐音合成功能进行了概述。图2是用于解释乐音合成设备的乐音合成功能的功能方框图，其中箭头表示数据流。
当开始执行乐音合成功能时，从输入部分J2向表演风格合成部分J3顺序提供演奏信息。输入部分J2包括演奏操作单元5，响应于人类演奏员的演奏操作，产生演奏信息；以及音序器(未示出)，根据演奏进程，提供预先存储在ROM 2等中的演奏信息。由输入部分J2提供的演奏信息至少包括演奏事件数据(如音符开事件数据和音符关事件数据(以下，将这些事件数据统称为“音符信息”))和控制数据(如颤音速度数据和颤音深度数据)。即，通过输入部分J2输入的力度强弱信息包括基于演奏操作单元5上的演奏操作实时产生的信息(响应于按键而产生的接触后传感器输出数据)和基于预先存储或编程的自动演奏信息的信息。在接收到演奏事件数据、控制数据等时，表演风格合成部分J3产生“表演风格信息”，包括乐音合成所需的多种信息，例如，通过与音符信息相对应地将乐音分割为多个局部部分，如起奏部、持续乐音部分(或主体部分)和释放部，并识别持续乐音部分的开始事件，并对接收到的控制数据进行转换。在该时间段内，表演风格合成部分J3查阅位于数据库(波形存储器)J1中的数据表，选择要与输入力度强弱信息和音高信息相对应地应用于持续乐音部分的稍后描述的“单元”，然后，将表示所选单元的信息添加到表演风格信息上。乐音合成部分J4根据由表演风格合成部分J3产生的“表演风格信息”，从数据库J1中读取出波形数据(稍后描述为正常单元、颤音单元等)，然后根据读取出的波形数据，执行乐音合成，从而输出乐音。即，乐音合成单元J4在根据“表演风格信息”在波形数据之间进行切换的同时，进行乐音合成。
接下来，参考图3，对存储在上述数据库(波形存储器)J1中并应用于持续乐音部分的波形数据的数据结构进行描述。更具体地，图3中的(a)是示出了数据库J1的数据结构的概念图，以及图3中的(b)～(d)是示出了以单元为单位存储在数据库J1中的波形数据的示例的概念图。
在数据库J1中，作为单元，存储了要应用于持续乐音部分的波形数据集合以及与波形数据集合有关的数据。每一个单元是能够在乐音合成处理期间作为数据块进行处理的波形单位。如图3中的(a)所示，各个“单元”与力度强弱值相关联，并且针对每个乐音音高，存储一组这样的单元(为了便于图示，在附图中，只示出了乐音音高“C3”、“D3”和“E3”)。假设针对多种音色(即，如钢琴等乐器的音色)中的每一种，与35个不同的乐音音高(音阶符(scale note))相关联地存储每一个与20个不同的力度强弱值相关联的单元，即，针对可以个根据音色信息进行选择的每种音色，在整个数据库J1中，存储了针对该音色的总共700(35×20)个单元。即使对于相同的乐音音高，也可以使与不同力度强弱值相对应的单元表现出具有不同音色特性的乐音波形(即，不同波形形状的乐音波形)。应当注意，可以与两个或多个乐音音高的组(例如，C3和C#3)相对应地存储这些单元，而不是针对每种乐音音高(音阶符)进行存储。
此外，与应用于持续乐音部分的多种表演风格(如正常、颤音或弯音表演风格)相关联地，即与稍后将进行描述的“乐音合成处理”的多种实施例相关联地，使用不同的波形数据集合(将参照图4～10进行描述)。例如，在与实现不随时间变化的朴实的音色特性的普通或正常表演风格相对应的“正常力度强弱主体合成处理”中(参见图4和5)，使用其中如图3中的(b)所示地记录一个循环的波形数据集合的“单元”(以下，将此单元称为“正常单元”)。这里，如上所述，针对相同的音色以及针对与多种力度强弱值相关联的多种乐音曲调中的每一个，预先存储每一个均表示一个循环的波形的这种正常单元。在这种情况下，即使重复地读取出与相同力度强弱值相对应的正常单元的波形数据集合，音色也不会随时间变化，并且表现出“朴实”的音色特性。但是，如果力度强弱值不同，则改变要使用的正常单元，从而使音色根据正常单元的变化也发生精细的变化。
在与自动颤音表演风格相对应的“自动颤音主体合成处理”中(参见图8到10)，使用其中如图3中的(c)所示地、针对一个颤音周期或循环、记录多个循环(或多个部分)的波形数据集合的“单元”(以下，将这种波形数据称为“颤音赋予波形数据”，将此单元称为“颤音单元”)。图3中的(c)示出了一个颤音循环中的n个循环(或n个部分)的波形数据集合。颤音单元的波形数据的音色在一个颤音循环中随时间发生精细或复杂的变化(类似于原始颤音波形)，当然，n个循环(或部分)中的每一个的波形音高也随时间发生变化(波动)。颤音单元中的n个循环(或n个部分)的波形数据可以由原始波形中的连续波形数据或非连续波形数据得到。为了有效使用颤音单元中的各个波形数据，包含原始波形的音高移位，将音高信息(音高移位信息)附加到颤音单元的每个波形数据上。针对相同的音色(例如，诸如小提琴的颤音表演风格等的表演风格音色)，以及针对多种乐音音高中的每一个，与多个力度强弱值相关联地预先存储这种颤音单元，如上所述。
此外，在与手动颤音(或弯音)表演风格相对应的“手动颤音(或弯音)主体合成处理”中(参见图6和7)，如图3中的(d)所示，与一个力度强弱值相对应地存储与多个(m个)音高移位(例如，音程值的变化)相对应的多个单元(波形数据集合)。例如，与对应于给定音色的一个乐音音高(音符)的一个力度强弱值相关联地，将与-50到+50音程范围内的多级(例如，以10音程为间隔)音高移位相对应且包含无音高移位(零音程)的波形数据在内的波形数据集合存储为单独的“单元”。在这种情况下，每个单元均具有附加到波形数据集合上的音高信息(音高移位信息)，从而能够容易地搜索出或选择与指定音高移位相对应的一个单元(单循环波形)。作为“手动颤音(或弯音)主体合成处理”的波形数据，可以使用“自动颤音主体合成处理”的波形数据(即，上述颤音单元的数据)，而无需存储如图3中的(d)所示的专用波形数据。在这种情况下，进行设置，以参考附加到如图3中的(c)所示的“颤音单元”的各个单循环波形数据上的音高信息(音高移位信息)，提取与所需音高移位相对应的波形数据。
应当注意，正常单元的波形数据集合并不局限于一个循环的波形，也可以包括两个或多个循环的波形，或者少于一个循环的波形，如可以将1/2个循环存储为正常单元的波形数据，如本领域传统上已知那样。类似地，手动颤音(或弯音)的波形数据集合并不局限于一个循环的波形。此外，颤音单元的波形数据集合可以覆盖多个颤音循环而不是一个颤音循环；或者，可以覆盖少于一个颤音循环，如1/2个颤音循环。
除了波形数据以外，针对每个“单元”，存储在数据库J1中的数据组是原始波形数据的力度强弱值、音高信息(即，表示原始音高的信息和表示相对于原始音高的音高移位的信息)和其他信息。此外，在记录了覆盖一个颤音循环的全部波形数据的“颤音单元”中，记录有诸如单元的长度、平均功率值等信息，作为所述一个颤音循环的信息。可以作为“数据表”，总体管理这种数据组。在颤音单元中，如上所述，将音高信息(音高移位信息)附加到单独的波形数据上，从而能够搜索出与所需的音高移位相对应的波形数据。
接下来，将对利用存储在上述数据库J1中的单元来产生持续乐音部分的乐音合成处理的几个实施例进行描述。
首先，将参照图4和5，对利用根据力度强弱信息而选择的正常单元来产生乐音的“正常力度强弱主体合成处理”进行描述。图4是示出了“正常力度强弱主体合成处理”的示例操作顺序的流程图，是由电子乐器中的CPU 1，响应于在演奏开始的同时开始计数时间的定时器所输出的时间计数，例如，每隔1ms，执行的中断处理。以被指定为响应于人类演奏者的操作或响应于演奏信息等，合成具有“正常力度强弱主体”的特性的乐音的持续部分的模式，执行“正常力度强弱主体合成处理”。应当注意，通过并未示出的起奏部波形合成处理分离地产生乐音的起奏部的波形。在起奏部波形合成处理之后，执行“正常力度强弱主体合成处理”。
在步骤S1，确定当前正在合成的波形是否已经到达起奏部的末尾，或者在当前合成的波形到达起奏部的末尾之后，是否已经达到与预定时间间隔(例如，25ms的时间间隔)之间的边界相对应的时间。如果当前合成的波形尚未到达起奏部的末尾，或者如果尚未达到预定时间间隔(例如，25ms的时间间隔)之间的边界(步骤S1的否确定)，图4所示的正常力度强弱主体合成处理结束，在下次中断定时之前，不再执行。即，在起奏部结束之前，根据起奏部的波形数据，合成起奏部的乐音，实质上并不执行正常力度强弱主体合成处理。类似地，对于其产生定时并不处于起奏部之后的、25ms时间间隔之间的边界处的持续乐音部分，正常力度强弱主体合成处理的实质执行等待到下一中断定时，而不执行步骤S3的读出新正常单元的操作。因此，在该时间段中，并不进行响应于输入力度强弱值的波形数据切换。另一方面，如果当前合成的波形已经到达起奏部的末尾或者已经达到与预定时间间隔(例如，25ms的时间间隔)之间的边界相对应的时间(步骤S1的是确定)，则在步骤S2，获取当前最后输入的力度强弱值。“输入力度强弱值”是由按照前述方式输入的力度强弱信息表示的数值。在步骤S3，根据先前获取的音符信息和所获取的输入力度强弱值，查阅数据库，以便从数据库中选择对应的正常单元，并根据所选择的正常单元，产生表演风格信息。即，在起奏部的末尾，获取最后输入的力度强弱值，选择与所获取的输入力度强弱值相对应的正常单元，以产生表演风格信息。在步骤S4，根据所产生的表演风格信息，合成乐音。即，设置“正常力度强弱主体合成处理”，在紧接在起奏部之后开始的持续乐音部分的乐音合成过程中，每隔预定的时间(25ms)，产生与持续乐音部分相对应的表演风格信息，在该时间段中，选择与所获取的输入力度强弱值相对应的正式单元的波形数据集合，并根据基于所选择的波形数据集合而产生的表演风格信息，合成乐音。
现在，将参照图5，解释上述“正常力度强弱主体合成处理”(图4)的乐音合成过程。图5是用于解释通过上述“正常力度强弱主体合成处理”而执行的乐音合成过程的细节的示意图。图5中的(a)示意性地示出了输入力度强弱值随时间的变化，图5中的(b)示意性地示出了与力度强弱值相关联地存储在数据库中的正常单元，以及图5中的(c)示意性地示出了以25ms的预定时间间隔，根据输入力度强弱值而选择的正常单元的时间序列组合。在图5所示的示例中，假设要产生与音高C3相对应的乐音，并且在形成起奏部的波形之前，已经获取了要产生的音高“C3”的音符信息。
例如，起奏部的末尾发生在时刻a，获取在该时刻输入的力度强弱值，根据已经获取的音符信息(即，乐音音高“C3”)和新获取的输入力度强弱值，从针对音高(C3)存储在数据库中的多个正常单元(A～F、…)中选择一个正式单元B，从而产生表演风格信息。然后，根据所产生的表演风格信息，重复读出正常单元B的波形数据集合，以产生持续部分的乐音波形。在该时间段中，可以在前一起奏部的末尾的波形与随后的正常单元B的波形之间，根据需要，执行交叉衰落合成；这种交叉衰落合成实现了波形之间的平滑切换。然后，当在时刻b，达到预定时间间隔(25ms的时间间隔)之间的边界时，获取在该时刻输入的力度强弱值，根据已经获取的音符信息(即，乐音音高“C3”)和新获取的输入力度强弱值，从针对音高(C3)存储在数据库中的多个正常单元(A～F、…)中选择与新获取的输入力度强弱值相对应的一个正式单元E，从而产生表演风格信息。然后，根据所产生的表演风格信息，重复读出正常单元E的波形数据集合，以产生持续部分的乐音波形。在该时间段中，可以在前一正式单元B的波形与随后的正常单元E的波形之间，根据需要，执行交叉衰落合成。然后，当在时刻c，达到预定时间间隔(25ms的时间间隔)之间的另一边界时，获取在该时刻输入的力度强弱值，根据已经获取的音符信息(即，乐音音高“C3”)和新获取的输入力度强弱值，从针对音高(C3)存储在数据库中的多个正常单元(A～F、…)中选择与新获取的输入力度强弱值相对应的一个正式单元D，从而产生表演风格信息。然后，根据所产生的表演风格信息，重复读出正常单元D的波形数据集合，以产生持续部分的乐音波形。在该时间段中，可以在前一正式单元E的波形与随后的正常单元D的波形之间，根据需要，执行交叉衰落合成。按照前述方式，设置“正常力度强弱主体合成处理”，以便在每隔预定时间(25ms)，根据力度强弱信息，彼此切换要使用的正式单元的同时，合成持续部分的乐音。执行交叉衰落合成的时间段并不局限于25ms，也可以比25ms更短或更长。
接下来，将参照图6和7，对通过根据力度强弱信息与音高弯音信息的组合选择波形，来产生代表颤音或弯音表演风格的持续部分的乐音的“手动颤音(或弯音)主体合成处理”进行描述。图6是示出了“手动颤音(弯音)主体合成处理”的示例操作顺序的流程图，也是由电子乐器中的CPU 1，响应于演奏的开始，例如，每隔1ms，执行的中断处理。以被指定为响应于人类演奏者的操作或响应于演奏信息等，合成具有“手动颤音(或弯音)主体”的特性的乐音的持续部分的模式，执行“手动颤音(或弯音)主体合成处理”。应当注意，通过并未示出的起奏部波形合成处理分离地产生乐音的起奏部的波形。在起奏部波形合成处理之后，执行“手动颤音(或弯音)主体合成处理”。在“手动颤音(或弯音)主体合成处理”中，通过音符信息来指定要产生的乐音的音高(音符)，响应于人类演奏者对音高调制操作器(如滚轮)的操作实时输入音高调制信息。
在图6的步骤S11，执行实质上类似于图4的步骤S1的操作，除了每隔50ms的时间间隔进行确定以外。在接下来的步骤S12，与步骤S2一样，获取当前最后的输入力度强弱值。即，在起奏部的末尾，首先获取最后的输入力度强弱值，然后，每隔50ms顺序获取。在接下来的步骤S13，根据先前获取的音符信息和新获取的输入力度强弱值，从数据库中选择弯音单元(或颤音单元)组。在步骤S14，根据当前输入的(实时)音高调制信息，从待选弯音单元(或颤音单元的一部分)中选择一个弯音单元(或颤音单元中的(局部)部分的波形数据)，并对所选择的弯音单元或波形数据进行处理，以产生表演风格信息。所选弯音单元或波形数据的处理可以包括音高调整处理。即，如果预先并未存储其音高移位与由输入(实时)音高调制信息所指定的音高移位相一致的弯音单元(或颤音单元中的部分的波形数据)，则选择音高移位最接近所指定的音高移位的弯音单元(或颤音单元中的部分的波形数据)，并调整所选择的弯音单元(或波形数据)的乐音合成音高(即，波形数据读出地址产生定时)，从而可以获取由输入(实时)音高调制信息指定的音高移位。在按照前述方式产生所需的表演风格信息之后，在步骤S15，根据所产生的表演风格信息，合成乐音。在这种情况下，优选的是，在单元切换前后的波形之间执行交叉衰落，从而能够平滑地进行波形切换。应当注意，在图6所示的示例中，仅在步骤S11做出是确定时，执行步骤S14和S15的操作一次，并以与获取输入力度强弱值相同的时间间隔，执行输入音高调制信息的获取。但是，本发明并不局限于此；例如，可以以1ms或其他合适的时间间隔，恒定地检查输入音高调制信息的变化，从而能够随时执行其音高响应于输入音高移位调制而变化的乐音合成。在这种情况下，当在起奏部结束之后，在图6所示的示例中尚未到达预定50ms时间间隔之间的边界时，可以修改步骤S11的操作，从而检查输入音高调制信息是否发生变化，并可以修改操作次序，从而如果输入音高调制信息已经变化，则执行步骤S14的操作。
接下来，将参照图7，解释通过“手动颤音(弯音)主体合成处理”(图6)而执行的乐音合成过程。图7是用于解释通过“手动颤音(弯音)主体合成处理”而执行的乐音合成过程的细节的示意图。图7中的(a)示意性地示出了由音高调制信息指定的弯音量的时间变化，图7中的(b)示意性地示出了与输入力度强弱值相关联地从数据库中选择的弯音单元组(或颤音单元中的多个波形数据组)以及附加到所选择的弯音单元组(或所选波形数据组)上的音高移位信息，以及图7中的(c)示意性地示出了根据音高调制信息和每隔50ms的预定时间间隔而获取的输入力度强弱值而选择的弯音单元(颤音单元中的波形数据集合)的时间串行组合。
假设时刻t1是起奏部的末尾发生、或在起奏部结束之后预定时间间隔(50ms的时间间隔)之间的边界发生的时刻，获取最后的输入力度强弱值，根据先前获取的音符信息和所获取的输入力度强弱值，从针对所述乐音音高而预先存储在数据库中的多个弯音单元组(或颤音单元)中，选择与所获取的输入力度强弱值相对应的弯音单元组(或一个颤音单元)。然后，根据当前最后的音高调制信息，从弯音单元组(或所述一个颤音单元)中选择具有所述音高移位的一个弯音单元(或颤音单元的局部部分的波形数据集合)(例如，图7中的(c)所示的块“2”)，以产生表演风格信息。然后，在前一乐音波形(即，在先波形)与新乐音波形(即，随后波形)之间进行交叉衰落合成，以实现从在先波形到随后波形的平滑切换，大体上按照与前述相同的方式。一旦在时刻t1之后，演奏到达时刻t2，与预定时间间隔(50ms的时间间隔)之间的另一边界相一致，获取当前最后的输入力度强弱值，从针对所述乐音音高的数据库中，选择与所获取的输入力度强弱值相对应的弯音单元组(或一个颤音单元)。然后，根据当前最后的音高调制信息，从弯音单元组(或所述一个颤音单元)中选择具有所述音高移位的一个弯音单元(或颤音单元的局部部分的波形数据集合)(例如，图7中的(c)所示的块“4”)，以产生表演风格信息。然后，根据所产生的表演风格信息，在在先波形与新乐音波形(即，随后波形)之间进行交叉衰落合成，以实现从在先波形到新乐音波形(随后波形)的平滑切换，大体上按照与前述相同的方式。在如上所述，恒定地获取输入音高调制信息的情况下，只需使用与已经获取的输入力度强弱值相对应的弯音单元组(或一个颤音单元)。例如，当在时刻t1和t2之间的时间段中，输入音高调制信息变为指定了弯音单元(或颤音单元的局部部分的波形数据集合)(例如，图7中的(c)所示的块“3”)的信息时，选择与在时刻t1获取的输入力度强弱值相对应的弯音单元之一(或颤音单元的局部部分之一的波形数据集合)。当然，在这种情况下，将以预定时间间隔获取的输入力度强弱值存储在缓冲存储器中。
接下来，将参照图8，对“自动颤音主体合成处理”进行描述。图8是示出了“自动颤音主体合成处理”的示例操作顺序的流程图。也是由电子乐器中的CPU 1，响应于演奏的开始，例如，每隔1ms，执行的中断处理。以被指定为响应于人类演奏者的操作或响应于演奏信息等，合成具有“自动颤音主体”的特性的乐音的持续部分的模式，执行“自动颤音主体合成处理”。应当注意，按照与上述类似的方式，通过并未示出的起奏部波形合成处理分离地产生乐音的起奏部的波形。在起奏部波形合成处理之后，执行“自动颤音(或弯音)主体合成处理”。在此“自动颤音主体合成处理”中，通过音符信息来指定要产生的乐音的音高(音符)，通过自动再现根据所指定的音高和输入力度强弱值而选择的“颤音单元”的波形数据，来产生颤音赋予乐音波形。因此，在要根据自动演奏数据，产生颤音乐音的情况下，“自动颤音主体合成处理”是有用的。在“自动颤音主体合成处理”中，可以根据相应的控制数据，可变地控制基于“颤音单元”而再现的颤音乐音的速度和深度，稍后将详细描述。此外，可以根据弯音信息，对整个颤音乐音的音高进行变化(或音高移位)。此外，在“自动颤音主体合成处理”中，每次完成“颤音单元”的一个循环(例如，一个颤音循环)的再现时，执行基于输入力度强弱值的单元的选择，而不是响应于预定时间间隔的测量。
在图8的步骤S21，确定当前正在合成的波形(起奏部的波形)是否已经到达起奏部的末尾，或者在起奏部的末尾到达之后，用作当前正在合成的持续部分波形的颤音单元是否已经到达其末尾。如果当前合成的波形尚未到达起奏部的末尾，或者如果正在使用的颤音单元尚未到达其末尾(步骤S21的否确定)，图8所示的处理结束，在下次中断定时之前，不再执行。即，在起奏部结束之前，根据起奏部的波形数据，合成起奏部的乐音，实质上并不执行自动颤音主体合成处理。此外，在起奏部之后，再现颤音单元中的波形数据的一个循环的过程中，实质上等到下一中断定时(1ms之后)，才执行自动颤音主体合成处理，而不修改正在执行的当前再现颤音单元。因此，在该时间段中，并不进行响应于输入力度强弱值的波形数据(颤音单元)切换。另一方面，如果当前合成的波形已经到达起奏部的末尾或者当前使用的颤音单元已经到达其末尾(步骤S21的是确定)，则在步骤S22，获取当前最后输入的力度强弱值。在步骤S23，根据先前获取的音符信息和所获取的输入力度强弱值，查阅数据库，以便从数据库中选择对应的颤音单元。在接下来的步骤S24，根据诸如输入弯音信息、颤音速度和颤音深度等信息，处理所选择的颤音单元，以产生表演风格信息。这里，例如，对所选颤音单元的处理包括根据输入弯音信息，改变整个所选颤音单元的波形音高，根据输入颤音速度数据，进行增加/减小颤音循环的设置，以及根据输入颤音深度数据，设置颤音深度等。应当注意，在图8所示的示例中，仅在步骤S21做出是确定时，执行步骤S24和S25的操作一次，并在与获取输入力度强弱值相同的定时，执行诸如输入弯音信息、颤音速度和颤音深度等信息的获取。但是，本发明并不局限于此；例如，可以恒定地检查诸如输入弯音信息、颤音速度和颤音深度等信息的变化，从而能够随时修改自动颤音设置。在这种情况下，可以修改步骤S21的操作，从而在已经到达起奏部的末尾之后，在再现颤音单元的过程中，检查输入弯音信息、颤音速度、颤音深度或其他信息是否发生变化，并可以修改操作次序，从而当输入弯音信息、颤音速度、颤音深度或其他信息发生变化时，执行步骤S24的操作。
以下段落详细描述了在上述“自动颤音主体合成处理”中的步骤S24执行的处理的示例(参见图8)，与对颤音速度进行处理的情况有关(图9)，以及与对颤音深度进行处理的情况有关(固10)。
图9是用于解释“自动颤音主体合成处理”中处理颤音单元的颤音速度的过程的示意图。更具体地，图9中的(a)示出了根据在先获取的音符信息和所获取的输入力度强弱值而选择的原始颤音单元，这里假设将原样再现原始颤音单元的速度用作“基本颤音速度”。图9中的(b)示出了以低于基本颤音速度的颤音速度合成的波形的示例，以及图9中的(c)示出了以高于基本颤音速度的颤音速度合成的波形的示例。为了便于理解，图9中的(a)也示出了原始颤音单元的原始幅度包络和波形数据的音高移位。此外，为了参考的目的，图9中的(b)和(c)也示出了根据颤音速度的增/减调整沿时间轴方向扩展/压缩的幅度包络。
在图9的(a)中，将原始颤音单元图示为包括8个(局部)部分(部分“1”～部分“8”)的波形数据集合，并且以预定的时间间隔，在各个部分(“1”～“8”)的波形数据集合之间顺序进行切换。在其多个循环上，重复读出每个切换(或所选)波形数据集合，并对相邻部分的波形数据集合进行交叉衰落合成。在这种情况下，每个部分的波形数据典型地包括表示一个循环的波形的数据，但也可以包括表示多个循环或少于一个循环的波形的数据，如上所述。如果降低颤音速度(即，使颤音周期变长)，则以增加的波形数据切换时间间隔，在相邻部分的波形数据集合之间执行交叉衰落合成。相反，如果提高颤音速度(即，使颤音周期变短)，则以减小的波形数据切换时间间隔，在相邻部分的波形数据集合之间执行交叉衰落合成。在如果使用颤音单元中的全部部分(“1”～“8”)的波形数据集合，则不能实现所需的短颤音周期的情况下，可以去掉一个或多个适当部分的波形数据。
可以将要合成的波形设置为具有与原始颤音单元相同的音高和幅度包络。或者，可以分离地产生受到了时间轴扩展/压缩控制的幅度包络和音高移位包络，如图9中的(b)或(c)所示，并且可以根据这样产生的幅度包络和音高移位包络，进一步控制要交叉衰落合成的波形数据集合的音高和幅度包络。可以利用由本申请的受让人提出的公知技术，来执行音高和幅度的这种时间轴扩展/压缩控制，因此，省略了对音高和幅度的时间轴扩展/压缩控制的详细描述。
图10是用于解释“自动颤音主体合成处理”中处理颤音单元的颤音深度的过程的示意图。更具体地，图10中的(a)示出了根据在先获取的音符信息和所获取的输入力度强弱值而选择的原始颤音单元，这里假设将原样再现原始颤音单元的深度用作“基本颤音深度”。图10中的(b)示出了以相对于基本颤音深度减小的颤音深度合成的波形的示例，以及图10中的(c)示出了以相对于基本颤音深度增加的颤音深度合成的波形的示例。图10示出了包括七个部分(部分“1”～部分“7”)的波形数据的原始颤音单元、以及幅度包络和音高移位。如果要减小颤音单元的颤音深度，从颤音单元中选择表示浅或小音高移位的部分的波形数据集合，并通过重复使用所选波形数据集合，合成浅颤音深度的颤音乐音波形。例如，如果要将在-50音程通过0音程到+50音程的范围内变化的颤音单元的颤音深度减小一半，则使用-25音程通过0音程到+25音程范围内的音高移位的波形数据集合；在这种情况下，不使用更大音高移位的波形数据。在图10的(b)所示的示例中，从颤音单元中选择音高在-25音程通过0音程到+25音程范围内的第一、第四和第七部分的波形数据集合，并用于乐音波形合成，而音高移位大于-25音程通过0音程到+25音程范围的第二、第三、第五和第七部分的波形数据不用于乐音波形合成。相反，如果要增加颤音单元的颤音深度，使用颤音单元中的所有部分的波形数据集合，并执行控制，以根据所处理的乐音变化曲线，提高或降低各个部分的音高，从而增加音高移位。或者，颤音单元具有预先存储在其中的多种不同(例如小和大)颤音深度的波形数据，从而可以根据颤音深度信息，选择并使用(组合，即，以插值的方式)任何所需的波形数据集合；即，如果未预先存储与输入颤音深度信息相对应的波形数据集合，则可以选择靠近输入颤音深度信息的颤音深度的两个波形数据集合，然后，在两个所选的波形数据集合之间进行插值，以产生与输入颤音深度信息相对应的波形数据集合。当减小颤音深度时，可以执行幅度包络控制，从而使幅度包络具有减小水平的变化宽度，而当增加颤音深度时，可以执行幅度包络控制，从而使幅度包络具有增加水平的变化宽度，如图10的(b)和(c)所示。
在本发明中，其特征在于在要产生持续部分的乐音(即持续乐音部分)时以预定的时间间隔、间歇地获取输入力度强弱值，所述预定时间间隔不必在产生乐音的整个过程中均为恒定的时间间隔。即，可以适当地改变时间间隔，例如，在开始时为20ms的时间间隔，稍后几个中断定时为30ms的时间间隔，以及在另外几个中断定时之后为40ms的时间间隔。即使利用这种可变的时间间隔，也能实现本发明的目的和有利结果。
应当清楚的是，用在本发明中的波形数据可以是任意类型的，并不局限于与上述多种表演风格相对应地被构建为表演风格模块的那些。此外，各个单元的波形数据当然可以是能够仅通过根据适当的编码方案(如PCM、DPCM或ADPCM)读出波形样本而产生的数据、或者是利用多种公知乐音波形合成方法中的任何一个而产生的数据(如谐波合成操作、FM操作、AM操作、滤波器操作、共振峰合成操作和物理模型乐音发生器方法)。即，本发明中的乐音发生器8可以采用任何已知的乐音信号产生方法，如存储器读出方法，其中根据响应于要产生的乐音的音高而变化的地址数据，顺序读取出存储在波形存储器中的乐音波形样本值数据；FM方法，其中通过利用上述地址数据作为相位角参数数据，执行预定的频率调制操作，来获取乐音波形样本值数据；以及AM方法，其中通过利用上述地址数据作为相位角参数数据，执行预定的幅度调制操作，来获取乐音波形样本值数据。即，用在乐音发生器8中的乐音信号产生方法可以是以下方法中的任何一个波形存储器方法、FM方法、物理模型方法、谐波合成方法、共振峰合成方法、采用VCO、VCF和VCA的组合的模拟合成器方法、模拟仿真方法等。此外，代替利用专用硬件来构建乐音发生器8，也可以利用DSP与微程序的组合或CPU与软件的组合来构建乐音发生器电路8。此外，可以利用单电路时分地实现多个乐音产生信道，或者通过针对每个信道设置分离的专用电路来实现多个乐音产生信道。
此外，本发明并不局限于集合“自动颤音主体合成处理”(即，结合图8描述的第三实施例)描述的将每一个均包括多个不同音高的部分的波形数据存储为个体颤音单元的结构。代替上述颤音单元，可以将音高移位乐音波形的其他适当单元(例如，颤动表演风格的乐音波形)存储在数据库中。
此外，上述乐音合成处理中的乐音合成方法可以是所谓的回放方法，其中在原始演奏时间到达之前，预先获取现有演奏信息，并通过分析这样获取的演奏信息来合成乐音；或者实时方法，其中根据实时提供的演奏信息来合成乐音。
此外，用在本发明中用于将顺序选择并按照时间序列的方式产生的多个单元的波形连接在一起的方法并不局限于交叉衰落合成，例如，也可以是通过音量控制装置将所产生的单元的波形混合在一起的方法。
此外，在将本发明的上述乐音合成设备应用于电子乐器的情况下，电子乐器可以是键盘乐器类型或任何其他类型，如弦乐器、管乐器或打击乐器类型的。当然，本发明不仅可以应用于其中将演奏操作单元、显示器、乐音发生器等全部包含在电子乐器的主体内部的电子乐器类型，也可以应用于分离地设置上述组件并通过通信设施(如MIDI接口、多种网络等)相连的其他类型的电子乐器。此外，本发明的乐音合成设备可以包括个人计算机和应用软件的组合，在这种情况下，可以将多种处理程序从存储介质提供给乐音合成设备，如磁盘、光盘或半导体存储器，或通过通信网络。此外，本发明的乐音合成设备可应用于自动演奏设备，如卡拉OK设备和自动钢琴、游戏设备和便携式通信终端(如便携式电话等)。此外，在将本发明的乐音合成设备应用于便携式通信终端的情况下，便携式通信终端的部分功能可以由服务器计算机来执行，从而由便携式通信设备和服务器计算机共同执行所需的功能。即，可以按照任何所需的方式来设置本发明的乐音合成设备，只要其能够利用预定的软件或硬件，根据本发明的基本原理进行设置，从而在通过在存储在数据库中的正常或颤音单元之间进行切换，适当地选择要使用的每个单元的同时，合成乐音。
权利要求
1.一种乐音合成设备，包括存储部分，与力度强弱值相关联地存储持续乐音的波形数据集合；获取部分，在要产生持续乐音时，以预定的时间间隔，间歇地获取用于控制要产生的持续乐音的力度强弱值；以及乐音产生部分，从所述存储部分中获取与由所述获取部分获取的力度强弱值相对应的波形数据集合，并根据所获取的波形数据集合，产生持续乐音的乐音波形。
2.一种乐音合成设备，包括存储部分，与力度强弱值相关联地存储多个单元，每个单元包括与不同音高移位相对应的多个波形数据集合；力度强弱值获取部分，以预定的时间间隔，间歇地获取用于控制要产生的乐音的力度强弱值；音高调制信息获取部分，获取用于控制要产生的乐音的音高调制的音高调制信息；以及乐音产生部分，从所述存储部分中选择与由所述获取部分获取的力度强弱值相对应的单元，从所选择的单元中获取与由所述音高调制信息获取部分获取的音高调制信息相对应的波形数据集合，并根据所获取的波形数据集合，产生乐音波形。
3.一种乐音合成设备，包括存储部分，与力度强弱值相关联地存储多个单元，每个单元包括多个波形数据集合，所述波形数据集合用于实现使音高随时间变化的特性；获取部分，当要产生具有使音高随时间变化的特性的乐音时，获取用于控制要产生的乐音的力度强弱值；以及乐音产生部分，从所述存储部分中获取与由所述获取部分获取的力度强弱值相对应的单元的波形数据集合，并根据所获取的波形数据集合，产生具有使音高随时间变化的特性的乐音波形。
4.根据权利要求3所述的乐音合成设备，其特征在于单元包括用于实现颤音特性的多个波形数据集合。
5.根据权利要求1到4之一所述的乐音合成设备，其特征在于所述存储部分针对每个乐音音高或每个音高范围，与力度强弱值相关联地存储单元或波形数据集合。
6.一种乐音合成设备，包括存储部分，存储包括多个波形数据集合的单元，所述波形数据集合用于实现使音高随时间变化的颤音特性；获取部分，获取用于控制颤音深度的深度控制信息；乐音产生部分，从所述存储部分中获取单元的多个波形数据集合，并根据所获取的单元的多个波形数据集合和由所述获取部分获取的深度控制信息，产生具有颤音特性的乐音波形，其中当根据所获取的深度控制信息，执行减小颤音深度的控制时，所述乐音产生部分产生乐音波形，而不使用单元的多个波形数据集合中与较大音高移位相对应的波形数据。
7.一种利用计算机和存储器来合成乐音的方法，所述存储器中与力度强弱值相关联地存储有持续乐音的波形数据集合，所述方法包括以下步骤在要产生持续乐音时，以预定的时间间隔，间歇地获取用于控制要产生的持续乐音的力度强弱值；以及从存储器中获取与所获取的力度强弱值相对应的波形数据集合，并根据所获取的波形数据集合，产生持续乐音的乐音波形。
8.一种利用计算机和存储器来合成乐音的方法，所述存储器中与力度强弱值相关联地存储有多个单元，每个单元包括与不同音高移位相对应的多个波形数据集合，所述方法包括以下步骤以预定的时间间隔，间歇地获取用于控制要产生的乐音的力度强弱值；获取用于控制要产生的乐音的音高调制的音高调制信息；以及从存储器中选择与所获取的力度强弱值相对应的单元，然后从所选择的单元中获取与所获取的音高调制信息相对应的波形数据集合，然后根据所获取的波形数据集合，产生乐音波形。
9.一种利用计算机和存储器来合成乐音的方法，所述存储器中与力度强弱值相关联地存储有多个单元，每个单元包括多个波形数据集合，所述波形数据集合用于实现使音高随时间变化的特性，所述方法包括以下步骤当要产生具有使音高随时间变化的特性的乐音时，获取用于控制要产生的乐音的力度强弱值；以及从存储器中获取与所获取的力度强弱值相对应的单元的波形数据集合，并根据所获取的波形数据集合，产生具有使音高随时间变化的特性的乐音波形。
10.一种利用计算机和存储器来合成乐音的方法，所述存储器中存储有包括多个波形数据集合的单元，所述波形数据集合用于实现使音高随时间变化的颤音特性，所述方法包括获取用于控制颤音深度的深度控制信息的步骤；乐音产生步骤，从存储器中获取单元的波形数据集合，并根据所获取的单元的多个波形数据集合和所获取的深度控制信息，产生具有颤音特性的乐音波形，其中当根据所获取的深度控制信息，执行减小颤音深度的控制时，所述乐音产生步骤产生乐音波形，而不使用单元的多个波形数据集合中与较大音高移位相对应的波形数据。
全文摘要
公开了一种乐音合成设备和方法，以预定的时间间隔间歇地获取力度强弱值，并获取与所获取的力度强弱值相对应的波形数据。对这样获取的波形数据进行合成，以产生与乐音的持续部分相对应的范围的乐音波形。因为根据力度强弱值，以预定的时间间隔间歇地从多个预先存储的持续乐音波形数据中获取要使用的波形数据，并利用所获取的波形数据来合成乐音，不仅能够以减小的控制部分负荷，根据输入力度强弱值，对乐音的持续部分进行乐音合成处理，而且可以根据输入力度强弱值，可变地控制乐音特性。因此，能够合成在持续乐音部分中忠实地表现音色变化的高品质乐音，如颤音表演风格等。
文档编号G10H7/00GK1892812SQ20061010114
公开日2007年1月10日 申请日期2006年7月3日 优先权日2005年7月4日
发明者赤泽英治 申请人:雅马哈株式会社