Title:
Wavetable-Klangsynthesesystem
Kind Code:
B4


Abstract:

Ein Klangsynthesesystem zum Durchführen einer Wavetable-Klangsynthese, wobei das System umfasst:
eine Instrumentendatenbank zum Speichern von Daten einer ersten vorbestimmten Anzahl von Musikinstrumenten;
ein Analysemodul zum Analysieren einer eingegebenen Wavetable-Musik, um erforderliche Daten einer zweiten vorbestimmten Anzahl von Musikinstrumenten zu erzeugen und somit die Wavetable-Musik zu synthetisieren;
einen Speicher mit einer vorbestimmten Kapazität zum Speichern der erforderlichen Daten von Musikinstrumenten, um die Wavetable-Musik zu synthetisieren;
ein Beurteilungsmodul zum
Beurteilen, ob die Gesamtmenge von Daten der zweiten vorbestimmten Anzahl von Musikinstrumenten die vorbestimmte Kapazität überschreitet;
Falls nein, Erhalten der Daten der zweiten vorbestimmten Anzahl von Musikinstrumenten von der Instrumentendatenbank und Speichern der Daten in dem Speicher;
Falls ja, Durchführen einer Instrumenten-Ersatzprozedur, wobei die Daten der zweiten vorbestimmten Anzahl von Musikinstrumenten ersetzt werden durch Daten einer dritten vorbestimmten Anzahl von Musikinstrumenten, wobei die Gesamtmenge von Daten der dritten vorbestimmten Anzahl von Musikinstrumenten die vorbestimmte Kapazität nicht...




Inventors:
Hsieh, Yu-Cheng (Hsin-Chu, TW)
Application Number:
DE102004025025A
Publication Date:
08/17/2006
Filing Date:
05/18/2004
Assignee:
Mediatek Inc. (Hsinchu, TW)
International Classes:



Foreign References:
5901333
5847304
5753841
Attorney, Agent or Firm:
HOEFER & PARTNER (München)
Claims:
1. Ein Klangsynthesesystem zum Durchführen einer Wavetable-Klangsynthese, wobei das System umfasst:
eine Instrumentendatenbank zum Speichern von Daten einer ersten vorbestimmten Anzahl von Musikinstrumenten;
ein Analysemodul zum Analysieren einer eingegebenen Wavetable-Musik, um erforderliche Daten einer zweiten vorbestimmten Anzahl von Musikinstrumenten zu erzeugen und somit die Wavetable-Musik zu synthetisieren;
einen Speicher mit einer vorbestimmten Kapazität zum Speichern der erforderlichen Daten von Musikinstrumenten, um die Wavetable-Musik zu synthetisieren;
ein Beurteilungsmodul zum
Beurteilen, ob die Gesamtmenge von Daten der zweiten vorbestimmten Anzahl von Musikinstrumenten die vorbestimmte Kapazität überschreitet;
Falls nein, Erhalten der Daten der zweiten vorbestimmten Anzahl von Musikinstrumenten von der Instrumentendatenbank und Speichern der Daten in dem Speicher;
Falls ja, Durchführen einer Instrumenten-Ersatzprozedur, wobei die Daten der zweiten vorbestimmten Anzahl von Musikinstrumenten ersetzt werden durch Daten einer dritten vorbestimmten Anzahl von Musikinstrumenten, wobei die Gesamtmenge von Daten der dritten vorbestimmten Anzahl von Musikinstrumenten die vorbestimmte Kapazität nicht überschreitet; und
Erhalten der Daten der dritten vorbestimmten Anzahl von Musikinstrumenten von der Instrumentendatenbank und Speichern der Daten in dem Speicher; und
ein Synthesemodul zum Synthetisieren eines digitalen Musiksignals gemäß den im Speicher gespeicherten Instrumentendaten.

2. Klangsynthesesystem nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Ähnlichkeits-Vergleichstabelle zum Aufzeichnen von Instrumenten-Ähnlichkeitswerten zwischen jeweiligen zwei Musikinstrumentendaten der ersten vorbestimmten Anzahl von Instrumentendaten.

3. Klangsynthesesystem nach Anspruch 2, wobei die Instrumenten-Ersatzprozedur die folgenden Schritte umfasst:
Sequenzielles Ermitteln von Instrumentendaten mit dem höchsten Instrumenten-Ähnlichkeitswert allen der zweiten vorbestimmten Anzahl von Instrumentendaten gemäß der Ähnlichkeits-Vergleichstabelle; und
Wiederholen des obigen Schritts, bis die Gesamtmenge der gesuchten Instrumentendaten die vorbestimmte Kapazität nicht überschreitet und daher die dritte vorbestimmte Anzahl von Instrumentendaten erhalten wird.

4. Klangsynthesesystem nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Gruppentabelle zum Speichern einer Vielzahl von Instrumenten-Datengruppen der ersten vorbestimmten Anzahl von Instrumentendaten, wobei jede Instrumenten-Datengruppe eine Mehrzahlart von Instrumentendaten umfasst und ein repräsentatives Instrumenten-Datenelement verwendet wird zum Darstellen des Instrumenten-Datenelements der Instrumenten-Datengruppe.

5. Klangsynthesesystem nach Anspruch 4, ferner umfassend eine Ähnlichkeits-Vergleichstabelle zum Enthalten von Instrumenten-Ähnlichkeitswerten zwischen jeweiligen zwei der Instrumenten-Datengruppen.

6. Klangsynthesesystem nach Anspruch 5, wobei die Instrumenten-Ersatzprozedur die folgenden Schritte umfasst:
Sequenzielles Ermitteln der Instrumenten-Datengruppe, zu welcher die jeweiligen der zweiten vorbestimmten Anzahl von Instrumentendaten gemäß der Gruppentabelle klassifiziert sind;
Beurteilen, ob die Gesamtmenge von Daten der repräsentativen Instrumentendaten der Instrumenten-Datengruppen, zu welcher die zweite vorbestimmte Anzahl von Instrumentendaten klassifiziert sind, die vorbestimmte Kapazität nicht überschreitet;
falls ja, wird so die dritte vorbestimmte Anzahl von Instrumentendaten erhalten;
falls nein, sequenzielles Ermitteln einer Instrumenten-Datengruppe mit dem höchsten Instrumenten-Ähnlichkeitswert mit jeder der Instrumenten-Datengruppen, zu welcher die zweite vorbestimmte Anzahl von Instrumentendaten klassifiziert sind, gemäß der Ähnlichkeits-Vergleichstabelle; und
Wiederholen der obigen Schritte, bis die Gesamtmenge der repräsentativen Instrumentendaten von sämtlichen der Instrumenten-Datengruppen die vorbestimmte Kapazität nicht überschreitet, so dass die dritte vorbestimmte Anzahl von Instrumentendaten erhalten wird.

7. Ein Instrumentendaten-Auswahlsystem, angewandt in einem Musiksynthesizer, zum Auswählen der erforderlichen Instrumentendaten, um eine Musikdatei zu synthetisieren, wobei der Musiksynthesizer eine Instrumentendatenbank und einen Speicher umfasst, wobei die Instrumentendatenbank verwendet wird zum Speichern von Daten einer ersten vorbestimmten Anzahl von Musikinstrumenten, wobei der Speicher eine vorbestimmte Kapazität zum Speichern der erforderlichen Instrumentendaten zum Synthetisieren der Musik aufweist, wobei das System umfasst:
ein Analysemodul zum Analysieren der eingegebenen Wavetable-Musik, um erforderliche Daten einer zweiten vorbestimmten Anzahl von Musikinstrumenten zum Synthetisieren der Wavetable-Musik zu erzeugen;
ein Beurteilungsmodul zum
Beurteilen, ob die Gesamtmenge von Daten der zweiten vorbestimmten Anzahl von Musikinstrumentendaten die vorbestimmte Kapazität überschreitet;
falls nein, Erhalten der Daten der zweiten vorbestimmten Anzahl von Musikinstrumenten von der Instrumentendatenbank und Speichern der Daten im Speicher;
falls ja, Durchführen einer Instrumenten-Ersatzprozedur, wobei die Daten der zweiten vorbestimmten Anzahl von Musikinstrumenten ersetzt werden durch Daten einer dritten vorbestimmten Anzahl von Musikinstrumenten, wobei die Gesamtmenge von Daten der dritten vorbestimmten Anzahl von Musikinstrumenten die vorbestimmte Kapazität nicht überschreitet;
Erhalten der Daten der dritten vorbestimmten Anzahl von Musikinstrumenten von der Instrumentendatenbank und Speichern der Daten im Speicher.

8. Instrumentendaten-Auswahlsystem nach Anspruch 7, ferner umfassend eine Ähnlichkeits-Vergleichstabelle zum Enthalten von Instrumenten-Ähnlichkeitswerten zwischen jeweiligen zwei Musikinstrumentendaten der ersten vorbestimmten Anzahl von Instrumentendaten.

9. Instrumentendaten-Auswahlsystem nach Anspruch 8, wobei die Instrumenten-Ersatzprozedur die folgenden Schritte umfasst:
Sequenzielles Ermitteln von Instrumentendaten mit dem höchsten Instrumenten-Ähnlichkeitswert mit den jeweiligen der zweiten vorbestimmten Anzahl von Instrumentendaten gemäß der Ähnlichkeits-Vergleichstabelle; und
Wiederholen des obigen Schritts, bis die Gesamtmenge der gesuchten Instrumentendaten die vorbestimmte Kapazität nicht überschreitet und somit die dritte vorbestimmte Anzahl von Instrumentendaten erhalten wird.

10. Instrumentendaten-Auswahlsystem nach Anspruch 7, ferner umfassend eine Gruppentabelle zum Enthalten einer Vielzahl von Instrumenten-Datengruppen der ersten vorbestimmten Anzahl von Instrumentendaten, wobei jede Instrumenten-Datengruppe eine Mehrzahlart von Instrumentendaten umfasst und ein repräsentatives Instrumenten-Datenelement verwendet wird zum Darstellen der Instrumentendaten der Instrumenten-Datengruppe.

11. Instrumentendaten-Auswahlsystem nach Anspruch 10, ferner umfassend eine Ähnlichkeits-Vergleichstabelle zum Enthalten von Instrumenten-Ähnlichkeitswerten zwischen jeweiligen zwei der Instrumenten-Datengruppen.

12. Instrumentendaten-Auswahlsystem nach Anspruch 11, wobei die Instrumenten-Ersatzprozedur die folgenden Schritte umfasst:
Sequenzielles Ermitteln der Instrumenten-Datengruppe, zu welcher die jeweiligen der zweiten vorbestimmten Anzahl von Instrumentendaten gemäß der Gruppentabelle klassifiziert sind;
Beurteilen, ob die Gesamtmenge von Daten der repräsentativen Instrumentendaten der Instrumenten-Datengruppen, zu welcher die zweite vorbestimmte Anzahl von Instrumentendaten klassifiziert sind, die vorbestimmte Kapazität nicht überschreitet;
falls ja, wird so die dritte vorbestimmte Anzahl von Instrumentendaten erhalten;
falls nein, sequenzielles Ermitteln einer Instrumenten-Datengruppe mit dem höchsten Instrumenten-Ähnlichkeitswert mit jeder der Instrumenten-Datengruppen, zu welcher die zweite vorbestimmte Anzahl von Instrumentendaten klassifiziert sind, gemäß der Ähnlichkeits-Vergleichstabelle; und
Wiederholen der obigen Schritte, bis die Gesamtmenge der repräsentativen Instrumentendaten von sämtlichen der Instrumenten-Datengruppen die vorbestimmte Kapazität nicht überschreitet, und somit die dritte vorbestimmte Anzahl von Instrumentendaten erhalten wird.

13. Instrumentendaten-Auswahlverfahren, angewandt in einem Musiksynthesizer, zum Auswählen der erforderlichen Instrumentendaten, um eine Musikdatei zu synthetisieren, wobei der Musiksynthesizer eine Instrumentendatenbank und einen Speicher umfasst, wobei die Instrumentendatenbank verwendet wird zum Speichern von Daten einer ersten vorbestimmten Anzahl von Musikinstrumenten, der Speicher eine vorbestimmte Kapazität zum Speichern der erforderlichen Instrumentendaten zum Synthetisieren der Musikdatei aufweist, und das Verfahren umfasst:
Analysieren der Musikdatei zum Erzeugen erforderlicher Daten einer zweiten vorbestimmten Anzahl von Musikinstrumenten zum Synthetisieren der Musikdatei;
Beurteilen, ob die Gesamtmenge von Daten der zweiten vorbestimmten Anzahl von Musikinstrumenten die vorbestimmte Kapazität überschreitet;
falls nein, Erhalten der Daten der zweiten vorbestimmten Anzahl von Musikinstrumenten von der Instrumentendatenbank und Speichern der Daten im Speicher;
falls ja, Durchführen einer Instrumenten-Ersatzprozedur, wobei die Daten der zweiten vorbestimmten Anzahl von Musikinstrumenten ersetzt werden durch Daten einer dritten vorbestimmten Anzahl von Musikinstrumenten, wobei die Gesamtmenge von Daten der dritten vorbestimmten Anzahl von Musikinstrumenten die vorbestimmte Kapazität nicht überschreitet; und
Erhalten der Daten der dritten vorbestimmten Anzahl von Musikinstrumenten von der Instrumentendatenbank und Speichern der Daten im Speicher.

14. Instrumentendaten-Auswahlverfahren nach Anspruch 13, wobei der Musiksynthesizer ferner eine Ähnlichkeits-Vergleichstabelle zum Aufzeichnen von Instrumenten-Ähnlichkeitswerten zwischen jeweiligen zwei Musikinstrumentendaten der ersten vorbestimmten Anzahl von Instrumentendaten umfasst.

15. Instrumentendaten-Auswahlverfahren nach Anspruch 14, wobei die Instrumenten-Ersatzprozedur die folgenden Schritte umfasst:
Sequenzielles Ermitteln von Instrumentendaten mit dem höchsten Instrumenten-Ähnlichkeitswert mit jeweiligen der zweiten vorbestimmten Anzahl von Instrumentendaten gemäß der Ähnlichkeits-Vergleichstabelle; und
Wiederholen des obigen Schritts, bis die Gesamtmenge der gesuchten Instrumentendaten die vorbestimmte Kapazität nicht überschreitet und somit die dritte vorbestimmte Anzahl von Instrumentendaten erhalten wird.

16. Instrumentendaten-Auswahlverfahren nach Anspruch 13, wobei der Musiksynthesizer ferner eine Gruppentabelle zum Enthalten einer Vielzahl von Instrumenten-Datengruppen der ersten vorbestimmten Anzahl von Instrumentendaten umfasst und jede Instrumenten-Datengruppe eine Vielzahlart von Instrumentendaten umfasst und ein repräsentatives Instrumenten-Datenelement verwendet wird zum Darstellen der Instrumentendaten der Instrumenten-Datengruppe.

17. Instrumentendaten-Auswahlverfahren nach Anspruch 16, wobei der Musiksynthesizer ferner eine Ähnlichkeits-Vergleichstabelle zum Enthalten von Instrumenten-Ähnlichkeitswerten zwischen jeweiligen zwei der Instrumenten-Datengruppen umfasst.

18. Instrumentendaten-Auswahlverfahren nach Anspruch 17, wobei die Instrumenten-Ersatzprozedur die folgenden Schritte umfasst:
Sequenzielles Ermitteln der Instrumenten-Datengruppe, zu welcher die jeweiligen der zweiten vorbestimmten Anzahl von Instrumentendaten gemäß der Gruppentabelle klassifiziert sind;
Beurteilen, ob die Gesamtmenge von Daten der repräsentativen Instrumentendaten der Instrumenten-Datengruppen, zu welchen die zweite vorbestimmte Anzahl von Instrumentendaten klassifiziert sind, die vorbestimmte Kapazität nicht überschreitet;
falls ja, wird so die dritte vorbestimmte Anzahl von Instrumentendaten erhalten;
falls nein, sequenzielles Ermitteln einer Instrumenten-Datengruppe mit dem höchsten Instrumenten-Ähnlichkeitswert mit jeweiligen der Instrumenten-Datengruppen, zu welchen die zweite vorbestimmte Anzahl von Instrumentendaten klassifiziert sind, gemäß der Ähnlichkeits-Vergleichstabelle; und
Wiederholen der obigen Schritte, bis die Gesamtmenge der repräsentativen Instrumentendaten von sämtlichen der Instrumenten-Datengruppen die vorbestimmte Kapazität nicht überschreitet, so dass die dritte vorbestimmte Anzahl von Instrumentendaten erhalten wird.

Description:
Hintergrund der Erfindung1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Klangsynthesesystem, insbesondere in Klangsynthesesystem, welches angewandt wird in Kommunikationsvorrichtungen.

Es sei verwiesen auf 1. 1 ist ein schematisches Diagramm eines Wavetable-Klangsynthesesystems 10 des Standes der Technik. Das Wavetable-Klangsynthesesystem 10 des Standes der Technik umfasst eine Musikdatenbank 11, ein Analysemodul 12, einen Musikgenerator 14, einen Digital/Analog-Wandler/Verstärker 20 und einen Lautsprecher 22. Während das Wavetable-Klangsynthesesystem 10 des Standes der Technik eine Musikdatei 13 synthetisiert, sendet die Musikdatenbank 11 die Musikdatei 13 zu dem Analysemodul 12, und das Analysemodul 12 wählt Musikdaten und Steuerbefehle (einschließlich der Auswahl der Instrumente, der Einstellung des Volumens und einer Spezialwirksamkeit etc.) für die Musikdatei 13 aus, um die betreffenden Analysedaten der Musikdatei 13 zu erhalten.

Der Musikgenerator 14 umfasst ferner eine Instrumentendatenbank 16 und ein Synthesemodul 18. Nach Erhalten der Analysedaten von dem Analysemodul 12 liefert der Musikgenerator 14 die erforderlichen Instrumentendaten 24 von der Instrumentendatenbank 16 gemäß den Analysedaten. Anschließend synthetisiert das Synthesemodul 18 die Musik. Das Synthesemodul 18 synthetisiert Pulscodemodulationsdaten gemäß den Analysedaten und den Instrumentendaten. Der Digital/Analog-Wandler/Verstärker 20 wandelt die Pulscodemodulationsdaten um in ein analoges Signal und verstärkt das analoge Signal. Anschließend wird das verstärkte analoge Signal ausgegeben an den Lautsprecher 22, welcher Schall abgibt.

Bei Wavetable-Klangsynthesesystemen des Standes der Technik umfasst die Basisinstrumentendatenbank 128 Arten von Melodieinstrumentendaten und 47 Arten von Schlaginstrumentendaten. Bei dem Wavetable-Klangsynthesesystem des Standes der Technik werden die 128 Arten von Melodieinstrumentendaten und die 47 Arten von Schlaginstrumentendaten generell gespeichert in einem nicht flüchtigen Speicher, wie etwa in einem Nur-Lese-Speicher (ROM), als Instrumentendatenbank. Während eines Synthetisierens eines Musikstücks nimmt das Synthesemodul 18 die erforderlichen Instrumentendaten aus der Instrumentendatenbank 16, um die Musik zu synthetisieren. Obwohl dieses Verfahren die Qualität der synthetisierten Musik perfekt halten kann, sind die Herstellkosten gewöhnlich hoch infolge der erforderlichen großen Menge von Speicher.

Das kostengünstige Wavetable-Klangsynthesesystem des Standes der Technik verwendet bestimmte Ähnlichkeiten unter manchen der Instrumente, so dass lediglich die gebräuchlichsten Instrumentendaten gespeichert werden, um die Kosten eines Speicherns von 128+47 Instrumentendaten zu reduzieren.

Es sei auf 2 verwiesen. 2 ist ein schematisches Diagramm eines kostengünstigen Wavetable-Klangsynthesesystems 30 des Standes der Technik. Das kostengünstige Wavetable-Klangsynthesesystem 30 des Standes der Technik umfasst eine Musikdatenbank 11, ein Analysemodul 12, einen Musikgenerator 34, einen Digital/Analog-Wandler/Verstärker 20 und einen Lautsprecher 22. Das Verfahren dieses Systems 30 besteht in einem Speichern von M0 Arten von Melodieinstrumentendaten und P0 Arten von Schlaginstrumentendaten in einem nicht flüchtigen Speicher von niedriger Kapazität, und die gespeicherten M0 und P0 Instrumente sind repräsentative Instrumente, welche am gebräuchlichsten sind. Da die Speicherkapazität von M0+P0 Arten von Instrumentendaten viel kleiner ist als diejenige von 128+47 Arten von Instrumentendaten, kann der nicht flüchtige Speicher von niedriger Kapazität verwendet werden, um Kosten zu reduzieren.

Wie dargestellt in 2, nimmt das kostengünstige Wavetable-Klangsynthesesystem 30 des Standes der Technik die Musikdatei 13 aus der Musikdatenbank 11. Anschließend analysiert das Analysemodul 12 die Musikdatei 13, um Analysedaten zu erzeugen. Der Musikgenerator 34 umfasst einen Speicher 36, ein Instrumenten-Ersatzmodul 38 und ein Synthesemodul 18. Das Instrumenten-Ersatzmodul 38 führt eine Instrumenten-Ersatzprozedur aus, nachdem der Musikgenerator 34 die Analysedaten von dem Analysemodul 12 erhält. Das Instrumenten-Ersatzmodul 38 enthält eine Ähnlichkeits-Vergleichstabelle von 128 Arten von Melodieinstrumenten und M0 Arten von repräsentativen Instrumenten und eine Ähnlichkeits-Vergleichstabelle von 47 Schlaginstrumenten und P0 repräsentativen Instrumenten. Durch die Instrumenten-Ersatzprozedur wird das zugewiesene Instrument von den Analysedaten geändert zu einem Instrument unter den M0 und P0 Arten von repräsentativen Instrumenten. Das Synthesemodul 18 nimmt dann die Instrumentendaten 26 aus dem Speicher 36, um die Musik zu synthetisieren.

Bei dem kostengünstigen Wavetable-Klangsynthesesystem des Standes der Technik werden die erforderlichen Daten des Speichers 36 und des Instrumenten-Ersatzmoduls 38 gespeichert in einem nicht flüchtigen Speicher (ein nicht flüchtiger Speicher ist gewöhnlich ein ROM), so dass die Arten von Instrumenten, welche verwendet werden können, bestimmt sind. Daher existiert ein Nachteil eines Beeinträchtigens der Natur der Musik infolge der Auswahl der Instrumente.

Es besteht weiterer Stand der Technik in Bezug auf Wavetable-Klangsynthetisierer. Die US 5,753,841 A und ihre Continuation, die US 5,847,304 A offenbaren eine PC-Audioschaltung, die einen Cache-Speicher umfasst, der gleichzeitig nur Teile der gesamten Instrumentendaten speichert. Die US 5,901,333 A offenbart eine Anordnung eines Cache-Speichers, der ebenfalls gleichzeitig nur Teile der gesamten Instrumentendaten speichert. In diesen Patenten werden die gesamten Instrumentendaten im Systemspeicher eines Host-PCs gespeichert und nach Bedarf der PC-Audioschaltung in Teilen in den Cache-Speicher übertragen. Auf diese Weise können die Kosten des Speichers auf einer Soundkarte reduziert werden. Jedoch sind die Kosten des Cache-Speichers immer noch hoch, wenn die Kapazität des Cache-Speichers groß genug sein muss, um die gesamten benötigten Instrumentendaten einer beliebigen Musikdatei zu speichern. Wenn die Kapazität des Cache-Speichers nur groß genug ist, um Teile der gesamten benötigten Instrumentendaten einer bestimmten Musikdatei zu speichern, muss die Audioschaltung andererseits oft Instrumentendaten aus dem Systemspeicher des Host-PCs abrufen und verwendet demzufolge einen nicht akzeptierbaren Anteil der auf dem Bus zur Verfügung stehenden Bandbreite.

Zusammenfassung der Erfindung

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Klangsynthesesystem von kostengünstiger Gestaltung zur Durchführung einer Wavetable-Klangsynthese zu schaffen. Das System verwendet unter Berücksichtigung niedriger Kosten einen begrenzten Speicher, um die Inkonsistenz der Musik, hervorgerufen durch ein Verwenden verschiedener Arten von Instrumenten, möglichst zu reduzieren und das Ziel einer Klangsynthese zu erreichen.

Diese Aufgabe wird durch ein Klangsynthesesystem nach Anspruch 1, ein Instrumentendaten-Auswahlsystem nach Anspruch 7 und ein Instrumentendaten-Auswahlverfahren nach Anspruch 13 gelöst. Die abhängigen Patentansprüche beziehen sich auf vorteilhafte Weiterbildungen davon.

Demzufolge umfasst das Klangsynthesesystem der vorliegenden Erfindung eine Instrumentendatenbank, ein Analysemodul, einen Speicher und ein Beurteilungsmodul. Die Instrumentendatenbank wird verwendet zum Speichern von Daten von einer ersten vorbestimmten Anzahl von Musikinstrumenten. Das Analysemodul wird verwendet zum Analysieren einer eingegebenen Musikdatei, um Daten von einer zweiten vorbestimmten Anzahl von Musikinstrumenten, enthalten in der Musikdatei, zu erzeugen. Der Speicher hat eine vorbestimmte Kapazität zum Speichern der erforderlichen Daten von Musikinstrumenten zum Synthetisieren der Musikdatei. Das Beurteilungsmodul wird verwendet zum Beurteilen, ob die Gesamtmenge von Daten der zweiten vorbestimmten Anzahl von Musikinstrumenten die vorbestimmte Kapazität des Speichers überschreitet. Falls nein, werden die Daten der zweiten vorbestimmten Anzahl von Musikinstrumenten aus der Instrumentendatenbank genommen, um in dem Speicher gespeichert zu werden. Falls ja, wird die Instrumentenersatzprozedur ausgeführt, und die Daten der zweiten vorbestimmten Anzahl von Musikinstrumenten werden ersetzt durch Daten einer dritten vorbestimmten Anzahl von Musikinstrumenten. Die Gesamtmenge von Daten der dritten vorbestimmten Anzahl von Musikinstrumenten überschreitet die vorbestimmte Kapazität nicht. Das Beurteilungsmodul nimmt ferner die Daten der dritten vorbestimmten Anzahl von Musikinstrumenten aus der Instrumentendatenbank, um sie in dem Speicher zu speichern. Außerdem wird das Synthesemodul verwendet zum Synthetisieren eines digitalen Musiksignals gemäß den im Speicher gespeicherten Instrumentendaten.

Die vorliegende Erfindung verwendet einen Schreib-Lese-Speicher (RAM), um auf die erforderlichen Instrumentendaten zum Synthetisieren von Musik zuzugreifen. Infolge eines Verwendens eines Speichers von niedriger Kapazität, werden die Kosten eines Verwendens einer großen Menge von Speicher reduziert. Die RAM-Stückkosten sind gewöhnlich höher, jedoch sind aufgrund der Tatsache, dass die benötigte Kapazität kleiner ist, die Speicherkosten noch immer niedriger als bei dem Stand der Technik von 2 insgesamt. Ferner sind die im Speicher in der vorliegenden Erfindung gespeicherten Daten nicht konstant; die vorliegende Erfindung wählt die ähnlichsten Instrumentendaten in Übereinstimmung mit dem erforderlichen Instrument der Musik aus. Daher ist die Anzeigequalität der synthetisierten Musik stark verbessert, während der Stand der Technik einen nicht flüchtigen Speicher (beispielsweise ROM) verwendet, um konstante Instrumentendaten zu speichern.

Der Vorteil und das Wesen der Erfindung können verstanden werden durch die nachfolgenden Ausführungen in Verbindung mit der beiliegenden Zeichnung.

Kurze Beschreibung der beiliegenden Zeichnung

1 ist ein schematisches Diagramm eines Wavetable-Klangsynthesesystems 10 des Standes der Technik.

2 ist ein schematisches Diagramm eines kostengünstigen Wavetable-Klangsynthesesystems 30 des Standes der Technik.

3 ist ein schematisches Diagramm eines Wavetable-Klangsynthesesystems 40 der vorliegenden Erfindung.

4 zeigt das in 3 dargestellte Beurteilungsmodul.

5 zeigt eine in 4 dargestellte Ähnlichkeits-Vergleichstabelle 41.

6 zeigt die Ähnlichkeits-Vergleichstabelle 46 des zweiten Ausführungsbeispiels, dargestellt in 4.

7 ist ein Flussdiagramm des Instrumentenauswahlverfahrens der vorliegenden Erfindung.

Genaue Beschreibung der Erfindung

Es sei auf 3 verwiesen. 3 ist ein schematisches Diagramm eines Wavetable-Klangsynthesesystems 40 der vorliegenden Erfindung. Das Wavetable-Klangsynthesesystem 40 der vorliegenden Erfindung umfasst eine Musikdatenbank 51, ein Analysemodul 52, ein Beurteilungsmodul 54, eine Instrumentendatenbank 56, einen Speicher 60, ein Synthesemodul 66, einen Digital/Analog-Wandler/Verstärker 68 und einen Lautsprecher 70. Zuallererst werden nachfolgend die Daten, gespeichert in sämtlichen Arten von Datenbank der vorliegenden Erfindung, beschrieben. Die Musikdatenbank 51 speichert eine Menge von Musikdateien. Die Instrumentendatenbank 56 speichert eine vorbestimmte Anzahl von Instrumentendaten, welche M1 Arten von Melodieinstrumentendaten und P1 Arten von Schlaginstrumentendaten umfassen. Beispielsweise kann die Instrumentendatenbank 128 Arten von Melodieinstrumentendaten und 47 Arten von Schlaginstrumentendaten umfassen. Bei diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Instrumentendatenbank 56 eine Speichervorrichtung von hoher Kapazität, niedrigen Kosten und niedriger Zugriffsgeschwindigkeit, so dass sie nicht geeignet ist, die Instrumentendatenbank 16 des Standes der Technik in 1 zu ersetzen und unmittelbar durch das Synthesemodul verwendet zu werden.

Nachfolgend wird die Betriebsprozedur des Ausführungsbeispiels genau beschrieben. Zuerst analysiert das Analysemodul 52 des Wavetable-Klangsynthesesystems 40 der vorliegenden Erfindung eine eingegebene Musikdatei 53 von der Musikdatenbank 51, um die erforderlichen Daten einer vorbestimmten Anzahl (M2+P2) von Instrumenten zu erzeugen und somit die Musikdatei 53 zu synthetisieren. Beispielsweise ist, wenn 8 Melodieinstrumentendaten und 3 Schlaginstrumentendaten benötigt werden zum Synthetisieren einer spezifischen Musikdatei 53, M2 gleich 8 und P2 gleich 3.

Das Beurteilungsmodul 54 beurteilt, ob der benötigte Speicherplatz von M2+P2 Arten von Instrumentendaten die vorbestimmte Kapazität des Speichers 60 überschreitet. Die vorbestimmte Kapazität kann Speicherplatz des Speichers 60 oder eine vorbestimmte spezifische Kapazität sein. Falls nein, nimmt das Beurteilungsmodul 54 M2+P2 Arten von Instrumentendaten aus der Instrumentendatenbank 56, um diese im Speicher 60 zu speichern. Falls ja, wird eine Instrumenten-Ersatzprozedur ausgeführt, und M2+P2 Arten von Instrumentendaten werden ersetzt durch eine andere vorbestimmte Anzahl (M3+P3) von Instrumentendaten. Die Gesamtmenge von M3+P3 Arten von Instrumentendaten überschreitet die vorbestimmte Kapazität des Speichers 60 nicht. Schließlich nimmt gemäß der Beurteilung das Beurteilungsmodul 54 die benötigten M3+P3 Arten von Instrumentendaten 62 während eines Ausführens einer Wavetable-Klangsynthese aus der Instrumentendatenbank und speichert diese im Speicher 60.

Das Synthesemodul 66 synthetisiert ein digitales Musiksignal gemäß den im Speicher 60 gespeicherten Instrumentendaten und gibt das synthetische Musiksignal aus zu dem Lautsprecher 70 über den Digital/Analog-Wandler/Verstärker 68 zum Ausgeben der Musikdatei 53.

Gemäß obiger Ausführung ist die vorliegende Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass das System die geeignetsten Instrumentendaten zum Ersetzen der ursprünglichen und benötigten Instrumentendaten einer Wavetable-Klangsynthese in Übereinstimmung mit der Kapazität des eingebauten Speichers des Wavetable-Klangsynthesesystems auswählen kann. Daher fokussiert die vorliegende Erfindung die Art und Weise eines Auswählens von geeigneten Instrumentendaten.

Es sei auf 4 verwiesen. 4 zeigt das in 3 dargestellte Beurteilungsmodul. Das Beurteilungsmodul 54 der vorliegenden Erfindung umfasst ferner ein Ähnlichkeits-Vergleichsmodul 46, ein Ersatzmodul 42 und ein Lademodul 44. Das Ähnlichkeits-Vergleichsmodul 46 umfasst ferner eine Ähnlichkeits-Vergleichstabelle 41 zum Enthalten der Ähnlichkeit zwischen den M1+P1 Arten von Instrumentendaten. Das Ersatzmodul 42 wird verwendet zum Ausführen der Ersatzprozedur von Instrumententypen, um die Menge von Daten zu reduzieren, wenn die Menge von benötigten Instrumentendaten die vorbestimmte Kapazität des Speichers 60 überschreitet. Das Lademodul 44wird verwendet zum Laden der benötigten M2+P2 bzw. M3+P3 Arten von Instrumentendaten von der externen Instrumentendatenbank 60 in den Speicher 60 nach einer Bestätigung, dass die Menge von benötigten Instrumentendaten die vorbestimmte Kapazität des Speichers 60 nicht überschreitet.

Es sei auf 5 verwiesen. 5 zeigt eine Ähnlichkeits-Vergleichstabelle 41, dargestellt in 4. Das Ähnlichkeits-Vergleichsmodul 46 des Beurteilungsmoduls 54 umfasst ferner eine Ähnlichkeits-Vergleichstabelle 41 zum Enthalten des Instrument-Ähnlichkeitswerts zwischen zwei Musikinstrumentendaten durch Vergleichen jeder der M1+P1 Arten von Instrumentendaten mit den anderen Instrumentendaten; dies ergibt einen Quantifizierungsstandard bezüglich der Ähnlichkeiten zwischen jeweiligen zwei verschiedenen Instrumenten. Die Ähnlichkeits-Vergleichstabelle 41 umfasst zwei Untertabellen. Die Tabelle 43 bildet eine M1XM1-Tabe11e für M1 Arten von Melodieinstrumenten in der Instrumentendatenbank 56. Die Tabelle 45 bildet eine P1XP1-Tabe11e für P1 Arten von Schlaginstrumenten. Die Ähnlichkeit zwischen beliebigen zwei Instrumenten kann unmittelbar erhalten werden durch Verweisen zu den Ähnlichkeits-Vergleichstabellen. Beispielsweise stellt D0,1 in Tabelle 43 die Ähnlichkeit von Tönen zwischen dem ersten und dem zweiten Instrument dar, und D2,3 stellt die Ähnlichkeit von Tönen zwischen dem dritten und dem vierten Instrument dar. Daher ist, beispielsweise bei D0,0, D1,1 ..., der Unterschied zwischen denselben Instrumenten gleich 0. Wenn die Gesamtmenge von Daten von M2+P2 Arten von Instrumenten, verwendet zum Synthetisieren, die vorbestimmte Kapazität des Speichers 60 überschreitet, kann gemäß der Ähnlichkeits-Vergleichstabelle 41 ein Paar von Instrumenten mit dem niedrigsten Instrumentendifferenzwert (das heißt, dem höchsten Instrumentenähnlichkeitswert) ermittelt werden durch ein sequenzielles Suchen in den M2+P2 Arten von Instrumentendaten. Wenn der Instrumentenähnlichkeitswert zwischen den Instrumentendaten M und N der höchste ist, werden die Instrumentendaten M ersetzt durch N. Nach einem Durchführen der Ersatzprozedur wurden die benötigten Instrumentendaten ferner reduziert auf M3+P3 Arten von Instrumentendaten, und die Gesamtmenge von Daten überschreitet die vorbestimmte Kapazität nicht.

Jedoch ist es, wenn M1 und P1 in der obigen Ähnlichkeits-Vergleichstabelle 41 sehr groß sind, schwierig, die Tabelle einzurichten und kann viel Platz belegen. Beispielsweise ist unter der Voraussetzung, dass 128 Arten von Melodieinstrumenten und 47 Arten von Schlaginstrumenten vorhanden sind, ein Einrichten einer 128X128-Tabelle und einer 47X47-Tabelle nötig. Daher wird nachfolgend ein anderes Ausführungsbeispiel beschrieben. Es sei auf 6 verwiesen. 6 zeigt die Ähnlichkeits-Vergleichstabelle 46 des zweiten Ausführungsbeispiels, dargestellt in 4. Das Verfahren des zweiten Ausführungsbeispiels besteht in einem Verwenden einer Gruppentabelle 47 und einer Ähnlichkeits-Vergleichstabelle 49 in Übereinstimmung mit der Gruppentabelle 47, wobei die Gruppentabelle 47 verwendet wird zum Erhalten einer Vielzahl von Instrumentendatengruppen (M4+P4 Gruppen), erzeugt durch Gruppieren von M1+P1 Arten von Instrumentendaten gemäß Ähnlichkeit. Wie dargestellt in 6, unterteilt die Gruppentabelle 47 M1 Arten von Melodieinstrumenten in M4 Gruppen und P1 Arten von Schlaginstrumenten in P4 Gruppen, wobei ml, m2, m3... die jeweiligen Melodieinstrumente darstellen und p1, p2, p3... die jeweiligen Schlaginstrumente darstellen. Jede Instrumentendatengruppe umfasst mehrere Arten von Instrumentendaten, und ein repräsentatives Instrumenten-Datenelement wird verwendet zum Repräsentieren sämtlicher verschiedener Arten von Instrumentendaten der Instrumentendatengruppe. Anders ausgedrückt, werden, wenn benötigte Instrumentendaten zu der ersten Instrumentengruppe G1 gehören, die Instrumentendaten direkt ersetzt durch das repräsentative Instrument der ersten Instrumentengruppe.

Wenn die Gesamtmenge von Daten noch immer die vorbestimmte Kapazität nach einem Verweis auf die Gruppentabelle 47 und einem Reduzieren der Anzahl von Arten von Instrumenten überschreitet, kann das System ferner die Substitut-Instrumentendaten auswählen über die Ähnlichkeits-Vergleichstabelle in Übereinstimmung mit der Gruppentabelle. Wie dargestellt in 6, wird die Ähnlichkeits-Vergleichstabelle 49 verwendet zum Enthalten von Instrumentenähnlichkeitswerten zwischen repräsentativen Instrumenten von jeweiligen zwei der Instrumentengruppe. Da die Ähnlichkeits-Vergleichstabelle 49 lediglich die Ähnlichkeit zwischen zwei repräsentativen Instrumenten von verschiedenen Instrumentengruppen enthält, ist, verglichen mit einer Einrichtung der Ähnlichkeits-Vergleichstabelle von M1+P1 Arten von Instrumenten, diese Art von repräsentativer Instrumentenähnlichkeitstabelle leichter einzurichten und belegt weniger Platz. Beispielsweise werden 128 Arten von Melodieinstrumenten zuerst gruppiert zu 30 Gruppen, anschließend werden 47 Arten von Schlaginstrumenten ferner gruppiert zu 10 Gruppen; gemäß dieser Gruppentabelle müssen lediglich eine 30X30 Ähnlichkeits-Vergleichstabelle von Melodieinstrumenten und eine 10X10 Ähnlichkeits-Vergleichstabelle von Schlaginstrumenten eingerichtet werden.

Es sei betont, dass, wenn ein Verweis auf die Ähnlichkeits-Vergleichstabelle erfolgt, um zwei Instrumente mit den ähnlichsten Charakteristiken zu ermitteln, der Instrumentenähnlichkeitswert eines Instruments M zu N verschieden sein kann von dem Instrumentenähnlichkeitswert eines Instruments N zu M in der Tabelle. Der Grund hierfür ist, dass im Hörempfinden die Wirkung eines Ersetzens eines Instruments M durch N möglicherweise nicht schlecht ist, jedoch die Wirkung eines Ersetzens eines Instruments N durch M möglicherweise schlechter ist. Daher ist die Definition der Tabelle flexibel.

Im folgenden werden spezifische Figuren herangezogen als Beispiele, um das Ausführungsbeispiel zu erläutern. Nach einem Analysieren der Musikdatei 53 durch das Analysemodul 52 werden 8 Melodieinstrumente ma, mb, mc, md, me, mf, mg, mh und 3 Schlaginstrumente pa, pb, pc zum Synthetisieren der Musikdatei 53 benötigt. Dann beurteilt das Beurteilungsmodul 54, ob die 8+3 Arten von Instrumentendaten die vorbestimmte Kapazität des Speichers überschreiten. Falls nein, lädt das Lademodul 44 des Beurteilungsmoduls 54 die 8+3 Arten von Instrumentendaten in den Speicher 60. Wenn die 8+3 Arten von Instrumentendaten die vorbestimmte Kapazität des Speichers überschreiten, beginnt das Ersatzmodul 42 mit der Ausführung der Ersatzprozedur. In dem Beurteilungsmodul 54 verweist das Ähnlichkeits-Vergleichsmodul 46 auf die Tabelle, um den höchsten Instrumentenähnlichkeitswert zu erhalten durch ein Ersetzen mb mit ma. Nachdem das Ersatzmodul 42 die Musikdaten von mb aufgibt, erfolgt, wenn 7+3 Arten von Instrumentendaten die vorbestimmte Kapazität des Speichers nicht überschreiten, ein Zugriff auf die 7+3 Instrumentendaten von der Instrumentendatenbank 56 zu dem Speicher 60 durch das Lademodul 44, so dass das Synthesemodul 66 die Musikdatei 53 synthetisieren kann und die Melodie eines Instruments mb ausgeführt wird durch die Melodie eines Instruments ma. Wenn 7+3 Instrumentendaten die vorbestimmte Kapazität des Speichers noch immer überschreiten, so wird die Ersatzprozedur kontinuierlich ausgeführt, bis die Gesamtmenge der ausgewählten Instrumentendaten die vorbestimmte Kapazität nicht überschreitet.

Es sei auf 7 verwiesen. 7 ist ein Flussdiagramm des Instrumentenauswahlverfahrens der vorliegenden Erfindung. In Übereinstimmung mit 5 umfasst das Verfahren die folgenden Schritte:

Schritt 500: StartSchritt 502:Erhalten der Anzahl von verwendeten Instrumenten (M2+P2) durch das Analysemodul 52.Schritt 504:Beurteilen, ob die benötigten Instrumentendaten von M2+P2 Arten von Instrumenten die vorbestimmte Kapazität des Speichers 60 überschreiten. Falls ja, Ausführen von Schritt 506; falls nein, Ausführen von Schritt 510.Schritt 506:Starten des Ähnlichkeits-Vergleichsmoduls 40, um die ähnlichsten Instrumente und die geeignetste Weise eines Ersatzes zu ermitteln.Schritt 508:Starten des Ersatzmoduls 42, um die Anzahl von verwendeten Instrumenten zu reduzieren, und Wiederholen von Schritt 504.Schritt 510:Starten des Lademoduls 44, um die benötigten Instrumentendaten 62 aus der Instrumentendatenbank 56 in den Speicher 60 zu laden.Schritt 512:Ende.

Gemäß der obigen Beschreibung greift die vorliegende Erfindung zu auf die Instrumentendaten zum Synthetisieren von Musik durch den Schreib-Lese-Speicher. Infolge eines Verwendens eines Speichers niedriger Kapazität wurden die erforderlichen Kosten eines Verwendens einer großen Menge von Speicher erheblich reduziert. Ferner können die im Speicher gespeicherten Instrumentendaten beliebig geändert werden. Die vorliegende Erfindung wählt die ähnlichsten Instrumentendaten aus in Übereinstimmung mit dem erforderlichen Instrument der Musik. Daher ist die Anzeigequalität der synthetisierten Musik, verglichen mit dem Stand der Technik, welcher den nicht flüchtigen Speicher (beispielweise ROM) zum Speichern von festen Instrumentendaten verwendet, erheblich verbessert.

Zusammenfassen ist festzustellen, dass die vorliegende Erfindung ein Klangsynthesesystem zum Durchführen einer Wavetable-Klangsynthese betrifft. Das System umfasst eine Instrumentendatenbank, ein Analysemodul, einen Speicher, ein Beurteilungsmodul und ein Synthesemodul. Die Instrumentendatenbank wird verwendet zum Speichern einer ersten vorbestimmten Anzahl von Musikinstrumenten. Das Analysemodul wird verwendet zum Analysieren einer eingegebenen Wavetable-Musik, um erforderliche Daten einer zweiten vorbestimmten Anzahl von Musikinstrumenten zu erzeugen. Der Speicher hat eine vorbestimmte Kapazität zum Speichern der erforderlichen Daten von Musikinstrumenten, um die Wavetable-Musik zu synthetisieren. Das Beurteilungsmodul wird verwendet zum Beurteilen, ob die Gesamtmenge von Daten der zweiten vorbestimmten Anzahl von Musikinstrumenten die vorbestimmte Kapazität überschreitet. Das Synthesemodul wird verwendet zum Synthetisieren eines digitalen Musiksignals gemäß den im Speicher gespeicherten Instrumentendaten.