DE69531144T2 - Verfahren zur erzeugung von tonquellendaten, aufzeichnungsmedium und prozessor für solche daten. - Google Patents

Verfahren zur erzeugung von tonquellendaten, aufzeichnungsmedium und prozessor für solche daten. Download PDF

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Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen von Tonquellendaten oder Schallquellendaten, welches verwendet wird zum Erzeugen von Schalleffekten oder Toneffekten und von Hintergrundmusik (BGM), ein Aufzeichnungsmedium, auf welchem derartige Tonquellendaten oder Schallquellendaten aufgezeichnet sind, sowie eine Verarbeitungseinrichtung für Tonquellendaten oder Schallquellendaten zum Erzeugen von Tönen oder Schall (sounds) unter Verwendung der Schallquellendaten oder Tonquellendaten.
  • Herkömmlicherweise erzeugen elektronische Musikinstrumente, Spieleeinrichtungen und Informationsverarbeitungseinrichtungen, z. B. Personal Computer, musikalische Töne sowie Toneffekte oder Soundeffekte.
  • Zum Erzeugen musikalischer Töne oder Toneffekte werden Singale, z. B. Rechtecksignale, Dreiecksignale oder sinusförmige Signale einer Mehrzahl voreingestellter Frequenzteiler mit unterschiedlichen Frequenzteilungsverhältnissen (frequency division ratios) und Einschaltverhältnissen (duty ratios) zugeführt. Die individuellen Schallquellensignale oder Tonquellensignale, die von den Frequenzteilern ausgegeben werden, d. h. die so genannten Stimmen, werden mit einem gewünschten Pegel synthetisiert.
  • Für Musikinstrumente, z. B. für das Klavier oder die Trommel, wird der gesamte Tonbereich oder Schallbereich der Töne oder des Schalls in vier Abschnitte unterteilt, nämlich in die Bereiche Einschwingen (attack), Abklingen oder Ausschwingen (decay), Halten (sustain) sowie Freigabe (release). Die Amplitude oder der Pegel der Signale in jedem Bereich ändern sich in charakteristischer Art und Weise. Um die Änderungen zu handhaben, wird eine sogenannte ADSR-Steuerung oder -Regelung ausgeführt, um ähnliche Änderungen des Signalpegels für jede Stimme zu bewirken.
  • Zusätzlich ist für elektronische Musikinstrumente eine so genannte FM-Schallquelle oder -Tonquelle zum Frequenzmodulieren von Sinuswellensignalen mit Sinuswellensignalen geringer Frequenz bekannt. Also können verschiedene Schallsignale oder Tonsignale mit geringen Schallquellendaten oder Tonquellendaten mit Modulationsfaktoren (modulation factors) als Zeitfunktionen (temporal functions) erzeugt werden.
  • Es ist zu bemerken, dass Geräusche oder Rauschen als Schallquellen oder Tonquellen für Soundeffekte benutzt werden können.
  • Andererseits werden zum Ausführen von Spieleprogrammen mit Spieleeinrichtungen oder eines Informationsverarbeitungssystems, z. B. eines Personal Computers, der Start, das Stoppen und die Schall- oder Tonlautstärke von Soundeffekten und von Hintergrundmusik (BGM), die zu erzeugen sind, gemäß dem Verlauf des Spieleprogramms oder gemäß den Betätigungen von Spieleeinrichtungen und der Datenverarbeitungseinrichtung oder Informationsverarbeitungseinrichtung durch den Benutzer in Echtzeit erzeugt.
  • Die Toninformationen oder Schallinformationen für die Soundeffekte oder für die BGM sind adaptive differenzielle PCM-Daten (so genannte ADPCM-Daten), die durch Kompression verschiedener digital aufgezeichneter 16-Bitdaten, durch nachfolgendes Ausführen einer Bitratenreduktion auf 4 Bits oder durch BRR-Codierung und dann nachfolgendes Blocking der sich ergebenden Daten erzeugt werden. Die ADPCM-Daten sind Schalldaten oder Tondaten für eine fundamentale oder Grundwellenform (fundamental waveform). Das bedeutet, dass die Spieleeinrichtung und die Informationsverarbeitungseinrichtung mit einer PCM-Schallquelle oder -Tonquelle unter Verwendung von Schallquellendaten oder Tonquellendaten zum Erzeugen musikalischer Intervalle mit einem Auslesezyklus (read-out cycle) der Schallquellendaten oder Tonquellendaten gemäß eines angezeigten Musikintervalls vorgesehen sind.
  • Die Schallquellendaten werden nun unter Bezugnahme auf 6 für den Fall im Detail erläutert, bei welchem 4-Bit-ADPCM-Daten als Schallinformation oder Toninformation verwendet werden.
  • Diese Schallquellendaten sind auf der Grundlage eines Blocks gebildet, der aus 9 Bytes aus 8 horizontalen Bits und 9 vertikalen Bits aufgebaut ist. Der Block wird gebildet von einem 1-Byte-Headerinformationsbereich HA. Dieser Headerinformationsbereich HA besteht aus zusätzlicher Information in Bezug auf die Schall quellendaten oder Tonquellendaten. Der Block umfasst ferner einen 8-Byte-Schallquellendatenbereich oder Tonquellendatenbereich SA, der gebildet wird von 16 Samples Schallquellendaten oder Tonquellendaten, nämlich den so genannten Schalldaten oder Tondaten.
  • Der Headerinformationsbereich HA wird gebildet von einer 1-Bit-Blockendinformation ED, einer 1-Bit-Schleifeninformation LP, einer Filterinformation FL, welche für die Decodierung verwendet wird, sowie von einem 4-Bit-Verschiebungswert RA.
  • Die Blockendinformation ED zeigt an, ob der Block der letzte Block der Schallquellendaten oder Tonquellendaten ist oder nicht. Die Schleifeninformation (loop Information) LP zeigt an, ob die Schallquellendaten oder Tonquellendaten des Blocks in einer Schleife oder geloopt ausgeführt werden sollen oder nicht. Falls der Wert für die Schleifeninformation LP 1 ist, werden die Schalldaten oder Tondaten in einer Schleife ausgeführt. Wenn der Wert für die Schleifeninformation LP 0 ist, werden die Daten nicht in einer Schleife ausgeführt.
  • Das BRR-Codierungsverfahren wird ausgeführt, wenn die Schallquellendaten für jeden Block erzeugt werden. Die Filterinformation FL zeigt Information in Bezug auf ein Filter an, das zum Ausführen der BRR-Decodierung korrespondierend zur BRR-Codierung verwendet werden soll. Mit dieser Filterinformation FL wird ein festes Vorhersagefilter, welches für jeden Block optimal ist, d. h. ein festes Vorhersagefilter mit geringsten Fehlern oder Abweichungen, aus einer Vielzahl oder Mehrzahl fester Vorhersagefilter ausgewählt.
  • Der Verschiebungswert RA ist ein Parameter zum Expandieren eines 4-Bit-Werts bei der BRR-Decodierung zu einem 16-Bit-Wert hin.
  • Der Schalldatenbereich oder Tondatenbereich SA umfasst 16 Samples Schalldaten oder Tondaten SDA0L bis SDB3H. Andererseits wird ein komplexes BRR-Decodieren benötigt, da 1 Block gebildet wird von 9 Bytes bei herkömmlichen Schallquellendaten oder Tonquellendaten.
  • Jüngst wurde im Bereich optischer Platten, die verwendet werden zum optischen Aufzeichnen und Wiedergeben von Daten, eine CD-ROM unter Verwendung einer Compact-Diskette (CD), welche eine optische Platte mit ausschließlichem Lesezu griff als Nur-Lesespeicher ist, als Aufzeichnungsmedium zum Aufzeichnen von Schallquellendaten oder Tonquellendaten entwickelt und verwendet. Daher wird bevorzugt, dass die Schallquellendaten oder Tonquellendaten auf einem Standard für Bilder und Schallquellendaten für CD-ROMs beruhen, d. h. auf dem Standard CD-ROM-XA.
  • Obwohl die Schallquellendaten, bei welchen ein Block aus 9 Bytes besteht, eine Blocklänge aus 16 Samples Schalldaten oder Tondaten besitzt, beruht diese Blocklänge nicht auf dem CD-ROM-XA-Standard.
  • Daher weichen die Vorhersagefilter für die BRR-Codierung zum Erzeugen herkömmlicher Schalldaten oder Tondaten von den Vorhersagefiltern für die BRR-Codierung zum Erzeugen von Schalldaten oder Tondaten für den CD-ROM-XA-Standard ab. Zusätzlich können die Vorhersagefilter für Schallquellendaten oder Tonquellendaten auf der Grundlage des CD-ROM-XA-Standards nicht für das Decodieren herkömmlicher Schallquellendaten oder Tonquellendaten verwendet werden, weil die Vorhersagefilter für die BRR-Codierung zum Ausführen der BRR-Codierung der Schallquellendaten oder Tonquellendaten verwendet werden.
  • Da die Schleifeninformation oder Loopinforamtion im Headerinformationsbereich der Schallquellendaten oder Tonquellendaten einfach nur anzeigen, ob die Schalldaten oder Tondaten in einer Schleife ausgeführt werden sollen oder nicht, wird darüber hinaus die Steuerung oder Regelung zum Ausführen der Schallquellendaten oder Tonquellendaten in einer Schleife komplex oder kompliziert.
  • Im Lichte der vorangehend beschriebenen Aspekte liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Erzeugen von Schallquellendaten oder Tonquellendaten zum Erzeugen von Schallquellendaten oder Tonquellendaten auf der Grundlage des CD-ROM-XA-Standards zu schaffen, bei welchem eine einfachere Verarbeitung ausreicht, Töne oder Schall zu erzeugen. Ferner soll ein Aufzeichnungsmedium zum Aufzeichnen von Schallquellendaten oder Tonquellendaten, welche durch das Verfahren zum Erzeugen von Schallquellendaten oder Tonquellendaten erzeugt wurden, geschaffen werden. Des Weiteren soll eine Schallquellendaten- oder Tonquellendatenverarbeitungseinrichtung zum Erzeugen von Tönen oder von Schall unter Verwendung der Schallquellendaten oder Tonquellendaten, die durch das Verfahren zum Erzeugen von Schallquellendaten oder Tonquellendaten erzeugt wurden, geschaffen werden.
  • Wenn die Schallausgabe oder Tonausgabe, die durch eine herkömmliche PCM-Schallquelle oder -Tonquelle synthetisiert wurde, während eines Spieleprogramms für Toneffekte oder Schalleffekte verwendet wird, wird andererseits die Schallausgabe oder Tonausgabe in den meisten Fällen überlappend mit musikalischen Melodien, z. B. mit BGM, ausgegeben. In diesem Fall ist es notwendig, die Schallausgabe oder Tonausgabe für die Soundeffekte mit den musikalischen Melodien, z. B. mit der BGM, für eine Ausgabe zu mischen. Da ein von einem anderen Verarbeitungsschaltkreis als der PCM-Schallquelle oder -Tonquelle ausgegebenes Schallsignal oder Tonsignal als Schallsignal oder Tonsignal zum Mischen verwendet wird, gestaltet sich das Mischen der Schallausgabe oder Tonausgabe mit dem Schallsinal oder Tonsignal komplex. Daher ist auch der Schaltkreisaufbau vergrößert oder verkompliziert.
  • Folglich ist es im Lichte der vorangehend beschriebenen Umstände eine weitere Zielsetzung der vorliegenden Erfindung eine Schalldaten- oder Tondatenverarbeitungseinrichtung zu schaffen, welche in der Lage ist, eine von den Schallquellendaten oder Tonquellendaten synthetisierte Schallausgabe oder Tonausgabe mit dem Schallsignal oder Tonsignal zu mischen.
  • Die vorliegende Erfindung schafft eine Vorrichtung und ein Verfahren, wie sie in den Ansprüchen 1 bis 3 definiert sind.
  • Bei der vorliegenden Erfindung werden die Schallquellendaten oder Tonquellendaten und die realen Schalldaten oder Tondaten in einer Einhüllenden eingeschlossen oder zusammengefasst. Die 16-Bit-Schallausgabe oder -Tonausgabe, welche aus den Schallquellendaten oder Tonquellendaten erzeugt wurde, welche ihrerseits die adaptiven differenziellen 4-Bit-PCM-Daten sind, sowie die 16-Bit-PCM-Daten, welche die realen Schalldaten oder Tondaten sind, die sich von den Schallquellendaten oder Tonquellendaten unterscheiden, werden auf beliebige Art und Weise miteinander gemischt.
  • Erfindungsgemäß wird auch eine zweite Mischeinrichtung derart vorgesehen, dass die durch die zweite Mischeinrichtung gemischten Schalldaten oder Tondaten zeitweilig oder temporär verschoben werden und mit den Schalldaten oder Tondaten der Mischeinrichtung gemischt werden, um Schalldaten oder Tondaten für einen Halleffekt zu erzeugen.
  • Bei der vorliegenden Erfindung kann ein Vorhersagefilter, wie es bei einer CD-ROM-XA-Codierungseinrichtung verwendet wird, zum Codieren der Toninformationen oder Schallinformationen verwendet werden, weil die Schallinformation oder Toninformation einen Aufbau besitzt mit 28 Abschnitten oder Samples, in ähnlicher Art und Weise zum CD-ROM-XA-Standard. Da darüber hinaus ein Block auch auf 16 Bytes eingestellt wird, kann auf ähnliche Art und Weise auch eine Decodierung auf einfache Art und Weise erreicht werden.
  • Darüber hinaus kann auch eine schleifenförmige Ausführung einer Mehrzahl Blöcke durchgeführt werden, da die Information, die den Startblock und den Endblock für den Schleifenbereich angibt, in jedem Block enthalten ist.
  • Ein Beispiel für den Stand der Technik ist in der JP-A-06124096 gezeigt.
  • KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
  • 1 ist eine schematische Ansicht, welche den Aufbau einer Ausführungsform einer Schall- oder Tonausgabeeinheit zeigt, bei welcher die erfindungsgemäße Schallquellendaten- oder Tonquellendatenverarbeitungseinrichtung verwendet wird.
  • 2 ist eine Ansicht, die den Aufbau von Schallquellendaten oder Tonquellendaten zeigt.
  • 3 ist eine schematische Ansicht, welche den Aufbau eines digitalen Schallsignalgenerators oder Tonsignalgenerators zeigt.
  • 4 ist eine Ansicht zum Illustrieren der Filterinformation.
  • 5 ist eine schematische Ansicht, welche den Aufbau einer Spieleeinrichtung zeigt.
  • 6 ist eine Ansicht, welche den Aufbau herkömmlicher Schallquellendaten zeigt.
  • 7 ist eine schematische Ansicht, welche den Aufbau einer Ausfüh rungsform einer Vorrichtung zum Aufzeichnen von Schallquellendaten oder Tonquellendaten gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 8 ist eine Illustration in Bezug auf das Format eines aufgezeichneten Abschnitts oder Sektors auf einer Speicherplatte.
  • 9 ist eine Illustration des Formats mehrerer aufgezeichneter Abschnitte oder Sektoren gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • DETAILBESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. 1 zeigt in schematischer Art und Weise den Aufbau einer Tonausgabeeinheit oder Schallausgabeeinheit mit einer Schallquellendatenverarbeitungseinrichtung oder Tonquellenverarbeitungseinrichtung zum Ausgeben von Tönen oder von Schall unter Verwendung von Tonquellendaten oder Schallquellendaten, die durch ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Erzeugen von Schallquellendaten oder Tonquellendaten erzeugt wurden.
  • Ein in 1 gezeigtes CD-ROM-Laufwerk 93 verwendet eine CD-ROM als ein Aufzeichnungsmedium. Die CD-ROM wird gebildet von einer so genannten Compact-Disk (CD), die als optische Platte mit ausschließlichem Lesezugriff als Nur-Lesespeicher dient. Diese Compact-Disk ist also eine optische Platte, wie sie für das optische Aufzeichnen und Wiedergeben von Daten verwendet werden kann.
  • In 1 wird eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) 90 von einem Mikroprozessor gebildet, welcher mit einem Bus 92 verbunden ist. Ein Hauptspeicher 91, welcher von der CPU 90 zum Einbringen von Daten darin verwendet wird, ein CD-ROM-Decodierer 80 zum Decodieren von von der CD-ROM im CD-ROM-Laufwerk 93 ausgelesenen Daten sowie eine Schallquellendaten- oder Tonquellendatenverarbeitungseinrichtung 49 zum Erzeugen von Tönen oder von Schall unter Verwendung der von der CD-ROM ausgelesenen Tondaten oder Schalldaten sind ebenfalls mit dem Bus 92 verbunden. Die Schallquellendaten- oder Tonquellendatenverarbeitungseinrichtung 49 wird gebildet von einem digitalen Tonsignalgenerator oder Schallsignalgenerator 50 zum Verarbeiten von Schallquellendaten oder Tonquel lendaten und von einem Schallpuffer oder Tonpuffer 51 zum Speichern von Schallquellendaten oder Tonquellendaten. Der digitale Schallsignal- oder Tonsignalgenerator 50 ist mit einer Lautsprechereinheit 95 zum Ausgeben der Töne oder des Schalls nach außen verbunden.
  • Die Schalldaten oder Tondaten werden über ein Steuerkommando der CPU 90 aus dem CD-ROM-Laufwerk 93 ausgelesen und im CD-ROM-Puffer 82 des CD-ROM-Decodierers 80 gespeichert. Die im CD-ROM-Puffer 82 gespeicherten Schalldaten oder Tondaten werden einer Fehlerkorrektureinheit 81 zugeführt. Die Fehlerkorrektureinheit 81 führt eine Fehlerkorrektur an den ihr zugeführten Daten durch.
  • Der Ausgang der Fehlerkorrektureinheit 81 ist mit einem Headerdetektor 100 oder Kopfbereichsdetektor 100 verbunden. Der Headerdetektor detektiert den Header oder Kopfbereich des Datenblocks und betätigt entsprechend einen Schalter 102. Der Schalter 102 führt die Ausgabe der Fehlerkorrektureinheit 81 entweder einer Host-I/F-Einheit 85 oder einem ADPCM-Decodierer 83 zu. Falls der vom Headerdetektor 100 detektierte Header für Toneffekte oder Schalleffekte bestimmt ist, verbindet der Schalter 102 seinen Eingang mit der Host-I/F-Einheit 85. Falls andererseits der detektierte Header für musikalische Melodien bestimmt ist, wird der Schalter 102 anders betätigt, um die Ausgabe dem Decodierer 83 zuzuführen.
  • Die Sounddaten beinhalten Sounddaten, die als musikalische Melodien auszugeben sind, bei welchen musikalische Töne oder Klänge zusammenhängend erklingen, z. B. in Form so genannter Hintergrundmusik (BGM), und auch Schalldaten oder Tondaten zum Erzeugen von Schall oder Tönen für so genannte Soundeffekte. Insbesondere sind die Schalldaten oder Tondaten, die als musikalische Melodien ausgegeben werden, unter den fehlerkorrigierten Schalldaten oder Tondaten 4-Bit-ADPCM-Daten auf der Grundlage des CD-ROM-XA-Standards für CD-ROM-Schalldaten oder -Tondaten sowie 16-Bit PCM-Daten auf der Grundlage des CD-DA-Standards für Schalldaten oder Tondaten für Musik-CDs. Die Schallquellendaten oder Tonquellendaten zum Erzeugen von Schall für Soundeffekte sind 4-Bit-ADPCM-Daten.
  • Die CPU 90 detektiert, ob die Schalldaten oder Tondaten Schalldaten oder Tondaten sind, die als musikalische Melodien auszugeben sind, oder ob diese Daten Schalldaten oder Tondaten sind zum Erzeugen von Schall für z. B. Soundeffekte.
  • Die CPU 90 führt eine Steuerung oder Regelung derart aus, dass die als musikalische Melodien auszugebenden Schalldaten oder Tondaten dem Decodierer 83 zugeführt werden. Der Decodierer 83 decodiert ausschließlich die ADPCM-Daten und gibt 16-Bit-PCM-Daten an den Mischer 84 aus. Der Mischer 84 mischt PCM-Daten für linke und rechte Stereokanäle mit einem digital geänderten Dekrementierungswert. Die Schalldaten oder Tondaten, die vom Mischer 84 ausgegeben werden, werden dem digitalen Schallsignalgenerator oder Tonsignalgenerator 50 zugeführt. Andererseits werden Schalldaten oder Tondaten zum Erzeugen von Schall, z. B. für Soundeffekte, dem digitalen Schallsignalgenerator oder Tonsignalgenerator 50 von der Hostschnittstelle 85 (I/F) über den Bus 92 zugeführt. Dann werden die Schalldaten oder Tondaten im Schallpuffer oder Tonpuffer 51 durch den Schallsignalgenerator 50 oder Tonsignalgenerator 50 gespeichert.
  • 2 zeigt die im Schallpuffer oder Tonpuffer 51 gespeicherten Schalldaten.
  • Diese Schalldaten oder Tondaten werden gebildet auf der Grundlage eines Blocks mit 16 Bytes mit 16 Bits horizontal und 8 Bits vertikal. Der Block wird gebildet von einem 2-Byte-Schallparameterbereich PA oder Tonparameterbereich PA als Headerinformation oder Kopfinformation der Schallquellendaten oder Tonquellendaten. Ferner ist ein 14-Byte-Schalldatenbereich SA oder -Tondatenbereich SA aus 28 Samples Schallinformation oder Toninformation (Schalldaten/Tondaten) vorgesehen.
  • Der Schallparameterbereich PA oder Tonparameterbereich PA wird gebildet von einem 4-Bit-Verschiebungswert RA, einer 4-Bit-Filterinformation FL, einer 3-Bit-Schleifeninformation LP oder -Loopinformation LP sowie einem 5-Bit-Reservierungsbereich RS.
  • Der Verschiebungswert RA ist ein Parameter zum Expandieren eines 4-Bit-Werts zu einem 16-Wert hin, und zwar bei der BRR-Decodierung. Dieser Verschiebungswert RA nimmt die Werte 0 bis 12 an und wird durch die nachfolgende Gleichung (1) dargestellt: (16-Bit-Daten) = 2(12–RA)·(4-Bit-Daten) (1).
  • Die BRR-Codierung wird ausgeführt, wenn die Schalldaten oder Tondaten auf der Grundlage des Blocks erzeugt werden. Die Filterinformationen FL zeigen Informa tionen im Hinblick auf einen Filter an, der zum Ausführen der BRR-Decodierung entsprechend der BRR-Codierung verwendet wird. Gemäß dieser Filterinformation FL ist ein Vorhersagefilter für jeden Block optimal ausgebildet. Das bedeutet, dass ein Vorhersagefilter mit geringsten Abweichungen oder Fehlern aus einer Mehrzahl Vorhersagefilter ausgewählt wird, wie das später beschrieben wird, Die Schleifeninformation oder Loopinformation LP umfasst ein 1-Bit-Schleifenendflag EF, ein Schleifenflag LF sowie ein Schleifenstartflag LSF, und zwar in sequenzieller Reihenfolge von der Seite des am wenigstens signifikanten Bits. Das Schleifenstartflag LSF, wenn es den Wert 1 annimmt, bedeutet, dass sich der Block am Beginn oder Start der Schleife befindet. Das Loopflag LF zeigt an, ob die Schallquellendaten oder Tonquellendaten in Form einer Schleife ausgeführt werden sollen oder nicht. Das Schleifenflag LF, wenn es den Wert 1 annimmt, zeigt an, dass die Schallquellendaten eine Schleife beinhalten. Bei den Schallquellendaten mit einer Schleife sind bei sämtlichen Blöcken die Bits für das jeweilige Schleifenflag LF auf den Wert 1 gesetzt. Das Schleifenendflag EF zeigt an, dass der jeweilige Block der letzte Block der Schallquellendaten oder Tonquellendaten für die Schleifenbildung ist.
  • Der Schalldatenbereich oder Tondatenbereich SA umfasst 28 Samples von Schalldaten oder Tondaten SD0 bis SD27.
  • Der digitale Schallsignalgenerator 50 oder Tonsignalgenerator 59 gibt musikalische Melodien und Schalleffekte über die Lautsprechereinheit 95 unter Verwendung der eingegebenen Schalldaten oder Tondaten und der Schallquellendaten oder Tonquellendaten im Schallpuffer oder Tonpuffer 51 aus.
  • 3 zeigt in schematischer Art und Weise den Aufbau des digitalen Schallsignalgenerators oder Tonsignalgenerators, welcher nun nachfolgend im Detail beschrieben wird.
  • Der digitale Schallsignal- oder Tonsignalgenerator dieser Ausführungsform weist einen BRR-Decodierer 53 zum Auslesen sogenannter Schallquellendaten oder Tonquellendaten auf, welche 4-Bit-ADPCM-Daten aus 2 aus dem Schallpuffer oder Tonpuffer 51 sind. Durch den BRR-Decodierer 53 wird ein Decodieren entsprechend des jeweiligen Codierungsverfahrens durchgeführt, und zwar mit einer verminderten Bitrate. Das Decodieren wird auf den ADPCM-Daten durchgeführt, um die ADPCM-Daten in PCM-Daten umzuwandeln. Der digitale Schallsignalgenerator oder Tonsignalgenerator weist des Weiteren eine Pitchumwandlungseinheit 54 (pitch conversion unit) zum Umwandeln des Pitches der gewandelten PCM-Daten auf. Des Weiteren sind ein Taktsignalgenerator 55 zum Erzeugen eines Taktsignals, ein Rauschgenerator 56 zum Erzeugen eines Rauschens auf der Grundlage des sich ergebenden Taktes, eine Signalschalteinheit 57 zum Schalten einer Ausgabe oder eines Ausgangsanschlusses der Pitchumwandlungseinheit 54 und eine Ausgabe oder eines Ausgangsanschlusses des Rauschgenerators 56, ein Einhüllendengenerator 58 zum Anpassen eines Pegels eines Ausgangs- oder Ausgabesignals der Signalschalteinheit 57 zum Umwandeln einer Einhüllenden eines erzeugten Tons oder erzeugten Schalls mit einer variierten Amplitude in Bezug auf seine Ausgangswellenform, eine Dämpfungsverarbeitungseinheit 59, die beim Dämpfen ausgeschaltet wird, sowie linke und rechte Lautstärkesteuereinheiten 60L und 60R vorgesehen, zum Anpassen der Schalllautstärke oder Tonlautstärke und der Balance zwischen dem linken und dem rechten Kanal. Mittels dieses digitalen Schallsignalgenerators oder Tonsignalgenerators werden Töne oder Schall unter Verwendung der Schallquellendaten oder Tonquellendaten ausgegeben.
  • 3 zeigt den Aufbau der Schaltung ausschließlich zum Ausgeben eines Tons oder einer Schallart (einer Stimme). Jedoch kann der digitale Schallsignalgenerator oder Tonsignalgenerator gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung auch Töne oder den Schall zu 24 Stimmen ausgeben. Entsprechend weist der digitale Schallsignalgenerator oder Tonsignalgenerator Schaltkreisstrukturen in Bezug auf die Pitchumwandlungseinheit 54 bis zu den Lautstärkesteuereinheiten 60L, 60R in entsprechender Art und Weise für sämtliche 24 Stimmen auf. Folglich kann mit diesem digitalen Schaltsignalgenerator oder Tonsignalgenerator der linke Kanal und der rechte Kanal jeder Stimme synthetisiert werden, um Töne oder Schall für die beiden Kanäle, d. h. für den linken Kanal und den rechten Kanal, unabhängig auszugeben.
  • Auch können die im Schallpuffer oder Tonpuffer 51 gespeicherten Schallquellendaten oder Tonquellendaten, die Einhüllende, die Schalllautstärke oder Tonlautstärke und die Balance zwischen dem linken und dem rechten Kanal für jede Stimme separat eingestellt werden.
  • Mit diesem digitalen Schallsignalgenerator oder Tonsignalgenerator ist es möglich, das Schallsignal oder Tonsignal, welches vom CD-ROM-Decodierer 80 der 1 zugeführt wird, mit der Schallausgabe oder Tonausgabe zu mischen und eine so genannte Hallverarbeitung der Schallausgabe zu bewirken, wodurch die Schallausgabe zeitweilig mit vorangehenden oder nachfolgenden Schallausgaben gemischt wird.
  • Zum Mischen des am Anschluss 63 anliegenden Schallsignals oder Tonsignals mit der erzeugten Schallausgabe oder Tonausgabe besitzt der digitale Schallsignalgenerator oder Tonsignalgenerator eine Signalschalteinheit 64 zum Auswählen, ob das Schallsignal oder das Tonsignal mit der Schallausgabe oder Tonausgabe eingegeben und synthetisiert werden soll oder nicht. Ferner ist auch eine Mischlautstärkesteuereinheit 65 vorgesehen zum Anpassen der Schalllautstärke oder Tonlautstärke des zu mischenden Schallsignals oder Tonsignals. Wenn also das Schallsignal oder Tonsignal mit der Schallausgabe oder Tonausgabe zu mischen ist, werden die vom Mischer 84 des CD-ROM-Decodierers 80 aus 1 zugeführten PCM-Daten dem Signaleingangsanschluss 63 zugeführt und dann über die Signalschalteinheit 64 der Mischlautstärkesteuereinheit 65 zugeführt. Die Mischlautstärkesteuereinheit 65 passt die Schalllautstärke oder Tonlautstärke des zugeführten Schallsignals oder Tonsignals an. Das Schallsignal oder Tonsignal mit der angepassten Lautstärke wird dann einem Addierer 62 zugeführt und dort mit der Schallausgabe oder Tonausgabe der Lautstärkesteuereinheit 60L gemischt.
  • 3 zeigt ausschließlich die Schaltungsstruktur oder den Schaltungsaufbau zum Mischen der Schallausgabe oder Tonausgabe für den linken Kanal, wobei hier eine Synthetisierung der 24 Stimmen der Schallausgaben oder Tonausgaben für die Lautstärkesteuereinheit 60L und des Schallsignals oder Tonsignals des linken Kanals der Mischlautstärkessteuereinheit 65 vorliegt. Jedoch ist auch eine ähnliche Schaltungsanordnung wie für den linken Kanal auch für den rechten Kanal vorgesehen. Das Mischen wird dann für beide Kanäle, d. h. für den linken und den rechten Kanal, durchgeführt.
  • Mit diesem digitalen Schallsignalgenerator oder Tonsignalgenerator ist es möglich, eine so genannte Hallverarbeitung der Schallausgabe oder Tonausgabe durchzuführen, wodurch die Schallausgabe oder Tonausgabe zeitweilig mit einer vorangehenden oder nachfolgenden Schallausgabe oder Tonausgabe oder einer Mehrzahl davon gemischt wird.
  • Zum Ausführen der Hallverarbeitung besitzt der digitale Schallsignalgenerator oder Tonsignalgenerator eine Signalschalteinheit 66 zum wahlweisen Schalten des für eine Hallverarbeitung zu verwendenden Schallsignals oder Tonsignals, einen Addierer 67 zum Addieren des Schallsignals oder Tonsignals von der Signaleinheit 66 zur Schallausgabe oder Tonausgabe, welche über die Signalschalteinheit 61L ausgegeben wird, einen Hallprozessor 68 zum Ausführen der eigentlichen Hallverarbeitung unter Verwendung des Schallsignals oder Tonsignals des Addierers 67, eine Hallvolumensteuereinheit 69 zum Anpassen des Schallvolumens oder Tonvolumens des hallenden Schallsignals oder Tonsignals, einen Addierer 70 zum Mischen der Ausgabe mit der durch die Halllautstärkesteuereinheit 69 angepassten Lautstärke zeitweilig mit vorangehenden oder nachfolgenden Tonausgaben oder Schallausgaben, die vom Addierer 62 ausgegeben werden, und eine Hauptlautstärkesteuereinheit 71 zum Anpassen der Schalllautstärke oder Tonlautstärke des Schallsignals oder Tonsignals, welches vom Addierer 70 ausgegeben wird. Folglich wird das Schallsignal oder Tonsignal der Mischlautstärkesteuereinheit 65 als Schall oder Ton verwendet, welche mit der Schallausgabe oder Tonausgabe zu mischen sind.
  • Das vom Addierer 67 ausgegebene Schallsignal oder Tonsignal wird dem Hallprozessor 68 zugeführt, wo es zeitweilig vorwärts oder rückwärts verschoben und dann der Halllautstärkesteuereinheit 69 zugeführt wird. Die Halllautstärkesteuereinrichtung 69 passt das Schallvolumen oder Tonvolumen des zugeführten Schallsignals oder Tonsignals an. Das in seiner Lautstärke angepasste Schallsignal oder Tonsignal wird dann dem Addierer 70 zugeführt, wo es mit dem Schallsignal oder Tonsignal des Addierers 62 synthetisiert wird.
  • Der Verarbeitungsvorgang der Schallquellendaten oder Tonquellendaten aus 2 im digitalen Schallsignalgenerator oder Tonsignalgenerator wird nun nachfolgend im Detail beschrieben.
  • Die CPU 90 aus 1 nimmt Auswahlinformationen auf, welche die Schallquellendaten oder Tonquellendaten des auszugebenden Schalls oder Tons anzeigen. Ferner werden aufgenommen Längeninformationen in Bezug auf den Ton oder Schall, Intervallinformationen des Tons oder Schalls, Einhüllendeninformationen zum Bestimmen der Farbe des Klangs, Tons oder Schalls sowie Lautstärkeinformationen in Bezug auf den Ton oder Schall. Die Daten stammen aus einem Hauptspeicher 91 und werden dem digitalen Tonsignalgenerator oder Schallsignalgenerator 50 zugeführt. Der digitale Schallsignalgenerator oder Tonsignalgenerator liest aus dem Tonpuffer oder Schallpuffer 51 auf der Grundlage der zugeführten Auswahlinformationen oder Selektionsinformationen Schallquellendaten oder Tonquellendaten aus und nimmt Schallquellendaten oder Tonquellendaten von einem Schallquellendaten- oder Tonquellendateneingangsanschluss 52 auf. Der digitale Schallsignalgenerator oder Tonsignalgenerator steuert auch die Eingabe der Schallquellendaten oder Tonquellendaten aus dem Schallpuffer 51 oder Tonpuffer 51 auf der Grundlage der Längeninformationen in Bezug auf den Schall oder den Ton von der CPU 90.
  • Die so aufgenommenen Schallquellendaten werden dem BRR-Decodierer 53 zugeführt, wo diese decodiert und in 16-Bit-CPM-Daten umgewandelt werden. Das Decodieren durch den BRR-Decodierer 53 wird in Bezug auf 4 Samples maximal für 1 Ts in Bezug auf jede Stimme durchgeführt. Das Decodierresultat oder -ergebnis wird zeitweilig in einer nicht dargestellten internen Speichereinrichtung gespeichert. Gespeicherte Daten werden für arithmetische Operationen verwendet, die für eine Pitchumwandlung in der Pitchumwandlungseinheit 54 notwendig sind. Die Rate der BRR-Decodierung wird gemäß der verwendeten Datenmenge oder verarbeiteten Datenmenge bestimmt. Wenn weniger Daten bei der Pitchumwandlung verwendet werden, wird die BRR-Decodierung insbesondere weniger häufig durchgeführt.
  • Die Filterinformation FL im Schallparameterbereich oder Tonparameterbereich PA der Schallquellendaten oder Tonquellendaten aus 2 wird nun nachfolgend unter Bezugnahme auf 4 im Detail erläutert.
  • Wie in 4 dargestellt ist, wird einer von vier Typen Vorhersagefiltern ausgewählt, nämlich aus den Typen gerade oder linear (straight), erste Ordnung (first-order), zweite Ordnung Stufe B (second-order Level B) und zweite Ordnung Stufe C (second-order Level C). Die Auswahl erfolgt gemäß demjenigen Wert, welcher durch die Filterinformation FL angezeigt wird. Es werden Koeffizienten a und b durch den Wert der Filterinformation FL bestimmt.
  • Vorhersagefilter, die gemäß der Werte 2 oder 3 der Filterinformationen FL ausgewählt werden, werden zur Decodierung der 4-Bit-ADPCM-Daten auf der Grundlage eines CD-ROM-XA-Standards verwendet. Diese Vorhersagefilter können verwendet werden, wenn die in 2 dargestellten Schalldaten oder Tondaten 4-Bit-ADPCM- Daten sind.
  • Das Decodierergebnis Xn (16-Bit-Daten) des aktuellen Samples werden durch die folgende Formel (2) dargestellt xn = 2(12–RA)Dn + aXn–1 + bXn–2 (2),wobei Dn die 4-Bit-Schallquellendaten oder -Tonquellendaten, Xn–1 (16-Bit-Daten) das Decodierergebnis eines vorangehenden Samples und Xn–2 (16-Bit-Daten) das Decodierergebnis in Bezug auf das vorletzte Sample bezeichnen.
  • Die vom BRR-Decodierer 53 ausgegebenen PCM-Daten werden der Pitchwandeleinheit 54 zugeführt. Die Pitchwandeleinheit 54 führt eine arithmetische Operation oder arithmetische Verarbeitung zur Pitchwandlung auf der Grundlage der Intervallinformation für den Ton oder Schall aus der CPU 90 aus, um das Intervall, d. h. den Pitch, des durch die zugeführten PCM-Daten erzeugten Schalls oder Tons zu wandeln. Die Schalldaten oder Tondaten mit dem gewandelten Pitch werden dem Anschluss 57a der Signalschalteinheit 57 zugeführt.
  • Andererseits wird das vom Taktsignalgenerator 55 erzeugte Taktsignal dem Rauschgenerator 56 zugeführt, um ein Rauschen zu erzeugen. Der Rauschgenerator 56 ist dazu ausgebildet, ein Rauschen z. B. auf der Grundlage einer M-Reihe von Pseudozufallszahlen zu erzeugen. Das sich ergebende Rauschen wird im Anschluss 57b der Signalschalteinheit 57 zugeführt.
  • Der digitale Schallsignalgenerator oder Tonsignalgenerator schaltet die Signalschalteinheit 57 zu den Anschlüssen 57a oder 57b, und zwar auf der Grundlage eines Steuerkommandos der CPU 90 gemäß 1 derart, dass die Schalldaten oder Tondaten der Pitchwandlungseinheit 54 oder das Rauschen des Rauschgenerators 56 ausgewählt und zum Einhüllendengenerator 58 ausgegeben werden.
  • Der Einhüllendengenerator 58 führt eine so genannte ADSR-Steuerung auf der Grundlage der einhüllenden Information in der CPU 90 durch, um die Farbe des Schalls, Tons oder Klangs zu bestimmen, der ausgegeben werden soll.
  • Die Schalldaten oder Tondaten für den linken Kanal und die Schalldaten oder Tondaten für den rechten Kanal der Ausgabe des Einhüllendengenerator s 58 werden über die Signalschalteinheit 59 der Lautstärkesteuereinheit 60L bzw. der Lautstärkesteuereinheit 60R zugeführt. Die Lautstärkesteuereinheit 60L und 60R passen die Schalllautstärke oder Tonlautstärke auf der Grundlage der Lautstärkeinformationen der CPU 90 an, um die Schallausgabe oder Tonausgabe auszugeben.
  • Folglich werden die 24 Stimmen der Töne oder des Schalls jeweils erzeugt und ausgegeben. Die linken und rechten Kanäle für jede Stimme werden derart synthetisiert, dass die Schallausgabe oder Tonausgabe für zwei Kanäle, d. h. für den linken Kanal und den rechten Kanal, erzeugt wird.
  • Die Schallausgabe oder Tonausgabe für die zwei Kanäle (d. h. für den linken und für den rechten Kanal) wird mit dem Schallsignal oder Tonsignal, welches von der Mischvolumensteuereinheit 65 mittels des Addieres 62 ausgegeben wird, gemischt und dann des Weiteren mit dem Tonsignal oder Schallsignal, welches von der Hallvolumensteuereinheit 69 mittels des Addierers 70 ausgegeben wird, gemischt, wie das oben beschrieben wird. Die gemischte Schall- oder gemischte Tonausgabe besitzt eine Lautstärke in Bezug auf ihren Schall, der ausgegeben werden soll, welche durch die Hauptlautstärkesteuereinheit 71 angepasst ist. Die gemischte Schallausgabe oder Tonausgabe wird vom Schallsignalausgangsanschluss oder Tonsignalausgangsanschluss 72 ausgegeben. Folglich werden entsprechende Töne oder entsprechender Schall über die Lautsprechereinheit 95 gemäß 1 ausgegeben.
  • Die digitale Schallsignalverarbeitungseinrichtung oder Tonsignalverarbeitungseinrichtung in der oben beschriebenen Art und Weise ist bevorzugterweise für Heimspieleeinrichtungen oder dergleichen ausgelegt. Als ein Ausführungsbeispiel für ein Heimspielegerät unter Verwendung der digitalen Schallsignalverarbeitungseinrichtung oder Tonsignalverarbeitungseinrichtung wird nachfolgend die Ausführungsform der 5 beschrieben, welche schematisch den Aufbau eines derartigen Spielegeräts zeigt.
  • Die gezeigte Spieleeinrichtung wird gebildet durch eine Mehrzahl Prozessoren und Einrichtungen, die verschiedene Funktionen in einem Hauptsystem realisieren, wobei diese an einen Bus 31 angekoppelt und mit diesem verbunden sind. Das Hauptsystem weist auf eine CPU 11 und ein Peripheriegerät 12 sowie ein Graphiksystem, ein Tonsystem oder Schallsystem, ein CD-ROM-System und ein Kommunilcationssystem.
  • Die CPU 11 definiert den Hauptbestandteil des Hauptsystems und ist eine 32-Bit-CPU mit einem reduzierten Befehlssatz (reduced instruction set computer; RISC). Das Peripheriegerät 12 umfasst Steuereinrichtungen, z. B. DMA, Zeitgeber und so genannte Interrupts. Ein Hauptspeicher 13 mit einer Kapazität von 2 MBytes, ein ROM 14 mit einer Kapazität von 512 KBytes mit einem Betriebssystem (OS) darin zum Steuern des Betriebs der CPU 11 und des Peripheriegeräts 12 zur Steuerung der Spieleeinrichtung, ein PIO 29 als Eingabe-/Ausgabeeinrichtung (I/O) für Parallelkommunikation sowie ein SIO 30 als Eingabe-/Ausgabeeinrichtung (I/O) für serielle Kommunikation sind ebenfalls mit dem Bus 31 verbunden.
  • Wenn das Spielegerät eingeschaltet wird, führt die CPU 11 das OS im ROM 14 aus, um das gesamte Gerät zu initialisieren. Auf ein Steuerkommando durch die CPU 11 hin wird ein Anwendungsprogramm, d. h. ein Spieleprogramm oder Bilder oder Tondaten, die in einem CD-ROM-Laufwerk 25 des CD-ROM-Systems enthalten sind, ausgelesen.
  • Die Bilddaten auf der CD-ROM enthalten insbesondere Bilddaten eines Films oder Standbilder, die durch diskrete Cosinustransformationen (DCT) orthogonal transformiert wurden und die komprimiert wurden, und auch Bilddaten eines Texturbildes für die Modifikation eines Polygons. Als Bilddaten eines Films oder eines Standbildes werden komprimierte Daten auf der Grundlage des so genannten JPEG-Verfahrens (Joint Photographic Experts Group) als internationaler Standard für die Kompression von Standbildern verwendet. Es werden auch Daten verwendet, die ausschließlich durch so genanntes Intra-Frame-Codieren auf der Basis eines so genannten MPEG-Verfahrens (Moving Picture Image Coding Experts Group) als internationaler Standard für die Kompression beweglicher Bilder verwendet. Das Spieleprogramm von der CD-ROM umfasst Polygonzeichenkommandos zum Zeichnen eines Polygonbereichs oder eines Polygons.
  • Die auf der CD-ROM aufgezeichneten Schalldaten oder Tondaten umfassen 16-Bit-PCM-Daten auf der Grundlage eines CD-DA-Standards für Schalldaten oder Tondaten auf Musik-CDs sowie adaptive differenzielle PCM-Daten (so genannte ADPCM-Daten) auf der Grundlage des CD-ROM-XA-Standards für CD-ROM-Bilder und -Schalldaten oder -Tondaten.
  • Die von der CD-ROM ausgelesenen Daten werden im CD-ROM-Puffer 24 gespei chert und dann mittels des CD-ROM-Decodierers 23 decodiert. Die sich ergebenden Daten werden dann in dem Hauptsystem, dem Graphiksystem oder dem Tonsystem oder Schallsystem gemäß dem Dateninhalt zugeführt.
  • Das Graphiksystem wird gebildet durch eine Geometrieübertragungseinrichtung (GTE) 15, als Graphikdatenübertragungsprozessor, eine graphische Verarbeitungseinheit (GPU) 15 als Graphikzeichenprozessor, einen Bildspeicher 17 mit einer Kapazität von 1 MByte zum Erzeugen eines Bildes durch die GPU 16, einen Bewegungsdecodierer (MDEC) 19 als Bilddatenexpansionseinrichtung und durch eine Videoausgabeeinheit 18, z. B. eine CRT-Anzeigeeinheit oder eine Flüssigkristallanzeigeeinheit (LCD).
  • Die GTE 15, verwendet als Co-Prozessor für die CPU 11, führt mit hoher Geschwindigkeit eine Koordinatenumwandlung oder eine Lichtquellenberechnung für die Polygondarstellung eines dreidimensionalen Objekts in einem Bild aus, z. B. auch die Berechnung einer Matrix oder eines Vektors in einem fixierten oder festen Dezimalmodus, und zwar unter Verwendung eines Parallelverarbeitungsmechanismus', wenn die CPU 11 ein Zeichenkommando oder Steuerkommando erzeugt.
  • Die GPU 16, die gemäß des Polygonzeichenkommandos der CPU 11 operiert, zeichnet ein Polygon in den Bildspeicher 17, der in zweidimensionaler Art und Weise in den Adressraum unabhängig von der CPU 11 abgebildet wird. Die GPU 16 führt eine so genannte flache Schattierung (flat shading) aus, bei welcher das Polygon mit ein und derselben Farbe bezeichnet wird. Es wird eine Gouraud-Schattierung (Gouraud shading) durchgeführt, bei welcher eine beliebige Farbe für jeden einzelnen Vertex des Polygons zugeordnet wird, um die Farbe innerhalb des Polygons zu bestimmen oder aufzufinden. Ferner kann eine Texturabbildung (texture mapping) durchgeführt werden, bei welcher die Textur oder eine Textur als zweidimensionale Bilddaten in Bezug auf das Polygon angewandt wird.
  • Insbesondere, wenn die flache Schattierung ausgeführt wird, bei welcher ein dreieckiges Polygon oder ein Polygon aus Dreiecken mit derselben Farbe bezeichnet wird, kann die GTE 15 eine Koordinatenberechnung mit näherungsweise maximal 1,5 Millionen Polygonen pro Sekunde berechnen. Wenn die Gouraud-Schattierung oder die Texturabbildung ausgeführt wird, kann die GTE 15 eine Koordinatenberechnung mit ungefähr maximal 5 hunderttausend Polygonen pro Sekunde berechnen. Daher ist es möglich, die Belastung der CPU 11 zu reduzieren und Koordinatenberechnungen mit hoher Geschwindigkeit auszuführen.
  • Der Bildspeicher 17 wird gebildet mit einem so genannten Dual-Port-RAM mit 16 Bits. Dies entspricht einem rechteckigen Bereich von 512 Pixeln vertikal und 1024 Pixeln horizontal. Der Bildspeicher 17 wird zum Zeichnen von Bildern durch die GPU 16 und zum Speichern der vom Hauptspeicher 13 übertragenen Daten verwendet. Das Zeichnen durch die GPU 16 oder die Übertragung der Daten von dem Hauptspeicher 13 sowie das Auslesen der Bilddaten werden simultan ausgeführt. Im Bildspeicher 17 ist ein Texturbereich vorgesehen, in welchem Texturmuster oder Texturdaten gespeichert sind. Ferner ist ein so genannter CLUT-Bereich vorgesehen, in welchem eine Farbtabelle (CLUT, color lookup table) als Farbpalette gespeichert ist. Die Texturmuster und die CLUT-Daten werden vom CD-ROM-Laufwerk 20 und der Steuerung durch die CPU 11 ausgelesen und dann über die GPU 16 zum Bildspeicher 17 übertragen und darin gespeichert. Die CLUT-Daten können auch durch die GPU 16 selbst erzeugt werden.
  • Entsprechend zeichnet die GPU 16 ein Polygon unter Verwendung der Koordinaten- und der Farbinformationen, die von der GTE 15 ermittelt werden. Dabei werden auch die Texturdaten auf das Polygon derart aufgebracht, dass ein dreidimensionales Bild (3D) entsteht. Die sich ergebenden Bilddaten werden als Bildsignal an die Videoausgabeeinheit 18 derart ausgegeben, dass ein dreidimensionales Bild (3D) angezeigt wird.
  • Wenn ein bewegtes Bild oder ein Film angezeigt werden sollen, werden im Bildspeicher 17 zwei rechteckige Bereiche vorgesehen. Die beiden rechteckigen Bereiche werden alternierend zum Zeichnen und zur Bildanzeige derart verwendet, dass ein Framebild in einem der rechteckigen Bereiche gezeichnet wird durch Daten eines Framebildes, welches vorab im anderen rechten Bereich gezeichnet wurde, und dann an die Videoausgabeeinheit 18 ausgegeben, um das Bild anzuzeigen. Auf diese Art und Weise wird ein Zustand des Wiederbeschreibens oder Überschreibens eines Bildes nicht auf der Videoausgabeeinheit 18 angezeigt.
  • Der MDEC 19, der zum Wiedergeben der von der CD-ROM 20 ausgelesenen Bilddaten verwendet wird, führt einen parallelen Gang oder eine parallele Operation unter Verwendung des Hauptspeichers 13 gemeinsam mit der CPU 11 aus. Die Daten für bewegte Bilder oder für Filme, die von dem CD-ROM-Laufwerk 25 ausge lesen wurden oder werden, werden mittels des CD-ROM-Decoders oder -Decodieres 23 fehlerkorrigiert und dann dem MDEC 19 zugeführt. Der MDEC 19 decodiert die zugeführten Daten. Die decodierten Daten werden dann als Bewegtbilddaten oder Filmdaten dem Hauptspeicher 13 zugeführt. Die dem Hauptspeicher 13 zugeführten Bewegtbilddaten oder Filmdaten werden im Bildspeicher 17 mittels der GPU 16 eingeschrieben und gespeichert und dann als Bildsignale der Videoausgabeeinheit 18 derart ausgegeben, dass die Bewegtbilder oder der Film angezeigt werden.
  • Das Tonsystem oder Soundsystem wird gebildet von einer Ton- oder Schallverarbeitungseinheit oder einer so genannten SPU 20 als Schall- oder Tonwiedergabeprozessor, einem Tonpuffer 21 im Umfang von 512 KBytes, welcher der SPU 20 bereitsteht, um Tonsignale oder Schallsignale wiederzugeben und einer Schall- oder Tonausgabeeinheit 22, z. B. einer Lautsprechereinheit.
  • Die SPU 20 kann eine ADPCM-Decodierfunktion ausführen, um Schall- oder Tondaten wiederzugeben, die durch das Ausführen von ADPCM in Bezug auf 16-Bit-Schalldaten oder -Tondaten zu einem 4-Bit-Differenzialsignal hin erzeugt werden. Des Weiteren ist die SPU 20 in der Lage, eine Wiedergabefunktion auszuführen für die Wiedergabe von Schallquellendaten oder Tonquellendaten, die im Schall- oder Tonspeicher 21 gespeichert sind, um Toneffekte oder Schalleffekte zu erzeugen. Des Weiteren ist eine Modulationsfunktion vorgesehen, um die Schallquellendaten oder Tonquellendaten für eine Wiedergabe zu modulieren.
  • Schalldaten oder Tondaten, wie sie für Hintergrundmusik (BGM) verwendet werden, und Schallquellendaten oder Tonquellendaten, wie sie zum Erzeugen von Schalleffekten oder Toneffekten verwendet werden, werden auf der CD-ROM gespeichert. Diese Daten werden durch ein CD-ROM-Laufwerk 25 ausgelesen und durch den CD-ROM-Decodierer oder -Decoder 23 unter Steuerung durch die CPU 11 fehlerkorrigiert.
  • Die für die BGM verwendeten Schalldaten oder Tondaten werden vom CD-ROM-Decodierer 23 unter Steuerung durch die CPU 11 der SPU 20 zugeführt und dann als musikalische Melodien von der Schall- oder Tonausgabeeinheit 22 mittels der SPU 20 ausgegeben. Die für die Toneffekte oder Soundeffekte verwendeten Schallquellendaten oder Tonquellendaten werden unter Steuerung durch die CPU im Schallpuffer 21 oder Tonpuffer 21 gespeichert. Die SPU 20 generiert musikali schen Schall oder musikalische Töne und Soundeffekte auf der Grundlage der Schallquellendaten oder Tonquellendaten, die im Schallpuffer oder Tonpuffer 21 gespeichert sind. Folglich ist SPU 20 eine so genannte Sampleschaltquelle oder Sampletonquelle.
  • Das Kommunikationssystem wird gebildet von einer Steuerung 27 oder einem Controller 27 als Eingabeeinrichtung oder Eingabepad, einer Speicherkapazität 28 mit einem Speicherumfang von 1-MBytes und einer Kommunikationseinrichtung 26, z. B. in Form eines seriellen Synchronisationseingangs oder Ports.
  • Die Steuerung 20 oder der Controller 27 besitzt eine Taste zum Eingeben einer Instruktion oder eines Befehls zum Steuern des Fortschreitens eines Spiels und der Bewegung eines Objekts, welches im Rahmen dieses Spiels angezeigt wird. Die Betriebsinformation, die über die Steuerung 27 oder den Controller 27 eingegeben wird, wird der Kommunikationseinrichtung 26 zugeführt. Die der Kommunikationseinrichtung 26 zugeführte Information wird durch die CPU 11 etwa jede 1/60 Sekunde ausgelesen. Die CPU 11 sendet die Steuerkommandos zum Steuern der Vorgänge und des Betriebs des Peripheriegeräts 12, des Hauptspeichers 13, des Graphiksystems 12, des Schall- oder Tonsystems und des CD-ROM-Systems, um den Betrieb der Systeme zu steuern. Folglich werden Bilder korrespondierend der eingegebenen Betriebsinformation angezeigt und entsprechende Töne oder entsprechender Schall werden ausgegeben.
  • Die Speicherkarte 28 wird gebildet von einem nicht-flüchtigen Speicher, z. B. einem so genannten Flush-Speicher oder Flash-Speicher, und er wird zum Speichern und Halten der Einstellungen, der Zustände des Voranschreiten des Spiels und einer Vielzahl von Spielergebnissen verwendet. Da die Speicherkarte 28 vom Bus 31 getrennt ausgebildet ist, kann die Speicherkarte 28 angebracht oder wieder entfernt werden, und zwar während des Betriebs und während eingeschalteter Betriebsspannung. Folglich ist es möglich, eine Mehrzahl Speicherkarten während des Betriebs des Heimspielegeräts anzubringen und zu entfernen, um Daten zu speichern.
  • Das Spielegerät kann mittels des PIO 29 mit einem Peripheriegerät verbunden werden. Das Spielegerät kann des Weiteren Kommunikation unterhalten mit anderen Spielegeräten, und zwar mittels des SIO 30.
  • Bei Heimspielegeräten ist es notwendig, eine große Menge an Bilddaten mit einer hohen Geschwindigkeit zwischen dem Hauptspeicher 13, der GPU 16, des MDEC 19 und dem CD-ROM-Decodierer 20 auszutauschen, wenn das Spieleprogramm gelesen wird, die Anzeige von Bilddaten oder das Zeichnen von Bilddaten auszuführen sind. In diesem Fall wird ein so genannter DMA-Übertragungsvorgang durchgeführt, bei welchem Bilddaten direkt unter der Steuerung des Peripheriegeräts 12 übertragen werden, und nicht vermittelt durch die CPU 11. Auf diese Art und Weise wird die Auslastung der CPU 11 während der Übertragung verändert, so dass eine Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung ermöglicht ist.
  • Aus der obigen Beschreibung ergibt sich, dass das Verfahren zum Erzeugen von Schallquellendaten oder Tonquellendaten gemäß der vorliegenden Erfindung die folgenden Schritte aufweist: Erzeugen von 14-Byte-Schallinformation oder -Toninformation, die aus 28 Samples adaptiver differenzieller 4-Bit-PCM-Daten besteht; Erzeugen von 2-Byte-Schallquellenparametern oder -Tonquellenparametern, die bestehen aus einer Startinformation und einer Endinformation für einen Schleifenbereich, aus Vorhersagefilterinformationen, die den Typ eines verwendeten adaptiven differenziellen PCM-Vorhersagefilters beschreiben, und aus Bereichsinformation zum Expandieren der adaptiven differenziellen 4-Bit-PCM-Daten zu 16-Bit-Daten, um 16-Bit-Schallquellendaten oder -Tonquellendaten auf der Grundlage vollständiger Blöcke aus der 14-Byte-Schallinformation oder -Toninformation und den 2-Byte-Schallquellenparametern oder -Tonquellenparametern zu generieren. Folglich kann das Codieren und Erzeugen von Tönen oder von Schall unter Verwendung der Schallquellendaten oder Tonquellendaten auf einfache Art und Weise ausgeführt werden. Des Weiteren kann als Vorhersagefilter für die BRR-Codierung bei der Erzeugung der Schallquellendaten oder Tonquellendaten derselbe Filter verwendet werden, der verwendet wird für die BRR-Codierung bei der Erzeugung von Daten auf der Grundlage des CD-ROM-XA-Standards. Das bedeutet, dass bei der Erzeugung der Schallquellendaten oder Tonquellendaten eine Codierung durchgeführt werden kann durch einen Codierer für Daten auf der Grundlage des CD-ROM-XA-Standards.
  • Das erfindungsgemäße Aufzeichnungsmedium enthält aufgezeichnet 16-Byte-Schallquellendaten oder -Tonquellendaten auf der Grundlage vollständiger Blöcke. Die 16-Byte-Schallquellendaten oder -Tonquellendaten werden dabei gebildet von 14-Byte-Schallinformation oder -Toninformation aus 28 Samples adaptiver differenzieller 4-Bit-PCM-Daten und 2-Byte-Schallquellenparametern oder -Tonquellen parametern, die gebildet werden von Startinformation und Endinformation für einen Schleifenbereich, Vorhersagefilterinformation, die den Typ eines adaptiven differenziellen PCM-Vorhersagefilters ausdrücken, und einem Informationsbereich zum Expandieren der adaptiven differenziellen 4-Bit-PCM-Daten in 16-Bit-Daten. Falls derselbe Filter als Vorhersagefilter für die BRR-Codierung bei der Erzeugung der Daten auf der Grundlage des CD-ROM-XA-Standards als Vorhersagefilter für die BRR-Codierung bei der Erzeugung von Schallquellendaten oder Tonquellendaten verwendet werden kann, kann derselbe Filter als Vorhersagefilter für die BRR-Codierung der Daten auf der Grundlage des CD-ROM-XA-Standards für die Decodierung und Erzeugung des Schalls oder der Töne unter Verwendung der Schallquellendaten oder Tonquellendaten verwendet werden.
  • Die erfindungsgemäße Schalldatenverarbeitungseinrichtung oder Tondatenverarbeitungseinrichtung weist auf: Eine Speichereinrichtung zum Speichern von 16-Byte-Schallquellendaten oder -Tonquellendaten auf der Grundlage vollständiger Blöcke, welche gebildet werden von 14-Byte-Schallinformationen oder -Toninformationen, welche gebildet werden von 28 Samples adaptiver und differenzieller 4-Bit-PCM-Daten, und von 2-Byte-Schallquellenparametern oder -Tonquellenparametern, die gebildet werden von Startinformationen und Endinformationen für einen Schleifenbereich, Vorhersagefilterinformationen, welche den Typ eines adaptiven differenziellen PCM-Vorhersagefilters beschreiben, und von Bereichsinformationen zum Expandieren der adaptiven differenziellen 4-Bit-PCM-Daten zu 16-Bit-Daten; und eine Decodiereinrichtung zum Decodieren der adaptiven differenziellen 4-Bit-CPM-Daten in dem Block zu 16-Bit-Daten, und zwar unter Verwendung der Vorhersageinformationen und von Rateninformationen der Schallquellendaten oder Tonquellendaten auf der Grundalge der im Speicherbereich oder in der Speichereinrichtung gespeicherter Blöcke. Falls derselbe Filter als Vorhersagefilter, der für die BRR-Codierung bei der Erzeugung von Daten auf der Grundlage des CD-ROM-XA-Standards verwendet wird, verwendet werden kann als Vorhersagefilter für die BRR-Codierung bei der Erzeugung von Schallquellendaten oder Tonquellendaten, so kann derselbe Filter als Vorhersagefilter für die BRR-Decodierung von Daten auf der Grundlage des CD-ROM-XA-Standards zum Decodieren zur Erzeugung von Tönen oder von Schall unter Verwendung der Schallquellendaten verwendet werden.
  • Die Startinformation und die Endinformation für den Schleifenbereich sind Informationen, die einen Startblock bzw. einen Endblock des Schleifenbereichs be schreiben, der aus einem oder mehreren Blöcken besteht. Folglich ist es möglich, die Schallquellendaten oder Tonquellendaten über eine Mehrzahl von Blöcken in einem Schleifer auszubilden oder zu verarbeiten, um natürlichere Töne, Klänge, Schall oder dergleichen zu erzeugen.
  • Aus der obigen Beschreibung ergibt sich, dass die erfindungsgemäße Schalldatenverarbeitungseinrichtung oder Tondatenverarbeitungseinrichtung aufweist: Eine einhüllende Einrichtung zum Bereitstellen einer Einhüllenden durch Speichern oder Umschließen durch Schallquellendaten oder Tonquellendaten, die aus adaptiven differenziellen 4-Bit-PCM-Daten bestehen, und von Schalldaten oder Tondaten, welche 16-Bit-PCM-Daten sind, die sich von den Schallquellendaten unterscheiden; und eine Schallausgabeeinrichtung zum Decodieren der Schallquellendaten oder Tonquellendaten, die von der Speichereinrichtung oder der Einschlusseinrichtung ausgelesen wurden, um eine Pitchumwandlung auszuführen und Schall oder Töne mit einem gesteuerten oder geregelten Halbpegel auszugeben; und eine Mischeinrichtung zum Mischen der von der Schall- oder Tonausgabeeinrichtung ausgegebenen Töne oder des ausgegebenen Schalls mit realen Schalldaten oder Tondaten, die von der Einschlusseinrichtung oder Speichereinrichtung ausgelesen wurden. Auf diese Art und Weise können eine Schallausgabe oder Tonausgabe, die von den Schallquellendaten oder Tonquellendaten und von den Schalldaten, welche 16-Bit-PCM-Daten sind, auf einfache Art und Weise gemischt werden. Des Weiteren kann die Schaltungsstruktur dieses Schaltungsaufbaus zum Mischen der Schallausgabe oder Tonausgabe von den Schallquellendaten oder Tonquellendaten mit den Tondaten oder Schalldaten, die 16-Bit-PCM-Daten sind, verkleinert werden.
  • Zusätzlich zu dem oben beschriebenen Aufbau kann die Schalldaten- oder Tondatenverarbeitungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung des Weiteren aufweisen: Eine zweite Mischeinrichtung zum Mischen realer Schalldaten oder realer Tondaten mit einer Schallausgabe oder Tonausgabe aus der Schallausgabeeinrichtung oder Tonausgabeeinrichtung; und eine Halltondatenmischeinrichtung oder Hallschalldatenmischeinrichtung zum Mischen von Schalldaten oder Tondaten aus der zweiten Mischeinrichtung zum zeitweisen Vorwärts- oder Rückwärtsverschieben mit den Schalldaten oder Tondaten aus der Mischeinrichtung. Folglich werden die Schalldaten oder Tondaten, die durch die zweite Mischeinrichtung gemischt wurden, zeitweilig verschoben und mit den Schalldaten oder Tondaten aus der Mischeinrichtung gemischt, so dass auf einfache Art und Weise Halltondaten oder Hallschalldaten erzeugt werden können.
  • 7 ist eine Illustration für eine Vorrichtung zum Aufzeichnen der Speicherplatte mit Informationen, die bei der Erfindung notwendig sind.
  • 8 illustriert einen typischen Sektorabschnitt einer Aufzeichnung auf der Speicherplatte oder Speicherdiskette. Der Sektor beginnt mit 12-Byte-Sync-Information, die gefolgt wird von einem 12-Byte-Header oder -Kopf, der den Sektortyp anzeigt oder beschreibt. Gefolgt wird diese Struktur von 2048 Bytes von Benutzerdaten, nach denen 4 Bytes eines EDC folgen, gefolgt von 276 Bytes für eine ECC-Fehlerkorrektur.
  • 9 illustriert, wie eine Mehrzahl Sektoren aufeinanderfolgend auf der Speicherplatte oder Speicherdiskette mit Speicherdaten aufgezeichnet werden können, die entweder Musikdaten oder Graphikdaten und/oder Soundeffektdaten oder andere Daten repräsentieren. 9 zeigt 5 Sektoren, bei welchen der erste und der fünfte Sektor sich auf Musikdaten beziehen und wobei die anderen Sektoren Daten anderen Typs enthalten.
  • 7 illustriert eine Vorrichtung zum Anordnen und Aufzeichnen der Daten in den Sektoren, wie dies in 9 dargestellt ist. Eine Analogeingabe wird einem Eingangsanschluss 103 zugeführt und mittels eines Analog/Digital-Wandlers 104 in eine digitale Form umgewandelt. Die Ausgabe des Analog/Digital-Wandlers wird mit einem Eingabegerät oder einer Eingabeeinrichtung 105 verbunden und mit einem BRR-Codierer 106. Der BRR-Codierer 106 codiert sowohl die Soundeffektdaten als auch die Musikdaten in dasselbe Format, welches besteht aus 14-Byte-Schalldaten oder -Tondaten, von denen jeder aus 28 Samples adaptiver differenzieller 4-Bit-PCM-Daten besteht. Der BRR-Codierer 106 führt seine Ausgangssignale zwei Gruppen von Schaltern 108 und 110 zu. Jede Gruppe umfasst Daten, und falls der Schalter 108 geschlossen ist, werden diese Daten einem Kopfbereichsgenerator 112 oder Headergenerator 112 und einem Datenblockgenerator 114 zugeführt.
  • Die Eingabeeinrichtung 104 bestimmt, welcher der Schalter 108 und 110 zu betätigen ist, und zwar gemäß der Eigenschaften der Daten, als Musikdaten oder als Soundeffektdaten vorzuliegen. Falls der Schalter 108 ausgewählt wird, stellt die Eingabeeinrichtung 105 auch Loopinginformationen oder Schleifenbildungsinfor mationen dem Kopfbereichsgenerator 112 zur Verfügung. Der Kopfbereichsgenerator 112 und der Datenblockgenerator 114 führen ihre Ausgabesignale oder Ausgabewerte einer für die SPU wirksamen Tonpackeinrichtung oder Schallpackeinrichtung zu, die ihre Ausgabe einer Sektorverarbeitungseinrichtung 118 zum Aufzeichnen einer Masterplatte oder Masterdiskette 126 zuführt. Ein Sync-Generator 120 oder Synchronizitätsgenerator 120 ist ebenfalls mit dem Sektorprozessor 118 verbunden, um die notwendigen Synchronisierungssignale bereitzustellen.
  • Eine andere Eingabe oder ein anderes Eingabesignal für den Sektorverarbeiter 118 wird vom Schalter 122 abgeleitet, welcher ausgelegt ist, entweder die Schall- oder Toninformation von der Eingabeeinrichtung 105 oder Graphikdaten von der Graphikdatenquelle 124 auszuwählen.
  • Wenn der Schalter 110 ausgewählt wird, werden die Ausgangssignale oder Ausgaben des Schalters 110 einem Datenblockgenerator 128 und einem Headergenerator 130 zugeführt, und diese Einheiten erzeugen Signale, die mit dem Musikdatenpacker 132 vom XA-Typ verbunden sind. Dessen Ausgabesignale werden mit dem Sektorverarbeiter 118 verbunden. Eine weitere Eingabe des Sektorverarbeiters 118 wird vom ECC/EDC-Generator 134 abgeleitet, der die benötigten ECC- und EDC-Signale für eine Fehlerkorrektur oder dergleichen durchführt.
  • Durch die Verwendung der in 7 gezeigten Vorrichtung können Sektoren der Masterplatte oder Masterdiskette 126 in der in 9 dargestellten Art aufgezeichnet werden. Es ergibt sich, dass vielfältige Abwandlungen und Modifikationen sowie Zusätze im Hinblick auf die erfindungsgemäße Vorrichtung und im Hinblick auf das erfindungsgemäße Verfahren vorgesehen werden können, ohne dass der entstehende Gegenstand vom Kerngedanken der vorliegenden Erfindung abweicht, welcher durch die Patentansprüche definiert wird.

Claims (4)

  1. Schalldatenverarbeitungsvorrichtung mit: – einer Speichereinrichtung (51) zum Speichern von 16-Byte-Schallquellendaten auf der Grundlage vollständiger Blöcke, welche jeweils gebildet werden von 14 Byte Schallinformationen mit 28 Samples adaptiver 4-Bit-Differenzial-PCM-Daten, und welche gebildet werden von 2 Byte Schallquellenparameter mit Loopinformationen oder Schleifeninformationen, Vorhersagefilterinformationen und Bereichinformationen, und – einer Decodiereinrichtung (83) zum Decodieren der adaptiven 4-Bit-Differenzial-PCM-Daten, welche korrespondierend mit den Schallquellenparametern verwendet werden.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Loopinformation oder Schleifeninformation einen Loopstartblock oder Schleifenstartblock und einen Loopendblock oder Schleifenendblock anzeigt.
  3. Verfahren zur Schalldatenverarbeitung, mit den Schritten: – Speichern von 16 Byte-Schallquellendaten auf der Grundlage vollständiger Blöcke, welche jeweils gebildet werden von 14 Byte Schallinformationen, die aufweisen 28 Samples adaptiver 4-Bit-Differenzial-PCM-Daten, und welche gebildet werden von 2 Byte Schallquellenparameter, welche aufweisen Loopinformationen oder Schleifeninformationen, Filtervorhersageinformationen und Bereichsinformationen, und – Decodieren der adaptiven 4-Bit-Differenzial-PCM-Daten, welche korrespondierend zu den Schallparametern verwendet werden.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, bei welchem die Loopinformationen oder Schleifeninformationen einen Loopstartblock oder Schleifenstartblock sowie einen Loopendblock oder Schleifenendblock anzeigen.
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