JP2000122650A - 音声データ処理装置およびコンピュータシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 音源ＬＳＩにエフェクト処理を取り込む。 【解決手段】 フィードフォワード系のエフェクト処理
にあっては、コーラス処理用データCPDを音源ＬＳＩ１
０からＲＡＭ３０に一括してバースト転送し、現在のサ
ブフレームで必要とされるコーラス処理用データCPDを
演算の進行に合わせて一括して音源ＬＳＩ１０にバース
ト転送する。フィードバック系のエフェクト処理にあっ
ては、演算の進行に合わせて必要とされるリバーブ処理
用データRPDをＲＡＭ３０から一括して音源ＬＳＩ１０
にバースト転送し、必要に応じて、リバーブ処理用デー
タRPDを一括してＲＡＭ３０にバースト転送する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、ディレイ
系のエフェクト処理をローカルなメモリを使用すること
なく実行するのに好適な音声データ処理装置およびコン
ピュータシステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年のパーソナルコンピュータでは、音
源ＬＳＩを搭載して各種のサウンド処理を行うものが多
い。音源ＬＳＩの代表的な処理としては、制御データと
波形データとに基づいてデジタル音声データを再生する
再生処理がある。波形データは楽器の演奏音を所定のレ
ートでサンプリングして得られたものであり、制御デー
タは、音色、再生ピッチおよび音量等を指示する。サウ
ンド処理機能を有するパーソナルコンピュータは、通
常、装置全体をＯＳに従って制御するＣＰＵ、音源ＬＳ
Ｉ、制御データおよび波形データあるいは他のアプリケ
ーションプログラムを格納するメインメモリ、各構成部
分を接続しデータの授受を行うためのバス等から構成さ
れている。

【０００３】帯域幅の広いバス（例えば、ＰＣＩバス）
を採用したパーソナルコンピュータにおいては、音源Ｌ
ＳＩが、処理を行うために必要なデータをメインメモリ
からバスを介して取得する構成が可能となるが、バスを
長時間占有すると、他のアプリケーションがバスを使用
する時間が短くなる。この結果、コンピュータシステム
全体としてみると、円滑な動作に支障をきたすことにな
る。そのような問題を解決するため、本出願人はフレー
ム処理を導入した音源ＬＳＩを先に提案している（特願
平９−２００６６２号）。そのような音源ＬＳＩのフレ
ーム処理では、出力サンプリング周波数（ＤＡＣレー
ト）４８ＫＨzで２５６サンプル出力するのに要する時
間（５．３ｍｓ）を１フレーム（FRAME）とするフレー
ム単位でＤＡＣレートとは非同期に一括してデジタル音
声データを生成しており、コンピュータシステムは１フ
レームの処理に必要なデータを一括してメインメモリか
ら音源ＬＳＩにバースト転送している。バースト転送に
よるバスの占有時間は、１フレーム期間と比較してごく
短いので、コンピュータシステム全体として円滑な動作
が保証される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、コンピュー
タシステムで実行されるサウンド処理には、上述した再
生処理の他に、代表的なものとしてエフェクト処理があ
る。エフェクト処理は、リバーブやコーラスあるいはバ
リエーションといった、音響効果を再生音声データに付
与するものであり、これにより、変化に富んだ再生音を
生成することができる。このため、音源ＬＳＩにエフェ
クト処理を実行させたいといった要求がある。このエフ
ェクト処理の中にはディレイ系と呼ばれる処理がある。
ディレイ系のエフェクト処理では比較的長時間遅延され
た再生音声データと現在の再生音声データとを合成する
ことによって、再生音声データに音響効果を付与してい
る。このため、ディレイ系のエフェクト処理では、再生
音声データを遅延するためのメモリが必要となる。しか
しながら、音源ＬＳＩにローカルなメモリを設けると、
音源ＬＳＩのチップ面積が増大し、そのコストが上昇す
るといった問題があった。また、エフェクト処理を音源
ＬＳＩで実行させないで、ＣＰＵを使ってソフト的に実
行させるというアプローチも考えられるが、その場合に
は、ＣＰＵの処理負荷が増大するといった問題があっ
た。

【０００５】本発明は、上述した事情に鑑みてなされた
ものであり、遅延が必要とされる音声データの波形処理
において、ローカルなメモリを設けることなく、波形処
理を実行する音声データ処理装置およびコンピュータシ
ステムを提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
請求項１に記載の発明にあっては、データの読み書き可
能なシステムメモリを有するコンピュータシステムのバ
スに接続されて、遅延を伴うエフェクト処理を施したエ
フェクトデータを生成する音声データ処理装置であっ
て、上記遅延を行うべきデータを、システムメモリへ転
送する転送手段と、上記遅延を施されたデータを、シス
テムメモリから取り込む取込手段と、上記転送手段で転
送すべきデータおよび上記取込手段で取り込むべきデー
タを作成する演算手段と、を備えることを特徴とする。

【０００７】また、請求項２に記載の発明にあっては、
第１のバッファおよび第２のバッファをさらに備え、上
記演算手段は、単位時間単位で、その単位時間に出力さ
れるべき複数のエフェクトデータを一括して生成するも
のであり、上記転送手段は、上記第１バッファに記憶さ
れた複数のデータを一括して上記システムメモリに転送
するものであり、上記取込手段は、上記システムメモリ
に記憶された複数のデータを一括して上記第２のバッフ
ァに取り込むものであることを特徴とする。

【０００８】また、請求項３に記載の発明にあっては、
出力バッファをさらに備え、上記演算手段は生成した複
数のエフェクトデータを、上記出力バッファに一時記憶
し、当該単位時間の次の単位時間において、一定の出力
レートに従い出力することを特徴とする。

【０００９】また、請求項４に記載の発明にあっては、
上記演算手段は、時分割で、複数種類のエフェクトデー
タを作成し、上記出力バッファにおいて、対応するデー
タ同士を累算することを特徴とする。

【００１０】また、請求項５に記載の発明にあっては、
データの読み書き可能なシステムメモリ、ＣＰＵ、およ
び遅延を伴うエフェクト処理を施したエフェクトデータ
を生成する音声データ処理装置がバスで接続されたコン
ピュータシステムであって、上記音声データ処理装置
は、上記遅延を行うべきデータを、システムメモリへ転
送する転送手段と、上記遅延を施されたデータを、シス
テムメモリから取り込む手段と、上記転送手段で転送す
べきデータおよび上記取込手段で取り込むべきデータを
作成する演算手段とを備えることを特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】１．コンピュータシステムの全体
構成 以下、図面を参照しつつ、本発明に係わる一実施形態で
あるコンピュータシステムの構成を説明する。図１は本
実施形態に係わるコンピュータシステムのブロック図で
ある。

【００１２】図において、ＣＰＵ２０は、バス６０を介
して各構成部分に接続されており、コンピュータシステ
ムＡ全体を制御する。ＲＡＭ３０はメインメモリ（シス
テムメモリ）に相当する読み書き可能なメモリであっ
て、ＣＰＵ２０の作業領域として機能する。また、ＲＡ
Ｍ３０のある記憶領域は各種の波形データWDを記憶する
周知のウエーブテーブルとして機能するとともに、他の
記憶領域は、エフェクト処理における遅延メモリとして
機能する。また、ＲＯＭ４０は読出専用のメモリであっ
て、そこにはブートプログラム等が格納されている。ま
た、ハードディスク５０は、二次記憶装置に相当し、そ
こにはアプリケーションプログラムやデバイスドライバ
DDやマイクロプログラムMP等のプログラム、および制御
データCDや波形データWDといった各種のデータが格納さ
れている。そして、これらのプログラムやデータは必要
に応じてＲＡＭ３０にロードされるようになっている。

【００１３】ここで、制御データCDは、アプリケーショ
ンプログラムから与えられるＭＩＤＩフォーマット等の
演奏指示に応答して音源ＬＳＩ１０を駆動するデータで
あり、音色情報（当該音色に対応する波形データWDが格
納されているアドレス）、ピッチ情報、音量情報の他、
エフェクト処理を指示するエフェクト情報等から構成さ
れている。また、波形データWDは、例えば、ギターやピ
アノといった各種の音色に対応する楽器によって実際に
発音させた楽音等をサンプリングして得られたデータで
ある。

【００１４】また、ＯＳの起動時にデバイスドライバD
D、マイクロプログラムMP、および波形データWD等がバ
ス６０を介してＲＡＭ３０に転送されるとともに、上位
のアプリケーションによって参照指示される制御データ
CDが必要に応じてＲＡＭ３０に転送される。また、ＲＡ
Ｍ３０に格納されたマイクロプログラムMPは音源ＬＳＩ
１０に転送される。バス６０としては、大量のデータを
高速転送できるものであればその種類は問わないが、こ
の例にあっては、バースト転送モードを備えたＰＣＩバ
ス（Peripheral Component Interconnect Bus）を用い
るものとする。

【００１５】ここで、波形データWDは、ハードディスク
５０に格納されているデータの中から使用頻度の高い音
色に対応するものが選択されＲＡＭ３０に記憶され、必
要に応じてＲＡＭ３０とハードディスク５０との間で波
形データWDのやり取りが行われる。また、ＲＡＭ３０に
おいて、波形データWDは物理アドレスが連続する連続直
線領域に格納されるようになっている。物理アドレスが
不連続であると、論理アドレスから物理アドレスを算出
する必要があるため、これを回避してＯＳの負荷を軽減
するためである。

【００１６】２．音源ボードの構成および動作の概略 図１に示す音源ボード１００は、図示せぬ拡張スロット
（ＰＣＩスロット）に装着されるようになっており、そ
こには、出力音声データＳＤを生成する音源ＬＳＩ１０
と出力音声データＳＤをアナログ信号に変換したのもを
出力音声信号Ｓとして出力するＤＡＣ１６が設けられて
いる。なお、音源ＬＳＩ１０はコンピュータシステムＡ
のマザーボード上に実装するようにしてもよい。音源Ｌ
ＳＩ１０内で出力音声データＳＤを生成する処理は、サ
ブフレームと呼ばれる一定の時間単位で行われるように
なっており、この例では、出力音声データＳＤを出力サ
ンプリングレート（ＤＡＣレート＝４８kHz）で２５６
サンプルだけ出力する時間（約５．３ｍｓ）を１フレー
ムとして、これをさらに４分割したもの（６４サンプル
分の時間＝約１．３ｍｓ）を１サブフレームとしてい
る。あるサブフレームで一括生成された６４サンプルは
一旦出力バッファ１５に格納され、次のサブフレームに
おいて、出力サンプリングレートに対応してＤＡＣ１６
に供給される。

【００１７】また、音源ＬＳＩ１０は、複数音（例えば
６４チャンネル）同時発音可能になっている。あるサブ
フレームの合成音声データを生成するに当たって、ま
ず、チャンネルch１についての再生データ（６４サンプ
ル）を作成するとともに出力バッファ１５に格納し、次
に、チャンネルch２についても同様に再生データ（６４
サンプル）を作成するとともに、チャンネルch１の再生
データと対応したサンプル同士を加算した６４サンプル
を作成し出力バッファ１５に格納する（累算処理）。こ
のような処理をＮチャンネル（MAX６４チャンネル）分
繰り返し、最終的にＮチャンネル分を累算した６４サン
プルの合成音声データを出力バッファ１５に格納する。
この合成音声データは、後述するエフェクトデータを付
加され、出力音声データＳＤとして次のサブフレームに
おいてＤＡＣ１６へ供給される。

【００１８】詳細は後述するが、音源ＬＳＩ１０は、各
チャンネルの再生データに対して、選択的に、エフェク
トを付与することが可能になっており、そのためにこの
音源ＬＳＩ１０は、上記した同時発音数に対応した再生
チャンネルと同様のエフェクトチャンネルを有してお
り、また、ハードウェア的にはエフェクト用バッファを
備えている。そして、エフェクトデータ作成の前段階と
して、上記したサブフレームの各チャンネルの再生処理
の過程において、エフェクトを付与しないでそのまま出
力するチャンネルについては再生データを出力バッファ
１５のみに格納（累算）し、エフェクトを付与するチャ
ンネルについては、出力バッファ１５とともにエフェク
ト用バッファにも格納（累算）する。そして、エフェク
ト用バッファに現在または過去のサブフレームで格納さ
れたエフェクト処理用データに対してエフェクトチャン
ネルを使用してエフェクトデータを作成し、出力バッフ
ァ１５に格納（累算）する。

【００１９】上記説明した音源ボード１００の動作概略
をサブフレーム毎の処理に着目して整理すると、図２の
ようになる。図２（ａ）に示すとおり、音源ボード１０
０では、サブフレーム毎に、再生チャンネル処理ＣＨ１
〜ＣＨＮ（Ｎは６４以下）およびエフェクトチャンネル
処理（コーラスチャンネル処理とリバーブチャンネル処
理で構成される）を出力サンプリング周波数（ＤＡＣレ
ート＝４８ＫＨｚ）とは非同期に一括して行う。各チャ
ンネル処理では、それぞれ、次のサブフレームで出力す
る６４サンプルを作成する。各再生チャンネル処理で
は、それぞれ、（１）ＲＡＭ３０から制御データCDの取
り込み、以下、制御データCDに従って、（２）ＲＡＭ３
０から波形データWDの取り込み、（３）再生データの生
成、（４）再生データの出力バッファ１５およびエフェ
クト用バッファへの格納（累算）、等を行う。エフェク
トチャンネル処理では、それぞれ、（１）ＲＡＭ３０か
ら制御データCDの取り込み、（２）ＲＡＭ３０からエフ
ェクト処理用データ（遅延済み）の取り込み、（３）エ
フェクト用バッファからＲＡＭ３０への書込み、（４）
中間データおよびエフェクトデータの生成、（５）エフ
ェクトデータの出力バッファ１５およびエフェクト用バ
ッファへの格納（累算）、等を行う。なお、エフェクト
処理の上記（２）、（３）、（４）、（５）について
は、処理の内容に応じて、必ずしも上記順序で行われる
わけではなく、それぞれ、１回きり行われるわけでもな
い。以上の処理により、出力バッファ１５上に次のサブ
フレームでＤＡＣ１６へ送り出す出力音声データＳＤが
得られる。また、図２（ｂ）に示すとおり、音源ボード
１００では、各サブフレームにおいて、前サブフレーム
において作成された出力音声データＳＤを、出力サンプ
リング周波数（ＤＡＣレート＝４８ｋＨｚ）に従い、Ｄ
ＡＣ１６に順次送出する。

【００２０】２−１：音源ＬＳＩ 図１に戻って、音源ＬＳＩ１０は、制御部１１、ＰＣＩ
バスインターフェース１２、入力バッファ１３、演算部
１４および出力バッファ１５から構成される。まず、制
御部１１はＲＡＭ３０から転送されるマイクロプログラ
ムMPをその内部に設けられたメモリ（図示略）に記憶
し、マイクロプログラムMPに従って音源ＬＳＩ１０の各
部を制御する命令ｉを発行する。次に、ＰＣＩバスイン
ターフェース１２は、バスマスタ機能を有している。こ
のため、音源ＬＳＩ１０は、ＣＰＵ２０にさほど負荷を
かけないで、ＲＡＭ３０から制御データCDや波形データ
WD、あるいはエフェクト処理に必要なデータを直接読み
出すことが可能である。

【００２１】２−１−１：入力バッファ 次に、入力バッファ１３は、ＰＣＩバスインターフェー
ス１２を介してＲＡＭ３０からバースト転送される制御
データCDや波形データWD、あるいはエフェクト処理に必
要なデータ（コーラス処理用データCPDやリバーブ処理
用データRPD)をを一旦記憶する。

【００２２】２−１−２：演算部 次に、演算部１４は、サブチャンネル毎に、各再生チャ
ンネル処理、コーラスチャンネル処理、およびリバーブ
チャンネル処理をマイクロプログラムＭＰに従って時分
割で実行できるように構成されており、その内部には上
記したコーラス用およびリバーブ用バッファ１４１、１
４２を備えている。なお、この例では、リバーブやコー
ラスといった２種類のエフェクト処理を実行するため、
エフェクト処理用に２個のバッファを用意したが、３種
類以上のエフェクト処理を行うのであれば、その種類に
応じた数のバッファを用意すれば良い。

【００２３】ここで、演算部１４の処理を、周辺も含め
て、機能ブロック図として図３に示す。図３に示したと
おり、この演算部１４の演算処理には、Ｎチャンネルの
再生チャンネル処理１４５、コーラスチャンネル処理１
４３、リバーブチャンネル処理１４４およびミキサ処理
がある。すなわち、再生チャンネル処理とは、各チャン
ネル（MAX６４チャンネル）の６４サンプルの再生デー
タを作成する処理であり、コーラスチャンネル処理と
は、コーラス用バッファ１４１に格納されたデータに基
づき６４サンプルのコーラスデータを作成する処理であ
り、リバーブチャンネル処理とは、リバーブ用バッファ
１４２に格納されたデータに基づき６４サンプルのリバ
ーブデータを作成する処理である。また、ミキサ処理と
は、各再生チャンネル処理で作成されたそれぞれ６４サ
ンプル、コーラスチャンネル処理で作成されたコーラス
データ６４サンプルおよびリバーブチャンネル処理で作
成されたリバーブデータ６４サンプルを、出力バッファ
１５、コーラス用バッファ１４１およびリバーブ用バッ
ファ１４２上で累算する処理である。

【００２４】各再生チャンネル処理では、まず、そのチ
ャンネルに対応した制御データCDをＲＡＭ３０から入力
バッファ１３に取り込む。次に、制御データCD中に含ま
れるピッチ情報、サンプリングレートおよび出力サンプ
リングレート（ＤＡＣレート）を考慮して１サブフレー
ム分の６４サンプルを作成するのに必要な波形データWD
をＲＡＭ３０から入力バッファ１３に取り込む。この取
り込みは、先頭アドレスとサンプル数とを指定すること
でバースト転送により行われる。すなわち、ＲＡＭ３０
の波形データWD内の所定の連続領域が切り出されて音源
ＬＳIに一括して転送されることになる。この後、制御
データCDのピッチ情報や音量情報に基づいて、波形デー
タWDに変換処理を施して６４サンプルを作成する。な
お、この６４サンプルは、１サンプル生成される度に所
定の係数を乗算された後に出力バッファ１５、コーラス
用バッファ１４１およびリバーブ用バッファ１４２に格
納（累算）される。最後に、制御データCDをＲＡＭ３０
にライトバックして、当該再生チャンネルの処理を終了
する。このような処理がチャンネル数回繰り返し実行さ
れる。

【００２５】次に、コーラスチャンネル処理１４３およ
びリバーブチャンネル処理１４４は、コーラス用バッフ
ァ１４１およびリバーブ用バッファ１４２に格納された
それぞれ６４サンプルのコーラス処理用データCPDおよ
びリバーブ処理用データRPDに基づき、それぞれ６４サ
ンプルのコーラスデータおよびリバーブデータを作成す
る処理であるが、詳細は後述する。

【００２６】次に、ミキサ処理について説明する。な
お、ここでは説明の便宜上、ミキサ処理を、再生チャン
ネル処理１４５、コーラスチャンネル処理１４３および
リバーブチャンネル処理１４４と分けて説明している
が、ミキサ処理は、各再生チャンネル処理の中、コーラ
スチャンネル処理１４３の中およびリバーブチャンネル
処理１４４の中でそれぞれ行われる。このミキサ処理
は、各再生チャンネル処理で作成された再生データを、
そのまま出力するかコーラスデータまたは／およびリバ
ーブデータを作成するかに応じて振り分ける処理、さら
に、コーラスデータまたはリバーブデータを、そのまま
出力するか再度コーラスデータまたは／およびリバーブ
データを作成するかに応じて振り分ける処理である。す
なわち、外部に出力する場合には出力バッファ１５に格
納（累算）し、コーラスデータを作成する場合にはコー
ラス用バッファ１４１に格納（累算）し、リバーブデー
タを作成する場合にはリバーブ用バッファ１４２に格納
（累算）する。なお、各バッファにサンプルを格納する
際には、そこに既に格納されている対応サンプルを読み
出して、新たに生成されたサンプルと加算して格納して
いる。

【００２７】なお、図３より明らかなように、各再生チ
ャンネルでは、エフェクト付与のＯＮ／ＯＦＦの選択を
できるのみならず、出力バッファ１５、コーラス用バッ
ファ１４１およびリバーブ用バッファに適当な比率で振
り分けることにより、エフェクトをかける度合を選択す
ることもできるとともに、図４（ａ）に示すように、２
つのエフェクトデータを並列的に作成することもでき
る。さらに、図４（ｂ）に示すように、コーラスチャン
ネル処理１４３で作成したコーラスデータをリバーブ用
バッファ１４２に振り分けることにより、コーラスリバ
ーブデータを作成することもできるし、図４（ｃ）に示
すように、その逆もできる。コーラス用バッファ１４１
とリバーブ用バッファ１４２は、比較的長時間の遅延を
コンピュータシステムＡ側のＲＡＭ３０を利用して実現
するために設けられている。すなわち、これらのバッフ
ァは、遅延すべきデータをバースト転送によりＲＡＭ３
０に転送するためバッファとして設けられている。

【００２８】２−１−３：出力バッファ 再び図１に戻って、出力バッファ１５は、第１バッファ
１５１および第２バッファ１５２から構成されて、サブ
フレーム周期で、それぞれの役割が切り換えられる。す
なわち、あるサブフレームでは、第１バッファ１５１
に、各再生チャンネル処理で作成された再生データ（そ
れぞれ６４サンプル）、コーラスチャンネル処理で作成
されたコーラスデータ（６４サンプル）およびリバーブ
チャンネル処理で作成されたリバーブデータ（６４サン
プル）が書き込まれる（累算処理される）とともに、第
２バッファ１５２に格納された６４サンプル（前サブフ
レームにおいて累算処理された６４サンプル）が出力音
声データＳＤとして出力サンプリングレートに従いＤＡ
Ｃ１６へと読み出される。次のサブフレームでは、第１
バッファ１５１に格納された６４サンプルが出力音声デ
ータＳＤとしてＤＡＣ１６へと読み出されるとともに、
第２バッファ１５２で累算処理が行われる。

【００２９】３．エフェクト処理 次に、演算部１４で実行するエフェクト処理について詳
細に説明する。 ３−１：コーラス処理 図５は、エフェクト処理の一例であるコーラス効果の等
価回路を示す図である。

【００３０】コーラスチャンネル処理は、コーラス用バ
ッファ１４１上での累算により得られたコーラス処理用
データCPDを遅延するメモリ２０１、所定の係数を入力
データに乗算して出力する係数器２０２〜２０５、およ
び加算器２０９、２１０から構成されている。なお、係
数器２０６から加算器２１１のパスは、各再生チャンネ
ル処理の中で、出力バッファ１５上でのミキサ処理とし
て行われる。また、係数器２１２からコーラス用バッフ
ァ１４１のパスは、各再生チャンネル処理の中で、コー
ラス用バッファ１４１上でのミキサ処理として行われ
る。係数器２０２、２０３および加算器２０９は、メモ
リ２０１の出力端子C1,C2から出力されるコーラス処理
用データCPDを合成して出力し、一方、係数器２０４、
２０５および加算器２１０は、メモリ２０１の出力端子
C3,C4から出力されるコーラス処理用データCPDを合成し
て出力する。出力端子C1と出力端子C2とは、常にアドレ
スが１つ離れたコーラス処理用データCPDを出力する。
また同様に、出力端子C3と出力端子C4とは、常にアドレ
スが１つ離れたコーラス処理用データCPDを出力する。
図６は、出力端子C1から出力されるコーラス処理用デー
タCPDのアドレスの変化と出力端子C3から出力されるコ
ーラス処理用データCPDのアドレスの変化とを図示した
ものである。この図に示すように各アドレスは正弦波状
に変動する。

【００３１】加算器２０９，２１０の各出力データは、
係数器２０７，２０８を介して加算器２１１に出力され
る。なお、この係数器２０７，２０８および加算器２１
１の演算はコーラスチャンネル処理の中での出力バッフ
ァ１５へのミキサ処理に相当する。このように各再生チ
ャンネル処理で作成された再生データとコーラスチャン
ネル処理で作成された２系統のコーラスデータCOがミキ
シングされて、コーラス効果が得られる。コーラスデー
タCOは、遅延時間を正弦波状に変動させたコーラス処理
用データCPDに基づいて生成されるので、仮想的な発音
源が視聴者の周りを回っているように感じられる音響効
果を付与することができる。

【００３２】ここで、図５のコーラス効果の等価回路と
図１のコンピュータシステムＡで行われる実際の処理と
の間の対応関係を図７に、またそのフローチャートを図
８に示す。図７において点線で囲った部分が演算部１４
において行われる処理である。あるサブフレームにおい
て作成されたＮチャンネルの再生データ（それぞれ６４
サンプル）は、コーラス効果を付与するか否か、また
は、どの程度付与するかに応じて、係数乗算処理（２１
２）されてコーラス用バッファ１４１上でミキシングさ
れる。一方、Ｎチャンネルの再生データは、直後、係数
乗算処理（２０６）されて出力バッファ（１５、２１
１）上でミキシングされる。なお、一旦作成されたコー
ラスデータまたはリバーブデータに再度コーラス効果を
付与するために、そのような６４サンプルをコーラス用
バッファ１４１上で累算することもあり得る。この累算
された６４サンプルをコーラス処理用データCPDとして
メモリ（ＲＡＭ３０、２０１）にバースト転送される
（図８のステップＣ１）。

【００３３】コーラスチャンネル処理では、所定のサブ
フレーム周期前にメモリ（ＲＡＭ３０，２０１）に記憶
されたコーラス処理用データCPDをバースト転送するこ
とにより、入力バッファ１３にコーラス処理用データCP
Dを取り込む（ステップＣ２、Ｃ４）。これにより、あ
るサブフレームにおいてコーラスチャンネル処理を実行
するために必要なコーラス処理用データCPDを音源ＬＳ
Ｉ１０が取得することができる。次に、読出アドレスを
可変しつつ入力バッファ１３からコーラス処理用データ
CPDを読み出して積和演算を実行することにより、図５
に示す等価回路の加算器２０９，２１０の出力データを
生成する。そして、これらの出力データに係数乗算処理
（２０７、２０８）を行い、出力バッファ（１５、２０
１）上でミキシングする（ステップＣ３，Ｃ５）ことに
よって、コーラス効果を実現できる。

【００３４】このようにコーラスチャンネル処理では、
あるサブフレームの再生チャンネル処理によって生成さ
れたデータの一部または全部をコーラス処理用データCP
DとしてＲＡＭ３０に書き戻し、その後、ＲＡＭ３０か
ら当該サブフレームで必要とされるコーラス処理用デー
タCPDを一括して取り込んでいる。なお、ＲＡＭ３０／
バッファ１３、１４間の転送と演算処理とは、パイプラ
イン的に並行して行うのが好ましい。

【００３５】３−２：リバーブ処理 図９は、エフェクト処理の一例であるリバーブ効果の等
価回路を示す図である。この図に示すようにリバーブ効
果の等価回路は、巡回型ローパスフィルタF1、オールパ
スフィルタF2,F3,F8、およびコムフィルタF4,F5,F6,F7
から大略構成されている。なお、係数器３２８から加算
器３３０のパスは、各再生チャンネル処理の中で、出力
バッファ１５上でのミキサ処理として行われる。また、
係数器３２７からリバーブ用バッファ１４２のパスは、
各再生チャンネル処理の中で、リバーブ用バッファ１４
２上でのミキサ処理として行われる。巡回型ローパスフ
ィルタF1は、出力データを係数器３０２を介してフィー
ドバックするとともに、フィードバックされたデータと
リバーブ処理用バッファ１４２上で累算されたリバーブ
処理用データRPDとを加算（３０３）してメモリ３０１
に入力するように構成されている。これにより、過去の
リバーブ処理用データRPDが係数器３０２のフィードバ
ック係数に従って減衰しながら現在のリバーブ処理用デ
ータRPDと加算されることになる。なお、メモリ３０１
には、中間の出力端子が設けられており、そこから取り
出されたリバーブ処理用データRPDが、係数器３０４を
介して、加算器３２１に供給されるようになっている。
このように巡回型ローパスフィルタF1は、メモリ３０１
の出力データが入力にフィードバックされる構成となっ
ている。

【００３６】次に、各オールパスフィルタF2,F3,F8は、
ゲインが一定で位相のみを調整するフィルタである。オ
ールパスフィルタF2,F3は、巡回型ローパスフィルタF1
によって変化した位相を調整するために使用され、一
方、オールパスフィルタF8は、リバーブデータREを生成
するために用いられる。各オールパスフィルタF2,F3,F8
は、同様の構成部分を備えているので、ここでは、オー
ルパスフィルタF2について説明する。図に示すように、
オールパスフィルタF2は、メモリ３０６の出力データを
係数器３０９を介して加算器３１２にフィードバック
し、これを係数器３１０を介して供給されるリバーブ処
理用データRPDと加算してメモリ３０６に供給してい
る。そして、メモリ３０６の出力データを係数器３０８
を介して加算器３１１に供給するとともに、リバーブ処
理用データRPDを係数器３０７を介して加算器３１１に
供給し、両者を加算して出力データを得ている。このよ
うに、オールパスフィルタF2は、メモリ３０６の出力デ
ータを入力にフィードバックする構成となっている。

【００３７】次に、各コムフィルタF4,F5,F6,F7は、櫛
形の周波数特性を有するフィルタであって、ノッチ部分
に相当する周波数が互いにずれるように構成されてい
る。なお、各コムフィルタF4,F5,F6,F7は、同様の構成
部分を備えているので、ここでは、コムフィルタF4につ
いて説明する。コムフィルタF4は、メモリ３１３の出力
データを、係数器３１５を介して加算器３２０にフィー
ドバックするとともにラッチ３１４で１クロック遅延し
た後に係数器３１６を介して加算器３２０にフィードバ
ックする。この加算器３２０に係数器３１７を介してリ
バーブ処理用データRPDが供給されると、フィードバッ
クされたデータとリバーブ処理用データRPDが加算さ
れ、メモリ３１３に供給される。なお、メモリ３１３
は、中間に出力端子を備えており、そこから出力される
データが係数器３１８を介してコムフィルタF4の出力デ
ータとして、加算器３２１に出力される。このように、
コムフィルタF4は、メモリ３１３の出力データを入力に
フィードバックする構成となっている。

【００３８】ここで、図９のリバーブ効果の等価回路と
図１のコンピュータシステムＡで行われる実際の処理と
の間の対応関係を図１０に、また、そのフローチャート
を図１１に示す。図１０において点線で囲った部分が演
算部１４において行われる処理である。あるサブフレー
ムにおいて作成されたＮチャンネルの再生データ（それ
ぞれ６４サンプル）は、リバーブ効果を付与するか否
か、または、どの程度付与するかに応じて、係数乗算処
理（３２７）されてリバーブ用バッファ１４２上でミキ
シングされる。一方、Ｎチャンネルの再生データは、直
接、係数乗算処理（３２８）されて出力バッファ（１
５、３３０）上でミキシングされる。なお、一旦作成さ
れたコーラスデータまたはリバーブデータに再度リバー
ブ効果を付与するために、そのような６４サンプルをリ
バーブ用バッファ１４２上で累算することもあり得る。

【００３９】リバーブチャンネル処理では、所定のサブ
フレーム前にメモリ（ＲＡＭ３０、３０１）に記憶され
たリバーブ処理用データRPD（場合によっては中間デー
タ）を、バースト転送により取り込む（図１１のステッ
プＲ１、Ｒ４、Ｒ１２、Ｒ１４）。エフェクトチャンネ
ル処理の各フェーズの演算を実行するのに必要なリバー
ブ処理用データRPDを取得することができる。また、各
フェーズにおいて、入力バッファ１３およびリバーブ用
バッファ１４２からリバーブ処理用データRPDを読み出
して積和演算を実行する（Ｒ２、Ｒ５、Ｒ７、Ｒ９、Ｒ
１３、Ｒ１５）。さらに、所定時間の遅延を実現するた
めに、各フェーズにおいて、リバーブ用バッファ１４２
に格納されたリバーブ処理用データRPDおよび中間デー
タをＲＡＭ３０にバースト転送する（Ｒ３、Ｒ６、Ｒ１
０）。このような一連の処理を経て、最終的にオールパ
スフィルタ処理Ｆ８された６４サンプルのデータはリバ
ーブデータREとして係数乗算処理（３２９）されて出力
バッファ（１５、３３０）上でミキシングされる。この
ように、各チャンネル処理で作成された再生データとリ
バーブチャンネル処理で作成されたリバーブデータREと
を出力バッファ（１５、３３０）上でミキシングするこ
とによって、リバーブ効果を実現できる。なお、ＲＡＭ
３０／バッファ１３、１４２間のデータ転送と演算処理
とは、パイプライン的に並行して行うのが好ましい。

【００４０】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、コーラス処理のように遅延データを入力にフィード
バックしないフィードフォワード系のエフェクト処理に
あっては、あるサブフレームで生成されたコーラス処理
用データCPDを音源ＬＳＩ１０からＲＡＭ３０に一括し
てバースト転送し、現在のサブフレームで必要とされる
コーラス処理用データCPDを演算の進行に合わせて一括
して音源ＬＳＩ１０にバースト転送するようにした。こ
のため、音源ＬＳＩ１０では、エフェクト処理に専用の
メモリを設ける必要がなくなり、そのチップ面積を増大
させることなくエフェクト処理を内部に取り込むことが
できる。この結果、コストを維持したまま音源ＬＳＩ１
０の機能を拡充することができ、ひいてはＣＰＵ２０の
処理負荷を軽減し、その処理能力を他のアプリケーショ
ンに活用することが可能となる。

【００４１】また、リバーブ処理のように遅延データを
入力にフィードバックするフィードバック系のエフェク
ト処理にあっては、あるサブフレームにおいて、演算の
進行に合わせて必要とされるリバーブ処理用データRPD
をＲＡＭ３０から一括して音源ＬＳＩ１０にバースト転
送し、必要に応じて、リバーブ処理用データRPDを一括
してＲＡＭ３０にバースト転送するようにした。このた
め、音源ＬＳＩ１０では、エフェクト処理に専用のメモ
リを設ける必要がなくなり、上述した場合と同様に、そ
のチップ面積を増大させることなくエフェクト処理を内
部に取り込むことができる。

【００４２】

【発明の効果】上述したように本発明に係る発明特定事
項によれば、遅延が必要とされる音声データの波形処理
において、コンピュータシステムに元々あるメモリを有
効に活用することにより、ローカルなメモリを設けるこ
となく、波形処理を実行することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態に係わるコンピュータシ
ステムのブロック図である。

【図２】 同実施形態に係る音源ボードの動作概略を説
明するための図である。

【図３】 同実施形態に係る演算部の処理を周辺構成も
含めて示す機能ブロック図である。

【図４】 同実施形態に係るエフェクトデータの生成の
態様を示すブロック図である。

【図５】 同実施形態に係るエフェクト処理の一例であ
るコーラス効果の等価回路を示す図である。

【図６】 同実施形態において、出力端子C1から出力さ
れるコーラス処理用データCPDのアドレスの変化と出力
端子C3から出力されるコーラス処理用データCPDのアド
レスの変化とを示した図である。

【図７】 同実施形態に係るコーラス効果の等価回路と
コンピュータシステムで行われる実際の処理との間の対
応関係を示すブロック図である。

【図８】 同実施形態に係るコーラス効果の等価回路と
コンピュータシステムで行われる実際の処理との間の対
応関係を説明するためのフローチャートである。

【図９】 同実施形態に係るエフェクト処理の一例であ
るリバーブ効果の等価回路を示す図である。

【図１０】 同実施形態に係るリバーブ効果の等価回路
とコンピュータシステムで行われる実際の処理との間の
対応関係を示すブロック図である。

【図１１】 同実施形態に係るリバーブ効果の等価回路
とコンピュータシステムで行われる実際の処理との間の
対応関係を説明するためのフローチャートである。

【符号の説明】

１０…音源ＬＳＩ（音声データ処理装置）、１２…ＰＣ
Ｉバスインターフェース（転送手段、取込手段）、１４
…演算部（演算手段）、２０…ＣＰＵ、３０…ＲＡＭ
（システムメモリ）、WD…波形データ、SD…出力音声デ
ータ、Ａ…コンピュータシステム。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 データの読み書き可能なシステムメモリ
   を有するコンピュータシステムのバスに接続されて、遅
   延を伴うエフェクト処理を施したエフェクトデータを生
   成する音声データ処理装置であって、 上記遅延を行うべきデータを、システムメモリへ転送す
   る転送手段と、 上記遅延を施されたデータを、システムメモリから取り
   込む取込手段と、 上記転送手段で転送すべきデータおよび上記取込手段で
   取り込むべきデータを作成する演算手段と、 を備えることを特徴とする音声データ処理装置
2. 【請求項２】 第１のバッファおよび第２のバッファを
   さらに備え、 上記演算手段は、単位時間単位で、その単位時間に出力
   されるべき複数のエフェクトデータを一括して生成する
   ものであり、上記転送手段は、上記第１バッファに記憶
   された複数のデータを一括して上記システムメモリに転
   送するものであり、上記取込手段は、上記システムメモ
   リに記憶された複数のデータを一括して上記第２のバッ
   ファに取り込むものである、ことを特徴とする請求項１
   に記載の音声データ処理装置。
3. 【請求項３】 出力バッファをさらに備え、 上記演算手段は生成した複数のエフェクトデータを、上
   記出力バッファに一時記憶し、当該単位時間の次の単位
   時間において、一定の出力レートに従い出力することを
   特徴とする請求項２に記載の音声データ処理装置。
4. 【請求項４】 上記演算手段は、時分割で、複数種類の
   エフェクトデータを作成し、上記出力バッファにおい
   て、対応するデータ同士を累算することを特徴とする請
   求項３に記載の音声データ処理装置。
5. 【請求項５】 データの読み書き可能なシステムメモ
   リ、ＣＰＵ、および遅延を伴うエフェクト処理を施した
   エフェクトデータを生成する音声データ処理装置がバス
   で接続されたコンピュータシステムであって、上記音声
   データ処理装置は、 上記遅延を行うべきデータを、システムメモリへ転送す
   る転送手段と、 上記遅延を施されたデータを、システムメモリから取り
   込む手段と、 上記転送手段で転送すべきデータおよび上記取込手段で
   取り込むべきデータを作成する演算手段とを備えること
   を特徴とするコンピュータシステム。