JP2006018991A - Audio reproduction device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、コンパクトディスクに代表される光ディスクやメモリカードに代表される半導体メモリ等の記憶媒体に記録された圧縮音声データから音声を再生する音声再生装置に関する。 The present invention relates to an audio reproducing apparatus for reproducing audio from compressed audio data recorded on a storage medium such as an optical disk typified by a compact disk or a semiconductor memory typified by a memory card.
近年、デジタル音声データの読み出し速度を可変操作、いわゆるスクラッチしながら音声を再生する、いわゆるDJ用音声再生装置が用いられている。一般的に、DJ用音声再生装置(たとえば、特許文献1)は、記憶媒体から読み出した音楽データをアクセスの早いRAM等に一時的に格納しておき、このRAMに格納されているデータを、ユーザの速度可変操作にあわせて読み出して音声再生させることにより再生速度を急激に変化させることを可能にしている。 In recent years, a so-called DJ sound reproducing apparatus that reproduces sound while performing a variable operation of reading speed of digital sound data, that is, so-called scratching, has been used. In general, a DJ sound reproducing apparatus (for example, Patent Document 1) temporarily stores music data read from a storage medium in a fast-access RAM or the like, and stores the data stored in the RAM. It is possible to rapidly change the reproduction speed by reading out and reproducing the voice according to the user's variable speed operation.
なお、このようなDJ用音声再生装置においては、再生速度の変化とともに、任意の再生開始点からの即時再生が要求される。再生開始には、データの読み込み時間等のオーバヘッドがある。それゆえに、データ再生の要求に即応するために、再生が開始される可能性のある記録データ位置から数秒分の音楽データをRAM等のメモリに一時的に記憶しておいて、このメモリ(RAM)に記憶されているデータを再生している間に、後続の音楽データを記憶媒体から読み出して、さらにメモリに記憶させている。
しかしながら、音楽再生のために記憶媒体から読み出す音声データが圧縮されている場合には、一連のデータストリームの中から、ユーザの可変再生動作に対応する任意の実時間に対応する部分の圧縮音楽データを切り出すことは困難である。そのような圧縮音楽データの一例として、MP3(MPEG−1 Audio レイヤIII)に代表される圧縮音楽データについて述べる。 However, when the audio data read from the storage medium for music reproduction is compressed, the compressed music data of a portion corresponding to an arbitrary real time corresponding to the user's variable reproduction operation from the series of data streams It is difficult to cut out. As an example of such compressed music data, compressed music data represented by MP3 (MPEG-1 Audio Layer III) will be described.
つまり、MP3データの現フレームデータは前フレームデータと相関性がある場合が一般的である。よって、曲途中で目的の現フレームデータのみをデコードしても、デコード後のデータは音声波形としての連続性が確保できない。またビットリザーバにより、目的フレームのデータが前フレームデータに含まれる場合がある。つまり、一連のMP3データを先頭から順にデコードすることで、連続した音声データが得られる。 That is, the current frame data of MP3 data is generally correlated with the previous frame data. Therefore, even if only the desired current frame data is decoded in the middle of the song, the decoded data cannot ensure continuity as a speech waveform. Also, the data of the target frame may be included in the previous frame data due to the bit reservoir. That is, continuous audio data can be obtained by sequentially decoding a series of MP3 data from the top.
また、MP3に代表される圧縮音楽データは、それらの圧縮音楽データを構成する各フレームのサイズが可変、すなわち、可変ビットレート圧縮音声データ列の場合があるためである。 This is because the compressed music data typified by MP3 may be a variable bit rate compressed audio data string in which the size of each frame constituting the compressed music data is variable.
また、厳密にはフレームサイズは、各フレーム先頭のフレームヘッダに記述されているので、このフレームヘッダを見なければ分からない。そのために、ユーザのスクラッチ操作に対応する実時間に対応するデータを切り出す場合は、曲先頭から逐一フレームヘッダを読み進めていかなければならない。 Strictly speaking, since the frame size is described in the frame header at the head of each frame, it cannot be understood without looking at this frame header. Therefore, when cutting out data corresponding to the real time corresponding to the user's scratch operation, the frame header must be read one by one from the beginning of the song.
したがって、曲データが長大で、かつユーザのスクラッチに対応する再生開始フレームが曲の後端であるほど、スクラッチに応じて音声再生されるべき目的の圧縮音楽データの読み出し時間が増大する。つまり、RAM上に数秒分の圧縮音楽データが記録されている場合にであっても、再生する曲や再生開始ポイントによっては、このRAM上の数秒分の圧縮音楽データを再生し終えるうちに目的の圧縮音楽データを記録媒体から切り出すことができない。 Therefore, the longer the music data is, and the longer the playback start frame corresponding to the user's scratch is at the rear end of the music, the longer the read time of the target compressed music data to be played back according to the scratch. That is, even when compressed music data for several seconds is recorded on the RAM, depending on the music to be played and the playback start point, the purpose is to complete the playback of the compressed music data for several seconds on the RAM. Cannot be extracted from the recording medium.
本発明は、上述の問題に鑑みて、記憶媒体に記録された音声データ、特に圧縮音声データを任意のポイントから任意の速度で即時に、正転再生あるいは逆転再生を開始し、連続して再生できる音声再生装置を提供することを目的とする。 In view of the above-mentioned problems, the present invention starts normal reproduction or reverse reproduction immediately from an arbitrary point at an arbitrary speed and continuously reproduces audio data recorded on a storage medium, particularly compressed audio data. An object of the present invention is to provide an audio playback device that can perform the above.
上記課題に対応するために本発明に係る音声再生装置は、圧縮音声データを記録する記録媒体、
圧縮音声データを実時間デジタルサンプリングデータに変換するデコード手段と、
実時間デジタルサンプリングデータの第1の断片を一時的に格納するデータ格納手段と、
前記第1の断片の両端でデータの連続性を保持する実時間デジタルサンプリングデータの第2の断片を前記記録媒体の中から記録位置を特定して読み出すデータ読み出し手段と、
前記データ格納手段に格納された第1の断片を時系列で順方行あるいは逆方向に可変速で再生する再生手段とを備え、
前記データ格納手段に格納されている第1の断片の両端でデータの連続性を保持するように、前記データ読み出し手段と前記デコード手段を用いて前記第2の断片を前記データ格納手段に供給すると共に、前記再生手段を用いて一連の前記圧縮音声データを任意の速度で順方向と逆方向に連続して再生することを特徴とする。
In order to address the above problems, an audio playback device according to the present invention includes a recording medium for recording compressed audio data,
Decoding means for converting compressed audio data into real-time digital sampling data;
Data storage means for temporarily storing a first fragment of real-time digital sampling data;
Data reading means for reading a second fragment of real-time digital sampling data that maintains continuity of data at both ends of the first fragment from a recording medium by specifying a recording position;
Replaying means for replaying the first fragment stored in the data storage means in a time series in a forward or backward direction at a variable speed;
The second fragment is supplied to the data storage means by using the data reading means and the decoding means so that the continuity of data is maintained at both ends of the first fragment stored in the data storage means. In addition, a series of the compressed audio data is continuously reproduced at an arbitrary speed in the forward direction and in the reverse direction by using the reproducing means.
本発明は、上記構成により、音声データおよび圧縮音声データの再生速度を自由に変化させて発音することができ、かつ、あらかじめ指定しておいた任意の再生開始点から即時再生開始することのできるDJ用の音声データ再生装置が実現できる。 With the above-described configuration, the present invention can generate sound by freely changing the playback speed of audio data and compressed audio data, and can immediately start playback from an arbitrary playback start point designated in advance. An audio data reproducing apparatus for DJ can be realized.
添付の図面を参照して具体的に説明する前に、先ず、本発明の実施の形態に係る音声再生装置の基本的概念について説明する。上述のように、記録されているのがデジタル音楽データの場合には、記録媒体を速度可変に操作するユーザのスクラッチ動作で与える再生開始位置および再生速度は、デジタル音楽データを読み出して、音声を再生する位置と必ずしも一致しない。そのため、スクラッチ動作に対応して、音声を再生することが出来ない。 Prior to specific description with reference to the accompanying drawings, first, a basic concept of an audio reproduction device according to an embodiment of the present invention will be described. As described above, when digital music data is recorded, the playback start position and playback speed given by the user's scratch operation of the recording medium with variable speed are determined by reading the digital music data and It does not necessarily match the playback position. For this reason, it is not possible to reproduce audio corresponding to the scratch operation.
そこで、本発明においては、スクラッチによる指定再生開始位置より所定分だけずれた位置にあるデジタル音声データを読み出すことにより、ユーザによるスクラッチ動作により指定される記録媒体上の再生開始位置と実際に音楽データから完全な音声データを読み出せる位置のずれを吸収している。さらに、そのように調整された位置からデジタル音楽データを読み出すと共に、読み出されたデジタル音楽データから音声を生成することによって、スクラッチ動作に対応した音声再生を実現している。以下に、図面を参照して、具体的に説明する。 Therefore, in the present invention, the reproduction start position on the recording medium designated by the user's scratch operation and the actual music data are read by reading the digital audio data at a position deviated by a predetermined amount from the designated reproduction start position by scratch. It absorbs the deviation of the position from which complete audio data can be read out. Furthermore, the digital music data is read from the adjusted position, and voice is generated from the read digital music data, thereby realizing voice reproduction corresponding to the scratch operation. Hereinafter, specific description will be given with reference to the drawings.
図1に示すように、本実施の形態においては、音声再生装置SRAは、例えばMP3のような可変ビットレートで圧縮されたデジタルオーディオデータからの音声再生処理に用いられる。好ましくは、デジタルターンテーブルとして構成される。音声再生装置SRAは、主に再生制御部20とデータ生成部21の2つに大別される。再生制御部20は、回転操作子1、速度センサ2、速度検出回路3、表示・操作盤4、再生制御マイコン7、再生処理回路8、RAM9、およびDAC10を含む。回転操作子1は、再生される音楽データが記録されている記録媒体を模しており、ユーザの回転操作に応答して、再生速度および再生開始位置に対する指示が受け付けられる。なお、再生制御マイコン7、RAM9、および再生処理回路8は、データバス等の信号線を介して互いに接続されている。
As shown in FIG. 1, in the present embodiment, the audio reproduction device SRA is used for audio reproduction processing from digital audio data compressed at a variable bit rate such as MP3. Preferably, it is configured as a digital turntable. The audio reproduction device SRA is mainly divided into two, a
速度センサ2は、回転操作子1の回転を検出して回転信号を生成する。回転信号には、回転操作子1の回転速度と回転位置の情報が含まれる。速度検出回路3は、回転信号に基づいて、回転操作子1の回転速度と回転位置を表す回転データi1を生成する。この構成は、例えば、手動により、あるいはモーター駆動により回転するターンテーブルの円周に等間隔で刻まれたスリットを通過する光を光センサで検出して一定時間置きにカウントすることにより実現できる。
The
表示・操作盤4には、再生開始ポイント呼び出しボタン5、再生開始ポイント設定ボタン6などが設けられている。なお、再生開始ポイント呼び出しボタン5は、単に再生開始ボタンとしてもよい。
The display / operation panel 4 is provided with a reproduction start point calling button 5, a reproduction start
再生開始ポイント呼び出しボタン(再生開始ボタン)5は、ユーザが音声再生装置SRAに対して、音声の再生開始を指示するための入力手段である。再生開始ポイント設定ボタン6は、ユーザが音声再生装置SRAに対して、音声を即時再生開始させたい記録媒体上のポイント(位置)を設定するためのボタンである。なお、この「ポイント」は、正確にいえば、記録媒体を模した回転操作子1の上での再生開始位置を意味する。なお、表示・操作盤4には、ユーザの操作の便宜を図って、表示装置(図示せず)などが配置される。
The reproduction start point call button (reproduction start button) 5 is an input means for the user to instruct the audio reproduction device SRA to start audio reproduction. The reproduction start
次に、図2を参照して、RAM9の内部記憶構造について説明する。RAM9の内部記憶領域は、α個のPCM補助バッファ41_1〜41_α(αは任意の整数)と1つのPCM再生バッファ領域44とを含む。なお、なお、PCM補助バッファ41_1〜41_αのそれぞれあるいは全体をPCM補助バッファ44と総称する。
Next, the internal storage structure of the
PCM補助バッファ41は、再生開始ポイント設定ボタン6が押されたときに再生開始点を含めた近傍の短時間のPCMデータ断片、たとえば3秒分と、アルバム、トラック、フレーム数オフセット値をセットで記憶する。上述のように、α個のPCM補助バッファ41_1〜41_αを配置することで、再生開始ポイントを同時に複数設定できる。
The PCM
一方、PCM再生バッファ44は、記録媒体から読み出された再生開始ポイントの近傍の再生用PCMデータ断片が数秒分だけ格納する。本実施の形態においては、サンプリング周波数が44.1kHzの16ビットステレオデータがPCM再生バッファ44に格納される。なお、PCM再生バッファ44はその目的から、急激な再生速度の変化に追従するために、ある程度のバッファサイズが必要であるが、実時間で約15秒再生できるデータを格納するサイズがあれば十分である。15秒再生出来るデータ容量とは、44100×2×2×15= 2.646Mバイトに相当する。なお、PCM再生バッファ44は、リングバッファとして構成される。
On the other hand, the
図3を参照して、再生制御マイコン7のソフトウェア機能について説明する。なお、同図に示すように、再生制御マイコン7のソフトウェアは、階層的に構成されており、UI処理部31、操作子速度演算部32、および再生データ管理部33に大別される。
With reference to FIG. 3, the software function of the
UI処理部31は、表示・操作盤4の表示装置に再生位置等の情報を表示させるとともに、各種ボタンの押下を監視する。操作子速度演算部32は、速度検出回路3から送信される回転速度情報i1をリアルタイムで再生速度情報に変換する。再生データ管理部33は、後述するRAM9上に構成されるPCM各種バッファの状態を管理するものであり、再生速度制御部34、PCM補助バッファ管理部35、およびPCM再生バッファ管理部36を含む。
The
再生速度制御部34は、操作子速度演算部32が出力する再生速度情報を再生処理回路8に伝達する。PCM補助バッファ管理部35は、RAM9上に構成されるPCM補助バッファ41〜43のデータ残存状況を監視し、必要に応じてマイコン通信制御部37を介してデータ生成マイコン11に対してPCMデータの要求を出力する。PCM再生バッファ管理部36は、RAM9上に構成されるPCM再生バッファ44のデータ残存状況を監視し、必要に応じてマイコン通信制御部37を介してデータ生成マイコン11に対してPCMデータの要求を出す。
The reproduction
つまり、PCM再生バッファ管理部36は、PCM再生バッファ44に格納されているPCMデータの残存状況、音声再生位置、および再生速度情報等を総合的に判断して、PCM再生バッファ44上のPCMデータが不足しないよう、データを次々に更新する。このようにして、PCM再生バッファ管理部36はRAM9上に構成されるPCM再生バッファ44を伴って実時間デジタルサンプリングデータの断片を一時的に格納するデータ格納手段を提供している。
That is, the PCM playback
ユーザは、上述の如く構成された表示・操作盤4を操作して、CDなどの記録媒体に記録された楽曲の特定のポイントからの即時再生を指示できる。具体的な操作方法としては、ユーザは、CDなどの記憶媒体に圧縮音楽データとして記録されている楽曲を再生させながら、再生開始ポイントを設定したいところで、再生開始ポイント設定ボタン6を押すと、音声再生装置SRAではこの再生開始ポイントを記憶する。再生開始ポイントは複数記憶できる。次にユーザが先に設定しておいた再生開始ポイントから再生を開始したい場合は、再生開始呼び出しボタン5を押すことで、音声再生装置SRAが再生データを即時準備して、即時再生を開始する。
The user can operate the display / operation panel 4 configured as described above to instruct immediate reproduction from a specific point of the music recorded on a recording medium such as a CD. As a specific operation method, when the user wants to set a playback start point while playing a song recorded as compressed music data on a storage medium such as a CD, when the user presses the playback start
なお、再生処理回路8は、PCM再生バッファ44に格納されたPCMデータ断片を時系列で順方行と逆方向に可変速で再生する再生手段を提供している。つまり、再生処理回路8は、再生速度制御部34から出力される再生速度情報に基づいて、PCM再生バッファ44に格納されている音声データをデジタル加工して、DAC10に出力する。音声データは、音声波形がサンプリング周期で量子化されたデジタルデータであり、再生速度に応じて音声波形を時間軸に対して圧縮あるいは伸張してアナログ変換して音声信号Saとして出力することで、聴感上アナログレコードを早回ししたり、ゆっくり回転させたりしたときと同じような音声出力を得ることができる。このような波形データのデジタル加工は、一般的にDSP等を利用した演算処理にて実現できる。なお、再生処理回路8は、PCM再生バッファ44の一端から他端までを繰り返し再生するように構成されている。
Note that the
図4に示すフローチャートを参照して、上述の如く構成された再生制御部20の動作について説明する。図4は再生準備処理のフローチャートであり、装置の電源を入れた直後などの再生開始可能状態になるまでの準備処理である。
先ず、ステップS80において、データが準備される。これは、初期状態ではPCM再生バッファ44上には再生できるPCMデータが無いために、処理の為にデータを準部する必要があるからである。数秒再生分のデータが準備できた時点で、制御は次のステップS81に進む。
With reference to the flowchart shown in FIG. 4, the operation of the
First, in step S80, data is prepared. This is because, in the initial state, there is no PCM data that can be reproduced on the
ステップS81において、バッファ上のデータの先頭アドレス(A点)が再生処理回路8に伝達される。なお、当該アドレスは、RAM上のアドレスであり、データは既に読み込まれている。つまり、本ステップにおける処理は、RAM上の再生開始位置を再生処理回路8に伝える。そして、準備処理は終了する。
In
準備処理の終了(完了)後に、音楽再生開始が指示されると、再生処理回路8はA1点(図6)からのPCMデータに基づいて音声再生を開始する。データ再生中は、PCM再生バッファ管理部36が定期的にPCM再生バッファ44上のPCMデータを管理する。
When the start of music playback is instructed after the preparation process is completed (completed), the
以下に、図5に示すフローチャートを参照して、上述のデータ再生中のPCM再生バッファ管理部36が定期的にPCM再生バッファ44に格納されるPCMデータを管理する方法について、具体的に説明する。
A method for managing the PCM data periodically stored in the
ステップS90において、先ず、再生速度制御部34から得られる再生速度情報に基づいて、再生方向の再生可能な連続したPCMデータ量、すなわち再生残データ量が算出される。そして、制御は次のステップS91に進む。
In step S90, first, based on the reproduction speed information obtained from the reproduction
ステップS91において、PCM再生バッファ44に再生残データが格納されているか否か判断される。再生残データが格納されている、つまり再生の継続が可能である場合はYesと判断されて、制御は次のステップS92に進む。一方、再生残データが格納されていない、つまり再生の継続が不可能である場合はNoと判断されて、エラー復帰処理が実行される。
In step S91, it is determined whether or not the remaining reproduction data is stored in the
ステップS92において、再生速度が再生処理回路8に伝達されて、再生速度が設定される。そして、制御は次のステップS93に進む。
In step S92, the reproduction speed is transmitted to the
ステップS93において、次のPCMデータが必要か否かが判断される。なおこの判断は、再生残データ量が、次データ読み込みに要する時間に対して十分であるか否かでもって判断される。不十分、つまり再生が中断されてしまう可能性のある場合はYesと判断されて、制御は次のステップS94に進む。 In step S93, it is determined whether or not the next PCM data is necessary. This determination is made based on whether or not the remaining reproduction data amount is sufficient for the time required for reading the next data. If it is insufficient, that is, there is a possibility that the reproduction is interrupted, it is determined Yes and the control proceeds to the next step S94.
ステップS94において、次データのフレーム番号が算出されて、読み込み要求フレームが確定される。そして、制御は次のステップS95に進む。 In step S94, the frame number of the next data is calculated, and the read request frame is determined. Then, the control proceeds to the next Step S95.
ステップS95において、算出されたフレーム願号がマイコン通信制御部37を介してデータ生成マイコン11に連絡されて、当該フレームのPCMデータが要求される。そして、制御は次のステップS96に進む。
In step S95, the calculated frame application number is communicated to the
ステップS96において、ユーザのスクラッチに応答して、要求されたフレームのPCMデータから音声(Sa)が読み出されて、次のPCMデータが取得される。そして、制御は上述のステップS90に戻る。一方、上述のステップS93においてNoと判断される場合、制御は上述のステップS94、S95、およびS96をスキップして、ステップS90に戻る。 In step S96, in response to the user's scratch, voice (Sa) is read from the PCM data of the requested frame, and the next PCM data is obtained. And control returns to the above-mentioned step S90. On the other hand, when it is determined No in step S93 described above, control skips steps S94, S95, and S96 described above, and returns to step S90.
次に、図6を参照して、上述のPCM再生バッファ管理部36によるPCM再生バッファ44に格納されるPCMデータの定期処理と順方向に再生する場合のPCM再生バッファ44の状態について説明する。図6において、上段には時刻hにおけるPCM再生バッファ44の状態が模式的に示され、下段には時刻h+jにおけるPCM再生バッファ44の状態が模式的に示されている。
Next, with reference to FIG. 6, a description will be given of the periodic processing of the PCM data stored in the
なお、説明の便宜上、図6における時刻hおよび時刻h+jにおけるPCM再生バッファ44の状態を、それぞれPCM再生バッファ44(h)およびPCM再生バッファ44(h+j)と識別する。PCM再生バッファ44(h)において、時刻hの時点において再生処理回路8が処理中の再生位置をA1点とする。この時、PCM再生バッファ44(h)には、A1点からB1点までの再生用の音声データが連続して格納されているとする。なお、hは任意の時刻であり、jは任意の時間である。
For convenience of explanation, the state of the
一方、PCM再生バッファ44(h+j)において、つまりPCM再生バッファ44(h)からj秒後に、音声再生位置がA2まで進むとすると、新たにB1点からB2点までのデータをj秒以内に準備すれば、この再生速度で順方向Drの再生を継続することができる。逆方向再生、つまりB1点からA1点に向かっての再生についても同様である。 On the other hand, in the PCM playback buffer 44 (h + j), that is, when the audio playback position advances to A2 j seconds after the PCM playback buffer 44 (h), data from point B1 to point B2 is newly prepared within j seconds. Then, the reproduction in the forward direction Dr can be continued at this reproduction speed. The same applies to reverse playback, that is, playback from point B1 toward point A1.
ある程度再生を継続すると、再生位置を中心として前後に数秒分のPCMデータを配置したPCMデータ断片が構成される。具体的に言えば、PCM再生バッファ44(h+j)において、A1点は現在再生中の音声データの始点であり、A2点は現在の再生位置であり、B2点は現在再生中の音声データの終点である。この意味において、必要に応じてA1点およびA2点を、それぞれ、再生開始位置A1および再生現在位置A2と呼び、さらに再生位置Aと総称する。同様に、B1点およびB2点を、再生開始時データ最終位置B1および再生中データ最終位置B2と呼び、さらにデータ最終位置Bと総称する。 If the reproduction is continued to some extent, a PCM data fragment in which PCM data for several seconds is arranged around the reproduction position is formed. Specifically, in the PCM playback buffer 44 (h + j), the point A1 is the start point of the audio data currently being played back, the point A2 is the current playback position, and the point B2 is the end point of the audio data currently being played back. It is. In this sense, the points A1 and A2 are referred to as a reproduction start position A1 and a reproduction current position A2, respectively, and are further collectively referred to as a reproduction position A as necessary. Similarly, the points B1 and B2 are referred to as a data start position B1 at the start of reproduction and a data final position B2 during reproduction, and are collectively referred to as a data final position B.
順方向Drあるいは逆方向に再生を中断なく継続させるためには、このPCMデータ断片の両端、すなわちA1点とB2点でデータが連続となるようにPCMデータを供給し続ければよい。つまり、順方向再生ではB2点以降に、逆方向再生ではA1点以前にPCMデータを供給し続ければよい。 In order to continue reproduction in the forward direction Dr or the reverse direction without interruption, it is only necessary to continue supplying PCM data so that data is continuous at both ends of this PCM data fragment, that is, at points A1 and B2. That is, PCM data may be continuously supplied after the point B2 in the forward reproduction and before the point A1 in the backward reproduction.
上述のように、PCM再生バッファ44は、リングバッファで構成されているので、j時間がPCM再生バッファ44の全体のデータ再生時間に達すると、再生開始位置A1と再生中データ最終位置B1が一致してしまう。しかしながら、音声再生装置SRAでは、再生現在位置A2がPCM再生バッファ44の一端に達すると、もう一方の端にジャンプしてその位置での音声データを再生するように構成されているので、上述のようにデータを供給し続けることで再生を継続できる。
As described above, since the
以上のような処理では、音声データ準備の処理が早いほど再生速度を高速に保ったまま連続して再生することが可能となる。一般的には、音声データ準備処理の速度は記憶装置であるドライブの性能や、デコーダの処理速度に依存する。 In the process as described above, the faster the audio data preparation process is, the higher the reproduction speed can be kept. In general, the speed of the audio data preparation process depends on the performance of the drive as a storage device and the processing speed of the decoder.
次に、再度図1を参照して、データ生成部21の構成について説明する。データ生成部21は、データ生成マイコン11、RAM12、ROM13、デコーダ14、および記憶装置15を含む。データ生成マイコン11、RAM12、ROM13、およびデコーダ14は、データバス等の信号線で介して互いに接続されている。
Next, the configuration of the
データ生成マイコン11はデータ生成部21の全体の動作を制御する。RAM12は音楽データから生成されるPCMデータおよびデコーダ14に入力される前の圧縮データを一時的に保持する。ROM13は無音ダミーフレームを保持する。そして、デコーダ14は圧縮音声データをデコードしてPCMデータを生成する。記憶装置15は、一般的にCD−ROMドライブやハードディスクドライブ、メモリカードインタフェース等で構成されて、記憶媒体から圧縮デジタルデータなどの記録データを読み出すことができる。
The
図7を参照して、データ生成マイコン11のソフトウェア機能について説明する。なお、同図に示すように、データ生成マイコン11のソフトウェアは、階層的に構成されており、メディア管理部51およびデータ生成部52に大別される。なお、メディア管理部51およびデータ生成部52は、マイコン通信制御部50を介して伝達される再生制御マイコン7からの要求に基づいて動作する。そして、メディア管理部51は、現在音声データを読み出している記録媒体に関する各種情報を管理する。
With reference to FIG. 7, the software function of the
データ生成部52は、読み込み対象データに応じて各々独立した処理を行うCD−MP3解析部53、CD−DA解析部54、およびメモリカード解析部55を含む。CD−MP3解析部53、およびCD−DA解析部54は、共用のフレームREAD処理部61に対してフレームデータの読み込みを指示する。そして、メモリカード解析部55は専用のフレームREAD処理部62に対してフレームデータの読み込みを指示する。フレームREAD処理部61およびフレームREAD処理部62は、それぞれ、ファィルシステム63およびファィルシステム64にアクセスして、記憶装置15内の記録媒体からデータを読み出す。
The
図8を参照して、RAM12の内部記憶構造について説明する。RAM12の内部記憶領域は、フレームオフセット管理テーブル70、デコーダ入力側データ列バッファ71、デコーダ出力側データ列バッファ72、およびダミーフレームバッファ73を含む。フレームオフセット管理テーブル70は、圧縮音声データのフレーム番号とオフセット値の組み合わせを一時的に記憶する。デコーダ入力側データ列バッファ71は、デコーダ14に入力する前の圧縮音声データを一時的に蓄積する。デコーダ出力側データ列バッファ72は、デコーダ14でデコード後のPCMデータを一時的に格納する。ダミーフレームバッファ73は、後述する無音ダミーフレームを生成する際に利用されるデータの仮配置エリアである。なお、記憶装置15から読み出される音楽データが、非圧縮のPCMデータである場合には、フレームオフセット管理テーブル70、デコーダ入力側データ列バッファ71、デコーダ出力側データ列バッファ72、およびダミーフレームバッファ73は不要である。
The internal storage structure of the
上述のように構成されたデータ生成マイコン11およびRAM12によって、任意な実時間のデジタルサンプリングデータ断片を生成するのに必要な圧縮音声データ断片を、記録媒体から記録位置を特定して読み出すデータ読み出し手段を実現できる。具体的に言えば、再生制御部20が実時間単位で要求する任意のPCMデータ断片を生成するのに必要な圧縮音声データ断片が記録媒体のどこに記録されているかが演算処理により特定される。そして、特定された記録位置が特定記憶装置15およびデコーダ14に指示されて、再生制御部20が要求する任意の実時間デジタルサンプリングデータ断片が再生制御部20に転送される。
Data reading means for reading out the compressed audio data fragment necessary for generating an arbitrary real-time digital sampling data fragment by specifying the recording position from the recording medium by the
本実施形態においては、好ましくは、再生制御部20およびデータ生成部21はそれぞれ1つのCPUにより演算処理を分担し、複数の通信経路とデータ転送用経路を備えることで、同期処理を実現している。マイコンの処理速度が十分速ければ、再生制御部20およびデータ生成部21の2つのマイコンを1つにすることも可能である。
In the present embodiment, preferably, each of the
図9を参照して、ROM13の内部記憶構造について説明する。ROM13は、それぞれ異なるサンプリング周波数ごとにMP3エンコードされたデータが格納されるMP3無音フレームデータ領域13_1、MP3無音フレームデータ領域13_2、およびMP3無音フレームデータ領域13_3を含む。なお、MP3無音フレームデータは、後述する無音ダミーフレームを生成する際に利用するデータ列である。
The internal storage structure of the
次に、上述した構成を利用した再生手段を順に説明する。先ず、圧縮音声データ先頭からの再生について説明する。本実施形態では、最小読込単位を1フレームとしている。CD−DAの場合、75フレームで1秒を構成する。サンプリング周波数が44.1kHz、16ビット・ステレオ・サンプリングデータの場合、1秒間のデータは176400(44100×4)バイトである。従って、1フレームのデータは、2352(176400/75)バイトである。最初はPCM再生バッファ44には再生すべきPCMデータが無いため、音声を再生できない。音声再生が可能な状態にするために、以下のステップST1〜ST11に示す準備処理を行う。
Next, reproduction means using the above-described configuration will be described in order. First, playback from the beginning of compressed audio data will be described. In this embodiment, the minimum reading unit is one frame. In the case of CD-DA, one second is composed of 75 frames. In the case of a sampling frequency of 44.1 kHz and 16-bit stereo sampling data, the data for one second is 176400 (44100 × 4) bytes. Therefore, one frame of data is 2352 (176400/75) bytes. At first, since there is no PCM data to be reproduced in the
<ステップST1>
本実施の形態においては、再生開始点からK秒分(K × 75フレーム)の音楽データをPCM再生バッファ44に準備することで再生可能状態となる。Kは好ましくは任意の自然数である。このPCM再生バッファ44にK秒分の音楽データを準備する処理のうち、再生制御部20による処理については、既に図4のフローチャートを参照して説明した通りである。つまり、PCMデータ先読み処理においては、マイコン通信制御部37および50を介してデータ生成部21に対してデータの要求を開始する(ステップS80)。
<Step ST1>
In this embodiment, music data for K seconds (K.times.75 frames) from the playback start point is prepared in the
なお、データ要求信号i2は、アルバム番号、トラック番号、読み出し開始フレーム番号、読み出しフレーム数等の対象の音楽データを特定する情報で構成される。アルバム番号およびトラック番号は、対応する音楽を一意に定義する必要はなく、記憶装置15において対象の曲ファイルの位置を特定できればよい。この場合、PCM再生データバッファ10にはデータは格納されておらず、また、圧縮音声データの先頭からの再生であるために、読み出しデータは、たとえばアルバム番号1、トラック番号1、読み出し開始フレーム番号:0フレーム、および読み出しフレーム数1として要求される。
The data request signal i2 is composed of information for specifying target music data such as an album number, a track number, a read start frame number, and a read frame number. The album number and the track number do not need to uniquely define the corresponding music, as long as the position of the target song file can be specified in the
<ステップST2>
データ生成部21のメディア管理部51は、データ要求信号i2を受けると、要求されたトラック(MP3ファイル)が未だオープンされていない場合、トラック(MP3ファイル)をオープンし、データ読み出しに備える。
<Step ST2>
When the
<ステップST3>
一方、データ生成部21が受け取る開始フレーム番号は実時間指定であるため、これをMP3フレームに換算する。図10に示すように、実時間基準でm番目のフレームに該当するMP3データのフレーム番号nとの間には、「n=m×(44100/75)/S」という関係がある。ただし、Sは、MP3データ1フレームあたりのサンプル数であり、サンプリング周波数44.1kHzであれば1152サンプル、サンプリング周波数48kHzであれば1058サンプル、サンプリング周波数32kHzであれば、1586サンプルである。この場合、実時間でpフレームのデータはMP3換算では、p×(44100/75)/S+1フレームに相当する。そのために、実時間でpフレームのデータを得るためには、MP3フレームをp×(44100/75)/S + 1フレーム分デコードする必要がある。このようなPCMフレーム数からMP3フレーム数への変換は、フレーム変換部56で処理される。
<Step ST3>
On the other hand, since the start frame number received by the
<ステップST4>
データ生成部21は、MP3換算後のフレーム数と、トラック先頭(ヘッダを除くMP3ファイル先頭)からのバイト数をフレームオフセット管理テーブル70に新規登録する。MP3の1フレーム目は、オフセット値が0であることは明らかであるが、2フレームのオフセット値は1フレーム目のデータサイズによって決まる。MP3のフレームサイズはそのフレームのMPEG形式(バージョン)やビットレート、サンプリング周波数等によって決まるが、いずれも各フレームデータの先頭にあるフレームヘッダを解析する必要がある。このようなフレームオフセット登録・参照処理はフレームオフセット管理部57で処理される。
<Step ST4>
The
<ステップST5>
データ生成部21は、ファイルから先頭フレームヘッダを読み出し、フレームサイズを計算して次のフレーム番号とオフセット値をフレームオフセット管理テーブル70に登録するとともに、先頭フレームデータ(圧縮音声データ)をデコーダ入力側データ列バッファ71に読み出して、デコーダ14にデコードを指示する。
<Step ST5>
The
<ステップST6>
デコーダ14は、デコーダ入力側データ列バッファ71に格納されているフレームデータ(圧縮音声データ)をPCMデータに変換し、デコーダ出力側データ列バッファ72に展開する。
<Step ST6>
The decoder 14 converts the frame data (compressed audio data) stored in the decoder input-side
<ステップST7>
2フレーム目も同様に、3フレーム目のオフセット値をフレームオフセット管理テーブル70に登録して、2フレーム目のフレームデータをデコーダ入力側データ列バッファ71に読み出して、デコーダ14にデコードを指示する。
<Step ST7>
Similarly, for the second frame, the offset value of the third frame is registered in the frame offset management table 70, the frame data of the second frame is read to the decoder input side
<ステップST8>
デコーダ14は、デコーダ入力側データ列バッファ71に格納されている2フレーム目のフレームデータ(圧縮音声データ)をデコードして得られるPCMデータをデコーダ出力側データ列バッファ72に展開する。
<Step ST8>
The decoder 14 develops the PCM data obtained by decoding the frame data (compressed audio data) of the second frame stored in the decoder input side
<ステップST9>
データ生成部21は、上述のステップST3における換算結果に基づいて、デコーダ出力側データ列バッファ72上に展開されたデータから再生制御部20が要求しているデータのみを切り出して、再生管理部20に転送する。つまり、デコーダ出力側データ列バッファ72に展開されるデータは、ステップST3で換算されたフレーム数を元に展開したデータである。それゆえに、再生制御部20の要求データ量に対して余分なデータがあるため、PCMデータを切り出す必要がある。
<Step ST9>
The
図11に、上述のデータ切り出しを模式的に示す。図11において、上段にはMP3データストリームが模式的に示され、下段にはデコード後のPCMデータが模式的に示されている。なお、説明の便宜上、図11におけるMP3データストリームおよびデコード後のPCMデータをそれぞれ、デコード前MP3データDbおよびデコード後PCMデータDaと識別する。 FIG. 11 schematically shows the above-described data cutout. In FIG. 11, the MP3 data stream is schematically shown in the upper part, and the PCM data after decoding is schematically shown in the lower part. For convenience of explanation, the MP3 data stream and the decoded PCM data in FIG. 11 are identified as the undecoded MP3 data Db and the decoded PCM data Da, respectively.
デコード前MP3データDbのnフレームからn+fフレームまでが展開されてデコード後PCMデータDaが生成される。なお、デコード後PCMデータDaはフレームのデータ量が固定であるため、切り出しポイントX−Yは一意に決まり、この部分を切り出して再生制御部20に転送する。なお、デコード後PCMデータDaから切り出させた部分を切り出しPCMデータDと識別する
The nth to n + f frames of the MP3 data Db before decoding are expanded to generate PCM data Da after decoding. Since the post-decoding PCM data Da has a fixed frame data amount, the cut-out point XY is uniquely determined, and this portion is cut out and transferred to the
<ST10>
1フレーム分のデータを受けた再生制御部20では、これをPCM再生バッファ44の先頭に配置し、次のフレームをアルバム番号1、トラック番号1、読み出し開始フレーム番号:1フレーム、および読み出しフレーム数1として要求する。
<ST10>
Upon receiving data for one frame, the
<ST11>
再生制御部20は、受け取ったデータが前回受け取ったデータに連続するようにPCM再生バッファ44上に配置していく。このような操作を、75回繰り返すと、PCM再生バッファ44には1秒分のデータが蓄積されて再生が可能となる。
<ST11>
The
本実施の形態においては、再生制御およびPCMデータ生成処理、および再生処理はそれぞれ独立した並列処理として実行される。ステップST1〜ST11による準備処理は、音声再生装置SRAの電源を入れた直後、あるいは記憶装置15で記録媒体を認識した直後から処理の開始が可能である。よって、実際にユーザの再生開始命令により即時再生を開始できる。なお、説明の便宜上再生管理部20がデータを受けとった後に次のデータ要求を行うように記述している。しかしながら、連続再生の場合には、このような処理では即時再生に間に合わないため、データの要求と、データの展開はタスクを分離するなど、双方独立した処理として待ち時間が発生しないようにしている。
In the present embodiment, playback control, PCM data generation processing, and playback processing are executed as independent parallel processing. The preparation process in steps ST1 to ST11 can be started immediately after the sound reproducing device SRA is turned on or immediately after the
次に、圧縮音声データ列からなる曲途中からの即時再生の方法について説明する。
ユーザは先ず、即時再生を行う即時再生開始ポイントを指定する。即時再生開始ポイントは曲の再生位置が設定したいポイントに到達した時点で再生開始ポイント設定ボタン6を押すことで設定される。PCM補助バッファ管理部35が再生開始ポイント設定ボタン6の押下を検値した時点で、再生地点から、たとえば3秒分のデータがPCM補助バッファ41にコピー(複写)される。同時に、オフセット情報がデータ生成部21に対して要求される。なお、PCM補助バッファ41は不揮発性の着脱可能な記録媒体でもよい。
Next, a method for immediate reproduction from the middle of a song composed of a compressed audio data string will be described.
First, the user designates an immediate reproduction start point for performing immediate reproduction. The immediate playback start point is set by pressing the playback start
図12に、要求を受けた時点でのデータ生成部21のフレームオフセット管理テーブル70の状態を示す。同図において、符号s1はn番フレームのフレームサイズを表し、s2はn+1番フレームのフレームサイズを表し、s3はn+2番フレームのフレームサイズを表している。つまり、フレームオフセット管理テーブル70には、再生位置より先読みされたデータを先頭に、オフセットとフレーム番号の対が履歴として蓄積されている。
FIG. 12 shows the state of the frame offset management table 70 of the
要求を受けたPCMデータ生成部21のフレームオフセット管理部57は、フレームオフセット管理テーブル70を参照して要求フレーム番号のオフセット値を取得する。取得したオフセット値は再生制御部20に返される。オフセット値を受け取った再生制御部20のPCM補助バッファ管理部35は、先にコピーした3秒分の先頭データとアルバム、トラック、フレーム数、およびオフセット値をセットでPCM補助バッファ41に記録して設定処理が完了される。
The frame offset
一方、アルバム、トラック、フレーム数、およびオフセット値をセットとした設定情報は、フラッシュメモリなどの不揮発性メモリに記録しておけば、音声再生装置SRAの電源を切っても設定内容を別途呼び出すことができる。また、不揮発性メモリがメモリカードのような着脱可能な可搬性メモリ媒体であれば、これに記録しておけば、同じ構成を持つ他の装置でも設定内容を呼び出して利用できる。さらに、上記の各データを、記憶装置15の複数の記憶媒体、たとえばCDごとに記憶しておけば、CDを変えても、次回の再生時に参照することができる。
On the other hand, if the setting information including the album, track, number of frames, and offset value is recorded in a non-volatile memory such as a flash memory, the setting contents can be recalled separately even when the power of the audio playback device SRA is turned off. Can do. Further, if the non-volatile memory is a removable portable memory medium such as a memory card, the setting contents can be recalled and used by another device having the same configuration if it is recorded therein. Furthermore, if each of the above data is stored for a plurality of storage media of the
しかしながら、音声再生装置SRAの電源を切った場合や記録媒体を交換した5−場は、即時再生開始ポイント近傍の再生用PCMデータはバッファ上からは破棄されてしまう。そこで、前述の再生準備処理と同様に電源投入直後、あるいは記録媒体を検出した直後からPCM補助バッファ41にPCMデータを準備しておく。
However, when the power of the audio playback device SRA is turned off or when the recording medium is replaced, the playback PCM data near the immediate playback start point is discarded from the buffer. Therefore, PCM data is prepared in the PCM
図13に示すフローチャートを参照して、上述のPCM補助バッファ41にPCMデータを準備する方法について説明する。動作が開始されると、先ず、
ステップS100において、即時再生開始ポイント設定が済んでいるか否かが判断される。具体的には、PCM補助バッファ管理部35はUI処理部31が保持する即時再生開始ポイント(頭出し)設定情報を参照し、即時再生開始ポイント設定の有無を判定する。即時再生開ポイント設定が成されていれば、Yesと判断されて、制御は次のステップS101に進む。
A method for preparing PCM data in the PCM
In step S100, it is determined whether or not the immediate playback start point has been set. Specifically, the PCM auxiliary
ステップS101において、補助バッファが準備済みであるか否かが判断される。具体的には、該当する即時再生開始ポイント近傍の再生用PCMデータがPCM補助バッファ41に残っているかどうかを判断する。残っていなければNo、つまり補助バッファは準備されていないと判断されて、制御は次のステップS102に進む。
In step S101, it is determined whether or not the auxiliary buffer has been prepared. Specifically, it is determined whether reproduction PCM data near the corresponding immediate reproduction start point remains in the PCM
ステップS102において、準備すべきPCMデータ断片のフレームが確定される。そして、制御は次のステップS103に進む。 In step S102, the frame of the PCM data fragment to be prepared is determined. Then, the control proceeds to the next Step S103.
ステップS103において、ステップS102において確定されたフレームが要求される。具体的には、先に記憶しているアルバム、トラック、フレーム数、およびオフセット値からなる設定情報を伴ってデータ生成部21に対してデータが要求される。そして、制御は次のステップS104に進む。
In step S103, the frame determined in step S102 is requested. Specifically, data is requested from the
ステップS104において、ステップS103において要求されたフレームの音声データが取得される。なお、データ生成部21に対してオフセット値を提供することで、データ生成部21は目的のフレームまで一気にシークすることができ、データ切り出しまでの時間を短縮することができる。そして、制御は次のステップS105に進む。
In step S104, the audio data of the frame requested in step S103 is acquired. In addition, by providing an offset value to the
なお、上述のステップS100においてNo、そしてステップS101においてYesと判断される場合、それぞれ制御はステップS105に進む。 If it is determined No in step S100 and Yes in step S101, the control proceeds to step S105.
ステップS105において、頭出し開始要求があるか否かが判断される。要求がある場合にはYesと判断されて、制御は後述のS110に進む。一方、要求がある場合には、Yesと判断されて、制御は次のステップS106に進む。 In step S105, it is determined whether there is a cueing start request. If there is a request, it is determined Yes and control proceeds to S110 described later. On the other hand, if there is a request, it is determined Yes and control proceeds to the next step S106.
ステップS106において、データ生成部21が切り出したPCMデータ断片がPCM補助バッファ41_1〜41_αのいずれかに格納される。そして、準備処理が完了する。
In step S106, the PCM data fragment cut out by the
次に、図14に示すフローチャートを参照して、上述の如く設定された再生ポイントをユーザが指定して即時再生開始させる方法について説明する。ユーザが再生開始ポイント呼び出しボタン5を押すと、UI処理部31がボタンの押下を検値し、再生制御部20のPCM補助バッファ管理部35に頭出し再生要求として通値する。そして、頭出し再生要求に応答して、PCM補助バッファ管理部35による再生処理が開始される。
Next, with reference to the flowchart shown in FIG. 14, a method for starting playback immediately by designating the playback point set as described above by the user will be described. When the user presses the playback start point call button 5, the
先ず、ステップS110において、PCM補助バッファ41は準備済みであるか否かが判断される。具体的には、PCM補助バッファ41_1〜41_αの何れかにPCMデータが格納されているかが判定される。PCMデータが格納されていればYes、つまり準備がされていると判断される。そして、制御は次のステップS111に進む。
First, in step S110, it is determined whether or not the PCM
ステップS111において、再生要求に対応するPCMデータがPCM補助バッファから読み出されて、PCM再生バッファ44に書き戻(複写)される。そして、制御は次のステップS112に進む。
In step S111, PCM data corresponding to the reproduction request is read from the PCM auxiliary buffer and written back (copied) to the
ステップS112において、再生処理回路8に対して、再生開始点のRAMアドレスが伝えられて、PCM再生バッファ44に書き戻されているPCMデータの先頭からの再生が指示される。なお、同時に、設定されているアルバム、トラック、フレーム数、およびオフセット値がデータ生成部21に伝えられる。そして、処理は終了される。
In step S112, the
次に、図15に示すフローチャートを参照して、PCMフレームデータの要求に応答して、データ生成部21によって実行される処理について説明する。PCMフレームデータの要求を受けると、
ステップS120において、データ生成部52は、メディア管理部51が管理する記録媒体情報に基づいて、解析処理を分岐させる。本例においては、再生中の記録媒体の内容に応じて、MP3、CDDA、或いはAACの処理に分岐される。なお、紙面の都合上、本例においては、MP3である場合について以下に説明するが、その処理内容は基本的にCDDA或いはAACにおいても同様である。よって、制御は、次のステップS121に進む。
Next, processing executed by the
In step S <b> 120, the
ステップS121において、フレーム変換処理が行われる。具体的には、フレーム変換部56は再生制御部20が要求する読み出し開始フレーム数(実時間フレーム)をMP3フレーム換算する。そして、制御は次のステップS122に進む。
In step S121, a frame conversion process is performed. Specifically, the
ステップS122において、デコードを開始するフレーム番号が確定される。具体的には、デコードを開始するフレームとして、数フレーム前のフレーム番号が決定される。つまり、上述のように、MP3データの現フレームデータは、先頭から順にデコードすることで、連続した音声データを得ることができるように構成されている。また、ビットリザーバにより、目的のフレームのデータが前フレームデータに含まれる場合がある。そのために、連続したPCMデータを得るためにデコード処理とビットリザーバを考慮して数フレーム手前からデコードするものである。 In step S122, the frame number for starting decoding is determined. Specifically, a frame number several frames before is determined as a frame to start decoding. That is, as described above, the current frame data of the MP3 data is configured so that continuous audio data can be obtained by decoding sequentially from the beginning. In addition, the data of the target frame may be included in the previous frame data by the bit reservoir. Therefore, in order to obtain continuous PCM data, decoding is performed from several frames before taking into account the decoding process and the bit reservoir.
なお、ステップS122におけるデコード開始フレームの確定についてより詳細に説明する。前の音声データに連続するようなPCMデータを切り出すためには、該当するMP3フレームの2フレーム前からデコードすれば十分である。さらにビットリザーバ処理のためには、最大512バイト分のデータを前フレーム以前に遡れば良い。なお、遡るフレーム数(p)はサンプリング周波数により異なり、例えば44.1kHzであれば8フレーム遡ることでリザーブデータが全て取得できる。目的のフレーム数から遡るフレーム数を(p)とする。この場合、(p)は10(2+8)となる。このようにして、デコード開始フレームが確定すれば、制御は次のステップS123に進む。 The determination of the decoding start frame in step S122 will be described in detail. In order to extract PCM data that is continuous with the previous audio data, it is sufficient to decode from two frames before the corresponding MP3 frame. Furthermore, for bit reservoir processing, data of a maximum of 512 bytes can be traced back to the previous frame. The number of frames going back (p) differs depending on the sampling frequency. For example, if 44.1 kHz, all the reserve data can be acquired by going back 8 frames. Let (p) be the number of frames going back from the target number of frames. In this case, (p) is 10 (2 + 8). If the decoding start frame is thus determined, the control proceeds to the next step S123.
ステップS123において、オフセット情報が登録済みであるか否かが判断される。具体的には、フレームオフセット管理部57がフレームオフセット管理テーブル70に対して、読み出し開始フレームを検索する。なお、曲途中からの頭出し再生時については、曲先頭からの再生ではないので、登録されていない場合がほとんどである。登録されていない場合はNo判断されて、制御はステップS124に進む。
In step S123, it is determined whether or not the offset information has been registered. Specifically, the frame offset
ステップS124おいて、目的のフレームの最も近傍のフレームオフセット値(i)が取得される。なお、紙面の都合上、図面においては、フレームオフセット値(i)を(i)と表している。そして、制御は次のステップS125に進む。 In step S124, the frame offset value (i) nearest to the target frame is acquired. For the sake of space, the frame offset value (i) is represented as (i) in the drawings. Then, the control proceeds to the next Step S125.
ステップS125において、フレームオフセット値(i)までシークする。そして、ステップS126において、フレームオフセット値(i)よりフレームヘッダがよみだされる。そして、ステップS127において、読み出されたフレームヘッダが解析されて、フレームサイズ(s1)が取得される。 In step S125, seek is performed up to the frame offset value (i). In step S126, the frame header is read from the frame offset value (i). In step S127, the read frame header is analyzed to obtain the frame size (s1).
ステップS128において、フレームオフセット値(i)に基づいて、対応する1フレームのデータフレームサイズ(s1)が読み出される。ステップS129において、次のフレーム先頭(つまり、(i)=(i)+s1)が登録される。そして、ステップS130において、次のフレームオフセット値(i)として、フレームオフセット値(i)+フレームサイズ(s1)がセットされる。 In step S128, the data frame size (s1) of the corresponding one frame is read based on the frame offset value (i). In step S129, the next frame head (that is, (i) = (i) + s1) is registered. In step S130, the frame offset value (i) + frame size (s1) is set as the next frame offset value (i).
ステップS131において、次フレームが目的フレームであるか否かが判断される。次フレームが目的フレームであると判断されるまで、制御は上述のステップS126にもどる。このようにして、ステップS126〜sq131における処理を繰り返して、フレーム先頭に到達するまでフレームを1つずつ読み進める。 In step S131, it is determined whether or not the next frame is the target frame. Control returns to step S126 described above until it is determined that the next frame is the target frame. In this way, the processing in steps S126 to sq131 is repeated, and the frames are read one by one until the head of the frame is reached.
一方、上述のステップS123でYes、つまり登録されている場合は、制御はステップS134に進む。 On the other hand, if Yes in step S123 described above, that is, if registered, the control proceeds to step S134.
ステップS134において、フレームオフセット値(j)として、フレームオフセット値(i)がセットされる。そして、制御はステップS132に進む。 In step S134, the frame offset value (i) is set as the frame offset value (j). Then, the control proceeds to step S132.
ステップS132において、目的フレームのオフセット値(j)が取得される。なお、紙面の都合上、図面においては、フレームオフセット値(j)を(j)と表している。そして、制御は次のステップS133に進む。 In step S132, the offset value (j) of the target frame is acquired. For the sake of space, the frame offset value (j) is represented as (j) in the drawings. Then, the control proceeds to the next Step S133.
ステップS133において、フレームオフセット値(j)までシークする。そして制御は、上述のステップS126〜S131をスキップして、ステップS140に進む。つまり、曲途中からの頭出し再生時については、曲先頭からの再生ではないので、登録されていない場合がほとんどである。このため、再生制御部20から通値される開始フレームと、該フレームのオフセット値をフレームオフセット管理テーブル70に新規登録し、同時に該フレームのオフセット値まで一気にシークする。
In step S133, seek is performed up to the frame offset value (j). And control skips above-mentioned step S126-S131, and progresses to step S140. In other words, when cueing playback from the middle of a song, it is not from the beginning of the song, so in most cases it is not registered. For this reason, the start frame passed from the
上術の処理の結果、コード開始フレームの先頭までファイルポインタが移動した後に、
ステップS140において、n=0がセットされる。そして、制御は次のステップS141に進む。
As a result of the above processing, after the file pointer has moved to the beginning of the code start frame,
In step S140, n = 0 is set. Then, the control proceeds to the next Step S141.
ステップS141においては、n<pであるか否かが判断される。今回は、直前のステップSS140において、n=0とセットされているので、Yesと判断される。そして、制御は次のステップS142に進む。 In step S141, it is determined whether n <p. This time, since n = 0 is set in the immediately preceding step SS140, it is determined Yes. Then, the control proceeds to the next Step S142.
ステップS142において、オフセット値(j)に基づいて、対応するフレームヘッダが読み出される。そして、制御は次のステップS143に進む。 In step S142, the corresponding frame header is read based on the offset value (j). Then, the control proceeds to the next Step S143.
ステップS143において、読み出されたフレームヘッダが改正されて、フレームサイズ(s2)が取得される。そして、制御は次のステップS144に進む。 In step S143, the read frame header is revised to obtain the frame size (s2). Then, the control proceeds to the next Step S144.
ステップS144において、オフセット値(j)に基づいて、対応する1フレームのデータが読み出される。そして、制御は次のステップS145に進む。 In step S144, corresponding one frame of data is read based on the offset value (j). Then, the control proceeds to the next Step S145.
ステップS145において、リザーブデータが切り出される。なお、切り出されたリザーブデータはダミーフレームバッファに格納される。そして、制御は次のステップS146に進む。 In step S145, the reserve data is cut out. The extracted reserve data is stored in the dummy frame buffer. Then, the control proceeds to the next Step S146.
ステップS146において、ステップS129において、フレームオフセット値(j)が登録される。そして、ステップS146において、フレームオフセット値(j)として、フレームオフセット値(j)+フレームサイズ(s2)がセットされる。そして、ステップS148において、n=n+1がセット(1でインクリメント)されて、制御は上述のステップS141に進む。そして、nが(p)と等しくなった時点で、ステップS1141でNoと判断される。そして、制御はステップS150に進む。 In step S146, the frame offset value (j) is registered in step S129. In step S146, the frame offset value (j) + frame size (s2) is set as the frame offset value (j). In step S148, n = n + 1 is set (incremented by 1), and control proceeds to step S141 described above. Then, when n becomes equal to (p), No is determined in step S1141. Then, the control proceeds to step S150.
このように、上述のステップS140〜S148を繰り返すことにより、ダミーフレーム生成部58はフレームを1つずつ(p)フレームまで読み進め。そして、同時に各フレームから得られるリザーブデータを切り出してダミーフレームバッファに集約する(ステップS145)。 そして、(p)フレームまで読み進めて(ステップS141でNo)、リザーブデータが全て集約される。
As described above, by repeating the above-described steps S140 to S148, the dummy
そして、ステップS150において、ROM13に予め構成しておいたサンプリング周波数毎の無音MP3エンコードデータの後端に、集約したリザーブデータを配したダミーフレームが生成される。そして、制御は次のステップS160に進む。
In step S150, a dummy frame is generated in which aggregated reserve data is arranged at the rear end of silent MP3 encoded data for each sampling frequency that is configured in advance in the
ステップS160において、デコード指示がされて、以降、必要フレーム分が順次デコードされる。そして、制御は終了する。 In step S160, a decoding instruction is given, and thereafter, necessary frames are sequentially decoded. Then, the control ends.
図16を参照して、ダミーフレーム生成を含むデコード入力データ列の概念をについて説明する。目的のPCMデータを得るためには、計算上はQフレームからデコードすればよい。しかしながら、デコーダを破綻させず、かつ連続したPCMデータを得る場合ためには、その2フレーム前のP1フレーム、および1フレーム前のP2フレームを順にデコードする必要がある。さらにP1フレームのリザーブデータを矛盾なく処理するため、最大512バイト分のデータを前フレーム以前にさかのぼって読み出し、これを、無音区間を含むP0のようなフレームに集約し、デコード制御部59がP0、P1、P2の順にデコード指示すればよい。なお、同図において、P0フレームは、P1フレームのビットリザーバ考慮した補助フレームであり、前半部は無音データであり、後半部はP1のメインフレームのデータを集約したものである。 The concept of the decoded input data sequence including dummy frame generation will be described with reference to FIG. In order to obtain the target PCM data, it is only necessary to decode from the Q frame for calculation. However, in order to obtain continuous PCM data without breaking the decoder, it is necessary to sequentially decode the P1 frame two frames before and the P2 frame one frame before. Further, in order to process the reserved data of the P1 frame without any contradiction, the data for a maximum of 512 bytes is read back before the previous frame, and the data is aggregated into a frame such as P0 including the silent period. Decoding instructions may be given in the order of P1, P2. In the figure, the P0 frame is an auxiliary frame considering the bit reservoir of the P1 frame, the first half is silence data, and the second half is a collection of P1 main frame data.
なお、デコーダ14は、順にPCMデータに変換し、デコーダ出力側データ列バッファ72に展開する。PCMデータ転送制御部60は再生制御部20が要求するPCMデータフレームを切り出して再生制御部20に転送する。
Note that the decoder 14 sequentially converts the data into PCM data and develops it in the decoder output side
以上のように、本実施の形態においては、データ格納手段であるPCM再生バッファ44に格納したデジタルサンプリングデータの両端に記憶装置の記録媒体からデジタルサンプリングデータを供給することにより、回転操作子1の回転に従って順方向、逆方向に任意の速度で連続して音声を再生することができる。
As described above, in the present embodiment, the digital sampling data is supplied from the recording medium of the storage device to both ends of the digital sampling data stored in the
なお、記憶装置15における記録媒体はCD−ROMとして例示したが、CD−ROMの他に光磁気ディスク、ハードディスクや半導体記憶装置でも差し支えない。
Although the recording medium in the
以上説明したように本発明の構成によれば、音声データおよび圧縮音声データの再生速度を自由に変化させて発音することができ、また、あらかじめ指定しておいた任意の再生開始点から即時再生を開始し、任意の速度で順方向、逆方向の連続した再生を行える音声データ再生装置が実現できる。また該装置を実現するためには、アクセス速度の速いRAM等の一時記憶素子の容量は数Mバイト程度あればよく、比較的安価に構成することが可能である。また、圧縮音声データの利用により楽曲あたりの記憶装置容量を削減できるため、再生装置の小型化が期待できる。このような特徴を持つ装置は、DJ用機材はもとより、映像や音声のリニア編集用機材や効果音生成機材などに利用できる。また一般家庭用オーディオ機材に組み込めば音声データの自由な編集を手軽に楽しむことができる。このように本発明の構成による音声データ再生装置は産業上の利用可能性の高いものである。 As described above, according to the configuration of the present invention, the sound data and the compressed sound data can be generated by freely changing the playback speed, and can be played immediately from any playback start point specified in advance. And an audio data reproducing apparatus that can continuously reproduce in the forward direction and the reverse direction at an arbitrary speed can be realized. In order to realize the device, the capacity of a temporary storage element such as a RAM having a high access speed may be about several megabytes, and can be configured at a relatively low cost. Further, since the storage device capacity per music piece can be reduced by using the compressed audio data, it is possible to reduce the size of the playback device. An apparatus having such characteristics can be used not only for DJ equipment but also for video and audio linear editing equipment and sound effect generation equipment. In addition, it can be easily enjoyed by freely editing audio data if it is installed in general household audio equipment. Thus, the audio data reproducing apparatus according to the configuration of the present invention has high industrial applicability.
1 回転操作子
2 速度センサ
3 速度検出回路
4 表示・操作盤
5 再生開始ボタンまたは再生開始ポイント呼び出しボタン
6 再生開始ポイント設定ボタン
7 再生制御マイコン
8 再生処理回路
9 RAM
10 DAC
11 データ生成マイコン
12 RAM
13 ROM
14 デコーダ
15 記憶装置
20 再生制御部
21 データ生成部
31 UI処理部
32 操作子速度演算部
33 再生データ管理部
34 再生速度制御部
35 PCM補助バッファ管理部
36 PCM再生バッファ管理部
37 再生制御部側マイコン通信制御部
41 PCM補助バッファ1
42 PCM補助バッファ2
43 PCM補助バッファ3
44 PCM再生バッファ
50 データ生成部側マイコン通信制御部
51 記録媒体管理部
52 データ生成部
53 CD−MP3解析部
54 CD−DA解析部
55 メモリカード解析部
56 フレーム変換部
57 フレームオフセット管理部
58 ダミーフレーム生成部
59 デコード制御部
60 PCMデータ転送制御部
70 フレームオフセット管理テーブル
71 デコーダ入力側データ列バッファ
72 デコーダ出力側データ列バッファ
73 ダミーフレームバッファ
i1 回転速度データ
i2 データ要求コマンド/レスポンス信号
i3 PCMデータ
Sa 音声信号
DESCRIPTION OF
10 DAC
11
13 ROM
14
42 PCM
43 PCM auxiliary buffer 3
44
Claims (9)
圧縮音声データを実時間デジタルサンプリングデータに変換するデコード手段と、
前記実時間デジタルサンプリングデータの第1の断片を一時的に格納するデータ格納手段と、
前記第1の断片の両端でデータの連続性を保持する実時間デジタルサンプリングデータの第2の断片を前記記録媒体の中から記録位置を特定して読み出すデータ読み出し手段と、
前記データ格納手段に格納された第1の断片を時系列で順方行あるいは逆方向に可変速で再生する再生手段とを備え、
前記データ格納手段に格納されている第1の断片の両端でデータの連続性を保持するように、前記データ読み出し手段と前記デコード手段を用いて前記第2の断片を前記データ格納手段に供給すると共に、前記再生手段を用いて一連の前記圧縮音声データを任意の速度で順方向と逆方向に連続して再生することを特徴とする音声再生装置。 A recording medium for recording compressed audio data;
Decoding means for converting compressed audio data into real-time digital sampling data;
Data storage means for temporarily storing a first fragment of the real-time digital sampling data;
Data reading means for specifying a recording position from the recording medium and reading a second fragment of real-time digital sampling data that maintains continuity of data at both ends of the first fragment;
Replaying means for replaying the first fragment stored in the data storage means in a time series in a forward or backward direction at a variable speed;
The second fragment is supplied to the data storage means using the data reading means and the decoding means so as to maintain continuity of data at both ends of the first fragment stored in the data storage means. In addition, an audio reproducing apparatus that continuously reproduces a series of the compressed audio data at an arbitrary speed in the forward direction and in the reverse direction using the reproducing unit.
2. The recording position of the second fragment specified by the data reading means is stored in a non-volatile removable storage medium for each recording medium to be reproduced and can be referred to at the next reproduction start time. The audio reproducing device according to 1.
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Cited By (2)
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2005
- 2005-05-31 JP JP2005160329A patent/JP2006018991A/en active Pending
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