JP2008209826A - 携帯端末装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】多彩な波形データを用いて演奏することができるようにする。
【解決手段】マイク10から入力されA/D変換器11でデジタル信号に変換された音声信号は、サンプラー21で波形データ(音色データ)22とされる。該波形データ22は音色制御部23により、音源部12に音色データとして登録される。番号キーが押下されると、そのことが番号キーアサイナー24で検出され、MIDI制御部25は、その番号キーに割り付けられている音程又は音色で発音することを指示するMIDIメッセージを音源部12に送出する。これにより音源部12は、指定された音程又は音色で発音を行い、スピーカ14から出力される。同じ音色データを各番号キーに異なる音程を割り付けて発音させる方法と、各番号キーに異なる音色データ(波形データ)を割り付けて発音させる方法のいずれでもよい。
【選択図】図2

Description

本発明は、携帯電話やPHSなどの携帯端末装置に関する。
演奏機能を有する携帯電話装置が提案されている(特許文献1)。
この携帯電話装置によれば、数字キーや「#」キー、「*」キーが押されている間、そのキーに割り付けられた音の高さデータを含む音源用データを音源に送り、その間だけ指定の音を出力することができる。これにより、携帯電話装置を楽器としても使用することができるようになる。
また、内蔵マイクから入力された音声をサンプリングする機能、該サンプリングされた音声信号を素材として音色データを作成する機能、及び、長期間にわたりサンプリングされた音声信号からなるロングストリームデータを再生する機能などを有する携帯通信端末も提案されている(特許文献2)。
特開2001−356770号公報 特開2002−341872号公報
上記特許文献1に記載されている携帯電話装置は楽器としても使用することができるものであるが、使用できる音色はあらかじめ定められており、限られた音色での演奏しかできなかった。
また、上記特許文献2に記載されている携帯通信端末によれば、サンプリングした音声を素材として作成した音色データを使用することができるが、楽器として使用することができるものではなかった。
そこで本発明は、ユーザーにより作成された多彩な音色データを用いて演奏したり、ユーザーにより作成された波形データを再生することができる携帯端末装置を提供することを目的としている。
上記目的を達成するために、本発明の携帯端末装置は、複数の操作キーと、波形データが登録される記憶部を有し、該記憶部に登録されている波形データに基づいて楽音信号を生成する音源部と、入力音声信号をサンプリングして波形データを作成する波形データ作成手段と、前記波形データを前記記憶部に登録する登録手段と、前記操作キーの押下及び離上を検出するキー操作検出手段と、前記キー操作検出手段により前記操作キーの押下が検出されたときに、前記音源部に対し、その操作キーに割り付けられている態様での楽音信号の生成を指示するメッセージを送出する制御手段とを有するものである。
そして、前記複数の操作キーの各々に対して音高が割り付けられており、前記制御手段は、前記操作キーの押下が検出されたときに、前記音源部に対し、その操作キーに割り付けられている音高での楽音信号の生成を指示するメッセージを送出するようになされているものである。
あるいは、前記複数の操作キーの各々に対して波形データが割り付けられており、前記制御手段は、前記操作キーの押下が検出されたときに、前記音源部に対し、その操作キーに割り付けられている波形データを指定するメッセージと楽音信号の生成を指示するメッセージとを送出するようになされているものである。
さらに、他の端末装置と音声信号を送受信して通話を行う通話手段をさらに有し、前記入力音声信号は、前記他の端末装置から受信した音声とされているものである。
さらにまた、他の端末装置と音声信号を送受信して通話を行う通話手段をさらに有し、前記制御手段は、前記音源が生成した楽音信号を前記通話手段を介して前記他の端末装置へ送信するようになされているものである。
さらにまた、他の端末装置との通信手段をさらに有し、前記制御手段は、前記通信手段を介して所定のサーバから前記波形データをダウンロードし、前記記憶部に登録するようになされているものである。
このような本発明の携帯端末装置によれば、ユーザーが自分で入力した音声信号や受信した通話信号などから作成した音色データや波形データを操作キーの押下に応じて発音させることができ、従来の演奏ができる携帯端末装置と比較して音色に対する自由度が格段に高くなる。
また、任意の言葉や文章を読み上げた音声などを波形データとして記憶し操作キーの操作に応じて発音させることができるので、携帯端末装置の活用範囲を広げることができる。
図1は、本発明の携帯端末装置の一実施の形態のシステム構成図である。本発明の携帯端末装置は携帯電話機に限られることはないが、ここでは、携帯電話機である場合を例にとって説明する。
この図において、1はこの装置全体の制御を行う制御部(CPU)、2は通信用プログラム及び楽音を発生させるためのプログラムなどの各種処理プログラムや各種定数データなどが格納されているROM、3はワークエリアとして使用されるとともに各種のデータを記憶するRAM、4は液晶表示装置(LCD)などからなる表示部、5は番号キーや通話キーなどの各種操作キーを有する操作部、6は変復調部などからなる無線通信部、7は無線通信部6に接続されるアンテナ、8は音声信号の符号化及び復号を行う音声処理部、9は音声処理部8に接続される受話用のスピーカー、10は同じく送話用のマイクロフォン、11はマイクロフォン10から入力された音声信号などをディジタル音声信号に変換するA/Dコンバータ(この例では、音声処理部8内に設けられている。)である。
また、12は複数の発音チャンネルを有する音源部、13は音源部12により生成された楽音データをアナログの楽音信号に変換するD/Aコンバータ、14は該楽音信号を再生するスピーカーである。前記音源部12は、前記CPU1の演算によるソフトウェア方式であってもよいし、専用ハードウエアを使用してもよい。音源方式は指定しないが、波形データを登録するための記憶部が設けられていることが必要である。
さらに、15は負荷の高い処理を行うためのDSP(Digital Signal Processor)、16は前記各構成要素間でデータを転送するためのバス(データバス及びアドレスバス)である。前記DSP15はオプションであり、例えば、メモリー容量を効果的に使用するために録音した波形データをADPCMなどの適切なフォーマットに圧縮伸長することなどの負荷の高い処理に使用される。
このような構成を有する本発明の携帯端末装置においては、前記マイクロフォン10から入力された音声信号や通話の相手先などから受信した通話信号を前記A/Dコンバータ11によりディジタル音声信号に変換して前記RAM3などに記憶することができる。そして、該録音したディジタル音声信号に基づいて音源部12で使用することができる波形データ又は音色データを作成して、該波形データ又は音色データを前記音源部12の記憶部に登録し、ユーザーによる前記操作部5の操作キーの押圧操作に応じて、その操作キーに割り付けられた音高で前記作成した音色の楽音信号を発音させたり(メロディ楽器としての動作)、あるいは、その操作キーに割り付けられた音色データ又は波形データを発音させたりすることができる(ドラム音色の楽器又は音声再生機としての動作)。さらに、音源部12で発音された信号を通話相手に送信することもできる。
図2は、上述の動作を実行することができる本発明の携帯端末装置の機能構成を示す図である。この図において、マイクロフォン10、A/Dコンバータ11、音源部12、D/Aコンバータ13及びスピーカー14は、前記図1に示したものと同一のものである。また、サンプラーモジュール(以下「サンプラー」という。)21、音色制御部23、番号キーアサイナー24及びMIDI制御部25は、前記制御部1によるソフトウェア処理により実現される。音源部12は、前述のように、ソフトウェア処理によるものであってもよいし、専用のハードウエアを使用してもよい。
図2において、前記マイクロフォン10又は前記無線通信部6で受信され音声処理部8で音声信号処理された通話信号(27)は、前記A/Dコンバータ11によりディジタル音声信号に変換され、サンプラーモジュール21に入力される。
サンプラー21は、入力されたディジタル音声信号を素材として前記音源部12で使用することができる波形データ(又は音色データ)22を作成する。このとき、必要に応じて、圧縮データ形式にエンコードするためのCODEC(前記DSP15)を搭載し、適切な圧縮データ(ADPCMなど)に変換しても良い。
サンプラー21では、入力されたディジタル音声信号に対して、必要に応じてトリミング処理やループ再生のための設定を行う。トリミングとは録音した波形データから必要な部分だけを取り出す処理をいい、ループ再生とは波形データの再生を開始してからエンドポイントに達するまで再生し、その後、ループポイントに戻り、再びエンドポイントまで再生することを繰り返す再生方法をいう。
図3を参照して、ループポイントとエンドポイントについて説明する。
図3において、30はディジタル音声信号(波形サンプル)、31はループポイント(LP)、32はエンドポイント(EP)であり、この例では、ループポイント31の位置が300、エンドポイントの位置が500とされている。この波形データを再生するときに、0(スタートポイント)から500(エンドポイント)まで再生し、次に300(ループポイント)まで戻り、以降は、300から500の間を繰り返し再生する。なお、トリミングとは、500(エンドポイント)より後の波形サンプルは再生処理に不要なためカットしてしまう処理である。
このように、入力されたディジタル音声信号に対して、必要に応じて、ループポイントとエンドポイントの設定を行ったり、不要な個所を削除したりすることにより、波形データ22が作成される。また、音色データを作成する場合には、さらに、所望のエンベロープを付与するためのエンベロープパラメータを決定する。
作成された波形データ(音色データ)22には、波形データ自体(前記スタートポイントからエンドポイントまでの波形サンプル)、ループポイント(LP)及びエンドポイント(EP)の情報、エンベロープパラメータなどが含まれている。
また、このように作成した波形データ22をライブラリ化して、前記RAM3などに格納しておく。
音色制御部23は、前記音源部12で上述のようにして作成された波形データ(音色データ)22を用いて楽音を生成することができるように、音源部12に波形データ(音色データ)22を登録する処理を行うプログラムモジュールである。この波形データの登録処理の詳細については後述する。
番号キーアサイナー24は、ユーザーがこの携帯電話を用いて演奏を行うことができるように、前記操作部5の12個の操作キー(この実施の形態では、「0」〜「9」、「#」及び「*」の番号キー)に前記音源部12による発音の態様を割り付けるものである。前述のように、本発明の携帯端末装置は、メロディ楽器として、もしくは、ドラム音色の楽器又は音声データの再生機として使用することができるものであり、その動作態様に応じて、番号キーアサイナー24は、前記12個の番号キーに、メロディ楽器の基本音である12音(「ド」〜「シ」)、あるいは、ドラム楽器の音色又は波形データを割り付ける。
なお、メロディ楽器として動作させるかドラム音色の楽器又は音声再生機として動作させるかの設定、及び、各番号キーにどの音高を割り付けるか、あるいは、どの波形データを割り付けるかの設定は、前記表示部4と操作部5を用いてユーザーが任意に設定することができる。
MIDI制御部25は、ユーザーインターフェースに割り付けられたメロディ楽器もしくはドラム音色の楽器又は音声再生機の番号キー情報を、対応するMIDIメッセージに置き換える機能を持っている。携帯電話の番号キーが押されたときにノートオンを発行し、離されたときにノートオフを発行する。なお、全ての音色に対してノートオンを識別する必要があるが、ノートオフの識別は音色に依存する。
音源部12は、前記MIDI制御部25から出力されるMIDIメッセージを受け、該当する音色の楽音を生成する。また、波形データ又は音色データを格納する記憶部を内蔵し、該記憶部に格納される波形データや音色データを変更することができる。
D/Aコンバータ13は、音源部12から出力されたディジタルデータをアナログ信号に変換し、該アナログ信号はスピーカ14により再生される。また、このアナログ信号を無線通信部の送信側(28)に供給して、通話の送信信号としてもよい。
図4は、前記音源部12の構成の一例を示す図である。
音源部12はMIDIメッセージを受け、該当する音色の楽音を生成する。MIDIイベントは、ノートオン/ノートオフやプログラムチェンジ(音色変更)、コントロールチェンジ(音量変更など)、ピッチベンド(音程変更)などがあり、音源部12はこれらに従って動作をする。音源出力はアンプにより増幅され、スピーカ14により実音となる。
図4に示すように、音源部12には、デフォルトの音色データを格納するROMエリア41、前記サンプラー21で作成された波形データ又は音色データ22を格納するRAMエリア42、複数の独立した音色を発音するための複数の発音子(ボイス)43〜46、及び、各発音子で発生された楽音をミックスする加算器47が設けられている。前記発音子43〜46は、音源仕様の最大同時発音数で示される個数設けられている。
MIDIのプログラムチェンジメッセージにより各々の発音子43〜46に楽器音色が割り当てられ、MIDIのノートオン/ノートオフメッセージに応じて各々の発音子43〜46が発音/消音し、コントロールチェンジメッセージやピッチベンドメッセージで各々の発音子の音量や音程を操作することができる。これら発音子43〜46がMIDIメッセージによりコントロールされ、個々の発音子43〜46で発音された楽音が加算器47でミックスされることで最終的な楽音となる。
音源部12がPCM音源の場合は、あらかじめ用意されたサンプリングデータ(波形データ)を元に、音色データとして、ピッチEG(Envelope Generator)やフィルタEGやアンプリチュードEG(アンプEG)を付加することができ、楽曲に合致した様々な音色に加工することができる。
あらかじめGM(General MIDI)規格として定義された音色マップがあり、前記ROMエリア41中には、該音色マップ上の音色を再現するための音色データやサンプリングデータが格納されている。
また、前記RAMエリア42中には、前記音色制御部23により、前記サンプラー21で作成された波形データ(音色データ)22が格納される。
図5は、本発明におけるプログラムチェンジメッセージ、コントロールチェンジメッセージ及びエクスクルーシブメッセージを示す図である。
(a)プログラムチェンジメッセージでプログラム番号(音色番号)を指定し、(b)コントロールチェンジのバンクセレクトメッセージでバンクセレクト番号を指定する。
前記音色制御部23は、音源部12に波形データ22を登録するときは、(c)及び(d)に示すエクスクルーシブメッセージにより、音色データ列と波形データ列の2つを音源部12に送信する。
(c)に示すように、音色データ列には、音色と関連付けるためのバンクセレクト番号とプログラム番号、音色パラメータを構成する各種EG(ピッチEG、フィルタEG、アンプEG)及び波形データ列を関連付けるための波形データIDが含まれている。
(d)に示すように、波形データ列には、音色データ列と関連付けるための波形データIDと、再生ピッチ(MIDIキーのC3で再生するためのピッチ)やサンプリング周波数、波形データ形式の情報などを持つ波形情報、及び、実際の波形データが含まれている。
前記音色制御部23から(c)及び(d)に示すエクスクルーシブメッセージを音源部12に送信することにより、音源部12内のRAMエリア42内に、前記エクスクルーシブメッセージで送られてきた音色データ列と波形データ列が格納される。これにより、音色データ又は波形データが音源部12に登録されたこととなる。
波形データ(音色データ)を指定する場合は、前記MIDI制御部25から、演奏するチャンネルについて、使用したい波形データのバンクセレクト番号を指定する(b)バンクセレクトメッセージと、その波形データのプログラム番号を指定する(a)プログラムチェンジメッセージとを音源部12に対して送信する。これにより、そのチャンネルで使用する波形データ(又は音色データ)が指定される。
前述のように、本発明の携帯端末装置においては、メロディ楽器としての動作(第1の場合)と、ドラム音色の楽器又は音声再生機としての動作(第2の場合)の2通りの動作態様がある。
これらの各場合について具体的に説明する。
図6は前記第1の場合の例を説明するための図であり、(a)はユーザーにより作成された波形データ(音色データ)をメロディ音色として活用するときの前記12個の番号キーへの音高の割り付け例を示す図であり、(b)は携帯端末の番号キーと該番号キーに割り付けられた音高の関連を示す外観図である。
この場合には、各番号キーを押しているときに、選択された1種類の波形データ(音色データ)が、その番号キーに割り付けられている音高で発音され、この図に示す例では、「0」〜「9」、「*」及び「#」の12個の番号キーに、「ド」から「シ」までの12音が割り付けられている。
図7は前記第2の場合の例を示す図である。この場合は、波形データ(音色データ)をドラム音色、パーカッション音色、サウンドエフェクト音色として活用する。また、個々の番号キーに別々の波形データを割り付ける場合には、携帯端末装置を音声再生機として活用することができる。
図7の(a)は、ドラム音色として活用する場合の番号キーに対する音色データの割り付け例を示す図である。
この図の場合には、それぞれの番号キーが個別の波形データとなる。この中で、「Tom」などは、同一波形データで音高を変えるだけで良い。
また、図7の(b)は、音声再生機として活用する場合の番号キーに対する波形データの割り付け例を示す図である。
この図に示すように、個々の番号キーに個別の波形データが割り付けられており、各番号キーを押すと、そのキーに対応する音声が再生されることとなる。例えば、番号キー「5」が押されると「こんにちわ」と発音され、番号キー「8」が押されると「そうだね」と発音される。このように、携帯端末装置を押圧されたキーに応じて異なる音声を発音する音声再生機としても使用することができる。
次に、このように構成された携帯端末装置の動作について、図8のフローチャートを参照して説明する。ここでは、前記第1の場合(メロディ楽器としての動作)により演奏を行う場合について説明する。
(1)ユーザーが、どの波形データ(音色データ)を使って演奏したいかの選択指示61をすると、システム側は、前記音源部12へ波形データ(音色データ)の登録を行う(S1)。すなわち、前音色制御部23により、選択された波形データに対応する前記図5の(c)及び(d)のエクスクルーシブメッセージを音源部12に送出し、前記音源部12のRAMエリア42に波形データ(音色データ)を格納する。
また、その波形データで発音するために、MIDI制御部25は、音源部12に対し、演奏するためのチャンネルを指定し(通常は、チャンネル1)、ユーザーが演奏したい波形データ(音色データ)のバンクセレクト番号とプログラム番号を含む(b)バンクセレクトメッセージと(a)プログラムチェンジメッセージを送出する。
(2)ユーザーが、番号キーを押したり離したりすることで(62)、演奏を開始する。すなわち、番号キーアサイナー24は、どの番号キーが押されたか離されたかを常にスキャンする(S2)。
(3)押されたキーがあれば(S3がYES)、前記MIDI制御部25が、そのキーに割り付けられた音高に対応するノート番号を含むノートオンメッセージを発行する(S4)。
(4)離されたキーがあれば(S5がYES)、前記MIDI制御部25が、そのキーに割り付けられたノート番号を含むノートオフメッセージを発行する(S6)。
(5)(2)〜(4)を演奏が終了するまで繰り返す(S7)。
このようにして、ユーザーが作成した音色データ(波形データ)を用いた演奏を行うことができる。
図9は、上述した第1の場合(メロディ楽器としての動作)と第2の場合(ドラム音色の楽器又は音声再生機としての動作)のそれぞれの場合における動作についてさらに説明するための図である。
図9の(a)は、前記第1の場合について示す図である。
前記図8に関して説明したように、この場合には、ユーザーの波形データ選択操作61により、選択された音色データ(波形データ)がエクスクルーシブメッセージにより音源部12に登録される。そして、演奏するためのチャンネルについて登録した波形データのバンクセレクト番号とプログラム番号を指定するバンクセレクトメッセージとプログラムチェンジメッセージが音源部12に送出される。
その後、番号キーが押下されるごとに、その番号キーに対応したノート番号を有するノートオンメッセージが送出され、離上されると、それに対応したノートオフメッセージが送出される。
図9の(b)は、前記第2の場合について示す図である。前述のように、この場合には、番号キーを押すことで、その番号キーに割り付けられた波形データ(音色データ)が発音される。
ここで、前記音色制御部23により、音源部12に図9の(c)に示すように、各波形データ(音色データ)が登録されているものとする。
この第2の場合には、番号キーが押下されると(62)、その番号キーに割り付けられている波形データ(音色データ)に対応するバンクセレクト番号を指定するバンクセレクトメッセージと、その波形データのプログラム番号を指定するプログラムチェンジメッセージと、発音を指示するノートオンメッセージとが発行される。前記バンクセレクトメッセージと前記プログラムチェンジメッセージにより発音に使用される波形データ(音色データ)が決まり、ノートオンメッセージより発音が指示される。これにより、押された番号キーに対応する波形データ(音色データ)が発音される。なお、番号キーの離上が検出されたときには、対応するノートオフメッセージのみが発行される。
なお、上記においては、波形データをマイクロフォンなどから入力された音声信号から作成していたが、携帯端末装置が有する通信機能を用いて所定のサーバから取得するようにしても良い。
また、上記においては、送話用のマイクロフォン10を波形データを作成するときの音声信号の入力用に用いていたが、専用のマイクロフォンを別途設けてもよい。
さらに、通話の最中に、相手からの音声信号(ディジタルデータ又はアナログ信号)を波形データに変換するようにしてもよい。こうすることで、通話相手の声や音をサンプリング素材として演奏に用いることができる。
さらにまた、波形データを登録するRAMエリア42は必ずしも音源部12にある必要はなく、RAM3の所定エリアを利用するようにしてもよい。
さらにまた、上述のようにして作成した波形データを携帯端末装置が有する通信機能を用いて他の端末装置に送信するようにすることもできる。他の電話端末装置と通話状態にある時に、あらかじめ波形データ登録されている番号キーを押下することで、その波形データの音声信号を送信することにより、会話ができない状況でも相手に音声で意志を伝えることが可能となる。
さらにまた、前記第1の場合の動作(メロディ楽器としての動作)と前記第2の場合の動作(ドラム音色の楽器又は音声再生機としての動作)を同時に行うようにしてもよい。つまり、例えば、操作キーの「1」〜「6」によりメロディ楽器としての発音がなされ、操作キーの「7」〜「9」、「*」、「0」、「#」により音声再生機としての発音がなされるようにしてもよい。こうすることにより、さらに多様な演奏表現が可能となる。
本発明の携帯端末装置の一実施の形態のシステム構成図である。 本発明の携帯端末装置の一実施の形態の機能構成を示す図である。 ループポイントとエンドポイントについて説明するための図である。 音源部の構成例を示す図である。 プログラムチェンジメッセージ、コントロールチェンジメッセージ及びエクスクルーシブメッセージを示す図である。 波形データをメロディ音色として活用するときの番号キーへの音高の割り付け例を示す図である。 波形データをドラム音色として活用する場合、及び、音声再生に活用する場合の番号キーへの波形データの割り付け例を示す図である。 本発明の携帯端末装置の動作を説明するためのフローチャートである。 波形データの選択について説明するための図である。
符号の説明
1:制御部(CPU)、2:ROM,3:RAM、4:表示部、5:操作部、6:無線通信部、7:アンテナ、8:音声処理部、9:受話用スピーカー、10:マイクロフォン、11:A/Dコンバータ、12:音源部、13:D/Aコンバータ、14:スピーカー、15:DSP、16:バス、21:サンプラーモジュール、22:波形データ、23:音色制御部、24:番号キーアサイナー、25:MIDI制御部、41:ROMエリア、42:RAMエリア、43〜46:発音子(ボイス)、47:加算器、51:ピッチEG、52:フィルタEG、53:アンプリチュードEG

Claims (6)

  1. 複数の操作キーと、
    波形データが登録される記憶部を有し、該記憶部に登録されている波形データに基づいて楽音信号を生成する音源部と、
    入力音声信号をサンプリングして波形データを作成する波形データ作成手段と、
    前記波形データを前記記憶部に登録する登録手段と、
    前記操作キーの押下及び離上を検出するキー操作検出手段と、
    前記キー操作検出手段により前記操作キーの押下が検出されたときに、前記音源部に対し、その操作キーに割り付けられている態様での楽音信号の生成を指示するメッセージを送出する制御手段と
    を有することを特徴とする携帯端末装置。
  2. 前記複数の操作キーの各々に対して音高が割り付けられており、
    前記制御手段は、前記操作キーの押下が検出されたときに、前記音源部に対し、その操作キーに割り付けられている音高での楽音信号の生成を指示するメッセージを送出するものであることを特徴とする請求項1記載の携帯端末装置。
  3. 前記複数の操作キーの各々に対して波形データが割り付けられており、
    前記制御手段は、前記操作キーの押下が検出されたときに、前記音源部に対し、その操作キーに割り付けられている波形データを指定するメッセージと楽音信号の生成を指示するメッセージとを送出するものであることを特徴とする請求項1記載の携帯端末装置。
  4. 他の端末装置と音声信号を送受信して通話を行う通話手段をさらに有し、
    前記入力音声信号は、前記他の端末装置から受信した音声であることを特徴とする請求項1記載の携帯端末装置。
  5. 他の端末装置と音声信号を送受信して通話を行う通話手段をさらに有し、
    前記制御手段は、前記音源が生成した楽音信号を前記通話手段を介して前記他の端末装置へ送信することを特徴とする請求項1記載の携帯端末装置。
  6. 他の端末装置との通信手段をさらに有し、
    前記制御手段は、前記通信手段を介して所定のサーバから前記波形データをダウンロードし、前記記憶部に登録することを特徴とする請求項1記載の携帯端末装置。
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