JP3393608B2 - 音声処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、異種音源からの音声デ
ータ処理を行う音声処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、音源としてはデジタル方式が主流
を成している。デジタル方式では、音声信号はすべて数
値として得られ、加減乗除の演算で用意に波形の合成を
行うことが出来る。演算で波形の合成を行うには、高速
のデータ処理能力が必要であるため、コンピュータが用
いられている。音源を得るには、プログラミングにより
波形を作り出して音声を発生させる方法もあるが、高音
質の音源を得るには、目的とするアナログ音を、デジタ
ル信号に変換することが多い。

【０００３】音声信号のデジタル化には、アナログ信号
一般のＡ／Ｄ変換方法であるパルス符号変調方式（ＰＣ
Ｍ）が利用されている。ＰＣＭはアナログ信号を一定の
時間間隔で標本化し、測定値を量子化して得られた数値
を二進数に変換することによりデジタルデータを得る方
法である。

【０００４】ＰＣＭを改良した差分ＰＣＭ（ＤＰＣＭ）
は、隣接するサンプルの値の差をとって量子化し、デー
タ量を減少させた方法である。適応差分ＰＣＭ（ＡＤＰ
ＣＭ）は、さらに、差分が大きいときは標本化のピッチ
を小さくし、差分が小さいときはピッチを大きくするこ
とによって、さらにデータを圧縮し、音質の損傷を最小
限に、より少ないデータ量で音を再現するものである。
ＰＣＭデータは、スケールレベルｖｓスケール値換算
と、ＡＤＰＣＭデータｖｓ変化量ｖｓレベル増減値換算
で行われる圧縮・伸張によって、データ量の少ないＡＤ
ＰＣＭデータと相互変換される。

【０００５】従来、音声処理装置が利用されているコン
ピュータゲーム装置を例にとると、初期には音声は取り
扱わなかったが、技術開発に伴って、まず小型でデータ
量の小さいプログラマブルサウンドジェネレータ（ＰＳ
Ｇ）が用いられるようになった。ＰＳＧは中央処理装置
（ＣＰＵ）の制御で与えられる一定周期分の波形データ
から演算で振幅変更、周波数変調を行って作りだした音
声波形を発生させている。直接単純な波形を発生させ
て、ノイズを作る場合もある。ＰＳＧ音声出力は、制御
やすい反面、自在な音を得ることは難しい。

【０００６】自在な音を得るための音源としては、高音
質の音声が得られるＡＤＰＣＭ方式が採用されている。
一般的なコンピュータゲーム装置で取り扱えるデータ量
に基づき、コンピュータゲーム装置のＡＤＰＣＭデコー
ダのサンプリング周波数は、最高で１６ｋＨｚ前後とな
っている。

【０００７】音声処理装置内のＡＤＰＣＭデコーダは、
転送レートを作り出す同期信号発生回路を内蔵してい
る。水晶振動子を発生源とする同期信号によりセットさ
れるサンプリング周波数にあわせて、連続再生されるべ
き一連のＡＤＰＣＭデータをＰＣＭデータに再生し、音
声として出力することによって、楽音あるいは効果音発
生のタイミングが制御されている。

【０００８】コンピュータゲーム装置に利用する音声処
理装置では、ＰＳＧ、ＡＤＰＣＭといったＣＰＵ等で出
力制御をおこなう音源の他、外部音響装置と接続し、高
音質の出力を得ている。例えば、ゲームソフトの記憶媒
体にコンパクトディスク（ＣＤ）を導入したゲーム装置
では、ＣＤプレーヤーを直接ＰＣＭ音源とし、高音質の
音声を得ている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】画像表示機能を有し、
音声処理装置を利用しているコンピュータゲーム装置で
は、ＣＰＵの処理能力の大半をデータ量の多い画像表示
に費やす必要があるため、音声データや音声制御データ
は画像データに比べて小さく抑えられている。限られた
データ量で優れた音質を得るため、音声出力は、必要な
音質とデータ量によって音源を使い分けている。

【００１０】例えばコンパクトディスクを記録媒体とす
る場合、音声は大きくわけてＰＳＧ、ＡＤＰＣＭ、ＰＣ
Ｍを音源としている。概ね、電子的に作りやすい波形の
楽音や効果音はＰＳＧで出力している。その他、波形が
複雑な自然音、人声等の再現はＡＤＰＣＭで、音声出力
のタイミング制御が不要な音はＰＣＭ音源というよう
に、出力したい音によってそれぞれ役割を担っている。

【００１１】ＰＳＧは音声出力に必要なデータ量が比較
的小さい反面、出力できる音質や種類には限界がある。
ＰＣＭは、音質は極めて優れているが、外部音響機器を
音源とするものであり、当然、音声出力のタイミング制
御は出来ない。ＡＤＰＣＭは、ＰＣＭデータを圧縮し
て、少ないデータでより優れた音質をめざすものだが、
コンピュータゲーム装置等、画像データ処理に処理能力
の大半を費やす装置に応用する際は、圧縮率が高くな
り、音質に問題がある。コンピュータゲーム装置に備え
る音声処理装置内蔵のＡＤＰＣＭデコーダから出力され
る音声は、最良でも音質がＡＭラジオに多少劣る程度の
ものにすぎない。人声等、発音をはっきり提供したい音
声であっても、従来のコンピュータゲーム装置に備えら
れる音声処理装置から発せられる音声では、聞き取りが
困難である。

【００１２】本発明は、音声処理装置の音の再現性を向
上させ、高音質の音声出力機能を有するコンピュータゲ
ーム装置を得ることを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、ＰＳＧ、ＡＤＰＣＭ等のＣＰＵで出力制御をおこな
う音源、および外部音響装置からの音源を用いる異種音
源複合型音声処理装置において、ＡＤＰＣＭデータが格
納されたメモリと、ＡＤＰＣＭデコーダ制御レジスタと
マイクロプログラム機能とを備え、ＡＤＰＣＭデータ転
送制御およびＳＣＳＩインターフェイス制御を行う出力
コントロールユニットを有し、ＣＰＵが前記レジスタを
設定することにより、前記出力コントロールユニットは
前記メモリに格納されたＡＤＰＣＭデータを前記ＡＤＰ
ＣＭデコーダを含む音声データ出力ユニットに転送する
ようにする。また、上記の異種音源複合型音声処理装置
を含むコンピュータゲーム装置において、ＡＤＰＣＭデ
ータが格納されたメモリと、ＡＤＰＣＭデコーダ制御レ
ジスタとマイクロプログラム機能とを備え、ＡＤＰＣＭ
データ転送制御およびＳＣＳＩインターフェイス制御を
行う出力コントロールユニットを有し、ＣＰＵが前記レ
ジスタを設定することにより、前記出力コントロールユ
ニットは前記メモリに格納されたＡＤＰＣＭデータを前
記ＡＤＰＣＭデコーダを含む音声データ出力ユニットに
転送するようにし、前記音声データ出力ユニットが備え
るＡＤＰＣＭデコーダは、表示器の水平同期信号のため
のクロックと前記表示器のためのドットクロックに基づ
いて作成されたクロックによってサンプリングする。本
発明では、高音質の音声出力装置を実現するために以下
に示すようなコンピュータゲーム装置を構成する。図１
に本発明のコンピュータゲーム装置の構成図を示す。コ
ンピュータゲーム装置の構成図である。ＣＤーＲＯＭに
よるゲームソフト記録媒体、３２ｂｉｔＣＰＵ、画像・
音声データ転送制御と各装置のインターフェースを主と
する出力コントロールユニット、画像データ伸張変換ユ
ニット、画像データ出力ユニット、音声データ出力ユニ
ットで構成されている。各装置毎にＫ−ＲＡＭ、Ｍ−Ｒ
ＡＭ、Ｒ−ＲＡＭ、Ｖ−ＲＡＭといったメモリを保有し
ている。

【００１４】図１中、ＣＤ−ＲＯＭ、３２ｂｉｔＣＰ
Ｕ、出力コントロールユニットによって、音声データ出
力ユニットに音声データが転送され、音声出力が行われ
る。３２ｂｉｔＣＰＵが出力コントロールユニットを制
御してＳＯＵＮＤＣＴＬがＡＤＰＣＭデコーダへのデー
タ転送制御を行っている。ＳＯＵＮＤＣＴＬは、画像圧
縮データの転送制御と共用しており、プライオリティ回
路によって転送制御の時分割が行われている。ＳＣＳＩ
ＣＴＲＬは、ＣＰＵがＳＣＳＩインターフェースを経由
して外部装置からデータをＫ−ＲＡＭに読み出す際に制
御を行う。

【００１５】ＣＰＵの処理能力を助けるため、出力コン
トロールユニットはマイクロプログラム機能を有し、バ
ックグラウンドとスプライトの組み合わせによる画像表
示に関するデータ処理や、画像圧縮データ、音声データ
の転送制御を担うプロセッサとしての役割を果たしてい
る。出力コントロールユニットのプロセッサ機能を有効
に利用し、各ユニット毎に大容量のメモリを保有させた
ため、３２ｂｉｔＣＰＵに対する命令数は少なく、処理
効率が極めて向上している。

【００１６】図２は本発明の音声処理装置を構成する音
声データ出力ユニットのブロック図である。この音声デ
ータ出力ユニットは、６チャンネルプログラマブルサウ
ンドジェネレータ（ＰＳＧ）と左右２チャンネルのＡＤ
ＰＣＭデコーダ＃１、＃２、外部音響機器としてコンパ
クトディスク音源からの音声データ出力部を内蔵してい
る。

【００１７】出力コントロールユニットがＡＤＰＣＭデ
コーダに転送する音声データは、図３のような形式でメ
モリ（図１中のＫ−ＲＡＭ）内に格納されている。図３
は本発明の音声処理装置を備えるコンピュータゲーム装
置においてメモリ内のＡＤＰＣＭデータの格納形式を示
す説明図である。〜の順にメモリに格納され、読み
出し、転送が行われる。音声データは４ビット（うち符
号１ビット）で、図のように１６ビットバウンダリで閉
じた形で格納されている。

【００１８】本発明の音声処理装置を含むコンピュータ
ゲーム装置では、３２ｂｉｔＣＰＵの処理効率が向上し
たため、サンプリング周波数３２ｋＨｚのＡＤＰＣＭデ
ータ処理が可能となっている。３２ｋＨｚ（正確には３
１．４７ｋＨｚ）の基本サンプリング周波数を実現する
ために、ＮＴＳＣ方式の水平同期信号周波数１５．７３
５ｋＨｚ、および、画面の１ドットを表示するサイクル
を得るためのドットクロック５ＭＨｚを利用する。ドッ
トクロックをカウントし、水平同期信号の中間点を求め
る。水平同期信号の１サイクルにあたる３４１．２５ド
ットの中間点のドットタイミングと、水平同期信号のタ
イミングを交互に利用することにより、３１．４７ｋＨ
ｚのサンプリング周波数を得る。基本サンプリング周波
数３１．４７ｋＨｚの他、１５．７３ｋＨｚ、７．８７
ｋＨｚ、３．９３ｋＨｚのサンプリング周波数を選択す
ることもできるため、従来のコンピュータゲーム装置と
の互換性を有し、１６ｋＨｚ前後のＡＤＰＣＭデータを
資源として用いることも出来る。

【００１９】３１．４７ｋＨｚ以外のサンプリング周波
数を選択した際に、必要となる直線補間について図面と
共に説明する。図４はサンプリング周波数とデータ転送
および直線補間時の加算量の関係の説明図、図５は７．
８７ｋＨｚのサンプリング周波数選択時に行う直線補間
の説明図である。（０）（１）（２）（３）（４）はデ
ータ転送の順序を示し、図中の囲みは４水平期間（Ｈ）
に１バイトずつ転送されていることを示す。図５にある
ように、サンプリング周波数が７．８７ｋＨｚ時、加算
量は次回再生する今データと前データの差の１／４であ
る。（１）（２）のデータが転送されて来た直後のＨＳ
ＹＮＣの立ち下がりで前データ（０）が再生される。
（０）が再生されている間に、１ステップ（１／２水平
期間）毎に前データ（０）に加算量（ｄ（ｎ）−ｄ（ｎ
−１））／４を加えて得られたデータを（０）と（１）
のデータ再生の間に再生していく。

【００２０】本発明の音声処理装置のＡＤＰＣＭデコー
ダが行うＡＤＰＣＭデータ伸張について図面と共に説明
する。図６はＰＣＭデータをＡＤＰＣＭデータに圧縮す
るフローチャートである。図７はＡＤＰＣＭ圧縮データ
をＰＣＭデータに伸張するフローチャートである。ＰＣ
Ｍデータを図６の手順で圧縮して得られたＡＤＰＣＭデ
ータは、ゲーム装置起動中、図７の手順で伸張される。
圧縮、伸張時には、ＡＤＰＣＭデータｖｓ変化量ｖｓレ
ベル増減値対応テーブル、スケールレベルｖｓスケール
値換算テーブルを参照して値を変換する。図８には、Ａ
ＤＰＣＭデータｖｓ変化量ｖｓレベル増減値対応テーブ
ルを示す。図９にはスケールレベルｖｓスケール値テー
ブルを示す。本装置では、スケール値の初期値は最小値
の１６で、最大値は４８、伸張データの最大は４０９
５．８７５、最小は０となる。

【００２１】本発明の音声処理装置では、ＡＤＰＣＭデ
コーダ動作のうちの、音声ボリュームとサンプリング周
波数、ソフトリセット、ＰＳＧ波形データは、ＣＰＵが
音声データ出力ユニットのレジスタに書き込みを行うこ
とにより設定している。ＰＳＧデータおよび外部音響機
器から取り入れるＰＣＭ音源出力のボリュームコントロ
ールも、音声データ出力ユニットのレジスタに、ＣＰＵ
が書き込みを行って設定している。

【００２２】以下にＡＤＰＣＭデコーダに作用するレジ
スタについて説明する。図１０はＡＤＰＣＭデコーダ動
作を指定するレジスタの説明図である。ＤＩＶ１、ＤＩ
Ｖ０の２ビットでサンプリング周波数を設定する。出力
コントロール装置（ＫＩＮＧ）内のＡＤＰＣＭデコーダ
動作制御レジスタの設定と同様にＤＩＶ＝０（１６進）
のときは３１．４７ｋＨｚ、ＤＩＶ＝１のときは１５．
７３ｋＨｚ、ＤＩＶ＝２のときは７．８７ｋＨｚ、ＤＩ
Ｖ＝３のときは３．９３ｋＨｚとなる。補間＃１、補間
＃２は、それぞれＡＤＰＣＭレジスタ＃１と＃２が、３
１．４７ｋＨｚ以外のサンプリング周波数で再生を行う
ときに必要な直線補間の実行を指定する。ビットがセッ
トされると直線補間を実行する。ＲＳＴＡＤＰＣＭ＃１
およびＲＳＴＡＤＰＣＭ＃２は、ＡＤＰＣＭデコーダが
出力コントロール装置（ＫＩＮＧ）とは独立してソフト
リセットを実行する際にビットをセットする。

【００２３】図１１はＡＤＰＣＭデコーダが再生する音
声のボリュームを設定するレジスタの説明図である。Ａ
ＤＰＣＭデコーダ１チャンネルに左右二つのボリューム
制御があり、最大は３Ｆ（１６進）、１Ｂ〜００では無
音状態となる。

【００２４】図１２は、ＰＳＧデータを取り込むレジス
タの説明図である。（１）のアドレスＲ００のレジスタ
は、下位３ビットでチャンネルｃｈ１〜ｃｈ６の指定を
する。Ｒ００レジスタの指定とアドレスレジスタ（Ａ４
〜Ａ０）の指定でＲ０２〜Ｒ０７の設定先のチャンネル
アドレス指定をする。

【００２５】図１２（２）のＲ０１のレジスタは、チャ
ンネルｃｈ１〜ｃｈ６の音のミキシング音の振幅レベル
制御を設定する。ＬＭＡＬ０〜３で左側出力振幅レベル
調整、ＲＭＡＬ０〜３で右側振幅レベル調整、（Ｆ）Ｈ
で最大音量となり、レジスタ値１は約３ｄＢに相当す
る。

【００２６】図１２（３）のＲ０２のレジスタおよび
（４）のＲ０３のレジスタは、連係して１２ｂｉｔ周波
数データｆとし、出力周波数ｆOUT＝ｆMASTER／（２×
３２×ｆ）（１０進）で算出する。ここでｆMASTER＝
７．１６_ＭＨｚ_とする。

【００２７】図１２（５）のアドレス_Ｒ０４のレジスタ
は、最上位１ｂｉｔで各チャンネル音の出力制御指定を
する。１のとき出力、０のときは出力音停止とともに以
下に説明する波形レジスタＲ０６への書き込みモードと
なる。最上位２ビット目のＤＤＡはダイレクトＤ／Ａの
制御指定をする。１のとき、波形レジスタＲ０６のアド
レスカウンタをリセットし、データ信号をダイレクトに
Ｄ／Ａ変換器に送出するモードとなる。０のとき、波形
レジスタ書き込みモード下で、レジスタアドレスがイン
クリメントされる。下位５ｂｉｔのＡＬ０〜４は、各チ
ャンネル音の出力レベル調整を行う。（１Ｆ）Ｈで最大
出力となり、レジスタ値１は約１．５ｄＢの出力信号に
相当する。

【００２８】図１２（６）のアドレスＲ０５の音量レジ
スタはチャンネル音の出力レベル制御による左右振り分
けを設定する。左側出力ＬＡＬ、右側出力ＲＡＬ共、各
４ｂｉＴで（Ｆ）Ｈで最大音量、レジスタ値１は約３ｄ
Ｂに相当する。

【００２９】図１２（７）のアドレスＲ０６は波形をメ
モリするレジスタで、１チャンネル当たり５ｂｉｔ／Ｗ
ＯＲＤデータで３２ワード分を内蔵する。３２ワード全
体で波形１周期分のデータとなる。

【００３０】図１２（８）のアドレスＲ０７のレジスタ
は、最上位１ｂｉｔでノイズ音と楽音の切り換えを行
う。１のとき、ノイズ音がイネーブルとなり、楽音出力
はされない。下位５ｂｉｔは、ノイズ周波数制御レジス
タで、ノイズ発生器の入力するクロック信号を制御す
る。（０）Ｈが低温側、（１Ｆ）Ｈが高温側である。

【００３１】図１２（９）のアドレスＲ０８は、周波数
変調コントロール用低周波発振器（ＬＦＯ）の周波数制
御を行うレジスタである。ＬＦＯ使用時はｃｈ２の周波
数カウンタとともに低周波発振器を構成し、Ｒ０８、Ｒ
０２、Ｒ０３のレジスタが連係して、ＬＦＯの周波数が
設定され、ｃｈ２の波形データのアドレス速度が制御さ
れる。

【００３２】図１２（１０）のアドレスＲ１０のレジス
タはＬＦＯの状態制御を行う。最上位１ｂｉｔで、１の
とき初期状態にリセット、０のとき変調再スタートを設
定する。下位２ｂｉｔは、ＬＦＯの周波数の変調度制御
を指定する。

【００３３】図１３は、外部音響機器としてのＣＤ−Ｒ
ＯＭから外部入力されるＰＣＭデータの音量コントロー
ルに作用するレジスタの説明図である。ＰＣＭＶＯＬＬ
０〜５およびＰＣＭＶＯＬＲ０〜５は左右それぞれ、電
圧制御型増幅器（ＶＣＡ）の増幅、減衰を制御する。
（０１）Ｈ当たり、概ね、１６ステップの変化量とな
る。

【００３４】図１４に、ＶＣＡボリュームレジスタと増
幅・減衰ステップとそのスピードについて示す関係図を
示す。本発明の音声処理装置に内蔵したＶＣＡは、外付
けした他のＶＣＡに対する制御電圧出力機能を有するボ
リューム制御回路を兼ねている。

【００３５】内蔵ＶＣＡを使用する場合の音声出力の算
出例を以下に示す。例えば、レジスタを（３Ｆ）Ｈから
（００）Ｈに書き換えた場合、レベルの変化は２０ｌｏ
ｇ（０／１０２３）＝−∞ｄＢとなる。その所要時間は
Ｔ＝１．４９×５１２＋２．９８×２５６＋５．９６×
１２８＋１１．９２×６４＋２３．８４×３２＋４７．
６８×１６＋２９５６．１６＝７．５３ｍＳで算出され
た値をとる。レジスタを（３Ｄ）Ｈから（３Ｆ）Ｈに書
き換えた場合、レベルの変化は２０ｌｏｇ（１０２３／
９９１）＝０．２７ｄＢとなり、所要時間はＴ＝１．４
９×（１０２３−９９１）＝４７．６８μＳで算出され
た値をとる。

【００３６】内蔵ＶＣＡを外付けＶＣＡのボリューム制
御回路とした場合の制御電圧出力の算出例を以下に示
す。例えば入力としてアナロググランドに１．０Ｖを与
え、レジスタを（３Ｄ）Ｈから（３Ｆ）Ｈに書き換える
と出力電圧はＶ＝−１×１０２３／９９１＝−１．０３
２Ｖ（アナロググランド）となり、電圧変化の所要時間
はＴ＝１．４９×（１０２３−９９１）＝４７．６８μ
Ｓとなる。

【００３７】図１０〜図１３のレジスタを設定する際の
ＣＰＵからのデータの書き込みタイミングについて説明
する。図１５は、ＣＰＵからの信号を受け付ける音声デ
ータ出力ユニットの各端子の入力電圧の説明図である。
−ＣＳおよびＡ０〜Ａ４はそれぞれＣＰＵからのチップ
セレクト信号と書き込みアドレス信号、−ＷＲは書き込
み信号、Ｄ７〜Ｄ０はデータ入力用信号でＣＰＵと音声
データ出力ユニット間のバスを通じている。ＣＰＵから
のチップセレクト信号とアドレス信号で指定されるレジ
スタに、書き込み信号−ＷＲが低レベルの書き込みモー
ドの時にＤ７〜Ｄ０を通じてデータが書き込まれる。書
き込み信号−ＷＲが書き込みから復帰して高レベルのリ
カバリーモードへ立ち上がる毎（図中の点線のタイミン
グ）にデータラッチされ、この時に保持されたデータ
が、直後の−ＨＳＹＮＣの立ち下がりで有効となる。つ
まり、１水平同期期間に２度以上のデータの書き込みが
あった場合は、−ＨＳＹＮＣの立ち下がり直前に書き込
まれたデータが有効となる。

【００３８】本発明では、ＣＤ−ＲＯＭ上のＡＤＰＣＭ
データは、ＣＰＵが出力コントロールユニット内のＳＣ
ＳＩインターフェースを経由してメモリ（Ｋ−ＲＡＭ）
に読み出す。ＣＰＵが、出力コントロールユニット内に
あるＡＤＰＣＭデコーダ制御用のレジスタを設定するこ
とによって、出力コントロールユニットはＫ−ＲＡＭに
格納された音声データの転送制御を行う。

【００３９】図１６に出力コントロールユニット内のＡ
ＤＰＣＭデコーダ制御用のレジスタの説明図を示す。図
１６（１）のＡＤＰＣＭデコーダ再生モードレジスタ
は、サンプリング周波数の指定とデータ転送開始を指定
する。ＤＩＶ１、ＤＩＶ０は２ビット分でサンプリング
周波数を指定し、ＤＩＶ＝０（１６進）のときは３１．
４７ｋＨｚ、ＤＩＶ＝１のときは１５．７３ｋＨｚ、Ｄ
ＩＶ＝２のときは７．８７ｋＨｚ、ＤＩＶ＝３のときは
３．９３ｋＨｚとなる。ＲＥＡＤＥＮ＃１、＃２は、各
々ＡＤＰＣＭデコーダ＃１、＃２の再生イネーブルを指
定するレジスタで、ビットをセットすることにより音声
データ転送を開始する。

【００４０】図１６（２）のＡＤＰＣＭデータバッファ
制御レジスタは、ＡＤＰＣＭデコーダ＃１、＃２に転送
されるべき音声データが読み込まれているメモリの状態
を設定する。ＲＩＮＧＢＵＦ＃１、＃２はメモリの利用
態様を指示するもので、ビットがセットされているとき
は、メモリはリングバッファとなり、リードポインタ
（出力コントロールユニット内）がエンドアドレスを読
みだした後、スタートアドレスを連続して読みだすエン
ドレスのメモリとなって、データの連続転送が維持され
る。ビットがセットされないときは、通常のシーケンシ
ャルバッファとなり、リードポインタがエンドアドレス
までくると、リセットされる。ＢＵＦＥＮＤ＃１、＃２
は、ビットをセットすると、リードポインタがメモリの
エンドアドレスまでくると割り込みを発生する。ＢＵＦ
ＨＡＬＦ＃１、＃２は、ビットをセットすると、リード
ポインタがメモリのハーフアドレスまでくると割り込み
を発生する。

【００４１】図１６（３）のＡＤＰＣＭスタートアドレ
スレジスタはメモリ読み出しのスタートアドレスを指定
する。先述のＡＤＰＣＭデコーダ再生イネーブル（ＲＥ
ＡＤＥＮ＃１、＃２）がセットされてＡＤＰＣＭデコー
ダの動作開始を指定すると、このレジスタで設定された
アドレスがリードポインタにロードされて、音声データ
の読み出しと転送が開始する。メモリがリングバッファ
に設定されているときは、リードポインタがエンドアド
レスのデータ転送を行った後、このレジスタのスタート
アドレスが再セットされることにより、メモリがリング
バッファとして機能する。

【００４２】図１６（４）のＡＤＰＣＭエンドアドレス
レジスタはメモリ読み出しのエンドアドレスを指定す
る。メモリがシーケンシャルバッファに設定されている
ときは、リードポインタがここに設定されたアドレスの
データ転送を行った後にデータ転送を中止し、ＡＤＰＣ
Ｍデータバッファ制御レジスタのＡＤＰＣＭ再生イネー
ブル（ＲＥＡＤＥＮ＃１、＃２）のビットをリセットす
る。

【００４３】図１６（５）のＡＤＰＣＭハーフアドレス
レジスタは、リードポインタがこのレジスタにセットさ
れたアドレスのデータ転送後、割り込みを発生させる。
この割り込みは、割り込み後の継続データの書き込みタ
イミングを監視することによりＡＤＰＣＭデータの連続
再生を行うためのものである。

【００４４】図１６（６）のＡＤＰＣＭステータスレジ
スタは、ＡＤＰＣＭの状態を示すものでＳＯＵＮＤＥＮ
Ｄ＃１、ＳＯＵＮＤＥＮＤ＃２はリードポインタがメモ
リのエンドアドレスのデータ転送を行うとビットがセッ
トされ、ＳＯＵＮＤＨＡＬＦ＃１、ＳＯＵＮＤＨＡＬＦ
＃２はリードポインタがメモリのハーフアドレスのデー
タ転送を行うとビットがセットされる。このレジスタ
は、ＡＤＰＣＭ再生イネーブルがセットされたときと、
このレジスタが読み込まれてＡＤＰＣＭの状態確認が行
われたときには、リセットが行われる。

【００４５】図１６のレジスタを設定する際の出力コン
トロールユニットからのデータの書き込みタイミングに
ついて説明する。図１７は、出力コントロールユニット
からの信号を受け付ける音声データ出力ユニットの各端
子の入力電圧の説明図である。−ＣＳ０〜−ＣＳ１は、
チップセレクト信号、ＲＨ／−Ｌは書き込みデータの上
位／下位バイトのセレクト信号、−ＷＲＲは書き込み信
号、ＳＤ０〜ＳＤ７はデータ入力用信号である。−ＣＳ
０／−ＣＳ１の入力電圧レベルによりデータ転送先のＡ
ＤＰＣＭデコーダ＃１／＃２の切り換えを行う。ＲＨ／
−Ｌの切り換えで、音声データは上位、下位の順に転送
される。データ転送先の指定、上位／下位の指定が完了
すると−ＷＲＲの書き込み信号が立ち下がり、ＳＤ０〜
ＳＤ７にデータが入力される。

【００４６】本発明では、水平同期信号をＡＤＰＣＭデ
ータ転送レート、再生レートを制御するクロックパルス
として、出力コントロールユニットおよびＡＤＰＣＭデ
コーダで受け付けている。図１８は、水平同期信号とデ
ータ転送および再生のサイクルの説明図で、サンプリン
グ周波数３１．４７ｋＨｚを選択した例を示す。出力コ
ントロールユニットは、水平同期信号ＨＳＹＮＣ１を受
けて、ＡＤＰＣＭデコーダに書き込み信号−ＷＲＲを送
る。このときすでに転送されてきたデータｎ−１を再生
中である。一水平帰線期間内に上位１バイト下位１バイ
トの順にデータｎが転送され、帰線期間終了までデータ
ラッチされる。次のＨＳＹＮＣ２を受けてＡＤＰＣＭは
データｎを再生し、音声が出力され、データｎ再生中
に、ＨＳＹＮＣ３を受けて次のデータｎ＋１が転送され
てくる。本発明の音声処理装置のデータ転送及び再生は
以上のようなサイクルで行われる。

【００４７】

【発明の効果】上記のように本発明の音声処理装置によ
れば、音声データのなかでデータ量の大きいＡＤＰＣＭ
データを、プロセッサ機能を有する出力コントロールユ
ニットが転送制御し、他の画像データ処理と併せてＣＰ
Ｕ処理効率を向上させたため、ＡＤＰＣＭデータ再生の
サンプリング周波数を高めることが出来る。サンプリン
グ周波数を３２ｋＨＺ前後に大きくとれるため、音質が
改善され、例えば人声が聞き取りにくいような問題は解
消する。また、サンプリング周波数を大きくすることが
出来るため、従来の同期信号回路以外から発せられるク
ロックパルスを同期信号として利用することもできる。
本発明の音声処理装置をコンピュータゲーム装置に組み
入れると、優れた画像出力機能と共に優れた音声出力機
能を充実させることが出来る等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の音声処理装置を備えるコンピュータゲ
ーム装置の構成図である。

【図２】本発明の音声処理装置を構成する音声データ出
力ユニットのブロック図である。

【図３】本発明の音声処理装置を備えるコンピュータゲ
ーム装置においてメモリ内のＡＤＰＣＭデータの格納形
式を示す説明図である。

【図４】サンプリング周波数とデータ転送および直線補
間時の加算量の関係の説明図である。

【図５】７．８７ｋＨｚのサンプリング周波数選択時に
行う直線補間の説明図である。

【図６】ＰＣＭデータをＡＤＰＣＭデータに圧縮するフ
ローチャートである。

【図７】ＡＤＰＣＭ圧縮データをＰＣＭデータに伸張す
るフローチャートである。

【図８】ＡＤＰＣＭデータｖｓ変化量ｖｓレベル増減値
対応テーブルである。

【図９】スケールレベルｖｓスケール値テーブルであ
る。

【図１０】ＡＤＰＣＭデコーダ動作を指定するレジスタ
の説明図である。

【図１１】ＡＤＰＣＭデコーダが再生する音声のボリュ
ームを設定するレジスタの説明図である。

【図１２】ＰＳＧデータを取り込むレジスタの説明図で
ある。

【図１３】外部音響機器としてのＣＤ−ＲＯＭから外部
入力されるＰＣＭデータの音量コントロールに作用する
レジスタの説明図である。

【図１４】ＶＣＡボリュームレジスタと増幅・減衰ステ
ップとそのスピードについて示す関係図である。

【図１５】ＣＰＵからの信号を受け付ける音声データ出
力ユニットの各端子の入力電圧の説明図である。

【図１６】出力コントロールユニット内のＡＤＰＣＭデ
コーダ制御用のレジスタの説明図。

【図１７】出力コントロールユニットからの信号を受け
付ける音声データ出力ユニットの各端子の入力電圧の説
明図である。

【図１８】水平同期信号とデータ転送および再生のサイ
クルの説明図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−245060（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−236589（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−14126（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−86145（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＰＳＧ、ＡＤＰＣＭ等のＣＰＵで出力制
   御をおこなう音源、および外部音響装置からの音源を用
   いる異種音源複合型音声処理装置において、 ＡＤＰＣＭデータが格納されたメモリと、ＡＤＰＣＭデ
   コーダ制御レジスタとマイクロプログラム機能とを備
   え、ＡＤＰＣＭデータ転送制御およびＳＣＳＩインター
   フェイス制御を行う出力コントロールユニットを有し、 ＣＰＵが前記レジスタを設定することにより、前記出力
   コントロールユニットは前記メモリに格納されたＡＤＰ
   ＣＭデータを前記ＡＤＰＣＭデコーダを含む音声データ
   出力ユニットに転送するようにしたことを特徴とする音
   声処理装置。
2. 【請求項２】 ＰＳＧ、ＡＤＰＣＭ等のＣＰＵで出力制
   御をおこなう音源、および外部音響装置からの音源を用
   いる異種音源複合型音声処理装置を含むコンピュータゲ
   ーム装置において、 ＡＤＰＣＭデータが格納されたメモリと、ＡＤＰＣＭデ
   コーダ制御レジスタとマイクロプログラム機能とを備
   え、ＡＤＰＣＭデータ転送制御およびＳＣＳＩインター
   フェイス制御を行う出力コントロールユニットを有し、 ＣＰＵが前記レジスタを設定することにより、前記出力
   コントロールユニットは前記メモリに格納されたＡＤＰ
   ＣＭデータを前記ＡＤＰＣＭデコーダを含む音声データ
   出力ユニットに転送するようにし、 前記音声データ出力ユニットが備えるＡＤＰＣＭデコー
   ダは、表示器の水平同期信号のためのクロックと前記表
   示器のためのドットクロックに基づいて作成されたクロ
   ックによってサンプリングする手段を備えたことを特徴
   とするコンピュータゲーム装置。