JP3541422B2

JP3541422B2 - 音声信号発生装置

Info

Publication number: JP3541422B2
Application number: JP09420794A
Authority: JP
Inventors: 英生野田
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 1994-05-06
Filing date: 1994-05-06
Publication date: 2004-07-14
Anticipated expiration: 2019-07-14
Also published as: JPH07302083A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、音声，楽音，音響等の信号である音声信号を電子的に発生するとともに、この発生した音声信号を記憶しておき、必要なときに読み出すことによって音声信号発生のための負担を軽減した音声信号発生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ミュージックコンピュータやゲームなどに用いられる音源ＬＳＩで音声信号を発生する場合、その音声信号の発生に必要なキーオン，ピッチ，音色，音量等の種々のパラメータを発音指示がある度に音源ＬＳＩに入力する必要がある。また、音声信号にビブラートなどの時変動する効果を付与する場合にも、効果制御パラメータを音源ＬＳＩに入力する必要がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このため、特に多くの音声信号を発音しようとする場合には、音源ＬＳＩおよびパラメータ入力を行う制御部（ＣＰＵ）の負担が大きくなる問題点があった。
【０００４】
この発明は、音声信号を記憶しておき、その音声信号を繰り返して発生する場合には、記憶したものを読み出して出力するようにしたことにより、ＣＰＵや音源ＬＳＩの負担を軽減した音声信号発生装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明は、発音指示に基づき音声信号を発生する音声信号発生手段と、該音声信号発生手段が発生した音声信号を記憶する記憶手段と、該記憶手段に記憶されている音声信号の発音指示がされたとき前記音声信号発生手段の動作に代えて該記憶手段に記憶された音声信号を読み出す読出手段とを備えたことを特徴とする。
【０００６】
また、この発明は、前記記憶手段を前記音声信号を圧縮して記憶する手段とし、前記読出手段に、読み出した音声信号の圧縮を解除する手段を設けたことを特徴とする。
【０００７】
【作用】
この発明の音声信号発生装置では、音声信号発生手段が発音指示に応じて音声信号を発生する。発音指示は、音色や音高などを指示するパラメータを含むものである。また、この音声信号発生手段の音声信号発生方式は、ＰＣＭ方式，高調波合成方式，フォルマント合成方式等どのような方式を採用してもよい。この音声信号発生手段が発生した音声信号は、外部に出力されスピーカなどから放音されるとともに記憶手段に記憶される。それ以後、音声信号の発音指示がされたとき、その発音指示が記憶手段に記憶されている音声信号（メモリ音）と同様の音声信号の発音指示であるかを判断する。メモリ音の発音指示でなければ音声信号発生手段を駆動してこの音声信号を発生するが、メモリ音の発音指示であれば音声信号発生手段を駆動することなく記憶手段からメモリ音を読み出す。これにより、音声信号発生手段の負担を軽減することができる。音声信号発生手段は、一般的に音源ＬＳＩおよびこれを制御するＣＰＵ等からなっているが、これらの動作負担を軽減することができる。
【０００８】
また、記憶手段を音声信号を圧縮して記憶する手段とすることにより、小さい記憶容量で大量の音声信号のデータを記憶することができる。また、読出手段にこの圧縮データを伸長する手段を設けたことにより、圧縮データを元のデータに復元して出力することができる。圧縮手法としては、１６→１２変換，１６→８変換，ＤＰＣＭ，線形予測符号化などどのような圧縮手法を適用してもよい。
【０００９】
【実施例】
図１はこの発明の実施例であるミュージックコンピュータの一部構成を示す図である。ミュージックコンピュータとは、ＲＯＭパックや内部メモリに記憶されているミュージックソフト（自動演奏データ）を再生することによって音楽を自動演奏することができるコンピュータである。ＣＰＵ１０には、データバス，アドレスバス，コントロールバスを介して音源ＬＳＩ１１，音声信号メモリ１２，演奏データメモリ１３が接続されている。音源ＬＳＩ１１は、ＣＰＵ１０から発生する各種のパラメータを入力しディジタルの音声信号を発生する回路である。この音源ＬＳＩ１１の音声信号発生方式としては、ＰＣＭなどの波形メモリ方式やＦＭ音源方式などの基本波合成方式やフォルマント合成方式等どのような方式を採用することもできる。音声信号発生方式により必要なパラメータは異なるが、いずれの場合でも音声信号形成に必要なパラメータは、ＣＰＵ１０が演奏データメモリ１３から読み出した演奏データに基づいて音源ＬＳＩ１１に入力する。音源ＬＳＩ１１が発生したディジタル音声信号はＤ／Ａコンバータ１５に入力されるとともに、音声信号メモリ１２に入力される。音声信号メモリ１２は、音源ＬＳＩ１１が発生したディジタルの音声信号を記憶するためのメモリである。ただし、音声信号メモリ１２は音源ＬＳＩ１１が発生した音声信号の全てを記憶するのではなく、音源ＬＳＩ１１が発生した音声信号のうち再度発音するとＣＰＵ１０が判断したものがＣＰＵ１０の指示によって記憶される。ＣＰＵ１０は、演奏データメモリ１３から読み出した演奏データが音声信号メモリ１２に記憶している音声信号（メモリ音）の発音を指示するものであった場合は、音源ＬＳＩ１１にその音声信号の発音を指示するのに代えて音声信号メモリ１２をアクセスして該メモリ音を読み出す。読み出されたメモリ音の音声信号はＤ／Ａコンバータ１５に入力される。
【００１０】
音声信号メモリ１２にアドレス作成回路を含ませ、ＣＰＵ１０からはスタートアドレスおよび終了アドレスを指定するだけとし、アドレス作成回路がその後順次アドレスを更新し、音声信号メモリをアクセスするようにしてもよい。
【００１１】
また、Ｄ／Ａコンバータ１５は入力を選択する機能を有するものであり、音源ＬＳＩ１１あるいは音声信号メモリ１２の出力を択一的にＤ／Ａ変換する。
【００１２】
演奏データメモリ１３は、音源ＬＳＩ１１を駆動するための自動演奏データを記憶するメモリである。図２に演奏データメモリ１３に記憶されている自動演奏データの構成を示す。自動演奏データは時系列に配列された複数の演奏データからなっている。演奏データは、音色を指定する音色データ，発音／消音のタイミングを指示するタイミングデータ，音高を指定する音高データ，発音の強度を指定する強度データからなっている。ＣＰＵ１０はこのデータを読み出し、タイミングデータのタイミングにこのデータに基づき必要なパラメータを生成して音源ＬＳＩ１１に出力する。ただし、音声信号メモリ１２に記憶されている音声信号の発音指示の場合には、音源ＬＳＩ１１へのパラメータ出力に代えて音声信号メモリ１２の所定のアドレスをアクセスする。
【００１３】
図１において、Ｄ／Ａコンバータ１５には、上述したように、音源ＬＳＩ１１または音声信号メモリ１２からディジタル音声信号が入力される。Ｄ／Ａコンバータ１５は入力されたディジタル音声信号をアナログの音声信号に変換してアンプ１６に入力する。アンプ１６では、このアナログ音声信号を増幅してスピーカ１７に出力する。スピーカ１７は入力された音声信号を音声として放音する。
【００１４】
図３は音声信号発生時のＣＰＵ１０の一部動作を示すフローチャートである。この動作は自動演奏時における１つの演奏データの読出処理を示している。まず、演奏データメモリ１３から演奏データを読み出す（ｎ１）。この演奏データがメモリ音、すなわち、音声信号メモリ１２に記憶されている音声信号の発音指示であるか否かを判断する（ｎ２）。メモリ音であれば、該当のアドレスで音声信号メモリ１２をアクセスする（ｎ４）。このアクセスによって読み出された音声信号はＤ／Ａコンバータ１５に入力される。
【００１５】
一方、読みだされた演奏データがメモリ音の発音指示でない場合、この演奏データに基づいて必要なパラメータを生成し、このパラメータを音源ＬＳＩ１１に送出して音声信号発生動作を実行させる（ｎ３）。発生された音声信号はＤ／Ａコンバータ１５に入力されるとともに、音声信号メモリ１２にも入力される。ＣＰＵ１０は自動演奏データを先読みし、この音声信号が近いうちに再度発音指示されることがあるか否かを判断する（ｎ５）。再度発音指示される音声信号であれば、この音声信号を音声信号メモリ１２に記憶する（ｎ６）。
【００１６】
以上のように音源ＬＳＩ１１で一度その音声信号を発生し、その内容を音声信号メモリ１２に記憶しておくことにより、以後はこのデータを読み出すことによって音声信号を出力することができるため、何度も繰り返して発音する音声信号に掛かる音源ＬＳＩ１１およびＣＰＵ１０の負担を軽減することができる。
【００１７】
図４〜図６を参照してこの発明の他の実施例を説明する。この実施例において図１〜図３に示した第１の実施例と同一構成の部分は同一番号を付して説明を省略し、相違する部分のみ説明する。
【００１８】
図４は同他の実施例であるミュージックコンピュータの一部構成図である。この図は、音声信号メモリ１２の構成を示している。メモリ本体であるＲＡＭ２０の入力部にデータ圧縮システム２１が接続され、該ＲＡＭ２０の出力部にデータ伸長システム２２が接続されている。データ圧縮システム２１は、音源ＬＳＩ１１から入力されるディジタル音声信号を圧縮する。圧縮方式は、１６→１２変換方式，１６→８変換方式，ＤＰＣＭ方式，線形予測符号化方式等どのような方式を採用してもよい。データ伸長システム２２は、ＲＡＭ２０から読み出された圧縮されたデータを伸長してもとのデータにするシステムである。また、ＲＡＭ２０にはアドレスバス，データバスを介してＣＰＵ１０に接続されており、音声信号の書込アドレスや読出アドレスが指定されるとともに、音声信号の書込時にこのデータにヘッダ情報が付加される。音声信号を圧縮して記憶するようにしたことにより、長いフレーズの音声信号を記憶することもできるようになる。
【００１９】
図５は同ミュージックコンピュータの自動演奏データの構成を示す図である。この自動演奏データも時系列に配列された演奏データからなっているが、ループ開始データおよびループ終了データにより、繰り返し区間の最初と繰り返し区間の最後が指定され、同じ音声（楽音）の発音を繰り返す場合に、そのデータを重複して記述しないようにしている。なお、ループ開始データには繰り返し区間のスタートを示すデータとともに繰り返し回数を指示するデータが含まれている。この繰り返し区間を最初に発音するときは音源ＬＳＩ１１を駆動して音声信号を発生するとともに、音声信号メモリ１２にこの音声信号を記憶しておく。２回目以後の発音時には音源ＬＳＩ１１を駆動することなく、音声信号メモリ１２の記憶内容を読み出すことによって音声信号を出力する。
【００２０】
図６は同ミュージックコンピュータにおけるＣＰＵ１０の動作を示すフローチャートである。自動演奏動作がスタートすると演奏データを順次読み出す（ｎ１０）。読み出した演奏データが終了データであるか（ｎ１１）、および、ループ開始データであるか（ｎ１２）を判断する。終了データであればｎ１１の判断で動作を終了する。また、ループ開始データであればｎ１２の判断でｎ１４以下の動作に進む。終了データでもループ開始データでもない場合には、通常の演奏データであるため、そのデータに基づいてパラメータを生成し、このパラメータを音源ＬＳＩ１１に送って発音指示を行う（ｎ１３）。
【００２１】
ｎ１４では次の演奏データを読み出し、このデータに基づいて生成したパラメータを音源ＬＳＩ１１に送って発音指示をするとともに（ｎ１６）、発生された音声信号を音声信号メモリ１２に記憶する（ｎ１７）。この動作をループ終了データが読み出されるまで継続する。ループ終了データが読み出されるとｎ１５からｎ２０に進む。ｎ２０ではそれまで音声信号メモリ１２に記憶していた音声信号を順次読み出してループ開始部分からループ終了部分までの音声信号として出力する。この動作を所定ループ回数繰り返したのち（ｎ２１）、ｎ１０に戻る。
【００２２】
以上のように、データを圧縮して長い区間の音声信号を音声信号メモリ１２に記憶し、これを繰り返して読み出して出力するようにしたことにより、繰り返し区間におけるＣＰＵ１０や音源ＬＳＩ１１の負担をより軽減することができる。
【００２３】
なお、上記実施例では、全て単音について説明したが、このミュージックコンピュータは時分割動作により同時に複数の音声信号を発生することができるものである。また、音声信号メモリ１２に記憶できる音声信号の数（量）は任意である。
【００２４】
また、以上の説明では、音源ＬＳＩ１１およびＣＰＵ１０の負担を軽減する目的で音声信号メモリ１２を設けた旨を述べているが、音声信号メモリ１２を音源ＬＳＩ１１の見かけ上の発音チャンネル数を増やす目的に利用してもよい。その場合には、Ｄ／Ａコンバータ１５の前段で音声信号メモリ１２の出力と音源ＬＳＩ１１の出力とがミキシングされる。
【００２５】
【発明の効果】
以上のように本願発明によれば、データを音声信号発生手段が発生した音声信号を記憶手段に記憶しておき、以後この記憶手段からの読み出しによって音声信号の出力を行うようにしたことにより、音声信号発生手段やこれらを制御する制御部の負担を軽減することができる。
【００２６】
また、記憶手段をデータ圧縮して記憶しておく手段としたことにより、大量のデータを記憶しておくことができ、長いフレーズの繰り返し演奏をメモリの読み出しで処理することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例であるミュージックコンピュータの一部構成図
【図２】同ミュージックコンピュータの自動演奏データの構成を説明する図
【図３】同ミュージックコンピュータのＣＰＵの一部動作を示すフローチャート
【図４】この発明の他の実施例であるミュージックコンピュータの音声信号メモリの構成図
【図５】同ミュージックコンピュータの自動演奏データの構成を説明する図
【図６】同ミュージックコンピュータのＣＰＵの動作を示すフローチャート
【符号の説明】
１１−音源ＬＳＩ
１２−音声信号メモリ
２０−ＲＡＭ
２１−データ圧縮システム
２２−データ伸長システム

Claims

発音指示に基づき音声信号を発生する音声信号発生手段と、
該音声信号発生手段が発生した音声信号を記憶する記憶手段と、
該記憶手段に記憶されている音声信号の発音指示がされたとき、前記音声信号発生手段の動作に代えて、該記憶手段に記憶された音声信号を読み出す読出手段と、
を備えたことを特徴とする音声信号発生装置。
前記記憶手段は、前記音声信号を圧縮して記憶する手段であり、前記読出手段は、読み出した音声信号の圧縮を解除する手段を含む請求項１記載の音声信号発生装置。