JP3927617B2 - ゲーム用音源装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はゲーム用音源装置に関し、特に、データ圧縮された波形データを用いた音声出力が可能なゲーム用音源装置に関する。
【０００２】
【背景技術及び発明が解決しようとする課題】
従来より、楽音等の波形をＰＣＭ符号化してなる波形データを予めメモリに格納しておき、シーケンスデータやゲームプログラムなどに従って、その波形データをアナログ信号に複合化して高品質な音声を出力することのできるゲーム用音源装置が公知である。
【０００３】
しかし、この形式の音源装置では、大量の波形データを前記メモリに格納しておかなくてはならず、この種のゲーム用音源装置の低価格化を図る上で障害となっていた。
【０００４】
この点について、前記波形データをデータ圧縮することによって、必要なメモリ容量を削減することが考えられるが、各種の圧縮法は圧縮の対象となる楽音の特性を有効利用しており、ＢＧＭ、効果音、ナレーションなど様々な種類の音声を発音する必要のあるゲーム用音源装置においては、いずれかの種類の音声については効率よく圧縮することができても、他の種類の音声については効率よく圧縮することができないという問題がある。
【０００５】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであって、複数の波形データのそれぞれに好適なデータ圧縮を施すことの出来る音源装置を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
（１）本発明は、複数のデジタル符号情報をそれぞれ復号化してアナログ音響信号を合成出力するデジタル音源手段を含むゲーム用音源装置であって、
それぞれの波形を表す前記デジタル符号情報を所与の手順で圧縮してなる圧縮波形情報を記憶する圧縮波形情報記憶手段と、
前記圧縮波形情報記憶手段によって記憶される前記圧縮波形情報を、それぞれの圧縮手順に対応する手順で伸長し、デジタル符号情報を出力する圧縮波形情報伸長手段と、
を含むことを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、異なる音響情報である複数のデジタル符号情報がそれぞれ所与の手順で圧縮されて圧縮波形情報とされる。そしてそれらの圧縮波形情報は前記圧縮波形情報記憶手段によって記憶される。
【０００８】
前記圧縮波形情報伸長手段は、前記圧縮波形情報記憶手段によって記憶される前記圧縮波形情報を、その圧縮の手順に対応する手順で伸長し、圧縮前の元のデジタル符号情報を出力する。
【０００９】
前記デジタル音源手段は、こうして出力される複数のデジタル符号情報をそれぞれ復号化してアナログ音響情報を出力する。
【００１０】
こうすれば、前記デジタル符号情報を記憶するためのメモリを小容量化することができる。
【００１１】
また、本発明によれば、複数のデジタル符号情報を異なる手順で圧縮しておくことができるため、例えば、ゲーム中のＢＧＭや効果音についてのデジタル符号情報は波形符号化による圧縮を行い、ゲーム中のナレーションなどの肉声についてのデジタル符号情報はハイブリッド符号化による圧縮を行う等、圧縮の対象となる音響情報の特性に応じた圧縮手順を採用することができる。こうして、複数種のデジタル符号情報のそれぞれに好適なデータ圧縮を施すことが可能となる。
【００１２】
さらに、本発明によれば、前記圧縮波形情報記憶手段が異なる音響情報を別々の圧縮波形情報として記憶しておくことができるため、例えば、それらの圧縮波形情報が伸長されてなるデジタル符号情報に別々の変調処理を施すことや、前記デジタル音源手段が他の組み合わせのデジタル符号情報の合成に係るアナログ音響情報を出力することも可能となる。
【００１３】
尚、前記圧縮の手順としては、波形符号化、スペクトル符号化、ハイブリッド符号化等の異なる分類に属する圧縮手順のみならず、圧縮率を変更することも可能である。従って、圧縮の対象のデジタル符号情報毎に圧縮率を設定し必要十分な音質を設定することで、符号化・復号化の処理負担を軽減することができる。
【００１４】
（２）本発明は、（１）の発明において、
前記圧縮波形情報記憶手段は、
肉声を表すデジタル符号情報と楽曲音を表すデジタル符号情報とをそれぞれ異なる手順を用いて圧縮してなる圧縮波形情報を記憶することを特徴とする。
【００１５】
本発明によれば、肉声を表すデジタル符号情報と楽曲音を表すデジタル符号情報とは、異なる手順で圧縮される。従って、例えば、肉声には肉声専用の圧縮法を採用し、楽曲音にはゲーム効果音専用の圧縮法を採用して、それらのデジタル符号情報を記憶しておくことができる。ここで、楽曲音には、ゲームの背景にて演奏される音楽（ＢＧＭ）やゲーム効果音等が含まれる。
【００１６】
一般に、音声信号の圧縮手法には、音声信号の持つ冗長性、音声スペクトルの特質、人間の聴覚特性等が利用されているため、楽曲音を表すデジタル符号データに適する圧縮手順と、肉声を表すデジタル符号データに適する圧縮手順とは異なる。
【００１７】
また、ゲーム装置においては、ゲーム効果音は出力される頻度が高く高品質な音声の出力が望まれるのに対して、肉声によるナレーションは出力される頻度が高くない割に情報量が膨大で音質の向上よりも圧縮率の向上が望まれる場合がある。
【００１８】
本発明によれば、肉声を表すデジタル符号情報とゲーム効果音等の楽曲音を表すデジタル符号情報とに、それぞれのデジタル符号情報に適した圧縮を施すことができ、前記圧縮波形情報記憶手段の小容量化を図ることができる。
【００１９】
（３）本発明は、（１）の発明又は（２）の発明において、
更に、前記圧縮波形情報記憶手段によって記憶される前記圧縮波形情報を伸長する手順を表す伸長手順情報を、それぞれ対応する圧縮波形情報に関連づけて記憶する伸長手順情報記憶手段を含み、
前記圧縮波形情報伸長手段は、
前記圧縮波形情報記憶手段によって記憶される複数の前記圧縮波形情報を、それぞれ対応する前記伸長手順情報に基づいて伸長し、デジタル符号情報を出力することを特徴とする。
【００２０】
本発明によれば、前記圧縮波形情報を伸長処理するための手順を表す伸長手順情報が前記伸長手順情報記憶手段により記憶される。
【００２１】
そして、前記圧縮波形情報伸長手段は、こうして記憶される伸長手順情報に基づいて、対応する前記圧縮波形情報に伸長処理を施す。
【００２２】
こうすれば、前記デジタル符号情報が複数の手順により圧縮されて圧縮波形情報とされている場合に、それらの圧縮波形情報に好適に伸長処理を施すことができる。
【００２３】
尚、前記伸長手順情報記憶手段は、例えば、前記伸長手順情報を前記圧縮波形情報を記憶するためのメモリに対応する圧縮波形情報と関連づけて記憶してもよく、また、シーケンスデータやゲームプログラムにおいて出力波形を指定するための情報と関連づけて記憶してもよい。
【００２４】
（４）本発明は、（１）〜（３）の発明のいずれかにおいて、
更に、前記圧縮波形伸長手段によって出力されるデジタル符号情報を一時記憶する伸長波形一時記憶手段を含むことを特徴とする。
【００２５】
本発明によれば、前記圧縮波形情報伸長手段によって出力されるデジタル符号情報は、前記伸長波形一時記憶手段によって一時的に保持される。そして、前記デジタル音源手段は、該伸長波形一時記憶手段によって一時的に記憶されるデジタル符号情報に基づいてアナログ音響信号を合成出力する。
【００２６】
こうすれば、前記圧縮波形情報伸長手段による伸長処理と、前記デジタル音源手段による復号化処理とのタイムラグを好適に埋め合わせることができる。
【００２７】
（５）本発明は、（１）〜（４）の発明のいずれかにおいて、
更に、前記圧縮波形情報伸長手段によって出力されるそれぞれのデジタル符号情報に変調処理を施して、変調波形を表すデジタル符号情報を出力するデジタル符号情報変調手段を含むことを特徴とする。
【００２８】
本発明によれば、本ゲーム用音源装置には前記デジタル符号情報変調手段が更に設けられる。
【００２９】
本発明においては、特に、前記圧縮波形情報記憶手段が異なる音響情報を別々の圧縮波形情報として記憶しておくことができるため、該デジタル符号情報変調手段は、それらの圧縮波形情報が伸長されてなるデジタル符号情報に対して別々の変調処理を施すことができる。
【００３０】
こうして、本発明によれば、少量の前記圧縮波形情報を前記圧縮波形情報記憶手段により記憶しておくことで、多彩な音声を出力することができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
［第１の実施例］
以下、本発明の第１の実施例について図面に基づき詳細に説明する。
【００３２】
図１は、本発明に係るゲーム用音源装置の構成を示す図である。同図に示すゲーム用音源装置は、シーケンスデータ格納ＲＯＭ１０、圧縮波形データ格納ＲＯＭ１２、音楽制御部１４、データ伸長ＩＣ１６、ＰＣＭ音源ＩＣ１８、Ｄ／Ａ変換部２０、増幅部２２、スピーカ２４−Ｌ，２４−Ｒ、を含んで構成される。
【００３３】
前記圧縮波形データ格納ＲＯＭ１２は、発音される波形を表すＰＣＭ符号データを所与の手順で圧縮してなる圧縮波形データと、その圧縮波形データを伸長する手順を表す伸長手順データとを関連づけて記憶するための手段である。
【００３４】
前記シーケンスデータ格納ＲＯＭ１０は、ゲームプログラムに従って発音されるべきＢＧＭ、効果音、ナレーション、等の音量や音程等の音要素情報や、それらの音声の波形が前記圧縮波形データ格納ＲＯＭ１２のいずれの圧縮波形データと対応するかを示す使用波形データ情報を含むシーケンスデータを記憶するものである。
【００３５】
前記音楽制御部１４は、ゲーム装置等の外部制御装置からのトリガ信号に従って、前記シーケンスデータ格納ＲＯＭ１０に格納されるシーケンスデータを読み出し、そのシーケンスデータに基づいて演奏すべきＢＧＭの音量、音程、等を演算し、前記ＰＣＭ音源ＩＣ１８に送信するための制御手段であり、ランダムロジックＩＣ、あるいはＣＰＵと制御ソフトウェアとによって構成される。
【００３６】
前記データ伸長ＩＣ１６は、前記圧縮波形データ格納ＲＯＭ１２に格納される圧縮波形データを、その圧縮手順に対応する所定の手順で伸長（展開）し、ＰＣＭ符号データを出力する手段である。
【００３７】
前記ＰＣＭ音源ＩＣ１８は、ＰＣＭ符号データを復号化してデジタル音響信号を出力する復号器であり、前記Ｄ／Ａ変換部２０は、復号化されたデジタル音響信号をアナログ音響信号に変換する手段である。
【００３８】
前記増幅部２２は、前記Ｄ／Ａ変換部２０によって出力されるアナログ音響信号を増幅するための手段であり、前記スピーカ２４−Ｌ，２４−Ｒは、増幅されたアナログ音響信号に従って音声を出力する。
【００３９】
次に、以上説明した本ゲーム用音源装置の作用を説明する。
【００４０】
先ず、前記音楽制御部１４のシーケンスデータ処理の手順を説明する。図２は、前記音楽制御部１４でのシーケンスデータ処理の手順を示すフロー図である。
【００４１】
前記音楽制御部１４は、ゲーム装置等の外部制御装置から音声を発音すべき旨のトリガ信号をうけると、前記シーケンスデータ格納ＲＯＭ１０からシーケンスデータを読み込み（Ｓ１）、該シーケンスデータを解析する（Ｓ２）。
【００４２】
そして、前記シーケンスデータに含まれる使用波形データ情報に基づいて、使用する波形に対応する圧縮波形データの前記圧縮波形データ格納ＲＯＭ１２におけるアドレスをデータ伸長ＩＣ１６にセットする（Ｓ３）。
【００４３】
次に、前記音楽制御部１４は、読み込んだシーケンスデータに含まれる音要素情報に基づいて、音量や音程を演算し（Ｓ４）、前記ＰＣＭ音源ＩＣ１８へセットする（Ｓ５）。
【００４４】
以上のようにして、前記音楽制御部１４は前記トリガ信号及び前記シーケンスデータに基づいて前記ＰＣＭ音源ＩＣ１８の制御を行っている。
【００４５】
次に、前記データ伸長ＩＣ１６の圧縮波形データに対する伸長処理の手順を説明する。図３は、前記データ伸長ＩＣ１６による圧縮波形データの伸長処理の手順を示すフロー図である。
【００４６】
まず、前記データ伸長ＩＣ１６は、前記音楽制御部１４から送出される使用波形データ情報を前記ＰＣＭ音源ＩＣ１８を介して読み込み（Ｓ１０）、その使用波形データ情報に基づいて圧縮波形データと他の波形データとのいずれの波形データを使用すべきか否かを判断する（Ｓ１１）。そして、圧縮波形データを使用すべきであれば、前記圧縮波形データ格納ＲＯＭ１２から圧縮波形データを読み込む（Ｓ１３）。この際、圧縮波形データには伸長手順データが共に関連づけられて記憶されていて、前記データ伸長ＩＣ１６は、この伸長手順データに基づいて伸長方式を選択する（Ｓ１４）。そして、前記圧縮波形データの所定の伸長処理を行った後（Ｓ１５，Ｓ１６）、伸長して出力されるＰＣＭ符号データを前記ＰＣＭ音源ＩＣ１８に転送する（Ｓ１７）。
【００４７】
以上のようにして、前記データ伸長ＩＣ１６は、前記圧縮波形データに対する伸長処理を行っている。
【００４８】
こうして、前記ＰＣＭ音源ＩＣ１８は、前記音楽制御部１４によりセットされる音要素情報と、前記データ伸長ＩＣ１６により転送されるＰＣＭ符号データとに基づいて、デジタル音響信号を出力し、前記Ｄ／Ａ変換部２０、前記増幅部２２、スピーカ２４−Ｌ，２４−Ｒ、を経て楽音や音声が出力される。
【００４９】
以上説明した本ゲーム用音源装置によれば、発音される楽音や音声のＰＣＭ符号データは複数種の異なる圧縮手順により圧縮されている。
【００５０】
ところで、一般に音声信号の圧縮手法には、音声信号の持つ冗長性、音声スペクトルの特質、人間の聴覚特性等が利用されているため、音楽を表すデジタル符号データに適する圧縮手順と、肉声を表すデジタル符号データに適する圧縮手順とは異なる。
【００５１】
一方、ゲーム装置おいては、特に、同一場面で同時発音される人間の肉声とＢＧＭとであっても、それらを別々に録音し、別のゲーム場面において他の肉声やＢＧＭとの組み合わせによって利用することがある
本ゲーム用音源装置では、上述した構成によって、肉声には肉声専用の圧縮法を採用し、ＢＧＭにはＢＧＭ専用の圧縮法を採用して、それらの波形データを記憶しておくことができる。その結果、波形データ用の記憶装置の小容量化を図ることができる。
【００５２】
［第２の実施例］
次に、本発明の第２の実施例について図面に基づき詳細に説明する。
【００５３】
本実施例は、前記データ伸長ＩＣ１６による圧縮波形データの伸長処理を、前記音楽制御部１４によるシーケンスデータ処理とともに、ＣＰＵと制御ソフトウェアによって行うものである。図４は、本発明に係るゲーム用音源装置の他の構成を示す図である。尚、同図においては、既に示した図１に係るゲーム用音源装置と同等の構成には同一の符号を付しており、以下においては説明を省略する。
【００５４】
すなわち、同図に示すゲーム用音源装置は、シーケンスデータ格納ＲＯＭ１０、圧縮波形データ格納ＲＯＭ１２、処理部２６、ＰＣＭ音源ＩＣ１８、伸長波形データ格納ＲＡＭ２８、Ｄ／Ａ変換部２０、増幅部２２、スピーカ２４−Ｌ，２４−Ｒ、を含んで構成され、前述したゲーム用音源装置と比して、特に、処理部２６と伸長波形データ格納ＲＡＭ２８とが設けられている。
【００５５】
前記処理部２６は、前記音楽制御部１４によるシーケンスデータ処理及び前記データ伸長ＩＣ１６による圧縮波形データの伸長処理と同様の機能を果たすものであり、ＣＰＵと制御ソフトウェアにより構成される。また、該処理部２６は、前記ＰＣＭ音源ＩＣ１８と、該ＰＣＭ音源ＩＣ１８の復号化処理の状況を表すステータス信号を受信できるように接続されている。
【００５６】
前記伸長波形データ格納ＲＡＭ２８は、前記処理部２６によって前記圧縮波形データ格納ＲＯＭ１２に記憶される圧縮波形データから伸長されて出力されるＰＣＭ符号データを、ＰＣＭ音源ＩＣ１８への転送の前段として一時記憶するための手段である。
【００５７】
図５は、前記処理部２６による音楽制御及び圧縮波形データ伸長の処理を示すフロー図である。
【００５８】
同図に示すように、前記処理部２６では、先ず、ＰＣＭ音源ＩＣ１８の処理状況を表すステータス信号に基づいて、シーケンスデータの処理を行うことのできるタイミングであるか否かの判断を行う（Ｓ２０）。そして、シーケンスデータの処理を行うべきタイミングであれば、既に示した図２に係るシーケンスデータ処理と同様の処理を行い（Ｓ２１）、そうでなければ、既に示した図３に係る圧縮波形データ伸長処理と同様の処理を行う（Ｓ２２）。
【００５９】
このようにして、本ゲーム用音源装置によれば、前記音楽制御部１４と前記データ伸長ＩＣ１６を統合化して構成を簡略化することができる。
【００６０】
尚、前記処理部２６においては、前記シーケンスデータ格納ＲＯＭ１０に記憶されるシーケンスデータにもとづいて、予め発音に必要となる波形データを伸長しておき、前記伸長波形データ格納ＲＡＭ２８に格納しておくようにしてもよい。こうすれば、前記ＰＣＭ音源ＩＣ１８で必要となるＰＣＭ符号データを更に確実に準備することができる。
【００６１】
尚、本発明は、上記各実施例に限定されず、種々の変形実施が可能である。
【００６２】
例えば、上述のゲーム用音源装置では、前記シーケンスデータ格納ＲＯＭ１０と前記圧縮波形データ格納ＲＯＭ１２とに別々の記憶装置を用いていたが、それらを同一のメモリとしても良い。そうすれば、これらのゲーム用音源装置の構成を更に簡略化することができる。更に、前記シーケンスデータ格納ＲＯＭ１０や前記圧縮波形データ格納ＲＯＭ１２には、ＲＡＭ、ハードディスク、ＣＤ等、ＲＯＭ以外の記憶手段も利用できる。
【００６３】
また、上述のゲーム用音源装置では、前記伸長手順データを前記圧縮波形データ格納ＲＯＭ１２において前記圧縮波形データとともに記憶していたが、前記伸長手順データをシーケンスデータに含まれる前記使用波形データ情報と関連づけて、前記シーケンスデータ格納ＲＯＭ１０に記憶することとしても良い。こうしても、前記データ伸長ＩＣ１６は、該シーケンスデータ格納ＲＯＭ１０に記憶される伸長手順情報に基づいて圧縮波形データの伸長処理を好適に行うことができる。
【００６４】
更に、前記展開手順情報に圧縮率を設定し、複数の波形を異なる圧縮率で圧縮しても良い。すなわち、ゲームでは、長い台詞のように音質よりも圧縮率を重視するものや、効果音のように短いが頻繁に発音する必要があり音質重視のものもある。従って、音毎に圧縮率を設定し、必要な音質を設定することで、本ゲーム用音源装置のパフォーマンスを向上させることができる。ゲームのＢＧＭにおいても同様に、楽器によって必要な音質がことなるため、必要な音質に対応して楽器毎に圧縮率を設定すれば、本ゲーム用音源装置のパフォーマンスを向上させることができる。
【００６５】
また、波形データのデータ圧縮では、短いデータに分割して圧縮し、伸長処理は分割されたそれらのデータ毎に行うこととしてもよい。こうすれば、圧縮波形データの伸長と、伸長されるデータの発音とをリアルタイムに行うことを容易化することができる。
【００６６】
また、前記処理部２６に更にＰＣＭ符号データ変調部を設けることとしてもよい。すなわち、前記圧縮波形データに伸長処理を施してＰＣＭ符号データとしたのち、該ＰＣＭ符号データ変調部によって該ＰＣＭ符号データに変調処理を施すこととすれば、少量の圧縮波形データを有効利用して本ゲーム用音源装置の出力音声を更に多彩化することができる。
【００６７】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るゲーム用音源装置の構成を示す図である。
【図２】本発明に係るゲーム用音源装置の音楽制御部でのシーケンスデータ処理の手順を示すフロー図である。
【図３】本発明に係るゲーム用音源装置のデータ伸長ＩＣによる圧縮波形データの伸長処理の手順を示すフロー図である。
【図４】本発明に係るゲーム用音源装置の他の構成を示す図である。
【図５】本発明に係るゲーム用音源装置の処理部による音楽制御及び圧縮波形データ伸長の処理を示すフロー図である。
【符号の説明】
１２ 圧縮波形データ格納ＲＯＭ
１６ データ伸長ＩＣ
１８ ＰＣＭ音源ＩＣ
２０ Ｄ／Ａ変換部
２８ 伸長波形データ格納ＲＡＭ

Claims (4)

1. 複数のデジタル符号情報に基づいてデジタル音響信号を合成出力するデジタル音源手段を含むゲーム用音源装置であって、
   それぞれの波形を表す前記デジタル符号情報をそれぞれのデジタル符号情報に対応する複数の異なる手順で圧縮してなる圧縮波形情報を記憶する圧縮波形情報記憶手段と、
   前記圧縮波形情報を伸長する手順を表す複数の異なる伸長手順情報を、それぞれ対応する圧縮波形情報に関連づけて記憶する伸長手順情報記憶手段と、
   複数の前記圧縮波形情報を、それぞれ対応する前記伸長手順情報に基づいて伸長し、デジタル符号情報を出力する圧縮波形情報伸長手段と、
   前記圧縮波形情報伸長手段によって出力される複数のデジタル符号情報を一時記憶する伸長波形一時記憶手段と、
   を含み、
   前記圧縮波形情報伸長手段は、
   ゲームプログラムに従って発音される音の波形が前記圧縮波形情報のいずれと対応するかを示す情報を含むシーケンス情報に基づき、発音に必要となる前記圧縮波形情報を前記対応する伸長手順情報に基づいて予め伸長し、伸長された前記デジタル符号情報を前記伸長波形一時記憶手段に記憶させ、
   前記デジタル音源手段は、
   外部制御装置からのトリガ信号に基づいて、前記伸長波形一時記憶手段に一時記憶された複数のデジタル符号情報に基づいてデジタル音響信号を合成出力することを特徴とするゲーム用音源装置。
2. 請求項１において、
   更に、前記圧縮波形情報伸長手段によって出力されるそれぞれのデジタル符号情報に変調処理を施して、変調波形を表すデジタル符号情報を出力するデジタル符号情報変調手段を含むことを特徴とするゲーム用音源装置。
3. 請求項１、２のいずれかにおいて、
   前記圧縮波形情報記憶手段は、
   肉声を表すデジタル符号情報と楽曲音を表すデジタル符号情報とをそれぞれ異なる手順を用いて圧縮してなる圧縮波形情報を記憶することを特徴とするゲーム用音源装置。
4. 請求項１〜３のいずれかにおいて、
   前記圧縮波形情報記憶手段は、
   それぞれの波形を表す前記デジタル符号情報を所与の手順と圧縮率で圧縮してなる圧縮波形情報を記憶し、
   前記伸長手順情報記憶手段は、
   前記圧縮波形情報の圧縮率を表す情報と前記圧縮波形情報を伸長する手順を表す情報とを含む伸長手順情報を、それぞれ対応する圧縮波形情報に関連づけて記憶することを特徴とするゲーム用音源装置。

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