JP4306944B2

JP4306944B2 - 楽音再生装置

Info

Publication number: JP4306944B2
Application number: JP2000318382A
Authority: JP
Inventors: 雅人足立; 健一中村
Original assignee: Korg Inc
Current assignee: Korg Inc
Priority date: 2000-10-18
Filing date: 2000-10-18
Publication date: 2009-08-05
Anticipated expiration: 2020-10-18
Also published as: JP2002123257A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
携帯電話・ＰＨＳなどの規格上定まった処理フレーム周期で動作することが必須とされる機器に追加搭載することが可能でＭＩＤＩ（Musical Instrument Digital Interface)形式のデータなどのシーケンスデータから楽音を再生する楽音再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
昨今着信時に呼び出し音でなく曲メロディーを奏でる機能が「着メロ（東京通信ネットワーク株式会社の商標）」などと呼ばれ流行している。この機能は、予め携帯電話本機に記憶させておいたシーケンスデータ（曲の楽譜形式データ）をホストＣＰＵや音源ＩＣ等を使って着信時にデコードして演奏するものである。
【０００３】
ホストＣＰＵを用いるものは単音演奏するものが多く、それは図１に示すように記憶装置１０に記憶されたシーケンスデータをホストＣＰＵ１２がデコードし、音程制御情報と発音開始制御情報と発音時間制御情報を取得し、それを元にリンガ・サウンダ１４をホストＣＰＵ１２が直接発音制御するものが代表的である。複音演奏するものもあるが少ない理由は、着信時はホストＣＰＵの演算量が比較的多く、複音演奏まで行なわせるとホストＣＰＵの負荷が大きくなる為である。
【０００４】
音源ＩＣを用いるものは単音演奏・複音演奏どちらも多く存在するが、図２に示すように、ホスト１２からシーケンスデータの転送を受け、音源ＩＣ１４の内蔵シーケンスプレイヤー１６でデコードし、ＩＣの内部音源回路で発音制御して得た楽音出力データを、内臓ＤＡＣ（Digital Analog Converter)１８でアナログ信号に変換しその出力をアンプ２０で増幅しスピーカー２２に与えて発音する形式のものが代表的である。
【０００５】
もし、通話用音声コーデック出力と同じスピーカーを用いて着信メロディーの楽音出力データを再生する場合やヘッドフォーンジャックから着信メロディーの楽音出力データを再生する場合は、アナログ的手法で出力信号経路を切り替えている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、通話用音声コーデックは通話時にしか用いないし、着信メロディーは着信時つまり非通話時にしか用いないのが基本的な運用例であるから、音声コーデックがＤＳＰで構成されているシステムの場合、音声コーデックと着信メロディー用音源を同一のＤＳＰ上で動作させることでホストＣＰＵの負荷を減らし、かつ実装部品点数を減らす事が出来る。
【０００７】
また、音声コーデックがＤＳＰで構成されているシステムの場合なら、非通話時だけでなく通話時にメロディー再生機能を同時に使用可能とする場合であっても、同一のＤＳＰに着信メロディー再生機能をも付与することができればホストＣＰＵの負荷を減らし、実装部品点数を減らすことができる。
ところが、音声コーデックがＤＳＰで構成されているシステムの場合、携帯電話の通信規格のフルレート／ハーフレート等で定められている処理フレーム周期（２０msec／４０msec）が存在する。従って、ＤＳＰの動作周期は音源システムの都合に関係無く決まっており、着信時つまり非通話時でさえその動作周期を変更する事が出来ない場合がある。
【０００８】
なお、フルレート／ハーフレートは１回の通話中にも入れ替わることがあり、つまり処理フレーム周期は通話動作中・音源動作中共に変動する事がある。
このことにより、音声コーデックと着信メロディー用音源を同一のＤＳＰに混載する為に、音源の処理周期を処理フレーム周期に合わせる必要があり、音源側に設計自由度がない。
【０００９】
一般的な音源システムは、通信規格はもとより通常動作システムの元ではどのような規格の影響も受けないものであるから、１２kHz／１６kHz／２２．０５kHz／２４kHz／３１．２５kHz／３２kHz／４４．１kHz／４８kHzなどの自由なサンプリング周波数の元で設計されるべきである。
一方、通話用音声コーデックと着信メロディー用音源では、求められる音質レベルが後者の方が一般に上であり、両者のＤＡＣのサンプリング周波数などの性能ニーズがやや異なる。
【００１０】
例えば、携帯電話・ＰＨＳにはＭＰ３（MPEG Audio Layer 3)やＡＡＣ（MPEG2 Audio AAC)やＴｗｉｎ−ＶＱなどと言った音楽データ圧縮技術を用いた音楽データ配信の受信機能が搭載されている事がある為、このような音楽データが通常要求するサンプリング周波数（４４．１kHz／２２．０５kHz）系列での再生を前提とした再生システム（ＤＡＣ、スピーカー性能）が予め搭載されている事がある。着信メロディーデータは楽譜情報制御による音楽データであるから、通話データのサンプリング周波数（８kHz）の系列の周波数で再生するよりも、この音楽データのサンプリング周波数の系列および再生システムで再生出来る事が望ましい。
【００１１】
したがって本発明の目的は、所定の処理フレーム周期で動作する機器に追加搭載することの可能な楽音再生装置を提供することにある。
【００１２】
【課題が解決するための手段】
本発明によれば、シーケンスデータを記憶するための記憶装置と、ＦＩＦＯメモリと、第１の処理周期で起動され、記憶装置から読み出されたシーケンスデータから楽音出力データを生成してＦＩＦＯメモリに書き込む音源処理部と、第２の処理周期で起動され、ＦＩＦＯメモリから楽音出力データを逐次読み出し、そのサンプリング周波数を変換して出力するサンプリング周波数変換部とを具備する楽音再生装置が提供される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
なお、本発明では便宜上携帯電話・ＰＨＳにおける着信メロディー用音源に関して説明するが、楽譜情報型音楽配信データ再生用音源、カラオケ用音源などが、規格上定まった処理フレーム周期で動作する処理が必須とされる機器（携帯電話などに）に追加搭載される場合にも本発明が同様に適用可能である。
【００１４】
本発明では、通話用音声コーデックの処理フレーム周期に従って動作可能だが、自由に選ばれたサンプリング周波数で動作する着信メロディー用音源システムと、その出力データを保持するＦＩＦＯバッファと、ＦＩＦＯバッファの空き状況を監視し音源システムの動作を制御する音源システム動作制御手段と、音楽データ用のＤＡＣのサンプリング周波数に変換するサンプリング周波数変換回路を配し、音源システムの動作周波数の設計自由度を保ちながら携帯電話システムに最適な出力サンプリング周波数を選択することが出来る。
【００１５】
本発明を用いるならば、一例としてあげると、図３に示すように、処理フレーム周期が２０msecでサンプリング周波数が８kHzで動作する音声コーデックＤＳＰ２３上で動作する、サンプリング周波数２４kHz動作の音源システムが構成可能で、かつ、その音源システムの楽音出力データはサンプリング周波数４４．１kHzで動作する再生システムで再生可能となるように、自由なサンプリング周波数のシステム構成が可能となる。
【００１６】
音声コーデックＤＳＰ２３内に追加搭載されたシーケンスデータ再生演奏部２４における処理としては、例えば次の２つの方式が考えられる。
その１）処理フレーム周期内に発生する着信メロディー用音源の出力データを処理フレーム周期ごとに一括でＦＩＦＯバッファに書き込む方式
通話用音声コーデックのサンプリング周波数：８kHz
処理フレーム周期：２０msec
着信メロディー用音源のサンプリング周波数：１６kHz
音楽データ用ＤＡＣのサンプリング周波数：２２．０５kHz
この方式では、図４に示すように、処理フレーム周期２０msecに一度だけ着信メロディ用音源タスク２６が起動され、２０msec期間内の３２０ワードの音楽出力データをシーケンスデータから生成し、ＦＩＦＯ２８の空きエリアに一括で書き込む。
【００１７】
この場合のＦＩＦＯバッファ２８は３２０ワードのＦＩＦＯエリアが２つ以上用意されている。
音声コーデックＤＳＰが着信メロディーモードで動作中の任意のアイドル時間にＦＩＦＯエリア書き込み許可フラグを評価し（２５）、書き込み可能ならば一度に３２０ワードの楽音出力データを生成する着信メロディ用音源タスク２６を直ちに一度だけ起動し、ＦＩＦＯエリア書き込みインデックスが示すエリアに３２０ワードの楽音出力データを一括で書き込む。
【００１８】
書き込みが終わるとＦＩＦＯエリア書き込みインデックスを１進め、用意されたエリア個数を越すならばインデックスを初期化する。ＦＩＦＯエリア書き込みインデックスとＦＩＦＯバッファ読み出しインデックスを比較し、同じならばＦＩＦＯエリア書き込み許可フラグを不許可に変える。
ＤＡＣのサンプリング周波数（この場合なら２２．０５kHz）に同期して起動される割り込み処理に、サンプリング周波数変換タスク３０を配す。サンプリング周波数変換タスク３０はＦＩＦＯバッファ読み出しインデックスが示す位置から、１つの楽音出力データを計算するに必要な連続ワードを読み出し、直線補間等により１６kHzから２２．０５kHzへのサンプリング周波数変換を施し、ただ１つの楽音出力データをＤＡＣに出力する。なお、このサンプリング周波数変換処理は比較的短時間で終了するので、フレーム周期とは異なる周期の割込み処理とすることができる。
【００１９】
ＦＩＦＯバッファ読み出しインデックスを読み出しただけ増分し、用意されたエリアの個数（この例で３２０）を越すならばＦＩＦＯエリア書き込み許可フラグを許可に変える。
その２）処理フレーム周期内の処理の空き時間にＦＩＦＯバッファに空きがあれば、着信メロディー用音源の出力データを逐次書き込む方式
通話用音声コーデックのサンプリング周波数：８kHz
処理フレーム周期：２０msec
着信メロディー用音源のサンプリング周波数：１６kHz
音楽データ用ＤＡＣのサンプリング周波数：２２．０５kHz
この方式では、図５に示すように、処理フレーム周期内の処理の空き時間にＦＩＦＯバッファ空きフラグを監視し（３２）、フラグが立っているならば着信メロディ用音源タスク３４が起動され、音源は毎回１ワードの楽音出力データを空きＦＩＦＯバッファ３６に書き込む。
【００２０】
音声コーデックＤＳＰが着信メロディーモードで動作中の任意のアイドル時間にＦＩＦＯバッファ空きフラグを評価し、書き込み可能ならば１ワードの楽音出力データを生成する着信メロディ用音源タスク３４を直ちに一度だけ起動し、ＦＩＦＯバッファ書き込みインデックスに示すバッファに楽音出力データを書き込む。
【００２１】
書き込みが終わるとＦＩＦＯバッファ書き込みインデックスを１進め、用意されたバッファ個数を越すならばインデックスを初期化する。ＦＩＦＯバッファ書き込みインデックスとＦＩＦＯバッファ読み出しインデックスを比較し、同じならばＦＩＦＯバッファ空きフラグを初期化する。
ＤＡＣのサンプリング周波数（この場合なら２２．０５kHz）に同期して起動される割り込み処理に、サンプリング周波数変換タスク３０を配す。サンプリング周波数変換タスク３０はＦＩＦＯバッファ読み出しインデックスが示す位置から、１つの楽音出力データを計算するに必要な連続ワードを読み出し、直線補間等により１６kHzから２２．０５kHzへのサンプリング周波数変換を施し、ただ１つの楽音出力データをＤＡＣに出力する。
【００２２】
ＦＩＦＯバッファ読み出しインデックスを読み出しただけ増分し、読み出しが終わったバッファは空きバッファとなるから、ＦＩＦＯバッファ空きフラグを立てる。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、所定のフレーム同期で動作する機器に、任意のサンプリング周波数で動作する楽音再生機能を付加することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】着信メロディー再生機能を有する、従来の携帯電話機の第１の例を示すブロック図である。
【図２】着信メロディー再生機能を有する、従来の携帯電話機の第２の例を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施例に係る着信メロディー再生機能を有する携帯電話機のブロック図である。
【図４】シーケンスデータ再生演奏部２４の処理の第１の例を示す図である。
【図５】シーケンスデータ再生演奏部２４の処理の第２の例を示す図である。

Claims

シーケンスデータを記憶するための記憶装置と、
ＦＩＦＯメモリと、
通信規格により定まる第１の処理周期で起動され、記憶装置から読み出されたシーケンスデータから楽音出力データを生成してＦＩＦＯメモリに書き込み音源処理部と、
楽音出力データの出力時のサンプリング周波数により定まる第２の処理周期で起動され、ＦＩＦＯメモリから楽音出力データを逐次読み出し、そのサンプリング周波数を変換して出力するサンプリング周波数変換部とを具備し、
前記音源処理部とサンプリング周波数変換部はいずれも同一の処理装置により実現され、
前記音源処理部は、ＦＩＦＯメモリに空きがあるときにのみ起動されて楽音出力データを生成してＦＩＦＯメモリへ逐次書き込む、楽音再生装置。