JPH06180600A - 音声画像処理装置 - Google Patents

音声画像処理装置

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Publication number
JPH06180600A
JPH06180600A JP4298070A JP29807092A JPH06180600A JP H06180600 A JPH06180600 A JP H06180600A JP 4298070 A JP4298070 A JP 4298070A JP 29807092 A JP29807092 A JP 29807092A JP H06180600 A JPH06180600 A JP H06180600A
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JP
Japan
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data
adpcm
sound
value
pcm
Prior art date
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Pending
Application number
JP4298070A
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English (en)
Inventor
Katsunori Takahashi
克昇 高橋
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Seiko Epson Corp
Hudson Soft Co Ltd
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Hudson Soft Co Ltd
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Publication date
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Priority to TW085209367U priority patent/TW296815U/zh
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Priority to DE69328399T priority patent/DE69328399T2/de
Priority to EP93307736A priority patent/EP0590966B1/en
Priority to US08/128,288 priority patent/US5831681A/en
Publication of JPH06180600A publication Critical patent/JPH06180600A/ja
Priority to US08/549,444 priority patent/US5692099A/en
Priority to US08/549,297 priority patent/US5623315A/en
Priority to US08/549,443 priority patent/US5694518A/en
Priority to US08/813,706 priority patent/US6453286B1/en
Priority to US08/818,458 priority patent/US5845242A/en
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ADPCMデータ再現性を向上させ、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。 【構成】 ADPCMデコーダに内蔵するデータ伸張回
路には、元となるPCMデータを圧縮計算する際、四捨
五入で演算して得られたADPCMデータを利用する。
圧縮計算する時に必要な伸張後のPCMデータの算出に
も四捨五入で演算された各データを用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、音声発生機能を備える
音声画像処理装置に関する。
【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・伸長によって、データ量の少ないAD
PCMデータと相互変換される。
【0005】音声画像処理装置では、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(P
SG)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。
一般的な音声画像処理装置であるコンピュータゲーム装
置では取り扱えるデータ量に基づき、ADPCMデコー
ダのサンプリング周波数は、16kHz前後となってい
る。
【0007】音声発生機構内の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】付属の記憶装置に予めADPCMデータの
形式で書き込まれているADPCMデータは、CPU制
御で読み出される。ADPCMデコーダは、伸長変数テ
ーブルを参照して転送されてきたデータの伸長、再現を
行っている。ADPCMデコーダは、伸長変数としてス
ケールレベルおよびPCM値を保持している。音声再生
開始直前にスケールレベルとPCM値を初期値に設定し
て、転送されてくるADPCMデータによって漸次、演
算により値を変更していく。このときADPCMデコー
ダでは、伸長変数、伸長データ等の数値は少数点以下を
切り捨てて演算している。
【0009】コンピュータゲーム装置ではPSG、AD
PCM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。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】音声発生機能および画
像表示機能を含む音声画像処理装置では、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
べてかなり小さくなっている。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る必要がある。
【0011】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
楽音や効果音をPSGで出力している。その他、波形が
複雑な自然音、人声等の再現をADPCMで、音声出力
のタイミング制御が不要な音を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。
【0012】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、コンピュータゲー
ム装置の外部音響機器を音源とするものであり、データ
量の大きさからいってコンピュータゲーム装置では音声
出力のタイミング制御は出来ない。
【0013】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の場合、画像データ処理に処理能力
の大半を費やしているため、利用しているADPCMデ
ータのサンプリング周波数は16kHz程度が最高とさ
れている。サンプリング周波数16kHzのADPCM
データを再現した場合、その音質はAMラジオに多少劣
る程度である。人声等、音声によって情報を提供する
際、従来のADPCM音源の音質では聞き取りにくいこ
とがある。
【0014】従来のコンピュータゲーム装置に内蔵され
るADPCMデコーダは、数値の小数点以下を切り捨て
る演算で得られたADPCMデータを用いて伸長計算を
行っているため、演算の都度、スケールレベルおよびP
CM値に多少の誤差が生じ、伸長されたPCMデータに
も誤差を与えている。ADPCMデコーダ内に伸長変数
として保持されているスケールレベルおよびPCM値
は、連続再生中、順次転送されてくるADPCMデータ
によって、絶えず演算され、値を変更されている。
【0015】連続再生期間が大きく、使用される一連の
ADPCMデータセットが大きくなると、ADPCMデ
ータが持っている演算誤差によって、スケールレベルお
よびPCM値に誤差が累積していくことになる。連続再
生の後半部分では、誤差が、音質の再現性に著しい悪影
響を及ぼすことがある。このように、従来のコンピュー
タゲーム装置に内蔵されているADPCMデコーダは、
誤差により音質を悪化させ、音の再現性に難を残してい
る。
【0016】本発明は、ADPCMデータ再現性を向上
させ、高音質の音声出力機能を有する音声画像処理装置
を得ることを目的とする。
【0017】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明では、ADPCMデコーダに内蔵するデー
タ伸長回路には、元となるPCMデータを圧縮計算する
際、四捨五入で演算して得られたADPCMデータを利
用する。圧縮計算する時に必要な伸長後のPCMデータ
の算出にも四捨五入で演算された各データを用いる。
【0018】図1は本発明の一例の音声画像処理装置を
構成する音声データ出力装置のブロック図である。この
音声データ出力装置は、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A
DPCM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。
【0019】本発明の音声画像処理装置のADPCMデ
コーダが行うADPCMデータ伸長について図面と共に
説明する。図2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3はADPCM圧縮デ
ータをPCMデータに伸長するフローチャートである。
PCMデータを図2の手順で圧縮して得られたADPC
Mデータは、ゲーム装置起動中、図3の手順で伸長され
る。圧縮、伸長時には、ADPCMデータvs変化量v
s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4に
は、ADPCMデータvs変化量vsレベル増減値対応
テーブルを示す。図5にはスケールレベルvsスケール
値テーブルを示す。
【0020】図2の圧縮フローチャートに基づき、PC
Mデータを圧縮する手順について説明する。圧縮前のP
CMデータは12ビットオフセットバイナリーコードの
形式である。時刻N−1における伸長後のPCM値P^
(N-1)を有効桁数少数点以下3桁で算出しておき、時刻
Nにおける入力データP(N)との差分を算出する。
【0021】ADPCM圧縮演算は、A(N)=dt′×
8/S(N-1)−1の式で与えられ、ここでも小数点以下
3桁までの値を用いて演算する。最後にA(N)は小数点
第1位を四捨五入して得る。レベル増減値H(N)は、図
4のADPCMデータvs変化量vsレベル増減値対応
テーブルを参照して得る。
【0022】上の圧縮演算に必要な伸長データP^
(N-1)、を求めるにあたって、図3の伸長フローチャー
トに基づき、演算の手順について説明する。ここでは、
小数点以下をたえず残して、符号なし差分dt′を演算
する。小数点以下を切り捨てず、すべて算入することに
より、演算誤差を抑えることが出来る。スケール値の初
期値は最小値の16で、最大値は48、伸長データの最
大は4095.875、最小は0となる。ADPCMデ
ータは4ビットで、うち最上位1ビットは符号ビットで
ある。時刻NにおいてADPCMデータA(N)から符号
をはずしたADPCM符号なしデータA′(N)に+1加
えた値を変化量とし、以後のPCM値算出に利用する。
【0023】図4のADPCMデータvs変化量vsレ
ベル増減値対応テーブルを参照して、ADPCM符号な
しデータからレベル増減値H(N)を得る。時刻N−1で
得られたスケールレベルS′(N-1)にレベル増減値H(N)
を加えて、時刻NでのスケールレベルS′(N)を得る。
スケールレベルS′(N-1)の値から、図5のスケールレ
ベルvsスケール値テーブルを参照して得られたスケー
ル値(N)は時刻N+1での差分を算出するまで保持され
る。
【0024】変化量A(N)+1、時刻N−1でのスケー
ル値S(N-1)から、符号なし差分dt′=(A(N)+1)
×S(N-1)÷8を算出し、ADPCMデータの符号ビッ
トを符号なし差分dt′に添えて、差分dtとする。時
刻N−1でのPCM値P(N-1)に差分dtを加算して時
刻Nでの伸長データP(N)を得る。
【0025】本発明の装置起動時の伸長計算について説
明する。リセットにより、PCM値は(200)H、ス
ケールレベルは0、スケール値は16の初期値に設定さ
れる。算出されるPCM値データについて説明する。図
6はPCM値データの演算値を示す説明図である。初期
値は(800)H、最小値(000)H、最大値(FF
F)Hの12ビットである。演算では図にあるように、
最上位1ビットは符号ビットとなる。中間演算精度は1
8ビット、うち小数点以下3ビットとなっている。四捨
五入して得られたPCM値が12ビットをこえても最大
値(FFF)Hに設定される。
【0026】算出された12ビットから上位8ビットが
D/AデータとしてD/Aコンバータに送られる。図の
Aで矢示した範囲がD/Aデータとして採用される。
【0027】
【発明の効果】上記のように本発明の音声画像処理装置
におけるADPCM音声出力は四捨五入で演算され、演
算誤差を極めて抑えたADPCMデータを用いて行うた
め、装置起動時の伸長計算でも誤差が小さく、元のPC
Mデータと、ADPCMデコーダを介して得られる伸長
データに大きな差異がなくなる。そのため、聞き取り難
いような特質の音声であっても明瞭に聞き取れるように
なり、音声画像処理装置の音声出力の音質向上に貢献で
きる等の効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一例の音声画像処理装置を構成する音
声データ出力装置のブロック図である。
【図2】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3】ADPCM圧縮データをPCMデータに伸長す
るフローチャートである。
【図4】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5】スケールレベルvsスケール値テーブルであ
る。
【図6】PCM値データの演算値を示す説明図である。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成4年11月18日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0005
【補正方法】変更
【補正内容】
【0005】音声画像処理装置では、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(P
SG)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
しやすい反面、自在な音を得ることは難しい。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 音声発生機能を付帯するコンピュータ制
    御装置において、適応差分パルス符号データ伸長の各中
    間演算値を四捨五入で算出する伸長回路を備えた適応差
    分パルス符号変調デコーダを含むことを特徴とする音声
    画像処理装置。
JP4298070A 1992-09-30 1992-10-09 音声画像処理装置 Pending JPH06180600A (ja)

Priority Applications (11)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4298070A JPH06180600A (ja) 1992-10-09 1992-10-09 音声画像処理装置
TW085209367U TW296815U (en) 1992-09-30 1993-09-08 Computer apparatus
US08/128,288 US5831681A (en) 1992-09-30 1993-09-29 Computer system for processing sound data and image data in synchronization with each other
DE69328399T DE69328399T2 (de) 1992-09-30 1993-09-29 Sprachdaten-Verarbeitung
EP93307736A EP0590966B1 (en) 1992-09-30 1993-09-29 Sound data processing
CA002107314A CA2107314C (en) 1992-09-30 1993-09-29 Computer system
US08/549,444 US5692099A (en) 1992-09-30 1995-10-27 Computer system including recovery function of ADPCM sound data
US08/549,297 US5623315A (en) 1992-09-30 1995-10-27 Computer system for processing sound data
US08/549,443 US5694518A (en) 1992-09-30 1995-10-27 Computer system including ADPCM decoder being able to produce sound from middle
US08/813,706 US6453286B1 (en) 1992-09-30 1997-03-07 Computer system for processing image and sound data using ADPCM stereo coding
US08/818,458 US5845242A (en) 1992-09-30 1997-03-17 Computer system for processing image and sound data

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JP4298070A JPH06180600A (ja) 1992-10-09 1992-10-09 音声画像処理装置

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JPH06180600A true JPH06180600A (ja) 1994-06-28

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ID=17854757

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JP (1) JPH06180600A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001245020A (ja) * 2000-02-29 2001-09-07 Konami Co Ltd 携帯端末、情報処理装置、音源データの更新方法、並びに記録媒体

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01198882A (ja) * 1988-02-03 1989-08-10 Sony Corp テレビジョン信号の高能率符号化方式のデコード装置

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