JPH08160956A - 音源データ生成方法、記録媒体、及び音源データ処理装置 - Google Patents

音源データ生成方法、記録媒体、及び音源データ処理装置

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JPH08160956A
JPH08160956A JP6300019A JP30001994A JPH08160956A JP H08160956 A JPH08160956 A JP H08160956A JP 6300019 A JP6300019 A JP 6300019A JP 30001994 A JP30001994 A JP 30001994A JP H08160956 A JPH08160956 A JP H08160956A
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JP
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sound
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JP6300019A
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English (en)
Inventor
Makoto Furuhashi
真 古橋
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Priority to EP02023539A priority patent/EP1280150A3/en
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Priority to CN95120038A priority patent/CN1095579C/zh
Priority to EP95118989A priority patent/EP0724250B1/en
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Priority to KR1019950046157A priority patent/KR100384919B1/ko
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  • Signal Processing For Digital Recording And Reproducing (AREA)
  • Electrophonic Musical Instruments (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】 音源データは、4ビットの適応差分PCMデ
ータの28サンプルから成る14バイトのサウンドデー
タ領域SAと、ループ情報LP、フィルタ情報FL、シ
フト量RAとから成るサウンドパラメータ領域PAとか
ら構成される。 【効果】 この音源データの符号化の際には、CD−R
OM XAのエンコード装置でエンコード処理を行うこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、効果音や背景音楽(B
GM)等を発生させる際に用いられる音源データの生成
方法、この音源データの情報が記録される記録媒体、及
びこの音源データを用いて音を発生させる音源データ処
理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、電子楽器、ゲーム機、及びパーソ
ナルコンピュータ等の情報処理装置においては、楽音や
効果音等を発生させることが行われている。
【0003】この楽音や効果音等を発生させる場合に
は、例えば方形波、三角波、正弦波等の信号をそれぞれ
分周比及びデューティ比が異なる複数のプリセット分周
器に供給し、各分周器から出力される個々の音源信号い
わゆるボイスを所望のレベルで合成するものがある。
【0004】また、ピアノやドラム等の楽器において
は、音の全発音期間がアタック、ディケイ、サスティン
及びリリースの4区間に分けられて、各区間で信号の振
幅、即ちレベルが特有の変化状態を呈するものがある。
この変化状態に対応するために、各ボイスの信号レベル
が同様に変化するようないわゆるADSR制御が行われ
ている。
【0005】さらに、電子楽器用には、正弦波信号を低
周波数の正弦波信号で周波数変調(FM)するいわゆる
FM音源が知られており、変調度を時間の関数として少
ない音源データによって多種多様の音声信号を発生する
ことができる。
【0006】尚、効果音の音源として、ノイズが用いら
れることもある。
【0007】また、近年、ゲーム機及びパーソナルコン
ピュータ等の情報処理装置等においてゲームプログラム
を行う場合には、ゲームプログラムの進行あるいはゲー
ム機及び情報処理装置の使用者の操作等に応じて、発生
される効果音や背景音楽(BGM)の開始、停止、及び
音量等が、実時間、即ちリアルタイムで変更される。
【0008】この効果音やBGMのための音声情報は、
例えばディジタル録音された16ビットの多様なディジ
タルデータが圧縮されて、4ビットのビット・レート低
減、即ちBRRエンコード処理が施された後にブロック
化された適応差分PCMいわゆるADPCMデータであ
り、基本波の波形のための音源データである。即ち、ゲ
ーム機及び情報処理装置等においては、この音源データ
を用いて、指示された音程等に応じて上記音源データの
読み出し周期を可変させて音程を発生させるいわゆるP
CM音源を備えている。
【0009】ここで、4ビットのADPCMデータを音
声情報とする場合の、音源データを、図6を用いて具体
的に説明する。
【0010】この音源データは、横8ビット、縦9ビッ
トの9バイトを1ブロックとするブロック単位で構成さ
れる。このブロックは、音源データの付加情報から成る
1バイトのヘッダ情報領域HAと、16サンプルの音源
データいわゆるサウンドデータから成る8バイトのサウ
ンドデータ領域SAとから構成される。
【0011】また、上記ヘッダ情報領域HAは、1ビッ
トのブロック終了情報ED、1ビットのループ情報L
P、デコード処理に用いられるフィルタ情報FL、及び
4ビットのシフト量RAから成る。
【0012】上記ブロック終了情報EDは、このブロッ
クが音源データの最終のブロックであるか否かを示すも
のであり、上記ループ情報LPは、このブロックのサウ
ンドデータをループさせるか否かを示すものであり、ル
ープ情報LPに1が立つときにはループを行い、0のと
きにはループは行わない。
【0013】また、上記ブロック毎の音源データを生成
する際にはBRRエンコード処理が施されており、上記
フィルタ情報FLは、上記BRRエンコード処理に対応
するBRRデコード処理を行う際に用いるフィルタの情
報を示している。このフィルタ情報FLにより、複数の
固定予測フィルタから、ブロック単位毎に最適なもの、
即ち誤差の少ないものを選択する。
【0014】また、上記シフト量RAは、BRRデコー
ド処理において、4ビット値を16ビット値に伸張する
ためのパラメータである。
【0015】また、上記サウンドデータ領域SAには、
サウンドデータSDA0L 〜SDB3Hまでの16サンプル
のサウンドデータが含まれる。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の音源
データは、1ブロックが9バイトであるので、BRRデ
コード処理が複雑になっている。
【0017】また、近年、音源データを記録する記録媒
体として、ディスク状記録媒体であって、光学的にデー
タの記録及び再生を行う場合に用いられる光ディスクの
内で、再生専用型光ディスクであるコンパクトディスク
いわゆるCDを読み出し専用メモリとして用いるCD−
ROMが用いられるようになってきている。よって、音
源データは、CD−ROM用画像及び音声データの規格
であるCD−ROMXAに基づいたデータであることが
望ましい。
【0018】しかし、上記9バイトを1ブロックとする
音源データでは、16サンプルのサウンドデータから成
るブロック長をもつが、このブロック長はCD−ROM
XAの規格に基づいていないので、従来の音源データ
を生成する際のBRRエンコード処理に用いられる予測
フィルタは、CD−ROM XAの規格に基づいた音声
データを生成する際のBRRエンコード処理に用いられ
る予測フィルタとは異なるものである。また、音源デー
タにBRRデコード処理を施すときには、上記BRRエ
ンコード処理に対応した予測フィルタを用いるので、従
来の音源データをデコード処理する際には、CD−RO
M XAの規格に基づいた音源データのための予測フィ
ルタを用いることができない。
【0019】さらに、音源データのヘッダ情報領域内の
ループ情報は、サウンドデータのループを行うか否かを
示すのみであるので、音源データのループのための制御
が複雑である。
【0020】そこで、本発明は上述の実情に鑑み、CD
−ROM XAの規格に基づいた、音を発生する際の処
理が簡易な音源データを生成する音源データ生成方法、
この音源データ生成方法により生成される音源データを
記録する記録媒体、及び上記音源データ生成方法により
生成される音源データを用いて音を発生する音源データ
処理装置を提供するものである。
【0021】
【課題を解決するための手段】本発明に係る音源データ
生成方法は、4ビットの適応差分PCMデータの28サ
ンプルから成る14バイトの音声情報を生成し、ルーピ
ング区間の開始情報及び終了情報と、適応差分PCMの
予測フィルタの種類を表す予測フィルタ情報と、適応差
分PCMによる4ビットデータを16ビットデータに伸
張するためのレンジ情報とから成る2バイトの音源パラ
メータを生成し、上記14バイトの音声情報と上記2バ
イトの音源パラメータとから、16バイトの完結したブ
ロック単位の音源データを生成することにより上述した
課題を解決する。
【0022】また、本発明に係る記録媒体は、4ビット
の適応差分PCMデータの28サンプルから成る14バ
イトの音声情報と、ルーピング区間の開始情報及び終了
情報と、適応差分PCMの予測フィルタの種類を表す予
測フィルタ情報と、適応差分PCMによる4ビットデー
タを16ビットデータに伸張するためのレンジ情報とか
ら成る2バイトの音源パラメータとから構成される、1
6バイトの完結したブロック単位の音源データを記録し
て成ることを特徴とする。
【0023】また、本発明に係る音源データ処理装置
は、4ビットの適応差分PCMデータの28サンプルか
ら成る14バイトの音声情報と、ルーピング区間の開始
情報及び終了情報と、適応差分PCMの予測フィルタの
種類を表す予測フィルタ情報と、適応差分PCMによる
4ビットデータを16ビットデータに伸張するためのレ
ンジ情報とから成る2バイトの音源パラメータとから構
成される、16バイトの完結したブロック単位の音源デ
ータを記憶するメモリ手段と、上記メモリ手段に記憶さ
れた上記ブロック単位の音源データの上記予測フィルタ
情報とレート情報とを用いて、上記ブロック内の4ビッ
トの適応差分PCMデータを16ビットデータにデコー
ドするデコード手段とを有することを特徴とする。
【0024】ここで、上記ルーピング区間の開始情報及
び終了情報は、1以上のブロックから成るルーピング区
間の開始ブロック及び終了ブロックを示す情報であるこ
とを特徴とする。
【0025】
【作用】本発明においては、音声情報は、CD−ROM
XAと同一の28サンプル構成であるため、この音声
情報の符号化の際には、CD−ROM XAの符号化装
置で用いる予測フィルタを使用することができる。ま
た、ブロックを16バイトとするため、デコード処理が
簡易になる。
【0026】さらに、ルーピング区間の開始ブロック及
び終了ブロックを示す情報を、各ブロック内に配するよ
うにしているため、複数ブロックにわたるルーピングが
可能となる。
【0027】
【実施例】以下、本発明の好ましい実施例について、図
面を参照しながら説明する。図1には、本発明に係る音
源データ生成方法により生成される音源データを用いて
音声を出力する音源データ処理装置を備える音声出力装
置の概略的な構成を示す。
【0028】ここで、図1のCD−ROMドライブ93
は、ディスク状記録媒体であって、光学的にデータの記
録及び再生を行う場合に用いられる光ディスクの内で、
再生専用型光ディスクであるコンパクトディスクいわゆ
るCDを読み出し専用メモリとして用いるCD−ROM
を記録媒体として用いるものである。
【0029】この図1において、マイクロプロセッサ等
から成る中央処理装置であるCPU90は、バス92に
接続されている。また、このバス92には、上記CPU
90によってデータの格納等に用いられるメインメモリ
91、CD−ROMドライブ93内のCD−ROMから
読み出されるデータにデコード処理等を施すCD−RO
Mデコーダ80、及び上記CD−ROMから読み出され
た音声データを用いて音を発生する音源データ処理装置
49が接続されている。この音源データ処理装置49
は、音源データの処理を行うディジタル音声信号発生装
置50及び音源データを格納するためのサウンドバッフ
ァ51から構成される。また、上記ディジタル音声信号
発生装置50には、音を外部に出力するスピーカ装置9
5が接続されている。
【0030】上記CPU90からの制御命令により、上
記CD−ROMドライブ93から音声データが読み出さ
れて、CD−ROMデコーダ80内のCD−ROMバッ
ファ82に格納される。上記CD−ROMバッファ82
に格納された音声データは、エラー訂正部81に送られ
る。このエラー訂正部81では、送られたデータに対し
てエラー訂正処理等を行う。
【0031】ここで、上記音声データとしては、楽音が
連続した、即ち背景音楽(BGM)等の楽曲として出力
されるための音声データ、及び効果音等の音を発生する
ための音源データが含まれている。具体的には、上記エ
ラー訂正処理等がなされた音声データの内で、曲として
出力される音声データは、CD−ROM用音声データの
規格であるCD−ROM XAに基づく4ビットADP
CMデータ、及び音楽用CDにおける音声データの規格
であるCD−DAによる16ビットPCMデータであ
り、また、効果音等の音を発生するための音源データ
は、上記4ビットADPCMデータである。
【0032】そして、上記CPU90によって上記どち
らの音声データであるのかが検出される。また、上記C
PU90の制御により、楽曲として出力される音声デー
タはデコーダ83に送られる。このデコーダ83では、
ADPCMデータのみにデコード処理が施され、16ビ
ットPCMデータがミキサ84に出力される。このミキ
サ84では、ステレオの左右チャンネルのPCMデータ
に対して、ディジタル的に減衰量を変更してミックスす
ることを行う。このミキサ84から出力される音声デー
タは、ディジタル音声信号発生装置50に入力される。
【0033】また、効果音等を発生するための音源デー
タは、ホストインターフェイス(I/F)85からバス
92を介してディジタル音声信号発生装置50に入力さ
れる。この後、上記送られた音源データは、上記ディジ
タル音声信号発生装置50によりサウンドバッファ51
に格納される。
【0034】ここで、上記サウンドバッファ51に格納
される音源データを、図2に示す。
【0035】この音源データは、横16ビット、縦8ビ
ットの16バイトを1ブロックとするブロック単位で構
成される。このブロックは、音源データの音声情報のヘ
ッダ情報である2バイトのサウンドパラメータ領域PA
と、28サンプルの音声情報いわゆるサウンドデータか
ら成る14バイトのサウンドデータ領域SAとから構成
される。
【0036】また、上記サウンドパラメータ領域PA
は、4ビットのシフト量RA、4ビットのフィルタ情報
FL、3ビットのループ情報LP、及び5ビットの予約
領域RSから成る。
【0037】上記シフト量RAは、BRRデコード処理
において、4ビット値を16ビット値に伸張するための
パラメータである。このシフト量RAは、0〜12の値
をとり得り、以下の(1)式で表される。
【0038】 (16ビットデータ)=2(12-RA) ・(4ビットデータ) ・・・(1) また、上記ブロック毎のサウンドデータを生成する際に
はBRRエンコード処理が施されており、上記フィルタ
情報FLは、上記BRRエンコード処理対応するBRR
デコード処理を行う際に用いるフィルタの情報を示して
いる。このフィルタ情報FLにより、後述する複数の予
測フィルタから、ブロック単位毎に最適なもの、即ち誤
差の少ないものを選択する。
【0039】上記ループ情報LPは、下位ビット側から
順に、それぞれ1ビットのループ終了フラグEF、ルー
プフラグLF、及びループ開始フラグLSFを備えてい
る。上記ループ開始フラグLSFは、1のときに、この
ブロックがループのスタートであることを示すものであ
る。また、ループフラグLFは、音源データにループが
あるのか否かを示し、このループフラグLFが1のとき
にはループがあることを示すものである。尚、ループあ
りの音源データは、その全てのブロックのこのループフ
ラグLFのビットを1にする。また、ループ終了フラグ
EFは、このブロックが音源データの最後のブロックで
あることを示すものである。
【0040】また、上記サウンドデータ領域SAには、
サウンドデータSD0〜SD27までの28サンプルの
サウンドデータが含まれる。
【0041】上記ディジタル音声信号発生装置50で
は、入力された音声データ、及び上記サウンドバッファ
51内の音源データを用いて楽曲及び効果音等をスピー
カ装置95から出力する。
【0042】次に、上記ディジタル音声信号発生装置の
概略的な構成を図3に示し、以下に詳細に説明する。
【0043】この実施例に示すディジタル音声信号発生
装置は、上記サウンドバッファ51から、図2に示す4
ビットのADPCMデータであるサンプルデータいわゆ
る音源データを読み出して、このADPCMデータに施
されているビット・レート低減のエンコード処理に対応
するデコード処理を施してPCMデータに変換するBR
Rデコーダ53、上記変換されたPCMデータのピッチ
を変換するピッチ変換部54、クロック信号を発生する
クロック信号発生器55、この発生されたクロックに基
づいてノイズを発生するノイズ発生器56、上記ピッチ
変換部54からの出力と上記ノイズ発生器56からの出
力とを切り換える信号切換器57、この信号切換器57
からの出力のレベルを調整して、出力波形の振幅を可変
させて発生する音の包絡線(エンベロープ)を変換する
エンベロープジェネレータ58、ミュート時にはオフさ
れるミュート処理部59、音量及び左右のチャンネルの
バランスを調整する左右ボリューム61L、61Rを備
えている。これにより、上記音源データを用いた音声が
出力される。
【0044】ここで、図3においては、1音声(1ボイ
ス)分の音声出力を行うための回路構成のみを示してい
るが、この実施例のディジタル音声信号発生装置は24
ボイス分の音声出力を行うことが可能であり、24ボイ
スにそれぞれ対応する、上記ピッチ変換部54〜ボリュ
ーム60L、60Rまでの回路構成を備えている。よっ
て、このディジタル音声信号発生装置では、各ボイスの
左チャンネル及び右チャンネルがそれぞれ合成されて、
左チャンネル及び右チャンネルの2チャンネル分の音声
出力が発生される。
【0045】また、各ボイス毎に、上記サウンドバッフ
ァ51に記憶された音源データ、エンベロープ、音量、
及び左右チャンネルのバランス等を独立に設定すること
ができる。
【0046】また、このディジタル音声信号発生装置に
おいては、図1のCD−ROMデコーダ80から送られ
る音声信号を上述の発生された音声出力に混合したり、
上記音声出力に、時間を前後させた音声出力を混合する
いわゆるリバーブ処理を行ったりすることが可能であ
る。
【0047】このディジタル音声信号発生装置には、音
声信号を上記発生された音声出力に混合するために、音
声信号を入力して上記音声出力に合成するか否かを選択
する信号切換部64、及びこの混合する音声信号の音量
を調節するミキシングボリューム65が設けられてい
る。よって、音声信号と上記音声出力との混合を行う場
合には、図1のCD−ROMデコーダ80内のミキサ8
4から送られるPCMデータが信号入力端子63から入
力されて、上記信号切換部64を介してミキシングボリ
ューム65に送られる。このミキシングボリューム65
では、送られた音声信号の音量調節がなされる。この音
量調節された音声信号は加算器62に送られて、上記ボ
リューム60Lからの音声出力と混合される。
【0048】尚、図3には、上記ボリューム60Lから
出力される24ボイス分の音声出力が合成された左チャ
ンネルの音声出力と、上記ミキシングボリューム65か
らの左チャンネルの音声信号との混合を行う回路構成の
みを示しているが、右チャンネルについても上記左チャ
ンネルのための回路構成と同様な回路構成を備えてお
り、左チャンネル及び右チャンネルの2チャンネルにつ
いてそれぞれ混合が行われる。
【0049】また、上記リバーブ処理を行うために、上
記音声信号をリバーブ処理に用いるか否かを切り換える
信号切換部66、この信号切換部66からの音声信号と
信号切換部61Lを介して出力される上記発生された音
声出力とを加算する加算器67、この加算器67からの
音声信号を用いてリバーブ処理を行うリバーブ処理部6
8、リバーブ処理が施された音声信号による音の音量を
調節するリバーブボリューム69、この音量が調節され
たリバーブボリューム69からの出力を、上記加算器6
2から出力される、時間的に前後させる前の音声出力に
混合する加算器70、この加算器70から出力される音
声信号の音量を調節するマスタボリューム71が設けら
れており、上記ミキシングボリューム65からの音声信
号を混合する音声信号として用いている。
【0050】上記加算器67から出力される音声信号
は、リバーブ処理部68に入力されて時間的に前後さ
れ、リバーブボリューム69に送られる。このリバーブ
ボリューム69では、送られた音声信号の音量が調節さ
れる。この音量調節がなされた音声信号は、加算器70
に送られ、上記加算器62からの音声信号と合成され
る。
【0051】次に、このディジタル音声信号発生装置に
おける、図2に示す音源データの処理動作について以下
に説明する。
【0052】図1のCPU90により、発音する音の音
源データを指示する選択情報、音の長さ情報、音の音程
情報、音の音色を決めるためのエンベロープ情報、音の
音量情報が上記メインメモリ91から取り出されて、こ
のディジタル音声信号発生装置50に送られる。このデ
ィジタル音声信号発生装置は、上記送られた選択情報に
基づいて上記サウンドバッファ51から音源データを読
み出し、この音源データを音源データ入力端子52から
入力する。また、上記CPU90からの音の長さ情報に
基づいて、サウンドバッファ51からの音源データの入
力を制御する。
【0053】この入力された音源データは、上記BRR
デコーダ53に送られてデコード処理が施され、16ビ
ットPCMデータに変換される。このBRRデコーダ5
3によるデコード処理は、各ボイスにつき、1Tsにつ
いて最大4サンプル行われる。このデコード結果は、一
旦図示しない内部メモリ内に格納される。これらの格納
されたデータは、後述するピッチ変換部54におけるピ
ッチ変換演算に使用されるが、その際のデータの消費量
に従って、BRRデコード処理の割合が決定される。具
体的には、ピッチ変換によるデータの消費量が少なけれ
ば、BRRデコード処理の頻度は少なくなる。
【0054】ここで、図2の音源データのサウンドパラ
メータ領域PA内のフィルタ情報FLを図4に示し、以
下に説明する。
【0055】図4に示すように、フィルタ情報FLに示
す値によって、ストレート、1次、2次(Lebel
B)、2次(Lebel C)の4種類の予測フィルタ
を選択することができる。尚、係数a、bは、フィルタ
情報FLの値によって決定されるものである。
【0056】このフィルタ情報FLが2及び3の値をと
る予測フィルタは、CD−ROMXAの規格に基づく4
ビットのADPCMデータのデコード処理のために用い
られるものであり、図2に示すサウンドデータが4ビッ
トのADPCMデータである場合には、これらの予測フ
ィルタを用いることも可能である。
【0057】ここで、4ビットの音源データをDn 、1
サンプル前のデコード結果をXn- 1(16ビットデー
タ)、2サンプル前のデコード結果をXn- 2(16ビット
データ)とすると、現サンプルのデコード結果Xn ( 1
6ビットデータ)は、以下の(2)式で表される。
【0058】 Xn =2(12-RA) n +aXn-1 +bXn-2 ・・・(2) 上記BRRデコーダ53から出力されるPCMデータ
は、ピッチ変換部54に入力される。このピッチ変換部
54では、上記CPU90からの音程情報に基づいてピ
ッチ変換演算が行われて、入力されたPCMデータによ
り発生する音の音程、即ちピッチが変換される。このピ
ッチ変換された音声データは信号切換部57内の端子5
7aに送られる。
【0059】一方、クロック信号発生器55によって発
生されたクロック信号は、ノイズ発生器56に送られる
ことによりノイズが発生される。ここで、このノイズ発
生器56は、例えばM系列の疑似乱数によるノイズを発
生するものである。この発生されたノイズは、信号切換
部57内の端子57bに送られる。
【0060】このディジタル音声信号発生装置は、図1
のCPU90からの制御命令に基づいて上記信号切換部
57を端子57a又は57bに切り換えることにより、
上記ピッチ変換部54からの音声データ又は上記ノイズ
発生器56からのノイズが選択されて、エンベロープジ
ェネレータ58に出力される。
【0061】このエンベロープジェネレータ58では、
上記CPU90からのエンベロープ情報に基づいて、い
わゆるADSR制御が行われ、発音される音の音色が決
定される。
【0062】このエンベロープジェネレータ58からの
出力は、信号切換部59を介して、左チャンネル用の音
声データはボリューム60Lに、右チャンネル用の音声
データはボリューム60Rにそれぞれ送られる。このボ
リューム60L、60Rでは、上記CPU90からの音
量情報に基づいて音量が調節されて、音声出力が発生さ
れる。
【0063】このようにして、24ボイス分の音声がそ
れぞれ生成されて出力される。そして、各ボイスの左チ
ャンネル及び右チャンネルがそれぞれ合成されて、左チ
ャンネル及び右チャンネルの2チャンネル分の音声出力
が発生される。
【0064】この左右チャンネルの2チャンネル分の音
声出力は、上述のように、上記加算器62において上記
ミキシングボリューム65から出力される音声信号と混
合され、さらに、上記加算器70において上記リバーブ
ボリューム69から出力される音声信号と混合される。
この混合された音声出力は、マスタボリューム71で発
生される音の音量調節がなされた後に、音声信号出力端
子72から出力される。これにより、図1のスピーカ装
置95から音が発生する。
【0065】また、上述したディジタル音声信号処理装
置は家庭用ゲーム機等において好適なものであり、この
ディジタル音声信号処理装置を用いた家庭用ゲーム機の
一実施例の概略的な構成を図5に示し、以下に説明す
る。
【0066】この家庭用ゲーム機は、バス31に、CP
U11及び周辺デバイス12等から構成されるメインシ
ステム、グラフィックスシステム、サウンドシステム、
CD−ROMシステム、及び通信システム内の各種の機
能を実現するための複数のプロセッサ及びデバイスが接
続されることにより構成されている。
【0067】上記メインシステムの基本部分となる上記
CPU11は、32ビットのRISC(Reduced Instruc
tion Set Computer) CPUであり、周辺デバイス12
は、DMA、タイマ、割り込み等の複数の制御用コント
ローラから構成されるものである。また、2MByte
sのメインメモリ13、512KBytesのメモリ容
量をもち、上記CPU11や周辺デバイス12等の動作
を制御してこの家庭用ゲーム機を制御するためのオペレ
ーティングシステム(OS)プログラムが格納されてい
るROM14、パラレル通信の入出力(I/O)部であ
るPIO29、及びシリアル通信の入出力(I/O)部
であるSIO30が、それぞれバス31に接続されてい
る。
【0068】この家庭用ゲーム機に電源が投入されたと
きには、上記CPU11によってROM14内のOSが
実行されて装置全体の初期化が行われ、上記CPU11
からの制御命令により、CD−ROMシステムのCD−
ROMドライブ25に搭載されたCD−ROMからアプ
リケーションプログラム即ちゲームプログラムや画像及
び音声データが読み出される。
【0069】具体的には、上記CD−ROMに記録され
ている画像データは、DCT(離散コサイン変換)等の
直交変換が施されて画像圧縮された動画や静止画の画像
データ及びポリゴンを修飾するためのテクスチャ画像の
画像データである。尚、動画及び静止画の画像データと
しては、静止画データ圧縮の国際標準規格であるJPE
G(Joint Photographic Experts Group)方式で圧縮され
たデータ、及び動画圧縮の国際標準規格であるMPEG
(Moving Picture Image Coding Experts Group) 方式で
あって、フレーム内符号化のみによって圧縮されたデー
タが用いられる。また、上記CD−ROMからのゲーム
プログラムには、微小な多角形領域いわゆるポリゴンを
描画するためのポリゴン描画命令が含まれている。
【0070】また、CD−ROMに記録されている音声
データは、音楽用CDにおける音声データの規格である
CD−DAによる16ビットPCMデータ、及びCD−
ROM用画像及び音声データの規格であるCD−ROM
XAに基づいた適応差分PCMいわゆるADPCMデ
ータである。
【0071】上記CD−ROMから読み出されたデータ
はCD−ROMバッファ24に格納された後、CD−R
OMデコーダ23によってデコード処理が施され、デー
タの内容に従って、上記メインシステム、グラフィック
スシステム及びサウンドシステム等に送られる。
【0072】上記グラフィックスシステムとしては、グ
ラフィックスデータ生成プロセッサであるジェオメトリ
トランスファエンジン、即ちGTE15、グラフィック
ス描画処理プロセッサであるグラフィックスプロセッシ
ングユニット、即ちGPU16、このGPU16によっ
て画像を生成する際に使用される1MBytesのフレ
ームバッファ17、画像データ伸張エンジンであるモー
ションデコーダ、即ちMDEC19、及びCRTディス
プレイ装置や液晶ディスプレイ(LCD)装置等のビデ
オ出力装置18から構成される。
【0073】上記GTE15は、上記CPU11のコプ
ロセッサとして用いられ、上記CPU11が描画命令や
制御命令を生成する際に、画像内の3次元の物体を表示
するためにポリゴンについての座標変換や光源計算、例
えば固定少数点形式の行列やベクトルの計算を、並列処
理機構によって高速に行う。
【0074】上記GPU16は、上記CPU11からの
ポリゴン描画命令に従って動作するものであり、上記C
PU11とは独立した2次元のアドレス空間にマッピン
グされるフレームバッファ17にポリゴンの描画を行
う。このGPU16は、ポリゴンに同じ色で描画を行う
フラットシェーディング、ポリゴンの頂点毎に任意の色
を指定して、この頂点の色を用いてポリゴン内の色を求
めるグーローシェーディング、及びポリゴンに対して2
次元のイメージデータであるテクスチャ(素材)を貼り
付けるテクスチャマッピングを行う。
【0075】上記GTE15は、具体的には、例えば1
つの三角形のポリゴンに同じ色で描画を行うフラットシ
ェーディングを行う場合には、1秒間に最大150万程
度のポリゴンの座標演算を行うことができ、また、グー
ローシェーディング又はテクスチャマッピングを行う場
合には、1秒間に最大50万程度のポリゴンの座標演算
を行うことができるので、CPU11の負荷を軽減する
と共に、高速な座標演算を行うことができる。
【0076】上記フレームバッファ17は、縦512画
素、横1024画素の矩形領域であって、16ビットの
いわゆるデュアルポートRAMから成り、上記GPU1
6による画像の描画、メインメモリ13から転送される
データの格納等に使用される。尚、上記GPU16によ
る描画又はメインメモリ13からのデータ転送、及び画
像データの読み出しは同時に行われる。また、フレーム
バッファ17内には、テクスチャが格納されるテクスチ
ャ領域、及びカラーパレットとして用いられるカラール
ックアップテーブル(CLUT)が格納されるCLUT
領域が設けられている。このテクスチャパターン及びC
LUTのデータは、上記CPU11の制御によってCD
−ROMドライブ25から読み出され、上記GPU16
を介して上記フレームバッファ17に転送され、格納さ
れる。また、CLUTのデータは上記GPU16によっ
て生成される場合もある。
【0077】従って、上記CPU16によって、上記G
TE15で求めた座標や色情報を用いてポリゴンが描画
され、このポリゴンに対してテクスチャを貼り付けるこ
とにより3次元(3D)画像を作成している。この作成
された画像データを画像信号として上記ビデオ出力装置
18に出力することにより、3次元(3D)画像が表示
される。
【0078】尚、動画像を表示する場合に、フレームバ
ッファ17上に2つの矩形領域を設け、一方の矩形領域
にフレーム画像を描画すると同時に、他方の矩形領域に
既に描画されたフレーム画像のデータをビデオ出力装置
18に出力して画像を表示するように、上記2つの矩形
領域を交互に描画及び画像表示用として用いることによ
り、上記ビデオ出力装置18上に画像の書き換えの状態
が表示されるのを回避している。
【0079】また、MDEC19は、CD−ROMドラ
イブ25から読み出された画像データを再生する際に用
いられるものであり、上記CPU11と互いにメインメ
モリ13を共有しながら並列的に動作を行う。上記CD
−ROMドライブ25から読み出された動画像用のデー
タは、CD−ROMデコーダ23でエラー訂正等がなさ
れた後、MDEC19に送られる。このMDEC19で
は、送られたデータにデコード処理を施す。このデコー
ド処理されたデータは、動画像データとしてメインメモ
リ13に送られる。このメインメモリ13に送られた動
画像データは、上記GPU16を介してフレームバッフ
ァ17に格納された後、画像信号として上記ビデオ出力
装置18に出力されることにより、動画が表示される。
【0080】また、サウンドシステムとしては、サウン
ド再生処理プロセッサであるサウンドプロセッシングユ
ニットいわゆるSPU20、このSPU20によって音
声信号を再生する際に用いられる512KBytesの
サウンドバッファ21、及びスピーカ装置等のサウンド
出力装置22から構成される。
【0081】上記SPU20は、16ビットの音声デー
タが4ビットの差分信号としてADPCMされた音声デ
ータを再生するADPCM復号化機能、サウンドバッフ
ァ21に記憶されている音源データを再生して効果音等
を発生する再生機能、上記音源データを変調させて再生
する変調機能等を備えている。
【0082】ここで、上記CD−ROM内には背景音楽
(BGM)に用いられる音声データ及び効果音の発生等
に用いられる音源データが記録されている。これらのデ
ータは、上記CPU11の制御により、上記CD−RO
Mドライブ25から読み出されてCD−ROMデコーダ
23でエラー訂正等の処理が施される。
【0083】BGM等に用いられる音声データは、上記
CPU11の制御により上記CD−ROMデコーダ23
から上記SPU20に送られ、このSPU20によって
楽曲として上記サウンド出力装置22から出力される。
また、効果音用に用いられる音源データは、上記CPU
11の制御により上記サウンドバッファ21内に格納さ
れる。上記SPU20は、上記サウンドバッファ21内
に格納された音源データに基づいて、楽音や効果音等を
発生する。よって、上記SPU20は、いわゆるサンプ
リング音源である。
【0084】また、通信システムとして、入力デバイス
いわゆる入力パッドであるコントローラ27、1MBy
tesのメモリカード28、及び同期シリアルポートで
ある通信デバイス26により構成されている。
【0085】上記コントローラ27は、ゲームの進行及
びゲーム内において画像表示される物体の動作等を制御
するための指示を入力するためのキーを有する。このコ
ントローラ27から入力された操作情報は、通信デバイ
ス26に送られる。この通信デバイス26に送られた情
報は、上記CPU11によって約1/60秒毎に読み出
される。上記CPU11は、この情報に基づいて、周辺
デバイス12やメインメモリ13、及びグラフィックス
システム、サウンドシステム、CD−ROMシステムの
それぞれの動作を制御する制御命令を送信することによ
り、各システムの動作が制御され、上記入力された操作
情報に応じた画像が表示され、音声が出力する。
【0086】また、上記メモリカード28は、例えばフ
ラッシュメモリ等の不揮発性のメモリから成り、複数の
ゲームの設定及び進行途中の状態や結果を格納し、保持
するために用いられる。また、バス31から分離されて
いるので、電源を入れた状態で着脱することが可能であ
り、この家庭用ゲーム機の動作中に複数のメモリカード
28を着脱させてデータを記憶させることができる。
【0087】尚、上記PIO29を介して周辺機器との
接続を行うことができ、また、SIO30を介して他の
ゲーム装置との通信等を行うことが可能である。
【0088】また、この家庭用ゲーム機においては、ゲ
ームプログラムの読み出し、画像データの表示あるいは
描画等を行う際に、上記メインメモリ13、GPU1
6、MDEC19、及びCD−ROMデコーダ23等の
間で大量の画像データを高速に転送する必要があるの
で、この場合には、上記CPU11を介さずに周辺デバ
イス12からの制御によって直接に画像データを転送す
るいわゆるDMA転送を行う。これにより、データ転送
によるCPU11の負荷を低減させて、高速なデータ転
送を行っている。
【0089】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明に係る音源データ生成方法は、4ビットの適応差分P
CMデータの28サンプルから成る14バイトの音声情
報を生成し、ルーピング区間の開始情報及び終了情報
と、適応差分PCMの予測フィルタの種類を表す予測フ
ィルタ情報と、適応差分PCMによる4ビットデータを
16ビットデータに伸張するためのレンジ情報とから成
る2バイトの音源パラメータを生成し、上記14バイト
の音声情報と上記2バイトの音源パラメータとから、1
6バイトの完結したブロック単位の音源データを生成す
ることにより、この音源データを用いて音を発生させる
際のデコード処理を容易に行うことができる。また、音
源データを生成する際のBRRエンコード処理に用いら
れる予測フィルタを、CD−ROM XAの規格に基づ
いたデータを生成する際のBRRエンコード処理に用い
られる予測フィルタと同一のものを用いることができ
る。即ち、音源データを生成する際には、CD−ROM
XAに基づいたづいたデータのための符号化装置によ
り符号化処理を行うことが可能となる。
【0090】また、本発明に係る記録媒体は、4ビット
の適応差分PCMデータの28サンプルから成る14バ
イトの音声情報と、ルーピング区間の開始情報及び終了
情報と、適応差分PCMの予測フィルタの種類を表す予
測フィルタ情報と、適応差分PCMによる4ビットデー
タを16ビットデータに伸張するためのレンジ情報とか
ら成る2バイトの音源パラメータとから構成される、1
6バイトの完結したブロック単位の音源データを記録し
て成ることにより、音源データを生成する際のBRRエ
ンコード処理に用いられる予測フィルタを、CD−RO
M XAの規格に基づいたデータを生成する際のBRR
エンコード処理に用いられる予測フィルタと同一のもの
を用いているならば、この音源データを用いて音の発生
を行う際には、CD−ROM XAの規格に基づいたデ
ータのBRRデコード処理のための予測フィルタと同一
の予測フィルタを用いてデコード処理を行うことができ
る。
【0091】また、本発明に係る音源データ処理装置
は、4ビットの適応差分PCMデータの28サンプルか
ら成る14バイトの音声情報と、ルーピング区間の開始
情報及び終了情報と、適応差分PCMの予測フィルタの
種類を表す予測フィルタ情報と、適応差分PCMによる
4ビットデータを16ビットデータに伸張するためのレ
ンジ情報とから成る2バイトの音源パラメータとから構
成される、16バイトの完結したブロック単位の音源デ
ータを記憶するメモリ手段と、上記メモリ手段に記憶さ
れた上記ブロック単位の音源データの上記予測フィルタ
情報とレート情報とを用いて、上記ブロック内の4ビッ
トの適応差分PCMデータを16ビットデータにデコー
ドするデコード手段とを有することにより、音源データ
を生成する際のBRRエンコード処理に用いられる予測
フィルタを、CD−ROM XAの規格に基づいたデー
タを生成する際のBRRエンコード処理に用いられる予
測フィルタと同一のものを用いているならば、この音源
データを用いて音の発生を行う際には、CD−ROM
XAの規格に基づいたデータのBRRデコード処理のた
めの予測フィルタと同一の予測フィルタを用いてデコー
ド処理を行うことができる。よって、この音源データ処
理装置においては、CD−ROM XAの規格に基づい
た音源データも用いることができる。
【0092】また、上記ルーピング区間の開始情報及び
終了情報は、1以上のブロックから成るルーピング区間
の開始ブロック及び終了ブロックを示す情報であること
により、複数ブロックにわたる音源データのルーピング
が可能となり、より自然な音を発生させることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る音源データ処理装置を用いた音声
出力装置の一実施例の概略的な構成を示す図である。
【図2】音源データの構成を示す図である。
【図3】ディジタル音声信号発生装置の概略的な構成を
示す図である。
【図4】フィルタ情報を説明するための図である。
【図5】家庭用ゲーム機の概略的な構成を示す図であ
る。
【図6】従来の音源データの構成を示す図である。
【符号の説明】
49 音源データ処理装置 50 ディジタル音声信号発生装置 51 サウンドバッファ 53 BRRデコーダ 54 ピッチ変換部 57、61L、61R、64、66 信号切換部 58 エンベロープジェネレータ 60L、60R ボリューム 65 ミキシングボリューム 68 リバーブ処理部 69 リバーブボリューム 71 マスタボリューム 80 CD−ROMデコーダ 90 CPU 91 メインメモリ 92 バス 93 CD−ROMドライブ 95 スピーカ装置

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 4ビットの適応差分PCMデータの28
    サンプルから成る14バイトの音声情報を生成し、 ルーピング区間の開始情報及び終了情報と、適応差分P
    CMの予測フィルタの種類を表す予測フィルタ情報と、
    適応差分PCMによる4ビットデータを16ビットデー
    タに伸張するためのレンジ情報とから成る2バイトの音
    源パラメータを生成し、上記14バイトの音声情報と上
    記2バイトの音源パラメータとから、16バイトの完結
    したブロック単位の音源データを生成することを特徴と
    する音源データ生成方法。
  2. 【請求項2】 上記ルーピング区間の開始情報及び終了
    情報は、1以上のブロックから成るルーピング区間の開
    始ブロック及び終了ブロックを示す情報であることを特
    徴とする請求項1記載の音源データ生成方法。
  3. 【請求項3】 4ビットの適応差分PCMデータの28
    サンプルから成る14バイトの音声情報と、ルーピング
    区間の開始情報及び終了情報と、適応差分PCMの予測
    フィルタの種類を表す予測フィルタ情報と、適応差分P
    CMによる4ビットデータを16ビットデータに伸張す
    るためのレンジ情報とから成る2バイトの音源パラメー
    タとから構成される、16バイトの完結したブロック単
    位の音源データを記録して成ることを特徴とする記録媒
    体。
  4. 【請求項4】 上記ルーピング区間の開始情報及び終了
    情報は、1以上のブロックから成るルーピング区間の開
    始ブロック及び終了ブロックを示す情報であることを特
    徴とする請求項3記載の記録媒体。
  5. 【請求項5】 4ビットの適応差分PCMデータの28
    サンプルから成る14バイトの音声情報と、ルーピング
    区間の開始情報及び終了情報と、適応差分PCMの予測
    フィルタの種類を表す予測フィルタ情報と、適応差分P
    CMによる4ビットデータを16ビットデータに伸張す
    るためのレンジ情報とから成る2バイトの音源パラメー
    タとから構成される、16バイトの完結したブロック単
    位の音源データを記憶するメモリ手段と、 上記メモリ手段に記憶された上記ブロック単位の音源デ
    ータの上記予測フィルタ情報とレート情報とを用いて、
    上記ブロック内の4ビットの適応差分PCMデータを1
    6ビットデータにデコードするデコード手段とを有する
    ことを特徴とする音源データ処理装置。
  6. 【請求項6】 上記ルーピング区間の開始情報及び終了
    情報は、1以上のブロックから成るルーピング区間の開
    始ブロック及び終了ブロックを示す情報であることを特
    徴とする請求項5記載の音源データ処理装置。
JP6300019A 1994-12-02 1994-12-02 音源データ生成方法、記録媒体、及び音源データ処理装置 Pending JPH08160956A (ja)

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AT95118989T ATE243878T1 (de) 1994-12-02 1995-12-01 Verfahren zur erzeugung von tonquellendaten, aufzeichnungsmedium und prozessor für solche daten.
AU39169/95A AU704156B2 (en) 1994-12-02 1995-12-01 Sound source data generating method, recording medium, and sound source data processing device
CNB021181551A CN1240018C (zh) 1994-12-02 1995-12-01 声源数据产生方法、记录介质和声源数据处理设备
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CA002164270A CA2164270A1 (en) 1994-12-02 1995-12-01 Sound source data generating method, recording medium, and sound source data processing device
CN95120038A CN1095579C (zh) 1994-12-02 1995-12-01 声源数据处理设备和方法
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