TWI282217B - Audio signal processor - Google Patents

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TWI282217B
TWI282217B TW093133062A TW93133062A TWI282217B TW I282217 B TWI282217 B TW I282217B TW 093133062 A TW093133062 A TW 093133062A TW 93133062 A TW93133062 A TW 93133062A TW I282217 B TWI282217 B TW I282217B
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Taiwan
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signal
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TW093133062A
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Naotoshi Nishioka
Hiroyuki Toda
Yasuyuki Muraki
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Yamaha Corp
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Description

1282217 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種聲音信號處理器’用於對聲音信號實 施各種聲音處理。 【先前技術】 目剛已經有人提供許多能夠對聲音信號實施複數個算術 運算的聲音信號處理器,該等運算包括遽波、等化處理、 以及聲像局部化。就此而言,滤波及其它算術運算各自需 要一含有-乘法器與一累加器之非常大型的算術電路。所 以,假使試圖構成-能夠實施由複數個算術運算所組成的 複雜信號處理的聲音信號處理器,則該電路變成極其龐 大。再者,該大型電路會因該電路運作的關係而導致該聲 音信號處理器消耗非常多的功帛。另—方自,某些聲音信 號處理器會藉由以不同格式(舉例來說,不同的取樣頻曰率°) 接收複數個聲道的聲音信號來實施信號處理。於此種聲音 信號處理器中,會利用為個別聲道所準備的算術電路來: 輸入數位聲音信號實施信號處理,該等個別聲道的數位聲 音信號於經過信號處理之後便會經過d/a轉換,然後該等俨 號便會被混合並且輸出。因為此種聲音設備中的個別聲道 均有-算術電路,所以其同樣會具有大型的信號處理電 路’而且功率消耗亦非常高。為解決該些缺點,已經有人 提出一士種聲音信號處理器,其可利用一共同的算術電路進 订分時控制以循序地實施複數個算術運算(例如濾波及 化處理)。根據此種聲音信號處理器,可於分時控制下使用 95455.doc 1282217 單一算術電路,所以便可達成小型電路的目的。舉例來說, 此種聲音信號處理器已揭示於專利文件1,曰本專利特許公 開申請案(Kokai)第H12(2000)-122650號之中。 W述慣用的聲音信號處理 心喁斤依序地實施預設 的複數個算術運算。所以,當試圖提供市場一種具有符合 各種規格之不同聲音信號處理内容的聲音信號處理器時, 吾人便需要針對每種規格來開發且製造聲音信號處理器, 從而便會出現開發與製造成本提高的問題。就解:此問題 的方法而言,有一種方法藉由準備一所謂的全功 (full-featured)聲音信號處理器(該聲音信號處理器可實施 各種算術運算(例如遽波、等化處理、以及聲像局部化》, 然後於某些規格中省略渡波而於其它規格中則不省略爐 波,便可實現多樣規格。舉例來說,遽波十, 運算的濾波器係數設為「丨」,讓數&a 」裱数位聲音信號繞過該算術 電路,便可達到省略該算術運算的目的。不過,即使被繞 過,該f術電路依然會在該時候運作,所以便會出現因不 必要的信號處理而浪費功率的問題。 月b夠為複數個聲道的聲音咨粗垂_ 耳、幻耳《貝枓實施各種信號處理的 L號處理器已被廣泛使用。重 里"、、占放在^唬處理的組態 該些聲音信號處理器主要可分 J刀馮兩類。如圖13所示,第一 聲音信號處理器具有一資料 有貝科路徑用於對每條聲道進行芦號 處理亚且可為該等個別聲道的 〇儿 理。如圖14所示,第一聲立卜“ 貝也1口號處 .t A ^。 一 # θ 唬處理器具有複數個個別聲 道共用的早一貧料路徑並且 车 Ύ利用该早一資料路徑進行分 95455.doc 1282217 = 制以便依序地對該等個別聲道的聲音資料實施信號處 牛列&,專利文件2,日本專利特許公開巾請_响 弟2000-122680號便係一揭示第—簦立 文獻。 弟一耷曰^唬處理器的技術 根據前述的第一聲音信號處理器, ^ 道的資料路徑便可降低功率消耗。 ^才使用的聲 器的問題係必須為每個聲道二Π’此聲音信號處理 丰運知供一條資料路徑,從而造成 體積龐大的處理器,藉此,當利 曰μ 田利用LSI來形成該處理器時, :片面積便會變得非常大。根據第二聲音信號處㈣,僅 搞要提供單一條資料路徑,從 署 ^^ 曰產生小型的處理器裝 二:=,當利用⑶來形成該處理器時,便可料 L即使僅輸入一部份聲道的聲音資料,此聲音信 唬處理器依然會實施所有聲道的運瞀, 不必# 0 Έ f ^ ^所以基本上會實施 不要的運异,從而出現浪費功率的問題。 【發明内容】 上述情形而提出的,,本發明的目的 係提仏一種聲音信號處理器,Α 施各種信號處理。本發明的二"^功率消耗並且實 個聲道的聲音信號處理器,:能=提供-種具有複數 率消耗的目的。 4夠達成小型組態及降低功 立為達成域目的,本”㈣巾—錢關料一種聲 音信號處理器,其包括· 次 種聲 號套"以上二:=徑單元’其對-聲音信 …模式暫存器,其::::::聲:信號一 、式貝矾,用以規定該資料路 95455.doc 1282217 徑單元^人貝施的彳§號處理,以及一狀態機單元,其依序地 饋送控制馆號’用於讓該資料路徑單元對該聲音信號套用 一個以上的异術運算,以便實施該信號處理,所實施的信 號處理係由一個以上的算術運算所組成並且係由模式暫存 器中所儲存的模式資訊來規定。 根據此聲音信號處理器,藉由更新該模式暫存器中所保 有的模式資訊便可讓該資料路徑單元實施各種信號處理。 再者,該資料路徑單元僅實施構成該信號處理的算術運 算,而不具有任何浪費的運算,從而可降低功率消耗。 於一較佳模式中,該狀態機單元會饋送載有下面資訊的 控制信號:用以表示欲進行每個算術運算的聲音信號的輸 入貧料的位置的資訊5以及用以表示每個算術運算之處理 結果的輸出目的地的資訊。 本發明的聲音信號處理器可能進一步包括複數個介面, 用以攸外面接收一聲音信號或是以外面供應的信號源為基 礎來產生-聲音信號,並且將該等聲音信號供應至該資料 路=單7L ’其中該狀態機單元會產生—控制信豸,用以讓 α亥:料路單元執行一算術運算,以便將該等介面所供應 的耳S乜唬的格式轉換成預設格式。於此況 μ & ^生一控制信號,用以讓該資料路徑單元執行_ 开術運4,以便混合具有相同格式且才皮載入該 元之中的複數個聲音信號。 路t早 車κ圭的後 — /、’母當於特定週期處供應一時脈脈衝 態機單元#合甚4 f ’该狀 更3產生一控制信號,用以讓該資料路徑單-每 95455.doc 1282217 施模式暫存器中所儲存的模式資訊所規定的信號處理。於 此情況中’該資料路徑單元會提供一用以表示執行中算術 運异狀態的狀態信號給該狀態機單元,而且該狀態機單元 以所提供的狀態信號為基礎,來決定於供應下個時脈脈衝 時應該被送至該資料路徑單元的控制信號的内容。 較佳的係,該狀態機單元會依序地饋送該等控制信號, 用於讓該資料路徑單元連續地執行構成該模式資訊所規定 之信號處理的複數個算術運算。 於本發明的另一項觀點中,提供一種聲音信號處理器, 其包括:複數個介面,用以分別接收複數個聲道的聲音資 料,一偵測單元,用於以透過該等複數個介面所輸入的該 等複數個聲道的聲音資料為基礎來產生一狀態信號,該狀 態信號係表示每條聲道究竟係主動狀態或是非主動狀態; 以及聲音#號處理單元,其以分時方式對該等複數個聲 道的聲音資料來實施信號處理,其中該聲音信號處理單元 以該债測單元所輸出的狀態信號為基礎來判斷每條聲道究 竟係主動狀態或是非主動狀態,並且僅對處於主動狀態中 的聲道的聲音資料實施信號處理,以及對處於非主動狀態 中的聲道的聲音資料停止實施信號處理。 根據本發明的此項觀點,該偵測單元會偵測每條聲道究 竟係主動或是非主動,而該聲音信號處理單元僅對主動聲 道的聲音資料實施信號處理並且會停止對非主動聲道的聲 音資料實施信號處理。所以,便可避免發生浪費的信號處 理’並且降低信號處理所需要的功率消耗。 95455.doc • 11 · 1282217 於較佳模式中,假使該聲道的聲音資料已經停止一段 超過特定的時間週期,則該偵測單元便會產生用以表示該 耳道為非主動狀態的狀態信號。根據此模式,假使於該聲 音信號處理單元的延遲系統的信號處理(例如迴響處理)執 行期間某一特定聲道的聲音資料停止,則便會於該特定的 時間週期經過之後的適當時間處停止該相關聲道的信號處 理。所以便可避免發生於執行期間中斷該迴響處理或類似 處理的缺點。 於:-較佳模式中’當該聲道的聲音資料已經持續停止 超過第一時間週期時,那麼該偵測單元便會產生一第一狀 態信號,而且當該聲道的聲音資料已經持續停止超過第二 時間週期(大於第一時間週期)時,那麼便會產生一第二狀熊 信號’而且假使該㈣單元針對該聲道產生第—狀態信 號,則該聲音信號處理單元便會停止該聲道的—部份^號 處理,而假使針對該聲道產生第二㈣㈣,則便會停止 ,聲道的所有信號處理。根據此模式,因停止和於停止該 聲音資料時被中斷而不會受到影響的特定_信號處理有 關的聲音貧料所產生的第一狀態信號被輸出時,便會 ㈣定類型的信號處理;而假使該聲音資料停止狀況 -段特定或更長的時間週期 、” 號處理。所以,相較於前… 其匕類型的信 消耗。 純“料式,便可進—步地降低功率 【實施方式】 以下將參考附 圖來說明本發明的具體實施例 95455.doc -12- 1282217 (第一具體實施例) 圖1為根據本發明第一具體實施例之聲音信號處理器1〇 的組態的方塊圖。該聲音信號處理器1〇係一LSI,其包括一 等效於圖中形成於一半導體晶片上複數個組件的電路,並 且可將其安裝於需要效應器功能、混音功能、或是其它功 能的各種聲音設備上。 根據此具體實施例的聲音信號處理器i 〇會接收藉由取樣 源自來源A的聲音波形所產生的時間系列聲音資料,並且接 收源自來源B的效能資料,並且對兩種資料進行處理。舉例 來說,就此而言,來源A係一被連接至其上安裝著該聲音信 號處理器10的聲音設備的外部裝置,或是一内建於該聲音 設備内的聲音再生器(例如MP3 (MPEG 1層3)解碼器)。例來 說,來源B係一主處理器,用於控制其上安裝著該聲音信號 處理器10的聲音設備中的該聲音信號處理器1〇。 為從來源A接收該聲音資料,該聲音信號處理器丨〇會具備 數位聲音I/F 11。於此具體實施例中,具有兩個聲道l與 R、取樣頻率Π的聲音資料A會透過數位聲音1/? 1丨被送入。 再者,為藉由從來源B接收效能資料以取得聲音資料,該 聲音信號處理器10會具備一 CPU I/F 12、一定序器13、以及 一音源14。該效能資料會透過CPU I/F 12從來源B被供應至 定序器13。該效能資料係一連續資料,而該連續資料包含 一連串的事件資料用以規定音源14的控制信號(例如音調 開啟及音調關閉),以及持續時間資料用以規定將個別事件 資料送至音源14的時間間隔。定序器13會控制用於將事件 95455.doc -13- 1282217 全景電位器之係數(其表示的係聲像局部化的位置)的音量 比例被分配給由兩個聲道1^與尺所組成的聲音資料B,然後 便會從音源14中被輸出。 、貝’:至音源14的時序。更明確地說’假使有特定資料被 =:’原14’則定序器13便會反覆某項運算,以便等待和 <績事件資料有關之持續時間f料相等的時間經過並且將 該後續事件㈣送出給音源14。於—較佳具體實施例中, 曰源14會產生立體聲取樣聲音資料。於此具體實施例中, 當供應音調開啟事件資料時,音源14便會輸出分別具有不 同波形的兩個聲道I^R、取樣頻率f2的聲音資料B。於另— 較佳具體實施例中,音源14會產生單聲取樣聲音資料。於 此,、體貝她例中,备供應音調開啟事件資料時,音源14便 會產生取樣頻扣的單聲聲音資料。該聲音資料以對應於 聲音信號處理單元20會對分別取自數位聲音1/17 u及音 源14的聲音資料A與B實施信號處理,並且以由兩個聲道1 與R所組成的數位信號來輸出該處理的結 理單元2。内部,會有一圖中未顯示的時脈產生器來= 率為fs的取樣時脈脈衝CLK,以及快於CLK的運算時脈脈衝 MCLK。於该聲音信號處理單元2〇中,每當針對聲音資料a 與B實施信號處理時,便會產生一取樣時脈脈衝clk來觸 發。該信號處理所使用的組件的時序控制會同步於運算時 脈脈衝MCLK。於此具體實施例中,取樣時脈脈衝的頻率& 會與聲音資料B的取樣頻率f2相同。所以,可於聲音信號處 理單元20中直接處理聲音資料B,而不必轉換該取樣頻率。 95455.doc -14- 1282217 声史 yy 欠 、 呈 ' ;、的取樣頻率f 1不同於頻率fs( = f2)。所以,於此 ^0之^ ^例中,聲音資料A會被捕捉到該聲音信號處理單元 中而後其取樣頻率便會利用SRC運算從fl被轉換成 (f2)。稍後將會說明SRC運算。 圖1所示,聲音信號處理單元20具有一資料路徑單元 一 30狀恶機單70 40、以及一模式暫存器50。資料路徑單 八有用來館存臨時資料的記憶體3 1以及一運算單元 32。該儲存臨時資料的記憶體31可作為—緩衝區,用來臨 時儲存欲被處理的聲音資料錢8,並且可作為—臨時儲存 A用來臨時健存正在進行信號處理的數位資料。運算單 元32係-對讀自健存臨時資料的記憶體”的資料實施:術 :算的裝置’其具有一乘法器33、—累加器34、以及一運 :係數產生電路35。就此而言,乘法器叫系一用於將讀自 4“時資料的記憶體以的資料乘以一運算係數的電路, ^運算係、數產生電路35則係絲產生該運算係數。應該產 的運异係數係取決於欲對目標資料實施的運算類型。累 加器34係一用於將乘法器33每次輪出的乘法結果累加在二 起的電路。除了將乘法器33的乘法結果累加在一起的運算 之外’累加器34還能實施直通運算, 用以讓乘法結果跳過 该累加運鼻。根據狀態機單元4 — 叮供應的控制信號可決 疋·上面的運算單元32應該實施 ^ 里建开、儲存臨時資料 的C憶體3 1中哪個區域資料係該算 4文开的目、以及累 加器34的運算結果的輸出資料應該供應至何處。 ’、 狀態機單元40會被供應一狀態作 廿士一 a,,、表示的係資料路 95455.doc -15- 1282217 徑單元30的内部狀態。狀態機單元4〇係一具有下面功能的 裝置··以該狀態信號為基礎來監視資料路徑單元Μ之内部 狀態的變化’·以及以該監視結果為基礎來輪出一控制信 唬,用以讓該資料路徑單元3〇實施各種信號處理。 狀態機單元40具有運算狀態機41a至41h,用 該資料路徑單元30之算術運算執行的構件。下面所
係於該些運算狀態機控制下由資料路徑單元%所實施的算 術運算: 、-T a· SRC(取樣率轉換)運算 其處理讀自儲存臨時資料的記憶體31之具有取樣頻糾 的聲音資料’並且將其轉換成具有取樣頻率心⑺的聲音 資料。其係於運算狀態機41a的控制下來實施。 b.VOL(音量)運算 其處理躓自儲存臨時資料的記憶體3丨的聲音資料,並且 凋正其a里。其係於運异狀態機4丨b的控制下來實施。 c· FADE(漸弱)運算 其處理讀自儲存臨時資料的記憶體3 i的聲音資料,並且 將音量臨時控制成聽不見的位準(靜音位準)。其係於運算狀 態機4 1 c的控制下來實施。 d. MIX(數位混音)運算 其處理讀自儲存臨時資料的記憶體31的兩種類型聲音資 料亚且將其此合。其係於運算狀態機㈣的控制下來實施。 e· EQ(數位等化器)運算 其處理讀自儲存臨時資料的記憶體31的聲音資料,並且 95455.doc -16- 1282217 調整每個頻率頻帶的位準。盆伤 干八係於運异狀態機4le的控制下 來實施。 f· VSP(虛擬揚聲器位置)運算 如圖2所示,其處理讀自儲存臨時資料的記憶體31由[聲 道與R聲道所組成的聲音資料;將針對虛擬揚聲器vsp# VSP-R的位置所準備的FIR(有限脈衝響應德波器係數串與 個別的資料進行捲積運# ;以及實施位準移動運算。其係 於運算狀態機41f的控制下來實施。經過vsp運算後,假使 由L聲道與R聲道所組成的聲音資料被D/A轉換且從左 聲器VSP-L與VSP_R被輸出,則,便可能會對轮聽者產生一 種音效,彷彿由L聲道與R聲道所組成的聲音係從虛擬揚聲 器VSP_I^VSP-R處被輸出般。 g· LOAD(資料載入)運算 其將聲音資料A與B儲存於儲存臨時資料的記憶體31的 緩衝區之中,並且將該些資料傳送給需要該資料的算術運 异。其係於達算狀態機41 g的控制下來實施。 h.VSP THRU(VSP直通)運算 其處理讀自儲存臨時資料的記憶體3丨由L聲道與R聲道 所組成的聲音資料,並且實施VSP運算而省略FIR濾波運 异,換s之,其實施圖2中的移動運算。其係於運算狀態機 41h的控制下來實施。 於此具體實施例中,該聲音信號處理單元2〇可能會實施 由前述算術運算組合而成的各種信號處理。如圖3所示,可 利用聲音信號處理單元20來實施的信號處理會具有〇至 95455.doc •17- 1282217 的η種模式。桓彳:欠 中的模式暫存器二:7=二該聲音信號處理單元20 出何種模式來進行信號處理。於::::::°至…選 根據其上容租μ 、 κ土,、體實施例中,會 控制信號將該號處理1110的設備的運作部份的 -較佳具體實施例中,控制該聲二之中。於另 器會根攄斂騁点 卑9仏號處理态10的主處理 中。其中有_…將錢式資訊寫人至該模式暫存器50之 兮模切^種具體實施例係利用非揮發性記憶體來構成 ;;;Τβ5。’並且於運送之前便在工廉中將特定的模 式貝矾寫入至該模式暫存器50之中。 1 算級呼叫狀態機單元42係一種“個運算級呼叫狀態 ,,’且成的裝配件,用以讓該資料路徑單元30來實施對應 於圖3所不之拉式的個別信號處理。於該狀態機單元 4〇之中’於該些運算級呼叫狀態機中,每當產生一取樣時 脈脈衝CLK時’對應於模式暫存器5〇中之模式資訊所規定 之模式的運算級呼叫狀態機便會被啟動。 對應每種模式的運异級呼叫狀態機具有依序啟動對應於 構成该#唬處理的其中一個或複數個算術運算的運算狀態 機的功肖b,以便讓該資料路徑單元3〇來實施該模式中的信 號處理。被該運算級呼叫狀態機啟動的運算狀態機會產生 控制仏號,以便讓該資料路徑單元3 〇來實施相關的算術 運异。此控制信號會透過該運算級呼叫狀態機被供應至該 資料路徑單元30。 再者’該運算級呼叫狀態機會進行控制,以便於構成該 95455.doc •18- 1282217 l號處理的個別算術運算之間正確地 示,於構成哕伫%♦ ' 圖所 μ㈣處理的個別算術運算之間傳送資料的具 二“會相依於該模式。舉例來說’重點放在Μιχ運算, =权式二中會將V0L運算的結果及l〇ad運算的結果傳送至 IX運算之中,而於模式i中會將v〇l運算的結果及EQ運算 ^果傳运至⑽運算之中。再者,於模式〇中會將聰運 开的’·、α果傳运至叫運算之中,而於模式i中會將mix運算的 結果傳送至VSP運算之中。戶斤以,於此具體實施例中,當 用以讓資料路徑單元3〇實施一算術運算的控制信號被送至 該資料路徑單元料,那麼對應於每個模式的運算級呼叫 狀態機便會將該控制信號送至該資料路徑單元3〇,其中該 控制信號含有下面資訊:用以表示該算術運算之目標資料 或輸出目的地的資訊。此控制信號可針對每種模式來設定 用於取得每個算術運算之輸入資料的位置以及輸出資料被 送達的位置,致使讓具有相同組態的資料路徑電路實施各 種信號處理。 的位置的資訊;以及用以表示該算術運算結果之儲存位置 除了前述的狀態機之外,狀態機單元40還具有一狀態機 43,以及一主狀態機44,用於完全控制狀態機單元4〇中的 所有狀態機。當更新模式暫存器50中的模式資訊時,狀態 機43便會被主狀態機44啟動,並且狀態機43會初始化儲存 臨時資料的記憶體3 1。這係因為假使模式被切換的話,保 留在儲存臨時資料的記憶體3 1之中切換之前的模式中的算 術運算的結果便可能會影響到切換之後的模式中的算術運 95455.doc -19- 1282217 算。舉例來說,於涉及延遲處理(例如VSP運算)的算術運算 中’除非於進行模式切換時便初始化該儲存臨時資料的記 憶體3 1,否則,切換之前的模式中的算術運算的結果便會 被傳送至切換之後的算術運算中,僅而產生不成功的結果 取代預期的結果。為避免發生該缺點,可於進行模式切換 時啟動狀態機43。 圖1中的類比單元60主要包括一D/A轉換器,其將前述聲 音信號處理單元20所輸出之由兩個聲道[與尺所組成的數位 信號分別轉換成類比信號,並且將該等信號輸出至左右揚 聲器(圖1中未顯示)。 上面已經說明根據本發明此具體實施例的聲音信號處理 器10的細部組態。 接著’下文將說明根據此具體實施例的運算。不過,下 文所述的運算中,欲由該資料路栌罝 貝7十格仏早凡3〇來處理之由兩個 聲道L與R所組成的聲音資料將會汽 叮π θ間秘為「聲音資料」,以簡 化解釋。 ' 當將源自來源Α的聲音資料將白办 貝t十將自來源B的效能資料供應 至圖1中的聲音信號處理器1〇時,备 θ «數位聲音I/F 11輸出 取樣頻率fl的聲音資料A,從音调仏山 攸曰源14輸出取樣頻率f2的聲音 資料B,而且兩者均會被供應至 耳曰1口就處理單元2〇。 參考圖4,圖中所示的係該聲 卓曰^就處理單元20用來處理 該些聲音資料的運算的時序圖。 用术处 人 十 於耳音^號處理單元20内 部會產生頻率為fs的取樣時脈脈 野LfC以及快於此頻率的 運算時脈脈衝MCLK。聲音資 、、 了八興β會於不同步於該些時 95455.doc -20- 1282217 脈脈衝的時序處分別從數位聲音I/F 11及音源14中被輸 出’而且該等聲音資料會分別被儲存於儲存臨時資料的記 憶體3 1中聲音資料a的缓衝區以及聲音資料b的緩衝區之 中。於此具體實施例中,該些緩衝區可當作FIFO區。換言 之’已經被儲存於該等緩衝區之中欲被讀取的聲音資料A 與B均會依序地讀取自最早的其中一者處。 於該聲音信號處理單元2〇之中,每當產生一取樣時脈脈 衝CLK便會對聲音資料a與B來實施信號處理。更明確地 說’舉例來說,如圖所示,假使模式暫存器5〇中的模式資 訊所指示的模式為模式〇,則每當產生取樣時脈脈衝ClK 時’該聲音信號處理單元20便會依序實施構成模式〇之信號 處理的LOAD運算、SRC運算、VOL運算、MIX運算、EQ運 算、VSP運算、以及FADE運算。 圖5為於特定取樣頻率(1/fs)處由該聲音信號處理單元2〇 來貫施之對應於模式〇的信號處理的時序圖。模式〇中,運 算級呼叫狀態機單元42中對應於模式〇的運算級呼叫狀態 機會被取樣時脈脈衝CLK之上升緣觸發而啟動。對應於模 式〇的運算級呼叫狀態機會先針對load運算來啟動運算狀 怨機41 g。運算狀態機41 g會產生一控制信號,用以讓該資 料路徑單元30來實施該LOAD運算。此控制信號會透過對應 於模式0的運算級呼叫狀態機被送至該資料路徑單元3〇。同 日^ ’對應於模式〇的運算級呼叫狀態機會將含有下面資訊的 控制信號送給該資料路徑單元3 〇 :用以表示欲被讀取之聲 曰倉料B中之最早資料的儲存區的資訊,以及用以於儲存臨 95455.doc -21 - 1282217 時貝料的記憶體31中規定該Μΐχ運算區(其為聲音資料b的 輸出目的地)的資訊。再者,於該SRC運算需要增補聲音資 料A的狀怨中’對應於模式〇的運算級呼叫狀態機便會將含 有下面貪訊的控制信號送給該資料路徑單元30 :用以表示 於LOAD運异中欲被讀取之聲音資料a的儲存區的資訊,以 及用以於儲存臨時資料的記憶體3丨中規定該SRC運算區作 為聲曰貝料A的輸出目的地的資訊。稍後將會說明何種狀態 對應的係該SRC運算需要增補聲音資料a的狀態。 於貝料路徑單το 30中,會根據傳送自上述狀態機單元4〇 的控制信號來實施L〇AD運算。更明確地說,運算係數產生 電路35會先提供「丨」作為乘法器33的運算係數。累加器34 會被置於直通狀態中。於此狀態中,聲音資料B係讀自儲存 臨時資料的記憶體3 1之中該聲音資料B的緩衝區。聲音資料 B會繞過乘法器33與累加器34,並且會被儲存於儲存臨時資 料的記憶體31中的MIX運算區之中。於該SRC運算需要增補 聲音資料A的狀態中,聲音資料a係讀自儲存臨時資料的記 憶體31之中該聲音資料八的緩衝區。聲音資料A會繞過乘法 器33與累加器34,並且會被儲存於儲存臨時資料的記憶體 31中的SRC運算區之中。當L〇AD運算依此方式結束時,資 料路徑單元30便會將用以表示LOAD運算結束的狀態信號 送至該狀態機單元4 〇。 於接收此狀態信號時,對應於模式0的運算級呼叫狀態機 便會針對SRC運算來啟動運算狀態機41a。運算狀態機4ia 會產生一控制信號,用以讓該資料路徑單元3〇來實施該 95455.doc -22- 1282217 SRC運算。此控制信號將在以後詳細說明。該SRC運算的控 制信號會透過對應於模式〇的運算級呼叫狀態機被送至該 資料路徑單元30。同時,對應於模式〇的運算級呼叫狀態機 會將含有下面資訊的控制信號送給該資料路徑單元3 〇 :用 以於儲存臨時資料的記憶體3 1中規定該src運算區作為欲 成為該SRC運算之目標的輸入資料的儲存位置的資訊,以 及用以於儲存臨時資料的記憶體3 1中規定該v〇L運算區作 為取樣率轉換之後該聲音資料的輸出目的地的資訊。 於資料路徑單元3 0中,會依此方式以傳送自狀態機單元 40的控制信號為基礎來實施SRC運算。圖6為該SRC運算的 情況。於該SRC運算中,每當產生頻率fs的取樣時脈脈衝 CLK時’便會實施一内插運算用以取得過去所產生的一連 串聲音資料A之包絡上間隔1/fs的複數個個別取樣點處該 聲音波形的單一瞬間數值。圖6中,時間t丨處的標記X所示 的便係於產生取樣時脈脈衝CLK時所取得的瞬間數值。此 瞬間數值係藉由將複數個内插運算係數串和該取樣點附近 特疋數里的聲音資料A進行捲積運算之後而取得的。圖6顯 示的係利用該取樣點後面單一個聲音資料A k以及該取樣點 刖面的三個聲音資料AH、Ak_2、Ak-3來取得該取樣點處 之瞬間數值的範例。相位資訊Δί表示的係應該於該處取得 一瞬間數值的取樣點及該取樣點前面之聲音資料Ak_丨的生 成時間之間的相位差。前述的SRC運算的控制信號會含有 違相位資訊Μ。運算係數產生電路35會產生對應於該相位 資訊Δί的複數個預設内插運算係數串,並且將該等内插運 95455.doc -23, 1282217 算係數依序地供應至乘法器…於進行此運算的同時,合 從儲存臨時資料的記憶體31的咖運算區中讀取聲音資料
Ak至Ak-3 ’並且依序地供廡空金、+ 、 汁1,、應至乘法器33。乘法器33會依序 地將聲音㈣Ak至Ak_3分別細該㈣插運算係數,而累 加器34則會累加該等乘法結果。依此方式,該等内插運算 係數串便可和料聲音資料Akm3進行捲積運算。接 著,便可將該捲積運算所取得的對應於時間u處之取樣點 的聲音波形的瞬間數值寫人儲存臨時資料的記憶㈣之中 的VOL運算區,作為SRC運算之後的聲音資料Αβ 而後,資料路徑單元30便會取得對應於可取#目前瞬間 數值之取樣點後面的取樣點的相位資訊Μ,並且以狀態信 號的方式將其送至狀態機單元4G。此相位資訊娜以作為 忒控制信號其中一部份的形式於後面的SRC運算中從狀態 機單元40被送至資料路徑單元30。舉例來說,可讓運算^ 兀32將頻率比例f1/fs加入目前的相位資訊At之中,便可取 付對應於新取樣點的相位資訊△ t。 假使相位資訊Μ加入頻率比例fl/fs2後超過Γι」,則下 個欲取得的聲音波形的瞬間數值所在的時間點便係落在該 SRC運算區中最新聲音資料从的後面。於此情況中,後續 的SRC運算便會需要增補新的聲音資料Ak+1,並且使用聲 音資料Ak+1、Ak、Α]^、及Ak-2。據此,資料路徑單元3〇 便會將含有下面資訊的狀態信號送至狀態機單元4〇 ••將加 入頻率比例fl/fs之後所取得的相位資訊一扣除「1」以後所 取得的相位資訊Δί,以及用以表示必須於下個取樣週期中 95455.doc -24- 1282217 增加聲音資料Ak+ 1的資訊。 於運算級呼叫狀態機單以2中對應模式G的運算級啤叫 狀態機中,會儲存接收自該資料路徑單元3G的狀態信號以 供後面的SRC運算使用。於部份情況中,源自該資料路徑 單元30的狀態信號包含用以表示需要增補新的聲音資料a 的資訊。於該些情況中’當讓該資料路徑單元3〇於後面的 取樣週期中實施遵1)運#時,對應模式G的運算級呼叫狀 態機便會如上述般地將含有下面資訊的控制信號送給該資 料路徑單元30:用以表示聲音資料儲存區的資訊,以及用 以於儲存臨時資料的記憶體31中規定該SRc運算區作為聲 音資料A的輸出目的地的資訊。 上面所述的便係由聲音信號處理單元2〇來實施的src運 算的細節。 實際的聲音資料A的取樣頻率£1會具有時間抖動,而取樣 時脈脈衝CLK的取樣頻率fs亦具有時間抖動。假使於該些時 間抖動非常嚴重時如上述般地利用累加固定數值fi/fs來計 算相位資訊Μ,貝彳SRC運算所算出之聲音波型的瞬間數值 的相位與被寫入該聲音資料A之緩衝區之中的聲音資料A 的相位之間的相位差便會隨著時間而増加。從而便可能會 叙生緩衝區上限溢位或是下限溢位。為防止發生此項缺 點,較佳的係監視該緩衝區之中尚未被讀出的聲音資料A 的剩餘量:假使剩餘量低於一特定值的話,便降低於每個 取樣週期中欲被加入該相位資訊M之中的增量,以防止發 生下限溢位;或者,假使剩餘量高於該特定值的話,便提 95455.doc -25 - 1282217 咼欲被加入該相位資訊“之中的旦 的θ里’以防止發生上限溢 位。舉例來說,此項技術已揭示於專利文件3之中,該專利 案係由本案申請人所提出。 專利文件3係曰本專利转耸八 兮W特卉公開申請案(Kokai)第
Hll(1999)-55075 號。 、=藉由源自該資料路徑單元3G的狀態信號㈣測該咖 運异是否結束時’運算級,叫狀態機單元42之中對應於模 式〇的運算級呼叫狀態機便會啟動魏運算的運算狀態機 41c。運算狀態機41c會產生一控制信號,用以讓該資料路 徑單元^來實施鮮0L運算。此控制信號會透過對應於模 式〇的運异級呼叫狀態機被送至該資料路徑單元3〇。同時, 對應於模式〇的運算級呼叫狀態機會將含有下面資訊的控 制#唬送給該資料路徑單元3〇 :用以表示欲作為該乂〇1^運 异之目標的輸入資料的位置的資訊,以及用以於儲存臨時 二貝料的圮憶體3 1中規定該MIX運算區作為該乂01^運算結果 所獲得之聲音資料的輸出目的地的資訊。 資料路徑單元30會如下所述地根據傳送自上述狀態機單 元40的控制信號來實施v〇L運算。首先,會從儲存臨時資 料的記憶體31中的VOL運算區中讀取經過SRC運算之後的 聲音資料A。接著,運算單元32便會對該聲音資料實施v〇l 運# ’並且將運算結果所獲得的聲音資料儲存在儲存臨時 貧料的記憶體31的MIX運算區之中。當VOL運算依此方式 結束時’資料路徑單元30便會將用以表示結束的狀態信號 送至該狀態機單元40。 95455.doc -26- 1282217 於藉由源自該資料路徑單元3 〇的狀態信號來偵測該v〇L 運异是否結束時,運算級呼叫狀態機單元42之中對應於模 式0的運算級呼叫狀態機便會啟動MIX運算的運算狀態機 4 1 d。運异狀態機4 1 d會產生一控制信號,用以讓該資料路 仏單元30來實施該MIX運算。此控制信號會透過對應於模 式〇的運算級呼叫狀態機被送至該資料路徑單元3〇。同時, 對應於模式0的運算級呼叫狀態機會將含有下面資訊的控 制信號送給該資料路徑單元30:用以表示欲作為該ΜΙχ運 异之目標的輸入資料的位置的資訊,以及用以於儲存臨時 資料的記憶體3 1中規定該EQ運算區作為該MIX運算結果所 獲得之聲音資料的輸出目的地的資訊。 資料路徑單元30會根據傳送自上述狀態機單元4〇的控制 信號來實施MIX運算。該MIX運算係希望針對被儲存於儲存 臨時資料的記憶體3 1之MIX運算區之中的聲音資料a與B來 貫施。就此而言,聲音資料A已經過上面的SRC運算處理, 因此會變成和聲音資料B相同取樣頻率f2的取樣資料。所 以,於該MIX運算中,便僅需要對該些聲音資料的權值實 施加總即可。下文將說明的便係該項運算。 首先,從該MIX運算區中讀取聲音資料a,並且從運算係 數產生電路3 5中輸出一混合係數以定義該聲音資料a的權 值,然後便將兩者供應至乘法器33。乘法器33會將聲音資 料A乘以該混合係數。相乘的結果會被送往且儲存在累加器 34之中。接著,從儲存臨時資料的記憶體31的mix運算區 中讀取聲音資料B,並且從運算係數產生電路3 5中輸出一混 95455.doc -27- 1282217 合係數以定義該聲音資料B的權值,然後便將兩者供應至乘 法器33。乘法器33會將聲音資料B乘以該混合係數。相乘的 結果會被送往累加器34。累加器34會實施累加處理,其中 會將該相乘的結果加至已經儲存的資料中。此累加處理會 產生由聲音資料入與8混合而成的聲音資料。經過混合運算 之後的聲音資料則會被儲存在儲存臨時資料的記憶體3 i中 的EQ運算區之中。當混合運算依此方式結束時,資料路徑 單元30便會將用以表示結束的狀態信號送至該狀態機單元 40 ° 下文中’基本上將會於和上面相同的控制τ纟實施vsp 運算與FADE運算。 於執行最後的FADE運算期間,對應於模式〇的運算級呼 叫狀態機會將用以規定類比單元6 〇作為該F A D E運算結果 之輸出目的地的資訊送至資料路徑單元3〇。資料路徑單元 30會根據此資訊將FADE運算結果送至該類比單元6〇。 於最後的FADE運算結束時,聲音信號處理單元2〇便會進 入IDLE狀態。於IDLE狀態中,資料路徑單元3〇不會實^任 何的信號處理運算,從而可將該聲音信號處理器1〇的總功 率消耗降低至低位準。 而後,當產生一取樣時脈脈衝CLK時便會開始一新的取 樣週期,並且會如圖4所示般地再次實施由從⑺心運算至 FADE運异所構成的模式〇的信號處理。 當產生取樣時脈脈衝CLK時便會重複執行上面的處理, 藉此便會於類比單元60中I生經過圖3所示之模式〇中的信 95455.doc -28- 1282217 戒處理之後的類比信號,而且該類比信號以聲音的形式從 左右揚聲器中被輸出。 次同樣地’當於模式暫存㈣中儲存規定另—模式的模式 貝訊時,亦可以和上面相同的控制方式來實施該模式中的 信號處理。圖7為當實施圖3所示之模式ι的信號處理時,聲 音信號處理單元20的運作示意圖。比較圖7與圖5,Μιχ運 算區和EQ運算區的位置被互相交換。不㉟,應該注意的 係,圖中的配置係為避免產生複雜的圖式,其並不意謂著 會真正地互換ΜΙΧ運算區和£卩運算區的位置。 於,述模式0中的信號處理中已經藉由運作對應於模式〇 的運算級呼叫狀態機來依序啟動LOAD、SRC、VOL、MIX、 EQ VSP、以及FADE等運算。相反地,於模式“的信號 處理中則會藉由運作對應於模式1的運算級呼叫狀態機來 依序,動 LOAD、SRC、V〇l、Eq、MIX、vsp、以及 fade 等運v再者’藉由運作對應於模式丨的運算級呼叫狀態機 而於。玄等運异間進行貧料傳送的形式並不同於模式。的形 式。 述根據此具體實施例的聲音信號處理器1 〇能夠利 共同的資料路徑單元30來實施複數種内容互不相同的 :號處理:再者’藉由事先將對應預期的信號處理的模式 貝Λ 2心式暫存器5G之中,便可讓聲音信號處理單元 2〇來貝她5亥項信號處理。所以,便可達到利用單一晶片來 讓該聲音信號處理器10符合複數種信號處理類型中許多不 同的規格。於根據此具體實施例的聲音信號處理器1〇中具 95455.doc -29- 1282217 有一閒置狀態,於該狀態中,從取樣週期開始至執行對應 該模式資訊的信號處理之後的下個取樣週期的週期期間, 該資料路徑單元30完全不會運作。再者,於對應該模式資 訊的信號處理中,該資料路徑單元3〇僅實施該信號處理的 運异。所以,根據此具體實施例,可以避免不必要的信號 處理運算,從而便免除浪費功率消耗並且達到低功率消耗 的目的。所以,將該聲音信號處理器安裝於一需要低功率 消耗的攜帶式電子裝置(舉例來說,行動電話)之上,從而, 可讓該些裝置具備高品質的聲音信號處理功能。 (弟一具體實施例) 根據此具體實施例的聲音信號處理器的組態基本上與圖 1所示之第一具體實施例的組態相同。於上面的第一具體實 施例中,運算級呼叫狀態機單元42係由對應於模式0至模式 n-1之複數個運算級呼叫狀態機所組成的裝配件。此具體實 施例中的運算級呼叫狀態機單元42則係一單一狀態機,其 控:一資料路徑單元30並且根據圖8所示的決策表來進二 狀態轉換。圖9為該運作的狀態轉換示意圖。 —如圖9所示,該運算級呼叫狀態機單元42以目前的狀態及 杈式來决疋該貝料路徑單凡3〇的控制内容(步驟W與Μ)。 舉例來說’假使目前欲控制該資料路徑單心的咖運算 式G,則該運算級呼叫狀態機單元42便會將規定: 异的控制信號送至該資料路徑單元30。同時,爷運 算級呼叫狀態機單元42會將規定一 v 8中的決策表來進行該SRC運算所師的γΓ 據圖 逐#所擭侍的貧料的輸出目的 95455.doc -30 - 1282217 地的控制信號送至該資料路徑單元3〇。然後,於藉由源自 該資料路徑單元30的狀態信號來偵測該SRC運算是否結束 時,運异級呼叫狀態機單元42便會轉換至用於根據圖8中的 決策表來控制該VOL運算的狀態(步驟S3)。而後,於控制該 VOL運算的狀態中,其便會再次以目前狀態(於此情況中, 為控制該VOL運算的狀態)及模式為主來控制該資料路徑 單元30(步驟S1與S2)。 於此具體實施例中,同樣會達到和上面第一具體實施例 中相同的效應。 (其它權宜措施) 雖然上面已經說明本發明的第一具體實施例與第二具體 實施例,不過,本發明還具有下面的權宜措施: (1) 於儲存臨時資料的記憶體中進行區域分配以供該 等异術運异使用可能會和模式相依。舉例來說,相較於欲 實施的算術運算種類的數量較大的模式,於欲實施的算術 運算種類的數量較少的模式中便可分配較大的區域給個別 的算術運算。 (2) 除非動態地實施模式切換,否則並不需要用來初始 化儲存臨時資料之記憶體的狀態機43以及主狀態機料。所 以,於此情況中可將兩者省略。 (第三具體實施例) 下文將爹考圖式來說明本發明的第三具體實施例。 圖10為根據本發明第三具體實施例之聲音信號處理器1〇 的組態的方塊圖。該聲音信號處理器1〇係一 LSI,其包括一 95455.doc 1282217 等效於圖中形成於一半導體晶片上複數個組件的電路,並 且可將其安裝於需要效應器功能、混音功能、以及其它功 能的各種聲音設備上。 根據此具體實施例的聲音信號處理器1〇具有一對應聲道 。的⑽介面70、-對應聲道1的cm介面71、以及一對應聲 道2的CH2介面72,用以作為將聲音資料輸入該處理器^的 "面該二"面70至72可接收相同來源輸出的資料,或是 可接收不同來源輸出的資料。另彳,該些介面70至72可以 相同格式來處理資料’或是可以不同格式來處理資料。舉 例來說’有—種模式可能係有某—特^的介面會接收且輸 出聲音資料(其為一聲音波型的取樣資料);而其它介面則會 接收MIDI或其它效能資料,並且以其為基礎來輸出聲音資 料。 、 一主動/非主動聲道偵測電路8 〇會從透過該等介面Μ至 72輸入的聲音資料中來㈣該等個別聲道究竟係主動或非 主動,並且會輸出用以表示該等結果的聲道狀態信號。 就此而言,該主動/非主動聲道偵測電路8〇並不會在輸入 表示靜音的聲音資料後立即判斷該聲道變成非主n 地’在輸人表示靜音的聲音資料後,假使未輸人任何聲音 資料的情況持續一段預設的特定時間週期時,Α才合判斷 該聲道變成非主動。這係因為假使立即輸出表示㈣動狀 態的聲道狀態信號,則便可能會在執行於前面週期中已經 輸入的聲音資料的情形下’中斷信號處理。稍後將合說日二 最佳的係應該設定多久的週期作為判斷該非主動狀態的指 95455.doc -32- 1282217 示時間。於上面的具體實施例 未被輸入至該聲道中時來產生 輸入的聲音資料本身便可能含 的狀態資訊。 中係於偵測到該聲音資料 該聲道狀態信號。或者,所 有用以表示對應聲道之狀態
f音信號處理單元2〇會對透過該等介面70至72輸入的M 音資料來實施信號處理,並 、耳
聲道照處理結果來輸出由兩個 、所組成的數位信號。類比單元60主要包括—D/A
轉換器,其將聲音《處理單元2G所Μ之由兩個聲道L 與R所組成的數位信號韓拖;^ 出至/·右揚餮-… 且將該等信號輸 主左右%聲裔(未顯示)。 如圖10所示,聲音信號處理單元20具有-資料路徑單元 3〇以及-狀態機單元資料路徑單元3〇具有—用來儲存 臨時資料的記憶體3 1以及一運算單元32。 儲存臨時資料的記憶體31可作為_臨時儲存區,用來臨 時儲存欲被處理的聲音資料以及進行信號處理中的數位資 料。就此而言,該聲音信號處理器10所實施的信號處理包 含所謂的延㈣統的信號處理,所以,儲存臨時資料的記 憶體31會具有一安全的FIF〇(先入先出)記憶體,其具有— 儲存區用來儲存η個聲音資料。可根據最長延遲時間與取樣 週期的比例來預設可被儲存於該FlF〇中的聲音資料的數量 如上述,僅有在輸入表示靜音的聲音資料後,假使未輸 入任何聲音資料的情況持續特定的時間週期時,主動/非主 動聲道偵測電路80才會判斷該聲道變成非主動。最佳的 95455.doc • 33- 1282217 係,作為判斷該非主動狀態之指示時間的週期可設為比上 述的最長延遲時間還長。於一延遲系統的信號處理(例如迴 響處理)中,可利用儲存臨時資料的記憶體3丨的特定區域作 為延遲聲音資料的FIFO,以便在每經過一取樣週期時便將 該FIFO中的聲音資料依序地往後面的儲存區移動,同時可 利用該FIFO中的聲音資料來依序實施運算。所以,即使停 止輸入聲音資料,仍然會出現特定的時間落後,直到結束 整個信號處理為止。據此,便可將判斷該非主動狀態的週 期δ又為略晚於清除儲存臨時資料的記憶體3〖中所有聲音資 料的時間。從而便可避免發生中斷已經被輸入之聲音資料 的信號處理的情況。 運算單元32係一對讀自儲存臨時資料的記憶體31的資料 實施算術運算的裝置,其具有一乘法器33、一累加器34、 以及運异係數產生電路35。就此而言,乘法器33係一用 於將讀自儲存臨時資料的記憶體31的資料乘以一運算係數 的電路,而運异係數產生電路35則係用來產生該運算係 數。累加器34係一用於將乘法器33每次輸出的乘法結果累 力在起的電路。下面全部係根據狀態機單元4〇(更明確地 次係和某异術運异有關的狀態機)所供應的控制信號來決 疋運"係數產生電路35應該產生何種運算係數;乘法器 33與累加益34應該實施何種運算,·健存臨時資料的記憶體 中F個區3^資料應該作為該算術運算的目才票;以及運算 結果應該輸出至何處。 狀怨機皁元40係一控制資料路徑單元3〇之狀態轉換的裝 95455.doc -34- 1282217 置。狀態機單元40會被供應一狀態信號,其表示的係資料 路徑單元30的内部狀態,並且以該狀態信號為基礎來監視 資料路徑單元30之内部狀態的變化。接著,狀態機單元4〇 以該監視結果為基礎來輸出一控制信號給該資料路徑單元 3〇 ’用以讓該資料路徑單元3〇實施各種信號處理。 如圖10所示,狀態機單元4〇具有分別對應於聲道〇至2的 運算狀態機410至412,以及一主狀態機44,用於完全控制 該些運算狀態機。就此而言,運算狀態機41〇至412為用於 控制資料路徑單元3 0的狀態機,以便令其對該等聲道〇至2 的個別聲音資料來實施信號處理。更明確地說,於被該主 狀態機44啟動之後,該等運算狀態機41〇至412便會依序地 輸出一連串的控制信號,用以於預設程序中來規定:欲由 運异係數產生電路35產生的運算係數,儲存臨時資料的記 憶體3 1中用來儲存欲作為該運算之目標的位址,乘法器b 與累加器所實施的運算内容,以及運算結果的輸出目的 地。該系列的信號以同步於該聲音信號處理單元2〇内所產 生的主時脈脈衝的方式被輸出。 主狀態機44會於個別的取樣週期中依照特定的順序來依 序啟動運算狀態機410至412。不過,請注意,假使於特定 的取樣週期中從該主動/非主動聲道偵測電路8〇中輸出一 表示某一特定聲道變成非主動的聲道狀態信號,則主狀態 機44會略過不啟動對應該聲道的運算狀態機,並且於下個 取樣週期中將該狀態機單元40移至下一個狀態。略過對應 於非主動聲道的信號處理的控制作業會反覆進行,直到輸 95455.doc -35- 1282217 出一表示該聲道返回主動狀態的聲道狀態信號為止。 現在將參考圖11與圖12來說明狀態機單元40之狀離轉換 與運算單元32之處理之間的關係。圖曝於一取 中該狀態機單元40之狀態轉換示意圖,其中所有的聲道均 為主動。圖11(b)為於一取樣週期中該主狀態機44之狀態轉 換示思圖,其中聲道1為非主動。於該些圖式中,「」 表示的狀怨中,運异狀態機41 〇正在控制資料路徑單元, 以便達到對聲道〇的聲音資料進行信號處理的目的。「chi」 表示的狀怨中,運异狀態機4丨丨正在控制資料路徑單元, 以便達到對聲道1的聲音資料進行信號處理的目的。「ch2」 表示的狀悲中,運异狀態機412正在控制資料路徑單元3 5 以便達到對聲道2的聲音資料進行信號處理的目的。再者, 「IDLE」表示的狀態中並未啟動任何的運算狀態機,而且 在資料路徑單元30中並未執行任何的信號處理。 假使所有的聲道均為主動,則狀態機單元4〇便會因為開 始該取樣週期的關係而從「IDLE」狀態移至r ch〇」狀態, 然後便會從「CH1」狀態移至「CH2」狀態並且返回「IDLE」 狀怨’如圖11(a)所示。所以,於此取樣週期中,可如圖i2(a) 所示般地對CH0、CH1、及CH2的所有取樣資料實施信號處 理。 假使聲道1為非主動’則便會如圖1 1 (b)所示般地於該狀態 機單元40的狀態轉換中略過「CH1」狀態。所以,狀態的 移動順序如下··「IDLE」、「CH0」、以及「CH2」。然後便會 返回「IDLE」。據此,於此取樣週期中,如圖i2(b)所示, 95455.doc -36 - 1282217 便會對聲道0及2的聲音資料實施信號處理,但卻不會對聲 道1的聲音資料實施信號處理。因此,由於略過對聲道1的 聲音資料實施信號處理的關係,便會產生較長的「IDle」 狀悲週期,從而降低功率消耗。 於從主動/非主動聲道偵測電路80中輸出一表示聲道〇或 聲道2變成非主動的聲道狀態信號的情況中,同樣成立。若 然,主狀態機44便會略過啟動對應於該非主動聲道的運算 狀態機。從而便無需實施該非主動聲道的算術運算,因此 便可卩牛低5亥#號處理運算所需要的功率消耗。據此,便可 將違處理器安裝於-需要低功率消耗的攜帶式電子裝置 (牛例來次,行動電話)之上,從而,可讓該些裝置具備高品 質的聲音信號處理功能。 (第四具體實施例) 々、禾二具體實施例 〜不 耳逆的耸首貧料持續 声止:段特定或更長的時間週期的話’便會停止執行該相 聲道的信號處理。相反地’於本具體實施例中則會實施 。首先’假使和某—料聲道有關之表示靜音 ^ -貝料輸入持續超過第一日夺間週期,貝丨卜主動/非主動 =1電㈣便會輸出一第—聲道狀態信號。假使㈣ f之表不靜音的聲音資料輸入持續-(長於第—眸„π他、日, 、弟一時間週j 會輸—主動/非主動聲道偵測電路8(H 二出—弟二聲道狀態信號。第二時間週期和第三具體, ώ例中用來判斷該聲道變成非 依知笛_ F王勤的靜曰持續時間相同。 二具體實施例相同的方式,狀態機單元40的運算形 95455.doc -37- 1282217 怨機410至412會根據該等聲道狀態信號來略過信號處理。 不過,可根據究竟係輸出第一聲道狀態信號或是第二聲道 狀態信號,於不同的模式中來實施該略過作業。 舉例來說,假使聲道0為主動的話,主狀態機44便會啟動 對應於聲道〇的運算狀態機41〇。吾人假設運算狀態機410 ^ 依 ft?、Process 1」、「Process 2」、「Process 3」、「Process 4」、 以及「IDLE」的順序來移動資料路徑單元3〇的狀態,以便 讓資料路徑單元30來實施聲道〇的信號處理。假使於此情況 中輸出對應聲道〇的第一聲道狀態信號的話,運算狀態機 410便會略過「1^〇(^^2」,不含延遲程序在内。而後,假 使輸出和聲道〇有關的第二聲道狀態信號的話,主狀態機44 便會啟動對應於聲道〇的運算狀態機41〇。因此,便會停止 對應於聲道〇的所有信號處理。而後,假使輸入表示聲音的 耳道0的聲音資料以及輸出表示此結果的聲道狀態信號的 活,主狀態機44便會於後續的取樣週期中啟動運算狀態機 410,以便重_開始進行對應於聲道〇的所有信號處理。 依此方式,在圖中所示之具體實施例的配置中,可於開 始與停止條件間切換欲在運算狀態機41〇至412控制下來實 施的個別處理。所以,便可實施下面的作業:假使可於輸 入靜音聲音資料之後立即停止處理的話,舉例來說,於等 化器處理的情況中,那麼便可於輸出第—聲道狀態信號之 後立即停止;假使以於等待清除儲存臨時資料的記憶體31 :所儲存的所有資料之後才停止處理為宜的話,舉例來 說’於延遲系統處理的情況中,那麼便可於輸出第二聲道 95455.doc -38- 1282217 狀態信號之後才停止。如此便可以較高的時間解析來略過 不必要的運算,所以便可進一步降低信號處理所需: 率消耗。 功 【圖式簡單說明】 圖1為根據本發明第一具體實施例之聲音信號處理器的 組態的方塊圖。 ° 圖2為第一具體實施例中所實施的vsp運算的内容示咅 圖。 圖3為可在第-具體實施例中實施的信號處理範例示意 圖。 圖4為第一具體實施例之運作的時序圖。 圖5為第一具體實施例之運作的時序圖。 圖6為第一具體實施例中所實施的咖運算的時序圖。 圖7為第一具體實施例之運作的時序圖。 圖8為使用於本發明第:具體實施例之聲音信號處理器 中的決策表示意圖。 圖9為第二具體實施例之運作的狀態轉換示意圖。 圖10為本發明第三具體實施例之聲音信號處理器的組態 的方塊圖。 圖U⑷與11(b)為該聲音信號處理器之狀態轉換示意圖。 圖12(a)與12(b)為該聲音信號處理器中之運算單元的行 為示意圖。 圖13為一慣用技術的電路圖。 圖14為一慣用技術的電路圖。 95455.doc -39- 1282217 【主要元件符號說明】 10 聲音信號處理器 11 數位聲音I/F 12 CPU I/F 13 定序器 14 音源 20 聲音信號處理單元 30 資料路徑單元 31 儲存臨時資料的記憶體 32 運算單元 33 乘法器 34 累加器 3 5 運算係數產生電路 40 狀態機單元 41a 運算狀態機 41b " 運算狀態機 41c 運算狀態機 41d 運算狀態機 4 1 e 運算狀態機 41f 運算狀態機 41g 運算狀態機 41h 運算狀態機 42 運算級呼叫狀態機單元 43 狀態機 95455.doc -40· 主狀態機 模式暫存器 類比單元 CH0介面 CH1介面 CH2介面 主動/非主動聲道偵測電路 運算狀態機 運算狀態機 運算狀態機 -41

Claims (1)

1282217 十、申請專利範圍: h 一種聲音信號處理器,其包括·· 一資料路徑單元,其對一聲音信號套用一個以上的算 術運算,以便對該聲音信號實施信號處理; ^ ^ —枳式暫存器,其儲存模式資訊,用以規定該資料路 心'單元欲實施的信號處理;以及 一狀態機單元,其依序地饋送控制信號,用於讓該資 料路徑單疋對該聲音信號套用一個以上的算術運算,以 便實施該信號處理,所實施的信號處理係由_個以上的 二術運异所組成,並且係由模式暫存器中所儲存的模式 資訊來規定。 2.如請求们之聲音信號處理器,其中該狀態機翠元會饋送 ,有y面資訊的控制信號:用以表示欲進行每個算術運 开的耳曰彳§號的輸入資料的位置的資訊;以及用以表示 每個算術運算之處理結果的輸出目的地的資訊。 3·=請求項丨之聲音信號處理器,其進—步包括包括複數個 介面’用以從外面接收一聲音信號或是以外面供應的信 號源為基礎來產生-聲音信號’並且將該等聲音信號供 應至該資料路徑單元,其中該狀態機單元會產生—控制 信號,用以讓該資料路徑單元執行一算術運算,以=將 等"面所供應的聲音化號的格式轉換成預設格式。 4. 2請求項3之聲音信號處理器,其中該狀態機單元會產生 一控:信號’用以讓該資料路#單元執行_算術運算, 以便此合具有相同格式且被載入該資料路徑單元之中的 95455.doc 1282217 複數個聲音信號。 5·如請求項1之聲音信號處理器,其中每當於特定週期處供 應一時脈脈衝時,該狀態機單元產生一控制信號,用以 讓該資料路徑單元實施模式暫存器中所儲存的模式資訊 所規定的信號處理。 6·如4求項5之聲音信號處理器,其中該資料路徑單元會提 供一用以表示執行中算術運算狀態的狀態信號給該狀態 機單疋’而且其中該狀態機單元以所提供的狀態信號為 基礎,來決定於供應下個時脈脈衝時應該被送至該資料 路彼單元的控制信號的内容。 7。如明求項1之聲音信號處理器,其中該狀態機單元會依序 地饋适該等控制信號,用於讓該資料路徑單元連續地執 =構成該模式資訊所規定之信號處理的複數個算術運 8. 一種聲音信號處理器,其包括: 複數個介面 一偵測單元 等複數個聲道 狀態信號係表 態;以及 ,用以分別接收複數個聲道的聲音資料; ,用於以透過該等複數個介面所輸入的該 的聲音資料為基礎來產生一狀態信號,該 示每條聲道究竟係主動狀態或是非主動狀 道的ϊί”處理單元’其以分時方式㈣等複數個聲 資料來實施信號處理,其中該聲音信號處理單 道二亥貞測單元所輸出的狀態信號為基礎來判斷每條聲 兄係主動狀態或是非主動狀態,並且僅對處於主動 95455.doc 1282217 狀態中的聲道的聲音 主動狀離咬 、枓具施信號處理,以及對處於非 王動狀怨中的聲道立次 Q , ^ . 9貝枓停止實施信號處理。 9·如#求項8之聲音信號處 LF 处里态,其中假使該聲道的聲音資 料已經停止超過_段^^ ^ ^ ^ 寻疋的時間週期,則該偵測單元產 生用以表示該聲道為非主動狀態的狀態信號。 〇·如明求項8之聲音信號處理器’其中當該聲道的聲音資料 已經持續停止超過第一蚌 、 — 乐日寻間週期時,則該偵測單元產生 第狀U號,而且當該聲道的聲音資料已經持續停 止:過大於該第一時間週期的第二時間週期時,則產生 -第二狀態信號,而且其中假使該偵測單元針對該聲道 產生第一狀態信號,則該聲音信號處理單元停止該聲道 的一部份信號處理,而假使針對該聲道產生第二狀態信 號,則停止該聲道的所有信號處理。 11 · 一種處理聲音信號的方法,其包括下列步驟: 對一聲音信號套用一個以上的算術運算,以便對該聲 音信號實施信號處理; 暫存模式資訊,用以規定欲實施的信號處理;以及 依序地饋送控制信號,用於對該聲音信號套用一個以 上的算術運算,以便實施該信號處理,所實施的信號處 理係由一個以上的算術運算所組成,並且係由該已暫存 的模式資訊來規定。 12 · —種處理聲音信號的方法,其包括下列步驟: 經由複數個介面來分別接收複數個聲道的聲音資料; 以透過該等複數個介面所輸入的該等複數個聲道的聲 95455.doc 1282217 曰貝料為基礎來產生一狀態信號,該狀態信號係表示每 條聲道究竟係主動狀態或是非主動狀態;以及 以为時方式對該等複數個聲道的聲音資料來實施信號 處理,其t以該狀態信號為基礎來判斷每條聲道究竟係 主動狀態或是非主動狀態,並且僅對處於主動狀態中的 聲道的聲音資料實施信號處理,以及對處於非主動狀態 中的聲道的聲音資料停止實施信號處理。 3·種機器可讀取的媒體,其含有可使用於一聲音信號處 理态之中的複數個程式指令,其中該聲音信號處理器可 執行忒4私式指令,用以實施包括下列步驟的方法: 對一聲音信號套用一個以上的算術運算以便對該聲音 信號實施信號處理; 暫存模式資訊,用以規定欲實施的信號處理;以及 依序地饋送控制信號,用於對該聲音信號套用一個以 上的算術運算,以便實施該信號處理,所實施的信號處 理係由一個以上的算術運算所組成,並且係由該已暫存 的模式資訊來規定。 14· 一種機器可讀取的媒體,其含有可使用於一聲音信號處 理器之中的複數個程式指令,其中該聲音信號處理器可 執行該等程式指令,用以實施包括下列步驟的方法: 經由複數個介面來分別接收複數個聲道的聲音資料; 以透過該等複數個介面所輸入的該等複數個聲道的聲 音資料為基礎來產生一狀態信號,該狀態信號係表示每 條聲道究竟係主動狀態或是非主動狀態;以及 95455.doc 1282217 、刀夺方式對該等複數個聲道的聲音資料來實施信號 處理,其中以該狀態信號為基礎來判斷每條聲道究竟係 主動狀悲或是非主動狀態,並且僅對處於主動狀態中的 聲道的聲音資料實施信號處理,以及對處於非主動狀態 中的聲道的聲音資料停止實施信號處理 95455.doc
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