專利名稱：聲源數(shù)據(jù)產(chǎn)生方法,記錄介質(zhì)和聲源數(shù)據(jù)處理設(shè)備的制作方法
本申請(qǐng)是1995年12月1日申請(qǐng)的，申請(qǐng)?zhí)枮?5120038.0，名稱為“聲源數(shù)據(jù)產(chǎn)生方法、記錄介質(zhì)和聲源數(shù)據(jù)處理設(shè)備”的分案申請(qǐng)。
本發(fā)明涉及一種用于產(chǎn)生音效和背景音樂(lè)(BGM)的聲源數(shù)據(jù)的產(chǎn)生方法，用于記錄這種聲源數(shù)據(jù)信息的記錄介質(zhì)，以及利用聲源數(shù)據(jù)產(chǎn)生聲音的聲源數(shù)據(jù)處理裝置。
通常，電子樂(lè)器、游戲設(shè)備和信息處理裝置(如個(gè)人計(jì)算機(jī))產(chǎn)生音樂(lè)聲和聲音效果。
為了產(chǎn)生音樂(lè)聲和聲音效果，需將諸如方波信號(hào)、三角波信號(hào)和正弦波信號(hào)加到多個(gè)預(yù)設(shè)的具有不同的頻率劃分比和負(fù)載比的分頻器上，然后按所需的音量將這些分頻器輸出的單個(gè)聲源信號(hào)(即所謂的聲音)合成。
對(duì)于諸如鋼琴和鼓之類的樂(lè)器而言，一種聲音的整個(gè)音域被分為四部分，即增高、衰減、維持和釋放部分，因而每一部分的幅值或電平在特性上是變化的。為了處理這種變化，人們利用一種所謂的ADSR控制來(lái)產(chǎn)生每種聲音信號(hào)電平的類似變化。
此外，就電子樂(lè)器而言，還有一利用于對(duì)帶有低頻正弦波信號(hào)的正弦波信號(hào)進(jìn)行頻率調(diào)制的所謂FM聲源。因而，利用作為臨時(shí)函數(shù)的調(diào)制因數(shù)可通過(guò)較少的聲源數(shù)據(jù)來(lái)產(chǎn)生各種聲音信號(hào)。
噪音也可用作聲音效果的聲源。
同時(shí)，為利用游戲設(shè)備或信息處理裝置(如個(gè)人計(jì)算機(jī))運(yùn)行游戲程序，根據(jù)用戶對(duì)游戲程序的處理或?qū)τ螒蛟O(shè)備或信息處理裝置的操作可實(shí)時(shí)改變所產(chǎn)生的音效或背景音樂(lè)(BGM)的開(kāi)始、停止和音量。
用于音效或BGM的聲音信息是自適應(yīng)差分PCM(稱為ADPCM)數(shù)據(jù)，是通過(guò)對(duì)數(shù)字化記錄的各種16位數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行壓縮，然后進(jìn)行4位位率縮減或BRR編碼并對(duì)得到的數(shù)據(jù)分塊而產(chǎn)生的。ADPCM數(shù)據(jù)是基波的聲音數(shù)據(jù)。即，游戲設(shè)備和信息處理裝置提供有利用聲源數(shù)據(jù)產(chǎn)生具有對(duì)應(yīng)于所指的音樂(lè)片斷的聲源數(shù)據(jù)的讀出周期的音樂(lè)片斷的所謂的PCM聲源。
下面將參考圖6詳細(xì)介紹利用4位ADPCM數(shù)據(jù)用作聲源信息的情況下的聲源數(shù)據(jù)。
這種聲源數(shù)據(jù)是以具有由8位電平位和9位垂直位組成的9個(gè)字節(jié)的塊為基礎(chǔ)構(gòu)成的。此塊由聲源數(shù)據(jù)的附加信息組成的1字節(jié)的字頭信息區(qū)HA和由聲源數(shù)據(jù)的16個(gè)采樣或所謂的聲音數(shù)據(jù)組成的8字節(jié)聲音數(shù)據(jù)區(qū)SA構(gòu)成。
字頭信息區(qū)HA由1位塊結(jié)束信息ED、1位循環(huán)信息LP、解碼時(shí)用的濾波器信息FL和4位的偏移量RA構(gòu)成。
塊結(jié)束信息ED指示該塊是否為聲源數(shù)據(jù)的最后塊。循環(huán)信息LP指示該塊聲音數(shù)據(jù)是否要循環(huán)。當(dāng)循環(huán)信息LP為1時(shí)聲音數(shù)據(jù)循環(huán)，而當(dāng)環(huán)信息LP為0時(shí)數(shù)據(jù)不循環(huán)。
當(dāng)每塊聲源數(shù)據(jù)產(chǎn)生后進(jìn)行BRR編碼。濾波器信息FL指示用來(lái)執(zhí)行與BRR編碼對(duì)應(yīng)的BRR解碼的濾波器的信息。利用該濾波器信息FL，可從多個(gè)固定預(yù)測(cè)濾波器(fixedpredictive filter)中選出對(duì)每塊最優(yōu)的固定預(yù)測(cè)濾波器(也就是具有最少的錯(cuò)誤的濾波器)。
偏移量RA是在BRR解碼中用于將4位值擴(kuò)充為16位值的參數(shù)。
聲音數(shù)據(jù)區(qū)SA包括聲音數(shù)據(jù)從SA0L到SB3H的16個(gè)采樣。
同時(shí)，由于在通常的聲源數(shù)據(jù)中一塊包括9個(gè)字節(jié)，因而它需要復(fù)雜的BRR解碼。
還有，在用于以光的形式記錄和再生數(shù)據(jù)的光盤(pán)中，利用為只讀光盤(pán)的致密盤(pán)(CD)作為只讀存儲(chǔ)器的CD-ROM近來(lái)被用作記錄聲源數(shù)據(jù)的記錄介質(zhì)。因而，聲源數(shù)據(jù)以CD-ROM圖象和聲源數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，即CD-ROM XA為基礎(chǔ)是最理想的。
盡管一塊包括9個(gè)字節(jié)的聲源數(shù)據(jù)具有包括16個(gè)聲音數(shù)據(jù)采樣的塊長(zhǎng)度，但該塊長(zhǎng)度并不是基于CD-ROM XA標(biāo)準(zhǔn)的。因此，用來(lái)產(chǎn)生傳統(tǒng)聲源數(shù)據(jù)的進(jìn)行BRR編碼的預(yù)測(cè)濾波器不同于用來(lái)產(chǎn)生基于CD-ROM XA標(biāo)準(zhǔn)的聲源數(shù)據(jù)的進(jìn)行BRR編碼的預(yù)測(cè)濾波器。此外，由于聲源數(shù)據(jù)BRR解碼時(shí)采用的預(yù)測(cè)濾波器是于BRR編碼時(shí)相對(duì)應(yīng)的，因而用于基于CD-ROMXA標(biāo)準(zhǔn)的聲源數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)濾波器不能用于對(duì)傳統(tǒng)聲源數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼。
進(jìn)而，由于聲源數(shù)據(jù)字頭信息區(qū)里的循環(huán)信息只簡(jiǎn)單地指示聲音數(shù)據(jù)是否要被循環(huán)，因而對(duì)聲源數(shù)據(jù)的循環(huán)控制變得復(fù)雜化。
鑒于前面所述，本發(fā)明的一個(gè)目的就是提供一種產(chǎn)生基于通過(guò)簡(jiǎn)單處理即可滿足產(chǎn)生聲音要求的CD-ROMXA標(biāo)準(zhǔn)的聲源數(shù)據(jù)的聲源數(shù)據(jù)產(chǎn)生方法、用于記錄利用該聲源數(shù)據(jù)產(chǎn)生方法產(chǎn)生的聲源數(shù)據(jù)的記錄介質(zhì)、以及用于利用由該聲源數(shù)據(jù)產(chǎn)生方法產(chǎn)生的聲源數(shù)據(jù)來(lái)產(chǎn)生聲音的的聲源數(shù)據(jù)處理裝置。
同時(shí)，當(dāng)由傳統(tǒng)的PCM聲源合成的聲音輸出被用于游戲程序的音效時(shí)，在絕大多數(shù)情況下聲音輸出與音樂(lè)曲調(diào)(如BGM)相重疊。在這種情況下，必須將用作音效的聲音輸出與諸如BGM的音樂(lè)曲調(diào)相混合進(jìn)行輸出。由于要對(duì)非PCM聲源的由其它處理回路輸出的聲音信號(hào)進(jìn)行混合，因而這種將聲音輸出與聲音信號(hào)進(jìn)行混合是復(fù)雜的。同時(shí)，電路結(jié)構(gòu)也因而增大。
所以，鑒于上面所述，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種能夠容易地將由聲源數(shù)據(jù)合成的聲音輸出與聲音信號(hào)進(jìn)行混合的聲音數(shù)據(jù)處理裝置。
根據(jù)本發(fā)明，提供一利聲源數(shù)據(jù)產(chǎn)生方法，包括以下步驟產(chǎn)生由28個(gè)4位自適應(yīng)差分PCM數(shù)據(jù)采樣組成的14字節(jié)的聲音信息；產(chǎn)生由循環(huán)部分的起始信息和結(jié)束信息、描述自適應(yīng)差分PCM預(yù)測(cè)濾波器類型的預(yù)測(cè)濾波器信息、和用于將4位自適應(yīng)差分PCM數(shù)據(jù)擴(kuò)充為16位數(shù)據(jù)的范圍信息所組成的2字節(jié)的聲源參數(shù)；從而產(chǎn)生基于由1 4字節(jié)聲音信息和2字節(jié)聲源參數(shù)的完整塊的16字節(jié)的聲源數(shù)據(jù)。
根據(jù)本發(fā)明，還提供一種將基于完整塊的16字節(jié)聲源數(shù)據(jù)記錄其上的記錄介質(zhì)，該16字節(jié)聲源數(shù)據(jù)由28個(gè)4位自適應(yīng)差分PCM數(shù)據(jù)采樣組成的14字節(jié)聲音信息和由循環(huán)部分的起始信息和結(jié)束信息、描述自適應(yīng)差分PCM預(yù)測(cè)濾波器類型的預(yù)測(cè)濾波器信息、和用于將4位自適應(yīng)差分PCM數(shù)據(jù)擴(kuò)充為16位數(shù)據(jù)的范圍信息所組成的2字節(jié)的聲源參數(shù)構(gòu)成。
根據(jù)本發(fā)明，還提供一種聲源數(shù)據(jù)處理裝置，包括用于存儲(chǔ)其基于由由28個(gè)4位自適應(yīng)差分PCM數(shù)據(jù)采樣組成的14字節(jié)聲音信息和由循環(huán)部分的起始信息和結(jié)束信息、描述自適應(yīng)差分PCM預(yù)測(cè)濾波器類型的預(yù)測(cè)濾波器信息、和用于將4位自適應(yīng)差分PCM數(shù)據(jù)擴(kuò)充為16位數(shù)據(jù)的范圍信息所組成的2字節(jié)的聲源參數(shù)構(gòu)成的完整塊的16字節(jié)聲源數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器裝置；以及用來(lái)利用基于存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器裝置內(nèi)的塊的聲源數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)濾波器信息和比率信息將塊中的4位自適應(yīng)差分PCM數(shù)據(jù)解碼為16位數(shù)據(jù)的解碼裝置。
循環(huán)部分的起始信息和結(jié)束信息為分別指示由一個(gè)或多個(gè)塊組成的循環(huán)部分的起始?jí)K和結(jié)束塊的信息。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種聲源數(shù)據(jù)處理裝置包括用于提供用來(lái)封裝由4位自適應(yīng)差分PCM數(shù)據(jù)組成的聲源數(shù)據(jù)和不同于聲源數(shù)據(jù)的16位PCM數(shù)據(jù)的包封(envelope)的包封裝置；用于對(duì)從包封裝置讀出的聲源數(shù)據(jù)解碼以執(zhí)行間距轉(zhuǎn)換(pitch conversion)并輸出受控的信號(hào)電平的聲音的聲音輸出裝置；以及將聲音輸出裝置的聲音輸出與從包封裝置讀出的實(shí)際聲音數(shù)據(jù)進(jìn)行混合的混音裝置。
根據(jù)本發(fā)明的聲源數(shù)據(jù)處理裝置還包括用于將實(shí)際聲音數(shù)據(jù)與聲音輸出裝置的聲音輸出混合的第二混音裝置；以及對(duì)來(lái)自第二混音裝置的聲音數(shù)據(jù)臨時(shí)向前或向后偏移后再與來(lái)自混音裝置的聲音數(shù)據(jù)進(jìn)行混音的混響聲音數(shù)據(jù)混音裝置。
在本發(fā)明中，聲源數(shù)據(jù)和實(shí)際聲音數(shù)據(jù)被封裝在一個(gè)包封內(nèi)，由4位自適應(yīng)差分PCM數(shù)據(jù)的聲源數(shù)據(jù)產(chǎn)生的16位聲音輸出與不同于聲源數(shù)據(jù)的實(shí)際聲音數(shù)據(jù)的16位PCM數(shù)據(jù)被任意混合。
還有，在本發(fā)明中，提供有第二混音裝置，因而由此第二混音裝置混音后的聲音數(shù)據(jù)被臨時(shí)偏移并與來(lái)自混音裝置的聲音數(shù)據(jù)混合以產(chǎn)生混響聲音數(shù)據(jù)。
在本發(fā)明中，由于聲音數(shù)據(jù)具有類似于CD-ROM XA的28個(gè)采樣結(jié)構(gòu)，因而CD-ROM XA編碼裝置所用的預(yù)測(cè)濾波器可被用于對(duì)該聲音信息進(jìn)行編碼。還有，由于塊被定為16字節(jié)，因而易于實(shí)現(xiàn)解碼。
此外，由于表示循環(huán)部分的起始?jí)K和結(jié)束塊的信息在每塊中均提供，因而可實(shí)現(xiàn)多塊循環(huán)。


圖1為表示采用根據(jù)本發(fā)明的聲源數(shù)據(jù)處理裝置的聲音輸出單元的一個(gè)實(shí)施例的原理圖。
圖2表示聲源數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)。
圖3為表示數(shù)字聲源信號(hào)發(fā)生器結(jié)構(gòu)的原理圖。
圖4解釋濾波器信息。
圖5為表示家用游戲設(shè)備結(jié)構(gòu)的原理圖。
圖6為表示傳統(tǒng)聲源數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的原理圖。
圖7為表示根據(jù)本發(fā)明記錄聲源數(shù)據(jù)設(shè)備的一實(shí)施例結(jié)構(gòu)的原理圖。
圖8解釋存儲(chǔ)盤(pán)上的一個(gè)記錄扇區(qū)的格式。
圖9解釋根據(jù)本發(fā)明的數(shù)個(gè)記錄扇區(qū)的格式。
下面參考附圖對(duì)本發(fā)明的最佳實(shí)施例進(jìn)行介紹。圖1為表示具有用來(lái)利用根據(jù)本發(fā)明的聲源數(shù)據(jù)產(chǎn)生方法產(chǎn)生的聲源數(shù)據(jù)來(lái)產(chǎn)生聲音的聲源數(shù)據(jù)處理裝置的聲音輸出單元結(jié)構(gòu)的原理圖。
圖1中的CD-ROM驅(qū)動(dòng)器93利用CD-ROM作為記錄介質(zhì)。在以光的形式記錄和重現(xiàn)數(shù)據(jù)的光盤(pán)中，CD-ROM利用為只讀光盤(pán)的致密盤(pán)(CD)作為只讀存儲(chǔ)器。
在圖1中，由微處理器組成的中央處理單元(CPU)90與總線92相連。CPU90使用的用于將數(shù)據(jù)裝入其中的主存儲(chǔ)器91、對(duì)從CD-ROM驅(qū)動(dòng)器93內(nèi)的CD-ROM上讀出的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼的CD-ROM解碼器80、利用從CD-ROM讀出的聲音數(shù)據(jù)產(chǎn)生聲音的聲源數(shù)據(jù)處理裝置49也與總線92相連。聲源數(shù)據(jù)處理裝置49由用于處理聲源數(shù)據(jù)的數(shù)字聲音信號(hào)發(fā)生器50和用于裝入聲源數(shù)據(jù)的聲音緩沖器51構(gòu)成。數(shù)字聲音信號(hào)發(fā)生器50與音箱單元95相連以向外輸出聲音。
根據(jù)CPU90發(fā)出的控制指令聲音數(shù)據(jù)被從CD-ROM驅(qū)動(dòng)器93讀出，并被裝入CD-ROM解碼器80上的CD-ROM緩沖區(qū)82內(nèi)。裝在CD-ROM緩沖區(qū)82內(nèi)的聲音數(shù)據(jù)被送至錯(cuò)誤校正單元81內(nèi)。錯(cuò)誤校正單元81對(duì)送來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行錯(cuò)誤校正。
錯(cuò)誤校正單元81的輸出連接至字頭檢測(cè)器100。字頭檢測(cè)器100檢測(cè)數(shù)據(jù)塊的字頭，并相應(yīng)動(dòng)作一開(kāi)關(guān)102。開(kāi)關(guān)102將錯(cuò)誤校正單元81的輸出供給主I/F單元85或者ADPCM解碼器83。如果字頭檢測(cè)器100檢測(cè)出的字頭是用于音效的，開(kāi)關(guān)102就將輸出接至主I/F單元85。而如果檢測(cè)出的字頭是用于音樂(lè)曲調(diào)的，開(kāi)關(guān)102就向另一方向動(dòng)作，將其輸出接至解碼器83。
聲音數(shù)據(jù)中包括可輸出為音樂(lè)曲調(diào)(象背景音樂(lè)BGM這樣的音樂(lè)聲連續(xù)不斷)的聲音數(shù)據(jù)，以及用于產(chǎn)生象音效這樣的聲音的聲音數(shù)據(jù)。具體地說(shuō)，在經(jīng)過(guò)錯(cuò)誤校正后的聲音數(shù)據(jù)中輸出為音樂(lè)曲調(diào)的聲音數(shù)據(jù)為基于用于CD-ROM聲音數(shù)據(jù)的CD-ROMXA標(biāo)準(zhǔn)的4位ADPCM數(shù)據(jù)，以及基于用于音樂(lè)CD的聲音數(shù)據(jù)的CD-DA標(biāo)準(zhǔn)的16位PCM數(shù)據(jù)。用于產(chǎn)生象音效這樣的聲音的聲源數(shù)據(jù)為4位ADPCM數(shù)據(jù)。
CPU90檢測(cè)聲音數(shù)據(jù)是可輸出為音樂(lè)曲調(diào)的聲音數(shù)據(jù)還是用于產(chǎn)生象音效這樣的聲音的聲音數(shù)據(jù)。CPU90執(zhí)行象把可輸出為音樂(lè)曲調(diào)的聲音數(shù)據(jù)送至解碼器83這樣的控制。解碼器83僅對(duì)ADPCM數(shù)據(jù)解碼，并輸出16位PCM數(shù)據(jù)至混音器84?；煲羝?4對(duì)左右立體聲聲道的PCM數(shù)據(jù)進(jìn)行混音，有數(shù)字改變的衰減量。由混音器84輸出的聲音數(shù)據(jù)進(jìn)入數(shù)字聲音信號(hào)發(fā)生器50。
在另一方面，用于產(chǎn)生象音效這樣的聲音的聲音數(shù)據(jù)通過(guò)總線92從主I/F單元85進(jìn)入數(shù)字聲音信號(hào)發(fā)生器50。然后，聲音數(shù)據(jù)被數(shù)字聲音信號(hào)發(fā)生器50存儲(chǔ)在聲音緩沖器51內(nèi)。
圖2表示存儲(chǔ)在聲音緩沖器51內(nèi)的聲音數(shù)據(jù)。
該聲音數(shù)據(jù)以由16電平位和8垂直位的16字節(jié)組成的塊為基礎(chǔ)構(gòu)成。該塊由作為聲源數(shù)據(jù)的聲音信息的字頭信息的2字節(jié)聲音參數(shù)區(qū)PA和由28個(gè)聲音信息(聲音數(shù)據(jù))采樣組成的14字節(jié)聲音數(shù)據(jù)區(qū)SA構(gòu)成。
聲音參數(shù)區(qū)PA由4位偏移量RA、4位濾波器信息FL、3位循環(huán)信息LP和5位保留區(qū)RS組成。
偏移量RA是用于在BRR解碼時(shí)將4位量擴(kuò)充為16位量的參數(shù)。該偏移量RA取值0-12，并由下述公式(1)表示。
16位數(shù)據(jù)＝2(12-RA)·(4位數(shù)據(jù))……(1)當(dāng)基于塊的聲音數(shù)據(jù)產(chǎn)生后進(jìn)行BRR編碼，濾波器信息FL指示用于進(jìn)行與BRR編碼相對(duì)應(yīng)的BRR解碼的濾波器的信息。利用該濾波器信息FL，可從多個(gè)固定預(yù)測(cè)濾波器中選出對(duì)每塊最優(yōu)的固定預(yù)測(cè)濾波器(也就是具有最少的錯(cuò)誤的濾波器)。
循環(huán)信息LP從最小位一側(cè)依次具有1位循環(huán)結(jié)束標(biāo)志EF、循環(huán)標(biāo)志LF及循環(huán)起始標(biāo)志LSF。循環(huán)起始標(biāo)志LSF為1時(shí)表明該塊為循環(huán)的起點(diǎn)。循環(huán)標(biāo)志LF指示聲源數(shù)據(jù)是否具有循環(huán)。循環(huán)標(biāo)志LF為1時(shí)表示聲源數(shù)據(jù)有循環(huán)。在有循環(huán)的聲源數(shù)據(jù)中，所有塊中的循環(huán)標(biāo)志LF的位均被置為1。循環(huán)結(jié)束標(biāo)志EF表示該塊為聲源數(shù)據(jù)的最后塊。
聲音數(shù)據(jù)區(qū)SA包括聲音數(shù)據(jù)的28個(gè)采樣SD0至SD27。
數(shù)字聲音信號(hào)發(fā)生器50利用輸入的聲音數(shù)據(jù)和聲音緩沖器51內(nèi)的聲源數(shù)據(jù)從揚(yáng)聲器單元95輸出音樂(lè)曲調(diào)和音效。
圖3表示數(shù)字聲源信號(hào)發(fā)生器結(jié)構(gòu)的原理。下面對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)介紹。
如本實(shí)施例所示的數(shù)字聲音信號(hào)發(fā)生器具有BRR解碼器53，該解碼器從聲音緩沖器51中讀出圖2所示的為4位ADPCM數(shù)據(jù)的所謂聲源數(shù)據(jù)并執(zhí)行與ADPCM數(shù)據(jù)中實(shí)現(xiàn)的減少位率的編碼相對(duì)應(yīng)的解碼以將ADPCM數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為PCM數(shù)據(jù)。數(shù)字聲音信號(hào)發(fā)生器還有用來(lái)轉(zhuǎn)換已轉(zhuǎn)換后的PCM數(shù)據(jù)的間距的間距轉(zhuǎn)換單元54、用來(lái)產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)的時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器55、用來(lái)產(chǎn)生基于得到的時(shí)鐘的噪聲的噪聲發(fā)生器56、用來(lái)切換由間距轉(zhuǎn)換單元54的輸出和噪音發(fā)生器56的輸出的信號(hào)切換單元57、用來(lái)調(diào)整信號(hào)切換單元57的信號(hào)輸出電平以轉(zhuǎn)換其具有波形可變的幅值的所產(chǎn)生的聲音的包封的包封發(fā)生器58、用來(lái)關(guān)閉為靜音狀態(tài)的靜音開(kāi)關(guān)59、以及用來(lái)調(diào)整音量及左右聲道平衡的左右音量控制單元60L和60R。利用該數(shù)字聲音信號(hào)發(fā)生器根據(jù)聲源數(shù)據(jù)就可輸出聲音。
圖3僅表示出用來(lái)輸出一種聲音(一種語(yǔ)音)的回路結(jié)構(gòu)。但是該實(shí)施例的數(shù)字聲音信號(hào)發(fā)生器也可以輸出有24種語(yǔ)音的聲音，并具有從間距轉(zhuǎn)換單元54至左右音量控制單元60L和60R分別于24種語(yǔ)音對(duì)應(yīng)的電路結(jié)構(gòu)。因而，利用這種數(shù)字聲音信號(hào)發(fā)生器，每種語(yǔ)音的左右聲道被合成以輸出兩個(gè)聲道的聲音，即左聲道和右聲道。
還有，聲音緩沖器51內(nèi)存儲(chǔ)的聲源數(shù)據(jù)、包封、音量和左右聲道平衡均可對(duì)每種語(yǔ)音分別設(shè)定。
利用該數(shù)字聲音信號(hào)發(fā)生器，就可以將從圖1所示的CD-ROM解碼器80中輸入的聲音信號(hào)與聲音輸出進(jìn)行混音，并執(zhí)行將聲音輸出與臨時(shí)前移或后移的聲音輸出進(jìn)行混音的聲音輸出的所謂混響處理。
為了將出現(xiàn)在端點(diǎn)63的聲音信號(hào)與所產(chǎn)生的聲音輸出進(jìn)行混合，數(shù)字聲音信號(hào)發(fā)生器具有一信號(hào)切換單元64用以選擇聲音信號(hào)是否被輸入并與聲音輸出合成，以及用來(lái)調(diào)整所混音的聲音信號(hào)的音量的混音音量控制單元65。因此，當(dāng)聲音信號(hào)要與聲音輸出混合時(shí)，來(lái)自圖1的CD-ROM解碼器80的混音器84的PCM數(shù)據(jù)被輸入到信號(hào)輸入端63并通過(guò)信號(hào)切換單元64被輸入到混音音量控制單元65?；煲粢袅靠刂茊卧?5調(diào)節(jié)輸入其中的聲音信號(hào)的音量。音量調(diào)整后的聲音信號(hào)被輸入累加器62，然后與來(lái)自音量控制單元60L的聲音輸出進(jìn)行混合。
圖3僅表示了用來(lái)混合從音量控制單元60L輸出的的24種語(yǔ)音的聲音輸出合成后的左聲道聲音輸出與來(lái)自混音音量控制單元65的左聲道的聲音信號(hào)的回路結(jié)構(gòu)。但還提供有與左聲道所用的回路結(jié)構(gòu)類似用于右聲道的回路結(jié)構(gòu)，混音是對(duì)于兩個(gè)聲道，即左聲道和右聲道來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
利用這種數(shù)字聲音信號(hào)發(fā)生器，可以對(duì)聲音輸出實(shí)現(xiàn)將聲音輸出與臨時(shí)前移或后移的聲音輸出進(jìn)行混音的所謂的混響處理。
為了執(zhí)行混響處理，數(shù)字聲音信號(hào)發(fā)生器具有一信號(hào)切換單元66用以選擇聲音信號(hào)是否被用來(lái)進(jìn)行混響處理、一累加器67用來(lái)將從信號(hào)切換單元66來(lái)的聲音信號(hào)與通過(guò)信號(hào)切換單元61L來(lái)的聲音輸出相加、混響處理器68用來(lái)對(duì)來(lái)自累加器67的聲音信號(hào)進(jìn)行混響、混響音量控制單元69用來(lái)調(diào)整混響后的聲音信號(hào)的音量、累加器70用來(lái)混合經(jīng)混響音量控制單元69調(diào)節(jié)后的輸出以及從累加器62輸出的臨時(shí)前移或后移的聲音信號(hào)、以及主音量控制單元71用來(lái)調(diào)整累加器70輸出的聲音信號(hào)的音量。因此，來(lái)自混音音量控制單元65的聲音信號(hào)被用作與聲音輸出混合的聲音。
由累加器67輸出的聲音信號(hào)進(jìn)入混響處理器68，在此被臨時(shí)前移或后移并被送至混響音量控制單元69?；祉懸袅靠刂茊卧?9調(diào)節(jié)輸入其中的聲音信號(hào)的音量。音量被調(diào)整后的聲音信號(hào)被送入累加器70，在此被與來(lái)自累加器62的聲音信號(hào)合成。
現(xiàn)在介紹圖2所示的聲源數(shù)據(jù)在數(shù)字聲音信號(hào)發(fā)生器中的處理操作。
圖1中的CPU90從主存儲(chǔ)器91中拾取表示要被輸出的聲音的聲源數(shù)據(jù)的選擇信息、聲音的長(zhǎng)度信息、聲音的間隔信息、用來(lái)確定聲音音色的包封信息、以及聲音的音量信息，并將這些信息輸入給數(shù)字聲音信號(hào)發(fā)生器50。數(shù)字聲音信號(hào)發(fā)生器根據(jù)輸入其中的選擇信息從聲音緩沖器51中讀出聲源數(shù)據(jù)，并從聲源數(shù)據(jù)輸入端52輸入聲源數(shù)據(jù)。數(shù)字聲音信號(hào)發(fā)生器還根據(jù)從CPU90來(lái)的聲音的長(zhǎng)度信息控制從聲音緩沖器51的聲源數(shù)據(jù)的輸入。
這樣輸入的聲源數(shù)據(jù)被送入BRR解碼器53并在此被解碼，然后被轉(zhuǎn)換為16位PCM數(shù)據(jù)。BRR解碼器53的解碼是根據(jù)相對(duì)于每種語(yǔ)音的4次1Ts最大采樣進(jìn)行的。解碼結(jié)果被臨時(shí)存儲(chǔ)在內(nèi)部存儲(chǔ)器中(未表示出)。所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)被間距轉(zhuǎn)換單元54用來(lái)進(jìn)行代數(shù)運(yùn)算以進(jìn)行間距轉(zhuǎn)換，BRR解碼率按照所消耗的數(shù)據(jù)量確定。具體地說(shuō)，間距轉(zhuǎn)換時(shí)消耗的數(shù)據(jù)越少，BRR解碼就執(zhí)行得越少。
現(xiàn)在參考圖4介紹圖2的聲源數(shù)據(jù)的聲音參數(shù)區(qū)PA內(nèi)的濾波器信息FL。
如圖4所示，按照濾波器信息FL表示的值可從4種預(yù)測(cè)濾波器(即直線、一次、二次〔B級(jí)〕和三次〔C級(jí)〕)中選出一種。由濾波器信息FL的值可確定系數(shù)和b。
按照濾波器信息FL的值為2和3選出的預(yù)測(cè)濾波器用來(lái)對(duì)基于CD-ROM XA標(biāo)準(zhǔn)的4位ADPCM數(shù)據(jù)解碼。當(dāng)圖2所示的聲音數(shù)據(jù)為4位ADPCM數(shù)據(jù)時(shí)可采用這些預(yù)測(cè)濾波器。
電流采樣的解碼結(jié)果Xn(16位數(shù)據(jù))用下述公式(2)表示。
Xn＝2(12-RA)Dn+aXn-1+bXn-2……(2)其中Dn表示4位聲源數(shù)據(jù)，Xn-1(16位數(shù)據(jù))表示前一次采樣的解碼結(jié)果，而Xn-2(16位數(shù)據(jù))表示再前一次采樣的解碼結(jié)果。
從BRR解碼器53輸出的PCM數(shù)據(jù)被輸入間距轉(zhuǎn)換單元54。間距轉(zhuǎn)換單元54根據(jù)來(lái)自CPU90的聲音間斷信息進(jìn)行間距轉(zhuǎn)換的代數(shù)運(yùn)算以轉(zhuǎn)換間斷，也即輸入的PCM數(shù)據(jù)產(chǎn)生的聲音的間距。間距轉(zhuǎn)換后的聲音數(shù)據(jù)被送至信號(hào)切換單元57的端點(diǎn)57a。
另外，時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器55產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)被送入噪聲發(fā)生器56以產(chǎn)生一噪聲。該噪聲發(fā)生器56用來(lái)產(chǎn)生一基于M序列的偽隨機(jī)數(shù)字(舉例)的噪聲。所得到的噪聲被送至信號(hào)切換單元57的端點(diǎn)57b。
數(shù)字聲音信號(hào)發(fā)生器根據(jù)圖1的CPU90的控制指令將信號(hào)切換單元57切換到端點(diǎn)57a或57b，因而來(lái)自間距轉(zhuǎn)換單元54的聲音數(shù)據(jù)或來(lái)自噪聲發(fā)生器56的噪聲被選擇并被送至包封發(fā)生器58。
包封發(fā)生器58根據(jù)CPU90的包封信息進(jìn)行所謂的ADSR控制，以確定要輸出的聲音的音色。
來(lái)自包封發(fā)生器58的輸出的左聲道聲音數(shù)據(jù)和右聲道聲音數(shù)據(jù)通過(guò)信號(hào)切換單元59分別被被輸入到左音量控制單元60L和右音量控制單元60R。音量控制單元60L和60R根據(jù)來(lái)自CPU90的音量信息調(diào)節(jié)音量，以將聲音輸出向外輸出。
因而，聲音的24種語(yǔ)音被分別產(chǎn)生和輸出。每種語(yǔ)音的左聲道和右聲道被合成，從而產(chǎn)生兩個(gè)聲道，即左聲道和右聲道的聲音輸出。
兩個(gè)聲道(左聲道和右聲道)的聲音輸出與輸出自混音音量控制單元65的聲音信號(hào)被累加器62混合，然后被累加器70與輸出自混響音量控制單元69的聲音信號(hào)在此混合，如上面所介紹的。這一混音后的聲音輸出的音量由主音量控制單元71調(diào)節(jié)后從聲音信號(hào)輸出端72輸出。這樣，從圖1的揚(yáng)聲器單元95就產(chǎn)生了聲音。
上面介紹的數(shù)字聲音信號(hào)處理裝置用于家用游戲設(shè)備之類是非常理想的?，F(xiàn)在參考圖5介紹采用該數(shù)字聲音信號(hào)處理裝置的家用游戲設(shè)備的一實(shí)施例，圖5表示了該設(shè)備的結(jié)構(gòu)原理。
家用游戲設(shè)備是通過(guò)將用來(lái)實(shí)現(xiàn)各種功能的多種處理器和裝置，包括CPU11和外部裝置12、圖形系統(tǒng)、聲音系統(tǒng)、CD-ROM系統(tǒng)和通訊系統(tǒng)的一個(gè)主系統(tǒng)連接到一總線31上來(lái)構(gòu)成的。
主系統(tǒng)基本部分的CPU11是一32位精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī)(RISC)CPU。外部裝置12包括多個(gè)控制器，諸如DMA、計(jì)時(shí)器和中斷?？偩€31上還連接有容量為2兆字節(jié)的主存儲(chǔ)器13、容量為512千字節(jié)且已裝入用來(lái)控制CPU11和外部裝置12的運(yùn)行以控制家用游戲設(shè)備的操作系統(tǒng)(OS)程序的ROM14、作為并行通訊的輸入輸出(I/O)部分的PIO29、以及作為串行通訊的輸入輸出(I/O)部分的SIO30。
當(dāng)打開(kāi)家用游戲設(shè)備的電源時(shí)，CPU11執(zhí)行ROM14內(nèi)的OS使整個(gè)設(shè)備初始化。按照CPU11的控制指令，應(yīng)用程序，也就是裝在CD-ROM系統(tǒng)的CD-ROM驅(qū)動(dòng)器25內(nèi)的游戲程序或圖象或聲音數(shù)據(jù)被讀出。
具體地說(shuō)，記錄在CD-ROM內(nèi)的圖象數(shù)據(jù)包括已通過(guò)離散余弦變換(DCT)進(jìn)行了正交變換和壓縮的移動(dòng)圖象和靜止圖象數(shù)據(jù)，以及用來(lái)修正多邊形的織構(gòu)圖象的圖象數(shù)據(jù)。就移動(dòng)圖象和靜止圖象而言，分別根據(jù)作為靜止圖象數(shù)據(jù)壓縮的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的靜止圖象專家組(JPEG)標(biāo)準(zhǔn)和僅通過(guò)幀內(nèi)編碼根據(jù)作為移動(dòng)圖象數(shù)據(jù)壓縮的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的移動(dòng)圖象專家組(MPEG)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮。CD-ROM上的游戲程序包括畫(huà)多邊形指令以繪制微小的多邊區(qū)域即多邊形。
記錄在CD-ROM內(nèi)的聲音數(shù)據(jù)包括基于音樂(lè)CD聲音數(shù)據(jù)的CD-DA標(biāo)準(zhǔn)的16位PCM數(shù)據(jù)和基于CD-ROM圖象和聲音數(shù)據(jù)的CD-ROM XA標(biāo)準(zhǔn)的自適應(yīng)差分PCM(稱為ADPCM)數(shù)據(jù)。
從CD-ROM讀出的數(shù)據(jù)被存放在CD-ROM緩沖區(qū)24內(nèi)，然后由CD-ROM解碼器23進(jìn)行解碼。所得到的數(shù)據(jù)根據(jù)數(shù)據(jù)的內(nèi)容被送入主系統(tǒng)、圖形系統(tǒng)或聲音系統(tǒng)。
圖形系統(tǒng)由作為圖形數(shù)據(jù)發(fā)生處理器的幾何變換引擎(geome trytransfer engine)(GTE)15、作為圖形繪制處理器的圖形處理單元(GPU)、具有1兆字節(jié)容量被GPU16用來(lái)產(chǎn)生圖象的幀緩沖區(qū)17、作為圖形數(shù)據(jù)擴(kuò)充引擎的移動(dòng)解碼器(MDEC)19、以及視頻輸出單元18(如CRT顯示單元或液晶顯示(LCD)單元)構(gòu)成。
GTE15作為CPU11的協(xié)處理器，利用并行處理機(jī)制在CPU11產(chǎn)生繪圖指令或控制指令時(shí)，以高速實(shí)現(xiàn)用于在圖象中描述三維目標(biāo)的多邊形的協(xié)同轉(zhuǎn)換或光源計(jì)算，例如計(jì)算以固定的十進(jìn)制模式計(jì)算矩陣或向量。
GPU16根據(jù)CPU11的多邊形繪制指令運(yùn)行，在映射在獨(dú)立于CPU11的二維地址空間上的幀緩沖區(qū)17內(nèi)繪制多邊形。GPU16執(zhí)行以同一顏色繪制多邊形的平滑著色(flat shading)、給多邊形的每一頂點(diǎn)定義一種隨機(jī)顏色以發(fā)現(xiàn)多邊形內(nèi)的顏色的哥勞德(Gouraud)著色、以及將作為二維圖象數(shù)據(jù)的織構(gòu)加至多邊形的織構(gòu)映射。
具體地說(shuō)，當(dāng)實(shí)現(xiàn)以一種顏色畫(huà)多邊形或三角形的平滑著色時(shí)，GTE15每秒鐘最多可執(zhí)行大約一百五十萬(wàn)個(gè)多邊形的協(xié)同運(yùn)算。當(dāng)實(shí)現(xiàn)哥勞德著色或織構(gòu)映射時(shí)，GTE15每秒鐘最多可執(zhí)行大約五十萬(wàn)個(gè)多邊形的協(xié)同運(yùn)算。因此，可以減少CPU11的負(fù)載并實(shí)現(xiàn)高速協(xié)同運(yùn)算。
幀緩沖區(qū)17由所謂的16位雙端口RAM構(gòu)成，它是一個(gè)512個(gè)垂直象素和1024個(gè)電平象素的長(zhǎng)方形區(qū)域。幀緩沖區(qū)17被GPU16用來(lái)繪制圖象和裝入來(lái)自主存儲(chǔ)器13的數(shù)據(jù)。GPU16的繪圖或從主存儲(chǔ)器13的數(shù)據(jù)傳送，與圖象數(shù)據(jù)的讀出是同時(shí)進(jìn)行的。在幀緩沖區(qū)17內(nèi)，裝有存有一種織構(gòu)模型的織構(gòu)區(qū)和將顏色查找表(CLUT)用作調(diào)色板的的CLUT區(qū)?？棙?gòu)模型和CLUT數(shù)據(jù)在CPU11的控制下被從CD-ROM驅(qū)動(dòng)器25讀出，然后通過(guò)GPU16傳送到幀緩沖區(qū)17，并被存入其中。CLUT數(shù)據(jù)還可以由GPU16產(chǎn)生。
相應(yīng)地，GPU16利用GTE15發(fā)現(xiàn)的協(xié)同信息和顏色信息繪制多邊形，并將織構(gòu)加入多邊形以產(chǎn)生三維(3D)圖象。所得到的圖象數(shù)據(jù)作為圖象信號(hào)輸出到視頻輸出單元18，因而就顯示出了三維(3D)圖象。
當(dāng)要顯示移動(dòng)圖象時(shí)，幀緩沖區(qū)17提供兩個(gè)長(zhǎng)方形區(qū)域，該兩區(qū)域被輪流用作繪圖和圖象顯示，因而在一個(gè)長(zhǎng)方形區(qū)域內(nèi)進(jìn)行幀圖象繪制時(shí)在另一長(zhǎng)方形區(qū)域內(nèi)的前面繪制出的幀圖象數(shù)據(jù)被輸出到視頻輸出單元18上以顯示圖象。因此，避免了在視頻輸出單元18上顯示重寫(xiě)圖象的狀態(tài)。
用來(lái)再現(xiàn)從CD-ROM25內(nèi)讀出的圖象數(shù)據(jù)的MDEC19，進(jìn)行與CPU11共用主存儲(chǔ)器13的并行計(jì)算。從CD-ROM驅(qū)動(dòng)器25讀出的移動(dòng)圖象數(shù)據(jù)被CD-ROM解碼器23進(jìn)行錯(cuò)誤校正并被送至MDEC19。MDEC19對(duì)送來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼。解碼后的數(shù)據(jù)作為移動(dòng)圖象數(shù)據(jù)被送入主存儲(chǔ)器13。被送入主存儲(chǔ)器13的移動(dòng)圖象數(shù)據(jù)通過(guò)GPU16被裝入幀緩沖區(qū)17，然后作為圖象信號(hào)被輸出到視頻輸出單元18，從而顯示出移動(dòng)圖象。
聲音系統(tǒng)由作為聲音再現(xiàn)處理器的聲音處理單元或所謂的SPU20、用于SPU20以再現(xiàn)聲音信號(hào)的512千字節(jié)聲音緩沖區(qū)21、以及聲音輸出單元22(如揚(yáng)聲器單元)構(gòu)成。
SPU20具有通過(guò)對(duì)4位差分信號(hào)執(zhí)行16位ADPCM所產(chǎn)生的聲音數(shù)據(jù)進(jìn)行再現(xiàn)的ADPCM解碼功能、能再現(xiàn)存儲(chǔ)在聲音緩沖區(qū)21內(nèi)的聲源數(shù)據(jù)以產(chǎn)生音效的再現(xiàn)功能、以及對(duì)用于再現(xiàn)的聲源數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制的調(diào)制功能。
用于背景音樂(lè)(BGM)的聲音數(shù)據(jù)和用于音效的聲音數(shù)據(jù)被記錄在CD-ROM中。這些數(shù)據(jù)在CPU11的控制下被CD-ROM解碼器23從CD-ROM驅(qū)動(dòng)器25內(nèi)讀出并進(jìn)行錯(cuò)誤校正。
從CD-ROM解碼器23讀出的用作BGM的聲音數(shù)據(jù)在CPU11的控制下被送至SPU20，然后由SPU20從聲音輸出單元22中輸出為音樂(lè)曲調(diào)。用作音效的聲源數(shù)據(jù)在CPU11的控制下被裝入聲音緩沖區(qū)21。SPU20根據(jù)存儲(chǔ)在聲音緩沖區(qū)21內(nèi)的聲源數(shù)據(jù)產(chǎn)生音樂(lè)聲和音效。因而，SPU20是所謂的采樣聲源。
通訊系統(tǒng)由作為輸入裝置或輸入板的控制器27、1兆字節(jié)的存儲(chǔ)器卡28、以及作為同步串行口的通訊裝置26構(gòu)成。
控制器27有用于輸入指令以控制游戲進(jìn)程或游戲內(nèi)顯示的目標(biāo)的移動(dòng)的鍵。由控制器27輸入的操作信息被送入通訊裝置26。送入通訊裝置26的信息由CPU11在大約每1/60秒讀入。CPU11發(fā)出用以控制外部裝置12、主存儲(chǔ)器13、圖形系統(tǒng)、聲音系統(tǒng)、以及CD-ROM系統(tǒng)的運(yùn)行的控制指令，以控制這些系統(tǒng)的運(yùn)行。因而，就顯示出對(duì)應(yīng)于輸入的操作信息的圖象并輸出聲音。
存儲(chǔ)器卡28由非易失性存儲(chǔ)器如快擦寫(xiě)(flush)存儲(chǔ)器構(gòu)成，被用來(lái)裝入和保存多個(gè)游戲的設(shè)定、進(jìn)程狀態(tài)和結(jié)果。由于存儲(chǔ)器卡28與總線31分離，因而存儲(chǔ)器卡28可在電源打開(kāi)時(shí)接入或退出。因而，在家用游戲設(shè)備運(yùn)行時(shí)就可以接入和退出多個(gè)存儲(chǔ)器卡以存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。
游戲設(shè)備可通過(guò)PIO29與外部裝置相連。游戲設(shè)備還可以通過(guò)SIO30與其它游戲設(shè)備通訊。
在家用游戲設(shè)備中，在進(jìn)行讀游戲程序、顯示圖象數(shù)據(jù)或繪制圖象數(shù)據(jù)時(shí)，必需在主存儲(chǔ)器13、GPU16、MDEC19和CD-ROM解碼器23間高速傳送大量圖象數(shù)據(jù)。在這種情況下，采用所謂的DMA傳送來(lái)進(jìn)行，即圖象數(shù)據(jù)在外部裝置12的控制下直接傳送，而不通過(guò)CPU11。因此，由于數(shù)據(jù)傳送給CPU11造成的的負(fù)載就可降低，并可實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳送。
如上面的明確描述，根據(jù)本發(fā)明的聲源數(shù)據(jù)產(chǎn)生方法包括以下步驟產(chǎn)生由28個(gè)4位自適應(yīng)差分PCM數(shù)據(jù)采樣組成的14字節(jié)的聲音信息；產(chǎn)生由循環(huán)部分的起始信息和結(jié)束信息、描述自適應(yīng)差分PCM預(yù)測(cè)濾波器類型的預(yù)測(cè)濾波器信息、和用于將4位自適應(yīng)差分PCM數(shù)據(jù)擴(kuò)充為16位數(shù)據(jù)的范圍信息所組成的2字節(jié)的聲源參數(shù)，從而產(chǎn)生基于由14字節(jié)聲音信息和2字節(jié)聲源參數(shù)的完整塊的16字節(jié)的聲源數(shù)據(jù)。因而，可以容易地實(shí)現(xiàn)利用聲源數(shù)據(jù)的聲音的解碼和產(chǎn)生。還有，在產(chǎn)生聲源數(shù)據(jù)時(shí)利用預(yù)測(cè)濾波器進(jìn)行BRR編碼時(shí)，可采用產(chǎn)生基于CD-ROM XA標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行BRR編碼時(shí)所采用的同樣的濾波器作為預(yù)測(cè)濾波器。也就是說(shuō)，在產(chǎn)生聲源數(shù)據(jù)時(shí)，可利用用于基于CD-ROM XA標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)的編碼器進(jìn)行編碼。
根據(jù)本發(fā)明的記錄介質(zhì)可將基于完整塊的16字節(jié)聲源數(shù)據(jù)記錄其中，該16字節(jié)聲源數(shù)據(jù)由由28個(gè)4位自適應(yīng)差分PCM數(shù)據(jù)組成的14字節(jié)聲音信息和由循環(huán)部分的起始信息和結(jié)束信息、描述自適應(yīng)差分PCM預(yù)測(cè)濾波器類型的預(yù)測(cè)濾波器信息、和用于將4位自適應(yīng)差分PCM數(shù)據(jù)擴(kuò)充為16位數(shù)據(jù)的范圍信息所組成的2字節(jié)的聲源參數(shù)構(gòu)成。因而，如果在產(chǎn)生基于CD-ROMXA標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行BRR編碼時(shí)被用作預(yù)測(cè)濾波器的同樣的濾波器在產(chǎn)生聲源數(shù)據(jù)進(jìn)行BRR編碼時(shí)可被用作預(yù)測(cè)濾波器，那么在對(duì)基于CD-ROM XA標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行BRR解碼時(shí)被用作預(yù)測(cè)濾波器的同樣的濾波器在進(jìn)行BRR解碼和利用聲源數(shù)據(jù)產(chǎn)生聲音時(shí)也可被用作預(yù)測(cè)濾波器。
根據(jù)本發(fā)明的聲源數(shù)據(jù)處理裝置包括用于將基于由28個(gè)4位自適應(yīng)差分PCM數(shù)據(jù)采樣組成的14字節(jié)聲音信息和由循環(huán)部分的起始信息和結(jié)束信息、描述自適應(yīng)差分PCM預(yù)測(cè)濾波器類型的預(yù)測(cè)濾波器信息、和用于將4位自適應(yīng)差分PCM數(shù)據(jù)擴(kuò)充為16位數(shù)據(jù)的范圍信息所組成的2字節(jié)的聲源參數(shù)構(gòu)成的完整塊的16字節(jié)聲源數(shù)據(jù)存儲(chǔ)其上的存儲(chǔ)器裝置；以及用來(lái)利用基于存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器裝置內(nèi)的塊的聲源數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)濾波器信息和比率信息將塊中的4位自適應(yīng)差分PCM數(shù)據(jù)解碼為16位數(shù)據(jù)的解碼裝置。因而，如果在產(chǎn)生基于CD-ROM XA標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行BRR編碼時(shí)被用作預(yù)測(cè)濾波器的同樣的濾波器在產(chǎn)生聲源數(shù)據(jù)進(jìn)行BRR編碼時(shí)可被用作預(yù)測(cè)濾波器，那么在對(duì)基于CD-ROM XA標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行BRR解碼時(shí)被用作預(yù)測(cè)濾波器的同樣的濾波器在進(jìn)行BRR解碼和利用聲源數(shù)據(jù)產(chǎn)生聲音時(shí)也可被用作預(yù)測(cè)濾波器。
循環(huán)部分的起始信息和結(jié)束信息是分別表示由一塊或多塊組成的循環(huán)部分的起始?jí)K和結(jié)束塊的信息。因而，可以使多塊聲源數(shù)據(jù)進(jìn)行循環(huán)以產(chǎn)生更自然的聲音。
如上面的明確描述，根據(jù)本發(fā)明的聲音數(shù)據(jù)處理裝置包括用于提供用來(lái)裝入由4位自適應(yīng)差分PCM數(shù)據(jù)組成的聲源數(shù)據(jù)和不同于聲源數(shù)據(jù)的16位PCM數(shù)據(jù)的包封的包封裝置；用于對(duì)從包封裝置讀出的聲源數(shù)據(jù)解碼以執(zhí)行間距轉(zhuǎn)換并輸出受控的信號(hào)電平的聲音的聲音輸出裝置；以及將聲音輸出裝置的聲音輸出與從包封裝置讀出的實(shí)際聲音數(shù)據(jù)進(jìn)行混合的混音裝置。因而，從聲源數(shù)據(jù)產(chǎn)生的的聲音輸出和16位PCM數(shù)據(jù)的聲音數(shù)據(jù)可被容易地混合。還有，用于混合從聲源數(shù)據(jù)的聲音輸出與16位PCM數(shù)據(jù)的聲音數(shù)據(jù)的回路結(jié)構(gòu)也可縮小。
除了上述結(jié)構(gòu)外，根據(jù)本發(fā)明的聲音數(shù)據(jù)處理裝置還包括用于將實(shí)際聲音數(shù)據(jù)與聲音輸出裝置的聲音輸出混合的第二混音裝置；以及對(duì)來(lái)自第二混音裝置的聲音數(shù)據(jù)臨時(shí)向前或向后偏移后再與來(lái)自混音裝置的聲音數(shù)據(jù)進(jìn)行混音的混響聲音數(shù)據(jù)混音裝置。因而，由第二混音裝置混音后的聲音數(shù)據(jù)被臨時(shí)偏移并與來(lái)自混音裝置的聲音數(shù)據(jù)進(jìn)行混音，因而可容易地產(chǎn)生混響聲音數(shù)據(jù)。
圖7解釋了利用根據(jù)本發(fā)明的得到的信息來(lái)記錄存儲(chǔ)盤(pán)的設(shè)備。
圖8解釋了記錄在存儲(chǔ)盤(pán)上的一個(gè)典型扇區(qū)。該扇區(qū)從12字節(jié)的同步信息開(kāi)始，接著是表示扇區(qū)類型的12字節(jié)的字頭。后面接著是2,048字節(jié)的用戶數(shù)據(jù)，其后的4個(gè)字節(jié)供EDC用，還有276字節(jié)用于錯(cuò)誤校正ECC。
圖9解釋了如何將用戶數(shù)據(jù)或者表示音樂(lè)數(shù)據(jù)或者表示其它圖形和/或音效或其它數(shù)據(jù)的多個(gè)扇區(qū)成功地記錄在存儲(chǔ)盤(pán)上。圖9表示了5個(gè)扇區(qū)，其中第一和第五扇區(qū)為音樂(lè)數(shù)據(jù)，其它扇區(qū)為其它類型的數(shù)據(jù)。
圖7解釋了用來(lái)排列與記錄圖9所示的扇區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)的設(shè)備。模擬輸入被加到輸入端103，并被模數(shù)轉(zhuǎn)換器104轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式。模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出連接至輸入裝置105，以及BRR編碼器106。該BRR編碼器106將聲效數(shù)據(jù)和音樂(lè)數(shù)據(jù)編碼成相同的格式，其由每個(gè)均由28個(gè)4位自適應(yīng)差分PCM數(shù)據(jù)采樣組成的14字節(jié)的聲音數(shù)據(jù)塊組成，BRR編碼器106將其輸出加至兩組開(kāi)關(guān)108和110。每組具有用于濾波器信息、范圍信息、及其它數(shù)據(jù)的開(kāi)關(guān)，而如果開(kāi)關(guān)108閉合，該數(shù)據(jù)就被加至字頭發(fā)生器112和數(shù)據(jù)塊發(fā)生器114。
輸入設(shè)備105根據(jù)數(shù)據(jù)是否為音樂(lè)數(shù)據(jù)或音效數(shù)據(jù)決定開(kāi)關(guān)108和110中哪個(gè)動(dòng)作。如果選中108開(kāi)關(guān)，輸入裝置105還將循環(huán)信息加至字頭發(fā)生器112。字頭發(fā)生器112和數(shù)據(jù)塊發(fā)生器114兩者均將輸出加至SPU有效的聲音打包器SPU(sound packer)116，它將其輸出加至扇區(qū)處理器118以在主盤(pán)126上記錄。同步發(fā)生器120也與扇區(qū)處理器118相連，一提供必要的同步信號(hào)。
扇區(qū)處理器118的另一輸入來(lái)自開(kāi)關(guān)122，它用來(lái)選擇來(lái)自輸入設(shè)備105的聲音信息或來(lái)自圖形數(shù)據(jù)源124的圖形數(shù)據(jù)。
當(dāng)選擇開(kāi)關(guān)110時(shí)，開(kāi)關(guān)110的輸出被加至數(shù)據(jù)塊發(fā)生器128和字頭發(fā)生器130上，這些單元產(chǎn)生與XA型音樂(lè)打包器132相連的信號(hào)。其輸出被接至扇區(qū)處理器118。扇區(qū)處理器118還有一輸入來(lái)自EDC/ECC發(fā)生器134，它提供用于錯(cuò)誤校正之類的所需的ECC和EDC信號(hào)。
利用圖7所示的設(shè)備，主盤(pán)126上的扇區(qū)就可按圖9所示的格式被記錄。很明顯，對(duì)本發(fā)明的設(shè)備和方法可進(jìn)行各種修正和附加，而不會(huì)背離其新穎性的中心特性，這將在后面的權(quán)利要求中進(jìn)行限定和保護(hù)。
權(quán)利要求
1.一種聲源數(shù)據(jù)再生設(shè)備，包括用于解碼真實(shí)聲音數(shù)據(jù)的第一解碼裝置；用于解碼以4位自適應(yīng)差分PCM數(shù)據(jù)編碼的聲源數(shù)據(jù)的第二解碼裝置；和用于將所述解碼后的實(shí)際聲音數(shù)據(jù)與所述解碼后的4位自適應(yīng)差分PCM數(shù)據(jù)進(jìn)行混合的混音裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，其中所述4位自適應(yīng)差分PCM數(shù)據(jù)由基于由28個(gè)4位自適應(yīng)差分PCM數(shù)據(jù)組成的14字節(jié)聲音信息和由循環(huán)信息、預(yù)測(cè)濾波器信息、以及范圍信息所組成的2字節(jié)的聲源參數(shù)構(gòu)成的完整塊的16字節(jié)聲源數(shù)據(jù)組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，還包括用來(lái)將所述解碼后的實(shí)際聲音數(shù)據(jù)與所述解碼后的4位自適應(yīng)差分PCM數(shù)據(jù)進(jìn)行混合的第二混音裝置；用來(lái)使所述第二混音裝置的輸出數(shù)據(jù)延遲的延遲裝置；以及用來(lái)將所述第二混音裝置的輸出與所述第三混音裝置的輸出進(jìn)行混音的第三混音裝置。
4.用來(lái)處理聲音數(shù)據(jù)的方法，包括以下步驟對(duì)實(shí)際聲音數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼；對(duì)編碼成4位自適應(yīng)差分PCM數(shù)據(jù)的聲源數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼；以及將所述解碼后的實(shí)際聲音數(shù)據(jù)與所述解碼后的4位自適應(yīng)差分PCM數(shù)據(jù)進(jìn)行混音。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中所述4位自適應(yīng)差分PCM數(shù)據(jù)由基于由28個(gè)4位自適應(yīng)差分PCM數(shù)據(jù)組成的14字節(jié)聲音信息和由循環(huán)信息、預(yù)測(cè)濾波器信息、以及范圍信息所組成的2字節(jié)的聲源參數(shù)構(gòu)成的完整塊的16字節(jié)聲源數(shù)據(jù)組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，進(jìn)一步包括以下步驟將所述解碼后的實(shí)際聲音數(shù)據(jù)與所述解碼后的4位自適應(yīng)差分PCM數(shù)據(jù)進(jìn)行混音；使所述第二混音裝置的輸出數(shù)據(jù)延遲；以及將所述第二混音裝置的輸出與所述第三混音裝置的輸出進(jìn)行混音。
7.用來(lái)在存儲(chǔ)盤(pán)上記錄聲音數(shù)據(jù)的設(shè)備，包括用來(lái)提供音效數(shù)據(jù)的裝置、用來(lái)提供音樂(lè)數(shù)據(jù)的裝置、用于將所述音樂(lè)代表數(shù)據(jù)和所述聲效數(shù)據(jù)編碼成為4位自適應(yīng)差分PCM碼的編碼裝置以及用來(lái)有選擇地將所述編碼后的音樂(lè)數(shù)據(jù)和所述音效數(shù)據(jù)記錄在存儲(chǔ)盤(pán)的扇區(qū)上的裝置，包括用來(lái)對(duì)每一扇區(qū)產(chǎn)生區(qū)分所記錄的數(shù)據(jù)是音效數(shù)據(jù)或者音樂(lè)數(shù)據(jù)的字頭的裝置。
8.用來(lái)在存儲(chǔ)盤(pán)上記錄聲音數(shù)據(jù)的方法，包括音樂(lè)代表數(shù)據(jù)、及音效代表數(shù)據(jù)、以及有選擇地將所述音樂(lè)數(shù)據(jù)或所述音效數(shù)據(jù)記錄在存儲(chǔ)盤(pán)的扇區(qū)上，以及記錄用來(lái)在每一扇區(qū)記錄區(qū)分在所述扇區(qū)內(nèi)所記錄的數(shù)據(jù)是音效數(shù)據(jù)或者音樂(lè)數(shù)據(jù)的扇區(qū)字頭。
全文摘要
聲源數(shù)據(jù)由28個(gè)聲音信息采樣組成的14字節(jié)聲音數(shù)據(jù)區(qū)SA和由循環(huán)信息LP、濾波器信息FL及偏移量RA組成的聲音參數(shù)區(qū)PA構(gòu)成。在聲源數(shù)據(jù)編碼時(shí)，可采用CD－ROMXA編碼器。4位ADPCM數(shù)據(jù)由BRR解碼器53解碼，由間距轉(zhuǎn)換單元54進(jìn)行間距轉(zhuǎn)換，然后由包封發(fā)生器58進(jìn)行包封變換處理。此后，累加器62對(duì)由音量單元60L和60R進(jìn)行了音量調(diào)節(jié)的左右聲道輸出和音量由混音音量控制單元65調(diào)節(jié)后的16位PCM數(shù)據(jù)進(jìn)行累加。
文檔編號(hào)G10K15/02GK1428735SQ0211815
公開(kāi)日2003年7月9日 申請(qǐng)日期1995年12月1日 優(yōu)先權(quán)日1994年12月2日
發(fā)明者古橋真 申請(qǐng)人:索尼計(jì)算機(jī)娛樂(lè)公司