专利名称：简化合成音讯处理装置的制作方法
技术领域：
本发明是关于一种合成音讯处理装置，尤指一种简化合成音讯处理的装置。
背景技术：
在音讯合成领域中，如果想要产生合成的音讯，必须将合成所需的大量音效参数与硬件沟通，由音讯合成电路的强大数学运算能力，进行频率调变以合成音讯，再将合成后的音讯输出至扩大器，以发出合成的音效。
图1为公知音讯合成电路80的方块图。音讯合成电路80的组成可分成调变电路10、控制电路40以及输出电路50等三大部分。调变电路10的实作方法有许多种，例如，在美国专利公告第4,813,326所公开的“一种具有高谐波内容的音效合成的系统与方法”中，如图2所示，其是以利用预设调变为基础来产生音效合成，其中预设调变可为频率调变(FM)或振幅调变(AM)。以频率调变为例，欲以A(t)*SIN(ωct+I(t)*SINωmt)来表达一调变波形(假设此音色为钢琴)，只需输入调变参数至调变电路10中，即能产生此音色的波形。其中，调变参数包括调变波形相位角度资料ωmt(modulating wave phase angle data)、调变波形资料I(t)(modulationwave data)、载波相位角度资料ωct(carrier phase angle data)、振幅参数讯号A(r)(amplitude coefficient signal)、音调色彩选取讯号TC(tone colorselection signal)等参数，最后产生调变波形，如图3所示。然而此调变波形是周期性地重覆，仅表示某音色的波形，需进一步将调变波形输入控制电路40中，以产生控制波形。
图4为控制参数所对应的示意图。控制参数可区分成四类起奏(attack)、衰退(decay)、维持(sustain)以及释放(release)。起奏参数是用以放大调变波形的大小；衰退参数是用以减小调变波形的振幅；维持参数是用以保持调变波形的大小；释放参数是用以减小调变波形，直到归零。调变波形在输入控制电路40后，控制电路40依控制参数进行调变，最后输出音讯波形。例如，图3的调变波形，经控制电路40依图4的控制参数进行调变，则产生图5的音讯波形。
音讯波形尚需经输出电路50以产生左声道合成音讯L以及右声道合成音讯R。其中，输出电路50输入音讯波形，并依据调整讯号来进行调变，以输出合成音讯。调整讯号包括静音调整(Mute)、音量控制调整(VoCol)、频道控制调整(ChCol)、左声道选择(L-Col)以及右声道选择(R-Col)等。当中，静音调整是用以决定是否输出每一音讯波形；音量控制调整是用以将音讯波形再进行音量大小的调整；频道控制调整是用以决定是否输出本音讯波形；左声道选择以及右声道选择是用以控制音讯波形的左、右声道的输出比例。最后，将左声道合成音讯L与其他频道的输出电路所产生的左声道合成音讯L’加总，并将右声道合成音讯R与其他频道的输出电路50所产生的右声道合成音讯R’加总，以产生合成音讯并输出。
然而，在前述公知音讯合成的处理过程中，由于使用大量乘法器14来进行乘法运算，例如在输出电路50的静音调整、音量控制调整、频道控制调整、左声道选择以及右声道选择等，乘法运算不但占用较长的时间，而乘法器14亦相当复杂且面积庞大。这将导致音讯合成电路的面积无法再缩减，且功率消耗亦无法降低。因此，前述公知音讯合成的技术实有予以改进的必要。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种简化合成音讯处理的装置，由建立波形-增益对照表，可直接以加法运算进行音讯合成。
为实现上述目的，本发明提供的简化合成音讯处理的装置，用以输入一音讯波形并进行至少一调变处理，以输出一合成音讯，该装置包括一波形-增益参照表，储存有上述讯号波形的电压值Si与其对应的增益值Yi，其中，Yi＝k×logSi，k为一常数；
一转换电路，依据上述波形-增益参照表来将上述音讯波形转换为对应的音讯增益值；至少一加法器，用以将上述音讯增益值与一调整增益值相加，以输出一合成增益值；以及一反向转换电路，依据上述波形-增益参照表来将上述合成增益增益值转换为上述合成音讯。
其中该至少一加法器为一将上述音讯增益值与一静音调变增益值相加的加法器。
其中该至少一加法器还包含一将上述音讯增益值与一音量控制调变增益值相加的加法器。
其中该至少一加法器还包含一将上述音讯增益值与一频道控制调变增益值相加的加法器。
其中该至少一加法器还包含一将上述音讯增益值与一左声道选择增益值相加的加法器。
其中该至少一加法器还包含一将上述音讯增益值与一右声道选择增益值相加的加法器。
由上述可知，本发明的装置得以使用加法器来替代乘法器，如此一来，不但可减少音讯合成电路的大小，亦能减少音讯合成电路的功率消耗，达到本发明的目的。
图1为公知音讯合成电路的方块图；图2为公知调变电路的方块图；图3为公知调变电路所产生调变波形的示意图；图4为控制参数所对应的示意图；图5为公知控制电路所产生音讯波形的示意图；图6为本发明音讯合成电路的方块图；图7为波形与增益的相关系示意图；以及图8为波形-增益对照表。
具体实施例方式
在本实施例中，不同附图中相同标号的元件，代表相同或功能相似的元件。
图6为本发明音讯合成电路80的方块图，其包括有调变电路10、控制电路40以及输出电路90。其中，输出电路90是由转换电路30、反向转换电路32、波形-增益对照表34以及复数个加法器16所组成。该波形-增益对照表34中预存相应于波形的增益(dB)值，如图7所示波形与增益的相关系示意图，在此以正弦波(SINωct)为例，如对此正弦波取对数(log)来进行增益的计算，可得其对应的增益值，由图中可得知此增益值为一直线。当正弦波在正周期间，其增益值为一负斜率的直线；当正弦波在负周期间，其增益值为一正斜率的直线。如图8所示的范例，该波形-增益对照表34即储存有讯号波形的数个电压值(S1，S2，S3…Sm)与其对应的增益值(DB1，DB2，DB3…DBm)，其中DBx＝k×logSx，k为一常数。又，对应的增益值的记录，除了可以直接记录每一对应的增益值之外，由于波形所对应的增益值为一直线，可由记录起点以及斜率值，再间接计算出对应的增益值。
前述转换电路30是依据该波形-增益对照表34，而将音讯波形转换为对应的增益值，而前述音讯波形是经调变电路10及控制电路40的调变所产生。该调变电路10及控制电路40如公知技术中所描述，在此不在重复叙述。前述反向转换电路32则是依据该增益对照表34，而将输入的增益值转换为对应的波形。
由于音讯合成的过程，需进行相当于乘法运算的静音调整、音量控制调整、频道控制调整、左声道选择以及右声道选择等调整处理，前述加法器16即以加法运算来达到调整处理的目的。以上述A(t)*SIN(ωct+I(t)*SINωmt)为例，例如将目前音讯波形的电压值(假设为Si)，以及调整讯号的电压值(假设为Sj)两者进行乘法运算以得到调变后的波形Sk电压值，以数学式表示为Sk＝Si×Sk(1)假设，在进行上述乘法运算之前，对上述讯号进行增益处理，即令增益DBi＝20×logSi以及增益DBj＝20×logSj
令增益DBk＝DBi+DBj(2)＝20×logSi+20×logSj＝20×log(Si×Sj)＝20×logSk可知对于相同的运算目的，方程式(1)乃进行乘法运算(此为公知输出电路50所使用的方法)，而方程式(2)为进行加法运算，此为本发明输出电路90所使用的方法，即，在本发明中，由于音讯波形先经转换电路30依据该波形-增益对照表34而转换为对应的音讯增益值，而由加法器16将此音讯增益值与调整讯号的增益值相加，此相加后的合成增益值再由反向转换电路32依据该增益对照表34而转换为对应的波形以输出的，此输出波形即相当于输入波形与调整讯号的相乘结果。于本实施例中，是以数个加法器16依序将音讯增益值与静音调整增益值、音量控制调整增益值、频道控制调整增益值、左声道选择以及右声道选择增益值相加。相比之下，方程式(2)的计算过程较方程式(1)简单，除此之外，执行加法运算的加法器16的电路亦较执行乘法运算的乘法器14的电路精简许多。
由此可知，本发明的音讯合成过程中，对乘法运算简化成加法运算，可避免乘法运算所需的复杂硬件线路及耗费的时间，而仅需由查表及加法运算便可实现音讯合成，确可有效降低电路的复杂度及减少运算的时间，与公知比较下，具有明显的进步性。
上述实施例仅为了方便说明而举例而已，本发明所主张的权利范围自应以申请专利范围所述为准，而非仅限于上述实施例。
权利要求
1.一种简化合成音讯处理装置，用以输入一音讯波形并进行至少一调变处理，以输出一合成音讯，该装置包括一波形-增益参照表，储存有上述讯号波形的电压值Si与其对应的增益值Yi，其中，Yi＝k×log Si，k为一常数；一转换电路，依据上述波形-增益参照表来将上述音讯波形转换为对应的音讯增益值；至少一加法器，用以将上述音讯增益值与一调整增益值相加，以输出一合成增益值；以及一反向转换电路，依据上述波形-增益参照表来将上述合成增益增益值转换为上述合成音讯。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，其中该至少一加法器为一将上述音讯增益值与一静音调变增益值相加的加法器。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，其中该至少一加法器还包含一将上述音讯增益值与一音量控制调变增益值相加的加法器。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，其中该至少一加法器还包含一将上述音讯增益值与一频道控制调变增益值相加的加法器。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，其中该至少一加法器还包含一将上述音讯增益值与一左声道选择增益值相加的加法器。
6.如权利要求4所述的装置，其特征在于，其中该至少一加法器还包含一将上述音讯增益值与一右声道选择增益值相加的加法器。
全文摘要
本发明是有关于一种简化合成音讯处理装置，由建立一波形－增益对照表，用以储存波形的电压值以及其增益值的对应关系，在合成音讯处理过程中，以增益值的加法运算替代合成音讯处理时的乘法运算，达到简化合成音讯处理的目的。
文档编号G10L13/00GK1567429SQ03141199
公开日2005年1月19日 申请日期2003年6月12日 优先权日2003年6月12日
发明者李忠宪 申请人:凌阳科技股份有限公司