專利名稱：一種對手機和弦芯片上的波表進行處理的方法
所屬領(lǐng)域本發(fā)明涉及波表處理領(lǐng)域，尤其涉及一種對手機和弦芯片上的波表進行處理的方法。
背景技術(shù)：
MIDI是Musical Instrument Digital Interface的簡稱，意為音樂設(shè)備數(shù)字接口。MIDI文件并非像WAV或MP3那樣量化的紀(jì)錄樂曲每一時刻的聲音變化，它只是一種描述性的“音樂語言”，只要將所要演奏的樂曲信息表述下來就可以了。譬如“在某一時刻，使用什么樂器，以什么音符開始，以什么音調(diào)結(jié)束，加以什么伴奏”等等。所以MIDI的體積非常的小巧，這是MIDI越來越受到歡迎的因素之一。MIDI文件只是一種對樂曲的描述，本身不包含任何可供回放的聲音信息，所以回放MIDI就需要依靠一些合成手段。最為常見的手段是FM合成與波表合成。FM是“頻率調(diào)變”的英文縮寫，它運用聲音振蕩的原理對MIDI進行合成處理。但由于技術(shù)本身的局限，效果很差勁，而波表合成則要好得多。
波表的英文名稱為“WAVE TABLE”，從字面翻譯就是“波形表格”的意思。其實它是將各種真實樂器所能發(fā)出的所有聲音(包括各個音域、聲調(diào))錄制下來，存貯為一個波表文件。播放時，根據(jù)MIDI文件紀(jì)錄的樂曲信息向波表發(fā)出指令，從“表格”中逐一找出對應(yīng)的聲音信息，經(jīng)過合成、加工后回放出來。由于它采用的是真實樂器的采樣，所以效果自然要好于FM。
由于波表合成技術(shù)是將真實樂器的音色采樣錄制下來再進行合成處理的，所以波表越大音色采樣就越真實，效果就越好。就PC的聲卡而言，最小都要在聲卡的ROM里裝載1M的波表。但是對于手機上的和弦芯片而言，考慮到芯片的面積和成本，這樣大的波表是不能接受的，所以必須對波表進行刪減，但由此帶來的就是音色的損失。比如刪除了吉他的波表，那么就無法合成MIDI里的吉他聲了。這樣也帶來了芯片性能的下降。因此新型的波表壓縮技術(shù)越來越為人們所期待。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種不造成音色損失的對手機和弦芯片上的波表進行處理的方法。
為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)方案以如下方式實現(xiàn)一種對手機和弦芯片上的波表進行處理的方法，其步驟為1)對PCM脈沖編碼調(diào)制波表庫使用ADPCM壓縮算法進行壓縮；2)將壓縮后的波表固化在芯片內(nèi)；3)根據(jù)MIDI文件紀(jì)錄的樂曲信息向壓縮后的波表發(fā)出指令，從壓縮后的波表中逐一找出對應(yīng)的聲音信息；4)使用ADPCM解壓縮算法對相應(yīng)樂器的聲音信息進行解壓縮；5)對應(yīng)的聲音信息經(jīng)過合成、加工后回放出來。
上述步驟1)包括以下步驟1)用一組脈沖采樣時鐘信號與輸入的模擬音頻信號相乘，相乘的結(jié)果即輸入信號在時間軸上的數(shù)字化；2)對采樣以后的信號幅值進行量化；3)對經(jīng)過量化A/D變換后的信號再進行編碼，即把量化的信號電平轉(zhuǎn)換成二進制碼組，得到離散的二進制輸出數(shù)據(jù)序列x(n)，n表示量化的時間序列，x(n)的值就是n時刻量化后的幅值以二進制的形式表示和記錄。上述步驟1)中的脈沖采樣時鐘信號可以采用相同的采樣精度下較低的采樣頻率。上述步驟2)中的量化可以是通過量化器的均衡量化。
上述步驟3)中的ADPCM壓縮算法為IMA-ADPCM壓縮算法。
本發(fā)明對脈沖編碼調(diào)制波表庫使用ADPCM壓縮算法進行壓縮。ADPCM是一種有損壓縮，它丟掉了部分信息。由于人耳對聲音的不敏感性，適當(dāng)?shù)挠袚p壓縮對視聽播放效果影響不大。ADPCM記錄的量化值不是每個采樣點的幅值，而是該點的幅值與前一個采樣點幅值之差。這樣對16bitd的PCM進行壓縮，每個采樣點的量化位就不需要16bit，由此可減少信號的容量。而且本發(fā)明對于同一模擬信號，運用同一采樣精度進行采樣，采樣頻率越低形成的二進制文件就越小，反之亦然。雖然與此同時會損失掉一些模擬信號中一些高頻分量，不過在手機的音響系統(tǒng)中，某些樂器的這些高頻分量不是很突出，不易被人耳分辨出來。所以就可以對這些樂器的波表較低的采樣率，達到初步降低波表大小的目的。


圖1為本發(fā)明的工作流程圖；圖2為本發(fā)明進行脈沖編碼調(diào)制的示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖具體說明本發(fā)明的實施方式。
參看圖1，一種對手機和弦芯片上的波表進行處理的方法，其步驟為1)對PCM脈沖編碼調(diào)制波表庫使用ADPCM壓縮算法進行壓縮；2)將壓縮后的波表固化在芯片內(nèi)；3)根據(jù)MIDI文件紀(jì)錄的樂曲信息向壓縮后的波表發(fā)出指令，從壓縮后的波表中逐一找出對應(yīng)的聲音信息；4)使用ADPCM解壓縮算法對相應(yīng)樂器的聲音信息進行解壓縮；5)對應(yīng)的聲音信息經(jīng)過合成、加工后回放出來。
ADPCM(Adaptive Differential Pulse Code Modulation)，稱為自適應(yīng)差分脈沖編碼。ADPCM記錄的量化值不是每個采樣點的幅值，而是該點的幅值與前一個采樣點幅值之差。由于一般波表的樂器聲音信息都以44.1KHz、16Bit的精度錄制的PCM，以達到最真實回放效果。這樣對16bitd的PCM進行壓縮，每個采樣點的量化位就不需要16bit，由此可減少信號的容量。
通常意義上的波表分為兩大塊，一塊是聲音樣本庫部分，一塊是參數(shù)部分，前者一般是被固化在芯片內(nèi)部的，而后者通常在芯片外加以存儲。本發(fā)明上面所述對波表的壓縮實際上是指對聲音樣本庫部分進行的壓縮，因為這部分所占的容量比較大，而參數(shù)部分依然被存儲在芯片外部。
參看圖2，上述脈沖編碼調(diào)制PCM包括以下步驟1)用一組脈沖采樣時鐘信號與輸入的模擬音頻信號相乘，相乘的結(jié)果即輸入信號在時間軸上的數(shù)字化；2)對采樣以后的信號幅值進行量化，最簡單的量化方法是均衡量化，這個量化的過程由量化器來完成；3)對經(jīng)量化器A/D變換后的信號再進行編碼，即把量化的信號電平轉(zhuǎn)換成二進制碼組，得到離散的二進制輸出數(shù)據(jù)序列x(n)，n表示量化的時間序列，x(n)的值就是n時刻量化后的幅值以二進制的形式表示和記錄。
參看圖2，對于同一音頻模擬信號，運用同一采樣精度(一般為16bit或8bit)進行采樣，采樣頻率越低形成的二進制文件就越小，反之亦然。比如對一個500毫秒的音頻模擬信號，以16bit的采樣精度進行采樣，如果采樣頻率為44.1k也就是每秒鐘采樣44100個點，那么所形成的二進制文件的大小為44100×16bit×0.5s＝352800bit＝44100byte如果采用22.05k的采樣頻率進行采樣，那么形成的二進制文件就小一倍。
22050×16bit×0.5s＝146700bit＝22050byte但是，與此同時會損失掉一些模擬信號中一些高頻分量，不過在手機的音響系統(tǒng)中，某些樂器的這些高頻分量不是很突出，不易被人耳分辨出來。所以就可以對這些樂器的波表采用22.05k采樣率，16bit采樣精度，達到初步降低波表大小的目的。
本發(fā)明同樣也可以應(yīng)用于對其它移動通訊終端的和弦芯片上的波表庫進行壓縮。應(yīng)用本發(fā)明對其他和弦芯片上的波表庫進行壓縮均屬于本發(fā)明的保護范圍。對于熟悉本領(lǐng)域的人員而言可容易地實現(xiàn)另外的優(yōu)點和進行修改，因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念的精神和范圍的情況下，本發(fā)明并不限于特定的細(xì)節(jié)、代表性的設(shè)備和這里示出與描述的圖示示例。
權(quán)利要求
1.一種對手機和弦芯片上的波表進行處理的方法，其步驟為1)對PCM脈沖編碼調(diào)制后的波表庫使用ADPCM壓縮算法進行壓縮；2)將壓縮后的波表固化在芯片內(nèi)；3)根據(jù)MIDI文件紀(jì)錄的樂曲信息向壓縮后的波表發(fā)出指令，從壓縮后的波表中逐一找出對應(yīng)的聲音信息；4)使用ADPCM解壓縮算法對相應(yīng)樂器的聲音信息進行解壓縮；5)對應(yīng)的聲音信息經(jīng)過合成、加工后回放出來。
2.按照權(quán)利要求1所述的對手機和弦芯片上的波表進行處理的方法，所述步驟1)中的PCM脈沖編碼調(diào)制包括以下步驟1)用一組脈沖采樣時鐘信號與輸入的模擬音頻信號相乘，相乘的結(jié)果即輸入信號在時間軸上的數(shù)字化；2)對采樣以后的信號幅值進行量化；3)對經(jīng)過量化A/D變換后的信號再進行編碼，即把量化的信號電平轉(zhuǎn)換成二進制碼組，得到離散的二進制輸出數(shù)據(jù)序列x(n)，n表示量化的時間序列，x(n)的值就是n時刻量化后的幅值以二進制的形式表示和記錄，其特征在于，所述步驟1)中的脈沖采樣時鐘信號可以采用相同的采樣精度下較低的采樣頻率。
3.按照權(quán)利要求2所述的對手機和弦芯片上的波表進行處理的方法，其特征在于，所述步驟2)中的量化可以是通過量化器的均衡量化。
4.按照權(quán)利要求1所述的對手機和弦芯片上的波表進行處理的方法，其特征在于，所述步驟3)中的ADPCM壓縮算法為IMA-ADPCM壓縮算法。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種對手機和弦芯片上的波表進行處理的方法，屬于波表處理領(lǐng)域。本發(fā)明是一種不造成音色損失的對手機和弦芯片上的波表進行處理的方法。本發(fā)明的步驟為1)對PCM脈沖編碼調(diào)制波表庫使用ADPCM壓縮算法進行壓縮；2)將壓縮后的波表固化在芯片內(nèi)；3)根據(jù)MIDI文件紀(jì)錄的樂曲信息向壓縮后的波表發(fā)出指令，從壓縮后的波表中逐一找出對應(yīng)的聲音信息；4)使用ADPCM解壓縮算法對相應(yīng)樂器的聲音信息進行解壓縮；5)對應(yīng)的聲音信息經(jīng)過合成、加工后回放出來。
文檔編號H04M1/725GK1525777SQ0315696
公開日2004年9月1日 申請日期2003年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月3日
發(fā)明者張韻東, 趙原 申請人:北京中星微電子有限公司