CN101276634B - 音频系统、信号产生设备和声音产生设备 - Google Patents

Abstract

一种音频系统、信号产生设备和声音产生设备，其中音频播放器(10)连接到自动演奏乐器(20)，并且以在音频播放器(10)中的红皮书中定义的文件格式来准备命令文件(14b)和音频数据文件(14c)，但时间数据被存储在纵向时间代码(LTC)的时间数据字段(DF1)中，用户数据字段(DF2)可用于对自动演奏器(20b)的命令和音乐数据文件(22b)的标识；当用户指示音频播放器(10)控制自动演奏器(20b)进行独奏时，从用于独奏的命令数据产生准音频信号；当用户指示与自动演奏器(20b)协作演奏时，将表示音频数据和音乐数据文件的音频信号提供给自动演奏器(20b)，以便通过原声音调和电音调而再现音乐曲调。

Description

音频系统、信号产生设备和声音产生设备

技术领域

本发明涉及用于再现音乐曲调的音调的音频系统，并且更具体地，涉及由通信信道、信号产生设备以及与信号产生设备协作以演奏音乐曲调的声音再现设备构成的音频系统。

背景技术

已向乐迷提供了各种音频重放设备。一种音频重放设备将表示模拟音频信号的波形上的离散值的音频数据代码恢复为模拟音频信号，并且从模拟音频信号再现电音调。

另一种音频重放设备基于音乐数据代码，通过原声乐器再现原声音调，并被称为“自动演奏器乐器”。存在基于音乐数据代码产生电子音调的电子乐器。例如，音乐数据代码的格式以MIDI(乐器数字接口)协议来定义。作为由状态字节和数据字节表示的语音消息来给出原声音调或电子音调的生成，并且数据字节表示原声音调/电子音调的音符编号和速度(即，原声音调/电子音调的响度)。由此，音频数据代码与音乐数据代码不兼容，并且被设计为处理音频数据代码的音频重放设备不能从音乐数据代码产生电音调，反之亦然。

在日本专利申请特开2003-271138中公开了自动演奏器乐器的典型例子，并且该现有技术自动演奏器乐器与通过音频重放设备的重放同步地重演由一组音乐数据代码表示的演奏，其将音频数据代码转换为电音调。

现有技术自动演奏器乐器是原声钢琴和自动演奏系统的组合，并且用户通过操纵面板、用他们的手指按压相应的按钮开关来向自动演奏系统给出他们的指令。如果用户希望向远离他们的自动演奏系统给出指令，则需要遥控器和发射器/接收器来进行遥控。

制造配有遥控系统的现有技术自动演奏器乐器是昂贵的。即使在自动演奏器乐器中安装了遥控系统，用户也需要独立于到自动演奏系统的指令来向音频重放设备给出指令。换言之，用户独立地向现有技术音频系统的系统组件给出指令。尽管现有技术自动演奏器乐器与现有技术音频重放设备进行通信以实现同步，但现有技术自动演奏器乐器不能理解用于现有技术音频重放系统的控制信号。

发明内容

因而，本发明的一个重要目的是提供一种音频系统，其系统组件可彼此通信以在它们之间传送用户的指令。

本发明的另一重要目的是提供一种信号产生设备，其充当所述系统组件之一。

本发明的另一重要目的是提供一种再现设备，其可通过信号产生设备来控制。

本发明提出了按照公共文件格式准备至少一个音频数据文件和至少一个命令文件，以便利用从命令文件以类似于表示声音的音频信号的方式产生的准(quasi)控制信号来控制声音再现设备。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于产生音乐曲调的音频系统，并且该音频系统包括：通信信道，用于通过其传播音频信号和准音频信号；信号产生设备，包括存储单元，存储具有分配给表示要再现的声音的音频数据的数据块、和分配给其它种类数据的其它数据块的至少一个音频数据文件，以及至少一个命令文件，其具有与前述至少一个音频文件的数据块相对应的数据块以及与前述至少一个音频文件的其它数据块相对应的其它数据块，并且被分配给表示命令的至少一个命令数据；信号产生单元，被连接到存储单元，并根据前述至少一个音频数据文件中的音频数据和其它种类数据、以及根据前述至少一个命令文件中的至少一个命令数据来产生音频信号和准音频信号；以及通信单元，被连接到信号产生单元和通信信道，并且将音频信号和准音频信号传递到通信信道；以及声音产生设备，包括通信单元，被连接到通信信道，并且接收音频信号和准音频信号；信号-声音转换器，被连接到通信单元，并且响应于用来将音频信号转换为声音的命令；以及命令恢复器，其被连接到通信单元和信号-声音转换器，并且将准音频信号恢复为至少一个命令数据，以便通过该命令来控制信号-声音转换器。

根据本发明的另一方面，提供了一种可与声音产生设备通信的信号产生设备，并且该信号产生设备包括：存储单元，存储具有向表示要再现的声音的音频数据分配的数据块和向其它种类数据分配的其它数据块的至少一个音频数据文件，以及至少一个命令文件，其具有与前述至少一个音频文件的数据块相对应的数据块以及与前述至少一个音频文件的其它数据块相对应的其它数据块，并且被分配给表示的命令的至少一个命令数据；信号产生单元，被连接到存储单元，并且根据前述至少一个音频数据文件中的音频数据和其它种类数据、以及根据前述至少一个命令文件中的至少一个命令数据，来产生音频信号和准音频信号；以及通信单元，被连接到信号产生单元和通信信道，并且将音频信号和准音频信号传递到通信信道，其中该通信信道可连接到声音产生设备。

根据本发明的再一方面，提供了一种声音再现设备，可利用通过通信信道连接到其的信号产生设备来控制，并且该声音再现设备包括：通信单元，被连接到通信信道，并且从信号产生设备接收音频信号和准音频信号，其中所述音频信号代表以一种文件格式准备的音频数据文件中存储的音频数据和其它种类数据，所述准音频信号代表被存储在以该文件格式准备的命令文件中的至少一个命令数据；信号-声音转换器，被连接到所述通信单元，并响应于该命令而产生声音；以及命令恢复器，被连接到通信单元和信号-声音转换器，并且将准音频信号恢复为前述至少一个命令数据，所述命令数据表示一命令，以利用该命令来控制信号-声音转换器。

附图说明

根据下面结合附图的描述，将更加清楚地理解音频系统、信号产生设备和声音再现设备的特征和优点，附图中

图1是示出本发明的音频系统的系统配置的透视图，

图2是示出便携式音频播放器的系统配置的框图，

图3是示出音频数据文件的文件格式的图，

图4是示出命令文件的文件格式的图，

图5是命令文件中的纵向时间代码的格式，

图6是示出便携式音频播放器中的各种命令文件的图，

图7A是示出形成音频系统一部分的自动演奏器乐器的结构的横截面图，

图7B是示出形成自动演奏器乐器的一部分的自动演奏系统的系统配置的框图，

图8是示出标准MIDI文件的文件结构的图，

图9是示出通过便携式音频播放器用于自动演奏器乐器的控制序列的流程图，

图10是示出在显示面板上产生的文件夹的视觉图像的前视图，

图11是示出用于选择音乐数据文件的命令文件的视觉图像的前视图，

图12是示出用于选择操作模式的命令文件的视觉图像的前视图，

图13是示出用于自动演奏器乐器的命令的视觉图像的前视图，

图14是示出在自动演奏器乐器和便携式音频播放器之间协作演奏的控制序列的流程图，

图15是示出本发明的另一音频系统的系统配置的示意透视图，

图16A到图16D是示出在音频系统的变型中使用的音频文件中的纵向时间代码的图，以及

图17A到图17D是示出在音频系统的另一变型中使用的纵向时间代码的图。

具体实施方式

实施本发明的音频系统在再现音乐曲调时使用，并且大体上包括通信信道、信号产生设备和声音再现设备。信号产生设备通过通信信道连接到声音再现设备，并且通过通信信道将音频信号和准音频信号(quasi audio signal)从信号产生设备提供到声音再现设备。用户使用信号产生设备来与声音再现设备协作再现音乐曲调的声音，并使用信号产生设备作为声音再现设备的遥控器。

信号产生设备包括存储单元，信号产生单元和通信单元。存储单元连接到信号产生单元，并且信号产生单元连接到通信单元，通信单元随后连接到通信信道。

至少一个音频数据文件和至少一个命令文件被存储在存储单元中。音频数据文件具有被分配给音频数据的数据块和被分配给其它种类数据的其它数据块。音频数据表示要再现的声音。命令文件具有对应于音频文件的数据块的数据块，以及对应于音频文件的其它数据块的其它数据块，并且命令文件的其它数据块被分配给至少一个命令数据。命令数据表示对声音再现设备的命令。

信号产生单元根据音频数据文件中的音频数据和其它种类的数据来产生音频信号，并且根据命令文件中的命令数据来产生准音频信号。将音频信号和准音频信号从信号产生单元传送到通信单元，并且通信单元将音频信号和准音频信号传递到通信信道。

声音产生设备包括通信单元、信号-声音转换器和命令恢复器。通信单元连接到通信信道，并且还连接到信号-声音转换器和命令恢复器。命令恢复器还连接到信号-声音转换器。

通信单元接收音频信号和准音频信号，并且音频信号和准音频信号分别被提供到信号-声音转换器和命令恢复器。命令恢复器将准音频信号恢复为命令，并将命令提供到信号-声音转换器。信号-声音转换器响应于该命令，以便将音频信号转换为声音。

当用户希望仅通过声音再现设备来再现音乐曲调时，用户使用信号产生设备作为遥控器。用户向信号产生设备给出用于仅仅通过声音再现设备进行重放的指令。然后，信号产生单元从命令文件中读出命令数据，并从命令数据产生准音频信号。命令表示“在音乐曲调上演奏”、“停止重放”、“暂停重放”等，并且信号-声音转换器在信号产生设备的控制下，基于音乐数据文件中存储的音乐数据来产生音乐曲调的声音。由此，信号产生设备充当声音再现设备的遥控器。

另一方面，当用户希望在信号产生设备和声音再现设备之间协作再现音乐曲调时，信号产生设备从音频数据文件中的音频数据产生至少音频信号，并且通过通信信道将音频信号提供到声音再现设备。利用其它种类数据或准音频信号中的一种来指定音乐数据文件。声音再现设备从音频信号产生至少部分的声音，并基于音乐数据文件中存储的音乐数据而产生至少其它部分的声音。由此，在信号产生设备和声音再现设备之间协作再现音乐曲调。

在信号产生设备还包括信号-声音转换器的情况下，可通过信号产生设备的信号-声音转换器代替声音再现设备来产生部分声音。

如将从前述描述中理解的，对声音再现设备给出用户的命令，而无需物理上独立于信号产生设备的任何遥控器。为此，制造商可降低本发明的音频系统的生产成本。

在以下描述中，术语“前”表示与用术语“后”修饰的位置相比，更接近坐在凳子上进行手指弹奏的人类演奏者的位置。“纵向方向”在穿过前部位置和相应的后部位置的方向上延伸，并且“横向方向”以直角与纵向方向相交。“上下方向”与由纵向方向和横向方向限定的平面垂直。

第一实施例

首先参照附图的图1，实施本发明的音频系统100大体上包括便携式音乐播放器10和自动演奏器乐器20，并且便携式音乐播放器10通过诸如USB线缆的线缆30连接到自动演奏器乐器20。

便携式音乐播放器10具有信息处理能力，并且多组音频数据代码，即，多个音频数据文件14c、命令文件14b和计算机程序14a被存储在便携式音乐播放器10中(见图2)。

以44.1KHz从表示音乐曲调的音频信号的波形中采样离散值，并将其数字化为音频数据代码。将从表示音乐曲调的音频信号采样的所有离散值以音频数据代码的形式与表示从重放开始经过的时间的时间数据代码一起存储在音乐数据文件14c之一中。

每个命令文件14b在数据结构上类似于音乐数据文件14c，并且命令文件中的命令数据代码表示与用户对自动演奏器乐器20的指令相对应的命令。如下文将详细描述的，时间数据代码中的特定比特表示对自动演奏器乐器20的命令。

将音频数据文件14c和命令文件14b从各种数据源提供到便携式音乐播放器10。例如，将音频数据文件14c和/或命令文件14b从服务器计算机(未示出)下载到便携式音乐播放器10。否则，将音频数据文件14c和/或命令文件14b从个人计算机系统(未示出)传送到便携式音乐播放器10。

自动演奏器乐器20是原声直立钢琴20a和自动演奏系统20b的组合。自动演奏系统20b响应于命令以便按照各种操作模式在原声直立钢琴20a上演奏音乐曲调，而无需人类演奏者的任何手指弹奏。

用户直接向便携式音乐播放器10给出他或她的指令，并且便携式音乐播放器10根据用户给出的任务而进行不同的行为。当用户指示便携式音乐播放器10再现音乐曲调的电音调时，指定音频数据文件，并将音频数据代码恢复为表示音乐曲调的音频信号。沿着音乐曲调将音频信号转换为电音调。

另一方面，当用户向便携式音乐播放器10给出指令以控制自动演奏器乐器20时，打开对应于用户的指令的命令文件14b，并且从命令文件14b中读出命令数据代码。便携式音频播放器10从命令数据代码产生准音频信号，并且通过线缆30从便携式音频播放器10传送到自动演奏器乐器20。自动演奏器乐器20基于由准音频信号代表的命令来确定要实现的任务，并访问用于自动演奏的音乐数据文件。从音乐数据文件读出音乐数据代码，并且自动演奏器乐器20基于音乐曲调的音乐数据代码而产生原声音调或电子音调。

假设便携式音频播放器10和自动演奏器乐器20分别具有表示音乐曲调的音频数据文件和表示相同音乐曲调的音乐数据文件。当用户指示便携式音乐播放器10基于音乐数据文件和音频数据文件再现音乐曲调时，便携式音频播放器10指定音频数据文件，并且产生表示音频数据代码以及相应的音乐数据文件的音频信号。将音频信号从便携式音频播放器10提供到自动演奏器乐器。自动演奏器乐器20指定音乐数据文件，以便开始产生原声钢琴音调或电子音调，并将音频数据代码恢复为音频信号。自动演奏器乐器20与电音调(electric tone)一起产生原声钢琴音调或电子音调(electronic tone)。由此，自动演奏器乐器20与便携式音频播放器10协作演奏音乐曲调。

便携式音频播放器

图2示出了便携式音频播放器10的电子系统配置。便携式音频播放器10包括控制模块11、通信模块13、存储单元14、操纵面板15、显示面板16、声音系统17和内部总线系统18。控制模块11、通信模块13、存储单元14、操纵面板15、显示面板16和声音系统17连接到内部总线系统18，使得控制模块11可通过内部总线系统18而与通信模块13、存储单元14、操纵面板15、显示面板16和声音系统17进行通信。

控制模块11包括信息处理器系统，并且信息处理系统具有中央处理单元，外设处理器、只读存储器件和随机存取存储器件。从存储单元14传送的计算机程序14a在中央处理单元上运行，以便实现给定任务。计算机程序被分割为主例程程序和子例程程序，并且对于自动演奏器乐器20上的音乐曲调的重放以及远程控制而准备子例程程序之一。

通信模块13包括USB接口和无线电发射器和接收器，使得控制模块11通过通信模块13而与自动演奏器乐器20进行通信。当用户希望从服务器计算机或个人计算机下载音频数据文件14c和命令文件14b时，通信模块13通过线缆30或无线电信道，连接到服务器计算机所连接到的通信网络或个人计算机。

操纵面板15包括控制开关和十个键的阵列以及鼠标，使得用户向控制模块11给出他或她的指令或意图。另一方面，显示面板16由液晶显示面板实现，并产生表示菜单、提示消息、当前状态等的各种视觉图像。由此，操纵面板15和显示面板16使得可以在用户和控制模块11之间进行对话。

存储单元14具有大存储容量。在此实例中，由硬盘单元实现存储单元14。计算机程序14a、命令文件14b和音频数据文件14c被存储在存储单元14中。当便携式音频播放器10加电时，将计算机程序14a的指令代码从存储单元14传送到控制模块11，并且主例程程序开始在中央处理单元上运行。当用户指示控制模块重放或远程控制时，主例程程序开始周期性地分支到用于重放和远程控制的子例程程序。

如前所述，分别表示音乐曲调的多组音频数据代码被存储在音频数据文件14c中，并且以44.1kHz从音频信号的波形采样的离散值被数字化为每组音频数据代码。下面描述音频数据文件14c的文件格式。当用于重放和远程控制的子例程正在中央处理单元上运行时，音频数据文件14c中的音频数据代码被恢复为音频信号，并且利用声音系统17将音频信号转换为音乐曲调的音调。

命令文件14b具有与音频数据文件14c相同的文件格式。当用户指示便携式音频播放器10充当自动演奏器乐器20的遥控器时，主例程程序也开始周期性地分支到用于重放和远程控制的子例程程序。当用于重放和远程控制的子例程正在中央处理单元上运行时，命令文件中的命令数据代码被转换为准音频信号，并且通过线缆30将准音频信号从通信模块13传送到自动演奏器乐器20。因为命令文件14b中的命令数据代码表示要根据用户指令实现的任务，所以不从准音频信号产生音乐声音或语音。

文件格式

转到图3，示出了音频数据文件14c的文件格式。特定数据块被分配给左声道，并且音频数据代码被存储在该特定数据块中。其它数据块被分配给右声道，并且按照30毫秒的时间间隔，将纵向时间代码LTC存储在这些数据块中。按照SMPTC(运动画面和电视工程师协会)协议来定义纵向时间代码LTC，并且每个纵向时间代码LTC具有被分配给时间数据代码的时间数据字段DF1以及用户数据字段DF2。

时间数据代码表示时间数据，并且时间数据表示从音频数据文件开头处的音频数据代码起经过的时间，即，从重放开始起经过的时间。图3中示出的时间数据表示从重放开始起的1分钟25秒。

用户数据字段DF2具有32比特，并且用户比特表示标识数据和命令数据。标识数据被分别分配给音乐数据文件，使得用户、控制模块11和自动演奏系统能够通过每个标识数据而识别出音乐数据文件。在图3示出的用户字段中，标识数据表示音乐数据文件的文件名“pianofan001.mid”，并且由于重放中的使用，命令数据不表示任何命令。为此，在图3中，用于命令数据的用户比特被标记为“空”。

图4示出了命令文件14b的文件格式。也分别将特定数据块和其它数据块分配给左声道和右声道。因为为了自动演奏器乐器20上的远程控制而打开命令文件14b，所以不需要音乐声音或语音，并且无意义的比特被存储在用于左声道的数据块中。因此，在图4中，用于左声道的数据块被标记为“空”。类似于音频数据文件14c，按照30毫秒的时间间隔，将纵向时间代码LTC存储在用于右声道的数据块中。然而，不必指示用于在自动演奏器乐器20上的远程控制的经过时间。为此，时间数据字段DF1被标记为“空”。另一方面，标识数据和命令数据被存储在用户数据字段DF2中。在图4所示的纵向时间代码中，标识数据表示音乐数据文件的文件名“pianofan001.mid”，并且命令数据表示命令“选择”。命令“选择”使得自动演奏系统20b打开由标识代码“pianofan001.mid”指定的音乐数据文件。

图5示出了在另一命令文件中存储的纵向时间代码LTC。时间数据字段DF1中的时间数据不表示任何经过时间，从而时间数据字段DF1被标记为“空”。命令数据“演奏”使得自动演奏系统20b开始演奏音乐。因为已经由用户通过另一命令数据代码“选择”选取了音乐数据文件，所以用户数据字段DF2被标记为“空”。

为了将命令传送到自动演奏器系统20b，通过执行用于重放和远程控制的子例程程序，控制模块11从用于左声道的数据块中的音频数据代码和用于右声道的数据块中的纵向时间代码LTC分别产生代表静音的音频信号和代表标识数据和命令数据的准音频信号，并且通过线缆30将音频信号和准音频信号从通信模块13传送到自动演奏系统20b。不从音频信号产生任何声音。然而，将准音频信号恢复为标识数据和命令数据，并且自动演奏系统20b开始实现由命令数据表示的任务。

在此实例中，为单个命令准备每个命令文件。换言之，自动演奏系统20b需要在数目上等于命令的多个命令文件。图6示出了各种命令文件CF1、CF2、CF3、CF4、CF5、CF6、CF7、CF8、CF9、CF10、…。为了通过自动演奏而开始演奏，打开命令文件CF1，并且该命令被表示为“演奏”。为了终止演奏而准备命令文件CF2，并且该命令被表示为“停止”。为了中断演奏而准备命令文件CF3，并且该命令被表示为“暂停”。打开命令文件CF4以高速向前演奏，并且该命令被表示为“ff”。使用命令文件CF5来倒着演奏，并且该命令被表示为“rew”。当用户希望记录原声钢琴20a上的演奏时，打开命令文件CF6，并且在用户数据字段DF2中写入命令“rec”。

如下文将描述的，自动演奏乐器20允许演奏者通过电子音调和原声音调来演奏音乐曲调。当演奏者选择电子音调时，禁止原声钢琴20b产生原声音调，并产生电子音调来代替原声音调。为了通过电子音调进行演奏而打开命令文件CF7，并且在用户数据字段DF2中写入命令“静音”。另一方面，当演奏者希望通过原声钢琴音调来演奏音乐曲调时，他或她打开用于通过原声钢琴音调进行演奏的命令文件CF8，并且该命令被表示为“原声”。

为了音乐数据文件“pianofan001.mid”、“pianofan002.mid”、…来准备命令文件CF9、CF10、…。音乐数据文件分别被命名为“pianofan001.mid”、“pianofan002.mid”、…，并且用户通过命令文件CF9、CF10、…来指定音乐数据文件。

自动演奏器乐器

转到附图的图7A，自动演奏器乐器20不仅包括原声钢琴20a和自动演奏系统20，还包括静音系统20c、电子音调生成系统26和记录系统20e。自动演奏系统20b响应于音乐数据文件中的音乐数据代码，以便在原声钢琴20a上演奏音乐曲调，而无需人类演奏者的任何手指弹奏。静音(muting)系统20c允许原声钢琴产生原声钢琴音调，以及禁止它产生原声钢琴音调。电子音调生成系统26在原声钢琴20a上的手指弹奏期间，并基于音乐数据文件中的音乐数据代码，产生电子音调。记录系统20e在原声钢琴20a上的演奏期间产生音乐数据代码，并且音乐数据代码形成新的音乐数据文件。

原声钢琴20a包括键盘20f(即，黑键20h和白键20j的阵列)、弦槌20k、动作单元20m、琴弦20n、制音器20p、踏瓣机构20r和钢琴箱体20s。键盘20f被安装在中盘20t上，中盘20t形成钢琴箱体20s的底部，并且弦槌20k、动作单元20m、琴弦20n和制音器20p被配备在钢琴箱体20s内部。

黑键20h和白键20j被排列在横向方向上，并且在其后部与动作单元20m相链接，并且动作单元20m在其后部与制音器20p相链接。当将力施加到键20h和20j的前部时，黑键20h和白键20j沿着轨线(locus)从静止位置向终点位置行进，并且黑键20h和白键20j致动相关联的动作单元20m。动作单元20m与标准直立钢琴中的那些相同，并且动作单元20m的结构和行为是本领域技术人员公知的。由此，为了简洁，不详细描述动作单元20m。

动作单元20m还链接到弦槌20k，并且弦槌20k正对着琴弦20n。由此，键20h和20j的运动通过动作单元20m传递到弦槌20m，使得人类演奏者和自动演奏系统20b通过按下和释放黑键20h和白键20j来驱动弦槌20k。

动作单元20m根据键20h/20j的轨线上的键位置而使得制音器20p与琴弦20n分开或接触。当制音器20p与琴弦20n分开时，琴弦20n在与弦槌20k碰撞时振动。当制音器20p与振动的琴弦20n接触时，吸收了琴弦20n的振动，并且衰减了原声音调。当黑键20h和白键20j在从轨线上的静止位置向着终点位置行进时，动作单元20m使得相关联的制音器20p与琴弦20n分开。当黑键20h和白键20j向着静止位置经过轨线上的特定点时，动作单元20m允许相关联的制音器20p与振动的琴弦20n接触。

踏瓣机构20r与制音器20p相链接，并且人类演奏者和自动演奏系统直接改变弦槌20k和琴弦20n之间的相对位置，以便允许它们对原声钢琴音调给出效果，以进行人工表达(artificial expression)。

静音系统20c包括弦槌阻挡器20u和步进电机20v。弦槌阻挡器20u被配备在弦槌20k和琴弦20n之间，并且在横向方向上延伸。步进电机20v使得弦槌阻挡器20u在箭头AR1所指示的方向上旋转，并且在阻断位置和自由位置之间改变弦槌阻挡器20u。

当步进电机20v将弦槌阻挡器20u保持在自由位置上时，弦槌阻挡器20u在弦槌20k的轨线之外，并且弦槌阻挡器20u不干扰键20h和20j的移动。然而，当人类演奏者利用步进电机20v将弦槌阻挡器20u移动到弦槌20k的轨线上时，尽管动作单元20m驱动弦槌20k进行旋转，但弦槌20k在到达琴弦20n之前在弦槌阻挡器20u上弹回。因此，静音系统20c防止琴弦20n与弦槌20k碰撞而发生振动。

当所有的黑键20h和白键20j都停留在静止位置上时，弦槌20k与相关联的琴弦20n分开，并且制音器20p保持与琴弦20n接触，如图7A所示。

当人类演奏者按下黑键20h和白键20j之一时，按下的键20h或20j开始在轨线上行进。当按下的键20h或20j正在轨线上行进时，按下的键20h或20j致动相关联的动作单元20m，其随后使得制音器20p与相关联的琴弦20n分开。被致动的动作单元20m驱动弦槌20k，通过脱离弦槌20k而向着相关联的琴弦20n旋转。

假设弦槌阻挡器20u在弦槌20k的轨线之外。弦槌20k在旋转的终点处于琴弦20n碰撞，并使得琴弦20n振动。振动的琴弦20n随后使得形成钢琴箱体20s的一部分的共振板振动，并且从原声钢琴20a发出原声钢琴音调。弦槌20k在琴弦20n上弹回，并且轻轻地与动作单元20m接合。

原声钢琴音调的响度与琴弦20n碰撞之前瞬间的弦槌20k的速度成比例。人类演奏者和自动演奏系统20b用力按下黑键20h和白键20j，以便产生大响度的原声钢琴音调。另一方面，人类演奏者和自动演奏系统轻轻按下黑键20h和白键20j，以产生小响度的原声钢琴音调。

当人类演奏者释放按下的键20h或20j时，释放的键20h或20j开始反向在轨线上行进。释放的键20h或20j和相关联的动作单元20m允许制音器20p向着琴弦20n移动，并且制音器20p与振动的琴弦20n接触，以便衰减振动。释放的键20h或20j还允许动作单元20m返回如图7A所示的静止位置。

当人类演奏者和自动演奏系统20b向原声钢琴音调给出人工表达时，人类演奏者和自动演奏系统20b压下踏瓣机构20r的踏瓣，并且根据压下的踏瓣而使得原声钢琴音调在响度上延长或减少。

参照图7B以及图7A，自动演奏系统20d包括控制系统21、电磁控制致动器26a、键传感器26b和踏瓣传感器26c。静音系统20c、电子音调生成系统26和记录系统20e共享控制系统21，并且电子音调生成系统26和记录系统20e还共享键传感器26b。

控制系统21包括作为信息处理能力的源的信息处理系统21a、存储单元22、通信模块24、触摸面板25和诸如软盘驱动器和紧致盘驱动器的盘驱动器(未示出)，并且通过共享总线系统连接到存储单元22、通信模块24、触摸面板25和盘驱动器。在此实例中，存储单元22由硬盘驱动单元实现，并且计算机程序22a和音乐数据文件22b被存储在存储单元22中。

通信模块24具有USB接口和无线电发射器和接收器。线缆30连接到通信模块24，并且便携式音频播放器10通过线缆30将音频信号和准音频信号从通信模块13传送到通信模块24。通信模块24还可与因特网连接，使得可以从服务提供商下载音乐数据文件22b。用户可通过USB接口从个人计算机系统传送音乐数据文件22b。

触摸面板25是液晶显示面板和矩阵开关的组合，并且充当人机界面。信息处理系统21a在液晶显示面板上产生视觉图像和/或字符图像，并且视觉图像和/或字符图像表示菜单、提示消息、当前状态等。当在液晶显示面板上产生菜单时，他或她按下其中产生表示菜单中的内容的图像之一的区域。利用矩阵开关来指定该区域，并且信息处理系统21a指定他或她的选择。

电子音调生成系统26包括音调生成器26e、混合器26f、放大器26g和扬声器26h。耳机是扬声器26h中的一种。音调生成器26e具有用于存储波形数据的波形存储器，并且基于音乐数据代码来从波形存储器选择性地读出波形数据，以便产生数字音频信号。数字音频信号被转换为模拟音频信号，并且模拟音频信号被从音调生成器26e提供到混合器26f。如果信息处理系统21a将从便携式音频播放器10传送的音频信号提供到混合器26f，则在混合器26f中混合模拟音频信号和该音频信号，并且通过放大器26g来均衡和放大经过混合的音频信号。放大的音频信号被从放大器26g提供到扬声器26h，并且通过扬声器26h转换为电音调和电子音调。

电磁控制致动器26a被分配给黑键20h、白键20j和踏瓣机构20r的踏瓣，并且将驱动信号从控制系统21选择性地提供到电磁控制致动器26a。当通过驱动信号激励电磁控制致动器26a时，活塞26p从相关联的螺线管26q伸出，以便按下相关联的黑键20h的前部、白键20j的前部以及踏瓣的前部。键传感器26b监视黑键20h和白键20j，并且产生表示轨线上的当前键位置的键位置信号。将键位置信号从键传感器26b提供到控制系统21。踏瓣传感器26c监视活塞26p，即踏瓣机构20r的踏瓣，并产生表示实际活塞速度的活塞速度信号。将活塞速度信号从踏瓣传感器26c提供到控制系统21。

内部时钟21b包括石英振荡器和频率倍减器，并且从频率倍减器输出各种时钟信号。使用时钟信号之一来测量经过时间。

中央处理单元、外设处理器、只读存储器、随机存取存储器、信号接口和内部总线系统被合并到信息处理系统21a中。计算机程序被分割为主例程程序和子例程程序。当主例程程序正在中央处理单元上运行时，用户可通过触摸面板25与中央处理单元通信，并且向中央处理单元给出他们的指令。主例程程序根据用户指令分支到子例程程序。为自动演奏准备子例程程序之一，并且另一子例程程序被分配给对静音系统的控制。再一子例程程序和又一子例程程序用于对电子音调生成系统26的控制和对原声直立钢琴20a上的演奏的记录。另一子例程程序被分配来与便携式音频播放器10通信。钢琴控制器和伺服控制器，即控制器26d，表示在执行用于自动演奏的子例程中的指令代码期间实现的功能，下文中将进行描述。下文中用附图标记26d来标记钢琴控制器和伺服控制器的每一个。

图8示出了音乐数据文件22b的文件格式。按照MIDI协议定义文件格式，并且将音乐数据文件22b称为“标准MIDI文件”。标准MIDI文件被分为首标块(chunk)HC和音轨(track)块TC，并且持续时间数据代码DC和键事件数据代码EC被存储在音轨块TC中。表示诸如音乐曲调的标题之类的标准MIDI文件的属性的属性数据被存储在首标块HC中。每个持续时间数据代码DC表示键事件和下一键事件之间的经过时间，即，增量(delta)时间，并且每个键事件数据代码EC表示键事件，即，音符开键事件和音符关键事件。每个键事件数据代码具有状态字节SB和数据字节(一个或多个)DB。状态字节表示音符开键事件或音符关键事件，并且数据字节表示音符编号和速度。在音符开键事件中产生音调，并且在音符关键事件中衰减音调。音符编号表示音调的音高，并且速度等于音调的响度。

当自动演奏系统20b或电子音调生成系统26正基于音乐数据文件22b中的音乐数据代码而与便携式音频播放器10协作演奏音乐曲调时，累积由持续时间数据代码表示的时间段，并且将累积的时间段与由用于发生键事件的定时的纵向时间代码LTC表示的经过时间进行比较，从而通过原声钢琴音调/电子音调和电音调的良好合奏来演奏音乐曲调。

再次转回图7A和图7B，子例程程序使得自动演奏器乐器20如下行为。

现在假设用户指示控制系统21演奏音乐曲调，则将音乐数据代码从音轨块TC传送到随机存取存储器，并且主例程程序开始周期性地分支到用于自动演奏的子例程程序。

当用于自动演奏的子例程程序正在中央处理单元上运行时，钢琴控制器26d测量由持续数据代码DC表示的、从前一键事件起的经过时间，并且确定用于要按下的黑键20h和要按下的白键20j的参考(reference)前向键轨迹。

参考前向键轨迹是随时间变化的目标键位置的一系列值。如果黑键20h或白键20j在参考前向键轨迹上行进，黑键20h或白键20j经过参考键速度的目标值上的参考点。参考键点上的键速度与琴弦20n碰撞之前瞬间的弦槌速度较好地成比例，并且碰撞之前瞬间的弦槌速度随之与音调的响度较好地成比例。由此，可通过使用参考前向键轨迹来控制音调的响度。

当使黑键20h或白键20j开始的时间来临时，钢琴控制器26d开始将参考前向键轨迹上的键位置的目标值提供到伺服控制器26d。伺服控制器26d基于参考前向键轨迹上的一系列目标键位置来计算目标键速度。由键位置信号表示实际键位置，并且活塞速度等于实际键速度。

伺服控制器26d将目标键位置和目标键速度与实际键位置和实际键速度进行比较，以查看在目标键位置和实际键位置之间以及在目标键速度和实际键速度之间是否找到任何差异。当黑键20h或白键20j恰好在参考前向键轨迹上行进时，该差异近似等于0。然而，在黑键20h或白键20j偏离参考前向键轨迹的情况下发现该差异。当伺服控制器26d发现该差异(一个或多个)时，伺服控制器26d按照使得该差异(一个或多个)最小化的方式来确定用于驱动信号的平均电流的目标值，并将驱动信号调制为目标值。

周期性地重复上述控制序列。结果，强迫黑键20h或白键20j在参考前向键轨迹上行进，并以参考键速度经过参考点。电磁控制键致动器26a使黑键20h或白键20j从静止位置向着终点位置移动，并且使得键动作单元20m驱动弦槌20k以向着琴弦20n旋转。因为弦槌20k在与参考键速度成比例的弦槌速度的目标值上与琴弦20n碰撞，所以以等于键事件数据代码EC中存储的速度相等的响度的目标值来产生原声钢琴音调。

假设处理音符关键事件数据代码的时间来临。钢琴控制器26d基于音符关键事件而确定参考后向键轨迹。参考后向键轨迹是向着静止位置的目标键位置的一系列值。如果黑键20h或白键20j在参考后向键轨迹上行进，则释放的键20h/20j允许制音器20p在使音符关事件发生的时间处与振动的琴弦20n接触，并且原声钢琴音调被衰减。将目标键位置的值周期性地从钢琴控制器26d提供到伺服控制器26d，并且伺服控制器26d强迫被释放的键20h/20j在参考后向键轨迹上行进。结果，制音器20p与琴弦20n接触，以便在要衰减原声钢琴音调的时间上衰减它。

伺服控制器26d、电磁控制键致动器26a、键传感器26b和踏瓣传感器26c形成用于黑键20h和白键20j的反馈控制环，并且通过该反馈控制环，钢琴控制器26d对于由键事件数据代码ED表示的音符开键事件和音符关键事件来驱动黑键20h和白键20j。沿着音乐曲调产生和衰减原声钢琴音调。由此，自动演奏系统20b使音符开键事件和音符关键事件如在音乐数据代码中定义的那样顺序地发生。

假设准音频信号到达通信模块24。准音频信号是从静音命令文件CF7中的命令数据代码产生的，并且请求静音系统20c将弦槌阻挡器20u改变到阻断位置。主例程程序分支到用于与便携式音频播放器通信的子例程程序，并且准音频信号被恢复为表示改变到阻断位置的命令数据代码。

当准音频信号被恢复为命令数据代码时，用于静音系统上的控制的子例程程序开始在中央处理单元上运行。信息处理系统21a确定弦槌阻挡器20u的当前位置，并计算弦槌阻挡器20u要旋转的目标角度。信息处理系统21a将驱动信号提供给步进电机20v，使得弦槌阻挡器20u旋转该目标角度。由此，弦槌阻挡器20u被移动到弦槌20k的轨线上的阻断位置。

当弦槌阻挡器20u正停留在阻断位置上时，弦槌20k在脱离且与琴弦20n碰撞之前在弦槌阻挡器20u上弹回，并且不产生振动。

当弦槌阻挡器20u到达阻断位置时，主例程程序周期性地分支到用于电子音调生成系统上的控制的子例程程序。当用于电子音调生成系统上的控制的子例程程序正在中央处理单元上运行时，确定按下的键20h/20j、释放的键20h/20j和踏瓣距离静止位置的行程，并且产生音乐数据代码，使得电子音调生成系统26基于该音乐数据代码产生电子音调。

当用户指示便携式音频播放器10将弦槌阻挡器20u改变到自由位置时，打开原声命令文件CF8，并且从命令文件CF8中的命令数据代码产生准音频信号。准音频信号被从通信模块13传送到通信模块24，并且通过执行用于与便携式音频播放器通信的子例程程序的指令代码而被恢复为命令数据代码。用于静音系统上的控制的子例程程序开始在中央处理单元上运行。确定弦槌阻挡器20u的当前位置和弦槌阻挡器20u要旋转的目标角度，并且将驱动信号从信息处理系统21a提供给步进电机20v。步进电机20v使得弦槌阻挡器20u旋转，并且弦槌阻挡器20u在旋转的终点处到达自由位置。弦槌阻挡器20u位于弦槌20k的轨线之外，使得弦槌20k能够与琴弦20n碰撞，以产生原声钢琴音调。

在改变到自由位置之后，用户通过便携式音频播放器10请求记录系统20e记录他或她在原声直立钢琴20a上的演奏。从命令文件CF6中的命令数据代码产生准音频信号。准音频信号被恢复为命令数据代码，并且主例程程序开始分支到用于记录原声直立钢琴20a上的演奏的子例程程序。

当人类演奏者正在演奏音乐曲调时，键传感器26b和踏瓣传感器26c产生键位置信号和活塞速度信号，并且将这些信号提供给信息处理系统21a。信息处理系统21a分析由键位置信号表示的键位置数据以及由活塞速度信号表示的活塞速度数据，并基于键位置数据和活塞速度数据产生音乐数据代码。音乐数据代码被存储在软盘F1或紧致盘C1中。否则，通过通信网络将音乐数据代码从通信模块24传输到另一乐器或服务器计算机。

音频系统的行为

下文中描述在仅仅通过便携式音频播放器10、仅仅通过自动演奏器乐器20以及在便携式音频播放器10以及自动演奏器乐器之间协作再现音乐曲调的用户指令下的音频系统100的行为。

假设用户希望通过便携式音频系统100听到音乐曲调。已经在显示面板16上产生了作业菜单。用户通过操纵面板15从作业菜单中选择用于独奏重放的作业。然后，控制模块11的中央处理单元访问存储单元14，并确定存储单元14中存储的音乐曲调的标题。控制模块11的中央处理单元将代表音乐曲调的列表的视觉图像信号提供给显示面板16，并且在显示面板16上产生音乐曲调的列表。当用户通过操纵面板15从该列表中指定一个音乐曲调时，音频数据代码准备好传送到控制模块11的随机存取存储器。用户通过操纵面板15指示控制模块11的中央处理单元开始重放。然后主例程程序开始周期性地分支到用于重放和远程控制的子例程程序。当用于重放和远程控制的子例程程序正在控制模块11中的中央处理单元上运行时，从音频数据代码产生音频信号并将其传送到声音系统17。通过声音系统17，沿着音乐曲调将音频信号转换为电音调。

假设用户希望通过自动演奏器乐器20听到音乐曲调。如下文所述，在存储单元22中找到对于音频数据文件14c所表示的音乐曲调准备了的音乐数据文件22b的假设下，便携式音频播放器20作为遥控器。

用户在便携式音频播放器10和自动演奏器乐器20之间连接线缆30。然后，如步骤S1，在便携式音频播放器10和自动演奏器乐器20之间建立通信信道，并且便携式音频播放器10准备好充当遥控器。如图9所示，用户控制自动演奏器乐器。

已经在显示面板16上产生了作业列表。用户通过操纵面板15从作业菜单中选择远程控制。主例程程序开始周期性地分支到用于重放和远程控制的子例程程序。

控制模块11的外设处理器将视觉图像信号提供给显示面板16，并且如步骤S2，在显示面板16上产生文件夹“FOLDER1”、“FOLDER2”、“FOLDER3”……的视觉图像。图10示出了显示面板16上的文件夹的视觉图像。用户首先希望选择喜欢的音乐曲调。为这些音乐曲调准备文件夹FOLDER3。然后用户通过操纵面板15选择文件夹FOLDER3。

控制模块11的中央处理单元打开文件夹FOLDER3，并且外设处理器产生代表命令文件的视觉图像信号。将视觉图像信号从控制模块11的外设处理器提供给显示面板16，从而如图11所示，在显示面板16上产生命令文件“pianofan001”、“pianofan002”……的视觉图像。假设喜欢的音乐曲调被记录在音乐数据文件“pianofan001.mid”中。用户通过操纵面板15选择命令数据文件“pianofan001”。如图4所示，命令文件“pianofan001”具有用于左声道的空数据块，并且在用于右声道的数据块中存储表示“pianofan001.mid”的标识数据和表示“选择”的命令数据。通信模块13从音频数据、标识数据和命令数据产生表示静音的准音频信号、音乐数据文件“pianofan001.mid”和命令“选择”，并且如步骤S4，通过线缆30将准音频信号从通信模块13提供给通信模块24。

用于与便携式音频播放器通信的子例程程序在信息处理系统21a的中央处理单元上运行。即使音频数据代码被恢复为音频信号，但音频信号表示静音，并且不通过扬声器26h产生任何电音调。

信息处理系统21a的中央处理单元将准音频信号恢复为表示“pianofan001”的标识数据和表示“选择”的命令数据。如步骤S5，中央处理单元访问存储单元22，并从音乐数据文件22b中选择音乐数据文件“pianofan001.mid”。将音乐数据代码从音乐数据文件“pianofan001.mid”传送到信息处理系统21a的随机存取存储器，并且自动演奏系统20b准备好演奏音乐曲调。

在将准音频信号传输到通信模块24之后，控制模块11的中央处理单元使外设处理器将代表文件夹的图像的视觉图像信号提供给显示面板16，并且再次在显示面板16上产生文件夹“FOLDER1”、“FOLDER2”、“FOLDER3”……的图像。第二文件夹FOLDER2被分配给操作模式“静音”、“原声”…，并且用户通过操纵面板15选择第二文件夹FOLDER2。

然后，控制模块11的外设处理器将代表用于操作模式的命令文件的视觉图像信号提供给显示面板16，并且如步骤S6，在显示面板16上产生命令文件“静音”、“原声”…。图12示出了用于操作模式的命令文件。假设用户通过操纵面板15从屏幕上选择自动演奏模式。

如步骤S7，通信模块13根据音频数据和命令文件“原声”中的命令数据，产生代表静音和自动演奏的准音频信号，并且如步骤S8，将准音频信号从通信模块13提供给通信模块24。

信息处理系统21a的中央处理单元将准音频信号恢复为表示静音的音频数据代码和表示自动演奏的命令数据。然后，用于静音系统20c上的控制的子例程程序开始运行，并且步进电机20v使得弦槌阻挡器20u旋转到自由位置。如步骤S9，原声直立钢琴20a准备好演奏音乐曲调。

在将准音频信号传输到通信模块24之后，控制模块11的中央处理单元使外设处理器产生代表如图10所示的文件夹的视觉图像信号。用于自动演奏系统20b上的控制的命令文件被放置到第一文件夹FOLDER1中，并且用户从文件夹的视觉图像中选择第一文件夹FOLDER1。然后，外设处理器产生代表命令文件“播放”、“停止”、“暂停”、“ff(快进)”、“rew(倒退)”、“rec(记录)”…的视觉图像信号，并将视觉图像信号提供给显示面板16。然后，如步骤S10，在显示面板16上产生命令文件的视觉图像。

用户通过操纵面板15从命令文件的视觉图像中选择命令文件“播放”。控制模块11的中央处理单元使通信模块13根据表示静音的音频数据和表示图5所示的命令“播放”的命令数据而产生准音频信号，并且如步骤S12，将准音频信号从通信模块13传输到通信模块24.

信息处理系统21a的中央处理单元将准音频信号恢复为表示静音的音频数据和表示命令“播放”的命令数据。然后，如步骤S13，自动演奏系统20b开始基于音乐数据文件“pianofan001.mid”演奏音乐曲调。已经描述了自动演奏系统的行为。

在传输了准音频信号之后，控制模块11的外设处理器使显示面板16继续产生用于自动演奏系统上的控制的命令文件的视觉图像。假设用户选择命令文件“停止”的视觉图像。然后，如步骤S14，通信模块13从表示静音的音频数据和表示命令“停止”的命令数据产生准音频信号，并且将准音频信号从通信模块13传输到通信模块24。

信息处理系统21a的中央处理单元将准音频信号恢复为表示静音的音频数据和表示命令“停止”的命令数据。然后，如步骤S16，自动演奏系统20b停止自动演奏。

由此，用户可通过便携式音频播放器10来控制自动演奏器乐器20。

最后，假设用户选择在自动演奏器乐器20和便携式音频播放器10之间协作演奏音乐曲调。图14示出了用于在自动演奏器乐器20和便携式音频播放器10之间协作演奏的控制序列。

如步骤S21，用户通过线缆30将便携式音频播放器10与自动演奏器乐器20相连。接着，用户从作业菜单中选择用于协作的作业，并且指定存储了用户喜欢的音乐曲调的音频数据文件。假设用于喜欢的音乐曲调的音频数据文件对应于音乐数据文件“pianofan001.mid”。控制器11的中央处理单元使外设处理器将对应于音乐数据文件“pianofan001.mid”的音频数据文件传送到随机存取存储器。由此，如步骤S22，控制模块11确认用于在便携式音频播放器10和自动演奏器乐器20之间协作演奏的用户指令。

接着，控制模块11的中央处理单元使通信模块13从用于左声道的音频数据和用于左声道的时间数据和标识数据，产生音频信号(见图3)。标识数据表示存储了喜欢的音乐曲调的音乐数据文件。如步骤S23，通信模块13开始将音频信号传输到通信模块24。

如步骤S24，连续地将音频信号从通信模块13提供给通信模块24，并且增加由时间数据表示的经过时间。

信息处理系统21a的中央处理单元从用于左声道和右声道的音频信号恢复代表电音调和标识数据的模拟音频信号。如步骤S25，中央处理单元指定音乐数据文件“pianofan001.mid”，并使外设处理器将音乐数据代码从音乐数据文件“pianofan001.mid”传送到随机存取存储器。由此，自动演奏器乐器20准备好通过原声钢琴音调或电子音调来演奏音乐曲调。

尽管未在纵向时间代码LTC的用户数据字段中存储任何命令数据，但增加经过时间，使得信息处理系统21a的中央处理单元从命令文件14b中区分音频数据文件14c。在此情形下，通过执行用于与便携式音频播放器通信的子例程程序中的指令代码，准时产生命令“选择”、命令“原声”或“静音”、命令“播放”和命令“停止”。

当产生命令“播放”时，如步骤S26，自动演奏系统20b开始在原声直立钢琴20a上演奏音乐曲调。模拟音频信号被提供给混合器26f，并且通过扬声器26h产生电音调。由此，在便携式音频播放器10和自动演奏器乐器20之间协作再现音乐曲调。音乐数据文件“pianofan001.mid”和相应的音频数据文件中的音乐数据代码可表示钢琴部分中的音调和用于伴奏的音调。

为了以良好的合奏来产生原声钢琴音调/电子音调和电音调，累积音乐数据文件中的持续时间数据代码，以便测量从开始自动演奏起的经过时间，并且该经过时间由内部时钟来指示。信息处理系统21a的中央处理单元比较由时间数据表示的经过时间和内部时钟21b上的经过时间，以查看是否准时产生原声钢琴音调/电子音调和电音调这两者。如果答复是否定的，则中央处理单元向前或向后设置内部时钟。由此，以良好的合奏来产生原声钢琴音调/电子音调和电音调。

当将最后的音频数据代码转换为音频信号时，如步骤S27，便携式音频播放器10停止从通信模块13传输音频信号到通信模块24。另一方面，当将最后的音频数据代码转换为模拟音频信号时，准时产生命令“停止”，并且如步骤S28，自动演奏系统20b停止自动演奏。

如将从前述说明中理解的，标识数据和命令数据被存储在纵向时间代码LTC中，并且以与音频数据文件14c相同的文件格式来准备命令数据文件14b。结果，在便携式音频播放器10中根据音频数据文件14c和命令文件14b产生音频信号和准音频信号，并将它们传输到自动演奏器乐器20。用于重放和远程控制的子例程程序可用于音频信号和准音频信号这两者。这带来了软件的简化。

第二实施例

转到附图的图15，另一音频系统100A大体上包括移动电话10A、自动演奏器乐器20A和移动电话网络30A。移动电话10A包括对应于便携式音频播放器10的电子系统，并且除了通信模块之外，自动演奏器乐器20A在系统配置上类似于自动演奏器乐器20。自动演奏器乐器20A的通信模块具有无线电发射器和接收器，并且该无线电发射器和接收器连接到天线24A。由此，用指定便携式音频播放器10的相应组成部分以及自动演奏器乐器20的相应组成部分的附图标记来标记移动电话10A的组成部分和自动演奏器乐器20A的组成部分，而为了简洁不进行详细描述。

便携式音频播放器10的软件和自动演奏器乐器20的软件被分别安装在移动电话10A和自动演奏器乐器20A中，并且在移动电话10A和基站30b之间、以及在另一基站和自动演奏器乐器20A之间建立无线电通信信道30a。通过无线电通信信道30a传递音频信号和准音频信号。由此，音频系统100A实现音频系统100的所有优点。

尽管已经示出和描述了本发明的特定实施例，但本领域技术人员将清楚，可进行各种改变和修改，而不会脱离本发明的精神和范围。

在便携式音频播放器10通过无线电信道与自动演奏器乐器20进行通信的情况下，不在便携式音频播放器10和自动演奏器乐器20之间连接线缆30。

便携式音频播放器10和移动电话10A不对本发明的技术范围设置任何限制。例如，便携式音频播放器10或移动电话10A可以用PHS(个人手持电话系统，其在日本是注册商标)、PDA(个人数字助理)或个人计算机系统来代替。

自动演奏器乐器20不对本发明的技术范围设置任何限制。可将软件安装在其它种类的自动演奏器乐器中，例如，自动演奏系统和打击乐器、管乐器和弦乐器的组合。此外，例如，可用诸如电子键盘的电子乐器来代替自动演奏器乐器。因为通过电子乐器仅仅产生电子音调，所以通过电子乐器和便携式音频播放器10之间的协作的电子音调和电音调来演奏音乐曲调。

诸如自动演奏器乐器和电子乐器的乐器不对本发明的技术范围设置任何限制。可利用便携式音频播放器10、移动电话或个人计算机系统来控制紧致盘播放器、立体音响组合或电视接收机。

例如，可从诸如磁带盒、磁盘、紧致盘、软盘、光盘、光磁盘、DVD(数字多用盘)或RAM棒之类的便携式信息存储介质提供命令文件14b和音乐数据文件22b。类似地，可通过信息存储介质而将计算机程序安装到便携式音频播放器10和自动演奏器乐器20中。

可在自动演奏器乐器20中采用例如在日本专利申请特开2003-271138中公开的技术的另一同步技术。

图3到图5示出的纵向时间代码LTC的格式不对本发明的技术范围设置任何限制。

第一变型

图16A到图16D是音频数据文件的纵向时间代码LTC’和LTC。当用户指示便携式音频播放器10使自动演奏器乐器20相互协作来演奏音乐曲调时，通信模块13开始将音频数据代码和纵向时间代码转换为用于左声道和右声道的音频信号。

当音频数据代码表示静音时，纵向时间代码LTC’被转换为用于右声道的音频信号。纵向时间代码LTC’的用户数据字段表示图16A所示的命令“选择”、图16B所示的命令“原声”或“静音”(未示出)和命令“播放”。将音频信号从通信模块13提供给通信模块24。

信息处理系统21a的中央处理单元将用于右声道的音频信号恢复为那些命令，并且使自动演奏系统20b或电子音调生成系统26开始产生原声钢琴音调或电子音调。

在静音时间段中，用于左声道的音频信号被恢复为音频数据代码，并且从音频数据代码产生模拟音频信号。然而，仅仅时间数据被存储在如图16C所示的相关联的纵向时间数据代码LTC中。由此，在便携式音频播放器10和自动演奏器乐器20之间协作再现音乐曲调。

在完成演奏时，音频数据代码表示静音，并且表示命令“停止”的命令数据被存储在图16D所示的相关联的纵向时间代码LTC’中。

第二变型

图17A到图17D示出命令文件的纵向时间代码LTC’和音频数据文件的纵向时间代码LTC。当用户指示便携式音频播放器10与自动演奏器乐器协作演奏音乐曲调时，控制模块11的中央处理单元从命令文件中存储的命令数据产生准音频信号。首先，准音频信号表示图17A所示的命令“选择”和指定的音乐数据文件“pianofan001.mid”。信息处理系统21a的中央处理单元使外设处理器将音乐数据代码从指定的音乐数据文件“pianofan001.mid”传送到随机存取存储器。接着，准音频信号表示命令“原声”或“静音”，并且通过准音频信号来转发(relay)命令“播放”。信息处理系统21a的中央处理单元将弦槌阻挡器20u改变到自由位置或阻断位置，之后，自动演奏系统20b或电子音调生成系统26开始演奏音乐曲调。

在利用自动演奏系统20b或电子音调生成系统26开始演奏的同时，控制模块11的中央处理单元开始从对应于音乐数据文件“pianofan001.mid”的音频数据文件的音频数据代码产生音频信号。音频信号被从通信模块13传输到通信模块24，并且被恢复为音频数据代码。从音频数据代码产生模拟音频信号，并通过扬声器26h将其转换为电音调。

上述组成部分和作业与以下权利要求语言相关如下。每个线缆30和无线电信道30a充当“通信信道”。便携式音频播放器10或移动电话10A对应于“音乐数据转换器”。存储单元14和通信模块13分别相当于“数据存储装置”和“通信单元”，并且控制模块11和用于重放和远程控制的子例程程序整体上构成“信号产生单元”。自动演奏器乐器20或20A充当“声音产生设备”。通信模块24和用于与便携式音频播放器通信的子例程程序整体上构成“通信单元”，并且原声钢琴20a、自动演奏系统20b和用于自动演奏的子例程程序或者信息处理系统21a和用于电子音调生成系统上的控制的子例程程序整体上构成“信号-声音转换器”。信息处理系统21a和用于与便携式音频播放器通信的子例程程序整体上构成“命令恢复器”。

音频数据文件中用于左声道的数据块对应于“分配给音频数据的数据块”，并音频数据文件中用于右声道的数据块以及命令文件中用于右声道的数据块对应于“分配给其它种类数据的其它数据块”和“分配给至少一个命令数据的其它数据块”。音频数据文件中纵向时间代码LTC的时间数据和用户数据充当“其它种类数据”，并且命令数据“选择”、“播放”、“停止”等对应于“至少一个命令数据”。

声音系统17充当信号产生设备的“信号-声音转换器”。

Claims (20)

1.一种用于产生音乐曲调的音频系统(100；100A)，包括：

通信信道(30；30a)，用于通过其传播音频信号和准音频信号；

信号产生设备(10；10A)，包括

存储单元(14)，存储至少一个音频数据文件(14c)，所述至少一个音频数据文件(14c)具有分配给表示要再现的声音的音频数据的数据块和分配给其它种类数据的其它数据块(DF1，DF2)，

信号产生单元(11)，连接到所述存储单元(14)，用于产生信号，和

第一通信单元(13)，连接到所述信号产生单元(11)和所述通信信道(30；30a)，并将所述信号传递到所述通信信道(30；30a)；以及

声音产生设备(20；20A)，包括

第二通信单元(24)，连接到所述通信信道(30；30a)，并接收所述信号，和

信号-声音转换器(20a，20b，26)，连接到所述第二通信单元(24)，并响应于一命令，以便从所述信号产生所述声音，

其特征在于

所述存储单元(14)还存储至少一个命令文件(14b)，所述至少一个命令文件(14b)具有与所述至少一个音频数据文件(14c)的所述数据块相对应的数据块，以及与所述至少一个音频数据文件(14c)的所述其它数据块(DF1，DF2)相对应的其它数据块(D1，DF2)，并且被分配了表示所述命令的至少一个命令数据，使得所述信号产生单元(11)根据所述至少一个音频数据文件(14c)中的所述音频数据和所述其它种类数据、以及根据所述至少一个命令文件(14b)中的所述至少一个命令数据，产生音频信号和准音频信号，作为所述信号，

以及，其特征在于

所述声音产生设备(20；20A)还包括命令恢复器(21a)，所述命令恢复器(21a)连接到所述第二通信单元(24)和所述信号-声音转换器(20a，20b，26)，并将所述准音频信号恢复为所述至少一个命令数据，以便用所述命令来控制所述信号-声音转换器(20a，20b，26)。

2.如权利要求1所述的音频系统，其中所述至少一个音频数据文件(14c)的所述其它数据块具有分配给表示经过时间的时间数据的相应的时间数据字段(DF1)，和分配给用户数据的相应的用户数据字段(DF2)。

3.如权利要求2所述的音频系统，其中所述用户数据之一用于指定音乐数据文件(22b)，其存储用于要利用所述信号-声音转换器(20a，20b，26)再现的音乐曲调的音乐数据。

4.如权利要求3所述的音频系统，其中所述音乐数据表示至少音调的生成、所述音调的衰减、所述音调的音符编号和所述音调的响度。

5.如权利要求1所述的音频系统，其中所述至少一个命令文件(14b)的所述其它数据块具有分配给所述至少一个命令数据和用户数据的相应的空时间数据字段(DF1)和相应的用户数据字段(DF2)。

6.如权利要求5所述的音频系统，其中所述用户数据之一用于指定音乐数据文件(22b)，其存储用于要利用所述信号-声音转换器(20a，20b，26)再现的音乐曲调的音乐数据。

7.如权利要求6所述的音频系统，其中所述音乐数据表示至少音调的生成、所述音调的衰减、所述音调的音符编号和所述音调的响度。

8.一种可与声音产生设备(20；20A)通信的信号产生设备(10；10A)，包括：

存储单元(14)，存储至少一个音频数据文件(14c)，所述至少一个音频数据文件(14c)具有分配给表示要再现的声音的音频数据的数据块和分配给其它种类数据的其它数据块(DF1，DF2)；

信号产生单元(11)，连接到所述存储单元(14)，并产生信号；以及

通信单元(13)，连接到所述信号产生单元(11)和通信信道(30；30a)，并将所述信号传递到所述通信信道(30；30a)，其中所述通信信道(30；30a)可连接到所述声音产生设备(20；20A)，

其特征在于

所述存储单元(14)还存储至少一个命令文件(14b)，所述至少一个命令文件(14b)具有与所述至少一个音频数据文件(14c)的所述数据块相对应的数据块，以及与所述至少一个音频数据文件(14c)的所述其它数据块(DF1，DF2)相对应的其它数据块(DF1，DF2)，并且被分配了表示对所述声音产生设备(20；20A)的命令的至少一个命令数据，使得所述通信单元(13)根据所述至少一个音频数据文件(14c)中的所述音频数据和所述其它种类数据、以及根据所述至少一个命令文件(14b)中的所述至少一个命令数据，产生音频信号和准音频信号，作为所述信号。

9.如权利要求8所述的信号产生设备，还包括信号-声音转换器(17)，其连接到所述信号产生单元(11)，并将所述音频信号转换为所述声音。

10.如权利要求8所述的信号产生设备，其中所述至少一个音频数据文件(14c)的所述其它数据块具有分配给表示经过时间的时间数据的相应的时间数据字段(DF1)，和分配给用户数据的相应的用户数据字段(DF2)。

11.如权利要求10所述的信号产生设备，其中所述用户数据之一用于指定音乐数据文件(22b)，其存储用于要利用所述声音产生设备(20；20A)再现的音乐曲调的音乐数据。

12.如权利要求8所述的信号产生设备，其中所述至少一个命令文件(14b)的所述其它数据块具有分配给所述至少一个命令数据和用户数据的相应的空时间数据字段(DF1)和相应的用户数据字段(DF2)。

13.如权利要求12所述的信号产生设备，其中所述用户数据之一用于指定音乐数据文件(22b)，其存储用于要利用所述信号-声音转换器(20；20A)再现的音乐曲调的音乐数据。

14.一种声音再现设备(20；20A)，可利用通过通信信道(30；30a)连接到该声音再现设备的信号产生设备(10；10A)来控制，该声音再现设备(20；20A)包括：

通信单元(24)，连接到所述通信信道(30；30a)，并从所述信号产生设备(10；10A)接收音频信号，所述音频信号代表以文件格式准备的音频文件中的音频数据和其它种类数据，以及

信号-声音转换器(20a，20b，26)，连接到所述通信单元(24)，用于产生声音，

其特征在于还包括

命令恢复器(21a)，连接到所述通信单元(24)和所述信号-声音转换器(20a，20b，26)，并将从所述信号产生设备(10；10A)提供的准音频信号恢复为至少一个命令数据，所述至少一个命令数据表示对所述信号-声音转换器(20a，20b，26)的命令，以便在用所述命令控制下，使所述信号-声音转换器(20a，20b，26)产生所述声音，

其特征在于

根据表示所述命令的、且以所述文件格式准备的至少一个命令数据，来产生所述准音频信号。

15.如权利要求14所述的声音再现设备，其中，所述文件格式具有分配给表示所述声音的至少一部分的所述音频数据和所述音频数据文件(14c)中的所述其它种类数据的、以及分配给表示静音的音频数据和所述命令文件(14b)中的所述至少一个命令数据的数据块和其它数据块(DF1，DF2)。

16.如权利要求15所述的声音再现设备，其中，所述音频数据文件的所述其它数据块具有表示经过时间的相应的时间数据字段(DF1)、以及空的或存储用于指定音乐数据文件(22b)的用户数据的相应的用户数据字段(DF2)，所述音乐数据文件(22b)的音乐数据表示所述声音的至少其它部分。

17.如权利要求15所述的声音再现设备，其中，所述命令文件的所述其它数据块具有相应的空的时间数据字段(DF1)，和分配给所述至少一个命令数据和用户数据的相应的用户数据字段(DF2)。

18.如权利要求17所述的声音再现设备，其中，所述用户数据之一用于指定音乐数据文件(22b)，所述音乐数据文件(22b)的音乐数据表示声音的至少其它部分。

19.如权利要求14所述的声音再现设备，其中所述信号-声音转换器包括

原声乐器(20a)，用于产生所述声音的所述至少其它部分，以及

自动演奏系统(20b)，使所述原声乐器(20a)产生所述声音的所述至少其它部分，而无需人类演奏者的任何演奏。

20.如权利要求14所述的声音再现设备，其中，所述信号-声音转换器包括电子音调生成系统(26)，用于电子地产生所述声音的所述至少其它部分。

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