CN1057354A - 音乐再现及歌词显示装置 - Google Patents

Abstract

用来再现音乐及显示歌词之数据由二进制位编 码数字讯号构成而经公共通信线向下载入，或与数条 乐曲或歌曲对应之数据预存于一个装置，此存入数据 可用CPU选择处理。在演奏音乐数据内存有令歌 词数据前进之触发讯号使音乐再现与歌词显示连 结。如此再现之音乐可供做背景音乐供伴唱而歌者 可同时观看与音乐再现同步地显示之歌词。

Description

本发明关于可自存有许多以二进制位编码之乐曲，或歌曲及其歌词之资料库选择再现所要之乐品及歌曲并同步地显示歌词之装置。此装置包含一个供使用者眼看着依据再现音乐进行而显示之歌词用麦克风唱歌之单元。此装置尚包含用公用通信线路存入数据之机构。

早期若要在家或餐厅亨受一面读着伴随再现音乐显示之歌词，一面用麦克风唱歌之乐，则须准备预录之磁带或光盘的装置及再现装置。

拥有此类装置的人若要唱所要的歌，或在新歌曲发行时，则须不断地增加磁带或光盘之收藏。但是，既有的歌曲已很多，新的又不断推出，若要收藏所有推出的歌曲则需很大的收藏空间，又造成准备恰当之贮藏处的问题。

为了消除上述缺点，可设计藉无线广播传送音乐之机构，收听者可随之唱歌。但是，收听者无法在任何时间选择所要的乐曲或歌曲。

由于上述情况，有人发展一种改良系统，构成一个包含一个主电脑可将数字化音乐讯号发送给数个终端装置之网络。依据此系统，用个人电脑做为终端单元，数字讯号自存于主电脑之资料库传送至个人电脑。然后，所要之乐曲或歌曲用以集成电路（IC）构成并用语音控制之可编程式声音产生器分析。由于此IC可用低成本生产，故各终端单元很便宜。另一方面，却由于IC本身之能力很低，无法对音量做多级之细微控制。此外，也不能对音乐旋律之长度做微设定或分析乐曲之重复性。因此，无法避免某些缺失，例如缺乏音乐表现能力而无法得到良好之音乐再生。

有些实用的系统是用电话线传送音乐，及用电传视讯（Videotex）再现之。此种系统传送之数据量低仍无法对音量做细微控制。此外，同时发出以形成合弦之单音数被限制为5或6个，故无法合成音域较宽之声音。此外，由于可用之单音只有15种，缺乏表现性仍然使此种装置成功。

同时，尚有一种PCM录放系统可把各乐曲或声音转换成固定量之数字讯号。此系统沿着时间轴分析乐曲，要显示的是其数字量，故所需之数据总量异常庞大。因此，表现能力固然良好，数据量却多得造成把数段乐曲或歌曲存入固定容量之存贮单元及经由公用通信线传输数据的困难。

至于在歌词显示上，以二进制位编码之歌词与音乐数据一齐传送然后在CRT（阴极射线管）之类之显示装置显示出来。歌词之显示须与乐曲之再现同步，藉改变已唱过歌词之颜色或用箭头指示来表示现在的歌词。但是，在用上述电传视讯部分消除歌词或改变其色彩的处理上，却会因歌词移动或消除，使替换速率降低。因此，每次均须替换整个CRT荧光幕所显示之内容，故而无法精确地同步于再现音乐。

本发明之目的是提供在住宅内经由公共通信线（模拟电话线及ISDN标准之数字线路）连接至外面之主电脑而供个人用终端机选择所要之乐曲或歌曲伴唱的装置，因此不需收藏大量之录音带或光盘。

本发明之另一目的是提供将最大收集量之乐曲或歌曲加而产生数字音乐数据，故可缩矩传送数据及操作处理而又可得到表现性丰富之良好再现音乐的装置。

本发明之又一目的是提供有效地利用其内部存贮器所存之大量数据而可快速选择乐曲或歌曲之装置。

本发明之又再一目的是提供以二进制位形式处理各歌曲之歌词及在显示装置所显示之全部歌词中消除已唱过歌词或用箭头指出正在唱之歌词的装置。此装置尚可恰当地改变显示歌词之背景颜色，并且与再现乐曲精确地同步进行。

在本文内，“合成音乐数据”表示包含乐具演奏，歌词及文件数据在内之二进制位编码数据;“乐器演奏数据”表示乐器演奏音乐之二进制位编码数据而“歌词数据”表示歌词之二进制位编码数据。

下面将参考附图详细说明本发明。

附图说明的是本发明之典型实例，其中：

图1是本发明之装置之方框图;

图2是一元性数据（unitary  data）之格式;

图3是本发明之第二实例之方框图;

图4展示数据群之间之关系;

图5之方框图主要展示再现音乐之结构;

图6展示取样讯号之波形;

图7之方框图主要展示第一个存贮单元例子之结构;

图8及9是此存贮单元之流程图;

图10之方框图主要展示第二存贮单元例子之结构;

图11是图10之存贮单元之流程图;

图12之方框图主要展示第三存贮单元例子之结构;

图13是图12之存贮单元之流程图;

图14之方框图主要展示第一个歌词显示装置实例之结构;

图15及16是图14之歌词显示装置之方框图;

图17是第二歌词显示装置例子之方框图。

下面将参考附图详细说明本发明之实例。

图1是本发明之装置之方框图，其中主电脑1含有一个由许多合成音乐数据所构成之资料库，合成音乐数据是由音乐或歌曲之乐器演奏之二进制位编码加上各码之数据码所构成。本发明之终端机2装设于使用者之处以再现音乐及显示歌词。终端机2与主电脑1连线。虽然终端机数受主电脑1之能力之限制，但仍须预设预期之使用者增长量。同时，存于资料库内之合成音乐数据可以是主电脑1之储存容量范围内之任何需要量。为求满足所有终端机使用者之需求，可能至7至300条歌曲或音乐。

终端机2含有：选择机构3以藉输入数据码自资料库载入所需音乐数据;存贮机构4以存入选择机构3自资料库载入之音乐数据;计算机构5以分析存入之二进制位音乐数据及处理此数据而将其转换成模拟形式;及放大器6以放大模拟讯号。喇叭7输出再现之音乐讯号。选择机构3通常设在10个键，以数字方式输入数据。

在此结构内，乐器演奏音乐转换成二进制位音乐数据之工作是先为了做数据压缩而编码于一个虚设表（virtual  table）上，然后将此讯号存入资料库。存贮机构4是由RAM构成，操作机构5是由16位或32位之微处理器构成，以便执行快速处理。在主电脑1与终端机2之间之连线若为模拟电话线则可插置数据机，若为ISON系统等之数字线则可用输入/输出端口之类之接口。

用主电脑1处理数据，各终端机可采成批处理（batch  processing），但由于终端机之使用通常会集中于某一时段，最好用分时系统处理输入指令以缩短空闲线使用者之等候时间。

图2展示一元性数据，其中CL（消除）是用来于数据呼叫时间消除留在存贮机构4内之任何不要数据之数据部分;DC（数据码）表示鉴别码;DL（数据长度）是表示一元性数据之长度之讯度;DI（数据识别）是表示数据之识别之讯号;DM（数据音乐）是用二进制位编码之演奏音乐所构成之数据部分;DE（数据尾）是表示音乐数据结束之讯号。一个单位之音乐数据包含加到其格式之开始处之CL，DC及DL，但由于各播放时间不是固定，若将一元性数据容量分配至最长之歌曲或音乐，则造成容量浪费。因此，本发明将音乐数据分段，以某一容量（用256字节之最大封包长度）为一个单位，分段之数据用DI来彼此分隔以免数据容量之浪费。此外，资料库之构成尚可不受任何歌曲长度限制。由于操作机构5判定DL讯号所需之时间很短，在再现模式完全不会造成音乐中断，故不致妨碍使用者。

上述装置之操作如下：首先使用者连接终端机2至主电脑1，操作选择机构3之数字键盘而输入与所要听之音乐对应之数据码。然后，主电脑1取出输入讯号，将数据码所指定之音乐数据载入终端机2。在音乐数据被存入存贮机构4之后，则由操作机构5处理之，然后输出再现讯号。

上述针对图1之说明只是针对音乐数据，当然，若将歌词做二进制位编码并与音乐数据一起存入资料库，则歌词可用终端机2之CRT之类之显示装置输出。

图3之方框图展示本发明之第二实例。下面将参考图4说明此实例。主电脑11设有存贮单元可储存由许多合成音乐数据所构成之资料库。公用通信线12连接至数个装设于使用者处之终端机13，控制机构14装设于终端机侧，可用数据机或输入/输出端口输入数字讯号。控制机构包含一个CPU，一个存贮单元，一个输入单元（如键盘）等，数字/模拟（D/A）转换器连接至控制机构14而其内部基本讯号波形及输出准位由控制机构14所处理之数字讯号控制并依据时间系列输出。D/A转换器15转换所得之模拟波形经放大器16放大，所得之再现讯号自喇叭发出音乐。显示单元17连接至控制机构14而依序显示与再现音乐或歌曲对应之歌词。

用上述装置再现所要之音乐或歌曲之方式如下：首先，使用者操作控制机构14之键盘以指示加于对应音乐或歌曲之数据码（通常用数字值分辨）。然后，指令经公用通信线12传送至主电脑11，所要之音乐数据即载入终端机13，故在控制机构14处理之后，再现音乐自喇叭发出而相对之歌词在显示装置17上显示出来。

如图4所示，合成音乐数据含有三群，即文件头，歌词数据及演奏音乐数据。各文件头含有一串歌曲编排号码可供做数据码，其中分配32字节之储存容量供总数据量，输入数据及时间等使用。同时，分配给歌词数据的有8千字节之最大储存容量以储存歌名，填词者，作曲者，结束码及可变长度歌词。

分配给演奏音乐数据之最大储存容量为54至85千字节，供音符数据，时间数据，表现性控制数据及进行控制数据使用。各音乐或歌曲被依文件头（包含数据码），歌词数据及演奏音乐数据之顺序转换成资料库。

至于演奏音乐数据之格式，本发明之设计是：以键盘乐器为例，演奏数据是得自演奏者按下或释放音键，踏放音效踏板，或开关之闭一开路动作来指示所要之音。此动作被分析成量化数值后转换成数字讯号，即可得所要之数字数据，下面将详细说明此数字数据之细节。

（1）音符数据

音符数据含有表示哪一键被按下或释放及此按下之力量的转换数字值。此数据含有开始发声指令及停止发声指令。

（2）开始发声指令

开始发声是由预定之一元性字节内之4个较高次位指定，乐谱之旋律五线谱则由4个较低次位指定，同时指定发出之音阶及声音强度。音阶涵盖10又1/2个八度音阶，按每半音依顺序改变之数值指定，其有0-127个音。在此实例内，C音之值设定为60。

（b）停止发声指令

停止发声指令是用预定之一元性字节内之4个较高次位指定，乐谱之五线谱用4个较低次位指定。在停止发声指令之后即指定上述音阶。

（2）时间数据

时间数据指定各数据之期间及停止时间，由参考标记指令及持续时间指令构成。

（a）参考标记指令

参考标记指令之功能就像乐谱上之横线（bar），用来做为分隔符号。在此实例内，各音符之发声可用参考标记做为开始点或自音乐之开始做参考来计算。但是，若自参考标记开始执行计算，即使不从乐曲的开始点而是自乐曲中之任何一点再现音乐也能得到精确的演奏。

（b）持续时间指令

持续时间指令计算自参考标记或乐曲开始点起之持续时间，其基本之一元性长度被设定为10.42毫秒。若乐器演奏依此基本一元性长度进行，则每分钟维持120拍，改变基本一元性长度即可改变拍子。

（3）表现控制数据

表现控制数据附加于音符数据上以便再现音乐忠实地表现乐器之自然音，然后用调变做为颤音。表现控制数据包含调变指令，操作因数指令，音指令，五线谱调变指令，细变指令及消除歌词指令。表现控制数据亦指定乐谱上之五线谱。

（a）调变指令

此指令藉调频将颤音效果加于五线谱上之所示的音阶上。调变之程度可用数字输入指示。

（b）操作因数指令

操作因素表示五线谱之各音或再现准位，在再现开始前之或之后均可指定开关动作或准位设定。上述者包含设定操作因数之种类之指令及指定准位之指令。操作因数之种类包含表示滑到不同音之时间之滑音指示，表示整个输出准位之主音量指示，表示各五线谱之输出准位之音乐指示，指示左右输出平衡之立体平衡，指示回音效果准位之回音指示及加强音效之制音（damper）踏板及持续（sostenuto）踏板功能。

（c）音指令

音指令提供数值来预设各五线谱之参考波形及指示之。此指令分别对应各种弦，管及按键乐器之标准波形。

（d）五线谱调变指令

此指令藉调频来调变整个被指定之五线谱。调变程度可用数值表示。

（e）细变指令

此指令的功能是渐增加或减少再现之五线谱之频率，例如，吉他等之泛音效果，每次可达到一个八度音阶之改变。

（f）歌词消除指令

在此实例内，歌词可依据音乐之再现，在显示装置上显示出来。由于已唱过之歌词不需再显示出来，最好能将其自显示装置上消除以简化及便利歌唱。因此，此消除指令指定要被消除之歌词量。若要消除之歌词数可在数据内恰当指示，则可跟着再现音乐之进行依序消除歌词。

（3）进行控制数据

此数据用来判定再现乐曲之进行，包含其拍子，返覆之曲段，返覆之次数，及其结尾。此控制数据包含标记指令（label  command），重复指令，条件性重复指令，时间格式指令，拍子指令及结尾指令。

（a）标记指令

此指令指示返覆之开始点，例如附带有标记号码之返覆记号。

（b）重复指令

指示重复之结束及指示返覆之标记及重复次数的指令，故可设定标记号码及重复次数。

（c）条件性重复指令

指示在完成重复指令之工作后移至另一指定之标记之指令。在乐谱上。此指令对应于括弧。

（d）时间格式指令

是在乐器演奏数据之开始或任何中间部分执行之指令，决定构成一小节之音符种类之数目。此指令指示音符之分子及分母，故决定整个乐曲之节奏。

（e）拍子指令

此指令与上述持续时间指令有关，藉指示每段基本持续时间长度之计次来决定乐曲之拍子。因此，数值增加，拍子则变慢。

（f）结尾指令

指示再现乐曲之结尾之指令。结尾用先前输入一个特定之数值来表示。

为决定标准之持续时间及音阶，须以控制机构14内之CPU所提供之时钟频率为基础进行计算。

在此实例内，音量数据被分成127阶，同时发出之声音数被设定至少为32而音数被设定为大于127以表达前述之各种必要音效。音符之基本单元时间为10.24毫秒，并使用其整数倍。

各指令分别用特定之数值表示。任一此数值不限单一个，依据主电脑11或各终端装置13之储存容量省略某些特定指令而可减少数据量。

图5  之方框图是展示在数字通信中再现音乐之例子，其中包含：以输入/输出端口等构成之接口21，计算及处理自接口21收到之输入数据及控制经由二或数个总线互接之各机构的CPU22;匹配CPU22与在后级内之各机构之内部接口23;暂存移转之数据之主存贮器24;设于CPU22内产生预定频率之时钟脉冲以驱动CPU22及供做音乐拍子之基础或判定音阶之参考之时钟产生器。时钟产生器25不限用内部形式，也可用任何外在之时钟机构。其他尚有将CPU22所处理之音乐数据所指示之各声音之数位量转换成模拟量之音量数字/模拟转换器26。此转换器共装设两个以供再现立体音。自数字/模拟转换器26输出之电压分供电压控制放大器27。音阶控制分频器28将时钟产生器25供给之时钟脉冲分除而产生与音乐数据内之指定音阶对应之频率。分频器28受自内部接口23输入之数据驱动。其他尚有把各弦或管乐器之特性模拟波形取样，分析及数字化所得之数据储存起来之波形存贮器29。各波形存贮器29储存各特定乐器之取样波形，数个此种存贮器以互等之关系存在。当控制讯号自CPU22经内部接口23馈入时，其对应数据输出至波形数字/模拟转换器30。在此级转换成模拟形式之讯号馈至电压控制放大器27以与先前之音量数字/模拟转换器26输出之另一模拟讯号相加，所得之再现讯号经放大器32而自喇叭放出。必要时装设回音器31以便依据音乐再现室之尺寸或壁面特质而增加回音效果。

下面说明输出单元之操作。接口21收到之数字形式之音乐数据含有8位，经两个总线传送至主存贮器24。在此级操作中，CPU22维持在待命状态直到传送音乐数据至该处为止。然后，CPU22一字节接一字节地自主存贮器24读出音乐数据。当读出之音乐数据为时间监视数据时，则依据时钟产生器25供给之脉冲组成。若为与音符发声之开始与停止或其讯号强度有关之任何其他数据，数据则用音量数字/模拟转换器26转换成模拟形式。若为音阶数据，则输入至音阶控制分频器28，后者配合时钟脉冲产生分频讯号。若接收数据是由决定音之讯号组成，则存于存贮器29之特定取样波形被馈至波形数字/模拟转换器30，所得之模拟讯号输出至电压控制放大器27。然后，如前面所述，放大器27组合数字/模拟转换器26与30之模拟量而形成再现之模拟讯号。

图6之图例展示存于存贮器29内之模拟一元性取样波形。此波形包含开始部分A及重复部分B。换言之，各种乐器可被广义地分成两种特性形态。例如，对钢琴而言，一者是按下琴键，琴捶打击钢琴线发出之声音而产生之特别波形，另一者是钢琴线之衰减声音波形。打击声音具有像初杂音之暂态波而衰减声音则为连续正弦波。因此，钢琴音可用恰当机构将初打击声音波形A及随后之衰减重复波形B中之仅一个独一部分取样，然将于输出时间将二波形组合以渐减对应之波形。因此，可将波形存贮器29之必要储存容量减至较小值。

图7之方框图主要展示存贮单元之结构，其中包含有资料库可储存合成音乐数据之主电脑41，经数据机43及接口44连接终端机至主电脑41之公共通信线42。此外，尚有供做选择机构以藉输入数值选择必要之音乐数据以再现之键盘45;藉供给讯号至主电脑41以控制存贮机构等后级电路而选择音乐数据之处理电路46;及含有主存贮器48及辅助存贮器49来储存音乐数据之存贮机构47。在存贮机构47内，主存贮器48只储存要被再现之音乐数据，辅助存贮器49之功能是指定数个经常再现之音乐数据而预先自主电脑41下存，或把多余之音乐数据在移转至主存贮器48之前入存主电脑41内。辅助存贮器49内一定具有储存约300条乐曲或歌曲之容量。此外，尚有再现机构50把数字音乐数据转换成模拟形式并再现成演奏音乐。机构50含有合成器51，放大器52及喇叭53等三个电路。

本发明之装置依据图8之流程操作。当表示数据码之数值藉操作键盘45输入（方框61）时，存于辅助存贮器49之音乐数据即由处理电路46取出（方框62）。然后判断（方框63）入选之音乐数据是否存在于辅助存贮器49内。若判断结果是肯定，方框67把音乐数据载入主存贮器49内，用机构50再现，故放出之演奏音乐由喇叭53输出。由于存于主电脑41之资料库之音乐数据预先经合成器编码，用具有相反之解码功能之另一合成器51即可得再现音乐。若入选之音乐数据不存在于辅助存贮器49，则图8之方框63之判断结果为否定，方框54则自处理电路46经公共通信线42向主电脑41请求传送此音乐数据。响应此请求而传送至终端机（方框65）之音乐数据首先存入辅助存贮器49（方框66），在存入即经处理电路46载入主存贮器48内（方框67），然后再现之（方框68）。在图8内，分支A表示在辅助存贮器49不剩储存容量时执行之操作。在此情况下，其操作之进行如图9之流程所示。首先，方框71判定辅助存贮器49是否留有任何余容量，若判定结果为否定（方框72），则过去再现次数之音乐数据则自音乐资料库内消除（方框73）以提供余容量，然后存入请求数据。若上述判定结果是肯定，表示尚有余容量，数据则直接存入辅助存贮器49。因此，各合成音乐数据除了数据码外，尚须含有过去再现之次数。为了控制辅助存贮器49，除了上述操作外，在每次内部计时器计算预定时间后，即取出过去再现次数，使用次数未达预定数之音乐数据即被消除以使辅助存贮器49所存之整个音乐数据均维持恰到好处。

图10是终端机使用激光光盘之第二存贮单元实例，图11是此终端机之操作流程。若资料库完全仰赖主电脑，则利用公共通信线就变得太昂贵，本实例是可把常用之乐曲存于终端机侧，并由此处载入音乐数据以节省使用通信线。“光盘”一词不限于仅读之CD-ROM，应包含可读写之CD-RAM及任何其他只能容许再储存一次之光盘。CD-ROM盘81之直径为12分公，储存容量为500百万字节。各乐曲以前述方法数字化而组成乐器演奏音乐数据，各歌曲之歌词同样地被编码成歌词数据。此外，表示各歌曲之歌名，唱者，编曲者及填词者之关键字与具有数据码之取出数据出相加而各歌曲共有83千字节之合成音乐数据。光盘最多可储存6000条歌曲之此种合成音乐数据。此外，尚有CD-ROM驱动机件82;连接至CD-ROM驱动机件82而控制后者并载入一或数个取出之音乐数据至RAM内之CPU83;输入所要之音乐之识别码或取出数据之输入单元84（通常是10个键之装置）;从合成音乐数据中显示歌词数据之显示装置85;及再现单元86。自CD-ROM光盘81经顺序机87载入CPU83之合成音乐数据中之演奏数据馈至合成器83，后者之输出模拟讯号经放大器89放大后用喇叭90再现成音乐。尚未存入CD-ROM光盘81之新歌等被加入主电脑91以更新资料库。主电脑91经CPU83及接口92连接至公共通信线93。

在图11之存贮单元操作流程内，首先自输入单元84输入数据码等（方框101）。CPU83触发CD-ROM光盘驱动机件82（方框102）。若输入数据存在于储存之内容中，判定结果为肯定，故含有数据码之合成音乐数据自CD-ROM光盘81取出而载入CPU83之RAM内（方框106）。此合成音乐数据内之歌词数据在显示装置85上显示，演奏数据则馈至合成器88而由顺序机87依序处理。在转换成模拟形式后，所得讯号经放大器89放大后自喇叭90放出再现音乐，若输入单元84输入之数值所指定之数据不存在于CD-ROM光盘81内，判断结果为否定，CPU83立即经公共通信线（方框104）请求传送所要之音乐至主电脑91。传送至终端机之音乐数据（方框105）再移转至上述方框106。

音乐数据由数据码或输入表示歌名等之关键字指定而自储存数据内取出。在后一情况下，可藉于显示装置85上显示一次数个文件数据，例如唱者或编曲者之名字，然后由此选择所要的歌曲来加强取出音乐数据之功能。

存贮单元之结构可藉在终端机上装设主存贮器及辅助存贮器来改善之。图12及13展示有此改善结构之第三实例，在此图内，ROM板具有一系列其容量可存2000条平均各含85千字节之歌曲之音乐数据的附加半导体ROM。半导条RAM112可读约30条歌曲，用电池以支援，故在电源关闭时数据仍不会消除。此处之ROM及RAM可采用市面上可购得之产品并可附增至所要之容量。此外，尚有：控制ROM板111及RAM112之CPU114;辅助使用由不存于ROM板111上之音乐数据或较不常请求之音乐数据所构成之资料库之主电脑115;连接主电脑115至终端机之数字或模拟公共通信线116，接收数据等以取出待再现之音乐数据之输入单元117;用合成音乐数据内之字母显示歌词数据之显示装置118;及把馈于CPU114之合成音乐数据所含之演奏音乐数据经顺序机120输出至音源121（例如合成器）之再现单元119，音源121之输出模拟讯号经放大器122放大自喇叭123发生再现音乐。

下面参考图13之流程说明上述装置之操作。首先，当被请求歌曲之数据码自输入单元117馈入（方框131）时，CPU114取出ROM板111之储存内容（方框132及133）。若判断结果是肯定，表示储存之内容含有指定之数据码，读出整个合成音乐数据并经歌曲CPU124处理，其输出馈至顺序机120（方框133）以执行歌词显示（方框139）及演奏音乐之再现（方框140），若方框133之判断为否定，则取出存于RAM112内之内容，若于其中找到所要之数据码，则方框138之操作方式与上述者相同。若方框134之判断亦为否定，则取出主电脑115之资料库（方框135），具有指定数据码之合成音乐数据被传送（方框136）至终端机。然后，音乐数据存入RAM112（方框137），然后，进行至方框138执行歌词显示及再现音乐。

图14-16展示在显示装置上显示歌词之实例，其中外在主电脑是用数字通信线连接。图中，包含把外在数字讯号输入至装置之输入/输出端口151，及计算及处理此外来数据之CPU152。CPU152同时处理演奏音乐数据及歌词数据。此实例内可共用单一个CPU，或用不同之CPU，但经由一个总线受同步驱动而各别处理演奏音乐数据及歌词数据。此外，尚包含：具有储存整个送来之数据内之一条歌曲之歌词数据之容量之第一显示存贮器（VRAM）153;具有相同储存容量而被用来储存依序显示预定单一字元数据之窗位置的第二显示存贮器154。在此实例内，字元数据最多约含8千字节。由于各VRAM153及154须具有在荧光幕上完整显示之足够储存容量，故准备了256千字节以上之容量。此外，尚有储存合成音乐数据内之演奏音乐数据之演奏音乐存贮器155;及将取自演奏音乐存贮器155之数字讯号内含之变换颜色讯号输出至CPU512之接口156。变换颜色讯号用来前移窗位置，同时恰当地改变字与背景之颜色。此外，尚包含在CPU152计算及处理在第一、二VRAM154、154所存之数据后把数字讯号转换成显示讯号之显示处理器157。显示装置158含有CRT或液晶盘，用来显示全部歌词并跟著再现歌曲之相关位置，改变歌词及背景之颜色。

下面参考图15说明上述结构之数据处理。首先处理经输入/输出端埠151自外在资料库移转来之合成音成数据而将歌词数据存入第一VRAM，将演奏音乐数据存入音乐存贮器155。然后，终端机依据对应之储存内容进行其工作。CPU152分析演奏音乐数据，将其转换成音乐讯号，同时自第一VRAM153取出歌词数据，经由显示处理器157在显示装置158上显示歌词。取自演奏音乐存贮器内之数据所含之变换颜色讯号经接口156馈至CPU152，存于第二VRAM154之窗位置即向前移。必要时，改变显示装置158之背景颜色之讯号被馈至显示处理器157，其内容与第一VRAM153之内容相加而合成数据可于显示装置158上显示出来。若窗内之字母颜色与背景颜色相同，则依序消除显示装置158之萤光幕上之唱过的歌词。若每句歌词就改变一次背景颜色，则效果更明显。在图15内展示第一VRAM153之储存内容159;第二VRAM154之储存内容160;显示装置上显示之合成内容161;及窗162。变换颜色讯号与演奏音乐数据混合之方式可采一个位变成一个脉冲输出之方式，故歌词可与演奏音乐数据之进行同步地一个字母接一个字母地前进。但是，色彩数据也须混合在内以便改变颜色。并且;若变换颜色讯号分配了数个位，则一次可消除数个字母或改变颜色。此外，使用较大之位串可指定自再现音乐开始时所要消除之字母数。

因此，即使自歌曲之任何中间部分再现，仍可配合演奏音乐之进行精确地显示歌词。虽然前述实例内，窗162是固定容量，但可依此方式修改而改变容量而连续增加容量而把歌词开始部分至结束当做一个窗。

图16是与图15不同之另一实例之方框图。若显示处理器把存于光盘163之移动影像数据重叠于其上面，背景可变成移动影像而不须限为静止影像，可达更大的视觉效果。

图17是用来显示歌词之第二实例，其中是依序并且个别地用顺序机处理演奏音乐数据及歌词数据。第二实例内包含主电脑171（装设于外面）;接口或调制解调器之类之通信装置;计算及处理自主电脑171载入之合成音乐数据且包含一个输入单元及一个存贮单元以储存音乐数据的CPU173;将合成音乐数据内之演奏音乐数据依序馈至MIDI之类之音源并在次级把歌词数据自演奏音乐数据中分离供给之顺序机174;具有字母，符号等已记录格式之数据之格式RIM175;具有指定数种颜色的数据之颜色表176;在下面所述之显示装置181上显示存于VRAM178内之全部字元数据同时控制歌词之进行及依据取自顺序机174之讯号而改变背景颜色之字母控制器177;自格式ROM175读出符号数据而于显示装181上以点矩阵之方式显示此数据之字母产生器179;在显示装置181上显示字母产生器179所转换之字母格式并响应取自字母控制器177之讯号而控制显示装置181。图17内之单线箭头指示合成音乐数据所控制之讯号路径，双线箭头指示数据流。单线箭头182对应于与演奏音乐数据混合之触发讯号而自顺序机174指向字母控制器177以指示再现音乐与显示歌词相关之进行状态而控制歌词之进行及改变背景颜色。同时，双线箭头183指示歌词数据流。在上述结构所执行之操作中，首先，操作CPU173之输入单元所得之数据码等调出所要之合成音乐数据。然后，合成音乐数据自主电脑171经公共通信线存入存贮单元内，CPU173计算及处理此数据，把整个数据中之演奏音乐数据经顺序机174输入至音源，同时歌词数据经顺序机174输入至字母控制器177，然后存入VRAM178。在再现音乐之前，自格式ROM175读出存入之歌词数据所指定之字母，在用字母产生器179形成点矩阵之后经显示控制器180在显示装置181上显示出来。在后来再生音乐时，顺序机174依序处理演奏音乐数据。触发讯号与演奏音乐数据混合以同步歌词与再现音乐，改变显示装置181之背景颜色之触发讯号亦于恰当位置混入。如箭头182所示，触发讯号亦自顺序机174依序馈至字母控制器177。因此，在歌词进行中，与再现音乐有关之歌词位置可在歌词数据被显示控制器180经由字母产生器179处理后用箭头指示或改变已唱过之歌词之颜色，或把歌词显示与音乐再现连结在一起。至于背景颜色，字母控制器177自颜色表176读出颜色指定并依据此讯号改变显示装置181上之背景颜色。故，即使构成二进制位编码合成音乐数据之演奏音乐数据及歌词数据二者都存在一个文件内，仍可精确地同步在显示装置上显示之歌词与再现音乐之操作。

Claims (29)

1、一种经公共通信线连接至具有二进制位编码音乐及歌词资料库之主电脑之音乐再现及歌词装置，其特征在于，其中该一元性格式之资料库由含有二进制位编码之演奏音乐数据，二进制位编码之歌词数据及取出此数据之数据码的合成音乐数据所构成，该装置包含：

藉指定数据码选择所要之合成音乐数据之机构；

储存入选之合成音乐数据之存贮机构；

操作及处理该合成音乐数据之机构；

将该操作机构处理过之迅号转换成模拟形式再将其放大之放大器，及

显示其上面之歌词之显示装置。

2、根据权利要求1之装置，其特征在于还包含：

经公共通信线连接至主电脑而控制合成音乐数据之终端机侧控制机构;将该控制机构处理之数字讯号转换成模拟形式之数字/模拟（D/A）转换器;及将该D/A转换器之输出讯号放大之放大器。

3、根据权利要求2之装置，其特征在于其中字元消除指令与演奏音乐数据混合以便依据再现音乐或歌曲之进行依序消除在显示装置上显示之歌词。

4、根据权利要求1之装置，其特征在于包含一系列各含有一个计算及处理一条乐曲之合成音乐数据之主存储器及一个预存自资料库送来之预定数量之合成音乐数据之辅助存贮器的存贮机构，当任何入选之音乐数据存在于该辅助存贮器内时该入选音乐数据自该辅助存贮载入该主存贮器。

5、根据权利要求4之装置，其特征在于其中自该辅助存贮器载入音乐数据至该主存贮器之次数配合各音乐数据存起来，任何在固定时段后载入次数未达到预定值之音乐数据均被消除。

6、根据权利要求1之装置，其特征在于其中该存贮机构含有储存许多音乐数据之光盘及驱动该光盘之驱动机件及仅存入选音乐数据之随机存取存贮器（RAM）。

7、根据权利要求6并经公共通信线连接至具有包含不存于光盘内之音乐数据在内之资料库之主电脑的装置。

8、根据权利要求6之装置，其特征在于其中光盘是采可再写之型式。

9、根据权利要求1之装置，其特征在于其中该存贮机构包含储存许多音乐数据之半导体ROM及只存入选音乐数据之半导体RAM。

10、根据权利要求9之装置，其特征在于其中该半导体RAM用电池支援。

11、根据权利要求1之装置，其特征在于还包含：储存歌词数据之第一显示存贮器;储存容量等于歌词数据并可储存用来依序显示单一量之歌词数据之窗之第二显示存贮器，计算及处理该二显示存贮器之储存内容之CPU;将该CPU计算之该二显示存贮器之储存内容转换成显示讯号之显示处理器;显示歌词之显示装置;及将颜色变换讯号混合演奏音乐数据供给该CPU以改变该显示装置所显示之歌词及背景之颜色。

12、根据权利要求11之装置，其特征在于其中在该字母数增加至该显示装置上之最大值之前，该窗与预定字母位置重合，该CPU输出讯号将该显示装置之显示之歌词卷起固定行数。

13、根据权利要求11装置，其特征在于其中歌词数据与存于另一光盘之移动影像数据合成，所得数据于该显示装置上显示出来。

14、根据权利要求1之装置，其特征在于还包含：依序处理演奏音乐数据及控制显示装置上之歌词显示之顺序机;响应来自该顺序机之讯号而控制该显示存贮之字母控制器;储存在显示装置上显示之字母及符号格式数据之格式ROM;具有显示装置上之背景颜色数据之颜色表;将该格式ROM内所要内容转换成显示装置上之点矩阵形式之字母产生器;及控制显示装置之显示控制器，其中在显示装置上显示之歌词之进行是依据音乐之再现来执行，背景颜色之改变与其同步。

15、根据权利要求14之装置，其特征在于其中触发讯号与演奏音乐数据混合以依据音乐再现进行歌词显示并同步地改变背景颜色。

16、一种经公共通信线连接至具有二进制位编码合成音乐数据资料库并可传送，再现及输出音乐数据之主电脑之装置，其特征在于该装置包含：经该公共通信线传送及接收数据之接口;控制经由该接口传送之音乐数据之CPU;暂存音乐数据之存贮机构;储存由先取样各演奏乐器之音再将其编码所得之波形讯号之一系列波形存贮器;藉把用以驱动该CPU之时钟脉冲之频率分除而产生所要之频率脉冲之音阶控制分频器;依据音乐数据所指定之声音强度数据改变音量之音量数字/模拟转换器;把存于该波形存贮器内之整个波形讯号中之被指定波形转换成模拟讯号之波形数字/模拟转换器;及控制该数字/模拟转换器之输出讯号之电压控制放大器;其中数据处理时间用该时钟脉冲监视，在再现所要之音乐或歌曲之同时，显示装置显示其歌词。

17、根据权利要求16之装置，其特征在于其中回音器与该电压控制放大器互接以增加讯号之回音效果。

18、根据权利要求16之装置，其特征在于还包含数个各具有一个操作及处理一条乐曲或歌曲之合成音乐数据之主存贮器及一个预存由资料库供给之预定数量之合成音乐数据之辅助存贮器的存贮机构，其中若入选音乐数据存在于该辅助存贮器内，则入选音乐数据自该辅助存贮器载入该主存贮器。

19、根据权利要求18之装置，其中各音乐数据自该辅助存贮器载入以主存贮器之次数亦对应地存起来，在固定时间后载入次数未达预定数之音乐数据则被消除。

20、根据权利要求16之装置，其特征在于其中该存贮机构包含储存许多音乐数据之光盘，及驱动该光盘之驱动机构及仅存入选音乐数据之只读存贮器（RAM）。

21、根据权利要求20并经公共通信线连接至具有储存光盘所未存之音乐数据之资料库之主电脑的装置。

22、根据权利要求20之装置，其特征在于其中光盘是可再写型。

23、根据权利要求16之装置，其特征在于其中该存贮机构包含储存许多音乐数据之半导体ROM，及仅存入选音乐数据之半导体RAM。

24、根据权利要求23之装置，其特征在于其中该半导体RAM用电池支援。

25、根据权利要求16之装置，其特征在于还包含：储存歌词数据之第一显示存贮器;其储存容量等于歌词数据并可储存一个依序显示单一量之歌词数据之窗之第二显示存贮器;计算及处理存于该二显示存贮器之内容之CPU;把CPU计算之该二显示存贮器之储存内容转换成显示讯号之显示处理器;显示歌词之显示装置;输出与演奏音乐数据混合之变换颜色讯号以改变该显示装置上显示之歌词及背景颜色之接口。

26、根据权利要求25之装置，其特征在于其中在字母数增加至该显示装置上之最大值之前而该窗重合于预定字母位置时，自该CPU输出一个讯号以卷起在该显示装置上显示之固定行数之歌词。

27、根据权利要求25之装置，其特征在于其中歌词数据与存于另一光盘之移动影像数据合成，所得数据在该显示装置上显示。

28、根据权利要求16之装置，其特征在于还包含：依序处理演奏音乐数据及控制显示装置之歌词显示之顺序机;储存一条歌曲之歌词数据之显示存贮器;响应该顺序机供给之讯号而控制该显示存贮器之字母控制器;储存在该显示装置上显示之字母及符号之格式数据之格式ROM;具有显示装置之背景颜色数据之颜色表;将该格式ROM之所要内容转换成显示装置上之点矩阵之字母产生器;及控制该显示装置之显示控制器，其中显示装置上显示之歌词进行是依据音乐再现，背景颜色同步地改变。

29、根据权利要求28之装置，其特征在于其中触发讯号与演奏音乐数据混合以依据音乐再现进行歌词显示及同步地变换背景颜色。

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