CN1078374C - 一种视频歌曲伴奏装置 - Google Patents

Abstract

一种视频歌曲伴奏装置，包括输入设备；CD重放设备；解码设备；多个存储器，存储器用于分别存储伴奏的歌曲节目索引表，背景图像的活动画面视频节目索引表和解码信号中的歌曲伴奏节目数据；输出图像信号的图像处理设备；输出模拟声频信号的声频处理设备；以及控制处理器。本装置重量轻，体积小，并能提供适于歌曲和歌词的活动画面视频图像，而没有大量换盘的麻烦。

Description

一种视频歌曲伴奏装置

本发明涉及视频歌曲伴奏装置的盘记录介质，尤其涉及一种容纳数千首歌曲伴奏、歌词和活动画面背景图像的盘记录介质，涉及记录方法的重放方法并涉及采用它的一种视频歌曲伴奏装置。

通常称为卡拉OK系统的视频歌曲伴奏装置，使用户在观看显示设备上显示的歌词和背景图像的同时，能够随着歌曲伴奏进行演唱。近来有这样一种趋势，即视频歌曲伴奏装置不仅广泛供应商用，而且还用于家庭。

市场上已经供应的有一种使用光盘(LD)的激光卡拉OK装置，使用半导体存储器的一种计算机卡拉OK装置和一种CD图像(CDG)卡拉OK装置。

LD卡拉OK装置通过一个LD播放机重放所有记录在LD上的活动画面的视频信号、声频信号和字符信号。在所记录的数据中，字符信号和活动画面的视频信号在视频显示设备的屏幕上显示，而声频信号则提供给声频装置。这样，LD卡拉OK装置除提供高质量的声频和视频信号之外，还以活动画面形式提供适合歌曲的意思的背景图像。

然而，由于LD包含一个要用掉大量的视频信息和声频信息的活动画面，致使LD的尺寸(直径为30CM)大于CD(直径为12CM)的尺寸，并且LD能容纳的节目数也限制在30首左右歌曲。因此为满足商用的2000首或更多的节目，大约需要70张左右的LD商业用户要为此承担很高的费用。而且，选择歌曲经常换盘要求很多的人力劳动或安装高昂的LD换盘器。还有，LD换盘器需要占用大的空间而且搜索一个所选的歌曲缓慢。

CDG卡拉OK装置，通过重放在子码信道存有静止图像和字符数据的一个VDG盘，向视频显示装置同时提供视频图像、歌词和音乐。CDG卡拉OK装置广泛地应用于家庭，是因为CDG盘的尺寸小于LD盘，并且每张CDG盘的价钱比LD的低。

然而，CDG不能表示活动图像，也不能提供高质量的视频图像。还有，每张CDG盘只能容纳大约15首歌曲，因此需要很多CDG盘才能如LD那样选择很多节目。而频繁换盘的不便也仍然存在。

另一方面，计算机卡拉OK装置采用乐器数字接口(MIDI)数据格式，在半导体存储器部件上存储歌曲伴奏数据和歌词数据。并且，计算机卡拉OK装置，按照歌曲选择通过读出相关的MIDI数据，在视频显示设备的屏幕上显示字符数据，并通过一个音源处理器输出该歌曲伴奏数据。

另一方面，计算机卡拉OK装置在一个存储部件上能有1000至1500首不同的节目，这是因为节目是以MIDI数据记录，而不是象在LD或CDG卡拉OK装置中以声频信号的采样数据记录。并且，计算机卡拉OK装置能按照歌曲选择快速地进行搜索，它不需要象LD或CDG那样换盘。不过，同使用盘的卡拉OK装置不同的是，它不能提供适于歌词情调的一个背景图像。此外，声音质量也不如LD或CDG卡拉OK装置，并且由于需要根据歌曲节目的补充不断扩展存储器的关系，带来很重的费用负担。另外，计算机卡拉OK装置有记录介质不能广泛地与其他介质兼容，而且由于缺乏盘的可移动性，很难把节目转到其他系统。

除了上述缺点，该装置的高价位是它应用于家庭的主要障碍。

这样，本发明的一个目的是提供一种视频歌曲伴奏装置，其记录介质上录有数千歌曲伴奏、歌词和活动画面背景图像。

本发明的再一目的是提供一种低价格和小尺寸的视频歌曲伴奏装置。

本发明的又一目的是提供一种与其他形式介质相容的视频歌曲伴奏装置。

为了达到上述目的，本发明提供了一个随着歌曲伴奏，显示歌词和背景图像的视频歌曲伴奏装置。该装置包括：一个输入设备，用于为歌曲选择产生一个键控信号；一个CD重放设备，根据输入设备的键控输入，从视频歌曲伴奏装置的盘记录介质复制出一个CD信号。一个解码设备，用以产生一个接收CD信号的解码信号；多个存储器，分别存储伴奏的歌曲节目索引表、背景图像的活动画面视频节目索引表和解码信号中伴奏的歌曲节目数据；一个周缘处理设备，通过使用歌词字幕的一个输入和背景图像活动画面视频节目，输出一个图像信号；一个声频处理设备，使用歌曲伴奏的MIDI数据的一个输入，以输出混合模拟声频信号；以及一个控制处理器，接收解码信号并将收得的信号记录到存储器中，通过参照歌曲节目索引表为CD重放设备提供相应于歌曲选择的歌曲节目的一个地址信号并根据相关歌曲节目数据的活动画面视频节目索引信息。通过参照活动画面视频节目索引表，进一步将每个活动画面视频节目地址信号送至CD重放设备，进而根据地址信号，把从盘记录介质复制和解码的活动画面视频节目送至图像处理设备，并将该歌曲节目数据格式化为MIDI数据，再将格式化的数据送至声频处理设备。

通过参照附图详细描述最佳实施方式，本发明的上述目的及优点将变得更加清楚。在附图中：

图1是一简图，说明CD中子码信道Q的数据结构；

图2是一简图，说明根据本发明的子码信道Q目录表的一个例子；

图3是一简图，说明根据本发明的CD上的节目区的轨道结构；

图4是一简图，说明图3所示的歌曲节目索引表的一个例子；

图5是一简图，说明图3所示的活动画面视频节目索引表的一个例子；

图6是一简图，说明模式2格式2的一个扇区结构；

图7是一简图，说明MIDI数据音符起止信息结构；

图8是一简图，说明根据本发明的歌曲节目数据结构的一个实施方式；

图9是一简图，说明根据本发明的歌曲节目数据结构的另一实施方式；

图10是一简图，说明根据本发明用在伴奏数据、字符数据和活动画面视频节目之间定时同步的一个专用信息；

图11和图12为简图，说明格式1模式1和格式1模式2的扇区结构；

图13是一方框图，说明根据本发明的一个视频歌曲伴奏装置；以及

图14和图15为流程图，说明根据本发明的视频歌曲伴奏装置的工作过程。

按照本发明的盘记录介质(下文称CDK盘)，同目前的CD-DA(CD数字声频)盘一样，包括一个引入区(LIA)，一个节目区(PMA)和一个引出区(LOA)。

图1示出了LIA信道Q的数据结构。这里2个同步位和96个数据位构成98位的信道Q数据(由子码区内第二列上的各个位组成的)。正如图中所示，96个数据位包括跟在4个控制位和4个地址位之后的72个数据位。这72个数据位系由8位轨道号码(TNR)、8位指示字、24位地址(MIN、SEC和FRAME)、8个中间位(零)和24位指示字地址(PMIN，PSEC、PFRAME)构成。

信道Q有一个写在盘上的目录清单，也就是目录表(TOC)信息。因而，由于01到99的轨道号被设定成目前的CD-DA盘的格式，所以最多可分配99个节目。

图2示出为了搜索数以千计的歌曲伴奏节目和几十个活动画面视频节目，本发明在PMA内配备有一个节目索引表区和数据。

当TOC指示字为“01”时，PMIN指示节目区的一个起始地址。当指示字为“A0”和“A1”时，PMIN分别指示PMA的第一道和最后一道时轨道号。还有，当TOC的指示字为“A2”时，PMIN指示LOA的一个起始地址。当指示字为“A0”和“A1”时，PSEC和PFRAME指示活动画面视频节目的编码方法。

本发明的上述TOC中，根据指示字取“A0”、“A1”和“A2”外的其他任何数值，内容顺序均可互相交换，随PMA的数据结构而定。因此，为了提高重放设备的搜索速度或伺服运动，就索引区的位置要尽可能接近LIA。

图3中，依照本发明的CDK盘的PMA大致地分为4个区。第一区包含歌曲节目索引表，即图4所示的一个索引表，它由用于歌曲伴奏的歌曲序号和地址信息构成。第二区中，包含一个活动画面视频节目的索引表，即图5所示的一个索引表，它由构成背景图像的活动画面视频节目的索引信息和地址信息组成。第三区中，以一首歌曲为单元，存放具有歌曲伴奏NIDI数据的歌曲节目。第四区中，以一首歌曲为单元，存放背景图像的活动画面视频节目。

最大播放时间为75分钟的CD可以存放640Mb的信息。在本发明的一个实施方式中，在一个单片CD上，存放2000首左右的歌曲伴奏节目和大致相当于20个3分钟活动图像电视的活动画面视频节目。假设一张CD的歌曲伴奏节目占用100Mb(2.000×50Kb)，则一首歌曲伴奏节目占有50Kb。

下文称之为VIDEO(视频)CD的一个视频CD可以最大记录75分钟的活动图像。因此，按照VIDEO CD的记录方法，根据本发明的盘记录介质的活动画面视频节目区，需要512Mb或(3×20×640Mb)/75的存储空间来记录20个3分钟活动画面电视。

歌曲节目索引表占用8Kb(2000×4字节)，并且活动画面视频节目的索引表另占80字节(20×4字节)。这些索引表可以分别安放在扇区1和扇区3中，作为第一模式扇区(2048字节)。

第一区到第四区的总信息量计算如下：

100M+512M+1K+8K＝612.009Mb

这里，余下的38Mb位于第5区。这个第五区使用目前的CD型式，存放数字采样警告信息，即有声的或使用CDG型字符的警告信息。比如“本盘必需使用Samsung CDK播放机进行重放”。

在本发明的实施方式中，使用图6所示CD-1盘格式的扇区结构(第二格式的第二模式)，记录活动画面视频节目。歌曲伴奏节目由MIDI数据构成。MIDI信号格式如表1所示。

MIDI信号由一个状态字节和多于1字节的数据字节组成。按照状态字节，MIDI信号被大致分为信道信息和系统信息。信道信息被分为声音信息和模式信息，系统信息被分为专用指令信息，公用信息和一个实时信息。音符起止信息包含节拍产生的信息，此信息带有128个音高中的某一音高，和128音符响度中的某一响度，如图7

                   表    1

信息	命  令	状态字节	数据字节数
				信道信息系统信息	演奏停止演奏音符多音键压力控制器乐器音色压力信道压力音衬箔改变专用指令截帧改变歌曲位置指示字歌曲选择器曲调请求专用指令结束定时时钟开始连续停止有效读出系统复位	8X9XAXBXCXDXEXE0E1E2E3E6E7E8EAEBECEEFF	2222112任选121不存在不存在不存在不存在不存在不存在不存在不存在

所示。

常规计算机卡拉OK系统中的MIDI格式可以应用到根据本发明的伴奏数据和歌词数据中。这样，歌曲伴奏节目结构可以如图8和9所示那样构成。

图8中，歌曲节目具有关于歌头ID码、歌头大小、歌体大小、指示字1、指字字2、指示字3和总体大小的信息。歌体大致由歌曲伴奏数据、字型数据和活动画面视频节目索引信息组成，它们均是MIDI数据。歌头的指示字，指示字型数据的起始地址，指示字2指示活动画面视频节目索引信息的起始地址，并且指示字3指示歌尾的起始地址。

歌曲伴奏数据、字符数据和活动画面视频顺序数据的同步靠使用MIDI时间码实现。MIDI时间码包括一个歌头帧信号，一个全时码信息，一个用户位信息和一个指示信息。还有，通过把控制数据插入到歌曲伴奏数据中的办法，可以实现字型数据和图像的同步。比如，通过图10所示的一个专用信息，就可以取得生产者的ID码和标志码。

标志码OX由1字节数据构成。并且在较低的4个有效位中，最低一个有效位用作伴奏数据有效标志，且倒数第二和第三个有效位分别用作字型数据输出标志和视频节目输出标志。

图9中，歌曲节目头具有关于歌头大小、歌体大小、歌尾指示字和总体大小的信息。歌体具有图10所示的标志信息，其后跟有字型数据和活动画面视频信息的索引信息。因此，与图8所示方法相比，没有必要在歌头上设置一个指示字。

歌曲伴奏节目的MIDI数据具有如图11中的第一种模式或图12中的第一种格式的第二种模式的一个扇区结构，该扇区结构较之活动图片视频节目的模第二格式的第二种模式的扇区结构，具有一个较高的错误校正功能。例如，当歌曲伴奏节目占有50Kb时，大致需要25个扇区。

因此，按照本发明视频歌曲伴奏装置的盘记录介质可以访问数千首歌曲节目，这是因为它不直接参照目前的CD盘的TOC访问歌曲节目，而是首先访问歌曲节目索引表，然后再参照索引表访问每首歌曲节目。由于写在PMA中的声频信号不是消耗大量信息的采样方法记录的，因而可以不使用MIDI数据而在一个单张的盘上存放大量的歌曲节目。

图13中，根据本发明的视频歌曲伴奏装置包括：一个CD重放设备100，一个解码设备200，一个控制处理器300，一个存储器400，一个图像处理设备500，一个声频处理设备600以及一个输入与指示设备700。

通过拾音器130，CD重放设备100从盘110处检拾一个光调制数据信号，对拾得的信号用数字信号处理器(DSP)150解码，然后输出经过解码的CD数据信号。伺服设备140执行主轴马达120和拾音器130的寻踪伺服操作。根据键输入信号，微型计算机160作为控制处理器300的分处理器，控制CD重放设备100的每一部件，并产生一个显示信号。

接收CD重放输入信号的解码设备200实施去干扰处理，并在检出和对已去干扰的信号纠错后，输出一个CDK信号。接收CDK输入信号的控制处理器300在存储器400内存放该信号。在CD重放设备100中，控制处理器作为微型计算机160的主处理器运行。而且，该处理器有MIDI信号处理功能，用以处理CDK信号中的MIDI数据。在处理的MIDI数据中，控制处理器以每字节10位MIDI信号的格式、用每秒3.125Kb的速度，向声频处理设备600输送伴奏数据，并向图像处理设备500提供活动画面视频节目和字符数据。

存储器400包括一个存储歌曲节目索引表的第一存储器410，一个存储活动画面视频节目索引表的第二存储器420以及一个存储歌曲节目数据的第三存储器430。

图像处理设备500包括一个活动画面视频处理器510，一个字符处理器520和一个混合器530。活动画面视频处理器510，接收按MPEG标准的压缩活动画面视频节目输入重放活动画面视频信号，用于输出至诸如电视机之类的一个图像处理设备(未示出)。字符处理器520根据字型数据输入，输出字符图像信号。混合器530将活动画面视频处理器510提供的活动画面视频信号和字符处理器520提供的字符图像信号混合到一起，并将混合的结果送到一电视机。

声视处理设备600由一个音源处理器610、一个选择器620和一个数字-模拟转换器(DAC)630组成。数字音源处理器610，例如Yamaha的YM-2163、YM-3812或YMF-262型的数字声音发生器，按照提供的MIDI信号，重放并输出伴奏信号。选择器620根据CD重放设备100的盘鉴别运算，送出一个经由DAC6.30的CD盘重放期间重放的CD重放信号以及音源处理器610的一个伴奏信号至声频电路或声频装置。

输入和指示设备700由一个输入设备710和一个指示设备720组成。其中，输入设备710用以根据遥控器输入或键控矩阵输入产生一个键入信号，指示设备720用以显示系统运行状态。

参照图14和15，解释本发明的视频歌曲伴奏装置的运行过程如下。在本发明的视频歌曲伴奏装置装入盘110时，CD重放设备100读出盘110的LIA内的TOC，如图14的步骤10所示。在步骤12、微型计算机160按照TOC格式，鉴别所装入盘是一个CDK盘，还是一个其他的CD盘。如果装入盘不是CDK盘，置则在步骤14执行一次CD-DA盘处理。这里，如果另外准备有一个CDG解码器或一个CD-I解码器，则可以处理相关的CDG盘或CD的I盘。如果所装入的盘是一个CD-DA盘，则产生一个声频输出选择信号(图13中用虚线示出)，并输出CD-DA盘的声频信号。在步骤14，如果装入的盘是一个CDK盘，则微型计算机160，通过参照TOC搜索PMA的歌曲节目索引表区和活动画面视频节目索引表区，然后在步骤16和18，经拾音器130和DSP设备150，输出搜索的结果。在步骤20，检查是否存在通过输入设备710的键控输入。如果有键输入，在步骤22对键输入信号解码，并检查确定这个键输入是否用于歌曲选择。如果这个键输入不是用于歌曲选择，则在步骤24执行相关键控处理，如果键输入是用于歌曲选择，则在步骤26产生一个相关的歌曲节目选择信号。如果根据生成的歌曲选择信号，在步骤28从控制处理器300输入相关的歌曲节目地址，则微型计算机160通过控制伺服设备140移动拾音器130至节目区。搜索相关歌曲节目。接着，在步骤30，拾音器130读出相关歌曲节目。如果在步骤32从控制处理器300输入一个活动画面视频节目地址信号，则在步骤34，微型计算机160通过搜索盘的活动画面视频节目区，读取并输出相关的活动画面视频节目。重复步骤32和34，直至在步骤36完成相关歌曲的演唱，随后过程回到步骤20。

图5中，在CDK盘的情况下，由CD重放设备100提供的CD信号经解码设备200解扰，并纠错后输出到控制处理器300。控制处理器300接收CDK的输入信号后在步骤50将歌曲节目索引表存放到存储器400的第一存储器410中，并在步骤52将活动画面视频节目索引表存放到第二存储器420中。如果从微型计算机160提供了节目选择信号，则在步骤56，控制处理器300通过参照存储在第一区的歌曲节目索引表，产生一个相关歌曲节目的地址信号。在步骤58，如果根据地址信号经由解码设备200提供了歌曲节目数据，则歌曲节目数据被存储到存储器400的第三存储器430中。在步骤60，控制处理器300读出存储在第三存储器430的歌曲节目数据，对按照MIDI格式的数据解码，并根据解码结果，分别控制CD重放设备100、图像处理设备500和声频处理设备600。如果在步骤62输出字型数据，则解了码的字型数据被送给字符处理器520。在步骤64，字符处理器520根据输入的字型数据产生一个字符图像信号。如果在步骤66输出视频节目，则读存储在第三存储器430中的活动画面视频节目索引信息，在步骤68，通过参照存储在第二存储器420的活动画面视频节目索引表，产生一个活动画面视频节目地址信号。控制处理器300根据活动画面视频节目地址信号，经由解码设备200从CD重放设备100接收活动画面视频节目信号，并将收得的信号送至视频处理器510。在步骤70，在活动画面视频处理器510中，活动画面视频节目输入被转换为模拟电视信号，然后输出已被转换的信号。在步骤72，混合器530将电视信号和步骤64产生的字符图像信号相混合，并将由此而得的图像信号提供给一个电视机。如果在步骤62和66没有输出字型数据和活动画面视频节目，则在步骤74，MIDI数据被转换为10位MIDI信号并提供给音源处理器610。在步骤76，接收MIDI输入信号的音源处理器610将已转换的模拟声频信号供至一个声频设备。重复步骤60至76直至完成歌曲演唱。一旦歌曲深唱完毕，过程便立即回到步骤54。

如上所述，在本发明中，一个单片CD盘能够拥有2000多首歌曲做歌曲伴奏，并且能够为每首歌曲配上适合歌词意境的活动画面图像。本发明的CDK盘能以低价位提供高质量的重放信号，并且重量轻体积小，还能与目前的CD盘兼容。另外，由于不需要像现有激光盘放播放机或CDG卡拉OK装置那样更换光盘，本发明能够像在计算机卡拉OK装置中一样高速进行搜索。同时，它可以提供一个良好的适用于歌词的背景图像，这在目前的计算机卡拉OK装置中是不可能的。而且，它所提供的背景图像是活动画面背景图像，不是CDG卡拉OK装置提供的静止图形图像。

尽管在上述实施方式中使用了一个CD盘，但本发明也为诸如CD-WO盘或CD-MO盘等其他能记录和重放的盘准备了条件。在这类情况下，用户不仅可以直接地增添新歌，还可以参照活动画面视频节目索引表根据爱好选择背景图像，从而欣赏高质量的视频歌曲伴奏。

应注意，本发明并不限于上面所述的最佳实施方式，本发明也包括在所附权利要求规定的本发明的精神和范围内，由一个内行人员所能完成的各种变体和改良。

Claims (3)

1.一种与歌曲伴奏一起显示歌词和前景图像的视频歌曲伴奏装置，所述装置包括：

一个输入设备(710)，用于产生歌曲选择的键控信号；

一个CD重放设备(100)，用于按照所述输入设备(710)的键控输入，重放视频歌曲伴奏记录介质(110)的一个CD信号；

一个解码设备(200)，用于产生一个接收CD信号的解码信号；

多个存储器(410，420，430)，用于分别存储伴奏的歌曲节目索引表，背景图像的活动画面视频节目索引表和解码信号中的歌曲伴奏节目数据；

一个图像处理设备(590)，通过使用歌词的字幕输入和作为背景图像的活动画面视频节目，输出一个图像信号；

一个声频处理设备(600)，使用歌曲伴奏的乐器数字接口数据的一个输入，输出混合的模拟声频信号；以及

一个控制处理器(300)，用以接收解码信号，并将所接收的信号记录到存储器(410，420，430)中，参照歌曲节目索引表，将相应于歌曲选择的一个歌曲节目的地址信号输至所述CD重放设备(100)，进而按照相关歌曲节目数据的活动画面视频节目索引信息，通过参照活动画面视频节目索引表，将每一活动画面视频节目地址信号提供给所述CD重放设备(100)，此外，根据地址信号，将已经所述盘记录介质(110)解码和重放的活动画面视频节目提供至所述图像处理设备(590)，并且将歌曲节目数据格式化为乐器数字接口数据，以便将格式化数据送至所述声频处理设备(600)。

2.一种如权利要求1所述的视频歌曲伴奏装置，其中所述声频处理设备(600)包括一个选择器(620)，用以按照所述CD重放设备(100)的盘鉴别，选择地输出CD-DA信号或乐器数字接口信号。

3.一种如权利要求1所述的视频歌曲伴奏装置，其中包括一个使用所述CD信号按照CDG模式进行信号处理的CDG解码器。

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