CN1118502A - 用于卡拉ok的记录媒体、重放装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种记录媒体重放装置，记录媒体上记录压缩的图像数据，与音乐伴奏有关的音频数据，与音乐伴奏有关的字符数据，表示音乐伴奏音阶的数据，音阶改变位置和音阶改变后位置的数据，以及与音乐伴奏有关的音频信号经过时间的数据，该装置包括图像重放单元、重放单元、信号发生单元和混合器。图像重放单元对图像数据解码并重放。混合器将话筒输出的音频信号、由重放单元重放的音频信号和来自信号发生单元的和声信号混合并输出。

Description

用于卡啦OK的记录媒体、重放装置和方法

本发明涉及媒体的重放装置、记录媒体的重放装置和用于卡啦OK的媒体。更具体地说，本发明涉及具有表示音乐伴奏音阶的数据的媒体或具有表示音乐伴奏音阶数据的记录媒体的重放装置，以及用于卡啦OK的具有表示音乐伴奏音阶数据的媒体。

在卡啦OK装置中，为了改善演唱者演唱的效果，根据演唱者的声音即演唱者的音频信号，需要进行额外的混响处理或频率特性补偿。

不管是演唱歌曲或还是表演抒情作品，广泛地采用这种处理和补偿都能得到很好的效果。

然而，由于回声处理和频率特性补偿被广泛地采用并且很普通，所以不能得到非常显著的效果。

因此，本发明的一个目的是提供一种媒体的重放装置，它解决了上述问题。

本发明的另一个目的是提供一种记录媒体的重放装置，它解决了上述问题。

本发明的再一个目的是提供一种用于卡啦OK的媒体，它解决了上述问题。

根据本发明，提供了一种媒体的重放装置。该媒体具有与音乐伴奏有关的音频信号和表示音乐伴奏音阶的数据。该装置包括重放单元、信号发生单元和混合器。重放单元从媒体重放与音乐伴奏有关的音频信号和表示音阶的数据。根据由重放单元重放的表示音阶的数据，信号发生单元产生一个和声信号，该和声信号成为一个对话筒输出的音频信号而言的和弦。混合器将话筒输出的音频信号、由重放单元重放的音频信号和来自信号发生单元的和声信号混合并输出。

根据本发明，提供了一种媒体重放装置。该媒体具有与音乐伴奏有关的音频信号，与音乐伴奏有关的字符数据，显示音乐伴奏的音阶和变调位置的数据，以及变调后的音阶数据。该装置包括重放单元、信号发生单元和混合器。重放单元从媒体重放与音乐伴奏有关的音频信号、字符数据、音阶显示数据、以及表示变调位置和变调后的位置的音阶数据。根据由重放单元重放的表示音阶的数据，信号发生单元产生一个和声信号，该和声信号成为一个对话筒输出的音频信号而言的和弦，并且根据由重放单元产生的表示变调位置和变调后的位置的音阶数据，信号发生单元控制产生的和声的音阶。混合器将话筒输出的音频信号、由重放单元重放的音频信号和来自信号发生单元的和声信号混合并输出。

根据本发明，提供了一种记录媒体重放装置。记录媒体具有与音乐伴奏有关的音频信号，与音乐伴奏有关的字符数据，显示音乐伴奏的音阶的数据，表示变调位置和变调后的音阶数据，以及与音乐伴奏有关的音频信号所经过时间的数据。装置包括重放单元、信号发生单元和混合器。重放单元从记录媒体重放与音乐伴奏有关的音频信号、字符数据、以及显示音阶的数据。根据由重放单元重放的表示音阶的数据，信号发生单元产生一个和声信号，该和声信号成为一个对话筒输出的音频信号而言的和弦。混合器将话筒输出的音频信号、由重放单元重放的音频信号和来自信号发生单元的和声信号混合并输出。

根据本发明，提供了一种用于卡啦OK的媒体，包括至少一个与音乐伴奏歌曲有关的音频信号，表示与音乐伴奏有关的音频信号音阶的音阶数据，与音乐伴奏有关的字符数据，以及表示变调位置和变调后的位置的音阶数据。

图1是本发明的第一实施例的盘重放装置的框图；

图2A和2B是说明用于本发明的记录媒体的盘道格式的示意图；

图3表示数据表的一个实例；

图4A和4B是用来说明音程差的图；

图5表示本发明的第二实施例的作为记录媒体的盘的数据格式的一个实例；以及

图6A和6B表示数据内容的一个实例。

(第一实施例)

以下是结合附图对本发明的第一实施例的用于记录媒体的重放装置所作的详细描述。在以下公开的实例中，记录媒体是以盘形记录媒体为例来进行说明的。

图1中，参考号1表示用于卡啦OK的作为盘记录媒体的视频CD，参考号10表示其重放装置。盘1由图中未示出的旋转驱动装置驱动，以恒定的线速度旋转。如图2A所示，盘1在其开头部分具有引入道，接下来是N个(N≤99)数据道TRK1至TRKN和引出道。与盘即视频CD内容有关的每个不同类型的信息和数据被记录在道TRK1至TRKN中的第一道TRK1。盘1是用于卡啦OK的视频CD这一信息也记录在道TRK1上。

在该第一道TRK1，准备一张(N－1)歌曲卡啦OK数据表，如图2B所示。这张表称为“顺序项表”，并且对每一首歌部分是独立构成的，即提供了对应于每一首卡啦OK歌的(N－1)个顺序项表SIT1至SIT(N－1)。

图3表示具有64个子部分的SITi(i＝1至(N－1))表的结构。这里有必需的和可选的子部分，但是子部分的内容在长度上可变化。例如，子号9作为歌曲标题部分，并且其内容是显示作为文本数据的歌曲标题的数据。子号18作为词句的子部分，词句以文本数据形式存储。

子号19作为表示音阶(音程)C、C#和Cm的数据。子号22至31的子部分22至31是为制造用于卡啦OK的记录媒体的制造者留下的空缺。

第一节目的卡啦OK视频信号数据和音频信号数据以数据压缩形式记录在第二道TRK2。在这种情况下，采用MPEG(动画专家编码组)法，对视频信号数据例如亮度信号和两个不同的彩色信号进行数据压缩，然后记录。对音频信号数据而言，左声道和右声道信号放入每个规定号码的取样块中，然后对每个这样的块进行数据压缩，并记录。

这些视频和音频信号被记录在扇区单元中，但是视频信号和音频信号的顺序和号即音频信号扇区和视频信号扇区号之间的分配是不固定的。由于这一原因，表示记录在一个扇区中的信号是视频信号还是音频信号的数据与其它信息一同记录在每个扇区的开头部分。

第二至第(N－1)首歌的卡啦OK视频信号和音频信号以数据压缩状态分别记录在第三至第N道TRK3至TRKN上。

在重放装置10中，记录在盘1上的信号由光检测器11读出。然后来自光检测器11的输出信号经过重放放大器12提供给重放解码器13(Dec)，在那里进行诸如EFM解调和误差校正那样的处理。由重放解码器13处理的信号输送给CD-ROM解码器14(Dec)，在那里进行选择器单元解码处理，并输出每个信号。

解码器14的输出信号的第一道TRK1数据被由微计算机构成的系统控制器66拾取，然后系统控制器66将该数据用于重放控制。

解码器14的输出信号的视频信号数据被输入至解码器21，并被解码成视频信号，即一个亮度信号和两个色度信号。然后这一被解码的视频信号在D/A转换器22中转换成模拟信号。这一经D/A转换的视频信号施加到NTSC编码器23(Enc)，被编码成NTSC彩色全电视信号并输出至端子24。

从解码器14输出的信号的音频信号的数据被输入至MPEG解码器31(Dec)，并被解码成与用于卡啦OK的音乐伴奏有关的音频信号，即左声道和右声道音频信号。这一经解码的音频信号被施加到音程转换电路32。

转换电路32通过将所提供的音频信号的音程调节成歌唱者可唱的音频段，使得演唱变得容易。为了达到这一目的，因此在重放装置10提供了音程输入单元61。当表示音程的数据从该输入单元61输入时，输入的数据经系统控制器66施加到转换电路32。这意味着提供给转换电路32的音频信号的音程转变成由输入单元61输入的数据指定的音程。此外，在重放装置10还提供了调节歌曲速度的运算器62。运算器62的输出提供给系统控制器66。于是由解码器电路21和31(Dec)控制的盘1的旋转速度以及视频信号和音频信号的重放速度根据运算器62的输出而改变。然后校正由于速度改变出现的信号变化。

来自转换电路32的音频信号经均衡器33(EQ)送至混合器53。在这种情况下，均衡器33例如将卡啦OK音频信号分成许多段，并校正每段的电平。

对应歌唱者声音的音频信号经放大器42送至A/D转换器43，并经A/D转换。在该经A/D转换的音频信号通过均衡器51(EQ)经回声处理器52(echo)送至混合器53之前，送至上述混合器44。在这种情况下，均衡器51将对应歌唱者声音的信号分成许多段，并校正每段的电平。回声处理器52将所需要的混响加到提供的对应歌唱者声音的音频信号上。

从盘1读出和重放的音频信号和从话筒41输出的音频信号在混合器53中混合，即得到歌唱者的声音与卡啦OK音乐伴奏合在一起的音频信号。混合器53输出的音频信号送至D/A转换器54进行D/A转换，并输出至端子55。

在本发明的这种情况下，从话筒41输出的音频信号形成和声音频信号，并且该信号加到通过话筒41输入的音频信号上。

也就是说，来自话筒41的由A/D转换器43转换成数字信号的音频信号施加到音程检测电路45，检测来自话筒41的音频信号的音程。然后检测这一音程的检测信号被送至由微计算机构成的音程控制器67。音程控制器67产生音程数据，该数据显示与和弦有关的、相对于来自话筒41由检测电路45检测的音频信号的音程的音程。

在这种情况下，根据和弦理论，相对于来自话筒41的音频信号的音程即声音音程，和弦关系被分离+/-3个八度音或+/-5个八度音。然而根据经验，如果加入+3和+5八度音音程的音频即和弦，歌唱者的音程将趋于引进被加入的音程。此外，对歌唱者的声音的音程低的-5个八度音音程，和弦变得太低，并且损失了一些和弦效果。

因此在本发明的实施例中，在音程控制器67产生音程数据，该数据表示低于由检测电路45检测的歌唱者声音的音程三个八度音的音程。

然而此时，取决于歌曲的音阶，低于声音音程三个八度音的音程的音程差(频率比)是不同的。例如在图4A，示出了C小调音阶，但是低于Ab三个八度音的音程是F，音程差是300森特。然而如图4B所示，对C大调音阶，低于A三个八度音的音程是F#，但是此处音程差是400森特。此外，在图4A的C小调音阶中，Eb低于G三个八度音，音程差是400森特。

下面进一步考虑具体的数值。即：

fv：来自话筒的音频信号的频率

△f：由于转换电路32引起的频率校正值

例如取

fv＝437.4Hz(＝Ab4＋2.9％)和

△f＝+50森特(＝+2.9％)

当△f＝0时，声音频率为：

fv－△f＝427.4(Hz)×2**(-50/1200)

       ＝415.3(Hz)

       ＝Ab4

(x**y是x的y次幂)。F是低于Ab的三个八度音，在C小调的情况下，从图4可见到的音程差是300森特。

也可以取

fv＝403.5Hz(＝G4＋2.9％)和

△f＝+50森特(＝+2.9％)

当△f＝0时，声音频率为：

fv－△f＝403.5(Hz)×2**(-50/1200)

       ＝392(Hz)

       ＝G4

此处EbF是低于G的三个八度音，在C音阶的情况下，从图4A可清楚地见到，音程差是400森特。

因此在本发明的这一实施例中，在音程控制器67提供了表示每个音阶的每个音程的音程差的表，即音程差表，例如如图4A和4B所示。此外，由系统控制器66从第一道TRK1的数据的表SITi的数据中，取出表示记录在项号19中的卡啦OK音乐伴奏的音阶的数据。然后将该音阶数据送至音程控制器67。

在音程控制器67，由记录在项号19中的音阶数据选择图4A和4B所示的每种类型的音阶的音程差表。然后采用这一被选的音程差表，对低于歌唱者声音的音程三个八度音的音程形成音程数据。

然后经A/D转换器43转换成数字信号的来自话筒41的音频信号被送至音程转换器46，并且音程数据从音程控制器67被送至音程转换器46。来自话筒41的音频信号被音程转换器46转换成音频信号，它的音程下降了三个八度音，即转换成和声音频信号。该和声音频信号送至混合器44，并与原始音频信号即歌唱者声音的音频信号混合。

于是从混合器44输出一个音频信号，它是来自话筒41的音频信号再加上和声。然后从端子55输出与歌唱者的声音有关的带有和声再加上从盘1重放作为背景音乐的卡啦OK音乐伴奏的音频信号。

根据图1所示的盘1和重放装置，可以欣赏卡啦OK。然而在这种情况下，特别是根据上述盘1和重放装置10，和声可以自动地加到歌唱者的声音中。结果在一首歌中，特别是在气氛进入高潮需要演唱的部分，即渐强部分，也能以极有效的方式加入和声。也可以根据音乐理论，通过利用包括在表SITi中的音阶数据的方式加入和声。

在和声是通过有准备地将和声音频信号与和卡啦OK伴奏有关的音频信号混合并记录而叠加到声音的情况下，和声是恒定的。根据本发明，通过按照歌唱者的声音以这样一种方式加入和声，例如如果歌唱者的声音消失和声也消失，歌唱者的声音慢和声也慢，就能得到用于公开场合的非常有效的卡啦OK装置。

另外，由歌曲决定可能出现中途变调。在这样做的时候，根据记录在表SITi的项19中的音阶的数据，有准备地选择音程差，于是在这一变调部分和声结构将被破坏，变得很不舒服。

(第二实施例)

为此，以下对本发明的第二实施例的描述将围绕在歌曲的中途变调进行。以下描述第二实施例与第一实施例不同的部分。其它部分的构成与第一实施例相同。在第二实施例中，例如表SITi的项号22至31中的项号22用来作为变调和变调之后的音阶的时间位置的数据。

如图5所示，一次变调的八字节区被分配给表SITi的项号22。这些字节的第一和第二字节例如用于表示变调之后音阶的数据EDs和EDK，如图6A和6B所示。例如，当EDS＝20H(H表示十六进制)时，表示变调之后的音阶是大调音阶，当EDS＝21H时，表示是小调音阶。此外，当EDS＝30H时，表示变调之后的音阶是C，当EDs＝31H时，表示是D6。

此外，第三至第八字节用于显示变调时间的分、秒和帧的数据ET。该分、秒和帧被写入表示盘1上的一个重放位置的绝对地址，即写入盘1的每个扇区的引入首标部分。这一变调位置指明显示从这一首歌的引入部分所经过的时间的所用绝对时间数据。

当变调进行了三次或更多次，上述数据EDS至ET的八个字节被作为一组，并且对应于每一次变调的数据内容都重复。

当盘1装入重放装置10时，从盘1读出数据EDS至ET，这些数据被系统控制器66存储。在重放歌曲的同时，将由系统控制器66存储的从数据EDS至ET中的变调时间数据ET与以实时从盘1的每个扇区重放的绝对时间数据进行比较。当绝对时间位置数据ET与来自盘1的绝对时间数据吻合，那么已经成为一组的变调之后的音阶数据EDS和EDK与吻合的变调时间位置数据ET被传输至音程控制器67。

用传输的音阶数据EDS和EDK选择音程控制器67的音程差表。然后产生音程数据，指明用这一选择的音程差表，音程低于歌唱者声音音程三个八度音。这一音程数据送至音程转换器46，产生变调后其音程低于声音音频信号的音程三个八度音的和声信号。

因此，即使在歌曲的中途变调，也能得到正确和弦结构的和声。

在以上过程中，和声音频信号的频率特性校正和回声处理都可以独立进行。此外，数据EDS和EDK不单单用于变调，还可用于允许和禁止和声音频信号的形成。在这种情况下，可以只对歌唱者声音的特定部分配以和声。

以上结合盘及其重放装置描述了本发明，这种盘比如是用作记录媒体的卡啦OK格式的视频CD盘。然而，本发明也可以用于例如普通的音乐CD、光学视盘或用通信网络的卡啦OK系统，只要具有卡啦OK音乐伴奏的音频信号和具有显示卡啦OK音阶的数据的媒体。

Claims (12)

1.一种媒体重放装置，该媒体具有与音乐伴奏有关的音频信号和表示音乐伴奏音阶的数据，所述装置包括：

重放装置，用于从媒体重放与音乐伴奏有关的音频信号和表示音阶的数据；

信号发生装置，根据由所述重放装置重放的表示音阶的数据，该信号发生装置产生一个和声信号，该和声信号成为一个对话筒输出的音频信号而言的和弦；以及

混合装置，用于将话筒输出的音频信号、由所述重放装置重放的音频信号和来自所述信号发生装置的和声信号混合并输出。

2.根据权利要求1的媒体重放装置，其中所述信号发生装置包括具有显示每个音阶的每个音程的音程差数据的音程差表，并且根据由所述重放装置重放的音阶的数据，选择音程差表的音程差数据，以便用所选择的音程差数据产生和声信号，该和声信号成为一个对话筒输出的音频信号而言的和弦。

3.根据权利要求2的媒体重放装置，其中所述信号发生装置还包括音程转换装置，所述信号发生装置根据所选择的音程差数据产生音程数据，并且所述音程转换装置将话筒输出的音频信号转换成和声信号，该和声信号根据产生的音程数据成为和弦。

4.一种媒体重放装置，媒体具有与音乐伴奏有关的音频信号，与音乐伴奏有关的字符数据，显示音乐伴奏的音阶和变调位置的数据，以及变调后的音阶数据，所述装置包括：

重放装置，用于从媒体重放与音乐伴奏有关的音频信号、字符数据、音阶显示数据、以及表示变调位置和变调后的位置的音阶数据；

信号发生装置，根据由所述重放装置重放的表示音阶的数据，信号发生装置产生一个和声信号，该和声信号成为一个对话筒输出的音频信号而言的和弦，并且根据由所述重放装置产生的表示变调位置和变调后的位置的音阶数据，信号发生装置控制产生的和声信号的音阶；以及

混合装置，用于将话筒输出的音频信号、由所述重放装置重放的音频信号和来自所述信号发生装置的和声信号混合并输出。

5.根据权利要求4的媒体重放装置，其中所述信号发生装置包括具有显示每个音阶的每个音程的音程差数据的音程差表，所述信号发生装置根据显示的由所述重放装置重放的音阶数据，选择音程差表的音程差数据，用所选择的音程差数据，从话筒输出的音频信号被转换成成为和弦的和声信号，并且根据变调之后由所述重放装置重放的音阶数据，成为和弦的和声信号是一个变调和声信号。

6.根据权利要求5的媒体重放装置，其中所述信号发生装置还包括音程转换装置，所述信号发生装置根据所选择的音程差数据产生音程数据，并且所述音程转换装置将话筒输出的音频信号根据产生的音程数据转换成和声信号，根据所述重放装置重放的音阶数据变调，变调后该和声信号成为和弦。

7.一种记录媒体重放装置，记录媒体具有与音乐伴奏有关的音频信号，与音乐伴奏有关的字符数据，显示音乐伴奏的音阶的数据，表示变调位置和变调后的音阶数据，以及与音乐伴奏有关的音频信号所经过时间的数据，所述装置包括：

重放装置，用于从记录媒体重放与音乐伴奏有关的音频信号、字符数据、以及显示音阶的数据；

信号发生装置，根据由所述重放装置重放的表示音阶的数据，信号发生单元产生一个和声信号，该和声信号成为一个对话筒输出的音频信号而言的和弦；以及

混合装置，用于将话筒输出的音频信号、由所述重放装置重放的音频信号和来自所述信号发生装置的和声信号混合并输出。

8.根据权利要求7的记录媒体重放装置，其中所述装置还包括控制装置，该装置用于检测与显示记录在记录媒体上的音乐伴奏有关的音频信号的经过时间的数据，根据表示由所述重放装置重放的变调位置的数据控制所述信号发生装置，以及根据变调后所述重放装置重放的音阶数据对和声信号变调。

9.根据权利要求7的记录媒体重放装置，其中所述信号发生装置包括具有显示每个音阶的每个音程的音程差数据的音程差表，所述信号发生装置根据由所述重放装置重放的音阶的数据，选择音程差表数据，并且用所选择的音程差数据，对从话筒输出的音频信号产生成为和弦的和声信号。

10.根据权利要求8的记录媒体重放装置，其中所述信号发生装置还包括音程转换装置，所述信号发生装置根据所选择的音程差数据产生音程数据，并且所述音程转换装置将话筒输出的音频信号转换成和声信号，该和声信号根据产生的音程数据成为和弦。

11.根据权利要求7的记录媒体重放装置，其中所述重放装置还包括改变记录媒体重放速度的变速装置和音程转换装置，该音程转换装置用于转换与所述重放装置在由所述变速装置改变的重放速度下重放的音频伴奏有关的音频信号。

12.一种用于卡啦OK的媒体，包括至少一个与音乐伴奏歌曲有关的音频信号，表示与音乐伴奏有关的音频信号音阶的音阶数据，与音乐伴奏有关的字符数据，以及表示变调位置和变调后的位置的音阶数据。

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