CN1169114C - 通过单声道独立地产生多个合唱声部的音乐装置 - Google Patents
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Abstract
一种音乐装置，包括一发生器装置，具有多个用于同时产生各种音调的声道，至少一个声道被分配以生成属于由相互平行配置的多个旋律声部的合唱音调；一提供器装置，提供分配给多个声道的音乐信息以生成各种音调；一控制器装置根据都属于同一旋律声部的音符及参数来控制生成器装置的所述一声道，以生成该合唱音调，使所述一声道与属于另一旋律声部的另一合唱音调无关地生成属于一旋律声部的一合唱音调。
Description
技术领域
本发明涉及一种例如为通过MIDI(乐器数字接口)产生音乐音调的卡拉OK装置的音乐装置。且更具体地，本发明涉及一种具有改进的处理合唱音调的能力音乐装置。
背景技术
常规地，作为音乐装置的典型例子的卡拉OK装置通过读其上记录有作为模拟音频信号的音乐音调的磁带而再现这些音乐音调。随着电子技术的进步，磁带由CD(紧致盘)或LD(激光盘)所替代，待被记录的音频信号被从模拟信号改变成数字信号。记录在这些盘上的数字数据不仅有音乐数据，而且还有包括图象数据及民歌数据的各种其它数据项。
近来，通信型卡拉OK装置正迅速得到流行，在其中，替换CD或LD，音乐数据和其它的卡拉OK数据通过例如普通的电话线或ISDN线的一通信线路而被得到。所得到的数据通过一音调发生器和一定序器被处理。这些通信型卡拉OK装置包括一种非存储型，在其中每当请求再现时，待被再现的音乐数据被传送；及一种存储型，在其中所得到的音乐数据被存储在一例如硬盘的内部存储装置中，并一旦被请求便被读出以再现。当前，这种存储型卡拉OK装置正在卡拉OK市场上占主要的支配地位，这是因为它较低的通信成本。艺术状态(state-of-the-art)数据压缩技术和通信技术被引入到通信型卡拉OK装置中以减少各段音乐的数据量，从而使通信时间或通信成本及内部存储量降低最小。
这段时期以来，一种改进的卡拉OK装置被构成以将和声声部的合唱音调给予一卡拉OK演唱者的现场演唱声上以使卡拉OK更加有趣味。在这样一卡拉OK装置中，一内部存储装置暂时存储表示待由卡拉OK演唱者演唱的一主旋律线的主旋律数据和用于将和声旋律声部的合唱音调稳定地与主旋律线进行合成的合唱旋律数据。根据这些主旋律数据和合唱旋转数据之间的音调差，卡拉OK演唱者的演唱声的音高被移位以产生和声旋律声部或合唱声部的合唱音调。该合唱音调与该卡拉OK演唱者的演唱声同时发声以用一种有效的方式加上—预定的和声旋律声部。通过提供多条合唱旋律数据，可为多个卡拉OK演唱者生成多个和声旋律声部的合唱声。
然而，上述卡拉OK装置通过一个MIDI声道同时处理两个或四个和声旋律声部的合唱音声，以使不能在各自声部上独立地执行定位(pan pot)控制。并且，也不能在各自和声旋律声部上独立地执行音高弯曲(pitch bend)控制。更具体地，如图2中所示，合唱旋律数据由一第一声部PART1至第四声部PART4组成。由这四个声部组成的该合唱旋律数据被分配给一MIDI声道以作为图3中所示的一组被处理。该先有技术不能以不同的方式在第一声部PART1至第四声部PART4的各自合唱音调上进行定位控制，且不能将音高弯曲独立地分配给这些声部。应当注意到包括这四个声部的合唱旋律数据可被分为若干部分，得到的数据部分可被分配给不同的MIDI声道，从而相互独立地控制所分配的合唱旋律数据。然而，这样一装置增加了独立的和声旋律声部的数据，从而增加了待被分配给合唱旋律数据的MIDI声道的数据。理所当然地，16至32MIDI声道中的一些被占用以生成这些合唱音调，进而致使待被分配给其它音乐音调的可利用声道的不足，因此很大程度地限制了音乐装置的性能。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种音乐装置，用于相互独立地取得在多个和声旋律声部的合唱音调上的定位(pan pot)控制，并用于将单独的效果例如音高弯曲分配给这么多个和声旋律声部而不会增加对MIDI声道的不适当的占用。
本发明所提供的音乐装置包括一发生器装置，其具有多个用于同时产生多种音调的声道，至少一个声道被分配以生成属于多个旋律声部的多个合唱音调，其中所述多个旋律声部相互平行；一提供器装置，提供分配给多个声道的音乐信息以生成多种音调，这些音乐信息包括一被分配给所述的声道的并由第一音乐信息和第二音乐信息组成的音乐信息，该第一音乐信息包含有一音符并识别该音符所属的一旋律声部，该第二音乐信息包含一参数并识别该参数所属的一旋律声部；一控制器装置根据属于同一旋律声部的音符及参数来控制生成器装置的所述的声道，以生成合唱音调，使所述的声道生成属于一旋律声部的一合唱音调，该旋律声部的这个合唱音调与另一旋律声部的另一合唱音调无关。
所述音乐装置还可以包括一拾取装置，收集一现场演唱声；及一混合装置，将收集的现场演唱声与由生成器装置同时生成以构成一卡拉OK音乐来伴奏该现场演唱声的多种音调相混合，该卡拉OK音乐包含有多个旋律声部的多个合唱音调以提供一衬托该现场演唱声的合成合唱声。
在上面所述的音乐装置中，所述的提供器装置提供根据MIDI标准形成的音乐信息，以使第一音乐信息包括一扩充的MIDI音符信息，该扩充的MIDI音符信息被修改来指定作为所述的声道的一子声道的旋律声部，及第二音乐信息包括一扩充的MIDI控制信息，该扩充的MIDI控制信息也被修改以指定作为所述的声道的一子声道的旋律声部。
在上面所述的音乐装置中，所述的提供器装置提供包括音符的第一信息，其中所述音符相对于一基准音高确定该合唱音调的一相对音高，所述的基准音高是被确定符合所识别旋律声部的一音高范围，并且该提供器装置提供包括参数的第二音乐信息，其中该参数确定所识别旋律声部的该基准音高，且其中该控制器装置根据该相对音高和该基准音高，计算该合唱音调的一绝对音高，以使所述的声道能生成在该绝对音高处的合唱音调，其中合唱音调在所识别的旋律声部的所述音高范围内。
在上面所述的音乐装置中，所述的提供器装置提供包括确定一音响效果的参数的第二音乐信息，其中该音响效果包括扫视合唱音调及对合唱音调进行音高弯曲两者中的至少一个，且其中该控制器包括将该音响效果提供给与其它旋律声部的合唱音调无关的该识别的旋律声部的合唱音调。
本发明的另一个目的是提供一种通过多个声道同时生成多种音调的方法，至少一个声道被分配以生成属于多个旋律声部的多个合唱音调，其中所述多个旋律声部相互平行，该方法包括以下步骤：1)提供分配给多个声道的音乐信息以生成多种音调，这些音乐信息包括有被分配给所述的声道的并由第一音乐信息及第二音乐信息组成的一音乐信息，其中该第一音乐信息包含有一合唱音调的音高信息及识别该合唱声调所属一旋律声部的声部信息，及该第二音乐信息包含有一合唱音调的控制信息和识别该控制信息所属的一旋律声部的声部信息；2)根据第一音乐信息的声部信息及第二音乐信息的声部信息对属于同一旋律声部的音高信息和控制信息进行组合；3)根据组合后的属于同一旋律声部的音高信息和控制信息来激活所述的声道，以生成该合唱音调，使所述的声道生成属于一旋律声部的一合唱音调，该旋律声部的这个合唱音调与另一旋律声部的另一合唱音调无关。
在上述方法中，所述的提供步骤提供根据MIDI标准形成的音乐信息，以使第一音乐信息包括一扩充的MIDI音符信息，该扩充的MIDI音符信息被修改来指定作为所述的声道的一子声道的旋律声部，及第二音乐信息包括一扩充的MIDI控制信息，该扩充的MIDI控制信息也被修改以指定作为所述的声道的一子声道的旋律声部。
在上述方法中，所述的提供步骤提供包含有音高信息的第一信息，该音高信息相对于被确定符合于所识别声部的一音高范围的一基准音高，指定该合唱音调的一相对音高；并提供包含有控制信息的第二音乐信息，该控制信息指定所识别声部的该基准音高，且其中激活步骤根据该相对音高和该基准音高计算该合唱音调的一绝对音高，以使所述的声道能生成在所识别旋律声部的音高范围内的该绝对音高处的合唱音调。
本发明再有一个目的是提供一种再现装置，用于通过多个声道同时再现多种音调，至少一声道被分配以生成属于相互平行配置的多个旋律声部的多个合唱声调，该再现装置包括：接收装置，用于接收被分配给多个声道的音乐信息以再现多种音调，该音乐信息包括被分配给所述的声道并由第一音乐信息和第二音乐信息组成的一音乐信息，该第一音乐信息包含有一合唱音调的音高信息和识别该合唱音调所属的一旋律声部的声部信息，该第二音乐信息包含有一合唱音调的控制信息和识别该控制信息所属的一旋律声部的声部信息；组合装置，用于根据第一音乐信息的声部信息和第二音乐信息的声部信息，组合属于同一旋律声部的音高信息和控制信息；及激活装置，用于根据组合后的属于同一旋律声部的音高信息和控制信息，激活所述的声道以生成合唱音调，使所述的声道生成属于一旋律声部的一合唱音调，该旋律声部的这个合唱音调与另一旋律声部的另一合唱音调无关。
在所述的再现装置中，所述接收装置接收根据MIDI标准形成的音乐信息以使第一音乐信息包括一扩充的MIDI音符信息，该扩充的MIDI音符信息被修改来指定作为所述的声道的一子声道的旋律声部，及第二音乐信息包括一扩充的MIDI控制信息，该扩充的MIDI控制信息也被修改以指定作为所述的声道的一子声道的旋律声部。
在所述的再现装置中，所述接收装置接收包括该音高信息的第一信息，其中该音高信息相对于被确定符合所识别旋律声部的一音高范围的一基准音高确定该合唱音调的一相对音高，并提供包括该控制信息的第二音乐信息，其中该控制信息确定所识别旋律声部的该基准音高，且其中该控制器装置根据该相对音高和该基准音高，计算该合唱音调的一绝对音高以使所述的声道能生成所识别旋律声部的该音高范围内的该绝对音高处的合唱音调。
在根据本发明所提供的一种音乐装置中，多个声部的旋律线数据被混合地分配给一个MIDI声道。各声部中旋律线数据的一绝对音高被预先编码成一相对音高，该相对音高表示该绝对音高与一被设置给各声部的基准音高之间的音高差。然后该所得到的音高差数据在一预定的音高范围内被解码成该绝对音高数据。根据该转换，对应于各声部的一扩充的MIDI信息被准备好。根据该所准备的MIDI信息，为各声部独立地提供一不同的效果和一不同的位置以再现合唱音调。具有上述音乐装置的卡拉OK装置可根据旋律线数据互相独立地使和声旋律声部的合唱音调发声。
旋律线数据的多个声部被分配给一MIDI声道，并由这些旋律线数据同时生成这些和声旋律声部的合唱音调。可不使用多个MIDI声道而为各声部独立地提供定位(pan pot)控制和音高弯曲控制。本发明的装置将各声部中旋律线数据的绝对音高转换成该相对音高数据，该相对音高数据表示该绝对音高和被设置给各声部的一基准音高之间的音高差。各声部的旋律线数据构成一和声音调。通常，在其中人的声音沿着一旋律线而动态变化的音程或音高范围比乐器的音程或音高范围窄。理所当然，通过获得设置给各声部的该基准音高与各旋律线数据的绝对音高之间的音高差，各声部中旋律线数据的绝对音高一次即被转换成表示该绝对音高与被设置给各声部的基准音高之间的音高差的相对音高数据。在本发明中，该得到的音高差数据被利用以准备一对应于各声部的扩充的MIDI信息。在普通的MIDI信息中，一个音符的音高数据有表示一半音单位的128个音高的七位长度。根据本发明，该音高差数据或相对音高数据由这七位中较低的五位表示，并且声部识别数据“00”，“01”，“10”和“11”被分配给高阶的两位以形成对应于各声部的该扩充的MIDI信息，换句话说，在本发明中，各声部的旋律线数据的音高数据被设置以使该音高数据落入音高范围“00到31”，“31到63”，“64到95”，和“95到127”中的一个内。这些音高范围的确定可根据旋律声部的数目而被适当地改变。
这样生成的扩充的MIDI信息继承了常规的MIDI信息格式，以使根据本发明的MIDI信息可由例如所销售的定序器或类似装置进行编辑。该音乐装置根据这样生成的MIDI信息而操作以将不同的效果和不同的定位分与各声部。上述具有创造性的装置允许定位(pan pot)控制和例如音高弯曲的效果控制被独立地提供给多个合唱旋律数据而不增加对MIDI声道的不适当的占用。
另一方面，在本发明中，设置或改变音调控制的控制信息与表示将作出该设置或改变的声道的声道信息相组合在一起而被提供。在同一时间，指明待生成的合唱音调的一音高的音高信息与上述声道信息相组合在一起而被提供。特征地，识别多个旋律声部中的特定一个的声部信息被附加于上述控制信息。而且，识别该多个旋律声部中特定一个的声部信息被附加于上述音高信息。各旋律声部由包括在提供的MIDI信息中的组合在一起的声道信息和声部信息所识别。根据各被识别的旋律声部的控制信息和音高信息，再现出期望的各旋律声部的合唱音调。被上述声部信息所附加至的控制信息包括指示一分给相应的由该声部信息所指出的旋律声部的基准音高的信息。被同一声部信息所附加至的音高信息由指示相对于该基准音高的一相对音高的信息所组成。当一合唱音调被再现时，该相对音高被从各旋律声部的上述控制信息和音高信息恢复成一绝对音高。
再一方面，本发明提供的第一音乐信息由设置或改变音调控制的控制信息和指示所控制的声道的声道信息所组成。而且，本发明提供的第二音乐信息是指示待被执行的一音调的音高的音高信息和上述声道信息的组合。通过组合这些第一和第二音乐信息，提供了对应于一段给定的音乐的执行信息。在第一信息中，指示多个旋律声部之一的声部信息被附加至上述控制信息。在第二信息中，指示多个旋律声部之一的声部信息被附加至上述音高信息。用于上述给定一段音乐的组合在一起的第一及第二音乐信息被存储在一存储媒体中。并且，上述第一及第二音乐信息被该音乐装置接收。根据包括在该接收信息中信息的变化，各声道的被独立控制的音乐音调被再现。如果任一音乐信息包括有上述声部信息，各旋律声部由该声部信息和声道信息的一组合所识别。该被识别的旋律声部的一所期望的音调则根据控制信息和音高信息而被再现。
附图说明
通过以下附图，本发明的上述及其它目的、特征和优点将变得更加显见，附图中的相同参考数字被用于表示相同的或相似的部件。
图1为通过例子对指示各声部中音符如何由一根据本发明的音乐装置进行转换的乐谱进行说明的示意图；
图2为对指示四个旋律声部的合唱音调的一例子的乐谱进行说明以解释本发明操作的一例子的示意图；
图3为说明相关先前技术的操作的一例子的示意图；
图4为说明作为本发明的一优选实施例的卡拉OK装置的总体构成的方框图；
图5(A)及5(B)为说明图4的卡拉OK装置中所包含的硬盘内存储的一段卡拉OK音乐的音乐数据的一个例子的示意图；
图6为说明采用与合唱旋律声部相关联的MIDI数据格式的一音符开始(note-on)信息的一例子的示意图；
图7为说明采用与合唱旋律声部相关联的MIDI数据格式的一控制变化信息的一例子的示意图；及
图8为说明图4的卡拉OK装置中所包括的和声发生器的详细构成的示意图。
具体实施方式
以下将参照附图通过示例对本发明作进一步的详细描述。现在参照图4，示出了说明作为本发明的一优选实施例的卡拉OK装置的总体构成的方框图。在上述优选实施例中，卡拉OK装置70通过一通信接口6和一通信网络80被连至一主计算机90。该卡拉OK装置70为接收自主计算机90分给的音乐数据并在一安装的硬盘驱动器(HDD)5内存储所接收音乐数据的存储型的卡拉OK装置。
卡拉OK装置70适于在一微机系统的控制下执行各种操作，该微机系统由一微机单元(CPU)1、一程序存储器(ROM)2和一工作存储器(RAM)3组成。该CPU1控制整个卡拉OK装置70的操作。该CPU1通过一地址/数据总线18被连至程序存储器(ROM)2、工作存储器(RAM)3、面板接口4、硬盘驱动器(HDD)5、音调发生器7、ADPCM解码器8、效果器11、图形发生器13背景视频发生器15及和声发生器19。应该注意到，除了上述的元件外，一MIDI接口电路和由一LD变换器或CD变换器组成的背景图象再现装置被连至CPU1。而且，一盘驱动器20被连至总线18，用于接收含有音乐信息的机器可读媒体21，例如一软盘或一紧致盘。该媒体21被装入盘驱动器20以在如果在该音乐信息未存储在HDD5中时，提供该音乐信息。
程序存储器2包括有存储待由CPU1执行的系统程序、用于装载硬盘驱动器5中所存的系统程序的引导程序、和各种参数及数据的只读存储器(ROM)。工作存储器3包括有临时存储自硬盘驱动器5装入的系统程序和在CPU1执行程序的过程期间生成的各种数据的随机存取存储器(RAM)。该RAM中的一预定区域被用于一寄存器或一标志。
面板接口4将来自配置在卡拉OK装置70的一面板(未示出)上的多个控制器的命令信号和来自一遥控器(未示出)的命令信号转换成可由CUP1处理的信号，并将转换后的信号输出给地址/数据总线18。
硬盘驱动器5存储卡拉OK装置的系统程序和音乐数据，并具有例如数百兆字节到数吉字节的存储能力。在上述优选实施例中，存储在硬盘驱动器5中的音乐数据中所包括的发声数据被压缩成ADPCM数据。通过通信网络80捕获待被存储在硬盘驱动器5中的音乐数据。本领域中的熟练技术人员显然也可通过盘驱动器20从软盘或紧致盘中将音乐数据捕获入硬盘。
通信接口6根据发送音乐数据的协议以一原始的形式再现来自通信网络80的音乐数据，并将再现的音乐数据输出给硬盘驱动器5。通信接口6根据协议将存储在硬盘驱动器5中的历史记录及类似数据发送给主计算机90。
音调发生器7通过使用多个声道可同时生成音乐音调信号。音调发生器7通过地址/数据总线18接收符合MIDI标准的音乐数据，并将音调信号输出给混合器9。音调发生器7被构成用于通过多个声道同时发生音乐音调信号。例如，音调发生器7以一时分方式通过利用一同步电路形成多个发声声道。替代地，音调发生器7具有由一同步电路构成一发声声道的结构。音调发生器7可使用任何音调信号同步方案。例如，音调发生器7可使用存储器读取方法(波表法[wave bable method])、FM方法和AM方法中的任一种，在存储器读取方法中，存储在一波形存储器中的音调波形抽样值根据地址数据被顺序读出，该地址数据根据待生成的音乐音调的音高而变化。在FM方法中，对用作为相角参数的上述地址数据进行预定频率调制算术运算以获得音调波形抽样值。及在AM方法中，对用作为相角参数的上述地址数据进行预定幅度调制算术运算以获得音调波形抽样值。除了这些方法外，音调发生器7可使用物理模拟方法、和声合成方法、共振峰合成方法及模拟合成方法中的任一种，在物理模型方法中，一音调波形通过一模仿发声乐器的发声原理的算法而被合成。在和声合成方法中，音调波形通过将多个和声加在一基本波形上而被合成。在共振峰合成方法中，音调波形通过利用具有特定频谱分布的一共振峰波形而被结合。在模拟合成方法中，VCO、VCF和VCA被利用。音调发生器1可由专用硬件及一DSP和一微程序或一CPU和一软件程序构成。
ADPCM解码器8通过对ADPCM数据进行位转换和频率转换而对自硬盘驱动器5读取的音乐数据中包括的ADPCM数据进行解压缩以生成原始发声信号。应该注意到ADPCM解码器8也可根据音高间隔信息生成一被音高移位的发声信号。
和声发生器19被分配有至少一个MIDI声道。和声发生器9接收音高移位数据，该音高移位数据表示待由卡拉OK歌手演唱的主旋律线的音高和用于将一和声合唱加至演唱声上的合唱旋律线的音高之间的音高差。根据接收的音高移位数据，和声发生器19对来自麦克风10输出的演唱声的音高进行移位以生成多个和声旋律声部的合唱音调，并将生成的合唱音调及演唱声输出给混合器9。
图8示出了和声发生器19的详细构成。如图中可见，和声发生器19包括四个音高移位单元81至84，它们对应于分配给和声发生器19的一声道中的子声道。各四个音高移位单元81至84被提供用于生成各和声旋律声部的一合唱音调。和声发生器19还包括一用于控制卡拉OK歌手的演唱声的音量的音量控制器85、用于控制和声旋律声部的合唱音调的音量的音量控制器86至89、一用于控制演唱声的扫视(pan)的扫视控制器8A，用于控制和声旋律声部的合唱音调的扫视的扫视控制器8B至8E、一左声道相加器8F和一右声道相加器8G。音高移位单元81至84捕获自一定序器输出的音高移位数据，并根据捕获的音高移位数据对演唱声的音高进行移位，其中该定序器由CPU控制的一软件模块构成。
返回参照图4，混合器9对来自音调发生器7的音调信号、来自麦克风10的演唱声信号、和自和声发生器通过对演唱声进行音高移位而输出的多个和声旋律声部的合唱音调信号进行混合。混合器9输出该结果信号给效果器11。
效果器11将例如回声、回响和音高弯曲的效果给予自混合器9输出的音调信号和声音信号，对这些信号执行定位控制，并将结果信号输出给一音响输出单元12。应该注意到，由于各和声旋律声部的定位在和声发生器19内受到控制，效果器11完全地控制和声旋律声部的定位。显然该定位控制可在后续阶段的效果器11中被执行而不在先前阶段的和声发生器19中被执行。效果器11根据音乐数据中配置在效果控制轨道上的控制信息来控制效果的种类、深度或程序。音响输出单元12通过由一放大器和一扬声器组成的音响系统而使自效果器11输出的音调信号和声音信号发声。
图形发生器13根据基于记录在一歌词轨迹上的MIDI数据而生成的字符码，生成一待被显示在监视器屏幕的歌词，该MIDI数据包括与歌词的显示位置相关的一字符数据、与歌词被显示的持续时间相关的显示持续数据，和用于随着卡拉OK音乐进度顺序改变歌词的显示颜色的色彩擦涂控制数据。背景视频发生器15自一CD-ROM14再现对应于卡拉OK音乐的风格的预定背景图象，并将再现的背景图象输出给一图象混合器16。图象混合器16将自图形发生器13输出的歌词图象放在自背景视频发生器15输出的背景图象上，并将结果图象输出给一图象输出电路17。图象输出电路将由图象混合器16混合的背景图象和歌词图象的一合成图象显示在监视器屏幕上。
图5(A)及5(B)示出了卡拉OK装置70通过通信网络80接收的一段卡拉OK音乐的音乐数据的格式的一例子。应该注意到接收的音乐数据被保留在硬盘驱动器5中。如图5(A)所示，该音乐数据由一标题段31、一MIDI数据段32和一声音数据段33组成。
标题段31由与卡拉OK音乐相关的目录数据构成，该目录数据由一音乐题目、一音乐风格、一释放日期、一表演持续时间和合唱模式信息组成。该合唱模式信息是与合唱音调发声相关的数据，并包括指示该卡拉OK音乐是否与一合唱模式相和谐的数据及指示合唱类型的数据。而且，标题段31可记录诸如指示卡拉OK音乐被传送及存取的日期的时间标记的辅助信息，及相关音乐被存取的次数。
MIDI数据段32由一音调轨迹、歌词轨迹、声音轨迹和一效果控制轨迹组成。该音调轨迹记录有对应于卡拉OK音乐的主旋律声部、伴奏声部和节奏声部的表演数据。如果该卡拉OK音乐适用于该合唱模式，该音调轨迹记录与该卡拉OK音乐的主旋律声部相平行的合唱旋律声部的数据。符合MIDI标准的表演数据包括指示音符事件(event)之间一时间间隔的持续时间数据Δt、根据发声开始命令、发声停止命令等指示这些事件的类型的状态数据、用于指定发声开始或停止处的音高的音高指定数据、和用于指定发声的音量的音量指定数据。当状态数据指示该发声开始命令时，该音量指定数据被加上。
该歌词轨迹以MIDI的系统专用信息格式记录与待被显示在监视器屏幕上的歌词相关的数据。更具体地，待被记录在该歌词轨迹上的该MIDI数据包括有指示与待被显示的歌词相应的字符码及其显示位置的字符数据、与歌词被显示的持续时间相关的显示持续数据和用于随着音乐进度而顺序地改变所显示的歌词颜色的颜色擦涂控制数据。
如图5(B)所示，该声音轨迹以MIDI的系统专用信息格式记录与在声音数据段上记录的声音波形数据的生成相关的控制数据。更具体地，记录在该声音轨迹上的MIDI数据由指示声音波形数据的生成时间的持续时间数据Δt、指示波形数据1的第一发声开始命令的事件数据、指示波形数据2的第二发声开始命令的事件数据等组成。该事件数据包括用于指定在一特定定时内待被发声的声音波形数据的数据和用于指定该声音的音量和音高的数据。该效果控制轨迹记录与效果器11的控制相关的MIDI数据。如图5(B)所示。该歌词轨迹和效果控制轨迹作为符合MIDI标准的数据被从计算机90发送，并被存储在硬盘驱动器5。
图6及7示出了与合唱相关的MIDI数据的格式的一例子。图6示出了包括在MIDI数据中的一音符开始信息的数据格式的一例子。图7示出了包括在MIDI数据中的一控制改变信息的数据格式的一例子。在该MIDI数据中，合唱由第一声部PART1至第四声部PART4表示的四个平行和声旋律声部组成。
如从图6所示，该音符开始信息由一状态字节61和两数据字节62及63组成。在状态字节61中，最高有效位(识别位)为“1”，在数据字节62及63中，最高有效位为“0”。该状态字节通常与普通MIDI数据的状态字节相同，以使低阶四位“nnnn”表示一MIDI声道号而高阶四位表示一声音信息类型。图6中所示的状态字节61为十六进制记数法的“9nH”，因为这是音符开始的声音信息。数据字节62通过低阶五位“bbbbb”表示半音单位中的32个音高之一，并通过从右端起第六和第七位“aa”指示该MIDI信息属于哪个和声旋律声部。如果该两位“aa”为“11”，它指示第一声部PART1；如果该两位“aa”为“10”，它指示第二声部PART2；如果该两位“aa”为“01”，它指示第三声部PART3；及如果该两位“aa”为“00”，它指示第四声部PART4。
接着，如果该音符开始信息与第一声部PART1相关联，数据字节62为“011bbbbb；如果该音符开始信息与第二声部PART2相关联，数据字节62为“010bbbbb；如果该音符开始信息与第三声部PART3相关联，数据字节62为“001bbbb”；如果该符音开信息与第四声部PART4相关联，数据字节62为“000bbbbb”。如图1所示，第一声部PART1的合唱音调的绝对音高在音符号“96”至“127”内排列，第二声部PART2的合唱音调的绝对音高在音符号“64”至“96”内排列，第三声部PART3的合唱音调的绝对音高在音符号“32”至“63”内排列，及第四声部PART4的合唱音调的绝对音高在音符号“00”至“31”内排列。该数据字节63一般与普通的MIDI数据相同，并通过低阶七位“xxxxxxx”表示对应于该音符开始的合唱的速度。
如从图7中所示，控制改变信息由一状态字节71和两数据字节72及73组成。在状态字节71中，最高有效位(识别位)为“1”。在数据字节72及73中，最高有效位(识别位)为“0”。状态字节71一般与普通MIDI信息的相同，低阶四位“nnnn”表示一MIDI声道而高阶四位表示一声音信息类型，在本优选实施例中，图7的状态字节71为“BnH”，因为这是声音信息的控制改变。
如果该声音信息是用于控制改变的，第一数据字节72通常指示它的控制号。然而，在本实施例中，数据字节72的低阶七位“ddddddd”表示控制改变信息属于哪个和声旋律声部。也就是说，本优选实施例使用一个通常不被使用的控制号。例如，如果数据字节72的“Oddddddd”为二进制记数法的“00100111”或十六进制记数法的“27H”，它指示与第一声部PART1的底部音高相关的控制改变信息；如果数据字节72的“0ddddddd”为“00101000”或十六进制记数法的“28H”，它指示与第二声部PART2的底部音高相关的控制改变信息；如果数据字节72的“Oddddddd”为“00101000”或十六进制记数法的“29H”，它指示与第三声部PART3的底部音高相关的控制改变信息；如果数据字节72的“Oddddddd”为“00101001”或十六进制记数法的“2AH”，它指示与第四声部PART4的底部音高相关的控制改变信息。
如果数据字节72的“Oddddddd”为“0100101”或十六进制记数法的“55H”，它指示与第一声部PART1的音高弯曲范围的设置相关的控制改变信息；如果数据字节72的“Oddddddd”为“01010110”或十六进制记数法的“56H”，它指示与第二声部PART2的音高弯曲范围的设置相关的控制改变信息；如果数据字节72的“Oddddddd”为“01010111”或十六进制记数法的“57H”，它指示与第三声部PART3的音高弯曲范围的设置相关的控制改变信息；如果数据字节72的“Oddddddd”为“01011000”或十六进制记数法的“58H”，它指示与第四声部PART4的音高弯曲范围的设置相关的控制改变信息。数据字节73通过低阶七位“eeeeeee”分别地指示由先前数据字节72指定的第一声部PART1至第四声PART4的底部音高或音高弯曲范围。
以下通过图1及2的例子对合唱音调的音高转换进行描述。为了四个平行旋律声部(第一声部PART1至第四声部PART4)的合唱，CPU1对预先提供的MIDI信息进行解码，并根据解码结果，控制卡拉OK装置以同时生成合唱音调。
首先，CPU1对具有“27H”、“28H”、“29H”和“2AH”的数据字节72的控制改变信息进行解码，并根据数据字节73，设置各旋律声部的底部音高。数据字节73的内容如下：
第三声部的底部音高：音符号“76”，音符名“E5”；
第二声部的底部音高：音符号“64”，音符名“E4”；
第四声部的底部音高：音符号“53”，音符名“F3”；及
第一声部的底部音高：音符号“36”，音符名“C2”。
这些以8位格式表示如下：
第一声部的底部音高：音符号“76”＝“01001100”；
第二声部的底部音高：音符号“64”＝“01000000”；
第三声部的底部音高：音符号“53”＝“00110101”；及
第四声部的底部音高：音符号“36”＝“00100100”；
接着，CPU1获得该音符开始信息，该音符开始信息指示相对于被设为各声部中一基准的底部音高的各音调或音符的一音高差。如前所述，该音符开始信息由图6中所示的三个字节61、62和63组成。对于第一声部PART1；“aa”是“11”。如图2所示，该第一声部PART1的第一和第二音调为名义上音符号“76”＝“01001100”及音符名为“E5”的音调，及对应该底部音高的音高差为“0”。因此，字节62的“bbbbb”为“00000”。数据字节62具有名义值“76”＝“01100000”。当由数据字节62指示的名义音高被以一普通的音乐总谱所写时，在实际音符号“96”至“127”的绝对范围由获得属于第一声部PART1的音符。
通过这一方式，与第一声部PART1相关的MIDI信息被公式化。在这些信息中，该底部音高的音符号“76”＝“01001100”通过控制改变信息而被确定。通过将包括在该音符开始信息中的数据字节62的“01100000”的低阶五位加至该基准音符号，可获得绝对音高。在该情况下，该低阶五位为“00000”，以使该底部音高的音符号“76”＝“01001100”变为属于第一声部PART1的第一音符的第一名义音高。图2中所示的名义音高“76”实际上对应于图1中所示的绝对音高“96”。
CPU1找到这样获得的第一声部的合唱音高与主旋律声部的旋律音高之间的音高移位，并将获得的音高移位量输出给和声发生器19中的第一音高移位单元81作为第一音高移位数据。根据该第一音高移位数据，第一音高移位单元81对自麦克风10输入的演唱声的音高进行移位。第一音高移位单元81将移位后的音高声通过面板控制单元8B、左声道相加器8F和右声道相加器8G输出给混合器9。
以下对第二声部中的音高转换进行描述。在第二声部PART2，包括在音符开信息的第二字节62中的“aa”为“10”。如图2所示，第一、第二和第四音调具有名义音符号“71”＝“01000111”及名义音符名”B4“，并且对于底部音高的音高差为“7”。因此，对于第一、第二和第四音调，数据字节62的低阶五位为“00111”。对于第三音调，名义音符号“72”＝“01001000”，名义音符名为“C5”，并且对于底部音高的音高差为“8”。对于第三音调，“bbbbb”为“0100”。当由数据字节62指示的该音调的音高在一普通的音乐总谱上被转换时，在音符号“64”至“95”的绝对范围内获得属于第二声部PART2的实际音符。
在提供第二声部PART2的音符开始信息时，已经通过相应声部PART2的控制改变信息确定该底部音高的音符号“64”＝“01000000”。因此，对于声部PART2的第一、第二和第四音调，通过将数据字节62的七位“01000111”的低阶五位“00111”加至该底部音高的该数据，可获得第一、第二和第四音调的名义音高“71”＝“01000111”。对于第三音调，通过将数据字节62的七位“01001000”的低阶五位“01000”加至该底部音高的该数据，获得名义音高“72”＝“01001000”。应该注意到，对于第二声部PART2，图1中所示的音乐总谱的实际乐谱与图1中所示的音乐总谱的名义乐谱基本上相同。这是因为带有相对音高为“0”的数据字节62的内容“01000000”与实际音高“64”相同。
CPU1将第二声部PART2的音高与主旋律声部的音高间的第二音高移位量数据输出给和声发生器19中的第二音高移位单元82。根据该第二音高移位量数据，第二音高移位单元82对自麦克风10输入的演唱声的音高进行移位，并将移位的音高声通过音量控制器87、面板控制器8C、左声道相加器8F和右声道相加器8G输出给混合器9。
对于第三声部PART3和第四声部PART4的音调，根据控制改变信息中指示绝对音高与底部或基准音高之间的间高差的数据字节62，绝对音高被以基本相同的方式获得。第三声部PART3和第四声部PART4的所获得音高之间的第三及第四音高移位量数据、和主旋律声部的音高被分别输出给和声发生器19中的第三音高移位单元83和第四音高移位单元84。根据第三音高移位量数据，第三音高移位单元83对自麦克风10输入的演唱声的音高进行移位，并通过音量控制器88、面板控制器8D、左声道相加器8F和右声道相加器8G将移位后的音高声输出给混合器9。相似地，根据第四音高移位量数据，第四音高移位单元84对自麦克风10输入的演唱声的音高进行移位，并通过音量控制器89、而板控制器8E、左声道相加器8F和右声道相加器8G将移位后的音高声输出给混合器9。
为将一音高弯曲相互独立地给予这些声部，一控制改变号“01010101”＝“55H”，“01010110”＝“56H”，“01010111”＝“57H”或“01011000”＝“58H”被设置给该控制改变信息的第二数据字节72。通过控制改变信息的第三数据字节73可设置一期望的音高弯曲量。接着，可相互分别地控制属于第一声部PART1至第四声部PART4的音调的音高弯曲。如果除了音高弯曲以外的一效果被加给该多个声部中的一个或在其上执行定位控制，可将一预定的控制改变号分配给各声部。这样，可分别将一期望的效果给予各声部并可分别在各声部上执行定位控制。
再返回参照图4及8，在本发明的音乐装置中，以音调发生器7和和声发生器19的形式的一发生器装置具有多个用于同时产生多种音调的声道。至少一个声道被分配给和声发生器19以生成属于由相互平行配置的PART1至4指示的多个旋律声部的合唱音调，以HDD5、盘驱动器20或主计算机90的形式的提供器装置提供分配给多个声道的音乐信息以生成多种音调。该音乐信息包括一被分配给所述至少一声道的音乐信息并且该音乐信息由第一音乐信息和第二音乐信息组成，该第一音乐信息包含有一音符并识别该音符所属的一旋律声部，该第二音乐信息包含一参数并识别该参数所属的一旋律声部。以CPU1的形式的一控制器装置根据都属于同一旋律声部的音符及参数来控制生成器装置的所述至少一声道，以生成该合唱音调，使所述至少一声道与属于另一旋律声部的另一合唱音调无关地生成属于一旋律声部的一合唱音调。
本发明的音乐装置还包括一以麦克风10形式的拾取装置，收集一现场演唱声；及一以混合器9形式的混合装置，将收集的现场演唱声与由生成器装置同时生成以构成一卡拉OK音乐来伴奏该现场演唱声的多种音调相混合。该卡拉OK音乐包含有多个旋律声部的合唱音调以提供一衬托该现场演唱声的合成合唱声。
该提供器装置提供根据MIDI标准形成的音乐信息以使第一音乐信息包括一被修改来指定作为所述至少一声道的一子声道的旋律声部的扩充的MIDI音符信息；及第二音乐信息包括一也被修改以指定作为所述至少一声道的一子声道的旋律声部的扩充的MIDI控制信息。如前所述，所述至少一声道被分配给和声发生器19，及所述至少一声道的四个子声道被分配给第一至第四音高移位单元81至84。该提供器装置提供图6中所示的包括该音符的第一信息，其中该音符相对于被确定符合所识别旋律声部的一音高范围的一基准音高确定该合唱音调的一相对音高，并提供包括该参数的图7中所示的第二音乐信息。其中该参数确定所识别旋律声部的该基准音高。该控制器装置根据该相对音高和该基准音高，计算该合唱音调的一绝对音高以使所述至少一声道能生成所识别旋律声部的该音高范围内的该绝对音高处的合唱音调。该提供器装置提供包括确定一音响效果的参数的第二音乐信息，其中该音响效果包括扫视合唱音调及音高弯曲合唱音高两者中的至少一个。该控制器包括将该音响效果提供给与其它旋律声部的其余合唱音调无关的该识别的旋律声部的该合唱音调。
本发明的方法通过多个声道同时生成多种音调。至少分配一个声道以生成属于被互相平行配置的多个旋律声部的合唱音调。本发明方法是根据以下步骤实现的。第一步骤是提供分配给多个声道的音乐信息以生成多种音调。该音乐信息包括有被分配给所述第一声道的一音乐信息，且该特定的音乐信息由图6中所示的第一音乐信息及图7中所示的第二音乐信息组成，其中该第一音乐信息包含有一合唱音调的音高信息(字节62，位bbbbb)及识别该合唱声调所属一旋律声部的声部信息(也是字节62，位aa)，及该第二音乐信息包含有一合唱音调的控制信息(字节73)和识别该控制信息所属的一旋律声部的声部信息(字节72)。第二步骤是根据第一音乐信息的声部信息及第二音乐信息的声部信息对都属于同一旋律声部的音高信息和控制信息进行组合。第三步骤是根据组合后的都属于同一旋律声部的音高信息和控制信息来激活所述至少一声道，以生成该合唱音调使所述至少一声道与属于另一旋律声部的另一合唱音调无关地生成属于一旋律声部的一合唱音调。
提供步骤提供根据MIDI标准形成的该音乐信息，以使第一音乐信息包括一被修改以指定作为所述至少一声道的一子声道的旋律声部的一扩充的MIDI音符信息。及第二音乐信息包括一也被修改以指定作为所述至少一声道的一子声道的旋律声部的一扩充的MIDI控制信息。该提供步骤提供包含有音高信息(字节62，位bbbbb)的第一信息，该音高信息相对于被确定符合于所识别声部的一音高范围的一基准音高，指定该合唱音调的一相对音高；并提供包含有控制信息(字节73，位eeeeeee)的第二音乐信息，该控制信息指定所识别声部的该基准音高。激活步骤根据该相对音高和该基准音高计算该合唱音调的一绝对音高，以使所述至少一声道能生成在所识别旋律声部的音高范围内的该绝对音高处的合唱音调。
机器可读媒体21包含有用于使一卡拉OK装置70形式的音乐机器执行通过多个声道同时生成多种音调的操作的音乐信息。至少一个声道被分配以生成属于多个旋律声部的多个合唱音调，其中所述多个旋律声部相互平行。该操作是通以下步骤实现的：提供分配给多个声道的音乐信息以生成多种音调，该音乐信息包括一被分配给所述至少一声道的音乐信息，且该音乐信息由第一音乐信息和第二音乐信息组成，该第一音乐信息包含有一合唱音调的音高信息和识别该合唱音调所属的一旋律声部的声部信息，该第二音乐信息包含有一合唱音调的控制信息和识别该控制信息所属的一旋律声部的声部信息；根据第一音乐信息的声部信息和第二音乐信息的声部信息，组合都属于同一声部的音高信息和控制信息；并根据组合后的都属于同一声部的音高信息和控制信息，激活所述至少一声道以生成该合唱音调，使所述至少一声道与属于另一旋律声部的另一合唱音调无关地生成属于一旋律声部的一合唱音调。
本发明还包括一可连至例如主计算机90的外部提供器装置的再现装置，用于通过多个声道同时再现多种音调，至少一声道被分配以生成属于多个旋律声部的多个合唱音调，其中所述多个旋律声部相互平行。该再现装置包括用于接收被分配给多个声道的音乐信息以再现多种音调的例如通信接口6的接收装置，该音乐信息包括被分配给所述至少一声道并由第一音乐信息和第二音乐信息组成的一音乐信息，该第一音乐信息包含有一合唱音调的音高信息和识别该合唱音调所属的一旋律声部的声部信息，该第二音乐信息包含有一合唱音调的控制信息和识别该控制信息所属的一旋律声部的声部信息；CPU1形式的组合装置，用于根据第一音乐信息的声部信息和第二音乐信息的声部信息，组合都属于同一旋律声部的音高信息和控制信息；及和声发生器19形式的激活装置，用于根据组合后的都属于同一旋律声部的音高信息和控制信息，激活所述至少一声道以生成该合唱音调，使所述至少一声道可与属于另一旋律声部的另一合唱音调同时地但与其无关地生成属于一旋律声部的一合唱音调。
如前所述并根据本发明，可对各多个合唱旋律声部分别执行定位(扫视捕获：pan pot)控制，并且不必增加对MIDI声道的不适当的占用而可分别对其加上一效果。进而，可与卡拉OK音乐同步地立体地控制通常为非立体音的和声合唱音。
尽管使用特定的术语通过优选实施例对本发明进行了描述，但这些描述仅为了说明的目的，并可以理解不超出由所附权利要求限定的精神或范围而可做出变化和改型。
Claims (11)
1.一种音乐装置，包括：
一发生器装置，具有多个用于同时产生多种音调的声道，至少一个声道被分配以生成属于多个旋律声部的多个合唱音调，其中所述多个旋律声部相互平行；
一提供器装置，提供分配给多个声道的音乐信息以生成多种音调，这些音乐信息包括一被分配给所述的声道的并由第一音乐信息和第二音乐信息组成的音乐信息，该第一音乐信息包含有一音符并识别该音符所属的一旋律声部，该第二音乐信息包含一参数并识别该参数所属的一旋律声部；
一控制器装置根据属于同一旋律声部的音符及参数来控制生成器装置的所述的声道，以生成合唱音调，使所述的声道生成属于一旋律声部的一合唱音调，该旋律声部的这个合唱音调与另一旋律声部的另一合唱音调无关。
2.根据权利要求1所述的音乐装置，还包括一拾取装置，收集一现场演唱声；及一混合装置，将收集的现场演唱声与由生成器装置同时生成以构成一卡拉OK音乐来伴奏该现场演唱声的多种音调相混合，该卡拉OK音乐包含有多个旋律声部的多个合唱音调以提供一衬托该现场演唱声的合成合唱声。
3.根据权利要求1所述的音乐装置，其中该提供器装置提供根据MIDI标准形成的音乐信息，以使第一音乐信息包括一扩充的MIDI音符信息，该扩充的MIDI音符信息被修改来指定作为所述的声道的一子声道的旋律声部，及第二音乐信息包括一扩充的MIDI控制信息，该扩充的MIDI控制信息也被修改以指定作为所述的声道的一子声道的旋律声部。
4.根据权利要求1所述的音乐装置，其中该提供器装置提供包括音符的第一信息，其中该音符相对于一基准音高确定该合唱音调的一相对音高，所述的基准音高是被确定符合所识别旋律声部的一音高范围，并且该提供器装置提供包括参数的第二音乐信息，其中该参数确定所识别旋律声部的该基准音高，且其中该控制器装置根据该相对音高和该基准音高，计算该合唱音调的一绝对音高，以使所述的声道能生成在该绝对音高处的合唱音调，其中合唱音调在所识别的旋律声部的所述音高范围内。
5.根据权利要求1所述的音乐装置，其中该提供器装置提供包括确定一音响效果的参数的第二音乐信息，其中该音响效果包括扫视合唱音调及对合唱音调进行音高弯曲两者中的至少一个，且其中该控制器包括将该音响效果提供给与其它旋律声部的合唱音调无关的该识别的旋律声部的合唱音调。
6.一种通过多个声道同时生成多种音调的方法，至少一个声道被分配以生成属于多个旋律声部的多个合唱音调，其中所述多个旋律声部相互平行，该方法包括以下步骤：
提供分配给多个声道的音乐信息以生成多种音调，这些音乐信息包括有被分配给所述的声道的并由第一音乐信息及第二音乐信息组成的一音乐信息，其中该第一音乐信息包含有一合唱音调的音高信息及识别该合唱声调所属一旋律声部的声部信息，及该第二音乐信息包含有一合唱音调的控制信息和识别该控制信息所属的一旋律声部的声部信息；
根据第一音乐信息的声部信息及第二音乐信息的声部信息对属于同一旋律声部的音高信息和控制信息进行组合；
根据组合后的属于同一旋律声部的音高信息和控制信息来激活所述的声道，以生成合唱音调，使所述的声道生成属于一旋律声部的一合唱音调，该旋律声部的这个合唱音调与另一旋律声部的另一合唱音调无关。
7.根据权利要求6所述的方法，其中该提供步骤提供根据MIDI标准形成的音乐信息，以使第一音乐信息包括一扩充的MIDI音符信息，该扩充的MIDI音符信息被修改来指定作为所述的声道的一子声道的旋律声部，及第二音乐信息包括一扩充的MIDI控制信息，该扩充的MIDI控制信息也被修改以指定作为所述的声道的一子声道的旋律声部。
8.根据权利要求6所述的方法，其中该提供步骤提供包含有音高信息的第一信息，该音高信息相对于被确定符合于所识别声部的一音高范围的一基准音高，指定该合唱音调的一相对音高；并提供包含有控制信息的第二音乐信息，该控制信息指定所识别声部的该基准音高，且其中激活步骤根据该相对音高和该基准音高计算该合唱音调的一绝对音高，以使所述的声道能生成在所识别旋律声部的音高范围内的该绝对音高处的合唱音调。
9.一种再现装置，用于通过多个声道同时再现多种音调，至少一声道被分配以生成属于相互平行配置的多个旋律声部的多个合唱声调，该再现装置包括：
接收装置，用于接收被分配给多个声道的音乐信息以再现多种音调，该音乐信息包括被分配给所述的声道并由第一音乐信息和第二音乐信息组成的一音乐信息，该第一音乐信息包含有一合唱音调的音高信息和识别该合唱音调所属的一旋律声部的声部信息，该第二音乐信息包含有一合唱音调的控制信息和识别该控制信息所属的一旋律声部的声部信息；
组合装置，用于根据第一音乐信息的声部信息和第二音乐信息的声部信息，组合属于同一旋律声部的音高信息和控制信息；及
激活装置，用于根据组合后的属于同一旋律声部的音高信息和控制信息，激活所述的声道以生成合唱音调，使所述的声道生成属于一旋律声部的一合唱音调，该旋律声部的这个合唱音调与另一旋律声部的另一合唱音调无关。
10.根据权利要求9所述的再现装置，其中该接收装置接收根据MIDI标准形成的音乐信息以使第一音乐信息包括一扩充的MIDI音符信息，该扩充的MIDI音符信息被修改来指定作为所述的声道的一子声道的旋律声部，及第二音乐信息包括一扩充的MIDI控制信息，该扩充的MIDI控制信息也被修改以指定作为所述的声道的一子声道的旋律声部。
11.根据权利要求9所述的再现装置，其中该接收装置接收包括该音高信息的第一信息，其中该音高信息相对于被确定符合所识别旋律声部的一音高范围的一基准音高确定该合唱音调的一相对音高，并提供包括该控制信息的第二音乐信息，其中该控制信息确定所识别旋律声部的该基准音高，且其中该控制器装置根据该相对音高和该基准音高，计算该合唱音调的一绝对音高以使所述的声道能生成所识别旋律声部的该音高范围内的该绝对音高处的合唱音调。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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