CN1189735A - 主演唱声之外还带调谐的副演唱声的卡拉ok装置 - Google Patents

Abstract

一种卡拉OK装置,其中发生器装置处理歌曲数据以产生管弦乐伴奏声。第一输入装置采集实际演唱以配合第一声部的第一演唱声。第二输入装置采集实际演唱以衬托第一演唱声的第二演唱声。调节器装置按照参考数据至少调节第二演唱声的音高,以使与第二声部配合。混合器装置将第一演唱声及从调节器馈入的第二演唱声与管弦乐伴奏声混合在一起。借此实行卡拉OK歌曲的播放。第一演唱声可以是主旋律,而第二演唱声可以是和声旋律或衬托合唱。

Description

主演唱声之外还带调谐的副演唱声 的卡拉OK装置

本发明涉及允许许多名歌手用独立的声部合唱一首歌曲的卡拉OK装置。

随着卡拉OK的普及，已产生各式各样的卡拉OK演唱变化。现在，只简单地演唱主旋律的平淡卡拉OK演唱已不能满足卡拉OK歌手。某些卡拉OK歌曲除了主旋律部分之外还有和声旋律部分作为配对旋律。某些卡拉OK歌曲将这一和声部分向卡拉OK歌手开放而不是将其嵌入自动卡拉OK伴奏中。然而与主旋律相比，以正确的音高演唱和声旋律较为困难。与主旋律部分不同，和声旋律部分具有在卡拉OK播放中间歇发声的乐节。正确地识别包含在和声旋律部分中的各乐节的起点与终点是困难的。这挫伤了许多卡拉OK歌手演唱和声旋律的信心。

再者，已经实行过这样的卡拉OK装置，其中当一名卡拉OK歌手演唱主旋律时，将输入的演唱声变频成表示对应的和声旋律的声音信号。即在卡拉OK歌手演唱主声部时，卡拉OK装置自动生成对应的和声声部。然而在这种卡拉OK装置中，多名歌手不能同时合唱主与和声声部。不能达到与同伴欢乐地演唱卡拉OK。

因此，本发明的目的为提供除卡拉OK歌曲的主旋律部分之外便于副旋律部分的演唱的卡拉OK装置，从而允许多个卡拉OK歌手一起参加演唱。

按照本发明，构成了联合按照第一声部与第二声部的歌曲数据播放卡拉OK歌曲的卡拉OK装置。在本创造性卡拉OK装置中，在卡拉OK歌曲的播放过程中，发生器装置处理歌曲数据以产生管弦乐伴奏声。第一输入装置采集按照管弦乐伴奏声实际演唱以配合第一声部的第一演唱声。第二输入装置采集按照管弦乐伴奏声实际演唱以衬托第一演唱声的第二演唱声。调节器装置按照包含在歌曲数据中的参考数据至少调节第二输入装置采集的第二演唱声的音高，以便使第二演唱声与第二声部配合。混合装置将第一输入装置所采集的第一演唱声与从调节器馈入的第二演唱声与管弦乐伴奏声混合在一起，借此进行卡拉OK歌曲的播放。

在一种形式中，第一输入装置采集按照分配给第一声部的主旋律演唱的第一演唱声，同时第二输入装置采集按照分配给第二声部的和声旋律演唱并与主旋律和谐的第二演唱声。调节器装置按照表示和声旋律的参考数据调节第二演唱声。最好，调节器装置包含一个静默部件，在和声旋律的休止符事件(rest event)上不正确的演唱第二演唱声时，该静默部件使第二演唱声静默。最好，调节器装置还包括一个和声部件，当不正确地不演唱第二演唱声而丢失包含在和声旋律中的音符事件(note event)时，该和声部件进行操作来按照参考数据修正第一演唱声以代替丢失的第二演唱声来填补第二声部。

在另一种形式中，第一输入装置采集按照分配给第一声部的独唱旋律演唱的第一演唱声，同时第二输入装置采集按照分配给第二声部的合唱旋律演唱并衬托独唱旋律的第二演唱声。调节器装置按照表示合唱旋律的参考数据调节第二演唱声。最好，调节器装置包含一个静默部件，在合唱旋律的休止符事件上不正确的演唱第二演唱声时，该静默部件使第二演唱声静默。最好，发生器装置包含生成合成的演唱声的合唱部件。在第二演唱声不唱时，混合器进行操作来选择合成的演唱声以替代第二演唱声填补第二声部，或者在第二演唱声演唱时进行操作使合成的演唱声静默。最后卡拉OK装置还包括和声装置，用于产生从第一演唱声导出的并与第一演唱声和谐的和声演唱声。

从下面结合附图对本发明的较佳实施例的详细描述中，本发明的上述与其它目的、特征与优点将是显而易见的，附图中：

图1为说明作为本发明的第一较佳实施例实现的卡拉OK装置的示意方框图；

图2为说明作为本发明的第二较佳实施例实现的卡拉OK装置的示意性方框图；

图3为说明带有增加的和声旋律发生能力的第二较佳实施例的卡拉OK装置的修改形式的示意性方框图；

图4为说明作为本发明的较佳实施例实现的卡拉OK装置的方框图；

图5为说明用在图4的卡拉OK装置中的歌曲数据的结构的表图；

图6(A)与6(B)为说明用在图4的卡拉OK装置中的混合器的构造与操作的图；

图7为说明用在图4的卡拉OK装置中的DSP(数字信号处理器)的操作的流程图；

图8为说明用在图4的卡拉OK装置中的DSP的操作的流程图；

图9为说明用在图4的卡拉OK装置中的DSP的操作的流程图；

图10为说明用在创造性卡拉OK装置中的自动在两个麦克风之间切换的开关单元的图；以及

图11为说明创造性卡拉OK装置具有三个麦克风的实施例的示意性方框图。

本发明将参照附图用示例方式进一步详细描述。图1至3为说明按照本发明的卡拉OK装置的各种实施例的示意性方框图。图1为说明作为本发明的第一较佳实施例实现的卡拉OK装置的示意性方框图。该卡拉OK装置包括一个处理用于卡拉OK演奏的歌曲数据及根据经过处理的歌曲数据生成卡拉OK伴奏声的卡拉OK播放机3。将这一卡拉OK伴奏声输入到混合器4中。主演唱声麦克风1或第一麦克风连接在混合器4上。麦克风1由主歌手使用。将主歌手演唱的主旋律的演唱声信号从麦克风1直接输入到混合器4中。副演唱声麦克风2或第二麦克风连接在调节器5上。副演唱声麦克风2是由副歌手使用的。副歌手演唱与上述卡拉OK伴奏声及主歌手的演唱声同步的和声旋律。和声旋律的演唱声信号从麦克风2输入到调节器5中。调节器5将从麦克风2输入的演唱声信号的实际音高调节到和声旋律的正确音高。如上所述，副歌手实际演唱和声旋律。然而，许多和声旋律要跟随难度高的旋律谱。也难于正确地知道何时开始演唱和声旋律的乐节。副歌手经常从和声旋律的正确音高走调，或者甚至更坏完全不能演唱。如果原封不动地输入和声旋律的演唱声信号并将其与主旋律的演唱声信号混合，则和声旋律演唱声可能与主旋律演唱声不和谐地发声而可能扰乱主旋律演唱声。从而，在调节器5中将从副演唱声麦克风2输入的演唱声信号的音高校正到和声旋律的正当音高上。这一校正是根据作为指示和声旋律的正当音高的MIDI数据的参考数据或和声旋律数据6进行的。将从麦克风2输入的演唱声信号的音高校正到这一和声旋律数据6所指示的音高上。这一和声旋律数据6包含在为卡拉OK演奏提供的歌曲数据中。卡拉OK播放机3与卡拉OK演奏同步地读入和声旋律数据6。然后将调节器5校正过音高的演唱声输入到混合器4中。混合器4在预定的增益比上将从卡拉OK播放机3输入的卡拉OK演奏声信号、从主演唱声麦克风1输入的主旋律演唱声信号及从调节器5输入的校正后的和声旋律演唱声信号混合在一起，并作为双声道立体声信号输出得出的信号。混合器4连接在用来放大与发声这一立体声信号的后面的音频放大器及扬声器级上。

上述调节器5不但将和声旋律演唱声信号校正到正确的和声旋律音高上，并且还执行以下处理。当在和声旋律部分的休止符事件上不需要演唱和声旋律时，如果从副演唱声麦克风2无意地输入演唱声信号，便执行静默处理。即如果在不需要和声旋律时副歌手错误地演唱调节器5便静默这一演唱声信号以便不扰乱主旋律。在静默处理中，完全不将和声演唱声信号输出给混合器4。作为替代，可以降低输出给混合器4的演唱声信号的音量。

反之，在应当演唱和声旋律时可能没有和声旋律部分的演唱声信号从副演唱声麦克风2输入。如果副歌手在应当演唱时不能演唱和声旋律，调节器5接收来自主演唱声麦克风1的演唱声信号，然后变频接收的演唱声信号，并将变频的信号成形为和声旋律演唱声信号。这一配置允许即使歌手不能演唱和声旋律时也能在主旋律上加上和声旋律，借此促进卡拉OK演出的提高。

按照本发明，该卡拉OK装置是构成为用于按照歌曲数据结合第一声部与第二声部播放卡拉OK歌曲的。在该创造性卡拉OK装置中，卡拉OK播放机3形式的发生器装置在卡拉OK歌曲的播放过程中处理歌曲数据来产生管弦乐伴奏声。第一麦克风1形式的第一输入装置采集根据管弦乐伴奏声实际演唱来配合第一声部的第一演唱声。第二麦克风2形式的第二输入装置采集根据管弦伴奏声实际演唱来衬托第一演唱声的第二演唱声。调节器5形式的调节器装置按照包含在歌曲数据中的参考数据至少调节第二输入装置所采集的第二演唱声的音高，以便使第二演唱声与第二声部配合。混合器4形式的混合器装置将第一输入装置采集的第一演唱声及从调节器装置馈入的第二演唱声与管弦乐伴奏声一起混合，借此实现卡拉OK歌曲的演出。

特别是在图1中所示的第一实施例中，第一麦克风1采集根据分配给第一声部的主旋律演唱的第一演唱声，同时第二麦克风2采集根据分配给第二声部的和声旋律演唱的并与主旋律和谐的第二演唱声。调节器5按照表示和声旋律的和声旋律数据6的形式的参考数据调节第二演唱声。调节器5最好包含一个在和声旋律的休止符上不正确地演唱第二演唱声时使第二演唱声静默的静默部件。调节器5最好还包括一个在第二演唱声不正确地不演唱而丢失包含在和声旋律中的音符事件时进行操作来按照和声旋律数据6进行修正以替代丢失的第二演唱声填充第二声部的和声部件。

图2为说明作为本发明的第二较佳实施例实现的卡拉OK装置的示意性方框图。卡拉OK播放机13处理用于卡拉OK演奏的歌曲数据来发出卡拉OK伴奏声。这一卡拉OK播放机13由音调发生器14及用于再生诸如衬托合唱声等声音的声音再生器15构成。将音调发生器14生成的器乐伴奏声及声音再生器15再生的衬托合唱声输入到混合器16中。主演唱声麦克风11或第一麦克风直接连接在混合器16上。主演唱声麦克风11由主歌手使用。将主歌手演唱的主旋律的演唱声信号直接输入到混合器16中。副演唱声麦克风或第二麦克风连接在调节器17上。副演唱声麦克风12由副歌手使用。在本实施例中，副歌手根据上述卡拉OK伴奏声及主歌手的演唱声演唱衬托合唱。将这一演唱声信号输入到调节器17中。调节器17将从副演唱声麦克风12输入的演唱声信号的音高校正到正确的衬托合唱的音高上。如上所述，副歌手正在演唱衬托合唱。然而，副歌手难于掌握衬托合唱的音高与发声定时。副歌手经常走调或完全不能演唱。因此，如果不加调节地输出衬托合唱的这一演唱声信号去与主旋律的演唱声信号混合，合唱旋律演唱声可能与主旋律演唱声不和谐，从而扰乱主旋律。为了克服这一问题，调节器17将从副演唱声麦克风12输入的演唱声信号的音高正确地与衬托合唱的正当音高匹配，这一校正是根据作为指示衬托合唱的正确音高的MIDI数据的参考数据或衬托合唱数据19进行的。校正从麦克风12输入的演唱声信号以便配合由这一衬托合唱数据19指示的音高(频率)。这一衬托合唱数据19包含在上述为卡拉OK演奏提供的歌曲数据中，并由卡拉OK播放机13与卡拉OK演奏同步地从数据存储器读出。

应指出卡拉OK播放机13的声音再生器15根据声音数据再生合成的或人工的衬托合唱声。声音数据是通过将从实际衬托合唱抽样的声音信号转换成PCM(脉码调制)数据而得出的。将该声音数据包含在歌曲数据中。声音再生器15解码声音数据以再生抽样的衬托合唱声。

调节器17所用的衬托合唱数据是通过将典型的衬托合唱模式的音高与持续时间转换成MIDI格式而获得的。调节器17将输入演唱声信号的音高校正到典型衬托合唱的音高上，然后通过安装的合唱效果器18将合唱效果附加到这一演唱声信号上。合唱效果是使得在声音上加上具有微小地移位的音高的声音信号成分来发出似乎许多歌手同时演唱的声音。在本实施例中，通过采用上述音高校正能力生成从正确的衬托合唱的音高稍微移位的多个演唱声信号成分。生成的演唱声信号成分加在一起来提供合唱效果。将调节器17校正过音高及附加了合唱效果的演唱声信号输入到混合器16中。混合器16在预定的增益比上将从卡拉OK播放机13输入的卡拉OK播放的管弦乐伴奏声信号，从主演唱声麦克风11输入的主旋律演唱声信号及由调节器17校正过音高及附加有衬托合唱效果的衬托合唱演唱声信号混合在一起，并作为双声道立体声信号输出得出的信号。这一混合器16连接在用来放大与发声这一立体声信号的后一级音频放大器与扬声器上。

在上述实施例中，有可能在衬托合唱在休止符事件并因而不需要演唱时从副演唱声麦克风12输入了演唱声信号。如果在没有衬托合唱部分时副歌手错误地演唱了，调节器17便使这一演唱声信号静默使之不扰乱主旋律。在这一静默处理中，完全地防止衬托合唱的演唱声信号输出到混合器16。此外，考虑到副歌手的作用，可以降低要输出到混合器16的演唱声信号的音量。

反之，当副歌手正确地演唱衬托合唱时，便从麦克风12输入衬托合唱的演唱声信号。在这一情况下，便将这一演唱声信号作为衬托合唱馈入混合器16。同时，如果没有控制，也可能将卡拉OK播放机13生成的衬托合唱的合成声音信号输入混合器16中。如果将这两个信号一起输出到放大器，副歌手的演唱声便不明显。此外，输出衬托合唱的双声道令卡拉OK表现失去平衡。因此，在本实施例中，如果从调节器17输入了衬托合唱的演唱声信号，混合器16便使从卡拉OK播放机13的声音再生器15输入的衬托合唱的再生合成声音信号静默。在这一静默处理中，再生的合成声音信号完全不输出到后面的级。作为替代，可以通过将其音量降低到引导副歌手的程度而将再生的合成声音信号输出到后面的级上。

在图2中所示的这一实施例中，第一麦克风11采集根据分配给第一声部的独唱旋律演唱的第一演唱声，同时第二麦克风12采集根据分配给第二声部的合唱旋律演唱并衬托独唱旋律的第二演唱声。调节器17按照表示合唱旋律的衬托合唱数据19的形式的参考数据调节第二演唱声。调节器17最好包含一个在合唱旋律的休止符事件上不正确的演唱第二演唱声时使之静默的静默部件。卡拉OK播放机13最好包括一个生成合成演唱声的声音再生器15形式的合唱部件。在不演唱第二演唱声时，混合器16进行操作来选择合成演唱声以替代第二演唱声填补第二声部，或者在演唱第二演唱声时进行操作使合成演唱声静默。

图3为说明带有增加的和声旋律部分生成能力的上述第二较佳实施例的改型的示意性方框图。卡拉OK播放机23处理为卡拉OK演奏准备的歌曲数据来生成卡拉OK伴奏声。这一卡拉OK播放机23由用于生成管弦乐伴奏声的音调发生器24及用于再生诸如衬托合唱等合成声音的声音再生器24构成。应指出要由卡拉OK播放机23的声音再生器25再生的声音数据是通过在模型衬托合唱声抽样的衬托合唱声信号上执行PCM临时获得的，作为歌曲数据的一部分准备声音数据。将音调发生器24生成的管弦乐伴奏声及声音再生器25生成的衬托合唱的合成声音输入到混合器26中。

主演唱声麦克风21，即第一麦克风，连接在混合器26及和声发生器27上。主歌手使用该主演唱声麦克风21。将主歌手演唱的主旋律的演唱声信号输入到混合器26及和声发生器27中。和声发生器27变频从主演唱声麦克风21输入的主旋律的演唱声信号以生成和声旋律的演唱声信号。这一频率变换是根据作为表示和声旋律的MIDI数据的和声旋律数据28执行的。这一和声旋律数据包含在上述为卡拉OK演奏准备的歌曲数据中，并由卡拉OK播放机23与卡拉OK演奏同步地从存储器中读出。应指出处理主旋律演唱声信号来生成和声部分演唱声信号的技术公开在诸如日本专利申请号Hei7-41767中。将和声发生器27生成的和声旋律演唱声信号输入到混合器26中。

副演唱声麦克风22，即第二麦克风，连接在调节器29上。副歌手使用副演唱声麦克风22。在本实施例中，副歌手根据上述卡拉OK伴奏声及主歌手的演唱声演唱衬托和声。将第二麦克风22采集的演唱声信号输入到调节器29中。调节器29将从副演唱声麦克风22输入的演唱声信号的音高校正到正确的衬托合唱的音高上。这一校正是根据作为衬托合唱的MIDI数据的衬托合唱数据31进行的。这一衬托合唱数据31包含在上述用于卡拉OK演奏的歌曲数据中，并由卡拉OK播放机23与卡拉OK演奏同步地读入。

调节器29将输入的演唱声信号的音高校正到正确的衬托合唱的音高上并通过安装的合唱效果器30将合唱效果附加在校正后的信号上。将调节器29在音高上校正过的并附加了合唱效果的演唱声信号输入到混合器26中。混合器26将从卡拉OK播放机23输入的管弦乐伴奏声信号及衬托合唱的合成演唱声信号，从主演唱声麦克风21输入的主旋律演唱声信号、和声发生器27生成的和声旋律演唱声信号以及调节器29附加了合唱效果的校正后的衬托合唱演唱声信号在预定的增益比上混合在一起，并作为双声道立体声信号输出得出的信号。这一混合器26连接在用来放大与发出这一立体声信号的声音的后一级音频放大器与扬声器上。

在上述实施例中，当副歌手正在准确地演唱衬托合唱时，每次需要衬托合唱时便从麦克风22输入演唱声信号。在这一情况下，是将实际演唱声信号作为衬托合唱输入到混合器26中的。同时，如果不加控制，卡拉OK播放机23再生的衬托合唱的合成演唱声信号也可能输入到混合器26中。如果这些信号都输出到放大器，副歌手的实际演唱声不会比合成演唱声明显。此外，输出两个系统的衬托合唱使卡拉OK演奏失去均衡。因此，如果从调节器29输入了衬托合唱的演唱声信号，混合器26便静默从卡拉OK播放机23的声音再生器25输入的衬托合唱的再生的合成声音信号。在这一静默处理中，再生的合成声音信号完全不输出到后面的级中。作为替代，可以通过将其音量降低到只是引导副歌手的必要程度上而将再生的合成声音信号输出到后面的级上。

应指出在上述实施例中，有可能在衬托合唱在休止符事件上从而不需要演唱时从副演唱声麦克风22输入了演唱声信号。如果不需要衬托合唱时副歌手错误地演唱了衬托合唱，调节器29便静默这一演唱声信号以防止干扰主旋律。在这一静默处理中，演唱声信号完全不输出到混合器26。作为替代，考虑到副歌手的原创性，可以妥善处理要从混合器16输出的演唱声信号的音量

图3中所示的较佳实施例的构造概述如下。即，按照本发明的卡拉OK装置包括用于生成包含伴奏声信号及具有主旋律部分的卡拉OK音乐的衬托合唱的合成演唱声信号的卡拉OK演出信号的发生装置、用于输入主旋律演唱声信号的第一麦克风、用于输入衬托合唱的演唱声信号的第二麦克风、用于生成从第一麦克风输入的演唱声信号导出的和声旋律部分的演唱声信号的和声旋律发生装置、用于通过至少校正从第二麦克风输入的演唱声信号的频率而生成衬托合唱声信号的调节装置、以及用于至少将发生装置生成的伴奏声信号、从第一麦克风输入的演唱声信号、和声旋律发生装置生成的演唱声信号、以及调节装置校正过的演唱声信号混合在一起并输出得出的混合信号的混合装置。换一种说法。图3的卡拉OK装置包括和声发生器27形式的和声装置，它产生从主演唱声导出并使之与主演唱声和谐的和声演唱声。

按照上述构造，和声旋律是从第一麦克风输入的主旋律演唱声信号生成的。因为衬托合唱部分是向歌手开放的，多名歌手能享受卡拉OK表演。再者，卡拉OK歌手能演唱所有部分而不采用录音的或合成的声音。在这一情况中，至少将比主旋律更难演唱的衬托合唱的演唱声信号的频率加以校正，从而使副歌手能更容易地参加衬托合唱。这便是，通过保持衬托合唱的音高使衬托合唱歌手不扰乱卡拉OK音乐的整体和谐。

图1至3中所示的各较佳实施例中所包含的卡拉OK播放机3、13或23的能力是用控制器与音调发生器实现的。调节器与和声发生器的能力是用DSP实现的。图4为说明具有这些控制器、音调发生器与DSP的卡拉OK装置的方框图。图5示出用在这一卡拉OK装置中的歌曲数据的结构。这一卡拉OK装置是构成为执行图1至3中所示的较佳实施例的操作的。这一卡拉OK装置包括两个麦克风41与42、卡拉OK主单元43、混合放大器单元40、视频再生器44，监视器45、扬声器46、以及能接纳诸如软盘或CD-ROM的机器可读介质58的盘驱动器57。卡拉OK主单元43的操作受包含CPU的控制器50控制。控制器50连接在存储装置53、音调发生器51、D/A转换器52、显示控制器54、歌曲选择器55及通信控制器56上。存储装置53由硬盘驱动器之类构成，存储大约10,000首歌曲的歌曲数据。歌曲选择器55接收从红外线遥控器(未示出)输出的歌曲选择码并将接收的码输入到控制器50中。控制器50从存储装置53中读取与这一歌曲选择码对应的歌曲数据，并通过跟随节拍顺序地处理读取的歌曲数据，从而进行卡拉OK演奏。

如图5中所示，一首歌曲的歌曲数据由标题、音乐音调道、主旋律道、和声旋律道、衬托合唱道、字道、声音控制道、及声音数据体构成。标题写有与这一歌曲数据关联的各种索引数据项；更具体地，这一歌曲的选择码、种类码、名称、发布日期及播放时间。控制器50选择要在监视器45上显示的影象，并指令视频再生器44再生选择的影象。视频再生器44由存储诸如再生指定的影象的多片激光盘(商标)并将再生的影象输出到显示控制器54的LD换盘机构成。

各音乐音调道到声音控制道用普通MIDI格式或扩展的MIDI格式描述。各道由多个事件数据及指示这些事件数据之间的时间间隔的持续时间数据构成。音乐音调道用诸如旋律道与节律道等各种子道构成。按照持续时间数据指定的定时，控制器50将这一音乐音调道的事件数据输入到音调发生器51中。根据输入的事件数据，音调发生器51形成卡拉OK伴奏声信号。主旋律道写有指示主旋律的主旋律数据。和声旋律道写有和声旋律数据。衬托合唱道写有衬托合唱数据。和声旋律数据是输入到混合放大器单元40中用于校正或生成上述和声旋律演唱声信号的。衬托合唱数据是输入到混合放大器单元40中用于校正衬托合唱演唱声信号的。在混合放大器单元40中，控制器60接收这些数据并将它们输入到适当的DSP61或DSP62中。主旋律数据是用于构成所谓引导旋律的音调信号的。

字道存储作为事件数据的用于在监视器45上显示字的字符码数据。控制器50在持续时间数据指定的定时上将事件数据从字道输入到显示控制器54中。显示控制器54将从控制器50输入的字数据的字符图式叠加到从视频再生器44输入的影象上，并在监视器45上显示得出的复合图象。

声音数据体由多个声音数据构成。声音数据是通过在原始衬托合唱演唱声上执行PCM得出的。通常，在选中的歌曲的卡拉OK播放的全过程中并不连续地演唱衬托合唱。结果，只从歌曲中取出衬托合唱部分的乐句，并分成对应于这些乐句的多节。声音控制道存储作为事件数据用于指定存储在声音数据体中的各声音数据节的生成的声音指定数据。控制器50在持续时间数据指定的定时上读取声音指定数据。控制器50将这一声音指定数据指定的声音数据输入到D/A转换器52中。D/A转换器52将作为PCM数据的声音数据解码成模拟声音信号，并将这一信号输入到混合放大器单元40中的混合器63中。

混合放大器单元40由混合器63、DSP61、DSP62及放大器64构成。这些装置的操作受控制器60的控制，DSP61连接在主演唱声麦克风41上。DSP62连接在副演唱声麦克风42上。因此，主歌手的演唱声信号是输入到DSP61中的。副歌手的演唱声信号是输入到DSP62中的。DSP61执行图3中所示的和声发生器27的功能。DSP62执行图1中所示的调节器5、图2中所示的调节器17或图3中所示的调节器29的功能。从DSP61与DSP62输出的演唱声信号输入到混合器63中，混合器63接收音调发生器51构成的声音信号、D/A转换器52再生的衬托合唱信号及DSP61与DSP62处理的演唱声信号。

从麦克风41与42输入的原始演唱声信号通过DSP61与DSP62输入到混合器63中。混合器63取决于操作模式的设定作为图1中所示的混合器4、图2中所示的混合器16或图3中所示的混合器26工作。混合器63将输入的信号一起混合成双声道立体声信号。将得出的双声道立体声信号输入到放大器64中。从扬声器46发出放大的信号的声音。

图6(A)示出上述混合器63的详细构造。图6(B)示出混合器63的操作。混合器63为双声道立体声混合器，并且实际上具有平行的图6(A)中所示的电路的两个系统。这一电路可以是模拟电路或数字电路。对于数字电路，其输入端上设有A/D转换器。作为替代，所有信号是以数字形式输入电路的，在其输出端设有D/A转换器。在图6(A)中，混合器63具有五个声道的输入端，其中分别输入主旋律演唱声信号、和声旋律演唱声信号、卡拉OK伴奏声信号、D/A转换器再生的合成或卡拉OK衬托合唱信号及实际或现场衬托合唱演唱声信号。然而，取决于卡拉OK装置的操作模式，可以不输入和声旋律演唱声信号或现场衬托合唱演唱声信号。这些声音与演唱声信号中各个是输入到其对应的电压控制的放大器65中的。从控制器60供给用于设定各电压控制的放大器65的增益的电压。控制器60将卡拉OK主单元40规定的增益设定电压或从操作员面板输入的增益设定电压输入到各电压控制的放大器65中。各电压控制的放大器65在设定的增益上放大输入的信号，并将入大的信号输出到加法器66。加法器66将输入的信号相加并输出相加结果信号给放大器64。同时将现场衬托合唱演唱声信号输入控制器60中。

图6(B)示出控制器60控制卡拉OK衬托合唱声道的操作。控制器60控制卡拉OK衬托合唱声道，通过D/A转换器再生PCM数据所得出的合成衬托合唱声演唱信号便是输入该声道的。首先，控制器60判定是否输入了现场衬托合唱演唱声信号(S1)。这一演唱声信号是在图2或3中所示的操作模式中从DSP62输入的。如果未输入这一演唱声，控制器60便在卡拉OK衬托合唱声道上执行正常的增益设定(S2)。即控制器60设定卡拉OK主单元40规定的增益或从操作员面板输入的增益。如果输入了衬托合唱演唱声信号，控制器60在卡拉OK衬托合唱胜道上设定零增益使合成衬托合唱声静默，以便使现场衬托合唱演唱声信号突出并保持衬托合唱的均衡(S3)。

回头参见图4，以供在控制器50具有CPU及按照联合带有第一声部与第二声部的歌曲数据播放卡拉OK歌曲的卡拉OK装置中使用的可拆卸的盘的形式提供机器可读的介质58。介质58是装在盘驱动器57中的，并包含CPU可执行的程序指令，这些指令导致卡拉OK装置执行下述步骤：在卡拉OK歌曲的播放过程中处理歌曲数据来产生管弦乐伴奏声；采集根据管弦乐伴奏声实际演唱以配合第一声部的第一演唱声；分开采集与第一演唱声并行地根据管弦乐伴奏声实际演唱以衬托第一演唱声的第二演唱声；按照包含在歌曲数据中的参考数据至少调节所采集的第二演唱声的音高以便使第二演唱声与第二声部配合，以及将采集的第一演唱声与调节后的第二演唱声与生成的管弦乐伴奏声混合在一起从而实现卡拉OK歌曲的演播。

在一种形式中，采集步骤包括采集根据分配给第一声部的主旋律演唱的第一演唱声，同时分开采集步骤包括采集根据分配给第二声部的和声旋律演唱并与主旋律和谐的第二演唱声，以及调节步骤包括按照表示和声旋律的参考数据调节所采集的第二演唱声。调节步骤最好还包括当在和声旋律的休止符事件上不正确地演唱了第二演唱声时静默第二演唱声。卡拉OK装置执行的步骤中最好还包括在第二演唱声不正确地不唱而丢失包含在和声旋律中的音符事件时按照参考数据修正采集的第一演唱声来替代第二演唱声配合第二声部。

在另一形式中，采集步骤包括采集根据分配给第一声部的独唱旋律演唱的第一演唱声，同时分开采集步骤包括采集根据分配给第二声部的合唱旋律演唱的并使之衬托独唱旋律的第二演唱声，以及调节步骤包括按照代表合唱旋律的参考数据调节所采集的第二演唱声。调节步骤最好还包括在合唱旋律的休止事上不正确地演唱了第二演唱声时使采集的第二演唱声静默。处理步骤最好包括在不演唱第二演唱声时生成合成演唱声来替代第二演唱声填补第二声部，以及否则在演唱了第二演唱声时使合成演唱胜静默。卡拉OK装置所执行的步骤中最好还包括产生从第一演唱声中导出的并使之与第一演唱声和谐的和声演唱声。

图7为在卡拉OK装置执行图1中所示的操作模式时在DSP62中设定的微程序的流程图。这一操作是在每一个抽样定时(对于音频CD质量，每1/44100秒)中重复执行的。首先，通过控制器50与控制器60读取包含在乐曲数据中的和声旋律数据(S10)。同时DSP62从麦克风42接收演唱声信号(S11)。接着，DSP62判定在步骤S10中读入的和声旋律数据是否指示休止符事件(S12)。

如果和声旋律数据并不指示休止符事件，DSP62便判定在步骤S11中输入的演唱声信号的幅值是否高于阈值电平(S13)。如果发现演唱声信号高于电水平，DSP62便抽取这一演唱声信号的频率(S15)。DSP62将抽取的频率校正到在步骤S10中读取的和声旋律数据的频率(S16)。然后，DSP62将校正后的演唱声信号作为和声旋律演唱声信号输出到混合器63。如果发现在步骤S11中输入的演唱场信号未达到阈值电平并从而不能作为和声旋律演唱声信号，DSP62便捕捉来自麦克风41的主旋律演唱声信号(S14)。然后DSP62执行步骤S15及后面的步骤的操作。在这一情况中，步骤S16的处理为频率转换处理而不是频率校正处理。即移位主演唱声音高以生成和声演唱声。

反之，如果在步骤S12中发现和声旋律数据指示休止符事件，DSP62便不转换步骤S11中输入的演唱声信号的频率，但降低信号电平(S18)，并将降低的信号输出到混合器63(S17)。在步骤S18中，DSP62可将演唱声信号的信号电平设定为零，从而完全防止将信号输出到混合器63。

图8为在上述卡拉OK装置执行图2或3中所示的操作模式时设定到DSP62上的微程序的流程图。这一操作是在每一个抽样定时(对于音频CD质量每1/44100秒)中重复执行的。首先，通过控制器50及控制器60读入包含在歌曲数据中的衬托合唱数据(S20)。同时，DSP62接收来自麦克风42的演唱声信号(S21)。接首，DSP62判定步骤S20中读取的衬托合唱数据是否指示休止符事件(S22)。

如果衬托合唱数据并不指示休止符事件，DSP62便抽取在步骤S21中输入的这一演唱声信号的频率(S23)。DSP62将抽取的频率校正到在步骤S20中读入的衬托合唱数据的频率(S24)。然后，根据在步骤S24中处理的演唱声信号，DSP62生成具有稍微不同的频率与相位的多个演唱声信号使得频率校正过的演唱声信号发出象合唱的声音(S25)。DSP62将步骤S24中校正的演唱声信号与步骤S25中生成的演唱声信号组合在一起(S26)。DSP62将复合信号作为衬托合唱演唱声信号输出到混合器63(S27)。

反之，如果在步骤S22中发现衬托合唱数据指示休止符事件，DSP62并不转换步骤S21中输入的演唱声信号的频率，而是降低信号电平(S28)并将降低的信号输出到混合器63(S27)。在步骤S28中，DSP62可将演唱声信号的信号电平设定到零，从而完全防止将信号输出到混合器63。

图9为在上述卡拉OK装置执行图3的操作模式时设定在DSP61上的微程序的流程图。这一操作是在每一抽样定时(对于音频CD质量，每1/44100秒)重复执行的。首先，通过控制器50及控制器60读取包含在歌曲数据中的和声旋律数据到DSP61中(S30)。同时，将来自麦克风41的演唱声信号输入到DSP61(S11)。接着，DSP61判定步骤S30中读入的和声旋律数据是否指示休止符事件(S32)。如果发现和声旋律数据指示休止符事，DSP61简单地将步骤S31中输入的演唱声信号输出到混合器63以结束操作。

如果和声旋律数据并不指示休止符事件，DSP61便抽取步骤S31中输入的演唱声信号的频率(S33)。DSP61将抽取的频率转换成步骤S30中读入的和声旋律数据的频率(S34)。然后DSP61将转换的演唱声信号作为和声旋律演唱声信号输出到混合器63(S35)。同时，DSP61将步骤S31中输入的主旋律演器声信号输出到混合器63(S36)。

在上述较佳实施例中，只校正或转换输入的演唱声信号的频率来提供和声部分或衬托合唱部分的演唱声信号。显而易见，不仅频率并且诸如男声或女声的音量或音色也可以转换以提供更象和声旋律或衬托合唱旋律发声的演唱声信号。

在上述较佳实施例中，主演唱声麦克风与副演唱声麦克风是事先互相区别的。作为替代，主与副歌手也可互相交换使用麦克风。在这一情况中，显而易见，可对从两个麦克风输入的演唱声信号的频率进行分析来确定哪一个输入演唱声信号对应于主演唱声。卡拉OK装置识别输入主演唱声的麦克风作为主演唱声麦克风(第一麦克风)，并将另一麦克风作为副演唱声麦克风(第二麦克风)连接在后面的级上。这一构造示出在图10中。两个麦克风71与72连接在开关电路73与鉴别器74上。开关电路73互换地将麦克风71与72连接到输出方的主端子与副端子上。主端子连接在处理主演唱声的装置上。副端子连接在处理副演唱声的另一装置上。将主演唱声输入到其中的装置为图1的实施例中的混合器4、图2的实施例中的混合器16、或图3的实施例中的混合器26与和声发生器27、或图4的实施例中的DSP61。将副演唱声输入到其中的装置为图1的实施例中的调节器5、图2的实施例中的调节器17、图3的实施例中的调节器29、或图4的实施例中的DSP62。开关电路73的开关操作受鉴别器74的控制，在卡拉OK演奏开始时，开关电路73将两个麦克风71与72都连接在主端子上。因此，在卡拉OK演奏开始时，将从麦克风71与72输入的两个演唱声信号都作为主演唱声输入。同时，还将从麦克风71与72输入的演唱声信号输入到鉴别器74中。鉴别器74分析输入的演唱声信号直到在主旋律开始后经过一个乐句为止。鉴别器74判定哪一个输入演唱声信号符合主声部，即哪一个信号与主旋律匹配得更好。然后，鉴别器74指令开关电路73保持输入主演唱声的演唱声信号的麦克风的连接并将另一麦克风的连接切换到副端子上。按照这一指令，开关电路73在麦克风之间切换。从而，不论通过任何麦克风演唱哪一声部，演唱声信号总是输入到它们对应的装置中，从而实现上述校正能力与声部转换能力。

在上述较佳实旋例中，有两个麦克风输入系统。显而易见可以连接三个麦克风来构成向不同歌手开放的主旋律、和声旋律及衬托合唱三个部分。图11示出这一情况的构造。卡拉OK播入机104处理用于卡拉OK演奏的歌曲数据以生成卡拉OK伴奏声。这一卡拉OK播放机104由生成管弦乐伴奏声的音调发生器105及再生衬托合唱声的声音再生器106构成。音调发生器105生成的管弦乐伴奏声及声音再生器106再生的合成衬托合唱声被输入到混合器107中。将输入主旋律的主演唱声麦克风101直接连接在混合器107上。将输入和声旋律的和声演唱声麦克风连接在和声调节器108上。和声调节器108将从和声演唱声麦克风102输入的和声旋律演唱声信号的频率校正到正确的和声旋律数据109的频率上。将频率校正的和声旋律演唱声信号输入混合器107中。将用于输入衬托合唱的衬托合唱麦克风103连接衬托合唱调节器110上。衬托合唱调节器110将从衬托合唱麦克风103输入的演唱声信号的频率校正到正确的衬托合唱数据112的频率上，并同时通过安装的合唱效果器111在这一演唱声信号上附加合唱效果。然后将音高校正并附加有合唱效果的演唱声信号输入到混合器107中。

混合器107将从卡拉OK播入机104输入的管弦乐伴奏声、再生的合成衬托合唱声信号、从主演唱声麦克风101输入的主旋律演唱声信号、从和声调节器108输入的和声旋律演唱声信号及从衬托合唱调节器110输入的衬托合唱演唱声信号在预定的增益比上混合在一声，并作为双声道立体声信号输出得出的信号。这一混合器107连接在用来放大与发出这一立体声信号的声音的后一级音频放大器及扬声器上。

在上述较佳实旋例中，如果在和声旋律的没有音符事件的定时上错误地演唱了和声旋律，和声调节器108便静默这一演唱声信号，借此防止干扰主旋律。如果在不需要衬托合唱的定时上错误地演唱了衬托合唱，衬托合唱调节器110便静默这一演唱声信号，借此防止干扰主旋律。再者，如果正确地混唱了衬托合唱，混合器107便静默从卡拉OK播入机104的声音再生器106输入的再生的合成衬托合唱声信号，借此使正在正确地演唱的现场衬托合唱演唱声突出。

从而，分别通过三个麦克风系统联合演唱一个卡拉OK歌曲的主旋律、和声旋律与衬托合唱，并校正了比主旋律更难演唱及因而更易唱错的和声旋律与衬托合唱，从而允许业余歌手舒适地演唱和声旋律与衬托合唱来享受与许多歌手合唱卡拉OK表演。在这一构造中，可在卡拉OK装置内部分开从一个或两个麦克风输入的多个演唱声信号。演唱声信号的分离在诸如日本专利申请号Hei7-303046及Hei7303047中有所描述。

如按照本发明所描述的，和声旋律不是从主旋律的演唱声信号导出的，而是对主旋律的主歌手以外的一名副歌手开放的，从而允许多名歌手离受卡拉OK表演。在这一情况中，至少校正了比主旋律更难演唱的和声旋律的演唱声的音高。结果歌手们能更容易地参加卡拉OK表演，从而在和声旋律的音高走调时能防止可以引起的干扰主旋律。

按照本发明，当和声旋律在休止符事件上时，从副演唱声麦克风输入的演唱声信号是静默的。这便在比主旋律更难演唱的和声旋律中的演唱声的起始或结束定时失误时能防止干扰主旋律。

按照本发明，如果在和声旋律中虽然有音符事件要演唱时从副麦克风没有输入演唱声信号，则从主演唱声麦克风输入的主旋律的演唱声信号中导出和声旋律的演唱声。结果，即使在演唱比主旋律更难演唱的和声旋律中演唱声的起始与结束失误，也能补充和声旋律。

按照本发明，使衬托合唱部分对歌手们开放，从而允许多名歌手与主旋律一起享受卡拉OK衬托合唱表演。在这一情况中，至少校正了比主旋律更难演唱的衬托合唱的演唱声的音高。结果，歌手们能容易地参加衬托合唱，从而防止了否则在衬托合唱的音高走调时可以导致的干扰主旋律。

按照本发明，当从副麦克风输入衬托合唱的演唱声信号时，便使作为卡拉OK伴奏声的一部分输出的合成衬托合唱音调静默。结果，能使副歌手的演唱声突出，并且可以防止衬托合唱的音量变得太响。

按照本发明，当衬托合唱在休止符事件上时，使从副麦克风输入的演唱声信号静默。这在演唱比主旋律更难演唱的衬托合唱中演唱声的起始与结束定时失误时防止了干扰主旋律。

虽然用特定的名词描述了本发明的较佳实旋例，这种描述只是用于示例的目的，应当理解可以在不脱离所附权利要求书的精神与范围下作出改变与变型。

Claims (24)

1.一种用于按照联合第一声部与第二声部的歌曲数据播放卡拉OK歌曲的卡拉OK装置，包括：

一个发生器装置，在卡拉OK歌曲的播放过程中处理歌曲数据来生成管弦乐伴奏声；

第一输入装置，采集根据管弦乐伴奏声实际演唱来配合第一声部的第一演唱声；

第二输入装置，采集根据管弦乐伴奏声实际演唱来衬托第一演唱声的第二演唱声；

一个调节器装置，按照包含在歌曲数据中的参考数据至少调节由第二输入装置采集的第二演唱声的音高，以便使第二演唱声配合第二声部；以及

一个混合器装置，将第一输入装置采集的第一演唱声及从调节器装置馈入的第二演唱声与管弦乐伴奏声一起混合，借此实行卡拉OK歌曲的播放。

2.按照权利要求1的卡拉OK装置，其中第一输入装置采集根据分配给第一声部的主旋律演唱的第一演唱声，同时第二输入装置采集根据分配给第二声部的和声旋律演唱并使之与主旋律和谐的第二演唱声，以及其中的调节器装置按照表示和声旋律的参考数据调节第二演唱声。

3.按照权利要求2的卡拉OK装置，其中的调节器装置包含在和声旋律的休止符事件上不正确地演唱了第二演唱声时静默第二演唱声的静默部件。

4.按照权利要求2的卡拉OK装置，其中的调节器装置还包括在不正确地不演唱第二演唱声而丢失包含在和声旋律中的音符事件时进行操作来按照参考数据修改第一演唱声以替代丢失的第二演唱声配合第二声部的和声部件。

5.按照权利要求1的卡拉OK装置，其中第一输入装置采集根据分配给第一声部的独唱旋律演唱的第一演唱声，同时第二输入装置采集根据分配给第二声部的合唱旋律演唱并使之衬托独唱旋律的第二演唱声，及其中的调节器装置按照表示合唱旋律的参考数据调节第二演唱声。

6.按照权利要求5的卡拉OK装置，其中的调节器装置包含在合唱旋律的休止符事件上不正确地演唱了第二演唱声时静默第二演唱声的静默部件。

7.按照权利要求5的卡拉OK装置，其中的发生器装置包含一个生成合成演唱声的合唱部件，以及其中的混合器装置在不演唱第二演唱声时进行操作来选择合成演唱声以替代第二演唱声填补第二声部，以及否则在演唱了第二演唱声时进行操作来静默合成演唱声。

8.按照权利要求5的卡拉OK装置，还包括一个和声装置，产生从第一演唱声导出并使之与第一演唱声和谐的和声演唱声。

9.一咱按照联合第一声部与第二声部的歌曲数据播放卡拉OK歌曲的卡拉OK方法，包括下述步骤：

在卡拉OK歌曲的播放过程中，处理歌曲数据以产生管弦乐伴奏声；

采集根据管弦乐伴奏声实际演唱以配合第一声部的第一演唱声；

分开采集根据与第一演唱声平行的管弦乐伴奏声实际演唱以衬托第一演唱声的第二演唱声；

按照包含在歌曲数据中的参考数据至少调节采集的第二演唱声的音高，以便使第二演唱声与第二声部配合；以及

将采集的第一演唱声及调节过的第二演唱声与生成的管弦乐伴奏声混合在一起，借此实行卡拉OK歌曲的播放。

10.按照权利要求9的卡拉OK方法，其中的采集步骤包括采集根据分配给第一声部的主旋律演唱的第一演唱声，而分开采集的步骤包括采集根据分配给第二声部的和声旋律演唱并使之与主旋律和谐的第二演唱声，以及其中的调节步骤包括按照表示和声旋律的参考数据调节所采集的第二演唱声。

11.按照权利要求10的卡拉OK方法，其中的调节步骤还包括在和声旋律休止符事件上不正确地演唱了第二演唱声时，静默所采集的第二演唱声。

12.按照权利要求10的卡拉OK方法，还包括在不正确地不演唱第二演唱声而丢失包含在和声旋律中的音符事件时，按照参考数据修正所采集的第一演唱声来替代第二演唱声配合第二声部的步骤。

13.按照权利要求9的卡拉OK方法，其中的采集步骤包括采集根据分配给第一声部的独唱旋律演唱的第一演唱声，同时分开采集的步骤包括采集根据分配给第二声部的合唱旋律演唱并使之衬托独唱旋律的第二演唱声，以及其中的调节步骤包括按照表示合唱旋律的参考数据调节所采集的第二演唱声。

14.按照权利要求13的卡拉OK方法，其中的调节步骤还包括在合唱旋律的休止符事件上不正确地演唱了第二演唱声时静默所采集的第二演唱声。

15.按照权利要求13的卡拉OK方法，其中的处理步骤包含在不演唱第二演唱声时生成合成演唱声来替代第二演唱声填补第二声部，否则在演唱了第二演唱声时静默合成演唱声。

16.按照权利要求13的卡拉OK方法，还包括产生从第一演唱声导出并使之与第一演唱声和谐的和声演唱声的步骤。

17.用在具有CPU并按照联合第一声部与第二声部的歌曲数据播放卡拉OK歌曲的卡拉OK装置中的机器可读的介质，该介质包含由CPU执行来导致卡拉OK装置执行下述步骤的程序指令：

在卡拉OK歌曲的播放过程中处理歌曲数据以生成管弦乐伴奏声；

采集根据管弦乐伴奏声实际演唱来配合第一声部的第一演唱声；

分开采集根据与第一演唱声平行的管弦乐伴奏声实际演唱以衬托第一演唱声的第二演唱声；

按照包含在歌曲数据中的参考数据至少调节所采集的第二演唱声的音高，以便将第二演唱声与第二声部配合；以及

将采集的第一演唱声及调节后的第二演唱声与生成的管弦乐伴奏声混合在一起借此实行卡拉OK歌曲的播放。

18.按照权利要求17的机器可读的介质，其中的采集步骤包括采集根据分配给第一声部的主旋律演唱的第一演唱声，而分开采集的步骤包括采集根据分配给第二声部演唱并使之与主旋律和谐的第二演唱声，以及其中的调节步骤包括按照表示和声旋律的参考数据调节所采集的第二演唱声。

19.按照权利要求18的机器可读的介质，其中的调节步骤还包括在和声旋律的休止符事件上不正确地演唱了第二演唱声时静默所采集的第二演唱声。

20.按照权利要求18的机器可读的介质，其中的步骤还包括在不正确地未演唱第二演唱声而丢失了包含在和声旋律中的音符事件时，按照参考数据修正所采集的第一演唱声以替代第二演唱声配合第二声部。

21.按照权利要求17的机器可读的介质，其中的采集步骤包括采集根据分配给第一声部的独唱旋律演唱的第一演唱声，而分开采集的步骤包括采集根据分配给第二声部的合唱旋律演唱并使之衬托独唱旋律的第二演唱声，以及其中的调节步骤包括按照表示合唱旋律的参考数据调节采集的第二演唱声。

22.按照权利要求21的机器可读的介质，其中的调节步骤还包括在合唱旋律的休止符事件上不正确地演唱了第二演唱声时静默所采集的第二演唱声。

23.按照权利要求21的机器可读的介质，其中的处理步骤包含在未演唱第二演唱声时生成合成演唱声来替代第二演唱声配合第二声部，以及否则在演唱了第二演唱声时静默合成演唱声。

24.按照权利要求21的机器可读的介质，其中的步骤还包括产生从第一演唱声导出并使之与第一演唱声和谐的和声演唱声。

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