專利名稱：在卡拉ok裝置中使用的演唱評分器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種卡拉OK(Karaoke)裝置，更具體地涉及一種改進型的、具有能基于卡拉OK歌手歌唱表演來計算得分的演唱評分器的卡拉OK裝置。
在東方國家如朝鮮及日本中近年興起的“卡拉OK”熱已經(jīng)歷了一場驚人的增長，在其中一個卡拉OK的歌手合著管弦樂的伴奏歌唱自選的通俗歌曲，同時在一個屏上播放各種場景，以使得“業(yè)余”歌手在完整的管弦樂伴奏下進行迷幻的舞臺表演。
正如大家所知道的，一種典型的卡拉OK裝置能提供上述的卡拉OK環(huán)境，它包括供歌手用的話筒及能產(chǎn)生伴奏及各種場景的視聽設(shè)備。很自然地，許多歌手希望在歌唱一只自選的音樂作品后能對他們的表演計分。為了滿足這個需要并提供一種附加的娛樂單元，在典型的卡拉OK裝置上又加設(shè)了一個包括一個ROM(只讀存儲器)及一個顯示器的演唱評分器。
使用在現(xiàn)有卡拉OK裝置中的演唱評分器通常包括在ROM中的預(yù)記錄得分。在選擇了一首通俗歌曲時，演唱評分器由播送的伴奏音樂啟動。然后，當(dāng)伴奏音樂結(jié)束時，該演唱評分器隨機地選擇預(yù)記錄得分中的任一個，并將該選出的得分傳送給顯示器。
然而，由于該得分與卡拉OK歌手的實際演唱水平或歌唱能力完全無關(guān)，該評分系統(tǒng)不僅不可信而且未能增加卡拉OK裝置的娛樂性。
因此，本發(fā)明的一個主要目的是提供一種具有演唱評分器的改進型卡拉OK裝置，其演唱評分器利用對伴奏音樂和與它相應(yīng)的卡拉OK歌手歌唱之間的不協(xié)調(diào)性測量能得出一個既客觀又合理的演唱得分。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種能利用對伴奏音樂和相應(yīng)的卡拉OK歌手演唱之間的不協(xié)調(diào)性測量評價卡拉OK歌手歌唱表演的改進型卡拉OK裝置，它包括一個話筒，用于將歌手的演唱轉(zhuǎn)換成音頻電信號;第一個模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器，用于將音頻電信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字化音頻信號;用于產(chǎn)生伴奏音樂的視聽裝置;第二個A/D轉(zhuǎn)換器，用于使伴奏音樂數(shù)字化以便產(chǎn)生數(shù)字化的伴奏信號;及一個演唱評分器，用于對伴奏音樂與歌手演唱之間的差別進行測量并對歌手的演唱生成得分。
從以下結(jié)合附圖的描述中將會對本發(fā)明的上述和另外的目的及特征更加清楚，其附圖為

圖1表示對卡拉OK歌手的歌唱表演評分的本發(fā)明卡拉OK裝置的簡化方框圖;
圖2表示圖1中所示演唱評分器的一個詳細方框圖。
參見圖1，它表示一個根據(jù)本發(fā)明用于評價卡拉OK歌唱表演的改進型卡拉OK裝置的方框圖。該卡拉OK裝置，如圖所示，包括一個話筒102，一個視聽裝置112，一個揚聲器106及一個顯示器120。裝入在卡拉OK裝置中的視聽裝置112設(shè)有在各種歌曲例如通俗歌曲，民歌等中選擇任一歌曲的能力，這是通過使用適合的選擇裝置來進行的，并分別向揚聲器106及一視頻信號處理器118提供用于被選歌曲的伴奏音樂及背景圖象。被選歌曲的歌詞或文字將通過視頻信號處理器118與背景圖象一起顯示在一個屏幕上，以便使歌手在歌唱時跟隨歌詞。
歌手的聲音由話筒102轉(zhuǎn)換成音頻電信號。該音頻電信號被同時提供給一個音頻信號處理器104及一個預(yù)處理器108，后者由一個LPF(低通濾波器)及一個AMP(放大器)組成。
同時，由視聽裝置112產(chǎn)生的伴奏向前傳送到音頻信號處理器104及一個A/D轉(zhuǎn)換器114。在該音頻信號處理器104中，音頻電信號與伴奏信號一起被處理。由音頻信號處理器104的輸出被提供給揚聲器106。揚聲器106與顯示器120一起用來使歌手能聽到在管弦樂伴奏下的自己的歌聲，并同時能看到由視頻信號處理器118提供的背景圖象或戲劇性場景及歌詞。
另一方面，由話筒102提供到預(yù)處理器108的音頻電信號被經(jīng)過LPF及AMP的濾波及放大。接著，預(yù)處理器108的輸出被傳送到A/D轉(zhuǎn)換器110，該A/D轉(zhuǎn)換器使預(yù)處理器108的輸出數(shù)字化以使產(chǎn)生數(shù)字化音頻信號。然后該數(shù)字化的音頻信號被傳送到根據(jù)本發(fā)明的一個演唱評分器的一個輸入端上。
在此時，由視聽裝置來的伴奏信號被A/D轉(zhuǎn)換器114轉(zhuǎn)換成一個數(shù)字化的伴奏信號，它被提供到演唱評分器116的另一輸入端上。然后，該演唱評分器116開始將數(shù)字化音頻信號對著數(shù)字化伴奏信號作比較的演唱評分程序，以產(chǎn)生一個記分并將該產(chǎn)生的記分提供到顯示器120上。在下文中將參照圖2對本發(fā)明的演唱評分器116作更詳細的描述。
參見圖2，它表示一個圖1中根據(jù)本發(fā)明的演唱評分器的方框圖。數(shù)字化的音頻信號及數(shù)字化的伴奏信號分別被向前傳送到演唱評分器的一個能量計算方框202中，使數(shù)字化音頻信號及數(shù)字化伴奏信號被劃分成n組，其中所述n組的每個組包含有一個預(yù)定數(shù)目的數(shù)字化信號。該能量計算方框202首先用于n組數(shù)字化音頻信號及伴奏信號中每組信號的能量，用以產(chǎn)生用于n組數(shù)字化音頻信號的n個音頻能量E1(n)，及用于n組數(shù)字化伴奏信號的n個伴奏能量E2(n)。
如在該技術(shù)中眾所周知的，能量以下式獲得E(n)＝ [x(m).w(N·n-m)]2式1w(k)＝1，其中0≤k≤N-1＝0，在其它情況下式中E(n)表示第n組的預(yù)定數(shù)目的數(shù)字化分信號的能量，n從1至D，D＝M//N，M表示數(shù)字化音頻分信號或伴奏分信號的數(shù)目，相應(yīng)于總數(shù)，N是包括在n組數(shù)字化音頻或伴奏信號的每一組中的數(shù)字化分信號的預(yù)定數(shù)目，及“//”表示取成最接近整數(shù)的整數(shù)除法的符號;x(m)是每組中音頻分信號或伴奏分信號的數(shù)字值，有m＝1，2，……，M;及w(k)是一個窗函數(shù)，有k＝0，1，2，……，N-1。
接著，將能量E1(n)及E2(n)傳送給一個求和方框204，一個規(guī)格化方框206及一個誤差率計算方框208。求和方框204進行將能量E1(n)與能量E2(n)的求和，以分別產(chǎn)生出n個音頻能量的總和ET1及n個伴奏能量的總和ET2。整個音頻能量的總和被如下地獲得ET1＝ (n) 式2式中n及D具有如上述定義的同樣含意。并相似地也確定出整個伴音能量的總和ET2。該ET1及ET2被提供給規(guī)格化方框及誤差率計算方框208。
根據(jù)本發(fā)明，進行對n個音頻能量的規(guī)格化程序是用來保證對歌手演唱的客觀及精確評分。
因此，規(guī)格化方框206通過使用ET1及ET2對來自能量計算方框202的n個音頻能量及n個伴奏能量中的每一個進行如下的規(guī)格化E1′(n)＝E1(n)/ET1E2′(n)＝E2(n)/ET2 式3式中E1′(n)及E2(n)分別代表第n個規(guī)格化的音頻能量及伴奏能量。然后，所有這些規(guī)格化的音頻能量及伴奏能量被傳送到誤差計算方框208，在其中計算卡拉OK歌手的聲音和伴奏音樂之間的誤差率Er，如下式所示Er＝ ｜E1′(n)-E2′(n)｜ 式4該誤差率最終代表著卡拉OK歌手的歌聲與伴奏音樂之間的不協(xié)調(diào)性。被計算出的誤差率被提供給一個記分計算方框210，其中記分按下式計算S＝60+40(1-Er) 式5最后將記分S通過音頻信號處理器118傳送到顯示器120，以使得歌手能確認自己的得分。
雖然本發(fā)明是參照特定的實施例進行圖示及描述的，但是顯然地，對于該技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在不偏離由附設(shè)權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神及范圍的情況下可以作出許多變型及改型。
權(quán)利要求
1.一種卡拉OK裝置，它能利用對伴奏音樂和卡拉OK歌手演唱之間的不協(xié)調(diào)性測量對卡拉OK歌手的歌唱表演評分，該裝置包括一個話筒，用于將歌手的演唱轉(zhuǎn)換成音頻電信號；第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于將音頻電信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字化音頻信號；視聽裝置，用于產(chǎn)生伴奏音樂；第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于使伴奏音樂數(shù)字化以便產(chǎn)生數(shù)字化的伴奏音樂；及一個演唱評分器，用于對數(shù)字化音頻信號的規(guī)格化能量分布及數(shù)字化伴奏信號的規(guī)格化能量分布之間的差別進行測量，以便對歌手的演唱計分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的卡拉OK裝置，其中所述演唱評分器包括一個裝置，用于分別將數(shù)字化音頻信號及數(shù)字化伴奏信號劃分成n組，其中每一組包括預(yù)定數(shù)目的數(shù)字化分信號，并用于計算n組數(shù)字化音頻及伴奏分信號中每一組的能量，以便分別產(chǎn)生出n個音頻能量及n個伴奏能量;用于分別使n個音頻能量及n個伴奏能量規(guī)格化的裝置;及用于由對規(guī)格化的n個音頻能量及規(guī)格化的n個伴奏能量之間差別的測量來計算誤差率的裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的卡拉OK裝置，其中每個音頻及伴奏能量根據(jù)下式計算E(n)＝ [x(m).w(N·n-m)]2w(k)＝1，其中0≤k≤N-1＝0，在其它情況下式中E(n)的表示第n組的預(yù)定數(shù)目的數(shù)字化分信號的能量，n從1至D，D＝M//N，M表示數(shù)字化音頻分信號或伴奏分信號的數(shù)目，N是包括在n組音頻或伴奏信號的每組中的數(shù)字化分信號的預(yù)定數(shù)目，及“//”表示取成最接近整數(shù)的整數(shù)除法的符號;x(m)是每組中音頻分信號或伴奏分信號的數(shù)字值，其中m＝1，2，……，M;及w(k)是一個窗函數(shù)，有k＝0，1，2，……，N-1。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的卡拉OK裝置，其中所述誤差率Er根據(jù)下式計算Er＝ ｜E1′(n)-E2′(n)｜式中E1′(n)代表第n組規(guī)格化音頻能量，E2′(n)代表第n組規(guī)格化伴奏能量;及n和D具有與以上定義相同含意。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的卡拉OK裝置，其中所述歌唱表演的記分S是由下式計算的S＝60+40(1-Er)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的卡拉OK裝置，其中所述裝置還包括一個顯示器，用于顯示計算的記分。
全文摘要
一種卡拉OK裝置利用下列組成部分對歌手演唱評分一個話筒，用于將歌手的演唱轉(zhuǎn)換成音頻電信號；第一模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器，用于將音頻電信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字化音頻信號；用于產(chǎn)生伴奏的音樂的視聽裝置；第二A/D轉(zhuǎn)換器，用于使伴奏音樂數(shù)字化以便產(chǎn)生數(shù)字化的伴奏信號；及一個演唱評分器，用于對伴奏音樂與歌手演唱之間的差別進行測量并對歌手的演唱得出得分。
文檔編號G10L11/00GK1111382SQ9411536
公開日1995年11月8日 申請日期1994年9月23日 優(yōu)先權(quán)日1993年9月23日
發(fā)明者洪在奎, 金乙済 申請人:大宇電子株式會社