专利名称：用于使表面上一个位置的特定信息与外部源同步的方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于检测表面上由用户所选的一个位置并根据与被检位置有关的信息来操纵数字源的系统和方法。
背景技术：
唱片节目主持人(DJ)用来操纵模拟装置的技术几乎已变为通用的。这种技术的目的典型地包括锁定或同步至少两台装置之间的信号(例如，音频、视频等)。到目前为止，具有DJ的最通用的模拟装置为模拟唱片唱盘，其能够从模拟乙烯唱片产生声音。最近，能够从CD产生数字化模拟声音的光盘(CD)唱盘已经得到认可并被DJ使用。然而，操纵CD唱盘并非如操纵常规的模拟唱盘一样容易进行。
多年来，许多技术已被提出以操纵CD唱盘，如同操纵模拟唱盘一样。这样的一种技术包括利用时间码，用于导出包含在乙烯模拟唱片内的跟踪信息。通过用常规的模拟唱盘“播放”乙烯模拟唱片，包含在那里的时间码可以被读取并用于与外部数字声源如CD唱盘同步。然而，在实施该技术时，播放乙烯唱片的同时有害地引入了等待时间，并且当操纵常规的唱片唱盘时，系统的响应性降低。此外，包含在乙烯唱片内的模拟时间码可能随时间磨损，从而迫使进行昂贵地乙烯唱片替换。如果乙烯唱片不被替换，将引起不稳定的播放效果。最后，当采用上述系统播放正规的乙烯唱片(一种不内含时间码的乙烯唱片)时，DJ不能再控制和操纵任何数字源(例如，声源)。
对常规的声音操纵技术问题的理解和重视形成了本发明的推动力。
发明内容
因此，本发明涉及使表面上一个位置的特定信息与外部源同步的方法和系统，其实质上消除了由于相关技术的局限性和缺点而产生的一种或多种问题。
本发明的一个优点在于通过采用能播放现有乙烯唱片的模拟控制单元为用户例如DJ提供了对音频和视频数字媒体的控制。
本发明的另一优点为用户提供了与预定歌曲相关的信息。该信息允许用户可一次使乙烯唱片与数字源同步并将其储存以便将来使用。
根据本发明的原理，跟踪信息并不由包含在乙烯唱片内的时间码提供。而是，跟踪信息可以由从控制单元获得的空间信息来计算。空间信息与唱针离乙烯唱片凹槽内的模拟唱盘的实际位置有关。
因此，本发明的系统对凹槽内以及垂直放置在现有唱片上的任意位置处的唱针的微小和快速移动进行跟踪。本发明还增加了对通过乙烯唱片操纵数字源的现有方法的稳定控制(微调)。此外，用户可以在任意点开始播放现有的乙烯唱片并且不损失等待时间码追上并与外部数字源锁定的时间。
本发明的附加特征和优点将在随后的说明书中提到，并且一部分从说明书中是显而易见的，或者可以由实施本发明而认识到。通过专门在说明书的文字部分及其权利要求书以及附图中指出的结构将实现并获得本发明的目的和其它优点。
为达到这些和其它优点以及根据本发明的目的，如包含并广义描述的，一种用于使表面上一个位置的特定信息与数字源同步的设备包括插针，通过唱臂枢轴向地连接到插针的唱针，所述唱针被设置在离唱针第一预定距离处；位置编码器，用于产生与唱臂位置有关的位置数据；连接到所述唱针的模拟信号源，所述模拟信号源能产生与所述唱臂位置有关的模拟电信号；信号处理单元，其用于接收数字信号、位置数据和模拟电信号，并输出数字信号；其中，所述位置数据控制数字信号的输出。
在本发明的另一方面，处理模拟和数字信号的方法包括产生一个模拟音频波形，产生与所产生的模拟音频波形部分有关的位置数据，提供一个数字信号，并根据所述位置数据输出数字信号。
应当理解，前述的概括性说明和随后的详细说明是示例性的和解释性的，并且意图为所要求保护的发明提供进一步解释。
所包含的附图用于为本发明提供进一步理解以及并入并组成说明书的一部分，举例说明了本发明的实施例并与说明书一起用于解释本发明的原理。
在附图中 图1举例说明了根据本发明原理的用于使专用于唱片表面上一个位置的音频信息同步的设备； 图2举例说明了根据本发明一种实施例的控制器单元； 图3A-3B举例说明了根据本发明一种实施例的第一扫描仪组件； 图3C-3D举例说明了根据本发明不同实施例的旋转编码器； 图4举例说明了根据本发明另一实施例的第二扫描仪组件； 图5举例说明了根据本发明原理的数据处理器单元；以及 图6举例说明了空间信息可进入唱片数据库的方法。
具体实施例方式现在将参照附图详细说明本发明的实施例。
图1大体上举例说明了一种用于使唱片(例如，乙烯模拟唱片)表面上一个位置的特定音频信息与至少一个数字外部数据源同步并用于输出与至少一个数字外部数据源同步的同步信息的设备。
根据本发明的原理，同步可以被解释为保持两种相关的程序物质在时间上被锁定在一起的过程。同步需要由主设备产生的信号控制由从动设备产生的信号。因此，来自主设备的信号决定了来自从动设备的信号何时以及多快地被输出，其中，来自主设备的信号变化被反映为来自从动设备的信号变化。
参照图1，主设备可以被具体化为控制器单元100，其通过数据处理器单元200连接到至少一个从动设备如外部数字数据源300。
在本发明的一个方面，利用控制器单元100和数据处理器单元200可以使唱片上一个预定位置的特定音频波形与来自外部数字数据源的信号同步以确定唱片凹槽内唱针(例如，唱针)的位置，即唱针位置。数据处理器单元200可以将唱针位置匹配到与被取样的音频波形部分有关的对应信息。被匹配的唱针位置可以与外部数字数据源的数字信号部分有关。因此，来自模拟唱片的声音可以与至少一个外部数字数据源的数字信号被同步输出。
在本发明的另一方面，控制器单元100上的输出端102，例如，转盘单元，可以连接到相应的SCSI、USB或数据处理器单元200上其它合适类型的端口以将数字化音频信号和对确定内磁道唱针位置有用的信息从控制单元100传输到数据处理器单元200。控制单元100上的模拟音频输出端104可以连接到外部输出设备430上的相应端口如扬声器，以输出与唱片上一个位置相应的音频信号同步的音频信号。数据处理器单元200上的通信端口，例如，调制解调器、串行口、并行口、DSL、TI等，可以连接到数字外部数据源300上，例如，包含数字音频或视频信息的设备，以接收至少一个数字外部数据源的输出。数据处理器单元200上的视频输出端206a可以连接到外部输出设备410如视频监视器上的相应端口，以输出与唱片上一个位置相应的音频信号同步的视频数据。外部输出设备410可以包括一个程序视频监视器，用于将同步的视频数据输出给听众或用户。数据处理器单元200上的视频输出端206b可以连接到外部输出设备450如视频监视器上的相应端口以输出视频数据，例如，其未被与唱片上一个位置相应的音频信号同步，或者其已被同步但没有被观察到，或者仍然没有被听众观察到。因此，外部输出设备450可以被用户用于观察与音频信号同步前的视频数据。数据处理器单元200上的数字音频输出端207可以连接到外部输出设备420上的相应端口，如扬声器，以输出与唱片上一个位置相应的音频信号同步的音频信号。数据处理器单元200上的MIDI输出端208可以连接到数字唱片或播放设备440上相应的MIDI端口，以纪录和/或播放与唱片上一个位置相应的音频信号同步的数字外部数据。控制器单元100上的输出端106可以连接到数据处理器单元上相应的混频器端口209以将数字化的混频信号从控制单元传输到数据处理器单元200。键盘端口203可以在数据处理器单元200上，可以连接到小键盘500，用于由用户从小键盘接收信号。来自小键盘的信号允许用户操作数据处理器单元200。
在本发明的这一方面，外部输出设备450可以连接到数据处理器单元200并允许用户观察被播放声音的音频波形，当使用外部输出选项时，外部输出的波形扫描任选的外部输出选项并允许用户执行各种用户功能。此外，监视器可以为触控式的和/或包括按钮以允许快速选择程序、外部输出选项等。
图2举例说明了根据本发明一种实施例的控制器单元100。
参照图2，为了使数字外部数据源的输出信号与来自模拟唱片的音频同步，模拟唱片内的唱针位置必须被确定。因此，控制器单元100可以包括转盘组件110、拾音器设备组件120和扫描仪组件，下面更加详细地描述了其多种类型。
在本发明的一种实施例中，转盘组件110可以包括转台式转盘112，其具有可绕轴114旋转的支撑面。现有的唱片(未示出)可以设置在转台式转盘112的支撑面上并由其旋转。转台式转盘112可以进一步包括中心部分113，其具有位于支撑面下方一预定深度处的凹表面。
在本发明的一个方面，转台式转盘112可以为皮带传动的转台式转盘，其含有与转台式转盘112一体形成并自其向下延伸的驱动器轮毂116。皮带传动组件118内含有的传动轴118a可以通过传动带117连接到转台式转盘112并使转台式转盘112旋转。在本发明的另一方面，转台式转盘112可以为电磁的、直接驱动型转台式转盘。因此，转台式转盘112可以通过公知的装置连接到电磁驱动组件(未示出)并由其旋转。皮带或直接驱动组件可以被用于使转台式转盘112顺时针地或逆时针地旋转(例如，通过由设置在控制器单元内的旋转方向开关(未示出)传送的信号)。
在本发明的一种实施例中，拾音器设备组件120可以包括通过拾音器设备124和拾音器设备插针126枢轴向地连接到控制器单元100的拾音器芯122。拾音器设备插针126可以，例如，包括设置在离轴114第一预定距离d1处的唱针123。能够在由转台式转盘112支撑的现有模拟唱片上的凹槽内转动并测定凹槽外形的唱针123，可以设置在拾音器芯122内，可以位于离拾音器设备插针126第二预定距离d2处。拾音器芯122通常包括至少一个换能器，用于将由唱针123检测的机械振动转化为模拟电信号。此外，拾音器芯122将这些模拟电信号传送到数据处理器单元200以进行取样，如下面更加详细地描述的那样。
当唱针123设置在唱片的凹槽内时，拾音器设备编码器128可以设置在拾音器设备124的可操作性附近内的控制器单元100上。因此，拾音器设备124相对于拾音器设备编码器128的位置可以采用公知的光学的、磁学的或机械的方法由拾音器设备编码器128检测。
在本实施例的一个方面，当拾音器设备124并由此唱针123静止时，即当唱针物理地偏离唱片时，拾音器设备编码器128也可以采用公知的机械的、磁学的或光学的方法检测。因此，拾音器设备编码器128可以被用作拾音器设备位置触发器，当拾音器设备124静止时(例如，当唱针偏离唱片时)，其产生指示拾音器设备124相对于拾音器设备编码器128的位置信号。
拾音器设备组件信号，即指示拾音器设备124相对于拾音器设备编码器128的位置以指示唱针123在模拟唱片上的位置的信号和指示当拾音器设备124处于静止时的信号可以通过输出端口102从拾音器设备编码器128传输到数据处理器单元200。拾音器设备组件信号随后可以被数据处理器单元200利用以便能够跟踪唱针通过现有唱片凹槽的前进。拾音器设备组件信号也可以被用于定位唱针最初接触唱片的点(即，下降点)。因此，模拟音频信号部分可以与唱针123从其静止位置移动的距离相关，如下面更加详细地描述的那样。
图3A-3B举例说明了根据本发明一种实施例的第一扫描仪组件。
参照图3A和3B，第一扫描仪组件130可以设置在转台式转盘112的中心部分113内。此外，第一扫描仪组件130可以通过扫描唱臂132连接到轴114。第一扫描仪组件130可以包括旋转编码器134和扫描仪136。
向后参照图3B，当唱片600设置在转台式转盘112的支撑面上时，唱片接触扫描仪136的接近式检测器136b并启动扫描设备136a，从而使扫描仪136的扫描设备136a扫描并检测设置在唱片600上的识别信息。
如图3A-3B所示，旋转编码器134可以包括由软塑料制成的滚子，以接触凹面和由转台式转盘112的支撑面所支撑的现有唱片600。扫描仪136可以，例如，包括任何一种光学扫描仪(例如，LED、激光器等)，或磁铁型扫描设备136a，其能够读取条形码、磁条等，以及接近式检测器136b，例如，弹簧加载开关等。
参照图3C，旋转编码器134可以包括形状为球形的滚子134a。球面滚子134a可以，例如，容纳在圆柱形滚子腔134b内，圆柱形滚子腔134b含有至少一个接触球面滚子134a赤道线的轮134c并检测速度和方向，即球面滚子的转速。因此，当现有唱片600放置在转台式转盘112上时，球面滚子134a的上部杆接触唱片。
参照图3D，在本发明的另一方面，旋转编码器134可以包括通过轴134f可旋转地连接到轮腔134e的锥形滚轴134d。轮腔134e包括至少一个轮134g，其接触锥形滚轴134d的表面并检测锥形滚轴的转速。因此，当唱片600被放置在转台式转盘112上时，锥形滚轴的上表面接触唱片。
在本发明的另一方面，旋转编码器134也可以包括扫描仪，如上所述的扫描仪136。因此，在这方面，图3A和3B所示的扫描仪136可以被移走并且旋转编码器134可以被提供为一种旋转式的识别扫描仪，其包括光学扫描仪(例如，LED、激光器等)，或磁铁型的扫描设备，该扫描设备除能够测定唱片600的瞬时转速(即，转速和方向)之外，还能够读取条形码、磁条等。
在本实施例的一个方面，转台式转盘112中心部分113的凹面绕轴114旋转。因此，轴114和第一扫描仪组件130保留在固定位置从而使旋转编码器134可以被用于检测唱片600的瞬时转速。
在本实施例的另一方面，中心部分113的凹面不绕轴114旋转。因此，轴114和扫描仪组件可以在与转台式转盘112的旋转方向相反的方向旋转从而使旋转编码器134可以被用于检测唱片600的瞬时转速。
当转台式转盘112被旋转时，瞬时转速信号，即指示转台式转盘112支撑面上的唱片的瞬时转速的信号，可以从旋转编码器134或旋转式识别扫描仪传输到数据处理器单元200，用于确定模拟唱片相对于唱针123的速度。
识别信号，即指示识别被播放的现有唱片的信号，可以从扫描仪136或旋转式识别扫描仪传输到数据处理器单元200，用于识别模拟唱片的空间特性和被播放的模拟唱片的特定的同步信息，如下面更加详细地描述的那样。
标号信号，即识别实际模拟唱片上扇形段内的凹槽部分的信号，可以由前述任一扫描仪(例如，扫描仪136、唱片扫描仪146、旋转式识别扫描仪)产生，每当设置标号时，模拟唱片被设置成可操作性地接近扫描仪，如下面更加详细地描述的那样。标号信号被传输到数据处理器单元200并允许数据处理器单元200在唱针被最初设置在唱片上后去查明唱针位置，也如同下面更加详细地描述的那样。
图4举例说明了根据本发明另一实施例的第二扫描仪组件。
参照图4，第二扫描仪组件140可以包括唱片扫描仪146。第二扫描仪组件140可以通过枢轴向的扫描唱臂142和铰链144枢轴向地连接到控制器单元100。唱片扫描仪146可以被提供为旋转式的识别型扫描仪，含有光学扫描仪(例如，LED、激光器等)或磁铁型扫描设备，其能够读取条形码、磁条等，并且也能够测定唱片的转速。当唱片由转台式转盘112支撑时，铰链144使扫描唱臂142在唱片(未示出)上定位，从而使旋转式扫描仪146可以读取放置在唱片上的条形码、磁条等。
在本实施例中，当转台式转盘112直接由用户驱动或者由前述任一驱动组件驱动并且在识别空间特性以及被播放的模拟唱片的特异性同步信息时，瞬时转速、识别信息和标号信号可以从唱片扫描仪146传输到数据处理器单元200，用于确定唱片相对于唱针123的速度，如下面更加详细地描述的那样。
在本发明的一个方面，拾音器设备编码器、第一扫描仪组件和/或第二扫描仪组件可以被提供为模块部件，其可以通过公知手段稳固地连接到任何控制器单元并将相应的瞬时转速、拾音器设备组件和标号信号传输到数据处理器单元200。
图5举例说明了根据本发明原理的数据处理器单元200。
参照图5，数据处理器单元200可以包括一台标准的个人计算机或专用计算机，其具有至少一个媒体驱动器210、至少一个存储器212和多个能与控制器单元100、数字外部数据源300以及外部设备400中至少其中之一进行传输的输入和输出端。在本发明的一个方面，所述至少一个媒体驱动器可以包括数字化视频光盘(DVD)驱动器、光盘(CD ROM)驱动器、内部硬盘驱动器、便携式硬盘驱动器等。在本发明的一个方面，所述至少一个存储器可以包括随机存取存储器(RAM)、双重RAM、只读存储器(ROM)、电可擦除只读存储器(EEPROM)等。在本发明的一个方面，所述输入和输出端包括数字视频输出、监视器输出、数字音频输出、网络通信连接(例如，调制解调器、DSL、T1等)、一个或多个SCSI或USB端口，或与一个或多个控制器单元进行通信的类似物。在本发明的一个方面，数据处理器单元200也可以包括字时钟处理器214和唱片数据库220。因此，数据处理器单元200可以将任何DVD(或其它任何适当的视频/音频格式)存储到RAM(或用于更快选择的ROM)，同时运行多个视频、下载视频或存储程序。
在本发明的一个方面，可以存储在数据处理器单元内的程序可以包括自动定位器程序、波形整形程序、时间填充程序和抗跳跃程序。如下面更加详细地描述的那样，所述自动定位器程序允许用户在跟踪歌曲或模拟唱片的凹槽时能定位唱针位置；所述波形整形程序允许用户去比较来自外部数字源300(即数字波形)和控制器单元100(即模拟波形)的波形，将两个波形锁定在一起，当模拟音频波形已被输出一预定时间如30秒后，提示输出数字波形；当对被播放的唱片无外部输出信息时，所述时间填充程序向音频波形提供随机的或随意的视频输出；并且所述抗跳跃程序用来自于与控制器单元同步的数字声源的音频信号取代来自于控制器单元100的音频信号。因此，例如，当控制器单元的唱针123跳跃或跳转唱片上的凹槽时，所述抗跳跃程序使来自模拟唱片的歌曲被持续播放。
意识到任何唱片都包括其上内含音频信息的至少一面，唱片的每一面可以被唯一识别并具有唯一一套数据库信息的特征。因此，对于唱片的每一面，唱片数据库220包括数据库区段，每一个都包含与例如识别信息、文献信息、空间信息和外部数据信息相关的数据库信息。
识别信息可以，例如，包含在可被前述任何扫描设备读取的标号内(例如，条形码、磁条等)。在本发明的一个方面，标号可以设置在模拟唱片上提供的标号区内。如下面更加详细地描述的那样，标号为数据处理单元200提供了基础，在唱针最初被设置在模拟唱片凹槽内后，所述数据处理单元采用该基础去精确地定位唱针。因此，标号有助于使模拟唱片的输出与外部数字数据源的输出同步。
文献信息可以包括例如与唱片和/或唱片特定面的名称、艺术家名字、制作者名字、唱片公司名称、希望唱片被播放的转数/分(RPM)等有关的信息。文献信息可以经用户界面222通过任何公知方法进入唱片数据库220。
外部数据信息可以包括例如与外部数据文件名称、外部数据文件来源如数字外部数据源、外部数据文件的数字/模拟音频/视频波形等有关的信息，其中这些波形将与模拟唱片的音频信号同步。
空间信息通常可以包括在将被播放的现有模拟唱片一面上发现的描述凹槽外形的信息(例如，模拟波形)。
空间信息可以通过认识到唱片的每一面都基本上由单个的螺旋形凹槽组成而获得，所述凹槽具有两个相互垂直的侧壁，其中，所述侧壁提供了两个于其上纪录和复制声音的立体声通道。由具有平滑侧壁的凹槽外形来表示静音、空气中无压力波动。声矩可以由在其侧壁上具有纹道的凹槽外形表示。所述纹道的振幅和波长决定了例如包含在乙烯唱片内的音频信号的音量、音调等质量，从控制器单元100传输到数据处理器单元200的音频信号的质量，以及最终传输到外部设备如扬声器的音频信号的质量，该外部设备随着空气压力的波动再现声音的特定质量。当凹槽向内向模拟唱片中心前进时，侧壁内的纹道被压缩以补偿唱片表面速度差，该速度差是在唱针123沿着凹槽长度前进，例如，从螺旋形凹槽外部到螺旋形凹槽内部时出现的。
因此，参照图6，通过在取样过程中产生模拟唱片波形图，空间信息可以被产生并存储在唱片数据库内。通常情况下，产生唱片一面的波形图可以被视为由用户发起的试制步骤部分。
在产生波形图时，数据处理器200对控制器单元100传输的模拟音频波形(例如，模拟波形)取样并将取样的模拟波形部分与拾音器设备组件信号的对应值关联，指示唱针从其静止位置移动的距离。因此，可以这样产生波形图首先将现有唱片600放置在转台式转盘112上，旋转转台式转盘112，当唱针处于其静止位置时(例如，离开唱片)初始化拾音器设备编码器，从其静止位置移开唱针123，将唱针123放置到旋转式唱片上的预定位置(例如，歌曲的开始)，取样由唱针123与凹槽侧壁相互作用产生的模拟音频波形，并将所述取样的音频波形储存在唱片数据库内。在本发明的一个方面，当唱针处于其静止位置时，初始化拾音器设备编码器，向数据处理器单元200传输拾音器设备组件信号，该信号指示拾音器设备组件以及因此唱针正处于静止位置(例如，零位置)。如下面更加详细地讨论的那样，所有指示唱针移动距离的距离都是根据远离该静止位置。
在本发明的一个方面，在取样波形期间，当唱针123通过凹槽长度如围绕螺旋形凹槽向唱片中心前进时，凹槽外形侧壁内的纹道以渐减的速度(凹槽内纹道的线性或切线速度正比于唱片旋转速度的唱针123的半径倍)移动经过唱针123，并且数据处理器单元200可以以渐增的速度取样由唱针123和凹槽侧壁的相互作用产生的音频波形，从而在全部恒速时取样模拟音频波形。
根据本发明的原理，采用与唱针位置和基底取样速率相关的信息可以确定取样所述音频波形时渐增的速度。更具体地，取样所述音频波形时的速度反比于唱针123离轴114的瞬时径向距离r。因此，所述音频波形在任何径向距离处的取样速率必须根据基底取样速率。假定唱片表面以基底转速移动通过唱针123，基底取样速率为数据处理器单元200产生模拟波形的速率。
在本发明的一个方面，可以根据模拟唱片应被旋转的转数/分(RPM)获得基底取样速率。RPM值可以由用户直接进入数据处理器单元200。在本发明的另一方面，可以通过用前述任何扫描设备测定标号的RPM来获得基底取样速率。在本发明的另一方面，基底取样速率可以通过接收来自音调控制器(未示出)的信号而获得，该信号表明了转台式转盘112的转速。在本发明的另一方面，基底取样速率可以通过采用连接到(例如，光学地、电学地、磁学地、机械地等连接)转台式转盘112上的传感器直接测定转台式转盘112的RPM获得。
根据本发明的原理，瞬时径向距离r相应于从拾音器设备编码器128传输的拾音器设备组件信号值。一旦收到拾音器设备组件信号，数据处理器单元200可以确定例如相对于在轴114和拾音器设备插针126之间发现的线性线段与拾音器设备124的瞬时角坐标θ相关的信息。应用余弦定理，当唱针123通过凹槽长度前进时，数据处理器单元200可以精确地确定瞬时径向距离r以及所述音频波形的取样速率。因此，在取样模拟唱片时，唱针从其静止位置移动的距离和该移动距离的特异性取样模拟音频波形部分之间的隐含对应关系可以被存储在波形图中。
在本发明的一个方面，在产生波形图期间可以确定前述任何扫描仪相对于拾音器设备组件测定结果的位置，该测定结果相关于唱针移动的距离(例如，弧长)、唱针和拾音器设备插针之间的距离中至少其中之一，和相对于拾音器设备124的扫描仪的弧方位。在本发明的另一方面，前述测定结果可以传输到数据处理器单元200。
在本发明的一个方面，当标号可操作性地接近扫描仪时，由前述任一扫描仪在取样模拟唱片期间产生标号信号。每当标号可操作性地接近扫描仪时(例如，当旋转时，标号首先变为扫描仪可读取的)，标号信号传输到数据处理器单元200并且标号点因此标记在波形图上。传输每一标号信号时，标号点在波形图上的位置相应于唱针移动的距离并便于定位模拟唱片凹槽内的唱针，如下面更加详细地描述的那样。因此，在取样来自模拟唱片的模拟音频信号时，根据前述对唱针从其静止位置移动的距离和至少一个标号点之间的任何拾音器设备组件测定结果的隐含对应关系可以产生在波形图内。
在唱片数据库220内产生波形图后，可以在同步图中产生用于取样的模拟音频波形的同步信息。
在本发明的一个方面，可以采用整波程序产生同步图。因此，整波程序对波形图中模拟波形的至少2个部分(即“同步点”)进行取样，以便将来自外部数字源(例如，视频、音频等)的数字输出信号与模拟唱片同步并随后将这些同步点标记在波形图上。然而，应当指出的是，从模拟波形取样的同步点越多，同步图就越精确，并因此使模拟和数字波形的同步也将如此。
来自模拟波形的同步点可以随后被标记在波形图上并且接着匹配到从外部数字源输出的相应部分(即数字波形)，从而使数字波形可以与模拟波形同步。在本发明的一个方面，所述匹配可以手动地(例如，用户发动)或自动地(例如，处理器发动)执行。
在手动地将模拟波形的同步点与数字波形的相应部分进行匹配时，可以选取模拟波形部分(例如，开始)上的第一同步点(即“起点”)，在波形图上标记，并与数字波形的相应部分匹配。接下来，随后选取模拟波形上至少一个随后的同步点，标记，并与数字波形适当的相应部分匹配。在本发明的一个方面，将模拟波形上的同步点匹配到数字波形的相应部分的过程可以被重复多次，其必要性取决于将与模拟波形同步的数字波形的数量。在本发明的另一方面，如果至少一个模拟波形存在于波形图内(例如，在模拟音频唱片上有至少一个跟踪点)，可以选取至少一个“开始点”和多个随后的同步点组。
在自动地将模拟波形部分与数字波形的相应部分进行匹配时，数据处理器单元200可以计算数字波形的节拍/分钟(BPM)，取样，例如，模拟波形的最初两条，并将所取样的模拟波形部分与计算出的数字波形的BPM匹配。随后，数据处理器单元200在波形图上标记至少一个开始点，并将该开始点与数字波形的相应部分排列在一起，计算出所述模拟和数字波形的一个适当终点，并在波形图上标记所述终点。
在本发明的一个方面，可以执行节拍标记以在模拟波形和数字波形上标记同步点，其中，所述两波形的节拍一致。
在本发明的另一方面，将产生波形图的模拟唱片可以被提供为“数据被给予”唱片。“数据被给予”唱片为一种包含预定数字波形的特定提示信息的唱片。因此，在由“数据被给予”唱片产生的波形图上的至少一个同步点(例如，起点)可以与预定的数字波形的相应部分匹配。
当一个特定模拟波形的所有同步点都已经与数字波形的相应部分匹配并标记在波形图上时，完成了同步图的产生。所完成的同步图，被标记的波形图基本上没有来自控制单元100的模拟信号的实际波形，可以随后被存储在数据处理器单元200中并当希望输出与取样的模拟唱片同步的数字波形时再被调用。因此，对于特定的模拟唱片，同步图包含描述标号点和与唱针从其静止位置移动的距离有关的同步点的位置信息。因此，对于特定的模拟唱片，输出与模拟波形同步的数字波形可以根据标号信号和指示唱针从其静止位置移动的距离的拾音器设备组件信号数值进行控制，如下面更加详细地描述的那样。
在本发明的一个方面，最初的波形图可以被删除或被存储在唱片数据库220内，取决于将来模拟唱片是否与附加的数字波形同步。
一旦模拟唱片被处理，(例如，被标号、被取样、被分析并被标记以提供同步数字波形的基础)，有可能与一个或多个已产生同步图的外部数字数据源同步播放所述模拟唱片，不必考虑模拟唱片的转速或唱针位置。
根据本发明的原理，所述被处理的模拟唱片可以与来自外部数字数据源的预定数字波形同步播放，所述外部数字数据源或者在与取样所述模拟唱片相同的控制器单元上(即最初的控制器单元)或者在不同控制器单元上(即非最初的控制器单元)。此外，数据处理器单元和最初的控制器单元联合用于取样、同步等，在这里，各种波形可以指最初的数据处理器单元。
在本发明的一个方面，相对于专用于播放被处理唱片的控制器单元的前述任何拾音器设备组件测定结果，前述任何扫描设备的位置可以实质上等同于扫描仪相对于拾音器设备组件在产生波形图期间的位置。在本发明的另一方面，相对于专用于播放被处理唱片的控制器单元的任何拾音器设备组件测定结果，前述任何扫描设备的位置可以不同于扫描仪相对于拾音器设备组件在产生波形图期间的位置。在本发明的另一方面，相对于专用于播放被处理唱片的控制器单元的拾音器设备组件测定结果，前述任何扫描设备的位置可以与前述任何扫描设备相对于在产生波形图期间传输的拾音器设备组件测定结果的位置关联。因此，在产生波形图期间出现的扫描设备和唱针之间的最初空间关系可以在播放被处理的唱片期间被保存。在本发明的一个方面，可以利用在播放被处理的唱片期间使用的前述任何扫描设备和唱针之间的空间关系确定最初的空间关系。
在本发明的一个方面，播放与预定的数字波形同步的被处理唱片的控制器单元100可以为最初的控制器单元。因此，被处理的唱片可以设置在转台式转盘112上并使其旋转。当被处理的唱片旋转时，产生瞬时转速信号和标号信号。当被设置成可操作性地接近唱片的标号区时，第一或第二扫描仪组件可以扫描标号，从而可以确定将与至少一个预定的数字波形被同步播放的模拟唱片的特定面的特定识别信息。
当被处理的唱片被放置在转台式转盘112后，扫描仪136或唱片扫描仪146可以被设置成可操作性地接近标号区以确定所述模拟唱片的识别信息。应当指出的是，根据存在哪种类型的扫描仪(例如，来自第一或第二扫描仪组件的扫描仪)，对于唱片特定面的标号可以设置在实际接触唱针123的唱片的相同或相反面上。确定所述识别信息后，确定文献信息和预定的同步图。
随后，拾音器设备编码器可以被初始化，并且唱针可以设置在被处理的唱片凹槽内的任何位置。
最初在凹槽内设置唱针123时，指示拾音器设备124相对于拾音器设备编码器的位置的拾音器设备组件信号可以传输到数据处理器单元200。然而，唱针在凹槽内的精确位置不能被确定直到至少一个标号信号已被传输到数据处理器单元200并被自动定位器程序处理。考虑到所传输的标号信号，通过处理拾音器设备组件信号，可以确定唱针在被处理的唱片凹槽内的精确位置。
如果，例如，唱针被设置在被处理的唱片凹槽内的任何位置处并当被处理的唱片离开以便随着时间的过去而旋转时离开以产生模拟音频信号，所产生的模拟音频信号将实质上等同于为该模拟唱片的同步图提供基础的模拟波形。因此，与模拟波形同步的预定的数字波形，将自动通过数据处理器单元200与所产生的模拟音频信号同步。
然而，如果，例如，设置在被处理的唱片凹槽内的唱针被操纵(例如，转台式转盘被″擦除″、加速、减速等)从而使所产生的模拟音频信号不同于为同步图提供基础的模拟波形，数据处理器200可以利用由前述任何扫描仪传输的瞬时转速信号去精确地确定唱片上的唱针位置。
因此，由于最后获知的唱针在唱片上的位置为已知的，最后获知的唱针从其静止位置移动的距离并因此同步图的起作用部分，以及最后获知的被输出的预定数字波形部分也是已知的。由于被处理唱片的瞬时转速刚好先于用户操纵时间为已知的，通过与唱针离其静止位置的距离有关的信息，唱片表面唱针位置处的速率刚好在用户操纵前也是已知的。因此，当唱片的速率被用户改变时，数据处理器单元200可以计算唱针离其静止位置的距离并且唱针在同步图内的位置可以被确定。因此，利用瞬时转速信号，数字波形可以与由用户操纵的控制器单元产生的模拟音频信号被同步输出。
在本发明的另一方面，播放与预定的数字波形同步的被处理模拟唱片的控制器单元100可以为非最初单元。因此，最初的数据处理器单元可以连接到非最初的控制器单元内适当的输出端。被处理的唱片的模拟音频信号可以与非最初的控制器单元上的预定的数字信号被同步输出，其可以包括或不包括前述拾音器设备编码器和第一或第二扫描仪组件。如果非最初的控制器单元不包括任何拾音器设备编码器和扫描仪组件，缺少的组件可相应地被增补。
随后，校准唱片(例如，基本上以如上所述方式处理的模拟唱片，已经利用最初的控制器单元为其产生了同步图)可以被设置在非最初的控制器单元的转盘上并使其旋转。当校准唱片旋转时，产生瞬时转速信号和标号信号。当被设置成可操作性地接近唱片的标号区时，第一或第二扫描仪组件可以扫描标号从而使专用于校准唱片特定面的识别信息被确定。
当拾音器设备编码器被初始化并且非最初的控制器单元的唱针被设置于校准唱片上时(例如，校准唱片的开始)，拾音器设备组件信号和标号信号被传输并被最初的数据处理器单元200处理。利用所传输的标号和拾音器设备组件信号，最初的数据处理器单元200在非最初的控制器单元上产生一套逆着唱针从其静止位置移动距离测定的新标号点。因此，可以产生校准唱片的原始同步图和校准唱片的非原始同步图之间的通信。例如，标号点和利用最初的控制器单元确定的唱针移动的各种距离之间的相互关系，可以关联到标号点和利用非最初的控制器单元确定的唱针移动的各种距离之间的相互关系。这种相关性可以随后应用到由最初的控制器单元处理的任何唱片，最初的控制器单元将在非最初的控制器单元上与预定的数字波形被同步播放。
当校准唱片已经在非最初的控制器单元上被播放并且相关性已由最初的数据处理器单元确定时，来自利用最初的控制器单元处理的唱片的任何模拟音频信号可以与利用非最初的控制器单元的预定数字波形被同步输出。
应当指出的是，所有的唱片可以不具有使轴114可以被插入其内的相同尺寸的孔。例如，如果孔太大，唱片的径向移动可能会有害地破坏唱针位置和所取样的模拟音频波形之间的对应关系。根据本发明的原理，能检测转速的前述扫描仪能够将信号发送至数据处理器单元200以补偿被播放唱片的任何额外的径向移动，从而保留了唱针位置和所取样的模拟音频波形之间的对应关系。
对本领域技术人员而言，在不偏离本发明的精神或范围的前提下可以对本发明进行各种修改和变更是显而易见的。因此，希望本发明涵盖本发明提供的修改和变更，这些修改和变更处于附属的权利要求书及其等同物的范围内，例如，当关于唱片每一面的识别信息被提供为一种由某种类型的扫描设备可读取的标号时，关于唱片每一面的识别信息也可以通过公知的部件直接输入数据处理器单元200。
权利要求
1.一种信号处理设备，包括模拟信号源组件，用于产生模拟音频波形；位置数据编码器，用于产生与取样的模拟音频波形部分有关的位置数据；和信号处理单元，用于以与所述位置数据相应的比率取样模拟音频波形并用于输出一个外部数字信号，其中，所述位置数据控制所述外部数字信号的输出。
2.根据权利要求1的信号处理设备，其中，所述模拟信号源组件还包括唱针；至少一个连接到唱针的换能器；位置编码器，其用于产生与所述唱针位置有关的位置数据。
3.根据权利要求1的信号处理设备，其中，所述模拟信号源组件还包括轴；含有支撑面的盘(platter)，所述支撑面为可绕轴旋转的；和速度传感器，其用于确定由所述支撑面产生的速率，其中，所述确定的速率与取样的模拟音频波形部分有关。
4.根据权利要求3的信号处理设备，其中，所述速度传感器连接到所述轴。
5.根据权利要求3的信号处理设备，其中，所述速度传感器连接到所述盘(platter)。
6.根据权利要求3的信号处理设备，其中，所述速度传感器包括光学扫描仪。
7.根据权利要求3的信号处理设备，其中，所述速度传感器包括磁扫描仪。
8.根据权利要求3的信号处理设备，其中，所述速度传感器包括滚子组件。
9.一种用于使模拟音频波形与数字信号同步的设备，其包括用于检测表面外形的唱针；用于产生模拟电信号的模拟信号源，该模拟电信号表示所检测到的外形；位置编码器，用于产生与表面上的唱针位置有关的位置数据；信号处理单元，用于以与所述位置数据相应的比率取样所述模拟电信号并用于根据所述位置数据控制外部数字信号的输出。
10.根据权利要求9的用于使模拟音频波形与数字信号同步的设备，其中，所述表面为有槽的表面。
11.根据权利要求9的用于使模拟音频波形与数字信号同步的设备，还包括插针；唱臂，其中，所述唱针经所述唱臂可旋转地连接到所述插针。
12.根据权利要求9的用于使模拟音频波形与数字信号同步的设备，还包括轴；盘(platter)，设置在轴附近并位于外形下面，所述唱片能够引起在表面的转速；和速度传感器，用于确定所述转速。
13.根据权利要求12的用于使模拟音频波形与数字信号同步的设备，其中，所述速度传感器连接到所述轴。
14.根据权利要求12的用于使模拟音频波形与数字信号同步的设备，其中，所述速度传感器连接到所述盘(platter)。
15.根据权利要求12的用于使模拟音频波形与数字信号同步的设备，其中，所述速度传感器包括光学扫描仪。
16.根据权利要求12的用于使模拟音频波形与数字信号同步的设备，其中，所述速度传感器包括磁扫描仪。
17.根据权利要求12的用于使模拟音频波形与数字信号同步的设备，其中，所述速度传感器包括滚子组件。
18.一种用于使表面上一个位置的特定信息与数字源同步的设备，包括插针；通过唱臂枢轴地连接到插针的唱针，所述唱针被设置在离所述唱针第一预定距离处；位置编码器，用于产生与唱臂位置有关的位置数据；连接到所述唱针的模拟信号源，所述模拟信号源能够产生与唱臂位置有关的模拟电信号；信号处理单元，用于接收数字信号、位置数据和模拟电信号，并输出所述数字信号，其中，所述位置数据控制所述数字信号的输出。
19.根据权利要求18的用于使表面上一个位置的特定信息与数字源同步的设备，还包括轴；可绕所述轴旋转地设置的转台式转盘；和速度传感器，用于产生与转台式转盘的转速有关的转速数据。
20.根据权利要求19的用于使表面上一个位置的特定信息与数字源同步的设备，其中，所述转速数据与位置数据有关。
21.一种处理模拟和数字波形的方法，包括产生一个模拟波形；产生与所产生的模拟波形部分有关的位置数据；提供一个数字波形；并根据所述位置数据输出所述数字波形。
22.根据权利要求21的处理模拟和数字波形的方法，还包括取样所产生的模拟波形。
23.根据权利要求22的处理模拟和数字波形的方法，还包括使所述数字波形的至少一个部分与所取样的模拟波形的至少一个部分同步。
24.根据权利要求22的处理模拟和数字波形的方法，还包括以与所述位置数据相应的比率取样所产生的模拟波形。
25.根据权利要求21的处理模拟和数字波形的方法，其中，产生模拟波形还包括使表面旋转。
26.根据权利要求25的处理模拟和数字波形的方法，其中，产生位置数据还包括确定所述旋转表面的速度。
27.根据权利要求26的处理模拟和数字波形的方法，其中，还根据所述旋转表面的速度输出数字波形。
28.根据权利要求21的处理模拟和数字波形的方法，还包括周期性地产生一个周期信号，其中，还根据所述周期性地产生的周期信号输出数字波形。
29.一种模块式信号处理系统，包括第一发送器，其能够发送指示第一物体位置的第一信号；第二发送器，其能够发送指示第二物体速度的第二信号；第三发送器，用于发送指示可操作性地接近第三物体的第三信号，所述第三物体设置在所述第二物体上；数据处理单元，其连接到第一、第二和第三发送器，用于取样模拟波形并用于使取样的模拟波形部分与第一、第二和第三信号关联。
30.根据权利要求29的模块式信号处理系统，其中，所述第一物体包括唱针。
31.根据权利要求29的模块式信号处理系统，其中，所述第二物体包括一个模拟唱片。
32.根据权利要求29的模块式信号处理系统，其中，所述第二物体包括转台式转盘。
33.根据权利要求29的模块式信号处理系统，其中，所述第三物体包括一个标号。
34.根据权利要求29的模块式信号处理系统，其中，所述数据处理单元使所取样的模拟波形部分与数字波形部分关联。
全文摘要
一种设备，包括有助于在旋转唱片的凹槽内定位唱针的传感器。所述唱针位置相应于在凹槽内的唯一位置出现的音频波形部分。利用所述唱针位置和所述音频波形部分的对应关系，外部数字源可以和模拟波形同步。高速数字数据通路将含有转台式转盘的控制单元连接至信号处理单元。信号处理单元内的软件使模拟波形和来自外部数字源的数字信号同步。
文档编号G10H1/00GK1732374SQ200380108049
公开日2006年2月8日 申请日期2003年11月10日 优先权日2002年11月12日
发明者C·A·斯彭斯 申请人:C·A·斯彭斯