专利名称：利用便携式个人终端机的伴唱机内歌曲搜索方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明属于搜索伴唱机内歌曲的系统，尤其是指在搜索保存在伴唱机中的歌曲时，利用便携式个人终端机，以旋律为基础进行歌曲搜索的一种利用便携式个人终端机的伴唱机内歌曲搜索方法及其装置。
(2)背景技术在搜索电影、照片、音乐等多媒体数据的方法中，有利用保存在多媒体内的提供商信息、题目、生成日期等书面信息搜索的方法，还有基于多媒体内容搜索的方法。
但前一种搜索方法无法充分满足用户的搜索意图。例如，用户需要搜索摄有海边白沙滩上蓝天的照片时，如果没有关于描写照片上风景的书面信息，就根本无法达到搜索的目的。而在后一种搜索方法中，将可由照片本身通过图像处理手法自动提取的颜色信息，记录成搜索该照片基础内容所需的特征信息，并由用户将图像调色板或与之近似的照片处理成质疑的形式，对从质疑形象提取的特征信息和搜索对象形象的特征信息进行比较，以搜索所需的照片。
在用户搜索多媒体时，可利用多媒体的内容信息搜索，并根据用户的搜索意图，以更准确地进行搜索。实际上用户可利用多媒体的题目和提供商等信息进行搜索，但此外还可利用移动图像中的图像移动和颜色信息、照片中的图片颜色和形状信息、音乐中的音乐节奏和环境气氛信息进行搜索。内容信息可由多媒体提供商直接输入或构筑一个自动提取和搜索该信息所需的数据库。
在上述内容基础多媒体搜索过程中，以音乐为内容基础进行搜索时，如果能以书面信息(题目、演奏者、作曲者、发行年度等)以外的内容提出质疑，便能进行更符合用户意图的搜索。如在音乐中，收听某一音乐后，通常都会记录图像、旋律或乐曲节奏等内容，这一方法要比记录音乐的书面信息更为方便和长久。因此，在搜索音乐节目时，利用上述内容信息进行搜索，更能获取预期的音乐效果。进行内容基础音乐搜索的方法，可根据其质疑的类型，分为如下4种1.旋律质疑输入的音乐搜索在该方法中，由用户通过麦克风输入音乐的旋律，以查找包含该旋律的音乐。
2.音乐类型搜索在该方法中，输入用户所需类型的音乐样本或调整输入规定相应音乐类型的几种变数，以查找相关上述音乐类型的音乐。
3.歌曲节奏搜索在该方法中，通过数值的形式输入用户所需的音乐节奏，以查找相应的音乐节奏。
4.样本输入搜索在该方法中，输入保存的音乐文件或将当前演奏的音乐输入到麦克风中，以在数据库中查找与该音乐相同的音乐。
在上述音乐数据搜索方法中，对利用旋律质疑输入形式的音乐搜索方法进一步说明如下在各种音乐要素中，旋律是方便收听音乐的用户记忆的要素。在通过音频媒体收听的音乐中，即便不能将其完全记忆，也能简单记忆其中重要部分的旋律。利用这种特性的搜索方法便是旋律质疑输入音乐搜索方法。在此，可通过麦克风或键盘等输入装置，以哼唱或歌曲的形式输入用户记忆部分的旋律，并以搜索结果的形式，提示相应于在数据库音乐中输入旋律部分的音乐。
常规式旋律质疑输入音乐搜索技术的特征是，音乐数据的旋律特征针对手动(手册)索引(indexing)出的数据库进行搜索。即，事先已手动索引出相关音乐的乐谱信息、音量大小即长度等信息。在哼唱质疑中，对通过麦克风输入的信号进行分析，以自动提取和搜索音高和长度等信息，并通过键盘输入这些信息，以便进行搜索。因此，在上述旋律匹配中往往会引发正文匹配等字符串匹配的问题。对此，曾研发出解决上述问题，并能有效进行搜索的方法。
在旋律匹配所需的方法中，对利用记号显示的旋律质疑与音乐间的字符串进行匹配时，通常采用利通过文搜索中的字符串形象信息进行匹配的方法，并从中提取旋律序列中的音乐信息进行搜索。
另一种方法还可基于电脑音乐显示标准形式的MIDI格式，进行字符串匹配。此时，基于两个MIDI文件的旋律计算相应的近似图，在MIDI文件中提取旋律字符串、节奏字符串、代码字符串，以进行字符串匹配。此外，还有进行上述旋律匹配所需的MIDI文件的显示方法。
为了进行上述旋律匹配，曾研发出了从语音输入信息中提取旋律要素的方法或对MIDI文件和哼唱进行匹配时所采用的匹配方法。此外，还有通过连续音之间的差距显示旋律方法，显示旋律轮廓，并进行匹配的方法。
上述基于旋律质疑的音乐搜索技术，还可用于歌曲伴奏系统，又称卡拉OK(KARAOKE)系统。在将旋律质疑输入基础歌曲搜索技术用在歌曲伴奏系统上时，可将旋律质疑输入基础的歌曲搜索系统安装在伴唱机内部。此时，需要重新设计现有的伴唱机系统，并在修改添加新歌曲后的旋律特征数据库时，需要追加设置存储器，从而不可能对旋律输入音乐搜索装置进行改装和完善。
因此，为了减轻重新设计现有伴唱机系统所带来的负担，确保对添加新歌曲后的旋律特征数据库进行改装的方便性，便于简单改装和完善旋律输入音乐搜索装置，需要研发出一个相应的专业技术。
(3)发明内容本发明的目的旨在解决上述问题，提供一种用便携式个人终端机，的伴唱机内歌曲搜索方法及其装置。
本发明提供一个不使用歌名或歌手等信息，可直接通过麦克风输入，方便用户记忆的音乐特征旋律，搜索包含该旋律信息音乐的方法和装置。此外，本发明还旨在提供一个在输入旋律，并在该旋律的基础上，与保存在伴唱机内的歌曲旋律特征进行比较，以选择歌曲，并输入伴唱机内的所选歌曲号码时，采用PDA装置的歌曲搜索方法及其装置。
为了实现上述目的，本发明中用便携式个人终端机的伴唱机内歌曲搜索装置由如下结构组成即，包括歌曲数据库、歌曲的选曲装置和播放装置、负责与终端机之间的通信和选曲并播放歌曲的输出装置的伴唱机；在用户语音输入的旋律基础上搜索歌曲，并输入该搜索结果，然后将搜索结果传送给伴唱机的便携式个人终端机。
本发明中用便携式个人终端机的伴唱机内歌曲搜索方法包括运行设在便携式个人终端机上的旋律质疑输入基础的歌曲搜索软件，在旋律质疑的基础上，搜索用户选择歌曲信息的步骤；将搜索的歌曲信息传送给伴唱机的步骤；由伴唱机接收上述传送的歌曲信息，并播放相应歌曲的步骤。
本发明的效果本发明的用便携式个人终端机的伴唱机内歌曲搜索方法及其装置中可利用PDA，在旋律质疑输入的基础上，实现伴唱机选曲功能的装置和方法。通过本发明，在PDA上设置歌曲旋律特征数据库，并安装旋律质疑输入基础的歌曲搜索模块，将用户利用PDA上的麦克风，以哼唱等形式输入的旋律特征，与数据库进行比较，并输出上述比较结果，供用户选择自己要唱的歌曲。此外，通过红外线通信装置，向歌曲伴奏仪器传送用户在PDA上选择的有关歌曲的选曲信息，以达到预约和播放相应歌曲的目的。
本发明通过在PDA上设置歌曲搜索系统，大大减轻了在伴唱机上安装歌曲搜索系统时的负担，并能对歌曲数据库或搜索软件进行简单的改装和完善处理。
为进一步说明本发明的上述目的、结构特点和效果，以下将结合附图对本发明进行详细的描述。
(4)
图1是本发明中的伴唱机模块图。
图2是本发明中的PDA模块图。
图3是本发明中的歌曲搜索方法示意图。
图4是本发明中的PDA和伴唱机通信方法示意图。
(5)具体实施方式
下面将参照附图，对本发明用便携式个人终端机的伴唱机内歌曲搜索方法及其装置的实施方式进行详细说明。
在上述说明中，基于旋律质疑的音乐搜索技术还可适用于伴唱机内。在将本发明适用于伴唱机上时，旋律质疑输入音乐搜索运算法则，可用硬件的形式安装在歌曲伴奏系统内部。此时，若通过设在伴唱机内的麦克风输入用户的哼唱旋律，伴唱机内具有旋律质疑音乐搜索功能的装置，就会对输入的哼唱旋律进行分析，并将其用于音乐搜索中，然后将其结果显示在伴唱机上的显示装置中，利用设在伴唱机上的遥控器，在显示装置上显示的搜索结果中，选择需要的歌曲。
但旋律输入音乐搜索装置作为硬件设在伴唱机内部时，需要重新设计现有的伴唱机系统，并在改装添加新歌曲后的旋律特征数据库时，需要追加设置存储器，因此几乎不可能对旋律输入音乐搜索装置进行改装和完善。
在本发明中，通过麦克风输入旋律、通过旋律输入的音乐搜索运算法则、运行必要的旋律特征数据库、搜索所选歌曲等旋律输入音乐搜索的一系列过程，均由PDA软件处理，有效解决了由伴唱机这一硬件进行歌曲搜索时所引发的上述问题。
也就是说，作为旋律质疑输入歌曲搜索系统，本发明利用PDA等便携式电脑装置，处理旋律质疑输入音乐搜索过程。通过该方法，旋律质疑输入音乐搜索装置以硬件的形式被安装在伴唱机内部时，更方便改装数据库和完善歌曲搜索运算法则本身，有效解决常规技术中存在的问题。
图1是根据本发明研发出的歌曲搜索系统中的伴唱机结构示意图。在此，伴唱机内存有歌曲伴奏曲，可播放用户选择的歌曲，并演奏伴奏曲，是一种可供用户按照该伴奏曲歌唱的娱乐装置。本发明中的伴唱机系统由如下结构组成即，接收用户输入的歌曲信息的歌曲输入装置(麦克风)11；包括歌曲的音乐信息，即乐谱信息，可根据用户的要求，播放歌曲的乐谱信息保存装置12；根据该乐谱信息播放歌曲的歌曲播放装置13；显示歌名、歌手、歌曲代码、歌词等信息的显示装置14；输入用户需要的歌曲代码，并进行选曲的选曲装置15；履行选曲装置的功能，并能进行远程控制的遥控器16；接收遥控器的红外线信号的红外线信号接收装置17；输出播放歌曲和用户向歌曲输入装置输入的歌曲信息的歌曲输出装置(扬声器)18。
在上述遥控器16中，还包括将遥控器中选择的信号，以红外线信号的形式传送给伴唱机的红外线信号输出装置161。
希望利用伴唱机唱歌的用户，可利用另行准备的书本形式的手册，查找自己要唱的歌曲，并通过遥控器16输入相应的歌曲号码。虽然在遥控器16示意图中未进行图示，但遥控器16上设有歌曲号码输入和选择、预约、演奏、取消、停止等输入键。通过遥控器16输入的歌曲号码，在红外线信号输出装置161中，被转换成红外线信号并向外发送，该红外线信号被输入到伴唱机内的红外线信号接收装置17中，并在选曲装置15中选择相应于用户选择的歌曲号码的歌曲。在选曲装置15中选择歌曲后，又在乐谱保存装置12中输出相应于该歌曲的乐谱，并通过歌曲播放装置13，播放出相应的歌曲，播放的歌曲又通过歌曲输出装置18，被输入到歌曲输入装置11中，并与用户所唱的歌曲一起向外输出。此外，歌词或选曲状态等所有信息，将通过显示装置14向外输出。
本发明是有关在现有伴唱机结构上，进行新歌选曲的方法，尤其是关于利用设在伴唱机内的遥控器界面，在与便携式个人终端机(PDA)之间通信的基础上，进行歌曲搜索和传送选曲信息的技术。
图2是本发明中的PDA结构示意图。PDA是指一种便携式电脑，它是在家庭用电脑或办公用电脑上装载文档文件，可在移动的情况下继续进行操作，并能像电子手册一样进行个人信息管理或日程管理的便携式个人信息终端机。PDA可直接输入手写信息，并能通过电脑进行信息交流，还能实现网上股票交易或电子商务交易等无线因特网的所有功能。PDA与移动电话相结合，可获取各种交通信息，并具有传真机等各种功能。
如图2所示，PDA由如下结构组成即，进行基本处理的中央处理装置(CPU)21；保存短期数据的第1存储器22；保存长期数据的第2存储器23；输出图像信号所需的显示器24。此外，作为外部装置的界面，PDA上还设有红外线通信装置、近距离通信装置、串联/并联通信装置等通信装置25、鼠标或键盘、电子笔等输入装置26、语音输入的麦克风27、输出语音信号所需的扬声器28等装置。
此外，PDA上还设有操作系统OS(operating system)这一软件，并在该操作系统上进行各种操作程序。
用户可利用输入装置26，向仪器输入各种命令或数据。中央处理装置21利用第1存储器22和第2存储器23，根据用户输入的命令，对各种数据进行加工、输出、保存等处理，并通过显示器24，输出相关数据或仪器的操作状态等信息。
此外，还可通过通信装置25，与周围的仪器进行通信联络或登陆无线因特网，通过麦克风27，处理用户输入的语音信号，并通过扬声器28，输出适当的语音信号。
在本发明的PDA中，可保存进行旋律质疑输入音乐搜索所需运算法则、运行数据库、输入旋律和显示搜索结果。为此，如图3所示，PDA上设有旋律质疑输入歌曲搜索软件。例如，该软件被保存在第2存储器23中，并由中央处理装置21操作运行，以进行旋律质疑基础的歌曲搜索。
如图3所示，旋律质疑基础的歌曲搜索软件由如下结构组成即，通过设在PDA上的麦克风27，从以哼唱或歌曲的形式输入的音频信号中，提取进行音乐搜索所需的质疑输入旋律特征的质疑输入旋律特征提取模块31；从歌曲文件中提取并保存歌曲旋律特征的歌曲旋律特征数据库32；利用质疑输入旋律特征，搜索歌曲旋律特征数据库的近似图计算模块33；通过旋律质疑输入，运行歌曲搜索所需的各种功能，并输出搜索结果，给用户提供运行伴唱机所需功能的用户界面34；将在用户界面上的运行状态转换成可由伴唱机内的红外线信号接收装置17接收的信号形式的红外线输出信号补偿模块35。
在上述近似图计算模块33中，采用能够防止出现因用户的哼唱或歌曲质疑的特性所引发音量插入或删除等输入误差的近似匹配(approximate matching)方法。搜索结果利用用户界面34，将近似于质疑旋律特征的歌曲旋律特征数据库的歌曲，以歌名、歌曲代码等信息的形式，显示在PDA的显示器24上。
下面将参照图2和图3，对旋律基础的选曲运行过程进行详细说明。如果用户为了进行选曲，通过麦克风27，将哼唱或歌曲输入到PDA中，就会提取在质疑输入旋律特征提取模块31中输入的质疑输入旋律特征，并将其输入到近似图计算模块33中。近似图计算模块33将对从质疑输入旋律特征提取模块31中提取的质疑输入旋律的特征信息和保存在数据库32中的歌曲旋律特征信息进行比较，并在近似图的基础上，输出歌曲搜索结果。从近似图计算模块33输出的搜索结果，将通过用户界面34显示在显示器24上。例如，输出搜索的歌名、歌曲代码(歌曲号码)等信息。用户从搜索结果中选择的歌曲信息，将被传送到伴唱机中，并播放(演奏)相应的歌曲。
图4是具有上述结构特点的PDA与伴唱机之间的通信方法示意图。
在上述PDA中运行的旋律质疑输入歌曲搜索软件的用户界面34上，还设有伴唱机的选曲装置15或具有可远程控制选曲装置功能的遥控器16功能的按钮。此外，在旋律质疑输入歌曲搜索软件30中，还设有可将特定按钮输入到PDA红外线通信装置251的输出信号和伴唱机遥控器16中的红外线输出信号，设为同一信号的红外线输出信号补偿模块35。为将与PDA的伴唱机相关的远程控制信号(红外线信号)，转换成与伴唱机内遥控器16中的远程控制信号(红外线信号)相同的代码和格式，红外线输出信号补偿模块35还可用于一种信号转换器。
因此，只要按动设在PDA20中的旋律质疑输入歌曲搜索软件30用户界面34上的特定按钮，就会在PDA的红外线通信装置251中，输出与在伴唱机10的遥控器16中按动具有相同功能的按钮时所输出的红外线输出信号，该信号又被输入到伴唱机10的红外线信号接收装置17中，起到按动遥控器16上的选曲键、预约键、演奏运行键，预约取消键、演奏停止键的效果。
如上所述，通过设在PDA20上的旋律质疑输入歌曲搜索软件30搜索的歌曲，将通过旋律质疑输入歌曲搜索软件上的用户界面34，以歌名、歌手、歌曲代码等信息的形式，显示在PDA的显示器24上。根据利用近似匹配的方式搜索的特性，此时的搜索结果可以是数个或数十个歌曲列表，它们将根据近似图排序。其中，与质疑旋律的特征最近似的歌曲将被排在最上位。用户可在浏览该列表后，通过PDA的输入装置26，选择自己需要的歌曲。此时，用户选择的相关歌曲的选曲信息，将通过旋律质疑输入搜索软件30的红外线输出信号补偿模块35，转换成可与伴唱机10的红外线信号接收装置17进行通信联络形式的歌曲代码输出信号，并通过PDA10的红外线通信装置251输出该信号。上述选曲信息信号又通过伴唱机10的红外线信号接收装置17，如同利用遥控器16进行选曲一样，被传送到伴唱机10。
基于用户输入的选曲信息，伴唱机10将播放和输出相应歌曲的乐谱。此外，还可根据选曲结果乃至用户的意图，利用由旋律质疑输入歌曲搜索软件30的用户界面34提供的预约或播放按钮，预约或立即播放用户选择的歌曲。即，可通过PDA20，实现如同伴唱机10的遥控器16一样的远程控制。
如上所述，本发明在PDA中安装歌曲旋律特征数据库，提取用户以哼唱等形式输入的质疑旋律特征，在数据库的特征信息和近似图的基础上进行搜索，并输出其搜索结果，然后将由用户从搜索结果中选择的歌曲，利用与伴唱机内遥控器相同的操作方式，从PDA向伴唱机传送上述选择信息，以达到播放或预约相应歌曲的目的。因此在本发明中，应在PDA上构筑一个进行旋律基础的歌曲搜索所需系统，尤其需要设置歌曲旋律特征数据库。
也就是说，为了实现旋律质疑输入歌曲搜索功能，应事先设置歌曲旋律特征数据库。从歌曲文件中提取歌曲旋律特征数据库32。此时，可由歌曲文件的提供商，通过歌曲旋律特征提取装置/模块，事先从歌曲文件中提取。假如PDA上已经装载了歌曲文件，那么还可利用歌曲旋律特征提取装置/模块，直接从PDA中提取。在添加新歌曲时，可通过设在PDA20的外部界面，如通信装置25上的有线或无线通信界面装置，接收由歌曲文件的提供商重新提取的歌曲旋律特征数据库，并将其装载于PDA内部。
通过本发明，旋律质疑输入歌曲搜索软件30的搜索运算法则也可进行系统简单升级等改装和完善。这是因为，旋律质疑输入歌曲搜索软件30可以是便携式装置，并被安装在拥有多种通信界面的PDA20上。
也就是说，旋律质疑输入歌曲搜索软件30的搜索运算法则可通过软件提供商予以改装和完善。这是因为，搜索运算法则以独立模块(动态链接的数据库等)的形式，体现旋律质疑输入歌曲搜索软件的每个部分，以在对搜索运算法则进行重新改装和完善时，可通过PDA的外部界面-通信装置，接收被改装和完善的搜索运算法则模块，并用其替代现有的搜索运算法则模块，以实现改装和完善的搜索功能。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明权利要求书的范围内。
权利要求
1.一种用便携式个人终端机的伴唱机内歌曲搜索方法，其特征在于应由如下几个步骤组成即，运行设在便携式个人终端机上的旋律质疑输入基础的歌曲搜索软件，在旋律质疑的基础上，搜索用户选择歌曲信息的步骤；将搜索的歌曲信息传送给伴唱机的步骤；由伴唱机接收上述传送的歌曲信息，并播放相应歌曲的步骤。
2.如权利要求1所述的用便携式个人终端机的伴唱机内歌曲搜索方法，其特征在于为将在便携式个人终端机上搜索的所述的歌曲信息传送给歌曲伴奏仪器，将所述的歌曲信息信号转换成与所述的伴唱机的远程控制所需遥控器的红外线信号相同形式的信号后向外传送。
3.如权利要求1所述的用便携式个人终端机的伴唱机内歌曲搜索方法，其特征在于还包括由旋律质疑输入基础歌曲搜索提取质疑输入旋律特征的步骤；计算提取的质疑输入旋律特征信息和歌曲旋律特征数据库特征信息的近似图的步骤；根据算出的近似图，输出搜索结的步骤；将从搜索结果中选择的歌曲信息信号，转换成与伴唱机的遥控器信号相同的信号，并向外输出的步骤。
4.如权利要求3所述的的用便携式个人终端机的伴唱机内歌曲搜索方法，其特征在于在计算所述的近似图时，应进行考虑到用户的哼唱或质疑特性会引发音量插入或删除等输入误差现象的近似匹配。
5.一种如权利要求1所述的用便携式个人终端机的伴唱机内歌曲搜索方法所使用的装置，其特征在于由如下结构组成包括歌曲数据库、歌曲的选曲和播放装置、负责与终端机之间的通信和选曲并播放歌曲的输出装置的伴唱机；在用户语音输入的旋律基础上搜索歌曲，并输入该搜索结果，然后将搜索结果传送给伴唱机的便携式个人终端机。
6.如权利要求5所述的用便携式个人终端机的伴唱机内歌曲搜索方法所使用的装置，其特征在于还包括为在所述的旋律质疑的基础上搜索歌曲，设有保存歌曲旋律特征信息的数据库；提取由用户以语音形式输入的旋律特征信息的旋律质疑输入特征提取模块；计算提取的旋律质疑输入特征信息和数据库的歌曲旋律特征信息近似图的近似图计算模块；输出相应于该近似图的搜索结果和选择歌曲所需的用户界面；将利用该用户界面选择的歌曲信息信号传送给伴唱机所需的通信模块。
7.如权利要求5所述的用便携式个人终端机的伴唱机内歌曲搜索方法所使用的装置，其特征在于便携式个人终端机中还应包括可将所述的选择的歌曲信息信号转换成与所述的伴唱机的遥控器信号相同的信号，并将所述的歌曲信息信号传送给所述的伴唱机所需的信号转换工具。
8.如权利要求6所述的用便携式个人终端机的伴唱机内歌曲搜索方法所使用的装置，其特征在于所述的伴唱机中的用户界面还应包括具有与所述的伴唱机的遥控器相同功能的键输入界面。
9.如权利要求6所述的用便携式个人终端机的伴唱机内歌曲搜索方法所使用的装置，其特征在于所述的旋律质疑输入基础的歌曲搜索软件模块，应能通过所述的便携式个人终端机的通信工具，对每个模块进行改装和完善。
10.如权利要求6所述的的用便携式个人终端机的伴唱机内歌曲搜索方法所使用的装置，其特征在于应通过所述的便携式个人终端机的通信工具，从歌曲文件和歌曲旋律特征数据库的提供商处接收新的数据库，改装现有的歌曲旋律特征数据库，对新的歌曲进行旋律质疑输入歌曲搜索。
全文摘要
本发明是涉及一种用便携式个人终端机的伴唱机内歌曲搜索方法及其装置，在搜索保存在伴唱机中的歌曲时，利用便携式个人终端机，以旋律为基础，搜索伴唱机内歌曲的系统。本发明中的歌曲搜索方法及其装置，利用PDA装置，在输入旋律后，以该旋律为基础，与保存在伴唱机内的歌曲旋律特征进行比较，并选择所需的歌曲，并向伴唱机输入所选歌曲的号码。本发明是搜索保存在伴唱机内歌曲的系统。在本发明中，无需利用歌名或歌手等信息，而通过用户直接将便于记忆的具有音乐特征的旋律输入到麦克风中，提供一个搜索包括该旋律的音乐的方法和装置。
文档编号G10H1/36GK1752965SQ20041005158
公开日2006年3月29日 申请日期2004年9月20日 优先权日2004年9月20日
发明者宋政珉 申请人:乐金电子(惠州)有限公司