一种使用CD光碟在自动演奏钢琴上进行演奏的方法

摘要

一种使用CD光碟在自动演奏钢琴上进行演奏的方法，钢琴安装自动演奏系统，自动演奏系统设有主控制盒，主控制盒设有CD或DVD光驱；将CD光碟放入光驱中；主控制盒会检测CD光碟的ID代码，并与预先储存在主控制盒内存中的MIDI文件进行比对和匹配；自动演奏系统播放出CD光碟中的音乐，钢琴演奏出与之对应的钢琴音乐。本发明一种使用CD光碟在自动演奏钢琴上进行演奏的方法，可以允许用户在自动演奏钢琴上使用指定的普通商业CD光碟，并能实现自动演奏钢琴随之弹奏。

说明书

技术领域

本发明一种使用CD光碟在自动演奏钢琴上进行演奏的方法。

背景技术

安装有自动演奏系统的钢琴能够实现不需要人来弹奏钢琴，而是通过自动演奏系统来驱动钢琴琴键进行自动演奏。此类系统需要一些方法来储存预先录制好的数字数据，这些数据是用来识别钢琴琴键弹下和复位的运动，包括弹下的速度和其它的一些信息。为了让这个系统演奏的更加丰富多彩，那么加上与含有其它乐器伴奏的音频音乐或歌手演唱和钢琴同步演奏就更加惬意了。

现有的方法是使用一种特殊制作的音频CD，把所说的这些数字数据使用一种合适的调制方案加密成可以听见的音频频率。这些加密的数据被储存在这种特殊制作的CD光碟立体声其中的一个声道中，伴奏的音乐音频则被储存在了另一个声道中。然则该方法有许多不足的地方：

1）、因为立体声的两个声道中，有一个声道被占用，用来储存加密的数字数据，只有一个单声道来播放伴奏的音乐。

2）、除了在自动演奏钢琴能使用这种特殊制作的CD光碟外，在普通CD播放设备中就无法播放了。

3）、控制钢琴进行演奏的数据没办法从这个音频文件中分离出来。

4）、这种CD光碟的用途非常特殊和单一，制作这种光碟比较耗时、费用较高，还要处理音乐文件使用权的问题。

发明内容

本发明提供一种使用CD光碟在自动演奏钢琴上进行演奏的方法，安装有自动演奏系统的钢琴，该系统的主控制盒带有CD或DVD光驱，普通商业CD光碟相对应的钢琴部分的MIDI文件已经储存在了自动演奏系统里，钢琴演奏的数据是以MIDI文件的格式储存在自动演奏系统的主控制盒内，实现驱动钢琴进行同步演奏。

本发明采取的技术方案为：一种使用CD光碟在自动演奏钢琴上进行演奏的方法，

钢琴安装自动演奏系统，自动演奏系统设有主控制盒，主控制盒设有CD或DVD光驱；将CD光碟放入光驱中；主控制盒会检测CD光碟的ID代码，并与预先储存在主控制盒内存中的MIDI文件进行比对和匹配；自动演奏系统播放出CD光碟中的音乐，钢琴演奏出与之对应的钢琴音乐。

所述控制钢琴演奏的数据和音频文件数据分开储存，控制钢琴演奏的数据以标准的MIDI文件格式储存在自动演奏系统的存储器中；音频文件数据存储在CD光碟中。

所述自动演奏系统包含：CD光碟的ID代码，它是由3个字符段组成的32位数字，最高效的8位代表音频文件开始播放的时间mod 255，接着的16位代表一张CD光碟从第一首歌的开始到最后一首歌的结束，最低效的8位代表一张CD上歌曲的数量。

所述自动演奏系统包括：MIDI播放器、音频播放器，播放CD光碟中任何一首音乐的时候，自动演奏系统将会自动加载与之相对应的MIDI文件，当播放音乐时，播放指令将会同时驱动MIDI播放器和音频播放器进行播放。

所述音频播放器从CD光碟中读取音频文件数据，然后将它传输到音频混频器中，进行数据转换，转换输出得到音频采样数据，音频采样数据储存在缓存存储器中。

所述主控制盒设有石英控制振荡器。

本发明一种使用CD光碟在自动演奏钢琴上进行演奏的方法，有益效果如下：

1、自动演奏钢琴的使用者都愿意听到著名歌手的原版演唱，再加上自动演奏钢琴的伴奏。所以，本发明可以允许用户在自动演奏钢琴上使用指定的普通商业CD光碟，并能实现自动演奏钢琴随之弹奏。

2、本发明的优势在于，用户可以为自动演奏钢琴选择购买和使用高品质的正版商业CD光碟，体验原版CD带来的音乐享受，较早期特制的自动演奏钢琴CD的音频质量要高。

3、因为只有正版的CD光碟才能实现选择和同步自动演奏钢琴内存里的MIDI文件，所以不需要对CD光碟进行任何处理或者是申请版权的使用权。

4、用户不会接触到这些MIDI文件，所有同步播放的程序都被系统保护了起来，避免由于用户操作失误造成文件损坏。

5、用户还可以伴随普通商业CD光碟的演奏来录制钢琴伴奏的MIDI音乐，这样做并不会对原本的CD光碟有任何改变，不会被复制或破坏。这些录制下来的MIDI文件是被储存在一个用户不会接触到的系统内存里面。当同一张CD光碟再一次被放入系统播放器中时，CD中的音频音乐和录制的钢琴伴奏音频会一起同步播放出来。

具体实施方式

一种使用CD光碟在自动演奏钢琴上进行演奏的方法，钢琴安装自动演奏系统，自动演奏系统设有主控制盒，主控制盒设有CD或DVD光驱；将CD光碟放入光驱中；主控制盒会检测CD光碟的ID代码，并与预先储存在主控制盒内存中的MIDI文件进行比对和匹配；自动演奏系统播放出CD光碟中的音乐，钢琴演奏出与之对应的钢琴音乐。

工作原理：

本发明是将控制钢琴演奏的数据和伴奏的音频文件数据分开储存。控制钢琴演奏的数据以标准的MIDI文件格式储存在自动演奏系统的非易失性存储器中，例如：内置SD卡。自动演奏系统的用户可以到市场上购买指定的普通CD光碟，将这张CD放入自动演奏系统中，自动演奏系统就要求会自动提取预先储存在该系统中的非易失存储器中对应的钢琴演奏的数据。虽然可以从系统歌曲列表中手动选取钢琴演奏的数据，但如果能自动识别和获取数据，达到简化操作的目的。为实现这个功能，自动演奏系统的主控制器必须首先能够识别放入的CD光碟的内容。而普通音频CD一般并没有任何唯一的识别符，所以该唯一的识别符必须根据这个音频数据的内容来自动生成。

实施步骤：

本发明所述CD光碟的ID代码称为CDDB1光碟ID，它是由；3个字符段组成的32位数字。最高效的8位代表音频文件开始播放的时间mod 255，接着的16位代表一张CD光碟从第一首歌的开始到最后一首歌的结束。最低效的8位代表一张CD光碟上歌曲的数量。CD光碟的ID代码按照规定的方式来计算并搜索储存在主控制器非易失存储器中的数据库，一旦找到相匹配的数据，那么与音频CD上相一致的所有MIDI文件将会从数据库中提取出来。

自动演奏系统包括：MIDI播放器、音频播放器，播放CD光碟中任何一首音乐的时候，自动演奏系统将会自动加载与之相对应的MIDI文件，当播放音乐时，播放指令将会同时驱动MIDI播放器和音频播放器进行播放。

音频播放器开始从CD光碟中读取音频文件的数据，然后把它传输到音频混频器中。读取数据是以一个和音频采样值一致的平均值的形式出现，可以保证从两个阀值传输到音频混频器的数据总计保证可用。音频混频器再把这些数据做一些必要的转换，例如：音量控制和音调校正，但也不限于此。转换的结果就是得到音频采样数据，并以输出缓存的形式储存在缓存存储器中。缓存器里的采样数据会再被传输到一个D/A转换器里，将被模拟音频信号通过主控制器的音频输出端进行输出。输出的信号可以由音频放大器进行足够放大，转换为伴奏的声音由音箱播放出来。或者用户可以选择通过耳机接口连接一个带有D/A转换器的放大器。

MIDI播放器将相关联的伴奏的音频对应的MIDI文件内容进行翻译，比如：提取MIDI文件中音符的开始和结束，包括所对应的时间、位置。从播放一开始，一旦播放器发现这个播放的时间与过去播放的文件相对应时，就会将信息发送到一个安装有数字的MIDI延时软件的元器件中。该元器件会确保对MIDI活动进行延时，与录制MIDI活动的延时一致，然后将其通过MIDI输出端口发送到系统的主控制盒中。这个输出端口是与钢琴自动演奏系统相连接，系统会将信息转化为电子信号，通过驱动螺线管来控制钢琴琴键进行弹奏，从而使得钢琴发出声音。上述说到的延时是数字MIDI的延时，才能达到弥补伴奏音乐内在的延时与钢琴控制信息处理进度链的目的。

为了保持CD音频音乐和MIDI文件播放之间的同步性，需要一个普通的基准时钟。在主控制盒设有石英控制振荡器，通过它来为D/A转换器进行计时，提供参考数据。D/A转换器会每隔一定时间向主控制器，要求发送音频样品，主控制器会使用音频数据总线将音频样品传输出去，例如：一个音频混频器元器件所在的缓存器中的AC'97串行总线。音频混频器会追踪传输的音频样品的数据，这个数据从播放一开始就会通过抽样率分频被转换成时间单位，然后储存为目前的音频时间变量。从这以后产生的时间信息相当于开始播放到结束，它的分辨率下降到一个采样周期的时间。MIDI播放器就是这样从相应的MIDI文件中来挑选对应文件的，然后会如上面所描述的一样传输到数字MIDI延时元器件中。这些信息同样地被数字MIDI延时软件追踪，计算出向主控制盒MIDI输出端口传输MIDI文件数据的准确时间，这样做到驱动钢琴演奏出来的声音与伴奏的音乐是准确的，相匹配的。