本发明涉及一种在控制计算机之同时可重放声音信号的系统，所述声音信号可包括例如关于计算机操作所作的指令或指导。 近几年来，计算机尤其是个人计算机的使用已在生活的各个方面十分普及，相应地，也有许多只受到极少专业训练的计算机用户，他们以及一些要求具备特殊知识或背景信息的专家系统的使用者都必须尽可能地学好如何使用新的系统及程序。
教会新系统用户的一个方法是为他们提供介绍新系统和软件的操作方法的学习班及展览会。这种教学方法的缺点是学员只能记住所教内容中极少地部份，而且如果以后遇到了问题，他们除了使用此领域的另一主要教学辅助工具-书面的操作手册之外将无法解决问题。在实践中，多数用户是从书面的操作手册及指导书上学习如何操作新软件或设备的。遗憾的是，经验告诉我们许多手册与指导书往往既写得很差又含糊不清，而且无法直接明了地看懂。
我们已意识到需要提供一种包括了上述两种教学方法之优点的辅助教具。
如上所述的一种教学系统包括采用针对训练阶段的录好的东西，所述的录音可以是供学员或受训人员独自操作计算机的声音轨迹与信号。这一类型的一种系统已在美国专利第4637797（发明者为惠特尼等人）中进行了描述。然而，在这项美国专利中所描述的装置较为复杂且需应用特殊软件才能进行操作。
本发明的目的在于提供一种辅助教具，它简单、便于操作且使用了现有的音频设备。
根据本发明提供了一种与放音装置一起使用的解码器，所述解码器有与放音装置的输出端相连接的输入端;从来自放音装置的信号输入中检测编码信号并将已编码信号从编码状态转换为适于输入计算机的键盘输入端的按键信号的装置;以及一用于连接到计算机之键盘输入端的输出装置，使得在那里可以施加转换后的控制信号。
作为一种较为可取的方法，所述编码信号可以采用双音多频（′DTMF'）音调的形式。
使用这种解码器将可以做到通过一段合适的录音，在提供可以听到的解说或指导的同时自动地对听者的计算机进行操作以显示所描述的内容。由于解码器直接插入计算机键盘的输入端，因而无需在计算机内采用其它附加的软件或硬件以确保计算机辨识并根据按键信号工作。
另一方面，本发明提供的录音装置包含了一个用于接收声音信号的输入端和将所述声音信号录制在一录音媒介上的装置;以及一具有用于接收由计算机键盘装置产生的按键信号的输入端的编码器，以及用于将所述信号转换为双音多频（DTMF）信号使之可由声音信号录音装置进行录制的装置;所述编码器具有与所述录音装置的输入端相连接的输出端，以使声音信号及转换后的按键信号可一起被录在录音媒介上。
本发明还提供了一种录音装置，包括一录音媒介，其上录有代表声音轨迹的信号及由产生于计算机键盘装置的按键信号而得到的编码信号，因而，当所录制的内容被重放时，所述编码信号在解码后可施加于计算机的键盘输入端以使之与声音轨迹的重放同时进行。
本发明还包括一种由计算机键盘装置产生的按键信号被转换为DTMF音调以使之可被声音信号录制装置进行录音的方法;且所述DTMF音调与代表声音轨迹的信号一起被录在录音媒介上。
一种较为可取的方法是所述DTMF音调与所述声音信号被录在分开的轨迹上，但这不是必需的;所述音调构成了颇为“悦耳的”乐曲，将不会给听者带来令人讨厌或过分噪杂的感觉。
此外，本发明提供了一种操作计算机的方法，所述方法包括以放音装置将录音重放;检测在录有内容的录音媒介上经编码的按键信号且将所述编码信号转换为用于计算机的按键信号并将转换后的信号提供给计算机的键盘输入以用于操作计算机。
我们已经知道上面所描绘的这种辅助教具系统是简单而又便于操作的，同时它对计算机用户起到了更好的帮助训练的作用。由于系统录制并使用按键而不是使用由计算机本身提供的数据及操作信息，使本系统可与许多种类的个人计算机相兼容，其中多数使用标准键盘。
现在将参照附图通过一些实例来详细描述本发明的实施例，其中：
图1以简图形式示出了根据本发明的录音过程，使用编码构成系统的一部分。
图2是根据本发明的放音过程的示意图，使用解码器构成了系统的一部分。
图3是用于本发明系统的一种解码器的电路图。
图4以简图形式示出了允许对录音进行编辑的一种装置。
图5以简图形式示出允许对录音进行编辑的另一装置。
图6示出的是使用一系统来对计算机进行遥控。
从广义而言，本发明的系统包括一与录音机相关联的编码器和一与放音设备例如扬声器相关联的解码器。所述编码器的作用在于从与计算机相关联的输入装置中捕捉控制信号并将其转换为可录在录音带上的形式。所述解码器的作用在于确认录音带上录制的控制信号并将其转换成可被计算机辨识且进行即时操作的形式。
本系统的编码器和解码器分别用于两个操作中，录音-典型地是在一个教学或训练场所进行或是在以制作音带供出售或出租为目的商业企业中进行;而放音则是学生利用录音带来代替例如印刷的操作手册。
录音过程以简图形式示于图1。上述的编码器10被联接在演示者的计算机12与一输入装置14之间，在此情形中，所述输入装置是一键盘。所述输入装置亦可是一鼠标器，一触摸式荧屏或其它已知的用于向计算机输入控制信号的装置。所述编码器10也与录音机16的输入插孔连接，还与所述录音机输入端连接的是-话筒18。
键盘14用一键盘分路器（图中未示出）来耦合以使键盘的输出信号在驱动计算机的同时被编码器10转换。所述编码器10接收来自键盘14的信号并将其转换为可录在录音带上的形式。在一较佳实施例中，编码器10将所述信号转换为DTMF（双音多频）音调。所述编码系统的一种较佳形式是使键盘的每一字符代表两个音，这使全部的PC与ASCⅡ字符组均可被编码。另一种可以实现的编码系统或音调格式可以采用例如每字符代表一个音并使用ALT NUMBER ALT序列来产生ASCⅡ字符。然而这些系统更适用于使用已减少的字符组的情况。
在录音期间，可以设想教员或演示者通过话筒18向录音机16口授注解，在演示的同时按键操作被编码器10转换为DTMF音调并与来自话筒18的声音信号一起被录音。
来自编码器10的音调可录制在任何一种适合的声音录制媒介例如盒式磁带或光盘上。由于所采用的编码技术是高度完善可靠的，因而不需特殊的音频设备，而可使用简单的携带式音频装置例如个人盒式磁带系统及录音机。
在如图2所示的放音过程中，解码器20被连接至学生计算机22的键盘输入端RS232插口。把一个放音装置26，例如，一个盒式录音机，连接至解码器的输入端。当所录制内容被重放出来时，根据用户的需要，声音信号通常可通过放音装置的扬声器或头戴式耳机被重放。与此同时，DTMF码被解码器20转换成为计算机22可辨识的控制信号。这些控制信号摹拟计算机键盘的按键或其它输入装置并导致计算机以与实际按键相同的方式进行操作。这样，在用声音信号进行解说的过程中，计算机22在来自解码器20的控制信号操作下工作以便在计算机监视器或显示屏上演示所讲述的内容。在放音过程中，不使用计算机键盘24因而可不连接，实际上这样做更好，因为由学员故意或偶然操作所产生的额外按键会干扰来自解码器20的按键信号的序列。
解码器20的一种形式被示于图3的电路图中。
参见图3，来自盒式录音机26的信号具有两种形式，左边通道载有叙述内容而右边通道包含编码的键盘数据。此两通道通过IC8b相混合，其中来自右边通道的音调既可用R27和R28以6dB的哀减加上也可以完全没有声音，这可用开关SW3来进行选择。
产生的信号在离开混合电路后被输入两个相同的音频放大装置IC7a和IC7b，它们在信号进入头戴式耳机的插孔CONN6A/B之前对它进行放大和滤波。信号大小可用VR1来进行调节。
编码信号在被有选择地同叙述内容相混合的同时还通向另两条路径，音调解码器和电平感测电路。
音调解码器围绕IC9形成，其输入级的增益由R17和R18设置为大约3倍。所述时间常数由R19与C9的组合决定以确保装置不接收下述两种音调中任何一种：
a）持续时间过短的音调，或
b）相互间隔太近的音调。
来自音调解码器的输出具有两种形式：管脚15上标准信号输出在一音调被正确地解码时取高电平;在Q1至Q4（分别为管脚11至14）上出现表示音调的两进制数码。
来自音调解码器的输出馈入由IC21至3组成的标准微处理器装置。所述微处理器在晶体XTAL2的控制下以16MHz的频率工作。其初始起动复位脉宽取决于由R22和C27形成的时间常数。IC2将多路地址线AD0～AD7的低8位地址锁存，然后将它们输入EPROM装置IC3。由于微处理器内已具备足够存储容量，故无需采用外部随机存取存储器（RAM）。
电阻R23和R24将端口引线P3.6和P3.7拉到+5V，这些引线轮流被连接至选择的RS232端口，IC11。如欲将-RS232组合装置连接到QPC单元而不是连接到PC插孔CONN4a，则可通过将上述引线之任一根接地来实现，以大微处理器报警。
IC8a是一个倒向放大器，它在音调信号通过两个比较器IC8C/d之前将其放大。围绕R12和C7组成的低通滤波器确保比较器只对平均信号电平工作而不管音调的间隔。
围绕网络R13/14和R15/16组成的两个分压器设置所输入音调应处的低、高电平阈值。来自比较器的输出通过端口管脚P1.5和P1.6馈入微处理器。由软件来辨识比较器所表示的状态并通过驱动晶体管TR1和TR2来轮流驱动两个彩色发光二极管IED1。
解码后的数据由微处理器转换为扫描（SCAN）码并通过缓冲电路IC4和IC5输入计算机，此电路也可将来自计算机的数据输入QPC单元。QPC所联接的计算机的型号由处于通电状态时的开关SW2的设置来决定。
上述的录制和放音过程均是直接的，也就是说，编码和/或放音与演示者的/学生的计算机分别在同一地点进行。但我们可以推知，录制可以经过编辑过程且DTMF信号可通过电话或其它通讯线路由一个地点传送到另一地点。
图4和5以更详尽的方式显示了键盘数据在被录制及传送之前可被存储并编辑。
图4中，来自键盘14的输出控制信号通过开关A连接到编码器10上，当此开关合上时，计算机12和编码器10均收到了键盘输出。计算机12以通常的方式接收并处理键盘输出信号，而编码器10将键盘14上由于按下键符而产生的一串数据流转换为两位16进制的数码，所述数码如图1中所述的那样被编码器10以两个DTMF音调信号的方式输出。
由编码器10输出的音调信号在经过录音机16后被送入与图2中解码器20相类似的解码器30。在解码后，这些音调信号被送入一编辑站32，所述编辑站通常是另一台个人计算机（PC），它看到的是这些已解码的音调例如键盘入口或RS232数据。编辑站32使用一适当的软件将按键信号存储到磁盘上。
编辑站软件可允许按键数据根据需要被检索或编辑。例如，按键和/或数据的时间间隔可被调节以产生最佳的连续录音解说。编辑一旦完成，编码和解码开关均移到位置B以使来自编辑站32的按键信号和/或数据输出通过总线I/O的RS232打印机端口被传送到编码器10并作为DTMF音调信号在录音机16的一合适的录音媒介上被录制。通常，此时还可加上讲话和/或音乐。
在图5的装置中，来自键盘14的输出信号通过键盘分路器13一路进入计算机12，另一路经过打在位置A的开关进入编辑站32。计算机12以通常的方式处理键盘输出，而编辑站接收并储存数据。编码器10接收来自编辑站32的两位十六进制数据并将其转换为当时可以有选择地进行录制的DTMF音调信号。若此数据需要编辑则当开关处于位置B时，可以常规的方式操作编辑站之键盘34，对数据进行检索，编辑且将修改后的形式储存到磁盘上。在数据被优化之后，编辑站32将其送入编码器10，然后再由所述编码器将其转换为DTMF音调信号以记录在录音机16上。
图6示出了系统是如何通过一传输媒介例如电话、电缆、无线电、红外线，超声波或其他方法以传输声音信号来实现遥控PC机的。在这种操作方式中，按键或数据可用如图1、4和5所述的方法进行预先录制和编辑，或通过一远处的计算机，采用存盘或直接由键盘输入的方法送出。在任一种情况下，数据被合适的数据传输装置60发送。
因而，上述的系统可以提供一个简单且有效的界面，它可以利用声音重放直接地或通过一合适的传输媒介来控制一个人计算机。编码器/解码器可很容易地由不具备实践经验或没有技术的用户连接到PC机上且与人们熟悉的生活设备如个人立体声盒式磁带放音机、电话和无线电结合起来起使用。
如上所述，通过对按键与包括讲话和音乐的声音轨迹进行同步处理，可将由演示者产生的按键数据进行编辑直至连续的解说对于学生和受训者而言呈最佳状态。
在将本系统与训练联系在一起进行描述的同时，我们可以知道它还可具有其它广泛的应用，例如，广告、表演、销售点显示、远距离信息站等等。当把它用作训练工具时，在不改变原有有软件的情况下它可提供不同语种的软件训练及解说。
此外，可用规范的工业手段及普通的技术完成对录音解说的录制过程。
为了更明确地说明本发明的目的，可以认为术语“声音轨迹”意味着一个可将声音录制于其上的声音的轨迹，而并不考虑其上是否实际录有声音。同样地，术语“声音信号”的含义中也包括了代表无声的全部或部分信号。