專(zhuān)利名稱(chēng)：音樂(lè)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)器、裝備音樂(lè)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)器的樂(lè)器和音樂(lè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及音樂(lè)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)器，具體地說(shuō)，涉及調(diào)節(jié)音樂(lè)數(shù)據(jù)段的音樂(lè)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)器、裝配該音樂(lè)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)器的樂(lè)器和由該樂(lè)器、其它樂(lè)器及其它系統(tǒng)部件組成的音樂(lè)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
存在各種樂(lè)器。所有樂(lè)器都設(shè)計(jì)成產(chǎn)生演奏者想要的音調(diào)。換句話說(shuō)，手指在聲學(xué)樂(lè)器的位置唯一對(duì)應(yīng)于要產(chǎn)生的音調(diào)的名稱(chēng)。例如，聲學(xué)鋼琴有多個(gè)黑琴鍵和多個(gè)白琴鍵，不同的音調(diào)名稱(chēng)分別賦予該多個(gè)黑和白琴鍵。當(dāng)鋼琴家希望產(chǎn)生具有特定音調(diào)名稱(chēng)的鋼琴音調(diào)時(shí)，他或她按下黑和白琴鍵中一個(gè)具有該特定音調(diào)名稱(chēng)的琴鍵。同樣，弦樂(lè)器也具有在指板上繃緊的多個(gè)琴弦，琴弦和手指在指板上的位置之間的組合被分別賦予了音調(diào)名稱(chēng)。當(dāng)演奏者希望產(chǎn)生具有特定音調(diào)名稱(chēng)的音調(diào)時(shí)，他或她用手指將其中一個(gè)琴弦壓在指板上的預(yù)定位置。管樂(lè)器的某些鍵被分別賦予了多組音調(diào)名稱(chēng)。例如，長(zhǎng)笛的一個(gè)鍵被賦予了八度音階中互不相同的音調(diào)名稱(chēng)。但是，演奏者通過(guò)嘴唇來(lái)控制八度音階。由此，嘴唇和手指位置之間的組合唯一對(duì)應(yīng)于要通過(guò)該管樂(lè)器產(chǎn)生的音調(diào)的名稱(chēng)。
三角鋼琴或直立式鋼琴(即聲學(xué)鋼琴)是最受歡迎的樂(lè)器之一，因此本發(fā)明繼續(xù)描述這種聲學(xué)鋼琴。在聲學(xué)鋼琴中，黑和白琴鍵唯一對(duì)應(yīng)于以預(yù)定音高(pitch)產(chǎn)生鋼琴音調(diào)的琴弦。當(dāng)鋼琴家希望以預(yù)定音高產(chǎn)生鋼琴音調(diào)時(shí)，他或她按下被賦予了音調(diào)名稱(chēng)的黑/白琴鍵，所按下的琴鍵通過(guò)關(guān)聯(lián)的操作單元使小錘旋轉(zhuǎn)。小錘在旋轉(zhuǎn)結(jié)束時(shí)敲擊關(guān)聯(lián)的琴弦，使該琴弦振動(dòng)，從而以預(yù)定音高產(chǎn)生鋼琴音調(diào)。由此，該唯一性使得可以按照樂(lè)曲產(chǎn)生鋼琴音調(diào)。
該唯一性使制造商設(shè)計(jì)出自動(dòng)演奏鋼琴。制造商為黑和白琴鍵和踏板分別設(shè)置琴鍵激勵(lì)器和踏板激勵(lì)器，并以音樂(lè)數(shù)據(jù)段代碼來(lái)存儲(chǔ)手指的動(dòng)作和腳的動(dòng)作。當(dāng)用戶希望重新演奏時(shí)，他或她將該音樂(lè)數(shù)據(jù)段代碼下載到控制器中，并通過(guò)琴鍵激勵(lì)器按照該樂(lè)曲使該控制器有選擇性地按下和釋放黑和白琴鍵，以及有時(shí)通過(guò)踏板激勵(lì)器踩下踏板。由于黑和白琴鍵唯一對(duì)應(yīng)于鋼琴音調(diào)，因此音樂(lè)數(shù)據(jù)段代碼使得可以重新在聲學(xué)鋼琴上演奏。
音樂(lè)數(shù)據(jù)段代碼的一個(gè)公知的典型的協(xié)議例子是“MIDI(樂(lè)器數(shù)字接口)”。此后，根據(jù)MIDI協(xié)議產(chǎn)生的音樂(lè)數(shù)據(jù)段代碼就稱(chēng)為“MIDI音樂(lè)數(shù)據(jù)段代碼”。琴鍵動(dòng)作和踏板動(dòng)作都定義為“事件”。按下的琴鍵和釋放的琴鍵稱(chēng)為“打開(kāi)音符事件”和“釋放音符事件”，踏板動(dòng)作與“效果”相關(guān)。音調(diào)的音高表示為“音符號(hào)”，音量被轉(zhuǎn)換為“速度”值。當(dāng)用戶記錄聲學(xué)鋼琴的演奏時(shí)，記錄裝置接著將琴鍵動(dòng)作和踏板動(dòng)作轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的MIDI音樂(lè)數(shù)據(jù)段代碼。由此該演奏存儲(chǔ)在這組MIDI音樂(lè)數(shù)據(jù)段代碼中。
但是，制造商不能在這組MIDI音樂(lè)數(shù)據(jù)段代碼中存儲(chǔ)諸如“半踏板”的微妙的人為表達(dá)。換句話說(shuō)，不能通過(guò)MIDI音樂(lè)數(shù)據(jù)段代碼表達(dá)出演奏中微妙的音韻。
另一種數(shù)據(jù)協(xié)議公開(kāi)在日本專(zhuān)利申請(qǐng)No.2004-077521中。根據(jù)該數(shù)據(jù)協(xié)議，在演奏期間將琴鍵行程和踏板敲擊都連續(xù)地存儲(chǔ)在音樂(lè)數(shù)據(jù)段代碼中。當(dāng)鋼琴家將制音踏板帶入半踏板狀態(tài)時(shí)，從剩余位置到半踏板點(diǎn)的踏板敲擊存儲(chǔ)在音樂(lè)數(shù)據(jù)段代碼中。當(dāng)控制器重新演奏時(shí)，控制器指示踏板激勵(lì)器在將要發(fā)生半踏板時(shí)根據(jù)音樂(lè)數(shù)據(jù)段代碼表示的踏板敲擊來(lái)按下制音踏板。由此，半踏板在重新演奏時(shí)得以再現(xiàn)。換句話說(shuō)，使被移動(dòng)的琴鍵和踏板與在初始演奏中移動(dòng)的琴鍵和踏板相同。
如上所述，自動(dòng)演奏鋼琴重新進(jìn)行已經(jīng)存儲(chǔ)在這組音樂(lè)數(shù)據(jù)段代碼中的演奏。聲學(xué)音調(diào)產(chǎn)生系統(tǒng)使得人類(lèi)演奏者可以產(chǎn)生聲學(xué)音調(diào)，這些音調(diào)是由MIDI音樂(lè)數(shù)據(jù)段代碼表示的音調(diào)調(diào)整而來(lái)。聲學(xué)音調(diào)產(chǎn)生系統(tǒng)的一個(gè)典型例子公開(kāi)在日本專(zhuān)利申請(qǐng)2003-208154中?，F(xiàn)有技術(shù)的聲學(xué)音調(diào)產(chǎn)生系統(tǒng)包括可被人類(lèi)演奏者用來(lái)演奏出樂(lè)曲的鍵盤(pán)、通過(guò)琴弦的振動(dòng)產(chǎn)生聲學(xué)音調(diào)的機(jī)械音調(diào)產(chǎn)生裝置、以及連接在樂(lè)器和機(jī)械音調(diào)產(chǎn)生裝置之間的數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)器。
當(dāng)人類(lèi)演奏者在鍵盤(pán)上彈奏時(shí)，鍵盤(pán)產(chǎn)生代表希望產(chǎn)生的音調(diào)的MIDI音樂(lè)數(shù)據(jù)段代碼，并向數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)器提供該MIDI音樂(lè)數(shù)據(jù)段代碼。數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)器根據(jù)已經(jīng)由人類(lèi)演奏者發(fā)出的指令調(diào)節(jié)MIDI音樂(lè)數(shù)據(jù)段代碼中的音樂(lè)數(shù)據(jù)段。數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)器例如將速度從弱音的初始值變?yōu)榱硪粋€(gè)值。此外，數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)器將音調(diào)從初始指定的音高變?yōu)槠渌舾邅?lái)進(jìn)行變調(diào)。數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)器還向初始指定的音調(diào)中增加音高不同的其它音調(diào)，并從演奏者按下和/或釋放琴鍵時(shí)開(kāi)始就延遲音調(diào)。數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)器還將窄寄存器中的初始指定的音調(diào)分配給寬寄存器中的其它音調(diào)。盡管按下的琴鍵和釋放的琴鍵不是唯一對(duì)應(yīng)于通過(guò)機(jī)械音調(diào)產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的音調(diào)，但該調(diào)節(jié)基于琴鍵和由人類(lèi)演奏者最初指定的音調(diào)之間的唯一性。由于初始指定的音調(diào)和將要產(chǎn)生的音調(diào)是由MIDI音樂(lè)數(shù)據(jù)段代碼表達(dá)的，因此不能使通過(guò)機(jī)械音調(diào)產(chǎn)生裝置的音調(diào)具有微妙的音韻。
在日本專(zhuān)利申請(qǐng)2001-066982公開(kāi)的一種用于手指練習(xí)的電子鍵盤(pán)中打破了上述唯一性。該現(xiàn)有技術(shù)的電子鍵盤(pán)包括很少的琴鍵，并提示練習(xí)者按照一段樂(lè)曲用手指來(lái)按下琴鍵。該現(xiàn)有技術(shù)的用于手指練習(xí)的電子鍵盤(pán)監(jiān)控琴鍵，以察看練習(xí)者是否正確地按下了琴鍵，并僅當(dāng)練習(xí)者正確地按下琴鍵時(shí)才產(chǎn)生音調(diào)。在這個(gè)例子中，根據(jù)練習(xí)和樂(lè)曲來(lái)改變琴鍵和音調(diào)名稱(chēng)之間的相互關(guān)聯(lián)。但是，這種破壞只是為了練習(xí)的緣故。音樂(lè)數(shù)據(jù)段被編碼為MIDI音樂(lè)數(shù)據(jù)段代碼，練習(xí)也只限于手指運(yùn)動(dòng)。不能對(duì)微妙的音韻進(jìn)行任何練習(xí)。當(dāng)然MIDI音樂(lè)數(shù)據(jù)段代碼也不會(huì)使音調(diào)產(chǎn)生微妙的音韻。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的重要目的是提供一種音樂(lè)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)器，將可以表達(dá)出優(yōu)美音韻的初始音樂(lè)數(shù)據(jù)段調(diào)節(jié)為也能表達(dá)優(yōu)美音韻的調(diào)節(jié)后的音樂(lè)數(shù)據(jù)段。
本發(fā)明的另一個(gè)重要目的是提供一種裝備了該音樂(lè)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)器的樂(lè)器。
本發(fā)明還有一個(gè)重要目的是提供一種音樂(lè)系統(tǒng)，其中所述樂(lè)器與另一種樂(lè)器組裝在一起。
為了完成該目的，本發(fā)明利用一系列表達(dá)操縱器的連續(xù)運(yùn)動(dòng)的初始音樂(lè)數(shù)據(jù)段值來(lái)表達(dá)將要產(chǎn)生的音調(diào)，使得可以將所述初始音樂(lè)數(shù)據(jù)段調(diào)節(jié)為表示相應(yīng)操縱器的連續(xù)運(yùn)動(dòng)的調(diào)節(jié)后的音樂(lè)數(shù)據(jù)段。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種音樂(lè)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)器，用于將表達(dá)操縱器的連續(xù)運(yùn)動(dòng)的初始音樂(lè)數(shù)據(jù)段調(diào)節(jié)為表達(dá)相應(yīng)操縱器的連續(xù)運(yùn)動(dòng)的調(diào)節(jié)后的音樂(lè)數(shù)據(jù)段，所述音樂(lè)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)器包括存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)至少一條表示用戶給定任務(wù)的指令數(shù)據(jù)，和信息處理器，用于通過(guò)執(zhí)行一系列完成該任務(wù)的工作來(lái)部分將所述初始音樂(lè)數(shù)據(jù)段變?yōu)檎{(diào)節(jié)后的音樂(lè)數(shù)據(jù)段。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種包括音調(diào)產(chǎn)生系統(tǒng)和音樂(lè)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)器的樂(lè)器，該音調(diào)產(chǎn)生系統(tǒng)包括多個(gè)由演奏人有選擇地移動(dòng)以指定將要產(chǎn)生的音調(diào)的操縱器，所述音樂(lè)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)器將表達(dá)操縱器的連續(xù)運(yùn)動(dòng)的初始音樂(lè)數(shù)據(jù)段調(diào)節(jié)為表達(dá)相應(yīng)操縱器的連續(xù)運(yùn)動(dòng)的調(diào)節(jié)后的音樂(lè)數(shù)據(jù)段，其包括存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)至少一條表示用戶給定任務(wù)的指令數(shù)據(jù)，和信息處理器，用于通過(guò)執(zhí)行一系列完成該任務(wù)的工作來(lái)部分將所述初始音樂(lè)數(shù)據(jù)段變?yōu)檎{(diào)節(jié)后的音樂(lè)數(shù)據(jù)段。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種產(chǎn)生音調(diào)的音樂(lè)系統(tǒng)，包括主樂(lè)器、與該主樂(lè)器連接的音樂(lè)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)器以及從樂(lè)器，該主樂(lè)器包括多個(gè)有選擇移動(dòng)的操縱器以指定將要產(chǎn)生的音調(diào)，多個(gè)傳感器，監(jiān)控該多個(gè)操縱器并將該多個(gè)操縱器的連續(xù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段，每一運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段分別表達(dá)一系列表示關(guān)聯(lián)的一個(gè)操縱器的連續(xù)運(yùn)動(dòng)的物理量，和與該多個(gè)傳感器連接的信息處理器，用于產(chǎn)生分別表達(dá)所關(guān)聯(lián)的一個(gè)操縱器的連續(xù)運(yùn)動(dòng)的初始音樂(lè)數(shù)據(jù)段，所述音樂(lè)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)器包括存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)至少一條表示用戶給定任務(wù)的指令數(shù)據(jù)，和信息處理器，用于通過(guò)執(zhí)行一系列完成該任務(wù)的工作來(lái)部分將所述初始音樂(lè)數(shù)據(jù)段變?yōu)檎{(diào)節(jié)后的音樂(lè)數(shù)據(jù)段，所述從樂(lè)器包括其它獨(dú)立移動(dòng)的操縱器，多個(gè)分別與該其它操縱器關(guān)聯(lián)的激勵(lì)器，所述激勵(lì)器還響應(yīng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)來(lái)有選擇地再現(xiàn)該其它操縱器的連續(xù)運(yùn)動(dòng)，和與音樂(lè)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)器連接的運(yùn)動(dòng)控制器，用于產(chǎn)生該驅(qū)動(dòng)信號(hào)來(lái)有選擇地向該多個(gè)激勵(lì)器提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)。


從下面參考附圖所做的描述中，所述音樂(lè)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)器、樂(lè)器和音樂(lè)系統(tǒng)的特征和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)更加容易理解，其中圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的音樂(lè)系統(tǒng)的系統(tǒng)配置的框圖，圖2是示出集成在本發(fā)明的音樂(lè)系統(tǒng)中的主混合鋼琴的結(jié)構(gòu)的橫截面?zhèn)葓D，圖3是示出集成在所述音樂(lè)系統(tǒng)中的副混合鋼琴的結(jié)構(gòu)的橫截面?zhèn)葓D，圖4是示出集成在兩個(gè)混合鋼琴中的信號(hào)處理單元的系統(tǒng)配置的框圖，圖5A是示出所述音樂(lè)系統(tǒng)的功能的框圖，圖5B和5C是示出一段音樂(lè)數(shù)據(jù)段和對(duì)應(yīng)的調(diào)節(jié)后的音樂(lè)數(shù)據(jù)段的視圖，圖6A是示出準(zhǔn)備一段初始音樂(lè)數(shù)據(jù)段的方法的流程圖，圖6B是示出調(diào)節(jié)該初始音樂(lè)數(shù)據(jù)段的方法的流程圖，
圖6C是根據(jù)一段調(diào)節(jié)后的音樂(lè)數(shù)據(jù)段再現(xiàn)琴鍵運(yùn)動(dòng)的方法的流程圖，圖6D和6E是示出伺服控制方法的流程圖，圖7是示出根據(jù)本發(fā)明的另一種音樂(lè)系統(tǒng)的橫截面?zhèn)葓D，圖8是示出該音樂(lè)系統(tǒng)的功能的框圖，圖9A和9B是示出再現(xiàn)該音樂(lè)系統(tǒng)中琴鍵運(yùn)動(dòng)的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
參考圖1，體現(xiàn)本發(fā)明的音樂(lè)系統(tǒng)包括裝備了多個(gè)琴鍵的主樂(lè)器100、音樂(lè)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)器101和裝備了音調(diào)產(chǎn)生器的從樂(lè)器102。主樂(lè)器100與音樂(lè)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)器101連接，該音樂(lè)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)器又與從樂(lè)器102連接。因此，表達(dá)操縱器運(yùn)動(dòng)的音樂(lè)數(shù)據(jù)段就從主樂(lè)器100通過(guò)音樂(lè)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)器101流向從樂(lè)器102。如以后將要詳細(xì)描述的，從主樂(lè)器100輸出的該初始音樂(lè)數(shù)據(jù)段在音樂(lè)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)器101中被調(diào)解為表達(dá)操縱器的調(diào)節(jié)后運(yùn)動(dòng)的調(diào)節(jié)后的音樂(lè)數(shù)據(jù)段。從樂(lè)器將調(diào)節(jié)后的音樂(lè)數(shù)據(jù)段轉(zhuǎn)化為音調(diào)。由此，演奏者引起主樂(lè)器100中操縱器的運(yùn)動(dòng)，通過(guò)從樂(lè)器102產(chǎn)生音調(diào)。
假定演奏人有選擇地操作操縱器來(lái)演奏樂(lè)曲。該操縱器連續(xù)的在軌跡上運(yùn)動(dòng)。演奏人有選擇地引起操縱器在該軌跡上的運(yùn)動(dòng)，以指定將要產(chǎn)生的音調(diào)。
主樂(lè)器100產(chǎn)生表達(dá)操縱器運(yùn)動(dòng)的初始音樂(lè)數(shù)據(jù)段。每一段初始音樂(lè)數(shù)據(jù)的一系列值都表達(dá)一個(gè)操縱器在軌跡上的實(shí)際運(yùn)動(dòng)?？梢垣@得諸如軌跡上的位置、軌跡上的速度、軌跡上的加速度、插棒式鐵芯或琴鍵上施加的力等各種物理量來(lái)表達(dá)該運(yùn)動(dòng)。也可以利用這些物理量中的一個(gè)或多個(gè)來(lái)表達(dá)該運(yùn)動(dòng)。
當(dāng)演奏者以普通方式引起操縱器運(yùn)動(dòng)，并且此后以異常方式引起另一個(gè)操縱器運(yùn)動(dòng)從而給音調(diào)賦予人工表達(dá)時(shí)，主樂(lè)器產(chǎn)生一段表達(dá)該普通運(yùn)動(dòng)的初始音樂(lè)數(shù)據(jù)和一段表達(dá)該異常運(yùn)動(dòng)的初始音樂(lè)數(shù)據(jù)。由此，主樂(lè)器在初始音樂(lè)數(shù)據(jù)段中保存了對(duì)音調(diào)的人工表達(dá)。這是因?yàn)橐幌盗谐跏家魳?lè)數(shù)據(jù)段直接表達(dá)了操縱器的連續(xù)運(yùn)動(dòng)。
該初始音樂(lè)數(shù)據(jù)段從主樂(lè)器100發(fā)送到音樂(lè)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)器101，該音樂(lè)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)器101基于該初始音樂(lè)數(shù)據(jù)段通過(guò)預(yù)先選擇地?cái)?shù)據(jù)處理產(chǎn)生調(diào)節(jié)后的音樂(lè)數(shù)據(jù)段。調(diào)節(jié)后的音樂(lè)數(shù)據(jù)段表達(dá)了操縱器調(diào)節(jié)后的運(yùn)動(dòng)。操縱器調(diào)節(jié)后的運(yùn)動(dòng)與主樂(lè)器100中產(chǎn)生的初始運(yùn)動(dòng)不同或一致。初始運(yùn)動(dòng)和調(diào)節(jié)后的運(yùn)動(dòng)之間的對(duì)應(yīng)取決于預(yù)先選擇的數(shù)據(jù)處理。但是，音樂(lè)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)器將人工表達(dá)從初始音樂(lè)數(shù)據(jù)段移植到調(diào)節(jié)后的音樂(lè)數(shù)據(jù)段中，從而音樂(lè)系統(tǒng)為從樂(lè)器的演奏保存了該人工表達(dá)。在修改后的運(yùn)動(dòng)與初始運(yùn)動(dòng)一致的情況下，所述操縱器可以變?yōu)榱硪粋€(gè)操縱器。換句話說(shuō)，從樂(lè)器102引起與另一個(gè)操縱器的初始運(yùn)動(dòng)相同的調(diào)節(jié)后運(yùn)動(dòng)。
調(diào)節(jié)后的音樂(lè)數(shù)據(jù)段由音樂(lè)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)器101提供給從樂(lè)器102。從樂(lè)器102分析該調(diào)節(jié)后的音樂(lè)數(shù)據(jù)段，并通過(guò)由該調(diào)節(jié)后的音樂(lè)數(shù)據(jù)段表達(dá)的調(diào)節(jié)后運(yùn)動(dòng)確定將要產(chǎn)生的音調(diào)。通過(guò)從樂(lè)器102產(chǎn)生該音調(diào)。在演奏人指示音樂(lè)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)器101將樂(lè)曲從一特定琴鍵變換到另一琴鍵的情況下，音樂(lè)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)器101只將操縱器從通過(guò)主樂(lè)器100指定的音調(diào)名稱(chēng)變?yōu)閷?duì)應(yīng)的音調(diào)名稱(chēng)。但是，所述人工表達(dá)仍然留在對(duì)應(yīng)的音調(diào)中，因?yàn)槌跏歼\(yùn)動(dòng)的特征被移植到調(diào)節(jié)后的運(yùn)動(dòng)中。
從樂(lè)器102可以與對(duì)主樂(lè)器100的操縱器的操縱同步的產(chǎn)生音調(diào)，也就是以實(shí)時(shí)的方式。否則，初始數(shù)據(jù)或調(diào)節(jié)后的數(shù)據(jù)臨時(shí)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，并且當(dāng)用戶指示音樂(lè)系統(tǒng)再現(xiàn)音調(diào)時(shí)，從樂(lè)器102基于該調(diào)節(jié)后的音樂(lè)數(shù)據(jù)段產(chǎn)生音調(diào)。
音樂(lè)系統(tǒng)是通過(guò)兩個(gè)相互分離的樂(lè)器或單獨(dú)的一個(gè)樂(lè)器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。否則，主樂(lè)器100、音樂(lè)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)器101和從樂(lè)器102在實(shí)體上相互依賴(lài)。在兩個(gè)樂(lè)器組成該音樂(lè)系統(tǒng)的情況下，音樂(lè)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)器101集成在主樂(lè)器100或從樂(lè)器102中。在音樂(lè)系統(tǒng)以單獨(dú)的一個(gè)樂(lè)器來(lái)實(shí)現(xiàn)的情況下，主樂(lè)器100和從樂(lè)器102可以共享操縱器。例如，操縱器陣列一部分形成主樂(lè)器100的部件，一部分形成從樂(lè)器102的部件。主樂(lè)器和從樂(lè)器都可以集成在多個(gè)樂(lè)器的每個(gè)樂(lè)器中。在該例中，多個(gè)樂(lè)器相互間可雙向通信。
音樂(lè)系統(tǒng)存在很多應(yīng)用。多個(gè)從樂(lè)器102可以設(shè)置給單獨(dú)的一個(gè)主樂(lè)器100，并且該單獨(dú)的主樂(lè)器100通過(guò)專(zhuān)用通信信道或公用通信信道與該多個(gè)從樂(lè)器102通信。在該例中，鋼琴家可以在大型轉(zhuǎn)換大廳的舞臺(tái)上的主樂(lè)器100上演奏音樂(lè)，而初始音樂(lè)數(shù)據(jù)段分發(fā)給附屬大廳內(nèi)的多個(gè)從樂(lè)器102。微妙的音韻從主樂(lè)器100傳送給該多個(gè)從樂(lè)器102，從而觀眾能在附屬大廳中欣賞演奏。
該音樂(lè)系統(tǒng)在音樂(lè)教育中非常有用。教師可以同時(shí)向其學(xué)生演示?？呻p向通信的音樂(lè)系統(tǒng)適用于這種用途。由于初始琴鍵運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確再現(xiàn)在從樂(lè)器上，因此學(xué)生能準(zhǔn)確理解老師在從樂(lè)器上的手指運(yùn)動(dòng)。老師可以指示學(xué)生將他或她們的手指放在從樂(lè)器的操縱器上，從而體驗(yàn)操縱器的運(yùn)動(dòng)。
在下面的描述中，術(shù)語(yǔ)“前部”表示一個(gè)比術(shù)語(yǔ)“后部”調(diào)節(jié)的位置更接近坐在凳子上彈奏的演奏者的位置。畫(huà)在前部位置和對(duì)應(yīng)的后部位置之間的直線在“前后方向”上延伸，并且該前后方向與橫向以直角交叉。豎直方向與該前后方向和橫向限定的平面垂直。術(shù)語(yǔ)“軸向”取決于部件的配置，術(shù)語(yǔ)“縱向的”表示大于部件“寬度”方向的部件長(zhǎng)度方向。
第一實(shí)施例體現(xiàn)本發(fā)明的音樂(lè)系統(tǒng)包括分別用作主樂(lè)器100和從樂(lè)器102的主混合鋼琴101A和從混合鋼琴102A，以及音樂(lè)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)器101A。主混合鋼琴100A和從混合鋼琴102A通過(guò)音樂(lè)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)器101A和通信信道相互連接。在該例中，音樂(lè)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)器101A在實(shí)體上與主混合鋼琴100A和從混合鋼琴102A分離。為此，數(shù)據(jù)發(fā)送器和數(shù)據(jù)接收器分別集成在主混合鋼琴100A和從混合鋼琴102A中，音樂(lè)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)器101A也裝備了數(shù)據(jù)發(fā)送器和數(shù)據(jù)接收器。在該音樂(lè)系統(tǒng)中采用公知的數(shù)據(jù)通信協(xié)議來(lái)進(jìn)行通信。
主混合鋼琴和從混合鋼琴圖2示出主混合鋼琴100A。主混合鋼琴100A大都包括聲學(xué)鋼琴100a和電子系統(tǒng)100b。電子系統(tǒng)100b具有數(shù)據(jù)處理能力，并監(jiān)控聲學(xué)鋼琴100a來(lái)產(chǎn)生初始音樂(lè)數(shù)據(jù)段。該初始音樂(lè)數(shù)據(jù)段從電子系統(tǒng)100b發(fā)送到音樂(lè)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)器101A。
聲學(xué)鋼琴100a包括具有白琴鍵1Ma和黑琴鍵1Mb的鍵盤(pán)1M、操作單元2、小錘4、琴弦4和制音器5。白琴鍵1Ma和黑琴鍵1Mb以公知模式設(shè)置，并分別賦予白和黑琴鍵1Ma/1Mb音調(diào)名稱(chēng)。該音調(diào)名稱(chēng)以琴鍵號(hào)Kn來(lái)表達(dá)，從而琴鍵號(hào)Kn從最左邊的白琴鍵1Ma到最右邊的白琴鍵1Ma變化。在該例中，88個(gè)琴鍵1Ma/1Mb集成在鍵盤(pán)1M上，琴鍵號(hào)Kn從“1”改變到“88”。為此，最低的音調(diào)名稱(chēng)和最高的音調(diào)名稱(chēng)表達(dá)為“Kn1”和“Kn88”。
白琴鍵1Ma和黑琴鍵1Mb在前后方向上延伸，并與平衡桿1a交叉。平衡管腳P從平衡桿1a上伸出，并為白和黑琴鍵1Ma/1Mb提供支點(diǎn)。當(dāng)力施加到白和黑琴鍵1Ma/1Mb的前部位置以及從該位置撤離時(shí)，白和黑琴鍵1Ma/1Mb上下跳躍，并在其余位置和末端位置之間的各軌跡上移動(dòng)，術(shù)語(yǔ)“琴鍵行程(keystroke)”表達(dá)了在琴鍵軌跡上從該其余位置到當(dāng)前琴鍵位置之間的距離。在該例中，白和黑琴鍵1Ma/1Mb的前部末端的末端位置與該其余位置間隔10毫米，由此完整的琴鍵行程是10毫米。
白和黑琴鍵1Ma/1Mb分別與操作單元2連接，從而演奏者通過(guò)白和黑琴鍵1Ma/1Mb有選擇地激勵(lì)操作單元2。小錘3分別與操作單元2連接，并被驅(qū)動(dòng)來(lái)通過(guò)控鍵(escape)而進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。琴弦4在關(guān)聯(lián)的小錘3上方繃緊，小錘3在旋轉(zhuǎn)結(jié)束時(shí)與關(guān)聯(lián)的琴弦4發(fā)生撞擊。然后琴弦4振動(dòng)，并通過(guò)該振動(dòng)按照與分配給白和黑琴鍵1Ma/1Mb的音調(diào)名稱(chēng)相同的音高產(chǎn)生音調(diào)。制音器5與白和黑琴鍵1Ma/1Mb連接，并根據(jù)琴鍵的運(yùn)動(dòng)而與琴弦4分離和接觸。當(dāng)制音器5與琴弦4分離時(shí)，琴弦4振動(dòng)，并因此產(chǎn)生音調(diào)。但是，當(dāng)制音器5與琴弦4接觸時(shí)，振動(dòng)被衰減且音調(diào)消失。由此聲學(xué)鋼琴100a以公知方式動(dòng)作。
電子系統(tǒng)100b包括琴鍵傳感器6M和信號(hào)處理單元10M。琴鍵傳感器6M與信號(hào)處理單元10M連接，信號(hào)處理單元10M通過(guò)通信信道與音樂(lè)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)器101A連接。表達(dá)白和黑琴鍵1Ma/1Mb的運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段從琴鍵傳感器6M提供給信號(hào)處理單元10M。在該例中，琴鍵行程或當(dāng)前琴鍵位置序列代表琴鍵運(yùn)動(dòng)。信號(hào)處理單元10M基于運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段產(chǎn)生初始音樂(lè)數(shù)據(jù)段，并將表示該初始音樂(lè)數(shù)據(jù)段的數(shù)字音樂(lè)數(shù)據(jù)段信號(hào)DS1通過(guò)通信信道提供給音樂(lè)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)器101A。
琴鍵傳感器6M例如由光電耦合器和開(kāi)關(guān)板(shutter plate)實(shí)現(xiàn)。開(kāi)關(guān)板分別固定在白和黑琴鍵1Ma/1Mb的下表面上，并與白和黑琴鍵1Ma/1Mb一起在各自的軌跡上運(yùn)動(dòng)。光電耦合器將光束輻射到有關(guān)的開(kāi)關(guān)板的軌跡上，從而光量隨著開(kāi)關(guān)板的當(dāng)前位置而改變，并因此隨著琴鍵軌跡上的當(dāng)前琴鍵位置而改變。完整的琴鍵行程與琴鍵傳感器6M的可檢測(cè)范圍交疊。日本專(zhuān)利申請(qǐng)2004-77521中公開(kāi)的琴鍵傳感器可用于電子系統(tǒng)100b。因此，琴鍵傳感器6M將琴鍵軌跡上的當(dāng)前琴鍵位置或白和黑琴鍵1Ma/1Mb的琴鍵行程轉(zhuǎn)換為琴鍵位置信號(hào)AS1，并將該琴鍵位置信號(hào)AS1提供給信號(hào)處理單元10M。
信號(hào)處理單元10M包括接口(未示出)、數(shù)據(jù)處理器(未示出)、存儲(chǔ)器(未示出)和數(shù)據(jù)發(fā)送器(未示出)，琴鍵傳感器6M與該接口連接。琴鍵信號(hào)AS1到達(dá)接口。模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器集成在接口中，從而琴鍵位置信號(hào)AS1被轉(zhuǎn)換為數(shù)字琴鍵位置信號(hào)。計(jì)算機(jī)程序在該數(shù)據(jù)處理器中運(yùn)行，該數(shù)據(jù)處理器基于琴鍵運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段通過(guò)執(zhí)行編程指令周期性地產(chǎn)生表達(dá)88個(gè)琴鍵1Ma/1Mb的運(yùn)動(dòng)的初始音樂(lè)數(shù)據(jù)段。
參考圖3，從混合鋼琴102A由自動(dòng)演奏鋼琴實(shí)現(xiàn)，并且也分為聲學(xué)鋼琴102a和電子系統(tǒng)102b。聲學(xué)鋼琴102a在結(jié)構(gòu)上類(lèi)似于聲學(xué)鋼琴100a。為此，聲學(xué)鋼琴102a的大多數(shù)部件都具有分配給聲學(xué)鋼琴100a的對(duì)應(yīng)部件的附圖標(biāo)記，為簡(jiǎn)單起見(jiàn)省略了詳細(xì)的描述。但是，鍵盤(pán)、白琴鍵和黑琴鍵分別標(biāo)有附圖標(biāo)記“1S”、“1Sa”和“1Sb”，以便與主混合鋼琴100A的對(duì)應(yīng)部件區(qū)分開(kāi)來(lái)。
電子系統(tǒng)102b包括琴鍵傳感器6S、信號(hào)處理單元10S和由螺線管操作的琴鍵激勵(lì)器7。琴鍵傳感器6S由光學(xué)傳感器實(shí)現(xiàn)，這些光學(xué)傳感器與用于琴鍵傳感器6M的相同，并且琴鍵傳感器6S與信號(hào)處理單元10S和由螺線管操作的琴鍵激勵(lì)器7一起形成伺服控制環(huán)。琴鍵傳感器6S向信號(hào)處理單元10S輸出模擬琴鍵位置信號(hào)AS2。除了計(jì)算機(jī)程序和螺線管驅(qū)動(dòng)電路單元27之外，信號(hào)處理單元10S在硬件上類(lèi)似于信號(hào)處理單元10M。為此，下面只詳細(xì)描述計(jì)算機(jī)程序。
由螺線管操作的琴鍵激勵(lì)器7分別提供給白和黑琴鍵1Sa/1Sb，并安裝在白和黑琴鍵1Sa/1Sb的后部下方。磁軛和螺線管都由琴鍵座1b通過(guò)支架(未示出)支撐，并且相對(duì)于琴鍵座1b固定。另一方面，插棒式鐵芯7a從關(guān)聯(lián)的螺線管伸出和縮回。信號(hào)處理單元10S的螺線管驅(qū)動(dòng)電路27與螺線管連接，并有選擇地向螺線管提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)u。當(dāng)給螺線管提供了驅(qū)動(dòng)信號(hào)u后建立了磁場(chǎng)，并使得關(guān)聯(lián)插棒式鐵芯7a向上推動(dòng)白和黑琴鍵1Sa/1Sb的后部。
參考圖4，每個(gè)信號(hào)處理單元10M和10S都包括縮寫(xiě)為“CPU”的中央處理單元20、縮寫(xiě)為“ROM”的只讀存儲(chǔ)器21、縮寫(xiě)為“RAM”的隨機(jī)存取存儲(chǔ)器22、通信接口23和縮寫(xiě)為“I/O”的信號(hào)接口24。由于螺線管驅(qū)動(dòng)器27只集成在信號(hào)處理單元10S中，因此用虛線繪制方框27。在該例中，只讀存儲(chǔ)器21由半導(dǎo)體電可擦除和可編程的只讀存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)，例如閃存。
中央處理單元20是數(shù)據(jù)處理能力的源頭。計(jì)算機(jī)程序存儲(chǔ)在只讀存儲(chǔ)器21中，中央處理單元20順序的從只讀存儲(chǔ)器21中取出該計(jì)算機(jī)程序的編程指令代碼，以完成所給定的任務(wù)。只讀存儲(chǔ)器21中還存儲(chǔ)了校準(zhǔn)數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)信息。集成在信號(hào)處理單元10M中的中央處理單元20和集成在信號(hào)處理單元10S中的中央處理單元之間的任務(wù)是不同的。其它表達(dá)系數(shù)、閾值、參考值等等的數(shù)據(jù)代碼也存儲(chǔ)在只讀存儲(chǔ)器21中，中央處理單元20在數(shù)據(jù)處理期間有選擇地讀取該數(shù)據(jù)代碼。電可擦除和可編程的只讀存儲(chǔ)器適用于該計(jì)算機(jī)程序的高級(jí)版本。
數(shù)據(jù)處理的結(jié)構(gòu)臨時(shí)存儲(chǔ)在隨機(jī)存取存儲(chǔ)器22中，并且將預(yù)先確定的存儲(chǔ)位置分配給標(biāo)志、表、計(jì)數(shù)器和定時(shí)器。
通信接口23與音樂(lè)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)器101連接。音樂(lè)數(shù)據(jù)段代碼從信號(hào)處理單元10M的通信接口23輸出到音樂(lè)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)器101中，調(diào)節(jié)后的音樂(lè)數(shù)據(jù)段到達(dá)信號(hào)處理單元10S的通信接口23。
信號(hào)接口24包括模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(未示出)，琴鍵傳感器6M或6S有選擇地與模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器連接。從琴鍵傳感器6M/6S連續(xù)輸出的模擬琴鍵位置信號(hào)AS1與時(shí)鐘信號(hào)同步地被周期性轉(zhuǎn)換為數(shù)字琴鍵位置信號(hào)DS2，該數(shù)字琴鍵位置信號(hào)DS2由中央處理單元20取出。盡管未在附圖中示出，信號(hào)接口24還包括與操縱板連接的數(shù)據(jù)緩沖器。中央處理單元20通過(guò)該數(shù)據(jù)緩沖器提供表達(dá)可視圖像的數(shù)據(jù)代碼，并向用戶告知主混合鋼琴100A或從混合鋼琴102A的當(dāng)前狀態(tài)以及將由用戶選擇地選項(xiàng)。由此，用戶通過(guò)該操縱板與主混合鋼琴100A或從混合鋼琴102A通信。
信號(hào)處理單元10S還包括螺線管驅(qū)動(dòng)器27。螺線管驅(qū)動(dòng)器27具有脈沖寬度調(diào)制器。使驅(qū)動(dòng)信號(hào)u適合適當(dāng)?shù)恼伎毡?duty ratio)，并提供給由螺線管操作的琴鍵激勵(lì)器7的螺線管。由于由螺線管操作的琴鍵激勵(lì)器7與驅(qū)動(dòng)信號(hào)u的平均電流(也就是驅(qū)動(dòng)信號(hào)u的占空比)成正比的將力施加到插棒式鐵芯7a上，因此插棒式鐵芯行程以及琴鍵行程都可以通過(guò)螺線管驅(qū)動(dòng)器27中的脈沖寬度調(diào)制來(lái)控制。
這些系統(tǒng)部件20、21、22、23、24與總線系統(tǒng)20B連接，數(shù)據(jù)代碼、地址代碼和控制代碼在系統(tǒng)部件20至24之間傳送。螺線管驅(qū)動(dòng)器27也與總線系統(tǒng)20B連接，從而中央處理單元20指示螺線管驅(qū)動(dòng)器27在目標(biāo)占空比下。
音樂(lè)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)器音樂(lè)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)器101A具有數(shù)據(jù)處理能力，并響應(yīng)用戶的指令以將初始音樂(lè)數(shù)據(jù)段調(diào)節(jié)為調(diào)節(jié)后的音樂(lè)數(shù)據(jù)段。該音樂(lè)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)器的系統(tǒng)配置類(lèi)似于圖4所示的信號(hào)處理單元10M的系統(tǒng)配置。為此為簡(jiǎn)單起見(jiàn)下面不再贅述。
通過(guò)操作面板將用戶指令下達(dá)給音樂(lè)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)器101A，表示用戶指令的指令數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在隨機(jī)存取存儲(chǔ)器22中?；蛘?，用戶通過(guò)主混合鋼琴100A或從混合鋼琴102A向音樂(lè)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)器101A下達(dá)指令。其中一個(gè)指令指示音樂(lè)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)器101A如何調(diào)節(jié)初始音樂(lè)數(shù)據(jù)段，并使音樂(lè)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)器101A準(zhǔn)備好對(duì)初始音樂(lè)數(shù)據(jù)段進(jìn)行調(diào)節(jié)。換句話說(shuō)，主例行程序?yàn)橐魳?lè)數(shù)據(jù)段調(diào)節(jié)分支出子例行程序。該指令可以指示八度音階移位或變換。
變換表存儲(chǔ)在只讀存儲(chǔ)器21中。當(dāng)用戶指示音樂(lè)調(diào)節(jié)器101A變換時(shí)，中央處理單元20用標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)段KnM訪問(wèn)該表，讀取表示不同琴鍵的琴鍵號(hào)Kn的調(diào)節(jié)后的標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)段KnS，產(chǎn)生包含運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段rxS、rvS的調(diào)節(jié)后的音樂(lè)數(shù)據(jù)段、調(diào)節(jié)后的標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)段KnS和時(shí)間數(shù)據(jù)段t。
音樂(lè)系統(tǒng)的功能圖5A示出音樂(lè)系統(tǒng)的功能。如結(jié)合信號(hào)處理單元10M的系統(tǒng)配置所述的，琴鍵傳感器6M連續(xù)產(chǎn)生表示運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段yxMa的模擬琴鍵位置信號(hào)AS1，并且通過(guò)接口24的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器將模擬琴鍵位置信號(hào)AS1周期地轉(zhuǎn)換為數(shù)字琴鍵位置信號(hào)DS2。存儲(chǔ)在數(shù)字琴鍵位置信號(hào)DS2中的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段表達(dá)為“yxMd”。運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段yxMd也表達(dá)了白和黑琴鍵1Ma/1Mb或琴鍵行程的當(dāng)前琴鍵位置。中央處理單元20從接口24中取出數(shù)字琴鍵位置信號(hào)DS2，并通過(guò)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理完成以下任務(wù)。
首先，中央處理單元20如在方框30中那樣對(duì)音樂(lè)數(shù)據(jù)段進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。換句話說(shuō)，聲學(xué)鋼琴102a和琴鍵傳感器6M的個(gè)性特征從運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段yxMd中消除，如果需要，在主混合鋼琴100A采用的單元中的音樂(lè)數(shù)據(jù)段yxMd被轉(zhuǎn)換為從混合鋼琴102A采用的單元中的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段yxM。在隨機(jī)存取存儲(chǔ)器22中積累每個(gè)白和黑琴鍵1Ma/1Mb的標(biāo)準(zhǔn)化運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段yxM。
接著在方框32中，中央處理單元20基于標(biāo)準(zhǔn)化的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段yxM來(lái)確定表達(dá)當(dāng)前琴鍵速度的另一種運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段yvM，并且也在隨機(jī)存取存儲(chǔ)器22中積累運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段yvM。當(dāng)前琴鍵速度可以通過(guò)運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段yxM的微分求得。
接著，中央處理單元20基于運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段yxM和yvM產(chǎn)生初始音樂(lè)數(shù)據(jù)段rM。詳細(xì)地說(shuō)，從所有白和黑琴鍵1Ma/1Mb提供給接口24的模擬琴鍵位置信號(hào)AS1由模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器順序地轉(zhuǎn)換為數(shù)字琴鍵位置信號(hào)DS2，中央處理單元20分別將琴鍵號(hào)Kn連接到數(shù)字琴鍵位置信號(hào)DS2，以便在分別分配給白和黑琴鍵1Ma/1Mb的存儲(chǔ)位置中積累標(biāo)準(zhǔn)化的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段yxM和運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段yvM。此外，中央處理單元20使用一個(gè)計(jì)數(shù)器周期性地測(cè)量經(jīng)過(guò)的時(shí)間，并且在取出每個(gè)運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段yxMd時(shí)讀取該時(shí)間t。中央處理單元20對(duì)每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段yxM和運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段yvM標(biāo)以時(shí)間t，并在分配給相關(guān)的一個(gè)白和黑琴鍵1Ma/1Mb的預(yù)定存儲(chǔ)位置中積累運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段，作為表達(dá)在時(shí)刻t時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)化當(dāng)前琴鍵位置的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段rxM和表達(dá)在時(shí)刻t時(shí)的當(dāng)前琴鍵速度的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段rvM。因此，每個(gè)初始音樂(lè)數(shù)據(jù)段rM包括運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段rxM、運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段rvM、時(shí)間數(shù)據(jù)段t和表達(dá)琴鍵號(hào)Kn的標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)段KnM，如圖5B所示。在圖5B中，運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段rxM/rvM和標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)段KnM都標(biāo)有時(shí)間數(shù)據(jù)段t1，并形成初始音樂(lè)數(shù)據(jù)段Rm。在運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段rxM/rvM中描述了白和黑琴鍵KnM的運(yùn)動(dòng)。方框34表示初始音樂(lè)數(shù)據(jù)段rM的發(fā)送。
接著，中央處理單元20將初始音樂(lè)數(shù)據(jù)段rM發(fā)送到通信接口23，在方框35中將初始音樂(lè)數(shù)據(jù)段rM發(fā)送到音樂(lè)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)器101A。
音樂(lè)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)器101A響應(yīng)用戶的指令來(lái)調(diào)節(jié)初始音樂(lè)數(shù)據(jù)段rM。用戶通過(guò)操作面板(未示出)向音樂(lè)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)器101A下達(dá)指令。假定用戶指示音樂(lè)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)器101A將產(chǎn)生的音調(diào)的音高移位一個(gè)八度音階。此后將該調(diào)節(jié)稱(chēng)為“八度音階移位”。
在方框36中初始音樂(lè)數(shù)據(jù)段rM到達(dá)音樂(lè)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)器101A，并且該音樂(lè)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)器101A部分地將初始音樂(lè)數(shù)據(jù)段rM改變?yōu)檎{(diào)節(jié)后的音樂(lè)數(shù)據(jù)段rS。在該例中，用戶指示音樂(lè)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)器101A進(jìn)行八度音階移位。為此，在方框37中，音樂(lè)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)器101A從初始音樂(lè)數(shù)據(jù)段rM中提取標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)段KnM，并向琴鍵號(hào)Kn加上“12”或減去“12”。此后，分別將琴鍵號(hào)Kn-12和Kn+12稱(chēng)為“第一移位的琴鍵號(hào)KnS1”和“第二移位的琴鍵號(hào)KnS2”，調(diào)節(jié)后的標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)段KnS1和KnS2表示第一移位的琴鍵號(hào)KnS1和第二移位的琴鍵號(hào)KnS2。
初識(shí)標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)段KnM被置換為調(diào)節(jié)后的標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)段KnS1/KnS2。運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段rxM/rvM和時(shí)間數(shù)據(jù)段t沒(méi)有改變，并用作運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段rxS/rvS和時(shí)間數(shù)據(jù)段t。結(jié)果是，調(diào)節(jié)后的音樂(lè)數(shù)據(jù)段rS包括運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段rxS/rvS、時(shí)間數(shù)據(jù)段t和調(diào)節(jié)后的標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)段KnS1/KnS2，如圖5C所示。因此，在調(diào)節(jié)后的音樂(lè)數(shù)據(jù)段rS中仍然描述了琴鍵KnS1和KnS2的運(yùn)動(dòng)。
數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)一結(jié)束，音樂(lè)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)器101A就向從混合鋼琴102A發(fā)送調(diào)節(jié)后的音樂(lè)數(shù)據(jù)段rS，如方框38所示。
假定在方框39中從混合鋼琴102A接收調(diào)節(jié)后的音樂(lè)數(shù)據(jù)段rS。中央處理單元20作為信號(hào)處理單元10S的數(shù)據(jù)處理能力的源頭，取出調(diào)節(jié)后的音樂(lè)數(shù)據(jù)段rS，并分析調(diào)節(jié)后的音樂(lè)數(shù)據(jù)段rS。中央處理單元20基于標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)段KnS1和KnS2來(lái)指定白琴鍵或黑琴鍵1Sa/1Sb，并在方框40中基于運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段rxS/rvS通過(guò)分析確定時(shí)刻t時(shí)的目標(biāo)琴鍵位置rxS和目標(biāo)琴鍵速度rvS。
在圓圈41和42中，中央處理單元20從隨機(jī)存取存儲(chǔ)器22中讀出實(shí)際的琴鍵位置yxS和實(shí)際的琴鍵速度yvS，并將目標(biāo)琴鍵位置rxS和目標(biāo)琴鍵速度rvS與實(shí)際琴鍵位置yxS和實(shí)際琴鍵速度yvS進(jìn)行比較，以檢查差別ex/ev到底有多大。后面將會(huì)詳細(xì)描述，琴鍵傳感器6S監(jiān)控白琴鍵1Sa和黑琴鍵1Sb，從而向信號(hào)處理單元10S報(bào)告實(shí)際的琴鍵位置yk，并且每個(gè)采樣周期都要更新實(shí)際琴鍵位置yxS和實(shí)際琴鍵速度yvS。
在方框43和44中，中央處理單元20將行程差ex和速度差ev分別乘以增益kx和kv，并在圓圈45中將乘積ux與乘積uv相加。增益kx和kv使得行程差ex和速度差ev分別轉(zhuǎn)換為占空比中的相應(yīng)百分比值。
中央處理單元20將乘積和u(也就是(ux+uv))提供給螺線管驅(qū)動(dòng)器27，并請(qǐng)求螺線管驅(qū)動(dòng)器27向標(biāo)有第一移位琴鍵號(hào)KnS1和第二移位琴鍵號(hào)KnS2的白琴鍵或黑琴鍵1Sa/1Sb提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)。螺線管驅(qū)動(dòng)器27將驅(qū)動(dòng)信號(hào)u調(diào)整為等于乘積和u的目標(biāo)占空比，并將驅(qū)動(dòng)信號(hào)u提供給白琴鍵或黑琴鍵1Sa/1Sb。
當(dāng)給螺線管提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)u時(shí)，螺線管增加了在插棒式鐵芯7a上的推力，插棒式鐵芯7a向著目標(biāo)琴鍵位置移動(dòng)白琴鍵或黑琴鍵1Sa/1Sb。
琴鍵傳感器6S將實(shí)際琴鍵位置yk轉(zhuǎn)換為模擬琴鍵位置信號(hào)AS2，并將表達(dá)實(shí)際琴鍵位置yk的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段yxSa提供給信號(hào)處理單元10S。
通過(guò)集成在接口24中的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器將模擬琴鍵位置信號(hào)AS2轉(zhuǎn)換為表達(dá)運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段yxSd的數(shù)字琴鍵位置信號(hào)DS3，并由中央處理單元20取出該運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段yxSd。
在方框31中，中央處理單元20標(biāo)準(zhǔn)化運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段yxSd，以便從運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段yxSd中消除聲學(xué)鋼琴102a的個(gè)性特征和琴鍵傳感器6S的個(gè)性特征，并將實(shí)際琴鍵位置yxS存儲(chǔ)到隨機(jī)存取存儲(chǔ)器22中。在方框33中，中央處理單元20從隨機(jī)存取存儲(chǔ)器22中讀出實(shí)際的琴鍵位置yxS系列，并確定實(shí)際的琴鍵速度yvS。
為了從下一段調(diào)節(jié)后的音樂(lè)數(shù)據(jù)段rS中確定行程差ex和速度差ev，從隨機(jī)存取存儲(chǔ)器22中讀出實(shí)際琴鍵位置yxS和實(shí)際琴鍵速度yvS。
從上面的描述中可以理解，音樂(lè)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)器101A將表達(dá)琴鍵運(yùn)動(dòng)的初始數(shù)據(jù)段調(diào)節(jié)為也表達(dá)琴鍵運(yùn)動(dòng)的調(diào)節(jié)后的音樂(lè)數(shù)據(jù)段。從混合鋼琴102A處理調(diào)節(jié)后的音樂(lè)數(shù)據(jù)段，并基于調(diào)節(jié)后的音樂(lè)數(shù)據(jù)段產(chǎn)生琴鍵運(yùn)動(dòng)。結(jié)果是，小錘3在旋轉(zhuǎn)結(jié)束時(shí)引起琴弦4振動(dòng)，并從振動(dòng)的琴弦4發(fā)出音調(diào)。盡管由從混合鋼琴102A產(chǎn)生的音調(diào)在屬性上與主混合鋼琴100A指定的音調(diào)不同，但音樂(lè)系統(tǒng)使得所產(chǎn)生的音調(diào)只屬于該指定的音調(diào)，以響應(yīng)用戶的指令。
盡管根據(jù)不同于MIDI協(xié)議的音樂(lè)協(xié)議對(duì)初始音樂(lè)數(shù)據(jù)段進(jìn)行編碼，根據(jù)本發(fā)明的音樂(lè)系統(tǒng)還是產(chǎn)生了屬于所指定的音調(diào)但不同于該指定音調(diào)的音調(diào)。
計(jì)算機(jī)程序下面參考圖6A至6E描述通過(guò)主混合鋼琴100A、音樂(lè)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)器101A和從混合鋼琴102A中的數(shù)據(jù)處理而實(shí)現(xiàn)的控制方法。盡管主混合鋼琴100A和從混合鋼琴102A對(duì)所有的白和黑琴鍵1Ma/1Mb都重復(fù)該控制序列，這些附圖還是被簡(jiǎn)化為好像分別只有一個(gè)琴鍵形成鍵盤(pán)1M和1S。
當(dāng)鋼琴家在鍵盤(pán)1M上彈奏樂(lè)曲時(shí)，他或她按下白琴鍵1Ma。琴鍵號(hào)Kn被分配給該白琴鍵1Ma。當(dāng)白琴鍵1Ma在從其余位置到結(jié)束位置的軌跡上運(yùn)動(dòng)時(shí)，關(guān)聯(lián)的琴鍵傳感器6M根據(jù)當(dāng)前琴鍵位置連續(xù)改變模擬琴鍵位置信號(hào)AS1。模擬琴鍵位置信號(hào)AS1被輸入接口24。
接口24周期性地從模擬琴鍵位置信號(hào)AS1中采樣出離散值。假定在步驟S1中采樣出離散值。通過(guò)模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換將該離散值轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制值，在步驟S2中，中央處理單元20從模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器中取出由該二進(jìn)制值表達(dá)的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段。
在步驟S3中，中央處理單元20標(biāo)準(zhǔn)化運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段yxMd以產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)化的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段yxM。由于琴鍵傳感器6M的個(gè)性化特征而產(chǎn)生的錯(cuò)誤成分包括不規(guī)則的偏移電壓S和不規(guī)則的增益R。不規(guī)則的偏移電壓S和不規(guī)則的增益R作為校準(zhǔn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在只讀存儲(chǔ)器21中。信號(hào)處理單元10M通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定這些因子S和R，并將它們存儲(chǔ)在電可擦除和可編程的只讀存儲(chǔ)器21中。該錯(cuò)誤成分從運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段yxMd中被消除。
yxM＝R×yxMd+S 等式1運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段yxMd還包括另一個(gè)由于聲學(xué)鋼琴100A的個(gè)性特征而產(chǎn)生的錯(cuò)誤成分。琴鍵傳感器6M和白和黑琴鍵1Ma/1Mb之間的相對(duì)位置是引起該錯(cuò)誤成分的原因。確定了在其余位置和結(jié)束位置時(shí)的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段yxMd，并作為校準(zhǔn)數(shù)據(jù)段YXDr和YXDe存儲(chǔ)在只讀存儲(chǔ)器21中。中央處理單元20從如下所示從運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段yxMd中消除由于聲學(xué)鋼琴100A的個(gè)性特征引起的錯(cuò)誤成分。
yxM＝(yxMd-YXDr)/(YXDe-YXDr)等式2在從混合鋼琴102A中，執(zhí)行對(duì)應(yīng)于主混合鋼琴100A中標(biāo)準(zhǔn)化的標(biāo)準(zhǔn)化。
在步驟S4中，中央處理單元20將標(biāo)準(zhǔn)化的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段yxM與表達(dá)其余位置的參考數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，以檢查白琴鍵1Ma是否還留在該其余位置。當(dāng)白琴鍵1Ma留在該剩余位置時(shí)，答案是否定的“不”。然后，中央處理單元20將對(duì)象琴鍵從分配了琴鍵號(hào)Kn的白琴鍵1M改變?yōu)橄聜€(gè)琴鍵K(n+1)。如上所述，圖6A示出控制序列就好像只有一個(gè)白琴鍵1M形成鍵盤(pán)1M。假定中央處理單元12返回步驟S1，并重新進(jìn)行由步驟S1至S4組成的循環(huán)，直到步驟S4中的答案變?yōu)榭隙ù鸢笧橹埂?br> 當(dāng)鋼琴家按下白琴鍵1Ma時(shí)，琴鍵傳感器6M開(kāi)始改變運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段yxMa，步驟S4中的回答為肯定的“是”。然后在步驟S5中中央處理單元20確定分配給白琴鍵1Ma的琴鍵號(hào)Kn。琴鍵傳感器6M分為多個(gè)分配了不同采樣周期的時(shí)隙的組，并且每個(gè)組的琴鍵位置信號(hào)AS1被輸入不同的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器中。中央處理單元20基于時(shí)隙與取出運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段yxMd的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的組合來(lái)指定白琴鍵1Ma。中央處理單元20讀取取出運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段yxMd的時(shí)間，并將標(biāo)準(zhǔn)化的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段yxM和時(shí)間數(shù)據(jù)段t存儲(chǔ)在分配給琴鍵號(hào)Kn的預(yù)定存儲(chǔ)位置。在該預(yù)定存儲(chǔ)位置中與時(shí)間數(shù)據(jù)段t一起按照先進(jìn)先出的方式積累標(biāo)準(zhǔn)化運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段yxM的預(yù)定數(shù)量的值。
接著，中央處理單元20從隨機(jī)存取存儲(chǔ)器22中讀取一系列標(biāo)準(zhǔn)化運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段yxM的值，并在步驟S6中例如通過(guò)微分確定琴鍵速度。中央處理單元20將表達(dá)琴鍵速度的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段yvM和標(biāo)準(zhǔn)化運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段yxM積累在隨機(jī)存取存儲(chǔ)器22的預(yù)定存儲(chǔ)位置中。
一旦完成步驟S6中的工作，中央處理單元20就在步驟S7中從分配給琴鍵號(hào)Kn的預(yù)定存儲(chǔ)位置中讀取標(biāo)準(zhǔn)化運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段yxM、運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段yvM和時(shí)間數(shù)據(jù)段t，并產(chǎn)生初始音樂(lè)數(shù)據(jù)段rM。如上所述，音樂(lè)數(shù)據(jù)段包括表達(dá)目標(biāo)琴鍵位置或琴鍵行程的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段rxM、表達(dá)目標(biāo)琴鍵速度的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段rvM、時(shí)間數(shù)據(jù)段t和表達(dá)琴鍵號(hào)Kn的標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)段KnM。
最后，在步驟S8中將初始音樂(lè)數(shù)據(jù)段rM傳送給發(fā)送器，并發(fā)送給音樂(lè)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)器101A。
圖6A中所示的大部分控制方法都由運(yùn)行在中央處理單元20的計(jì)算機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)。該計(jì)算機(jī)程序用作子例行程序，而主例行程序周期性地在每個(gè)定時(shí)器中斷時(shí)跳至該子例行程序。該計(jì)算機(jī)程序中還集成了其他或她子例行程序。當(dāng)主例行程序在中央處理單元20上運(yùn)行時(shí)，中央處理單元20請(qǐng)求操作面板(未示出)產(chǎn)生表達(dá)主混合鋼琴100A的當(dāng)前狀態(tài)的各種圖像和提示消息，并接收用戶指令。
圖6B示出將初始音樂(lè)數(shù)據(jù)段調(diào)節(jié)為調(diào)節(jié)后的音樂(lè)數(shù)據(jù)段rS的方法。該方法由運(yùn)行在音樂(lè)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)器101A的數(shù)據(jù)處理單元中的計(jì)算機(jī)程序的子例行程序?qū)崿F(xiàn)。當(dāng)主例行程序在中央處理單元20上運(yùn)行時(shí)，中央處理單元20周期性地檢查分配給初始音樂(lè)數(shù)據(jù)段rM的信號(hào)輸入端口。假定鋼琴家已經(jīng)指示音樂(lè)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)器101A進(jìn)行八度音階移位。
假定初始音樂(lè)數(shù)據(jù)段到達(dá)信號(hào)輸入端口。然后，中央處理單元20確認(rèn)接收了數(shù)字音樂(lè)信號(hào)DS1。主例行程序跳至子例行程序。
在步驟S9中，中央處理單元20從信號(hào)輸入端口取出初始音樂(lè)數(shù)據(jù)段rM，并將初始音樂(lè)數(shù)據(jù)段rM存儲(chǔ)在內(nèi)部存儲(chǔ)器中。在步驟S10中，中央處理單元20讀取標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)段KnM，并確定第一移位琴鍵號(hào)KnS1和第二移位琴鍵號(hào)KnS2。中央處理單元20將第一移位琴鍵號(hào)KnS1和第二移位琴鍵號(hào)KnS2存儲(chǔ)在隨機(jī)存取存儲(chǔ)器22中。
在八度音階移位中只有標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)段KnM發(fā)生改變，而運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段rxM和rvM不改變。為此在步驟S11中，中央處理單元20將運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段rxM和rvM復(fù)制到調(diào)節(jié)后的音樂(lè)數(shù)據(jù)段rS中。時(shí)間數(shù)據(jù)段t和調(diào)節(jié)后的標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)段KnS1和KnS2還構(gòu)成一部分調(diào)節(jié)后的音樂(lè)數(shù)據(jù)段rS。
接著在步驟S12中，中央處理單元20將調(diào)節(jié)后的音樂(lè)數(shù)據(jù)段rS傳送到發(fā)送器，在步驟S13中，調(diào)節(jié)后的音樂(lè)數(shù)據(jù)段rS從該發(fā)送器傳送到從混合鋼琴102A。
圖6C示出在從混合鋼琴102A上再現(xiàn)琴鍵運(yùn)動(dòng)的方法。該方法的大部分都通過(guò)執(zhí)行運(yùn)行在中央處理單元20中的一部分計(jì)算機(jī)程序來(lái)實(shí)現(xiàn)。該計(jì)算機(jī)程序包括一個(gè)主例行程序和若干子例行程序，并且所述部分計(jì)算機(jī)對(duì)應(yīng)于一個(gè)子例行程序。當(dāng)用戶指示從混合鋼琴102A重現(xiàn)主混合鋼琴100A上的演奏時(shí)，主例行程序開(kāi)始在每個(gè)定時(shí)器中斷時(shí)都跳至該子例行程序。盡管中央處理單元20對(duì)所有的白和黑琴鍵1Sa/1Sb都重復(fù)該控制序列，但為簡(jiǎn)單起見(jiàn)圖6C還是示出好像只有一個(gè)白琴鍵1Sa形成鍵盤(pán)1S的控制序列。
在步驟S14中，中央處理單元20從通信接口23取出調(diào)節(jié)后的音樂(lè)數(shù)據(jù)段rS，并將該調(diào)節(jié)后的音樂(lè)數(shù)據(jù)段rS存儲(chǔ)在隨機(jī)存取存儲(chǔ)器22中。
接著，在步驟S15中，中央處理單元20從隨機(jī)存取存儲(chǔ)器22中讀取調(diào)節(jié)后的標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)段KnS1、KnS2和運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段rxS、rvS。在步驟S16中，中央處理單元20指定將要被移動(dòng)的白琴鍵1Sa，并確定該白琴鍵1Sa的目標(biāo)琴鍵位置和目標(biāo)琴鍵速度。將要被移動(dòng)的白琴鍵1Sa所分配的琴鍵號(hào)分別與第一移位琴鍵號(hào)KnS1和第二移位琴鍵號(hào)KnS2一致。
在步驟S17中，中央處理單元20通過(guò)伺服控制環(huán)來(lái)控制白琴鍵1Sa。圖6D和6E示出步驟S17中的控制序列。盡管通過(guò)該序列控制所有的白和黑琴鍵1Sa/1Sb，但為簡(jiǎn)單起見(jiàn)只描述對(duì)分配了第一移位琴鍵號(hào)KnS1的白琴鍵1Sa的伺服控制。
在步驟S20中對(duì)關(guān)聯(lián)白琴鍵1Sa的琴鍵傳感器6S提供的模擬琴鍵位置信號(hào)AS2進(jìn)行采樣，并將離散值轉(zhuǎn)換為數(shù)字琴鍵位置信號(hào)DS3。在步驟S21中，中央處理單元20從模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器中取出運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段yxDs。該運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段yxDs存儲(chǔ)在已分配給白琴鍵1Sa的預(yù)定存儲(chǔ)位置中。
在步驟S22中，中央處理單元20標(biāo)準(zhǔn)化運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段yxSd。步驟S22中的標(biāo)準(zhǔn)化與步驟S3的標(biāo)準(zhǔn)化相同。在步驟S23中，中央處理單元20將標(biāo)準(zhǔn)化運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段yxS與運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段rxS進(jìn)行比較，并確定它們之間的行程差ex。在步驟S24中，中央處理單元20將該行程差ex乘以增益Kx，從而確定乘積ux。該乘積ux存儲(chǔ)在隨機(jī)存取存儲(chǔ)器22中。
在步驟S25中，中央處理單元20從隨機(jī)存取存儲(chǔ)器22中讀取運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段yxS的一系列值，并確定實(shí)際的琴鍵速度。表達(dá)該實(shí)際琴鍵速度的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段yvS存儲(chǔ)在分配給琴鍵號(hào)KnS1的預(yù)定存儲(chǔ)位置中。
接著在步驟S26中，中央處理單元20將運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段rvS與運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段yvS進(jìn)行比較，并確定速度差ev。在步驟S27中，中央處理單元20將該速度差ev乘以增益Kv，并將乘積uv存儲(chǔ)在隨機(jī)存取存儲(chǔ)器22中。
在步驟S28中，中央處理單元20從隨機(jī)存取存儲(chǔ)器22中讀取乘積ux和uv，并將它們相加。該乘積和表達(dá)了驅(qū)動(dòng)信號(hào)u的目標(biāo)占空比，并且中央處理單元20將該目標(biāo)占空比u提供給螺線管驅(qū)動(dòng)器27。在步驟S30中，螺線管驅(qū)動(dòng)器27將該驅(qū)動(dòng)信號(hào)u調(diào)整到目標(biāo)占空比，并將該驅(qū)動(dòng)信號(hào)u提供給關(guān)聯(lián)白琴鍵1Sa的由螺線管操作的琴鍵激勵(lì)器7。
圖6A和6B所示的控制序列對(duì)所有的白和黑琴鍵1Ma/1Mb都要執(zhí)行，圖6C至6E所示的控制序列對(duì)所有將要被移動(dòng)的白和黑琴鍵1Sa/1Sb都要重復(fù)。結(jié)果是，琴鍵運(yùn)動(dòng)由不同于白和黑琴鍵1Ma/1Mb的白和黑琴鍵1Sa/1Sb再現(xiàn)。由于運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段rxM/rvM表達(dá)了該軌跡上的連續(xù)琴鍵運(yùn)動(dòng)，因此可以通過(guò)運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段rxM/rvM來(lái)表達(dá)異常的琴鍵運(yùn)動(dòng)。換句話說(shuō)，任何優(yōu)美的音律都存儲(chǔ)在運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段rxM/rvM的一系列值中。音樂(lè)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)器101A從運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段rxM和rvM中產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段rxS和rvS，從而將優(yōu)美的音律移植到運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段rxS和rvS中。由此，初始音樂(lè)數(shù)據(jù)段rM使得可以表達(dá)出演奏中的優(yōu)美音律，并且音樂(lè)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)器101A可以將初始音樂(lè)數(shù)據(jù)段rM調(diào)節(jié)為調(diào)節(jié)后的音樂(lè)數(shù)據(jù)段rS而不會(huì)破壞優(yōu)美的音律。
第二實(shí)施例參考圖7，體現(xiàn)本發(fā)明的另一個(gè)音樂(lè)系統(tǒng)由單獨(dú)的一個(gè)自動(dòng)演奏鋼琴110實(shí)現(xiàn)。換句話說(shuō)，該單獨(dú)的一個(gè)自動(dòng)演奏鋼琴110象主樂(lè)器100、音樂(lè)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)器101和從樂(lè)器102那樣工作。
自動(dòng)演奏鋼琴110包括聲學(xué)鋼琴100b、由螺線管操作的琴鍵激勵(lì)器7T、琴鍵傳感器陣列6T和數(shù)據(jù)處理單元10T。聲學(xué)鋼琴100b類(lèi)似于聲學(xué)鋼琴102a，為此，除了鍵盤(pán)1T之外，聲學(xué)鋼琴100b的部件標(biāo)有分配給聲學(xué)鋼琴102a的對(duì)應(yīng)部件的標(biāo)記，也就是白琴鍵1Ta和黑琴鍵1Tb。由于由螺線管操作的琴鍵激勵(lì)器7T和傳感器陣列6T類(lèi)似于由螺線管操作的琴鍵傳感器7和傳感器陣列6M/6S，因此下面為簡(jiǎn)單起見(jiàn)不再進(jìn)行描述。
數(shù)據(jù)處理單元10T具有數(shù)據(jù)處理能力，并且其中運(yùn)行計(jì)算機(jī)程序。數(shù)據(jù)處理單元10T的功能是音樂(lè)數(shù)據(jù)產(chǎn)生器11、運(yùn)動(dòng)再現(xiàn)器12和音樂(lè)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)器13。聲學(xué)鋼琴100b、琴鍵傳感器陣列6T和音樂(lè)數(shù)據(jù)產(chǎn)生器11對(duì)應(yīng)于主樂(lè)器100，而聲學(xué)鋼琴100b、由螺線管操作的琴鍵激勵(lì)器7T、琴鍵傳感器陣列6T和運(yùn)動(dòng)再現(xiàn)器12對(duì)應(yīng)于從樂(lè)器102。除了通信接口23之外，數(shù)據(jù)處理單元10T的系統(tǒng)配置類(lèi)似于圖4所示的數(shù)據(jù)處理單元，從而數(shù)據(jù)處理單元10T的系統(tǒng)部件標(biāo)有分配給圖4的對(duì)應(yīng)系統(tǒng)部件的標(biāo)記。
圖8詳細(xì)示出了數(shù)據(jù)處理單元10T的功能，而圖9A和9B示出該音樂(lè)系統(tǒng)中采用的方法。假定用戶指示數(shù)據(jù)處理單元10T同時(shí)產(chǎn)生八度音階移位之后的音調(diào)。當(dāng)用戶在鍵盤(pán)1T上彈奏樂(lè)曲時(shí)，他或她選擇性的壓下和釋放白和黑琴鍵1Ta獲1Tb。假定用戶按下分配了琴鍵號(hào)Kn的白琴鍵1Ta。關(guān)聯(lián)的琴鍵傳感器6T連續(xù)的將當(dāng)前琴鍵位置轉(zhuǎn)換為模擬琴鍵位置信號(hào)AS1，并將表達(dá)當(dāng)前琴鍵位置的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段yxMa報(bào)告給接口24。在步驟S40中采樣出離散值，并且將該表達(dá)運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段yxMa的離散值轉(zhuǎn)換為表達(dá)運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段yxMd的二進(jìn)制制數(shù)。在步驟S41中由中央處理單元20從模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器中取出運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段yxMd，并存儲(chǔ)在隨機(jī)存取存儲(chǔ)器22中。
在步驟S42中中央處理單元20標(biāo)準(zhǔn)化運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段yxMd以產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)化的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段yxM。標(biāo)準(zhǔn)化步驟S42對(duì)應(yīng)于圖8的功能塊30。
在步驟S43中，中央處理單元20將標(biāo)準(zhǔn)化運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段yxM與表達(dá)剩余位置的參考數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，以檢查白琴鍵1Ta是否還留在該剩余位置。當(dāng)白琴鍵1Ta留在該剩余位置時(shí)，答案是否定的“不”。盡管中央處理單元20將對(duì)象琴鍵從分配了琴鍵號(hào)Kn的白琴鍵1Ta改變?yōu)橄聜€(gè)琴鍵K(n+1)，控制序列還是被簡(jiǎn)化。中央處理單元重新進(jìn)行由步驟S40至S43組成的循環(huán)，直到步驟S43中的答案變?yōu)榭隙ǖ臑橹埂?br> 當(dāng)鋼琴家按下白琴鍵1Ta時(shí)，琴鍵傳感器6T開(kāi)始改變運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段vxMa，步驟S43中的回答為肯定的“是”。然后在步驟S44中中央處理單元20確定分配給白琴鍵1Ma的琴鍵號(hào)Kn。中央處理單元20讀取取出運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段yxMd的時(shí)間，并將標(biāo)準(zhǔn)化的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段yxM和時(shí)間數(shù)據(jù)段t存儲(chǔ)在分配給琴鍵號(hào)Kn的預(yù)定存儲(chǔ)位置。由此，標(biāo)準(zhǔn)化運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段yxM的值在該預(yù)定存儲(chǔ)位置中積累起來(lái)。
接著，中央處理單元20從隨機(jī)存取存儲(chǔ)器22中讀取標(biāo)準(zhǔn)化運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段yxM的一系列值，并在步驟S45中確定琴鍵速度。步驟S45對(duì)應(yīng)于圖8中的功能塊32。中央處理單元20將表達(dá)琴鍵速度的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段yvM和標(biāo)準(zhǔn)化運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段yxM積累在隨機(jī)存取存儲(chǔ)器22的預(yù)定存儲(chǔ)位置中。
一旦完成步驟S45中的工作，中央處理單元20就在步驟S46中從分配給琴鍵號(hào)Kn的預(yù)定存儲(chǔ)位置中讀取標(biāo)準(zhǔn)化運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段yxM、運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段yvM和時(shí)間數(shù)據(jù)段t，并產(chǎn)生初始音樂(lè)數(shù)據(jù)段rM。如上所述，音樂(lè)數(shù)據(jù)段包括表達(dá)目標(biāo)琴鍵位置或琴鍵行程的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段rxM、表達(dá)目標(biāo)琴鍵速度的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段rvM、時(shí)間數(shù)據(jù)段t和表達(dá)琴鍵號(hào)Kn的標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)段KnM。步驟S46對(duì)應(yīng)于圖8的功能塊34。由此，音樂(lè)數(shù)據(jù)產(chǎn)生器11通過(guò)對(duì)應(yīng)于步驟S1至S7的步驟S40至S46產(chǎn)生初始音樂(lè)數(shù)據(jù)段rM。
初始音樂(lè)數(shù)據(jù)段rM存儲(chǔ)在隨機(jī)存取存儲(chǔ)器22中，并且音樂(lè)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)器13開(kāi)始調(diào)節(jié)初始音樂(lè)數(shù)據(jù)段rM。
在步驟S47，中央處理單元20讀取標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)段KnM，并確定第一移位琴鍵號(hào)KnS1和第二移位琴鍵號(hào)KnS2。八度音階移位步驟S47對(duì)應(yīng)于圖8中的功能塊37。中央處理單元20將第一移位琴鍵號(hào)KnS1和第二移位琴鍵號(hào)KnS2存儲(chǔ)在隨機(jī)存取存儲(chǔ)器22中。
在八度音階移位中只有標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)段KnM發(fā)生改變，而運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段rxM和rvM不改變。為此，在步驟S48中，中央處理單元20將運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段rxM和rvM復(fù)制到運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段rxS和rvS中。在步驟S49，中央處理單元20將運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段rxS和rvS、時(shí)間數(shù)據(jù)段t和調(diào)節(jié)后的標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)段KnS1和KnS2聚集起來(lái)，并產(chǎn)生調(diào)節(jié)后的音樂(lè)數(shù)據(jù)段rS。調(diào)節(jié)后的音樂(lè)數(shù)據(jù)段rS存儲(chǔ)在隨機(jī)存取存儲(chǔ)器22中。由此音樂(lè)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)器13的功能類(lèi)似于步驟S10和S11中的工作。
在步驟S50中，中央處理單元20從隨機(jī)存取存儲(chǔ)器22中讀取調(diào)節(jié)后的音樂(lè)數(shù)據(jù)段rS，并確定目標(biāo)琴鍵位置rxS、目標(biāo)琴鍵速度rvS和琴鍵號(hào)KnS1和KnS2。步驟S50的工作對(duì)應(yīng)于圖8中的功能塊40。
在步驟S51，中央處理單元20指定白琴鍵1Ta為將要移動(dòng)的琴鍵，并在步驟S52開(kāi)始通過(guò)伺服控制環(huán)來(lái)控制分配了第一移位琴鍵號(hào)KnS1和第二移位琴鍵號(hào)KnS2的白琴鍵1Ta。步驟S52的工作對(duì)應(yīng)于圖8中功能塊31、33、41、42、43、44和45。由于功能塊31、33、41、42、43、44和45類(lèi)似于圖5A所示的功能塊，因此此后為避免重復(fù)不再贅述。運(yùn)動(dòng)再現(xiàn)器12的功能類(lèi)似于步驟S15、S16和S17的工作。
伺服控制環(huán)基于調(diào)節(jié)后的音樂(lè)數(shù)據(jù)段的系列值來(lái)準(zhǔn)確再現(xiàn)琴鍵運(yùn)動(dòng)，與初始音調(diào)相差一個(gè)八度音階的音調(diào)實(shí)際上與該初始音調(diào)同時(shí)產(chǎn)生。換句話說(shuō)，這三個(gè)音調(diào)同時(shí)由琴弦4產(chǎn)生從而使演奏非常感人。
從前面的描述中可以理解，主樂(lè)器100、音樂(lè)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)器101和從樂(lè)器102通過(guò)單獨(dú)的一個(gè)自動(dòng)演奏鋼琴實(shí)現(xiàn)。實(shí)現(xiàn)第二實(shí)施例的音樂(lè)系統(tǒng)達(dá)到了第一實(shí)施例的所有優(yōu)點(diǎn)。
盡管示出和描述了本發(fā)明的特定實(shí)施例，很明顯，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下作出各種修改和調(diào)整。
光學(xué)琴鍵傳感器沒(méi)有對(duì)本發(fā)明的技術(shù)范圍設(shè)置任何限制。當(dāng)前琴鍵位置可以通過(guò)其他種類(lèi)的位置傳感器檢測(cè)，例如電位計(jì)。此外，琴鍵運(yùn)動(dòng)可以通過(guò)軌跡上的琴鍵速度或琴鍵加速度來(lái)表達(dá)。為了測(cè)量琴鍵速度或琴鍵加速度，速度傳感器或加速度傳感器對(duì)白和黑琴鍵1Ma/1Mb進(jìn)行監(jiān)控。速度傳感器可以通過(guò)磁鐵和線圈來(lái)實(shí)現(xiàn)。半導(dǎo)體加速度傳感器對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是公知的。
主樂(lè)器100可以由低音鋼琴或自動(dòng)演奏鋼琴來(lái)實(shí)現(xiàn)。在自動(dòng)演奏鋼琴用作主樂(lè)器100的情況下，螺線管驅(qū)動(dòng)器電路和由螺線管操作的琴鍵激勵(lì)器閑置，只有琴鍵傳感器發(fā)揮作用以產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段。低音鋼琴包括小錘制動(dòng)器和轉(zhuǎn)變機(jī)構(gòu)。小錘制動(dòng)器橫向地設(shè)置在小錘和琴弦之間的空間中，用戶通過(guò)轉(zhuǎn)變機(jī)構(gòu)改變釋放位置和阻塞位置之間的小錘制動(dòng)器，如箭頭AR所示。當(dāng)小錘制動(dòng)器留在釋放位置時(shí)，小錘在旋轉(zhuǎn)結(jié)束時(shí)與琴弦發(fā)生碰撞，并引起琴弦振動(dòng)。當(dāng)用戶將小錘制動(dòng)器改變到阻塞位置時(shí)，小錘制動(dòng)器從小錘的軌跡中移出，并使得小錘在敲擊琴弦之前回彈到該軌跡上。由此，小錘制動(dòng)器在阻塞位置阻止琴弦振動(dòng)。為此，在阻塞位置不能由琴弦產(chǎn)生聲學(xué)鋼琴的音調(diào)。
聲學(xué)鋼琴?zèng)]有對(duì)本發(fā)明的技術(shù)范圍設(shè)置任何限制。其中一個(gè)混合鋼琴或兩個(gè)混合鋼琴都可以替換成電子鍵盤(pán)。從樂(lè)器可以由任何基于風(fēng)琴或大鍵琴的自動(dòng)演奏樂(lè)器實(shí)現(xiàn)。同樣，主樂(lè)器可以由裝備了傳感器陣列的管樂(lè)器或裝備了傳感器陣列的弦樂(lè)器實(shí)現(xiàn)。主樂(lè)器還可以由個(gè)人計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。
脈沖寬度調(diào)制也沒(méi)有對(duì)本發(fā)明的技術(shù)范圍設(shè)置任何限制。螺線管驅(qū)動(dòng)器可以改變驅(qū)動(dòng)信號(hào)的電壓電平。
這些任務(wù)可以通過(guò)對(duì)應(yīng)于軟件的硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)。
可以產(chǎn)生針對(duì)當(dāng)前琴鍵位置或琴鍵行程的初始運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段。在這種情況下，從混合鋼琴102A或運(yùn)動(dòng)再現(xiàn)器13基于運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段的系列值確定目標(biāo)速度。當(dāng)然，可以通過(guò)速度傳感器來(lái)只確定當(dāng)前琴鍵速度，從而初始運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段表達(dá)了琴鍵軌跡上的當(dāng)前琴鍵速度。
如果用戶希望在鍵盤(pán)1T上演奏之后收聽(tīng)聲學(xué)鋼琴音調(diào)，則在隨機(jī)存取存儲(chǔ)器22中累積調(diào)節(jié)后的音樂(lè)數(shù)據(jù)段rS，中央處理單元20在確認(rèn)用戶要求之后開(kāi)始處理調(diào)節(jié)后的音樂(lè)數(shù)據(jù)段。
八度音階移位沒(méi)有對(duì)本發(fā)明的技術(shù)范圍設(shè)置任何限制。在上述實(shí)施方式中，同時(shí)產(chǎn)生與初始音調(diào)相差一個(gè)八度音階的兩個(gè)音調(diào)。但是，可以通過(guò)八度音階移位只產(chǎn)生一個(gè)音調(diào)或產(chǎn)生多于兩個(gè)的音調(diào)。轉(zhuǎn)換表可以存儲(chǔ)在音樂(lè)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)器中以變換初始演奏。
初始音樂(lè)數(shù)據(jù)段和調(diào)節(jié)后的音樂(lè)數(shù)據(jù)段之間的琴鍵號(hào)可以不改變。換句話說(shuō)，標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)段KnM可以復(fù)制到調(diào)節(jié)后的音樂(lè)數(shù)據(jù)段中。
音樂(lè)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)器可以將琴鍵運(yùn)動(dòng)從由初始運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段表達(dá)變?yōu)橛烧{(diào)節(jié)后的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段表達(dá)的其它類(lèi)型琴鍵運(yùn)動(dòng)。為了減小音量，可以成比例的減小初始運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段的系列值。該系列值可以縮短或擴(kuò)展。
在第一實(shí)施例的調(diào)整中，音樂(lè)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)器101A可以集成在信號(hào)處理單元10M或10S中。
琴弦4可以從主混合鋼琴100A中除去。否則，琴弦4可以置換成緩沖墊。在主混合鋼琴100A中不會(huì)產(chǎn)生任何音調(diào)。
在上述實(shí)施例中，本發(fā)明只是用于琴鍵運(yùn)動(dòng)。踏板運(yùn)動(dòng)可以通過(guò)其它初始音樂(lè)數(shù)據(jù)段、表達(dá)踏板行程的踏板運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段、時(shí)間數(shù)據(jù)段t和表達(dá)踏板被鋼琴家踩下的標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)段來(lái)表達(dá)。初始音樂(lè)數(shù)據(jù)段可以簡(jiǎn)單地復(fù)制到調(diào)節(jié)后的音樂(lè)數(shù)據(jù)段中，從而踏板的運(yùn)動(dòng)就好像是演奏者踩在從混合鋼琴102A的踏板上一樣。
權(quán)利要求的語(yǔ)言與上述實(shí)施例的部件之間的關(guān)聯(lián)如下所述。
一個(gè)白和黑琴鍵1Ma/1Mb和踏板或一個(gè)黑和白琴鍵1Ta/1Tb和踏板對(duì)應(yīng)于“操縱器”，一個(gè)白和黑琴鍵1Sa/1Sb或一個(gè)白和黑琴鍵1Ta/1Tb對(duì)應(yīng)于“對(duì)應(yīng)的操縱器”。隨機(jī)存取存儲(chǔ)器22和只讀存儲(chǔ)器一起構(gòu)成“存儲(chǔ)器”，中央處理單元20、只讀存儲(chǔ)器21、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器22和對(duì)應(yīng)于圖6B或9B所示方法的計(jì)算機(jī)程序一起構(gòu)成“信息處理器”。
白和黑琴鍵1Ma/1Mb、1Sa/1Sb或1Ta/1Tb、操作單元2、小錘3、琴弦4和制音器5一起形成“音調(diào)產(chǎn)生系統(tǒng)”。
琴鍵傳感器6M用作“多個(gè)傳感器”，信號(hào)處理單元10M或音樂(lè)數(shù)據(jù)產(chǎn)生器11對(duì)應(yīng)于“信息處理器”。螺線管操作的琴鍵激勵(lì)器7對(duì)應(yīng)于“多個(gè)激勵(lì)器”，信號(hào)處理單元10S和琴鍵傳感器6S或運(yùn)動(dòng)再現(xiàn)器12和琴鍵傳感器6T一起構(gòu)成“運(yùn)動(dòng)控制器”。
權(quán)利要求
1.一種音樂(lè)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)器(101；101A；13)，用于將表達(dá)操縱器(1Ma/1Mb；1Ta/1Tb)的連續(xù)運(yùn)動(dòng)的一初始音樂(lè)數(shù)據(jù)段(rM)調(diào)節(jié)為表達(dá)對(duì)應(yīng)操縱器(1Sa/1Sb；1Ta/1Tb)的連續(xù)運(yùn)動(dòng)的調(diào)節(jié)后的一音樂(lè)數(shù)據(jù)段(rS)，其特征在于，所述音樂(lè)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)器包括一存儲(chǔ)器(22)，用于存儲(chǔ)至少一段表示由用戶給定任務(wù)的指令數(shù)據(jù)，和一信息處理器(20/21/22)，用于通過(guò)執(zhí)行一系列用于完成所述任務(wù)的工作(S9-S13；S47-S49)來(lái)部分地將所述初始音樂(lè)數(shù)據(jù)段變?yōu)樗稣{(diào)節(jié)后的音樂(lè)數(shù)據(jù)段。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的音樂(lè)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)器，其中向所述操縱器(1Ma/1Mb；1Ta/1Tb)分配了音調(diào)名稱(chēng)(Kn)，該音調(diào)名稱(chēng)不同于分配給所述對(duì)應(yīng)操縱器(1Sa/1Sb；1Ta/1Tb)的音調(diào)名稱(chēng)(Kn+12/Kn-12)，從而所述初始音樂(lè)數(shù)據(jù)段(rM)包含的一標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)段(KnM)不同于包含在所述調(diào)節(jié)后的音樂(lè)數(shù)據(jù)段(rS)中的一標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)段(KnS1/KnS2)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的音樂(lè)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)器，其中分配給所述操縱器(1Ma/1Mb；1Ta/1Tb)的所述音調(diào)名稱(chēng)(Kn)與分配給所述對(duì)應(yīng)操縱器(1Sa/1Sb；1Ta/1Tb)的音調(diào)名稱(chēng)(Kn+12/Kn-12)相差一個(gè)八度音階。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的音樂(lè)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)器，其中給所述操縱器分配了與分配給所述對(duì)應(yīng)操縱器的相同的音調(diào)名稱(chēng)，從而所述初始音樂(lè)數(shù)據(jù)段(rM)包括的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段(rxM/rvM)不同于包含在所述調(diào)節(jié)后的音樂(lè)數(shù)據(jù)段(rS)中的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段(rxS/rvS)，并且表達(dá)所述連續(xù)運(yùn)動(dòng)類(lèi)似于所述操縱器的連續(xù)運(yùn)動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的音樂(lè)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)器，其中，所述初始音樂(lè)數(shù)據(jù)段(rM)包含表達(dá)所述操縱器(1Ma/1Mb；1Ta/1Tb)的一初始標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)段(KnM)和表達(dá)所述操縱器(1Ma/1Mb；1Ta/1Tb)的一系列物理量值的一初始運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段(rxM/rvM)，所述調(diào)節(jié)后的音樂(lè)數(shù)據(jù)段(rS)包含表達(dá)所述對(duì)應(yīng)操縱器(1Sa/1Sb；1Ta/1Tb)的一調(diào)節(jié)后的標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)段(KnS1/KnS2)和表達(dá)所述對(duì)應(yīng)操縱器(1Sa/1Sb；1Ta/1Tb)的一系列物理量值的一調(diào)節(jié)后的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段(rxS/rvS)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的音樂(lè)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)器，其中所述物理量是從位置、速度、加速度和力中選出的至少一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的音樂(lè)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)器，其中所述物理量是從位置、速度、加速度和力中選出的兩種的一個(gè)組合。
8.一種樂(lè)器(100A；102A；110)，包括一音調(diào)產(chǎn)生系統(tǒng)(1M/2/3/4/5；1S/2/3/4/5；1T/2/3/4/5)，包括多個(gè)由演奏者有選擇地移動(dòng)的操縱器(1Ma/1Mb；1Sa/1Sb；1Ta/1Tb)，用以指定將要產(chǎn)生的音調(diào)，其特征在于，所述樂(lè)器還包括一音樂(lè)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)器，(101A；13)，將表達(dá)操縱器(1Ma/1Mb；1Sa/1Sb；1Ta/1Tb)的連續(xù)運(yùn)動(dòng)的一初始音樂(lè)數(shù)據(jù)段(rM)調(diào)節(jié)為表達(dá)對(duì)應(yīng)操縱器(1Sa/1Sb；1Ma/1Mb；1Ta/1Tb)的連續(xù)運(yùn)動(dòng)的一調(diào)節(jié)后的音樂(lè)數(shù)據(jù)段(rS)，所述音樂(lè)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)器包括一存儲(chǔ)器(22)，用于存儲(chǔ)至少一段表示用戶給定任務(wù)的指令數(shù)據(jù)，和一信息處理器(10T)，用于通過(guò)執(zhí)行一系列完成所述任務(wù)的工作(S9-S13；S47-S49)來(lái)部分地將所述初始音樂(lè)數(shù)據(jù)段變?yōu)樗稣{(diào)節(jié)后的音樂(lè)數(shù)據(jù)段。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的樂(lè)器，其中所述演奏者是在所述多個(gè)操縱器(1Ma/1Mb；1Ta/1Tb)上彈奏樂(lè)曲的人演奏者。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的樂(lè)器，還包括多個(gè)傳感器(6M；6T)，用于將所述操縱器(1Ma/1Mb；1Ta/1Tb)的連續(xù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為表達(dá)該連續(xù)運(yùn)動(dòng)的一運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段(yxM)，連接到所述多個(gè)傳感器(6M；6T)并產(chǎn)生包含所述運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段(yxM)的所述初始音樂(lè)數(shù)據(jù)段(rM)的信息處理器(10M；10T)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的樂(lè)器，其中所述操縱器和所述多個(gè)傳感器對(duì)應(yīng)于聲學(xué)鋼琴(100a；100b)的白和黑琴鍵(1Ma/1Mb；1Ta/1Tb)和監(jiān)控所述白和黑琴鍵(1Ma/1Mb；1Ta/1Tb)的琴鍵傳感器(6M；6T)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的樂(lè)器，其中所述白和黑琴鍵(1Ma/1Mb；1Ta/1Tb)與操作單元(2)、小錘(3)、琴弦(4)和制音器(5)一起形成所述音調(diào)產(chǎn)生系統(tǒng)。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的樂(lè)器，其中所述初始音樂(lè)數(shù)據(jù)段(rM)包含表達(dá)從所述多個(gè)操縱器(1Ma/1Mb；1Ta/1Tb)中選出的所述操縱器的一初始標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)段(KnM)和表達(dá)所述操縱器(1Ma/1Mb；1Ta/1Tb)的一系列物理量值的一初始運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段(rxM/rvM)，所述調(diào)節(jié)后的音樂(lè)數(shù)據(jù)段(rS)包含表達(dá)所述對(duì)應(yīng)操縱器(1Sa/1Sb；1Ta/1Tb)的一調(diào)節(jié)后的標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)段(KnS1/KnS2)和表達(dá)所述對(duì)應(yīng)操縱器(1Sa/1Sb；1Ta/1Tb)的一系列物理量值的一調(diào)節(jié)后的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段(rxS/rvS)。
14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的樂(lè)器，其中所述演奏者是自動(dòng)演奏器，包括多個(gè)激勵(lì)器(7)，相應(yīng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)(u)來(lái)移動(dòng)所述多個(gè)操縱器，和運(yùn)動(dòng)控制器(10S/6S；12/6T)，分析所述調(diào)節(jié)后的音樂(lè)數(shù)據(jù)段(rS)，以產(chǎn)生所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)(u)和有選擇地向所述多個(gè)激勵(lì)器(7)提供所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)(u)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的樂(lè)器，其中所述調(diào)節(jié)后的音樂(lè)數(shù)據(jù)段(rS)包含表達(dá)從所述多個(gè)操縱器(1Sa/1Sb；1Ta/1Tb)中選出的所述對(duì)應(yīng)操縱器(1Sa/1Sb；1Ta/1Tb)的一調(diào)節(jié)后的標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)段(KnS1/KnS2)和表達(dá)所述對(duì)應(yīng)操縱器(1Sa/1Sb；1Ta/1Tb)的一系列物理量值的一調(diào)節(jié)后的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段(rxS/rvS)，所述初始音樂(lè)數(shù)據(jù)段(rM)包含表達(dá)所述操縱器(1Ma/1Mb；1Ta/1Tb)的一初始標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)段(KnM)和表達(dá)所述操縱器(1Ma/1Mb；1Ta/1Tb)的一系列物理量值的一初始運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段(rxM/rvM)。
16.一種產(chǎn)生音調(diào)的音樂(lè)系統(tǒng)，其特征在于包括一主樂(lè)器(100；100A；100b/11)，包括多個(gè)操縱器(1Ma/1Mb；1Ta/1Tb)，有選擇地移動(dòng)用以指定將要產(chǎn)生的音調(diào)，多個(gè)傳感器(6M；6T)，監(jiān)控所述多個(gè)操縱器(1Ma/1Mb；1Ta/1Tb)，并將所述多個(gè)操縱器的連續(xù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為多段運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)(yxM)，每段運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)表達(dá)一系列表示關(guān)聯(lián)的所述多個(gè)操縱器(1Ma/1Mb；1Ta/1Tb)之一的連續(xù)運(yùn)動(dòng)的物理量值，和一與所述多個(gè)傳感器(6M；6T)連接的信息處理器(10M；10T)，并產(chǎn)生多段初始音樂(lè)數(shù)據(jù)(rM)，每段初始音樂(lè)數(shù)據(jù)表達(dá)所關(guān)聯(lián)的所述多個(gè)操縱器(1Ma/1Mb；1Ta/1Tb)之一的連續(xù)運(yùn)動(dòng)；一與所述主樂(lè)器(100；100A；100b/11)連接的音樂(lè)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)器(101；101A；13)，并包括一存儲(chǔ)器(22)，用于存儲(chǔ)至少一段表示用戶給定任務(wù)的指令數(shù)據(jù)，和一信息處理器(20/21/22/23/24/20B)，用于通過(guò)執(zhí)行一系列完成所述任務(wù)的工作(S9-S13；S47-S49)來(lái)部分將所述多段初始音樂(lè)數(shù)據(jù)段(rM)變?yōu)楸硎居糜谄渌蛩倏v器(1Sa/1Sb；1Ta/1Tb)的所產(chǎn)生的連續(xù)運(yùn)動(dòng)的多段調(diào)節(jié)后的音樂(lè)數(shù)據(jù)(rS)；以及一從樂(lè)器(102；102A；100b/12)，包括所述其它獨(dú)立移動(dòng)的操縱器(1Sa/1Sb；1Ta/1Tb)，多個(gè)分別與所述其它操縱器(1Sa/1Sb；1Ta/1Tb)關(guān)聯(lián)的多個(gè)激勵(lì)器(7)，所述激勵(lì)器還響應(yīng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)(u)來(lái)有選擇地再現(xiàn)所述其它操縱器(1Sa/1Sb；1Ta/1Tb)的連續(xù)運(yùn)動(dòng)，和一與所述音樂(lè)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)器連接的運(yùn)動(dòng)控制器(10S/6S；12/6T)和產(chǎn)生所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)(u)來(lái)有選擇地向所述多個(gè)激勵(lì)器(7)提供所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)(u)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的音樂(lè)系統(tǒng)，其中所述主樂(lè)器(100；100A)遠(yuǎn)離所述從樂(lè)器(102；102A)，從而至少將所述初始音樂(lè)數(shù)據(jù)段(rM)或所述調(diào)節(jié)后的音樂(lè)數(shù)據(jù)段(rS)通過(guò)通信信道發(fā)送到所述音樂(lè)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)器和所述從樂(lè)器中的一個(gè)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的音樂(lè)系統(tǒng)，其中所述初始音樂(lè)數(shù)據(jù)段(rM)包含表達(dá)所述操縱器之一(1Ma/1Mb；1Ta/1Tb)的一初始標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)段(KnM)和表達(dá)所述操縱器之一(1Ma/1Mb；1Ta/1Tb)的一系列物理量值的一初始運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段(rxM/rvM)，所述調(diào)節(jié)后的音樂(lè)數(shù)據(jù)段(rS)包含表達(dá)所述其它操縱器之一(1Sa/1Sb；1Ta/1Tb)的一調(diào)節(jié)后的標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)段(KnS1/KnS2)和表達(dá)所述其它操縱器之一(1Sa/1Sb；1Ta/1Tb)的一系列物理量值的一調(diào)節(jié)后的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段(rxS/rvS)。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的音樂(lè)系統(tǒng)，其中一個(gè)操縱器陣列(1Ta/1Tb)用作所述多個(gè)操縱器和所述其它操縱器，并且在所述主樂(lè)器的所述信息處理器(11)、所述音樂(lè)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)器的信息處理器(13)和所述從樂(lè)器的信息處理器(12)之間共享一數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)(10T)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的音樂(lè)系統(tǒng)，其中所述操縱器陣列(1Ta/1Tb)通過(guò)操作單元(2)與小錘(3)連接，并且所述小錘(3)在旋轉(zhuǎn)結(jié)束時(shí)與琴弦(4)碰撞，從而由振動(dòng)的琴弦(4)產(chǎn)生所述音調(diào)。
全文摘要
一種音樂(lè)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)器(101A)從主混合鋼琴(100A)接收初始音樂(lè)數(shù)據(jù)段，并部分地將初始音樂(lè)數(shù)據(jù)段調(diào)節(jié)為從混合鋼琴(102A)的調(diào)節(jié)后的音樂(lè)數(shù)據(jù)段(rS)；每一段初始音樂(lè)數(shù)據(jù)段都包含表達(dá)關(guān)聯(lián)琴鍵(1M)的連續(xù)運(yùn)動(dòng)的一系列運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段值(rxM/rvM)、表達(dá)獲得有關(guān)的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段值的時(shí)刻的一系列時(shí)間數(shù)據(jù)段值(t)和表達(dá)分配給該琴鍵的琴鍵號(hào)的標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)段(KnM)；即使音樂(lè)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)器(101A)將標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)段從該琴鍵號(hào)變?yōu)榱硪磺冁I號(hào)(KnS1/KnS2)，運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)段(rxS/rvS)仍然表達(dá)了該琴鍵的連續(xù)運(yùn)動(dòng)，從而從混合鋼琴(102A)可以準(zhǔn)確再現(xiàn)該琴鍵運(yùn)動(dòng)。
文檔編號(hào)G10F1/02GK1801318SQ20051002292
公開(kāi)日2006年7月12日 申請(qǐng)日期2005年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月22日
發(fā)明者藤原佑二 申請(qǐng)人:雅馬哈株式會(huì)社