预数据产生器、自动演奏器和乐器制造技术

一种自动演奏器钢琴，配有包括实验例程（３３）和编辑器（３４）的预数据产生器（２１０）；运动控制器（１１）强迫黑键和白键（１ａ／１ｂ）的每一个以不同的键速度值在测试轨迹上行进，使得黑键或白键（１ａ／１ｂ）通过动作单元（３）引起弦槌（２）的旋转，并且弦槌传感器（８）根据当前弦槌位置改变弦槌位置信号（ＨＳ）的大小；弦槌速度被转换为ＭＩＤＩ速度值，使得表产生器（９）将键速度值与ＭＩＤＩ速度值相关；当自动演奏器（２２０）演奏乐曲的节时，运动控制器（１１）在已经由预数据产生器（２１０）确定的关系的基础上准确地确定键速度值。

Pre data generator, automatic player and musical instrument

A device equipped with automatic playing piano, including experimental routines (33) and editor (34) pre data generator (210); motion controller (11) forced the black and white keys (1a / 1b) of each key to speed different values of marching in the test track, the black or white keys key (1A / 1b) through the action unit (3) caused by the hammer (2) rotation, and hammer sensor (8) according to the position change of hammer hammer position signal (HS) size; hammer velocity is converted to MIDI speed value, the table generator (9) will be the key value of speed associated with the speed of MIDI value; when the automatic player (220) Music Festival, the motion controller (11) has been in by the pre data generator (210) is determined based on the relationship between the quasi Determine the bond speed value.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种自动演奏技术，特别涉及一种用于将乐曲数据与乐器的组成部件的实际运动相关联的预数据产生器、用于在没有人类演奏者的任何手指弹奏的情况下产生音调的自动演奏器、和配备有该自动演奏器的乐器。
技术介绍
钢琴非常受乐迷们的欢迎，因而在下文中对作为乐器的典型示例的钢琴进行描述。钢琴由诸如键盘、动作单元、弦槌、弦等的很多部件构成。键盘包括白键和黑键，并且黑键和白键以众所周知的方式放置。黑键和白键分别连接到动作单元，并且动作单元分别驱动弦槌向相关联的弦旋转。弦被设计为产生音高彼此不同的音阶上的音调，并且音调的音名(pitch name)被唯一地分配给黑键和白键。由于此原因，演奏者可以通过黑键和白键指定要产生的音调。假设演奏者按下白键。该白键的前部向中盘下降，并且后部向上推动动作单元。这样，演奏者通过该白键引起动作单元的旋转。动作单元在前往终点位置的途中使作为动作单元的组成部件的顶杆脱离弦槌，并且弦槌开始向弦旋转。弦槌在旋转的终点与弦碰撞，并引起弦的振动。振动的弦激励空气，并且该振动通过空气传播，作为音调。弦槌越快，碰撞越强；碰撞越强，音调越响。由于力从演奏者的手指通过黑键和白键被传送到弦槌，因此演奏者可以通过改变施加在黑键和白键上的力来控制音调的响度。黑键和白键与所述力成比例地移动。因此，有可能在键速度的基础上推测音调的响度。键速度、弦槌速度和音调响度之间的关系使得有可能通过自动演奏器再现音调。自动演奏器的典型示例包括电磁控制的键致动器和控制器。电磁控制的键致动器分别被安装在黑键和白键后部的下方，并且被控制器利用驱动信号有选择地激励。如果要以大响度产生音调，则控制器增大经过电磁控制的键致动器的电流量，并且使电磁控制的键致动器将较强的力施加在黑/白键上。然后，黑/白键以高速移动，并且使弦槌猛烈地与弦碰撞。弦以大的幅度振动，并且以大响度产生音调。另一方面，如果要以小响度产生音调，则控制器减小电流量，并且使电磁控制的键致动器将较弱的力施加在相关联的黑/白键上。黑/白键缓慢地移动，并且使弦槌轻轻地与弦碰撞。这导致了小响度的音调。如上文所述，通过所述脱离将大部分力从动作单元传送到弦槌。这意味着在从静止位置到终点位置的整个轨迹上的键速度与从静止位置到终点位置的整个轨迹上的弦槌速度不成比例。如日本专利第3596015号中教导的那样，键轨迹上的特定点处的键速度与所述碰撞之前瞬间的最终弦槌速度成比例。该特定点被称为“基准点”。当用户指示控制器重演演奏时，表示该演奏的一组乐曲数据代码被加载到控制器中。控制器依序处理该乐曲数据代码。当控制器发现用于当前要发生的音符开(note-on)事件的乐曲数据代码时，控制器指定要移动的黑/白键，并确定要提供给与该黑/白键相关联的电磁控制的键致动器的驱动信号的幅度。乐曲数据代码包含表示目标响度的乐曲数据。然而，在乐曲数据中不存在驱动信号的目标幅度。由于此原因，控制器在基准点处的键速度、碰撞之间瞬间的弦槌速度和音调的响度之间的关系的基础上确定驱动信号的目标幅度。当确定了基准点处的键速度时，控制器将驱动信号调整到使黑/白键达到基准点处的目标键速度的目标幅度，并将该驱动信号提供给电磁控制的键致动器。这样，现有技术的自动演奏器以相当好的保真度在钢琴上重演演奏。然而，现有技术自动演奏器不能满足对音乐敏感的乐迷。具体地说，现有技术自动演奏器在必须极度轻奏的乐段上较差。这是现有技术自动演奏器固有的问题。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个重要目的是提供一种预数据产生器，其允许自动演奏器以高保真度产生音调。本专利技术的另一重要目的是提供一种包括预数据产生器的自动演奏器。本专利技术的另一重要目的是提供一种配有该自动演奏器的乐器。本专利技术人考虑到现有技术自动演奏器的弱点，并且注意到没有考虑过对键运动的阻力和系统组件的个体性。换言之，响度、键速度、弦槌速度和驱动信号的大小之间的关系是在不考虑阻力差异和个体性的情况下确定的。本专利技术人得出结论，应当为各个乐器确定所述关系。为了实现该目的，本专利技术提出通过对乐器产品的实验来将乐曲数据与控制数据相关。根据本专利技术的一个方面，提供一种预数据产生器，其将表示音调属性的乐曲数据与在乐器上的自动演奏中使用的控制数据相关，以产生音调，并且该预数据产生器包括驱动系统，在控制数据的基础上，产生表示合并在乐器中的音调生成系统的目标运动的目标数据，并将该目标数据提供给乐器的致动器，以便引起音调生成系统的目标运动；数据获取系统，监控音调生成系统，并产生表示音调生成系统的组成部件的运动的实际数据；以及数据处理器，分析用于所述属性的实际数据，并确定控制数据和乐曲数据之间的关系。根据本专利技术的另一方面，提供一种用于在乐器上演奏乐曲的节的自动演奏器，包括致动器，被提供给乐器的音调生成系统，并且响应代表目标数据的驱动信号，以便引起音调生成系统的运动以产生音调；乐曲数据处理系统，在表示要产生的音调的乐曲数据的基础上产生驱动信号；以及预数据产生器，将合并在乐曲数据中并且表示所述音调的属性的乐曲子数据与控制数据相关，并且包括驱动系统，在控制数据的基础上产生表示音调生成系统的目标运动的目标数据，并将该目标数据提供给致动器，以便引起音调生成系统的目标运动；数据获取系统，监控音调生成系统，并且产生表示音调生成系统的组成部件的运动的实际数据；以及数据处理器，分析用于所述属性的实际数据，并且确定控制数据和乐曲子数据之间的关系。根据本专利技术的另一方面，提供一种用于产生音调的乐器，包括音调生成系统，其产生音调，并且包括参与所述音调的生成的组成部件；自动演奏器，在没有人类演奏者的手指弹奏的情况下，驱动音调生成系统，并且包括被提供给音调生成系统并且响应代表目标数据的驱动信号以便引起音调生成系统的运动以产生所述音调的致动器、和在表示要产生的音调的乐曲数据的基础上产生驱动信号的乐曲数据处理系统；以及预数据产生器，其将合并在乐曲数据中并且表示所述音调的属性的乐曲子数据与控制数据相关联，并且包括驱动系统，在控制数据的基础上产生表示音调生成系统的目标运动的目标数据，并将该目标数据提供给致动器，以便引起音调生成系统的所述目标运动；数据获取系统，监控音调生成系统，并且产生表示音调生成系统的组成部件的运动的实际数据；以及数据处理器，分析用于所述属性的实际数据，并且确定控制数据和乐曲子数据之间的关系。附图说明根据结合附图进行的以下描述，将更清楚地理解预数据产生器、自动演奏器和乐器的特征及优点，其中图1是示出根据本专利技术的自动演奏器钢琴的结构的横截面侧视图，图2是示出合并在自动演奏器钢琴中的控制器的系统配置的方框图，图3是示出预数据处理器的功能和自动演奏器的功能的方框图，图4是示出一系列修正的乐曲数据代码的视图，图5是示出由预数据产生器准备的参考表的内容的曲线图，图6A和6B是示出用于预数据产生器的子例程的流程图，图7是示出施加到黑键和白键的键速度值的视图，图8是示出用于自动演奏器的子例程的流程图。图9是示出根据本专利技术的便携式预数据产生器的示意图。具体实施例方式实施本专利技术的乐器主要包括音调生成系统、自动演奏器和预数据产生器。可以通过安装自动演奏器和预数据产生器来将另一个乐器改装为所述乐器，并且可以与包括所述乐器和自动演奏器的自动演奏器乐器相分离地将预数本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种预数据产生器（２１０；２１０Ａ），将表示音调属性的乐曲数据与在乐器（１００／２２０；１００Ａ／２２０Ａ）上的自动演奏中使用的控制数据相关，以产生所述音调，其特征在于包括：驱动系统（３２／３３），在所述控制数据（Ｒｅｆ’）的基础上，产生表示合并在所述乐器（１００／２２０；１００Ａ／２２０Ａ）中的音调生成系统（１／２／３／４）的目标运动的目标数据，并将所述目标数据提供给所述乐器（１００／２２０；１００Ａ／２２０Ａ）的致动器（５），以便引起所述音调生成系统（１／２／３／４）的所述目标运动；数据获取系统（８／２４），监控所述音调生成系统（１／２／３／４），并产生表示所述音调生成系统（１／２／３／４）的组成部件（２）的运动的实际数据；以及数据处理器（３３／３４），分析用于所述属性的所述实际数据，并确定所述控制数据和所述乐曲数据之间的关系。

【技术特征摘要】
JP 2005-3-23 084531/051.一种预数据产生器(210；210A)，将表示音调属性的乐曲数据与在乐器(100/220；100A/220A)上的自动演奏中使用的控制数据相关，以产生所述音调，其特征在于包括驱动系统(32/33)，在所述控制数据(Ref’)的基础上，产生表示合并在所述乐器(100/220；100A/220A)中的音调生成系统(1/2/3/4)的目标运动的目标数据，并将所述目标数据提供给所述乐器(100/220；100A/220A)的致动器(5)，以便引起所述音调生成系统(1/2/3/4)的所述目标运动；数据获取系统(8/24)，监控所述音调生成系统(1/2/3/4)，并产生表示所述音调生成系统(1/2/3/4)的组成部件(2)的运动的实际数据；以及数据处理器(33/34)，分析用于所述属性的所述实际数据，并确定所述控制数据和所述乐曲数据之间的关系。2.如权利要求1所述的预数据产生器，其中，所述数据处理器(33/34)寻找表示所述属性的最小值的某个所述实际数据，并将对应于所述某个实际数据的所述控制数据中的一个(Rmin)与所述乐曲数据中的一个(Vmin)相关，使得在由所述自动演奏器(220；220A)进行的演奏中，将表示小于所述最小值的所述属性的乐曲数据与所述控制数据中的所述一个(Rmin)相关。3.如权利要求2所述的预数据产生器，其中，所述数据处理器(32/33)具有彼此不同的阈值(Vmin1/Vmin2)，并且对应于所述某个实际数据的所述控制数据中的所述一个(Rmin)将落在所述阈值(Vmin1/Vmin2)之间的范围内。4.如权利要求1所述的预数据产生器，其中，所述控制数据(Ref’)表示一种物理量，以便使所述目标数据表示所述目标运动，并且所述驱动系统(32/33)使所述致动器(5)以用间隔隔开的所述种类的物理量的不同值，引起所述目标运动。5.如权利要求4所述的预数据产生器，其中，通过插值确定与所述控制数据不同的其它所述控制数据。6.如权利要求1所述的预数据产生器，其中，所述属性是与所述组成部件(2)的一种物理量成比例变化的响度，通过所述物理量，所述控制数据使所述目标数据表示所述目标运动。7.如权利要求6所述的预数据产生器，其中，所述种类的物理量是速度。8.如权利要求6所述的预数据产生器，其中，与指示所述音调中的一个的音名的编号(Kn)和使所述音调中的所述一个通过所述音调生成系统(1/2/3/4)发生的指令一起，在所述乐曲数据中的所选择的一些中定义所述响度。9.一种自动演奏器(220；220A)，用于在乐器(100；100A)上演奏乐曲的节，包括致动器(5)，被提供给所述乐器(100；100A)的音调生成系统(1/2/3/4)，并且响应代表目标数据的驱动信号(DR)，以便引起所述音调生成系统(1/2/3/4)的运动，以产生音调；和乐曲数据处理系统(10；11；12)，在表示要产生的所述音调的乐曲数据的基础上，产生所述驱动信号(DR)，其特征在于还包括预数据产生器(210；210A)，将合并在所述乐曲数据中并且表示所述音调的属性的乐曲子数据与控制数据(Ref/Ref’)相关，并且包括驱动系统(32/33)，在所述控制数据(Ref’)的基础上产生表示所述音调生成系统(1/2/3/4)的目标运动的目标数据，并将所述目标数据提供给所述致动器(5)，以便引起所述音调生成系统(1/2/3/4)的所述目标运动，数据获取系统(8/24)，监控所述音调生成系统(1/2/3/4)，并且产生表示所述音调生成系统(1/2/3/4)的组成部件(2)的运动的实际数据，...

【专利技术属性】
技术研发人员：大场保彦，
申请(专利权)人：雅马哈株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]