带选择访问速度转换表的自动演奏乐器和其所用电子系统技术方案

一种无键传感器的自动演奏钢琴，包括：键致动器（６），以便在没有人类演奏者的任何手指弹奏的情况下引起键运动；键传感器（７），产生表示键运动的键位置信号（ｙｘａ）；以及数据处理单元（３０３），在键盘（１）上的演奏期间产生乐曲数据代码，并产生表示琴槌速度和要提供给键致动器（６）的基准键速度之间关系的重放表（２１ａ）；当数据处理单元（３０３）记录演奏时，在已经通过由人类演奏者按压键（１ａ、１ｂ）的实验而准备的键速度－琴槌速度转换表（３１）的基础上估计琴槌速度；当数据处理单元（３０３）准备重放表（２１ａ）时，在通过由键致动器（６）驱动键（１ａ、１ｂ）的另一实验准备的另一速度转换表（３０）的基础上估计琴槌速度。

Automatic playing instrument with selective access speed conversion table and electronic system for use thereof

A keyless sensor automatic piano keys include: (6), in order to cause the actuator button fingers movement in any situation without human player; key sensor (7), which said the key position signal of key movement (yxa); and a data processing unit (303), keyboard (in 1) produce music data codes during play, and said to provide key hammer speed and actuator (6) the relationship between the reference key speed playback table (21a); when the data processing unit (303) recorded in play, has been adopted by the human player keys (1a, 1b) key speed the speed hammer for the conversion table (31) estimated on the basis of hammer speed; when the data processing unit (303) for replay table (21a When, through the key) actuator (6) driven keys (1a, 1b). Another experiment prepared another speed conversion table (30) on the basis of the hammer speed estimation.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种自动演奏乐器(automatic player musical instrument)，特别涉及一种具有记录模式和重放模式的自动演奏乐器以及合并在其中的电子系统。
技术介绍
自动演奏钢琴是自动演奏乐器的典型示例。自动演奏钢琴是原声钢琴(acoustic piano)和被电子控制的系统的组合，并通常具有两种操作模式。第一操作模式在下文中被称为“记录模式”，而第二模式被称为“重放模式”。当自动演奏钢琴处于记录模式下时，用户可以请求充当记录器的被电子控制的系统收集用于记录键盘和踏板上的演奏的乐曲数据段。记录器将该乐曲数据段编码为MIDI(乐器数字接口)乐曲数据代码。另一方面，当自动演奏钢琴进入重放模式时，该自动演奏钢琴做好在没有人类演奏者的任何手指弹奏的情况下重现(reenact)所述演奏的准备。当接收到用户的请求时，充当自动演奏器的被电子控制的系统分析MIDI乐曲数据代码以重现所述演奏。自动演奏器有选择地按压黑键和白键，并踏在踏板上，以便随着乐曲的推移(passage)产生原声钢琴音调。在日本专利申请公开第2001-175262或P2001-175262A号中公开了标准自动演奏钢琴。日本专利申请公开第2001-175262号是在日本专利申请第Hei.11-357757号的基础上公布的，其优先权已经在美国序列号第09/737615号中予以要求。美国序列号第09/737615号已被授予专利权，并且，美国专利号6403872 B2被分配(assign)给该美国专利。琴槌传感器被安装在自动演奏钢琴中，并形成记录器的一部分。当用户在键盘和踏板上演奏一段乐曲时，琴槌传感器监控原声钢琴的琴槌，并向数据处理器通知当前琴槌位置。数据处理器分析表示琴槌运动的琴槌数据段，以便确定琴槌速度、琴槌撞击弦的定时等等，并估计按压和释放相关键的定时。这些乐曲数据段存储在合适的信息存储介质中以供重放。这样，在琴槌数据段的基础上准备了乐曲数据。另一种自动演奏钢琴未配备任何琴槌传感器，从而可以说是“无琴槌传感器的自动演奏钢琴”。这种无琴槌传感器的自动演奏钢琴配有键传感器来代替琴槌传感器。数据处理器确定按压和释放黑键和白键的定时，并估计琴槌速度和琴槌撞击弦的定时。数据处理器在从键传感器提供的键数据段的基础上按照下面所述来确定琴槌速度，所述琴槌速度在MIDI协议中被定义为“速度”。数据处理器在键数据段的基础上确定基准键速度的测量值。术语“基准键速度”是指基准键点处的键速度，并且，在日本专利申请公开第Hei 7-175472号中对其进行了描述。基准键点是对于基准键速度的唯一的点，并且，基准键点处的键速度值与撞击弦之前瞬间的琴槌速度值成比例。撞击弦之前瞬间的琴槌速度值与音调响度成比例。出于此原因，基准键速度的值也与音调响度成比例。换句话说，有可能通过将黑键和白键调整到基准键速度的特定值来控制音调响度。当在键数据段的基础上确定了基准键速度的值时，数据处理器访问表示基准键速度和琴槌速度之间关系的表，并从该表读出琴槌速度的值。这样，基准键速度被转换为琴槌速度，并且琴槌速度的值被编码为表示音符开(note-on)事件的MIDI乐曲数据代码。当自动演奏器重现由一组MIDI乐曲数据代码表示的演奏时，自动演奏器分析该MIDI乐曲数据代码，并确定要按压和释放的黑键和白键、响度以及要产生音调的定时。数据处理器以该响度或琴槌速度的目标值访问将在下文中描述的另一个表，并从该表中读出对应的基准键速度值。当所述时刻到来时，数据处理器开始通过伺服控制环来控制黑键和白键，以便使黑键和白键以对应的基准键速度值经过基准键点。这产生了琴槌速度的目标值，并且，以目标响度产生音调。制造商通过对主(master)自动演奏钢琴进行的实验来确定基准键速度和琴槌速度之间的关系，并将其存储在记录器的合适的非易失性存储器中。主自动演奏钢琴还配有琴槌传感器，使得制造商可以确定基准键速度和琴槌速度之间的关系。在下文中，将定义基准键速度和琴槌速度之间关系的表称为“速度转换表”。另一方面，在下文中将存储琴槌速度的目标值和基准键速度的目标值之间关系的表称为“重放表”，以便将其与速度转换表区分开。重放表是在速度转换表的基础上准备的，并且，在下文中将准备重放表的工作称为“学习”。现有技术的无琴槌传感器的自动演奏钢琴按照下面所述来学习琴槌速度和基准键速度之间的关系。首先，数据处理器从信息存储介质读出基准键速度的基准值，并控制黑/白键以该基准值经过基准键点。当黑/白键经过基准键点时，数据处理器在从相关键传感器提供的键数据段的基础上确定键速度的测量值，并以该基准键点处的键速度的测量值，即基准键速度，访问速度转换表。数据处理单元从速度转换表中读出琴槌速度的目标值，并与基准键速度的测量值相关联。数据处理器以基准键速度的不同基准值重复上述过程，并且，基准键速度的测量值和琴槌速度的目标值之间的关系被制表为重放表。简而言之，在记录模式下，数据处理器通过以基准键速度的测量值访问速度转换表来确定琴槌速度，而在重放模式下，通过访问同一数据转换表来使基准键速度的测量值与所读出的琴槌速度的目标值相关联。因而，在记录器和自动演奏器之间共享速度转换表。在现有技术的自动演奏钢琴中遇到了这样的问题在重放模式下，以比MIDI乐曲数据代码中所表示的响度小的响度产生原声钢琴音调。
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自动演奏乐器，其以与乐曲数据代码中表示的响度相等的响度再现原声音调。本专利技术的另一重要目的是提供一种在自动演奏乐器中使用的自动演奏器。本专利技术人考虑了现有技术自动演奏钢琴中的固有问题，并将人类演奏者利用他或她的手指引起的原始键运动与电磁控制的键(solenoid-operated key)利用其柱塞(plunger)引起的再现键运动相比较。本专利技术人发现再现键运动与原始键运动不同。在原始键运动和再现键运动之间存在着各种差异。例如，当人类演奏者按压键时，键运动接近于如图1A中的曲线UA所示的均匀加速运动；另一方面，当电磁控制的键致动器引起键运动时，键进行如图1B中的曲线UM所示的匀速运动。当原始键运动随着时间逐渐加速时，数据处理器使基准键点处的键速度与琴槌速度相关联，并在琴槌以相同的琴槌速度与弦碰撞的假设下，将琴槌速度存储在乐曲数据代码中。即使数据处理器在琴槌将进行匀速运动的假设下通过键运动再现琴槌运动，重放时的最终琴槌速度也小于记录时的最终琴槌速度，并且，因此，以比原始演奏中的响度小的响度再现了原声钢琴音调。本专利技术人得出这样的结论在记录和学习之间，速度转换表是不同的。根据本专利技术的一个方面，提供了一种用于产生音调的自动演奏乐器，包括多个操纵器，被有选择地移动，以指定要产生的音调的音高；多个连杆装置(link work)，分别连接到所述多个操纵器，并分别具有通过所述多个操纵器的运动引起其运动的特定链接件(link)；音调生成器，由所述多个操纵器通过所述多个连杆装置激励，以便产生具有通过所述多个操纵器指定的音高的音调；以及电子系统，包括监控所述多个操纵器以便产生代表所述多个操纵器的运动的信号的多个传感器、由驱动信号激励以便引起所述多个操纵器的运动的多个致动器、以及连接到所述多个传感器和所述多个致动器的数据处理单元本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于产生音调的自动演奏乐器，包括：多个操纵器（１ａ、１ｂ），被有选择地移动，以指定要产生的音调的音高；多个连杆装置（２、３），分别连接到所述多个操纵器（１ａ、１ｂ），并分别具有通过所述多个操纵器（１ａ、１ｂ）的运动引起其 运动的特定链接件（３）；音调生成器（４），由所述多个操纵器（１ａ、１ｂ）通过所述多个连杆装置（２、３）激励，以便产生具有通过所述多个操纵器（１ａ、１ｂ）指定的所述音高的所述音调；以及电子系统（３００），包括多个传感器 （７），监控所述多个操纵器（１ａ、１ｂ），以便产生代表所述多个操纵器（１ａ、１ｂ）的所述运动的信号（ｙｘａ），多个致动器（６），被驱动信号（ｕ）激励，以便引起所述多个操纵器（１ａ、１ｂ）的所述运动，以及数据处理单元（３０３） ，连接到所述多个传感器（７）和所述多个致动器（６），用于记录和重现演奏，其特征在于所述数据处理单元（３０３）具有转换器（３１），表示在由人类演奏者移动所述多个操纵器（１ａ、１ｂ）的条件下确定的所述多个操纵器（１ａ、１ ｂ）的所述运动和所述特定链接件（３）的所述运动之间的关系，以及另一转换器（３０），表示在利用所述多个致动器（６）移动所述多个操纵器（１ａ、１ｂ）的条件下确定的所述多个操纵器（１ａ、１ｂ）的所述运动和所述特定链接件（３）的所述运动之间 的另一关系，并且其特征还在于所述数据处理单元（３０３）在由所述信号（ｙｘａ）表示的数据段和乐曲数据段的基础上，根据施加在所述多个操纵器（１ａ、１ｂ）上的力的起源而有选择地借助所述转换器（３１）和所述另一转换器（３０），来估计 所述特定链接件（３）的所述运动和所述多个操纵器（１ａ、１ｂ）的所述运动。...

【技术特征摘要】
JP 2004-6-15 177314/041.一种用于产生音调的自动演奏乐器，包括多个操纵器(1a、1b)，被有选择地移动，以指定要产生的音调的音高；多个连杆装置(2、3)，分别连接到所述多个操纵器(1a、1b)，并分别具有通过所述多个操纵器(1a、1b)的运动引起其运动的特定链接件(3)；音调生成器(4)，由所述多个操纵器(1a、1b)通过所述多个连杆装置(2、3)激励，以便产生具有通过所述多个操纵器(1a、1b)指定的所述音高的所述音调；以及电子系统(300)，包括多个传感器(7)，监控所述多个操纵器(1a、1b)，以便产生代表所述多个操纵器(1a、1b)的所述运动的信号(yxa)，多个致动器(6)，被驱动信号(u)激励，以便引起所述多个操纵器(1a、1b)的所述运动，以及数据处理单元(303)，连接到所述多个传感器(7)和所述多个致动器(6)，用于记录和重现演奏，其特征在于所述数据处理单元(303)具有转换器(31)，表示在由人类演奏者移动所述多个操纵器(1a、1b)的条件下确定的所述多个操纵器(1a、1b)的所述运动和所述特定链接件(3)的所述运动之间的关系，以及另一转换器(30)，表示在利用所述多个致动器(6)移动所述多个操纵器(1a、1b)的条件下确定的所述多个操纵器(1a、1b)的所述运动和所述特定链接件(3)的所述运动之间的另一关系，并且其特征还在于所述数据处理单元(303)在由所述信号(yxa)表示的数据段和乐曲数据段的基础上，根据施加在所述多个操纵器(1a、1b)上的力的起源而有选择地借助所述转换器(3 1)和所述另一转换器(30)，来估计所述特定链接件(3)的所述运动和所述多个操纵器(1a、1b)的所述运动。2.如权利要求1所述的自动演奏乐器，其中，所述多个操纵器(1a、1b)的所述运动和所述特定链接件(3)的所述运动被表示为各个基准轨迹上的各个基准点处的所述多个操纵器(1a、1b)的基准速度和所述多个特定链接件(3)的速度。3.如权利要求2所述的自动演奏乐器，其中，在利用监控所述多个操纵器(1a、1b)和所述多个特定链接件(3)的传感器测量的数据段的基础上，确定所述多个操纵器(1a、1b)的所述速度和所述多个链接件(3)的所述速度。4.如权利要求3所述的自动演奏乐器，其中，所述传感器安装在对应于所述自动演奏乐器的主自动演奏乐器中，使得所述多个操纵器(1a、1b)和所述特定链接件(3)也与所述传感器一起合并在所述主自动演奏乐器中。5.如权利要求1所述的自动演奏乐器，其中，所述转换器(31)和所述另一转换器(30)以表的形式安装在所述数据处理单元(303)中，使得在表(31、30)中，表示所述多个操纵器(1a、1b)的所述运动的值与表示所述多个特定链接件(3)的所述运动的值相关联。6.如权利要求5所述的自动演奏乐器，其中，在利用监控安装在主自动演奏乐器中的所述多个操纵器(1a、1b)和所述多个特定链接件(3)的传感器测量的数据段的基础上，确定表示所述多个操纵器(1a、1b)的所述运动的所述值和表示所述多个特定链接件(3)的所述运动的所述值。7.如权利要求6所述的自动演奏乐器，其中，确定表示所述多个操纵器(1a、1b)的位置系列和所述多个特定链接件(3)的位置系列、以及所述多个操纵器(1a、1b)的速度和所述多个特定链接件(3)的速度的所述数据段，以便表示所述多个操纵器(1a、1b)的所述运动和所述多个特定链接件(3)的所述运动。8.如权利要求1所述的自动演奏乐器，其中，在所述电子系统(300)记录由人类演奏...

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