用于音樂會話的音樂演奏系統(tǒng)和組成樂器的制作方法

文檔序號：2831057閱讀：401來源：國知局

導(dǎo)航： X技術(shù)> 最新專利>樂器;聲學(xué)設(shè)備的制造及制作,分析技術(shù)

專利名稱：用于音樂會話的音樂演奏系統(tǒng)和組成樂器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于彼此遠(yuǎn)離的演奏者的音樂演奏系統(tǒng)，更具體地涉及一種具有可通過通信網(wǎng)絡(luò)互相通信的多個樂器的音樂演奏系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
自動演奏器鋼琴是原聲鋼琴和自動演奏系統(tǒng)之間的組合，人類演奏者或者利用計算機(jī)化的鍵驅(qū)動系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的自動演奏器在原聲鋼琴上演奏音樂曲
調(diào)。自動演奏器具有螺線管控制(solenoid-operated)的鍵致動器，作為示例，所述鍵致動器被安裝在鍵盤之下，并且在音樂數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上、在計算機(jī)系統(tǒng) 的控制下被選擇性地激勵。
自動演奏器鋼琴可以用于音樂演奏系統(tǒng)。在日本專利申請?zhí)卦S公開
No.2006-178197中公開了音樂演奏系統(tǒng)的示例。將兩個自動演奏器鋼琴合并到現(xiàn)有技術(shù)的音樂演奏系統(tǒng)中。所述自動演奏器鋼琴中的一個充當(dāng)主樂器，另一個充當(dāng)從屬樂器。當(dāng)人類演奏者在主樂器上用手指彈奏音樂曲調(diào)時，在主樂器的計算機(jī)系統(tǒng)中產(chǎn)生表示主樂器上的演奏的音樂數(shù)據(jù)代碼，所述音樂
數(shù)據(jù)代碼被傳遞到從屬樂器的計算機(jī)系統(tǒng)。在從屬樂器的計算機(jī)系統(tǒng)中分析被存儲在所述音樂數(shù)據(jù)代碼中的音樂數(shù)據(jù)，并且通過該分析來確定要移動的鍵和鍵的目標(biāo)軌跡。以這樣的方式激勵用于要移動的鍵的螺線管控制的鍵致動器螺線管控制的鍵致動器的活塞強(qiáng)迫所述鍵在目標(biāo)軌跡上行進(jìn)。結(jié)果，從屬樂器的弦槌被驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，并且使從屬樂器的弦槌與琴弦碰撞，以便在沒有在從屬樂器上用手指彈奏的情況下產(chǎn)生鋼琴音調(diào)。這樣，人類演奏者借助于自動演奏系統(tǒng)而通過主樂器和從屬樂器二者演奏音樂曲調(diào)。
在以下描述中，術(shù)語"音樂會話(music session)"是指實(shí)時演奏，在該實(shí) 時演奏中，表示組成樂器之一上的手指彈奏的音樂數(shù)據(jù)通過通信網(wǎng)絡(luò)而被傳遞到另一組成樂器以進(jìn)行自動演奏，并且反之亦然，以便在組成樂器上演奏音樂曲調(diào)。
盡管現(xiàn)有技術(shù)的音樂演奏系統(tǒng)允許人類演奏者通過主樂器鍵盤上的手指彈奏來驅(qū)動從屬樂器的鍵，但是現(xiàn)有技術(shù)的音樂演奏系統(tǒng)的發(fā)明者并沒有以主樂器和從屬樂器之間的音樂會話為目標(biāo)。音樂數(shù)據(jù)單向地從主樂器流動到從屬樂器。從屬樂器的自動演奏系統(tǒng)僅僅再現(xiàn)主樂器的鍵的移動。沒有考慮音樂會話。
即使主樂器的角色和從屬樂器的角色在這兩個自動演奏器鋼琴之間動態(tài) 地改變，音樂會話也不會流暢地進(jìn)行。在主樂器上的手指彈奏和通過從屬樂
器產(chǎn)生的音調(diào)之間出現(xiàn)時間延遲(lag)。該時間延遲部分是因?yàn)閺闹鳂菲鞯綇?br> 屬樂器的數(shù)據(jù)傳遞，并且螺線管控制的鍵致動器花費(fèi)了幾百毫秒量級的時間段。數(shù)據(jù)傳輸時間延遲被加到機(jī)械時間延遲上，并且總時間延遲使得不可能在主樂器和從屬樂器之間以良好的合奏來演奏音樂曲調(diào)。然而，在現(xiàn)有技術(shù) 的音樂演奏系統(tǒng)中沒有合并任何針對該時間延遲的防范措施。在自動演奏器鋼琴通過諸如因特網(wǎng)的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)而互相連接時，上述問題變得嚴(yán)重了。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個重要目的是提供一種音樂演奏系統(tǒng)，其使得可減少在組成樂器上的手指彈奏和通過另一組成樂器產(chǎn)生的音調(diào)之間的時間延遲。
本發(fā)明的另一重要目的是提供一種樂器，其形成所述音樂演奏系統(tǒng)的一部分。
為了達(dá)到所述目的，本發(fā)明提出推測(presume)操縱器的預(yù)期移動，以便通過另一樂器的操縱器再現(xiàn)該預(yù)期移動。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種用于音樂演奏的音樂演奏系統(tǒng)，其包括多個樂器、通信信道和預(yù)期數(shù)據(jù)產(chǎn)生器，所述多個樂器的每一個包含多個操縱器，被選擇性地移動以便指定要產(chǎn)生的音調(diào)；音調(diào)生成器，被連接到所述多個操縱器以便產(chǎn)生所述音調(diào)；致動器，被與所述多個操縱器相關(guān)聯(lián) 地提供，并且所述致動器響應(yīng)驅(qū)動信號，以便在沒有人類演奏者的任何手指彈奏的情況下，再現(xiàn)所述多個樂器中的另一個的多個操縱器的預(yù)期移動；轉(zhuǎn) 換器，其監(jiān)控所述多個操縱器并且產(chǎn)生檢測信號，該檢測信號代表表示所述多個樂器的所述每一個的所述多個操縱器的真實(shí)移動的物理量；通信器，其將表示所述多個樂器的所述每一個的多個操縱器的預(yù)期移動或真實(shí)移動的演奏數(shù)據(jù)發(fā)送給所述多個樂器中的另一個，并且從所述多個樂器中的所述另一個接收表示所述多個樂器中的所述另一個的多個操縱器的預(yù)期移動或真實(shí)移動的其它演奏數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)產(chǎn)生器，被連接在轉(zhuǎn)換器和通信器之間，并且從由所述檢測信號表示的所述物理量產(chǎn)生表示所述真實(shí)移動的演奏數(shù)據(jù)；以及信號產(chǎn)生器，被連接在通信器和致動器之間，并且從表示所述預(yù)期移動的其它演奏數(shù)據(jù)產(chǎn)生驅(qū)動信號，以便將所述驅(qū)動信號提供給致動器；所述通信信道
連接到所述多個樂器的通信器，并且在所述多個樂器的所述每一個和所述多個樂器中的所述另一個之間傳送演奏數(shù)據(jù)和其它演奏數(shù)據(jù)，所述預(yù)期數(shù)據(jù)產(chǎn) 生器被與所述多個樂器的所述每一個的數(shù)據(jù)產(chǎn)生器或者所述多個樂器中的所述另一個的數(shù)據(jù)產(chǎn)生器相關(guān)聯(lián)地提供，以便使數(shù)據(jù)產(chǎn)生器產(chǎn)生表示所述預(yù)期移動的演奏數(shù)據(jù)或表示所述預(yù)期移動的其它演奏數(shù)據(jù)，來代替表示所述真實(shí) 移動的演奏數(shù)或表示所述真實(shí)移動的其它演奏數(shù)據(jù)，或者，所述預(yù)期數(shù)據(jù)產(chǎn) 生器被與所述多個樂器的所述每一個的信號產(chǎn)生器或所述多個樂器中的所述另一個的信號產(chǎn)生器相關(guān)聯(lián)地提供，以便從表示所述真實(shí)移動的其它演奏數(shù) 據(jù)或表示所述真實(shí)移動的演奏數(shù)據(jù)，產(chǎn)生表示所述預(yù)期移動的其它演奏數(shù)據(jù) 或表示所述預(yù)期移動的演奏數(shù)據(jù)，其中，所述預(yù)期數(shù)據(jù)產(chǎn)生器在表示所述真實(shí)移動的演奏數(shù)據(jù)或表示所述真實(shí)移動的其它演奏數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，推測在比
期移動，從而產(chǎn)生表示所述預(yù)期移動的演奏數(shù)據(jù)或表示所述預(yù)期移動的其它演奏數(shù)據(jù)。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于音樂演奏的樂器，包括多個操縱器，被選擇性地移動以便指定要產(chǎn)生的音調(diào)；音調(diào)生成器，被連接到所述多個操縱器以便產(chǎn)生所述音調(diào)；轉(zhuǎn)換器，其監(jiān)控所述多個操縱器，并且產(chǎn) 生檢測信號，所述檢測信號代表表示所述多個操縱器的真實(shí)移動的物理量；數(shù)據(jù)產(chǎn)生器，被連接到所述轉(zhuǎn)換器，并且從由所述檢測信號表示的物理量產(chǎn) 生表示所述真實(shí)移動的演奏數(shù)據(jù)；預(yù)期數(shù)據(jù)產(chǎn)生器，被連接到所述數(shù)據(jù)產(chǎn)生器，并且在表示所述真實(shí)移動的演奏數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，推測在比所述真實(shí)移動
通信器，被連接在預(yù)期數(shù)據(jù)產(chǎn)生器和通信信道之間，并且將表示所述預(yù)期移動的演奏數(shù)據(jù)通過通信信道發(fā)送到另一個樂器，以便使所述另一個樂器通過所述另一個樂器的多個操縱器再現(xiàn)所述預(yù)期移動。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于音樂演奏的樂器，包括多個操縱器，被選擇性地移動以便指定要產(chǎn)生的音調(diào)；音調(diào)生成器，被連接到所述多個操縱器以便產(chǎn)生所述音調(diào)；致動器，被與所述多個操縱器相關(guān)聯(lián)地提供，并且所述致動器響應(yīng)驅(qū)動信號，以便在沒有人類演奏者的任何手指彈奏的情況下，再現(xiàn)另一個樂器的多個操縱器的預(yù)期移動；通信器，從所述另一個樂器接收表示所述另一個樂器的所述多個操縱器的真實(shí)移動的演奏數(shù)據(jù)；預(yù)期數(shù)據(jù)產(chǎn)生器，被連接到通信器，并且在表示所述真實(shí)移動的演奏數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，推測在比所述真實(shí)移動發(fā)生的時刻滯后了預(yù)定時間段的時刻處的所述多個操縱器的預(yù)期移動，從而產(chǎn)生表示所述預(yù)期移動的演奏數(shù)據(jù)；以及信號產(chǎn)生器，被連接到預(yù)期數(shù)據(jù)產(chǎn)生器，并且從表示所述預(yù)期移動的演奏數(shù)據(jù) 產(chǎn)生驅(qū)動信號，以便通過所述多個操縱器再現(xiàn)所述另一個樂器的所述多個操
縱器的預(yù)期移動。

根據(jù)結(jié)合附圖進(jìn)行的以下描述，將更清楚地理解音樂演奏系統(tǒng)和組成樂
器的特征和優(yōu)點(diǎn)，在附圖中
圖1是示出本發(fā)明的音樂演奏系統(tǒng)的系統(tǒng)配置的框圖，
圖2是示出被合并在自動演奏器鋼琴中的原聲鋼琴的結(jié)構(gòu)和其它系統(tǒng)的
配置的橫截面視圖，
圖3是示出被合并在自動演奏器鋼琴中的控制系統(tǒng)的系統(tǒng)配置的框圖，
圖4是示出音樂會話中的作業(yè)序列的流程圖，
圖5是示出本發(fā)明的另一音樂演奏系統(tǒng)的系統(tǒng)配置的框圖，
圖6示出了用于音樂會話的作業(yè)序列。
圖7是示出音樂會話中的作業(yè)序列的流程圖，
圖8是示出用于音樂會話的準(zhǔn)備工作中的作業(yè)序列的流程圖，
圖9A和圖9B示出被合并在音樂會話的子例程中的作業(yè)序列的流程圖，
圖IO是示出自動演奏器鋼琴在音樂會話中的功能的框圖，
圖11是示出用于推測音樂會話中的對應(yīng)鍵的鍵位置和鍵速度的作業(yè)序
列的流程圖，
圖12是示出標(biāo)準(zhǔn)手指彈奏中的鍵的軌線和半行程鍵移動中的鍵的軌線的波形圖，
圖13是示出在估計鍵軌跡、推測鍵軌跡和實(shí)際鍵軌跡上的鍵位置相對于時間的圖，圖14是示出在估計鍵軌跡、推測鍵軌跡和實(shí)際鍵軌跡上的鍵速度相對于時間的圖，
圖15是示出用于測量通信時間延遲的作業(yè)序列的流程圖，
圖16是示出用于周期性地測量通信時間延遲的作業(yè)序列的流程圖，圖17是示出主樂器中的實(shí)際鍵軌跡、推測鍵軌跡trEB、以及從屬樂器中的實(shí)際^t建軌跡相對于時間的圖，
圖18是示出用于確定機(jī)械時間延遲的作業(yè)序列的流程圖，
圖19是示出本發(fā)明的另一音樂演奏系統(tǒng)的系統(tǒng)配置的框圖，
圖20是示出音樂會話中的作業(yè)序列的流程圖，
圖21是由鍵運(yùn)動估計器執(zhí)行的作業(yè)序列的流程圖，
圖22是示出本發(fā)明的另一音樂演奏系統(tǒng)的系統(tǒng)配置的框圖，
圖23是示出音樂會話中的作業(yè)序列的流程圖，
圖24是示出用于產(chǎn)生推測鍵事件數(shù)據(jù)代碼的作業(yè)序列的流程圖，
圖25是示出鍵軌跡上的推測鍵位置的曲線圖，
圖26是示出用于確定總延遲時間的作業(yè)序列的流程圖，
圖27是示出本發(fā)明的另一音樂演奏系統(tǒng)的系統(tǒng)配置的框圖，
圖28是示出音樂會話中的作業(yè)序列的流程圖，以及
圖29是示出用于產(chǎn)生推測鍵事件數(shù)據(jù)代碼的作業(yè)序列的流程圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施本發(fā)明的音樂演奏系統(tǒng)主要包括多個樂器、通信信道和預(yù)期數(shù)據(jù)產(chǎn) 生器。所述多個樂器連接到通信信道，使得所述多個樂器中的每一個將多個演奏數(shù)據(jù)和其它演奏數(shù)據(jù)傳遞到所述多個樂器中的另一個，或者從所述多個
樂器中的另一個接收多個演奏數(shù)據(jù)和其它演奏數(shù)據(jù)，以便進(jìn)行音樂演奏。當(dāng) 通過通信信道傳播多個演奏數(shù)據(jù)和其它演奏數(shù)據(jù)時，在向通信信道發(fā)送和從通信信道接收之間引入時間延遲。
在以下描述中，術(shù)語"主樂器"表示從中將演奏數(shù)據(jù)發(fā)送到所述多個樂器中的另一個的樂器，術(shù)語"從屬樂器"表示接收演奏數(shù)據(jù)的樂器。
與所述多個樂器中的至少一個相關(guān)聯(lián)地提供預(yù)期數(shù)據(jù)產(chǎn)生器。在與主樂
器相關(guān)聯(lián)地提供預(yù)期數(shù)據(jù)產(chǎn)生器的情況下，該預(yù)期數(shù)據(jù)產(chǎn)生器基于表示真實(shí) 移動的演奏數(shù)據(jù)來推測其多個操縱器的預(yù)期移動。所述預(yù)期移動在比真實(shí)移動發(fā)生的時刻滯后預(yù)定時間段的時刻發(fā)生。預(yù)期數(shù)據(jù)產(chǎn)生器產(chǎn)生表示預(yù)期移動的演奏數(shù)據(jù)，并且主樂器將該演奏數(shù)據(jù)通過通信信道發(fā)送到從屬樂器。從
屬樂器通過其多個操縱器引起預(yù)期移動。
另一方面，在與從屬樂器相關(guān)聯(lián)地提供預(yù)期數(shù)據(jù)產(chǎn)生器的情況下，主樂器將表示多個操縱器的真實(shí)移動的演奏數(shù)據(jù)發(fā)送給從屬樂器，預(yù)期數(shù)據(jù)產(chǎn)生器基于表示該真實(shí)移動的演奏數(shù)據(jù)來推測預(yù)期移動，并且從屬樂器通過其多個操縱器再現(xiàn)該預(yù)期移動。
在任一情況下，通過從屬樂器的多個操縱器來實(shí)現(xiàn)所述預(yù)期移動。盡管在演奏數(shù)據(jù)通過通信信道的傳播期間引入了時間延遲，但是通過真實(shí)移動和
預(yù)期移動之間的時間差，消除了該時間延遲的至少一部分。這使得在與主樂器的多個操縱器的移動的定時更接近的定時移動從屬樂器的多個操縱器。
更詳細(xì)地講，所述多個樂器中的每一個包括多個操縱器、音調(diào)生成器、致動器、轉(zhuǎn)換器、通信器、數(shù)據(jù)產(chǎn)生器和信號產(chǎn)生器。在音樂演奏中，人類演奏者選擇性地按壓所述多個樂器，以便指定要產(chǎn)生的音調(diào)。音調(diào)生成器連
接到所述多個操縱器，并且通過該音調(diào)生成器產(chǎn)生音調(diào)。與所述多個操縱器相關(guān)聯(lián)地提供致動器，并且致動器響應(yīng)于驅(qū)動信號，在沒有人類演奏者的任何手指彈奏的情況下再現(xiàn)所述多個樂器中的另一個的多個操縱器的預(yù)期移
動。還與所述多個操縱器相關(guān)聯(lián)地提供轉(zhuǎn)換器，并且轉(zhuǎn)換器監(jiān)控所述多個操縱器以便產(chǎn)生檢測信號。該檢測信號代表表示所述多個操縱器的真實(shí)移動的物理量。在所述樂器充當(dāng)主樂器的情況下，通信器將表示預(yù)期移動或真實(shí)移動的演奏數(shù)據(jù)發(fā)送給所述多個樂器中充當(dāng)從屬樂器的另一個樂器。另一方面，在所述樂器充當(dāng)從屬樂器的情況下，通信器從所述樂器接收表示預(yù)期移動或真實(shí)移動的其它演奏數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)產(chǎn)生器連接在轉(zhuǎn)換器和通信器之間，并且根據(jù)由檢測信號表示的物理量，產(chǎn)生表示真實(shí)移動的演奏數(shù)據(jù)。在與主樂器相關(guān)聯(lián)地提供預(yù)期數(shù)據(jù)產(chǎn) 生器的情況下，該預(yù)期數(shù)據(jù)產(chǎn)生器連接在數(shù)據(jù)產(chǎn)生器和通信器之間，使得將表示預(yù)期移動的演奏數(shù)據(jù)發(fā)送到從屬樂器。在與從屬樂器相關(guān)聯(lián)地提供預(yù)期數(shù)據(jù)產(chǎn)生器的情況下，將演奏數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)產(chǎn)生器直接提供給通信器，并且將演奏數(shù)據(jù)發(fā)送到從屬樂器。
信號產(chǎn)生器連接在通信器和通信器和致動器之間，并且從表示預(yù)期移動的其它演奏數(shù)據(jù)產(chǎn)生驅(qū)動信號，以便將該驅(qū)動信號提供給致動器。在與從屬樂器相關(guān)聯(lián)地提供預(yù)期數(shù)據(jù)產(chǎn)生器的情況下，預(yù)期數(shù)據(jù)產(chǎn)生器連接在通信器和信號產(chǎn)生器之間，使得將表示預(yù)期移動的演奏數(shù)據(jù)提供給信號產(chǎn)生器。另一方面，在與主樂器相關(guān)聯(lián)地提供預(yù)期數(shù)據(jù)產(chǎn)生器的情況下，在演奏數(shù)據(jù)到達(dá)從屬樂器之后，將表示預(yù)期移動的演奏數(shù)據(jù)從通信器直接提供給信號產(chǎn)生器。
在以下描述中，術(shù)語"前面"表示比用術(shù)語"后面，，修飾的位置更靠近演奏者的位置，所述演奏者正坐在凳子上用手指彈奏。在前面位置和對應(yīng)的后面位置之間畫的線沿"縱向，，延伸，并且縱向以直角與"橫向，，相交。"上下方向"垂直于由纟從向和橫向定義的平面。
術(shù)語"軌線"表示鍵經(jīng)過的一系列鍵位置值，術(shù)語"軌跡"是指隨時間一起變化的一系列鍵位置值，即，隨著該系列值與時間之間的關(guān)系變化的一系列鍵位置值。
第一實(shí)施例
系統(tǒng)配置
首先參照附圖的圖1，實(shí)施本發(fā)明的音樂演奏系統(tǒng)主要包括多個自動演
奏器鋼琴PA和PB以及諸如例如因特網(wǎng)N的通信網(wǎng)絡(luò)。自動演奏器鋼琴PA 和PB可與因特網(wǎng)N連接，并且在自動演奏器鋼琴PA和PB之間傳遞音樂數(shù)據(jù)。
自動演奏器鋼琴PA和PB中的每一個包括配備有鍵1Aa或1Ba和琴弦 4A或4B的原聲鋼琴1A或1B、通信系統(tǒng)15A或15B、電子音調(diào)生成系統(tǒng)16A 或16B、自動演奏系統(tǒng)18A或18B以及音樂數(shù)據(jù)產(chǎn)生系統(tǒng)19A或19B。通信系統(tǒng)15A或15B、電子音調(diào)生成系統(tǒng)16A或16B、自動演奏系統(tǒng)18A或18B 以及音樂數(shù)據(jù)生成器19A或19B被安裝在原聲鋼琴15A或15B內(nèi)部，并且，分別通過原聲鋼琴15A或15B的琴弦4A或4B的振動以及通過電子音調(diào)生成系統(tǒng)16A或16B來產(chǎn)生原聲鋼琴音調(diào)和電子音調(diào)。
人類演奏者A或B在原聲鋼琴1A或IB的鍵4A或4B上用手指彈奏音樂曲調(diào)，以便通過琴弦4A或4B的振動來產(chǎn)生原聲鋼琴音調(diào)，并且自動演奏系統(tǒng)18A或18B在沒有人類演奏者A或B的手指彈奏的情況下，驅(qū)動原聲鋼琴1A或IB,以便也通過琴弦4A或4B的振動來產(chǎn)生原聲鋼琴音調(diào)。
當(dāng)人類演奏者A或B在原聲鋼琴1A或IB上用手指彈奏音樂曲調(diào)時，音樂數(shù)據(jù)產(chǎn)生系統(tǒng)19A或19B監(jiān)控原聲鋼琴1A或IB,并且產(chǎn)生表示音樂數(shù)據(jù)的音樂數(shù)據(jù)代碼。以實(shí)時的方式將該音樂數(shù)據(jù)代碼從音樂數(shù)據(jù)產(chǎn)生系統(tǒng)
19A或19B提供給通信系統(tǒng)15A或15B。通信系統(tǒng)15A和15B連接到因特網(wǎng) N,并且，通過因特網(wǎng)N將音樂數(shù)據(jù)代碼從通信系統(tǒng)15A或15B傳遞到另一通信系統(tǒng)15B或15A。當(dāng)接收到音樂數(shù)據(jù)代碼時，將該音樂數(shù)據(jù)代碼從通信系統(tǒng)15B或15A傳遞到電子音調(diào)生成系統(tǒng)16B或16A，并且通過電子音調(diào)生成系統(tǒng)16B或16A產(chǎn)生電子音調(diào)。
還將音樂數(shù)據(jù)代碼從通信系統(tǒng)15B或15A傳遞到自動演奏系統(tǒng)18B或 18A,自動演奏系統(tǒng)18B或18A移動鍵1Ba或1Aa，好像人類演奏者按壓和釋方欠它們一樣。然而，自動演奏系統(tǒng)18B或18A防止原聲鋼琴1B或1A生成原聲鋼琴音調(diào)。因此，盡管移動鍵1Ba或lAa,但是只通過自動演奏器鋼琴PB或PA產(chǎn)生電子音調(diào)。在音樂會話中，演奏者A和B在他們自己的原聲鋼琴1A和1B上用手指彈奏音樂曲調(diào)，并且聽到和看到由自動演奏系統(tǒng) 18A和18B在通過音樂數(shù)據(jù)產(chǎn)生系統(tǒng)19B和19A產(chǎn)生的音樂數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上驅(qū) 動的鍵1Aa和1Ba的移動。
原聲鋼琴1A或1B在手指彈奏和原聲鋼琴音調(diào)的生成之間引入時間延遲。然而，電子音調(diào)不受由于原聲鋼琴1B或1A的機(jī)械聯(lián)動裝置(linkwork) 導(dǎo)致的時間延遲影響。由于這一原因，與通過現(xiàn)有技術(shù)音樂演奏系統(tǒng)的從屬樂器產(chǎn)生原聲鋼琴音調(diào)的定時相比，通過電子音調(diào)生成系統(tǒng)16B或16A生成電子音調(diào)的定時更接近于通過原聲鋼琴1B或1A生成原聲鋼琴音調(diào)的定時。
當(dāng)兩個演奏者A和B分別在原聲鋼琴1A和IB上用手指彈奏時，響應(yīng) 于鍵1Aa上的手指彈奏而通過琴弦4A的振動、以及響應(yīng)于鍵1Ba上的手指彈奏而通過琴弦4B的振動來產(chǎn)生原聲鋼琴音調(diào)，并且將表示鍵1Aa上的手指彈奏的音樂數(shù)據(jù)代碼以及表示其它鍵lBa上的手指彈奏的音樂數(shù)據(jù)代碼分別從通信系統(tǒng)15A發(fā)送到另一通信系統(tǒng)15B、以及從通信系統(tǒng)15B發(fā)送到通信系統(tǒng)15A。結(jié)果，在自動演奏器鋼琴PA和PB二者中產(chǎn)生原聲鋼琴音調(diào)和電子音調(diào)，好像兩個演奏者A和B在自動演奏器鋼琴PA和PB的每一個上演奏鋼琴二重奏中的音樂曲調(diào)一樣。
由于自動演奏器鋼琴1A、通信系統(tǒng)15A、電子音調(diào)生成系統(tǒng)16A、自動演奏系統(tǒng)18A和音樂數(shù)據(jù)產(chǎn)生系統(tǒng)19A分別與自動演奏器鋼琴1B、通信系統(tǒng)15B、電子音調(diào)生成系統(tǒng)16B、自動演奏系統(tǒng)18B和音樂數(shù)據(jù)產(chǎn)生系統(tǒng)19B 相似，因此在以下描述中，在某些上下文中可以使自動演奏器鋼琴PA的組件和自動演奏器鋼琴PB的組件交替。當(dāng)組件可替換時，利用沒有"A"和"B" 的附圖標(biāo)記來標(biāo)注該組件。例如，在鍵1Aa和鍵1Ba在上下文中可替換的情況下，從附圖標(biāo)記1Aa和1Ba中刪除"A"和"B"。例如，利用"la"來標(biāo) 注自動演奏器鋼琴PA和PB中的任何一個的鍵。另一方面，當(dāng)對任一個自動演奏器鋼琴PA或PB的組件進(jìn)行描述時，附圖標(biāo)記帶有"A"或"B"。例如，利用"16A，，來標(biāo)注自動演奏器鋼琴PA的電子音調(diào)生成系統(tǒng)，利用"16B"來標(biāo)注自動演奏器鋼琴PB的電子音調(diào)生成系統(tǒng)。自動演奏器鋼琴
轉(zhuǎn)到附圖的圖2，圖示了原聲鋼琴l的結(jié)構(gòu)、電子音調(diào)生成系統(tǒng)16的系統(tǒng)配置、自動演奏系統(tǒng)18的功能、以及音樂數(shù)據(jù)演奏系統(tǒng)19的功能。如上文所述，原聲鋼琴l、電子音調(diào)生成系統(tǒng)16、自動演奏系統(tǒng)18和音樂數(shù)據(jù)產(chǎn) 生系統(tǒng)19分別代表原聲鋼琴1A和1B中的任一個、電子音調(diào)生成系統(tǒng)16A 和16B中的任一個、自動演奏系統(tǒng)18A和18B中的任一個、以及音樂數(shù)據(jù)產(chǎn) 生系統(tǒng)19A和19B中的任一個。
原聲鋼琴l包括鍵la的陣列、動作單元2、弦槌3的陣列、琴弦4、制音器單元8和鋼琴箱體9。鍵la的陣列被安裝在形成鋼琴箱體9底部的中盤 (keybed)9a上，并且在鋼琴箱體9內(nèi)部提供動作單元2、弦槌3、琴弦4和制音器單元8。
在此實(shí)例中，在所述陣列中包含88個鍵la。鍵la圍繞鍵架中板(balance rail)9b傾斜。當(dāng)人類演奏者A或B以及自動演奏系統(tǒng)18沒有在鍵la上施加任何力時，鍵la停留在靜止位置上。當(dāng)人類演奏者A或B或者自動演奏系統(tǒng)18將力施加在鍵la上時，鍵la的前部朝著終點(diǎn)位置下降，因此鍵la的后部被升高。當(dāng)鍵la被發(fā)現(xiàn)處于靜止位置上時，鍵行程為0。終點(diǎn)位置與靜止位置分開10毫米。換言之，當(dāng)鍵la到達(dá)終點(diǎn)位置時，鍵行程為10毫米。鍵行程是從靜止位置到軌線上的任意鍵位置的長度。
人類演奏者A或B和自動演奏系統(tǒng)18引起鍵la朝向終點(diǎn)位置的移動，該動作被稱為"按壓"。人類演奏者A或B和自動演奏系統(tǒng)18還引起鍵la 朝向靜止位置的移動，該動作被稱為"釋放"。在演奏和自動演奏中，鍵la 中的每一個保持和改變鍵位置。
鍵la中的每一個通常具有4個階段(phrase):停留在靜止位置、向終點(diǎn) 位置移動、停留在終點(diǎn)位置、以及向靜止位置移動，因此，^t軌跡可被劃分為靜止位置上的靜態(tài)(stationary)部分、朝向終點(diǎn)位置的移動部分、終點(diǎn)位置上的靜態(tài)部分、以及朝向靜止位置的移動部分。朝向終點(diǎn)位置的移動部分和朝向靜止位置的移動部分分別被稱為"基準(zhǔn)正向鍵軌跡"和"基準(zhǔn)反向鍵軌跡"。終點(diǎn)位置上的靜態(tài)部分和靜止位置上的靜態(tài)部分分別被稱為"靜態(tài)軌跡"。
鍵la沿橫向排列，并且在動作單元2的中間部分處與動作單元2鏈接，以及在制音器單元8的后部與制音器單元8鏈接。當(dāng)人類演奏者A或B將力施加在4建la的前部或者自動演奏系統(tǒng)18將力施加在后部時，4建la沿著相應(yīng) 的軌線從靜止位置行進(jìn)到終點(diǎn)位置，并且鍵la促動(actuate)相關(guān)聯(lián)的動作單元2。
動作單元2還與弦槌3相鏈接，并且弦槌3由動作支架(bracket)可旋轉(zhuǎn) 地支撐。由于這一原因，鍵la的移動通過動作單元2而被傳到弦槌3，并且通過動作單元2和弦槌3之間的脫離而引起弦槌3的旋轉(zhuǎn)。弦槌3與琴弦4 相對，并且在旋轉(zhuǎn)的終點(diǎn)引起琴弦4的振動。人類演奏者A或B和自動演奏系統(tǒng)18通過按壓和釋放鍵la來驅(qū)動弦槌3進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
根據(jù)軌線上的鍵位置，鍵la使相關(guān)聯(lián)的制音器單元8與琴弦4分開或者接觸。當(dāng)制音器單元8保持與琴弦4接觸時，禁止琴弦4振動。當(dāng)制音器單元8與琴弦4分開時，允許琴弦4振動。被按壓的鍵la首先使相關(guān)聯(lián)的制音器單元8與琴弦4分開，隨后使弦槌3被驅(qū)動以進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。當(dāng)人類演奏者A 或B釋放被按壓的鍵la時，被釋放的鍵la開始在軌線上反向行進(jìn)。被釋放的鍵la通過軌線上的某些點(diǎn)。然后，制音器單元8與振動的琴弦4相接觸，并且使該振動被衰減。
人類演奏者A或B按照以下方式在原聲鋼琴1上演奏音樂曲調(diào)。當(dāng)所有鍵la都停留在靜止位置上時，弦槌3與相關(guān)聯(lián)的琴弦4分開，并且制音器單元8保持與琴弦4相接觸，如圖2所示。當(dāng)人類演奏者開始他或她的演奏時，他或她選擇性地按壓鍵la和釋放被按壓的鍵la。
假設(shè)人類演奏者A或B按壓鍵la之一，被按壓的鍵la開始在其軌線上行進(jìn)。當(dāng)被按壓的鍵la在軌線上朝著終點(diǎn)位置行進(jìn)時，被按壓的鍵lb/lc使制音器單元8與相關(guān)聯(lián)的琴弦4分開，并且琴弦4準(zhǔn)備振動。被按壓的鍵la 還促動相關(guān)聯(lián)的動作單元2。被促動的動作單元2使弦槌3被驅(qū)動朝著相關(guān) 聯(lián)的琴弦4旋轉(zhuǎn)。弦槌3在旋轉(zhuǎn)的終點(diǎn)與琴弦4碰撞，并且引起琴弦4的振動。振動的琴弦4繼而引起形成鋼琴箱體9的一部分的聲板(sound board)的振動，并且從原聲鋼琴1發(fā)出原聲鋼琴音調(diào)。弦槌3在琴弦4上回彈，并且輕柔地降落在托木(back check)上。
原聲鋼琴音調(diào)的響度與弦槌3在和琴弦4碰撞之前瞬間的速度成比例。人類演奏者A或B強(qiáng)有力地按壓黑鍵la以便以大響度產(chǎn)生原聲鋼琴音調(diào)。另一方面，人類演奏者A或B為了小響度的原聲鋼琴音調(diào)而輕輕地按壓鍵1 a。
在生成原聲鋼琴音調(diào)之后，人類演奏者A或B釋放鍵la。然后，被釋放的鍵la開始在軌線上反向行進(jìn)。被釋放的鍵la允許制音器8向振動的琴弦4移動并且與其接觸。然后，振動被衰減，并且使原聲鋼琴音調(diào)消失。被釋放的鍵la還允許動作單元2返回到靜止位置。
自動演奏系統(tǒng)18包括在圖1中利用18Aa或18Ba標(biāo)注的控制系統(tǒng)18a、螺線管(電磁)控制的鍵致動器5和鍵傳感器6。控制系統(tǒng)18a具有信息處理能力，并且螺線管控制的鍵致動器5和鍵傳感器6連接到控制系統(tǒng)18a。螺線管控制的鍵致動器5被以交錯的方式橫向排列在鍵la后部的下方，并且分別與鍵la相關(guān)聯(lián)?？刂葡到y(tǒng)18a利用螺線管控制的鍵致動器5引起鍵la的移動，并且使鍵la在軌線上行進(jìn)。鍵傳感器6被提供在鍵la前部的下方，并且分別與鍵la相關(guān)聯(lián)。鍵傳感器6是將整個軌線上的鍵位置光學(xué)地轉(zhuǎn)換為鍵位置信號Sl的類型，并且安裝在中盤9a上的光電耦合器6a以及裝在相關(guān)聯(lián) 的鍵la的下表面的光調(diào)制器6b共同形成每個鍵傳感器6。當(dāng)鍵la沿著它們的軌線在靜止位置和終點(diǎn)位置之間行進(jìn)時，光調(diào)制器6b使入射光的量根據(jù)當(dāng) 前鍵位置而變化，并且入射光被轉(zhuǎn)換為形成鍵位置信號Sl的光電流。
在圖3中圖示了控制系統(tǒng)18a的系統(tǒng)配置。控制系統(tǒng)18a包括被簡寫為 "CPU"的中央處理單元20、外圍處理器(未示出)、被簡寫為"ROM"的只讀存儲器21、被簡寫為"RAM"的隨機(jī)存取存儲器22、通信接口 15a、其它接口 23、脈寬調(diào)制器24和共享總線系統(tǒng)20b。中央處理單元20和其它系統(tǒng) 組件21、 22、 15a、 23和24連接到共享總線系統(tǒng)20b，使得中央處理單元20 可通過共享總線系統(tǒng)20b與其它系統(tǒng)組件21、 22、 15a、 23和24通信。
與音樂數(shù)據(jù)產(chǎn)生系統(tǒng)19、通信系統(tǒng)15和電子音調(diào)生成系統(tǒng)16共享中央處理單元20、只讀存儲器21、隨機(jī)存取存儲器22和接口 15a/23。
中央處理單元20是信息處理能力的源。計算機(jī)程序被存儲在只讀存儲器 21中，并且在中央處理單元20上運(yùn)行，以便完成將在下文中詳細(xì)描述的各種任務(wù)。隨機(jī)存取存儲器22充當(dāng)中央處理單元20的工作存儲器，并且在該工作存儲器中定義鍵索引寄存器、標(biāo)志和內(nèi)部軟件時鐘。
通信接口 15a將通信系統(tǒng)15和控制系統(tǒng)18a互連。通信系統(tǒng)15包括發(fā) 射器和接收器。中央處理單元20將音樂數(shù)據(jù)代碼作為凈荷裝載到分組中或者從分組中卸載音樂數(shù)據(jù)代碼，通過通信系統(tǒng)15向因特網(wǎng)N傳遞以及從因特網(wǎng)N接收所述分組。
其它接口 23充當(dāng)MIDI(樂器數(shù)字接口)接口以及用于弦槌傳感器7和鍵傳感器6的信號接口。 MIDI接口是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的。每個信號傳感器具有模數(shù)轉(zhuǎn)換器和數(shù)據(jù)緩沖器。弦槌位置信號S2和鍵位置信號Sl被選擇性地提供給信號接口，關(guān)于這些信號Sl/S2的離散值被轉(zhuǎn)換為鍵位置數(shù)據(jù)代碼和弦槌位置數(shù)據(jù)代碼。鍵位置數(shù)據(jù)代碼和弦槌位置數(shù)據(jù)代碼被臨時存儲在數(shù) 據(jù)緩沖器中，并且中央處理單元20周期性地從數(shù)據(jù)緩沖器中提取表示當(dāng)前鍵位置值的鍵位置數(shù)據(jù)和表示當(dāng)前弦槌位置值的弦槌位置數(shù)據(jù)。所述鍵位置數(shù) 據(jù)和弦槌位置數(shù)據(jù)被累積存儲在隨機(jī)存取存儲器22中以供分析。
脈寬調(diào)制器24響應(yīng)從中央處理單元20提供的控制數(shù)據(jù)，以便將驅(qū)動脈沖信號S3調(diào)整為充當(dāng)驅(qū)動脈沖信號S3的脈沖串的平均電流量的目標(biāo)值或者占空比的目標(biāo)值。驅(qū)動信號S3流過螺線管控制的鍵致動器5，并且產(chǎn)生磁場。該磁場的強(qiáng)度以及因此施加在鍵la后部的力與所述平均電流量成比例。由于這一原因，中央處理單元20利用脈寬調(diào)制器24來控制施加在鍵la后部的力的大小。
電子音調(diào)生成系統(tǒng)16包括電子音調(diào)生成器16a和聲音系統(tǒng)17。音樂數(shù) 據(jù)代碼被依序提供給電子音調(diào)生成器16a,電子音調(diào)生成器16a在該音樂數(shù)據(jù) 代碼的基礎(chǔ)上產(chǎn)生音頻信號。該音頻信號被提供給聲音系統(tǒng)17,并且通過聲音系統(tǒng)17而被轉(zhuǎn)換為電子音調(diào)。
根據(jù)MIDI協(xié)議來準(zhǔn)備音樂數(shù)據(jù)代碼，并且在音符開(note-on)消息和音符關(guān)(note-off)消息中指定要產(chǎn)生的音調(diào)和要衰減的音調(diào)，音符開消息包含表示音符開事件、分配給要產(chǎn)生的音調(diào)的音符號碼、以及表示音調(diào)響度的速度的音樂數(shù)據(jù)。向88個鍵la分配不同的音符號碼，使得控制系統(tǒng)18a能夠利用音符號碼來識別要驅(qū)動的鍵la。另一方面，音符關(guān)消息包含表示音符關(guān)事件和分配給要衰減的音符的音符號碼的音樂數(shù)據(jù)。一個音符事件與下一個音符事件之間的時間段表示持續(xù)時間數(shù)據(jù)，所述音符事件是音符開事件或音符關(guān) 事件，并且，所述持續(xù)時間數(shù)據(jù)被混合在音樂數(shù)據(jù)中。電子音調(diào)生成器16a具有波形存儲器(未示出)，并且，利用音樂數(shù)據(jù)代
碼來指明波形。從波形存儲器讀出波形數(shù)據(jù)，并且從該波形數(shù)據(jù)形成音頻信
號。向該數(shù)字音頻信號賦予包絡(luò)(envelope)，并且將該數(shù)字音頻信號轉(zhuǎn)換為音頻信號，該音頻信號被提供給聲音系統(tǒng)16。由于電子音調(diào)生成器16a是本領(lǐng) 域技術(shù)人員公知的，因此為簡單起見，在下文中沒有包含進(jìn)一步的描述。
回到圖2,音樂數(shù)據(jù)產(chǎn)生系統(tǒng)19包括控制系統(tǒng)18a、鍵傳感器6和弦槌傳感器7。在自動演奏系統(tǒng)18和音樂數(shù)據(jù)產(chǎn)生系統(tǒng)19之間共享控制系統(tǒng)18a 和鍵傳感器，并且結(jié)合自動演奏系統(tǒng)18來描述控制系統(tǒng)18a和鍵傳感器。弦槌傳感器7是與鍵位置傳感器6相似地將當(dāng)前弦槌位置光學(xué)地轉(zhuǎn)換為鍵位置信號S2的類型。當(dāng)演奏者A或B在鍵la上用手指彈奏時，鍵la的移動和弦槌3的移動被轉(zhuǎn)換為鍵位置數(shù)據(jù)和弦槌位置數(shù)據(jù)，控制系統(tǒng)18分析該鍵位置數(shù)據(jù)和弦槌位置數(shù)據(jù)，以便產(chǎn)生音樂數(shù)據(jù)和持續(xù)時間數(shù)據(jù)。該音樂數(shù)據(jù)和持續(xù)時間數(shù)據(jù)被存儲在音樂數(shù)據(jù)代碼中。
計算機(jī)程序
被安裝在控制系統(tǒng)18a中的計算機(jī)程序被分解為主例程和子例程。當(dāng)主例程在中央處理單元20上運(yùn)行時，用戶通過諸如例如觸摸板顯示單元的適當(dāng) 人機(jī)界面(未示出)來與控制系統(tǒng)18a通信。
將若干子例程分配給自動演奏、在自動演奏器鋼琴PA或PB上的演奏期間的音樂數(shù)據(jù)生成、以及通過因特網(wǎng)N進(jìn)行的通信。這些子例程可用于自動演奏器鋼琴PA或PB上的獨(dú)奏曲或合奏曲中的演奏。另一子例程在中央處理系統(tǒng)上運(yùn)行以進(jìn)行音樂會話，并且在用于音樂會話的子例程的監(jiān)管下選擇性地調(diào)用上述子例程。當(dāng)用戶從人機(jī)界面(未示出)上的作業(yè)菜單中選擇他或她喜歡的操作時，主例程開始通過定時器中斷而分支到子例程。當(dāng)該時間段到期時，中央處理單元20從所述子例程返回到主例程。這樣，重復(fù)進(jìn)入子例程和返回主例程。
通過執(zhí)行用于自動演奏的子例程來完成任務(wù)，該任務(wù)對應(yīng)于控制系統(tǒng) 18a的功能。所述功能被稱為"預(yù)(preliminary)數(shù)據(jù)處理器"、"運(yùn)動控制器" 和"伺服控制器"，在圖2中，塊10、 11和12代表所述"預(yù)(preliminary)數(shù) 據(jù)處理器"、"運(yùn)動控制器"和"伺服控制器"。
從通信系統(tǒng)15、數(shù)據(jù)存儲設(shè)備(未示出)或另一MIDI樂器周期性地提供給預(yù)數(shù)據(jù)處理器10，并且將個體化的(individualized)音樂數(shù)據(jù)從預(yù)數(shù)據(jù)處理器10提供給運(yùn)動控制器11，從運(yùn)動控制器11將鍵軌跡數(shù)據(jù)提供給伺服控制器12, 以便對螺線管控制的鍵致動器5進(jìn)行伺服控制。
在預(yù)數(shù)據(jù)處理器10中，音樂數(shù)據(jù)被個體化，以便對于自動演奏器鋼琴 PA和PB是最優(yōu)的。該音樂數(shù)據(jù)在預(yù)數(shù)據(jù)處理器10中進(jìn)行個體化，即，通過預(yù)數(shù)據(jù)處理器IO產(chǎn)生個體化的音樂數(shù)據(jù)。將該個體化的音樂數(shù)據(jù)從預(yù)數(shù)據(jù)處理器IO傳送到運(yùn)動控制器11。
在自動演奏中，運(yùn)動控制器11確定要按壓的每個鍵la的基準(zhǔn)正向鍵軌跡和要釋放的每個鍵la的基準(zhǔn)反向鍵軌跡。然而，對于音樂會話，運(yùn)動控制器11確定基準(zhǔn)正向無聲軌跡和基準(zhǔn)反向無聲軌跡，而不是基準(zhǔn)正向鍵軌跡和基準(zhǔn)反向4建軌跡。
如上文所述，術(shù)語"鍵軌跡"是指隨時間變化的一系列鍵位置值。基準(zhǔn) 點(diǎn)是每個鍵的軌線上的唯一鍵位置。如果被按壓的鍵la以基準(zhǔn)鍵速度通過基準(zhǔn)點(diǎn)，則被按壓的鍵la使相關(guān)聯(lián)的弦槌3以目標(biāo)弦槌速度與琴弦4碰撞。由于原聲音調(diào)的響度與目標(biāo)弦槌速度成比例，因此可以通過使被按壓的鍵la以基準(zhǔn)鍵速度通過基準(zhǔn)點(diǎn)來控制要產(chǎn)生的音調(diào)的響度。因此，可以通過將基準(zhǔn) 點(diǎn)處的基準(zhǔn)鍵速度調(diào)整為與目標(biāo)響度相對應(yīng)的某個值來以目標(biāo)響度值產(chǎn)生原聲音調(diào)。在被按壓的鍵la在基準(zhǔn)正向鍵軌跡上行進(jìn)的范圍內(nèi)，被按壓的鍵la 以基準(zhǔn)鍵速度的目標(biāo)值通過基準(zhǔn)點(diǎn)。因此，運(yùn)動控制器11通過使用基準(zhǔn)正向鍵軌跡而使得可以以目標(biāo)響度值產(chǎn)生原聲音調(diào)。
產(chǎn)生基準(zhǔn)反向鍵軌跡，以便使得原聲音調(diào)被適時地衰減。如上文所述，當(dāng)使制音器單元8與振動的琴弦4接觸時，原聲音調(diào)被衰減。在演奏數(shù)據(jù)中定義從先前的鍵事件到音符關(guān)事件的時間段，基準(zhǔn)反向鍵軌跡將被釋放的鍵 la引導(dǎo)到所述軌線上的鍵位置，在該鍵位置上，被釋放的鍵la使相關(guān)聯(lián)的制音器單元8適時地與振動的琴弦4接觸。因此，運(yùn)動控制器11通過使用基準(zhǔn) 反向鍵軌跡來使原聲音調(diào)被適時地衰減。
如上文所述，基準(zhǔn)鍵速度和與琴弦4碰撞之前瞬間的弦槌速度成比例，從而與原聲音調(diào)的響度成比例。如果基準(zhǔn)鍵速度小于闞值，則被按壓的鍵la 微弱地驅(qū)動相關(guān)聯(lián)的弦槌3，該弦槌3不能到達(dá)相關(guān)聯(lián)的琴弦4。由于這一原因，盡管在軌線上移動鍵la，但是不生成任何原聲音調(diào)?；鶞?zhǔn)正向無聲軌跡使被按壓的鍵la以小于閾值的小基準(zhǔn)鍵速度值通過基準(zhǔn)點(diǎn)。因此，運(yùn)動控制器11使鍵a在軌線上行進(jìn)而不生成任何原聲鋼琴音調(diào)。用于基準(zhǔn)正向無聲
軌跡的基準(zhǔn)鍵速度是由制造商通過實(shí)驗(yàn)確定的，并且在交付給用戶之前，表
示各個鍵la的基準(zhǔn)鍵速度值的控制數(shù)據(jù)被存儲在只讀存儲器21中。
基準(zhǔn)反向無聲軌跡將被釋放的鍵la引導(dǎo)到初始鍵位置。由于不生成任何
原聲音調(diào)，因此預(yù)計基準(zhǔn)反向無聲軌跡不會使被釋放的鍵la在衰減原聲鋼琴
音調(diào)的定時經(jīng)過軌線上的鍵位置。
在基準(zhǔn)正向鍵軌跡和基準(zhǔn)反向鍵軌跡之間、并且還在基準(zhǔn)正向無聲軌跡
和基準(zhǔn)反向無聲軌跡之間插入所述靜態(tài)軌跡。
鍵軌跡數(shù)據(jù)表示基準(zhǔn)正向鍵軌跡、基準(zhǔn)反向鍵軌跡、基準(zhǔn)正向無聲軌跡
和基準(zhǔn)反向無聲軌跡中的任何一個，并且每個鍵軌跡數(shù)據(jù)表示所述軌線上的
目標(biāo)鍵位置。將該鍵軌跡數(shù)據(jù)周期性地從運(yùn)動控制器11提供給伺服控制器12。
當(dāng)鍵軌跡數(shù)據(jù)到達(dá)伺服控制器12時，伺服控制器12從隨機(jī)存取存儲器 22中提取表示當(dāng)前鍵位置的鍵位置數(shù)據(jù)，并且根據(jù)鍵軌跡數(shù)據(jù)的一系列值和鍵位置數(shù)據(jù)的一系列值，確定目標(biāo)鍵速度和當(dāng)前鍵速度。伺服控制器12將當(dāng) 前鍵位置和當(dāng)前鍵速度與目標(biāo)鍵位置和目標(biāo)鍵速度進(jìn)行比較，以查看在當(dāng)前鍵位置和目標(biāo)鍵位置之間以及在當(dāng)前鍵速度和目標(biāo)鍵速度之間是否發(fā)現(xiàn)任何差別。如果發(fā)現(xiàn)一個或多個差別，則伺服控制器12改變驅(qū)動信號S3的平均電流或占空比?？梢岳迷撈骄娏鱽砜刂坡菥€管周圍的磁場的強(qiáng)度，使得螺線管控制的鍵致動器5的活塞被加速或減速。這樣，伺服控制器12強(qiáng)迫鍵 la在基準(zhǔn)正向鍵軌跡、基準(zhǔn)反向鍵軌跡、基準(zhǔn)正向無聲軌跡或基準(zhǔn)反向無聲 4九跡上行進(jìn)。
當(dāng)運(yùn)動控制器11周期性地提供表示基準(zhǔn)正向無聲軌跡的鍵軌跡數(shù)據(jù)時，伺服控制器12使螺線管控制的鍵致動器5強(qiáng)迫鍵la在基準(zhǔn)正向無聲軌跡上行進(jìn)?；鶞?zhǔn)正向無聲軌跡上的基準(zhǔn)鍵速度值非常小，以至于動作單元2使弦槌3緩慢旋轉(zhuǎn)。由于這一原因，弦槌3不會到達(dá)相關(guān)聯(lián)的琴弦4。結(jié)果，盡管移動鍵la,但是不生成任何原聲音調(diào)。
還通過執(zhí)行用于音樂數(shù)據(jù)生成的子例程來完成另一個任務(wù)，該另一個任務(wù)對應(yīng)于控制系統(tǒng)18a的功能。所述功能被稱為"音樂數(shù)據(jù)產(chǎn)生器"13和"后數(shù)據(jù)處理器"14。
當(dāng)用于音樂數(shù)據(jù)生成的子例程在中央處理單元20上運(yùn)行時，音樂數(shù)據(jù)產(chǎn)生器13間歇地將鍵位置數(shù)據(jù)和弦槌位置數(shù)據(jù)從接口 23傳遞到隨機(jī)存取存儲器22，以便累積存儲每個鍵la的一系列鍵位置值和每個弦槌3的一系列弦槌位置值，并且確定開始按壓的時刻、每個被按壓的鍵la的鍵速度、使琴弦4 與每個弦槌3撞擊的時刻、開始釋放的時刻、每個被釋放的鍵la的鍵速度，以便產(chǎn)生音樂數(shù)據(jù)。演奏數(shù)據(jù)表示開始按壓的時刻、每個被按壓的鍵la的鍵速度、撞擊琴弦4的時刻、開始釋放的時刻以及每個被釋放的鍵la的鍵速度，并且通過分析而從該演奏數(shù)據(jù)產(chǎn)生音樂數(shù)據(jù)。該音樂數(shù)據(jù)表示MIDI消息以及從諸如音符開事件或音符關(guān)事件的每個事件到下一事件的時間段。
將音樂數(shù)據(jù)從音樂數(shù)據(jù)產(chǎn)生器13傳遞到后數(shù)據(jù)處理器14，并且在后數(shù) 據(jù)處理器14中將該音樂數(shù)據(jù)正規(guī)化。由于傳感器6和7與精確的目標(biāo)位置的偏離、原聲鋼琴1結(jié)構(gòu)上的差異、加工上的容差等，自動演奏器鋼琴PA和 PB中的每一個不可避免地具有個體性。為了使在自動演奏器鋼琴PA和PB 之間共享音樂數(shù)據(jù)代碼，有必要從所述音樂數(shù)據(jù)中去除該個體性。由于這一
原因，提供后數(shù)據(jù)處理器14以便將音樂數(shù)據(jù)正規(guī)化。將正規(guī)化的音樂數(shù)據(jù)簡稱為"音樂數(shù)據(jù)"。
在正規(guī)化之后，將正規(guī)化的音樂數(shù)據(jù)存儲在符合MIDI協(xié)議的音樂數(shù)據(jù) 代碼中，并且通過MIDI電纜將該音樂數(shù)據(jù)代碼提供給通信系統(tǒng)15、電子音調(diào)生成器16a、用于記錄的數(shù)據(jù)存儲設(shè)備(未示出)、或者M(jìn)IDI樂器。
當(dāng)用于通信的子例程在中央處理單元20上運(yùn)行時，將音樂數(shù)據(jù)代碼作為凈荷裝載到分組中，并且將所述分組依序傳遞到因特網(wǎng)N。通過執(zhí)行用于通信的子例程來從所述分組中卸載該音樂數(shù)據(jù)代碼。
下面將詳細(xì)描述用于音樂會話的子例程。圖4示出了用于音樂會話的控制系統(tǒng)18a的作業(yè)。如上文所述，用于音樂會話的子例程監(jiān)管用于自動演奏的子例程、用于音樂數(shù)據(jù)生成的子例程、以及用于通信的子例程。在此實(shí)例中，用于音樂會話的子例程包含選擇電子音調(diào)生成系統(tǒng)16使得將所接收的音樂數(shù)據(jù)代碼傳遞到電子音調(diào)生成器16a的作業(yè)。用戶將自動演奏器鋼琴PA和 PB連接到因特網(wǎng)N，并且從人機(jī)界面上的作業(yè)菜單中選擇音樂會話。然后，主例程開始周期性地分支到用于音樂會話的子例程。
音樂會話中的行為
當(dāng)用于音樂會話的子例程在控制系統(tǒng)18Aa的中央處理單元20和控制系統(tǒng)18Ba的中央處理單元20上運(yùn)行時，該音樂會話如圖4所示的那樣進(jìn)行。在此實(shí)例中，如果用戶分別同時按壓自動演奏器鋼琴PA和PB的、被分配了某個鍵號碼的鍵la時，控制系統(tǒng)18Aa和18Ba將優(yōu)先權(quán)給予由用戶的手指按壓的鍵移動，并且鍵la在返回到靜止位置之后由螺線管控制的鍵致動器5 驅(qū)動。
假設(shè)用戶A按壓鍵1Aa之一。被按壓的鍵1Aa促動相關(guān)聯(lián)的動作單元2，并且動作單元2通過脫離引起弦槌3的旋轉(zhuǎn)。弦槌3在旋轉(zhuǎn)的終點(diǎn)與琴弦4 碰撞，并且，通過琴弦4的振動生成原聲鋼琴音調(diào)。此外，鍵傳感器6A將當(dāng)前鍵位置報告給信號接口 23A，其中當(dāng)前鍵位置的值隨著時間一起變化，中央處理單元20A將鍵位置數(shù)據(jù)累積存儲在隨機(jī)存取存儲器22A中。中央處理單元20A通過對鍵位置數(shù)據(jù)的分析發(fā)現(xiàn)被按壓的鍵lAa,如步驟Sl ，并且，通過音樂數(shù)據(jù)產(chǎn)生器13A和后數(shù)據(jù)處理器14A來產(chǎn)生表示音符開事件、鍵號碼、鍵速度和從先前的鍵事件起的時間段的音樂數(shù)據(jù)代碼，如步驟S2。
隨后，將音樂數(shù)據(jù)代碼裝載在分組中，并且通過執(zhí)行用于通信的子例程，從通信系統(tǒng)15 A發(fā)送該分組，如步驟S3 。
該分組到達(dá)自動演奏器鋼琴PB的通信系統(tǒng)15B,并且通過執(zhí)行用于通信的子例程來從該分組中卸載音樂數(shù)據(jù)代碼，如步驟S4。通過用于自動演奏的子例程來處理存儲在音樂數(shù)據(jù)代碼中的音樂數(shù)據(jù)，如步驟S5，并且將該音樂數(shù)據(jù)從通信系統(tǒng)15B傳遞到電子音調(diào)生成系統(tǒng)16B。
鋼琴控制器IOB將音樂數(shù)據(jù)個體化，以便將個體化的音樂數(shù)據(jù)提供給運(yùn) 動控制器11B。運(yùn)動控制器11B分析個體化的音樂數(shù)據(jù)，并且在該個體化的音樂數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上確定基準(zhǔn)正向無聲軌跡。將表示基準(zhǔn)正向無聲軌跡、靜態(tài) 軌跡和基準(zhǔn)反向無聲軌跡的鍵軌跡數(shù)據(jù)周期性地從運(yùn)動控制器11B提供給伺服控制器12B，伺服控制器12B強(qiáng)迫鍵1Ba在基準(zhǔn)正向無聲軌跡和基準(zhǔn)反向無聲軌跡上行進(jìn)，如步驟S5。這樣，在沒有任何原聲鋼琴音調(diào)的情況下移動鍵lBa,并且鍵1Ba在到達(dá)終點(diǎn)位置之后或者從前往終點(diǎn)位置途中的某個鍵位置開始返回。
另一方面，電子音調(diào)生成器16B在音樂數(shù)據(jù)代碼的基礎(chǔ)上產(chǎn)生音頻信號，并且將該音頻信號提供給聲音系統(tǒng)17B以便產(chǎn)生電子音調(diào)，如步驟S6。
鍵1Ba的移動和電子音調(diào)向用戶B通知自動演奏器鋼琴PA上的手指彈奏。然后，用戶B開始按壓與被按壓的鍵1Aa相對應(yīng)或不同的鍵1Ba。被按壓的鍵1Ba促動動作單元2B,并且被促動的動作單元2B引起弦槌旋轉(zhuǎn)。使弦槌2B與琴弦4B ^i撞，并且通過琴弦4的振動生成原聲鋼琴音調(diào)。
當(dāng)按壓鍵1Ba時，鍵傳感器6B使鍵位置信號Sl隨著當(dāng)前鍵位置一起變化，如步驟S7，并且中央處理單元20B將鍵位置數(shù)據(jù)累積存儲在隨機(jī)存取存儲器22B中。表示音符開鍵事件的音樂數(shù)據(jù)通過音樂數(shù)據(jù)產(chǎn)生器13B而被產(chǎn) 生，并且通過后數(shù)據(jù)處理器14B而被正規(guī)化。將被正規(guī)化的演奏數(shù)據(jù)存儲在音樂數(shù)據(jù)代碼中，如步驟S8。將該音樂數(shù)據(jù)代碼裝載在分組中，并且通過執(zhí) 行用于通信的子例程，將該分組從通信系統(tǒng)15B發(fā)送到通信系統(tǒng)15A，如步驟S9。
當(dāng)如步驟S10接收到所述分組時，在通信系統(tǒng)15A中從該分組中卸載音樂數(shù)據(jù)代碼，并且將該音樂數(shù)據(jù)代碼從通信系統(tǒng)15A并行地提供給自動演奏系統(tǒng)18A和電子音調(diào)生成系統(tǒng)16A。自動演奏系統(tǒng)18A強(qiáng)迫鍵1 Aa在基準(zhǔn)正向無聲軌跡和基準(zhǔn)反向無聲軌跡上行進(jìn)而不生成原聲鋼琴音調(diào)，如步驟Sl 1 ，并且，通過電子音調(diào)生成系統(tǒng)16A生成電子音調(diào)，如步驟S12。這樣，用戶 A看到鍵lBa的移動并且聽到電子音調(diào)。
當(dāng)用戶A為了樂譜上的下一個音調(diào)而按壓鍵1Aa時，重復(fù)步驟S1、 S2 和S3處的作業(yè)，如步驟S13、 S14和S15。在自動演奏器鋼琴PA和PB上重復(fù)步驟S1至S12，直到演奏結(jié)束為止。當(dāng)然，當(dāng)用戶B在沒有從自動演奏器鋼琴PA接收到音樂數(shù)據(jù)代碼的情況下按壓鍵lBa日t,在自動演奏器鋼琴PA 中產(chǎn)生電子音調(diào)，并且移動對應(yīng)的鍵1Aa而不生成原聲鋼琴音調(diào)。
執(zhí)行作業(yè)Sl至S6以便通過另一自動演奏器鋼琴PB重演在自動演奏器鋼琴PA上的演奏，并且作業(yè)Sl至S6被稱為音樂會話的第一階段。另一方面，執(zhí)行作業(yè)S7至S12以便使用戶A看到鍵1Ba的移動并且聽到電子音調(diào)，作業(yè)S7至S12被稱為音樂會話的第二階段。作為示例，第一階段和第二階段對于遠(yuǎn)程音樂課程來說是期望的。在圖1中，實(shí)線指示第一階段，虛線指示第二階段。該音樂會話進(jìn)行到結(jié)束。當(dāng)用戶A和B通過人機(jī)界面向控制系統(tǒng) 18A和18B通知退出音樂會話時，主例程不再分支到用于音樂會話的子例程。
在用戶A和B分別用手指彈奏音樂曲調(diào)的不同部分的情況下，在自動演奏器鋼琴PA和PB二者上用鋼琴二重奏演奏該音樂曲調(diào)。然而，所述音樂會話可以部分地由僅僅第一階段或第二階段構(gòu)成。在此音樂會話中，在自動演奏器鋼琴PA和PB之一上以鋼琴二重奏演奏該音樂曲調(diào)。表示自動演奏器鋼琴上的手指彈奏的音樂數(shù)據(jù)不被傳送給另一自動演奏器鋼琴。如將從前面的描述理解的那樣，盡管通過自己的自動演奏器鋼琴PA或
PB產(chǎn)生原聲鋼琴音調(diào)，但是通過電子音調(diào)生成系統(tǒng)16A或16B再現(xiàn)在另一個自動演奏器鋼琴PB或PA上的演奏。沒有必要考慮由于動作單元2的激活和弦槌旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致的時間延遲。電子音調(diào)僅僅因?yàn)橥ㄟ^因特網(wǎng)N進(jìn)行的通信而被延遲。由于這一原因，音樂會話流暢地進(jìn)行而沒有嚴(yán)重的延遲。盡管不生成原聲鋼琴音調(diào)的鍵移動，即無聲鍵移動由于動作單元2的促動和弦槌3的旋轉(zhuǎn)而相對于電子音調(diào)的生成被延遲，但是在電子音調(diào)的生成和無聲鍵移動之間的時間延遲不嚴(yán)重，使得用戶A和B以及聽眾不會覺得該無聲鍵移動不自然。
第二實(shí)施例
音樂演奏系統(tǒng)的系統(tǒng)配置
轉(zhuǎn)到附圖的圖5，實(shí)施本發(fā)明的另一音樂演奏系統(tǒng)也包括自動演奏器鋼琴PC和PD以及因特網(wǎng)N。
除了音樂數(shù)據(jù)產(chǎn)生系統(tǒng)19C和19D以外，自動演奏器鋼琴PC和PD與自動演奏器鋼琴PA和PB相似。由于這一原因，利用指定自動演奏器鋼琴PA 的對應(yīng)組成部件和自動演奏器鋼琴PB的對應(yīng)組成部件的附圖標(biāo)記來標(biāo)注自
并且為了避免重復(fù)而不進(jìn)行詳細(xì)描述。此外，利用指定圖2所示的原聲鋼琴的對應(yīng)組成部件和圖3所示的控制系統(tǒng)的對應(yīng)系統(tǒng)組件的附圖標(biāo)記來標(biāo)注自動演奏器鋼琴的原聲鋼琴的組成部件以及控制系統(tǒng)18Aa和18Ba的系統(tǒng)組件。
計算機(jī)程序
安裝在控制系統(tǒng)18a中的計算機(jī)程序也被分解為主例程和若干子例程。主例程和用于通信的子例程與安裝在自動演奏器鋼琴PA和PB的控制系統(tǒng) 18a中的計算機(jī)程序的主例程和用于通信的子例程相似。
用于自動演奏的子例程比安裝在自動演奏器鋼琴PA和PB中的用于自動演奏的子例程簡單。盡管在自動演奏器鋼琴PA和PB中、在音樂會話中為無聲鍵移動確定基準(zhǔn)正向無聲軌跡和基準(zhǔn)反向無聲軌跡，但是不通過實(shí)現(xiàn)第二實(shí)施例的音樂演奏系統(tǒng)在音樂會話中產(chǎn)生基準(zhǔn)正向鍵軌跡和基準(zhǔn)反向鍵軌跡。換言之，在音樂會話中，自動演奏器鋼琴PC和PD的自動演奏系統(tǒng)18A 和18B驅(qū)動鍵lAa和1Ba以生成原聲鋼琴音調(diào)。因此，當(dāng)用于音樂會話的子例程在中央處理單元20上運(yùn)行時，音樂數(shù)據(jù)代碼被從通信系統(tǒng)15A或15B 傳遞到自動演奏系統(tǒng)18A或18B,而不被提供給電子音調(diào)生成系統(tǒng)16A或 16B。
音樂會話中的行為
音樂數(shù)據(jù)產(chǎn)生系統(tǒng)19C包括鍵傳感器6、弦槌傳感器7、音樂數(shù)據(jù)產(chǎn)生器(未示出)、后數(shù)據(jù)處理器(未示出)和預(yù)鍵數(shù)據(jù)提供器25,即25A或25B。音樂數(shù)據(jù)產(chǎn)生器和后數(shù)據(jù)處理器與音樂數(shù)據(jù)產(chǎn)生器13和后數(shù)據(jù)處理器14相同，并且由于這一原因，在下文中利用附圖標(biāo)記13和14(即，13A或13B和 14A或14B)來標(biāo)注音樂數(shù)據(jù)產(chǎn)生系統(tǒng)19C或19D的音樂數(shù)據(jù)產(chǎn)生器和后數(shù)據(jù) 處理器。預(yù)鍵數(shù)據(jù)提供器25A或25B并聯(lián)連接到音樂數(shù)據(jù)產(chǎn)生器13和后數(shù) 據(jù)處理器14,并且在音樂會話中，通過預(yù)鍵數(shù)據(jù)提供器25A或25B來處理鍵位置數(shù)據(jù)。預(yù)鍵數(shù)據(jù)提供器25A和25B推測比當(dāng)前時刻滯后通信延遲時間D 的時刻處的目標(biāo)鍵位置和目標(biāo)鍵速度。預(yù)鍵數(shù)據(jù)提供器25A或25B表示音樂數(shù)據(jù)產(chǎn)生系統(tǒng)19C或19D的功能，并且是通過執(zhí)行用于音樂數(shù)據(jù)生成的子例程的一部分來實(shí)現(xiàn)的。
預(yù)鍵數(shù)據(jù)提供器25A或25B目標(biāo)在于加快通過原聲鋼琴1B和1A進(jìn)行的原聲鋼琴音調(diào)的生成。當(dāng)用戶A和B從作業(yè)菜單中選擇音樂會話時，中央處理單元20A和20B重復(fù)用于音樂數(shù)據(jù)生成的子例程中的作業(yè)序列，并且基于累積存儲在隨機(jī)存取存儲器22A和22B中的鍵位置數(shù)據(jù)來產(chǎn)生鍵運(yùn)動數(shù) 據(jù)。每個鍵運(yùn)動數(shù)據(jù)表示分配給被移動的鍵1Aa或1Ba的鍵號碼、從音樂會話開始起經(jīng)過的時間、推測的鍵位置和推測的鍵速度。將該鍵運(yùn)動數(shù)據(jù)從預(yù) 鍵數(shù)據(jù)提供器25A或25B提供給通信系統(tǒng)15A或15B，并且將其作為分組的凈荷發(fā)送到另一通信系統(tǒng)15A或15B。在日本專利申請?zhí)卦S公開 No.2006-178197中公開了鍵運(yùn)動數(shù)據(jù)的格式。
圖6示出了用于音樂會話的作業(yè)序列。用戶A和B從作業(yè)菜單中選擇音樂會話，并且主例程開始周期性地分支到用于該音樂會話的子例程。
當(dāng)音樂會話正在進(jìn)行時，用戶A依序按壓鍵lAa。當(dāng)用戶A按壓鍵lAa 之一時，相關(guān)聯(lián)的鍵傳感器6A根據(jù)當(dāng)前鍵位置而改變鍵位置信號Sl,如步驟S16,表示被按壓的鍵1Aa的當(dāng)前鍵位置的鍵位置數(shù)據(jù)被累積存儲在隨機(jī) 存取存儲器22A中。然后，預(yù)鍵數(shù)據(jù)提供器25A開始基于該鍵位置數(shù)據(jù)產(chǎn)生鍵運(yùn)動數(shù)據(jù)，如步驟S17。當(dāng)預(yù)鍵數(shù)據(jù)提供器25A產(chǎn)生鍵運(yùn)動數(shù)據(jù)時，考慮通信時間延遲D，并且^t運(yùn)動數(shù)據(jù)使自動演奏系統(tǒng)18B以補(bǔ)償該通信時間延
遲D這樣的方式來驅(qū)動對應(yīng)的鍵1Ba。通過因特網(wǎng)N將鍵運(yùn)動數(shù)據(jù)從通信系統(tǒng)15A發(fā)送到通信系統(tǒng)15B，如步驟S18。
預(yù)鍵數(shù)據(jù)提供器25A和通信系統(tǒng)15A以固定的間隔重復(fù)步驟S17和S18 處的作業(yè)，使得將鍵運(yùn)動數(shù)據(jù)周期性地提供給另一個自動演奏器鋼琴PD。
鍵運(yùn)動數(shù)據(jù)到達(dá)通信系統(tǒng)15B，如步驟S19,并且由于分組通過因特網(wǎng) N的傳播而在發(fā)送和接收之間引入通信時間延遲D。控制系統(tǒng)18Ba分析鍵運(yùn) 動數(shù)據(jù)，并且開始驅(qū)動與被按壓的鍵1Aa相對應(yīng)的鍵1Ba，以產(chǎn)生原聲鋼琴音調(diào)，如步驟S20。由于鍵運(yùn)動數(shù)據(jù)表示比當(dāng)前時刻滯后通信時間延遲D的時刻處的推測鍵位置和推測鍵速度，因此強(qiáng)迫對應(yīng)的鍵1Ba在與鍵1A的軌線相同的基準(zhǔn)正向鍵軌跡和基準(zhǔn)反向鍵軌跡上行進(jìn)，使得與通過原聲鋼琴1A 產(chǎn)生的原聲鋼琴音調(diào)同時地通過原聲鋼琴B產(chǎn)生原聲鋼琴音調(diào)。
以類似的方式，當(dāng)音樂會話正在進(jìn)行時，用戶B依序按壓鍵lBa。當(dāng)用戶B按壓鍵lBa之一時，相關(guān)聯(lián)的鍵傳感器6B將當(dāng)前鍵位置報告給預(yù)鍵數(shù) 據(jù)提供器25B，如步驟S21，并且預(yù)鍵數(shù)據(jù)提供器25B基于該鍵位置數(shù)據(jù)產(chǎn) 生鍵運(yùn)動數(shù)據(jù)，如步驟S22。通過因特網(wǎng)N將鍵運(yùn)動數(shù)據(jù)從通信系統(tǒng)15B提供到通信系統(tǒng)15A,如步驟S23，并且在通信系統(tǒng)15A接收該鍵運(yùn)動數(shù)據(jù)，如步驟S24。在該發(fā)送和接收之間也引入通信時間延遲D。自動演奏系統(tǒng)18A 驅(qū)動與被按壓的鍵1Ba相對應(yīng)的鍵1Aa，以便與通過原聲鋼琴1A產(chǎn)生的原聲鋼琴音調(diào)同時產(chǎn)生原聲鋼琴音調(diào)，如步驟S25。
在自動演奏器鋼琴PA中重復(fù)當(dāng)前鍵位置的報告、鍵運(yùn)動數(shù)據(jù)的產(chǎn)生、以及4泉運(yùn)動數(shù)據(jù)的發(fā)送，如步驟S26、 S27和S28，并且在另一自動演奏器鋼琴PB中也重復(fù)當(dāng)前鍵位置的報告、鍵運(yùn)動數(shù)據(jù)的產(chǎn)生、以及鍵運(yùn)動數(shù)據(jù)的發(fā)送。與步驟S16至S20相對應(yīng)的、鍵1Aa的按壓到對應(yīng)鍵1Ba的驅(qū)動發(fā)生在音樂會話的第一階段，與步驟S21至S25相對應(yīng)的、鍵1Ba的按壓以及鍵 1Ba的按壓到對應(yīng)鍵1Aa的驅(qū)動發(fā)生在音樂會話的第二階段。該音樂會話由多個第一階段和多個第二階段組成。
圖7示出了在自動演奏器鋼琴PC和PD 二者中執(zhí)行的用于音樂會話的子例程中的作業(yè)序列。在以下描述中，將術(shù)語"基準(zhǔn)周期(cycle)時間T，，定義為用來測量通信時間延遲D的單位時間段。術(shù)語"基準(zhǔn)周期"是在長度上等于基準(zhǔn)周期時間的時間幀。當(dāng)用戶A和B從作業(yè)菜單中選擇音樂會話時，主例程通過定時器中斷開始周期性地分支到用于音樂會話的子例程。在下文中，將描述集中于自動演
奏器鋼琴PC和PD在音樂會話的第一階段的行為。
如步驟S29,自動演奏器鋼琴PC的中央處理單元20,即中央處理單元 20A進(jìn)行準(zhǔn)備工作，以便確定通信時間延遲D。在下文中參照圖8來詳細(xì)描述該準(zhǔn)備工作S29。
隨后，中央處理單元20A將鍵號碼'T，寫入鍵索引寄存器，如步驟S30, 然后進(jìn)行對于被分配了存儲在鍵索引寄存器中的鍵號碼的鍵1Aa的數(shù)據(jù)處理，如步驟S31。在下文中，將存儲在鍵索引寄存器中的鍵號碼稱為"鍵索引"。在下文中參照圖9來詳細(xì)描述步驟S31處的數(shù)據(jù)處理。
隨后，中央處理單元20A將鍵索引增加1,如步驟S32，并且檢查鍵索引寄存器以查看鍵索引是否大于88，如步驟S33。由于原聲鋼琴1A具有88 個鍵lAa,因此在完成對于所有鍵1Aa的數(shù)據(jù)處理之前，該答案給出為否定 "否"。另一方面，肯定答案"是"表示對于所有鍵1Aa重復(fù)步驟S31處的數(shù)據(jù)處理的完成。
當(dāng)步驟S33處的答案給出為否定"否，，時，中央處理單元20A返回到步驟S31。這樣，中央處理單元20A在單個基準(zhǔn)周期時間段T內(nèi)對于88個鍵 1Aa重復(fù)步驟S31處的作業(yè)。
中央處理單元20A對于所有鍵1Aa重復(fù)由步驟S31至S33組成的循環(huán)。在步驟S31完成對于88個鍵1Aa的數(shù)據(jù)處理之后，步驟S33處的答案改變
為肯定答案"是"。
中央處理單元20A檢查隨機(jī)存取存儲器22A,以查看用戶A是否已經(jīng)指示控制系統(tǒng)18Aa停止用于音樂會話的數(shù)據(jù)處理，如步驟S34B。當(dāng)用戶A正在原聲鋼琴1A上用手指彈奏時，步驟S34B處的答案給出為否定"否"。對于該否定答案"否"，中央處理單元20A進(jìn)行到步驟S34A,并且等待基準(zhǔn)周期時間段T的到期。當(dāng)基準(zhǔn)周期時間段T到期時，中央處理單元20A返回到步驟S30。這樣，在原聲鋼琴1A上的演奏中，中央處理單元20A重復(fù)由步驟S30至S34B組成的循環(huán)，并且對于88個鍵1Aa重復(fù)進(jìn)行所述數(shù)據(jù)處理。
另一方面，當(dāng)用戶A指示控制系統(tǒng)18Aa停止音樂會話時，將表示用戶指令的控制數(shù)據(jù)存儲在隨機(jī)存取存儲器22A中，并且步驟S34B處的答案改變?yōu)榭隙ù鸢?是"。對于步驟S34B處的肯定答案"是"，控制返回到主例程，并且該主例程不再分支到子例程。
轉(zhuǎn)到圖8，當(dāng)中央處理單元20A開始步驟S29處的準(zhǔn)備工作時，中央處理單元20A將事件數(shù)據(jù)代碼傳遞到通信系統(tǒng)15A，以便將裝載了所述事件數(shù) 據(jù)代碼的分組從通信系統(tǒng)15A通過因特網(wǎng)N發(fā)送到通信系統(tǒng)15B ，并且在內(nèi) 部時鐘上讀取發(fā)送時刻tA,如步驟S35。利用內(nèi)部時鐘來對基準(zhǔn)周期的數(shù)目
隨后，中央處理單元20A開始監(jiān)視通信接口 15A，并且等待答復(fù)。當(dāng)事件數(shù)據(jù)代碼到達(dá)通信系統(tǒng)15A時，中央處理單元20B將該事件數(shù)據(jù)代碼傳遞到通信系統(tǒng)15B，以便將裝載了該事件數(shù)據(jù)代碼的分組作為答復(fù)從通信系統(tǒng) 15B發(fā)送到通信系統(tǒng)15A。
當(dāng)該答復(fù)到達(dá)通信系統(tǒng)15A時，該事件數(shù)據(jù)代碼被提取到控制系統(tǒng)18Aa 中，如步驟S37,并且在內(nèi)部時鐘上讀取接收時刻tB,如步驟S37。在通信系統(tǒng)15A和通信系統(tǒng)15B之間通過因特網(wǎng)N往復(fù)地傳播所述事件數(shù)據(jù)代碼。結(jié)果，發(fā)送時刻tA和接收時刻tB之間的差是通信時間延遲D的兩倍長。
最后，中央處理單元20A將發(fā)送時刻tA和接收時刻tB之間的差除以2, 以便確定通信時間延遲D,如步驟S38。這樣，在音樂會話之前的準(zhǔn)備工作 S29中確定了通信時間延遲D。
圖9A和9B示出了步驟S31處的數(shù)據(jù)處理期間的作業(yè)序列。當(dāng)用戶A 或B按壓4建lAa或lBa時，遵循圖9A所示的作業(yè)序列。另一方面，當(dāng)音樂數(shù)據(jù)代碼到達(dá)通信系統(tǒng)15A或15B時，中央處理單元20A或20B遵循圖9B 所示的作業(yè)序列。控制系統(tǒng)15A或15B完成對于每個鍵1Aa或1Ba的任一作業(yè)序列，并且在基準(zhǔn)周期時間T內(nèi)對于所有鍵1Aa或1Ba重復(fù)所述一個或多個作業(yè)序列。在下文中描述圖9A和9B所示的作業(yè)序列。在將鍵運(yùn)動數(shù)據(jù)從自動演奏器鋼琴PA提供給另一自動演奏器鋼琴PB的假設(shè)下進(jìn)行描述。
音樂數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)19C和19D實(shí)現(xiàn)圖IO所示的功能。鍵lAa、螺線管控制的鍵致動器5A、鍵傳感器6A和控制系統(tǒng)18A是涉及音樂會話的自動演奏器鋼琴PC的硬件。類似地，鍵lBa、螺線管控制的鍵致動器5A、鍵傳感器6A和控制系統(tǒng)18B作為自動演奏器鋼琴PD的硬件參與音樂會話。所述功能被分解為"鍵運(yùn)動數(shù)據(jù)的產(chǎn)生26A或26B"和"鍵移動的再現(xiàn)26C或26D"。
假設(shè)用戶A在音樂會話中開始按壓自動演奏器鋼琴PC的鍵1Aa中的一個。假設(shè)鍵1Ba對應(yīng)于被按壓的鍵1Aa。相關(guān)聯(lián)的鍵傳感器6A改變鍵位置信號S1，并且控制系統(tǒng)18A開始數(shù)據(jù)處理。
對鍵位置信號Sl進(jìn)行采樣，并且將鍵位置信號Sl的采樣幅值yxAa轉(zhuǎn) 換為離散值yxAd。這樣，對鍵位置信號Sl進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換27A。
換言之，將離散值yxAd正規(guī)化為正規(guī)化離散值yxA，并且利用"28A，，來標(biāo) 注正規(guī)化的功能。將正規(guī)化離散值yxA與采樣時刻一起累積存儲在隨機(jī)存取存儲器22A中。在正規(guī)化離散值yxA的基礎(chǔ)上確定表示鍵速度的正規(guī)化值 yvA，并且利用"29A，，來標(biāo)注該計算的功能。根據(jù)表示正規(guī)化鍵位置rxB的正規(guī)化離散值yxA、表示正規(guī)化鍵速度yvB的正規(guī)化離散值yvA、對鍵位置信號進(jìn)行采樣的時刻、以及分配給被按壓的鍵1Ax的鍵號碼產(chǎn)生鍵運(yùn)動數(shù)據(jù) rB,并且利用"30A，，來標(biāo)注該^:運(yùn)動數(shù)據(jù)的產(chǎn)生。
將鍵運(yùn)動數(shù)據(jù)rB提供給通信系統(tǒng)15A,并且將其裝載在分組中。通過因特網(wǎng)N將該分組發(fā)送給通信系統(tǒng)15B。利用"31A"來標(biāo)注鍵運(yùn)動數(shù)據(jù)rB的發(fā)送。
在另一自動演奏器鋼琴PD中也實(shí)現(xiàn)功能27A、 28A、 29A、 30A和31A, 并且分別利用27B、 28B、 29B、 30B和31B來標(biāo)注對應(yīng)的功能，yxBa、 yxBd、 yxB、 yvB和rA分別代表采樣幅值、從采樣幅值轉(zhuǎn)換的離散值、表示正規(guī)化鍵位置的正規(guī)化離散值、表示正規(guī)化鍵速度的正規(guī)化離散值、以及鍵運(yùn)動數(shù) 據(jù)。
所述分組到達(dá)通信系統(tǒng)15B，并且從該分組中卸載鍵運(yùn)動數(shù)據(jù)rB。利用 38B來標(biāo)注該接收和卸載?；阪I運(yùn)動數(shù)據(jù)rB來確定目標(biāo)鍵位置和目標(biāo)鍵速度。目標(biāo)鍵位置是期望在給定時刻在其上發(fā)現(xiàn)鍵lBa的鍵位置，并且等于推測鍵位置。目標(biāo)鍵速度是目標(biāo)鍵位置上的鍵速度，并且等于推測鍵速度。分別利用rxB和rvB來標(biāo)注目標(biāo)鍵位置和目標(biāo)4建速度。
由于傳感器6B監(jiān)控對應(yīng)的鍵lBa,因此周期性地對鍵位置信號Sl進(jìn)行采樣，并且將幅值yxBa轉(zhuǎn)換為離散值yxBd。將離散值yxBd正規(guī)化為表示正規(guī)化的當(dāng)前鍵位置的正規(guī)化離散值yxB，并且基于正規(guī)化離散值yxB確定正規(guī)化的當(dāng)前鍵速度。
通過目標(biāo)鍵位置rxB和正規(guī)化的當(dāng)前鍵位置yxB之間以及目標(biāo)鍵速度 rvB和正M^化的當(dāng)前4建速度yvB之間的減法33B和35B來確定偏差exB和 evB，并且通過乘法34B和36B將偏差exB和evB乘以某些增益。將乘積uxB和uvB彼此相加以便確定和數(shù)uB、利用"37B，，來標(biāo)注該加法。和數(shù)uB指示平均電流量的目標(biāo)值。通過脈寬調(diào)制器24B將驅(qū)動信號S3調(diào)整到該平均電流量的目標(biāo)值，并且將驅(qū)動信號S3提供給螺線管控制的鍵致動器5B。功能33B、 34B、 35B、 36B、 37B、 24B、 27B、 28B和29B對應(yīng)于圖2所示的伺服控制器12。
在自動演奏器鋼琴PC中實(shí)現(xiàn)功能38B、 32B、 33B、 34B、 35B、 36B、 37B和24B，并且分別利用38A、 32A、 33A、 34A、 35A、 36A、 37A和24A 來標(biāo)注對應(yīng)的功能。
在音樂會話中依序?qū)崿F(xiàn)功能27A至30A、 32B至34B、 24B、 27B至30B、 32A至37A和24A，如圖9A和9B所示。
當(dāng)用戶A在音樂會話中按壓鍵1Aa之一時，相關(guān)聯(lián)的鍵傳感器6A開始改變鍵位置信號Sl的幅值yxAa。信號接口 23A的模數(shù)轉(zhuǎn)換器對幅值yxAa 進(jìn)行采樣，如步驟S40，并且將幅值yxAa轉(zhuǎn)換為離散值yxAd，如步驟S41。中央處理單元20A從離散值yxAd中去除原聲鋼琴1A和鍵傳感器6A的個體性，以便獲得正規(guī)化值yxA，如步驟S42。
隨后，中央處理單元20A檢查靜止位置上的正規(guī)化值，以查看當(dāng)前的正規(guī)化值yxA是否大于靜止位置上的正規(guī)化值，如步驟S43。在此實(shí)例中，當(dāng) 鍵1Aa正從靜止位置向終點(diǎn)位置移動時，正規(guī)化值yxA逐漸增大。步驟S43 處的肯定答案"是，，意味著用戶A已經(jīng)按壓了鍵1Aa。另一方面，如果步驟 S43處的答案給出為否定"否，，，則用戶A仍然將鍵1A留在靜止位置上，并且中央處理單元20A進(jìn)行到圖9B所示的作業(yè)序列。
由于用戶A按壓了鍵lAa,因此步驟S43處的答案給出為肯定"是"，中央處理單元20A建立(rasie)標(biāo)志，并且進(jìn)行到步驟S44,以便為了功能29A 和功能30A的一部分而分析鍵位置數(shù)據(jù)。當(dāng)鍵1Aa到達(dá)被釋放的鍵軌跡的終點(diǎn)時，所述標(biāo)志被取消(take down)。當(dāng)所述標(biāo)志建立時，中央處理單元20A 忽略步驟S43處的答案，并且進(jìn)行到步驟S44。
通過步驟S44處的分析來確定推測鍵位置rxB和推測鍵速度rvB。在下文中詳細(xì)描述步驟S44處的分析。
當(dāng)完成該分析時，中央處理單元20A產(chǎn)生^t運(yùn)動數(shù)據(jù)rB，如步驟S45, 并且將^;運(yùn)動數(shù)據(jù)rB裝載在分組中，以便將鍵運(yùn)動數(shù)據(jù)rB發(fā)送到自動演奏器鋼琴PD。重復(fù)圖9A所示的作業(yè)序列以便周期性地提供鍵運(yùn)動數(shù)據(jù)rB。
即使鍵運(yùn)動數(shù)據(jù)rA與按壓的開始同時地到達(dá)通信系統(tǒng)15A，中央處理單元20A也將優(yōu)先權(quán)賦予用戶的手指彈奏，并且不執(zhí)行功能32A至37A和24A。
中央處理單元20B周期性地;險查通信系統(tǒng)15B,以查看所述分組是否到達(dá)通信系統(tǒng)15B,如步驟S47。當(dāng)分組正在通過因特網(wǎng)N傳播時，步驟S47 處的答案給出為否定"否"。然后，中央處理單元20B立即返回到主例程。
當(dāng)所述分組到達(dá)通信系統(tǒng)15B時，步驟S47處的答案改變?yōu)榭隙ù鸢?"是"。對于該肯定答案"是"，中央處理單元20B將與被按壓的鍵1Aa相對應(yīng)的#; 1Ba的正規(guī)化值rxB與靜止位置處的正規(guī)化值進(jìn)行比較，以查看對應(yīng) 的鍵1Ba是否已經(jīng)離開靜止位置，如步驟S48。如果用戶B已經(jīng)按壓了對應(yīng) 的鍵lBa,則步驟S48處的答案給出為肯定"否"，并且中央處理單元20B立即返回到主例程。
當(dāng)在第一個鍵運(yùn)動數(shù)據(jù)rB到達(dá)時發(fā)現(xiàn)對應(yīng)的鍵1Ba處于靜止位置的時候，步驟S48處的答案給出為否定"是"，并且將利用螺線管控制的鍵致動器 5B來驅(qū)動對應(yīng)的鍵lBa。由于這一原因，中央處理單元20B建立指示利用螺線管控制的鍵致動器5B促動鍵1Ba的標(biāo)志。當(dāng)建立該標(biāo)志時，中央處理單元忽略步驟S48處的答案，并且進(jìn)行到下一步驟S49。在返回靜止位置時，取消該標(biāo)志。
在S49，中央處理單元20B從鍵運(yùn)動數(shù)據(jù)rB中提取表示推測鍵速度rvB 的正規(guī)化值和表示推測鍵位置rxV的正規(guī)化值。為簡單起見，也利用"rxB" 和"rvB，，來標(biāo)注所述正規(guī)化值。
隨后，將鍵位置信號Sl的幅值yxBa轉(zhuǎn)換為離散值yxBd，如步驟S50, 并且將離散值yxBd正規(guī)化為正規(guī)化值yxB，如步驟S51。中央處理單元20B 通過從表示目標(biāo)鍵位置的正規(guī)化值rxB中減去表示當(dāng)前鍵位置的正規(guī)化值 yxB來確定位置偏差exB,如步驟S52。放大該位置偏差exB,如步驟S53。
中央處理單元20B基于正規(guī)化值yxB來確定表示目標(biāo)鍵速度的正規(guī)化值 yvB,如步驟S54,并且確定正規(guī)化值yvB和正規(guī)化值rvB之間的速度偏差 evB,如步驟S55。放大該速度偏差evB,如步驟S56。
隨后，中央處理單元20B計算位置偏差exB和速度偏差evB的和數(shù)，以便確定控制數(shù)據(jù)uB，如步驟S57。將控制數(shù)據(jù)uB提供給脈寬調(diào)制器24B, 脈寬調(diào)制器24B考慮該控制數(shù)據(jù)uB而將驅(qū)動信號S3調(diào)整到目標(biāo)平均電流量，如步驟S58。
將驅(qū)動信號S3提供給螺線管控制的鍵致動器5B,如步驟S59。螺線管控制的鍵致動器5B推動對應(yīng)的鍵1Ba的后部，以便促動原聲鋼琴1B的動作單元2B。
重復(fù)圖9B中示出的作業(yè)序列，以便引起對應(yīng)鍵1Ba的移動。對應(yīng)鍵1Ba 促動相關(guān)聯(lián)的動作單元2B,該動作單元2B隨即驅(qū)動相關(guān)聯(lián)的弦槌3B進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。使弦槌3B與琴弦4B碰撞，并且通過琴弦4B的振動生成原聲音調(diào)。這樣，在沒有任何手指彈奏的情況下在原聲鋼琴1B中生成原聲鋼琴音調(diào)。
當(dāng)用戶按壓鍵1Ba之一時，控制系統(tǒng)18Ba完成圖9A所示的作業(yè)S40 至S46，控制系統(tǒng)18Aa完成圖9B所示的作業(yè)S47至S59。
. 如將從前面的描述理解的那樣，在自動演奏器鋼琴PC或PD的預(yù)鍵數(shù)據(jù) 提供器25A或25B中，對于對應(yīng)鍵lBa或1Aa推測對應(yīng)鍵lBa或1 Aa的鍵位置以及對應(yīng)鍵lBa或1Aa的鍵速度，并且將鍵運(yùn)動數(shù)據(jù)rB或rA提供給另一自動演奏器鋼琴PD或PC。推測鍵位置rxB或rxA以及推測4建速度rvB或 rvA表示在比當(dāng)前時刻滯后通信延遲時間D的時刻處的對應(yīng)4建1Ba或1Aa的位置和速度。由于這一原因，即使在鍵運(yùn)動數(shù)據(jù)rB的傳播期間不可避免地引入通信延遲時間D,也與鍵1Aa或1Ba同時移動對應(yīng)鍵1Ba或1Aa。這樣，從鍵1A的移動和對應(yīng)鍵1Ba的移動之間消除了通信延遲時間D。
通信時間延遲的補(bǔ)償
圖11示出了對應(yīng)于步驟S44的作業(yè)序列，圖12示出了原聲鋼琴的鍵的軌線。在步驟S44如下推測對應(yīng)鍵1Ba或1Aa的鍵位置和鍵速度。
假設(shè)用戶僅按壓鍵la、將鍵la保持在終點(diǎn)位置上片刻、釋放鍵la、將鍵la保持在靜止位置上片刻、按壓鍵la、并且在前往終點(diǎn)位置的途中釋放鍵 la,如圖12所示。當(dāng)用戶僅僅在靜止位置和終點(diǎn)位置之間移動鍵la時，鍵軌跡TR1被劃分為五個階段，即，停留在靜止位置上、按壓、停留在終點(diǎn)位置上、釋放和停留在靜止位置上。由于這一原因，存在4個階段邊界。另一方面，當(dāng)用戶正通過半行程移動鍵la時，鍵la在靜止位置和終點(diǎn)位置之間的某個點(diǎn)處改變移動方向，并且軌跡TR2被劃分為兩個階段，即，釋放PH6 和按壓PH7。由于這一原因，鍵軌跡TR1只有釋放階段PH6和按壓階段PH7 之間的一個階段邊界。
從所述階段邊界起n個基準(zhǔn)周期時間nT之后的時刻t[n]處的鍵位置X[n]被表示為
X[n]=A[n]/2 x t[n]2+V[n] x t[n] ......等式1
其中A[n]是等于n個基準(zhǔn)周期時間nT的時間段到期t[n]時的加速度，V[n]是 t[n]處的速度。
假設(shè)在步驟S42將離散值yxAd正規(guī)化為正規(guī)化值yxA。中央處理單元 20A或20B開始圖11所示的作業(yè)序列。中央處理單元20A或20B將時刻t[n] 處的正規(guī)化值yxA存儲在分配給被按壓的《建1Aa或1Ba的存儲器位置上，如步驟S60。
隨后，中央處理單元20A或20B從隨才幾存取存儲器22A或22B讀出時刻[n]處的正規(guī)化值yxA[n]和前一正規(guī)化值yxA[n-l],并且計算鍵速度yv[n〗，如步驟S61。
yv[n]=(yx[n]-yx[n-l])/T ……等式2
隨后，中央處理單元20A或20B檢查鍵位置yx[n]和鍵速度yx[n],以查看是否在階段邊界處發(fā)現(xiàn)鍵1Aa或1Ba，如步驟S62。
如果鍵位置yx[n]改變?yōu)?毫米或小于0毫米，則鍵1Aa或lBa被發(fā)現(xiàn) 處于釋放階段PH4和靜止位置上的停留階段PH5之間的邊界處。如果鍵位置 yx[n]改變?yōu)?0毫米或大于10毫米，則鍵1Aa或lBa被發(fā)現(xiàn)處于按壓階段 PH2和終點(diǎn)位置上的停留階段PH3之間的邊界處。如果鍵速度yv[n]在等于0 的鍵位置上或者在釋放階段PH6中具有正值，則鍵1Aa或lBa被發(fā)現(xiàn)處于靜止位置上的停留階段PHI和按壓階段PH2之間的階段邊界處或者釋放階段 PH7和下一按壓階段之間的階段邊界處。如果鍵速度數(shù)據(jù)yv[n]在等于10毫米的鍵位置上或者在按壓階段PH6中具有負(fù)值，則鍵1Aa或lBa被發(fā)現(xiàn)處于終點(diǎn)位置上的停留階段PH3和釋放階段PH4之間或者按壓階段PH6和釋放階段PH7之間的階段邊界處。
如果滿足上述條件中的任何一個，則步驟S62處的答案給出為肯定"是"，并且中央處理單元20A或20B進(jìn)行到下一步驟S63。另一方面，如果上述條件沒有都被滿足，則步驟S62處的答案給出為否定"否"，并且中央處理單元 20A或20B進(jìn)行到步驟S64,而不在步驟S63做任何執(zhí)行。
假設(shè)發(fā)現(xiàn)1Aa或1Ba處于所述階段邊界處。在步驟S63,中央處理單元 20A或20B將以下初始值賦予基準(zhǔn)周期時間T的數(shù)目n、鍵位置yx[n]、鍵速度yv[n]、和力o速度ya[n]。yx0 = yx[n-l] yxl，x[n] n=l yv0=0
yvl=(yxl-yxO)/T
ya0=0，
yal=0
這樣，在階段邊界處將基準(zhǔn)周期T的數(shù)目n、鍵位置yx[n]、鍵速度yv[n] 和鍵加速度ya[n]重置為所述初始值。
當(dāng)完成步驟S63處的作業(yè)時，或者對于步驟S62處的否定答案"否"，中央處理單元20A或20B在步驟S64確定時刻t[n]處的加速度ya[n]。
ya[n]=(yv[n]-yv[n-l])/T ......等式3
中央處理單元20A或20B估計初始4建速度Vv[n],如步驟S64。中央處理單元20A或20B估計通過當(dāng)前鍵位置yx[n]和前一鍵位置yx[n-l]以及yx[n-2] 的鍵軌跡，如步驟S66，并且根據(jù)所估計的鍵軌跡來確定初始鍵速度Vv[n]。初始4定速度Vv[n]給出為
Vv[n] = {(2 x n-l) x yV[n-l]-(2 x n-3) x yv[n]}/2 ......等式4
鍵加速度ya[n]和初始鍵速度Vv[n]被存儲在分配給鍵1 Aa或IBa的隨機(jī) 存取存儲器22A或22B的某個存儲器位置上。
最后，中央處理單元20A或20B估計當(dāng)前階段中的4建軌跡，并且推測比當(dāng)前時刻t[n]滯后了通信時間延遲D的時刻t[n+D]處的鍵位置rx[n]和鍵速度 rv[n]，如步驟S67。
詳細(xì)地講，中央處理單元20A或20B從隨機(jī)存取存儲器22A或22B中
依序讀出初始4定速度Vvl.....和Vv[n]的值，并且對值Vvl.....和Vv[n]
求平均，即，V[n]=(Vvl+...+Vv[n])/n。此外，中央處理單元20A或20B依序
讀出鍵加速度的值ya[2]..... ya[n],并且將這些值平均為A[n]=(ya2+.....
+ya[n])/(n-l)。由于當(dāng)前階段中的鍵軌跡X[n]被表示為X[n]=A[n]/2 x t[n]2+V[n] xt[n](參見等式1)，因此在比當(dāng)前時刻t[n]滯后了通信時間延遲D的時刻 t[n+D]處的鍵位置rx[n]和鍵速度rv[n]分別由等式5和6給出。
rx[n] = A[n]/2 x t[n+D]2+V[n] x t[n+D] ......等式5
rv[n] = A[n] x t[n+D]+V[n] ......等式6如將從前面的描述理解的那樣，預(yù)鍵數(shù)據(jù)提供器25A或25B在鍵lAa 或lBa到達(dá)當(dāng)前階段和下一階段之間的階段邊界之前估計鍵軌跡，并且推測該鍵軌跡上的鍵位置rxB或rxA以及鍵速度rvB或rvA。期望在比當(dāng)前時刻滯后了通信時間延遲D的時刻發(fā)現(xiàn)鍵1 Aa或lBa處于^t位置rxB或rxA上以及處于鍵速度rvB或rvA?？刂葡到y(tǒng)18Ba或18Aa通過推測鍵位置rxB/rxA 和實(shí)際鍵位置yxB/yxA之間的比較、以及推測鍵速度rvB/rvA和實(shí)際鍵速度 yvB/yvA之間的比較，來進(jìn)行伺服控制，使得與鍵1Aa或1Ba同步地在軌線上移動鍵1Ba或1Aa。這樣，通過預(yù)鍵數(shù)據(jù)提供器25A或25B和伺服控制器 12B或12A中的數(shù)據(jù)處理補(bǔ)償了通信時間延遲D。用戶A和B可以在自動演奏器鋼琴PC和PD 二者上以良好的合奏來演奏音樂曲調(diào)的不同部分。
本發(fā)明人通過實(shí)驗(yàn)確認(rèn)了同步的鍵移動1Aa和1Ba。在該實(shí)驗(yàn)中，鍵1Ba 跟隨鍵1Aa。本發(fā)明人繪制了由等式1表示的估計鍵軌跡X[n]上的鍵1Aa的鍵位置、通過使用等式5推測的推測鍵軌跡上的鍵1Aa的鍵位置rxB、以及鍵1Ba的實(shí)際鍵位置yxB，如圖13所示。估計鍵軌跡由曲線PL1表示，曲線 PL 1在形狀上接近于表示實(shí)際鍵軌跡的曲線PL2。曲線PL 1和曲線PL2之間的時間差等于通信時間延遲D。
此外，本發(fā)明人繪制了估計鍵軌跡上的估計鍵速度V[n]、推測鍵軌跡上的推測鍵速度rvB、以及實(shí)際鍵軌跡上的實(shí)際鍵速度yvB,如圖14所示。表示推測鍵速度rvB的曲線PL3相對于表示估計鍵速度V[n]的曲線PL4而被延遲了通信時間延遲D，表示實(shí)際鍵速度yvB的曲線PL5接近于曲線PL4。才艮據(jù)這些曲線所理解的是鍵1Ba與鍵1Aa良好地同步。
此外，推測鍵軌跡使得生成通過從屬樂器產(chǎn)生的原聲鋼琴音調(diào)的定時、音調(diào)生成時的鍵速度、使鋼琴音調(diào)衰減的定時、以及衰減時的鍵速度與主樂器的那些一致。主樂器是指用戶A在其上用手指彈奏音樂曲調(diào)的自動演奏器鋼琴PC或PD，從屬樂器是指借以再現(xiàn)原聲鋼琴音調(diào)的自動演奏器鋼琴PD 或PC。
與階段PH1至PH5不同地確定階段PH6和PH7，使得推測鍵軌跡表示主樂器上的表演的風(fēng)格差異。這使得以高保真度再現(xiàn)演奏。
由于對于估計鍵軌跡X[n]考慮了加速度A[n],因此音色上的差異被反映在估計鍵軌跡中，從而被反映在推測鍵軌跡中。這樣，通過從屬樂器再現(xiàn)的原聲鋼琴音調(diào)在音色上接近在主樂器上產(chǎn)生的原聲鋼琴音調(diào)?？梢岳脠D15所示的作業(yè)序列來替換圖8所示的作業(yè)序列。在音樂演奏系統(tǒng)的自動演奏器鋼琴中采用圖8所示的作業(yè)序列，并且自動演奏器鋼琴分別具有內(nèi)部鐘表(watch)。該內(nèi)部鐘表指示年、月、日、小時、分鐘、秒和亞秒(sub-second)tt。當(dāng)內(nèi)部鐘表采取從亞秒到秒的數(shù)字時，亞秒返回到0,并且該內(nèi)部鐘表開始再次遞增亞秒。
當(dāng)中央處理單元開始圖15所示的作業(yè)序列時，每個自動演奏器鋼琴的中央處理單元利用通過無線電波廣播標(biāo)準(zhǔn)時間的標(biāo)準(zhǔn)鐘表來設(shè)置內(nèi)部鐘表，如步驟S68。
隨后，自動演奏器鋼琴之一的中央處理單元在內(nèi)部鐘表上讀取當(dāng)前時刻 ttA,并且將事件代碼和表示當(dāng)前時刻ttA的時間代碼通過因特網(wǎng)發(fā)送給另一自動演奏器鋼琴，如步驟S69。該事件代碼表示時間延遲的測量。
所述事件代碼和時間代碼到達(dá)另一自動演奏器鋼琴，并且中央處理單元在內(nèi)部鐘表上讀取到達(dá)時刻ttB。中央處理單元通過時刻ttA和到達(dá)時刻ttB 之間的減法來確定通信時間延遲DAB,如步驟S70。
另一自動演奏器鋼琴的中央處理單元在內(nèi)部鐘表上讀取當(dāng)前時刻ttB，，并且將事件代碼和表示當(dāng)前時刻ttB，的時間代碼通過因特網(wǎng)發(fā)送給所述自動演奏器鋼琴，如步驟S71。
所述事件代碼和時間代碼到達(dá)所述自動演奏器鋼琴，并且中央處理單元在內(nèi)部鐘表上讀取到達(dá)時刻ttA，。中央處理單元通過時刻ttB，和到達(dá)時刻ttA，之間的減法來確定通信時間延遲DBA。
自動演奏器鋼琴發(fā)送表示通信時間延遲DAB和DBA的時間代碼，以便交換通信時間延遲DAB和DBA，如步驟S73。這樣，確定了通信時間延遲。
如果另一自動演奏器鋼琴的中央處理單元在步驟S71與所述事件代碼和時間代碼ttB，一起發(fā)送表示通信時間延遲DAB的時間代碼，則減少了發(fā)送步驟。此外，可以重復(fù)所述作業(yè)序列，以便將作為多個通信時間延遲DAB/DBA 的平均值來確定所述通信時間延遲。
盡管在音樂會話中為了通信時間延遲D而將步驟S29處的準(zhǔn)備工作執(zhí)行一次，但是可以在音樂會話期間重復(fù)對通信時間延遲D的確定。圖16示出了用于周期性地測量通信時間延遲D的作業(yè)序列。當(dāng)中央處理單元重復(fù)由步驟S30至S34B組成的循環(huán)時，中央處理單元通過定時器中斷周期性地進(jìn)入圖16所示的作業(yè)序列。當(dāng)中央處理單元進(jìn)入所述作業(yè)序列時，該中央處理單元4企查隨機(jī)存耳又存
儲器，以查看是否任何一個鍵到達(dá)終點(diǎn)位置，如步驟S74A。當(dāng)步驟S74A的答案給出為否定"否，，時，中央處理單元立即返回到循環(huán)S30至S34。
另一方面，如果該答案給出為肯定，則中央處理單元將事件代碼和表示當(dāng)前時刻tA的時間代碼通過通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給另一自動演奏器鋼琴，如步驟 S74B。當(dāng)接收到該事件代碼和時間代碼tA時，另一自動演奏器鋼琴將該事件代碼和表示到達(dá)時刻的時間代碼tB發(fā)送給所述自動演奏器鋼琴，如步驟 S75。
當(dāng)事件代碼和時間代碼tB到達(dá)所述自動演奏器鋼琴時，將到達(dá)時間代碼 tB儲存在隨機(jī)存取存儲器中，如步驟S76。中央處理單元通過當(dāng)前時刻tA和到達(dá)時刻tB之間的減法來確定通信時間延遲，如步驟S77。
圖17示出了主樂器中的實(shí)際鍵軌跡tEA上的鍵位置、推測鍵軌跡trEB 上的鍵位置、以及從屬樂器中的實(shí)際鍵軌跡上的鍵位置。推測鍵軌跡trEB由于通信時間延遲而相對于實(shí)際鍵軌跡tEA被延遲，實(shí)際鍵軌跡tEB由于螺線管控制的鍵致動器、即機(jī)械延遲而相對于推測鍵軌跡trEB被延遲。
如圖18所示，對于對應(yīng)^t的控制，考慮了通信時間延遲和機(jī)械時間延遲二者。由于如圖16所示的那樣確定通信時間延遲DAB/DBA,因此為簡單起見，從圖18所示的作業(yè)序列中刪除了用于確定通信時間延遲DAB/DBA的作業(yè)。
中央處理單元通過定時器中斷周期性地進(jìn)入所述作業(yè)序列。當(dāng)自動演奏器鋼琴的中央處理單元進(jìn)入該作業(yè)序列時，中央處理單元檢查隨機(jī)存取存儲器，以查看是否任何一個鍵到達(dá)終點(diǎn)位置，如步驟S78A。
如果步驟S78A處的答案給出為否定"否"，則自動演奏器鋼琴的中央處理單元立即返回到循環(huán)S30至S34B。另一方面，當(dāng)中央處理單元發(fā)現(xiàn)到達(dá)終點(diǎn)位置的鍵時，步驟S78A處的答案給出為肯定"是"。對于肯定答案"是"，中央處理單元將曲線tEA上的時間存儲在隨機(jī)存取存儲器中，并且將事件代碼和表示曲線trEB上的時間的時間代碼發(fā)送到另一自動演奏器鋼琴，如步驟 S78B。
當(dāng)所述事件代碼和時間代碼到達(dá)另一自動演奏器鋼琴時，另一自動演奏器鋼琴的中央處理單元將曲線trEB上的時間存儲在隨機(jī)存取存儲器中，如步驟S79。另一自動演奏器鋼琴的中央處理單元檢查隨機(jī)存取存儲器，以查看對應(yīng)
鍵是否到達(dá)終點(diǎn)位置，如步驟S80A。如果步驟S80A處的答案給出為否定 "否"，則中央處理單元返回到所述循環(huán)。另一方面，當(dāng)對應(yīng)^l定到達(dá)終點(diǎn)位置時，步驟S80A處的答案給出為肯定"是"，并且中央處理單元通過減法來確定機(jī)械時間延遲DrB,如步驟S80B。另一自動演奏器鋼琴的中央處理單元將表示該機(jī)械時間延遲DrB的時間代碼發(fā)送給所述自動演奏器鋼琴，如步驟 S81。
當(dāng)該時間代碼到達(dá)所述自動演奏器鋼琴時，所述自動演奏器鋼琴的中央處理單元通過通信時間延遲和機(jī)械時間延遲之間的加法來確定總延遲DD,如步驟S82。
圖18所示的作業(yè)序列形成了圖6所示的音樂會話的一部分。由于對于從屬樂器的鍵的控制不僅考慮了通信時間延遲還考慮了機(jī)械時間延遲，因此從屬樂器的鍵與主樂器的鍵良好地同步，并且在主樂器和從屬樂器二者上同時演奏音樂曲調(diào)。
第三實(shí)施例
音樂演奏系統(tǒng)的系統(tǒng)配置
轉(zhuǎn)到附圖的圖19,實(shí)施本發(fā)明的另一音樂演奏系統(tǒng)也包括自動演奏器鋼琴PE和PF以及因特網(wǎng)N。
除了音樂數(shù)據(jù)產(chǎn)生系統(tǒng)19E和19F以及鍵運(yùn)動估計器25E和25F以外，自動演奏器鋼琴PE和PF與自動演奏器鋼琴PC和PD相似。音樂數(shù)據(jù)產(chǎn)生系統(tǒng)19E和19F不僅產(chǎn)生音樂數(shù)據(jù)，還在鍵位置數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上產(chǎn)生原始(raw) 鍵運(yùn)動數(shù)據(jù)。在此實(shí)例中，每個原始鍵運(yùn)動數(shù)據(jù)表示從音樂會話開始起經(jīng)過的時間、鍵號碼和正規(guī)化的鍵位置。
鍵運(yùn)動估計器25E和25F連接在通信系統(tǒng)15A和15B與控制系統(tǒng)18A 和18B之間，并且鍵運(yùn)動估計器25F和25E在從另一個自動演奏器鋼琴PE 和PF發(fā)送的原始鍵運(yùn)動數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，推測在比當(dāng)前時刻滯后預(yù)定時間段的時刻處的軌線上的鍵運(yùn)動。所述預(yù)定時間段等于通信延遲時間D。
利用指定自動演奏器鋼琴PA的對應(yīng)組成部件和自動演奏器鋼琴PB的對應(yīng)組成部件的附圖標(biāo)記來標(biāo)注自動演奏器鋼琴PE的其它組成部件和自動演奏器鋼琴PF的其它組成部件，而不進(jìn)行詳細(xì)描述以避免重復(fù)。此外，利用圖 2所示的指定原聲鋼琴的對應(yīng)組成部件以及圖3所示的控制系統(tǒng)的對應(yīng)系統(tǒng)組件的附圖標(biāo)記來標(biāo)注自動演奏器鋼琴PE和PF的原聲鋼琴的組成部件以及
控制系統(tǒng)18Aa和18Ba的系統(tǒng)組件。
盡管在第二實(shí)施例中通過演奏者A和B在其上用手指彈奏音樂曲調(diào)的自動演奏器鋼琴PC和PD的預(yù)鍵數(shù)據(jù)提供器25A和25B來準(zhǔn)備鍵運(yùn)動數(shù)據(jù)，但是第三實(shí)施例的自動演奏器鋼琴PE和PF將原始鍵運(yùn)動數(shù)據(jù)通過因特網(wǎng)N 提供給另一個自動演奏器鋼琴PF和PE，并且，在該原始鍵運(yùn)動數(shù)據(jù)的基礎(chǔ) 上，確定基準(zhǔn)正向鍵軌跡和基準(zhǔn)反向鍵軌跡，所述基準(zhǔn)正向鍵軌跡和基準(zhǔn)反向鍵軌跡表示隨著比在原始鍵運(yùn)動數(shù)據(jù)中表示的時刻滯后預(yù)定時間段的時刻變化的鍵位置。將在基準(zhǔn)正向鍵軌跡和基準(zhǔn)反向鍵軌跡上發(fā)現(xiàn)的目標(biāo)鍵位置和目標(biāo)鍵速度提供給伺服控制器12。這樣，在基準(zhǔn)正向鍵軌跡和基準(zhǔn)反向鍵軌跡的推測中消除了通信延遲D。結(jié)果，與被按壓的鍵同步地移動對應(yīng)鍵。
計算機(jī)程序
被安裝在控制系統(tǒng)18a中的計算機(jī)程序也被分解為主例程和若干子例程。主例程、用于通信的子例程和用于音樂數(shù)據(jù)生成的子例程與安裝在自動演奏器鋼琴PA和PB的控制系統(tǒng)18a中的計算機(jī)程序的那些相似。
用于自動演奏的子例程比安裝在自動演奏器鋼琴PA和PB中的用于自動演奏的子例程簡單。盡管在自動演奏器鋼琴PA和PB中、在音樂會話中為無聲鍵移動確定了基準(zhǔn)正向無聲軌跡和基準(zhǔn)反向無聲軌跡，但是不通過實(shí)現(xiàn)第二實(shí)施例的音樂演奏系統(tǒng)在音樂會話中產(chǎn)生基準(zhǔn)正向鍵軌跡和基準(zhǔn)反向鍵軌跡。換言之，在音樂會話中，自動演奏器鋼琴pc和pd的自動演奏系統(tǒng)18a 和18B驅(qū)動鍵lAa和1Ba以生成原聲鋼琴音調(diào)。用于音樂數(shù)據(jù)生成的子例程與自動演奏器鋼琴PA和PB中的用于音樂數(shù)據(jù)生成的子例程不同。通過執(zhí)行用于音樂數(shù)據(jù)生成的子例程來產(chǎn)生原始鍵運(yùn)動數(shù)據(jù)。用于音樂會話的子例程與第一實(shí)施例和第二實(shí)施例的用于音樂會話的子例程不同，并且將在下文中 ii4亍4苗述。
音樂會話中的行為
圖20示出了音樂演奏系統(tǒng)在音樂會話中的行為。演奏者A和B分別指示自動演奏器鋼琴PE和PF開始音樂會話，該指令從自動演奏器鋼琴PE傳遞到自動演奏器鋼琴PF并且反之亦然。
演奏者a按壓鍵1a，相關(guān)聯(lián)的鍵傳感器6a開始改變鍵位置信號Sl的幅值。鍵位置信號Sl的離散值在模數(shù)轉(zhuǎn)換之后被累積存儲在隨機(jī)存取存儲器22A中，并且音樂數(shù)據(jù)產(chǎn)生系統(tǒng)19E通知正被按壓的鍵1Aa，如步驟S112。音樂數(shù)據(jù)產(chǎn)生系統(tǒng)19F將當(dāng)前鍵位置正規(guī)化，并且確定分配給被按壓的鍵1 Aa 的鍵號碼和經(jīng)過的時間。音樂數(shù)據(jù)產(chǎn)生系統(tǒng)19F產(chǎn)生表示正規(guī)化的鍵位置、經(jīng)過的時間、以及鍵號碼的原始鍵運(yùn)動數(shù)據(jù)，如步驟S113。該原始鍵位置數(shù) 據(jù)被裝載在分組中，通信系統(tǒng)15A將該分組通過因特網(wǎng)N發(fā)送到另一個自動演奏器鋼琴PF。
音樂數(shù)據(jù)產(chǎn)生系統(tǒng)19F和通信系統(tǒng)15A以固定的間隔重復(fù)步驟S113和 S114處的作業(yè)，并且原始鍵運(yùn)動數(shù)據(jù)通過因特網(wǎng)N而被周期性地發(fā)送到另一個自動演奏器鋼琴PF。
所述分組到達(dá)自動演奏器鋼琴PF的通信系統(tǒng)15B，如步驟S115。在每個分組通過因特網(wǎng)N的傳播期間不可避免地引入通信時間延遲D。
從所述分組中卸載原始鍵運(yùn)動數(shù)據(jù)，并且將原始鍵運(yùn)動數(shù)據(jù)從通信系統(tǒng) 15B傳遞到鍵運(yùn)動估計器25E。該原始鍵運(yùn)動數(shù)據(jù)被個體化，并且被累積存儲在隨機(jī)存取存儲器22B中。這樣，原始鍵運(yùn)動數(shù)據(jù)被周期性地累積存儲在隨機(jī)存取存儲器22B中。
鍵運(yùn)動估計器25E分析原始鍵運(yùn)動數(shù)據(jù)以便確定基準(zhǔn)鍵軌跡。鍵運(yùn)動估計器25E按照與第二實(shí)施例的預(yù)鍵數(shù)據(jù)提供器25A和25B相似的方式確定基準(zhǔn)鍵軌跡，該作業(yè)序列在圖21中示出。在關(guān)于圖21所示的流程圖的以下描述中，將正規(guī)化的鍵位置的值和確定該正規(guī)化的鍵位置的值的時刻分別表示為yxA和t[n]。相對于時刻t[n]被提前所述固定間隔的時刻被表示為t[n+l]，并且前一時刻被表示為t[n-l]。
中央處理單元20B將時刻t[n]處的正規(guī)化的鍵位置值yxA存儲在分配給被按壓的鍵1Aa的存儲器位置中，如步驟S127。
隨后，中央處理單元20A或20B從隨機(jī)存取存儲器22A或22B中讀出時刻t[n]處的正規(guī)化值yxA[n]以及前一個正規(guī)化值yxA[n-l]，并且通過使用等式y(tǒng)v[n]=(yx[n]-yx[n-l])/T來計算鍵速度yv[n],如步驟S128。
隨后，中央處理單元20B檢查鍵位置yx[n]和鍵速度yv[n]，以查看是否發(fā)現(xiàn)鍵lAa處于階段邊界處，如步驟S129。階段邊界的標(biāo)準(zhǔn)與在第二實(shí)施例中使用的標(biāo)準(zhǔn)相同。
如果鍵1Aa的當(dāng)前狀態(tài)與所述標(biāo)準(zhǔn)之一匹配，則步驟S129處的答案給出為肯定"是，，，并且中央處理單元20B進(jìn)行到下一步驟S130。另一方面，如果鍵1Aa的當(dāng)前狀態(tài)不與所有標(biāo)準(zhǔn)匹配，則步驟S129處的答案給出為否定"否"，并且中央處理單元20B進(jìn)行到步驟S131，而不在步驟S130做任何執(zhí)行。
假設(shè)發(fā)現(xiàn)鍵1Aa處于階段邊界處。在步驟S130,中央處理單元20B將初始值賦予基準(zhǔn)周期時間T的數(shù)目n、鍵位置yx[n]、鍵速度yv[n]和加速度 ya[n]。所述初始值與結(jié)合第二實(shí)施例描述的初始值相同。這樣，在階段邊界處將基準(zhǔn)周期T的數(shù)目n、鍵位置yx[n]、鍵速度yv[n]和鍵加速度ya[n]重置為所述初始l直。
當(dāng)完成步驟S130處的作業(yè)時，或者對于步驟S129處的否定答案"否"，在步驟S131,中央處理單元20B通過使用被表示為ya[n]=(yv[n]-yv[n-l])/T 的等式確定時刻t[n]處的加速度ya[n]。
中央處理單元20B估計初始《建速度Vv[n]，如步驟S132。中央處理單元 20B估計通過當(dāng)前鍵位置yx(n)以及先前的鍵位置yx[n-l]和yx[n-2]的基準(zhǔn)鍵軌跡，如步驟S133，并且通過使用被表示為Vv[n]={(2 x n-l) x yV[n-l]-(2 x n—3) x yv[n]}/2的等式而從所估計的鍵軌跡確定初始鍵速度Vv[n]。鍵加速度ya[n] 和初始鍵速度Vv[n]被存儲在分配給鍵1Aa的隨機(jī)存取存儲器22B的某個存儲器位置上。
最后，中央處理單元20B確定當(dāng)前階段中的4建軌跡，并且推測在比當(dāng)前時刻t[n]滯后通信時間延遲D的時刻t[n+D]處的目標(biāo)鍵位置和目標(biāo)鍵速度，如步驟S134。
回到圖20,將目標(biāo)鍵位置和目標(biāo)鍵速度提供給伺服控制器12B,并且驅(qū) 動與鍵1Aa相對應(yīng)的鍵lBa以便產(chǎn)生原聲音調(diào)，如步驟S117。
另一方面，當(dāng)演奏者B按壓鍵IBa時，音樂數(shù)據(jù)產(chǎn)生系統(tǒng)19F和通信系統(tǒng)15B準(zhǔn)備原始鍵運(yùn)動數(shù)據(jù)并且將原始鍵運(yùn)動數(shù)據(jù)發(fā)送到另一個自動演奏器鋼琴PE,如步驟S118、 S119和S120，步驟S118、 S119和S120的作業(yè)與步驟S112、 S113和S114的作業(yè)相似，鍵運(yùn)動估計器25E和自動演奏系統(tǒng)18A 驅(qū)動對應(yīng)鍵lAa以便產(chǎn)生原聲音調(diào)，如步驟S121、 S122和S123,步驟S121、 S122和S123的作業(yè)與步驟S115、 S116和S117的作業(yè)相似。
當(dāng)演奏者A按壓另一個鍵1Aa時，音樂數(shù)據(jù)產(chǎn)生系統(tǒng)19E和通信系統(tǒng) 15A準(zhǔn)備原始鍵運(yùn)動數(shù)據(jù)并且將原始鍵運(yùn)動數(shù)據(jù)發(fā)送到自動演奏器鋼琴PF, 如步驟S124、 S125和S126。如將從前面的描述理解的那樣，鍵運(yùn)動估計器25E和25F確定在比當(dāng)前時刻滯后通信時間延遲D的時刻處的目標(biāo)鍵位置和目標(biāo)《建速度。結(jié)果，演奏者A和B在音樂會話中演奏音樂曲調(diào)，好像他們在原聲鋼琴1A和IB的每一個上通過四只手演奏音樂曲調(diào) 一樣。
第四實(shí)施例
轉(zhuǎn)到附圖的圖22,實(shí)施本發(fā)明的另一演奏系統(tǒng)包括自動演奏器鋼琴PG 和PH以及因特網(wǎng)N。
除了音樂數(shù)據(jù)產(chǎn)生系統(tǒng)19G和19H以外，自動演奏器鋼琴PG和PH與自動演奏器鋼琴PA和PB相似。由于這一原因，利用指定自動演奏器鋼琴PA 和PB的對應(yīng)組件的附圖標(biāo)記來標(biāo)注自動演奏器鋼琴PG和PH的其它組件，并且為簡單起見而不進(jìn)行詳細(xì)描述。此外，利用圖2所示的指定原聲鋼琴的對應(yīng)組成部件和圖3所示的控制系統(tǒng)的對應(yīng)系統(tǒng)組件的附圖標(biāo)記來標(biāo)注自動演奏器鋼琴PG和PH的原聲鋼琴的組成部件以及控制系統(tǒng)18Aa和18Ba的系統(tǒng)組件。
在音樂數(shù)據(jù)產(chǎn)生系統(tǒng)19G和19H中分別包括預(yù)事件數(shù)據(jù)提供器29A和 29B,并且預(yù)事件數(shù)據(jù)提供器29A和29B是自動演奏器鋼琴PG和PH的特征。在下文中，將描述集中于預(yù)事件數(shù)據(jù)提供器29A和29B。
假設(shè)自動演奏器鋼琴PG和PH被分配給用戶A和B。假設(shè)用戶A在自動演奏器鋼琴PG的原聲鋼琴1A的鍵1Aa上演奏音樂。當(dāng)音樂數(shù)據(jù)處理系統(tǒng) 19G發(fā)現(xiàn)被移動的鍵lAa時，音樂數(shù)據(jù)產(chǎn)生系統(tǒng)19G基于鍵位置數(shù)據(jù)來產(chǎn)生推測事件數(shù)據(jù)代碼evBB。通過預(yù)事件數(shù)據(jù)提供器29A的功能來產(chǎn)生推測事件數(shù)據(jù)代碼evBB。將推測事件數(shù)據(jù)代碼evBB裝載在分組中，并且通過因特網(wǎng)N將該分組從通信系統(tǒng)15A發(fā)送到通信系統(tǒng)15B。
當(dāng)分組到達(dá)通信系統(tǒng)15B時，從該分組中卸載推測事件數(shù)據(jù)代碼evBB。將推測事件數(shù)據(jù)代碼evBB提供給電子音調(diào)生成系統(tǒng)16B，并且通過電子音調(diào) 生成系統(tǒng)16B的聲音系統(tǒng)來生成電子音調(diào)。還將推測事件數(shù)據(jù)代碼evBB提供給控制系統(tǒng)18Ba,控制系統(tǒng)18Ba基于該推測事件數(shù)據(jù)代碼來確定基準(zhǔn)正向無聲軌跡?？刂葡到y(tǒng)18Ba強(qiáng)迫對應(yīng)鍵1Ba在基準(zhǔn)正向無聲軌跡和基準(zhǔn)反向無聲軌跡上行進(jìn)。由于在對推測事件數(shù)據(jù)代碼evBB的準(zhǔn)備工作中考慮了通信時間延遲，因此與鍵1Aa同步地移動對應(yīng)鍵1Ba。這樣，在兩個自動演奏器鋼琴PG和PH上同時演奏音樂曲調(diào)。圖23示出了用于被按壓的鍵1Aa和對應(yīng)鍵lBa的作業(yè)序列，當(dāng)釋放被按壓的鍵lAa時，對于被釋放的鍵1Aa產(chǎn)生推測事件數(shù)據(jù)代碼evBB,并且強(qiáng)迫對應(yīng)鍵1Ba在基準(zhǔn)反向無聲軌跡上行進(jìn)。用于被釋放的鍵的作業(yè)序列類似于圖23所示的作業(yè)序列。在下文中，對僅用于被按壓的鍵的作業(yè)序列進(jìn)行描述。
當(dāng)用戶A按壓鍵1Aa時，相關(guān)聯(lián)的鍵傳感器6A發(fā)現(xiàn)被按壓的鍵1Aa，如步驟S83，并且，將鍵位置數(shù)據(jù)從相關(guān)聯(lián)的鍵傳感器6A提供給信號接口。控制系統(tǒng)18Aa的中央處理單元20A周期性地從信號接口中提取鍵位置數(shù)據(jù)，以便將該鍵位置數(shù)據(jù)的值累積存儲在隨機(jī)存取存儲器22A中。
中央處理單元20A分析鍵位置數(shù)據(jù)，如步驟S84,并且產(chǎn)生表示推測鍵事件的推測事件數(shù)據(jù)代碼evBB,如步驟S85。推測鍵事件表示在比當(dāng)前時刻滯后通信時間延遲D的時刻處的音符開鍵事件或音符關(guān)鍵事件。這樣，在實(shí) 際的音符開事件和實(shí)際的音符關(guān)事件之前預(yù)先通知音符開鍵事件和音符關(guān)鍵事件。在下文中，對如何產(chǎn)生所述事件數(shù)據(jù)代碼進(jìn)行描述。
將推測鍵事件代碼evBB裝載在分組中，并且通過因特網(wǎng)N將分組發(fā)送到自動演奏器鋼琴PH,如步驟S86。自動演奏器鋼琴PG接收該分組，如步驟S87。
從所述分組中卸載推測鍵事件數(shù)據(jù)，并且將其傳遞到自動演奏系統(tǒng)18B。自動演奏系統(tǒng)18B強(qiáng)迫對應(yīng)鍵1Ba在基準(zhǔn)正向無聲軌跡上行進(jìn)，如步驟S88。盡管在分組發(fā)送和分組接收之間不可避免地引入了通信時間延遲D，但是在實(shí)際的音符開鍵事件之前產(chǎn)生了推測鍵事件數(shù)據(jù)，使得與被按壓的鍵1Aa同步地移動對應(yīng)鍵1Ba。
還將推測鍵事件數(shù)據(jù)傳遞到電子音調(diào)生成系統(tǒng)16B,并且通過電子音調(diào) 生成系統(tǒng)16B產(chǎn)生電子音調(diào)，如步驟S89。
當(dāng)用戶B按壓鍵lBa時，重復(fù)上述作業(yè)，如步驟S90、 S91、 S92、 SW、 S94、 S95和S96。在圖22中，利用"evA，，來標(biāo)注用于自動演奏器鋼琴PG 的推測鍵事件數(shù)據(jù)代碼。強(qiáng)迫對應(yīng)鍵1Aa在基準(zhǔn)正向無聲軌跡上行進(jìn)，并且生成電子音調(diào)。
當(dāng)用戶A按壓另一個鍵1 Aa時，預(yù)事件數(shù)據(jù)提供器29A執(zhí)行與步驟S83 至S86處的作業(yè)相同的作業(yè)，如步驟S97、 S98、 S99和S100。
盡管未在圖23中示出，但是當(dāng)用戶A或B釋放被按壓的鍵1Aa或1Ba時，預(yù)事件數(shù)據(jù)提供器29A或29B產(chǎn)生用于音符關(guān)事件的推測事件數(shù)據(jù)代碼 evBB或evA，并且將該推測事件數(shù)據(jù)發(fā)送到另一自動演奏器鋼琴PH或PG。控制系統(tǒng)18Ba或18Aa基于該推測事件數(shù)據(jù)確定基準(zhǔn)反向鍵軌跡，并且強(qiáng)迫對應(yīng)鍵1Ba或1Aa在基準(zhǔn)反向無聲軌跡上行進(jìn)。結(jié)果，使制音器8與振動的琴弦4接觸，并使原聲鋼琴音調(diào)被衰減。
盡管未在圖中示出，但是在音樂會話中，中央處理單元20A執(zhí)行與圖7 和8所示的作業(yè)序列相似的作業(yè)序列，并且確定通信時間延遲D。然而，用于鍵的數(shù)據(jù)處理與對應(yīng)的步驟S31不同。
現(xiàn)在假設(shè)用戶A在音樂會話中按壓鍵1Aa之一，中央處理單元20A通過圖24所示的作業(yè)序列產(chǎn)生推測鍵事件數(shù)據(jù)代碼evBB。基準(zhǔn)周期時間T的數(shù)目被表示為"n"，并且假設(shè)從離開靜止位置起對基準(zhǔn)周期時間進(jìn)行計數(shù)。鍵速度V被表示為V[n],并且假設(shè)最終弦槌速度vv與鍵速度V成比例。換言之，最終弦槌速度vv被表示為vv=mx V[n],其中m是系數(shù)。
當(dāng)中央處理單元20A進(jìn)入所述作業(yè)序列時，中央處理單元20A提取表示鍵1Aa的當(dāng)前鍵位置yx[n]的鍵位置數(shù)據(jù)，并且在模數(shù)轉(zhuǎn)換和正規(guī)化之后將鍵位置數(shù)據(jù)yx[n]累積存儲在隨機(jī)存取存儲器22A中，如步驟SlOl。
隨后，中央處理單元20A確定當(dāng)前鍵速度yv[n]，如步驟S102。當(dāng)前鍵速度yv[n]由等式2給出，即，yv[n] = (yx[n]-yx[n-l])/T。中央處理單元ZOA 對當(dāng)前鍵速度的值求平均，如步驟S103。平均值V[n]被給出為V[n]=
(yvl+，......,+yv[n])/n。
隨后，中央處理單元20A推測在比當(dāng)前時刻[n]滯后通信時間延遲D的時刻處的鍵位置rx[n+D]，如步驟S104。推測鍵位置rx[n+D]被給出為等式7。
rx[n+D] = yx[n]+V[n] x (D x T) ……等式7 其中T是等于基準(zhǔn)周期時間T的時間段。這樣，通過使用絕對時間(Dx丁)來表示從當(dāng)前時刻到推測鍵位置rx[n+D]的時刻的時間間隔。
在圖25中圖示了步驟SIOI至S104處的數(shù)據(jù)處理。當(dāng)前時刻被表示為[n]， yv[n]指示時刻[n-l]和時刻[n]之間的當(dāng)前鍵速度。平均鍵速度V[n]從時刻0至時刻[n]是合適的。由于期望鍵1A以平均鍵速度V[n]移動，因此可以基于表示該平均鍵速度V[n]的曲線來確定鍵位置rx[n+D]。這樣，中央處理單元20A 推測在比當(dāng)前時刻t[n]滯后通信時間延遲D的時刻[n+D]處的鍵位置，如步驟 S104。隨后，中央處理單元20A將推測鍵位置rx[n+D]與終點(diǎn)位置相比較，以查看鍵1Aa是否被認(rèn)為是在時刻t[n+D]到達(dá)終點(diǎn)位置，如步驟S105。在此實(shí) 例中，終點(diǎn)位置與靜止位置分開10毫米。
當(dāng)發(fā)現(xiàn)推測鍵位置rx[n+D]處于前往靜止位置的途中時，步驟S105處的答案給出為否定"否，，，并且中央處理單元20立即返回到循環(huán)S30至S34B。然而，當(dāng)發(fā)現(xiàn)推測鍵位置rx[n+D]處于終點(diǎn)位置上時，步驟S105處的答案改變?yōu)榭隙?是"。然后，中央處理單元20Aa產(chǎn)生推測鍵事件數(shù)據(jù)代碼evBB。用于音調(diào)生成的推測鍵事件數(shù)據(jù)代碼evBB/evA在格式上與表示音符開鍵事件的音樂數(shù)據(jù)代碼相同。將音符開消息、與鍵號碼相同的音符號碼、與最終弦槌速度vv相等的速度存儲在推測鍵事件數(shù)據(jù)代碼evBB中。最后，中央處理單元20A將推測鍵事件數(shù)據(jù)evBB發(fā)送給自動演奏器鋼琴PF,如步驟S106。
自動演奏系統(tǒng)18B強(qiáng)迫對應(yīng)4建1Ba在基準(zhǔn)正向無聲鍵軌跡上行進(jìn)，并且電子音調(diào)生成系統(tǒng)16B產(chǎn)生電子音調(diào)來代替原聲鋼琴音調(diào)。自動演奏系統(tǒng)18B 的行為與圖9B所示的行為相似。盡管在推測鍵事件數(shù)據(jù)代碼evBB/evA的發(fā) 送和接收之間不可避免地引入了通信時間延遲D,但是在被按壓的鍵到達(dá)終點(diǎn)位置之前將推測事件數(shù)據(jù)代碼evBB/evA發(fā)送到另一自動演奏器鋼琴，從而消除該通信時間延遲。由于這一原因，與被按壓的鍵同步地移動對應(yīng)的鍵。
當(dāng)釋放被按壓的鍵1Aa時，預(yù)事件數(shù)據(jù)提供器29A產(chǎn)生與表示音符開鍵事件的鍵事件數(shù)據(jù)代碼相似的、表示音符關(guān)鍵事件的推測鍵事件數(shù)據(jù)代碼 evBB,并且將推測鍵事件數(shù)據(jù)代碼evBB發(fā)送給另一自動演奏器鋼琴PF。
當(dāng)用戶B在自動演奏器鋼琴PH上用手指彈奏音樂曲調(diào)時，預(yù)事件數(shù)據(jù) 提供器29B通過圖24所示的數(shù)據(jù)處理產(chǎn)生推測鍵事件數(shù)據(jù)代碼evA,并且通信系統(tǒng)15B將推測鍵事件數(shù)據(jù)代碼evA發(fā)送給自動演奏器鋼琴PG的通信系統(tǒng)15A。移動對應(yīng)的鍵lAa,并且如結(jié)合自動演奏器鋼琴PH描述的那樣生成電子音調(diào)。
如將從前面的描述理解的那樣，自動演奏器鋼琴PG或PH在鍵事件發(fā)生之前產(chǎn)生推測鍵事件數(shù)據(jù)代碼evBB/evA,.并且將該推測鍵事件數(shù)據(jù)代碼 evBB/evA從自動演奏器鋼琴PG和PH中的一個發(fā)送到自動演奏器鋼琴PH 或PG中的另一個。推測鍵事件數(shù)據(jù)代碼evBB/evA使鍵事件在自動演奏器鋼琴PG和PH二者中發(fā)生。這樣，在自動演奏器鋼琴PG和PH二者中同步地驅(qū)動鍵和對應(yīng)的鍵。在第四實(shí)施例中，假設(shè)4定軌跡由如圖25所示的線性線表示。然而，可以將鍵軌跡表示為諸如二階曲線的非線性線。可以通過圖15或圖16所示的作業(yè)序列來確定通信時間延遲D 。
預(yù)事件數(shù)據(jù)提供器29A和29B可以產(chǎn)生表示在比當(dāng)前時刻滯后一總延遲時間的時刻處的推測鍵事件的推測事件數(shù)據(jù)代碼，所述總延遲時間即通信時間延遲和機(jī)械時間延遲的總和。按照下面所述來確定總延遲時間。
圖26示出了用于測量總時間延遲、即通信時間延遲和機(jī)械時間延遲的總和的作業(yè)序列?；趫D18所示的作業(yè)序列來準(zhǔn)備圖26所示的作業(yè)序列。在其它實(shí)施例中，可以采用圖26所示的作業(yè)序列。假設(shè)將推測事件數(shù)據(jù)代碼 evBB從自動演奏器鋼琴PG發(fā)送給另一自動演奏器鋼琴PH。
自動演奏器鋼琴PG的中央處理單元20周期性地^r查分配給弦槌傳感器 7A的信號接口，以查看是否使弦槌3中的任何一個與相關(guān)聯(lián)的琴弦4碰撞，如步驟S107A。當(dāng)該答案給出為否定"否，，時，中央處理單元20立即返回到循環(huán)S30至S34B。
假設(shè)用戶按壓鍵1Aa之一。自動演奏器鋼琴PG的中央處理單元20執(zhí)行對于鍵位置數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理，以便如上文所述的那樣產(chǎn)生推測鍵事件數(shù)據(jù)。被按壓的鍵1Aa引起相關(guān)聯(lián)的動作單元2的促動(actuation),這繼而引起相關(guān)聯(lián)的弦槌3的旋轉(zhuǎn)。當(dāng)弦槌3正朝著相關(guān)聯(lián)的琴弦4旋轉(zhuǎn)時，弦槌傳感器 7A改變弦槌位置信號S2,鍵位置信號S2的值被周期性地提取，并且被累積存儲在隨機(jī)存取存儲器22中。當(dāng)使弦槌3與琴弦4碰撞時，中央處理單元 20確認(rèn)與琴弦4的碰撞，并且步驟S107A處的答案改變?yōu)榭隙?是"。然后，中央處理單元20確定使弦槌3與琴弦4碰撞的時刻tEA。
中央處理單元20將時刻tEA儲存在隨機(jī)存取存儲器22中，并且將裝載
自動演奏器鋼琴PF,如步驟S107B。
當(dāng)該分組到達(dá)通信系統(tǒng)15B時，中央處理單元20確定該分組到達(dá)通信系統(tǒng)15B的時刻，并且，將時間數(shù)據(jù)trEB儲存在隨機(jī)存取存儲器22中，如步驟S108。
自動演奏器鋼琴PH的中央處理單元20周期性地檢查隨機(jī)存取存儲器 22，以查看弦槌3是否被認(rèn)為是與相關(guān)聯(lián)的琴弦4碰撞，如步驟S109A。弦槌傳感器7B監(jiān)控與對應(yīng)鍵1Ba相關(guān)聯(lián)的弦槌3，并且弦槌位置數(shù)據(jù)被累積存儲在隨機(jī)存取存儲器22中。由于相關(guān)聯(lián)的鍵1Ba在基準(zhǔn)正向無聲軌跡上行進(jìn)，因此弦槌3沒有到達(dá)相關(guān)聯(lián)的琴弦4。.當(dāng)弦槌3通過脫離而開始旋轉(zhuǎn)時，中央處理單元20在動作單元2通過脫離而將標(biāo)準(zhǔn)的力傳給弦槌3的假設(shè)下，推測使弦槌3與琴弦4碰撞的時刻tEB。中央處理單元20從時刻ffiB中減去到達(dá)時刻trEB ，以便確定機(jī)械時間延遲DrB ，如步驟S109B 。
中央處理單元20產(chǎn)生裝載了表示到達(dá)時刻trEB和機(jī)械時間延遲DrB的時間數(shù)據(jù)的分組，并且通過因特網(wǎng)N將該分組發(fā)送給自動演奏器鋼琴PE,如步驟SllO。
當(dāng)該分組到達(dá)通信系統(tǒng)15A時，從該分組中卸載時間數(shù)據(jù)。自動演奏器鋼琴PE的中央處理單元20從到達(dá)時刻trEB中減去時刻tEA,以便確定通信時間延遲。中央處理單元將該通信時間延遲加到機(jī)械時間延遲DrB上，并且確定總延遲時間DD，如步驟Slll。
第五實(shí)施例
音樂演奏系統(tǒng)的系統(tǒng)配置
轉(zhuǎn)到附圖的圖27,實(shí)施本發(fā)明的另一音樂演奏系統(tǒng)也包括自動演奏器鋼琴PJ和PK以及因特網(wǎng)N。
除了鍵音樂數(shù)據(jù)產(chǎn)生系統(tǒng)19J和19K以及鍵事件估計器29J和29K以外，自動演奏器鋼琴pj和PK與自動演奏器鋼琴PG和PH相似。由于這一原因，利用指定自動演奏器鋼琴PG和PH的對應(yīng)系統(tǒng)組件的附圖標(biāo)記來標(biāo)注自動演奏器鋼琴PJ和PK的其它系統(tǒng)組件而不進(jìn)行詳細(xì)描述。此外，利用圖2所示的指定原聲鋼琴的對應(yīng)組成部件和圖3所示的控制系統(tǒng)的對應(yīng)系統(tǒng)組件的附圖標(biāo)記來標(biāo)注原聲鋼琴1A和IB的組成部件以及控制系統(tǒng)18Aa和18Ba的系統(tǒng)組件。
盡管音樂數(shù)據(jù)產(chǎn)生系統(tǒng)19G和19H從鍵位置數(shù)據(jù)產(chǎn)生推測事件數(shù)據(jù)，即推測事件數(shù)據(jù)代碼，但是音樂數(shù)據(jù)產(chǎn)生系統(tǒng)19J和19K根據(jù)該鍵位置數(shù)據(jù)準(zhǔn) 備原始鍵運(yùn)動數(shù)據(jù)，并且將該原始鍵運(yùn)動數(shù)據(jù)提供給通信系統(tǒng)15A和15B。每個原始鍵運(yùn)動數(shù)據(jù)表示正規(guī)化的鍵位置、從音樂會話開始起經(jīng)過的時間、以及4建號碼。
鍵事件估計器29K和29j將正規(guī)化的鍵位置個體化，隨后將鍵位置值與經(jīng)過的時間和鍵號碼一起累積存儲在隨機(jī)存取存儲器22B和22A中。鍵事件估計器29K和29j分析原始鍵運(yùn)動數(shù)據(jù)，并且產(chǎn)生推測事件數(shù)據(jù)代碼。將該推測事件^L據(jù)代碼提供給音調(diào)生成系統(tǒng)16B和16A以及自動演奏系統(tǒng)18B和 18A。這樣，自動演奏器鋼琴PJ和PK將原始鍵運(yùn)動數(shù)據(jù)傳遞到另一自動演奏器鋼琴PK和PJ,并且另一自動演奏器鋼琴PK和PJ在原始鍵運(yùn)動數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上產(chǎn)生推測事件數(shù)據(jù)代碼。
圖28示出了音樂會話中的作業(yè)序列。演奏者A和B首先指示自動演奏器鋼琴PJ和PK開始音樂會話。當(dāng)演奏者按壓鍵lAa時，相關(guān)聯(lián)的鍵傳感器 6A開始改變鍵位置信號Sl的幅值。鍵位置信號Sl的離散值被轉(zhuǎn)換為數(shù)字鍵位置信號，并且鍵位置數(shù)據(jù)-波存儲在隨機(jī)存取存儲器22A中。音樂數(shù)據(jù)產(chǎn)生系統(tǒng)19J在累積存儲于隨機(jī)存取存儲器22A中的鍵位置數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，通知鍵lAa開始行進(jìn)，如步驟S135,并且產(chǎn)生原始鍵位置數(shù)據(jù)，如步驟S136。
將原始鍵運(yùn)動數(shù)據(jù)提供給通信系統(tǒng)15A。原始鍵運(yùn)動數(shù)據(jù)被裝載在分組中，該分組被傳送到因特網(wǎng)N,如步驟S137。以固定的時間間隔重復(fù)步驟S136 和S137處的作業(yè)，并且將原始鍵事件數(shù)據(jù)周期性地傳送到因特網(wǎng)N。
在通過因特網(wǎng)N傳播期間不可避免地引入了通信時間延遲D,并且通信系統(tǒng)15B接收所述分組，如步驟S138。從所述分組中卸載原始鍵運(yùn)動數(shù)據(jù)，并且將原始鍵運(yùn)動數(shù)據(jù)提供給鍵事件估計器29K。
鍵事件估計器29K將原始鍵事件數(shù)據(jù)個體(性)化，隨后將其存儲在隨機(jī)存取存儲器22B中。這樣，將原始鍵運(yùn)動數(shù)據(jù)的個體化后的值累積存儲在隨機(jī)存取存儲器22B中。
鍵事件估計器29K分析原始鍵運(yùn)動數(shù)據(jù)，并且產(chǎn)生推測事件數(shù)據(jù)代碼，如步驟S139。在圖29中圖示了產(chǎn)生預(yù)事件數(shù)據(jù)代碼的方法。
詳細(xì)地講，當(dāng)中央處理單元20B進(jìn)入圖29所示的作業(yè)序列時，中央處理單元20B提取表示鍵1Aa的當(dāng)前鍵位置yx[n]的原始鍵運(yùn)動數(shù)據(jù)，并且在模數(shù)轉(zhuǎn)換和正規(guī)化之后將鍵位置數(shù)據(jù)yx[n]累積存儲在隨機(jī)存取存儲器22B 中，如步驟S150。
隨后，中央處理單元20B確定當(dāng)前4走速度yv[n],如步驟S151。當(dāng)前鍵速度yv[n]由等式2給出，即，yv[n] = (yx[n]-yx[n-l])/T。中央處理單元20B 對當(dāng)前鍵速度的值求平均，如步驟S152。平均值V[n]被給出為V[n]= (yvl+, …，+yv[n])/n。
隨后，中央處理單元20B推測在比當(dāng)前時刻[n]滯后通信時間延遲D的時刻處的鍵位置rx[n+D]，如步驟S153。推測鍵位置rx[n+D]被給出為rx[n+D]=yx[n]+V[n] x (D x T)。這樣，通過使用絕對時間(D x T)來表示從當(dāng)前時刻到推測鍵位置rx[n+D]的時刻的時間間隔。
當(dāng)前時刻被表示為[n]， yv[n]指示時刻[n-l]和時刻[n]之間的當(dāng)前寺定速度。平均鍵速度V[n]從時刻0至?xí)r刻[n]是合適的。由于期望鍵1Aa以平均鍵速度 V[n]移動，因此可以基于表示該平均鍵速度V[n]的曲線來確定鍵位置 rx[n+D]。這樣，中央處理單元20B推測在比當(dāng)前時刻t[n]滯后通信時間延遲 D的時刻[n+D]處的鍵位置，如步驟S153。
隨后，中央處理單元20B將推測鍵位置rx[n+D]與終點(diǎn)位置相比較，以查看鍵1Aa是否被認(rèn)為是在時刻t[n + D]到達(dá)終點(diǎn)位置，如步驟S154。在此實(shí)例中，終點(diǎn)位置與靜止位置分開10毫米。
當(dāng)發(fā)現(xiàn)推測鍵位置rx[n+D]處于前往靜止位置的途中時，步驟S154處的答案給出為否定"否"，并且中央處理單元20B立即返回到循環(huán)S30至S34B。然而，當(dāng)發(fā)現(xiàn)推測鍵位置rx[n+D]處于終點(diǎn)位置上時，步驟S154處的答案改變?yōu)榭隙?是"。然后，中央處理單元20B產(chǎn)生推測鍵事件數(shù)據(jù)代碼。該推測鍵事件數(shù)據(jù)代碼在格式上與表示音符開鍵事件的音樂數(shù)據(jù)代碼相同。將音符開消息、與鍵號碼相同的音符號碼、與最終弦槌速度vv相等的速度存儲在推測鍵事件數(shù)據(jù)代碼中。最后，中央處理單元20B將推測4定事件數(shù)據(jù)發(fā)送給自動演奏系統(tǒng)18B和電子音調(diào)生成器16B,如步驟S155。
回到圖28，電子音調(diào)生成系統(tǒng)18B產(chǎn)生電子音調(diào)，運(yùn)動控制器IIB和伺服控制器12B強(qiáng)迫4定lBa在基準(zhǔn)正向無聲軌跡上行進(jìn)。結(jié)果，鍵lBa在沒有任何原聲音調(diào)的情況下移動，并且生成電子音調(diào)，如步驟S140。
當(dāng)演奏者B按壓鍵lBa日t,音樂數(shù)據(jù)產(chǎn)生系統(tǒng)19K在步驟S141和S142 產(chǎn)生原始鍵運(yùn)動數(shù)據(jù)，所述步驟S141和S142與步驟S136和S137處的作業(yè) 相同。原始鍵運(yùn)動數(shù)據(jù)被傳遞到自動演奏器鋼琴PJ，如步驟S143，并且被接收，如步驟S144。鍵事件估計器29J產(chǎn)生推測事件數(shù)據(jù)代碼，如步驟S145，并且推測事件數(shù)據(jù)代碼被提供給電子聲音系統(tǒng)16A和自動演奏系統(tǒng)18A。這樣，在沒有任何原聲音調(diào)的情況下移動對應(yīng)鍵1Aa，并且產(chǎn)生電子音調(diào)，如步驟S146。
當(dāng)演奏者A按壓另一個鍵1Aa時，重復(fù)上述作業(yè)，如步驟S147、 S148 和S149。這樣，音樂會話進(jìn)行下去。
可以將推測事件數(shù)據(jù)代碼僅僅提供給自動演奏系統(tǒng)18A和18B。在此實(shí)例中，自動演奏系統(tǒng)18A和18B強(qiáng)迫鍵1Aa和lBa在基準(zhǔn)正向鍵軌跡和基準(zhǔn) 反向鍵軌跡上行進(jìn)，從而產(chǎn)生原聲音調(diào)。
如將從前面的描述理解的那樣，即使在接收到原始鍵運(yùn)動數(shù)據(jù)之后產(chǎn)生推測事件數(shù)據(jù)代碼，也在沒有任何原聲音調(diào)的情況下再現(xiàn)一建1Ba和1Aa的移動，并且演奏者B和A聽到與通過原聲鋼琴1A和IB產(chǎn)生的原聲音調(diào)相對應(yīng)的電子音調(diào)。推測鍵事件相對于常規(guī)鍵事件而被提前，從而消除了通信時間延遲D。
盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的特定實(shí)施例，但是對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說將清楚的是，可以在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下進(jìn)行各種改變和'務(wù)改。
MIDI協(xié)議不對本發(fā)明的技術(shù)范圍設(shè)置任何限制。其它種類的音樂數(shù)據(jù)協(xié) 議是已知的，并且可以用于在所述音樂演奏系統(tǒng)中使用的音樂數(shù)據(jù)代碼。
推測鍵運(yùn)動數(shù)據(jù)和推測事件數(shù)據(jù)不對本發(fā)明的技術(shù)范圍設(shè)置任何限制。可以將鍵位置數(shù)據(jù)的采樣值從主樂器發(fā)送到從屬樂器。在此實(shí)例中，鍵傳感器具有與鍵行程一樣寬或者比鍵行程寬的可檢測范圍，并且從屬樂器的控制系統(tǒng)推測在到達(dá)時刻的鍵位置或鍵事件。
在前述實(shí)施例中，自動演奏器鋼琴PA至PK在音樂會話中充當(dāng)主樂器和從屬樂器。然而，所述自動演奏器鋼琴之一可以始終充當(dāng)主樂器。在此實(shí)例中，將推測鍵運(yùn)動數(shù)據(jù)或推測事件數(shù)據(jù)單向地從主樂器發(fā)送到一個或多個從屬樂器。
音樂演奏系統(tǒng)的自動演奏器鋼琴可以具有鍵傳感器6或弦槌傳感器7。換言之，鍵傳感器6或弦槌傳感器7是可有可無的。
可以將鍵速度傳感器或活塞速度傳感器安裝在自動演奏器鋼琴PA和PB 中。在此實(shí)例中，運(yùn)動控制器12根據(jù)鍵速度信號或活塞速度信號直接確定當(dāng) 前鍵速度。
脈寬調(diào)制不對本發(fā)明的技術(shù)范圍設(shè)置任何限制?？梢詫⑷魏畏N類的信號調(diào)制用于伺服控制，只要磁場強(qiáng)度可以控制即可。
因特網(wǎng)N不對本發(fā)明的技術(shù)范圍設(shè)置任何限制?？梢酝ㄟ^LAN(局域網(wǎng)) 或MAN(城域網(wǎng))連接自動演奏器樂器PA和PB。所述網(wǎng)絡(luò)可以基于以太網(wǎng)(商標(biāo))。
分組發(fā)送不對本發(fā)明的技術(shù)范圍設(shè)置任何限制?？梢酝ㄟ^經(jīng)由線纜的基帶傳送，來將推測鍵運(yùn)動數(shù)據(jù)和推測事件數(shù)據(jù)從主樂器發(fā)送到從屬樂器。另外，可以通過無線電信道將推測鍵運(yùn)動數(shù)據(jù)和推測事件數(shù)據(jù)從主樂器發(fā)送到從屬樂器。
可以從利用存儲在只讀存儲器21中的控制數(shù)據(jù)修正的鍵軌跡數(shù)據(jù)產(chǎn)生用于基準(zhǔn)正向無聲軌跡的基準(zhǔn)鍵速度。在此實(shí)例中，首先在個體化的演奏數(shù) 據(jù)的基礎(chǔ)上確定基準(zhǔn)正向鍵速度，所述演奏數(shù)據(jù)被存儲在從另一自動演奏器鋼琴PA或PB接收的音樂數(shù)據(jù)代碼中，并且，利用控制數(shù)據(jù)來修正表示基準(zhǔn) 正向鍵軌跡的鍵軌跡數(shù)據(jù)。
可以將在日本專利申請?zhí)卦S公開No.2006-235216中公開的鍵控制技術(shù)用于步驟S5處的鍵驅(qū)動。如上文所述，動作單元2通過脫離引起弦槌3的旋轉(zhuǎn)。可以通過在該日本專利申請?zhí)卦S公開中公開的^t控制技術(shù)來在脫離之前瞬間停止被按壓的鍵la。換言之，基準(zhǔn)正向無聲軌跡在脫離之前瞬間的某個鍵位置處終止，使得不會驅(qū)動弦槌3進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。這導(dǎo)致鍵la的移動而沒有任何原聲鋼琴音調(diào)。
兩個自動演奏器鋼琴PA和PB不對本發(fā)明的技術(shù)范圍設(shè)置任何限制?？?以通過通信系統(tǒng)連接超過兩個的自動演奏器鋼琴，以便在它們之間進(jìn)行音樂會話。
自動演奏器鋼琴不對本發(fā)明的技術(shù)范圍設(shè)置任何限制。在本發(fā)明的音樂演奏系統(tǒng)中可以包含自動演奏器鋼琴和另一種類的樂器，只要所述種類的樂器具有產(chǎn)生音樂數(shù)據(jù)的能力即可。電子鍵盤、電子鋼琴、以及諸如例如電子
管樂器的另一種類的電子樂器可以充當(dāng)所述種類的樂器。
另一種類的自動演奏器樂器可以參與音樂會話。自動演奏器管樂器、自動打擊樂器和自動弦樂器是所述種類的自動演奏器樂器的示例。
本發(fā)明可適合于樂器的另一種類的操縱器。自動演奏器鋼琴具有由螺線管控制的致動器驅(qū)動的鋼琴踏瓣。可以在主樂器中產(chǎn)生對應(yīng)于推測鍵運(yùn)動數(shù) 據(jù)和推測事件數(shù)據(jù)的推測踏瓣運(yùn)動數(shù)據(jù)或推測踏瓣事件數(shù)據(jù)，并且將推測踏瓣運(yùn)動數(shù)據(jù)或推測踏瓣事件數(shù)據(jù)發(fā)送到從屬樂器。
可以用諸如例如液壓致動器、氣動致動器或者電機(jī)的另一種類的致動器
來代替螺線管控制的鍵致動器5。
可以重復(fù)步驟S35至S38。在此實(shí)例中，可以作為結(jié)果的平均值來確定通信時間延遲D。通信時間延遲D可以是可變的。在此實(shí)例中，預(yù)鍵數(shù)據(jù)提供器25A和 25B通過優(yōu)化系數(shù)而使推測鍵軌跡與實(shí)際鍵軌跡精確地重合。為了使推測鍵軌跡與實(shí)際鍵軌跡精確地重合，將推測鍵位置rxB乘以所述系數(shù)，并且周期性地更新該系數(shù)。
另外，可以根據(jù)估計鍵軌跡的梯度來改變通信時間延遲D。在此實(shí)例中，當(dāng)預(yù)鍵數(shù)據(jù)提供器25A和25B在步驟S66確定估計鍵軌跡時，預(yù)鍵數(shù)據(jù)提供器25A和25B基于估計鍵軌跡的梯度來確定系數(shù)，并且將該系數(shù)乘到通信時間延遲D上，以使得適當(dāng)?shù)匮舆t推測鍵軌跡。
兩種手指彈奏，即標(biāo)準(zhǔn)手指彈奏和半行程手指彈奏不對本發(fā)明的技術(shù)范
圍設(shè)置任何限制。可以為其它種類的手指彈奏準(zhǔn)備多組階段，所述其它種類的手指彈奏例如為沒有任何音調(diào)的鍵移動，其中，鍵移動引起弦槌旋轉(zhuǎn)而不
與琴弦/5並4童。
階段邊界PH1至PH5、 PH6和PH7不對本發(fā)明的技術(shù)范圍設(shè)置任何限制?？梢詫?biāo)準(zhǔn)鍵軌跡劃分為少于5個的階段或者多于5個的階段?？梢詫?半行程鍵軌跡劃分為多于兩個的階段PH6和PH7。
在音樂會話中可以對機(jī)械時間延遲測量一次。在此實(shí)例中，總延遲DD 被引入到所有推測鍵軌跡中。另外，可以在每個鍵到達(dá)終點(diǎn)位置時測量機(jī)械時間延遲。在此實(shí)例中，在主樂器上的演奏期間更新機(jī)械時間延遲。
在圖18所示的作業(yè)序列中，當(dāng)鍵到達(dá)終點(diǎn)位置時，將事件代碼和時間代碼trEB發(fā)送到從屬樂器。然而，該終點(diǎn)位置不對本發(fā)明的技術(shù)范圍設(shè)置任何限制。當(dāng)?shù)竭_(dá)所述階段邊界之一或者多于一個的階段邊界時，主樂器的中央處理單元可以進(jìn)行到步驟S78B。
可以多次測量機(jī)械時間延遲。在此實(shí)例中，機(jī)械時間延遲被給出為所測量的機(jī)械時間延遲值的平均值。
可以在主樂器和從屬樂器之間共享總延遲DD。另外，主樂器和從屬樂器可以獨(dú)立地確定總延遲DD。
在第四實(shí)施例中，可以基于基準(zhǔn)正向無聲軌跡來推測時刻tEA。另外，可以將振動傳感器或麥克風(fēng)安裝在自動演奏器鋼琴PE和PF中，以便將琴弦 4的振動轉(zhuǎn)換為檢測信號。
權(quán)利要求語言與在實(shí)施例中描述的樂器的系統(tǒng)組件和組成部件關(guān)聯(lián)如下。自動演奏器鋼琴PC、 PD、 PE、 PF、 PG、 PH、 PJ和PK是"主樂器"。當(dāng)使得自動演奏器鋼琴PC、 PE、 PG或PJ對應(yīng)于"所述多個樂器的每一個" 時，自動演奏器鋼琴PD、 PF、 PH或PK充當(dāng)"所述多個樂器中的另一個"。
鍵1Aa或1Ba對應(yīng)于所述多個樂器的每一個的"多個操縱器"，并且電子音調(diào)生成系統(tǒng)16A或16B、動作單元2、弦槌3、琴弦4和制音器8作為整體組成"音調(diào)生成器"。螺線(電磁)管控制的鍵致動器5A或5B充當(dāng)"致動器"，并且驅(qū)動脈沖信號S3對應(yīng)于"驅(qū)動信號"。鍵傳感器6A或6B對應(yīng) 于"轉(zhuǎn)換器"，并且鍵位置信號S1充當(dāng)"檢測信號"。
通信系統(tǒng)15A或15B對應(yīng)于"通信器"。鍵運(yùn)動數(shù)據(jù)對應(yīng)于"表示真實(shí) 移動的演奏數(shù)據(jù)"和"表示真實(shí)移動的其它演奏數(shù)據(jù)"，并且推測事件數(shù)據(jù) evBB和evA對應(yīng)于"表示預(yù)期移動的演奏數(shù)據(jù)"和"表示預(yù)期移動的其它演奏數(shù)據(jù)。
音樂數(shù)據(jù)產(chǎn)生系統(tǒng)19C或19D充當(dāng)"產(chǎn)生表示所述預(yù)期移動的所述演奏數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)產(chǎn)生器"，并且音樂數(shù)據(jù)產(chǎn)生系統(tǒng)19E或19F充當(dāng)"產(chǎn)生表示所述真實(shí)移動的所述演奏數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)產(chǎn)生器"。
預(yù)數(shù)據(jù)處理器10、運(yùn)動控制器11、伺服控制器12和脈寬調(diào)制器24形成 "信號產(chǎn)生器"的各個部分。因特網(wǎng)N向所述多個樂器提供"通信信道"。
預(yù)數(shù)據(jù)提供器19C或預(yù)事件數(shù)據(jù)提供器29A充當(dāng)"被與所述多個樂器的所述每一個的所述數(shù)據(jù)產(chǎn)生器相關(guān)聯(lián)地提供的預(yù)期數(shù)據(jù)產(chǎn)生器"，并且預(yù)數(shù)據(jù) 提供器19D或預(yù)事件數(shù)據(jù)提供器29B充當(dāng)"被與所述多個樂器中的所述另一個的所述數(shù)據(jù)處理器相關(guān)聯(lián)地提供的預(yù)期數(shù)據(jù)產(chǎn)生器"。鍵運(yùn)動估計器25E或鍵事件估計器29J充當(dāng)"被與所述多個樂器的所述每一個的所述信號產(chǎn)生器相關(guān)聯(lián)地...提供的預(yù)期數(shù)據(jù)產(chǎn)生器"，并且鍵運(yùn)動估計器25F或鍵事件估計器 29K充當(dāng)"被與所述多個樂器中的所述另一個的信號產(chǎn)生器相關(guān)聯(lián)地...提供的預(yù)期數(shù)據(jù)產(chǎn)生器"。
控制系統(tǒng)10a和步驟S35至S38處的作業(yè)充當(dāng)"延遲測量模塊"，并且可以用步驟S68至S73處的作業(yè)、步驟S74A至S77處的作業(yè)、或者步驟S78A 至S82處的作業(yè)來代替步驟S35至S38處的作業(yè)。
在與"所述多個樂器的所述每一個"的數(shù)據(jù)產(chǎn)生器相關(guān)聯(lián)地提供預(yù)期數(shù) 據(jù)產(chǎn)生器的情況下，控制系統(tǒng)18a和步驟S60至S66處的作業(yè)充當(dāng)"實(shí)際軌跡估計器"。此外，在與"所述多個樂器的所述每一個"的數(shù)據(jù)產(chǎn)生器相關(guān)聯(lián)地提供預(yù)期數(shù)據(jù)產(chǎn)生器的情況下，控制系統(tǒng)18a和步驟S67處的作業(yè)充當(dāng)"物理量估計器"。
在與"所述多個樂器的所述每一個"的信號產(chǎn)生器相關(guān)聯(lián)地提供預(yù)期數(shù) 據(jù)產(chǎn)生器的情況下，控制系統(tǒng)18a和步驟S127至S133處的作業(yè)充當(dāng)"實(shí)際軌跡估計器"。此外，在與"所述多個樂器的所述每一個"的信號產(chǎn)生器相關(guān) 聯(lián)地提供預(yù)期數(shù)據(jù)產(chǎn)生器的情況下，控制系統(tǒng)18a和步驟S134處的作業(yè)充當(dāng) "物理量估計器"。
在與"所述多個樂器的每一個"的數(shù)據(jù)產(chǎn)生器相關(guān)聯(lián)地提供預(yù)期數(shù)據(jù)產(chǎn) 生器的情況下，控制系統(tǒng)10a和步驟S101至S104處的作業(yè)充當(dāng)"位置估計器"，控制系統(tǒng)10a和步驟S106處的作業(yè)的一部分充當(dāng)"事件數(shù)據(jù)產(chǎn)生器"，控制系統(tǒng)10a和步驟105和106處的作業(yè)充當(dāng)"事件數(shù)據(jù)提供器"。
在與"所述多個樂器的所述每一個，，的信號產(chǎn)生器相關(guān)聯(lián)地提供預(yù)期數(shù) 據(jù)產(chǎn)生器的情況下，控制系統(tǒng)10a和步驟S150至S153處的作業(yè)充當(dāng)"位置估計器"，控制系統(tǒng)10a和步驟S155處的作業(yè)的一部分充當(dāng)"事件數(shù)據(jù)產(chǎn)生器"，控制系統(tǒng)10a以及步驟154和155處的作業(yè)充當(dāng)"事件數(shù)據(jù)提供器"。
權(quán)利要求
1. 一種用于音樂演奏的音樂演奏系統(tǒng)，包括多個樂器(PC，PD；PE，PF；PG，PH，PJ，PK)，所述多個樂器中的每一個包含多個操縱器(1Aa，1Ba)，被選擇性地移動用于指定要產(chǎn)生的音調(diào)，音調(diào)生成器(16A，16B，2，3，4，8)，被連接到所述多個操縱器(1Aa，1Ba)，用于產(chǎn)生所述音調(diào)，致動器(5A，5B)，被與所述多個操縱器(1Aa，1Ba)相關(guān)聯(lián)地提供，并響應(yīng)驅(qū)動信號(S3)，以便在沒有人類演奏者的任何手指彈奏的情況下，再現(xiàn)所述多個樂器(PC，PD，PE，PF，PG，PH，PJ，PK)中的另一個的多個操縱器(1Ba，1Aa)的預(yù)期移動，轉(zhuǎn)換器(6A，6B)，監(jiān)控所述多個操縱器(1Aa，1Ba)，并產(chǎn)生檢測信號(S1)，所述檢測信號(S1)代表表示所述多個樂器(PC，PD，PE，PF，PG，PH，PI，PJ，PK)的所述每一個的所述多個操縱器(1Aa，1Ba)的真實(shí)移動的物理量，和通信器(15A，15B)，將演奏數(shù)據(jù)發(fā)送給所述多個樂器(PC，PD，PE，PF，PG，PH，PI，PJ，PK)中的所述另一個，并從所述多個樂器(PC，PD，PE，PF，PG，PH，PI，PJ，PK)中的所述另一個接收其它演奏數(shù)據(jù)，信息處理系統(tǒng)，被連接到所述致動器、所述轉(zhuǎn)換器和所述通信器，以便產(chǎn)生所述演奏數(shù)據(jù)和所述驅(qū)動信號；以及通信信道(N)，被連接到所述多個樂器(PC，PD，PE，PF，PG，PH，PI，PJ，PK)的通信器(15A，15B)，并在所述多個樂器(PC，PD，PE，PF，PG，PH，PI，PJ，PK)中傳播演奏數(shù)據(jù)，<u>其特征在于，</u>所述信息處理系統(tǒng)包含數(shù)據(jù)產(chǎn)生器(19C，19D，19E，19F)，被連接在所述轉(zhuǎn)換器(6A，6B)和所述通信器(15A，15B)之間，并從所述檢測信號(S1)表示的所述物理量產(chǎn)生表示所述真實(shí)移動的所述演奏數(shù)據(jù)，和信號產(chǎn)生器(10，11，12，24)，被連接在所述通信器(15A，15B)和所述致動器(5A，5B)之間，并從表示所述預(yù)期移動的所述其它演奏數(shù)據(jù)產(chǎn)生所述驅(qū)動信號(S3)，以便將所述驅(qū)動信號(S3)提供給所述致動器(5A，5B)，<u>并且其特征在于</u>還包括預(yù)期數(shù)據(jù)產(chǎn)生器(19C，19D，29A，29B)，被與所述多個樂器(PC，PD，PE，PF，PG，PH，PI，PJ，PK)的所述每一個的所述數(shù)據(jù)產(chǎn)生器(19C；19E)或者所述多個樂器(PC，PD，PE，PF，PG，PH，PI，PJ，PK)中的所述另一個的所述數(shù)據(jù)產(chǎn)生器(19D；19F)相關(guān)聯(lián)地提供，以便使所述數(shù)據(jù)產(chǎn)生器(19C，19D，19E，19F)產(chǎn)生表示所述預(yù)期移動的所述演奏數(shù)據(jù)、或表示所述預(yù)期移動的所述其它演奏數(shù)據(jù)，來代替表示所述真實(shí)移動的所述演奏數(shù)、或表示所述真實(shí)移動的所述其它演奏數(shù)據(jù)，或者，被與所述多個樂器(PC，PD，PE，PF，PG，PH，PI，PJ，PK)的所述每一個的所述信號產(chǎn)生器(10，11，12，24)或所述多個樂器(PC，PD，PE，PF，PG，PH，PI，PJ，PK)中的所述另一個的所述信號產(chǎn)生器(10，11，12，24)相關(guān)聯(lián)地提供，用于從表示所述真實(shí)移動的所述其它演奏數(shù)據(jù)或表示所述真實(shí)移動的所述演奏數(shù)據(jù)產(chǎn)生表示所述預(yù)期移動的其它演奏數(shù)據(jù)或表示所述預(yù)期移動的所述演奏數(shù)據(jù)，其中，所述預(yù)期數(shù)據(jù)產(chǎn)生器(19C，19D，29A，29B)在表示所述真實(shí)移動的所述演奏數(shù)據(jù)或表示所述真實(shí)移動的所述其它演奏數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，推測所述多個操縱器(1Aa，1Ba)在比所述真實(shí)移動發(fā)生的時刻滯后預(yù)定時間段(D；DAB，DBA；DrB；DD)的時刻處的預(yù)期移動，從而產(chǎn)生表示所述預(yù)期移動的所述演奏數(shù)據(jù)或表示所述預(yù)期移動的所述其它演奏數(shù)據(jù)。
2. 如權(quán)利要求1所述的音樂演奏系統(tǒng)，還包括延遲測量模塊(18a, S35-S38; 18a， S68-S73; 18a， S74A-S77; 18a, S78A-S82)，被連接到所述通信器(15A， 15B)和所述預(yù)期數(shù)據(jù)產(chǎn)生器(19C， 19D, 29A， 29B, 25E, 29J, 25F, 29K),通過所述通信器(15A, 15B)將查詢數(shù)據(jù)提供給所述多個樂器(PC, PD, PE, PF, PG, PH, PI， PJ, PK)中的所述另一個，通過所述通信器(15A, 15B)從所述多個樂器(PC， PD, PE, PF, PG, PH, PI, PJ, PK)中的所述另一個接收答復(fù)數(shù)據(jù)，并且在所述查詢數(shù)據(jù) 和所述答復(fù)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上確定所述預(yù)定時間段(D, DAB, DBA, DrB， DD)。
3. 如權(quán)利要求2所述的音樂演奏系統(tǒng)，其中，所述答復(fù)數(shù)據(jù)表示至少所述多個樂器(PC， PD， PE， PF, PG， PH, PI, PJ， PK)中的所述另一個接收到所述查詢數(shù)據(jù)的時刻，并且所述延遲測量模塊(18a, S35-S38; 18a, S68-S73;18a, S74A-S77)確定發(fā)送所述查詢數(shù)據(jù)的時刻和由所述答復(fù)數(shù)據(jù)表示的接收時刻之間的時間差，作為所述預(yù)定時間段。
4. 如權(quán)利要求2所述的音樂演奏系統(tǒng)，其中，所述答復(fù)數(shù)據(jù)表示至少所述多個樂器中的所述另一個接收到所述查詢數(shù)據(jù)的時刻以及所述多個樂器中的所述另一個的所述多個操縱器的至少一個使音調(diào)生成器產(chǎn)生音調(diào)的時刻，并且所述延遲測量模塊(18a, S78A-S82)確定在所述查詢數(shù)據(jù)的發(fā)送和所述查詢數(shù)據(jù)的接收之間的時間差(D; DAB, DBA)與在所述查詢數(shù)據(jù)的所述接收和生成所述音調(diào)的時刻之間的時間差(DrB)的總和(DD),作為所述預(yù)定時間段。
5. 如權(quán)利要求1所述的音樂演奏系統(tǒng)，其中，與所述多個樂器的所述每一個的所述數(shù)據(jù)產(chǎn)生器相關(guān)聯(lián)地提供所述預(yù)期數(shù)據(jù)產(chǎn)生器(19C， 19D),并且所述預(yù)期數(shù)據(jù)產(chǎn)生器(19C, 19D)包括實(shí)際軌跡估計器(18a, S60-S66),被連接到所述數(shù)據(jù)產(chǎn)生器，并且在表示所述多個操縱器的所述真實(shí)移動的所述演奏數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，確定所述多個操縱器的實(shí)際軌跡，和物理量估計器(18a， S67)，被連接到所述實(shí)際軌跡估計器，并且確定所軌跡上的物理量，以便產(chǎn)生表示所述預(yù)期移動的所述演奏數(shù)據(jù)。
6. 如權(quán)利要求1所述的音樂演奏系統(tǒng)，其中，與所述多個樂器的所述每一個的所述信號產(chǎn)生器相關(guān)聯(lián)地提供所述預(yù)期數(shù)據(jù)產(chǎn)生器(25E, 25F),并且所述預(yù)期數(shù)據(jù)產(chǎn)生器(25E， 25F)包括實(shí)際軌跡估計器(18a, S127-S133),被連接到所述通信器，并且在表示所述多個操縱器的所述真實(shí)移動的所述其它演奏數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，確定所述多個操縱器的實(shí)際軌跡，和物理量估計器(18a, S134)，被連接在所述實(shí)際軌跡估計器和所述信號產(chǎn) 生器之間，并且確定所述多個搡縱器在比所述時刻滯后了所述預(yù)定時間段的所述時刻處的所迷實(shí)際軌跡上的物理量，以便產(chǎn)生表示所述預(yù)期移動的所述演奏數(shù)據(jù)。
7. 如權(quán)利要求1所述的音樂演奏系統(tǒng)，其中，與所述多個樂器的所述每一個的所述數(shù)據(jù)產(chǎn)生器相關(guān)聯(lián)地提供所述預(yù)期數(shù)據(jù)產(chǎn)生器(19G; 19H),并且所述預(yù)期數(shù)據(jù)產(chǎn)生器(19G; 19H)包括位置估計器(10a, S101-S104)，被連接到所述數(shù)據(jù)產(chǎn)生器，并且在表示所述真實(shí)移動的所述演奏數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，推測所述多個操縱器在比所述時刻滯后了所述預(yù)定時間段的所述時刻處的推測位置，事件數(shù)據(jù)產(chǎn)生器(10a, S106),被連接到所述數(shù)據(jù)產(chǎn)生器，并且在表示所述真實(shí)移動的所述演奏數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，產(chǎn)生表示至少要移動的操縱器以及音符開消息或音符關(guān)消息的事件數(shù)據(jù)，和事件數(shù)據(jù)提供器(10a, S105, S106),被連接到所述位置估計器和所述事件數(shù)據(jù)產(chǎn)生器，確定推測位置是否與預(yù)定鍵位置重合，并且當(dāng)所述推測位置與所述預(yù)定位置重合時，將所述事件數(shù)據(jù)作為表示所述預(yù)期移動的所述演奏數(shù)據(jù)提供給所述通信器。
8. 如權(quán)利要求7所述的音樂演奏系統(tǒng)，其中，所述預(yù)定位置是所述多個操縱器在相應(yīng)軌線上的終點(diǎn)位置。
9. 如權(quán)利要求1所述的音樂演奏系統(tǒng)，其中，與所述多個樂器的所述每一個的所述信號產(chǎn)生器相關(guān)聯(lián)地提供所述預(yù)期數(shù)據(jù)產(chǎn)生器(29J; 29K)，并且所述預(yù)期數(shù)據(jù)產(chǎn)生器(29J; 29K)包括位置估計器(10a, S150-S153),被連接到所述通信器，并且在表示所述真實(shí)移動的所述其它演奏數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，推測所述多個操縱器在比所述時刻滯后了所述預(yù)定時間段的所述時刻處的推測位置，事件數(shù)據(jù)產(chǎn)生器(10a, S155),被連接到所述數(shù)據(jù)產(chǎn)生器，并且在表示所述真實(shí)移動的所述其它演奏數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，產(chǎn)生表示至少要移動的操縱器以及音符開消息或音符關(guān)消息的事件數(shù)據(jù)，和事件數(shù)據(jù)提供器(10a， S154， S155),被連接到所述位置估計器和所述事件數(shù)據(jù)產(chǎn)生器，確定推測位置是否與預(yù)定鍵位置重合，并且當(dāng)所述推測位置與所述預(yù)定位置重合時，將所述事件數(shù)據(jù)作為表示所述預(yù)期移動的所述演奏數(shù)據(jù)提供給所述通信器。
10. 如權(quán)利要求9所述的音樂演奏系統(tǒng)，其中，所述預(yù)定位置是所述多個操縱器在相應(yīng)軌線上的終點(diǎn)位置。
11. 一種用于音樂演奏的樂器(PC, PD; PG, PH),包括多個操縱器(lAa, 1Ba)，被選擇性地移動用于指定要產(chǎn)生的音調(diào)；音調(diào)生成器(16A, 16B， 2, 3, 4， 8),被連接到所述多個操縱器(lAa,1Ba),用于產(chǎn)生所述音調(diào)；轉(zhuǎn)換器(6A, 6B)，監(jiān)控所述多個操縱器(lAa， 1Ba)，并產(chǎn)生檢測信號(S1)，所述檢測信號(Sl)代表表示所述多個操縱器(lAa， 1Ba)的真實(shí)移動的物理量；數(shù)據(jù)產(chǎn)生器(19C,19D; 19G,19H)，被連接到所述轉(zhuǎn)換器(6A,6B),并從所述檢測信號(S1)表示的所述物理量產(chǎn)生表示所述真實(shí)移動的演奏數(shù)據(jù)；以及通信器(15A, 15B),被連接到通信信道(N),并將演奏數(shù)據(jù)通過所述通信信道(N)發(fā)送到另一個樂器(PD, PC; PH, PG)，其特征在于還包括預(yù)期數(shù)據(jù)產(chǎn)生器(19C， 19D; 29A， 29B)，被連接在所述數(shù)據(jù)產(chǎn)生器和所述通信器之間，并在表示所述真實(shí)移動的所述演奏數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，推測所述多個操縱器在比所述真實(shí)移動發(fā)生的時刻滯后預(yù)定時間段(D, DAB, DBA, DrB, DD)的時刻處的預(yù)期移動，以便將表示所述多個操縱器的所述預(yù)期移動的所述演奏數(shù)據(jù)提供給所述通信器(15A, 15B)，從而使所述另一個樂器通過所述另一個樂器的多個操縱器(lBa， 1Aa)再現(xiàn)所述多個操縱器(lAa， 1Ba)的所述預(yù)期移動。
12. 如權(quán)利要求11所述的樂器，還包括延遲測量模塊(10a， S35-S38; 10a, S68-S73; 10a, S68-S73; 10a, S74A-S77; 10a, S78A-S82)，被連接到所述通信器和所述預(yù)期數(shù)據(jù)產(chǎn)生器，通過所述通信器將查詢數(shù)據(jù)提供給所述多個樂器中的所述另一個，通過所述通信器從所述多個樂器中的所述另一個接收答復(fù)數(shù)據(jù)，并且在所述查詢數(shù)據(jù)和所述答復(fù) 數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上確定所述預(yù)定時間段。
13. 如權(quán)利要求12所述的樂器，其中，所述答復(fù)數(shù)據(jù)表示至少所述多個樂器中的所述另一個接收到所述查詢數(shù)據(jù)的時刻，并且所述延遲測量模塊確定發(fā)送所述查詢數(shù)據(jù)的時刻和由所述答復(fù)數(shù)據(jù)表示的接收時刻之間的時間差，作為所述預(yù)定時間段(D; DAB， DBA)。
14. 如權(quán)利要求12所述的樂器，其中，所述答復(fù)數(shù)據(jù)表示至少所述多個樂器中的所述另一個接收到所述查詢數(shù)據(jù)的時刻以及所述多個樂器中的所述另一個的所述多個操縱器的至少一個使音調(diào)生成器產(chǎn)生音調(diào)的時刻，并且所述延遲測量模塊確定在所述查詢數(shù)據(jù)的發(fā)送和所述查詢數(shù)據(jù)的接收之間的時間差(D)與在所述查詢數(shù)據(jù)的所述接收和生成所述音調(diào)的時刻之間的時間差 (DrB)的總和(DD),作為所述預(yù)定時間段。
15. —種用于音樂演奏的樂器(PE, PF; PJ, PK),包括多個操縱器(lAa， 1Ba),被選擇性地移動用于指定要產(chǎn)生的音調(diào)；音調(diào)生成器(16A， 16B， 2, 3， 4, 8)，被連接到所述多個操縱器，用于產(chǎn)生所述音調(diào)；致動器(5A, 5B),被與所述多個操縱器相關(guān)聯(lián)地提供，并響應(yīng)驅(qū)動信號 (S3),以便在沒有人類演奏者的任何手指彈奏的情況下再現(xiàn)另一個樂器的多個操縱器的預(yù)期移動；通信器(15A， 15B),從所述另一個樂器接收表示所述另一個樂器的所述多個操縱器的真實(shí)移動的演奏數(shù)據(jù)；以及信號產(chǎn)生器(IO， 11， 12, 24),從表示所述預(yù)期移動的演奏數(shù)據(jù)產(chǎn)生所述驅(qū)動信號(S3)，以便通過所述多個操縱器(lAa， 1Ba)再現(xiàn)所述另一個樂器的所述多個操縱器的所述預(yù)期移動，其特征在于還包括預(yù)期數(shù)據(jù)產(chǎn)生器(25E, 25F; 29J, 29K),被連接在所述通信器和所述信號產(chǎn)生器之間，并在表示所述真實(shí)移動的所述演奏數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，推測所述多個操縱器在比所述真實(shí)移動發(fā)生的時刻滯后預(yù)定時間段(D; DAB, DBA, DrB， DD)的時刻處的所述預(yù)期移動，從而產(chǎn)生表示所述預(yù)期移動的演奏數(shù)據(jù)。
16. 如權(quán)利要求15所述的樂器，還包括延遲測量模塊(10a， S35-S38; 10a, S68-S73; 10a, S68-S73; 10a, S74A-S77; 10a, S78A-S82)，被連接到所述通信器和所述預(yù)期數(shù)據(jù)產(chǎn)生器，通過所述通信器將查詢數(shù)據(jù)提供給所述多個樂器中的所述另一個，通過所述通信器從所述多個樂器中的所述另一個接收答復(fù)數(shù)據(jù)，并且在所述查詢數(shù)據(jù)和所述答復(fù) 數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上確定所述預(yù)定時間段。
17. 如權(quán)利要求16所述的樂器，其中，所述答復(fù)數(shù)據(jù)表示至少所述多個樂器中的所述另一個接收到所述查詢數(shù)據(jù)的時刻，并且所述延遲測量模塊確定在發(fā)送所述查詢數(shù)據(jù)的時刻和由所述答復(fù)數(shù)據(jù)表示的接收時刻之間的時間差(D; DAB, DBA),作為所述預(yù)定時間段。
18. 如權(quán)利要求16所述的樂器，其中，所述答復(fù)數(shù)據(jù)表示至少所述多個樂器中的所述另一個接收到所述查詢數(shù)據(jù)的時刻以及所述多個樂器中的所述另一個的所述多個操縱器的至少一個使音調(diào)生成器產(chǎn)生音調(diào)的時刻，并且所述延遲測量模塊確定在所述查詢數(shù)據(jù)的發(fā)送和所述查詢數(shù)據(jù)的接收之間的時間差(D)與在所述查詢數(shù)據(jù)的所述接收和生成所述音調(diào)的時刻之間的時間差 (DrB)的總和(DD),作為所述預(yù)定時間段。
全文摘要
提供了一種用于音樂會話的音樂演奏系統(tǒng)和組成樂器。當(dāng)演奏者選擇性地按壓和釋放主樂器(PC)的鍵(1Aa)時，利用鍵運(yùn)動數(shù)據(jù)來表示真實(shí)鍵移動，并且推測在比當(dāng)前時刻滯后了等于通信時間延遲的時間段(D)的時刻處的、在鍵運(yùn)動數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上確定的鍵軌跡上的鍵(1Aa)的物理量；將所推測的物理量通過因特網(wǎng)(N)發(fā)送給從屬樂器(PD)，并且在所推測的物理量的基礎(chǔ)上再現(xiàn)鍵移動，使得主樂器(PC)上的演奏與從屬樂器(PD)上的演奏同步。
文檔編號G10H1/00GK101414460SQ200810169080
公開日2009年4月22日申請日期2008年10月20日優(yōu)先權(quán)日2007年10月19日
發(fā)明者古川令, 藤原佑二申請人:雅馬哈株式會社

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