專利名稱：合奏系統(tǒng)、音頻重放設(shè)備和用于合奏系統(tǒng)的音量控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及合奏(ensemble)系統(tǒng)，并且更具體地，涉及用于基于音頻數(shù)據(jù) 代碼和音樂數(shù)據(jù)代碼再現(xiàn)音樂曲調(diào)的合奏系統(tǒng)，該合奏系統(tǒng)的音頻重放設(shè)備、 以及用于該合奏系統(tǒng)的音量控制器。
背景技術(shù)：
存在多種聲音再現(xiàn)器。緊致盤(compact disc )播放器是聲音再現(xiàn)器的典 型例子，并且自動(dòng)演奏器樂器是聲音再現(xiàn)器的另一例子。要提供給緊致盤播 放器的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)不同于要提供給自動(dòng)演奏器樂器的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，使得緊致盤播 放器和自動(dòng)演奏器樂器不能兼容。詳細(xì)地說，通過緊致盤播放器，將表示模擬音頻信號的波形上的離散值 的音頻數(shù)據(jù)代碼轉(zhuǎn)換為電音調(diào)。另一方面，自動(dòng)演奏器樂器響應(yīng)于表示音符 開鍵事件、要產(chǎn)生的音調(diào)的音高、音調(diào)的響度、音符關(guān)鍵事件、效果、鍵事 件之間的時(shí)間間隔的音樂數(shù)據(jù)代碼，以便產(chǎn)生原聲音調(diào)。在紅皮書(redbook) 中定義了音頻數(shù)據(jù)代碼，并且在MIDI(樂器數(shù)字接口 )協(xié)議中定義了音樂數(shù)據(jù) 代碼的格式。自動(dòng)演奏器樂器是諸如原聲鋼琴的原聲樂器和自動(dòng)演奏系統(tǒng)的組合。自 動(dòng)演奏系統(tǒng)具有信息處理能力，并且包括鍵致動(dòng)器和踏瓣致動(dòng)器。鍵致動(dòng)器 與原聲鋼琴的黑鍵和白鍵相關(guān)聯(lián)，并且對踏瓣配備踏瓣致動(dòng)器。當(dāng)用戶向自 動(dòng)演奏系統(tǒng)給出指令以再演(reenact)音樂曲調(diào)時(shí)，自動(dòng)演奏系統(tǒng)開始對音樂數(shù) 據(jù)代碼進(jìn)行信息處理，以便確定如何利用鍵致動(dòng)器和踏瓣致動(dòng)器來驅(qū)動(dòng)鍵和 踏瓣。由自動(dòng)演奏系統(tǒng)順序地激勵(lì)鍵致動(dòng)器和踏瓣致動(dòng)器，并且沿著音樂曲 調(diào)，利用鍵致動(dòng)器和踏瓣致動(dòng)器移動(dòng)黑鍵、白鍵和踏瓣，而無需人類演奏者 的任何手指彈奏。緊致盤播放器包括數(shù)-模轉(zhuǎn)換器、放大器和揚(yáng)聲器。將音頻數(shù)據(jù)代碼提供 給數(shù)-模轉(zhuǎn)換器，使得恢復(fù)模擬音頻信號。利用放大器對模擬音頻信號進(jìn)行均 衡和放大，并且通過音量控制器來根據(jù)指示而改變幅度。模擬音頻信號被從放大器提供到揚(yáng)聲器，并且通過揚(yáng)聲器轉(zhuǎn)換為電音調(diào)。由此，緊致盤播放器的聲音再現(xiàn)處理不同于自動(dòng)演奏器樂器，因此，要 通過緊致盤播放器處理的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)表示不同于音樂數(shù)據(jù)代碼所表示的物理 量。為此，不可能基于音樂數(shù)據(jù)代碼、通過緊致盤播放器再現(xiàn)音樂曲調(diào)，反 之亦然。然而，已對緊致盤播放器和自動(dòng)演奏器樂器之間的合奏進(jìn)行了嘗試。在日本專利申請?zhí)亻_No.2001-308942中公開了 一種合奏技術(shù)的典型例子，并且 在該日本專利申請?zhí)亻_中公開的合奏技術(shù)被授予日本專利No.3584849號。對 于緊致盤播放器和自動(dòng)演奏器樂器之間的合奏，使用CD-DA(緊致盤-數(shù)字 音頻)。調(diào)制音樂數(shù)據(jù)代碼，并且將調(diào)制的音樂信號轉(zhuǎn)換為準(zhǔn)(quasi)音頻數(shù)據(jù) 代碼。將準(zhǔn)音頻數(shù)據(jù)代碼存儲(chǔ)在用于右聲道的數(shù)據(jù)塊中，并且將音頻數(shù)據(jù)代 碼存儲(chǔ)在用于左聲道的數(shù)據(jù)塊中。將音頻數(shù)據(jù)代碼提供給緊致盤播放器。另 一方面，將準(zhǔn)音頻數(shù)據(jù)代碼恢復(fù)為音樂數(shù)據(jù)代碼，并且將音樂數(shù)據(jù)代碼提供 給自動(dòng)演奏器樂器。在現(xiàn)有技術(shù)的合奏系統(tǒng)中碰到一個(gè)問題，即，用戶不能改變原聲音調(diào)的 響度。當(dāng)正通過與緊致盤播放器合奏的自動(dòng)演奏器樂器再現(xiàn)音樂曲調(diào)時(shí)，用 戶可通過緊致盤播放器的音量控制器來改變電音調(diào)的音量。然而，用戶不能 改變通過自動(dòng)演奏器樂器產(chǎn)生的原聲音調(diào)的響度。發(fā)明內(nèi)容因而，本發(fā)明的一個(gè)重要目的是提供一種合奏系統(tǒng)，通過用戶的單個(gè)操 縱在音調(diào)響度方面同時(shí)改變其系統(tǒng)組件。本發(fā)明的另一重要目的是提供一種音頻重放設(shè)備，其形成合奏系統(tǒng)的一 部分。本發(fā)明的還一個(gè)重要目的是提供一種音量控制器，其使得可以改變通過 合奏系統(tǒng)的系統(tǒng)組件產(chǎn)生的音調(diào)的響度。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種用于分別從音頻數(shù)據(jù)和表示要產(chǎn)生 的音調(diào)的至少音高和響度的音樂數(shù)據(jù)中再現(xiàn)第一類音調(diào)和第二類音調(diào)的合奏 系統(tǒng)，包括聲音信號生成器，產(chǎn)生代表音頻數(shù)據(jù)的音頻信號和代表音樂數(shù) 據(jù)的音樂信號；音量控制操縱器，由用戶操縱，以便同時(shí)改變所述第一類音 調(diào)的響度和所述第二類音調(diào)的響度；音量控制信號生成器，連接到所述音量控制操縱器，并且產(chǎn)生代表基于所述用戶的操縱的所述第一類音調(diào)和所述第二類音調(diào)這兩者的響度目標(biāo)值的音量控制信號；第一音量數(shù)據(jù)改變器，連接到所述聲音信號生成器和所述音量控制信號生成器，并響應(yīng)于所述音量控制信號，以改變表示所述第一類音調(diào)的響度的所述音頻數(shù)據(jù)；第二音量數(shù)據(jù)改 變器，連接到所述聲音信號生成器和所述音量控制信號生成器，并響應(yīng)于所 述音量控制信號，以改變表示所述第二類音調(diào)的所述響度的所述音樂數(shù)據(jù)； 以及信號-聲音轉(zhuǎn)換器，連接到所述第一音量數(shù)據(jù)改變器和所述第二音量數(shù)據(jù) 改變器，將從所述第一音量數(shù)據(jù)改變器輸出的音頻信號轉(zhuǎn)換為所述響度目標(biāo) 值上的所述第一類音調(diào)，并基于從所述第二音量數(shù)據(jù)改變器輸出的所述音樂 信號而產(chǎn)生所述響度目標(biāo)值上的所述第二類音調(diào)。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于產(chǎn)生音量調(diào)節(jié)音頻信號和音量 調(diào)節(jié)音樂數(shù)據(jù)代碼的音頻重放設(shè)備，包括聲音信號生成器，產(chǎn)生代表音頻數(shù)據(jù)的音頻信號和代表音樂數(shù)據(jù)的音樂信號，其中所述音頻數(shù)據(jù)表示第 一類 音調(diào)，所述音樂數(shù)據(jù)表示第二類音調(diào)的至少音高和響度；音量控制操縱器， 由用戶操縱，以便同時(shí)改變所述第一類音調(diào)的響度和所述第二類音調(diào)的響度； 音量控制信號生成器，連接到所述音量控制操縱器，并且產(chǎn)生代表基于所述 用戶的操縱的所述第一類音調(diào)和所述第二類音調(diào)這兩者的響度目標(biāo)值的音量 控制信號；第一音量數(shù)據(jù)改變器，連接到所述聲音信號生成器和所述音量控 制信號生成器，并響應(yīng)于所述音量控制信號，以改變表示所述第一類音調(diào)的 響度的所述音頻數(shù)據(jù)，由此產(chǎn)生經(jīng)音量調(diào)節(jié)的音頻信號；以及第二音量數(shù)據(jù) 改變器，連接到所述聲音信號生成器和所述音量控制信號生成器，并響應(yīng)于 所述音量控制信號，以改變表示所述第二類音調(diào)的響度的所述音樂數(shù)據(jù)，由 此產(chǎn)生所述經(jīng)音量調(diào)節(jié)的音樂數(shù)據(jù)代碼。根據(jù)本發(fā)明的再一方面，提供了 一種用于修改表示要產(chǎn)生的音調(diào)的至少 音高和響度的音樂數(shù)據(jù)代碼的音量控制器，包括評估器，被提供有同時(shí)表 示所述音調(diào)的響度和要從音頻數(shù)據(jù)代碼產(chǎn)生的其它音調(diào)的響度的音量控制信 號，并且基于所述音頻控制信號而確定所述音調(diào)的響度的目標(biāo)值；代碼還原 器，被提供有音樂信號，并且將所述音樂信號還原為所述音樂數(shù)據(jù)代碼；以 及音量數(shù)據(jù)修改器，連接到所述評估器和所述代碼還原器，并且將表示響度產(chǎn)生音量調(diào)節(jié)的音樂數(shù)據(jù)代碼。


根據(jù)結(jié)合附圖的以下說明，將更清楚地理解合奏系統(tǒng)、音頻重放設(shè)備和音量控制器的特征和優(yōu)點(diǎn)，其中圖1是示出自動(dòng)演奏器樂器以及本發(fā)明的音頻重放設(shè)備和音量控制器的 結(jié)構(gòu)的示意性側(cè)視圖，圖2是示出音頻重放設(shè)備的系統(tǒng)配置和音量控制器的系統(tǒng)配置的框圖， 圖3是示出表示音符開鍵事件的音樂數(shù)據(jù)代碼的結(jié)構(gòu)的視圖， 圖4是示出自動(dòng)演奏器樂器的系統(tǒng)配置的框圖，圖5是示出本發(fā)明的另一合奏系統(tǒng)的音頻重放設(shè)備的系統(tǒng)配置和音量控 制器的系統(tǒng)配置的框圖，圖6是示出由合奏系統(tǒng)中并入的重放控制器的包絡(luò)線(envelop)檢測器執(zhí) 行的作業(yè)序列的流程圖，圖7是示出包絡(luò)線檢測器的輸入輸出特性的遲滯性(hysteresis)的圖，圖8是示出圖5所示的合奏系統(tǒng)的變型的音頻重放設(shè)備的系統(tǒng)配置和音 量控制器的系統(tǒng)配置的框圖，圖9是示出均在本發(fā)明的再一合奏系統(tǒng)中并入的音頻重放設(shè)備的系統(tǒng)配 置和音量控制器的系統(tǒng)配置的框圖，圖10是示出具有本發(fā)明的內(nèi)置音量控制器的自動(dòng)演奏器鋼琴和音頻重 放設(shè)備的結(jié)構(gòu)的示意性側(cè)視圖，圖11是示出具有本發(fā)明的內(nèi)置音量控制器和音頻重放設(shè)備的自動(dòng)演奏 器鋼琴的結(jié)構(gòu)的示意性側(cè)視圖，以及圖12是示出具有本發(fā)明的內(nèi)置音量控制器和內(nèi)置音頻重放設(shè)備的自動(dòng) 演奏器鋼琴的結(jié)構(gòu)的示意性側(cè)視圖。
具體實(shí)施方式
采用本發(fā)明的合奏系統(tǒng)用于分別從音頻數(shù)據(jù)和表示要產(chǎn)生的音調(diào)的至少 音高和響度的音樂數(shù)據(jù)中再現(xiàn)第一類音調(diào)和第二類音調(diào)。音樂數(shù)據(jù)表示要產(chǎn) 生的第二類音調(diào)的音高和響度，而音頻數(shù)據(jù)表示第一類音調(diào)的另一屬性。在此情況下，用戶可利用音量控制操作器來同時(shí)改變第一類音調(diào)的響度和第二 類音調(diào)的響度。該合奏系統(tǒng)包括聲音信號生成器、音量控制操縱器、音量控制信號生成 器、第一音量數(shù)據(jù)改變器、第二音量數(shù)據(jù)改變器和信號-聲音轉(zhuǎn)換器。音量控 制操縱器連接到音量控制信號生成器。聲音信號生成器和音量控制信號生成 器連接到第一音量數(shù)據(jù)改變器，并且還連接到第二音量數(shù)據(jù)改變器，第一音 量數(shù)據(jù)改變器和第二音量數(shù)據(jù)改變器這兩者都連接到信號-聲音轉(zhuǎn)換器。聲音信號生成器產(chǎn)生代表音頻數(shù)據(jù)的音頻信號和代表音樂數(shù)據(jù)的音樂信 號，并將音頻信號和音樂信號提供到第一音量數(shù)據(jù)改變器和第二音量數(shù)據(jù)改 變器這兩者。當(dāng)用戶希望同時(shí)改變第一類音調(diào)的響度和第二類音調(diào)的響度時(shí)， 他或她將音量控制操縱器操縱一定的位移，并且音量控制信號生成器基于用 戶的操縱而產(chǎn)生代表第一類音調(diào)和第二類音調(diào)這兩者的響度目標(biāo)值的音量控 制信號。將音量控制信號從音量控制信號生成器提供到第一音量數(shù)據(jù)改變器和第 二音量數(shù)據(jù)改變器這兩者。第一音量數(shù)據(jù)改變器響應(yīng)于音量控制信號，以便 改變表示第一類音調(diào)的響度的音頻數(shù)據(jù)，并且第二音量數(shù)據(jù)改變器也響應(yīng)于 音量控制信號，以便改變表示第二類音調(diào)的響度的音樂數(shù)據(jù)。由此，通過由 音量控制信號代表的音量控制數(shù)據(jù)來相互獨(dú)立地修改音頻數(shù)據(jù)和音樂數(shù)據(jù)。 盡管音頻數(shù)據(jù)和音樂數(shù)據(jù)表示音調(diào)的不同屬性，但是通過分別適用于改變音 頻數(shù)據(jù)和音樂數(shù)據(jù)代碼的第 一音量數(shù)據(jù)改變器和第二音量數(shù)據(jù)改變器中的數(shù) 據(jù)轉(zhuǎn)換，分別改變表示第一類音調(diào)的響度的音頻數(shù)據(jù)和表示第二類音調(diào)的響 度的音樂數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換之后，音頻信號和音樂信號被從第一音量數(shù)據(jù)改變器和第二 音量數(shù)據(jù)改變器提供到信號-聲音轉(zhuǎn)換器，并且通過信號-聲音轉(zhuǎn)換器而轉(zhuǎn)換為 第一類音調(diào)和第二類音調(diào)。合奏系統(tǒng)的上述系統(tǒng)組件被合并到單個(gè)或多個(gè)設(shè)備中。所有的上述系統(tǒng) 組件可形成單個(gè)設(shè)備，例如自動(dòng)演奏器樂器或電子鍵盤。否則，聲音信號生 成器、音量控制操縱器和第一音量數(shù)據(jù)改變器以及用于第一類音調(diào)的部分信 號-聲音轉(zhuǎn)換器可形成音頻重放設(shè)備，并且用于第二類音調(diào)的其它部分的信號-聲音轉(zhuǎn)換器可形成另一重放設(shè)備，例如，自動(dòng)演奏器樂器或電子鍵盤。第二 音量數(shù)據(jù)改變器可形成物理上獨(dú)立于所述音頻重放設(shè)備和所述另一重放設(shè)備 的單個(gè)設(shè)備，或者形成所述音頻重放設(shè)備的另一部分或所述另一重放設(shè)備的 另一部分。篇一顛辦首先參照附圖的圖1，采用本發(fā)明的合奏系統(tǒng)大體上包括音頻重放設(shè)備1、音量控制器2和自動(dòng)演奏器樂器26。利用音頻重放設(shè)備1將音頻數(shù)據(jù)代 碼轉(zhuǎn)換為電音調(diào)，并利用自動(dòng)演奏器樂器26、基于音樂數(shù)據(jù)代碼產(chǎn)生原聲音 調(diào)。音量控制器2連接在音頻重放設(shè)備1和自動(dòng)演奏器樂器26之間，并將表 示音調(diào)響度的音樂數(shù)據(jù)代碼的音樂數(shù)據(jù)從原始值變?yōu)槠渌?。利用音頻重放 設(shè)備的音量控制轉(zhuǎn)盤(dia1)13 (見圖2)來改變電音調(diào)的響度，并且通過音量 控制轉(zhuǎn)盤13的旋轉(zhuǎn)來同時(shí)改變原聲音調(diào)的響度。在此實(shí)例中，將一組音樂數(shù)據(jù)代碼調(diào)制為準(zhǔn)音頻數(shù)據(jù)代碼，并且將音頻 數(shù)據(jù)代碼和準(zhǔn)音頻數(shù)據(jù)代碼存儲(chǔ)在緊致盤-數(shù)字音頻CD中。準(zhǔn)音頻數(shù)據(jù)代碼 被存儲(chǔ)在用于右聲道的數(shù)據(jù)塊中，并且音頻數(shù)據(jù)代碼被存儲(chǔ)在用于左聲道的 數(shù)據(jù)塊中。自動(dòng)演奏器樂器26包括原聲鋼琴27、自動(dòng)演奏系統(tǒng)28和電子音調(diào)生成 系統(tǒng)29。自動(dòng)演奏器樂器26基于表示音樂曲調(diào)的音樂數(shù)據(jù)代碼來再現(xiàn)原聲 鋼琴音調(diào)或電子音調(diào)。音樂數(shù)據(jù)代碼被分為幾種，并且"鍵事件數(shù)據(jù)代碼"、"效 果數(shù)據(jù)代碼"和"持續(xù)時(shí)間數(shù)據(jù)代碼"屬于不同的種類，其中"鍵事件數(shù)據(jù)代 碼"表示音符開鍵事件、被分配給要按下的鍵的音符編號(即，音調(diào)的音高) 和鍵速度(即音調(diào)的響度)，或者音符關(guān)事件和被分配給要釋放的鍵的音符編 號；"效果數(shù)據(jù)代碼，，表示要賦予音調(diào)的效果；"持續(xù)時(shí)間數(shù)據(jù)代碼"表示鍵事 件和下 一鍵事件之間的時(shí)間段。自動(dòng)演奏系統(tǒng)28基于音樂數(shù)據(jù)代碼，在原聲鋼琴27上演奏音樂曲調(diào)， 而無需人類演奏者的任何手指彈奏。利用電子音調(diào)生成系統(tǒng)29、基于音樂數(shù) 據(jù)代碼產(chǎn)生音頻信號，并將其轉(zhuǎn)換為電子音調(diào)。由此，用戶可在自動(dòng)演奏系 統(tǒng)和電子音調(diào)生成系統(tǒng)29之間進(jìn)行選擇。原聲鋼琴27包括鍵盤27a (即，黑鍵27b和白鍵27c的排列)、動(dòng)作單 元27d、弦槌27e、琴弦27f、制音器27h、踏瓣機(jī)構(gòu)27j和鋼琴箱體27k。鍵 盤27a被安裝在形成鋼琴箱體27k的底部的中盤上，黑鍵27b和白鍵27c在 其中部與動(dòng)作單元27d相鏈接，在其后部與制音器27h相鏈接。動(dòng)作單元27d 還與弦槌27e相鏈接，并且弦槌27e正對著琴弦27f。根據(jù)鍵27b/27c的軌線 (loci)上的鍵位置，制音器27h與琴弦27f分開和接觸。踏瓣機(jī)構(gòu)27j與鍵盤 27a和制音器27h相鏈接，并且人類演奏者和自動(dòng)演奏系統(tǒng)28直接改變鍵盤27a和制音器27h,以進(jìn)行人為表達(dá)。當(dāng)所有的黑和白鍵27b/27c都停留在靜止位置上時(shí)，弦槌27e與琴弦27f 分開，并且制音器27h保持與琴弦27f接觸，如圖l所示。當(dāng)人類演奏者按下黑和白鍵27b/27c之一時(shí)，按下的鍵27b/27c開始在軌 線上行進(jìn)。當(dāng)按下的鍵27b/27c正在軌線上行進(jìn)時(shí)，按下的鍵27b/27c使制音 器27h與琴弦27f分開，并致動(dòng)相關(guān)聯(lián)的動(dòng)作單元27d。被致動(dòng)的動(dòng)作單元 27d驅(qū)動(dòng)弦槌27e向著琴弦27f旋轉(zhuǎn)。弦槌27e在旋轉(zhuǎn)終點(diǎn)處與琴弦27f碰撞， 并使得琴弦27f振動(dòng)。振動(dòng)的琴弦27f隨即使得形成鋼琴箱體27k的一部分的 音板振動(dòng)，并且從原聲鋼琴27發(fā)出原聲鋼琴音調(diào)。弦槌27e在琴弦27f上彈 回，并被動(dòng)作單元27d捕捉。原聲鋼琴音調(diào)的響度與弦槌27e在與琴弦27f碰撞前瞬間的速度成比例。 人類演奏者和自動(dòng)演奏系統(tǒng)28用力地按下黑鍵27b和白鍵27c，以便產(chǎn)生大 響度的原聲鋼琴音調(diào)。另一方面，人類演奏者和自動(dòng)演奏系統(tǒng)28輕輕地按下 黑鍵27b和白鍵27c,以產(chǎn)生小響度的原聲鋼琴音調(diào)。當(dāng)人類演奏者釋放被按下的鍵27b/27c時(shí)，釋放的鍵27b/27c開始在軌線上向后行進(jìn)。釋放的鍵27b/27c允許制音器27h向著琴弦27f移動(dòng)，并且與振動(dòng)的琴弦27f接觸，以便衰減振動(dòng)。釋放的鍵27b/27c還允許動(dòng)作單元27d返回圖1所示的靜止位置。當(dāng)人類演奏者和自動(dòng)演奏系統(tǒng)對原聲鋼琴音調(diào)賦予人為表達(dá)時(shí)，人類演奏者和自動(dòng)演奏系統(tǒng)28壓下踏瓣機(jī)構(gòu)27j的踏瓣，并使原聲鋼琴音調(diào)延長或在響度上減少。自動(dòng)演奏系統(tǒng)28包括電磁控制致動(dòng)器28a、鍵傳感器28b、踏瓣傳感器 28c和電子系統(tǒng)28d。電磁控制致動(dòng)器28a是為黑鍵27b、白鍵27c和踏瓣機(jī) 構(gòu)27j配備的，并且由電子系統(tǒng)28d選擇性地激勵(lì)，以便使得黑鍵27b、白鍵 27c和5勢瓣才幾構(gòu)27j移動(dòng)。音量控制器2連接到電子系統(tǒng)28d,并且電子系統(tǒng)28d連4^到電子音調(diào) 生成系統(tǒng)29。當(dāng)自動(dòng)演奏器音樂26正在再現(xiàn)音樂曲調(diào)時(shí)，將音樂數(shù)據(jù)代碼 從音量控制器2提供到電子系統(tǒng)28d,并且電子系統(tǒng)26d通過驅(qū)動(dòng)信號S4和 S5而選擇性地驅(qū)動(dòng)電磁控制致動(dòng)器28a,以便基于所接收的MIDI文件中存 儲(chǔ)的音樂數(shù)據(jù)代碼而壓下和釋放黑鍵27b、白鍵27c和踏瓣機(jī)構(gòu)27j。當(dāng)用戶 選擇電子音調(diào)時(shí)，將音樂數(shù)據(jù)代碼從電子系統(tǒng)28d傳輸?shù)诫娮右粽{(diào)生成系統(tǒng)29,并且將基于音樂數(shù)據(jù)代碼產(chǎn)生的音頻信號轉(zhuǎn)換為電子音調(diào)。電子系統(tǒng)28d包括信息處理器和例如脈寬調(diào)制器的電流驅(qū)動(dòng)電路(未示出)。用于自動(dòng)演奏的計(jì)算機(jī)程序在信息處理器上運(yùn)行，以便實(shí)現(xiàn)被稱為"初步數(shù)據(jù)處理器28f，、"運(yùn)動(dòng)控制器28h"和"伺服控制器28j"的功能。因?yàn)殒I事 件數(shù)據(jù)代碼和效果數(shù)據(jù)代碼是基于它們被提供給理想MIDI樂器的假設(shè)而產(chǎn) 生的，所以要對于自動(dòng)演奏器樂器26個(gè)性化處理(individualize)事件數(shù)據(jù)和效 果數(shù)據(jù)。初步數(shù)據(jù)處理器28f使對于自動(dòng)演奏器樂器26個(gè)性化處理所接收的 MIDI文件中的音樂數(shù)據(jù)代碼。當(dāng)計(jì)算機(jī)程序正在信息處理器上運(yùn)行時(shí)，初步數(shù)據(jù)處理器28f基于持續(xù) 時(shí)間數(shù)據(jù)代碼，測量從前一鍵事件和前一踏瓣事件起經(jīng)過的時(shí)間，并且在該 時(shí)間段期滿時(shí)，將新的鍵事件數(shù)據(jù)代碼或新的踏瓣事件數(shù)據(jù)代碼提供給運(yùn)動(dòng) 控制器28h。。假設(shè)要處理音符開事件數(shù)據(jù)代碼的時(shí)刻來臨。運(yùn)動(dòng)控制器28h分析事件 數(shù)據(jù)，并確定參考前向鍵軌跡。參考前向鍵軌跡是隨著時(shí)間一起變化的目標(biāo) 鍵位置的一系列值。如果黑鍵27b或白鍵27c在參考前向鍵軌跡上行進(jìn)，則 弦槌27e在要產(chǎn)生原聲鋼琴音調(diào)的目標(biāo)時(shí)刻與琴弦27f碰撞，并且通過琴弦 27f的振動(dòng)生成具有響度目標(biāo)值的原聲鋼琴音調(diào)。因此，鍵事件數(shù)據(jù)代碼中的 鍵速度被反映到參考前向鍵軌跡。將目標(biāo)鍵位置的值周期性地從運(yùn)動(dòng)控制器 28h提供到伺服控制器28j。鍵傳感器28b將指示相關(guān)聯(lián)的黑鍵27b和白鍵27c的實(shí)際鍵位置的鍵位 置信號Sl提供到伺服控制器28j。伺服控制器28j根據(jù)一系列目標(biāo)鍵速度值 來計(jì)算目標(biāo)鍵速度值，并根據(jù)一系列實(shí)際鍵位置值來計(jì)算實(shí)際鍵速度值，并 將該目標(biāo)鍵位置值和目標(biāo)鍵速度值與實(shí)際鍵位置值和實(shí)際鍵速度值進(jìn)行比 較，以便確定目標(biāo)鍵位置和實(shí)際鍵位置之間的差、以及目標(biāo)鍵速度和實(shí)際鍵 速度之間的差。伺服控制器28j按照使得鍵位置的差和鍵速度的差最小化的 方式來增加或減少驅(qū)動(dòng)信號S4的平均電流的目標(biāo)值，并且電流驅(qū)動(dòng)電路(未 示出)將驅(qū)動(dòng)信號S4調(diào)整為該平均電流的目標(biāo)值。周期性地對于黑/白鍵 27b/27c重復(fù)上述操作。由此，用于黑鍵和白鍵27b/27c的電磁控制致動(dòng)器28a、 鍵傳感器28b、伺服控制器28j和電流驅(qū)動(dòng)電路(未示出)形成伺服控制環(huán)， 并且通過該伺服控制環(huán)來強(qiáng)制黑鍵27b和白鍵27c在參考前向鍵軌跡上行進(jìn)。假設(shè)要處理音符關(guān)事件數(shù)據(jù)代碼的時(shí)刻來臨。運(yùn)動(dòng)控制器28h基于音符關(guān)事件數(shù)據(jù)而確定參考后向鍵軌跡。參考后向鍵軌跡是向著靜止位置的目標(biāo)鍵位置的一系列值。如果黑鍵27b或白鍵27c在參考后向鍵軌跡上行進(jìn)，則 釋放的鍵27b/27c允許制音器27h在使音符關(guān)事件發(fā)生的時(shí)刻與振動(dòng)的琴弦 27f接觸，并衰減原聲鋼琴音調(diào)。將目標(biāo)鍵位置的值周期性地從運(yùn)動(dòng)控制器 28h提供到伺服控制器28j，并且通過伺服控制環(huán)，伺服控制器28j強(qiáng)制釋放 的鍵27b/27c在參考后向鍵軌跡上行進(jìn)。假設(shè)要處理效果數(shù)據(jù)代碼的時(shí)刻來臨。運(yùn)動(dòng)控制器28h基于效果數(shù)據(jù)確 定參考踏瓣軌跡。參考踏瓣軌跡是目標(biāo)踏瓣位置的一 系列值，并且將目標(biāo)踏 瓣位置的值周期性地從運(yùn)動(dòng)控制器28h提供到伺服控制器28j。踏瓣傳感器 28c監(jiān)視踏瓣機(jī)構(gòu)27j的踏瓣，并且將指示實(shí)際踏瓣位置的踏瓣位置信號S3 提供到伺服控制器28j。伺服控制器28j計(jì)算目標(biāo)踏瓣速度和實(shí)際踏瓣速度， 并按照使目標(biāo)踏瓣位置和實(shí)際踏瓣位置之間的差以及目標(biāo)踏瓣速度和實(shí)際踏 瓣速度之間的差最小化的方式來確定驅(qū)動(dòng)信號S5的平均電流。電流驅(qū)動(dòng)電路 (未示出)將驅(qū)動(dòng)信號S5調(diào)整為該平均電流的值，并且將驅(qū)動(dòng)信號S5從電 流驅(qū)動(dòng)電路(未示出)提供到為踏瓣配備的電磁控制致動(dòng)器28a。周期性地重 復(fù)上述操作，并強(qiáng)制踏瓣在參考踏瓣軌跡上行進(jìn)。當(dāng)正基于所接收MIDI文件的音樂數(shù)據(jù)代碼再現(xiàn)音樂曲調(diào)時(shí)，對于所有 的要按下和釋放的黑鍵和白鍵27b/27c以及所有的要壓下和釋放的踏瓣，重 復(fù)上述控制序列。這使得重放音樂曲調(diào)。圖2示出了音頻重放設(shè)備1的系統(tǒng)配置和音量控制器2的系統(tǒng)配置。音頻重放設(shè)備1包括緊致盤驅(qū)動(dòng)器la、用于右聲道的轉(zhuǎn)換器11、用于左 聲道的轉(zhuǎn)換器12、音量控制轉(zhuǎn)盤13、位移檢測器14、特征轉(zhuǎn)換器15、乘法 器16和17、以及聲音系統(tǒng)24。緊致盤驅(qū)動(dòng)器la連接到轉(zhuǎn)換器11和12,轉(zhuǎn) 換器11和12分別連接到乘法器16和17。聲音系統(tǒng)24包括放大器24a和揚(yáng) 聲器24b。如前所述，基于音樂數(shù)據(jù)代碼調(diào)制的準(zhǔn)音頻數(shù)據(jù)代碼被存儲(chǔ)在用于右聲 道的數(shù)據(jù)塊中，并且音頻數(shù)據(jù)代碼被存儲(chǔ)在用于左聲道的數(shù)據(jù)塊中。將準(zhǔn)音 頻數(shù)據(jù)代碼從緊致盤驅(qū)動(dòng)器la提供到轉(zhuǎn)換器ll，并且從該準(zhǔn)模擬音頻數(shù)據(jù)代 碼產(chǎn)生模擬準(zhǔn)音頻信號m(t)。另一方面，將音頻數(shù)據(jù)代碼從緊致盤驅(qū)動(dòng)器la 提供到轉(zhuǎn)換器12，并且從音頻數(shù)據(jù)代碼產(chǎn)生模擬音頻信號a(t)。模擬準(zhǔn)音頻 信號的幅度不會(huì)大幅變化，即，幾乎是恒定的，因?yàn)槟M準(zhǔn)音頻信號是基于表示各種MIDI消息的音樂數(shù)據(jù)代碼而調(diào)制的。音量控制轉(zhuǎn)盤13連接到位移檢測器14，并且用戶旋轉(zhuǎn)音量控制轉(zhuǎn)盤13, 以便指示音頻重放設(shè)備1改變電音調(diào)的響度。將旋轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)換為代表音量控制 轉(zhuǎn)盤13的旋轉(zhuǎn)角(即位移)的檢測信號v。位移檢測器13連接到特征轉(zhuǎn)換器15，使得將檢測信號v從位移檢測器 14提供到特征轉(zhuǎn)換器15。人類將音調(diào)響度的變化識別為對數(shù)函數(shù)。換言之， 當(dāng)人類正在通過音頻重放設(shè)備不斷產(chǎn)生音調(diào)的條件下旋轉(zhuǎn)音量控制轉(zhuǎn)盤時(shí)， 人類感覺到每單位角度的音調(diào)響度的增量逐漸減小。為此，即使將音調(diào)調(diào)整 到他或她喜歡的響度，音調(diào)也會(huì)太響，以致人類聽起來不舒服。期望的是， 按照消除被表示為對數(shù)函數(shù)的傾向的方式來轉(zhuǎn)換旋轉(zhuǎn)角。為此，特征轉(zhuǎn)換器 15對檢測信號v執(zhí)行指數(shù)變換v，=Axev 等式1其中A是基于電勢電平和電路特性確定的常數(shù)。由此，將檢測信號v轉(zhuǎn) 換為音量控制信號v'。將音量控制信號v，從特征轉(zhuǎn)換器15提供到乘法器16和17。利用乘法器 16和17，將模擬準(zhǔn)音頻信號m(t)的值和模擬音頻信號a(t)的值乘以音量控制 信號v，的值，并且將調(diào)節(jié)后的準(zhǔn)音頻信號(v，.m(t))和調(diào)節(jié)后的音頻信號 (v，.a(t))分別從乘法器16和17提供到音量控制器2和聲音系統(tǒng)24。通過 放大器24a來均衡和放大調(diào)節(jié)后的音頻信號(v，'a(t)),之后，通過揚(yáng)聲器24b 將其轉(zhuǎn)換為電音調(diào)。音量控制器2包括解調(diào)器21、包絡(luò)線檢測器22、音量數(shù)據(jù)提供器23、 音量數(shù)據(jù)改變器25和偏移控制器30。音量數(shù)據(jù)提供器23具有逆變換器23a 和偏移加法器23b。乘法器16連接到解調(diào)器21和包絡(luò)線檢測器22，并且解 調(diào)器21和包絡(luò)線檢測器22分別并行連接到音量數(shù)據(jù)改變器25和音量數(shù)據(jù)提 供器23。在音量數(shù)據(jù)提供器23中，逆變換器23a連接到偏移加法器23b,并 且包絡(luò)線檢測器22連接到逆轉(zhuǎn)換器23a。偏移控制器30和逆變換器23a連接 到偏移加法器23b的輸入節(jié)點(diǎn)，并且偏移加法器23b的輸出節(jié)點(diǎn)連接到音量 數(shù)據(jù)改變器25。音量數(shù)據(jù)改變器25的輸出節(jié)點(diǎn)連接到自動(dòng)演奏器樂器26。音量控制器2實(shí)現(xiàn)以下功能。通過解調(diào)器21,將調(diào)節(jié)后的準(zhǔn)音頻信號 (v，.m(t))恢復(fù)為音樂數(shù)據(jù)代碼或MIDI數(shù)據(jù)代碼。例如，在解調(diào)器21中采 用了在日本專利申請?zhí)亻_2001-308942中公開的解調(diào)技術(shù)。另一方面，利用包絡(luò)線檢測器22確定調(diào)節(jié)后的準(zhǔn)音頻信號(v，.m(t))的包絡(luò)線，并且包絡(luò)線 檢測器22向音量數(shù)據(jù)提供器23通知值v，。因?yàn)閺幕谝魳窋?shù)據(jù)代碼的比特 串產(chǎn)生的準(zhǔn)音頻數(shù)據(jù)代碼而產(chǎn)生模擬準(zhǔn)音頻信號m(t)，所以模擬準(zhǔn)音頻信號 的幅度總是恒定的，并且通過乘法器16的乘法，幅度增加到v，倍。換言之， 調(diào)節(jié)后的準(zhǔn)音頻信號(v，.m(t))的包絡(luò)線和模擬準(zhǔn)音頻信號m(t)之間的比率 等于值v，。可以基于調(diào)節(jié)后的準(zhǔn)音頻信號(v，.m(t))的包絡(luò)線來確定值v，。音量數(shù)據(jù)提供器23基于位移量和偏移值而確定音量調(diào)節(jié)信號，并且將音 量調(diào)節(jié)信號從音量數(shù)據(jù)提供器23提供到音量數(shù)據(jù)改變器25。詳細(xì)地，逆變換器23a對從包絡(luò)線確定的音量控制信號v，的值進(jìn)行指數(shù) 變換的逆變纟奐。該逆變換表示為v=ln(v，/A) 等式2其中l(wèi)n是自然對數(shù)。因此，通過逆變換獲得檢測信號v的恢復(fù)值。將偏 移值B和檢測信號v的恢復(fù)值從偏移控制器30和逆變換器23a提供到偏移加 法器23b,并且利用偏移加法器23b,將偏移值B加到檢測信號v的恢復(fù)值。 由此，將音量調(diào)節(jié)信號的值給出為恢復(fù)值和偏移值B的和。用戶通過偏移控制轉(zhuǎn)盤30a的旋轉(zhuǎn)來向偏移加法器23b給出偏移值B。 盡管利用位移檢測器14將音量控制轉(zhuǎn)盤13的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換為檢測信號v，但是 例如變量寄存器和晶體管的電路組件的特性在各個(gè)產(chǎn)品之間不是恒定的。此 外，在音頻數(shù)據(jù)代碼和準(zhǔn)音頻數(shù)據(jù)代碼之間的記錄條件不是均衡的。這些偏 差和差異導(dǎo)致模擬音頻信號a(t)和模擬準(zhǔn)音頻信號m(t)之間的平衡是不完美 的。為了消除那些偏差差異，用戶通過偏移控制器30向偏移加法器23b給出 偏移值B。用戶在他或她正在聽電音調(diào)和電子音調(diào)/原聲鋼琴音調(diào)時(shí)旋轉(zhuǎn)偏移 控制轉(zhuǎn)盤30a。如將結(jié)合音量數(shù)據(jù)改變器25描述的，基于恢復(fù)值v和偏移值 B的和來改變表示速度的數(shù)據(jù)字節(jié)，使得電音調(diào)與電子音調(diào)或原聲鋼琴音調(diào) 很好地平衡。音量數(shù)據(jù)改變器25包括信息處理系統(tǒng)，因此具有信息處理能力。信息處 理系統(tǒng)包括中央處理單元、外設(shè)處理器、由隨機(jī)存取存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)的工作存儲(chǔ) 器、程序存儲(chǔ)器和信號接口。通過數(shù)據(jù)處理來改變表示速度(即，音調(diào)響度) 的音樂數(shù)據(jù)，并且將經(jīng)音量調(diào)節(jié)的音樂數(shù)據(jù)代碼從音量數(shù)據(jù)改變器25提供到 自動(dòng)演奏器樂器26。圖3示出了表示音符開鍵事件的音樂數(shù)據(jù)代碼。音樂數(shù)據(jù)代碼被分為狀態(tài)字節(jié)和數(shù)據(jù)字節(jié)。狀態(tài)字節(jié)表示音符開鍵事件。"9nH"被分配給MIDI協(xié)議 中的音符開鍵事件，并且"n，，是聲道(channel)編號。如前所述，用戶選擇自動(dòng) 演奏系統(tǒng)28或電子音調(diào)生成系統(tǒng)29。自動(dòng)演奏系統(tǒng)28和電子音調(diào)生成系統(tǒng) 29具有不同的聲道編號n，并且電子系統(tǒng)28d根據(jù)聲道編號n而將音樂數(shù)據(jù) 代碼引導(dǎo)到自動(dòng)演奏系統(tǒng)28或電子音調(diào)生成系統(tǒng)29。數(shù)據(jù)字節(jié)分別表示音 符編號和速度。要產(chǎn)生的音調(diào)的音高與音符編號相關(guān)，并且在MIDI協(xié)議中， 音符編號從0到127變化。速度意味著要產(chǎn)生的音調(diào)的響度，并且在MIDI 協(xié)議中從1到127變化。當(dāng)音樂數(shù)據(jù)代碼到達(dá)信號接口時(shí)，中央處理單元檢查音樂數(shù)據(jù)代碼，以 查看狀態(tài)字節(jié)是否表示音符開鍵事件。如果狀態(tài)字節(jié)是"9nH"，則答復(fù)是肯定 的，并且將音樂數(shù)據(jù)代碼臨時(shí)存儲(chǔ)在工作存儲(chǔ)器中。中央處理單元響應(yīng)于音 量調(diào)節(jié)信號，將速度從原始十六進(jìn)制數(shù)變?yōu)樾碌氖M(jìn)制數(shù)。由此，音量數(shù)據(jù)改變器25增加、降低或保持速度，并產(chǎn)生經(jīng)音量調(diào)節(jié)的音樂數(shù)據(jù)代碼。將經(jīng)音量調(diào)節(jié)的音樂數(shù)據(jù)代碼從音量數(shù)據(jù)改變器25提供到自動(dòng)演奏器 樂器26,并且自動(dòng)演奏系統(tǒng)基于該經(jīng)音量調(diào)節(jié)的音樂數(shù)據(jù)代碼和也從音量數(shù) 據(jù)改變器25提供到自動(dòng)演奏器樂器26的其它音樂數(shù)據(jù)代碼，在原聲鋼琴27 上重演音樂曲調(diào)。圖4示出了自動(dòng)演奏器樂器26的系統(tǒng)配置。因?yàn)榍懊鎱⒄請D1描述了原 聲鋼琴2 7和自動(dòng)演奏系統(tǒng)2 8,所以將描述集中于電子音調(diào)生成系統(tǒng)2 9 。電子音調(diào)生成系統(tǒng)29包括音調(diào)生成器26b、放大器26e和揚(yáng)聲器26f。 波形存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)讀取器被合并到音調(diào)生成器26b中。多組波形數(shù)據(jù)被存儲(chǔ) 在波形存儲(chǔ)器中，并且表示要產(chǎn)生的音調(diào)的波形。通過每個(gè)數(shù)據(jù)讀取器連續(xù) 地讀出波形數(shù)據(jù)，用于產(chǎn)生電子音調(diào)，并且通過數(shù)-才莫轉(zhuǎn)換器將讀出的波形數(shù) 據(jù)恢復(fù)為模擬音頻信號的波形。放大器26e對模擬音頻信號進(jìn)行均衡和放大， 并且利用揚(yáng)聲器將模擬音頻信號轉(zhuǎn)換為電子音調(diào)。主音量消息和音符開鍵事件數(shù)據(jù)的速度數(shù)據(jù)表示要產(chǎn)生的音調(diào)的響度。 在產(chǎn)生電子音調(diào)的情況下，通過放大器26e進(jìn)行音量改變。假設(shè)狀態(tài)字節(jié)具有表示電子音調(diào)生成系統(tǒng)29的聲道編號。經(jīng)音量調(diào)節(jié)的 音樂數(shù)據(jù)代碼和其它音樂數(shù)據(jù)代碼被從音量數(shù)據(jù)改變器25提供到電子系統(tǒng) 28d，并且利用電子系統(tǒng)28d而引導(dǎo)到電子音調(diào)生成系統(tǒng)29。當(dāng)經(jīng)音量調(diào)節(jié) 的音樂數(shù)據(jù)代碼到達(dá)音調(diào)生成器時(shí)，從波形存儲(chǔ)器中選^^一組波形數(shù)據(jù)，并且準(zhǔn)備好通過數(shù)據(jù)讀取器之一讀出。當(dāng)正從波形存儲(chǔ)器中讀出波形數(shù)據(jù)時(shí)， 將波形數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)讀取器提供到數(shù)-模轉(zhuǎn)換器26d，并且在數(shù)-模轉(zhuǎn)換器中將其 合成為要產(chǎn)生的音調(diào)的波形。由此，將波形數(shù)據(jù)恢復(fù)為模擬音頻信號的波形。模擬音頻信號被從數(shù)-模轉(zhuǎn)換器26d提供到放大器26e,并且利用放大器26e而均衡和放大。模擬音頻信號被從放大器26e提供到揚(yáng)聲器26f,并被轉(zhuǎn)換為電子音調(diào)。對所有要產(chǎn)生的電子音調(diào)重復(fù)上述數(shù)據(jù)處理和信號轉(zhuǎn)換。 當(dāng)表示音符關(guān)鍵事件的音樂數(shù)據(jù)代碼到達(dá)音調(diào)生成器26b時(shí)，音調(diào)生成器26b開始衰減波形數(shù)據(jù)的幅度，以便使模擬音頻信號的幅度最小化。由此，衰減了音調(diào)。合奏系統(tǒng)如下操作。假設(shè)用戶將CD-DA放到緊致盤驅(qū)動(dòng)器la的盤托架 上。準(zhǔn)音頻數(shù)據(jù)代碼被存儲(chǔ)在用于右聲道的數(shù)據(jù)塊中，并且音頻數(shù)據(jù)代碼被 存儲(chǔ)在用于左聲道的數(shù)據(jù)塊中。通過音頻重放設(shè)備的操縱面板上的按鈕，用 戶命令音頻重放設(shè)備1通過與自動(dòng)演奏器樂器26的合奏而再現(xiàn)由準(zhǔn)音頻數(shù)據(jù) 代碼和音頻數(shù)據(jù)代碼表示的音樂。然后，緊致盤驅(qū)動(dòng)器la開始讀出準(zhǔn)音頻數(shù) 據(jù)代碼，并從CD-DA讀出音頻數(shù)據(jù)代碼。將準(zhǔn)音頻數(shù)據(jù)代碼從緊致盤驅(qū)動(dòng)器 la提供到轉(zhuǎn)換器11，并通過轉(zhuǎn)換器11將其轉(zhuǎn)換為模擬準(zhǔn)音頻信號m(t)。另 一方面，將音頻數(shù)據(jù)代碼從緊致盤驅(qū)動(dòng)器la提供到轉(zhuǎn)換器12，并通過轉(zhuǎn)換器 12將其轉(zhuǎn)換為模擬音頻信號a(t)。用戶旋轉(zhuǎn)音量控制轉(zhuǎn)盤13以便將音調(diào)響度調(diào)整到他或她的喜好值。旋轉(zhuǎn) 角表示響度的喜好值v。利用位移檢測器14檢測該旋轉(zhuǎn)角，并且將表示響度 的檢測信號v從位移檢測器14提供到特征轉(zhuǎn)換器15。特征轉(zhuǎn)換器15通過指 數(shù)變換而確定值v，，并且將音量控制信號v，提供到乘法器16和17。將模擬準(zhǔn)音頻信號m(t)的波形上的值乘以音量控制信號的值v，，并且還 將模擬音頻信號a(t)的波形上的值乘以音量控制信號的值v，。將調(diào)節(jié)后的準(zhǔn) 音頻信號(v，.m(t))從乘法器16提供到調(diào)制器12和包絡(luò)線檢測器22這兩者， 并且將調(diào)節(jié)后的音頻信號(v，.a(t))從乘法器17提供到聲音系統(tǒng)24。通過放大器24a均衡和放大該調(diào)節(jié)后的音頻信號(v、a(t)),之后，將其 轉(zhuǎn)換為電音調(diào)。因?yàn)檎{(diào)節(jié)后的音頻信號(v，.a(t))比模擬音頻信號a(t)大(v，) 倍，所以電音調(diào)的響度符合用戶的聽覺感受。另一方面，通過解調(diào)器21將調(diào)節(jié)后的準(zhǔn)音頻信號(v，'m(t))解調(diào)為音樂數(shù)據(jù)代碼，并且利用包絡(luò)線檢測器22來確定調(diào)節(jié)后的準(zhǔn)音頻信號(v，'m(t)) 的包絡(luò)線。對調(diào)節(jié)后的準(zhǔn)音頻信號(v，.m(t))給出包絡(luò)線，并且將值v，確定 為調(diào)節(jié)后的準(zhǔn)音頻信號的包絡(luò)線和模擬準(zhǔn)音頻信號m(t)之間的比率。將指示 值v，的檢測信號從包絡(luò)線檢測器22提供到逆變換器23a。通過逆變換器23a 對值v，進(jìn)行對數(shù)變換，即指數(shù)變換的逆變換，使得根據(jù)值v，計(jì)算出位移的值 v。利用偏移加法器23b將偏移值B加到值v上，并且將經(jīng)音量調(diào)節(jié)的、指示 (v，+B)的信號從偏移加法器23b提供到音量改變器25。在以下描述中，為簡 單起見，假設(shè)偏移值B為0。將音樂數(shù)據(jù)代碼間歇性地從解調(diào)器21提供到音量改變器25。音量改變 器25檢查音樂數(shù)據(jù)代碼，以查看狀態(tài)字節(jié)是否表示音符開鍵事件(9nH)。 當(dāng)答案是否定時(shí)，將音樂數(shù)據(jù)代碼從音量改變器25提供到電子系統(tǒng)28d。另 一方面，當(dāng)音樂數(shù)據(jù)代碼具有狀態(tài)字節(jié)(9nH)時(shí)，音量改變器25從音樂數(shù)據(jù) 代碼中提取表示速度的數(shù)據(jù)字節(jié)，并且基于速度的原始值和值v來計(jì)算速度 的調(diào)節(jié)值。音量改變器將數(shù)據(jù)字節(jié)從原始值重寫為調(diào)節(jié)值，并將調(diào)節(jié)后的音 樂數(shù)據(jù)代碼提供到電子系統(tǒng)28d。假設(shè)在用戶選擇電子音調(diào)的情況下，經(jīng)調(diào)節(jié)的音樂數(shù)據(jù)代碼到達(dá)電子系 統(tǒng)28d。電子系統(tǒng)28d基于速度的調(diào)節(jié)值確定放大器26e的增益，并且將代表 增益的控制信號從電子系統(tǒng)28d提供到放大器26e。將經(jīng)調(diào)節(jié)的音樂數(shù)據(jù)代碼 提供到音調(diào)生成器26，并且將波形數(shù)據(jù)從音調(diào)生成器26b提供到數(shù)-模轉(zhuǎn)換器 26d。從波形數(shù)據(jù)產(chǎn)生模擬音頻信號，并將模擬音頻信號提供到放大器26e。 在均衡化之后，以該增益來放大模擬音頻信號，以便通過揚(yáng)聲器26f產(chǎn)生喜 愛的響度值的電子音調(diào)。結(jié)果，通過音量控制轉(zhuǎn)盤13,電子音調(diào)(electronic tone) 與電音調(diào)(electric tone)—起在響度上發(fā)生變化。當(dāng)用戶選擇原聲鋼琴音調(diào)時(shí)，將經(jīng)調(diào)節(jié)的音樂數(shù)據(jù)代碼提供到運(yùn)動(dòng)控制 器28h。運(yùn)動(dòng)控制器28h基于經(jīng)調(diào)節(jié)的音樂數(shù)據(jù)代碼和表示從前一鍵事件起 的時(shí)間段的音樂數(shù)據(jù)代碼，確定參考前向鍵軌跡。如果用戶通過音量控制轉(zhuǎn) 盤13的旋轉(zhuǎn)而增加音調(diào)響度，則參考前向鍵軌跡的梯度變大。另一方面，如 果用戶減少音調(diào)響度，則參考前向鍵軌跡的梯度減小。伺服控制器28j強(qiáng)制 黑鍵27b或白鍵27c在參考前向鍵軌跡上行進(jìn)。如前結(jié)合圖1所示的伺服控 制器28j所描述的，參考前向鍵軌跡是目標(biāo)鍵位置相對于時(shí)間的一系列值。 為此，黑鍵27b或白鍵27c在具有變大的梯度的參考前向鍵軌跡上以更高的速度移動(dòng)，并且在具有減小的梯度的參考前向鍵軌跡上緩慢移動(dòng)。鍵速度越大，則弦槌速度越大；弦槌速度越大，則原聲鋼琴音調(diào)的響度越大。由此，原聲鋼琴音調(diào)的響度與音樂數(shù)據(jù)代碼中定義的速度V的值成比例。結(jié)果，通過音量控制轉(zhuǎn)盤13,原聲鋼琴音調(diào)與電音調(diào)一起在響度上發(fā)生變化。如從前述說明將清楚，通過音量控制轉(zhuǎn)盤13，用戶可同時(shí)改變電音調(diào)的 響度以及電子音調(diào)/原聲鋼琴音調(diào)的響度，而不考慮音頻重放設(shè)備1和自動(dòng)演 奏器樂器2 6之間的音量控制原理的差異。轉(zhuǎn)到附圖的圖5,采用本發(fā)明的另一合奏系統(tǒng)大體上包括音頻重放設(shè)備 1A、音量控制器2A和自動(dòng)演奏器樂器26A。音頻重放設(shè)備1A和自動(dòng)演奏器 樂器26A分別類似于音頻重放設(shè)備1和自動(dòng)演奏器樂器26,為此，為簡潔起 見，利用與指定音頻重放設(shè)備l的系統(tǒng)組件的附圖標(biāo)記相同的附圖標(biāo)記來標(biāo) 記音頻重放設(shè)備1A的系統(tǒng)組件，而不加詳細(xì)說明 除了包絡(luò)線檢測器22A之外，音量控制器2A在電路配置上類似于音量 控制器2。利用指定音頻控制器2中的相應(yīng)電路組件的附圖標(biāo)記來標(biāo)記其它 電路組件，并且將描述集中于包絡(luò)線檢測器22A。在此實(shí)例中，包絡(luò)線檢測 器22A具有信息處理能力，并且將信息處理器與程序存儲(chǔ)器和工作存儲(chǔ)器一 起合并到包絡(luò)線檢測器22A中。所示的計(jì)算機(jī)程序在信息處理器上運(yùn)行，并 具有圖6所示的子例程。如后面將描述的，通過執(zhí)行該子例程程序來吸收包 絡(luò)線的紋波(ripple)。在第一實(shí)施例中，調(diào)節(jié)后的準(zhǔn)音頻信號的峰值幾乎是恒定的。然而，調(diào) 制技術(shù)對包絡(luò)線的穩(wěn)定性具有不可忽略的影響。在所采用的調(diào)制技術(shù)使調(diào)節(jié) 后的準(zhǔn)音頻信號的包絡(luò)線更不穩(wěn)定的情況下，如圖7所示，包絡(luò)線檢測器22A 的輸入-輸出特性具有了遲滯性。常數(shù)HYST表示遲滯環(huán)路的一半寬度，并且 與計(jì)算機(jī)程序一起存儲(chǔ)在程序存儲(chǔ)器中。常數(shù)HYST會(huì)隨著調(diào)制技術(shù)而發(fā)生 變化。在系統(tǒng)初始化期間，將靜態(tài)變量"center (中值)"設(shè)置為0。信息處理 器周期性地進(jìn)入子例程程序，并執(zhí)行以下操作。如步驟S101,信息處理器在調(diào)節(jié)后的準(zhǔn)音頻信號(v，+B)的波形的包絡(luò)線 上提取輸入值，從而確定包絡(luò)線上的輸入值。接著，如步驟S102，信息處理器將輸入值與靜態(tài)變量"center，，進(jìn)行比較， 以查看輸入值是否比靜態(tài)變量"center"大至少所述常數(shù)HYST。當(dāng)輸入值寬幅擺動(dòng)時(shí)，步驟S102處的答復(fù)是肯定"是"。然后，如步驟S104，將靜態(tài)變量 "center"變?yōu)?centeFinput-HYST"(中值輸入-HYST)。信息處理器輸出靜態(tài) 變量"center",作為包絡(luò)線上的調(diào)節(jié)值。另一方面，當(dāng)步驟S102處的答復(fù)是否定"否，，時(shí)，如步驟103,信息處理 器比較靜態(tài)變量"center"和輸入值之間的差，以查看靜態(tài)變量"center"是否比輸 入值大至少所述常數(shù)"HYST" 當(dāng)步驟S103處的答復(fù)是肯定"是"時(shí)，信息處 理器確定該結(jié)果作為包絡(luò)線上的調(diào)節(jié)值。然而，當(dāng)步驟S103處的答復(fù)是否定 "否"時(shí)，信息處理器輸出靜態(tài)變量"center"作為包絡(luò)線上的調(diào)節(jié)值。當(dāng)輸入值正在增加時(shí)，輸入值與輸出值如箭頭PATH1所示相關(guān)。當(dāng)輸入 值從上升變?yōu)橄陆禃r(shí)，該相關(guān)性如箭頭PATH2所示移動(dòng)。當(dāng)輸入值正在減少 時(shí)，該相關(guān)性如箭頭PATH3所示移動(dòng)。當(dāng)輸入值從下降變?yōu)樯仙龝r(shí)，該相關(guān) 性如箭頭PATH4所示移動(dòng)。由此，遲滯環(huán)路增強(qiáng)了包絡(luò)線的穩(wěn)定性。音量控制器2A的其它操作類似于音量控制器2，所以為簡潔起見，下文中不進(jìn)行進(jìn)一步的描述。如將從前述說明中理解的，類似于第一實(shí)施例，用戶可利用單個(gè)音量控制轉(zhuǎn)盤13來同時(shí)改變電音調(diào)的響度和原聲鋼琴音調(diào)/電子音調(diào)的響度。此外， 包絡(luò)線檢測器22A的輸入-輸出特性具有遲滯性，使得包絡(luò)線檢測器22A準(zhǔn) 確地確定音量控制信號的值v，，而不考慮調(diào)節(jié)后的準(zhǔn)音頻信號(vm(t))的包 絡(luò)線的較差的穩(wěn)定性。 ,二實(shí)^樹的f型信號，但遲滯環(huán)路不適用于通過另 一調(diào)制技術(shù)調(diào)制的調(diào)節(jié)后準(zhǔn)音頻信號。如前所述，常數(shù)HYST隨著調(diào)制技術(shù)而發(fā)生變化。為了處理從通過不同 種類的調(diào)制技術(shù)調(diào)制的準(zhǔn)音頻數(shù)據(jù)代碼產(chǎn)生的準(zhǔn)音頻信號m(t),在第二實(shí)施 例的變型中，如圖8所示，在乘法器16和包絡(luò)線檢測器22A之間連接鑒別 器22Aa。通常，用來調(diào)制載波信號的基帶信號根據(jù)用來產(chǎn)生調(diào)制信號的調(diào)制 技術(shù)，具有邊沿-邊沿間隔的唯一值。鑒別器22Aa測量基帶信號的邊沿-邊沿 間隔，并且確定調(diào)制技術(shù)。鑒別器22Aa將代表調(diào)制技術(shù)的控制信號提供到包 絡(luò)線檢測器22A，并且信息處理器讀出對應(yīng)于該調(diào)制技術(shù)的常數(shù)HYST。由 此，基于適合于所采用的調(diào)制技術(shù)的常數(shù)HYST,確定遲滯環(huán)路。在日本專 利申請No. 2000-363725中公開了鑒別技術(shù)。如從前述說明將理解的，類似于第二實(shí)施例，利用單個(gè)音量控制轉(zhuǎn)盤13, 用戶可同時(shí)改變電音調(diào)的響度和原聲鋼琴音調(diào)/電子音調(diào)的響度。包絡(luò)線檢測器22A的輸入-輸出特性具有遲滯性，使得包絡(luò)線檢測器22A準(zhǔn)確地確定音 量控制信號的值v，，而不考慮調(diào)節(jié)后的準(zhǔn)音頻信號(vm(t))的包絡(luò)線的較差 穩(wěn)定性。此外，該變型的音量控制器2A具有用于確定在調(diào)制器中采用的調(diào) 制技術(shù)的鑒別器22Aa，使得包絡(luò)線檢測器22A對輸入-輸出特性給出適當(dāng)?shù)?遲滯性。轉(zhuǎn)到附圖的圖9,采用本發(fā)明的再一合奏系統(tǒng)大體上包括音頻重放設(shè)備 1B、音量控制器2B和自動(dòng)演奏器樂器26B。音頻重放設(shè)備1B和自動(dòng)演奏器 樂器26B分別類似于音頻重放設(shè)備1和自動(dòng)演奏器樂器26，為此，為簡潔起 見，利用與指定音頻重放設(shè)備l的系統(tǒng)組件的附圖標(biāo)記相同的附圖標(biāo)記來標(biāo) 記音頻重放設(shè)備1B的系統(tǒng)組件，而不加詳細(xì)說明。除了音樂數(shù)據(jù)產(chǎn)生器25B之外，音量控制器2A在電路配置上類似于音 量控制器2。利用指定音頻控制器2中的相應(yīng)電路組件的附圖標(biāo)記來標(biāo)記其 它電路組件，并且將描述集中于音樂數(shù)據(jù)產(chǎn)生器25B。用音樂數(shù)據(jù)產(chǎn)生器25B代替音量數(shù)據(jù)改變器25/25A，并且將解調(diào)器21 連接到自動(dòng)演奏器樂器26B,以便將恢復(fù)的音樂數(shù)據(jù)代碼提供到自動(dòng)演奏器 樂器26B。音樂數(shù)據(jù)產(chǎn)生器25B產(chǎn)生表示控制改變消息的音樂數(shù)據(jù)代碼，并 且將音樂數(shù)據(jù)代碼提供到自動(dòng)演奏器樂器26B。在此實(shí)例中，基于音量調(diào)節(jié) 信號，音樂數(shù)據(jù)代碼表示聲道語音消息，其對應(yīng)于先前MIDI協(xié)議中的主音 量消息。將聲道音量消息的格式表示為(Bn 07 dM)，并且(dM)表示音調(diào)的響 度。音樂數(shù)據(jù)產(chǎn)生器25B如下操作。當(dāng)從音量數(shù)據(jù)提供器23輸出的音量調(diào)節(jié)信號將和(v+B)保持為常數(shù)時(shí)， 音量數(shù)據(jù)改變器保持空閑。然而，當(dāng)用戶將音量控制轉(zhuǎn)盤13旋轉(zhuǎn)某一角度以 改變電音調(diào)的響度和原聲鋼琴音調(diào)/電子音調(diào)的響度時(shí)，和(v+B)從先前值變?yōu)?新值，偏移加法器23b向音樂數(shù)據(jù)產(chǎn)生器25B通知新值和偏移值的和。然后， 音樂數(shù)據(jù)產(chǎn)生器25B準(zhǔn)備表示聲道音量的音樂數(shù)據(jù)代碼，并且將(dM)改變?yōu)?對應(yīng)于新值和偏移值的和的值。將表示聲道音量消息的音樂數(shù)據(jù)代碼從音樂 數(shù)據(jù)產(chǎn)生器25B提供到自動(dòng)演奏器樂器26A。自動(dòng)演奏器樂器26B響應(yīng)于表 示聲道音量消息的音樂數(shù)據(jù)代碼，以便產(chǎn)生具有給定響度值的原聲鋼琴音調(diào)或電子音調(diào)。如從前述說明將理解的，類似于第一實(shí)施例，用戶可利用單個(gè)音量控制 轉(zhuǎn)盤13來同時(shí)改變電音調(diào)的響度和原聲鋼琴音調(diào)/電子音調(diào)的響度。音樂數(shù)據(jù)產(chǎn)生器25B和音量數(shù)據(jù)改變器25這兩者都被合并到第三實(shí)施 例的變型的音量控制器中。在已將聲道音量消息混合到準(zhǔn)音頻數(shù)據(jù)代碼中的 情況下，音量數(shù)據(jù)改變器25將(dM)變?yōu)樾轮岛推浦档暮汀?四豸滋辦圖10示出了采用本發(fā)明的又一合奏系統(tǒng)。該合奏系統(tǒng)大體上包括具有內(nèi) 置音量控制器2C的音頻重放設(shè)備1C和自動(dòng)演奏器樂器26C。內(nèi)置音量控制 器2C與對應(yīng)于系統(tǒng)組件la、 11、 12、 14、 15、 16、 17和24的其它系統(tǒng)組件 一起被容納在箱體中，并且在該箱體的前面板上提供音量控制轉(zhuǎn)盤13。內(nèi)置 音量控制器2C和自動(dòng)演奏器樂器26C在系統(tǒng)布置上分別類似于音量控制器2 和自動(dòng)演奏器樂器26。用戶通過單個(gè)音量控制轉(zhuǎn)盤13來指示音頻重放設(shè)備1C改變電音調(diào)的響 度和原聲鋼琴音調(diào)/電子音調(diào)的響度。音頻重放設(shè)備1C與音頻重放設(shè)備1和 音量控制器2相似地操作，并且自動(dòng)演奏器樂器26C的操作與自動(dòng)演奏器樂 器26的操作相同。為此，為簡潔起見，不進(jìn)行進(jìn)一步的描述。轉(zhuǎn)到附圖的圖11，采用本發(fā)明的另一合奏系統(tǒng)大體上包括音頻重放設(shè)備 1D和具有內(nèi)置音量控制器2D的自動(dòng)演奏器樂器26D。音頻重放設(shè)備1D、自 動(dòng)演奏器樂器26D和內(nèi)置音量控制器2D類似于音頻重放設(shè)備1、自動(dòng)演奏器 樂器26和音量控制器2，從而為簡潔起見，用指定音頻重放設(shè)備1的相應(yīng)系 統(tǒng)組件、自動(dòng)演奏器樂器26的相應(yīng)組件部分和音量控制器2的相應(yīng)系統(tǒng)組件 的附圖標(biāo)記來標(biāo)記音頻重放設(shè)備1D的系統(tǒng)組件、自動(dòng)演奏器樂器26D的組 件部分和內(nèi)置音量控制器2D的系統(tǒng)組件，而不加詳細(xì)說明。內(nèi)置音量控制器2D與電子系統(tǒng)28d的其它系統(tǒng)組件一起被容納在箱體 中，并且將調(diào)節(jié)后的準(zhǔn)音頻信號(v.m(t))從音頻重放設(shè)備1D提供到內(nèi)置音 量控制器2D。用戶通過音頻重放設(shè)備1D的箱體上的單個(gè)音量控制轉(zhuǎn)盤13,指示音頻 重放設(shè)備1D改變電音調(diào)的響度和原聲鋼琴音調(diào)/電子音調(diào)的響度。音頻重放 設(shè)備1D、內(nèi)置音量控制器2D和自動(dòng)演奏器樂器26D與音頻重放設(shè)備1、音量控制器2和自動(dòng)演奏器樂器26C相似地操作。為此，為簡潔起見，不進(jìn)行 進(jìn)一步的描述。第五實(shí)施例的變型包括內(nèi)置音量控制器，并且將乘法器16與系統(tǒng)組件 21、 22、 23、 25和30 —起合并到內(nèi)置音量控制器中。在此實(shí)例中，將模擬 準(zhǔn)音頻信號m(t)和音量控制信號v，從音頻重放設(shè)備1D提供到內(nèi)置音量控制 器。轉(zhuǎn)到附圖的圖12，采用本發(fā)明的再一合奏系統(tǒng)大體上包括具有內(nèi)置音頻 重放設(shè)備1E和內(nèi)置音量控制器2E的自動(dòng)演奏器樂器26E。內(nèi)置音頻重放設(shè) 備1E和內(nèi)置音量控制器2E類似于音頻重放設(shè)備1和音量控制器2,所以為 簡潔起見，用指定音頻重放設(shè)備1的相應(yīng)系統(tǒng)組件和音量控制器2的相應(yīng)系 統(tǒng)組件的附圖標(biāo)記來標(biāo)記內(nèi)置音頻重放設(shè)備1E的系統(tǒng)組件和內(nèi)置音量控制 器2E的系統(tǒng)組件，而不加詳細(xì)描述。自動(dòng)演奏器樂器26E與自動(dòng)演奏器音樂26的不同之處在于在內(nèi)置音 頻重放設(shè)備1E和電子音調(diào)生成系統(tǒng)29E之間共享聲音系統(tǒng)24。從電子音調(diào) 生成系統(tǒng)29E中去除放大器26e和揚(yáng)聲器26f,使得音調(diào)生成器26b和數(shù)-模 轉(zhuǎn)換器26d形成電子音調(diào)生成系統(tǒng)26E的一部分。在用戶選擇電子音調(diào)的情 況下，將模擬音頻信號從數(shù)-模轉(zhuǎn)換器26d提供到聲音系統(tǒng)中并入的混合器， 并提供到放大器24a。內(nèi)置音頻重放設(shè)備1E和內(nèi)置音量控制器2E與電子系統(tǒng)28d的其它系統(tǒng) 組件一起被容納在箱體中，并且將緊致盤CD放在音頻重放設(shè)備1E的緊致盤 驅(qū)動(dòng)器la的托架上。用戶通過箱體上的單個(gè)音量控制轉(zhuǎn)盤13,指示音頻重放設(shè)備1E改變電 音調(diào)的響度和原聲鋼琴音調(diào)/電子音調(diào)的響度。音頻重放設(shè)備1E、內(nèi)置音量控 制器2E和自動(dòng)演奏器樂器26E與音頻重放設(shè)備1 、音量控制器2和自動(dòng)演奏 器樂器26C相似地操作。為此，為簡潔起見，不進(jìn)行進(jìn)一步的描述。盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的特定實(shí)施例，但本領(lǐng)域技術(shù)人員清楚， 可進(jìn)行各種改變和修改，而不會(huì)脫離本發(fā)明的精神和范圍。例如，音量數(shù)據(jù)提供器23可僅僅在值v超出闞值時(shí)才改變音量調(diào)節(jié)信號。 如果用戶指示合奏系統(tǒng)將電音調(diào)的響度和原聲鋼琴音調(diào)/電子音調(diào)的響度降 低到低于該閾值的值，則音頻重放設(shè)備1和音量控制器2停止電音調(diào)和原聲鋼琴音調(diào)/電子音調(diào)，或者將它們自身置于靜音狀態(tài)。這是因?yàn)橐韵率聦?shí)具有極窄幅度的調(diào)節(jié)后的準(zhǔn)音頻信號(v，.m(t))很難被解調(diào)為音樂數(shù)據(jù)代碼。 音量數(shù)據(jù)提供器23可以比較值v和該閾值，以便查看合奏系統(tǒng)是否停止重放。盡管上述實(shí)施例基于調(diào)節(jié)后的準(zhǔn)音頻信號(v、m(t))的包絡(luò)線來確定值 v，，但是可對調(diào)節(jié)后的準(zhǔn)音頻信號(v，.m(t))計(jì)算有效值(effective value )。 RMS (均方根)值可充當(dāng)該有效值。在預(yù)見包絡(luò)線和RMS值之間的差異的 情況下，可通過適當(dāng)比例表達(dá)式來校正RMS值。如果不規(guī)則性是可忽略的，則可從音量控制器2去除偏移控制器30和偏 移加法器23b。另一方面，可通過調(diào)節(jié)后的音頻信號(v，.a(t))和參考值之間 的比較來自動(dòng)確定偏移值B。音量數(shù)據(jù)提供器23可按照規(guī)則的時(shí)間間隔或任 意時(shí)間間隔來比較調(diào)節(jié)后的音頻信號(v，.a(t))和該參考值?？梢耘c值v同時(shí) 地將偏移值B提供給偏移加法器23b。否則，在隨機(jī)存取存儲(chǔ)器中連續(xù)累積 偏移值，以查看變化率是否超出閾值。當(dāng)變化率超出該闊值時(shí)，將偏移值B 提供到偏移加法器23b?？蓪⒁纛l數(shù)據(jù)代碼和準(zhǔn)音頻數(shù)據(jù)代碼存儲(chǔ)在其它種類的信息存儲(chǔ)介質(zhì) 中，例如DVD(數(shù)字多用盤)、DAT(數(shù)字音頻帶)和磁帶盒。另外，可通過通信 網(wǎng)絡(luò)而從服務(wù)器計(jì)算機(jī)提供音頻數(shù)據(jù)代碼和準(zhǔn)音頻數(shù)據(jù)代碼，并且通過有線 或無線電信道來傳播它們?？蓪?zhǔn)音頻數(shù)據(jù)代碼存儲(chǔ)在物理上與存儲(chǔ)音頻數(shù)據(jù)代碼的信息存儲(chǔ)介質(zhì) 分離的信息存儲(chǔ)介質(zhì)中。在此實(shí)例中，與音頻數(shù)據(jù)代碼的讀出同步地從信息 存儲(chǔ)介質(zhì)讀出準(zhǔn)音頻數(shù)據(jù)代碼。已經(jīng)提出了各種同步器，使得在合奏系統(tǒng)中 采用合適的同步器。盡管自動(dòng)演奏器樂器26具有放大器26e和揚(yáng)聲器26f,但可從電子音調(diào) 生成系統(tǒng)29中去除放大器26e和揚(yáng)聲器26f,并且通過混合器將數(shù)-模轉(zhuǎn)換器 26d連接到放大器24a。在此實(shí)例中，通過混合器混合音頻信號和調(diào)節(jié)后的音 頻信號(v，.a(t))兩者，之后，將混合的音頻信號提供到放大器24a。特征轉(zhuǎn)換器15和逆變換器23a不是本發(fā)明的必要特征。換言之，可分別 從音頻重放設(shè)備1和音量控制器2中去除特征轉(zhuǎn)換器15和逆變換器23a。當(dāng) 然，可采用其它種類的變換器和逆變換器。在日本專利申請?zhí)亻_No.2001-308942中公開的調(diào)制技術(shù)和解調(diào)技術(shù)不對 本發(fā)明的技術(shù)范圍設(shè)置任何限制。可在本發(fā)明的合奏系統(tǒng)中采用其它種類的調(diào)制技術(shù)和相應(yīng)的解調(diào)技術(shù)，例如二進(jìn)制FSK調(diào)制。自動(dòng)演奏器鋼琴26不對本發(fā)明的技術(shù)范圍設(shè)置任何限制?？蓪㈦娮渔I盤 與音頻重放設(shè)備1和音量控制器2進(jìn)行組合。任何種類的樂器都可用于本發(fā) 明的合奏系統(tǒng)，只要該樂器可響應(yīng)于音樂數(shù)據(jù)代碼(其格式在MIDI協(xié)議或 另一種音樂數(shù)據(jù)協(xié)議中定義)即可。可用另一種類的數(shù)據(jù)輸入裝置，例如控制桿、滑塊或按鈕陣列，來代替 音量控制轉(zhuǎn)盤13。自動(dòng)演奏器樂器可不具有電子音調(diào)生成系統(tǒng)29，從而基于音樂數(shù)據(jù)代碼 僅僅產(chǎn)生原聲音調(diào)。上述實(shí)施例的系統(tǒng)組件和組件部分與權(quán)利要求語言相關(guān)如下。實(shí)現(xiàn)第 一到第五實(shí)施例的合奏系統(tǒng)對應(yīng)于"合奏系統(tǒng)"，并且具有內(nèi)置音 頻重放設(shè)備1E和內(nèi)置音量控制器2E的自動(dòng)演奏樂器26E充當(dāng)"合奏"系統(tǒng)。緊致盤驅(qū)動(dòng)器la以及轉(zhuǎn)換器11和12形成"聲音信號生成器"的一部分。 電音調(diào)對應(yīng)于"第一類音調(diào)"，模擬音頻信號a(t)代表"音頻數(shù)據(jù)"。原聲鋼琴音 調(diào)和電子音調(diào)對應(yīng)于"第二類音調(diào)"，并且模擬準(zhǔn)音頻信號m(t)代表"音樂數(shù) 據(jù)"。音量控制轉(zhuǎn)盤13充當(dāng)"音量控制操縱器"。位移檢測器14和特征轉(zhuǎn)換器 15形成"音量控制信號生成器"的一部分，并且音量控制信號v，對應(yīng)于"音量控 制信號"。乘法器17充當(dāng)"第一音量數(shù)據(jù)改變器"，并且乘法器16、解調(diào)器21、包 絡(luò)線檢測器22和音量數(shù)據(jù)提供器23作為整體構(gòu)成"第二音量數(shù)據(jù)改變器"。聲音系統(tǒng)24、電子音調(diào)生成系統(tǒng)29、原聲鋼琴26/26A/26B/26C/26D和 自動(dòng)演奏系統(tǒng)28作為整體構(gòu)成"信號-聲音轉(zhuǎn)換器"，并且電子音調(diào)生成系統(tǒng) 29E、原聲鋼琴26E和自動(dòng)演奏系統(tǒng)28也組合形成"信號-聲音轉(zhuǎn)換器"。緊致盤CD充當(dāng)"信息存儲(chǔ)介質(zhì)"。聲音系統(tǒng)24和/或放大器26e和揚(yáng)聲器26f充當(dāng)"信號-聲音轉(zhuǎn)換單元，，， 并且原聲鋼琴26/26A/26B/26C/26D/26E、自動(dòng)演奏系統(tǒng)28和電子音調(diào)生成系 統(tǒng)29/29E形成"音調(diào)生成單元"的部分。解調(diào)器21和乘法器16充當(dāng)"代碼還原器"，并且所示乘法器16、包絡(luò)線 檢測器22和音量數(shù)據(jù)提供器23組合形成"評估器"。音量數(shù)據(jù)改變器25形成 "音樂數(shù)據(jù)修改器"。
權(quán)利要求
1、一種用于分別從音頻數(shù)據(jù)和表示要產(chǎn)生的音調(diào)的至少音高和響度的音樂數(shù)據(jù)中再現(xiàn)第一類音調(diào)和第二類音調(diào)的合奏系統(tǒng)，包括聲音信號生成器(1a，11，12)，產(chǎn)生代表所述音頻數(shù)據(jù)的音頻信號(a(t))和代表所述音樂數(shù)據(jù)的音樂信號(m(t))；音量控制操縱器(13)，由用戶操縱；以及音量控制信號生成器(14，15)，連接到所述音量控制操縱器(13)，并且產(chǎn)生音量控制信號(v’)，其特征在于所述音量控制信號(v’)代表基于所述用戶的操縱的所述第一類音調(diào)和所述第二類音調(diào)這兩者的響度目標(biāo)值，以允許所述用戶同時(shí)改變所述第一類音調(diào)的響度和所述第二類音調(diào)的響度，以及其特征在于還包括第一音量數(shù)據(jù)改變器(17)，連接到所述聲音信號生成器(1a，11，12)和所述音量控制信號生成器(14，15)，并響應(yīng)于所述音量控制信號(v’)，以改變表示所述第一類音調(diào)的響度的所述音頻數(shù)據(jù)，第二音量數(shù)據(jù)改變器(16，21，22，23)，連接到所述聲音信號生成器(1a，11，12)和所述音量控制信號生成器(14，15)，并響應(yīng)于所述音量控制信號(v’)，以改變表示所述第二類音調(diào)的所述響度的所述音樂數(shù)據(jù)，和信號-聲音轉(zhuǎn)換器(24，26/26A/26B/26C/26D/29E)，連接到所述第一音量數(shù)據(jù)改變器(17)和所述第二音量數(shù)據(jù)改變器(16，21，22，23)，將從所述第一音量數(shù)據(jù)改變器(17)輸出的音頻信號(v’·a(t))轉(zhuǎn)換為所述響度目標(biāo)值上的所述第一類音調(diào)，并基于從所述第二音量數(shù)據(jù)改變器(16，21，22，23)輸出的所述音樂信號(v’·m(t))，產(chǎn)生所述響度目標(biāo)值上的所述第二類音調(diào)。
2、 如權(quán)利要求1所述的合奏系統(tǒng)，其中所述聲音信號生成器(la,11,12) 分別從音頻數(shù)據(jù)代碼和準(zhǔn)音頻數(shù)據(jù)代碼產(chǎn)生所述音頻信號(a(t))和所述音樂信 號(m(t)),并且數(shù)據(jù)格式對于所述音頻數(shù)據(jù)代碼和所述準(zhǔn)音頻數(shù)據(jù)代碼是共同 的。
3、 如權(quán)利要求2所述的合奏系統(tǒng)，其中從模擬音頻信號產(chǎn)生所—述音頻數(shù) 據(jù)代碼，以便表示所述模擬音頻信號的波形上的離散值，并且從用表示至少所述音高和所述響度的音樂數(shù)據(jù)代碼調(diào)制的調(diào)制信號產(chǎn)生所述準(zhǔn)音頻數(shù)據(jù)代 碼。
4、 如權(quán)利要求3所述的合奏系統(tǒng)，其中所述音樂數(shù)據(jù)代碼具有以MIDI(樂 器數(shù)字接口)協(xié)議定義的格式。
5、 如權(quán)利要求1所述的合奏系統(tǒng)，其中所述信號-聲音轉(zhuǎn)換器(24,26/26A /26B/26C/26D/26E)包括信號_聲音轉(zhuǎn)換單元(24，26e,26f)，用于將所述音頻信號(v，.a(t))轉(zhuǎn)換為所述 響度目標(biāo)值上的所述第一類音調(diào)，以及音調(diào)生成單元(26/26A/26B/26C/26D/26E)，用于基于所述音樂信號 (v'.m(t))而產(chǎn)生所述響度目標(biāo)值上的所述第二類音調(diào)。
6、 如權(quán)利要求5所述的合奏系統(tǒng)，其中所述音調(diào)生成單元(26/26A/26B /26C/26D/26E)包括原聲樂器(27)和自動(dòng)演奏系統(tǒng)(28)，所述自動(dòng)演奏系統(tǒng)(28) 用于在所述原聲樂器(27)上演奏音樂而無需人類演奏者的任何手指演奏。
7、 如權(quán)利要求6所述的合奏系統(tǒng)，其中所述原聲樂器(27)和所述自動(dòng)演 奏系統(tǒng)(28)與所述信號-聲音轉(zhuǎn)換器(24)—起形成自動(dòng)演奏器樂器(26E)。
8、 如權(quán)利要求6所述的合奏系統(tǒng)，其中所述原聲樂器(27)和所述自動(dòng)演 奏系統(tǒng)(28)與所述第二音量數(shù)據(jù)改變器(2D;2E)—起形成自動(dòng)演奏器樂器(26D; 26E)。
9、 如權(quán)利要求6所述的合奏系統(tǒng)，其中所述原聲樂器(27)和所述自動(dòng)演 奏系統(tǒng)(28)與所述聲音信號生成器(1E)、所述音量控制操縱器(13)、所述音量 控制信號生成器(14,15)、所述第一音量數(shù)據(jù)改變器(16)、所述第二音量數(shù)據(jù)改 變器(17,22，23)和所述信號-聲音轉(zhuǎn)換器(27，28,29E)—起形成自動(dòng)演奏器樂器 (26E)。
10、 一種用于產(chǎn)生音量調(diào)節(jié)音頻信號(v，，a(t))和音量調(diào)節(jié)音樂數(shù)據(jù)代碼的 音頻重放設(shè)備(l， 1A， 1B, 1C， 1D, 1E)，包括聲音信號生成器(la, 11， 12)，產(chǎn)生代表音頻數(shù)據(jù)的音頻信號(a(t))和代表 音樂數(shù)據(jù)的音樂信號(m(t)),其中所述音頻數(shù)據(jù)表示第一類音調(diào)，所述音樂數(shù) 據(jù)表示第二類音調(diào)的至少音高和響度；音量控制操縱器(13)，由用戶操縱；以及音量控制信號生成器(14， 15)，連接到所述音量控制操縱器(13),并且產(chǎn) 生音量控制信號(v，)，其特征在于所述音量控制信號(V，)代表基于所述用戶的操縱的所述第一類音調(diào)和所 述第二類音調(diào)這兩者的響度目標(biāo)值，以允許所迷用戶同時(shí)改變所述第一類音調(diào)的響度和所述第二類音調(diào)的響度，以及其特征在于還包括第一音量數(shù)據(jù)改變器(17)，連接到所述聲音信號生成器(la， 11, 12)和所述 音量控制信號生成器(14, 15)，并響應(yīng)于所述音量控制信號(v，)，以改變表示所 述第一類音調(diào)的響度的所述音頻數(shù)據(jù)，和第二音量數(shù)據(jù)改變器(16,21,22,23)，連接到所述聲音信號生成器(la, 11， 12)和所述音量控制信號生成器(14, 15),并響應(yīng)于所述音量控制信號(v，)，以 改變表示所述第二類音調(diào)的所述響度的所述音樂數(shù)據(jù)，由此產(chǎn)生所述經(jīng)音量 調(diào)節(jié)的音樂數(shù)據(jù)代碼。
11、 如權(quán)利要求10所述的音頻重放設(shè)備，其中所述聲音信號生成器 (la，ll,12)分別從音頻數(shù)據(jù)代碼和準(zhǔn)音頻數(shù)據(jù)代碼產(chǎn)生所述音頻信號和所述音 樂信號，并且數(shù)據(jù)格式對于所述音頻數(shù)據(jù)代碼和所述準(zhǔn)音頻數(shù)據(jù)代碼是共同 的。
12、 如權(quán)利要求11所述的音頻重放設(shè)備，其中從模擬音頻信號(a(t))產(chǎn)生 所述音頻數(shù)據(jù)代碼，以便表示所述模擬音頻信號的波形上的離散值，并且從 用表示至少所述音高和所述響度的音樂數(shù)據(jù)代碼調(diào)制的調(diào)制信號產(chǎn)生所述準(zhǔn) 音頻數(shù)據(jù)代碼。
13、 如權(quán)利要求12所述的音頻重放設(shè)備，其中所述音樂數(shù)據(jù)代碼具有以 MIDI(樂器數(shù)字接口 )協(xié)議定義的格式。
14、 如權(quán)利要求11所述的音頻重放設(shè)備，其中所述音頻數(shù)據(jù)代碼被存儲(chǔ) 在信息存儲(chǔ)介質(zhì)(CD)中用于右聲道和左聲道之一的數(shù)據(jù)塊中，并且所述準(zhǔn)音 頻數(shù)據(jù)代碼被存儲(chǔ)在所述信息存儲(chǔ)介質(zhì)(CD)中用于所述右聲道和左聲道中的 另一個(gè)的數(shù)據(jù)塊中。
15、 如權(quán)利要求IO所述的音頻重放設(shè)備，其中所述音量控制信號生成器 (14,15)包括位移檢測器(14),連接到所述音量控制操縱器(13),并確定在所述用戶的 操縱期間所述音量控制操作器(13)的位移(v)，以及特征轉(zhuǎn)換器(15),連接到所述位移檢測器(14),并且將所述位移(v)轉(zhuǎn)換為要改變的響度量，以便消除所述用戶的耳朵的傾向性。
16、 如權(quán)利要求IO所述的音頻重放設(shè)備，其中所述第二音量數(shù)據(jù)改變器 (16，21,22，23)包括評估器(16,22),連接到所述音量控制信號生成器(14,15),用于基于所述 音量控制信號(v，)而確定所述第二類音調(diào)的響度目標(biāo)值，代碼還原器(16,21),連接到所述聲音信號生成器(la,11,12),以便根據(jù)從 所述聲音信號生成器(la，ll，12)輸出的所述音樂信號(m(t))而再現(xiàn)表示至少所迷音高和所述響度的音樂數(shù)據(jù)代碼，以及音樂數(shù)據(jù)修改器(25)，連接到所述評估器(16,22,23)和所述代碼還原器 (16，21),并且將表示所述響度的所述音樂數(shù)據(jù)代碼的比特串修改為表示所述 響度目標(biāo)值的其它比特串，以便產(chǎn)生經(jīng)音量調(diào)節(jié)的音樂數(shù)據(jù)代碼。
17、 如權(quán)利要求16所述的音頻重放設(shè)備，其中所述評估器(16,22,23)包括-.乘法器(16)，連接到所述聲音信號生成器(la,ll，12)和所述音量控制信號 生成器(14,15),并且將所述音樂信號(a(t))乘以所述音量控制信號(v，)，以便產(chǎn) 生放大音樂信號(v、a(t))，以及包絡(luò)線檢測器(22;22A)，連接到所述乘法器(16),以便基于所述放大的音 樂信號(v、m(t))的包絡(luò)線來計(jì)算所述放大的音樂信號(v、m(t))對所述音樂信號 (m(t))的幅度的比率，由此基于所述比率確定所述第二類音調(diào)的所述目標(biāo)響 度。
18、 如權(quán)利要求10所述的音頻重放設(shè)備，還包括信號-聲音轉(zhuǎn)換單元(24), 連接到所述第一音量數(shù)據(jù)改變器(17)，用于將所述經(jīng)音量調(diào)節(jié)的音頻信號 (v，-a(t))轉(zhuǎn)換為所述響度目標(biāo)值上的所述第一類音調(diào)。
19、 一種用于修改表示要產(chǎn)生的音調(diào)的至少音高和響度的音樂數(shù)據(jù)代碼 的音量控制器(2; 2A; 2B; 2C; 2D; 2E),其特征在于包括評估器(16, 22， 23),被提供有同時(shí)表示所述音調(diào)的所述響度和要從音頻 數(shù)據(jù)代碼產(chǎn)生的其它音調(diào)的響度的音量控制信號(v，)，并基于所述音量控制信 號確定所述音調(diào)的所述響度的目標(biāo)值；代碼還原器(16, 21)，被提供有音樂信號(m(t)),并將所述音樂信號(m(t)) 還原為所述音樂數(shù)據(jù)代碼；以及音樂數(shù)據(jù)修改器(25),連接到所述評估器(16, 22， 23)和所述代碼還原器(16, 21),并將表示所述響度的所述音樂數(shù)據(jù)代碼的比特串修改為表示所述響 度目標(biāo)值的其它比特串，以產(chǎn)生經(jīng)音量調(diào)節(jié)的音樂數(shù)據(jù)代碼。
20、 如權(quán)利要求19所述的音量控制器，其中所述評估器(16,22,23)包括 乘法器(16)，連接到所述音樂信號生成器(la，ll,12)和所述音量控制信號生成器(14，15)，并且將所述音樂信號(m(t))乘以所述音量控制信號(v，)，以便 產(chǎn)生放大的音樂信號(v，.m(t))，以及包絡(luò)線檢測器(22;22A),連接到所述乘法器(16),以便基于所述放大的音 樂信號(v，.m(t))的包絡(luò)線來計(jì)算所述放大的音樂信號(v、m(t))對所述音樂信號 (m(t))的幅度的比率，由此基于所述比率確定所述目標(biāo)響度。
21、 如權(quán)利要求20所述的音量控制器，其中所述評估器(16,22，23)還包 括偏移加法器(23b)，被提供有代表所述響度的偏移值(B)的偏移信號，并且將 所述偏移值(B)力。到所述目標(biāo)值(v)上，使得所述音樂數(shù)據(jù)修改器(25)將所述比 特串修改為表示所述目標(biāo)值和所述偏移值之和的所述其它比特串。
22、 如權(quán)利要求20所述的音量控制器，其中所述包絡(luò)線檢測器(22A)對 所述包絡(luò)線上的值和所述目標(biāo)響度之間的關(guān)系給出遲滯性。
23、 如權(quán)利要求19所述的音量控制器，其中所述音樂數(shù)據(jù)代碼具有用于 在MIDI (樂器數(shù)字接口 )協(xié)議中定義的音符開鍵事件的格式。
24、 如權(quán)利要求23所述的音量控制器，還包括音樂數(shù)據(jù)代碼傳播路徑， 連接到所述代碼還原器(16,21),以便允許其它音樂數(shù)據(jù)代碼繞過所述音樂數(shù) 據(jù)修改器(25)。
25、 如權(quán)利要求19所述的音量控制器，其中根據(jù)用戶輸入的響度的輸入 值(v)、按照消除所述用戶的耳朵的傾向性的方式來計(jì)算所述響度目標(biāo)值(v，)， 并且所述評估器(16,22,23)具有將所述目標(biāo)值(v，)還原為所述輸入值(v)的逆變 換器(23a),使得所述音樂數(shù)據(jù)修改器(25)將所述比特串修改為表示所述輸入 值的所述其它比特串。
全文摘要
音頻重放設(shè)備、自動(dòng)演奏器樂器和音量控制器形成用于通過音頻重放設(shè)備和自動(dòng)演奏器樂器之間的合奏而再現(xiàn)音樂曲調(diào)的合奏系統(tǒng)，并且音量控制器響應(yīng)于音量控制轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)以便同時(shí)改變從音頻重放設(shè)備發(fā)出的電音調(diào)的響度和通過自動(dòng)演奏器樂器產(chǎn)生的原聲音調(diào)的響度；當(dāng)用戶旋轉(zhuǎn)音量控制轉(zhuǎn)盤時(shí)，放大音頻信號(a(t))和準(zhǔn)音頻信號(m(t))，將音頻信號(v’·a(t))提供到聲音系統(tǒng)，以將音頻信號(v’·a(t))轉(zhuǎn)換為電音調(diào)，并且將準(zhǔn)音頻信號(v’·m(t))解調(diào)為MIDI音樂數(shù)據(jù)代碼，以將速度從原始值改變?yōu)樾轮?，以通過自動(dòng)演奏或波形數(shù)據(jù)組合而產(chǎn)生原聲音調(diào)或電子音調(diào)。
文檔編號G10H1/10GK101256766SQ200810081260
公開日2008年9月3日 申請日期2008年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月27日
發(fā)明者石井潤 申請人:雅馬哈株式會(huì)社