DE102007034774A1

DE102007034774A1 - Vorrichtung zur Bestimmung von Akkordnamen und Programm zur Bestimmung von Akkordnamen

Info

Publication number: DE102007034774A1
Application number: DE102007034774A
Authority: DE
Inventors: Ren Hamamatsu Sumita
Original assignee: Kawai Musical Instrument Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Kawai Musical Instrument Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2006-08-09
Filing date: 2007-07-25
Publication date: 2008-04-10
Also published as: JP4823804B2; CN101123085A; US7485797B2; US20080034947A1; CN101123085B; JP2008040283A

Abstract

Wenn eine erste Sektion zur Bestimmung der Unterteilung eines Takts feststellt, dass sich die Bassnote in einem Takt ändert, oder wenn eine zweite Sektion zur Bestimmung der Unterteilung eines Takts feststellt, dass das Ausmaß der Änderung im Akkord in dem Takt groß ist, unterteilt eine Sektion zur Bestimmung von Akkordnamen den Takt und bestimmt Akkorde. Diese Operation erlaubt es, korrekte Akkorde zu bestimmen, sogar wenn der Akkord sich innerhalb des Takts ändert, während die Bassnote beibehalten wird.

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung von Akkordnamen und ein Programm zur Bestimmung von Akkordnamen.
Diskussion des Hintergrunds
Eine Vorrichtung zur Bestimmung von Akkordnamen zur Bestimmung eines Akkordnamens aus einem musikalischen akustischen Signal (Audiosignal), in welchem die Klänge von einer Vielzahl von Musikinstrumenten gemischt sind, wie zum Beispiel die Audiosignale einer Musik Compact Disc (CD), ist entwickelt worden.
In dieser Vorrichtung wird eine Bassnote verwendet, um festzustellen, ob mehrere Akkorde in einem Takt verwendet werden. Genauer gesagt wird jeder Takt in eine erste Hälfte und eine zweite Hälfte unterteilt; eine Bassnote wird in jeder Hälfte bestimmt; und wenn verschiedene Bassnoten in der ersten Hälfte und in der zweiten Hälfte bestimmt werden, wird auch der Akkord sowohl in der ersten Hälfte als auch in der zweiten Hälfte bestimmt.
Allerdings führt diese Methode dazu, dass, wenn verschiedene Akkorde verwendet werden, aber eine identische Bassnote bestimmt wird, zum Beispiel wenn der C-Dur Akkord in der ersten Hälfte des Taktes verwendet wird und der C-moll Akkord in der zweiten Hälfte des Taktes verwendet wird, weil die Bassnote gleich ist, der Takt nicht unterteilt wird und der C-Dur Akkord im gesamten Takt bestimmt wird.
Außerdem wird in der oben beschriebenen Vorrichtung die Bassnote in der gesamten Detektionszone bestimmt. Mit anderen Worten, wenn die Detektionszone ein Takt ist, wird eine stabile Note im gesamten Takt als Bassnote bestimmt. Für Jazz Musik jedoch, bei der sich die Bassnote häufig ändert (die Bassnote ändert sich in Einheiten von Viertelnoten oder ähnlich), kann die Bassnote mit dieser Methode nicht korrekt bestimmt werden.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um die oben genannten Probleme zu lösen. Dementsprechend ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Bestimmung von Akkordnamen und ein Programm zur Bestimmung von Akkordnamen bereit zu stellen, die in der Lage sind, korrekte Akkordnamen zu bestimmen, auch wenn sich der Akkord in einem Takt ändert, während eine identische Bassnote beibehalten wird.
Um das genannte Ziel zu erreichen, stellt die vorliegende Erfindung als ihren ersten Aspekt eine Vorrichtung zur Bestimmung von Akkordnamen bereit. Die Vorrichtung zur Bestimmung von Akkordnamen umfasst Eingabemittel zum Empfang eines akustischen Signals; erste Tonleiter-Noten-Intensität Bestimmungsmittel zur Anwendung einer schnellen Fourier Transformation (fast Fourier transformation; FFT) auf das empfangene akustische Signal in vorbestimmten Rahmenintervallen durch die Verwendung von Parameter, die auf die Bestimmung des Beats (Taktschlags) angepasst sind, und zum Erhalt der Intensität jeder Note einer Tonleiter in jedem Rahmenintervall aus dem erhaltenen Intensitätsspektrum; Beatbestimmungsmittel zur Aufsummierung eines inkrementellen Wertes der Intensität jeder Note der Tonleiter in den vorbestimmten Rahmenintervallen für alle Noten der Tonleiter, um die Summe der inkrementellen Werte der Intensitäten zu erhalten, die das Ausmaß der Änderung aller Noten in jedem Rahmenintervall anzeigt, und zur Bestimmung eines durchschnittlichen Beat Intervalls und der Position jedes Beats aus der Summe der inkrementellen Werte der Intensitäten; Mittel zur Bestimmung des Takts zur Berechnung der durchschnittlichen Intensität jeder Note der Tonleiter für jeden Beat, zum Aufsummieren eines inkrementellen Wertes der durchschnittlichen Intensität jeder Note der Tonleiter für jeden Beat für alle Noten der Tonleiter, um einen Wert zu erhalten, der das Ausmaß der Änderung aller Noten eines jeden Beats anzeigt, und zur Bestimmung eines Metrums und der Position eines Taktstrichs aus dem Wert, der das Ausmaß der Änderung aller Noten eines jeden Beats anzeigt; zweite Tonleiter-Noten-Intensität Bestimmungsmittel zur Anwendung einer FFT auf das empfangene akustische Signal in vorbestimmten Rahmenintervallen, die verschieden sind von denjenigen zur Bestimmung des Beats, durch die Verwendung von Parameter, die auf die Bestimmung des Akkords angepasst sind, und zum Erhalt der Intensität jeder Note der Tonleiter in jedem Rahmenintervall aus dem erhaltenen Intensitätsspektrum; Mittel zur Bestimmung der Bassnoten zur Festsetzung verschiedener Detektionszonen in jedem Takt und zur Bestimmung einer Bassnote unter der bestimmten Intensität jeder Note der Tonleiter in jeder Detektionszone aus der Intensität einer tiefen Note der Tonleiter in einem Abschnitt, der einem ersten Beat in jeder der Detektionszonen entspricht; erste Mittel zur Bestimmung der Taktunterteilung zur Feststellung, ob die Bassnote geändert wird abhängig davon, ob die bestimmte Bassnote in jeder der Detektionszonen verschieden ist, und zur Feststellung, ob es nötig ist, den Takt in eine Vielzahl von Abschnitten zu unterteilen, abhängig davon, ob die Bassnote geändert wird; zweite Mittel zur Bestimmung der Taktunterteilung zur Festsetzung verschiedener Akkord-Bestimmungszonen im Takt, zur Mittelung der Intensität jeder Note der Tonleiter für jedes Rahmenintervall in jeder der Akkord-Bestimmungszonen in einem Akkord-Bestimmungsbereich, der als Bereich spezifiziert ist, in dem Akkorde überwiegend gespielt werden, zur Aufsummierung der gemittelten Intensität jeder Note der Tonleiter für jede von 12 Tonlagen-Noten der Tonleiter, zum Teilen der Summe für jede der 12 Tonlagen-Noten durch die Zahl der aufsummierten Intensitäten, um die durchschnittliche Intensität jeder der 12 Tonlagen-Noten der Tonleiter zu erhalten, zur Neuanordnung der Intensitäten nach absteigender Stärke, zur Bestimmung, ob ein Akkord geändert wird, abhängig davon, ob C Noten oder mehr der M stärksten Noten der Tonleiter, wobei M drei oder größer als drei ist, in einer Detektionszone enthalten sind in den N stärksten Noten der Tonleiter, wobei N drei oder größer als drei ist, in der unmittelbar davor gelegenen Detektionszone, und zur Bestimmung, ob es notwendig ist, den Takt in eine Vielzahl von Abschnitten zu unterteilen entsprechend dem Ausmaß der Änderung des Akkords; und Mittel zur Bestimmung des Akkordnamens zur Bestimmung, wenn die ersten Mittel zur Bestimmung der Taktunterteilung und/oder die zweiten Mittel zur Bestimmung der Taktunterteilung feststellen, dass es notwendig ist, den Takt in verschiedene Akkord-Bestimmungszonen zu unterteilen, eines Akkordnamens in jeder der Akkord-Bestimmungszonen entsprechend der Bassnote und der Intensität jeder Note der Tonleiter in jeder der Akkord-Bestimmungszonen, und zur Bestimmung, wenn die ersten Mittel zur Bestimmung der Taktunterteilung und die ersten und zweiten Mittel zur Bestimmung der Taktunterteilung feststellen, dass es nicht notwendig ist, den Takt in verschiedene Akkord-Bestimmungszonen zu unterteilen, eines Akkordnamens in dem Takt entsprechend der Bassnote und der Intensität jeder Note der Tonleiter in dem Takt.
In der oben beschriebenen Struktur wird der Takt nicht nur in Abhängigkeit von der Bassnote unterteilt sondern auch in Abhängigkeit von dem Ausmaß der Änderung im Akkord. Wenn sich die Bassnote ändert, oder wenn das Ausmaß der Änderung im Akkord groß ist, wird der Takt unterteilt und Akkorde werden bestimmt. Die Unterteilung des Takts ist nicht auf eine Unterteilung in eine erste Hälfte und in eine zweite Hälfte begrenzt. Wenn ein Musikstück einen Vierertakt hat, kann der Takt in vier Abschnitte unterteilt werden, indem sowohl die erste Hälfte als auch die zweite Hälfte in weitere Hälften unterteilt werden. Abhängig vom Einzelfall, kann der Takt weiter unterteilt werden. Die Bassnote wird nicht in der gesamten Detektionszone bestimmt, sondern in einem Abschnitt, der dem ersten Beat in der Detektionszone entspricht. Das ist so, weil die Grundtöne des Akkords in vielen Fällen am ersten Beat gespielt werden, selbst wenn die Bassnote häufig geändert wird.
Die Bassnote wird auf die gleiche Weise bestimmt wie in der vormals entwickelten Vorrichtung, die oben beschrieben wurde. Genauer ausgeführt, wird eine schnelle Fourier Transformation (FFT) auf ein Eingangs-Wellensignal in vorbestimmten Zeitintervallen (Rahmen) angewandt; die Intensität jeder Note der Tonleiter in jedem Rahmenintervall wird aus dem erhaltenen Intensitätsspektrum erhalten; ein inkrementeller Wert der Intensität jeder Note der Tonleiter wird für jedes Rahmenintervall berechnet; der inkrementelle Wert der Intensität jeder Note der Tonleiter wird für alle Noten der Tonleiter aufsummiert, um das Ausmaß der Änderung aller Noten in jedem Rahmenintervall zu erhalten; und Beats (ein durchschnittliches Beat Intervall und die Position jedes Beats) werden aus dem Ausmaß der Änderung aller Noten in jedem Rahmenintervall bestimmt. Wenn die Beats bestimmt sind, wird die durchschnittliche Intensität jeder Note der Tonleiter für jedes Beat Intervall berechnet; ein inkrementeller Wert der durchschnittlichen Intensität jeder Note der Tonleiter wird für jeden Beat berechnet; der inkrementelle Wert der durchschnittlichen Intensität jeder Note wird für alle Noten aufsummiert, um das Ausmaß der Änderung aller Noten in jedem Beat zu erhalten; und ein Metrum und die Position eines Taktstrichs werden bestimmt aus dem Ausmaß der Änderung aller Noten in dem Beat. Weil der Takt auf diese Weise bestimmt wird, wird der Takt in eine erste Hälfte und eine zweite Hälfe aufgeteilt und die Bassnote wird in jeder der beiden Hälften bestimmt. Unter den oben erhaltenen Intensitäten der Noten der Tonleiter in jedem Rahmenintervall werden die Intensitäten der Noten eines Basisbereichs (zum Beispiel von E1 bis E3) in der Detektionszone gemittelt und die Note, welche eine hohe mittlere Intensität hat, wird als Bassnote bestimmt. Als Alternative werden die durchschnittlichen Intensitäten von 12 Tonlagen-Noten erhalten und die Tonlagen-Note, welche den höchsten Wert hat, wird als die Bassnote bestimmt.
In der vormals entwickelten Vorrichtung, die oben beschrieben wurde, werden die Intensitäten in der Detektionszone gemittelt und eine Note, die eine hohe durchschnittliche Intensität hat, wird als die Bassnote bestimmt. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Bassnote jedoch in einem Abschnitt entsprechend dem ersten Beat in der Detektionszone bestimmt. Der Grund dafür ist wie oben beschrieben. Das Bestimmungsverfahren und die Bestimmungsstruktur sind die gleichen wie in der vormals entwickelten, oben beschriebenen Vorrichtung.
Die Unterteilung des Takts in Abhängigkeit von dem Ausmaß der Änderung im Akkord, welche ein Element der vorliegenden Erfindung ist, wird als Nächstes beschrieben.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird der Takt nicht nur in Abhängigkeit von der Bassnote sondern auch in Abhängigkeit von dem Ausmaß der Änderung im Akkord untereilt. Das Ausmaß der Änderung im Akkord wird auf die folgende Weise berechnet. Zuerst wird ein Bereich zur Bestimmung eines Akkords festgelegt. Der Bereich zur Bestimmung eines Akkords ist ein Bereich, in dem Akkorde hauptsächlich gespielt werden, und es wird zum Beispiel angenommen, dass er im Bereich von C3 bis E6 ist (C4 dient als das Zentrum „do").
Die Intensität jeder Note der Tonleiter für jedes Rahmenintervall im Bereich zur Bestimmung eines Akkords wird in einer Detektionszone, wie zum Beispiel einem halben Takt, gemittelt. Die gemittelte Intensität jeder Note der Tonleiter wird für jede von 12 Tonlagen-Noten (C, Cis, D, Dis, ..., und H) aufsummiert und die aufsummierte Intensität wird geteilt durch die Anzahl der aufsummierten Intensitäten, um die durchschnittliche Intensität von jeder der 12 Tonlagen-Noten zu erhalten.
Die durchschnittlichen Intensitäten der 12 Tonlagen-Noten werden in dem Bereich zur Bestimmung eines Akkords für die erste Hälfte und für die zweite Hälfte des Takts erhalten und sie werden neu angeordnet nach abnehmender Stärke.
Wie gezeigt in 15A und 15B wird bestimmt, ob zum Beispiel die drei Noten (diese Zahl wird „M" genannt) mit der stärksten Intensität in der zweiten Hälfte enthalten sind in zum Beispiel den drei Noten (diese Zahl wird „N" genannt) mit der stärksten Intensität in der ersten Hälfte.
Wenn die drei Noten (diese Zahl wird „C" genannt) oder mehr enthalten sind (das heißt, dass alle drei enthalten sind), wird festgestellt, dass der Akkord sich zwischen der ersten Hälfte und der zweiten Hälfte des Takts nicht verändert, und die Unterteilung des Takts in Abhängigkeit von dem Ausmaß der Änderung im Akkord muss nicht durchgeführt werden.
Die angemessene Festsetzung der Werte von „M", „N" und „C" ändert die Unterteilung des Takts in Abhängigkeit von dem Ausmaß der Änderung im Akkord. Im vorangegangenen Beispiel, in welchem „M", „N" und „C" alle den Wert „3" erhielten, wird eine Änderung im Akkord ziemlich streng geprüft. Wenn zum Beispiel "M" den Wert „3" erhält, „N" den Wert „6" erhält, und „C" den Wert „3" erhält (was bedeutet, dass festgestellt wird, ob die drei obersten Noten in der zweiten Hälfte alle in den sechs obersten Noten in der ersten Hälfte enthalten sind), wird festgestellt, dass Klangsequenzen, die einander in gewissem Umfang ähneln, einen identischen Akkord haben.
Es ist beschrieben worden, dass die erste Hälfte und die zweite Hälfte beide weiter in je zwei Hälften aufgeteilt werden, um vier Abschnitte im Takt in einem Vierermetrum zu haben. Eine korrektere Bestimmung, die an tatsächliche normale Musik angepasst ist, kann durchgeführt werden indem "M" den Wert "3" erhält "N" den Wert "3" erhält und "C" den Wert "3" erhält wenn festgestellt wird, ob der Takt in die erste Hälfte und die zweite Hälfte unterteilt werden soll und indem "M" den Wert "3" erhält "N" den Wert "6" erhält und "C" den Wert "3" erhält wenn festgestellt wird, ob die erste Hälfte und die zweite Hälfte beide in zwei weitere Hälften aufgeteilt werden sollen.
Bei der Ausführung der vorliegenden Ausführungsform wird, weil der Takt nicht nur in Abhängigkeit von der Bassnote unterteilt wird, sondern auch in Abhängigkeit von dem Ausmaß der Änderung im Akkord, um den Akkord zu bestimmen, sogar wenn die Bassnote identisch ist, wenn das Ausmaß der Änderung im Akkord groß ist, der Takt unterteilt und die Akkorde werden bestimmt. Mit anderen Worten, wenn zum Beispiel der Akkord sich im Takt ändert, wobei eine identische Bassnote beibehalten wird, können die korrekten Akkorde bestimmt werden. Der Takt kann auf verschiedene Weise aufgeteilt werden, entsprechend dem Ausmaß der Änderung der Bassnote und dem Ausmaß der Änderung im Akkord.
Bei der Ausführung eines zweiten Aspekts der vorliegenden Erfindung, wird die Struktur zur Unterteilung des Takts in Abhängigkeit von dem Ausmaß der Änderung im Akkord im ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung geändert.
Genauer gesagt stellt die vorliegende Erfindung als zweiten Aspekt eine Vorrichtung zur Bestimmung von Akkordnamen bereit, um das bereits beschriebene Ziel zu erreichen. Die Vorrichtung zur Bestimmung von Akkordnamen umfasst Eingabemittel zum Empfang eines akustischen Signals; erste Tonleiter-Noten-Intensität Bestimmungsmittel zur Anwendung einer schnellen Fourier Transformation (fast Fourier transformation; FFT) auf das empfangene akustische Signal in vorbestimmten Rahmenintervallen durch die Verwendung von Parametern, die auf die Bestimmung des Beats (Taktschlags) angepasst sind, und zum Erhalt der Intensität jeder Note einer Tonleiter in jedem Rahmenintervall aus dem erhaltenen Intensitätsspektrum; Beatbestimmungsmittel zur Aufsummierung eines inkrementellen Wertes der Intensität jeder Note der Tonleiter in den vorbestimmten Rahmenintervallen für alle Noten der Tonleiter, um die Summe der inkrementellen Werte der Intensitäten zu erhalten, die das Ausmaß der Änderung aller Noten in jedem Rahmenintervall anzeigt, und zur Bestimmung eines durchschnittlichen Beat Intervalls und der Position jedes Beats aus der Summe der inkrementellen Werte der Intensitäten; Mittel zur Bestimmung des Takts zur Berechnung der durchschnittlichen Intensität jeder Note der Tonleiter für jeden Beat, zum Aufsummieren eines inkrementellen Wertes der durchschnittlichen Intensität jeder Note der Tonleiter für jeden Beat für alle Noten der Tonleiter, um einen Wert zu erhalten, der das Ausmaß der Änderung aller Noten eines jeden Beats anzeigt, und zur Bestimmung eines Metrums und der Position eines Taktstrichs aus dem Wert, der das Ausmaß der Änderung aller Noten eines jeden Beats anzeigt; zweite Tonleiter-Noten-Intensität Bestimmungsmittel zur Anwendung einer FFT auf das empfangene akustische Signal in vorbestimmten Rahmenintervallen, die verschieden sind von denjenigen zur Bestimmung des Beats, durch die Verwendung von Parametern, die auf die Bestimmung des Akkords angepasst sind, und zum Erhalt der Intensität jeder Note der Tonleiter in jedem Rahmenintervall aus dem erhaltenen Intensitätsspektrum; Mittel zur Bestimmung der Bassnoten zur Festsetzung verschiedener Detektionszonen in jedem Takt und zur Bestimmung einer Bassnote unter der bestimmten Intensität jeder Note der Tonleiter in jeder Detektionszone aus der Intensität einer tiefen Note der Tonleiter in einem Abschnitt, der einem ersten Beat in jeder der Detektionszonen entspricht; erste Mittel zur Bestimmung der Taktunterteilung zur Feststellung, ob die Bassnote geändert wird abhängig davon, ob die bestimmte Bassnote in jeder der Detektionszonen verschieden ist, und zur Feststellung, ob es nötig ist, den Takt in eine Vielzahl von Abschnitten zu unterteilen, abhängig davon, ob die Bassnote geändert wird; zweite Mittel zur Bestimmung der Taktunterteilung zur Festsetzung verschiedener Akkord-Bestimmungszonen im Takt, zur Mittelung der Intensität jeder Note der Tonleiter für jedes Rahmenintervall in jeder der Akkord-Bestimmungszonen in einem Akkord-Bestimmungsbereich, der als Bereich spezifiziert ist, in dem Akkorde überwiegend gespielt werden, zur Aufsummierung der gemittelten Intensität jeder Note der Tonleiter für jede von 12 Tonlagen-Noten der Tonleiter, zum Teilen der Summe für jede der 12 Tonlagen-Noten durch die Zahl der aufsummierten Intensitäten, um die durchschnittliche Intensität jeder der 12 Tonlagen-Noten der Tonleiter zu erhalten, zur Normierung der durchschnittlichen Intensität jeder der 12 Tonlagen-Noten der Tonleiter in Bezug auf die kleinste Intensität, zur Berechnung der Euklidischen Distanz der normierten Intensität jeder der 12 Tonlagen-Noten der Tonleiter, zur Bestimmung, ob ein Akkord geändert wird abhängig davon, ob die Euklidische Distanz größer ist als „T" multipliziert mit dem Durchschnitt der Intensitäten aller Noten in allen Rahmen, und zur Bestimmung, ob es notwendig ist, den Takt in eine Vielzahl von Abschnitten zu unterteilen, entsprechend dem Ausmaß der Änderung des Akkords; und Mittel zur Bestimmung des Akkordnamens zur Bestimmung, wenn die ersten Mittel zur Bestimmung der Taktunterteilung und/oder die zweiten Mittel zur Bestimmung der Taktunterteilung feststellen, dass es notwendig ist, den Takt in verschiedene Akkord-Bestimmungszonen zu unterteilen, eines Akkordnamens in jeder der Akkord-Bestimmungszonen entsprechend der Bassnote und der Intensität jeder Note der Tonleiter in jeder der Akkord-Bestimmungszonen, und zur Bestimmung, wenn die ersten Mittel zur Bestimmung der Taktunterteilung und die ersten und zweiten Mittel zur Bestimmung der Taktunterteilung feststellen, dass es nicht notwendig ist, den Takt in verschiedene Akkord- Bestimmungszonen zu unterteilen, eines Akkordnamens in dem Takt entsprechend der Bassnote und der Intensität jeder Note der Tonleiter in dem Takt.
Die Ausführung des zweiten Aspekts der vorliegenden Erfindung unterscheidet sich von derjenigen des ersten Aspekts dadurch, dass die Euklidische Distanz der Intensität jeder Note der Tonleiter berechnet wird, um das Ausmaß der Änderung im Akkord zu bestimmen, um einen Takt zu unterteilen und um Akkorde zu bestimmen.
Wenn in diesem Fall jedoch die Euklidische Distanz einfach berechnet wird, wird sie groß bei einer plötzlichen Klangzunahme (am Anfang eines Musikstücks oder Ähnlichem) und bei einer plötzlichen Abschwächung des Klangs (am Ende eines Musikstücks oder bei einer Pause), was zu der Gefahr führt, den Takt nur wegen Zunahmen des Klangs zu unterteilen, obwohl sich der Akkord tatsächlich nicht ändert. Deshalb wird die Intensität jeder Note normiert wie gezeigt in 17A bis 17D, bevor die Euklidische Distanz berechnet wird (die in 17A gezeigten Intensitäten werden normiert zu denen, die in 17C gezeigt werden und die in 17B gezeigten Intensitäten werden normiert zu denen, die in 17D gezeigt werden). Wenn die Normierung in Bezug auf die kleinste Intensität durchgeführt wird und nicht in Bezug auf die größte (siehe 17A bis 17D), wird die Euklidische Distanz bei einer plötzlichen Klangänderung reduziert und die Gefahr ausgeschlossen, dass der Takt fälschlich aufgeteilt wird.
Die Euklidische Distanz der Intensität jeder Note der Tonleiter wird nach der folgenden Formel 16 berechnet. Formel 16

IntensitätNote1: Feld der durchschnittlichen Intensität jeder der 12 Tonlagen-Noten in der Akkord-Bestimmungszone 1 (12 Noten von c bis h)
IntensitätNote2: Feld der durchschnittlichen Intensität jeder der 12 Tonlagen-Noten in der Akkord-Bestimmungszone 2 (12 Noten von c bis h)

Wenn zum Beispiel die Euklidische Distanz größer ist als der Durchschnitt der Intensitäten aller Noten in allen Rahmen, wird der Takt untereilt.
Genauer gesagt, wenn die Euklidische Distanz größer ist als „T" multipliziert mit dem Durchschnitt der Intensitäten aller Noten in allen Rahmen, ist es notwendig, den Takt zu teilen.
Wenn der Wert „T" verändert wird, kann der Schwellenwert zur Unterteilung des Takts zu einem gewünschten Wert geändert (angepasst) werden.
Als dritte und vierte Aspekte der vorliegenden Erfindung werden Computerprogramme bereitgestellt, die von einem Computer gelesen und ausgeführt werden, um zu bewirken, dass der Computer als die Vorrichtung zur Bestimmung von Akkordnamen gemäß des ersten und zweiten Aspekts fungiert.
Genauer gesagt werden als Strukturen zur Durchführung der oben beschriebenen Vorgänge Computerprogramme offenbart, welche von einem Computer gelesen werden und von einem Computer ausführbar sind, um die Verarbeitungsmittel in den Strukturen der Vorrichtungen zur Bestimmung von Akkordnamen, welche im ersten und zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung spezifiziert wurden, durch die Benutzung der Struktur des Computers zu realisieren. Wie später beschrieben wird, können diese Strukturen nicht nur durch die Computerprogramme bereitgestellt werden, sondern auch Aufzeichnungsmedien, die Programme gespeichert haben, die dieselben Funktionen haben wie die oben beschriebenen Computerprogramme. Der Computer kann nicht nur ein für allgemeine Zwecke geeigneter Computer sein, der eine CPU (central processing unit; Hauptprozessor) hat, sondern er kann auch ein Computer für spezielle Zwecke sein. Der Computer muss eine CPU haben, sonst aber bestehen keine speziellen Anforderungen.
Wenn solche Programme zur Ausführung der oben beschriebenen Verarbeitung vom Computer gelesen werden, wird die gleiche Verarbeitung ausgeführt wie diejenige, die durch die Mittel der Vorrichtungen wie spezifiziert im ersten und zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung erreicht wird.
Wenn vorhandene Hardware verwendet wird, um eines der oben genannten Computerprogramme auszuführen, erkennt die vorhandene Hardware leicht die Vorrichtung zur Bestimmung von Akkordnamen spezifiziert entsprechend dem ersten oder zweiten Aspekt als neue Anwendung. Außerdem können die Programme, wenn die Computerprogramme auf den oben beschriebenen Speichermedien gespeichert sind, leicht als Softwareprodukte verteilt oder verkauft werden. Darüber hinaus können die Speichermedien, zusätzlich zur oben beschriebenen Form, interne Speicherbauteile wie z. B. RAMs oder ROMS oder externe Speicherbauteile wie zum Beispiel Festplatten sein. Wenn ein solches Programm auf einem Bauteil gespeichert ist, gehört das Bauteil zu den Speichermedien, die in der vorliegenden Erfindung spezifiziert werden.
Funktionen, die einen Teil der Verarbeitung ausführen, die durch die Mittel wie spezifiziert im später beschriebenen dritten und vierten Aspekt durchgeführt wird, können durch in den Computer eingebaute Funktionen ausgeführt werden (Funktionen, die in den Computer als Hardware integriert sind, oder Funktionen, die durch ein Betriebssystem ausgeführt werden oder durch ein anderes Anwendungsprogramm, das auf dem Computer installiert ist), und die Programme des dritten und vierten Aspekt können Befehle zum Aufruf der durch den Computer erreichten Funktionen oder zur Verbindung mit den durch den Computer erreichten Funktionen umfassen.
Wenn ein Teil der Mittel wie spezifiziert im dritten und vierten Aspekt durch einen Teil der eingebauten Funktionen erreicht wird, zum Beispiel durch das Betriebssystem, wird kein Programm oder Modul direkt gespeichert, das diese Funktion ausführt. Wenn allerdings ein Teil der Funktionen des Betriebssystems, die die Funktion ausführen, aufgerufen oder eingebunden wird, wird im Wesentlichen dieselbe Struktur erreicht.
Die Programme selbst können verwendet werden, können auf Speichermedien gespeichert werden, um wie später beschrieben verteilt oder verkauft zu werden, und können durch Kommunikation übermittelt werden, um übergeben zu werden.
Die Ausführung des dritten Aspekts der vorliegenden Erfindung entspricht derjenigen des ersten Aspekts.
Genauer gesagt stellt die vorliegende Erfindung zur Erreichung des genannten Ziels als dritten Aspekt ein Programm zur Bestimmung von Akkordnamen bereit. Das Programm zur Bestimmung von Akkordnamen wird von einem Computer gelesen und ausgeführt, um zu bewirken, dass der Computer fungiert als: Eingabemittel zum Empfang eines akustischen Signals; erste Tonleiter-Noten-Intensität Bestimmungsmittel zur Anwendung einer schnellen Fourier Transformation (fast Fourier transformation; FFT) auf das empfangene akustische Signal in vorbestimmten Rahmenintervallen durch die Verwendung von Parametern, die auf die Bestimmung des Beats (Taktschlags) angepasst sind, und zum Erhalt der Intensität jeder Note einer Tonleiter in jedem Rahmenintervall aus dem erhaltenen Intensitätsspektrum; Beatbestimmungsmittel zur Aufsummierung eines inkrementellen Wertes der Intensität jeder Note der Tonleiter in den vorbestimmten Rahmenintervallen für alle Noten der Tonleiter, um die Summe der inkrementellen Werte der Intensitäten zu erhalten, die das Ausmaß der Änderung aller Noten in jedem Rahmenintervall anzeigt, und zur Bestimmung eines durchschnittlichen Beat Intervalls und der Position jedes Beats aus der Summe der inkrementellen Werte der Intensitäten; Mittel zur Bestimmung des Takts zur Berechnung der durchschnittlichen Intensität jeder Note der Tonleiter für jeden Beat, zum Aufsummieren eines inkrementellen Wertes der durchschnittlichen Intensität jeder Note der Tonleiter für jeden Beat für alle Noten der Tonleiter, um einen Wert zu erhalten, der das Ausmaß der Änderung aller Noten eines jeden Beats anzeigt, und zur Bestimmung eines Metrums und der Position eines Taktstrichs aus dem Wert, der das Ausmaß der Änderung aller Noten eines jeden Beats anzeigt; zweite Tonleiter-Noten-Intensität Bestimmungsmittel zur Anwendung einer FFT auf das empfangene akustische Signal in vorbestimmten Rahmenintervallen, die verschieden sind von denjenigen zur Bestimmung des Beats, durch die Verwendung von Parametern, die auf die Bestimmung des Akkords angepasst sind, und zum Erhalt der Intensität jeder Note der Tonleiter in jedem Rahmenintervall aus dem erhaltenen Intensitätsspektrum; Mittel zur Bestimmung der Bassnoten zur Festsetzung verschiedener Detektionszonen in jedem Takt und zur Bestimmung einer Bassnote unter der bestimmten Intensität jeder Note der Tonleiter in jeder Detektionszone aus der Intensität einer tiefen Note der Tonleiter in einem Abschnitt, der einem ersten Beat in jeder der Detektionszonen entspricht; erste Mittel zur Bestimmung der Taktunterteilung zur Feststellung, ob die Bassnote geändert wird abhängig davon, ob die bestimmte Bassnote in jeder der Detektionszonen verschieden ist, und zur Feststellung, ob es nötig ist, den Takt in eine Vielzahl von Abschnitten zu unterteilen, abhängig davon, ob die Bassnote geändert wird; zweite Mittel zur Bestimmung der Taktunterteilung zur Festsetzung verschiedener Akkord-Bestimmungszonen im Takt, zur Mittelung der Intensität jeder Note der Tonleiter für jedes Rahmenintervall in jeder der Akkord-Bestimmungszonen in einem Akkord-Bestimmungsbereich, der als Bereich spezifiziert ist, in dem Akkorde überwiegend gespielt werden, zur Aufsummierung der gemittelten Intensität jeder Note der Tonleiter für jede von 12 Tonlagen-Noten der Tonleiter, zum Teilen der Summe für jede der 12 Tonlagen-Noten durch die Zahl der aufsummierten Intensitäten, um die durchschnittliche Intensität jeder der 12 Tonlagen-Noten der Tonleiter zu erhalten, zur Neuanordnung der Intensitäten nach absteigender Stärke, zur Bestimmung, ob ein Akkord geändert wird, abhängig davon, ob C Noten oder mehr der M stärksten Noten der Tonleiter, wobei M drei oder größer als drei ist, in einer Detektionszone enthalten sind in den N stärksten Noten der Tonleiter, wobei N drei oder größer als drei ist, in der unmittelbar davor gelegenen Detektionszone, und zur Bestimmung, ob es notwendig ist, den Takt in eine Vielzahl von Abschnitten zu unterteilen entsprechend dem Ausmaß der Änderung des Akkords; und Mittel zur Bestimmung des Akkordnamens zur Bestimmung, wenn die ersten Mittel zur Bestimmung der Taktunterteilung und/oder die zweiten Mittel zur Bestimmung der Taktunterteilung feststellen, dass es notwendig ist, den Takt in verschiedene Akkord-Bestimmungszonen zu unterteilen, eines Akkordnamens in jeder der Akkord-Bestimmungszonen entsprechend der Bassnote und der Intensität jeder Note der Tonleiter in jeder der Akkord-Bestimmungszonen, und zur Bestimmung, wenn die ersten Mittel zur Bestimmung der Taktunterteilung und die ersten und zweiten Mittel zur Bestimmung der Taktunterteilung feststellen, dass es nicht notwendig ist, den Takt in verschiedene Akkord-Bestimmungszonen zu unterteilen, eines Akkordnamens in dem Takt entsprechend der Bassnote und der Intensität jeder Note der Tonleiter in dem Takt.
Die Ausführung des vierten Aspekts der vorliegenden Erfindung entspricht derjenigen des zweiten Aspekts.
Genauer gesagt stellt die vorliegende Erfindung zur Erreichung des genannten Ziels als vierten Aspekt ein Programm zur Bestimmung von Akkordnamen bereit. Das Programm zur Bestimmung von Akkordnamen wird von einem Computer gelesen und ausgeführt, um zu bewirken, dass der Computer fungiert als: Eingabemittel zum Empfang eines akustischen Signals; erste Tonleiter-Noten-Intensität Bestimmungsmittel zur Anwendung einer schnellen Fourier Transformation (fast Fourier transformation; FFT) auf das empfangene akustische Signal in vorbestimmten Rahmenintervallen durch die Verwendung von Parametern, die auf die Bestimmung des Beats (Taktschlags) angepasst sind, und zum Erhalt der Intensität jeder Note einer Tonleiter in jedem Rahmenintervall aus dem erhaltenen Intensitätsspektrum; Beatbestimmungsmittel zur Aufsummierung eines inkrementellen Wertes der Intensität jeder Note der Tonleiter in den vorbestimmten Rahmenintervallen für alle Noten der Tonleiter, um die Summe der inkrementellen Werte der Intensitäten zu erhalten, die das Ausmaß der Änderung aller Noten in jedem Rahmenintervall anzeigt, und zur Bestimmung eines durchschnittlichen Beat Intervalls und der Position jedes Beats aus der Summe der inkrementellen Werte der Intensitäten; Mittel zur Bestimmung des Takts zur Berechnung der durchschnittlichen Intensität jeder Note der Tonleiter für jeden Beat, zum Aufsummieren eines inkrementellen Wertes der durchschnittlichen Intensität jeder Note der Tonleiter für jeden Beat für alle Noten der Tonleiter, um einen Wert zu erhalten, der das Ausmaß der Änderung aller Noten eines jeden Beats anzeigt, und zur Bestimmung eines Metrums und der Position eines Taktstrichs aus dem Wert, der das Ausmaß der Änderung aller Noten eines jeden Beats anzeigt; zweite Tonleiter-Noten-Intensität Bestimmungsmittel zur Anwendung einer FFT auf das empfangene akustische Signal in vorbestimmten Rahmenintervallen, die verschieden sind von denjenigen zur Bestimmung des Beats, durch die Verwendung von Parametern, die auf die Bestimmung des Akkords angepasst sind, und zum Erhalt der Intensität jeder Note der Tonleiter in jedem Rahmenintervall aus dem erhaltenen Intensitätsspektrum; Mittel zur Bestimmung der Bassnoten zur Festsetzung verschiedener Detektionszonen in jedem Takt und zur Bestimmung einer Bassnote unter der bestimmten Intensität jeder Note der Tonleiter in jeder Detektionszone aus der Intensität einer tiefen Note der Tonleiter in einem Abschnitt, der einem ersten Beat in jeder der Detektionszonen entspricht; erste Mittel zur Bestimmung der Taktunterteilung zur Feststellung, ob die Bassnote geändert wird abhängig davon, ob die bestimmte Bassnote in jeder der Detektionszonen verschieden ist, und zur Feststellung, ob es nötig ist, den Takt in eine Vielzahl von Abschnitten zu unterteilen, abhängig davon, ob die Bassnote geändert wird; zweite Mittel zur Bestimmung der Taktunterteilung zur Festsetzung verschiedener Akkord-Bestimmungszonen im Takt, zur Mittelung der Intensität jeder Note der Tonleiter für jedes Rahmenintervall in jeder der Akkord-Bestimmungszonen in einem Akkord-Bestimmungsbereich, der als Bereich spezifiziert ist, in dem Akkorde überwiegend gespielt werden, zur Aufsummierung der gemittelten Intensität jeder Note der Tonleiter für jede von 12 Tonlagen-Noten der Tonleiter, zum Teilen der Summe für jede der 12 Tonlagen-Noten durch die Zahl der aufsummierten Intensitäten, um die durchschnittliche Intensität jeder der 12 Tonlagen-Noten der Tonleiter zu erhalten, zur Normierung der durchschnittlichen Intensität jeder der 12 Tonlagen-Noten der Tonleiter in Bezug auf die kleinste Intensität, zur Berechnung der Euklidischen Distanz der normierten Intensität jeder der 12 Tonlagen-Noten der Tonleiter, zur Bestimmung, ob ein Akkord geändert wird abhängig davon, ob die Euklidische Distanz größer ist als „T" multipliziert mit dem Durchschnitt der Intensitäten aller Noten in allen Rahmen, und zur Bestimmung, ob es notwendig ist, den Takt in eine Vielzahl von Abschnitten zu unterteilen, entsprechend dem Ausmaß der Änderung des Akkords; und Mittel zur Bestimmung des Akkordnamens zur Bestimmung, wenn die ersten Mittel zur Bestimmung der Taktunterteilung und/oder die zweiten Mittel zur Bestimmung der Taktunterteilung feststellen, dass es notwendig ist, den Takt in verschiedene Akkord-Bestimmungszonen zu unterteilen, eines Akkordnamens in jeder der Akkord-Bestimmungszonen entsprechend der Bassnote und der Intensität jeder Note der Tonleiter in jeder der Akkord-Bestimmungszonen, und zur Bestimmung, wenn die ersten Mittel zur Bestimmung der Taktunterteilung und die ersten und zweiten Mittel zur Bestimmung der Taktunterteilung feststellen, dass es nicht notwendig ist, den Takt in verschiedene Akkord-Bestimmungszonen zu unterteilen, eines Akkordnamens in dem Takt entsprechend der Bassnote und der Intensität jeder Note der Tonleiter in dem Takt.
Mit den Vorrichtungen zur Bestimmung von Akkordnamen und den Programmen zur Bestimmung von Akkordnamen des ersten bis vierten Aspekts der vorliegenden Erfindung können korrekte Akkorde bestimmt werden, selbst wenn der Akkord im Takt geändert wird und die Bassnote beibehalten wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Blockdiagramm einer Vorrichtung zur Tempobestimmung, das früher vorgeschlagen wurde;
2 ist ein Blockdiagramm einer Sektion zur Bestimmung der Tonleiter-Noten-Intensität in der Vorrichtung zur Tempobestimmung;
3 ist ein Fließbild, das einen Verarbeitungsablauf in einer Sektion zur Bestbestimmung in der Vorrichtung zur Tempobestimmung zeigt;
4 ist ein Diagramm, das die Wellenform eines Teils eines Musikstücks, die Intensität jeder Note einer Tonleiter, und die Summe der inkrementellen Werte der Intensität der Noten der Tonleiter zeigt;
5 ist eine Ansicht die das Konzept der Autokorrelationsrechnung zeigt;
6 ist eine Ansicht, die eine Methode zur Bestimmung der Position des Anfangsbeats zeigt;
7 ist eine Ansicht, die eine Methode zur Bestimmung nachfolgender Bestpositionen zeigt, nachdem die Position des Startbeats bestimmt wurde;
8 ist ein Diagram, das die Verteilung eines Koeffizienten „k" zeigt, welcher sich in Abhängigkeit des Wertes von „s" verändert;
9 ist eine Ansicht, die eine Methode zur Bestimmung zweiter und weiterer Bestpositionen zeigt;
10 ist eine Ansicht, die ein Beispiel eines Befundes der Ergebnisse einer Bestbestimmung am Bildschirm zeigt;
11 ist eine Ansicht, die ein Beispiel eines Befundes der Ergebnisse einer Taktbestimmung am Bildschirm zeigt;
12 ist ein Blockdiagramm der Vorrichtung zur Bestimmung von Akkordnamen entsprechend einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
13 ist ein Diagramm, das die Intensität jeder Note der Tonleiter in jedem Rahmenintervall im gleichen Teil wie in 4 zeigt, ausgegeben von einer Sektion zur Bestimmung von Tonleiter-Noten-Intensität zur Akkord-Bestimmung;
14 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Anzeige von Ergebnissen einer Bassnotenbestimmung zeigt, die von einer Sektion zur Bestimmung von Bassnoten erhalten wurde;
15A und 15B sind Ansichten, die die Intensität jeder Note der Tonleiter in einer ersten Hälfte und in einer zweiten Hälfte eines Taktes zeigen;
16 ist eine Ansicht, die ein Beispiel eines Befundes der Ergebnisse einer Akkordbestimmung am Bildschirm zeigt (Akkorde in englischer Notation); und
17A bis 17D sind Ansichten, die im Überblick eine Methode zur Berechnung der Euklidischen Distanz der Intensität jeder Note der Tonleiter zeigen, ausgeführt durch eine zweite Sektion zur Bestimmung der Taktunterteilung.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden beschrieben, indem auf die Zeichnungen Bezug genommen wird.
1 ist ein Blockdiagramm einer Vorrichtung zur Tempobestimmung, das früher entwickelt wurde. Die dargestellte Vorrichtung zur Tempobestimmung enthält eine Eingabesektion 1 zum Empfangen eines akustischen Signals; eine Sektion zur Bestimmung der Tonleiter-Noten-Intensität 2 zur Anwendung einer schnellen Fouriertransformation (FFT) auf das empfangene akustische Signal in vorbestimmten Zeitintervallen (Rahmen) und zum Erhalten der Intensität jeder Note einer Tonleiter in jedem Rahmenintervall aus dem erhaltenen Intensitätsspektrum; eine Sektion zur Bestbestimmung 3 zum Aufsummieren eines inkrementellen Werts der Intensität jeder Note der Tonleiter in jedem Rahmenintervall für alle Noten der Tonleiter, um die Summe der inkrementellen Werte der Intensitäten zu erhalten, die das Ausmaß der Änderung aller Noten in jedem Rahmenintervall anzeigt, und zur Bestimmung eines durchschnittlichen Beat Intervalls und der Position jedes Beats aus der Summe der inkrementellen Werte der Intensitäten; und eine Sektion zur Bestimmung des Takts 4 zur Berechnung der durchschnittlichen Intensität jeder Note der Tonleiter für jeden Beat, zum Aufsummieren eines inkrementellen Wertes der durchschnittlichen Intensität jeder Note der Tonleiter für jeden Beat für alle Noten, um einen Wert zu erhalten, der das Ausmaß der Änderung aller Noten eines jeden Beats anzeigt, und zur Bestimmung eines Metrums und der Position eines Taktstrichs aus dem Wert, der das Ausmaß der Änderung aller Noten eines jeden Beats anzeigt.
Die Eingabesektion 1 empfangt ein musikalisches akustisches Signal, von welchem das Tempo bestimmt werden soll. Ein analoges Signal, das von einem Mikrophon oder von einem anderen Gerät empfangen wird, kann durch einen A-D Konverter (nicht abgebildet) zu einem digitalen Signal umgewandelt werden, oder digitalisierte musikalische Daten, wie zum Beispiel diejenigen einer Musik CD, können direkt als Datei genommen (gerissen) und geöffnet werden. Wenn ein digitales Signal, das auf diese Weise empfangen wird, ein Stereosignal ist, wird es in ein monaurales Signal umgewandelt, um die weitere Verarbeitung zu vereinfachen.
Das digitale Signal wird in die Sektion zur Bestimmung der Tonleiter-Noten-Intensität 2 eingegeben. Die Sektion zur Bestimmung der Tonleiter-Noten-Intensität 2 wird aus Sektionen wie abgebildet in 2 gebildet.
Unter diesen taktet eine Sektion zur Vorverarbeitung einer Wellenform 20 das akustische Signal, das von der Eingabesektion 1 gesendet wurde, auf eine Zerlegefrequenz herunter, die der nachfolgenden Verarbeitung angepasst ist.
Die Rate des Heruntertaktens wird bestimmt durch den Tonumfang der Musikinstrumente, die zur Bestbestimmung verwendet werden. Insbesondere um die Klänge der Aufführung von Rhythmusinstrumenten, die einen großen Tonumfang haben, wie zum Beispiel Becken und Hi-Hats, zur Bestbestimmung zu verwenden, ist es notwendig, die Zerlegefrequenz nach dem Heruntertakten auf eine hohe Frequenz einzustellen. Um hauptsächlich die Bassnote, die Klänge von Musikinstrumenten wie zum Beispiel Pauken und kleinen Trommeln und die Klänge von Musikinstrumenten, die einen mittleren Tonumfang haben, zur Bestbestimmung zu verwenden, ist es nicht notwendig, die Zerlegefrequenz nach dem Heruntertakten auf solch eine hohe Frequenz einzustellen.
Wenn zum Beispiel angenommen wird, dass die höchste zu bestimmende Note A6 ist (C4 dient als das Zentrum „do"), muss die Zerlegefrequenz nach dem Heruntertakten 3520 Hz oder höher sein, weil die Grundfrequenz von A6 ungefähr 1760 Hz ist (wenn A4 auf 440 Hz gestimmt wird), und die Nyquist-Frequenz ist demzufolge 1760 Hz oder höher. Wenn die ursprüngliche Zerlegefrequenz 44,1 kHz ist (was für Musik CDs verwendet wird), muss deshalb die Rate des Heruntertaktens ungefähr ein Zwölftel sein. In diesem Fall ist die Zerlegefrequenz nach dem Heruntertakten 3675 Hz.
Normalerweise wird bei der Verarbeitung durch Heruntertakten ein Signal durch einen Tiefpassfilter geschickt, der Komponenten entfernt, die die Nyquist-Frequenz (1837,5 Hz im vorliegenden Fall), das heißt die Hälfte der Zerlegefrequenz nach dem Heruntertakten, oder eine höhere Frequenz haben, und dann werden Daten in dem Signal übersprungen (11 von 12 Momentanwerte der Wellenform werden im vorliegenden Fall verworfen).
Die Verarbeitung durch Heruntertakten wird auf diese Weise durchgeführt, um die Zeit zur Berechnung der FFT durch Verminderung der Anzahl der FFT-Punkte zu vermindern, die benötigt werden, um die gleiche Frequenzauflösung bei der Berechnung der FFT, die nach der Verarbeitung durch Heruntertakten durchgeführt werden soll, zu erhalten.
Ein solches Heruntertakten ist notwendig, wenn eine Klangquelle bereits mit einer bestimmten Zerlegefrequenz zerlegt wurde, wie dies bei Musik CDs der Fall ist. Wenn jedoch ein analoges Signal, das von einem Mikrophon oder einem andern Bauteil in die Eingabesektion 1 eingegeben wird, durch den A-D Konverter in ein digitales Signal umgewandelt wird, kann die Sektion zur Vorverarbeitung einer Wellenform 20 ausgelassen werden, indem die Zerlegefrequenz des A-D Konverters auf die Zerlegefrequenz nach dem Heruntertakten eingestellt wird.
Wenn das Heruntertakten in der Sektion zur Vorverarbeitung einer Wellenform 20 auf diese Weise abgeschlossen ist, berechnet eine Sektion zur Berechnung der FFT 21 die Fouriertransformation des Ausgabesignals der Sektion zur Vorverarbeitung einer Wellenform 20 in vorbestimmten Zeitintervallen (Rahmen).
Die FFT-Parameter (Zahl der FFT-Punkte und FFT-Intervallverschiebung) sollten auf Werte gesetzt werden, die an die Bestbestimmung angepasst sind. Insbesondere wenn die Zahl der FFT-Punkte erhöht wird, um die Frequenzauflösung zu erhöhen, wird das FFT-Intervall vergrößert und benötigt ein längeres Zeitintervall für einen FFT-Zyklus, so dass die Zeitauflösung reduziert wird. Diese Charakteristik der FFT muss berücksichtigt werden. (Mit anderen Worten ist es für die Bestbestimmung besser, die Zeitauflösung zu erhöhen und die Frequenzauflösung zu unterdrücken.) Es gibt eine Methode bei welcher, anstatt eine Wellenform zu benutzen, die die gleiche Länge hat wie die Intervalllänge, Wellenformdaten nur für einen Teil des Intervalls bestimmt werden und der verbleibende Teil mit Nullen aufgefüllt wird, um die Zahl der FFT-Punkte zu erhöhen, ohne die Zeitauflösung zu unterdrücken. Allerdings muss die Zahl der Momentanwerte der Wellenform bis zu einem bestimmten Punkt hoch gesetzt werden, um auch die Intensität einer tiefen Note korrekt zu bestimmen.
Die oben genannten Punkte sind berücksichtigt worden. In der Vorrichtung wird die Anzahl der FFT-Punkte auf 512 gesetzt, die FFT-Intervallverschiebung wird auf 32 Momentanwerte gesetzt (Intervallüberlappung ist 15/16), und das Auffüllen mit Nullen wird nicht durchgeführt. Wenn die Berechnung der FFT mit diesen Einstellungen durchgeführt wird, ist die Zeitauflösung ungefähr 8,7 ms, und die Frequenzauflösung ist ungefähr 7,2 Hz. Eine Zeitauflösung von 8,7 ms ist ausreichend, weil die Dauer einer Zweiunddreisigstel-Note in einem Musikstück, das ein Tempo von 300 Viertelnoten pro Minute hat, 25 ms ist.
Die Berechnung der FFT wird auf diese Weise in jedem Rahmenintervall durchgeführt; die Quadrate des Realteils und des Imaginärteils des Ergebnisses der FFT werden addiert und aus dem Ergebnis wird die Quadratwurzel gezogen, um das Intensitätsspektrum zu berechnen; und das Intensitätsspektrum wird an eine Sektion zur Detektion der Intensität 22 gesandt.
Die Sektion zur Detektion der Intensität 22 berechnet die Intensität jeder Note der Tonleiter aus dem Intensitätsspektrum, das in der Sektion zur Berechnung der FFT 21 berechnet wurde. Die FFT berechnet nur die Intensität von Frequenzen, die ganzzahlige Vielfache des Wertes sind, der erhalten wird, wenn die Zerlegefrequenz durch die Anzahl der FFT-Punkte geteilt wird. Deshalb wird der folgende Prozess durchgeführt, um die Intensität jeder Note der Tonleiter aus dem Intensitätsspektrum zu bestimmen. Die Intensität des Spektrums, welches die maximale Intensität unter den Intensitätsspektren hat, die den Frequenzen entsprechen, die in den Bereich von 50 Hundertstel (100 Hundertstel entsprechen einem Halbton) unterhalb und oberhalb der Grundfrequenz jeder Note (von C1 bis A6) der Tonleiter fallen, wird als Intensität der Note gesetzt.
Wenn die Intensitäten aller Noten der Tonleiter bestimmt wurden, werden sie in einem Puffer gespeichert. Die Position zum Lesen der Wellenform wird um ein vorbestimmtes Zeitintervall weiter geschoben (ein Rahmen, der im obigen Fall 32 Momentanwerten entspricht), und der Prozess in der Sektion zur Berechnung der FFT 21 und der Sektion zur Bestimmung der Intensität 22 werden erneut durchgeführt. Diese Abfolge von Schritten wird wiederholt bis die Position zum Lesen der Wellenform das Ende der Wellenform erreicht.
Mit der oben beschriebenen Verarbeitung wird die Intensität jeder Note der Tonleiter für jedes vorbestimmte Zeitintervall für das akustische Signal, das in die Eingabesektion 1 eingegeben wird, im Puffer 23 gespeichert.
Als nächstes wird die Struktur der Sektion zur Bestbestimmung 3, die in 1 gezeigt ist, beschrieben. Die Sektion zur Bestbestimmung 3 führt eine Verarbeitung entsprechend dem in 3 gezeigten Verfahren durch.
Die Sektion zur Bestbestimmung 3 bestimmt ein durchschnittliches Bestintervall (das heißt Tempo) und die Position der Beats basierend auf einer Änderung der Intensität jeder Note der Tonleiter für jedes Rahmenintervall, wobei die Intensität von der Sektion zur Bestimmung der Tonleiter-Noten-Intensität 2 ausgegeben wird. Die Sektion zur Bestbestimmung 3 berechnet zuerst, in Schritt S100, die Summe inkrementeller Werte der Intensitäten der Noten in der Tonleiter (die Summe der inkrementellen Werte der Intensität von dem vorangegangenen Rahmen für alle Noten der Tonleiter; wenn die Intensität von dem vorangegangnen Rahmen reduziert wird, wird Null addiert).
Wenn die Intensität der i-ten Note der Tonleiter zur Rahmenzeit „t" L_i(t) genannt wird, ist ein inkrementeller Wert L_addi(t) der Intensität der i-ten Note wie in der folgenden Formel 1 gezeigt. Die Summe der inkrementellen Werte der Intensität aller Noten der Tonleiter L(t) zur Rahmenzeit „t" kann durch die folgende Formel 2 berechnet werden, in der T die gesamte Anzahl von Noten in der Tonleiter anzeigt.
Formel 1
Formel 2
Der Wert der Summe L(t) zeigt das Ausmaß der Änderung aller Noten in jedem Rahmenintervall an. Dieser Wert wird plötzlich groß, wenn Noten zu erklingen beginnen, und wird größer, wenn die Zahl der Noten, die zur gleichen Zeit zu erklingen beginnen, größer wird. Da Noten in vielen Musikstücken an der Position eines Beats zu erklingen beginnen, ist es sehr wahrscheinlich, dass die Position, an der dieser Wert groß wird, die Position eines Beats ist.
Als Beispiel zeigt 4 die Wellenform eines Teils eines Musikstücks, die Intensität jeder Note der Tonleiter und die Summe der inkrementellen Werte der Intensität der Noten der Tonleiter. Die obere Zeile zeigt die Wellenform, die mittlere Zeile zeigt die Intensität jeder Note der Tonleiter für jedes Rahmenintervall mit schwarzer und weißer Abstufung (in dieser Abbildung im Bereich von C1 bis A6, wobei eine tiefere Note an tieferer Stelle steht und eine höhere Note an höherer Stelle steht) und die untere Reihe zeigt die Summe der inkrementellen Werte der Intensität der Noten für jedes Rahmenintervall. Da die Intensität jeder Note der Tonleiter, die in dieser Abbildung gezeigt wird, von der Sektion zur Bestimmung der Tonleiter-Noten-Intensität 2 ausgegeben wird, ist die Frequenzauflösung ungefähr 7,2 Hz; Die Intensitäten einiger Noten der Tonleiter (Gis2 und tiefer) können nicht berechnet werden und werden nicht gezeigt. Obwohl die Intensitäten einiger tiefer Noten nicht gemessen werden können, gibt es kein Problem, weil der Zweck ist, Beats zu bestimmen.
Wie gezeigt in der unteren Reihe der Abbildung, hat die Summe der inkrementellen Werte der Intensität der Noten der Tonleiter periodische Spitzen. Die Positionen dieser periodischen Spitzen sind diejenigen der Beats.
Um die Position von Beats zu erhalten, holt die Sektion zur Bestbestimmung 3 zuerst die Zeitdifferenz zwischen diesen periodischen Spitzen, das heißt das durchschnittliche Bestintervall, ein. Das durchschnittliche Bestintervall kann aus der Autokorrelation der Summe der inkrementellen Werte der Intensität der Noten der Tonleiter erhalten werden (in Schritt S102 in 3).
Die Autokorrelation Φ(τ) der Summe L(t) der inkrementellen Werte der Intensität der Noten der Tonleiter zur Rahmenzeit „t" ist durch die folgende Formel 3 gegeben: Formel 3
in der N die gesamte Anzahl der Rahmen ist und τ eine Zeitverzögerung ist.
5 zeigt das Konzept zur Berechnung der Autokorrelation. Wie in der Abbildung gezeigt wird, wird der Wert von Φ(τ) groß, wenn die Zeitverzögerung τ ein ganzzahliges Vielfaches der Periode der Spitzen von L(t) ist. Deshalb wird das Tempo des Musikstücks erhalten, wenn der maximale Wert von Φ(τ) in einem vorgeschriebenen Bereich von „τ" bestimmt wird.
Der Bereich von „τ", in dem die Autokorrelation erhalten wird, muss verändert werden entsprechend einem erwarteten Bereich des Tempos des Musikstücks. Wenn zum Beispiel die Berechnung in einem Bereich von 30 bis 300 Viertelnoten pro Minute gemäß Metronombezeichnung durchgeführt wird, ist der Bereich, in dem die Autokorrelation berechnet wird, von 0,2 bis 2 Sekunden. Die Umrechnung von Zeit (Sekunden) in Rahmen wird durch die folgende Formel 4 wiedergegeben. Formel 4
Das Bestintervall kann auf „τ" gesetzt werden, wo die Autokorrelation Φ(τ) ein Maximum im Bereich hat. Da allerdings „τ" nicht notwendigerweise für alle Musikstücke das Bestintervall ist, wenn die Autokorrelation ein Maximum im Bereich hat, ist es erwünscht, dass Kandidaten für das Bestintervall aus Werten von „τ" erhalten werden, für die die Autokorrelation ein lokales Maximum im Bereich hat (in Schritt S104 in 3), und dass der Anwender gebeten wird, das Bestintervall aus diesen mehreren Kandidaten zu bestimmen (in Schritt S106 in 3).
Wenn das Bestintervall auf diese Weise bestimmt wird (das bestimmte Bestintervall wird "τ_max" genannt), wird die Position des Anfangsbeats zuerst bestimmt.
Eine Methode zur Bestimmung des Anfangsbeats wird mit Bezug auf 6 beschrieben werden. In 6 zeigt die obere Zeile L(t), die Summe der inkrementellen Werte der Intensität der Noten der Tonleiter zur Rahmenzeit „t", und die untere Zeile zeigt M(t), eine Funktion die einen Wert bei ganzzahligen Vielfachen des bestimmten Bestintervalls „τ_max" hat. Die Funktion M(t) wird durch die folgende Formel 5 wiedergegeben. Formel 5
Die Kreuzkorrelation von L(t) und M(t) wird berechnet, wobei die Funktion M(t) in einem Bereich von 0 bis „τ_max" – 1 verschoben wird.
Die Kreuzkorrelation r(s) kann aus den Eigenschaften der Funktion M(t) durch folgende Formel 6 berechnet werden. Formel 6
In diesem Fall muss „n" angemessen festgelegt werden in entsprechend der Länge eines oberen klangfreien Teils („n” = 10 in dem in 6 gezeigten Fall).
Die Kreuzkorrelation r(s) wird in dem Bereich bestimmt, in dem „s" von 0 auf „τ_max" – 1 verändert wird. Die Position des Anfangsbeats ist in dem s-ten Rahmen, wo s zu einem Maximum von r(s) führt.
Wenn die Position des Anfangsbeats einmal bestimmt ist, werden die nachfolgenden Bestpositionen eine nach der anderen bestimmt (in Schritt S108 in 3).
Eine Methode dafür wird mit Bezug auf 7 beschrieben werden. Es wird angenommen dass die Position des Anfangsbeats an der dreieckigen Markierung in 7 gefunden wurde. Die zweite Bestposition wird bestimmt als Position, wo die Kreuzkorrelation zwischen L(t) und M(t) maximal wird in der Nähe einer vorläufigen Bestposition, die von der Position des Anfangsbeats um das Bestintervall „τ_max" entfernt ist. Mit anderen Worten, wenn die Position des Anfangsbeats b₀ genannt wird, wird der Wert von „s" erhalten, der zu einem Maximum von r(s) in der folgenden Formel 7 führt. In dieser Formel, zeigt „s" eine Verschiebung von der vorläufigen Bestposition an und ist eine ganze Zahl in dem Bereich, der in Formel 7 gezeigt wird. „F" ist ein Fluktuationsparameter; es ist passend, „F" auf ungefähr 0,1 zu setzen, aber „F" kann auf eine größeren Wert gesetzt werden für ein Musikstück, bei dem die Tempofluktuation groß ist. „n" muss auf ungefähr 5 gesetzt werden.
In der Formel ist „k" ein Koeffizient der entsprechend dem Wert von „s" verändert wird und von dem angenommen wird, dass er eine Normalverteilung wie die in 8 gezeigte hat. Formel 7
Wenn der Wert von „s", der zu einem Maximum von r(s) führt, gefunden wurde, wird die zweite Beatposition b₁ durch die folgende Formel 8 berechnet.
Formel 8

b₁ = b₀ + τ_max + s

Die dritte Bestposition und weitere Beatpositionen können auf die gleiche Weise erhalten werden.
In einem Musikstück, in dem sich das Tempo kaum verändert, können Beatpositionen bis zum Ende des Musikstücks auf diese Weise erhalten werden. In wirklichen Aufführungen jedoch fluktuiert das Tempo in gewissem Maße in einigen Fallen oder wird in manchen Teilen langsam.
Um solche Tempofluktuationen zu handhaben, kann die folgende Methode verwendet werden.
Bei dieser Methode wird die Funktion M(t), die in 7 gezeigt wird, wie in 9 gezeigt verändert. In 9, zeigt Zeile 1 die oben beschriebenen Methode an, das heißt,
τ₁ = τ₂ = τ₃ = τ₄ = τ_max
wobei τ₁, τ₂, τ₃ und τ₄ für die zeitlichen Abstände zwischen Pulsen vom Anfang an stehen, wie dies in der Abbildung gezeigt wird. Zeile 2 zeigt, dass die Abstände τ₁ bis τ₄ in gleichem Maße größer oder kleiner gemacht werden, das heißt,
τ₁ = τ₂ = τ₃ = τ₄ = τ_max + s(-τ_max × F ≤ s ≤ τ_max × F).
Mit dieser Vorgehensweise können Beatpositionen erhalten werden für einen Fall, bei dem sich das Tempo plötzlich ändert. Zeile 3 steht für ritardando (rit.: allmählich langsamer) oder für accelerando (accel.: allmählich schneller) und die Zeitabstände zwischen Pulsen werden wie folgt berechnet:
τ₁ = τ_max
τ₂ = τ_max + 1 × S
τ₃ = τ_max + 2 × s
τ₄= τ_max + 4 × s(-τ_max × F ≤ s ≤ τ_max × F).
Die Koeffizienten, die hier verwendet wurden, 1, 2 und 4 sind nur Beispiele und können entsprechend der Größe eines Tempowechsels verändert werden. Zeile 4 zeigt, dass die Beatposition, die gerade erhalten werden soll, auf irgendeine der fünf Pulspositionen gesetzt wird für rit. oder accel. wie gezeigt in Zeile 3.
Wenn all diese kombiniert werden und die Kreuzkorrelation zwischen L(t) und M(t) erhalten wird, können Beatpositionen aus der maximalen Kreuzkorrelation sogar für ein Musikstück bestimmt werden, das ein fluktuierendes Tempo hat. Wenn Zeile 2 oder Zeile 3 genutzt wird, muss auch der Wert des Koeffizienten „k", der zur Berechnung der Korrelation genutzt wird, entsprechend dem Wert von „s" verändert werden.
Die Stärke der fünf Pulse wird gegenwärtig auf den gleichen Wert gesetzt. Die Summe der inkrementellen Werte der Intensität der Noten der Tonleiter kann an der Position erhöht werden, an der der Beat erhalten wird, indem die Stärke nur des Pulses an der Position des Beats (wie gezeigt durch eine vorläufige Beatposition in 9) auf einen größeren Wert gesetzt wird oder indem die Stärken auf einen allmählich kleineren Wert gesetzt werden, wenn die Pulse weiter entfernt von der Position des Beats lokalisiert werden (wie gezeigt in Zeile 5 in 9).
Wenn die Position eines jeden Beats in der oben beschriebenen Weise bestimmt wurde, werden die Ergebnisse im Puffer 30 gespeichert. Zur gleichen Zeit können die Resultate angezeigt werden, so dass der Anwender sie prüfen kann und sie korrigieren kann, wenn sie falsch sind.
10 zeigt ein Beispiel eines Befundes der Ergebnisse einer Bestbestimmung am Bildschirm. Dreieckige Markierungen zeigen die Positionen von bestimmten Beats.
Wenn ein „Abspielen" Knopf gedrückt wird, wird das laufende musikalische akustische Signal einer D-A Konvertierung unterworfen und durch einen Lautsprecher oder Ähnliches wiedergegeben. Die aktuelle Wiedergabeposition wird durch einen Abspielpositionszeiger, wie zum Beispiel der vertikalen Linie in der Abbildung, angezeigt und der Anwender kann auf Fehler bei den Positionen der Bestbestimmung überprüfen, während er der Musik zuhört. Wenn darüber hinaus ein Klang wie der eines Metronoms an den Zeiten der Beatpositionen zusätzlich zur Wiedergabe der ursprünglichen Wellenform wiedergegeben wird, kann die Überprüfung nicht nur visuell sondern auch akustisch durchgeführt werden, was die Erkennung von Bestimmungsfehlern erleichtert. Als Methode zur Wiedergabe des Klangs eines Metronoms kann zum Beispiel eine MIDI Einheit verwendet werden.
Die Position eines bestimmten Beats wird durch Drücken einer „korrigiere Beat Position" Taste korrigiert. Wenn diese Taste gedrückt wird, erscheint ein Fadenkreuz Cursor auf dem Bildschirm. Wenn die Position des Startbeats fälschlich bestimmt wurde, werden alle Beatpositionen gelöscht ab einer Position mit einem bestimmten Abstand (zum Beispiel die Hälfte von τ_max) vor der Position, wo die Maus geklickt wurde, die Position wo die Maus geklickt wurde, wird als vorläufige Beatposition gesetzt und nachfolgende Beatpositionen werden erneut bestimmt, wenn der Cursor zur korrekten Position bewegt wird und die Maus geklickt wird.
Als Nächstes werden die Bestimmung eines Metrums und eines Takts beschrieben. Die Beatpositionen werden durch das oben beschriebene Verfahren bestimmt. Dann wird das Ausmaß der Änderung aller Noten für jeden Beat bestimmt. Das Ausmaß einer Klangänderung wird für jeden Beat aus der Intensität jeder Note der Tonleiter für jedes Rahmeninterval berechnet, die von der Sektion zur Bestimmung der Tonleiter-Noten-Intensität 2 ausgegeben wird.
Wenn die Rahmennummer des j-ten Beats b_j genannt wird, und die Rahmen der Beats unmittelbar davor und danach b_j-1 und b_j+i genannt werden, werden der Durchschnitt der Intensitäten jeder Note der Tonleiter von den Rahmen b_j-1 bis b_j-1 und der Durchschnitt der Intensitäten jeder Note der Tonleiter von den Rahmen b_j bis b_j+1-1 berechnet, um den inkrementellen Wert zu bestimmen; das Ausmaß der Änderung jeder Note der Tonleiter wird für jeden Beat aus dem inkrementellen Wert erhalten; und die Summe der Ausmaße der Änderungen der Noten der Tonleiter, welche gleich dem Ausmaß der Änderung aller Noten für den j-ten Beat ist, wird berechnet.
Mit anderen Worten, weil der Durchschnitt der Intensitäten der i-ten Note der Tonleiter für den j-ten Beat, L_avgi(j), durch die folgende Formel 9 ausgedrückt wird, wird das Ausmaß der Änderung der i-ten Note der Tonleiter für den j-ten Beat, B_addi(j), durch die folgende Formel 10 ausgedrückt, wenn die Intensität der i-ten Note der Tonleiter zur Rahmenzeit „t" L_i(t) genannt wird. Formel 9
Formel 10
Deshalb wird das Ausmaß der Änderung aller Noten für den j-ten Beat, B(t), durch die folgende Formel 11 ausgedrückt, in der T die gesamte Anzahl an Noten der Tonleiter ausdrückt. Formel 11
In 11 gibt die untere Zeile das Ausmaß einer Klangänderung für jeden Beat an. Aus diesem Ausmaß einer Klangänderung für jeden Beat werden das Metrum und die Position des ersten Beats erhalten.
Das Metrum wird aus der Autokorrelation des Ausmaßes einer Klangänderung für jeden Beat erhalten. Im Allgemeinen wird angenommen, dass Musikstücke eine Klangänderung am ersten Beat aufweisen. Deshalb kann das Metrum aus der Autokorrelation des Ausmaßes einer Klangänderung für jeden Beat erhalten werden. Wenn zum Beispiel die folgende Formel 12 verwendet wird, wird die Autokorrelation Φ(τ) des Ausmaßes einer Klangänderung B(j) für jeden Beat erhalten, indem die Verzögerung „τ" im Bereich von 2 bis 4 verändert wird, und die Verzögerung „τ", die zu einem Maximum der Autokorrelation Φ(τ) führt, als Anzahl an Beats pro Zeitmaß verwendet wird: Formel 12
wobei N die gesamte Zahl der Beats anzeigt, die Autokorrelation Φ(τ) des Ausmaßes einer Klangänderung B(j) für jeden Beat erhalten wird, indem die Verzögerung „τ" im Bereich von 2 bis 4 verändert wird, und die Verzögerung „τ", die zu einem Maximum der Autokorrelation Φ(τ) führt, als Anzahl an Beats pro Zeitmaß verwendet wird.
Als nächstes wird der erste Beat erhalten. Die Position, an der das Ausmaß einer Klangänderung B(j) für jeden Beat maximal ist, wird als der erste Beat gesetzt. Wenn, mit andern Worten, der Wert von „τ", der zu einem Maximum von Φ(τ) führt, „τ_max" genannt wird, und der Wert von „k", der zu einem Maximum von X(k) führt, das in der folgenden Formel 13 gezeigt wird, „k_max" genannt wird, zeigt der k_max-te Beat die Position des ersten Beat, und die Positionen, die angezeigt werden, indem „τ_max" sukzessive zu dem k_max-ten Beat addiert wird, sind die Positionen nachfolgender Beats: Formel 13
wobei n_max das maximale „n" ist, vorausgesetzt, dass τ_max × n + k < N.
Wenn das Metrum und die Position des ersten Beats (die Position eines Taktstrichs) auf die oben beschriebene Weise bestimmt wurden, werden die Ergebnisse in einem Puffer 40 gespeichert. Zur gleichen Zeit ist es wünschenswert, dass die Ergebnisse auf dem Bildschirm angezeigt werden, um es dem Anwender zu ermöglichen, sie zu andern. Da diese Methode keine Musikstücke beherrscht, die ein veränderliches Metrum haben, ist es erforderlich, den Anwender zu fragen, eine Position festzulegen, an der das Metrum verändert wird.
Mit der genannten Struktur kann aus dem akustischen Signal einer Aufführung eines Musikstücks durch Menschen, das ein fluktuierendes Tempo hat, das durchschnittliche Tempo des gesamten Musikstücks und die korrekten Positionen der Beats wie auch das Metrum des Musikstücks und die Position des ersten Beats bestimmt werden.
Erste Ausführungsform
12 ist ein Blockdiagramm der Vorrichtung zur Bestimmung von Akkordnamen gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In der Abbildung sind die Strukturen einer Sektion zur Bestbestimmung und einer Sektion zur Taktbestimmung im Wesentlichen dieselben wie oben beschrieben. Da die Strukturen eines Teils zur Tempobestimmung und eines Teils zur Akkordbestimmung teilweise verschieden sind von den oben beschriebenen, werden diese im Folgenden ohne mathematische Formeln beschrieben, wobei einige Teile bereits oben erwähnt wurden.
Die Vorrichtung zur Bestimmung von Akkordnamen in der Abbildung umfasst eine Eingabesektion 1 zum Empfang eines akustischen Signals; eine Sektion zur Bestimmung der Tonleiter-Noten-Intensität 2 zur Bestbestimmung zur Anwendung einer FFT auf das empfangene akustische Signal in vorbestimmten Zeitintervallen (Rahmen) durch die Verwendung von Parametern, die auf die Bestimmung des Beats angepasst sind, und zum Erhalt der Intensität jeder Note einer Tonleiter in jedem Rahmenintervall aus dem erhaltenen Intensitätsspektrum; eine Sektion zur Bestbestimmung 3 zur Aufsummierung eines inkrementellen Wertes der Intensität jeder Note der Tonleiter in jedem Rahmenintervall für alle Noten der Tonleiter, um die Summe der inkrementellen Werte der Intensitäten zu erhalten, die das Ausmaß der Änderung aller Noten in jedem Rahmenintervall anzeigt, und zur Bestimmung eines durchschnittlichen Beat Intervalls und der Position jedes Beats aus der Summe der inkrementellen Werte der Intensitäten; eine Sektion zur Bestimmung des Takts 4 zur Berechnung der durchschnittlichen Intensität jeder Note der Tonleiter für jeden Beat, zum Aufsummieren eines inkrementellen Wertes der durchschnittlichen Intensität jeder Note der Tonleiter für jeden Beat für alle Noten, um einen Wert zu erhalten, der das Ausmaß der Änderung aller Noten eines jeden Beats anzeigt, und zur Bestimmung eines Metrums und der Position eines Taktstrichs aus dem Wert, der das Ausmaß der Änderung aller Noten eines jeden Beats anzeigt; eine Sektion zur Bestimmung der Tonleiter-Noten-Intensität 5 zur Akkordbestimmung zur Anwendung einer FFT auf das empfangene akustische Signal in vorbestimmten Zeitintervallen (Rahmen), die verschieden sind von denjenigen zur Bestimmung des Beats, die oben beschrieben wurden, durch die Verwendung von Parameter, die auf die Bestimmung des Akkords angepasst sind, und zum Erhalt der Intensität jeder Note der Tonleiter in jedem Rahmenintervall aus dem erhaltenen Intensitätsspektrum; eine Sektion zur Bestimmung der Bassnoten 6 zur Festsetzung verschiedener Detektionszonen in jedem Takt und zur Bestimmung einer Bassnote unter der bestimmten Intensität jeder Note der Tonleiter in jeder Detektionszone aus der Intensität einer tiefen Note der Tonleiter in einem Abschnitt, der einem ersten Beat in jeder der Detektionszonen entspricht; eine erste Sektion zur Bestimmung der Taktunterteilung 7 zur Feststellung, ob die Bassnote geändert wird abhängig davon, ob die bestimmte Bassnote in jeder der Detektionszonen verschieden ist, und zur Feststellung, ob es nötig ist, den Takt in eine Vielzahl von Abschnitten zu unterteilen, abhängig davon, ob die Bassnote geändert wird; eine zweite Sektion zur Bestimmung der Taktunterteilung 8 zur Festsetzung verschiedener Akkord-Bestimmungszonen im Takt, zur Mittelung der Intensität jeder Note der Tonleiter für jedes Rahmenintervall in jeder der Akkord-Bestimmungszonen in einem Akkord-Bestimmungsbereich, der als Bereich spezifiziert ist, in dem Akkorde überwiegend gespielt werden, zur Aufsummierung der gemittelten Intensität jeder Note der Tonleiter für jede von 12 Tonlagen-Noten der Tonleiter, zum Teilen der Summe für jede der 12 Tonlagen-Noten durch die Zahl der aufsummierten Intensitäten, um die durchschnittliche Intensität jeder der 12 Tonlagen-Noten der Tonleiter zu erhalten, zur Neuanordnung der Intensitäten nach absteigender Stärke, zur Bestimmung, ob ein Akkord geändert wird, abhängig davon, ob C Noten oder mehr der M stärksten Noten der Tonleiter, wobei M drei oder größer als drei ist, in einer Detektionszone enthalten sind in den N stärksten Noten der Tonleiter, wobei N drei oder größer als drei ist, in der unmittelbar davor gelegenen Detektionszone, und zur Bestimmung, ob es notwendig ist, den Takt in eine Vielzahl von Abschnitten zu unterteilen entsprechend dem Ausmaß der Änderung des Akkords; und eine Sektion zur Bestimmung des Akkordnamens 9 zur Bestimmung, wenn die erste Sektion zur Bestimmung der Taktunterteilung 7 und/oder die zweiten Sektion zur Bestimmung der Taktunterteilung 8 feststellen, dass es notwendig ist, den Takt in verschiedene Akkord-Bestimmungszonen zu unterteilen, eines Akkordnamens in jeder der Akkord-Bestimmungszonen entsprechend der Bassnote und der Intensität jeder Note der Tonleiter in jeder der Akkord-Bestimmungszonen, und zur Bestimmung, wenn die erste Sektion zur Bestimmung der Taktunterteilung 7 und die erste und zweite Sektion zur Bestimmung der Taktunterteilung 8 feststellen, dass es nicht notwendig ist, den Takt in verschiedene Akkord-Bestimmungszonen zu unterteilen, eines Akkordnamens in dem Takt entsprechend der Bassnote und der Intensität jeder Note der Tonleiter in dem Takt.
Die Eingabesektion 1 empfängt ein musikalisches akustisches Signal, von dem der Akkord bestimmt werden soll. Da dessen grundlegende Struktur dieselbe ist wie die Struktur der Eingabesektion 1 der vormals entwickelten Vorrichtung, wird eine detaillierte Beschreibung davon hier weggelassen. Wenn der Klang einer Stimme, der normalerweise im Zentrum lokalisiert ist, die nachfolgende Akkordbestimmung stört, kann die Wellenform des rechten Kanals von der Wellenform des linken Kanals abgezogen werden, um den Klang der Stimme zu löschen.
Ein digitales Ausgabesignal der Eingabesektion 1 wird in die Sektion zur Bestimmung der Tonleiter-Noten-Intensität 2 zur Beatbestimmung eingegeben und in die Sektion zur Bestimmung der Tonleiter-Noten-Intensität 5 zur Akkordbestimmung. Da jede dieser Sektionen zur Bestimmung der Tonleiter-Noten-Intensität von den Sektionen wie gezeigt in 2 gebildet werden und exakt die gleiche Struktur haben, kann eine einzige Sektion zur Bestimmung der Tonleiter-Noten-Intensität für beide Zwecke verwendet werden, wobei nur die Parameter geändert werden.
Eine Sektion zur Vorverarbeitung einer Wellenform 20, die als Komponente davon verwendet wird, hat die gleiche Struktur wie oben beschrieben und taktet das akustische Signal, das von der Eingabesektion 1 gesendet wird, auf eine Zerlegefrequenz herunter, die an die nachfolgende Verarbeitung angepasst ist. Die Zerlegefrequenz nach dem Heruntertakten, das heißt die Rate des Heruntertaktens, kann zwischen Bestbestimmung und Akkordbestimmung geändert werden oder sie kann gleich sein, um die Zeit zum Heruntertakten zu sparen.
Bei der Bestbestimmung wird die Rate des Heruntertaktens entsprechend einem Bereich, der für die Bestbestimmung genutzt wird, festgelegt. Um die Klänge der Aufführung von Rhythmusinstrumenten, die einen großen Tonumfang haben, wie zum Beispiel Becken und Hi-Hats, zur Bestbestimmung zu verwenden, ist es notwendig, die Zerlegefrequenz nach dem Heruntertakten auf eine hohe Frequenz einzustellen. Um hauptsächlich die Bassnote, die Klänge von Musikinstrumenten wie zum Beispiel Pauken und kleinen Trommeln und die Klänge von Musikinstrumenten, die einen mittleren Tonumfang haben, zur Bestbestimmung zu verwenden, kann die gleiche Rate des Heruntertaktens verwendet werden wie diejenige in der folgenden Akkordbestimmung.
Die Rate des Heruntertaktens, die in der Sektion zur Vorverarbeitung einer Wellenform zur Akkordbestimmung verwendet wird, wird entsprechend einem Bereich zur Akkordbestimmung verändert. Der Bereich zur Akkordbestimmung ist ein Bereich, der in der Sektion zur Bestimmung des Akkordnamens zur Akkordbestimmung verwendet wird. Wenn zum Beispiel der Bereich zur Akkordbestimmung der Bereich von C3 bis A6 ist (C4 dient als das Zentrum muss die Zerlegefrequenz nach dem Heruntertakten 3520 Hz oder höher sein, weil die Grundfrequenz von A6 ungefähr 1760 Hz ist (wenn A4 auf 440 Hz gestimmt wird), und die Nyquist-Frequenz ist demzufolge 1760 Hz oder höher. Wenn die ursprüngliche Zerlegefrequenz 44,1 kHz ist (was für Musik CDs verwendet wird), muss deshalb die Rate des Heruntertaktens ungefähr ein Zwölftel sein. In diesem Fall ist die Zerlegefrequenz nach dem Heruntertakten 3675 Hz.
Normalerweise wird bei der Verarbeitung durch Heruntertakten ein Signal durch einen Tiefpassfilter geschickt, der Komponenten entfernt, die die Nyquist-Frequenz (1837,5 Hz im vorliegenden Fall), das heißt die Hälfte der Zerlegefrequenz nach dem Heruntertakten, oder eine höhere Frequenz haben, und dann werden Daten in dem Signal übersprungen (11 von 12 Momentanwerte der Wellenform werden im vorliegenden Fall verworfen). Der selbe Grund ist gegeben wie der oben beschriebene.
Wenn das Heruntertakten in der Sektion zur Vorverarbeitung einer Wellenform 20 auf diese Weise abgeschlossen ist, berechnet eine Sektion zur Berechnung der FFT 21 die Fouriertransformation des Ausgabesignals der Sektion zur Vorverarbeitung einer Wellenform in vorbestimmten Zeitintervallen.
Die FFT-Parameter (Zahl der FFT-Punkte und FFT-Intervallverschiebung) werden für die Beatbestimmung und für die Akkordbestimmung auf verschiedene Werte gesetzt. Wenn die Zahl der FFT-Punkte erhöht wird, um die Frequenzauflösung zu erhöhen, wird das FFT-Intervall vergrößert, um ein längeres Zeitintervall für einen FFT-Zyklus zu verwenden, so dass die Zeitauflösung reduziert wird. Diese Charakteristik der FFT muss berücksichtigt werden. (Mit anderen Worten ist es für die Bestbestimmung besser, die Zeitauflösung zu erhöhen und die Frequenzauflösung zu unterdrücken.) Es gibt eine Methode bei welcher, anstatt eine Wellenform zu benutzen, die die gleiche Länge hat wie die Intervalllänge, Wellenformdaten nur für einen Teil des Intervalls bestimmt werden und der verbleibende Teil mit Nullen aufgefüllt wird, um die Zahl der FFT-Punkte zu erhöhen, ohne die Zeitauflösung zu unterdrücken. Allerdings muss im Fall der vorliegenden Ausführungsform die Zahl der Momentanwerte der Wellenform bis zu einem bestimmten Punkt hoch gesetzt werden, um auch die Intensität einer tiefen Note korrekt zu bestimmen.
Die oben genannten Punkte sind berücksichtigt worden. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird zur Bestbestimmung die Anzahl der FFT-Punkte auf 512 gesetzt, die Intervallverschiebung wird auf 32 Momentanwerte gesetzt (Intervallüberlappung ist 15/16), und das Auffüllen mit Nullen wird nicht durchgeführt; und bei der Akkordbestimmung wird die Anzahl der FFT-Punkte auf 8192 gesetzt, die Intervallverschiebung wird auf 128 Momentanwerte gesetzt (Intervallüberlappung ist 63/64), und 1024 Momentanwerte der Wellenform werden in einem FFT-Zyklus verwendet. Wenn die Berechnung der FFT mit diesen Einstellungen durchgeführt wird, ist die Zeitauflösung ungefähr 8,7 ms und die Frequenzauflösung ist ungefähr 7,2 Hz bei der Bestbestimmung; und die Zeitauflösung ist ungefähr 35 ms und die Frequenzauflösung ist ungefähr 0,4 Hz bei der Akkordbestimmung. Da jede Note der Tonleiter, von der die Intensität erhalten werden soll, in den Bereich von C1 bis A6 fällt, ist eine Frequenzauflösung von ungefähr 0,4 Hz bei der Akkordbestimmung ausreichend, weil der kleinste Frequenzunterschied in der Grundfrequenz, der zwischen C1 und Cis1 auftritt, ungefähr 1,9 Hz ist. Eine Zeitauflösung von 8,7 ms bei der Bestbestimmung ist ausreichend, weil die Dauer einer Zweiunddreisigstel-Note in einem Musikstück, das ein Tempo von 300 Viertelnoten pro Minute hat, 25 ms ist.
Die Berechnung der FFT wird auf diese Weise in jedem Rahmenintervall durchgeführt; die Quadrate des Realteils und des Imaginärteils des Ergebnisses der FFT werden addiert und aus dem Ergebnis wird die Quadratwurzel gezogen, um das Intensitätsspektrum zu berechnen; und das Intensitätsspektrum wird an eine Sektion zur Detektion der Intensität 22 gesandt.
Die Sektion zur Detektion der Intensität 22 berechnet die Intensität jeder Note der Tonleiter aus dem Intensitätsspektrum, das in der Sektion zur Berechnung der FFT 21 berechnet wurde. Die FFT berechnet nur die Intensität von Frequenzen, die ganzzahlige Vielfache des Wertes sind, der erhalten wird, wenn die Zerlegefrequenz durch die Anzahl der FFT-Punkte geteilt wird. Deshalb wird der gleiche Prozess wie oben beschrieben durchgeführt, um die Intensität jeder Note der Tonleiter aus dem Intensitätsspektrum zu bestimmen. Insbesondere wird die Intensität des Spektrums, welches die maximale Intensität unter den Intensitätsspektren hat, die den Frequenzen entsprechen, die in den Bereich von 50 Hundertstel (100 Hundertstel entsprechen einem Halbton) unterhalb und oberhalb der Grundfrequenz jeder Note (von C1 bis A6) der Tonleiter fallen, als Intensität der Note gesetzt.
Wenn die Intensitäten aller Noten der Tonleiter bestimmt wurden, werden sie in Puffer gespeichert. Die Position zum Lesen der Wellenform wird um ein vorbestimmtes Zeitintervall weiter geschoben (ein Rahmen, der im vorhergehenden Fall 32 Momentanwerten für die Bestbestimmung entspricht und der 128 Momentanwerten für die Akkordbestimmung entspricht), und der Prozess in der Sektion zur Berechnung der FFT 21 und der Sektion zur Bestimmung der Intensität 22 werden erneut durchgeführt. Diese Abfolge von Schritten wird wiederholt bis die Position zum Lesen der Wellenform das Ende der Wellenform erreicht.
Mit der oben beschriebenen Verarbeitung wird die Intensität jeder Note der Tonleiter für jedes Rahmenintervall für das akustische Signal, das in die Eingabesektion 1 eingegeben wird, in einem Puffer 23 für die Bestbestimmung beziehungsweise in einem Puffer 50 für die Bestbestimmung und die Akkordbestimmung gespeichert.
Als nächstes werden detaillierte Beschreibungen der Sektion zur Bestbestimmung 3 und der Sektion zur Taktbestimmung 4 in 12 weggelassen, weil diese die gleichen Strukturen haben wie die oben beschriebene Sektion zur Bestbestimmung 3 und wie die oben beschriebene Sektion zur Taktbestimmung 4.
Die Positionen der Taktstriche (Rahmennummer jedes Takts) werden mit demselben Verfahren durch die gleichen Strukturen wie oben beschrieben bestimmt. Dann wird die Bassnote in jedem Takt bestimmt.
Die Bassnote wird aus der Intensität jeder Note der Tonleiter, die von der Sektion zur Bestimmung der Tonleiter-Noten-Intensität 5 zur Akkordbestimmung ausgegeben wird, für jedes Rahmenintervall bestimmt.
13 zeigt die Intensität jeder Note der Tonleiter für jedes Rahmenintervall für den gleichen Abschnitt des gleichen Musikstücks wie für den in 4 gezeigten, welche durch die Sektion zur Bestimmung der Tonleiter-Noten-Intensität 5 zur Akkordbestimmung ausgegeben werden. Wie in der Abbildung gezeigt ist, werden die Intensitäten aller Noten von C1 bis A6 entnommen, weil die Frequenzauflösung in der Sektion zur Bestimmung der Tonleiter-Noten-Intensität 5 zur Akkordbestimmung ungefähr 0,4 Hz ist.
In der vormals entwickelten Vorrichtung wird jeder Takt in eine erste Hälfte und eine zweite Hälfte unterteilt, weil es möglich ist, dass die Bassnote in einer ersten Hälfte und in einer zweiten Hälfte in einem Takt verschieden ist; eine Bassnote wird in jeder Hälfte bestimmt; und wenn verschiedene Bassnoten in der ersten Hälfte und in der zweiten Hälfte bestimmt werden, wird auch der Akkord sowohl in der ersten Hälfte als auch in der zweiten Hälfte bestimmt. Allerdings führt diese Methode dazu, dass, wenn verschiedene Akkorde verwendet werden, aber eine identische Bassnote bestimmt wird, zum Beispiel wenn der C-Dur Akkord in der ersten Hälfte des Taktes verwendet wird und der C-moll Akkord in der zweiten Hälfte des Taktes verwendet wird, weil die Bassnote gleich ist, der Takt nicht unterteilt wird und der C-Dur Akkord im gesamten Takt bestimmt wird.
Außerdem wird in der oben beschriebenen Vorrichtung die Bassnote in der gesamten Detektionszone bestimmt. Mit anderen Worten, wenn die Detektionszone ein Takt ist, wird eine stabile Note im gesamten Takt als Bassnote bestimmt. Für Jazz Musik jedoch, bei der sich die Bassnote häufig ändert (die Bassnote ändert sich in Einheiten von Viertelnoten oder ähnlich), kann die Bassnote mit dieser Methode nicht korrekt bestimmt werden.
Deshalb werden in der Struktur der vorliegenden Ausführungsform, wenn die Sektion zur Bestimmung der Bassnote 6 eine Bassnote bestimmt, verschiedene Detektionszonen in jedem Takt festgesetzt und die Bassnote wird in jeder Detektionszone unter der bestimmten Intensität jeder Note der Tonleiter aus der Intensität einer tiefen Note der Tonleiter bestimmt, die dem ersten Beat in jeder Detektionszone entspricht. Das ist so, weil die Grundtöne des Akkords in vielen Fällen am ersten Beat gespielt werden, auch wenn sich die Bassnote wie oben beschrieben häufig ändert.
Die Bassnote wird aus der durchschnittlichen Stärke der Intensitäten der Noten der Tonleiter in einem Bereich zur Bestimmung der Bassnote in einem Abschnitt erhalten, der dem ersten Beat in der Detektionszone entspricht.
Wenn die Intensität der i-ten Note der Tonleiter zur Rahmenzeit „t" L_i(t) genannt wird, kann die durchschnittliche Intensität L_avgi(f_s,f_e) der i-ten Note der Tonleiter von Rahmen f_s zu Rahmen f_e durch die folgende Formel 14 berechnet werden: Formel 14
Die Sektion zur Bestimmung der Bassnote 6 berechnet die durchschnittlichen Intensitäten im Bereich zur Bestimmung der Bassnote, zum Beispiel im Bereich von C2 bis H3, und bestimmt die Note, die die größte durchschnittliche Intensität in der Tonleiter hat, als Bassnote. Um zu verhindern, dass die Bassnote in einem Musikstück, das keinen Klang in dem Bereich zur Bestimmung der Bassnote hat, oder in einem Teil, der keinen Klang hat, falsch bestimmt wird, kann ein geeigneter Schwellenwert festgelegt werden, so dass die Bassnote ignoriert wird, wenn die Intensität der bestimmten Bassnote kleiner oder gleich dem Schwellenwert ist. Wenn die Bassnote als wichtiger Faktor in der nachfolgenden Akkordbestimmung betrachtet wird, kann bestimmt werden, ob die bestimmte Bassnote kontinuierlich eine vorbestimmte Intensität oder mehr innerhalb des Bereichs zur Bestimmung der Bassnote für den ersten Beat beibehält, um nur eine verlässlichere Note als Bassnote auszuwählen. Weiterhin kann, anstatt die Note mit der größten durchschnittlichen Intensität in der Tonleiter im Bereich zur Bestimmung der Bassnote als Bassnote zu bestimmen, die Bassnote auf die Weise bestimmt werden, dass die durchschnittliche Intensität jeder Note verwendet wird, um die durchschnittliche Intensität für jede der 12 Tonlagen-Namen zu berechnen, wobei der Tonlagen-Name, der die höchste durchschnittliche Intensität hat, als Basis-Tonlagen-Name bestimmt wird, und wobei die Note, die die höchste durchschnittliche Intensität in der Tonleiter unter den Noten hat, die im Bereich zur Bestimmung der Bassnote enthalten sind, und die den Basis-Tonlagen-Namen hat, als Bassnote bestimmt wird.
Wenn die Bassnote bestimmt wurde, wird das Ergebnis in einem Puffer 60 gespeichert. Das Ergebnis der Bestimmung der Bassnote kann auf dem Bildschirm angezeigt werden, um es dem Anwender zu erlauben, es zu korrigieren, wenn es falsch ist. Weil sich der Basisbereich, in Abhängigkeit vom Musikstück, ändern kann, kann es dem Anwender erlaubt werden, den Bereich zur Bestimmung der Bassnote zu ändern.
14 zeigt das Beispiel einer Bildschirmansicht des Ergebnisses der Bestimmung der Bassnote, das von der Sektion zur Bestimmung der Bassnote 6 erhalten wurde.
Als nächstes bestimmt die erste Sektion zur Bestimmung der Unterteilung des Takts 7, ob sich die Bassnote ändert, je nachdem ob die bestimmte Bassnote in jeder Detektionszone verschieden ist, und ob es nötig ist, den Takt in eine Vielzahl von Abschnitten zu unterteilen, je nachdem ob sich die Bassnote ändert. Mit anderen Worten, wenn die bestimmte Bassnote in jeder Detektionszone identisch ist, wird festgestellt, dass es nicht nötig ist, den Takt zu unterteilen; im Gegensatz dazu wird, wenn die bestimmte Bassnote in jeder Detektionszone verschieden ist, festgestellt, dass es nötig ist, den Takt in eine Vielzahl von Abschnitten zu unterteilen. Im letzteren Fall, kann wiederum festgestellt werden, ob es nötig ist, jede Hälfte der Vielzahl an Abschnitten weiter zu unterteilen.
Die zweite Sektion zur Bestimmung der Taktunterteilung 8 legt zuerst einen Bereich zur Akkordbestimmung fest. Der Bereich zur Akkordbestimmung ist ein Bereich, in dem Akkorde vorwiegend gespielt werden, und es wird zum Beispiel angenommen, dass er im Bereich von C3 bis E6 liegt (C4 dient als das Zentrum „do").
Die Intensität jeder Note der Tonleiter für jedes Rahmenintervall im Bereich zur Akkordbestimmung wird in einer Detektionszone, wie zum Beispiel einem halben Takt, gemittelt. Die gemittelte Intensität jeder Note der Tonleiter wird für jede von 12 Tonlagen-Noten aufsummiert (C, Cis, D, Dis, ... und H) und die aufsummierte Intensität wird durch die Zahl der aufsummierten Intensitäten geteilt, um die durchschnittliche Intensität von jeder der 12 Tonlagen-Noten zu erhalten.
Die durchschnittlichen Intensitäten der 12 Tonlagen-Noten werden in dem Bereich zur Bestimmung eines Akkords für die erste Hälfte und für die zweite Hälfte des Takts erhalten und sie werden neu angeordnet nach abnehmender Stärke.
Wie gezeigt in 15A und 15B wird bestimmt, ob zum Beispiel die drei Noten (diese Zahl wird „M" genannt) mit der stärksten Intensität in der zweiten Hälfte enthalten sind in zum Beispiel den drei Noten (diese Zahl wird „N" genannt) mit der stärksten Intensität in der ersten Hälfte und es wird bestimmt, ob sich der Akkord ändert, je nachdem ob die M Noten oder mehr enthalten sind. Entsprechend dieser Bestimmung bestimmt die zweite Sektion zur Bestimmung der Unterteilung des Takts 8 das Ausmaß der Änderung im Akkord und bestimmt, entsprechend dem Ergebnis, ob es nötig ist, den Takt in eine Vielzahl von Abschnitten zu unterteilen.
Wenn die drei Noten (diese Zahl wird „C" genannt) oder mehr enthalten sind (das heißt, dass alle drei enthalten sind), bestimmt die zweite Sektion zur Bestimmung der Unterteilung des Takts 8, dass der Akkord sich zwischen der ersten Hälfte und der zweiten Hälfte des Takts nicht verändert, und sie bestimmt weiterhin, dass die Unterteilung des Takts in Abhängigkeit von dem Ausmaß der Änderung im Akkord nicht durchgeführt werden muss.
Die Veränderung der Werte von „M", „N" und „C", die in der zweiten Sektion zur Bestimmung der Unterteilung des Takts 8 verwendet werden, ändert die Unterteilung des Takts in Abhängigkeit von dem Ausmaß der Änderung im Akkord. Im vorangegangenen Beispiel, in welchem „M", „N" und „C" alle den Wert „3" erhielten, wird eine Änderung im Akkord ziemlich streng geprüft. Wenn zum Beispiel "M" den Wert „3" erhält, „N" den Wert „6" erhält, und „C" den Wert „3" erhält (was bedeutet, dass festgestellt wird, ob die drei obersten Noten in der zweiten Hälfte alle in den sechs obersten Noten in der ersten Hälfte enthalten sind), wird festgestellt, dass Klangsequenzen, die einander in gewissem Umfang ähneln, einen identischen Akkord haben.
Es ist beschrieben worden, dass die erste Hälfte und die zweite Hälfte beide weiter in je zwei Hälften aufgeteilt werden, um vier Abschnitte im Takt in einem Vierermetrum zu haben. Eine korrektere Bestimmung, die an tatsächliche normale Musik angepasst ist, kann durchgeführt werden indem "M" den Wert "3" erhält "N" den Wert "3" erhält und "C" den Wert "3" erhält wenn festgestellt wird, ob der Takt in die erste Hälfte und die zweite Hälfte unterteilt werden soll und indem "M" den Wert "3" erhält "N" den Wert "6" erhält und "C" den Wert "3" erhält wenn festgestellt wird, ob die erste Hälfte und die zweite Hälfte beide in zwei weitere Hälften aufgeteilt werden sollen.
Die Sektion zur Bestimmung des Akkordnamens 9 bestimmt den Akkordnamen in jeder Akkord-Bestimmungszone entsprechend der Bassnote und der Intensität jeder Note der Tonleiter in jeder der Akkord-Bestimmungszonen, wenn die erste Sektion zur Bestimmung der Unterteilung des Takts 7 und/oder die zweite Sektion zur Bestimmung der Unterteilung des Takts 8 feststellen, dass es notwendig ist, den Takt in verschiedene Akkord-Bestimmungszonen zu unterteilen, oder sie bestimmt den Akkordnamen in dem Takt entsprechend der Bassnote und der Intensität jeder Note der Tonleiter in dem Takt, wenn die erste Sektion zur Bestimmung der Unterteilung des Takts 7 und die zweite Sektion zur Bestimmung der Unterteilung des Takts 8 feststellen, dass es nicht notwendig ist, den Takt in verschiedene Akkord-Bestimmungszonen zu unterteilen.
Die Sektion zur Bestimmung des Akkordnamens 9 bestimmt den Akkordnamen tatsächlich auf die folgende Weise. In der vorliegenden Ausführungsform sind die Akkord-Bestimmungszone und die Zone zur Bestimmung der Bassnote gleich. Die durchschnittliche Intensität jeder Note der Tonleiter in einem Bereich zur Akkordbestimmung, zum Beispiel im Bereich von C3 bis A6, wird in der Akkord-Bestimmungszone berechnet, die Namen einiger Noten mit der höchsten durchschnittlichen Intensität werden bestimmt, und Kandidaten für den Akkordnamen werden ausgewählt entsprechend der Namen dieser Noten und dem Namen der Bassnote.
Weil eine Note, die eine hohe Intensität hat, nicht notwendigerweise ein Bestandteil des Akkords ist werden einige Noten, zum Beispiel fünf Noten, bestimmt, alle Kombinationen von zumindest zwei dieser Noten werden gebildet und Kandidaten für den Akkordnamen werden ausgewählt entsprechend der Namen der Noten in all den Kombinationen und dem Namen der Bassnote.
Auch bei der Akkordbestimmung können Noten ignoriert werden, die durchschnittliche Intensitäten haben, die nicht höher als ein Schwellenwert sind. Zusätzlich kann es dem Anwender erlaubt werden, den Bereich zur Akkordbestimmung zu ändern. Außerdem kann, anstatt Kandidaten für Akkordkomponenten sequentiell aus der Note, die die höchste durchschnittliche Intensität in der Tonleiter im Akkord-Bestimmungsbereich hat, auszuwählen, kann die durchschnittliche Intensität jeder Note im Akkord-Bestimmungsbereich verwendet werden, um die durchschnittliche Intensität für jeden von 12 Tonlagen-Namen zu berechnen, um Kandidaten für Akkord-Komponenten sequentiell aus dem Tonlagen-Namen zu erhalten, der die größte durchschnittliche Intensität hat.
Um Kandidaten für Akkordnamen zu gewinnen, durchsucht die Sektion zur Bestimmung des Akkordnamens 9 eine Datenbank für Akkordnamen, die Intervalle von Akkordtypen (wie zum Beispiel „m" und „M7") und die Basisnoten der Noten von Akkord-Komponenten gespeichert hat. Insbesondere werden alle Kombinationen von mindestens zwei der fünf bestimmten Notennamen erhalten; es wird nacheinander bestimmt, ob die Intervalle zwischen diesen erhaltenen Noten den Intervallen zwischen Noten der Akkord-Komponenten entsprechen, die in der Datenbank für Akkordnamen gespeichert sind; wenn sie einander entsprechen, wird die Basisnote aus den Namen der Noten, die zu den Noten der Akkord-Komponenten gehören, identifiziert; und ein Akkordsymbol wird dem Namen der Note der Basisnote zugeordnet, um den Akkordnamen zu bestimmen. Weil eine Basisnote oder eine fünfte Note eines Akkords von einem Musikinstrument ausgelassen werden können, das den Akkord spielt, werden die entsprechenden Kandidaten für Akkordnamen erhalten, selbst wenn diese Art von Noten nicht enthalten sind. Wenn die Bassnote bestimmt wurde, wird der Notenname der Bassnote zu den Akkordnamen der Kandidaten für den Akkordnamen addiert. Mit anderen Worten, wenn eine Basisnote eines Akkords und die Bassnote denselben Notennamen haben, muss nichts getan werden. Wenn sie sich unterscheiden wird ein Akkordbruchteil verwendet.
Wenn mit der oben beschriebenen Methode zu viele Kandidaten für Akkordnamen erhalten werden, kann eine Einschränkung entsprechend der Bassnote vorgenommen werden. Insbesondere wenn die Bassnote bestimmt wurde, und wenn der Name der Bassnote nicht in den Namen der Basisnoten irgendeines Kandidaten der Akkordnamen enthalten ist, wird der Kandidat für den Akkordnamen gelöscht.
Wenn eine Vielzahl von Kandidaten für Akkordnamen erhalten wird, berechnet die Sektion zur Bestimmung des Akkordnamens 9 eine Wahrscheinlichkeit (wie wahrscheinlich es ist, dass diese vorkommt), um einen Kandidaten für den Akkordnamen aus der Vielzahl auszuwählen.
Die Wahrscheinlichkeit wird berechnet aus dem Durchschnitt der Stärken der Intensitäten aller Noten der Akkord-Komponenten im Bereich zur Akkordbestimmung und aus der Stärke der Intensität der Basisnoten des Akkords im Bereich zur Bestimmung der Bassnote. Insbesondere wenn der Durchschnitt der durchschnittlichen Intensitäten aller Komponenten-Noten eines erhaltnen Kandidaten des Akkordnamens in der Akkord-Bestimmungszone L_avgc genannt wird und wenn die durchschnittliche Intensität der Basisnoten des Akkords in der Zone zur Bestimmung der Bassnote L_avgr genannt wird, wird die Wahrscheinlichkeit als der Durchschnitt dieser beiden Durchschnittswerte berechnet wie in der folgenden Formel 15 gezeigt wird. Nach einer anderen Methode kann die Wahrscheinlichkeit als das Verhältnis aus der (durchschnittlichen) Intensität des Tons eines Akkords (Noten der Akkord-Komponenten) zu der (durchschnittlichen) Intensität eines Nicht-Akkord-Tons (eine andere Note als die Noten der Akkord-Komponente) im Bereich zur Akkordbestimmung berechnet werden.
Formel 15
Wenn eine Mehrzahl von Noten, die den gleichen Tonlagen-Namen haben, in dem Akkord-Bestimmungsbereich oder im Bereich zur Bestimmung der Bassnote enthalten ist, wird die Note unter ihnen, die die größte durchschnittliche Intensität hat, im Akkord-Bestimmungsbereich oder im Bereich zur Bestimmung der Bassnote verwendet. Alternativ dazu kann die durchschnittliche Intensität jeder Note der Tonleiter für die 12 Tonlagen-Namen gemittelt werden, um die durchschnittliche Intensität für jeden der 12 Tonlagen-Namen im Akkord-Bestimmungsbereich und im Bereich zur Bestimmung der Bassnote zu verwenden.
Weiterhin können musikalische Kenntnisse in die Berechnung der Wahrscheinlichkeit einbezogen werden. Zum Beispiel wird die Intensität jeder Note der Tonleiter in allen Rahmen gemittelt; die gemittelte Intensität jeder Note der Tonleiter wird für jeden der 12 Tonlagen-Namen gemittelt, um die Stärke von jedem der 12 Tonlagen-Namen zu berechnen, und die Melodie des Musikstücks wird aus der Verteilung der Stärke bestimmt. Der diatonische Akkord der Melodie wird mit einer vorgeschriebenen Konstante multipliziert, um die Wahrscheinlichkeit zu erhöhen. Oder die Wahrscheinlichkeit wird entsprechend der Anzahl der Noten außerhalb der diatonischen Tonleiter der Melodie vermindert für einen Akkord, der eine Komponenten-Note (Komponenten-Noten) hat, die außerhalb der Noten der diatonischen Tonleiter der Melodie liegt. Weiterhin können Muster üblicher Akkordfortschreibungen in einer Datenbank gespeichert werden, so dass die Wahrscheinlichkeit für einen gefundenen Kandidaten für einen Akkord, in den üblichen Muster der Akkordfortschreibung enthalten zu sein im Vergleich mit der Datenbank, durch Multiplikation mit einer vorgeschriebenen Konstante erhöht wird.
Der Name des Akkords, der die größte Wahrscheinlichkeit aufweist, wird als Akkordname bestimmt. Kandidaten für Akkordnamen können zusammen mit ihrer Wahrscheinlichkeit auf dem Bildschirm angezeigt werden, um es dem Anwender zu erlauben, den Akkordnamen auszuwählen.
In jedem dieser Fälle wird, wenn die Sektion zur Bestimmung von Akkordnamen 9 den Akkordnamen bestimmt, das Ergebnis in einem Puffer 90 gespeichert und auch auf dem Bildschirm angezeigt.
16 zeigt ein Beispiel einer Bildschirmanzeige von Ergebnissen einer Akkordbestimmung, die mit der Sektion zur Bestimmung von Akkordnamen 9 erhalten wurden (Akkorde in englischer Notation). Es ist bevorzugt, dass die bestimmten Akkorde und die Bassnoten durch die Verwendung einer MIDI-Einheit oder von etwas Ähnlichem zusätzlich zur Anzeige der bestimmten Akkorde auf dem Bildschirm auf diese Weise wiedergegeben werden. Das ist so, weil im Allgemeinen nicht allein dadurch festgestellt werden kann, ob die angezeigten Akkorde korrekt sind, indem man die Namen der Akkorde anschaut.
Entsprechend der oben beschriebenen Ausführung der vorliegenden Ausführungsform, können auch andere Personen als Profis, die spezielle musikalische Kenntnisse haben, Akkordnamen in einem musikalischen akustischen Eingabesignal, in welchem die Klänge einer Vielzahl von musikalischen Instrumenten gemischt sind, wie zum Beispiel in solchen von Musik CDs, aus dem Gesamtklang bestimmen, ohne jede Einzelheit an musikalischer Noteninformation zu bestimmen.
Weiterhin können, entsprechend der Ausführung der vorliegenden Ausführungsform, Akkorde unterschieden werden, die dieselben Komonenten-Noten haben. Sogar wenn das Aufführungstempo fluktuiert, oder sogar für eine Klangquelle, die eine Aufführung wiedergibt, deren Tempo absichtlich fluktuiert, können die Akkordnamen in jedem Takt bestimmt werden.
Insbesondere wird, da der Takt nicht nur entsprechend der Bassnote unterteilt wird, sondern auch entsprechend dem Ausmaß der Änderung im Akkord, um den Akkord zu bestimmen, sogar wenn die Bassnote gleich bleibt, wenn das Ausmaß der Änderung im Akkord groß ist, bei der Ausführung der vorliegenden Ausführungsform der Takt unterteilt und die Akkorde werden bestimmt. Mit anderen Worten, wenn sich zum Beispiel der Akkord in einem Takt bei Beibehaltung einer identischen Bassnote ändert, können die korrekten Akkorde bestimmt werden. Der Takt kann auf unterschiedliche Arten unterteilt werden, entsprechend dem Ausmaß an Änderung der Bassnote und dem Ausmaß der Änderung des Akkords.
Zweite Ausführungsform
Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dadurch, dass die Euklidische Distanz der Intensität jeder Note der Tonleiter berechnet wird, um das Ausmaß der Änderung im Akkord zu bestimmen, um einen Takt zu unterteilen und Akkorde zu bestimmen.
In diesem Fall jedoch wird die Euklidische Distanz, wenn sie einfach berechnet wird, groß bei einer plötzlichen Klangzunahme (am Anfang eines Musikstücks oder in ähnlichen Fallen) und bei einer plötzlichen Klangabnahme (am Ende eines Musikstücks oder bei einer Pause), was das Risiko verursacht, den Takt nur gemäß der Zunahmen des Klangs zu unterteilen, obwohl sich der Akkord tatsächlich nicht ändert. Deshalb wird die Intensität jeder Note der Tonleiter normiert wie gezeigt in 17A bis 17D, bevor die Euklidische Distanz berechnet wird (die in 17A gezeigten Intensitäten werden normiert zu denen, die in 17C gezeigt werden und die in 17B gezeigten Intensitäten werden normiert zu denen, die in 17D gezeigt werden). Wenn die Normierung in Bezug auf die kleinste Intensität durchgeführt wird und nicht in Bezug auf die größte (siehe 17A bis 17D), wird die Euklidische Distanz bei einer plötzlichen Klangänderung reduziert und die Gefahr ausgeschlossen, dass der Takt fälschlich aufgeteilt wird.
Die Euklidische Distanz der Intensität jeder Note der Tonleiter wird nach der oben beschriebenen Formel 16 berechnet.
Wenn zum Beispiel die Euklidische Distanz größer ist als der Durchschnitt der Intensitäten aller Noten in allen Rahmen, bestimmt die erste Sektion zur Bestimmung der Unterteilung des Takts 7, dass der Takt untereilt werden sollte.
Genauer gesagt, wenn die Euklidische Distanz größer ist als „T" multipliziert mit dem Durchschnitt der Intensitäten aller Noten in allen Rahmen, ist es notwendig, den Takt zu teilen. Wenn der Wert „T" verändert wird, kann der Schwellenwert zur Unterteilung des Takts zu einem gewünschten Wert geändert (angepasst) werden.
Die Vorrichtung zur Bestimmung von Akkordnamen und das Programm zur Bestimmung von Akkordnamen gemäß der vorliegenden Erfindung sind nicht auf diejenigen beschränkt, die mit Bezugnahme auf die Zeichnungen oben beschrieben werden, und können auf vielfältige Weise innerhalb des Gegenstands der vorliegenden Erfindung modifiziert werden.
Die Vorrichtung zur Bestimmung von Akkordnamen und das Programm zur Bestimmung von Akkordnamen gemäß der vorliegenden Erfindung können auf verschiedenen Gebieten eingesetzt werden, wie zum Beispiel der Bearbeitung von Videos, um Ereignisse einer Videoaufzeichnung mit der zeitlichen Abfolge von Beats einer Musikaufzeichnung zu synchronisieren, wenn ein musikalisches Werbevideo hergestellt wird; der Bearbeitung von Audioaufzeichnungen, um die Position von Beats durch Beatsuche zu finden und zum Ausschneiden und Einfügen der Wellenform eines akustischen Signals eines Musikstücks; Steuerung der Live-Bühnenaufführung eines Ereignisses, um Elemente wie zum Beispiel die Farbe, die Helligkeit, Richtung und Spezialeffekte der Beleuchtung in Synchronisation zur Aufführung eines Menschen zu steuern und zur automatischen Steuerung des Zeitpunkts des Klatschens des Auditoriums und der Erregungsschreie des Auditoriums; und der mit Musik synchronisierten Computergraphik.
Die gesamte Offenbarung der japanischen Patentanmeldung Nr. 2006-216361 , angemeldet am 9. August 2006, einschließlich Beschreibung, Ansprüche, Zeichnungen und Zusammenfassung, wird hiermit in die vorliegende Anmeldung durch Inbezugnahme in ihrer Gesamtheit einbezogen.

Claims

Eine Vorrichtung zur Bestimmung von Akkordnamen umfassend: Eingabemittel zum Empfang eines akustischen Signals; erste Tonleiter-Noten-Intensität Bestimmungsmittel zur Anwendung einer schnellen Fourier Transformation (fast Fourier transformation; FFT) auf das empfangene akustische Signal in vorbestimmten Rahmenintervallen durch die Verwendung von Parametern, die auf die Bestimmung des Beats (Taktschlags) angepasst sind, und zum Erhalt der Intensität jeder Note einer Tonleiter in jedem Rahmenintervall aus dem erhaltenen Intensitätsspektrum; Beatbestimmungsmittel zur Aufsummierung eines inkrementellen Wertes der Intensität jeder Note der Tonleiter in den vorbestimmten Rahmenintervallen für alle Noten der Tonleiter, um die Summe der inkrementellen Werte der Intensitäten zu erhalten, die das Ausmaß der Änderung aller Noten in jedem Rahmenintervall anzeigt, und zur Bestimmung eines durchschnittlichen Beat Intervalls und der Position jedes Beats aus der Summe der inkrementellen Werte der Intensitäten; Mittel zur Bestimmung des Takts zur Berechnung der durchschnittlichen Intensität jeder Note der Tonleiter für jeden Beat, zum Aufsummieren eines inkrementellen Wertes der durchschnittlichen Intensität jeder Note der Tonleiter für jeden Beat für alle Noten der Tonleiter, um einen Wert zu erhalten, der das Ausmaß der Änderung aller Noten eines jeden Beats anzeigt, und zur Bestimmung eines Metrums und der Position eines Taktstrichs aus dem Wert, der das Ausmaß der Änderung aller Noten eines jeden Beats anzeigt; zweite Tonleiter-Noten-Intensität Bestimmungsmittel zur Anwendung einer FFT auf das empfangene akustische Signal in vorbestimmten Rahmenintervallen, die verschieden sind von denjenigen zur Bestimmung des Beats, durch die Verwendung von Parametern, die auf die Bestimmung des Akkords angepasst sind, und zum Erhalt der Intensität jeder Note der Tonleiter in jedem Rahmenintervall aus dem erhaltenen Intensitätsspektrum; Mittel zur Bestimmung der Bassnoten zur Festsetzung verschiedener Detektionszonen in jedem Takt und zur Bestimmung einer Bassnote unter der bestimmten Intensität jeder Note der Tonleiter in jeder Detektionszone aus der Intensität einer tiefen Note der Tonleiter in einem Abschnitt, der einem ersten Beat in jeder der Detektionszonen entspricht; erste Mittel zur Bestimmung der Taktunterteilung zur Feststellung, ob die Bassnote geändert wird abhängig davon, ob die bestimmte Bassnote in jeder der Detektionszonen verschieden ist, und zur Feststellung, ob es nötig ist, den Takt in eine Vielzahl von Abschnitten zu unterteilen, abhängig davon, ob die Bassnote geändert wird; zweite Mittel zur Bestimmung der Taktunterteilung zur Festsetzung verschiedener Akkord-Bestimmungszonen im Takt, zur Mittelung der Intensität jeder Note der Tonleiter für jedes Rahmenintervall in jeder der Akkord-Bestimmungszonen in einem Akkord-Bestimmungsbereich, der als Bereich spezifiziert ist, in dem Akkorde überwiegend gespielt werden, zur Aufsummierung der gemittelten Intensität jeder Note der Tonleiter für jede von 12 Tonlagen-Noten der Tonleiter, zum Teilen der Summe für jede der 12 Tonlagen-Noten durch die Zahl der aufsummierten Intensitäten, um die durchschnittliche Intensität jeder der 12 Tonlagen-Noten der Tonleiter zu erhalten, zur Neuanordnung der Intensitäten nach absteigender Stärke, zur Bestimmung, ob ein Akkord geändert wird, abhängig davon, ob C Noten oder mehr der M stärksten Noten der Tonleiter, wobei M drei oder größer als drei ist, in einer Detektionszone enthalten sind in den N stärksten Noten der Tonleiter, wobei N drei oder größer als drei ist, in der unmittelbar davor gelegenen Detektionszone, und zur Bestimmung, ob es notwendig ist, den Takt in eine Vielzahl von Abschnitten zu unterteilen entsprechend dem Ausmaß der Änderung des Akkords; und Mittel zur Bestimmung des Akkordnamens zur Bestimmung, wenn die ersten Mittel zur Bestimmung der Taktunterteilung und/oder die zweiten Mittel zur Bestimmung der Taktunterteilung feststellen, dass es notwendig ist, den Takt in verschiedene Akkord-Bestimmungszonen zu unterteilen, eines Akkordnamens in jeder der Akkord-Bestimmungszonen entsprechend der Bassnote und der Intensität jeder Note der Tonleiter in jeder der Akkord-Bestimmungszonen, und zur Bestimmung, wenn die ersten Mittel zur Bestimmung der Taktunterteilung und die ersten und zweiten Mittel zur Bestimmung der Taktunterteilung feststellen, dass es nicht notwendig ist, den Takt in verschiedene Akkord-Bestimmungszonen zu unterteilen, eines Akkordnamens in dem Takt entsprechend der Bassnote und der Intensität jeder Note der Tonleiter in dem Takt.
Eine Vorrichtung zur Bestimmung von Akkordnamen umfassend: Eingabemittel zum Empfang eines akustischen Signals; erste Tonleiter-Noten-Intensität Bestimmungsmittel zur Anwendung einer schnellen Fourier Transformation (fast Fourier transformation; FFT) auf das empfangene akustische Signal in vorbestimmten Rahmenintervallen durch die Verwendung von Parametern, die auf die Bestimmung des Beats (Taktschlags) angepasst sind, und zum Erhalt der Intensität jeder Note einer Tonleiter in jedem Rahmenintervall aus dem erhaltenen Intensitätsspektrum; Beatbestimmungsmittel zur Aufsummierung eines inkrementellen Wertes der Intensität jeder Note der Tonleiter in den vorbestimmten Rahmenintervallen für alle Noten der Tonleiter, um die Summe der inkrementellen Werte der Intensitäten zu erhalten, die das Ausmaß der Änderung aller Noten in jedem Rahmenintervall anzeigt, und zur Bestimmung eines durchschnittlichen Beat Intervalls und der Position jedes Beats aus der Summe der inkrementellen Werte der Intensitäten; Mittel zur Bestimmung des Takts zur Berechnung der durchschnittlichen Intensität jeder Note der Tonleiter für jeden Beat, zum Aufsummieren eines inkrementellen Wertes der durchschnittlichen Intensität jeder Note der Tonleiter für jeden Beat für alle Noten der Tonleiter, um einen Wert zu erhalten, der das Ausmaß der Änderung aller Noten eines jeden Beats anzeigt, und zur Bestimmung eines Metrums und der Position eines Taktstrichs aus dem Wert, der das Ausmaß der Änderung aller Noten eines jeden Beats anzeigt; zweite Tonleiter-Noten-Intensität Bestimmungsmittel zur Anwendung einer FFT auf das empfangene akustische Signal in vorbestimmten Rahmenintervallen, die verschieden sind von denjenigen zur Bestimmung des Beats, durch die Verwendung von Parametern, die auf die Bestimmung des Akkords angepasst sind, und zum Erhalt der Intensität jeder Note der Tonleiter in jedem Rahmenintervall aus dem erhaltenen Intensitätsspektrum; Mittel zur Bestimmung der Bassnoten zur Festsetzung verschiedener Detektionszonen in jedem Takt und zur Bestimmung einer Bassnote unter der bestimmten Intensität jeder Note der Tonleiter in jeder Detektionszone aus der Intensität einer tiefen Note der Tonleiter in einem Abschnitt, der einem ersten Beat in jeder der Detektionszonen entspricht; erste Mittel zur Bestimmung der Taktunterteilung zur Feststellung, ob die Bassnote geändert wird abhängig davon, ob die bestimmte Bassnote in jeder der Detektionszonen verschieden ist, und zur Feststellung, ob es nötig ist, den Takt in eine Vielzahl von Abschnitten zu unterteilen, abhängig davon, ob die Bassnote geändert wird; zweite Mittel zur Bestimmung der Taktunterteilung zur Festsetzung verschiedener Akkord-Bestimmungszonen im Takt, zur Mittelung der Intensität jeder Note der Tonleiter für jedes Rahmenintervall in jeder der Akkord-Bestimmungszonen in einem Akkord-Bestimmungsbereich, der als Bereich spezifiziert ist, in dem Akkorde überwiegend gespielt werden, zur Aufsummierung der gemittelten Intensität jeder Note der Tonleiter für jede von 12 Tonlagen-Noten der Tonleiter, zum Teilen der Summe für jede der 12 Tonlagen-Noten durch die Zahl der aufsummierten Intensitäten, um die durchschnittliche Intensität jeder der 12 Tonlagen-Noten der Tonleiter zu erhalten, zur Normierung der durchschnittlichen Intensität jeder der 12 Tonlagen-Noten der Tonleiter in Bezug auf die kleinste Intensität, zur Berechnung der Euklidischen Distanz der normierten Intensität jeder der 12 Tonlagen-Noten der Tonleiter, zur Bestimmung, ob ein Akkord geändert wird abhängig davon, ob die Euklidische Distanz größer ist als „T" multipliziert mit dem Durchschnitt der Intensitäten aller Noten in allen Rahmen, und zur Bestimmung, ob es notwendig ist, den Takt in eine Vielzahl von Abschnitten zu unterteilen, entsprechend dem Ausmaß der Änderung des Akkords; und Mittel zur Bestimmung des Akkordnamens zur Bestimmung, wenn die ersten Mittel zur Bestimmung der Taktunterteilung und/oder die zweiten Mittel zur Bestimmung der Taktunterteilung feststellen, dass es notwendig ist, den Takt in verschiedene Akkord-Bestimmungszonen zu unterteilen, eines Akkordnamens in jeder der Akkord-Bestimmungszonen entsprechend der Bassnote und der Intensität jeder Note der Tonleiter in jeder der Akkord-Bestimmungszonen, und zur Bestimmung, wenn die ersten Mittel zur Bestimmung der Taktunterteilung und die ersten und zweiten Mittel zur Bestimmung der Taktunterteilung feststellen, dass es nicht notwendig ist, den Takt in verschiedene Akkord-Bestimmungszonen zu unterteilen, eines Akkordnamens in dem Takt entsprechend der Bassnote und der Intensität jeder Note der Tonleiter in dem Takt.
Ein Programm zur Bestimmung von Akkordnamen, das von einem Computer gelesen und ausgeführt wird, um zu bewirken, dass der Computer fungiert als: Eingabemittel zum Empfang eines akustischen Signals; erste Tonleiter-Noten-Intensität Bestimmungsmittel zur Anwendung einer schnellen Fourier Transformation (fast Fourier transformation; FFT) auf das empfangene akustische Signal in vorbestimmten Rahmenintervallen durch die Verwendung von Parametern, die auf die Bestimmung des Beats (Taktschlags) angepasst sind, und zum Erhalt der Intensität jeder Note einer Tonleiter in jedem Rahmenintervall aus dem erhaltenen Intensitätsspektrum; Beatbestimmungsmittel zur Aufsummierung eines inkrementellen Wertes der Intensität jeder Note der Tonleiter in den vorbestimmten Rahmenintervallen für alle Noten der Tonleiter, um die Summe der inkrementellen Werte der Intensitäten zu erhalten, die das Ausmaß der Änderung aller Noten in jedem Rahmenintervall anzeigt, und zur Bestimmung eines durchschnittlichen Beat Intervalls und der Position jedes Beats aus der Summe der inkrementellen Werte der Intensitäten; Mittel zur Bestimmung des Takts zur Berechnung der durchschnittlichen Intensität jeder Note der Tonleiter für jeden Beat, zum Aufsummieren eines inkrementellen Wertes der durchschnittlichen Intensität jeder Note der Tonleiter für jeden Beat für alle Noten der Tonleiter, um einen Wert zu erhalten, der das Ausmaß der Änderung aller Noten eines jeden Beats anzeigt, und zur Bestimmung eines Metrums und der Position eines Taktstrichs aus dem Wert, der das Ausmaß der Änderung aller Noten eines jeden Beats anzeigt; zweite Tonleiter-Noten-Intensität Bestimmungsmittel zur Anwendung einer FFT auf das empfangene akustische Signal in vorbestimmten Rahmenintervallen, die verschieden sind von denjenigen zur Bestimmung des Beats, durch die Verwendung von Parametern, die auf die Bestimmung des Akkords angepasst sind, und zum Erhalt der Intensität jeder Note der Tonleiter in jedem Rahmenintervall aus dem erhaltenen Intensitätsspektrum; Mittel zur Bestimmung der Bassnoten zur Festsetzung verschiedener Detektionszonen in jedem Takt und zur Bestimmung einer Bassnote unter der bestimmten Intensität jeder Note der Tonleiter in jeder Detektionszone aus der Intensität einer tiefen Note der Tonleiter in einem Abschnitt, der einem ersten Beat in jeder der Detektionszonen entspricht; erste Mittel zur Bestimmung der Taktunterteilung zur Feststellung, ob die Bassnote geändert wird abhängig davon, ob die bestimmte Bassnote in jeder der Detektionszonen verschieden ist, und zur Feststellung, ob es nötig ist, den Takt in eine Vielzahl von Abschnitten zu unterteilen, abhängig davon, ob die Bassnote geändert wird; zweite Mittel zur Bestimmung der Taktunterteilung zur Festsetzung verschiedener Akkord-Bestimmungszonen im Takt, zur Mittelung der Intensität jeder Note der Tonleiter für jedes Rahmenintervall in jeder der Akkord-Bestimmungszonen in einem Akkord-Bestimmungsbereich, der als Bereich spezifiziert ist, in dem Akkorde überwiegend gespielt werden, zur Aufsummierung der gemittelten Intensität jeder Note der Tonleiter für jede von 12 Tonlagen-Noten der Tonleiter, zum Teilen der Summe für jede der 12 Tonlagen-Noten durch die Zahl der aufsummierten Intensitäten, um die durchschnittliche Intensität jeder der 12 Tonlagen-Noten der Tonleiter zu erhalten, zur Neuanordnung der Intensitäten nach absteigender Stärke, zur Bestimmung, ob ein Akkord geändert wird, abhängig davon, ob C Noten oder mehr der M stärksten Noten der Tonleiter, wobei M drei oder größer als drei ist, in einer Detektionszone enthalten sind in den N stärksten Noten der Tonleiter, wobei N drei oder größer als drei ist, in der unmittelbar davor gelegenen Detektionszone, und zur Bestimmung, ob es notwendig ist, den Takt in eine Vielzahl von Abschnitten zu unterteilen entsprechend dem Ausmaß der Änderung des Akkords; und Mittel zur Bestimmung des Akkordnamens zur Bestimmung, wenn die ersten Mittel zur Bestimmung der Taktunterteilung und/oder die zweiten Mittel zur Bestimmung der Taktunterteilung feststellen, dass es notwendig ist, den Takt in verschiedene Akkord-Bestimmungszonen zu unterteilen, eines Akkordnamens in jeder der Akkord-Bestimmungszonen entsprechend der Bassnote und der Intensität jeder Note der Tonleiter in jeder der Akkord-Bestimmungszonen, und zur Bestimmung, wenn die ersten Mittel zur Bestimmung der Taktunterteilung und die ersten und zweiten Mittel zur Bestimmung der Taktunterteilung feststellen, dass es nicht notwendig ist, den Takt in verschiedene Akkord-Bestimmungszonen zu unterteilen, eines Akkordnamens in dem Takt entsprechend der Bassnote und der Intensität jeder Note der Tonleiter in dem Takt.
Ein Programm zur Bestimmung von Akkordnamen, das von einem Computer gelesen und ausgeführt wird, um zu bewirken, dass der Computer fungiert als: Eingabemittel zum Empfang eines akustischen Signals; erste Tonleiter-Noten-Intensität Bestimmungsmittel zur Anwendung einer schnellen Fourier Transformation (fast Fourier transformation; FFT) auf das empfangene akustische Signal in vorbestimmten Rahmenintervallen durch die Verwendung von Parametern, die auf die Bestimmung des Beats (Taktschlags) angepasst sind, und zum Erhalt der Intensität jeder Note einer Tonleiter in jedem Rahmenintervall aus dem erhaltenen Intensitätsspektrum; Beatbestimmungsmittel zur Aufsummierung eines inkrementellen Wertes der Intensität jeder Note der Tonleiter in den vorbestimmten Rahmenintervallen für alle Noten der Tonleiter, um die Summe der inkrementellen Werte der Intensitäten zu erhalten, die das Ausmaß der Änderung aller Noten in jedem Rahmenintervall anzeigt, und zur Bestimmung eines durchschnittlichen Beat Intervalls und der Position jedes Beats aus der Summe der inkrementellen Werte der Intensitäten; Mittel zur Bestimmung des Takts zur Berechnung der durchschnittlichen Intensität jeder Note der Tonleiter für jeden Beat, zum Aufsummieren eines inkrementellen Wertes der durchschnittlichen Intensität jeder Note der Tonleiter für jeden Beat für alle Noten der Tonleiter, um einen Wert zu erhalten, der das Ausmaß der Änderung aller Noten eines jeden Beats anzeigt, und zur Bestimmung eines Metrums und der Position eines Taktstrichs aus dem Wert, der das Ausmaß der Änderung aller Noten eines jeden Beats anzeigt; zweite Tonleiter-Noten-Intensität Bestimmungsmittel zur Anwendung einer FFT auf das empfangene akustische Signal in vorbestimmten Rahmenintervallen, die verschieden sind von denjenigen zur Bestimmung des Beats, durch die Verwendung von Parametern, die auf die Bestimmung des Akkords angepasst sind, und zum Erhalt der Intensität jeder Note der Tonleiter in jedem Rahmenintervall aus dem erhaltenen Intensitätsspektrum; Mittel zur Bestimmung der Bassnoten zur Festsetzung verschiedener Detektionszonen in jedem Takt und zur Bestimmung einer Bassnote unter der bestimmten Intensität jeder Note der Tonleiter in jeder Detektionszone aus der Intensität einer tiefen Note der Tonleiter in einem Abschnitt, der einem ersten Beat in jeder der Detektionszonen entspricht; erste Mittel zur Bestimmung der Taktunterteilung zur Feststellung, ob die Bassnote geändert wird abhängig davon, ob die bestimmte Bassnote in jeder der Detektionszonen verschieden ist, und zur Feststellung, ob es nötig ist, den Takt in eine Vielzahl von Abschnitten zu unterteilen, abhängig davon, ob die Bassnote geändert wird; zweite Mittel zur Bestimmung der Taktunterteilung zur Festsetzung verschiedener Akkord-Bestimmungszonen im Takt, zur Mittelung der Intensität jeder Note der Tonleiter für jedes Rahmenintervall in jeder der Akkord-Bestimmungszonen in einem Akkord-Bestimmungsbereich, der als Bereich spezifiziert ist, in dem Akkorde überwiegend gespielt werden, zur Aufsummierung der gemittelten Intensität jeder Note der Tonleiter für jede von 12 Tonlagen-Noten der Tonleiter, zum Teilen der Summe für jede der 12 Tonlagen-Noten durch die Zahl der aufsummierten Intensitäten, um die durchschnittliche Intensität jeder der 12 Tonlagen-Noten der Tonleiter zu erhalten, zur Normierung der durchschnittlichen Intensität jeder der 12 Tonlagen-Noten der Tonleiter in Bezug auf die kleinste Intensität, zur Berechnung der Euklidischen Distanz der normierten Intensität jeder der 12 Tonlagen-Noten der Tonleiter, zur Bestimmung, ob ein Akkord geändert wird abhängig davon, ob die Euklidische Distanz größer ist als „T" multipliziert mit dem Durchschnitt der Intensitäten aller Noten in allen Rahmen, und zur Bestimmung, ob es notwendig ist, den Takt in eine Vielzahl von Abschnitten zu unterteilen, entsprechend dem Ausmaß der Änderung des Akkords; und Mittel zur Bestimmung des Akkordnamens zur Bestimmung, wenn die ersten Mittel zur Bestimmung der Taktunterteilung und/oder die zweiten Mittel zur Bestimmung der Taktunterteilung feststellen, dass es notwendig ist, den Takt in verschiedene Akkord-Bestimmungszonen zu unterteilen, eines Akkordnamens in jeder der Akkord-Bestimmungszonen entsprechend der Bassnote und der Intensität jeder Note der Tonleiter in jeder der Akkord-Bestimmungszonen, und zur Bestimmung, wenn die ersten Mittel zur Bestimmung der Taktunterteilung und die ersten und zweiten Mittel zur Bestimmung der Taktunterteilung feststellen, dass es nicht notwendig ist, den Takt in verschiedene Akkord-Bestimmungszonen zu unterteilen, eines Akkordnamens in dem Takt entsprechend der Bassnote und der Intensität jeder Note der Tonleiter in dem Takt.