CN1516111A - 具有兼容软件模块的计算机化乐器 - Google Patents

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Abstract

计算机化乐器用包括软件模块的资源产生希望的音乐声音。其中初级存储器用选来执行产生所希望音乐声音的多种任何的一组软件模块加载。中心处理单元存取初级存储器执行存在其中的软件模块产生音乐声音。第二存储器临时存储设计执行各种任务的大量软件模块。当产生音乐声音的初始化时加载器操作根据预定标准检索第二存储器选出有效的最佳一组软件模块，加载选出的模块到初级存储器，以确保有效最佳地使用资源。

Description

具有兼容软件模块的 计算机化乐器
本发明是关于计算机化的乐器，该乐器通过加载软件模块而产生音乐以完成二级存储器件到初始存储器件的各种任务。进而，本发明是关于计算机化的乐器，该乐器通过扩展通用性能模仿现存电子乐器的音调产生系统。
现存在各种类型的包括高性能产品和低性能产品的电子乐器。通常的电子乐器使用随产品不同而不同的硬件和通常的随着特殊的产品而独立开发的软件。为不同的乐器独立地开发软件是很讨厌的事，通常的技术已经在JP-A-3-39995中公开了。在JP-A-3-39995公开的技术是这样的，指定所希望产品的模块码由跳线或开关加以登记。产品的CPU鉴别模块码，并且根据码执行数据处理。这样，公共的程序能被性能不同的多种产品使用。选择性地完成各种控制是可能的，例如仅在该功能被执行的产品中安装和演奏自动伴奏功能。该功能在不执行该功能的其它产品中就不能执行。然而，在JP-A-39995公开的技术具有缺点，控制程序是事先固定的，修改程序是困难的。例如，仅仅是涉及自动伴奏功能的软件必须被修改，仅仅修改那部分是不容易的。近而，在现有技术中，在具有不同性能的诸多产品中公共使用的程序存储在初级存储器中，这样使程序的不必要部分也能存储在初级存储器中。近而，公共使用的程序模块在现有技术中并不被考虑。例如，许多类似的程序被分别地开发，它们彼此之间并不兼容。
当今，各种类型的电子乐器投入实际使用，和各种声源(音乐音调发生器)为人所共知和使用在乐器中，在当今的产品当中，现存在着共同使用同样声源的一些电子乐器。然而，绝大多数乐器一般使用特定的声源，该声源随产品不同而不同。这样，在乐器中使用音调产生系统的组态和数据格式也随着产品不同而变化。为了取消这样的不方便性和为了改进演奏数据和音色数据的数据格式的兼容性，建立了GM(一般MIDI)标准。例如，由码指定音色的顺序已在GM标准中加以定义和MIDI仅被构成去选取类似的音色，甚至在该乐器中不支持的另一个音色码按照定义的音色顺序被指定时也是如此。然而，为特定平台产生的演奏数据和音色信息经常不与另外的一个台兼容，它们不能在另一个平台上完美地再现。这是因为声源硬件和其它部分的不兼容性造成的。不兼容的例子列在下面：
(a)在声源内使用的音乐音调合成方法在不同的产品中是不同的，这里有不同的合成原理，例如PCM，FM，和物理模型。
(b)声音操作装置不兼容，一声源可以提供各种操纵装置例如音调滤波器和混响(reverb)电路，如果声源缺乏操纵装置，这就很难象其它乐器一样合成同样的声音。
(c)在各种声源中控制参数的类型和数目不兼容，甚至类似控制参数在不同的平台使用，参数的控制范围能被限制，或不能完成替换。
(d)由于在平台之间的硬件不同，使得对应参数的实际效果是不同的，由于滤波方法或滤波维数不同，实际滤波器的效果(即截止频率)可以因平台不同而变化。
(e)控制声源的CPU程序是不同的，程序可以改变音调指定模型，音调的多音，控制定时等等。
如上所述，通常的电子乐器在硬件和软件方面受到大量限制和因而在兼容性和通用性方面是很差的。
为了解决上面指出的现有技术的缺点，本发明的第一个目的是完成容易修改软件并同时节约初级存储器，使得程序模块能被电子乐器不同模型所共同使用。
本发明的第二个目的是指供一音乐音调产生系统，使用该系统就可能在不同电子乐器中共享演奏数据。
本发明的第三个目的是提供一个音乐音调产生系统，通过该系统在音色特性上等同于在另一个乐器中产生的音乐声能被单一的处理器件所产生。
本发明的第四个目的是指供一个音乐音调产生系统，使用该系统为乐器特定模型创造的演奏数据能被转换为更通用的格式。
本发明的第五个目的是提供一个音乐音调产生系统，使用该系统为乐器特定模型创造的演奏数据能被编辑，这样克服了特定产品模型的限制，和能产生丰富多彩的音乐声音。
本发明的第六个目的是提供一个音乐音调产生系统，使用该系统数据转换能够精确地完成，使得为乐器特定模型创造的演奏数据能在乐器的另一个模型高保真地产生。
依照发明的第一方面，计算机化的乐器使用包括软件模块以产生所希望音乐声音的资源，该乐器包括可用一组软件模块加载的初级存储器，该组软件模块被选出以执行为产生所希望的音乐声音而需要的任务；一中央处理单元，用于存取初级存储单元以执行存在其中的软件模块来产生音乐声音；一第二存储器，临时存储指定执行各种任务的大量软件模块；一在产生音乐声音初始化时操作的加载器，用于根据预定的标准检索第二存储器以选择出有效的和最佳的软件模块，和把这样选取出的软件模块加载到初级存储器以此确保有效和最佳的使用资源。
近而，发明的使用包括软件模块以产生所希望音乐声音的资源的计算机化的乐器包括，可以用一组软件模块加载的初级存储器，该组软件模块被选出去执行产生所希望音乐声音所需的任务；一和初级存储器分开配置的第二存储器，用于临时存储被指定执行各种任务的不同类型的软件模块，一音乐声音产生的初始化时操作的加载器，用于检索第二存储器而选择出有效的和最佳的一组软件模块，和把选出的软件模块加载到初级存储器；和一中央处理单元，用于存取初级存储器以执行存在其中的软件模块来产生音乐声音，使得中央处理单元通过交换信息使软件模块相互通信以使一组软件模块集中在一块。
依发明的第二方面，构成计算机化乐器以模仿模型(model)电子乐器的一音调产生系统，该乐器包括一存储器，用于存储指示包括在模型电子乐器中的诸器件的器件信息和用于存储最初准备的要馈送到模型电子乐器的演奏信息；一处理器，用于从存储器恢复演奏信息，和用于处理恢复的演奏信息以产生事件信息，该事件信息命令产生一音乐音调，和一基于存储在存储器的器件信息操作的模仿器，用于模仿模型电子乐器的音调产生系统，使得模仿器响应事件信息而操作以产生出仿佛由模型电子乐器奏出的音乐音调，在特定的形式下，模仿器包括驱动器软件模块，用于模仿包括在音调产生系统的驱动器器件，使得驱动器软件模块控制音乐音调的产生。在另一个特定的形式中，模仿器包括一寄存器软件模块以模仿包括在音调产生系统中的寄存器器件，以便寄存器软件模块记住为控制音乐音调的产生而使用的控制参数。在近一步的特定形式当中，模仿器包括了一个产生器软件模块，用于模仿包括在音调产生系统中的产生器器件，使得产生器软件模块创造要被产生的音乐音调的波形，在另外进一步的特定形式中，模仿器包一单独的计算机，用于共同地模仿大量模型电子乐器的不同音调产生系统。
近而，本发明的计算机化的乐器被构成模仿由模型电子乐器产生的音色，它包括第一装置，用于建立基本音调产生系统；第二装置，用于提供由模型电子乐器的特定音调产生系统产生音乐音调的音色为特征的最初的音色信息；第三装置，用于转换所提供的最初音色信息为在基本音调产生系统内有效的等同的音色信息，和第四装置，用于提供命令音乐音调产生有效的事件信息，使得基本音调产生系统根据事件信息操作和根据等同的音色信息产生仿佛模型电子乐器的特定音调产生系统所创造的具有音色的音乐音调。在特定的形式中，第三装置包括任选的装置，用于反向地转换等同的音色信息为不同的音色信息，该不同的音色信息被指定在不同于第一前述的电子乐器的另一模型电子乐器中使用。在另一特殊形式中，第五个装置被手工地操作以重写等同音色信息值以修改由基本音调产生系统创造的音色。
依照本发明的第一方面的计算机化的乐器中，软件模块被加载到初级存储器，和由CPU执行以产生音乐声音，软件模块临时存储在第二存储器中，然后在乐器通电时，或在特定的用户输入指令时再加载到初级存储器。依据预先标准的一或多项确定要加载的模块。这样，音调产生系统为执行而建立起来，使得修改软件模块是非常容易，不需要的程序并不加载到初级存储器，和恰恰是所需的软件被加载进去。
在依照本发明的第二方面的安排中，指定要被模仿的电子乐器的器件信息和为被模仿的电子乐器的特定平台而创造的演奏信息的组合存储在数据介质中。然后，器件和演奏信息从数据介质中读出，命令音乐音调产生的事件信息按照演奏信息被产生。使用器件信息，这就可能使用发明的计算机化的乐器处理演奏信息。近而，依照器件信息建立音调产生系统，这就可能再现和模型乐器有等同特性的音乐声音，在发明的安排中，指定了要被模仿的电子乐器，当产生音乐声音命令时，音乐声音信号波形依照声音产生命令通过模仿指定的电子乐器声源的操作而被产生。依照产生的音乐声音信号波形再现音乐声音。这就可能以指定的电子乐器一致的方式处理演奏信息。在发明的安排中，音乐声音信号波形产生处理控制指定电的声源的处理器的操作，使得能够产生对应各种处理器的音乐声音信号波形。在发明的安排中，音乐声音信号波形产生处理模仿在指定的电子乐器的声源内存储大量控制参数的控制存寄存器的操作，使得按照控制寄存器的内容进行处理能为不同的电子乐器所共同使用。在发明的安排中，音乐声音信号波形产生处理模仿指定的电子乐器声源的音乐声音的产生的方法，使得按照各种方法操作的各种声源能够被非常精确地加以模仿。在本发明的安排中，音乐声音信号波形产生处理仅使用单一的计算机执行，使用该计算机可以模仿电子乐器的不同声源的操作，使得有可能使用不昂贵的安排模仿电子乐器的许多模型。
在发明的安排中，首先指定要模仿的电子乐器，被指定的第一电子乐器的第一音色信息被分配，然后音乐声音产生被命令，第一音色信息被转换为在第一电子乐器中模仿声源安排的基本音调产生系统中使用的基本的或等同的音色信息。然后，基本音调产生系统的操作被执行以声音产生命令而产生响应音乐声音信号波形。按照产生的音乐信号波形再现音乐声音。这样，为乐器特定模型创造的音色信息能被转换为更通用的格式，在发明的安排中，基本音色信息能够被转换为不同于第一电子乐器的第二电子乐器的第二音色信息，使得为乐器的特定模型创造的特殊的音色信息能够高保真度地转换以供乐器的另一个模型所使用。在发明的安排中，基本音色信息的值按手工操作装置加以编辑，使得最初为乐器特定模型创造的音色信息能被自由地编辑，这样克服了特定模型的限制，能够产生丰富多采的音乐声音。
图1是按照本发明的第一实施例的电子乐器的示意性方框图。
图2给出了在图1硬件结构上的软件结构的方框图。
图3给出了存储在第二存储器的软件模块的实例。
图4给出了软件模块的属性信息的一实例。
图5的流程图给出了乐器的接收器程序。
图6的流程图给出了主模块的操作。
图7的流程图给出了每一个软件模块的操作。
图8详细的流程图给出了加载声源的过程。
图9A和9B的详细的流程图给出了分配器资源和自动伴奏资源的加载过程。
图10的详细的流程图给出了自动演奏资源的加载过程。
图11的音乐音调产生系统的示意性方框图作为本发明的第二个实施例。
图12给出了本发明第二实施例中装配的软件的层结构。
图13A-13D给出了在本发明第二实施例中采用的数据结构。
图14A和14B给出了在本发明第二实施例的显示器件的荧光屏上显示的显示实例。
图15A和15B的流程图给出了在本发明的第二实施例中执行的控制程序。
图16A-16C的流程图给出了在本发明的第二实施例中执行的控制程序。
图17A和17B的流程图给出了在本发明的第二实施例执行的控制程序。
图18的流程图给出了在本发明第二实施例中执行的控制程序。
图19的时序图给出了本发明的第二实施例的操作。
此后，本发明的实施例将参照附图加以描述。图1的示意性方框图给出了依本发明第一实施例的电子乐器的硬件结构。该乐器包括中央处理单元(CPU)101，只读存储器(ROM)102，随机存取存储器(RAM)103，MIDI(乐器数字接口)接口104，声源105，声源105的接口106，操作器件107，操作器件107的另一个接口108，第二存储器109和声音系统110。这些硬件模块通过总线111彼此相互联接。
CPU101控制电子乐器的整个系统，参看流程图将在后面详细描述CPU101的操作。ROM102存储着接收程序(图5)，这些也在以后加以描述。各种软件模块加载在初级存储器即RAM103内。各种软件模块临时地存储在第二存储器109内。作为例子，第二存储器109可以由硬磁盘机构成。
声源或音调产生器105通过接口106接收来自CPU101的命令，和产生音乐声音信号。声音系统110声学地再现由声源105产生的音乐声音信号，在该实施例中，声源105是使用硬件模块实现的。然而，声源105可以使用软件模块加以实现。
操作器件107可以由各类的手动输入硬件例如具有按键的并且由用户演奏的键盘构成。由操作器件107馈入的输入信息通过接口108送到CPU。外部的MIDI乐器能够连接到MIDI接口104。
图2给出了完成图1所示硬件结构的软件结构的方框图，该软件结构包括键盘驱动器模块201，自动伴奏ABC：自动低音和谐音)模块202，自动演奏(SEQ：定序器)模块202，MIDI接口模块204，通讯讯道模块205，分配器模块206，和声源驱动器模块207。每一个软件模块由第二存储器109加载到RAM103，和由CPU加以执行。
键盘驱动器模块201实际上是指定给包括在操作驱动107内的控制键盘的控制程序。自动伴奏(ABC)模块202被执行去演奏自动伴奏的特定任务。自动演奏(SEQ)模块203控制着自动演奏。MIDI接口模块204是控制图1所示的MIDI接口104的软件模块。分配器模块206执行分配或指定声源的音调产生讯道每一个由声源所接收的音符(note-on)命令，声源驱动器模块207是控制声源105的驱动器软件，和按照从分配器模块206来的命令执行音符命令。
通讯讯道开关模块205开关在各种软件模块之间的信息交换路径。实际上，通讯讯道开关模块205是由主模块(图6)执行的。例如，通讯讯道开关模块205执行的开关任务包括：
(1)在接收到从键盘驱动器模块201的键压信息时，开关模块205发出信息到分配器模块206。
(2)在接收到伴奏和谐音的键压信息时，开关模块205发送信息到自动伴奏模块202。
(3)在接收到自动伴奏模块202的自动伴奏的音符命令时，开关模块205发送命令到分配器模块206。
图3给出了临时存储在电子乐器的第二存储器109内的以各种软件模块的形式的软件资源。这些软件模块中选出的一些从第二存储器109中加载到RAM103以构成在图2所示的软件结构，该软件结构包括了有效的和最佳的一组软件模块。
在图3中，主模块被选取作为通讯讯道开关模块205，和控制着软件模块之间的信息交换。单个的键盘驱动器模块302被选取作为图2结构的键盘驱动器模块201。ABC模块303被选取作为自动伴奏(ABC)模块202。当ABC模块303加载到初级存储器时，ABC发动机(engine)和ABC模型作为子模块也应加载到初级存储器。子模块汇总到较高层次模块的低层次模块，并且在操作上依赖较高层次的模块。号304和305分给两种类型的ABC模型子模块。号306至308分给三种类型的ABC模型子模块，ABC模块303，两个ABC发动机子模块304，305中的一个或二个，三种ABC模型子模块306-308中的一个或者多个有选择地加载到初级存储器以构成图2示出的合成的自动伴奏(ABC)模块202。
号309和310分给两种类型的自动演奏(SEQ)模块。号311至313分给三种类型的格式转换器，该格式转换器是隶属SEQ模块下的子模块。自动演奏数据的格式可随模式和乐器制造商不同而变化，所以适当格式转换器应当被选取以翻译自动演奏数据的一种格式为能由SEQ模块处理的另外一种格式。两种SEQ模块309和310中的一个和三种格式转换器311-313中的一个或者多个被选取以确定图2给出的自动演奏(SEQ)模块203。在个别情况下，如果SEQ模块能够直接处理自动演奏数据的最初的格式，就可以不需要格式转换器。
号314和315分给两种类型的分配器模块，分配器模块314和315中的一个被选取作为图2中所示分配器模块206、号316和317分给两种类型声源驱动器模块316和317，声源驱动器模块316和317中的一个或二个被选取作为声源驱动器模块207。特别地，声源驱动器模块316被指定为波形存储器只读出型声源，和另一声源驱动器模块317被指定为物理模型类型的声源。
在该实施例中，在图3给出的各种软件模块被临时地存储在第二存储器109中。根据乐器加电或用户指令输入，适当的软件模块有选择地加载到初级存储器即RAM103中以建立电子乐器。加载器安装在乐器中和当音乐声音产生初始化时操作，通过按下述标准检索第二存储器以选出有效的和最佳的一组软件模块：
(1)检查装备的硬件，加载器选取相应装备的硬件的模块。例如，在检测安装在乐器中的声源板后，如果一波形存储器只读型声源被配备，相应的声源驱动器模块316被选取和被加载。即，加载器依照物理标准进行操作，以检查包括在乐器资源的硬件模块以确定在产生音乐声音使用有效的硬件模块，和选出对应确定的有效硬件模块的有效的软件模块。
(2)如果这里存在着执行类似类型任务的诸多软件模块，加载器选出具有较高性能或具有较新时间章(stamp)的一个。即，如果第二存储器存储着执行实质一样的任务但是具有不同程序的性能和不同的创造年龄的两个或多个类似软件模块时，加载器按照性能指标操作，以选出具有最高级的性能和最小创造年龄中的一个的类似软件模块中的最佳的一个。
(3)如果软件模块需要几个子模块，加载器寻找在第二存储器中存在的多个子模块。然后，加载器选出其子模块存在在第二存储器中的软件模块。即，加载器按照集总的标准进行操作，如果仅当必不可少的软件子模块也存储在第二存储器时，加载器一块选出一软件模块和一个或多个必不可少的软件子模块。
(4)就信号流到特定的软件模块而如果同一软件模块不是不可以避免的话，加载器并不加载软件模块下级。即，加载器按照连续标准操作，以选取相对于另一个软件模块而位于数据处理流上游的一软件模块，尽管所说的另一软件模块是存储在第二存储器中也是如此。
(5)加载器并不选取不兼容的模块和其它模块组合。即，加载器按照兼容地标准选取进行操作，反当该模块与从第二存储器选出的其它软件模块兼容时，加载器才选取该模块。
第二存储器109冗余地存储各种软件模块。然而，第二存储器的每位的价格是便宜的，所以花费不了多少就能存储不被使用的诸多模块。另一方面，初级存储器(RAM)的存储价格是贵的和存储容量是有限的。这样，依照本发明，根据加电或用户命令输出，适当的软件模块从第二存储器加载到RAM，以建立电子乐器。
图4给出了软件模块属性信息，根据上述的标准(1)至(5)，加载器的属性信息被参考，以确定是否模块被加载。属性信息包括在所有软件模块中公共的通常部分，和特殊部分。在图4中，号401分给声源驱动器模块属性信息的通常部分。信息模块姓名指出了模块的姓名，版本号指定的版本的号数，创造日期指定了模块创造的日期，模块类型指定了诸如主模块，键盘驱动器模块和ABC模块的模块类型。分配器模块，ABC模块，和SEQ模块属性信息的通常部分402-404和声源驱动器模块属性信息401的结构相同。
声源驱动器模块属性信息号405指定信息Tg类型为由驱动器所支持的声源的类型，例如波形存储器只读类型或物理模型类型。
号406指出了分配器属性信息的特殊部分。信息Max ChNum指定了分配器模块能够控制的音调产生讯道的数目，BasicAlgorithm指定了讯道指定(即数据到达次序的优先权)的基本算法，AbCAwart是识别是否模块有个检测自动伴奏声音信号和指定它的设备的标志，SeqAware是指定是否模块有个检测自动演奏声音信号和指定它的设备的标志，和MultiBware是指定是否模块有个检测多键盘的较上或较下区域被操作的设备的标志。
号407指定了ABC模块属性的特殊部分。信息StyleNum指定了自动伴奏风格的数目，VariationNum指定了自动伴奏变化的数目，和AcceptChordType指定了在自动伴奏中使用和支持的和谐音的数目。
号408指定了SEQ模块属性信息的特殊部分。输入信息TrackNum指定了自动伴奏音轨的数目，SeqFormat指定了自动伴奏数据的数据格式。
号409至412分别指定了由每一个模块可接收的信息表和包括在声源驱动器模块，分配器模块，ABC模块和SEQ模块的属性信息的特殊部分内，在该实施例中，软件模块之间的接口是统一的以改进模块之间的兼容性。即，信息通路方法被使用。可接收的信息表409至412指示能被每一个模块接收和处理的信息。通过存取信息表，系统可以获得在诸模块中执行的详细的设备的知识。通过在模块之间的接口使用信息通路方法，软件模块的兼容性能够极大地改善。即，CPU通过交换信息能使诸软件模块相互通讯以共同执行加载在初级存储器内的一组软件模块。
现在，由每一个模块处理的通讯信息的例子将在下面描述。
(1)由声源驱动模块可以接收或可以采纳的信息，根据接收信息引入的过程
(11)GetTgInfo()：得到关于声源的各种信息。
(12)GetToneColorList()：得到由声源创造的声调色(tone color)表。
(13)GetToneInfo(ToneColorNum)：得到特定音调色的信息。
(14)GenerateTone(ToneInformation)：根据音调信息合成音符或产生音调，该音调信息指明音调产生指令。
(15)DumpTone(Toneinformation)：按照音调信息排放音符
(16)GetChannelStatus(ChannelNum)：得到对应讯道号的音调产生讯道的状态。
(2)由自动演奏(SEQ)模块接收的信息，和由同一模块按照接收的信息执行的步骤
(21)StartAllTrack(SongNum)：开始放对应歌曲号的歌曲数据。
(22)StartSpecificTrack(SongNum TrackInfo)；开始放对应歌曲号的歌曲数据的特定的音轨。
(23)StopAllTrack()：停止记录/放所有音轨。
(24)StopSpecifiTrack(SongNum，TrackInfo)：停止去记录/放一特定的音轨。
(25)Pause()：暂停记录/放所有音轨。
(26)RecardAllTrack(SongNum)：开始记录所有音轨。
(27)RecordSpecificTrack(SongNum，TrackInfo)：开始记录一特定音轨。
(28)MoveSongPointer(SongNum，Location)：移动地址指针到特定歌曲数据的指定的地址位置。
(3)由自动伴奏(ABC)模块接收的信息，和执行对应信息执行的步骤。
(31)SetAbcType(AbcTypeInfo)：按照Abc类型信息建立自动伴奏。
(32)ExpandAbc(ChordInfo)：按照和谐音信息产生自动伴奏模型。
(33)GetAbcStyle()：得到可获得的自动伴奏风格表。
(34)GetAbcType()：得到可获得的自动伴奏类型表。
(4)由分配器模块接收的信息，如按照接收的信息执行的步骤。
(41)GetChanneMaxNum()：得到音调产生讯道的最大数目。
(42)GetIdleChannel()：得到空闲或可获得的音调产生讯道的信息。
(43)AssignChannel(ToneInformation)：分配音调信息到一空闲的音调产生讯道。
(44)Truncate(TruncateAlgorithm)：按照缩短的算法缩短一特定的音符。
现在，依照第一实施例的电子乐器的操作结合图5至10的流程图详细地加以描述。图5流程图给出了系统的引导过程，引导程序存储在ROM102中，和在加电或按照用户的命令，即复位命令下启动。首先，在步501，CPU101把图3所示的主模块301从第二存储器加载到初级存储器。在步502，主模块开始被引用或开始被使用。
图6的流程图给出了在步502引用的主模块的操作。主模块顺序地加载各个软件模块从对应系统数据流的下游到上游。诸软件模块有选择地从第二存储器109到初级存储器RAM103。在步601声源资源被加载。然后，在步602，分配器资源被加载。资源加载以后参看图8和9A加以解释。在步603，操作资源被加载。在该步，图3所示键盘驱动器模块302被加载，和其它涉及各种操作硬件的驱动器也同样被加载。在步604，功能或应用资源被加载。在该步，自动伴奏资源和自动演奏资源被加载，和资源加载参照图9B和10在以后加以解释，在步605，按口资源(I/F)例如MIDI驱动器模块被加载。
在步606，主模块通过存取资源表建立资源联接。资源表分配在RAM103中以存储在步601至605加载的软件模块的名称和类型，通过存取资源表，主模块识别哪一个模块当前被加载了。在步606建立资源联接状态，信息通路被建立，通过信息通路的建立通讯信息在加载的诸模块之间交换。
在步607，每一个资源被引用。然后，通过步608形成程序环以观察MIDI事件，在步609，对应当前事件的信息被传送给有关的模块。例如，根据键盘的操作，一键压事件在步608被检测，和对应键压信息事件的信息被颁布。即基于伴奏键的操作，键压信息传送给自动伴奏模块。否则，根据一正常的键操作，键压信息传送给分配器模块。
图7的流程图给出了每一个模块的操作。根据接收到的在步607中产生的引用的命令，每个模块执行在图7中的步骤，在步701收到任何信息，在步702执行对应收到的信息的处理，其它的处理可以在703中完成，需要传送的任何信息可在步704中发出。然后步骤返回到步701，和同样的步骤被重复。例如，在ABC模块中，根据在步701从键盘接收到的和谐音键压信息，ABC模块扩展输入的和谐音模型到自动伴奏音符模型。在步703，ABC模块执行其它步骤，和然后发出扩展的伴奏音符到分配器模块。
图8详细流程图给出了在图6步601内引入的声源资源的加载步骤。在步801，CPU通过检查连接硬件接口的任何声源来检测是否存在还未处理的声源。在所有的声源被处理后，程序通过802返回，如果这里有任何没被处理的声源硬件，程序到步803。在步803，声源的类型(例如波形存储只读类型或物理模型类型)存储在寄存器TgType。寄存器TgType是工作寄存器，和不同于存储在第二存储器的在图4中的声源驱动器模块给出属性信息TgType。在步804，CPU检测由在第二存储器109的寄存器TgType指定的块源驱动器模块的存在。通过从第二存储器读出声源驱动器模块的属性信息TgType和把读值和工作寄存器TgType的值加以比较，以检索相应的声源驱动器模块而完成检测任务，在步804中，如果检测出，任何相应声源驱动器模块存在在第二存储109的HD中，程序到步805。如果没有发现任何声源驱动器模块，程序返回到步801。在多个驱动器存在的情况下，性能最高的和时间章最新的一驱动器在步805中选出。通过存取性的版本号和创造时间可以检测驱动器模块的能力和年龄。在步806、选出的声源驱动器模块的名称和类型TgTypo寄存在资源表内，在步807，选取的声源驱动器模块从第二存储器109加载到RAM，和程序返回到步801。
图9A的详细的流程图给出了图6的步602示出的分配器资源的加载步骤。在步901，CPU进行初步检测例如存储在第二存储器109内的ABC和SEQ模块的应用软件模块。存储在第二存储器109的分配器模块可以从能够指定自动伴音音符或自动演奏音符的高性能版本和可以分正规的键音符变化为仅有能力指定一接收的键码的低性能或简化的版本。然而，如果根本不存在ABC或SEQ模块，加载高性能分配器模块恰恰是浪费了RAM103的存储能力。在该情况下，低性能分配器恰恰是做这样的工作。这就是在步901为什么进行初步检查的原因。在步902，存储在第二存储器109的分配器模块被检查。在步903，要被加载的分配器模块被确定。特别在该确定中，所需的分配器的性能级别被确定作为步901内的初步检查的结果。然后，具有该级别的分配器在第二存储器109中被检索。如果多个分配器被检出，具有最高性能和最小年龄的最佳分配器模块被选出。在步904中，选出分配器模块的类型被存储在工作寄存器AsType中和名称和类型AsType被寄存在步905中的资源表内。在步906，选出的分配器模块从第二存储器109加载到RAM103，于是程序完成了。
图9B详细的流程图给出了图6的步604示出的自动伴奏资源的加载步骤。在步911，检验存储在第二存储器中的ABC发动机，和然后在步912检查存储在第二存储器109内的ABC模块，在步913，选出具有最高性能和最新时间章的模块和子模块的组合以确定在检验时发现的ABC模块和ABC发动机的兼容的组合。在步914，选出的ABC发动机的类型存储在工作寄存器AbcType。在步915，名称和类型AbcType被寄存在资源表内，在步916，选出的ABC模块和ABC发动机从第二存储器109加载到RAM103。近而在步917，可供选出的ABC发动机使用的ABC模型DB(数据库)从第二存储器109加载到RAM103。在个别情况下，可以加载两个或多个ABC模型子模块。
图10的详细的流程图给出了在图6步604执行的自动演奏资源的加载步骤。在步951，存储在第二存储器109的SEQ模块被检验。如果检验出多个SEQ模块，在步952中选出具有最高性能和最小年龄最佳模块，在步953，与选出SEQ模块兼容的自动演奏数据的数据格式的信息存储在工作寄存器SeqFormat。在步954，选出的SEQ的类型存储在工作寄存器SeqType。在步955，名称和类型SeqType被登录在资源表内。在步956，选出的SEQ模块从第二存储器109加载到RAM103。近而在步957中，与由工作寄存器SeqFormat指定的格式的自动演奏数据兼容的格式转换器子模块从第二存储器109加载到RAM103，和程序结束，在个别情况下，两个或多个转换器模块可以被加载初级存储器。
根据第一个实施例，修改软件模块是非常容易的。例如，通过仅仅是存储定序器的新版本到电子乐器的第二存储器，使旧版本的定序器程序能够容易地更新为新的版本。在加电或重置系统时，定序器程序的新版本自动地加载到初级存储器，本发明可以应用到多用途的计算机系统，该系统在广义下可以称为电子乐器。例如，本发明可以应用到配备声源板和硬盘的多用途计算机系统。在接收到用户命令放音符时，这就可能把上述的软件模块存储在第二存储器中，和去选取，加载，和执行适当的软件模块、通过便携式存储介质例如软盘软件模块能容易地分配，和能够复制到硬盘。
如前所述，根据本发明的第一个方面，软件音调产生系统是自由地建立，使得修改软件模块是非常容易的，由于需要的软件模块是有选择的从第二存储器加载到初级存储器，不必要的程序并不加载到初级存储器，这样避免了存储容量的浪费，软件程序能与模块为单元分配，模块之间的通讯通过信息传送方法完成，使得相同的程序模块在不同的产品中共同使用，这些不同的产品在软件技术要求上是彼此相互不同的。这样，就有可能取消现有技术的缺点，即，程序不能容易地被替换，甚至新的程序和旧的程序之间有共同的设备、部件。在本发明中，通过使用信息传送方法，程序间的接口是统一的，使得通过更新软件模块而容易地改进乐器的性能，和通过增加软件模块容易地增加设备部件数，由于根据本发明每一个程序被打包为模块，仅仅需要的软件能够相互组合。数据例如ABC模型能够以软件包的形式被公共地使用。
本发明第二实施例的细节将参照附图加以详细地描述。
A1.硬件
依本发明第二实施例的音乐音调产生系统的硬件结构将参照附图加以描述。依第二实施例的音乐音调产生系统是在一般用途计算机例如个人计算机上实现的。在图11中，标号1001指示输入装置例如键盘和鼠标工具。标号1002表示显示器，该显示器显示通过总线1012分配的信息。标号1003表示硬盘驱动器，该驱动器存储操作系统软件，各种应用软件，软件使用的数据和等等。标号1009表示依照以后描述的控制程序控制其它器件的CPU。标号1007表示MIDI接口，通过该接口MIDI信号和外部部件进行交换。根据从外部器件收到的MIDI信号，MIDI接口1007中断CPU1009。标号1008表示产生时间信息的定时器，标号1010表示ROM，该ROM存储各种程序和数据例如初始程序加载器和由显示器显示的字符铅字。标号1011表示RAM，该RAM能被CPU1009存取以读/写数据。标号1004表示从RAM1011的预定区域读出存储的数据和通过DMA中断CPU1009再现数据的再现器件。标号1005表示把由再现器件1004产生的数字声音数据转换为模拟数据的转换器，标号1006是依照模拟声音信号再现音乐音符的声音系统。
A2.任选的硬件
附加到上述列表的器件，任选的硬件可以附加到系统
(1)MMU1013
AMMU(算术操作单元：协同处理器)1013能被附加到CPU1009。
(2)DSP板1014
在该实施例中，再现器件1004能由DSP板1014所取代。DSP板1014配置有以高速管道处理执行算术操作的DSP(数字信号处理器)1014a，波形存储器1014b，和延迟存储器104C。
A3.实施例的层结构
依本发明第二实施例的音乐音调产生系统的硬件和软件的层结构将参照图12加以描述。在图12中，第一层是由硬件例如CPU1009组成的物理层。第二层至第六层是由CPU执行的软件组成的逻辑层。第二层是由包括子程序的信号处理模块组成以执行最初的信号处理例如算术操作四规则，位移和延迟。第三层是由基本声源模块或基本音调产生器模块组成，通过按照各种方法使用信号处理模块去产生波形数据。声源模块将在下面解释。当前，这现存在着按照各种方法合成波形数据的各种声源器件，包括主要三种方法类型如下：
称为“PCM声源”的一声源通过读出存储在存储器的音乐声的采样的波形数据和通过转换波形数据为模拟信号来合成声音。
称为“FM声源”的一声源包括大量操作器或振荡器，通过用其它操作器的其它输出诸信号频率调制一操作器的输出信号或者使多个操作器的输出信号相互叠加来合成模拟声信号。
称为“物理模型声源”的一声源通过模拟声学乐器性能以产生数字声音数据和通过转换该声音数据为模拟信号来合成声乐声音。
这里还有其它的方法在声源器件中产生音调，包括高频合成方法，共振峰合成方法，振铃调制方法等等。
在该实施例中，装配了软件模块1031至1033以按照上述的基本方法产生声音数据。PCM声源模块1031完成包括在那类的含有滤波器的离散PCM声源器件的电路方框的基本操作，和每一个操作是由包括在第二层的称为初始信号处理模块1020执行的。FM声源模块1032执行含有六个操作器的离散FM声源器件的基本操作。物理模型声源模块1033完成或模仿管乐器物理模型的基本操作。物理模型声源模块的算法随要被模拟的实际的乐器的种类而变化。因此，多个物理模型声源模块1033被要求去模仿物理的乐器。此外，如上所述，这里存在着合成音乐声音的各种基本方法，尽管基本方法是相同的，实际合成的算法稍微地不同，这取决于安装在要被模仿的电子乐器内的声源LSI芯片。声源模块1031至1033配备有尽可能精确地模仿各种声源LSI芯片的基本操作的各种算法。
在第四层，伪声源1041至1045被提供以模仿各种声源LSIs。伪声源1041至1045通过命令选择，组合，或扩展在声源模块的基本算法中使用的各种控制参数。由声源模块产生的音乐声信号的的特性并不仅仅依赖声源LSI的硬件组配，而且还依赖声源LSI的控制程序。控制程序最初设计为控制电子乐器的一特殊模型，和由于软件的不同而变化。这样，在第五层，这里提供了声源驱动器1051至1055。声源驱动器1051至1055模仿控制相应声源的LSI芯片的CPU的操作，和命令伪声源1041至1045模仿LSI芯片的内部处理，使得声源或音调合成器完全地被模仿。在要被模仿的模型音调产生系统包括多个声源LSIs的情况下，多个伪声源1041至1045能够被调入。
第六层配备有应用软件1061至1065例如定序器，游戏和安排软件。软件1061至1065选取声源驱动器1051至1055中的适当的一些以按照以后描述的算法产生音乐声音。如果提供任选的DSP板1014，涉及第一至第三层的处理由DSP板1014执行。
A4.数据格式
演奏数据的文件格式
在第二实施例中使用的各种数据格式参照图13A-13D加以阐述。图13A给出了演奏数据文件，该文件存储在硬盘1003中。在图13中，标号1101表示位于演奏数据文件顶部标题。1101记录信息例如被模仿的声源的类型，由演奏数据表示的在歌中使用的音调的数目和内容，音色码等等。涉及被模仿的声源的信息包括：
(a)被模仿的电子乐器的类型。即，涉及PCM声源，FM声源，物理模型声源等等的类型。
(b)被模仿的电子乐器的声源LSI的模型码，一个或多个模型码被指定。
(c)被模仿的电子乐器的模型码。
这些数据共同参考为器件信息，该信息要包含在被模仿的模型电子乐器的音调产生系统中的器件。
标号1102表示声源参数字段，在该段中为每一个音色记录控制参数。一般而言，音色控制参数的格式随乐器不同而不同，在该实施例中，记录在声源参数字段中的控制参数的格式取决于声源的类型。该格式与要被模仿的电子乐器声源控制参数的最初格式一致。
标号1103表示波形数据字段，在该字段中波形数据被记录以制造音乐声音的所希望音色。在要被模仿的乐器是PCM声源的情况下波型数据可以是采样数据，或者在要被模仿的声源是物理模型类型的情况下波型数据可以是非线性函数表，具有采样值的数据存储在表地址中。标号1104表示顺序数据字条，在该字条中歌曲的事件数据顺序地加以记录，顺序数据1104的格式和MIDI数据文件的格式一样。
(2)声源参数和波型数据。
存储在RAM1011的各种数据格式将参看图13B-13D加以解释。
在13B中标号1120表示波形数据字条，在该字条中大量波形数据WD被记录。标号1110表示包括被分为16部分的声源参数PD1，PD2，…PD16的声源参数字条，每个声源参数字条记录着各种参数以产生各种声音。一组声源参数在该图的展开形式中给出。在该实例中，要被模仿的乐器的声源是PCM声源，该参数包括了指定波形数据中的一个的波形指定数据。波形指定数据根据音色寄存器的内容而不同的，波形数据的数目可以是声源参数的几倍。
(3)输入缓冲器
如在图13C中所示，标号1130表示输入缓冲器，该缓冲器存储通过MIDI接口1007输入的MIDI数据或从软盘1003加载的顺序数据1104的内容。输入缓冲器1130按时间系列存储事件数据ID1，ID2，ID3…，当前事件数据的数目存储在输入缓冲器的顶部地址中。每一个事件数据ID1，ID2，ID3…包括一个事件信息(音符开始，或音符结束)和指示当事件已经开始的定时的时间信息。
(4)声源寄存器
标号1140表示在图13D中给出的声源寄存器。声源寄存器1140具有“32”个音调产生讯道。声源寄存器的一个讯道作为实例以扩展的形式给出，其中，要被模仿的乐器的声源是PCM声源，声源寄存器的每一个讯道记录着指定给讯道的音符数，在波形数据字条1120中指定波形数据中的一个的波形指定数据，和其它处理声源的数据。声源寄存器的内容可以是不同的，这取于于等同于在要被模仿的乐器中所提供的伪声源的类型。
B1.引导和初始化系统
第二实施例的操作将在下面加以解释，记算机化的音乐音调产生系统按照预定的操作系统和壳程序(窗口系统)加以运行。壳程序在显示器1002产生各种插画。如果用户使用鼠标“咔嚓”选出对应音乐音调产生程序的插画时，窗口1200在显示1002上打开，如图14A所示，操作系统的核心为第二实施例的音乐音调产生系统分配预定的资源(存储器和时间分隔法)。然后，音乐音调产生系统的主程序被调用，这如图15A所示，预定的初始化在步SP1完成，在步SP1，列在下面的步骤被执行。
(1)加载初始的文件
硬盘1003的预定的目录提供定义音乐音调产生系统初始化内容的初始文件，初始化文件的内容列表如下：
(a)DSP板1014的存在/缺乏，如果DSP板存在，它的类型名称。
(b)省缺声源驱动器，省缺伪声源，和省缺基本声源模块的类型。
(c)设置省缺声源驱动器，省缺伪声源，和省缺基本声源模块。
(d)指定初始化文件的省缺目录。
(2)设置省缺声源驱动器，省缺的声源，省缺基本声源模块。
在步SP1，按照初始文件的内容，省缺声源驱动器，省缺伪声源，和省缺基本声源模块从硬盘被加载。这些资源的建立可以由用户的输入或演奏数据加以修改。建立声源驱动器，伪声源和基本声源模块的细节在以后描述。
(3)其它的初始化
在步SP1中，上述的步骤，各种初始化包括设置各种控制参数的初始值完成以后。
B2.主循环
在初始化以后，步骤进到步SP2。在步SP2，输入缓冲器1130被存取以检查是否新的MIDI数据通过MIDI接口1007到达。如果没有MIDI数据到达，程序进到步SP4。在步SP4，开关事件的发生被检测。开关事件包括在窗口1200内的鼠标操作事件，和在窗口1200激活时的情况下的键盘事件。如果没有开关事件，程序进到步SP6，在步SP6，标志RUN被测试，是否标志是“1”。标志RUN指示是否自动演奏按照存在硬盘1003中的演奏数据当前被执行。如果没有自动演奏在处理中，标志RUN是“0”，那么处理步进到步10。在步SP10，图18所示音调产生处理子程序被调用。然而，如果声源寄存器1140根据根本不包含任何数据，那么音调产生处理子程序实际上什么也不做，音调产生处理子程序的细节将在以后描述，在随后的步SP11中，各种其它的处理被完成，步SP2至SP11的主循环被重复。
B3.MIDI事件处理
根据通过MIDI接口1007接收到的事件数据，CPU109的中断信号被产生，使得在图5B给出的MIDI接收中断程序被调用。根据调用的程序，程序步进入到步SP21，那里接收的MIDI数据从MIDI接口1007加载到RAM1011的预定的范围。在步SP22，定时信息从定时器1008中读出，接收的数据和定时信息写在输入缓冲器1130端。与此同时，在输入缓冲器1130顶部的输入事件计数器加1。在上述的步都做完时，程序返回到中断前执行的程序。
在返回参看图15A，在主循环的前述步骤之后，如果程序带有新接收的数据再次进入步SP2，程序又分枝到步SP3。在步SP3中，根据新收到的数据，合成音乐音调所需的音符数，音符开始和其它各种的数据写入声源寄存器1140。在接收的数据是音符开始的情况下执行的处理现参考图17A和17B详细描述。在图17A的步SP61中，音符数，速度和音色码tn(“n”是对应相应音色的部分数‘1’至‘16’中的1个)分别寄存在变量NN，变量VEL，变量tn中。然后，在步SP62中，在当前选出的声源驱动器DP(a)(在第五层中的子程序)中的涉及音符开始的处理被执行。特别是，图17B的子程序被调用。
在图17B的步SP71，声源寄存器空闲声调产生讯道分配给音符开始事件，如果两被模仿的声源这种类型，一音调是由两个声源合成的，则分配二个声道、在步72，按照音符数和速度等等处理最初的参数PDn(“n”是部分数)。在步SP72中，乐器的音调不仅随强度而且随音色变化。近而，音色可以根据操作速度变化。例如，钢琴的音调可以由压琴而变化。这样，在通常的声源中，按照音符数或速度，声源参数可以适当地加以调整。类似地，在该实施例中，使用类似于要被模仿的通常声源的算法可以修改声源参数，在步SP73中，处理的声源参数和音符开始事件的定时被存储在事先分配的音调发生器讯道内。“音符开始定时”寄存是第二实施例显著特征之一，并且从未在现有技术中公开过，这就是为什么“音符开始定时”寄存将在后面描述的原因。在步SP74中，音调开始被寄存到所分配的讯道。在上述的诸程序都被处理完以后，程序通过音符事件处理子程序返回到主循环。根据音符截止，音调带等等的发生，类似的程序被执行如同主要被模仿的模型声源中。各种被寄存到分配的声源寄存器。在一些事件处理中，执行“音符开始”寄存和这就把要被模仿的真实声源和计算机化的声源加以区分。
B4声调产生处理
(1)声调产生处理的方法
回过来参看图15A的步10，当一些数据写入声源寄存器时(换句话，特定音符产生讯道分配给一些音符事件)，真实的发声在音调产生处理子模块中被执行。在阐述音调产生处理子程序之前，参照图19描述基本操作方法。按照寄存在声源寄存器1140中的事件数据需要各种波形处理程序以产生音乐音调。然而，为每一个事件发生执行波形处理程序可能不时造成麻烦。当波形操作处理为一事件执行时而另一个事件发生了，多个事件应在同时通过平行处理加以处理。这种情况可以造成每一个事件处理时间的变化，和可以破坏声音再现的质量。这样，在本实施例中，由于处理所需时间的延迟被平均或被补偿以取消处理时间变化的坏效果。为此原因，所有波形处理过程共同的在每一个周期Tp中执行。如图19所示，波形操作处理被顺序地周期地按照定时t1，t2，t4和t5去做。虽然波形操作处理所需的单独的时间TC是不同的，时间TC的最大值定义为TCMax。此外，如前所述，声音再现器件1004不时地中断CPU1009，以从RAM1011中读出处理的波形数据，和转换该波形数据为再现的声音信号。再现器件1004的存储器的存取在恒定的TC间距下是连续地和间断地受到影响。这样，波形数据存储的地址和声音信号的真实音符开始定时在特定的关系下是相互对应的。依此，真实音符开始定时是被TD(TD≥TP+TCMAX)所延迟。换句话说，对应着延迟的音符开始定时，处理的波形数据被写入地址。这样，在时间间隙从t1到t2的时间内如果发生音符开始事件，那末在t3之后执行事件的真实音符开始。通常，延迟时间TD近似设置为0.1秒。由于如何设置恒定的间隙TP延迟时间可以变化，这就可能缩短合成的波形数据存取间隔TP和设置延迟时间T0为大约0.01秒，使得尽管他或她手动地操作连接在MIDI接口1007的乐器演奏者并不感到非自然的响应。如前所述，这就要求寄存器调整或后处理声源参数，和在声源寄存器内的“音符开始定时”。这就要求精确地执行音调产生处理。在本实施例中，事件发生的定时应当被检测以取代在延迟时间TD过去后定时音符开始以响应事件的发生。换句话说，在该实施例中的声源寄存器是唯一的，在该寄存器中它不仅模仿要被模仿的声源LSI的离散的寄存器，而且还要回忆事件发生的定时信息。
(2)音调产生处理的细节
通过调用属于第四层的子程序完成音调产生处理。处理的一实施例见图18。在图18的步81中，声源寄存器1140的内容被检索。在步SP82通过参看步SP81的检索结果进行测试看是否有新的数据在任一寄存器间隔内寄存在音调产生讯道内。如果新数据寄存在步SP82中被检出(在图中“是”分枝)，程序进入步SP83，其中适当的伪声源SP(b)被调用作为要模仿的离散声源LSI而起作用。伪声源SP(b)转换寄存在声源寄存器1140内的初始的参数数据为控制基本声源模块的有效的或等同的参数数据，转换结果存储在RAM1011的预定的区域。在步SP84，一基本声源模块MP(c)被调用。声源模块MP(c)被分为声源子模块MP(c)-1至MP(c)-3，在步SP84声源子模块MP(c)-1被调用。
为了准备图19所示的下一个波形操作处理，声源子模块MP(c)-1建立波形，操作或合成所需的各种参数。即，新寄存的数据应当是事件数据诸如音符开始，音符截止，强度变形等等。波形操作处理的细节在该步被定义。例如，强度变形事件的操作恰恰是移动强度。此外，表示事件的处理恰恰是音量的变化。如上所示，声源子模块MP(c)-1模仿包括在要被模仿的声源LSI内所具有的各种内部电路块，和属于第三层。在伪声源SP(b)或声源子模块MP(c)-1内的处理仅根据新数据被寄存的声源寄存器的音调产生讯道加以执行。
在步SP85和SP86，进行测试是否当前的时间达到了进行波形操作处理的定时(在图19的t1，t2，t4或t5)。如果测试结果是“否”，程序返回主循环，在当前时间达到定时(t)后根据程序进到步SP86，步SP87到SP89被执行。至步SP87，声源子模块MP(c)-2被调用。根据在步SP84获得的有效的参数，声源子模块MP(c)-2准备波形操作处理。即，各种参数在时间的基础上进行扩展，在下面的步SP88中，声源子模块MP(c)-3被调用，按照扩展的参数计算真实的声音数据。在声源子模块MP(c)-2和MP(c)-3的处理产生具有比预定值较高级别的音乐音调。在子模块MP(c)-2和MP(c)-3的处理根据所有音符开始讯道加以执行，在固定区间的TP内的波形数据被计算和为每一个讯道加以合成，为每一个讯道合成的波形数据在声源子模块MP(c)-3中被累加，为固定周期Tp的声音数据作为累加的结果被完成。然后，在步SP89，计算的声源数据的再现被保留，保留建立在再现器件1004中，使得当数据被复制时，随后计算的声音数据能够随着在定时时当前再现的先前的声音数据加以复制，在所有的处理执行后，程序返回到主循环，这样，对应每一个事件的真实音符开始延迟TD后被实现了。
B5.开关事件处理
现在，在输入装置中使用键盘或鼠标装置执行发生的开关事件的处理将被解释，返回参看图15A，当在步SP4开关事件被检测时，程序分枝到步SP5，在该步中，对应开关事件的处理被执行、开关事件处理将在下面解释：
(1)“文件”按钮1201
如图14A所示，如在窗口1200上使用鼠标咔嚓一下选中“文件”按钮1201，文件选择窗口在显示器1002上通过窗口1200被显示出，文件选择窗口显示存储在预定目录内的演奏数据文件的姓名(由初始的文件指定省缺的目录)。该演奏数据文件是具有图13A所示的数据格式，并附有预定的文件扩展。如果用户在显示文件名称上移动鼠标器1204和两次咔嚓按动鼠标器，相应的文件进入“选择”状态。然后，如图16A所示，执行处理数据文件再现命令的子程序。在图16A的步SP31中，选出的文件准备被恢复。在步SP32，按照演奏数据文件的标题1101，声源参数字段1102，和波形字段1103建立音调产生系统或音源、声源的建立过程如图16B所示。在图16B的步SP41内，在标题1101内定义的“声源的类型”寄存在变量TGT内。在下面的步SP42内，变量TGT被分析，和目标声源被识别在步SP42，按照识别的声源确定目标声源a，b，和c。变量a是声源驱动器的模型号，b是伪声源的模型号，c是声源模块的模型号。在步SP43，由变量a指定的声源驱动器DP(a)被建立，声源驱动器DP(a)从硬盘1003加载到RAM1011。在步SP44和SP55中类似，伪声源SP(b)和声源模块MP(c)从硬盘1003中读出。即，一组软件模块从软件资源的不同的层中选出以共同地建立能模仿模型电子乐器的声源的音调产生系统。在步SP46，按照选取文件声源参数字条1102准备多声源参数。所需的声源参数在声源参数字条上1110被扩展(见图13B)。在步SP47，由波形数据字条1103指定的波形数据在波形数据字条上被扩展。在上述的所有处理完成后。程序返回到到最初的调用者程序(在该情况下是文件再现程序)。
返回到图16A步SP33的处理数据文件再现命令事件子程序，自动演奏的准备被完成。例如，顺序数据的预定部分被事先读出。
通过图16A和16B所示的处理，最初选取的一级省缺声源驱动器，省缺伪声源和省缺声源模块已经由根据标题1101和波形数字字条1103的器件信息的新的一组所代替。在初始化步SP1中，如声源建立子程序的一类似程序(图16B)被执行。然而，在图16B的SP41中，由标题1101指定的声源类型存储在变量TGT内，而“省缺声源类型”在初始化步时存储在变量TGT内。
(2)‘选取音色’按钮1202
返回参看图14A，如果用鼠标在窗口1300咔嚓选取‘选取音色’按钮1202，图14B所示的音色窗口显示在显示器1002的屏幕上。在图14B内，标号1302表示音色选择表，该表提供了和要被模仿的声源的讯道或部分同样多的数目(在图中示出了‘16’部分)。恰恰在音色选择窗口1300显示之后，音色选取表1302的部分‘1’被显示。音色选取表1302列数能被选取的音色。当前选中的音色以黑底白字显示。在图14B所示的例子中，‘3 Eletric Grand Piano’在部分1中被选取。在音色名称前面的数字被称为音色码。如果示出另一个音色名称的面积被鼠标咔嚓选中，该面积变为黑底白色字，和以前被选中的部分返回到正常的显示(该状态被称为准时选取)。为选取除部分‘1’以外的音色，使用鼠标咔嚓一声选取索引1301中想选的部分数(‘1’至‘16’)。相关部分的另一个音色选取表1302出现在音调选取窗口1300。如果在音色临时选取之后用鼠标咔嚓一声选取cancel与按钮1304，临时的选取状态均被取消了。另一个方面，用鼠标咔嚓一声选取‘enter’按钮1303，根据每一部分执行图16C所示的处理。最初设置给每一部分的音色码tn(“n”是‘1’至‘16’)随临时选取的音色码而改变。近而，声源参数字段1110和波形数据字段1120根据在步SP51内新选取的音色码而更新。在上述所示的处理完毕以后，程序返回到主循环，按照新选出的参数例如声源参数执行声音数据的合成。
(3)开始事件处理
在窗口1200上根据鼠标咔嚓一声选取‘play’按钮1203，标志RUN被设置“1”，和然后程序返回到图15A的主循环。这样，在图15A的步SP6，程序分枝到“是”方向到步SP7。在该步中，当前的时间被测试看是否它达到了包含在演奏数据中的顺序数据1104内产生下一事件的定时。在存储在顺序数据1104的顶部的事件在步SP7总是鉴别为‘是’。在随后的步SP8中，在尾接指令的顶部的事件被处理。事件处理类似于步SP3(对输入MIDI信号的处理)。例如，如果顶部事件是音符开始，执行图17A和17B所示的程序。在步SP9，在顶部事件之后依照持继时间数据需要产生下一个事件的定时，然后程序返回到主循环。此后，在主循环的步SP7，测试当前时间看它是否达到了预先设置的定时，如果测试结果是“是”程序分枝到步SP8，执行涉及定时的事件处理。
(4)暂停‘/’停止‘/’快速向前‘/’回转事件处理
根据使用鼠标咔嚓一下选中‘暂停“按钮1205或“停止”按钮1206，在返回到主循环之前，标志RUN被设置为“0”。此后，绝不执行SP7至SP9，依照系统内的演奏数据的自动播放被停止，仅依照外部MIDI数据的演奏被再现。如果用鼠标咔嚓一声选中‘快速向前’按钮1208，顺序数据被高速跳过。咔嚓一声选中‘回转’按钮1207，造成了在相反方向跳过顺序数据。C.第二实施例的效果
(1)在第二实施例中，演奏数据不仅包括了顺序数据，而且还包括了标题1101，声源参数1102和波形数据字段。这样，按各种方法操作的各种声源能被非常精确地模仿。
(2)在上述第二实施例中，每一个事件的发生定时被寄存在声源寄存器内，使得处理时间的延时能被平均和补偿。
D.变化
本发明的第二方面并不局限在上述第二实施例的范围内，并能以下表加以修改。
(1)在第二实施例中，声源驱动器，伪声源和声源模块在它们由演奏数据指定的情况下从硬盘1003加载到RAM1011。然而，频繁使用的包含这些软件的程序文件可以事先预加载到RAM1011。使用预加载，可以省去加载相关软件的程序文件的开销。
(2)依照伪声源1041至1045的类型，声源模块1031至1033的算法可以被修改。例如，在第二实施例中的FM声源模块1032的操作器的号数是‘6’，如果要被模仿的声源的操作器的号数是‘4’，操作器的号数能被设置为‘4’。类似地，如果由PCM声源模块1031模仿的声源缺少滤波功能，该功能可以在PCM声源模块中抹去。
(3)在第二实施例中，伪声源SP(6)在步SP83中被调用，存储在声源寄存器1140的数据被转换为有效控制声源模块的等同的数据。一般而言，转换的数据分配给属于第三层的声源模块1031至1033，尽管电子乐器或被模仿的声源的类型或产品型号是不同的，但合成的方法(PCM，FM等等)是相同的，那么数据具有被提供的相同的格式。依此，控制声源模块(以后称为‘基本信息’)的数据是非常通用的，并能为使用相同的合成声音方法的声源组共同地使用。这样，通过‘基本信息’转换数据使得演奏数据能在电子乐器的不同平台之间加以交换。换言之，本发明的计算机化的音乐音调产生系统作为演奏数据转换器使用。一实例描述如下，其中第一演奏信息例如音色信息被转换为第二演奏信息。首先，具有图13A所述文件格式的第一演奏信息转换为类似第二实施例中的‘基本演奏信息’。然后，通过逆转换过程，该‘基本演奏信息’被转换为第二演奏信息。对于该转换方法，在模型乐器内的特殊演奏数据格式和‘基本演奏信息’之间的双向转换程序是需要的。使用这样的演奏方法，该演奏数据文件能被电子乐器的多种不同平台所共享。
(4)在第二实施例中，使用产生的‘基本信息’合成音乐音调的波形数据。然而，依照通过输入器件1001的输入操作可以编辑‘基本信息’，这样，更丰富多采的音乐声音能被产生，并以此克服了声源或乐器的最初产品型号的限制。
如前所述，依照本发明的第二方面，计算机化的乐器使用了指定要被模仿的电子乐器的器件信息，使得有可能处理被模仿的乐器的演奏信息。近而，依照器件信息建立模仿的声调产生系统，这就有可能再现具有和被模仿乐器等同特性的音乐声音。指定电子乐器声源被模仿以产生电子声音信号波形，使得有可能以指定电子乐器一致的方法处理演奏信息。控制指定电子乐器的声源的处理器的操作被模仿，使得相应各种处理器的音乐声音信号能够被产生。存储指定电子乐器声源的多种控制参数的控制寄存器的操作被模仿，使得依照控制寄存器的内容的处理为不同的电子乐器共同所使用。任何电子乐器声源的音乐声调产生被模仿，使得依照各种方法操作的各种声源能够非常精确地模仿。单个处理器有选择地模仿电子乐器的各种声源的操作，使得有可能用便宜的组态模仿电子乐器的多种方法。近而，依照本发明的第二方面，最初的音色信息被转换为在基本音调产生系统中使用的基本音色信息，该音调产生系统模仿初始电子乐器的声源安排，使得为特定型号乐器产生的最初的音色信息能被转换为更通用的格式。基本音色信息可被任选地被转换为另一种电子乐器的音色信息，使得为一乐器特定型号制造的音色信息能够高保真地翻译为乐器的另一型号。通过手动操作装置基本音色信息的值能被编辑，使得丰富多采的音乐声音能被产生，并以此克服了特定型号的限制。

Claims (8)

1.一种使用包括软件模块去产生音乐声音的计算机化的乐器，包括：
能用一组软件模块加载的初级存储器，该组软件模块被选取去执行在产生音乐声音；
中央处理单元，用于存取初级存储器以执行存储在其中的软件模块以产生音乐声音；
第二存储器，用于临时地存储被设计执行各种任务的大量的软件模块；和
加载器，有效地当产生音乐声音被初始化时用于通过按照相应的标准检索第二存储器，选取一组软件模块，和用于把选出的软件模块加载到初级存储器。
2.权利要求1的计算机化的乐器，其特征在于，中央处理单元包括通过交换信息能使诸软件模块相互通信，以整体地执行这组软件装置。
3.权利要求1的计算机化的乐器，其特征在于，加载器包括按照物理标准操作的选择装置，用于检查硬件模块，以识别在产生音乐声音中使用的硬件模块，用于选出相应于识别的硬件模块的软件模块。
4.权利要求1的计算机化的乐器，其特征在于，加载器包括按照演奏标准操作的选取装置，如果第二存储器存储着两个或者多个执行实质相同的任务但具有不同程度性能和不同创造年龄类似的软件模块，该选取装置选取具有最高级性能和创造最小年龄的类似软件模块的最佳的一个。
5.权利要求1的计算机化乐器，其特征在于，加载器包括按照整体标准操作的选取装置，仅当必要的软件子模块存储在第二存储器内时，该选取装置用于选取一软件模块和一个或多个必要的软件子模块。
6.权利要求1的计算机化乐器，其特征在于，加载器包括按照连续性标准选取软件模块而操作的选取装置，仅当所说的另一软件模块存储在第二存储器内时，才选择相对另一个软件模块而言位于数据处理流的上游的软件模块。
7.权利要求1的计算机化乐器，其特征在于，加载器包括依照兼容性标准选取软件模块而操作的选取装置，仅当软件模块和从第二存储器中选出其它软件模块兼容时才选出该模块软件。
8.包括软件模块去产生音乐声音的计算机化乐器，包括：
用一组软件模块加载的初级存储器，该组软件模块被选出执行产生音乐声音；
独立于初级存储器配置的第二存储器，用于临时存储被设计执行各种任务的各种类型的软件模块。
当产生音乐声音被初始化时操作的加载器，用于通过检索第二存储器选出有效的和最佳的一组软件模块，和用于加载选出的软件模块到初级存储器；和
中央处理单元，用于存取初级存储器以执行其中存储的软件模块以产生音乐声音，使得中央处理单元通过交换信息而使软件模块相互通信以汇总这组软件模块在一块。
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