DE102004033867B4

DE102004033867B4 - Verfahren und Vorrichtung zur rhythmischen Aufbereitung von Audiosignalen

Info

Publication number: DE102004033867B4
Application number: DE200410033867
Authority: DE
Inventors: Christian Sailer; Markus Cremer; Andras Katai
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2004-07-13
Filing date: 2004-07-13
Publication date: 2010-11-25
Anticipated expiration: 2024-07-14
Also published as: DE102004033867A1; WO2006005448A1

Abstract

Vorrichtung zur rhythmischen Aufbereitung eines Audiosignals, mit folgenden Merkmalen:
einer Verarbeitungseinrichtung (304) zum Verarbeiten des Audiosignals, das eine Melodie beinhaltet, um eine Notenfolge (318) zu erhalten;
einer Grundnotenlängenquantisierungseinrichtung (330) zum Bestimmen einer Grundnotenlänge (NL) auf der Basis der Notenfolge (318) und zum Zuordnen der Noten (322a–d) der Notenfolge (318) zu Notenlängenquantisierungsstufen auf der Basis der Grundnotenlänge (NL), um eine Notenlängen-quantisierte Notenfolge (324) zu erhalten;
einer Taktlängenbestimmungseinrichtung (332) zum Bestimmen einer Taktlänge (TL) als ein erstes ganzzahliges Vielfaches der Grundnotenlänge (NL) durch Bestimmen einer Ganzzahl x derart, dass

wobei „sek” die Einheit Sekunden, min_bpm ein bpm-Wert einer Mindestgeschwindigkeit und NL die durch die Grundnotenlängenquantisierungseinrichtung (330) bestimmte Grundnotenlänge sein soll, Bestimmen einer Taktschlaglänge zu 2^x NL und Festlegen der Taktlänge basierend auf der Taktschlaglänge unter Vorgabe eines vorbestimmten Taktschemas;
einer Auftaktbestimmungseinrichtung (334) zum Bestimmen des Auftaktes der Notenlängen-quantisierten Notenfolge (324) abhängig von der Taktlänge (TL), wobei durch die...

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die rhythmische Aufbereitung von Audiosignalen, um das Ergebnis der rhythmischen Aufbereitung beispielsweise mit anderen Melodien bzw. Stimmen oder Begleitungen zu einer mehrstimmigen Melodie mischen bzw. vereinigen zu können.
Audiosignale, wie sie unmittelbar nach einer Tonaufnahme erhalten werden, liegen meistens zunächst als äquidistante Folge von Abtastwerten vor, wie z. B. im PCM-Format (PCM = Pulse Code Modulation = Pulscodemodulation). In dieser Form werden Musikstücke auf CDs gespeichert, nämlich als Folge digitaler Abtastwerte.
Audiosignale werden meistens in komprimierter Form als komprimierte Audiosignale abgespeichert und weiterverarbeitet, um die Datenmenge zu komprimieren. Ein Beispiel eines Komprimierungs-Algorithmus ist der allseits bekannte MP3-Standard. Bei den meisten solchen Komprimierungsverfahren wird das Audiosignal in Frequenzbänder zerlegt, wobei die Spektralwerte zur Komprimierung derart quantisiert oder auf Null gesetzt werden, dass bei der Rücktransformation bzw. Dekompression der Informationsverlust nicht hörbar ist. Verwendung findet hier ein sogenanntes psycho-akustisches Modell, das zeitliche und frequenzmäßige Verdeckungen in Form einer sich zeitlich ändernden Mithörschwelle berücksichtigt.
Unabhängig davon, in welcher der beiden oben genannten Formen ein Audiosignal nun vorliegt, d. h. in einer unkomprimierten oder komprimierten Form, lässt sich ein Audiosignal dieser Art nur schlecht mit anderen Audiosignalen automatisch, d. h. durch einen Computer oder dergleichen und ohne Interaktion einer fachkundigen Person, mischen, so dass ein akzeptables Hörergebnis herauskommt. Soll eine zweistimmige Melodie beispielsweise dadurch erhalten werden, dass ein erstes Audiosignal, das eine erste Melodie darstellt, und ein zweites Audiosignal, das eine zweite Melodie darstellt, gemischt bzw. miteinander vereinigt werden, so ist das ohne die Interaktion einer musikalisch ausgebildeten Person auch dann nicht möglich, wenn die beiden Melodien rhythmisch ideal aufeinander abgestimmt sind, d. h. Taktsynchron sind. Jedenfalls ist es schwierig, die Takte der beiden Melodien derart übereinander zu legen, dass die Taktschläge der beiden Melodien aufeinander fallen.
Gar unmöglich ist es da Melodien miteinander zu mischen, die rhythmisch nicht perfekt sind, wie z. B. Tempovariationen aufweisen. Ein Beispiel für ein rhythmisch nicht perfektes Audiosignal ist beispielsweise eine solche, die durch Aufnehmen eines Gesangs eines Benutzers erhalten wird, oder durch Summen oder Pfeifen oder dergleichen. In diesem Fall ist ein Mischen von derart erhaltenen Audiosignalen unter bloßer Einstellung eines geeignetes zeitlichen Versatzes zwischen den Audiosignalen nicht möglich. Andererseits ist es auch nicht möglich, die Rhythmusabweichungen eines Audiosignals in seiner vorliegenden Form als zeitliche Abfolge von Abtastwerten zu beseitigen. Dasselbe gilt für eine rhythmische Aufbereitung in der Domäne der Frequenzbänder.
Es ist deshalb wünschenswert, Audiosignale, die in unkomprimierter oder in komprimierter Form bzw. einer Zeitabtast- bzw. Frequenzbanddomäne vorliegen, rhythmisch aufbereiten zu können, um dieselben beispielsweise anschließend miteinander mischen bzw. vereinigen zu können.
Die US 6,316,712 B1 beschreibt eine Tempo- und Downbeat-Erfassung, sowie eine Änderung eines Rhythmus innerhalb eines Musiksegments. Das dort beschriebene Verfahren geht von zeitlichen Audiosignalen aus, an denen eine Transienten-Erfassung gefolgt von einer Tempo- und Beat-Erfassung durchgeführt wird, wobei alternativ die Transienten-Erfassung weggelassen werden könne, falls das Audiosignal in einem MIDI-Format vorläge. Mittels der Transienten-Erfassung werden Notenanfangszeitpunkte bestimmt. Die Tempo- und Beat-Erfassung versucht, eine Folge von gleichmäßig beabstandeten Impulsen auf die beste Weise an die Folge von Transienten-Zeitpunkten in dem Audiosignal anzupassen. Dazu wird aus den Notenanfangszeitpunkten ein Klick-Track erzeugt, das an jedem Transienten-Zeitpunkt eine Klickschablone h(n) aufweist. Basierend auf diesem Klick-Track wird versucht, Periodizitäten des Audiosignals herauszufinden. Dazu wird die Kreuzkorrelation zwischen dem Klick-Track und einer Folge von Pulsen berechnet, die an den Klick- bzw. Transienten-Zeitpunkten platziert sind, und zwar über einen Korrelationsversatz bzw. einen Periodizitätenraum hinweg, der zwischen einem minimalen und einem maximalen Tempo im BPM liegt. Unter den ausreichend ausgeprägten Peaks in der Kreuzkorrelation R_ct(τ) wird derjenige Peak zur Bestimmung der geschätzten Periode P herangezogen, der dem kleinsten τ bzw. der kleinsten Periode entspricht. Anschließend wird dieser geschätzte Wert für P, d. h. das Tempo, noch einmal verfeinert und zu dem der Downbeat des Audiosignals bestimmt.
Die US 6,518,492 B2 beschreibt ein System und ein Verfahren zur BPM-Bestimmung, das von digitalisierten Audiosignalen ausgeht, im Unterschied zum Heranziehen eines MIDI-Formats. Bei der dortigen Vorgehensweise werden in dem Audiosignal mittels einer Analyse der Einhüllenden zunächst Beats bzw. Schläge erkannt. Innerhalb zweier unterschiedlich großer Analysefenster wird daraufhin das Audiosignal dahingehend untersucht, wie häufig einzelne Zeitunterschiede zwischen Beats auftreten. Die Maxima in dem entstehenden Histogramm werden als BPM-Kandidaten herangezogen. Das am häufigsten vorkommende Inter-Beat-Intervall wird als BPM-Schätzwert herangezogen, woraus sich insgesamt zwei Schätzwerte ergeben, einer für die Kurzzeit-, der andere für die Langzeitauswertung. Die BPM-Kandidaten werden anschließend einer weiteren Analyse unterzogen, um unter den BPM-Kandidaten schließlich den gesuchten BPM-Wert herauszufinden, wobei die Vorgehensweise unabhängig davon ist, ob die BPM-Kandidaten ganzzahlige Vielfache zueinander sind. Insbesondere wird für jeden BPM-Kandidaten eine Folge von Beats gebildet, die mit dem jeweiligen BPM-Kandidatenwert beabstandet sind, und deren erster Beat mit einem Beat aus dem zu analysierenden Audiosignal ausgerichtet ist. Anschließend wird untersucht, welcher der BPM-Kandidaten möglichst viele Überlapps mit tatsächlichen Beats in dem Audiosignal erzeugt, ohne dabei zu viele Beats an Stellen zu prognostizieren, wo sich keine im Audiosignal widerspiegeln.
Die EP 0 944 034 A1 beschreibt eine Vorgehensweise, nach welcher auf einer CD zusätzlich zu den eigentlichen Musikdaten noch Beatinformationen gespeichert werden, die dann beim Abspielen verwendet werden, um die Musik mit einem geeigneten Rhythmus zu hinterlegen. Die Beatinformationen geben an, welches der Musikinformationsstücke, in die das Musikstück auf der CD untergliedert ist, einen Beat enthält.
Die US 5,596,160 A beschäftigt sich mit einer PerformanceInformationsanalysevorrichtung, die in einem elektronischen Musikgerät dazu verwendet werden kann, Performanceinformationen zu analysieren, die zumindest eine Notenhöhe und einen Notenanfangszeitpunkt bezüglich jedes Tones darstellen, der erzeugt werden soll. Das Verfahren startet mit der Eingabe von Musik in beispielsweise einem MIDI-Format. Jeder Note ist ein Notenanfangszeitpunkt K_#, eine Notenhöhe und eine Haltezeitdauer zugeordnet. Aus dieser Darstellung wird schließlich eine Zwischendarstellung ermittelt, indem für jede Note die Notenhöhe sowie die Notenanfangszeitpunkdifferenz zu nachfolgender Note berechnet wird. Das Verfahren ist nun in der Lage, aus dieser Zwischendarstellung eine Darstellung zu erzeugen, die ohne weiteres eine Darstellung der Melodie in der üblichen Notenschreibweise zulässt. Genau genommen wird nun nach Erzeugung der Darstellung die Notensequenz zunächst auf das häufigst auftretende Notenan fangszeitpunktintervall hin analysiert. Die Analyse wird in 20 ms-Genauigkeit durchgeführt. Das so erhaltende häufigst auftretende Intervall KI_MAX im Register DMAX wird dazu verwendet, eine Vorentscheidung darüber zu treffen, auf welchen Wert eine Taktlänge T₀ einzustellen ist. Insbesondere wird zwischen Taktlängenkandidaten-Paaren T₁ und T₂ abhängig davon ausgewählt, in welchen Bereich DMAX fällt, wobei die Bereiche durch die Grenzen 14 und 30 definiert sind. Nachdem das geschehen ist, werden die Notenlängen gemäß T₀ quantisiert. Daraufhin wird eine Auftaktbestimmung durchgeführt. Insbesondere wird für die Auftaktbestimmung ein Wert TIE und D für verschiedene Metriken und für verschiedene Erstnotenpositionen i bestimmt. Der Wert TIE gibt die Zahl der Noten an, die sich über eine Taktlinie erstrecken bei eingestelltem Wert für MT und i. Dementsprechend gibt der Wert D eine Differenz zwischen einem Durchschnittswert der Notenlängen derjeniger Noten, die zu den starken Schlägen gehören, und einen Mittelwert der Notenlängen derjenigen Noten, die zu den schwachen Schlägen gehören, an. Aus diesen Werten wird das geeignete Paar von MT und i ausgewählt, indem der Reihe nach zunächst TIE minimiert, innerhalb der verbleibenden Paare (MT, i) i minimiert, der Wert T maximiert und innerhalb der wiederum verbleibenden Wertepaare der Wert MT minimiert wird.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur rhythmischen Aufbereitung eines Audiosignals zu schaffen, so dass effektiver, mit weniger Mühe und besser hörbarem Erfolg eine Weiterverarbeitung des Audiosignals, wie z. B. ein Mischen bzw. Vereinigen dieses Audiosignals mit anderen Audiosignalen für eine mehrstimmige Melodie, möglich ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren gemäß Anspruch 13 gelöst.
Der Kerngedanke der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass eine effektivere, weniger aufwändige und qualitativ bessere rhythmische Aufbereitung eines Audiosignals erhalten werden kann, wenn die eigentliche rhythmische Aufbereitung in einer Notendarstellung des eine Melodie beinhaltenden bzw. darstellenden Audiosignals erfolgt. Mittels einer Verarbeitung des Audiosignals, die eine Notenerkennung bzw. -extraktion umfasst, wird deshalb erfindungsgemäß zunächst eine Notenfolge erzeugt. Aus dieser Notenfolge wird dann eine Grundnotenlänge bestimmt, woraufhin die Noten der Notenfolge den Notenlängen-Quantisierungsstufen auf der Basis der Grundnotenlänge zugeteilt werden können, um eine Notenlängen-quantisierte Notenfolge zu erhalten. Die Taktlänge kann dann ohne weiteres als ein ganzzahliges Vielfaches der Grundnotenlänge bestimmt werden, nämlich durch Bestimmung derart, dass eine sich ergebende Schlaggeschwindigkeit der Notenlängen-quantisierten Notenfolge eine vorbestimmte Bedingung erfüllt, wie z. B. der BPM-(beats per minute = Schläge pro Minute)Wert innerhalb eines vorbestimmten Bereiches liegt. Auf der Basis der Taktlänge kann dann der Auftakt bestimmt werden, wodurch das Taktraster der Notenlängen-quantisierten Notenfolge bzw. der Rhythmus der Melodie durch die Taktlänge und den Auftakt definiert ist. Anschließend kann dann ein Anpassen der Notenlängen-quantisierten Notenfolge an das Taktraster auf der Basis der Taktlänge und des Auftakts durchgeführt werden, wodurch eine rhythmische Aufbereitung des Audiosignals bzw. der in dem Audiosignal beinhalteten Melodie erhalten wird. Am Ende liegt das Audiosignal zwar als eine Notenfolge vor, nämlich als eine rhythmisch korrigierte Notenfolge, aber diese lässt sich ohne weiteres in eine Zeitabtast- bzw. Frequenz banddarstellung rücktransformieren, und zwar unter jeglicher Instrumentierung.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird die Grundnotenlänge dadurch bestimmt, dass die Ton- bzw. Notenanfangszeitpunkte der Noten ausgewertet werden, die bei der Erzeugung der Notenfolge bei der Notenerkennung für jede Note erzeugt worden sind. Insbesondere werden die Differenzen der Notenanfangszeitpunkte aufeinanderfolgender Noten der Notenfolge quantisiert, und die sich ergebende Tonabstandsstatistik ausgewertet, um die Grundnotenlänge zu ermitteln. Dabei wird die Grundnotenlänge beispielsweise mit derjenigen Tonanfangsabstandsquantisierungsstufe gleichgesetzt, die am häufigsten in der Notenfolge auftritt.
Bei der Notenerkennung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wird jeder erkannten Note ein Notenanfangszeitpunkt und eine Notendauer zugeordnet. Zwischen den einzelnen erkannten Noten der Notenfolge entstehen somit stets Pausen. Neben den normal vorkommenden Pausen in der Notenfolge, die aufgrund von Atempausen beim Einsingen einer Melodie beispielsweise auch in ihrer Länge erheblich schwanken können, können in einer Notenfolge jedoch auch Pausen entstehen, die gewünscht sind bzw. zur Melodie dazugehören. Bei diesen Noten bildet sich eine besonders große Differenz zwischen dem Tonanfangsabstand zur nachfolgenden Note und der Notendauer der der Pause vorausgehenden Note. Damit solche Diskrepanzen nicht bei der nachfolgenden Auswertung zu Fehlern führen, wird gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel auf die Bestimmung der Grundnotenlänge hin die Notenfolge daraufhin überprüft, ob solche großen Diskrepanzen zwischen Tonanfangszeitpunkt-Differenzen aufeinander folgender Noten auf der einen Seite und der Notendauer der jeweils ersten Note auf der anderen Seite existieren. Ist dies der Fall, wird in die Pause eine Pausennote eingefügt, d. h. eine Note mit einer zugeordneten Lautstärke von Null.
Zur eigentlichen Einteilung der Noten in die Notenlängen-Quantisierungsstufen, d. h. der eigentlichen Notenlängen-Quantisierung, wird gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung für jede Note die Differenz ihres Notenanfangsabstands zur nachfolgenden Note zur Grundnotenlänge ausgewertet. Vorzugsweise sind ganzzahlige Notenlängen-Quantisierungsstufen vorgegeben, wie z. B. 1, 2, 3, 4, 8, 16, 32 ..., denen die einzelnen Noten derart zugeordnet werden, dass die zugeordnete Notenlängen-Quantisierungsstufe multipliziert mit der Grundnotenlänge dem Notenanfangsabstand zur nachfolgenden Note am nächsten kommt.
Gemäß einem weiterem Ausführungsbeispiel wird die Zuordnung der Noten zu Notenlängen-Quantisierungsstufen auf eine kompliziertere Art und Weise durchgeführt, um der üblichen Unzulänglichkeit von eingesungenen Audiosignalen Herr zu werden, nämlich dass der Takt einer eingesungenen Melodie über die Zeit hinweg variiert. Bei dieser Vorgehensweise wird die Grundnotenlänge abschnittsweise an die Notenfolge angepasst, wodurch sich weniger Fehler in der Notenlängen-Quantisierungsstufeneinordnung ergeben.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel wird der Umstand ausgenutzt, dass üblicherweise Noten eine quantisierte Notendauer bzw. Notenlänge von 2^–x, mit x einer ganzen Zahl, aufweisen. Im Anschluss an die Einstufung der Noten der Notenfolge in die Notenlängen-Quantisierungsstufen wird gemäß diesem Ausführungsbeispiel folglich ausgewertet, wie viele der Noten einer Notenlängen-Quantisierungsstufe zugeordnet worden sind, die einem Vielfachen von 3 entspricht. Sind dies zu viele, so wird Grundnotenlänge mit 2/3 oder 3/2 multipliziert und die Notenlängen-Quantisierungsstufeneinteilung erneut durchgeführt.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird die Auftaktbestimmung unter Ausnutzung einer Beobachtung durchgeführt, nach welcher Notenanfänge zumeist mit Taktanfängen zusammenfallen, und nach welcher lange Noten zumeist an den Taktanfängen positioniert sind. Diese Vorgehensweise ermöglicht die schnelle Auffindung des Auftaktes bei bekannter Taktlänge, indem lange Noten in der Notenfolge gesucht werden, deren Notenanfänge zueinander einen Abstand aufweisen, der einem ganzzahligen Vielfachen der Taktlänge entspricht.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Erzeugung einer polyphonen Melodie;
2 eine schematische Skizze zur Veranschaulichung der Notendarstellung, wie sie von der Extraktionseinrichtung der Vorrichtung von 1 ausgegeben wird;
3 ein Blockschaltbild des internen Aufbaus der Rhythmuseinrichtung aus der Vorrichtung von 1, die zusammen mit der Notenextraktionseinrichtung der Vorrichtung von 1 ein Ausführungsbeispiel für eine Rhythmus-Aufbereitungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung liefert;
4 ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung der Funktionsweise der Einrichtung zur Bestimmung der Grundnotenlänge und zur Einteilung der Noten der Notenfolge in Notenlängen-Klassen bzw. -Quantisierungsstufen aus 3;
5 ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung einer möglichen Vorgehensweise zur Zuordnung der Noten längen-Quantisierungsstufen zu den Noten in dem Ablauf nach 4;
6 ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung der Funktionsweise der Auftaktbestimmungseinrichtung von 3;
7 ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung der Funktionsweise der Anpassungseinrichtung von 3.
1 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine Vorrichtung zur Erzeugung einer polyphonen Melodie aus einem Audiosignal, das eine gewünschte Melodie enthält. Anders ausgedrückt zeigt 1 eine Vorrichtung zur rhythmischen und harmonischen Aufbereitung und Neuinstrumentierung eines eine Melodie darstellenden Audiosignals und zum ergänzen der entstehenden Melodie um eine geeignete Begleitung.
Die Vorrichtung von 1, die allgemein mit 300 angezeigt ist, umfasst einen Eingang 302 zum Empfang des Audiosignals. In dem vorliegenden Fall wird exemplarisch davon ausgegangen, dass die Vorrichtung 300 bzw. der Eingang 302 das Audiosignal in einer Zeitabtastungsdarstellung, wie z. B. als WAV-Datei, erwartet. Das Audiosignal könnte am Eingang 302 allerdings auch in anderer Form vorliegen, wie z. B. in einer unkomprimierten oder komprimierten Form oder in einer Frequenzbanddarstellung. Die Vorrichtung 300 umfasst ferner einen Ausgang 304 zur Ausgabe einer polyphonen Melodie in jedwedem Format, wobei in dem vorliegenden Fall exemplarisch von einer Ausgabe der polyphonen Melodie im MIDI-Format ausgegangen wird (MIDI = musical instrument digital interface). Zwischen den Eingang 302 und den Ausgang 304 sind eine Extraktionseinrichtung 304, eine Rhythmuseinrichtung 306, eine Tonarteinrichtung 308, eine Harmonieeinrichtung 310 und eine Syntheseeinrichtung 312 in dieser Reihenfolge in Reihe geschaltet. Ferner umfasst die Einrichtung 300 einen Melodiespeicher 314. Ein Ausgang der Tonartarteinrichtung 308 ist nicht nur mit einem Eingang der nach folgenden Harmonieeinrichtung 310 verbunden, sondern ferner mit einem Eingang des Melodiespeichers 314. Dementsprechend ist der Eingang der Harmonieeinrichtung 310 nicht nur mit dem Ausgang der in Verarbeitungsrichtung vorher angeordneten Tonarteinrichtung 308 sondern auch mit einem Ausgang des Melodiespeichers 314. Ein weiterer Eingang des Melodiespeichers 314 ist dazu vorgesehen, eine Bereitstellungs-Identifikationsnummer ID zu empfangen. Ein weiterer Eingang der Syntheseeinrichtung 312 ist dazu ausgelegt, eine Stilinformation zu empfangen. Die Bedeutung der Stilinformation und der Bereitstellungs-Identifikationsnummer geht aus der folgenden Funktionsbeschreibung hervor. Extraktionseinrichtung 304 und Rhythmuseinrichtung 306 bilden zusammen eine Rhythmus-Aufbereitungseinrichtung 316.
Nachdem im Vorhergehenden der Aufbau der Vorrichtung 300 von 1 beschrieben worden ist, wird im folgenden ihre Funktionsweise beschrieben.
Die Extraktionseinrichtung 304 ist dazu ausgebildet, das am Eingang 302 empfangene Audiosignal einer Notenextraktion bzw. -erkennung zu unterziehen, um aus dem Audiosignal eine Notenfolge zu erhalten. Die Notenfolge 318, die die Extraktionseinrichtung 304 an die Rhythmuseinrichtung 306 weiterleitet, liegt bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel in einer Form vor, bei der für jede Note n ein Tonanfangszeitpunkt t_n, der den Ton- bzw. Notenanfang beispielsweise in Sekunden angibt, eine Ton- bzw. Notendauer τ_n, die die Notendauer der Note beispielsweise in Sekunden angibt, eine quantisierte Noten- bzw. Tonhöhe, d. h. C, Fis oder dergleichen, beispielsweise als MIDI-Note, eine Lautstärke Ln der Note und eine exakte Frequenz f_n des Tons bzw. der Note in der Notenfolge enthalten ist, wobei n einen Index für die jeweilige Note in der Notenfolge darstellen soll, der mit der Reihenfolge der aufeinanderfolgenden Noten zunimmt bzw. die Position der jeweiligen Note in der Notenfolge angibt.
Die Melodieerkennung, die durch die Einrichtung 304 zur Generierung der Notenfolge 318 durchgeführt wird, kann beispielsweise mit Hilfe des Ohrmodells Modells von Torsten Heinz oder unter Verwendung des Verfahrens nach der WO 2004/010327 A2 stattfinden.
In 2 ist exemplarisch ein Beispiel für eine Notenfolge veranschaulicht. Insbesondere zeigt 2 – aufgetragen über eine Zeitachse 320 – die Tonanfangszeitpunkte t_n, t_n+1, t_n+2 und t_n+3 von vier aufeinander folgenden Noten mit der Notendauer τ_n – τ_n+3, wobei die Noten nach ihrer zeitlichen Ausdehnung entlang der Zeitachse 320 durch schraffierte Felder 322a–322d veranschaulicht sind. Wie oben erwähnt, sind jeder der Noten 322a–322d noch eine quantisierte Tonhöhe T_n, eine Lautstärke L_n und eine exakte Frequenz f_n zugeordnet.
Die Notenfolge 318 stellt immer noch die Melodie dar, wie sie auch durch das Audiosignal 302 dargestellt wurde. Die Notenfolge 318 wird nun der Rhythmuseinrichtung 306 zugeführt. Die Rhythmuseinrichtung 306 ist ausgebildet, um die zugeführte Notenfolge zu analysieren, um eine Taktlänge, einen Auftakt, d. h. ein Taktraster, für die Notenfolge zu bestimmen und dabei die einzelnen Noten der Notenfolge geeigneten quantifizierten Längen zuzuordnen und die Notenanfänge der Noten an das Taktraster anzupassen.
3 zeigt den internen Aufbau der Rhythmuseinrichtung 306. Wie es gezeigt ist, umfasst die Rhythmuseinrichtung 306 eine Einrichtung 330 zur Bestimmung einer Grundnotenlänge und zur Einteilung der Noten der Notenfolge 318 gemäß der Grundnotenlänge in Notenlängenklassen. Die Einrichtung 330 ist ausgebildet, um als Folge hiervon eine vorläufige Notenlängen-quantisierte Notenfolge auszugeben, bei der für jede Note zusätzlich zu den Informationen, die bereits in der Notenfolge 318 enthalten waren, ein der jeweiligen Note zugeordneter Notenlängenklassenwert LC_n enthalten ist, sowie eine für die gesamte Notenfolge geltende Notenlänge NL, die quasi die Quantisierungsschrittweite angibt. Die Rhythmuseinrichtung 306 umfasst ferner eine Taktlängenbestimmungseinrichtung 332, die ausgebildet ist, um die Notenlängen-quantisierte Notenfolge von der Einrichtung 330 zu empfangen, aus derselben eine Taktlänge TL zu bestimmen und an ihrem Ausgang die bestimmte Taktlänge TL auszugeben. Eine Auftaktbestimmungseinrichtung 334 ist ausgebildet, um von der Einrichtung 330 die Notenlängen-quantisierte Notenfolge sowie die Notenlänge NL und von der Taktlängenbestimmungseinrichtung 332 die Taktlänge TL zu erhalten, um basierend auf diesen Informationen einen Auftakt zu bestimmen und an ihrem Ausgang auszugeben. Der Auftakt und die Taktlänge bestimmen ein Taktraster der Notenlängen-quantisierte Notenfolge. Auftakt, Taktlänge TL und Notenlängen-quantisierte Notenfolge inklusive der Notenlänge NL werden an eine Anpassungseinrichtung 336 der Rhythmuseinrichtung 306 weitergeleitet, die ausgebildet ist, um diese Informationen zu empfangen und basierend auf denselben die Notenlängen-quantisierte Notenfolge an das Taktraster abhängig von der Taktlänge und des Auftakts anzupassen, wodurch sich am Ausgang der Anpassungseinrichtung 336 eine rhythmisch aufbereitete Notenfolge ergibt. Bei der sich gemäß der im Folgenden beschriebenen bevorzugten Ausführungsform der Anpassungseinrichtung 336 ergebenden rhythmisch aufbereiteten Notenfolge weisen gegenüber der Notenfolge, wie sie von der Einrichtung 330 ausgegeben wird, einige Noten verbesserte, nämlich auf ein ganzzahliges Vielfaches der Grundnotenlänge quantisierte Tonanfangszeitpunkte t_n' auf.
Nachdem im Vorhergehenden der interne Aufbau der Einrichtung 306 von 1 bezugnehmend auf 3 beschrieben worden ist, wird im folgenden ihre Funktionsweise beschrieben.
Die Einrichtung 330 ist dazu ausgebildet, zunächst eine Grundeinheit bzw. Grundnotenlänge bzw. kürzeste Noteneinheit NL zu bestimmen, als Vielfaches derer die Notenlängen der Noten der Notenfolge 318 angegeben und damit quanti siert werden sollen, und dann alle Noten tatsächlich auf entsprechende Vielfache dieser kürzesten Notenlänge NL zu quantisieren sowie zusätzlich diese quantisierten Notenlängen als Ganzzahl für jede Note hinzuzufügen bzw. abzuspeichern, um zu einer Notenlängen-quantisierten Notenfolge 324 zu gelangen, die die Einrichtung 324 dann an die Tonarteinrichtung 308 weitergibt. Dabei markiert die Einrichtung 330 Noten, bei denen die dadurch entstehende quantisierte Notenlänge mehr als einen Grenzwert von der tatsächlich extrahierten Notendauer τ_n abweicht. Zum Schluss überprüft die Einrichtung 330 statistisch, ob die Quantisierung prinzipiell brauchbar ist, und wiederholt evt. die Quantisierung mit einer veränderten Notenlänge NL.
Im folgenden wird Bezug nehmend auf 4 die Funktionsweise der Einrichtung 330 detaillierter beschrieben. Zunächst legt die Einrichtung 330 die kürzeste Einheit NL, bzw. die Grundnotenlänge, fest. Hierzu führt die Einrichtung 330 in einem Schritt 400 zunächst eine Tonabstandsstatistikermittlung durch. Dabei bestimmt die Einrichtung 330 zunächst für jede Note n den Abstand vom Notenanfang t_n bis zum Anfang t_n+1 der nächsten Note n + 1, d. h. t_n+1 – t_n, wobei somit für jede Note n – ausgenommen der letzten Note – ein IOI_n-(inter onset intervall = Interanfangszeitpunktintervall)Wert bestimmt wird. Diese IOI-Werte werden auf ein geeignetes Raster quantisiert. Für jede IOI-Quantisierungsstufe zählt die Einrichtung 330 die Anzahl der entsprechenden Noten, deren IOI_n-Wert auf diese IOI-Quantisierungsstufe quantisiert worden ist, um ein Histogramm der IOI-Häufigkeiten bzw. die Tonabstandsstatistik zu ermitteln. Zur endgültigen Bestimmung der Grundnotenlänge NL in einem Schritt 402 sucht die Einrichtung 330 daraufhin die häufigste Notenlänge bzw. diejenige IOI-Quantisierungsstufe, für die die meisten Noten in der Notenfolge 318 in Schritt 400 ermittelt worden sind. Je nach Länge und weiterer Verteilung im Histogramm verwendet die Einrichtung 330 im Schritt 402 diese häufigste Notenlänge, die Hälfte oder ein Viertel hiervon als den Wert für die kürzeste Notenlänge bzw. die Grundnotenlänge NL. In anderen Worten ausgedrückt, hängt die Bestimmung von NL in Schritt 402 von der Tonabstandsstatistik aus Schritt 400, einer Gewichtung, die kürzere IOI-Quantisierungsstufen vor größeren IOI-Quantisierungsstufen bevorzugt, und einem Maß für die Streuung der IOI-Werte ab.
In einem weiteren Schritt 404 überprüft die Einrichtung 330 dann für jede Note m, ob der Unterschied zwischen dem Notenanfangszeitpunktunterschied zur nachfolgenden Note bzw. zwischen IOI_n = t_n+1 – t_n, auf der einen Seite und der tatsächlichen Notendauer τ_n dieser Note größer als eine vorbestimmte Konstante c mal die Grundnotenlänge NL ist, d. h. ob t_n+1 – t_n – τ_n > c·NL gilt. Wenn dem so ist, fügt die Rhythmuseinrichtung 106 hinter der jeweiligen Note eine Pause bzw. Pausennote als zusätzliche Note mit eigener Notendauer τ und eigenem Notenanfangszeitpunkt t in die Notenfolge 318 ein.
Insbesondere umfasst der Schritt 404 folgende Teilschritte. Zunächst initialisiert die Einrichtung 330 einen Zähler i in einem Schritt 404a. Danach überprüft sie in einer Abfrage 404b, ob die Ungleichung t_i+1 – t_i – τ_i > c·NL erfüllt ist, was bedeutet, dass die Note i zur nachfolgenden Note einen Tonanfangsabstand aufweist, der von ihrer Notendauer τ_i um mehr als den Schwellenwert c·NL abweicht. Ergibt die Abfrage 404b, dass die Ungleichung erfüllt ist, fügt die Einrichtung 330 in einem Schritt 404c in die Notenfolge 318 die Pausennote ein. Dabei wird der Pausennote beispielsweise der Index i + 1 zugewiesen, also die Position in der Notenfolge 318 unmittelbar hinter der aktuellen Note i, und zwar mit einem Tonanfangszeitpunkt t_i+1 >= t_i + τ_i und einer Notendauer τ_i+1 kleiner gleich dem Notenanfangszeitpunkt t_i+1 der noch – ohne die Pausennoteneinfügung – aktuellen Nachfolgenote i + 1 der Noten i. Die aktuellen Noten mit dem Index > i, d. h. die aktuellen Noten i + 1, i + 2... werden um einen Index nach oben verschoben bzw. ihr Index wird um Eins inkrementiert. Anschließend wird auch der Zähler i in Schritt 404c inkrementiert, um nunmehr auf die eingefügte Pausennote zu zeigen.
Nach dem Schritt 404c wird der Zähler i in Schritt 404d inkrementiert, woraufhin die Abfrage 404b erneut durchgeführt wird. Erhält die Einrichtung 330 für die Abfrage 404b ein negatives Ergebnis, so überprüft sie in einem Schritt 404e, ob der Zähler i am Ende der Notenfolge 318 bereits angelangt ist, bzw. ob Noten in der Notenfolge 318 noch nicht in dem Schritt 404 verarbeitet worden sind. Ist dies der Fall, so wird in einem Schritt 404f der Zähler i inkrementiert, woraufhin mit Schritt 404b fortgefahren wird. Erst wenn die Abfrage in Schritt 404e negativ ausfällt, ist der Schritt 404 und damit die Einfügung von Pausennoten beendet.
Danach führt die Einrichtung 330 in einem Schritt 406 die Bildung von Längenklassen durch, d. h. sie ordnet jeder Note der Notenfolge, wie sie aus Schritt 404 erhalten wird, d. h. einer gegebenenfalls um Pausennoten erweiterten Notenfolge 318, eine Notenlängenquantisierungsstufe bzw. eine Notenlängenklasse eine aus einer vorbestimmten Mehrzahl von Notenlängenquantisierungsstufen zu und markiert dabei schlecht quantisierte Noten. Hierzu existieren zwei mögliche Vorgehensweisen, wobei es vorgesehen sein kann, dass die Rhythmuseinrichtung in der Lage ist, zwischen beiden Vorgehensweisen auszuwählen, wie es im folgenden noch näher beschrieben wird.
Die erste Möglichkeit, auf die die Einrichtung 330 die Zuordnung der Notenlängenquantisierungsstufen durchführt, besteht darin, dass die Einrichtung 330 für jede Note n ihren Wert IOI_n, d. h. die Differenz zwischen ihrem Anfangszeitpunkt t_n und dem Tonanfangszeitpunktes t_n+1 der Nachfolgenote n + 1, durch die in Schritt 402 bestimmte Grundnotenlänge NL teilt, und das Ergebnis der Division in beispielsweise auf eine Ganzzahl gerundeter Form dazu verwendet, in einer Nachschlagtabelle nachzuschlagen, die jedem möglichen Divi sionsergebnis eine Längenklasse LC bzw. eine Notenlängenquantisierungsstufe zuordnet. Die Zuordnung gemäß dieser Nachschlagtabelle ist derart definiert, dass die hierdurch erhaltende Zuordnung, die die Einrichtung 330 ausführt, jeder Note eine aus einer Mehrzahl von möglichen Notenlängenquantisierungsstufen bzw. Längenklassen LC zuordnet, wobei die möglichen Längenklassen beispielsweise 1, 2, 3, 4, 6, 8, 10, 12 usw., für musikalisch sinnvolle Noten wie – abhängig von der Taktlänge – beispielsweise eine Sechzehntel-, Achtel-, 3/16-tel-, Viertel-, 3/8-tel-, halbe, 5/8-tel-, 3/4-tel-Note usw., sind. Ferner ist die Nachschlagtabelle derart ausgebildet, dass die entstehende Zuordnung der Divisionswerte zu den Längenklassen LC derart ist, dass die entstehende quantisierte Notenlänge für die Note n, nämlich LC_n·NL, ungefähr dem Tonanfangsabstand dieser Note n zu der nachfolgenden Note n + 1, d. h. dem Wert IOI_n, entspricht, bzw. dem IOI_n-Wert für alle möglichen LC-Werte am nächsten kommt. Ist die Abweichung zwischen einer für eine Note n ermittelten quantisierten Notenlänge LC_n·NL und dem Tonanfangsabstand IOI_n dieser Note n zu der nachfolgenden Note n + 1 größer einer vorbestimmten Konstante, so markiert die Einrichtung 330 diese Note n als schlecht quantisiert, wobei die Markierung dieser Noten zu einem späteren Zeitpunkt verwendet wird, wie es noch im folgenden erörtert wird. Nach dem Schritt 406 umfasst die Notenfolge folglich zu jeder Note nicht nur eine tatsächliche Notendauer τ_n sondern auch eine Längenklasse LC_n, die bezogen auf die Grundnotenlänge NL die Länge der Note in quantisierter Form angibt, nämlich zu LC_n·NL.
Die erste Möglichkeit zur Durchführung des Schrittes 406 funktioniert nur dann gut, wenn das Audiosignal bzw. die in demselben enthaltene Melodie einen gleichmäßigen Takt aufweist. Dies ist jedoch häufig nicht der Fall. Insbesondere dann, wenn das Audiosignal am Eingang 302 der Vorrichtung 300 von einem Benutzer in ein Mikrophon eingesungen, mit einem Instrument vorgespielt, vorgesummt oder vorgepfiffen worden ist, dessen musikalisches Können eher durchschnitt lich ist, variiert nämlich der der Melodie des Audiosignals am Eingang 302 zugrunde liegende Takt bzw. der Rhythmus, und somit auch die Notendauer der ansonsten – beabsichtigter Weise – vielleicht gleichlangen Noten über die Notenfolge 318 hinweg. Die Einrichtung 330 wird diesen Fall einer im Rhythmus variierenden Melodie daran erkennen, dass die Anzahl der als schlecht quantisierten Noten relativ hoch ist, die Anzahl also beispielsweise einen bestimmten Prozentsatz aller Noten in der Notenfolge 318 überschreitet. Die Einrichtung 330 kann es deshalb davon abhängig machen, ob dieser Fall eintritt, ob sie die im folgenden beschriebene Vorgehensweise zur Notenlängenklassenzuordnung alternativ zu der im Vorhergehenden beschriebenen verwendet. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel führt die Einrichtung 330 gleich die im folgenden beschriebene Art und Weise zur Notenlängenklassenzuordnung aus, wobei diese im nachfolgenden Bezug nehmend auf 5 beschrieben wird. Alternativ ist die Einrichtung 330 fest darauf eingestellt, die folgende Vorgehensweise zur Notenklassenzuordnung zu verwenden. Wiederum möglich wäre eine manuelle Umstellung zwischen den beiden alternativen Möglichkeiten durch den Benutzer.
Um also die Adaption der schwankenden Geschwindigkeit der durch das Audiosignal 302 repräsentierten Melodie bei entsprechend unterschiedlich langen IOIs zu verbessern, – oder gemäß der fest eingestellten alternativen Vorgehensweise zur Notenklassenzuordnung – variiert die Einrichtung 330 für jede Note der Notenfolge, wie sie in Schritt 404 erhalten wird, den Wert von NL und berechnet damit die Abweichung der quantisierten Länge LC_n·NL von dem tatsächlichen IOI-Wert für die folgenden s Noten, worauf hin die Einrichtung 330 die Abweichung mit der Größe der Abweichung als zusätzlichen Faktor minimiert, so dass immer ein lokaloptimales NL verwendet wird. Für die folgenden Noten verwendet die Einrichtung 330 dann immer die lokale NL der vorhergehenden Noten, woraufhin der Prozess wiederholt wird. Am Schluss wird aus allen Noten ein durchschnittli ches NL berechnet und damit das aus Schritt 402 bestimmte NL ersetzt. Um die Vorgehensweise näher zu veranschaulichen, sei im folgenden auf 5 Bezug genommen.
Zunächst initialisiert die Einrichtung 330 einen Zähler n, um alle möglichen Gruppen von aufeinander folgenden s + 1 Noten der Notenfolge 318 durchzuscannen, d. h. alle N – s möglichen Gruppen, wobei N die Anzahl der Noten der aktuellen Notenfolge sein soll. Die Initialisierung findet in Schritt 406a statt. Danach, in einem Schritt 406b, variiert die Einrichtung 330 die aktuelle Notenlänge NL, nämlich die in Schritt 402 erhaltene Notenlänge, um eine Kandidatennotenlänge zu erhalten, die von der Notenlänge NL um ein vorbestimmtes maximales Maß abweicht. Wie es sich im Folgenden noch herausstellen wird, wird der Schritt 406b mehrmals für eine Gruppe durchlaufen, wobei die in Schritt 406b ermittelten Kandidatennotenlängen beispielsweise auf eine vorbestimmte Weise um die variierte Notenlänge liegen.
In einem darauf folgenden Schritt 406c bestimmt die Einrichtung 330 für jede Note der Gruppe von Noten, deren erste Note die Note m ist, also für die Noten mit dem Index zwischen m und m + s, die Notenlängenquantisierungsstufe, wie es bereits im vorhergehenden Bezug nehmend auf die erste Möglichkeit zur Durchführung des Schrittes 406 beschrieben worden ist, diesmal jedoch für bzw. abhängig von der Kandidatennotenlänge KNL, wie sie in Schritt 406b ermittelt worden ist. Das Ergebnis von Schritt 406c sind folglich s + 1 Notenlängenquantisierungsstufen LC_n, nämlich eine pro Note der Gruppe m.
In einem darauf folgenden Schritt 406d berechnet die Einrichtung 330 einen gewissen Abstandswert aus den Notenlängenquantisierungsstufen bzw. Längenklassen, die für die Noten der Gruppe m in Schritt 406d bestimmt worden sind, derart, dass der Abstandswert repräsentativ ist für eine mittlere Abweichung der in Schritt 406c ermittelten quantisierten Notenlängen LC_i·NL mit m ≤ i ≤ m + s von den entsprechen den Notenanfangsabständen zwischen den Noten der Gruppe m und der jeweils nachfolgenden Note, d. h. von IOI_i mit n ≤ i ≤ m + s. Beispielsweise berechnet die Einrichtung 330 in Schritt 406d den Abstandswert a_m,j für die Gruppe m und die j-te Kandidatennotenlänge KNL zu
Im darauf folgenden Schritt 406e überprüft die Einrichtung 330, ob eine vorbestimmte Anzahl von Kandidatennotenlängen in Schritt 406b erzeugt worden sind. Falls nicht, wiederholt die Einrichtung 330 den Schritt 406b und erzeugt somit eine zweite, dritte, ... q-te Kandidatennotenlänge KNL. Daraufhin werden die Schritte 406c und 406d für die neue Kandidatenlänge durchgeführt. Auf diese Weise wird, bis in dem Schritt 406e feststeht, das eine genügend hohe Anzahl an Kandidatennotenlängen erzeugt worden ist, für jede Kandidatennotenlänge KNL_j ein Abstandswert a_m,j für die Gruppe m erhalten. In einem Schritt 406f bestimmt nun die Einrichtung 330 diejenige Kandidatennotenlänge für die Gruppe m als eine lokale Notenlänge für diese Gruppe m, für die der Abstandswert a_m,j minimiert ist. Vorzugsweise gewichtet dabei die Einrichtung 330 die Abstandswerte a_m,j vorher mit einem zusätzlichen Faktor p_j, der mit zunehmender Abweichung der Kandidatennotenlänge KNL_j von der Notenlänge, wie sie dem Schritt 406b zur Variation zugrunde lag, zunimmt, also beispielsweise mit p_j = |KNL_j – NL|, so dass die Einrichtung 330 die Folge von Werten f_j = a_m,jp_j minimiert. Die lokale Notenlänge für die Gruppe m, die auf diese Weise in Schritt 406f bestimmt wird, weicht folglich höchstens um ein vorbestimmtes Maß von der Notenlänge ab, wie sie in Schritt 406b zur Variation verwendet worden ist, was beim ersten Durchlauf der Schritte 406b–406f die Notenlänge ist, die in Schritt 402 ermittelt worden ist, d. h. NL, bei nachfolgenden Schritten jedoch, wie es im folgenden noch beschrieben wird, die lokale Notenlänge der vorhergehenden Gruppe m – 1. Auf diese Weise wird eine kontinuierliche Adap tion der lokalen Notenlängen für die aufeinander folgenden Gruppen m erzielt.
In einem auf den Schritt 406f folgenden Schritt 406g ordnet die Rhythmuseinrichtung 302 der ersten Note der Gruppe, d. h. der Note m, die in Schritt 406f bestimmte lokale Notenlänge und die Notenlängenquantisierungsstufe zu, die in Schritt 406c für diese Note und für die lokale Notenlänge bestimmt worden ist.
Daraufhin überprüft die Einrichtung 330 in einem Schritt 406h ob eine nachfolgende Gruppe von s + 1 aufeinander folgenden Noten existiert. Ist dies der Fall, erhöht in einem Schritt 406i die Einrichtung 330 den Zähler m und führt die Schritte 406b–406h für die auf die Note m folgende Note m + 1 und die s auf diese Note folgenden Noten durch, wobei sie hierbei bei Schritt 406b, wie im vorhergehenden bereits erwähnt, Kandidatennotenlängen nicht als Variation zu der in Schritt 402 bestimmten Notenlänge NL sondern als Variation zu der lokalen Notenlänge der zuletzt verarbeiteten Gruppe bestimmt. Der Abstand der einer Note in Schritt 406g zugeordneten lokalen Notenlänge zu der in Schritt 402 bestimmten Notenlänge kann deshalb durchaus groß werden, größer jedenfalls als das maximale Variationsmaß in Schritt 406b. Allerdings ändern sich die lokalen Notenlängen von Note zu Note lediglich um das Variationshöchstmaß in Schritt 406b.
Stellt die Einrichtung 330 in Schritt 406h fest, dass zu allen Noten, bzw. Gruppen die Schritte 406b–406g durchgeführt worden sind, berechnet sie in einem Schritt 406j eine neue Notenlänge als einen Mittelwert über die den Noten in Schritt 406g zugeordneten lokalen Notenlängen, um die in Schritt 402 bestimmte Notenlänge für die darauf folgende Verarbeitung zu ersetzen. Ferner kann die Einrichtung 330, obwohl es in 5 nicht gezeigt ist, in dem Schritt 406g ferner gleich einer Markierung der schlecht quantisierten Noten durchführen, wie es im vorhergehenden Bezug nehmend auf die erste mögliche Durchführungs-Art und Weise für den Schritt 406 beschrieben worden ist.
Nachdem im Schritt 406 jeder Note n eine Längenklasse LC_n zugeordnet worden ist, wird durch die Einrichtung 330 in einem Schritt 408 eine prinzipielle Überprüfung der durch den Schritt 406 realisierten Quantisierung bzw. eine Überprüfung der Güte der Notenklassenbestimmung durchgeführt. Dabei geht die Einrichtung 330 insbesondere folgendermaßen vor. Zunächst untersucht die Einrichtung 330, wie viele der Noten der Notenfolge eine Längenklasse LC hat, die einem Vielfachen von 3 entspricht, also beispielsweise 3, oder, wenn auch die Längenklassen 6, 9, 12 usw. zu den möglichen Längenklassen gehören, die Längenklasse 6 usw. In einen darauf folgenden Schritt überprüft die Einrichtung 330 dann, ob die Anzahl einen gewissen Wert überschreitet, wie z. B. einen gewissen Prozentsatz relativ zu der Anzahl aller Noten der Notenfolge. Ist dies der Fall (410), so geht die Einrichtung 330 davon aus, dass die bisherige Wahl der Notenlänge NL, wie sie entweder durch den Schritt 402 oder alternativ durch den Schritt 406j bestimmt worden ist, keine geeignete Grundnotenlänge darstellt, da Noten zumeist zueinander Notenlängenverhältnisse von 2^–x mit x einer Ganzzahl aufweisen. Deshalb ändert die Einrichtung 330 in einem Schritt 412 die bisher geltende Notenlänge aus Schritt 402 bzw. 406j, indem sie die bisher geltende Notenlänge mit 2/3 oder 3/2 multipliziert, um eine neue Notenlänge NL' zu erhalten. Insbesondere multipliziert die Einrichtung 330 im Schritt 412 die bisher geltende Notenlänge NL mit 2/3, wenn die bisher geltende Notenlänge größer als eine Konstante x, mit x beispielsweise einem Wert zwischen 0,05 und 0,2 Sekunden und vorzugsweise 0,11 Sekunden, ist, und mit 3/2, wenn die bisher geltende NL kleiner oder gleich der Konstante x ist. Hält die bisher geltende NL jedoch im Schritt 410 der Überprüfung Stand, so beendet die Einrichtung 330 ihre Arbeit, um, wie Bezug nehmend auf 3 beschrieben, die Notenfolge 318 unter zusätzlicher Zuordnung jeder Note zu einer Längenklasse LC als Notenlängen- quantisierte Notenfolge zusammen mit der bestimmten Notenlänge NL an die Taktbestimmungseinrichtung 332 und die Auftaktbestimmungseinrichtung 334 sowie die Anpassungseinrichtung 336 auszugeben.
Nach der Ausgabe der Notenlängen-quantisierten Notenfolge wird zunächst die Taktlängenbestimmungseinrichtung 332 aktiv, um die Taktlänge zu bestimmen, und zwar als eine Anzahl der Grundnotenlänge NL. Damit ergibt sich inhärent auch die Anzahl der Grundnotenlängen pro Taktschlag bzw. Beat bzw. pro Beatintervall und eine Taktgeschwindigkeit bzw. ein BPM-Wert der Notenlängen-quantisierten Notenfolge.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel führt die Einrichtung 332 die Taktlängenbestimmung auf die folgende Weise durch. Sie geht zunächst vorgabemäßig davon aus, dass ein bestimmtes Taktschema vorliegt, wobei im Folgenden exemplarisch davon ausgegangen wird, dass die Taktlängenbestimmungseinrichtung 332 einen Vier-Viertel-Takt annimmt, bei dem vier Schläge bzw. Beats pro Takt vorkommen. Außerdem ist der Taktlängenbestimmungseinrichtung 230 eine Mindestgeschwindigkeit vorgegeben, wie z. B. eine Mindestgeschwindigkeit von 70 bpm. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel bestimmt nun die Taktlängenbestimmungseinrichtung 332 eine Ganzzahl x > 0 derart, dass
gilt, wobei „sek” die Einheit Sekunden sein soll, min_bpm der bpm-Wert der Mindestgeschwindigkeit und NL die durch die Einrichtung 330 bestimmte Grundnotenlänge sei.
Auf diese Weise wird einem Taktschlag die Länge 2^x NL zugeordnet, so dass sich eine Geschwindigkeit der Schläge zwischen der Minimalgeschwindigkeit und dem Doppelten der Minimalgeschwindigkeit ergibt, also, um bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel zu bleiben, eine Geschwindigkeit zwischen 70 und 140 bpm. Die Taktlänge beträgt damit unter der vorhergehenden exemplarischen Annahme eines Vier-Viertel-Taktes automatisch 4 × 2^x NL. Damit liegt die Länge eines Taktes in NL-Einheiten und damit auch in Sekunden fest, woraufhin die Taktlängenbestimmungseinrichtung 332 die Taktlänge TL an die Auftaktbestimmungseinrichtung 334 und die Anpassungseinrichtung 336 ausgibt.
Auf die Ausgabe der Taktlänge TL durch die Einrichtung 332 hin wird die Auftaktbestimmungseinrichtung 334 aktiv, um ihrerseits eine Auftakterkennung und damit eine endgültige Festlegung der Taktgrenzen bzw. eine endgültige Festlegung des Taktrasters der Notenlängen-quantisierte Notenfolge durchzuführen.
Die Funktionsweise der Auftaktbestimmungseinrichtung 334 zur Bestimmung des Auftaktes wird im Folgenden Bezug nehmend auf 6 näher erläutert. Zunächst versucht die Auftaktbestimmungseinrichtung 334 in einem Schritt 500 unter den Noten der Notenlängen-quantisierten Notenfolge lange Noten ausfindig zu machen. Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erkennt die Auftaktbestimmungseinrichtung 334 solche Noten der Notenlängen-quantisierte Notenfolge als lange Noten an, deren zugeordnete Längenklasse LC_n multipliziert mit der Grundnotenlänge NL größer als das Schlagintervall 2^x NL bzw., in dem Fall eines Vier-Viertel-Taktes, größer als TL/4 ist.
Nachdem die Einrichtung 334 solche langen Noten im Schritt 500 bestimmt hat, versucht die Einrichtung in einem Schritt 502 Gruppen von langen Noten zu finden, die untereinander bezüglich ihrer Notenanfangszeitpunkte im wesentlichen mit einem Vielfachen einer Taktlänge TL beabstandet sind. Anders ausgedrückt, ermittelt die Einrichtung 334 in dem Schritt 502 alle Gruppen von langen Noten, deren Noten alle Notenanfangszeitpunkte t_n aufweisen, die untereinander einen Abstand aufweisen, der im Wesentlichen einem ganzzahligen Vielfachen der ermittelten Taktlänge TL entspricht bzw. von einem ganzzahligen Vielfachen der ermittelten Taktlänge um höchstens einen vorbestimmten Schwellenwert abweicht. Die Ermittlung im Schritt 502 wird beispielsweise derart durchgeführt, dass die Überprüfung der Abstände zwischen den Notenanfangszeitpunkten der Noten einer potentiellen Gruppe von langen Noten daraufhin, ob dieselben weniger als ein vorbestimmtes Maß von einem Vielfachen einer Taktlänge TL entfernt sind, auf die Abstände zwischen Taktanfangszeitpunkten aufeinander folgender bzw. nächstliegender Noten dieser Gruppen beschränkt wird. Alternativ können jedoch auch alle Abstände überprüft werden.
Dem Schritt 502 liegt die Beobachtung zugrunde, dass lange Noten zumeist an Taktanfängen angeordnet sind. Alle im Schritt 502 ermittelten Gruppen stellen folglich Kandidatengruppen von langen Noten dar, deren Noten an den Taktanfängen angeordnet sein könnten. Alle Noten der Kandidatengruppen werden folglich als mögliche erste Note eines Taktes markiert.
In einem Schritt 504 wählt die Einrichtung 334 eine der Kandidatengruppen aus, nämlich bevorzugter Weise diejenige, die die meisten langen Noten aufweist. Anders ausgedrückt, wählt die Einrichtung 334 im Schritt 504 diejenigen unter den markierten langen Noten, die zu den meisten anderen langen Noten den im Schritt 502 geforderten Abstand haben, als erste Noten eines Taktes bzw. Noten aus, die Taktanfänge bilden. Im Schritt 506 bestimmt die Einrichtung 334 daraufhin den Auftakt, indem sie ein Taktraster mit der bestimmten Taktlänge TL so zeitlich verschiebt, dass die Taktanfänge möglichst gut mit den Notenanfängen der langen Noten der im Schritt 504 bestimmten Gruppe übereinstimmen, wodurch sich der Auftakt bzw. der Versatz der Takte zu dem Beginn der Notenlängen-quantisierten Notenfolge ergibt. Diesen Auftakt gibt die Auftaktbestimmungseinrichtung 334 an ihrem Ausgang aus, beispielsweise in Sekunden, gemessen von Beginn der Melodie an, um ihn an die Anpassungseinrichtung 336 weiterzuleiten.
Die Anpassungseinrichtung 336 führt daraufhin eine Korrektur von neben dem durch die Taktlänge TL und den Auftakt bestimmten Takt bzw. dem durch die Taktlänge und den Auftakt bestimmte Taktraster liegenden Noten der Notenlängen-quantisierten Notenfolge durch. Insbesondere führt die Anpassungseinrichtung 336 eine Quantisierung der Notenanfangszeitpunkte durch, wie sie Bezug nehmend auf 7 näher veranschaulicht wird.
Zunächst sucht die Einrichtung 336 in einem Schritt 600 den durch die Notenlängen-quantisierten Notenfolge repräsentierten gesamten Vektor außer demjenigen Teil, der sich auf den ersten Takt bzw. den Auftakt bezieht, daraufhin durch, ob er Gruppen von aufeinander folgenden Noten enthält, die ein oder mehrere Ticks bzw. um ein oder zwei NL oder um ein anderes vorbestimmtes Maß neben den Taktschlägen liegen, wie sie durch das Taktraster definiert sind, das durch die Taktlänge TL und den Auftakt definiert ist.
Um dies zu veranschaulichen, sei beispielsweise auf 2 Bezug genommen. 2 deutet mit gestrichelten Linien aufgetragen über der Zeitachse 320 eine Einteilung der Zeitachse 320 in aufeinanderfolgende Abschnitte der Länge NL an, wie sie durch die Auftaktbestimmung durch die Einrichtung 334 festgelegt ist. In diesem exemplarischen Fall gehörte beispielsweise die Note 322c zu den langen Noten, wie sie im Schritt 500 ermittelt worden sind. Dementsprechend liegt in der Gegend des Notenanfangszeitpunktes der Note 322c t_n+2 ein Taktanfang 602, wie es im Schritt 506 festgelegt worden ist, und somit auch ein Taktschlag. Die in 2 erkennbare leichte Diskrepanz zwischen dem Zeitpunkt des Taktanfangs 602 und dem Notenanfangszeitpunkt t_n+2 der Note 342c lässt sich durch die Rhythmusschwankungen des ursprünglichen Audiosignals am Eingang 302 der Vorrichtung erklären. Durch die Festlegung des Taktrasters derart, dass in dem gezeigten Ausschnitt von 2 der Taktanfang 602 an der gezeigten Stelle ist, ist aber auch das Raster von Notenlängen NL in seinem zeitlichen Versatz festgelegt. In dem Fall von 2 sei exemplarisch angenommen, dass durch die Einrichtung 332 das Schlagintervall auf 2³ NL festgelegt worden sei, weshalb sich in 2 ein weiterer Taktschlag bei 604 befindet und ein wiederum weiterer bei 606. Wie es zu sehen ist, liegt von den Noten 322a, 322c und 322d keine der Noten derart, dass ihre Notenanfänge um mehr als eine Notenlänge NL von einem Taktschlag 602–606 abweichen. Folglich würde keine der Noten in dem Schritt 600 durch die Einrichtung 336 im Rahmen einer Gruppe ausgewählt werden. Die Note 322b würde ebenfalls nicht, da sie eine einzelne Note umgeben von Noten mit geringen Abständen zu Taktschlägen ist, als Teil einer Gruppe von aufeinander folgenden Noten der im Schritt 600 gesuchten Art ausgewählt werden.
Findet aber die Einrichtung 336 eine Gruppe der im Schritt 600 gesuchten Art, führt die Einrichtung 336 bestimmte Maßnahmen nach einer gewissen Priorität an dieser Gruppe durch, wie es im Folgenden beschrieben wird. Zunächst überprüft die Einrichtung 336 in einem Schritt 608 die Noten der gefundenen Gruppe von aufeinander folgenden Noten der Notenlängen-quantisierten Notenfolge daraufhin, ob eine Note im Schritt 504 durch die Auftaktbestimmungseinrichtung 334 als Anfangsnote eines Taktes markiert worden ist. Falls dies der Fall ist, verschiebt die Einrichtung 336 in einem Schritt 610 die Gruppe derart, dass die betreffende Note, d. h. diejenige, die einen Taktanfang darstellt, auf dem Taktanfang liegt, wobei alle auf diese Note folgenden Noten dieser Gruppe dementsprechend mitverschoben werden. Beginnt die Gruppe von aufeinander folgenden Noten beispielsweise bei der Note m, und reicht die Gruppe bis zur Note m + l, und ist weiterhin die Note, die den Taktanfang darstellt, die Note j mit m ≤ j ≤ m + l, und ist t_Takt der Zeitpunkt des entsprechenden Taktanfangs, so verschiebt die Einrichtung 336 im Schritt 610 alle Noten j bis m + l durch Addieren von t_Takt – t_j zu den Notenanfangszeitpunkten t_j, ..., t_m+l.
Nach dem Schritt 610 fährt die Einrichtung 336 bei Schritt 600 mit der nächsten Gruppe fort.
Fällt jedoch die Überprüfung im Schritt 608 negativ aus, d. h. befindet sich in der aktuellen Gruppe keine Note, die einen Taktanfang darstellt bzw. im Schritt 504 als erste Note eines Taktes markiert worden ist, so fährt die Einrichtung 336 bei Schritt 612 damit fort, zu überprüfen, ob vor der aktuellen Gruppe von Noten eine Note vorhanden ist, die wegen ihrer großen Abweichung des Produktes aus Längenklasse mal Notenlänge von der wirklichen Notendauer τ im Schritt 406 durch die Einrichtung 330 markiert worden ist. Ist dies der Fall, führt die Einrichtung 336 in einem Schritt 614 eine Untersuchung dahingehend durch, ob alle folgenden Noten der Gruppe nach einer Verschiebung besser relativ zu den Taktschlägen liegen, d. h. ein mittlere Abstand jedes Notenanfangszeitpunktes der Noten der aktuellen Gruppe zu dem jeweils nächstgelegenen Taktschlag bei Verschiebung in der Zeitachse kleiner wird, und zwar vorzugsweise bei Verschiebung um Vielfache von NL. Ist dies der Fall, verschiebt die Einrichtung 336 in einem Schritt 616 die Noten in der aktuellen Gruppe unter entsprechender Verkürzung bzw. Verlängerung der Note vor der Gruppe um Einheiten der Grundnotenlänge NL nach vorne oder nach hinten, je nachdem, wie die im Schritt 406 markierte Note besser an ihre ursprüngliche Länge herankommt, d. h. derart, dass die entstehende Längenklasse LC' für diese Note multipliziert mit NL ihrer tatsächlichen Notendauer τ näher kommt. Nach dieser Maßnahme fährt die Einrichtung 336 mit der nächsten Gruppe im Schritt 600 fort.
Befindet sich jedoch keine als schlecht quantisiert markierte Note in der aktuellen Gruppe, so fährt die Einrichtung 336 bei Schritt 618 damit fort, zu überprüfen, ob die Gruppe insgesamt ein oder zwei Ticks neben dem Takt bzw. neben den Taktschlägen liegt, woraufhin, wenn dies der Fall ist, die Einrichtung 336 in einem Schritt 620 nur die Gruppe von Noten verschiebt, wobei die Richtung vom Durch schnitt der ursprünglichen Positionen der Noten abhängt, d. h. den für diese Noten in der Notenlängen-quantisierten Notenfolge enthaltenen Notenanfangszeitpunkten t_n.
Nach Durchführung der Maßnahme 620 fährt die Einrichtung 336 bei Schritt 600 mit der nächsten Gruppe fort. Bei einem negativen Ergebnis der Abfrage 618 fährt die Einrichtung 336 ebenfalls mit dem Schritt 600 bezüglich der nächsten Gruppe fort.
Die Notenfolge, die die Anpassungseinrichtung 336 nach Durchführung der in 7 gezeigten Schritte ausgibt, stellt folglich eine rhythmisch aufbereitete Notenfolge dar, die auch das Ausgangsergebnis 324 der Rhythmuseinrichtung 306 von 1 darstellt.
An der rhythmisch aufbereiteten Notenfolge 324 führt die Tonarteinrichtung 308 eine Tonartbestimmung und ggf. eine Tonartkorrektur durch. Genauer ausgedrückt bestimmt die Einrichtung 308 basierend auf der Notenfolge 324 eine Haupttonart bzw. Tonart der durch die Notenfolge 324 bzw. das Audiosignal 302 repräsentierten Benutzermelodie inklusive des Tongeschlechtes, d. h. Dur oder Moll, des beispielsweise gesungenen Stückes. Danach erkennt dieselbe an dieser Stelle ferner tonleiterfremde Töne bzw. Noten in der Notenfolge 114 und korrigiert dieselben, um zu einem harmonisch klingenden Endergebnis zu kommen, nämlich einer rhythmisch aufbereiteten und tonart-korrigierten Notenfolge 700, die an die Harmonieeinrichtung 310 weitergeleitet wird und eine Tonart-korrigierte Form der von dem Benutzer gewünschten Melodie darstellt.
Die Funktionsweise der Einrichtung 324 hinsichtlich der Tonartbestimmung kann auf verschiedene Weisen ausgeführt sein. Die Tonartbestimmung kann beispielsweise auf die in dem Artikel Krumhansl, Carol L.: Cognitive Foundations of Musical Pitch, Oxford University Press, 1990, oder die in dem Artikel Temperley, David: The cognition of basical mu sical structures. The MIT Press, 2001, beschriebene Weise stattfinden.
Die Harmonieeinrichtung 310 ist dazu ausgebildet, die Notenfolge 700 von der Einrichtung 308 zu empfangen und für die Melodie, die durch diese Notenfolge 700 repräsentiert wird, eine passende Begleitung zu finden. Dazu agiert bzw. wirkt die Einrichtung 310 taktweise. Insbesondere wirkt die Einrichtung 310 an jedem Takt, wie er durch das durch die Rhythmuseinrichtung 306 festgelegte Taktraster bestimmt ist, derart, dass sie eine Statistik über die in dem jeweiligen Takt vorkommenden Töne bzw. Tonhöhen der Noten T_n erstellt. Die Statistik der vorkommenden Töne wird dann mit den möglichen Akkorden der Tonleiter der Haupttonart verglichen, wie sie von der Tonarteinrichtung 308 bestimmt worden ist. Die Einrichtung 310 wählt unter den möglichen Akkorden dann insbesondere denjenigen Akkord aus, dessen Töne am besten mit den Tönen übereinstimmen, die sich in dem jeweiligen Takt befinden, wie es durch Statistik angezeigt wird. Auf diese Weise bestimmt die Einrichtung 310 für jeden Takt denjenigen Akkord, der am besten zu den beispielsweise eingesungenen Tönen bzw. Noten in dem jeweiligen Takt passt. Mit anderen Worten ausgedrückt, ordnet die Einrichtung 310 den durch die Einrichtung 306 gefundenen Takten Akkordstufen der Grundtonart in Abhängigkeit des Tongeschlechtes zu, so dass sich eine Akkordprogression über den Verlauf der Melodie bildet. Am Ausgang der Einrichtung 310 gibt dieselbe folglich neben der rhythmisch aufbereiteten und Tonart-korrigierten Notenfolge inklusive NL ferner für jeden Takt eine Akkordstufenangabe an die Syntheseeinrichtung 312 aus.
Die Syntheseeinrichtung 312 benutzt zur Durchführung der Synthese, d. h. zur künstlichen Erzeugung der sich schließlich ergebenden polyphonen Melodie, eine Stilinformation, die von einem Benutzer eingegeben werden kann, wie es durch den Fall 702 angezeigt ist. Beispielsweise kann ein Benutzer durch die Stilinformation aus vier verschiedenen Stilen bzw. Musikrichtungen auswählen, in denen die polyphone Melodie generiert werden kann, nämlich Pop, Techno, Latin oder Reggae. Zu jedem dieser Stile ist entweder eine oder sind mehrere Begleitpatterns in der Syntheseeinrichtung 312 hinterlegt. Zur Erzeugung der Begleitung verwendet nun die Syntheseeinrichtung 312 das bzw. die durch die Stilinformation 702 angezeigte(n) Begleitmuster. Zur Erzeugung der Begleitung hängt die Syntheseeinrichtung 312 die Begleitmuster pro Takt aneinander. Handelt es sich bei dem durch die Einrichtung 310 bestimmten Akkord zu einem Takt um die Akkordversion, in der ein Begleitmuster bereits vorliegt, so wählt die Syntheseeinrichtung 312 für diesen Takt für die Begleitung einfach das entsprechende Begleitmuster zu dem aktuellen Stil aus. Ist jedoch für einen bestimmten Takt, der durch die Einrichtung 310 bestimmte Akkord nicht derjenige, in welchem ein Begleitmuster in der Einrichtung 312 hinterlegt ist, so verschiebt die Syntheseeinrichtung 312 die Noten des Begleitpatterns um die entsprechende Halbtonzahl bzw. ändert die Terz und ändert die Sext und Septim um einen Halbton im Falle eines anderen Tongeschlechtes, nämlich durch Verschiebung um einen Halbton nach oben im Fall von einem Dur-Akkord umgekehrt im Fall eines Moll-Akkords.
Ferner instrumentiert die Syntheseeinrichtung 312 die durch die Notenfolge 700, die von der Harmonieeinrichtung 310 an die Syntheseeinrichtung 312 weitergeleitet wird, repräsentierte Melodie, um eine Hauptmelodie zu erhalten und kombiniert anschließend Begleitung und Hauptmelodie zu einer polyphonen Melodie, die sie vorliegend exemplarisch in Form einer MIDI-Datei am Ausgang 304 ausgibt.
Die Tonarteinrichtung 308 ist ferner dazu ausgebildet, die Notenfolge 700 im Melodiespeicher 314 unter einer Bereitstellungsidentifikationsnummer zu speichern. Ist der Benutzer mit dem Ergebnis der polyphonen Melodie am Ausgang 304 unzufrieden, kann er die Bereitstellungsidentifikationsnummer zusammen mit einer neuen Stilinformation neu in die Vorrichtung von 1 eingeben, woraufhin der Melodiespei cher 314 die unter der Bereitstellungsidentifikationsnummer gespeicherte Folge 700 an die Harmonieeinrichtung 310 weiterleitet, die daraufhin – wie im Vorhergehenden beschrieben – die Akkorde bestimmt, woraufhin die Syntheseeinrichtung 312 unter Verwendung der neuen Stilinformation abhängig von den Akkorden eine neue Begleitung und abhängig von der Notenfolge 700 eine neue Hauptmelodie erzeugt und zu einer neuen polyphonen Melodie am Ausgang 304 zusammenfügt.
Akkordstufenzuordnung zu den Takten durch die Einrichtung 310 und die anschließende Synthetisierung der Begleitung und Instrumentierung der Hauptmelodie funktionieren besser, weil die durch die Einrichtung zur rhythmischen Aufbereitung 316 erzeugte Notenfolge 324 ein Zusammenfügen der Begleitung und der Hauptmelodie zu einem rhythmisch wohlklingenden polyphonen Klang erst überhaupt ermöglicht.
Bezug nehmend auf die vorhergehende Figurenbeschreibung wird darauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung nicht auf das Gebiet der Erzeugung polyphoner Melodien, wie z. B. polyphoner Klingeltöne, beschränkt ist. Die rhythmische Aufbereitung von Audiosignalen ist bei vielen Einsatzgebieten vorteilhaft und notwendig. Ferner wird darauf hingewiesen, dass viele der im vorhergehenden beschriebenen Schritte nicht in dieser Reihenfolge von den einzelnen Einrichtungen durchgeführt werden müssen. Bezüglich der Schritte wird insbesondere darauf hingewiesen, dass die einzelnen Einrichtungen, deren Funktionsweisen durch die Schrittabfolge jeweils definiert sind, für die einzelnen Schritte Einrichtungen aufweisen, die die jeweilige Funktionalität bzw. den jeweiligen Schritt übernehmen. Beispielsweise ist die gesamte Vorrichtung von 1 als Computerprogramm implementiert, das für jede einzelne Einrichtung bzw. jeden einzelnen Schritt ein Unterprogramm oder einen Abschnitt eines Programmcodes aufweist.
Ferner ist es möglich, viele der Funktionalitäten der Einrichtungen der Rhythmuseinrichtung 306 auch anders zu imp lementieren als dies Bezug nehmend auf die 4–7 beschrieben worden ist. Insbesondere Bezug nehmend auf die Funktionalität der Auftaktbestimmungseinrichtung 334 wird im Folgenden eine Alternative zu der im Vorhergehenden beschriebenen Vorgehensweise beschrieben. Nach dieser alternativen Vorgehensweise unterscheidet die Auftaktbestimmungseinrichtung 334 nicht zwischen langen und kurzen Noten. Sie verschiebt lediglich kontinuierlich oder quasi kontinuierlich ein Taktraster mit der durch die Taktlängenbestimmungseinrichtung 332 bestimmten Taktlänge über die Zeitachse 320 (2) und bestimmt dabei für jeden Versatzwert, wie viele Notenanfangszeitpunkte mit Taktanfängen derart zusammenfallen, dass der Zeitunterschied einen bestimmten Schwellenwert unterschreitet. Abhängig von dieser Anzahl für jeden Taktrasterversatz bestimmt die Auftaktbestimmungseinrichtung 334 dann denn Auftakt als denjenigen Versatzwert, der zu den meisten Aufeinandertreffen zwischen Taktanfängen und Notenanfängen führt. Dabei kann die Auftaktbestimmungseinrichtung 334 zusätzlich solche Versatzwerte bevorzugen, die kleiner sind. Ferner kann die Auftaktbestimmungseinrichtung 334 bestimmen, um wie viel der nächstgelegene Notenanfangszeitpunkt von einem Taktanfang entfernt ist, bei dem keine Übereinstimmung bzw. kein Zusammenfallen mit einem Notenanfang festgestellt worden ist. Die Auftaktbestimmungseinrichtung 334 könnte dann noch eine Anzahl von Taktanfängen zählen, bei denen dieser größere Abstand einen bestimmten Schwellenwert überschreitet. Diese Anzahl könnte die Auftaktbestimmungseinrichtung 334 bei der Auswahl unter den Versatzwerten als Auftakt dadurch berücksichtigen, dass sie Versatzwerte benachteiligt, bei denen solche Taktanfänge vorkommen, und zwar ggf. um so mehr, je größer die Anzahl solcher Nicht-Zusammenfallen-Ereignis-Taktanfänge ist. Die Einrichtung 334 könnte ferner die Bezug nehmend auf 6 beschriebene Vorgehensweise zur Bestimmung des Auftaktes versuchen, und daraufhin, falls die Anzahl der Noten in der größten Gruppe zu klein ist, die in diesem Absatz beschriebene Vorgehensweise verwenden.
Bezug nehmend auf die Syntheseeinrichtung 312 wird darauf hingewiesen, dass es möglich ist, dass in der Syntheseeinrichtung 312 zu jedem Stil Begleitmuster mit verschiedenen Geschwindigkeiten (bpms) hinterlegt sein können und in der Synthese dann jenes gewählt wird, welches am Nähesten an der Geschwindigkeit der Melodie dran ist.
Ferner wird darauf hingewiesen, dass die im Vorhergehenden beschriebene Reihenfolge der Einrichtungen und/oder Schritte nicht immer festgelegt sein muss. So kann beispielsweise in 1 die Tonarteinrichtung 308 auch zwischen der Extraktionseinrichtung 304 und der Rhythmuseinrichtung 306 angeordnet sein, um die Notenfolge 318 vor ihrer Verarbeitung durch die Rhythmuseinrichtung 306 hinsichtlich einer bestimmten Tonart in den Tonhöhen zu korrigieren.
Über die in 1 gezeigten Einrichtungen hinaus kann die Vorrichtung von 1 ferner eine Aufnahmeeinrichtung aufweisen, die durch Aufnahme einer Benutzeingabe, wie z. B. eines Gesanges, das Audiosignal erst erzeugt, um es an den Eingang 302 weiterzuleiten.
Insbesondere wird darauf hingewiesen, dass abhängig von den Gegebenheiten das erfindungsgemäße Schema auch in Software implementiert sein kann. Die Implementation kann auf einem digitalen Speichermedium, insbesondere einer Diskette oder einer CD mit elektronisch auslesbaren Steuersignalen erfolgen, die so mit einem programmierbaren Computersystem zusammenwirken können, dass das entsprechende Verfahren ausgeführt wird. Allgemein besteht die Erfindung somit auch in einem Computerprogrammprodukt mit auf einem maschinenlesbaren Träger gespeicherten Programmcode zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wenn das Computerprogrammprodukt auf einem Rechner abläuft. In anderen Worten ausgedrückt kann die Erfindung somit als ein Computerprogramm mit einem Programmcode zur Durchführung des Verfahrens rea lisiert werden, wenn das Computerprogramm auf einem Computer abläuft.

Claims

Vorrichtung zur rhythmischen Aufbereitung eines Audiosignals, mit folgenden Merkmalen: einer Verarbeitungseinrichtung (304) zum Verarbeiten des Audiosignals, das eine Melodie beinhaltet, um eine Notenfolge (318) zu erhalten; einer Grundnotenlängenquantisierungseinrichtung (330) zum Bestimmen einer Grundnotenlänge (NL) auf der Basis der Notenfolge (318) und zum Zuordnen der Noten (322a–d) der Notenfolge (318) zu Notenlängenquantisierungsstufen auf der Basis der Grundnotenlänge (NL), um eine Notenlängen-quantisierte Notenfolge (324) zu erhalten; einer Taktlängenbestimmungseinrichtung (332) zum Bestimmen einer Taktlänge (TL) als ein erstes ganzzahliges Vielfaches der Grundnotenlänge (NL) durch Bestimmen einer Ganzzahl x derart, dass
wobei „sek” die Einheit Sekunden, min_bpm ein bpm-Wert einer Mindestgeschwindigkeit und NL die durch die Grundnotenlängenquantisierungseinrichtung (330) bestimmte Grundnotenlänge sein soll, Bestimmen einer Taktschlaglänge zu 2^x NL und Festlegen der Taktlänge basierend auf der Taktschlaglänge unter Vorgabe eines vorbestimmten Taktschemas; einer Auftaktbestimmungseinrichtung (334) zum Bestimmen des Auftaktes der Notenlängen-quantisierten Notenfolge (324) abhängig von der Taktlänge (TL), wobei durch die Taktlänge (TL) und den Auftakt ein Taktraster definiert ist; und einer Anpassungseinrichtung (336) zum Anpassen der Notenlängen-quantisierten Notenfolge (324) an das Taktraster auf der Basis der Taktlänge (TL) und des Auftaktes, wobei die Verarbeitungseinrichtung (304) ausgebildet ist, um eine Notenextraktion des Audiosignals derart durchzuführen, dass in der Notenfolge (318) für jede Note ein Notenanfangszeitpunkt (t_n) enthalten ist, wobei die Grundnotenlängenquantisierungseinrichtung (330) ausgebildet ist, um a) Differenzen zwischen den Notenanfangszeitpunkten (t_n) von aufeinanderfolgenden Noten der Notenfolge (318) zu bilden (400), um eine Tonabstandsstatistik zu erhalten, und b) die Grundnotenlänge (NL) basierend auf der Tonabstandsstatistik zu ermitteln (402), c) den Noten der Notenfolge (318) jeweils eine ganzzahlige Notenlängenquantisierungsstufe (LC_n) zuzuordnen, wodurch die Notenlängen-quantisierte Notenfolge (324) erhalten wird, wobei die Grundnotenlängenquantisierungseinrichtung (330) derart ausgebildet ist, dass die Zuordnung unter Durchführung folgender Schritte ausgeführt wird: c1) Variieren (406b), für eine Gruppe bestehend aus einer ersten Note und s auf die erste Noten folgenden Noten der Notenfolge (318), der Grundnotenlänge (NL), um Kandidatenabschnittsgrundnotenlängen (KNL) zu erhalten (406b); c2) Zuordnen (406c), für jede Kandidatenabschnittsgrundnotenlänge (KNL), für jede Note der Gruppe, jeweils einer ganzzahligen Notenlängenquantisierungsstufe aus der vorbestimmten Mehrzahl von möglichen ganzzahligen Notenlängenquantisierungsstufen zu der jeweiligen Note der Gruppe, und zwar abhängig von einem Verhältnis zwischen einer Differenz des Notenanfangszeitpunktes (t_n) der jeweiligen Note und des Notenanfangszeitpunktes (t_n) der auf die jeweilige Note folgende Note der Notenfolge auf der einen Seite und der jeweiligen Kandidatenabschnittsgrundnotenlänge (KNL) auf der anderen Seite (406c); c3) Berechnen (406d), für jede Kandidatenabschnittsgrundnotenlänge (KNL), eines Gruppenabstandswertes, basierend auf, für jede Note der Gruppe, einer Differenz zwischen dem Produkt der ganzzahligen Notenlängenquantisierungsstufe, die der jeweiligen Note der Gruppe für die jeweilige Kandidatenabschnittsgrundnotenlänge (KNL) zugeordnet ist, und der jeweiligen Kandidatenabschnittsgrundnotenlänge (KNL) auf der einen Seite und einer Differenz zwischen dem Notenanfangszeitpunkt (t_n) der jeweiligen Note und dem Notenanfangszeitpunkt (t_n) der auf die jeweilige Note nachfolgenden Note auf der anderen Seite, c4) basierend auf den Gruppenabstandswerten für jede Kandidatenabschnittsgrundnotenlänge (KNL), Bestimmen (406f) einer Abschnittsgrundnotenlänge unter den Kandidatenabschnittsgrundnotenlängen (KNL), derart, dass der Gruppenabstandswert für die Abschnittsgrundnotenlänge unter den Gruppenabstandswerten für die Kandidatenabschnittsgrundnotenlängen (KNL) extremal ist, c5) Zuordnen (406g) der Abschnittsgrundnotenlänge und der ganzzahligen Notenlängenquantisierungsstufe, die in Schritt c2) der erste Note für die Abschnittsgrundnotenlänge zugeordnet worden ist, zu der ersten Note, wobei die Grundnotenlängenquantisierungseinrichtung (330) derart ausgebildet ist, dass zur Durchführung der Zuordnung nach c) die Schritte c1)–c5) ferner für eine auf die erste Note folgende zweite Note der Notenfolge (318) anstelle der ersten Note durchgeführt werden (406h, 406i), wobei jedoch im Schritt c1) die der ersten Note zugeordnete Abschnittsgrundnotenlänge variiert wird.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der die Verarbeitungseinrichtung (304) ausgebildet ist, um eine Notenextraktion des Audiosignals derart durchzuführen, dass in der Notenfolge (318) für jede Note neben dem Noten anfangszeitpunkt eine Notendauer (τ_n), eine Lautstärke (L_n) und eine Notenlängen-quantisierte Tonhöhe (T_n) enthalten ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 2, bei der die Grundnotenlängenquantisierungseinrichtung (330) ferner ausgebildet ist, um zu überprüfen (404b), ob eine Abweichung zwischen einer Differenz zwischen den Notenanfangszeitpunkten (t_n) einer dritten Note der Notenfolge (318) und einer vierten, auf die dritte Note folgenden Note der Notenfolge (318) auf der einen Seite und der Notendauer (τ_n) der dritten Note auf der anderen Seite eine ersten vorbestimmten Schwellwert überschreitet, der von der Grundnotenlänge (NL) abhängt, und falls dies der Fall ist, in die Notenfolge (318) hinter der dritten Note eine Pausennote als Note mit einem Notenanfang und einer Notenlänge einzufügen (404e), die von den Notenanfangszeitpunkten (t_n) der dritten und vierten Note sowie der Notendauer (τ_n) der dritten Note abhängen.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die Grundnotenlängenquantisierungseinrichtung (330) ferner ausgebildet ist, um c) den Noten der Notenfolge (318) jeweils eine ganzzahlige Notenlängenquantisierungsstufe (LC_n) zuzuordnen (406), wodurch die Notenlängen-quantisierte Notenfolge (324) erhalten wird, wobei die Zuord nung c) unter Zuordnen einer ganzzahligen Notenlängenquantisierungsstufe (LC_n) aus einer vorbestimmten Mehrzahl von möglichen ganzzahligen Notenlängenquantisierungsstufen zu einer fünften Note der Notenfolge (318) abhängig von einem Verhältnis zwischen einer Differenz des Notenanfangszeitpunkts (t_n) der fünften Note und des Notenanfangszeitpunkts (t_n) einer auf die fünfte Note folgenden Note der Notenfolge (318) auf der einen Seite und der Grundnotenlänge (NL) auf der anderen Seite stattfindet.
Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Grundnotenlängenquantisierungseinrichtung (330) ausgebildet ist, um d) aus den Abschnittsgrundnotenlängen einen Durchschnittswert zu berechnen und die Grundnotenlänge durch den Durchschnittswert zu ersetzen (406j).
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der die Grundnotenlängenquantisierungseinrichtung (330) ausgebildet ist, um e) die den Noten der Notenfolge (318) zugeordneten ganzzahligen Notenlängenquantisierungsstufen (LC_n) daraufhin auszuwerten (408), wie viele derselben einem Vielfachen von Drei entsprechen, um ein Auswerteergebnis zu erhalten, und f) abhängig von dem Auswerteergebnis (410), die Grundnotenlänge (NL) zu ändern (412) und den Schritt c) bzw. die Schritte c) und d) erneut durchzuführen.
Vorrichtung gemäß Anspruch 6, bei der die Grundnotenlängenquantisierungseinrichtung (330) ausgebildet ist, um die Änderung f) der Grundnotenlänge derart durchzuführen, dass die Grundnotenlänge mit 2/3 multipliziert wird, wenn die Grundnotenlänge größer als ein zweiter vorbestimmter Schwellwert ist, und die Grundnotenlänge mit 3/2 zu multiplizieren, wenn die Grundnotenlänge kleiner als der zweite vorbestimmte Schwellenwert ist.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der die Auftaktbestimmungseinrichtung (334) ausgebildet ist, um unter den Noten der Notenlängen-quantisierten Notenfolge (324) solche herauszufinden (500), deren zugeordnete Notenlängenquantisierungsstufen (LC_n) einen dritten vorbestimmten Schwellwert überschreiten, um die herausgefundenen Noten als lange Noten unter den Noten zu identifizieren, die langen Noten dahingehend auszuwerten (502), welche Gruppen von langen Noten Noten aufweisen, deren Notenanfangszeitpunkte (t_n) untereinander Abstände aufweisen, die einem ganzzahligen Vielfachen der Taktlänge (TL) mit weniger als einer vorbestimmten maximalen Abweichung entsprechen, um Kandidatengruppen von Noten zu erhalten; die Kandidatengruppen dahingehend auszuwerten (504), welche der Kandidatengruppen die meisten Noten aufweist, um ein zweites Auswerteergebnis zu erhalten; und auf der Basis des zweiten Auswerteergebnisses den Auftakt zu bestimmen (506).
Vorrichtung gemäß Anspruch 8, bei der die Anpassungseinrichtung (336) ausgebildet ist, um unter den Noten der Notenlängen-quantisierten Notenfolge eine Gruppe von aufeinanderfolgenden Noten zu ermitteln (600), deren Notenanfangszeitpunkte (t_n) um mehr als ein vierter vorbestimmter Schwellwert von Taktschlägen abweichen, wie sie durch das Taktraster festgelegt sind, und zu untersuchen (608), ob eine der Noten der Gruppe von Noten der Notenlängen-quantisierten Notenfolge zu einer Kandidatengruppe gehört, die die meisten Noten unter den Kandidatengruppen aufweist, und, falls dies der Fall ist, die Notenanfangszeitpunkte (t_n) der Noten der Notenlängen-quantisierten Notenfolge, die der Kandidatengruppe mit dem meisten Noten zugehört, sowie die nachfolgenden Noten der Gruppe derart gemeinsam zu verschieben (610), dass die der Kandidatengruppe mit den meisten Noten zugehörende Note der Gruppe mit einem Taktanfang des Taktrasters übereinstimmt.
Vorrichtung gemäß Anspruch 9, bei der die Anpassungseinrichtung (336) ausgebildet ist, um falls keine Note der Gruppe von Noten der Notenlängen-quantisierten Notenfolge einer der Kandidatengruppen angehört, zu untersuchen (612), ob die Noten längenquantisierungsstufe (LC_n) der Note vor der Gruppe von Noten der Notenlängen-quantisierten Notenfolge mal die Grundnotenlänge (NL) von der Notendauer (τ_n) dieser Note um mehr als ein fünfter vorbestimmter Schwellwert abweicht, und in diesem Fall zu untersuchen (614), ob alle Noten der Gruppe von Noten der Notenlängen-quantisierten Notenfolge nach einer Verschiebung ihrer Notenanfangszeitpunkte (t_n) um ein ganzzahliges Vielfaches der Grundnotenlänge (NL) besser mit den Taktschlägen übereinstimmen, und, falls dies der Fall ist, die Notenanfangszeitpunkte (t_n) der Noten der Gruppe unter entsprechender Verkleinerung oder Vergrößerung der ganzzahligen Notenlängenquantisierungsstufe (LC_n) der Note vor der Gruppe so zu verschieben, dass die Notenlängenquantisierungsstufe (LC_n) der Note vor der Gruppe mal die Grundnotenlänge (LC_n) der Notendauer (τ_n) dieser Note näher kommt.
Verfahren zur rhythmischen Aufbereitung eines Audiosignals, mit folgenden Schritten: Verarbeiten (304) des Audiosignals, das eine Melodie beinhaltet, um eine Notenfolge (318) zu erhalten; Bestimmen (330) einer Grundnotenlänge (NL) auf der Basis der Notenfolge (318) und Zuordnen der Noten (322a–d) der Notenfolge (318) zu Notenlängenquantisierungsstufen auf der Basis der Grundnotenlänge (NL), um eine Notenlängen-quantisierte Notenfolge (324) zu erhalten; Bestimmen (332) einer Taktlänge (TL) als ein erstes ganzzahliges Vielfaches der Grundnotenlänge (NL) durch Bestimmen einer Ganzzahl x derart, dass
wobei „sek” die Einheit Sekunden, min_bpm ein bpm-Wert einer Mindestgeschwindigkeit und NL die durch die Grundnotenlängenquantisierungseinrichtung (330) bestimmte Grundnotenlänge sein soll, Bestimmen einer Taktschlaglänge zu 2^x NL und Festlegen der Taktlänge basierend auf der Taktschlaglänge unter Vorgabe eines vorbestimmten Taktschemas; Bestimmen (334) des Auftaktes der Notenlängen-quantisierten Notenfolge (324) abhängig von der Taktlänge (TL), wobei durch die Taktlänge (TL) und den Auftakt ein Taktraster definiert ist; und Anpassen (336) der Notenlängen-quantisierten Notenfolge (324) an das Taktraster auf der Basis der Taktlänge (TL) und des Auftaktes, wobei der Schritt (304) des Verarbeitens durchgeführt wird, um eine Notenextraktion des Audiosignals derart durchzuführen, dass in der Notenfolge (318) für jede Note ein Notenanfangszeitpunkt (t_n) enthalten ist, und wobei der Schritt des Bestimmens und Zuordnens durchgeführt wird, um a) Differenzen zwischen den Notenanfangszeitpunkten (t_n) von aufeinanderfolgenden Noten der Notenfolge (318) zu bilden (400), um eine Tonabstandsstatistik zu erhalten, b) die Grundnotenlänge (NL) basierend auf der Tonabstandsstatistik zu ermitteln (402), c) den Noten der Notenfolge (318) jeweils eine ganzzahlige Notenlängenquantisierungsstufe (LC_n) zuzuordnen, wodurch die Notenlängen-quantisierte Notenfolge (324) erhalten wird, wobei die Zuordnung unter Durchführung folgender Schritte ausgeführt wird: c1) Variieren (406b), für eine Gruppe bestehend aus einer ersten Note und s auf die erste Noten folgenden Noten der Notenfolge (318), der Grundnotenlänge (NL) innerhalb eines bestimmten Höchstmaßes, um Kandidatenabschnittsgrundnotenlängen (KNL) zu erhalten (406b); c2) Zuordnen (406c), für jede Kandidatenabschnittsgrundnotenlänge (KNL), für jede Note der Gruppe, jeweils einer ganzzahligen Notenlängenquantisierungsstufe aus der vorbestimmten Mehrzahl von möglichen ganzzahligen Notenlängenquantisierungsstufen zu der jeweiligen Note der Gruppe, und zwar abhängig von einem Verhältnis zwischen einer Differenz des Notenanfangszeitpunktes (t_n) der jeweiligen Note und des Notenanfangszeitpunktes (t_n) der auf die jeweilige Note folgende Note der Notenfolge auf der einen Seite und der jeweiligen Kandidatenabschnittsgrundnotenlänge (KNL) auf der anderen Seite (406c); c3) Berechnen (406d), für jede Kandidatenabschnittsgrundnotenlänge (KNL), eines Gruppenabstandswertes, basierend auf, für jede Note der Gruppe, einer Differenz zwischen dem Produkt der ganzzahligen Notenlängenquantisierungsstufe, die der jeweiligen Note der Gruppe für die jeweilige Kandidatenabschnittsgrundnotenlänge (KNL) zugeordnet ist, und der jeweiligen Kandidatenabschnittsgrundnotenlänge (KNL) auf der einen Seite und einer Differenz zwischen dem Notenanfangszeitpunkt (t_n) der jeweiligen Note und dem Notenanfangszeitpunkt (t_n) der auf die jeweilige Note nachfolgenden Note auf der anderen Seite, c4) basierend auf den Gruppenabstandswerten für jede Kandidatenabschnittsgrundnotenlänge (KNL), Bestimmen (406f) einer Abschnittsgrundnotenlänge unter den Kandidatenabschnittsgrundnotenlängen (KNL), derart, dass der Gruppenabstandswert für die Abschnittsgrundnotenlänge unter den Gruppenabstandswerten für die Kandidatenabschnittsgrundnotenlängen (KNL) extremal ist, c5) Zuordnen (406g) der Abschnittsgrundnotenlänge und der ganzzahligen Notenlängenquantisierungsstufe, die in Schritt c2) der erste Note für die Abschnittsgrundnotenlänge zugeordnet worden ist, zu der ersten Note, wobei zur Durchführung der Zuordnung nach c) die Schritte c1)–c5) ferner für eine auf die erste Note folgende zweite Note der Notenfolge (318) anstelle der ersten Note durchgeführt werden (406h, 406i), wobei jedoch im Schritt c1) die der ersten Note zugeordnete Abschnittsgrundnotenlänge innerhalb des Höchstmaßes variiert wird.
Vorrichtung zur rhythmischen Aufbereitung eines Audiosignals, mit folgenden Merkmalen: einer Verarbeitungseinrichtung (304) zum Verarbeiten des Audiosignals, das eine Melodie beinhaltet, um eine Notenfolge (318) zu erhalten; einer Grundnotenlängenquantisierungseinrichtung (330) zum Bestimmen einer Grundnotenlänge (NL) auf der Basis der Notenfolge (318) und zum Zuordnen der Noten (322a–d) der Notenfolge (318) zu Notenlängenquantisierungsstufen auf der Basis der Grundnotenlänge (NL), um eine Notenlängen-quantisierte Notenfolge (324) zu erhalten; einer Taktlängenbestimmungseinrichtung (332) zum Bestimmen einer Taktlänge (TL) als ein zweites ganzzahliges Vielfaches der Grundnotenlänge (NL), derart, dass eine sich ergebende Schlaggeschwindigkeit der Notenlängen-quantisierten Notenfolge (324) eine vorbestimmte Bedingung erfüllt; einer Auftaktbestimmungseinrichtung (334) zum Bestimmen des Auftaktes der Notenlängen-quantisierten Notenfolge (324) abhängig von der Taktlänge (TL), wobei durch die Taktlänge (TL) und den Auftakt ein Taktraster definiert ist; und einer Anpassungseinrichtung (336) zum Anpassen der Notenlängen-quantisierten Notenfolge (324) an das Taktraster auf der Basis der Taktlänge (TL) und des Auftaktes, wobei die Verarbeitungseinrichtung (304) ausgebildet ist, um eine Notenextraktion des Audiosignals derart durchzuführen, dass in der Notenfolge (318) für jede Note ein Notenanfangszeitpunkt (t_n) und eine Notendauer (τ_n) enthalten ist, wobei die Grundnotenlängenquantisierungseinrichtung (330) ferner ausgebildet ist, um den Noten der Notenfolge (318) jeweils eine ganzzahlige Notenlängenquantisierungsstufe (LC_n) zuzuordnen (406), wodurch die Notenlängen-quantisierte Notenfolge (324) erhalten wird, wobei die Zuordnung unter Zuordnen einer ganzzahligen Notenlängenquantisierungsstufe (LC_n) aus einer vorbestimmten Mehrzahl von möglichen ganzzahligen Notenlängenquantisierungsstufen zu einer ersten Note der Notenfolge (318) abhängig von einem Verhältnis zwischen einer Differenz des Notenanfangszeitpunkts (t_n) der ersten Note und des Notenanfangszeitpunkts (t_n) einer auf die erste Note folgenden Note der Notenfolge (318) auf der einen Seite und der Grundnotenlänge (NL) auf der anderen Seite stattfindet, wobei die Grundnotenlängenquantisierungseinrichtung (330) ferner ausgebildet ist, um die den Noten der Notenfolge (318) zugeordneten ganzzahligen Notenlängenquantisierungsstufen (LC_n) daraufhin auszuwerten (408), wie viele derselben einem Vielfachen von Drei entsprechen, um ein Auswerteergebnis zu erhalten, und abhängig von dem Auswerteergebnis (410), die Grundnotenlänge (NL) zu ändern (412) und den Schritt der Zuordnung ganzzahliger Notenlängenquantisierungsstufen (LC_n) erneut durchzuführen.
Verfahren zur rhythmischen Aufbereitung eines Audiosignals, mit folgenden Schritten: Verarbeiten (304) des Audiosignals, das eine Melodie beinhaltet, um eine Notenfolge (318) zu erhalten; Bestimmen (330) einer Grundnotenlänge (NL) auf der Basis der Notenfolge (318) und Zuordnen der Noten (322a–d) der Notenfolge (318) zu Notenlängenquantisierungsstufen auf der Basis der Grundnotenlänge (NL), um eine Notenlängen-quantisierte Notenfolge (324) zu erhalten; Bestimmen (332) einer Taktlänge (TL) als ein zweites ganzzahliges Vielfaches der Grundnotenlänge (NL), derart, dass eine sich ergebende Schlaggeschwindigkeit der Notenlängen-quantisierten Notenfolge (324) eine vorbestimmte Bedingung erfüllt; Bestimmen (334) des Auftaktes der Notenlängen-quantisierten Notenfolge (324) abhängig von der Takt länge (TL), wobei durch die Taktlänge (TL) und den Auftakt ein Taktraster definiert ist; und Anpassen (336) der Notenlängen-quantisierten Notenfolge (324) an das Taktraster auf der Basis der Taktlänge (TL) und des Auftaktes, wobei die der Schritt des Verarbeitens (304) durchgeführt wird, um eine Notenextraktion des Audiosignals derart durchzuführen, dass in der Notenfolge (318) für jede Note ein Notenanfangszeitpunkt (t_n) und eine Notendauer (τ_n) enthalten ist, wobei der Schritt des Bestimmens und Zuordnens (330) ferner ausgebildet ist, um den Noten der Notenfolge (318) jeweils eine ganzzahlige Notenlängenquantisierungsstufe (LC_n) zuzuordnen (406), wodurch die Notenlängen-quantisierte Notenfolge (324) erhalten wird, wobei die Zuordnung unter Zuordnen einer ganzzahligen Notenlängenquantisierungsstufe (LC_n) aus einer vorbestimmten Mehrzahl von möglichen ganzzahligen Notenlängenquantisierungsstufen zu einer ersten Note der Notenfolge (318) abhängig von einem Verhältnis zwischen einer Differenz des Notenanfangszeitpunkts (t_n) der ersten Note und des Notenanfangszeitpunkts (t_n) einer auf die erste Note folgenden Note der Notenfolge (318) auf der einen Seite und der Grundnotenlänge (NL) auf der anderen Seite stattfindet, die den Noten der Notenfolge (318) zugeordneten ganzzahligen Notenlängenquantisierungsstufen (LC_n) daraufhin auszuwerten (408), wie viele derselben einem Vielfachen von Drei entsprechen, um ein Auswerteergebnis zu erhalten, und abhängig von dem Auswerteergebnis (410), die Grundnotenlänge (NL) zu ändern (412) und den Schritt der Zuordnung ganzzahliger Notenlängenquantisierungsstufen (LC_n) erneut durchzuführen.
Vorrichtung zur rhythmischen Aufbereitung eines Audiosignals, mit folgenden Merkmalen: einer Verarbeitungseinrichtung (304) zum Verarbeiten des Audiosignals, das eine Melodie beinhaltet, um eine Notenfolge (318) zu erhalten; einer Grundnotenlängenquantisierungseinrichtung (330) zum Bestimmen einer Grundnotenlänge (NL) auf der Basis der Notenfolge (318) und zum Zuordnen der Noten (322a–d) der Notenfolge (318) zu Notenlängenquantisierungsstufen auf der Basis der Grundnotenlänge (NL), um eine Notenlängen-quantisierte Notenfolge (324) zu erhalten; einer Taktlängenbestimmungseinrichtung (332) zum Bestimmen einer Taktlänge (TL) als ein erstes ganzzahliges Vielfaches der Grundnotenlänge (NL), derart, dass eine sich ergebende Schlaggeschwindigkeit der Notenlängen-quantisierten Notenfolge (324) eine vorbestimmte Bedingung erfüllt; einer Auftaktbestimmungseinrichtung (334) zum Bestimmen des Auftaktes der Notenlängen-quantisierten Notenfolge (324) abhängig von der Taktlänge (TL), wobei durch die Taktlänge (TL) und den Auftakt ein Taktraster definiert ist; und einer Anpassungseinrichtung (336) zum Anpassen der Notenlängen-quantisierten Notenfolge (324) an das Taktraster auf der Basis der Taktlänge (TL) und des Auftaktes wobei die Verarbeitungseinrichtung (304) ausgebildet ist, um eine Notenextraktion des Audiosignals derart durchzuführen, dass in der Notenfolge (318) für jede Note ein Notenanfangszeitpunkt (t_n) enthalten ist, wobei der die Auftaktbestimmungseinrichtung (334) ausgebildet ist, um unter den Noten der Notenlängen-quantisierten Notenfolge (324) solche herauszufinden (500), deren zugeordnete Notenlängenquantisierungsstufen (LC_n) einen ersten vorbestimmten Schwellwert überschreiten, um die herausgefundenen Noten als lange Noten unter den Noten zu identifizieren, die langen Noten dahingehend auszuwerten (502), welche Gruppen von langen Noten Noten aufweisen, deren Notenanfangszeitpunkte (t_n) untereinander Abstände aufweisen, die einem ganzzahligen Vielfachen der Taktlänge (TL) mit weniger als einer vorbestimmten maximalen Abweichung entsprechen, um Kandidatengruppen von Noten zu erhalten; die Kandidatengruppen dahingehend auszuwerten (504), welche der Kandidatengruppen die meisten Noten aufweist, um ein erstes Auswerteergebnis zu erhalten; und auf der Basis des ersten Auswerteergebnisses den Auftakt zu bestimmen (506).
Verfahren zur rhythmischen Aufbereitung eines Audiosignals, mit folgenden Schritten: Verarbeiten (304) des Audiosignals, das eine Melodie beinhaltet, um eine Notenfolge (318) zu erhalten; Bestimmen (330) einer Grundnotenlänge (NL) auf der Basis der Notenfolge (318) und Zuordnen der Noten (322a–d) der Notenfolge (318) zu Notenlängenquantisierungsstufen auf der Basis der Grundnotenlänge (NL), um eine Notenlängen-quantisierte Notenfolge (324) zu erhalten; Bestimmen (332) einer Taktlänge (TL) als ein erstes ganzzahliges Vielfaches der Grundnotenlänge (NL), derart, dass eine sich ergebende Schlaggeschwindigkeit der Notenlängen-quantisierten Notenfolge (324) eine vorbestimmte Bedingung erfüllt; Bestimmen (334) des Auftaktes der Notenlängen-quantisierten Notenfolge (324) abhängig von der Taktlänge (TL), wobei durch die Taktlänge (TL) und den Auftakt ein Taktraster definiert ist; und Anpassen (336) der Notenlängen-quantisierten Notenfolge (324) an das Taktraster auf der Basis der Taktlänge (TL) und des Auftaktes, wobei der Schritt des Verarbeitens durchgeführt wird, um eine Notenextraktion des Audiosignals derart durchzuführen, dass in der Notenfolge (318) für jede Note ein Notenanfangszeitpunkt (t_n) enthalten ist, wobei die Auftaktbestimmung (334) durchgeführt wird, um unter den Noten der Notenlängen-quantisierten Notenfolge (324) solche herauszufinden (500), deren zugeordnete Notenlängenquantisierungsstufen (LC_n) einen ersten vorbestimmten Schwellwert überschreiten, um die herausgefundenen Noten als lange Noten unter den Noten zu identifizieren, die langen Noten dahingehend auszuwerten (502), welche Gruppen von langen Noten Noten aufweisen, deren Notenanfangszeitpunkte (t_n) untereinander Abstände aufweisen, die einem ganzzahligen Vielfachen der Taktlänge (TL) mit weniger als einer vorbestimmten maximalen Abweichung entsprechen, um Kandidatengruppen von Noten zu erhalten; die Kandidatengruppen dahingehend auszuwerten (504), welche der Kandidatengruppen die meisten Noten aufweist, um ein erstes Auswerteergebnis zu erhalten; und auf der Basis des ersten Auswerteergebnisses den Auftakt zu bestimmen (506).
Computer-Programm mit einem Programmcode, das ausgebildet ist, um das Verfahren nach Anspruch 11, 13 oder 15 durchzuführen, wenn das Computer-Programm auf einem Computer abläuft.