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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur teilautomatischen Erzeugung eines rhythmischen Ausgangssignals aus einem Einzelimpulse aufweisenden Eingangssignal nach Anspruch 1, eine Vorrichtung zu seiner Durchführung nach Anspruch 7 sowie ein Programmprodukt nach Anspruch 10.
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Insbesondere bei solo auftretenden Musikern, aber auch bei kleineren Musikgruppen, welche ohne Schlagzeuger oder Percussionisten auftreten, besteht häufig der Wunsch, sich selbst rhythmisch zu begleiten. Hierfür gibt es derzeit grundsätzlich zwei Möglichkeiten:
Zum einen gibt es programmierbare Rhythmuscomputer, bei denen Geschwindigkeit und Art des Rhythmus vorgegeben wird. Solche Rhythmuscomputer haben den Vorteil, dass sich der benutzende Musiker während seines Spieles nicht um sie kümmern muss, da der Begleitrhythmus vollständig automatisch erzeugt wird. Nachteilig ist, dass die Geschwindigkeit über das gesamte gespielte Stück konstant ist. Dies führt zum einen zu einem manchmal etwas künstlichen und „sterilen” Gesamteindruck, welcher in einem gewissen Gegensatz zum „handgemachten” Charakter eines Live-Auftrittes stehen kann. Außerdem ist der Musiker über die Dauer des gespielten Musikstückes an die einmal gewählte Geschwindigkeit gebunden.
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Weiterhin besteht die Möglichkeit, einen einfachen Rhythmus, insbesondere in Form eines Taktes, selbst zu spielen. Für Musiker, die zur Bedienung ihres Instrumentes beide Hände brauchen, insbesondere für Gitarristen, sind für diesen Zweck sogenannte Stompp-Boxen bekannt. Eine solche Stompp-Box besteht im Wesentlichen aus einem Gehäuse, in welchem ein Signalerzeuger in Form eines Mikrofons oder eines Piezosensors aufgenommen ist. Über eine Ausgangsbuchse kann das vom Signalerzeuger erzeugte Signal abgegriffen und weiterverarbeitet, insbesondere verstärkt, oder auch elektronisch verändert werden. Die Taktgeschwindigkeit wird hier durch den Musiker selbst erzeugt. Hierdurch ergibt sich zum einen in der Regel eine gewisse (häufig ungewollte) Schwankung des Tempos, was jedoch meist zu einem natürlicheren Gesamteindruck führt. Zum anderen kann der Musiker willentlich die Geschwindigkeit innerhalb eines Stückes verändern. Nachteilig an dieser Art der Selbstbegleitung ist jedoch, dass es für die meisten Musiker (welche in diesem Fall in der Regel keine gelernten Percussionisten sind) nicht möglich ist, komplexere Rhythmen, beispielsweise „geshuffelte” Rhythmen zu spielen, wodurch diese Art der rhythmischen Selbstbegleitung etwas eintönig wirken kann.
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Hiervon ausgehend stellt sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe, ein Verfahren zur Erzeugung eines rhythmischen Ausgangssignals zur Verfügung zu stellen, welches die eben beschriebenen Nachteile des Standes der Technik überwindet.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens ist in Anspruch 7 angegeben. Ein Programmprodukt mit einem auf ein Datenverarbeitungsgerät ladbaren Programm, welches das Datenverarbeitungsgerät dazu befähigt, das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen, ist in Anspruch 10 angegeben
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Erfindungsgemäß wird ein rhythmisches Ausgangssignal teilautomatisch aus einem Einzelimpulse aufweisenden Eingangssignal erzeugt. Hierbei ist das die Einzelimpulse aufweisende Eingangssignal in der Regel der „mitgeklopfte” Takt, wobei das Eingangssignal insbesondere von einer Stompp-Box bereitgestellt werden kann. Um das Eingangssignal digital weiterverarbeiten zu können, wird zunächst zu jedem Einzelimpuls, welcher eine vorbestimmte Signalstärke übersteigt, ein Triggersignal erzeugt.
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Erfindungsgemäß weist das rhythmische Ausgangssignal zwei Arten von Ausgangsereignissen auf, wobei als Ausgangsereignis jede Art von Signal verstanden wird, welche sich in ein hörbares Geräusch oder einen hörbaren Ton umwandeln lässt.
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Die ersten Ausgangsereignisse werden zeitgleich mit den aus den Einzelimpulsen des Eingangssignals generierten Triggersignalen ausgegeben. Hierbei ist zu betonen, dass der Begriff „zeitgleich” auch für minimal verzögerte Ereignisse gelten soll, da aufgrund der notwendigen elektronischen Datenverarbeitung eine minimale Verzögerung im Bereich von Mikro- oder Millisekunden gegeben sein kann. Weiterhin ist zu betonen, dass die in der Regel elektronisch erzeugten Ausgangsereignisse – in der Regel jeweils ein Sample – meist eine Länge haben, die die Länge der Triggersignale übersteigt. Der Begriff „zeitgleich” ist deshalb dahingehend zu verstehen, dass der Startzeitpunkt des jeweiligen Ausgangsereignisses mit dem aus dem eingehenden Einzelimpuls erzeugten Triggersignal zeitlich zusammenfällt (oder minimal zeitlich zu diesem verzögert ist).
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Die zweiten Ausgangsereignisse werden automatisch erzeugt und werden zwischen den ersten Ausgangsereignissen ausgegeben. Hierbei wird der Zeitpunkt der Ausgabe mittels eines Prozessors errechnet, wobei die Berechnung nach folgendem Schema erfolgt: Die Länge des Zeitintervalls zwischen jeweils zwei aufeinanderfolgenden Triggersignalen wird gemessen und temporär gespeichert, wobei das das Zeitintervall beendende Triggersignal weiterhin einen Startzeitpunkt festlegt. Aus der zuletzt gemessenen Zeitintervall-Länge wird eine Verzögerungszeit errechnet, welche ein Vielfaches der zuletzt gemessenen Zeitintervall-Länge ist, wobei der der Wert des Vielfachen zwischen 0 und 1 liegt und vorzugsweise 1/2 oder 2/3 beträgt. Der Zeitpunkt der Ausgabe ist um die Verzögerungszeit nach dem letzten Startzeitpunkt verzögert.
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Grundsätzlich können pro Zeitintervall auch mehrere zweite Ausgangsereignisse erzeugt und ausgegeben werden, wobei es hierbei möglich ist, mehr als eine Verzögerungszeit pro vorangegangenem Zeitintervall zu berechnen. Der Übersichtlichkeit halber wird im Weiteren jedoch von nur einem zweiten Ausgangsereignis pro vorangegangenem Zeitintervall gesprochen, was auch der häufigste Anwendungsfall sein dürfte.
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Hierdurch kann ein relativ komplexer Ausgangsrhythmus erzeugt werden, welcher sich der Spielgeschwindigkeit des Musikers anpasst und welcher vom Musiker sehr einfach durch „Mitklopfen” des Taktes erzeugt wird.
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Vorzugsweise sind die Ausgangsereignisse gespeicherte Samples, wobei es weiter zu bevorzugen ist, dass das Sample für die ersten Ausgangsereignisse von dem Sample für die zweiten Ausgangsereignisse verschieden ist.
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Es ist weiter zu bevorzugen, dass der Musiker mittels eines Wahlschalters aus einer Reihe von verschiedenen Samples sowohl für die ersten Ausgangsereignisse als auch für die zweiten Ausgangsereignisse wählen kann.
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Das Verfahren kann anschlagsdynamisch arbeiten, sodass zumindest die ersten Ausgangsereignisse eine variable Lautstärke aufweisen, welche jeweils von der Amplitude des zugeordneten Ausgangssignals abhängt.
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Da das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere für Life-Auftritte vorgesehen ist, wird das Verfahren vorzugsweise von einer speziell hierfür eingerichteten Vorrichtung ausgeführt, welche einen Eingang für das Eingangssignal – in der Regel in Form einer Eingangsbuchse –, einen Ausgang für das Ausgangssignal – in der Regel in Form einer Ausgangsbuchse – und eine elektronische Schaltung (Elektronik-Einheit), welche die eben beschriebenen Schritte ausführt, aufweist.
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Das Verfahren kann jedoch auch von einem frei programmierbaren Computer oder einer anderen Datenverarbeitungseinrichtung durchgeführt werden, auf welche ein entsprechendes Programm geladen wurde.
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Die Erfindung wird nun anhand eines Ausgangsbeispiels mit Bezug auf die Figuren näher erläutert. Hierbei zeigen:
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1: einen schematisch dargestellten zeitlichen Ablauf eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens und
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2: ein schematisches Block-Schaltbild eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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Zunächst ist zu betonen, dass beide Figuren stark schematisiert sind und dass beide Figuren jeweils nur ein Ausführungsbeispiel zeigen, zu welchen jedoch zahlreiche Variationen möglich sind. Weiterhin sei angemerkt, dass die Bezugszeichen Δt1 , Δt2, Δt3 sowohl für die Zeitintervalle als auch für ihre zeitliche Länge (Zeitintervall-Länge) verwendet werden, da dies übersichtlicher erscheint.
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Es wird zunächst auf die in 2 dargestellte Vorrichtung eingegangen, wobei auch Bezug auf die 1 genommen wird.
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Die Vorrichtung 10 weist eine Eingangsbuchse 12 zur Einspeisung eines Signals, vorzugsweise eines Analogsignals, auf. Weiterhin weist die Vorrichtung 10 eine Ausgangsbuchse 32 zur Ausgabe eines analogen Ausgangssignales auf. Im Betrieb ist die Eingangsbuchse in der Regel mit einer Stompp-Box oder einem ähnlichen Signalerzeuger verbunden, während die Ausgangsbuchse 32 mit einem Verstärker verbunden ist, welcher wiederum mit einem Lautsprecher gekoppelt ist. Weiterhin weist die Vorrichtung 10 verschiedene Regler und Schalter auf, auf die später näher eingegangen wird. Es sei hierbei zu betonen, dass im Folgenden der Begriff „Regler” in einer eher umgangssprachlichen Art und Weise gebraucht wird, nämlich derart, wie man den Begriff „Lautstärkeregler” im Zusammenhang mit einem Radio oder einem Verstärker gebraucht. Regler ist nicht derart zu verstehen, dass zwingend ein echter Regelkreis vorhanden sein muss. Die Eingangsbuchse 12 ist über eine nachfolgend beschriebene Elektronik-Einheit mit der Ausgangsbuchse 32 mittelbar verbunden.
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Die Eingangsbuchse 12 ist mit einem Verstärker 14 verbunden, welcher wiederum mit einem Diskriminator 16 und einem ersten Digital-Analog-Wandler verbunden ist. Es ist ein mit dem Diskriminator 16 verbundener Empfindlichkeitsregler 18 vorgesehen, mit dessen Hilfe die Empfindlichkeit der Vorrichtung eingestellt werden kann, um es dem Musiker zu ermöglichen, festzulegen, ab welcher „Trittstärke” ein eingehender Eingangsimpuls verwertet werden soll. Der Diskriminator 16 erzeugt beim Überschreiten der – im gezeigten Ausführungsbeispiel einstellbaren – Triggerschwelle TT jeweils ein Triggersignal TS, TS', ... und leitet dieses an eine Recheneinheit 24 weiter, welche bidirektional mit einem Sample-Speicher 26 verbunden ist. Die Recheneinheit 24 gibt die von ihr erzeugten Signale entweder an den bereits erwähnten ersten Digital-Analog-Wandler oder an einen zweiten Digital-Analog-Wandler 29 weiter, welche ihre Signale über einen Mischer 30 an die Ausgangsbuchse 32 weitergeben. Jedem der beiden Digital-Analog-Wandler 28, 29 ist ein Lautstärkeregler 20, 22 zugeordnet. Weiterhin sind ein Sound-Wahlschalter 34 und ein Rhythmus-Wahlschalter 36 vorgesehen, welche mit der Recheneinheit 24 verbunden sind.
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Es ist an dieser Stelle zu betonen, dass viele der eben beschriebenen Elemente, insbesondere die Recheneinheit 24 und die Sample-Einheit 26 in einem gemeinsamen Mikrochip zusammengefasst sein können, sodass sie nicht als körperlich separate Elemente ausgebildet sein müssen, sondern lediglich als funktionale Elemente.
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Der Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nun mit gleichzeitigem Bezug auf die 1 und 2 erläutert:
Die 1 zeigt schematisch das Eingangssignal ES, welches in die Eingangsbuchse 12 eingespeist wird und das Ausgangssignal AS, welches an der Ausgangsbuchse 32 abgegriffen und verstärkt werden kann. Die 1 ist nicht maßstäblich, insbesondere sind die Einzelimpulse EP, EP' ... des Eingangssignals ES zu breit, also zeitlich zu lang dargestellt. In 1 ist zum besseren Verständnis ein „Liedanfang” gezeigt.
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Über die Eingangsbuchse 12 wird ein Einzelimpulse aufweisendes Einzelsignal ES eingespeist. Die Einzelimpulse EP, EP', EP'' ... werden hierbei von einem Musiker erzeugt, beispielsweise mittels einer sogenannten Stomp-Box. Die Zeitintervalle zwischen zwei benachbarten Einzelimpulsen sind zumeist relativ konstant, können jedoch zeitlich etwas schwanken (wie dargestellt), weiterhin können diese Zeitintervalle sich über die Gesamtdauer eines gespielten Stückes verändern, nämlich dann, wenn der Musiker willentlich die Geschwindigkeit des Stückes beschleunigt oder verlangsamt. Weiterhin haben die Einzelimpulse EP, EP', EP'' ... meist voneinander verschiedene Amplituden A. Auch dies kann aufgrund einer willentlichen Beeinflussung des Musikers oder auch unwillentlich begründet sein.
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Wie bereits erwähnt, werden die Eingangssignale ES, ES', ... zunächst dem Verstärker 14 zugeleitet. Dieser gibt ein entsprechend verstärktes Signal zum einen an den Diskriminator 16 und zum anderen an den ersten Digital-Analog-Wandler 28 oder (nicht dargestellt) einen dem ersten Digital-Analog-Wandler nachgeschalteten separaten Verstärker weiter. Mittels des Empfindlichkeitsreglers 18 wird die Triggerschwelle TT des Diskriminators 16 eingestellt. Der Musiker stellt die Triggerschwelle hierbei derart ein, dass willentlich erzeugte Einzelimpulse (beispielsweise durch Auftreten eines Fußes auf eine Stompp-Box erzeugt) vom Diskriminator 16 als „zulässig” erkannt werden. Sobald die Triggerschwelle TT überschritten wird, gibt der Diskriminator 16 ein Triggersignal TS, TS', TS''; ... an die Recheneinheit 24 weiter. Hier geschieht folgendes: zum einen liest die Recheneinheit 24 ein erstes Sample aus dem Sample-Speicher 26 aus (welches Sample ausgewählt werden soll, kann vom Musiker mittels des Sound-Wahlschalters 34 voreingestellt werden) und gibt zeitgleich mit Eingang des Triggersignals TS, TS', TS'', ... (bzw. minimaler technisch bedingter Verzögerung) dieses erste Sample an den ersten Digital-Analog-Wandler 28 weiter, welcher ein analoges Signal, welches weiterhin die Amplitude A des zugeordneten Einzelimpulses EP, ... EP', ... und einen mittels des ersten Lautstärkereglers 20 eingestellten Wert berücksichtigt, an den Mischer 30 (welcher auch einen Vorverstärker beinhalten kann) weiter, welcher das nun analoge Signal, nämlich das erste Ausgangsereignis EA an die Ausgangsbuchse 32 weitergibt.
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Weiterhin setzt jedes Triggersignal TS eine Zeitintervall-Messung in Lauf, was nun mit Bezug auf den „Liedanfang” erläutert wird. Mit dem ersten Triggersignal TS beginnt ein erstes Zeitintervall Δt1, welches bis zum nächsten Triggersignal TS' andauert. Die Recheneinheit 24 misst die Länge dieses Zeitintervalls Δt1 und berechnet ein Vielfaches hiervon, wobei der Wert des Vielfachen zwischen 0 und 1 liegt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Vielfache ½, ein anderer bevorzugter Wert ist 2/3. Der Wert kann mittels des Rhythmuswahl-Schalters 36 ausgewählt werden. Das zweite Triggersignal TS' beendet, wie bereits gesagt, das erste Zeitintervall Δt1, startet ein neues Zeitintervall Δt2, welches bis zum nächsten Triggersignal TS'' andauert, und definiert weiterhin einen Startzeitpunkt S. Die Recheneinheit 24 gibt nun nach Ablauf des Vielfachen des zuletzt gemessenen Zeitintervalls (hier also 1/2Δt1) nach dem letzten Startzeitpunkt – hier also S –, ein zweites Sample (welches die Recheneinheit 24 aus dem Sample-Speicher 26 ausliest) an den zweiten Digital-Analog-Wandler 29 aus, welcher dementsprechend ein analoges zweites Ausgangsereignis ZA an den Mischer 30 weitergibt, sodass dieses zweite Ausgangsereignis ZA an der Ausgangsbuchse 32 ausgegeben wird.
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Dieses Verfahren wiederholt sich nun immer wieder, wobei außer bei Start und Ende (der Start wurde eben beschrieben) jedes Triggersignal (EP', EP'', EP''', EP'''') sowohl den Beginn als auch das Ende eines Zeitintervalls definiert und jeweils auch einen Startzeitpunkt S, S', S'' festlegt. Dies wird nochmals anhand eines Beispiels erläutert: das Triggersignal TS'' legt den Beginn des Zeitintervalls Δt3, das Ende des vorangehenden Zeitintervalls Δt2 sowie den Startzeitpunkt S' fest. Nach dem Ablauf von ½Δt2 nach dem Startzeitpunkt S' wird das zweite Ausgangsereignis ZA' ausgegeben. Das Ende des Zeitintervalls Δt3 wird durch das Triggersignal TS''' festgelegt, welches wiederum auch der Startzeitpunkt S'' für die nächste Verzögerungszeit (½Δt3) ist, usw.
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In der Regel ist es unerwünscht, dass nach Beendigung eines Liedes noch ein Ausgangsereignis ausgegeben wird, weshalb eine Möglichkeit vorgesehen sein kann, wie der Musiker das Verfahren abbricht. Hierzu kann beispielsweise ein separater Taster vorgesehen sein (nicht dargestellt). Eine andere Möglichkeit bestünde darin, dass bei zwei Triggersignalen, welche innerhalb einer kurzen, definierten Zeit aufeinander folgen, das Verfahren durch die Recheneinheit 24 abgebrochen wird.
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In der Regel wird es zu bevorzugen sein, das Verfahren in einer Vorrichtung durchzuführen, beispielsweise wie sie eben beschrieben ist, wobei die Vorrichtung also wenigstens einen Eingang und wenigstens einen Ausgang sowie wenigstens eine Recheneinheit aufweist. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, das Verfahren in einem Computer mittels einer speziellen Software, welche das eben beschriebene Verfahren abbildet, ablaufen zu lassen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Vorrichtung
- 12
- Eingangsbuchse
- 14
- Verstärker
- 16
- Diskriminator
- 18
- Empfindlichkeitsregler
- 20
- erster Lautstärkeregler
- 22
- zweiter Lautstärkeregler
- 24
- Recheneinheit
- 26
- Sample-Speicher
- 28
- erster Digital-Analog-Wandler
- 29
- zweiter Digital-Analog-Wandler
- 30
- Mischer
- 32
- Ausgangsbuchse
- 34
- Sound-Wahlschalter
- 36
- Rhythmus-Wahlschalter
- TT
- Triggerschwelle
- TS
- Triggersignal
- ES
- Eingangssignal
- AS
- Ausgangssignal
- EP, EP' ...
- Einzelimpulse
- EA, EA'
- erste Ausgangsereignisse
- ZA, ZA'
- zweite Ausgangsereignisse