DE10309000A1

DE10309000A1 - Program controlled musical instrument variable tuning procedure analyses attack and decay signals for instrument and adds tuning data

Info

Publication number: DE10309000A1
Application number: DE2003109000
Authority: DE
Inventors: Werner Mohrlok
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-03-01
Filing date: 2003-03-01
Publication date: 2004-09-09
Anticipated expiration: 2023-03-02
Also published as: DE10309000B4

Abstract

A program controlled musical instrument variable tuning procedure analyses the attack and decay signals for a played or stored instrument and adds the tuning data, comprising a base tuning for all 12 notes (1), a predefined chord structure (2) and successive note limit correction value (3) components.

Description

Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren für eine programmgesteuerter variable Stimmung dar. Programmgesteuerte variable Stimmungen dienen dazu, die Stimmung von Musikinstrumenten, insbesondere elektronischer Tasteninstrumente zu insgesamt reiner gestimmten Terz- und Quintintervallen zu steuern, als dies mit fest vorgegebenen Stimmungsmodellen möglich ist. Als rein gestimmte Intervalle versteht man in diesem Zusammenhang vor allem die reine Quinte mit einem Frequenzverhältnis von 3 : 2, entsprechend 702 Cents, und die große Terz mit einem Frequenzverhältnis von 5 : 4, entsprechend 386 Cents. Feste Stimmungsmodelle weisen für die genannten Intervalle Fehler auf. Bei der gleichstufigen Stimmung weist die Quinte 700 Cents, also 2 Cents Differenz zum Idealwert und die große Terz 400 Cents, also 16 Cents Differenz zum Idealwert auf.The present invention provides a procedure for a program-controlled variable mood. Program-controlled variable moods serve the mood of musical instruments, especially electronic keyboard instruments to be purer overall to control tuned third and fifth intervals than with fixed given mood models possible is. In this context, purely tuned intervals are understood especially the pure fifth with a frequency ratio of 3: 2, corresponding to 702 cents, and the major third with a frequency ratio of 5: 4, corresponding to 386 cents. Fixed mood models indicate for the above Intervals errors on. With the same level mood, the 5th 700 cents, 2 cents difference from the ideal value and the major third 400 cents, i.e. 16 cents difference to the ideal value.

Programmgesteuerte variable Stimmungen müssen sich mit mehreren Forderungen auseinandersetzen, welche miteinander in Konflikt stehen. Diese Forderungen sind: Erstens die Korrekturen zu besserer oder optimaler Reinheit möglichst in Echtzeit vorzunehmen. Zweitens die Umstimmwerte so gering zu halten, dass die Umstimmungen liegenbleibender Noten, auch in wechselnden Funktionen innerhalb des harmonischen Geschehens, unterhalb der Hörgrenze bleiben. Drittens zu vermeiden, dass die Stimmungshöhe einzelner Noten oder der Gesamtheit aller Noten zu weit vom ursprünglich gewählten Niveau abdriftet.Program-controlled variable moods have to deal with several demands, which with each other conflict. These demands are: First, the corrections for better or optimal purity, if possible in real time. Second, keep the retuning values so low that the retuning permanent notes, even in changing functions within of harmonic events, stay below the hearing limit. Third, too avoid the mood level individual grades or all of the grades too far from the originally selected level drifts.

Der vorliegenden Erfindung kommen laut Stand der Technik am nächsten PCT/DE86/00521, und D 38 78 895-8.08. Außerdem zeigt PCT WO 95/22140 ein Verfahren programmgesteuerter Stimmung auf.The present invention come closest to the state of the art PCT / DE86 / 00521, and D 38 78 895-8.08. PCT also shows WO 95/22140 a process of programmatic mood.

PCT/DE86/00521 stellt ein Verfahren dar, bei dem aufgrund der über einen bestimmten Zeitraum gemeldeter Nate-an – Signalen analysiert wird, ob die Menge dieser Noten sich einer bestimmten diatonischen Tonleiter (beispielsweise der C-Dur-Tonleiter) zuordnen lässt. Sofern dies der Fall ist, werden die spezifischen Noten der betreffenden Tonart nach vorbestimmter Terzen- und Quintenreinheit eingestimmt. Der Nachteil dieses Verfahrens ist, dass innerhalb der betreffenden Tonart immer eine der Quinten sehr unrein gestimmt ist. In C-Dur mit quinten- und terzenrein gestimmten Intervallen F-A-C-E-G-H-D ist dies die Quinte D-A , welche dadurch zu einem unreinen Frequenzverhältnis von 40/27 gleich 680 Cents gestimmt wird. Die Differenz zur angestrebten optimalen Reinheit beträgt 22 Cents, das sogenannte "Syntonische Komma". Damit wird das angestrebte Ideal reiner Stimmung nur eingeschränkt erreicht. Dieses Verfahren stimmt außerdem nicht in Echtzeit ein und benötigt bei dem Verlassen einer Tonart eine bestimmte Zeit, bis eine neu justiertes Stimmungsmodell bereit steht.PCT / DE86 / 00521 represents a procedure in which due to the over a certain time period of reported Nate-an signals is analyzed, whether the amount of these notes is of a particular diatonic scale (e.g. the C major scale). If so, the specific notes of the relevant key are predetermined 3rd and 5th purity tuned. The disadvantage of this procedure is that within the key in question always one of the fifths is very impure. In C major tuned with fifths and thirds Intervals F-A-C-E-G-H-D this is the fifth D-A which thereby to an impure frequency ratio of 40/27 is equal to 680 cents. The difference to the target optimal purity 22 cents, the so-called "syntonic Comma " the desired ideal of pure mood was only achieved to a limited extent. This procedure is also correct not in real time and needed when leaving a key a certain time until a new one adjusted mood model is available.

D 38 78 895 -8.08 stellt ein Verfahren für eine tonartunabhängige variable Stimmung dar. Dieses Verfahren stimmt die Noten, welche an sind, in Echtzeit ein, auf Grund der Analyse von Akkord- und Intervallstrukturen. Dabei sind die den Akkorden und Intervallen zugeordneten Stimmungsdaten so gewählt, dass eine möglichst geringe Abweichung vom vorgewählten Stimmungsniveau einer gleichstufig temperierten Stimmung gegeben ist. Dieses Verfahren stimmt in Echtzeit ein, korrigierte Stimmungsdaten werden für die Noten bereit gehalten, welche zur zuletzt erkannten Akkordstruktur gehören und solange, bis eine neue Akkordstruktur erkannt wird. D 38 78 895 -8.08 represents a method for a key-independent variable tuning. This method tunes the notes that are on in real time, based on the analysis of chord and interval structures. The mood data assigned to the chords and intervals are selected so that there is as little deviation as possible from the preselected mood level of an equally tempered mood. This procedure tunes in in real time, corrected mood data is kept ready for the notes belonging to the last recognized chord structure and until a new chord structure is recognized.

PCT WO 95/22140 stellt eine variable Stimmung dar, bei dem der Benutzer manuell einen Startpunkt als harmonischen Mittelpunkt für ein Stimmungsmodell setzen muss, wobei dadurch zu eben diesem Startpunkt alle 12 Noten der Oktave in bestimmter Quinten- oder Terzenreinheit eingestimmt werden. Dieser 12-tönige Pulk wird entsprechend der musikalischen Modulationen und Rückungen verändert. Dieses Verfahren benötigt teilweise manuelle Eingaben, außerdem führt es zu starken Umstimmungen, wenn zwei oder mehr Noten in aufeinanderfolgenden komplexeren Akkorden gegenläufig umgestimmt werden müssen. Darüber hinaus driftet das Stimmungsniveau relativ schnell vom vorgewählten Niveau ab.PCT WO 95/22140 represents a variable Mood, in which the user manually sets a starting point as harmonious center for must set a mood model, thereby going to exactly that starting point all 12 notes of the octave in certain fifths or thirds purity be attuned. This 12-note Pulk becomes according to the musical modulations and setbacks changed. This procedure is required partly manual entries, also leads it Too much change of heart when two or more notes in successive opposing more complex chords have to be changed. About that In addition, the mood level drifts relatively quickly from the preselected level from.

Im Zusammenhang mit dieser Erfindung sind auch die vielen historisch überlieferten ungleichstufigen feste Stimmungsmodelle erwähnenswert. Typisch für alle ist, dass die Quintenkette von C bis E enger als gleichstufig temperiert gestimmt ist, damit mindestens die Terzintervalle F-A, C-E und G-H näher beim Idealwert 386 Cents liegen, als bei gleichstufiger Stimmung. Notgedrungen werden dadurch die Terzen entfernter Tonarten wie Ab-Dur oder E-Dur deutlich schlechter gestimmt. Eines dieser Stimmungsmodelle ist bekannt aus DE 2558716 .In connection with this invention, the many historically transmitted uneven-level fixed mood models are also worth mentioning. It is typical for everyone that the chain of fifths from C to E is tuned more closely than tempered at the same level, so that at least the third intervals FA, CE and GH are closer to the ideal value of 386 cents than with the same level mood. The thirds of distant keys such as Ab major or E major are inevitably tuned significantly worse. One of these mood models is known from DE 2558716 ,

Die Notwendigkeit, die Umstimmwerte gleichnamiger Noten klein zu haben, ist bei allen bekannt gewordenen und auch denkbaren Verfahren zu einer programmgesteuerten terzen- und quintenreinen Stimmung vor allem dadurch begrenzt, dass bei bestimmten Akkordfolgen zwei oder mehr Noten in gegenläufiger Richtung umgestimmt werden müssen. Ein typisches Beispiel bildet die Akkordfolge D-F-A-C zu G-H-D-F in C – Dur, wobei man das "D" für optimale Terzen- und Quintenreinheit vom ersten zum zweiten Akkord entweder um 22 Cents, dem schon oben erwähnten "Syntonischen Komma" umstimmen muss, oder, sofern man die notwendige Umstimmung auf die in beiden Akkorden vertretenen Noten "D" und "F" gleichmäßig verteilt, beide Noten gegenläufig um 11 Cents umstimmen muss. Eine Umstimmung um 11 Cents ist jedoch deutlich zu hören, die Grenze der Hörbarkeit liegt bei glatten Klängen und bei Frequenzen höher als 500 Hz, bei 3 – 4 Cents. Deswegen sollte man Umstimmungen durch Ausgleichsmaßnahmen möglichst auf ca. 4 Cents begrenzen, was in solchen Fällen notgedrungen für den Folgeakkord eine starke Abweichung von der angestrebten Reinheit mit sich bringt. Das bedeutet, dass bei programmgesteuerten variablen Stimmungen nach den bisher bekannt gewordenen Verfahren man entweder teilweise starke Umstimmungen in Kauf nehmen muss oder harte Wechsel zwischen reinen, gleich ruhig gestimmten und unreinen, gleich stark schwebenden Akkorden. Beides ist ästhetisch unbefriedigend.The need to have the retuning values of notes of the same name small, is limited in all known and also conceivable methods for a program-controlled third and fifth-note tuning primarily because two or more notes have to be retuned in opposite directions for certain chord sequences. A typical example is the chord progression DFAC to GHDF in C major, whereby the "D" for optimal third and fifth purity from the first to the second chord either has to be changed by 22 cents, the "syntonic comma" mentioned above, or, if so the necessary retuning of the notes "D" and "F" represented in both chords is evenly distributed, both Notes have to change their minds by 11 cents. A change of heart by 11 cents can be clearly heard, however, the limit of audibility lies with smooth sounds and at frequencies higher than 500 Hz, at 3 - 4 cents. Therefore, one should limit changes by means of compensatory measures to approx. 4 cents if possible, which in such cases necessitates a strong deviation from the desired purity for the subsequent chord. This means that with program-controlled variable moods according to the previously known methods, you either have to put up with some strong re-adjustments or hard changes between pure, equally quiet and impure, equally floating chords. Both are aesthetically unsatisfactory.

Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, eine selbsttätig ablaufende programmgesteuerte variable Stimmung zu bieten, bei der die Intervalle und Akkorde zwar nicht mit optimalem, aber doch sehr hohem Reinheitsgrad dargeboten werden und insbesondere bei tonaler Musik die Umstimmungskonflikte minimiert werden. Außerdem hat sich die vorliegende Erfindung zum Ziel gesetzt, den Charakter der variablen Stimmung jeweils dem Charakter der dargebotenen Musik anzupassen, je nachdem, ob diese einen deutlich oder weniger deutlich hervortretenden harmonischen Mittelpunkt aufweist.The present invention has Aim to be self-employed to offer running program-controlled variable mood at which the intervals and chords are not optimal, but very good high degree of purity are presented, especially with tonal Music the change of heart can be minimized. Also has the present invention aims to characterize the variable mood in each case the character of the performed music adjust depending on whether this one is clear or less clear protruding harmonic center.

Zu diesem Zweck wird vorgesehen, die programmgesteuerte variable Stimmung als Summe von drei verschiedenen Komponenten zu errechnen.For this purpose it is provided the program-controlled variable tuning as the sum of three different ones To calculate components.

Die Komponente 1 dieser variablen Stimmung stellt die Basisstimmung dar, die zwar bei Beginn des Programmablaufes bevorzugt der gleichstufigen Stimmung entspricht, sich aber durch eine Analyse der innerhalb eines bestimmten Zeitraumes auftretenden Note-an und Note-aus Signalen zu einer ungleichstufigen Stimmung verändert und zwar zu einer solchen, welche für sich alleine betrachtet ungefähr einem traditionellen ungleichstufigen Stimmungsmodell entspricht. Nur, dass dieses Stimmungsmodell nicht unbedingt zur Note C als harmonischen Mittelpunkt ausgerichtet ist, sondern zu der Note, welche im Augenblick im Mitelpunkt des harmonischen Geschehens steht. Eine für das hier vorgestellte Verfahren bevorzugte Ausbildungen dieser Basistemperatur zeigt 1. Die auf die Note C ausgerichtete Variante zeigt 1.1, die auf die Note G ausgerichtete zeigt. 1.2, die auf die Note Ab ausgerichtete zeigt 1.3.Component 1 of this variable mood represents the basic mood, which preferably corresponds to the same-level mood at the beginning of the program, but changes to an uneven-level mood through an analysis of the note-on and note-off signals occurring within a certain period of time one that, taken on its own, roughly corresponds to a traditional uneven mood model. Only that this mood model is not necessarily aligned with the note C as a harmonic center, but with the note that is currently at the center of the harmonic occurrence. A preferred embodiment of this base temperature for the method presented here shows 1 , The variant geared towards grade C shows 1.1 pointing to the G grade. 1.2 pointing to the Ab grade 1.3 ,

Die Komponente 2 dieser variablen Stimmung sind Stimmungsdaten, welche der jeweils im Augenblick existierenden Intervall- und Akkordstruktur zugeordnet sind und die solange gelten, bis eine neue Akkordstruktur erkannt ist. Diese Komponente entspricht dem Stand der Technik. Beide der vorgenannten Komponenten würden bei einer Ausbildung von 100 % je für sich alleine betrachtet eine optimierte Stimmung ausgeben, wobei Kompomente ohne hörbare Umstimmungen arbeitet, dafür dem harmonischen Geschehen nur allmählich und nur unter Berücksichtigung der zuletzt erkannten Intervall- und Akkordstrukturen folgt. Komponente 2 reagiert dagegen unmittelbar auf die augenblicklich existierenden Intervall- und Akkordstrukturen, birgt dafür aber höheres Konfliktpotential in Bezug auf Umstimmungen in sich. Durch die Mischung der beiden Komponenten werden die jeweiligen spezifischen Nachteile dieser beiden Komponenten minimiert.The component 2 of this variable tuning is tuning data, which are assigned to the currently existing interval and chord structure and which apply until a new chord structure is recognized. This component corresponds to the state of the art. With a training of 100%, both of the aforementioned components would each output an optimized mood when viewed individually, with components works without audible changes, but only follows the harmonic happening gradually and only taking into account the last recognized interval and chord structures. component 2 on the other hand reacts directly to the currently existing interval and chord structures, but harbors a higher potential for conflict with regard to changes in mind. Mixing the two components minimizes the specific disadvantages of these two components.

Die Komponente 3 der programmgesteuerten Stimmung stellen pragmatische Ausgleichsmaßnahmen dar, welche bei auftretenden Umstimmungskonflikten, das heißt Umstimmungen, welche einen vordefinierten Wert von ca. 4 Cents überschreiten oder bei zu bei starkem Abdriften vom vorgewählten Stimmungsniveau die aus der Addition von Komponente 1 und Komponente 2 errechneten Stimmungsdaten zusätzlich korrigieren. Alle ausgegebenen Stimmungsdaten verstehen sich als Abweichung zur vorgegebenen gleichstufigen Temperatur, vorzugsweise in Cents ausgegeben.Component 3 of the programmable The mood represents pragmatic compensatory measures, which occur when Conflict of opinion, that is Changes that exceed a predefined value of approx. 4 cents or if there is too much drift from the preselected mood level the addition of component 1 and component 2 calculated sentiment data additionally correct. All sentiment data are understood as Deviation from the predetermined same-level temperature, preferably spent in cents.

Zur Ausbildung der Komponente 1 gleich Basisstimmung werden die in Komponente 2 nacheinanderfolgend erkannten und entsprechend eingestimmten Intervall- und Akkordstrukturen sowie deren Stimmungsdaten über einen bestimmten Zeitraum hinweg ausgewertet. Dazu wird die Eigenschaft genutzt, dass in den von Komponente 2 erkannten Akkordstrukturen die höchsten positiven Werte typisch sind für die Position des Grundtones oder der Quinte eines Dur-Akkordes oder der Terz eines Mollakkordes. Die Summe der positiven Werte der Stimmungsdaten einer bestimmten Menge aufeinanderfolgender Akkorde gibt somit einen Hinweis darauf, wo sich das harmonische Zentrum dieser Menge befindet. Wenn beispielsweise nur Akkorde der Tonart C-Dur oder a-Moll gespielt werden, bildet sich der höchste Wert in der Summe, im Folgenden Maxwert genannt, beim Ton C oder G aus. Das erlaubt, nach dem Auftreten eines oder mehrerer erkannter Akkord- und Intervallstrukturen die Komponente 1 gleich Basisstimmung aufzurufen und zwar innerhalb der 12 verschiedenen Möglichkeiten (entsprechend der 12 verschiedenen Noten der Oktave), diejenige, welche auf den in der Summe dieser Strukturen erkannten harmonischen Mittelpunkt ausgerichtet ist. Diese Basisstimmung wird jedoch vorzugsweise nicht im Sprung aufgerufen, sondern gleitend aufgebaut und verändert. Das geht so vor sich, dass die Stimmungsdaten vorzugsweise der letzten 8 erkannten Akkorde aus Komponente 2 in einen Stapelspeicher übernommen werden. Zum besseren Verständnis ist inTo form component 1 the same Basic mood will be recognized in sequence in component 2 and correspondingly tuned interval and chord structures as well whose mood data about evaluated over a certain period of time. This is the property used that in the chord structures recognized by component 2 the highest positive values are typical for the position of the root or fifth of a major chord or the third of a minor chord. The sum of the positive values of the sentiment data a certain amount of consecutive chords gives one Indication of where the harmonic center of this set is. If, for example, only chords of the key of C major or A minor are played become the highest Total value, hereinafter referred to as the maximum value, for tone C or G out. This allows, after the occurrence of one or more recognized Chord and interval structures the component 1 equal basic mood to call up within the 12 different possibilities (corresponding to the 12 different notes of the octave), the one which on the harmonic recognized in the sum of these structures Center is aligned. However, this basic mood is preferred not called up in a jump, but built up and changed smoothly. The happens so that the mood data preferably the last 8 recognized chords from component 2 are transferred to a stack become. For better understanding is in

2 ein Musikbeispiel dargestellt, darunter die Stimmungsdaten von Komponente 2. 2 a musical example is shown, including the mood data of component 2.

Die nachstehende Tabelle zeigt auf, wie Komponente 1 errechnet wird. Im oberen Teil, mit „Stapelspeicher" gekennzeichnet werden in den 12 Spalten unterhalb der Kopfzeile „Centwerte von Komponente 2" die Stimmungsdaten von Komponente 2 aus 2 übernommen, so wie sie jeder der Akkordstrukturen a – g zugeordnet sind. In den jeweiligen Zeilen rechts davon wird die Summe der Centwerte nach jeder neu hinzutretenden Akkordstruktur angezeigt. Der in der jeweiligen Zeile höchste positive Wert bildet den augenblicklichen Maxwert. In Zeile a ist dies der Wert 6 und der Note G zugeordnet. In den folgenden Zeilen bleibt der Maxwert bei G und erhöht sich allmählich auf 16, 22 und 32. Die absolute Höhe des Maxwertes zeigt an, wie stark der harmonische Mittelpunkt ausgebildet ist. Davon hängt die Gewichtung dieses harmonischen Mittelpunktes ab, welches im unteren Teil der Tabelle, unterhalb „Errechnen von Komponente 1" dargestellt ist. Nach Akkord a ist der Maxwert mit 6 Cents noch niedrig. Da dieser Maxwert noch kleiner als 13 Cents ist, wird die Komponente 1 nur mit 10 % gewichtet und ausgegeben, vorzugsweise auf 1 Cent gerundet. In der letzten Zeile der Tabelle ist zum besseren Verständnis aufgezeigt, welches die dem Wert von 100 % entsprechenden Stimmungsdaten der auf den Ton G ausgerichteten Basisstimmung wären. Nach Akkord b beträgt der Maxwert über 12, aber weniger als 24 Cents, wodurch Komponente 1 mit 20 % gewichtet und ausgegeben wird, nach Akkord f beträgt der Maxwert über 23 Cents, wodurch Komponente 1 mit 30 % gewichtet und ausgegeben wird. Da vorzugsweise nur die letzten 8 Akkorde gespeichert werden, werden ab dem 9. erkannten Akkord die Werte des 1. erkannten Akkordes gelöscht, nach dem 10. erkannten Akkord die Werte des 2. erkannten Akkordes und so weiter. Nach jedem neu erkannten Akkord wird aus der Summe der Centwerte der Maxwert neu ermittelt und auf Grund dessen die Basisstimmung gegebenenfalls korrigiert, das heißt: Entweder wieder auf die bisherige Note oder eine neue Note als harmonischen Mittelpunkt ausgerichtet und entsprechend ihres Maxwertes gewichtet. Der Tabelle ist außerdem zu entnehmen, dass die Gewichtung von Komponente 2 von der Gewichtung von Komponente 1 abhängt. Es gilt vorzugsweise: Gewichtung von Komponente 1 + Gewichtung von Komponente 2 = 100 %.The table below shows how component 1 is calculated. In the upper part, with “stacked spit "The mood data of component 2 are identified in the 12 columns below the header" Component 2 cent values " 2 adopted as they are assigned to each of the chord structures a - g. In the respective lines to the right of this, the sum of the cent values is displayed after each new chord structure. The highest positive value in the respective line forms the current maximum value. In line a this is assigned the value 6 and the grade G. In the following lines, the maximum value remains at G and gradually increases to 16, 22 and 32. The absolute height of the maximum value shows how strong the harmonic center is. The weighting of this harmonic center depends on this, which is shown in the lower part of the table, below "Calculating component 1". After chord a, the maximum value is still low at 6 cents. Since this maximum value is still less than 13 cents, the Component 1 weighted and output only at 10%, preferably rounded to 1 cent.For better understanding, the last line of the table shows what the mood data corresponding to the value of 100% of the basic mood geared to tone G would be the maximum value is over 12 but less than 24 cents, which means that component 1 is weighted and output at 20%, after chord f the maximum value is over 23 cents, which means component 1 is weighted and output at 30%, since preferably only the last 8 chords from the 9th recognized chord, the values of the 1st recognized chord are deleted, after the 10th recognized chord the values of the 2nd recognized chord ordes and so on. After each newly recognized chord, the maximum value is recalculated from the sum of the cent values and, based on this, the basic mood is corrected if necessary, which means: either re-aligned to the previous note or a new note as a harmonic center and weighted according to its maximum value. The table also shows that the weight of component 2 depends on the weight of component 1. The following preferably applies: weighting of component 1 + weighting of component 2 = 100%.

TABELLETABLE

Stapelspeicher

stack

Errechnen von Komponente 1

Calculate component 1

Durch das hier beschriebene Verfahren zur Ausbildung von Komponente 1 gleich Basisstimmung bildet sich deren Stimmungsdaten gleitend aus. Außerdem wird dadurch bewirkt, dass, sofern sich der harmonische Mittelpunkt zu im Quintenzirkel benachbarten Noten verschiebt (beispielsweise von F zu C, zu G, zu D etc.), sich die Stimmungsdaten von Komponente 1 für jede spezifische Note nur in kleinen Schritten verändert. Die programmgesteuerte variable Stimmung hat dadurch folgende Charakteristik: Bei tonal gebundener Musik und Modulationen zu verwandten Tonarten bleibt der Maxwert relativ hoch, entsprechend der Anteil von Komponente 1 an der Summe der Stimmungsdaten hoch, so dass für jede spezifische Note in unterschiedlich aufeinanderfolgenden Akkordstrukturen von vornherein nur geringe Umstimmungswerte ausgegeben werden. Die Akkorde der vorherrschenden Tonart oder dazu eng verwandte, werden nicht mit absoluter, jedoch mit sehr hoher Reinheit dargeboten, tonartfremde dagegen mit reduzierter Reinheit. Es ergibt sich dadurch eine sogenannte Tonartcharakteristik, welche die im Augenblick vorherrschende Tonart begünstigt. Wenn dagegen infolge der Wiedergabe von tonal wenig oder nicht gebundener Musik der Maxwert niedrig wird, davon abhängig auch der Prozentsatz von Komponente 1 relativ niedrig wird und der von Komponente 2 relativ hoch, unterliegen die Tonhöhen tendenziell stärkeren Veränderungen. Infolgedessen müssen eventuelle Ausgleichsmaßnahmen durch die im folgenden noch beschriebene Komponente 3 öfters erfolgen. Dadurch treten gegebenenfalls stärkere Schwankungen im Reinheitsgrad auf, was bei harmonisch indifferenter Musik eher akzeptiert wird. Das Stimmungsgeschehen passt sich somit dem Charakter der dargebotenen Musik an.The process described here for forming component 1 equal to a basic mood makes its mood data smooth. This also means that if the harmonic center shifts to adjacent notes in the circle of fifths (e.g. from F to C, to G, to D etc.), the mood data of component 1 for each specific note only changes in small steps. The program-controlled variable tuning therefore has the following characteristics: In the case of tonally bound music and modulations to related keys, the maximum value remains relatively high, corresponding to the proportion of component 1 in the sum of the tuning data, so that for each specific note in different successive chord structures only from the start low retuning values are issued. The chords of the predominant key or those closely related to it are not presented with absolute, but with very high purity, non-key chords, on the other hand, with reduced purity. This results in a so-called key characteristic, which favors the key currently prevailing. If, on the other hand, the maximum value becomes low due to the reproduction of tonally little or unbound music, depending on which the percentage of component 1 also becomes relatively low and that of component 2 relatively high, the pitches tend to be subject to greater changes. As a result, any compensatory measures must be taken more often by component 3, which is described below. As a result, there may be greater fluctuations in the degree of purity, which is more acceptable with harmonically indifferent music. The mood is thus adapted to the character of the music being played.

Im Zusammenhang mit der Analyse von Akkorden und Harmoniefolgen ist es außerdem notwendig, dass die variable programmgesteuerte Stimmung bei der Identifizierung von Akkorden prüft, wie lange eine bestimmte Tonhöhe für jede Note existiert. Während eines mehr oder weniger unregelmäßigen Anschlages von Tasten auf einem Tasteninstrument treten ja oft Einzelnoten oder flüchtige Tonkombinationen als Vorbote zu einem vollständigen Akkord auf. Wollte man jede dieser Einzelnoten oder flüchtigen Tonkombinationen als endgültige Struktur werten, würde man sowohl bei der Programmlogik, als auch bei notwendigen Ausgleichsmaßnahmen in die Irre gehen. Hier berücksichtigt die variable Stimmung , dass die Tonverarbeitung durch das menschliche Ohr die Höhe eines Note oder mehrerer Noten erst nach ca. 1/30 Sekunden identifiziert hat. Es ist deswegen vorgesehen, zwar grundsätzlich jede Kombination von Noten von der Programmlogik her sofort so einzustimmen, als bedeute diese einen selbständigen Akkord, notwendige Ausgleichsmaßnahmen für die als maximal zulässig definierten Umstimmungen zur jeweils nächsten Kombination von Noten jedoch davon abhängig zu machen, ob die Tonhöhe der vorherigen Kombination von Noten schon länger als ca. 1/30 Sekunde besteht. Das bedeutet: Hat eine bestimmte Note über eine längere Zeit als ca. 1/30 Sekunde eine bestimmte Frequenzhöhe, so wird bei einem eventuell nachfolgenden Umstimmen dieser Note die Frequenzverschiebung auf vorzugsweise 4 Cents begrenzt, im anderen Falle sind auch stärkere Frequenzverschiebungen erlaubt (siehe 8). Außerdem werden nur Akkordstrukturen, welche länger als vorzugsweise 1/30 Sekunde existieren zur Errechnung der Ausbildung de Maxwertes berücksichtigt.In connection with the analysis of chords and harmony sequences, it is also necessary that the variable program-controlled tuning when identifying chords checks how long a certain pitch exists for each note. During a more or less irregular keystroke on a keyboard instrument, single notes or fleeting combinations of notes often occur as a harbinger of a complete chord. If one wanted to evaluate each of these individual notes or fleeting combinations of tones as the final structure, one would go astray in terms of both the program logic and the necessary compensatory measures. Here, the variable mood takes into account that the sound processing by the human ear only identified the height of a note or several notes after approx. 1/30 seconds. For this reason, it is planned to immediately tune in any combination of notes from the program logic, as if this meant an independent chord, but to make necessary compensatory measures for the changes to the next combination of notes defined as maximum permissible, depending on whether the pitch the previous combination of notes has existed for longer than approx. 1/30 second. This means: If a certain note has a certain frequency level for a longer time than approx. 1/30 second, the frequency shift is limited to preferably 4 cents if the note is subsequently retuned; in the other case, stronger frequency shifts are also allowed (see 8th ). In addition, only chord structures that exist longer than preferably 1/30 second are taken into account for calculating the formation of the maximum value.

Bei Musik, die von Sequenzerprogrammen dargeboten wird, kann durch eine vorab erfolgende Analyse nach dem Erstellen der Sequenz so vorgegangen werden, dass nicht nur gleichzeitig auftretende, sondern auch nacheinander auftretende Noten auf ihren harmonischen Zusammenhang hin überprüft werden. Soweit sich von einem bestimmten Punkt des musikalischen Ablaufes an über mehrere Noten hinweg eine vordefinierte harmonische Struktur ergibt, können die Stimmungsdaten für alle Noten dieser harmonische Struktur schon ab der ersten Note ausgegeben werden und bis zur letzten betreffenden Note unverändert bleiben (siehe 10). Die Stimmungsdaten können gespeichert und beim Abspielen der Sequenz an passender Stelle ausgegeben werden. Alternativ kann bei einer Sequenz auch während des Abspielens eine vorauseilende Analyse über mehrere Takte erfolgen, so dass eine geringere Menge von Stimmungsdaten gespeichert werden muss.In the case of music that is offered by sequencer programs, a preliminary analysis after creating the sequence can be used to check that not only notes that occur simultaneously, but also successive notes, are checked for their harmonic relationship. Insofar as a predefined harmonic structure emerges from a certain point in the musical process across several notes, the mood data for all notes of this harmonic structure can be output from the first note and remain unchanged until the last note in question (see 10 ). The mood data can be saved and output at a suitable point when the sequence is played. Alternatively, in the case of a sequence, a preliminary analysis over several bars can also be carried out during playback, so that a smaller amount of mood data has to be stored.

Die programmgesteuerte variable Stimmung erlaubt es auch, beim Auftreten der kleinen Septime in Dur-Sept- oder Nonenakkorden (beispielsweise den Notenkombinationen F-A-C-Eb, F-A-Eb, F-A-C-Eb-G) die betreffende Note (hier das Eb) als Naturseptime einzustimmen. Allerdings weicht die Naturseptime mit ihrem Frequenzverhältnis von 7 : 4 entsprechend 969 Cents so stark vom temperierten Wert 1000 Cents ab, dass für die betreffenden Noten keine sinnvollen Ausgleichsmaßnahmen durch Komponente 3 möglich sind, diese Noten also immer starken Stimmungsänderungen unterliegen.The program-controlled variable mood also allows the occurrence of the minor seventh in major-seventh or ninth chords (e.g. the note combinations F-A-C-Eb, F-A-Eb, F-A-C-Eb-G) the relevant note (here the Eb) as a natural septime match. However, the natural septime with its frequency ratio deviates from 7: 4 corresponding to 969 cents so strongly from the tempered value 1000 Cents from that for that relevant notes no sensible compensatory measures by component 3 possible are, so these notes are always subject to strong mood changes.

Für den Fall, dass der Benutzer des Programms selbst eine ihm passende Variante der variablen Stimmung anwählen will, kann vorgesehen werden, dass dem Benutzer durch entsprechende Hilfsmittel, beispielsweise auf der Oberfläche eines Musikinstrumentes oder auf der Oberfläche eines Computerprogramms die Anwahl verschiedener Programmvarianten mit den Anteilen von Komponente 1, Komponente 1 und Komponente 3 ermöglicht wird.For in the event that the user of the program himself finds one that suits him A variant of the variable mood can be selected be that the user through appropriate tools, for example on the surface a musical instrument or on the surface of a computer program the selection of different program variants with the proportions of Component 1, component 1 and component 3 is made possible.

Des weiteren wird vorgeschlagen, dem Benutzer des Stimmungsprogramms darüber hinaus die Möglichkeit zu geben, die als Resultat der Addition der 3 Komponenten ausgegebenen Stimmungsdaten durch einen Multiplikator auf beliebige Prozentwerte zwischen voller Ausgabe (100 %) und gleichstufiger Stimmung (0%) anzusteuern. Beispielsweise auf 70% oder 50 % (siehe 10).Furthermore, it is proposed to give the user of the mood program the possibility to control the mood data output as a result of the addition of the three components by means of a multiplier to any percentage between full output (100%) and equal mood (0%). For example, to 70% or 50% (see 10 ).

Die beigefügten Zeichnungen und Tabellen dienen zur Verdeutlichung der Erfindung.The attached drawings and tables serve to illustrate the invention.

1 zeigt 3 Beispiele für die Komponente 1 = Basisstimmung, wobei das Stimmungsmodell 1.1 auf die Note C, das Stimmungsmodell 1.2 auf die Note G und das Stimmungsmodell 1.3 auf die Note Ab als harmonischen Mittelpunkt ausgerichtet ist. Die waagrechte Linie zeigt das Niveau der gleichstufigen Stimmung an, die Zahlen neben den Notennamen zeigen die Stimmungsdaten als Abweichung zur gleichstufigen Stimmung in Cents. 1 shows 3 examples for component 1 = basic mood, whereby the mood model 1.1 is aimed at the grade C, the mood model 1.2 at the grade G and the mood model 1.3 at the grade Ab as a harmonic center. The horizontal line shows the level of the same level mood, the numbers next to the note names show the mood data as a deviation from the same level mood in cents.

2 zeigt mit Teilfigur 2.1 ein Musikbeispiel anhand dessen die Arbeitsweise des Programms im Folgenden erläutert wird. Teilfigur 2.2 zeigt die Ausbildung der Stimmungsdaten von Komponente 2 zu den unter a bis g gezeigten Akkordkonfigurationen. 2 shows with figure 2.1 a music example based on which the operation of the program is explained below. Figure 2.2 shows the development of the mood data from component 2 to the chord configurations shown under a to g.

3 zeigt dasselbe Musikbeispiel samt der Ausbildung von Komponente 1 und zwar zu Beginn bei Teilfig. 3.1 noch als gleichstufige Temperatur, bei Teilfig. 3.2 in der Ausbildung nach Akkord a, bei Teilfig. 3.3 wie nach Akkord b ausgebildet und bei Teilfig. 3.4, wie nach Akkord f ausgebildet. Die Stimmungsdaten von Teilfig. 3.1 bis 3.4 stellen bestimmte Prozentwerte aus der Basisstimmung von Teilfig. 1.2 dar. 3 shows the same music example including the formation of component 1 and that at the beginning with Teilfig. 3.1 still as an equal temperature, in part. 3.2 in training according to chord a, with partial fig. 3.3 as designed according to chord b and in part. 3.4, as formed by chord f. The mood data from Teilfig. 3.1 to 3.4 represent certain percentages from the basic mood of Teilfig. 1.2 represents

4 zeigt den Ablauf des Stimmungsprogramms für das in 2 und 3 dargestellten musikalischen Beispiel samt den ausgegebenen Stimmungsdaten. 4 shows the course of the mood program for the in 2 and 3 shown musical example including the sent mood data.

Beim ersten Akkord auf Position a ist die Komponente 1 noch mit 0 % gewichtet, entsprechend die Stimmungsdaten von Komponente 2 mit 100 % gewichtet und in voller Höhe ausgegeben, Ausgleichsmaßnahmen durch Komponente 3 werden nicht benötigt, deren Werte sind also 0. Beim nächsten Akkord auf Position b ist Komponente 1 mit 10 % gewichtet, ihre Werte laut Tabelle 1 ausgegeben, entsprechend die Stimmungsdaten von Komponente 2 mit 90 % gewichtet ausgegeben. Da sich beim Note E eine Verschiebung um 5 Cents gegenüber Akkord a ergeben würde, korrigiert Komponente 3 diesen Wert um –1, auf unauffällige 4 Cents.At the first chord in position a component 1 is still weighted with 0%, according to the sentiment data weighted by component 2 with 100% and issued in full, countervailing measures through component 3 are not needed, so their values are 0. The next Chord at position b is component 1 weighted 10%, their Values given according to table 1, corresponding to the mood data issued by component 2 weighted with 90%. Since the note E would result in a shift of 5 cents compared to chord a, corrected Component 3 this value by -1, on inconspicuous 4 cents.

Beim nächsten Akkord auf Position c ist Komponente 1 bereits mit 20 % gewichtet, Komponente 2 also mit 80 %. Diese Gewichtung bleibt den Akkorden auf Position d und e unverändert, Ausgleichsmaßnahmen von Komponente 3 sind auch nicht notwendig.In position for the next chord c, component 1 is already weighted with 20%, component 2 with 80%. This weighting remains on the chords at positions d and e unchanged, Compensatory measures by Component 3 is also not necessary.

Beim Akkord auf Position f sind dagegen Ausgleichsmaßnahmen von Komponente 3 erforderlich. Diese werden mit zwei unterschiedlichen Maßnahmen vorgenommen, zum einen werden die Noten D und F individuell korrigiert, außerdem wird das Stimmungsniveau dieses Akkordes abgesenkt, damit die Umstimmungsschritte von D und F zum vorhergehenden Akkord ungefähr gleich hoch sind.The chord at position f is against countervailing measures of component 3 required. These come with two different ones activities the grades D and F are individually corrected, Moreover the mood level of this chord is lowered so that the retuning steps from D and F to the previous chord are approximately equal.

Beim Akkord auf Position g ist Komponente 1 bereits mit 30 % gewichtet, entsprechend wird der Anteil von Komponente 2 auf 70 % reduziert. Komponente 3 hält das Stimmungsniveau dieses Akkordes nochmals auf –2 Cents, so dass die Umstimmungsschritte zu vorher im unhörbaren Bereich verbleiben.For the chord at position g is component 1 already weighted with 30%, the proportion of component is accordingly 2 reduced to 70%. Component 3 maintains the mood level of this Chord again to –2 Cents, so the re-tuning steps to previously in the inaudible area remain.

5 zeigt zusammengefasst nochmals die Stimmungsdaten der kritischen Akkordfolge von Akkord e zu Akkord f wobei sichtbar wird, dass hier ein wesentlich sanfteres Umstimmen erfolgt, als wenn nur Komponente 2, wie bei 2 dargestellt, wirksam wäre. Dazu trägt bei, dass der Akkord bei Position e in seinen Stimmungsdaten bereits vermittelte, also von absoluter Reinheit leicht abweichende Werte aufweist. Dadurch weist der Akkord e leichte Schwebungen auf, so dass der ebenfalls nicht ganz ideal gestimmte Akkord f in der Folge keinen harten Klanggegensatz ausbildet. 5 shows a summary of the tuning data of the critical chord progression from chord e to chord f, whereby it becomes apparent that there is a much gentler re-tuning than if only component 2, as in 2 would be effective. This is due to the fact that the chord at position e in its mood data already has values that are slightly different from absolute purity. As a result, the chord e has slight beats, so that the chord f, which is also not ideally tuned, does not subsequently form a hard sound contrast.

6 zeigt Akkordfolgen, welche tendenziell die Stimmung tiefer treiben würden. Hier bremst Komponente 3 (im Detail nicht dargestellt) das Abdriften, indem es die zulässigen Umstimmschritte gleichnamiger Noten erhöht, je weiter sich das Stimmungsgeschehen vom Ausgangspunkt entfernt. In diesem Beispiel ist zwecks vereinfachter Darstellung der Anteil von Komponente 1 an den Stimmungsdaten nicht berücksichtigt. 6 shows chord progressions that would tend to drive the mood lower. Component 3 (not shown in detail) slows down drifting by increasing the permissible retuning steps of notes of the same name, the further the mood is from the starting point. In this example, the part of component 1 in the sentiment data is not taken into account for the purpose of a simplified representation.

7 zeigt ebenfalls Akkordfolgen, welche tendenziell die Stimmung tiefer treiben würden. Hier begrenzt Komponente 3 (im Detail nicht dargestellt) das Abdriften zusätzlich durch eine Verflachung der Stimmungsdaten, also eine Annäherung an die gleichstufige Stimmung. In diesem Beispiel ist zwecks vereinfachter Darstellung der Anteil von Komponente 1 an den Stimmungsdaten nicht berücksichtigt. 7 also shows chord progressions that would tend to drive the mood lower. Here, component 3 (not shown in detail) additionally limits the drift by flattening the mood data, i.e. an approximation to the same-level mood. In this example, the part of component 1 in the sentiment data is not taken into account for the purpose of a simplified representation.

8 zeigt einen arpeggiert angeschlagenes Intervall C-E. Da von der neutralen Position des alleinigen C zum zweistimmigen C-E das C gemäß den Werten von Komponente 2 einen Umstimmungsschritt von 7 Cents aufweisen würde, wird das C-E in der Grundstimmung durch Einwirkung von Komponente 3 um 3 Cents abgesenkt, damit das Umstimmen nicht hörbar wird. Das zeigt 8.1. Dies gilt jedoch nur für den Fall, dass das C länger als ungefähr 30 ms erklingt, bevor das E hinzutritt. Ist diese Zeit kürzer, so hat das Ohr die Tonhöhe der ersten Note noch nicht verarbeitet, in diesem Fall wird der höhere Umstimmschritt vom Stimmungsprogramm zugelassen. Den letzteren Fall zeigt 8.2. 8th shows an arpeggiated interval CE. Since from the neutral position of the sole C to the two-part CE, the C would have a change of step of 7 cents according to the values of component 2, the CE in the basic mood is lowered by the action of component 3 by 3 cents, so that the change of voice is not audible. This shows 8.1 , However, this only applies if the C sounds longer than approximately 30 ms before the E enters. If this time is shorter, the ear has not yet processed the pitch of the first note, in which case the higher tuning step is approved by the mood program. The latter case shows 8.2 ,

9 stellt eine Notenfolge dar, wie sie in einer Sequenz, also einer elektronisch gespeicherten Musikdatei, vorkommen könnte. Hier wird dargestellt, wie das Stimmungsprogramm durch eine vorauslaufende Analyse dieser Notenfolge zu einem einzigen, während dieser Notenfolge unveränderbar bleibenden Stimmungsmodell zusammenfassen kann. 9 represents a sequence of notes as it could appear in a sequence, i.e. an electronically stored music file. Here it is shown how the mood program can be summarized by a preliminary analysis of this note sequence into a single mood model that remains unchangeable during this note sequence.

10 stellt dar, wie die Stimmungsdaten des in der rechten Spalte von 4 dargestellten Stimmungsmodells durch einen Eingriff des Bedieners mittels eines Multiplikator von 0,5 auf ungefähr 50 % reduziert werden kann. Solche in den Ausgabewerten reduzierten Stimmungsmodelle können vorteilhaft sein beim Zusammenspiel mit gleichstufig gestimmten Instrumenten. 10 represents how the mood data of the right column of 4 shown mood model can be reduced by an intervention of the operator using a multiplier from 0.5 to about 50%. Such reduced mood models in the output values can be advantageous when interacting with instruments of equal tuning.

Claims

A method for a program-controlled variable tuning for musical instruments, characterized by: The program-controlled variable tuning is calculated as a result of an analysis of note-on and note-off signals of music played on an instrument or stored in a file and re results from the addition of three different components, namely component 1 = mood data from a changing basic mood for all 12 notes of the octave, component 2 = predefined chord structures specifically assigned mood data, and component 3 = mood data as correction values, thus notes of the same name in different successive chord structures of predefined limit values of the re-adjustments do not exceed, whereby the mood data of these 3 components are not directly but only indirectly dependent on one another and the mood data of these 3 components are added and are preferably output in real time as relative deviations from an equally tempered mood.

The method of claim 1, wherein the sentiment data of components 2 and 3 in real time, those of component 1 on the other hand, are only issued with each new note-on message.

The method of claims 1 and 2, wherein the mood data are calculated by components 2 and 3 based on the information, which notes are currently "on", the mood data component 1, on the other hand, based on the information from note-on and note-out signals, which over occur for a certain period of time.

The method of claim 3, wherein the sentiment data of component 1 based on the analysis of the in the note-on and note-out Signals recognizable harmonic structures are created.

The method of claim 1 and 2, wherein the percentages Components of component 2 and component 1 are program-controlled change unevenly.

The method of claim 5, wherein the percentages Components of component 2 and component 1 are program-controlled opposite change.

The method of claims 1 to 6, wherein the program checks whether the added sentiment data of components 1 and Component 2 for every note that has the status "on" predetermined Limits of retuning to a previously issued pitch exceeds and if so, by means of component 3 the retuning to the predetermined ones Limits limited.

The method of claims 1 to 7, wherein the program controls how far the sentiment data of component 1 and component 2 deviate from those of the same level mood, and exceeding predetermined limit values may be limited by means of component 3.

A method according to claims 1 to 8, wherein for each note, if it is tuned in two different pitches one after the other, analyzed whether the duration of ringing in the first pitch was so long that the listener the pitch could register acoustically, only in the event of an affirmative answer the second pitch is limited to a predetermined maximum deviation from the first.

The method of claims 1 to 9, wherein if the piece of music in question the mood data is stored in a sequencer program the program-controlled mood calculated before playing, saved and output at the right moment.

The method of claims 1 to 9, wherein if the piece of music in question stored in a sequencer program, its mood data while calculated in advance of the playback of the sequence and in the appropriate Be issued at the moment.

The method of claims 1-11, wherein the user has a appropriately designed surface different variants of the program-controlled variable tuning can call.