DE3218818C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufzeichnen von mit einer Tastatur gespielten Tönen auf einem Notenblatt.

Aus der US 39 26 088 ist bereits eine Einrichtung zum Schreiben von Notenblättern bekannt, die über eine Klaviatur bedient wird und ähnlich wie ein Textverarbeitungssystem aufgebaut ist. Die Metrik des Musikstückes wird hierbei vom Benutzer durch Betätigen eines Fußpedals vorgegeben.

Aus der JP-OS 55-45 040 sind ein weiteres Verfahren und eine weitere Vorrichtung zum Aufzeichnen von Tönen auf ein Notenblatt bekannt.

Bei einem herkömmlichen Verfahren zum Aufzeichnen von mit einer Tastatur gespielten Tönen auf einem Notenblatt wird ein quantisierter Wert eines Tones oder einer Pause aus dem Unterschied (D_n-D_n-1→S_n) zwischen den laufenden Ton- und Pausenlängendaten D_n und den unmittelbar vorhergehenden Ton- und Pausenlängendaten D_n-1 abgeleitet, die durch die Bedienung der Tastatur erhalten werden. Die Werte D_n-D_n-1 werden quantisiert, was bedeutet, daß für jeden Ton oder jede Pause von dem jeweiligen Wert D_n der vorhergehende Wert D_n-1 abgezogen wird und die in dieser Weise erhaltene Differenz quantisiert wird, was beispielsweise dadurch erfolgen kann, daß dann, wenn die Differenz zwischen 8 und 23 liegt, eine Sechzehntel-Note mit dem quantisierten Wert 16 vorgesehen wird, während dann, wenn diese Differenz zwischen 24 und 29 liegt, eine Achtel-Note mit dem Wert 32 vorgesehen wird.

Wenn die Daten D_n in der in Fig. 4a dargestellten zeitlichen Abfolge, d. h. mit einem Abstand 24 auftreten, dann ergeben sich auf dem Notenblatt ausschließlich Achtel-Noten in Abständen von 32, wie es in Fig. 4b dargestellt ist. Die auf dem Notenblatt gebildete Aufzeichnung überschreitet dann den zeitlichen Rahmen des angestrebten Vierviertel-Taktes, da die einzelnen Noten einen zeitlichen Rahmen von 5 ¼-Takten einnehmen.

Der Grund dafür besteht darin, daß die Person, die die Tastatur betätigt, normalerweise die Tasten nicht genau entsprechend den auf dem Notenblatt vorzusehenden Tönen oder Pausen betätigen kann, sondern zeitliche Abweichungen auftreten, die bei dem üblichen Verfahren aufgrund der dort vorgesehenen Quantisierung zu einer zeitlichen Dehnung des Taktes führen.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht daher darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, bei denen die Taktlänge eingehalten werden kann und ein weitgehender Gleichklang am Taktende beibehalten wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren Ton/Pausedaten für den Anfang und das Ende jedes Tones und/oder jeder Pause zwischen den Tönen gebildet, werden diese Daten quantisiert und werden entsprechende Noten in entsprechenden zeitlichen Abständen auf das Notenblatt aufgetragen, wobei für die Dauer jedes Tones und jeder Pause eines Taktes die Differenz zwischen den jeweiligen Ton/Pausedaten und der Summe der vorhergehenden Quantisierungswerte ab Taktanfang gebildet und diese Differenz quantisiert wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist mit einer Tastatur, einer zentralen Datenverarbeitungseinheit, einer Einrichtung, die den Anstieg eines Ausgangssignals bei Betätigung einer Taste der Tastatur wahrnimmt, einer Einrichtung, die den Abfall des Ausgangssignals der Tastatur beim Freigeben der Taste wahrnimmt, einem Zeittaktgenerator, einer Zähleinrichtung, die die Taktsignale vom Zeittaktgenerator zählt, einer Einrichtung, die den Zählwert der Zähleinrichtung am Ende jedes Taktes löscht, und einem Intervallcodierer versehen, der Tonhöhedaten nach Maßgabe der betätigten Taste der Tastatur ausgibt, wobei der Zählwert der Zähleinrichtung, der der zeitlichen Länge der Signale von den Detektoreinrichtungen für den Anstieg und den Abfall der Ausgangssignale der Tastatur und somit der Dauer der Töne und Pausen entspricht, in der zentralen Datenverarbeitungseinheit quantisiert wird und entsprechende Noten in entsprechenden zeitlichen Abständen auf das Notenblatt aufgezeichnet werden, wobei die zentrale Datenverarbeitungseinheit so ausgebildet ist daß sie die Differenz zwischen den jeweiligen Ton/Pausedaten jedes Tones und jeder Pause eines Taktes und der Summe der vorhergehenden Quantisierungswerte ab Taktanfang bildet und diese Differenz quantisiert.

Im folgenden wird anhand der zugehörigen Zeichnung ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 in einem Blockschaltbild das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Partituriervorrichtung,

Fig. 2 eine Reihe von Zeitdiagrammen, die die Arbeit einer Detektorschaltung für das ansteigende und abfallende Signalende zeigen, die bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung verwandt wird,

Fig. 3 schematisch die Quantisierung nach dem erfindungsgemäß angewandten D_n-X_n-Verfahren, und

Fig. 4 schematisch einen Vergleich des erfindungsgemäß angewandten Verfahrens mit dem herkömmlichen Verfahren.

In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Partituriervorrichtung dargestellt. Wie es in Fig. 1 gezeigt ist, umfaßt eine Tastatur 1 eine Anzahl von Tasten, die wahlweise gedrückt werden können. Mit der Tastatur 1 sind eine Detektorschaltung 2 für das ansteigende Signalende, die ein Tastenbetätigungssignal PE dadurch erzeugt, daß sie das Drücken einer Taste an der Tastatur 1 wahrnimmt, eine Detektorschaltung 3 für das abfallende Signalende, die ein Tastenfreigabesignal NE erzeugt, indem sie die Freigabe der Taste wahrnimmt, eine Ton/Pausenunterscheidungsschaltung 4, die einen Ton von einer Pause unterscheidet, und ein Intervallkodierer 5 verbunden, der ein Tonintervall, das einer bestimmten gedrückten Taste entspricht, in Daten in Form von 5 Bits verschlüsselt. Das Tastenbetätigungssignal PE von der Detektorschaltung 2 und das Tastenfreigabesignal NE von der Detektorschaltung 3 liegen an einem ODER-Glied 6, dessen Ausgangssignal einer Verriegelungsschaltung 7 als Ton/Pausenlängendateneingabesignal und gleichfalls einer Zentraleinheit CPU als Datenunterbrechungssignal INT geliefert wird, wobei die Zentraleinheit CPU mit der Verriegelungsschaltung I über einen Eingangs-/Ausgangsteil 8 verbunden ist. Die 5 Bit umfassenden Tonintervalldaten vom Kodierer 5 liegen an fünf UND-Gliedern 10, deren eines Eingangssignal von der Ton/Pausenunterscheidungsschaltung 4 kommt. Die Ausgangssignale der Verknüpfungsglieder 10 liegen an einer weiteren Verriegelungsschaltung 11, deren Verriegelungsfunktion über das Ausgangssignal vom ODER-Glied 6 gesteuert wird. Die Tonintervalldaten werden von der Verriegelungsschaltung 11 über den Eingangs-/Ausgangsteil 8 der Zentraleinheit 9 zugeführt, um in der Zentraleinheit 9 zusammen mit den Ton/Pausenlängendaten von der Verriegelungsschaltung 7 zur Bildung der Daten für das Notenblatt verarbeitet zu werden, die an eine Anzeige oder an einen Speicher ausgegeben werden, die bzw. der nicht dargestellt ist.

Die in der Verriegelungsschaltung 7 zu speichernden Ton/Pausenlängendaten kommen von einem Zähler 12, der seinerseits über ein Taktsignal C getaktet wird, das von einem Taktsignalgenerator 13 erzeugt wird. Die aufeinanderfolgenden Zählerstände im Zähler 12 werden als Ton/Pausenlängendaten verriegelt, um sie anschließend in die Zentraleinheit 9 immer dann einzugeben, wenn das Tastbetätigungssignal PE und das Tastenfreigabesignal NE von den jeweiligen Detektorschaltungen 2, 3 über das ODER-Glied 6 der Verriegelungsschaltung 7 zugeführt werden. Insbesondere liegt der Differenzzählerstand im Zähler 12 vom Zeitpunkt der Zuführung des Tastenbetätigungssignals PE zur Verriegelungsschaltung 7 bis zum Zeitpunkt der Zuführung des Tastenfreigabesignals NE, d. h. während eines Intervalls, das der Dauer der Betätigung einer Taste entspricht, an der Verriegelungsschaltung 7 als Tonlängendaten, während ein Differenzzählerstand im Zähler 12 vom Zeitpunkt der Zuführung des Tastenfreigabesignals NE zur Verriegelungsschaltung 7 bis zum nächsten Tastenbetätigungssignal PE als Folge der nächsten Tastenbetätigung, d. h. für ein Zeitintervall, in dem keine Taste betätigt ist, als Pausenlängendaten an der Verriegelungsschaltung 7 liegt.

Eine Taktlängenentscheidungsschaltung 14 erzeugt einen einzelnen Impuls für jeden Takt, beispielsweise für 4 Viertelnoten für einen ⁴/₄-Takt, wobei das Taktlängensignal am Zähler 12 als Löschsignal liegt, so daß dieser gelöst wird, nachdem er einen gegebenen Zählerstand, der einem Takt entspricht, beispielsweise den Zählerstand 256, erreicht hat. Das Taktlängensignal von der Entscheidungsschaltung 14 liegt gleichfalls über das ODER-Glied 6 als Verriegelungssignal an den Verriegelungsschaltungen 7 und 11 und wird gleichfalls in die Zentraleinheit 9 als Unterbrechungssignal eingegeben. Ein Frequenzteiler 15 ist mit dem Ausgang des Taktgenerators 13 verbunden und liefert ein Signal der Entscheidungsschaltung 14, das eine Frequenzteilung der Taktfrequenz wiedergibt. Beispielsweise teilt der Frequenzteiler 15 das Taktsignal in seiner Frequenz derart, daß er einen einzelnen Impuls auf eine Viertelnote ansprechend erzeugt. Bei diesem Beispiel gibt dementsprechend die Entscheidungsschaltung 14 ein Taktlängensignal aus, nachdem sie vier frequenzgeteilte Taktimpulse gezählt hat.

Während des Betriebes kann der Spieler die Tastatur 1 derart bedienen, daß ein Tasteneingangssignalmuster erzeugt wird, wie es graphisch in Fig. 2a dargestellt ist. Die Detektorschaltung 2 für das ansteigende Signalende erzeugt ein Tastbetätigungssignal PE, das in Fig. 2b dargestellt ist, auf das Drücken einer bestimmten Taste ansprechend. In ähnlicher Weise gibt die Detektorschaltung 3 für das abfallende Signalende ein Tastenfreigabesignal NE, das in Fig. 2c dargestellt ist, auf das Freigeben der bestimmten gedrückten Taste ansprechend aus.

Gleichzeitig mit der Inbetriebnahme der Vorrichtung liegt andererseits ein Taktsignal vom Taktsignalgenerator 13 am Zähler 12, der dann das Taktsignal aufzählt. Das Taktsignal wird sofort durch den Frequenzteiler 15 in seiner Frequenz geteilt, wobei die Impulse des frequenzgeteilten Signals durch die Entscheidungsschaltung 14 gezählt werden die ein Taktlängensignal liefert, das die Grenze zwischen benachbarte Takten bestimmt. Das Taktlängensignal löscht den Zähler 12 und liegt gleichfalls als Unterbrechungssignal über das ODER-Glied 6 zusammen mit dem Tastenbetätigungssignal PE und dem Tastenfreigabesignal NE an der Zentraleinheit 9. Jedes Mal, wenn das Tastenbetätigungssignal PE und das Tastenfreigabesignal NE an der Verriegelungsschaltung 7 liegen, wird ein Differenzzählerstand im Zähler 12 in die Verriegelungsschaltung 7 als Ton/Pausenlängendaten eingegeben, die anschließend auf einen Unterbrechungsbefehl ansprechend auf die Zentraleinheit 9 übertragen werden können.

In dieser Weise empfängt die Zentraleinheit 9 die beschriebenen Daten, um die Quantisierung der Töne und der Pausen durchzuführen. Wenn die Ton/Pausenlängendaten, die während des n-ten Taktes der Verriegelungsschaltung 7 zugeführt werden, mit D_n bezeichnet werden und eine Summe quantisierter Werte S_n vom Beginn des Taktes mit X_n bezeichnet wird, führt die Zentraleinheit 9 eine Quantisierung in Form von D_n-X_n→S_n aus. Folglich ist der quantisierte Wert des Tons oder der Pause der den n-ten Daten D_n entspricht, gleich X_n+1→X_n+S_n. Das ist schematisch in Fig. 3 dargestellt.

Fig. 4 zeigt ein Beispiel des erfindungsgemäß angewandten D_n-X_n-Quantisierungsverfahrens und des herkömmlichen D_n-D_n-1-Quantisierungsverfahrens für einen ⁴/₄-Takt mit einer einzelnen Taktlänge von 256 Zählern.

Es kann insbesondere angenommen werden, daß die Ton/Pausenlängendaten D₀, D₁, D₂ . . . zu den Zeitpunkten der Zentraleinheit 9 zugeführt werden, die in Fig. 4a angegeben sind. Es ist wünschenswert, daß ein Notenblatt, das mit diesen Zeitpunkten übereinstimmt, mit punktierten Sechzentelnoten in der in Fig. 4d dargestellten Weise quantisiert wird. In der Praxis erfolgt jedoch die Quantisierung unter Verwendung einer Achtelnote und einer Sechzehntelnote in Hinblick auf Quantisierungsfehler. Der Zählwert für die Achtelnote reicht daher von 24 bis 29 und hat einen quantisierten Wert von 32. Der Zählwert für die Sechzehntelnote reicht von 8 bis 23 und hat einen quantisierten Wert von 16. Es versteht sich, daß die punktierte Sechzehntelnote nicht quantisiert ist.

Wenn daher ein herkömmliches Differenzverfahren (D_n-D_n-1) dazu benutzt wird, die Quantisierung für die in Fig. 4a dargestellten Daten durchzuführen, wird das Ergebnis der Quantisierung so sein, wie es in Fig. 4b dargestellt ist, in der ein einzelner Takt 5 ¼-Takte enthält, was von dem ⁴/₄-Takt abweicht. Das heißt mit anderen Worten, daß diese Quantisierung nicht als Notenblatt verwandt werden kann. Darüber hinaus nimmt die Versetzung in den Zeitpunkten zwischen der tatsächlichen Tastenbetätigung und der Beschreibung auf dem Notenblatt zum Ende des Blattes zu.

Im Gegensatz dazu werden bei dem erfindungsgemäß angewandten Verfahren D_n-X_n die Töne als Folge der Quantisierung so angeordnet, wie es in Fig. 4c dargestellt ist. Der einzelne Takt enthält vier Taktschläge, so daß die Verwendbarkeit des Notenblattes beibehalten wird. Die Zeitpunkte auf dem Notenblatt werden darüber hinaus im wesentlichen übereinstimmend mit den Zeitpunkten der tatsächlichen Tastenbetätigung über den Takt beibehalten. Das bedeutet, daß der Quantisierungsfehler so klein wie möglich gehalten wird, während eine Partiturierung möglich ist, in der die Taktübereinstimmung oder der Gleichklang beibehalten wird.

Wenn die Tonintervalldaten den quantisierten Daten in der Zentraleinheit 9 zuaddiert werden, dann wird ein Notenblatt erhalten, das den musikalischen Tönen entspricht, die durch die Tastenbetätigung der Tastatur erzeugt werden.

Wie es oben beschrieben wurde, erfolgt gemäß der Erfindung eine Quantisierung der Töne unter Bildung einer Differenz D_n-X_n zwischen Ton/Pausenlängendaten D_n, die nacheinander an der Zentraleinheit auf ein Signal für das ansteigende und abfallende Ende ansprechend liegen, das bei einer Tastenbetätigung der Tastatur entwickelt wird, und einer quantisierten Summe X_n vom Beginn eines gegebenen Taktes. Dadurch wird der Quantisierungsfehler so klein wie möglich gehalten und jede Abweichung in der Zeit zwischen der tatsächlichen Tastenbetätigung und der Beschreibung auf dem Notenblatt herabgesetzt, während eine gute Übereinstimmung im Takt, d. h. ein guter Gleichklang, beibehalten wird.

Claims (2)

1. Verfahren zum Aufzeichnen von mit einer Tastatur gespielten Tönen auf einem Notenblatt, bei dem Ton/Pausedaten über den Anfang und das Ende jedes Tones und/oder jeder Pause zwischen den Tönen gebildet, diese Daten quantisiert und entsprechende Noten in entsprechenden zeitlichen Abständen auf das Notenblatt aufgetragen werden, wobei für die Dauer jedes Tons und jeder Pause eines Taktes die Differenz zwischen den jeweiligen Ton/Pause-Daten und der Summe der vorhergehenden Quantisierungswerte ab Taktanfang gebildet und diese Differenz quantisiert wird.

2. Vorrichtung zum Aufzeichnen von mit einer Tastatur gespielten Tönen auf einem Notenblatt, mit einer Tastatur, einer zentralen Datenverarbeitungseinheit, einer Einrichtung, die den Anstieg eines Ausgangssignals bei Betätigung einer Taste der Tastatur wahrnimmt, einer Einrichtung, die den Abfall des Ausgangssignals der Tastatur beim Freigeben der Taste wahrnimmt, einem Zeittaktgenerator, einer Zähleinrichtung, die die Taktsignale vom Zeittaktgenerator zählt, einer Einrichtung, die den Zählwert der Zähleinrichtung am Ende jedes Taktes löscht und einem Intervallcodierer, der Tonhöhedaten nach Maßgabe der betätigten Taste der Tastatur ausgibt, wobei der Zählwert der Zähleinrichtung, der der zeitlichen Länge der Signale von den Detektoreinrichtungen für den Anstieg und den Abfall der Ausgangssignale der Tastatur und somit der Dauer der Töne und Pausen enspricht, in der zentralen Datenverarbeitungseinheit quantisiert wird, und entsprechende Noten in entsprechenden zeitlichen Abständen auf das Notenblatt aufgezeichnet werden, wobei die zentrale Datenverarbeitungseinheit so ausgebildet ist, daß sie die Differenz zwischen den jeweiligen Ton/Pause-Daten jedes Tones und jeder Pause eines Taktes und der Summe der vorhergehenden Quantisierungswerte ab Taktanfang bildet und diese Differenz quantisiert.