EP2169668A1 - Noise production with digital control data - Google Patents

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EP2169668A1
EP2169668A1 EP08165305A EP08165305A EP2169668A1 EP 2169668 A1 EP2169668 A1 EP 2169668A1 EP 08165305 A EP08165305 A EP 08165305A EP 08165305 A EP08165305 A EP 08165305A EP 2169668 A1 EP2169668 A1 EP 2169668A1
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EP
European Patent Office
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signal
components
control data
base
base signal
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Withdrawn
Application number
EP08165305A
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French (fr)
Inventor
Christopher Adams
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GOODBUY CORP SA
Original Assignee
GOODBUY CORP SA
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Filing date
Publication date
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    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10HELECTROPHONIC MUSICAL INSTRUMENTS; INSTRUMENTS IN WHICH THE TONES ARE GENERATED BY ELECTROMECHANICAL MEANS OR ELECTRONIC GENERATORS, OR IN WHICH THE TONES ARE SYNTHESISED FROM A DATA STORE
    • G10H3/00Instruments in which the tones are generated by electromechanical means
    • G10H3/12Instruments in which the tones are generated by electromechanical means using mechanical resonant generators, e.g. strings or percussive instruments, the tones of which are picked up by electromechanical transducers, the electrical signals being further manipulated or amplified and subsequently converted to sound by a loudspeaker or equivalent instrument
    • G10H3/14Instruments in which the tones are generated by electromechanical means using mechanical resonant generators, e.g. strings or percussive instruments, the tones of which are picked up by electromechanical transducers, the electrical signals being further manipulated or amplified and subsequently converted to sound by a loudspeaker or equivalent instrument using mechanically actuated vibrators with pick-up means
    • G10H3/18Instruments in which the tones are generated by electromechanical means using mechanical resonant generators, e.g. strings or percussive instruments, the tones of which are picked up by electromechanical transducers, the electrical signals being further manipulated or amplified and subsequently converted to sound by a loudspeaker or equivalent instrument using mechanically actuated vibrators with pick-up means using a string, e.g. electric guitar
    • G10H3/186Means for processing the signal picked up from the strings
    • G10H3/187Means for processing the signal picked up from the strings for distorting the signal, e.g. to simulate tube amplifiers
    • GPHYSICS
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    • G10HELECTROPHONIC MUSICAL INSTRUMENTS; INSTRUMENTS IN WHICH THE TONES ARE GENERATED BY ELECTROMECHANICAL MEANS OR ELECTRONIC GENERATORS, OR IN WHICH THE TONES ARE SYNTHESISED FROM A DATA STORE
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    • G10H1/06Circuits for establishing the harmonic content of tones, or other arrangements for changing the tone colour
    • G10H1/16Circuits for establishing the harmonic content of tones, or other arrangements for changing the tone colour by non-linear elements
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    • G10L25/00Speech or voice analysis techniques not restricted to a single one of groups G10L15/00 - G10L21/00
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    • G10H2210/00Aspects or methods of musical processing having intrinsic musical character, i.e. involving musical theory or musical parameters or relying on musical knowledge, as applied in electrophonic musical tools or instruments
    • G10H2210/155Musical effects
    • G10H2210/311Distortion, i.e. desired non-linear audio processing to change the tone color, e.g. by adding harmonics or deliberately distorting the amplitude of an audio waveform

Definitions

  • the present invention relates to a method for the acoustic reproduction of sound events, in particular music, in which at least one analog electrical base signal is generated.
  • this method has the advantage that with sufficient bandwidth of the electro-acoustic transducer and sufficient sensitivity thereof, the acoustic signal can be recorded without any loss of information and in particular reproduced, but in particular the storage of analog data is problematic. This can lead to data loss or read-out errors that seriously affect the quality of the acoustic reproduction.
  • MIDI Musical Instrument Digital Interface
  • control parameters are transmitted in digital data sets for the control of digital sound generating elements.
  • MIDI or the MIDI protocol was used to control digital synthesizers and thus influence the sound production.
  • the control data set of a MIDI file contains commands specific to each individual tone to be generated by the digital tone generator, e.g. a "note-on” command that turns on a digitally generated sound and "Velocity", which represents the velocity, and "note-off,” which indicates when the sound is turned off.
  • MIDI no longer preserves the original complete data of the sound events to be generated in this way, but merely a control data record which is considerably smaller in the data volume.
  • MIDI is also used today in the control of other digital instruments, such as sound cards in computers and other digital devices application.
  • the actual generation of sound ie the generation of an electrical signal, which is then converted into an acoustic signal via an electroacoustic transducer, always takes place digitally.
  • information gaps always arise in relation to the analog signal, so that the sound event thus generated has a significant degree of information loss and thus quality residues compared to the original document.
  • a method for reproducing sound events is to be specified, which similar to the known MIDI method allows a significantly reduced data size of the data relevant to the sound production, without the in itself in terms of information wealth and thus to dispense with the quality of the signal reproduction advantageous production of analog electrical signals and their analog processing to conversion in an electroacoustic transducer.
  • the essential basic idea in which the method according to the invention also differs substantially and clearly from the previously known MIDI method, is to work out a sound event to be played back altogether from a base signal.
  • a base signal is first generated, from which an electrical signal representing the sound event to be reproduced is then worked out.
  • the base signal is divided into individual signal components and these individual signal components are processed with signal formers in a non-linear manner until an electrical output signal is achieved by joining the individual signal components, which represents the sound event to be reproduced and can be played back accordingly after conversion via an electroacoustic transducer.
  • control data contains the actual information regarding the sound event, namely information about how a suitable division of the base signal into the signal components and shaping the signal components thus obtained by means of acting as a signal conditioner electrical or electronic components, the sound event containing electrical Signal can be shaped.
  • the control record contains this information in a dynamic way, ie it contains not just a snapshot of the sound event, but its evolution over time.
  • the sound event as a whole eg a complex piece of music with vocal components and components of different instruments such as guitars, drums, piano and wind instruments
  • this sound event is worked out as a whole from the base signal, without any need for a breakdown by individual instruments or sound components.
  • a recording of sound events to generate the control data required for the playback is done equally in the reverse order.
  • the sound event itself is divided into signal components in an analogous manner and these signal components are compared with the signal components of the base signal to determine a time-resolved deviation and thus a measure of the required change or revision by means of the signal formers.
  • This measure of the required change in time-resolved manner per signal component (channel) contains the control signal.
  • Such a recording is today comparatively simple and in high analysis density and very good temporal resolution possible by resorting to this suitable analysis algorithms. Important here is only that the base signal used for the recording matches the base signal for playback.
  • a uniform base signal can be defined, for example a white noise, or a base signal can be used which is recognized as suitable during the recording of the sound signal itself. Then, when recording the control data, a data record is to be provided which represents the selected base signal, possibly including a time-varying course of this signal.
  • the base signal may be e.g. not only temporally immutable, but temporally changeable in its course.
  • As elements acting as signal formers, in particular electronic components with characteristics which are not linear for the signal components to be processed are preferred, e.g. Diodes, varistors, Zener diodes and / or transistors. In principle, all electronic components that have such non-linear characteristics can be used here.
  • the advantage of such electronic components lies in the fact that they are small and so far positioned in a large variety in a small space.
  • a compact interconnection in particular a matrix or an array can be created, in which a plurality of such electronic components are combined with different characteristics, the controller can unlock or block individual signal paths between the components to signal components over to guide the respective matching components for working out the output signal from the or the base signal (s).
  • a further possibility of signal formation and thus a further degree of freedom for the method according to the invention is obtained if at least one of the signal components, preferably all signal components, can be hidden due to information given in the control data or deliberately attenuated or amplified by means of an amplifier element.
  • the signal components can be provided in the respective switching path of the signal component simple controllable switches such as transistors, for reinforcement can preferably be arranged here linearly working reinforcing elements.
  • a simple and very effective division of the base signal into signal components is obtained if this division is frequency-resolved.
  • individual frequencies or frequency ranges are separated as signal components and the base signal so far frequency-dependent revised and changed and the frequency-divided and processed signal components finally to the output signal that represents the sound event merged.
  • the basic signal and / or the output signal is monitored by the controller in real time and dynamically ( be) and then the control engages detected deviations according to rules in the generation of the base signal and / or in the signal distribution and / or in the selection and control of the signal forma.

Abstract

The method involves producing an analog electrical base signal and dividing the base signal in to signal components. The individual signal components are controlled by electric and/ or electronic components e.g. diode and transistor, operating as a signal conditioner. Signal components are combined to an output signal, amplified and are converted in to an acoustic wave. The division of the base signal and/or selection of the electronic components are carried out dynamically. The division and the selection are conducted by a control based on control data representing a sound event.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur akustischen Wiedergabe von Klangereignissen, insbesondere Musik, bei welchem wenigstens ein analoges elektrisches Basissignal erzeugt wird.The present invention relates to a method for the acoustic reproduction of sound events, in particular music, in which at least one analog electrical base signal is generated.

Für die Wiedergabe von Klangereignissen, wie etwa Geräuschen, Klingeltönen für Mobiltelefone oder insbesondere eben auch Musik, gibt es unterschiedliche Möglichkeiten. Dabei ist heutzutage allen Möglichkeiten gemein, dass sie auf elektrischen Signalen basieren, die durch elektroakustische Umwandlung bei einer Aufnahme des Klangereignisses erzeugt worden sind. Im einfachsten Fall sind die elektrischen Signale analog und repräsentieren den zeitlichen Verlauf der Schallwellen des aufzunehmenden Klangereignisses. Diese elektrischen Signale werden dann bei der Wiedergabe über einen elektroakustischen Wandler, insbesondere einen Lautsprecher wiedergegeben.For the reproduction of sound events, such as sounds, ringtones for mobile phones or especially just music, there are different possibilities. Common to all these days is that they are based on electrical signals generated by electro-acoustic conversion when recording the sound event. In the simplest case, the electrical signals are analog and represent the time course of the sound waves of the sound event to be recorded. These electrical signals are then reproduced during playback via an electro-acoustic transducer, in particular a loudspeaker.

Dieses Verfahren hat zwar den Vorteil, dass bei genügender Bandbreite der elektroakustischen Wandler und ausreichender Empfindlichkeit derselben das akustische Signal ohne jeglichen Informationsverlust aufgenommen und insbesondere wiedergegeben werden kann, allerdings ist insbesondere die Speicherung analoger Daten problematisch. Hier kann es zu Datenverlusten oder zu Auslesefehlern kommen, die die Qualität der akustischen Wiedergabe stark beeinträchtigen.Although this method has the advantage that with sufficient bandwidth of the electro-acoustic transducer and sufficient sensitivity thereof, the acoustic signal can be recorded without any loss of information and in particular reproduced, but in particular the storage of analog data is problematic. This can lead to data loss or read-out errors that seriously affect the quality of the acoustic reproduction.

Deshalb ist man bereits sehr früh, jedenfalls seit den 70er Jahren des vergangenen Jahrhunderts, dazu übergegangen, die analogen elektrischen Signale, die für ein aufgenommenes Klangereignis stehen, über einen A/D-Wandler zu digitalisieren und somit digitale Datensätze zu generieren, die unmittelbar das analoge elektrische Signal und damit das dahinterstehende Klangereignis repräsentieren. Durch diese Technik wurde es möglich, Musik auf digitalen Speichermedien zu konservieren, deren nach wie vor bedeutendstes Beispiel sicherlich die Compact Disk (CD) ist.That is why it was very early, at least since the 70s of the last century, gone over to the analog electrical signals for a recorded sound event is to digitize via an A / D converter and thus to generate digital data sets that directly represent the analog electrical signal and thus the underlying sound event. This technique has made it possible to conserve music on digital storage media, the most important example of which is certainly the Compact Disk (CD).

Der Nachteil von solchen das analoge Klangereignis unmittelbar repräsentierenden digitalen Datensätzen, die z.B. im wav-Format vorliegen können, ist deren enorme Datenmenge. Dies macht die Datensätze bei der Handhabung unhandlich und führt zu langen Übertragungszeiten.The disadvantage of such digital data sets directly representing the analogue sound event, e.g. in wav format, is their enormous amount of data. This makes the records in handling unwieldy and leads to long transmission times.

Um hier jedenfalls im professionellen Bereich Abhilfe zu schaffen, wurde ebenfalls bereits zu Beginn der 80er Jahre des letzten Jahrhunderts eine Möglichkeit entwickelt, bei der Klanginformationen nicht mehr unmittelbar in digitalen, das Klangereignis selbst repräsentierenden Daten übermittelt werden, sondern vielmehr in einem Datensatz aus Steuerdaten. Dieses Datenformat bzw. das dahinterstehende Verfahren wird als Musical Instrument Digital Interface (MIDI) bezeichnet. Bei MIDI werden in digitalen Datensätzen Steuerparameter zur Ansteuerung ebenfalls digitaler Klangerzeugungselemente übermittelt. Ursprünglich wurde MIDI bzw. das MIDI-Protokoll dabei dafür verwendet, digitale Synthesizer anzusteuern und so die Klangerzeugung zu beeinflussen. Hierfür enthält der Steuerdatensatz einer MIDI-Datei zu jedem einzelnen mit dem digitalen Klangerzeuger zu erzeugenden Ton bestimmte Befehle, z.B. ein Befehl "note-on", bei der ein digital erzeugter Ton eingeschaltet wird und "Velocity", der für die Anschlagstärke steht sowie "note-off", der für den Zeitpunkt des Ausschaltens des jeweiligen Tones steht.In order to remedy this at least in the professional field, a possibility was also already developed at the beginning of the 80s of the last century in which sound information is no longer transmitted directly in digital data representing the sound event itself, but rather in a data set of control data. This data format or the underlying process is referred to as Musical Instrument Digital Interface (MIDI). In MIDI control parameters are transmitted in digital data sets for the control of digital sound generating elements. Originally MIDI or the MIDI protocol was used to control digital synthesizers and thus influence the sound production. For this purpose, the control data set of a MIDI file contains commands specific to each individual tone to be generated by the digital tone generator, e.g. a "note-on" command that turns on a digitally generated sound and "Velocity", which represents the velocity, and "note-off," which indicates when the sound is turned off.

Mit MIDI werden mithin nicht mehr die originären vollständigen Daten der so zu erzeugenden Klangereignisse konserviert, sondern lediglich ein im Datenvolumen erheblich kleinerer Steuerdatensatz. MIDI findet dabei heutzutage auch bei der Ansteuerung weiterer digitaler Instrumente, z.B. von Soundkarten in Computern und weiteren digitalen Geräten Anwendung.Thus, MIDI no longer preserves the original complete data of the sound events to be generated in this way, but merely a control data record which is considerably smaller in the data volume. MIDI is also used today in the control of other digital instruments, such as sound cards in computers and other digital devices application.

Allerdings geschieht beim MIDI-Verfahren die eigentliche Klangerzeugung, also die Erzeugung eines elektrischen Signals, welches dann über einen elektroakustischen Wandler in ein akustisches Signal gewandelt wird, stets digital. Dabei entstehen gegenüber dem analogen Signal stets Informationslücken, so dass das so erzeugte Klangereignis gegenüber der realen Vorlage ein deutliches Maß an Informationsverlust und damit Qualitätsrückständen aufweist.However, in the case of the MIDI method, the actual generation of sound, ie the generation of an electrical signal, which is then converted into an acoustic signal via an electroacoustic transducer, always takes place digitally. In the process, information gaps always arise in relation to the analog signal, so that the sound event thus generated has a significant degree of information loss and thus quality residues compared to the original document.

Hier soll mit der vorliegenden Erfindung angesetzt werden, indem ein Verfahren zur Wiedergabe von Klangereignissen angegeben werden soll, welches ähnlich wie beim bekannten MIDI-Verfahren einen deutlich reduzierten Datenumfang der für die Klangerzeugung relevanten Daten ermöglicht, ohne auf die an sich hinsichtlich der Informationsfülle und damit der Qualität der klanalichen Wiedergabe vorteilhafte Erzeugung analoger elektrischer Signale und deren analoge Bearbeitung bis zur Umwandlung in einem Elektroakustikwandler zu verzichten.Here is to be addressed by the present invention by a method for reproducing sound events is to be specified, which similar to the known MIDI method allows a significantly reduced data size of the data relevant to the sound production, without the in itself in terms of information wealth and thus to dispense with the quality of the signal reproduction advantageous production of analog electrical signals and their analog processing to conversion in an electroacoustic transducer.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 11 angegeben.This object is achieved by a method having the features of claim 1. Advantageous further developments are specified in the dependent claims 2 to 11.

Der wesentliche Grundgedanke, in dem sich das erfindungsgemäße Verfahren auch substantiell und deutlich von dem vorbekannten MIDI-Verfahren unterscheidet, besteht darin, ein wiederzugebendes Klangereignis insgesamt aus einem Basissignal herauszuarbeiten. Erfindungsgemäß wird also zunächst wenigstens ein elektrisches analoges Basissignal erzeugt, aus dem dann ein das wiederzugebende Klangereignis repräsentierendes elektrisches Signal herausgearbeitet wird. Hierzu wird das Basissignal in einzelne Signalbestandteile aufgeteilt und diese einzelnen Signalbestandteile werden mit Signalformern in nicht linearer Weise bearbeitet, bis durch Zusammenfügen der einzelnen Signalbestandteile ein elektrisches Ausgangssignal erreicht wird, welches das wiederzugebende Klangereignis repräsentiert und nach Umwandlung über einen elektroakustischen Wandler entsprechend wiedergegeben werden kann. Von der bereits analogen Erzeugung des Basissignals aus findet die gesamte Bearbeitung dieses Signals bis zum Erhalt des das Klangereignis repräsentierenden und über den elektroakustischen Wandler umzusetzenden Ausgangssignals analog statt, so dass hier an keiner Stelle Informationsverluste aufgrund einer Digitalisierung erfolgen. Digital sind lediglich die Steuerdaten, die die eigentlichen Informationen hinsichtlich des Klangereignisses enthalten, nämlich Informationen dahingehend, wie über eine geeignete Aufteilung des Basissignals in die Signalbestandteile und Formung der so erhaltenen Signalbestandteile mittels der als Signalformer wirkenden elektrischen oder elektronischen Bauelemente, ein das Klangereignis enthaltendes elektrisches Signal geformt werden kann. Der Steuerdatensatz enthält diese Informationen in dynamischer Weise, d.h. er enthält nicht lediglich eine Momentaufnahme des Klangereignisses, sondern dessen Entwicklung über die Zeit.The essential basic idea, in which the method according to the invention also differs substantially and clearly from the previously known MIDI method, is to work out a sound event to be played back altogether from a base signal. Thus, according to the invention, at least one electrical analog base signal is first generated, from which an electrical signal representing the sound event to be reproduced is then worked out. For this purpose, the base signal is divided into individual signal components and these individual signal components are processed with signal formers in a non-linear manner until an electrical output signal is achieved by joining the individual signal components, which represents the sound event to be reproduced and can be played back accordingly after conversion via an electroacoustic transducer. From the already analog generation of the base signal from the entire processing of this signal takes place until the receipt of the sound event representing and to be converted via the electroacoustic transducer analog output signal, so that here at no Information loss due to digitization. Digital is merely the control data that contains the actual information regarding the sound event, namely information about how a suitable division of the base signal into the signal components and shaping the signal components thus obtained by means of acting as a signal conditioner electrical or electronic components, the sound event containing electrical Signal can be shaped. The control record contains this information in a dynamic way, ie it contains not just a snapshot of the sound event, but its evolution over time.

Während beim Verfahren nach MIDI die Steuerdaten gezielt einzelne Töne und Instrumente vorgeben und beeinflussen, wird bei dem erfindungsgemäßen System das Klangereignis als Gesamtes (z.B. ein komplexes Musikstück mit Gesangsbestandteilen und Bestandteilen unterschiedlicher Instrumente wie etwa Gitarren, Schlagzeug, Piano, und Blasinstrumenten) insgesamt analysiert und in Steuerdaten wiedergegeben. Gleichermaßen wird dieses Klangereignis als Gesamtheit aus dem Basissignal herausgearbeitet, ohne dass diesbezüglich eine Aufteilung nach einzelnen Instrumenten oder Klangbestandteilen erforderlich wäre.While in the method according to MIDI the control data deliberately specify and influence individual sounds and instruments, in the system according to the invention the sound event as a whole (eg a complex piece of music with vocal components and components of different instruments such as guitars, drums, piano and wind instruments) is analyzed as a whole and reproduced in control data. Likewise, this sound event is worked out as a whole from the base signal, without any need for a breakdown by individual instruments or sound components.

Eine Aufnahme von Klangereignissen zur Erzeugung der für die Wiedergabe benötigten Steuerdaten erfolgt gleichermaßen in umgekehrter Reihenfolge. Hier wird das Klangereignis selbst in analoger Weise in Signalbestandteile aufgeteilt und diese Signalbestandteile werden mit den Signalbestandteilen des Basissignals verglichen, um eine zeitaufgelöste Abweichung und damit ein Maß der erforderlichen Veränderung bzw. Überarbeitung mittels der Signalformer zu bestimmen. Dieses Maß der erforderlichen Veränderung in zeitaufgelöster Weise pro Signalbestandteil (Kanal) enthält das Steuersignal. Eine solche Aufnahme ist heute vergleichsweise einfach und in hoher Analysedichte und sehr guter zeitlicher Auflösung möglich, indem auf hierfür geeignete Analysealgorithmen zurückgegriffen wird. Wichtig hierbei ist lediglich, dass das für die Aufnahme verwendete Basissignal mit dem Basissignal für die Wiedergabe übereinstimmt. Hierzu kann einerseits ein einheitliches Basissignal festgelegt werden, z.B. ein weißes Rauschen, oder aber es kann ein Basissignal Verwendung finden, das bei der Aufzeichnung des Klangsignals selbst als geeignet erkannt wird. Dann ist bei der Aufzeichnung der Steuerdaten ein Datensatz vorzusehen, der das gewählte Basissignal repräsentiert, ggf. unter Einbeziehung eines zeitlich sich verändernden Verlaufes dieses Signals.A recording of sound events to generate the control data required for the playback is done equally in the reverse order. Here, the sound event itself is divided into signal components in an analogous manner and these signal components are compared with the signal components of the base signal to determine a time-resolved deviation and thus a measure of the required change or revision by means of the signal formers. This measure of the required change in time-resolved manner per signal component (channel) contains the control signal. Such a recording is today comparatively simple and in high analysis density and very good temporal resolution possible by resorting to this suitable analysis algorithms. Important here is only that the base signal used for the recording matches the base signal for playback. For this purpose, on the one hand, a uniform base signal can be defined, for example a white noise, or a base signal can be used which is recognized as suitable during the recording of the sound signal itself. Then, when recording the control data, a data record is to be provided which represents the selected base signal, possibly including a time-varying course of this signal.

Selbstverständlich sind auch Mischformen denkbar, bei denen mehr als ein Basissignal in bestimmter Art und Weise überlagert werden, z.B. ein festgelegtes Referenzsignal, welches bei der Wiedergabe in genormter Weise erzeugt wird in Überlagerung mit einem speziell für die Aufnahme und Wiedergabe des Klangereignisses gewählten Basissignal.Of course, mixed forms are conceivable in which more than one base signal are superimposed in a certain way, e.g. a fixed reference signal, which is generated in a standardized manner during playback in superimposition with a specially selected for the recording and playback of the sound event base signal.

Das Basissignal kann dabei z.B. auch nicht nur zeitlich unveränderlich, sondern in seinem Verlauf zeitlich veränderlich sein.The base signal may be e.g. not only temporally immutable, but temporally changeable in its course.

Als als Signalformer wirkende Elemente werden insbesondere elektronische Bauelemente mit für die zu bearbeitenden Signalbestandteile nicht linearen Kennlinien bevorzugt, so z.B. Dioden, Varistoren, Zener-Dioden und/oder Transistoren. Grundsätzlich sind hier alle elektronischen Bauelemente verwendbar, die solche nicht linearen Kennlinien aufweisen. Der Vorteil solcher elektronischer Bauelemente liegt vor allem darin, dass sie klein und insoweit in einer großen Vielzahl auf engem Raum positionierbar sind. So kann in einer besonders bevorzugten Ausführungsform eine kompakte Verschaltung, insbesondere eine Matrix oder ein Array geschaffen werden, in welcher eine Vielzahl solcher elektronischer Bauelemente mit unterschiedlichen Charakteristiken vereint sind, wobei die Steuerung einzelne Signalwege zwischen den Bauteilen freischalten bzw. blockieren kann, um Signalbestandteile über die jeweils passenden Bauelemente zu führen zur Herausarbeitung des Ausgangssignals aus dem bzw. den Basissignal(en).As elements acting as signal formers, in particular electronic components with characteristics which are not linear for the signal components to be processed are preferred, e.g. Diodes, varistors, Zener diodes and / or transistors. In principle, all electronic components that have such non-linear characteristics can be used here. The advantage of such electronic components lies in the fact that they are small and so far positioned in a large variety in a small space. Thus, in a particularly preferred embodiment, a compact interconnection, in particular a matrix or an array can be created, in which a plurality of such electronic components are combined with different characteristics, the controller can unlock or block individual signal paths between the components to signal components over to guide the respective matching components for working out the output signal from the or the base signal (s).

Eine weitere Möglichkeit der Signalbildung und damit ein weiterer Freiheitsgrad für das erfindungsgemäße Verfahren wird erhalten, wenn wenigstens eines der Signalbestandteile, vorzugsweise sämtliche Signalbestandteile, aufgrund von in den Steuerdaten vorgegebenen Informationen ausgeblendet oder mittels eines Verstärkerelementes gezielt abgeschwächt oder verstärkt werden können. Zum Ausblenden der Signalbestandteile können im jeweiligen Schaltweg des Signalbestandteils einfache steuerbare Schalter wie etwa Transistoren vorgesehen sein, für eine Verstärkung können hier vorzugsweise linear arbeitende Verstärkungselemente angeordnet sein.A further possibility of signal formation and thus a further degree of freedom for the method according to the invention is obtained if at least one of the signal components, preferably all signal components, can be hidden due to information given in the control data or deliberately attenuated or amplified by means of an amplifier element. To the Hiding the signal components can be provided in the respective switching path of the signal component simple controllable switches such as transistors, for reinforcement can preferably be arranged here linearly working reinforcing elements.

Eine einfache und sehr effektive Aufteilung des Basissignals in Signalbestandteile erhält man, wenn diese Aufteilung frequenzaufgelöst erfolgt. Hierbei werden einzelne Frequenzen bzw. Frequenzbereiche als Signalbestandteile getrennt und das Basissignal insoweit frequenzabhängig überarbeitet und verändert und die nach Frequenzen aufgeteilten und bearbeiteten Signalbestandteile schließlich zu dem Ausgangssignal, dass das Klangereignis repräsentiert, zusammengefügt.A simple and very effective division of the base signal into signal components is obtained if this division is frequency-resolved. In this case, individual frequencies or frequency ranges are separated as signal components and the base signal so far frequency-dependent revised and changed and the frequency-divided and processed signal components finally to the output signal that represents the sound event merged.

Um insbesondere das Basissignal auf seine Korrektheit zu überprüfen, aber auch um das Ausgangssignal nachzuhalten und ggf. bei festgestellten Abweichungen steuernd eingreifen zu können, ist es von Vorteil, wenn das Basissignal und/oder das Ausgangssignal von der Steuerung in Echtzeit und dynamisch überwacht wird (werden) und dann die Steuerung bei festgestellten Abweichungen entsprechend Regeln in die Erzeugung des Basissignals und/oder in die Signalaufteilung und/oder in die Auswahl und Ansteuerung der Signalforma eingreift.In order in particular to check the basic signal for its correctness, but also to track the output signal and to be able to intervene if necessary in the event of detected deviations, it is advantageous if the basic signal and / or the output signal is monitored by the controller in real time and dynamically ( be) and then the control engages detected deviations according to rules in the generation of the base signal and / or in the signal distribution and / or in the selection and control of the signal forma.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich ausgehend von Steuerdatensätzen geringen Umfanges Klangereignisse mit hoher akustische Qualität und nahezu unverfälschter Informationsdichte aufnehmen und wiedergeben, da insbesondere bei der Wiedergabe ein analoges Signal als Ausgangsmaterial verwendet und ausschließlich analog bearbeitet wird, bevor es über den Elektroakustikwandler in das wiederzugebende Klangereignis umgesetzt wird. So wird selbst dann, wenn bei der Aufteilung des Basissignals in einzelne Signalbestandteile und bei der Bearbeitung dieser Signalbestandteile durch die Signalformer das wiederzugebende Klangereignis nicht in seinem vollständigen Verlauf angepasst werden kann, das Basissignal nicht durch eine A/D-Wandlung "zerhackt", sondern das analoge Signal bleibt erhalten und eventuelle Fehler zwischen zwei angepassten Bereichen sind in einem analogen und kontinuierlichen Signalverlauf geglättet, was zu einer qualitativ erheblich höheren Wiedergabe des Klangereignisses führt.Using the method according to the invention, sound events with high acoustic quality and virtually unadulterated information density can be recorded and reproduced on the basis of control data sets of small volume, since an analog signal is used as starting material during playback and processed exclusively analogously, before it is transmitted via the electroacoustic transducer into the sound event to be reproduced is implemented. Thus, even if in the division of the base signal into individual signal components and in the processing of these signal components by the signal formers the sound event to be reproduced can not be adjusted in its full course, the base signal is not "chopped" by an A / D conversion, but the analog signal is preserved and any errors between two adjusted ranges are smoothed out in an analog and continuous waveform, resulting in a qualitatively much higher reproduction of the sound event.

Für die Wiedergabe des Klangereignisses auf erfindungsgemäße Weise sind lediglich Bauelemente erforderlich, die vergleichsweise günstig beschafft werden können und insbesondere auf kleinem Raum unterzubringen sind. So benötigt es hierfür lediglich eines einfachen Generators für ein analoges elektrisches Signal als Basissignal sowie einer Steuerung und einer Schaltungsanordnung mit elektronischen Bauelementen in ausreichender Zahl, um eine Vielzahl von unterschiedlich wirkenden Signalformern zur Verfügung zu haben. Diese Elemente können ggf. mit einem ebenfalls erforderlichen elektroakustischen Wandler insgesamt auf so kleinem Raum untergebracht werden, dass eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitende Einrichtung zur Wiedergabe von Klangereignissen auf kleinem Raum realisiert werden kann. Dies ermöglicht eine Umsetzung des Verfahrens bzw. eine Integration einer für die Umsetzung des Verfahrens erforderlichen Einrichtung bzw. einer solchen Vorrichtung in praktisch jedem beliebigem Gerät. So können z.B. herkömmliche Consumer Electronics mit nach dem Verfahren arbeitenden Einrichtungen ausgerüstet werden, z.B. tragbare Spielkonsolen für die Wiedergabe von Audio, Mobilfunkgeräte für die Erzeugung von Klingeltönen oder die Wiedergabe von Audio, tragbare DVD-Player, neuartige Geräte zur Wiedergabe von Musik analog zu bekannten MP3 Abspielgeräten, Bauteile für Hifi-Anlagen, Soundkarten von PC's und dgl. mehr. Der Anwendungsvielfalt sind hier nahezu keine Grenzen gesetzt.For the reproduction of the sound event in the manner according to the invention, only components are required which can be procured comparatively cheaply and, in particular, can be accommodated in a small space. Thus, it requires only a simple generator for an analog electrical signal as a base signal and a controller and a circuit arrangement with electronic components in sufficient number to have a variety of different acting signal formers available for this purpose. If necessary, these elements can also be accommodated in a small space with an electroacoustic transducer which is likewise required so that a device for reproducing sound events operating in accordance with the method according to the invention can be realized in a small space. This allows an implementation of the method or an integration of a device required for the implementation of the method or such a device in virtually any device. Thus, e.g. conventional consumer electronics are equipped with devices operating according to the method, e.g. Portable game consoles for the reproduction of audio, mobile devices for the generation of ringtones or the reproduction of audio, portable DVD players, novel devices for playing music analogous to known MP3 players, components for hi-fi systems, sound cards of PC's and the like. more , The variety of applications are virtually unlimited.

Aus der obigen Beschreibung dürfte klar sein, dass die Erfindung einen wesentlichen Sprung in der Verarbeitung, insbesondere der Wiedergabe, aber auch der Aufzeichnung von Klangdaten bzw. Klangereignissen vollzieht, indem die bisher nebeneinander bestehenden Vorzüge der Verarbeitung eines rein analogen Signals bei der Wiedergabe und der komprimierten Datenmenge digitaler Steuerdaten aus dem MIDI-Verfahren in einem neuartigen Verfahren vereint.From the above description, it should be clear that the invention makes a significant leap in the processing, in particular the reproduction, but also the recording of sound events by the hitherto coexisting advantages of processing a purely analog signal in the playback and the compressed data set of digital control data from the MIDI process combined in a novel process.

Claims (11)

Verfahren zur akustischen Wiedergabe von Klangereignissen, insbesondere Musik, bei welchem wenigstens ein analoges elektrisches Basissignal erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass dieses Basissignal in Signalbestandteile aufgeteilt wird und die einzelnen Signalbestandteile über als Signalformer wirkende elektrische und/oder elektronische Bauelemente geleitet werden und dass die so bearbeiteten Signalbestandteile zu einem Ausgangssignal zusammengefügt und gegebenenfalls verstärkt und in üblicher Weise in akustische Wellen umgewandelt werden, wobei die Aufteilung des Basissignals und/oder die Auswahl der als Signalformer wirkenden elektrischen und/oder elektronischen Bauelemente dynamisch erfolgt und von einer Steuerung anhand von das Klangereignis repräsentierenden Steuerdaten vorgenommen wird.A method for the acoustic reproduction of sound events, in particular music, in which at least one analog electrical base signal is generated, characterized in that this base signal is divided into signal components and the individual signal components are passed through acting as a signal former electrical and / or electronic components and that the so processed signal components are combined to form an output signal and optionally amplified and converted into acoustic waves in a conventional manner, wherein the division of the base signal and / or the selection of acting as a signal formers electrical and / or electronic components takes place dynamically and by a control on the basis of the sound event representing Control data is made. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als als Signalformer wirkende elektronische Bauelemente solche mit für die zu bearbeitenden Signalbestandteile nicht linearen Kennlinien verwendet werden, insbesondere Dioden, Varistoren, Zener-Dioden und/oder Transistoren.A method according to claim 1, characterized in that are used as acting as a signal conditioner electronic components with those for the signal components to be processed non-linear characteristics, in particular diodes, varistors, zener diodes and / or transistors. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronischen Bauelemente in einer Matrix verschaltet sind mit von der Steuerung ansteuerbaren Schaltwegen.A method according to claim 2, characterized in that the electronic components are connected in a matrix with controllable by the control switching paths. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufteilung des Basissignals in die Signalbestandteile eine Aufteilung nach Frequenzen oder Frequenzbereichen enthält.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the division of the base signal into the signal components contains a division into frequencies or frequency ranges. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als analoges elektrisches Basissignal ein genormtes Referenzsignal verwendet wird, insbesondere ein weißes Rauschen.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a standardized reference signal is used as the analog electrical base signal, in particular white noise. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Basissignal anhand von in den Steuerdaten enthaltenen Information erzeugt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the base signal is generated on the basis of information contained in the control data. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das anhand von in den Steuerdaten enthaltenen Informationen erzeugte Basissignal zeitlich veränderlich ist.A method according to claim 6, characterized in that the base signal generated based on information contained in the control data is variable in time. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Signalbestandteile aufgrund von in den Steuerdaten vorgegebenen Informationen ausgeblendet oder mittels eines Verstärkerelementes gezielt abgeschwächt oder verstärkt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the signal components is hidden due to information specified in the control data or selectively attenuated or amplified by means of an amplifier element. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Basissignal und das Ausgangssignal von der Steuerung dynamisch und in Echtzeit überwacht werden und die Steuerung in Abhängigkeit von erkannten Abweichungen des Basissignals und/oder des Ausgangssignals korrigierend in die Erzeugung des Basissignals und/oder die Signalaufteilung und/oder die Auswahl und Ansteuerung der Signalformer eingreift.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the base signal and the output signal are monitored dynamically and in real time by the controller and the control in response to detected deviations of the base signal and / or the output signal correcting in the generation of the base signal and / or the Signal division and / or the selection and control of the signal conditioner engages. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung der Steuerdaten ein für eine spätere Wiedergabe aufzunehmendes Klangereignis in ein analoges elektrisches Signal umgewandelt und dieses Signal entsprechend der bei der Wiedergabe für die Aufteilung des Basissignals gewählten Vorgaben in Signalbestandteile aufgeteilt und diese Signalbestandteile zeitaufgelöst in ihrem Verhältnis zu den entsprechenden Signalbestandteilen des Basissignals verglichen werden, wobei Steuerdaten erzeugt werden, die dieses Verhältnis repräsentieren.Method according to one of the preceding claims, characterized in that for generating the control data converted a male for later playback sound event into an analog electrical signal and divided this signal corresponding to the selected during playback of the division of the basic signal specifications in signal components and these signal components time-resolved are compared in relation to the corresponding signal components of the base signal, generating control data representing this ratio. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass abhängig von dem aufzunehmenden Klangereignis ein Basissignal gewählt wird und die Steuerdaten Informationen über die Wahl des Basissignals enthalten.A method according to claim 10, characterized in that depending on the sound event to be recorded, a base signal is selected and the control data contain information about the choice of the base signal.
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