NL8202023A - Werkwijze en inrichting voor verbeterde automatische harmonisering. - Google Patents

Description

t* i' -1- 22527/JF/mv

Korte aanduiding: Werkwijze en inrichting voor verbeterde automatische harmonisering.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het verfraai-5 en van een melodie, vertegenwoordigd door de bekrachtiging gedurende een tijdraster van een of meer speeltoetsen van een toetsenbord van een muziek-instrument, welk toetsenbord een aantal noten kan vertegenwoordigen wanneer een akkoord wordt gekozen.

Voorts heeft de uitvinding betrekking op een werkwijze voor het 10 afleiden van een signaal, dat ten minste een begeleidingsnoot vertegenwoor-digt, die is gekozen voor muziekkwaliteiten met betrekking tot een gegeven melodienoot en akkoordtype en grondnoot, welke melodie en welk akkoordtype en welke grondnoot worden vertegenwoordigd door de bekrachtiging van een of meer toetsen op een toetsenbord van een muziekinstrument, dat een aan-15 tal noten kan vertegenwoordigen.

Verder heeft de uitvinding betrekking op een inrichting voor het doen klinken van ten minste een begeleidingsnoot met betrekking tot een vooraf gekozen combinatie van melodie-en harmonienoten.

Het gebied van de techniek waarop de onderhavige uitvinding betrek-20 king heeft,is electronische muziekinstrumentatie. In het bijzonder heeft de onderhavige uitvinding betrekking op instrumenten die een automatische orkestratiebesturing hebben.

Op het gebied van automatische harmonisering is het bekend een groep van een of meer harmonienoten op te wekken, ten einde de door een speler 25 gekozen melodienoot te begeleiden. Werkwijzen volgens de stand van de techniek hebben zowel mechanische als electronische middelen gebruikt om een of meer noten beneden de melodienoot te doen klinken. In het algemeen voegen deze inrichtingen slechts de harmonienoten, gekozen op het begelei-dingstoetsenbord toe. Deze noten worden in een beperkte, vooraf gekozen 30 muziekomvang beneden de gekozen melodienoot tot klinken gebracht. Voor-beelden van dergelijke inrichtingen worden gevonden in het Amerikaanse Octrooischrift 3.283.056 ,dat een mechanische inrichting betreft en het Amerikaanse Octrooischrift 3.929.051, dat een electronische inrichting betreft.

35 Inrichtingen zoals waamaar hierboven is verwezen, benaderen slechts muzikaal optimale harmonie. Vaak wordt harmonie, waarvan het bovenstaande benadering is, het best bereikt door toevoegen van tonen van de toonladder van het gekozen harmonieakkoord, die verschillen van akkoordtonen.

8202023 \ *· « 4 -2- 22527/JF/mv

In populaire muziek, kunnen melodieftoten, die geen akkoordtonen van de gegeven harmonie zijn, worden geklassificeerd als verschillende soorten wisseltonen (dat wil zeggen lange voorslagen, vooruitnemingen, etc), in overeenstemming met de positie en de functie ervan met betrekking tot 5 de toonladder, waarvan de gegeven harmonie was afgeleid. Bij het overeen-komstig harmoniseren van dergelijke tonen, kan de geschoolde musicus voor-komen dat harmonietonen lastige sprongen maken, voorzien in logischere stemleidingen en het harmonische aandeel vergroten. Het is verder gebruike-lijk voor de geschoolde musicus extra harmonische tonen toe te voegen, zoals 10 zesden, zevenden en negenden, die niet aanwezig zijn in het gegeven akkoord, aan melodienoten, terwijl soras bepaalde tonen van de gegeven harmonie worden weggelaten. Deze technieken voegen "volheid" en "kleur" aan het geluid toe.

Ter verdere toelichting wordt reeds verwezen naar fig. 7 van de 15 hierbij behorende tekening, welke figuur 7 bij wijze van vergelijking de mu-zikale beperkingen toont van de orkestratiebesturing volgens de stand van de techniek,(tweede stel lijnen van boven ) in de harmonisering van een gedeelte van de muziek met betrekking tot "Melancholy Baby".

Zoals gezegd is in fig. 7 een regel muziek van het liedje "Melan-20 choly Baby" getoond. Het bovenste stel maatstrepen bevat de melodie van het stuk, terwijl de benedenste de harmonie ervan bevat. Onder gebruik making van de standaard orkestratie-besturingsinrichtingen, die hierboven zijn beschreven, zou men de verfraaide melodie van de tweede lijn muziek (geschreven in de G-sleutel) ten gehore brengen. (voor zover gebruikt in 25 de beschrijving, wordt met "verfraaid" bedoeld van het homofonische type te zijn, waarbij homofonisch muziek aangeeft, waarin een enkele melodie wordt ondersteund door akkoorden in tegenstelling tot monofonisch en poly-fonisch.) Een de voorkeur verdienende muziekharmonisering (welke, zoals zal worden gezien, worden verkregen door middel van de onderhavige uit-30 vinding) is vervat in het derde stel lijnen.

De tweede en derde lijn van de fig. 7 vergelijkend, beginnend met de eerste noot ("E"), vertegenwoordigd lijn drie een vierdelige harmoniese-ring door toevoegen van de tonen "CV, "A" en "G" aan de melodietoon "5".

De noot "A" bijvoorbeeld is geen deel van de gegeven harmonie. De tweede 35 melodienoot ("F") vertegenwoordigd een complexere situatie. Lijn twee toont de toevoeging van "C" en "G" (dezelfde twee noten, toegevoegd aan de melodienoot "E"). Aangezien melodienoot "F" niet verenigbaar is met de harmonietoon . "E" van de gegeven harmonie, wordt de "E" noot weggelaten, waardoor een 8202023 4 -3- 22527/JF/mv arm gedefinieerd akkoord resteert (een "C" majeur akkoord, bevattende de vooruitgenomen noot "F"). De melodienoten "F" omvat een wisselnoot. Geschik-te harmonisering is getoond in lijn drie, waarbij de tonen "D", "C" en "A" een wisselakkoord vormen. Lijn twee toont de derde melodienoot "F ", geharmo-5 niseerd met dezelfde twee noten als hiervoor, "C" en "G". Indien gecombi-neerd, maken deze drie tonen een onplesant geluid, geen enkel akkoord be-vattend, maar in plaats daarvan een toongroep die geen harmonische functie heeft. De geschikte harmonisering, getoond in lijn drie bezit de tonen "D. ", "C" en "A" met de lange voorslag "F#" als een wisselakkoord. De vierde 10 melodienoot "G" is eveneens aanwezig in de gegeven harmonie. In lijn twee, zijn slechts de tonen "E" en "C" toegevoegd. De juiste harmonisering, aange-geven in lijn drie voegt de tonen "E", "C" en "A" toe. Lijn twee toont de tonen "G" en "E" toegevoegd aan de vijfde melodienoot "D". De gekozen configuratie vertegenwoordigt een toonsluitings-rustgevoel, dat onjuist klinkt alsof 15 het liedje op dit punt kon eindigen. Lijn drie toont de harmonisering van de lange voorslagnoot "D" met de tonen "B", "G" en "E", hetgeen het toon-sluitingsgevoel verraijdt, en verder een vervangingsharmonie bevat voor de gegeven harmonie ("C"-majeur). De zesde ("C")en de zevende {"G")melodienoten worden geharmoniseerd op dezelfde wijze als de eerste en de vierde, terwijl 20 de achtste ("G"-mol of "F"-kruis)wordt op dezelfde wijze geharmoniseerd als de derde melodienoot. Wat betreft de negende melodienoot ("F”) toont een vergelijking van de tweede en de derde lijn de weglating van de "E", aanwezig in de gegeven harmonie, aangezien deze onverenigbaar is met de raelodie-noot "F". Lijn twee voegt de tonen "C ", "A" en "G" toe, terwijl de lijn drie 25 de toon "B" substitueert voor de toon "A" en eveneens de tonen "C " en "G" toevoegt, teneinde een rijker geluid te verschaffen. De tiende melodienoot ("E") begeleidend, bevat lijn drie de toon "A" in plaats van "B".

Huidige automatische harmoniseringsinrichtingen z;Un ^us muzikaal beperkt door de ongeschiktheid ervan om gebruik te maken van voordelige 30 niet-akkoord-of niet- toonladder-tonen, warmeer deze noten niet expliciet door de musicus tot klinken worden gebracht. Deze ongeschiktheid wordt in het bijzonder kritisch, wanneer een musicus met een beperkte bekwaamheid en/of handigheid een begeleidingsakkoord tracht te ondersteunen met slechts een minimaal aantal tonen. In dergelijke gevallen zullen 35 gekozen voor het begeleiden van de melodie, gebruikelijk slechts voor-zien in een eenvoudig en vlak geluid, dat muzikaal niet altijd correct is, inclusief potentiele toonsprongen of dissonante combinaties, wanneer ge-speeld op huidige orkestratiebesturingsinrichtingen. Hoewel dus de hier- 8202023 ♦ i.

-4- 22527/JF/mv voor genoemde inrichtingen de techniek vooruit hebben geholpen door het vergroten van het speelbereik van vele musici, bezitten deze nog steeds geen significante aspecten van het rausicus zijn en leiden geen begeleidings-noten af op basis van harraonisch verband tussen de melodie en het gekozen 5 akkoord.

Melodienoten die niet zijn vervat binnen de tonen van het akkoord, gedefinieerd door de begeleiding, worden "wisseltonen” genoerad. Zoals het geval in het hierboven genoemde voorbeeld, bezitten de meeste melodieen sommige noten die geen tonen van het gekozen akkoord zijn. De wisseltonen 10 kunnen of niet tot een akkoord of niet tot een toonladder met betrekking tot de harmonie gedefinieerd tot het begeleidingsakkoord zijn. Deze wissel-tonen zijn echter innig verbonden met zowel de melodie als de harmonie; de aanwezigheid en definitie van een dergelijk harmonisch verband is nood-zakelijk voor het kiezen van geschikte begeleidingsnoten ten einde de 15 melodie te verrijken.

Tabel 1 hier beneden, die een stel toonbetrekkingen vertegenwoordigt, toont deze muziekprincipes. De tabel geeft geschikte begeleidingsnoten voor een majeurakkoord met een grondnoot C aan. Elk van de twaalf kolommen van de tabel komen overeen met een aangegeven melodienoot. Wanneer dus de 20 melodienoot die is gekozen F is, is een geschikt stel begeleidingsnoten voor majeurakkoord met grondnoot C, D, C, A en F, gekozen uit kolom 6 van de tabel.

mi C maieur mettoegflvofigdg notea.

25 123456789 10 11 12

C Cl D Dl E F F# G G# A Al B

1) A At B C C D Dl E EGGG

2) GGGAA CCCCEEE

3) E E E FIGAAAAIC DC

30 4) C Cl D D# E F FI G G# A A# B

Overeenkomstig zal een geschoold musicus inzien dat een ander akkoord-type, zoals een mineur of zevende zal resulteren in andere begeleidings-nootcombinaties, zoals gereflecteerd in elk van de melodienootkolommen. Bovendien weet hij dat elk van de vijf · akkoordtypes zal varieren in overeenstemming met de stemstijl die wordt gewenst, resulterend in een ander geschikt stel begeleidingsnoten voor elke melodienoot en elk akkoord- 8202023 / i -5- 22527/JF/mv type. Vanwege deze reden bestaat er een afzonderlijk stel van vijf tabellen (1 tabel voor elk van de akkoordtypen - majeur, mineur, zevende, vergroot en verminderd), bevattende geschikte begeleidingsnoten voor elk van de gebruike-lijke stemstijlen: open (drie-noot of vier-noot), gesloten (drie-noot of 5 vier-noot), blok, duet (country of gebruikelijke) en hymne.

De wenselijkheid van het kiezen van een groep begeleidingsnoten uit een tabel, zoals hierboven, waarbij de tabel is afgeleid op basis van het harraonische verband tussen de melodie en het gekozen akkoord, is duide-lijk aan de hand van de hieraan voorafgaande muzikale discussie. Thans 10 echter niet lettend op de complicaties, die worden toegevoegd wanneer men een varieteit van stemstijlen wenst, brengt het gebruik van een dergelijke werkwijze een moeilijk op te lessen informatieopslag- en terugwin-probleem met zich mee. Aangezien er vijf mogelijke akkoordtypen zijn en twaalf mogelijke grondnoten voor elk van de twaalf'raelodienoten, zijn 720 (5x12x12) geheugen-15 plaatsen vereist voor het opslaan van elk stel van vier begeleidingsnoten (bepaalde stemstijlen kunnen meer of minder dan vier begeleidingsnoten voor optimale harmonie vereisen) voor elke stemstijl.

Hiertoe voorziet de uitvinding in een werkwijze van de het eerst in de aanhef genoemde soort, die het kenmerk heeft, dat de werkwijze de vol-20 gende, door het instrument zelf volbrachte stappen omvat: het afleiden van ten minste een begeleidingsnoot uit het harraonische verband tussen de melodie en het akkoord en het doen klinken van de melodie-en begeleidingsnoten voor het verschaffen van een verfraaide melodie.

Voorts voorziet de uitvinding in een werkwijze van een daarna in 25 de aanhef genoemde soort, die het kenmerk heeft, dat de werkwijze de vol-gende stappen omvat: het opwekken van een melodiesignaal in responsie op de bekrachtiging van ten minste een melodienoot gedurende een vooraf bepaald tijdsinterval, het opwekken van een harmoniesignaal in responsie op de bekrachtiging van ten minste een harmonienoot gedurende het vooraf bepaalde 30 tijdsinterval, het opslaan van een aantal lijsten van begeleidingsnoten, die harmonieus zijn met betrekking tot elke melodienoot van de toonladder met betrekking tot het muziekakkoordtype, het afleiden van de grondnoot en het type akkoord uit het harmoniesignaal, het daarna opslaan van de grondnoot en het type, het kiezen van een lijst in overeenstemming met het akkoord-35 type en het lokaliseren in de lijst van ten minste een begeleidingsnoot in over» eenstemming met de akkoordgrondnoot en de melodienoot en het daarna opwekken van een begeleidingsnootsignaal in responsie op de gelokaliseerde ten minste ene begeleidingsnoot.

8202023 •w

V

-6- 22527/JF/mv

Verder voorziet de uitvinding in een inrichting van de in de aan-hef genoemde soort, die het kenmerk heeft, dat deze oravat: middelen voor het opwekken van een signaal in responsie op de melodie, middelen voor het opwekken van een signaal in responsie op de harmonie, middelen voor het 5 opslaan van ten minste een begeleidingsnoot, welke ten minste ene begelei-dingsnoot een functie is van het verband tussen de melodie en de harmonie, middelen, die aanspreken op signalen voor het lokaliseren van ten minste een begeleidingsnoot, middelen voor het opwekken van een signaal in de responsie op de ten minste ene begeleidingsnoot en middelen voor het doen klinken van 10 de ten minste ene begeleidingsnoot.

In overeenstemming met de onderhavige uitvinding wordt voorzien in een werkwijze en inrichting voor het verbeteren van de muziekkwaliteit van een stuk, zoals gespeeld door een speler op een electronisch muziek-instrument door het introduceren van harmonische begeleidingsnoten, die 15 worden gekozen zonder beperkt te zijn tot de bekrachtigde akkoordtonen en zonder te zijn beperkt tot een vooraf bepaalde omvang beneden de tot klinken gebrachte melodienoot, onder gebruik making van minimale apparatuur en op-slagkapaciteit voor praktische instrumentatie; de inrichting bezit signifi-cante extra muziekeigenschappen inclusief stemstijl selectiviteit en een 20 selectieve orkestratie mogelijkheid.

In het bijzonder is in een van de aspecten ervan voorzien in een werkwijze voor het verfraaien van een melodie, vertegenwoordigt door de bekrachtiging gedurende een tijdsraster van een of raeer speeltoetsen van een toetsenbord van een muziekinstrument, dat een aantal noten kan ver-25 tegenwoordigen. De uitvinding definieert de werkwijze inclusief de keuze van ten minste een akkoord. Ten minste een begeleidingsnoot wordt dan af-geleid uit het harmonisch verband tussen de melodie en het akkoord. De melodie-en begeleidingsnoten worden dan tot klinken gebracht voor het opwekken van een verfraaiende melodie.

30 In een verder aspect omvat de onderhavige uitvinding een werkwijze voor het afleiden van een signaal, dat representatief is voor ten minste een begeleidingsnoot, gekozen in overeenstemming met melodie en harmonie.

In dit aspect worden melodie- en harmoniesignalen opgewekt, die het respons zijn op de brachtiging van de toetsen op een toetsenbord. Een aantal lijsten 35 van harmonische begeleidingsnoten, opgeslagen volgens muziekakkoordtypen, wordt geadresseerd voor het lokaliseren van ten minste een begeleidingsnoot in overeenstemming met de akkoordgrondnoot en de melodienoot. Een begeleidingsnootsignaal wordt dan opgewekt in responsie op de gelokaliseerde 8202023 -7- 22527/JF/mv · begeleidingsnoten.

In een derde aspect is voorzien in een inrichting voor het tot klinken brengen van ten minste een begeleidingsnoot. De inrichting bevat middelen voor het opwekken van signalen in responsie op zowel raelodie als 5 harmonie. Aanvullend is er voorzien in middelen voor het opslaan van ten minste een begeleidingsnoot en voor het lokaliseren van de begeleidingsnoot en het opwekken van een signaal in responsie daarop. Ten slotte is -oorzien in middelen voor het in responsie daarop doen klinken van de gekozen begeleidingsnoot.

10 Deze en andere doelen, voordelen en kenmerken van de onderhavige uitvinding zullen blijken met het doel van illustratie maar niet van beperking, in verband met de bijbehorende tekening, waarin dezelfde cijfers verwijzen naar ’dezelfde delen en waarin:

Fig. 1 een schema van een inrichting'volgens de onderhavige uit-vinding is5

Fig. 2a en 2b schema’s zijn van het boven- of melodie- en het beneden- of harmonietoetsenbord met schakelingen volgens de onderhavige uitvinding;

Fig. 3 een schema is van een eerste uitvoeringsvorm van de uit-20 gangsschakeling inclusief uitgangstonen-schakelinrichting en stem-en meng-schakeling van de onderhavige uitvinding;

Fig. 4a en 4b een logisch schema en aansluitklemmenschema van de microprocessor volgens de onderhavige uitvinding tonen, waarbij de microprocessor de functies en aansluitklemmen,gebruikt in de onderhavige uit-25 vinding,zijn getoond;

Fig. 5 een stroomschema is dat de bewerking en berekeningen,gebruikt door de onderhavige uitvinding,toont;

Fig. 6 een schema is van een alternatieve uitvoeringsvorm van de uitgangsschakeling van de onderhavige uitvinding. De schakeling van deze 30 figuur voorziet de inrichting volgens de onderhavige uitvinding van een orkestratie mogelijkheid; en

Fig. 7 bij wijze van vergelijking de muziek-beperkingen van de orkestratiebesturing volgens de stand van de techniek (tweede stel lijnen van boven) toont bij de harmonisatie van gedeelten van de muziek van ”Me-35 lancholy Baby”.

Verwijzend nu naar de tekening, is fig. 1 een schema van een inrichting van een electronisch orgel, die de onderhavige uitvinding beli-chaamt. In de inrichting voorzien een boventoetsenbord (melodie-toetsen- 8202023 -8- 22527/JF/mv bord) 10 en een benedentoetsenbord (harmonie-toetsenbord)12 in gebruikelijke middelen voor het bespelen van het instrument (dat wil zeggen voor mani-pulatie volgens de technieken van bekwaamheid als musicus) en voor de toe-voering van gegevens naar de inrichting. De gegevens worden daarna verwerkt 5 volgens de werkwijzen van de onderhavige uitvinding, die het muzikale trans-poneringsprincipe belichamen. Toetsen 14 zijn ingericht om overeen te komen met standaard-toonladders en aan de toetsen zijn rangtelwoorden toegewezen voor gegevensbewerkingsdoeleinden. Volgens fig. 1 is voorzien in afzonderlijke melodie- en harraonie-toetsenborden. De onderhavige uitvinding kan eveneens 10 in de praktijk worden gebracht door middel van een orgelinrichting, die gebruik maakt van een enkel toetsenbord. Eveneens zal worden opgemerkt dat de -harmoniekeuze kan worden bereikt door middel van een gebruikelijke knoptype akkoordselector. In het geval een dergelijk akkoordkeuze-apparaat wordt gebruikt, zal worden ingezien, dat het akkoorddetectie-apparaat en 15 de akkoorddetectiemethoden, die hieronder worden geopenbaard, kunnen worden omlopen door het implementeren van de inrichting daarin.

Een schakelaar is geassocieerd met een woord bekrachtigd door de toepassing van druk op een aantal van de toetsen 14. Elk zo'n schakelaar neemt een eerste toetsstand aan en nadat de speler een geassocieerde toets 20 14 van het toetsenbord treft, neemt elk zo’n schakelaar een tweede, tegenovergestelde toestand aan. In de uitvoeringsvorm van fig. 1, waarin ,,laag-waar,,-ingangslogica wordt toegepast, veroorzaakt het sluiten van een dergelijke schakelaar door het aanslaan van de daarbij behorende toets 14 de toevoering van een positieve spanning +V via een optrekweerstand 25 naar vooraf gekozen opslagplaatsen in een schuifregister (zoals zal worden besproken in samenhang met fig. 2a en 2b), teneinde de opslag daarin van een logische "nul" tot gevolg te hebben.

De door de manipulatie van de toetsenborden 10, 12 opgewekte gegevens, worden op parallelle wijze door middel van een melodiebus 16 toege-30 voerd naar het boventoetsenbordregister of melodietoetsenbordregister 20 en door middel van een harmoniebus 18 naar het benedentoetsenbordregister of harmonietoetsenbordregister 22. Zoals zal worden besproken bevatten de registers 20, 22, die worden bestuurd door signalen van een microcomputer 28, schuifregisters voor de opslag van opeenvolgende muziekrasters, 35 gedefinieerd door de toestanden van de stellen schakelaars, geassocieerd met op een gegeven.tijdsogenblik ingedrukte toetsen 14. De gegevensrasters worden uit de schuifregisters gelezen door de toevoering van klokpulsen door de microprocessor 28. Elk van de registers 20, 22 voert daarbij speel- 8202023 -9- 22527/JF/mv gegevens, die qua registratie overeenkomen met de relatieve plaatsen van de toetsenbordnoten, toe naar het willekeurig toegankelijke geheugen (RAM) van de microcomputer 28 door middel van serieele bitstromen, die worden getransporteerd langs een raelodiegeleider 24 en een harmoniegelei-5 der 26. Een tempeerkristal 29 helpt de verschillende functies van de microcomputer 28.

Een voorkeursuitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding maakt gebruik van een Intel 8048 microcomputer, een programmeerbare inrichting, vervaardigd door de Intel Corporation te Santa Clara, California, Verenigde 10 Staten van Amerika. Een gedetailleerde bespreking van de werking van de micro-computerinrichting 28 zal worden gegeven met betrekking tot de figuren 4a en 4b. Vooralsnog zal het voldoende zijn te zeggen dat de microcomputer 28 speciaal is ingericht volgens de onderhavige uitvinding ten einde de verschillende functies van de orgelinrichting te besturen en in het bijzon-15 der om muziekgegevens te verzamelen en te bewerken en de geschikte bege-leiding op te wekken, die textuur toevoegt aan de door de musicus gekozen toonhoogten.

Voor de opgewekte begeleidingsnoten representieve gegevens worden toegevoerd naar de uitgangstoonschakeling 34 door de gegevensbus 32. De uit-20 gangstoonschakel-schakeling 34, die wordt bestuurd door de microprocessor 28, bezit alternatieve uitvoeringsvormen, die zijn getoond in de figuren 3 en 6, welke verdene nieuwe kenmerken van de uitvinding belichamen. In de uitvoeringsvorm van de fig. 6 wordt een orkestreringsmogelijkheid bereikt.

Na bewerking binnen het uitgangstoonsehakelapparaat 34, worden daaruit 25 voorkomende analoge signalen langs een bus 36 toegevoerd naar stem- en mengschakeling 38. De schakeling 38 voorziet in een analoge golfvorm voor een versterker 40, die op zijn beurt het versterkte analoge signaal toe-voert naar een gebruikelijke luidspreker of luidsprekerinrichting 42 om de gewenste muziek ten gehore te brengen.

30 Figuren 2a en 2b vertegenwoordigen gedetailleerder de ingangsin- richtingen (raelodie- en harmonie-inrichtingen) van het orgel. In fig. 2a, de boven toetsenbordschakeling (melodietoetsenbordschakeling), kan worden gezien dat het boventoetsenbordregister 20 een aantal schuifregisters 46, 48, 50, 52, 54 omvat, welke communiceren met het melodietoetsenbord 10 35 door middel van de melodiebus 16. Een aantal geleiders 44 voorzien in een electrische verbinding tussen een positieve spanning +V, die gemeenschap-pelijk voor elk van de toetsen 14 is en een daarmee geassocieerde plaats van een van de gekozen schuifregisters 46-54 door middel van een overeen-komstigf aantal door toetsen te bekrachtigen schakelaars 15· Het zal worden 8202023 -10- 22527/JF/mv opgemerkt, dat het melodietoetsenbord 10 slechts 37 toetsen bevat. Dit reflecteert het feit, dat ofschoon het standaard spinetorgeltoetsenbord 44 melodietoetsen (F1 tot en met C4) oravat, de benedenste zeven toetsen (dat wil zeggen F1 tot en met B1) niet worden bemonsterd, ten einde het in de 5 uitvinding mogelijk te maken dat een aantal begeleidingsnoten, beneden alle melodienoten, die worden bewerkt, tot klinken worden gebracht. De bege-leidingsopwekkingstechniek van de onderhavige uitvinding spreekt dus niet aan op de mogelijke indrukking van deze lager op de toonladder gele-gen melodietonen. Als een reflectie van de beperkte melodie-ingang door 10 het toetsenbord 10 en de benutting van vijf acht-bitsschuifregisters (waar-bij elk bijvoorbeeld een DC 4014B vervaardigd door the Radio Corporation of America in Princeton, New Jersey, Verenigde Staten van Amerika kan zijn), waarbij de eerste drie plaatsen van het register 46 zijn verbonden met een gemeenschappelijke positieve spanning, die voor de "laag-waar"- ingangs-15 logica, die wordt gebruikt, overeenkomt met een logische "nul".

De besturingsbus 30 voert klok- en grendelfuncties toe naar de boventoetsenbordregisters langs respectievelijk geleiders 62 en 64. Een klokpuls wordt toegevoerd naar de registers na volbrenging van elke melodie-noot-berekeningskringloop van de microcomputer 28, die hieronder verder zal 20 worden besproken. De toevoering daarvan maakt de registers 46-54 vrij cm de gegevensingang van het toetsenbord 10 te behouden tot 44 klokpulsen zijn aangekomen van de microcomputer 28 om een volledig-raster van melodie-gegevens in de microcomputer te lezen.

Fig. 2b is een gedetailleerde weergave van de benedentoetsenbord-25 ingangsschakeling of harmonietoetsenbordingangsschakeling. Het harmonietoet-senbord 12, waarvan de uitgang wordt gebruikt voor het identificeren van het door de musicus gekozen akkoordtype, bevat eveneens een aantal schake-laars 15, die elk zijn geassocieerd met een enkele noot, voor het verbinden van een positieve potentiaal +V met vooraf gekozen plaatsen van schuifre-30 gisters 68, 70, die het benedentoetsenbordregister 22 omvatten. Het orgel maakt gebruik.van een harmonietoetsenbord 12 van achtentwintig toetsen. In tecenstelling tot de situatie, die is besproken met betrekking tot het melodietoetsenbord 10, kan worden gezien dat de achtentwintig uitgangen van het toetsenbord 12 kruislings zijn verbonden in een reductie matrix 66, zodat de harraoniebus 35 18 slechts twaalf onafhankelijke, parallelle uitgangen naar de registers 68, 70 toevoert. Overeenkomend daarmee zijn de eerste vier ingangen 72, 74, 76 en 78 van het acht-bitsschuifregister 68 direct met een positieve spanning verbonden, waardoor logische "nullen" in de overeenkomstige schuif- 8202023 -11- 22527/JF/mv registerplaatsen worden opgeslagen.

Ofschoon het harmoniefcoetsenbord 12 dus achtentwintig tonen bevat, die in de volgorde van afnemende frequentie van links naar rechts van de laagste toon (A1) tot en met de hoogste toon (C3) zijn ingericht, verzekert de reductie-5 matrix 66 dat de inhoud van schuifregisters 68, 70, die het benedentoetsen-bordregister 22 omvatten, niet de octaafoorsprong van de toegepaste tonen zal reflecteren. Een dergelijke vereenvoudiging van de schakeling elimineert harmonisch redundante informatie uit de gegevensingang van de inrichting.

Aan vaklui op dit gebied van de techniek zal het duidelijk zijn dat deze 10 vereenvoudiging van gegevens bij gevolg de electronische complexiteit van de inrichting vermindert. Het negeren van de oetaafinformatie met betrekking tot de ingang van het harmonietoetsenbord is toegestaan aangezien akkoordidentificatie met betrekking tot zowel type als grondnoot onafhankelijk is van het oetaaf, wanneer bepaald in overeenstemming met de onderhavige 15 uitvinding en deop 15 januari 1979 ingediende Amerikaanse Octrooiaanvrage 3,-586.

Zoals het geval was met betrekking tot het boventoetsenbord-register 20, ontvangen de schuifregisters 68, 70 van het benedentoetsenbord-register 22 besturingssignalen van de microcomputer 28 door middel van be-20 sturingsbus 30. In het bijzonder besturen de kloklijn 62 en de grendellijn 80 de schuifregisters 68, 70 op een wijze die analoog is aan de besturing van het boventoetsenbordregister 20 door de microcomputer 28. De kloklijn 62 voorziet in identiek klokken van de schuifregisters van de grendelor-ganen van het boven- en het benedentoetsenbord, terwijl de melodie- en harmo-25 nie-schuifregisters afzonderlijk worden gegrendeld door signalen, die worden toegevoerd langs de geleiders 64 en 80.

Verwijzend nu naar fig. 3 is daar een gedetailleerde schematische weergave getoond van de uitgangsschakeling volgens de onderhavige uitvinding. Deze bevat de interactieve uitgangstoonschakel-schakeling 34, stem-30 en mengschakeling 38, uitgangsversterker 40 en luidspreker 42, zoals geopen-baard in fig. 1.

De uitgangstoonschakel-schakeling 34 bevat zes acht-bits serie naar parallel omzetters 84, 86, 88, 90, 92, 94, waarvan de laatste vier plaatsen niet aanspreken op binnenkomende gegevens. Elk van de omzetters 84-94 kan een 35 CD 4094, vervaardigd door de Radio Corporation of America, in het bijzonder een combinatie schuifregister en buffer-grendelorgaan zijn. Een stroom van vier-enveertig bits gegevens, opgewekt door de te bespreken werkwijzen, wordt geklokt langs de geleider 95, die electrische verbinding verschaft tussen de omzet- 8202023 -12- 22527/JF/nre ter 84 en de microcomputer 28, in de vierenveertig gebruikte plaatsen van de zes acht-bits omzetters. De bits worden in de omzetters 84-94 geklokt door de»PROG«iklokpulsen van de microcomputer 28, die langs de geleider 62 worden toegevoerd. Elke 'PROG^puls wordt getrokken door de uitvoering van 5 een "OUTPUT"-instruktie binnen de microcomputer 28. Derhalve zal worden ingezien dat elk gegevensbit, opgewekt door de in fig. 5 getoonde werk-wijze op geschikte wijze wordt geklokt in de omzetters 84-94. Een grendel-puls, waarin wordt voorzien door de geleider 96, initialiseert het "dumpen" van de gegevens, die serieel zijn geklokt in de omzetters, langs vieren-10 veertig parallelle geleiders 98. Het grendensignaal wordt opgewekt na; de bevestigende ondervraging van een lusteller (het aftelregister R4 van de Intel 8048 computer, die hieronder zal worden besproken). Bevestigende ondervraging geeft een inrichtingsvaststelling aan, dat alle zevenendertig melodienoten van de ingang zijn verwerkt. (ofschoon er een discrepantie 15 blijkt te bestaan tussen de lengte van het ingangsmelodietoetsenbord 10 en het aantal door de uitgangsschakeling opgewekte tonen, dient men het feit in gedachten te houden, dat afgeleidde begeleidingsnoten de door het spelen van de ingangstoetsen "opgeroepen" tonen aanvullen).

De vierenveertig naar de geleiders 98 toegevoerde parallelle uitgangen 20 vertegenwoordigen vierenveertig onafhankelijke toetssignalen. Elk toets-signaal wordt op zijn beurt toegevoerd naar een EN-poort 100, waarvan de andere ingangsklem is verbonden met een van vierenveertig door een standaard-orgel oscillatorinrichting : opgewekte tonen (niet getoond). De toetspulsen, toegevoerd naar de EN-poorten 100 laten de tonen daardoor passeren. Elke 25 uitgang van een EN-poort, een analoog spanningssignaal van een enkele fre-quentie dat een toon hoogte transporteert, wordt toegevoerd naar de gebrui-kelijke, homogene stem- en mengschakeling 38. De schakeling 38 omvat standaard-orgelfliters en daaraan gerelateerde mengschakelingen, door middel waarvan de afzonderlijke getoetste tonen van de EN-poorten 100 de toonintegriteit 30 behouden terwijl deze worden gecombineerd in een samengesteld signaal.

Het resulterende signaal wordt toegevoerd naar de uitgangsversterker 40 en tenslotte naar de luidspreker 42, die werkt als een electro-audiotrans-ducent, die het analoge signaal in geluid vertaald.

Figuren 4a en 4b zijn gedetailleerder weergaven van de microcomputer 35 28, die de verschillende besturingsfucties van de onderhavige uitvinding verschaft. Figuren 4a en 4b gebruiken de nomenclatuur van de Intel 8048 microcomputerchip, die wordt benut in een reductie tot de praktijk van de onderhavige uitvinding. In het geval een algemenere beschouwing 8202023 * ί * -13- 22527/JF/mv van de details van deze machine en de functies ervan is gewenst, wordt verweze naar MCS-48 Microcomputer User's Manual, gepubliceerd door de Intel Corporation in Santa Clara, California, Verenigde Staten van Amerika (1976). Deze uitvinding is op generlei wijze beperkt wat de implementatie 5 betreft tot deze bepaalde microcomputer 28 noch in feite tot welke inrich ting, programmeerbaar of anderszins, dan ook als een besturingsmecha-nisme. Uitgebreidere verwijzing naar de Intel 8048 wordt slechts uitgevoerd met het oog op illustratie en als een basis voor verwijzing naar de samen-werking met het programmeerschema, getoond in fig. 5. Het’-schema van die 10 figuur openbaart de besturingswerkwijze, gebruikt bij de feitelijke iimple-mentatie van de onderhavige uitvinding door middel van een Intel 8048 en bevat overeenkomstige componentaanduidingen van een dergelijke microcomputer inclusief de registers en dergelijke ervan.

Figuur 4a toont de logische functies van de achtbits Intel 8048 15 enkel-componentsmicrocomputer, die op de uitvinding betrekking hebben.

Fig. 4b toont de aansluitklep configuratie van de Intel 8048 toegepast in een feitelijke reductie tot de praktijk van de onderhavige uitvinding.

Gelijktijdig verwijzend naar de hierboven beschreven figuren en voort-schrijdend naar beneden aan de linkerzijde van het logische schema van figuur 20 4a, is te zien, dat de kristalingang voor de inwendige oscillator van de microcomputer is verbonden over de tweede en derde aansluitklemvan de computerchip. De microcomputer 28 wordt geinitialiseerd door de toevoering van een terugstel- signaal, opgewekt in een RC-schakeling, die communiceert met de vierde aansluitklem ervan. De melodiegeleider 24 transporteert de 25 hiervoor genoemde stroom van melodiebits naar de negenendertigste aansluitklem, een testbare ingang (T1). De bittoestand op deze aansluitklem reflecteert de toestand van de rechtste plaats van het schuifregister 54 van het melodieingangsgrendelorgaan 20.

De twaalfde tot en met de negentiende aansluitklem localiseren de 30 acht-bitsgegevensbus, die een frequentie-"delern toevoert naar de in fig.

6 getoonde alternatieve uitgangsconfiguratie. Deze bus wordt niet gebruikt, wanneer de uitgangsconfiguratie van fig. 3 wordt toegepast.

Poort 1 van de microcomputer 28, een ',quasi-tweerichtings"-poort, verschaft drie aansluitklemmen (van acht), de eenendertigste, tweeender-35 tigste en drieendertigste, gekoppeld met stijl-kiesbaar toetsenbordappa-raat (niet getoond). Een dergelijk apparaat, omvattende een relatief een-voudige schakelaar van gebruikelijk ontwerp, bekend in de techniek, voert een driebits getal in in het accumulatieregister RA van de microcomputer 8202023 -14- 22527/JF/mv 28. Het getal wordt gebruikt in de onderhavige werkwijze om het de speler mogelijk te inaken een voorkeurss ternsti j 1 te kiezen. Voor elk van de tot t acht stemstijlen, is er voorzien in een stijl van vijf tabellen, waarbij de inhoud van elke tabel van een dergelijke stijl varieert in overeenstem-5 raing met de gekozen stijl. De vijf tabellen hebben betrekking op vijf verschillende typen akkoorden. De stemstijlen, zoals open(drienoot of vier-noot), gesloten (drienoot of viernoot), blok, duet (country of gewoon) en hymne, reflecteren relaties tussen de melodie en harmonie van een stuk muziek en door het varieren van de gekozen stijl kan de speler 10 zijn melodie-benadrukking varieren.

Poort 2 is een tweede quasi-tweerichtingspoort. Vijf van de acht componenten van poort 2, waartoe toegang wordt verkregen aan de eenentwin-tigste tot en met de vierentwintigste en vijfendertigste aansluitklem van de microcomputer 28 worden gebruikt. De aansluitklemmen communiceren met 15 respectievelijk de uitgangsgrendelgeleider 96, de melodie-ingangsgrendel-geleider 64, de harmonie-ingangsgrendelgeleider 80, de uitgangsgeleider 95 en de melodie-ingangsgeleider 24. Opgemerkt kan worden dat de poort, zoals gebruikt, duidelijk werkzaam in twee richtingen is, aangezien deze zowel gegeven langs de geleider 24 accepteert als gegevens uitvoert van 20 de microcomputer 28 langs de geleider 95.

De achtste en de zesendertigste aansluitklem van de chip voorzien in middelen voor het communiceren van adressignalen naar een programmeer-bare oscillator chip, waarvan de gegevensingang wordt geadresseerd door de aansluitklemmen van de acht-bits gegevensbus, die hierboven is be-25 sproken. De gegevensbus vormt een significant element van de alternatieve uitvoeringsconfiguratie van figuur 6.

Bij het gebruik van de in de voorafgaande figuren geopenbaarde in-richting wordt er in de onderhavige uitvinding een gegevensbewerkingswerk-wijze toegepast, die verschillende programmastappen omvat, die zijn op-30 geslagen in het inwendige programmeer-ROM van de microcomputer 28. De programmastappen, door middel waarvan de inrichting toetsenbordgegevens be-werkt en belnvloed voor het opwekken van verschillende besturingssigna-len en-functies, belichaamt een werkwijze voor het van de ingangsharmo-nie- en- melodiegegevens afleiden van een aantal begeleidingsnoten, waar-35 van het ten gehoren brengen harmonieus zal zijn en de door de musicus gekozen melodie zal verrijken.

In de onderhavige uitvinding maakt het muzikale transponerings-principe, gebaseerd op de regelmatige progressie van frequenties over de 8202023 -15- 22527/JF/mv gelijk- getempeerde toonladder en het verdubbelen van frequenties van octaaf tot octaaf, de onttrekking mogelijk van een complexe haraonie uit een be-grensde inforraatie-opslaginrichting. Eenvoudig gezegd, maakt het transpo-neringsprincipe, dat de regulariteit binnen de toonladder inziefe, het rao-5 gelijk dezelfde orde van harmonietonen te verkrijgen, die worden verkregen wanneer men een eerste melodienoot combineert met een akkoord met een eer-ste grondnoot (waarbij de melodienoot en de grondnoot niet noodzakelijker wijze dezelfde noot hoeven te zijn)door het doen klinken van een tweede melodienoot met een akkoord,>voorzien van een tweede grondnoot, vermits 10 alle begeleidingsnoten, die in eerste instantie worden toegepast in dezelfde richting op de toonladder worden geschoven door een aantal tonen, dat de tweede akkoordgrondnoot van de eerste akkoordgrondnoot scheidt. Geba-seerd op dit principe en in overeenstemming met de onderhavige uitvinding wordt er een stel van vijf akkoordtypen-tabellen afgeleid, waarbij elk van 15 de tabellen een stel nummers bevat, die de toonladderbetrekkingen van de begeleidingsnoten vertegenwoordigen. Elk van de vijf tabellen, zoals hierboven genoerad, werden afgeleid op de basis van het harmonisch verband tussen de twaalf melodienoten en het akkoord. Door het arbitrair toewijzen van de waarde "een" aan een specifieke noot van de toonladder, kunnen de 20 waarden van de tabel daarna worden ingesteld voor een verschillende akkoordgrondnoot in overeenstemming met hetgeen hiervoor is besproken. Tabel 2 hierbeneden is bijvoorbeeld een tabel voor een majeurakkoord: TABEL 2 25 C majeur met toegevoegde noten c X 2 34 56789 10 11 12 30 ~ 1) 10 11 12 1 1 3 4 5 5 .8 8 8 2) 8 8 8 10 10 1 1 1 1 5 5 5 3) 5 5 5 7 8 10 10 10 10 1 3 1 35 4) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 8202023 -16- 22527/JF/mv

Door de waarde "een1' toe te wijzen aan noot C en "een" toe te voe-gen voor elke opeenvolgende chromatische halve toon, en opnieuw te be-ginnen bij twaalf, kan men zien dat de juiste begeleidingsnoten voor melodle-noot D (kolom 3 van tabel 2) 12, 8, 5 en 3 zijn genummerd. Deze komen over-5 een met de noten B (noot 12 met betrekking tot C), G (noot 8 met betrekking tot C), E '(noot 5 met betrekking tot C) en D (noot 3 met betrekking tot C).

In het geval dat de grondnoot van het akkoord F (noot 6 met betrekking tot C) was, in plaats van C, dan konden de juiste noten voor D worden be-paald door het schuiven de waarde van de noten in kolom 3 met een hoeveel-10 heid, gelijk aan de verschuiving in de akkoordgrondnoot. Aangezien de noot F vijf boven de noot C is, zal de bovenstaande tabel worden getransponeerd door het opteLLen van vijf bij elke begeleidingsnootwaarde. De nieuwe waarden in kolom 3 zouden dan 5, 1, 10 en 8 zijn.

In overeenstemming met de uitvinding past men de bovenstaande 15 muziekwaarden toe, teneinde de complexiteit en informatie-opslagkapaciteit die anders nodig zou zijn voor een systeem dat begeleidingsnoten voor optimale harmonie kan kiezen, te verminderen. De toepassing van dit princi-pe electronische muziekinstrumentatie maakt de praktische instrumentatie van zeer verrijkte automatische orkestratiebesturing, zoals getoond in fig.

20 7 mogelijk. Door het ontwerpen van begeleidingsnotentabellen, zoals hier boven, die eenvoudig vatbaar voor mathematische transpositie zijn, gebaseerd op de onderliggende muziekbeginselen en door het uitvoeren van de trans-ponering in het licht van de gekozen melodie en harmonie (dat wil zeggen door de indrukking van toetsenbordelementen) behoeft men slechts 12x5 ofte-25 wel 60 opslagplaatsen te gebruiken, hetgeen een relatief hanteerbare situa-tie in tegenstelling tot 720 voor de stellen begeleidingsnoten is.

De werkwijze van de onderhavige uitvinding brengt in essentie het terugwinnen en uitvoeren van een kolom gegevens of noten van een tabel van een stel van vijf (overeenkomend met vijf basisakkoordtypen) opgeslagen 30 in het ROM van de microcomputer 28 met zich. De musicus, voorziet door het indrukken van de toetsen van de melodie- en harmonietoetsenborden, in in-gangsgegevens voor het afleiden van het adres van de geschikte kolom van begeleidingsnoten. Aanvullend bestaat er een aantal tot acht afzonderlijke stellen van vijf tabellen, waarvan elk de keuze afhankelijk is van de 35 stemstijl, gewenst door de speler. Zoals eerder opgemerkt, kan de speler in accumulatieregister RA van de microcomputer 28 een drie-bits woord'in-voeren, hetgeen zal resulteren in het adresseren van de kolom van noten die geschikt is, niet alleen voor harmonieuze begeleiding, maar eveneens 8202023 . --- · s -17- 22527/JF/mv de door de musicus gewenste toon benadrukking reflecteert.

Fig. 5 beschrijft de begeleidingsnootkeuzeroutine van de program-meerinstrukties, opgeslagen in het ROM van de microcomputer 28. Kortweg worden de juiste begeleidingsnoten gelokaliseerd door een kolomadresseer-5 techniek, gebaseerd op muziektransponering.

Het rekenen wordt gelnitialiseerd wanneer vermogen wordt toegevoerd aan de schakeling door het toevoeren van een terugstel-puls van de vierde aansluitklem van de microcomputer 28 door een RC-schakeling. In stap S-2 worden de harmoniegegevens van het benedentoetsenbordgrendelorgaan 22 uit 10 de schuifregisters 68, 70 geklokt en toegevoerd naar de vijfendertigste aansluitklem van de microcomputer door de geleider 82. De gegevens van de seriSle bitstroom wordt dan afgetast op akkoordtype en grondnoot door een werkwijze, zoals die beschreven in de hier boven genoemde Amerikaanse 0c-trooiaanvrage 3.586. In deze werkwijze worden vertegenwoordigingen van 15 speeltoetspatronen opgeslagen in een digitaal geheugen op plaatsen met adres-sen, die het overeenkomstige akkoordtype definieren. Een speeltoetspatroon-signaal dat het patroon van de door de speler gespeelde toetsen' identifi-ceert wordt daarna opgewekt en gebruikt om de overeenkomstige opgeslagen speeltoetsenpatroonvertegenwoordigingte lokaliseren. Wanneer overeenstemming 20 optreedt, wordt het akkoordtype en de grondnoot afgeleid door een processor.

Na het afleiden en opslaan van de relevante akkoordinformatie, gaat de microcomputer 28 voort met het verwerken van melodiegegevens. In stap S-2 wordt de telling van een acht-bits aftellend register R1 op nul inge-steld, terwijl de telling van register R4 van de Intel 8048 op 44 wordt 25 ingesteld. R1 diertvoor het opslaan van de plaats van de begeleidingsin-formatie, terwijl R4 dient als een lus-of melodienootteller, die ten alle tijde het aantal noten van het melodietoetsenbord, dat bewerkt dient te blijven, aangeeft.

Het laden van gegevens in de benedentoetsenbordregisters 46-54 30 wordt gesignaleerd door de .toevoering van een neergaand grendelsignaal van de microcomputer (tweeeirtwintigste aansluitklem) langs de geleider 64 van de besturingsbus 30. Aan het einde van deze stap, zijn vierenveertig bits-gegevens geladen in het boventoetsenbordgrendelorgaan 20, waarbij de plaatsen van de afzonderlijke bits daarin overeenkomen met de relatieve plaatsen 35 van de noten van het boventoetsenbord 10.

De rekenlussen binnentredend, onderzoekt stap S-5 de toestand van het bit, dat zich bevindt in het rechtste gedeelte van het boventoetsenbordgrendelorgaan. Deze plaats, in communicatie met de negenendertigste 8202023 -18- 22527/JF/mv aansluitklem van de microcomputer, via de geleiders 24, komt aanvankelijk overeen met de melodienoot C, octaaf 4 (nootgetal 44). Terwijl opeenvolgende klokpulsen (PROG) de gegevens van het grendelorgaan 20 naar rechts schuiven, worden noten links van de noot niet onderzocht. Aannemend dat de ondervraging 5 van stap S-5 geen ingedrukte toets openbaart, gaat de werkwijze voort met stap S-9. In S-9, wordt een nultelling ingebracht in accumulatieregister RA van de microcomputer 28. De invoer van een nul in RA geeft de niet-waar-conditie aan. Wanneer deze wordt gevolgd door een "OUTPUT”-instruktie, zal de verbinding die koppeltmet de vierentwintigste aansluitklem laag 10 gaan. (De "OUTPUT"-instruktie trekt aanvullend de"PROG%lokfunctie, zodat de lage toestand van de vierentwintigste aansluitklem daarna wordt geklokt in de linkste plaats van de omzetter 84 langs de geleider 95.)

Het register R1 wordt afgeteld in stap S-10 en in S-11 ondervraagt om te bepalen of de telling ervan nul heeft bereikt. Het initiSle aftellen 15 van register R1 verandert de telling ervan van nul naar 256. Later zal worden getoond, dat de telling van R1 wordt veranderd door middel van de subroutine "SWAPM1/ vervat in de regels 43 tot en met 58 van de programmeerlijst van Appendix A.

Aannemend dat nog geen begeleidingsbits zijn ingevoerd in R1 door 20"SWAPM”en dat Rt nog niet tot nul is afgeteld, gaat de werkwijze daarna voort naar stap S-14, een "OUTPUT"-instruktie die het hiervoor genoemde klokken van een lage toestand in de omzetter 84 in responsie op de "nul"-telling van het accumulatieregister RA ligt. Lustelregister R4 wordt dan afgeteld met een in stap S-15 en ondervraagt bij S—16. De laatst genoemde 25 ondervraging bepaald of al dan niet vierenveertig melodienoten reeds zijn bewerkt door de microcomputer 28. In het geval dat de telling van het register R4 in feite nul heeft bereikt, wordt een "een"-bit ingevoerd in het register RA en getransporteerd naar de eenentwintigste aansluitpen ervan, alwaar deze wordt toegevoerd naar de omzetters 84-94, waardoor de 30 toetsgegevens daarvan in het aantal EN-poorten 100 worden "gedumpt".

Aannemend dat de ondervraging in stap S-16 negatief is geweest, keert de routine terug naar stap S-5 en de toestand van dat gegevensbit, dat vervolgens is geschoven in de rechtste plaat van het melodieschuif-register 84 door het trekken van een”PROG“puls in stap S-14 onderzocht.

35 Verder aannemend dat nu wordt bepaald dat een nieuwe touts is ingedrukt, dan gaat de werkwijze voort naar stap S-6, een subroutine aangegeven door "GET AOC", waarvan de stappen zijn vervat in de regeld 130 tot en met 650 van de programmalijst van Appendix A.

8202023 -19- 22527/.JF /rav

De "GET AOC"-subroutine wint twee bytes terug, die elk zijn samen-gesteld uit vier-bitsnibbles van binaire gegevens die een noot difinieren. De bytes zijn ingericht in een kolom van een begeleidingsnotentabel, die is ingericht volgens en inforraatie bevat zoals in tabel 2. De tabel is opgesla-5 gen in een ROM van de microcomputer 28. De bytes zijn opgeslagen in twee registers (R5 en R6) van het RAM-array van de microcomputer 28. Elk getal vertegenwoordigit een interval van de laatstgenoemde noot van de tabel, in kolommen naar benedengaand en beginnend met de linkste kolom. Dat wil zeg-gen alsof bepaald diende te worden dat de laatste noot uitgeroepen door 10 de tabel noot G, octaaf 3 was, dan het getal 5 als de volgende inbreng in de tabel zou overeenkomen met de noot, die zich daar vijf tonen naar links ervan bevindt oftewel D, octaaf 3. Het zal duidelijk worden van de hierna volgende discussie waarom intervallen in plaats van absolute waarden worden opgeslagen.

15 "GET OAC" lokaliseert en adresseert aanvankelijk de kolom, die de vier gewenste begeleidingsnoten bevat. Hiertoe maakt de subroutine gebruik van modulo 12 optelling van het verschil tussen het nummer van de raelodienoot, waarvan de indrukking in de direct voorafgaande stap S-5 en het nummer van de akkoordgrondnoot (die werd bepaald in stap S-2), Zodra 20 de berekening is uitgevoerd en de positie van de ingedrukte raelodienoot met betrekking tot de akkoordgrondnoot is afgeleid, resteert slechts het bepalen van de in te voeren tabel. De bepaling van de tabel is in eerste instantie een functie van de door de musicus gekozen stemstijl. Zoals hier-boven besproken wordt dit besluit in de microcomputer 28 ingevoerd door 25 middel van de toepassing van signalen van de eenendertigste tot en met de drieendertigste aansluitklem door middel van een toetsenbordschakeling of dergelijke. De tweede uit te voeren bepaling, akkoordtype, wordt afgeleid (stap S-2).

De twee inforraatie bytes die de vier (of minder, in het geval dat de 30 bepaalde stemsrijl inhoud dat dit er minder dan vier dienen te zijn) begeleidingsnoten, die zijn gelokaliseerd door het adresseren van de tabel worden opgeslagen in acht-bitsregisters R5 en R6. De rekenwerkwijze schrijdt daarna voort naar de subroutine "SWAPM" (stap S-7), die het rechtse vier-bitsnibble van registercombinatie R5, R6 naar register R1 overdraagt.

35 Bovendien worden de resterende bits vier registerplaatsen naar rechts ge-schoven en een nultelling ingevoerd in de linkerpositie. Het programma schrijdt dan voort naar stap S-8, waarin een nultelling wordt ingevoerd in het accumulatieregister RA. (in het geval de raelodienoot ten gehoren ge- 8202023 -20- 22527/JF/mv bracht dient te worden naast de begeleidingsnoten, zal men de hexadecimale code 08H in RA invoeren, ten einde een Mwaar"-uitgang op te wekken.)

In stap S-14 schuift een ,,OUTPUT"-instruktie de nultelling van het accu-mulatieregister naar de vierentwintigste aansluitklem van de microcompu-5 ter 28 en doet de "PRQG"-functie beginnen, teneinde een laag bit in de omzetter 84 te klokken.

Zoals eerder wordt het register R4 afgeteld om de volbrachte be-werking van de laatste melodienoot aan te geven. Nadat een ondervraging bij stap S—16 bepaald of de informatie in de vergelijkers 84-94 kan worden 10 "gedumpt" keert de routine terug naar de ondervraging van stap S-5. Aan-nemend dat de volgende melodienoot (dat wil zeggen die links van de hier-aan voorafgaand getestte noot) niet is ingedrukt, gaat de werkwijze voort naar stap S-9, waarin een nultelling wordt geladen in RA ter voorbereiding van een uitgangsinstruktie. In stap S-10 wordt het register R1, dat nu via 15 "SWAPM” een telling bevat, die gelijk is aan het rechtse nibble, overeenko-mend met de eerste begeleidingsnoot van de gekozen kolom, afgeteld met een. Bij stap S-11 wordt de telling van R1 ondervraagt om te bepalen of deze al dan niet reeds is afgeteld tot nul. Door inductie en het waamemen van het stroomdiagram van fig. 5, kan men zien dat, een tweede, dicht op af-20 stand geplaatste melodienoot het proces door het omleggen van de stroom bij stap S-10 in de opeenvolging van stappen S-8 tot en met S-8 extra nul of lage .uitgangsbits zullen worden ingevoerd of geklokt in de omzetter 84 via de stappen S-14 tot en met S-16, tot een tijdstip, waarop de ondervraging bij stap S-11 een bevestigend resultaat oplevert. Dit bevestigend 25 resultaat geeft aan de telling van het register R1 nul is geworden. Dit wordt bereikt nadat ”nul,,-pulsen, gelijk in aantal aan het tooninterval dat de eerste begeleidingnoot scheidt van de melodienoot, is geklokt in de teller 84, aangezien de laatste bevestigende ondervraging bij stap S-5 is.

30 Het programma gaat dan voort naar stap S-12, waar de "SWAPM"-rou- tine opnieuw wordt opgeroepen. Zoals eerder, wordt het rechtste vier-bits getal, dat de volgende begeleidingsnoten aangeeft, door deze subroutine in register R1 geschoven en de resterende twee nibbles van de gecombineerde registers R5, R6 worden een vier-bits nibble naar rechts overgebracht.

35 In stap S-13 wordt de hexadecimaal 08H ingevoerd in het accumulatieregis-ter RA. Deze telling geeft het uitvoeren van een hoog of ”een,,-bit aan, wanneer een nOUTPUTn-instruktie wordt gegeven. De ,,OUTPUT,,-instruktie en het daarbij behorende beginnen van de "PROG"-functie treedt op de volgende 8202023 -21- 22527/JF/mv stap, S-14. De instruktie voert het hoge bit in de omzetter 84 en de vol-brenging van de invoer van "nul"-bits, gelijk in aantal aan de laatste begeleidingsnoot, vervat in register R1. Het proces gaat voort. Men kan zien, door identieke beredenering en analyse, dat de lusverder gaat te-5 rug te keren naar de stappen S-9 tot en met S-13, aannemend dat geen onder-breking door detectie van een extra melodienoot bij stap S-5, waardoor "nul"-bits worden geklokt in de omzetter 84, gelijk in aantal aan het laatste interval, geschoven in R1 door "SWAPM" (stap S-12). Zou een onder-breking optreden, dan zal het proces opnieuw beginnen met de nieuwe me-10 lodienoot van stap S-5 en voortgaan zoals hierboven beschreven.

Na het juiste aantal "nul"-bits wordt een hoge uitgang geklokt volgend op een positieve ondervraging bij stap S-11. Ingezien kan dus worden dat er in de omzetters 84-94 een stroom van digitale gegevensbits met "een"-bitafstanden, die overeenkomen met de getallen, die uit de begeleidings-15 tabellen zijn gekozen, worden geklokt. Wanneer alle vierenveertig bits in omzetters zijn geklokt, bestaat er een een-op-een relatie tussen de afstand van de plaatsen binnen de omzetters 84-94 en de in de transponerings-akkoordtabel opgeslagen intervallen. Bovendien zal, door het zetten van een waar-instruktie baj stap S-8, de feitelijke door de musicus gespeelde 20 muzieknoot, worden ingevoerd in de stroomgegevensbit en gelokaliseerd met betrekking tot de begeleidingsnoten. Door het toewi^en van juiste waarden aan de plaatsen in de omzetters 84-94, wordt een "een"-bit of een "nul"-bit in elke plaats verkregen, hetgeen inducatief is voor het geprefereerde doen klinken of niet doen KLinken van de daarbij behorende 25 toon.

Fig. 6 toont een uitgangsconfiguratie die kan worden gebruikt als een alternatief ten opzichte van de in fig. 3 getoonde. De inrichting bevat een orkestratiemogelijkheid door middel waarvan een aantal instrument-geluiden kan worden gespeeld door de begeleidingsnoten, afgeleid van de 30 zo net geillustreerde werkwijze.

Acht parallelle geleiders 104, omvattende de gegevensbus van de microcomputer 28, voeren in twee afzonderlijke ladingen een zestien-bits deler toe naar een programmeerbare oscillatorchip 106. De chip is een gebruikelijke inrichting, waarvan de gedetailleerde werking is geopen-35 baard in '’Service Manual: Model L-15/L-S, publicatienummer 993-030885 van de Lowrey Organ Divisie van Norlin Industries, 707 Lake Cook Road, Deerfield, Illinois, U.S.A. (September 1979). Deze wordt afgeleid door een meester-oscillator met een frequentie van bijvoorbeeld 1MHz 8202023 -22- 22527/JF/mv voor succesvolle functionering in de onderhavige inrichting. Inwendig in de chip zijn een aantal (5) register-vergelijker-teller-combinaties.

Het geadresseerde register bevat de zestien-bit deler, toegevoerd door de microcomputer 28 langs de geleiders 104. De teller houdt het aantal 5 kringlopen van de meesteroscillator bij, waarbij wordt teruggesteld na een signaal van de vergelijker, wanneer de telling van het register gelijk is gemaakt. De terugstelpulsen worden herhaald met een frequentie, die gelijk is aan de frequentie van de meesteroscillator, gedeeld door de telling van het register (dat wil zeggen de deler). Door het instellen 10 van de waarde van de deler, kan dus de frequentie van het terugstelsig-naal, toegevoerd langs een van de vijf geleiders 112, 114, 116, 118 en 120 die de programmeerbare oscillatorchip 106 verbinden met de stemschake-ling van de uitgang worden ingesteld.

De gewenste uitgangtonen worden bepaald door het decoderen van de 15 in fig. 5 opgewekte begeleidingsnoten. Zodra de noot, die ten gehore dient te worden gebracht, is gedecodeerd, is het een relatief eenvoudige kwestie de juiste deler te bepalen om toe te voeren naar de twaalfde tot en met de negentiende aansluitklem van de microcomputer 28. De subroutine "PUT POP", waarvan de stappen zijn vervat in de programmalijbt van Appen-20 dix A van hegel 845 tot en met 893, voert deae relatief rechtlijnige operatie uit. De inhoud van de bus wordt ingelezen in de programmeerbare oscillatorchip 106 door de in de actie van een "WRITE"-instruktie van de microcomputer 28 naar de overeenkomstige ingang van de chip 106 via de geleider 108 en een "ADRES/DATA"-instruktie, gecommuniceerd naar de chip 25 106 door de microcomputer 28 door middel van de geleider 110. De laad- instruktie is bekend en te onderscheiden door vaklui op dit gebied van de techniek en bekend met de Intel 8048 en daaraan gerelateerde inrichtingen. Gelijksoortige inrichtingen kunnen een andere opeenvolging van functionele stappen vereisen, teneinde de het laden van gegevens te bewerkstelligen.

30 Dergelijke sequenties zullen natuurlijk afhankelijk zijn van de bepaalde programmeerbare oscillatorchip 106, die wordt toegepast.

Elk van de vijf door de chip 106 opgewekte tonen worden door een van de geleiders 112, 114, 116, 118 en 120 toegevoerd naar vijf afzonder-lijke stemschakelingen 122, 124, 126, 128 en 130, waarvan elk filters en 35 een omhullende-schakeling gebruikt om een frequentieingang om te zetten in een muziekinstrumentsimulatie. Een arrangeur kan dus door middel van de uitgangsinrichting van fig. 6 een orkestrale inrichting kiezen (dat wil zeggen bepalen welke instrumenten in welke octaven en/of in 8202023 -23- 22527/JF/rav feite gebruikt zullen worden), voor het spelen van de melodie en de afge-leidde begeleiding.

De van de steraschakellngen 122-130 afkomende gevormde frequenties worden gecombineerd en gemengd in een samengestelde analoge golfvorm in 5 raengschakeling 132 omvattende de weerstanden 134, 136, 138, 140 en 142 in combinatie met de verschilversterker 144 met daarbij behorende terug-koppelweerstand 146. De uitgang van de operationele versterker wordt dan toegevoerd naar de uitgangsversterker en luidspreker of luidsprekerin-richting, geopenbaard in fig. 1, teneinde het georkestreerde geluid op 10 te wekken.

Gezien is dus dat er op het gebied van de muziekinstrumentatie-techniek een nieuwe en verbeterde werkwijze en inrichting naar voren is gebracht waardoor textuur kan worden toegevoegd aan de noten, gekozen door de musicus. Een speler die gebruik maakt van werkwijze· en inrichting 15 volgens de onderhavige uitvinding is niet beperkt tot of een vooraf gekozen melodie omvang of harmonietoonkeuze in het bereik van begeleidingsnoten, die hem ter beschikking staan. De uitvinding maakt het de speler mogelijk de complexiteit van de melodie, die beschikbaar is te vergroten zonder het verme-nigvuldigen van de complexiteit van het automatische onvulrpoces tot het punt 20 van onuitvoerbaarheid. In plaats van voort te bouwen op het onderliggende principe van muziektransponering, maakt de onderhavige uitvinding het be-reiken van de hiervoor genoemde wenselijke voordelen op een praktische wijze mogelijk.

8202023

Claims (18)

1. Werkwijze voor het verfraaien van een melodie, vertegenwoordigd door de bekrachtiging gedurende een tijdraster van een of raeer speeltoet- 5 sen van een toetsenbord van een muziekinstrument, welk toetsenbord een aantal noten kan vertegenwoordigen wanneer een akkoord wordt gekozen, met het kenmerk, dat de werkwijze de volgende, door het instrument zelf vol-brachte stappen omvat: het afleiden van ten minste een begeleidingsnoot uit het harmonische verband tussen de melodie en het akkoord en het doen 10 klinken van de melodie-en begeleidingsnoten voor het verschaffen van een verfraaide melodie.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat deze verder de volgende stappen omvat: het verschaffen van een aantal stellen betrekkin- gen tussen tonen, waarbij elk van de stellen is geassocieerd met een muziek-15 akkoordtype en een lijst bevat van ten minste een begeleidingsnoot die harmonisch is gerelateerd aan elke melodienoot van de toonladder, het kiezen van een stelin overeenstemming met het type van het akkoord en het verkrijgen van ten minste een begeleidingsnoot uit het stel.

3. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat het type 20 van het akkoord wordt afgeleid uit ten minste een harmonienoot, gedefini- eerd door de bekrachtiging gedurende het tijdraster van een of meer speel-toetsen van een toetsenbord van het muziekinstrument.

4. Werkwijze volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat deze verder de stap van het afleiden van de grondnoot van het ten minste ene akkoord bevat. 25

5. Werkwijze volgens conclusie 2 of 4, met het kenmerk, dat de stap van het verkrijgen van de ten minste ene begeleidingsnoot de stap omvat van het zodanig transponeren van het stel, dat de ten minste ene begeleidingsnoot harmonisch is gerelateerd aan de melodienoot van het akkoordtype en de grondnoot.

6. Werkwijze volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de transpo- neringsstap de volgende stappen omvat: het definieren van een verband tussen de melodienoot en de grondnoot en het lokaliseren van de begeleidingsnoten volgens dat verband.

7. Werkwijze volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de stap 35 van het definieren van het verband tussen de melodienoot en de grondnoot de stap omvat van het uitvoeren van modulo 12 optelling van het verschil van de grondnoot van een basisgrondnoot met betrekking tot de melodienoot.

8. Werkwijze volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de lokali- 8202023 V ·£-«. -25“ 22527/JF/mv V seringsstap het adresseren van het stel in overeenstemming met het verband tussen de melodienoot en de akkoordgrondnoot omvat.

9. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de verschaf-fingsstap de stap omvat van het voorzien in een aantal groepen stellen 5 van toonbetrekkingen, waarbij elk van de groepen overeenkomt met een vooraf bepaalde stemstijl.

10. Werkwijze volgens conclusie 9» met het kenmerk, dat het stel toonbetrekkingen wordt gekozen uit een groep, die is gekozen in overeenstemming met een vooraf bepaalde sternstijl.

11. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de stap van het doen klinken het orkestreren van een vooraf bepaald'muziekgeluid omvat.

12. Werkwijze voor het afleiden van een signaal, dat ten minste een begeleidingsnoot vertegenwoordigt, die is gekozen voor muziekkwali- 15 teiten met betrekking tot een gegeven melodienoot en akkoordtype en grond-noot, welke melodie en welk akkoordtype en welke grondnoot worden verte-genwoordigd door de bekrachtiging van een of meer toetsen op een toetsen-bord van een muziekinstrument, dat een aantal noten kan vertegenwoordigen, met het kenmerk, dat de werkwijze de volgende stappen omvat: het opwekken 20 van een melodiesignaal in responsie op de bekrachtiging van ten minste een melodienoot gedurende een vooraf bepaald tijdsinterval, het opwekken van een harmoniesignaal in responsie op de bekrachtiging van ten minste een harmonienoot gedurende het vooraf bepaalde tijdsinterval, het opslaan van een aantal lijsten van begeleidingsnoten, die harmonieus zijn met betrek- 25 king tot elke melodienoot van de toonladder met betrekking tot het muziek-akkoordtype, het afleiden van de grondnoot en het type akkoord uit het harmoniesignaal, het daarna opslaan van de grondnoot en het type, het kiezen van een lijst in overeenstemming met het akkoordtype en het lokaliseren in de lijst van ten minste een begeleidingsnoot in overeenstemming met de 30 akkoordgrondnoot en de melodienoot en het daarna opwekken van een begelei-dingsnootsignaal in responsie op de gelokaliseerde ten minste ene begeleidingsnoot,

13. Werkwijze volgens conclusie 12, met het kenmerk, dat de stap van het opslaan de stap omvat van het inbrengen van de lijsten in het 35 geheugen van een programmeerbare inrichting.

14. Werkwijze volgens conclusie 13, met het kenmerk, dat de lokalise-ringsstap de volgende stappen omvat: het opwekken van een adres van de lijst in overeenstemming met de melodienoot en de akkoordgrondnoot en het 8202023 V -26- 22527/JF/mv lezen van de inhoud van de lijst op het adres in een eerste register.

15. Werkwijze volgens conclusie 14, met het kenmerk, dat de stap van het opwekken van de begeleidingsnootsignaal de volgende stappen omvat: het versehaffen van een stroora digitale gegevensbits door toevoeren van een 5 klokpuls naar een tweede register en het alleen inbrengen van een waar-indicatie in het tweede register nadat de telling van het eerste register is afgeteld tot nul.

16. Inrichting voor het doen klinken van ten minste een begelei-dingsnoot met betrekking tot een vooraf gekozen combinatie van melodie en 10 harmonienoten, met het kenmerk, dat deze omvat: middelen voor het opwekken van een signaal in responsie op de melodie, middelen voor het opwekken van een signaal in responsie op de harmonie, middelen voor het opslaan van ten minste een begeleidingsnoot, welke ten minste ene begeleidingsnoot een functie is van het verband tussen de melodie en de harmonie, middelen die 15 aanspreken op signalen voor het lokaliseren van ten minste een begeleidingsnoot, middelen voor het opwekken van een signaal in responsie op de ten minste ene begeleidingsnoot en middelen voor het doen klinken van de ten minste ene begeleidingsnoot.

17. Inrichting volgens conclusie 16, met het kenmerk, dat de mid-20 delen voor het opslaan ten minste een geheugenplaats van een programmeer- bare inrichting omvatten.

18. Inrichting volgens conclusie 17, met het kenmerk, dat de middelen voor het lokaliseren middelen omvatten voor het adresseren van de ten minste ene geheugenplaats. 25 Eindhoven, mei 1982 8202023