TWI479476B - 鈸振動的電子處理的系統與方法 - Google Patents
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Description
大致地，本發明有關樂器，且更特別地，有關來自樂器之聲音的電子處理。
傳統上，鈸已成為僅只聲響的樂器。針對大空間或錄音中之現場演奏，微音器通常被使用來拾取它們的聲音，以供隨後的放大及/或記錄之用，但意圖大致地係該等鈸之天然聲音的〝忠實〞再生。有時候，諸如混響或等化之適當的後處理音效被視需要地或視所欲地施加，以修整該等鈸的聲音。
電子鼓套件的到來當然會導致〝電子鈸〞的產生。與其之鼓配對物相似地，該等裝置係使用做為電子〝觸發器〞，亦即，正被敲打之〝鈸〞本身的聲音並未針對聆聽而放大，或全然打算被聽到。〝鈸〞(或更準確地，塑膠的或塑膠覆蓋的鈸複製物)係以某一類型的感測器而製造，當被敲打時可產生觸發信號，而起始預錄之聲響鈸的〝取樣〞之播放。電子鈸的〝聲音〞係藉由改變正被敲打之感測器所觸發的取樣而改變。雖然此方式提供虛擬靜音之操作及〝認證之〞預錄鈸聲音的優點，但其會在〝感覺〞及〝表達〞中大大地遭受困擾。鼓手習慣於聲響鈸所提供之〝棒在金屬上〞的感覺，以及由於以各式各樣類型的敲打、敲打力量、及敲打物體(棒，槌，刷，及其類似物)而
在不同位置敲打聲響鈸所獲得之極大範圍的聲音變化。實際上，成本收效之感測方案未能實用以提供習慣於聲響鈸之鼓手的感覺及表達範圍。
如在此所敘述之鈸系統可使用真的金屬鈸或其類似物，而以鼓手所重視之〝棒在金屬上〞的感覺來提供鼓手。聲音位準可視所欲地藉由鈸中之孔洞而減低至可接受的住宅位準。該等鈸本身之天然振動係藉由提供各自鈸之聲音與鼓套件中之其他鈸的隔離之近距離的微音器、接觸型的微音器、或其他類型的(光學的，磁性的，等等)拾波裝置以轉換成為電信號，而非使用該等鈸做為用於所取樣之聲音的〝觸發器〞。然後，將可表示該等振動之振幅、頻率、及其他特徵傳送至控制器/信號處理單元，其中在該處，對該等鈸之天然聲音的修正可加以執行。此可以以吉他手所長久習慣於而鼓手並未具有之某些事物來提供諸如鼓手之使用者，亦即，提供經由電子信號處理裝置而對寬廣音調變化範圍之存取且同時保持他們的樂器之固有聲響振動的天然表達。
如在此所敘述地，電子鈸系統包含第一拾波器及控制器，而該第一拾波器係組構要產生表示第一鈸中之振動的電信號，以及該控制器係組構要接收第一電信號且要處理該第一電信號，以產生輸出。
且，如在此所敘述地，控制器包含第一輸入、數位信
號處理器(DSP)、及第一輸出，而該數位信號處理器(DSP)係組構要透過該第一輸入而接收表示第一鈸中之振動的第一電信號，且要使該第一電信號接受數位信號處理技術，以及第一輸出係組構要輸出所接受處理之該第一電信號的型式。
又，如在此所敘述的係鈸聲音的處理方法。該方法包含偵測第一鈸中之振動，產生表示所偵測出之振動的第一電信號，使該第一電信號接受數位信號處理技術，以及輸出所接受處理之第一電信號的型式。
例示之實施例係與電子鈸系統相關聯而被敘述於此。熟習於本項技藝之該等人士將瞭解的是，以下說明僅係描繪性且並不打算被以任何方式限制。其他的實施例將使獲益於此發明之該等熟習技藝的人士立即聯想到它們。現將詳細參照如附圖中所描繪之例示實施例的實施而予以說明。相同的參考符號將盡可能使用於全部圖式之範圍及以下的說明，以表示相同或相似的項目。
為簡明性之緣故，將不顯示及敘述此處所描繪之該等實施例之所有慣例上的特性。當然，將理解的是，在任何實際實施的發展中，為了要達成開發者的特定目標，必須作成許多實施特定之決定，例如遵循應用相關及商業相關之約束，且將理解的是，該等特定的目標將從一實施變化至另一實施，且從一開發者變化至另一開發者。此外，將
理解的是，對於獲益於此發明之一般熟習本項技藝之該等人士而言，該發展之付出可係複雜且耗時的，但將係工程上之慣例的保證。
依據此發明，在此所敘述之若干組件、處理步驟、及/或資料結構可使用各式各樣類型之操作系統、計算平台、電腦程式、及/或通用機器而予以實施。此外，一般熟習於本項技藝之該等人士將理解的是，亦可使用諸如硬線裝置，可場編程之閘陣列(FPGA)、應用特定積體電路(ASIC)、或其類似物之較少通用性質的裝置，而不會背離此處所揭示之發明概念的範疇及精神。當其中包含一系列之處理步驟的方法係藉由電腦或機器所實施，且該等處理步驟可被儲存成為機器可讀取之一系列指令時，則可將該等指令儲存於諸如電腦記憶體裝置(例如，ROM(唯讀記憶體)、PROM(可編程之唯讀記憶體)、EEPROM(可電拭除可編程之唯讀記憶體)、FLASH(快閃記憶體)、USB閃存驅動器、及其類似物)、磁性儲存媒體(例如，磁帶、磁碟驅動器、及其類似物)、光學儲存媒體(例如，CD-ROM、DVD-ROM、紙卡、紙帶、及其類似物)、及其他類型之程式記憶體的有形媒體之上。
〝例示〞之用語係獨特地使用於本文，而意指〝用作實例，例子，或繪圖〞。在本文所敘述為〝例示〞之任一實施例無需一定要被解讀成為較佳地或有利地凌駕於其他實施例之上。
第1圖係電子鈸系統100的示意圖。控制器102係耦
接至各自用以提供電信號之複數個拾波器104，該電信號表示相關聯之鈸106中所發展的振動。為偵測諸如振動之振幅及頻率的特性及其他的鈸振動特徵所組構之拾波器104可係諸如近距離微音器、接觸型微音器、或其他類型的微音器之各式各樣已知的微音器，或諸如光學或磁性感測器及其類似者之各式各樣已知的感測器之任一者。該等鈸106可係以腳踏鈸、高架鈸、或碎音鈸之形式的任何已知之金屬(或其他衝擊之材料)的樂器，而當藉由諸如鼓棒、鼓槌、或其類似物所敲打時，可遭受振動。進一步地，在一實施例中，該等鈸106係為了要減低或改變其聲音輸出，而被穿孔有多數的孔。
在該等拾波器104與該控制器102之間的連接可係無線式。選擇性地，該等連接可藉由電纜108，其中該等電纜可用作使用例如LED的燈光之供電的額外目的，用以提供功能性或美學上的照明至該等鈸。此配置係顯示於第1A圖中，其中在拾波器104上所安裝的LED 110朝向鈸106的底部而指引光112，以自下方來照明鈸。在鈸106中的穿孔114可使來自LED 110的光112向上穿過鈸而通過，以允許光112a貫穿該處而出射。該等LED 110的光112可係任何所欲的彩色。當然，可考慮除了LED之外的光源，包含例如，白熾燈泡及其類似物。
第2圖係顯示控制器102之部分的方塊圖。通常，控制器102之操作包含使拾波器104所偵測之以例如電壓形式的鈸振動即時波形數位化成為時間的函數。頻率係隱含
於此資訊中。一旦已藉以使聲音波形數位化時，則可施加時間域或頻率域(或任何其他者)的DSP技術，以達成所欲之各式各樣的處理元素，例如，濾波、動態範圍處理、諧波激勵、及其類似者，如下文更詳細描述地。
請翻閱第2圖，來自拾波器104(第1圖)之類比信號到達控制器的輸入級202，且被傳遞至A-D轉換器204，以供成為數位域的轉換之用。然後，將數位信號提供至數位信號處理器(DSP)206，以供處理之用，如下文更詳細描述地。在該處理之後，信號係經由D-A轉換器208而選用地轉換回到類比域，且然後，藉由輸出緩衝器214而被傳遞至聲頻輸出212。選擇性地，或除此之外，控制器102可自DSP 206輸出數位信號，而無需成為類比域之轉換。
控制器102亦包含使用者介面(UI)微控制器216或其類似物，而被耦接至DSP 206。微控制器216係耦接至記憶體218，該記憶體218係視需要地使用於資料及碼之儲存。微控制器216亦係耦接至UI 220，而使用者能透過其以提供輸入及指令至微控制器216及控制器102，且自該處接收系統資訊。所接收之系統資訊可以以光(閃爍之LED，等等)，字符顯示，顯示螢幕，音調或預錄的或合成的語音之形式的聲音，及其類似者之形式而傳送。
僅為描繪性目的所獨立顯示之控制器102的各式各樣組件可以以不同方式而結合。例如，DSP 206係與A-D及D-A轉換器204及206分離且與微控制器216分離而顯示
。然而，根據成本約束、產品特性組合目標、產品開發策略、組件實用性、及其類似者，可將該等組件之若干者或所有者結合。進一步地，足夠有力的DSP 206可組合UI微控制器216的功能性，而免除分離組件之需。該UI微控制器216可結合記憶體218。應注意的是，為簡明性之緣故，該等各式各樣組件之每一者的若干細節被省略。例如，DSP裝置可視需要地包含其本身專用的記憶體(RAM，ROM，等等)221，以執行其功能。選擇性地，該記憶體可係分離的(或附加的)組件221a，且視所欲地，可係可擴展的。
在第1圖中所更詳細顯示之使用者介面220包含諸如旋鈕222及224之裝置，用以自多重組合之DSP參數(在此稱作預設)中選擇。每一個預設包含一組合之DSP參數，而提供特定的鈸聲。不同的預設可予以修整用於每一類型的鈸-腳踏鈸，高架鈸，碎音鈸，等等。成打、成十、或成百個預設可易於被設置，因為其僅消耗少許的記憶體空間，典型地，每一個預設係由數打或數十個參數值所組成。使用者可根據所欲的聲音及/或效果而在諸如〝輕快腳踏鈸〞、〝音色明亮高架鈸〞、〝鑼崩潰碎音鈸〞的預設中，經由按鈕、旋鈕、或其他控制而選擇。有關目前所選擇之預設及各式各樣其他之系統參數的資訊可如上述地藉由諸如LED、LCD、等等之常用顯示技術而指示。如上述地，該資訊可採取光(閃爍之LED，等等)、字符顯示、顯示螢幕、音調或預錄的或合成的語音、及其類似
者之形式。
寬廣範圍的信號處理操作可藉DSP技術為工具。其中，具有動態範圍壓縮及擴展、頻率等化、諧波〝激勵〞、梳型濾波、音調改變、及其類似技術。該等技術係熟知於本項技藝中且不進一步解說。用於該等技術之構建區塊通常係在DSP的編程內實施成為可重組之軟體元件或模組，雖然亦可考慮完全或部分的硬體實施。各式各樣處理區塊的參數及在信號鏈中之區塊順序可經由預設記憶體(未顯示)中所儲存的軟體指令而如所欲地予以組態，及/或經由使用者介面而即時地予以組態。
經驗上所發現之與鈸工作特別良好的實例信號處理鏈係如下文所述，雖然可考慮其他的處理鏈：限制器(Limiter)->音調移位器(Pitch Shifter)->激勵器(Exciter)->參數等化器(Parametric Equalizer)->梳型濾波器(Comb Filter)->限制器(Limiter)
許多其他的處理區塊及處理區塊的組態可根據DSP的處理速度及能力而定。
若該等預設係儲存於諸如記憶體218、221、及/或221a之可再寫入式記憶體(RAM，快閃ROM，EEPROM，等等)之中時，則可經由機板上之介面控制(例如，旋鈕222及按鈕224)，或經由諸如USB、MIDI、乙太網、及其類似者而自桌上型PC(未顯示)遠距地設置，以供預設參數的使用者編輯之用。
控制器102亦操作以藉由燈光控制器或驅動器225，而管理LED 110(第1A圖)之操作。例如，此操作可藉由與DSP 206所處理之各式各樣的旋律或節拍同步而操作
。照明控制係由UI微控制器216所提供，而該UI微控制器216具有耦接之LED 100或類似光源的輸出。
控制器102亦被組構以接收來自電子鼓及其他輔助裝置的輸入。例如，由該等鼓所產生的聲音可藉由DSP 206以與鈸的聲音混音，而經由聲頻輸出212以所生成之總〝套件混音〞來供隨後裝置的放大及/或記錄之用。來自該等鈸及鼓之信號可結合至具有統一使用者介面之單一集成系統內。在此所顯示之系統的元件將藉由電子鼓組件之觸發感測、取樣播放、等等的典型功能所附加而存在。
輔助輸入(〝Aux Inputs〞)係用於額外聲源之輸入，該額外聲源係典型地來自mp3播放器或其類似物之播放裝置，而可與鈸(及鼓)聲混音，以致使使用者可藉由播放而伴隨預錄之音樂來練習。
第3圖係依據一實施例之用以實施鈸聲音處理之方法300的流程圖。該方法包含偵測第一鈸中之振動(在302)，產生表示所偵測之振動的第一電信號(在304)，使第一電信號接受數位信號處理技術(在306)，以及輸出接受處理之第一電信號的型式(在308)。
雖然已顯示及敘述實施例及應用，但是對獲益於本發明之熟習本項技藝的該等人士將呈明顯的是，除了上文所述之外的許多修正係可能的，而不會背離本文中所揭示之發明概念。因此，除非在隨附申請專利範圍的精神之外，否則本發明不應受到限制。
100‧‧‧電子鈸系統
102‧‧‧控制器
104‧‧‧拾波器
106‧‧‧鈸
108‧‧‧電纜
110‧‧‧LED
112,112a‧‧‧光
114‧‧‧穿孔
202‧‧‧輸入級
204‧‧‧A-D轉換器
206‧‧‧數位信號處理器(DSP)
208‧‧‧D-A轉換器
212‧‧‧聲頻輸出
214‧‧‧輸出緩衝器
216‧‧‧使用者介面(UI)微控制器
218,221,221a‧‧‧記憶體
220‧‧‧使用者介面(UI)
222‧‧‧旋鈕
224‧‧‧按鈕
225‧‧‧燈光控制器或驅動器
300‧‧‧方法
結合於此說明書之內且建構此說明書之一部分的附圖描繪實施例之一或更多個實例，且與例示之實施例一起用以解說該等實施例的原理及實施。
在圖式中：第1圖係依據一實施例之電子鈸系統100的示意圖；第1A圖係依據一實施例之多孔鈸照明配置的示意圖；第2圖係方塊圖，顯示依據一實施例之控制器的部分；以及第3圖係依據一實施例之用以實施鈸聲音處理之方法的流程圖。
100‧‧‧電子鈸系統
102‧‧‧控制器
104‧‧‧拾波器
106‧‧‧鈸
108‧‧‧電纜
220‧‧‧使用者介面(UI)
222‧‧‧旋鈕
224‧‧‧按鈕
Claims (44)
- 一種電子鈸系統，包含：第一拾波器，係組構要產生表示第一鈸中之振動的電信號；以及控制器，係組構要接收該第一電信號且要處理該第一電信號，以產生輸出，其中該控制器係組構要接收表示第二鈸中之振動的第二電信號，且要使該第二電信號的型式接受動態範圍壓縮、擴展、頻率等化、諧波激勵、梳型濾波、及音調改變的其中一者或更多者。
- 如申請專利範圍第1項之系統，其中該控制器包含數位信號處理器(DSP)，該數位信號處理器(DSP)係組構要使該第一電信號的型式接受數位信號處理技術。
- 如申請專利範圍第2項之系統，其中該數位信號處理技術包含動態範圍壓縮、擴展、頻率等化、諧波激勵、梳型濾波、及音調改變的其中一者或更多者。
- 如申請專利範圍第1項之系統，進一步包含使用者介面，該使用者介面係組構要傳遞使用者命令至該控制器及控制器系統資訊至該使用者。
- 如申請專利範圍第4項之系統，其中該等使用者命令有關預設處理技術之選擇，該等預設處理技術可藉由該數位信號處理器(DSP)而實施於該第一電信號上。
- 如申請專利範圍第1項之系統，其中該控制器係組構要接收與電子樂器相關聯的觸發信號。
- 如申請專利範圍第6項之系統，其中該電子樂器係電子鈸。
- 如申請專利範圍第6項之系統，其中該電子樂器係電子鼓。
- 如申請專利範圍第1項之系統，其中該控制器係組構要接收輔助聲頻信號。
- 如申請專利範圍第1項之系統，其中該輸出係類比式。
- 如申請專利範圍第1項之系統，其中該輸出係數位式。
- 如申請專利範圍第1項之系統，其中該鈸係腳踏鈸。
- 如申請專利範圍第1項之系統，其中該鈸係高架鈸。
- 如申請專利範圍第1項之系統，其中該鈸係碎音鈸。
- 一種電子鈸系統，包含：第一拾波器，係組構要產生表示第一鈸中之振動的電信號；以及控制器，係組構要接收該第一電信號且要處理該第一電信號，以產生輸出；以及一或更多個光源，係耦接至該控制器且組構要照明該第一鈸。
- 如申請專利範圍第15項之系統，其中該一或更多 個光源係安裝於該第一拾波器上。
- 如申請專利範圍第15項之系統，其中該要處理該第一電信號，以產生輸出包含應用數位信號處理技術，該數位信號處理技術包含動態範圍壓縮、擴展、頻率等化、諧波激勵、梳型濾波、及音調改變的其中一者或更多者。
- 如申請專利範圍第15項之系統，其中該控制器包含使用者介面，該使用者介面係組構要傳遞使用者命令至該控制器及控制器系統資訊至該使用者。
- 如申請專利範圍第18項之系統，其中該等使用者命令有關預設處理技術之選擇，該等預設處理技術用於該第一電信號上。
- 一種控制器，包含：第一輸入；數位信號處理器(DSP)，係組構要透過該第一輸入而接收表示第一鈸中之振動的第一電信號，且要使該第一電信號接受數位信號處理技術；以及第一輸出，係組構要輸出所接受處理之該第一電信號的型式；第二輸入，其中該控制器係進一步組構要透過該第二輸入而接收表示第二鈸中之振動的第二電信號，且要使該第二電信號的型式接受動態範圍壓縮、擴展、頻率等化、諧波激勵、梳型濾波、及音調改變的其中一者或更多者。
- 一種控制器，包含： 第一輸入；數位信號處理器(DSP)，係組構要透過該第一輸入而接收表示第一鈸中之振動的第一電信號，且要使該第一電信號接受數位信號處理技術；第一輸出，係組構要輸出所接受處理之該第一電信號的型式；以及照明控制輸出，用以輸出照明控制信號至光源。
- 如申請專利範圍第21項之控制器，進一步包含：第二輸入，其中該控制器係組構要透過該第二輸入而接收與電子樂器相關聯的觸發信號。
- 如申請專利範圍第22項之控制器，其中該電子樂器係電子鈸。
- 如申請專利範圍第22項之控制器，其中該電子樂器係電子鼓。
- 如申請專利範圍第21項之控制器，進一步包含：第二輸入，其中該控制器係組構要透過該第二輸入而接收輔助聲頻信號。
- 如申請專利範圍第21項之控制器，其中該第一輸出係類比輸出。
- 如申請專利範圍第21項之控制器，其中該第一輸出係數位輸出。
- 如申請專利範圍第21項之控制器，其中該鈸係腳 踏鈸。
- 如申請專利範圍第21項之控制器，其中該鈸係高架鈸。
- 如申請專利範圍第21項之控制器，其中該鈸係碎音鈸。
- 一種鈸聲音的處理方法，包含：偵測第一鈸中之振動；產生表示該等所偵測出之振動的第一電信號；使該第一電信號接受數位信號處理技術；輸出所接受處理之該第一電信號的型式；以及輸出照明控制信號至光源。
- 如申請專利範圍第31項之處理方法，其中該數位信號處理技術包含動態範圍壓縮、擴展、頻率等化、諧波激勵、梳型濾波、及音調改變的其中一者或更多者。
- 如申請專利範圍第31項之處理方法，進一步包含提供使用者預設處理技術之選擇，該等預設處理技術係可實施於該第一電信號上。
- 如申請專利範圍第31項之處理方法，進一步包含：偵測第二鈸中之振動；產生表示該等所偵測出的該第二鈸中之振動的第二電信號；使該第二電信號接受數位信號處理技術；以及輸出所接收處理之該第二電信號的型式。
- 如申請專利範圍第34項之處理方法，其中使該第二電信號接受處理之該數位信號處理技術包含動態範圍壓縮、擴展、頻率等化、諧波激勵、梳狀濾波、及音調改變的其中一者或更多者。
- 如申請專利範圍第31項之處理方法，進一步包含：偵測與電子樂器相關聯的觸發信號。
- 如申請專利範圍第36項之處理方法，其中該電子樂器係電子鈸。
- 如申請專利範圍第36項之處理方法，其中該電子樂器係電子鼓。
- 如申請專利範圍第31項之處理方法，進一步包含偵測輔助聲頻信號。
- 如申請專利範圍第31項之處理方法，其中所接受處理之該第一電信號之輸出的型式係類比式。
- 如申請專利範圍第31項之處理方法，其中所接受處理之該第一電信號之輸出的型式係數位式。
- 如申請專利範圍第31項之處理方法，其中該鈸係腳踏鈸。
- 如申請專利範圍第31項之處理方法，其中該鈸係高架鈸。
- 如申請專利範圍第31項之處理方法，其中該鈸係碎音鈸。
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