WO2023019282A1 - Recognition device for recognizing different gripping positions on a wind instrument - Google Patents

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WO2023019282A1
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signal
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wind instrument
excitation signal
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Andreas Hauser
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Andreas Hauser
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    • G10H2250/235Fourier transform; Discrete Fourier Transform [DFT]; Fast Fourier Transform [FFT]

Definitions

  • the present invention relates to a detection device for detecting different gripping positions on a wind instrument, a wind instrument with such a detection device, a detection method for detecting different gripping positions on a wind instrument, and a computer program product for carrying out such a detection method.
  • substitute instruments are used for silent practice of wind instruments. It is known, for example, to provide replacement instruments based on flutes, clarinets or similar wind instruments which do not have an instrument cavity for forming an air column. Rather, these substitute instruments are equipped with gripping areas at which gripping positions can be taken with the fingers, which correlate or even match the gripping positions on the instrument openings of the real wind instrument. On the basis of electronic recognition, which can be recorded as the grip position on the corresponding grip sections, the desired pitch can now be determined digitally and a digital sound can be generated.
  • a disadvantage of the known solutions is that such replacement instruments have to be purchased in addition to real wind instruments that are already available, so that correspondingly high acquisition costs arise for the user.
  • such replacement instruments usually differ significantly from real wind instruments in terms of feel and handling. Is it necessary or desirable for the user of a wind instrument to be quiet or completely still To practice a wind instrument, this has so far only been possible with replacement instruments and the associated disadvantages and costs.
  • the object of the present invention to at least partially eliminate the disadvantages described above.
  • the core idea of the invention is to provide a detection device for detecting different gripping positions on a wind instrument.
  • a wind instrument is equipped with an instrument cavity with closable instrument openings.
  • the detection device has a base body, which has a fastening interface with an opening for fastening to a counter-fastening interface with a counter-opening of the wind instrument for a fluid-communicating connection between the opening and the counter-opening.
  • the detection device is provided with generating means for generating an excitation signal and for sending the excitation signal through the opening of the attachment interface into the instrument cavity.
  • the detection device is able to detect a resonance signal of the wind instrument from the instrument cavity via the opening, which signal is at least characterized by the excitation signal has been partially stimulated to receive.
  • the detection device is also equipped with an evaluation unit for evaluating the resonance signal with regard to different gripping positions on the wind instrument and for outputting a gripping position signal based on a detected gripping position.
  • the core idea according to the invention is based on the fact that different gripping positions should be recorded on a real wind instrument and not on a replacement instrument. This should be done in a particularly simple and cost-effective manner and in particular without a high design effort for electronic contacting of all instrument openings. It should be pointed out here that the instrument openings can be covered both directly by the user's fingers and indirectly via flaps and lever elements.
  • a resonance system is made available.
  • This resonance system relies on introducing an excitation signal into the instrument cavity.
  • the introduction of an excitation signal means that this signal, which is designed in particular as an acoustic signal, is affected by frequency and amplitude.
  • the introduction of an excitation signal thus leads to the formation of an oscillating column of air in the instrument cavity, similar to normal playing operation.
  • an excitation signal is preferably generated below the hearing limit of the user or below the volume of ambient noise or noise of use of the wind instrument.
  • the air column within the instrument cavity to be excited with a very low generation signal.
  • the vibration state of this air column changes. If, for example, the fundamental tone of the wind instrument is used as the generation signal and all instrument openings are also closed, the air column oscillates in the fundamental tone, i.e. the natural frequency of the instrument body, but at the same time in a large number of overtones.
  • the excitation signal remains the same, the resonance signal will change depending on the uncovered openings in the instrument cavity. This resonance signal or its change can now again from a Receiving means are detected within the detection device.
  • the receiving means is a microphone unit, which can also pick up the resonance signal again as an acoustic signal.
  • a system of signal excitation by the excitation signal and a resonance situation in the form of the resonance signal that is completely independent of normal playing operation of the wind instrument can now be formed by a detection device according to the invention. This resonance situation can be recorded using the receiving means and then evaluated using the evaluation unit.
  • the resonance signal correlates not only with the excitation signal, but also with the opening and closing situation of the instrument ports. Since the opening and closing situation of the instrument opening corresponds in each case to a gripping position for the wind instrument and thus to a defined tone of a defined pitch, this correlation can be used for evaluation with regard to identifying different gripping positions.
  • the evaluation of the resonance signal can include, for example, a frequency evaluation, an amplitude evaluation or the like.
  • a neural network or another form of artificial intelligence is used in order to enable an association between the received resonance signal and a specifically matching gripping position.
  • this recognized gripping position can be output as a gripping position signal.
  • a gripping position signal can directly be a digitally generated tone of the pitch appropriate for this gripping position.
  • the gripping position signal passes on this sound information, which is selected by the gripping position by the user of the recognition device, to a sound generator.
  • a digital tone generator can be integrated into the detection device or can be designed separately from it.
  • amplification elements in addition to a tone generator, in order not only to form the generated tone digitally within the detection device, but also to make it available for acoustic tapping, for example via a headphone connection, directly on the detection device.
  • a specific resonance signal can now be received by the receiving means depending on the gripping position.
  • the different resonance signals are specific to the respective gripping position and can be assigned to the current gripping position in real time through this specific correlation. It is thus possible to use the evaluation unit to recognize the successive gripping positions as such in real time over a period of time during use of the detection device and to provide and output gripping position signals corresponding to the actual gripping position on the wind instrument in real time.
  • a detection device it is thus possible for a detection device according to the invention to be used on a real wind instrument in order to make this detection functionality available there without the need for tone detection in the usual acoustic manner or gripping position detection by direct tapping at individual instrument openings.
  • This very simple and thus above all compact formability makes it possible to provide the attachment interface as the only interface for the detection between the detection device and the wind instrument.
  • This attachment interface is arranged with the opening, for example, in the area of a sound emission opening of the instrument cavity.
  • the detection device can be used as an alternative mouthpiece, as will be explained later. It can thus be placed on the wind instrument instead of a real mouthpiece.
  • the fastening interface and the counter-fastening interface thus not only form the fluid-communicating connection between the opening and the counter-opening, but also close off this fluid-communicating connection, preferably in a fluid-tight and/or acoustically tight manner from the environment.
  • the detection device will make its functionality available without the usual tone generation.
  • the detection can be carried out with a constant excitation signal. These do not have a specific frequency or contain a large number of peaks.
  • the design in the form of a frequency comb is also conceivable, so that if there are a large number of peaks, these are attenuated more or less in a characteristic manner depending on the gripping position.
  • the detection device can be used in isolation, it is preferably integrated in a mouthpiece and also has the possibility of an injection opening, which will be explained later. This makes it possible to provide a complete replica of the mouthpiece, so that the wind instrument can be used with the detection device in an almost identical manner as would be the case with a normal acoustic mouthpiece.
  • the detection device can be designed with other necessary electronic components, such as sound processors, corresponding signaling interfaces in a wired or wireless manner, or battery devices.
  • the base body is designed as a mouthpiece for the wind instrument with a blowing-in section and a resonance section, the resonance section having at least the generating means and the receiving means and being acoustically and/or fluid-tightly separated from the blowing-in section.
  • the detection device will preferably replace a complete mouthpiece of a wind instrument. This allows the user to switch between a normal manual use situation with tone generation and a practice situation or silent use situation can change very easily and quickly with the detection device according to the invention. He only has to put the mouthpiece in the form of the recognition device in place of the mouthpiece of the real wind instrument.
  • the mouthpieces of wind instruments are often plugged in or clamped, this replacement is very easy and quick.
  • the provision of the mouthpiece with the blowing portion allows the usual use manipulation with blowing of a blowing stream to be provided also with the detection device.
  • the resonance section is therefore acoustically and/or fluid-tightly separated from the injection section.
  • the blowing-in section has a blowing-in opening for introducing a blowing-in air flow, the blowing-in section having at least one sensor means for detecting at least one blowing-in parameter, in particular one of the following:
  • blowing-in information or blowing-in signal
  • additional information which is output in particular as blowing-in information or blowing-in signal in addition to the information about the gripping position in the form of the gripping position signal.
  • the octave that the user desires by selecting this blow-in angle can be determined via the blow-in angle, the blow-in speed or the like.
  • the tone is defined in combination with the gripping position signal and the octave of the tone is defined via the blow-in angle, so that on the basis of these two pieces of information in combination, exactly the tone desired by the user of the recognition device is generated digitally.
  • Additional information can be provided by the blowing-in speed, the blowing-in pressure and/or the Blow-in quantity are determined and superimposed with the gripping position signal.
  • Various sensor elements or sensor means are preferably provided here, which can detect the individual injection parameters.
  • a calibration sensor means for example for determining the ambient pressure as a comparison value or normalization value, is also possible here within the scope of the present invention.
  • the blowing-in section has an outlet opening for the outlet of a blowing-in air stream from the blowing-in section.
  • the blowing-in section is designed for the most realistic possible formation of the blowing-in situation for the user of the wind instrument.
  • the outlet of the injection section serves to let out the injected air flow again.
  • a defined cross section of this outlet allows the back pressure present in the injection section to be defined and specified. The smaller the outlet cross-section, the greater the counter-pressure in this virtual mouthpiece.
  • Adjustable or switchable loading devices are also conceivable in order to be able to provide different counter-pressure situations on the injection section for different instruments or different preferences of the user.
  • the blow-in section has a blow-in microphone for recording a blow-in noise.
  • a blow-in microphone for recording a blow-in noise.
  • This additional information can also be fed back into the digital tone generator in order to enable an even more realistic generation of the tone shaping and an additional influence on the pitch.
  • the noises recorded by the blow-in microphone can be acoustically mixed with the digitally generated sound based on the detected gripping position, in order to ensure an even more realistic design for the user of the detection device.
  • the generating means has a loudspeaker for generating an acoustic signal as an excitation signal and the receiving means has a receiving microphone for receiving the resonance signal as an acoustic signal.
  • the generating means has a generating direction for emitting the excitation signal which is directed past a receiving direction of the receiving means.
  • the direction of generation is oriented in a different direction than the direction of reception, so that there is no direct exposure of the receiving means to the excitation signal.
  • the generation direction and the reception direction can have an acute angle with one another or can be aligned parallel. It is also possible for the generating means to be arranged closer to the instrument cavity than the receiving means in order to avoid superimposition of the resonance signal and the excitation signal received directly at the receiving means or at least to reduce this cross-influence to a minimum.
  • the subject of the present invention is also a wind instrument with an instrument cavity with closable instrument openings.
  • a wind instrument has a detection device according to the invention, in particular in the form of a mouthpiece.
  • a wind instrument according to the invention thus brings with it the same advantages as have been explained in detail with reference to a detection device according to the invention.
  • the wind instrument is, for example, a flute, a transverse flute, a clarinet, a saxophone or the like.
  • the wind instrument is preferably a variant with a mouthpiece in which the blow-in section has an edge onto which the user of the wind instrument blows.
  • the present invention also relates to a detection method for detecting different gripping positions on a wind instrument using a detection device according to the invention, having the following steps:
  • a detection method according to the invention brings with it the same advantages as have been explained in detail with reference to a detection device according to the invention.
  • This relationship can be made available, for example, in the form of a characteristic map, an algorithmic relationship, but preferably in connection with the use of artificial intelligence.
  • the gripping position signal can be output as a digital information signal or directly as an acoustic signal with an appropriate digital sound processor.
  • the excitation signal is generated continuously or essentially continuously over a generation period.
  • signal pulses are also conceivable.
  • a uniform signal over the generation period in particular without variation and/or without a pulsed switching on and off, means that a continuous execution of the recognition function is also guaranteed.
  • the continuous introduction of an excitation signal can ensure the uninterrupted monitoring and detection of different gripping positions in real time, particularly in the case of rapid tone changes, which are indicated by the user of the wind instrument by rapidly changing the gripping positions.
  • the excitation signal is generated over a generation period with a constant or essentially constant frequency and/or constant or essentially constant amplitude.
  • a constant or essentially constant frequency allows a particularly simple and cost-effective possibility of generating the excitation signal.
  • the variable generation of an excitation signal for example over a defined frequency section in a repeated manner, is basically also possible with a method according to the invention, a constant frequency for the excitation signal can result in increased and accelerated detection. It is thus possible in this way for the detection signal to be evaluated in each gripping position specifically for the respective gripping position.
  • the frequency is preferably chosen in the audible range in order to ensure a particularly inexpensive and simple construction of the detection device.
  • the amplitude is chosen so that it is below an ambient noise level and/or below an injection noise level, which will be explained in more detail later.
  • the above list is a non-exhaustive list.
  • the parameters can be made available directly acoustically, for example through filter technology, or else digitally through evaluation using algorithms or characteristic diagrams. However, it is preferred if, in an embodiment of the detection method according to the invention, an artificial intelligence takes over the evaluation of the resonance signal.
  • artificial intelligence is used for the evaluation of the resonance signal.
  • This can have, for example, weighted neural networks, the artificial intelligence being trained, for example in advance by playing scales, on a similar or identical wind instrument. Deliberately wrong or faulty scales can also be recorded.
  • a trained artificial intelligence is personalized, for example by the user playing in his own scales when carrying out the recognition method or beforehand, so that he specifies the tones he wants through the defined sequence in the scale of the artificial intelligence, which, on this basis, assigns the resonance signals generated during the performance of the scale to this wish and saves it in the weighting of the artificial intelligence.
  • the gripping position signal has identification information for identifying an incorrect gripping position and/or correction information for correcting an incorrect gripping position.
  • An incorrect gripping position is given when it deviates from a standard gripping position, for example, or the latter is not implemented correctly because the prescribed holes or other openings in the instrument cavity do not remain completely open or not completely closed. In both cases it is possible to identify this incorrect gripping position. If desired by the user, there is the option of an automatic correction, with a high probability of a correct gripping position being suggested on the basis of the incorrect gripping position and the identification information.
  • a tone is generated digitally on the basis of the gripping position signal and in particular additionally on the basis of at least one blow-in parameter.
  • This digitally generated sound can, for example, be output directly to headphones and thus to the user.
  • a corresponding sound processor for generating a digital sound can be integrated into the recognition device. The same also applies to the possible integration of an amplifier for this digitally generated sound and corresponding interfaces to means of communication or even to recording means in a music studio.
  • an object of the present invention is a computer program product comprising instructions which, when executed on a computer, cause it to carry out the steps of a recognition method according to the present invention.
  • a computer program product according to the invention thus brings with it the same advantages as have been explained in detail with reference to a detection method according to the invention.
  • FIG. 1 shows an embodiment of a wind instrument according to the invention
  • 2 shows the embodiment of FIG. 1 in a different gripping position
  • FIG 3 shows an embodiment of a detection device according to the invention
  • FIG. 5 shows a further embodiment of a detection device according to the invention
  • FIGS. 1 and 2 show an embodiment of a wind instrument 100.
  • This wind instrument 100 can be a transverse flute, for example.
  • the instrument body 130 which in the case of a transverse flute is made of metal, for example, can be seen clearly.
  • An instrument cavity 110 is formed within this instrument body 130, in which an air column is formed during normal instrument operation, which is introduced by the user of the wind instrument 100 by blowing it into a mouthpiece (not shown in FIGS. 1 and 2).
  • the air column begins to oscillate as a result of being blown in, with the oscillation frequency and thus the pitch being able to be influenced in a defined manner by opening and closing the instrument openings 120 .
  • FIGS. 1 and 2 Different gripping positions GP are shown in FIGS. In FIG. 1, only the two instrument openings 120 at the right-hand end of the instrument body 130 are closed. In FIG. 2, three additional instrument openings 120 are closed by fingers 200 of the user of the wind instrument 100. In normal instrument operation, these two different gripping positions GP in FIGS. 1 and 2 lead to different tones when blowing into the blowing-in section of the real mouthpiece.
  • the wind instrument 100 of this embodiment is equipped with a detection device 10 . This detection device 10 is provided as a detection mouthpiece 140 and replaces the real mouthpiece of the wind instrument 100.
  • the user of the wind instrument 100 of this embodiment now blows an injection air stream into an injection section 142 of the mouthpiece 140 via an injection opening 146 .
  • additional blowing parameters such as blowing pressure or blowing angle can be detected and recorded.
  • this is provided with an outlet opening 148 in order to imitate the playing feel of a real mouthpiece.
  • a resonant portion 144 is formed separately from the blowing portion 142 in the mouthpiece 140 of this embodiment.
  • the core functionality for recognizing the gripping positions GP is introduced in this.
  • a fluid-communicating connection is established with the instrument cavity 110 via a counter-opening 132 with the aid of an opening 24 . It is mechanically fixed in this position of use by attaching the mouthpiece 140 to the counter attachment interface 132 via the attachment interface 22.
  • an excitation signal ES is now output by a generating means 30, for example in the form of a loudspeaker.
  • the excitation signal ES is preferably of a constant frequency and low amplitude, typically also of a lower amplitude than the injection noise.
  • the frequency of the excitation signal ES is preferably arranged in the audible range.
  • the resonance signal RS depends specifically on the current gripping position GP.
  • the resonance signal RS in the gripping position GP in Figure 1 is different from that in the gripping position GP in Figure 2.
  • an evaluation unit 50 is provided, the use of artificial intelligence can carry out this evaluation.
  • FIG. 3 shows an embodiment of the recognition device 10 which is based on the recognition device 10 used in FIGS. It is also easy to see here that the evaluation unit 50 now generates a gripping position signal GS.
  • a blow-in microphone 149 is additionally arranged here within the blow-in section 142 . This allows blow-in noise to be recorded and either evaluated acoustically or mixed into a digitally generated signal in order to ensure even greater realism.
  • a sensor means 150 is also shown here schematically, which can detect injection parameters, for example, with the aid of pressure sensors. In the embodiment of FIG.
  • a parallel configuration of the generating direction EZR of the generating means 30 and the receiving direction EMR of the receiving means 40 is also shown, which are additionally arranged offset as seen from the opening 24 . This makes it possible to almost rule out a cross-influence on the resonance signal RS by the excitation signal ES received directly at the receiving means 40 .
  • FIG. 4 shows a detection device 10 of a particularly simple embodiment. No mouthpiece is shown here, but rather a detection device without a blow-in section 142, and thus exclusively providing the resonance function. This can be placed on the instrument cavity 120 from both sides, ie also from the dispensing side.
  • FIG. 5 A further development is shown in FIG. 5, in which an angular orientation between the receiving direction EMR and the generating direction EZR is shown.
  • FIGS. A constant introduction of the excitation signal ES over time preferably with a constant frequency and/or constant amplitude, is preferred.
  • the excitation signal ES is generated in a pulsed manner in accordance with FIG.
  • a pulsed excitation can be useful, for example, if a differentiation from ambient noise or background noise is desired.

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Abstract

The present invention relates to a recognition device (10) for recognizing different gripping positions (GP) on a wind instrument (100) having an instrument cavity (110) with closable instrument openings (120), the recognition device comprising: - a main body (20) having a fastening interface (22) with an opening (24) for fastening to a mating fastening interface (132) with a mating opening (134) on the wind instrument (100) for a fluidic connection between the opening (24) and the mating opening (134); - generating means (30) for generating an excitation signal (ES) and for transmitting the excitation signal (ES) into the instrument cavity (110) via the opening (24) of the fastening interface (22); - a receiving means (40) for receiving a resonance signal (RS) of the wind instrument (100) from the instrument cavity (110) via the opening (24), said resonance signal having been at least partially induced by the excitation signal (ES); - an analysis unit (50) for analyzing the resonance signal (RS) with respect to different gripping positions (GP) on the wind instrument (100) and for outputting a gripping position signal (GS) on the basis of a recognized gripping position (GP).

Description

ERKENNUNGSVORRICHTUNG FÜR EINE ERKENNUNG VON UNTERSCHIEDLICHEN GREIFPOSITIONEN AN EINEM BLASINSTRUMENT DETECTION DEVICE FOR DETECTING DIFFERENT GRIP POSITIONS ON A WIND INSTRUMENT
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Erkennungsvorrichtung für eine Erkennung von unterschiedlichen Greifpositionen an einem Blasinstrument, ein Blasinstrument mit einer solchen Erkennungsvorrichtung, ein Erkennungsverfahren zur Erkennung von unterschiedlichen Greifpositionen an einem Blasinstrument sowie ein Computerprogrammprodukt für die Durchführung eines solchen Erkennungsverfahrens. The present invention relates to a detection device for detecting different gripping positions on a wind instrument, a wind instrument with such a detection device, a detection method for detecting different gripping positions on a wind instrument, and a computer program product for carrying out such a detection method.
Es ist bekannt, dass Blasinstrumente einen Instrumentenhohlraum aufweisen, welcher je nach Instrumentenart in Länge und Größe variiert. Während des Spielens eines Blasinstruments bildet sich in dem Instrumentenhohlraum eine schwingende Luftsäule aus, welche zur Tonerzeugung dient. Instrumentenöffnungen an der Seite des Instrumentenhohlraums können üblicherweise mit den Fingern oder mit Klappen geöffnet und geschlossen werden. Dadurch lässt sich die Länge und Art der Luftsäule innerhalb des Instrumentenhohlraums variieren, sodass Töne in unterschiedlichen Tonhöhen erzeugt werden können. It is known that wind instruments have an instrument cavity which varies in length and size depending on the type of instrument. While playing a wind instrument, an oscillating column of air forms in the instrument cavity, which is used to generate sound. Instrument ports on the side of the instrument cavity can usually be opened and closed with fingers or with flaps. This allows the length and type of air column within the instrument cavity to be varied so that tones of different pitches can be produced.
Es ist auch bekannt, dass für das stille Üben von Blasinstrumenten Ersatzinstrumente eingesetzt werden. So ist es beispielsweise bekannt, an Flöten, Klarinetten o- der ähnliche Blasinstrumente angelehnte Ersatzinstrumente vorzusehen, welche keinen Instrumentenhohlraum zur Ausbildung einer Luftsäule aufweisen. Vielmehr sind diese Ersatzinstrumente mit Griffbereichen ausgestattet, an welchen Greifpositionen mit den Fingern eingenommen werden können, welche mit den Greifpositionen an den Instrumentenöffnungen des realen Blasinstruments korrelieren oder sogar übereinstimmen. Auf Basis einer elektronischen Erkennung, welche als Greifposition an den entsprechenden Griffabschnitten erfasst werden kann, kann nun die gewünschte Tonhöhe digital bestimmt und ein digitaler Ton erzeugt werden. It is also known that substitute instruments are used for silent practice of wind instruments. It is known, for example, to provide replacement instruments based on flutes, clarinets or similar wind instruments which do not have an instrument cavity for forming an air column. Rather, these substitute instruments are equipped with gripping areas at which gripping positions can be taken with the fingers, which correlate or even match the gripping positions on the instrument openings of the real wind instrument. On the basis of electronic recognition, which can be recorded as the grip position on the corresponding grip sections, the desired pitch can now be determined digitally and a digital sound can be generated.
Nachteilhaft bei den bekannten Lösungen ist es jedoch, dass solche Ersatzinstrumente zusätzlich zu bereits vorhandenen realen Blasinstrumenten anzuschaffen sind, sodass entsprechend hohe Anschaffungskosten für den Nutzer entstehen. Darüber hinaus unterscheiden sich solche Ersatzinstrumente hinsichtlich Haptik und Handhabung meist deutlich von realen Blasinstrumenten. Ist es für den Nutzer eines Blasinstruments notwendig oder gewünscht, leise oder vollständig still sein Blasinstrument zu üben, so ist ihm dies bisher ausschließlich mit Ersatzinstrumenten und den damit einhergehenden Nachteilen und Kosten möglich. A disadvantage of the known solutions, however, is that such replacement instruments have to be purchased in addition to real wind instruments that are already available, so that correspondingly high acquisition costs arise for the user. In addition, such replacement instruments usually differ significantly from real wind instruments in terms of feel and handling. Is it necessary or desirable for the user of a wind instrument to be quiet or completely still To practice a wind instrument, this has so far only been possible with replacement instruments and the associated disadvantages and costs.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, in kostengünstiger und einfacher Weise eine Möglichkeit für ein leises oder stilles Spielen eines Blasinstruments mit digitaler Klangerzeugung zu schaffen. It is therefore the object of the present invention to at least partially eliminate the disadvantages described above. In particular, it is the object of the present invention to create a possibility for playing a wind instrument with digital sound generation softly or quietly in a cost-effective and simple manner.
Die voranstehende Aufgabe wird gelöst, durch eine Erkennungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 , ein Blasinstrument mit den Merkmalen des Anspruchs 8, ein Erkennungsverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 9 sowie ein Computerprogrammprodukt mit den Merkmalen des Anspruchs 16. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Erkennungsvorrichtung beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Blasinstrument, dem erfindungsgemäßen Erkennungsverfahren sowie dem erfindungsgemäßen Computerprogrammprodukt und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird beziehungsweise werden kann. The above object is achieved by a recognition device with the features of claim 1, a wind instrument with the features of claim 8, a recognition method with the features of claim 9 and a computer program product with the features of claim 16. Further features and details of the invention result from the dependent claims, the description and the drawings. Features and details that are described in connection with the detection device according to the invention also apply, of course, in connection with the wind instrument according to the invention, the detection method according to the invention and the computer program product according to the invention and vice versa, so that the disclosure of the individual aspects of the invention is always referred to reciprocally can be.
Erfindungsgemäßer Kerngedanke ist, eine Erkennungsvorrichtung für die Erkennung von unterschiedlichen Greifpositionen an einem Blasinstrument zur Verfügung zu stellen. Ein solches Blasinstrument ist mit einem Instrumentenhohlraum mit verschließbaren Instrumentenöffnungen ausgestattet. Die Erkennungsvorrichtung weist einen Grundkörper auf, welcher eine Befestigungsschnittstelle mit einer Öffnung zur Befestigung an einer Gegen-Befestigungsschnittstelle mit einer Gegen-Öffnung des Blasinstruments für eine fluidkommunizierende Verbindung zwischen der Öffnung und der Gegen-Öffnung aufweist. Darüber hinaus ist die Erkennungsvorrichtung mit einem Erzeugungsmittel ausgestattet, zum Erzeugen eines Erregungssignals und zum Senden des Erregungssignals über die Öffnung der Befestigungsschnittstelle in den Instrumentenhohlraum. Mithilfe eines Empfangsmittels ist die Erkennungsvorrichtung in der Lage, ein Resonanzsignal des Blasinstruments aus dem Instrumentenhohlraum über die Öffnung, welches durch das Erregungssignal wenigstens teilweise angeregt worden ist, zu empfangen. Weiter ist die Erkennungsvorrichtung mit einer Auswerteeinheit ausgestattet, zum Auswerten des Resonanzsignals hinsichtlich unterschiedlicher Greifpositionen an dem Blasinstrument und zum Ausgeben eines Greifpositionssignals auf Basis einer erkannten Greifposition. The core idea of the invention is to provide a detection device for detecting different gripping positions on a wind instrument. Such a wind instrument is equipped with an instrument cavity with closable instrument openings. The detection device has a base body, which has a fastening interface with an opening for fastening to a counter-fastening interface with a counter-opening of the wind instrument for a fluid-communicating connection between the opening and the counter-opening. In addition, the detection device is provided with generating means for generating an excitation signal and for sending the excitation signal through the opening of the attachment interface into the instrument cavity. With the aid of a receiving means, the detection device is able to detect a resonance signal of the wind instrument from the instrument cavity via the opening, which signal is at least characterized by the excitation signal has been partially stimulated to receive. The detection device is also equipped with an evaluation unit for evaluating the resonance signal with regard to different gripping positions on the wind instrument and for outputting a gripping position signal based on a detected gripping position.
Der erfindungsgemäße Kerngedanke beruht darauf, dass unterschiedliche Greifpositionen an einem realen Blasinstrument und nicht an einem Ersatzinstrument erfasst werden sollen. Dies soll besonders einfach und kostengünstig geschehen und insbesondere ohne einen hohen Konstruktionsaufwand für ein elektronisches Kontaktieren aller Instrumentenöffnungen. Dabei ist darauf hinzuweisen, dass die Instrumentenöffnungen sowohl in direkter Weise von Fingern des Benutzers abdeckbar sind als auch indirekt über Klappen und Hebelelemente. The core idea according to the invention is based on the fact that different gripping positions should be recorded on a real wind instrument and not on a replacement instrument. This should be done in a particularly simple and cost-effective manner and in particular without a high design effort for electronic contacting of all instrument openings. It should be pointed out here that the instrument openings can be covered both directly by the user's fingers and indirectly via flaps and lever elements.
Der erfindungsgemäße Kerngedanke wird dadurch erfüllt, dass ein Resonanzsystem zur Verfügung gestellt wird. Dieses Resonanzsystem basiert darauf, dass ein Erregungssignal in den Instrumentenhohlraum eingebracht wird. Die Einbringung eines Erregungssignals führt dazu, dass dieses Signal, welches insbesondere als akustisches Signal ausgebildet ist, frequenzbehaftet und amplitudenbehaftet ist. Das Einbringen eines Erregungssignals führt also zum Ausbilden einer schwingenden Luftsäule in den Instrumentenhohlraum, ähnlich dem normalen Spielbetrieb. Jedoch ist es möglich, das Erregungssignal anders als ein normales Spielsignal beim Benutzen des Blasinstruments deutlich leiser und/oder mit definierten Frequenzen zur Verfügung zu stellen. Bevorzugt erfolgt, wie dies später noch erläutert wird, eine Erzeugung eines Erregungssignals unterhalb der Hörgrenze des Nutzers oder aber unterhalb der Lautstärke von Umgebungsgeräuschen oder Benutzungsgeräuschen des Blasinstruments. Dies erlaubt es, mit einem sehr leisen Erzeugungssignal die Luftsäule innerhalb des Instrumentenhohlraums anzuregen. In Abhängigkeit der Abdeckungssituation der Instrumentenöffnungen und damit von der Greifposition ändert sich jedoch der Schwingungszustand dieser Luftsäule. Wird beispielsweise als Erzeugungssignal der Grundton des Blasinstruments verwendet und sind zusätzlich alle Instrumentenöffnungen geschlossen, so schwingt die Luftsäule im Grundton, also der Eigenfrequenz des Instrumentenkörpers, aber zugleich auch in einer Vielzahl an Obertönen. Bei gleichbleibendem Erregungssignal ändert sich jedoch das Resonanzsignal in Abhängigkeit von den freigegebenen Öffnungen im Instrumentenhohlraum. Dieses Resonanzsignal bzw. seine Änderung kann nun wieder von einem Empfangsmittel innerhalb der Erkennungsvorrichtung erfasst werden. Im einfachsten Fall handelt es sich bei dem Empfangsmittel um eine Mikrofoneinheit, welche das Resonanzsignal ebenfalls wieder als akustisches Signal aufnehmen kann. Mit anderen Worten wird nun durch eine erfindungsgemäße Erkennungsvorrichtung ein von einem normalen Spielbetreib des Blasinstruments vollständig unabhängiges System aus einer Signalanregung durch das Erregungssignal und einer Resonanzsituation in Form des Resonanzsignals ausbildbar. Diese Resonanzsituation kann mithilfe des Empfangsmittels aufgenommen und anschließend mit der Auswerteeinheit ausgewertet werden. The core idea according to the invention is fulfilled in that a resonance system is made available. This resonance system relies on introducing an excitation signal into the instrument cavity. The introduction of an excitation signal means that this signal, which is designed in particular as an acoustic signal, is affected by frequency and amplitude. The introduction of an excitation signal thus leads to the formation of an oscillating column of air in the instrument cavity, similar to normal playing operation. However, it is possible to make the excitation signal available at a significantly lower volume and/or with defined frequencies than a normal playing signal when using the wind instrument. As will be explained later, an excitation signal is preferably generated below the hearing limit of the user or below the volume of ambient noise or noise of use of the wind instrument. This allows the air column within the instrument cavity to be excited with a very low generation signal. However, depending on the covering situation of the instrument openings and thus on the gripping position, the vibration state of this air column changes. If, for example, the fundamental tone of the wind instrument is used as the generation signal and all instrument openings are also closed, the air column oscillates in the fundamental tone, i.e. the natural frequency of the instrument body, but at the same time in a large number of overtones. However, if the excitation signal remains the same, the resonance signal will change depending on the uncovered openings in the instrument cavity. This resonance signal or its change can now again from a Receiving means are detected within the detection device. In the simplest case, the receiving means is a microphone unit, which can also pick up the resonance signal again as an acoustic signal. In other words, a system of signal excitation by the excitation signal and a resonance situation in the form of the resonance signal that is completely independent of normal playing operation of the wind instrument can now be formed by a detection device according to the invention. This resonance situation can be recorded using the receiving means and then evaluated using the evaluation unit.
Wie aus den voranstehenden Absätzen ersichtlich wird, korreliert das Resonanzsignal nicht nur mit dem Erregungssignal, sondern auch mit der Öffnungs- und Schließsituation der Instrumentenöffnungen. Da die Öffnungs- und Schließsituation der Instrumentenöffnung jeweils einer Greifposition für das Blasinstrument und damit einem definierten Ton einer definierten Tonhöhe entspricht, kann diese Korrelation zur Auswertung hinsichtlich einer Identifikation von unterschiedlichen Greifpositionen eingesetzt werden. Die Auswertung des Resonanzsignals kann beispielsweise eine Frequenzauswertung, eine Amplitudenauswertung oder Ähnliches beinhalten. Insbesondere wird, wie dies später noch näher erläutert wird, ein neuronales Netzwerk oder eine andere Form einer künstlichen Intelligenz eingesetzt, um eine Zuordnung zwischen dem empfangenen Resonanzsignal und spezifisch genau einer dazu passenden Greifposition zu ermöglichen. Sobald durch die Auswerteeinheit nun auf Basis des Resonanzsignals eine spezifische Greifposition erkannt worden ist, kann diese erkannte Greifposition als Greifpositionssignal ausgegeben werden. Ein solches Greifpositionssignal kann im einfachsten Fall direkt ein digital erzeugter Ton der zu dieser Greifposition passenden Tonhöhe sein. Jedoch ist es auch möglich, dass das Greifpositionssignal diese Toninformation, welche durch die Greifposition durch den Benutzer der Erkennungsvorrichtung ausgewählt ist, an einen Tonerzeuger weitergibt. Ein solcher digitaler Tonerzeuger kann in die Erkennungsvorrichtung integriert sein oder separat von diesem ausgebildet sein. Auch ist es möglich, neben einem Tonerzeuger auch Verstärkungselemente zur Verfügung zu stellen, um den erzeugten Ton innerhalb der Erkennungsvorrichtung nicht nur digital auszubilden, sondern auch für ein akustisches Abgreifen, beispielsweise über einen Kopfhöreranschluss, direkt an der Erkennungsvorrichtung zur Verfügung zu stellen. Wie aus den voranstehenden Erläuterungen ersichtlich wird, kann nun je nach Greifposition ein spezifisches Resonanzsignal von dem Empfangsmittel empfangen werden. Die unterschiedlichen Resonanzsignale sind dabei spezifisch für die jeweilige Greifposition und können durch diese spezifische Korrelation jeweils in Echtzeit der aktuellen Greifposition zugeordnet werden. Somit ist es möglich, über einen Zeitverlauf während der Benutzung der Erkennungsvorrichtung die aufeinanderfolgenden Greifpositionen als solche in Echtzeit durch die Auswerteeinheit zu erkennen und entsprechend in Echtzeit Greifpositionssignale zur Verfügung zu stellen und auszugeben, welche mit der tatsächlichen Greifposition am Blasinstrument übereinstimmen. As can be seen from the previous paragraphs, the resonance signal correlates not only with the excitation signal, but also with the opening and closing situation of the instrument ports. Since the opening and closing situation of the instrument opening corresponds in each case to a gripping position for the wind instrument and thus to a defined tone of a defined pitch, this correlation can be used for evaluation with regard to identifying different gripping positions. The evaluation of the resonance signal can include, for example, a frequency evaluation, an amplitude evaluation or the like. In particular, as will be explained in more detail later, a neural network or another form of artificial intelligence is used in order to enable an association between the received resonance signal and a specifically matching gripping position. As soon as a specific gripping position has now been recognized by the evaluation unit on the basis of the resonance signal, this recognized gripping position can be output as a gripping position signal. In the simplest case, such a gripping position signal can directly be a digitally generated tone of the pitch appropriate for this gripping position. However, it is also possible that the gripping position signal passes on this sound information, which is selected by the gripping position by the user of the recognition device, to a sound generator. Such a digital tone generator can be integrated into the detection device or can be designed separately from it. It is also possible to provide amplification elements in addition to a tone generator, in order not only to form the generated tone digitally within the detection device, but also to make it available for acoustic tapping, for example via a headphone connection, directly on the detection device. As can be seen from the above explanations, a specific resonance signal can now be received by the receiving means depending on the gripping position. The different resonance signals are specific to the respective gripping position and can be assigned to the current gripping position in real time through this specific correlation. It is thus possible to use the evaluation unit to recognize the successive gripping positions as such in real time over a period of time during use of the detection device and to provide and output gripping position signals corresponding to the actual gripping position on the wind instrument in real time.
Somit wird es möglich, dass eine erfindungsgemäße Erkennungsvorrichtung an einem realen Blasinstrument eingesetzt wird, um dort diese Erkennungsfunktionalität zur Verfügung zu stellen, ohne die Notwendigkeit einer Tonerkennung in üblicher akustischer Weise oder einer Greifpositionserkennung durch direkten Abgriff an einzelnen Instrumentenöffnungen. Diese sehr einfache und damit vor allem kompakte Ausbildbarkeit erlaubt es, als einzige Schnittstelle für die Erkennung zwischen der Erkennungsvorrichtung und dem Blasinstrument die Befestigungsschnittstelle vorzusehen. Diese Befestigungsschnittstelle ist mit der Öffnung beispielsweise im Bereich einer Tonabgabeöffnung des Instrumentenhohlraums angeordnet. Bevorzugt ist es jedoch, wenn die Erkennungsvorrichtung sich, wie später noch erläutert, als alternatives Mundstück verwenden lässt. Damit kann es anstelle eines realen Mundstücks des Blasinstruments auf diesem aufgesetzt werden. Die Befestigungsschnittstelle und die Gegen-Befestigungsschnittstelle bilden damit nicht nur die fluidkommunizierende Verbindung zwischen Öffnung und Gegen-Öffnung aus, sondern schließen diese fluidkommunizierende Verbindung vorzugsweise fluiddicht und/oder akustisch dicht gegen die Umgebung ab. It is thus possible for a detection device according to the invention to be used on a real wind instrument in order to make this detection functionality available there without the need for tone detection in the usual acoustic manner or gripping position detection by direct tapping at individual instrument openings. This very simple and thus above all compact formability makes it possible to provide the attachment interface as the only interface for the detection between the detection device and the wind instrument. This attachment interface is arranged with the opening, for example, in the area of a sound emission opening of the instrument cavity. However, it is preferred if the detection device can be used as an alternative mouthpiece, as will be explained later. It can thus be placed on the wind instrument instead of a real mouthpiece. The fastening interface and the counter-fastening interface thus not only form the fluid-communicating connection between the opening and the counter-opening, but also close off this fluid-communicating connection, preferably in a fluid-tight and/or acoustically tight manner from the environment.
Somit wird es nun möglich, mit einer erfindungsgemäßen Erkennungsvorrichtung ein reales Blasinstrument zu benutzen, ohne dass sich eine im Normalgebrauch übliche, gut hörbar schwingende Luftsäule innerhalb des Instrumentenhohlraums ausbildet. Darüber hinaus ist das Abgreifen der aktuellen Greifposition durch die Korrelation zwischen Erzeugungssignal und Resonanzsignal sehr einfach möglich, sodass im Wesentlichen jedes beliebige Blasinstrument mit dieser Form einer Erkennungsfunktionalität nachgerüstet werden kann. Entscheidend ist hier die Anpassung einer Auswertelogik, entweder über ein Trainieren einer künstlichen Intelligenz oder durch Vorsehen entsprechender Algorithmen oder Kennfelder. Die einzige mechanische Anpassung an unterschiedliche Blasinstrumente ist die mechanische Anpassung der geometrischen Ausgestaltung der Befestigungsschnittstelle und der Öffnung an die von dem jeweiligen Blasinstrument spezifische geometrische Ausgestaltung der Gegen-Befestigungsschnittstelle und der Gegen-Öffnung. Thus, it is now possible to use a real wind instrument with a detection device according to the invention, without an air column that vibrates well audibly, which is usual in normal use, forming inside the instrument cavity. In addition, the current gripping position can be picked up very easily by the correlation between the generated signal and the resonance signal, so that essentially any wind instrument can be retrofitted with this form of detection functionality. The key here is to adapt one Evaluation logic, either by training an artificial intelligence or by providing appropriate algorithms or maps. The only mechanical adaptation to different wind instruments is the mechanical adaptation of the geometric configuration of the attachment interface and the opening to the geometric configuration of the counter attachment interface and the counter opening specific to the respective wind instrument.
Neben dem Vorteil, dass eine solche Erkennungsvorrichtung an einem realen Blasinstrument verwendet werden kann, wird die Erkennungsvorrichtung ihre Funktionalität ohne übliche Tonerzeugung zur Verfügung stellen. Die Erkennung kann insbesondere mit einem konstanten Erregungssignal durchgeführt werden. Dieses keine eine bestimmte Frequenz aufweisen oder eine Mehrzahl von Peaks enthalten. Auch die Ausbildung in Form eines Frequenzkamms ist denkbar, sodass bei einer Vielzahl von Peaks diese je nach Greifposition mehr oder weniger in charakteristischer Weise gedämpft werden. In addition to the advantage that such a detection device can be used on a real wind instrument, the detection device will make its functionality available without the usual tone generation. In particular, the detection can be carried out with a constant excitation signal. These do not have a specific frequency or contain a large number of peaks. The design in the form of a frequency comb is also conceivable, so that if there are a large number of peaks, these are attenuated more or less in a characteristic manner depending on the gripping position.
Während grundsätzlich die Erkennungsvorrichtung isoliert eingesetzt werden kann, ist sie bevorzugt in ein Mundstück integriert und weist darüber hinaus noch die später erläuterte Möglichkeit einer Einblasöffnung auf. Dies erlaubt es, eine vollständige Nachbildung des Mundstücks zur Verfügung zu stellen, sodass die Benutzung des Blasinstruments mit der Erkennungsvorrichtung in nahezu identischer Weise möglich ist, wie dies mit einem normalen akustischen Mundstück der Fall wäre. Selbstverständlich kann die Erkennungsvorrichtung mit weiteren notwendigen elektronischen Bauteilen, wie beispielsweise Soundprozessoren, entsprechenden Signalisierungsschnittstellen in kabelgebundener oder kabelloser Weise oder Batterievorrichtungen, ausgestaltet sein. While in principle the detection device can be used in isolation, it is preferably integrated in a mouthpiece and also has the possibility of an injection opening, which will be explained later. This makes it possible to provide a complete replica of the mouthpiece, so that the wind instrument can be used with the detection device in an almost identical manner as would be the case with a normal acoustic mouthpiece. Of course, the detection device can be designed with other necessary electronic components, such as sound processors, corresponding signaling interfaces in a wired or wireless manner, or battery devices.
Es kann Vorteile mit sich bringen, wenn bei einer erfindungsgemäßen Erkennungsvorrichtung der Grundkörper als Mundstück für das Blasinstrument ausgebildet ist mit einem Einblasabschnitt und einem Resonanzabschnitt, wobei der Resonanzabschnitt zumindest das Erzeugungsmittel und das Empfangsmittel aufweist und akustisch und/oder fluiddicht von dem Einblasabschnitt getrennt ist. Wie bereits angedeutet worden ist, wird vorzugsweise die Erkennungsvorrichtung ein komplettes Mundstück eines Blasinstruments ersetzen. Dies erlaubt es, dass der Nutzer zwischen einer normalen manuellen Nutzungssituation unter Tonerzeugung und einer Übungssituation oder stillen Nutzungssituation mit der erfindungsgemäßen Erkennungsvorrichtung sehr einfach und schnell wechseln kann. Er muss nur das Mundstück in Form der Erkennungsvorrichtung an die Stelle des Mundstücks des realen Blasinstruments setzen. Da die Mundstücke von Blasinstrumenten häufig gesteckt oder geklemmt sind, ist dieser Austausch sehr einfach und schnell möglich. Das Vorsehen des Mundstücks mit dem Einblasabschnitt erlaubt es, die übliche Nutzungshandhabung mit einem Einblasen von einem Einblasstrom auch mit der Erkennungsvorrichtung zur Verfügung zu stellen. Um die eingeblasene Luft nicht mit der Resonanzfunktionalität, wie weiter oben beschrieben, zu vermischen, ist der Resonanzabschnitt daher vom Einblasabschnitt akustisch und/oder fluiddicht getrennt. It can bring advantages if, in a detection device according to the invention, the base body is designed as a mouthpiece for the wind instrument with a blowing-in section and a resonance section, the resonance section having at least the generating means and the receiving means and being acoustically and/or fluid-tightly separated from the blowing-in section. As has already been indicated, the detection device will preferably replace a complete mouthpiece of a wind instrument. This allows the user to switch between a normal manual use situation with tone generation and a practice situation or silent use situation can change very easily and quickly with the detection device according to the invention. He only has to put the mouthpiece in the form of the recognition device in place of the mouthpiece of the real wind instrument. Since the mouthpieces of wind instruments are often plugged in or clamped, this replacement is very easy and quick. The provision of the mouthpiece with the blowing portion allows the usual use manipulation with blowing of a blowing stream to be provided also with the detection device. In order not to mix the injected air with the resonance functionality, as described above, the resonance section is therefore acoustically and/or fluid-tightly separated from the injection section.
Es kann Vorteile mit sich bringen, wenn bei einer Erkennungsvorrichtung gemäß dem voranstehenden Absatz der Einblasabschnitt eine Einblasöffnung aufweist, zum Einbringen eines Einblas-Luftstroms, wobei der Einblasabschnitt wenigstens ein Sensormittel aufweist, zur Erfassung wenigstens eines Einblasparameters, insbesondere eines der Folgenden: It can bring advantages if, in a detection device according to the preceding paragraph, the blowing-in section has a blowing-in opening for introducing a blowing-in air flow, the blowing-in section having at least one sensor means for detecting at least one blowing-in parameter, in particular one of the following:
- Einblaswinkel, - injection angle,
- Einblasgeschwindigkeit, - blowing speed,
- Einblasdruck, - injection pressure,
- Einblasmenge. - Blow-in amount.
Bei der voranstehenden Aufzählung handelt es sich um eine nicht abschließende Liste. Durch die Erfassung einer oder mehrerer Einblasparameter wird es noch möglich, zusätzliche Informationen zu erfassen, welche insbesondere als Einblasinformation oder Einblassignal zusätzlich zur Information über die Greifposition in Form des Greifpositionssignals ausgegeben werden. So kann über den Einblaswinkel, die Einblasgeschwindigkeit oder Ähnliches, beispielsweise die Oktave bestimmt werden, welche der Nutzer durch die Auswahl dieses Einblaswinkels wünscht. In Kombination mit dem Greifpositionssignal wird der Ton und über den Einblaswinkel die Oktave des Tons definiert, sodass auf Basis dieser beiden Informationen in Kombination exakt der Ton digital erzeugt wird, welcher vom Nutzer der Erkennungsvorrichtung gewünscht wird. Auch weitere Informationen, wie beispielsweise die gewünschte Lautstärke, kann durch die Einblasgeschwindigkeit, den Einblasdruck und/oder die Einblasmenge bestimmt und mit dem Greifpositionssignal überlagert werden. Bevorzugt sind hier verschiedene Sensorelemente oder Sensormittel vorgesehen, welche die einzelnen Einblasparameter erfassen können. Auch ein Kalibrierungs-Sensormittel, beispielsweise zum Bestimmen des Umgebungsdrucks als Vergleichswert oder Normierungswert, ist hier im Rahmen der vorliegenden Erfindung möglich. The above list is a non-exhaustive list. By detecting one or more blowing-in parameters, it is also possible to acquire additional information, which is output in particular as blowing-in information or blowing-in signal in addition to the information about the gripping position in the form of the gripping position signal. For example, the octave that the user desires by selecting this blow-in angle can be determined via the blow-in angle, the blow-in speed or the like. The tone is defined in combination with the gripping position signal and the octave of the tone is defined via the blow-in angle, so that on the basis of these two pieces of information in combination, exactly the tone desired by the user of the recognition device is generated digitally. Additional information, such as the desired volume, can be provided by the blowing-in speed, the blowing-in pressure and/or the Blow-in quantity are determined and superimposed with the gripping position signal. Various sensor elements or sensor means are preferably provided here, which can detect the individual injection parameters. A calibration sensor means, for example for determining the ambient pressure as a comparison value or normalization value, is also possible here within the scope of the present invention.
Ebenfalls Vorteile kann es mit sich bringen, wenn bei einer erfindungsgemäßen Erkennungsvorrichtung der Einblasabschnitt eine Auslassöffnung aufweist, zum Auslass eines Einblas-Luftstroms aus dem Einblasabschnitt. Wie in den voranstehenden Absätzen erläutert worden ist, ist der Einblasabschnitt für ein möglichst realistisches Ausbilden der Einblassituation für den Nutzer des Blasinstruments ausgebildet. Um nun einen Überdruck innerhalb des Einblasabschnittes zu vermeiden, und insbesondere aufgrund der fluiddichten und/oder akustischen Trennung zum Resonanzabschnitt und damit zum Instrumentenhohlraum, dient der Auslass des Einblasabschnitts dazu, den eingeblasenen Luftstrom wieder auszulassen. Durch einen definierten Querschnitt dieses Auslasses kann der Gegendruck, welcher im Einblasabschnitt vorliegt, definiert und vorgegeben werden. Je kleiner der Auslassquerschnitt ausgebildet ist, umso größer ist der Gegendruck in diesem virtuell ausgebildeten Mundstück. Auch sind stellbare oder schaltbare Auslastvorrichtungen denkbar, um für unterschiedliche Instrumente oder unterschiedliche Vorlieben des Benutzers unterschiedliche Gegen-Drucksituationen am Einblasabschnitt zur Verfügung stellen zu können. It can also bring advantages if, in a detection device according to the invention, the blowing-in section has an outlet opening for the outlet of a blowing-in air stream from the blowing-in section. As has been explained in the preceding paragraphs, the blowing-in section is designed for the most realistic possible formation of the blowing-in situation for the user of the wind instrument. In order to avoid overpressure within the injection section, and in particular due to the fluid-tight and/or acoustic separation from the resonance section and thus from the instrument cavity, the outlet of the injection section serves to let out the injected air flow again. A defined cross section of this outlet allows the back pressure present in the injection section to be defined and specified. The smaller the outlet cross-section, the greater the counter-pressure in this virtual mouthpiece. Adjustable or switchable loading devices are also conceivable in order to be able to provide different counter-pressure situations on the injection section for different instruments or different preferences of the user.
Von Vorteil ist es weiter, wenn bei einer erfindungsgemäßen Erkennungsvorrichtung der Einblasabschnitt ein Einblasmikrofon aufweist, für eine Aufnahme eines Einblasgeräusches. Dies erlaubt es, über eine akustische Auswertung dieser Signale des Einblasmikrofons zusätzliche Informationen zu sammeln. Diese zusätzlichen Informationen können ebenfalls wieder der digitalen Tonerzeugung zugeführt werden, um eine noch realistischere Generierung der Tonformung sowie eine zusätzliche Beeinflussung der Tonhöhe ermöglichen. Auch ist es möglich, dass die vom Einblasmikrofon aufgenommenen Geräusche mit dem digital erzeugten Ton auf Basis der erkannten Greifposition akustisch vermischt werden, um eine noch realistischere Ausgestaltung für den Nutzer der Erkennungsvorrichtung zu gewährleisten. Weitere Vorteile können erzielt werden, wenn bei einer erfindungsgemäßen Erken- nungsvorrichtung das Erzeugungsmittel einen Erzeugungslautsprecher zum Erzeugen eines akustischen Signals als Erregungssignal aufweist und das Empfangsmittel ein Empfangsmikrofon zum Empfangen des Resonanzsignals als akustisches Signal aufweist. Dies führt zu einer akustischen Signalkette zwischen Erzeugungsmittel und Empfangsmittel, welche entsprechend besonders einfach und kostengünstig ausgebildet werden kann. Insbesondere bei der Auswahl eines Erregungssignals im normalen hörbaren Frequenzbereich, führt dies zu einer sehr kostengünstig umsetzbaren Lösung, aufgrund der kostengünstigen Ausgestaltung von Erzeugungslautspre- chern und Empfangsmikrofonen. It is also advantageous if, in a detection device according to the invention, the blow-in section has a blow-in microphone for recording a blow-in noise. This allows additional information to be collected via an acoustic evaluation of these signals from the blow-in microphone. This additional information can also be fed back into the digital tone generator in order to enable an even more realistic generation of the tone shaping and an additional influence on the pitch. It is also possible for the noises recorded by the blow-in microphone to be acoustically mixed with the digitally generated sound based on the detected gripping position, in order to ensure an even more realistic design for the user of the detection device. Further advantages can be achieved if, in a detection device according to the invention, the generating means has a loudspeaker for generating an acoustic signal as an excitation signal and the receiving means has a receiving microphone for receiving the resonance signal as an acoustic signal. This leads to an acoustic signal chain between the generating means and the receiving means, which can be designed in a correspondingly particularly simple and cost-effective manner. In particular when selecting an excitation signal in the normal audible frequency range, this leads to a solution that can be implemented very cost-effectively, due to the cost-effective design of generating loudspeakers and receiving microphones.
Weitere Vorteile sind erzielbar, wenn bei einer erfindungsgemäßen Erkennungsvorrichtung das Erzeugungsmittel eine Erzeugungsrichtung zur Abgabe des Erregungssignals aufweist, welche an einer Empfangsrichtung des Empfangsmittels vorbeigerichtet ist. Im einfachsten Fall ist die Erzeugungsrichtung in eine andere Richtung ausgerichtet als die Empfangsrichtung, sodass kein direktes Beschallen des Empfangsmittels mit dem Erregungssignal stattfindet. So können beispielsweise die Erzeugungsrichtung und die Empfangsrichtung miteinander einen spitzen Winkel aufweisen oder parallel ausgerichtet sein. Auch ist es möglich, dass das Erzeugungsmittel näher am Instrumentenhohlraum angeordnet ist als das Empfangsmittel, um ein Überlagern von Resonanzsignal und direkt am Empfangsmittel empfangenem Erregungssignal zu vermeiden oder diese Querbeeinflussung zumindest auf ein Minimum zu reduzieren. Further advantages can be achieved if, in a detection device according to the invention, the generating means has a generating direction for emitting the excitation signal which is directed past a receiving direction of the receiving means. In the simplest case, the direction of generation is oriented in a different direction than the direction of reception, so that there is no direct exposure of the receiving means to the excitation signal. For example, the generation direction and the reception direction can have an acute angle with one another or can be aligned parallel. It is also possible for the generating means to be arranged closer to the instrument cavity than the receiving means in order to avoid superimposition of the resonance signal and the excitation signal received directly at the receiving means or at least to reduce this cross-influence to a minimum.
Ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Blasinstrument mit einem Instrumentenhohlraum mit verschließbaren Instrumentenöffnungen. Ein solches Blasinstrument weist eine erfindungsgemäße Erkennungsvorrichtung auf, insbesondere in Form eines Mundstücks. Damit bringt ein erfindungsgemäßes Blasinstrument die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf eine erfindungsgemäße Erkennungsvorrichtung erläutert worden sind. Bei dem Blasinstrument handelt es sich beispielsweise um eine Flöte, eine Querflöte, eine Klarinette, ein Saxophon oder Ähnliches. Bevorzugt handelt es sich bei dem Blasinstrument um eine Variante mit einem Mundstück, bei welchem der Einblasabschnitt eine Kante aufweist, auf welche der Nutzer des Blasinstruments bläst. Ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Erkennungsverfahren für eine Erkennung von unterschiedlichen Greifpositionen an einem Blasinstrument, mittels einer erfindungsgemäßen Erkennungsvorrichtung, aufweisend die folgenden Schritte: The subject of the present invention is also a wind instrument with an instrument cavity with closable instrument openings. Such a wind instrument has a detection device according to the invention, in particular in the form of a mouthpiece. A wind instrument according to the invention thus brings with it the same advantages as have been explained in detail with reference to a detection device according to the invention. The wind instrument is, for example, a flute, a transverse flute, a clarinet, a saxophone or the like. The wind instrument is preferably a variant with a mouthpiece in which the blow-in section has an edge onto which the user of the wind instrument blows. The present invention also relates to a detection method for detecting different gripping positions on a wind instrument using a detection device according to the invention, having the following steps:
- Erzeugen eines Erregungssignals, - generating an excitation signal,
- Einbringen des erzeugten Erregungssignals in einen Instrumentenhohlraum des Blasinstruments, - introducing the generated excitation signal into an instrument cavity of the wind instrument,
- Erfassen von wenigstens einem zumindest teilweise von dem Erregungssignal erzeugten Resonanzsignal aus dem Instrumentenhohlraum,- detection of at least one at least partially generated by the excitation signal resonance signal from the instrument cavity,
- Auswerten des Resonanzsignals hinsichtlich unterschiedlicher Greifpositionen an dem Blasinstrument, - Evaluation of the resonance signal with regard to different gripping positions on the wind instrument,
- Ausgeben eines Greifpositionssignals auf Basis der erkannten Greifposition. - Outputting a gripping position signal based on the detected gripping position.
Durch die Verwendung einer erfindungsgemäßen Erkennungsvorrichtung bringt ein erfindungsgemäßes Erkennungsverfahren die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf eine erfindungsgemäße Erkennungsvorrichtung erläutert worden sind. Auch hier ist wieder darauf hinzuweisen, dass bei der Auswertung hinsichtlich unterschiedlicher Greifpositionen ein spezifischer Zusammenhang hinsichtlich eines akustischen Resonanzsignals und eindeutig zuzuordnender Greifpositionen besteht. Dieser Zusammenhang kann beispielsweise in Form eines Kennfeldes, eines algorithmischen Zusammenhangs, bevorzugt jedoch im Zusammenhang mit der Nutzung einer künstlichen Intelligenz, zur Verfügung gestellt werden. Die Ausgabe des Greifpositionssignals kann wieder als digitales Informationssignal oder aber auch direkt als akustisches Signal mit einem entsprechend digitalen Soundprozessor erfolgen. By using a detection device according to the invention, a detection method according to the invention brings with it the same advantages as have been explained in detail with reference to a detection device according to the invention. Here, too, it should be pointed out that in the evaluation with regard to different gripping positions, there is a specific connection with regard to an acoustic resonance signal and gripping positions that can be clearly assigned. This relationship can be made available, for example, in the form of a characteristic map, an algorithmic relationship, but preferably in connection with the use of artificial intelligence. The gripping position signal can be output as a digital information signal or directly as an acoustic signal with an appropriate digital sound processor.
Vorteile kann es mit sich bringen, wenn bei einem erfindungsgemäßen Erkennungsverfahren das Erregungssignal über einen Erzeugungszeitraum kontinuierlich oder im Wesentlichen kontinuierlich erzeugt wird. Alternativ dazu sind auch Signalimpulse denkbar. Ein gleichmäßiges Signal über den Erzeugungszeitraum, insbesondere ohne Variation und/oder ohne ein gepulstes Ein- und Ausschalten, führt dazu, dass auch eine kontinuierliche Durchführung der Erkennungsfunktion gewährleistet wird. Insbesondere bei schnellen Tonwechseln, welche durch den Benutzer des Blasinstruments durch schnelle Wechsel der Greifpositionen angezeigt werden, kann das kontinuierliche Einbringen eines Erregungssignals die lückenlose Überwachung und Erkennung von unterschiedlichen Greifpositionen in Echtzeit gewährleisten. There can be advantages if, in a detection method according to the invention, the excitation signal is generated continuously or essentially continuously over a generation period. As an alternative to this, signal pulses are also conceivable. A uniform signal over the generation period, in particular without variation and/or without a pulsed switching on and off, means that a continuous execution of the recognition function is also guaranteed. The continuous introduction of an excitation signal can ensure the uninterrupted monitoring and detection of different gripping positions in real time, particularly in the case of rapid tone changes, which are indicated by the user of the wind instrument by rapidly changing the gripping positions.
Vorteile bringt es ebenfalls mit sich, wenn bei einem erfindungsgemäßen Erkennungsverfahren das Erregungssignal über einen Erzeugungszeitraum mit einer konstanten oder im Wesentlichen konstanten Frequenz und/oder konstanter oder im Wesentlichen konstanter Amplitude erzeugt wird. Insbesondere eine konstante oder im Wesentlichen konstante Frequenz erlaubt eine besonders einfache und kostengünstige Erzeugungsmöglichkeit des Erregungssignals. Während grundsätzlich bei einem erfindungsgemäßen Verfahren auch das variable Erzeugen eines Erregungssignals, beispielsweise über einen definierten Frequenzabschnitt in wiederholter Weise, möglich ist, kann eine konstante Frequenz für das Erregungssignal eine verstärkte und beschleunigte Erkennung mit sich bringen. So wird es auf diese Weise möglich, dass das Erkennungssignal in jeder Greifposition spezifisch für die jeweilige Greifposition ausgewertet werden kann. Bei Erregungssignalen, welche variabel über bestimmte Frequenzbereiche variiert werden, muss ansonsten möglicherweise abgewartet werden, bis eine entsprechende Resonanz in einer Eigenfrequenzsituation passend zur aktuellen Greifposition erreicht wird. Dies widerspricht jedoch dem Wunsch der vorliegenden Erfindung und deren Ziel, eine Auswertung in Echtzeit zur Verfügung zu stellen. Die Frequenz wird vorzugsweise im hörbaren Bereich gewählt, um eine besonders kostengünstige und einfache Konstruktionsweise der Erkennungsvorrichtung zu gewährleisten. Insbesondere wird die Amplitude so gewählt, dass sie unterhalb eines Umgebungsgeräusches und/oder eines später noch näher erläuterten Einblasgeräusches liegt. There are also advantages if, in a detection method according to the invention, the excitation signal is generated over a generation period with a constant or essentially constant frequency and/or constant or essentially constant amplitude. In particular, a constant or essentially constant frequency allows a particularly simple and cost-effective possibility of generating the excitation signal. While the variable generation of an excitation signal, for example over a defined frequency section in a repeated manner, is basically also possible with a method according to the invention, a constant frequency for the excitation signal can result in increased and accelerated detection. It is thus possible in this way for the detection signal to be evaluated in each gripping position specifically for the respective gripping position. In the case of excitation signals that vary variably over specific frequency ranges, it may otherwise be necessary to wait until a corresponding resonance is reached in a natural frequency situation that matches the current gripping position. However, this contradicts the desire of the present invention and its goal of providing an evaluation in real time. The frequency is preferably chosen in the audible range in order to ensure a particularly inexpensive and simple construction of the detection device. In particular, the amplitude is chosen so that it is below an ambient noise level and/or below an injection noise level, which will be explained in more detail later.
Von Vorteil ist es weiter, wenn bei einem erfindungsgemäßen Erkennungsverfahren bei der Auswertung des Resonanzsignals wenigstens einer der folgenden Parameter berücksichtigt wird: It is also advantageous if at least one of the following parameters is taken into account when evaluating the resonance signal in a detection method according to the invention:
Obertöne, overtones,
Dämpfung der Obertöne, Vorhandensein einer Eigenfrequenz. attenuation of overtones, presence of a natural frequency.
Bei der voranstehenden Aufzählung handelt es sich um eine nicht abschließende Liste. Die Parameter können direkt akustisch, beispielsweise durch Filtertechnik oder aber digital durch Auswertung mithilfe von Algorithmen oder Kennfeldern, zur Verfügung gestellt sein. Bevorzugt ist es jedoch, wenn bei einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Erkennungsverfahrens eine künstliche Intelligenz die Auswertung des Resonanzsignals übernimmt. The above list is a non-exhaustive list. The parameters can be made available directly acoustically, for example through filter technology, or else digitally through evaluation using algorithms or characteristic diagrams. However, it is preferred if, in an embodiment of the detection method according to the invention, an artificial intelligence takes over the evaluation of the resonance signal.
Vorteilhaft ist es daher, wenn für die Auswertung des Resonanzsignals eine künstliche Intelligenz verwendet wird. Diese kann beispielsweise gewichtete neuronale Netzwerke aufweisen, wobei das Training der künstlichen Intelligenz, beispielsweise vorab durch das Einspielen von Tonleitern, auf einem ähnlichen oder identischen Blasinstrument erfolgt ist. Dabei können auch bewusst falsche oder fehlerhafte Tonleitern eingespielt werden. Auch ist es möglich, dass eine solche trainierte künstliche Intelligenz personalisiert wird, indem beispielsweise der Nutzer, beim Durchführen des Erkennungsverfahrens oder vorab, seine eigenen Tonleitern einspielt, sodass er die von ihm gewünschten Töne durch die definierte Abfolge in der Tonleiter der künstlichen Intelligenz vorgibt, welche auf dieser Basis die während der Durchführung der Tonleiter entstehenden Resonanzsignale diesem Wunsch zuordnet und in der Gewichtung der künstlichen Intelligenz speichert. Alternativ oder zusätzlich sind selbstverständlich auch klassische Kennfelder oder algorithmische Zusammenhänge einsetzbar. It is therefore advantageous if artificial intelligence is used for the evaluation of the resonance signal. This can have, for example, weighted neural networks, the artificial intelligence being trained, for example in advance by playing scales, on a similar or identical wind instrument. Deliberately wrong or faulty scales can also be recorded. It is also possible that such a trained artificial intelligence is personalized, for example by the user playing in his own scales when carrying out the recognition method or beforehand, so that he specifies the tones he wants through the defined sequence in the scale of the artificial intelligence, which, on this basis, assigns the resonance signals generated during the performance of the scale to this wish and saves it in the weighting of the artificial intelligence. As an alternative or in addition, it is of course also possible to use classic characteristic diagrams or algorithmic relationships.
Von Vorteil ist es ebenfalls, wenn bei einem erfindungsgemäßen Erkennungsverfahren das Greifpositionssignal eine Identifizierungsinformation zur Identifikation einer falschen Greifposition und/oder eine Korrekturinformation zur Korrektur einer falschen Greifposition aufweist. Eine falsche Greifposition ist dann gegeben, wenn diese beispielsweise von einer Standard-Greifposition abweicht, oder letztere nicht korrekt realisiert wird, weil die vorgeschriebenen Löcher oder sonstige Öffnungen im Instrumentenhohlraum nicht ganz offen oder nicht ganz geschlossen bleiben. In beiden Fällen ist es möglich, diese falsche Greifposition zu identifizieren. Falls vom Nutzer gewünscht, bietet sich hier die Möglichkeit zu einer automatischen Korrektur an, wobei auf Basis der falschen Greifposition und der Identifizierungsinformation eine mit hoher Wahrscheinlichkeit passende korrekte Greifposition vorgeschlagen wird. Weitere Vorteile bringt es mit sich, wenn bei einem erfindungsgemäßen Erkennungsverfahren auf Basis des Greifpositionssignals und insbesondere zusätzlich auf Basis wenigstens eines Einblasparameters ein Ton digital erzeugt wird. Dieser digital erzeugte Ton kann beispielsweise direkt an einen Kopfhörer und damit an den Nutzer ausgegeben werden. Ein entsprechender Soundprozessor zum Erzeugen eines digitalen Tons kann dabei in die Erkennungsvorrichtung integriert sein. Gleiches gilt auch für eine mögliche Integration eines Verstärkers für diesen digital erzeugten Ton sowie entsprechende Schnittstellen zu Kommunikationsmitteln oder sogar zu Aufnahmemitteln in einem Musikstudio. Im Zusammenhang mit der oben erwähnten Möglichkeit zur Identifikation einer falschen Greifposition ist es besonders vorteilhaft, wenn auch falsche Töne, falsch im Sinne von „falsch oder ungenau gegriffen“, einen entsprechenden digitalen Ton zur Folge haben, welcher so modelliert wird, dass er dem falsch oder ungenau gegriffenen Ton am originalen Instrument möglichst entspricht. Auf diese Weise wird hier ein pädagogisch wertvoller Feedbackkreis geschlossen, welcher es dem Nutzer ermöglicht, die richtige Technik für das originale Instrument auch durch die Verwendung der Erfindung zu erlernen. Somit wird es möglich, einen Lerneffekt für den Nutzer wie bei normaler Nutzung des Instruments zur Verfügung zu stellen. It is also advantageous if, in a detection method according to the invention, the gripping position signal has identification information for identifying an incorrect gripping position and/or correction information for correcting an incorrect gripping position. An incorrect gripping position is given when it deviates from a standard gripping position, for example, or the latter is not implemented correctly because the prescribed holes or other openings in the instrument cavity do not remain completely open or not completely closed. In both cases it is possible to identify this incorrect gripping position. If desired by the user, there is the option of an automatic correction, with a high probability of a correct gripping position being suggested on the basis of the incorrect gripping position and the identification information. There are further advantages if, in a detection method according to the invention, a tone is generated digitally on the basis of the gripping position signal and in particular additionally on the basis of at least one blow-in parameter. This digitally generated sound can, for example, be output directly to headphones and thus to the user. A corresponding sound processor for generating a digital sound can be integrated into the recognition device. The same also applies to the possible integration of an amplifier for this digitally generated sound and corresponding interfaces to means of communication or even to recording means in a music studio. In connection with the above-mentioned possibility of identifying an incorrect gripping position, it is particularly advantageous if incorrect tones, wrong in the sense of "wrongly or imprecisely gripped", result in a corresponding digital tone, which is modeled in such a way that it is incorrect or imprecisely fingered tone on the original instrument. In this way, a pedagogically valuable feedback loop is closed here, which enables the user to learn the right technique for the original instrument by using the invention. Thus, it becomes possible to provide a learning effect for the user as in normal use of the instrument.
Zusätzlich ist ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ein Computerprogrammprodukt, umfassend Befehle, die bei der Ausführung auf einem Computer diesen veranlassen, die Schritte eines Erkennungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung auszuführen. Damit bringt ein erfindungsgemäßes Computerprogrammprodukt die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf ein erfindungsgemäßes Erkennungsverfahren erläutert worden sind. In addition, an object of the present invention is a computer program product comprising instructions which, when executed on a computer, cause it to carry out the steps of a recognition method according to the present invention. A computer program product according to the invention thus brings with it the same advantages as have been explained in detail with reference to a detection method according to the invention.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es zeigen schematisch: Further advantages, features and details of the invention result from the following description, in which exemplary embodiments of the invention are described in detail with reference to the drawings. The features mentioned in the claims and in the description can each be essential to the invention individually or in any combination. They show schematically:
Fig. 1 eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Blasinstruments, Fig. 2 die Ausführungsform der Figur 1 in anderer Greifposition,1 shows an embodiment of a wind instrument according to the invention, 2 shows the embodiment of FIG. 1 in a different gripping position,
Fig. 3 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Erkennungsvorrichtung, 3 shows an embodiment of a detection device according to the invention,
Fig. 4 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Erkennungsvorrichtung, 4 shows a further embodiment of a detection device according to the invention,
Fig. 5 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Erkennungsvorrichtung, 5 shows a further embodiment of a detection device according to the invention,
Fig. 6 eine Möglichkeit für ein Erregungssignal und Fig. 6 a possibility for an excitation signal and
Fig. 7 eine weitere Möglichkeit für ein Erregungssignal. 7 shows another possibility for an excitation signal.
Die Figuren 1 und 2 zeigen eine Ausführungsform eines Blasinstruments 100. Dieses Blasinstrument 100 kann beispielsweise eine Querflöte sein. Gut zu erkennen ist der Instrumentenkörper 130, welcher bei einer Querflöte beispielsweise aus Metall ist. Innerhalb dieses Instrumentenkörpers 130 ist ein Instrumentenhohlraum 110 ausgebildet, in welchem sich im normalen Instrumentenbetrieb eine Luftsäule ausbildet, welche durch das Einblasen in ein Mundstück (nicht dargestellt in den Figuren 1 und 2) vom Benutzer des Blasinstruments 100 eingebracht wird. Die Luftsäule gerät durch das Einblasen in Schwingung, wobei die Schwingungsfrequenz und damit die Tonhöhe durch das Öffnen und Schließen der Instrumentenöffnungen 120 in definierter Weise beeinflusst werden kann. FIGS. 1 and 2 show an embodiment of a wind instrument 100. This wind instrument 100 can be a transverse flute, for example. The instrument body 130, which in the case of a transverse flute is made of metal, for example, can be seen clearly. An instrument cavity 110 is formed within this instrument body 130, in which an air column is formed during normal instrument operation, which is introduced by the user of the wind instrument 100 by blowing it into a mouthpiece (not shown in FIGS. 1 and 2). The air column begins to oscillate as a result of being blown in, with the oscillation frequency and thus the pitch being able to be influenced in a defined manner by opening and closing the instrument openings 120 .
In den Figuren 1 und 2 sind nun unterschiedliche Greifpositionen GP dargestellt. In der Figur 1 sind nur die beiden Instrumentenöffnungen 120 am rechten Ende des Instrumentenkörpers 130 geschlossen. In der Figur 2 sind zusätzlich drei weitere Instrumentenöffnungen 120 von Fingern 200 des Nutzers des Blasinstruments 100 geschlossen. Im normalen Instrumentenbetreib führen diese beiden unterschiedlichen Greifpositionen GP der Figuren 1 und 2 zu unterschiedlichen Tönen beim Einblasen in den Einblasabschnitt des realen Mundstückes. Um nun bei gleicher Handhabung identische digitale Tonerzeugungen zu gewährleisten, ist das Blasinstrument 100 dieser Ausführungsform mit einer Erkennungsvorrichtung 10 ausgestattet. Diese Erkennungsvorrichtung 10 ist als Erkennungsmundstück 140 zur Verfügung gestellt und ersetzt das reale Mundstück des Blasinstruments 100. Der Benutzer des Blasinstruments 100 dieser Ausführungsform bläst nun einen Ein- blas-Luftstrom über eine Einblasöffnung 146 in einen Einblasabschnitt 142 des Mundstücks 140 ein. Beim Einblasen können zusätzliche Einblasparameter, wie Ein- blasdruck oder Einblaswinkel, erkannt und erfasst werden. Um einen Überdruck im Einblasabschnitt 142 zu vermeiden, ist dieser mit einer Auslassöffnung 148 versehen, um das Spielgefühl einem realen Mundstück nachzuempfinden. Different gripping positions GP are shown in FIGS. In FIG. 1, only the two instrument openings 120 at the right-hand end of the instrument body 130 are closed. In FIG. 2, three additional instrument openings 120 are closed by fingers 200 of the user of the wind instrument 100. In normal instrument operation, these two different gripping positions GP in FIGS. 1 and 2 lead to different tones when blowing into the blowing-in section of the real mouthpiece. In order to ensure identical digital tone generation with the same handling, the wind instrument 100 of this embodiment is equipped with a detection device 10 . This detection device 10 is provided as a detection mouthpiece 140 and replaces the real mouthpiece of the wind instrument 100. The user of the wind instrument 100 of this embodiment now blows an injection air stream into an injection section 142 of the mouthpiece 140 via an injection opening 146 . When blowing in, additional blowing parameters such as blowing pressure or blowing angle can be detected and recorded. In order to avoid excess pressure in the injection section 142, this is provided with an outlet opening 148 in order to imitate the playing feel of a real mouthpiece.
Getrennt vom Einblasabschnitt 142 ist im Mundstück 140 dieser Ausführungsform ein Resonanzabschnitt 144 ausgebildet. In diesem ist die Kernfunktionalität zur Erkennung der Greifpositionen GP eingebracht. Mithilfe einer Öffnung 24 ist eine fluidkommunizierende Verbindung über eine Gegen-Öffnung 132 mit dem Instrumentenhohlraum 110 hergestellt. Die mechanische Festlegung in dieser Nutzungsposition erfolgt durch die Befestigung des Mundstücks 140 über die Befestigungsschnittstelle 22 an der Gegen-Befestigungsschnittstelle 132. Für die Nutzung wird nun ein Erregungssignal ES von einem Erzeugungsmittel 30, beispielsweise in Form eines Lautsprechers, ausgegeben. Das Erregungssignal ES ist dabei vorzugsweise von konstanter Frequenz und geringer Amplitude, typischerweise auch von geringerer Amplitude als das Einblasgeräusch. Darüber hinaus ist die Frequenz des Erregungssignals ES vorzugsweise im hörbaren Bereich angeordnet. A resonant portion 144 is formed separately from the blowing portion 142 in the mouthpiece 140 of this embodiment. The core functionality for recognizing the gripping positions GP is introduced in this. A fluid-communicating connection is established with the instrument cavity 110 via a counter-opening 132 with the aid of an opening 24 . It is mechanically fixed in this position of use by attaching the mouthpiece 140 to the counter attachment interface 132 via the attachment interface 22. For use, an excitation signal ES is now output by a generating means 30, for example in the form of a loudspeaker. The excitation signal ES is preferably of a constant frequency and low amplitude, typically also of a lower amplitude than the injection noise. In addition, the frequency of the excitation signal ES is preferably arranged in the audible range.
Durch das Einbringen des Erregungssignals ES in den Instrumentenhohlraum 110 werden Schwingungen im Instrumentenkörper 130 angeregt, welche wiederum als Resonanzsignal RS innerhalb des Resonanzabschnitts 144 vom Empfangsmittel 40 empfangen werden können. Das Resonanzsignal RS hängt dabei spezifisch von der aktuellen Greifposition GP ab. Mit anderen Worten ist das Resonanzsignal RS bei der Greifposition GP der Figur 1 ein anderes als bei der Greifposition GP der Figur 2. Um beispielsweise diese beiden Resonanzsignale RS der beiden Figuren 1 und 2 voneinander zu unterscheiden, ist eine Auswerteeinheit 50 vorgesehen, welche beispielsweise durch den Einsatz künstlicher Intelligenz diese Auswertung vornehmen kann. Introduction of the excitation signal ES into the instrument cavity 110 excites vibrations in the instrument body 130 , which in turn can be received by the receiving means 40 as a resonance signal RS within the resonance section 144 . The resonance signal RS depends specifically on the current gripping position GP. In other words, the resonance signal RS in the gripping position GP in Figure 1 is different from that in the gripping position GP in Figure 2. In order, for example, to distinguish between these two resonance signals RS in both Figures 1 and 2, an evaluation unit 50 is provided, the use of artificial intelligence can carry out this evaluation.
Auf Basis der voranstehenden Beschreibung mit Bezug auf die Figuren 1 und 2 wird gut erkennbar, dass das Blasinstrument 100 nun in der vom Nutzer gewohnten Weise gehandhabt werden kann und insbesondere hinsichtlich der Haptik an dem Instrumentenkörper 130 identisch zur ursprünglichen Handhabung ist, da der identische reale Instrumentenkörper 130 verwendet wird. On the basis of the above description with reference to FIGS. 1 and 2, it is easy to see that the wind instrument 100 can now be handled in the manner accustomed by the user and in particular with regard to the haptics on the Instrument body 130 is identical to the original handling, since the identical real instrument body 130 is used.
In der Figur 3 ist eine Ausführungsform der Erkennungsvorrichtung 10 dargestellt, welche auf der genutzten Erkennungsvorrichtung 10 in den Figuren 1 und 2 basiert. Hier ist zusätzlich gut zu erkennen, dass nun von der Auswerteeinheit 50 ein Greifpositionssignal GS erzeugt wird. Darüber hinaus ist hier zusätzlich innerhalb des Einblasabschnitts 142 ein Einblasmikrofon 149 angeordnet. Dieses erlaubt es, Einblasgeräusche aufzunehmen und entweder akustisch auszuwerten oder in ein digital erzeugtes Signal einzumischen, um eine noch größere Realitätsnähe zu gewährleisten. Auch ist hier schematisch ein Sensormittel 150 dargestellt, welches beispielsweise mithilfe von Drucksensoren Einblasparameter erfassen kann. Bei der Ausführungsform der Figur 3 ist darüber hinaus eine parallele Ausgestaltung der Erzeugungsrichtung EZR des Erzeugungsmittels 30 und der Empfangsrichtung EMR des Empfangsmittels 40 dargestellt, welche zusätzlich noch, von der Öffnung 24 aus gesehen, versetzt angeordnet sind. Dies erlaubt es, eine Querbeeinflussung des Resonanzsignals RS durch direkt am Empfangsmittel 40 empfangenes Erregungssignal ES nahezu auszuschließen. FIG. 3 shows an embodiment of the recognition device 10 which is based on the recognition device 10 used in FIGS. It is also easy to see here that the evaluation unit 50 now generates a gripping position signal GS. In addition, a blow-in microphone 149 is additionally arranged here within the blow-in section 142 . This allows blow-in noise to be recorded and either evaluated acoustically or mixed into a digitally generated signal in order to ensure even greater realism. A sensor means 150 is also shown here schematically, which can detect injection parameters, for example, with the aid of pressure sensors. In the embodiment of FIG. 3, a parallel configuration of the generating direction EZR of the generating means 30 and the receiving direction EMR of the receiving means 40 is also shown, which are additionally arranged offset as seen from the opening 24 . This makes it possible to almost rule out a cross-influence on the resonance signal RS by the excitation signal ES received directly at the receiving means 40 .
In der Figur 4 ist eine Erkennungsvorrichtung 10 einer besonders einfachen Ausführungsform dargestellt. Hier ist kein Mundstück dargestellt, sondern eine Erkennungsvorrichtung ohne Einblasabschnitt 142, und damit ausschließlich Zur verfügungstellung der Resonanzfunktion. Diese kann auf dem Instrumentenhohlraum 120 von beiden Seiten, demnach also auch von der Abgabeseite her, aufgesetzt werden. FIG. 4 shows a detection device 10 of a particularly simple embodiment. No mouthpiece is shown here, but rather a detection device without a blow-in section 142, and thus exclusively providing the resonance function. This can be placed on the instrument cavity 120 from both sides, ie also from the dispensing side.
In der Figur 5 ist eine Weiterbildung dargestellt, bei welcher eine winklige Ausrichtung zwischen Empfangsrichtung EMR und Erzeugungsrichtung EZR dargestellt ist. A further development is shown in FIG. 5, in which an angular orientation between the receiving direction EMR and the generating direction EZR is shown.
In den Figuren 6 und 7 sind schematisch zwei Möglichkeiten für die Einbringung eines Erregungssignals ES dargestellt. Bevorzugt wird eine konstante Einbringung des Erregungssignals ES über die Zeit, vorzugsweise mit konstanter Frequenz und/oder konstanter Amplitude. Es kann jedoch auch in Einsatzsituationen Vorteile mit sich bringen, wenn die Erzeugung des Erregungssignals ES gemäß der Figur 8 gepulst erfolgt. Eine gepulste Erregung kann beispielsweise dann sinnvoll sein, wenn eine Unterscheidung von Umgebungsgeräuschen oder Hintergrundgeräuschen gewünscht ist. Die voranstehende Erläuterung beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Two possibilities for the introduction of an excitation signal ES are shown schematically in FIGS. A constant introduction of the excitation signal ES over time, preferably with a constant frequency and/or constant amplitude, is preferred. However, it can also bring advantages in operational situations if the excitation signal ES is generated in a pulsed manner in accordance with FIG. A pulsed excitation can be useful, for example, if a differentiation from ambient noise or background noise is desired. The above explanation describes the present invention solely within the framework of examples.
Bezugszeichenliste reference list
10 Erkennungsvorrichtung 10 detection device
20 Grundkörper 20 basic bodies
22 Befestigungsschnittstelle 22 mounting interface
24 Öffnung 24 opening
30 Erzeugungsmittel 30 means of production
40 Empfangsmittel 40 receiving means
50 Auswerteeinheit 50 evaluation unit
100 Blasinstrument 100 wind instrument
110 Instrumentenhohlraum 110 instrument cavity
120 Instrumentenöffnung 120 instrument opening
130 Instrumentenkörper 130 instrument bodies
132 Gegen-Befestigungsschnittstelle132 counter-mounting interface
134 Gegen-Öffnung 134 counter-opening
140 Mundstück 140 mouthpiece
142 Einblasabschnitt 142 Blowing Section
144 Resonanzabschnitt 144 resonance section
146 Einblasöffnung 146 injection port
148 Auslassöffnung 148 outlet port
149 Einblasmikrofon 149 blow-in microphone
150 Sensormittel 150 sensor means
200 Finger 200 fingers
GP Greifposition GP gripping position
ES Erregungssignal ES excitation signal
RS Resonanzsignal RS resonance signal
GS Greifpositionssignals GS grab position signal
EZR Erzeugungsrichtung EZR generation direction
EMR Empfangsrichtung EMR receiving direction

Claims

Patentansprüche patent claims
1 . Erkennungsvorrichtung (10) für eine Erkennung von unterschiedlichen Greifpositionen (GP) an einem Blasinstrument (100) mit einem Instrumentenhohlraum (110) mit verschließbaren Instrumentenöffnungen (120), aufweisend einen Grundkörper (20) mit einer Befestigungsschnittstelle (22) mit einer Öffnung (24) zur Befestigung an einer Gegen-Befestigungsschnittstelle (132) mit einer Gegen-Öffnung (134) des Blasinstruments (100) für eine fluidkommunizierende Verbindung zwischen der Öffnung (24) und der Gegen-Öffnung (134), weiter aufweisend Erzeugungsmittel (30) zum Erzeugen eines Erregungssignals (ES) und zum Senden des Erregungssignals (ES) über die Öffnung (24) der Befestigungsschnittstelle (22) in den Instrumentenhohlraum (110) und ein Empfangsmittel (40) zum Empfangen eines Resonanzsignals (RS) des Blasinstruments (100) aus dem Instrumentenhohlraum (110) über die Öffnung (24), welches durch das Erregungssignal (ES) wenigstens teilweise angeregt worden ist, weiter aufweisend eine Auswerteeinheit (50) zum Auswerten des Resonanzsignals (RS) hinsichtlich unterschiedlicher Greifpositionen (GP) an dem Blasinstrument (100) und zum Ausgeben eines Greifpositionssignals (GS) auf Basis einer erkannten Greifposition (GP). 1 . Detection device (10) for detecting different gripping positions (GP) on a wind instrument (100) with an instrument cavity (110) with closable instrument openings (120), having a base body (20) with a fastening interface (22) with an opening (24) for attachment to a mating attachment interface (132) having a mating port (134) of the wind instrument (100) for fluidly communicating communication between the port (24) and the mating port (134), further comprising generating means (30) for generating an excitation signal (ES) and for sending the excitation signal (ES) via the opening (24) of the attachment interface (22) into the instrument cavity (110) and receiving means (40) for receiving a resonance signal (RS) of the wind instrument (100) from the Instrument cavity (110) via the opening (24), which has been at least partially excited by the excitation signal (ES), further comprising an evaluation unit eit (50) for evaluating the resonance signal (RS) with regard to different gripping positions (GP) on the wind instrument (100) and for outputting a gripping position signal (GS) on the basis of a detected gripping position (GP).
2. Erkennungsvorrichtung (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (20) als Mundstück (140) für das Blasinstrument (100) ausgebildet ist mit einem Einblasabschnitt (142) und einem Resonanzabschnitt (144), wobei der Resonanzabschnitt (144) zumindest das Erzeugungsmittel (30) und das Empfangsmittel (40) aufweist und akustisch und/oder fluiddicht von dem Einblasabschnitt (142) getrennt ist. 2. Detection device (10) according to Claim 1, characterized in that the base body (20) is designed as a mouthpiece (140) for the wind instrument (100) with a blow-in section (142) and a resonance section (144), the resonance section (144 ) has at least the generating means (30) and the receiving means (40) and is acoustically and/or fluid-tightly separated from the injection section (142).
Erkennungsvorrichtung (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Einblasabschnitt (142) eine Einblasöffnung (146) aufweist zum Einbringen eines Einblas-Luftstroms, wobei der Einblasabschnitt (142) wenigstens ein Sensormittel (150) aufweist zur Erfassung wenigstens eines Ein- blasparameters, insbesondere eines der folgenden: Detection device (10) according to Claim 2, characterized in that the injection section (142) has an injection opening (146) for introducing an injection air flow, the injection section (142) having at least one sensor means (150) for detecting at least one injection parameter , specifically any of the following:
- Einblaswinkel - Injection angle
- Einblasgeschwindigkeit - blowing speed
- Einblasdruck - injection pressure
- Einblasmenge Erkennungsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Einblasabschnitt (142) eine Auslassöffnung (148) aufweist zum Auslass eines Einblas-Luftstroms aus dem Einblasabschnitt (142). Erkennungsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Einblasabschnitt (142) ein Einblasmikrofon (149) aufweist für eine Aufnahme eines Einblasgeräusches. Erkennungsvorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Erzeugungsmittel (30) einen Erzeugungslautsprecher zum Erzeugen eines akustischen Signals als Erregungssignals (ES) aufweist und das Empfangsmittel (40) ein Empfangsmikrofon zum Empfangen des Resonanzsignals (RS) als akustisches Signal aufweist. Erkennungsvorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Erzeugungsmittel (30) eine Erzeugungsrichtung (EZR) zur Abgabe des Erregungssignals (ES) aufweist, welche an einer Empfangsrichtung (EMR) des Empfangsmittels (40) vorbeigerichtet ist. Blasinstrument (100) mit einem Instrumentenhohlraum (110) mit verschließbaren Instrumentenöffnungen (120), weiter aufweisend eine Erkennungsvorrichtung (10) mit den Merkmalen eines der Ansprüche 1 bis 7, insbesondere in Form eines Mundstücks (140). Erkennungsverfahren für eine Erkennung von unterschiedlichen Greifpositionen (GP) an einem Blasinstrument (100) mittels einer Erkennungsvorrichtung (10) mit den Merkmalen eines der Ansprüche 1 bis 7, aufweisend die folgenden Schritte: - Blowing amount detection device (10) according to any one of claims 2 or 3, characterized in that the blowing section (142) has an outlet opening (148) for the outlet of a blowing air flow from the blowing section (142). A detection device (10) according to any one of claims 2 to 4, characterized in that the blowing section (142) has a blowing microphone (149) for picking up a blowing noise. Detection device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the generating means (30) has a generating loudspeaker for generating an acoustic signal as an excitation signal (ES) and the receiving means (40) has a receiving microphone for receiving the resonance signal (RS) as an acoustic signal having. Detection device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the generating means (30) has a generating direction (EZR) for emitting the excitation signal (ES) which is directed past a receiving direction (EMR) of the receiving means (40). Wind instrument (100) with an instrument cavity (110) with closable instrument openings (120), further having a detection device (10) with the features of one of Claims 1 to 7, in particular in the form of a mouthpiece (140). Detection method for detecting different gripping positions (GP) on a wind instrument (100) by means of a detection device (10) having the features of one of Claims 1 to 7, having the following steps:
- Erzeugen eines Erregungssignals (ES), - generating an excitation signal (ES),
- Einbringen des erzeugten Erregungssignals (ES) in einen Instrumentenhohlraum (110) des Blasinstruments (100), - introducing the generated excitation signal (ES) into an instrument cavity (110) of the wind instrument (100),
- Erfassen von wenigstens einem zumindest teilweise von dem Erregungssignal (ES) erzeugten Resonanzsignal (RS) aus dem Instrumentenhohlraum (110), - detecting at least one resonance signal (RS) generated at least partially by the excitation signal (ES) from the instrument cavity (110),
- Auswerten des Resonanzsignals (RS) hinsichtlich unterschiedlicher Greifpositionen (GP) an dem Blasinstrument (100), - Evaluation of the resonance signal (RS) with regard to different gripping positions (GP) on the wind instrument (100),
- Ausgeben eines Greifpositionssignals (GS) auf Basis der erkannten Greifposition (GP). Erkennungsverfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Erregungssignal (ES) über einen Erzeugungszeitraum kontinuierlich oder im Wesentlichen kontinuierlich erzeugt wird. Erkennungsverfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Erregungssignal (ES) über einen Erzeugungszeitraum mit einer konstanten oder im Wesentlichen konstanten Frequenz und/oder konstanter oder im Wesentlichen konstanter Amplitude erzeugt wird. Erkennungsverfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass bei der Auswertung des Resonanzsignals (RS) wenigstens einer der folgenden Parameter berücksichtigt wird: - Outputting a gripping position signal (GS) based on the detected gripping position (GP). Detection method according to Claim 9, characterized in that the excitation signal (ES) is generated continuously or substantially continuously over a generation period. Detection method according to one of Claims 9 to 10, characterized in that the excitation signal (ES) is generated over a generation period with a constant or essentially constant frequency and/or constant or essentially constant amplitude. Detection method according to one of Claims 9 to 11, characterized in that at least one of the following parameters is taken into account when evaluating the resonance signal (RS):
- Obertöne - Overtones
Dämpfung der Obertöne Attenuation of the overtones
Vorhandensein einer Eigenfrequenz 22 Erkennungsverfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass für die Auswertung des Resonanzsignals (RS) eine künstliche Intelligenz verwendet wird. Erkennungsverfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Greifpositionssignal (GS) eine Identifizierungsinformation zur Identifikation einer falschen Greifposition (GP) und/oder eine Korrekturinformation zur Korrektur einer falschen Greifposition (GP) aufweist. Erkennungsverfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass auf Basis des Greifpositionssignals (GS) und insbesondere zusätzlich auf Basis wenigstens eines Einblasparameters ein Ton digital erzeugt wird. Computerprogrammprodukt, umfassend Befehle, die bei der Ausführung auf einem Computer diesen veranlassen die Schritte eines Erkennungsverfahrens mit den Merkmalen eines der Ansprüche 9 bis 15 auszuführen. presence of a natural frequency 22 detection method according to one of claims 9 to 12, characterized in that an artificial intelligence is used for the evaluation of the resonance signal (RS). Detection method according to one of Claims 9 to 13, characterized in that the gripping position signal (GS) has identification information for identifying an incorrect gripping position (GP) and/or correction information for correcting an incorrect gripping position (GP). Detection method according to one of Claims 9 to 14, characterized in that a tone is generated digitally on the basis of the gripping position signal (GS) and in particular additionally on the basis of at least one blow-in parameter. Computer program product, comprising instructions which, when executed on a computer, cause this to carry out the steps of a recognition method having the features of one of claims 9 to 15.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20190156808A1 (en) * 2015-07-23 2019-05-23 Audio Inventions Limited Apparatus for a reed instrument
US20200005752A1 (en) * 2017-01-25 2020-01-02 Audio Inventions Limited Transducer apparatus for a labrosone and a labrosone having the transducer apparatus
US20200357367A1 (en) * 2017-01-25 2020-11-12 Audio Inventions Limited Transducer apparatus for an edge-blown aerophone and an edge-blown aerophone having the transducer apparatus

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3346008B2 (en) * 1993-12-28 2002-11-18 カシオ計算機株式会社 Electronic wind instrument
JP5034406B2 (en) * 2006-09-22 2012-09-26 ヤマハ株式会社 Electronic wind instrument
US8822804B1 (en) * 2013-02-09 2014-09-02 Vladimir Vassilev Digital aerophones and dynamic impulse response systems

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20190156808A1 (en) * 2015-07-23 2019-05-23 Audio Inventions Limited Apparatus for a reed instrument
US20200005752A1 (en) * 2017-01-25 2020-01-02 Audio Inventions Limited Transducer apparatus for a labrosone and a labrosone having the transducer apparatus
US20200357367A1 (en) * 2017-01-25 2020-11-12 Audio Inventions Limited Transducer apparatus for an edge-blown aerophone and an edge-blown aerophone having the transducer apparatus

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