TONHÖHENSTEUERUNG

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur selbsttätigen Tonhöhenkorrektur gemäß einer harmonieabhängigen variablen Stimmung, insbesondere der harmonischen Stimmung, für ein Musikinstrument mit einer Eingabeeinrichtung zur Eingabe von Noteneingabesignalen in einer vorgegebenen festen Stimmung, insbesondere der gleichschwebend temperierten Stimmung, und mit einer Ton-Erzeugungseinrichtung, an die die Noteneingabesignale anlegbar sind, mit den folgenden Schritten:

a) bei einem einem Akkord entsprechenden Eingabesignalmuster stellt man durch Vergleich mit Musterakkorden einer vorgegebenen Menge an Akkordmustern fest, ob eines dieser Akkordmuster vorliegt;

b) bei Vorliegen eines Akkordmusters wird das Eingabesignalmuster durch ein entsprechend diesem Akkordmuster korrigiertes Eingabesignalmuster ersetzt und an die Ton-Erzeugungseinrichtung angelegt, wobei man das einem vorbestimmten Grundton des jeweiligen Akkordmusters zugeordnete Signal der Signalmuster entsprechend der vorgegebenen festen Stimmung festlegt und die den übrigen Tönen des Akkordmusters zugeordneten Signale des Signalmusters, vom Grundton ausgehend, entsprechend der variablen Stimmung korrigiert.

[0002] Das seit langem bekannte Problem bei der Wahl der Stimmung liegt darin, daß die im Züge der Entwicklung der Mehrstimmigkeit bevorzugte "harmonisch reine Stimmung" zwar besonders angenehm anzuhörende Akkordklänge ergibt aufgrund der teilweisen Übereinstimmung von Oberschwingungen und Grundschwingungen der Akkordtöne; der Übergang von einer Tonart zur anderen erfordert jedoch eine entsprechende Anpassung der Stimmung (selbst innerhalb einer harmonisch gestimmten Tonart gibt es Akkorde mit einem der harmonisch reinen Stimmung nicht entsprechenden Frequenzverhältnis). Um bei Instrumenten, die während des Spiels ihre Stimmung nicht verändern können (z.B. die Tasteninstrumente Klavier oder Orgel), das Spiel in verschiedenen Tonarten sowie die Modulation von einer Tonart zur anderen zu ermöglichen, werden diese Instrumente in einer vorgegebenen festen Stimmung gestimmt, bei welcher die Akkorde in den in Frage kommenden Tonarten mehr oder weniger gleich gut (bzw. gleich schlecht) klingen. Ein Beispiel für eine derartige feste Stimmung ist die temperierte Stimmung nach Johann Sebastian Bach. Es sind jedoch auch andere feste Stimmungen vorgeschlagen worden, insbesondere die Barockstimmungen "Werckmeister" und "Kirnberger" (s. DE-C 25 58 716), die bestimmte Akkorde oder Tonarten bevorzugen, jedoch zu Lasten anderer Akkorde oder Tonarten.

[0003] Aus der DE-A-33 04 995 ist es bekannt, ein elektronisches Tasteninstrument mit manuell während des Spiels zu bedienenden Tonalitäts-Auswahltasten zu versehen, deren Betätigung zur Folge hat, daß das Tasteninstrument momentan harmonisch rein bezüglich der ausgewählten Tonalität (z.B. C-Dur Subdominante) gestimmt ist. Diese manuelle Bedienung stört den Spielfluß und setzt darüber hinaus voraus, daß der Spieler während des Spiels die jeweilige Tonalität sofort erkennt.

[0004] Aus der DE-A-35 45 986 ist ein elektronisch gesteuertes Musikinstrument bekannt, welches aufeinanderfolgende Töne daraufhin überprüft, ob sie einer Tonart zugeordnet werden können. Ist dies der Fall, so wird anschließend das Instrument auf die entsprechende Tonart, z.B. C-Dur oder e-Moll, harmonisch rein eingestimmt. Zur eindeutigen Identifizierung der jeweiligen Tonart werden die sieben Töne einer Oktave benötigt. Die Tonart-Identifizierung erfolgt also unter Umständen erst nach relativ langem Spiel oder überhaupt nicht. Wenn demnach ein Musikstück neu beginnt oder eine Modulation oder eine Rückung stattfindet, erklingen die dabei angeschlagenen Akkorde nicht harmonisch rein. Auch tonartferne Durchgangsnoten, wie diese bei Verzierungen oder chromatischen Durchgängen auftreten, veranlassen ein solches Instrument vorübergehend die tonal bestimmte harmonische Einstimmung zu veranlassen und erst nach einer Wartezeit ggf. wieder auf die alte oder eine neue Tonalität harmonisch rein einzustimmen. Ebenso stimmt ein solches Instrument nicht auf eine Tonart ein oder stimmt laufend um, wenn mehrstimmige Musik erklingt, die sich nicht auf eine Dur- oder Moll-Tonart festlegen läßt.

[0005] Aus der DE-B-30 23 578 ist eine Schaltungsanordnung zum Identifizieren des Akkordtyps und seines Grundtons bekannt, welche dazu dient, eine automatische Begleitung zu einer auf dem Instrument gespielten Melodiestimme zu erzeugen. Die WO-A-80/00110 zeigt ebenfalls eine Schaltungsanordnung zur Akkorderkennung mit der Möglichkeit, durch Drücken der einem Akkordgrundton zugeordneten Taste den gesamten Akkord erklingen zu lassen.

[0006] Aus der US-A-4 248 119 ist ein Verfahren der eingangs genannten Art bekannt, bei welchem nach Identifizierung des jeweiligen Akkords die Akkordtöne in Bezug auf den Akkordgrundton derart korrigiert werden, daß sich harmonisch reine Akkordstimmung ergibt. Der Akkordgrundton wird dabei nicht korrigiert, d.h. er entspricht der vorgegebenen festen (gleichschwebend temperierten) Stimmung. Bei diesem bekannten Verfahren ergeben sich also harmonisch rein gestimmte Akkorde. Es wurde jedoch erkannt, daß unmittelbar aufeinanderfolgend gespielte unterschiedliche Akkorde unangenehm klingen können, insbesondere dann, wenn in beiden Akkorden die gleichen Töne, jedoch in unterschiedlicher Funktion vorkommen. Aufgrund der jeweils akkordspezifischen und daher unterschiedlichen Frequenzkorrektur dieser Töne liegen sie in beiden Akkorden bei unterschiedlicher Tonhöhe, was bei entsprechend großem Frequenzunterschied als unangenehm empfunden wird.

[0007] Die Aufgabe der Erfindung liegt demgegenüber darin, ein Verfahren der eingangs genannten Art bekanntzugeben, mit welchem eine weitere Klangverbesserung erzielbar ist.

[0008] Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß man zusätzlich das dem Grundton zugeordnete Signal der Eingabesignalmuster gegenüber der vorgegebenen festen Stimmung korrigiert und die den übrigen Tönen des Akkordmusters zugeordneten Signale des Eingabesignalmusters, vom korrigierten Grundton ausgehend, entsprechend der variablen Stimmung korrigiert, wobei man das dem Grundton eines Akkords zugeordnete Signal derart korrigiert, daß der entsprechend korrigierte, von der Tonerzeugungseinrichtung abgegebene Ton höher oder tiefer liegt als der Grundton in der vorgegebenen festen Stimmung, je nachdem, ob die entsprechend dem Eingabesignalmuster korrigierten Akkordtöne im Mittel tiefer bzw. höher liegen als die unkorrigierten Akkordtöne in der festen Stimmung.

[0009] Durch diese erfindungsgemäße Maßnahme ergibt sich eine Art Angleichung aufeinanderfolgender Akkorde mit der Folge, daß die Frequenzdifferenzen gleicher Töne reduziert sind. Aufeinanderfolgende Akkorde klingen spürbar besser.

[0010] Besonders bevorzugt wird das dem Grundton eines Akkords zugeordnete Signal derart korrigiert, daß die Verschiebung einer mittleren Frequenz der Akkordtöne aufgrund der Korrektur der Akkordtöne durch das Signalmusterwenigstens angenähert kompensiert wird. Im Falle der Verwendung von relative Frequenzänderungen angebenden Korrektursignalen wird vorgeschlagen, daß man das dem Grundton eines Akkords zugeordnete Signal mit einem eine relative Frequenzänderung angebenden Zusatzkorrektursignal korrigiert, welches dem Mittelwert der ebenfalls relative Frequenzänderung angebenden Korrektursignale für die Eingabesignale den Betrag nach, jedoch mit umgekehrten Vorzeichen, entspricht.

[0011] Durch diese Zusatzkorrektur werden gleichnamige Töne in Akkorden, die sich als Stufen einer einzigen Tonart darstellen lassen, nur soweit umgestimmt, daß diese Umstimmung unterhalb der Hörbarkeitsgrenze liegt. Ein Beispiel wäre der Ton E in D-Dur, als Terz der Stufe I, C-E-G, als Grundton der Stufe III, E-G-H oder als Quinte der Stufe VI, A-C-E. Es erfolgt also eine tonartunabhängige aber tonartfreundliche Umstimmung.

[0012] Eine besondere Beachtung muß bei kleinen Dur-Septakkorden dem Ton mit der Funktion der kleinen Septime im Akkord geschenkt werden. In temperierter Stimmung weist dieser Ton den Wert von 1000 Cents im Verhältnis zum Grundton des Akkordes auf. In historischer Zeit wurde die kleine Septime einer Tonleiter häufig auf den Wert 7/4 zum Grundton eingestimmt, was dem Frequenzverhältnis des 7. Obertones einer Naturtonreihe entspricht. Dieser Wert ist jedoch für die heutige Musizierpraxis unbrauchbar, da er mit 969 Cents zu weit entfernt vom Wert der temperierten Stimmung ist.

[0013] Einen brauchbaren Wert bietet das Frequenzverhältnis, wie es im Dominantseptakkord innerhalb einer harmonisch gestimmten Dur-Tonleiter vorkommt. Im Dominantseptakkord wird der Grundton durch die Quinte der betreffenden Tonart gebildet, die kleine Septime dagegen durch die Quarte der darüberliegenden Oktave. Die Quinte hat ein Freqeunzverhältnis von 3/2 zum Grundton der Tonart, die darüberliegende Quarte der nächsten Oktave ein Verhältnis von 2x4/3 = 8/3 zum Grundton der Tonart. Also verhält sich die kleine Septime des Dominantseptakkords zu dessen Grundton wie 8/3:3/2 = 16/9. Dies entspricht 997 Cents zum Akkordgrundton. Nach Ausführung der schon erwähnten Zusatzkorrektur hat dieser Ton im kleinen Durseptakkord eine Korrektur von vorzugsweise +1 Cent zur Frequenz der temperierten Stimmung, was sich gut anhört.

[0014] Bei einem kleinen Mollseptakkord hat dagegen der Ton mit der Funktion der kleinen Septime im Akkord den üblichen Wert von 6 : 5 zur Quinte, was einem bestand von 1018 Cents zum Grundton entspricht.

[0015] Um lediglich einen Akkordmustervergleich in dem einer Oktave entsprechenden 12-Ton-Raum vornehmen zu müssen, wird vorgeschlagen, daß man das Eingabesignalmuster auf eine vorgegebene Oktave (Definitionsoktave) projiziert und mit den sich ebenfalls jeweils auf eine Oktave beschränkenden Akkordmustern der vorgegebenen Menge an Akkordmustern vergleicht.

[0016] Dieser Vergleich kann bei einer ersten Alternative dadurch vorgenommen werden, daß man das Eingabesignalmuster innerhalb der Definitionsoktave solange als Ganzes halbtonweise verschiebt und dabei die Verschiebeschritte zählt, bis ein Signal an einem vorgegebenen Ende der Definitionsoktave liegt, und daß man das in dieser Weise verschobene Signalmuster mit den Akkordmustern der vorgegebenen Menge an Akkordmustern vergleicht, wobei bei den Akkordmustern jeweils ebenfalls ein Akkordton am vorgegebenen Ende der Oktave liegt.

[0017] Man kann jedoch auch so vorgehen, daß man die Akkordmuster der vorgebenen Menge an Akkordmustern innerhalb der Oktave zyklisch halbtonweise verschiebt und dabei die Verschiebeschritte zählt und die auf diese Weise verschobenen Akkordmuster jeweils mit dem unverschobenen Eingabesignalmuster vergleicht. Die erste Alternative hat den Vorteil, daß man mit einer geringen Anzahl von Verschiebeschritten auskommt. Die zweite Alternative hat den Vorteil, daß man lediglich ein einziges Akkordmuster pro Akkord-Typus zu vergleichen hat, wenn auch mit längerer Rechenzeit, wohingegen bei der ersten Alternative, beispielsweise bei einem Dur-Dreiklang, insgesamt drei diesem Dreiklang zugeordnete Akkordmuster mit dem Eingabesignalmuster zu vergleichen sind.

[0018] Um bei Vorliegen eines der Akkordmuster das Eingabesignalmuster durch ein entsprechend korrigiertes Eingabesignalmuster ersetzen zu können, sind den Akkordmustern der vorgegebenen Menge an Akkordmustern Signalmuster zugeordnet, die entweder bereits den korrigierten Eingabesignalen entsprechen können (beispielsweise durch Angabe der jeweiligen Tonfrequenz oder die, bevorzugt, Korrektursignale für die Eingabesignale bilden.

[0019] Damit sich die den Akkordmustern zugeordneten Signalmuster ebenfalls auf eine Oktave beschränken können, wird, zur einfachen Berücksichtigung der anfänglichen Verschiebung des Eingabesignalmusters bzw. der Akkordmuster, vorgeschlagen, daß man bei Übereinstimmung des Eingabesignalmusters innerhalb der Definitionsoktave mit einem Akkordmuster der vorgebenen Menge an Akkordmustern ein dem jeweiligen Akkordmuster zugeordnetes, auf eine Oktave beschränktes Signalmuster in einen Ausgabespeicher lädt und das Signalmuster entsprechend der Anzahl der Verschiebeschritte halbtonweise im Ausgabespeicher in entgegengesetzter Richtung ggf. zyklisch verschiebt. Die Verschieberichtung ist also entgegengesetzt der anfänglichen Verschiebung des Eingabesignalmusters bzw. der Akkordmuster. Im Falle der zyklischen Verschiebung der Akkordmuster innerhalb der Oktave, d.h. mit Einspeisung des Speicherinhalts vom Überlauf-Ende des Speichers zum anderen Speicherende, erfolgt, dementsprechend im Ausgabespeicher eine zyklische Verschiebung in der entgegengesetzten Richtung. Die Korrektursignale stehen anschließend in der entsprechenden Position der Oktave, so daß nunmehr lediglich die Eingangssignale, gleichgültig in welcher der möglichen Oktaven sie stehen, zu korrigieren sind. Die Korrektursignale beziehen sich bevorzugt auf relative Frequenzänderungen, insbesondere angegeben in Cents, um Unabhängigkeit von den Oktaven zu erreichen.

[0020] Eine besonders bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß man nach Feststellung eines einem Akkordmuster entsprechenden Eingabesignalmusters bei den nachfolgenden Eingabesignalmustern feststellt, ob der entsprechende Ton bzw. die entsprechenden Töne des Eingabesignalmusters im Akkordmuster vollständig enthalten sind und zutreffendenfalls diesen Ton bzw. diese Töne entsprechend dem Akkordmuster korrigiert. Diese Maßnahme bietet den Vorteil, daß unmittelbar nach dem spielen eines Akkordes aus der Menge der vorgegebenen Muster und dessen Erklingen in harmonischer Stimmung auch dessen Einzeltöne oder Kombinationen von EInzeltönen dieses Akkords gespielt werden können, ohne daß sich die Stimmung dieser Töne verändert. Dies ist sehr von Vorteil, wenn beispielsweise einem Chor ein Akkord zur Intonation vorgespielt wird und danach noch die Einzeltöne dieses Akkords vorgespielt werden sollen.

[0021] In Weiterbildung dieser Maßnahme wird vorgeschlagen, daß man den Musterakkorden Zusatzakkordtöne zuordnet, und daß man bei Feststellung eines einem Akkordmuster entsprechenden Eingabesignalmusters bei den nachfolgenden Eingabesignalmustern feststellt, ob der entsprechende Ton bzw. die entsprechenden Töne des Eingabesignalmusters Zusatzakkordtönen des festgestelten Akkordmusters entsprechen und zutreffendenfalls diesen Ton bzw. diese Töne entsprechend den Zusatzakkordtönen korrigiert. Bei diesen Akkordzusatztönen handelt es sich um Töne, die sich nach unten bzw. oben an den Musterakkord anschließen. Bevorzugt sind große oder kleine Terzen vorgesehen, wobei sich an eine große Terz des Musterakkords eine kleine Terz für den Zusatzakkordton und umgekehrt anschließt. So schließt sich bei einem Dur-Dreiklang nach unten ein Zusatzakkordton im Abstand einer kleinen Terz und nach oben ein Zusatzakkordton im Abstand einer großen Terz an.

[0022] Bei einer mehrmanualigen Eingabeeinrichtung wird vorgeschlagen, daß man bei jedem Manual gesondert das jeweils zugeordnete Eingabesignalmuster mit den Akkordmustern der vorgegebenen Menge an Akkordmustern vergleicht. Da im allgemeinen auf einem der Manuale Begleit-Akkorde gespielt werden, können diese selbst dann identifiziert werden, wenn auf einem anderen Manual akkordfremde töne, beispielsweise sog. Durchgangstöne, gespielt werden.

[0023] Ferner wird vorgeschlagen, daß man nach Feststellung eines einem Akkordmuster entsprechenden Eingabesignalmusters bei einem der Manuale die nachfolgenden Eingabesignalmuster sämtlicher Manuale daraufhin überprüft, ob der bzw. die entsprechenden Töne im Akkordmuster vollständig enthalten sind. Es werden also die akkordidentischen Töne sämtlicher Manuale korrigiert, während die nicht zum festgestellten Akkordmuster gehörenden Töne die Frequenzen der temperierten Stimmung beibehalten.

[0024] Anstelle oder zusätzlich zur vorgeschlagenen Zusatzkorrektur der Grundtonfrequenzen der Akkorde, zur Vermeidung mißtönender Frequenzunterschiede gleicher Töne aufeinanderfolgender Akkorde, wird vorgeschlagen, daß man bei zwei aufeinanderfolgenden Eingabesignalmustern, die jeweils zwei unterschiedlichen Akkordmustern der vorgegebenen Menge an Akkordmustern entsprechen, feststellt, ob in beiden Akkordmustern derselbe Ton vorkommt und, zutreffendenfalls, eine derartige Zusatzkorrektur beim zweiten Eingabesignalmuster vornimmt, daß die übereinstimmenden Töne in beiden Akkorden im wesentlichen dieselbe Höhe aufweisen oder zumindest eine einen vorgegebenen Wert von vorzugsweise kleiner 8 Cents nicht überschreitende Frequenzdifferenz aufweisen. Wenn diese Zusatzkorrektur lediglich den übereinstimmenden Ton betrifft, so ergibt sich dementsprechend eine geringfügige Abweichung dieses Tones von der variablen Stimmung im zweiten Akkord. Es ist jedoch auch möglich, diese Zusatzkorrektur allen Tönen des neuen Akkordes zukommen zu lassen, so daß sich eine Verschiebung aller Töne dieses neuen Akkordes zu "höher" oder zu "tiefer" ergibt. Dadurch würden die Frequenzverhältnisse der variablen Stimmung erhalten bleiben. Da eine solche Verschiebung nach "höher" oder "tiefer" in Ausnahmefällen mehrfach hintereinander in derselben Richtung vorkommen könnte, ist vorzugsweise vorgesehen, diese Zusatzkorrektur zu begrenzen, vorzugsweise auf einen Wert von unter 16 Cents in einer Richtung insgesamt.

[0025] Die Erfindung gibt in Anspruch 16 auch eine Tonhöhensteuerung für ein Musikinstrument zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens an.

[0026] Als in der Akkordmuster-Speicherschaltung eingespeicherte Signalmuster können dem gewünschtem Akkord in der variablen Stimmung unmittelbar entsprechende, z.B. deren Frequenz angebende Signale gespeichert sein. Besonders bevorzugt ist jedoch, daß in der Akkordmuster-Speicherschaltung als Signalmuster Koorektur-Signalmuster eingespeichert sind zur Korrektur der Noteneingabesignale gemäß der variablen Stimmung, und daß eine Korrekturschaltung vorgesehen ist, an welche die Noteneingabesignale und die Korrektursignale der Korrektur-Signalmuster anlegbar sind, und welche als Ausgabesignale die den Korrektursignalen entsprechend korrigierten Noteneingabesignalen an die Tonerzeugungseinrichtung abgibt. Diese Ausführungsform der Erfindung führt zu vereinfachtem Aufbau der Steuerung, insbesondere deshalb, da sie erlaubt, den Speicherbedarf der Akkordmuster-Speicherschaltung zu reduzieren (12 Speicherplätze pro Korrektur-Signalmuster).

[0027] Um auch in der Akkorderkennungs-Schaltung den Verfahrensablauf zu erleichtern bei reduziertem Speicherbedarf, wird vorgeschlagen, daß ein Definitions-Oktavespeicher vorgesehen ist mit 12 Speicherplätzen, die den 12 verschiedenen Tönen einer vorgegebenen Oktave zugeordnet sind, wobei bei Überprüfung eines einem Akkord entsprechenden Eingangssignalmusters dann ein Speicherplatz belegt wird, wenn der diesem Speicherplatz entsprechende Ton im Akkord in einer beliebigen Oktave vorkommt. Aufgrund dieser Projektion des Eingabesignalmusters auf die Definitions-Oktave muß lediglich noch mit entsprechend reduzierten Informationsmengen gearbeitet werden.

[0028] Ferner wird vorgeschlagen, daß ein Arbeitsspeicher vorgesehen ist mit 12 Speicherplätzen, in welche der Speicherinhalt des Definitions-Oktavespeichers übertragbar ist sowie einen Schiebezähler, welcher, vom Zählerwert "O" ausgehend, jeweils um "1" erhöht wird, wenn der Speicherinhalt des Arbeitsspeichers um einen Speicherplatz in einer vorgegebenen Richtung verschoben wird.

[0029] Dementsprechend kann ein Akkordmuster-Speicher vorgesehen sein mit jeweils einer einem der Akkordmuster der vorgegebenen Menge an Akkordmustern zugeordneten Speicherzeile, insbesondere jeweils mit 12 Speicherplätzen. Aufgrund der erwähnten Projektion des Eingangssignalmusters auf die Definitions-Oktave können die hiermit zu vergleichenden Akkordmuster sich ebenfalls auf eine Oktave (12 Speicherplätze) beschränken. Bei Ausbildung des Arbeitsspeichers als Schieberegister-Speicher kann man den jeweiligen Speicherinhalt solange in der vorgegebenen Richtung verschieben, bis ein einem Akkordton entsprechender, besetzter Speicherplatz am entsprechenden Ende des Arbeitsspeichers angelangt ist. Mit dem auf diese Weise "randjustierten" Eingangssignal-Akkord werden dann der Reihe nach die ebenfalls "randjustierten" Akkordmuster aus dem Akkordmuster-Speicher verglichen.

[0030] Ferner kann ein Akkordspeicher vorgesehen sein mit 12 jedem Ton einer Oktave zugeordneten Speicherplätzen zum Einspeichern des zuletzt erkannten Akkords. Dies gibt die Möglichkeit, vom Akkordmustervergleich abzusehen, wenn mehrmals der gleiche Akkord hintereinander gespielt wird. Außerdem bietet dieser Vergleich der gespielten Töne mit dem Akkordspeicher den Vorteil, daß sich die Frequenz der Töne nicht ändert, wenn nach einem erkannten und freqeunzkorrigierten Akkord anschließend Akkorde aus einer Teilmenge der Töne des vorausgegangenen Akkordes oder auch Einzeltöne dieses Akkords gespielt werden.

[0031] Es kann ferner ein Korrektur-Speicher vorgesehen sein mit Speicherzeilen, insbesondere mit je 12 jedem der 12 verschiedenen Halbtöne einer Oktave zugeordneten Speicherplätzen, die jeweils einem Akkordmuster der vorgegebenen Menge an Akkordmustern zugeordnet sind.

[0032] Ferner wird vorgeschlagen, daß ein Ausgabespeicher vorgesehen ist, insbesondere mit jeweils 12 jedem der 12 verschiedenen Halbtöne einer Oktave zugeordneten Speicherplätzen, in welchen der Inhalt der einem erkannten Akkord zugeordneten Speicherzeile des Korrekturfaktor-Speichers übertragbar ist, und dessen Speicherinhalt vorzugsweise in einer vorgegebenen Richtung verschiebbar ist. Hierdurch läßt sich in einfacher Weise die zur Erleichterung des Akkordmustervergleichs durchgeführte Randjustierung bei der Ausgabe der Korrekturfaktoren durch entsprechende Zurückverschiebung im Ausgabespeicher berücksichtigen.

[0033] Die Erfindung wird im folgenden anhand von mit I - VI bezeichneten Tabellen am Schluß der Beschreibung sowie anhand der Zeichnung erläutert.

[0034] Die Tabelle I gibt die Bezeichnung der Funktion der Töne einer Reihe ausgewählter Akkorde in der hier gewählten Darstellung an.

[0035] Die Tabelle II gibt die Frequenzverhältnisse der Töne eines Akkords zueinander an, und zwar sowohl in der harmonischen Stimmung als auch in der temperierten Stimmung.

[0036] Die Tabelle III zeigt eine Aufstellung über die zu korrigierenden Akkorde mit den zugeordneten Korrekturwerten.

[0037] Die Tabelle III A zeigt eine Aufstellung gemäß Tabelle III mit abgewandelten Korrekturwerten.

[0038] Die Tabelle IV gibt zu jedem der ausgewählten Akkorde die im Akkorderkennungs-Speicher gespeicherten zugeordneten Akkordmuster an.

[0039] Die Tabelle V ordnet die Akkordmuster-Nummern gemäß Tabelle IV den Notenbeispielen gemäß Fig. III zu.

[0040] Die Tabelle VI zeigt die Auswirkung einer halbtonweisen Akkordmusterverschiebung.

[0041] Fig. 1 zeigt ein Notenbeispiel (Übergang von einem e-Moll-Akkord zu einem C-Dur-Akkord) samt Tabelle zur Erläuterung der Zusatzkorrektur.

[0042] Fig. 2 zeigt ein stark vereinfachtes Schaltschema.

[0043] Fig. 3 zeigt eine Reihe von mit a - n bezeichneten Notenbeispielen.

[0044] Fig. 3a zeigt weitere Notenbeispiele α und ß.

[0045] Fig. 4 zeigt die Belegung einer Reihe von für das erfindungsgemäße Verfahren eingesetzten Speichern.

[0046] Fig. 5 zeigt die obere Hälfte eines Ablaufdiagramms.

[0047] Fig. 6 zeigt die untere Hälfte des genannten Ablaufdiagramms.

[0048] Bei dem im folgenden näher beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren zur Tonhöhensteuerung wird von einer festen Stimmung ausgegangen, die der temperierten Stimmung entspricht mit Einteilung einer Oktave in 12 gleiche Halbtöne, also mit einem Frequenzverhältnis von

entsprechend 100 Cents. Es sind jedoch auch andere feste Ausgangsstimmungen denkbar, wie z.B. die in der DE-PS 25 58 716 angegebenen Stimmungen. Um verschiedene Tonarten spielen zu können und auch Tonart-Modulationen durchführen zu können, ist es bei Instrumenten, die,im Gegensatz beispielsweise zu Streichinstrumenten und Blasinstrumenten/während des Spiels vom Spieler nicht nachgestimmt werden können, erforderlich, eine derartige feste Stimmung vorzusehen, so bei den Tasteninstrumenten Klavier und Orgel (mit Pfeifen oder elektronisch). Gemäß der Erfindung soll nun für Instrumente, welche mehrstimmiges Spiel erlauben und somit das Spielen von Akkorden, selbsttätig eine Frequenzkorrektur der Töne derart vorgenommen werden, daß die Akkorde harmonisch rein gestimmt sind. Das Instrument muß hierzu eine Tonerzeugungseinrichtung aufweisen, welche die Erzeugung von frequenz-korrigierten Tönen zuläßt. Die-se Voraussetzung ist bei "elektronischen Orgeln" bzw. "Synthesizern" von vorneherein gegeben. Es ist jedoch auch denkbar, eine Pfeifen-Orgel einzusetzen, bei welcher jedem einzelnen Ton mehrere Pfeifen unterschiedlicher Tonhöhe (z.B. Länge) zugeordnet sind mit wahlweiser Ansteuerung der jeweils gewünschten Pfeife. Auch ist eine Pfeifen-Orgel einsetzbar, bei welcher Pfeifen mit variabler Tonhöhe (z.B. variabler Länge) verwendet werden, um während des Spiels die gewünschte Nachstimmung der Pfeife zu ermöglichen.

[0049] Die Tabelle V gibt diejenigen Akkorde an, welche für die harmonisch reine Stimmung vorgeschlagen werden, wobei je nach Anwendungsfall weniger wichtige Akkorde wegfallen können oder weitere Akkorde hinzu kommen können. Auch werden Akkorde mit mehr als vier verschiedenen Noten im Ausführungsbeispiel nicht berücksichtigt. Alle Akkorde werden nicht nur in ihrer Grundstellung gemäß Tabelle I (Grundton G als tiefster Ton) erkannt und korrigiert, sondern auch in allen Umkehrungen, Lagen und Verdoppelungen. Dies wird dadurch erreicht, daß alle Töne aus allen Oktaven auf eine als "Definitions-Oktave" bezeichnete, beispielsweise aus den 12 aufeinanderfolgenden Halbtönen von c′ bis h′ bestehende Oktave projiziert werden. Betrachtet man beispielsweise die drei Akkorde des Beispiels a gemäß Fig. 3, so ist bei dem mit a1 bezeichneten C-Dur-Akkord der Ton C der tiefste Ton, wenn er auf die Definitionsoktave von c′ bis h′ projiziert wird, der Ton E ist der nächsthöhere und der Ton G der höchste auf dieser Definitionsoktave, so daß dieser Akkord sich auf der Definitionsoktave genauso wie abgebildet darstellt und durch das Akkordmuster Nr. 1 gemäß Tabelle IV identifziert werden kann. Der Akkord a2 ist ein As-Dur-Dreiklang, bei dem dessen Töne, auf die genannte Definitionsoktave projiziert von unten nach oben in der Reihenfolge C, Es und As gelesen würden, was dem Akkordmuster Nr. 2 gemäß Tabelle IV entspricht. Dementsprechend wird der F-Dur-Dreiklang als Beispiel a3 von unten nach oben in der Reihenfolge C, F und A gelesen und entspricht dem Akkordmuster Nr. 3 aus Tabelle IV.

[0050] Die gespielten Akkorde erscheinen also bei der Projektion auf die Definitionsoktave in ihrer Grundstellung oder in einer ihrer Umkehrungen, unabhängig davon, in welcher Lage, Verdoppelung oder Umkehrung sie gespielt werden. Die Lage des Akkordes in der Definitionsoktave muß nicht der Lage entsprechen, in der der Akkord gespielt wird, sondern hängt von Anfangs° und Endton der gewählten Definitionsoktave ab und davon, aus welchen konkreten Tönen der jeweils gespielte Akkord besteht. Wie aus Tabelle IV weiter hervorgeht, kann anhand der Darstellung der Töne auf der Definitionsoktave und des spezifischen Rasters jedes Akkordes die Funktion der einzelnen Töne des Akkordes (hier als Buchstaben G, M, T, Q, R und S gemäß Tabelle I dargestellt) bestimmt werden und so kann jedem Ton mit einer bestimmten Funktion im Akkord ein ganz bestimmter Korrekturwert von Temperierter zu Harmonischer Stimmung zugeordnet werden.

[0051] Anhand von Fig. 2 in Verbindung mit Tabelle II soll demonstriert werden, daß auch bei jeweils individuell harmonisch reiner Stimmung aufeinanderfolgender Akkorde hörbare Unzuträglichkeiten auftreten können. In Fig. 1 oben ist der Übergang von einem e-Moll-Dreiklang zu einem C-Dur-Dreiklang dargestellt. Um ein festes Bezugssystem zu haben, wird beispielsweise der jeweilige Akkordton in der Funktion G in der festen (temperierten) Stimmung festgelegt, also beim Grundton e (= 330 Herz). Die Töne g (mit Funktion M) und h (mit Funktion Q), welche dementsprechend bei temperierter Stimmung (s. Tabelle II) Frequenzen von 392 (= 300 Cents) und 494 Herz (= 700 Cents) haben würden, werden dann auf die Frequenzen 396 Herz und 495 Herz korrigiert. Dementsprechend wird der Grundton c (mit Funktion G) des C-Dur-Akkords auf 523 Herz festgelegt mit den harmonischen Frequenzen 392 und 327 für die tieferliegenden Töne e (mit Funktion Q) und g (mit Funktion T).

[0052] Vergleicht man nun die beiden untersten Töne beider Akkorde, die beide demselben Ton, nämlich dem Ton e entsprechen, so haben diese unmittelbar aufeinanderfolgend gespielten Töne durch die Korrektur zur harmonischen Stimmung eine Frequenzdifferenz von ca. 1 %. Dies gilt auch für die beiden mittleren Töne der Akkorde mit 396 bzw. 392 Herz. Ein derartiger Frequenzunterschied unmittelbar aufeinander gespielter, an sich gleicher Töne, ist hörbar und wird als unangenehm empfunden.

[0053] Um diesen Effekt zu vermeiden, werden die nach wie vor harmonisch gestimmten Dur-Dreiklänge als Ganzes zu höheren Frequenzen verschoben und dementsprechend die nach wie vor harmonisch rein gestimmten Moll-Dreiklänge zu tieferen Frequenzen. Gemäß Tabelle III hat sich als besonders vorteilhaft eine Frequenzverschiebung der Dur-Dreiklänge nach oben um 4 Cents und eine Frequenzverschiebung der Moll-Dreiklänge nach unten um 6 Cents herausgestellt.

[0054] Aufgrund dieser Zusatzkorrektur liegt der Frequenzunterschied der betreffenden Töne nunmehr mit jeweils 1 Herz unter 1/3 % und ist folglich nicht mehr hörbar.

[0055] In Tabelle III sind in der dritten Spalte von rechts die bevorzugten Zusatzkorrekturen für die angegebenen Akkorde aufgeführt.

[0056] In Tabelle III A sind alternative Zusatzkorrekturen für eine Reihe von Akkorden angegeben, die sich durch verbesserte Quintenreinheit auszeichnen.

[0057] Fig. 2 zeigt ein rein schematisches Schaltungsdiagramm zur Erläuterung des Verfahrens. Eine Eingabeeinrichtung 10 zur Eingabe von Noten-Eingabesignalen in der festen Stimmung ist symbolisiert als eine Reihe von Klaviertasten 12 zur Betätigung von jeder Taste 12 zugeordneten Schaltern 14. Die von den Schaltern 14 ausgehenden Leitungen 16 sind zu einer Sammelleitung 18 zusammengefaßt. Eine Tonerzeugungs-Einrichtung 20 weist eine Tonsignal-Ausgabeschaltung 22 auf, die im allgemeinen mit Tonfrequenz-Generatoren versehen ist, und die über eine Leitung 24 einen oder mehrere Lautsprecher 26 ansteuert. Anstelle des Lautsprechers 26 kann, zur "Musik-Zwischenspeicherung", auch ein Aufzeichnungsgerät, wie z.B. Tonband, vorgesehen sein. Die Leitung 18 mündet in in eine Akkordmuster-Erkennungsschaltung 28, von der wiederum eine Leitung 30 ausgeht zur Verbindung der Schaltungen 28 und 22. Die Eingabeeinrichtung 10 sowie die Tonerzeugungs-Einrichtung 22 entsprechen in Aufbau und Funktion den entsprechenden Bauelementen herkömmlicher elektronischer Tasteninstrumente.

[0058] Die Akkordmuster-Erkennungsschaltung 28 ist über eine Leitung 31 mit einer Steuerschaltung 32 verbunden, welche wiederum über eine Leitung 33 mit einer Signalmuster-Spei-Scherschaltung 34 verbunden ist. Die Steuerschaltung 32 ist zusätzlich über eine Leitung 35 mit der Tonsignal-Ausgabeschaltung 22 verbunden.

[0059] Die generelle Funktion der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 2 ist die folgende:
   Über die Leitung 18 werden der Akkord-Erkennungsschaltung 28 die Noten-Eingabesignale über die Leitung 18 zugeführt. Die Akkord-Erkennungsschaltung überprüft, ob ein einem Akkord entsprechendes Eingabesignalmuster aus mehreren unterschiedlichen Tönen einem Akkordmuster aus einer vorgegebenen Menge an Akkordmustern entspricht. Ist dies der Fall, so wird dies der Steuerschaltung 32 gemeldet, die aus der Signalmuster-Speicherschaltung die diesem Akkord zugeordneten Korrektursignale abruft und über die Leitung 35 an die Tonsignal-Ausgabeschaltung 22 weiterleitet, die dementsprechend die ihr über die Leitung 30 zugeführten Noten-Eingabesignale korrigert und als korrigierte Ausgabesignale an den Lautsprecher 26 abgibt.

[0060] Das beschriebene Verfahren ist natürlich nicht auf eine derartige elektrische Schaltungsanordnung beschränkt, sondern kann auch durch entsprechend programmierte programmgesteuerte Einrichtungen realisiert werden.

[0061] In den Figuren 4 und 5 ist ein entsprechender Programmablauf wiederum rein schematisch dargestellt. Die im Programmablauf-Schema angesprochenen Speicher sind in Fig. 4 näher erläutert. Man erkennt einen Definitions-Oktave-Speicher 40 mit zwölf Speicherplätzen 42, die der Reihe nach jeweils einen Halbton der Tonleiter, beispielsweise beginnend beim Ton c, aufweisen. Ein Akkordspeicher 44 hat gleichen Aufbau. Ein Arbeitsspeicher 46 weist ebenfalls zwölf Speicherplätze auf; der Arbeitsspeicher 46 ist jedoch als Schieberegister-Speicher ausgebildet, so daß die Speicherplätze lediglich von 1 - 12 durchnumeriert sind und keinem Ton der Tonleiter zugeordnet sind. Ein Schiebezähler 48 ist dem Arbeitsspeicher 46 zugeordnet und zählt die jeweils durchgeführten Verschiebeschritte jeweils um einen Speicherplatz, entsprechend einem Halbton der Tonleiter.

[0062] Ein Akkorderkennungs-Speicher 50 weist jeweils einem der Akkordmuster gemäß Tabelle IV zugeordnete Speicherzeilen 52 auf jeweils mit zwölf Speicherplätzen 54. Wie ein Vergleich, beispielsweise der ersten vier Speicherzeilen, mit der Tabelle IV Akkordmuster Nr. 1 - 4 ergibt, entspricht die Speicherplatzbelegung im Akkorderkennungs-Speicher 50 den Akkordmustern. Es sind bei den hier zur Korrektur vorgeschlagenen Akkorden neununddreißig Zeilen 52 vorgesehen.

[0063] Ein Korrekturfaktoren-Speicher 56 ist gleichfalls in neununddreißig Zeilen 58 zu je zwölf Speicherplätzen 60 organisiert. Während beim Akkorderkennungs-Speicher entsprechend dem jeweiligen Akkordmuster entweder eine "1" (d.h. Akkordton) oder eine "0" (d.h. kein Akkordton) steht, sind, beim Korrekturfaktoren-Speicher 56 an denjenigen Speicherplätzen, die den im Akkorderkennungs-Speicher 50 mit "1" versehenen entsprechenden Speicherplätzen entsprechen, die dem jeweiligen Ton gemäß Tabelle III zugeordneten Korrektursignale eingespeichert. Diese Korrektursignale entsprechen jeweils der Gesamtkorrektur in Cents aus der zweiten Spalte von rechts der Tabelle III. Betrachtet man beispielsweise die dritte Zeile im Korrekturfaktoren-Speicher 56, die dem Akkordmuster Nr. 3 zugeordnet ist, so ist im ersten Speicherplatz die Zahl "6" eingespeichert - dies deshalb, weil dieser Ton gemäß Tabelle IV seiner Funktion nach dem Ton mit der Funktion Q (= Quinte) entspricht, welchem Ton wiederum gemäß Tabelle III, oberste Zeile eine Korrektur von +6 Cents zugeordnet ist. Die den mit "0" belegten Speicherplätzen 50 ihrem Orte nach entsprechenden Speicherplätze 60 des Speichers 56 sind ebenfalls mit "0" belegt.

[0064] Schließlich ist noch ein Ausgabespeicher 62 vorgesehen wiederum mit zwölf Speicherplätzen, die durchnumeriert sind, um anzudeuten, daß auch dieser Speicher als Schieberegister-Speicher ausgebildet ist.

[0065] Bei der prinzipiellen Schaltungsanordnung gemäß Fig. 2 können die Speicher 40, 44, 46 und 50 der Schaltung 28 zugeordnet sein, der Speicher 56 der Schaltung 34 sowie der Speicher 62 der Schaltung 32.

[0066] Der Verfahrensablauf bzw. Programmablauf geht aus den Figuren 5 und 6 hervor. Ausgehend vom Startblock 70 wird im nächstfolgenden Entscheidungsblock 72 geprüft, ob die von der Tonerzeugungseinrichtung 10 abgegebenen Eingabesignale unverändert sind, d.h. ob der momentane Schaltzustand weiter bestehen bleibt, also beispielsweise eine oder mehrere Tasten unverändert gedrückt sind. Ist dies der Fall, so springt das Programm zum später noch zu erläuternden Block 74 und dann zum "Return-Block" 76. Das Ergebnis ist die unveränderte Ausgabe der wie bisher korrigierten Eingabesignale an die Tonerzeugungseinrichtung 20, so daß die eben gespielten Töne in unveränderter Stimmung weiterhin erklingen.

[0067] Sind dagegen die Eingabesignale verändert, so wird das Eingabesignalmuster gemäß einem Block 84 in den Definitions-Oktave-Speicher 40 geladen, und zwar in der Weise, daß dann beispielsweise die dem Ton c zugeordnete Speicherzelle 42 mit "1" belegt wird, wenn eine oder mehrere dem Ton c in irgendeiner Oktave jeweils zugeordneten Tasten gedrückt sind. Im übrigen erhalten die Speicherplätze den Speicherinhalt "0". Im Ergebnis sind also gleichnamige Töne beliebiger Oktaven durch die logische Funktion "oder" verknüpft, so daß man die gewünschte Projektion des eingegebenen Akkords auf die Definitions-Oktave erhält.

[0068] Im darauffolgenden Block 86 wird überprüft, ob der nunmehr angeschlagene Akkord ausschließlich aus Akkordtönen des zuletzt angeschlagenen und als Akkordmuster erkannten Akkords besteht. Ergibt diese Prüfung im Entscheidungsblock 88, daß eine reine Wiederholung vorliegt, so wird zur Verkürzung des Verfahrens zum Block 74 übergegangen, mit dem Ergebnis, daß der neue Akkord mit den Frequenzkorrekturen entsprechend dem zuletzt gespielten Akkord ertönt, wobei der neue "Akkord" auch aus lediglich einem einzelnen Akkordton des vorher gespielten, als Akkordmuster erkannten Akkords bestehen kann.

[0069] Weicht der neue Akkord jedoch in wenigstens einem Ton von diesem vorher gespielten Akkord ab, so schreitet das Programm zu einem Entscheidungsblock 89 weiter, in welchem geprüft wird, ob das Eingabesignalmuster lediglich einem Einzelton entspricht. Ist dies der Fall, so geht das Programm zu einem Block 80 über, in welchem der bereits erwähnte Ausgabespeicher 62 gelöscht wird, ebenso wie der Akkordspeicher 44 in einem nachfolgenden Block 82, woraufhin das Programm wiederum zu einem Block 74 weiterschreitet zur Ausgabe des dem Einzelton entsprechenden Eingabesignals an die Tonerzeugungseinrichtung 20 und zwar ohne Korrektur, da die Korrekturfaktoren im Ausgabespeicher auf "0" gesetzt sind. Der Einzelton ertönt also in temperierter Stimmung.

[0070] Wird dagegen festgestellt, daß das Eingabesignalmuster mehreren Tönen entspricht, so wird der Inhalt des Definitions-Oktave-Speichers 40 gemäß einem Block 90 in den Arbeitsspeicher 46 geladen. Der Schiebezähler 48 wird in einem anschließenden Block 92 auf die Zahl "0" gesetzt. Die nächste Programmschleife dient dazu, den Speicherinhalt des Arbeitsspeichers soweit zu verschieben, bis eine "1" an den z.B. linken Rand der den Arbeitsspeicher 46 bildenden, schieberegisterartigen Speicherzeile angelangt ist. Man kann dies auch als Randjustierung bezeichnen. Auf diese Weise soll der Vergleich mit den Akkordmustern im Akkorderkennungs-Speicher erleichtert werden, da der Inhalt der entsprechenden Zeilen 52 dieses Speichers 50 ebenfalls randjustiert ist, wie Fig. 4 zu entnehmen ist.

[0071] In einem auf den Block 92 folgrenden Entscheidungsblock 94 wird hierzu geprüft, ob in der Speicherzelle Nr. 1 des Arbeitsspeichers 46 sich eine "1" befindet. Ist dies nicht der Fall, so schreitet das Programm zu einem Block 96 fort, um den Inhalt des Arbeitsspeichers 46 um eine Zelle (entsprechend einem Halbton) nach links zu verschieben. Gleichzeitig wird im Block 98 der Speicherwert des Schiebezählers 48 um "eins" erhöht. Anschließend kehrt das Programm zum Entscheidungsblock 94 zurück. Die auf diese Weise gebildete Schleife wird so oft durchfahren, bis die Randjustierung erreicht ist, d.h. in der Speicherzelle 1 eine "1" gespeichert ist.

[0072] Das Programm fährt dann fort zu einem Block 100 (Fig. 6). Hierbei wird der Akkorderkennungs-Speicher 50 angesteuert, und zwar dessen erste Zeile mit dem Akkordmuster Nr. 1. In der nachfolgenden Programmschleife wird der randjustierte Inhalt des Arbeitsspeichers 46 der Reihe nach mit sämtlichen Akkordmustern verglichen, bis entweder Gleichheit mit einem bestimmten Akkordmuster-festgestellt worden ist oder bis sämtliche Akkordmuster ohne Übereinstimmung durchgeführt worden sind. In einem Block 102 der Schleife wird das jeweilige Akkorderkennungs-Muster mit dem Inhalt des Arbeitsspeichers verglichen. In einem nachfolgenden Entscheidungsblock 104 wird zu einem nächstfolgenden Entscheidungsblock 106 innerhalb der Schleife übergegangen, falls das momentane Akkorderkennungs-Muster dem Inhalt des Arbeitsspeichers nicht entspricht. Im Entscheidungsblock 106 wird überprüft, ob bereits sämtliche Akkordmuster durchgeprüft worden sind. Ist dies noch nicht der Fall, d.h. die aktuelle Akkordmuster-Nummer ist kleiner als die höchste Akkordmuster-Nummer (im Beispiel gemäß Fig. 4: 39), so geht das Programm auf einen Block 108 über, in welchem veranlaßt wird, daß die nächstfolgende Zeile des Akkorderkennungsspeichers 50 angesteuert wird. Anschließend kehrt das Programm innerhalb dieser Schleife zum Block 102 zurück.

[0073] Falls im Entscheidungsblock 104 dagegen festgestellt wird, daß der gespielte Akkord einem Musterakkord entspricht, d.h. der Inhalt des Arbeitsspeichers dem einer Speicherzeile des Akkorderkennungs-Speichers voll entspricht, verläßt das Programm die besagte Schleife und geht vom Entscheidungsblock 104 auf einen Block 110 über, gemäß welchem der Inhalt des Akkordspeichers 44 aktualisiert wird durch Übernahme des Inhalts des Definitions-Oktave-Speichers 40.

[0074] Es folgt ein Block 112, gemäß welchem diejenige Speicherzeile des Korrekturfaktoren-Speichers 56 angesteuert wird, deren Nummer der der momentan angesteuerten Zeile des Akkorderkennungs-Speichers 50 entspricht, also der Nummer desjenigen Akkordmusters, welches als identisch mit dem momentan gespielten Akkord festgestellt worden ist. Diese Zeile wird in einem nachfolgenden Block 114 in den Ausgabespeicher 62 kopiert.

[0075] Entsprechend dem Akkorderkennungs-Speicher 50 sind auch im Korrekturfaktoren-Speicher 56 die Inhalte der Speicherzeilen 58 randjustiert. Um die auf diese Weise ermittelten randjustierten Korrekturfaktoren bei der Tonerzeugung den gespielten Akkordtönen in ihrer unverschobenen Lage zuordnen zu können, wird die Randjustierung dieser Korrekturfaktoren im Ausgabespeicher 62 rückgängig gemacht. Hierzu dient eine auf den Block 114 folgende Programmschleife. Anschließend an den Block 114 wird, als Teil der Schleife, ein Entscheidungsblock 116 angefahren , bei welchem überprüft wird, ob überhaupt eine Randjustierung in der durch die Blöcke 94, 96 und 98 gebildeten Schleife hatte durchgeführt werden müssen. Bei von vorneherein randjustiertem Akkord im Definitions-Oktave-Speicher (d.h. bei einem den Ton c enthaltenden gespielten Akkord, sofern die Definitionsoktave mit dem Ton c beginnt) ist eine Verschiebung im Arbeitsspeicher natürlich nicht erforderlich. In letzterem Falle würde der Schiebezähler weiterhin den Wert "0" haben. Ist dies nicht der Fall, so folgt in der Schleife auf den Block 116 ein Block 118, gemäß welchem der Speicherinhalt des Ausgabespeichers 62 als Ganzes nach rechts, also zur nächsthöheren Zellen-Nummer verschoben wird. Anschließend wird in einem Block 120 der Wert im Schiebezähler um eins erniedrigt. Dann kehrt die Programmschleife zurück zum Entscheidungsblock 116. Die Schleife wird also so oft durchlaufen, bis der Schiebezähler den Wert "0" hat, so daß im Ergebnis die Korrekturfaktoren im Ausgabespeicher an derselben Stelle stehen wie die Töne der Definitions-Oktave.

[0076] Zur Speicherplatzbelegung des Ausgabespeichers 62 sei ergänzt, daß dann, wenn beispielsweise festgestellt wird, daß das Akkordmuster Nr. 4 vorliegt, der Ausgabespeicher dementsprechend an den Positionen 2, 3, 5, 6, 7, 9, 10, 11 und 12 jeweils F = O aufweist und an Position 1 F = -6, an Position 4 F = 10 und Position 8 F = -4. F = O bedeutet, daß keine Tonhöhenkorrektur bei dem betreffenden Ton vorzunehmen ist, also dieser in temperierter Stimmung erklingt. Ansonsten wird der Ton entsprechend dem angegebenen Korrekturfaktor (in Cents) korrigiert.

[0077] Da die anfängliche Verschiebung innerhalb der Oktave des Arbeitsspeichers (in der Schleife mit den Blöcken 94,96 und 98) später in der Schleife 116, 118, 120 innerhalb der Oktave des Ausgabespeichers (mit identischem Akkordmuster) lediglich rückgängig gemacht wird, besteht nicht die Gefahr des Überfließens des Ausgabespeichers, d.h. die Gefahr, daß ein von Null verschiedener Korrekturfaktor aus dem Speicher herausgeschoben wird.

[0078] Es ist jedoch auch denkbar, die Akkorderkennung derart vorzunehmen, daß für jeden Akkord jeweils ein einziges Akkordmuster, beispielsweise das Akkordmuster Nr. 1 für den Dur-Dreiklang, verwendet wird, welches dann in einem Schiebespeicher mit zwölf Speicherplätzen zyklisch verschoben wird, so daß damit auch die Akkordmuster 2 und 3 zwischenzeitlich vorliegen (Akkordmuster 2 ergibt sich beispielsweise bei einer zyklischen Verschiebung des Akkordmusters Nr. 1 in Tabelle IV nach links um vier Halbtöne). Es muß dann für jeden Akkord das eine Akkordmuster um einen vollen Zyklus (12 Schritte) verschoben werden und jedesmal mit dem gespielten Akkord verglichen werden, wobei eine Randjustierung dieses Akkords nicht erforderlich ist. Bei dieser Verfahrensweise müßte dann der Ausgabespeicher dementsprechend zyklisch organisiert werden mit Verschiebung in der entgegengesetzten Richtung, entsprechend der Anzahl der bis zur Übereinstimmung der Akkorde erforderlichen Verschiebeschritte.

[0079] Es sei kurz auf Tabelle VI hingewiesen, der zu entnehmen ist, daß (bei einer mit dem Ton c beginnenden Definitionsoktave) ein gespielter E-Dur-Dreiklang vier Verschiebeschritte im Arbeitsspeicher 46 nach links erfordert, bis die Randjustierung erreicht ist. Dementsprechend muß dann der der Zeile Nr. 4 des Korrekturfaktoren-Speichers 56 entsprechende Speicherinhalt des Ausgabespeichers 62 um vier Schritte nach rechts verschoben werden, so daß dann beispielsweise der Korrekturfaktor "-6 Cents" an der dem Ton e zugeordneten Speicherstelle steht.

[0080] Nach Durchführung der notwendigen Verschiebungen im Ausgabespeicher (Wert im Schiebezähler = Null) wird die besagte Schleife verlassen; das Programm geht vom Entscheidungsblock 116 über zum Block 74. Es werden nun die Eingabesignale entsprechend den Korrekturfaktoren im Ausgabespeicher korrigiert. Hierbei wird, unabhängig von der Oktave, in der der jeweilige Ton steht, der seiner Benennung im Ausgabespeicher diesem Ton entsprechende Korrekturfaktor zur Korrektur dieses Tones herangezogen. Es wird also eine Art Rück-Projektion auf das ursprüngliche mehroktavige Eingabesignalmuster vorgenommen. Da die Korrekturfaktoren Frequenzverhältnisse angeben, sind diese oktave-unabhängig. Bei vielen gebräuchlichen Tonsignal-Ausgabeschaltungen 22 ist von vorneherein jeder Taste 12 ein Tonfrequenz-Generator zugeordnet. Erfindungsgemäß sind steuerbare Tonfrequenz-Generatoren vorzusehen, die, ausgehend von der temperierten Grundstimmung selbsttätig anhand der Korrekturfaktoren nachstimmbar sind.

[0081] Im Ergebnis wird also ein harmonisch korrigierter Akkord von der Tonerzeugungseinrichtung 20 abgegeben, wenn festgestellt worden ist, daß dieser Akkord einem vorgegebenen Akkordmuster entspricht. Kann der Akkord nicht erkannt werden, so wird der Akkord in temperierter Stimmung erzeugt. Hierzu ist in der die Blöcke 102, 104, 106, 108 umfassenden Programmschleife ein zweiter Schleifenausgang vorgesehen, nämlich im Entscheidungsblock 106. Wird im Block 106 festgestellt, daß einerseits der gespielte Akkord mit dem aktuellen Akkordmuster nicht übereinstimmt (Block 104) und andererseits bereits die höchste Akkordmuster-Nummer (z.B. 39) erreicht ist, so geht das Programm vom Block 106 zu einem Block 122 über, gemäß welchem sämtliche Korrekturfaktoren für den Ausgabespeicher 62 auf Null Cents gesetzt werden.

[0082] In einem nachfolgenden Block 126 wird der Akkordspeicher 44 gelöscht. Dann geht das Programm wieder zum Block 74 über, also zur Ausgabe der in diesem Falle unkorrigierten Eingabesignale an die Tonerzeugungseinrichtung 20. Anschließend kehrt das Programm über den "Return-Block" 76 wieder zum Programmbeginn (Block 70) zurück. Die gesamte Programmschleife kann, von einer Tastenbetätigung des Instruments unabhängig mit einer festen Wiederholfrequenz durchlaufen werden.

[0083] Gemäß Vorstehendem werden also selbsttätig Akkordmuster identifiziert und deren Einzeltöne sogleich korrigiert, so daß der abgegebene Akkord harmonisch rein klingt. Später angeschlagene Einzeltöne oder Akkorde, die Bestandteil des zuletzt identifizierten Akkordmusters sind, werden ebenfalls korrigiert. Man kann jedoch auch noch weitergehen und den einzelnen Musterakkorden Zusatzakkordtöne zuweisen, die im Verhältnis zu den tatsächlichen Akkordtönen rein gestimmt sind. Wird nach Identifizierung dieses Akkords im folgenden einer der Zusatzakkordtöne angeschlagen, so wird auch dieser dementsprechend korrigiert.

[0084] Fig. 3A trägt beispielsweise einen mit α bezeichneten Musterakkord (C-Dur-Dreiklang), der nach oben hin durch einen auf der Notenstufe h liegenden Zusatzakkordton im Abstand einer großen Terz vom obersten Musterakkordton erweitert ist und nach unten hin durch einen Zusatzakkordton (Ton a) im Abstand einer kleinen Terz. Diese Zusatzakkordtöne sind im Akkord β in Fig. 3A als angekreuzte Noten symbolisiert. Es ergibt sich eine alternierende Folge von großen und kleinen Terzen.

[0085] Die diesen einzelnen Tönen zugeordneten Korrekturenfaktoren im Vergleich zur temperierten Stimmung sind in Fig. 3A rechts neben dem Akkord β in Cents angegeben.

[0086] Wird im Verlauf eines Spiels das Akkordmuster α identifiziert, so werden sowohl dessen Töne sogleich korrigiert, so daß dieser Akkord harmonisch rein erklingt; darüber hinaus werden dann, wenn anschließend einer oder mehrere der Töne des auch die Zusatzakkordtöne haltenden Akkords β angeschlagen werden, diese jeweils harmonisch korrigiert.


















undsoweiter.

Ansprüche

1. Verfahren zur selbsttätigen Tonhöhenkorrektur gemäß einer harmonieabhängigen variablen Stimmung, insbesondere der harmonischen Stimmung, für ein Musikinstrument mit einer Eingabeeinrichtung (10) zur Eingabe von Noteneingabesignalen in einer vorgegebenen festen Stimmung, insbesondere der gleichschwebend temperierten Stimmung, und mit einer Ton-Erzeugungseinrichtung (20), an die die Noteneingabesignale anlegbar sind, mit den folgenden Schritten:

a) bei einem einem Akkord entsprechenden Eingabesignalmuster stellt man durch Vergleich mit Musterakkorden einer vorgegebenen Menge an Akkordmustern fest, ob eines dieser Akkordmuster vorliegt;

b) bei Vorliegen eines Akkordmusters wird das Eingabesignalmuster durch ein entsprechend diesem Akkordmuster korrigiertes Eingabesignalmuster ersetzt und an die Ton-Erzeugungseinrichtung (20) angelegt, wobei man das einem vorbestimmten Grundton des jeweiligen Akkordmusters zugeordnete Signal der Eingabe-Signalmuster entsprechend der vorgegebenen festen Stimmung festlegt und die den übrigen Tönen des Akkordmusters zugeordneten Signale des Eingabe-Signalmusters, vom Grundton ausgehend, entsprechend der variablen Stimmung korrigiert, dadurch gekennzeichnet, daß man zusätzlich das dem Grundton zugeordnete Signal der Eingabesignalmuster gegenüber der vorgegebenen festen Stimmung korrigiert und die den übrigen Tönen des Akkordmusters zugeordneten Signale des Eingabesignalmusters, vom korrigierten Grundton ausgehend, entsprechend der variablen Stimmung korrigiert, wobei man das dem Grundton eines Akkords zugeordnete Signal derart korrigiert, daß der entsprechend korrigierte, von der Tonerzeugungseinrichtung abgegebene Ton höher oder tiefer liegt als der Grundton in der vorgegebenen festen Stimmung, je nachdem, ob die entsprechend dem Eingabesignalmuster korrigierten Akkordtöne im Mittel tiefer bzw. höher liegen als die unkorrigierten Akkordtöne in der festen Stimmung.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das dem Grundton eines Akkords zugeordnete Signal derart korrigiert, daß die Verschiebung einer mittleren Frequenz der Akkordtöne auf Grund der Korrektur der Akkordtöne durch das Eingabesignalmuster wenigstens angenähert kompensiert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man das dem Grundton eines Akkords zugeordnete Signal mit einem eine relative Frequenzänderung angebenden Zusatzkorrektursignal korrigiert, welches dem Mittelwert der ebenfalls relative Frequenzänderungen angebenden Korrektursignale für die Eingabesignale dem Betrag nach, jedoch mit umgekehrten vorzeichen, im wesentlichen entspricht.

4. Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß man das Eingabesignalmuster auf eine vorgegebene Oktave (Definitionsoktave) projiziert und mit den sich ebenfalls jeweils auf eine Oktave beschränkenden Akkordmustern der vorgegebenen Menge an Akkordmustern vergleicht.

5. Verfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß man das Eingabesignalmuster innerhalb der Definitionsoktave so lange als Ganzes halbtonweise verschiebt und dabei die Verschiebeschritte zählt, bis ein Signal an einem vorgegebenen Ende der Definitionsoktave liegt, und daß man das in dieser Weise verschobene Eingabesignalmuster mit den Akkordmustern der vorgegebenen Menge an Akkordmustern vergleicht, wobei bei den Akkordmustern jeweils ebenfalls ein Akkordton am vorgegebenen Ende der Oktave liegt.

6. Verfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß man die Akkordmuster der vorgegebenen Menge an Akkordmustern innerhalb der Oktave zyklisch halbtonweise verschiebt und dabei die Verschiebeschritte zählt, und die auf diese Weise verschobenen Akkordmuster mit dem unverschobenen Eingabesignalmuster vergleicht.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet, daß man bei Übereinstimmung des Eingabesignalmusters innerhalb der Definitionsoktave mit dem Akkordmuster der vorgegebenen Menge an Akkordmustern ein dem jeweiligen Akkordmuster zugeordnetes, auf eine Oktave beschränktes Signalmuster in einen Ausgabespeicher (62) lädt, und das Signalmuster entsprechend der Anzahl der Verschiebeschritte des Eingabesignalmusters bzw. des Akkordmusters halbtonweise im Ausgabespeicher (62) in entgegengesetzter Richtung ggf. zyklisch verschiebt.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß man als Signale der Eingabesignalmuster Korrektursignale für die Eingabesignale verwendet.

9. Verfahren nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die Korrektursignale relative Frequenzänderungen angeben.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß man nach Feststellung eines einem Akkordmuster entsprechenden Eingabesignalmusters bei den nachfolgenden Eingabesignalmustern feststellt, ob der entsprechende Ton bzw. die entsprechenden Töne des Eingabesignalmusters im Akkordmuster vollständig enthalten sind und zutreffendenfalls diesen Ton bzw. diese Töne entsprechend dem Akkordmuster korrigiert.

11. Verfahren nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, daß man den Musterakkorden Zusatzakkordtöne zuordnet, und daß man bei Feststellung eines einem Akkordmuster entsprechenden Eingabesignalmusters bei den nachfolgenden Eingabesignalmustern feststellt, ob der entsprechende Ton bzw. die entsprechenden Töne des Eingabesignalmusters Zusatzakkordtönen des festgestellten Akkordmusters entsprechen und zutreffendenfalls diesen Ton bzw. diese Töne entsprechend den Zusatzakkordtönen korrigiert.

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß man bei einer mehrmanualigen Eingabeeinrichtung bei jedem Manual gesondert das jeweils zugeordnete Eingabesignalmuster mit den Akkordmustern der vorgegebenen Menge an Akkordmustern vergleicht.

13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß man nur Eingabesignalmuster vergleicht, welche Akkorden mit wenigstens drei verschiedenen Tönen entsprechen.

14. Verfahren nach Anspruch 12. oder 13,
dadurch gekennzeichnet, daß man nach Feststellung eines einem Akkordmuster entsprechenden Eingabesignalmusters bei einem der Manuale die nachfolgenden Eingabesignalmuster sämtlicher Manuale daraufhin überprüft, ob der bzw. die entsprechenden Töne im Akkordmuster vollständig enthalten sind.

15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche oder dem Oberbegriff des Anspruchs 1,
dadurch gekennzeichnet, daß man bei zwei aufeinanderfolgenden Eingabesignalmustern, die jeweils zwei unterschiedlichen Akkordmustern der vorgegebenen Menge an Akkordmustern entsprechen, feststellt, ob in beiden Akkordmustern derselbe Ton vorkommt und, zutreffendenfalls, eine derartige Zusatzkorrektur beim zweiten Eingabesignalmuster vornimmt, daß die übereinstimmenden Töne in beiden Akkorden im wesentlichen dieselbe Höhe aufweisen oder zumindest eine einen vorgegebenen Wert von vorzugsweise kleiner 8 Cents nicht überschreitende Frequenzdifferenz aufweisen.

16. Tonhöhensteuerung für ein Musikinstrument zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einer Eingabeeinrichtung (10) zur Eingabe von Noten-Eingabesignalen in einer vorgegebenen festen Stimmung, insbesondere der gleichschwebend temperierten Stimmung, und mit einer Ton-Erzeugungseinrichtung (20), an die die Noten-Eingabesignale anlegbar sind, umfassend

- eine Akkorderkennungs-Schaltung (28), die bei jedem einem Akkord entsprechenden Eingabesignalmuster feststellt, ob dieses Eingabesignalmuster einem Akkordmuster aus einer vorgegebenen Menge an Akkordmustern entspricht,

- eine Signalmuster-Speicherschaltung (34), in der für jedes Akkordmuster der vorgegebenen Menge an Akkordmustern ein Signalmuster gespeichert ist einschließlich eines einem vorbestimmten Grundton des jeweiligen Akkordmusters zugeordneten Signals,

- eine Steuerschaltung (32), die dann, wenn die Akkord-Erkennungsschaltung (28) feststellt, daß ein einem der vorgegebenen Akkordmuster entsprechendes Eingabesignalmuster anliegt, die Signalmuster-Speicherschaltung (34) zur Abgabe des dem festgestellten Akkordmuster entsprechenden Signalmusters an die Ton-Erzeugungseinrichtung (20) veranlaßt, zur Erzeugung des jeweiligen Akkords in der variablen Stimmung,

dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung Mittel enthält, die sowohl das dem Grundton eines Akkords zugeordnete Signal des Eingabesignalmusters gegenüber der vorgegebenen festen Stimmung als auch die den übrigen Tönen des Akkordmusters zugeordneten Signale des Eingabesignalmusters, vom korrigierten Grundton ausgehend, entsprechend der variablen Stimmung korrigieren, derart daß das dem Grundton eines Akkords zugeordnete entsprechend korrigierte Signal zur Abgabe eines Tones durch die Tonerzeugungseinrichtung führt, der höher oder tiefer liegt als der Grundton in der vorgegebenen festen Stimmung, je nachdem, ob die entsprechend dem Eingabesignalmuster korrigierten Akkordtöne im Mittel tiefer bzw. höher liegen als die unkorrigierten Akkordtöne in der festen Stimmung.

17. Tonhöhensteuerung nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet, daß in der Signalmuster-Speicherschaltung (34) als Signalmuster Korrektursignalmuster eingespeichert sind zur Korrektur der Noteneingabesignale gemäß der variablen Stimmung, und daß eine Korrekturschaltung (Tonsignal-Ausgabeschaltung (22)) vorgesehen ist, an welche die Noteneingabesignale und die Korrektursignale der Korrektursignalmuster anlegbar sind, und welche als Ausgabesignale die den Korrektursignalen entsprechend korrigierten Noteneingabesignale an die Ton-Erzeugungseinrichtung (20) abgibt.

18. Tonhöhensteuerung nach Anspruch 16 oder 17,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Definitionsoktavenspeicher (40) vorgesehen ist, mit 12 jedem Ton einer vorgegebenen Oktave zugeordneten Speicherplätzen (42), wobei bei Überprüfung eines einem Akkord entsprechenden Eingabesignalmusters dann ein Speicherplatz belegt wird, wenn der diesem Speicherplatz entsprechende Ton im Akkord in einer beliebigen Oktave vorkommt.

19. Tonhöhensteuerung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Arbeitsspeicher (46) vorgesehen ist mit 12 Speicherplätzen, in welchen der Speicherinhalt des Definitionsoktavenspeichers (40) übertragbar ist, und daß ein Schiebezähler (48) vorgesehen ist, welcher, vom Zählerwert "O" ausgehend, jeweils im "eins" erhöht wird, wenn der Speicherinhalt des Arbeitsspeichers (40) um einen Speicherplatz in einer vorgegebenen Richtung verschoben wird.

20. Tonhöhensteuerung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Akkordmuster-Speicher (50) vorgesehen ist mit jeweils einer einem der Akkordmuster der vorgegebenen Menge an Akkordmustern zugeordneten Speicherzeile (52), insbesondere mit jeweils 12 Speicherplätzen (54).

21. Tonhöhensteuerung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Akkordspeicher (44) vorgesehen ist mit 12 jedem Ton einer Oktave zugeordneten Speicherplätzen zum Einspeichern des zuletzt erkannten Akkords.

22. Tonhöhensteuerung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Korrekturfaktor-Speicher (56) vorgesehen ist, insbesondere mit Speicherzeilen mit jeweils 12 jedem Ton einer Oktave zugeordneten Speicherplätzen, wobei den Speicherzeilen jeweils ein Akkordmuster der vorgegebenen Menge an Akkordmustern zugeordnet ist.

23. Tonhöhensteuerung nach Anspruch 22,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Ausgabespeicher (62) vorgesehen ist, insbesondere mit 12 Speicherplätzen, in welchen der Inhalt der einem erkannten Akkord zugeordneten Speicherzeile (58) des Korrekturfaktoren-Speichers (50) übertragbar ist, und dessen Speicherinhalt, vorzugsweise in einer vorgegebenen Richtung, verschiebbar ist.

Claims

1. Method for automatic pitch correction according to a harmony-dependent variable tuning, especially the harmonic tuning, for a musical instrument with an input device (10) for the input of note input signals in a predetermined fixed tuning, especially the tempered tuning, and with a tone-generation device (20) to which the note input signals are applicable, with the following steps:

a) in the case of an input signal pattern corresponding to a chord, one determines by comparison with pattern chords of a pre-determined quantity of chord patterns whether one of these chord patterns is present;

b) if a chord pattern is present the input signal pattern is replaced by an input signal pattern corrected according to this chord pattern and applied to the tone generation device (20), whereby the signal of the input signal patterns allocated to a predetermined fundamental note of the respective chord pattern is fixed according to the predetermined fixed tuning, and the signals, allocated to the other notes of the chord patterns, starting from the fundamental, are corrected in acoordance with the variable tuning,

characterized in that, additionally, the signal of the input signal patterns allocated to the fundamental note is corrected in relation to the predetermined, fixed tuning and the signals of the input signal pattern, allocated to the other notes of the chord pattern, starting from the corrected fundamental note, are corrected in accordance with the variable tuning, in which method the signal allocated to the fundamental note of a chord is corrected in such a way that the correspondingly corrected note delivered by the tone generation device lies higher or lower than the fundamental note in the predetermined fixed tuning, according to whether the chord notes corrected according to the input ignal pattern lie on average lower or higher than the uncorrected chord notes in the fixed tuning.

2. Method according to claim 1,characterized in that the signal allocated to the fundamental note of a chord is corrected in such a way that the displacement of a mean frequency of the chord notes by reason of the correction of the chord notes is at least approximately compensated by the input signal pattern.

3. Method according to claim 2, characterized in that the signal allocated to the fundamental note of a chord is corrected with an additional correction signal giving a relative frequency variation, which correction signal substantially corresponds to the mean value of the correction signals, which likewise indicate relative frequency variations, for the input signals, in amount, but with reversed sign.

4. Method according to claim 3, characterized in that the input signal pattern is projected onto a predetermined octave (definition octave) and compared with the chord patterns, likewise limited in each case to one octave, of the pre-determined quantity of chord patterns.

5. Method according to claim 4, characterized in that the input signal pattern is shifted within the definition octave, as a whole by half-notes, and the shift steps are counted, until a signal is present at a predetermined end of the definition octave, and in that the input signal pattern shifted in this way is compared with the chord patterns of the pre-determined quantity of chord patterns, and in the case of the chord patterns likewise a chord note is present at the pre-determined end of the octave.

6. Method according to claim 4, characterized in that the chord pattern of the pre-determined quantity of chord patterns is shifted cyclically with the octave by half notes, and the shift steps are counted, and the chord patterns shifted in this way are compared with the unshifted input signal patterns.

7. Method according to either claim 5 or 6, characterized in that in the case of conformity of the input signal pattern within the definition octave with the chord pattern of the pre-determined quantity of chord patterns a signal pattern, allocated to the respective chord pattern and limited to one octave charges into an output store (62), and shifts the signal pattern by half notes in the output store (62) in the opposite direction, possibly cyclically, in accordance with the number of the shift steps of the input signal pattern or of the chord pattern.

8. Method according to one of the preceding claims, characterized in that correction signals for the input signals are used as signals of the input signal patterns.

9. Method according to claim 8, characterized in that the correction signals indicate relative frequency variations.

10. Method according to one of the preceding claims characterized in that after ascertaining an input signal pattern corresponding to a chord pattern, one ascertains among the following input signal patterns whether the corresponding note or notes of the input signal pattern is or are completely contained in the chord pattern and, if so, corrects this note or these notes according to the chord pattern.

11. Method according to claim 10, characterized in that additional chord notes are allocated to the pattern chirds, and in that on ascertaining an input signal pattern corresponding to a chord pattern among the following input signal patterns one ascertains whether the corresponding note or notes of the input signal pattern correspond to additional chord notes of the ascertained chord pattern and, if so, corrects this note or these notes in accordance with the additional chord notes.

12. Method according to one of the foregoing claims, characterized in that in the case of a multi-manual input device, the respectively allocated input signal pattern. is compared separately for each manual with the chord patterns of the pre-determined quantity of chord patterns.

13. Method according to one of the preceding claims, characterized in that one compares only input signal patterns which correspond to chords having at least three different notes.

14. Method according to either claim 12 or 13, characterized in that after ascertaining an input signal pattern corresponding to a chord pattern in one of the manuals, the following input signal patterns of all manuals are examined to ascertain whether the corresponding note or notes is or are contained completely in the chord pattern.

15. Method according to one of the foregoing claims or to the preamble to claim 1, characterized in that in the case of two successive input signal patterns which correspond in each case to two different chord patterns of the predetermined quantity of chord patterns one ascertains whether the same note occurs in both chord patterns and if so effects such an additional correction in the second input signal pattern that the coinciding notes of the two chords possess in both chords substantially the same level, or at least possess a.frequency difference not exceeding a predetermined value preferably of less than 8 cents.

16. Pitch control system for a musical instrument for carrying out the method according to one of the foregoing claims with an input device (10) for the input of note input signals in a pre-determined fixed tuning, especially the evenly beating tempered tuning, and with a tone generation device (20) to which the note input signals are applicable, including

- a chord recognition circuit (28) which at every input signal pattern corresponding to a chord ascertains whether this input signal pattern corresponds to a chord pattern from a pre-determined quantity of chord patterns,

- a signal pattern store circuit (34) in which a signal pattern is stored for each chord pattern of the predetermined quantity of chord patterns, including a signal allocated to a predetermined fundamental note of the respective chord pattern,

- a control circuit (32) which, when the chord recognition circuit (28) ascertains that an input signal pattern corresponding to one of the predetermined chord patterns is applied, causes the signal pattern storage circuit (34) to give off the signal pattern corresponding to the ascertained chord pattern to the tone generation device (20) to generate the chord concerned in the variable tuning,

characterized in that the control circuit includes means which correct both the signal of the input signal pattern allocated to the fundamental note of a chord as compared with the predetermined fixed tuning, and also the signals of the input signal pattern allocated to the other notes of the chord patterns starting from the corrected fundamental note, in accordance with the variable tuning, in such a manner that the correspondingly corrected signal allocated to the fundamental note of a chord leads to the emission of a tone by the tone generation device which lies higher or lower than the fundamental note in the pre-determined fixed tuning, according to whether the chord notes corrected according to the input signal pattern lie on an average lower or higher than the uncorrected chord notes in the fixed tuning.

17. Pitch control system according to claim 16, characterized in that correction signal patterns are stored as signal patterns in the signal pattern storage circuit (34), for the correction of the note input signals according to the variable tuning, and in that a correction circuit (tone signal output circuit (22)) is provided to which the note input signals and the correction signals of the correction signal patterns are applicable, and which delivers as output signals to the tone generation device (20) the note input signals corrected according to the correction signals.

18. Pitch control system according to either claim 16 or 17, characterized in that a definition octave store (40) is provided having 12 storage places (42) allocated to each note of a pre-determined octave, while on examination of an input signal pattern corresponding to the chord a storage place is occupied when the note corresponding to this storage place occurs in the chord in any desired octave.

19. Pitch control system according to one of the preceding claims, characterized in that a work store (46) is provided having 12 storage places into which the stored content of the definition octave store (40) can be transferred, and in that a shift counter (48) is provided which, starting from the counter value "O", is increased by "one" every time when the stored content of the work store (40) is shifted by one store place in a pre-determined direction.

20. Pitch control system according to one of the preceding claims, characterized in that a chord pattern store (50) is provided in each case having a storage line (52) allocated to one of the chord patterns of the predetermined quantity of chord patterns, especially having in each case 12 storage places (54).

21. Pitch control system according to one of the preceding claims, characterized in that a chord store (44) is provided having 12 storage places, allocated to each note of an octave, for the storage of the last-recognized chord.

22. Pitch control system according to one of the preceding claims, characterized in that a correction factor store (56) is provided, especially having storage lines with 12 storage places allocated in each case to each note of an octave, a chord pattern of the pre-determined quantity of chord patterns being allocated to each of the storage lines.

23. Pitch control system according to claim 22, characterized in that an output store (62) is provided, especially having 12 storage places into which the content of the storage line (58), allocated to a recognized chord, of the correction factor store (50) can be transferred, and the stored content of which is displaceable, preferably in a pre-determined direction.

Revendications

1. Procédé de correction automatique de la hauteur tonale, suivant un accord variable, fonction de l'harmonie, en particulier de l'accord harmonique, pour un instrument de musique avec un dispositif d'introduction (10), pour introduire des signaux d'introduction de notes dans un accord fixe prédéterminé, en particulier l'accord tempéré prolongé, et avec un dispositif de génération de tonalité (20), auquel sont appliqués les signaux d'introduction de notes, avec les étapes suivantes :

a) dans le cas d'un modèle de signal d'introduction correspondant à un accord, on détermine par comparaison avec des accords modèles une quantité prédéterminée de modèles d'accord, si l'on est en présence de l'un de ces modèles d'accord;

b) dans le cas où l'on est en présence d'un modèle d'accord, le modèle de signal d'introduction est remplacé par un modèle de signal d'introduction corrigé correspondant à ce modèle d'accord et appliqué au dispositif de génération de tonalité (20), et l'on fixe un signal, associé à une tonalité de base prédéterminée du modèle d'accord respectif, des modèles de signal d'introduction, en fonction de l'accord fixe prédéterminé et l'on corrige, en fonction de l'accord variable, les signaux, associés aux autres tonalités du modèle d'accord, du modèle de signal d'introduction, en partant de la tonalité de base,

caractérisé en ce que l'on corrige en plus le signal, associé à la tonalité de base, des modèles de signal d'introduction, par rapport à l'accord fixe prédéterminé et l'on corrige, en fonction de l'accord variable, en partant de la tonalité de base corrigée, les signaux, associés aux autres tonalités du modèle d'accord, en opérant une correction du signal associé à la tonalité de base d'un accord, telle que la tonalité corrigée de manière correspondante, émise par le dispositif de production de tonalité, est située plus haut ou plus bas que la tonalité de base dans l'accord fixe, suivant que les tonalités d'accord, corrigées en fonction du modèle de signal d'introduction, se situent plus bas ou plus haut que les tonalités d'accord non corrigées dans l'accord fixe.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on corrige le signal associé à la tonalité de base d'un accord de telle façon que le décalage d'une fréquence moyenne des tonalités d'accord soit au moins sensiblement compensée, sur la base de la correction apportée aux tonalités d'accord, par le modèle de signal d'introduction.

3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'on corrige le signal associé à la tonalité de base d'un accord par un signal de correction supplémentaire, indiquant une modification relative de la fréquence, dont la valeur correspond pratiquement à la valeur moyenne des signaux de correction, indiquant également des modifications relatives de fréquence, pour les signaux d'introduction, mais avec un signe inversé.

4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'on projette le modèle de signal d'introduction sur un octave prédéterminé (octave de définition) et qu'on le compare aux modèles d'accord, se limitant également chaque fois à un octave, de la quantité prédéterminée de modèles d'accord.

5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'on décale d'un tout, par demi-ton, le modèle de signal d'introduction à l'intérieur de l'octave de définition, aussi longtemps que nécessaire, en comptant à cette occasion les étapes de décalage, jusqu'à ce qu'un signal se situe à une extrémité prédéterminée de l'octave de définition et en ce qu'on compare le modèle de signal d'introduction, décalé de cette façon, aux modèles d'accord de la quantité prédéterminée de modèles d'accord, sachant que pour les modèles d'accord, chaque fois également une tonalité d'accord se situe à l'extrémité prédéterminée de l'octave.

6. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'on décale les modèles d'accord de la quantité prédéterminée de modèles d'accord à l'intérieur de l'octave, de façon cyclique et par demi-tons, en comptant les étapes de procédé, et l'on compare les modèles d'accord décalés de cette façon au modèle de signal d'introduction non décalé.

7. Procédé selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce qu'en cas de coïncidence entre le modèle de signal d'introduction, à l'intérieur de l'octave de définition, et le modèle d'accord de la quantité prédéterminée de modèles d'accord, on charge dans une mémoire d'envoi (62) un modèle de signal, limité à un octave, associé au modèle d'accord respectif, et on décale le modèle de signal dans la mémoire d'envoi (62) par demi-tons, en fonction du nombre d'étapes de procédé du modèle de signal d'introduction, ou bien du modèle d'accord, dans le sens opposé, ou le cas échéant de façon cyclique.

8. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on utilise, comme signaux des modèles de signal d'introduction, les signaux de correction destinés aux signaux d'introduction.

9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que les signaux de correction donnent un indication des modifications relatives de fréquence.

10. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on détermine, après détermination d'un modèle de signal d'introduction correspondant à un modèle d'accord, pour les modèles de signal d'introduction venant ensuite, si la tonalité correspondante, ou bien les tonalités correspondantes du modèle de signal d'introduction, sont entièrement contenues dans le modèle d'accord et, dans l'affirmative, on opère la correction de cette tonalité, le cas échéant de ces tonalités en fonction du modèle d'accord.

11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'on associe des tonalités d'accord supplémentaires aux accords modèles et en ce que lors de la détermination d'un modèle de signal d'introduction, correspondant à un modèle d'accord, on détermine, pour les modèles de signal d'introduction venant ensuite, si la tonalité correspondante, ou bien les tonalités correspondantes du modèle d'accord fixé correspondent bien et, dans l'affirmative, on opère une correction de cette tonalité, le cas échéant de ces tonalités, en fonction des tonalités d'accord supplémentaires.

12. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que dans le cas d'un dispositif d'introduction utilisant plusieurs mains, on compare pour chaque main, séparément, le modèle de signal d'introduction chaque fois associé aux modèles d'accord de la quantité prédéterminée de modèles d'accord.

13. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on ne compare que le modèle de signal d'introduction auquel correspondent des accords comportant au moins trois tonalités différentes.

14. Procédé selon la revendication 12 ou 13, caractérisé en ce qu'après détermination d'un modèle de signal d'introduction correspondant à un modèle d'accord, on compare pour l'une des mains, le modèle de signal d'introduction allant suivre de l'ensemble des mains, quant au fait qu'il contient en totalité la ou les tonalités dans le modèle d'accord.

15. Procédé selon l'une des revendications précédentes ou selon le préambule de la revendication 1, caractérisé en ce que, dans le cas de deux modèles de signal d'introduction se suivant l'un l'autre, qui correspondent chacun à deux modèles d'accord différents de la quantité prédéterminée, l'on détermine si la tonalité se présentant dans les deux modèles d'accord est la même, et, dans l'affirmative, on opère pour le deuxième modèle de signal d'introduction une correction supplémentaire telle que les tonalités coïncidant dans les deux accords présentent sensiblement la même hauteur ou présentent au moins une différence de fréquence ne dépassant pas une valeur prédéterminée, de préférence inférieure à 8 cents.

16. Commande de la hauteur tonale, pour un instrument de musique, pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications précédentes, avec un dispositif d'introduction (10) destiné à introduire des signaux d'introduction de note dans un accord fixe prédéterminé, en particulier l'accord tempéré prolongé, et avec un dispositif de génération de tonalité (20), auquel sont applicables des signaux d'introduction de notes, comprenant :

- un circuit d'identification d'accord (28), déterminant, pour chaque modèle de signal d'introduction correspondant à un accord, si ce modèle de signal d'introduction correspond à un modèle d'accord provenant d'une quantité prédéterminée de modèles d'accords,

- un circuit de mémoire de modèles de signaux (34), dans lequel est stocké, pour chaque modèle d'accord de la quantité prédéterminée de modèles d'accord, un modèle d'accord, y compris un signal associé à une tonalité de base prédéterminée du modèle d'accord spécifique,

- un circuit de commande (32) qui, lorsque le circuit d'identification d'accord (28) constate qu'il y a présence d'un modèle de signal d'introduction correspondant à l'un des modèles d'accord prédéterminés, provoque, de la part du circuit de mémoire de modèle de signal (34), l'envoi du modèle de signal correspondant au modèle d'accord déterminé au dispositif de génération de tonalité (20), en vue de produire l'accord respectif, dans le mode à accord variable,

caractérisée en ce que le circuit de commande contient des moyens opérant la correction, tant du signal, associé à la tonalité de base d'un accord, du modèle de signal d'introduction, par rapport à l'accord fixe prédéterminé, qu'également des signaux associés aux autres tonalités du modèle de signal d'introduction, en partant de la tonalité de base corrigée, en fonction de l'accord variable, de telle façon que le signal corrigé en fonction de la tonalité de base d'un accord mène, par le dispositif de génération de tonalité, à l'envoi d'une tonalité plus haute ou plus basse que la tonalité de base dans l'accord fixe prédéterminé, suivant que les tonalités d'accord, corrigées en fonction du modèle de signal d'introduction, sont en moyenne plus basses ou plus hautes que les tonalités d'accord non corrigées dans l'accord fixe.

17. Commande de la hauteur tonale selon la revendication 16, caractérisée en ce que, dans le circuit de mémoire de modèles de signaux (24) sont stockés, à titre de modèles de signaux, des modèles de signaux de correction, en vue d'opérer la correction des signaux d'introduction de notes suivant l'accord variable, et en ce qu'est prévu un circuit de correction (circuit d'envoi de signal de tonalité (22)), auquel sont applicables les signaux d'introduction de notes et les signaux de correction des modèles de signaux de correction, et qui envoie au dispositif de génération de tonalité (20), à titre de signaux d'envoi, les signaux d'introduction de notes, corrigés en fonction des signaux de correction.

18. Commande de la hauteur tonale selon la revendication 16 ou 17, caractérisée en ce qu'il est prévu une mémoire d'octaves de définition (40), avec 12 emplacements mémoire (42), associés à chaque tonalité d'un octave prédéterminé, en prévoyant que, lors du contrôle d'un modèle de signal d'introduction correspondant à un accord, il est occupé une place de mémoire lorsque la tonalité correspondant à cette place mémoire se présente dans l'accord avec un octave quelconque.

19. Commande de la hauteur tonale selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'il est prévu une mémoire de travail (46), avec 12 emplacements mémoire, dans lesquels le contenu de mémoire de la mémoire d'octave de définition (40) est susceptible d'être transmis, et en ce qu'il est prévu un compteur de décalage (48) qui, en partant de la valeur de comptage "0", augmente chaque fois de "un", lorsque le contenu de mémoire de la mémoire de travail (40) est décalé d'un emplacement mémoire, dans un sens prédéterminé.

20. Commande de la hauteur tonale selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'il est prévu une mémoire de modèles d'accord (50), avec une ligne mémoire (52) associée à chacun des modèles d'accord parmi la quantité prédéterminée de modèles d'accord, en particulier avec chaque fois 12 emplacements mémoire (54).

21. Commande de la hauteur tonale selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'il est prévu une mémoire d'accord (44), avec 12 emplacements mémoire, associés à chaque tonalité d'un octave, en vue de stocker le dernier accord identifié.

22. Commande de la hauteur tonale selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'il est prévu une mémoire de facteurs de correction (56), en particulier avec des lignes mémoire avec chaque fois 12 emplacements mémoire, associés à chaque tonalité d'un octave, un modèle d'accord de la quantité prédéterminée de modèles d'accord étant chaque fois associé aux lignes de mémoire.

23. Commande de la hauteur tonale selon la revendication 22, caractérisée en ce qu'il est prévu une mémoire d'envoi (62), en particulier avec 12 emplacements mémoire, dans lesquels le contenu de la ligne de mémoire (58), associée à un accord identifié, de la mémoire de facteurs de correction (50) est susceptible d'être transmis et dont le contenu de mémoire est décalable, de préférence dans un sens prédéterminé.

Zeichnung