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Dokumentenidentifikation DE10049388B4 23.03.2006
Titel Musikalische Stimmhilfe und Stimmverfahren
Anmelder Yamaha Corp., Hamamatsu, Shizuoka, JP
Erfinder Shibata, Koichiro, Hamamatsu, Shizuoka, JP
Vertreter WAGNER & GEYER Partnerschaft Patent- und Rechtsanwälte, 80538 München
DE-Anmeldedatum 05.10.2000
DE-Aktenzeichen 10049388
Offenlegungstag 07.06.2001
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 23.03.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 23.03.2006
IPC-Hauptklasse G10G 7/02(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
IPC-Nebenklasse G10H 1/44(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Stimmhilfe. Insbesondere bezieht sie sich auf eine musikalische Stimmhilfe und ein Verfahren, um den Benutzer zu ermöglichen, dass er ein Musikinstrument leicht in die richtige Stimmung bringt.

Herkömmlicher Weise wird beim Stimmen eines Musikinstruments eine Vorrichtung wie eine Stimmgabel genutzt, die eine Frequenz mit einer als eine Referenz verwendeten Tonhöhe erzeugt (beispielsweise 440 Hz (A3)), und der Benutzer unterscheidet zwischen Tönen des Musikinstruments und der Stimmgabel.

Bei einem Unisono- oder einem Ensemblespiel ist es nötig, dass ein Musiker auf die Tonhöhe der anderen Spieler hört und den Ton seines oder ihres Instruments übereinstimmend oder harmonisch zu dieser Tonhöhe macht. Vorrichtungen wie beispielsweise Stimmgabeln werden ebenso verwendet für das Üben des Angleichens der Tonhöhe und für das Erreichen einer Harmonie, so dass er oder sie sich einem Unisono- oder Ensemblespiel anschließen kann.

Eine chromatische Stimmvorrichtung, die auf einem Meter bzw. einer Messanzeige oder einer geeigneten Anzeige die Verschiebung bzw. den Offset eines Eingabetones und eines Referenztones anzeigt, wird ebenso beim Stimmen eines Musikinstruments verwendet. Bei der Verwendung einer solchen chromatischen Stimmvorrichtung kann der Spieler das Musikinstrument stimmen, während er die Verschiebung des auf dem Meter angezeigten Tones beobachtet. Im Vergleich mit dem Verfahren der Nutzung einer Stimmgabel ermöglicht somit die chromatische Stimmvorrichtung ein genaueres Stimmen. Es gibt chromatische Stimmvorrichtungen, die für das Stimmen von Gitarren gedacht sind, die Information für Referenztöne entsprechend der Vielzahl von Saiten gespeichert haben. Der Spieler kann eine Auswahl des Referenztones der Stimmvorrichtung treffen, und zwar unter der Verwendung von einem Schalter oder einer anderen geeigneten Auswahlvorrichtung, um so das Stimmen der Vielzahl von Saiten durchzuführen.

Um ein Stimmen eines Musikinstruments unter Verwendung einer Stimmgabel durchzuführen, ist es jedoch gegebenenfalls nötig, eine Vielzahl von Stimmgabeln zur Verfügung zu haben, um die gewünschten Töne zu erzeugen. Beispielsweise kann es beim Stimmen im Fall einer Gitarre nötig sein, eine Vielzahl von Stimmgabeln vorzusehen, die Referenztöne entsprechend den Frequenzen einer jeden der Saiten im freien Zustand erzeugen. Zusätzlich- ist es nötig für das Training eines Blasinstrumentenspielers auf genaues Spielen einer jeden Tonhöhe im Tonumfang, der durch das Blasinstrument erzeugt werden kann, Stimmgabeln zur Verfügung zu haben, die jeder Tonhöhe im Tonumfang entsprechen. Sofern ein Oszillator anstatt der Stimmgabel oder -gabeln verwendet wird, und zwar trotzdem das Problem gelöst ist, eine Vielzahl von Vorrichtungen vorsehen zu müssen, wird der Betrieb des Einstellens der Frequenz einer jeden durch den Oszillator erzeugten Tonhöhe komplex.

Wenn eine wie zuvor beschriebene chromatische Stimmvorrichtung verwendet wird, ist es notwendig, obwohl ein genaues Stimmen möglich ist, dass der Benutzer eine Auswahl trifft, und zwar durch Schalter oder andere geeignete Auswahlvorrichtungen, aus einer Vielzahl von Referenztönen, wodurch der Betrieb komplex gemacht wird. Unter den zuvor beschriebenen chromatischen Stimmvorrichtungen gibt es eine Art, die automatisch eine korrekte Tonhöhe schätzt (beispielsweise eine Tonhöhe auf der gleichmäßig temperierten Zwölftonskala), die dem eingegebenen Musikton am nächsten kommt und auf einem Meter den Offset bzw. den Abstand bezüglich der korrekten Tonhöhe anzeigt. In dieser Vorrichtung ist es nicht notwendig, Schalter oder Auswahlvorrichtungen für die Auswahl eines Referenztones zu bedienen. Jedoch erfordern alle chromatischen Stimmvorrichtungen bzw. -geräte, dass ein Spieler das Stimmen visuell vornimmt, indem er auf eine Meter- bzw. Messanzeige Bezug nimmt, während das Stimmen durchgeführt wird, was sie ungeeignet macht für das Training von Spielern für das Angleichen des Tones, während sie sich auf den Gehörsinn verlassen.

Aus der WO 99/19863 A1 ist eine Stimmhilfe und ein Stimmverfahren bekannt, bei der bzw. bei dem eine originale Tonhöhe eines eingegebenen Musiksignals entsprechend einem Originalton detektiert, eine korrekte Tonhöhe aus zur Wahl stehenden Tonhöhenkandidaten auf einer vorbestimmten Skala anhand der originalen Tonhöhe bestimmt, und anschließend ein Musiksignal entsprechend der korrekten Tonhöhe ausgegeben wird. Die Stimmvorrichtung ist daher für einfache Stimmvorgänge geeignet, nicht jedoch für komplexere, da sie beispielsweise weder Akkorde erkennen noch verarbeiten kann.

Ferner zeigt die US 5,442,129 A ein Tonhöhensteuersystem für das Stimmen eines Musikinstruments. Das Tonhöhensteuersystem besitzt eine Akkorderkennungsschaltung, die feststellt, ob ein Eingangssignalmuster einem Akkord entspricht. Dabei wird das gesamte Eingangssignalmuster mit gespeicherten Akkorden verglichen, was hohe Rechneranforderungen an die Akkorderkennungsschaltumg stellt.

Die vorliegende Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Stimmvorrichtung bzw. ein Stimmverfahren vorzusehen, die bzw. das auf einfache und kostengünstige Weise komplexer Stimmvorgänge mit Akkorden ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Stimmhilfe gemäß Anspruch 1, ein Stimmverfahren gemäß Anspruch 5 oder ein Programmspeichermedium gemäß Anspruch 7 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beansprucht.

Die vorliegende Erfindung sieht eine Stimmhilfe und ein Stimmverfahren vor, durch welche der Benutzer leicht eine annehmbar genaue Stimmung eines Musikinstruments erreichen kann und welche geeignet sind für die Verwendung beim Training des Tongefühls bzw. Tonsinnes des Benutzers.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann eine Stimmhilfe folgendes aufweisen: einen Originaltonhöhendetektor für das Detektieren einer originalen bzw. ursprünglichen Tonhöhe eines eingegebenen Musiksignals entsprechend einem Originalton; einen Bestimmer bzw. eine Bestimmungsvorrichtung der korrekten Tonhöhe zur Bestimmung einer korrekten Tonhöhe aus zur Wahl stehenden Tonhöhen bzw. Tonhöhenkandidaten auf einer vorbestimmten Skala bzw. Tonleiter, und zwar gemäß der ursprünglichen Tonhöhe, die durch den Originaltonhöhendetektor detektiert wurde; und einen Signalausgabeabschnitt zur Ausgabe eines Musiksignals entsprechend der korrekten Tonhöhe, die durch den Bestimmer der korrekten Tonhöhe bestimmt wurde.

Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung kann ein Verfahren zum Stimmen folgendes aufweisen: Detektieren einer originalen bzw. ursprünglichen Tonhöhe eines eingegebenen Musiksignals entsprechend einem originalen Ton bzw. Originalton; Bestimmen einer korrekten Tonhöhe aus zur Wahl stehenden Tonhöhen bzw. Tonhöhenkandidaten auf einer vorbestimmten Skala, und zwar gemäß der originalen Tonhöhe; und Ausgeben eines Musiksignals entsprechend der korrekten Tonhöhe.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Programmspeichermedium vorgesehen, auf dem ein Programm für die Ausführung durch einen Computer zur Durchführung eines Stimmverfahrens gespeichert ist, das folgendes aufweist: eine Tonhöhendetektierung für die Detektion einer originalen Tonhöhe eines eingegebenen Musiksignals entsprechend einem Originalton; eine Tonhöhenbestimmung für das Bestimmen einer korrekten Tonhöhe aus zur Wahl stehenden Tonhöhen oder. Tonhöhenkandidaten einer vorbestimmten Tonleiter, und zwar gemäß der originalen Tonhöhe; und eine Ausgabe für das Ausgeben eines Akkordtonmusiksignals entsprechend der korrekten Tonhöhe.

Die zuvor genannten und andere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden beim Lesen der folgenden Beschreibung von beispielhaften Ausführungen in Verbindung mit dem beigefügten Zeichnungen besser verstanden werden, wobei folgendes gezeigt ist:

1 ist ein Blockdiagramm, das einen Aufbau einer Stimmhilfe gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;

1a ist ein Blockdiagramm, das einen Aufbau einer Steuerung in der Stimmhilfe der 1 zeigt;

2 ist ein Konzeptionsdiagramm, das das Verfahren in der Stimmhilfe der 1 zur Bestimmung der Tonhöhe der temperierten Stimmung bzw. der gleichschwebenden Temperatur am nächsten zu einem eingegebenen Musikton darstellt;

3 ist eine Zeichnung, die eine Steuertafel zeigt, die ein Bestandselement der Stimmhilfe der 1 ist;

4 ist eine Zeichnung, die eine Anzeige zeigt, die ein Bestandselement der Stimmhilfe der 1 ist;

5 ist ein Schaltdiagramm, das einen Mischer zeigt, der ein Bestandselement der Stimmhilfe der 1 ist;

6 ist ein Fließdiagramm, das den Betrieb einer Hauptroutine der Stimmhilfe der 1 darstellt;

7 ist ein Fließdiagramm, das eine Verarbeitungsroutine für einen Zeitsteuerungsinterrupt in der Stimmhilfe der 1 darstellt;

8 ist ein Fließdiagramm, das eine Noten-Informationserzeugungsverarbeitung in der Stimmhilfe der 1 zeigt;

9 ist eine Tabelle, die visuell den gespeicherten Inhalt einer Tonhöhentabelle repräsentiert, die in der Informationserzeugungsverarbeitung für die korrekte Tonhöhe, wie in 8 gezeigt, verwendet wird;

10 und 10A bilden ein Fließdiagramm, das eine Signalversorgungsroutine in der Stimmhilfe der 1 darstellt;

11 ist eine Tabelle, die visuell den gespeicherten Inhalt einer Tonhöhentabelle repräsentiert, die in der Informationserzeugungsverarbeitung für die korrekte Tonhöhe in einer Variante der Stimmhilfe verwendet wird;

12 ist eine Zeichnung, die eine Steuertafel zeigt, die ein Bestandselement einer anderen Variante der Stimmhilfe ist;

13 ist eine Zeichnung, die eine Steuertafel zeigt, die ein Bestandselement von noch einer anderen Variante der Stimmhilfe ist;

14 ist eine Zeichnung, die eine Anzeige zeigt, die ein Bestandselement von noch einer anderen Variante der Stimmhilfe ist.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden in der Folge detailliert beschrieben, und zwar unter Bezugnahme auf die relevanten, beigefügten Zeichnungen.

Der Aufbau bzw. die Konfiguration eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung ist wie folgt.

1, welche ein Blockdiagramm ist, die einen Aufbau einer Stimmhilfe gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, zeigt eine Stimmhilfe mit einem Eingabeabschnitt 10, einem A/D-Wandler 11, einem Pegeldetektor 12, einem Originaltonhöhendetektor 13, einem Tonhöhenverschieber (Tonhöheneinsteller) 14, einer Steuerung (Bestimmer der korrekten Tonhöhe und Tonhöhenunterschiederfasser) 15, einer Steuertafel 16, einer Anzeige 17, einer Tonquelle (Signalausgabeabschnitt) 18, D/A-Wandlern 19 und 20, einem Mischer 21, einem Ausgabeabschnitt 22 und einem MIDI-(musical instrument digital interface = Musikinstrumentendigitalschnittstelle)-Datenausgabeabschnitt (ein anderer Signalausgabeabschnitt) 23.

Der Eingabeabschnitt 10 kann ein Mikrophon, ein Leitungseingangsanschluss oder ein anderes geeignetes Eingabeelement sein, von welchem aus ein Musiksignal in diese Stimmhilfe eingegeben wird. Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird ein Mikrophon als Eingabeabschnitt 10 verwendet und das Mikrophon erzeugt ein Musiksignal aus einem Musikton, der von einem Musikinstrument 1 ausgesandt wird.

Der A/D-Wandler 11 führt eine A/D-Wandlung des Musiksignals durch, das vom Eingabeabschnitt 10 eingegeben wird, wobei das Resultat an den Pegeldetektor 12, den Originaltonhöhendetektor 13 und den Tonhöhenverschieber 14 geliefert wird.

Der Pegeldetektor 12 detektiert den Pegel des originalen Musiksignals, das vom A/D-Wandler 11 geliefert wird. Der Pegel des Musiksignals entspricht der Intensität des originalen Tons bzw. Originaltons. Der Originaltonhöhendetektor 13 detektiert die Tonhöhe dieses Musiksignals, nämlich die originale Tonhöhe. Der detektierte Pegel und die Tonhöhe des ursprünglichen Musiksignals werden an die Steuerung 15 geliefert.

Die Steuerung 15 ist zur Steuerung von verschiedenen Teilen der Stimmhilfe vorgesehen und weist beispielsweise Elemente auf wie eine CPU (center processing unit = Zentralverarbeitungseinheit) 15a; einen ROM (read-only memory = nur Lesespeicher) 15b, in welchem Programme zur Ermöglichung des Stimmens, Tabellen zur Steuerung und andere nicht löschbare Daten gespeichert sind; einen RAM 15c, der als ein Arbeitsgebiet oder dergleichen verwendet wird; und einen Taktoscillator 15d, wie in 1A gezeigt. Wenn die Pegelinformation (LV = level) vom Pegeldetektor 12 anzeigt, dass die Toninstensität über einem Schwellenwert ist, schätzt die Steuerung die korrekte Tonhöhe basierend auf der Tonhöheninformation (PT = pitch) vom Originaltonhöhendetektor 13 und berechnet den Offset bzw. den Abstand der Tonhöhe zwischen der so geschätzten Tonhöhe und der originalen Tonhöhe des eingegebenen Musiksignals. Zusätzlich erzeugt die Steuerung 15 ein MIDI-Datensignal entsprechend der geschätzten korrekten Tonhöhe.

Spezieller sucht die Steuerung 15 basierend auf der Originaltonhöheninformation (PT) vorbestimmte, zur Wahl stehende Tonhöhen bzw. Tonhöhenkandidaten ab, um die korrekte Tonhöhe aus den Tonhöhenkandidaten zu wählen, die am nächsten zum originalen Musiksignal ist. In der folgenden Beschreibung sind die Tonhöhenkandidaten mittlere Tonhöhen, die als Tonhöhen auf der Zwölftonskala mit gleichschwebender Temperatur bzw. der temperierten Zwölftonskala definiert werden können.

2 stellt das Konzept des Verfahrens zur Bestimmung der korrekten mittleren Tonhöhe und des Offset aus der Originaltonhöhe dar. Wie in dieser Zeichnung gezeigt, wird die Bestimmung der korrekten Tonhöhe auf eine solche Weise durchgeführt, dass die Tonhöhe, die der Originaltonhöhe am nächsten kommt, aus den mittleren Tonhöhenkandidaten ausgewählt wird, die zuvor auf der gleichmäßig temperierten Zwölftonskala eingestellt wurden (die Tonhöhenkandidaten sind Vielfache von 100 Hundertstel). Daher würde im Falle, dass eine eingegebene Tonhöhe 80 Hundertstel ist, wie in der Zeichnung gezeigt, die korrekte Tonhöhe 100 Hundertstel sein, und der Absolutwert des Offsetbetrages wäre 20 Hundertstel. Im Falle, dass die eingegebene Tonhöhe 40 Hundertstel ist, wäre die geschätzte, korrekte Tonhöhe 0 und der Absolutwert des Offsetbetrages wäre 40 Hundertstel. Die spezifische Steuerung, die für die Bestimmung der korrekten Tonhöhe auf diese Weise durchgeführt wird, wird später beschrieben. Die Steuerung 15 verwendet Information, wie beispielsweise die bestimmte korrekte Tonhöhe und den Betrag des Unterschiedes für die Steuerung von beispielsweise Elementen wie die Tonquelle 18, den Tonhöhenverschieber 14 und die Anzeige 17.

Wie in 3 gezeigt, hat die Steuertafel 16 Schalter SW1 bis SW5, die in Ein- oder Auszustände gesetzt werden können, und zwar unabhängig voneinander. Ein Benutzer stellt manuell die Ein/Aus-Einstellungen dieser Schalter ein, um ein Anweisungsignal an die Steuerung 15 zu senden, wodurch die Auswahl eines Musiktonausganges und eines Signalausganges aus dem Ausgabeabschnitt 22 und dem MIDI-Datenausgabeabschnitt 23 ermöglicht wird, wie weiter unten beschrieben wird.

Der Schalter SW1 ist ein Schalter, der auswählt, ob oder ob nicht der Originalton, der dem Musiksignal aus dem Eingabeabschnitt 10 entspricht, aus dem Ausgabeabschnitt 22 so wie er ist ausgegeben werden soll. Der Schalter SW2 wird für die Auswahl verwendet, ob oder ob nicht ein korrektes Musiksignal, dessen Tonhöhe zur nächsten mittleren Tonhöhe durch den Tonhöhenverschieber 14 verschoben ist, an den Ausgabeabschnitt 22 geliefert werden soll. Die gleiche Klang- bzw. Tonfärbung wie die des Originaltons wird vom Ausgabeabschnitt 22 ausgegeben, obwohl der Schalter SW2 eingeschaltet ist.

Im Gegensatz dazu, wenn die Schalter SW3 und SW4 eingeschaltet sind, wird ein Musiksignal, das von der Tonquelle 18 geliefert wird, an den Ausgabeabschnitt 22 geliefert. Wenn der Schalter SW3 sich im Ein-Zustand befindet wird ein einfach verarbeitetes Musiksignal, das die gleiche Tonhöhe wie die des originalen Musiksignals vom Eingabeabschnitt 10 anzeigt, an den Ausgabeabschnitt 22 geliefert. Wenn der Schalter SW4 sich im Ein-Zustand befindet, wird ein verschobenes, verarbeitetes bzw. verschoben-verarbeitetes Musiksignal, und zwar verschoben zur nächsten mittleren Tonhöhe, an den Ausgabeabschnitt 22 geliefert.

Der Schalter SW5 wird für die Auswahl verwendet, ob oder ob nicht das der nächsten mittleren Tonhöhe entsprechende MIDI-Datensignal an den MIDI-Datenausgabeabschnitt 23 geliefert werden soll.

Wie in 4 gezeigt, besitzt die Anzeige 17 einen Anzeigeabschnitt für die geschätzte Tonhöhe 17a, der die mittlere Tonhöhe (beispielsweise "C") anzeigt, und zwar wie geschätzt durch die Steuerung 15, und einen Anzeigeabschnitt für den Tonhöhenunterschied 17b, der den Offset bzw. den Abstand zwischen dem originalen Musiksignal vom Eingabeabschnitt 10 und der geschätzten mittleren Tonhöhe anzeigt, der ebenso durch die Steuerung 15 erhalten wird. Obwohl in dem in der Zeichnung gezeigten Aufbau der Anzeigeabschnitt für den Tonhöhenunterschied 17b eine analoge Nadelanzeige für den Tonhöhenoffset ist, sei klar, dass die vorliegende Erfindung keine solchen Einschränkungen auferlegt, und dass die Anzeige beispielsweise in digitaler Form oder als Graph präsentiert sein kann.

Der in 1 gezeigte Tonhöhenverschieber 14 verschiebt gemäß dem von der Steuerung 15 gelieferten Tonhöhenoffset die Tonhöhe des vom Eingabeabschnitt 10 über den A/D-Wandler 11 gelieferten Musiksignals zur nächsten mittleren Tonhöhe. Daher gibt der Tonhöhenverschieber 14 ein verschobenes Musiksignal aus, das die korrekte mittlere Tonhöhe (auf einer gleichmäßig temperierten Zwölftonskala) anzeigt, die durch die Steuerung 15 bestimmt wurde.

Die Tonquelle 18 kann aus einer Vielfalt von Tonquellenvorrichtungen ausgewählt werden, die ein Musiksignal mit willkürlicher bzw. freier Frequenz erzeugen können, beispielsweise eine FM-(Frequenzmodulations-)Tonquelle oder eine PCM-(Pulskodiermodul-)Tonquelle. Auf der Basis der Noten-Ein/Aus-Zustände, die von der Steuerung 15 geliefert werden, und der originalen Tonhöhe des eingegebenen Musiksignals erzeugt die Tonquelle 18 ein einfach-verarbeitetes Musiksignal, das eine Frequenz oder eine Tonhöhe anzeigt, die gleich zu jener des originalen Musiksignals ist, jedoch eine vorbestimmte Klangfärbung anzeigt, und zwar abhängig vom Status der Tonquelle 18. Ferner erzeugt die Tonquelle 18 basierend auf den Noten-Ein/Aus-Zuständen und der durch die Steuerung 15 geschätzten mittleren Tonhöhe ein verschoben-verarbeitetes Musiksignal, das die geschätzte korrekte Tonhöhe und die vorbestimmte Klangfärbung anzeigt. Die Musiksignale werden an den Mischer 21 durch die D/A-Wandler 20 geliefert.

Unter der Regelung der Steuerung 15 führt der Mischer 21 ein geeignetes Mischen des vom Eingabeabschnitt 10 gelieferten originalen Musiksignals, des vom Tonhöhenverschieber 14 über den D/A-Wandler 19 gelieferten verschobenen Musiksignals und der von der Tonquelle 18 über den DIA-Wandler gelieferten verarbeiteten Musiksignale durch, und er liefert das Ergebnis an den Ausgabeabschnitt 22. Speziell kann der Mischer 21 eine wie in 5 gezeigte Konfiguration besitzen. Wie in dieser Zeichnung gezeigt, besitzt der Mischer in diesem Ausführungsbeispiel einen Tor- bzw. Gatterteil 30 einschließlich von vier Gattern bzw. Toren 21a, 21b, 21c und 21d, und einen Mischer/Verstärkerteil 31, der die vom Gatterteil 30 ausgegebenen Musiksignale mischt und/oder verstärkt.

Der Gatterteil 30 stellt basierend auf dem von der Steuerung 15 gelieferten Steuersignal fest, ob oder ob nicht das (die) eingegebene(n) Musiksignal(e) ausgegeben werden soll(en). Das von der Steuerung 15 gelieferte Steuersignal wird durch die Ein/Aus-Zustände der Schalter SW1 bis SW4 (sieh 3) der zuvor erwähnten Steuertafel 16 erstellt. Spezieller wird mit dem Schalter SW1 in einem Ein-Zustand das Gatter 21a aktiviert, um dem vom Eingabeabschnitt 10 gelieferten originalen Musiksignal zu gestatten, durch das Gatter 21a zu passieren. Mit dem Schalter SW2 im Ein-Zustand wird das Gatter 21b aktiviert, um dem verschobenen Musiksignal, das eine vom Tonhöhenverschieber 14 gelieferte, geschätzte mittlere Tonhöhe anzeigt, ein Passieren zu gestatten.

Mit dem Schalter SW3 im Ein-Zustand wird dem einfach-verarbeiteten Musiksignal, das eine Tonhöhe gleich zum von der Tonquelle 18 gelieferten originalen Ton anzeigt, gestattet, durch das Gatter 21c zu passieren. Mit dem Schalter SW4 im Ein-Zustand wird das Gatter 21d aktiviert, so dass das verschoben-verarbeitete Musiksignal, das eine von der Tonquelle gelieferte, geschätzte, korrekte mittlere Tonhöhe anzeigt, durch das Gatter 21d passieren kann.

Demgemäß wird (werden) abhängig von den Ein/Aus-Zuständen der Schalter SW1 bis SW4 das (die) von einem einzigen, originalen Ton abgeleitete(n) Signal(e) vom Gatterteil 30 an den Mischer/Verstärkerteil 31 geliefert. Wenn eine Vielzahl von Signalen gleichzeitig geliefert werden, addiert der Mischer/Verstärkerteil 31 die Signale auf. Dann wird das einzelne oder gesamte Signal durch den Mischer/Verstärker 31 verstärkt und an den Ausgabeabschnitt 22 geliefert. Der Verstärkungsfaktor oder die Verstärkung des Mischers/Verstärkers 31 kann genau bzw. geeignet als eine Konstante eingestellt werden. Alternativ kann der Verstärkungsfaktor bezüglich der verarbeiteten Signale von der Tonquelle 18 variieren gemäß dem Pegel des eingegebenen Musiksignals, der durch den Pegeldetektor 12 detektiert wurde.

Der in 1 gezeigte Ausgabeabschnitt 22 kann ein Ausgabeleitungsanschluss für die Ausgabe eines vom Mischer 21 gelieferten, resultierenden Musiksignals sein, oder ein Lautsprecher oder ein anderer passender Tonemitter bzw. -sender, der einen Musikton entsprechend dem vom Mischer 21 gelieferten, resultierenden Musiksignal aussendet.

Der MIDI-Datenausgabeabschnitt 23 gibt ein durch die Steuerung 15 erzeugtes MIDI-Datensignal nach außen, wenn der Schalter SW5 auf der Steuertafel 16 sich im Ein-Zustand befindet.

Der Betrieb bzw. die Funktionsweise des zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung wird in der Folge beschrieben. Zuerst wird das von der Steuerung 15 ausgeführte Hauptroutinenprogramm unter Bezugnahme auf 6 beschrieben.

Zuerst, wenn Leistung an die Stimmhilfe angelegt wird, wird eine Initialisierungsverarbeitung bei Schritt Sa1 durchgeführt. Diese Verarbeitung weist beispielsweise die Initialisierung von der Steuerung 15 zugeordneten, verschiedenen Registern auf. Als nächstes wird eine Tafelverarbeitung bei Schritt Sa2 durchgeführt, in der die Ein/Aus-Zustände der Schalter SW1 bis SW5 der Steuertafel 16 detektiert werden und in die entsprechenden Register geschrieben werden.

Dann erzeugt bei Schritt Sa3 die Steuerung 15 die Noten-Ein/Aus-Information, die an die Tonquelle ausgegeben werden soll, und die Information, die auf der Anzeige 17 gemäß den Parametern angezeigt werden soll, die aus der später beschriebenen Zeitsteuerungsinterruptverarbeitung erhalten werden. Die erzeugte Information wird an die Tonquelle 18 und die Anzeige 17 bei Schritt Sa4 geliefert. Dann kehrt die Hauptroutine zurück zu Schritt Sa2, wobei die Verarbeitungen bzw. Prozesse von Schritt Sa2 bis Sa4 wiederholt werden.

Die Steuerung 15 der Stimmhilfe hat eine Zeitsteuerung eingebaut, die Interrupts bzw. Unterbrechungen zu festen Zeitintervallen bewirkt, und zwar als ein Mittel zur Garantie, dass der Kontrolleur bzw. Supervisor periodisch eingegeben wird. Die Zeitsteuerungsinterruptverarbeitung wird wie folgt durchgeführt.

Die Zeitsteuerungsinterruptverarbeitungsroutine wird verwendet, um eine Tonhöhe auf der (gleichschwebenden) Temperatur zu bestimmen, die dem eingegebenen originalen Musiksignal am nächsten kommt, und zwar basierend auf dem Pegel und der Tonhöhe, die durch den Pegeldetektor 12 und den Originaltonhöhendetektor 13 erfasst wurden, und sie erzeugt Parameter zur Berechnung des Unterschiedes (dPIT) zwischen der bestimmten Tonhöhe und der Tonhöhe des eingegebenen originalen Musiksignals. Diese Zeitsteuerungsinterruptverarbeitungsroutine wird in der Folge unter Bezugnahme auf 7 beschrieben.

Zuerst werden der Pegel LV des eingegebenen Musiksignals vom Pegeldetektor 12 und die Originaltonhöhe PT des eingegebenen Musiksignals vom Originaltonhöhendetektor 13 bei Schritt Sb1 erfasst bzw. gehalten.

Eine Entscheidung wird dann in Schritt Sb2 dahingehend gemacht, ob oder ob nicht der erfasste Pegel LV größer ist als ein Schwellenwertpegel DLV. Wenn an diesem Punkt der Pegel LV des eingegebenen Musiksignals kleiner als der Schwellenwert DLV (das Original ist still) ist, wird die Steuerung so durchgeführt, dass kein Ton erzeugt wird, was bedeutet, dass ein Musiktonsignal nicht gebildet oder ausgegeben werden soll durch die Tonquelle 18 und den Pegelverschieber 14, und die Signale nicht an die Anzeige 17 und den MIDI-Datenausgabeabschnitt 23 geliefert werden sollen. Spezieller wird bei Schritt Sb3 ein Test zur Bestimmung durchgeführt, ob oder ob nicht eine Tonerzeugungsflagge gesetzt ist, das heißt, eine Bestimmung dahingehend, ob oder ob nicht ein Ton derzeit erzeugt wird. Wenn die Entscheidung bei Schritt Sb3 zustimmend ist, wird die Ton- bzw. Noten-Aus-Flagge zum Zweck des Aussendens der Ton- bzw. Noten-Aus-Information an die Tonquelle 18 bei Schritt Sb4 auf den Ein-Zustand gesetzt. Die Tonerzeugungsflagge zeigt an, dass ein Ton derzeit erzeugt wird, während die Ton- bzw. Noten-Ein-Flagge anzeigt, dass eine Tonerzeugung angewiesen wurde und die Ton- bzw. Noten-Aus-Flagge anzeigt, dass ein Beenden des Tons bzw. ein Tonstopp angewiesen wurde.

Jedoch können anstatt einer solchen Noten-Aus-Information, sofern irgend ein Ton nicht erzeugt werden soll (das Original ist still), und zwar ohne Betracht der Einstellzustände der Schalter SW1 bis SW4 auf der Steuertafel 16 (3), alle Gatter 21a bis 21d des Mischers 21 (5) desaktiviert sein.

Wenn jedoch bei Schritt Sb2 entschieden wird, dass der eingegebene Musiksignalpegel LV größer als der Schwellenwert DLV ist, wird eine Steuerung dahingehend durchgeführt, dass ein Ton erzeugt wird, was bedeutet, dass ein Musiktonsignal durch die Tonquelle 18 und den Tonhöhenverschieber 14 gebildet und ausgegeben werden soll und die Signale an die Anzeige 17 und den MIDI-Datenausgabeabschnitt 23 geliefert werden sollen. Spezieller wird in Schritt Sb5 eine Entscheidung dahingehend gemacht, ob oder ob nicht derzeit ein Ton erzeugt wird. Wenn ein Ton erzeugt wird (Die Entscheidung bei Schritt Sb5 ist negativ) wird eine Noten-Ein-Flagge für den Zweck des Aussendens der Noten-Ein-Information an die Tonquelle 18 bei Schritt Sb6 auf den Ein-Zustand gesetzt und die Routine schreitet fort zu Schritt Sb7. Andererseits, wenn die Entscheidung bei Schritt Sb5 zustimmend ist, schreitet die Routine direkt zu Schritt Sb7.

Im Falle, dass eine Tonerzeugungsanweisung gegeben wird, wird zuerst die originale Tonhöhe PT (Hz) vom Originaltonhöhendetektor 13 in einen Hundertstelwert PIT (Hundertstel) bei Schritt Sb7 gemäß der folgenden Beziehung umgewandelt. PIT = 1200 × log2(PT/440)

PIT ist die Originaltonhöhe repräsentiert in Hundertstel, wobei PIT Null ist, wenn die Originaltonhöhe A3 (440 Hz) ist. Obwohl der Hundertstelwert PIT der Originaltonhöhe aus der obigen Beziehung berechnet werden kann, ist es alternativ möglich, eine Tabelle der Entsprechung zwischen der eingegebenen Frequenz PT (Hz) und dem Hundertstelwert PIT zu speichern und den Hundertstelwert unter Bezugnahme auf diese Tabelle zu bestimmen.

Als nächstes wird die Originaltonhöhe PIT (Hundertstel) des eingegebenen Musiksignals bei Schritt Sb7 durch 100 geteilt und der Rest wird bei Schritt Sb8 berechnet. Da die mittleren Tonhöhenkandidaten auf der gleichmäßig temperierten Zwölftonskala sind und Vielfache von 100, ist der Rest der Offsetbetrag dCENT (Hundertstel) zwischen dem wahrscheinlichsten Tonhöhenkandidaten auf der gleichmäßig temperierten Zwölftonskala und der originalen Tonhöhe.

Die originale Tonhöhe PIT repräsentiert in Hundertstel wird auf einen Halb-Schrittwert tCD auf der chromatischen Skala in Schritt Sb9 umgewandelt. Speziell wird der Wert von tCD berechnet durch die folgende Beziehung. tCD = TRUNCATE (PIT/100)

In der obigen Gleichung ist TRUNCATE(X) eine Funktion für das Abtrennen (engl. truncate) des Dezimalanteils einer Zahl X und das Belassen nur der ganzen Zahl. Beispielsweise wenn die Originaltonhöhe A3 (440 Hz) ist, wäre tCD 0.

Weiter wird eine Variable SIG bestimmt durch die folgende Beziehung. Die Variable SIG ist plus oder minus Eins, was anzeigt, ob oder ob nicht die Tonhöhe des Originaltons größer als die daraus geschätzte mittlere Tonhöhe ist. In der Noten-Informationserzeugungsverarbeitung, die später beschrieben wird, wird die Variable SIG verwendet zur Bestimmung der Tonhöhe auf der gleichmäßig temperierten Zwölftonskala, die dem eingegebenen Musiksignal am nächsten kommt. SIG = SIG (tCD)

In der obigen Beziehung ist SIG (X) eine Funktion, die ein Plus- oder ein Minuszeichen von X erfasst. Beispielsweise wenn X negativ ist, wird SIG = -1, und wenn X positiv ist, wird SIG = 1.

Dann kehrt diese Routine zurück zur Hauptroutine der 6.

Die Routine zur Erzeugung der Ton- bzw. Noten-Information wird unter Bezugnahme auf 8 beschrieben. Diese Routine ist der Prozess, der durch Schritt Sa3 in 6 identifiziert wurde. In der Routine wird die wahrscheinliche mittlere Tonhöhe auf der Basis der Daten berechnet, die durch die zuvor beschriebenen Zeitsteuerungsinterruptverarbeitung erzeugt werden, und der Unterschied zwischen der bestimmten mittleren Tonhöhe und der Tonhöhe des eingegebenen Musiksignals wird berechnet, um so die Noten-Information wie nachfolgend beschrieben zu erzeugen.

Zuerst wird bei Schritt Sc1 eine Bestimmung dahingehend gemacht, ob oder ob nicht durch die zuvor beschriebene Zeitsteuerungsinterruptverarbeitung die Noten-Ein-Flagge sich im Ein-Zustand befindet, oder ob ein Ton derzeit erzeugt wird. Wenn die Noten-Ein-Flagge im Aus-Zustand ist und ein Ton derzeit nicht erzeugt wird (Die Entscheidung in Schritt Sc1 ist negativ), wird die Noten-Information nicht erzeugt und die Routine wird beendet um zur Hauptroutine der 6 zurückzukehren.

Wenn jedoch die Noten-Ein-Flagge im Ein-Zustand ist oder ein Ton derzeit erzeugt wird (die Entscheidung in Schritt Sc1 ist zustimmend), wird die Noten-Informationserzeugungsverarbeitung durchgeführt. Speziell wird zuerst bei Schritt Sc2 eine Bestimmung dahingehend gemacht, ob oder ob nicht der Absolutwert des Offset dCENT vom wahrscheinlichsten Tonhöhenkandidaten auf der gleichmäßig temperierten Zwölftonskala, der in der zuvor beschriebenen Zeitsteuerungsinterruptroutine geschätzt wurde, größer als 50 ist.

Wenn der Absolutwert von dCENT größer als 50 ist (die Entscheidung bei Schritt Sc2 ist zustimmend), wird bei Schritt Sc3 die in der Zeitsteuerungsinterruptverarbeitung bestimmte Variable SIG zum Halbschrittwert tCD hinzu addiert, der ebenso in der Zeitsteuerungsinterruptverarbeitung bestimmt wurde, um so einen Wert CD der mittleren Tonhöhe zu erhalten, die in der Halbtonskala repräsentiert ist, und zwar am nächsten zur eingegebenen Tonhöhe PIT. Demgemäß ist im Falle einer eingegebenen Tonhöhe PIT von 70 vom Originaltonhöhendetektor 13 CD gleich 1, während tCD gleich 0 ist. Wenn die eingegebene Tonhöhe PIT -70 ist, während tCD gleich 0 ist, ist CD = -1.

Der Verschiebungsbetrag dPIT (Hundertstel) zum Zweck des Verschiebens der original eingegebenen Tonhöhe PIT auf die im Schritt Sc3 geschätzte mittlere Tonhöhe wird durch die folgende Beziehung bei Schritt Sc4 berechnet. dPIT = SIG × (100 – |dCENT|) wobei dCENT und SIG die in der zuvor beschriebenen Zeitsteuerungsinterruptverarbeitung bestimmten Werte sind.

Daher sind im Falle, im welchem die eingegebene Tonhöhe vom Originaltonhöhendetektor 13 70 Hundertstel ist, dCENT = 70 Hundertstel und dPIT = 30 Hundertstel. Wenn die eingegebene Tonhöhe PIT gleich -70 Hundertstel ist, sind dCENT = -70 Hundertstel und dPIT = 30 Hundertstel.

Wenn jedoch der Absolutwert von dCENT in Schritt Sc2 auf weniger als 50 bestimmt wird, schreitet die Routine fort zu Schritt Sc5, in dem der in der Zeitsteuerungsinterruptverarbeitung bestimmte Wert in Halbschritteinheiten tCD als der Wert CD genommen wird, der die mittlere Tonhöhe in der Halbtonskala anzeigt, die am nächsten zur eingegebenen Tonhöhe PIT ist. Der Verschiebungsbetrag dPIT für das Verschieben der original eingegebenen Tonhöhe PIT auf die im Schritt Sc5 bestimmte mittlere Tonhöhe CD wird durch die folgende Beziehung in Schritt Sc6 bestimmt. dPIT = -dCENT

Demgemäß, wenn beispielsweise die eingegebene Tonhöhe PIT vom Originaltonhöhendetektor 13 25,5 Hundertstel ist, sind tCD = CD = 0, dCENT = 25,5 Hundertstel und dPIT = -25,5 Hundertstel.

Auf diese Weise wird die in der Halbtonskala repräsentierte und aus der originalen Tonhöhe PIT des eingegebenen Musiksignals geschätzte mittlere Tonhöhe CD erhalten, und der Verschiebungsbetrag dPIT für das Verschieben der originalen Tonhöhe PIT auf die geschätzte mittlere Tonhöhe wird erstellt. Nachfolgend werden diese bestimmten Parameter von der Steuerung verwendet zur Erzeugung von Signalen, die an die Tonquelle 18 und die Anzeige 17 geliefert werden sollen.

Spezieller wird bei Schritt Sc7 eine Entscheidung dahingehend gemacht, ob oder ob nicht der derzeitige Wert der mittleren Tonhöhe CD in der Halbtonskala unterschiedlich ist vom CD-Wert, wie er neu, wie zuvor beschrieben, bestimmt wurde. Wenn der neu geschätzte Wert von CD unterschiedlich ist zum derzeitigen Wert (die Bestimmung bei Schritt Sc7 ist zustimmend), wird in Schritt Sc8 eine Flagge für die Verarbeitung zur Änderung der mittleren Tonhöhe auf den Ein-Zustand gesetzt. Auf die Flagge wird Bezug genommen zum Zweck der Ausgabe von MIDI-Daten (wie weiter unten beschrieben). Aus der neu geschätzten CD wird die Tonhöheninformation CENTER (Hundertstel) der geschätzten mittleren Tonhöhe, die an die Tonquelle 18 ausgegeben werden soll, bei Schritt Sc9 gemäß der folgenden Beziehung bestimmt. CENTER = CD × 100

Als nächstes wird die auf der Anzeige anzuzeigende Information aus der geschätzten mittleren Tonhöhe CD bei Schritt Sc10 erzeugt. An diesem Punkt wird die geschätzte mittlere Tonhöhe CD geteilt durch 12, um den resultierenden Rest zu erhalten, der dem Tonhöhennamen entspricht, d.h. A, A#, B bzw. H und dergleichen. Durch Bezugnahme auf die in 9 repräsentierte, zuvor gespeicherte Tonhöhentabelle, die die Beziehung zwischen dem Rest und der Tonhöhe anzeigt, wird die an die Anzeige 17 auszugebende Tonhöheninformation erzeugt. Beispielsweise, wenn der Rest der zuvor erwähnten Berechnung 3 ist, wird die Tonhöheninformation entsprechend zur Tonhöhe C erzeugt, so dass der Anzeigeabschnitt für die geschätzte Tonhöhe 17a ein "C" zeigen wird.

Als nächstes wird bei Schritt Sc11 der Offsetbetrag DdPIT unter der Nutzung des Verschiebungsbetrags dPIT bestimmt, der auf dem Anzeigeabschnitt für den Tonhöhenunterschied 17b der Anzeige 17 angezeigt werden soll. Da der zuvor beschriebene Verschiebungsbetrag dPIT der Unterschied zwischen der eingegebenen Tonhöhe PIT und der geschätzten, mittleren Tonhöhe ist, wird der darzustellende mittlere Tonhöhenoffsetbetrag DdPIT durch die folgende Beziehung berechnet. DdPIT = -dPIT

Dann ist die Noten-Informationserzeugungsroutine beendet und kehrt zurück zur Hauptroutine.

Die Verarbeitung für das Vorsehen bzw. Liefern der verschiedenen Information durch die Steuerung 15, die durch die zuvor erwähnte Tonhöheninformationserzeugungsverarbeitung erzeugt wird, an den Tonhöhenverschieber 14, die Anzeige 17, die Tonquelle 18 und den MIDI-Datenausgabeabschnitt 23 wird unter Bezugnahme auf die 10 und 10A in der Folge beschrieben. Diese Signalversorgungsroutine ist der Prozess, der durch Schritt Sa4 in 6 bezeichnet wird.

Zuerst wird der Verschiebungsbetrag dPIT an den Tonhöhenverschieber 14 bei Schritt Sd1 geliefert. Demgemäß verschiebt der Tonhöhenverschieber 14 die original eingegebene Tonhöhe PIT um den Verschiebungsbetrag dPIT, um so ein Musiksignal zu erzeugen, das die geschätzte mittlere Tonhöhe anzeigt.

Als nächstes werden bei Schritt Sd2 die Zustände der Schalter SW1 und SW5 auf der Steuertafel 16 abgefühlt und der Gatterteil 30 des Mischers 21 (5) wird basierend auf diesen Zuständen geregelt bzw. gesteuert.

In der Folge werden die wie zuvor beschrieben bestimmten Tonhöheninformation und der Offsetbetrag DdPIT an die Anzeige 17 bei Schritt Sd3 geliefert, was in einer Anzeige der Tonhöhe und des Offsetbetrags auf dem Anzeigeabschnitt für die geschätzte Tonhöhe 17a bzw. dem Anzeigeabschnitt für den Tonhöhenunterschied 17b resultiert.

Als nächstes wird ein Test dahingehend bei Schritt Sd4 durchgeführt, ob oder ob nicht die Noten-Ein-Flagge sich im Ein-Zustand befindet. Wenn die Noten-Ein-Flagge im Ein-Zustand ist (die Entscheidung im Schritt Sd4 ist zustimmend), weist die Steuerung 15 die Tonquelle 18 an, einen neuen Ton bzw. Klang zu erzeugen, die Tonerzeugungflagge auf den Ein-Zustand zu setzen, und liefert die original eingegebene Tonhöhe PIT und die geschätzte mittlere Tonhöhe CENTER an die Tonquelle 18 bei Schritt SDS. Demgemäß erzeugt die Tonquelle 18 ein Musiksignal ähnlich zum eingegebenen Musikton und ein Musiksignal, das die mittlere Tonhöhe anzeigt.

Dann wird ein Test dahingehend bei Schritt Sd6 durchgeführt, um zu bestimmen, ob oder ob nicht die MIDI-Datenausgabeflagge sich im Ein-Zustand befindet, das heißt, es wird bestimmt, ob der Schalter SW5 der Steuertafel 16 sich im Ein-Zustand befindet. Wenn die MIDI-Datenausgabeflagge im Aus-Zustand ist, das heißt, wenn der Schalter SW5 im Aus-Zustand ist, und MIDI-Daten nicht ausgegeben werden sollen, wird die Noten-Ein-Flagge auf Aus bei Schritt Sd9 zurückgesetzt und diese Signalversorgungsroutine kehrt zurück zur Hauptroutine der 6.

Wenn jedoch der Test bei Schritt Sd6 zustimmend ist, was anzeigt, dass die MIDI-Datenausgabeflagge im Ein-Zustand ist (das heißt, dass der Schalter SW5 im Ein-Zustand ist), schreibt die Steuerung 15 MIDI-Noten-Ein-Daten MIDI CD in den MIDI-Datenübertragungspuffer des Ausgabeabschnittes 23 bei Schritt Sd7, so dass der MIDI-Datenausgabeabschnitt 23 die MIDI-Noten-Ein-Daten ausgeben kann. Die MIDI-Noten-Ein-Daten weisen MIDI CD auf, die die MIDI-Notenzahl entsprechend der zu erzeugenden Tonhöhe gemäß MIDI anzeigt, und dies unterscheidet sich von der mittleren Tonhöhe CD, die auf der Halbtonskala repräsentiert ist, wobei CD Null ist, wenn die originale Tonhöhe A3 ist (440 Hz). Beispielsweise ist im Fall der Tonhöhe C3 die entsprechende MIDI-Notenzahl 60 und der entsprechende CD-Wert ist -9. Demgemäß wird CD in die MIDI-Notenzahl MIDI CD gemäß der folgenden Gleichung umgewandelt. MIDI CD = CD + 69

Weiter wird die zuletzt berechnete MIDI-Notenzahl MIDI CD als ein Parameter LAST durch die Steuerung 15 bei Schritt Sd8 gehalten. Dann schreitet die Routine zu Schritt Sd9 fort, wo die Noten-Ein-Flagge in den Aus-Zustand zurückgesetzt wird und die Signalversorgungsroutine kehrt zurück zur Hauptroutine der 6.

Wenn beim Test von Sd4 die Noten-Ein-Flagge im Aus-Zustand ist, schreitet die Routine fort zu Schritt Sd10, wo ein Test dahingehend durchgeführt wird, ob oder ob nicht die Tonerzeugungsflagge sich im Ein-Zustand befindet, das heißt, es wird getestet, ob oder ob nicht derzeit ein Ton bzw. Klang erzeugt wird. Wenn bei Schritt Sd10 derzeit kein Ton erzeugt wird, kehrt diese Signalversorgungsroutine zurück zur Hauptroutine der 6.

Wenn jedoch das Ergebnis des Tests bei Schritt Sd10 ergibt, dass derzeit ein Ton erzeugt wird, wird bei Schritt Sd11 ein Test dahingehend gemacht, ob oder ob nicht die Noten-Aus-Flagge sich im Ein-Zustand befindet, was das Anhalten des Tons anzeigt.

Wenn die Noten-Aus-Flagge sich im Ein-Zustand bei Schritt Sd11 befindet, wird eine Stummanweisung an die Tonquelle 18 bei Schritt Sd12 ausgegeben. Dann wird ein Test bei Schritt Sd12 zur Bestimmung gemacht, ob oder ob nicht sich die MIDI-Datenausgabeflagge im Ein-Zustand befindet, das heißt, es wird bestimmt, ob oder ob nicht der Schalter SW5 der Steuertafel 16 sich im Ein-Zustand befindet. Wenn sich die MIDI-Datenausgabeflagge im Ein-Zustand bei Schritt Sd13 befindet, werden die MIDI-Noten-Aus-Daten einschließlich der MIDI-Notenzahl LAST erzeugt und überschrieben in den MIDI-Datenübertragungspuffer bei Schritt Sd14, so dass der MIDI-Datenausgabeabschnitt nicht die MIDI-Noten-Ein-Daten ausgeben kann, die die letzte Tonhöhe anzeigen. An diesem Punkt, wie hinsichtlich Schritt Sd7 beschrieben wurde, wird die auf der Halbtonskala repräsentierte mittlere Tonhöhe CD umgewandelt in die MIDI-Notenzahl MIDI CD.

Dann wird die Noten-Ein-Flagge und die Tonerzeugungsflagge auf Aus in Schritt Sd15 zurück gesetzt und die Änderungsverarbeitungsflagge wird in den Aus-Zustand bei Schritt Sd16 zurückgesetzt. Dann kehrt diese Signalversorgungsroutine zurück zur Hauptroutine der 6.

Wenn beim Test von Sd11 die Entscheidung dahingehend war, dass die Noten-Aus-Flagge sich im Aus-Zustand befindet, wird derzeit ein Ton erzeugt und dies soll fortgesetzt werden. In diesem Fall werden die mittlere Tonhöhe CENTER, die durch die zuvor beschriebenen Noten-Informationserzeugungsverarbeitung bestimmt wurde, und die original eingegebene Tonhöhe PIT an die Tonquelle 18 bei Schritt Sd17 geliefert. Demgemäß erzeugt die Tonquelle 18 ein verschoben-verarbeitetes Musiksignal entsprechend der neu bestimmten mittleren Tonhöhe CENTER und ein einfach-verarbeitetes Musiksignal entsprechend der original eingegebenen Tonhöhe PIT.

Als nächstes wird ein Test zur Bestimmung gemacht, ob oder ob nicht die Änderungsverarbeitungsflagge für die mittlere Tonhöhe sich im Ein-Zustand bei Schritt Sd18 befindet. Vor diesem Punkt war die Änderungsverarbeitungsflagge für die mittlere Tonhöhe entweder auf Ein oder Aus bei Schritt Sc8 der zuvor beschriebenen Noten-Informationserzeugungsverarbeitung gesetzt.

Im Falle, in welchem die Änderungsverarbeitungsflagge für die mittlere Tonhöhe auf den Ein-Zustand gesetzt war, das heißt, im Fall, in welchem die mittlere Tonhöhe CENTER geändert wurde gegenüber der derzeit erzeugten mittleren Tonhöhe CENTER, wird ein Test bei Schritt Sd19 zur Bestimmung gemacht, ob oder ob nicht die MIDI-Datenausgabeflagge sich im Ein-Zustand befindet, das heißt, es wird bestimmt, ob oder ob nicht sich der Schalter SW5 der Steuertafel 16 im Ein-Zustand befindet. Wenn in diesem Test das Ergebnis anzeigt, dass sich die MIDI-Datenausgabeflagge im Ein-Zustand befindet, werden MIDI-Noten-Aus-Daten einschließlich der letzen MIDI-Notenzahl LAST erzeugt und bei Schritt Sd20 überschrieben in den MIDI-Datenübertragungspuffer, so dass der MIDI-Datenausgabeabschnitt nicht die MIDI-Noten-Ein-Daten ausgeben kann, die die letzte Tonhöhe anzeigen.

Dieses LAST zeigt die Notenzahl in Übereinstimmung mit MIDI unmittelbar bevor sie in den Übertragungspuffer beim zuvor erwähnten Schritt Sd8 oder bei Schritt Sd22, der weiter unten beschrieben wird, geschrieben wird. Das heißt, bei Schritt Sd20 werden Daten erzeugt, die ein Ton- bzw. Noten-Aus für die derzeit angewiesene Notenzahl anweisen.

In der Folge bzw. nachfolgend werden MIDI-Noten-Ein-Daten einschließlich der neuen MIDI-Notenzahl MIDI CD erzeugt und bei Schritt Sd21 überschrieben in den MIDI-Datenübertragungspuffer, so dass der MIDI-Datenausgabeabschnitt die MIDI-Noten-Ein-Daten ausgeben kann, die die neue Tonhöhe anzeigen. Dann wird bei Schritt Sd22 der Parameter LAST auf MIDI CD aktualisiert. Die Verarbeitung schreitet dann fort zu Schritt Sd16, in welchem die Änderungsverarbeitungsflagge in den Aus-Zustand zurückgesetzt wird. Dann kehrt diese Signalversorgungsroutine zurück zur Hauptroutine der 6.

Wie zuvor beschrieben, ist es bei einer Stimmhilfe gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung möglich, zusätzlich zur Bestimmung der korrekten mittleren Tonhöhe auf der gleichmäßig temperierten Zwölftonskala, die der originalen Tonhöhe des eingegebenen Musiksignals am nächsten kommt, den Betrag der Verschiebung zwischen der bestimmten Tonhöhe und der original eingegebenen Tonhöhe zu detektieren. Unter Nutzung der Information, die auf diese Weise bestimmt wird, wird der Mischer nicht nur mit dem eingegebenen Musiksignal (Originalton), sondern ebenso mit einem durch Verschieben des eingegebenen Musiksignals auf die geschätzte mittlere Tonhöhe erzeugten verschobenen Musiksignal, einem von der Tonquelle 18 stammenden einfach-verarbeitetem Musiksignal, das eine Tonhöhe hat, die gleich ist zur eingegebenen Tonhöhe des eingegebenen Musiktons, und einem verschoben-verarbeiteten Musiksignal bei der geschätzten mittleren Tonhöhe von der Tonquelle 18 versorgt.

Der Benutzer kann die Steuertafel 16 so steuern, um eines oder mehrere Musiksignale auszuwählen, die an den Mischer 21 geliefert werden sollen. Zusätzlich kann der Ton bzw. Klang bei der geschätzten mittleren Tonhöhe als MIDI-Daten ausgegeben werden. Beispielsweise, wenn die Schalter SW2 und Schalter SW4 oder SW5 auf den Ein-Zustand gesetzt sind, können nur Musiksignale (und möglicher Weise Musiktöne) entsprechend zu der korrekten mittleren Tonhöhe erzeugt werden. Demzufolge wird beim Stimmen einer Gitarre, wenn eine bestimmte bzw. besondere Saite in Schwingung versetzt wird, die korrekte, mittlere Tonhöhe auf der gleichmäßig temperierten Zwölftonskala am nächsten zur Tonhöhe des Originaltons bestimmt und ein Musikton der korrekten mittleren Tonhöhe erzeugt. Der Benutzer kann das Stimmen durchführen, während er den auf diese Weise erzeugten Musikton und den von der Gitarre erklingenden Musikton vergleicht.

Demgemäß ist es nicht nötig, eine Vielzahl von Stimmgabeln oder Referenztongeneratoren zur Verfügung zu haben, die einer jeden Saite entsprechen. Da der Musikton bei der korrekten mittleren Tonhöhe automatisch bestimmt wird, ist es nicht nötig, die Auswahloperation einer jeden Referenzfrequenz für jede Saite durchzuführen.

Zusätzlich ist es wegen der Möglichkeit, einen Musikton bei der korrekten mittleren Tonhöhe zu erzeugen, möglich, dass der Benutzer selbst hörbar den Offset bzw. den Abstand zwischen dem durch das Instrument erzeugten Ton und der mittleren Tonhöhe detektiert, weshalb die Stimmhilfe geeignet ist zur Verwendung beim Trainieren des Stimmens nach Gehöhr. Es ist ebenso möglich, die korrekte mittlere Tonhöhe und den Offset zwischen der korrekten mittleren Tonhöhe und der originalen Tonhöhe visuell zu verifizieren durch Bezugnahme auf die Anzeige 17, und es ist möglich, die selbe Art des Gehörtrainings durchzuführen, während die Tonhöhe visuell beobachtet wird. Dies ist geeignet beim Trainieren eines Anfängerspielers, der nahezu kein Gefühl für geringe bzw. leichte Tonunterschiede hat.

Während die vorliegende Erfindung im besonderen unter Bezugnahme auf ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel gezeigt und beschrieben wurde, sei klar, dass durch den Fachmann verschiedene Änderungen in der Form und in Einzelheiten angebracht werden können, ohne vom Gedanken und Umfang der durch die Ansprüche definierten Erfindung abzuweichen. Solche Variationen, Änderungen und Modifikationen sollen als Äquivalente vom Umfang der Ansprüche umfasst sein. Beispiele solcher Äquivalente werden in der Folge beschrieben.

Während im zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel die Tonhöheninformation am nächsten zum eingegebenen Musiksignal auf der Anzeige 17 angezeigt wird, ist es weiter möglich, die angezeigte Tonhöheninformation (Buchstaben) zu ändern, und zwar abhängig davon, ob oder ob nicht die mittlere Tonhöhe über der eingegebenen Tonhöhe ist. In diesem Fall wird die Tonhöhentabelle mit dem Inhalt, wie er in 11 gezeigt ist, gespeichert. Wie in dieser Zeichnung gezeigt ist wird in dieser Tonhöhentabelle bezüglich des Restes aus der Berechnung, wie sie im zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel durchgeführt wird (Noten-Informationserzeugungsverarbeitung, Schritt Sc10, wie in 8 gezeigt) die gespeicherte Tonhöheninformation unterteilt zwischen den Fällen, in welchen die geschätzte mittlere Tonhöhe CENTER größer und kleiner ist als die original eingegebene Tonhöhe PIT.

Bei der Verwendung dieser Konfiguration vergleicht die Steuerung 15 die original eingegebene Tonhöhe PIT mit der geschätzten mittleren Tonhöhe CENTER, um festzustellen, welche größer ist. Das Ergebnis dieses Vergleichs wird verwendet, um den Teil der Tabelle, auf den Bezug genommen wird, zu schalten, so dass die auf dem Anzeigenabschnitt 17 angezeigte Tonhöheninformation unterschiedlich ist abhängig davon, ob die geschätzte mittlere Tonhöhe höher oder niedriger als der Originalton ist.

Spezieller, wenn die geschätzte mittlere Tonhöhe größer ist als das Original, kann die mittlere Spalte in 11 verwendet werden, die A#, C#, D#, F# und G# umfasst. Andererseits, wenn die geschätzte mittlere Tonhöhe kleiner als das Original ist, kann die rechte Spalte in 11 verwendet werden, die BI, DI, EI, GI und AI umfasst.

Beim zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die Betätigung der Schalter SW1 bis SW5 auf der Steuertafel 16 durchgeführt, um eine selektive Ausgabe eines korrekten Musiksignals bei der durch die Steuerung 15 bestimmten mittleren Tonhöhe, des Originaltons und der einfachverarbeiteten und verschoben-verarbeiteten Musiksignale zu ermöglichen. Es ist ebenso möglich, eine in 12 gezeigte, andere bzw. weitere Steuertafel 116 zu verwenden, die einen Ton- bzw. Klangfarbeneinstellabschnitt 117 hat.

Der Klangfarbeneinstellabschnitt 117 weist einen Aufwärts-und-Abwärts-Schalter 117a für die Auswahl der Klangfarbe und eine Klangfarbenanzeige 117b auf. Der Aufwärts-und-Abwärts-Schalter 117a ist mit der Tonquelle 18 verbunden, so dass eine manuelle Bedienung des Schalters eine Änderung der Klangfarbe des durch die Tonquelle 18 erzeugten Signals bewirkt. Die Klangfarbenanzeige 117b zeigt die resultierende Klangfarbenart an. Der Benutzer kann den Schalter 117a bedienen, um die Klangfarbe in einen Bereich von 0 bis 99 einzustellen, wodurch die Einstellung von 100 Klangfarbenarten ermöglicht wird.

Wie in 12 gezeigt, ist es ebenso möglich, Schalter SW6 bis SW8 vorzusehen für die Auswahl, ob oder ob nicht ein Akkord ausgegeben werden soll, von dem die geschätzte mittlere Tonhöhe der Grundton ist. Wenn der Schalter SW6 gedrückt ist, erzeugt die in 1 gezeigte Steuerung 15 zusätzlich zur Erzeugung des Verschiebungsbetrages dPIT die Akkordverschiebungsbeträge, die den Akkordbestandteilen entsprechen, von denen die geschätzte mittlere Tonhöhe der Grundton ist, und liefert all die Verschiebungsbeträge an den Tonhöhenverschieber 14 zur Erzeugung eines Akkords. Als ein konkretes Beispiel können zwei Akkordverschiebungsbeträge erzeugt werden, wobei ein Akkordverschiebungsbetrag eine Verschiebung von 3 Grad gegenüber dem zuvor erwähnten Verschiebungsbetrag dPIT haben kann, d.h. er kann dPIT + 300 Hundertstel sein; und der andere eine Verschiebung von 5 Grad gegenüber dem zuvor erwähnten Verschiebungsbetrag dPIT haben kann, d.h. dPIT + 500 Hundertstel.

Wenn der Schalter SW7 gedrückt ist, erzeugt die Steuerung 15 Tonhöhen der Akkordbestandteile und liefert diese an die Tonquelle 18. Zwei Tonhöhen der Akkordbestandteile können erzeugt werden: eine Tonhöhe der Akkordbestandteile kann sich um eine Verschiebung von 3 Grad von der geschätzten mittleren Tonhöhe CENTER unterscheiden, d.h. sie kann CENTER + 300 Hundertstel sein; die andere kann sich um 5 Grad von der geschätzten mittleren Tonhöhe CENTER unterscheiden, d.h. CENTER + 500 Hundertstel.

Wenn der Schalter SW8 gedrückt ist, erzeugt die Steuerung 15 Akkord-MIDI-Notenzahlen, die um 3 Grad oder 5 Grad gegenüber der geschätzten MIDI CD verschoben sind, und schreibt diese in den MIDI-Übertragungspuffer im MIDI-Datenausgabeabschnitt 23.

Dank dieser Anordnung ist es möglich, ein Musiksignal auszugeben, das einem Akkord mit der geschätzten mittleren Tonhöhe als Grundton entspricht.

Zusätzlich zum Musiksignal bei der korrekten mittleren Tonhöhe ist es wegen der Möglichkeit des Erzeugens der Akkordelemente leicht, hörbar den Verschiebungsgrad einer jeden Akkordelementtonhöhe gegenüber der mittleren Tonhöhe zu erkennen bzw. zu lernen, wodurch ein effektives Training für das Ensemblespiel ermöglicht wird.

Als eine Modifikation der zuvor erwähnten Konfiguration, mit der es möglich ist, die Töne der Bestandelemente eines Akkords auszugeben, ist es weiter möglich, eine mögliche Auswahl der Akkordart zu treffen, wie beispielsweise Dur, Moll oder Septime. Es ist weiter möglich, eine Auswahl hinsichtlich einer Ausgabe irgend eines Typs der Akkordelemente zu treffen, beispielsweise Töne, die durch eine Oktave getrennt sind, ein Molldreiklang oder eine Durquinte.

Wie in 12 gezeigt, ist es ebenso möglich, einen Einsteller 118 auf der Steuertafel 116 für die Einstellung der Lautstärke vorzusehen, wodurch es möglich ist, den Pegel des Musiksignalausganges aus dem Mischer 21 zu erniedrigen oder zu erhöhen. Als eine Abänderung gegenüber der Einstellung der Lautstärke ist es ebenso möglich, wie in 13 gezeigt, anstatt der Ein/Aus-Schalter SW1 bis SW5 einen Einsteller oder Knopf 131 bis 136 vorzusehen, der eine Dreheinstellung der Lautstärke eines jeden Ausgangs ermöglicht. Gemäß dieser Konfiguration ist es möglich, willkürlich bzw. frei den Mischpegel eines jeden der Ausgangssignale einzustellen.

In noch einer weiteren Abwandlung des Ausführungsbeispiels ist es möglich, anstatt der Anzeige 17 in 4 einen Anzeigeabschnitt 140 zu verwenden. Der Anzeigeabschnitt 140 hat zusätzlich zu einer Anzeige für die geschätzte Tonhöhe 17a und der Anzeige für den Tonhöhenunterschied 17b ähnlich zur zuvor erwähnten Anzeige 17 eine Anzeige für die original eingegebene Tonhöhe 141 und eine Anzeige für die mittlere Tonhöhe 142. Die dargestellte Anzeige für die original eingegebene Tonhöhe 141 zeigt die Frequenz der original eingegebenen Tonhöhe in Hertz an, jedoch kann sie statt dessen auch die original eingegebene Tonhöhe in Hundertstel anzeigen. Die dargestellte Anzeige für die mittlere Tonhöhe 142 zeigt die Frequenz der geschätzten mittleren Tonhöhe in Hertz an, kann jedoch auch die geschätzte mittlere Tonhöhe in Hundertstel anzeigen.

Ferner hat der Anzeigenabschnitt 140 der 14 zusätzlich zur Anzeige des Tonhöhenunterschiedes 17b, die eine Analognadelanzeige der Tonhöhenverschiebung vorsieht, eine digitale Verschiebungsanzeige 143, die den Tonhöhenoffset als einen numerischen Wert anzeigt.

Während beim zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine Tonhöhe auf der gleichmäßig temperierten Zwölftonskala bestimmt wird, die dem original eingegebenen Musiksignal am nächsten kommt, soll die vorliegende Erfindung nicht auf diese Ausführung bzw. Art und Weise beschränkt sein, und in noch einer weiteren Variation der vorliegenden Erfindung kann die verwendete Skala ausgewählt werden aus einer reinen Skala (nur die Intonation), einer pythagoreischen Skala und anderen geeigneten Skalen. Es ist ferner möglich, eine Auswahl aus einer Vielzahl solcher Musikskalen zu erlauben.

Das in der vorliegenden Erfindung durchgeführte Stimmverfahren, wie es zuvor beschrieben wurde, kann als ein auf einem im Handel erhältlichen Computer installiertes Programm ausgeführt sein. Beispielsweise kann ein solcher Computer die Funktionen des Pegeldetektors 12, des Originaltonhöhendetektors 13, des Tonhöhenverschiebers 14, der Steuerung 15 haben, während eine Computeranzeige die Funktion der Anzeige 17 haben kann, und eine geeignete Mensch/Maschine-Schnittstelle, wie beispielsweise eine Kombination einer Maus und der Computeranzeige, kann die Funktion der Steuertafel 16 haben. Es ist möglich, diese Anordnung dadurch zu nutzen, dass im Computer ein Anschluss mit der Funktion eines Tongenerators 18 oder ähnliches vorgesehen wird.

Es ist leicht ersichtlich, dass die Verfahren, die für die Datenverteilung für das Steuerprogramm in Betracht gezogen werden können, ein Verfahren der Vorab-Speicherung in einem nicht flüchtigen Speicher, wie beispielsweise einem ROM, ein Verfahren zur Speicherung und Verteilung der Daten in der Form eines tragbaren Aufnahmemediums und ein Verteilungsverfahren über eine Kommunikationsschnittstelle aufweisen.

Beim zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird die Steuerung 15 durch eine CPU und ähnliches vorgesehen, und die zuvor beschriebene Verarbeitung wird gemäß dem in einem ROM gespeicherten Steuerprogramm ausgeführt. Jedoch sei klar zu verstehen gegeben, dass die vorliegende Erfindung nicht auf diese Art und Weise beschränkt sein soll, wobei es alternativ möglich ist, die Stimmverarbeitung gleich zum zuvor erwähnten Ausführungsbeispiel, wie es beschrieben wurde, in der Form einer Hardwareschaltung bzw. fest verdrahteten Schaltung auszuführen.

Zusätzlich ist es weiter möglich, eine wie zuvor beschrieben aufgebaute Stimmhilfe zu bauen, die ein Teil einer Musikausstattung ist, wie beispielsweise ein elektronisches Musikinstrument oder eine Verstärkervorrichtung.


Anspruch[de]
  1. Eine Stimmhilfe, die folgendes aufweist:

    einen Originaltonhöhendetektor zum Detektieren der originalen Tonhöhe eines eingegebenen Musiksignals entsprechend einem Originalton;

    eine Bestimmungsvorrichtung für eine Akkordtonhöhe zum Bestimmen einer Akkordtonhöhe entsprechend der orginalen Tonhöhe, wobei die Bestimmungsvorrichtung für eine Akkordtonhöhe eine korrekte Tonhöhe aus zur Wahl stehenden Tonhöhen oder Tonhöhenkandidaten auf einer vorbestimmten Tonleiter, gemäß der durch den Originaltonhöhendetektor detektierten originalen Tonhöhe und eine Akkordtonhöhe bestimmt, die einem Bestandteil eines Akkords entspricht, dessen Grundton die korrekte Tonhöhe ist; und

    einen Signalausgabeabschnitt für das Ausgeben eines Akkordmusiksignals entsprechend der durch die Bestimmungsvorrichtung für eine Akkordtonhöhe bestimmten Akkordtonhöhe.
  2. Stimmhilfe gemäß Anspruch 1, wobei die Bestimmungsvorrichtung für die korrekte Tonhöhe als die korrekte Tonhöhe eine Tonhöhe auswählt, die am nächsten zur durch den Originaltonhöhendetektor detektierten originalen Tonhöhe ist, und zwar aus den Tonhöhenkandidaten auf der vorbestimmten Tonleiter.
  3. Eine Stimmhilfe gemäß Anspruch 1 oder 2, die weiter einen Tonsender für das Aussenden eines Akkordmusiktons entsprechend dem vom Signalausgabeabschnitt ausgegebenen Akkordmusiksignal aufweist.
  4. Eine Stimmhilfe gemäß Anspruch 1, die weiter eine Anzeige aufweist, die die durch die Bestimmungsvorrichtung für die korrekte Tonhöhe bestimmte korrekte Tonhöhe und einen Unterschied zwischen der originalen Tonhöhe und der korrekten Tonhöhe anzeigt.
  5. Verfahren zum Stimmen, das folgendes aufweist:

    Detektieren einer originalen Tonhöhe eines eingegebenen Musiksignals entsprechend einem Originalton;

    Bestimmen der korrekten Tonhöhe aus zur Wahl stehenden Tonhöhen oder Tonhöhenkandidaten auf einer vorbestimmte Tonleiter, und zwar gemäß der originalen Tonhöhe;

    Bestimmen einer Akkordtonhöhe, die einem Bestandteil eines Akkords entspricht, dessen Grundton die korrekte Tonhöhe ist; und

    Ausgeben eines Akkordmusiksignals entsprechend der Akkordtonhöhe.
  6. Verfahren gemäß Anspruch 5, wobei das Bestimmen der korrekten Tonhöhe erfolgt durch das Auswählen einer Tonhöhe aus den Tonhöhenkandidaten auf der vorbestimmten Tonleiter die am nächsten an der originalen Tonhöhe liegt.
  7. Programmspeichermedium, auf dem ein Programm für die Ausführung durch einen Computer gespeichert ist zur Durchführung eines Stimmverfahrens, das die folgenden Schritte aufweist:

    eine Tonhöhendetektierung für das Detektieren einer originalen Tonhöhe eines eingegebenen Musiksignals entsprechend einem Originalton;

    eine Tonhöhenbestimmung zum Bestimmen einer korrekten Tonhöhe aus zur Wahl stehenden Tonhöhen oder Tonhöhenkandidaten auf einer vorbestimmten Tonleiter, und zwar gemäß der originalen Tonhöhe;

    eine Tonhöhenbestimmung zum Bestimmen einer Akkordtonhöhe, die einem Bestandteil eines Akkords entspricht, dessen Grundton die korrekte Tonhöhe ist und

    eine Ausgabeverarbeitung für das Ausgeben eines Akkordmusiksignals entsprechend der Akkordtonhöhe.
  8. Medium gemäß Anspruch 7, wobei die Tonhöhenbestimmung zum Bestimmen der korrekten Tonhöhe erfolgt durch das Auswählen einer Tonhöhe aus den Tonhöhenkandidaten auf der vorbestimmten Tonleiter, die am nächsten an der originalen Tonhöhe liegt.
Es folgen 13 Blatt Zeichnungen






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