[发明专利]自动演奏乐器、测试系统和用于指定半踏板点的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种自动演奏乐器，且更特别地，涉及一种能在重放过程中产生半踏板(half-pedal)的自动演奏乐器，以及一种用于确定半踏板区域的方法，一种用于确定半踏板点(half-pedal point)的测试系统，和一种用于确定半踏板点的方法。

背景技术

自动演奏钢琴是自动演奏乐器的典型例子，且可分解为声学钢琴和自动演奏系统。自动演奏系统包括控制器、螺线管操控的琴键作动器和螺线管操控的踏板作动器，且螺线管操控的琴键作动器和螺线管操控的踏板作动器分别设置为与并入声学钢琴的成排的黑键和白键以及声学钢琴的踏板相关联。当自动演奏系统在声学钢琴上再次演出一演奏时，控制器相继地向螺线管操控的琴键作动器提供琴键驱动信号，以便引发琴键的运动，类似于原始的演奏。控制器进一步向螺线管操控的踏板作动器提供驱动信号，以便使踏板移动的行程等于原始演奏中踏板移动的行程。由此，自动演奏系统使预定的踏板效果赋予给声学钢琴的乐音。

其中一个踏板称为“延音踏板(damper pedal)”。钢琴师可以通过该延音踏板的方式向声学钢琴乐音赋予两种踏板音效(pedals effects)。假定钢琴师使延音踏板保持在静止位置。当黑键和白键处于静止位置的状态下，制音器保持与相关联的琴弦相接触，且制音器防止琴弦振动。假定钢琴师按下白键。白键使制音器在朝向终点位置的运动中与琴弦间隔开，且制音器允许相关联的琴弦自由地振动。当相关联动作单元从弦槌上离开时，弦槌开始朝向琴弦旋转。弦槌与琴弦碰撞，并引发振动。通过琴弦的振动产生声学钢琴乐音。制音器在朝向静止位置的运动中与振动着的琴弦接触，且因此振动乃至声学钢琴乐音衰弱。由此，在延音踏板处于静止位置的状态下，制音器如通常那样起作用。任何踏板音效都不会被赋予声学钢琴乐音。使制音器完全将重量施加到琴弦上的踏板行程区域在下文中称为“限制区域”。

当钢琴师压下延音踏板至终点位置时，在释放被按下的琴键之后，制音器保持与琴弦隔开，以使得声学钢琴乐音能拖长。该踏板音效在下文中称为“全行程踏板音效”。使得制音器完全与琴弦间隔开的踏板行程区域称为“无制音区域(damper-free region)”。

如果钢琴师在延音踏板朝向终点位置运动过程中将其保持住，则制音器使其重量部分地从相关联琴弦上离开，但仍与琴弦接触。在这种情况下，按下的琴键使相关联弦槌与琴弦碰撞，且引发琴弦的振动。然而，制音器不会允许琴弦自由地振动。结果，通过很弱地振动着的琴弦以很小的响度发出声学钢琴乐音。该踏板音效在下文中称为“半踏板音效”，且能赋予半踏板音效的踏板行程的范围称为“半踏板区域”。

为了能以高的保真度产生声学钢琴乐音，声学钢琴的踏板以这种方式运动：踏板音效精确地赋予声学钢琴乐音。在原始演奏被记录在结合了自动演奏系统的声学钢琴的情况下，只希望控制器将踏板移动过等于原始演奏中踏板移动行程的行程。然而，如果自动演奏系统在不同于该用于记录的声学钢琴的某一声学钢琴上重演原始演奏，则很有可能的是，赋予声学钢琴乐音的踏板音效不同于原始演奏的踏板音效，因为另外一声学钢琴的半踏板区域并不等于原始演奏所使用的声学钢琴的半踏板音效。

为了以高保真度来重现声学钢琴乐音，限制区域、半踏板区域以及全行程区域将分别通过在自动演奏之前的测试来确定。

已有测试方法披露于日本专利JP 2606616中。根据该日本专利，控制器逐级地增加驱动脉冲信号的占空比，并测量踏板行程。尽管占空比以常量增加，但踏板行程变化率会改变。尽管在限制区域中制音器的重量由琴弦承担，但在半踏板区域中琴弦上的载荷会逐渐减少，且最后，所有的载荷都由演奏者的脚来承担。由此，在半踏板区域中的变化率比限制区域中的变化率小。控制器收集踏板行程数据段并在踏板行程数据段中搜索拐点(point ofinflection)，以便确定拐点处的限制区域和半踏板区域之间的边界，该数据段表达螺线管操控的踏板作动器的柱塞的上升。

然而，拐点不能清楚地被区分。因此，已有技术的测试结果并不可靠。换句话说，通过已有技术的方法很难准确的指定半踏板区域的边界。