专利名称：用于音乐会话的音乐演奏系统和组成乐器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于彼此远离的演奏器的音乐演奏系统，更具体地涉及 一种具有可通过通信网络互相通信的多个乐器的音乐演奏系统。
背景技术：
自动演奏器钢琴是原声钢琴和自动演奏系统之间的组合，人类演奏者或 者利用计算机化的键驱动系统实现的自动演奏器在原声钢琴上演奏音乐曲调。自动演奏器具有电磁控制(solenoid-operated)的键致动器，所述键致动器 被安装在键盘之下，并且在音乐数据的基础上、在计算机系统的控制下被选 择性地激励。自动演奏器钢琴可用于音乐演奏系统。在日本专利申请特许公开 No.2006-178197中公开了音乐演奏系统的示例。将两个自动演奏器钢琴合并 到现有技术的音乐演奏系统中。所述自动演奏器钢琴中的一个充当主(master) 乐器，另一个充当从属(slave)乐器。当人类演奏者在主乐器上用手指弹奏音 乐曲调时，在主乐器的计算机系统中产生表示主乐器上的演奏的音乐数据代 码，所述音乐数据代码被传递到从属乐器的计算机系统。在从属乐器的计算 机系统中分析被保存在所述音乐数据代码中的音乐数据，并且通过该分析来 确定要移动的键和键的目标轨迹。以这样的方式激励用于要移动的键的电磁 控制的键致动器电磁控制的键致动器的活塞强迫所述键在目标轨迹上行进。 结果，从属乐器的弦槌被驱动以进行旋转，并被使得与琴弦碰撞，以便在没 有在从属乐器上用手指弹奏的情况下产生钢琴音调。这样，人类演奏者基于 主乐器键盘上的手指弹奏而通过主乐器和从属乐器二者演奏音乐曲调。在以下描述中，术语"音乐会话(music session)"是指实时演奏，在该实 时演奏中，表示在一组成乐器上的手指弹奏的音乐数据通过通信网络而^皮传 递到另 一组成乐器以进行自动演奏，并且/或者反之亦然。尽管现有技术的音乐演奏系统允许人类演奏者通过主乐器键盘上的手指 弹奏来驱动从属乐器的键，但是现有技术的音乐演奏系统的发明者并没有以
音乐会话为目标。音乐数据单向地从主乐器流动到从属乐器。即使主乐器的角色和从属乐器的角色在这两个自动演奏器钢琴之间动态 地改变，音乐会话也不会流畅地进行。在主乐器上的手指弹奏和通过从属乐 器产生的音调之间出现时间迟延(kg)。该时间迟延部分是因为从主乐器到从 属乐器的数据传递，并且电磁控制的键致动器花费了几百毫秒量级的时间段。 然而，在现有技术的音乐演奏系统中没有合并任何针对该时间迟延的防范措 施。在自动演奏器钢琴通过诸如因特网的数据通信网络而互相连接时，上述 问题变得严重。发明内容因此，本发明的一个重要目的是提供一种音乐演奏系统，其使得可以减 少在一组成乐器上的手指弹奏和通过另 一组成乐器产生的音调之间的时间迟延。本发明的另 一重要目的是提供一种乐器，其形成所述音乐演奏系统的一 部分。根据本发明的一个方面，提供了一种用于在多个乐器上的音乐演奏的音乐演奏系统，包括主乐器、从属乐器和延迟消除器，主乐器包含多个操纵器，其被选择性地移动以指定要产生的音调；转换器，其监控所述多个操纵器，并且产生检测信号，所述检测信号代表表示所述多个操纵器的移动的物理量；信息处理系统，其连接到所述转换器，并且基于所述物理量产生表示 所述多个操纵器上的演奏的演奏数据；以及通信系统，其^:连接在所述信息 处理系统和通信信道之间，用于通过所述通信信道发送所述演奏数据；从属 乐器包含另一通信系统，其被连接到所述通信信道，并且从所述通信系统 接收所述演奏数据；其它操纵器，用于指定要产生的音调；多个致动器，其 被提供用于所述其它操纵器，并且被驱动信号选择性地激励，以便引起所述 其它操纵器在轨迹上的移动；机械音调生成系统，其被连接到所述其它操纵 器，并且当所述其它操纵器强力地驱动所述机械音调生成系统时产生原声音 调；电子音调生成系统，用于基于所述演奏数据产生电音调；和控制系统， 其被连接到所述另一通信系统、所述多个致动器和所述电子音调生成系统， 并且将在所述演奏数据的基础上产生的所述驱动信号选择性地提供给所述多 个致动器，以便选择性地在所述轨迹上移动所述其它操纵器，以及将所述演 奏数据提供给所述电子音调生成系统以便产生所述电音调，与所述信息处理 系统、电子音调生成系统、和控制系统中的至少一个相关联地提供所述延迟 消除器，以便减小所述演奏数据的发送和所述电音调或所述原声音调的生成 之间的时间迟延。根据本发明的另 一方面，提供了 一种形成音乐演奏系统的一部分的乐器，包括多个操纵器，其被选择性地移动以指定要产生的音调；转换器，其监 控所述多个操纵器，并且产生检测信号，所述检测信号代表表示所述多个操 纵器的移动的物理量；信息处理系统，其被连接到所述转换器，并且在所述 物理量的基础上产生表示所述多个操纵器上的演奏的演奏数据；通信系统， 其被连接在所述信息处理系统和通信信道之间，以便通过所述通信信道将所 述演奏数据发送到另一乐器；以及延迟消除器，与所述信息处理系统相关联地提供所述延迟消除器，以便减小在所述演奏数据的发送和通过所述另 一 乐 器产生的电音调或原声音调的生成之间的时间迟延。根据本发明的再一方面，提供了 一种形成音乐演奏系统的一部分的乐器， 包括通信系统，其被连接到通信信道，并且通过所述通信信道接收表示另 一乐器的操纵器的移动的演奏数据；多个操纵器，用于指定要产生的音调； 多个致动器，其被提供用于所述多个操纵器，并且被驱动信号选择性地激励， 以便引起所述多个操纵器在轨迹上的移动；机械音调生成系统，其被连接到 所述多个操纵器，并且在所述多个操纵器强力地驱动所述机械音调生成系统 时产生原声音调；电子音调生成系统，用于在所述演奏数据的基础上产生电 音调；控制系统，其被连接到所述通信系统、所述多个致动器和所述电子音 调生成系统，并且将在所述演奏数据的基础上产生的所述驱动信号选择性地 提供给所述多个致动器，以便选择性地在所述轨迹上移动所述多个操纵器， 以及将所述演奏数据提供给所述电子音调生成系统，以便产生所述电音调； 以及延迟消除器，与所述电子音调生成系统和控制系统中的至少一个相关联 地提供所述延迟消除器，以便减小在所述演奏数据的发送和所述电音调或所 述原声音调的生成之间的时间迟延。
根据结合附图进行的以下描述，将更清楚地理解音乐演奏系统的特征和 优点，其中 图1是示出本发明的音乐演奏系统的系统配置的框图，图2是示出被合并在自动演奏器钢琴中的原声钢琴结构和其它系统配置 的横截面视图，图3是示出被合并在自动演奏器钢琴中的控制系统的系统配置的框图，图4是示出音乐会话中的作业序列的流程图，图5是示出本发明的另 一音乐演奏系统的系统配置的框图，图6示出了用于音乐会话的作业序列，图7是示出音乐会话中的作业序列的流程图，图8是示出用于音乐会话的准备工作中的作业序列的流程图，图9A和9B是示出被合并在音乐会话的子例程中的作业序列的流程图，图IO是示出自动演奏器钢琴在音乐会话中的功能的框图，图11是示出用于推测(presume)音乐会话中的对应键的键位置和键速度的作业序列的流程图，图12是示出标准手指弹奏中的键的轨线和半行程键移动中的键的轨线的波形图，图13是示出在估计键轨迹、推测键轨迹、和实际键轨迹上的键位置相对 于时间的图，图14是示出在估计键轨迹、推测键轨迹、和实际键轨迹上的键速度相对 于时间的图，图15是示出用于测量通信时间迟延的作业序列的流程图， 图16是示出用于周期性地测量通信时间迟延的作业序列的流程图， 图17是示出主乐器中的实际键轨迹、推测键轨迹trEB、以及从属乐器 中的实际键轨迹相对于时间的图，图18是示出用于确定机械时间迟延的作业序列的流程图， 图19是示出本发明的另 一 音乐演奏系统的系统配置的框图， 图20是示出音乐会话中的作业序列的流程图， 图21是示出用于产生推测键事件数据代码的作业序列的流程图， 图22是示出键轨迹上的推测键位置的曲线图， 图23是示出用于确定总延迟时间的作业序列的流程图， 图24是示出本发明再一音乐演奏系统的系统配置的框图，以及 图25是示出音乐会话中的作业序列的流程图。
具体实施方式
实施本发明的音乐演奏系统可用于多个乐器上的音乐演奏，并且主要包 括主乐器、从属乐器和延迟消除器。在主乐器中产生演奏数据，并且通过通 信信道将演奏数据从主乐器提供给从属乐器。在从属乐器中，在所述演奏数 据的基础上产生原声音调或电音调，并且在没有人类演奏者的任何手指弹奏的情况下移动从属乐器的操纵器(manipulator)。尽管从演奏数据的发送到从属 乐器中的音调生成引入了时间迟延，但是通过所述延迟消除器消除了该时间 迟延的至少一部分。因此，在主乐器和从属乐器上实现了音乐会话。主乐器包括转换器、信息处理系统、通信系统和多个操纵器。所述多个 操作器用于指定要产生的音调。作为示例，当人类演奏者在所述多个操纵器 上用手指弹奏音乐曲调时，通过所述多个操纵器依序指定乐谱上的音调。转换器监控所述多个操纵器，并且产生代表所述多个操纵器的物理量的 检测信号。所述物理量表示所述多个操纵器的移动，使得可以将检测信号用 于再现键移动。信息处理系统被连接到转换器，并且在所述物理量的基础上 产生表示在所述多个操纵器上的演奏的演奏数据。通信系统被连接在信息处 理系统和通信信道之间，用于通过所述通信信道将演奏数据发送到从属乐器。从属乐器包括另一通信系统、其它操纵器、多个致动器、机械音调生成 系统、电子音调生成系统、和控制系统。通过机械音调生成系统产生原声音 调，并且通过电子音调生成系统产生电音调。因此，从属乐器能够产生原声 音调和电音调。所述其它操纵器用于指定要产生的音调，使得人类将其它操纵器的移动 识别为该从属乐器上的演奏。为所述其它操纵器提供多个致动器。利用驱动 信号选择性地激励所述多个致动器，以便在没有人类演奏者的任何手指弹奏 的情况下引起其它操纵器在轨迹上的移动。由于机械音调生成系统连接到所 述其它操纵器，因此所述多个致动器(actuator)可以通过该机械音调生成系统 产生原声音调。当所述其它操纵器强有力地驱动(actuate)机械音调生成系统 时，机械音调生成系统开始产生原声音调。另一方面，如果致动器微弱地驱 动机械音调生成系统，则不通过机械音调生成系统产生任何原声音调。如果 致动器强有力地驱动所述其它操纵器，则所述其它操纵器也强有力地驱动机 械音调生成系统，该机械音调生成系统响应其它操纵器的移动以便产生原声 音调。因此，致动器使得可以选择性地产生其它操纵器的移动以及所述运动 和原声音调二者。从属乐器的通信系统被连接到通信信道，使得演奏数据到达那里。控制 系统被连接到前述另一通信系统、所述多个致动器和电子音调生成系统。当 演奏数据到达通信系统时，将该演奏数据从通信系统传递到控制系统。控制 系统分析该演奏数据，用于确定要产生的音调，并且选择性地将基于演奏数 据产生的驱动信号提供给所述多个致动器，并将演奏数据提供给电子音调生 成器。在要产生电音调的情况下，将演奏数据传递给电子音调生成系统用于产 生电音调，并且将驱动信号提供给致动器，以便微弱地移动相关联的操纵器。 被移动的操纵器还微弱地驱动机械音调生成系统。结果。不产生任何原声音 调。然而，人类感觉到该电音调，好像它们是响应于其它操纵器的移动而产 生的一样。在要产生原声音调的情况下，基于演奏数据来产生驱动信号，并且将该 驱动信号提供给致动器。致动器使其它操纵器在越过某个点的轨迹上行进， 使得机械音调生成器产生原声音调。由于演奏数据通过通信信道的传播和其它操纵器的驱动，时间迟延是不可避免的。与信息处理系统、电子音调生成系统和控制系统中的至少一个相 关联地提供延迟消除器，以便减小时间迟延。在仅为电子音调生成系统提供延迟消除器的情况下，延迟消除器至少消 除由于其它操纵器的驱动和机械音调生成器的驱动而导致的延迟。在仅为信息处理系统提供延迟消除器的情况下，信息处理单元在物理量 的基础上、在实际生成原声音调之前，推测原声音调的生成，并且表示所推测的原声音调的生成的演奏数据被发送到从属乐器。从属乐器的控制系统基 于该演奏数据产生驱动信号，并且将该驱动信号提供给致动器以便移动其它操纵器。尽管引入了时延迟延，但是在实际音调生成之前将演奏数据发送给 从属乐器，使得至少部分地或者完全地消除该时间迟延。如果用户希望听到 电音调，则将演奏数据提供给电子音调生成系统以便生成电音调，并且将驱 动信号提供给致动器，用于将其它操纵器移动到不生成原声音调的程度。在为信息处理系统和控制系统二者提供延迟消除器的情况下，信息处理 系统在物理量的基础上推测其它操纵器的移动，并且表示推测(的)移动(presumed movement)的演奏数据被发送给从属乐器，以便使控制系统通过其 它操纵器再现所述移动。由于该演奏数据表示在操纵器的实际移动之前的推 测移动，因此时间迟延被部分地或者完全地消除。延迟消除器类似地消除通 过信息处理系统、电子音调生成系统和控制系统的所述时间迟延。如将从前面的描述认识到的那样，利用延迟消除器来消除时间迟延，使 得电音调和/或其它操纵器的移动与多个操纵器的移动良好地同步。在人类演 奏者在充当主乐器和从属乐器二者的乐器上用手指弹奏音乐曲调的不同部分 时，听众觉得该音乐曲调是在两个乐器上同时演奏的。在以下描述中，术语"前"表示比用术语"后，，修饰的位置更靠近演奏 者的位置，所述演奏者正坐在凳子上用手指弹奏。在前面位置和对应的后面 位置之间画的线沿"纵向"延伸，并且纵向以直角与4黄向"相交。"上下方 向"垂直于由纵向和横向定义的平面。术语"轨线"表示键经过的键位置的一系列值，术语"轨迹"是指随时 间一起变化的键位置的一系列值，即，该系列值与时间之间的关系。第一实施例系统配置首先参照附图的图1，实施本发明的音乐演奏系统主要包括多个自动演 奏器钢琴PA和PB以及诸如例如因特网N的通信网络。自动演奏器钢琴PA 和PB可与因特网N连接，并且在自动演奏器钢琴PA和PB之间传递音乐数据。自动演奏器钢琴PA和PB中的每一个包括配备有4定4A或4B和琴弦4A 或4B的原声钢琴1A或1B、通信系统15A或15B、电子音调生成系统16A 或16B、自动演奏系统18A或18B以及音乐数据产生系统19A或19B。通信 系统15A或15B、电子音调生成系统16A或16B、自动演奏系统18A或18B 以及音乐数据生成器19A或19B被安装在原声钢琴15A或15B内部，并且， 分别通过原声钢琴15A或15B的琴弦4A或4B的振动以及通过电子音调生 成系统16A或16B来产生原声钢琴音调和电子音调。人类演奏者A或B在原声钢琴1A或IB的键4A或4B上用手指弹奏音 乐曲调，用于通过琴弦4A或4B的振动来产生原声钢琴音调，并且自动演奏 系统18A或18B在没有人类演奏者A或B的手指弹奏的情况下，驱动原声 钢琴1A或1B，用于也通过琴弦4A或4B的振动来产生原声钢琴音调。
当人类演奏者A或B在原声钢琴1A或IB上用手指弹奏音乐曲调时， 音乐数据产生系统19A或19B监控原声钢琴1A或IB,并且产生表示该音乐 数据的音乐数据代码。以实时的方式将该音乐数据代码从音乐数据产生系统 19A或19B提供给通信系统15A或15B。通信系统15A或15B连接到因特网 N，并且，通过因特网N将音乐翁:据代码从通信系统15A或15B传递到另一 通信系统15B或15A。当接收到音乐数据代码时，将该音乐数据代码从通信 系统15B或15A传递到电子音调生成系统16B或16A,并且通过电子音调生 成系统16B或16A产生电子音调。还将音乐数据代码从通信系统15B或15A传递到自动演奏系统18B或 18A,自动演奏系统18B或18A移动键1Ba或lAa，好像人类演奏者按压和 释放它们一样。然而，自动演奏系统18B或18A防止原声钢琴1B或1A生 成原声钢琴音调。因此，尽管移动键1Ba或1Aa，但是只通过自动演奏器钢 琴PB或PA产生电子音调。原声钢琴1A或1B在手指弹奏和原声钢琴音调的生成之间引入时间迟 延。然而，电子音调不受由于原声钢琴1B或1A的机械联动装置(linkwork) 导致的时间迟延影响。由于这一原因，与通过现有技术音乐演奏系统的从属 乐器产生原声钢琴音调的定时相比，通过电子音调生成系统16B或16A生成 电子音调的定时更接近通过原声钢琴1B或1A生成原声钢琴音调的定时。当两个演奏者A和B分别在原声钢琴1A和1B上用手指弹奏时，响应 于键1Aa上的手指弹奏而通过琴弦4A的振动、以及响应于键1Ba上的手指 弹奏而通过琴弦4B的振动来产生原声钢琴音调，并且将表示键1Aa上的手 指弹奏的音乐数据代码以及表示其它键lBa上的手指弹奏的音乐数据代码分 别从通信系统15A发送到另 一通信系统15B ，以及从通信系统15B发送到通 信系统15A。结果。在自动演奏器钢琴PA和PB二者中产生原声钢琴音调和 电子音调，好像两个演奏者A和B在自动演奏器钢琴PA和PB的每一个上 以钢琴二重奏演奏音乐曲调一样。由于自动演奏器钢琴1A、通信系统15A、电子音调生成系统16A、自动 演奏系统18A和音乐数据产生系统19A分别类似于自动演奏器钢琴1B、通 信系统15B、电子音调生成系统16B、自动演奏系统18B和音乐数据产生系 统19B,因此在以下描述中，在某些上下文中可以使自动演奏器钢琴PA的组 件和自动演奏器钢琴PB的组件替换。当组件是可替换的时，利用没有"A"
和"B"的附图标记来标注该组件。例如，在上下文中使键1Aa和键1Ba替 换的情况下，从附图标记1Aa和lBa中删除"A，，和"B"。例如，利用"la，， 来标注自动演奏器钢琴PA和PB中的任何一个的键。另一方面，当对任一个 自动演奏器钢琴PA或PB的组件进行描述时，附图标记带有"A，，或"B"。 例如，利用"16A"来标注自动演奏器钢琴PA的电子音调生成系统，利用"16B，， 来标注自动演奏器钢琴PB的电子音调生成系统。 自动演奏器钢琴转到附图的图2，图示了原声钢琴l的结构、电子音调生成系统16的系 统配置、自动演奏系统18的功能、以及音乐数据产生系统19的功能。如上 文所述，原声钢琴l、电子音调生成系统16、自动演奏系统18和音乐数据产 生系统19分别代表原声钢琴1A和1B中的任一个、电子音调生成系统16A 和16B中的任一个、自动演奏系统18A和18B中的任一个、以及音乐数据产 生系统19A和19B中的任一个。原声钢琴l包括键la的阵列、动作单元2、弦槌3的阵列、琴弦4、制 音器单元8和钢琴箱体9。键la的阵列被安装在形成钢琴箱体9底部的中盘 (keybed)9a上，并且在钢琴箱体9内部提供动作单元2、弦槌3、琴弦4和制 音器单元8。在此实例中，在阵列中包含88个键la。键la围绕键架中板(balance rail)9b 倾斜。当人类演奏者A或B以及自动演奏系统8没有在键la上施加任何力 时，键la停留在静止位置上。当人类演奏者A或B或者自动演奏系统18将 力施加在键la上时，键la的前部朝着终点位置下降，因此键la的后部被升 高。当键la被发现处于静止位置上时，键行程为0。终点位置与静止位置分 开10毫米。换言之，当键la到达终点位置时，键行程为10毫米。因此，键 行程是从静止位置到轨线上的任意键位置的长度。人类演奏者A或B和自动演奏系统18引起键la朝向终点位置的移动， 该动作被称为"按压"。人类演奏者A或B和自动演奏系统18还引起键la 朝向静止位置的移动，该动作被称为"释放"。在演奏和自动演奏中，键la 中的每一个保持和改变键位置。键la中的每一个实际具有4个阶段停留在静止位置上、向终点位置移 动、停留在终点位置上、以及向静止位置移动，因此，键轨迹可被划分为静 止位置上的静态(stationary)部分、朝向终点位置的运动部分、终点位置上的l争
态部分、以及朝向静止位置的运动部分。朝向终点位置的运动部分和朝向静 止位置的运动部分分别被称为"基准前向键轨迹"和"基准后向键轨迹"。终 点位置上的静态部分和静止位置上的静态部分分别被称为"静态轨迹"。键la沿横向排列，并且在其中间部分处与动作单元2链接，以及在其后 部与制音器单元8链接。当人类演奏者A或B将力施加在键la的前部、或 者自动演奏系统18将力施加在后部时，4建la沿着相应的轨线从静止位置行 进到终点位置，并且键la驱动相关联的动作单元2。动作单元2还与弦槌3相链接，并且弦槌3由动作支架(bracket)可旋转 地支撑。由于这一原因，键la的移动通过动作单元2而被传到弦槌3，并且 通过动作单元2和弦槌3之间的脱离而引起弦槌3的旋转。弦槌3与琴弦4 相对，并且在旋转的终点引起琴弦4的振动。人类演奏者A或B和自动演奏 系统18通过按压和释放键la来驱动弦槌3进行旋转。根据轨线上的键位置，键la使相关联的制音器单元8与琴弦4分开或者 接触。当制音器单元8保持与琴弦4接触时，禁止琴弦4振动。当制音器单 元8与琴弦4分开时，允许琴弦4振动。被按压的键la首先使相关联的制音 器单元8与琴弦4分开，随后使弦槌3被驱动进行旋转。当人类演奏者A或 B释放被按压的键la时，被释放的键la开始在轨线上向后行进。被释放的 键la通过轨线上的某些点。然后，制音器单元8与振动的琴弦4相接触，并 且使该振动被衰减。人类演奏者A或B按照以下方式在原声钢琴1上演奏音乐曲调。当所有 键la都停留在静止位置上时，弦槌3与相关联的琴弦4分开，并且制音器单 元8保持与琴弦4相接触，如图2所示。当人类演奏者开始他或她的演奏时， 他或她选择性地按压键la和释放被按压的键la。假设人类演奏者A或B按压键la之一，被按压的键la开始在其轨线上 行进。当被按压的键la在轨线上朝着终点位置行进时，被按压的键lb/lc使 制音器单元8与相关联的琴弦4分开，并且琴弦4准备振动。被按压的键la 还驱动相关联的动作单元2。被驱动的动作单元2使弦槌3被驱动朝着相关 联的琴弦4旋转。弦槌3在旋转的终点与琴弦4碰撞，并且引起琴弦4的振 动。振动的琴弦4继而引起形成钢琴箱体9的一部分的声板(soundboard)的振 动，并且从原声钢琴1发出原声钢琴音调。弦槌3在琴弦4上回弹，并且轻 柔地降落在托木(back check)上。
原声钢琴音调的响度与弦槌3在与琴弦4碰撞之前瞬间的速度成比例。 人类演奏者A或B强有力地按压黑键la以便以大响度产生原声钢琴音调。 另 一方面，人类演奏者A或B为了小响度的原声钢琴音调而轻轻地按压键la。在生成原声钢琴音调之后，人类演奏者A或B释放键la。然后，被释 放的键la开始在轨线上向后行进。被释放的键la允许制音器8向振动的琴 弦4移动并且与其接触。然后，振动被衰减，并且使原声钢琴音调消失。被 释放的键la还允许动作单元2返回到静止位置。自动演奏系统18包括在图1中利用18Aa或18Ba标注的控制系统18a、 电磁控制的键致动器5和键传感器6。控制系统18a具有信息处理能力，并且 电磁控制的键致动器5和键传感器6被连接到控制系统18a。电磁控制的键致 动器5被以交错的方式在键la后部的下方沿横向布置，并且分别与键la相 关联。控制系统18a利用电磁控制的键致动器5引起键la的移动，并且使键 la在轨线上行进。键传感器6被提供在键la前部的下方，并且分别与键la 相关联。键传感器6是将整个轨线上的键位置光学地转换为键位置信号SI的 类型，并且安装在中盘9a上的光电耦合器6a以及安装在相关联的键la的下 表面的光调制器6b共同形成每个键传感器6。当键la沿着它们的轨线在静止 位置和终点位置之间行进时，光调制器6b使入射光的量根据当前键位置而变 化，并且入射光被转换为形成键位置信号S1的光电流。在图3中图示了控制系统18a的系统配置。控制系统18a包括被简写为 "CPU，，的中央处理单元20、外围处理器(未示出)、被简写为"ROM"的只读存 储器21、被简写为"RAM"的随机存取存储器22、通信接口 15a、其它接口 23、 脉宽调制器24和共享总线系统20b。中央处理单元20和其它系统组件21、 22、 15a、 23、和24被连接到共享总线系统20b，使得中央处理单元20可通 过共享总线系统20b与其它系统组件21、 22、 15a、 23、和24通信。与音乐数据产生系统19、通信系统15和电子音调生成系统16共享中央 处理单元20、只读存储器21、随机存取存储器22和接口 15a/23。中央处理单元20是信息处理能力的源。计算机程序被存储在只读存储器 21中，并且在中央处理单元20上运行，以便完成将在下文中详细描述的各 种任务。随机存取存储器22充当中央处理单元20的工作存储器，并且在该 工作存储器中定义键索引寄存器、标志和内部时钟。通信接口 15a将通信系统15和控制系统18a互连。通信系统15包括发
送器和接收器。中央处理单元20将音乐数据代码作为有效载荷装载到分组 (packet)中或者从分组中卸载音乐数据代码，通过通信系统15而向因特网 N传递以及从因特网N接收所述分组。其它接口 23充当MIDI(乐器数字接口)以及用于弦槌传感器7和键传感 器6的信号接口。 MIDI接口是本领域技术人员公知的。每个信号传感器具有 模数转换器和数据緩冲器。弦槌位置信号S2和键位置信号Sl被选择性地提 供给所述信号接口，这些信号Sl/S2的离散值被转换为键位置数据代码和弦 槌位置数据代码。键位置数据代码和弦槌位置数据代码被临时存储在数据緩 沖器中，并且中央处理单元20周期性地从数据緩沖器中提取表示当前键位置 的值的键位置数据、和表示当前弦槌位置的值的弦槌位置数据。所述键位置 数据和弦槌位置数据被积存在随机存取存储器22中以供分析。脉宽调制器响应从中央处理单元20提供的控制数据，以便将驱动脉沖信 号S3调整为充当驱动脉沖信号S3的脉冲串的占空比的目标值或者平均电流 量的目标值。驱动信号S3流过电磁控制的键致动器5，并且产生磁场。该磁 场的强度以及因此施加在键la后部的力与所述平均电流量成比例。由于这一 原因，中央处理单元20利用脉宽调制器24控制施加在键la后部的力的大小。电子音调生成系统16包括电子音调生成器16a和声音系统17。音乐数 据代码被依序提供给电子音调生成器16a,电子音调生成器16a在该音乐数据 代码的基础上产生音频信号。该音频信号被提供给声音系统17,并且通过声 音系统17而被转换为电子音调。根据MIDI协议来准备音乐数据代码，并且在音符开(note-on)消息和音符 关(note-off)消息中指定要产生的音调和要衰减的音调，音符开消息包含表示 音符开事件、分配给要产生的音调的音符号码、以及表示音调响度的速度的 音乐数据。向88个键la分配不同的音符号码，使得控制系统18a能够利用 音符号码来识别要被驱动的键la。另一方面，音符关消息包含表示音符关事 件和分配给要被衰减的音调的音符号码的音乐数据。 一音符事件与下一音符 事件之间的时间段表示持续时间数据，所述音符事件即音符开事件或音符关 事件，并且所述持续时间数据被混合在音乐数据中。电子音调生成器16a具有波形存储器(未示出)，并且用音乐数据代码来 指定波形。从波形存储器读出波形数据，并且根据该波形数据形成音频信号。 向该数字音频信号赋予包络(envelope)。向该数字音频信号赋予包络，并且将
该数字音频信号转换为音频信号，该音频信号被提供给声音系统。由于电子音调生成器16a是本领域技术人员公知的，因此为简单起见，在下文中没有 包含进一步的描述。回到图2,音乐数据产生系统19包括控制系统18a、键传感器6和弦槌 传感器7。在自动演奏系统18和音乐数据产生系统19之间共享控制系统18a 和键传感器，并且结合自动演奏系统18来描述控制系统18a和键传感器。弦 槌传感器7是与键位置传感器6相似地将当前弦槌位置光学地转换为键位置 信号S2的类型。计算机程序被安装在控制系统18a中的计算机程序被分解为主例程和子例程。当主 例程在中央处理单元20上运行时，用户通过诸如例如触摸板显示单元的适当 人机界面(未示出)与控制系统18a通信。将若干子例程分配给自动演奏、在自动演奏器钢琴PA或PB上的演奏期 间的音乐数据生成、以及通过因特网N进行的通信。这些子例程可用于自动 演奏器钢琴PA或PB上的独奏曲或合奏曲的演奏。另一子例程在中央处理系 统上运动以进行音乐会话，并且在用于音乐会话的子例程的监控下选择性地 调用上述各子例程。当用户从人机界面(未示出)上的作业菜单中选择他或她喜 欢的操作时，主例程开始通过定时器中断而分支到子例程。当该时间段到期 时，中央处理单元20从所述子例程返回到主例程。这样，重复进入子例程和 返回到主例程。通过执行用于自动演奏的子例程来完成任务，该任务对应于控制系统 18A的功能。所述功能被称为"预(preliminary)数据处理器"10、"运动控制 器"11和"伺服控制器"12。当用于自动演奏的子例程在中央处理单元20上运行时，周期性地将音乐 数据代码从通信系统15 、数据存储设备(未示出)或另一 MIDI乐器提供给预数 据处理器10,并且将个体化(individualized)演奏数据从预数据处理器10提供 给运动控制器11,从运动控制器11将键轨迹数据提供给伺服控制器12，用 于对电磁控制的键致动器5进行伺服控制。在预数据处理器10中，演奏数据被个体化以便对于自动演奏器钢琴PA 和PB是最优的。该演奏数据在后数据处理器10中进行个体化，并且通过预 数据处理器IO产生个体化的演奏数据。将该个体化的演奏数据从预数据处理 器IO传送到运动控制器11。运动控制器11确定要被按压的每个键la的基准前向(forward)键轨迹 和要被释放的每个键la的基准后向(backward )键轨迹。然而，对于音乐会 话，运动控制器11确定基准前向无声键轨迹和基准后向无声键轨迹，而不是 基准前向4建轨迹和基准后向键轨迹。如上文所述，术语"键轨迹"是指随时间变化的一系列键位置值。基准 点是每个键的轨线上的唯一键位置。如果被按压的键la以基准键速度通过基 准点，则被按压的键la使相关联的弦槌3以目标弦槌速度与琴弦4碰撞。由 于原声音调的响度与目标弦槌速度成比例，因此可以通过将基准点处的基准 键速度调整为某个值来以目标响度值产生原声音调。在被按压的键la在基准 前向键轨迹上行进的范围内，被按压的键la以基准键速度的目标值通过基准 点。由此，运动控制器11通过使用基准前向键轨迹，使得能够以目标响度值 产生原声音调。产生基准后向键轨迹，以便使原声音调被适时地衰减。如上文所述，当 使制音器单元8与振动的琴弦4接触时，原声音调被衰减。在演奏数据中定 义从先前的键事件到音符关事件的时间段，基准后向键轨迹将被释放的键la 引导到该轨线上的键位置，在该键位置上，被释放的键la使相关联的制音器 单元8适时地与振动的琴弦4接触。由此，运动控制器11通过使用基准后向 键轨迹来使原声音调被适时地衰减。如上文所述，基准4建速度与和琴弦4碰撞之前瞬间的弦槌速度成比例， 从而与原声音调的响度成比例。如果基准键速度小于阈值，则被按压的键la 微弱地驱动相关联的弦槌3，并且弦槌3不能到达相关联的琴弦4。由于这一 原因，尽管在轨线上移动键la,但是不生成任何原声音调。基准前向无声轨 迹使被按压的键la以小于阈值的小基准键速度值通过基准点。由此，运动控 制器11使键la在轨线上行进而不生成任何原声钢琴音调。用于基准前向无 声轨迹的基准键速度是由制造商通过实验确定的，并且在交付给用户之前， 表示各个键la的基准键速度的值的控制数据被存储在只读存储器21中。基准后向无声轨迹将被释放的键la引导到初始键位置。由于生成任何原 声音调，因此预计基准后向无声轨迹不会使被释放的键la在衰减原声钢琴音 调的定时经过轨线上的键位置。在基准前向键轨迹和基准后向键轨迹之间、并且还在基准前向无声轨迹
和基准后向无声轨迹之间插入所述静态轨迹。键轨迹数据表示基准前向键轨迹、基准后向键轨迹、基准前向无声轨迹 和基准后向无声轨迹中的任何一个，并且每个键轨迹数据表示轨线上的目标键位置。将该键轨迹数据周期性地从运动控制器11提供给伺服控制器12。当键轨迹数据到达伺服控制器12时，伺服控制器从随机存取存储器22 中提取表示当前键位置的键位置数据，并且根据键轨迹数据的一系列值和4建 位置数据的一系列值确定目标键速度和当前键速度。伺服控制器12将当前键 位置和当前键速度与目标键位置和目标键速度进行比较，以查看在当前键位 置和目标键位置之间以及在当前键速度和目标键速度之间是否发现任何差 别。如果发现一个或多个差别，则伺服控制器12改变驱动信号S3的平均电 流或占空比。可以利用该平均电流来控制螺线管周围的磁场的强度，使得电 磁控制的键致动器5的活塞被加速或减速。这样，伺服控制器12强迫键la 在基准前向键轨迹、基准后向键轨迹、基准前向无声轨迹或基准后向无声轨 迹上行进。当运动控制器11周期性地提供表示基准前向无声轨迹的键轨迹数据时， 伺服控制器12使电磁控制的键致动器5强迫键la在基准前向无声轨迹上行 进。然而，基准键速度值非常小，以至于动作单元2使弦槌3緩慢旋转。由 于这一原因，弦槌3不到达相关联的琴弦4。结果，尽管移动键la，但是不 生成任何原声音调。另 一任务也是通过执行用于音乐数据生成的子例程来完成的，并且对应 于控制系统18A的功能。该功能被称为"音乐数据产生器"13和"后数据处 理器"14。当用于音乐数据生成的子例程在中央处理单元20上运行时，音乐数据产 生器13间歇地将键位置数据和弦槌位置数据从接口 23传递到随机存取存储 器22,以便累积每个键la的一系列键位置值和每个弦槌3的一系列弦槌位置 值，并且确定开始按压的时刻、每个被按压的键la的键速度、使琴弦4与每 个弦槌3撞击的时刻、开始释放的时刻、每个被释放的键la的键速度，以便 产生演奏数据。该演奏数据表示MIDI消息和从诸如音符开事件或音符关事 件的每个事件到下一事件的时间段。将演奏数据从音乐数据产生器13传递到后数据处理器14，并且在后数 据处理器14中将演奏数据正规化。由于传感器6和7与精确的目标位置的偏
离、原声钢琴l结构上的差异、加工上的容差等，自动演奏器钢琴PA和PB 中的每一个不可避免地具有个体性。为了使音乐数据代码在自动演奏器钢琴 PA和PB之间共享，有必要从演奏数据中去除该个体性。由于这一原因，提 供后数据处理器14以便将演奏数据正规化。在正规化之后，将演奏数据存储 在符合MIDI协议的音乐数据代码中，并且通过MIDI线缆将该音乐数据代码 提供给通信系统15、电子音调生成器16a、用于记录的数据存储设备(未示出)、 或者MIDI乐器。当用于通信的子例程在中央处理单元20上运行时，将音乐数据代码作为 有效载荷装载到分组中，并且将分组依序传递到因特网N。通过执行用于通 信的子例程来从所述分组中卸载该音乐数据代码。下面将详细描述用于音乐会话的子例程。图4示出了用于音乐会话的控 制系统18a上的作业。如上文所述，用于音乐会话的子例程监控用于自动演 奏的子例程、用于音乐数据生成的子例程、以及用于通信的子例程。在此实 例中，用于音乐会话的子例程包含选择电子音调生成系统16使得将所接收的 音乐数据代码传递到电子音调生成器16a的作业。用户将自动演奏器钢琴PA 和PB连接到因特网N,并且从人机界面上的作业菜单中选择音乐会话。然后， 主例程周期性地开始分支到用于音乐会话的子例程。音乐会话中的行为当用于音乐会话的子例程在控制系统18Aa的中央处理单元20和控制系 统18Ba的中央处理单元20上运行时，该音乐会话如图4所示的那样进行。 在此实例中，如果用户分别同时按压自动演奏器钢琴PA和PB的、被分配了 某个键号码的键la时，控制系统18Aa和18Ba将优先权给予由用户的手指 按压的键移动，并且键la在返回静止位置之后由电磁控制的键致动器5驱动。假设用户A按压键1Aa之一。被按压的键1Aa驱动相关联的动作单元2， 并且动作单元2通过脱离而引起弦槌3的旋转。弦槌3在旋转的终点与琴弦 4碰撞，并且，通过琴弦4的振动生成原声钢琴音调。此外，键传感器6A将 当前键位置报告给信号接口 23A,其中当前键位置的值随着时间一起变化， 中央处理单元20A将键位置数据累积存储在随机存取存储器22A中。中央处 理单元20A通过对键位置数据的分析发现被按压的键lAa,如步骤Sl，并且， 通过音乐数据产生器13A和后数据处理器14A来产生表示音符开事件、键号 码、键速度和从先前的键事件起的时间段的音乐数据代码，如步骤S2。随后，将音乐数据代码装载在分组中，并且通过执行用于通信的子例程来从通信系统15A发送该分组，如步骤S3。该分组到达自动演奏器钢琴PB的通信系统15B,并且通过执行用于通 信的子例程来从该分组中卸载音乐数据代码，如步骤S4。通过用于自动演奏 的子例程来处理存储在音乐数据代码中的演奏数据，如步骤S5，并且将演奏 数据从通信系统15B传递到电子音调生成系统16B。钢琴控制器IOB将演奏数据个体化，以便将个体化的演奏数据提供给运 动控制器IIB。运动控制器11B分析个体化的演奏数据，并且在该个体化的 演奏数据的基础上确定基准前向无声轨迹。将表示基准前向无声轨迹和基准 后向无声轨迹的键轨迹数据周期性地从运动控制器11B提供给伺服控制器 12B，伺服控制器12B强迫键1Ba在基准前向无声轨迹和基准后向无声轨迹 上行进，如步骤S5。这样，在没有任何原声钢琴音调的情况下移动键1Ba， 并且键1Ba在到达终点位置或者前往终点位置途中的某个键位置之后立即开 士台返回。在钢琴家随着另一钢琴家在自动演奏器钢琴PA上的伴奏而在自动演奏 器钢琴PB上用手指弹奏的情况下，运动控制器11B将表示基准前向无声轨 迹的键轨迹数据提供给伺服控制器12B，并且，在适当的定时将表示基准后 向无声轨迹的键轨迹数据从运动控制器IIB提供给伺服控制器12B。另一方面，电子音调生成器16Ba基于音乐数据代码产生音频信号，并 且将该音频信号提供给声音系统17B以便产生电子音调，如步骤S6。键1Ba的移动和电子音调向用户B通知自动演奏器钢琴PA上的手指弹 奏。于是，用户B开始按压与被按压的键lAa相对应的键lBa。被按压的键 1Ba驱动动作单元2B,被驱动的动作单元2B引起弦槌旋转。使弦槌2B与琴 弦4B碰撞，并且通过琴弦4的振动生成原声钢琴音调。当按压键1Ba时，键传感器6B使键位置信号Sl随着当前键位置一起变 化，如步骤S7，并且中央处理单元20B将键位置数据累积存储在随机存取存 储器22B中。表示音符开键事件的演奏数据通过音乐数据产生器13B而被产 生，并且通过后数据处理器14B而被正规化。将被正规化的演奏数据存储在 音乐数据代码中，如步骤S8。将该音乐数据代码装载在分组中，并且通过执 行用于通信的子例程将该分组从通信系统15B发送到通信系统15A,如步骤 S9。
当如步骤S10接收到所述分组时，在通信系统15A中从该分组卸载音乐 数据代码，并且将该音乐数据代码从通信系统15A并行地提供给自动演奏系 统18A和电子音调生成系统16A。自动演奏系统18A强迫键1Aa在基准前向 无声轨迹和基准后向无声轨迹上行进，而不生成原声钢琴音调，如步骤Sll, 并且，通过电子音调生成系统16A生成电子音调，如步骤S12。这样，用户 A通过键1Aa的移动和电子音调确认用户B的手指弹奏。当用户A为了乐镨上的下一个音调而按压键lAa时，重复步骤S1、 S2 和S3处的作业，如步骤S13、 S14和S15。在自动演奏器钢琴PA和PB上重 复步骤S1至S12，直到演奏结束为止。当然，当用户B在没有从自动演奏器 钢琴PA接收到音乐数据代码的情况下按压键1Ba时，在自动演奏器钢琴PA 中产生电子音调，并且移动对应的键1Aa而不生成原声钢琴音调。执行作业Sl至S6以便通过另 一 自动演奏器钢琴PB重演在自动演奏器 钢琴PA上的演奏，并且作业Sl至S6被称为音乐会话的第一阶段。另一方 面，执行作业S7至S12以便使用户A通过自动演奏器钢琴PA确认用户B 的手指弹奏，并且作业S7至S12被称为音乐会话的第二阶段。第一阶段和第 二阶段对于远程音乐课程来说是理想的。在图1中，实线指示第一阶,殳，虚 线指示第二阶段。该音乐会话进行到结束。当用户A和B通过人机界面向控 制系统18A和18B通知退出音乐会话时，主例程不再分支到用于音乐会话的 子例程。在用户A和B分别用手指弹奏音乐曲调的不同部分的情况下，在自动演 奏器钢琴PA和PB 二者上以钢琴二重奏演奏该音乐曲调。所述音乐会话可以 部分地仅仅由第 一 阶段或第二阶段构成。如将从前面的描述理解的那样，尽管通过自己的自动演奏器钢琴PA或 PB产生原声钢琴音调，但是通过电子音调生成系统16A或16B再现在另一 个自动演奏器钢琴PB或PA上的演奏。没有必要考虑由于动作单元2的驱动 和弦槌旋转导致的时间迟延。电子音调仅仅因为通过因特网N进行的通信而 被延迟。由于这一原因，音乐会话流畅地进行没有严重的延迟。尽管不生成 原声钢琴音调的键移动、即无声4定移动由于动作单元2的驱动和弦槌3的旋 转而相对于电子音调的生成被延迟，但是电子音调的生成和无声键移动之间 的时间迟延不严重，使得用户A和B以及听众不会觉得该无声键移动不自然。第二实施例 音乐演奏系统的系统配置转到附图的图5，实施本发明的另一音乐演奏系统还包括自动演奏器钢 琴PC和PD以及因特网N。除了音乐数据产生系统19C和19D以外，自动演奏器钢琴PC和PD与 自动演奏器钢琴PA和PB相似。由于这一原因，利用指定自动演奏器钢琴PA 的对应组成部件和自动演奏器钢琴PB的对应组成部件的附图标记来标注自并且为了避免重复而不进行详细描述。此外，利用指定图2所示的原声钢琴 的对应组成部件和图3所示的控制系统的对应系统组件的附图标记来标注自 动演奏器钢琴的原声钢琴的组成部件以及控制系统18Aa和18Ba的系统组件。计算机程序安装在控制系统18a中的计算机程序也被分解为主例程和若干子例程。 主例程和用于通信的子例程与安装在自动演奏器钢琴PA和PB的控制系统 18a中的计算机程序的主例程和用于通信的子例程相似。演奏的子例程简单。尽管在自动演奏器钢琴PA和PB中、在音乐会话中为无 声键移动确定基准前向无声轨迹和基准后向无声轨迹，但是通过实现第二实 施例的音乐演奏系统在音乐会话中产生基准前向键轨迹和基准后向键轨迹。 换言之，在音乐会话中，自动演奏器钢琴PC和PD的自动演奏系统18A和 18B驱动键1Aa和1Ba以生成原声钢琴音调。因此，当用于音乐会话的子例 程在中央处理单元20上运行时，音乐数据代码被从通信系统15A或15B传 递到自动演奏系统18A或18B，而不被提供给电子音调生成系统16A或16B。 音乐会话中的行为音乐数据产生系统19C包括键传感器6、弦槌传感器7、音乐数据产生 器(未示出)、后数据处理器(未示出)和预键数据处提供器25，即25A或25B。 音乐数据产生器和后数据处理器与音乐数据产生器13和后数据处理器14相 同，并且，由于这一原因，在下文中利用附图标记13和14，即13A或13B 和14A或14B来标注音乐数据产生系统19C或19D的音乐数据产生器和后 数据处理器。预键数据提供器25A或25B并联连接到音乐数据产生器13和 后数据处理器14，并且在音乐会话中通过预键数据提供器25A或25B来处理
键位置数据。预键数据提供器25A和25B推测比当前时刻滞后通信延迟时间 D的时刻处的目标键位置和目标键速度。预键数据提供器25A或25B表示音 乐数据产生系统19C或19D的功能，并且是通过执行用于音乐数据生成的子 例程的一部分来实现的。预键数据提供器25A和25B目的在于加快原声钢琴音调的生成。当用户 A和B从作业菜单中选择音乐会话时，中央处理单元20A和20B重复用于音 乐数据生成的子例程中的作业序列，并且基于累积存储在随机存取存储器 22A和22B中的键位置数据来产生键运动数据。每个键运动数据表示分配给 被移动的键1Aa或1Ba的键号码、从音乐会话开始起经过的时间、推测键位 置和推测键速度。将该键运动数据从预键数据提供器25A或25B提供给通信 系统15A或15B，并且将其作为分组的有效栽荷发送到另一通信系统15B或 15A。在日本专利申请特许公开No.2006-178197中公开了键运动数据的格式。图6示出了用于音乐会话的作业序列。用户A和B从作业菜单中选择音 乐会话，并且主例程开始周期性地分支到用于该音乐会话的子例程。当音乐会话正在进行时，用户A依序按压键lAa。当用户A按压键lAa 之一时，相关联的键传感器6A根据当前键位置而改变键位置信号Sl,如步 骤S16，并且，将表示被按压的键1Aa的当前键位置的键位置数据累积存储 在随机存取存储器22A中。然后，预键数据提供器25A开始基于该键位置数 据产生键运动数据，如步骤S17。当预键数据提供器25A产生键运动数据时， 考虑通信时间迟延D,并且键运动数据使自动演奏系统18B以补偿该通信时 间迟延的方式来驱动对应的键1Ba。通过因特网N将键运动数据从通信系统 15A发送到通信系统15B,如步骤S18。键运动数据到达通信系统15B,如步骤S19，并且由于分组的传播而在 发送和接收之间引入通信时间迟延D。控制系统18Ba分析键运动数据，并且 开始驱动与被按压的键1Aa相对应的键1Ba以产生原声钢琴音调，如步骤 S20。由于键运动数据表示在比当前时刻滞后通信时间迟延D的时刻处的推 测键位置和推测键速度，因此强迫对应的键1Ba在与键1A的轨线相同的基 准前向键轨迹和基准后向键轨迹上行进，使得与通过原声钢琴1A产生的原 声钢琴音调同时地通过原声钢琴1B产生原声钢琴音调。以类似的方式，当音乐会话正在进行时，用户B依序按压键lBa。当用 户B按压键1Ba之一时，相关联的键传感器6B将当前键位置报告给预键数 据提供器25B，如步骤S21，并且预键数据提供器25B基于该键位置数据产 生键运动数据，如步骤S22。通过因特网N将键运动数据从通信系统15B提 供到通信系统15A，如步骤S23,并且在通信系统15A接收该键运动数据， 如步骤S24。在发送和接收之间引入了通信时间迟延D。自动演奏系统18A 驱动与被按压的键1Ba相对应的键1Aa，用于与通过原声钢琴1A产生的原 声钢琴音调同时产生原声钢琴音调，如步骤S25。在自动演奏器钢琴PA中重复当前键位置的报告、键运动数据的产生、 以及键运动数据的发送，如步骤S26、 S27和S28，并且在另一自动演奏器钢 琴PB中也重复当前键位置的报告、键运动数据的产生、以及键运动数据的 发送。图7示出了在自动演奏器钢琴PA和PB 二者中执行的用于音乐会话的子 例程中的作业序列。在以下描述中，将术语"基准周期(cycle)时间T"定义为 用来测量通信时间迟延D的单位时间段。术语"基准周期"是在长度上等于 基准周期时间的时间帧。在基准周期时间T内完成对于所有键la即88个键 的信息处理。当用户PA和PB从作业菜单中选择音乐会话时，主例程通过计时器中断 开始周期性地分支到用于音乐会话的子例程中。在下文中，将描述集中于自 动演奏器钢琴PA。如步骤S29,中央处理单元20A进行准备工作，以便确定通信时间迟延 D。在下文中参照图8来详细描述该准备工作S29。随后，中央处理单元20A将键号码"1"写入键索引寄存器，如步骤S30, 然后进行对于被分配了存储在键索引寄存器中的键号码的键1Aa的数据处 理，如步骤S31。在下文中，将存储在键索引寄存器中的键号码称为"键索 引"。在下文中参照图9来详细描述步骤S31处的数据处理。随后，中央处理单元20A将键索引增加1，如步骤S32，并且检查键索 引寄存器以查看键索引是否大于88，如步骤S33。由于原声钢琴1A具有88 个键lAa，因此在完成对于所有键lAa的数据处理之前，答案给出为否定"否"。 另一方面，肯定答案"是，，表示对于所有键lAa重复步骤S31处的数据处理 的完成。当步骤S33处的答案给出为否定"否"时，中央处理单元20A返回步骤 S31。这样，中央处理单元20A在单个基准周期时间段T内对于88个键1Aa
重复步骤S31处的作业。中央处理单元20A对于所有键1Aa重复由步骤S31至S33组成的循环。 在步骤S31完成对于88个键1Aa的数据处理之后，步骤S33处的答案改变 为肯定答案"是"。中央处理单元20A检查随机存取存储器22A，以查看用户A是否已经指 示控制系统18Aa停止用于音乐会话的数据处理，如步骤S34B。当用户A正 在原声钢琴1A上用手指弹奏时，步骤S34B处的答案给出为否定"否"。对 于该否定答案"否"，中央处理单元20A进行到步骤S34A，并且等待基准周 期时间段T的到期。当基准周期时间段T到期时，中央处理单元20A返回到 步骤S30。这样，在原声钢琴1A上的演奏中，中央处理单元20A重复由步 骤S30至S34B组成的循环，并且对于88个键1Aa重复进行所述数据处理。另一方面，当用户A指示控制系统18Aa停止音乐会话时，将表示用户 指示的控制数据存储在随机存取存储器22A中，并且步骤S34B处的答案改 变为肯定答案"是"。对于步骤S34B处的肯定答案"是"，控制返回到主例 程，并且该主例程不再分支到子例程。转到图8，当中央处理单元20A开始步骤S29处的准备工作时，中央处 理单元20A将事件数据代码传递到通信系统15A，以便将装载了所述事件数 据代码的分组从通信系统15A通过因特网N发送到通信系统15B,并且在内 部时钟上读取发送时刻tA，如步骤S35。利用内部时钟来对基准周期的数目 进行计数。中央处理单元20A将发送时刻tA存储在随机存取存储器22A中。随后，中央处理单元20A开始监视通信接口 15A,并且等待答复。当事 件数据代码到达通信系统15A时，中央处理单元20B将该事件数据代码传递 到通信系统15B，以便将装载了该事件数据代码的分组作为答复从通信系统 15B发送到通信系统15A。当该答复到达通信系统15A时，该事件数据代码被送到控制系统18Aa， 如步骤S37，并且在内部时钟上读:f又接收时刻tB,如步骤S37。在通信系统 15A和通信系统15B之间通过因特网N往复地传播所述事件数据代码。结果， 发送时刻tA和接收时刻tB之间的差是通信时间迟延D的两倍长。最后，中央处理单元20A将发送时刻tA和接收时刻tB之间的差除以2 以便确定通信时间迟延D，如步骤S38。这样，在音乐会话之前通过准备工 作S29确定了通信时间迟延。 图9A和9B示出了步骤S31处的数据处理期间的作业序列。当用户A 或B按压键1Aa或lBa时，遵循图9A所示的作业序列。另一方面，当音乐 数据代码到达通信系统15A或15B时，中央处理单元20A或20B遵循图9B 所示的作业序列。控制系统15A或15B在基准周期时间T内完成对于每个4定 1Aa或1Ba的任一作业序列。在下文中描述图9A和9B所示的作业序列。在 将键运动数据从自动演奏器钢琴PA提供给另 一 自动演奏器钢琴PB的假设下 进行描述。音乐数据处理系统19C和19D实现图10所示的功能。键1Aa、电磁控 制的键致动器5A、键传感器6A和控制系统18A是涉及音乐会话的自动演奏 器钢琴PC的硬件。类似地，键lBa、电磁控制的键致动器5A、键传感器6A 和控制系统18B作为自动演奏器钢琴PD的硬件参与音乐会话。所述功能^皮 分解为"键运动数据的产生26A或26B"和"键移动的再现26C或26D"。假设用户A在音乐会话中开始按压自动演奏器钢琴PC的键1Aa中的一 个。^假设键1Ba对应于被按压的键1Aa。相关联的^T建传感器6A改变键位置 信号Sl,并且控制系统18A开始数据处理。对键位置信号Sl进行采样，并且将键位置信号Sl的采样幅值yxAa转 换为离散值yxAd。这样，对键位置信号Sl进行模数转换27A。随后，从离散值yxAd中去除由于原声钢琴1A的个体性导致的个体分量。 换言之，将离散值yxAd正规化为正规化离散值yxA，并且利用"28A"来标 注正规化的功能。将正规化离散值yxA与采样时间一起累积存储在随机存取 存储器22A中。在正规化离散值yxA的基础上确定表示键速度的正规化值 yvA，并且利用"29A，，来标注该计算的功能。根据表示正规化键位置rxB的 正规化离散值yxA、表示正规化键速度yvB的正规化离散值yvA、对键位置 信号进行采样的时刻、以及分配给被按压的键lAx的键号码，产生键运动数 据rB,并且利用"30A，，来标注该键运动数据的产生。将键运动数据rB提供给通信系统15A，并且将其装载在分组中。通过因 特网N将该分组发送给通信系统15B。利用"31A"来标注4定运动数据rB的 发送。也在另一自动演奏器钢琴PD中实现功能27A、 28A、 29A、 30A和31A, 并且分别利用27B、 28B、 29B、 30B和31B来标注对应的功能,yxBa、 yxBd、 yxB、 yvB和rA分别代表采样幅值、从采样幅值转换的离散值、表示正规化
键位置的正规化离散值、表示正规化键速度的正规化离散值、以及键运动数据。所述分组到达通信系统15B、并且从该分组中卸载键运动数据rB。利用 38B来标注该接收和卸载。基于键运动数据rB来确定目标键位置和目标键速 度。目标键位置是期望在给定时刻发现键1Ba的键位置，并且等于推测键位 置。目标键速度是目标键位置上的键速度，并且等于推测键速度。分别利用 rxB和rvB来标注目标键位置和目标键速度。由于传感器6B监控对应的键1Ba，因此周期性地对键位置信号Sl进行 采样，并且将幅值yxBa转换为离散值yxBd。将离散值yxBd正规化为表示正 规化的当前键位置的正规化离散值yxB，并且基于正规化离散值yxB确定正 规化的当前键速度。通过目标键位置rxB和正规化的当前键位置yxB之间以及目标键速度 rvB和正规化的当前键速度yvB之间的减法33B和35B来确定偏差exB和 evB，并且通过乘法34B和36B将偏差exB和evB乘以某些增益。将乘积uxB 和uvB彼此相加以便确定和数uB、利用"37B，，来标注该加法。和数uB指 示平均电流量的目标值。通过脉宽调制器24B将驱动信号S3调整到该平均 电流量的目标值，并且将驱动信号S3提供给电磁控制的键致动器5B。功能 33B、 34B、 35B、 36B、 37B、 24B、 27B、 28B和29B对应于图2所示的伺 服控制器12。在自动演奏器钢琴PC中实现功能38B、 32B、 33B、 34B、 35B、 36B、 37B和24B，并且分别利用38A、 32A、 33A、 34A、 35A、 36A、 37A和24A 来标注对应的功能。在音乐会话中依序实现功能27A至30A、 32B至34B、 24B、 27B至30B、 32A至37A和24A，如图9A和9B所示。当用户A在音乐会话中按压键1Aa中的一个时，相关联的键传感器6A 开始改变键位置信号Sl的幅值yxAa。信号接口 23A的模数转换器对幅值 yxAa进行采样，如步骤S40,并且将幅值yxAa转换为离散值yxAd,如步骤 S41。中央处理单元20A从离散值yxAd中去除原声钢琴1A和^t传感器6A 的个体性，以便获得正规化值yxA，如步骤S42。随后，中央处理单元20A检查静止位置上的正规化值，以查看当前的正 规化值yxA是否大于静止位置上的正规化值，如步骤S43。在此实例中，当
键lAa正从静止位置向终点位置移动时，正规化值yxA逐渐增大。步骤S43 处的肯定答案"是"意p未着用户A已经按压了4泉lAa。另一方面，如果步骤 S43处的答案给出为否定"否"，则用户A仍然将键1A留在静止位置上，并 且中央处理单元20A进行到图9B所示的作业序列。由于用户A按压了键lAa,因此步骤S43处的答案给出为肯定"是"， 中央处理单元20A升高(rasie)标志，并且进行到步骤S44，用于为了功能29A 和功能30A的一部分而分析键位置数据。当键1Aa到达被释放的键轨迹的终 点时，所述标志被取消(take down )。当所述标志升高时，中央处理单元20A 忽略步骤S43处的答案，并且进行到步骤S44。通过步骤S44处的分析来确定推测键位置rxB和推测键速度rvB。在下 文中详细描述步骤S44处的分析。当完成该分析时，中央处理单元20A产生键运动数据rB,如步骤S45, 并且将键运动数据rB装载在分组中，以便将键运动数据rB发送到自动演奏 器钢琴PD。重复图9A所示的作业序列以便周期性地提供键运动数据rB。即使键运动数据rA与按压的开始同时地到达通信系统15A，中央处理单 元20A也将优先权赋予用户的手指弹奏，而不执行功能32A至37A和24A。中央处理单元20B周期性地检查通信系统15B,以查看所述分组是否到 达通信系统15B，如步骤S47。当分组正在通过因特网N传播时，步骤S47 处的答案给出为否定"否"。然后，中央处理单元20B立即返回主例程。当所述分组到达通信系统15B时，步骤S47处的答案改变为肯定答案 "是"。对于该肯定答案"是"，中央处理单元20B将与被按压的键1Aa相对 应的键1Ba的正规化值rxB与静止位置处的正规化值进行比较，以便查看对 应的键lBa是否已经离开静止位置，如步骤S48。如果用户B已经按压了对 应的键lBa，则步骤S48处的答案给出为否定"否"，并且中央处理单元208 立即返回主例禾呈。当在第一个键运动数据rB到达时发现对应的键1Ba处于静止位置上的 时候，步骤S48处的答案给出为肯定"是，，，并且将利用电^f兹控制的4定致动器 5B来驱动对应的键1Ba。由于这一原因，中央处理单元20B升高指示利用电 》兹控制的键致动器5B致动键1Ba的标志。当升高该标志时，中央处理单元 忽略步骤S48处的答案，并且进行到下一步骤S49。在返回静止位置时，取
消该标志。在S49,中央处理单元20B从键运动数据rB中提取表示推测键速度rvB 的正规化值和表示推测键位置rxV的正规化值。为简单起见，也利用"rxB" 和"rvB"来标注所述正规化值。随后，将键位置信号Sl的幅值yxBa转换为离散值yxBd，如步骤S50， 并且将离散值yxBd正规化为正规化值yxB ，如步骤S51 。中央处理单元20B 通过从表示目标键位置的正规化值rxB中减去表示当前键位置的正规化值 yxB来确定位置偏差exB,如步骤S52。放大该位置偏差exB,如步骤S53。中央处理单元20B基于正规化值yxB来确定表示目标键速度的正规化值 yvB，如步骤S54,并且确定正M/ft值yvB和正M/t值rvB之间的速度偏差 evB，如步骤S55。放大该速度偏差evB,如步骤S56。随后，中央处理单元20B计算位置偏差exB和速度偏差evB的和数，以 便确定控制数据uB，如步骤S57。将控制数据uB提供给脉宽调制器24B， 脉宽调制器24B考虑该控制数据uB而将驱动信号S3调整到目标平均电流量， 如步骤S58。将驱动信号S3提供给电磁控制的键致动器5B，如步骤S59。电磁控制 的键致动器5B推动对应的键1Ba的后部，以便驱动原声钢琴1B的动作单元 2B。重复图9B中示出的作业序列，以便引起对应键1Ba的移动。对应键lBa 驱动相关联的动作单元2B，该动作单元2B随即驱动相关联的弦槌3B进行 旋转。使弦槌3B与琴弦4B碰撞，并且通过琴弦4B的振动生成原声音调。 这样，在没有任何手指弹奏的情况下在原声钢琴1B中生成原声钢琴音调。当用户按压键1Ba之一时，控制系统18Ba完成图9A所示的作业S40 至S46,控制系统18Aa完成图9B所示的作业S47至S59。如将从前面的描述理解的那样，在自动演奏器钢琴PC或PD的预键数据 提供器25A或25B中对于对应的键lBa或1Aa推测对应键lBa或1Aa的键 位置以及对应键1Ba或1Aa的键速度，并且将键运动数据rB或rA提供给另 一自动演奏器钢琴PD或PC。推测键位置rxB或rxA以及推测4建速度rvB或 rvA表示在比当前时刻滞后通信延迟时间D的时刻处的对应键1Ba或1Aa的 位置和速度。由于这一原因，即使在键运动数据rB的传4番期间不可避免地引 入通信延迟时间D，也与键1Aa或1Ba同时移动对应的键1Ba或1Aa。这样， 从键1A的移动和对应键lBa的移动之间消除了通信延迟时间D。 通信时间迟延的补偿图11示出了对应于步骤S44的作业序列，图12示出了原声钢琴的键的 轨线。在步骤S44如下推测对应键1Ba或1Aa的键位置和键速度。假设用户仅按压键la、将键la保持在终点位置上片刻、释放键la、将 键la保持在静止位置上片刻、按压键la、并且在前往终点位置的途中释放键 la,如图12所示。当用户仅仅在静止位置和终点位置之间移动键la时，4建 轨迹TR1被划分为五个阶段，即，停留在静止位置上、按压、停留在终点位 置上、释放和停留在静止位置上。由于这一原因，存在4个阶段边界。另一 方面，当用户正通过半行程移动键la时，键la在静止位置和终点位置之间 的某个点处改变移动方向，并且轨迹TR2被划分为两个阶段，即，释放PH6 和按压PH7。由于这一原因，键轨迹TR1只有释放阶段PH6和按压阶段PH7 之间的一个阶段边界。从所述阶段边界起的n个基准周期时间nT之后的时刻t[n]处的键位置 X[n]表示为X[n]=A[n]/2 x t[n]2+V[n] x t[n] ......等式1其中A[n]是等于n个基准周期时间nT的时间段到期t[n]时的加速度，V[n]是 t[n]处的速度。假设在步骤S42将离散值yxAd正规化为正规化值yxA。中央处理单元 20A或20B开始图11所示的作业序列。中央处理单元20A或20B将时刻t[n] 处的正规化值yxA存储在分配给被按压的键1Aa或1Ba的存储器位置中，如 步骤S60。随后，中央处理单元20A或20B从随机存取存储器22A或22B读出时 刻[n]处的正规化值yxA[n]和前一正规化值yxA[n-l]，并且计算键速度yv[n], 如步骤S61。yv[n]=(yx[n]-yx[n-l])/T ......等式2随后，中央处理单元20A或20B检查键位置yx[n]和键速度yx[n]，以查 看是否在阶段边界处发现键1Aa或1Ba，如步骤S62。如果键位置yx[n]被改变为0毫米或小于0毫米，则键1Aa或1Ba被发 现处于释放阶段PH4和静止位置上的停留阶段PH5之间的边界处。如果键位 置yx[n]被改变为IO毫米或大于10毫米，则键lAa或1Ba被发现处于按压阶
段PH2和终点位置上的停留阶段PH3之间的边界处。如果键速度yv[n]在等 于0的键位置上或者在释放阶段PH6中具有正值，则键1Aa或1Ba被发现处 于静止位置上的停留阶段PH1和按压阶段PH2之间的阶段边界处、或者释放 阶段PH7和下一按压阶段之间的阶段边界处。如果键速度数据yv[n]在等于 10毫米的键位置上或者在按压阶段PH6中具有负值，则键1Aa或1Ba被发 现处于终点位置上的停留阶段PH3和释放阶段PH4之间、或者按压阶段PH6 和释放阶段PH7之间的阶段边界处。如果满足上述条件中的任何一个，则步骤S62处的答案给出为肯定"是"， 并且中央处理单元20A或20B进行到下一步骤S63。另一方面，如果上述条 件都没有被满足，则步骤S62处的答案给出为否定"否"，并且中央处理单元 20A或20B进行到步骤S64，而不在步骤S63做任何执行。假设发现1Aa或1Ba处于所述阶段边界处。在步骤S63,中央处理单元 20A或20B将以下初始值赋予基准周期时间T的数目n、键位置yx[n]、键速 度yv[n]、和力D速度ya[n]。yxO = yx[n-l]yxl=yx[n]n=lyvO=0yvl=(yxl-yxO)/TyaO=0，yal=0这样，在阶段边界处，将基准周期T的数目n、键位置yx[n]、键速度yv[n] 和键加速度ya[n]重置为所述初始值。当完成步骤S63处的作业时，或者对于步骤S62处的否定答案"否"， 中央处理单元20A或20B在步骤S64确定时刻t[n]处的加速度ya[n]。ya[n]=(yv[n]-yv[n-l])/T ......等式3中央处理单元20A或20B估计初始4定速度Vv[n],如步骤S64。中央处 理单元20A或20B估计通过当前键位置yx[n]和之前的键位置yx[n-l]以及 yx[n-2]的键轨迹，如步骤S66,并且根据所估计的键轨迹来确定初始键速度 Vv[n]。初始键速度Vv[n]被给出为Vv[n] = {(2 x n - 1) x yv[n-l] — (2 x n — 3) x yv[n]}/2 ……等式4键加速度ya[n]和初始键速度Vv[n]被存储在分配给4建1Aa或lBa的随机 存取存储器22A或22B的某个存储器位置中。最后，中央处理单元20A或20B估计当前阶段中的键轨迹，并且推测在 比当前时刻t[n]滞后通信时间迟延D的时刻t[n+D]处的键位置rx[n]和键速度 rv[n]，如步骤S67。详细地讲，中央处理单元20A或20B从随机存取存储器22A或22B中依序读出初始键速度Vvl.....和Vv[n]的值，并且对值Vvl.....和Vv[n]求平均，即，V[n]=(Vvl+...+Vv[n])/n。此外，中央处理单元20A或20B依序读出键加速度的值ya[2].....ya[n],并且将这些值平均为A[n]=(ya2+.....+ya[n])/(n-l)。由于当前阶段中的键轨迹X[n]被表示为X[n]=A[n]/2 x t[n]2+V[n] xt[n](参见等式1)，因此在比当前时刻t[n]滞后通信时间迟延D的时刻t[n+D] 处的键位置rx[n]和键速度rv[n]分别由等式5和6给出。rx[n] = A[n]/2 x t[n+D]2+V[n] x t[n+D] ......等式5rv[n] = A[n] x t[n+D]+V[n] ……等式6如将从前面的描述理解的那样，预键数据提供器25A或25B在键1Aa 或1Ba到达当前阶段和下一阶段之间的阶段边界之前估计键轨迹，并且推测 该键轨迹上的键位置rxB或rxA以及键速度rvB或rvA。期望在比当前时刻 滞后通信时间迟延D的时刻处发现键1Aa或1Ba处于键位置rxB或rxA上以 及处于键速度rvB或rvA。控制系统18Ba或18Aa通过在推测键位置rxB/rxA 和实际键位置yxB/yxA之间的比较以及在推测键速度rvB/rvA和实际键速度 yvB/yvA之间的比较来进行伺服控制，使得与键1Aa或1Ba同步地在轨线上 移动键1Ba或1 Aa。这样，通过预键数据提供器25A或25B和伺服控制器12B 或12A中的数据处理补偿了通信时间迟延D。用户A和B可以在自动演奏器 钢琴PC和PD 二者上以良好的合奏来演奏音乐曲调的不同部分。本发明人通过实验确认了同步的键移动1Aa和1Ba。在该实验中，键lBa 跟随键1Aa。本发明人绘制了由等式1表示的估计键轨迹X[n]上的键1Aa的 键位置、通过使用等式5推测的推测键轨迹上的键1Aa的键位置rxB、以及 键1Ba的实际键位置yxB，如图13所示。估计键轨迹由图线PL1表示，图线 PL1在形状上接近于表示实际键轨迹的图线PL2。图线PL1和图线PL2之间 的时间差等于通信时间迟延D。此外，本发明人绘制了估计键轨迹上的估计键速度V[n]、推测键轨迹上
的推测键速度rvB、以及实际键轨迹上的实际键速度yvB，如图14所示。表 示推测键速度rvB的图线PL3相对于表示估计键速度V[n]的图线PL4而被延 迟了通信时间迟延D,表示实际键速度yvB的图线PL5接近于图线PL4。根 据这些图线可以理解，键1Ba与键1Aa良好地同步。此外，推测一建轨迹使生成通过从属乐器产生的原声钢琴音调的定时、音 调生成时的键速度、使钢琴音调衰减的定时、以及衰减时的键速度与主乐器 的那些一致。主乐器是指用户A或B在其上用手指弹奏音乐曲调的自动演奏 器钢琴PC或PD，从属乐器是指再现这些原声钢琴音调的自动演奏器钢琴PD 或PC。与阶段PH1至PH5不同地确定阶段PH6和PH7，使得推测键轨迹表示 主乐器上的表演风格的差异。这使得能以高保真度再现演奏。由于对于估计键轨迹X[n]考虑了加速度A[n],因此音色上的差异被反映 在估计键轨迹中，从而被反映在推测键轨迹中。这样，通过从属乐器再现的 原声钢琴音调在音色上接近在主乐器上产生的原声钢琴音调。可以利用图15所示的作业序列来替换图8所示的作业序列。在音乐演奏 系统的自动演奏器钢琴中采用图8所示的作业序列，并且自动演奏器钢琴分 别具有内部钟表(watch)。该内部钟表指示年、月、日、小时、分钟、秒和亚 秒(sub-second)tt。当内部钟表采取从亚秒到秒的数字时，亚秒返回0,并且该 内部钟表开始再次递增亚秒。当中央处理单元开始图15所示的作业序列时，每个自动演奏器钢琴的中 央处理单元利用通过无线电波广播标准时间的标准钟表来设置内部钟表，如 步骤S68。随后，自动演奏器钢琴之一的中央处理单元读取内部钟表上的当前时刻 ttA，并且将事件代码和表示当前时刻ttA的时间代码通过因特网发送给另一 自动演奏器钢琴，如步骤S69。该事件代码表示时间迟延的测量。所述事件代码和时间代码到达另 一 自动演奏器钢琴，并且中央处理单元 在内部钟表上读取到达时刻ttB。中央处理单元通过时刻ttA和到达时刻ttB 之间的减法来确定通信时间迟延DAB,如步骤S70。另 一 自动演奏器钢琴的中央处理单元在内部钟表上读取当前时刻ttB，， 并且将事件代码和表示当前时刻ttB，的时间代码通过因特网发送给所述自动 演奏器钢琴，如步骤S71。
所述事件代码和时间代码到达所述自动演奏器钢琴，并且中央处理单元在内部钟表上读取到达时刻ttA，。中央处理单元通过时刻ttB，和到达时刻ttA， 之间的减法来确定通信时间迟延DBA。自动演奏器钢琴发送表示通信时间迟延DAB和DBA的时间代码，以便 交换通信时间迟延DAB和DBA，如步骤S73。这样，确定了通信时间迟延。如果另一自动演奏器钢琴的中央处理单元在步骤S71与所述事件代码和 时间代码ttB，一起发送表示通信时间迟延DAB的时间代码，则减少了发送步 骤。此外，可以重复所述作业序列，以便将通信时间迟延确定为多个通信时 间迟延DAB/DBA的平均值。尽管在音乐会话中对于通信时间迟延D将步骤S29处的准备工作执行一 次，但是可以在该音乐会话期间重复对通信时间迟延D的确定。图16示出 了用于周期性地测量通信时间迟延D的作业序列。当中央处理单元重复由步 骤S30至S34B组成的循环时，中央处理单元通过定时器中断周期性地进入 图16所示的作业序列。当中央处理单元进入所述作业序列时，中央处理单元检查随机存取存储 器，以查看是否任何一个键到达终点位置，如步骤S74A。当步骤S74A的答 案给出为否定"否"时，中央处理单元立即返回到循环S30至S34。另一方面，如果该答案给出为肯定，则中央处理单元将事件代码和表示 当前时刻tA的时间代码通过通信网络发送给另一自动演奏器钢琴，如步骤 S74B。当接收到该事件代码和时间代码tA时，另一自动演奏器钢琴将该事 件代码和表示到达时刻的时间代码tB发送给所述该自动演奏器钢琴，如步骤 S75。当事件代码和时间代码tB到达该自动演奏器钢琴时，将到达时间代码tB 储存在随机存取存储器中，如步骤S76。中央处理单元通过当前时刻tA和到 达时刻tB之间的减法来确定通信时间迟延，如步骤S77。图17示出了主乐器中的实际键轨迹tEA上的键位置、以及从属乐器中 的实际键轨迹上的键位置、推测键轨迹trEB上的键位置。推测键轨迹trEB 由于通信时间迟延而相对于实际键轨迹tEA被延迟，实际键轨迹tEB由于电 磁控制的键致动器、即机械延迟而相对于推测键轨迹trEB被延迟。如图18所示，对于对应键的控制，考虑了通信时间迟延和机械时间迟延 二者。由于如图16所示的那样确定通信时间迟延DAB/DBA,因此为简单起
见，从图18所示的作业序列中删除了用于确定通信时间迟延DAB/DBA的作 业。中央处理单元通过定时器中断周期性地进入所述作业序列。当自动演奏 器钢琴的中央处理单元进入该作业序列时，中央处理单元检查随机存取存储 器，以查看是否任何一个键到达终点位置，如步骤S78A。如果步骤S78A处的答案给出为否定"否"，则自动演奏器钢琴的中央处 理单元立即返回到循环S30至S34B。另一方面，当中央处理单元发现到达终 点位置的键时，步骤S78A处的答案给出为肯定"是"。对于肯定答案"是"， 中央处理单元将图线tEA上的时间存储在随机存取存储器中，并且将事件代 码和表示图线trEB上的时间的时间代码发送到另一自动演奏器钢琴，如步骤 S78B。当所述事件代码和时间代码到达另 一 自动演奏器钢琴时，另 一 自动演奏 器钢琴的中央处理单元将图线trEB上的时间存储在随机存取存储器中，如步 骤S79。另一自动演奏器钢琴的中央处理单元检查随机存取存储器，以查看对应 的键是否到达终点位置，如步骤S80A。如果步骤S80A处的答案给出为否定 "否"，则中央处理单元返回到所述循环。另一方面，当对应4建到达终点位置 时，则步骤S80A处的答案给出为肯定"是"，并且中央处理单元通过减法来 确定机械时间迟延DrB,如步骤S80B。另 一 自动演奏器钢琴的中央处理单元 将表示该机械时间迟延DrB的时间代码发送给所述自动演奏器钢琴，如步骤 S81。当所述时间代码到达该自动演奏器钢琴时，该自动演奏器钢琴的中央处 理单元通过通信时间迟延和机械时间迟延之间的加法来确定总延迟DD,如步 骤S82。图18所示的作业序列形成了图6所示的音乐会话的一部分。由于对于从 属乐器的键的控制不仅考虑了通信时间迟延而且考虑了机械时间迟延，因此 从属乐器的键与主乐器的键良好地同步，并且在主乐器和从属乐器二者上同 时演奏音乐曲调。第三实施例转到附图的图19，实施本发明的再一演奏系统包括自动演奏器钢琴PE 和PF以及因特网N。
除了音乐数据产生系统19E和19F以外，自动演奏器钢琴PE和PF与自 动演奏器钢琴PA和PB相似。由于这一原因，利用指定自动演奏器钢琴PA 和PB的对应组件的附图标记来标注自动演奏器钢琴PE和PF的其它组件， 并且为简单起见而不进行详细描述。此外，利用指定图2所示的原声钢琴的 对应组成部件和图3所示的控制系统的对应系统组件的附图标记来标注自动 演奏器钢琴的原声钢琴的组成部件以及控制系统18Aa和18Ba的系统组件。在音乐数据产生系统19E和19F中分别包括预事件数据提供器29A和 29B,预事件数据提供器19E和19F是自动演奏器钢琴PE和PF的特征。在 下文中，将描述集中于预事件数据提供器PE和PF。假设自动演奏器钢琴PE和PF被分配给用户A和B。假设用户A在自 动演奏器钢琴PE的原声钢琴1A的键1Aa上演奏音乐。当音乐数据处理系统 19E发现被移动的键lAa时，音乐数据产生系统19E基于键位置数据来产生 推测事件数据代码evBB。通过预事件数据提供器29A的功能来产生推测事 件数据代码evBB。将推测事件数据代码evBB装载在分组中，并且通过因特 网N将该分组从通信系统15A发送到通信系统15B。当分组到达通信系统15B时，从该分组中卸载推测事件数据代码evBB， 将推测事件数据代码evBB提供给电子音调生成系统16B，并且通过电子音调 生成系统16B的声音系统来生成电子音调。还将推测事件数据代码evBB提 供给控制系统18Ba，控制系统18Ba基于该推测事件数据代码来确定基准前 向无声轨迹。控制系统18Ba强迫对应键1Ba在基准前向无声轨迹和基准后 向无声轨迹上行进。由于在对推测事件数据代码evBB的准备工作中考虑了 通信时间迟延，因此与键1Aa同步地移动对应键1Ba。这样，在两个自动演 奏器钢琴PE和PF上同时演奏音乐曲调。图20示出了用于被按压的键1Aa和对应键1Ba的作业序列，当释放被 按压的键1Aa时，对于被释放的键1Aa产生推测事件数据代码evBB，并且 强迫对应键1Ba在基准后向无声轨迹上行进。用于被释放的键的作业序列类 似于图20所示的作业序列。在下文中，对仅用于被按压的键的作业序列进行 描述。当用户A按压键1Aa时，相关联的键传感器6A发现被按压的键1Aa， 如步骤S83，并且，将键位置数据从相关联的键传感器6提供给信号接口。 控制系统18Aa的中央处理单元20周期性地从信号接口中提取键位置数据，
以便将该键位置数据的值累积存储在随机存取存储器22中。中央处理单元20分析键位置数据，如步骤S84，并且产生表示推测键事 件的推测事件数据代码evBB，如步骤S85。推测键事件指示在比当前时刻滞 后所述通信时间迟延的时刻处的音符开^fc事件或音符关键事件。这样，在实 际的音符开事件和实际的音符关事件之前预先通知音符开键事件和音符关键 事件。在下文中，对如何产生所述事件数据代码进行描述。将推测键事件代码evBB装载在分组.中，并且通过因特网n将分组发送 到自动演奏器钢琴pf,如步骤S86。自动演奏器钢琴pf接收该分组，如步 骤S87。从所述分组中卸载推测键事件数据，并且将其传递到自动演奏系统18B。 自动演奏系统18B强迫对应键lBa在基准前向无声轨迹上行进，如步骤S88。 尽管在分组发送和分组接收之间不可避免地引入通信时间迟延，但是在实际 的音符开键事件之前产生了推测键事件数据，使得与被按压的键1Aa同步地 移动对应4建1Ba。还将推测键事件数据传递到电子音调生成系统16B，并且通过电子音调 生成系统16B产生电子音调，如步骤S89。当用户B按压键lBa时，重复上述作业，如步骤S卯、S91、 S92、 S93、 S94、 S95和S96。在图19中，利用"evA，，来标注用于自动演奏器钢琴PE 的推测键事件数据。强迫对应键1Aa在基准前向无声轨迹上行进，并且生成 电子音调。当用户A按压另一个键1Aa时，预事件数据提供器29A执行与步骤S83 至S86处的作业相同的作业，如步骤S97、 S98、 S99和SIOO。尽管未在图20中示出，但是当用户A或B释放被按压的键1Aa或1Ba 时，预事件数据提供器29A或29B产生音符关事件的推测事件数据代码evBB 或evA，并且将该推测事件数据发送到另 一 自动演奏器钢琴PH或PG。控制 系统18Ba或18Aa基于该推测事件数据确定基准后向键轨迹，并且强迫对应 的键1Ba或1Aa在基准后向无声轨迹上行进。结果，使制音器8与振动的琴 弦4接触，并且制音器8使原声钢琴音调被衰减。尽管未在图中示出，但是在音乐会话中，中央处理单元20A执行与图7 和8所示的作业序列相似的作业序列，并且确定通信时间迟延。然而，用于 键的数据处理与对应的步骤S31不同。现在假设用户A在音乐会话中按压键lAa之一，中央处理单元20A通过图21所示的作业序列产生推测键事件数据 代码evBB。基准周期时间T的数目被表示为"n"，并且假设从离开静止位置 起对基准周期时间进行计数。键速度V被表示为V[n]，并且假设最终弦槌速 度vv与键速度V成比例。换言之，最终弦槌速度vv被表示为w=m x V[n]， 其中m是系数。当中央处理单元20A进入所述作业序列时，中央处理单元20A提取表示 键1Aa的当前键位置yx[n]的键位置数据，并且在模数转换和正规化之后将键 位置数据yx[n]累积存储在随机存取存储器22A中，如步骤S101 。随后，中央处理单元20A确定当前键速度yv[n]，如步骤S102。当前键 速度yv[n]由等式2给出，即，yv[n] = (yx[n]-yx[n-l])/T。中央处理单元20A 对当前键速度的值求平均，如步骤S103。平均值V[n]被给出为V[n]= (yvl+、 …、+yv[n])/n。随后，中央处理单元20A推测在比当前时刻[n]滞后通信时间迟延D的 时刻处的键位置rx[n+D]，如步骤S104。推测键位置rx[n+D]被给出为等式7。rx[n+D] = yx[n]+V[n] x (D x T) ......等式7其中T是等于基准周期时间T的时间段。这样，通过使用绝对时间(DxT)来 表示从当前时刻到推测键位置rx[n+D]的时刻的时间间隔。在图22中图示了步骤S101至S104的数据处理。当前时刻被表示为[n], yv[n]指示时刻[n-l]和时刻[n]之间的当前键速度。平均键速度V[n]从时刻0至 时刻[n]是合适的。由于期望键lA以平均键速度V[n]移动，因此可以基于表 示该平均键速度V[n]的图线来确定键位置rx[n+D]。这样，中央处理单元20A 推测在比当前时刻t[n]滞后通信时间迟延D的时刻[n+D]处的键位置，如步骤 S104。随后，中央处理单元20A将推测键位置rx[n+D]与终点位置相比较，以 查看键1Aa是否被认为是在时刻t[n+D]到达终点位置，如步骤S105。在此实 例中，终点位置与静止位置分开IO毫米。当发现推测键位置rx[n+D]处于前往静止位置的途中时，步骤S105处的 答案给出为否定"否"，并且中央处理单元20A立即返回到循环S30至S34B。 然而，当发现推测键位置rx[n+D]处于终点位置上时，步骤S105处的答案改 变为肯定"是"。然后，中央处理单元20A产生推测键事件数据代码evBB。 用于音调生成的推测键事件数据代码evBB/evA在格式上与表示音符开^T建事
件的音乐数据代码相同。将音符开消息、与键号码相同的音符号码、与最终弦槌速度vv相等的速度存储在推测键事件数据代码evBB中。最后，中央处 理单元20A将推测键事件数据evBB发送给自动演奏器钢琴PF,如步骤S106。自动演奏系统18B强迫对应4建1Ba在基准前向无声4定轨迹上行进，并且 电子音调生成系统16B产生电子音调来代替原声钢琴音调。自动演奏系统1犯 的行为与图9B所示的行为相似。尽管在推测键事件数据代码evBB/evA的发 送和接收之间不可避免地引入通信时间迟延D，但是在被按压的键到达终点 位置之前将推测键事件数据代码evBB/evA发送到另 一 自动演奏器钢琴，使 得消除该通信时间迟延。由于这一原因，与被按压的键同步地移动对应的键。当释放被按压的键1Aa时，预事件数据提供器29A产生与表示音符开键 事件的键事件数据代码相似的、表示音符关键事件的推测键事件数据代码 evBB，并且将推测键事件数据代码evBB发送给另 一 自动演奏器钢琴PF。当用户B在自动演奏器钢琴PF上用手指弹奏音乐曲调时，预事件数据 提供器29B通过图21所示的数据处理产生推测一建事件数据代码evA，并且通 信系统15B将推测键事件数据代码evA发送给自动演奏器钢琴PE的通信系 统15A。移动对应的键lAa，并且如结合自动演奏器钢琴PF描述的那样生成 电子音调。如将从前面的描述理解的那样，自动演奏器钢琴PE或PF在键事件发生 之前产生推测键事件数据代码evBB/evA，并且将该推测键事件数据代码 evBB/evA从自动演奏器钢琴PE和PF中的一个发送到自动演奏器钢琴PF或 PE中的另 一个。推测键事件数据代码evBB/evA使键事件在自动演奏器钢琴 PE和PF二者中发生。这样，在自动演奏器钢琴PE和PF二者中同步地驱动 键和对应的键。在第三实施例中，假设键轨迹由如图22所示的线性线表示。然而，可以 将键轨迹表示为诸如二阶曲线的非线性线。可以通过图15或图16所示的作 业序列来确定通信时间迟延D。预事件数据提供器29A和29B可以产生表示在比当前时刻滞后总延迟时 间的时刻处的推测键事件的推测事件数据代码，所述总延迟时间即通信时间 迟延和机械时间迟延的总和。按照下面所述来确定总延迟时间。图23示出了用于测量总时间迟延、即通信时间迟延和机械时间迟延的总 和的作业序列。基于图18所示的作业序列来准备图23所示的作业序列。假
设将推测事件数据代码evBB从自动演奏器钢琴PE发送给另 一 自动演奏器钢 琴PF。自动演奏器钢琴PE的中央处理单元20周期性地检查分配给弦槌传感器 7A的信号接口，以查看是否使弦槌3中的任何一个与相关联的琴弦4碰撞， 如步骤S107A。当该答案给出为否定"否，，时，中央处理单元20立即返回到 循环S30至S34B。假设用户按压键1 Aa之一。自动演奏器钢琴PE的中央处理单元20执行 对键位置数据的数据处理，以便如上文所迷的那样产生推测键事件数据。被 按压的键1Aa引起相关联的动作单元2的致动，这继而引起相关联的弦槌3 的旋转。当弦槌3正朝着相关联的琴弦4旋转时，弦槌传感器7A改变弦槌 位置信号S2，弦槌位置信号S2的值被周期性地提取，并且被累积存储在随 机存取存储器22中。当使弦槌3与琴弦4碰撞时，中央处理单元20确认与 琴弦4的碰撞，并且步骤S107A处的答案改变为肯定"是"。然后，中央处 理单元20确定使弦槌3与琴弦4碰撞的时刻tEA。中央处理单元20将时刻tEA储存在随机存取存储器22中，并且将装载 了事件代码和表示时刻伍A的时间数据代码的分组通过因特网N发送给另一 自动演奏器钢琴PF,如步骤S107B。当该分组到达通信系统15B时，中央处理单元20确定该分组到达通信 系统15B的时刻，并且将时间数据trEB储存在随机存取存储器22中，如步 骤S亂自动演奏器钢琴PF的中央处理单元20周期性地检查随机存取存储器 20，以查看弦槌3是否被认为与相关联的琴弦4碰撞，如步骤S109A。弦槌 传感器7B监控与对应的键1Ba相关联的弦槌3，并且将弦槌位置数据累积存 储在随机存取存储器22中。由于相关联的键1Ba在基准前向无声轨迹上行进， 因此弦槌3没有到达相关联的琴弦4。当弦槌3通过脱离而开始旋转时，中 央处理单元20在动作单元2通过脱离而将标准的力发送给弦槌3的假设下， 推测使弦槌3与琴弦4碰撞的时刻tEB。中央处理单元20从时刻伍B中减去 到达时刻trEB ，以便确定机械时间迟延DrB ，如步骤S109B 。中央处理单元20产生装载了表示到达时刻trEB和机械时间迟延DrB的 时间数据的分组，并且通过因特网N将该分组发送给自动演奏器钢琴PE,如 步骤SllO。
当该分组到达通信系统15A时，从该分组中卸载时间数据。自动演奏器 钢琴PE的中央处理单元20从到达时刻trEB中减去时刻tEA,以便确定通信 时间迟延。中央处理单元将该通信时间迟延加到机械时间迟延DrB上，并且 确定总延迟时间DD，如步骤Slll。第四实施例转到附图的图24，实施本发明的另一音乐演奏系统主要包括自动演奏器 钢琴PG和PH以及因特网N。除了用于音乐会话的子例程以外，自动演奏器 钢琴PG和PH类似于自动演奏器钢琴PE和PF。由于这一原因，利用指定自 动演奏器钢琴PE和PF的对应组件的附图标记，来标注自动演奏器钢琴PG 和PH的组件，而不进行详细描述。此外，利用指定图2所示的原声钢琴的 对应组成部件和图3所示的控制系统的对应系统组件的附图标记，来标注自 动演奏器钢琴的原声钢琴的组成部件以及控制系统18Aa和18Ba的系统组件。除了用于驱动对应的键1Aa或lBa的作业序列以夕卜，用于音乐会话的子 例程与第三实施例的用于音乐会话的子例程不同。在实现第四实施例的音乐 演奏系统中，主乐器的中央处理单元20产生用于被按压的键和被释放的键的 推测键事件数据代码evBB/evA，并且从属乐器的中央处理单元20基于推测 键事件数据代码evBB/evA,确定基准前向键轨迹和基准后向键轨迹，而不是 基准前向无声轨迹和基准后向无声轨迹。从属乐器的控制系统WAa或18Ba 强迫键lAa或1Ba在基准前向键轨迹和基准后向键轨迹上行进，使得在从属 乐器中通过琴弦4的振动生成原声钢琴音调。图25示出了用于音乐会话的作业序列。当用户A按压键lAa时，相关 联的键传感器6A发现被按压的键lAa,如步骤S121，并且，将键位置数据 从相关联的键传感器6A提供给信号接口 。中央处理单元20周期性地从信号 接口提取键位置数据，以便将键位置数据的值累积存储在随机存取存储器22 中。中央处理单元20分析键位置数据，如步骤S122，并且产生表示推测键 事件的推测事件数据代码evBB，如步骤S123。推测键事件指示在比当前时 刻滞后所述通信时间迟延的时刻处的音符开^:事件或音符关4建事件。这样， 在实际音符开事件和实际音符关事件之前，预先通知音符开键事件和音符关 键事件。通过图21所示的作业序列产生推测事件数据代码evBB。
将推测键事件代码evBB装栽在分组中，并且通过因特网N将该分组从 自动演奏器钢琴PG发送给自动演奏器钢琴PH，如步骤S124。自动演奏器钢 琴PH接收该分组，如步骤S125。从该分组中卸载推测键事件数据，并且将推测键事件数据传递给自动演 奏系统18B。自动演奏系统18B基于推测事件数据确定基准前向键轨迹，并 且强迫对应的键lBa在基准前向键轨迹上行进，如步骤S126。对应的键1Ba 驱动相关联的动作单元2,该动作单元2继而引起相关联的弦槌3的旋转。 弦槌3在旋转的终点与琴弦4碰撞，并且引起琴弦4的振动。结果，通过琴 弦4的振动产生原声钢琴音调。尽管在分组发送和分组接收之间不可避免地SI入通信时间迟延，^f旦是在 实际音符开键事件之前产生了推测键事件数据，使得与被按压的键1Aa同步 地移动对应的4建1Ba。当用户B按压键lBa时，重复上述作业，如步骤S127、 S128、 S129、 S130、 S131和S132。强迫对应的键1Aa在基准前向键轨迹上行进，并且生 成电子音调。当用户A按压另 一个键1 Aa时，预事件数据提供器29A执行与步骤S121 至S124处的作业相同的作业，如步骤S133、 S134、 S135和S136。尽管未在图25中示出，但是当用户A或B释放被按压的键1Aa或1Ba 时，预事件数据提供器29A或29B产生用于音符关事件的推测事件数据代码 evBB/evA,并且将该推测事件数据发送给另 一 自动演奏器钢琴PH或PG。控 制系统18Ba或18Aa基于该推测事件数据确定基准后向键轨迹，并且强迫对 应的键1Ba或1Aa在基准后向无声轨迹上行进。结果，制音器8与振动的琴 弦4接触，并且使原声钢琴音调被衰减。如将从前面的描述理解的那样，利用指示在比当前时刻滞后所述通信时 间迟延的时刻处的键事件的推测键事件数据来消除通信时间迟延。由于这一 原因，与主乐器的键同步地移动从属乐器的键。预事件数据提供器29A和29B可以产生表示在比当前时刻滞后所述总延 迟时间的时刻处的推测键事件的推测事件数据代码evBB/evA，所述总延迟时 间即通信时间迟延和机械时间迟延的总和。可以通过图23所示的作业序列来 确定所述总延迟时间。修改
尽管已经示出和描述了本发明的特定实施例，但是对于本领域技术人员 来说清楚的是，可以在不背离本发明的精神和范围的情况下进行各种改变和 修改。MIDI协议不对本发明的技术范围设置任何限制。其它种类的音乐数据协 议是已知的，并且可以用于在所述音乐演奏系统中使用的音乐数据代码。推测键运动数据和推测事件数据不对本发明的技术范围设置任何限制。 可以将键位置数据的采样值从主乐器发送到从属乐器。在此实例中，键传感 器具有与键行程一样宽或者比键行程宽的可检测范围，并且从属乐器的控制 系统推测到达时刻的键位置或键事件。自动演奏器钢琴之一可以充当主乐器。在此实例中，将推测键运动数据 或推测事件数据单向地从主乐器发送到一个或多个从属乐器。音乐演奏系统的自动演奏器钢琴可以具有键传感器6或弦槌传感器7。 换言之，键传感器6或弦槌传感器7是可有可无的。可以将键速度传感器或活塞速度传感器安装在自动演奏器钢琴PA和PB 中。在此实例中，运动控制器12根据键速度信号或活塞速度信号直接确定当 前键速度。脉宽调制不对本发明的技术范围设置任何限制。可以将任何种类的信号 调制用于伺服控制，只要磁场强度可以控制即可。因特网N不对本发明的技术范围设置任何限制。可以通过LAN(局域网) 或MAN(城域网)连接自动演奏器乐器PA和PB。所述网络可以基于以太网(商 标)。分组发送不对本发明的技术范围设置任何限制。可以通过经由线缆的基 带发送来将推测键运动数据和推测事件数据从主乐器发送到从属乐器。另夕卜， 可以通过无线电信道将推测键运动数据和推测事件数据从主乐器发送到从属 乐器。可以从利用存储在只读存储器21中的控制数据修正的键轨迹数据产生 用于基准前向无声轨迹的基准^鍵速度。在此实例中，首先在个体化的演奏数 据的基础上确定基准前向键速度，所述演奏数据被存储在从另 一 自动演奏器 钢琴PA或PB接收的音乐数据代码中，并且，利用控制数据来修正表示基准 前向键轨迹的键轨迹数据。可以将在日本专利申请特许公开No.2006-235216中公开的键控制技术用
于步骤S5处的键驱动。如上文所述，动作单元2通过脱离引起弦槌3的旋转。 可以通过在该日本专利申请特许公开中公开的键控制技术，在脱离之前瞬间 停止被按压的键la。换言之，在脱离之前瞬间的某个键位置上终止基准前向 无声轨迹，使得不会驱动弦槌3进行旋转。这导致键la的移动而没有任何原 声钢琴音调。两个自动演奏器钢琴PA和PB不对本发明的技术范围设置任何限制。可 以通过通信系统连接超过两个的自动演奏器钢琴，以便在它们之间进行音乐 会话。自动演奏器钢琴不对本发明的技术范围设置任何限制。在本发明的音乐 演奏系统中可以包含自动演奏器钢琴和另 一种类的乐器，只要所述种类的乐 器具有产生音乐数据的能力即可。电子4建盘、电子钢琴、以及诸如例如电子 管乐器的另 一种类的电子乐器可以充当所述种类的电子乐器。另一种类的自动演奏器乐器可以参与音乐会话。自动演奏器管乐器、自 动打击乐器和自动弦乐器是所述种类的自动演奏器乐器的示例。本发明可以适合于乐器的另 一种操纵器。自动演奏器钢琴具有由电磁控 制的致动器驱动的钢琴踏瓣。可以在主乐器中产生对应于推测键运动数据和 推测事件数据的推测踏瓣运动数据或推测踏瓣事件数据，并且将推测踏瓣运动数据或推测踏瓣事件数据发送到从属乐器。可以重复步骤S35至S38。在此实例中，可以作为结果的平均值来确定 通信时间迟延D。通信时间迟延D可以是可变的。在此实例中，预键数据提供器25A和 25B通过优化系数而使推测键轨迹与实际键轨迹精确地重合。为了使推测键 轨迹与实际键轨迹精确地重合，将推测键位置rxB乘以所述系数，并且周期 性地更新该系数。另外，可以根据估计键轨迹的梯度来改变通信时间迟延D。在此实例中， 当预键数据提供器25A和25B在步骤S66确定估计键轨迹时，预键数据提供 器25A和25B基于估计键轨迹的梯度来确定系数，并且将该系数乘到通信时 间迟延D上，以-使使推测键轨迹被适当地衰减。两种手指弹奏，即标准手指弹奏和半行程手指弹奏不对本发明的技术范围设置任何限制。可以为其它种类的手指弹奏准备多组阶段，所述其它种类 的手指弹奏例如为没有任何音调的键移动，其中，键移动引起弦槌旋转而没
有与琴弦的^6並撞。所述阶段边界PHI至PH5、 PH6和PH7不对本发明的技术范围设置任 何限制。可以将标准键轨迹划分为少于5个阶段或者多于5个阶段。可以将 半行程键轨迹划分为多于两个阶段PH6和PH7。在音乐会话中可以对机械时间迟延测量一次。在此实例中，总延迟DD 被引入到所有推测键轨迹中。另外，可以在每个键到达终点位置时测量机械 时间迟延。在此实例中，在主乐器上的演奏期间更新机械时间迟延。在图18所示的作业序列中，当键到达终点位置时，将事件代码和时间代 码trEB发送到从属乐器。然而，该终点位置不对本发明的技术范围设置任何 限制。当到达所述阶段边界之一或者多于一个的阶段边界时，主乐器的中央 处理单元可以进行到步骤S78B。可以多次测量机械时间迟延。在此实例中，机械时间迟延被给出为所测 量的机械时间迟延值的平均值。可以在主乐器和从属乐器之间共享总延迟DD。另外，主乐器和从属乐 器可以独立地确定总延迟DD。在第三实施例中，基于基准前向无声轨迹来推测时刻tEA。另外，可以 将振动传感器或麦克风安装在自动演奏器钢琴PE和PF中，以便将琴弦4的 振动转换为检测信号。实施例的组成部件和作业与权利要求语言关联如下。自动演奏器钢琴PA、 PB、 PC、 PD、 PE、 PF、 PG和PH选择性地充当 "主乐器"和"从属乐器"。键1Aa和1Ba选择性地充当"多个操纵器"和 "其它操纵器"，并且键传感器6A/6B和弦槌传感器7A/7B共同形成"转换 器"。键位置信号S1和弦槌位置信号S2对应于"检测信号"，键lAa和lBa 的轨线上的键位置是"物理量"。音乐数据、推测键运动数据或推测事件数据 对应于"演奏数据"。音乐数据产生器13和后数据处理器14;预键数据提供器25A/25B;或 者预事件数据提供器29A/29B充当"信息处理系统"。通信系统15A/15B对 应于"通信系统"和"另一通信系统"。因特网N提供主乐器和从属乐器之 间的"通信信道"。电磁控制的键致动器5对应于"多个致动器"，驱动信号 S3对应于"驱动信号"，在说明书中定义了术语"轨迹"和术语"轨线"。动作单元2、弦槌3、琴弦4和制音器8作为整体组成"机械音调生成系
统"。电子音调生成系统16A/16B充当"电子音调生成系统"。控制系统 18Aa/18Ba和用于音乐会话的子例程充当"控制系统"。迟消除器"，预键数据提供器25A/25B、用于产生键运动数据的功能26A/26B、 以及用于基于推测键运动数据rxB、 rvB/rxA/rvA再现键移动的功能26C/26D 也充当"延迟消除器"。预事件数据提供器29A/29B、基于推测键事件数据代 码evBB/evA的控制系统18Aa/18Ba也充当"延迟消除器"。从通信系统15向电子音调生成器16a画的箭头(参见图2)代表"用于将 所述演奏数据传递到所述电子音调生成系统的选择器"。预数据处理器10、用于产生基准前向无声轨迹和基准后向无声轨迹的运动控制器11、以及伺服 控制器12代表"模拟器"。中央处理单元10和步骤S5/S11处的作业也代表"模拟器"。中央处理单元20和步骤S40至S45处的作业代表"预估计器"，键运动 数据的产生26A和26B也代表"预估计器"。从通信系统15向预数据处理器 IO画的箭头代表"选择器"，中央处理单元20和步骤S"至S58处的作业代 表"控制器"。键移动的再现26C和26D也代表"控制器"。中央处理单元20 和步骤S35至S38处的作业代表"实验器，，，中央处理单元加和步骤SM至 S73处的作业、中央处理单元20和步骤S74A至S77处的作业、或者中央处 理单元20和步骤S78A至S82处的作业也代表"实验器"。中央处理单元20和步骤S101至S105处的作业代表"预估计器"，中央 处理单元20和步骤S107A至Slll处的作业代表"实验器"。
权利要求
1. 一种用于在多个乐器上的音乐演奏的音乐演奏系统，包括主乐器(PA/PB，PC/PD，PE/PF，PG/PH)，其包含多个操纵器(1Aa/1Ba)，被选择性地移动用于指定要产生的音调，转换器(6A/6B，7A/7B)，监控所述多个操纵器(1Aa/1Ba)，并产生检测信号(S1，S2)，所述检测信号(S1，S2)代表表示所述多个操纵器(1Aa/1Ba)移动的物理量，信息处理系统(13，14；25A/25B；29A/29B)，被连接到所述转换器(6A/6B，7A/7B)，并且基于所述物理量产生表示在所述多个操纵器(1Aa/1Ba)上的演奏的演奏数据，和通信系统(15A/15B)，被连接在所述信息处理系统(13，14；25A/25B；29A/29B)和通信信道(N)之间，用于通过所述通信信道(N)发送所述演奏数据；以及从属乐器(PB/PA；PD/PC；PF/PE；PH/PG)，其包含另一通信系统(15B/15A)，被连接到所述通信信道(N)，并从所述通信系统(15A/15B)接收所述演奏数据，其它操纵器(1Ba/1Aa)，用于指定要产生的音调，多个致动器(5)，被提供用于所述其它操纵器(1Ba/1Aa)，并被驱动信号(S3)选择性地激励，以便引起所述其它操纵器(1Ba/1Aa)在轨迹上的移动，机械音调生成系统(2，3，4，8)，被连接到所述其它操纵器(1Ba/1Aa)，并且当所述其它操纵器(1Ba/1Aa)强力地驱动所述机械音调生成系统(2，3，4，8)时产生原声音调，电子音调生成系统(16B/16A)，用于基于所述演奏数据产生电音调，和控制系统(18Ba/18Aa)，被连接到所述另一通信系统(15B/15A)、所述多个致动器(5)和所述电子音调生成系统(16B/16A)，并且将基于所述演奏数据产生的所述驱动信号(S3)选择性地提供给所述多个致动器(5)，以便选择性地在所述轨迹上移动所述其它操纵器(1Ba/1Aa)，以及将所述演奏数据提供给所述电子音调生成系统(16B/16A)，以便产生所述电音调，其特征在于还包括延迟消除器(20，S6/S12；25A/25B，26A/26B，26C/26D；29A/29B)，被与所述信息处理系统(13，14；25A/25B；29A/29B)、电子音调生成系统(16B/16A)、和控制系统(18Ba/18Aa)中的至少一个相关联地提供，以便减小所述演奏数据的发送和所述电音调或所述原声音调的生成之间的时间间隔。
2. 如权利要求1所述的音乐演奏系统，其中，所述延迟消除器(20，S6/S12) 包含用于将所述演奏数据传递给所述电子音调生成系统(16B/16A)以便产生 所述电音调的选择器。
3. 如权利要求2所述的音乐演奏系统，其中，所述控制系统还具有模拟 器(IO, 11, 12; 10， S5/S11)，其使所述多个致动器微弱地移动所述其它操纵 器，并且被微弱移动的致动器使得所述其它操纵器与所述电音调同步地移动 而不产生所述原声音调。
4. 如权利要求1所述的音乐演奏系统，其中，所述延迟消除器(25A/25B, 26A/26B， 26C/26D)具有预估计器(25A/25B; 26A/26B),其推测在比当前时刻滞后所述延迟时间 的至少一部分的时刻处的所述物理量，以便使所述演奏数据含有表示所推测 的物理量的运动数据，选择器(IO),用于选择所述机械音调生成系统(2， 3， 4， 8)，和 控制器(20， S49-S58; 26C/26D),其使所述多个致动器(5)强迫所述其它 操纵器(lBa/lAa)具有所推测的物理量，由此所述其它操纵器(lBa/lAa)强有力 地驱动所述机械音调生成系统(2, 3, 4， 8)，以便产生所述原声音调。
5. 如权利要求4所述的音乐演奏系统，其中，所述延迟消除器(25A/25B, 26A/26B， 26C/26D)还具有实验器(10, S35-S38; 10, S68-S73， S74A-S77; 20， S78A-S82)，其确定所述延迟时间的量，并向所述预估计器(25A/25B; 26A/26B)通知所述延迟的所述量。
6. 如权利要求1所述的音乐演奏系统，其中，所述延迟消除器(29A/29B) 具有预估计器(20， S101-S105),其推测在比当前时刻滞后所述延迟时间的至 少一部分的时刻处的音调生成，以便使所述演奏数据含有表示所推测的音调 生成的事件数据。
7. 如权利要求6所述的音乐演奏系统，其中，所述延迟消除器(29A/29B) 还具有实验器(20， S107A-S111)，其确定所述延迟时间的量，并向所述预估 计器(20， S101-S105)通知所述延迟的所述量。
8. 如权利要求1所述的音乐演奏系统，其中，所述主乐器(PA/PB; PC/PD; PE/PF; PG/PH)还包含另一机械音调生成系统(2， 3， 4, 8),被连接到所述多 个操纵器(lAa/lBa)，并且当所述多个操纵器(lAa/lBa)强力地驱动所述另 一机 械音调生成系统(2， 3， 4, 8)时产生原声音调，使得所述从属乐器(PB/PA; PD/PC; PF/PE; PH/PG)与通过所述主乐器(PA/PB; PC/PD; PE/PF; PG/PH) 产生的所述原声音调同时生成所述电音调或所述原声音调。
9. 如权利要求8所述的音乐演奏系统，其中，所述主乐器(PA/PB; PC/PD; PE/PF; PG/PH)还包含其它操纵器(5)，其被提供用于所述多个操纵器(lAa/lBa)，并且被驱动信 号(S3)选择性地激励，以便引起所述多个操纵器(lAa/lBa)在轨迹上的移动，另一电子音调生成系统(16A/16B),其在所述演奏数据的基础上产生电音 调，和另一控制系统(18Aa/18Ba)，被连接到所述通信系统(15A/15B)、所述其它 致动器(5)、以及所述另一电子音调生成系统(16A/16B)，并且将在所述演奏数 据的基础上产生的所述驱动信号(S3)选择性地提供给所述其它致动器(5)，以 便选择性地在所述轨迹上移动所述多个操纵器(lAa/lBa),以及将所述演奏数 据提供给所述另一电子音调生成系统(16A/16B)，以便产生所述电音调，并且其中，所述从属乐器还包含另一转换器(6B/6A， 7B/7A)，其监控所述其它操纵器(lBa/lAa),并且产 生检测信号(S1， S2)，所述检测信号(S1， S2)代表表示所述其它操纵器(lBa/lAa)的移动的物理量，和另一信息处理系统(13， 14; 25B/25A; 29B/29A)，被连接到所述另一转 换器(6B/6A, 7B/7A),并且基于所述物理量产生表示所述其它操纵器(lBa/lAa)上的演奏的演奏数据，其中，通过所述通信信道(N)在所述通信系统(15A)和所述另一通信系统 (15B)之间双向传播所述演奏数据，使得在主乐器(PA/PB; PC/PD; PE/PF; PG/PH)和所述从属乐器(PB/PA; PD/PC; PF/PE; PH/PG)二者上彼此同步地同时演奏音乐。
10. —种形成音乐演奏系统的一部分的乐器(PA/PB; PC/PD; PE/PF; PG/PH)，包括多个操纵器(lAa/lBa),被选择性地移动用于指定要产生的音调；转换器(6A/6B, 7A〃B),监控所述多个操纵器(lAa/lBa)，并且产生检测 信号(Sl, S2)，所述检测信号(S1， S2)代表表示所述多个操纵器(lAa/lBa)移 动的物理量；信息处理系统(20/21/22/23/15a),被连接到所述转换器(6A/6B; 29A/29B), 并且基于所述物理量产生表示在所述多个操纵器(lAa/lBa)上的演奏的演奏 数据；和通信系统(15A/15B)，被连接在所述信息处理系统(20/21/22/23/15a)和通信 信道(N)之间，用于通过所述通信信道(N)将所述演奏数据发送到另 一 乐器 (PB/PA; PD/PC; PF/PE; P麼G),其特征在于还包括延迟消除器(25A/25B， 26A/26B; 29A/29B)，被与所述信息处理系统相 关联地提供，以便减小在所述演奏数据的发送和通过所述另一乐器(PB/PA; PD/PC; PF/PE; PH/PG)的电音调或原声音调的生成之间的时间间隔。
11. 如权利要求10所述的乐器，其中，所述延迟消除器具有预估计器(20， S40-S45),其推测在比当前时刻滞后所述延迟时间的至少一部分的时刻处的 所述物理量，以便使所述演奏数据含有表示所推测的物理量的运动数据。
12. 如权利要求11所述的乐器，其中，所述延迟消除器(25A/25B，26A/26B) 还具有实验器(20, S35-S38; 20， S68-S73; S20， S74A-S77; 20, S78A-S82)， 其确定所述延迟时间的量，并向所述预估计器(20， S40-S45)通知所述延迟的 的所述量。
13. 如权利要求10所述的乐器，其中，所述延迟消除器(29A/29B)具有 预估计器(20, S101-S105)，其推测在比当前时刻滞后所述延迟时间的至少一 部分的时刻处的音调生成，以便使所述演奏数据含有表示所推测的音调生成 的事件数据。
14. 如权利要求13所述的乐器，其中，所述延迟消除器(29A/29B)还具 有实验器(20，S107A-S111)，其确定所述延迟时间的量，并向所述预估计器(20， S101-S105)通知所述延迟的所述量。
15. 如权利要求10所述的乐器，还包括音调生成系统(2/3/4/8， 16A/16B)， 被连接到所述多个操纵器(lAa/lBa)，并且响应所述多个操纵器(lAa/lBa)的移 动，用于产生通过所述多个操纵器(lAa/lBa)指定的音调。
16. —种形成音乐演奏系统的一部分的乐器(PB/PA; PD/PC; PF/PE; PH/PG)，包括通信系统(15B/15A)，被连接到通信信道(N)，并且通过所述通信信道(N) 接收表示另一乐器(PA/PB; PC/PD; PE/PF; PG/PH)的操纵器(lAa/lBa)的移 动的演奏数据；多个操纵器(lBa/lAa),用于指定要产生的音调；多个致动器(5),被提供用于所述多个操纵器(lBa/lAa),并且被驱动信号 (S3)选择性地激励，以便引起所述多个操纵器(lBa/lAa)在轨迹上的移动；机械音调生成系统(2/3/4/8)，被连接到所述多个操纵器(lBa/lAa)，并且 当所述多个操纵器(lBa/lAa)强力地驱动所述机械音调生成系统(2/3/4/8)时产 生原声音调；电子音调生成系统(16B/16A)，用于基于所述演奏数据产生电音调；和 控制系统(18Ba/18Aa)，被连接到所述通信系统(18B/18A)、所述多个致动 器(5)和所述电子音调生成系统(16B/16A)，并且将基于所述演奏数据产生的所 述驱动信号(S3)选择性地提供给所述多个致动器(5)，以便选择性地在所述轨 迹上移动所述多个操纵器(lBa/lAa),以及将所述演奏数据提供给所述电子音 调生成系统(16B/16A),以便产生所述电音调， 其特征在于还包括延迟消除器(20， S6/S12; 26D/26C ， rxB/rxA， rvB/rvA; 18A/18B， evBB/evA)，被与所述电子音调生成系统(16B/16A)和控制系统(18Ba/18Aa)中 的至少一个相关联地，以便减小在所述演奏数据的发送和所述电音调或所述 原声音调的生成之间的时间间隔。
17. 如权利要求16所述的乐器，其中，所述延迟消除器包含选择器(20， S6/S12),用于将所述演奏数据传递到所述电子音调生成系统(16B/16A)，以便 产生所述电音调。
18. 如权利要求17所述的乐器，其中，所述控制系统具有模拟器 (10/11/12),其使所述多个致动器微弱地移动所述多个操纵器(lBa/lAa),并且 被微弱移动的致动器(5)使得所述多个操纵器(lBa/lAa)与所述电音调同步地 移动而不产生所述原声音调。
19. 如权利要求16所述的乐器，其中，所述演奏数据包含运动数据 (rxB/rxA, rvB/rvA),其表示在比过去时刻滞后所述延迟时间的至少一部分的 时刻处的所推测的物理量，其中在所述过去时刻处确定表示另一乐器(PA/PB; PC/PD; PE/PF; PG/PH)的其它操纵器(lAa/lBa)的所述移动的物理量， 其中，所述延迟消除器具有选择器，用于选择所述机械音调生成系统(2， 3， 4, 8)和控制器(20, S49-S58)，其使所述致动器(5)强迫所述多个^:纵器(lBa/lAa)具有所推测的物理量，由此所述多个操纵器(lBa/lAa)强力地驱动所述机械音调生成系统(2/3/4/8)，以便产生所述原声音调。
20.如权利要求16所述的乐器，其中，所述机械音调生成系统包含动作单元(2)，被连接到充当所述多个操纵器(lBa/lAa)的键，弦槌(3),被连接到所述动作单元(2)，并且当按压所述键(lBa/lAa)时，通过所述动作单元(2)被驱动以进行旋转，以及琴弦(4),与所述弦槌(3)相对，并且当使所述弦槌(3)在所述旋转的终点与其碰撞时产生所述原声音调。
全文摘要
一种用于音乐会话的音乐演奏系统和组成乐器。自动演奏器钢琴(PA，PB)和因特网(N)形成用于通过自动演奏器钢琴(PA，PB)之间的数据通信而在自动演奏器钢琴(PA，PB)上进行音乐会话的音乐演奏系统，并且在数据发送和数据接收之间以及在数据接收和音调生成之间不可避免地引入通信时间迟延和机械时间迟延；通过采用电子音调生成(16B/16A)、键位置的推测、或者键事件的推测，补偿所述时间迟延之一或全部，使得从属自动演奏器钢琴(PB/PA)与通过主自动演奏器钢琴(PA/PB)生成的音调几乎同时地生成所述音调。
文档编号G10F1/00GK101399034SQ200810149488
公开日2009年4月1日 申请日期2008年9月18日 优先权日2007年9月28日
发明者古川令, 藤原佑二 申请人:雅马哈株式会社