移動調和音階的方法與裝置的製作方法

2023-10-10 19:34:54 6

專利名稱：移動調和音階的方法與裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及產生音樂所使用的算法與裝置。它公開於包括鍵盤的樂器的範圍內，但相信在任何其它多音樂器或其它應用中同樣有用。
本申請基於1998年10月29日提交的申請號為60/106,150的U.S.專利。這裡參考引用該U.S.專利60/106,150的公開。
幾個世紀以來，音樂家與數學家一直試圖找出一種調音有限數目的音(note)以便能保留自然泛音(harmonic)，同時在不同高度上定主調(melody)與泛音的音，即在不同基調(key)上演奏主調和泛音的方法。曾試驗過調音12音音階(每八度12個音)的許多方法。所有這些方法都會產生可厭的不和諧音及/或嚴重地限制了可演奏樂曲的基調(音調(pitch))及可使用的泛音音程。試驗過13音音階(D#與Eb為不同音)以提供更協調一致的音程。也試驗過14音音階，且Handel甚至發明了帶有70音音階的樂器，但卻找不到能演奏它的人。最後，採用了折衷的12音等程調和音階(equal tempered scale)。在這一音階，除該八度的所有音程都是不和諧的，但在不同基調上演奏的音樂保持相同的音程關係，因為該音階呈一幾何級數。即使這一音階已使用了兩個世紀以上，許多音樂家仍發現這種音階產生的不和諧是厭人的。弦樂四重奏通過互相調音消除了一些不和諧，且發現其難於用鋼琴來演奏，它們通常是接等程調和調音方法來調音的。同樣，理髮店(barbershop)四重唱的音聲互相調音，但幾乎總是在無伴奏的情況下演唱的。
已知有幾種修改等程調和音階的方法與裝置。例如，在美國專利4,152,964、4,248,119、5,501,130及5,731,661中描述了這些方法與裝置。
按照本發明的一個方面，提供了響應於持續的和弦與和弦分布配置(voice)方式而自我重新調音的樂器。
按照本發明的另一方面，提供了響應持續的和弦與和弦中音的分隔而自我重新調音的樂器。
按照本發明的另一方面，提供了考慮到持續的和弦及其分布配置，融合樂器正在演奏的和弦的音的樂器。
按照本發明的另一方面，提供了考慮到持續的和弦及和弦中的音的分隔，融合樂器正在演奏的和弦的音的樂器。
按照本發明的另一方面，提供了考慮到持續的和弦與有才能的音樂家在合奏中互相調音的方式自我重新調音的樂器。
按照本發明的另一方面，提供了考慮到和弦的音所產生的競爭的泛音，即通常為分隔大於約一又二分之一音分而小於約35個音分的泛音，形成重新調音鍵盤的音的替代方法。
按照本發明的另一方面，提供了在具有等程調和伸展調音(equaltempered stretch tuning)的鍵盤上產生和諧的泛音的方法。
按照本發明的另一方面，提供了獲得專家們關於用於調音不同風格的音樂的最合意的策略的一致意見的方法。
按照本發明的另一方面，提供了獲得專家們關於用於融合和弦的音的最合意的策略的一致意見的方法。
按照本發明的另一方面，提供了獲得專家們關於考慮到正在演奏的音樂樂曲的一種(多種)合奏種類的最合意的調音策略的一致意見的方法。
按照本發明的一個方面，根據持續的和弦的類型及和弦的分布配置，一種重新調音鍵盤型樂器的方法從等程調和伸展調音開始並返回到等程調和伸展調音。
按照本發明的另一方面，一種為伸展調音生成泛音的方法保持泛音的和諧。
按照本發明的又一方面，一種重新調音鍵盤型樂器的方法基於正在演奏的和弦類型與和弦的分布配置的方式。
按照本發明的又一方面，提供了用於確定哪些音應作為持續的和弦調音及哪些音應作為經過音(passing note)對待的方法。
按照本發明的又一方面，提供了用於實現如何能重新調音持續的和弦以消除不和諧及生成增強的泛音的選擇能力的方法。
按照本發明的又一方面，提供了允許音樂家從選項組合中選擇調音策略的方法。
按照本發明的又一方面，提供了根據持續音所產生的例如二音和弦、三音和弦、四音和弦、五音和弦等和弦重新調音的方法。
按照本發明的又一方面，提供了根據持續音的記錄(history)重新調音的方法。
按照權利要求又一方面，提供了根據用開關的設定所指示的調音選項重新調音的方法。
按照本發明的又一方面，提供了基於音已延留的時間長度及它們所處的音程位置調音的方法。
按照本發明的又一方面，提供了根據持續的和弦類型、和弦的分布配置、及專家已作出的選項中的選擇，從等程調和調音開始並返回到等程調和調音的方法。
按照本發明的又一方面，提供了融合持續的和弦使得沒有音突出的方法。
按照本發明的又一方面，提供了重新調音樂器使其緊密地接近音樂家與合唱團通常相互調音的方法。
按照本發明的另一方面，樂器包含具有第一位置和第二位置的第一開關，當該第一開關在第一位置時，該樂器能產生其之間音程是12音八度等程調和音程的音調，當該第一開關在第二位置時，該樂器能產生至少其中一些音調之間的音程是通過識別指揮該樂器正在產生的音中的至少幾個選擇的音來確定的音調。該樂器還包含一處理器，該處理器包括將識別出的音映象到(map to)一和弦類型的矩陣運算(map)。該處理器識別該和弦類型中的音，並用更接近於識別出的音的泛音的頻率替代指揮該樂器正在產生的至少另一個音的至少一個泛音的頻率。
示例性地按照本發明的這一方面，該樂器包含第二開關。該處理器包含至少兩個不同的矩陣運算。第二開關對於每個矩陣運算都具有一個位置，允許從該至少兩個不同的矩陣運算中選擇一個，所述樂器就根據所選擇的矩陣運算來將識別出的音程映象到一和弦類型。
進一步示例性地按照本發明的這一方面，該樂器包含第三開關。該處理器包含至少兩個不同的和弦類型決定引擎。第三開關對於每個和弦類型決定引擎都具有一個位置，允許從該至少兩個不同的決定引擎中選擇一個，所述樂器就根據所選擇的決定引擎來識別該和弦類型的音。
還示例性地按照本發明的這一方面，該處理器為用於以在識別出的音的泛音的一預定範圍內的頻率替代指揮該樂器正在產生的至少另一個音的至少一種泛音的頻率的處理器。
示例性地按照本發明的這一方面，該處理器是用更接近識別出的音的至少兩種泛音的頻率替代指揮該樂器正在產生的至少其它兩個音的泛音的頻率的處理器。
進一步示例性地按照本發明的這一方面，該處理器是用更接近識別出的音的至少兩種泛音的頻率替代指揮該樂器正在產生的至少一個其它音的至少兩種泛音的頻率的處理器。
還示例性地按照本發明的這一方面，該處理器是允許將識別出的音映象到下述至少一種和弦類型的處理器大三和弦、小三和弦、帶二度延留音的三和弦、帶四度延留音的三和弦、大六和弦(a major sixth)、小六和弦、大七和弦、小大七和弦、屬七和弦(a dominant seventh)、小屬七和弦、半減和弦、全減和弦及增和弦。
示例性地按照本發明的這一方面，該處理器為解決包括下列各種和弦類型的競爭者之間的競爭及按照競爭解決方案來進行映象的處理器；大三和弦、小三和弦、帶二度延留音的三和弦、帶四度延留音的三和弦、大六和弦、小六和弦、大七和弦、小大七和弦、屬七和弦、小屬七和弦、半減和弦、全減和弦及增和弦。
進一步示例性地按照本發明的這一方面，該樂器包含第二開關。該處理器包含至少兩種不同的和弦類型競爭解決方案(contention resolution)。第二開關對於每個和弦類型競爭解決方案都具有一個位置，允許從該至少兩種不同和弦類型競爭解決方案中選擇一個，所述樂器就根據所選擇的和弦類型競爭解決方案來識別和弦類型。
還示例性地按照本發明的這一方面，該處理器為用於允許將識別出的音映象到所述和弦的轉位(an inversion of the chord)的處理器。
示例性地按照本發明的這一方面，該樂器包含第二開關。該處理器包含一替換決定引擎。第二開關具有禁用該替換決定引擎的位置及啟動替換決定引擎的位置。
進一步示例性地按照本發明的這一方面，該替換決定引擎將下列參數中的至少一個作為輸入指揮樂器使12個音中的一個音持續的時間；持續的音的不間斷持續的累計時間的記錄；持續音在和弦中所佔的位置；在至少一個在前時刻持續的音在和弦中所佔的位置；以及該音當前分配的頻率自等程調和調音的改變值。
還示例性地按照本發明的這一方面，該處理器包含一查找表，其用來將識別出的音映象到一和弦類型，由此來識別該和弦類型的音，與/或由此來將更接近識別出的音的泛音的頻率替換指揮該樂器正在產生的至少一個其它音的至少一種泛音的頻率。
示例性地按照本發明的這一方面，該樂器包含具有多個鍵的鍵盤，其用於產生為指揮該樂器正在產生的至少一個其它的音的至少一種泛音的八度的音調。該處理器用更接近所識別出的音的泛音的頻率的八度替換指揮該樂器正在產生的至少另一個音的至少一種泛音的頻率的八度。
進一步示例性地按照本發明的這一方面，該處理器包含將指揮該樂器使12個音中的一個音持續的時間作為一輸入的替換決定引擎。當指揮樂器不再持續該12個音之一時，該處理器重新分配這些鍵以產生為指揮該樂器正在產生的至少另一個音的至少一種泛音的八度的音調。
又示例性地按照本發明的這一方面，該處理器為用於調節更接近識別出的音的泛音的頻率的幅度的處理器，該更接近識別出的音的泛音的頻率被用來替換指揮該樂器正在產生的至少另一個音的至少一種泛音的頻率。
示例性地按照本發明的這一方面，該處理器為用於調節樂器響應於產生音調的指揮而產生的音調中不止一種音調的幅度的處理器。
進一步示例性地按照本發明的這一方面，該樂器包含第二開關。該處理器包含至少兩個不同的幅度決定引擎。第二開關對於每個幅度決定引擎都具有一個位置，允許從該至少兩個不同的幅度引擎中選擇一個，所述樂器就根據所選擇的幅度引擎來調節音調的幅度。
按照本發明的另一方面，所述樂器包含具有第一位置的第一開關，當第一開關在該第一位置時，該樂器能產生其幅度是通過識別指揮該樂器正在產生的音中至少幾個選擇的音來確定的音調。該樂器還包含處理器，該處理器包含用來將識別出的音映象到一和弦類型的矩陣運算。該處理器識別該和弦類型中的音，並響應識別出的音來調節樂器響應於產生音調的指揮而產生的音調中不止一種音調的幅度。
示例性地按照本發明的這一方面，該第一開關具有第二位置，當第一開關在第二位置時，不調節該樂器響應於產生音調的指揮而產生的至少一種音調的幅度。
進一步示例性地按照本發明的這一方面，在第一開關在第一位置時，該處理器為響應於識別出的音調節樂器響應於產生音調的指揮而產生的音調中不止一種音調的幅度的處理器。
按照本發明的另一方面，一種操作樂器的方法，通過該方法能使樂器產生的音調之間的音程是12音八度等程調和音程和至少其中一些音調之間的音程是通過識別指揮該樂器正在產生的音中至少幾個選擇的音來確定的音調，該方法包括識別指揮該樂器正在產生的音中至少幾個選擇的音，提供用於將識別出的音映象到一和弦類型的矩陣運算，識別該和弦類型中的音，及用更接近識別出的音的泛音的頻率替換指揮該樂器正在產生的至少另一個音的至少一種泛音的頻率。
示例性地按照本發明的這一方面，該方法還包括提供至少兩個不同的矩陣運算，及從該至少兩個不同的矩陣運算中選擇一個用來將識別出的音程映象到一和弦類型。
進一步示例性地按照本發明的這一方面，該方法包括提供至少兩個不同的和弦類型決定引擎，及從該至少兩個不同的決定引擎中選擇一個，所述樂器就根據所選擇的決定引擎來識別該和弦類型的音。
示例性地按照本發明的這一方面，用更接近識別出的音的泛音的頻率替換指揮該樂器正在產生的至少另一個音的至少一種泛音的頻率包括用在該識別出的音的泛音的一預定範圍內的頻率替換指揮該樂器正在產生的至少另一個音的至少一種泛音的頻率。
進一步示例性地按照本發明的這一方面，該方法包括用更接近識別出的音的至少兩種泛音的頻率替換指揮該樂器正在產生的至少另外兩個音的泛音的頻率。
又示例性地按照本發明的這一方面，該方法包括用更接近識別出的音的至少兩種泛音的頻率替換指揮該樂器正在產生的至少另一個音的至少兩種泛音的頻率。
示例性地按照本發明的這一方面，提供用於將識別出的音映象到一和弦類型的矩陣運算包含提供用於將識別出的音映象到下述至少一種和弦類型的矩陣運算大三和弦、小三和弦、帶二度延留音的三和弦、帶四度延留音的三和弦、大六和弦、小六和弦、大七和弦、小大七和弦、屬七和弦、小屬七和弦、半減和弦、全減和弦及增和弦。
進一步示例性地按照本發明的這一方面，該方法包括解決包括以下和弦類型的競爭者之間的競爭及按照競爭解決方案來進行映象大三和弦、小三和弦、帶二度延留音的三和弦、帶四度延留音的三和弦、大六和弦、小六和弦、大七和弦、小大七和弦、屬七和弦、小屬七和弦、半減和弦、全減和弦及增和弦。
又示例性地按照本發明的這一方面，該方法包括提供至少兩種不同的和弦類型競爭解決方案供該樂器來識別該和弦類型。
示例性地按照本發明的這一方面，提供將識別出的音映象到一和弦類型的矩陣運算包括提供用於將識別出的音映象到該和弦的轉位。
進一步示例性地按照本發明的這一方面，該方法包括提供一替換決定引擎，及有選擇地啟動該替換決定引擎。
又示例性地按照本發明的這一方面，該方法包括提供下述至少一種參數作為輸入指揮樂器使12個音中的一個音持續的時間；持續的音的不間斷持續的累計時間的記錄；持續的音在和弦中的所佔的位置；在至少一在前時刻持續的音在和弦中所佔的位置；該音當前分配的頻率自等程調和調音的改變值。
示例性地按照本發明的這一方面，該方法包括提供一查找表，其用來將識別出的音映象到一和弦類型，由此來識別該和弦類型的音，與/或由此來將更接近識別出的音的泛音的頻率替換指揮該樂器正在產生的至少一個其它音的至少一種泛音的頻率。
示例性地按照本發明的這一方面，該樂器包括具有多個鍵的鍵盤，其用於產生為指揮該樂器正在產生的至少另一個音的至少一種泛音的八度。該方法包括用更接近識別出的音的泛音的頻率的八度替換指揮該樂器正在產生的至少另一個音的至少一種泛音的頻率的八度。
進一步示例性地按照本發明的這一方面，該方法包括提供一替換決定引擎，該引擎將指揮該樂器使12個音中的一個音持續的時間作為一輸入，且當指揮該樂器不再持續該12個音之一時，重新分配這些鍵來產生為指揮該樂器正在產生的至少另一個音的至少一種泛音的八度的音調。
又示例性地按照本發明的這一方面，該方法包括調節更接近識別出的音的泛音的頻率的幅度，該更接近識別出的音的泛音的頻率被用來替換指揮該樂器正在產生的至少另一個音的至少一種泛音的頻率。
示例性地按照本發明的這一方面，該方法包括提供至少兩個不同的幅度決定引擎，及從該至少兩個不同的幅度引擎中選擇一個，所述樂器就根據所選擇的幅度引擎來調節頻率的幅度。
進一步示例性地按照本發明的這一方面，該方法包括調節該樂器響應於產生音調的指揮而產生的音調中不止一個音調的幅度。
按照本發明的另一方面，一種操作樂器的方法，通過該方法能使樂器產生其幅度是通過識別指揮該樂器正在產生的音中至少幾個選擇的音來確定的音調，該方法包括提供用來將識別出的音映象到一和弦類型的矩陣運算，識別該和弦類型中的音，及響應識別出的音來調節樂器響應於產生音調的指揮而產生的音調中至少一種音調的幅度。
示例性地按照本發明的這一方面，該方法包括有選擇地保持不調節該樂器響應於產生音調的指揮而產生的該至少一種音調的幅度。
進一步示例性地按照本發明的這一方面，該方法包括當第一開關在第一位置上時，響應識別出的音來調節該樂器響應於產生音調的指揮而產生的音調中不止一個音調的幅度。
按照本發明的另一方面，將正在鍵盤上演奏的音分成兩類持續的和弦音或經過音。
當將引用本發明的方法的鍵盤用於伴奏或作為例如諸如小提琴與大提琴等拉弦樂器、銅管樂器、簧管樂器等可調諧的樂器與人類聲音的合奏的一成員時，將減少該鍵盤產生的泛音與音樂家自然地相互調音以減少某些最不希望的不和諧音而產生的泛音之間的衝突/不協調，生成卓越的泛音，及產生與合奏所產生的泛音協調的泛音。當將這一樂器用於獨奏時，它將產生更悅耳的音樂，因為某些不希望的拍音將會被消除，並且所產生的泛音將與有辨別力的音樂家通常認為更悅耳的泛音相似。這一樂器採用等程調和音階作為根本基礎、作為出發點及作為返回點。
通過參考以下對本發明的各方面的詳細描述與附圖可以更好地理解本發明，附圖中

圖1示出識別、調音與調和持續和弦的算法的流程圖；圖2為示出能用來確定所產生的和弦的類型、和弦的音所佔的位置、及和弦分布配置的方式的方法與算法的和弦螺線；以及圖3示出在理解本發明的一方面中有用的一組等響度曲線。
「分布配置」(voicing)有時出現於本發明中，其是用來指示和弦中的音程位置從最低到最高的次序及它們的分布的術語，例如它們通過跳過八度的分隔。星號(*)通常用來指示跳過八度。「音分」通常用來描述1個八度的1/1200或半音的1/100或(2×S)1/1200。符號「￠」通常用作它的縮略。在本說明書中用「Maj」來指代大三和弦，用「Dim」來指代減三和弦，用「Dim7」來指代全減七和弦，用「1/2Dim」來指代半減七和弦，用「Dom7」來指代屬七和弦，用「Ma6」來指代大六和弦，用「Mi6」來指代小六和弦，用「Aug」來指代增和弦，用「dom7+9」來指代屬七和弦加上九度，用「9」來指代九和弦。本領域中的普通的技術人員立即會理解其它和弦也是可能的，並且存在著許多表示這些和弦的通用的立即可理解的符號。每當這裡提到任何這種和弦時，本文都盡力使用對其通用的描述。
當音在和弦中扮演的角色為根音或其八度音時，在本說明書中用羅馬數字「Ⅰ」表示該音。當音在和弦中扮演的角色為第二音或其八度(包含第九音)時，在本說明書用羅馬數字「Ⅱ」表示該音。當音在和弦中扮演的角色為小第三音或其八度時，本說明書中用羅馬數字「Ⅲb」表示該音。當音在和弦中扮演的角色為大第三音或其八度時，本說明書中用羅馬數字「Ⅲ」表示該音。當音在和弦中扮演的角色為第四音或其八度(包含第十一音)時，本說明書中用羅馬數字「Ⅳ」表示該音。當音在和弦中扮演的角色為第五音或其八度時，本說明書中用羅馬數字「Ⅴ」表示該音。當音在和弦中扮演的角色為增第五音或其八度時，本說明書中用羅馬數字「Ⅴ+」表示該音。當音在和弦中扮演的角色為第六音或其八度時(包含第13音)，本說明書中用羅馬數字「Ⅵ」表示該音。當音在和弦中扮演的角色為降半音或屬第七音或其八度時，本說明書中用羅馬數字「Ⅶb」指定該音。當音在和弦中扮演的角色為大第七音或其八度時，本說明書中用羅馬數字「Ⅶ」表示該音。
按照本發明構造與操作的樂器從等程調和音階開始並基於正在演奏的和弦的類型及和弦分布配置的方式實際上實時地重新調音整個鍵盤。當不再持續它將自己調音到其上面的特定和弦時，它便返回到等程調和調音。
初始將鍵盤調音成等程調和伸展調音。從諸如A4=440Hz的基頻開始，將音階中的每一半音設定為其前面的半音乘以(2×S)1/12，其中S為伸展常數，通常設定為使1≤S≤1.003。每當和弦持續一閾值時間量時，持續的和弦中的音與整個鍵盤中所有類似音一起重新調音。該閾值取決於持續的音的記錄。音或和弦已持續的時間越長，則認為加到和弦上的新音在大於經過音之前必須持續更長的時間。經過音並不影響鍵盤的重新調音。重新調音持續的雙音、三音、四音與五音和弦。重新調音的持續的和弦總是包含一個等程調和調音的音(通常為根音)。
用戶可從若干可選的調音策略中進行選擇，所形成的各策略是用來緊密匹配用於不同種類的音樂的不同種類的合奏實際所建立的調音的。
已設計出若干系統/方法供在演奏期間重新調音等程調和音階。但這些系統是根據諸如剛調音的結構系統產生泛音的。按照本發明的樂器重新調音以便緊密地接近音樂家與合唱團力圖相互調音以消除不希望的不和諧音且建立卓越的泛音的方式，同時保持泛音關係與它們對音樂的演奏一致及調音與正在演奏的音樂類型一致。
每當兩個或更多個音一起發音一時間量時，例如1/5秒，幾乎瞬間地重新調音鍵盤，即重構整個音階。例如，如果中央G與它上面的D音一起發聲並持續一指定的時間量，則為了消除存在於G與D音之間的等程調和音階中的不和諧音，會將鍵盤中的所有G音降半音或將所有的D音升半音，並將與這些音調關聯的泛音的譜也成比例地升或降半音。
G3的第三泛音是每秒588.00周期。D4的第三泛音是587.34周期每秒。當G與D音一起發聲時，這兩個泛音產生每秒66周期的拍音。略微重新調音便能使這兩個泛音正好重合，消除拍音並加強泛音。一種調音調節通常導致其它泛音(不只是相距八度的)重合與加強。在上述情況中，作為使G的第三泛音(它是D音)與D的第二泛音重合的重新調音的結果，G的第九泛音(它是A音)與D的第六泛音重合。可以通過升半音所有的D並用比值588/587.34升高這些音所生成的所有泛音為這一音程重新調諧音階。
表1示出G dom7和弦中的音的基音連同泛音的等程調和的頻率，及指出能通過重新調音該和弦的其它音使之重合的泛音。示出三個八度的各音的頻率，從而不同的行的組合能表示和弦的不同分布配置。將能夠重新調音以消除不和諧音的一些頻率加上了下劃線。例如。B的最低八度的第11泛音與G的中央八度的第7泛音只差17￠。
表1G屬七和弦泛音
**第七泛音比其對應的等程調和音低得很多以致被給予特別名稱(和聲小七度音)並通常用括號括起圖1顯示一用於識別進行調音與融和持續和弦的算法的流程圖，在判定框10中，算法確定鍵盤上哪一個音被持續，例如，其鍵被持續地按下，或被延音踏瓣延留，或其鍵被快速地反覆按下。將具體被按下的音，被按下的時間以及它們被釋放的時間，即不再被持續的時間，計算出來並加以記錄。這個信息被送到判定框12,13和14。
在判定框12,13和14中，用一個算法，隨著該音不間斷地持續時間遞增，隨著該音作為一個和弦的Ⅰ或Ⅴ的持續時間的百分比來累計出以後對此音加以持續的優先積分。例如，優先積分可以按以下方式加以賦值。每個音只要是被持續，就開始累計它的毫秒數。同時也記錄它作為某一和弦的Ⅰ的毫秒數，它作為某一和弦的Ⅴ的毫秒數，以及原先它在和弦中的位置。每對持續音，每三個、四個持續音組成一個持續和弦。對每個持續和弦累計它們被持續的毫秒數，對和弦中每個音累計它作為和弦Ⅰ或Ⅴ的毫秒數，當其中兩個都是主音或五音時也記錄它的毫秒數。當兩個或兩個以上持續音同時累計其優先積分(pitching holding point)時，它們所組成的和弦也進行優先積分。這一積分使它能夠在音樂遇到短暫變化時，只要不超過一定的閾限值，就能使它不受任何影響地持續下去。
當構成一新的和弦而先前持續音又是這一和弦的一部分時，則該音累計的優先積分就是判定這個音的音調是否將繼續保持的一個因素，並也由此決定其它的音是否要根據它來調音。決定它的音調是否保持貫穿於新的和弦中的其它一些因素包括它在該新和弦裡所起的作用、它當前音被分配的音調離等程調和調音有多遠以及它在新和弦中的分布配置位置，例如，它是否是和弦中最低的音、次低的音、再其次低的音，以至最高的音，其中，該音是新和弦中的一部分。總體的效果會是這樣的，每當一個和弦被持續時，和弦中的一個音，例如Ⅰ音將永遠處在離等程調和調音不超過某個符合要求的數值T音分的範圍之內，而T可以被設置為例如為2音分。
調音與融和針對不同的領域具有不同的功能。調音的過程涉及將整個鍵盤重調到持續和弦中的重調音的頻率。融和的功能則涉及和弦中發聲的單個音的音量。融和功能，典型地，僅在由例如不按壓時返回到「關閉」的位置的踏瓣啟動後才起作用。假定現在有一串音，那麼調音與融和兩種功能都要求確定這些音所組成的和弦類型，其各和弦音的分布配置以及各音在和弦中所處的地位。這是由圖2中所示的一種算法和模-12算法來完成的，所示和弦螺旋線公開於此。
正如前面提到，本發明所用的方法是從具有自然升半音(naturalsharping)的等程調和調音出發，最後再回到等程調和調音，所述升半音意味著每個半音的頻率是前一個半音的頻率的(2S)1/2倍，這裡的S是一個「伸展」或「升半音」的常數，接近於「1」，典型地設在1與1.003之間，例如被設為1.002。這樣的一個伸展常數被用來，例如，當頻率升高時逐漸地升高音階中的音調以抵消當頻率升高時，其發聲效果逐漸與實際頻率不符的現象。當遇到持續的和弦時，該和弦的和弦音及所有在整個鍵盤上的類似音都被重新調音，以使這些和弦音的共同泛音完全重合。例如，如果為一個空五度(open fifth)的二音和弦，則其Ⅰ音保持在原來的等程調和調音處，而和弦的Ⅴ音及其所有的八度音的頻率則須重新調音，使它的第二泛音準確地與Ⅰ的第三泛音重合。當不再持續該和弦時，原來是第五音的那個音及其所有的八度音又回到原來的等程調和伸展調音。
用來完成這一任務的算法、軟體、固件以及其它設備可以產生各種音，使其各個泛音之間保持fn=(2*S)log2n]]>的關係，其中n是一個正整數1,2,3……T，而T是一個可以用鍵盤來模擬的樂器而定的閾限值，但通常這個值被設為＜=17。通過這一方法可以使用戶自行選定一個適當的S值，來確定較高的泛音的頻率比較低的泛音頻率高到什麼程度。
對於S＞=1範圍內S的任意值，這一功能能夠產生一給定音的泛音，而泛音之間皆為協和音程。這與通常人們認為泛音之間的關係(fn=f1*n)完全相同，在fn=f1*n式中n是一個正整數，f1是基音的頻率。換句話說，使用fn=f1*(2*S)log2n]]>這個公式時，一個音的各個泛音是互相加強的，並不會產主刺耳的聲音，因為fn/fm=f2n/f2m=f3n/f3m…fkn/fkm，fn與fm是第n和第m個泛音，而k則為一正整數，其值為l,2,3,4……。按S＞=l的等程調和調音時，每個半音都是前一個音的頻率乘以(2*S)1/2而得。
根據本發明，在對一個持續的和弦進行調音並(或)進行融和時，必須用一種方法和裝置來確定該和弦的類型、各個和弦音在和弦中所佔的位置、各音之間的音程關係。在圖2中所示的和弦螺線是用來明確、簡化並闡明一種算法的，該算法將確定和弦的類型，各和弦音在和弦中所佔的位置以及相互間的音程關係。和弦螺線將各和弦音排列在一根以半音階為刻度的螺線上來說明在一個八度之內各音之間的關係。和弦的類型、各音間的音程與各音在和弦中所佔的地位便可從中推出。螺線的第一位置，1代表和弦中的最低音。在和弦螺線圖中，所示相對地按半音升高的各個位置都被射線穿過，每根射線都用括號{}標明，射線上的各相鄰點都代表著相隔八度音的位置，從射線與螺線的第一個交點起每個交點都比螺線與該射線的前一個高出八度音程。例如，圖2中射線{4}上各點都是比和弦最低音高出三個半音(小三度)的音的高八度音。每個和弦音根據它與和弦的最低音(位置1)所隔的半音數被標明在螺線的適當的位置上。每根標有和弦音的射線也被標示出來。具體例如圖2中標示出來的是{1},{4},{16},{10}等射線，它們相當於螺線上的1,10,16,18等半音位置。然後再按順時針方向沿著螺線算出被標明的射線之間的半音數。從射線{1}開始，沿順時針方向，按半音為單位計算出它們的差，或稱步長(按半音為單位計算)，它們是3,2,4,3，這是一串數列，也可看作為一個標識符(signature)，它標示著這一和弦是按某種特殊次序排列的一個屬7和弦，其最低音是和弦的Ⅴ，比它稍高的是Ⅲ，接著是Ⅰ上方的Ⅶb，最後是Ⅰ。如圖2中和弦螺線上的位置標記所示，該和弦的和弦音分布配置是Ⅴ,Ⅲ,Ⅶb,Ⅰ，各相鄰音之間沒有跨越八度音的間隔。從和弦螺線圖本身就可看出其中沒有大於八度的間隔。
從和弦螺線圖中得到的有關音程序列與和弦音分布配置方面的信息是用來判斷和弦類型以及各和弦音在和弦中所佔的音程位置的。下面的表Ⅱ與表Ⅲ指出，同一組音當其和弦音以不同的分布方式加以配置後，可以被解釋為不同類型的和弦。而且那些音本身在和弦中所處的地位也會被作出不同的解釋。從表Ⅱ中可以看出，在一種分布配置方式下被推知為大6和弦，而表Ⅲ所示，它在另一種分布配置方式下卻可以被推知為半減和弦。表ⅡF,Ab,C,D和弦音的一種分布配置，其中F音為最低音和弦音及其分布配置F * Ab C D (F)螺線號數 1 16 20 22 (25)射線號數 {1}{4} {8} {10}音程序列 3 4 2 3推導出的和弦類型 小六和弦推導出的各和弦音 Ⅰ Ⅲb ⅤⅥ的級數(interval position)分布配置Ⅰ,*Ⅲb,Ⅴ,Ⅵ*表示跨越八度，表示為第一列的同位音表ⅢE,Ab,C,D和弦音的另一種分布配置，其中D音為最低音和弦音及其分布配置D FAbC(D)螺線號數 1 47 11 13射線號數 {1} {4} {7} {11} {1}*音程序列 3 34 2推導出的和弦類型 半減和弦推導出的各和弦音 Ⅰ ⅢbⅤbⅦbⅠ的級數分布配置Ⅰ,*Ⅲb,Ⅴb,Ⅶb*回歸到{1}和弦類型的標識符是一個音程系列，亦即在和弦螺線圖中從代表和弦最低音的位置1出發，按順時針方向與和弦音的射線間的一系列音程差距。例如，分布配置為Ⅴ,Ⅰ,Ⅲ,Ⅵ(Ⅴ為其中最低音)的大6和弦，其各音間的音程差距為2,3,4,3。一個大6度和弦的標識符，在其分布配置為Ⅲ,Ⅴ,Ⅰ(最低音為Ⅲ)時，各和弦音間的音程差距為3,5,4。表Ⅲ中列出了許多類型的和弦及各音間音程差距及其標識符。表Ⅲ從所激發的螺旋射線和射線號數間的順序差映象到和弦類型的舉例和弦標識符激發的射線 和弦類型4 3 5 {1}{5}{8}5 4 3 {1}{6}{10} 大三和弦3 5 4 {1}{4}{9}3 4 5 {1}{4}{8}5 3 4 {1}{6}{9}小三和弦4 5 3 {1}{5}{10}4 4 4 {1}{5}{9}增三和弦表Ⅲ(續)5 2 5 {1}{6}{8}5 5 2 {1}{6}{11} 帶四度延留音的三和弦2 5 5 {1}{3}{8}3 3 3 3{1}{4}{7}{10} 完全減七和弦4 3 3 2{1}{5}{8}{11}2 4 3 3{1}{3}{7}{10}3 2 4 3{1}{4}{6}{10} 屬七和弦3 3 2 4{1}{4}{7}{9}4 3 4 1{1}{5}{8}{12}1 4 3 4{1}{2}{6}{9}4 1 4 3{1}{5}{6}{10} 大七和弦3 4 1 4{1}{4}{8}{9}3 4 3 2{1}{4}{8}{11} 小七和弦3 2 3 4{1}{4}{6}{9}4 3 2 3{1}{5}{8}{10} 大六和弦2 3 4 3{1}{3}{7}{10}2 2 3 3 2 {1}{3}{5}{8}{11}2 2 2 3 3 {1}{3}{5}{7}{10}3 2 2 2 3 {1}{4}{6}{8}{10}屬七和弦3 3 2 2 2 {1}{4}{7}{9}{11}加九度音2 3 3 2 2 {1}{3}{6}{9}{11}
表Ⅳ從所激發的和弦螺旋射線差與和弦螺旋順序位置到壓縮式及擴展式分布配置的映象舉例激發出的射和弦線間的音程螺線號數壓縮式分散式類型差距序列位置序列 分布配置 分布配置大三和弦4 3 5 1 5 8ⅠⅢⅤ1 17 20 Ⅰ*ⅢⅤ1 17 32 Ⅰ*Ⅲ*Ⅴ1 8 17ⅠⅤⅢ1 8 29 ⅠⅤ*Ⅲ5 4 3 1 6 10ⅤⅠⅢ1 18 22 Ⅴ*ⅠⅢ1 10 18ⅤⅢⅠ1 10 30 ⅤⅢ*Ⅰ3 5 4 1 4 9 ⅢⅤⅠ1 16 21 Ⅲ*ⅤⅠ1 9 16ⅢⅠⅤ屬七和弦 4 3 3 2 1 5 8 11 ⅠⅢⅤⅦb1 17 20 23 Ⅰ*ⅢⅤⅦb3 2 4 3 1 10 16 18 Ⅷ ⅦbⅠ1 12 28 30 Ⅴ*Ⅲ Ⅵ ⅦbⅠ
表Ⅴ從和弦螺線圖到和弦音分布配置及各和弦音的音級的映象舉例和弦音 GE Bb C螺線號數110 16 18激發出的射線號數{1} {10}{4} {6}按射線次序排列的列和弦音 GBb C E螺線位置116 18 10射線號數{1} {4} {6} {10} {1}*射線間差距序列 32 4 3(按順時針方向)來自資料庫和弦類型為屬7和弦與差距序列相應的音級數 Ⅴ Ⅶb Ⅰ Ⅲ相應的和弦音GBb C E相應的螺線位置 110 16 18按螺線號數為序，和弦音的分布配置為Ⅴ,Ⅲ,Ⅶb,Ⅰ*返回{1}本發明考慮一個如下的鍵盤，它能夠像音樂家們在合奏中那樣相互默契地進行調音，而同時又能保持從等程調和調音開始又返回到等程調和調音。當音樂家們相互默契地進行調音時，他們利用某些泛音之間的頻率趨於非常接近的機會，在演奏時就使它們完全重合起來並產生諧振。因此這裡採用的調音方法是，找出具有大於閾值的能量而又幾乎重合的那些泛音，並由此提出一個可供選擇的調音方案，即調到使兩個泛音完全重合。這就往往會遇到多種選擇。一種可能是在和弦中稍降低某一音以使其較強勁的泛音中的一個與另一和弦音的一個較強勁泛音相重合，也可考慮稍升高該音而使它的另一較強勁的泛音與另一和弦音的另一個較強勁的泛音相重合，或者還可能將這個泛音調高到與和弦中的另一和弦音相重合。如上說明，從原來的等程調和或其它傳統的調音算法形成的泛音的比例是可以預料的，而鍵盤只須在此基礎上，在完全可以容忍的限度內稍作偏移即可。在傳統泛音中為了消除一個拍音有時要作出很大的偏移，以致與其費力地通過調音來消除它，還不如就採用一個不諧和音。因為高泛音所具有的能量通常小於較低的泛音，當高泛音不重合而調音卻要去消除較低的不協和的泛音時，這將需要作較大幅度的升高或降低。由此，對這一互相衝突的做法必須解決。
當檢測到一個持續和弦時，就確定了該被持續的和弦類型及其分布配置，例如，是一個大和弦、屬七弦、半減和弦等等。通過一算法可以確定和弦中的哪一個音，例如，Ⅰ音被保持在等程調和調音。其它各音則根據它來進行調音。在鍵盤上，任何時刻任何音，如果是被稍升高或降低了，則整個鍵盤上所有它們的八度音都將被按比例地升高或降低。根據什麼方式來對一個持續和弦重新調音，即不同於等程調和調音，是通過一張查詢表加以確定的。表中將各種和弦按和弦類型、分布配置加以分類排列。當一個和弦不再持續時，整個鍵盤上所有的音都又返回等程調和的關係。當和弦類型改變後，所有的音也都返回等程調和關係，然後再根據下一個被指定的和弦進行調音。
同一和弦的不同的分布配置提供不同的調音選擇，並以不同的方式加強這些不同的調音選擇。當和弦改變後，頻率較近而振幅較大的泛音也是隨著和弦音的分布配置而改變著。例如，當Ⅰ在Ⅲ的上方，則對Ⅲ的調音就存在著多種選擇。例如，Ⅲ可以稍稍調低13.7音分使它的第8泛音與Ⅰ的第5泛音相重合。另一選擇是將Ⅲ稍稍調高17.5音分，使其第11泛音與Ⅲ的第7泛音相重合。如果Ⅰ在Ⅲ音的下方，則將Ⅲ稍升17.5音分的選擇並不好，因為Ⅲ的第11泛音將會與Ⅰ的第14泛音重合。第14泛音的振幅自然要比第7泛音的振幅小得多。
Ⅰ-Ⅲ和Ⅰ-Ⅶb這兩種音程也都會出現一些不同的調音選擇。它們各音的分布配置對於不同的調音選擇也會產生影響。例如，一個屬7和弦，其和弦音的分布配置為Ⅴ,Ⅲ,Ⅶb,Ⅰ；將第7泛音置於Ⅲ的第11泛音附近則會產生一個具有中等能量的不諧和音。如果Ⅲ被升高17.5音分，則它的第7泛音和Ⅰ的第11泛音會重合。如果Ⅶb被降低31.16音分同時Ⅲ升高17音分，則Ⅶb的第2泛音、Ⅰ的第7泛音和Ⅲ的第11泛音全都完全重合。對於某種風格的音樂說來，這一調音方式比所謂「純律」(just tuning)調音還要可取。在「純律」調音中Ⅲ被降低13.7音分。在另外一些分布配置如『1,*,Ⅲ,Ⅴ,Ⅶb』，其中*代表跳過一個八度的跨度，則將Ⅲ降低13.7音分的選擇則是可取的，因為在這樣的分布配置下，Ⅰ的第14泛音與Ⅲ的第11泛音對齊，於是產生了一稍弱的泛音。表Ⅵ中列出大三和弦分布配置為Ⅰ、Ⅲ時，分布配置為Ⅲ、Ⅰ時以及分布配置為Ⅰ、*Ⅲ(具有跨越八度)的各種不同的調音選擇。表Ⅶ中列出了Ⅰ-Ⅶb音程當分布配置為Ⅰ、Ⅶb音；Ⅶb音、Ⅰ音以及Ⅰ、*Ⅶb音時的調音選擇。
表Ⅵ大Ⅲ度音程的調音分布選擇及其效果所調兩音 重合的傾向及 被增高 可能的調音選擇 對齊的泛音的分布 泛音的突出程度的 的音級效果Ⅰ,ⅢⅢ音稍降13.7￠ Ⅰ音第5泛音/Ⅲ音第4泛音 很高Ⅴ 會顯得稍微Ⅲ,ⅠⅢ音稍降13.7￠ Ⅰ音第5泛音/Ⅲ音第8泛音 高 Ⅴ 接近於Ⅰ*Ⅲ Ⅲ音稍降13.7￠ Ⅰ音第5泛音/Ⅲ音第2泛音 很高Ⅴ 小調色彩Ⅰ,ⅢⅢ音稍升17.5￠ Ⅰ音第14泛音/Ⅲ音第11泛音 很低ⅦbⅢ,ⅠⅢ音稍升17.5￠ Ⅰ音第7泛音/Ⅲ音第11泛音中等Ⅶb 會顯出明亮Ⅰ*ⅢⅢ音稍升17.5￠ Ⅰ音第28泛音/Ⅲ音第11泛音 無 Ⅶb 的小調色彩Ⅰ,ⅢⅢ音稍升34.3￠ Ⅰ音第9泛音/Ⅲ音第7泛音 低 Ⅸ 會感到音Ⅲ,ⅠⅢ音稍升34.3￠ Ⅰ音第9泛音/Ⅲ音第14泛音很低Ⅸ 偏離而使Ⅰ*ⅢⅢ音稍升34.3￠ Ⅰ音第18泛音/Ⅲ音第7泛音很低Ⅸ 人不舒服所有和弦偏離等程調和調音 無 -0- 無 與等程調和音 調音相同表Ⅶ小Ⅶ度音的調音分布選擇及其效果所調兩音調音選擇對齊的泛音重合的傾向及 被增高可能的的分布 泛音的突出程度的音級效果I,ⅦbⅦb音稍降31.2￠ Ⅰ音第7泛音/Ⅶb音第4泛音很高 Ⅶb 在有些分布Ⅶb,Ⅰ Ⅶb音稍降31.2￠ Ⅰ音第7泛音/Ⅶb音第8泛音高Ⅶb 配置中會顯得Ⅰ*Ⅶb Ⅶb音稍降31.2￠ Ⅰ音第7泛音/Ⅶb音第2泛音很高 Ⅶb 音有點偏低Ⅰ,ⅢⅦb音稍降3.9￠Ⅰ音第16泛音/Ⅶb音第9泛音 低ⅠⅢ,ⅠⅦb音稍降3.9￠Ⅰ音第8泛音/Ⅶb音第9泛音中等 Ⅰ會顯得Ⅰ*Ⅲ Ⅶb音稍降3.9￠Ⅰ音第32泛音/Ⅶb音第9泛音 -0- Ⅰ音很準Ⅰ,Ⅶb Ⅶb音稍升17.6￠ Ⅰ音第9泛音/Ⅶb音第5泛音高 Ⅸ 會顯出明亮的Ⅶb,Ⅰ Ⅶb音稍升17.6￠ Ⅰ音第9泛音/Ⅶb音第10泛音 中等 Ⅸ 大調色彩或Ⅰ*Ⅶb Ⅶb音稍升17.6￠ Ⅰ音第18泛音/Ⅶb音第5泛音 很低 Ⅸ 稍覺音偏高所有的分偏離等程調和調音無 -0-無 與等程調和布配置 調音相同*表示跨越八度，￠=音分，1音分=(2×S)1/1200
例如，為一個屬7和弦調音時，我們可以從表Ⅳ及表Ⅴ中所示進行選擇。對於不同風格的音樂來說，通常會有不同的調音選擇。對於勃魯斯(Blues)，早期爵士以及受到強烈非洲音樂影響的聖歌和其它音樂，多數的分布配置下都會強調使Ⅲ稍降13.7音分，Ⅶb音稍降31.2音分。對於古典音樂，多數的分布配置下，它傾向於將Ⅲ稍升17.6音分，或將它保持等程調和，及將Ⅶb音保持等程調和或稍降3.9音分。對於用處於Ⅲ下方的Ⅰ分布配置的「理髮店」和聲來說，選擇將可能是，稍降Ⅲ13.7音分並稍降Ⅶb音31.2或176音分。對於分布配置為Ⅴ、Ⅲ、Ⅶb、Ⅰ的「理髮店」和聲來說，其選擇將可能是將Ⅲ稍升17.5音分並將Ⅶb稍降31.2音分。
用一個設備或者多個設備與一種算法，可以演奏合成的、自然產生的帶有(或不帶有)錄音的音樂，並當出現各種和弦類型與各種分布配置時，可以允許音樂中的各音作出規定量的稍升、稍降。專業的音樂家、音樂批評家、音樂指揮這一類人聆聽例如用於不同的音樂類型，如聖歌、Blues、十九世紀古典音樂、現代爵士音樂等和用於各種合奏形式，例如，合唱隊，弦樂四重奏等等的所形成的可供選擇的各種調音策略。通過如此審聽評價的各種策略被輸入一個調音/融和資料庫，例如，每個樂種都有各自這樣一個資料庫。這樣的資料庫，其中包含針對各種和弦類型及其各種和弦音分布配置(包括展開了的分布)的各種調音與融和的策略。全部十一個二音和弦，包括其通常的分布配置和展開分布，都是按專業合奏團作出的調音；全部三和弦以及它們的各種分布配置；全部四音和弦及其各種分布配置；全部較通用的五音和弦以及它們的較通用的分布配置也都包含在這個調音/融和資料庫中。在表Ⅳ和表Ⅴ中的調音選擇就是應用於屬7和弦的一些選擇。下面以一個屬7和弦為例來說明一個調音/融和資料庫。
一個屬7和弦有許多種可能的分布配置方式。當Ⅰ處於最低音時，它有6個壓縮型分布配置，即和弦的分布配置中不存在跳過八度的現象。這些壓縮型分布配置有ⅠⅢⅦb ⅤⅠⅢⅤⅦbⅠⅦb ⅢⅤⅠⅦb ⅤⅢⅠⅤⅢⅦbⅠⅤⅦb Ⅲ還有十八個壓縮型分布配置，分別以Ⅲ、Ⅴ和Ⅶb度音為最低音的屬7和弦，以及它們的許多派生的形式(即包括相鄰各音間帶有跳過八度的形式)，例如，Ⅰ*Ⅲ Ⅴ Ⅶb和Ⅰ*Ⅲ*ⅤⅦb因此，屬7和弦就可能會有100種分布配置，而在資料庫中，每一種形式都有各自的一個條目。資料庫為每一條目提供一個調音策略。該策略說明哪個音應按等程調和被持續，其它各音與該被持續的音之間的頻率比。例如，一個屬7和弦，其各音分布配置為Ⅰ*Ⅲ Ⅴ Ⅶb，在Blues風格下由合唱隊演唱，可以將1按等程調和持續，Ⅲ按等程調和頻率稍降13.6音分，Ⅴ音按等程調和頻率稍升2音分，Ⅶb按等程調和頻率稍降31.2音分。當然，已如上述，這裡所謂的等程調和都是帶有「伸展」常數的等程調和。
資料庫中的每一條目也包括了一個融和策略，這一策略也是按以上講過的方式形成的，即先由專家審聽各種合成的並(或)經修改的記錄和弦後加以確定。每一融和策略將指出某音應比某一參考值提高或降低多少分貝。例如該參考值可以是各音振幅的默認的設置值。另外還設置一個控制開關，例如一個踏瓣，來啟動或停止該融和功能。當融和功能未被啟動時，各音的音量將按一般常態進行控制，例如由按鍵的力度或某種音量設置之類進行控制。而當融和功能被啟動後，被持續的一組音中各音的音量就會按融和的要求由樂器來設定，即調整該和弦的各音的振幅，使它發聲時，任何一音在其中都不顯得突出。每當融和功能被啟動後，這一設備的算法就會考慮到融和該和弦各音的各方面的參數。響度是聽者感受到一個音頻率及其能量的主觀反應。在音響心理學中，被感知的響度是一個已有相當大量研究的課題，由此也產生了圖3所示的音量等響度曲線(《音樂樂器物理學》162頁)。這一現象已經過深入研究而等響度曲線已被用來描述被感覺的響度之間的關係，被感知的強度(單位，方)聲壓(單位分貝)、頻率(單位赫茲)。正是應用了這種或類似的曲線，可以確定二個頻率不同的音之間的相對振幅使哪一個音在同時發響時都不顯得突出。這種或類似的一組等響度曲線可以儲存在樂器中，當融和功能被啟動後被樂器應用於計算並確定奏出一個和弦時所需融和各音的振幅。
各和弦音在處於和弦中不同的位置時，它對融和也會產生影響。以某些方式分布配置的某些和弦的某些音程只有啟用融和功能調整它們的音量時才能融和，有時情況甚至還會超出音量感知的等響度線的範圍。一般情況下，常常是適當降低小7度音、大三度音的振幅，並依據另一更小的值來降低其小三度音。音量的這些降低也可根據和弦的分布配置不同而稍作折中。
和弦的和弦音分布配置也會影響融和。一般說，如果兩音相距小於三個半音，則它們的音量應基本相等。三度音處於和弦的內聲部，音量可以稍減。小7度音處於和弦內聲部，並與其它音相距至少三個半音時，以及小7度音處於和弦的最高聲部時基本上都應降低音量。大3度、小3度音處於和弦的內聲部或處於最高聲部且與其它各音離得很遠時，音量可以降低得更多一些。
融和的設備/算法將使用一類似表Ⅵ的表格，其中包括偏移量，即該樂器的處理器在已確定了各音的響度、音的位置、各和弦音的分布配置之後指定所奏出的和弦中各個和弦音的振幅與等響度曲線之間的偏移量在調音的前後過程中，一旦發現了一個新的和弦被持續，則該和弦的各和弦音即被識別。其和弦類型、各和弦音的位置也即被識別，例如，被持續的和弦中頻率最低的那個音的振幅是多少就被記錄在一張查詢表中。於是就可選用一張針對那幾個準備加以融和的各和弦音的等響度曲線圖。該圖，例如，就是根據和弦中最低音的振幅確定出的一個等響度曲線圖，其中插入了和弦中的其它各音的振幅。於是這其它各音的振幅以頻率最低的音為基準進行對照。在另一種進行融和的方法中，可事先預置一個等響度曲線或其它某種適當的算法的查詢表和一個適當的插入引擎，並由該表和插入引擎來確定和弦各音的振幅。表Ⅷ所示即在處理不同的和弦、不同的和弦音分布配置時針對和弦各音進行調整的一種方法。它將各音的振幅與等響度曲線上一個參照音的振幅，v，相比較。例如，表中指出了和弦中某音的振幅比v值下調幾個分貝，例如，「-2.0」表示比v小2分貝。只要和弦還持續著，這樣融和各個振幅也將一直繼續進行下去，或者進行到融和蹈瓣關閉為止。
表Ⅷ的各條目只是用於說明的目的。許多為和弦融合專家的音樂家例如「理髮店」合唱隊或四重奏指揮、教練與弦樂四重奏指導員、顧問這些人可以審聽表Ⅷ中各個融和建議，並調整各個數值，或按照他們的判斷對表Ⅷ提出調整的建議。專家們的協議可以為各種和弦的各種和弦音分布配置建立融和數值。這些通過協議的數值可被被併入如表Ⅷ那樣的融和表中，其又被引入根據本發明所構建的樂器中。
表Ⅷ融合表以不同方式分布配置的不同的和弦自等響度線的偏移量凡例R根音
3大3度mi 小v等響度線值-x 自等響度線值v降低x分貝(其參考值為2×105牛頓/平方米)的聲壓級← 八度 →← 八度 →
表Ⅷ(續)
表Ⅷ(續)
注1如上文說明，根據所演奏音樂的種類來對一個和弦是小6和弦還是半減和弦進行邏輯判斷，然後融合其每一個的各種分布配置。
權利要求
1.一種樂器，其包含具有第一位置和第二位置的第一開關和一處理器，當該第一開關在第一位置時，該樂器能產生其之間音程是12音八度等程調和音程的音調，當該第一開關在第二位置時，該樂器能產生至少其中一些音調之間的音程是通過識別指揮該樂器正在產生的音中的至少幾個選擇的音來確定的音調；該處理器包含用來將識別出的音映象到一和弦類型的矩陣運算，識別該和弦類型中的音，並用更接近識別出的音的泛音的頻率替換指揮樂器正在產生的至少另一個音的至少一種泛音的頻率。
2.根據權利要求1的樂器，還包含第二開關，所述處理器包含至少兩個不同的矩陣運算，該第二開關對於每個矩陣運算都具有一個位置，由此允許從該至少兩個不同的矩陣運算中選擇一個，所述樂器就根據所選擇的矩陣運算將識別出的音程映象到一和弦類型。
3.根據權利要求2的樂器，還包含第三開關，所述處理器包含至少兩個不同的和弦類型決定引擎，該第三開關對於每個和弦類型決定引擎都具有一個位置，由此允許從該至少兩個不同的決定引擎中選擇一個，所述樂器就根據所選擇的決定引擎來識別該和弦類型的音。
4.根據權利要求1的樂器，還包含第二開關，所述處理器包含至少兩個不同的和弦類型決定引擎，該第二開關對於每個和弦類型決定引擎都具有一個位置，由此允許從該至少兩個不同的決定引擎中選擇一個，所述樂器就根據所選擇的決定引擎來識別該和弦類型的音。
5.根據權利要求1的樂器，其中所述處理器為用於以在識別出的音的泛音的一預定範圍內的頻率替換指揮樂器正在產生的至少另一個音的至少一種泛音的頻率的處理器。
6.根據權利要求5的樂器，其中所述處理器為用於以在識別出的音的泛音的五音分內的頻率替換指揮樂器正在產生的至少另一個音的至少一種泛音的頻率的處理器。
7.根據權利要求6的樂器，其中所述處理器為用於以在識別出的音的泛音的兩音分內的頻率替換指揮樂器正在產生的至少另一個音的至少一種泛音的頻率的處理器。
8.根據權利要求1的樂器，其中所述處理器為用於以更接近識別出的音的至少兩種泛音的頻率替換指揮該樂器正在產生的至少另外兩個音的泛音的頻率的處理器。
9.根據權利要求1的樂器，其中所述處理器為用於以更接近識別出的音的至少兩種泛音的頻率替換指揮該樂器正在產生的至少另一個音的至少兩種泛音的頻率的處理器。
10.根據權利要求1的樂器，其中所述處理器為用於允許將識別出的音映象到下述至少一種和弦類型的處理器大三和弦、小三和弦、帶二度延留音的三和弦、帶四度延留音的三和弦、大六和弦、小六和弦、大七和弦、小大七和弦、屬七和弦、小屬七和弦、半減和弦、全減和弦及增和弦。
11.根據權利要求10的樂器，其中所述處理器為用於解決包括下述和弦類型的競爭者之間的競爭及按照競爭解決方案來進行映象的處理器大三和弦、小三和弦、帶二度延留音的三和弦、帶四度延留音的三和弦、大六和弦、小六和弦、大七和弦、小大七和弦、屬七和弦、小屬七和弦、半減和弦、全減和弦及增和弦。
12.根據權利要求11的樂器，還包含第二開關，所述處理器包含至少兩種不同的和弦類型競爭解決方案，該第二開關對於每個和弦類型競爭解決方案都有一個位置，由此允許從該至少兩種不同的和弦類型競爭解決方案中選擇一個，所述樂器就根據所選擇的和弦類型競爭解決方案來識別該和弦類型。
13.根據權利要求10的樂器，其中所述處理器為用於允許將識別出的音映象到所述和弦的轉位的處理器。
14.根據權利要求1的樂器，還包含第二開關，所述處理器包含一替換決定引擎，該第二開關具有禁用該替換決定引擎的位置及啟動該替換決定引擎的位置。
15.根據權利要求14的樂器，其中所述替換決定引擎將下述至少一種參數作為輸入指揮樂器使12個音中的一個音持續的時間；持續音的不間斷持續的累計時間的記錄；持續音在和弦中所佔的位置；在至少一個在前時刻持續音在和弦中所佔的位置；以及該音當前分配的頻率自等程調和調音的改變值。
16.根據權利要求1的樂器，其中所述處理器包含具有用來將識別出的音映象到一和弦類型的矩陣運算的查找表。
17.根據權利要求1的樂器，其中所述處理器包含用於識別和弦類型的音的查找表。
18.根據權利要求1的樂器，其中所述處理器包含一查找表，根據該查找表以更接近識別出的音的泛音的頻率替換指揮該樂器正在產生的至少另一個音的至少一種泛音的頻率。
19.根據權利要求1的樂器，包含具有多個鍵的用於產生為指揮樂器正在產生的至少另一個音的至少一種泛音的八度的音調的鍵盤，所述處理器用更接近識別出的音的泛音的頻率的八度替換指揮該樂器正在產生的至少另一個音的至少一種泛音的頻率的八度。
20.根據權利要求19的樂器，其中所述處理器包含將指揮樂器使12音之一持續的時間作為一輸入的替換決定引擎，當指揮該樂器不再持續該12個音之一時，該處理器重新分配這些鍵以產生為指揮該樂器正在產生的至少另一個音的至少一種泛音的八度的音調。
21.根據權利要求1的樂器，其中所述處理器為用於調節更接近識別出的音的泛音的頻率的幅度的處理器，該更接近識別出的音的泛音的頻率被用來替換指揮該樂器正在產生的至少另一個音的至少一種泛音的頻率。
22.根據權利要求1的樂器，還包括第二開關，所述處理器包含至少兩個不同的幅度決定引擎，該第二開關對於每個幅度決定引擎都具有一個位置，由此允許從該至少兩個幅度引擎中選擇一個，所述樂器就根據所選擇的幅度引擎來調節頻率的幅度。
23.根據權利要求1的樂器，其中所述處理器為用於調節該樂器響應於產生音調的指揮而產生的音調中不止一種音調的幅度的處理器。
24.根據權利要求23的樂器，還包括第二開關，所述處理器包含至少兩個不同的幅度決定引擎，該第二開關對於每個幅度決定引擎都具有一個位置，由此允許從該至少兩個不同的幅度引擎中選擇一個，所述樂器就根據所選擇的幅度引擎來調節音調的幅度。
25.一種樂器，包含具有第一位置的第一開關和一處理器，當該第一開關在第一位置時，該樂器能產生其幅度是通過識別指揮該樂器正在產生的音中的至少幾個選擇的音來確定的音調；該處理器包含用來將識別出的音映象到一和弦類型的矩陣運算，其識別該和弦類型中的音，並響應識別出的音來調節該樂器響應於產生音調的指揮而產生的至少一種音調的幅度。
26.根據權利要求25的樂器，其中所述第一開關具有第二位置，當第一開關在第二位置時，不調節樂器響應於產生音調的指揮而產生的至少一種音調的幅度。
27.根據權利要求25的樂器，其中所述處理器為用於當第一開關在第一位置時，響應於識別出的音來調節該樂器響應於產生音調的指揮而產生的音調中不止一種音調的幅度的處理器。
28.一種操作樂器的方法，通過該方法能使樂器產生其之間的音程為12音八度等程調和音程的音調、以及至少其中一些音調之間的音程是通過識別指揮樂器正在產生的音中至少幾個選擇的音來確定的音調，該方法包括識別指揮樂器正在產生的音中的至少幾個選擇的音，提供用於將識別出的音映象到一和弦類型的矩陣運算，識別該和弦類型中的音，及用更接近該識別出的音的泛音的頻率替換指揮該樂器正在產生的至少另一個音的至少一種泛音的頻率。
29.根據權利要求28的方法，還包括提供至少兩個不同的矩陣運算，及從該至少兩個不同的矩陣運算中選擇一個用來將識別出的音程映象到一和弦類型。
30.根據權利要求29的方法，還包括提供至少兩個不同的和弦類型決定引擎，及從該至少兩個不同的決定引擎中選擇一個，所述樂器就根據所選擇的決定引擎來識別該和弦類型的音。
31.根據權利要求28的方法，還包括提供至少兩個不同的和弦類型決定引擎，及從該至少兩個不同的決定引擎中選擇一個，所述樂器就根據所選擇的決定引擎來識別該和弦類型的音。
32.根據權利要求28的方法，其中用更接近識別出的音的泛音的頻率替換指揮該樂器正在產生的至少另一個音的至少一種泛音的頻率包括用在識別出的音的泛音的一預定範圍內的頻率替換指揮該樂器正在產生的至少另一個音的至少一種泛音的頻率。
33.根據權利要求32的方法，其中用更接近識別出的音的泛音的頻率替換指揮該樂器正在產生的至少另一個音的至少一種泛音的頻率包括用在識別出的音的泛音的五音分內的頻率替換指揮該樂器正在產生的至少另一個音的至少一種泛音的頻率。
34.根據權利要求33的方法，其中用更接近識別出的音的泛音的頻率替換指揮該樂器正在產生的至少另一個音的至少一種泛音的頻率包括用在識別出的音的泛音的兩音分內的頻率替換指揮該樂器正在產生的至少另一個音的至少一種泛音的頻率。
35.根據權利要求28的方法，包括用更接近識別出的音的至少兩種泛音的頻率替換指揮該樂器正在產生的至少其它兩個音的泛音的頻率。
36.根據權利要求28的方法，包括用更接近識別出的音的至少兩種泛音的頻率替換指揮該樂器正在產生的至少另一個音的至少兩種泛音的頻率。
37.根據權利要求28的方法，其中提供用於將識別出的音映象到一和弦類型的矩陣運算包括提供用於將識別出的音映象到下述至少一種和弦類型的矩陣運算，這些和弦類型有大三和弦、小三和弦、帶二度延留音的三和弦、帶四度延留音的三和弦、大六和弦、小六和弦、大七和弦、小大七和弦、屬七和弦、小屬七和弦、半減和弦、全減和弦及增和弦。
38.根據權利要求37的方法，包括解決包括下列各種和弦類型的競爭者之間的競爭及按照競爭解決方案來進行映象，這些和弦類型有大三和弦、小三和弦、帶二度延留音的三和弦、帶四度延留音的三和弦、大六和弦、小六和弦、大七和弦、小大七和弦、屬七和弦、小屬七和弦、半減和弦、全減和弦及增和弦。
39.根據權利要求38的方法，包括提供至少兩種不同的和弦類型競爭解決方案，並允許從該至少兩種不同和弦類型競爭解決方案中選擇一個，所述樂器就根據所選擇的和弦類型競爭解決方案來識別該和弦類型。
40.根據權利要求37的方法，其中提供用於將識別出的音映象到一和弦類型的矩陣運算包括提供用於將識別出的音映象到該和弦的轉位的矩陣運算。
41.根據權利要求28的方法，還包括提供一替換決定引擎，及有選擇地啟動該替換決定引擎。
42.根據權利要求41的方法，包括提供下述至少一種參數作為輸入指揮樂器使12個音中的一個音持續的時間；持續音的不間斷持續的累計時間的記錄；持續音在和弦中所佔的位置；在至少一個在前時刻持續音在和弦中所佔的位置；及該音當前分配的頻率自等程調和調音的改變值。
43.根據權利要求28的方法，包括提供用來將識別出的音映象到一和弦類型的查找表。
44.根據權利要求28的方法，包括提供用來識別和弦類型的音的查找表。
45.根據權利要求28的方法，包括提供用來以更接近識別出的音的泛音的頻率替換指揮該樂器正在產生的至少另一個音的至少一種泛音的頻率的查找表。
46.根據權利要求28的方法，其中該樂器包括具有多個鍵的鍵盤，其用於產生為指揮該樂器正在產生的至少另一個音的至少一種泛音的八度的音調，該方法包括用更接近識別出的音的泛音的頻率的八度替換指揮該樂器正在產生的至少另一個音的至少一種泛音的頻率的八度。
47.根據權利要求46的方法，包括一替換決定引擎，它將指揮該樂器使12個音之一持續的時間作為一輸入，且當指揮該樂器不再持續該12個音之一時，重新分配這些鍵以產生為指揮該樂器正在產生的至少另一個音的至少一種泛音的八度的音調。
48.根據權利要求28的方法，包括調節更接近識別出的音的泛音的頻率的幅度，該更接近識別出的音的泛音的頻率被用來替換指揮該樂器正在產生的至少另一個音的至少一種泛音的頻率。
49.根據權利要求28的方法，還包括提供至少兩個不同的幅度決定引擎，及從該至少兩個不同幅度引擎中選擇一個，所述樂器就根據所選擇的幅度引擎來調節該頻率的幅度。
50.根據權利要求28的方法，包括調節樂器響應產生音調的指揮而產生的音調中不止一種音調的幅度。
51.根據權利要求50的方法，還包括提供至少兩個不同的幅度決定引擎，及從該至少兩個不同幅度引擎中選擇一個，所述樂器就根據所選擇的幅度引擎來調節音調的幅度。
52.一種操作樂器的方法，通過該方法能使樂器產生其幅度是通過識別指揮該樂器正在產生的音中的至少幾個選擇的音來確定的音調，該方法包含提供用來將識別出的音映象到一和弦類型的矩陣運算，識別該和弦類型中的音，及響應識別出的音來調節該樂器響應於產生音調的指揮而產生的音調中至少一種音調的幅度。
53.根據權利要求52的方法，包括有選擇地保持不調節該樂器響應於產生音調的指揮而產生的該至少一種音調的幅度。
54.根據權利要求52的方法，包括當第一開關在第一位置時，響應識別出的音來調節該樂器響應於產生音調的指揮而產生的音調中一個以上音調的幅度。
全文摘要
一種根據正在持續的和弦與該和弦的分布方式重新調音及調節音量的樂器與方法。該樂器能產生音調之間的音程是12音八度等程調和音程的音調、及至少一些音調之間的音程是通過識別指揮該樂器正在產生的音中至少幾個選擇的音來確定的音調。該方法包括識別指揮該樂器正在產生的音中至少幾個選擇的音,提供用於將識別出的音映象到一和弦類型的矩陣運算,識別該和弦類型中的音,及用更接近該識別出的音的泛音的頻率替換正在指揮該樂器產生的至少另一個音的至少一種泛音的頻率。
文檔編號G10H1/44GK1325526SQ99812778
公開日2001年12月5日 申請日期1999年10月29日 優先權日1998年10月29日
發明者傑克·W·史密斯 申請人:保羅－裡德－史密斯－吉塔爾斯股份合作有限公司