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Die Erfindung betrifft Einrichtungen zur Beeinflussung einer Folge von Audiodaten.
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Durch die Druckschrift
DE 699 09 107 T2 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum automatischen Komponieren bekannt. Diese dient insbesondere zur Verbreitung von Hintergrundmusik, zur pädagogischen Unterstützung, bei der Musik zur Überbrückung von Wartezeiten in Telefonanlagen, in elektronischen Spielen, in Spielsachen, in Musik-Synthesizern, in Rechnern, in Camcordern, in Alarmeinrichtungen, bei der Fernübertragung von Musik und allgemeiner bei der Veranschaulichung durch Töne und bei der Erzeugung von Musik. Dazu weist die Vorrichtung einen Generator von Familien von Tonhöhen, einen Generator von musikalischen Momenten, einen Generator von musikalischen Phrasen und einen Ausgang. Zum automatischen Komponieren werden damit die Spielzeiten der Noten der Melodie nach dem Zufallsprinzip ausgewählt, ohne dass sich jedoch das Spiel von zwei aufeinanderfolgenden Noten überschneidet. Eine manuelle Beeinflussung ist nicht vorgesehen.
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Der im Schutzanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Folge von Audiodaten als ein Musikstück einfach so zu beeinflussen, dass ein entsprechend der Beeinflussung geändertes Musikstück komponiert wird.
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Diese Aufgabe wird mit den im Schutzanspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst.
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Die Einrichtungen zur Beeinflussung einer Folge von Audiodaten zeichnen sich insbesondere dadurch aus, dass entsprechend der Beeinflussung geänderte Audiodaten und damit ein die Audiodaten repräsentierendes Musikstück einfach komponierbar ist.
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Dazu weist die Einrichtung
- – wenigstens eine Digitalkamera für Abbilder als Bildfolge einer Bewegung mindestens einer Person in einer Umgebung,
- – ein mit der Digitalkamera verbundenes Datenverarbeitungssystem und
- – wenigstens einen mit dem Datenverarbeitungssystem verbundenen Lautsprecher zur akustischen Ausgabe der veränderten und damit eine neue Melodie repräsentierenden Audiodaten
auf.
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Im Datenverarbeitungssystem sind
- – ein Modul zur Gewinnung der Abbilder der Person, wobei jeweils die Abbilder der Person und der Umgebung voneinander getrennt werden,
- – ein Speicher mit Folgen von Audiodaten als Töne, Melodien oder Geräusche oder einer Kombination daraus und
- – ein Audiodaten entsprechend der Position und der Bewegungsdynamik wenigstens eines Körperteiles hinsichtlich der Lautstärke, der Amplitude, der Klangfarbe, der Tonhöhe, dem Rhythmus, dem Takt, der Folge oder der Dauer oder einer Kombination davon in Echtzeit mit der Bewegung der Person veränderndes Modul,
vorhanden und miteinander verbunden.
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Vorteilhafterweise werden damit mittels der Bewegung der Person gespeicherte Audiodaten während deren Wiedergabe in Echtzeit verändert. Bei keiner Bewegung der Person werden die Audiodaten unbeeinflusst und damit unverändert wiedergegeben. Mit der Bewegung der Person erfolgt eine Beeinflussung der Audiodaten in Echtzeit. Das erfolgt durch eine Ortsveränderung der Person oder einer Positionsänderung wenigstens eines Körperteiles. Die Art der Beeinflussung hinsichtlich der Lautstärke, der Klangfarbe, der Tonhöhe, dem Rhythmus, dem Takt, der Folge oder der Dauer oder der Kombination davon kann entweder vorgegeben sein oder durch eine Bewegung und/oder Position der Person und/oder wenigstens eines Körperteiles der Person geändert werden. Damit steht eine universell einsetzbare Einrichtung zur Beeinflussung einer Folge von Audiodaten zur Verfügung. Mittels von Bewegungen erfolgt eine Veränderung der Audiodaten, so dass über die Bewegung eine Komposition möglich ist.
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Das ist insbesondere für behinderte Personen vorteilhaft, die quasi spielerisch über die ihre Bewegungen Musikstücke neu gestalten können. Damit ist die Einrichtung auch für die Therapie behinderter Personen besonders geeignet. Spielerisch können diese Personen gezielt Audiodaten beeinflussen.
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Vorteilhafterweise kann die Einrichtung auch speziell auf die Art der Behinderung ausgelegt werden. Im einfachsten Fall erfolgt eine Beeinflussung der Audiodaten mit einer Bewegung der Augen und/oder einer Kopfbewegung.
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Natürlich ist der Einsatz nicht auf diese Personen beschränkt. Über Stimmungen, Zustände und Gefühle von Personen kann eine Komposition nur über die Bewegung der Person erfolgen. Ansonsten für Kompositionen notwendige gezielte Eingaben sind nicht notwendig.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Schutzansprüchen 2 bis 12 angegeben.
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Die Audiodaten sind nach der Weiterbildung des Schutzanspruchs 2 durch Bewegung jeweils wenigstens eines Fingers, eines Armes, eines Fußes, eines Beines, des Oberkörpers, des Kopfes, eines Auges, des Mundes und/oder der Person veränderbare Audiodaten.
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Nach der Weiterbildung des Schutzanspruchs 3 ist wenigstens eine Einrichtung zur Bestimmung des Abstands zwischen der Digitalkamera und der Person mit dem Datenverarbeitungssystem verbunden. Das Datenverarbeitungssystem weist darüber hinaus
- – ein Modul zur Segmentierung der Abbilder der Bildfolge, wobei jeweils der Person und der Umgebung ein Binärwert zugeordnet wird,
- – ein Modul zur Gewinnung der Abbilder der Person, wobei jeweils die Abbilder der Person und der Umgebung voneinander getrennt werden,
- – ein Modul zur Kantendetektion des Abbildes der Person und
- – ein Modul zur Bestimmung des Abstands der Person und deren Körperteile von der Digitalkamera
auf.
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Die Position der Person wird damit nicht nur zwei- sondern auch dreidimensional gegenüber der Einrichtung zur Beeinflussung einer Folge von Audiodaten bestimmt. Abstandsveränderungen verursachende Bewegungen der Person sind damit vorteilhafterweise auch detektierbar. Weiterhin können somit auch kleinste Bewegungen der Person bestimmt werden.
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Das Datenverarbeitungssystem ist nach der Weiterbildung des Schutzanspruchs 4 ein über die Kantenkontrastmessung den Abstand ermittelndes Datenverarbeitungssystem. Dabei werden Bereiche des Abbildes der Person mit großen Helligkeitsschwankungen in Form von Kanten zur Abstandsmessung genutzt. Die Abstandsmessung erfolgt mittels maximaler Kontrastübergänge durch Verstellen der Optik der Einrichtung zur Bestimmung des Abstands und/oder die Optik der Digitalkamera.
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Nach der Weiterbildung des Schutzanspruchs 5 ist wenigstens eine Einrichtung zur Bestimmung des Abstands zwischen der Digitalkamera und der Person mit dem Datenverarbeitungssystem verbunden, wobei die Einrichtung zur Bestimmung des Abstands eine auf Triangulation beruhende Personentfernungs-Messeinrichtung ist. Dabei werden bekannte einfache Liniensensoren oder zweidimensionale Kreuzsensoren eingesetzt. Bekannterweise ist dazu die Triangulation eine geometrische Methode der optischen Abstandsmessung durch genaue Winkelmessung innerhalb von Dreiecken. Die Berechnung erfolgt mittels trigonometrischer Funktionen.
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Das Datenverarbeitungssystem weist nach der Weiterbildung des Schutzanspruchs 6 vorteilhafterweise ein Modul zur Zuordnung von Bewegungsfeldern auf, wobei Bewegungsfelder entweder vertikal übereinander angeordnete Bewegungsfelder sind oder Bereiche unmittelbar neben und über der Person sind. Diesen Bewegungsfeldern können bestimmte Änderungen der Audiodaten zugeordnet werden.
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Das Datenverarbeitungssystem ist nach der Weiterbildung des Schutzanspruchs 7 ein einer Bewegung in den vertikal übereinander angeordneten Bewegungsfeldern eine sprunghafte Änderung der Amplitude zuordnendes Datenverarbeitungssystem.
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Das können insbesondere vier Bewegungsfelder sein, wobei beispielsweise ein erster Bereich bis in den Schulterbereich reicht, ein zweiter Bereich über dem Kopf endet, ein dritter Bereich sich über den nach oben ausgestreckten Armen befindet und ein vierter Bereich über dem dritten Bereich nur mittels eines Sprunges der Person erreichbar ist.
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Das Datenverarbeitungssystem ist nach der Weiterbildung des Schutzanspruchs 8 ein einer kleinen Bewegung eines Fußes, einer Hand, eines Fingers, des Kopfes, eines Auges oder des Mundes oder einer Kombination dieser Bewegungen im Bereich eine Änderung eines Tones oder der Tonhöhe oder einer Sequenz der Audiodaten zuordnendes Datenverarbeitungssystem.
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Das Datenverarbeitungssystem ist nach der Weiterbildung des Schutzanspruchs 9 ein einer Bewegung eines Beines, eines Armes, des Kopfes oder des Körpers oder einer Kombination dieser Bewegungen im Bereich eine entsprechend der Bewegungsgeschwindigkeit korrespondierende Änderung der Audiodaten hinsichtlich der Lautstärke, der Amplitude, der Klangfarbe, der Tonhöhe, dem Rhythmus, dem Takt, der Folge oder der Dauer oder einer Kombination davon zuordnendes Datenverarbeitungssystem ist.
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Nach der Weiterbildung des Schutzanspruchs 10 ist das Datenverarbeitungssystem ein einen digitalen Signalprozessor aufweisendes Datenverarbeitungssystem oder ist mit einem digitalen Signalprozessor verbunden. Der digitale Signalprozessor ist dazu ein den Klang von Audiodaten beeinflussender Signalprozessor in Form von Frequenzfiltern und/oder ein Effekte aus Audiodaten implementierender Signalprozessor und/oder ein digitaler Equalizer und/oder ein Vocoder. Der Signalprozessor dient dabei der Verarbeitung von analogen Signalen in Form der Audiodaten.
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Dieser ist dabei ein Frequenzfilter hoher Ordnung zur Klangbeeinflussung beispielsweise durch Mischen von Audiodaten repräsentierenden Tonsignalen nach Frequenzgang- und Dynamikveränderungen.
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Effekte des Effekte implementierenden Signalprozessors sind beispielsweise Echo, Hall oder Verfremdung.
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Mittels des Equalizer kann der Klang der Audiodaten über die Bewegung der Person gestaltet werden. Das erfolgt beispielsweise durch Mischen oder Hervorheben verschiedener charakteristischer Frequenzen ähnlicher Signale als Audiodaten. Bei einem Vocoder können Audiodaten durch andere Audiodaten ersetzt werden.
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Das Datenverarbeitungssystem weist nach der Weiterbildung des Schutzanspruchs 11 ein Audiodaten entsprechend der Position wenigstens eines Körperteiles hinsichtlich der Lautstärke, der Amplitude, der Klangfarbe, der Tonhöhe, dem Rhythmus, dem Takt, der Folge oder der Dauer oder einer Kombination davon in Echtzeit mit der Bewegung der Person veränderndes Modul auf, so dass das Datenverarbeitungssystem mit den Modulen in Verbindung mit der Digitalkamera und der Einrichtung zur Bestimmung des Abstands ein Composer, ein Audioeditor, ein Effektgerät oder ein Sampler oder eine Kombination davon ist.
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Ein Composer verknüpft eine Abfolge von Harmonien mit verschiedenen Musikstilen, den sogenannten Styles. Dazu enthält der Datenspeicher eine Anzahl von Styles verschiedener Musikrichtungen.
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Ein Audioeditor ist ein virtuelles Tonstudio mit vielfältigen Bearbeitungsmöglichkeiten, wie das Versehen mit Effekten und Filtern, die Änderung von Tonhöhe, Lautstärke und Geschwindigkeit sowie Mastering-Funktionen, beispielsweise durch Komprimieren mittels eines Kompressors.
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Ein Effektgerät ist dabei ein Gerät zur Veränderung eines Audiosignals. Dabei können auch Audiodaten konventioneller Instrumente zusätzliche Effekte hinzugefügt und damit auch mit verschiedenen physikalischen Effekten kombiniert werden. Bekannt sind dazu beispielsweise
- – pegelorientierte Effektgeräte in Form von Dynamikprozessoren,
- – verzerrende Effektgeräte, die die Signalstruktur durch Hinzufügung von Obertönen verändern,
- – spektral modifizierende Effektgeräte, die Veränderungen im Frequenzbereich vornehmen,
- – zeitorientierte Effektgeräte, die beispielsweise veränderte Zeitsegmente der Audiodaten ineinander übergeblendet wiedergeben und
- – verzögerungszeitorientierte Effektgeräte, wobei die Veränderung des Klanges durch das Mischen des Originalsignals mit einem verzögerten Double erzeugt wird.
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Ein Sampler spielt nur einzelne, im Datenspeicher enthaltene kurze Klangstücke ab, ohne diese zu generieren. Die Klangstücke sind beispielsweise durch ein Instrument generierte Audiodaten, wozu der Datenspeicher eine Sammlung von Instrumenten aufgenommenen Klangstücke enthält.
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In Fortführung ist die Einrichtung zur Beeinflussung von Musik nach der Weiterbildung des Schutzanspruchs 12 ein Musik entsprechend der Bewegung der Person beeinflussender Composer, Audioeditor, Effektgerät oder Sampler oder eine Kombination daraus.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen jeweils prinzipiell dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.
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Es zeigen:
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1 eine Einrichtung zur Beeinflussung einer Folge von Audiodaten mit einer Person,
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2 erste Bewegungsfelder mit einer Person,
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3 zweite Bewegungsfelder als Bereiche unmittelbar neben und über einer Person und
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4 dritte Bewegungsfelder als Bereiche unmittelbar neben und über einer Person.
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Eine Einrichtung zur Beeinflussung einer Folge von Audiodaten besteht im Wesentlichen aus einer Digitalkamera 2, einer Einrichtung 3 zur Bestimmung des Abstands zwischen der Digitalkamera 2 und einer Person 1, einem Datenverarbeitungssystem 4 und einem Lautsprecher 5.
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Die 1 zeigt eine Einrichtung zur Beeinflussung einer Folge von Audiodaten mit einer Person 1 in einer prinzipiellen Darstellung.
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Mittels der bekannten Digitalkamera 2 werden Abbilder als Bildfolge einer Bewegung wenigstens der einen Person 1 in einer Umgebung gewonnen, die vorteilhafterweise als digitale Daten gewandelt über den Ausgang der Digitalkamera 2 zum damit verbundenem Datenverarbeitungssystem 4 gelangen.
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Mit dem Datenverarbeitungssystem 4 ist weiterhin die Einrichtung 3 zur Bestimmung des Abstands zwischen der Digitalkamera 2 und der Person 1 verbunden. In einer ersten Ausführungsform besitzt das Datenverarbeitungssystem 4 dazu
- – ein Modul zur Segmentierung der Abbilder der Bildfolge, wobei jeweils der Person 1 und der Umgebung ein Binärwert zugeordnet wird,
- – ein Modul zur Gewinnung der Abbilder der Person 1, wobei jeweils die Abbilder der Person 1 und der Umgebung voneinander getrennt werden,
- – ein Modul zur Kantendetektion des Abbildes der Person 1 und
- – ein Modul zur Bestimmung des Abstands der Person 1 und deren Körperteile von der Digitalkamera 2, wobei über die Kantenkontrastmessung der Abstand ermittelt wird.
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In einer zweiten Ausführungsform ist die mit dem Datenverarbeitungssystem 4 verbundene Einrichtung 3 zur Bestimmung des Abstands zwischen der Digitalkamera 2 und der Person 1 eine auf Triangulation beruhende Personentfernungs-Messeinrichtung 3.
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Das Datenverarbeitungssystem 4 weist darüber hinaus
- – einen Speicher mit Folgen von Audiodaten als Töne, Melodien oder Geräusche oder einer Kombination daraus und
- – ein Audiodaten entsprechend der Position und der Bewegungsdynamik wenigstens eines Körperteiles hinsichtlich der Lautstärke, der Amplitude, der Klangfarbe, der Tonhöhe, dem Rhythmus, dem Takt, der Folge oder der Dauer oder einer Kombination davon in Echtzeit mit der Bewegung der Person 1 veränderndes Modul auf,
die im Datenverarbeitungssystem 4 miteinander und weiterhin mit der Digitalkamera 2 und der Einrichtung 3 zur Bestimmung des Abstands zwischen der Digitalkamera 2 und der Person 1 verbunden sind.
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Die Audiodaten können durch jeweils wenigstens eine Bewegung eines Fingers, eines Armes, eines Fußes, eines Beines, des Oberkörpers, des Kopfes, eines Auges, des Mundes und/oder der Person 1 selbst verändert werden.
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Das Datenverarbeitungssystem 4 ist weiterhin mit dem Lautsprecher 5 zur akustischen Ausgabe der veränderten und damit eine neue Melodie repräsentierenden Audiodaten zusammengeschaltet.
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Das Datenverarbeitungssystem 4 weist damit ein Audiodaten entsprechend der Position wenigstens eines Körperteiles hinsichtlich der Lautstärke, der Amplitude, der Klangfarbe, der Tonhöhe, dem Rhythmus, dem Takt, der Folge oder der Dauer oder einer Kombination davon in Echtzeit mit der Bewegung der Person 1 veränderndes Modul auf, so dass das Datenverarbeitungssystem 4 mit den Modulen in Verbindung mit der Digitalkamera 2 und der Einrichtung 3 zur Bestimmung des Abstands ein Composer, ein Audioeditor, ein Effektgerät oder ein Sampler oder eine Kombination davon ist.
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Damit ist die Einrichtung zur Beeinflussung von Musik ein Musik entsprechend der Bewegung der Person 1 beeinflussender Composer, Audioeditor, Effektgerät oder Sampler oder eine Kombination daraus.
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In einer weiteren Ausführungsform besitzt das Datenverarbeitungssystem 4 weiterhin ein weiteres mit den Modulen des Datenverarbeitungssystems 4 verbundenes Modul zur Zuordnung von Bewegungsfeldern 6, wobei Bewegungsfelder 6 entweder vertikal übereinander angeordnete Bewegungsfelder 6a bis 6d sind oder Bereiche neben und über der Person sind und zwar entweder 6c bis 6h oder 6c, 6d und 6i bis 6l.
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Dazu zeigen
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die 2 erste Bewegungsfelder 6a bis 6d mit einer Person 1,
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die 3 zweite Bewegungsfelder 6c bis 6h als Bereiche unmittelbar neben und über einer Person 1 und
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die 4 dritte Bewegungsfelder 6c, 6d und 6i bis 6l als Bereiche unmittelbar neben und über einer Person 1
jeweils in prinzipiellen Darstellungen.
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Zum Ersten ist das Datenverarbeitungssystem 4 ein einer Bewegung in den vertikal übereinander angeordneten Bewegungsfeldern 6a bis 6d eine beispielsweise auch sprunghafte Änderung der Amplitude zuordnendes Datenverarbeitungssystem 4. Dazu können wie in der 2 gezeigt vier Bewegungsfelder 6a bis 6d zugeordnet werden, wobei ein erster Bereich 6a bis in den Schulterbereich reicht, ein zweiter Bereich 6b über dem Kopf endet, ein dritter Bereich 6c sich über den nach oben ausgestreckten Armen befindet und ein vierter Bereich 6d über dem dritten Bereich 6c nur mittels eines Sprunges der Person 1 erreichbar ist. Mit die Bewegungsfelder 6a bis 6d ändernden Bewegungen der Person 1 wird insbesondere die Amplitude der Audiodaten auch bei Bewegungen im Bewegungsfeld 6d sprunghaft geändert. Bewegungen von Körperteilen der Person 1 in den Bewegungsfeldern 6a bis 6c führen zu den Bewegungen äquivalenten Änderungen von Audiodaten.
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Zum Zweiten ist das Datenverarbeitungssystem 4 ein einer Bewegung eines Beines, eines Armes, des Kopfes oder des Körpers oder einer Kombination dieser Bewegungen im Bereich eine entsprechend der Bewegungsgeschwindigkeit korrespondierende Änderung der Audiodaten hinsichtlich der Lautstärke, der Amplitude, der Klangfarbe, der Tonhöhe, dem Rhythmus, dem Takt, der Folge oder der Dauer oder einer Kombination davon zuordnendes Datenverarbeitungssystem 4. Dazu zeigt die 3 dazugehörige Bewegungsfelder 6c bis 6h in einer prinzipiellen Darstellung.
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Zum Dritten ist das Datenverarbeitungssystem 4 ein einer kleinen Bewegung eines Fußes, einer Hand, eines Fingers, des Kopfes, eines Auges oder des Mundes oder einer Kombination dieser Bewegungen im Bereich eine Änderung eines Tones oder der Tonhöhe oder einer Sequenz der Audiodaten zuordnendes Datenverarbeitungssystem 4. Die 4 zeigt dazu die Bewegungsfelder 6c, 6d und 6i bis 6l neben und über der Person 1 in einer prinzipiellen Darstellung.
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Darüber hinaus kann das Datenverarbeitungssystem 4 auch ein Bewegungen in allen Bewegungsfelder 6a bis 6l oder in bestimmten Bewegungsfeldern davon zuordnendes Datenverarbeitungssystem 4 sein. Weiterhin kann das Datenverarbeitungssystem 4 ein noch weitere Bewegungsfelder zuordnendes Datenverarbeitungssystem 4 sein. Diese weiteren Bewegungsfelder können Bestandteile der Bewegungsfelder 6a bis 6l sein. Die Bewegungsfelder 6a bis 6l oder bestimmte Bewegungsfelder 6a bis 6l sind damit aufgeteilt.
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In einer weiteren Ausführungsform ist das Datenverarbeitungssystem 4 ein einen digitalen Signalprozessor aufweisendes Datenverarbeitungssystem 4 oder ist mit einem digitalen Signalprozessor verbunden. Der digitale Signalprozessor ist dazu ein den Klang von Audiodaten beeinflussender Signalprozessor in Form von Frequenzfiltern und/oder ein Effekte aus Audiodaten implementierender Signalprozessor und/oder ein digitaler Equalizer und/oder ein Vocoder.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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