电子琴空拍插音辅助装置、音色切换信号产生方法及计算机可读存储媒体与流程

本发明涉及一种辅助装置，特别是涉及一种可以借由踏板装置自动切换音色的电子琴空拍插音辅助装置。

背景技术：

电子琴常在音乐演奏中扮演着重要角色，并且，许多电子琴都会内置各式的自动伴奏节奏与各种不同乐器的音色(例如钢琴、吉他、小提琴、风琴、铜管乐器等)供使用者选择，而有助于让使用者将乐曲诠释得更加丰富。

在以电子琴弹奏乐曲的过程中，使用者在大部分的情况下会使用右手来弹奏乐曲的主旋律，并以左手弹奏与主旋律互相搭配的和弦或伴奏。进一步地，为了增加乐曲的完整性及丰富性，在乐曲主旋律的空拍(也就是主旋律中两个乐句间空隙较大的地方)中加入以右手弹奏且与主旋律不同乐器音色的伴奏旋律(也称作「空拍插音」)是不可或缺的一种编曲作法，尤其是在演歌类型的歌曲。

然而，若碰到节奏较快或者整体复杂度较高的乐曲，单层电子琴使用者要同时兼顾双手弹奏及快速频繁的切换音色是相当困难的，因此，要如何让使用者于实际现场弹奏时，能够在到达主旋律需要空拍插音的地方时，让电子琴快速且自动地切换到与主旋律不同的乐器音色给使用者弹奏「空拍插音」的部分，便成为本案所欲探讨的议题。

技术实现要素：

通常在主旋律空拍需要插音的地方，该乐句的尾音都是长拍。演奏者的左手要负责和弦与伴奏的操控，因此主旋律与插音弹奏通常都要由右手负责。为了要空出右手来弹插音，该乐句的尾音必须靠延音踏板把该尾音维持住，在手指离开琴键后也能持续发声(否则，右手弹插音时，该主旋律乐句的尾音会断掉)。本发明就是要让电子琴演奏者能借由踩踏板的单一动作，不必靠手操控电子琴面板按键，就能使该电子琴一并进行延音及自动切换音色的操作。

本发明的其中一目的在于提供一种能够借由踩踏板装置时能自动切换主旋律弹奏区音色的电子琴空拍插音辅助装置。

本发明电子琴空拍插音辅助装置适用于电连接电子琴，所述电子琴具有用于被弹奏而输出主旋律的主旋律弹奏区，其特征在于：所述电子琴空拍插音辅助装置包含输入单元、处理单元及输出单元。所述输入单元用于接收操作信号。所述处理单元电连接所述输入单元。当所述输入单元接收到所述操作信号时，所述处理单元根据所述操作信号，产生用于使主旋律持续发声的延音信号及用于切换所述主旋律弹奏区音色的音色切换指令。所述输出单元电连接所述处理单元，所述输出单元将所述延音信号及所述音色切换指令输出至所述电子琴，使所述电子琴根据所述延音信号而让主旋律持续发声，以及根据所述音色切换指令而变换所述主旋律弹奏区被弹奏之输出音色。

在本发明电子琴空拍插音辅助装置的一些实施态样中，所述电子琴空拍插音辅助装置还适用于电连接踏板装置，于所述踏板装置被触发而产生所述操作信号。

在本发明电子琴空拍插音辅助装置的一些实施态样中，所述电子琴空拍插音辅助装置系整合于所述电子琴中。

在本发明电子琴空拍插音辅助装置的一些实施态样中，所述电子琴空拍插音辅助装置系整合于所述踏板装置中。

本发明的另一目的，在于提供一种音色切换信号产生方法。

本发明音色切换信号产生方法系应用于电子装置，所述电子装置适用于电连接电子琴，所述电子琴具有用于被弹奏而输出主旋律的主旋律弹奏区，所述音色切换信号产生方法系于所述电子装置接收到操作信号，令所述电子装置根据所述操作信号，产生用于使主旋律持续发声的延音信号及用于切换所述主旋律弹奏区音色的音色切换指令，使所述电子琴根据所述延音信号而让主旋律持续发声，以及根据所述音色切换指令而变换所述主旋律弹奏区被弹奏之输出音色。

本发明的又一目的在于提供一种计算机可读存储媒体。

本发明计算机可读存储媒体存储计算机程序，其中，所述计算机程序使得计算机执行前述的音色切换信号产生方法。

本发明的有益效果在于：借由该电子琴空拍插音辅助装置，使用者能够借由踩踏板的单一动作，不必靠手操控电子琴面板按键就能使该电子琴一并进行延音及自动切换音色的操作，因此，该电子琴空拍插音辅助装置能够辅助使用者在乐曲到达主旋律的空拍时更快速顺畅地切换音色并弹奏「空拍插音」的部分。

附图说明

本发明之其他的特征及功效，将于参照图式的实施方式中清楚地呈现，其中：

图1是一方块示意图，绘示本发明电子琴空拍插音辅助装置的一实施例与一踏板装置及一电子琴相配合；

图2是一示意图，示例性地绘示一操作信号、一延音信号及一音色切换指令的波形；

图3是一流程图，示例性地说明该实施例的电子琴空拍插音辅助装置如何实施音色切换信号产生的流程；及

图4是一示意图，示例性地以一乐曲简谱说明该电子琴空拍插音辅助装置的应用方式。

具体实施方式

在本发明被详细描述之前应当注意：在以下的说明内容中，类似的元件是以相同的编号来表示。并且，本专利说明书中所述的「电连接」是泛指多个电子设备/装置/元件之间通过导电材料相连接而达成的有线电连接，以及通过无线通信技术进行无线信号传输的无线电连接。并且，本专利说明书中所述的「电连接」亦泛指两个电子设备/装置/元件之间直接相连而形成的「直接电连接」，以及两个电子设备/装置/元件之间还通过其他电子设备/装置/元件相连而形成的「间接电连接」。

参阅图1，为本发明电子琴空拍插音辅助装置1的实施例，其适用于与踏板装置2及电子琴3电连接。其中，电子琴空拍插音辅助装置1包含一输入单元11、一输出单元12，以及一电连接于该输入单元11及该输出单元12之间的处理单元13。

踏板装置2可例如为一电子琴专用延音踏板或开关踏板。该踏板装置2具有一可被一踏板触动的开关(图未示)，借此，踏板装置2能根据该踏板受到踩下或松开的状态而输出相对应的一操作信号si(示于图2)。该操作信号si在本实施例中例如为一高态的直流电压信号，并且，当该踏板持续地受到踩踏操作或被触发时(例如被使用者踩住不放时)，踏板装置2便会持续地输出操作信号si，而当踏板所受到的踩踏操作结束时(使用者松开踏板)，踏板装置2便会结束输出操作信号si，也就是说，操作信号si被持续输出的时间长度等同于踏板持续地受到按压操作或被触发的时间长度。

电子琴3包含一琴键单元31、一用于切换音色与功能设定的控制面板32及一电连接电子琴空拍插音辅助装置1的输入接口单元33，其中，琴键单元31的琴键数可为61或76键，但不在此限。本实施例之输入接口单元33系包含二个输入接口(通常较高阶的电子琴皆有两个以上的踏板输入接口，详细内容容后说明)，可以把延音与音色切换之功能分别设定到此两个输入接口由踏板操控。本实施例输入接口单元33是电连接到电子琴空拍插音辅助装置1的输出单元12，所以电子琴3的延音与音色切换之功能是由电子琴空拍插音辅助装置1控制。特别说明的是，电子琴空拍插音辅助装置1也可整合于踏板装置2中，因此在此实施态样中，电子琴3的延音与音色切换功能则可以直接由踏板装置2控制。

电子琴3能借由踏板装置2控制延音功能，也就是说当踏板装置2被触发(如脚踩踏板)，踏板装置2会驱动电子琴空拍插音辅助装置1产生一用于使主旋律持续发声的延音信号，使得电子琴3接收到该延音信号时，会把当下被弹奏的旋律音在手指离键后仍持续发声，直到该延音信号结束时才结束该旋律音输出。特别说明，在本说明书中所提及的延音是指电子琴的sostenuto功能，中文称为选择性延音、抽选延音、特定延音、部分延音或持音等。

具体地举例来说，若无启用延音功能，当使用者按下了电子琴3的琴键单元31(例如：中央c音琴键)，则电子琴3会输出对应该中央c音琴键的「do」音，若使用者持续地按住该中央c音琴键，电子琴3会持续输出对应该中央c音琴键的「do」音，但一旦使用者放开该中央c音琴键，则电子琴3便会即时地停止输出对应该中央c音琴键的「do」音。然而，若电子琴3在中央c音琴键在被按下的状态下由踏板装置2触发而启用延音功能，则该中央c音琴键的「do」音在手离键后仍会持续发声，直到该延音信号结束才停止发声。

此外，电子琴3的琴键单元31可划分成一或多个弹奏区，本实施例是分成一主旋律弹奏区(又称右手弹奏区)及一和弦伴奏弹奏区(又称左手弹奏区)，主旋律弹奏区有两个以上的声部(一般称为right1/right2/right3或upper1/upper2/upper3)，且通过控制面板32的设定与操作，可使得每个声部可以被设定成不同的乐器音色，例如其中一声部为大提琴的音色，其中另一声部可为古筝的音色，此外，每个声部也可以分别被开启或关闭，也可以在同一时间同时使用所有的声部或仅其中部分声部。一个声部就好像是乐团中的一个乐手，当指定某个声部选用某个音色的时候，就好像请这位乐手演奏某一种乐器。

为了便于说明，假设电子琴3的主旋律弹奏区有三个声部，并且，该三个声部是被设定成不同乐器音色，例如把第一声部设成小提琴音色，把第二声部设成吉他音色，把第三声部设成钢琴音色，但并不以此为限。当电子琴空拍插音辅助装置1接收到踏板装置2的操作信号时，除了产生一用于使主旋律持续发声的延音信号外，还会产生一音色切换信号，该电子琴3可以借由该音色切换信号依序让这三个声部中的其中一个声部开启，例如使用者以第一声部小提琴音色开始弹奏，当该电子琴3接收到音色切换信号时，会把第一声部关闭且启用第二声部吉他音色，再次收到音色切换信号时会把第二声部关闭且启用第三声部钢琴音色，若再次收到音色切换信号时会把第三声部关闭且启用第一声部小提琴音色。

在本实施例中，输入单元11适用于电连接踏板装置2，用于接收来自踏板装置2所产生的操作信号si，该输入单元11可例如包括一信号输入埠，以及一电连接于该信号输入埠及该处理单元13之间的驱动电路，但并不以此为限。

输出单元12包括一电连接该处理单元13的第一输出埠121，以及一电连接该处理单元13的第二输出埠122，并且，电子琴3的输入接口单元33系包括一延音踏板输入接孔及一开关踏板输入接孔(图未示)，第一输出埠121适用于电连接电子琴3的延音踏板输入接孔，第二输出埠122则适用于电连接电子琴3的开关踏板输入接孔，但并不以此为限。补充说明的是，输入单元11的信号输入埠、第一输出埠121及第二输出埠122的每一者可例如是被实施为现有规格的一个连接端子，前述的规格可例如为phonejack、rca、lan、usb或midi等，但不以此为限。

处理单元13在本实施例中可为一处理电路，可以以模拟电路、数字电路、模拟数字混合电路或者是单芯片微处理器达成，其可包含一延迟脉波产生器以及一除频器，但并不以此为限。处理单元13根据该操作信号，产生一用于使主旋律持续发声的延音信号及一用于切换主旋律弹奏区音色的音色切换指令，延音信号是用于使电子琴3让主旋律的长音符持续发声，以空出右手来弹空拍插音，而音色切换指令是用于使电子琴3切换主旋律弹奏区的声部以使其输出与原主旋律不同的乐器音色供空拍插音弹奏用，详细说明容后说明。

另外说明的是，电子琴空拍插音辅助装置1在本实施例中被实施为一与踏板装置2及电子琴3彼此独立的装置，使其能与踏板装置2及电子琴3分开地被独立制造及贩售，电子琴空拍插音辅助装置1也可以如上述所说的整合于踏板装置2，或是整合于电子琴3中，并不以本实施例为限。

在本实施例中，每当电子琴空拍插音辅助装置1接收到一次来自踏板装置2的操作信号si时，该电子琴空拍插音辅助装置1便会实施音色切换信号产生方法一次，本音色切换信号产生方法系于电子琴空拍插音辅助装置1接收到操作信号si，令电子琴空拍插音辅助装置1根据该操作信号，产生一用于使主旋律持续发声的延音信号及一用于切换主旋律弹奏区音色的音色切换指令，使电子琴3根据该延音信号而让主旋律的长音符持续发声，以及根据该音色切换指令而变换主旋律弹奏区被弹奏之输出音色，详细说明如后段补述。以此类推，若使用者共踩了踏板装置2三十次，则电子琴空拍插音辅助装置1便会对应地实施该音色切换信号产生方法三十次。

同时参阅图1至图3，以下示例性地详细说明本实施例的电子琴空拍插音辅助装置1如何实施单一次的音色切换信号产生方法。

首先，在步骤s1中，当电子琴空拍插音辅助装置1的处理单元13经由输入单元11接收到来自踏板装置2的操作信号si时，处理单元13产生一用于使主旋律持续发声的延音信号sa及一用于切换主旋律弹奏区音色的音色切换指令sb。特别要说明的是，该延音信号sa及该音色切换指令sb实际上是以开关接点的形式传送到电子琴3的输入接口单元33，端看电子琴3对踏板极性的要求，例如高态信号可表示开关为开路，低态信号表示开关为关闭；或者，反转踏板极性成高态信号表示开关为关闭，低态信号表示开关为开路。

在本实施例中，该延音信号sa例如为相似(或相同)于该操作信号si的另一个高态的直流电压信号。并且，在忽略信号传输延迟的前提下，延音信号sa的起始时间点及结束时间点与操作信号si是彼此同步的。并且，延音信号sa是用于使电子琴3在接收到该延音信号sa时，把当下被弹奏的旋律音在手指离键后仍持续发出声音，直到该延音信号sa结束时才结束该旋律音输出。

此外，音色切换指令sb是用于使电子琴3在接收到该音色切换指令sb时，把主旋律弹奏区由当前所处的声部切换为所述三个声部中的其中另一者。换句话说，该音色切换指令sb是用于使电子琴3切换主旋律弹奏区的乐器音色。

在本实施例中，该处理单元13所产生的每一个音色切换指令sb会具有一或多个脉波p(示于图2)，且每一个脉波p是用于使电子琴3在接收到脉波p时，依脉波数将主旋律弹奏区由当前所处于声部(乐器音色)切换为特定顺序中的下一个声部(乐器音色)。补充说明的是，每一个脉波p在本实施例中的脉波时间宽度可例如为20毫秒，但并不以此为限。

值得注意的是，在本实施例中，当处理单元13是第奇数次接收到操作信号si时(如图2中所示的操作信号si’)，处理单元13所产生的音色切换指令sb会为一具有1个脉波p的第一音色切换指令sb’。另一方面，当处理单元13是第偶数次接收到操作信号si时(如图2中所示的操作信号si”)，处理单元13所产生的该音色切换指令sb则会为一具有2个脉波p的第二音色切换指令sb”，其目的是为了只使用三声部中的特定两个声部往返切换(跳过第三声部)。例如用第一声部小提琴音色弹主奏，空拍插音用第二声部吉他音色弹。

处理单元13产生延音信号sa及音色切换指令sb后，接着进行步骤s2。

在步骤s2中，处理单元13将该延音信号sa及该音色切换指令sb经由输出单元12输出至电子琴3，更具体地说，处理单元13是将该延音信号sa经由第一输出埠121输出至电子琴3的延音踏板输入接孔，而将该音色切换指令sb经由第二输出埠122输出至电子琴3的开关踏板输入接孔。值得注意的是，在本实施例的每一次音色切换信号产生方法中，处理单元13输出音色切换指令sb的时间点是位于输出延音信号sa的时间点之后。更明确地说，处理单元13是先输出该延音信号sa，并于一预定延迟时间长度到达时再输出该音色切换指令sb。该预定延迟时间长度是从输出该延音信号sa时所起算，并且可例如被实施为20毫秒，但不以此为限。因此，每一延音信号sa的起始点与对应之音色切换指令sb的起始点之间会存在一如图2所示的预定延迟时间差td。此时序是确保电子琴3把主旋律的音符声音维持住，再变换弹奏区的音色来弹插音，才不会使得该乐句的最后一个音(通常为长拍)突然被以不同的音色输出，而破坏乐曲的整体感。

以上即为该电子琴空拍插音系统装置1实施单一次音色切换信号产生方法的说明。

为了便于说明该音色切换信号产生方法对使用者弹奏电子琴3所带来的便利性，在此，如上所述之举例，假设该电子琴3的主旋律弹奏区是开启第一声部(小提琴音色)。

当使用者在弹奏该电子琴3的过程中第一次踩下踏板装置2时，电子琴空拍插音辅助装置1执行第一次的音色切换信号产生方法，而会在步骤s1中产生第一音色切换指令sb’，并于步骤s2中将第一音色切换指令sb’输出至电子琴3。该第一音色切换指令sb’在本实施例中能使电子琴3将主旋律弹奏区由第一声部(小提琴音色)切换为该第二声部(吉他音色)。

接着，当使用者第二次踩下踏板装置2时，电子琴空拍插音辅助装置1会执行第二次的音色切换信号产生方法，而会在步骤s1中产生第二音色切换指令sb”，并于步骤s2中将第二音色切换指令sb”输出至电子琴3。该第二音色切换指令sb”在本实施例中能使电子琴3将主旋律弹奏区由第二声部(吉他音色)以特定顺序切换声部两次而跳回第一声部(小提琴音色)，也就是跳过了第三声部(乐器音色)。

而当使用者第三次踩下踏板装置2时，电子琴空拍插音辅助装置1执行第三次的音色切换信号产生方法，会使电子琴3将主旋律弹奏区由第一声部(小提琴音色)切换为第二声部(吉他音色)。

接着，当使用者第四次踩下踏板装置2时，电子琴空拍插音辅助装置1执行第四次的音色切换信号产生方法，使电子琴3再次将主旋律弹奏区由第二声部(吉他音色)跳回第第一声部(小提琴音色)。

因此，借由电子琴空拍插音辅助装置1执行多次的音色切换信号产生方法(也就是说踏板装置2被多次的踩踏)，能够使电子琴3将主旋律弹奏区在三个声部中的第一声部及第二声部色之间来回切换。

承前所述的，对于使用者而言，只要预先通过电子琴3控制面板32设定各个声部对应的乐器音色，使用者就能够用第一声部(小提琴音色)弹奏乐曲的主旋律，然后，在到达乐曲主旋律的空拍时，使用者只要踩一下踏板，便能使电子琴3执行主旋律延音与将主旋律弹奏区切换至第二声部(吉他音色)来弹插音部分。然后，在「空拍插音」的部分结束时，使用者只要再踩一下踏板，便能使该电子琴3将主旋律弹奏区再切换回第一声部(小提琴音色)继续弹奏乐曲的主旋律。

也就是说，借由本实施例的音色切换信号产生方法，使用者能够借由「踩踏板」的单一动作而同时使电子琴3进行延音及自动切换音色的操作，因此能够在乐曲到达主旋律的空拍时更顺畅地切换音色并弹奏「空拍插音」的部分。

补充说明的是，本实施例的应用是用于使电子琴3把主旋律弹奏区在三个声部中的第一与第二声部来回切换，然而，若使用者希望从第一至第三声部之间循环切换，则只要使处理单元13所产生的每一个音色切换指令sb仅具有单一个脉波p即可达成。并且，电子琴空拍插音辅助装置1可例如进一步包含一电连接处理单元13的模式选择开关(图未示)，用于切换处理单元13产生所述音色切换指令sb的输出格式，也就是改变所述音色切换指令sb所具有之脉波p的数量及输出次序，但并不以此为限。经由模式选择开关，使用者有若干个预设的音色切换模式可以选用，例如使用者可以选用较为复杂的音色切换模式其固定以三个声部中的第一声部来弹主旋律，而插音部分则由第二与第三声部交替，其演奏效果就像有两个乐手交替帮主奏乐手伴奏插音部分。

另外，在其他实施例中，电子琴3的控制面板32可具有多数个(通常为四个)面板设定记忆(onetouch记忆)按键，使用者可以把每个面板设定记忆按键设定成选用不同乐器音色，且该多个面板设定记忆按键可以经由开关踏板操控使其中之一者循序被开启。而音色切换指令sb则是用于使电子琴3由多个面板设定记忆按键中的其中一者切换为所述面板设定记忆按键中的其中另一者，使得电子琴3可变换主旋律弹奏区之音色。

同时参阅图1及图4，以下以图4中所示出的一段乐曲简谱示例性地说明电子琴空拍插音辅助装置1的应用方式。如前述，为了便于说明，假设该电子琴3的主旋律弹奏区有三个声部，并且，该三个声部是被设定成不同乐器音色。例如把第一声部设成小提琴音色，把第二声部设成吉他音色。该电子琴空拍插音辅助装置1被设定成两音色往返切换的模式。

首先，在图4所示的*1处，踩下踏板装置2，以第一声部(小提琴音色)输出的「mi」音被延音，且电子琴3的主旋律弹奏区由第一声部切换至第二声部(吉他音色)，以利进行空拍插音的弹奏。

在图4所示的*2处，松开踏板装置2并再次踩下踏板装置2，以第二声部(吉他音色)输出的「sol」音被延音，且电子琴3把主旋律弹奏区切换回第一声部(小提琴音色)，以利进行主旋律的弹奏。

在图4所示的*3处，松开踏板装置2，以第二声部(吉他音色)输出的「sol」音延音停止。

在图4所示的*4处，踩下踏板装置2，以第一声部(小提琴)音色输出的「sol」被延音，且电子琴3切换至第二声部(吉他音色)，以利进行空拍插音的弹奏。

在图4所示的*5处，松开踏板装置2，接着再踩下踏板装置2并立即放开，以第二声部(吉他音色)输出的「re」音无延音，但电子琴3把主旋律弹奏区切换回第一声部(小提琴音色)，以利进行主旋律的弹奏。

在图4所示的*6处，踩下踏板装置2，以第一声部(小提琴音色)输出的「la」音被延音，且电子琴3把主旋律弹奏区切换至第二声部(吉他音色)，以利进行空拍插音的弹奏。

在图4所示的*7处，松开踏板装置2，接着再踩下踏板装置2并立即放开，以第二声部(吉他音色)输出的「mi」音未被延音，但电子琴3把主旋律弹奏区切换回第一声部(小提琴音色)，以利进行主旋律的弹奏。

在图4所示的*8处，踏下踏板装置2，第一声部(小提琴音色)输出的「do」被延音，且电子琴3把主旋律弹奏区切换至第二声部(吉他音色)，以利进行空拍插音的弹奏。

在图4所示的*9处，松开踏板装置2后再次踩下踏板装置2，以第二声部(吉他音色)输出的「do」音被延音，且电子琴3把主旋律弹奏区切换回第一声部(小提琴音色)，以利进行主旋律的弹奏。

补充说明的是，本音色切换信号产生方法可被制作成一计算机程序，并存储于一计算机可读存储媒体(例如光碟或存储app的硬件)，提供任何电子装置读取该计算机可读存储媒体之计算机程序后，执行本音色切换信号产生方法。该电子装置可例如为笔记型计算机、可携式装置等，通过usb、midi或bluetooth等电连接到电子琴3的输入接口单元33，借由该电子装置执行本音色切换信号产生方法，进而使电子琴3进行延音及切换音色的操作。也可以是由电子琴3读取该计算器可读取存储媒体而直接执行本音色切换信号产生方法，进而进行延音及切换音色的操作。

综上所述，借由电子琴空拍插音辅助装置1执行音色切换信号产生方法，使用者能够借由踏板装置2的单一动作而使电子琴3一并进行延音及切换音色的操作，使得电子琴空拍插音辅助装置1能够辅助使用者在乐曲到达主旋律的空拍时自动地快速切换音色并让使用者更顺畅地弹奏「空拍插音」的部分，所以确实能达成本发明之目的。

以上所述者，仅为本发明的实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即凡依本发明权利要求书及说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明的范围。

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