CN101390154A - 用于产生音符信号的设备和方法以及用于输出指示音级的输出信号的设备和方法 - Google Patents

Abstract

描述了一种用于基于手动输入产生音符信号的设备，包括：操作装置，所述操作装置被实现为使其用户能够将输入角度或输入角度范围定义为作为输入的输入信号；以及控制装置，所述控制装置被实现为接收输入信号，并基于分配函数和输入信号产生与音级相关联的音符信号。

Description

用于产生音符信号的设备和方法以及用于输出指示音级的输出信号的设备和方法

技术领域

本发明涉及一种基于手动输入产生音符(tone)信号的设备和方法，以及涉及一种用于输出指示音级(pitch class)的输出信号的设备和方法，具体涉及一种控制面板和显示设备，其能够实现各个音符的简单、快速且符合教育学的输入与调和发声的音高组合，以及各个或若干指示音级的输出信号的简单、容易理解且符合教育学的可感知的输出。

背景技术

当演奏音乐，尤其是当即席演奏已有的音乐片段或已有的和音序列时，即当创造性地产生调和且谐和发声的旋律时，尽管实时演奏旋律或和音序列，快速有效的音高输入仍是必不可少的。然而，这样的快速且有效的音高输入一般需要在特定乐器上(例如在钢琴、吉他或其他乐器上)经过多年的学习阶段，以便以足够的速度产生调和和/或谐和发声的音高(音符)。除了知道总体上如何演奏乐器之外，也需要足够的基础音乐教育，因此，缺少必要的理论音乐背景知识或没有足够的演奏乐器的经验的许多人就被排除在外了。

尤其是在这种多年的学习阶段的开始，对于初学者，要理解必要的理论音乐背景知识是非常困难的，在除了仅知道如何演奏乐器之外，理解必要的理论音乐背景知识对于日后演奏音乐是必不可少的。特别地，“经典乐器”，即例如钢琴、吉他，小提琴、小号和萨克斯管，几乎不是为了传递理论音乐背景，而是面向有经验的音乐家。

特别是演奏乐器的复杂度和缺少理论音乐知识，导致了这样的事实，即只有一些人理解制作音乐、即席演奏和作曲，尤其是“第一步”特别困难。对于孩子来说尤为如此，对于孩子，一种有趣的音乐方法可能适于向他们介绍音乐。除此之外，对于残疾人，由于他们的障碍，他们通常不能演奏某种乐器，因此他们制作音乐或即席演奏尤其困难。

在文献中，可能已经知道用于学习和/或找到和音、和声和基调(key)的教学辅助工具和装置。这些通常是模板、唱片或其他物品，尤其是机械连接的、可移动或可旋转的模板，在模板上说明了相关音乐理论的关系。这样的学习辅助工具和装置例如在以下文献中描述：DE 8005260 U1、DE 8902959 U1、DE 3744255 A1、US 5709552、DE3690188 T1、US 2002/0178896 A1、DE 4002361 A1、DE 19831409 A1、DE 19859303 A1、DE 29801154 U1和DE 20301012 U1。一般而言，在一个唱片或对应的物品上，应用了音高序列，所述音高序列一般与半音音阶相对应或与五度圆相对应，所述半音音阶由12个半音的序列组成，从而由相等平均律的所有可用音高组成，其中两个邻接音高的音高音程(interval)是五度(例如C-G或F-C)。DE 8005260示出了具有三度音程的设置的、用于寻找和音、和声和基调的设备。

实用新型DE 29512911 U1描述了一种教学和学习辅助工具，用于使用多个不同的模板以及至少12个配备有音高指示的游戏片段来合成和分析关于音乐理论的联系。

欧洲专利EP 0452347 B1涉及一种用于电子乐器的通用操作单元，包括：多个音符选择器，每个音符选择器在选择音符时提供了音符选择信号，并随着音符的减弱(deminishment)而提供音符取消选择信号；音符开启设备，耦合至多个音符选择器，用于提供与每个音符选择器相关联的音符指示信息，并用于提供由音符选择信号触发的音符开启信号，音符选择信号包括相应的音符指示信息；存储装置，用于存储由音符选择信号触发而提供的音符指示信息；耦合至音符开启设备的装置，用于改变音符指示信息；以及音符关闭设备，耦合至所述多个音符选择器和存储装置，用于提供由音符取消选择信号触发的音符关闭信号，音符取消选择信号包括在提供音符选择信号时存储的音符指示信息。特别地，这些文献描述了一种用于电子乐器的操作单元，其包括根据钢琴键盘复制的操作单元。

专利DE 4216349 C2描述了一种电子乐器，具有主调和伴奏键盘。所描述的乐器具有：主调键盘，主调键盘的主调键包括开关，开关包括两个开关级，其中与白色键相对应的音高与第一开关级相关联，与黑色键相对应的音高与第二开关级相关联；伴奏键盘，包括伴奏键，当操作伴奏键时，可以调用自动和音(chord)伴奏，其中伴奏键被分别实现为具有至少两个开关级的开关，所述至少两个开关级具有不同的关联伴奏和音。所描述的电子乐器的操作不需要音符知识，但是，由于所描述的根据键盘的建模，因此，需要受过音乐理论教育的操作者，尤其是由于各个音高和和音的组合是明显的，所述组合尤其对于教学目的是必要的。

专利DE 2857808 C3描述了一种与电子时钟组合的电子乐器。该发明涉及一种电子乐器，其中，通过输入和存储装置，可以再次输入并检索任何音高序列和音乐片段。因此，所描述的电子乐器实现了仅具有音高序列的后续存储的输入以及所存储的音高序列的再现，通过音高产生器电路，以顺序声学表现的形式来再现所存储的音高序列。所描述的乐器尤其具有的缺点在于，音高序列的输入和/或“编程”通过通过多个附加键扩展的10键键盘进行。特别地，所描述的电子乐器还需要特定最少量的理论音乐知识，否则将不能实现乐器的编程。

欧洲专利EP 0834167 B1涉及一种具有新的输入设备的虚拟乐器。具体地，上述专利申请涉及一种具有便携式附件的虚拟乐器，所述便携式附件是一种与乐器接触的携带用于演奏乐器的便携式附件，其中，所提到的便携式附件包括开关，所述开关产生激活信号作为对人握住所提到的便携式附件的反应，以使得所述便携式附件击打另一个物体。所提到的激活信号由数字处理器接收，数字处理器接着产生控制信号，以使得合成器产生由所选择的音符数据格式表示的音符。特别地，该专利申请描述了一种虚拟乐器，其中所提到的便携式附件是吉他的拨子，其中用户只可以通过合成器在预定的音高的量之内产生音高。

欧洲专利EP 0632427 B1及其欧洲专利的翻译DE 69418776 T2涉及一种用于输入音乐数据的方法和设备。更具体地，所提到的专利涉及一种音乐输入设备，其包括：输入记录装置，用于记录在其上的手写输入；位置检测装置，用于检测在输入记录装置上执行手写输入的位置，以获得表示音乐音符的音高的音高数据；输入检测装置，用于检测在输入记录装置上执行的手写输入，其中该输入检测装置包括一种装置，用于检测在输入记录装置上执行的按压事件的次数或用于检测输入记录装置被按压的时间段，或用于检测在手写输入期间施加在输入记录装置上的压力的强度，或包括一种数字检测装置，用于检测被写在输入记录装置上的数字，或线检测装置，用于检测划在输入记录装置上的线的长度；时间指示装置，基于输入检测装置所检测的按压事件的次数或所检测的时间段或所检测的按压事件的强度或所检测的数字或所检测的线的长度，来指示表示音乐音高的长度的时间数据；以及音乐音高产生装置，基于从位置检测装置获得的音高等级(pitchlevel)数据及从时间指示装置获得的时间数据，来检测音乐音高数据。特别地，所提到的专利申请描述了一种音乐数据输入设备，其具有LCD单元(LCD＝液晶显示器)，和布置在所述设备上的触摸板，通过所述触摸板，在笔的帮助下，可以向音高系统掺入音高。因此，所描述的音乐数据输入设备与具有足够高的关于音乐理论的联系的知识的人相关。

专利申请US 5415071涉及一种用于产生音乐音高之间的关系的方法和设备。这里，描述了符号的偏移线或行的布置，其中每个符号表示一个音乐音符。每条线包括12个符号的重复音列，所述12个符号形成了半音的音乐音列，也称为半音音阶。这里，每条线相对于邻线偏移，以使得表示相同音乐关系(即例如音程、音阶、和音等)的符号组在布置中的特定位置处形成相同的视觉上可识别的配置，例如对角线配置或垂直配置。在一个实施例中，包括这样的配置的这种设备可以被用作学习辅助工具，其中该学习辅助工具包括两个可以彼此偏移的重叠的组件。此外，该专利申请描述了一种乐器的键盘和/或虚拟键盘(claviature)的接触区域的布置，根据该布置来设置弦乐器(musical string instrument)的虚拟键盘或指板。因此，该专利申请描述了具有以同心圆形式布置的键的虚拟键盘。

发明内容

基于现有技术，本发明的目的是提供一种基于手动输入产生音符信号的设备，或一种用于输出指示音级的输出信号的设备，所述设备使没有受过音乐教育的人能够以更快且更有效的方式产生谐和(consonantly)发声的音符信号。

这个目的是通过如权利要求1所述的设备，如权利要求27所述的方法、如权利要求30所述的计算机程序、如权利要求23所述的设备，如权利要求25所述的设备，如权利要求28所述的方法、如权利要求29所述的方法或如权利要求31所述的计算机程序来实现的。

本发明的基于手动输入产生音符信号的设备包括：操作装置，所述操作装置被实现为使其用户能够将输入角度或输入角度范围定义为作为输入的输入信号；以及控制装置，所述控制装置被实现为接收输入信号，并基于分配函数和输入信号产生与音级相关联的音符信号，其中所述分配函数将圆的完整的角度范围映射为音级的集合，以便给完整角度范围的每个角度分配一个音级或不分配音级，而且，对所有预定角度，适用：

- 当没有音级与预定角度相关联时，将第一相邻音级分配给完整角度范围中的与预定角度在第一方向上最接近的第一相邻角度，该完整角度范围被分配了音级，该第一相邻音级包括相对于第二相邻音级的、与小三度音程或大三度音程相对应的最小音高音程，该第二相邻音级与第二相邻角度相关联，该第二相邻角度是完整角度范围中的与所述预定角度在与所述第一方向相反的第二方向上最接近的角度，该角度具有关联的音级，以及

- 当一个预定音级与预定角度相关联时，该预定音级和第一相邻音级包括与一度音程、小三度音程或大三度音程相对应的最小音高音程，并且该预定音级和第二相邻音级包括与一度音程、小三度音程或大三度音程相对应的最小音高音程。

根据第一个目的，本发明的用于输出指示音级的输出信号的设备包括：输出域，所述输出域包括输出域中心和多个预定输出域径向，其中，音级与所述多个预定输出域径向的每个输出域径向相关联，以及其中，与直接邻接的输出域径向相关联的两个音级之间的最小音高音程与大三度音程或小三度音程相对应；以及显示控制装置，所述显示控制装置被实现为接收指示音级的输入信号，并控制输出域，以便根据输入信号，强调所述多个预定输出域径向中的输出域径向作为输出信号。

根据第二方面，本发明的用于输出指示音级的输出信号的设备包括：输出域，所述输出域具有多个输出区域和椭圆形/圆形输出域圆周，其中，沿着所述输出域圆周连续设置了多个输出区域中的正好7个输出区域，其中音级与所述7个输出区域的每一个相关联，其中，将所述7个输出区域关于对称轴而对称地布置在输出域圆周上，以使得第一输出区域位于对称轴上顺时针方向，以及其中，与直接邻接的输出区域相关联的两个音级之间的最小音高音程与大三度音程或小三度音程相对应；以及控制装置，所述控制装置被实现为接收指示音级的输入信号，并控制输出域，以便根据输入信号，强调所述多个输出区域中的输出区域作为输出信号。

本发明基于以下发现：通过用户在操作装置上输入输入角度或输入角度范围，没有受过音乐训练的用户也可以以更快且更有效的方式产生音符信号。将输入角度或输入角度范围作为输入信号提供给控制装置，所述控制装置基于分配函数产生与音级相关联的音符信号以及输出信号。这里，由于分配函数为两个角度上邻接的音级中的每一个分配一个音级，因此输入角度或输入角度范围的输入尤其有利，其中所述一个音级包括相对于相邻的音级的最小音高音程，其中所述音程与小三度或大三度音程相对应。由此，可以通过由用户预定的输入角度或输入角度范围来产生调和或谐和发声的音高组合。

如实施例中将要示出的，由此可以定义不同的分配函数，例如，所述分配函数包括具有其12个半音序列的半音音阶的音级，或全音阶的音级。由此，根据使用的领域，例如制作音乐、即席演奏或用于教学目的，可以为用户提供适合他/她的要求的操作装置和分配函数。这表现出一个显著的优点，尤其由于通过选择合适的分配函数的事实，本发明的用于产生音符信号的设备可以分别适用于用户的使用和音乐训练。

本发明的另一优点在于：所述控制装置可以被另外实现为产生具有音量信息的音符信号，其中所述音量信息可以取决于用户的输入。如实施例将要示出的，例如，这可以通过引入选择加权函数来进行，所述选择加权函数包括与角度有关的音量信息。在本申请的范围内，音量信息是幅度、强度(基本上与幅度的平方成正比)、音量(基本上是幅度或强度的对数)、适于听觉的音量或相应的变量。

另外有利地，所述控制装置可以被实现为产生具有根据用户的八音度定位(octaving)输出的八音度定位的音符信号。由此，可以通过所连接的声音产生器，产生具有可变八音度定位(八音度变调)的音高和和音，和/或在和音的情况下产生具有可变转回的和音。如实施例将要示出的，例如，八音度定位输入可以采取半径输入的形式，因此，基于分配函数给每个角度分配一个音级或不分配音级的事实，可以将音符信号分配给椭圆形/圆形操作装置上的每个点，所述音符信号包括关于八音度定位的附加信息。因此，例如在用于产生音符信号的设备的实施例中，至少基于半径输入或基于半径范围输入，可以产生与音级相关联的音符信号，所述音级与相应的角度相关联，所述音符信号包括至少关于一个八音度定位的强度信息。由此，例如，可以通过沿着径向移动输入半径值或半径范围来执行和音的不同转回之间的渐变(fading)或不同八音度定位之间的渐变。

如实施例将要示出的，可以通过输入起始角度和打开角度来确定输入角度范围。由此，操作元件可以包括多个输入装置，其中有例如操纵杆、可倾斜式脚踏板、旋转开关、滑动控制装置、触摸屏以及并非至少的触摸感应区域，由于多个输入可能性，这表现出了显著的优点。此外，也可以使用这样的输入装置，即例如评估用户头部的倾斜方向和/或倾斜度的输入装置，以使得高度残疾的人也可以使用本发明的设备来产生音符信号，从而制作音乐，这表现出进一步的实质优点。

此外，所述操作装置可以包括另外的输入装置，使用所述输入装置，用户可以从多个分配函数中选择分配函数，以使得所述操作装置允许用户预选择全音阶大音阶。关于这一点，特别有利的是，用户可以实现对他正在演奏的音乐片段的简单的变调，而不需要改变输入角度或输入角度范围。在这一方面，更有利的是，用户可以对音乐片段进行变调，而不必求助于广阔的理论音乐背景。

用于输出指示音级的输出信号的设备，由于其实现方式具有输出域中心和多个预定的输出域径向，能够进行对本发明的用于产生音符信号的设备的控制装置的分配函数的空间建模，这带来了若干优点，一方面，本发明的用于输出指示音级的输出信号的设备能够实现对关于音乐理论相对于音乐片段的联系的有教学价值的表示，该音乐片段被提供作为对本发明的用于输出的设备的输入信号。

此外，结合本发明的基于手动输入而产生音符信号的设备，本发明的用于输出的设备能够通过本发明的用于输出的设备(输出设备)，实现快速且有效地即席演奏音乐片段的可能性，所述音乐片段是以输入信号的形式提供的。其原因在于，本发明的用于输出的设备的输出域可以对本发明的用于产生音符信号的设备的分配函数进行建模。

这里，尤其有利的是，本发明的用于输出的设备可以以光学、机械方式或以其他方式强调相应的输出域径向和/或输出区域，以使得例如也可以以振动或其他机械刺激的形式向盲人输出指示音级的输出信号。

另一个优点是，例如，可以以颜色编码的发光(点亮)区域的形式，向孩子或其他(仍然)无法读懂音乐的人说明关于音乐理论的联系。

如实施例将要示出的，尤其有利的是，当本发明的用于输出指示音级的输出信号的设备在触摸屏或其他能够同时实现输出的输入装置上提供其输出时，可以将本发明的用于输出的设备与本发明的基于手动输入产生音符信号的设备相结合。由此，对于用户而言，不需要将视线从输出域移开，可以直接地根据音乐片段的行进来调整手动输入，例如采取改变和音、改变调或改变其他的形式来调整手动输入，至此，可以再次通过耦合至本发明的用于输出音符信号的设备的声音产生器来播放调和发声的音高序列。

此外，进一步优选地，将本发明的用于输出指示音级的输出信号的设备与本发明的基于手动输入而产生音符信号的设备相结合，以便能够在教学区域中实现对上下文的说明。因此，例如，可以使计算机系统产生针对一个本发明的用于输出的设备的输入信号，将带有需要音乐理论背景知识的具体问题的输入信号传给用户，并通过本发明的用于输出指示音级的输出信号的设备对其进行例证。接着，为了回答问题，用户可以使用本发明的用于产生音符信号的设备，例如，关于某个三和音或和音，本发明的设备由此使得所产生的音符信号可用于计算机系统，所述计算机系统再次评估用户的答案。由此，可以实现关于音乐理论的上下文的交互式学习，与经典的学习方法相比，这表现出优势。

附图说明

下面，参照附图，更详细地解释本发明的优选实施例，在附图中：

图1示出了本发明的基于手动输入产生音符信号的设备的示意框图；

图2示出了本发明的基于手动输入产生音符信号的方法的示意图；

图3示出了本发明的用于输出指示音级的输出信号的设备的示意框图；

图4A示出了被映射到带有音级的分配的直线的角度范围以及输入角度或输入角度范围的示意图；

图4B示出了被映射到带有音级的分配的直线的角度范围以及输入角度或输入角度范围的示意图；

图4C示出了被映射到带有音级的分配的直线的角度范围以及三个彼此调转的输入角度范围的示意图；

图4D示出了被映射到带有音级的分配的直线的角度范围以及量值增大的输入角度范围的示意图；

图4E示出了被映射到带有音级的分配的直线的角度范围以及两个输入角度范围的示意图；

图5A示出了被映射到带有音级的分配的直线的角度范围以及利用选择加权函数进行加权的输入角度范围的示意图；

图5B示出了被映射到带有音级的分配的直线的角度范围以及空间音高分布函数的示意图，如在我们的示例中一样，所述空间音高分布函数与角度有关；

图5C示出了三个空间音高分布函数的示意图；

图6A示出了被映射到直线的角度范围的示意图，其强调被分配给音级的角度；

图6B示出了被映射到带有音级的分配的直线的角度范围的示意图，并强调示出了三个谐和和/或调和发声的音级；

图6C示出了被映射到带有音级的分配的直线的角度范围的示意图，并强调示出了发生不十分调和的两个音级；

图6D示出了被映射到带有音级的分配的直线的角度范围以及与调和发声的音级相关联的三个角度和两个强调的角度范围的示意图；

图7示出了对基于全音阶C大调和/或a小调的示例的对称模型和/或节奏圆的例证；

图8示出了对三度音程圆的例证；

图9示出了在三度音程圆中对全音阶调C大调和/或a小调的例证；

图10示出了在三度音程圆中对两个邻接调的公共音级的例证；

图11示出了在三度音程圆中关于音乐理论的上下文的例证；

图12示出了对在三度音程圆中的音乐理论中调之间的关系的例证；

图13示出了对两个邻接调在音级(左)中的半音设置以及与三度音程圆相对应的音级的设置的例证；

图14示出了对在三度音程圆中基于音级C的示例的六重音高应用的原理的例证；

图15示出了对于不同音级组合的三度音程圆和向量的长度的过程(course)的例证；

图16示出了对Bach的Brandenburg协奏曲(第一乐章)的头10秒时间内的三度音程圆和向量的角度的过程的例证；

图17示出了对于不同三和音的对称圆和向量的角度的过程的例证；

图18示出了对于不同音程的对称圆和向量的长度的过程的例证；

图19示出了对于不同音程的三度音程圆和向量的长度的两个过程的例证；

图20示出了对于不同和音变体和/或音高组合的对称圆和向量的长度的两个过程的例证；

图21示出了对用于评估对关于对称模型的谐和度(consonance)的感知的心理测验的过程的例证；

图22示出了对本发明的用于产生音符信号的设备和本发明的用于输出指示音级的输出信号的设备的实施例的示意框图；

图23示出了对本发明的用于产生音符信号的设备的操作装置的实施例的例证；

图24A至24D示出了对用于定义起始角度的输入装置的4个实施例的例证；

图25A至25C示出了对用于定义打开角度的操作装置的3个实施例的例证；

图26示出了对本发明的用于产生音符信号的设备和本发明的用于输出指示音级的输出信号的设备的操作装置的实施例的例证(和声板(HarmonyPad))；

图27示出了对本发明的用于产生音符信号的设备和本发明的用于输出指示音级的输出信号的设备的操作装置的实施例的例证；

图28示出了用于分析音频数据的设备的实施例的示意框图；

图29示出了对本发明的用于产生音符信号的设备的操作装置的实施例的例证；以及

图30A和30B示出了图29的操作装置的放大部分，具有对两个可能的径向强度分布函数的两个例证。

具体实施方式

参照图1至30，现在描述本发明的用于基于手动输入产生音符信号的设备的第一实施例。这里，在图1至30中，相同的参考标号用于具有相同或相似功能特性的元件，因此可以分别应用和交换相应的实现方式和说明。

本申请构造如下：首先，将参照两个实施例，说明本发明的用于基于手动输入产生音符信号的设备和本发明的用于输出指示音级的输出信号的设备的基本设置和基本功能。随后，在给出对两个不同的定位变体的介绍之前，将更详细地说明音级组合的合成和分析。在此基础上，继续描述对进一步理解本发明有用的数学模型。随后，在说明并讨论另外的实施例之前，将基于对称模型和三度音程圆来说明和声分析。

图1示出了本发明的用于基于手动输入产生音符信号的设备100的第一实施例的示意框图。设备100包括操作装置110，其耦合至控制装置120，以从操作装置120接收输入信号。此外，控制装置120耦合至音符信号输出130，在音符信号输出130处，控制装置120向图1中未示出的组件提供其所产生的音符信号。这里，控制装置120基于分配函数并基于控制装置120从操作装置110接收到的输入信号来产生音符信号。这里，可以将分配函数存储在控制装置120中或者也可以例如将其存储在控制装置120可以在之后直接或间接访问的外部存储器中。

可选地，声音产生器可以耦合至设备100，具体耦合至音符信号输出130，在这种情况下，声音产生器基于设备100所提供的音符信号来产生音级和/或声音。备选地或附加地、可选地，显示设备、分析设备或还有例如计算机或PC之类的处理器，可以与音符信号输出130连接，它们可以接收并相应地将设备100的音符信号作为输入信号或音频数据来进一步处理。因此，例如，在本发明的设备100的帮助下，计算机可以被用于教学目的。

在图2中，以图形方式例证本发明的用于基于手动输入产生音符信号的方法，以及控制装置120产生音符信号的过程和/或程序。基于包括输入角度α或输入角度范围β的用户输入，操作装置110产生提供给控制装置120的输入信号。此时，控制装置120基于分配函数产生音符信号，所述分配函数将圆的完整的角度范围，即从0°到360°，和/或0到2π的角度范围映射到音级集合。这里，可以给完整角度范围中的每个角度分配音级集合中的音级或不分配音级。此外，也可以只给可能与数学函数δ相对应的音级或(最终的)角度范围分配单个角度。由此，如在图2的右上角所示意性示出的，分配函数产生。因此，该分配函数将圆的完整角度范围划分为各个角度和角度范围，这些角度和角度范围不具有或具有一个或更多相关联的音级。因此，这样产生的具有相关联音级的角度范围和/或角度与没有相关联的音级的角度直接邻接或由没有相关联的音级的角度范围分隔开。这样的角度或角度范围被称为邻接的和/或相邻的角度和/或角度范围。这里，在本申请的范围内，邻接的角度或邻接的角度范围也是与其下的(underlying)角度或角度范围相差360°和/或2π或多个360°和/或2π的角度或角度范围。因此，分配函数以360°和/或2π的周期在完整的实数轴上周期性继续。因此，例如，具有所分配的音级、并在角度359°处结束的角度范围可能直接与另一个具有所分配的音级、并在角度1°处开始的角度范围邻接。

然而，关于这一点，重要的是，被分配给直接邻接的角度或角度范围的音级具有最小的音高音程，该最小的音高音程与小三度、大三度或一度的音程和或距离相对应。

在图2的右上角示出了示例性分配函数的对应的示意图，其中分配函数将圆的完整角度范围映射到包括音级C、e、G、h0、d、F和a的音级集合。这里，将五个角度范围150-1、150-2、150-3、150-4和150-5分配给音级C、e、G、h0和d。此外，将角度155-1和155-2分配给两个音级F和a。

如已经解释过的，在音级的表示中，在本申请范围内的音级通常在大写或小写之间有所差别。如果音级由大写字母表示，例如C或F，当选择了对应的音级以及与顺时针方向上的对应音级邻接的两个音级时，发出对应的大调的三和音。在C的情况下，这意味着音级C-e-G例如表示C大调三和音。相应地，三个音级F、a和C一起表示F大调三和音。相应地，由小写字母表示的音级表示小调三和音。一个这样的示例是，D小调三和音包括音级d、F和a。由h0表示的三和音具有减半度三和音h0的特殊状态，当基于音级h0发声时，也发出两个顺时针邻接的音级的声音。这里，三和音h/b-d-F由两个小调三度的序列组成。

现在，在所示的示例中，用户的输入包括输入角度α或输入角度范围β，通过所述的分配函数，音级e和C与用户的输入相关联，如图2的右下角所示，控制装置120产生要分配给音级C和e的音符信号。

图3示出了本发明的用于输出指示音级的输出信号的设备200的第一实施例。设备200包括耦合至输入信号端子220的显示控制装置210。除此之外，设备200包括耦合至显示控制装置210的显示域230。

如果显示控制装置210此时经由输入信号端子220接收指示音级的输入信号，则显示控制装置控制输入域230，以使得输出域230根据输入信号输出对应的输出信号。根据输出域230的具体实现，此处这可以是例如相对于输出域中心的预定输出域径向方向，将对应的音级分配给该输出域中心。这里，具体的技术实现是：在LCD显示器(液晶显示器)、屏幕或其他(基于像素的)显示器上，以线、圆的扇形、小圆的部分或对应的输出域的径向方向上的区域的形式或通过其他可能性，以光学方式强调所关联的输出域的方向。

在机械输出域的情况下，例如在各个输出域径向方向之下、相对于输出域的中心，输出域的对应元件可能振动、被升高或否则被机械地强调。由此，例如，也可以实现盲人可以识别的相应的加重(accentuation)。

输出域还可以包括在椭圆形/圆形输出域周边的多个输出区域，其中可以利用相应的控制过程由显示控制装置210来加重相关联的输出区域。在这种情况下，加重也可以是光学或机械的方式，即例如也可以通过点亮对应的输出区域或通过输出区域的机械振动。由此，在本申请的范围之内，椭圆形/圆形布置是这样一种布置：其中，相对于中心点，布置的元素(这里是输出区域)被布置在相对于零方向的多个角度之下，其半径取决于角度。出现的最大半径和出现的最小半径之间的差典型地与均值半径相差小于70％，并优选地小于25％。

除了例如以在屏幕、显示器或其他输出域上示意的形式独立地使用本发明的设备200之外，本发明的设备200也可以与本发明的用于产生音符信号的设备100组合。在将本发明的用于产生音符信号的设备100与本发明的用于输出指示音级的输出信号的设备200组合为一个系统的情况下，操作装置110和/或可以在控制装置120中实现的分配函数以及输出域230可以彼此调谐，以便操作装置110和/或输出域230在空间上对分配函数进行建模。这里，在本申请的范围内，“空间建模”是一种布置，其中将布置的元素(即，例如输入装置、输出域径向和输出区域)相对于中心点地布置，以使得与某个音级相关联的元素被布置在这样的角度下，即分配函数也将对应的音级分配给对应的角度。对应的实施例表示了将在以下进一步描述的所谓的和声板(HarmonyPad)。

半音音阶由12个半音的序列组成，12个半音分别具有小二度的音高音程。换言之，半音音阶包括属于一个八音度的12个半音。因此，给每个音高和半音分配声波的频率或其他机械振动。由于在西方音乐中，传统的将声谱划分为分别具有精确的12个半音的八音度，因此，某个八音度的以及在一个八音度内的每个音高和半音可以与某个音级相关联。换言之，这意味着，半音可以由八音度及其音级清楚地确定。

换言之，这意味着，当音级与音高相关时，音级与其属于哪个八音度无关。在西方音乐及其乐器(即例如钢琴)中，定义了12个音级D、D升半音、E、F、F升半音、G、G升半音、A、A升半音、B和/或H、C和C升半音，其中，为了清楚起见，这里不描述等音的混合。

在音乐中，一度或一度音程指示了半音的音程，其中计入了起始音高和终止音高。换言之，具有一度音程的两个音高具有相同的频率和/或基频(音高的频率比为1：1)，因此是相同的音高。在音乐中，小二度或小二度音程是两个半音的音高音程，其中这里也计入了形成音程的两个音高。相应地，小三度和/或小三度是4个半音的音高音程，大三度或大三度音程是具有5个半音程的音程，五度和/或五度音程是具有8个半音的音程，其中分别计入了形成音程的两个音高。

在音级的符号中，在本申请的范围内，大写和小写音级之间通常有差别。如果一个音级由大写字母指示，例如C或F，这指示对应的音级是对应的大调三和音(即在上述情况下C大调三和音或F大调三和音)的基本音高(主音)。相应地，在本申请的范围内，表示小调三和音的基本音高的音级由小写字母表示。一个这样的示例是a小调三和音。

为了更好地理解在本发明的进一步的过程中所讨论的实施例，首先，在分析音高组合之前，研究听觉可感的音高组合的合成，并在其他部分中描述音高空间中的基本音高的定位变体、数学模型描述以及基于对称模型和三度音程圆的和声分析。

听觉可感的音高组合的合成

本文件中提出的所有实施例背后的基本原理如下：在所谓的音高空间中，放置基本音高和/或音级，以使得邻接的音高/音级产生听觉可感的音高组合。这里，在本申请的范围内，总体上总是采用椭圆形/圆形的基本音高布置作为基础。由于这样的布置，可以通过选择合适的音级部分或空间部分来创建调和发声的音乐。基于椭圆形/圆形布置中的基本音高的布置，音级选择和/或范围/空间部分包括至少一个输入角度或一个输入角度范围，只要输入角度或输入角度范围完全由用户选择。所选择的空间部分可以关于其扩展及其质量中心(即其位置)无限变化或跳跃。此外，可以使用选择加权函数来占据所选择的空间部分。选择加权函数使得可以定义由空间部分所检测到的基本音高和/或音级所要播放的相对音量。从而，将基本音高放置在音高空间的离散位置上。

但是，在其间的位置上究竟发生了什么？当选择了位于两个离散基本音高之间的空间部分时发出哪个音高的声音？为了解决这个问题，除选择加权函数之外，定义了空间音高分布函数。每个被放置在音高空间的基本音高和/或音级具有一个函数，在这种情况下，该函数被称为空间单音高分布函数。通过引入空间音高分布函数和/或空间单音高分布函数，其中对应的空间单音高分布函数与每个音级和/或每个基本音高相关联，空间音高分布函数产生了空间单音高分布函数的重叠(例如，通过考虑音级的累加)。因此，空间音高分布函数确保了一个音高不仅占有无限小的离散点和/或在椭圆形/圆形音高空间的情况下占有单个角度，而是占有一部分范围和/或一个有限的角度范围。这里，由两个基本音高占据的空间部分可能重叠。因此，一个角度可能具有多于一个相关联的音级，尤其是两个音级。因此，空间音高分布函数，还有空间单音高分布函数，是分配函数的部分方面，其可以被存储在例如控制装置中，但也可以被存储在外部，例如存储器中。因此，这里所描述的原理在创建多音音频信号方面提供了全新的可能性，参照本申请的进一步过程中的对实施例的描述，这将变得更加清楚。在进一步的过程中，将参照图4和5，更详细地说明由音高空间中的这样的基本音高的布置所提供的机会。

图4A示出了被映射到带有音级的分配的直线的角度范围的示意图，其中，为了清楚起见，如上所述，不再更详细地通过大写和小写字母指示音级来表示相关联的音高音色(小调三和音或大调三和音)。这里，箭头的方向指示了增大角度的方向和/或顺时针方向。在图4A中，将基本音高G、H、D、F、A和C放置在一维音高空间中。此外，选择了范围/空间部分300A，其中包括D小调和音的音高(D-F-A)。如果图4A所示的音高空间以图形说明了本发明的用于产生音符信号的设备100的分配函数，以及此外所选择的空间部分300a表示了输入角度范围，则与本发明的设备100连接的声音产生器将播放d小调和音。通过选择空间部分300a，可能产生d小调和音。

在图4B中，再次示意了在4A中已经示意过的音高空间。然而，与图4A相反，在图4B中，示出了空间部分300b，空间部分300b与空间部分300a相比非常小。空间部分300b几乎没有扩展和/或扩展为零，这个扩展与对单个角度(即单个输入角度)的选择相对应。空间部分300b直接位于基本音高上，即位于基本音高D上。所连接的声音产生器此外可能播放单个音高D。

在图4C中，再次示意了在4A中已经示意过的空间部分。图4C示出了在图4B已经示意过的空间部分300b如何从基本音高D的位置经由在基本音高D和基本音高F之间的中心位置的空间部分300c连续移动，以使得空间部分300b在其移动结束时改变为空间部分300d。当所产生的音符信号中包括音量信息时，根据空间部分300b、300c或300d的位置，所连接的声音产生器将渐渐减弱发出的音高D声音的音量，并渐渐增强音高F的音量。下面将通过更详细描述的选择加权函数和空间音高分布函数，给出关于音高的渐渐减弱和渐渐增强的细节。图4B示出了单个音高的产生，而图4C示出了邻接基本音高之间的交叉渐变。

在图4D中，示意了单个音高与和音之间的交叉渐变的示例。因此，在图4D中，再次示意了在4A中已经示意过的音高空间。在这种情况下，所选择的空间部分被连续地从图4B的空间部分300b开始扩展至与空间部分300e相对应的和音的宽度。在开始时，所连接的音高产生器将再次只播放音高D。随后，在所选择的空间部分的扩展期间，音高F将缓慢地渐渐增强，随后是音高A。由此，音高D被连续地“转换”为D小调三和音。

在图4E中，示意了不同和音之间的交叉渐变。因此，图4E示出了图4D的空间部分300e如何被连续地移动，以使得其被改变为新的空间部分300f。接着，空间部分300f不从音高D开始，而是从音高F开始。因此，所连接的音高产生器在开始时播放D小调和音，接着随后将其连续交叉渐变为F大调和音。

在图5A中，示意了选择加权函数的效果。因此，图5A再次示出了已经从图4A中知道的音高空间。在图5A中，所选择的空间部分包括音高D、F、A和C。在没有引入选择加权函数时，所连接的声音产生器将播放D小调7和音，其中所有的音高具有相同的音量。通过引入选择加权函数305，如同样在图5A中所示，可以调整每个音高的音量。在这个示例中，选择了选择加权函数305，以使得重音(emphasis)在基本音高D和和音的三度F，而使用降低的音量播放五度A和七度C。

在图5B中，示意了空间音高分布函数的影响。因此，图5B再次示意了在4A中已经示意过的音高空间。然而，在这个示例中，每个基本音高和/或每个音级具有相关联的空间音高分布函数310-C、310-A、310-F、310-D、310-B(H)和310-G。由此，每个基本音高不仅与离散的位置和/或单个角度相关联，也被定义为处于基本音高周围的特定环境中。由此，在图5B所示的示例中，钟形空间音高分布函数与每个基本音高相关联。

在图5C中，示意了不同空间分布函数和/或空间音高分布函数的三个示例。更详细地，图5C示出了空间单音高分布函数的三个示例，将空间单音高分布函数与其各自的基本音高和/或音级相关联地绘出。在图5C的左边，在只包括两个基本音高和/或音级C和E的音高空间中示意了两个钟形单音高分布函数310-C、310-E。两个空间单音高分布函数310-C和310-E包括最大音量信息，该最大音量信息以其各自基本音高和/或音级C和E中的强度形式的出现。从基本音高C和E开始，音量信息快速下降。在位于两个基本音高C和E之间的音高空间的区域内，两个空间单音高分布函数重叠，以使得在例如输入角度在音高空间中的该区域内时，本发明的用于产生音符信号的设备产生与两个音级相对应的音符信号。

图5C的中间部分示意图示出了空间单音高分布函数的另一可能性。在这部分示意图中，在也与图5C的左边所示的相同的音高空间中，示意了两个矩形空间单音高分布函数310’-C和310’-E。两个空间单音高分布函数310’-C、310’-E分别从各自所关联的基本音高C和E开始，向两侧扩展，跨过与音高空间中的两个邻接基本音高的一半距离相对应的角度范围和/或空间区域。在这样的空间区域内，在本示例中以强度形式出现的音量信息是恒定的。此外，与图5C左边所示的示例相反，两个空间单音高分布函数310’-C和310’-E不重叠。

在图5C的右边，示意了与图5C的左边所示的音高空间相关的两个空间单音高分布函数310”-C和310”-E的第三示例。与两个空间单音高分布函数310’-C和310’-E相反，明显地减少了在其中两个空间单音高分布函数310”-C和310”-E中包括不等于零的音量信息的角度范围和/或空间区域。但是，同样这两个空间单音高分布函数也是矩形，因此，该音量信息总是恒定的，而与在其中两个空间单音高分布函数具有不等于零的音量信息的空间范围内的精确位置无关。

如同参照图4已经说明过的，如果声音产生器与本发明的用于产生音符信号的设备连接，以及如果非常窄的空间部分或也可以是单个输入角度作为输入角度范围而被移动，该输入角度范围分别从基本音高C开始从左至右移动至基本音高E，则关于发出声音将发生以下情况：在图5C左边所示的情况下，在音高C与E之间将发生软交叉渐变。一个音高渐渐减弱，而另一个缓慢增强。在图5C中间所示的情况下，将在某一时间发出音高C的声音。音高C将突然降为无声，并且将发出音高E的声音。在图5C右边所示的情况下，当输入角度和/或非常小的输入角度范围处于在其中空间单音高分布函数310”-C包括不等于零的音量信息的空间区域之内时，将在某一时段发出音高C的声音。随后，当输入角度和/或非常小的输入角度范围离开这个范围时，所连接的声音产生器将不产生任何音高，因此在这种情况下无声。如果随后输入角度或非常小的输入角度范围到达在其中空间单音高分布函数310”-E包括不等于零的音量信息的空间区域，则将发出音高E的声音。

此外，图5C提供了这样一种可能，即检查与角度相关联的音级更紧密地相关的分配函数。具体地，在这里的上下文中有三个具有实际重要性的情况：首先，没有音级、有一个音级或者有两个音级与特定角度相关联。

在没有音级与角度相关联的情况下，可能存在例如在图5C右边所示出的情况。在这种情况下，对应的角度处于两个空间单音高分布函数310”-C和310”-E之间的空间区域。更详细地，对应的角度处于基本音高C和E之间的空间区域，在这个区域中两个空间单音高分布函数310”-C和310”-E包括可忽略的音量信息。如果基于对应的角度考虑第一方向上的音高分布函数，例如在由横坐标的箭头所指的方向上，这个方向在分配函数下的圆的完整角度范围定义量上是顺时针方向，则第一相邻角度是具有所关联的音级E的角度。在与第一方向相反的第二方向上，从对应的角度开始，基于分配函数，到达的第二相邻角度具有所分配的音级C。这样的被分配给第一相邻角度和第二相邻角度的两个音级此时包括与大三度相对应的最小音高音程。关于这一点，应注意，在原理上，两个音级C和E也可以包括其他大于大三度的音高音程。其原因在于，基本音高和/或音级不包括关于八音度定位和/或八音度位置的指示。出于这个原因，例如两个音级C和E也包括小六度的音高音程，然而，小六度的音高音程大于与大三度相对应的最小音高音程。

然而，如果对应的角度具有一个相关联的音级，也可以使用图5C右边所示的分配函数来说明。在这里的上下文中，应注意，这个情况被分为多个子情况。首先，例如，对应的角度可以位于这样的空间区域和/或角度范围内，即这里给采取空间单音高分布函数310”-C的形式的分配函数给该空间区域和/或角度范围分配了音级C。因此，如果对应的角度位于在其中空间单音高分布函数310”-C包括不等于零的音量信息的区域内，则由于空间单音高分布函数310”-C将具有对应的恒定音量信息的音级C分配给了连续的角度范围，因此第一相邻角度和第二相邻角度是与对应的角度“直接邻接”的角度。在这里的上下文中，在本申请的范围内，术语“直接邻接”是一种ε环境意义上的数学描述。在这种情况下，将音级C分配给第一相邻角度，也分配给第二相邻角度，与被分配给对应角度的音级相关，由于所分配的三个音级全部相同，因此第一相邻角度和第二相邻角度都包括一度音程作为最小音高音程。同样这里应注意，然而，由于缺少关于音级C与音级C之间的基本音高和/或音级的八音度定位的信息，例如，可能存在不表示最小音高音程的八音度的音高音程。

在这种情况的第二子情况中，其中将一个音级s分配给对应的角度，即例如，在其中空间单音高分布函数310”-C包括不等于零的音量信息的空间区域中的“顶角”。在这里的上下文中，术语“顶角”是指音级C仍被分配给对应的角度，但是在图5C右边所示的示例中，没有音级被分配给从对应的角度起在第一方向(顺时针方向)上包括小于两个指示的基本音高的距离的一半的距离的每个角度。更简单地，没有给与对应的角度直接邻接的角度分配给音级。在这种情况下，在图5C的右边，在第一方向上的第一相邻角度与在其中空间单音高分布函数310”-E包括不等于零的音量信息的空间区域的左顶角相对应。

在上述子情况中，第二直接邻接角度也具有相关联的音级C。在这种情况下，与对应的角度相关联的音级以及与第一相邻角度相关联的音级包括小三度作为最小音高音程，而与对应的角度相关联的音级以及与第二相邻角度相关联的音级包括一度作为最小音高音程。相应地，当例如音级仅与一单个角度相关联而对应的角度与该角度相对应时，产生了该情况之外的另一种子情况。

对应的角度具有两个相关联的音级的情况仅参照在图5C的左边的一个单个子情况来说明。在图5C的左边，例如，这适用于精确位于在两个音级C和E之间的角度和/或空间位置。这个子情况示出与上面进一步描述的其中一个音级与对应的角度相关联的第一子情况类似。同样在这个情况下，第一相邻角度还有第二相邻角度被布置为与对应的角度“直接邻接”，因此，两个音级C和E也与这两个角度相关联。同样在这里，因此，与对应的角度相关联的音级与同两个相邻角度相关联的音级之间的最小音高音程是一度(C-C和E-E)或大三度(C-E和E-C)。

对称圆和/或所选择的空间部分的打开角度也可以被理解为“爵士乐因子”。角度越大，则发出和/或添加越多的典型的爵士乐音高(音符)。这些是七度和音、七度-九度和音以及七度-九度-十三度和音。

已有的音高组合的分析

下面更详细地说明用于分析音高组合的基本原理。以上段落中所描述的用于合成听觉可感的音高组合的原理可以被返回用于分析已有的声音组合。正如在合成中一样，在第一步骤中，必须按照邻接的基本音高产生可感的声音组合的方式将基本音高定位在音高空间中。然而，由此所产生的音高空间不用于确定要产生的音高，而是用于表示并分析已有的音高。由此，可以检查已有的音高组合关于已有的采取音高空间形式存在的定义是否“可感”。如果音高组合是可感的，则在空间上邻接的区域中表示该音高组合的基本音高。如果音高组合较不可感，则在远区域中示意该基本音高。这个原理的优点在于，术语“可感音高组合”和术语“不可感音高组合”并不严格，而是可以由音高空间中的基本音高的重新组织来重新定义。

图6示出了本发明的用于输出指示音级的输出信号的设备200的输出域230上的输出的4个示例。这里，为了示意的简单起见，将输出域径向和/或输出区域的椭圆形/圆形布置“分解”为直线。因此，输出域径向和/或其下的角度范围被映射为直线。由此，可以更紧凑地示意具有不同的所示音高、音高组合和声音组合的输出域230。这里，图6A至6D中所示的箭头再次指示了增大角度的方向和/或顺时针方向。因此，在图6A至6D中，示意了包括音级G、H、D、F和A的音高空间。

图6A示出了在其中指示音级D音高的发声作为输入显示控制装置210的输入信号的情况。在这种情况下，显示控制装置210控制输出域230，以使得当对应的音高发声时，在输出域230的音高空间中标记与该音高相对应的基本音高(和/或音级)。在图6A所示的示例中，在输出域230上出现了标记和/或加重320D，标记和/或加重320D是例如光学信号，即点亮对应的灯、按钮之类，或机械地加重，例如以振动的形式。在图6A所示的示例中，因此，发出音高D的声音，接着在输出域230上示意出音高D。

图6B示出了在其中若干个音高同时发声的情况，这产生可感音高组合。在这种情况下，在输出域230上所示意的音高空间中，标记和/或加重了邻接的基本音高。由此可以推断，音高空间中的有效基本音高和/或音级的空间集中是意义性的测量，即对感知的谐和度的测量。具体地，图6B使用与可感音高组合相对应的d小调和音示意了这一点。在这种情况下，当对应的和音在音高空间中(即在输出域230上)发声时，通过对应的标记和/或加重320-D、32-F和320-A来加重基本音高D、F和A。

如果产生较不可感的音高组合的音高同时发声，则音高空间中的对应的基本音高以及由此在其上对音高空间进行空间建模的输出域隔得非常远。由此可以推断，音高空间中的有效基本音高的空间扩展是对不可感的测量，即对感知的不谐和度的测量。在图6C所示的示例中，音高G和A发声，即经由输入信号端子220将对应的输入信号提供给显示控制装置210，以便在输出域230上通过标记和/或加重320-G和320-A来标记相关联的基本音高G和A。这些音高所产生的音程是一个二度，二度一般地被感知为相对不谐和发声。因此，图6C示出了在较不可感音高组合(即二度发声)时的输出域230上的音高空间的标记。

利用若干个发声音高，不仅可以标记相关联的基本音高，还可以计算包括发声音高的输出域230上的对应区域，以及音高空间中的所有发声音高的质量中心(焦点)，并通过对应标记来表示。在下面进一步说明的和向量的帮助下，可以进行这样的计算。质量中心还能够评估复杂音高组合的声音音色。图6D示出了针对D小调和音的在对应的输出域230上的显示的示例。因此，在图6D所示的示例中，不仅基本音高D、F和A由在图6B中所示的标记320-D、320-F和320-A标记，而且还指示了包括发声基本音高和/或其标记的区域325。此外，也通过附加标记330示意了质量中心的位置。

基本音高在音高空间中的定位变体

什么是“可感音高组合”以及什么是“不可感音高组合”？对于这个问题，没有一般的答案。我们认为可感的和我们认为不可感的或者我们认为谐和的和/或不谐和的，很大程度上取决于象品味、文化、教育等之类的主观因素，并且可能因人而异。正如不能对上述问题给出全局答案，也无法在音高空间中找到一种为所有人和所有音乐风格提供有效的声明的基本音高的配置。然而，可以找到定位变体，在其帮助下，可以做出适用于多数人的关于音符关系和感知的声音感知的声明。以下段落描述的三度音程圆和对称模型是能够精确地实现这一点的两种系统。

对称模型

对称模型能够实现定义和/或分析遵循经典的大调节奏的音乐片段的许多音符关系。对称模型的技术使用是新的。本部分中的说明基于C大音阶的示例，并且可以被应用至所有其他大音阶。概括而言，可以说，对称模型的关键区别特征在于

1.对映射音高的选择

2.序列，以及

3.对称轴周围的这些音高的对称布置。

图7示出了采取所谓的节奏圆或C大音阶和/或a小音阶形式的对称模型的图形示意。在本申请的范围内，术语“对称模型”和“节奏圆”部分同义使用。对称模型在圆或椭圆形/圆形布置上定位全音阶的7个音高和/或全音阶的7个音级350-D、350-F、350-A、350-C、350-E、350-G和350-B。具体地，这里圆上的音高的序列是新的。没有将音高和/或音级以相同的距离放置在圆上，而是-从二度音高350-D(即音高D)开始-在限定的角度下在小和大三度之间交替。

第二(非常重要的)特征是，音高在虚对称轴360周围的对称布置。对称轴360精确地穿过音阶的二度音高(D)的位置350-D，这也是该音高被称为对称音高的原因。将音阶中剩余的和/或其他音高对称地放置在对称音高350-D的左和右。

如果保持音高的顺序和对称，则还有不同的可能性来确定基本音高的精确位置。一种在对称模型的范围内使用的可能性是，根据其音高音程将音高放置在圆上。为了这个目的，将该圆分为24个弧370。如图7所示，每个弧370与一个半音音程相对应。由于小三度与3个半音相对应，大三度与4个半音相对应，因此以相距3个弧370的距离来放置形成小三度的两个音高，以及以相距4个弧370的距离来放置形成大三度的两个音高。因此，每个弧370与360°/24＝15°的角度距离相对应。由此，与小三度的距离相对应的距离包括3·15°＝45°的打开角度。相应地，具有大三度的距离作为最小音高音程的两个音级包括4·15°＝60°的打开角度。

在图7中，示出了在两个音高E和G之间的这样的小三度380的示例，以及在两个音高G和B(H)之间的大三度385的示例。总而言之，图7示出了根据对称模型的音高空间中的基本音高的布置。如上所述，将这些音高对称地放置在穿过对称音高D 350-D的对称轴360周围。这样的对称来自基本音高的音高音程。

这里，图7所示的对称模型的主音区域包括4个音级A(350-A)、C(350-C)、E(350-E)和G(350-G)，即位于音调中心390的区域内。在图7中所选择的示意中，指示属音区域的区域作为对称模型从音调中心90开始，按顺时针方向延伸至约对称音高D(350-D)的区域内。属音区域包括4个音级E(350-E)、G(350-G)、B和/或H(350-H)和D(350-D)。相应地，被称为次属音区域的区域从音高中心390开始，按逆时针方向也到达对称音高D(350-D)，其中，次属音区域包括C(350-C)、A(350-A)、F(350-F)和D(350-D)。关于这一点和主音区域、次属音区域以及属音区域的重要性的更多细节包含在DavidGatzsche的题为“Visualisierung musikalischer Parameter in derMusiktheorie”(Frank Liszt School of Music Weimar 2004的论文)的论文中。根据对称模型，许多可感音高关系结果一方面可以用于合成，另一方面可以用于音频和音高信息的分析。以下列出了一些这样的关系：

1.由分开很远地放置的基本音高表示不谐和地发声的音高组合，由几何上邻接的基本音高表示谐和地发声的音高组合。将两个基本音高彼此放置得越远，则这两个声音所产生的音高组合就越不谐和。

2.可以使用全音大音阶产生的任何三度音程、大调和小调和音、七度和音、七度-九度和音以及减半音和音由邻接放置的基本音高表示。这具体由音高的序列及其圆形布置所致。

3.该模型在几何上反映了关于功能理论和/或音乐理论的关系。一方面，大调和音与平行的小调和音的基本音高在几何上直接邻接。另一方面，将主音和音(a小调和C大调)放置在对称轴360的中心，将次属音和音(F大调和d小调)布置在一侧，例如对称轴360的左侧，将属音和音(G大调和e小调)布置在对称轴360的另一侧(例如右侧)。

4.将为了由不谐和音转变为谐和音而需要做出很大努力的音高(例如音高B和/或H，也被称为导音)、或音阶的四度高(F)，几何地放置在对称圆上，远离被称为音调中心的点390，远离主音区域。将为了由不谐和音转变为谐和音而需要做出很小努力的音高放置在靠近音高中心390的位置。

5.根据对称模型，可以容易地推断出六重音高表示的Riemann原理，该原理在Hugo Riemann的出版物“Ideen zu einer‘Lehre von denTonvorstellungen’”，Jahrbuch der Musikbibliothek Peters，Jahrgang 21/22(1914/15)中的第11页描述。根据这个原理，每个音高可以是基本音高、三度、五度、大调和音以及小调和音。根据对称模型，对于每个音高，产生了六种可能性中的三种。因此，例如，音高C可以是三和音F-A-C、A-C-F和C-E-G的部分。

6.在圆闭合的点处，即在对称音高D 350-D处，既没有小调和音也没有大调和音，而是存在由两个小三度组成的减半音的三和音。这个和音是唯一由图7的节奏圆和/或对称模型上的两个等音程组成的和音。这个和音包含在中心的对称音高350-D，从而被对称地形成，这是它在对称模型的范围内被称为对称和音的原因。

在David Gatzsche题为“Visualisierung musikalischer Parameter inder Musiktheorie”，Frank Liszt School of Music Weimar(Weimar，2004)的的论文，更详细地描述、说明并讨论了关于音乐理论的对称模型和/或节奏圆。

三度音程圆

按照与对称模型将关系映射到全音阶基调中相同的方式，如图8所示，三度音程圆示意了基调之间的关系。三度音程圆不仅将全音阶的7个音高映射到音高空间中，而且还以椭圆形/圆形和/或在闭合的布置中将半音音阶的全部12个音高映射到音高空间中。此外，在三度音程圆中，每个基本音高不只出现一次，而是出现两次。这是因为三度音程圆包含24个音高和/或音级。音高的顺序与对称模型的音高顺序基本对应。将音高布置在三度音程中，即在小三度音程与大三度间交替。在对称模型中，在减半音和音的位置处，即在对称音高350-D处，存在一个不连续的位置，这样的不连续在三度音程圆中可能找不到。根据三度音程圆，通过基本音高在音高空间中的布置，展开了许多关于音乐理论的关系，这将在下面进行说明。与图7中所示的对称模型相反，关于三度音程圆，将音级等距离地分布在三度音程圆的圆周上。因此，音级彼此之间具有360°/24＝15°的角度距离。在这种情况下，关于角度距离，两个直接邻接的音级的最小音高音程是否与大三度或小三度的距离相对应不会造成差别。

图9示出了图8所示的三度音程圆的部分。通过圆的单个连续弧，将全音阶调(即例如C大调或a小调)示意或映射在三度音程圆中。该圆弧400的两端由该基调的对称音高D限制。对称轴405通过圆弧的中心。如果该圆弧400是从三度音程圆中取出的，并像扇子一样被打开，以使得两个直的端点接触，则正好产生了以上段落中所描述的对称模型。因此，图9示出了三度音程圆中的全音阶调(diatonic key)的示意图。

图10示意了两个邻接基调的公共之处。为了这个目的，在图10中将已经示意过的、与C大调和/或a小调相对应的圆弧400同与基调F大调相对应的圆弧400’一起示意。因此，如C大调和F大调这样的相邻的基调在三度音程圆中直接彼此相邻。因此，在图10中所选择的示意中，公共音高处于由重叠圆弧表示的区域中。

关于三度音程圆的部分，图11示意了全音阶调的对称轴，例如C大调的对称轴405精确地穿过表示该基调的圆弧400的质量中心。换言之，全音阶调(图11中是C大调)的区域400的质量中心410位于对称轴405的位置。为此，如C大调或a小调不在其主音(即音高C(大调)和或a(小调))的位置上表示，而在其对称轴405的位置上表示。

此外，三度音程圆完全适于示意调之间的关系。在三度音程圆中邻接地示意出相关的调，即具有许多公共音高的调。在三度音程圆中，将彼此几乎没有关联的调放置在距离较远的位置处。因此，基于C大调和/或a小调的对称轴405，也可以容易地确定属于一个调的音高符号的种类和数目。因此，例如图11中示出了F大调的对称轴405’，对称轴405’在三度音程圆中关于对称轴405逆时针旋转30°。C大调和F大调关于基础的全音阶的7个音高只有细微的差别。只是音高b和/或H由位于其下一个小二度的半音所取代，因此，与C大调相比，F大调具有附加的音调符号(b降半音)。对于由对称轴405”表示的G大调，相应的考虑也是如此。与F大调相反，G大调具有#作为音调符号。相应地，G大调的对称轴405”与C大调的对称轴405相比，在三度音程圆中顺时针旋转30°。

如也在图12中示意的，这样的考虑也可以用于所有其他的调。因此，所有降半音的调占据了圆和/或三度音程圆的左半边。这些调全部具有负的音调符号/标记(-)。具有正音调符号(+)的升半音符占据圆和/或三度音程圆的右半边415’。将字母相同的调(例如a小调和A大调)以90°的距离放置在三度音程圆中，如对称轴405和405”’所示。此外，三度音程圆示意了彼此具有非常少的关联的调彼此远离地放置。因此，例如将相反的调，(例如具有对称轴405的C大调和具有405””的F升半音大调)放置在彼此正好相反的位置上，即角度距离为180°。因此，图12示出了三度音程圆可以非常好地映射/指示调之间的关系。

与其他基本音高布置相反，图13示意了，例如在图13的左边示意的半音布置，如在图13的右边所示，三度音程圆中邻接的调的公共音高彼此相邻，其间没有间隙。因此，在图13的右边，示意了属于C大调的圆弧400以及属于F大调的圆弧400’。因此，图13的右边的示意与三度的布置和/或三度音程圆的布置相对应。在图13中，半音基本音高的布置面临这样的布置。各个弧400a-400e以及圆弧400’a-400’e与圆弧400和/或400’相对应，如其在图13的右边所示。因此，图13示出了：与半音基本音高布置相比，三度音程圆以一种显然更好的方式示意了邻接调之间的关系。

图14示出了音高的六重使用的原理被完美地映射在和/或示意在三度音程圆中。基于音高和/或音级C的示例，图14示出了六重音高利用的Riemann原理。根据这个原理，音高可以是基本音高、小调和音以及大调和音的三度和五度。音高和/或音级C出现在三度音程圆中两个位置420、420’处。更具体地，音高C出现在与位置420相对应的大调(C大调)前后关系中，以及与位置420’相对应的小调(C小调)前后关系中。这里，音高C是f小调(区域425)、A降半音大调(区域425’)和c小调(区域425”)的和音的一部分。此外，音高C是F大调(区域430)、a小调(430’)和C大调(区域430”)的和音的一部分。因此，对称模型反映了六重音高利用的Riemann原理。如图14所示，可以从三度音程圆中非常容易地推断出这种关系。还应当进一步提到，大调和音和平行的小调和音直接邻接。

三度音程圆和对称模型(对称圆)的另一定位备选是将三度音程圆和/或对称模型中的每个围绕图中的水平方向的对称轴进行镜像反转，以使得在对称模型的情况下，特定(大调)调的主音区域位于底部，而减半音的区域来到顶部。这将提供不同的教育优点。特别地，因此，例如在对称模型中，可以在(西方)音乐片段与描述之间执行钟摆模拟。(衰减的)钟摆向一个方向偏离，接着摆动一段时间而恢复静止。钟摆向一侧偏离越强烈，其向另一个方向的摆动也越强烈。

例如，钟摆被挂在对称模型的中心点，对称模型例如在图7中所示的那样，但是围绕水平轴镜像反转，钟摆开始时被挂起偏离在主音范围。当刺激其摆动时，钟摆开始摆动，一段时间之后再次停止在主音区域。在这种情况下，钟摆偏离越强烈，例如偏离至次属音区域，其随后摆动至属音区域也越强烈。此处，许多西方音乐中非常流行的和音序列的调和过程遵循这样的原理，即在位于次属音区域的和音之后，通常跟着位于相对的属音区域的和音。此外，如上所述，许多歌曲和音乐片段结束在主音区域，从而令人印象深刻地完成了对摆动的钟摆的模拟。

即使事实上在本申请的范围内总是一致地描述并示意例如在图8所示的三度音程圆以及例如在图7所示的对称模型，然而，当然也可以使用音高区域中的基本音高的水平和/或垂直镜像反转的定位变体。此外，可以使用旋转任何角度的基本音高和/或基本音高围绕平面中的任何轴镜像反转的定位变体。即使在本发明的范围内的实施例的示意通常是基于基本音高在对称模型(见图7)和三度音程圆(见图8)中的布置，然而这不应被认为具有限制的意义。因此，例如，镜像反转的或旋转的基本音高布置可以被用于本发明的用于产生音符信号的设备的操作装置的范围内，或本发明的用于输出指示音级的输出信号的设备的输出域的范围内。

数学模型描述

音级

如已经在本发明的介绍性的段落中所描述的，关于音高，在不考虑音高属于哪个八音度时，参考音级。在钢琴上，定义了12个音级D、D升半音、E、F、F升半音、G、G升半音、A、A升半音、B、C和C升半音，其中为了清楚起见，省略了等音对等表示的列举。每个音级t具有相关联的基本索引m_t和扩展索引n_t。基本索引m_t和扩展索引n_t都是整数，其中Z表示整数的量。适用以下等式：

0≤m_t≤11，m_t∈z        (1)

-∞<n_t<+∞，n_t∈z       (2)

基本索引m_t是全部12个音级的一次或唯一的编号。扩展索引n_t处理这样一个事实：即音级逻辑地形成一个圆和/或者可以被周期性地布置在圆上，其中，在最后一个音级之后，再次跟随着第一音级。为此，希望扩展索引n_t可以无限计数。因此，每个音级具有许多扩展索引。使用以下的计算规则，基本索引和扩展索引可以相互转换：

n_t＝m_t+k·12，k∈z            (3)

m_t＝[(n₁ mod 12)+12]mod 12    (4)

给哪个音级t提供哪个基本索引m_t是一个很重要的问题。根据现有技术，给音符和/或音级C提供基本索引m_t＝0，以指示事实：该音高是不具有音调符号的最简单的C大调的基本音高。然而，在这一点上，在本申请的范围内，使用了不同的定义，这可以导致对以下计算的一些简化：基本索引m_t＝0不与音高C相关联，而是与音高D相关联，这是因为音高D是没有音调符号的C大调的对称音高，因此也在三度音程和对称圆中形成了调的质量的几何中心。由此，产生了以下对音级t的索引分配和/或基本索引m_t的分配，在下表1中示意。适用以下分配：

三度音程圆

三度音程圆由相距大三度或小三度的24个音高组成。这些音高由于其表示实际发声的音高，因此被称为实音高r。为了能够将实音高r在几何上放置在三度音程圆上，需要加入辅助音高h。两个邻接的辅助音高具有半音音程(二度)，与音级类似，它们具有基本索引m_h和扩展索引n_h。因此，两个邻接的辅助音高具有扩展索引n_h和(n_h+1)。与上述段落类似，适用以下等式：

-42≤m_h<+42       (5)

-∞<n_h<+∞        (6)

辅助音高h用于定义位于三度音程圆之后的由84个元素组成的半音栅：辅助音高h的基本索引m_h不像音级的那样从0至11，而是从-42至+41，如等式5所示。因此，贡献了对具有负音调符号(降半音符)的调的定义的辅助音高，获得负音调符号。贡献了对具有正音调符号(升半音符和/或#调)的调的定义的辅助音高，获得正音调符号。可以根据以下规则将基本索引m_h和扩展索引n_h相互转换：

n_h＝f₁(m_h)＝m_h+84·k，k∈z       (7)

$m_h=f_2\left(n_h\right)=\{84+\left[(n_h+\frac{84}{2})\mathrm{mod}84\right]\}\mathrm{mod}84-\frac{84}{2}---\left(8\right)$

对于具有扩展索引n_h的每个辅助音高h，具有音级的扩展索引n_t的音级t与之相关联。通过表1的定义，不必要进行索引n_h和n_t的相互转换。更合理地，对于具有扩展索引n_h的辅助音高h的音级t，适用这样的规则：音级t的扩展索引n_t与辅助音高的扩展索引n_h相对应。因此，适用以下等式：

n_t(n_h)＝n_h           (8a)

接着，根据等式4，将扩展索引n_t转换为音级t的基本索引m_t。以下的表2示例性示出了具有扩展索引n_t的音级t分配给具有扩展索引n_h的辅助音高h，和/或反之亦然：

在几何上，具有扩展索引n_h的每个辅助音高h也可以被表示和/或呈现为向量与零向量相比，向量

具有角度α。这里，执行对角度α的计算，以使得具有扩展索引n_h＝0的辅助音高h具有角度0°。向量

与具有扩展索引n_h＝0的辅助音高h相关联。因此，将向量表示为零向量。因此，音级和/或音高D与具有扩展索引n_h＝0的辅助音高h相关联。

除了角度α之外，长度和/或幅度也与每个辅助音高相关联，下面将长度和/或幅度称为辅助音高的能量s。换言之，辅助音高h的能量s以向量

的绝对值的形式再次出现：

${\stackrel{\&RightArrow;}{h}}_{n_h}=s\&CenterDot;e^{\mathrm{j\&alpha;}}=s\&CenterDot;e^{j2\mathrm{\&pi;}\frac{n_h}{84}}---\left(9\right)$

其中，方程符号j是虚部变量。适用以下等式：

$j=\sqrt{-1},j^2=-1---\left(9a\right)$

除了辅助音高h之外，也有实音高r。实音高是三度音程圆上实际存在的24个音高，形成了辅助音高集合的子集M_h。每个音高r是大调和音的基本音高(+)，或小调和音的主音/基本音高(-)。为此，可以将实音高集合M_r分为子集M_r+和M_r-。适用以下等式：

$M_{r\&PlusMinus;}:=\left\{h_{n_h}\right|n_h=7k\&PlusMinus;2,k\&Element;z\}---\left(10\right)$

在上述数学基础的帮助下，也可以在三度音程圆中表示音高混合。这里，向量

与每个实音高r相关联。因此，三度音程圆中的两个实音高r_a和r_b之和可以通过属于这两个实音高r_a和r_b的向量

和

之和来实现。这一求和的结果是所谓的和向量

，其指向两个音高的质量的几何中心：

${\stackrel{\&RightArrow;}{r}}_{\mathrm{sum}}={\stackrel{\&RightArrow;}{r}}_a+{\stackrel{\&RightArrow;}{r}}_b---\left(11\right)$

每个音级t以两个实音高r的形式在三度音程圆上再次出现，即一次作为大调和音的基本音高r_nr+，一次作为小调和音的基本音高r_nr-。等式12示出了计算规则，使用这个规则，可以找到与具有扩展索引n_t的音级t相关联的三度音程圆的关联实音高r_nr-和r_nr+。

n_nr±＝f(n_t)＝7²n_t±12        (12)

如上所述，三度音程圆中的实音高的集合可以由和向量

来描述。进一步确定，每个音级t以两个实音高r_nr-和r_nr+的形式再次出现在三度音程圆中。因此，可以通过以下和向量在三度音程圆中表示具有扩展索引n_t的音级t

${\stackrel{\&RightArrow;}{r}}_{\mathrm{sum}}={\stackrel{\&RightArrow;}{r}}_{\mathrm{nr}-}+{\stackrel{\&RightArrow;}{r}}_{\mathrm{nr}+}---\left(12a\right)$

适用以下等式：

${\stackrel{\&RightArrow;}{r}}_{\mathrm{sum}}={\stackrel{\&RightArrow;}{r}}_{\mathrm{nr}-}+{\stackrel{\&RightArrow;}{r}}_{\mathrm{nr}+}$

$=e^{j2\mathrm{\&pi;}\frac{\mathrm{nr}-}{84}}+e^{j2\mathrm{\&pi;}\frac{\mathrm{nr}+}{84}}$

$=e^{j2\mathrm{\&pi;}\frac{7^2{n}_t-12}{84}}+e^{j2\mathrm{\&pi;}\frac{7^2{n}_t+12}{84}}---\left(13\right)$

$\&ap;1.25\&CenterDot;e^{j2\mathrm{\&pi;}\frac{7^2{n}_t}{84}}$

因子1.25对所有音级起作用，因此可以不考虑。使用等式13的关系，可以通过三度音程圆和向量

来表示音级集合M_t。适用以下等式：

${\stackrel{\&RightArrow;}{r}}_{\mathrm{sum}}=f_4\left(M_t\right)=\mathrm{\&Sigma;}{\stackrel{\&RightArrow;}{r}}_{{\mathrm{sum}}_t}\mathrm{mit}{\stackrel{\&RightArrow;}{r}}_{{\mathrm{sum}}_t}=s_{n_t}\&CenterDot;e^{j2\mathrm{\&pi;}\frac{7^2{n}_t}{84}},n_t\&Element;M_t---\left(14\right)$

可以从三度音程圆和向量反过来推导出调和/或音调符号编号v以及音调符号的类型。三度音程圆和向量具有角度α，角度α满足以下关系

$\mathrm{\&alpha;}=\frac{2\mathrm{\&pi;}{n}_{h_{\mathrm{sum}}}}{84}---\left(15a\right)$

其中，n_hsum表示和向量

所指向的三度音程圆辅助音高的“扩展索引”。适用以下等式：

$n_{h_{\mathrm{sum}}}=\frac{84\mathrm{\&alpha;}}{2\mathrm{\&pi;}}---\left(15b\right)$

因此，对于音调符号的编号v，适用：

$v=\frac{n_{h_{\mathrm{sum}}}}{7}=\frac{84\mathrm{\&alpha;}}{14\mathrm{\&pi;}}=\mathrm{\&alpha;}\frac{6}{\mathrm{\&pi;}}---\left(15c\right)$

此外，有趣的是，属于音级t的三度音程圆和向量

与由音级所表示的调的对称向量一致。因此，例如对于音级D，适用以下等式：

${\stackrel{\&RightArrow;}{r}}_{\mathrm{sum}}(t=D)={\stackrel{\&RightArrow;}{h}}_0---\left(15d\right)$

对称圆

对称圆的数学描述与三度音程圆的描述类似。以下解释仅适用于不带有如C大调或a小调之类的音调符号的全音阶调。为了也能够针对变调版本说明以下实施例，必须引入所谓的变调因子τ，以考虑对称圆涉及特定全音阶调这一事实。对称模型的对称圆和/或节奏圆包含相距小三度和大三度的7个实音高r_m。将这7个实音高放置在由24个辅助音高h组成的半音栅上。每个辅助音高也具有基本索引m_h和扩展索引n_h，在基本索引m_h和扩展索引n_h的帮助下，可以在三度音程圆上唯一地标识辅助音高h。适用以下等式：

-12≤m_h<+12            (16)

-∞<n_h<+∞         (17)

选择三度音程圆中的辅助音高h的索引，以使得具有负索引(具体为具有负基本索引m_h)的辅助音高h属于次属音区域，而具有正索引和/或正的基本索引m_h的辅助音高h属于属音区域。非常小的索引绝对值|m_h|指示实音高r接近主音区域和/或音调中心。索引的绝对值|m_h|是针对一个音高距离主音区域和/或音调中心多远的测量。因此，基本索引m_h和扩展索引n_h可以根据以下规则相互转换：

n_h＝f₅(m_h)＝m_h+24·k，k∈z，τ∈z     (18)

$m_h=f_6\left(n_h\right)=\{24+\left[(n_h+\frac{24}{2})\mathrm{mod}24\right]\}\mathrm{mod}24-\frac{24}{2}---\left(\text{19}\right)$

按照与三度音程圆相同的方式(通过根据表1所选的音级的索引)，给具有扩展索引n_h的辅助音高h分配具有扩展索引n_t的音级t，而不需要将音级的索引n_t转换为对称圆的辅助音高的索引n_h。适用以下等式：

n_h＝n_t              (20)

对称圆的实音高r是辅助音高的一个子集。可以将对称圆的实音高分为三组：形成下列的基本音高的实音高：

1.大调和音(r_n+)

2.小调和音(r_n-)或

3.减半音的和音(r_n0)。

按照以下等式创建实音高的集合M_r：

M_r:＝M_r±∪M_r0

$M_{r\&PlusMinus;}:=\{h_n,n=7k\&PlusMinus;2,\left|k\right|\&le;1\}---\left(21\right)$

M_r0:＝{h₁₂}

具有扩展索引n_h的每个辅助音高h也可以被表示为向量

同样，该向量

包括这里所选择的角度α，以使得由对称圆所表示的调的对称音高h₀具有角度0。向量

因此也被称为零向量。同样在这种情况下，该向量的绝对值和/或长度被称为能量s。换言之，使用方程标记s来指示音高的能量：

${\stackrel{\&RightArrow;}{h}}_{\mathrm{nh}}=s\&CenterDot;e^{\mathrm{j\&alpha;}}=s\&CenterDot;e^{j2\mathrm{\&pi;}\frac{n_h}{24}}---\left(22\right)$

给定的音级的集合M_t也可以由和向量

在对称圆中描述。对称圆不包含所有的音高，而是只包含所选择的全音阶调的音高。如果想要在三度音程圆上表示给定的音级的量(集合)M_t，首先，必须根据给定的音级的集合M_t以及对称圆上出现的实音高和/或对称圆上出现的实音高的量M_r形成交集M_t∩M_r。对于这个交集，可以形成随后的和向量

${\stackrel{\&RightArrow;}{r}}_{\mathrm{sum}}=f_7\left(M_t\right)=\mathrm{\&Sigma;}{\stackrel{\&RightArrow;}{r}}_n\mathrm{mit}{\stackrel{\&RightArrow;}{r}}_n=s_n\&CenterDot;e^{2\mathrm{\&pi;}\frac{n}{24}},n\&Element;M_t\&cap;M_r---\left(23\right)$

基于对称模型和基于三度音程圆的和声分析

基于三度音程圆的和声分析

在基于三度音程圆的调的分析的帮助下，如在以下部分更详细地说明的，可以获得关于音频和/或音高信号的内容特征的有价值的信息。具体地，根据等式13，可以以和向量

的形式概括并描述任意量的音级。该和向量提供了关于其下的音频和/或音高信号的内容特征的有价值的结论。

如在等式15a-15c的关系中已经说明的，和向量

的角度α指示了在特定的时间点音乐片段在哪个调上。因此，例如对于C大音阶(大音阶)的音级，和向量具有角度α＝0。这与在三度音程圆中的点精确对应，和/或精确地位于对称音高的位置处，并因此位于C大调的表示所在的位置处。

和向量的绝对值

在描述其多么确定的估计之外，也是对特定全音阶调的出现和/或如何定义音高前后关系的估计。如果该绝对值非常高，则相当确定该音级属于特定的调。换言之，随着和向量的绝对值

的增大，音级属于某个特定调的概率也增大。然而，如果该绝对值非常小，或者仅出现了非常少的不同的音级，则使得不能可靠地确定该调，或者该音级属于完全不同的调。

图15示出了针对不同的音高组合的音符前后关系的确定度(definedness)的示例。具体地，图15示出了针对在横坐标上绘出的不同音高组合和/或音级组合的和向量的绝对值的过程440。只要将属于该调的音级加入音级的量中，和向量的绝对值

增大和/或基本保持其长度。因此，基于单个音级C，通过加入另外的C大音阶音级，和向量的绝对值增大，直至达到音级组合CDEFGA中的最大值。加入也属于C大调的音级B和/或H只造成了细微的减小。然而，加入更多的其他调的音级导致了和向量的绝对值的明显减小。因此，一旦加入其他调的音级，则和向量的绝对值将再次减小。这意味着，和向量的绝对值越大，则某个特定调出现的概率就越高。因此，和向量的绝对值是针对音符前后关系的确定度的测量。

此外，和向量提供了关于调的改变和/或转调的信息：一个调占据了三度音程圆上的24个半音程的区域。这对应于4/7π的角度。如果音乐片段保持在全音阶调的限制之内，则和向量

在不超出该打开角度的圆弧内移动。然而，如果和向量

离开这样的圆弧，则很有可能发生了调的改变。

图16示出了在巴赫的一个音乐片段中的三度音程圆和向量的角度的这样的过程。更详细地，图16示出了巴赫的Brandenburg协奏曲第一乐章的头10秒时间内的和向量

的角度的过程450。可以通过更大的角度改变来检测和音的改变以及调的改变。一个这样的示例是由虚线455所示的时间点。在等式15a-15c的帮助下，可以确定由角度表示的调。

此外，和向量

能够校正在和声分析以及调分析中的分析误差。向邻接调的变调比向非邻接调的变调的可能更大。三度音程圆和向量的角度的少有的临时异常值指示了以很高的概率出现了分析误差。

此外，在和向量

的帮助下，可以在音符与非音符音乐之间进行区分。对于非音符音乐，和向量的绝对值非常小。然而，对于非音符音乐，它随时间的函数变得更长，其中对音乐片段的已经过去的全部时间进行积分和/或求和。

基于对称模型的和声分析

如在上一部分所说明的，为了分析调之间的关系，使用了三度音程圆和/或基于三度音程圆的和声分析。因此，借助于三度音程圆，例如，可以从音高信号和/或音频信号和/或音频数据中确定在某个特定时间使用的调。如果确定和/或给出了该调，则可以确定和/或使用对称模型。反过来，这非常适于确定调中的关系。同样在基于对称模型的和声分析的范围内，使用了在对称模型的数学模型描述部分引入的和向量

由于和向量指向在特定时间点播放的音级的质量几何中心和/或音调中心，因此可以根据和向量

的角度估计当前的和音。此外，从和向量

的角度，可以确定和/或分析和音的改变。和向量角度的突然能够暗示了和音的改变。

对称圆和向量的角度再次给出了一个指示，指示音高组合是否倾向于与次属音区域、主音区域或属音区域相关联。因此，图17示出了针对不同和音的对称圆和向量的角度(以弧度测量)的过程465。图17示出了当角度具有负号时，将音高组合分配给次属音区域。然而，如果该角度具有正号，则要将音高组合分配给属音区域。音高组合的角度的绝对值越大，则该音高组合延伸入对应区域就越强烈。一个例外是在图17中角度±π与之相关联的减半音的三和音B和/或减半音的三和音H。这里，反映了减半音的三和音B和/或减半音的三和音H的特殊特性，如在上面引用的David Gatzsche的论文中所解释的那样，该特性将次属音区域和属音区域彼此相连。然而，如果该角度的绝对值非常小，则能够做出这样的结论：该音高组合属于主音区域。此外，图18的过程465还关于基本的C大调和/或a小调示意了不同和音的由不谐和音转变为谐和音的努力。因此，图18示出了针对不同三和音的对称圆和向量的角度，其中对称圆是基于C大调和/或a小调。

根据对称圆和向量的绝对值

可以估计感知的谐和度和/或不谐和度，即给定的音级的音高组合的悦耳度。向量越长，则所分析的音高组合就被感知为越悦耳和/或谐和。相应地，音高组合被感知为越不谐和和/或不悦耳，则该对称模型和向量就越短。换言之，该向量越短，则各个音高组合的感知就越不谐和和/或不悦耳。

因此，图18示出了针对不同音程(即针对每个具有彼此不同的音程和/或音高音程的两个音级)的对称圆和向量的绝对值

的过程470。这里，利用对应音程的谐和度和/或悦耳度不断降低选择图18的横坐标上的音程布置。因此，图18示出了随着谐和度和/或悦耳度的不断下降，对称圆和向量的绝对值变得越来越小。因此，可以将对称圆和向量

的角度的角度绝对值理解为和/或视为一种测量，用于测量针对在已有音符前后关系(调)的范围内的特定音高组合由不谐和音转变为谐和音的努力的估计。图18通过对于不同音高音程的对称圆和向量的绝对值

的过程470示意了这一点。换言之，因此，过程470示意了对称圆和向量的绝对值从感知谐和和/或悦耳的音程开始，向感知较不谐和和/或较不悦耳的音程下降的过程。

图19示出了针对不同音程的对称圆和向量的绝对值

的过程480，其中将总体能量归一化为1。这里，过程480的计算，以及图19和20中更下方的过程的计算，分别基于包含不考虑八音度定位的12个音级和或12个半音的能量的向量。在这个上下文中，将能量归一化为1意味着将向量的每个半音能量乘以一个因子，以使得半音向量中所有半音的能量之和(即对应向量的分量之和)的值为1。例如，如果给出了以下半音向量，

则所有能量之和(即半音向量的分量之和)的值为0.5。通过将半音向量的所有分量乘以因子2(＝1/0.5)，产生了以下半音向量结果，其能量总和的值为1。

现在，所有能量之和的值为1。

此外，图19示出了对于相同音程的对称模型和向量和/或对称圆和向量的绝对值的另一过程485，其中在这种情况下没有将总体能量归一化。同样在图19中，选择横坐标上的音程的布置，使得其以对应音程的感知的谐和度和/或悦耳度的降序布置。具体地，过程480示出了对称圆和向量和/或对称模型和向量的绝对值示出了针对不同音程的谐和度和/或悦耳度的估计测量，如过程480所示，对称圆和向量和/或对称模型和向量的绝对值随着对应音程的谐和度的下降而表现出单调下降。过程485倾向于示出相同的效果，其中，由于具有一度音程而只影响了单个音级的事实，对称圆和向量的绝对值不可避免地小于基于两个不同音级的对称圆和向量的绝对值。由此，过程485从一度音程开始，在它示出与过程480类似的进一步的过程之前，过程485在音程中先增大。

与图19中示出的过程480、485类似，图20也示出了针对不同的、实际上是随机的音高组合的对称模型和向量的绝对值的两个过程490、495。与其中仅示出了音程(即示出了最大两个音级中的每个音高组合)的图19相反，在图20中，在横坐标上示出了不同的和音变体，这种不同的和音变体是从一度开始，向上至所有音级的发声，根据谐和度和/或悦耳度的不断下降来变化的。过程490与图19的过程480类似，是基于将总体能量归一化为1，而过程495与图19的过程485类似，不是基于总体能量的对应的归一化。

随着各个和音变体的谐和度和/或悦耳度的不断下降，过程490显示出对称圆和向量的绝对值单调下降的过程。从在一度情况下的值1开始，过程490连续下降，当考虑所有音级时，降至约为0的值。相应地，过程490阐明了对称圆和向量的绝对值作为对不同音高组合的谐和度和/或悦耳度的评价的估计的适用性。此处，过程490清楚地示出了，音高组合和/或音级组合被感知和/或感觉为越谐和和/或悦耳，对应的对称圆和向量的绝对值就越大。与过程490相反，而与图19的过程485类似，过程495示出了稍微更加复杂的行为，这些行为可以被归结为一个事实：随着不同和音的变化，不同数目的音级受到影响。

此外，图19和20也示出了，可以从和向量的绝对值中推导出当前和音的调和确定度。该向量的绝对值越大，就可以更加可靠地假定调和发声的和音在出现音高混合中。

图21示出了同时的音程的谐和度的评估结果，所述评估结果是根据R.Plomb和W.Levelt的心理测量学分析(R.Plomb and W.Levelt，Tonal Consonance and Critical Bandwidth，3.Accoust.Soc.Am.38,548(1965)and Guerino Mazzola，Die Geometrie der Tne-Elemente dermathematischen Musiktheorie，Birkhuser-Verlag，1990)。具体地，图21示出了过程500，过程500指示了根据Plomb和Levelt的心理测量学分析的范围内的高音的频率将一个音程评价为谐和的测试对象的百分比。在Plomb和Levelt的心理测量学分析的范围内，除了频率改变的高音之外，也向测试对象播放第二的低音，该低音的频率被保持恒定为400Hz。

除了过程500之外，在图21中，由垂直虚线505a-505f标出了高音的另外六个频率，这六个频率与关于400Hz的低音的谐和频率的小二度(505a)、大二度(505b)、小三度(505c)、大三度(505d)、四度(505e)和五度(505f)音程相对应。随着高音的频率的增大，从低音高(即一度)的频率开始，过程500在垂直标记505a和505b的区域(即在小二度和大二度音程的区域)中呈现出明显的下降，其最小值小于10％。随后，过程500再次增大，直到其在标记505d的区域(即大三度的区域)达到最大值。随着频率的进一步增大，过程500显示出细微下降的进一步的过程。

此外，在图21中，对于由六条垂直线标出的频率和/或音程505a-505f，指示了针对对应的音程的每个对称圆和向量和/或对称模型和向量的长度501a-510f。可以看出，与对称模型和向量的长度相对应的标记510a-510f很好地对过程500的过程进行了建模。因此，反映了对称模型以及具体为基于对称模型的分析确认了已有的关于谐和度和不谐和度的主题的审查，和/或与已有的关于谐和度和不谐和度的主题的审查一致，这验证了对称模型对于音频信号、音频数据和音高信息的分析的适用性。这指出：借助于和向量，基于对称模型的分析提供了关于音高和/或音高组合的序列或还有音乐片段的重要信息。

因此，用于分析音频数据的设备为其他组件提供了基于和向量的分析信号。如以下说明的实施例将要示出的，可以将本发明的用于分析音频数据的设备所提供的分析信号提供给本发明的显示设备200，显示设备200基于分析信号，以图形方式、文本、机械或其他方式来表示和向量中所包括的信息。

基于对称模型和基于三度音程圆的乐器

在以下部分，描述本发明的基于手动输入产生音符信号的设备的其他实施例，以及本发明的用于输出指示音级的输出信号的设备的其他实施例。在以下所描述的本发明的基于手动输入产生音符信号的设备的实施例中，包括基于对称模型和基于三度音程圆的乐器。

目前所设置的、并在上述部分所说明的基本原理表示了以本发明的实施例的形式描述新的乐器的起点。换言之，所铺设的基础完全适于开发在进一步的过程中所描述的新的乐器。

首先，在以下部分中，以框图的形式，介绍基于至此已经描述过的基本原理而工作的乐器的原理设置。由框图实现的这个乐器的原理，实现了在关于可感发声的音高组合的合成以及当前音高组合的分析的主题的介绍性部分所概括的概念。本发明的乐器的基本特征和/或特性概括如下。

本发明的乐器的概念(乐器概念)是基于逻辑基础系统，所述逻辑基础系统允许在音高空间中几何定位基本音高，这是以在本发明的介绍性部分中所描述的分配函数的形式实现的，并且可以在控制装置120中实现。可选地，乐器概念还允许定义空间音高分布函数和/或定义空间单音高分布函数。作为另一选项，可以在本发明的乐器的范围内引入选择加权函数。此外，本发明的用于产生音符信号的设备100，即发明的乐器，提供了操作装置和/或用户界面，其能够选择和/或定义输入角度或输入角度范围和/或以输入信号形式的逻辑音高空间(范围)的空间选择。接着，将空间部分的选择作为输入信号提供给控制装置，控制装置基于输入信号和分配函数产生音符信号，然后可选地将该音符信号发送给声音产生器。

在音高空间中，基本音高和/或音级的布置遵循具有与大三度或小三度相对应的最小音高音程的布置。下面，已经示出，三度音程圆和/或对称模型和/或对称圆和/或节奏圆的缺省在这里的上下文中是尤其可感的。因此，使用极低数目的基本音高和随之产生的数目的操作元件和/或输入装置，可以产生可感的音高组合。出于这个原因，本发明的乐器概念尤其适用于教学领域。此外，它也适用于快速有效地产生音符信号，可以通过所连接的声音产生器使用所述音符信号来产生调和和/或谐和发声的伴奏或即席演奏。非常快速又非常简单的输入，与本发明的乐器概念的教学适用性一起，能够有趣地向几乎没有预先音乐教育的人们介绍音乐。

因此，例如，本发明的乐器概念可以实现将声音组合与其他声音组合无限交叉渐变，而不产生不希望的不谐和。这实质上是基于可感基本音高的几何邻接布置和/或布置，以及以输入角度或输入角度范围的形式的用户输入。可选地，这里通过引入被分配给单个基本音高的空间音高分布函数和/或空间单音高分布函数，以及无限地改变/变化音高空间中所选部分的位置、扩展和空间加权的可选的可能性，可以进一步改进所述乐器概念。

可选地，所述乐器概念提供了分析部分，该分析部分能够分析其他乐器的音频信息、音频数据和音高信息，并将其映射到其自身的音高空间中。接着，可以在发明的用于输出指示音级的输出信号的设备200上标记和/或加重其他乐器的有效音高。通过几何布置相干基本音高在音高空间中和乐器的操作表面上的的输出域径向和/或输出区域，可以利用最小音乐知识为给定的音高信号产生合适的伴奏音乐。

图22示出了本发明的乐器和/或对称圆乐器600的框图，其作为一个系统，包括本发明的基于手动输入产生音符信号的设备，以及本发明的用于输出指示音级的输出信号的设备。具体地，乐器600包括显示设备610，显示设备610是本发明的用于输出指示音级的输出信号的设备。此外，乐器600还包括本发明的操作设备620(在图22中也被称为基本音高选择)，作为基于手动输入产生音符信号的设备。操作设备620是合成支路630的部分，除了操作设备620之外，合成支路630包括声音产生器640，用于合成音高(音高合成)。这里，操作设备620与显示设备610还有声音产生器640耦合。操作设备620包括操作装置，操作装置使用户能够定义并输入角度或输入角度范围，并将其作为输入信号提供给也包括操作设备620的控制装置。除此之外，操作设备620可以可选地向显示设备610传送对应的信号，使显示设备610可以在输出域上示意出用户所定义的输入角度或输入角度范围。备选地或附加地，操作设备620当然也可以向显示设备610提供所产生的音符信号，使该显示设备可以在输出域上示意出与该音符信号相对应的音高和/或音级。除此之外，操作设备620与用于存储基本音高分布的可选的存储器(数据存储库)650耦合。出于这个原因，操作设备620能够访问存储在存储器650中的基本音高分布。例如，可以将基本音高分布作为分配函数存储在存储器650中。此外，声音产生器640与乐器600的输出(例如扬声器或终端)相耦合，音高信号可以通过所述输出传送。例如，这可以是线路输入端子、midi端子(midi＝乐器数字接口)、用于数字音高信号的端子、其他端子或扬声器或其他声音系统。

除了合成支路630之外，乐器600也包括用于分析音频数据的设备作为分析支路660。分析支路660包括彼此耦合的基本音高分析设备和/或半音分析设备670以及解释设备680。此外，基本音高分析设备670通过输入端接收音高信号。解释设备680与显示设备610耦合，并可以访问存储器650，并通过对应的耦合访问存储在存储器中的基本音高分布。这样的耦合，即解释设备680和存储器650的耦合是可选的。同样，操作设备620与存储器650之间的耦合也是可选的。此外，可选地，存储器650也可以与显示设备610耦合，使显示设备610也可以访问存储在存储器650中的基本音高分布。

除了上述存储器650与解释设备680、显示设备610和操作设备620的耦合之外，存储器650也可以与基本音高定义输入设备690耦合，使用户可以通过该基本音高定义输入设备690来影响、改变或重新编排存储器650中的基本音高分布。因此，显示设备610、操作设备620和基本音高定义输入设备690表示用户界面。因此，基本音高分析设备670、解释设备680和声音产生器640表示处理模块。

在图22所示的乐器的情况下，基本音高分析设备670包括未在图22中示出的、在基本音高分析设备670内彼此连接的两个装置。具体地，它们是半音分析装置，用于分析被提供给基本音高分析设备670的音高信号和/或音频数据的通过半音的量的音量信息分布，以及音级分析装置，基于在音级的量上的音量信息分布来形成音级音量信息分布，所述在音级的量上的音量信息分布来自半音分析装置的音量信息分布。

现今的合成器尤其专长于两件事，即对单个音高的幅度过程和频率过程进行建模，因此不能给产生、合并或另外的处理复合和音提供充分的方法，而图22所示的乐器600填补了这个空白。作为中心思想，系统和/或乐器600是基于由分配函数定义和/或给出的音高空间中的基本音高分布。利用图22所示的乐器600，基本音高的布置和/或分配的定义可能已经被存储在存储器650中，或将要被存储在存储器650中。基本音高的布置和/或分配的定义以三度音程圆或对称模型的形式被确定地规定，并可以通过基本音高定义输入设备690的用户界面进行自由设计。因此，例如通过基本音高定义输入设备690可以从多个分配函数中选择特定的分配函数，或也可以对分配函数的具体实现产生直接的影响。基于图2所示的解释设备680、显示设备610和操作设备620的可选耦合，对于乐器600的这三个组件，例如以分分配函数的形式，同时可以利用各自基本音高分布。

如果通过乐器600的输入端子将音高信号提供给乐器600，从而将其提供给基本音高分析设备670，则基本音高分析设备670的半音分析装置首先分析半音的量上的音量信息分布。随后，基本音高分析设备670的音级分析装置基于该音量信息分布，确定音级的量上的音级音量信息分布。接着，将音级音量信息分布提供给解释设备680，解释设备680是向量计算装置，为每个半音或每个音级确定二维中间向量，基于二维中间向量计算和向量，其中，基于音量信息分布或音级音量信息分布对各个中间向量的长度进行加权。最终，解释设备680向显示设备610输出基于和向量的分析信号。备选性地或附加地，解释设备680可以向显示设备610提供显示信号，显示信号包括关于音量信息分布或音级音量信息分布的信息。

接着，显示设备610可以基于分析信号和/或显示信号，在显示设备610的输出域上，通过加重输出域径向或通过加重输出区域，向用户指示与输入的音高信号相对应的音级。这里，显示设备610可以基于存储在存储器650中的基本音高分布，在输出域上进行示意。

接着，乐器600的用户可以通过操作设备620定义输入角度或输入角度范围，使得操作设备620借助于控制装置可选地基于以分配函数的形式存储在存储器650中的基本音高分布，产生音符信号，并将其提供给声音产生器640。接着，声音产生器640基于操作设备620的音符信号反过来产生音高信号，然后，在乐器600的输出处输出该音高信号。

换言之，可选的存储器650代表了本发明的乐器600的中心组件，该存储器650包括其中存储的基本音高分布以及通过基本音高定义输入设备690改变该基本音高分布的可能性。另一重要的组件是显示设备610。显示设备610表现音高空间和其中包含的音级，标记所选择或分析的音高，或者也可以映射空间音高分布函数和/或空间单音高分布函数和/或选择加权函数。此外，乐器600的概念提供了分析支路660和合成支路630。分析支路660能够分析音高信号(例如音频信号或midi信号)中传送的基本音高，并根据基本音高分布解释基本音高、将其标记在音高空间中，并通过显示设备610显示基本音高。例如，可以使用这样的功能，以使得音乐家B可以产生对于由音乐家A提供的音频信号的合适的伴奏。除了分析支路660之外，还存在合成支路630。合成支路630包含用于选择基本音高的接口，即操作设备620，在图22中也被称为基本音高选择。将所选择的音高传送给音高合成，即声音产生器640，声音产生器640产生对应的音高信号。声音产生器640可以是midi产生器、自动伴奏或声音合成器。这里所引入的声音合成和分析概念提供了许多有趣的可能，将在以下实施例中更详细地说明和分析。

基本上，解释设备680、显示设备610和操作设备620可以访问存储在存储器650中的不同的基本音高分布。因此，例如，显示设备610可以使用精确地建模了对称模型和/或节奏圆的表示，这意味着，两个邻接的音级的角度距离取决于最小音符音程是小三度还是大三度。同时，操作设备620可以基于分配函数而工作，其中对称圆和/或节奏圆的7个音级被等角度距离地分布。

因此，图22以框图的形式示出了用于实现本发明的声音合成概念和分析概念的技术系统的非常一般的原理。

在以下部分中，更详细地考虑用户对有效空间部分的选择，即对输入角度或输入角度范围的定义。关于这一点，更详细的给出并说明了操作装置的一些实施例。这里，使用按照对称模型的基本音高布置进行以下说明。然而，相同的方式也可以被应用于三度音程圆或对应的分布函数所涵盖的基本音高和/或音级的其他布置，而不受限制。

这里，通过单个输入角度或通过一段圆弧，在对称模型、三度音程圆和分配函数所涵盖的基本音高的其他本发明的布置中定义有效空间部分。例如，这可以通过起始角度和打开角度或也可以可选地通过半径来完成。这里，术语“有效空间部分”也包括圆弧的打开角度消失和/或具有0°的打开角度的情况，因此，有效空间部分也可以仅由单个输入角度组成。在这种情况下，起始角度和输入角度相同。

图23示出了本发明的基于手动输入产生音符信号的设备的操作装置的输出域上的示意的实施例。具体地，图23示出了当操作装置是例如触摸屏或其他触摸感应区域时的操作装置的输出域的示意，其中所述触摸屏或其他触摸感应区域同时也能够通过显示器和/或在输出域上进行示意。技术上，这可以这样实现：将触摸感应域放置在输出域与用户之间，用户可以通过触摸它来在其上选择各个点和/或区域。在这种情况下，触摸感应域与能够定位用户触摸的区域的检测装置耦合。该检测装置与域评估装置耦合，所述域评估装置从触摸位置的中心点或触摸感应域的中心点，将角度或角度范围作为输入信号提供给本发明的用于产生音符信号的设备的控制装置。在布置在触摸感应域之后的输出域上，与输出域耦合的输出域控制装置可以产生如图23所示的示意，这便于和/或使用户能够通过触摸感应域输入输入角度或输入角度范围。

为此，在图23所示的输出域中，根据对称模型，示出了7个音级700-C、700-e、700-G、700-h、700-d、700-F和700-a的示意。此外，在输出域上也示意了触摸感应域的中心点702。

如果用户此时触摸触摸感应域上的一个点，则检测装置向域评估装置提供信号，该信号指示了用户在触摸感应域上触摸的位置。从触摸感应域中心点的坐标和用户触摸的位置(由其坐标表示)，域评估装置确定在触摸感应域的优选方向上的一个角度，所述优选方向也可能在输出域上表示，可以将所述角度同时作为输入角度提供给本发明的用于产生音符信号的设备的控制装置。

如果用户触摸触摸感应域上的第二点或将他的手指移动到触摸感应域上的第二点，检测装置可以向域评估装置提供对应的信号，使域评估装置可以确定模拟关于用户触摸的第二点或用户中断其在触摸感应域上的移动的第二点的第二角度。基于这两个角度，域评估装置可以确定输入角度范围β，并将其作为输入信号提供给本发明的用于产生音符信号的设备的控制装置。

同时，该操作装置的输出域可以是本发明的用于输出指示音级的输出信号的设备的输出域。因此，在这种情况下，在图23所示的实施例中，当为本发明的用于输出指示音级的输出信号的设备的输出域的显示控制装置提供了对应的输入信号时，在输入角度之后，也可以加重，即标记关于中心点702的输出域的输出域径向。这样的对应的示例是参照图26讨论的和声板。图23所示的示意是基于C大调和/或a小调的对称模型。图23示意了所选择的圆弧705，圆弧705起始于音高和/或音级e和G之间，终止于音高h/b和d之间。这里，圆弧705由起始角度α和打开角度β定义。可选地，还可以由半径r进一步规定圆弧705。在图23所示的圆弧705的情况下，完整地标记了音高G和h/b，因此，例如在本发明的乐器600的情况下，由于声音产生器640，可以完整地听见音高G和h/b。音高e和d没有被圆弧705覆盖，但是，根据其空间单音高分布函数和/或空间音高分布函数的出现，可以以相同的音量、更小声地听见音高e和d，或完全听不见。因此，图23示意了新的乐器概念，通过由起始角度、打开角度和可选的由半径定义的圆弧，提供了对有效音高空间部分的选择。这再次实现了即使在非常有限的输入可能性的情况下，也能定义可感调和的关系。

图24示出了使用硬件元件定义所选择的对称模型的圆弧的起始角度α的不同可能性。这里，图24A示出了7个键710-C、710-e、710-G、710-h、710-d、710-F和710-a的特殊布置，这7个键与音级C、e、G、h0、d、F和a相关联，以便使其简化。更详细地，7个键710-C至710-a与多个角度相关联，通过分配函数，对应的音级再次与所述多个角度相对应。操作表面和/或操作装置上的键的几何布置是根据基本音高在音高空间中的布置。因此，7个调710-C至710-a在空间上建模了对称圆的C大调和/或a小调的分配函数。这样的键和/或输入装置的特殊的几何布置的更详细的描述在下面参照图27进行进一步的更详细的说明。

如果已经预定义了键的固定布置，则可以将基本音高可感地分配给各个键。一个这样的示例在图24B中使用10个数字键板(数字板)给出。在这种情况下，例如，输入角度可以与键720-C相关联，通常数字1与键720-C相关联，其中，该角度与音级C相对应。相应地，通常数字3与键720-e相关联，根据分配函数与音级e对应的输入角度可以与键720-e相关联。这同样适用于键720-G(数字6)、720-h(数字9)、720-d(数字8)、720-F(数字7)和720-a(数字4)。由于对称模型的简单性，也可以使用极小数目的键来实现，如图24B所示。

图24C示出了一个备选，其中必须部分地按下多于一个键。与图24B中所示的变体相比，这种变体需要甚至更小数目的键，即例如传统PC键盘的4个方向键730-1、730-2、730-3和730-4。在这种情况下，例如通过按下键730-3，可以定义输入角度或还有起始角度α，键730-3通过分配函数与音级d相关联。例如，如果同时按下方向键730-1和730-4，输入角度或起始角度α可以与这样的键组合相关联，音级C与该键组合相关联。其他键组合及与其相关联的音级在图24C中给出。

同样，如图24D所示，使用简单的旋转开关740，可以定义起始角度α和/或输入角度。图24中所示的用于选择对称模型的有效区域的起始角度的示例当然也可以被应用于音级和/或基本音高在音高空间中的其他布置。因此，图24示出了4个实施例，其中可以使用硬件键或其他硬件元件来定义起始角度α或输入角度。

图24所示的用于定义所选择的圆弧的起始角度α的所有硬件元件都可以与对应的检测装置或评估装置耦合，使得一旦启动一个硬件元件，本发明的基于手动输入产生音符信号的设备的控制装置的检测装置或评估装置可以提供包括输入角度在内的对应的输入信号。

这里，图24A、24B和24C所示的键代表了例如用于分立硬件元件和/或切换元件的触摸感应域或键。这里，在本申请的范围内，分立硬件元件和/或分立切换元件是一种切换元件，这种切换元件不能实现位置和/或角度的准连续输入。这些关于检测装置和/或评估装置的说明也适用于图25所示的硬件元件。

关于这一点，应注意，操作装置可以在空间上对分配函数进行建模。然而，这仅表示一种可能性，并且具体为非强制的。此外，同样重要的是，分配函数不必描述和/或建模音级和/或基本音高在音高空间中的特定布置。因此，例如，可以让乐器600运行在这样一种模式下：基于特定音阶的对称模型，即例如，显示设备610以光学方式再现对应的对称模型，而操作设备620包括如图24D所示的旋转开关，其中例如指示音级的字母的布置是关于完整角度的角度范围等距离地进行的。

图25示出了三个实施例，这些实施例示出了可以如何输入打开角度β。在键布置或按钮布置的情况下，可以通过按下若干个邻接的键或按钮来定义打开角度β，其中角度与每个键或按钮相关联，音级通过分配函数再次与键或按钮相关联。在这种情况下，由按下的和邻接的“外侧”键分别产生起始角度和打开角度。图25A示出了这样的一个示例，图25A示意了图24A的特定键盘。在图25A所示的示例中，按下了三个键710-C、710-e和710-G，使得根据与键710-C相关联的角度产生起始角度，根据与键710-G和710-C相关联的角度差产生打开角度。通过按下若干个邻接的音高键，从而这里可以一步一步增大打开角度。

图25B示出了用于输入打开角度β的另一实施例，该实施例能够通过渐变器和/或滑动控制器750来无限可变地改变打开角度。由此，在图25B所示的示例中，可以产生打开角度的无限可变的改变，其与1至5音高之间的打开角度的变化相对应。

图25C示出了用于定义打开角度β的输入装置的另一实施例。图25C示出了4个音高数字键760-1至760-4的布置，使用这样的布置，根据实现，也可以确定地设置要同时播放的音高和/或音级的打开角度和/或数目。这里，音高数字键760-1至760-4的数目可以改变。在对称模型的情况下，这个数目典型地在2和7之间，优选地在3和5之间。在三度音程圆的情况下，也可以使用多于7个音高数字键。因此，图25首要示出了使用硬件元件定义对称模型中有效圆弧的打开角度的多种可能性。

使用操纵杆，也可以进行起始角度α和打开角度β的组合输入。因此，例如，可以根据操纵杆的倾斜方向推导出起始角度α，可以根据倾斜度推导出圆弧的打开角度β和半径r。除了操纵杆的倾斜轴，也可以使用头部的倾斜角度和倾斜度。例如，这对于用于截瘫患者的伴奏乐器非常有吸引力，这将在本申请的进一步的过程中更详细地描述。

基于屏幕的输入方法提供了定义有效圆弧的非常复杂的可能性。在这种情况下，可以将对称模型或三度音程圆映射到屏幕或触摸屏上。可以使用鼠标、通过触摸触摸屏或其他类型的触摸感应表面来选择有效圆弧。这里，可以使用如拖拽和释放、拖拽、点击、轻击或其他姿势的可能性。

这样的应用和实施例示例是通过所谓的和声板来示意的。和声板是一种特殊的操作装置或乐器，用于产生、改变和交叉渐变和音。和声板的表面可以被用于对基于三度音程圆和基于对称圆的乐器中所包含的合成器和声音产生器进行编程，并被用于对它们的操作表面进行配置。更详细地，和声板由此代表了一种系统，其包括本发明的基于手动输入产生音符信号的设备以及本发明的用于输出指示音级的输出信号的设备。

图26示出了和声板的操作表面和/或界面和/或用户表面/界面的实施例。它可以被映射到触摸感应屏幕(触摸屏)上，并包括以下所说明的不同元件。

从技术上看，其操作界面在图26中示意了的和声板与操作装置上的示意的图23所示的实施例类似，因此，可以使用那里所进行的说明。更详细地，这意味着图26的示意可以是在本发明的用于输出指示音级的的输出信号的设备的输出域上。在这种情况下，本发明的基于手动输入产生音符信号的设备的操作装置包括被布置在用户与输出域之间的触摸感应域，所述触摸感应域与检测装置耦合。所述检测装置反过来与评估装置耦合，所述评估装置基于检测装置所提供的信号，向本发明的用于产生音符信号的设备的控制装置提供本发明的用于产生音符信号的设备的操作装置的输入信号。在这种情况下，触摸感应域、检测装置和评估装置的功能与参照图23所示的对应元件的功能相对应。

首先，可能的操作表面和/或表面包括和声区域800，和声区域800包括三度音程圆805和对称模型810。这里，对称模型810被同中心地布置在和/或映射在三度音程圆的中心。因此，三度音程圆805和对称模型810包括公共的中心点812。中心点812同时代表了对称模型810和/或对称模型的对称圆810的输出域的输出域中心。从这个中心点812开始，可以加重，即以光学方式加重和/或点亮一个或若干个输出径向。这里，如参照图7更详细地说明过的，并在此参考图7，在和声板的操作表面上的和声区域800的区域中示意对称模型810。此外，如参照图8已经说明过的，在和声板的和声区域800上示意三度音程圆805。这里也参考其描述。

在和声区域800的右侧相邻的是被布置为一个在另一个下方的4个输入域和/或输入可能性(例如按钮)815、820、825和830。这里，输入域815能够编辑、改变、确定或定义空间单音高分布函数，以及空间音高分布函数。利用按钮820，和声板的用户可以定义、编辑或影响反演加权函数，使用按钮825可以定义、编辑或影响对应的选择分布函数，使用按钮830，可以定义、编辑或影响有效空间部分和/或所选择的区域的打开角度β。

如在本发明的乐器600中已经示意过的，图26中所示的和声板的表面可以与声音产生器连接，声音产生器可以将用户的输入转换为可听见的音频信号。以下操作示例示出了由和声板提供的可能性。

调的选择：通过触摸三度音程圆805来选择当前的调。在图26中，选择C大调和a小调作为当前的调。这可以从三度音程圆的点亮的区域835中看出，如在音高空间中基本音高的定位变体的描述的范围内结合三度音程圆的描述中已经说明的，该区域包括了三度音程圆上与这些调相关联的音级的量。此时为了设置不同的调，和声板的用户必须在对应的位置处触摸三度音程圆805，该对应位置可以是例如相关联的音阶的质量中心和/或音调中心。例如，在C大调和/或a小调的情况下，这可以是被直接布置在中心的垂直上方、所绘出的音级C和e之间的区域840，这个方向是和声板的图26中所示的从三度音程圆805上的三度音程圆的中心看去的方向。接着，三度音程圆805“旋转”，以使得新选择的调出现在点亮区域835的顶部。此外，改变和/或切换对称模型810中的基本音高的指定，以使得C大调的音高不再出现，而是出现新选择的调的音高。

备选地，例如，点亮的区域835可以与新选择的调相对应而移动，以使得可以忽略三度音程圆的新的定向。因此，三度音程圆805代表了附加操作装置的实施例，使用这样的装置，用户可以实施从多个分配函数中选择分配函数，以便使本发明的用于产生音符信号的设备和/或其控制装置可以例如在不同的调之间来回切换。

选择要播放的和音：为了发出/播放特定的和音和/或特定的音高组合，首先必须确定要选择的圆弧的打开角度β和/或有效空间部分。例如，这可以通过输入域835和/或相关联的窗口图形化地进行。备选地或附加地，如结合图25所描述的这当然也可以通过所连接的硬件接口或通过输入装置来完成。如果规定了打开角度β，则可以通过输入域825来图形化地编辑选择加权函数。此外，通过触摸对称圆和/或对称模型810上的位置，可以确定圆弧的起始角度α和可选地还有半径r。所选择的圆弧在对称模型810上以加重的方式被示意为标记区域845。这里，可以借助于透明效应在输入域825的区域中，也可以在对称模型810上所标记的区域845的范围内，示意所设置的选择加权函数。

和音之间的渐变：在图26中，如所标记的区域845所示，当前选择了C大调7和音。为此，通过输入域830指定了对应的打开角度β，用户在和声板上触摸与基本音高C相关联的角度。为了将C大调7和音交叉渐变为a小调7和音，用户的手指只要向左边划一个与音高和/或音级A小调相关联的角度。由此，所选择的圆弧的起始角度α从音高C移动到音高A小调。根据所选择的圆弧的移动，将C大调和音柔和地或也可以瞬时地交叉渐变到A小调和音。

转换之间的渐变：可选地，和声板提供了使用和/或解释所选择的圆弧的半径用于选择不同和音转换的可能性。通过这一点，可以通过改变半径r来获得所需的各个基本音高的八音度定位。这里，在本申请的范围内，音高或音级的八音度定位是八音度位置的确定和/或定义。因此，例如，八音度定位的指示定义了具有特定音级的音高属于哪个八音度。因此，借助于八音度定位，定义了音高C、C’、C”、C”’......中哪一个被播放/发声和/或与音级C相关联。换言之，八音度定位以具有整数o的因子2°的形式确定了音高的基频，因子2°也被称为八音度定位参数。

因此，例如，标准音高A小调具有440Hz的基频。例如，如果此时要播放高一个八音度的音级A小调的音高来取代标准音高A小调，则必须将八音度定位参数设置为o＝1，使得音高的新的基频为880Hz。相应地，音级A小调的音高的基频比标准音高A小调低一个八音度(o＝-1)，为220Hz。

例如，在和声板上，如果选择了C大调和音的基本设置，则例如对该和音的第一转换可以通过用户以圆的中心点和/或中心的方向，沿着指向C的径向线850划动和/或移动手指来实现，所述指向C的径向线850从对称圆的中心，在与音级C相关联的角度下径向向外引出。由此，减小了所选择的圆弧的半径r，C大调和音的基本设置被缓慢地转换到第一转换。接着，通过所连接的声音产生器，用户可以听见C大调和音的第一转换。

此处，和音的转换是一种和音的音高布置，使得具有最低基频的发声音高不必也是基本音高，例如，在C大调和音的情况下的音高C和/或音级C。在C大调的情况下，例如，具有以E-G-C的顺序递增的频率的发声音高代表了第一基本设置。此外，当然，对于音高和或音级或还有特定的和音转换的特定八音度定位，其他半径r的设置也是可能的。

正如通过输入域815可以编辑和/或定义空间单音高分布函数，通过引入可以通过输入域820编辑和/或定义的可选的转换分布函数，可以影响发声音高的八音度定位。因此，基于所选择的转换分布函数，可以将音量信息值分配给与特定音级相关的单个音高，使得例如在通过有效空间部分对音级C的选择中，对应音级的多于一个音高发声。类似地，基于用户输入的半径r，可以使用转换分布函数，使对应音高组合和/或对应和音的不同转换通过所连接的声音产生器发声。为了实现这一点，和声板的表面提供了对应的窗口和/或输入域820。

单个音高与和音之间的渐变：例如，和声板可以装配有midi接口或其他控制接口。此时利用该midi接口或控制接口，可以可选地连接控制器，例如脚控制器、瞬时脚开关、操纵杆或其他输入装置。此时，可以将该输入装置(脚控制器)的数据发送至打开角度β和/或解释经由脚控制器的输入而影响的打开角度β。这意味着，用户可以使用脚控制器将打开角度作为一个角度参数来控制。优选地，脚控制器能够使数据的准连续输入成为可能，例如，所述数据与用户的脚的位置相关联。由此，用户可以使用脚控制器，在预定的或可变的限制内影响打开角度β。如果用户接触脚控制器使其处于底部停止点，则这样的脚位置可以例如与0°的打开角度相关联。如果此时用户触摸和声板中的对称模型810的区域中音高和/或音级C的位置，则由于打开角度β＝0°，通过所连接的声音产生器，只有音高C发声和/或可以被听见。如果此时用户缓慢地向顶部停止点方向移动脚控制器，可以对应地增大打开角度β，使得在图26中所示的情况中，附加的音高和/或音级E小调、G大调和B/H小调被依次加入并渐渐增强。

找到匹配已有音高的音高(即席演奏)：可选地，和声板(正如本发明的乐器600)装配有分析功能，分析以音频信号或midi信号形式存在的音高信号和/或音频数据，并通过对应的加重在和声板的表面(板表面)上标记对应的基本音高。图26基于在对称模型810上的音级E小调的光学标记855的示例示出了这一点。在这种情况下，将音频信号或midi信号作为具有音级E小调的音高的输入信号提供给和声板。如果作为用户的音乐家想要找到与给定的信号和/或输入信号相匹配的伴奏信号，他只要选择包括所标记的音高的或接近所标记的音高的圆弧。

此外，可选地，还可以使用和声板来图形示意音频数据分析的结果，并以分析信号的形式将这个结果提供给和声板。因此，除了通过加重对称模型810的单个输出域径向或对称模型810上更大的相干区域来标记和/或加重音频信号中包括的音级之外，也可以在对称模型810上示意出以分析信号的形式提供的和向量。这里，可以从输出域中心和/或对称模型810的中心开始，通过加重输出域的径向来示出和向量的角度。由此，在播放音乐片段时，可以准实时地在和声板上以时间分辨的方式示意出质量中心和/或音调中心，以便伴奏音乐家可以基于此来进行演奏。

可选地，也可以不基于和向量的角度作为一个整体来加重所强调的输出域的径向，而是基于和向量从输出域的中心开始的长度，只加重对应输出域径向的部分。此外，由此可以在用户的控制面板上向用户光学指示和向量的长度

。如结合音频数据的分析所说明的，由于其中和向量的绝对值是对发声/演奏的音乐的音高前后关系的估计，因此，例如用户可以更好地对他正在即席演奏的音乐进行分类。

可选地，也可以借助于输入值积分器，在产生的和向量的绝对值和/或长度达到(时间局部的)最大值之前的时间内对输入的音频信号进行积分。根据下层的音高空间中基本音高的布置，由于最大值再次指示了对称模型情况下的和音或三度音程圆情况下的调的改变，因此，基于积分的音频数据，也可以相应地调整和声板上的表示。因此，例如，可以基于积分音频信号来确定下层的对称模型810的全音阶，并将其在对称模型上示出。

因此，图26示出了和声板的一种可能的操作表面，其中包括许多可选组件，例如用于反向分布函数的输入域820。当然，除了图26中所示的几何设置之外的其他几何设置也是可能的。此外，输出域810当然也可以不基于对称模型，而基于三度音程圆来操作。因此，和声板表示了一种实施例，该实施例基于其作为触摸屏的实现，以及通过触摸触摸屏的表面输入数据以及通过触摸屏的显示表面输出输入的相关联的可能性，对本发明的基于手动输入产生音符信号的设备与本发明的输出指示音级的输出信号的设备进行组合。

因此，和声板表示了本发明的使用触摸感应屏幕(触摸屏)来产生音符信号的设备的实施例。备选地，或在所描述的通过和声区域800和输入域835来确定起始角度α和起始角度α的可能性之外，这也可以通过触摸触摸屏上对称模型810的区域来进行。因此，例如，起始角度α和打开角度β可以由和声板的用户在对称模型810上依次进行两次触摸而推导得到。因此，通过在对称模型810区域中第一次触摸触摸屏，例如，用户可以确定起始角度α，而通过在对称模型810区域中又一次触摸触摸屏，他可以确定相关联的打开角度。这里，例如，和声板的操作装置可以通过简单地计算从用户对触摸屏的第二次触摸所推导出的角度与起始角度α之差来确定打开角度β。然后，本发明的用于产生音符信号的设备的操作装置(即和声板)基于所选择的起始角度和打开角度，向控制装置传送输入角度范围。

用户也可以触摸对称模型810上的两个点，根据这两个点，基于对称模型810的中心点812的位置，操作装置确定两个角度。如果如上所述的没有基于两个角度的输入的次序确定起始角度和打开角度，则作为备选，例如，可以将角度范围作为输入角度范围提供给控制装置，这个输入角度范围与所述两个角度和完整的圆周相关，小于180°和/或π。此外，如果只输入了一个角度，即用户只触摸了对称模型810的一个点或一个位置，则可以基于预定的打开角度β或由用户预定的打开角度β，向控制装置提供输入角度范围。例如，这可以由用户通过输入区域835来执行。一种可能的预定的打开角度β是打开角度β＝0°，因此在这种情况下，输入角度范围只包括起始角度和/或在这种情况下只向控制装置传送一个输入角度。

使用触摸屏(即例如和声板)来确定起始角度α和打开角度β的进一步的可能性，使用户能够在对称模型810上“划”。在这种情况下，再次通过在和声板上划动手指，确定关于对称模型810的中心点812的两个角度，根据这两个角度，与上述情况相似地确定起始角度α和打开角度β。

然而，例如，如果打开角度β不是由用户通过对称模型810确定，而是通过输入域835确定，则用户可以通过在触摸屏上移动手指，在各个音高或各个和音之间交叉渐变。在这种情况下，例如，操作装置可以根据对称模型810上的触摸位置关于对称模型810的中心点812的位置，确定一个角度表示输入角度范围的起始角度α。然而，如果打开角度β消失，则用户可以通过在触摸屏上移动手指，在各个音高之间交叉渐变。

另一实施例表示了针对婴儿的乐器。具体地，在以下部分中，描述一种新型玩具，使用这种玩具，婴儿可以产生可感调和的声音。这种乐器被设计为产生操作元件的几何位置与音乐理论基础之间的相关性。通过有趣地操作该乐器，孩子变得更加熟悉音乐理论的相关性。此外，这可以使得日后学习(不同的)乐器或音乐知识明显更加容易。

这里产生的问题是，现今对于音乐和调和声音(例如对小调三和音和大调三和音)的输入乐器非常复杂，只有经过一段时间的练习才可以操作，或者非常不灵活。如本实施例的描述所示，这里所描述的针对婴儿的乐器提出了这样一种输入方法，它非常简单，即使婴儿或高度残疾的人也可以在音乐上具有创造力。

图27示出了用于针对婴儿的乐器的操作装置900的示意。更准确地说，这里，该乐器和/或操作装置900的设置遵循David Gatzsche在上面引用的他的论文的范围内所描述的音级的布置。

操作设备900解决了上述问题，即对于婴儿和高度残疾的人在音乐上具有创造力的可能性问题。图27中所示的操作装置和/或操作界面900包括将在以下分别描述的多个分立的操作元件(例如键或其他分立触摸感应区域)。乐器和/或操作装置900包括7个音高键910-C、910-e、910-G、910-h、910-d、910-F和910-a。这7个音高键与未在图27中示出的评估装置耦合，该评估装置向本发明的基于手动输入产生音符信号的设备的控制装置提供输入信号，所述输入信号包括与评估装置所按下的音高键相关联的输入角度。如果按下了多个音高键，则评估装置可以产生例如包括多于一个输入角度的输入角度。附加地或备选地，评估装置也可以被实现为：当按下两个邻接的音高键，即例如音高键910-e和910-G时，输入信号包括与两个外侧直接邻接的按下的音高键相关联的输入角度范围。因此，在上述情况下，评估装置将产生包括由与音高键910-e相关联的角度和由与音高键910-G相关联的角度所限定的输入角度范围的输入信号。如果孩子按下一个音高键，则播放一个音高。

现在的问题是，为什么正好有7个键。其答案如下：如在本申请的介绍性部分中已经说明过的，在西方，最常见的音阶是所谓的全音阶。这个音阶具有7个音高。在钢琴上，7个邻接的白色键正好与C大调和/或a小调的全音阶相对应。与钢琴或其他同等乐器相比，该乐器和/或操作装置900的实质创新在于，在操作表面上的音高键910-C至910-a的布置：

在钢琴上，将音高键被布置为半音程和全音程。由此，产生了音高序列和/或音级序列C-D-E-FG-G-A-(B和/或h—)-C。然而，在这里所描述的乐器900中，键被布置为三度音程：从音高D开始，小三度和大三度交替。因此，产生了下列音高序列和/或音级序列：D-F-A-C-E-G-(B和/或H)-D。

音高键910-C至910-a不像钢琴那样被布置为线，而是在圆和/或环915(即对称模型的对称圆)上形成环形。基本上，在本申请的介绍性部分所定义的其他椭圆形/圆形设置也是可能的。该圆包括圆心920。一个垂直虚轴925通过圆的圆心，以下称为对称轴。在轴925的帮助下，每个音高键910-C至910-a可以由一个对称轴925与连接对应音高键和圆心920的连接线之间的角度α来表示。

钢琴上白色键是等宽度的，而不论两个相邻的键代表全音程还是半音程。在本发明的乐器和/或操作装置900中，基于圆形布置，键不是被布置为相等距离和/或角度，而是被布置为两个音高键之间的音高音程和/或音高度相对应的(角度)距离。这意味着，在圆和/或对称圆915上，与大三度(最小)音高音程相对应的两个邻接的键被布置为比具有与小三度相对应的相关联的(最小)音高音程的两个邻接的键分开更远。因此，各个音高键彼此的距离表示了相关联的音高和/或音级的(最小)音高音程。

音高键的精确布置和/或定位计算如下：首先，将对称圆915分为24个弧，从而首要地与两个八音度相对应。每个这样的弧表示一个半音程。因此，这样的半音弧的打开角度是360°:24＝15°。大三度与4个半音相对应，相应地，小三度与3个半音相对应。因此，在圆上产生了以下键间隔：如果音符音程(即两个邻接音高键的(最小)音高音程)是大三度，则两个音级键所张开的角度是4 x 15°＝60°。如果两个邻接的音高键之间的音符音程是小三度，则该间隔/距离是3 x 15°＝45°。

随后，如下将键和/或分立操作装置放置和/或布置在圆和/或椭圆形/圆形布置上：将与音级d相对应的键910-d布置在圆的底部中心，即关于圆心点920和图27中垂直向上的零度方向成α＝180°的角度。由此，将其他音高向左边(即顺时针方向)以及向右边(即逆时针方向)地对称隔开。因此，下表3示出了音高键910-C至910-a的精确角度的示例。然而，很重要地，这里应注意，关于角度的偏离分布是可能的。

为了以更好的方式说明音高键910-C至910-a的布置，在图27中，从圆心920开始，画出了多条虚标定线。

由于音高D是仅有的正好位于对称轴上的音高，而且因为音阶的所有其他音高环绕该音高镜像对称地布置，因而音高D被称为对称音高。位于与对称音高相对位置的是音调中心930(d＝0°)。它之所以被称为音调中心是因为：在西方，公共主调通常以靠近音调中心的音高开始和结束。

根据上述操作元件和/或音高键910-C至910-a的布置，隐含地展开了多个关于音乐理论的关系，当前这些理论还必须付出很多努力去学习。通过婴儿与该乐器的有趣的接触，可以有趣并自动地学习将音高关系和几何位置和/或肌肉运动相联系。由此，更加有利于婴儿日后学习关于音乐理论的关系。因此，希望该乐器能够证明是在幼儿园、音乐学校以及还有私人区域中早期音乐教育的优秀的辅助工具。

在以下部分中，将概括和/或重复本发明的操作设备900的操作概念所传递的关于音乐理论的音高关系和/或关系的例证。

1.孩子学习分配谐和和不谐和发声的音高组合。不谐和发声的音高组合可能由被放置在相距较远的音高键组合而触发，如果孩子按下邻接的音高键，则会产生谐和发声的音高组合。两个音高键分开越远，所产生(触发)的音高组合发声就越不谐和。

2.孩子学习最常见的大调和小调和音的设置。下面说明孩子可能通过按下邻接的音高键来产生的音高、和音以及和声的选择：按下单个键导致播放单个音高。按下两个邻接的音高键导致播放第三个音高。按下三个邻接的音高导致播放大调、小调或降半音三和音。按下4个邻接的音高导致播放七度和音。按下5个邻接的音级导致播放七度-九度音和音。

3.在孩子的大脑中，产生了几何位置与调和声音时间之间的联系，另一方面，如将手臂移动到键上之类的肌肉运动产生了与函数理论和/或音乐理论的相关性的联系。这对于感知心理学非常有利。通过乐器，本质上加强了孩子的音高敏感度和/或她或她的对和声的理解。这可能是一种日后学习乐器和即席演奏的有价值的基础。

4.孩子非常容易地学习三和音和4音符和音的设置，另一方面，可以听各个音高，同时还可以通过按下邻接的音高键来听和音。当然，前提是，以孩子能够按下多个邻接音高键的方式来实现这些音高键。

5.孩子有趣地学习相互分配大调和音和平行的小调和音。由于将大调和音的音高键和其平行的小调和音的音高键被邻接地布置在对称圆上(示例：C大调和音：C-E-G和平行的小调和音：A-C-E)，这是可能的。

6.孩子自动地知道不同和音的公共音高。例如，a小调和音和C大调和音具有两个共同的音高键C和E。在对称圆950上，这些公共音高由相同的音级来表示。此外，孩子自动地学习混合和音是由哪些和音放在一起形成的。例如，a小调七度和音是由a小调和C大调和音放在一起形成的。

7.孩子也学习关于函数理论和/或音乐理论的关系：主音和音的音高键(a小调和C大调)被布置在音调中心，次属音和音的音高键(F大调和d小调)被布置在音调中心的左边，而属音和音的音高键(G大调和e小调)被布置在音调中心的右边。

8.孩子学习感觉给定的大调和/或小调中哪些音高由不谐和音转变为谐和音需要做出较大努力，哪些音高由不谐和音转变为谐和音需要做出较小努力。在对称圆915上，将由不谐和音转变为谐和音需要做出较小努力的音高布置在靠近音调中心930的位置，而将由不谐和音转变为谐和音需要做出较大努力的音高布置在远离音调中心930的位置。示例：如果你在C大音阶上演奏一个主调，并在音高h/b小调上结束，我们一般地会感觉该片段必须继续，即继续到C和/或三度C-E。这种感觉被称为由不谐和音转变为谐和音的努力。

9.孩子可以非常容易地推断使用哪些和音对给定调的给定音高进行伴奏。为此，他/她必须按下包括给定音高在内的邻接的音高键。例如，如果给定了音高C，则孩子可以使用音高C-E-G(邻接的)、A-C-E(邻接的)、F-A-C(邻接的)或D-F-A-C(邻接的)来给音高伴奏。孩子习惯记忆这些变体。现在，可以通过简单的结合关系来推断出所允许的和音，这是本发明的操作设备900的一个显著优点。

概括而言，可以说，当前还没有这样的乐器以如此紧凑的方式反映如此大量的关于音乐理论的音符和函数关系。

尤其在生命的最初几年，婴儿通常不能同时按下多于一个音高键。为了给孩子提供不仅在本发明的乐器和/或操作设备900的帮助下产生单个音高的可能性，也提供能够演奏和音和和声的可能性，该操作设备包括(可选的)音高数字选择器935，该音高数字选择器935具有多个音高数字选择键940-1至940-4。在图27中所示的本发明的用于产生音符信号的设备的实施例中，该音高数字选择器935包括设置在对称圆下方的4个音高数字选择键940-1至940-4。此外，本发明的操作设备900也还包括其他数目的音高数字选择键940-1至940-4。典型地，音高数字选择键的数目在2和7之间，优选地在2和5之间。

因此，音高数字选择器935表示了针对婴儿的辅助工具，通过音高数字选择器935，孩子能够使多个音高同时发声，即使孩子可能无法同时在乐器上按下多于一个或两个的音高键。通过音高数字选择器935，孩子可以改变有效空间部分的打开角度，并从而设置在按下一个音高键时多少个邻接的音高同时发生。如已经说明的，在图27所示的实施例中，音高数字选择器935通过音高数字键940-1至940-4来实现。例如，如果孩子按下被分配了有效空间部分的打开角度的音高数字键940-3，使得三个音高通过所连接的声音产生器发声，则在按下音高键910-C时，不仅音高C发声，而且两个邻接的音高(即音高e和G)也发声。按照这种方式，通过按下键910-C至910-a之一，孩子可以确定有效空间部分和/或输入角度部分的起始角度，并且，通过按下音高数字键940-1至940-4，可以确定输入角度范围的打开角度。由此，孩子可以听到大调和音和小调三和音。如果按下了音高键910-a，则可以听见小调三和音。如果孩子选择了音高数字键2，将听见小三度和大三度，如果选择了音高数字键4，可以听见七度和音。例如，如果孩子选择了用于3个音高的音高数字键940-3，并按下用于两个音级a和C的两个邻接的键910-a和910-C，则a小调和音和C大调和音将同时播放/发声。同时，将一起播放由该音级的组合产生的a小调七度和音。

如果孩子按下了大于1的音高数字键，即例如音高数字键940-2至940-4，则在按下音高键时，多个音高发声。为了能够告诉孩子这些是哪些音高，本发明的操作装置900可以与本发明的用于输出指示音级的输出信号的设备结合。在这种情况下，可以以这样的方式可选地实现该玩具和/或乐器，即键910-C至910-a可以同时充当由显示控制设备控制的显示设备和/或输出区域，使得键910-C至910-a被加重。例如，这可以通过有效音高键的可控发光来执行，或在触摸屏上实现音高键，或通过将显示器(例如LCD显示器)集成入音高键来执行。如果集成和/或实现了这样的可能性，则将发生以下情况：孩子选择用于三个音高的音高数字键940-3，随后同时按下音高C的音高键910-C。音高C-E-G发声，同时音高键910-C、910-E和910-G被点亮，即音高键C-E-G，这是由于音高键C-E-G在这种情况下也作为输出区域。由此，孩子可以在视力上看见正在播放哪些那些音高/音符。

由于孩子一般还不知道音符的名称，也不能读出键910-C至910-a的字母，可选地为音高键提供颜色和/或符号是一种显而易见的可能性。图27示出了可能的颜色，并与上述David Gatzsche的论文所提出的方案相对应。这样的着色在图27的背景中示出。例如，可以将这样的着色应用于本发明的操作设备900的框架表面。此外，在允许可变颜色的示意的触摸屏、屏幕或其他显示设备上示意的情况下，可以根据当前发声的音高组合，对显示区域和/或音高键910-C至910-a进行着色。为了示意这一点，在图27中，示出了8个区域(950-1至950-8)，这些区域具有下面关联的颜色：950-1黄色、950-2橙色、950-3浅红色、950-4深红色、950-5紫色、950-6深绿色、950-7蓝色以及950-8浅绿色。

这样的着色是根据“热感觉”来选择的，其中将带蓝色的颜色分配给次属音区域，因为该颜色暗示“冷”。这里，属音区域与带红色的音高相关联，因此该颜色与“暖”相关联。主音区域与黄色相关联，是“中性区域”，而紫色与次属音区域和属音区域邻接的区域相关联。这里，所产生的混合颜色与区域950-2、950-4、950-6和950-8相关联。此外，可以为音高键910-C至910-a提供代表大调三和音和小调三和音以及减半音的三和音b0和/或h0的符号。

本发明的操作设备900可以与声音产生器耦合，以实现乐器和/或其他器具。一种简单的变体是将机械声音产生器与操作设备900耦合，例如，也可以用在音乐盒中。此外，可以实现另一控制逻辑，其转换输入选项，并由此为电子声音产生器(例如合成器)提供控制信号。在孩子的玩具和/或针对婴儿的乐器的情况下，优选地，可以直接将声音产生和声音再现集成到该玩具和/或乐器中。此外，操作输入可以被可选地、附加地、直接地转换为midi信号，并且使用该midi信号来控制midi声音产生器。此外，所耦合的声音产生器可以反过来包括由该玩具控制的自动伴奏。

如果在钢琴上演奏音高序列D-F-A-C-E-G-B-D，则出现在该序列中的第二个D比第一个D高两个八音度。然而，在本发明的操作装置900的情况下，该序列的第一个D和最后一个D由相同的音高键910-d表示。因此，在圆915的一个位置处产生了干扰音级音程。例如，这可以通过一个列表来防止，该列表可选地针对每个音高键而存在，该列表包括属于各个音高键的音高和/或音级的不同八音度定位。例如，这些列表可以被存储在本发明的用于产生音符信号的设备的控制装置中。此时，如果孩子按下一个音高键，例如，随机产生器从与该音高键相关联的对应列表中选择可能的八音度定位的随机变体。此外，由于在所述情况下，每个所选择的音高的八音度定位被确定为随机数的基础，因此产生了这样的学习效果，即孩子同时可以学习到不同反演变体中可能存在的和音。也可以在不同的方面进行各自八音度定位的选择。因此，总是可以选择音级的预定的八音度定位，或者，根据其他所选择的音级，调整各个音高的八音度定位。

在以下段落中，将讨论图27所示的操作装置900的其他应用场景和方法。在一些应用领域和应用区域，可以省略可选的音高数字选择器935的实现。

例如，可以为本发明的操作装置900提供midi输入和midi输出。由此，可以将操作装置900与在计算机上运行的学习程序一起使用，以便用于教学领域。由此可以实现教学概念。因此，例如，可以想到，学习程序提出关于音乐理论的问题。接着，孩子或其他用户可以使用本发明的操作装置900作为用于回答该问题的输入乐器。例如，计算机可能问孩子关于对应的大调和/或大调和音的平行的小调和音和/或小调。为了这个目的，如果操作设备900也被实现为本发明的用于输出指示音级的输出信号的设备，则计算机可以点亮图27所示的操作设备900的大调的基本音高。此时，孩子必须知道，在三度音程圆或对称圆和/或对称模型中，平行的小调和音的基本音高直接位于大调的基本音高的左边，即逆时针与大调的基本音高相邻，并按照这种方式找出对应的小调。

例如，包括本发明的基于手动输入产生音符信号的设备和本发明的用于输出指示音级的输出信号的设备的乐器，也可以用于学习即席演奏的歌曲伴奏。因此，例如，该乐器可以通过一个或两个midi接口与键盘耦合。如果第一个孩子在键盘上演奏单个主调，可以将该主调的音高传送至第二个孩子的本发明的乐器，该乐器也称为对称圆乐器。在该乐器中，对应的音高键发光。此时，第二个孩子可以通过按下与已经点亮的音高键邻近的音高键来产生合适的伴奏。如果该对称圆乐器包括可选的音高数字选择器935或其他用于定义输入角度的可能性，以便所连接的声音产生器播放多于一个音高，则第二个孩子可以更容易地调和地(多音地)为第一个孩子伴奏。

另一种可能性是将对称圆乐器与主调分析设备耦合，所述主调分析设备可以被实现为对称圆乐器的外部组件或作为其一部分。在外部主调分析设备的情况下，例如，该主调分析设备通过midi信号与对称圆乐器连接。在这种情况下，产生了这种可能性，即例如孩子在长笛上演奏单个主调。在主调分析设备的帮助下，通过麦克风或其他声音接收装置检测到长笛的主调，并将其转换为midi信号，如果主调分析设备表示外部设备，则将所述midi信号提供给对称圆乐器。该信号被映射和/或传送到第一个孩子的对称圆乐器，并在其上表示出来。因此，此时第一个孩子通过按下再次处于点亮的音高键附近的音高键来产生对长笛主调的合适的伴奏。

此外，可选地，例如，对称圆乐器可以被实现为在midi输出处提供控制信号，以控制自动伴奏。在这种情况下，该乐器可以是用于传统自动伴奏的控制器。在这种情况下，必须将三度音程圆或对称模型的角度和打开角度转换为基本音高以及表示其是小调和音还是大调和音的另一个音高。

根据目标人群，这里可以以不同版本生产这样的对称圆乐器。因此，例如，针对婴孩，该乐器可以被实现为具有非常大、彩色的键。针对较大的孩子，可以将这样的对称圆乐器实现为计算机、PDA(个人数据助理)、笔记本电脑、移动电话或其他计算机设备上的软件和/或计算机程序产品。同样，这里触摸屏的变体也是可能的。例如，当多个孩子的联网时，孩子可以一起形成“Gameboy乐队”。将在特定时间点所演奏的和音传送至所有参与的孩子的设备，并在其上示出。接着，孩子可以产生对应的伴奏主调。节奏同步也可以通过现有网络进行。

在以下段落中，将更详细地说明用于音符调和关系的测量设备和分析设备。在基于对称模型和基于三度音程圆的和声分析的范围内所描述的可能性可以以测量设备的形式来实现，所述测量设备记录音频信号、将其变换到对称模型或三度音程圆中，计算对应的绝对值参数和角度参数，并可选地在显示设备上将其再现。显示设备的用户界面可以与图26的和声板类似。

图28示出了用于分析音频数据的设备和/或测量设备1000的框图。设备1000包括半音分析装置1010，在输入端1010e处，向其提供音频数据。音级分析设备1020连接至半音分析设备的下游，用于计算音级。向量计算装置1030连接至音级分析设备1020的下游，向量计算装置1030在输出1030a处输出分析信号。接着，可以将分析信号作为输入信号提供给可选的显示设备1040。

半音分析装置1010分析在其输入1010e处提供的音频数据的跨过半音的量的音量强度分布。因此，半音分析装置1010(除了别的以外)实现了等式4。音级分析设备1020基于作为下层的量的跨过音级的量的音量信息分布，确定音级音量信息分布。接着，给向量计算装置1030提供音级音量信息分布，然后，向量计算装置1030针对每个音级形成二维和/或复中间向量，基于二维中间向量计算和向量，并基于该和向量向分析信号输出1030a输出分析信号。接着，连接在下游的可选的显示设备1040可以基于分析信号，例如输出和向量、和向量的角度和/或以及和向量的绝对值和/或长度。

换言之，向测量设备1000馈送音频数据，中，半音分析装置1010根据所述音频数据分析半音。如果音频信号是音符序列信号，即例如用于声音产生器的模拟或数字控制信号，例如直接显示已播放或要播放的音符的midi信号，则基本上半音分析装置1010可以包括评估装置，评估装置将音频信号关于其已播放的音高和/或半音分离为其分量，如果可以的话，暂时将所述分量存储在存储器中。如果音符序列信号包括音量信息，则可以在半音分析的范围内考虑该音量信息。

如果音频数据是模拟或数字音频信号，即例如在用于传送音乐立体声范围内使用的麦克风信号、(模拟)线路信号，或PCM编码的数字音乐信号(PCM＝脉冲编码调制)，例如，这可以通过常数Q变换来进行。在模拟音频信号的情况下，例如，通过模数转换器(ADC)的扫描可以是合适的。

在常数Q变换的范围内，通过多个带通滤波器来分析音频信号，所述带通滤波器分别由中心滤波频率和带宽来表征。这里，中心滤波频率优选地与要分析的音高的频率和/或其基频相对应。要分析与两个音高的音程相对应的带通滤波器的带宽的频率。由此，产生了中心滤波频率和带宽的常数比(Q＝商)，这解释了常数Q变换的名称。

接着，通过音级分析设备1020，将半音组合到一个半音程区域。换言之，音级分析设备1020基于半音分析装置1010的结果，计算音级和相关联的音量信息。向量计算装置1030基于所获得的音级和相关联的音级音量信息分布，在根据三度音程圆的分析的情况下，借助于等式14，或在根据对称模型的分析的情况下，借助于23，产生各个所分配的和向量。换言之，向量计算装置根据等式14或等式23，将所获得的音级转换为三度音程圆或对称模型和向量。

接着，可以通过显示设备1040表示出对应和向量的角度和/或绝对值。

测量设备1000和/或半音分析装置1010的输入端子1010e可以是麦克风输入端、模拟音频输入端或直接数字输入端，因此如果实现了显示设备1040，则该测量和显示设备基本上可以对模拟以及数字音频数据进行分析。在数字输入的情况下，音频数据和/或音频信号还可以包括控制信号，即例如midi控制信号。在模拟输入的情况下，根据系统的实现，也可以实现模数转换器(ADC)。

因此，图28示出了测量和显示设备的框图，其中具体示意了其基本结构。

例如，可选的显示设备1040可以包括与图26所示的和声板类似的输出域。在这种情况下，在根据对称模型进行分析的情况下，可以以输出域径向的形式示意对称模型和向量的角度信息，所述输出域径向从对称圆(图26中的810)的中心开始、跨过完整的对称圆半径而被加重。可选地，这里可以通过输出域径向的加重长度来实现对称圆和向量的绝对值和/或长度，该加重长度取决于对称圆和向量的绝对值。备选地或附加地，也可以通过空间受限的加重区域来表示对称圆和向量的角度，这与例如图26中的标记855类似。

基本上，在通过音级分析设备1020计算音级的范围内，可以根据所分析的半音的音高等级和/或其频率f，通过引入加权函数g(f)来对所分析的半音进行加权。加权函数和/或加权描述了相同音级但属于不同八音度的两个不同音高如何影响感知的和声。由此，不仅产生了半音的适于听觉的变量的音量信息分布的分析的可能性，也允许了考虑人类对不同频率的和声的感知，这要多于仅仅与听觉有关的变量。因此，加权函数g(f)使得分析能够在人类感知方面进一步细化。

此外，附加地或备选地，可以在测量设备1000中集成和/或包括输入值积分器，所述输入值积分器在产生的和向量的绝对值达到最大之前的时间内，对从测量设备1000得到的音频信号或信号进行积分。由此，由于和向量的绝对值的最大值在对称圆和向量的情况下表示和音的改变，或在三度音程圆和向量的情况下表示调的改变，因此，除了在显示设备1040上显示之外，还可以在例如伴奏的范围内使用分析信号。

图29示出了本发明的用于产生音高信号的设备的操作装置上和/或控制面板1100上的示意的实施例，根据具体实现，该实施例也可以被用作本发明的用于输出指示音级的输出信号的设备的输出域1100的实施例。图29所示的输出域1100和/或控制面板1100还是基于对称模型。如结合图26在和声板的描述范围内已经描述过的，控制面板1100也可以被显示在触摸感应域(触摸屏)上，使得本发明的用于产生音符信号的设备中的未在图29中示出的控制装置的用户，可以通过触摸触摸感应域，传送关于触摸点的坐标的对应信息。接着，基于这些坐标，控制装置可以产生输入角度和/或输入角度范围，以及可选地输出半径的信息(例如，起始半径和停止半径或起始半径和半径范围和/或半径差)。

如上所述，图29所示的用户界面1100是基于对称模型，其中，如结合图7所说明的，从中心点810开始，沿径向向外的方向700-C、700-e、700-G、700-h、700-d、700-F和700-a布置音级。这里，再次基于各自所播放的和音是大调和音(大写字母)还是小调和音(小写字母)，给出各个音级和/或音符的控制面板1100上的指定。更详细地，关于图29所示的控制面板1100，示意了与全音阶C大调和/或a小调相对应的音级和/或音高的量。

然而，图29中的控制面板1100的示意在两个方面与图23和图26所示的同样基于对称模型的控制面板完全不同。在图23和26所示的控制面板中，每个在对应的径向(束)上示意仅一个音级，而对于控制面板1100，除了通过角度选择音级之外，还可以通过半径指定选择八音度定位。由于一个音符至少由关于音级的信息和关于八音度定位的信息组成，因此，可以在控制面板1100上布置各个音符，如图29所示。为此，从中心点812开始，控制面板1100包括多个同心圆1110，每个所述同心圆具有一个相关联的“八音度定位信息”，然而，这些“八音度定位信息”相差一个半音(小二度)。因此，与圆和/或环1110相关联的八音度定位信息表示音级信息。因此，例如，音级信息与由与音符C1(中音C和/或C’)相对应的参考标号1110所指定的圆相关联。考虑这样一个角度，即根据对称模型将音级C设置在该角度下，因此，在控制面板1100上产生了针对音高C1的位置，如图29中由标记1120-C1示意为“X”所示。

相应地，例如，将音高d1(中音d和/或d’)的音高等级分配给相对圆1110再向外2圈的圆，因此，考虑径向700-d，针对音高d1产生了标记1120-d1(“X”)。相应地，也将对应的标记1120(“X”)分配给图9所示的其他音高，即例如将标记1120-e2分配给音高e2。

因此，图29具体示出了用于产生音符信号的设备的实施例的操作表面/用户界面1100的示例，其中，除了经由角度分配音级之外，该音符信号还包括关于各个音高的八音度定位的信息。为此，在图29所示的操作表面1100中，示意了上述多个环1110，其中，一个音高与每个环1110相关联。

这里，具有关联音高的每个环1110包括关于所产生的环1110的同心布置的中心点812的半径R₀。此外，由于一个角度和/或一个主角度与每个音级相关联，因此，产生了如图所示的音高的分布，由标记1120(“X”)标记。

这里，可以给每个音高1120加入和/或分配二维分布函数，该函数将强度(例如音量信息)作为在控制面板上布置音高(例如音高C1(标记1120-C1))的位置的角度和点的半径的函数来分配。这里，二维分布函数一般被分为关于强度的切向和径向分量，其中切向分量由单音高分布函数给出，例如结合图5C所示。径向分量由被加入控制面板上和/或完整输出域上的每个音高的径向强度分布和/或径向强度分布函数给出，其中，可选地，强度分布的径向分量可以取决于上述关于音级的方向700的角度。

如结合图23和26已经描述过的，通过输入起始角度和停止角度和/或通过输入角度范围和打开角度，原则上，用户可以选择一段圆弧。与图23和26所示的操作元件相反，通过图29所示的控制面板1100，用户还可以例如通过起始半径和停止半径来定义半径区域，这样产生了所选择的环形区域以及输入角度范围，例如图29以灰色突出的区域1130所示。因此，如以下所说明的，基于所选择的区域1130，可以产生对应的音符信号作为输入区域1130，输入区域1130除了关于音级的信息之外，还包括关于八音度定位的信息以及可选地包括强度分布。

因此，图29所示的控制面板1100与例如图23和26所示的控制面板的不同之处在于，每个音高和/或环具有其自身所被分配的半径，所述半径具有半径值R0。因此，原则上，例如从中心向外，或备选地从外侧向中心，在对应的操作域/控制面板上，可以布置八音度的随机数。因此，在图29所示的域1100上，用户可以通过定义起始半径来输入要演奏的和音的最低音符，并通过停止半径来输入要演奏的和音的最高音符，在图29所示的实施例中所述停止半径大于所述起始半径。

通过这样的音高和音级的布置，例如，通过在径向上移动区域和/或域1130，可以实现一个和音到另一个八音度音高/位置的交叉渐变。如果只选择了单个角度，并且不考虑角度范围或只考虑一个角度范围中的单个角度，则改变起始半径和停止半径将导致对应音级的八音度的移除和/或消除或增加。这里，基本上，在径向上相同的方面和/或事务与在切向上一样适用，唯一不同在于，这里音符不是被存储和/或布置在三度音程上，而是如上所述，被布置在八音度音程上，和/或在对于各个同心圆时，被布置在半音音程(小二度)上。

因此，通过半径强度分布，从同心设置的中心812，以间隔r为完整的输入域上的每个点分配强度值，该强度值取决于该点的半径r与相关联的环的半径R₀之差Δr。换言之，半径强度分布表示了变量Δr的函数，其中Δr由以下给出

Δr＝r-R₀.

这里，半径强度分布基本上可以是将强度值与每个半径差Δr相关联的任何函数。这里，基本上，可以将单个不同的半径强度分布分配给被分配了音高的每个环1110。类似地，将匹配半径强度函数分配给被分配了音高的所有或仅有一些环1110。因此，例如，根据环1110所属的八音度，可以将与八音度相关的半径强度函数用于对应的环1110。

类似地，半径强度函数可以示出关于其中心值Δr＝0，即关于实际的环1110自身的对称或非对称过程。因此，例如图30A的底部部分示意示出了半径强度分布1150-1，半径强度分布1150-1示出了关于对应环(Δr＝0)的对称的、钟形的过程。与此相反，图30B的底部部分示意所示的半径分布函数1150-1示出了示意矩形函数的非对称过程，其中，在这个示例中，强度从最大值陡峭下降至0值。

换言之，图29和30所示的控制面板1100的实施例中，不仅通过分配函数将音级分配给角度和/或反之亦然，而且在这样的实现中，还可能出现的情况是，将一个音级的各个八音度定位分配给关于中心点812的第二维，即半径。因此，在图29和30所示的实施例中，出现了这样的情况，即较低的八音度被布置在非常靠内的位置，越向外侧八音度变得越来越高。

此外，出现了这样的情况，即各个音级的八音度被布置在半径轴上和/或关于径向布置，使得“所有轴重叠”和/或“所有径向”形成了半音音阶，所述半音音阶表示音高等级从内至外增高。换言之，忽略角度信息，即通过“将所有角度放在一起”，随着半径增大，超过了半音音阶。

因此，每个音级具有唯一的角度，每个音高等级具有唯一的半径，使得在控制面板1100上，一个点可以精确地与每个音高相关联。这里，其优点在于，使用这样的实施例，除了起始角度和停止角度之外，也可以定义起始半径和停止半径，从而可以定义和音的频谱宽度。因此，通过在径向上移动由起始角度和停止角度和/或起始半径和停止半径定义的区域1130，例如可以确定和音的反转，或更一般而言，可以确定和音的亮度。此外，基本上可以为不同的角度和/或半径或在电子声音产生器(例如采样器或合成器)的情况下的不同的乐器分配不同的声音音色。

如图29的阴影背景所示，如果此时设置和/或选择了对应的输入区域1130，则可以基于每个点的角度和距离(半径r)，对于在完整的控制面板1100上所布置的音高，为每个点分配强度信息。因此，基于角度和相关联的空间单音高分布函数，对于每个音级和/或每个音高，可以将对应的强度信息分配给输入区域1130的每个点。这里，例如通过差的形成，该单音符分布函数给关于音级的主角度的每个角度分配强度信息，所述音级的主角度与控制面板1100的各个方向700相对应。典型地，将最大强度分配给主角度。

此外，基于被分配了音高的每个环1110的半径强度函数，对于包括音级和八音度定位的每个音高，可以获得针对对应音高所推导出的强度信息。随后，例如，基于完整控制面板1100中所布置的所有音符1120，可以通过组合关于所产生的音符1120的强度的各个信息片段，来产生与各个音高的强度信息相对应的(部分)音符信号。

这里，可以根据具体实现对所选择的输入区域1130的各个点求和和/或积分，或者可以通过累加归一化(addition normalization)或其他方法(例如确定最大值)来形成总强度。此外，对于由各个空间音高分布函数和半径强度分布结合在一起得到的各个音高1120，可以基于将对应的函数相乘或其他更复杂的函数关系来计算和/或确定强度信息。例如，这包括多项式项、指数项、数学卷积项或其他数学关系。因此，半径强度分布通过各个音高的强度(此后)实现了加权，基本上也实现了减弱的强度(无音量和/或强度值为0)。

因此，在完整的输入域1100上，对于完整的输入域1100中的每个音高1120，一方面基于各自相关联的空间单音高分布函数，另一方面基于与各个音高和/或各个八音度定位相关联的半径强度分布，对于位于完整输入域1100中的所有点产生强度分布。通过针对对应点所产生的(部分)音符信号，可以根据所选择的输入区域1130的所有点，按上述方式形成所产生的(总)音符信号和/或音符信号，所述输入区域1130由例如起始角度、打开角度、起始半径和结束半径确定。

因此，概括而言，对于图29和30中的实施例，可以概括以下总体基本思想。因此，基本上，每个音高可以在控制面板1100上的每个位置有效。特定位置的音高的强度是由点定义的随机函数f(α，r)定义的，所述点由角度α和半径值r给出。这里，音高的总强度由完整的表面1100上的音高的强度的积分和/或求和而产生。音高分布函数、选择函数、选择加权函数和其他由实现方式指定的函数最终仅表示中间步骤，所述中间步骤有助于产生和/或描述实际音高分布函数，所述实际音高分布函数导致了实际空间分布函数或实际空间(二维)分布函数。这里，如上述讨论已经示出的，存在不同的方式来产生精确的音高分布函数。

这里，例如，实施例和/或实现方式工作如下。首先，定义选择函数s(r，α)，该函数将具有音级的音高的强度和八音度定位分配给操作元件1100的二维表面上的每个位置。随后，对于被布置在表面1100上的每个音高1120，确定所选择的和/或选定的点的角度α和半径r。将角度α和半径r提供给选择函数s(r，α)，选择函数s(r，α)随后提供针对这个位置的强度，由此提供针对各个音高的强度。这里，可以按照不同的方式形成选择函数s(r，α)。一种可能性是，实现起始角度和停止角度的定义，以及起始半径和停止半径的定义。在这种情况下，例如，选择加权函数可以由半径或切线强度分布函数来执行。此外，在这个区域内，例如还可以通过经由另外的由实现指定的函数，进行加权的附加渐变。

因此，图30A和30B分别在顶部示出了控制面板1100的一部分，其中示意了具有标记1120-C1的音高C1的区域中的一部分。这里，如同样在图30A和30B的顶部部分所示，给每个音高分配半径值R₀，即例如给音高C1和/或其标记1120-C1分配半径值R₀。如结合图29所说明的，如果此时选择输入区域1130，如标记1120-C1所示，关于音高C1的位置和/或由于其在控制面板1130上的几何位置，所选择的区域1130的每个点包括半径值Δr。此外，关于相关联的方向和/或相关联的角度，例如在图30中分别由音高C1的径向700-C所绘出，输入区域1130的每个点包括一个角度。然后，根据这些信息(即根据关于对应方向700的角度值以及半径值Δr)，形成对应音高的强度值。因此，在图29和30的实施例所示的控制面板1100中，所提供的音符信号包括控制面板1100上的每个音高的强度信息(例如音量信息)，所述强度信息由关于音高1120的各个点的输入区域1130中的点的各个位置的对应计算而产生。关于角度，已经结合图5A至C进行了说明。

关于半径信息，在本发明的一个实施例中，如图30A和30B中各自底部部分示意所示，相关联的强度可以作为半径值Δr的强度给出。这里，在各自底部部分的示意中，Δr轴的应用与图30A和30B中所示的各自顶部部分示意的宽线1140相对应。

图30A和30B中的底部部分示意中的Δr轴上的小的划分分别与两个同心圆1110的距离相对应，如其在图29中所示。这里，图30A和30B中的底部部分所示的两个强度过程1150-1和1150-2只表示两种可能的示例，其中，在半径强度分布函数1150-1的情况下，示意了与值Δr＝1相关的钟形对称函数，而图30B的底部部分示意50中的半径强度分布函数1150-2示意了一个矩形的、非对称强度分布函数。

当然，图29和30所示的控制面板不局限于具有根据对称模型布置的控制面板。当然，其他实施例中的对应的控制面板1100，可以相应地被应用和转换为跨过根据三度音程圆的圆的完整角度范围的音级布置。

在以下部分中，将说明并概述本发明的设备的一些其他实施例。

在许多情况下，截瘫患者只能移动其头部。出于这个原因，他们通常不能演奏传统乐器，因为传统乐器基于几乎都是专门使用手和/或(在例外的情况下)使用脚来演奏。因此，本发明的用于产生音符信号的设备能够使用一种系统作为操作装置，所述操作装置可以测量头部的倾斜角度和/或倾斜方向。接着，基于这些测量变量，可以定义音高空间的所选择的空间部分的起始角度和/或打开角度，以及例如，将其作为输入变量提供给和声板或本发明的另一基于手动输入产生音符信号的设备。由此，本发明的用于产生音符信号的设备可以控制声音产生器，使截瘫患者能够演奏伴奏乐器。

此外，可以将音符信号和/或测量变量作为输入信号提供给本发明的用于输出指示音级的输出信号的设备，使得所选择的空间区域可以被示意在如图26所示的和声板之类的显示设备上。此外，如果提供了精确的跟踪方法，也可以检测如眨眼之类的动作和截瘫患者的其他反应，例如，以便在演奏期间和/或在表演期间改变打开角度、空间单音高分布函数、反演加权函数、选择分布函数或其他变量。使用这样的乐器，例如，截瘫患者变得能够伴奏其自己的演唱。因此，这样的乐器代表了一种用于截瘫患者的伴奏乐器。

在本发明的用于产生音符信号的设备和用于输出指示音级的输出信号的设备的帮助下，也可以使用移动电话作为乐器，尽管移动电话具有非常有限的操作可能性。更新的设备通常具有触摸感应屏幕和/或多音声音合成器。因此，可以通过在触摸感应屏幕上显示与图26的和声板类似的示意，和/或如结合图24和25已经讨论过的，使用移动电话的键盘或移动电话操纵杆来确定对称圆的起始角度和打开角度，将移动电话转换为乐器。此外，可以通过Bluetooth

或其他网络连接将多个移动电话联网，使得所述移动电话可以一方面节奏同步，另一方面指示其他移动电话的有效音高空间部分。由此，可以形成“移动电话乐队”。如果移动电话中还集成了自动伴奏，则也可以使用这里所描述的本发明的用于产生音符信号的设备来控制该移动电话。

本发明的另一实施例是所谓的DJ工具。这里，将本发明的输入/输出设备(例如图26的和声板)放置在DJ设备台上录音播放器或CD/DVD播放器相邻的位置。音高和和声分析设备检测当前播放的片段中包含的基本音高，和/或跟踪并提供和/或发送其至DJ的本发明的输入和输出设备(例如和声板)。此时，本发明的输入和输出设备通过使用由和声板所提供的声音创建的可能性，产生“冷”和声伴奏效果。

本发明的另一实施例表示了一种脚控制的伴奏乐器。这里，所选择的圆弧的起始角度和/或打开角度不是通过操纵杆控制，而是通过包括可以向任意方向倾斜的脚踏板的操作装置。例如，通过光、电或机械传感器将脚踏板的倾斜角度和倾斜度关联或发送至起始角度和/或打开角度。由此，例如，吉他演奏者能够通过合成器或与他的吉他演奏匹配的其他声音产生器来控制小提琴乐队。

本发明的另一实施例在于基于鼓的变体。这里，对称圆的7个音高和/或音级与鼓的各个区域相关联。这里，例如在数字鼓的情况下，可以直接通过对应的数字控制信号(例如midi信号)或通过对应的声音接收机和对应的计算电子设备来执行这样的分配。通过提供给鼓演奏者的附加设备，鼓演奏者可以由此设置当前的调，所述附加设备包括另一操作装置，使用该操作装置可以改变调和/或分配函数。由此，鼓手可以创建有趣的调和的伴奏。

本发明的另一实施例在于针对键盘(具有传统钢琴键盘)的附加伴奏键盘。这里，可以将本发明的用于产生音符信号的设备和/或本发明的用于输出指示音级的输出信号的设备(例如图26所示的和声板)，集成到(已有的)键盘中，或作为附加伴奏键盘或伴奏输入设备而提供。通常的键盘可以很好地适用于创建主调过程，而和声板可以用于产生匹配调和的伴奏或用于分析使用传统键盘所产生的和声。

本发明的另一实施例在于使用图26所示的和声板作为

的附加组件(AddOn)。当前的包括用于操作该设备的圆形触摸感应区域。该圆形区域可以被用作和声板的输入介质。此外，可以通过基于和向量运行的和声分析功能和/或和声分析设备来扩展

该功能对出现在特定时间点的调和起始角度和打开角度进行分析，并在

上点亮对应的圆弧。此外，可选地，

还可以装配有声音产生器，使聪明的孩子可以使用充满想象力的伴奏和音来改进他们的音乐。应注意，这项功能可能需要匹配的音乐。

本发明的另一实施例表示一种作为和声蜂鸣器(HarmonyBuzzer)。

提供了指定用于测验游戏的输入设备，称为蜂鸣器(buzzer)。本发明的一个实施例现在是一种所谓的和声蜂鸣器，其包括操作装置，所述操作装置被布置为对称模型的形式，与图27所示的操作设备900和/或针对孩子的对应玩具和乐器类似，其中，可选的音高选择计数器935不必在图27中实现。和声蜂鸣器与学习软件一起制造，所述学习软件与和声蜂鸣器一起销售，并使多个孩子可以一起学习音乐理论，在合适地播放音乐片段时进行听觉练习，并进行其他活动。和声蜂鸣器作为输入工具和/或用于回答问题的工具。和声蜂鸣器的优点在于，操作元件的设置具有与音乐理论相关的意义。由此，创建了附加的“通道”，以帮助孩子更好地吸收并记忆他们所学的东西。

本发明的另一实施例示意了系统，在所述系统中，用于分析音频数据的设备或本发明的用于产生音符信号的设备与空间声音/环绕声音产生器耦合，以实现与环绕声音或环绕声音经验和其他声音参数的联系。通过对称模型和三度音程圆，非常有效地在几何上表示音高信息，例如以所选择的空间部分和/或输入角度和/或输入角度范围和基于和向量的分析信号的形式的音高信息。现今的再现系统和/或环绕声音系统使在特定空间位置再现声音成为可能。在将用于产生音符信号的设备与空间声音系统耦合的情况下，还可能例如将当前所选择的圆弧的(起始)角度、打开角度和/或半径发送给如方向、漫射、声音在空间区域的扩展等之类的空间参数，和/或进行对应的分配。类似地，在将发明的用于分析音频数据的设备与空间声音系统相耦合的情况下，基于分析信号，即具体基于分析信号中所包含的关于和向量的角度和长度的信息，来进行对空间声音系统的参数的对应的分配。此外，例如通过ADSR包络(ADSR＝起音衰减保持释音)，可以将这些参数发送给与频率有关的传送函数或发送给时间过程，并由此使得和声、声音音色和/或声音位置彼此联系。

本发明的用于输出指示音级的输出信号的设备的另一实施例表示例如屏幕、显示器(LCD显示器)和具有可以通过点亮被以光学方式加重的输出区域的输出域，以及其他显示设备。这些显示器的表面可以被实现为不同的形状，如在对称模型示意情况下的图26和27所示的示例。相应地，也可以使用三度音程圆(例如图26中的三度音程圆835)的范围内的示意。关于实现的其他细节很大程度上取决于应用领域。因此，除了已经描述的DJ工具、和声板、针对婴儿的乐器和其他已经描述的实施例之外，如室内装饰之类的应用，例如以可安装在墙上的LCD显示器或TFT显示器(TFT＝薄膜晶体管)的形式的应用也是可能的。同样，可以手持的更小的实现也是可能的，例如，可以使对于没有绝对音高的人可以快速地检测到所播放的音乐片段的音高。

根据环境，本发明的基于手动输入产生音符信号的方法或用于输出指示音级的输出信号的方法可以以硬件或软件实现。该实现方式可以在数字存储介质(具体为具有电子可读控制信号的软盘、CD或DVD)上实现，所述电子可读控制信号可以与可编程计算机系统协作，使得可以执行本发明的基于手动输入产生音符信号的方法或用于输出指示音级的输出信号的方法。一般地，本发明也在于具有程序代码的计算机程序产品，所述程序代码存储在机器可读载体上，用于在计算机程序产品在计算机上运行时执行本发明的方法。换言之，因此，本发明可以被实现为具有程序代码的计算机程序，所述程序代码用于在计算机程序在计算机上运行时执行本发明的方法。

Claims (31)

1.一种用于基于手动输入产生音符信号的设备(100；620；800；900)，包括：

操作装置(110；800，830)，所述操作装置(110；800，830)被实现为使其用户能够将输入角度或输入角度范围定义为作为输入的输入信号；以及

控制装置(120)，所述控制装置(120)被实现为接收输入信号，并基于分配函数和输入信号产生与音级相关联的音符信号，

其中，所述分配函数将圆的完整的角度范围映射到音级的集合，以便给所述完整角度范围中的每个角度分配一个音级或不分配音级，以及对于所有预定角度，适用

-当没有音级与所述预定角度相关联时，将第一相邻音级分配给完整角度范围中的与所述预定角度在第一方向上最接近的第一相邻角度，所述完整角度范围被分配了音级，所述第一相邻音级包括相对于第二相邻音级的、与小三度音程或大三度音程相对应的最小音高音程，所述第二相邻音级与第二相邻角度相关联，所述第二相邻角度是完整角度范围中的与所述预定角度在与所述第一方向相反的第二方向上最接近的角度，所述角度具有关联的音级，以及

-当一个预定音级与预定角度相关联时，所述预定音级和第一相邻音级包括与一度音程、小三度音程或大三度音程相对应的最小音高音程，以及所述预定音级和第二相邻音级包括与一度音程、小三度音程或大三度音程相对应的最小音高音程。

2.如权利要求1所述的设备(100；620；800；900)，其中，所述控制装置(120)被实现为，使得所述分配函数将音级分配给多个预定角度，其中，音级与所述多个预定角度的直接邻接的角度相关联，所述音级包括大三度音程或小三度音程作为最小音高音程。

3.如权利要求2所述的设备(100；620；800；900)，其中，所述控制装置被实现为，使得所述多个预定角度包括关于圆等距离分布的24个独立角度，以及使得所述分配函数将半音音阶的12个音级分配给所述多个预定角度中的所述24个独立角度，以便音级与所述多个预定角度中的每个独立角度相关联，所述音级

-对于与所述多个预定角度中在顺时针方向直接邻接的角度相关联的音级，包括小三度音程作为最小音高音程，以及，对于与所述多个预定角度中在逆时针方向直接邻接的角度相关联的音级，包括大三度音程作为最小音高音程，或

-对于与所述多个预定角度中在顺时针方向直接邻接的角度相关联的音级，包括大三度音程作为最小音高音程，以及，对于与所述多个预定角度中在逆时针方向直接邻接的角度相关联的音级，包括小三度音程作为最小音高音程。

4.如权利要求2所述的设备(100；620；800；900)，其中，所述控制装置被实现为使所述多个预定角度包括关于对称轴对称分布的7个独立角度，以及，使所述分配函数将全音阶大音阶分配给所述多个预定角度的7个独立角度，使得所述多个预定角度的每个独立角度

-对于与所述多个预定角度中在顺时针方向直接邻接的角度相关联的音级，包括小三度音程作为最小音高音程，以及，对于与所述多个预定角度中在逆时针方向直接邻接的角度相关联的音级，包括大三度音程作为最小音高音程，或

-对于与所述多个预定角度中在顺时针方向直接邻接的角度相关联的音级，包括大三度音程作为最小音高音程，以及，对于与所述多个预定角度中在逆时针方向直接邻接的角度相关联的音级，包括小三度音程作为最小音高音程，

其中，两个直接邻接的独立角度中的每一个在圆上其绝对值相差45°角度，所述两个直接邻接的独立角度具有相关联的音级，所述相关联的音级包括小三度音程作为最小音高音程；

其中，两个直接邻接的独立角度每个在圆上其绝对值相差60°角度，所述两个直接邻接的独立角度具有相关联的音级，所述相关联的音级包括大三度音程作为最小音高音程；以及

其中，关于全音阶大音阶的基本音高，与对称轴的角度相关联的音级包括大二度的最小音高音程。

5.如之前任一权利要求所述的设备(100；620；800；900)，其中，所述控制装置(120)被实现为，使分配函数将音量信息分配给被分配了音级的每个角度，由此通过所述角度定义空间音高分布函数。

6.如之前任一权利要求所述的设备(100；620；800；900)，其中，所述控制装置(120)还被实现为产生音符信号，所述音符信号包括音量信息，所述音量信息是根据输入信号的角度范围和选择加权函数获得的，其中，所述选择加权函数包括与角度有关的音量信息函数。

7.如之前任一权利要求所述的设备(100；620；800；900)，其中，所述控制装置(120)还被实现为产生具有八音度定位的音符信号，所述八音度定位是随机确定的、预定的或取决于输入。

8.如权利要求7所述的设备(100；620；800；900)，其中，所述操作装置(110；800，830)被实现为，基于用户对所述控制装置(120)输入的八音度定位输入来提供八音度定位信号，以及其中，所述控制装置(120)被实现为根据所述八音度定位信号来产生音符信号。

9.如权利要求8所述的设备(100；620；800；900)，其中，所述控制装置(120)被实现为，根据用户的八音度定位输入和反演加权函数来产生音符信号。

10.如权利要求8或9之一所述的设备(100；620；800；900)，其中，所述操作装置(110；800，830)被实现为使八音度定位输入以用户的半径输入的形式产生。

11.如之前任一权利要求所述的设备(100；620；800；900)，其中，所述操作装置被实现为，按照起始角度和打开角度定义输入角度范围。

12.如之前任一权利要求所述的设备(100；620；800；900)，其中，所述操作装置(110；800，830)包括输入装置，所述输入装置从以下组中选出，所述组包括操纵杆、移动电话操纵杆、可倾斜式脚踏板、脚键、脚摇杆、旋转开关、滑动控制器、触摸屏、触摸感应区域、计算机鼠标、键、按钮、按钮开关和滑动开关。

13.如之前任一权利要求所述的设备(100；620；800；900)，其中，所述操作装置(110；800，830)被实现为，检测用户头部的倾斜方向和/或倾斜角度，并将其作为输入而输出。

14.如之前任一权利要求所述的设备(100；620；800；900)，其中，其中，设备(100；620；900)包括附加操作装置(805)，所述附加操作装置(805)基于用户的选择输入，向所述控制装置(120)提供选择信号，以及，其中所述控制控制装置被实现为：基于选择信号，从多个分配函数中确定分配函数，以确定全音阶大音阶。

15.如之前任一权利要求所述的设备(100；620；800；900)，其中，所述操作装置(110；800，830)包括触摸感应域、域检测装置和域评估装置，其中，所述检测装置被实现为检测用户在触摸感应域上的触摸，并向域评估装置提供指示所述触摸和触摸位置的信号，以及其中，所述域评估装置被实现为：基于指示触摸的信号，关于触摸感应域的中心点和触摸感应域的优先方向，由触摸位置确定输入角度或输入角度范围，并输出输入信号。

16.如之前任一权利要求所述的设备(100；620；800；900)，其中，所述操作装置(110；800，830)包括多个音符操作装置和椭圆形/圆形音符操作区域，

其中，沿着所述音符操作区域的圆周连续布置了所述多个音符操作装置的正好7个音符操作装置；

其中，音级与所述7个音符操作装置中的每一个相关联；

其中，在所述音符操作区域的圆周上，关于音符操作区域的对称轴对称布置所述7个音符操作装置，使得第一音符操作装置位于所述音符操作区域的对称轴上顺时针方向；以及

检测装置，所述检测装置被实现为，通过操作所述控制装置的7个音符操作装置的音符操作装置，提供与所述音符操作装置相关联的输入角度作为输入信号，

其中，关于所述音符操作区域的优先方向以及所述音符操作区域的中心点，将所述7个音符操作装置的每一个布置在与输入角度相对应的角度下，所述输入角度与所述音符操作装置相关联；以及

其中，所述7个音符操作装置的每一个包括键、按钮、触摸感应区域、开关或按钮开关。

17.如权利要求1至15中任一项所述的设备(100；620；800；900)，其中，所述操作装置(110；800，830)包括多个音符操作装置和椭圆形/圆形音符操作区域，

其中，沿着所述音符操作区域的圆周连续布置了所述多个音符操作装置的正好24个音符操作装置；

其中，音级与所述24个音符操作装置中的每一个相关联；

检测装置，所述检测装置被实现为，通过操作所述24个音符操作装置的一个音符操作装置，将与所述音符操作装置相关联的输入角度作为输入信号提供给所述控制装置，

其中，关于所述音符操作区域的优先方向以及所述音符操作区域的中心点，将所述24个音符操作装置的每一个布置在与输入角度相对应的角度下，所述输入角度与所述音符操作装置相关联；以及

其中，所述24个音符操作装置的每一个包括键、按钮、触摸感应区域、开关或按钮开关。

18.如之前任一权利要求所述的设备(100；620；800；900)，其中，所述操作装置(110；800，830；1110)还被实现为，使得其用户能够定义输入信号中另外包括的输入半径或输入半径范围，以及其中，所述控制装置(120)还被实现为产生与音级相关联的音符信号，所述音符信号具有音级的至少一个八音度定位的强度信息，所述强度信息至少基于输入信号中所包括的输入半径或输入半径范围来确定。

19.如权利要求18所述的设备(100；620；800；900)，其中，所述控制装置还被实现为，基于输入半径或输入半径范围，通过半径强度分布函数为音级的至少一个八音度定位确定强度信息，因此与音级的至少一个八音度定位相关联的强度信息取决于输入半径和/或输入半径范围以及与至少一个八音度定位相关联的半径值。

20.如权利要求19所述的设备(100；620；800；900)，其中，与音级的至少一个八音度定位相关联的强度信息取决于输入半径和/或输入半径范围和与至少一个八音度定位相关联的半径值之差。

21.如权利要求18至20中的任一项所述的设备(100；620；800；900)，其中，所述控制装置(120)还被实现为，基于输入信号中包括的输入角度或输入信号中包括的输入角度范围来关联强度信息。

22.如权利要求18至21中任一项所述的设备(100；620；800；900)，其中，所述操作装置(110；800，830)被实现为，能够通过输入起始半径和停止半径或通过输入起始半径和半径范围来定义输入半径范围。

23.一种用于输出指示音级的输出信号的设备(200；610；900)，包括：

输出域(230；800)，所述输出域(230；800)包括输出域中心和多个预定输出域径向，

其中，所述输出域(230；800)被控制为加重所述多个预定输出域径向的每一个；

其中，音级与所述多个预定输出域径向中的每个输出域径向相关联；以及

其中，与直接邻接的输出域径向相关联的两个音级之间的最小音高音程与大三度音程或小三度音程相对应；以及

显示控制装置(210)，所述显示控制装置(210)被实现为接收指示音级的输入信号，并控制所述输出域(230；800)，使得根据输入信号，加重所述多个预定输出域径向中的输出域径向作为输出信号。

24.如权利要求23所述的设备(200；610；900)，其中，所述输出域(230；800)被实现为以光学或机械方式进行加重。

25.一种用于输出指示音级的输出信号的设备(200；610；900)，包括：

输出域(230；800)，所述输出域(230；800)包括多个输出区域和椭圆形/圆形输出域圆周，

其中，所述输出域(230；800)可控制为加重所述多个预定输出区域的每一个；

其中，沿着所述输出域圆周连续布置了所述多个输出区域的正好7个输出区域；

其中，音级与所述7个输出区域的每一个相关联；

其中，将所述7个输出区域关于对称轴对称地布置在输出域圆周上，使得第一输出区域位于对称轴上的顺时针方向；以及

其中，与直接邻接的输出区域相关联的两个音级之间的最小音高音程与大三度音程或小三度音程相对应；以及

控制装置(210)，所述控制装置被实现为接收指示音级的输入信号，并控制输出域(230；800)，使得根据输入信号，加重所述多个输出区域中的输出区域作为输出信号。

26.如权利要求25所述的设备(200；610；900)，其中，所述输出域(230；800)被实现为以光学、机械、热学或电学方式进行加重。

27.一种基于手动输入产生音符信号的方法，包括以下步骤：

接收定义输入角度或输入角度范围的输入信号；以及

基于分配函数和输入信号产生与音级相关联的音符信号，

其中，所述分配函数将圆的完整的角度范围映射到音级的集合，以便给完整角度范围的每个角度分配一个音级或不分配音级，以及对所有预定角度，适用

-当没有音级与所述预定角度相关联时，将第一相邻音级分配给完整角度范围中的与所述预定角度在第一方向上最接近的、被分配了音级的第一相邻角度，所述第一相邻音级与第二相邻音级包括与小三度音程或大三度音程相对应最小音高音程，所述第二相邻音级与第二相邻角度相关联，所述第二相邻角度是完整角度范围中与所述预定角度在与所述第一方向相反的第二方向上最接近的、具有所分配的音级的角度，以及

-当一个预定音级与预定角度相关联时，所述预定音级和第一相邻音级包括与一度音程、小三度音程或大三度音程相对应的最小音高音程，所述预定音级和第二相邻音级包括与一度音程、小三度音程或大三度音程相对应的最小音高音程。

28.一种用于输出指示音级的输出信号的方法，包括以下步骤：

提供输出域(230；800)，所述输出域(230；800)包括输出域中心和多个预定输出域径向，

其中，所述输出域(230；800)被控制为加重所述多个预定输出域径向中的每一个；

其中，音级与所述多个预定输出域径向的每个输出域径向相关联；以及

其中，与直接邻接的输出域径向相关联的两个音级之间的最小音高音程与大三度音程或小三度音程相对应；以及

接收指示音级的输入信号；以及

根据输入信号，加重所述多个预定输出域径向中的输出域径向作为输出域径向的输出信号。

29.一种用于输出指示音级的输出信号的方法，包括以下步骤：

提供输出域(230；800)，所述输出域(230；800)包括多个输出区域和椭圆形/圆形输出域圆周，

其中，沿着所述输出域圆周连续布置了所述多个输出区域的正好7个输出区域；

其中，所述输出域(230；800)可控制为加重所述多个预定输出区域的每一个；

其中，音级与所述7个输出区域中的每一个相关联；

其中，将所述7个输出区域关于对称轴对称地布置在输出域圆周上，使得第一输出区域位于对称轴上顺时针方向上；以及

其中，与直接邻接的输出区域相关联的两个音级之间的最小音高音程与大三度音程或小三度音程相对应；

接收指示音级的输入信号；以及

使得根据输入信号，加重输出区域作为输出信号。

30.一种具有程序代码的计算机程序，当所述计算机程序在计算机上运行时，所述程序代码用于执行如权利要求27所述的基于手动输入产生音符信号的方法。

31.一种具有程序代码的计算机程序，当所述计算机程序在计算机上运行时，所述程序代码用于执行如权利要求28或权利要求29所述的用于输出指示音级的输出信号的方法。

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