Блудов Андрей Анатольевич : научный блог

Продается патент Музыкальная матрица Music Matrix

2011-02-26T01:16:00.017+03:00

NB! Продается патент.

Патент на изобретение:
Клавиатура музыкального инструмента в форме двумерной матрицы (или мажорно-минорной матрицы).

Приоритет от 22 февраля 2011 г.

Область техники, к которой относится изобретение:

Изобретение относится к конструкции клавиатуры музыкального инструмента.

Уровень техники

Известны клавиатуры клавишных инструментов, которые подразделяются на следующие типы:
а) самозвучащие ударно-клавишные
• челеста
б) струнные
• ударно-клавишные (фортепьяно и старинный клавикорд)
• щипково-клавишные (клавесин и его разновидности)
в) духовые
• клавишно-духовой (орган и его разновидности)
• язычковые (фисгармония, баян, аккордеон, мелодика)
г) электронные
• синтезаторы,
• электроорган; [1]

Аналогом является клавиатура электронного клавишного инструмента – синтезатора.
Синтезатор — электронный музыкальный инструмент, создающий (синтезирующий) звук при помощи одного или нескольких генераторов звуковых волн. Требуемое звучание достигается за счёт изменения свойств электрического сигнала (в аналоговых синтезаторах) или же методом настройки параметров центрального процессора (в цифровых синтезаторах). Синтезатор, выполненный в виде корпуса с клавиатурой, называется клавишным синтезатором. Синтезатор в виде корпуса без клавиатуры называется синтезаторным модулем и управляется от MIDI-клавиатуры или другого устройства управления звуком, например, MIDI-гитары. В случае, если клавишный синтезатор оборудован встроенным секвенсором, он называется рабочей станцией. Синтезатор в виде компьютерной программы, использующей универсальную звуковую плату для озвучивания и стандартные средства ввода-вывода (компьютерные клавиатуру, мышь, монитор), называется программным синтезатором. [2]

Прототипом изобретения является MIDI-клавиатура, управляющая синтезаторным модулем, поскольку синтезаторный модуль позволяет наиболее простым способом – при помощи программно-аппаратных средств, настраивать любую высоту синтезируемых звуков и подключать к себе клавиатуру или другие модифицированные устройства управления звуком.
Аналог и прототип являются программно-аппаратным направлением развития музыкальных инструментов с определённой высотой звучания, что придает им максимальную гибкость в настройке высоты, тембра и прочих характеристик звука в рамках единого музыкального инструмента.

Однако конструкция клавиатуры как устройства управления звуком у аналогов и прототипа выполнена в виде одномерной (линейной) конструкции. Этой одномерной конструкцией является ранжированные по высоте извлекаемого звука клавиши, как правило, в виде равномерно-темперированного строя. (фигура 1)
Как известно, 12-ступенный равномерно темперированный строй образует геометрическую прогрессию. Можно математически вычислить частоты для всего звукоряда, пользуясь формулой:
,
где f0 — частота эталонного камертона (например Ля 440 Hz);
i — количество полутонов в интервале от искомого звука к эталону f0. [3]

В таблице 1 представлены значения частот равномерно-темперированного строя, настроенного по стандартному камертону (ля 440 Гц)

Натуральный звукоряд (от лат. natura — природа, естество) или обертоновый звукоряд — ряд звуков (тонов), состоящий из основного тона и его гармонических обертонов. Каждый член такого ряда называется гармоникой. Частоты последовательных звуков натурального звукоряда образуют арифметическую прогрессию: f, 2f, 3f, 4f, …,
где f — частота основного тона (нижнего звука натурального звукоряда).

Таким образом, натуральный звукоряд образован всеми звуками, частота которых кратна частоте основного тона.

Натуральный звукоряд соответствует спектру сложных гармонических колебаний осциллятора — физического источника звука (например, струны или воздушного столба в трубе): Частота f основного тона, или первой гармоники, соответствует частоте основного колебания (осциллятора в целом), частоты гармонических обертонов (или высших гармоник) 2f, 3f, 4f, … — частотам колебаний его равных частей. Отношение частот звуков интервала, образованного звуками натурального звукоряда, равно отношению их номеров. [3]

В таблице 2 показаны отличия интервалов равномерно-темперированного и натурального звукоряда

Из приведенной таблицы 2 видно, что в равномерно-темперированном строе натуральным интервалом является только октава.

Разница между натуральными и равномерно-темперированными интервалами является причиной снижения качества звучания музыкальных инструментов с равномерно-темперированным строем, вследствие возникновения акустических биений.

Кроме того при проигрывании гамм (мажорных или минорных) возникает необходимость пропускать определенные клавиши, которые не попадают в тональность.

Вышеприведенные недостатки, а именно: отсутствие натуральных интервалов (кроме октавы) и смешанное расположение клавиш мажорных и минорных гамм являются «платой» за конструкцию клавиатуры как устройства управления звуком, выполненного в виде одномерной (линейной) конструкции.

Таким образом, причиной, препятствующей получению требуемого технического результата, а именно:
a) использованию натуральных музыкальных интервалов, при которых не возникают акустические биения,
б) сплошного, а стало быть, логичного расположения мажорных и минорных звукорядов
является линейная конструкция клавиатуры клавишных музыкальных инструментов.

Сущность изобретения.

Для решения поставленных задач, а именно
a) внедрения натуральных музыкальных интервалов, при которых не возникает акустических биений,
б) устранения перемежающегося расположения клавиш мажорных и минорных звукорядов
предлагается конструкция клавиатуры музыкального инструмента, у которой клавиши расположены в форме двумерной матрицы и ранжированы как арифметическая прогрессия частоты извлекаемого звука по одной оси матрицы и как арифметическая прогрессия периода извлекаемого звука по другой оси матрицы.

Матрица данной клавиатуры представлена на фигуре 2
Отношения периодов извлекаемого клавишами звука – по вертикальной оси является арифметической прогрессией

1/1 1/2 1/3 1/4 1/5 1/6 1/7 1/8
2/1 2/2 2/3 2/4 2/5 2/6 2/7 2/8
3/1 3/2 3/3 3/4 3/5 3/6 3/7 3/8
4/1 4/2 4/3 4/4 4/5 4/6 4/7 4/8
5/1 5/2 5/3 5/4 5/5 5/6 5/7 5/8
6/1 6/2 6/3 6/4 6/5 6/6 6/7 6/8
7/1 7/2 7/3 7/4 7/5 7/6 7/7 7/8
8/1 8/2 8/3 8/4 8/5 8/6 8/7 8/8

Поскольку период звуковых колебаний есть величина обратная частоте, данную матрицу можно представить в другом виде.

Отношение частот извлекаемого клавишами звука – по горизонтальной оси является арифметической прогрессией

1/1 2/1 3/1 4/1 5/1 6/1 7/1 8/1
1/2 2/2 3/2 4/2 5/2 6/2 7/2 8/2
1/3 2/3 3/3 4/3 5/3 6/3 7/3 8/3
1/4 2/4 3/4 4/4 5/4 6/4 7/4 8/4
1/5 2/5 3/5 4/5 5/5 6/5 7/5 8/5
1/6 2/6 3/6 4/6 5/6 6/6 7/6 8/6
1/7 2/7 3/7 4/7 5/7 6/7 7/7 8/7
1/8 2/8 3/8 4/8 5/8 6/8 7/8 8/8

При настройке клавиатуры на стандартный камертон (нота «ля» – 440Гц), матрица выглядит, как представлено в таблице 3

Таблица 3. Матрица отношения частот извлекаемого клавишами звука, при настройке на стандартный камертон: нота «ля» – 440Гц. В скобках указаны частоты в Гц

Данная матричная конструкция клавиатуры позволяет достичь следующих технических результатов:
1. При горизонтальном или вертикальном движении между соседними клавишами и взятии аккордов не возникает диссонансных интервалов и акустических биений, поскольку матрица основана на натуральных музыкальных интервалах.
2. Устранено перемежающееся расположение клавиш мажорных и минорных звукорядов: мажорные и минорные звукоряды расположены взаимоперпендикулярно.

В представленном примере мажорные трезвучия расположены по горизонтали (до, ми, соль – 4 строка сверху), минорные – по вертикали (до, ре диез, соль – 6 столбец).

Кроме того, матричная конструкция клавиатуры обладает следующими свойствами:
1. Тоника располагается по диагонали матрицы. В представленном примере тоникой является нота do с частотой 264 Гц.( фигура 2)
2. В матрице присутствуют все 12 хроматических интервалов.
3. Матричная конструкция может увеличиваться по своим осям, не теряя своих свойств, но с точки зрения психоакустики основной (оптимальной) является квадратная матрица 8x8 (64 клавиши), а минимальной - 4x4 (16 клавиш) (фигура 3)
4. Диапазон основной матрицы (8x8) составляет 6 октав. В представленном примере от контроктавы до начала 4 октавы и может сдвигаться по тонике в пределах не менее одной октавы.
5) Изменение высоты тоники требует перенастройки матрицы.

Данная матричная конструкция клавиатуры является техническим представлением следующих определений:
1. Натуральный минор – это звукоряд, построенный как убывающая арифметическая прогрессия периода основания матрицы. Разность прогрессии равна отрицательному значению 1/8 периода. При этом минорное трезвучие образуют 3, 4, 5 периоды, т.е. 3, 4, 5 члены прогрессии
2. Натуральный мажор – это звукоряд, построенный как возрастающая арифметическая прогрессия частоты левого столбца матрицы. Разность прогрессии равна этой же частоте. При этом мажорное трезвучие образуют 4, 5, 6 гармоники, т.е. 4, 5, 6 члены прогрессии. (см. фигуру 2 и таблицу 3)

Данная матричная конструкция клавиатуры музыкального инструмента сохраняет свои преимущества и свойства и в случае ее поворотов по осям, что является только вопросом дизайна и удобства пользователя клавиатурой.

Фигура 3 Дизайн клавиатуры.

Желтым цветом выделена тоника. Зеленым цветом - мажорно-минорные трезвучная

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

На сегодняшний день известны устройства управления звуком – клавиатуры музыкальных инструментов, в частности, клавиатуры синтезаторов. Изменить конструкцию клавиатуры и трансформировать ее из линейной в матричную является вопросом дизайна. В частности, дизайн клавиатуры в простейшем случае может выглядеть, как показано на фигуре 2
Поскольку клавиатура является устройством управления звуком, например для синтезаторного модуля, который выбран прототипом, существуют стандартные аппаратно-программные средства, позволяющие осуществлять элементарные операции над матрицами. В данном случае - умножение матрицы на число [5]. Данные операции позволяют расширить функционал музыкального инструмента и произвольно задавать значение тоники.
Использование данной клавиатуры более удобно, чем стандартной клавиатуры пианино или синтезатора. Для упрощения восприятия интервальных отношений рекомендуется выделить тоники, диагональ тоники и мажорно-минорные трезвучия как в фигуре 3

Литература.
1. Клавишные музыкальные инструменты, - Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. 1969—1978. http://ru.wikipedia.org/wiki/Клавишные
2. Основы музыки и игры на синтезаторе, Современная музыка, 2006 г. http://ru.wikipedia.org/wiki/Синтезатор
3. Натуральный звукоряд , - Музыкальный энциклопедический словарь. — М.: Советская энциклопедия, 1990. — С. 375. — ISBN 5-85270-033-9.
4. Музыкальная энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия, Советский композитор. Под ред. Ю. В. Келдыша. 1973—1982. http://ru.wikipedia.org/wiki/Темперированный_строй
5. Дж. Голуб, Ч.Ван Лоун Матричные вычисления. — М.: Мир, 1999. http://ru.wikipedia.org/wiki/Матрица_(математика)

Мозг как виниловая пластинка

2010-12-02T14:08:00.022+03:00

Эффект виниловой пластинки при замедлении вращения на 10% и 20%.
Предположение: "Человеческий мозг ведет себя, как виниловая пластинка: понижение высоты голоса, обязательно вызывает замедление темпа речи."

А теперь доказательство того, что мозг реально ведет себя как виниловая пластинка, или почти как :)

Я считаю, что это хоть и простой, но очень интересный эксперимент. Можно сделать обоснованное предположение, что в природе на простейшую единицу языка - фонему "положено" фиксированное количество акустических волн. Соответственно, низкий звук имеет большую продолжительность, чем высокий.

Сообщение в рамках подготовки статьи о физиологических механизмах понижения голоса

Statistics by Strelkov

2010-05-04T14:09:00.004+04:00

Эта ссылка на книгу Ростислава Борисовича Стрелкова. Экспресс-метод статистической обработки экспериментальных и клинических данных. Всем рекомендую.

Р.Б. Стрелков является одним из основоположников метода гипокситерапии. Он был оппонентом на моей диссертации (кандидата медицинских наук), посвященной созданию метода резонансной прерывистой нормобарической гипокситерапии (управление гипокситерапией осуществляется по данным анализа вариабельности сердечного ритма в реальном времени)

Музыка сфер - relaxation music

2010-04-23T22:50:00.006+04:00

"Музыка сфер" - откроется в новом окне - много вариантов.
Кликаем мышкой и создаем свою мелодию здесь:

F5 - для перезагрузки

Диссонансный голос "пирамида узлов" 2-3-5-15 гармоники

2010-03-29T17:59:00.005+04:00

В диссонансном типе голоса акценированна 5 гармоника.

Пирамида "узлов" стоячей волны "диссонансного голоса"

Подробнее: Что такое форманты
и Классификация типов голосов

Квинтовый голос "пирамида узлов": 2-3-6-15 гармоники

2010-03-29T17:00:00.009+04:00

В квинтовом типе голоса акцентированна 3-я гармоника

Пирамида "узлов" стоячей волны "квинтового голоса"

Подробнее: Что такое форманты
и Классификация типов голосов
Далее: Диссонансный голос "пирамида узлов" 2-3-5-15 гармоники

Октавный голос "пирамида узлов": 2-4-8-16 гармоники

2010-03-28T22:58:00.013+04:00

В октавном типе голоса акцентированы октавные гармоники: 2, 4, 8, 16 (по формуле 2 в степени n)

Пирамида "узлов" стоячей волны "полного октавного голоса"

Подробнее: Что такое форманты
и Классификация типов голосов

Далее: Квинтовый голос "пирамида узлов": 2-3-6-15 гармоники

Резонансная прерывистая нормобарическая гипокситерапия и бронхиальная астма

2010-02-03T01:30:00.001+03:00

#1 monography
Содержание

Предисловие
Введение

Глава I. Метод нормобарической гипокситерапии
1.1. Физиологические механизмы адаптации к гипоксии.
1.2. Гипокситерапия в клинической практике

Глава II. Особенности реакций кардио-респираторной системы на гипоксию.
2.1. Гипоксия и гипервентиляционный синдром
2.2. Клиническое значение исследования вариабельности сердечного ритма и влияние гипоксии на вариабельность сердечного ритма

ГЛАВА III. ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДА РЕЗОНАНСНОЙ ПРЕРЫВИСТОЙ НОРМОБАРИЧЕСКОЙ ГИПОКСИТЕРАПИИ
3.1. Вегетативный контроль кардиореспираторной системы при вызванной гипервентиляции
3.2. Эффективность респираторного тренинга при напряжении вегетативной нервной системы
3.3. Определение кардиоинтервалометрических гипоксических маркеров.
3.4. Кардиоинтервалометрические гипоксические маркеры - показатели физиологического авторегуляторного гипоксического цикла.
3.5. Изменение вариабельности сердечного ритма при традиционной ПНГ и при ПНГ, синхронизированной с индивидуальным физиологическим авторегуляторным гипоксическим циклом
3.6. Динамика ТсРо2 и RMSSD120 при гипоксическом воздействии

ГЛАВА IV. СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА ДИНАМИКИ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ ПРИ ПНГ И РЕЗОНАНСНОЙ ПРЕРЫВИСТОЙ НОРМОБАРИЧЕСКОЙ ГИПОКСИТЕРАПИИ У БОЛЬНЫХ БРОНХИАЛЬНОЙ АСТМОЙ
4.1. Материал исследований
4.2. Методы исследований
4.3. Методы проведения корригирующих воздействий
4.4. Результаты исследования функции миокарда
4.5. Результаты исследования функции кардиореспираторной системы
4.6. Динамика изменения пробы Штанге, АД, частоты сердечных сокращений, индекса Кердо
4.7. Результаты исследования функции вегетативной нервной системы по данным кардиоинтервалометрии

ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Предисловие :: РПНГ и и бронхиальная астма

2010-02-03T01:30:00.000+03:00

#2 monography
Предисловие

Начало второй половины ХХ века отмечено ростом заболеваемости и тяжести течения бронхиальной астмы, и в настоящее время динамика этих показателей не позволяет прогнозировать положительных изменений.
По материалам ВОЗ, в мире ежегодно умирают от бронхиальной астмы около 2 млн. человек. Смертность высока при таких осложнениях болезни, как астматический статус, пневмоторакс, легочное сердце и даже при проведении реанимационных мероприятий сохраняется на уровне 8-10%, а в тех случаях, где необходимо проведение ИВЛ (искусственной вентиляции легких), достигает 40% (Щелкунов В.С.,1996) .
С 1920 по 1970гг. заболеваемость БА в Москве увеличилась более, чем в 10 раз (Чучалин А.Г.,1985) .С 1991 по 1999гг. заболеваемость БА среди взрослых в Санкт-Петербурге увеличилась в 3,1 раза, а распространенность заболевания возросла в 2 раза. В этот же период заболеваемость БА среди подростков возросла в 4 раза, а распространенность – в 2,5 раза (Илькович М.М., Игнатьева В.А., Шкляревич Н.А. Акользин В.В., 2001).
Рост распространенности и заболеваемости БА носит глобальный характер. С 1960 по 1999гг. число больных БА в США возросло с 6 до 10 млн. человек (Greenberger R.A.,2000), а в Западной Европе примерно за тот же период – в 2 раза (Ninan T.K.,Russell G.,1992). По данным Беркоу Р. и соавт. (2003), с 1982 по 1992гг. количество больных БА увеличилось на 42%, смертность – на 35%.Заболевание протекает все более тяжело и все чаще требует госпитализации.
От 5 до 10% населения различных стран страдают БА разной степени выраженности (Чучалин А.Г., 1996), в мире же насчитывается более 100 млн. таких больных. Социальная и медицинская значимость БА определяется ее местом в общей патологии человека. Она сопоставима с такими заболеваниями, как сахарный диабет, тиреотоксикоз, язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки. Кроме того, распространенность БА в детской популяции неуклонно возрастает, а эффективность фармакотерапии с течением времени снижается, требуя применения все более мощных лекарственных средств, которые, обладая целым рядом побочных эффектов, не могут в конечном итоге обеспечить надлежащее качество жизни пациента.
Такая ситуация вполне естественно побуждает исследователей использовать иные подходы к решению данной проблемы. Наиболее логичным и перспективным направлением представляется использование собственных физиологических резервов организма при минимальном внешнем воздействии. Одному из таких методов – резонансной прерывистой нормобарической гипокситерапии (РПНГ), разработанному автором, и посвящена предлагаемая вниманию читателей публикация.

Введение: РПНГ и бронхиальная астма

2010-02-03T01:27:00.002+03:00

#3 monography
Введение

По определению экспертов ВОЗ, бронхиальная астма – хроническое заболевание, основой которого является воспалительный процесс в дыхательных путях с участием разнообразных клеточных элементов. У предрасположенных лиц этот процесс приводит к развитию распространенных нарушений бронхиальной проходимости разной степени выраженности, полностью или частично обратимых спонтанно или под влиянием лечения. Воспалительный процесс вызывает также содружественное усиление ответа дыхательных путей в виде нарушения бронхиальной проходимости на различные внешиние и внутренние стимулы.
В международной классификации болезней (МКБ – 10, ВОЗ, 1992) выделены следующие рубрики и подрубрики:
J 45. Астма
J 45.0 Преимущественно аллергическая астма
J 45.1 Неаллергическая астма
J 45.8 Смешанная астма
J 45.9 Неуточненная астма
J 46. Астматический статус
Наиболее полной и удобной в практическом применении является классификация Г.Б. Федосеева (1982), так как позволяет осуществить индивидуализированную диагностику, лечение и профилактику обострений:
Этапы развития бронхиальной астмы
1. Состояние предастмы. Этим термином обозначаются состояния, представляющие угрозу возникновения бронхиальной астмы. К ним относят острый и хронический бронхит, острую и хроническую пневмонию с элементами бронхоспазма, сочетающиеся с вазомоторным ринитом, крапивницей, вазомоторным отеком, мигренью и нейродермитом при наличии эозинофилии в крови и повышенного содержания эозинофилов в мокроте, обусловленные иммунологическими или неиммунологическими механизмами патогенеза.
2. Клинически оформленная бронхиальная астма – после первого приступа или статуса бронхиальной астмы

Формы бронхиальной астмы

1.Иммунологическая форма
2.Неиммунологическая форма

Патогенетические механизмы бронхиальной астмы

1. Атопический – с указанием аллергизирующего аллергена или аллергенов
2. Инфекционнозависимый – с указанием инфекционных агентов и характера инфекционной зависимости, которая может проявляться стимуляцией атопической реакции, инфекционной аллергией и формированием первично измененной реактивности бронхов
3. Аутоиммунный
4. Дисгормональный – с указанием эндокринного органа, функция которого изменена, и характера дисгормональных изменений
5. Нервно-психический с указанием вариантов нервно-психических изменений
6. Адренергический дисбаланс
7. Первично измененная реактивность бронхов, которая формируется без участия измененных реакций иммунной, эндокринной и нервной1 систем, может быть врожденной, проявляется под влиянием химических, физических и механических ирритантов и инфекционных агентов и характеризуется приступами удушья при физической нагрузке, воздействии холодного воздуха, медикаментов и т.д.
Примечание. Возможны различные комбинации механизмов, причем к моменту обследования один из механизмов является основным. У больного может быть и один патогенетический механизм бронхиальной астмы. В процессе развития бронхиальной астмы может происходить смена основного и второстепенного механизмов.

Тяжесть течения бронхиальной астмы

1. Легкое течение
2. Течение средней тяжести
3. Тяжелое течение

Фазы бронхиальной астмы

1. Обострение
2. Затихающее обострение
3. Ремиссия

Осложнения

1. Легочные: эмфизема легких, легочная недостаточность, ателектаз, пневмоторакс и т.д.
2. Внелегочные: дистрофия миокарда, легочное сердце, сердечная недостаточность и т.д.

Научные интересы и соответствующие теги

2009-02-03T00:24:00.001+03:00

Предполагаемые теги:
диссертация к.м.н. (dissertation), диссертация д.м.н.(MD), научные работы (publications), голосообразование и речеобразование (voice), гипоксия (hypoxia), вариабельность сердечного ритма (hrv), биологическая обратная связь(biofeedback), психоакустика (psychoacoustics) визуализация (visualization)