Brevet FR3008218A1 — publié le 20150109

DESCRIPTION Cette invention concerne un dispositif d'apprentissage et de dialogue musical rendu possible par la combinaison des qualités de la boite musicale classique et du synthétiseur de sons. La boite à musique classique est un automate qui lit une séquence de sons. Mais la série de notes est figée car elle est gravée dans le métal des picots du tambour rotatif, les sons sont identiques en durée, en volume, en timbre. La tessiture est limitée par le nombre de lames du peigne musical. Le séquenceur / synthétiseur possède la flexibilité des séquences, des nuances, des hauteurs de note et des timbres. Mais les séries de notes sont « enfermées » et figées dans le boitier électronique. On ne peut pas modifier la séquence de sons de l'extérieur. La fig.1 de la planche 1 /5 montre que cette boite à musique est un synthétiseur de sons (1.1) qui ne lit pas des séquences de signaux stockées numériquement dans sa mémoire, mais qui les lit reçoit d'un tambour réinscriptible (1.3). Grâce à une série de capteurs optiques (1.2), les signaux optiques sont convertis par une carte électronique et les sons internes du synthétiseur sont ainsi déclenchés et pilotés. Comme tout synthétiseur, la boite à musique optique interactive permet de d'affecter et de paramétrer tout les types de son à volonté sur chacun des canaux reliés à un capteur optique. Le brevet FR27777107-Al intitulé « Instrument optoélectronique d'interprétation de la musique » fait usage de rayons lumineux que l'utilisateur interrompt avec une baguette pour produire un son. On pourrait considérer que les signaux qui défilent devant les capteurs font la même chose. Ce n'est pas le cas, puisqu'il s'agit ici d'un automate. De plus, ce principe de génération du son ne fait pas partie de ses revendications pour la simple raison qu'il est déjà décrit dans les brevets WO8702168A1 et DE3436703A, qui sont tout deux passés dans le domaine public aujourd'hui. La boite à musique optique et interactive est caractérisée en ce qu'elle permet de libérer le potentiel de la boite à musique traditionnelle en l'associant à des nouvelles technologies. La section des Figures le démontre à l'aide de 5 planches : Planche 1/5 : Schéma global avec tambour (Fig. 1) Schéma global avec écran (Fig. 2) Planche 2/5 : Schéma global avec toutes les entrées et les sorties (Fig.3) Planche 3/5 : Générateur de signaux: Tambour, Cartes perforées, Ecran (Fig. 4, 5,6) Planche 4/5 : Traitement du signal (Fig. 7) Planche 5/5 : Partitions (Fig. 8, 9, 10, 11) Comme expliqué dans les prochains paragraphes, par son utilisation, la séquence de sons devient flexible, modifiable, les notes pilotées deviennent plus riches, plus variées. La séquence des sons devient flexible: La première innovation est de sortir « la séquence » du monde numérique du synthétiseur et de la sortir également du tambour rotatif de la boite à musique pour la mettre dans le monde mécanique et permettre sa modification à volonté par l'utilisateur. Une alternance de taches qui contrastent avec le fond sera le nouveau type de partition. Cette partition modifiable qui vient solliciter les capteurs, peut être une feuille de papier collée sur un tambour (1.3) ou tout écran (re) programmable par l'informatique qui fait défiler des signaux contrastés. On effectue la modification de la partition soit à l'aide d'un crayon et d'une gomme, (d'une encre et de son dissolvant) si on sollicite les capteurs optiques avec un support réinscriptible, soit par programmation si on des sollicite avec un écran lumineux. La séquence de sons a bien été libérée par rapport à une boite à musique classique. La séquence des sons du tambour rotatif peut être enrichie : Le dispositif de boite à musique optique interactive se caractérise en ce que ce nouveau flux de signaux optiques qui permet de déclencher des sons, va être combiné à d'autres flux plus classiques (Midi, capteurs de boite à rythmes, Smart Device, Wifi) et que l'utilisateur peut intervenir mécaniquement sur ce nouveau flux d'une part, mais également sur la résultante de tout les flux combinés. La note émise devient plus riche: La note de la boite à musique classique est figée en tenue, la lame sonore donne toujours une note identique en durée et en volume. Grace aux capteurs optiques, la forme de la tache détectée donne des indications de durée et d'intensité. La note émise devient plus variée. La note de la boite à musique est figée en timbre. Dorénavant, les sons affectés à chacun des capteurs sont interchangeables grâce à la partie synthétiseur. La note de la boite à musique est figée en tessiture (car la série de lames est limitée). L'optique et l'électronique permettent de faire disparaitre ces limitations. Les sons affectés aux canaux sont rechargeables à volonté par l'utilisateur à l'aide de « presets » (série de sons affectée aux capteurs pour un instant variable). Le même capteur pourra donc piloter alternativement un son de cloche, de saxophone, une voix ou de tout autre nature, selon le preset sélectionné. La mélodie de la boite à musique devient dissociable. On peut diviser la musique en piste propre à un instrument ou à un pupitre, comme le ferait un Sequenceur mais le dispositif permet - en plus de « taire » une piste par une action mécanique en amont du capteur optique (entre le capteur et la partition) OU en aval (entre le capteur et la carte électronique), par un interrupteur. Dialogue musical (jam session) : Grâce à cette possibilité d'intervention mécanique sur la séquence de chaque piste, ce dispositif permet au débutant sans formation musicale autre que son rythme naturel de solliciter par des phrases musicales un musicien confirmé jouant de son instrument. Il suffit au débutant de « cacher » et de « montrer » les sons de la piste de manière intermittente, voire de rajouter des notes du son piloté sur la piste choisie, à l'aide d'un Pad de boite à rythme classique. Un nouveau type de solfège: Certains paramètres basiques du protocole MIDI qualifiant un son, sont traduit en « forme graphique» sur du papier, forme qui est reconnue par le capteur et traduite par la carte électronique. Cette codification graphique ouvre la voix à un nouveau type de solfège. Le dispositif se caractérise en sa flexibilité de codage de l'information musicale sur les différents canaux. Selon la sensibilité du capteur, comme l'indiquent les figures de la planche 5, on peut avoir des partitions à vélocité transverse (Fig. 8 de la planche 5/5) pour laquelle 4 canaux jouent le même instrument à des volumes sonores variables. A l'inverse, on peut avoir des partitions à vélocité intégrée (Fig. 9 à 11 de la planche 5/5) pour laquelle 4 canaux jouent 4 instruments différents à des volumes sonores variables pendant des durées variables puisque les taches qui sollicitent les capteurs sont plus ou moins larges et longues. Un réseau social: Ces nouvelles partitions permettent au plus grand nombre de s'exprimer sans avoir la moindre notion du solfège traditionnel. On utilise son sens du rythme et de la géométrie de base pour traduire le rythme en distance et le volume en grosseur de tache. Lorsque tous ces musiciens se mettront à produire des « partitions géométriques» pour tel ou tel preset et tel ou tel type de capteur, il faudra que qu'il soit possible de partager le travail de chacun sur Internet, pour l'enrichir, le vendre ou pour l'offrir. Ce dispositif est la source d'une communauté d'échange de type réseau social, sorte de Facebook musical (GrooveBook ?). Un système ouvert: Cette nouvelle « boite à sons » ne lit pas des séquences de sons internes, mais les reçoit de l'extérieur d'une série de sources différentes (El à E4, E6 et E7 sur la Fig.3 de la planche 2/5). Les signaux proviennent : D'une série de capteurs optiques (El) Nouveauté & Innovation D'une entrée Midi (E2) Standard D'une entrée Smart Device (E3) Nouveauté & Innovation D'une entrée Wifi (ou autre protocole sans fil) (E4) Nouveauté & Innovation D'une XLR (Audio filaire) (E5) Standard D'une entrée numérique (USB, Firewire, Wii,..) (E6) Standard D'un clavier sur lequel on peut taper en rythme (E7) Standard D'un micro interne (E8) Standard La figure 3 de la planche 2/5 présente le dispositif avec l'ensemble de ses sources (El à E8) et de ses sorties (S1 à S7) selon l'invention. Le dispositif est constitué d'une série de 1 à 64 capteurs optiques, reliés à autant de canaux d'entrée sur un boitier électronique. A l'entrée du canal, le signal est intercepté par un clavier à 3 niveaux (voir la partie haute de 1-1 de la fig.1 de la planche 1/5) qui joue le rôle d'interrupteur. Le signal, s'il n'est pas filtré, est alors combiné avec d'autres sources sollicitant le même canal, converti numériquement en son, et finalement mélangé aux sons des autres canaux avant d'être émis sur une sortie audio (S1, S5 et S7) et/ou numériques (S2, S3, S4 et S6). Les fonctionnalités du dispositif seront déclinées selon une gamme de produits plus ou moins sophistiqués. Dans sa version la plus complète, les sorties sont : Un haut parleur interne (S1) Standard Une sortie Midi (S2) Standard Une sortie Smart Device (S3) Standard Une sortie Wifi (ou autre protocole sans fil) (S4) Nouveauté & Innovation Une sortie XLR (Audio filaire) (S5) Standard Une sortie numérique (USB, FireWire, Wii,..) (S6) Standard Un mini Jack pour un casque ou une sono (S7) Standard Entrées par les capteurs optiques (El) : Les caractéristiques d'un modèle de boite à musique optique interactive sont liées à la qualité des capteurs utilisés. Dans une version basique, tous les types de partitions ne seront pas exploitables. On utilise plusieurs sources pour faire défiler les signaux qui excitent les capteurs. Ces sources (Voir Planche 3/5 : tambour rotatif réinscriptible (Fig. 4), cartes perforées reliées en chaine (Fig. 5), écran d'ordinateur ou de smart Device (Fig. 6)) font défiler des signaux d'excitation (trous, ou taches colorées). C'est le contraste des signaux avec leur support (quelle que soit leur nature) qui excite les capteurs optiques. N'importe quel type d'écran (monitor informatique, écran de smartphone, lpad ou télévisuel ...) peut être la source du défilement des taches contrastées qui excitent ces capteurs optiques. A la réception du signal optique converti numériquement, la carte génère interactivement un son (associé à chaque capteur). Le nombre de capteurs est variable de 1 à 64 (1 dans le cas d'une caméra équipée d'un module de traitement du signal). Entrées filtrées par le clavier du haut: En partie haute du boitier 1.1 de la Fig1 de la planche 1/5, un clavier « hiérarchique à 3 niveaux» permet de filtrer le flux des signaux émis par un ou une série de capteurs optiques. En appuyant alternativement sur une de ses touches, on inhibe ou non le débit reçu par les capteurs. En partie basse du boitier 1.1 de la Fig1 de la planche 1[5, un second clavier permet au contraire d'ajouter des signaux manuellement au flux issu des capteurs optiques en tapant sur un « Pad » associé à chacun des canaux. On tape ce « Pad » avec le doigt (comme représentée en (E7) de la Fig1 de la planche 1/5) ou on adapte sur chaque canal un Pad de boite à rythme qu'on frappe avec des baguettes. Entrées de type Midi (E2): L'entrée midi permet d'ajouter un flux (venant d'un séquenceur ou tout instrument Midi) à un ou plusieurs canaux du dispositif. Entrées Smart Device: Grâce à un logiciel d'interface et à une des connexions (physique sur le boitier (E3 et E6) ou Wifi (E4)), ces entrées permettent d'ajouter des flux (avec leur protocole propre) à un ou plusieurs canaux du dispositif. Entrée microphone (interne (E8) ou via une broche XLR (E5)) : Les sons de presets personnalisables sont modifiés par l'utilisateur dynamiquement. Un microphone permet d'enregistrer un son quelconque désiré par l'utilisateur pour chacun des canaux de ces presets. Exemple d'utilisation 1: Découverte et Jam session. Sur la Fig. 1, l'utilisateur choisit une partition graphique qu'il fait défiler devant les capteurs optiques à l'aide d'un tambour rotatif. Sur la Fig. 2, l'utilisateur choisit une partition numérique qu'il fait défiler devant les capteurs optiques à l'aide d'un écran informatique. Un enfant ou un musicien novice peut s'amuser à cacher « des séquences musicales » en pressant sur les boutons relatifs canaux qu'il veut entendre ou pas. Il génère ainsi des questions auxquelles un musicien peut répondre avec son instrument ou avec une autre « boîte à sons ». Il redirige les signaux des capteurs optiques sur ses sorties numériques pour alimenter un instrument midi ou un Smart Device qui émettront leurs propres sons. Il tape sur ses « pads » pour ajouter des signaux à ceux émis par les capteurs optiques. Il peut enlever le son qui vient du capteur optique d'un canal et faire le signal à la place de celui-ci (apprentissage par répétition). Il recevoit un flux numérique par ses entrées Midi et Smart Device pour déclencher ses sons internes. Les sons en provenance des capteurs optiques sont synchronisés avec les sons reçus d'autres interfaces grâce au protocole Midi. L'utilisateur adapte un « pad » sur chacun des capteurs manuels et frappe dessus comme sur un xylophone électronique. Cette innovation rend la musique accessible aux enfants qui n'ont accès ni au solfège, ni à l'électronique (voir les nouvelles partitions simplifiées en Fig. 8, 9, 10, 11). C'est donc aussi un instrument de communication avec et pour le tiers monde. Exemple d'utilisation 2 : Distribution géographique d'alarmes différenciées. Le dispositif permet une simultanéité de taches standardisées pour l'amélioration de la qualité d'un service au client. On réalise ainsi une exécution des tâches plus rapide et une réduction de l'attente du client. Par exemple, si un livreur passe une « grille » de type Loto (qu'il a cochée à la main) devant la série de capteurs, simultanément, une sirène se déclenche dans l'entrepôt, des notes de harpes sont jouées à la comptabilité, 5 mélodies se déclenchent à la logistique pour les 5 colis qui vont être mis en stock, et les noms des 5 manutentionnaires sont appelés dans leur rayon respectif. Exemple d'utilisation 3 : Apprentissage musical par l'écoute. En plus de l'aspect « jam session» décrit plus haut, on peut apprendre par l'oreille comme suit: Découverte des accords de jazz de plus en plus riches (9, 11 éme, 13èm, 5+, etc ...) Découverte progressives et dissociée des instruments dans les musiques polyrythmiques (salsa, samba, reggae, rai, musiques africaines...), Mise au point des arrangements d'une section de cuivres (par exemple), on défile les notes tout doucement en mettant la main sur le tambour. Le tempo baisse mais pas la hauteur de la note. Education de l'oreille par la découverte de la musique classique dissociée en pupitres (les violons, les altos, les violoncelles, les contrebasses, les anches, les cuivres, ...). On peut imaginer qu'on pilote une oeuvre de Beethoven en introduisant au fur et à mesure les pupitres d'instruments comme sur le boléro de Ravel. On peut imaginer qu'on dissocie les 2 mains d'une oeuvre pour Piano de Bach et qu'on travaille une main pendant que le dispositif joue l'autre. Exemple d'utilisation 4 : Atelier de montage sonore pour le cinéma. On peut déclencher interactivement des sons additionnels et de la musique sur la prise initiale du tournage. Exemple d'utilisation 5 : Aide à l'insertion professionnelle des malvoyants: Le dispositif émet des messages complexes sonores personnalisés grâce à des cartes spécifiques. Par l'exploitation des données personnelles codifiées (Big Data), une série de sons informera un mal voyant que la jeune personne qui vient de s'assoir en face de lui, pèse 58 kg, mesure 1,70m, qu'elle a un bac +5, et ...qu'elle est malvoyante comme lui. Exemple d'utilisation 6 : Aide aux muets: Enregistrement de séquences programmées par un assistant, puis restitution interactive en situation. Ex : « Je ne suis pas d'accord avec ce qui vient d'être dit, j'ai besoin de mon ardoise », « Qu'est ce que je peux faire pour t'aider ? » Exemple d'utilisation 7 : Répétiteur de rengaines. On enregistre et on restitue à la volée des sons ou phrases répétitives. Version «Family »: Diffusion de messages dans toute la maison «A table!! » Version « Disk jokey »: « jingles d'ambiance » ou par un mouvement manuel du tambour en avant et en arrière on produit un son normalement puis à l'envers alternativement (comme un DJ le fait sur une platine). Version «SNCF»: Annonces standard (de train ou de sécurité) par lecture de cartes dédiées. Présentation fonctionnelle de la capture et de l'interprétation des signaux. Le capteur est capable de détecter le contraste d'une « tache sombre sur un fond clair » (ou l'inverse) et de générer un signal analogique résultant. Dans le cas d'un capteur assez sensible, plus le trait sombre est large, plus la note est jouée forte. Sur la Fig. 7 de la planche 4/5, on observe un exemple de taches plus ou moins larges et longues qui provoquent des signaux analogiques interprétés par la carte électronique de manière différenciée. Dans le cas d'un capteur capable de détecter 4 largeurs de trait A, B, C et D (en ordre croissant), la sortie du capteur sollicité par un tel signal est : A - 3B -D - C -A - 5C. Pour un « preset » à vélocité intégrée, la même note sera jouée 6 fois, la première fois pianissimo, la deuxième fois piano trois fois plus longtemps, la troisième fois fortissimo etc.... Des mécanismes de défilement divers permettent de solliciter les capteurs: La Fig. 4 de la planche 3 / 5 présente un tambour réinscriptible (en papier par exemple). En collant la partition sur ce tambour en rotation, on réalise les améliorations de la boite à musique classique suivantes: A) on déplace les taches, donc on change le rythme. B) on remplace tout, donc on change de morceau (en remplaçant la feuille de papier) C) on fait varier le volume et la durée du son produit par des traits plus moins gros et long D) on change le preset, pour changer le timbre de chaque canal E) le défilement va en avant ou en arrière à une vitesse modulable électroniquement ou manuellement. Sur la Fig. 5 de la planche 3 / 5, on voit un système de cartes perforées reliées sur un orgue de barbarie. Si un trou remplace la tache sombre qui sollicite le capteur, le résultat est le même. Toute la musique codée sous cette forme peut être lue en ajustant les capteurs optiques de manière appropriée. Les 5 points A) B) C) D) et E) restent valables mais en plus F) le morceau ne boucle plus, sa durée est étendue. Sur la Fig. 6 de la planche 3 / 5, on voit l'écran d'un smart phone qui utilise une application (nommée « Music Rain » par exemple) en générant des signaux contrastés numériquement. Toute la musique stockée sous le protocole MIDI peut être transformée par un programme en une pluie de signaux qui sollicitent les capteurs optiques. Les points A) B) C) D) E) F) sont valables et en plus la modification de la partition se fait numériquement, et les partitions se partagent par réseau social et sur internet. Le clavier est décomposé de 2 sous claviers. Le « sous clavier de filtrage » du flux de signaux issu des capteurs (en partie haute de 1.1 de Fig1) possède 3 rangés de touches, donc 3 niveaux hiérarchiques. Le modèle présenté en Fig.1 ne possède que 16 canaux au lieu de 64. Premier niveau : Les 16 boutons du haut stoppent ou laissent passer (alternativement) le flux de signaux optiques du canal auquel ils sont respectivement affectés. Deuxième niveau : Les 4 boutons du 2ème niveau stoppent ou laissent passer les flux filtrés des signaux des 4 canaux du dessus simultanément. Le bouton du troisième niveau s'appelle le « MASTER », il stoppe ou laisse passer les flux filtrés de signaux des 4 boutons du 2ème niveau (celui des 16 canaux à leur état de filtrage en cours). Le « sous clavier d'insertion » de l'utilisateur (E7) sur les canaux (en bas de 1.1 de Fig1). Appuyer sur un de ses boutons provoque le déclenchement du son du canal associé. Le résultat serait le même si une tache noire passait devant le capteur optique associé à ce canal. En fonction du coût, de la longévité, du confort, de la rapidité de la réaction, on préfèrera un « touché tactile » ou un « touché mécanique ». Pour récapituler, le dispositif de boite à musique optique interactive se caractérise en ce qu'un flux externe de signaux optiques permet de déclencher des sons internes, que ce flux est combiné à d'autres flux de données musicales plus classiques (Midi, capteurs de boite à rythmes, Smart Device, Wifi) et que l'utilisateur peut intervenir mécaniquement sur ces différent flux. De plus, le dispositif précédent se caractérise en ce que les signaux sont générés par un tambour rotatif, mu manuellement, par une manivelle ou par un moteur. Dans ce cas, les signaux sdnt réinscriptibles graphiquement a volonté. Le dispositif précédent se caractérise aussi en ce que les signaux sont générés par un écran qui fait défiler des taches contrastées par un programme informatique. Dans ce cas, les signaux sont réinscriptibles numériquement a volonté. Le dispositif précédent se caractérise en ce que les signaux sont organisés pour former un nouveau type de solfège. L'organisation de ce solfège dépend des sons programmés sur chaque canal. La revendication porte sur toutes ses variantes possibles, notamment celles présentées sur la planche 5/5. Le dispositif précédent se caractérise en ce que les partitions générées avec ce nouveau solfège vont être mises sur l'internet, partagées, échangées et améliorées. Cette collaboration a pour but de fonder une communauté de type « Facebook Musical ». La boite à musique optique et interactive revendique l'origine et la fondation de ce réseau social. REVENDICATIONS1. Le dispositif de boite à musique optique interactive se caractérise en ce qu'un flux externe de signaux optiques permet de déclencher des sons internes, que ce flux est combiné à d'autres flux de données musicales plus classiques (Midi, capteurs de boite à rythmes, Smart Device, Wifi) et que l'utilisateur peut intervenir mécaniquement sur ces différent flux. 2. Le dispositif selon la revendication 1 se caractérise en ce que les signaux sont générés par un tambour rotatif, mu manuellement, par une manivelle ou par un moteur. 3. Le dispositif selon la revendication 2 se caractérise en ce que les signaux sont réinscriptibles graphiquement a volonté. 4. Le dispositif selon la revendication 1 se caractérise en ce que les signaux sont générés par un écran qui fait défiler des taches contrastées par un programme informatique. 5. Le dispositif selon la revendication 4 se caractérise en ce que les signaux sont réinscriptibles numériquement a volonté. 6. Le dispositif selon la revendication 1 se caractérise en ce que les signaux sont organisés pour former un nouveau type de solfège. L'organisation de ce solfège dépend des sons programmés sur chaque canal. La revendication porte sur toutes les variantes possibles, notamment celles présentées sur la planche 5/5. 7. Le dispositif selon la revendication 6 se caractérise en ce que les partitions 20 générées avec ce nouveau solfège vont être mises sur l'internet, partagées, échangées et améliorées. Cette collaboration a pour but de fonder une communauté de type « Facebook Musical ». Cette revendication porte sur l'origine de ce réseau social.