JP2017507349A - デジタル音楽の表現品質を高めるための装置及び方法 - Google Patents

デジタル音楽の表現品質を高めるための装置及び方法 Download PDF

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Abstract

【課題】
本発明は、向上された表現品質のあるデジタル音楽を創作するために、静電容量センサーを使用することにより、指のダイナミックモーションを直接的にキャプチャーするための装置及び方法を開示するものであり、該静電容量センサーは、指がキーまたはキーの間のスペースに接近するが未だ触れていなく、触れて離れることにより、静電容量変化のアナログ出力を連続的に生成するように構成される。

Description

本発明はデジタル楽器に関する。より具体的には、本発明は向上された表現品質のある音楽を制作するデジタル楽器に関するものである。
アコースティック楽器は、楽器自体の素材、構造、およびアーティザンシップに由来する音声や音楽を制作する。アコースティック楽器は、ベテランプレーヤーの手中によることで、音楽の用語におけるテクスチャ、音色、アーティキュレーション及びダイナミクスの点において、または、音楽を愛する人により評価されるような彼らの表現されたニュアンス、素養、感情、若しくはインスピレーションの点において、高い表現品質の音声や音楽を創作することができる。
一方、デジタル楽器は、音声や音楽のデジタルライブラリから検索され、統合された音声と音楽を制作する。何十年にわたる努力にもかかわらず、デジタル楽器はアコースティック楽器の多くの表現品質を有することができていない。確かに、デジタル楽器で創作された音楽は、多くの効果により向上されることができる。例えば、再生される音声に、リバーブ、コーラス、ディレイ及びトレモロなどのデジタル効果を加えるために、ＭＩＤＩデータを用いることができる。しかし、ボタンは依然として、効果が使用開始される、または使用停止されるたびにプッシュされることが必要といえる。様々なテクニックが即時に、またプロフェッショナルにより音楽の演奏を表現しようとする時に使用され得る場合には、この「効果」はアコースティック楽器でプロフェッショナルにより創作される表現品質とマッチングさせることができない。従って、例えば、電子ピアノがバイオリンモードで弾かれた際に、ビブラート、或いは、ポルタメントを即時に、且つ思うままに可能とするのは困難である。
デジタルキーボード楽器の表現品質を向上させるために、一つのアプローチは、各キーの下に2つ、3つ又はより多くのセンサーを配置することである。キー押し下げの速度と力を合せたキーの音声を生成するために、キー押し下げの速度は複雑な方法でキャプチャーされ、補正される。ほとんどの場合には、音の速度と振幅の間の直接的な比例関係が採用される。このアプローチにおける表現品質の向上は、依然として各キー押し下げアクションのために、収集されるデータポイントの数により基本的に制限される。
人々は、異なる種類のセンサーを使用することにより、収集されるデータポイントの量を増やすことにも取り組んでいる。人によるシングルキーストロークのダイナミクスをより良くキャプチャーする出力であって、より連続的で、若しくはアナログな出力を生成するために、ホール効果センサー、光電センサー、圧電センサー、または圧力センサーは全て試された。これらのすべての努力において、指タッチアクションにより生成されるキー動作の結果は、より細かな粒度でキャプチャーされるが、指自体のダイナミック動作は直接キャプチャーされない。一つの制限としては、これまでの従来の技術には、実際にキーをタッチすることなく、指がキーに接近するまたは離れる際に、指のモーションをキャプチャーすることができるものがないことである。もう一つの制限としては、これまでの従来の技術には、指が二つのセンサーの物理的な界面の間のスペースをタッチする際に、指のモーションをキャプチャーすることができるものがないことである。最も多いデジタルキーボードは、ピアノ及び弦楽器を含む無数の楽器音をプレーするための機能性を有するが、これらの制限により、キーボードがキーボード楽器として演奏される際における音楽表現に若干の損失、また、キーボードが弦楽器として演奏される際における音楽表現に深刻な損失を生じさせてしまう。さらに、これらの制限は、デジタル楽器を、アコースティック楽器よりも一層シームレスに表現させるようになることには役に立たない。
簡単に言えば、キーまたは弦をタッチすることにより音を制作することと、様々なテクニックを通じて音の表現を作ることとのシームレスな統合は、アコースティック楽器にとってはとても自然なことになっている。しかし、このようなシームレスな統合は、デジタル楽器に対してまだ有効ではなく、そこには、指モーションのダイナミクス及び高機能化を直接的にキャプチャーすることができないといった従来の技術における一つの障害になるものがある。従って、デジタル楽器が、アコースティック楽器と同じようにシームレスに表現するミュージックピースを生成することができるために、楽器のベテランプレーヤーによるタッチアクションのユニークなダイナミクスは直接キャプチャーされる必要がある。
本発明では、向上された表現品質のあるデジタル音楽を創作するために、指によるタッチアクションのダイナミックモーションを直接キャプチャーするための装置及び方法を開示する。
本発明の一実施例では、音楽を生成するための装置が開示される。該装置は、各キーが音符に関連付けられるキーの配列を有するボード、プロセッサ、メモリ、メモリに保存されてプロセッサにより実行されるように構成されるプログラムにより構成される。該装置は、第二のメモリとサウンドモジュールをさらに有するものであり、第二のメモリが音楽の記述を記録してその音楽を再生するものであり、また、サウンドモジュールが音楽の記述を音楽の音声に変換させるものである。
本発明の一実施例では、一つ以上の静電容量センサーは、各キーのサーフェスの下に配置され、ここで、各静電容量センサーは、「オン」及び「オフ」のバイナリ出力をエクスポートするよりもむしろ、タッチアクションの発生による静電容量変化のアナログ出力を連続的に生成するように構成される。従って、静電容量センサーは、タッチアクションを検知することができ、該タッチアクションは、指が接近するが未だボードに触れていないこと、強い力または弱い力でボードのキーを指タッチすること、ボード上のキーの間のスペースを指タッチすること、及び指がボードから離れることを含むものであり、その全てがキーの上における指の単純な接触を超えるものである。
本発明の一実施例では、ボードによる一つ以上の指タッチアクションにおいて、静電容量センサーはタッチアクションを検知して、静電容量変化の連続的なアナログな出力を生成するように構成される。プログラムは、タッチアクションの静電容量変化のデジタルプロフィールを作成するように構成されるものであり、該プログラムがメモリに保存されてプロセッサにより実行されるものである。デジタルプロフィールのパラメータは、指と静電容量センサーの間の距離、及び指タッチの速度、加速、減速、力と時間が含まれる。前記プログラムは、タッチアクションまたは一連のタッチアクションに対応するビブラート、またはポルタメントなどの音楽演奏アクションをさらに特定する。前記プログラムは、一つ以上の音楽演奏アクションのヒューリスティックをさらに入力して、楽器ディジタル・インタフェース（ＭＩＤＩ）フォーマットで、タッチアクションまたは一連のタッチアクションのデジタルプロフィールを音楽の記述に変換させる。
本発明の一実施例では、一つ以上のヒューリスティックは、ビブラートヒューリスティック、ポルタメントヒューリスティック、キー押し下げヒューリスティック、レガートヒューリスティック、デタッチヒューリスティック、スタッカートヒューリスティック、スピッカートヒューリスティック及び和声ヒューリスティックを含む。
本発明は、キーをタッチすることにより音を制作することと、様々なテクニックを通じて音の表現を作ることとをシームレスに統合するものであり、それはアコースティック楽器にとってとても自然なことになり、これにより、デジタル楽器が、アコースティック楽器と同じようにシームレスに表現するミュージックピースを生成することができる。
本発明の実施例の技術的な特徴をより良く例示するために、本発明の様々な実施例は添付の図面と併せて、簡単に説明されるものである。前記図面は本発明における例示的な実施形態のためのものであるが、当業者には、本発明の原理から逸脱することなく追加の図面を得ることができることは、言うまでもない。
図１は、従来技術のデジタル楽器による演奏が困難な弦楽器のための、ある特定の音楽アーティキュレーションテクニックを示す概要図である。
図２は、本発明の一実施例における自己静電容量センサーの配列を示す概要図である。
図３Ａ〜３Ｄは、本発明の一実施例における、ある特定の音楽プレーテクニックのパフォーマンスを可能にするための、本発明の音楽装置に適用されるタッチアクションを示す概要図である。
図３Ａは、本発明の一実施例における、弦楽器の上で実行されるビブラートアクションをシミュレートする本発明の音楽装置において、実行されるビブラートアクションを示す概要図である。
図３Ｂは、本発明の一実施例における、弦楽器の上で実行されるポルタメントアクションをシミュレートする本発明の音楽装置において、実行されるポルタメントアクションを示す概要図である。
図３Ｃは、本発明の一実施例における、弦楽器の上で実行されるレガートアクションをシミュレートする本発明の音楽装置において、実行されるレガートアクションを示す概要図である。
図３Ｄは、本発明の一実施例における、弦楽器の上で実行されるスタッカートアクションをシミュレートする本発明の音楽装置において、実行されるスタッカートアクションを示す概要図である。
図４は、本発明の一実施例における、図３Ａで説明されるビブラートアクションをキャプチャーする本発明の音楽装置に、埋め込まれる三つの静電容量センサーのアナログ出力を示す概略図である。
図５は、本発明の一実施例における、図３Ｂで説明されるポルタメントアクションをキャプチャーする本発明の音楽装置に、埋め込まれる三つの静電容量センサーのアナログ出力を示す概略図である。
図６は、本発明の一実施例における、図３Ｄで説明されるスタッカートアクションをキャプチャーする本発明の音楽装置に、埋め込まれる三つの静電容量センサーのアナログ出力を示す概略図である。
図７は、本発明の一実施例における、キーボード楽器の上で実行される強くて速いキー押し下げアクションをシミュレートする本発明の音楽装置において、実行される強くて速いキー押し下げアクションをキャプチャーする本発明の音楽装置に、埋め込まれるシングルの静電容量センサーからのアナログ出力を示す概略図である。
図８は、本発明の一実施例における、キーボード楽器の上で実行される柔らかくて遅いキー押し下げアクションをシミュレートする本発明の音楽装置において、実行される柔らかくて遅いキー押し下げアクションをキャプチャーする本発明の音楽装置に、埋め込まれるシングルの静電容量センサーからのアナログ出力を示す概略図である。
図９は、本発明の一実施例における向上された表現品質のある音楽を生成するための装置の概略図である。
図１０は、本発明の一実施例における向上された表現品質のある音楽を生成するための方法の概略図である。
本発明は特定の実施形態を使用して説明されるものであるが、本発明は、これらの実施形態に制限されるものではない。当業者は、本発明の装置及び方法が他の多くの用途に使用され得ることを認識するであろう。また、本発明は、請求の範囲に記載の本発明の精神および範囲内において、あらゆる変更、改良、および同等の内容を含むものとする。
さらに、本発明の詳細な説明において、特定の記述は本発明の完全な理解を与えるために説明される。しかしながら、当業者には、本発明がこれらの特定の記述がなくても実施できることは明らかである。例えば、楽器ディジタル・インタフェース（ＭＩＤＩ）という用語は、技術の例として本発明で議論され、簡略にするためである。しかし、他のデジタル音楽技術及びフォーマットは同様に本発明の目的に適して採用されることができ、また本発明の範囲内に含まれる。別の例は、本発明による使用可能な楽器のフォーマットの例として機能する本発明のキーボードという用語の使用である。しかし、他の楽器フォーマットは同様に本発明の目的に適して採用され、または創造されることができ、また本発明の範囲内に含まれる。さらに別の例は、本発明の静電容量センサー技術の使用であるが、他のセンサー技術は同様に本発明の目的に適して採用され、または創造されることができ、また本発明の範囲内に含まれる。
他の例では、良く知られている方法、手順、成分、および回路は、本発明に対する明確な理解を不必要に混乱させないように、詳しく説明はされない。
本発明は、添付図面を参照することにより、よりよく理解されることができ、また、その目的と利点が、当業者により明確になるであろう。
図１は、従来技術のデジタル楽器による演奏が困難な弦楽器のための、ある特定の音楽アーティキュレーションテクニックを示す概要図である。
図１に示されるように、弦楽器のための音楽アーティキュレーションテクニックにおける五つの例が参照され、左から右に、即ち、スタッカート（１０１）、スタッカティッシモ（１０２）、マルテラート（１０３）、マルカート（１０４）及び保持音（１０５）である。全ての音楽アーティキュレーションテクニックはデジタルキーボード楽器によっては区別されにくい。
さらに、ビブラート、トレモロ、ポルタメント及び和声などの他の表現品質は、通常、デジタル楽器においてシームレスに実行されることが困難である。パフォーマンス中において、これらのテクニックは、ピッチベンドホイール、サステインペダル、モジュレーションホイールの補助を必要とし、あるいは、それは演奏者にリアルタイムでデジタル楽器のモードを切り替えさせる必要があるであろう。
図２は、本発明の一実施例における自己静電容量センサーの配列を示す概要図である。
図２に示されるように、静電容量センサーアレイ２０１は合計３２個の自己静電容量センサー２０２を有する。各自己静電容量センサー２０２は、エンド・ユーザのためのセンサー装置として、金属正方形２０３及びＬＥＤライト２０５を有し、そのうち、金属正方形２０３は自己静電容量センサー２０２の一つの電極であり、また、ＬＥＤライト２０５は前記金属正方形２０３の中心に置かれる中空正方形２０４の中心に配置されている。静電容量センサーアレイ２０１は、全ての３２個のセンサーに接続されるマイクロプロセッサ（図２に示されていない）をさらに有する。
一つ以上の自己静電容量センサー２０２がキーのサーフェスの下に配置されると、各静電容量センサー２０２は、「オン」及び「オフ」のバイナリ出力をエクスポートするよりもむしろ、キーボード上のタッチアクションの発生による静電容量変化のアナログ出力を連続的に生成するように構成される。該タッチアクションは、指が接近するが未だボードに触れていないこと、強い力または弱い力でボードのキーを指タッチすること、ボード上のキーの間のスペースを指タッチすること、及び指がボードから離れることとすることができる。ボードを指タッチすることは、キーを指タッチすること、キーの周りのエリアを指タッチすること、または、二つ以上のキーの間のエリアを指タッチすることとすることができる。
図３Ａ〜３Ｄは、本発明の一実施例における、ある特定の音楽プレーテクニックのパフォーマンスを可能にするための、本発明の音楽装置に適用されるタッチアクションを示す概要図である。
図３Ａ〜３Ｄに示されるように、ボード３０１の上に配置されるキーの配列において三つのキー３０２、３０３及び３０４が使用されている。中間のキー３０２はＮキーであり、Ｎキー３０２に隣接するキーには左側がＮ−１キー３０３であり、右側がＮ＋１キー３０４である。Ｎ−１、Ｎ、Ｎ＋１の静電容量センサーは、それぞれＮ−１キー３０３、Ｎキー３０２及びＮ＋１キー３０４のサーフェスの下に配置されている。
図３Ａは、本発明の一実施例における、弦楽器の上で実行されるビブラートアクションをシミュレートする本発明の音楽装置において、実行されるビブラートアクションを示す概要図である。本発明の本実施例では、ビブラートアクションは、Ｎキー３０２の上に指３０５を置き、指３０５がボードから離れることなく、またＮ−１キー３０３若しくはＮ＋１キー３０４に完全に到達することなく、続いてリズミカルな様式で指３０５を左に、次右に移動させることにより達成される。換言すれば、これは、アコースティック弦楽器のためのビブラートテクニックに非常に類似する指ジェスチャーである。
図３Ｂは、本発明の一実施例における、弦楽器の上で実行されるポルタメントアクションをシミュレートする本発明の音楽装置において、実行されるポルタメントアクションを示す概要図である。本発明の本実施例では、ポルタメントアクションは、滑らかな滑りモーションで、指３０５がボードから離れることなく、指３０５をＮ−１キー３０３の上に置き、続いて指３０５を右に移動させ、Ｎキー３０２を通らせてＮ＋１キー３０４に到達させることにより達成される。換言すれば、これは、アコースティック弦楽器のためのポルタメントテクニックに非常に類似する指ジェスチャーである。
図３Ｃは、本発明の一実施例における、弦楽器の上で実行されるレガートアクションをシミュレートする本発明の音楽装置において、実行されるレガートアクションを示す概要図である。本発明の本実施例では、レガートアクションは、滑らかなモーションで、キーの間で指３０５をボードから、「低いジャンプ」の様式で少し持ち上げると同時に、指３０５をＮ−１キー３０３の上に置き、続いて指３０５をＮキー３０２まで移動させ、続いて指３０５をＮ＋１キー３０５まで移動させることにより達成される。
図３Ｄは、本発明の一実施例における、弦楽器の上で実行されるスタッカートアクションをシミュレートする本発明の音楽装置において、実行されるスタッカートアクションを示す概要図である。本発明の本実施例では、スタッカートアクションは、指３０５がＮ−１センサー３０３に速く力強く接近し、触れて離れ、続いて指３０５がＮセンサー３０２に速く力強く接近し、触れて離れ、その次指３０５がＮ＋１センサー３０４に速く力強く接近し、触れて離れることにより達成される。タッチアクションが完了するたびに、指３０５は「高いジャンプ」の様式でキーの間で完全にボードから持ち上げられる。
図４は、本発明の一実施例における、図３Ａで説明されるビブラートアクションをキャプチャーする本発明の音楽装置に埋め込まれる三つの静電容量センサーのアナログ出力を示す概略図である。
この動作のパターンは、バイオリンまたはビオラなどの弦楽器のためのビブラートアクションの直接的なシミュレーションであり、その特性が図４のグラフィックで示される三つのセンサーの静電容量の出力によりキャプチャーされる。
Ｎ−１、Ｎ、Ｎ＋１曲線は、それぞれＮ−１センサー、Ｎセンサー、Ｎ＋１センサーの静電容量出力を表示する。Ｘ軸は時間であり、Ｙ軸は静電容量のアナログ値である。図３Ａで示されるビブラートアクションは、パターンを生成するものであり、該パターンにおいては、Ｎ−１曲線が小ピークに達し、続いてＮ曲線が大ピークに達し、続いてＮ＋１曲線が小ピークに達し、続いてＮ曲線が大ピークに達し、続いてＮ−１曲線が小ピークに達するように続いている。
本発明の一実施例では、メモリに保存されてプロセッサにより実行されるプログラムは、タッチアクションの静電容量変化のデジタルプロフィールを作成し、タッチアクションの音楽演奏アクションが弦楽器のためのビブラートアクションであることを特定し、また、ビブラートヒューリスティックを適用して、デジタルプロフィールを楽器ディジタル・インタフェース（ＭＩＤＩ）フォーマットで、ビブラートアクションの記述に変換させるように構成される。
三つの曲線におけるデジタルプロフィールの特徴としては、静電容量のピーク値、静電容量変化の速度、加速及び減速、静電容量がピーク値に留まる時間、１つのサイクルを完結させるための各変化の時間が含まれることである。ビブラートアクションに関する説明は、ビブラートのメインピッチ、音量、レート、深さ及びディレイにより説明されるものである。
静電容量変化の曲線におけるデジタルプロフィールの特性をＭＩＤＩフォーマットで音楽の記述に変換させることは、以下で説明される。
音のメインピッチは、該期間を通して最も大きな静電容量出力値を生成するＮセンサーに関連するピッチである。
音量は、Ｎセンサーの静電容量出力がピーク値に達する速度、及びＮセンサーの静電容量出力の実際のピーク値により決定される。
ビブラートのレートは、全ての３つの静電容量曲線のための、静電容量変化におけるそれぞれのサイクルの時間により決定される。
ビブラートの深さは、Ｎ−１曲線及び、Ｎ曲線の振幅に関連するＮ＋１曲線の振幅により決定される。
ビブラートのディレイは、動作中のこの動作の特定のパターンと同程度で設定される。
従って、ビブラートアクションの場合に、キー上の指のダイナミックモーションは、直接キャプチャーされ、また、ＭＩＤＩフォーマットでの音楽の記述は、熟練した楽器演奏者がアコースティック楽器で実行するアクションによるだけでシームレスに生成される。
図５は、本発明の一実施例における、図３Ｂで説明されるポルタメントアクションをキャプチャーする、本発明の音楽装置に埋め込まれる三つの静電容量センサーのアナログ出力を示す概略図である。
この動作のパターンは、バイオリンまたはビオラなどの弦楽器のためのポルタメントアクションの直接的なシミュレーションであり、その特性が図５のグラフィックで示される三つのセンサーの静電容量の出力によりキャプチャーされる。
図４と同様に、Ｎ−１、Ｎ、Ｎ＋１曲線は、それぞれＮ−１センサー、Ｎセンサー、Ｎ＋１センサーの静電容量出力を表示する。X軸は時間であり、Y軸は静電容量のアナログ値である。図３Ｂで示されるポルタメントアクションは、パターンを生成するものであり、該パターンにおいては、Ｎ−１曲線が実質的値を維持しつつ、Ｎ−１曲線がピークに達し、続いてＮ曲線がピークに達し、Ｎ曲線が実質的値を維持しつつ、その次Ｎ＋１曲線がピークに達する。
本発明の一実施例では、メモリに保存されてプロセッサにより実行されるプログラムは、タッチアクションの静電容量変化のデジタルプロフィールを作成し、タッチアクションの音楽演奏アクションが弦楽器のためのポルタメントアクションであることを特定し、また、ポルタメントヒューリスティックを適用して、デジタルプロフィールを楽器ディジタル・インタフェース（ＭＩＤＩ）フォーマットで、ポルタメントアクションの記述に変換させるように構成される。
三つの曲線におけるデジタルプロフィールの特性及び、三つの特性をＭＩＤＩフォーマットで音楽の記述に変換させることは、以下で説明される。
ポルタメントの開始ピッチは、Ｎ−１センサーに関連するピッチである。
ポルタメントの終止ピッチは、Ｎ＋１センサーに関連するピッチである。
ポルタメントの中間のいずれかの点における開始ピッチと終止ピッチの間の臨時ピッチは、この点における二つの隣接したセンサーの静電容量の相対値を考える計算、及び数学的アルゴリズムに基づき、割り当てられるピッチである。最も簡単な数学的アルゴリズムは、Ｎ−１センサーとＮセンサーまでの点の物理的距離に基づき、Ｎ−１センサーとＮセンサーの間の点で臨時ピッチを割り当てることである。該物理的距離は、ボードとの接触を維持しつつ、指がＮ−１センサーからＮセンサーまで移動する際に、Ｎ−１センサーとＮセンサーに感知された静電容量を測定し、距離に対する静電容量データの結果に基づく検量曲線を描くことによりさらに導出される。
ポルタメントの音量は、静電容量出力がピーク値に達する速度、及びＮ−１、Ｎ及びＮ＋１曲線のそれぞれの実際のピーク値により決定される。
ポルタメントのレートは、全ての三つの静電容量曲線のための、静電容量変化におけるそれぞれのサイクルの時間により決定される。
従って、ポルタメントアクションの場合に、キー上の指のダイナミックモーションは、直接キャプチャーされ、また、ＭＩＤＩフォーマットでの音楽の記述は、熟練した楽器演奏者がアコースティック楽器で実行するアクションによるだけでシームレスに生成される。
より一般的には、本発明の本実施例は、別個のキーのセットに関連する別個のピッチを有するデジタルキーボード楽器に、デジタル弦楽器のように演奏させるものであり、このデジタル弦楽器が、指をキーに滑らせる際に、段階的且つ連続的なピッチの変化を生じさせる。
図6は、本発明の一実施例における、図３Ｄで説明されるスタッカートアクションをキャプチャーする本発明の音楽装置に埋め込まれる三つの静電容量センサーのアナログ出力を示す概略図である。
この動作のパターンは、バイオリンまたはビオラなどの弦楽器のためのスタッカートアクションの直接的なシミュレーションであり、その特性が図６のグラフィックで示される三つのセンサーの静電容量の出力によりキャプチャーされる。
図５と同様に、Ｎ−１、Ｎ、Ｎ＋１曲線は、それぞれＮ−１センサー、Ｎセンサー、Ｎ＋１センサーの静電容量出力を表示する。X軸は時間であり、Y軸は静電容量のアナログ値である。
本発明の一実施例では、メモリに保存されてプロセッサにより実行されるプログラムは、タッチアクションの静電容量変化のデジタルプロフィールを作成し、タッチアクションの音楽演奏アクションが弦楽器のためのスタッカートアクションであることを特定し、また、スタッカートヒューリスティックを適用して、デジタルプロフィールを楽器ディジタル・インタフェース（ＭＩＤＩ）フォーマットで、スタッカートアクションの記述に変換させるように構成される。
三つの曲線におけるデジタルプロフィールの特性及び、それに対応するＭＩＤＩ記述への変換は自明である。スタッカートアクションのデジタルプロフィールは、ポルタメントアクションのデジタルプロフィールとの対照として機能するために、ここで説明されるものである。
図７は、本発明の一実施例における、キーボード楽器の上で実行される強くて速いキー押し下げアクションをシミュレートする本発明の音楽装置において、実行される強くて速いキー押し下げアクションをキャプチャーする本発明の音楽装置に埋め込まれるシングルの静電容量センサーからのアナログ出力を示す概略図である。
キーボード楽器のための強くて速いキー押し下げアクションの特性は、図７のグラフィックで示されるセンサーの静電容量の出力によりキャプチャーされる。Ｘ軸は時間であり、Ｙ軸は静電容量のアナログ値である。
本発明の一実施例では、メモリに保存されてプロセッサにより実行されるプログラムは、タッチアクションの静電容量変化のデジタルプロフィールを作成し、タッチアクションの音楽演奏アクションがキーボード楽器のための強くて速いキー押し下げアクションであることを特定し、また、キー押し下げヒューリスティックを適用して、デジタルプロフィールを楽器ディジタル・インタフェース（ＭＩＤＩ）フォーマットで、強くて速いキー押し下げアクションの記述に変換させるように構成される。
前記曲線におけるデジタルプロフィールの特性及び、この特性をＭＩＤＩフォーマットで音楽の記述に変換させることは、以下で説明される。
キー押し下げのピッチは、センサーに関連するピッチである。
キー押し下げの初期音量は、静電容量出力がしきい値に達する速度により決定される。
静電容量出力がさらに増加するとともに、一連のアフタータッチメッセージは、キー押し下げの音量を上げるためにさらに生成されるようになる。
ある期間において静電容量出力が最大値に留まる際に、一定のメッセージはさらに生成される。
静電容量出力の値が減少するとともに音量は減少するようになり、また静電容量出力がしきい値を下回る時にゼロに達する。
従って、強くて速いキー押し下げアクションの場合に、キー上の指のダイナミックモーションは直接キャプチャーされ、また、ＭＩＤＩフォーマットでの音楽の記述は、サステインペダルの補助がなく、熟練した楽器演奏者がアコースティック楽器で実行するアクションによるだけでシームレスに生成される。
図８は、本発明の一実施例における、キーボード楽器の上で実行される柔らかくて遅いキー押し下げアクションをシミュレートする本発明の音楽装置において、実行される柔らかくて遅いキー押し下げアクションをキャプチャーする本発明の音楽装置に埋め込まれるシングルの静電容量センサーからのアナログ出力を示す概略図である。
キーボード楽器のための、柔らかくて遅いキー押し下げアクションの特性は、図８のグラフィックで示されるセンサーの静電容量の出力によりキャプチャーされる。Ｘ軸は時間であり、Ｙ軸は静電容量のアナログ値である。
本発明の一実施例では、メモリに保存されてプロセッサにより実行されるプログラムは、タッチアクションの静電容量変化のデジタルプロフィールを作成し、タッチアクションの音楽演奏アクションがキーボード楽器のための柔らかくて遅いキー押し下げアクションであることを特定し、また、キー押し下げヒューリスティックを適用して、デジタルプロフィールを楽器ディジタル・インタフェース（ＭＩＤＩ）フォーマットで、柔らかくて遅いキー押し下げアクションの記述に変換させるように構成される。
前記曲線におけるデジタルプロフィールの特性及び、この特性をＭＩＤＩフォーマットで音楽の記述に変換させることは、以下で説明される。
キー押し下げのピッチは、センサーに関連するピッチである。
キー押し下げの初期音量は、静電容量出力がしきい値に達する速度により決定される。
静電容量出力がさらに増加するとともに、一連のアフタータッチメッセージは、キー押し下げの音量を上げるためにさらに生成されるようになる。
ある期間において静電容量出力が最大値に留まる際に、一定のメッセージはさらに生成される。
静電容量出力の値が減少するとともに音量は減少するようになり、また静電容量出力がしきい値を下回る時にゼロに達する。
図７のグラフとは対照的に、図８の静電容量出力曲線は、最大値まで増加するまでにより長い時間がかかり、基準値まで減少するまでにもより長い時間がかかる。図８の静電容量出力曲線は、図７の曲線より低いピーク値に達する。この特性は、図７で示されるキー押し下げアクションより柔らかくて遅いといった図８で説明されるキー押し下げアクションと全て一致する。
図４から図８までの進行中のパラグラフにおける説明は、本発明の様々な実施例を例示するものであり、ビブラート（図４）、ポルタメント（図５）、スタッカート（図６）、強くて速いキー押し下げ（図７）、柔らかくて遅いキー押し下げ（図８）などの音楽演奏アクションは、本発明の装置または方法によりキャプチャーされる。本発明の他の実施例では、レガートアクション、デタッチアクション、スピッカートアクション、和声アクションなどの音楽演奏アクションはキャプチャーされ、ＭＩＤＩフォーマットで音楽の記述に変換され、そこで、それに対応するタッチアクションは、アコースティック楽器を演奏する時の指アクションと実質的に同じである。
本発明の一実施例では、キー上の柔らかくて持続的な指タッチアクションは、静電容量センサーにより検知され、また、プログラムは、タッチアクションのデジタルプロフィールを生成し、タッチアクションの音楽演奏アクションが和声アクションであることを特定し、和声ヒューリスティックをデジタルプロフィールに適用することにより、デジタルプロフィールを、和声のルートであるキーに関連する音による和声の記述に変換させる。
図９は、本発明の一実施例における向上された表現品質のある音楽を生成するための装置の概略図である。
図９に示されるように、装置９０１はキーの配列を有するキーボード９０２を含み、各キーは、一つの音符、及び二つのボタン９０３と９０４に関連されるものであり、二つのボタン９０３と９０４が、シングルのオクターブにより、キーボード全体のピッチを上げるまたは下げるといった機能を有するプラス及びマイナスのシンボルを含む。一つ以上の静電容量センサーは、キーボード９０２における各キーのサーフェスの下に配置され、各静電容量センサーは、タッチアクションの発生による静電容量変化のアナログ出力を連続的に生成することができるように構成される。装置９０１は、シミュレートされる楽器のタイプの選択を可能にする楽器選択セクション９０５、シングル音の代わりに、関連音符がルートである和音をキーボードに生成させる和音セクション９０６、テンポが生成される音楽のために設定されることを可能にするテンポセクション９０７をさらに含む。
装置９０１には、プロセッサ９０８、メモリ９０９、サウンドモジュール９１０及び一対のスピーカー９１１がさらに埋め込まれる。メモリ９０９に保存されるものは、プログラムであり、プロセッサ９０８により実行されるように構成される。タッチアクションの継続時間全体において、静電容量センサーがボードにより一つ以上の指タッチアクションを検知し、静電容量変化のアナログ出力を生成した後、プログラムは、タッチアクションのデジタルプロフィールを作成するために、一つ以上のヒューリスティックを一つ以上の指タッチアクションに適用させ、デジタルプロフィールを楽器ディジタル・インタフェース（ＭＩＤＩ）フォーマットで音楽の記述に変換させる。サウンドモジュール９１０は、音楽の記述をＭＩＤＩフォーマットで音楽の音声に変換させるためのものである。
本発明の一実施例では、デジタルプロフィールから導出された一つ以上のタッチアクションのデジタルプロフィール及び音楽の記述は、将来的に再生するために、メモリ９０９の中に保存される。
図１０は、本発明の一実施例における向上された表現品質のある音楽を生成するための方法の概略図である。図１０に示されるように、その方法は以下のステップを具備する。
各キーが音符に関連付けられるキーの配列を有するボードにおいて、
ステップ１００１：静電容量センサーにより、タッチアクションまたは一連のタッチアクションを検知する。前記検知は、指により静電容量変化が起こされて、しきい値または多数のしきい値を超える各キーのサーフェスの下に配置される静電容量センサーにより感知されることにより達成される。
ステップ１００２：静電容量センサーにより静電容量変化のアナログ出力を連続的に生成する。静電容量変化がしきい値を超える限り、静電容量センサーは静電容量変化のアナログ値を感知し、出力することを続けるように構成される。
ステップ１００３：メモリに保存されてプロセッサで実行されるプログラムにより、静電容量変化を音楽の記述に変換させる。即ち、メモリに保存されたプロセッサで実行されるプログラムにより、タッチアクションまたは一連のタッチアクションの静電容量変化を楽器ディジタル・インタフェース（ＭＩＤＩ）フォーマットで、音楽の記述に変換させる。
ステップ１００３Ａ：タッチアクションまたは一連のタッチアクションの静電容量変化のデジタルプロフィールを生成する。プログラムにより、タッチアクションまたは一連のタッチアクションの静電容量変化のデジタルプロフィールを生成し、そこで、デジタルプロフィールは、距離、速度、加速、減速、力及び時間からなるグループから選択されるパラメータにより構成される。
ステップ１００３Ｂ：デジタルプロフィールが一定の音楽演奏アクションに対応することを特定する。プログラムにより、デジタルプロフィールがビブラートまたはポルタメントなどの、一定の音楽演奏アクションに対応することを特定する。
ステップ１００３Ｃ：音楽演奏アクションに関連するヒューリスティックを適用し、プログラムにより音楽の記述を生成する。

Claims (20)

  1. 音楽を生成するための装置であって、
    各キーが音符に関連付けられるキーの配列を有するボードと、
    各キーのサーフェスの下に配置される静電容量センサーと、
    プロセッサと、
    メモリと、
    メモリに保存されてプロセッサにより実行されるように構成されるプログラムと、
    を有し、
    前記各静電容量センサーは、指によるタッチアクションを検知し、タッチアクションの期間中における静電容量変化のアナログ出力を連続的に生成するように構成され、
    前記プログラムは、タッチアクションまたは一連のタッチアクションの静電容量変化を楽器ディジタル・インタフェース(MIDI)フォーマットで、音楽の記述に変換させる、
    ことを特徴とする音楽を生成するための装置。
  2. 前記静電容量センサーは、タッチアクションを検知するように構成され、
    前記タッチアクションは、指が接近するが未だボードに触れていないこと、強い力または弱い力でボードのキーを指タッチすること、ボード上のキーの間のスペースを指タッチすること、及び指がボードから離れることからなるアクションのグループから選択される、
    ことを特徴とする請求項１に記載の音楽を生成するための装置。
  3. 前記プログラムは、一つ以上のヒューリスティックを適用することにより音楽の記述を生成するものであり、
    前記一つ以上のヒューリスティックは、
    ボードとの接触を維持しつつ、リズミカルな様式でキーの中心ポジションから前後に移動する主に横方向の移動で指がキーをタッチすることで特定される、タッチアクションを弦楽器のビブラートアクションとして記述されるビブラートヒューリスティックと、
    指が第一のキーをタッチし、ボードとの接触を維持しつつ第二のキーに向けて横に移動することで特定される、タッチアクションを弦楽器のためのポルタメントアクションとして記述されるポルタメントヒューリスティックと、
    を含む、
    ことを特徴とする請求項１に記載の音楽を生成するための装置。
  4. 前記プログラムは、一つ以上のヒューリスティックを適用することにより音楽の記述を生成するものであり、
    前記一つ以上のヒューリスティックは、
    柔らかくて遅い主に垂直の移動で指がキーをタッチすることで特定され、前記タッチアクションをキーボード楽器のための柔らかくて遅いキー押し下げとして記述するためのキー押し下げヒューリスティックと、
    強くて速い主に垂直の移動で指がキーをタッチすることで特定され、前記タッチアクションをキーボード楽器のための強くて速いキー押し下げとして記述するためのキー押し下げヒューリスティックと、
    を含む、
    ことを特徴とする請求項１に記載の音楽を生成するための装置。
  5. 前記プログラムは、一つ以上のヒューリスティックを適用することにより音楽の記述を生成するものであり、
    前記一つ以上のヒューリスティックは、
    レガートヒューリスティック、デタッチヒューリスティック、スタッカートヒューリスティック、スピッカートヒューリスティック及び和声ヒューリスティックからなるグループから選択されたヒューリスティックにより構成される、
    ことを特徴とする請求項１に記載の音楽を生成するための装置。
  6. 前記プログラムは、タッチアクションまたは一連のタッチアクションの静電容量変化のデジタルプロフィールを生成するように構成され、
    前記デジタルプロフィールは、距離、速度、加速、減速、力及び時間からなるグループから選択されるパラメータにより構成される、
    ことを特徴とする請求項１に記載の音楽を生成するための装置。
  7. 前記プログラムは、デジタルプロフィールが一定の音楽演奏アクションに対応することを特定するように構成される、
    ことを特徴とする請求項６に記載の音楽を生成するための装置。
  8. 前記プログラムは、音楽演奏アクションに関連するヒューリスティックを適用し、音楽の記述を生成するように構成される、
    ことを特徴とする請求項７に記載の音楽を生成するための装置。
  9. 前記ボードは一つ以上のキーをさらに有し、
    前記各キーは、和音、テンポ、臨時記号、ダイナミクスのシンボル、アーティキュレーションのシンボル、楽器の特定のタイプを表示するシンボルからなるグループから選択され、
    音楽の記述に取り込まれる音楽関連の要素に関連付けられる、
    ことを特徴とする請求項１に記載の音楽を生成するための装置。
  10. 前記音楽の記述を記録してその音楽を再生する第二のメモリをさらに有する、
    ことを特徴とする請求項１に記載の音楽を生成するための装置。
  11. 音楽を生成するための方法であって、
    各キーが音符に関連付けられるキーの配列を有するボードで、各キーのサーフェスの下に配置される静電容量センサーにより、指によるタッチアクションを検知する；
    静電容量センサーにより、タッチアクションの期間中における静電容量変化のアナログ出力を連続的に生成する；
    メモリに保存されてプロセッサで実行されるプログラムにより、タッチアクションまたは一連のタッチアクションの静電容量変化を楽器ディジタル・インタフェース(ＭＩＤＩ)フォーマットで、音楽の記述に変換させる；
    ことを有する、
    ことを特徴とする音楽を生成するための方法。
  12. 前記静電容量センサーは、タッチアクションを検知するように構成され、
    前記タッチアクションは、指が接近するが未だボードに触れていないこと、強い力または弱い力でボードのキーを指タッチすること、ボードのキーの間のスペースを指タッチすること、及び指がボードから離れること、
    からなるアクションのグループから選択される、
    ことを特徴とする請求項１１に記載の音楽を生成するための方法。
  13. 前記プログラムにより、一つ以上のヒューリスティックを適用して音楽の記述を生成することをさらに有し、
    前記一つ以上のヒューリスティックは、
    ボードとの接触を維持しつつ、リズミカルな様式でキーの中心ポジションから前後に移動する主に横方向の移動で指がキーをタッチすることで特定される、タッチアクションを弦楽器のビブラートアクションとして記述されるビブラートヒューリスティックと、
    指が第一のキーをタッチし、ボードとの接触を維持しつつ第二のキーに向けて横に移動することで特定される、タッチアクションを弦楽器のためのポルタメントアクションとして記述されるポルタメントヒューリスティックと、
    を含む、
    ことを特徴とする請求項１１に記載の音楽を生成するための方法。
  14. 前記プログラムにより、一つ以上のヒューリスティックを適用して音楽の記述を生成することをさらに有し、
    前記一つ以上のヒューリスティックは、
    柔らかくて遅い主に垂直の移動で指がキーをタッチすることで特定され、前記タッチアクションをキーボード楽器のための柔らかくて遅いキー押し下げとして記述するためのキー押し下げヒューリスティックと、
    強くて速い主に垂直の移動で指がキーをタッチすることで特定され、前記タッチアクションをキーボード楽器のための強くて速いキー押し下げとして記述するためのキー押し下げヒューリスティックと、
    を含む、
    ことを特徴とする請求項１１に記載の音楽を生成するための方法。
  15. 前記プログラムにより、一つ以上のヒューリスティックを適用して音楽の記述を生成することをさらに有し、
    前記一つ以上のヒューリスティックは、レガートヒューリスティック、デタッチヒューリスティック、スタッカートヒューリスティック、スピッカートヒューリスティック及び和声ヒューリスティックからなるグループから選択されたヒューリスティックにより構成される、
    ことを特徴とする請求項１１に記載の音楽を生成するための方法。
  16. 前記プログラムにより、タッチアクションまたは一連のタッチアクションの静電容量変化のデジタルプロフィールを生成することをさらに有し、
    前記デジタルプロフィールは、距離、速度、加速、減速、力及び時間からなるグループから選択されるパラメータにより構成される、
    ことを特徴とする請求項１１に記載の音楽を生成するための方法。
  17. 前記プログラムにより、デジタルプロフィールが一定の音楽演奏アクションに対応することを特定することをさらに有する、
    ことを特徴とする請求項１６に記載の音楽を生成するための方法。
  18. 前記プログラムにより、音楽演奏アクションに関連するヒューリスティックを適用し、前記プログラムにより音楽の記述を生成することをさらに有する、
    ことを特徴とする請求項１７に記載の音楽を生成するための方法。
  19. 前記ボードは一つ以上のキーをさらに有し、
    前記各キーは、和音、テンポ、臨時記号、ダイナミクスのシンボル、アーティキュレーションのシンボル、楽器の特定のタイプを表示するシンボルからなるグループから選択される音楽関連の要素に関連付けられ、
    キーに関連する前記音楽関連の要素を音楽の記述に取り込むことをさらに有する、
    ことを特徴とする請求項１１に記載の音楽を生成するための方法。
  20. 第二のメモリにより、前記音楽の記述を記録してその音楽を再生することをさらに有する、
    ことを特徴とする請求項１１に記載の音楽を生成するための方法。
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