JPH0310053B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は音符表示装置に係り、速度設定した周
期の通りにリズム音発音及び／又はマーカ点減表
示を行ない、リズム音或いはマーカ点減に基いて
正しいテンポで入力し得、その結果各入力に対応
した音符を正しく表示し得る音符表示装置を提供
することを目的とする。

本出願人は先に、特願昭57−232457号（特開昭
59−124384号）及び特願昭59−3670号特許出願
（特開昭59−128576号）「音符の表示装置」で、入
力音声信号をデジタル信号に変換し、これを周波
数分析して音高を判定し、その音の高さをCRT
に五線譜上に実時間で表示する装置を提案した。
このものは、デジタル信号に変換された音声信号
データをFFT演算し、しかる後その結果をパワ
ースペクトルに演算してスペクトル値を得、次い
でこのスペクトル値を中の最大値を求めると共
に、この最大値を示すスペクトル周波数よりも低
い周波数で、かつ、最大スペクトルよりも所定範
囲内で小さなスペクトルをもつスペクトルのうち
で最も低い週波数を示すスペクトルの周波数値を
求めてそれを入力音声信号の音の高さと判定し、
一方、前記条件に該当するスペクトルが存在しな
い時には前記最大スペクトルを示す周波数値を入
力音声信号の音の高さと判定し、この判定結果を
ビデオ・デイスプレイ・プロセツサ（以下、
VDPという）を介してビデオ・ラム（以下、
Ｖ・RAMという）に転送し、CRTにこれを表示
する。

然るにこのものは、入力音声信号を音の高さの
みを表示するだけであり、その音の長さを表示し
得ない。そこで、入力音声信号の音の高さと長さ
との両方を解析し、五線譜上に実時間で実際の音
符として表示するようにすれば一層視易く、便利
である。

本発明は上記要求を満足したものであり、以
下、図面と共にその一実施例について説明する。

第１図は本発明になる音符表示装置の一実施例
のブロツク系統図を示す。同図において、端子１
に入来した入力音声信号はグラフイツクイコライ
ザ２に供給されて周波数分析し易い周波数特性に
可変され、アンチ・エイリアジング・フイルタ３
にて折返し雑音を生じないように高域不要周波数
成分を除去されてAD変換器４に共に供給され
る。制御装置５において初期設定（システム・イ
ニシヤライズ）が行なわれ（第２図Ａ中ステツプ
22）、割込みが発生しない間は同図Ａに示すステ
ツプの各動作が実行される。

初期設定では、例えば♪＝60の標準速度が設定
されており、この速度に応じた周期データが
RAM７の周期・ウエイトエリアに予め設定され
ている。このエリアの周期データは後述ように適
宜書換えられ得る構成とされている。一方、本実
施例では、上記標準速度による音符の時価で表示
したくない場合、所望の時価に表示し直し得るも
のであるが、このように時価変更を行なう場合の
モードを指示するモード設定スイツチ１５及び所
望の時価を設定するノンロツク式の周期指示スイ
ツチ１６が設けられている。

例えば、標準速度における時価のまま表示した
い場合、スイツチ１５，１６は操作せずステツプ
23を介してステツプ24に致る。AD変換器４の標
本化周期毎に割込が発生すると（第２図Ｂ中ステ
ツプ53）、同図Ａに示す動作が中断され、ステツ
プ24、54でAD変換スタートフラグがセツトされ
ていることが判断されると変換指令及びデジタル
信号出力部６からの指令によりAD変換器４にお
いてAD変換が行なわれ（ステツプ55）、これが
終了しなければ（ステツプ56）リターンされ、一
方これが終了すれば（ステツプ56）AD変換エン
ドフラグがセツトされ、かつ、AD変換スタート
フラグがリセツトされ（ステツプ57）、デジタル
信号がRAM７に格納され、ウエイト動作の初期
設定が行なわれる（ステツプ58）。

AD変換が終了するとステツプ54でADスター
トフラグがセツトされていないことが判断され、
ステツプ59でRAM７に上記初期設定された標準
の周期・ウエイトデータ（この場合は♪＝60に対
応）に応じた時間次のAD変換処理に移行するの
を待つ（第２図Ｃ中「ウエイト」）。この時間が経
過すると（ステツプ60）、変換指令部６、RAM
７からの信号により同期パルス発生器１９より同
期パルスが発生され（ステツプ61）、（第２図Ｃ中
「同期パルス」）モノマルチ２０にて適当なパルス
とされた後イヤホン２１に供給されてリズム音と
して発音される一方、マーカ点減制御信号として
分析回数検出及びパターンデータ検出部１０に供
給される。

一方、AD変換が終了すると（第２図Ａ中ステ
ツプ25）上記ウエイト動作と同時に信号出力部６
から演算及び音高分析部８に信号が供給され、演
算及び音高分析部８においてFFT演算が行なわ
れて（ステツプ26）（第２図Ｃ中「FFT演算」）
その演算結果がRAM７に格納され、次いでパワ
ースペクトル演算が行なわれて（ステツプ27）
（第２図Ｃ中「パワースペクトル演算など」）その
演算結果がRAM７に格納される。次いで最大ス
ペクトル値が求められ、次に最大スペクトル値を
示すスペクトルの周波数よりも低い周波数領域中
に存在し、かつ、最大スペクトル値のスペクトル
の大きさよりも予め定められた範囲内で小さなス
ペクトル値を有するスペクトルの内で最も低い周
波数値を示すスペクトルの周波数値が求められ、
これが入力音声信号の音の高さ（基音）と判定さ
れ、また、前記条件に該当するスペクトルが存在
しない場合には、前記最大スペクトル値を示すス
ペクトルの周波数値が入力音声信号の音の高さ
（基音）と判定されてRAM７に格納される。

上記ステツプ26〜28の動作に要する時間は第３
図Ａに示す８分音符の表示に相当する時間に予め
設定されており、ステツプ26〜28では第４図に示
す時刻t₁における入力音声信号の音高が分析され
たことになる。

いま、例えばピアノ等のように発音された音時
間と共に減衰する楽器により第５図に示す８分音
符のト音とイ音とが繰返し入力されたとする。時
刻t₁ではステツプ26〜28による音高分析が行なわ
れると分析回数検出及びパターンデータ検出部１
０からパターンデータ指令信号が取出され、パタ
ーンデータ決定部１１に供給されてここで分析部
８において分析された音高に基いてパターンデー
タが作成される（ステツプ29）。

ここで、後述のカウント数と音符長との関係は
第３図Ａ〜Ｉに示す如く、８分音符から全音符ま
でカウント数０〜８に夫々対応付けられている。
この場合、カウント数零で、かつ、音高はト音で
あるから、８分音符のト音に対応したパターンデ
ータが取出され、VDP１２を介してＶ・RAM１
３に供給されて所定のテーブルに書込まれる。

Ｖ・RAM１３のメモリマツプは第６図に示す
如く、複数種類のパターンを記憶されたスプライ
ト・ジエネレータ・テーブルSGT及びパター
ン・ジエネレータ・テーブルPGT、第７図に示
すCRT１４に表示面（32列×24行）の各区画に
対応して容量をもつパターン名称テーブルPNT、
表示面の垂直位置及び水平位置の情報を記憶され
るスプライト属性テーブルSAT、カラー情報を
記憶されたカラーテーブルCT、未使用のテーブ
ルの各テーブルにより構成されている。VDP１
２では、Ｖ・RAM１３のパターン名称テーブル
PNTやスプライト属性テーブルSATに書込まれ
たデータに従つてCRT１４の表示面に表示すべ
きパターンの選択及びパターンの移動態様の指定
が行なわれ、かつ、複合映像信号が作られ、
CRT１４に供給されてここの表示面にパターン
ａ（８分音符のト音）が表示される（ステツプ
30）。なお、五線譜や音部記号等はRAM７に予
め記憶されているデータにより予め表示されてい
る。

第２図Ｃのタイムチヤートに示す如く、AD変
換が終了して（ステツプ25）ウエイトが行なわれ
る（ステツプ59）のと同時にFFT演算、パワー
スペクトル演算、音高分析が行なわれ（ステツプ
26〜28）、ウエイトの終了により同期パルスが発
生される（ステツプ61）と同時に次のAD変換が
行なわれる（ステツプ55）。この場合、同期パル
スが発生されるとAD変換の初期設定が行なわれ
（ステツプ62）、AD変換スタートフラグがセツト
され、かつ、AD変換エンドフラグがリセツトさ
れ（ステツプ63）、リターンされてAD変換され
る（ステツプ55）。

ステツプ31で上記次のAD変換が行なわれ、こ
のAD変換の終了と同時にウエイト及び時刻t₂に
おける音のFFT演算が行なわれ（ステツプ32、
33）、ウエイト終了と同時に再び同期パルスが発
生される。ステツプ33〜35により時刻t₂のイ音の
音高分析が行なわれ、次いで、連続音検出部９に
より連続音か否かが判断される（ステツプ36）。
ここでは、前回（時刻t₁）の音高分析による結果
と今回（時刻t₂）の音高分析による結果との比較
が行なわれ、両者の音高が同じてあるか否か、両
者のレベル差が予め設定されているレベル差範囲
にある否かが判断されると共に、今回の音高てい
る閾値レベルＬ（第４図）以上にあるか否かが判
断される。

この場合、連続音検出部９では非連続音として
検出され、ステツプ37、38により時刻t₂の８分音
符のイ音が表示され（パターンｂ）、再びステツ
プ31に戻り、時刻t₃のAD変換、ウエイト、音高
分析が行なわれる。

次に、第５図のパターンＣに示す如く４分音符
のハ音が入力されると、上記の場合と同様に、
AD変換が行なわれ、この終了と同時にウエイト
及びFFT演算が行なわれ、ウエイトの終了と同
時に同期パルスが発生されて次のAD変換が行な
われる。ステツプ30でハ音が８分音符の形で表示
され（第３図Ａ）、ステツプ36で連続音が判断さ
れ、ステツプ40でカウント数が１とされ、ステツ
プ41、42によりカウント数１に応じて（第３図
Ｂ）ハ音が４分音符の形に表示し直される。次い
でこの４分音符のハ音の次の音が入力されると、
上記の場合と同様にこの音のAD変換が行なわ
れ、この終了と同時にウエイト及びFFT演算が
行なわれ、ウエイトの終了と同時に同期パルスが
発生される。ステツプ36の非連続音が判断される
と上記次に入力された音の高さがステツプ37、38
により８分音符で表示される。しかる後にステツ
プ３９でカウントクリアが行なわれ、再びステツ
プ31に戻り、更に次の音のAD変換、ウエイト音
高分析が行なわれる。

このように、ステツプ30、38で表示すべき音の
高さを８分音符の形で表示され、ステツプ42で途
中経過する音符の符尾等が表示されて音符が書換
えられ、かつ、表示すべき音の音符の最終的なパ
ターンが表示される。第３図Ａ〜Ｉに示す如く、
２分音符や付点２分音符もこれに対応したカウン
ト数に応じてそのパターンが表示され、その際、
第８図に示す如く、表示すべき音の音符に致る迄
の途中の音符が表示される。

このようにして初期設定された周期・ウエイト
データに基いた周期を以てAD変換が行なわれ、
かつ、その周期を以て同期パルスが取出される。
同期パルスの発生によりイヤホン２１よりリズム
音が発音されると同時に、パターンデータ決定部
１１によりパターンデータが作成されてCRT１
４上の左上方位置にマーカｄが点減表示される。
標準速度記号（♪＝60）の場合、１秒間に４分音
符が１個（つまり８分音符ならば２個）存在する
ので上記リズム音の発音及びマーカｄの点減表示
は１秒間に２回の割合で行なわれる。

演奏者はこの周期的に行なわれるリズム音発生
或いはマーカ点減表示を基にして演奏すれば、テ
ンポを把握し易く、一定のテンポでこの装置に入
力し得る。

なお、本実施例ではAD変換の終了した時点で
FFT演算を行なうようにしているので、入力音
声信号の音高分析を即時行ない得、AD変換終了
とFFT演算開始との時間的関係を特に規定して
いない方法に比してより実時間単位で表示し得
る。

次に、標準速度記号（♪＝60）を表示し直し、
表示される音符の時価を変更する動作について説
明する。

標準速度（♪＝60）で表示すると本来第９図の
Ａに示す如き音価となる音楽（特にテンポの遅い
音楽）を演奏するとこのままの表示では音価が大
きすぎて読譜しずらいことがあり、このような場
合、演奏される音楽のテンポはそのままで、表示
される音符の時価を小さくする必要がある。第１
図中、モード設定スイツチ１５を操作すると自動
設定モードとされ（第２図Ａ中ステツプ23）、次
に、設定したい速度（例えば速度記号（♪＝30））
に応じた間隔を以て周期指示スイツチ１６を２度
操作する。スイツチ１６の最初の操作により信号
Ｈレベルが検出され（ステツプ43）、周期カウン
タ１７がセツトされ（ステツプ44）、カウントア
ツプが開始される（ステツプ45）。スイツチ１６
の２度目の操作により信号Ｈレベル検出され（ス
テツプ46）、これにより、周期計算及び周期デー
タ設定部１８においてステツプ47でスイツチ１６
の操作間隔つまり周期が算出され、ステツプ48で
♪＝30に対応した新な周期・ウエイトデータが設
定され、このデータがRAM７の周期・ウエイト
エリアに書込まれる。

この新たに設定された周期・ウエイトデータに
基いてステツプ49により速度記号のパターンデー
タが作成され、ステツプ50でCRT１４上の「60」
が例えば「30」に表示し直される。速度記号（♪
＝30）の表示が終了するとステツプ51でモードが
判断され、新たにモードが指定されればステツプ
43に戻り、そのままのモードであればステツプ52
でAD変換セツトされ、第２図Ｂで説明した動作
により入力信号がAD変換され、ウエイトが行な
われる。この場合、ステツプ59において上記
RAM７に書込まれた♪＝30に対応した周期・ウ
エイトデータに基いた時間（♪＝60の場合の時間
よりも長い）次のAD変換への移行を待つ。

ウエイトの終了により同期パルスが発生され、
以後、♪＝に対応した周期・ウエイトデータに応
じた周期を以てリズム音及びマーカｄが点減す
る。これと同時にAD変換の終了によりFFT演算
が行なわれ、以後、♪＝30に対応した周期・ウエ
イトデータに応じた周期を以てFFT演算が行な
われる。

この場合も可変設定した速度記号に応じた周期
でリズム音発生或いはマーカ点減表示が行なわれ
るので、演奏者はこれに基いて演奏すればこの可
変設定された速度に対しても正しいテンポで演奏
し得る。実際の演奏では第９図Ａに示す如きハ音
（２秒間に相当）が入力されると、上記説明の如
くステツプ30で８分音符でこの音高が表示され、
ステツプ31に続く第２図Ｂに示すステツプにおい
て上記RAM７に書込まれた♪＝30に対応した周
期・ウエイトデータに基いた時間次のAD変換へ
の移行を待ち、この時間が経過するとステツプ33
〜35で再びこのハ音が音高分析され、ステツプ36
で連続音が判断され、ステツプ40でカウント数１
とされ、ステツプ41、42で第９図Ｂに示す如き４
分音符のハ音が表示される。この他の実際の演奏
により２分音符のホ音、ト音、ホ音（第９図Ａ）
も同図Ｂに示す如く４分音符として表示される。
つまり、時価を変更しなければ２秒間宛８分音符
で４回音高分析されて同図Ａに示す音価で表示さ
れるところを、２秒間宛８分音符で２回音高分析
されるように音高分析の周期を大に変更して音価
を小さく表示し得る。

上記の例とは逆に、標準速度のままの表示では
音価が小さすぎる音楽（特にテンポの早い音楽）
では、周期指示スイツチ１６の操作間隔を小にし
て周期・ウエイトデータの値を標準速度のそれよ
りも小にして例えば♪＝240程度にする。このよ
うにすれば、標準速度における実際の演奏で32分
音符（１秒間で８個）で演奏されこれを表示し得
ないところを、１秒間宛８分音符で８回音高分析
されるように音高分析の周期を小に変更して音価
を大きく表示し得る。

上述の如く、本発明になる音符表示装置は、周
波数分析手段にて表示すべき音符の最短の音符の
時間毎に周波数分析された回数を検出し、周波数
分析手段において前後に分析された音の高さの違
い及びレベル差を検出して該前後の音が連続した
音であるか否かを判断し、連続音が判断された場
合周波数分析回数から予め該分析回数に対応して
設定されている時価の音符を表示し、非連続音が
判断された場合該分析回数に対応して設定されて
いる時価の音符を表示しかつ分析回数をクリア
し、又、予め設定されている標準速度記号に対応
した速度に対してこれを可変設定して該設定され
た速度に応じて上記周波数分析の周期を可変して
この可変された周期に応じたタイミングで同期信
号を発生するようにしたため、入力音の高さと長
さとを表示面上の五線譜に音符として実時間単位
で表示し得、入力音の音符を後刻紙等にプリント
する構成の装置と異なり、演奏している音楽の楽
譜を即刻表示できるので、演奏されている音楽と
楽譜との関係を明確にでき、音楽教育用として便
利であり、又、特に遅いテンポの音楽で標準速度
記号のままでは各音符が所望の時価より長く表示
される不都合を生じた場合、テンポを速めて所望
の小さな時価で表示し得、一方、速いテンポの音
楽で標準速度記号のままでは各音符が表示できな
い不都合を生じた場合テンポを遅くして各音符を
表示し得、従つて、所望の楽譜状に実時間で表示
し得、又同じテンポで演奏されている音楽でも周
波数分析周期を種々可変することにより、音符を
読取り易い時価で正しく表示し得、更に、設定し
た周期の通りにリズム音発生及び／又はマーカ点
減が行なわれるので、演奏者はこれらを聞き乍ら
及び／又は視乍ら演奏すれば一定のテンポを保ち
得、正しいタイミングで入力し得、タイミングが
ずれて音符の表示もれを生じる等の不都合がな
く、各入力に対応した音符を正しく表示し得る等
の特長を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施例のブロツク系統
図、第２図Ａ，Ｂは本発明装置の動作説明用フロ
チヤート、同図Ｃは本発明装置の動作説明用タイ
ミングチヤート、第３図Ａ〜Ｉは音符長とカウン
ト数との関係を示した図、第４図は音のレベルと
音符との関係を示した図、第５図はCRT表示面
の図、第６図はＶ・RAMのメモリマツプ、第７
図はCRT表示面の区画説明図、第８図は８分音
符から表示される音符に至る迄の途中の音符を説
明するための図、第９図Ａ，Ｂは夫々標準速度記
号による音価と可変設定された速度記号による音
価とを比較する図である。 １……音声信号入力端子、４……AD変換器、
５……制御装置、６……変換指令及びデジタル信
号出力部、７……RAM、８……演算及び音高分
析部、９……連続音検出部、１０……分析回路検
出及びパターンデータ検出部、１１……パターン
データ決定部、１２……ビデオ・デイスプレイ・
プロセツサ、１３……Ｖ・RAM、１４……
CRT、１５……モード設定スイツチ、１６……
周期指示スイツチ、１７……周期カウンタ、１８
……周期計算及び周期データ設定部、１９……同
期パルス発生器、２１……イヤホン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 入力音声信号をデジタル信号に変換するAD
   変換手段と、表示すべき音符のうち最短の音符の
   長さに応じた時間毎に該AD変換手段からの信号
   を時系列的に周波数分析して音高を判定する周波
   数分析手段と、該周波数分析手段にて周波数分析
   回数を検出する周波数分析回数検出手段と、該周
   波数分析手段において前後に分析された音の高さ
   の違い及びレベル差を検出して該前後の音が連続
   した音であるか否かを判断する連続音判断手段
   と、該連続音判断手段にて連続音が判断された場
   合該周波数分析手段による周波数分析回数から予
   め該分析回数に対応して設定されている時価の音
   符を表示し、該連続音判断手段にて非連続音が判
   断された場合該分析回数に対応して設定されてい
   る時価の音符を表示しかつ該分析回数をクリアす
   る表示手段と、予め設定されている標準速度記号
   に対応した速度に対してこれを可変設定して該設
   定された速度に応じて上記周波数分析の周期を可
   変する周波数分析周期可変手段と、該周波数分析
   周期可変手段により可変された周波数分析周期に
   応じたタイミングで同期信号を発生する同期信号
   発生手段とよりなることを特徴とする音符表示装
   置。 ２ 該表示手段は、該周波数分析手段、周波数分
   析回数検出手段、連続音判断手段からの各出力に
   基いて所定のパターン情報に変換し、該パターン
   情報をビデオ・デイスプレイ・プロセツサを用い
   て複合映像信号に変換してCRTに表示する手段
   であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の音符表示装置。 ３ 該周波数分析周期可変手段は、外部操作スイ
   ツチを２回続けて操作する間隔を検出してその周
   期を検出し、該周期を測定してそのデータを該周
   波数分析手段における周波数分析周期データを格
   納するメモリに書込む手段であることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項又は第２項記載の音符表
   示装置。 ４ 該同期信号発生手段にて発生される同期信号
   は、発音手段及び／又は表示手段に供給され、リ
   ズム音発音及び／又はマーカ点減を行なうように
   構成したことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   又は第２項又は第３項記載の音符表示装置。 ５ 該マーカ点減は、該CRTで行なうように構
   成したことを特徴とする特許請求の範囲第４項記
   載の音符表示装置。