JPH056199B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、音声信号の音の高さと対応する表示
をデイスプレイ上の五線譜状の表示図形の対応す
る部分へ音符状の図形を表示させうるようにした
音符の表示装置に関する。

（従来例と問題点） 楽器の演奏を行なつたときに、演奏中の曲が五
線譜上に直ちに表示されるようにすることができ
れば、作曲した曲を誰でもが楽譜上に記録するこ
とも容易となり、また、音楽教育上での利用も期
待できるので、演奏中の曲が五線譜状の表示面上
に音符として表示されるようにした表示装置につ
いては、従来から各種形式のものが試みられて来
ているが、従来装置において例えば鍵盤の押盤に
よつて動作するスイツチによつて五線譜状の表示
板上のランプを点灯させるように構成したもので
は、鍵盤楽器以外の楽器、すなわち、弦楽器や、
管楽器などには適用することができないという点
が問題となり、また、他の構成の従来装置、例え
ば、楽器の音を音響電気変換器で電気信号に変換
し、それを多数の帯域濾波器を用いて周波数分析
し、その分析結果によつて五線譜状の表示板上に
ランプを点灯させるようにした構成のものでは、
多数の帯域濾波器が必要とされるために、構成が
複雑なものになるという欠点があつた。

そこで本出願人会社では、音声信号をデジタル
信号に変換して周波数分析を行ない、その分析結
果に基づいて音声信号の音高を判定し、音高の判
定結果によりデイスプレイ上への五線譜における
対応する部分、あるいはデイスプレイ上へ鍵盤に
おける対応する部分へ所望の表示を行なうように
した音符の表示装置を提供することにより、前記
の問題点を解決したが、前記のような構成の音符
の表示装置により楽器の演奏音の採譜を行なつて
楽譜を作成するような場合に、楽器の基準音（通
常は音名A₄の音が基準音とされる）と音符の表
示装置における基準音とが一致しないときには、
採譜された楽譜が不正確なものになつてしまうと
いうことが起こる。

すなわち、音符の表示装置がそれの基準音とし
て例えば音名A₄（440Hz）の音を採用し、他の音
名の音が440ピツチで調律されている状態の音の
高さとなつている場合に、楽器が音名A₄の音を
基準音とすべく調音された結果、音名A₄の音が
本来の440Hzよりずれている周波数の音として調
音されるようなことは珍らしくないから、楽器の
演奏音を採譜しても、作曲者の考えた楽曲とは異
なるものが得られてしまうことが生じるのであ
り、それの改善策が要望された。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、調音のための予め定められた音名の
基準音であるとされている音声信号、すなわち、
楽器から予め定められた音名の音を発音させたと
きに得られる音声信号（この音声信号はその音名
の音の本来の周波数値からずれている周波数値を
有することが多いことは既述のとおりである）を
入力させて、それをデジタル信号に変換し、その
デジタル信号を用いて周波数分析を行なう場合に
おけるデジタル・アナログ変換動作を、譜音のた
めの予め定められた音名と対応する基準音の音声
信号の周波数分析に適する標本化周期で行ない、
その結果として得られたデジタル信号を用いて行
なわれた周波数分析結果に基づいて判定された音
の高さが、調音のための予め定められた音名と対
応する基準音の高さとして判定されるように、ア
ナログ・デジタル変換動作における標本化周期を
設定するようにして、前記した問題点の生じない
音符の表示装置を提供したものである。

（実施例） 以下、添付図面を参照しながら本発明の音符の
表示装置について詳細に説明する。第１図は本発
明の音符の表示装置の一実施態様のブロツク図で
あつて、この第１図において、１は音声信号の入
力端子、BAはバツフア増幅器であり、音声信号
は入力端子１からバツフア増幅器BAを経て選択
スイツチSWのスイツチSWaに与えられる。

選択スイツチSWは、スイツチSWa，SWb，
SWcを備えており、操作部OPにおいて設定され
た動作モードに従つて、操作制御部CLDから送
出される切換制御信号により、前記のスイツチ
SWa〜SWcのオン、オフ状態が制御される。

選択スイツチSWにおけるスイツチSWaは、そ
れがオンの状態となされたときに、入力の音声信
号がグラフイツク・イコライザGEQ及びアン
チ・エイリアジング・フイルタAAFなどを介し
てアナログ・デジタル変換器ADC（以下、アナロ
グ・デジタル変換をAD変換と記載する）へ与え
られるようにする。

また、選択スイツチSWにおけるスイツチSWb
は、それがオンの状態となされたときに基準音声
信号発生器SSGで発生された基準音声信号がグラ
フイツク・イコライザGEQやアンチ・エイリア
ジング・フイルタAAFなどを介してAD変換器
ADCへ与えられるようにする。

さらに、選択スイツチSWにおけるスイツチ
SWcは、それがオンの状態となされたときに、
基準音声信号発生器SSGで発生された基準音声信
号が、増幅器AMPを介してスピーカSPに与えら
れるようにする。

前記したグラフイツク・イコライザGEQの特
性の切換えや、基準音声信号発生器SSGで発生さ
れる基準音声信号の周波数の切換えなどの制御
も、操作部OPに設定された動作モードに従つて
操作制御部CLDで発生された切換制御信号によ
つて行なわれる。

基準音声信号発生器SSGは、例えば、音名A₄
の基準音声信号としての440Hzの正弦波信号や、
音名C₄の基準音声信号としての261.63Hzの正弦波
信号、その他必要な周波値の正弦波信号が切換え
自在に発生できるものとして構成されている。

第１図において、CPUは中央制御装置であり、
前記したAD変換器ADCによつてAD変換される
ことによつて得られたデジタル信号は、中央制御
装置CPUの制御の下にメインメモリRMAに格納
されて、FFT演算のために使用される。

また、前記したグラフイツクイコライザGEQ
は、楽器の種類に応じて、入力信号の周波数特性
を変更できるようにして、各種の楽器についての
周波数分析も良好に行なわれうるようにするため
のものであり、アンチ・エイリアジング・フイル
タAAFは、いわゆる折返し雑音が発生しないよ
うに信号の周波数帯域の制限を行なうための低域
通過濾波器である。

前記したアンチ・エイリアジング・フイルタ
AAFの遮断周波数をfcとすると、AD変換器
ADCにおける標本化周波数fsは2fc以上となされ
るべきことは周知のとおりであり、また、AD変
換器ADCから出力されるデジタル信号を用いた
FFT演算によつて周波数分析が行なわれる場合
に、分析結果として得られるスペクトルの周波数
間隔ｆは、デジタル信号を得るために用いたAD
変換器ADCの標本化周波数fsと、FFT演算を行
なう際に用いたデジタル信号のデータの数Ｎとに
よつて、ｆ＝fs／Ｎのように示されることも周知の とおりである。

例えば、アンチ・エイリアジング・フイルタ
AAFの遮断周波数fcが20KHzの場合に、AD変換
器ADCにおける標本化周波数fsを40KHz（fs＝
2fc）とし、FFT演算による分析結果として、ス
ペクトル10Hzの周波数間隔ｆで得たいとする場合
には、FFT演算に使用されるべきデジタル信号
のデータ数Ｎは4000個となる。

前記したFFT演算は、演算に用いられるデー
タの数Ｎが多い程、周波数分析のために必要とさ
れる時間が長くなるから、データ数が多くて入力
信号の音の高さの決定までの所要時間が長く、実
時間での音の高さの表示が困難となるようなとき
は、FFT演算だけを乗算器によつて行なうよう
にして、入力信号の音の高さが実時間に近い状態
で表示されるようになされることが望ましい。

さて、本発明の音符の表示装置は、入力された
音声信号の音の高さを、デイスプレイCRTの表
示面上へ、例えば第４図に示すように、五線譜状
の表示の対応する部分へ順次に音符で表示できる
ように、入力された音声信号をデジタル信号に変
換し、そのデジタル信号を用いてFFT演算によ
り周波数分析を行なつて、入力の音声信号の音の
高さを判定し、その判定結果によつて定まるデイ
スプレイの表示面中の特定な位置に、所定の図形
を表示させるようにしたものであるが、前記した
入力された音声信号の音の高さの判定の基準とし
ては例えば12平均律の音名の音の高さが採用でき
る。

今、入力の音声信号の音の高さをデイスプレイ
の表示面に表示される五線譜によつて表わされう
る３オクターブの音名、すなわち、F₂〜F₅と対
応する五線譜上の位置や鍵盤上の位置で表示させ
ようとする場合には、周波数分析の結果として、
入力の音声信号の基音が、例えば440Hzであると
判定されれば、その入力の音声信号は音名A₄の
音の高さであるとして、デイスプレイの五線譜の
A₄の位置に音符の表示を行ない、また例えば入
力の音声信号に対する周波数分析の結果として、
入力の音声信号の基音が146.83Hzであると判定さ
れれば、その入力の音声信号は音名D₃の音の高
さであるとして、デイスプレイの五線譜のD₃の
位置に音符の表示を行なうというような表示態様
での入力の音声信号の音の高さの表示が、音名
F₂〜F₅までの各音名と対応する高さの音声信号
が入力された際に行なわれうるのである。

ところで、本発明の音符の表示装置に対して入
力される音声信号は、主としての各種の楽器や電
子楽器から出た音が音響電気変換されたものなの
であるが、楽器音は楽器の種類によつて基音に対
する倍音の強さとの関係や、基音と倍音との組合
わさり方が異なつている。

第５図のａ〜ｄは、色々な楽器の音の周波数分
析結果を示す図｛第５図のａはフルートの音、第
５図のｂはクラリネツトの音、第５図のｃはバイ
オリン（バイオリンのＧ線）の音、第５図のｄは
コントラバス（コントラバスのＥ線）の音｝であ
るが、例えば第５図のａ，ｂに示されているフル
ートやクラリネツトのような管楽器では、基音が
どの倍音よりも強く（ピアノ、ギターなども管楽
器と同じような傾向を示す）、また、バイオリン
やコントラバスの場合には基音よりも強い倍音が
存在しているというような周波数分析結果となつ
ている。

第５図のａ〜ｄに例示した各種の楽器音の周波
数分析結果をみても判かるように、楽器音を構成
する周波数成分は、第５図のａ，ｂに示されてい
るように、基音の強さが最大であるようなものだ
けではなく、第５図のｃ，ｄに示されているよう
に、基音よりも倍音の方が強いものであるので、
入力の音声信号を周波数分析し、その分析結果と
して得られた各周波数成分の内で一番大きなもの
を取り出しても、それが基音であるとは限らない
ので、入力の音声信号を周波数分析した結果に基
づいて入力の音声信号基音の高さを決定し、その
基音の高さと対応する音符がデイスプレイの表示
面の五線譜の所定の位置へ表示されるようにした
り、入力の音声信号の基音と対応する鍵の表示位
置へマークが表示されるようにするためには、入
力の音声信号の周波数分析結果として得た各周波
数成分の強度の相対的な関連をみて、入力の音声
信号の基音を決定することが必要とされる。

そこで、本発明の音符の表示装置では、入力の
音声信号をAD変換器ADCによつてデジタル信号
に変換して得たデジタルデータを用いてFFT演
算を行なつた後にパワースペクトル演算を行なつ
て、入力の音声信号の各周波数成分が得られたな
らば、前記の周波数分析手段によつて得られたす
べての周波数成分の中で最も大きなスペクトル値
を示す周波数成分の周波数よりも低い周波数領域
に存在する周波数成分の内で、前記した最も大き
なスペクトル値を示す周波数成分のスペクトル値
よりも、与め定められた範囲内で小さなスペクト
ル値を示す周波数成分を検出するようにし、前記
の検出手段によつて該当する周波数成分が検出さ
れなかつた場合には、前記した最も大きなスペク
トル値を示す周波数成分の周波数を、入力の音声
信号の音の高さ（基音）と判定し、また、前記の
検出手段によつて周波数成分が検出された場合に
は検出された周波数成分の内で、最も低い周波数
を示す周波数成分の周波数を入力の音声信号の音
の高さ（基音）と判定するようにして、入力の音
声信号の基音が決定されるようにしている。

前記した入力の音声信号の基音の判定の仕方に
よつて、入力の音声信号の基音が正しく見出せる
ということを第５図のａ〜ｄを参照して説明する
と次のとおりである。

入力の音声信号に対する周波数分析の結果が第
５図のａ，ｂのように、基音が最も強い場合に
は、基音が入力の音声信号の基音として判定され
ることは当然である。すなわち、基音は周波数分
析の結果として得られる多くの周波数成分の内で
最も周波数が低いものであるから、この場合に最
もスペクトル値が大きい基音よりも低い周波数領
域には周波数分析によつて生じる周波数成分は存
在せず、したがつて、周波数分析の結果として得
られた多くの周波数成分の内で、最も大きなスペ
クトル値を示す基音の周波数値が基音として判定
される。

また、入力の音声信号に対する入力の音声信号
に対する周波数分析の結果が、第５図のｃ，ｄの
ように、基音のスペクトル値よりも倍音のスペク
トル値の方が大きな場合には、周波数分析の結果
として得られた多くの周波数成分の内で最も大き
なもの｛第５図のｃに示されているバイオリンＧ
線の場合には３倍音（第３高調波）、第５図のｄ
に示されているコントラバスＥ線の場合には２倍
音（第２高調波）｝の周波数よりも低い周波数領
域に存在する周波数成分の内で、前記した最も大
きなスペクトル値を示す周波数成分のスペクトル
値よりも、予め定められた範囲内で小さなスペク
トル値を示す周波数成分の周波数を基音として判
定するのである。

第５図のｃに示すバイオリンのＧ線の音（開放
弦の音）の場合における、前記した「予め定めら
れた範囲」は、10dB程度とすればよく、また、
第５図のｄに示すコントラバスのＥ線の音（開放
弦）の場合における、前記した「予め定められた
範囲」は30dB程度とすればよい。

そして、通常の楽器の楽器音で、基音のスペク
トル値よりも倍音のスペクトル値の方が大きいと
いう周波数分析結果が得られる場合における、最
もスペクトル値が大きな倍音のスペクトル値と基
音のスペクトル値とのレベル差は10dB以内に納
まつているのであり、第５図のｄに示すコントラ
バスのＥ線の音は例外である。

それで、基音の判定に当つて、最もスペクトル
値が大きな周波数成分の周波数値が、例えば100
Hz以下の場合だけは、その最もスペクトル値の大
きな周波数成分の周波数よりも低い周波数領域
に、前記した最もスペクトル値が大きな周波数成
分のスペクトル値に比べて例えば30dB以内のレ
ベル差を示す周波数成分があるかどうかをみるよ
うにし、前記以外の場合、すなわち、最もスペク
トル値が大きな周波数成分の周波数値が、例えば
100Hz以上の場合には、その最もスペクトル値の
大きな周波数成分の周波数よりも低い周波数領域
に、前記した最もスペクトル値が大きな周波数成
分のスペクトル値に比べて例えば10dB以内のレ
ベル差を示す周波数成分があるかどうかをみるよ
うにすれば、前述した判定基準によつて入力の音
声信号における基音の判定は常に正しく行なわれ
ることになる。

ところで、音符の表示装置が先に設例として示
したように、音名F₂〜F₅までの音の高さを表示
できるようなものとして構成されるような場合に
は、前記した表示の対象とされる音名中で最も音
の高い音名F₅の音が入力されたときにも、表示
装置では音名F₅と対応する表示がなされなけれ
ばならないが、前述のように、入力の音声信号の
音の高さ（基音）の判定に当つては、周波数分析
の結果として得られた最も大きなスペクトル値を
示す周波数成分のスペクトル値や周波数値が必要
とされるから、音符の表示装置で音名F₅の音が
入力の音声信号の周波数分析の結果に基づいて判
定されるためには、音声F₅の基音の周波数698.46
Hzの高次高調波（少なくとも３次高調波）成分も
調波数分析によつて正しい値のものとして得られ
ていなければならない。

それで、既述の設例のように音名F₅の音の表
示も行なわせる表示装置では、入力の音声信号の
周波数帯域を制限するアンチ・エイリアジング・
フイルタAAFとして、それの遮断周波数fcが、
音名F₅の周波数値698.46Hzの３倍以上に設定され
ているものが必要とされる。

実際の装置の構成に当つて、アンチ・エイリア
ジング・フイルタAAFとしては、他の条件が許
すかぎり遮断周波数fcが高く設定されたものを使
用することが望ましい（アンチ・エイリアジン
グ・フイルタAAFの遮断周波数fcと、AD変換器
ADCにおける標本化周波数fsと、周波数分析結
果として得られるスペクトルの周波数間隔ｆと、
データの個数Ｎとの関係、ならびに、FFT演算
に要する時間との関係などについては既述したと
ころである）。

第１図において、AD変換器ADCから出力され
るデジタル信号は、メインメモリRAMに格納さ
れて、FFT演算のために使用されることは既述
したとおりであり、中央制御置CPUはリードオ
ンリーメモリROM₁に記憶されているプログラム
に従つて所定の制御動作や演算動作を行なうとと
もに、ビデオ・デイスプレイ・プロセツサVDP
を介して、ビデオ・ラムＶ・RAMに対してデー
タを与える。ROM₂はスペクトル分析用のプログ
ラムを記憶させてある高速なリードオンリーメモ
リであるが、FFT演算を中央制御装置CPUで行
なわず、乗算器で行なうようにする場合には、第
１図中のROM₂の部分が乗算器に変更された構成
となる。

第１図中のCRTはデイスプレイであり、以下
の説明ではデイスプレイは陰極線管を用いたもの
とされており、デイスプレイCRTの表示面には、
入力の音声信号の音の高さの表示が、例えば第４
図示のようにしてなされるのである。

ビデオ・デイスプレイ・プロセツサVDPは、
それにデータバス４を介して接続されているビデ
オ・ラムＶ・RAMと中央制御装置CPUとの間で
インターフエースとして動作すると共に、前記し
たビデオ・ラムV.RAMに記憶されている各種の
データによつて画像内容が定められ、かつ、予め
定められた標準方式に従う複合映像信号を発生す
ることができるようなものとして構成されている
ものであつて、このビデオ・デイスプレイ・プロ
セツサVDPとしては、例えば、日経マグロウヒ
ル社の「日経エレクトロニクス」1981年３月30日
号（第156頁〜第164頁）に紹介されている米国テ
キサス・インスツルメント社のビデオ・デイスプ
レイ・プロセツサ（VDP）を使用することがで
きるのであり、以下の説明では前記したビデオ・
デイスプレイ・プロセツサが使用されているとさ
れている。

第２図は、ビデオ・デイスプレイ・プロセツサ
にバス４を接続されているビデオ・ラムＶ・
RAMのメモリマツプの一例を示す図であつて、
この第２図に示すビデオ・ラムのメモリマツプで
は、０番地から1023番地までの1024バイトがスプ
ライト・ジエネレータ・テーブル（SGT）とし
て使われ、また、1024番地から1791番地までの
768バイトがパターン名称テーブル（PNT）とし
て使われ、さらに、1792番地から1919番地までの
128バイトがスプライト属性テーブル（SAT）と
して使われ、さらにまた、1920番地から1951番地
までの32バイトからカラーテーブル（CT）とし
て使われ、また、1952番地から2047番地までの96
バイトは未使用で、2048番地から4095番地までの
2048バイトがパターン・ジエネレータ・テーブル
（PGT）として使用されている。

パターン・ジエネレータ・テーブルPGTは、
例えば各８バイトづつを使用して８画素×８画素
で１つの特定なパターンが記憶できるので、８×
８画素による256種類のパターンが記憶できる。
このパターン・ジエネレータ・テーブルPGTに
記憶されるパターンの情報が、中央制御装置
CPUの動作により、装置の初期状態においてリ
ードオンリーメモリROMから転送されるもので
あるが、パターン・ジエネレータ・テーブル
PGTがリード・オンリー・メモリとなされてい
てもよいことは勿論である。

パターン・ジエネレータ・テーブルPGTにお
ける各８バイトづつの記憶領域には、前述のよう
にそれぞれ８×８画素による特定なパターンが個
別に記憶されているが、それらの各特定なパター
ンは、それぞれの特定なパターンが記憶されてい
る各記憶領域毎につけたパターン名称によつて特
定なパターンを指定できるようにする。第２図示
の例のパターン・ジエネレータ・テーブルPGT
ではパターン名所＃０からパターン名称255まで
の256のパターン名称によつて256種類のパターン
を指定することができる。

次に、パターン名称テーブルPNTは、デイス
プレイCRTの表示面に想定された表示区画の
個々のものが、それぞれパターン・ジエネレー
タ・テーブルPGTにおけるどのパターン名称で
あるのかを示す情報を記憶するために、前記した
表示区画の総数と対応する記憶内容量もをつてい
る。

第３図示の例において、表示面に設定される区
画の総数は、｛（32列）×（24列）｝＝768であり、ま
た１区画を示す情報量として１バイトを用いてい
るので前述のようにパターン名称テーブルPNT
は768バイトの記憶容量をもつものとされている。

前記のように、ビデオ・ラムＶ・RAMにおけ
るパターン・ジエネレータ・テーブルPGTに必
要数のパターンが記憶されており、また、それぞ
れのパターンと対応して付されているパターン名
称の所要のものが、パターン名称テーブルPNT
における表示面の各区画に記憶されているとき
は、ビデオ・デイスプレイ・プロセツサVDPが、
前記したビデオ・ラムV.RAMにおけるパターン
名称テーブルPNTに記憶されている情報と、パ
ターン・ジエネレータ・テーブルPGTに記憶さ
れている情報と、それに、必要に応じてカラーテ
ーブルCTに記憶されている情報とによつて画像
内容が定められた特定な標準方式に従う複合映像
信号を発生してデイスプレイCRTに与え、デイ
スプレイCRTの表示面に特定なパターンが表示
されるのである。

これまでの説明は、パターン・ジエネレータ・
テーブルPGTに記憶させておいたパターンの特
定なものが、デイスプレイの表示面における768
個の区画の内の特定な区画に表示されるような表
示モード、いわゆるグラフイツクモードでパター
ンの表示が行なわれる場合に関するものである
が、このグラフイツクモードでのパターンの表示
は、パターン名称テーブルPNTによりパターン
の位置が指定されるため、表示面上である１つの
パターンを移動させようとした場合にはパターン
の移動のピツチは表示面における１区画（８画素
の距離）である。

それで、表示面上でのパターンの移動のピツチ
を小さくして、パターンに円滑な移動を行なわせ
るのには、スプライト・ジエネレータ・テーブル
SGTに記憶させておいたパターンを、座標の変
更によつて１画素のピツチで表示面内に移動させ
るようにする。

スプライト・ジエネレータ・テーブルSGTに
記憶されるパターンは、８画素×８画素のスプラ
イト・データとなされる場合と、16画素×16画素
のスプライト・データとなされる場合があるが、
スプライト・ジエネレータ・テーブルPGTに記
憶される各パターンについては、それぞれ個別に
＃０、＃１…＃Ｎのようにスプライト名称が付さ
れるが、各スプライト名称が付されたパターンと
対応するスプライト面は、スプライト名称が示す
数値の小さいもの程高い優先度をもつようになさ
れている。

第２図に例示したビデオ・ラムＶ・RAMのメ
モリ・マツプにおいては、既述のようにスプライ
ト・ジエネレータ・テーブルSGTとして０番地
から1023番地までの1024バイトが使用されるもの
とされているから、この例の場合にはパターンが
８画素×８画素の場合には、128個のパターン
（スプライト名称＃０〜＃127）が記憶でき、ま
た、パターンが16画素×16画素の場合には32個の
パターン（スプライト名称＃０〜＃31）が記憶で
きる。ビデオ・ラムＶ・RAMにおいて、スプラ
イト・ジエネレータ・テーブルPGTに2048バイ
トが割当てられた場合には、スプライト・ジエネ
レータ・テーブルSGTに記憶されるパターンの
個数が前例の場合の２倍となることはいうまでも
ない。

スプライト属性テーブルSATには、１スプラ
イト毎に４バイトを使用して、スプライトの位置
（垂直位置と水平位置との指定のために各１バイ
ト）、表示スプライトの名称（１バイト）、カラー
コード及び表示スプライトの終了コード（１バイ
ト）などが設定されるから、スプライト属性テー
ブルSATとして128バイトが使用される場合に
は、このスプライト属性テーブルSATには32ス
プライト分の情報が記憶される。

スプライトの位置は、表示面における横方向
（Ｘ方向）256画点（８画素×32区画）と縦方向
（Ｙ方向）192画点（８画素×24区画）とで定まる
49152画点の座標を、垂直位置（縦方向で何番目
の画点であるのかを示す数値）と水平位置（横方
向で何番目の画点であるのかを示す数値）とがス
プライト属性テーブルSATに書込まれることに
より決定され（スプライトの基点はスプライトの
左上端とされている）、スプライトの移動は１画
素のピツチで行なわれ得るのである。

そして、本発明の音符の表示装置では、パター
ン・ジエネレータテーブルPGTとスプライト・
ジエネレータ・テーブルSGTとに複数種類のパ
ターンを記憶させておき、デイスプレイCRTの
表示面に表示すべきパターンの選択や、パターン
の移動の態様の指定などが、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
れたデータによつて行なわれるようにして、デイ
スプレイCRTの表示面に、例えば第４図示のよ
うな表示が行なわれるようにされているのであ
る。

デイスプレイCRTの表示面上の表示態様を示
す第４図において、五線譜、ト音記号、ヘ音記
号、及びその他の音楽記号などの図形は、予めリ
ードオンリーメモリROM₁に記憶させて用意して
おいてあるものであり、音符の表示装置の動作の
開始に当つて、前記のリードオンリーメモリ
ROM₁に記憶されている各種のパターンは、中央
制御装置CPUとビデオ・デイスプレイ・プロセ
ツサVDPを介して、ビデオ・ラムＶ・RAMにお
けるパターン・ジエネレータ・テーブルPGTと、
スプライト・ジエネレータ・テーブルSGTとに
転送記憶されて、デイスプレイの表示面への表示
動作のために使用されるのである。また、第４図
中における五線譜上に示されている音符状のマー
クＳは、入力の音声信号の音の高さと対応してデ
イスプレイCRTの表示面へ表示されるものであ
る。

中央制御装置CPUは入力の音声信号の音の高
さを表示させるのに必要なデータを作り、それを
ビデオ・デイスプレイ・プロセツサVDP、ビデ
オ・ラムV.RAMに与え、デイスプレイの表示面
へ、第４図示のような音符状の図形により音の高
さの表示が行なわれるようにする。

デイスプレイCRTの表示面上における音符の
表示態様としては、五線譜上へ左から右へ順次に
所定の個数（例えば26個）だけ並べられ終る毎に
クリアされるようにされても、あるいは五線譜上
へ左から右へ順次に所定の個数だけ並べられ終つ
た後は、次から次に現われる音符が常に表示面上
の一番右端へ表示されるようにし、それ以前に表
示されていた音符の表示位置がそれぞれ１つづつ
左側へ移されるような表示の仕方、いわゆるスク
ロール表示となされても、またはその他の適当な
表示態様が採用されてもよい。

さて、前述のように、デイスプレイCRTの表
示面上における五線譜状の図形を用いて、入力の
音声信号の音の高さが音符状の図形によつて正確
に表示されうるのは、第１図示の音符の表示装置
で採用されている基準音の高さ（周波数）と、入
力端子１に供給される音声信号の基準音の高さ
（周波数）とが同一の場合である。

そして、楽器ではそれの演奏に先立つて例えば
音叉などを用いて基準音の調音がなされるが、そ
の調音によつて楽器の基準音の高さが基準音本来
の高さになされることはまれであり、また、基準
音の調音が音叉などからの標準音を用いることな
く行なわれる場合には、調音された楽器の基準音
の高さが音符の表示装置で採用されている基準音
の高さに対してかなりの隔たりを示すようなもの
となつているのが通常である。

そこで、本発明の音符の表示装置では、調音の
ための予め定められた音名の基準音であるとして
入力端子１に供給された音声信号の基準音の高さ
と、音符の表示装置で採用されている基準音の高
さとが異なるときは、入力端子１に供給される音
声信号の基準音の高さが、音符の表示装置で採用
されている基準音の高さとして表示される状態に
なされるように、AD変換器ADCにおける標本化
周期が自動的に設定されるようにしたり、装置に
内蔵させてある基準音声信号発生器SSGで発生さ
れた基準音声信号（この信号をスピーカSPで音
響信号として、調音のための基準音に用いる）と
対応する基準音の高さが、音符の表示装置で採用
されている基準音の高さとして表示される状態に
なされるように、FFT演算に使用されるデジタ
ル信号のデータの個数が一定にされている状態の
下で、AD変換器ADCにおける標本化周期が自動
的に設定されるようにして、楽器の基準音（人の
声の基準音でも同じ）の高さが本来の基準音の高
さよりずれていても、そのずれている楽器の基準
音の高さが、本来の基準音の高さであるとしてデ
イスプレイの表示面へ表示されるような態様での
表示がなされるようにしているのである。

さて、第１図に示す音符の表示装置の動作モー
ドは、操作部OPに設けられているキー、あるい
はスイツチなどの入力手段の操作によつて設定さ
れるが、操作部OPに設けられている入力手段が
操作されると、その入力手段が操作されたことを
現わす表示（例えば発行素子を用いた表示器によ
る表示）が操作部OPで行なわれるとともに、入
力手段の操作によつて設定された動作モードと対
応して選択スイツチSWにおけるスイツチSWa〜
SWcのオン、オフの切換状態が定められる。

すなわち、音符の表示装置が、調音のための予
め定められた音名の基準音であるとして入力端子
１に供給された音声信号の音の高さに、音符の表
示装置における基準音の高さを合わせて、入力の
音声信号の音の高さを判定し、デイスプレイの表
示面に音符の図形による表示が行なわれるような
動作モードでの動作を行なうようにされる場合に
は、選択スイツチSWのスイツチSWaがオン、ス
イツチSWb，SWcがオフとなされ、また、音符
の表示装置が、それに内蔵されている基準音声信
号発生器SSGで発生された基準音声信号の音の高
さに、音符の表示装置における基準音の高さを合
わせて、入力の音声信号の音の高さを判定し、デ
イスプレイの表示面に音符の図形による表示が行
なわれるような動作モードでの動作を行なうよう
にされる場合における選択スイツチSWの各スイ
ツチSWa〜SWcのオン、オフの状態は、初めに
スイツチSWaがオフ、スイツチSWb（及びスイツ
チSWc）がオンの状態にされて、内蔵の基準音
声信号発生器SSGで発生された基準音声信号を用
いてその基準音声信号の音の高さに音符の表示装
置における基準音の高さが合わせられるように
し、基準音声信号の音の高さに音符の表示装置に
おける基準音の高さが合わせられたならば、選択
スイツチSWのスイツチSWaがオン、スイツチ
SWb（及びスイツチSWc）がオフになるようにさ
れるのである。

操作部OPにおける入力手段を用いて設定され
た動作モードに従つて行なわれる前記した選択ス
イツチSWにおける各スイツチSWa〜SWcの切換
状態の変更は、操作部OPにおける入力手段で設
定された動作モードに応じて動作する中央制御装
置CPUにより操作部制御部CLDを介して送出さ
れる切換制御信号によつて行なわれる。

前記のように、音符の表示装置における基準音
の高さを、入力端子１に供給された基準音とされ
るべき音声信号の音の高さに合わせたり、あるい
は、内蔵されている基準音声信号発生器SSGで発
生された基準音声信号の音の高さに合わせる場合
には、操作部OPに設けられている基準音の設定
スイツチを操作して行なう。

次に、第６図に示すフローチヤートを参照し
て、音符の表示装置の動作について説明する。第
６図示のフローチヤートにおいて、スタートで電
源の投入が行なわれて音符の表示装置が始動さ
れ、ステツプ(1)で初期化（システム・イニシヤラ
イズ）が行なわれて、AD変換器ADC、メインメ
モリRAM、ビデオ・ラムＶ・RAMなどがクリ
アされるとともに、ビデオ・デイスプレイ・プロ
セツサVDPにおけるレジスタが設定されて、ビ
デオ・ラムＶ・RAMにおけるどの記憶領域が何
のテーブルに使用されるのかの使用領域の設定
や、動作モードの設定などが行なわれ、また、
AD変換のための標本化周期が特定な初期値に設
定され、さらにリードオンリーメモリROM₁から
パターン・ジエネレータ・テーブルPGTやスプ
ライト・ジエネレータ・テーブルSGTなどに対
して、所定種類のパターン情報（例えば、第４図
中に示されている各種の図形情報）をビデオ・デ
イスプレイ・プロセツサVDPを介して転送し、
また、スプライト属性テーブルSATに対してス
プライト名称やＸ座標及びＹ座標ならびにカラー
データの転送が行なわれる。

そして、中央制御装置CPUは、第６図のフロ
ーチヤートに示す割込みが発生しない間はステツ
プ(2)からステツプ(10)までの各ステツプの各制御動
作を繰返して実行しているが、中央制御装置
CPU内に設けられている内部カウンタに設定さ
れた特定な標本化周期毎に割込みが発生すると、
中央制御装置CPUは、そのときに実行していた
制御動作を中断して、ステツプ(11)〜(13)に示す制御
動作を行ない、それが終了すると、先に割込みの
発生によつて中断されていた制御動作の実行を続
行する。

すなわち、中央制御装置CPUは、それがAD変
換器ADCに対する制御動作を行なう時間以外の
時間はステツプ(2)〜ステツプ(10)の制御動作を行な
うようになされている。

さて、中央制御装置CPUの内部に設けられて
いる内部カウンタは、ステツプ(2)でオンとなり
（Ａ／Ｄプリセツト）内部カウンタに設定された
標本化周期毎に割込みを発生させると、中央制御
装置CPUはAD変換器ADCにAD変換動作の開始
パルスを与え、ステツプ(11)でAD変換器ADCが
AD変換動作を行ない、出力のデジタル信号をメ
インメモリRAMに格納する。

ステツプ(12)でAD変換器ADCにおけるAD変換
動作が所定の回数だけ行なわれたかどうか（所定
個数のデジタルデータが得られたかどうか）をみ
て、NOならばリターンし、また、YESならばス
テツプ(13)に進み、ステツプ(13)で内部カウンタをオ
フにし（Ａ／Ｄプリセツト）てリターンする。

ステツプ(2)でスイツチスキヤン及びＡ／Ｄプリ
セツトを行なつて内部カウンタをオンにし、操作
部OPに設定されている入力条件をみてステツプ
(3)に進む。

前記のようにして、所定の個数ｎのデジタルデ
ータがメインメモリRAMに格納された場合に、
ステツプ(3)ではｎ個のデジタルデータを用いた
FFT演賛が行なわれ、その演賛結果のｎ／２個
のスペクトルデータをメインメモリRAMに格納
する。

FFT演算は、高速に動作するリードオンリー
メモリROM₂に記憶させてあるプログラムに従つ
て、中央制御装置CPUが短時間で行なうように
しても、あるいは、乗算器を用いて短時間で行な
うようにしてもよい。前記したどちらかの方法で
FFT演算が行なわれるようにするのかは、表示
装置による表示をどの程度までに実時間に近づけ
る必要があるのかに応じてきめればよい。

ステツプ(4)では前記のステツプ(3)で得たスペク
トルデータについて、パワースペクトル演算を行
なつて、その演算結果をメインメモリRAMに格
納する。

ステツプ(5)で基準音の設定かどうか（操作部
OPで基準音の設定スイツチが操作されているか
どうか）をみて、YESならば、ステツプ(6)でメ
インメモリRAMに格納されているスペクトルデ
ータに基づいて音（この場合は基準音）の高さを
判定し、ステツプ(7)では前記した音の高さと対応
してAD変換器ADCにおける標本化周期を設定し
てステツプ(2)に戻る。

前記したステツプ(6)における基準音高の判定の
結果によつて、ステツプ(7)で行なわれる標本化周
期の設定は、ステツプ(1)で設定されていた特定な
初期値の標本化周期、すなわち、調音のための予
め定められた音名（例えばA₄、あるいはC₄）と
対応する基準音の音声信号の周波数分析に適する
標本化周期として予め定められている基準の標本
化周期を、ステツプ(6)で音高が判定された基準音
の音声信号、すなわち、調音のための予め定めら
れた音名の基準音であるとされている音声信号の
音の高さが、調音のための予め定められた音名
（例えばA₄、あるいはC₄）と対応する基準音の高
さとして判定される周波数分析結果を生じさせう
るような標本化周期に設定させるものである。

例えば、今、調音のための予め定められた音名
がA₄であるとし、ステツプ(1)でえ設定されてい
たAD変換のための特定な初期値の標本化周期が
Tsであつたとし、また、調音のための予め定め
られた音名A₄の基準音であるとされている音声
信号の音の高さ（周波数）が、音声A₄の本来の
周波数440Hzからα％だけ高い方（または低い方）
にずれていたとした場合には、ステツプ(7)で設定
されるべきAD変換のための標本化周期は、前記
の初期値の標本化周期Tsよりもα％だけ短い
（または長い）ものとなされるのである。

調音のための予め定められた基準音がC₄（その
他任意の特定な音名）のものであつても、調音の
ための予め定められた音名C₄（その他任意の特定
な音名）の基準音であるとされている音声信号の
音の高さ（周波数）が、音名C₄（その他任意の特
定な音名）の本来の周波数261.63Hz（それぞれ特
定な周波数）からα％だけ高い方（または低い
方）にずれていたとした場合には、ステツプ(7)で
設定されるべきAD変換のための標本化周期は、
ステツプ(1)で設定された初期値の標本化周期Ts
よりもα％だけ短い（または長い）ものとなされ
るのである。

また、ステツプ(5)における判定結果がNOの場
合には、ステツプ(8)でメインメモリRAMに格納
されているスペクトルデータに基づいて音の高さ
を判定してステツプ(9)に進む。

前記したステツプ(6)とステツプ(8)とにおいてそ
れぞれ行なわれている音の高さの判定の詳細は次
のようなものである。すなわち、まず、メインメ
モリRAMに格納されているスペクトルデータの
内で最も大きなスペクトル値を示すものを求め、
次のステツプでは前記した最も大きなスペクトル
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、前記した最も大きなスペク
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
波数値を求めて、それを入力の音声信号の音の高
さ（基音）と判定し、また、前記の条件に該当す
るスペクトルが存在しない場合には、前記した最
も大きなスペクトル値を示すスペクトルの周波数
値を入力の音声信号の音の高さ（基音）と判定す
るのである。

前記した音声信号の音の高さの判定は、メイン
メモリRAMに設けてある周波数対音名のテーブ
ルを参照することによつて容易に行なわれ得るの
であり、前記した周波数対音名のテーブルは、調
音のための予め定められた音名が複数個用意され
るときには、はやり複数個用意される。

次に、ステツプ(9)では前記のステツプ(8)で判定
された音の高さを示すデータ値と対応して、パタ
ーン名称テーブルPNTに書込むべきデータや、
スプライト属性テーブルSATに書込むべきデー
タを作り、次いで、ステツプ(10)では前記のデータ
をビデオ・デイスプレイ・プロセツサVDPを介
してビデオ・ラムV.RAMに転送し、ビデオ・デ
イスプレイ・プロセツサVDPは、前記のように
してビデオ・ラムV.RAMに書込まれたデータに
よつて複合映像信号を作つて、それをデイスプレ
イCRTへ送り、デイスプレイCRTの表示面に、
第４図示のような音符状の図形５によつて音の高
さの表示を行なわせる。

第４図において、２，３は五線譜状の図形、ま
た、５，５…は音符状の図形、６は休止符状の図
形であり、１つの音符状の図形５がデイスプレイ
CRTの表示面上に表示されてから、次の１つの
音符状の図形５が新らたに表示面上に表示される
までの時間々隔はステツプ(2)〜(5)、(8)〜(10)の繰返
し周期と略々対応しており、例えばデイスプレイ
CRTの表示面上の横方向に最大26個の図形表示
５、６が次々に行なわれるとした場合に、前記し
たステツプ(2)〜(5)、(8)〜(10)の繰返し周期が例えば
200ミリ秒であつたとすれば、入力の音声信号の
5.6秒と長さと対応して、デイスプレイCRTの表
示面上には26個の表示図形５，６が並ぶことにな
る。

（効果） 以上、詳細に説明したところから明らかなよう
に、本発明の音符の表示装置では、調音のための
予め定められた音名の基準音であるとされている
音声信号に対するAD変換動作を、調音のための
予め定められた音名と対応する基準音の音声信号
の周波数分析に適する標本化周期として予め定め
られている基準の標本化周期で行なつて得たデジ
タル信号を用いて周波数分析を行ない、その結果
に基づいて判定された音の高さが、調音のための
予め定められた音名と対応する基準音の高さとし
て判定されるように、AD変換手段における標本
化周期を、前記した基準の標本化周期からずらさ
れた値に設定する手段によつてずらすようにされ
ているから、入力の音声信号の音の高さの表示
が、五線譜状の図形について演奏者が考えている
正しい表示位置に行なわれ、したがつて、既述し
た従来の問題点が良好に解決できるのであり、本
発明装置によれば既述した従来装置における問題
点がない音符の表示装置を容易に提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の音符の表示装置の一実施態
様のブロツク図、第２図はビデオ・ラムのメモリ
マツプの一例図、第３図は表示面の区画の説明
図、第４図は表示面の表示パターンの一例図、第
５図は楽器音のスペクトル分布図、第６図はフロ
ーチヤートである。 １……入力端子、SW……選択スイツチ、SSG
……基準音声信号発生器、GEQ……グラフイツ
ク・イコライザ、AAF……アンチ・エイリアジ
ング・フイルタ、ADC……AD変換器、CPU…
…中央制御装置（マイクロコンピユータ）、
RAM……メインメモリ、ROM₁，ROM₂……リ
ードオンリーメモリ、CLD……操作制御部、OP
……操作部、Ｖ・RAM……ビデオ・ラム、VDP
……ビデオ・デイスプレイ・プロセツサ、CRT
……デイスプレイ、AMP……増幅器、SP……ス
ピーカ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 音声信号をデジタル信号に変換するアナロ
   グ・デジタル変換手段と、該変換されたデジタル
   信号の一定個数のデータを用いてFFT演算を行
   ない、その演算結果でパワースペクトル演算を行
   なつて周波数分析を行なう手段と、該周波数分析
   結果に基づいて音声信号の音の高さを判定する手
   段と、デイスプレイの表示面に描かれた五線譜に
   おける音の高さと対応する部分に、上記音の高さ
   の判定手段による判定結果を音符状の図形で表示
   させる手段とを備えた音符の表示装置において、
   調音のための予め定められた音名の基準音とされ
   ている音声信号を入力させる手段と、該音声信号
   に対するアナログ・デジタル変換動作を、調音の
   ための予め定められた音名と対応する基準音の音
   声信号の周波数分析に適する標本化周期として予
   め定められている基準の標本化周期で行なわせる
   手段と、上記アナログ・デジタル変換動作によつ
   て得られたデジタル信号を用いて行なわれる周波
   数分析結果に基づいて判定された音の高さが上記
   基準音の高さとして判定されるように、上記アナ
   ログ・デジタル変換手段における標本化周期を、
   上記基準の標本化周期からずらされた値に設定す
   る手段とを設けた音符の表示装置。