JPH1165560A

JPH1165560A - コンピュータによる採譜装置

Info

Publication number: JPH1165560A
Application number: JP25122697A
Authority: JP
Inventors: Izuru Haruhara; 出春原
Original assignee: GIATSUTO KK
Current assignee: GIATSUTO KK
Priority date: 1997-08-13
Filing date: 1997-08-13
Publication date: 1999-03-09

Abstract

(57)【要約】【目的】頭に浮かんだ曲を音にするだけで自動的に譜
面を作成する。【構成】音を物理信号に変換する手段と、変換された
物理信号を記憶する手段と、記憶された物理信号をある
時間窓で周波数に変換する手段と、得られた周波数の中
から基本波の周波数を決定する手段と、基本波の周波数
を平均率音階のピッチに変換する手段と、得られたピッ
チとその時間を記憶する手段とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コンピュータによる採
譜装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来音楽用キーボード等から音楽を入力
し、それを譜面に変換する装置、および浮かんだ曲をを
そのまま録音再生する手段もあった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら作曲とい
う観点で考えると、頭に曲が浮かんでから声に出したり
口笛を吹いてから、改めて音楽用キーボード等を使用す
るのが普通である。音楽用キーボード等になじんでいな
いと、せっかく頭に曲が浮かんでも、譜面にすることは
難しかった。また頭に浮かんだ曲をそのまま録音再生す
る方法では、譜面が無いので編曲などの応用が難しかっ
た。

【０００４】そこで、音楽用キーボード等を用いなくて
も、頭に浮かんだ曲を音にするだけで自動的に譜面を作
成できる装置が望まれる。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明コンピュータによる採譜装置は、音を物理信
号に変換する手段、変換された物理信号を記憶する手
段、記憶された物理信号をある時間窓で周波数に変換す
る手段、得られた周波数の中から基本波の周波数を決定
する手段、基本波の周波数を平均率音階のピッチに変換
する手段、得られたピッチとその時間を記憶する手段と
を具備する。

【０００６】

【作用】本発明によれば頭に浮かんだ曲を音にするだけ
で譜面を作成することができる。

【０００７】

【実施例】図１は本発明コンピュータによる採譜装置の
外観を示しており、１はコンピュータ本体、２は表示装
置、３はコンピュータ用キーボード、４はマイクロフォ
ン、５はスピーカーを示している。

【０００８】図２は１のコンピュータ本体のさらに内部
の構成をブロックであらわしたものであり、６はＣＰＵ
およびタイマー、７はメモリー、８は２次記憶装置、９
はキーボードおよびマウスのインターフェース、１０は
アドレスおよびデータバス、１１はディスプレイインタ
ーフェースおよびビデオメモリー、１２は音声とＭＩＤ
Ｉ（ＭｕｓｉｃａｌＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＤｉｇｉ
ｔａｌＩｎｔｅｒｆａｃｅ）およびスピーカーのイン
ターフェースを示している。

【０００９】図３は７のメモリーの中に最初から確保さ
れるバッファメモリーおよびグローバル変数を示し、１
３は１２の音声インターフェースからの整数データを蓄
える２次元配列（ｂＮ×ｂＳｚ）のバッファメモリーｇ
Ｖ、１４および１５は整数のグローバル変数ｇｉおよび
ｇｊ、１６はブール値のグローバル変数ｇｉｅｎｄ、１
７および１８はピッチの整数データおよび大きさという
パラメータの実数データを蓄える１次元配列（ｂＮ−ｃ
Ｓｚ／ｂＳｚ＋１）のバッファメモリーｇＰｔおよびｇ
Ｐｗ、１９は各ピッチの平均の大きさの実数データを記
憶するグローバル変数ｇａｖｅｐ、２０および２１は最
初に時間軸、最終的に周波数軸の実数値データを蓄える
１次元配列（ｃＳｚ）のバッファメモリーｇＸおよびｇ
Ｙ、２２および２３は周波数軸のピークを見つけるため
に用意した実数データの１次元配列（ｃＳｚ）のバッフ
ァメモリーｇＺ０およびｇＺ１、２４は基本波の周波数
の実数データを記憶するグローバル変数ｇｆｂ、２５は
基本波の大きさというパラメータの実数データを記憶す
るグローバル変数ｇｐｏｗｅｒ、２６は決定したピッチ
の整数データを記憶するグローバル変数ｇｐｉｔｃｈ、
２７および２８はピークのある周波数とそのピークの大
きさの実数データを蓄える１次元配列（ＰＥＡＫＳ用意
しｐＮだけ有効）のバッファメモリーｇＦｉおよびｇＰ
ｋを示している。

【００１０】なおｂＮは１３のｇＶのバッファメモリー
の本数、ｂＳｚは１３のｇＶのバッファメモリー１本当
たりのデータサイズ、ｃＳｚは２０のｇＸおよび２１の
ｇＹのバッファメモリーのサイズ、ＰＥＡＫＳは最初に
用意するピーク値の数、ｐＮは演算した結果決定したピ
ーク値の数のグローバル変数である。ここでｃＳｚはｂ
Ｓｚの整数倍でしかも２の累乗であることを仮定してい
るので、周波数およびピッチを求める演算はｇＶのうち
（ｃＳｚ／ｂＳｚ）本ずつのデータを用いることにな
る。しかもｇＶを１本ずつずらして演算するのでサンプ
リング周波数をＳＦＲＥＱとすると（ｂＳｚ／ＳＦＲＥ
Ｑ）の間隔でピッチおよび大きさが（ｂＮ−ｃＳｚ／ｂ
Ｓｚ＋１）個求められる。

【００１１】図４は７のメモリーの中に確保されるバッ
ファメモリーおよびグローバル変数を示し、２９はＭＩ
ＤＩのデータを出力するために、イベントという構造で
ダイナミックに確保される１次元配列（ｅＳｚ）のバッ
ファメモリーｇＥ、３０は整数のグローバル変数ｇｔｉ
ｍｅである。

【００１２】イベントの内部構造はまずそのイベントの
音楽的時間を示す整数の変数ｔｋ、音のＯＮとかＯＦＦ
とかを示す整数の変数ｔｐ、音のピッチを示す０から１
２７までの整数の変数ｄ１、音の大きさを示す０から１
２７までの整数の変数ｄ２からなる。なおｅＳｚは配列
の大きさを示すグローバル変数である。これにより従来
の譜面より格段に細かい情報を納めることができ、また
従来の譜面に変更することも容易である。

【００１３】ｔｋについてもう少し詳しく説明すると、
１分間の４分音符の数をＴＥＭＰＯとし、４分音符１つ
の音楽的時間をＤＩＶとし、ピッチの演算の時間間隔を
Ｔとすれば、イベントの音楽的時間ｔｋは（Ｔ×ＤＩＶ
×ＴＥＭＰＯ／６０）の整数倍となる。つまり本システ
ムでは演算の時間間隔があるので、音楽的時間に制限が
ある。Ｔを（ｂＳｚ×ＳＦＲＥＱ）とすれば、ｔｋは
（ＤＩＶ×ＴＥＭＰＯ×ｂＳｚ／６０／ＳＦＲＥＱ）の
整数倍となる。ＭＩＤＩに出力する際、実際の時間を求
めるには（ｔｋ×６０／ＴＥＭＰＯ／ＤＩＶ）秒とな
る。

【００１４】図５は音声入力のフローチャートを示し、
１００は音声入力のメインルーチン、１０５は音声入力
の割込ルーチンである。

【００１５】図６の１５０は音声データを周波数演算の
バッファにコピーし、最終的にはＭＩＤＩのイベントデ
ータに変換するまでのフローチャートである。ｋとｉと
ｊおよびｐｉｔは整数のローカル変数であり、ｐｏｗと
ａｖ４は実数のローカル変数である。２００のＦｏｒｍ
ａｎｔと５００のＭａｋｅＥｖｅｎｔはサブルーチンで
ある。

【００１６】図７と図８はサブルーチン２００のＦｏｒ
ｍａｎｔのフローチャートである。ｉとｊとｋとｍおよ
びｎは整数のローカル変数であり、ｆｉとｆｊとｐｉと
ｃｅｉｌｉｎｇとｆｌｏｏｒおよびｒａｔは実数のロー
カル変数である。ｆは実数データを蓄える１次元配列
（ＤＥＧＲＥＥ＋１）のローカルのバッファメモリーで
ある。２５０のＦｆｔと３００のＰｅｄｅｓｔａｌと３
５０のＦｄｐｋおよび４００のＦ２ｐはサブルーチンで
ある。さらにＳＦＲＥＱは音声データのサンプリング周
波数であり、ＤＥＧＲＥＥは計算すべき高調波の次数の
上限であり、ＴＯＬＭＡＸは平均率の境界値を決める上
限であってここでは２の１２分の１乗である１．０５９
４６３０９４３５９であり、ＴＯＬＭＩＮは平均率の境
界値を決める下限であってここでは２のマイナス１２分
の１乗である０．９４３８７４３１２６８１７としてい
る。Ｐｏｗ（）は最初の引数へ２番目の引数の値の累乗
を行う関数である。したがって最初の引数が１．０を越
え２番目の引数が１．０未満だと結果は最初の引数より
小さくなり、最初の引数が１．０未満で２番目の引数が
１．０未満だと結果は最初の引数より大きくなる。

【００１７】図９はサブルーチン２５０のＦｆｔのフロ
ーチャートである。ｉとｊとｋとｍとｎおよびｄｅｌｔ
ａは整数のローカル変数であり、ｃとｓとｓｃｌとａｒ
ｇとｔ１およびｔ２は実数のローカル変数である。Ｃｏ
ｓ（）は引数の余弦を返す関数であり、Ｓｉｎ（）は引
数の正弦を返す関数である。ＰＩ２は６．２８３１８５
３０７１８である。

【００１８】図１０はサブルーチン３００のＰｅｄｅｓ
ｔａｌのフローチャートである。ｉは整数のローカル変
数であり、ｐｏｗｅｒｓおよびｌｅｖｅｌは実数のロー
カル変数である。Ｓｑｒｔ（）は引数の平方根を返す関
数であり、Ｍａｘ（）は引数の中で大きい方を返す関数
である。ＰＥＤは雑音成分と有効成分を分離するために
経験から得られた任意の数である。

【００１９】図１１はサブルーチン３５０のＦｄｐｋの
フローチャートである。ｂＩｎｃはブール値のローカル
変数であり、ｋは整数値のローカル変数であり、ｙｍと
ｙｐとｐｊｍとｐｊとｐｊｐとａおよびｂは実数値のロ
ーカル変数である。ＴＲＵＥとＦＡＬＳＥはブール値で
ある。ＳＦＲＥＱはサンプリング周波数であり、ＰＥＡ
ＫＳは最初に用意するピークの数である。

【００２０】図１２はサブルーチン４００のＦ２ｐのフ
ローチャートである。ｏｃｔおよびｐｉｔは整数のロー
カル変数であり、ｆは実数のローカル変数である。ＭＴ
Ｐ０からＭＴＰ１２は隣接する平均値のピッチの中心と
中心との中間の値で、ＭＴＰ０とＭＴＰ１２は２倍すな
わち１オクターブの関係にあり、ＭＴＰ１はＭＴＰ０に
２の１２分の１乗を乗じた値である。ちなみにＭＴＰ０
はＣ４（中央Ｃ、ハ）の周波数２６１．６２５５６５３
００６Ｈｚに２のマイナス２４分の１乗を乗じた値で２
５４．１７７５９３３１１９Ｈｚ、以後ＭＴＰ１は２６
９．２９１７７９５２７Ｈｚ、ＭＴＰ２は２８５．３０
４７０２０２３２Ｈｚ、ＭＴＰ３は３０２．２６９８０
２４４０８Ｈｚ、ＭＴＰ４は３２０．２４３７００２２
５３Ｈｚ、ＭＴＰ５は３３９．２８６３８１５８９８Ｈ
ｚ，ＭＴＰ６は３５９．４６１３９９７１３１Ｈｚ、Ｍ
ＴＰ７は３８０．８３６０８６８４２７Ｈｚ、ＭＴＰ８
は４０３．４８１７７９０１Ｈｚ、ＭＴＰ９は４２７．
４７４０５４１０７６Ｈｚ、ＭＴＰ１０は４５２．８９
２９８４１２３１Ｈｚ、ＭＴＰ１１は４７９．８２３４
０２３７２７Ｈｚ、ＭＴＰ１２は５０８．３５５１８６
６２３８Ｈｚである。

【００２１】図１３はサブルーチン５００のＭａｋｅＥ
ｖｅｎｔのフローチャートである。ｐｉｔとｉとｊとａ
およびｂは整数のローカル変数であり、ｃｏおよびａｖ
４は実数のローカル変数である。ＤＩＶは４分音符の音
楽的時間を示す任意の数であり、ＴＥＭＰＯは１分間の
４分音符の数を示す任意の数であり、ＳＦＲＥＱはサン
プリング周波数であり、ＯＮとＯＦＦはイベントのタイ
プを示す値である。

【００２２】図１４はＭＩＤＩ出力のフローチャートで
ある。５５０はＭＩＤＩ出力のメインルーチンであり、
５５１はＭＩＤＩ出力の割込ルーチンである。ｉおよび
ｔｋＴは整数のローカル変数であり、ｅｖはイベントの
構造を持つローカル変数である。

【００２３】つぎに３のキーボード等を使って音声入力
のコマンドをシステムに送ったとき、システムの中でど
んなことが行われるのか、フローチャートを使って説明
する。

【００２４】まず図５の１００の音声入力メインルーチ
ンにはいり、１０１の実行ステップで０をグローバル変
数のｇｉおよびｇｊに代入し、ＦＡＬＳＥをグローバル
変数のｇｉｅｎｄに代入し、１０２の実行ステップに進
む。１０２の実行ステップでは１２の音声インターフェ
ースにサンプリング周波数（ＳＦＲＥＱ）やサイズ（ｂ
Ｎ×ｂＳｚ）などを設定してから入力をスタートさせ、
１０３の判断ステップに進む。１０３の判断ステップで
ひたすら１６のｇｉｅｎｄがＴＲＵＥになるのを待ち、
ＴＲＵＥになると１０４の終了ステップに進み音声入力
は終了となる。一方音声インターフェースでは入力デー
タがあると割込が発生し、１０５の入力割込のルーチン
にはいる。１０６の判断ステップでデータがあるかどう
かチェックしたのち、データがあれば１０７の判断ステ
ップに進み、データが無ければ１０９のリターンステッ
プに進み入力割込のルーチンはひとまず終了となる。１
０７の判断ステップではｇｊがｂＳｚより小さいかどう
かチェックし、小さければ１０８の実行ステップに進
み、小さくなければ１１０の実行ステップに進む。１０
８の実行ステップではｇｉとｇｊで指定される位置のｇ
Ｖのデータとして音声データを入力する。その後ｇｊ自
身を１増加させる。そして再び１０６の判断ステップに
進む。１１０の実行ステップでは０をｇｊに代入し、ｇ
ｉ自身を１増加させ、１１１の判断ステップに進む。１
１１の判断ステップではｇｉがｇＶのバッファの本数ｂ
Ｎより小さいかどうか判断し、小さければ１０６の判断
ステップに戻り、小さくなければ１１２の実行ステップ
に進む。１１２の実行ステップではｇｉｅｎｄをＴＲＵ
Ｅにし、１１３のリターンステップに進み、そこで入力
割込のルーチンはすべて終了となる。これでｇＶにはサ
ンプリング周波数ＳＦＲＥＱごとのデータが入力され
る。

【００２５】つぎに３のキーボード等を使って音声入力
データをＭＩＤＩに出力できる形式に変換するコマンド
をシステムに送ったとき、システムの中でどんなことが
行われるのか説明する。

【００２６】まず図６の１５０の変換ルーチンにはい
り、１５１の実行ステップで０をローカル変数ｋに代入
し、０．０をローカル変数ｐｏｗに代入し、１５２の実
行ステップに進む。１５２の実行ステップでは０をロー
カル変数ｉに代入し、１５３の判断ステップに進む。１
５３の判断ステップではｉが（ｃＳｚ／ｂＳｚ）より小
さいかどうか判断し、小さければ１５４の実行ステップ
に進み、小さくなければサブルーチン２００のＦｏｒｍ
ａｎｔを呼び出す。１５４の実行ステップでは０をロー
カル変数ｊに代入し、１５５の判断ステップに進む。１
５５の判断ステップではｊがｂＳｚより小さいかどうか
判断し、小さければ１５７の実行ステップに進み、小さ
くなければ１５６の実行ステップに進む。１５７の実行
ステップでは（ｋ＋ｉ）本目のｊの位置で指定されるｇ
Ｖを（ｉ×ｂＳｚ＋ｊ）で指定される位置のｇＸに代入
し、０．０を（ｉ×ｂＳｚ＋ｊ）で指定される位置のｇ
Ｙに代入し、ｊ自身を１増加させ、１５５の判断ステッ
プに戻る。１５６の実行ステップではｉ自身を１増加さ
せ、１５３の判断ステップに戻る。サブルーチン２００
のＦｏｒｍａｎｔに進むと、この中でｇＸとｇＹのデー
タを周波数に変換してからピークの周波数を検出し、そ
れを元に基本波の周波数を求め、量子化してピッチに変
換し（詳細は後述する）、１５８の実行ステップに進
む。１５８の実行ステップではｇｐｉｔｃｈをｋで指定
される位置のｇＰｔに代入し、ｇｐｏｗｅｒをｋで指定
される位置のｇＰｗに代入し、ｐｏｗ自身をｇｐｏｗｅ
ｒの値だけ増加させ、ｋ自身を１増加させ、１５９の判
断ステップに進む。１５９の判断ステップではｋが（ｂ
Ｎ−ｃＳｚ／ｂＳｚ）より大きいことを判断し、大きけ
れば１６０の実行ステップに進み、大きくなければ１５
２の実行ステップに戻る。１６０の実行ステップでは
（ｐｏｗ／ｋ）を１９のｇａｖｅｐに代入し、（ｇａｖ
ｅｐ／４）をローカル変数ａｖ４に代入し、０をｐｉｔ
とｉおよびグローバル変数のｅＳｚに代入し、１６１の
判断ステップに進む。１６１の判断ステップではｉがｋ
より小さいかどうか判断し、小さければ１６２の判断ス
テップに進み、小さくなければ１７０の判断ステップに
進む。１６２の判断ステップではｐｉｔが０かどうか判
断し、０ならば１６５の判断ステップに進み、０でなけ
れば１６３の判断ステップに進む。１６３の判断ステッ
プではｉで指定される位置のｇＰｗがａｖ４より小さい
かどうか判断し、小さければ１６７の実行ステップに進
み、小さくなければ１６４の判断ステップに進む。１６
７の実行ステップでは０をｐｉｔに代入し、ｅＳｚ自身
を１増加させ、１６９の実行ステップに進む。１６４の
判断ステップではｉで指定される位置のｇＰｔがｐｉｔ
と等しいかどうか判断し、等しければ１６９の実行ステ
ップに進み、等しくなければ１６６の実行ステップに進
む。１６６の実行ステップではｉで指定される位置のｇ
Ｐｔをｐｉｔに代入し、ｅＳｚ自身を２増加させる。１
６５の判断ステップではｉで指定される位置のｇＰｗが
ａｖ４より小さいかどうか判断し、小さければ１６９の
実行ステップに進み、小さくなければ１６８の実行ステ
ップに進む。１６８の実行ステップではｉで指定される
位置のｇＰｔをｐｉｔに代入し、ｅＳｚ自身を１増加さ
せ、１６９の実行ステップに進む。１６９の実行ステッ
プではｉ自身を１増加させ、１６１の判断ステップに戻
る。１７０の判断ステップではｐｉｔが０かどうか判断
し、０ならばサブルーチン５００のＭａｋｅＥｖｅｎｔ
に進み、０でなければ１７１の実行ステップに進む。１
７１の実行ステップではｅＳｚ自身を１増加させ、サブ
ルーチン５００のＭａｋｅＥｖｅｎｔに進む。サブルー
チン５００のＭａｋｅＥｖｅｎｔではｇＰｔおよびｇＰ
ｗなどからイベントの構造を持つデータを作成してｇＥ
に格納し（詳細は後述する）、１７２の終了ステップに
進む。１７２の終了ステップで変換ルーチンはすべて終
了となる。

【００２７】ステップ１５１から１５７まではｇＶのデ
ータをｇＸに転送する作業であり、ｇＶの（ｃＳｚ／ｂ
Ｓｚ）本のデータをｇＸに転送している。ｇＶのデータ
は最初と最後を除いて（ｃＳｚ／ｂＳｚ）回使われてい
るが、これは請求項２の内容を具体的に示したものであ
る。周波数分解能は（ＳＦＲＥＱ／ｃＳｚ）であらわさ
れ、低音での平均率のピッチの隣との差がわかっている
ので変えることは難しいが、時間分解能は同じデータを
ずらしながら複数回使うことで上げることができる。こ
こでは時間分解能は（ｂＳｚ／ＳＦＲＥＱ）となる。ス
テップ１５８ではサブルーチン２００のＦｏｒｍａｎｔ
の結果得られたｇｐｉｔｃｈをｇＰｔに代入し、ｇｐｏ
ｗｅｒをｇＰｗに代入し、さらにｇｐｏｗｅｒをｐｏｗ
に累積する。ステップ１６０でｋは演算の回数（ｂＮ−
ｃＳｚ／ｂＳｚ＋１）になっているので、ｐｏｗに蓄積
された全大きさをｋで割って平均値を求め、ｇａｖｅｐ
に代入する。さらに平均値の４分の１をしきい値ａｖ４
に代入する。ステップ１６１から１７１までは、同じピ
ッチが連続したときとか、大きさが小さいときの有効で
ないデータを圧縮し、有効なイベントの数がどのくらい
あるか見積もるのだが、ｉで指定される位置のｇＰｗが
ａｖ４より小さくないとき、ＯＮのイベントがあるとし
てｅＳｚ自身を１増加させ、ｉで指定される位置のｇＰ
ｗがａｖ４より小さくなると、ＯＦＦのイベントがある
としてｅＳｚ自身を１増加させる。同じピッチが続くと
きは何もせず、あるピッチがＯＮ状態のとき異なるピッ
チになると、ＯＦＦとＯＮのイベントがあるとして、ｅ
Ｓｚ自身を２増加させる。ＯＮ状態のまま終わったとき
はＯＦＦのイベントがあるとして、ｅＳｚ自身を１増加
させる。この結果をサブルーチン５００のＭａｋｅＥｖ
ｅｎｔに渡し、返ってくると変換のルーチンは終了とな
る。これは請求項５の内容を具体的にしたものである。
以上のプロセスで得られたイベントの配列は容易に編集
や記憶および再生が可能であり、従来の譜面にも変換可
能であり、請求項１の内容が達成される。

【００２８】サブルーチン２００のＦｏｒｍａｎｔは図
７と図８のフローチャートで説明する。サブルーチン２
５０のＦｆｔでは周波数間引き型で基数２のインプレイ
ス型高速フーリエ変換と呼ばれる方法で時間領域のデー
タを周波数領域のデータに変換し（詳細は後述する）、
サブルーチン３００のＰｅｄｅｓｔａｌに進む。サブル
ーチン３００のＰｅｄｅｓｔａｌでは各周波数の大きさ
の絶対値を求め、さらに絶対値の小さい周波数のデータ
をカットしたデータを作成し（詳細は後述する）、サブ
ルーチン３５０のＦｄｐｋに進む。サブルーチン３５０
のＦｄｐｋでは各周波数成分の絶対値からピークになっ
ている周波数を求め（詳細は後述する）、２０１の実行
ステップに進む。２０１の実行ステップでは０．０をグ
ローバル変数ｇｐｏｗｅｒおよびグローバル変数ｇｆｂ
に代入し、０をローカル変数ｉに代入し、２０２の判断
ステップに進む。２０２の判断ステップではピーク値の
数を示すグローバル変数ｐＮが０かどうかを判断し、０
ならば２０３の実行ステップへ進み、０でないならば２
０４の判断ステップへ進む。２０３の実行ステップでは
ピークが無かったということで０をグローバル変数ｇｐ
ｉｔｃｈに代入し、２０９のリターンステップへ進む。
２０４の判断ステップではピーク値の数ｐＮが１かどう
かを判断し、１ならば２０６の実行ステップに進み、１
でないならば２０７の判断ステップに進む。２０６の実
行ステップではｇＦｉの先頭の値をｇｆｂに代入し、ｇ
Ｐｋの先頭の値をｇｐｏｗｅｒに代入し、サブルーチン
４００のＦ２ｐへ進む。２０７の判断ステップではｉが
ｐＮより小さいかどうか判断し、小さければ２０８の実
行ステップへ進み、小さくなければサブルーチン４００
のＦ２ｐへ進む。２０８の実行ステップではｉで指定さ
れる位置のｇＦｉをローカル変数ｆｉに代入し、ｉで指
定される位置のｇＰｋをローカル変数ｐｉに代入し、１
をローカル変数ｍに代入し、０をローカル変数ｎに代入
し、（ｉ＋１）をローカル変数ｊに代入し、ＴＯＬＭＡ
Ｘをローカル変数ｃｅｉｌｉｎｇに代入し、ＴＯＬＭＩ
Ｎをローカル変数ｆｌｏｏｒに代入し、２１１の判断ス
テップへ進む。サブルーチン４００のＦ２ｐでは基本波
の周波数を量子化して平均率のピッチへ変換し（詳細は
後述する）、２０９のリターンステップに進む。２０９
のリターンステップでサブルーチン２００は終了となり
元のルーチンへ戻る。２１１の判断ステップではｊがｐ
Ｎより小さいかどうか判断し、小さければ２１２の実行
ステップへ進み、小さくなければ２１７の結合子Ｄを介
して２２５の判断ステップへ進む。２１２の実行ステッ
プではｊで指定される位置のｇＦｉをローカル変数ｆｊ
に代入し、２１３の判断ステップに進む。２１３の判断
ステップではｆｊがナイキスト周波数である（ＳＦＲＥ
Ｑ／２）より大きいかどうか判断し、大きければ２１６
の結合子Ｃを介して２１８の実行ステップへ進み、大き
くなければ２１７の結合子Ｄを介して２２５の判断ステ
ップへ進む。２１８の実行ステップでは（ｍ＋１）をロ
ーカル変数ｋに代入し、２１９の判断ステップへ進む。
２１９の判断ステップでは計算すべき高調波の次数の上
限ＤＥＧＲＥＥより大きくないかどうか判断し、大きく
なければ２２０の実行ステップへ進み、大きければ２１
５の結合子Ｂを介して２１０の実行ステップへ進む。２
２０の実行ステップでは（ｆｊ／ｆｉ／ｋ）をローカル
変数ｒａｔに代入し、２２１の判断ステップに進む。２
２１の判断ステップではｒａｔがｃｅｉｌｉｎｇより小
さくないかどうか判断し、小さくなければ２２２の実行
ステップへ進み、小さければ２２３の判断ステップへ進
む。２２２の実行ステップではｋ自身を１増加し、２１
９の判断ステップへ戻る。２２３の判断ステップではｒ
ａｔがｆｌｏｏｒより小さくないかどうか判断し、小さ
くなければ２２４の実行ステップへ進み、小さければ２
１５の結合子Ｂを介して２１０の実行ステップへ進む。
２２４の実行ステップでは（（ｆｉ×ｍ＋ｆｊ／ｋ）／
（ｍ＋１）をｆｉに代入し、ｐｉ自身をｊで指定される
位置のｇＰｋだけ増加し、ｆｊをｋで指定される位置の
ローカルのバッファメモリーｆに代入し、ｋをｎに代入
し、関数Ｐｏｗによりｆｌｏｏｒの０．７乗の結果をｆ
ｌｏｏｒに代入し、関数Ｐｏｗによりｃｅｉｌｉｎｇの
０．７乗の結果をｃｅｉｌｉｎｇに代入し、ｍ自身を１
増加させ、２１５の結合子Ｂを介して２１０の実行ステ
ップへ進む。２１０の実行ステップではｊ自身を１増加
させ、２１１の判断ステップへ戻る。２２５の判断ステ
ップではｐｉがｇｐｏｗｅｒより大きいかどうか判断
し、大きければ２２６の判断ステップへ進み、大きくな
ければ２１４の結合子Ａを介して２０５の実行ステップ
へ進む。２２６の判断ステップではｇｆｂが０．０より
大きいかどうか判断し、大きければ２２７の判断ステッ
プへ進み、大きくなければ２３４の実行ステップへ進
む。２２７の判断ステップではｎが０かどうか判断し、
０ならば２２９の実行ステップへ進み、０でなければ２
２８の実行ステップへ進む。２２８の実行ステップでは
（ｎで指定される位置のｆ／ｎ／ｇｆｂ／２）をｒａｔ
に代入し、２３０の判断ステップへ進む。２２９の実行
ステップでは（ｆｉ／ｇｆｂ／２）をｒａｔに代入し、
２３０の判断ステップへ進む。２３０の判断ステップで
はｒａｔがＴＯＬＭＩＮより小さくないかどうか判断
し、小さくなければ２３１の判断ステップへ進み、小さ
ければ２３４の実行ステップへ進む。２３１の判断ステ
ップではｒａｔがＴＯＬＭＡＸより小さいかどうか判断
し、小さければ２３２の判断ステップへ進み、小さくな
ければ２３４の実行ステップへ進む。２３２の判断ステ
ップではｇｐｏｗｅｒが（ｐｉ／２）より大きいかどう
か判断し、大きければ２３３の結合子Ｅを介してサブル
ーチン４００のＦ２ｐへ進み、大きくなければ２３４の
実行ステップへ進む。２３４の実行ステップではｐｉを
ｇｐｏｗｅｒに代入し、２３５の判断ステップへ進む。
２３５の判断ステップではｎが０かどうか判断し、０な
らば２３７の実行ステップへ進み、０でなければ２３６
の実行ステップへ進む。２３６の実行ステップでは（ｎ
で指定される位置のｆ／ｎ）をｇｆｂに代入し、２１４
の結合子Ａを介して２０５の実行ステップへ進む。２３
７の実行ステップではｆｉをｇｆｂに代入し、２１４の
結合子Ａを介して２０５の実行ステップへ進む。２０５
の実行ステップではｉ自身を１増加させ、２０７の判断
ステップへ戻る。

【００２９】ステップ２０１の前までのサブルーチンで
ｇＦｉおよびｇＰｋには有効なデータの数がｐＮ用意さ
れ、それをもとに基本波の周波数であるｇｆｂとピッチ
であるｇｐｉｔｃｈおよびその大きさであるｇｐｏｗｅ
ｒを求めるのだが、ｐＮが０のときはステップ２０３で
ｇｐｉｔｃｈを０としてサブルーチン４００のＦ２ｐを
通さずにそのままリターンし、ｐＮが１のときはステッ
プ２０６でｇＦｉの先頭の値をｇｆｂに代入し、ｇＰｋ
の先頭の値をｇｐｏｗｅｒに代入してＦ２ｐを通してリ
ターンし、ｐＮが２以上のときはステップ２０８からス
テップ２３７でｇＦｉとｇＰｋからｇｆｂとｇｐｏｗｅ
ｒを求めてＦ２ｐを通しｇｐｉｔｃｈを求めてリターン
する。ｇＦｉとｇＰｋの位置を指定するローカル変数の
うち、１は仮の基本波を指定し、ｊは高調波候補を指定
する。ローカル変数ｋは高調波の次数である。ローカル
変数ｍはｇＦｉとｇＰｋのうち有効な高調波の数であ
る。ローカル変数ｎは有効な高調波の最高次数を記憶す
る。ローカル変数ｆｉとｆｊはｇＦｉの中からｉとｊで
指定される位置の値を代入する。ステップ２０８でｆｉ
に仮の基本波を設定し、ステップ２１２で高調波候補を
設定し、ステップ２１８からステップ２２３で高調波を
見つける。ステップ２２４で仮の基本波の精度を上げる
ため、高調波候補との重み付けして平均を取る。仮の基
本波の大きさもｐｉに加算する。エネルギーとすれば自
乗和でもよいが、ここでは加算にした。高調波の次数に
対応した位置のｆに高調波候補を代入する。高調波を判
別するしきい値ｆｌｏｏｒとｃｅｉｌｉｎｇは最初ＴＯ
ＬＭＡＸとＴＯＬＭＩＮだったのをデータが増え、精度
が上がったということで０．７乗し、厳しくする。０．
７は経験から得られた値である。すべてのｇＦｉとｇＰ
ｋのデータを対象に高調波を含めた大きさの合計を求め
ていき、最高のものを実際の基本波とするわけである
が、ステップ２２５はそのために今まで調べた最高の大
きさと現在の大きさを比較する。これは請求項３の内容
を具体的にしたものである。さらにステップ２２７から
２３２ではマイクロフォンの性能などから基本波の大き
さより、第２高調波の大きさのほうが大きくなる場合が
あり、それを判断するために、今まで調べた基本波の周
波数が現在の基本波の周波数の（１／２）でかつ大きさ
が（１／２）を越えるとき、今まで調べた基本波のほう
を実際の基本波と決定するようにしている。ステップ２
３４から２３７は通常の場合であり、仮の基本波をｇｆ
ｂに代入し、仮の大きさもｇｐｏｗｅｒに代入する。ス
テップ２３６とステップ２３７の２つがあるのは周波数
が高いほうが精度が高いので、高調波がある場合は基本
波の周波数を高調波から求めている。これは請求項４の
内容を具体的にしたものである。

【００３０】サブルーチン２５０のＦｆｔは図９のフロ
ーチャートで説明する。１を２５１の実行ステップでロ
ーカル変数ｉに代入し、０をｍに代入し、２５２の判断
ステップへ進む。２５２の判断ステップではｉがｃＳｚ
より小さいかどうか判断し、小さければ２５３の実行ス
テップへ進み、小さくなければ２５４の実行ステップへ
進む。２５３の実行ステップではｉ自身を２倍し、ｍ自
身を１増加させ、２５２の判断ステップへ戻る。２５４
の実行ステップではｃＳｚをローカル変数ｎに代入し、
（ＰＩ２／ｃＳｚ）をローカル変数ｓｃｌに代入し、０
をｉに代入し、２５５の判断ステップへ進む。２５５の
判断ステップではｉがｍより小さいかどうか判断し、小
さければ２５６の実行ステップへ進み、小さくなければ
２６３の実行ステップへ進む。２５６の実行ステップで
はｎをローカル変数ｄｅｌｔａに代入し、ｎ自身を半分
にし、０．０をローカル変数ａｒｇに代入し、０をｊに
代入し、２５７の判断ステップへ進む。２５７の判断ス
テップではｊがｎより小さいかどうかを判断し、小さけ
れば２５９の実行ステップへ進み、小さくなければ２５
８の実行ステップへ進む。２５８の実行ステップではｓ
ｃｌ自身を２倍し、ｉ自身を１増加させ、２５５の判断
ステップへ戻る。２５９の実行ステップではａｒｇの余
弦をローカル変数ｃに代入し、ａｒｇの正弦に負の記号
をつけたものをローカル変数ｓに代入し、ａｒｇ自身を
ｓｃｌだけ増加させ、ｄｅｌｔａをｋに代入し、２６０
の判断ステップへ進む。２６０の判断ステップではｋが
ｃＳｚより大きくないことを判断し、大きくなければ２
６１の実行ステップへ進み、大きければ２６２の実行ス
テップへ進む。２６１の実行ステップでは（ｋ−ｄｅｌ
ｔａ＋ｊ）をｊ１に代入し、（ｊ１＋ｎ）をｊ２に代入
し、（ｊ１で指定される位置のｇＸ−ｊ２で指定される
位置のｇＸ）をローカル変数ｔ１に代入し、（ｊ１で指
定される位置のｇＹ−ｊ２で指定される位置のｇＹ）を
ローカル変数ｔ２に代入し、（ｊ１で指定される位置の
ｇＸ＋ｊ２で指定される位置のｇＸ）をｊ１で指定され
る位置のｇＸに再び代入し、（ｊ１で指定される位置の
ｇＹ＋ｊ２で指定される位置のｇＹ）をｊ１で指定され
る位置のｇＹに再び代入し、（ｃ×ｔ１＋ｓ×ｔ２）を
ｊ２で指定される位置のｇＸに代入し、（ｃ×ｔ２−ｓ
×ｔ１）をｊ２で指定される位置のｇＹに代入し、ｋ自
身をｄｅｌｔａだけ増加させ、２６０の判断ステップへ
戻る。２６２の実行ステップではｊ自身を１増加させ、
２５７の判断ステップへ戻る。２６３の実行ステップで
は０をｊおよびｉに代入し、２６４の判断ステップへ進
む。２６４の判断ステップではｉが（ｃＳｚ−１）より
小さいかどうか判断し、小さければ２６６の判断ステッ
プへ進み、小さくなければ２６５のリターンステップへ
進む。２６５のリターンステップではサブルーチン２５
０のＦｆｔを終了し、元のルーチンへ戻る。２６６の判
断ステップではｉがｊより小さいかどうか判断し、小さ
ければ２６７の実行ステップへ進み、小さくなければ２
６８の実行ステップへ進む。２６７の実行ステップでは
ｊで指定されるｇＸをｔ１に代入し、さらにｊで指定さ
れるｇＹをｔ２に代入し、ｉで指定される位置のｇＸを
ｊで指定される位置のｇＸに代入し、ｉで指定される位
置のｇＹをｊで指定される位置のｇＹに代入し、ｔ１を
ｉで指定される位置のｇＸに代入し、ｔ２をｉで指定さ
れる位置のｇＹに代入し、２６８の実行ステップへ進
む。２６８の実行ステップでは（ｃＳｚ／２）をｋに代
入し、２６９の判断ステップへ進む。２６９の判断ステ
ップではｋがｊより大きくないことを判断し、大きくな
ければ２７０の実行ステップへ進み、大きければ２７１
の実行ステップへ進む。２７０の実行ステップではｊ自
身をｋだけ減少させ、ｋ自身を半分にし、２６９の判断
ステップへ戻る。２７１の実行ステップではｊ自身をｋ
だけ増加させ、ｉ自身を１だけ増加させ、２６４の判断
ステップへ戻る。

【００３１】ステップ２５１からステップ２５３までで
演算の段数を求め、ステップ２５４からステップ２６２
までで実際の高速フーリエ変換の演算を行い、ステップ
２６３からステップ２７１までで周波数を昇順にする。
ここでは時間軸のデータに特に重みをつけなかったが、
ハミング窓などの重みをつけることも可能である。

【００３２】サブルーチン３００のＰｅｄｅｓｔａｌは
図１０のフローチャートで説明する。３０１の実行ステ
ップで０．０をローカル変数ｐｏｗｅｒｓに代入し、０
をｉに代入し、３０２の判断ステップに進む。３０２の
判断ステップでは１がｃＳｚより小さいことを判断し、
小さければ３０４の実行ステップへ進み、小さくなけれ
ば３０３の実行ステップへ進む。３０３の実行ステップ
ではｉで指定される位置のｇＸの２乗とｉで指定される
位置のｇＹの２乗の和の平方根を求め、ｉで指定される
位置のｇＺ０に代入し、ｐｏｗｅｒｓ自身をそのデータ
分だけ増加させ、ｉ自身を１増加させ、３０２の判断ス
テップへ戻る。３０４の実行ステップでは０をｉに代入
し、（ｐｏｗｅｒｓ／ｃＳｚ×ＰＥＤ）をローカル変数
ｌｅｖｅｌに代入し、３０５の判断ステップへ進む。３
０５の判断ステップではｉがｃＳｚより小さいことを判
断し、小さければ３０７のリターンステップへ進み、小
さくなければ３０６の実行ステップへ進む。３０６の実
行ステップでは（ｉで指定される位置のｇＺ０−ｌｅｖ
ｅｌ）と０のうちの大きい方をｉで指定される位置のｇ
Ｚ１に代入し、ｉ自身を１増加させ、３０５の判断ステ
ップへ戻る。３０７のリターンステップではサブルーチ
ン３００のＰｅｄｅｓｔａｌを終了し、元のルーチンへ
戻る。

【００３３】ステップ３０１からステップ３０３までで
周波数データの絶対値をｇＺ０にセットし、ステップ３
０４からステップ３０６までで全周波数データの平均の
値のＰＥＤ倍以上の周波数のみｇＺ１にセットし、それ
以下の絶対値の周波数のデータは０．０をｇＺ１にセッ
トする。これでよけいな演算を省く。

【００３４】サブルーチン３５０のＦｄｐｋは図１１の
フローチャートで説明する。３５１の判断ステップでは
２番目の位置のｇＺ１が１番目の位置のｇＺ１より大き
いかどうか判断し、大きければ３５２の実行ステップへ
進み、大きくなければ３５３の実行ステップへ進む。３
５２の実行ステップではＴＲＵＥをローカル変数ｂＩｎ
ｃに代入し、３５４の実行ステップへ進む。３５３の実
行ステップではＦＡＬＳＥをｂＩｎｃに代入し、３５４
の実行ステップへ進む。ちなみに０番目の位置のｇＺ１
は周波数が０の直流成分なので省く。３５４の実行ステ
ップでは２番目の位置のｇＺ１をローカル変数ｙｍに代
入し、３をローカル変数ｋに代入し、０をグローバル変
数ｐＮに代入し、３５５の判断ステップへ進む。ナイキ
スト周波数の条件から３５５の判断ステップではｋが
（ｃＳｚ／２）より小さいことを判断し、小さければ３
５６の実行ステップへ進み、小さくなければ３６３のリ
ターンステップへ進む。３５６の実行ステップではｋで
指定される位置のｇＺ１をローカル変数ｙｐに代入し、
３５７の判断ステップへ進む。３５７の判断ステップで
はｂＩｎｃがＴＲＵＥかどうか判断し、ＴＲＵＥならば
３５８の判断ステップへ進み、ＴＲＵＥでなければ３５
９の判断ステップへ進む。３５８の判断ステップではｙ
ｐがｙｍより小さいことを判断し、小さければ３６１の
実行ステップへ進み、小さくなければ３６４の実行ステ
ップへ進む。３６１の実行ステップでは（ｋ−２）で指
定される位置のｇＺ０をローカル変数ｐｊｍに代入し、
（ｋ−１）で指定される位置のｇＺ０をローカル変数ｐ
ｊに代入し、ｋで指定される位置のｇＺ０をローカル変
数ｐｊｐに代入し、（（ｐｊｐ＋ｐｊｍ）／２−ｐｊ）
をローカル変数ａに代入し、（（ｐｊｐ−ｐｊｍ）／
２）をローカル変数ｂに代入し、（（−ｂ／２／ｂ＋
（ｋ−１））×ＳＦＲＥＱ／ｃＳｚ）をｐＮで指定され
る位置のｇＦｉに代入し、（ｐｊ−ｂ×ｂ／４／ａ）の
値をｐＮで指定される位置のｇＰｋに代入し、ＦＡＬＳ
ＥをｂＩｎｃに代入し、ｐＮ自身を１増加させ、３６２
の判断ステップへ進む。３６２の判断ステップではｐＮ
がＰＥＡＫＳより小さくないことを判断し、小さくなけ
れば３６３のリターンステップへ進み、小さければ３６
４の実行ステップへ進む。３５９の判断ステップではｙ
ｐがｙｍより大きいことを判断し、大きければ３６０の
実行ステップへ進み、大きくなければ３６４の実行ステ
ップへ進む。３６０の実行ステップではＴＲＵＥをｂＩ
ｎｃに代入し、３６４の実行ステップへ進む。３６４の
実行ステップではｙｐをｙｍに代入し、ｋ自身を１増加
させ、３５５の判断ステップへ戻る。３６３のリターン
ステップではサブルーチン３５０のＦｄｐｋを終了し、
元のルーチンへ戻る。

【００３５】ステップ３５１からステップ３６０でｇＺ
１の連続するデータが大きくなって少しでも小さくなっ
ているところを探す。そのときの位置はｋで指示される
が、中心は（ｋ−１）であり、隣は（ｋ−２）およびｋ
である。ステップ３６１では実際のピークの周波数およ
び大きさを求める。曲線を２次式で近似し、（ｋ−１）
をたて軸とし、隣との座標距離を各１として係数ａおよ
びｂを求める。ａは（（ｐｊｐ＋ｐｊｍ）／２−ｐｊ）
となり、ｂは（（ｐｊｐ−ｐｊｍ）／２）となる。さら
に極大値を求めるため、２次式を微分して０になるとこ
ろを求めると（−ｂ／２／ａ）となるが、実際の周波数
に変換すると（（−ｂ／２／ａ＋（ｋ−１））×ＳＦＲ
ＥＱ／ｃＳｚ）となる。そのときの大きさは（−ｂ／２
／ａ）を２次式に代入して、（ｐｊ−ｂ×ｂ／４／ａ）
となる。ステップ３６４では次のピークに備える。

【００３６】サブルーチン４００のＦ２ｐは図１２のフ
ローチャートで説明する。４０１の実行ステップでは０
をローカル変数ｏｃｔに代入し、ｇｆｂをローカル変数
ｆに代入し、４０２の判断ステップへ進む。４０２の判
断ステップではｆがＭＴＰ０より小さいことを判断し、
小さければ４０３の判断ステップへ進み、小さくなけれ
ば４０４の判断ステップへ進む。４０３の判断ステップ
ではｆがＭＴＰ０より小さいかどうか判断し、小さけれ
ば４０５の実行ステップへ進み、小さくなければ４０７
の判断ステップへ進む。４０５の実行ステップではｆ自
身を２倍し、ｏｃｔ自身を１減少し、４０３の判断ステ
ップへ戻る。４０４の判断ステップではｆがＭＴＰ１２
より小さくないことを判断し、小さくなければ４０６の
実行ステップへ進み、小さければ４０７の判断ステップ
へ進む。４０６の実行ステップではｆ自身を半分にし、
ｏｃｔ自身を１増加させ、４０４の判断ステップへ戻
る。４０７の判断ステップではｆがＭＴＰ６より小さい
ことを判断し、小さければ４０８の判断ステップへ進
み、小さくなければ４１９の判断ステップへ進む。４０
８の判断ステップではｆがＭＴＰ３より小さいことを判
断し、小さければ４１４の判断ステップへ進み、小さく
なければ４０９の判断ステップへ進む。４０９の判断ス
テップではｆがＭＴＰ５より小さいことを判断し、小さ
ければ４１１の判断ステップへ進み、小さくなければ４
１０の実行ステップへ進む。４１０の実行ステップでは
５をローカル変数ｐｉｔに代入し、４３０の実行ステッ
プへ進む。４１１の判断ステップではｆがＭＴＰ４より
小さいことを判断し、小さければ４１３の実行ステップ
へ進み、小さくなければ４１２の実行ステップへ進む。
４１２の実行ステップでは４をｐｉｔに代入し、４３０
の実行ステップへ進む。４１３の実行ステップでは３を
ｐｉｔに代入し、４３０の実行ステップへ進む。４１４
の判断ステップではｆがＭＴＰ２より小さいことを判断
し、小さければ４１６の判断ステップへ進み、小さくな
ければ４１５の実行ステップへ進む。４１５の実行ステ
ップでは２をｐｉｔに代入し、４３０の実行ステップへ
進む。４１６の判断ステップではｆがＭＴＰ１より小さ
いことを判断し、小さければ４１８の実行ステップへ進
み、小さくなければ４１７の実行ステップへ進む。４１
７の実行ステップでは１をｐｉｔに代入し、４３０の実
行ステップへ進む。４１８の実行ステップでは０をｐｉ
ｔに代入し、４３０の実行ステップへ進む。４１９の判
断ステップではｆがＭＴＰ９より小さいことを判断し、
小さければ４２５の判断ステップへ進み、小さくなけれ
ば４２０の判断ステップへ進む。４２０の判断ステップ
ではｆがＭＴＰ１１より小さいことを判断し、小さけれ
ば４２２の判断ステップへ進み、小さくなければ４２１
の実行ステップへ進む。４２１の実行ステップでは１１
をｐｉｔに代入し、４３０の実行ステップへ進む。４２
２の判断ステップではｆがＭＴＰ１０より小さいことを
判断し、小さければ４２４の実行ステップへ進み、小さ
くなければ４２３の実行ステップへ進む。４２３の実行
ステップでは１０をｐｉｔに代入し、４３０の実行ステ
ップへ進む。４２４の実行ステップでは９をｐｉｔに代
入し、４３０の実行ステップへ進む。４２５の判断ステ
ップではｆがＭＴＰ８より小さいことを判断し、小さけ
れば４２７の判断ステップへ進み、小さくなければ４２
６の実行ステップへ進む。４２６の実行ステップでは８
をｐｉｔに代入し、４３０の実行ステップへ進む。４２
７の判断ステップではｆがＭＴＰ７より小さいことを判
断し、小さければ４２９の実行ステップへ進み、小さく
なければ４２８の実行ステップへ進む。４２８の実行ス
テップでは７をｐｉｔに代入し、４３０の実行ステップ
へ進む。４２９の実行ステップでは６をｐｉｔに代入
し、４３０の実行ステップへ進む。４３０の実行ステッ
プでは（６０＋ｏｃｔ×１２＋ｐｉｔ）をグローバル変
数のｇｐｉｔｃｈに代入し、４３１のリターンステップ
へ進む。４３１のリターンステップではサブルーチン４
００のＦ２ｐを終了し元のルーチンへ戻る。

【００３７】ステップ４０１からステップ４０６では基
本波の周波数が平均率音階のＣ４のピッチからＢ４のピ
ッチの中に入っているかどうかチェックし、入っていな
ければ周波数を半分にしたり２倍にしたりして、Ｃ４か
らＢ４の中に収まるようにし、同時にオクターブの情報
も記憶する。ステップ４０７からステップ４２９では周
波数の量子化を行い、１２段階のピッチの中に振り分け
る。ステップ４３０ではＭＩＤＩの規格に合わせて、Ｃ
４のピッチを６０としてオクターブの情報とピッチの情
報から絶対的なピッチの情報に変換する。ＭＩＤＩでは
ピッチとして０から１２７までの値を使用し、Ｃ（−
１）の約８ＨｚからＧ９の約１２５４４Ｈｚまでカバー
する。ただしここでは０は音がないということにしてい
る。

【００３８】サブルーチン５００のＭａｋｅＥｖｅｎｔ
は図１３のフローチャートで説明する。５０１の実行ス
テップではｅＳｚの大きさのイベントの構造を持つバッ
ファｇＥを確保し、０をローカル変数ｐｉｔとｉおよび
ｊに代入し、（ＤＩＶ×ＴＥＭＰＯ×ｂＳｚ／６０／Ｓ
ＦＲＥＱ）をローカル変数ｃｏに代入し、（ｇａｖｅｐ
／４）をローカル変数ａｖ４に代入し、５０２の判断ス
テップへ進む。５０２の判断ステップでは１が（ｂＮ−
ｃＳｚ／ｂＳｚ）より大きいかどうか判断し、大きけれ
ば５０３の判断ステップへ進み、大きくなければ５０６
の判断ステップへ進む。５０６の判断ステップではｐｉ
ｔが０かどうか判断し、０ならば５０８の判断ステップ
へ進み、０でないならば５０７の判断ステップへ進む。
５０８の判断ステップではｉで指定される位置のｇＰｗ
がａｖ４より小さいかどうか判断し、小さければ５１６
の実行ステップへ進み、小さくなければ５１２の実行ス
テップへ進む。５０７の判断ステップではｉで指定され
る位置のｇＰｗがａｖ４より小さいかどうか判断し、小
さければ５０９の実行ステップへ進み、小さくなければ
５１０の判断ステップへ進む。５０９の実行ステップで
は（ｃｏ×ｉ）をｊで指定される位置のｇＥの構造体の
うちのｔｋに代入し、ＯＦＦをｔｐに代入し、ｐｉｔを
ｄ１に代入し、さらに０をローカル変数のｐｉｔに代入
し、ｊ自身を１増加させ、５１６の実行ステップへ進
む。５１０の判断ステップでは１で指定される位置のｇ
Ｐｔがｐｉｔと等しければ５１３の実行ステップへ進
み、等しくなければ５１１の実行ステップへ進む。５１
１の実行ステップでは（ｃｏ×ｉ）をｊで指定される位
置のｇＥの構造体のうちのｔｋに代入し、ＯＦＦをｔｐ
に代入し、ｐｉｔをｄ１に代入し、さらにｊ自身を１増
加させ、５１２の実行ステップへ進む。５１２の実行ス
テップではｉで指定される位置のｇＰｔをｐｉｔに代入
し、（ｃｏ×ｉ）をｊで指定される位置のｇＥの構造体
のうちのｔｋに代入し、ＯＮをｔｐに代入し、ｐｉｔを
ｄ１に代入し、さらにｊ自身を１増加させ、５１６の実
行ステップへ進む。５１３の実行ステップでは（ｊ−
１）で指定される位置のｇＥの構造体のうちのｄ２をロ
ーカル変数ａに代入し、（ｉで指定される位置のｇＰｗ
×６４／ｇａｖｅｐ）をローカル変数ｂに代入し、５１
４の判断ステップへ進む。５１４の判断ステップではａ
がｂより小さいかどうか判断し、小さければ５１６の実
行ステップへ進み、小さくなければ５１５の実行ステッ
プへ進む。５１５の実行ステップでは（ｉで指定される
位置のｇＰｗ×６４／ｇａｖｅｐ）を（ｊ−１）で指定
される位置のｇＥの構造体のうちのｄ２に代入し、５１
６の実行ステップへ進む。５１６の実行ステップではｉ
自身を１増加する。５０３の判断ステップではｐｉｔが
０かどうかを判断し、０ならば５０５のリターンステッ
プへ進み、０でなければ５０４の実行ステップへ進む。
５０４の実行ステップでは（ｃｏ×１）をｊで指定され
る位置のｇＥの構造体のうちのｔｋに代入し、ＯＦＦを
ｔｐに代入し、ｐｉｔをｄ１に代入し、５０５のリター
ンステップへ進む。５０５のリターンステップではサブ
ルーチン５００のＭａｋｅＥｖｅｎｔを終了し、元のル
ーチンへ戻る。

【００３９】イベントの数は１５０の変換ルーチンのス
テップ１６０からステップ１７１ですでに見積もられて
いるので、その数であるｅＳｚにしたがってバッファを
確保し、バッファの内容を埋めていくのがこのルーチン
の目的である。４分音符の音楽的時間ＤＩＶと１秒間の
４分音符の数（ＴＥＭＰＯ／６０）およびピッチの演算
間隔（ｂＳｚ×ＳＦＲＥＱ）をすべて掛けた値をｃｏと
いう係数にし、ピッチの演算番号であるｉに乗じると、
イベントの音楽的時間になる。ＯＮおよびＯＦＦのイベ
ントはｅＳｚを見積もったときと同じしきい値で判別
し、イベントの発生番号であるｊでｇＥを指定して、イ
ベントの構造を埋めていく。イベントの構造のうちｄ２
は、イベントがＯＮ状態のとき、個々のピッチの大きさ
であるｇＰｗと平均値であるｇａｖｅｐから、ちょうど
ｇＰｗが平均値のときを６４として大きいほうの値を代
入する。ＭＩＤＩのピッチは０から１２７まで定義され
ているが、０はほとんど使用されることがないので、こ
こではＯＦＦ状態を示すのに用いた。

【００４０】つぎに３のキーボード等を使ってＭＩＤＩ
データを出力するコマンドをシステムに送ったとき、シ
ステムでどんなことが行われるかフローチャートを使っ
て説明する。

【００４１】まず図１４の５５０のＭＩＤＩ出力のメイ
ンルーチンに入り、５５１の実行ステップで０をグロー
バル変数ｇｔｉｍｅに代入し、６のうちのタイマーに１
ｍｓをセットしスタートさせ、０をローカル変数１に代
入し、５５２の判断ステップへ進む。５５２の判断ステ
ップではｉがｅＳｚより小さいことを判断し、小さけれ
ば５５３の実行ステップへ進み、小さくなければ５５９
の終了ステップへ進む。５５３の実行ステップではｉで
指定される位置のｇＥをイベントの構造を持つローカル
変数ｅｖに代入し、（ｅｖのうちのｔｋ×６０×１００
０／ＴＥＭＰＯ／ＤＩＶ）をローカル変数ｔｋＴに代入
し、５５４の判断ステップへ進む。５５４の判断ステッ
プではｇｔｉｍｅがｔｋＴより小さくないことを判断
し、小さくなければ５５５の実行ステップへ進み、小さ
ければ５５４の判断ステップに留まる。ｇｔｉｍｅは５
６０の割り込みルーチンによって増加する。５６０の割
り込みルーチンは１ｍｓごとに発生し、そのたびに５６
１の実行ステップでｇｔｉｍｅ自身を１増加し、５６２
のリターンステップで５６０の割り込みルーチンを終了
する。すなわちｇｔｉｍｅは１ｍｓごとに１増加する。
これによりメインルーチンの５５４の判断ステップで条
件が整うと、５５５以降の実行ステップに進むと、５５
５ではｅｖのうちのｔｐを、５５６ではｅｖのうちのｄ
１を、５５７ではｅｖのうちのｄ２を１２のＭＩＤＩイ
ンターフェースへ次々と出力し、５５８でｉ自身を１増
加し、５５２の判断ステップへ戻る。

【００４２】これによりＯＮとＯＦＦのメッセージが次
々と決められたタイミングでＭＩＤＩインターフェース
に送られ、さらにスピーカーインターフェースを通して
スピーカーから指定された音が出力される。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
音楽用キーボード等を用いること無く、頭に浮かんだ曲
を音にするだけで、自動的に譜面を作成することが可能
となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用したコンピュータによる採譜装置
を有するコンピュータの外観である。

【図２】本発明を適用したコンピュータによる採譜装置
を有するコンピュータの内部ブロック図である。

【図３】メモリーの中に最初から確保されるバッファメ
モリーおよびグローバル変数である。

【図４】メモリーの中に確保されるバッファメモリーお
よびグローバル変数である。

【図５】音声入力のメインルーチンと割込ルーチンのフ
ローチャートである。

【図６】音声データを周波数演算のバッファにコピー
し、最終的にはＭＩＤＩのイベントデータに変換するま
でのフローチャートである。

【図７】サブルーチンＦｏｒｍａｎｔのフローチャート
の一部である。

【図８】サブルーチンＦｏｒｍａｎｔのフローチャート
の一部である。

【図９】サブルーチンＦｆｔのフローチャートである。

【図１０】サブルーチンＰｅｄｅｓｔａｌのフローチャ
ートである。

【図１１】サブルーチンＦｄｐｋのフローチャートであ
る。

【図１２】サブルーチンＦ２ｐのフローチャートであ
る。

【図１３】サブルーチンＭａｋｅＥｖｅｎｔのフローチ
ャートである。

【図１４】ＭＩＤＩ出力のメインルーチンと割込ルーチ
ンのフローチャートである。

【符号の説明】

１コンピュータ本体２表示装置３コンピュータ用キーボード４マイクロフォン５スピーカー６ＣＰＵおよびタイマー７メモリー８２次記憶装置９キーボードおよびマウスのインターフェース１０アドレスおよびデータバス１１ディスプレイインターフェースおよびビデオメモ
リー１２音声とＭＩＤＩおよびスピーカーのインターフェ
ース１３バッファメモリーｇＶ１４グローバル変数ｇｉ１５グローバル変数ｇｊ１６グローバル変数ｇｉｅｎｄ１７バッファメモリーｇＰｔ１８バッファメモリーｇＰｗ１９グローバル変数ｇａｖｅｐ２０バッファメモリーｇＸ２１バッファメモリーｇＹ２２バッファメモリーｇＺ０２３バッファメモリーｇＺ１２４グローバル変数ｇｆｂ２５グローバル変数ｇｐｏｗｅｒ２６グローバル変数ｇｐｉｔｃｈ２７バッファメモリーｇＦｉ２８バッファメモリーｇＰｋ２９バッファメモリーｇＥ３０グローバル変数ｇｔｉｍｅ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】音を物理信号に変換する手段、変換され
た物理信号を記憶する手段、記憶された物理信号をある
時間窓で周波数に変換する手段、得られた周波数の中か
ら基本波の周波数を決定する手段、基本波の周波数を平
均率音階のピッチに変換する手段、得られたピッチとそ
の時間を記憶する手段を有するコンピュータによる採譜
装置
【請求項２】記憶された物理信号をある時間窓で周波
数に変換する手段は記憶されたある時間の物理信号を、
複数の時間窓で変換することを特徴とする請求項１のコ
ンピュータによる採譜装置
【請求項３】得られた周波数の中から基本波の周波数
を決定する手段は高調波を含めたパラメータの合計が最
大になる周波数を基本波として決定することを特徴とす
る請求項１のコンピュータによる採譜装置
【請求項４】得られた周波数の中から基本波の周波数
を決定する手段はもっとも次数の高い高調波の周波数を
その次数で割ったものを基本波の周波数として決定する
ことを特徴とする請求項３のコンピュータによる採譜装
置
【請求項５】得られたピッチとその時間を記憶する手
段はピッチや入力信号の大きさがある程度変化したとき
のみ、ピッチとその時間を記憶することを特徴とする請
求項１のコンピュータによる採譜装置