JP2003122351A

JP2003122351A - 音波形信号のピッチを音高に変換する装置およびプログラム

Info

Publication number: JP2003122351A
Application number: JP2001317687A
Authority: JP
Inventors: Tomoyuki Funaki; 知之船木; Soichiro Tanaka; 聡一郎田中
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 2001-10-16
Filing date: 2001-10-16
Publication date: 2003-04-25

Abstract

(57)【要約】【課題】ピッチの音階条件の設定を直感的に理解でき
る、音波形信号のピッチを音高に変換する装置を提供す
る。【解決手段】ピッチ検出部１は、音波形信号のピッチ
を検出する。音階条件設定部２は、音波形信号のピッチ
を音階構成音の音高に丸めるための音階条件として、１
２音音階、調音階優先、調音階のいずれかを設定する。
音高出力部３は、設定された音階条件に従って、音波形
信号のピッチを丸め処理することにより、音階構成音と
しての音高を出力する。表示画像作成部４は、白鍵と黒
鍵とを有する通常の鍵盤表示画像の中で、黒鍵の形態が
通常の形態から変更された形態の画像を用いることによ
り、設定された音階条件が反映された形態を表す画像を
作成して、表示器５に可視表示させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、歌声などの音波形
信号のピッチを音高に変換する技術に関するものであ
る。変換された音高に基づいて、曲データファイルを自
動生成したり、楽譜を表示したり印刷したりするときに
用いられるものである。

【０００２】

【従来の技術】ユーザの歌声あるいは楽器の楽音等の音
波形をリアルタイムで入力したり、あるいは予め録音し
ておいたものを再生したりして、この音波形信号のピッ
チを検出し、曲データファイルを生成したり、楽譜表示
させたりする装置が、例えば、特開平１０−１４９１６
０号公報等で知られている。ところが、歌声のピッチは
一般に不正確である。また、楽器の音波形信号は、鍵盤
楽器のものであれば正確であるが、倍音成分やノイズ等
によって基音成分のピッチ検出精度が良くない場合もあ
る。そのため、音符の音高を決定するためには、ピッチ
を音階構成音の音高に丸める（ピッチのクオンタイズ）
処理が必要である。

【０００３】従来、ピッチを音階構成音の音高に丸める
ための条件として、例えば、特開２０００−１４８１３
６号公報等で知られているように、複数種類の音階条件
が用意されてユーザによって指定される。図７は、ピッ
チを音階構成音の音高に丸める条件の説明図である。第
４オクターブにおけるハ長調の場合について例示し、ハ
ッチングが施されている領域は、鍵盤の黒鍵に対応す
る。従来、音波形信号のピッチを音階構成音の音高に変
換する場合に、音階条件として、１２音音階、調音階、
調音階優先の３種類が用意されていた。１２音音階は、
１オクターブを半音間隔で分割した１２音から構成され
る音階である。音階構成音は、白鍵と黒鍵の音高に対応
しており、各音高のピッチ周波数が決められており、隣
接する音高の中間となるピッチ周波数が、入力された音
波形信号の音高を決定するための閾値となる。

【０００４】調音階は、７音で構成される７音音階であ
る。図示の例では、ハ長調（イ単調）の場合を例示し、
音階構成音は、白鍵に対応しており、隣接する音階構成
音の音高の中間となるピッチの周波数が、入力された音
波形信号の音高を決定するための閾値となる。上述した
調音階は、７音音階であれば何調であるかを区別しな
い。したがって、長音階、短音階、また、主音の違いに
よって種々のものがあるが、いずれの場合でもよいとす
る。調音階がハ長調（イ単調）でなければ、音階構成音
に黒鍵の一部が含まれることになる。

【０００５】このような調音階の検出方法としては、種
々の技術がある。例えば、上述した特開平１０−１４９
１６０号公報では、「全音，半音，全音，全音，半音，
全音，半音」の順番に音高が並んだものを「自然的音
階」として定義する。検出したピッチ各音を、それぞれ
主音として、上述したパターンに当てはまる一致率を計
算して、最も一致率が高いものを検出することにより調
を推定する。その結果、調音階構成音が決定されるの
で、検出したピッチをこの調音階構成音に丸める。な
お、上述した公報では、「和声的音階」、「旋律的音
階」を含めて調を推定している。

【０００６】調音階優先は、１２音音階と調音階の中間
的な丸め判定条件である。調音階構成音の音高に比べ、
調音階構成音に属しない音高の判定許容範囲を狭くとっ
て、調音階構成音に丸めるものである。そのため、調音
階構成音以外の音高に決定される場合もある。図示の例
では、１２音の音高中、ハ長調の音階構成音の音高の判
定許容範囲を広くとり、一方、ハ長調の音階に属しない
１２音音階構成音の音高の判定許容範囲を狭くとる。す
なわち、黒鍵に対応するC#，D#，F#，G#，A#の音高の判
定許容範囲を白鍵に対応する音高の判定許容範囲よりも
狭くしている。

【０００７】検出されたピッチを調音階に丸める場合
は、入力された歌声の不安定なピッチが、推定された調
の音階構成音に丸められる。そのため、比較的安定した
メロディが得られるので、ユーザが望む音符の演奏デー
タおよび楽譜が得られる可能性が高くなる。しかし、ユ
ーザが恣意的に歌声のピッチをずらせたり、一時的に移
調されている曲を歌ったりする場合に、調音階の音階構
成音に丸めることは適切でない。そのため、１２音音
階、および、中間的な調音階優先の条件も用意して、ユ
ーザが所望の音階条件を任意に指定できるようにしてい
る。この音階条件の設定は、従来、文字で記述されたメ
ニューをラジオボタンで選択して行う場合があるが、そ
の意味をマニュアルを参照して理解する必要があった。

【０００８】一方、グラフィック表示画面においてボタ
ンをマウスでクリックすることにより音階条件を設定す
る場合もある。図８は、従来、音波形信号をリアルタイ
ムで音符に変換して曲データを作成するソフトウエアプ
ログラムにおいて使用されている、音高の音階条件設定
画面を示す説明図である。図８（ａ）は設定画面上のボ
タン９１を選択したときの表示画面、図８（ｂ）はボタ
ン９２を選択したときのの表示画面、図８（ｃ）はボタ
ン９３を選択したときのの表示画面である。ボタン９１
は１２音音階の条件を選択するためのボタン、ボタン９
２は調音階優先の条件を設定するためのボタン、ボタン
９３は調音階の条件を設定するためのボタンである。設
定画面上には、３つのボタンが並んで表示されている。
選択されたボタンは、ボタン内の背景色が黒から明るい
色に変化する。９４はピッチ周波数を示す目盛である。
９５は調音階構成音の音高を示す４角形であり、図形の
内部は透明である。９６は調音階構成音以外の音高を示
す４角形であり、図形の内部が暗緑色である。９７は調
音階構成音以外の音高を示す４角形であり、図形の内部
は明るい灰色である。

【０００９】しかし、ボタン９１，９２、９３は、ピッ
チ周波数軸上に１２音音階構成音の音高を配列したもの
で、わかりにくかった。そのため、入力された音波形信
号を音符に変換して、曲データを生成したり、楽譜表示
する装置を使用するユーザにとって、音高の音階条件の
設定を直感的に理解することが難しく、時間がかかった
り、誤った設定をするおそれがあった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した問
題点に鑑みてなされたもので、ユーザが、ピッチを丸め
るための音階条件の設定を直感的に理解できる、音波形
信号のピッチを音高に変換する装置を提供することを目
的とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、請求項１に記
載の発明においては、音波形信号のピッチを音高に変換
する装置において、音波形信号のピッチを音階構成音の
音高に丸めるための音階条件を設定する音階条件設定手
段と、設定された前記音階条件に応じて、楽器の音高指
定操作部の通常の形態の画像または該通常の形態から変
更された形態の画像を用いて、前記設定された音階条件
が反映された形態を表す画像を作成して可視表示させる
表示画像作成手段と、前記設定された音階条件に従っ
て、前記音波形信号のピッチを前記音階構成音の音高に
丸めることにより、前記音波形信号の前記音階構成音と
しての音高を出力する音高出力手段を有するものであ
る。したがって、ユーザは、楽器の音高指定操作部の形
態を表す画像を見ることによって、設定する音高条件を
直感的に理解できる。さらに、楽器の音高指定操作部の
形態を表す画像は、表示画面上で指定されて、ピッチ丸
め込み条件を設定するためのボタンとすることができ
る。

【００１２】請求項２に記載の発明においては、請求項
１に記載の音波形信号のピッチを音高に変換する装置に
おいて、前記楽器の音高指定操作部の通常の形態の画像
として、白鍵と黒鍵とを有する通常の鍵盤の画像を用
い、前記楽器の音高指定操作部の前記通常の形態から変
更された形態の画像として、白鍵のみの鍵盤の画像を少
なくとも用いるものである。鍵盤はユーザにとって見慣
れたものであり、かつ、音階を容易に理解できるので、
音階条件の設定をユーザが容易に理解することができ
る。例えば、音階条件が１２音音階のときは、白鍵と黒
鍵とを有する通常の鍵盤の画像とし、音階条件が調音階
のときは、白鍵のみを有する鍵盤の画像とする。音階条
件が調音階を優先するものであるときは、黒鍵の幅ある
いは長さを通常の黒鍵よりも狭めたり、明度を通常の黒
鍵よりも薄くしたりした形態とすればよい。

【００１３】請求項３に記載の発明においては、請求項
２に記載の音波形信号のピッチを音高に変換する装置に
おいて、前記楽器の音高指定操作部の通常の形態から変
更された形態の画像として、前記黒鍵の幅が前記通常の
形態から狭められた形態の画像を少なくとも用いるもの
である。したがって、黒鍵の幅が、調音階に属しない１
２音音階構成音の音高に判定される許容範囲を表すの
で、音階条件を容易に理解することができる。

【００１４】請求項４に記載の発明においては、コンピ
ュータに実行させるための、音波形信号のピッチを音高
に変換するプログラムにおいて、音波形信号のピッチを
音階構成音の音高に丸めるための音階条件を設定する音
階条件設定ステップと、設定された前記音階条件に応じ
て、楽器の音高指定操作部の通常の形態の画像または該
通常の形態から変更された形態の画像を用いて、前記設
定された音階条件が反映された形態を表す画像を作成し
て可視表示させる表示画像作成ステップと、前記設定さ
れた音階条件に従って、前記音波形信号のピッチを前記
音階構成音の音高に丸めることにより、前記音波形信号
の前記音階構成音としての音高を出力する音高出力ステ
ップを有するものである。したがって、このプログラム
をコンピュータに実行させることにより、請求項１に記
載の発明を実現することができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の一形態を
説明するためのブロック構成図である。図中、１はピッ
チ検出部、２は音階条件設定部、３は音高出力部、４は
表示画像作成部、５は表示器、６は１２音音階表示画
像、７は調音階優先表示画像、８は調音階表示画像であ
る。ユーザの歌声は、図示しないマイクロホンで音波形
信号に変換されてピッチ検出部１に入力される。ピッチ
検出部１は、音波形信号を分析して基音成分の周波数
（ピッチ）を検出する。ピッチ検出技術としては、種々
のものが知られており、従来技術として参照した特開平
１０−１４９１６０号公報等にも、その一例が詳細に記
載されている。

【００１６】音階条件設定部２は、ユーザによる音階条
件の設定入力により、音波形信号のピッチを音階構成音
の音高に丸めるための音階条件を設定する。音高出力部
３は、設定された音階条件に従って、音波形信号のピッ
チを音階構成音の音高に丸めることにより、音波形信号
の、音階構成音としての音高を出力する。表示画像作成
部４は、設定された音階条件に応じて、白鍵と黒鍵とを
有する通常の鍵盤の画像の中で、黒鍵の形態が通常の形
態から変更された形態の画像を用いることにより、設定
された音階条件が反映された形態を表す画像を作成し
て、表示器５に可視表示させる。

【００１７】表示器５は、表示画像作成部４の出力によ
り、１２音音階表示画像６、調音階優先表示画像７、お
よび、調音階表示画像８を表示する。ユーザによって音
階条件が設定されたときに、表示画像作成部４は、音階
条件設定部２の出力に従って、設定された音階条件がユ
ーザにわかるように、表示器５の表示画面を変更する。
例えば、設定された音階条件に対応する設定状態表示部
６ｂ，７ｂ，８ｂの１個が点灯したように見える表示に
変更する。１２音音階表示画像６、調音階優先表示画像
７、調音階優先表示画像８は、単に音階条件を絵表示し
て、指定されている音階条件がわかるだけのものでもよ
いが、それぞれ、少なくともその一部分をマウスのクリ
ック操作等で指定することにより、１２音音階、調音階
優先、調音階の条件を設定するボタンとすることができ
る。

【００１８】図２は、音階条件を反映した表示画像の説
明図である。図２（ａ）は、図１に示した１２音音階表
示画像６、調音階優先表示画像７、調音階表示画像８で
あり、図２（ｂ），図２（ｃ）は、各表示画像の他の具
体例を示す説明図である。図２（ａ）に示す音階条件表
示部１１の１２音音階表示画像６において、６ａは枠表
示部、６ｂは設定状態表示部、６ｃは白鍵表示部、６ｄ
は黒鍵表示部である。この表示画面は通常の鍵盤の形態
を表している。設定状態表示部６ｂは、音階条件として
１２音音階が設定されたときに、表示色およびまたは明
度が変更されて設定状態であることを示す。

【００１９】調音階優先表示画像７において、７ａは枠
表示部、７ｂは設定状態表示部、７ｃは白鍵表示部、７
ｄは黒鍵表示部である。通常の鍵盤の黒鍵表示部６ｄの
形態が変更されて、黒鍵表示部７ｄのようにその幅が狭
められる。黒鍵表示部７ｄの幅は、白鍵表示部７ｃの幅
とのバランスにおいても、かなり狭くされている。これ
は、図７に示した、ハ長調（イ単調）の場合の調音階優
先の丸め範囲を直接的に反映している。ただし、ハ長調
（イ単調）以外の調であっても、調音階優先表示画像７
をそのまま利用する。この場合も、黒鍵表示部７ｄは、
調音階構成音以外の音階構成音を表しているので、調音
階優先表示画像７は、調音階優先の音階条件が反映され
たものとなる。設定状態表示部７ｂは、調音階優先が設
定されたときに、表示色およびまたは明度を変更して設
定状態であることを示す。

【００２０】調音階表示画像８において、８ａは枠表示
部、８ｂは設定状態表示部、８ｃは白鍵表示部である。
通常の鍵盤の黒鍵表示部６ｄは変更されて消滅してい
る。これは、図７に示した、ハ長調（イ短調）の場合の
調音階の丸め範囲を直接的に反映している。ただし、ハ
長調（イ単調）以外の調であっても、調音階表示画像８
をそのまま利用する。この場合、黒鍵表示部がないこと
によって、調音階構成音以外の１２音音階構成音がない
ことを意味しているので、調音階表示画像８は、調音階
の音階条件が反映されたものとなる。設定状態表示部８
ｂは、調音階優先が設定されたときに、表示色およびま
たは明度を変更して設定状態であることを示す。

【００２１】図２（ｂ）に示した音階条件表示部１２の
他の具体例においても、１２音音階表示画像６と調音階
表示画像８とは、図２（ａ）と同じものである。これに
対し、調音階優先表示画像１３において、１３ａは枠表
示部、１３ｂは設定状態表示部、１３ｃは白鍵表示部、
１３ｄは黒鍵表示部である。通常の鍵盤の黒鍵表示部６
ｄの形態が変更されて、黒鍵表示部１３ｄのように、そ
の長さが短くされている。黒鍵表示部１３ｄの長さは、
白鍵表示部１３ｃの幅とのバランスにおいても、かなり
短くされている。この具体例でも、黒鍵表示部１３ｄが
調音階優先の判定許容範囲を反映して、調音階の音階構
成音でない音高に丸める優先度が小さいことを示してい
る。設定状態表示部１３ｂは、調音階優先が設定された
ときに、表示色およびまたは明度を変更して設定状態で
あることを示す。

【００２２】図２（ｃ）に示した音階条件表示部１４の
他の具体例においても、１２音音階表示画像６と調音階
表示画像８とは、図２（ａ）と同じものである。これに
対し、調音階優先表示画像１５において、１５ａは枠表
示部、１５ｂは設定状態表示部、１５ｃは白鍵表示部、
１５ｄは黒鍵表示部である。通常の鍵盤の黒鍵表示部６
ｄの形態が変更されて、黒鍵表示部１５ｄのように、そ
の表示色が灰色にされている。黒鍵表示部１５ｄの明度
は、白鍵表示部１５ｃの明度とのバランスにおいても、
かなり薄くされている。この黒鍵表示部１５ｄも、調音
階優先の判定許容範囲を反映して、調音階の音階構成音
でない音高に丸める優先度が小さいことを示している。
設定状態表示部１５ｂは、調音階優先が選択されたとき
に、表示色およびまたは明度を変更して設定状態である
ことを示す。

【００２３】上述した、１２音音階表示画像６、調音階
優先表示画像７，１３，１５、調音階表示画像８のいず
れにおいても、枠表示部６ａ，７ａ，８ａ，１３ａ，１
５ａ内の領域をボタンとして、この内部の領域をマウス
で指定することによって、それぞれに対応した音階条件
が設定される。あるいは、各表示画像において、設定状
態表示部６ｂ，７ｂ，８ｂ，１３ｂ，１５ｂ、および、
各鍵盤表示部の少なくとも一方の領域をボタンとしても
よい。

【００２４】調音階優先表示画像としては、上述した具
体例の他にも、黒鍵表示部が目立たない表示形態にして
もよい、例えば、色の彩度を低くしたり、擬似的に凹ん
で見えるような形態の表示にしたりしてもよい。上述し
たいずれの表示画像も、黒鍵の形態に関して、通常の形
態を基本形にして、それから黒鍵のない形態にまで段階
的に形態を変更することにより、音階条件が反映された
表示画像としている。このような表示画像によって音階
条件を表現することにより、「調音階」および「調音階
優先」の条件が直感的にわかりやすくなる。上述した各
表示画像は、モノクロ、グレースケール、カラー、いず
れでもでもよい。写真あるいは写実的な図でも、作図さ
れた図でもよい。

【００２５】図３は、本発明を、パーソナルコンピュー
タで実現する実施の一形態を示すハードウエア構成図で
ある。図中、２１はバス、２２はCPU（Central Process
ing Unit）、２３はROM（Read Only Memory）、２４はR
AM（Random Access Memory）、２５はタイマ、２６は外
部記憶装置である。バス２１には、CPU２２を始めとす
るハードウエアブロックが接続され、データやアドレス
を転送する。

【００２６】ROM２３には、基本入出力システム（BIO
S）プログラム、オペレーティングシステム起動プログ
ラムが記憶されている。RAM２４は、CPU２２がプログラ
ムを実行するときに必要とするワーキングメモリとな
る。音波形信号、ピッチデータ、MIDI（Musical Instru
ment Digital Interface）データ等の各種データを一時
的に保持するレジスタやフラグを記憶する領域を含む。
タイマ２５は、プログラム実行中の時間を計測して、CP
U２２のタイマ割り込みにおける割込時間や各種時間、
時刻を計時する、外部記憶装置２６は、例えば、ハード
ディスク装置（HDD）、フレキシブル磁気ディスク装置
（FDD）、CD-ROM装置、光磁気ディスク（MO）装置、デ
ィジタル多目的ディスク（DVD）装置、半導体メモリカ
ード（フラッシュメモリ）等である。

【００２７】CPU２２は、ハードディスク装置にインス
トールされているオペレーティングシステムプログラム
を、RAM２４にロードして、コンピュータ全体の操作入
力や表示出力等の入出力動作をする。CPU２２は、ま
た、ハードディスク装置にインストールされた、アプリ
ケーションプログラムをRAM２４にロードして、オペレ
ーティングシステムプログラムの下で、音波形信号を音
符に変換に変換して曲データを作成する処理を実行す
る。ハードディスク装置には、また、自動演奏可能な曲
データが記憶されている。また、本発明を用いて音波形
信号から変換された曲データを記憶する。

【００２８】２７はマイクロホン、２８はインターフェ
ースである。ユーザの歌声はマイクロホン２７によって
音波形信号となり、インターフェース２８においてA/D
変換されてバス２１に出力される。２９はマウスコント
ローラ、３０はインターフェース、３１はキーボート、
３２は検出回路、３３は表示回路、３４は表示器であ
る。マウスコントローラ２９は、表示器３４に表示され
た表示画面上のボタンなどと連動したGUI（Graphical U
ser Interface）による入力操作を行う。

【００２９】本発明に関係するものとしては、音階条件
の設定のほか、変換処理の開始，終了などの指示を行
う。検出回路３０はマウスコントローラ２９が指示する
表示画面上の位置情報およびマウスボタンのクリックを
検出してバス２１に出力する。検出回路３２は、キーボ
ード３１において文字キー，矢印キー，ファンクション
キーなどのキーの押圧を検出してキーイベントをバス２
１に出力する。表示器３４は、CRT（Cathode Ray Tub
e）やLCD（Liquid Crystal Display）であり、音波形信
号を音符に変換するプログラムのウインドウ画面の一部
に、図２に示したような音階条件表示部１１，１２，１
４を表示する。シーケンサソフトウエアプログラムによ
って、ピアノロールや、楽譜を表示する。

【００３０】３５は音源回路、３６はDSP（Digital Sig
nal Processor）、３７はサウンドシステムである。音
波形信号を音符データに変換して作成された曲データ
は、外部記憶装置２６のハードディスク装置に記憶され
る。この曲データは、CPU２２によって読み出され、音
源制御パラメータに変換される。音源回路３５は、バス
２１を介して入力された音源制御パラメータに従って楽
音信号を生成し、DSP３６において、楽音信号にリバー
ブ、コーラス、バリエーション等の効果を付したり、複
数パートの楽音信号をミキシング処理したりして、図示
しないＤ／Ａ変換器を介しアナログの楽音信号にして、
サウンドシステム３７に出力する。サウンドシステム３
７では、音量調整、音量増幅を行ってスピーカから楽音
信号を出力する。

【００３１】３８はMIDIインターフェース、３９は外部
接続されたMIDI鍵盤やシーケンサ等のMIDI機器であっ
て、MIDIインターフェース３８を介して演奏データを入
出力する。４０は通信インターフェース、４１は通信ネ
ットワーク、４２はサーバである。インターネット上の
サーバ４２から曲データを外部記憶装置２６にダウンロ
ードしたり、サーバ４２から演奏データを受信しながら
ストリーミング再生する場合もある。

【００３２】音波形データを音符データに変換して曲デ
ータを作成するプログラムは、アプリケーションプログ
ラムとして、CD-ROM等の記録媒体に記録しておき、この
記録媒体からハードディスクにインストールする。ある
いは、このプログラムをネットワーク上のサーバからハ
ードディスクにダウンロードしてもよい。上述した、音
源回路３５およびDSP３６は、パーソナルコンピュータ
にサウンドカードとしてハードウエアとして備える。音
源回路３５およびDSP３６のない場合でも、CPU２２が、
オペレーティングシステムの下でソフトウエア音源プロ
グラムを実行することによりこれらの機能を実現でき
る。

【００３３】上述した説明では、本発明をパーソナルコ
ンピュータを用いて実施する構成を説明したが、本発明
をCPUにより制御される電子楽器において実施すること
もできる。通常、ハードディスク装置を備えない場合、
プログラムはROM２４、あるいは、書き換え可能な半導
体メモリカードに記憶させればよい。ピッチ検出は、DS
Pなどを用いてハードウエア的に実行させるようにして
もよい。

【００３４】図４〜図６を参照して、本発明を、パーソ
ナルコンピュータにおいて、音波形信号をリアルタイム
で音符に変換して曲データを作成する動作の一部分とし
て実施する場合を説明する。なお、電子楽器で実現する
場合も、操作子の操作状態検出方法や、表示画面の制御
方法を電子楽器に特化された構成に変更すれば、同様な
処理で実現できる。図４は、本発明の実施の一形態にお
けるメインルーチンのフローチャートである。アプリケ
ーションプログラムを起動し、Ｓ５１において、このプ
ログラムに割り当てられたＲＡＭの領域をクリアすると
ともに、初期画面の表示などの初期設定を行う。例え
ば、シーケンサソフトウエアにおいて、アプリケーショ
ンウィンドウのメニューバーの[プラグイン]をクリック
し、プルダウンメニューから音符変換プログラムを選択
することによって起動し、対応するウィンドウ画面が開
く。Ｓ５２において、音波形信号を音符に変換して曲デ
ータを作成するための設定あるいは実行指示を行う。Ｓ
５３において、音波形信号を音符に変換する等の実行処
理をする。

【００３５】図５は、図４に示した設定あるいは実行指
示のステップを詳細に説明するためのフローチャートで
ある。Ｓ６１において、操作入力があるか否かを判定
し、操作入力があるときにはＳ６２に処理を進め、ない
ときにはメインルーチンに戻る。ウインドウ画面上に、
複数のボタンが表示されており、ボタンの位置をマウス
でクリックすると、操作入力のイベントが入力バッファ
に格納される。Ｓ６２において、操作入力が、音波形信
号を音符に変換する変換処理に関する指示であるか否か
を判定し、そうであればＳ６３に処理を進める。そうで
なければＳ６４に処理を進め、その他の設定指示あるい
は実行指示を行ってメインルーチンに戻る。Ｓ６３にお
いて、操作入力が上述した変換の実行または終了の指示
であるか否かを判定し、そうであればＳ６５に処理を進
めて、変換を開始または終了してメインルーチンに戻
り、そうでなければＳ６６に処理を進める。例えば、ウ
インドウ画面上に、変換を実行するボタンと変換を終了
するボタンとを表示しておく。

【００３６】Ｓ６６において、操作入力が丸め処理のた
めの音階条件の設定であるときには、Ｓ６９に処理を進
め、そうでなければＳ６８に処理を進めて、変換に関す
るその他の設定または実行指示を行い、メインルーチン
に戻る。その他の設定としては、テンポの設定、音符の
音長をクオンタイズする単位となる最短の音符の設定、
入力する音声の音域の設定、生成されたMIDIデータを記
憶させるトラックの設定などがある。その他の実行指示
としては、入力される音波形信号の、レベルチェック指
示、雑音量の検査指示、再生して確認する指示、およ
び、変換によって得られた曲データを試聴する指示など
がある。

【００３７】Ｓ６７において、音階条件の設定を受け付
ける。図１，図２（ａ）を参照して例示すると、音階条
件表示部１１内の１２音音階表示画像６の表示領域，調
音階優先表示画像７の表示領域，調音階表示画像８の表
示領域のいずれかをマウスでクリックしたときに、この
Ｓ６７に処理を進め、各表示領域に対応する音階条件を
受け付ける。Ｓ６９において、受け付けた音階条件を反
映させた画面を作成して表示させる。図２（ａ）におい
ては、設定状態表示部６ｂ，７ｂ，８ｂの内、受け付け
た音階条件に対応するものの、その表示色およびまたは
明度を変更する。Ｓ７０において、受け付けた音階条件
を設定して、メインルーチンに戻る。

【００３８】図６は、図４に示した変換等の実行処理ス
テップの詳細を説明するためのフローチャートである。
Ｓ８１において、現在が変換処理中であるか否かを判定
し、変換処理中であればＳ８２に処理を進め、そうでな
ければＳ８３に処理を進める。Ｓ８２において、音波形
信号のピッチを検出し、Ｓ８４に処理を進める。このピ
ッチ検出は、汎用的な信号処理であるので、変換プログ
ラム自体で実させるほか、同時に動作する他のソフトウ
エアプログラムで実行させて、この変換プログラムで
は、そのピッチ検出結果を受け取るだけでもよい。ピッ
チ検出結果を記憶しておいて、後でこれを読み出しても
よい。

【００３９】Ｓ８４において、図５のＳ７０において設
定された音階条件が、いずれの条件であるかを判定す
る。１２音音階の音階条件であれば、Ｓ８５に処理を進
め、検出されたピッチを１２音音階構成音の音高に割り
当てる。調音階優先の音階条件であれば、Ｓ８６に処理
を進め、検出されたピッチを調音階を優先して、音階構
成音の音高に割り当てる。調音階の音階条件であれば、
Ｓ８７に処理を進め、調音階構成音の音高に割り当て
る。ハ長調の場合、それぞれは、図７に示した１２音音
階の丸め処理，調音階優先の丸め処理，調音階の丸め処
理に相当する。

【００４０】Ｓ８５，Ｓ８６，Ｓ８７によって、音符の
音高が決定する。次に、Ｓ８８に処理を進め、音符のノ
ートオンタイミングとノートオフタイミングとを検出す
る。具体的な処理については説明を省略し、概要のみを
説明する。音高が検出されない状態から検出されたと
き、あるいは、検出されていた音高とは異なる音高が検
出されたタイミングをノートオンタイミングとする。そ
の後、音高が検出されなくなったとき、あるいは、異な
る音高が検出されたタイミングをノートオフタイミング
として、このノートオンタイミングからノートオフタイ
ミングまでの時間を音長とする。テンポは予め設定して
あるので、音符名が決定する。なお、音長についてクオ
ンタイズを設定した場合、設定された最小単位の音符を
単位として音長が丸められて、音符名が決定する。

【００４１】Ｓ８９においては、音符を表すMIDIデータ
をトラックで指定されるメモリ領域に書き込んで、メイ
ンルーチンに戻る。音符間の間隔の記述の仕方は、SMF
（Standard MIDI File）等の曲データファイルの規格、
シーケンサソフトウエア独自の曲データファイル規格が
ある。例えば、イベント（ノートオンイベントまたはノ
ートオフイベント）の発生時刻を、１つ前のイベントか
らの時間あるいは小節／拍／クロック単位で表したり、
音符の音高と符長、および、休符と休符長で表したりす
る。Ｓ８１において変換処理中でないときに処理が進め
られるＳ８３においては、Ｓ６８において実行を指示さ
れた処理、例えば、変換によって得られた曲データの試
聴などを実行する。

【００４２】上述した説明では、複数の音階条件を反映
させた表示画像を並べたが、表示画像を１つとしてもよ
い。複数のラジオボタンをクリックしたり、この表示画
像をクリックすることにより、複数の音階条件が順次選
択切り替えされて、これを反映する表示画像も、順次切
り替わるようにしてもよい。また、調音階優先について
は、１通りとせずに、判定許容範囲を多段階に設け、ユ
ーザが１つを選択するようにして、これを反映する表示
画像も、段階的に表示形態が一方から他方に変化して行
くようにしてもよい。

【００４３】また、音階条件を反映させた表示画像は、
鍵盤に限らない。楽器の音高指定操作部の通常の形態の
画像、または、この通常の形態から変更された形態の画
像を用いて、設定される前記音階条件が反映された形態
を表す画像であればよい。例えば、ギターのフィンガー
ボードの形態を表示する画面とし、このフィンガーボー
ド上にあるフレットの通常の形態の画像、または、ハ長
調の音階に属しない黒鍵に相当する音高に対応するフレ
ットをなくした形態の画像とする。調音階優先の場合
は、鍵盤楽器の黒鍵の場合と同様に、ハ長調の音階に属
しない音高に対応するフレットの幅（弦方向）を短くし
たり、長さ（弦に直交する方向）を短くしたり、明度を
薄くしたりすればよい。

【００４４】上述した説明では、調音階とする音階条件
は、何調であるかを区別しないものであったが、ユーザ
が何調で歌うかを設定し、この調の音階で丸め処理を行
ってもよい。設定された音階条件が反映された形態を表
す画像としては、それぞれの調の音階構成音を示す白鍵
と黒鍵のみの形態の画像を用いる。調音階優先の条件を
反映する画像は、それぞれの調の音階構成音以外の１２
音音階の鍵の幅や長さ、明るさなどを変更した形態の画
像を用いればよい。あるいは、調を区別しないときと同
様に、図１，図２に示した調音階表示画像８を用いても
よい。また、上述した説明では、調音階は、西洋音楽の
７音音階に限定して説明したが、雅楽や俗楽、沖縄の音
階のような５音音階の音階構成音にするという、音階条
件を設定できるようにしてもよい。設定された音階条件
が反映された形態を表す画像としては、各５音音階の構
成音を、主音に代表的な音高を選び、音階構成音を示す
白鍵と黒鍵のみの形態を用いればよい。調音階優先の条
件を反映する画像は、それぞれの音階構成音以外の１２
音音階の鍵の幅や長さ、明るさなどを変えればよい。

【００４５】上述した説明では、パーソナルコンピュー
タや電子楽器で実現する場合について説明した。この
他、ＣＰＵを内蔵し、プログラムを実行して機能を実現
するゲーム機、携帯電話機、固定電話機、ＰＤＡ（Pers
onal Digital Assistant）等においても実現できる。携
帯電話機、固定電話機においては、ユーザが歌を歌って
着信メロディを作成する際に用いることができる。

【００４６】

【発明の効果】本発明は、上述した説明から明らかなよ
うに、設定されたピッチ音階条件を直感的に理解できる
という効果がある。その結果、入力された音波形信号の
ピッチを音符の音高に変換し、かつ、音符の音長を決定
して、曲データを生成したり、楽譜表示をしたりするユ
ーザにとって、音高の音階条件の設定を直感的に理解し
て行うことができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態を説明するためのブロ
ック構成図である。

【図２】音階条件を反映した表示画像の説明図であ
る。

【図３】本発明の実施の一形態を、パーソナルコンピ
ュータで実現する一例を示すハードウエア構成図であ
る。

【図４】本発明の実施の一形態におけるメインルーチ
ンのフローチャートである。

【図５】図４に示した設定あるいは実行指示のステッ
プを詳細に説明するためのフローチャートである。

【図６】図４に示した変換等の実行処理ステップを詳
細に説明するためのフローチャートである。

【図７】ピッチを音階構成音の音高に丸める条件の説
明図である。

【図８】従来の音階条件設定ボタンを示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１…ピッチ検出部、２…音階条件設定部、３…音高出力
部、４…表示画像作成部、５…表示器、６…１２音音階
表示画像、７，１３，１５…調音階優先表示画像、８…
調音階表示画像、１１，１２，１４…音階条件表示部、
６ｂ，７ｂ，８ｂ，１３ｂ，１５ｂ…設定状態表示部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】音波形信号のピッチを音階構成音の音高
に丸めるための音階条件を設定する音階条件設定手段
と、設定された前記音階条件に応じて、楽器の音高指定操作
部の通常の形態の画像または該通常の形態から変更され
た形態の画像を用いて、前記設定された音階条件が反映
された形態を表す画像を作成して可視表示させる表示画
像作成手段と、前記設定された音階条件に従って、前記音波形信号のピ
ッチを前記音階構成音の音高に丸めることにより、前記
音波形信号の前記音階構成音としての音高を出力する音
高出力手段、を有することを特徴とする音波形信号のピッチを音高に
変換する装置。
【請求項２】前記楽器の音高指定操作部の通常の形態
の画像として、白鍵と黒鍵とを有する通常の鍵盤の画像
を用い、前記楽器の音高指定操作部の前記通常の形態か
ら変更された形態の画像として、白鍵のみの鍵盤の画像
を少なくとも用いる、ことを特徴とする請求項１に記載の音波形信号のピッチ
を音高に変換する装置。
【請求項３】前記楽器の音高指定操作部の通常の形態
から変更された形態の画像として、前記黒鍵の幅が前記
通常の形態から狭められた形態の画像を少なくとも用い
る、ことを特徴とする請求項２に記載の音波形信号のピッチ
を音高に変換する装置。
【請求項４】音波形信号のピッチを音階構成音の音高
に丸めるための音階条件を設定する音階条件設定ステッ
プと、設定された前記音階条件に応じて、楽器の音高指定操作
部の通常の形態の画像または該通常の形態から変更され
た形態の画像を用いて、前記設定された音階条件が反映
された形態を表す画像を作成して可視表示させる表示画
像作成ステップと、前記設定された音階条件に従って、前記音波形信号のピ
ッチを前記音階構成音の音高に丸めることにより、前記
音波形信号の前記音階構成音としての音高を出力する音
高出力ステップ、をコンピュータに実行させるための音波形信号のピッチ
を音高に変換するプログラム。