JP2005274851A - 電子音楽装置および同装置に適用されるコンピュータプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 初心者でも、オーディオデータの再生音をバックに演奏可能とする。
【解決手段】 オーディオデータ再生部Ｐ３は、オーディオデータ記憶部Ｐ１に記憶されている楽曲に関するオーディオデータを再生し、フレームごとに同期情報を曲データ読出し部Ｐ４に供給する。曲データ読出し部Ｐ４は、この同期情報を用いて、曲データ記憶部Ｐ２に記憶されている曲データをオーディオデータの再生に同期して読出し、演奏補助部Ｐ５に供給する。演奏補助部Ｐ５は、演奏操作子群１１を用いた演奏を表す演奏データを供給された曲データを用いて修正し、楽音信号発生回路１４に供給して楽音信号を発生させる。この楽音信号は、再生オーディオ信号とともに出力される。
【選択図】 図６

Description

本発明は、楽曲を表すオーディオデータの再生に同期して楽曲の演奏を行うことができるようにした電子音楽装置および同装置に適用されるコンピュータプログラムに関する。

従来から、ＣＤ，ＤＶＤなどに記録された楽曲に関するオーディオデータの再生音をバックに、演奏者が楽器を演奏することはよく行われていた。また、ＣＤ，ＤＶＤなどに記録された楽曲に関するオーディオデータと、楽曲を表す自動演奏データ（ＭＩＤＩデータ）とを同期再生する技術も知られている（下記特許文献１を参照）。
特開２００３-２２８３６８号公報

しかし、前者の従来技術においては、楽器の演奏に習熟した演奏者でなければ、オーディオデータの再生音をバックに演奏をすることは難しかった。また、後者の従来技術では、オーディオデータと自動演奏データ（ＭＩＤＩデータ）とが単に同期再生されるだけで、これらの再生に演奏者が参加することができなかった。

本発明は、上記問題に対処するためになされたもので、その目的は、初心者でも、オーディオデータの再生音をバックに演奏することが可能な電子音楽装置および同装置に適用されるコンピュータプログラムを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の特徴は、楽曲に関するオーディオデータを再生することが可能な電子音楽装置において、楽曲を表す曲データを記憶した記憶手段と、楽曲を演奏するための演奏操作子と、記憶手段に記憶されていて再生されるオーディオデータに対応した楽曲の曲データをオーディオデータの再生に同期して読み出す読出し手段と、演奏操作子による演奏を表す演奏データを前記読み出した曲データを用いて修正する修正手段とを備え、前記修正した演奏データに応じた楽音信号をオーディオデータの再生信号と同時に出力するようにしたことにある。

この場合、読出し手段を、前記再生されるオーディオデータのプリギャップに基づいて曲データの読出しを開始するように構成するとよい。また、修正手段を、例えば、演奏者による誤った音高を表している演奏データ、誤ったタイミングを表している演奏データを修正したり、演奏者が演奏しなかった楽音を表す演奏データを付加したりするように構成できる。

この本発明の特徴によれば、演奏者が演奏に充分に習熟していなくても、的確な演奏音をオーディオデータの再生に同期して発生させることができる。したがって、初心者でも、オーディオデータの再生音をバックに演奏をすることが可能となり、豊かな演奏音楽を楽しむことができるようになる。

さらに、本発明は、電子音楽装置に関する発明に限定されるものでなく、楽曲に関するオーディオデータを再生することが可能な電子音楽装置に適用される方法発明およびコンピュータプログラムに関する発明としても実施できるものである。

以下、本発明の一実施形態について図面を用いて説明すると、図1は、同実施形態に係り本発明の適用される電子音楽装置としての電子楽器を概略的に示すブロック図である。この電子楽器は、演奏操作子群１１、設定操作子群１２、表示器１３、楽音信号発生回路１４およびオーディオデータ再生回路１５を備えている。

演奏操作子群１１は、発生楽音の音高を指定するための複数の演奏操作子（例えば、複数の鍵）からなり、各演奏操作子の操作はバス１６に接続された検出回路１７によって検出される。設定操作子群１２は、この電子楽器の操作パネルに設けられて電子楽器の各部の動作態様を指示するための複数の設定操作子からなり、各設定操作子の操作はバス１６に接続された検出回路１８によって検出される。表示器１３は、液晶ディスプレイ、ＣＲＴなどで構成され、文字、数字、図形などを表示する。この表示器１３の表示内容は、バス１６に接続された表示制御回路１９によって制御される。

楽音信号発生回路１４は、バス１６に接続されていて、後述するＣＰＵ３１の制御のもとに供給される演奏データおよび各種楽音制御データに基づいて楽音信号を生成してＤ／Ａ変換した後、ミキサー２０に出力する。また、楽音信号発生回路１４においては、前記楽音制御データにより制御されて、生成される楽音信号に効果も付与される。オーディオデータ再生回路１５は、Ｄ／Ａ変換器などを含み、詳しくは後述するオーディオデータを再生してオーディオ信号をミキサー２０に出力する。ミキサー２０は、楽音信号発生回路１４からの楽音信号とオーディオデータ再生回路１５からのオーディオ信号をミキシングしてサウンドシステム２１に出力する。サウンドシステム２１は、スピーカ、アンプなどを含んでいて、前記ミキシングされた楽音信号およびオーディオ信号に対応した音を放音する。

また、この電子楽器は、バス１６にそれぞれ接続されていてマイクロコンピュータ本体部を構成するＣＰＵ３１、タイマ３２、ＲＯＭ３３およびＲＡＭ３４を備えているとともに、外部記憶装置３５および通信インターフェース回路３６も備えている。外部記憶装置３５は、この電子楽器に予め組み込まれているハードディスクＨＤ、同電子楽器に装着可能なコンパクトディスクＣＤ、フレキシブルディスクＦＤなどの種々の記録媒体と、同各記録媒体に対するドライブユニットを含むものであり、大量のデータ及びプログラムの記憶及び読み出しを可能にしている。

特に、本実施形態においては、ハードディスクＨＤには、図２に示すオーディオ再生プログラムおよび曲データ読出しプログラム、ならびに図３に示す演奏補助プログラムが記憶されている。また、このハードディスクＨＤには、楽曲をそれぞれ表す複数の曲データも記憶されている。各曲データは、図４に示すように、時系列で配置された複数のタイミングデータおよびイベントデータからなる。タイミングデータは、イベントデータの出力タイミングを決定するもので、隣り合うイベントデータ間の相対時間を表すデータであっても、各イベントデータの楽曲の開始タイミングからの絶対時間を表すデータであってもよい。各イベントデータは、本実施形態では和音を表す和音データであり、この和音データは根音を表す根音データと和音タイプを表すタイプデータとからなる。この曲データは、後述するオーディオデータの楽曲に対応するものであり、その音楽的内容はオーディオデータの楽曲に関連したものとされる。具体的には、オーディオデータの和音進行と一致またはほぼ一致した和音データが曲データとして記録されており、曲データのテンポおよび長さもオーディオデータと一致している。なお、これらのプログラムおよび曲データは、予めハードディスクＨＤに記憶されていたり、コンパクトディスクＣＤ、フレキシブルディスクＦＤなどからハードディスクＨＤに供給されたり、後述する外部機器４１又は通信ネットワーク４２を介した外部からハードディスクＨＤに供給されるものである。

また、本実施形態では、選択的に装着されるコンパクトディスクＣＤからオーディオデータが供給されるようになっている。コンパクトディスクＣＤは、一つまたは複数の楽曲に関し、楽器音または歌声を表すオーディオデータを記憶している。このオーディオデータについて、図５を用いて説明しておく。コンパクトディスクＣＤは複数のトラックを備え、各トラックはオーディオデータを記録した複数のフレームからなる。各フレームには、２３５２バイトのオーディオデータ、すなわち４４．１ＫＨｚでサンプリングした１／７５秒分の１６ビットのオーディオデータが記録されている。また、第１トラックの複数のフレームのうち最初のいくつかのフレームにはオーディオデータが記録されておらず、これらのオーディオデータが記録されていない区間をプリギャップ区間（空白区間）という。曲データの長さが、このプリギャップ区間以降のオーディオデータの長さと一致するように、曲データが製作されている。

通信インターフェース回路３６は、他の電子楽器、パーソナルコンピュータなどの外部機器４１に接続可能となっていて、この電子楽器が外部機器４１と各種プログラム及びデータを交信可能となっている。外部機器４１として、例えば鍵盤のような演奏装置を採用して、演奏操作子群１１による演奏に代えまたは加えて、外部機器４１から演奏情報を入力するようにしてもよい。また、通信インターフェース回路３６は、インターネットなどの通信ネットワーク４２を介して外部との接続も可能となっていて、この電子楽器が各種プログラム及びデータを外部から受信し、または外部へ送信できるようになっている。

次に、上記のように構成した実施形態の動作について説明する。演奏者は、再生を希望する楽曲を記録したコンパクトディスクＣＤを電子楽器に装着するとともに、設定操作子群１２を操作することにより再生を希望する楽曲を指定して再生を指示する。また、演奏者は、前記楽曲の指定とともに、ハードディスクＨＤに記憶されていて前記指定した楽曲と同じ楽曲の曲データを指定する。なお、コンパクトディスクＣＤに記憶されたオーディオデータに関する楽曲の指定と、ハードディスクＨＤに記憶された曲データに関する楽曲の指定とが連動して自動的に行われるようにしてもよい。

その後、ＣＰＵ３１は、図２のオーディオ再生プログラムを実行し、前記指定した楽曲に関するオーディオデータのコンパクトディスクＣＤからの読出しを制御して、オーディオデータ再生回路１５との協働によりオーディオデータを再生する。また、このオーディオ再生プログラムの実行と並行して、ＣＰＵ３１は図２の曲データ読出しプログラムを実行し、前記オーディオデータの再生に同期して曲データの読出しを開始する。さらに、ＣＰＵ３１は、前記オーディオ再生プログラムおよび曲データ読出しプログラムの実行と並行して、図３の演奏補助プログラムも実行して、演奏者による演奏データを前記読み出した曲データを用いて修正して、楽音信号発生回路１４との協働により楽音信号を発生する。この演奏データは、例えば、演奏操作子群１１を用いた演奏者によるメロディ演奏に関する。なお、これらの各プログラムを複数のＣＰＵ３１に受け持たせて実行するようにしてもよい。

このように本実施形態では、プログラムによるソフト処理とハード回路との協働により、オーディオデータの再生に同期した曲データの読出しおよび演奏データの修正を行うものである。そして、このような動作を前記プログラムを用いて詳しく説明する前に、前記ソフト処理とハード回路によって実現される前記処理を図６の機能ブロック図を用いて説明しておく。

図６において、オーディオデータ記憶部Ｐ１はオーディオデータを記憶したコンパクトディスクＣＤに対応し、曲データ記憶部Ｐ２は曲データを記憶したハードディスクＨＤに対応する。オーディオデータ再生部Ｐ３は、外部記憶装置３５、オーディオデータ再生回路１５およびＣＰＵ３１による図２のオーディオ再生プログラムの処理に対応していて、オーディオデータを読み出すとともに再生してミキサー２０に供給する。また、オーディオデータ再生部Ｐ３は、前記読み出したオーディオデータに基づき同期情報を曲データ読出し部Ｐ４に供給する。曲データ読出し部Ｐ４は、外部記憶装置３５およびＣＰＵ３１による図２の曲データ読出しプログラムの処理に対応し、前記同期情報を用いて、曲データ記憶部Ｐ２から曲データをオーディオデータの再生に同期して読み出して演奏補助部Ｐ５に供給する。演奏補助部Ｐ５は、ＣＰＵ３１による図３の演奏補助プログラムの処理に対応し、演奏操作子群１１による演奏データを前記供給された曲データに応じて修正し、同修正した演奏データを楽音信号発生回路１４に供給して楽音信号を発生させる。

次に、前記機能ブロックに従うとともに、図２，３のフローチャートに従って、上記実施形態の動作を詳細に説明する。前述したように、設定操作子群１２によってコンパクトディスクＣＤに記録されている一つの楽曲に関するオーディオデータが指定されると、オーディオデータ再生部Ｐ３は、図２のステップＳ１０にてオーディオ再生プログラムの実行を開始して、ステップＳ１１にてコンパクトディスクＣＤに記録されていて前記指定された楽曲のオーディオデータを先頭から先読みし、プリギャップ区間の長さを表すプリギャップ長（すなわちプリギャップ区間に含まれるフレーム数）を検出して、同検出プリギャップ長を曲データ読み出し部Ｐ４に供給する（図７参照）。なお、オーディオデータを読出してプリギャップ長を求めるものに限らず、プリギャップ長を表すプリギャップ長データがコンパクトディスクＣＤに記録されたオーディオデータ中に含まれている場合には、このプリギャップ長データを読出して利用するようにしてもよい。そして、ステップＳ１２にて演奏者による設定操作子群１２を用いた再生スタートの指示を待つ。

再生スタートの指示があると、オーディオデータ再生部Ｐ３は、ステップＳ１３にて曲データ読出し部Ｐ４にスタート（同期情報の１つ）を指示し、ステップＳ１４〜Ｓ１７からなる循環処理により、オーディオエンドデータが読み出されるまで、オーディオデータを読み出す。このオーディオデータの読出し中、ステップＳ１４，Ｓ１５の処理により、フレームタイミングごとにフレームタイミング信号（同期情報の１つ）を曲データ読出し部Ｐ４に出力する。このフレームタイミング信号は、プリギャップ区間においても、実オーディオデータが記録されている区間においても出力される。また、プリギャップ区間を過ぎて、再生すべきオーディオデータが読み出され始めると、ステップＳ１６の処理により１フレーム分のデータを読み出し、順次再生してオーディオデータに対応したオーディオ信号をミキサー２０に供給する。なお、具体的には、コンパクトディスクＣＤから読み出された１フレーム分のオーディオデータは、オーディオデータ再生回路１５にてＤ／Ａ変換によりオーディオ信号に変換されてミキサー２０に供給される。そして、オーディオエンドデータが読み出された時点で、ステップＳ１７にて「Ｙｅｓ」と判定して、このオーディオ再生プログラムの実行を終了する。

一方、曲データ読出し部Ｐ４は、オーディオデータ読出し部Ｐ３からのスタート指示に応答して、曲データ読出しプログラムの実行をステップＳ２０にて開始する。そして、ステップＳ２１にて、前記オーディオ再生プログラムのステップＳ１５の処理によりオーディオデータ再生部Ｐ３から供給されるフレームタイミング信号をカウントして、同カウント値が、この曲データ読出しプログラムの実行前にオーディオデータ再生部Ｐ３から入力したギャップ長によって表されたフレーム数に対応する時間に達するまで、プログラムの進行を停止する。そして、カウント値が前記フレーム数に対応した時間に達すると、すなわちオーディオデータ再生部Ｐ３による実オーディオデータの読出しタイミングになると（図７参照）、ステップＳ２２〜Ｓ２５からなる循環処理を実行し始めて、同循環処理を曲エンドデータが読み出されるまで実行し続ける。曲エンドデータが読み出されれば、ステップＳ２６にてこの曲データ読出しプログラムの実行を終了する。

前記循環処理中、ステップＳ２２の処理により、曲データすなわちイベントデータ（本実施形態では和音データ）をハードディスクＨＤから読み出して、同読み出したイベントデータを演奏補助部Ｐ５に出力する。このイベントデータの読出しにおいては、時間の経過に従って（すなわち楽曲の進行に従って）、図示しないプログラムの実行によって順次カウントアップされる読出しテンポカウント値とタイミングデータとが比較されて、タイミングデータによって指定されるタイミングでイベントデータが順次読み出される。なお、テンポカウント値は、小節数をカウントする小節カウント値、１小節内の拍数をカウントする拍カウント値および１拍内の微小なタイミングを表す拍内カウント値からなり、曲データにより表された楽曲のテンポ（オーディオデータの楽曲のテンポに合わせて予め設定されている）に応じてカウントアップされる。

また、前記循環処理中、ステップＳ２３，Ｓ２４の処理により、前記オーディオ再生プログラムのステップＳ１５の処理によってフレームタイミング信号が出力されるごとに、曲データの読出しタイミングが同期制御される（図７参照）。具体的には、曲データによって表される楽曲のテンポおよびテンポカウント値（すなわち拍内カウント値）の分解能を用いてフレームタイミングにおけるテンポカウント値を予め計算しておいて、フレームタイミング信号の到来時にテンポカウント値を前記計算しておいた値に更新するとともに、曲データの読出し位置を前記更新したテンポカウント値に対応した位置に変更する。この曲データの読出し位置の変更を、フレームタイミングを表すマークまたはタイムコードを曲データ中に１フレーム時間に相当する１／７５秒間隔で埋め込んでおき、このマークまたはタイムコードの位置に変更するようにしてもよい。

このようなオーディオ再生プログラムおよび曲データ読出しプログラムの実行中、演奏補助部Ｐ５は、図３の演奏補助プログラムを繰り返し実行している。この演奏補助プログラムの実行は、ステップＳ３０にて開始され、ステップＳ３１にて演奏データが入力されたかを判定する。演奏操作子群１１のいずれの演奏操作子も操作されていなくて、演奏データが入力されなければ、ステップＳ３４にてこの演奏補助プログラムを一旦終了する。一方、演奏操作子群１１のいずれかの演奏操作子が操作されて演奏データが入力されると、ステップＳ３２，Ｓ３３の処理を実行する。

ステップＳ３２においては、曲データ読出し部Ｐ４から供給された和音データを用いて、演奏データを修正して楽音信号発生回路１４に出力する。具体的には、供給された和音データによって表された和音に不適切な音高（音名）を表す演奏データ中の音高データを、前記和音に適切な音高（音名）を表す音高データに変更する。例えば、供給された和音データによって表された和音および同和音と音楽的に関係のある和音の構成音以外の音名を表す音高データを不適切であるとして、前記和音の構成音中の音名を表す音高データに変更する。また、この音高データの変更においては、演奏データが入力されたタイミングも考慮に入れて、音高データを変更するようにしてもよい。例えば、強拍においては、供給された和音データによって表された和音の構成音以外の音名を表す音高データを不適切として、前記和音の構成音中の音名を表す音高データに変更する。なお、この演奏データの変更処理は、入力された全ての演奏データについて行われるものではなく、供給された和音データに対して不適切な演奏データのみが変更される。

また、演奏操作子群１１による演奏を表す演奏データに対し、曲データ読出し部Ｐ４から供給される和音データにより表された和音に関係した音名を表す演奏データを追加して楽音信号発生回路１４に出力するようにしてもよい。さらに、演奏補助部Ｐ５に供給された演奏データのタイミングを、曲データ読出し部Ｐ４からの和音データの供給タイミングを用いて変更して、演奏データを楽音信号発生回路１４に供給するようにしてもよい。

楽音信号発生回路１４は、曲データ読出し部Ｐ４から供給された演奏データに対応した楽音、すなわち演奏データ中の音高データによって表された音高の楽音信号を生成してミキサー２０に出力する。ミキサー２０は、この楽音信号と、前述したオーディオデータ再生回路１５（オーディオデータ再生部Ｐ３）からのオーディオ信号とをミキシングする。このミキシングされた楽音信号およびオーディオ信号は、サウンドシステム２１を介して放音される。

上記説明からも理解できるとおり、曲データ読出し部Ｐ４（図２のステップＳ２１〜Ｓ２４）の処理により、ハードディスクＨＤに記憶されている曲データが、コンパクトデータＣＤに記憶されているオーディオデータの再生に同期して読み出される。また、演奏補助部Ｐ５（図３のステップＳ３１〜Ｓ３３）の処理により、演奏操作子群１１による演奏操作を表す演奏データが、前記読み出した曲データを用いて同曲データに適合するように修正される。その結果、上記実施形態によれば、演奏者が演奏に充分に習熟していなくても、的確な演奏音をオーディオデータの再生に同期して発生させることができる。したがって、初心者でも、オーディオデータの再生音をバックに演奏をすることが可能となり、豊かな演奏音楽を楽しむことができるようになる。また、オーディオデータのプリギャップ長を考慮して曲データを読出すので、正確に同期のとれた再生が可能になる。

さらに、本発明の実施にあたっては、上記実施形態及びその変形例に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

例えば、上記実施形態においては、オーディオデータをコンパクトディスクＣＤに記録するとともに、コンピュータプログラムをハードディスクＨＤに記録した例について説明した。しかし、これらのオーディオデータおよびコンピュータプログラムの記録媒体は何でもよく、特にオーディオデータに関してはＤＶＤに記録したものを利用するようにしてもよい。また、記録媒体のドライブに関しても、本実施形態に係る電子楽器に内蔵されていても、外付けであってもよい。

また、演奏補助の種類に関しても、演奏者によるメロディ演奏を補助するばかりではなく、演奏者による伴奏音演奏などの他のパートの演奏を補助したり、複数のパートの同時演奏を補助するようにしてもよい。また、演奏者が演奏を希望するパートを選択し、この選択されたパートの演奏が補助されるようにしてもよい。さらに、曲データには、和音データだけではなく、メロディなどの他のパートに関する自動演奏データを含ませておき、この他のパートに関する自動演奏データをオーディオデータに同期して読み出して、演奏補助に利用するようにしてもよい。特に、メロディに関する自動演奏データを利用する場合には、演奏操作子群１１による演奏データを発音タイミングの指定だけに用い、自動演奏データによるメロディを表す演奏データを、演奏操作子群１１の演奏タイミングで楽音信号発生回路１４に出力するようにしてもよい。

さらに、上記実施形態では、演奏操作子として鍵を採用した電子楽器について説明したが、鍵に代えて、単なる押圧スイッチ、タッチスイッチなどを音高を指定する演奏操作子として採用してもよい。また、本発明は、演奏操作子群１１を外付けするようにしてもよく、オーディオデータの再生と曲データの読出しが可能であれば、電子楽器以外のパーソナルコンピュータなどの他の装置にも適用できる。

本発明の一実施形態に係る電子楽器の全体ブロック図である。 前記電子楽器にて実行されるオーディオ再生プログラムおよび曲データ読出しプログラムを示すフローチャートである。 前記電子楽器にて実行される演奏補助プログラムを示すフローチャートである。 曲データのフォーマットの一例を示す図である。 オーディオデータのフォーマットの一例を示す図である。 本発明の演奏補助機能を説明するための機能ブロック図である。 オーディオデータの再生と曲データの読出しの作動説明図である。

符号の説明

１１…演奏操作子群、１２…設定操作子群、１４…楽音信号発生回路、１５…オーディオデータ再生回路、２０…ミキサー、３１…ＣＰＵ、３５…外部記憶装置、Ｐ１…オーディオデータ記憶部、Ｐ２…曲データ記憶部、Ｐ３…オーディオデータ再生部、Ｐ４…曲データ読出し部、Ｐ５…演奏補助部

Claims (3)

1. 楽曲に関するオーディオデータを再生することが可能な電子音楽装置において、
   楽曲を表す曲データを記憶した記憶手段と、
   楽曲を演奏するための演奏操作子と、
   前記記憶手段に記憶されていて再生されるオーディオデータに対応した楽曲の曲データをオーディオデータの再生に同期して読み出す読出し手段と、
   前記演奏操作子による演奏を表す演奏データを前記読み出した曲データを用いて修正する修正手段とを備え、
   前記修正した演奏データに応じた楽音信号を前記オーディオデータの再生信号と同時に出力するようにした電子音楽装置。
2. 前記読出し手段は、前記再生されるオーディオデータのプリギャップに基づいて前記曲データの読出しを開始する請求項１に記載した電子音楽装置。
3. 楽曲に関するオーディオデータを再生することが可能な電子音楽装置に適用されるコンピュータプログラムにおいて、
   記憶手段に記憶されていて再生されるオーディオデータに対応した楽曲の曲データをオーディオデータの再生に同期して読み出す読出しステップと、
   演奏操作子による演奏を表す演奏データを前記読み出した曲データを用いて修正する修正ステップとを有し、
   前記修正した演奏データに応じた楽音信号を前記オーディオデータの再生信号と同時に出力するようにしたコンピュータプログラム。
   

Images