JP2006251633A

JP2006251633A - 鍵盤楽器

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Publication number: JP2006251633A
Application number: JP2005070780A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Sasaki; 力佐々木; Yuji Fujiwara; 祐二藤原
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 2005-03-14
Filing date: 2005-03-14
Publication date: 2006-09-21
Anticipated expiration: 2025-03-14
Also published as: US20060201313A1; US7285715B2; JP4483636B2

Abstract

【課題】自動演奏ピアノにおいて、打弦速度の推定値をハンマ速度に応じて変更することで、実際に行われた打弦速度に対して、より忠実なハンマ速度計算を行うことができるようにする。
【解決手段】センサは打弦運動するハンマの変位を検出し、センサの出力を等サンプリングで取り込む。取り込んだ値はテーブルＴＡＢＬＥに格納される。テーブルＴＡＢＬＥには所定の過去複数時点のデータが保持される。テーブルＴＡＢＬＥに保持された過去複数点のデータに基づき、ハンマの打弦速度Ｖａの推定する。該推定した値Ｖａを所定の閾値Ｃと比較して、該推定値Ｖａが閾値Ｃより小さい弱打打弦であれば、別の計算式で速度Ｖｂの推定を行い、推定値を該速度Ｖｂに変更する。
【選択図】図５

Description

この発明は、鍵の動作に応じて往復変位するアクション部材の機械的動作に基づき発音が行われる鍵盤楽器において、前記アクション部材の運動に関する物理量に基づき、該アクション部材の動作速度の情報を生成する技術に関する。

従来より、自動演奏ピアノ等の鍵盤楽器においては、鍵やハンマ等の動きをセンサで検知し、検出結果を演奏データとして記録したり、電子音源に供給して楽音を電子的に発生することが行われている。この種の鍵盤楽器において、ハンマの動作を連続量で検出するハンマセンサを設けたものが知られている。下記特許文献１には、ハンマセンサを有する鍵盤楽器の一例として、ハンマシャンクの変位を連続量で検出するハンマセンサを設け該ハンマセンサからハンマ運動に関する物理量（位置、速度或いは加速度）を連続量で検出し、その検出結果を用いて、ピアノ演奏に関わる種々の情報を取得する装置が開示されている。該ピアノ演奏に関わる種々の情報は、例えば下記（１）〜（９）等である。すなわち；（１）ハンマの動作開始タイミング、（２）打弦タイミング、（３）打弦直前のハンマ速度、（４）押鍵タイミング、（５）バックチェックタイミング、（６）バックチェックが外れたタイミング、（７）バックチェックが外れた後のハンマ速度、（８）ダンパ復帰タイミング、（９）ハンマ動作終了タイミング、（１０）離鍵タイミングなどである。
特開２００１−１７５２６２号公報

上記特許文献１に代表される従来の装置構成において、信号処理系では、ハンマセンサの出力に基づき打弦直前のハンマ速度（打弦速度）を計算している。この計算は、過去の複数時点で取得したセンサ出力値を使用して、打弦速度の推定値を求めるものである。
ところで、打弦動作時のハンマの軌道は、鍵に与えられた打鍵操作の強さ（速度）の違いに応じて、特性が異なる。例えば、通常の打鍵速度によるハンマの動作軌道（通常打弦軌道）と、弱い打鍵速度でのハンマの動作軌道（弱打打弦軌道）は、図９（ａ）及び（ｂ）に示す通りである。両図から、（ｂ）の弱打打弦軌道では、（ａ）の通常打弦軌道に比べて、ハンマの変位が緩いカーブを描くことが見て取れる。このように、通常の打弦動作と弱打打弦とではハンマの動作の運動特性が異なっている。従来の技術では、該運動特性の違いを考慮したハンマ速度の推定計算を行っていないので、（ｂ）に示す弱打打弦の場合において、速度の推定を正確に行うことができなかった。従って、弱打打弦時など、打弦速度によっては、推定された速度が、実際の速度に対して忠実性を欠く、という不都合があった。

この発明は上述の点に鑑みてなされたもので、実際に行われた打弦速度に対して、より忠実なハンマ速度計算を行うことができる鍵盤楽器を提供することを目的とする。

この発明は、鍵と、前記鍵の操作に連動して打弦運動するアクション部材と、前記鍵の操作に連動した前記アクション部材の運動に関する物理量を検出する検出手段と、前記検出手段から出力されたデータを過去の複数時点分保持するデータ保持手段と、前記データ保持手段に保持された複数のデータに基づく多項式演算により前記アクション部材の打弦速度の推定値を求める推定手段であって、前記アクション部材の運動特性に応じて推定結果が変更されるものとを備える鍵盤楽器である。

また、この発明に係る鍵盤楽器は、前記推定手段は、前記データ保持手段に保持された複数の物理量のデータに基づく多項式演算により打弦速度の推定値を求める第１の算出手段と、前記第１の算出手段とは異なるアルゴリズムで打弦速度の推定値を求める第２の算出手段で構成され、前記アクション部材の運動特性に応じて前記第１又は第２の算出手段の何れか一方が選択されることで、該運動特性に応じて該推定手段の推定結果が変更されることを特徴とする。

或いは、この発明に係る鍵盤楽器は、前記推定手段は、前記データ保持手段に保持された複数の物理量のデータに基づく多項式演算により打弦速度の推定値を求める算出手段と補正手段とで構成され、前記データ保持手段において、前記算出手段が過去の複数点で求めた推定値を保持する手段を更に有し、前記補正手段により、前記データ保持手段に記憶された過去の推定値を用いて現時点で求めた推定値を補正することで、前記アクション部材の運動特性に応じて該推定手段の推定結果が変更されることを特徴とする。

この発明によれば、鍵盤楽器において、鍵の操作に連動したアクション部材の運動に関する物理量を検出する検出手段と、検出手段から出力されたデータを過去の複数時点分保持するデータ保持手段と、前記データ保持手段に保持された複数のデータに基づく多項式演算により前記アクション部材の打弦速度の推定値を求める推定手段であって、前記アクション部材の運動特性に応じて推定結果が変更されるものとを備える。前記アクション部材の運動特性は、例えば打弦速度の強弱であり、該運動特性に応じて推定結果が変更されることで、前記推定手段により求める打弦速度の推定値は、実際のアクション部材の打弦速度に対してより忠実な値となる。また、前記推定手段において、推定値を変更するための構成として、第１の算出手段と、前記第１の算出手段とは異なるアルゴリズムで打弦速度の推定値を求める第２の算出手段により構成し、前記アクション部材の運動特性、例えば打弦速度の強弱、に応じて、両者を選択的に使用するよう構成してもよいし、或いは、前記推定手段を、算出手段と補正手段とで構成し、前記算出手段が過去の複数点で求めた推定値を前記データ保持手段に保持しておくと共に、前記補正手段により、前記データ保持手段に記憶された過去の推定値を用いて現時点で求めた推定値を補正することで、前記アクション部材の運動特性に応じて該推定手段の推定結果を変更してもよい。何れの場合においても、該運動特性に応じて推定結果が変更されることで、実際のアクション部材の打弦速度に対して、より忠実な打弦速度の推定を行うことができるようになるという優れた効果を奏する。これにより、自動演奏ピアノにおいて、手弾き演奏を録音する際には、従来、忠実な打弦速度を得ることが難しかった弱打打弦等、運動特性が特殊な打弦であっても、正確な演奏の記録が行えるようになるという優れた効果を奏する。

以下添付図面を参照して、この発明の一実施例について説明する。
図１は、この発明の一実施例に係る自動演奏ピアノの構成例を説明するための図であって、機械的な発音機構の要部を抽出して示すと共に、電気的制御系の機能ブロックを示している。図１に示すように、自動演奏ピアノは、機械的な発音機構として、鍵１と、該鍵１に連動して回動ストロークするハンマ２と、該鍵１の運動をハンマ２に伝達するためのアクション機構３と、該ハンマ２によって打撃される弦４と、電気的制御に基づき鍵１を駆動する電磁ソレノイド５と、弦４の振動を止めるためのダンパ６とを含む。これらの構成は、一般的な自動演奏ピアノと同様である。なお、後述するように、この実施例においては、電磁ソレノイド５の駆動をサーボ制御する構成が適用されており、ソレノイド５にはプランジャ動作を検出するフィードバックセンサが具備されるものとする。
また、この自動演奏ピアノには、通常のアコースティックピアノと同様にバックチェック７が設けられており、このバックチェック７は打弦時の反動によるハンマ２の暴れを防止するための部材である。この自動演奏ピアノは、上記のほかにも、通常のアコースティックピアノと同様な各種構成要素を具備するが、それらの説明及び図示は省略する。ハンマ２は、アクション機構３に対して、ハンマシャンク２ａを介して動作支点２ｂを中心にして回動自在に連結されており、対応する鍵１が非押鍵（外力を加えない状態）の時には、図１に示すようなレスト位置（ストローク量０ｍｍの位置）にある。そして、対応する鍵１の変位（上下揺動）に連動して、基本的には該レスト位置から所定のエンド位置の間で回動ストロークする。この実施例において、ハンマ２のエンド位置は、ハンマ２が該レスト位置から４８ｍｍストローク変位した位置とする。図１において、エンド位置に位置するハンマ２を点線で示している。

図１において、符号２６は、ハンマ２の運動に応じた物理量の情報を連続量で検出するハンマセンサである。ハンマセンサ２６は、例えば、ハンマ２の連続的な位置情報を出力可能な光学式の位置センサで構成してよい。ハンマセンサ２６として好適な光学式センサの構成例について簡単に説明すると、光学式センサは、例えば、ＬＥＤと光ファイバで繋がる発光側センサヘッドと、フォトダイオードと光ファイバで繋がる受光側センサヘッドとを有し、該ＬＥＤの光が発光側センサヘッドから照射されて、フォトダイオードと光ファイバで繋がる受光側センサヘッドにおいて受光され、フォトダイオードによって受光量に応じた出力電圧を取り出すことができる。該受光側センサヘッドにおいて受光する光量が、ハンマ２の変位に対応して変化するよう構成することで、該ハンマ２の変位に応じた出力電圧を当該センサ２６の検出信号として得ることができる。該センサ２６から出力される電圧値（アナログ信号）は、図示を省略したＯＰアンプ、ＡＤ変換器を介してディジタル変換され、後述する演奏記録部２７に出力される。以下、この明細書中では、ディジタル信号に変換されたセンサ出力信号を「ＡＤ値（アナログ／ディジタル変換値）」と略称する。ＡＤ値は、センサ２６の出力（すなわちハンマ位置の測定値）を、例えば「０〜１０２３」の範囲の数値によって表現するデータである。
なお、当該自動演奏ピアノに備わる全てのハンマ（８８個）に対して、夫々独立したセンサ２６（ＬＥＤとフォトダイオード）を配設するとコストが高くなってしまう。この点について、１２個のＬＥＤと８個のフォトダイオードとを用いて、８８個のハンマの夫々の動きを個別にセンシング可能なセンサマトリクスを構成する技術が本出願人により提案されており（特開平９−５４５８４号公報を参照）、この実施例に係るセンサ２６は該センサマトリックスにより構成されるものとする。なお、センサの配設構成はセンサマトリックスによる構成に限らず、ＬＥＤとフォトダイオードからなるセンサ２６を当該自動演奏ピアノに備わる全てのハンマに個別に配設する構成であってもよい。また、ハンマセンサの構成例は、上記の一例に限らず、例えば上記特許文献１に記載された複数の構成例などのように、ハンマの運動に関する物理量を連続的に検出できるものであれば、どのような構成を適用してもよい。

図２は図１に示す自動演奏ピアノの電気的ハードウェア構成の概略を示すブロック図である。図２に示すように自動演奏ピアノは、ＣＰＵ２０、ＲＯＭ２１、ＲＡＭ２２、記憶装置２３、インターフェース（Ｉ／Ｏ）２４を含むマイコンを備え、各装置間がデータ及びアドレスバス２０Ｂを介して接続される。センサ２６の出力信号（アナログ信号）はＡＤ変換器を含むインターフェース（Ｉ／Ｏ）２４を介してディジタル信号に変換されて、所定の等サンプリング周期で制御系に取り込まれる。

ＣＰＵ２０は、自動演奏ピアノの全体的な動作を制御すると共に、この自動演奏ピアノの基本的な動作、即ち、演奏データの再生処理やピアノ演奏の録音処理等、各種信号処理を実行する。この実施例において、前記の各種信号処理は、当該処理を実行するためのソフトウェアプログラムによって構成及び実施されるものとする。該ソフトウェアプログラムは、例えばＲＯＭ２１内に記憶されていてよい。また、ＲＯＭ２１或いはＲＡＭ２２等の適宜のメモリには、各種信号処理の実行中に発生した各種データや各種パラメータや、該各種信号処理において参照する各種テーブル等が記憶される。

また、記憶装置２３は、ハードディスク、フレキシブルディスク又はフロッピー（登録商標）ディスク、コンパクトディスク（ＣＤ‐ＲＯＭ）、光磁気ディスク（ＭＯ）、ＺＩＰディスク、ＤＶＤ（ＤｉｇｉｔａｌＶｅｒｓａｔｉｌｅＤｉｓｋ）、半導体メモリ等、適宜の記録媒体で構成されてよい。記憶装置２３は、再生すべき演奏データの供給手段として、或いは、ピアノ演奏を録音するための媒体として利用される。なお、当該自動演奏ピアノには、この他にも演奏データの再生や演奏録音に関する各種指示、入力をユーザが行うための操作子群を含む操作パネルや該操作子等を駆動、検出するための機構、その機構を制御するためのソフトウェアや、表示器（ディスプレイ）や、電子音源装置や、その他の外部機器（コンピュータやＭＩＤＩ機器など）、インターネット等の通信ネットワークに接続するためめの通信インターフェース等が適宜に具備されてよい。

当該自動演奏ピアノの基本的な機能である「演奏データの再生」と「ピアノ演奏の録音」の大略について簡単に説明する。図１において、演奏記録部２７は、センサ２６の出力に基づき、演奏者が行ったピアノ演奏の演奏内容を演奏データとして記録する処理（演奏の録音処理）を担うモジュールである。また、再生前処理部１０、モーションコントローラ１１及びサーボコントローラ１２は、演奏データの再生処理を担うモジュールである。この実施例において、これら各モジュールにて実施する信号処理は、ＣＰＵ２０が実行するソフトウェアプログラムによって実現される。

先ず、再生処理の動作の概略について説明する。ユーザは、図示しない操作パネル上のスイッチ操作等により、所望の演奏データの再生指示を行うことができる。
再生前処理部１０は、図示しない適宜の記録媒体やリアルタイム通信装置等から供給される演奏データに対して適宜の正規化や単位合わせ等を行い、鍵１の打鍵軌道を生成するために必要な条件となるデータ（これを再生動作データと呼ぶ）を生成する。前記単位合わせは、例えばＭＩＤＩ形式で与えられたデータを、例えばミリメートル単位やミリメートル毎秒単位等の記述単位に変換する処理である。再生動作データは時間、位置、速度の情報を含んで構成される。モーションコントローラ１１は、前記再生動作データに基づき、再現すべき打鍵軌道を指示するための軌道リファランスｒｅｆ（軌道目標値）を生成する。サーボコントローラ１２は、前記軌道リファランスｒｅｆとソレノイド５から帰還入力されるフィードバック速度信号Ｖｙに基づく励磁電流（図２のＰＷＭ発生器２５によって発生されるＰＷＭ形式の電流信号）をソレノイド５に供給し、該ソレノイド５の駆動をサーボ制御する。これにより、前記演奏データに応じた軌道（ストローク動作）に従い鍵１が打鍵駆動されて、ハンマ２が打弦運動することで、演奏データに応じたピアノ演奏が行われる。また、上記のようにソレノイド５の駆動により鍵１の打鍵動作を制御して、機械的に楽音を発生させることのみならず、音源装置やスピーカ等から構成される電子楽音発生部１３を利用して電子的に楽音を発生させることもできる。なお、電子楽音発生部１３によって電子的に自動演奏を行う際の演奏データのデータ形式や、音源方式等は従来から知られるどのようなものを適用してもよい。

次に、ピアノ演奏の録音動作の概要を説明する。ユーザは、図示しない操作パネル上のスイッチ操作等により、ピアノ演奏の録音開始指示を行うことができ、該録音開始指示に応じて、当該自動演奏ピアノは下記の録音動作を行う。演奏者によってピアノ演奏が行われると、センサ２６は、該ピアノ演奏（打鍵操作）によって生起するハンマ２の運動に応じた出力信号（ＡＤ値）を出力する。演奏記録部２７は、センサ２６から出力されたＡＤ値（ハンマ２の動作位置を表すデータ）に基づき、打弦タイミングや打弦速度等、演奏に関わる種々の情報を生成し、該生成した種々の情報に基づき、ＭＩＤＩ形式等の適宜のデータフォーマットの演奏データを生成する処理を行う。前記演奏データは、基本的には、キーナンバ、ベロシティデータ（打弦速度）及び時刻データを含んで構成されるキーオン／キーオフデータである。生成された演奏データは、適宜正規化処理された後に、例えば、図示しない入出力インターフェースを介して図示しない外部機器（例えば、図２の記憶装置２３など）に記録したり、或いは、図示しない通信ネットワークを介して該ネットワーク上の他の装置にリアルタイムで供給したりしてよい。また、前記正規化処理とは、ピアノの個体差を吸収するための処理であり、該種々の物理情報は、各ピアノにおけるセンサの位置や、構造上の違い、あるいは、機械的誤差によって固有の傾向を持つので、標準となるピアノを想定して、該基準となるピアノにおける打弦時刻・打弦速度等に変換する処理である。詳しくは後述するように、この発明は、ピアノ演奏の録音時におけるハンマ速度（打弦速度）の算出処理の改良に関わり、ハンマ２の打弦動作の運動特性（打弦の強弱）に対応してハンマ速度算出のアルゴリズムを異ならせることにある。センサ２６の出力に基づくハンマ速度算出処理の詳細は後述する。

前記ピアノ演奏の録音動作において、演奏記録部２７がセンサ２６の出力に基づきハンマ２の動作の状態を把握するには、センサ２６の出力（ＡＤ値）をハンマの実際のストローク位置に対応付けて認識する必要がある。このため、この実施例に係る自動演奏ピアノでは、ハンマ２の所定の複数のストローク位置とセンサ２６の出力たるＡＤ値を対応づけた複数の閾値（参照値）を設定し、該参照値とセンサ２６の出力値の比較により、ハンマ２の実動作を把握している。この実施例において、参照値を設定するハンマ動作位置（参照位置）として、例えば、ハンマ２のレスト位置（ストローク量０ｍｍの位置）、エンド位置（レスト位置からのストローク量４８ｍｍ）、第１参照位置Ｍ１（前記エンド位置から８ｍｍ下がった位置）及び第２参照位置Ｍ２（前記エンド位置から０．５ｍｍ下がった位置）の４点を定める。前記４点の参照値は、後述する図３の処理により求めることができる。ここで、前記参照値を求めるにあたっては、「キャリブレーション比」というパラメータが使用されている。

前記キャリブレーション比は、レスト位置のＡＤ値とエンド位置のＡＤ値の比率を表現した値である。キャリブレーション比の設定は、例えば工場出荷時等に実行される処理であり、エンドユーザに当該自動演奏ピアノが提供される状態では既に当該ピアノ内の適宜のメモリに記憶されている。ここで「キャリブレーション比」の設定処理について簡単に説明する。当該処理の起動は、図示しない操作パネルに具わる所定のスイッチ操作等によって指示できてよい。キャリブレーション比の設定処理では、先ずセンサ２６によりハンマ２のレスト位置におけるＡＤ値を実測し、次いで、ハンマ２をエンド位置まで駆動せしめ、該エンド位置におけるＡＤ値を実測する。そして、前記実測したレスト位置のＡＤ値に対するエンド位置のＡＤ値の比率を、当該ハンマ２についてのキャリブレーション比として算出する。前記算出したキャリブレーション比は、ＲＯＭ２１或いはＲＡＭ２２等適宜のメモリ（例えばフラッシュメモリ等の不揮発性メモリ）内に記憶される。なお、キャリブレーション比の算出は８８個の各ハンマについて個別に行われる。また、８８個の各鍵についても同様にキャリブレーション比を求めてよい。なお、「キャリブレーション比」については、例えば特開２０００−１５５５７９号公報の記載等に詳しい。

前記キャリブレーション比を用いて前記４点の参照値を設定する処理について説明する。図３は参照値を求めるための処理の手順の一例を示すフローチャートである。なお、この処理は、８８個のハンマ２の各々について実行するものであるが、ここでは図示及び説明の便宜上、或る１つのハンマ２についての処理のみ示して、他を代表するものとする。この処理は、当該自動演奏ピアノの電源投入時に起動する。自動演奏ピアノに電源が投入されると、センサ２６はハンマ２の現在位置をセンシングして、該センサ２６から出力されるＡＤ値を演奏記録部２７に取り込む（ステップＳ１）。電源投入直後には、鍵１は非押鍵状態にある、つまりハンマ２がレスト位置にあると想定できるので、ここで取り込んだＡＤ値は、当該ハンマ２のレスト位置に相当するデータ「レスト値Ｒ」としてＲＡＭ２２（図２参照）等適宜のメモリ内に記憶される。ステップＳ２では、前記ステップＳ１で取り込んだレスト値Ｒと、前述の通り当該ピアノの適宜のメモリ内に予め記憶されている前記キャリブレーション比とに基づき、当該ハンマ２のエンド位置に相当する参照値「エンド値Ｅ」が算出される。該算出されたエンド値ＥはＲＡＭ２２等適宜のメモリ内に記憶される。ステップＳ３では、前記ステップＳ１で取り込んだレスト値Ｒと、前記キャリブレーション比とに基づき、ハンマ２の第１参照位置Ｍ１に相当する参照値「第１参照値ｍ１」及び第２参照位置Ｍ２に相当する参照値「第２参照値ｍ２」を算出する。該算出された第１参照値ｍ１及び第２参照値ｍ２もまた、ＲＡＭ２２等適宜のメモリ内に記憶される。前記の参照値ｍ１及び参照値ｍ２は、打弦判定等に際して参照される主要な閾値である。なお、鍵１をはじめとしてその他の可動部材についても同様に、所定の参照位置について、センサ出力とキャリブレーション比に基づき参照値を設定してよい（ステップＳ４）。このようにして上記４点の参照値を設定することで、演奏記録部２７は、リアルタイムに供給されるセンサ２６の出力（ＡＤ値）と前記各参照値とを比較することで、ハンマ２の動作状態（ストローク変位し始めたであるとか、打弦をしたであるとか等）を認識、把握できるようになる。

《第１の実施例》
図４（ａ）は、演奏記録部２７において実行されるハンマ速度を取得する処理の手順の一例を示すフローチャートである。この処理は、演奏者の手弾き演奏を録音する処理（演奏データの生成・記録処理）における主要な処理として実行されるものである。前述の通り、ユーザは、図示しない操作パネルのスイッチ操作等により、ピアノ演奏の録音開始指示を行うことができる。該ユーザからの指示に応じて当該自動演奏ピアノの信号処理系は、演奏録音動作を開始する（演奏録音モードに入る）。そして、当該演奏録音動作中は、図４のステップＳ１０〜Ｓ１６の処理が所定の起動周期に従って繰り返し実行される。なお、この処理は８８個のハンマの各々につき実行されるが、ここでは、図示及び説明の便宜上、或る１つのハンマ２についての処理のみを示し、これを以って他を代表するものとする。

ステップＳ１０において、当該処理の起動機会毎に、センサ２６から時々刻々出力されるＡＤ値を取り込む。この実施例において、前記ＡＤ値の取得は、所定の等時間間隔（等サンプリング）で行われるものとする。これは、例えば、当該処理の起動の周期を前記等サンプリング時間に対応する周期としてもよいし、或いは、ＡＤ値の取り込みに際して、前記等サンプリング時間に対応する時間だけ待機する処理を行うようにして実現してもよく、兎に角、ＡＤ値の取得が等サンプリングで行われていればよい。前記取り込まれたＡＤ値は、適宜の正規化処理（センサ個体差の是正等）を介して、時間情報ＴＩＭＥと共にＲＡＭ２２に確保された所定の記憶領域に格納される。図４（ｂ）は、取り込まれたＡＤ値と該ＡＤ値に対応する時間情報ＴＩＭＥのデータセットによって構成されるデータテーブルＴＡＢＬＥ１を示す。図に示すとおりこの実施例において、テーブルＴＡＢＬＥ１は、位置情報（ＡＤ値）と該位置情報に対応する時間情報を夫々記憶するための記憶領域を有しており、現時点からみて過去２０回分のサンプリング時点で取り込んだＡＤ値及び対応する時間情報ＴＩＭＥのデータセットが順次記憶される。新規のＡＤ値が取り込まれる際には、テーブルＴＡＢＬＥ１の内容を１サンプル時間分シフトして、該新規の値を取り込み、データ内容を更新する。
ステップＳ１１では、前記ステップＳ１０において取り込んだＡＤ値（現時点で取り込んだＡＤ値）に基づき、ハンマ２の動作（つまり鍵操作）の有無の判定を行う。ハンマ動作の有無判定は、例えば、前記取り込んだＡＤ値と、前述図３のステップＳ１によりＲＡＭ２２に記憶された「レスト値Ｒ」とを比較して、該取り込んだＡＤ値が非押鍵状態（レスト値Ｒ）から変化しているか否かによって判定できる。ハンマ動作（鍵操作）がなければ（ステップＳ１１のｎｏ）、処理は当該ルーチンの先頭に戻り、ＡＤ値の取り込み処理を繰り返す。

一方、ハンマ動作（鍵の打鍵操作）があれば（ステップＳ１１のｙｅｓ）、ステップＳ１２において、現時点で取り込まれたＡＤ値と、前記図３のステップＳ３で記憶した「第２参照値ｍ２」を比較することで、ハンマ２のストローク位置が第２の参照位置Ｍ２を上方に超えたかどうかを調べる。ハンマ２の位置が参照位置Ｍ２を越えていなければ（ステップＳ１２のｎｏ）、処理は当該ルーチンの先頭に戻り、上記のＡＤ値の取り込み処理を繰り返す。
第２参照位置Ｍ２は、前述の通りエンド位置から０．５ｍｍ下だけがった位置、つまり、ハンマ２が弦４を打弦する直前の位置である。従って、ハンマ２の位置が参照位置Ｍ２を超えたことを以って、打弦が行われた（打弦有り）であろうことが推定できる。すなわち、第２の参照値ｍ２は、打弦有無を推定するための閾値として機能している。このようにＡＤ値と閾値（参照値ｍ２）の比較に基づき打弦有無の推定を行うことは、ハンマ動作判断の、ハンマ実動作に対するリアルタイム性、すなわち、迅速な動作判断という点で有利である。ＡＤ値が参照値ｍ２を越えていれば、つまり、ハンマ２の位置が参照位置Ｍ２を越えていれば（ステップＳ１２のｙｅｓ）、打弦ステートｓｔを「（推定）打弦有り」状態に設定する。前記打弦ステートｓｔは、ＡＤ値と参照値ｍ２による打弦有無推定の結果に応じて、「推定打弦」の有無の状態を標識する２状態のステートである。なお、通常（すなわち、ハンマ２のストローク位置が第２の参照位置Ｍ２を超えていない状態）では、打弦ステートｓｔは非打弦（推定打弦無し）に設定されている。

ステップＳ１４では、図５を参照して詳細に述べる「ハンマ速度推定処理」を実行し、ハンマ速度Ｖを求める。ここで求めるハンマ速度Ｖは、ハンマ２が参照位置Ｍ２を越えた時点、つまり、打弦直前のハンマ速度（打弦速度）の推定値である。前述の図９（ａ）及び（ｂ）において示した通り、通常打弦のハンマ軌道（通常打弦軌道）及び弱打打弦のハンマ軌道（弱打打弦軌道）とでは、ハンマの運動特性が異なっている。この第１の実施例によれば、図５を参照して後述する処理構成により、打弦速度に応じて速度を推定する計算式を違えることで、該打弦速度に応じたハンマの運動特性の違いを反映した速度の推定を行えるようになり、実際の打弦速度に対して、より忠実な打弦速度の推定値を求めることが可能となる。
図４（ａ）のステップＳ１５では、前記ステップＳ１４の「ハンマ速度推定処理」により求めたハンマ速度Ｖに基づくキーオン（発音指示）信号の生成処理や、当該打弦動作を示す演奏データの記録処理など、当該ハンマ速度Ｖを活用する処理（その他の処理）を実行する。前記演奏データは、キーオン、キーナンバ及びベロシティデータ（打弦速度）を含んで構成されるＭＩＤＩデータであってよい。

図５は、前記ステップＳ１４における「ハンマ速度推定処理」の手順の一例を示すフローチャートである。また、図６（ａ）はハンマ２の軌道を模擬的に示す図である。図６において、縦軸はハンマの位置（ＡＤ値）をとり、横軸に時間ｔをとる。また、同図（ａ）において、現時点（即ち、ＡＤ値が参照値ｍ２を超えた時点）Ｔ５から過去５点の各サンプリング時点（Ｔ５〜Ｔ１）におけるハンマ位置の検出値（ＡＤ値）を、それぞれＰ_5、Ｐ_4、Ｐ_3、Ｐ₂、Ｐ₁で示す。なお、前述の通り、各ＡＤ値の取り込みタイミングは等時間間隔（等サンプリング）であり、前記等時間間隔を「ΔＴ」で示すものとする。当該「ハンマ速度推定処理」は、図６（ａ）に示す通り、参照値ｍ２を超えた時点、すなわち、打弦直前のハンマ速度（打弦速度）Ｖを求める処理であり、該打弦速度Ｖは参照値ｍ２を超えた時点でのハンマ軌道の傾きに相当する。

図５のステップＳ２０においては、下記計算式（１）により打弦直前のハンマ速度を計算する。
１／ΔＴ＊｛（−２Ｐ₁−Ｐ₂＋０＊Ｐ₃＋Ｐ₄＋２Ｐ₅）／１０｝・・・計算式（１）
なお、この明細書では「＊」は乗算を示す。
上記計算式（１）は、現サンプリング時点（Ｔ５）の値Ｐ５から過去５点のデータを使用した直線近似によってハンマ速度（打弦速度）を推定するための計算式である。すなわち、前記図４（ｂ）のテーブルＴＡＢＬＥ１に格納された２０点のサンプリング時点のデータセットから、現時点から過去５点のサンプリング点のデータを速度計算に使用するポイントとして抽出し、上記計算式（１）を用いて打弦速度Ｖａを推定する。なお、計算式（１）の各項に対する各係数は、位置成分Ｐ₅〜Ｐ₁の変化（つまりハンマの軌道）を直線的に想定した値であり、具体的な係数の数値には理論値が充てられている。

ステップＳ２１では、前記ステップＳ２０にて推定した打弦速度Ｖａを所定の速度閾値Ｃと比較する。速度閾値Ｃは、当該ハンマ２の動作速度が、比較的弱い打弦速度（弱打）であるか、通常の打弦速度であるかを判断するための閾値である。前記速度Ｖａが閾値Ｃよりも大きい場合（ステップＳ２１のｙｅｓ）は、前記ステップＳ２０において計算式（１）によって求めた打弦速度Ｖａがそのまま打弦速度の速度値（推定値）Ｖとして記憶される（ステップＳ２３）。

一方、前記打弦速度Ｖａが閾値Ｃよりも小さい場合（ステップＳ２１のｎｏ）は、当該ハンマ動作を弱打打弦と判断し、ステップＳ２２において、下記計算式（２）に示す計算式により打弦直前のハンマ速度を計算する。
１／ΔＴ＊｛（２６Ｐ₁−２７Ｐ₂−４０Ｐ₃−１３Ｐ₄＋５４Ｐ₅）／７０｝・・・計算式（２）
上記計算式（２）は、現サンプリング時点（Ｔ５）の値Ｐ５から過去５点のデータを使用した２次曲線近似によって打弦直前のハンマ速度（打弦速度）を推定する計算式である。すなわち、前記図４（ｂ）のテーブルＴＡＢＬＥ１に格納された２０点のサンプリング時点のデータセットから、現時点から過去５点のサンプリング点のデータを速度計算に使用するポイントとして抽出し、上記計算式（２）を用いて速度値Ｖｂを推定する。なお、計算式（２）の各項に対する各係数は、位置成分Ｐ₅〜Ｐ₁の変化（つまりハンマの起動）を曲線的・放物線的に想定した値であり、具体的な係数の数値には理論値を充てている。前記図９（ｂ）を参照して述べた通り、弱打打弦の場合のハンマ軌道は、軌道ピーク（即ち、打弦点）に向かって緩い曲線を描く軌道となっている。すなわち、弱打の軌道としては曲線類の軌道が想定できるので、計算式（２）に示す曲線近似による速度推定は、弱打打弦に対して有効である。
そして、ステップＳ２４において、前記計算式（２）に基づき計算した速度値Ｖｂが打弦速度Ｖとして記憶される。

図６（ｂ）は、計算式（１）により推定された打弦速度（ハンマ速度）「Ｖａ」と、計算式（２）により推定された打弦速度（ハンマ速度）「Ｖｂ」と、速度の大きさＶの対応関係を示すグラフである。同図において、Ｖａを実線で示し、Ｖｂを点線で示している。計算式（１）の直線近似によって打弦速度Ｖａを推定する場合、全体として、実際の打弦速度に対するノイズが少ないという利点があるが、低速度の場合に推定の精度が悪くなる、という不都合がある。これに対して、該計算式（２）の曲線近似によって打弦速度Ｖｂを推定する場合、限られた範囲のデータから速度を推定するには高精度であるが、範囲が広くなると、実際の打弦速度に対するバラつき（ノイズ）が増える。同図（ｂ）に示す通り、或る速度Ｖｓ以下の低速度域では、計算式（１）に基づく打弦速度Ｖａと、計算式（２）に基づく打弦速度Ｖｂとの差ｅが大きくなっている。このことは、当該低速度域では、計算式（１）に基づくハンマ速度Ｖａの推定精度が悪くなることを示している。
この発明に係る第1の実施例によれば、通常打弦用と弱打打弦用との２種の計算式：直線近似の計算式（１）と曲線近似の計算式（２）を用意し、該計算式（１）で算出した打弦速度Ｖａが所定の閾値Ｃ以下の場合は、弱打打弦と判断して、弱打打弦に適した計算式（２）を使用するよう構成したことで、実際の打弦速度に対して、より一層忠実なハンマ速度の推定を行うことができるようになるという優れた効果を奏する。
なお、前記ステップＳ２１における所定の速度閾値Ｃは前記或る速度Ｖｓに基づき設定してよい。また、図６（ｂ）に示すように、計算式（１）に基づく打弦速度Ｖａと計算式（２）に基づく打弦速度Ｖｂは、速度の大きさＶが大きくなれば互いに接近するものの、完全に一致するわけではない。この点について、図５の処理において、使用する計算式を式（１）と式（２）とで切り替えるポイントでの速度値の連続性確保処理を更に行うように構成してもよい。

なお、上記図５に示す打弦速度を推定する処理においては、通常打弦時の直線近似用計算式（１）、弱打打弦時の曲線近似用計算式（２）として、５点のサンプリング点を使用する式を挙げたが、項数（使用するサンプリング点）の数はこれに限らない。以下に７点のサンプリング点を使用した計算式の例を挙げる。ここで使用する７点のサンプリング点Ｐ７〜Ｐ１は、図６（ａ）において点線で示す点である。
通常の打弦速度の場合に適用する直線近似式（３）は、
１／ΔＴ＊｛（−３Ｐ₁−２Ｐ₂−Ｐ₃＋０＊Ｐ₄＋Ｐ₅＋２Ｐ₆＋３Ｐ₇）／２８｝・・・計算式（３）である。
弱打打弦の場合に適用する曲線近似式（４）は、
１／ΔＴ＊｛（７Ｐ₁−２Ｐ₂−７Ｐ₃−８Ｐ₄−５Ｐ₅＋２Ｐ₆＋１３Ｐ₇）／２８｝・・・計算式（４）である。

また、上記図５のステップＳ２０において、計算式（１）によりハンマの速度Ｖａを推定し、ステップＳ２１において該推定した速度Ｖａと閾値Ｃを比較して打弦速度の強弱の判定する構成を示したが、これに限らず、ステップＳ２０においては例えば過去２点のサンプリング点でのデータに基づく微分（例えば、Ｐ₅−Ｐ₄／ΔＴ）により大雑把に速度推定値を算出し、該大雑把に算出した速度推定値Ｖａと所定の閾値との比較に基づき打弦速度の強弱の判定する構成としてもよく、この場合、前記判定の後に、通常打弦速度の場合（Ｖａ＞Ｃ）は、ステップＳ２３において、改めて、直線用計算式（１）或るいは（３）により、より精密な速度推定計算を行い、該精密な計算の結果を打弦速度Ｖとする。また、打弦速度の強弱の判定については、ハンマ速度（推定値）に基づく判定のみならず、別途取得した鍵の動作速度（打鍵速度）や、その他の打弦動作にリンクする部材の速度情報に基づき判定する構成であってもよい。

《第２の実施例》
上記第１の実施例においては、図４（ａ）及び図５に示すハンマ速度算出処理において、通常打弦用と弱打打弦用との２種の計算式を用意して、速度に応じて計算式を使い分ける構成例を示した。第２実施例では、当該処理の別の構成例として、ハンマ速度（打弦速度）の推定において、計算により求めた速度の推定値に対して該速度に応じた補正を加えることで、打弦速度の推定値に該打弦速度に応じた運動特性の違いを反映させる構成例を示す。

図７（ａ）は、第２の実施例に係るハンマ速度算出処理の手順の一例を示すフローチャートである。この処理は、上記図４（ａ）の処理と同様に、演奏者の手弾き演奏を録音する処理（演奏データの生成・記録処理）として実行される。ユーザ指示に応じて演奏録音動作が開始（演奏録音モードに入る）すると、図７（ａ）のステップＳ３０〜Ｓ３６の処理が所定の所定の起動周期に従って繰り返し実行される。なお、この処理は８８個のハンマの各々につき実行されるが、ここでは、図示及び説明の便宜上、或る１つのハンマ２についての処理のみを示し、これを以って他を代表するものとする。
ステップＳ３０では、上記ステップＳ１０と同様にセンサ２６から出力されるＡＤ値を取り込む。ＡＤ値の取得周期は上述と同様に所定の等サンプリング時間ΔＴとし、また、ここで、取り込まれたＡＤ値に対して適宜の正規化処理（センサ個体差の是正等）を施すことも上述と同様である。なお、ＡＤ値は上記第１の実施例と同様に、ハンマ２の位置情報を示している。ステップＳ３１において、前記取得したＡＤ値を対応する時間情報と共にテーブルＴＡＢＬＥ２に格納する。前記テーブルＴＡＢＬＥ２の構成例を図７（ｂ）に示す。図に示す通り、テーブルＴＡＢＬＥ２は、時間情報と該時間情報に対応するＡＤ値及び後述する処理により推定される速度情報（通常速度Ｖｃ及び速度値Ｖ）を夫々記憶する記憶領域を有する。この実施例にいおて、前記テーブルＴＡＢＬＥ２には、現時点からみて過去１１点のサンプリング時点で取り込んだＡＤ値及び対応する時間情報のデータセットが順次記憶される。当該テーブルＴＡＢＬＥ２に新規の値が取り込まれる際には、テーブルＴＡＢＬＥ２の内容を１サンプル時間分シフトして、該新規の値を取り込み、データ内容を更新する。

ステップＳ３２では、下記計算式（５）に示す適合多項式を用いて「通常速度Ｖｃ」を計算（推定）する。
Ｖｃ＝｛Σ（ｗｊ＊ｘｊ）｝／Ｗ・・・（５）
上記式（５）において、サンプル値ｘｊは、各サンプル時点でのＡＤ値であり、ＴＡＢＬＥ２の位置情報（ＡＤ値）記憶領域に記憶された値である。また、係数ｗｊ、Ｗの値は、図７（ｃ）の表に示すとおりである。同図（ｃ）において、「ｎ」行は計算に使用するサンプル点数であり、当該多項式の項数に対応する。「ｍ」行は使用するサンプル群全体からみて時間的に中央に位置する時点を夫々示す。このパラメータ「ｍ」については後述する。「Ｗ行」には使用サンプル点数ｎ毎の計算式（５）における係数Ｗの値を示している。また、図においてｊ列に示す数値「−６」〜「６」は多項式の各項のサンプル時点に対応する数値であり、各サンプル時点のｊ行には当該行に該当する項の係数ｗｊの値が示されている。
例えば、１１点のサンプリング点を使用する場合は、「ｎ」の値が「１１」の列を見ればよい。図に示す通り、係数Ｗは１１０であり、各項毎の係数ｗｊは、初項から末項の順に、「−５」，「−４」，「−３」，「−２」，「−１」，「０」，「１」，「２」，「３」，「４」，「５」となる。また、各サンプリング時点の位置情報「ｘｊ」は、テーブルＴＡＢＬＥ２に格納された各ＡＤ値に相当する。即ち、ｘ（−５），ｘ（−４），・・・ｘ（０），・・・ｘ（５）である。これらの値と上記式（５）に示す適合多項式により、「通常速度」Ｖｃを計算により推定する。なお、この実施例では上記式（５）により求めた速度値Ｖｃを「通常速度」と称している。

前記ステップＳ３２において式（５）の多項式適合により算出された通常速度Ｖｃには、計算に使用した全サンプル点（上記の例では１１点分）の時間の半分だけ遅れがある。前記図７（ｃ）の表におけるパラメータ「ｍ」は、現在時点から全体半分の時点までの遡り時間を示すパラメータ、言い換えれば、パラメータｍの値は全サンプル時点のうちの時間的中央位置を示すパラメータであり、通常速度Ｖｃは、通常速度Ｖｃは現時点に対してｍ時点前の速度値ということになる。
ステップＳ３３では、前記ステップＳ３２で算出した通常速度Ｖｃを、現時点より所定時点ｍだけ遡った時点の速度として、テーブルＴＡＢＬＥ２の現時点の欄に書き込む。すなわち、通常速度Ｖｃは、各サンプル時の「通常速度」算出時点において、テーブルＴＡＢＬＥ２の現在時点の行に記憶される。例えば、１１点サンプル点を計算に使用している例では、図７（ｃ）に示すとおりｍ＝５である。図７（ｂ）において、現時点が時間Ｔ＝１０であれば、Ｖｃ（５）はＴ＝５に対応する通常速度である。

上述の通り、前記計算式（５）により求めた通常速度Ｖｃは現時点に対してｍ時点前の速度値、つまり、実際の動作に対して現在時刻から時刻ｍ＊ΔＴだけ遅延した信号である。ここで、当該ハンマ２による打弦運動を等速運動（直線軌道）と想定すれば、或る時点の速度値を即ち打弦速度（＝打弦直前のハンマ速度）として差し支えない。しかしながら、例えば、前述図９（ｂ）のような弱打打弦軌道の場合は、放物線的軌道を想定するほうが適切であることは先に述べたとおりである。この第２の実施例では、以下に述べるステップＳ３４以下の処理において、ハンマ軌道として放物線軌道を想定し、過去の２点の通常速度Ｖｃを用いて現時点の速度値を推定すること、詳しくは、現時点で推定した通常速度Ｖｃを、更に過去の通常速度値Ｖｃ´によって補正して、該補正値を以って現在の速度値と推定することに特徴がある。

ステップＳ３４において、テーブルＴＡＢＬＥ２における通常速度Ｖｃの記憶領域から、ｍ時点から更に過去の時点ｋにおける通常速度Ｖｃを読み出し、該読み出した通常速度Ｖｃを過去速度Ｖｆとして設定する。すなわち、前記過去速度Ｖｆは、時点ｍの速度Ｖｃ（ｍ）から時間ｋΔＴだけ翻った時点ｋにおける通常速度Ｖｃ（ｍ−ｋ）と定義される速度情報である。
ここで、加速度ＡはＡ＝（Ｖｃ-Ｖｆ）／（ｋ＊ΔＴ）で表現される。なお、前記式において「ｋ＊ΔＴ」は時点ｍから時点ｋまでの時間差である。
また、加速度が一定であることから、現在の速度値Ｖは、前記ステップＳ３２にて算出した通常速度Ｖｃを用いて、Ｖ＝Ｖｃ＋Ａ＊ｍ＊ΔＴと表すことができる。なお、「ｍ＊ΔＴ」は現在時刻と時点ｍ間の時間である。前記の通り、Ａ＝（Ｖｃ-Ｖｆ）／ｋ＊ΔＴであるから、
Ｖ＝Ｖｃ＋Ａ＊ｍ＊ΔＴは、
＝Ｖｃ＋（Ｖｃ-Ｖｆ）／（ｋ＊ΔＴ）＊ｍ＊ΔＴ
＝Ｖｃ＋（Ｖｃ-Ｖｆ）／ｋ＊ｍ
＝（ｋ＊ｍ）／ｋ＊Ｖｃ−ｍ／ｋ＊Ｖｆ・・・計算式（６）と推定できる。
上記計算式（７）「Ｖ＝（ｋ＊ｍ）／ｋ＊Ｖｃ−ｍ／ｋ＊Ｖｆ」を用いて速度値Ｖを推定することができる（ステップＳ３５）。ここで求めた速度値Ｖは、ＶｃをＶｆにより補正した値ということができる。なお、算出した速度値Ｖは図７（ｂ）のテーブルＴＡＢＬＥ２の所定の記憶領域に記憶されるものとする。
そして、ステップＳ３６では、上記計算によって求めた推定速度値Ｖに基づくキーオン（発音指示）信号の生成処理や、当該打弦動作を示す演奏データの記録処理など、当該速度値Ｖを活用する処理（その他の処理）を実行する。また、演奏データ生成処理に際して、
例えば、速度値Ｖに基づく打弦有無判断等を行い、キーオン発生時点の判断を行うことができる。また、ここで、図７（ｂ）のテーブルＴＡＢＬＥ２を参照して、通常速度Ｖｃと前記弱打判定用の閾値Ｃを比較して、該比較の結果に基づき、前述第１実施例でいうところの通常打弦であれば、通常速度Ｖｃを当該演奏データの打弦速度として採用し、一方、弱打打弦であれば、速度値Ｖを採用するよう構成してよい。これにより、実現すべき打弦速度に応じて通常速度Ｖｃ、速度値Ｖを選択的に使用できるようになる。

上記図７（ａ）〜（ｃ）の第２実施例に従う速度計算による通常速度Ｖｃと速度値Ｖの具体例を示すと、例えば、テーブルＴＡＢＬＥ２において、現在時刻をＴ＝１０とすると、現時点で前述の適合多項式「計算式（５）」により計算された通常速度Ｖｃ（５）は、ｍ＝５サンプリング点分だけ遅れた時点Ｔ＝５に対応する通常速度Ｖｃである。そして、過去速度Ｖｆを、その通常速度Ｖｃから更に所定サンプル時点ｋ＝２だけ遡った時点（Ｔ＝５−２＝３）の通常速度Ｖｃとすると、ＶｆはＴＡＢＬＥ２のＶｃ（５‐２＝３）を参照すればよい。この条件で上記「計算式（６）」を用いて、現時点Ｔ＝１０の速度値Ｖ（５）を推定するのである。言い換えれば、この推定速度値Ｖ（５）は、前記通常速度Ｖｃ（５）を更に過去の通常速度Ｖｃ（３）で補正した値である。
図８（ａ）及び（ｂ）は、上記の条件の下で計算された通常速度Ｖｃと速度値Ｖの軌道図である。即ち、サンプリング点を１１点使用した多項式適合により求めた通常速度Ｖｃの軌道と、該軌道を更に時刻ｋ＊ΔＴ＝２だけ遡った時点の速度Ｖｃで補正した軌道（＝速度値Ｖ）を示している。同図（ａ）及び（ｂ）において、横軸には時間ｔをとり、単位は１サンプル時間である。例えば１サンプル時間ΔＴ＝１ｍｓであれば、横軸は１ｍｓ単位である。縦軸は、（ａ）においてはハンマ速度（ｍｍ／ΔＴ）、（ｂ）はにおいてはハンマ位置（ｍｍ単位）をとる。即ち、（ａ）は時間毎の速度変化を示し、（ｂ）は時間毎の位置変化（速度変化の積分）を示す。また、両図において、点線は元信号、すなわち、計算の対象となった原軌道であり、ハンマの実動作に相当するものとする。一点鎖線は１１点使用の多項式適合により計算した通常速度Ｖｃの軌道を示し、実線は前記１１点使用の多項式適合による通常速度Ｖｃを、更に該時刻ｋ＊ΔＴ＝２遡った時点の速度Ｖｆで補正した軌道（速度値Ｖの軌道）である。（ａ）において、一点鎖線軌道（通常速度Ｖｃの軌道）は原軌道に比べて５＊ΔＴ時間分の遅れが明らか（図において両矢印で示す）であり、（ｂ）の位置成分の推移を見ると、一点鎖線軌道には速度成分の遅延の影響が顕著に現れている。これに対して、実線（補正軌道＝速度値Ｖの軌道）は、（ａ）に示す通り、速度成分に多少の揺らぎ（ノイズ）があるものの、（ｂ）に示す位置成分の推移を見れば原軌道に遜色ない軌道再現性を発揮していることが分かる。

このように、この発明の第２の実施例によれば、現時点で推定した通常速度Ｖｃを、更に過去の通常速度値Ｖｆにより補正することで、ハンマの実動作に対してより忠実な速度の推定が行えるようになる。前述した通り、当該第２の実施例においては、補正に際して、加速度が一定の放物線的軌道を想定している。つまり、第２の実施例に係る速度の補正処理は、放物線的運動特性のハンマ動作に対して有効である。従って、第２の実施例に係る速度の補正処理を、弱打打弦（曲線的軌道；図９（ｂ）参照）の速度推定に適用すると効果的である。

なお、第２の実施例において、通常速度Ｖｃを推定するための多項式に使用するサンプリング点の数は例示した限りではない。また、周知の通り、使用するサンプリング点数が多いほど、推定の精度を高めることができる。また、図７（ａ）の処理構成では、計算した通常速度Ｖｃに対して必ず補正（ステップＳ３４及びＳ３５）を行う例を示したが、これに限らず、ステップＳ３３の後段に、Ｖｃが所定の速度閾値Ｃ以上であるかどうかを判断するステップを更に設け、であった場合には、補正処理を行わないように構成してもよい。また、ステップＳ３４においてＶｆを設定するための遡り時間ｋ＊ΔＴは可変であってよい。

なお、上述の実施例において、打弦有無の判断等、演奏状態の判別は、ハンマセンサ２６の出力に基づいて行うものとしたが、これに限らず、鍵１やその他の演奏操作にリンクする部材に動作検出用のセンサを設け、それらの部材の動作に基づき演奏状態の判別を行ってもよい。また、上記の実施例において、ハンマ速度を求めるルーチンなどの種々の信号処理（演奏記録部２７の動作）は、コンピュータが実行するソフトウェアプログラムによって構成及び実施されるものとしたが、これに限らず、演奏記録部２７を構成する各モジュールが担う各種演算処理を実行する専用のハードウェア的信号処理装置を具備し、該各モジュールの各種機能をハードウェア装置として構成及び実現することも可能である。また、上記実施例では、この発明を適用する鍵盤楽器として、自動演奏機能及び演奏操作記録機能を有するアコースティックピアノ（自動演奏ピアノ）について説明したが、ここでアコースティックピアノは、グランドピアノ或いはアップライトピアノの何れであっても差し支えない。また、この発明は、自動演奏ピアノに限らず、消音ピアノに適用することもできる。また、アコースティックな発音機構を有するピアノに限らず、少なくとも、鍵に連動するアクション部材の運動により楽音発生が行われるものであれば、例えば、鍵に連動するアクション部材の動作によりキーオンを発生するタイプの電子ピアノ等の他各種鍵盤楽器にも、本発明は適用可能である。

この発明の一実施例に係る自動演奏ピアノの全体構成を示す図。同実施例に係る自動演奏ピアノの電気的ハードウェア構成を示すブロック図。同実施例に係る自動演奏ピアノにおいて電源投入時に実行される処理例を示すフロー。（ａ）は同実施例に係る自動演奏ピアノにおいて、ピアノ演奏の録音の処理の流れの概要を示すフローチャート、（ｂ）はテーブルＴＡＢＬＥ１の構成例。ハンマ速度算出処理の一例を示すフローチャート。（ａ）はハンマ軌道の一例を示す図、（ｂ）は推定打弦速度Ｖａ，Ｖｂと速度Ｖの対応関係を示すグラフ。この発明の別の実施例を説明する図であって、（ａ）は該別の実施例に係るハンマ速度算出処理のフローチャート、（ｂ）はテーブルＴＡＢＬＥ２の構成例、（ｃ）は当該別の実施例に係る速度計算式の係数を示す表。同別の実施例において計算された通常速度Ｖｃと速度値Ｖの軌道図であり、（ａ）は速度成分、（ｂ）は位置成分を夫々示している。（ａ）、（ｂ）は、ハンマの動作軌道を示す軌道図であり、（ａ）は通常の打弦速度による打弦軌道（通常打弦軌道）であり、（ｂ）は弱い打弦速度による打弦軌道（弱打打弦軌道）である。

符号の説明

１鍵、２ハンマ、３アクションメカニズム、４弦、５電磁ソレノイド、６ダンパ、７バックチェック、１０再生前処理部、１１モーションコントローラ、１２サーボコントローラ、１３電子楽音発生部、２０ＣＰＵ、２１ＲＯＭ、２２ＲＡＭ、２３記憶装置、２４Ｉ／Ｏ、２５ＰＷＭ発生器、２６センサ、２７演奏記録部

Claims

鍵と、
前記鍵の操作に連動して打弦運動するアクション部材と、
前記鍵の操作に連動した前記アクション部材の運動に関する物理量を検出する検出手段と、
前記検出手段から出力されたデータを過去の複数時点分保持するデータ保持手段と、
前記データ保持手段に保持された複数のデータに基づく多項式演算により前記アクション部材の打弦速度の推定値を求める推定手段であって、前記アクション部材の運動特性に応じて推定結果が変更されるものと
を備える鍵盤楽器。
前記推定手段は、前記データ保持手段に保持された複数の物理量のデータに基づく多項式演算により打弦速度の推定値を求める第１の算出手段と、前記第１の算出手段とは異なるアルゴリズムで打弦速度の推定値を求める第２の算出手段で構成され、
前記アクション部材の運動特性に応じて前記第１又は第２の算出手段の何れか一方が選択されることで、該運動特性に応じて該推定手段の推定結果が変更されることを特徴とする請求項１に記載の鍵盤楽器。
前記推定手段は、前記データ保持手段に保持された複数の物理量のデータに基づく多項式演算により打弦速度の推定値を求める算出手段と補正手段とで構成され、
前記データ保持手段において、前記算出手段が過去の複数点で求めた推定値を保持する手段を更に有し、
前記補正手段により、前記データ保持手段に記憶された過去の推定値を用いて現時点で求めた推定値を補正することで、前記アクション部材の運動特性に応じて該推定手段の推定結果が変更されることを特徴とする請求項１に記載の鍵盤楽器。