JP2006343519A - 同時に操作可能な演奏操作子の位置関係を計測する計測装置およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 演奏者の指の伸張能力を容易に計測することを可能とする手段を提供する。
【解決手段】 鍵盤楽器１４は、演奏者により同時に打鍵された鍵を示す打鍵データと、その打鍵に用いられた指を示す指データを計測装置１１に送信する。計測装置１１は、鍵盤楽器１４から受信した打鍵データおよび指データに基づき、演奏者により同時に複数の鍵がいずれの指により打鍵されたかを特定し、その結果を示す位置関係データ１１３１を演奏者の指の伸張能力を示すデータとして生成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、鍵盤楽器の演奏者の指の伸張能力を計測する技術に関する。

ある楽譜に従い楽器演奏を行う場合、楽器演奏のための運指が結果として得られる演奏の善し悪しを大きく左右する。例えば、楽曲演奏を行う演奏者の指の長さや指間の伸張の程度、指関節の柔軟性等によって、その演奏者に適する運指は異なる。そこで、特許文献１には、演奏者による演奏情報に基づき、その演奏者に適した運指情報を生成する技術が開示されている。
特開２００１−３３１１７３号公報

また、非特許文献２には、演奏者に適する運指を特定するとともに、特定した運指による模範的な演奏者の手の動きを示す３ＤＣＧ（３−Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｇｒａｐｈｉｃｓ）アニメーションを生成することにより、演奏者が好ましい運指による演奏を直感的に理解可能とする技術が開示されている。
関口博之・英保茂共著「計算機によるピアノ演奏動作の生成と表示」情報処理学会、１９９９年６月、情報処理学会論文誌Ｖｏｌ．４０， Ｎｏ．６， ｐ．ｐ．２８２７−２８３７．

上述したような先行技術を利用するにあたっては、演奏者は自分に適した運指情報を得るために、自分の指の伸張能力等を示すデータを装置に入力する必要がある。そのようなデータを自分で計測し入力する作業には手間がかかる。

上記の状況に鑑み、本発明は、演奏者の指の伸張能力を容易に計測することを可能とする手段を提供することを目的とする。

上記課題を達成するために、本発明は、楽器に備えられた複数の演奏操作子のうち操作された演奏操作子を示す演奏操作子データを取得する演奏操作子データ取得手段と、前記演奏操作子データ取得手段により取得された同時に操作された演奏操作子を示す複数の演奏操作子データに基づき、当該操作を行ったユーザが一方の手の特定の指を用いて同時に操作可能な複数の演奏操作子の位置関係を示す位置関係データを生成する位置関係データ生成手段とを備えることを特徴とする計測装置を提供する。

かかる計測装置によれば、ユーザは演奏操作子を操作するだけで、自分の指の伸張能力を示すデータを得ることができる。

好ましい態様において、前記楽器は鍵盤楽器であり、前記演奏操作子は前記鍵盤楽器に備えられた鍵であってもよい。

また、好ましい他の態様において、前記計測装置は、一方の手の特定の複数の指および当該複数の指が伸張されるべき方向を示す操作指示データを記憶する記憶手段を備え、前記位置関係データ生成手段は、前記演奏操作子データ取得手段により取得された演奏操作子データにより示される演奏操作子の位置関係と前記記憶手段により記憶されている操作指示データに基づき、前記位置関係データを生成するように構成されてもよい。

かかる計測装置によれば、ユーザは所定の指および伸張方向に従った演奏操作を行うだけで、自分の指の伸張能力を示すデータを得ることができる。

また、好ましい他の態様において、前記計測装置は、一方の手の特定の指を用いて同時に操作されるべき複数の演奏操作子の位置関係を示す操作指示データを記憶する記憶手段を備え、前記位置関係データ生成手段は、前記演奏操作子データ取得手段により取得された演奏操作子データにより示される演奏操作子の位置関係と前記記憶手段により記憶されている操作指示データに基づき、前記位置関係データを生成するように構成されてもよい。

かかる計測装置によれば、ユーザは所定の指を用いて指示される演奏操作子を操作するだけで、自分の指の伸張能力を示すデータを得ることができる。

さらに、前記計測装置が前記記憶手段により記憶されている操作指示データの内容をユーザに通知する通知手段を備えるように構成されてもよい。

かかる計測装置によれば、ユーザは通知に従った演奏操作を行うだけで、自分の指の伸張能力を示すデータを得ることができる。

また、好ましい他の態様において、前記計測装置は、前記演奏操作子データ取得手段により取得された演奏操作子データにより示される演奏操作子の操作に用いられた指を示す指データを取得する指データ取得手段を備え、前記位置関係データ生成手段は、前記指データ取得手段により取得された指データに基づき、前記位置関係データを生成するように構成されてもよい。

かかる計測装置によれば、ユーザは任意の指を用いた演奏操作により、自分の指の伸張能力を示すデータを得ることができる。

また、好ましい他の態様において、前記計測装置は、一方の手の特定の複数の指により同時に操作可能な演奏操作子の標準的な位置関係を示す標準位置関係データを記憶する記憶手段と、前記演奏操作子データ取得手段により取得された複数の演奏操作子データと、当該複数の演奏操作子データに関し前記指データ取得手段により取得された複数の指データにより示される複数の指に応じた前記記憶手段により記憶されている標準位置関係データとに基づき、演奏操作子の操作において当該複数の指が伸張された方向を示す伸張方向データを生成する伸張方向データ生成手段を備え、前記位置関係データ生成手段は、前記伸張方向データ生成手段により生成された伸張方向データに基づき、前記位置関係データを生成するように構成されてもよい。

かかる計測装置によれば、ユーザは任意の方向に指を伸張して演奏操作を行うことにより、自分の指の伸張能力を示すデータを得ることができる。

また、好ましい他の態様において、前記計測装置は、一方の手の特定の複数の指および当該複数の指が伸張されるべき方向を示す操作指示データを記憶する記憶手段と、前記記憶手段により記憶されている操作指示データの内容をユーザに通知する通知手段とを備えるように構成されてもよい。

また、好ましい他の態様において、前記計測装置は、一方の手の特定の指を用いて同時に操作されるべき複数の演奏操作子の位置関係を示す操作指示データを記憶する記憶手段と、前記記憶手段により記憶されている操作指示データの内容をユーザに通知する通知手段とを備えるように構成されてもよい。

かかる計測装置によれば、ユーザは通知に従った演奏操作を行うだけで、自分の指の伸張能力を示すデータを得ることができる。

また、好ましい他の態様において、前記演奏操作子データ取得手段は、一方の手の特定の複数の指を一の方向に伸張して同時に操作された演奏操作子を示す複数の演奏操作子データを取得し、前記位置関係データ生成手段は、前記演奏操作子データ取得手段により取得された演奏操作子データに基づき、前記一方の手の特定の複数の指の組合せとは異なる、前記一方の手もしくは他方の手の特定の複数の指の組合せにより同時に操作可能な複数の演奏操作子の位置関係を推定することにより、前記位置関係データを生成するように構成されてもよい。

かかる計測装置によれば、ユーザは少ない演奏操作により、自分の指の伸張能力を示すデータを得ることができる。

また、好ましい他の態様において、前記計測装置は、一方の手の特定の複数の指により同時に操作可能な演奏操作子の標準的な位置関係を示す標準位置関係データを記憶する記憶手段を備え、前記位置関係データ生成手段は、前記演奏操作子データ取得手段により取得された演奏操作子データと前記記憶手段により記憶されている標準位置関係データに基づき、当該演奏操作子データにより示される演奏操作子が一方の手の特定の指により同時に操作されたか否かを判定し、当該演奏操作子が一方の手の特定の指により同時に操作されたと判定した場合にのみ、当該演奏操作子データを前記位置関係データの生成に用いるように構成されてもよい。

かかる計測装置によれば、ユーザは誤った指を用いて演奏操作を行っても、自分の指の伸張能力を正しく示すデータを得ることができる。

また、本発明は、上記の計測装置により行われる処理をコンピュータに実行させるプログラムを提供する。

［１．第１実施形態］
図１は本発明の第１実施形態にかかる計測システム１の外観図である。計測システム１は、演奏者が片手の２本の指により同時に打鍵可能な鍵の位置関係を計測する計測装置１１と、演奏者が計測装置１１に対し各種指示を与えるための操作手段としてのキーボード１２と、計測装置１１が演奏者に対し文字もしくは図形により各種情報を通知するためのディスプレイ１３と、演奏者が楽曲演奏に用いるとともに同時打鍵可能な鍵の情報を計測装置１１に入力するための鍵盤楽器１４を備えている。

鍵盤楽器１４は、楽曲演奏に要する音の各音高に応じた鍵を備え、演奏者により鍵の打鍵が行われた場合に、その打鍵および打鍵された鍵のリリースのタイミングにおいて、いずれの鍵が打鍵もしくはリリースされたかを示す打鍵データを生成し、生成した打鍵データを計測装置１１に出力する。打鍵データは、例えば打鍵された鍵を、その鍵に応じた音高により示すデータと、打鍵もしくは鍵のリリースのいずれかを示すデータとの組合せにより構成される。

なお、打鍵データは、例えば音源装置に対する発音指示等の目的でも利用可能である。その場合、打鍵データは、打鍵の強さ（速さ）などの音高以外を示すデータをさらに含んでいてもよい。

図２は計測装置１１の構成を示したブロック図である。計測装置１１は外部装置との間でデータの送受信を行うインタフェース部１１１と、計測装置１１の構成部を制御する制御部１１２と、制御部１１２による各種処理を指示するプログラムおよび制御部１１２により利用される各種データを記憶するとともに制御部１１２のワークエリアとして用いられる記憶部１１３を備えている。

計測装置１１は、演奏者による打鍵可能な鍵の位置関係の計測（以下、「位置関係計測」と呼ぶ）を行っていない状態である「ＯＦＦモード」と、位置関係計測を行っている状態である「ＯＮモード」を備えている。演奏者は、例えばＯＦＦモードにおいて計測装置１１の指示によりディスプレイ１３に表示される画面において、例えば「計測スタート」ボタンを押下する操作を、キーボード１２を用いて行うことにより、計測装置１１をＯＮモードに切り替える。ここで、計測装置１１に、演奏者がＯＦＦモードとＯＮモードとの間の切り替えを行うためのハードウェアとしてのスイッチやボタン等を設けるようにしてもよい。

演奏者が「計測スタート」ボタンを押下する操作を行うと、キーボード１２はその操作に応じた信号を計測装置１１に送信する。計測装置１１の制御部１１２は、キーボード１２から「計測スタート」ボタンの押下操作を示す信号を受け取ると、ディスプレイ１３に例えば図３に示すような画面を表示させる。その画面には、例えば「右手の親指と小指で、できるだけ互いに離れた２つの鍵を同時に打鍵して下さい。」といったメッセージが表示され、演奏者はそのメッセージにより、位置関係計測のために演奏者がいずれの指を用いていずれの方向にそれらの指を伸張させて鍵を打鍵すべきかを知ることができる。

ここで、指の伸張の方向とは、ある指を基準として、他の指が鍵盤上のいずれの方向に伸張するかを示す。右手の親指と小指を用いて互いに離れた２つの鍵を同時に打鍵する場合、親指を基準とした場合に小指は鍵盤上の右方向に、また小指を基準とした場合に親指は鍵盤上の左方向に、各々伸張することになる。ここで、演奏者が位置関係計測のために用いる指および伸張の方向は上記のものに限られず、様々に変更可能である。従って、図３に示すメッセージの代わりに、例えば「右手の親指を基準に中指をできるだけ左に伸ばして、２つの鍵を同時に打鍵して下さい。指をクロスして打鍵できる場合はクロスさせて下さい。」といったメッセージがディスプレイ１３に表示されるようにしてもよい。その場合、演奏者は親指を基準とした場合に中指は鍵盤上の左方向に、また中指を基準とした場合に親指は鍵盤上の右方向に各々伸張し、可能であれば親指と中指がクロスした状態で、２つの鍵を同時に打鍵することになる。

なお、計測システム１においては演奏者が位置関係計測のための打鍵に用いるべき指およびその伸張の方向は予め定められているため、ディスプレイ１３に図３に示すようなメッセージを表示させる代わりに、取扱説明書等により演奏者に同内容のメッセージを通知しておくようにしてもよい。

ところで、計測装置１１の制御部１１２は、ＯＦＦモードとＯＮモードの切替処理を行うモード切替部１１２１と、演奏者が一方の手の特定の２本の指により同時に打鍵可能な鍵の位置関係を示す位置関係データを生成する位置関係データ生成部１１２２とを備えている。制御部１１２のモード切替部１１２１は、キーボード１２から「計測スタート」ボタンの押下操作を示す信号を受け取ると、位置関係データ生成部１１２２に対し位置関係データの生成処理の開始指示を送る。位置関係データ生成部１１２２はその開始指示に従い、インタフェース部１１１を介して鍵盤楽器１４から送信されてくる打鍵データの監視を開始する。

演奏者は、図３に示されるメッセージに従い、右手の親指と小指を左右に拡げ、鍵盤楽器１４が備える鍵のうち、互いに可能な限り離れた任意の２つの鍵を同時に打鍵する。鍵盤楽器１４は演奏者により打鍵された鍵を示す打鍵データを計測装置１１に送信する。計測装置１１のインタフェース部１１１は、鍵盤楽器１４から送信される打鍵データを受信する打鍵データ取得部１１１１を備えている。打鍵データ取得部１１１１は受信した打鍵データを制御部１１２の位置関係データ生成部１１２２に引き渡す。

位置関係データ生成部１１２２はＯＮモードに入った後、打鍵データ取得部１１１１から最初の打鍵データを受け取ると、その後、例えば３秒間、打鍵データ取得部１１１１から送られてくる後続の打鍵データを受け取り、その後は打鍵データ取得部１１１１から送られてくる打鍵データを受け取らずに、以下の処理を行う。

位置関係データ生成部１１２２は、まず打鍵データ取得部１１１１から受け取った打鍵データのタイミングおよび内容に基づき、いずれの鍵がどの期間に押下されていたかを特定する。位置関係データ生成部１１２２は、そのように特定した情報に基づき、同時に正しく２つの鍵が押下されたか否かの判定を行う。以下、この判定を「打鍵成功判定」と呼ぶ。

以下、打鍵成功判定を具体的に説明する。まず、位置関係データ生成部１１２２は、同時に１つの鍵のみが押下されたか、もしくは同時に３以上の鍵が押下されたと判断した場合、演奏者は正しく２つの鍵を打鍵できなかったと判定する。

また、位置関係データ生成部１１２２は、同時に２つの鍵が打鍵されたと判断した場合、それらの２つの鍵の間隔が所定の範囲に含まれるか否かの判定を行う。この判定は、演奏者が左右の手を用いて２つの鍵を同時に打鍵したような場合、誤った位置関係データが生成されるのを防ぐための判定である。

本発明において、鍵盤上における２つの鍵の間隔は、以下のルールにより定められる。
（ａ）隣り合う白鍵と黒鍵との間隔は「１」とする。
（ｂ）隣り合う白鍵と白鍵との間隔は「２」とする。
ここで、（ｂ）において、隣り合う白鍵と白鍵との間に黒鍵が有るか否かにかかわらず、その間隔は「２」である。例えば、「Ｄ４」と「Ｃ５」の音高に対応する鍵（以下、鍵「Ｄ４」、鍵「Ｃ５」のように呼ぶ）の間隔は「１２」となり、鍵「Ｄ４」と鍵「Ｆ＃４」の間隔は「５」となる。

位置関係データ生成部１１２２は、演奏者により同時に打鍵された２つの鍵の間隔が、例えば所定の範囲である「６〜１７」に含まれていない場合、それらの鍵は正しく右手の親指および小指により打鍵されなかったと判定する。この所定の範囲「６〜１７」は標準的な演奏者により打鍵される２つの鍵の間隔の範囲を示し、計測装置１１はこの範囲を示すデータを予め位置関係データ生成部１１２２の処理ロジックに組み込む形で記憶してもよいし、標準位置関係データとして記憶部１１３に記憶しておいてもよい。

位置関係データ生成部１１２２は、上記のように、２つの鍵が正しく打鍵されなかったと判定した場合、すなわち１つしか鍵が打鍵されなかった場合、３つ以上の鍵が同時に打鍵された場合および同時に打鍵された２つの鍵の間隔が所定の範囲を外れていた場合、ディスプレイ１３に、例えば「正しく打鍵がされませんでした。もう一度、右手の親指と小指で、できるだけ互いに離れた２つの鍵を同時に打鍵して下さい。」といったメッセージを表示させ、上述した打鍵データ取得部１１１１からの打鍵データの取得処理および打鍵成功判定を繰り返す。

一方、位置関係データ生成部１１２２は、２つの鍵が同時に打鍵され、かつそれらの鍵の間隔が所定の範囲に含まれていたと判断した場合、演奏者により正しい打鍵が行われたと判定する。以上が打鍵成功判定である。

位置関係データ生成部１１２２は、打鍵成功判定において正しい打鍵が行われたと判定した場合、例えば以下の（式１）〜（式４０）に示される演算を行う。
（数１）
（Ｒ₁，Ｒ₂）＝Ｒｏｕｎｄ｛（ｒ₁，ｒ₅）×ａ_R1,R2｝・・・（式１）．
（Ｒ₁，Ｒ₃）＝Ｒｏｕｎｄ｛（ｒ₁，ｒ₅）×ａ_R1,R3｝・・・（式２）．
（Ｒ₁，Ｒ₄）＝Ｒｏｕｎｄ｛（ｒ₁，ｒ₅）×ａ_R1,R4｝・・・（式３）．
（Ｒ₁，Ｒ₅）＝（ｒ₁，ｒ₅）・・・（式４）．
（Ｒ₂，Ｒ₃）＝Ｒｏｕｎｄ｛（ｒ₁，ｒ₅）×ａ_R2,R3｝・・・（式５）．
（Ｒ₂，Ｒ₄）＝Ｒｏｕｎｄ｛（ｒ₁，ｒ₅）×ａ_R2,R4｝・・・（式６）．
（Ｒ₂，Ｒ₅）＝Ｒｏｕｎｄ｛（ｒ₁，ｒ₅）×ａ_R2,R5｝・・・（式７）．
（Ｒ₃，Ｒ₄）＝Ｒｏｕｎｄ｛（ｒ₁，ｒ₅）×ａ_R3,R4｝・・・（式８）．
（Ｒ₃，Ｒ₅）＝Ｒｏｕｎｄ｛（ｒ₁，ｒ₅）×ａ_R3,R5｝・・・（式９）．
（Ｒ₄，Ｒ₅）＝Ｒｏｕｎｄ｛（ｒ₁，ｒ₅）×ａ_R4,R5｝・・・（式１０）．
（Ｒ₂，Ｒ₁）＝Ｒｏｕｎｄ｛（ｒ₁，ｒ₅）×ａ_R2,R1｝・・・（式１１）．
（Ｒ₃，Ｒ₁）＝Ｒｏｕｎｄ｛（ｒ₁，ｒ₅）×ａ_R3,R1｝・・・（式１２）．
（Ｒ₄，Ｒ₁）＝Ｒｏｕｎｄ｛（ｒ₁，ｒ₅）×ａ_R4,R1｝・・・（式１３）．
（Ｒ₅，Ｒ₁）＝Ｒｏｕｎｄ｛（ｒ₁，ｒ₅）×ａ_R5,R1｝・・・（式１４）．
（Ｒ₃，Ｒ₂）＝Ｒｏｕｎｄ｛（ｒ₁，ｒ₅）×ａ_R3,R2｝・・・（式１５）．
（Ｒ₄，Ｒ₂）＝Ｒｏｕｎｄ｛（ｒ₁，ｒ₅）×ａ_R4,R2｝・・・（式１６）．
（Ｒ₅，Ｒ₂）＝Ｒｏｕｎｄ｛（ｒ₁，ｒ₅）×ａ_R5,R2｝・・・（式１７）．
（Ｒ₄，Ｒ₃）＝Ｒｏｕｎｄ｛（ｒ₁，ｒ₅）×ａ_R4,R3｝・・・（式１８）．
（Ｒ₅，Ｒ₃）＝Ｒｏｕｎｄ｛（ｒ₁，ｒ₅）×ａ_R5,R3｝・・・（式１９）．
（Ｒ₅，Ｒ₄）＝Ｒｏｕｎｄ｛（ｒ₁，ｒ₅）×ａ_R5,R4｝・・・（式２０）．
（Ｌ₁，Ｌ₂）＝Ｒｏｕｎｄ｛（ｒ₁，ｒ₅）×ａ_L1,L2｝・・・（式２１）．
（Ｌ₁，Ｌ₃）＝Ｒｏｕｎｄ｛（ｒ₁，ｒ₅）×ａ_L1,L3｝・・・（式２２）．
（Ｌ₁，Ｌ₄）＝Ｒｏｕｎｄ｛（ｒ₁，ｒ₅）×ａ_L1,L4｝・・・（式２３）．
（Ｌ₁，Ｌ₅）＝Ｒｏｕｎｄ｛（ｒ₁，ｒ₅）×ａ_L1,L5｝・・・（式２４）．
（Ｌ₂，Ｌ₃）＝Ｒｏｕｎｄ｛（ｒ₁，ｒ₅）×ａ_L2,L3｝・・・（式２５）．
（Ｌ₂，Ｌ₄）＝Ｒｏｕｎｄ｛（ｒ₁，ｒ₅）×ａ_L2,L4｝・・・（式２６）．
（Ｌ₂，Ｌ₅）＝Ｒｏｕｎｄ｛（ｒ₁，ｒ₅）×ａ_L2,L5｝・・・（式２７）．
（Ｌ₃，Ｌ₄）＝Ｒｏｕｎｄ｛（ｒ₁，ｒ₅）×ａ_L3,L4｝・・・（式２８）．
（Ｌ₃，Ｌ₅）＝Ｒｏｕｎｄ｛（ｒ₁，ｒ₅）×ａ_L3,L5｝・・・（式２９）．
（Ｌ₄，Ｌ₅）＝Ｒｏｕｎｄ｛（ｒ₁，ｒ₅）×ａ_L4,L5｝・・・（式３０）．
（Ｌ₂，Ｌ₁）＝Ｒｏｕｎｄ｛（ｒ₁，ｒ₅）×ａ_L2,L1｝・・・（式３１）．
（Ｌ₃，Ｌ₁）＝Ｒｏｕｎｄ｛（ｒ₁，ｒ₅）×ａ_L3,L1｝・・・（式３２）．
（Ｌ₄，Ｌ₁）＝Ｒｏｕｎｄ｛（ｒ₁，ｒ₅）×ａ_L4,L1｝・・・（式３３）．
（Ｌ₅，Ｌ₁）＝Ｒｏｕｎｄ｛（ｒ₁，ｒ₅）×ａ_L5,L1｝・・・（式３４）．
（Ｌ₃，Ｌ₂）＝Ｒｏｕｎｄ｛（ｒ₁，ｒ₅）×ａ_L3,L2｝・・・（式３５）．
（Ｌ₄，Ｌ₂）＝Ｒｏｕｎｄ｛（ｒ₁，ｒ₅）×ａ_L4,L2｝・・・（式３６）．
（Ｌ₅，Ｌ₂）＝Ｒｏｕｎｄ｛（ｒ₁，ｒ₅）×ａ_L5,L2｝・・・（式３７）．
（Ｌ₄，Ｌ₃）＝Ｒｏｕｎｄ｛（ｒ₁，ｒ₅）×ａ_L4,L3｝・・・（式３８）．
（Ｌ₅，Ｌ₃）＝Ｒｏｕｎｄ｛（ｒ₁，ｒ₅）×ａ_L5,L3｝・・・（式３９）．
（Ｌ₅，Ｌ₄）＝Ｒｏｕｎｄ｛（ｒ₁，ｒ₅）×ａ_L5,L4｝・・・（式４０）．

ただし、Ｒ₁〜Ｒ₅は右手の親指〜小指をそれぞれ示し、Ｌ₁〜Ｌ₅は左手の親指〜小指をそれぞれ示す。また、（Ｒ_i，Ｒ_j）は、右手に関して、ｉで示される指を基準としｊで示される指を可能な限り右に伸張した場合において、また（Ｌ_i，Ｌ_j）は、左手に関して、ｉで示される指を基準としｊで示される指を可能な限り左に伸張した場合において、正しく同時に打鍵可能な鍵の位置の推定値である。そのように推定される鍵の位置を示す数値は、その絶対値が上述した２つの鍵の間隔を示す数値であり、その符号が正であれば基準となる鍵より右方向の位置、符号が負であれば基準となる鍵より左方向の位置を示している。

例えば、（Ｒ₁，Ｒ₂）は右手の親指を基準とし、右手の人指し指を可能な限り右に開いた場合に、右手の親指および人指し指により同時に打鍵可能な２つの鍵の間隔の推定値を示している。また、（Ｌ₃，Ｌ₅）は左手の中指を基準とし、左手の小指を可能な限り左に開いた場合に、左手の中指および小指により同時に打鍵可能な２つの鍵の間隔の推定値を示している。このように、右手と左手では指の配置が対称であるため、伸張の方向が互いに逆となる。また、（ｒ₁，ｒ₅）におけるｒ₁およびｒ₅はそれぞれ右手の親指および小指を示し、（ｒ₁，ｒ₅）は位置関係データ生成部１１２２が打鍵成功判定において正しい打鍵が行われたと判定した場合における２つの鍵の間隔を示す実測値である。

なお、（式４）で示されるように、本実施形態においては、右手の親指および小指により同時に打鍵可能な鍵の間隔の推定値（Ｒ₁，Ｒ₅）として、実測値（ｒ₁，ｒ₅）がそのまま利用される。

また、ａ_Ri,Rjもしくはａ_Li,Ljは、標準的な演奏者が、（Ｒ_i，Ｒ_j）もしくは（Ｌ_i，Ｌ_j）という指の組合せで同時に打鍵可能な鍵の間隔を示す数値を、標準的な演奏者が（Ｒ₁，Ｒ₅）という指の組合せで同時に打鍵可能な鍵の間隔を示す数値で除した値である。例えば、標準的な演奏者が（Ｒ₂，Ｒ₄）という指の組合せで打鍵可能な鍵の間隔が「７」であり、標準的な演奏者が（Ｒ₁，Ｒ₅）という指の組合せで打鍵可能な鍵の間隔が「１５」である場合、ａ_R2,R4＝７÷１５＝約０．４７となる。ａ_Ri,Rjおよびａ_Li,Ljは予め位置関係データ生成部１１２２の処理ロジックに組み込まれる形で計測装置１１により予め記憶されていてもよいし、係数データ群として記憶部１１３に記憶され、位置関係データ生成部１１２２により利用されてもよい。なお、標準的な演奏者が特定の指の組合せで打鍵可能な鍵の間隔（整数値）の代わりに、標準的な演奏者が特定の指を可能な限り伸張した場合の指の間隔を、隣り合う白鍵と黒鍵との間隔を１として表現した数値（小数値も可）を用いてもよい。

また、Ｒｏｕｎｄ｛｝は、｛｝内の数値の符号を維持しつつ、その数値の絶対値の小数点以下を切り捨てる関数である。ただし、Ｒｏｕｎｄ｛｝は、｛｝内の数値の絶対値の小数点以下を切り捨てた場合に０となる場合に限り、｛｝内の数値の符号を維持しつつ、その絶対値の小数点以下を切り上げる。例えば、Ｒｏｕｎｄ｛２．６｝＝２となり、Ｒｏｕｎｄ｛−１．３｝＝−１となる。また、Ｒｏｕｎｄ｛−０．３｝＝−１となり、Ｒｏｕｎｄ｛０．２｝＝１となる。このように、Ｒｏｕｎｄ｛｝の値が０を取らなくするのは、異なる２本の指で同じ鍵を同時に打鍵することはないためである。

位置関係データ生成部１１２２は、（式１）〜（式４０）により算出した値を用いて、図４に例示されるような数表を作成する。図４の数表において、行は基準となる指を示し、列は他の指を示す。また、図４の数表において、行と列が同じ指を示す欄は、同じ指により同時打鍵可能な鍵は同じであるため、「０」が格納されている。

図４（ａ）は右手に関し、行で示される指を基準に、列で示される指を可能な限り右方向に伸張して同時に打鍵可能な鍵の間隔を示す数表である。例えば（式１）により算出される（Ｒ₁，Ｒ₂）は図４（ａ）の第１行第２列に格納され、その値は「９」となっている。図５は、図４の数表の数値が示す２本の指による打鍵の様子を例示したものである。図５（ａ）は、図４（ａ）における（Ｒ₁，Ｒ₂）＝９により示される打鍵の様子を示している。

また、例えば（式１２）により算出される（Ｒ₃，Ｒ₁）は図４（ａ）の第３行第１列に格納され、その値は「３」となっている。図５（ｂ）は、（Ｒ₃，Ｒ₁）＝３により示される打鍵の様子を示している。図５（ｂ）に示されるように、右手に関しては（ｉ，ｊ）で示される指の組合せにおいて、ｉで示される指がｊで示される指よりも手を通常の状態で広げた場合に右に位置する場合であって、（ｉ，ｊ）の値が正である場合、それらの指は互いにクロスすることになる。

また、例えば（式１８）により算出される（Ｒ₄，Ｒ₃）は図４（ａ）の第４行第３列に格納され、その値は「−１」となっている。図５（ｃ）は、（Ｒ₄，Ｒ₃）＝−１により示される打鍵の様子を示している。図５（ｃ）に示されるように、（ｉ，ｊ）で示される指の組合せにおいて、ｉで示される指により打鍵可能な鍵の位置が、ｊで示される指より打鍵可能な鍵の位置よりも右に位置する場合、（ｉ，ｊ）の値は負となる。

一方、図４（ｂ）は左手に関し、行で示される指を基準に、列で示される指を可能な限り左方向に伸張して同時に打鍵可能な鍵の間隔を示す数表である。例えば（式２２）により算出される（Ｌ₁，Ｌ₃）は図４（ｂ）の第１行第３列に格納され、その値は「−１０」となっている。図５（ｄ）は、（Ｌ₁，Ｌ₃）＝−１０により示される打鍵の様子を示している。

また、例えば（式３３）により算出される（Ｌ₄，Ｌ₁）は図４（ｂ）の第４行第１列に格納され、その値は「−２」となっている。図５（ｅ）は、（Ｌ₄，Ｌ₁）＝−２により示される打鍵の様子を示している。図５（ｅ）に示されるように、左手に関しては（ｉ，ｊ）で示される指の組合せにおいて、ｉで示される指がｊで示される指よりも手を通常の状態で広げた場合に左に位置する場合であって、（ｉ，ｊ）の値が負である場合、それらの指は互いにクロスすることになる。

また、例えば（式４０）により算出される（Ｌ₅，Ｌ₄）は図４（ｂ）の第５行第４列に格納され、その値は「１」となっている。図５（ｆ）は、（Ｌ₅，Ｌ₄）＝１により示される打鍵の様子を示している。

位置関係データ生成部１１２２は、図４に例示したような数表を生成すると、生成した数表の行列を入れ替え、さらに各数値の符号を入れ替えた数表を生成する。図６（ａ）および（ｂ）は、位置関係データ生成部１１２２により、図４（ａ）および（ｂ）に基づき生成される数表をそれぞれ示している。図６（ａ）は、右手に関し、行で示される指を基準に、列で示される指を可能な限り左方向に伸張して同時に打鍵可能な鍵の間隔を示す数表である。また、図６（ｂ）は、左手に関し、行で示される指を基準に、列で示される指を可能な限り右方向に伸張して同時に打鍵可能な鍵の間隔を示す数表である。

位置関係データ生成部１１２２は、図４および図６に例示したような数表を生成すると、生成した数表を位置関係データ１１３１として記憶部１１３に記憶する。このように計測装置１１により生成された位置関係データ１１３１は、例えば、運指情報を含む楽譜データを演奏者の指の伸張能力に応じて修正して表示する装置や、演奏者の指の動きを３ＤＣＧにより表示する装置等において利用される。

図７は、位置関係データ１１３１の利用例として、運指情報を含む楽譜データを演奏者の指の伸張能力に応じて修正して表示する装置（以下、「楽譜データ修正装置」と呼ぶ）がいかに位置関係データ１１３１を用いるかを説明するための図である。図７（ａ）は楽譜データ修正装置に予め記憶されている楽譜データに基づく和音および運指を示し、図７（ｂ）は楽譜データ修正装置により修正された楽譜データに基づく和音および運指を示している。ただし、楽譜データ修正装置により利用される位置関係データ１１３１は、図４および図６に例示した内容のものであるとする。図７における音符群の左側に示される数値は音符に対応する鍵の間隔を示し、音符群の右側に示されるＲ₁等の記号は音符に対応する鍵を打鍵すべき指を示している。

図７（ａ）に示される和音を演奏するためには、演奏者は（イ）右手親指と右手人差し指を間隔「７」だけ拡げ、（ロ）さらに右手人差し指と右手小指を間隔「９」だけ拡げて打鍵を行う必要がある。従って、演奏者は（ハ）右手親指と右手小指を間隔「１６」だけ拡げる必要がある。一方、右手に関し基準の指より他の指を右方向に伸張する場合における演奏者の指の伸張能力を示す図４（ａ）によれば、（Ｒ₁，Ｒ₂）＝９であり上記（イ）の条件を満たし、（Ｒ₂，Ｒ₅）＝１０であり上記（ロ）の条件を満たすが、（Ｒ₁，Ｒ₅）＝１５であり上記（ハ）の条件を満たさない。

そこで、楽譜データ修正装置は、位置関係データ１１３１により示される演奏者の指の伸張能力によれば、図７（ａ）に示される和音をこの演奏者が正しく演奏することは困難であると判定する。その場合、楽譜データ修正装置は図７（ａ）に示される和音において、比較的重要でない音を省略したり、展開を変更したり、代替可能な和音と代替したりすることにより、位置関係データ１１３１により示される指の伸張能力によって演奏可能な和音で図７（ａ）の和音を置き換える。この場合、楽譜データ修正装置は図７（ｂ）に示されるように、Ｆ＃音を省略し、Ｂ＃音の運指をＲ₂からＲ₁に変更することにより、演奏者により演奏可能な楽譜の表示を行っている。

ところで、計測装置１１は、楽譜データ修正装置等の位置関係データ１１３１を利用する装置の機能を兼ね備えていてもよい。その場合、計測装置１１は位置関係データ１１３１を必要とする処理を行う際、記憶部１１３から位置関係データ１１３１を読み出してそれを用いる。一方、楽譜データ修正装置等の位置関係データ１１３１を利用する装置が計測装置１１とは異なってもよい。計測装置１１のインタフェース部１１１は、位置関係データ１１３１を外部装置に送信する位置関係データ出力部１１１２を備えている。すなわち、位置関係データ１１３１を必要とする外部装置は、計測装置１１の位置関係データ出力部１１１２から位置関係データ１１３１を受信し、それを利用することができる。

以上説明したように、計測システム１によれば、演奏者は自分の指の伸張能力、すなわち、この場合においては片手の２本の指により同時に打鍵可能な鍵の位置関係を計測し、その計測結果を示すデータを生成させることができる。その場合、演奏者は鍵盤の鍵を単に打鍵するだけでよく手間や時間を要さない。また、演奏者は実際に演奏に用いる鍵盤（もしくはそれと同じサイズの鍵盤）を用いることにより、その鍵盤を用いた打鍵が可能か否かを正確に示すデータが得られる。

また、上記の実施形態においては、例えば右手の親指および小指を親指を基準に右方向に伸張して打鍵するのみで、他の任意の２本の指の組合せおよび伸張方向の各々に関し、伸張能力を示す数値が自動的に推定される。従って、任意の２本の指の組合せおよび伸張方向の各々につき打鍵を繰り返す場合と比較して、演奏者の手間と時間が少なくて済む。

ところで、上記の実施形態においては、演奏者の右手の親指および小指を拡げて打鍵した際の打鍵された鍵の間隔の大小にかかわらず、全て（式１）〜（式４０）に従い位置関係データ１１３１が生成されるものとして説明した。これは、演奏者の手の大小にかかわらず、特定の２本の指を伸張した場合の間隔の比率は同じである、という仮定に基づき実測されなかった指の伸張能力が推定されることを意味している。

そこで、計測装置１１が（式１）〜（式４０）に従う演算により位置関係データ１１３１を生成する代わりに、予め記憶部１１３に実測される指の伸張能力の各々に応じた複数の標準的な位置関係データ１１３１を記憶しておき、実測された指の伸張能力に応じた位置関係データ１１３１を選択するようにしてもよい。さらに、計測装置１１が実測される指の伸張能力に加え、さらに演奏者の性別、年齢等の属性に応じた複数の標準的な位置関係データを予め記憶部１１３に記憶しておき、実測された指の伸張能力および演奏者により入力された性別、年齢等の属性情報に基づき、標準的な位置関係データの中から適するものを選択するようにしてもよい。図８は、そのような変形された実施形態において記憶部１１３に予め記憶される位置関係データ群の構成を模式的に示した図である。

計測装置１１が図８に示されるような位置関係データ群を予め記憶しておく場合、計測装置１１は適する位置関係データを位置関係データ群から選択するだけでよく、処理が高速化されるだけでなく、手のサイズ等に応じて、より正確な指の伸張能力の推定が行われることになる。

また、上記の実施形態においては、演奏者は１回だけ打鍵を行えばよいものとして説明した。これは、演奏者の指の伸張能力の実測が１組の指についてしか行われず、他の伸張能力は全て推定されることを意味している。そこで、計測装置１１は（式１）〜（式４０）に従った推定値の算出を行う代わりに、演奏者に対し「右手の親指と中指で、できるだけ互いに離れた２つの鍵を同時に打鍵して下さい。」、「右手の親指と薬指で、できるだけ互いに離れた２つの鍵を同時に打鍵して下さい。」・・・のように順次、打鍵すべき指およびその伸張の方向を通知し、その通知に応じて演奏者により行われる打鍵を示す打鍵データに基づき、順次、図４に示されるような数表の各欄を実測値により埋めてゆくようにしてもよい。そのようにして得られる位置関係データ１１３１は、推定により得られるものと比較して、より正確に演奏者の指の伸張能力を表すものとなる。

上記の変形例のように、位置関係データ１１３１を生成するために、あらゆる指および伸張方向の組合せについて演奏者に打鍵を行わせると、演奏者は４０回、打鍵を繰り返す必要があり、比較的多くの手間と時間を要することになる。そこで、全ての組合せにつき実測を行う代わりに、複数の実測値に基づき残りの値を推定することにより位置関係データ１１３１を生成するように計測装置１１を構成してもよい。

その場合、計測装置１１は記憶部１１３に、予め演奏者の指の伸張能力を顕著に示すと考えられる指の組合せおよび伸張方向の情報を、打鍵指示データとして記憶しておく。計測装置１１は打鍵指示データに従い、演奏者に対し「右手の親指と小指で、できるだけ互いに離れた２つの鍵を同時に打鍵して下さい。」、「右手の中指と薬指で、できるだけ互いに離れた２つの鍵を同時に打鍵して下さい。」、「右手の親指を基準に中指をできるだけ左に伸ばして、２つの鍵を同時に打鍵して下さい。指をクロスして打鍵できる場合はクロスさせて下さい。」・・・のように順次、演奏者に打鍵に用いるべき指および伸張方向を通知する。

計測装置１１は、それらの通知に応じて演奏者により行われる打鍵を示す打鍵データに基づき、打鍵指示データにより示される指の組合せおよび伸張方向に応じた演奏者の指の伸張能力を示す数値を実測値として取得する。また、計測装置１１はそのように取得した実測値に基づき、演奏者の打鍵に用いられなかった指の組合せおよび伸張方向に応じた値を所定の算出式に従い推定することにより、演奏者の位置関係データ１１３１を生成する。また、計測装置１１は算出式により実測されなかった数値を推定して位置関係データ１１３１を完成させる代わりに、予め記憶部１１３に標準的な複数の位置関係データ１１３１を記憶しておき、取得した実測値に最もよくマッチする位置関係データ１１３１を記憶されている位置関係データ１１３１群の中から選択してもよい。

上記のような変形を第１実施形態に加えると、演奏者が全ての指および伸張方向の組合せにより打鍵を行う場合と比較して手間と時間を要することなく、十分な正確性を備えた演奏者の指の伸張能力を示すデータが得られることになる。

また、上記のように計測装置１１が演奏者に対し、打鍵を行うべき指の組合せおよび伸張方向を通知する代わりに、演奏者が打鍵を行うべき指の組合せおよび打鍵されるべき２つの鍵（もしくはそれらの鍵の間隔）を通知するようにしてもよい。その場合、計測装置１１は予め記憶部１１３に、演奏者の指の伸張能力を顕著に示すと考えられる指の組合せおよび伸張方向の各々に応じて、標準的な演奏者により打鍵可能な鍵を示す情報を打鍵指示データとして記憶しておく。計測装置１１は打鍵指示データに従い、演奏者に対し「右手の親指でＣ４、右手の小指でＢ４を同時に打鍵して下さい。」といった通知を行い、その通知に応じて演奏者により行われた打鍵を示す打鍵データに基づき、正しい打鍵が行われたか否かを判定する。

計測装置１１は、通知を行った鍵の打鍵が演奏者により正しく行われなかったと判定した場合、演奏者に対し「右手の親指でＣ４、右手の小指でＡ＃４を同時に打鍵して下さい。」のように、先に指示した打鍵よりも指の伸張の程度を軽減して、新たな打鍵の指示を行う。一方、計測装置１１は、通知を行った鍵の打鍵が演奏者により正しく行われたと判定した場合、演奏者に対し「右手の親指でＣ４、右手の小指でＣ５を同時に打鍵して下さい。」のように、先に指示した打鍵よりも指の伸張の程度を増大して、新たな打鍵の指示を行う。計測装置１１は上記のように、演奏者に対する打鍵指示と正しい打鍵が行われたか否かの判定を繰り返すことにより、演奏者の指の伸張能力を計測する。計測装置１１は、全ての指の組合せおよび伸張方向に関してこのような計測を繰り返してもよいし、指の伸張能力を顕著に示す指の組合せおよび伸張方向のみにつき計測を行い、他の指の組合せおよび伸張方向については推定等を行ってもよい。

また、上記の実施形態においては、計測システム１は、演奏者が一方の手の２本の指を用いて同時に打鍵可能な鍵の間隔を計測するものとして説明したが、計測システム１により演奏者の右手の指と左手の指を用いて同時に打鍵可能な鍵の間隔をさらに計測可能としてもよい。その場合、計測装置１１は演奏者に対し、例えば「右手の小指と左手の小指で、できるだけ互いに離れた２つの鍵を同時に打鍵して下さい。」といった打鍵指示を行い、演奏者により打鍵された鍵の間隔を計測する。そのように計測された鍵の間隔を示すデータに基づき、例えば楽譜データ修正装置は、体の小さい子供の演奏者には両手を拡げても届かない程離れた鍵盤の同時打鍵が指示されている楽譜データを、その演奏者に演奏可能な楽譜を示すものに修正することが可能となる。

ところで、計測装置１１は専用のハードウェアにより実現されてもよいし、汎用コンピュータにアプリケーションプログラムに従った処理を実行させることにより実現されてもよい。計測装置１１が汎用コンピュータにより実現される場合、制御部１１２の各構成部は、汎用コンピュータが備えるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）が、アプリケーションプログラムに含まれる各モジュールに従った処理を同時並行して行うことにより、汎用コンピュータの機能として実現される。

［２．第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態にかかる計測システム２の構成および動作を説明する。計測システム２においては、計測システム１と異なり、鍵盤楽器１４により演奏者が特定の鍵の打鍵に用いた指の検出が行われ、その検出の結果を示す指データに基づき、演奏者の指の伸張能力を示す位置関係データが生成される。計測システム２の構成および動作は多くの点で計測システム１のそれらと共通しているため、以下、計測システム２が計測システム１と異なっている点のみを説明する。また、以下に参照する図において、計測システム１におけるものと同じもしくは対応する構成部には同じ符号を用いるものとする。

計測システム２の外観は、図１に示される計測システム１の外観と同様である。ただし、上述したように、計測システム２の鍵盤楽器１４は打鍵データの生成に加え、指データを生成する機能を有している。そのため、例えば鍵盤楽器１４の備える鍵の各々には、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）リーダが設けられている。鍵盤楽器１４に設けられたＲＦＩＤリーダは、ＲＦＩＤタグから発せられる電波を受信し、受信した電波により示されるＩＤを特定する。

一方、計測システム２において、演奏者は指の各々に異なるＩＤを示す電波を発するＲＦＩＤタグを装着して打鍵を行う。各々のＲＦＩＤタグは、鍵盤楽器１４に設けられたＲＦＩＤリーダから発せられた電波により発電を行い、発電により得られた電力を用いて、予め内蔵されたＩＣ（Ｉｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）に記憶されたＩＤを示す電波をＲＦＩＤリーダに対し発する。従って、各鍵に設けられたＲＦＩＤリーダは、演奏者の両手の１０本の指に装着された１０個のＲＦＩＤタグの各々から電波を受信することになる。ＲＦＩＤリーダは、それらの１０の電波のうち最も強度が大きいものを選択し、選択した電波により示されるＩＤを特定する。このように特定されるＩＤは、ＲＦＩＤリーダが設けられた鍵に最も近いＲＦＩＤタグのＩＤを示し、それはすなわち鍵に最も近い演奏者の指を特定する情報となる。

計測システム２における鍵盤楽器１４は、演奏者により打鍵が行われた場合、打鍵された鍵を示す打鍵データを生成するとともに、打鍵された鍵に設けられたＲＦＩＤリーダが打鍵のタイミングで特定したＩＤを示すデータ、すなわち指データを生成し、それらの打鍵データと指データを対応付けて計測装置１１に送信する。指データは、例えば右手親指を示す「Ｒ₁」等のデータである。

打鍵に用いられた指を鍵盤楽器１４が特定する方法は、上記のＲＦＩＤタグを用いる方法の他、様々なものが考えられる。例えば、演奏者の指先に装着されたセンサに設けられた電極と鍵に設けられた電極とが接触すると通電することにより、いずれの指に装着されたセンサによりいずれの鍵が打鍵されたかを検出するようにしてもよい。

図９は、計測システム２における計測装置１１の構成を示したブロック図である。計測システム２において、計測装置１１のインタフェース部１１１は鍵盤楽器１４から送信される指データを受信する指データ取得部１１１３を備えている。また、計測装置１１の記憶部１１３には、演奏者の指の伸張能力を顕著に示す指の組合せおよび伸張方向を示す打鍵指示データ１１３２と、特定の２本の指の組合せに関し、極めて指の伸張能力が高い演奏者が、一方を基準として他方の指で打鍵可能な鍵位置の範囲を示す標準位置関係データ１１３３と、手の大きさや年齢、性別等が異なる様々な演奏者に関し実測された位置関係データを統計的に処理して得られた位置関係データの標準的なサンプルの集まりであるサンプル位置関係データ群１１３４を予め記憶している。

図１０は、打鍵指示データ１１３２の内容を例示した図である。打鍵指示データ１１３２は「指の組合せ」欄および「伸張方向」欄からなるデータを複数含んでいる。

図１１は、標準位置関係データ１１３３の内容を例示した図である。標準位置関係データ１１３３の形式は図４に示したデータと同様であるが、極めて指の伸張能力が高い演奏者（仮想的な演奏者でもよい）に関するデータである。標準位置関係データ１１３３は、計測システム１における場合と同様に、例えば演奏者が左右の手の指を用いて打鍵を行ったような場合のエラー処理の基準として用いられる。また、標準位置関係データ１１３３は、打鍵を行った２本の指がいずれの方向に伸張されているかを判定するためにも用いられる。その判定に関する処理については後述する。

図１２は、サンプル位置関係データ群１１３４の構成を模式的に示した図である。サンプル位置関係データ群１１３４に含まれる各サンプル位置関係データは、手の大きさ、性別、年齢等が異なる演奏者の標準的な位置関係データである。

以下、計測システム２においてユーザである演奏者の指の伸張能力を示す位置関係データ１１３１が生成される場合の計測システム２の動作を説明する。まず、計測装置１１はＯＮモードにおいて、打鍵指示データ１１３２に基づき、図１３に示す画面をディスプレイ１３に表示させる。図１３に示す画面には、「指の組合せ」欄、「伸張方向」欄および「未打鍵」欄を備えた表（以下、「打鍵指示表」と呼ぶ）が含まれている。ＯＮモードに切り替えられた直後は、打鍵指示表の「未打鍵」欄の値は全て「Ｙｅｓ」である。

ＯＮモードにおいて、演奏者はＲＦＩＤタグを各指に装着した後、打鍵指示表において「未打鍵」欄が「Ｙｅｓ」である任意のデータ行により示される打鍵を行う。演奏者により打鍵が行われると、鍵盤楽器１４は打鍵された鍵を示す打鍵データおよび打鍵した指を示す指データを計測装置１１に送信する。計測装置１１のインタフェース部１１１に備えられた打鍵データ取得部１１１１および指データ取得部１１１３は、それぞれ鍵盤楽器１４から打鍵データおよび指データを受信し、それらを対応付けて一時的に記憶部１１３に記憶する。

計測装置１１は受信した打鍵データおよび指データにより、同時に打鍵が行われた鍵およびその打鍵に用いられた指を特定することができる。計測装置１１の位置関係データ生成部１１２２は計測システム１における場合と同様に、１つの鍵のみが打鍵された場合や、３つ以上の鍵が同時に打鍵された場合、打鍵が正しく行われなかったものと判定する。

一方、２つの鍵が同時に打鍵された場合、位置関係データ生成部１１２２は標準位置関係データ１１３３（図１１参照）から、それらの鍵の打鍵に用いられた指の組合せに対応する数値を抽出する。例えば打鍵が右手の親指（Ｒ₁）および中指（Ｒ₃）で行われた場合、位置関係データ生成部１１２２により（Ｒ₁，Ｒ₃）＝１３および（Ｒ₃，Ｒ₁）＝５が抽出される。

位置関係データ生成部１１２２は、抽出したこれらの数値のうち基準となる指の番号が他の指の番号よりも大きいものにつき、基準となる指と他の指とを入れ替え、その数値の符号を反転させる。例えば、位置関係データ生成部１１２２が（Ｒ₁，Ｒ₃）＝１３および（Ｒ₃，Ｒ₁）＝５を抽出した場合、（Ｒ₃，Ｒ₁）＝５に基づき、（Ｒ₁，Ｒ₃）＝−５を生成する。ここで、（Ｒ₁，Ｒ₃）＝１３は演奏者が右手の親指を基準として右手の中指を右方向に可能な限り伸張した際に、右手の中指が右手の親指により打鍵される鍵よりも右に「１３」だけ離れた鍵を打鍵可能であることを示しているのに対し、（Ｒ₁，Ｒ₃）＝−５は、演奏者が右手の親指を基準として右手の中指を左方向に可能な限り伸張した際に、右手の中指が右手の親指により打鍵される鍵よりも右に「−５」（すなわち左に「５」）だけ離れた鍵を打鍵可能であることを示している。

続いて、位置関係データ生成部１１２２は、打鍵された鍵の位置関係を示す数値が、上記のように特定した（Ｒ₁，Ｒ₃）＝１３および（Ｒ₁，Ｒ₃）＝−５により示される範囲、すなわち−５〜１３の範囲に入っているか否かを判定する。打鍵された鍵の位置関係を示す数値が−５〜１３の範囲から外れている場合、位置関係データ生成部１１２２は打鍵が正しく行われなかったものと判定する。

打鍵された鍵の位置関係を示す数値が−５〜１３の範囲に入っている場合、位置関係データ生成部１１２２は続いて、打鍵された鍵の位置関係を示す数値が−５および１３のいずれにより近いかを判定する。例えば、演奏者により右手の親指でＣ４、中指でＡ４が打鍵された場合、それらの鍵の位置関係は１０となり、（Ｒ₁，Ｒ₃）＝１３により近い。その場合、位置関係データ生成部１１２２は親指を基準に中指を右方向に伸張したものと判定する。これに対し、演奏者により右手の中指でＣ４、親指でＥ４が打鍵された場合、親指により打鍵されたＥ４を基準とすると、それらの鍵の位置関係は−４となり、（Ｒ₁，Ｒ₃）＝−５により近い。その場合、位置関係データ生成部１１２２は親指を基準に中指を左方向に伸張したものと判定する。なお、これは中指を基準に親指を右方向に伸張したものと同義である。

位置関係データ生成部１１２２は上記のようにして、正しく打鍵が行われた場合の指の伸張方向を特定すると、打鍵に用いられた指の組合せおよび伸張方向を示すデータに打鍵された鍵の位置関係を示す数値を対応付けて一時的に記憶部１１３に記憶する。同時に、位置関係データ生成部１１２２は図１３の画面における打鍵指示表に含まれるデータ行のうち、演奏者による打鍵に対応するデータ行の「未打鍵」欄の値を「Ｙｅｓ」から「Ｎｏ」に書き換え、そのデータ行の表示を例えば打鍵指示表の末尾に移動する。その結果、演奏者は、さらに行うべき打鍵の内容を容易に知ることができる。

なお、演奏者が誤って打鍵指示表に示されない指の組合せで打鍵を行った場合、位置関係データ生成部１１２２はその打鍵を無視してもよいし、打鍵指示表に含まれるものと同様に、以下に説明する位置関係データの選択に用いてもよい。また、演奏者が既に「未打鍵」欄が「Ｎｏ」となっている指の組合せおよび伸張方向で打鍵を行った場合、位置関係データ生成部１１２２はその打鍵を無視してもよいし、既に記憶部１１３に一時的に記憶されている数値と新たに行われた打鍵により生成される鍵の位置関係を示す数値とを比較し、より伸張の度合いが大きいものを採用するようにしてもよい。さらに、演奏者の操作に応じて「上書きモード」のＯＮ／ＯＦＦを切替可能とし、「上書きモード」がＯＮの場合には、既に「未打鍵」欄が「Ｎｏ」となっている指の組合せおよび伸張方向で打鍵が行われた場合、常に新たに行われた打鍵により生成される数値で既に記憶されている数値を上書き更新するようにしてもよい。

上記のようにして、位置関係データ生成部１１２２は標準位置関係データ１１３３により指示される全ての打鍵に関する鍵の位置関係を示す数値を取得すると、サンプル位置関係データ群１１３４（図１２参照）の中から、記憶部１１３に一時的に記憶した演奏者の打鍵による数値と最もマッチするサンプル位置関係データを選択する。例えば、位置関係データ生成部１１２２は演奏者の打鍵による数値とサンプル位置関係データの数値との間で、対応する数値の差の自乗和を算出し、その数値が最小となるサンプル位置関係データをサンプル位置関係データ群１１３４から選択する。ただし、それらのデータの近似度を示す指標は、差の自乗和に限られず、例えば差の絶対値の和を用いる等、他に様々なものが考えられる。

位置関係データ生成部１１２２は上記のように選択したサンプル位置関係データを、演奏者の指の伸張能力を示す位置関係データ１１３１として記憶部１１３に記憶する。また、計測装置１１は必要に応じて、インタフェース部１１１の位置関係データ出力部１１１２を介して外部装置に対し位置関係データ１１３１を送信する。位置関係データ１１３１がいかに利用されるかは、計測システム１において説明したものと同様である。

上記のように、計測システム２においては指データが利用される結果、演奏者は位置関係データ１１３１の生成において、必ずしもディスプレイ１３に示される指示に従った指の組合せにより打鍵を行うことを要さない。また、計測システム２においては、位置関係データ生成部１１２２が標準位置関係データ１１３３に基づき、指の伸張方向を自動的に特定する結果、演奏者は位置関係データ１１３１の生成において、好みの方向に指を伸張して打鍵を行うことができる。

ところで、上述した計測システム２においては打鍵指示データ１１３２に従い、ディスプレイ１３に指の組合せおよび伸張方向が表示されるものとしたが、計測装置１１は演奏者に対し打鍵に用いるべき指の組合せや伸張方向を指示することなく、例えば任意の指の組合せおよび伸張方向による打鍵に基づく数値を必要な数だけ収集し、収集した数値に基づきサンプル位置関係データ群１１３４からサンプル位置関係データを選択するようにしてもよい。そのように変形を加えた計測システム２によれば、演奏者は自由に打鍵を行うことができ、より簡便である。

また、位置関係データ生成部１１２２はサンプル位置関係データ群１１３４から適するサンプル位置関係データを選択することにより位置関係データ１１３１を生成する代わりに、第１実施形態における場合と同様に、所定の算出式に従い実測されなかった数値を推定して、位置関係データ１１３１を生成するようにしてもよい。

また、計測システム２を変形し、２本の指の位置関係のみでなく、３本以上の指に関し、演奏者により打鍵可能な鍵の位置関係を示す位置関係データ１１３１を生成可能としてもよい。その際、単に鍵の間隔を示す位置関係を用いる代わりに、例えば（Ｃ４，Ｆ＃４，Ｇ５）のように、白鍵および黒鍵の位置を考慮した位置関係データを生成するようにしてもよい。その場合、計測装置１１は演奏者により打鍵された鍵およびその打鍵に用いられた指を示すデータを順次蓄積することにより、演奏者により打鍵可能な鍵の位置関係を示す位置関係データ１１３１を生成する。例えば楽譜データ修正装置は、そのように生成された位置関係データ１１３１に基づき、楽譜データにより示される運指が演奏者により可能か否かを判定し、不可能な運指を発見した場合には可能な代替的な運指に変更する。

また、計測システム２においても、計測システム１において述べたように、演奏者の右手の指と左手の指を用いて同時に打鍵可能な鍵の間隔を計測可能としてもよい。その場合、例えば計測装置１１は右手の小指と左手の小指による同時打鍵を示す打鍵データおよび指データを鍵盤楽器１４から受け取ると、それらのデータに基づき算出した鍵の間隔を示すデータを、その演奏者が両手を用いて同時打鍵可能な鍵の間隔を示す位置関係データ１１３１として生成する。そのように生成される位置関係データ１１３１を用いて、例えば楽譜データ修正装置は、演奏者の両手の伸張能力に応じた楽譜データの生成を行うことができる。

また、上述した計測システム２においては、演奏者が演奏に用いる楽器が鍵盤楽器であるものとしたが、例えば弦楽器など、他の楽器について本願発明を応用することも可能である。例えば、ギターの弦とフレットとの交点にＲＦＩＤリーダを設け、演奏者が計測システム２におけるものと同様のＲＦＩＤタグを指に装着することにより、いずれの指によりいずれのポジションが押さえられているかを特定することが可能となる。さらに、ギターのブリッジ部等に弦振動を検出するセンサを設けることにより、撥弾された弦およびそのタイミングを特定することが可能となる。これらのセンサにより特定された情報に基づき、計測装置１１が上述したものと同様の方法で、演奏者により正しく押さえられるポジションを特定し、その結果を示す位置関係データを生成すればよい。

本発明にかかる計測システムの外観図である。 第１実施形態にかかる計測装置の構成を示したブロック図である。 第１実施形態にかかる計測システムにおいてディスプレイに表示される画面を例示した図である。 第１実施形態にかかる位置関係データ生成部により生成される数表を例示した図である。 第１実施形態にかかる位置関係データ生成部により生成される数表が示す打鍵の様子を例示した図である。 第１実施形態にかかる位置関係データ生成部により生成される数表を例示した図である。 第１実施形態にかかる位置関係データを利用する楽譜データ修正装置の処理を説明するための図である。 第１実施形態にかかる位置関係データ群の構成を模式的に示した図である。 第２実施形態にかかる計測装置の構成を示したブロック図である。 第２実施形態にかかる打鍵指示データの内容を例示した図である。 第２実施形態にかかる標準位置関係データの内容を例示した図である。 第２実施形態にかかるサンプル位置関係データ群の構成を模式的に示した図である。 第２実施形態にかかる計測システムにおいてディスプレイに表示される画面を例示した図である。

符号の説明

１…計測システム、１１…計測装置、１２…キーボード、１３…ディスプレイ、１４…鍵盤楽器、１１１…インタフェース部、１１２…制御部、１１３…記憶部、１１１１…打鍵データ取得部、１１１２…位置関係データ出力部、１１１３…指データ取得部、１１２１…モード切替部、１１２２…位置関係データ生成部、１１３１…位置関係データ、１１３２…打鍵指示データ、１１３３…標準位置関係データ、１１３４…サンプル位置関係データ群。

Claims (12)

1. 楽器に備えられた複数の演奏操作子のうち操作された演奏操作子を示す演奏操作子データを取得する演奏操作子データ取得手段と、
   前記演奏操作子データ取得手段により取得された同時に操作された演奏操作子を示す複数の演奏操作子データに基づき、当該操作を行ったユーザが一方の手の特定の指を用いて同時に操作可能な複数の演奏操作子の位置関係を示す位置関係データを生成する位置関係データ生成手段と
   を備えることを特徴とする計測装置。
2. 前記楽器は鍵盤楽器であり、前記演奏操作子は前記鍵盤楽器に備えられた鍵である
   ことを特徴とする請求項１に記載の計測装置。
3. 一方の手の特定の複数の指および当該複数の指が伸張されるべき方向を示す操作指示データを記憶する記憶手段
   を備え、
   前記位置関係データ生成手段は、前記演奏操作子データ取得手段により取得された演奏操作子データにより示される演奏操作子の位置関係と前記記憶手段により記憶されている操作指示データに基づき、前記位置関係データを生成する
   ことを特徴とする請求項１に記載の計測装置。
4. 一方の手の特定の指を用いて同時に操作されるべき複数の演奏操作子の位置関係を示す操作指示データを記憶する記憶手段
   を備え、
   前記位置関係データ生成手段は、前記演奏操作子データ取得手段により取得された演奏操作子データにより示される演奏操作子の位置関係と前記記憶手段により記憶されている操作指示データに基づき、前記位置関係データを生成する
   ことを特徴とする請求項１に記載の計測装置。
5. 前記記憶手段により記憶されている操作指示データの内容をユーザに通知する通知手段
   を備えることを特徴とする請求項３もしくは４に記載の計測装置。
6. 前記演奏操作子データ取得手段により取得された演奏操作子データにより示される演奏操作子の操作に用いられた指を示す指データを取得する指データ取得手段
   を備え、
   前記位置関係データ生成手段は、前記指データ取得手段により取得された指データに基づき、前記位置関係データを生成する
   ことを特徴とする請求項１に記載の計測装置。
7. 一方の手の特定の複数の指により同時に操作可能な演奏操作子の標準的な位置関係を示す標準位置関係データを記憶する記憶手段と、
   前記演奏操作子データ取得手段により取得された複数の演奏操作子データと、当該複数の演奏操作子データに関し前記指データ取得手段により取得された複数の指データにより示される複数の指に応じた前記記憶手段により記憶されている標準位置関係データとに基づき、演奏操作子の操作において当該複数の指が伸張された方向を示す伸張方向データを生成する伸張方向データ生成手段
   を備え、
   前記位置関係データ生成手段は、前記伸張方向データ生成手段により生成された伸張方向データに基づき、前記位置関係データを生成する
   ことを特徴とする請求項６に記載の計測装置。
8. 一方の手の特定の複数の指および当該複数の指が伸張されるべき方向を示す操作指示データを記憶する記憶手段と、
   前記記憶手段により記憶されている操作指示データの内容をユーザに通知する通知手段と
   を備えることを特徴とする請求項６に記載の計測装置。
9. 一方の手の特定の指を用いて同時に操作されるべき複数の演奏操作子の位置関係を示す操作指示データを記憶する記憶手段と、
   前記記憶手段により記憶されている操作指示データの内容をユーザに通知する通知手段と
   を備えることを特徴とする請求項６に記載の計測装置。
10. 前記演奏操作子データ取得手段は、一方の手の特定の複数の指を一の方向に伸張して同時に操作された演奏操作子を示す複数の演奏操作子データを取得し、
    前記位置関係データ生成手段は、前記演奏操作子データ取得手段により取得された演奏操作子データに基づき、前記一方の手の特定の複数の指の組合せとは異なる、前記一方の手もしくは他方の手の特定の複数の指の組合せにより同時に操作可能な複数の演奏操作子の位置関係を推定することにより、前記位置関係データを生成する
    ことを特徴とする請求項１に記載の計測装置。
11. 一方の手の特定の複数の指により同時に操作可能な演奏操作子の標準的な位置関係を示す標準位置関係データを記憶する記憶手段
    を備え、
    前記位置関係データ生成手段は、前記演奏操作子データ取得手段により取得された演奏操作子データと前記記憶手段により記憶されている標準位置関係データに基づき、当該演奏操作子データにより示される演奏操作子が一方の手の特定の指により同時に操作されたか否かを判定し、当該演奏操作子が一方の手の特定の指により同時に操作されたと判定した場合にのみ、当該演奏操作子データを前記位置関係データの生成に用いる
    ことを特徴とする請求項１に記載の計測装置。
12. 楽器に備えられた複数の演奏操作子のうち操作された演奏操作子を示す演奏操作子データを取得する処理と、
    取得した同時に操作された演奏操作子を示す複数の演奏操作子データに基づき、当該操作を行ったユーザが一方の手の特定の指を用いて同時に操作可能な複数の演奏操作子の位置関係を示す位置関係データを生成する処理と
    をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。

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