JP2008225005A - 音楽練習用電子装置及び音楽練習プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザが音楽練習の際に自身の演奏を目で確かめることができようにすること。
【解決手段】この音楽練習システムでは、ユーザ演奏の際に、メトロノーム機能Ｂ，Ｃａにより、ユーザ設定に応じて予め定められた周期Ｔｃで拍タイミングＴｂを報知すると共に、ユーザによる持続的な演奏音の時間的に変化する音量情報Ｖｐを取得し（Ｅ）、持続すべき音量値及び時間長に夫々相当する高さＡｒ及び長さＴｒを持つ基準音図形Ｗｒの形状を決定する（Ａｂ，Ｄ，Ｆ，Ｈ）。そして、決定された基準音図形Ｗｒを、メトロノームの拍タイミングＴｂに相当する画面上の位置に表示すると共に、この表示に合わせて、ユーザ演奏音の音量情報Ｖｐに基づく演奏音波形Ｗｐを同画面上に表示する（Ｈ，Ｇ，Ｃｂ）。音量情報Ｖｐは外部から音声信号で取り込むことができ、基準音図形Ｗｒの高さＡｒは、所定期間に渡る音量情報Ｖｐの振幅平均値Ａｐに基づいて算出される（Ｆ）。
【選択図】図２

Description

この発明は、ユーザが音楽の練習をする際にユーザ自身の演奏を目で確かめることができる音楽練習システムに関する。

従来より、ユーザの音楽練習に対して、拍タイミングに応じて発音や発光により電子的に拍を指示するようにした電子メトロノームが知られている。また、ユーザが電子楽器を演奏する場合については、例えば、特許文献１に開示されているように、ユーザ演奏と手本の演奏をノートナンバとベロシティに応じた図形で表示する技術が知られている。
特開２００２−９１２９０号公報

しかしながら、従来の表示技術は、音を持続させている間の音量を表示するものではなく、また、手本の演奏情報が必要である。さらに、任意のオーディオ入力を対象とするものでないため自然楽器や歌唱には利用することができない、或いは、音楽的な表現でいうところの「スタッカート」や「テヌート」などの奏法の違いが見て分かるようにしたものではないというように、音楽練習に対するユーザの希望に応え得るものではなかった。

この発明は、このような事情に鑑み、ユーザが音楽の練習をする際に自身の演奏を目で確かめることができ、特に、持続音楽器や歌唱におけるタイミングと音量の時間的変化の基礎練習に役立てることができる音楽練習システムを提供することを目的とする。

この発明の主たる特徴に従うと、所定周期（Tc）で拍タイミング（Tb :t1,t2,…）を報知するメトロノーム機能実行手段（B,Ca: A4;B13;C13）と、ユーザによる持続的な演奏音の時間的に変化する音量を表わす音量情報（Vp）を取得する演奏音量取得手段（E:A5-A7;B3;C31-C33）と、ユーザによる演奏音に対して持続すべき音量値に相当する高さ（Ar:Aro,Ara）及び持続すべき時間長に相当する長さ（Tr:Tro,Trt,Trs,Tra）を持つ基準音図形（Wr:Wro,Wrt,Wrs,Wra）の形状を決定する図形決定手段（Ab,D,F,H:A8,A9;B6;C6）と、図形決定手段（Ab,D,F,H）により形状が決定された基準音図形（Wr）を画面（DP）上の拍タイミング（Tb）に相当する時間的位置に表示すると共に、演奏音量取得手段（ E）により取得された音量情報（Vp）に基づく演奏音波形（Wp）を同画面（DP）上に表示する波形表示手段（H,G,Cb:A10;B7,B10;C7,C10）とを具備する音楽練習用電子装置（コンピュータTM:TM1,TM2）〔請求項１〕が提供され、所定周期（Tc）で拍タイミング（Tb :t1,t2,…）を報知するメトロノーム機能実行手段（B,Ca: A4;B13;C13）を備え、音楽練習用電子装置として機能するコンピュータ（TM:TM1,TM2）に、ユーザによる持続的な演奏音の時間的に変化する音量を表わす音量情報（Vp）を取得する演奏音量取得ステップ（E:A5-A7;B3;C31-C33）と、ユーザによる演奏音に対して持続すべき音量値に相当する高さ（Ar:Aro,Ara）及び持続すべき時間長に相当する長さ（Tr:Tro,Trt,Trs,Tra）を持つ基準音図形（Wr:Wro,Wrt,Wrs,Wra）の形状を決定する図形決定ステップ（Ab,D,F,H:A8,A9;B6;C6）と、図形決定ステップ（Ab,D,F,H）で形状が決定された基準音図形（Wr）を画面（DP）上の拍タイミング（Tb）に相当する時間的位置に表示すると共に、演奏音量取得ステップ（ E）で取得された音量情報（Vp）に基づく演奏音波形（Wp）を同画面（DP）上に表示する波形表示ステップ（H,G,Cb:A10;B7,B10;C7,C10）とから成る手順を実行させる音楽練習プログラム〔請求項４〕が提供される。なお、括弧書きは、理解の便のために付記した実施例の参照記号、用語、箇所等を表わし、以下においても同様である。

この発明による音楽練習用電子装置（ TM1）は、さらに、ユーザによる演奏音を表わす音声信号（Vp）を外部（AM）から取り込む音声信号取込み手段（18）を具備し、演奏音量取得手段（E: A5-A7）は、音声信号取込み手段（18）により取り込まれた音声信号から音量情報（Vp）を取得する〔請求項２〕ように構成することができる。

また、この発明による音楽練習用電子装置（TM:TM1,TM2）において、図形決定手段（Ab,D,F,H:A8,A9;B6;C6）は、演奏音量取得手段（E:A5-A7;B3;C31-C33）により取得された所定期間（ユーザ演奏音数Ｎ＝６）の音量情報（Vp）に基づいて基準音図形（Wr:Wro,Wrt,Wrs,Wra）の高さ（Ar:Aro,Ara）を算出する〔請求項３〕ように構成することができる。

この発明の主たる特徴による音楽練習システムでは（請求項１，４）、音楽練習用電子装置（TM:TM1,TM2）は、ユーザ設定に応じて予め定められた一定の周期（Tc）で拍タイミング（Tb :t1,t2,…）を報知するメトロノーム機能（B,Ca: A4;B13;C13）を備え、ユーザ演奏の際に、持続的なユーザ演奏音の時間的に変化する音量に相当する音量情報（Vp）を取得する（E:A5-A7;B3;C31-C33）と共に、持続すべき音量値に相当する高さ（Ar:Aro,Ara）と持続すべき時間長に相当する長さ（Tr:Tro,Trt,Trs,Tra）を持つ基準音図形（Wr:Wro,Wrt,Wrs,Wra）の形状を決定する（Ab,D,F,H:A8,A9;B6;C6）。そして、決定された基準音図形（Wr）をメトロノーム（B,Ca）の拍タイミング（Tb）に相当する画面（DP）上の位置に表示するのに合わせて、ユーザ演奏の音量情報（Vp）に基づく演奏音波形（Wp）を同画面（DP）上に表示する（H,G,Cb:A10;B7,B10;C7,C10）。つまり、メトロノームのタイミングに合わせて目安となる基準音図形（Wr）を表示すると共に、この基準音図形（Wr）に重ねて音量情報（Vp）の音量変化状態（振幅エンベロープ）を示す演奏音波形（Wp）をユーザ演奏練習結果として表示する。

従って、この発明によれば、ユーザは、音楽の練習をする際、メトロノーム機能による拍の報知に合わせて演奏練習をすることができると共に、目安となる基準音図形に重ねてユーザの演奏練習結果が演奏音波形で表示されることで、ユーザ自身の演奏を目で確かめることができる。また、基準音図形の高さと長さは持続すべき音量値と時間長に応じて設定するだけでよく、手本の演奏情報を必要とせず、特に鍵盤楽器や吹奏楽器などの持続音楽器や歌唱におけるタイミングと音量の時間的変化の基礎練習に役立てることができる。

この発明による音楽練習用電子装置（ TM1）においては、マイクなどの外部オーディオ機器（AM）からユーザ演奏による音声信号（オーディオ信号）が取り込まれ（18）、取り込まれた音声信号から音量情報（Vp）を取得する（E: A5-A7）ようにしている（請求項２）。従って、この発明によれば、自然楽器の演奏や歌唱の練習に役立てることができる。

また、この発明による音楽練習用電子装置（TM:TM1,TM2）においては、基準音図形（Wr:Wro,Wrt,Wrs,Wra）の高さ（Ar:Aro,Ara）は、複数拍（例えば、拍数Ｎ＝６）に渡る所定期間の音量情報をもとにして算出する（ F,H）ようにしている（請求項３）。従って、この発明によれば、目安として表示される基準音図形の高さを、ユーザ自身による一連の演奏音に基づいて自動的に設定することができる。

なお、目安となる基準音図形（Wr:Wro,Wrt,Wrs,Wra）の長さ（Tr:Tro,Trt,Trs,Tra）については、予めユーザ操作に応じたスタッカートやテヌート等の奏法種類の指定に基づいて制御する（Ab,H）ことにより、練習しようとする奏法の違いに応じた最適の時間長に設定することができる。

〔第１の音楽練習用電子装置のハードウエア構成〕
図１は、この発明の一実施例による第１の音楽練習用電子装置のハードウエア構成ブロック図を示す。第１の音楽練習用電子装置ＴＭ１は、オーディオ入力機器ＡＭと共に音楽練習システムを構成する一種のコンピュータであり、一つの音楽教習専用機器として製品化してもよいし、パーソナルコンピュータを用いてもよい。第１の音楽練習用電子装置ＴＭ１は、中央処理装置（ＣＰＵ）１１、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１２、読出専用メモリ（ＲＯＭ）１３、外部記憶装置１４、検出回路１５、表示回路１６、メトロノーム音源回路１７、オーディオ入力インターフェース（Ｉ／Ｆ）１８などを備え、これらの要素１１〜１８はバス１９を介して互いに接続される。

ＣＰＵ１１は、ＲＡＭ１２及びＲＯＭ１３と共にデータ処理部として機能し、音楽練習プログラムに従い、タイマ２０によるクロックを利用してメトロノーム機能によるリズム報知を含む音楽練習処理を実行することができる。ＲＡＭ１２は、音楽練習処理に際して必要なデータを保持するためのワーク領域として用いられ、例えば、ユーザ演奏に基づく演奏音情報やその振幅エンベロープを格納するための演奏音記憶領域や波形記憶領域が設けられる。また、ＲＯＭ１３には音楽練習プログラムや制御データが予め記憶される。

外部記憶装置１４は、ハードディスク（ＨＤ）、或いは、フラッシュメモリのような書換え可能な不揮発性の半導体メモリ等の内蔵記憶媒体の外に、コンパクトディスク・リード・オンリィ・メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、光磁気（ＭＯ）ディスク、ディジタル多目的ディスク（ＤＶＤ）、スマートメディア（登録商標）等の小型メモリカード、等々、種々の可搬性の外部記録媒体を含み、音楽練習プログラムや制御データを任意の外部記憶装置（例えば、ＨＤＤ）に記憶することができる。

検出回路１５は、音楽練習処理に関する種々の条件を設定入力するためのキースイッチ等の設定操作子２１に接続され、設定操作子２１の設定操作内容を検出しデータ処理部に導入する。表示回路１６に接続される表示装置２２は、ＬＣＤ等のディスプレイ（表示器）ＤＰや各種ランプ（インジケータ）ＬＰを含み、表示回路１６は、ディスプレイＤＰや各種ランプＬＰの表示／点灯内容をＣＰＵ１からの指令に従って制御する。例えば、設定時には、ディスプレイＤＰの画面を利用して、設定操作子２１の設定操作に対する表示援助を行い、演奏練習時には、所定のリズム周期で各種ランプＬＰ中の拍報知ランプを点灯して拍タイミングをユーザに知らせると共に、ディスプレイＤＰには、演奏音波形（Ｗｐ）の確認画面を表示する。また、各種ランプＬＰとしてＯＫ／ＮＧランプを設け、ユーザ演奏の判定結果に応じてその点灯態様を制御してユーザ演奏の良否を知らせるようにしてもよい。なお、これらのランプはディスプレイＤＰに表示し制御するようにしてもよい。

メトロノーム音源回路１７は、メトロノーム報知用の種々の音源を備え、演奏練習時に、設定操作子２１の設定操作による音種に応じた所望の音源出力による報知音信号を生成してサウンドシステム２３に送る。サウンドシステム２３は、Ｄ／Ａ変換部やアンプ、スピーカＳＰ、ヘッドホン端子などを備え、音源回路１７からの音信号に基づくリズム報知音をスピーカＳＰやヘッドホンから発生させる。

オーディオ入力Ｉ／Ｆ１８は、外部のオーディオ入力機器ＡＭからのユーザ演奏音情報Ｖｐをデータ処理部に導入する。つまり、オーディオ入力機器ＡＭは、マイクやピックアップ等から入力されるユーザの楽器演奏音や歌唱音声を表わす音声信号（オーディオ信号）をユーザ演奏音情報ＶｐとしてＩ／Ｆ１８に出力する。なお、オーディオ入力機器ＡＭがアナログ信号を出力する機器である場合、オーディオ入力Ｉ／Ｆは、オーディオ入力機器ＡＭから入力されたアナログ信号をＡ／Ｄ変換する機能を有する。

〔音楽練習システムの概要〕
図２は、この発明の一実施例による音楽練習システムの機能ブロック図であり、機能ブロックＡ，Ｃ，Ｅ内の下部に示した括弧書き記号については、左側は、第１の音楽練習用電子装置ＴＭ１の対応するハードウエア構成要素の参照記号を表わし、右側は、後述する第２の音楽練習用電子装置ＴＭ２の対応するハードウエア構成要素の参照記号を表わす。

設定ブロックＡは、ユーザ操作に基づいて、練習したい演奏曲の拍子やテンポなどのメトロノームパラメータＡａを予め設定すると共に、「基本（又は標準）」、「テヌート」、「スタッカート」、「アクセント」、「アタック」などの奏法の種類（種別）を表わす奏法パラメータＡｂを設定する。メトロノーム機能実行ブロックＢは、設定されたメトロノームパラメータＡａに基づいて拍報知の繰返し周期Ｔｃを演算し、演奏曲の練習が開始されると、この繰返し周期Ｔｃを持つ拍タイミング情報Ｔｂを出力ブロックＣに送る。出力ブロックＣ内のリズム報知ブロックＣａは、拍タイミング情報Ｔｂに従って拍報知ランプＬＰの発光やスピーカＳＰの発音により拍を報知する。また、繰返し周期取得ブロックＤは、メトロノーム機能実行ブロックＢから繰返し周期情報Ｔｃを取得する。

演奏音情報取得ブロックＥは、演奏曲の練習時に、ユーザによる持続的な演奏音を表わす演奏音情報Ｖｐを取得する。この演奏音情報Ｖｐは音量情報であってユーザ演奏音の時間的に変化する音量（音圧、振幅）を表わしており、平均振幅演算ブロックＦは、所定期間に渡る複数演奏音の音量情報Ｖｐについてその振幅平均値Ａｐを演算し、演奏音波形生成ブロックＧは、これら一連の音量情報Ｖｐに基づく複数演奏音の振幅（音量）エンベロープ波形をディスプレイ画面ＤＰに表示するための演奏音波形データＷｐを生成する。

基準音図形生成ブロックＨは、所定のルールに従って、ユーザ演奏音の持続すべき音量値及び時間長の目安となる高さＡｒ及び長さＴｒを持つ基準音図形Ｗｒの形状を決定し、演奏曲の練習が開始されると、メトロノーム機能実行ブロックＢからの所定期間に渡る複数の拍タイミング情報Ｔｂに対応するディスプレイ画面ＤＰ上の位置に基準音図形Ｗｒを夫々表示するための基準音図形データを生成する。基準音図形Ｗｒは、ユーザによる各演奏音の目安となる図形であり、この例では、高さＡｒは、平均振幅演算ブロックＦで演算された振幅平均値Ａｐに基づいて決定され、基準音図形Ｗｒの長さＴｒは、繰返し周期取得ブロックＤで取得された繰返し周期情報Ｔｃに基づいて決定される。また、長さＴｒや高さＡｒは、設定ブロックＡで設定された奏法パラメータＡｂに応じて制御される。

そして、出力ブロックＣ内の波形表示ブロックＣｂは、演奏曲の練習時に、基準音図形生成ブロックＨからの基準音図形データＷｒ及び演奏音波形生成ブロックＧからの演奏音波形データＷｐに基づいて、高さＡｒの振幅と長さＴｒの時間長を持つ複数の基準音図形Ｗｒをディスプレイ画面ＤＰ上の拍タイミング対応位置に表示すると共に、これら基準音図形Ｗｒに重畳して夫々の演奏音波形Ｗｐを表示する。これにより、ユーザは、自身の演奏練習結果を確認することができる。

なお、破線で示すように、タイミング評価ブロックＪにより演奏音情報Ｖｐの発音タイミングを拍タイミングＴｂと比較評価し、出力ブロックＣ内のＯＫ／ＮＧブロックＣｃにより、その評価結果に基づいてＯＫ／ＮＧランプＬＰの点灯態様を制御し、ユーザ演奏の良否を報知するようにしてもよい。また、リズム（拍）や良否判定の報知手段には、光や音の外に、画面ＤＰ上への映像表示や振動装置による振動を利用することができる。

この音楽練習システムでは、上述したように、ユーザ演奏の際に、メトロノーム機能Ｂ，Ｃａにより、ユーザ設定に応じて予め定められた繰返し周期Ｔｃで拍タイミングＴｂを報知すると共に、ユーザによる持続的な演奏音の時間的に変化する音量情報Ｖｐを取得し（Ｅ）、持続すべき音量値及び時間長に夫々相当する高さＡｒ及び長さＴｒを持つ基準音図形Ｗｒの形状を決定する（Ａｂ，Ｄ，Ｆ，Ｈ）。そして、決定された基準音図形Ｗｒを、メトロノームの拍タイミングＴｂに相当する画面ＤＰ上の位置に表示すると共に、この表示に合わせて、ユーザ演奏の音量情報Ｖｐに基づく演奏音波形Ｗｐを同画面ＤＰ上に表示する（Ｈ，Ｇ，Ｃｂ）。また、音量情報Ｖｐは外部のオーディオ入力機器ＡＭから音声信号で取り込むことができ（１８）、基準音図形Ｗｒの高さＡｒは、所定期間に渡る音量情報Ｖｐの振幅平均値Ａｐに基づいて算出される（Ｆ，Ｈ）。図３は、この発明の一実施例による音楽練習システムにおける基準音図形の生成例及び演奏音波形の確認例を示す。

図３の例では、基準音図形Ｗｒの高さを決定するために、まず、〔ａ〕に示すように、所定期間（例えば、拍数Ｎ＝６に対応する時間分）の音量情報Ｖｐから振幅エンベロープを求めて（なお、振幅エンベロープは、所定閾値以下は切り捨てて発音区間を明確にすることが好ましい）その平均値を算出し、これを平均振幅Ａｐとする。例えば、（ａ１）のように、６拍分のユーザ演奏音が発生し、これらの振幅エンベロープ波形Ｗｐが得られると、（ａ２）のように、ユーザ演奏音の発音区間に対する振幅エンベロープ値の総平均値Ａｐを求め、必要に応じてこれら演奏音の発音区間の平均時間長Ｔｍを求める。

次いで、図３〔ｂ〕に示すように、平均振幅Ａｐ及び拍の繰返し周期Ｔｃから奏法に応じて基準音図形Ｗｒの形状即ち振幅方向の高さＡｒ及び時間方向の長さＴｒを決定する。（ｂ１）のように、「基本」と呼ばれる標準的な奏法の場合に生成される基準音図形は基本図形Ｗｒｏと呼ばれ、その高さＡｒｏ及び長さＴｒｏは夫々基本振幅及び基本時間長と呼ばれる。基本図形Ｗｒｏの高さ（基本振幅）Ａｒｏは、振幅エンベロープの時間平均値である平均振幅Ａｐとし、長さ（基本時間長）Ｔｒｏは繰返し周期Ｔｃの８０％とする。

（ｂ２）のように奏法が「テヌート」である場合の基準音図形（テヌート図形）Ｗｒｔについては、高さを基本振幅Ａｒｏ＝Ａｐとし、長さＴｒｔを拍繰返し周期Ｔｃの９５％とする。（ｂ３）のように奏法が「スタッカート」の場合の基準音図形（スタッカート図形）Ｗｒｓでは、高さを基本振幅Ａｒｏ＝Ａｐとし、長さＴｒｓを拍繰返し周期Ｔｃの５０％とする。また、（ｂ４）のように奏法が「アクセント」や「アタック」の場合の基準音図形Ｗｒａについては、高さＡｒａを基本振幅Ａｒｏ＝Ａｐの所定倍とし、長さＴｒｏを拍繰返し周期Ｔｃの５０％（アクセント）や４０％（アタック）とする。

なお、時間長の目安となる基準音図形Ｗｒの長さＴｒについては、奏法パラメータとは無関係に、（ａ２）の平均時間長Ｔｍを採用してもよい。この場合、さらに、ユーザ操作により、奏法指定に応じた時間長Ｔｒの基準音図形とユーザ自身の演奏音に応じた平均時間長Ｔｍの基準音図形とを切換え表示するようにしてもよい。

そして、図３〔ｃ〕に示すように、ディスプレイ画面ＤＰ上に、このようにして形状を決定した基準音図形Ｗｒ：Ｗｒｏ，Ｗｒｔ，Ｗｒｓ，Ｗｒａと演奏音波形Ｗｐである振幅エンベロープとを重ねて表示する。例えば、目安の基準音図形Ｗｒは青色の線画或いは塗潰し面で表示し、振幅エンベロープ波形Ｗｐは赤色で表示する。なお、縦軸（音圧方向）の単位は、ｄＢに変換されたものが好ましいが、そうでなくてもよい。基準音図形Ｗｒについては、各基準音図形Ｗｒの表示位置は、図示のように、横軸を時間軸としてメトロノームの各拍報知タイミング位置に一辺を合わせることで、複数の基準音図形Ｗｒを一定間隔で並ばせることができる。また、振幅エンベロープ波形Ｗｐについては、時系列的に振幅エンベロープ波形データが順次格納されたＲＡＭの波形記憶領域の格納アドレスから画面ＤＰにおける時間軸上の位置を割り出して表示する。

〔第１実施形態の処理フロー例〕
図４は、この発明の第１実施形態による音楽練習処理１の動作を表わすフローチャートを示す。ユーザによる処理開始操作によって第１実施形態の音楽練習処理１が開始すると、第１の音楽練習用電子装置ＴＭ１のＣＰＵ１１は、最初の設定ステップＡ１において、ユーザによる奏法選択設定操作に応じて、基本、テヌート、スタッカート等の奏法パラメータＡｂを設定し、続く第２の設定ステップＡ２で、ユーザによるメトロノーム設定操作に応じてテンポや拍子などのメトロノームパラメータＡａを設定して、ステップＡ３に進む。ステップＡ３では、メトロノーム開始操作がなされたか否かを判定し、この操作がなければ（Ａ３→ＮＯ）、ステップＡ３に戻ってメトロノーム開始操作を待機する。

ここで、メトロノーム開始操作があったと判定すると（Ａ３→ＹＥＳ）、順次、ステップＡ４〜Ａ１０の処理を実行する。まず、ステップＡ４では、タイマを用い、時間の経過に従って、設定されたテンポや拍子など決まる所定の繰返し周期Ｔｃでメトロノームの報知を所定の必要な回数だけ行うように、メトロノーム機能実行部Ｂに指示する。ステップＡ４でのメトロノーム報知は、最初は、ユーザが必要な回数だけ聴くだけで心の準備をするために行われるものである。

次のステップＡ５では、オーディオ入力機器ＡＭからの演奏音情報Ｖｐを記録するオーディオ入力記録処理を開始し、続くステップＡ６で、タイマを用い、時間の経過に従って、設定されたテンポや拍子など決まる所定の繰返し周期Ｔｃでメトロノームの報知を所定回数（Ｎ）行うように、メトロノーム機能実行部Ｂに指示する。これにより、ユーザは、記録や表示をしつつ、練習する。なお、この報知回数（Ｎ）は、予め６回などに決まっており、報知には、音や光、映像、振動などを用いることができる。このように試聴時と同じ条件でメトロノーム報知が更に所定回数（Ｎ）行われると、次のステップＡ７にて、オーディオ入力記録処理を終了する。例えば、演奏音情報Ｖｐは、順次オーディオ入力Ｉ／Ｆ１８のバッファに保持されていき、バッファに所定サンプル分の演奏音情報Ｖｐが溜ったところでＲＡＭ１２の演奏音記憶領域に格納される。

次に、ステップＡ８で、オーディオ入力記録処理によりＲＡＭ１２の演奏音記憶領域に格納された演奏音情報Ｖｐからその振幅エンベロープＷｐを求めてＲＡＭ１２の波形記憶領域に格納し、振幅エンベロープＷｐの時間平均Ａｐを算出する。さらに、ステップＡ９で、振幅エンベロープＷｐの時間平均Ａｐ、繰返し周期Ｔｃ及び指定された奏法から、所定のルールに従って、目安として表示する基準音図形Ｗｒの形状Ａｒ，Ｔｒを決定する。

そして、ステップＡ１０にて、ステップＡ８で求められた演奏音の振幅エンベロープＷｐとステップＡ９で形状が決定された目安の基準音図形Ｗｒを色を変えて重ねて画面ＤＰに表示する。その後、ユーザによる処理終了操作によりこの音楽練習処理１を終了する。

なお、メトロノームの報知回数Ｎが予め所定回（６回など）に決まっている場合、画面ＤＰに所定回分の演奏音波形Ｗｒを表示する期間がテンポ設定に応じて変わるようにしてもよい。逆に、画面ＤＰに演奏音波形Ｗｒを表示する期間は一定（例えば、３６秒分）としておき、テンポ設定に応じてメトロノーム報知回数Ｎを変えるようにしてもよい。

〔第２実施形態の処理フロー例〕
図５及び図６は、この発明の第２実施形態による音楽練習処理２の動作を表わすフローチャートを示す。第２実施形態では、音楽練習用電子装置ＴＭのＲＡＭ内にリングバッファが設けられ、ユーザ演奏の進行に従って「新規サンプルデータ」と呼ばれる新たな演奏音情報Ｖｐを順次リングバッファに記録・更新して行き、常に所定期間以上の最新演奏音情報Ｖｐをリングバッファ上に保持し、新たに表示すべき演奏音情報Ｖｐが記録される毎に、その振幅エンベロープＷｐを画面ＤＰにリアルタイムで更新表示して行く。

処理開始のユーザ操作により第２実施形態の音楽練習処理２が開始すると、ＣＰＵ１１は、最初のステップＢ１（図５）で、図４の設定ステップＡ１，Ａ２と同様の手法で初期設定を行い、メトロノーム機能や基準音図形Ｗｒの形状を決めるパラメータ（テンポや拍子、奏法など）の初期値を定めてＲＡＭのパラメータ記憶領域に格納する。次のステップＢ２では、メトロノーム開始操作がなされたか否かを判定し、この操作がなければ（Ｂ２→ＮＯ）ステップＢ３に戻ってメトロノーム開始操作を待機し、この操作があったときには（Ｂ２→ＹＥＳ）、ステップＢ３に進んで、オーディオ入力機器ＡＭからの演奏音情報Ｖｐをリングバッファに順次記録するオーディオ入力記録処理を開始する。

次のステップＢ４では、振幅エンベロープＷｐの最新箇所の表示位置が画面ＤＰ上のエンベロープ表示エリアＡｒの始点Ｓｔであるか否かを判定し、始点Ｓｔであれば（Ｂ４→ＹＥＳ）、まず、ステップＢ５で、これまで表示していた過去の基準音図形Ｗｒ及び振幅エンベロープＷｐの表示を消去し、続くステップＢ６で基準音図形Ｗｒの形状を決定した後、ＲＡＭの波形記憶領域の情報をクリアする。そして、次のステップＢ７にて、形状が決定された所定個数Ｎ（例えば、Ｎ＝６）の基準音図形Ｗｒを画面ＤＰに表示する。

ここで、基準音図形Ｗｒの形状Ａｒ，Ｔｒは、初期状態では、ステップＢ１で初期設定されたパラメータに対応するデフォルト値が採用される。そして、個数Ｎに相当する所定時間が経過して定常状態になると、現在設定されているパラメータ及び参照すべき振幅エンベロープＷｐの平均振幅Ｖｐに基づき既述のルールに従って基準音図形Ｗｒの形状Ａｒ，Ｔｒが決定され、例えば、基準音図形Ｗｒの基本振幅Ａｒｏについては、リングバッファに残っているサンプルデータのうち所定時間前まで遡ったものに対応する最新期間の振幅エンベロープＷｐの平均振幅Ｖｐが参照される。なお、別の方法として、所定のユーザ操作がなされたことにより振幅レベル調整動作に移り、ユーザ操作で指定された或る期間の平均振幅Ｖｐを元に基本振幅Ａｒｏを決めるようにしてもよい。

振幅エンベロープＷｐの表示位置が始点Ｓｔでないと判定したとき（Ｂ４→ＮＯ）或いはステップＢ７の処理の後は、ステップＢ８で、表示すべき新規サンプルデータ即ち振幅エンベロープＷｐを新たに表示すべき演奏音情報Ｖｐがリングバッファに溜ったか否かを判定し、溜っていれば（Ｂ４→ＹＥＳ）、まず、ステップＢ９で、表示すべき新規サンプルデータＶｐの振幅エンベロープＷｐを求めてＲＡＭの波形記憶領域に新たに格納する。次に、ステップＢ１０で、ＲＡＭ波形記憶領域から表示すべきサンプルデータ振幅エンベロープＷｐを読み出して画面ＤＰに表示し、続くステップＢ１１で、振幅エンベロープＷｐの最新箇所の表示位置を更新する。ここで、表示すべき新規のサンプルデータとは、前回処理してから新たにバッファに蓄積されたサンプルデータであって、振幅エンベロープを算出するのに必要な少なくとも波の１周期分のサンプル数で且つユーザに遅れを感じさせない程度のサンプル数のものであり、例えば、２０ミリ秒［ｍｓ］に相当するサンプル数のものである。また、この表示位置がエンベロープ表示エリアＡｒの終点Ｅｄに達した場合は、表示位置を始点Ｓｔに戻すと共に、波形記憶領域に格納されている振幅エンベロープＷｐの平均振幅Ａｐを算出して次に参照すべき平均振幅ＶｐとしてＲＡＭの平均振幅憶領域に格納（更新）する。

新規サンプルデータＶｐがリングバッファに溜っていないと判定したとき（Ｂ８→ＮＯ）或いはステップＢ１１の処理の後は、ステップＢ１２（図６）で、メトロノームで報知する拍タイミングか否かを判定し、この拍タイミングであれば（Ｂ１２→ＹＥＳ）、ステップＢ１３に進み、メトロノーム機能実行部Ｂを通じて音源や表示回路に拍報知の実行を指示する。拍タイミングでないと判定したとき（Ｂ１２→ＮＯ）或いはステップＢ１３の処理の後は、ステップＢ１４で、所定のユーザ操作があれば、これに応じて、ＲＡＭの奏法パラメータを更新し、次のステップＢ１５で、所定のユーザ操作があれば、これに応じて、ＲＡＭのメトロノームパラメータ（テンポや拍子）を更新して、ステップＢ１６に進んで、処理終了のユーザ操作がなされたか否かを判定する。

ここで、処理終了操作がないときは（Ｂ１６→ＮＯ）、ステップＢ４に戻り、ステップＢ４〜Ｂ１６の処理動作を繰り返す。そして、処理終了操作があったときには（Ｂ１６→ＹＥＳ）、この音楽練習処理２を終了する。

〔第２の音楽練習用電子装置のハードウエア構成〕
図７は、この発明の一実施例による第２の音楽練習用電子装置のハードウエア構成ブロック図を示す。第２の音楽練習用電子装置ＴＭ２は、電子楽器などの演奏情報処理専用機器或いは演奏情報処理機能を有するパーソナルコンピュータが用いられ、１つの機器構成で音楽練習システムを実現することができる。第２の音楽練習用電子装置ＴＭ２は、ＣＰＵ３１、ＲＡＭ３２、ＲＯＭ３３、外部記憶装置３４、演奏操作検出回路３５、設定操作検出回路３６、表示回路３７、音源回路３８、効果回路３９、ＭＩＤＩＩ／Ｆ４０などを備え、これらの要素３１〜４０はバス４１を介して互いに接続される。

ＣＰＵ３１、ＲＡＭ３２、ＲＯＭ３３、外部記憶装置３４、設定操作検出回路３６及び設定操作子４４、並びに、表示回路３７及び表示装置４５は、それぞれ、第１の音楽練習用電子装置ＴＭ１のＣＰＵ１１、ＲＡＭ１２、ＲＯＭ１３、外部記憶装置１４、検出回路１５及び設定操作子２１、並びに、表示回路１６及び表示装置２２と同等の機能を有する外、さらに、演奏情報処理に対応する機能をも備える。例えば、ＣＰＵ３１がタイマ４２によるクロックを利用し音楽練習プログラムに従って実行する音楽練習処理には、演奏情報処理が含まれる。また、設定部３６，４４及び表示部３７，４５は、さらに、演奏情報処理上の設定機能及び表示機能を有する。

演奏操作検出回路３５は、鍵盤やブレスコントローラ、音量ペダル等の演奏操作子４３の演奏操作を検出し、演奏操作検出信号をデータ処理部（３１〜３３）に導入する。データ処理部は、演奏情報処理により、演奏操作検出信号Ｐｄに応じたイベント情報で構成されるＭＩＤＩ形式の楽音データを生成し、音源回路３８及び効果回路３９に導入する。

音源回路３８及び効果回路３９は、音源部とも呼ばれ、音楽練習用電子装置ＴＭ１のメトロノーム音源回路１７と同様に、メトロノーム報知用の種々の音源から報知用音信号を生成し、Ｄ／Ａ変換部やアンプ、スピーカＳＰ、ヘッドホン端子などを備えたサウンドシステム４６に送るメトロノーム報知音生成機能に加え、さらに、オーディオ演奏音信号を生成してサウンドシステム４６に送る演奏音生成機能を有する。すなわち、音源部３８，３９は演奏操作に基づく楽音データに応答し、音源回路３８により、所定音色及び音高を持つ演奏音データを生成し、効果付与ＤＳＰを有する効果回路３９により、この演奏音データに所定の効果を付与したオーディオ演奏音信号を発生する。これにより、サウンドシステム４６のスピーカＳＰから、報知用音信号に基づくメトロノーム報知音だけでなくオーディオ演奏音信号に基づく演奏音を放音することができる。

ＭＩＤＩＩ／Ｆ４０には、第２の音楽練習用電子装置ＴＭ２と同様にＭＩＤＩ形式の楽音データ生成機能を有する外部ＭＩＤＩ機器ＥＭが接続され、ＭＩＤＩＩ／Ｆ４０を通じて外部ＭＩＤＩ機器ＥＭと楽音データを授受することができる。例えば、外部ＭＩＤＩ機器ＥＭの演奏操作に基づく外部楽音データは、演奏操作検出回路３５からの演奏操作検出信号Ｐｄに応じて生成される内部楽音データと同様に、音源部３８，３９を通じてオーディオ演奏音信号を発生するのに利用することができる。

第２の音楽練習用電子装置ＴＭ２では、図示のように、音源部３８，３９で生成されたオーディオ演奏音信号を演奏音情報Ｖｐとしてデータ処理部（３１〜３３）に導入することにより、先に説明した第２実施形態による音楽練習処理２をそのまま実行することができる。また、演奏操作子４３の演奏操作に基づき生成される内部楽音データ或いは外部ＭＩＤＩ機器ＥＭの演奏操作に基づく外部楽音データに応じて演奏音情報Ｖｐを生成することにより、次に説明する第３実施形態による音楽練習処理３を実行することができる。なお、音楽練習処理３は、鍵盤型などの任意の持続音タイプ電子楽器に適用可能であるが、特に、ブレスコントローラを備えた管楽器型電子楽器に好適に適用することができる。

〔第３実施形態の処理フロー例〕
図８〜図１０は、この発明の第３実施形態による音楽練習処理３の動作を表わすフローチャートを示す。第３実施形態による音楽練習処理３では、音楽練習処理２と同様に第２の音楽練習用電子装置ＴＭ２のＲＡＭ３２内に設けられたリングバッファに対して、ユーザ演奏の進行に従って順次「新規イベント」と呼ばれる新たな楽音データを記録・更新して行き、常に所定期間以上に渡る最新の楽音データをリングバッファ上に保持し、新たに表示すべき楽音データが取得される毎に、当該楽音データに応じて演算される音量情報を振幅エンベロープＷｐとしてリアルタイムで画面ＤＰに更新表示して行くことができる。

処理開始のユーザ操作により音楽練習処理３が開始すると、ＣＰＵ３１は、音楽練習処理２のステップＢ１，Ｂ２と同様に、最初のステップＣ１（図８）でパラメータ（テンポや拍子、奏法など）の初期設定を行い、次のステップＣ２でメトロノーム開始操作を待機する。ここで、メトロノーム開始操作があると（Ｃ２→ＹＥＳ）、ステップＣ３に進んで、図１０のフローチャートに示すようなイベント割込み処理を許可する。

イベント割込み処理は、この音楽練習用電子装置ＴＭ２或いは外部ＭＩＤＩ機器ＥＭにおいて、鍵盤、ブレスコントローラ、音量ペダルなどの演奏操作子が操作されて、内部楽音データとして新たなイベントを生成したり或いは外部楽音データからイベントが検出された場合に実行される。イベント割込み処理が開始すると、ＣＰＵ３１は、最初のステップＣ３１で現在のタイマ値を取得し、次のステップＣ３２で割込み要因を取得し、ステップＣ３３で割込み要因をイベントとしてタイマ値と共にリングバッファに記録し、その後、元の状態に復帰する。なお、割込み要因のイベントには、例えば、ノートオン／オフイベント、エクスプレッションペダルイベント、ブレスコントローライベント、アフタータッチイベント等の、音量に関連するイベント（音量関連イベント）がある。

さて、このようなイベント割込みをステップＣ３で許可した後はステップＣ４〜Ｃ７の処理を行い、その後ステップＣ８に進む。つまり、ステップＣ４〜Ｃ７では、音楽練習処理２のステップＢ４〜Ｂ７と同様に、振幅エンベロープＷｐの表示位置は始点であるときにのみ（Ｃ４→ＹＥＳ）、過去の表示を消去し（Ｃ５）、基準音図形Ｗｒの形状を決定し（Ｃ６）、形状決定した所定個数Ｎの基準音図形Ｗｒを画面ＤＰに表示する（Ｃ７）。

ステップＣ８では、表示すべき新規イベント即ち新たな音量値を表示可能な音量関連イベントがリングバッファに記録されたか否かを判定し、記録されたときは（Ｃ８→ＹＥＳ）、まず、ステップＣ９で、リングバッファに記録されたイベント中の音量関連イベントから音量値を算出してＲＡＭの波形記憶領域に新たに格納する。なお、音量値は、独立した単一イベントの場合、例えば、ノートオンイベントのベロシティ値、エクスプレッションペダルイベントの値、ブレスコントローライベントの値、アフタータッチイベントの値などの値そのものから得られ、複数のイベントが互いに関係し合う場合には、これら複数イベントの値を組み合わせて演算することによって得られる。

次いで、ステップＣ１０で、ＲＡＭの波形記憶領域に格納されている音量値情報に基づいて振幅エンベロープＷｐを表示し、続くステップＣ１１で、音量値に対応する振幅エンベロープＷｐの最新箇所の表示位置を更新する。ここで、表示位置が終点Ｅｄに達した場合は、表示位置を始点Ｓｔに戻すと共に、波形記憶領域に格納されている音量値情報が表わす振幅エンベロープＷｐの平均振幅Ａｐを算出して次に参照すべき平均振幅ＶｐとしてＲＡＭの平均振幅憶領域に格納（更新）する。

この後、ステップＣ１２〜Ｃ１６（図９）に進み、音楽練習処理２のステップＢ１２〜Ｂ１６と同様の処理を行う。つまり、メトロノーム報知の拍タイミングであれば（Ｃ１２→ＹＥＳ）、音源部３８，３９や表示回路１６に拍報知の実行を指示し（Ｃ１３）、所定のユーザ操作があれば、ＲＡＭの奏法パラメータやメトロノームパラメータ（テンポや拍子）を更新し（Ｃ１４，Ｃ１５）、処理終了操作がない間は（Ｃ１６→ＮＯ）ステップＣ４〜Ｃ１６の処理動作を繰り返す。そして、処理終了操作があったときには（Ｃ１６→ＹＥＳ）、ステップＣ１７でイベント割込みを禁止してこの音楽練習処理３を終了する。

〔種々の実施態様〕
以上、図面を参照しつつ、この発明の好適な実施の形態について詳述したが、これは単なる一例であって、この発明の精神を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、基準音図形Ｗｒの形状決定については、実施例では、「基本」、「テヌート」、「スタッカート」、…という、ユーザにとって馴染のある表現を選択させるようにしたが、一拍の８０％といった数値で長さＴｒを指定したり、基本振幅の１．５倍といった数値で高さＡｒを指定するようにしてもよい。

演奏音情報Ｖｐの平均振幅Ａｐについては、実施例のように、振幅エンベロープの或る閾値を越えた発音区間中における時間平均（発音区間平均）でもよいし、全計測区間に渡る振幅エンベロープ値の時間平均（全計測区間平均）でもよい。また、基本振幅Ａｒｏには、発音区間平均と全計測区間平均をユーザ設定で切替えられるようにしてもよい。或いは、振幅エンベロープの平均ではなくパワーの平均でもよい。

基準音図形Ｗｒの高さ（振幅）Ａｒについては、サンプルデータである演奏音情報Ｖｐとは無関係に、ユーザがＵＩで指定するようにしてもよい。この場合、例えば、予め定められた基本振幅値に対する“％”或いは“ｄＢ”などの数値で指定したり、レベルが「大」／「やや大」／「普通」／「やや小」／「小」などの項目表現で指定する方法がある。

この発明の一実施例による第１の音楽練習用電子装置のハードウエア構成図である。 この発明の一実施例による音楽練習用電子装置の機能ブロック図である。 この発明の一実施例による音楽練習用電子装置における基準音図形の生成及び演奏音波形の確認を説明するための図である。 この発明の第１実施形態による音楽練習処理１のフローチャートである。 この発明の第２実施形態による音楽練習処理２のフローチャートの一部である。 この発明の第２実施形態による音楽練習処理２のフローチャートの他部である。 この発明の一実施例による第２の音楽練習用電子装置のハードウエア構成図である。 この発明の第３実施形態による音楽練習処理３のフローチャートの一部である。 この発明の第３実施形態による音楽練習処理３のフローチャートの他部である。 この発明の第３実施形態における割込み処理のフローチャートである。

符号の説明

ＴＭ：ＴＭ１，ＴＭ２ 音楽練習用電子装置、
Ｖｐ；Ｗｐ 演奏音情報（音量情報）及び演奏音波形（又はその情報）、
Ｔｂ：ｔ１，ｔ２，… 拍タイミング又はその情報、
Ａｐ；Ｔｃ 平均振幅（又はその情報）及び拍繰返し周期（又はその情報）、
Ｗｒ：Ｗｒｏ，Ｗｒｔ，Ｗｒｓ，Ｗｒａ 基準音図形又はその表示データ、
Ｗｒｏ；Ａｒｏ；Ｔｒｏ 基本図形、基本振幅及び基本時間長、
ＤＰ ディスプレイ又はその画面。

Claims (4)

1. 所定周期で拍タイミングを報知するメトロノーム機能実行手段と、
   ユーザによる持続的な演奏音の時間的に変化する音量を表わす音量情報を取得する演奏音量取得手段と、
   ユーザによる演奏音に対して持続すべき音量値に相当する高さ及び持続すべき時間長に相当する長さを持つ基準音図形の形状を決定する図形決定手段と、
   図形決定手段により形状が決定された基準音図形を画面上の上記拍タイミングに相当する時間的位置に表示すると共に、演奏音量取得手段により取得された音量情報に基づく演奏音波形を同画面上に表示する波形表示手段と
   を具備することを特徴とする音楽練習用電子装置。
2. さらに、
   ユーザによる演奏音を表わす音声信号を外部から取り込む音声信号取込み手段
   を具備し、
   前記演奏音量取得手段は、音声信号取込み手段により取り込まれた音声信号から前記音量情報を取得する
   ことを特徴とする請求項１に記載の音楽練習用電子装置。
3. 前記図形決定手段は、前記演奏音量取得手段により取得された所定期間の音量情報に基づいて前記基準音図形の高さを算出することを特徴とする請求項１又は２に記載の音楽練習用電子装置。
4. 所定周期で拍タイミングを報知するメトロノーム機能実行手段を備え、音楽練習用電子装置として機能するコンピュータに、
   ユーザによる持続的な演奏音の時間的に変化する音量を表わす音量情報を取得する演奏音量取得ステップと、
   ユーザによる演奏音に対して持続すべき音量値に相当する高さ及び持続すべき時間長に相当する長さを持つ基準音図形の形状を決定する図形決定ステップと、
   図形決定ステップで形状が決定された基準音図形を画面上の上記拍タイミングに相当する時間的位置に表示すると共に、演奏音量取得ステップで取得された音量情報に基づく演奏音波形を同画面上に表示する波形表示ステップと
   から成る手順を実行させる音楽練習プログラム。

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