JP4507602B2 - 演奏情報表示方法及び演奏情報表示装置並びに演奏情報表示システム - Google Patents

演奏情報表示方法及び演奏情報表示装置並びに演奏情報表示システム Download PDF

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Description

本発明は、鍵盤楽器の押鍵すべき鍵を指示するための運指ガイド表示方法、及び運指ガイド表示装置、並びに、その方法及び装置を適用した遠隔レッスンシステム等による、演奏情報の表示、あるいは、演奏者が演奏した結果を表示装置に表示する演奏情報の表示等の、演奏情報表示方法、演奏情報表示装置、さらにそれらを利用して、伝送系を通じて表示させる演奏情報表示システムに関する。
従来、鍵盤楽器の練習用に、演奏の進行時に押鍵すべき鍵を指示する運指ガイド表示を行う技術が各種開発されている。例えば特開平5−173546号公報に開示された演奏誘導装置がある。この装置は、複数の2色LEDを鍵盤の上部に配設し、楽曲データに基づいて、押鍵すべき鍵をLEDを点灯させて指示するようにしている。このとき、押鍵すべき時刻以前は緑の点灯として押鍵すべき時刻に赤に点灯することで、演奏者の押鍵タイミングの遅れを低減するようにしている。その他、このような運指ガイド表示では鍵の近傍に配置したLED等を点灯して押鍵すべき鍵を指示するものが一般的である。また、LEDの表示態様として5本の指の各々の置き場所を報知するために、5つのLEDを点灯させたり、OPEN/CLOSEを表示させるようなものもある。
特開平5−173546号公報
ところで、ピアノなどのように鍵盤楽器においては、運指方法(指使い)や手の動きが演奏しやすさや演奏の強弱等に大きく影響するので、この運指方法や手の動きを覚えることが重要である。例えば運指方法では、親指を中指の下を潜らせたり中指で親指を跨いだりする、いわゆる指返しがある。また、一つのキーを早く連打するために、両手の人差し指で打鍵する演奏手法等がある。しかし、従来の運指ガイド表示はこの運指方法や複雑な手の動きまでは考慮されていない。すなわち、従来の運指ガイド表示は押鍵すべき鍵や簡単な手の動きを指示するだけであり、複雑な運指方法まで把握するのは困難である。特に、運指ガイド表示を利用するのは初心者であり、LEDによる表示では押鍵指示があった鍵に対してどの指で押鍵すればよいのかが解らないあるいは解りづらいという問題がある。また、手の動きを把握することもできない。また、教師が演奏するビデオ映像を見るだけでは、細かな動きを把握することができず、実際の操作タイミングを把握することが困難だった。このため、従来の運指ガイド表示では演奏レッスンの支援にはまだ改良の余地を残している。
本発明は、鍵盤楽器の演奏レッスンに効果的な運指ガイド表示方法及び運指ガイド表示装置並びに遠隔レッスンシステムを提供することを課題とする。
請求項1の演奏情報表示方法は、送信側システムにて、楽器における演奏操作子の演奏操作の状態を前記演奏操作子とともに撮像し、該撮像した画像を含む表示用の情報を送信側システムに送信し、送信側システムから表示用の情報を受信側システムで受信して、前記受信側システムにて、表示制御手段の制御により、前記楽器における演奏操作子の演奏操作の状態を前記演奏操作子とともに撮像した画像を、表示手段の実画像部に表示するとともに、前記送信側システムから表示用の情報により受信した操作イベントであって演奏操作に応じた操作イベントを、演奏進行にしたがって、操作タイミングに応じて、前記表示手段の前記表示された演奏操作子に対応させた位置スクロール表示し、演奏に先立って送信側システムで指示された鍵域であって前記表示手段の前記実画像部として切り出す範囲を選択するための曲の最低音と最高音を示すものを該表示手段に画像表示するようにしたことを特徴とする。
請求項1の運指ガイド表示方法によれば、演奏操作の状態を撮像してえられた画像には、演奏操作子(例えば鍵盤)と演奏者の手とが映っており、その画像の表示により演奏者(例えば先生)の演奏時の手や指あるいは足等の状態を確認することができ、さらに各演奏イベントと各指が演奏操作の画像上の操作子に対応する位置に操作タイミングに合わせてスクロール表示されるので、運指方法や手の動きとともに操作タイミングまでも容易に把握することができる。
請求項2の演奏情報表示装置は、楽器における演奏操作子の演奏操作に関する情報を表示する表示手段と、送信側システムから受信した、前記演奏操作によって発生した演奏イベントを含む演奏データと、該演奏操作時の演奏操作の状態を前記演奏操作子とともに撮像した画像を含むビデオ信号を出力する出力手段と、該ビデオ信号に基づいて演奏操作の画像を生成して該画像を前記表示手段の実画像部に表示するとともに、該演奏データに基づいて、前記各演奏イベントを、演奏進行にしたがって、操作タイミングに応じて、前記表示手段の前記楽器の演奏操作子に対応させた位置スクロール表示する表示制御手段と、を備え、前記表示制御手段が、演奏に先立って送信側システムで指示された鍵域であって前記ビデオ信号により前記表示手段の前記実画像部として切り出す範囲を選択するための曲の最低音と最高音を示すものを該表示手段に画像表示するようにしたことを特徴とし、請求項1と同様な作用効果が得られる。また、入力手段が通信手段から演奏データとビデオ信号とを受信するものとすると、遠隔レッスンを行うことができる。また、出力手段は外部入力から得た演奏データを出力するものでもよいし、記録手段に記録されたものを出力するものでもよい。
請求項3の演奏情報表示システムは、楽器における演奏操作の状態を、演奏操作子とともに撮像してビデオ信号を生成するビデオ信号生成手段と、上記楽器における演奏操作子の操作によって発生した演奏イベントを含む演奏データを取得する演奏データ取得手段と、前記ビデオ信号と前記演奏データを送信する送信手段と、を含む送信側システムと、前記送信手段で送信されたビデオ信号と演奏データとを受信する受信手段と、楽器における演奏操作子の演奏操作に関する情報を表示する表示手段と、該受信手段で受信したビデオ信号に基づいて演奏操作の画像を生成して該画像を前記表示手段の実画像部に表示するとともに、前記受信手段で受信した演奏データに基づいて、前記各演奏イベントを、演奏進行にしたがって、操作タイミングに応じて、前記表示手段の前記楽器の演奏操作子に対応させた位置スクロール表示する表示制御手段と、を含む受信側システムとを備え、送信側システムで演奏に先立って曲の最低音と最高音の鍵域を指示するビデオ信号を送信し、受信側システムで、前記表示制御手段が前記ビデオ信号により前記表示手段の前記実画像部として切り出す範囲を選択するための前記曲の最低音と最高音を示すものを該表示手段に画像表示するようにしたことを特徴とし、請求項1と同様な作用効果が得られるとともに、遠隔レッスンを行うことができる。
請求項4の演奏情報表示システムは、請求項3の構成を備え、前記送信手段による送信と前記受信手段による受信とを行う通信手段は第1の伝送系と第2の伝送系で構成されるとともに、各伝送系はそれぞれ送信側システムと受信側システムとに接続され、前記ビデオ信号がオーディオビデオ信号であり、送信側システムで発生する演奏データを第1の伝送系で通信するとともに、オーディオビデオ信号を第2の伝送系で通信し、受信側システムにて、受信した前記演奏データとオーディオビデオ信号を受信側システムの計時手段の時刻情報をもとに前記演奏データに含まれる演奏イベントを生成するとともに、前記オーディオビデオ信号によって前記演奏操作の画像を生成するものであり、前記送信側システムで、所定間隔のパルス信号を発生して該パルス信号を前記第2の伝送系で送信するとともに、前記パルス信号の個々の信号の発生時刻を示すパルス時間データを該パルス信号の送信に対応して前記第1の伝送系で送信し、前記受信側システムで、前記パルス信号と該パルス信号に対応する前記パルス時間データを受信し、前記パルス信号の受信タイミングを前記パルス時間データが示す時刻として前記計時手段の時刻情報を補正することを特徴とする。
請求項4の演奏情報表示システムは、送信側システムでは、MIDIデータ等の演奏データが発生するとパケット通信等による第1伝送系統で送信する。また、所定間隔でクリック音等のパルス信号を発生して、このパルス信号をオーディオビデオ信号のオーディオ信号にて第2伝送系統で送信するとともに、コントローラの内部時計等に基づいて各パルス信号の発生時刻を示すパルス時間データをパルス信号に対応させて第1伝送系統から送信する。受信側システムでは、パルス信号とこれに対応するパルス時間データとを検出し、このパルス信号の受信タイミングをパルス時間データが示す時刻とし、計時手段(内部時計等)を補正する。なお、「オーディオビデオ信号」とは映像用のビデオ信号に音声用のオーディオ信号が付加された信号のことである。
パルス信号は伝送系統が低品質であっても確実に送信でき、受信側システムにおいてもこのパルス信号を容易に検出することができる。また、このパルス信号に対応するパルス時間データはMIDIデータ等と同じ伝送系統から受信できるので、パルス信号とパルス時間データをペアにして検出でき、計時手段を逐次補正することができる。パルス信号はオーディオ信号で送信するのでビデオ信号と同期している。また、このパルス信号で補正した計時手段の時間をタイムベースとして演奏データによって前記運指ガイド表示要素を生成するので、ビデオ信号による映像と運指ガイド表示とが同期する。なお、第2伝送系統の圧縮率が高くても、第1伝送系統が圧縮率が低いかまたは圧縮しないものであれば、すなわちMIDIデータ等の演奏データを送受信できるものであれば、問題はない。
本発明によれば、運指方法や手の動きを容易に把握することができ、演奏ガイドとして利用する場合には、鍵盤楽器等での演奏レッスンを効果的に行うことができる。なお、請求項4の演奏情報表示システムによれば、オーディオビデオ信号の伝送系統が低品質であっても、受信側システムで演奏データによる表示とオーディオビデオ信号による映像とを自動的に同期させることができ、遠隔レッスンシステムにおいて、正確な演奏情報の表示を行うこともできる。
以下、図面を参照して本発明の一実施形態について説明する。図1は本発明を適用した実施形態における遠隔レッスンシステムの要部機能を説明する機能ブロック図である。先ず、送受信動作と時計補正の動作を説明する。送信側のコントローラ11及び受信側のコントローラ21はコンピュータ等で構成されており、送信側の内部時計11a、パケットセンドモジュール11b、クリック発生モジュール11cはコントローラ11の機能である。また、受信側の内部時計21a、クリック発生時刻バッファ21b、パケットレシーブモジュール21c、MIDIアウトバッファ21d、クリックタイミング検出モジュール21e、タイミング計算モジュール21f、画像処理モジュール21gはコントローラ21の機能である。なお、受信側の内部時計21aは「計時手段」に相当する。
送信側の電子楽器12は、タイムスタンプ付加モジュール12aの機能を備えており、鍵盤の演奏操作によって発生するMIDIデータ(演奏データ)を出力するとき、そのMIDIデータに対して、図示しない内部時計を参照して得られる該MIDIデータの発生時刻を示すタイムスタンプを付加し、コントローラ11(コンピュータ等)のパケットセンドモジュール11bに出力する。
送信側のコントローラ11は送信開始時にクリック発生モジュール11cを起動して該クリック発生モジュール11cは一定間隔でクリック信号を発生し、このクリック信号はビデオフォン13に入力されるとともにコントローラ11で内部処理される。コントローラ11は、電子楽器12からMIDIデータが発生されると、そのMIDIデータとそれに付加されたタイムスタンプとを、パケットセンドモジュール11bからパケットデータとして送信する。また、クリック信号が検出されると、このクリック信号のクリック発生時刻を示すクリックタイムデータ(パルス時間データ)を生成し、このクリックタイムデータをパケットセンドモジュール11bからパケットデータとして送信する。なお、パケットデータにはMIDI/クリックタイムかを識別するデータがヘッダ等に記録され、受信側ではこのヘッダの情報でMIDIデータとクリックタイムデータを識別する。
また、ビデオフォン13は、クリック発生モジュール11cからクリック信号が発生する毎に、そのクリック信号をオーディオ信号に含ませて送信する。ビデオカメラ14は電子楽器12における鍵盤演奏を撮像して、そのビデオ信号をビデオフォン13に出力する。ビデオフォン13は上記ビデオ信号と前記オーディオ信号を圧縮して送信する。
受信側のコントローラ21は、パケットレシーブモジュール21cでパケットデータを受信し、そのパケットデータがMIDIデータ(タイムスタンプを含む)である場合は、MIDIデータとそれに付加されているタイムスタンプをMIDIアウトバッファ21dに格納する。パケットデータがクリックタイムデータである場合は、クリックタイムデータをクリック発生時刻バッファ21bに格納する。また、ビデオフォン23は受信したビデオ信号とオーディオ信号を復号し、コントローラ21は、そのオーディオ信号からクリックタイミング検出モジュール21eでクリック信号が検出されると、このクリック信号に対応するクリックタイムデータとにより、内部時計21aを補正する。
タイミング計算モジュール21fは、MIDIアウトバッファ21dのMIDIデータとタイムスタンプを読み出し、内部時計21aの時間をタイムベースとして、タイムスタンプでMIDIデータのイベント発生タイミングを計算して、画像処理モジュール21gに与える。画像処理モジュール21gは、計算されたイベント発生のタイミングデータに基づいて後述の運指ガイド表示要素の画像データを生成する。そして、ビデオフォン13で受信されるビデオ信号から送信側の鍵盤演奏の画像データを再生して上記運指ガイド表示要素の画像と合成して、ディスプレイ22で映像を再生する。なお、後述説明する図8(B) に示すように上記鍵盤演奏の再生画像を表示する部分を「実画像部」、運指ガイド表示要素(ノートバーBa)を表示する部分を「ガイド部」という。
図2は実施形態における遠隔レッスンシステムのハードウエア構成を示すブロック図である。コントローラ11からのMIDIデータ(タイムスタンプを含む)及び前記クリックタイムデータ(クリック信号のクリック発生時刻)は、インターネット10を利用したパケット通信システム(第1伝送系統)でパケットデータとしてコントローラ21に送信する。また、ビデオフォン13はビデオカメラ14からのビデオ信号とモノラルのオーディオ信号を圧縮して出力し、このビデオ信号とオーディオ信号は、インターネット10を利用したビデオ会議システムの伝送系統(第2伝送系統)により、受信側のビデオフォン23に送信する。そして、このオーディオ信号にはクリック発生モジュール11cからのクリック信号(パルス信号)を含めて送信する。
送信側のコントローラ11は先生側の電子楽器12の近傍に配置されたコンピュータ等であり、電子楽器12の演奏により発生するMIDIデータが前記のようにパケット通信システムで送信される。また、ビデオカメラ14は電子楽器12の鍵盤の上部に配置されており、電子楽器12における鍵盤演奏を上方から撮像して演奏者(例えば先生)の手の動きと鍵盤とを撮像したビデオ信号が前記のようにビデオ会議システムで送信される。受信側のコントローラ21は生徒側の電子楽器24の近傍に配置されたコンピュータ等であり、ディスプレイ22は電子楽器24の鍵盤近傍の上部に配設された表示器である。そして、後述説明するように、このディスプレイ22で先生が演奏する手の動きと運指ガイド表示要素による運指ガイドの画像が表示される。したがって、生徒は、ディスプレイ22の運指ガイド表示を見ながら電子楽器24でレッスン演奏をすることができる。
図3は実施形態における時間進行に対するパケットデータとクリック信号(オーディオ信号)の関係を概念的に示す図である。クリック信号は所定間隔のパルス信号として出力される。パケットデータは主にMIDIデータ(図中「MIDI」)を送信するが、送信側でクリック信号が発生したときにクリックタイムデータ(図中「クリック」)も送信する。このクリック信号とクリックタイムデータとは、受信側でクリックタイムデータを検出するタイミングとクリック信号を検出するタイミングが略同時となるように送信することで、互いにペアとなるように対応付けられている。この対応するクリック信号とクリックタイムデータとは同時に受信できるとは限らないので所定の時間間隔内で検出されたもの同士を対応するものとする。
図4はクリック信号とクリックタイムデータの受信タイミングの差を吸収してペアを検出する例を示す図である。図4(A) のようにクリック信号が先に到来すると、そのクリック信号の立ち上がりでクリック検出信号がえられる。そこでこのクリック検出信号により、所定時間を計時するタイマを起動し、クリックタイムデータが検出されるまでの時間ΔTを計時する。そして、クリックタイムデータが検出された時点で、そのクリックタイムデータが示すクリックタイムtにタイマ値ΔTを加算した時刻を、受信側の現時刻として内部時計21aを補正する。これにより、内部時計21aはクリック信号が検出された時点でそのクリック信号に対応する(ペアの)クリックタイムデータに基づいて補正されたと同様な結果となる。なお、タイマが計時終了する所定時間は、断続的に送信(及び受信)するクリック信号間の間隔(インターバル)に応じて設定されており、このクリック信号が検出されてから所定時間内にクリックタイムデータが検出されない場合は、この検出した今回のクリック信号による補正動作を中止する。
また、図4(B) のように、クリックタイムデータが先に到来した場合は、そのクリックタイムデータが示すクリックタイムtを前記クリック発生時刻バッファ21bに記憶しておき、所定時間内にクリック信号(クリック検出信号)が検出されると、クリック発生時刻バッファ21bに記憶しているクリックタイムtを、受信側のクリック信号検出時の現時刻として内部時計21aを補正する。この場合も、クリックタイムデータが検出されてから所定時間内にクリック信号が検出されない場合は、この検出した今回のクリックタイムデータによる補正動作を中止する。
次に第2伝送系統のシステムの違い(ビデオ会議系とストリーミング系)に応じた所定時間について説明する。第1伝送系統のMIDI信号側の遅延は、ネットワーク状態によって変化する部分もあるが、通常は10〜100m秒(ミリ秒)程度である。
(ビデオ会議系)ビデオ会議系は、ビデオ側の遅延時間が200〜300m秒程度であり、ネットワーク状態によってクリックタイムデータが検出信号より先に来る場合(図4(B) )とクリックタイムデータが検出信号より後に来る場合(図4(A) )を想定してタイミング補正動作をする。クリックタイムデータが検出信号より先に来る場合には、第1伝送系統の最小遅延時間10m秒と第2伝送系統の最大遅延時間の差である300m秒弱程度の遅延時間をカバーできればよいものであり、所定時間は300+αm秒(α:数十〜200m秒)あればよい。クリックタイムデータが検出信号より後に来る場合は、上述のMIDI信号側で想定する遅延時間の範囲を超える遅延が生じた場合のものなので、仮に300m秒程度の遅延でもカバーできるものにするとすれば、所定時間は第2伝送系統の最小遅延時間の差である100m秒弱程度あればよい。なお、第1伝送系統のネットワーク状態が悪く、MIDIパケットの送信に時間がかかることを想定しているもので、このような場合には、受信した側はタイミング補正と並行して通信の停止を送信側に促したりするようにしてもよい。
(ストリーミング系)ストリーミング系は、ビデオ側の遅延が15〜30秒程度であり、第1伝送系統の遅延時間と比較して桁違いに大きいものとなっている。このため、クリックタイムデータが先に来る場合にタイミング補正動作をする。クリックタイムデータが検出信号より後に来る場合は考えられなくはないが、その場合はMIDI信号自体がエラーとして処理され同期処理には利用されない。クリックタイムデータが先に来る場合の上記所定時間は、第1伝送系統の最小遅延時間と第2伝送系統の最大遅延時間との差分の補正ができればよいのだが、上述のように第2伝送系統の遅延時間が第1伝送系統に比べて非常に長いので、所定時間は30秒+β(β:数秒)あればよい。また、クリックタイムデータが後に来る場合の上記所定時間は0に設定すればよい。なお、αとβは、いずれもビデオ系の遅延が急激に変化する可能性のある値をさす。
これらのことに基づき、所定時間とクリック信号のインターバルの例をあげると、クリック信号(オーディオビデオ信号)を送信する第2伝送系統は、この実施形態ではビデオ会議システムであり、この場合には送信から受信に係る遅延が200〜300m秒程度であり、クリック信号間の間隔(インターバル)は2秒程度に設定されている。なお、クリックタイムデータが先に来る場合に対応して想定する所定時間を「所定時間B」とし、クリックタイムデータが後に来る場合に対応して想定する所定時間を「所定時間A」とする。この場合、上記タイマにより規制する所定時間Bは例えば0.5秒程度でよい。また、所定時間Aとしては、0.1秒程度でよい。なお、この第2伝送系統としてストリーミングシステムを利用する場合は、この伝送系統は遅延が5〜20秒程度であり、クリック信号間の間隔(インターバル)は余裕を見て30秒程度に設定するとよい。この場合は上記タイマにより規制する所定時間Bは25秒程度でよく、所定時間Aは0秒でよい。
図5は送信側のコントローラ11の送信処理の要部を示すフローチャートである。先ず、ステップS11で電子楽器12からMIDIデータが発生するのを監視するとともに、ステップS12でクリック発生モジュール11cからクリック信号が発生するのを監視する。MIDIデータが発生したら、ステップS13でMIDIデータにタイムスタンプを付加してパケットセンドモジュール11bに送り、ステップS14でパケットデータとして送信する。このとき、タイムスタンプ付加モジュール12aは、同時に発生した押鍵イベントのそれぞれに対して、タイムスタンプを付与する。したがって、1つの押鍵イベントとタイムスタンプがペアになって構成されることになる。また、クリック信号が発生したら、ステップS16で内部時計11aからクリックタイムを取得し、そのクリックタイムデータをパケットセンドモジュール11bに送り、パケットデータとして送信する。そして、処理終了の指示があれば処理を終了する。なお、クリック発生モジュール11cからのクリック信号(オーディオ信号)及びビデオカメラ14からのビデオ信号はビデオフォン13により、コントローラ11の処理とは独立して送信される。
図6は受信側のコントローラ21の受信処理の要部を示すフローチャートであり、この処理では、前記図4(A) 及び図4(B) の処理を併用するために、AフラグとBフラグを用いている。また、所定時間Aを計時する所定時間Aタイマ、所定時間Bを計時する所定時間Bタイマを用いている。なお、パケットレシーブモジュール21cでの受信処理は別途割込み処理により行われ、MIDIデータあるいはクリックタイムデータの受信の有無に応じた処理を行う。先ず、ステップS21でAフラグ及びBフラグを“0”にリセットする。次に、ステップS22aでデータ受信処理を行い、ステップS22bで受信データがMIDIデータかビデオ信号かを判定し、ビデオ信号であればステップS23aで実画像部(G1部)に鍵盤演奏の画像を描画してステップS24に進む。MIDIデータであれば、ステップS23bで、MIDIデータとタイムスタンプをMIDIアウトバッファ21dに書き込み、ステップS24に進む。MIDIデータがなければステップS24でクリックタイムデータが有るかを判定する。クリックタイムデータが無ければステップS25でクリック信号を検出したかを判定し、検出していなければステップS22a以降を繰り返す。
ステップS24でクリックタイムデータが無く、ステップS25でクリック信号が検出されていれば、前記図4(A) の場合(クリック信号が先)であり、ステップS26でBフラグ=“1”かを判定する。このBフラグはクリックタイムデータが先の場合に“1”にセットされるので、この場合は、ステップS27に進み、前記所定時間Aタイマを起動する。そして、ステップS28でAフラグを“1”にセットする。そして、ステップS29で所定時間Aタイマが計時終了したか否かを判定し、計時を終了していればステップS21に戻ってAフラグとBフラグをリセットする。所定時間Aタイマが計時終了していなければ、ステップS30で図7の表示処理を行ってステップS201に進む。ステップS201では処理終了の指示が有るかを判定し、処理終了の指示があれば処理を終了し、処理終了の指示がなければステップS22aに戻る。
すなわち、この状態では、所定時間Aタイマによる所定時間Aの計時を行いながら、クリックタイムデータの検出を監視する。そして、所定時間A内にクリックタイムデータが検出されれば、ステップS202でAフラグ=“1”かを判定する。このAフラグはクリック信号が先の場合に“1”にセットされるので、この場合は、ステップS203に進み、クリックタイムtにタイマ値ΔTを加算して現時刻を求め、内部時計21aを補正する。そして、204でAフラグ及び所定時間Aタイマをリセットし、ステップS29に進む。
一方、クリック信号が検出される前にステップS24でクリックタイムデータが検出されていれば、前記図4(B) の場合であり、この場合は、ステップS202からステップS205に進み、前記所定時間Bタイマを起動する。次に、ステップS206でクリックタイムデータをクリック発生時刻バッファ21bに記憶し、ステップS207でBフラグを“1”にセットする。そして、ステップS29で所定時間Bタイマが計時終了したか否かを判定し、計時を終了していればステップS21に戻ってAフラグとBフラグをリセットする。所定時間Bタイマが計時終了していなければ、前記同様にステップS30の処理を行ってステップS201に進み、処理終了の指示がなければステップS22aに戻る。
この状態では、所定時間Bタイマによる所定時間Bの計時を行いながら、クリック信号の検出を監視する。所定時間B内にクリック信号が検出されれば、ステップS25からステップS26に進み、さらにステップS26からステップS208に進む。そして、ステップS208で、クリック発生時刻バッファ21bに記憶したクリックタイムtを現時刻(クリック信号検出タイミング)として、内部時計21aを補正する。そして、ステップS209でBフラグ及び所定時間Bタイマをリセットする。
このように、クリック信号の到来時にそれに対応するクリックタイムデータを現時刻とし、あるいは、クリックタイムデータが先に到来したときは、それに対応するクリック信号が到来した時点の時刻をクリックタイムデータから求め、それぞれ内部時計21aを補正している。また、クリック信号を含んでいるオーディオビデオ信号とビデオ信号はそのクリック信号と当然に同期している(同時性が保証されている)ので、前記のようにタイミング計算モジュール21fにより、内部時計21aの時間をタイムベースとしてタイムスタンプによりMIDIデータのイベント発生タイミングを計算すると、このタイミングに基づいて表示される運指ガイド表示要素(ノートバーBa)とビデオ信号による画像は同期したものとなる。
なお、何らかの事情でクリック信号あるいはクリックタイムデータを受信できなかった場合(取り逃した場合)でも、次のペアあるいはその次のペアによって時計を補正することができる。このような場合でも、一旦補正されると同期外れが生じるまで(あるいは時間のズレが目立つようになるまで)、有る程度の時間がかかるので問題はない。
図7は表示処理(図6のステップS30)のフローチャートであり、主に前記ガイド部G2のノートバーBaの表示の制御を行う。先ず、ステップS31で、間欠的なスクロールのインターバルに相当するスクロールの所定時間が経過したかを判定し、経過していなければ元のルーチンに復帰し、経過していればステップS32でガイド部「G2部」の単位長分をスクロールする処理を行う。次に、ステップS33で、MIDIアウトバッファにデータが有るかを判定し、無ければ元のルーチンに復帰し、有ればステップS34で1イベント分のデータを読み出す。次にステップS35でそのMIDIデータに付加されているタイムスタンプのデータからイベントの発生タイミングを計算する。ステップS36では、計算結果のタイミングが現在の表示開始位置のタイミングより前であるか否かを判定し、前であれば、ステップS37でノートバーBaの描画長さを計算し、ステップS38で、そのイベントに対応する鍵(実画像部G1の鍵)の位置で、計算された描画長さの分の色を変更し、描画を更新する。そして、ステップS39で描画したイベントのMIDIデータをMIDIアウトバッファの中からクリアし、ステップS304に進む。
ステップS36で、計算結果のタイミングが現在の表示開始位置のタイミングより前でなければ、ステップS301で、計算結果のタイミングが現在の表示開始位置のタイミングと同じで有るかを判定する。同じであれば、ステップS302で、そのイベントに対応する鍵の位置で、色を変更し、描画を更新する。そして、ステップS303で描画したイベントのMIDIデータをMIDIアウトバッファの中からクリアし、ステップS304に進む。ステップS301で、計算結果のタイミングが現在の表示開始位置のタイミングと同じでなければ、ステップS304でMIDIアウトバッファにそのMIDIデータを保存し、ステップS304に進む。そして、ステップS304でバッファ内の全イベントについての処理が完了していなければステップS34に戻り、完了していれば元のルーチンに復帰する。
図8は実施形態の運指ガイド表示を説明する図であり、図8(A) は受信されたビデオ信号をそのまま再生したビデオ画像(1フレーム)の例を示し、図8(B) はディスプレイ22に表示される運指ガイド表示の一例を示している。図8(A) の画像は電子楽器12の上部から鍵盤演奏を撮像してたものであり、斜線で示した電子楽器12の本体部分とその下に鍵盤と演奏者の手が映っている。そして、このビデオ画像を加工して図8(B) の運指ガイド表示の画像を生成する。この運指ガイド表示は実画像部G1とガイド部G2とで構成され、実画像部G1には、この実画像部G1には図8(A) の破線で囲った部分を切り出して拡大した鍵盤と演奏者の手の画像を再生する。また、実画像部G1の上(画面上)のガイド部G2には運指ガイド表示要素としてピアノロール形式のノートバーBaを表示する。
このピアノロール形式の表示は、演奏データを表示するための従来のピアノロール形式の表示と同様であり、ノートバーBaは曲の進行に従ってガイド部G2を上から下に流れ、各ノートバーBaがその直下(画面上)にある鍵(実画像部G1の鍵)を押鍵すべき鍵であることを示している。そして、ノートバーBaの先端(画面上の下端)がガイド部G2の下辺に掛かったときが押鍵のタイミングを示し、ガイド部G2の下辺に掛かっていないノートバーBaは押鍵すべき時刻以前の鍵を予告している。さらに、ノートバーBaの長さはキーオンからキーオフまでの時間を示している。
なお、MIDIイベントからピアノロール表示を制御する手法は、例えば特許3058051号公報の手法にならって、所定時間毎に、所定描画長分をスクロール方向にコピーして、同様に画面全体を順次描画していくなどの手法を行えばよい。
また、図8(A) の原画像を表示できるモードを設け、例えば送信側(先生側)で演奏に先だって曲の最低音と最高音の鍵域を指などで指示してそれを画像表示し、受信側(生徒側)でその原画像を見ながら実画像部G1として切り出す範囲を選択設定できるようにしてもよい。
ところで、従来の構成では、隣接する2台の機器の間でMIDIケーブルで接続するなど、伝送系における転送時間が非常に短いものにおいて演奏や表示を行う場合は問題ないが、伝送系の通信速度が非常に遅かったり、あるいは高速な伝送系であっても遠距離間の通信で、送信側と受信側との間に別途発生する割り込みなどによってその通信速度が変化してしまうものにおいては、低速の通信時にシリアルにデータが送られることによって、受信側がそのデータを受け取ったときに内部時計を基準として演奏や表示を制御すると、同時に発生したイベントであっても発音タイミングや表示位置にずれを生じてしまい、正確に送信時の態様を再現できないという問題があった。したがって、受信したMIDIデータでは例えば運指ガイドなどを行うと表示位置や表示タイミングがずれてしまうという問題がある。
従来の電子楽器の演奏時に発生するMIDIデータは、キーセンサの時間精度程度の遅延はあっても、実質的に演奏(押鍵)に同期して発生する。図10は従来のMIDIデータの送受信動作と運指ガイド表示を概念的に示す図である。送信側の例えばメモリに同時タイミングの複数イベントとなるMIDIデータがあると、一つのタイミングデータ(Tim.)に対応して各イベントのデータ(I1 ,I2 ,I3 ,…)が纏めて記憶されている。このデータを外部出力し例えばMIDIケーブルで送信すると、これらのMIDIデータが(Tim.,I1 ,I2 ,I3 ,…)のようにシリアルに送られる。受信側ではこのデータをシリアルに受信し、一つのデータを受信する毎に受信バッファに記憶していく。
すなわち、最初の受信データはタイミングデータ(Tim.)であり受信バッファは(i) の状態になる。以後、データI1 が受信されて受信バッファは(ii)の状態になり、順にデータI2 、I3 、が受信され、受信バッファは(iii) →(iv)の状態になる。このMIDIデータにより運指ガイド表示を行うと、(ii)のときノートバーI1 の先頭のみが表示され、次に、(iii) のとき、ノートバーI1 が1スクロール分進んでノートバーI2 の先頭が表示される。次に、(iv)のときノートバーI1 、I2 が1スクロール分進んでノートバーI3 の先頭が表示される。この運指ガイド表示はピアノロールであり、各ノートバーの先頭が押鍵タイミングに対応しているが、同時に発生したMIDIデータにも関わらず、運指ガイド表示において押鍵タイミングがずれたものとなってしまう。このように、本来同時押鍵操作された3つの鍵の表示が、受信側でその開始位置の表示がずれてしまうという問題を生じてしまう。
これに対して、この実施形態では、電子楽器12でMIDIデータが発生する毎に、そのMIDIデータに発生時刻に相当するタイムスタンプを時刻情報として付加し、最終的に(この実施形態では受信側のタイミング計算モジュール21fの処理で)タイムスタンプでタイミングの計算を行うようにしているので、前記図10で説明したような問題が解消する。図9は実施形態におけるMIDIデータの送受信動作と運指ガイド表示を概念的に示す図であり、同時に発生した例えば3つのイベントのデータ(I1 ,I2 ,I3 ,…)に対して、タイムスタンプ付加モジュール12aでそれぞれタイムスタンプ(Tim.A,Tim.B,Tim.C)が付加される。これらのイベントのデータとタイムスタンプが(Tim.A,I1 ,Tim.B,I2 ,Tim.C,I3 ,…)のようにシリアルに送られる。受信側ではこのデータをシリアルに受信し、一つのデータを受信する毎に受信バッファに記憶していく。
すなわち、最初の受信データはタイムスタンプ(Tim.A)であり受信バッファは(i) の状態になる。以後、データI1 が受信されて受信バッファは(ii)の状態になり、次にタイムスタンプ(Tim.B)が受信され受信バッファは(iii) の状態になるり、さらにデータI2 が受信されて(iv)の状態になる。同様に、順次タイムスタンプ(Tim.C)、データI3 が受信され、受信バッファは(v) →(vi)の状態になる。このMIDIデータにより運指ガイド表示を行うとき、タイミング計算モジュール21fの処理(図7のステップS35)でイベント発生タイミングを計算するので、図示のように表示される。(ii)のときノートバーI1 の先頭のみが表示され、次に、(iv)のとき、ノートバーI1 が1スクロール分進んでノートバーI2 がその先頭をノートバーI1 の先頭に合わせた状態で表示される。次に、(vi)のときノートバーI1 、I2 が1スクロール分進んでノートバーI3 がその先頭をノートバーI1 、I2 の先頭に合わせた状態で表示される。この先頭が合わせられるのは、各イベントが同時のイベントであり、ステップS36→S37→S38の処理による。このように、タイムスタンプにより実際のタイミングを復元でき、同時のタイミングを忠実に表示することができる。
前記実施形態では、略リアルタイムでレッスンできる。すなわち、送信側での演奏(先生の演奏)と略並行して受信側で演奏する。このとき、ピアノロール形式や前記特開平5−173546号公報のように押鍵すべき時刻以前の表示を行う場合には、MIDIデータとタイムスタンプの読み出し開始、画像データの再生開始は、最初のデータ受信から所定時間遅延させて実行する必要がある。この場合の遅延時間は例えば図8(B) の表示のときは、ガイド部G2の縦幅をノートバーBaが横切るのに要する時間程度とすればよい。また、直ぐに押鍵すべき鍵のみをガイド表示するような場合には、伝送路における遅延だけで略リアルタイムでレッスンすることができる。なお、受信側においてMIDIデータとビデオ信号を予めメモリに蓄積しておき、送信側での演奏終了後に、運指ガイド表示用のデータを生成し、ビデオ信号を再生してレッスンを行うようにしてもよい。
なお、実施形態ではインターネットの通信システムを用いた場合について説明したが、例えばローカルエリアネットワークでもよい。また、以上の実施形態では、MIDIデータ(演奏データ)を運指ガイド表示に利用する場合について説明したが、電子楽器で発生したMIDIデータに基づいて他の機器で自動演奏等を行う場合にも適用できる。例えば送信側の電子楽器で発生したMIDIデータにより、受信側で自動ピアノの演奏を行うような遠隔コンサート、あるいは受信側の電子楽器で自動演奏を再生するような場合にも適用できる。さらに、ネットワークに限らず、2台の電子楽器をMIDIケーブルで直接接続して、一方の電子楽器で演奏して、そのMIDIデータにより他方の電子楽器で自動演奏等を行う場合でもよい。
実施形態ではノートバーの表示によりピアノロール形式の運指ガイド表示を行うようにしているが、例えばガイド部G2の実画像部G1の近傍で、押鍵すべき鍵(実画像部G1の画像の鍵)の直上に何らかのマークを表示するようにしてもよい。この場合、押鍵すべき時刻以前の表示のマークを色を換えて表示したり上下の位置を換えて表示する等してもよい。
実施形態では、送信側のコントローラ11はMIDIデータとタイムスタンプとをそのまま送信し、受信側のコントローラ11においてタイムスタンプをタイミングの調整に利用するようにしているが、タイムスタンプによるタイミングの調整は、送信側のコントローラ11において行ってもよい。
また、実施形態ではインターネットの通信システムを用いた場合について説明したが、例えばローカルエリアネットワークでもよい。また、ネットワークを用いて遠隔レッスンを行う場合に限らず、2台の電子楽器をMIDIケーブルで直接接続して、先生側から生徒側にMIDIデータを伝送してレッスンするような場合、あるいは1台で演奏して他方でMIDIデータにより楽音を発生するような場合にも適用できる。さらに、1台の電子楽器において演奏データ(MIDIデータ)と鍵盤演奏を撮像したビデオ信号を外部から供給し、その演奏データとビデオ信号で運指ガイド表示を行う場合にも適用できる。さらに、鍵盤演奏の画像を含む運指ガイド表示用のデータを予め作成しておき、このデータを例えば電子楽器やパーソナルコンピュータ等に外部から供給して運指ガイド表示を行うようにしてもよい。
伝送系統については、ストリーミングシステムのように、オーディオ信号として左右(LR)のステレオ信号を伝送できる場合は、片方のチャンネルにクリック信号を含ませて他のチャンネルで音声信号をそのまま送信するようにしてもよい。また、実施形態のようにオーディオ信号がモノラルの場合、例えば音声信号として頻繁には出現しないような周波数(例えば40Hz)のクリック信号として音声信号に含ませ、受信側でフィルタを通してクリック信号を検出するようにしてもよい。
また、実施形態では、パルス信号の間隔(インターバル)が受信側においても予め既知であり、この間隔に応じて所定時間Aタイマ及び所定時間Bタイマの計時終了時間が予め決められているものとして説明したが、送信開始から受信側である程度の数のパルス信号を検出して、それに基づいてパルス信号の間隔を検出するとともに、所定時間Aタイマ及び所定時間Bタイマの計時終了時間を決定するようにしてもよい。
なお、実施形態ではパルス信号を「クリック信号」として説明しているが、オーディオ信号に含ませて圧縮しても、復号によりパルス信号として検出できるような信号であれば、どのような信号でもよい。
リック信号(パルス信号)とその発生時刻を示すクリックタイムデータ(パルス時間データ)とを対応させる方法として、実施形態では所定時間Aタイマ及び所定時間Bタイマの計時終了内に検出されるものをペアとして対応つけるようにしている。しかし、クリック信号あるいはクリックタイムデータが到来する間隔(あるいはタイミング)は予測がつくので、この予測した所定間隔のタイミングで検出できなければ、次のペアを目標とするような方法で、クリック信号とクリックタイムデータとを対応付けるようにしてもよい。
実施形態では、送信側において電子楽器12からコントローラ11にMIDIデータを出力するとき、コントローラ11でのタイミングのバラツキを解消するためにタイムスタンプを付加するようにしているが、MIDIデータに対して直前のMIDIデータとの時間間隔(デュレーション)のデータを付加するようにしてもよい。なお、最初のMIDIデータには例えば時間間隔=0を付加すればよい。この場合、コントローラ11あるいはコントローラ21において、MIDIデータのタイミングを得るときには、各時間間隔を順次加算すればイベントタイミングを時刻に合わせることができる。
実施形態では、運指ガイドを目的として、鍵盤の表示を表示部の下に位置させ、操作タイミングがわかるように、ピアノロールは操作タイミングから所定時間前からイベントの表示を開始し、表示されたイベントを操作時間分の長さにして鍵盤に向かってスクロールするようにしたが、演奏結果を表示させる目的として、表示されている鍵盤から操作があった鍵について、現在操作されている鍵がどの程度前から操作されているかが分かるように、操作があったタイミングから操作イベントの表示を開始し鍵から離れていくようにスクロール表示するようにしてもよい。
また、鍵盤部の表示は、上下左右のどこの辺に沿う形でも構わない。左右に位置する場合は、横方向にスクロール表示を行えばよい。また、この場合、スクロール表示を行うときは、目的に応じて、表示された鍵盤に近づけるように、あるいは鍵盤から遠ざかるようにスクロールさせればよい。
ガイド部G2には、イベントのノートに対応する鍵の位置でキーオンからキーオフまでの操作時間に対応する棒状のスクロールバーを表示するようにしたが、これに限らず、キーオンとキーオフのタイミングでベロシティに応じた色やアイコンを鍵に対応した一定の位置で点灯表示したりしてもよい。操作の形態に応じた表示を行うものであれば、適用可能である。
また、実施形態では、鍵盤を利用した演奏の表示システムとして説明したが、ピアノのペダル操作の表示や他の楽器、例えば管楽器(トランペットのバルブ等)の操作を表示するようにし、その操作をスクロール表示するようにしてもよい。
実施形態では、送信側でMIDIデータを外部に出力する際に、個々のイベントに対して時間情報(タイムスタンプ)を付加するようにし、表示を制御する際には個々のイベントに対応するタイミングとスクロールバーの表示開始位置の時刻とを比較するようにしたが、個々のイベントに対して時間データを付与しないで表示開始位置を変更するようにしてもよい。この場合、図7のS36とS301の判断を、読み出されたイベントの前にタイミングデータ(タイムスタンプ)が有ったか否かを判断するようにして、タイミングデータがあれば、そのタイミングデータに基づく時刻とスクロール表示の表示開始位置の時刻とを比較して表示制御するようにし、タイミングデータがなければ、その前のイベントと同じ発生タイミングと判断して、判断された発生タイミングとスクロール表示の表示開始位置の時刻と比較して表示制御するようにすればよい。
実施形態では、電子楽器から出力を行うようにしたが、これに限らず、記録されたMIDIデータを読み出して出力する際に、タイムスタンプを付与する構造のシーケンサのような自動演奏装置に適用してもよい。
本発明の実施形態における遠隔レッスンシステムの要部機能を説明する機能ブロック図である。 実施形態における遠隔レッスンシステムのハードウエア構成を示すブロック図である。 実施形態におけるパケットデータとクリック信号の関係を概念的に示す図である。 実施形態におけるクリック信号とクリックタイムデータの受信タイミングの差を吸収してペアを検出する例を示す図である。 実施形態における送信処理の要部を示すフローチャートである。 実施形態における受信処理の要部を示すフローチャートである。 実施形態における表示信処理の要部を示すフローチャートである。 実施形態の運指ガイド表示を説明する図である。 実施形態におけるタイミング調整の例とそのときの表示例を示す図である。 従来のMIDIデータの伝送時のバラツキの発生の例とそのときの問題を示す図である。
符号の説明
11…コントローラ(送信側)、11a…内部時計、12…電子楽器、13…ビデオフォン(送信側)、21…コントローラ(受信側)、21a…内部時計、22…ディスプレイ、23…ビデオフォン(受信側)、Ba…ノートバー、G1…実画像部、G2…ガイド部

Claims (4)

  1. 送信側システムにて、楽器における演奏操作子の演奏操作の状態を前記演奏操作子とともに撮像し、該撮像した画像を含む表示用の情報を送信側システムに送信し、
    送信側システムから表示用の情報を受信側システムで受信して、
    前記受信側システムにて、
    表示制御手段の制御により、前記楽器における演奏操作子の演奏操作の状態を前記演奏操作子とともに撮像した画像を、表示手段の実画像部に表示するとともに、
    前記送信側システムから表示用の情報により受信した操作イベントであって演奏操作に応じた操作イベントを、演奏進行にしたがって、操作タイミングに応じて、前記表示手段の前記表示された演奏操作子に対応させた位置スクロール表示し、演奏に先立って送信側システムで指示された鍵域であって前記表示手段の前記実画像部として切り出す範囲を選択するための曲の最低音と最高音を示すものを該表示手段に画像表示するようにしたことを特徴とする演奏情報表示方法。
  2. 楽器における演奏操作子の演奏操作に関する情報を表示する表示手段と、
    送信側システムから受信した、前記演奏操作によって発生した演奏イベントを含む演奏データと、該演奏操作時の演奏操作の状態を前記演奏操作子とともに撮像した画像を含むビデオ信号を出力する出力手段と、
    該ビデオ信号に基づいて演奏操作の画像を生成して該画像を前記表示手段の実画像部に表示するとともに、該演奏データに基づいて、前記各演奏イベントを、演奏進行にしたがって、操作タイミングに応じて、前記表示手段の前記楽器の演奏操作子に対応させた位置スクロール表示する表示制御手段と、
    を備え、
    前記表示制御手段が、演奏に先立って送信側システムで指示された鍵域であって前記ビデオ信号により前記表示手段の前記実画像部として切り出す範囲を選択するための曲の最低音と最高音を示すものを該表示手段に画像表示するようにしたことを特徴とする演奏情報表示装置。
  3. a)楽器における演奏操作の状態を、演奏操作子とともに撮像してビデオ信号を生成するビデオ信号生成手段と、
    b)上記楽器における演奏操作子の操作によって発生した演奏イベントを含む演奏データを取得する演奏データ取得手段と、
    c)前記ビデオ信号と前記演奏データを送信する送信手段と、
    を含む送信側システムと、
    1)前記送信手段で送信されたビデオ信号と演奏データとを受信する受信手段と、
    2)楽器における演奏操作子の演奏操作に関する情報を表示する表示手段と、
    )該受信手段で受信したビデオ信号に基づいて演奏操作の画像を生成して該画像を前記表示手段の実画像部に表示するとともに、前記受信手段で受信した演奏データに基づいて、前記各演奏イベントを、演奏進行にしたがって、操作タイミングに応じて、前記表示手段の前記楽器の演奏操作子に対応させた位置スクロール表示する表示制御手段と、
    を含む受信側システムと
    を備え、送信側システムで演奏に先立って曲の最低音と最高音の鍵域を指示するビデオ信号を送信し、受信側システムで、前記表示制御手段が前記ビデオ信号により前記表示手段の前記実画像部として切り出す範囲を選択するための前記曲の最低音と最高音を示すものを該表示手段に画像表示するようにしたことを特徴とする演奏情報表示システム。
  4. 前記送信手段による送信と前記受信手段による受信とを行う通信手段は第1の伝送系と第2の伝送系で構成されるとともに、各伝送系はそれぞれ送信側システムと受信側システムとに接続され、
    前記ビデオ信号がオーディオビデオ信号であり、送信側システムで発生する演奏データを第1の伝送系で通信するとともに、オーディオビデオ信号を第2の伝送系で通信し、
    受信側システムにて、受信した前記演奏データとオーディオビデオ信号を受信側システムの計時手段の時刻情報をもとに前記演奏データに含まれる演奏イベントを生成するとともに、前記オーディオビデオ信号によって前記演奏操作の画像を生成するものであり、
    前記送信側システムで、所定間隔のパルス信号を発生して該パルス信号を前記第2の伝送系で送信するとともに、前記パルス信号の個々の信号の発生時刻を示すパルス時間データを該パルス信号の送信に対応して前記第1の伝送系で送信し、
    前記受信側システムで、前記パルス信号と該パルス信号に対応する前記パルス時間データを受信し、前記パルス信号の受信タイミングを前記パルス時間データが示す時刻として前記計時手段の時刻情報を補正することを特徴とする請求項3に記載の演奏情報表示システム。
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