JP4677800B2 - Performance information playback device - Google Patents
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Description
この発明は、演奏情報に基づき駆動される機械的な発音機構を有する演奏情報再生装置に関する。 The present invention relates to a performance information reproducing apparatus having a mechanical sounding mechanism driven based on performance information.
周知の通り、自動演奏ピアノは、自動演奏機能(ピアノ演奏を記録する録音機能/演奏情報に基づく演奏の再生機能)を備えたアコースティックピアノである。前記録音機能によって記録される演奏情報は、当該ピアノにおいて行われた演奏操作(鍵やペダルの動き)を記録したものである。演奏情報の再生は、該演奏情報に基づき鍵やペダルを機械的に動かすことで、演奏操作を再現し、アコースティクなピアノ演奏音を奏でる。前記ピアノ演奏音の発音動作(打弦動作)の手順は次の通りである:駆動すべき鍵に対応して設けられたソレノイドの励磁により当該鍵が打鍵駆動され、該鍵の打鍵駆動に応じて対応するアクション機構が作動し、該アクション機構の作動に応じてハンマが対応する弦を打弦する。ハンマによる打弦の強弱は、鍵の打鍵速度に対応しており、該鍵の打鍵速度はソレノイドへの供給電流に対応している。従って、ソレノイドへの給電量の制御により、打弦動作の強弱、すなわち、発音される楽音の強弱が制御される。
上記の自動演奏機能に関する処理は、DSPを含んで構成されるコントロールユニットが担う。コントロールユニットは、上述の録音機能、再生機能のほかにも、再生時の音量変更や、テンポ変更、移調の調節、メトロノームなど各種機能を備えており、ユーザは該各種機能を該コントロールユニットから操作できる。
As is well known, an automatic performance piano is an acoustic piano having an automatic performance function (recording function for recording a piano performance / playback function for performance based on performance information). The performance information recorded by the recording function records performance operations (key and pedal movements) performed on the piano. The performance information is reproduced by reproducing a performance operation by mechanically moving a key or a pedal based on the performance information and playing an acoustic piano performance sound. The procedure of the sounding operation (stringing operation) of the piano performance sound is as follows: the key is driven by the excitation of the solenoid provided corresponding to the key to be driven, and the key is driven according to the keying drive of the key. The corresponding action mechanism is activated, and the hammer strikes the corresponding string in response to the activation of the action mechanism. The striking strength of the hammer by the hammer corresponds to the key striking speed, and the key striking speed corresponds to the current supplied to the solenoid. Therefore, by controlling the amount of power supplied to the solenoid, the strength of the stringing operation, that is, the strength of the tone to be generated is controlled.
The processing related to the automatic performance function is performed by a control unit including a DSP. In addition to the recording and playback functions described above, the control unit has various functions such as volume change during playback, tempo change, transposition adjustment, and metronome. The user can operate these functions from the control unit. it can.
この種の自動演奏ピアノとして、例えば、下記特許文献1に記載されたものがある。前記特許文献1に記載の自動演奏ピアノにおける演奏情報の再生制御では、再生すべき演奏情報に基づき、鍵の打鍵動作(この明細書において、打鍵動作は押鍵動作と離鍵動作とからなる動作である)を再現するための軌道データを生成すると共に、ソレノイドのプランジャの速度を検出するプランジャセンサの出力信号をフィードバック信号として取得し、該軌道データと該フィードバック信号に基づきソレノイドの駆動をサーボ制御することで、演奏情報が表す打鍵軌道を、演奏の微妙なニュアンスなどを含めて忠実に再現するようにしている。
ところで、従来の自動演奏ピアノでは、再生機能に関して、演奏の再現精度(忠実性)を高めると、再生制御の難しい再生動作が不安定になることがあった。例えば、極めて弱い力のでの打鍵(弱打打鍵)を、その軌道に忠実に再現しようとすると、ハンマが打弦できなかったり、打弦速度が微弱すぎて音が聞こえない場合があるなどの不具合があった。また、比較的押鍵駆動の周期が短く、ストローク幅が浅い連打打鍵を、その軌道に忠実に再現しようとすると、鍵の戻り(戻しストロークの幅)が不十分でジャックが戻らないうちに後続の打鍵(押鍵)が開始されてしまいその後の打弦動作が行えなくなったり、或いは、鍵の押し込み量(押しストローク幅)が不十分なためにハンマに適切な速度を与えることができずに弱い打弦となったり、打弦タイミングが遅れたりするなどの不具合が生じる恐れがあった。 By the way, in the conventional automatic performance piano, when the reproduction accuracy (fidelity) of the performance is increased with respect to the reproduction function, the reproduction operation which is difficult to control reproduction may become unstable. For example, if you try to reproduce the keystroke (weak keystroke) with extremely weak force faithfully on the trajectory, the hammer may not be able to strike the string, or the stringing speed may be too weak to hear the sound. was there. In addition, if you try to reproduce a repetitive key that has a relatively short key-press drive cycle and a short stroke width, faithfully following the trajectory, the key return (return stroke width) will be insufficient before the jack returns. The keystroke (pressing) of the key starts, and the subsequent stringing operation cannot be performed, or the key cannot be given an appropriate speed because the key pressing amount (pushing stroke width) is insufficient. There was a risk of problems such as weak stringing and delayed stringing timing.
上記のような再生制御の難しい軌道の再生について、その再生動作を安定せしめるべく、以下のような付加的制御を行うことが考案されていた。すなわち、所定の強さ以下の弱打打鍵の再生については、或る下限値まで打鍵の強さの底上げを行う。また、連打打鍵については、離鍵動作と後続する押鍵動作の間の時間を十分に確保すべく対処する:例えば、(1)離鍵タイミングを早める(2)離鍵速度を速くする(3)押鍵速度を速くする、などである。しかし、これらの再生動作を安定させるための付加的制御を行うと、軌道再現の忠実性が損なわれてしまい、ピアノ演奏や音色が不自然になったり、演奏の抑揚が平板になったりするのどの不都合があった。 In order to stabilize the reproduction operation for the reproduction of the trajectory which is difficult to perform the reproduction control as described above, the following additional control has been devised. In other words, for the reproduction of weakly struck keys with a predetermined strength or less, the keystroke strength is raised to a certain lower limit value. Also, with respect to repeated keystrokes, measures are taken to ensure a sufficient time between the key release operation and the subsequent key press operation: for example, (1) advance the key release timing (2) increase the key release speed (3 ) Increase the key press speed. However, if additional control is performed to stabilize these playback operations, the fidelity of the orbital reproduction will be lost, and the piano performance and tone will become unnatural, and the inflection of the performance will become flat. There was any inconvenience.
すなわち、従来の自動演奏ピアノの再生制御では、演奏の再現精度(忠実性)を高めた場合に生じる不都合と、再生動作の安定性を高めた場合に生じる不都合と、双方の兼ね合いを図りつつ、忠実性と安定性の何れかの性能を妥協しなければならなかった。 In other words, in the playback control of the conventional automatic performance piano, the inconvenience that occurs when the performance reproduction accuracy (fidelity) is increased and the inconvenience that occurs when the stability of the playback operation is increased, both trade-offs are achieved. The performance of either fidelity or stability had to be compromised.
この発明は上述の点に鑑みてなされたもので、再生制御における軌道再現の忠実性と再生動作の安定性の何れの性能も適切に発揮することができる演奏情報再生装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to provide a performance information reproducing apparatus capable of appropriately exhibiting both performances of fidelity of trajectory reproduction and stability of reproduction operation in reproduction control. And
この発明は、機械的な発音動作に基づき楽音を発音する発音機構と、再生すべき楽音を表すベロシティ値を少なくとも含む演奏情報を供給する供給手段と、前記演奏情報に基づき前記発音機構を駆動する駆動手段と、前記演奏情報を忠実に再生するモード又は前記演奏情報を修正して発音機構の発音動作を安定させるモードの少なくともいずれか一方の再生モードを選択する選択手段と、前記選択手段により発音動作を安定させるモードが選択された場合には、忠実に再生するモードが選択された場合と比較して、前記供給手段から供給される演奏情報のベロシティ値について、少なくとも下限値を底上げすることでその上限値と下限値の幅が狭くなるよう前記演奏情報を修正して、該修正後の演奏情報に基づいて前記駆動手段に発音機構を駆動させる制御、及び、前記駆動手段により発音機構を駆動するときに前記供給手段から供給される演奏情報に対する発音機構の発音動作のゲインを小さくするよう修正することで、修正後のゲインを用いて前記駆動手段に発音機構を駆動させる制御の少なくともいずれか一方の制御を行う制御手段とを備えることを特徴とする演奏情報再生装置である。 According to the present invention, a sound generation mechanism for generating a musical sound based on a mechanical sound generation operation, a supply means for supplying performance information including at least a velocity value representing a musical sound to be reproduced, and the sound generation mechanism are driven based on the performance information. and driving means, selection means for selecting at least one of the playback modes pronunciation operating modes to stabilize the faithfully reproduced to mode or the correction performance data to sound mechanism the performance information, pronunciation by said selection means When the mode that stabilizes the operation is selected, the velocity value of the performance information supplied from the supply means is increased by at least the lower limit compared to the case where the faithful reproduction mode is selected. The performance information is corrected so that the range between the upper limit value and the lower limit value is narrowed, and a sound generation mechanism is added to the drive means based on the corrected performance information. By using the gain after the correction, the correction is made to reduce the gain of the sounding operation of the sounding mechanism with respect to the performance information supplied from the supplying means when the sounding mechanism is driven by the driving means. A performance information reproducing apparatus comprising: control means for controlling at least one of control for driving the sound generation mechanism by the drive means.
また、この発明は、機械的な発音動作に基づき楽音を発音する発音機構と、再生すべき楽音に対応する打鍵演奏を表す演奏情報を供給する供給手段と、前記演奏情報に基づき前記発音機構を駆動する駆動手段と、前記演奏情報を忠実に再生するモード又は前記発音機構の発音動作を安定させるモードの少なくともいずれか一方の再生モードを選択する選択手段と、前記選択手段により前記発音動作を安定させるモードが選択されている場合には、忠実に再生するモードが選択された場合と比較して、前記供給手段から供給される演奏情報に基づく離鍵タイミングを遅らせる修正、該演奏情報に基づく離鍵速度を速くする修正、及び、該演奏情報に基づく押鍵速度を速くする修正の少なくともいずれか1つの修正を行い、修正後の演奏情報に基づいて前記駆動手段に発音機構を駆動させる制御を行う制御手段を備えることを特徴とする演奏情報再生装置である。 Further, the present invention provides a sound generation mechanism for generating a musical tone based on a mechanical sound generation operation, a supply means for supplying performance information representing a keystroke performance corresponding to a musical sound to be reproduced, and the sound generation mechanism based on the performance information. Driving means for driving, selection means for selecting at least one of a mode for faithfully reproducing the performance information or a mode for stabilizing the sounding operation of the sounding mechanism, and stabilizing the sounding operation by the selecting means When the mode to be played is selected, a correction for delaying the key release timing based on the performance information supplied from the supply means and the release based on the performance information are compared with the case where the faithful playback mode is selected. At least one of the correction for increasing the key speed and the correction for increasing the key pressing speed based on the performance information is performed, and the corrected performance information is used. A performance information reproducing apparatus, characterized in that it comprises a control means for controlling driving the sounding mechanism to said drive means are.
また、この発明は、上記に記載の演奏情報再生装置と、鍵盤とを備え、該鍵盤の操作に応じて、前記発音機構を発音動作させるようにした鍵盤楽器、又は、上記に記載の演奏情報再生装置と、鍵盤とを備え、前記駆動手段により該鍵盤を打鍵演奏し、該鍵盤の打鍵演奏に応じて前記発音機構を発音動作させるようにした自動演奏ピアノとして構成及び実施することができる。 Further, the present invention provides a keyboard instrument comprising the performance information reproducing device described above and a keyboard, wherein the sound generation mechanism is caused to generate a sound in response to an operation of the keyboard, or the performance information described above. The present invention can be configured and implemented as an automatic performance piano that includes a playback device and a keyboard, and that performs the keystroke performance of the keyboard by the driving means and causes the sound generation mechanism to perform a sounding operation according to the keystroke performance of the keyboard .
この発明によれば、発音動作を安定させるモードが選択された場合には、忠実に再生するモードが選択された場合と比較して、前記供給手段から供給される演奏情報のベロシティ値について、少なくとも下限値を底上げすることでその上限値と下限値の幅が狭くなるよう前記演奏情報を修正して、該修正後の演奏情報に基づいて前記駆動手段に発音機構を駆動させる制御、及び、前記駆動手段により発音機構を駆動するときに前記供給手段から供給される演奏情報に対する発音機構の発音動作のゲインを小さくするよう修正することで、修正後のゲインを用いて前記駆動手段に発音機構を駆動させる制御の少なくともいずれか一方の制御を行うことにより、発音動作を安定させるモードのときには、弱打動作の再生を安定させることができ、忠実に再生するモードのときには演奏情報を忠実に再現する再生を行える。例えば、ピアノの教習など鍵の正確な動作を再現したいときなどに、忠実性の高い再生モードで自動演奏を行い、ピアノ演奏をBGM的に流す場合などには、安定性の高い再生モードを使用するなど、目的に応じて再生の忠実性と動作の安定性を使い分けて、ユーザの嗜好やTPO等に応じた適切な再生制御が行えるようになるという優れた効果を奏する。
また、本願の別の発明によれば、発音動作を安定させるモードが選択されている場合には、忠実に再生するモードが選択された場合と比較して、前記供給手段から供給される演奏情報に基づく離鍵タイミングを遅らせる修正、該演奏情報に基づく離鍵速度を速くする修正、及び、該演奏情報に基づく押鍵速度を速くする修正の少なくともいずれか1つの修正を行い、修正後の演奏情報に基づいて前記駆動手段に発音機構を駆動させる制御を行うことにより、発音動作を安定させるモードのときには、連打動作の再生を安定させることができ、忠実に再生するモードのときには演奏情報を忠実に再現する再生を行える。従って、目的に応じて発音動作を安定させるモードと、忠実に再生するモードを使い分けて、ユーザの嗜好やTPO等に応じた適切な再生制御が行えるようになるという優れた効果を奏する。
According to the present invention, when the mode for stabilizing the sound generation operation is selected, the velocity value of the performance information supplied from the supply means is at least as compared with the case where the mode for faithfully reproducing is selected. The performance information is corrected so that the range between the upper limit value and the lower limit value is narrowed by raising the lower limit value, and the driving means drives the sound generation mechanism based on the corrected performance information; and When the sound generating mechanism is driven by the driving means, the sound generating mechanism is corrected so as to reduce the gain of the sound generating operation of the sound generating mechanism with respect to the performance information supplied from the supplying means. By controlling at least one of the controls to drive, in the mode of stabilizing the sound generation operation, it is possible to stabilize the reproduction of the weak hitting operation, At the time of the mode to really play it performed the play to faithfully reproduce the performance information. For example, when you want to reproduce the correct operation of keys, such as piano lessons, use automatic playback in high-fidelity playback mode, and use high-stability playback mode when playing piano performance in BGM. For example, the reproduction fidelity and the stability of the operation are properly used according to the purpose, and an excellent effect is achieved that appropriate reproduction control according to the user's preference and TPO can be performed .
According to another invention of the present application, when the mode for stabilizing the sound generation operation is selected, the performance information supplied from the supply means is compared with the case where the mode for faithfully reproducing is selected. And performing a correction after delaying at least one of a correction for delaying the key release timing based on the performance information, a correction for increasing the key release speed based on the performance information, and a correction for increasing the key pressing speed based on the performance information. By controlling the driving means to drive the sound generation mechanism based on the information, it is possible to stabilize the reproduction of the continuous hitting operation in the mode of stabilizing the sound generation operation, and to faithfully play the performance information in the mode of faithful reproduction. Can be reproduced to reproduce. Therefore, there is an excellent effect that appropriate reproduction control can be performed according to the user's preference, TPO, etc. by properly using the mode for stabilizing the sound generation operation according to the purpose and the mode for faithful reproduction.
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。一例として、この発明に係る演奏情報再生装置を自動演奏ピアノに適用した例を示す。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. As an example, an example in which the performance information reproducing apparatus according to the present invention is applied to an automatic performance piano is shown.
図1は、この実施例に係る自動演奏ピアノの概要構成図であり、機械的な発音機構の要部と共に、電気的制御系に関る機能ブロックの要部を抽出して示している。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の運動をハンマに伝達するためのアクション機構2と、対応する鍵1の運動に連動して打弦動作するハンマ3と、該ハンマ2によって打撃される弦4と、弦4の振動を止めるためのダンパ5とを含む。鍵1は、バランスピンPに貫通された位置を凡その支点として、上下揺動可能に支持されており、非押鍵時(外力を加えない状態)では図1において実線で示すレスト位置(ストローク量0mmの位置)にあり、打鍵操作(押鍵及び離鍵)に応じて、前記レスト位置からエンド位置(図において2点鎖線で示す位置:この実施例では前記レスト位置から10mm押し込んだ位置)の間で上下にストロークする。鍵1の後端下面側には、該鍵1を自動的に打鍵するための駆動手段(アクチュエータ)として、電磁ソレノイド6が具備されている。これらの構成は、一般的な自動演奏ピアノと概ね同様である。ピアノには、複数の鍵1(典型的には88鍵)が具わっており、上記各構成要素は88鍵の各々に対応して設けられている。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an automatic performance piano according to this embodiment, in which main parts of functional blocks related to an electric control system are extracted and shown together with main parts of a mechanical sounding mechanism. As shown in FIG. 1, the automatic performance piano is linked to the movement of the
電磁ソレノイド6は、周知の通り、ヨーク内に配置されたコイルと、該コイル軸心内において双方向的に直線移動可能に挿入された棒状のプランジャを有し、該記プランジャの先端部が対応する鍵1の後端下面部に当接されるよう配置される。ソレノイド6が制御系から与えられた励磁電流に基づき駆動されると、該ソレノイド6の駆動に応じてプランジャが上方に変位して、対応する鍵1の後端を打撃する。このプランジャによる鍵1の突き上げ動作に応じて、該駆動されたソレノイド6に対応する鍵1が打鍵動作する。これにより、当該ピアノの機械的な発音機構が作動する。
As is well known, the
また、自動演奏ピアノの各鍵1の下面側には、当該鍵1の動きを検出するためのキーセンサ7が配設される。キーセンサ7は、例えば、鍵1の動作ストロークの全工程について連続的な位置情報(アナログ信号)を出力可能な位置センサによって構成してよい。キーセンサ7の出力は、後述する記録制御部13並びにサーボ制御部12の双方に供給されており、演奏録音時の演奏情報の生成・記録処理と、演奏情報再生時のサーボ制御とに利用される。なお、キーセンサ7として適用可能な光学式位置センサの具体的な構成例については、例えば上記特許文献1に記載の構成等、従来から知られる適宜のセンサ構成を採用してよい。なお、キーセンサ7は、光学式の位置センサに限らず、その他適宜の形式のセンサによって構成されても差し支えない。また、キーセンサ7の検出する物理量は、位置に限らず、速度や加速度などその他の物理量であってもよい。
ハンマ3には、該ハンマ3による打弦速度及び打弦タイミングを検出するためのハンマセンサ8が設けられている。各ハンマセンサ8は、例えばハンマ3の運動に関する物理量(位置、速度或いは加速度等)の情報を出力可能な適宜のセンサ(例えば光学式センサなど)によって構成されてよい。この例では、ハンマセンサ8の出力は、後述する記録制御部13に供給され、演奏録音時の演奏情報の生成処理に際して利用される。なお、自動演奏ピアノのハンマセンサとして適用可能な各種センサの具体的な構成例については、例えば、特開2001−175262号公報等に記載されている。
A key sensor 7 for detecting the movement of the
The
また、図1において、再生前処理部10、モーション制御部11及びサーボ制御部12は演奏情報の再生処理に関るモジュールに相当し、また、演奏記録部13及び記録後処理部14は演奏録音処理に関るモジュールに相当する。演奏記録部13では、ハンマセンサ8やキーセンサ7から出力された検出信号に基づき演奏情報の生成・記録処理を行う。すなわち、キーセンサ7やハンマセンサ8の検出信号に基づき、ピアノ演奏者が行った演奏操作(打弦動作や打鍵動作など)に関する種々の情報を取得し、それに基づき前記演奏操作を表す演奏情報(例えば、MIDI形式のデータ)を生成する。生成された演奏情報は、記録後処理部14において適宜正規化処理された後に、例えば、適宜の記憶装置24(図2参照)に記録されうる。ここで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、そのピアノにおける打弦時刻・打弦速度等に変換するの処理である。なお、再生処理の動作の説明は後述する。これら各モジュールが担う演算処理等の各種動作は、当該自動演奏ピアノにおける信号処理を担うコントロールユニットにおいてCPU20(後述図2参照)が実行するソフトウェアプログラムによって制御される。
再生前処理部10は、再生すべき楽音の演奏情報(例えばMIDIデータ)に対して適宜の正規化や単位合わせ等を行い、当該楽音を再生するための鍵1の打鍵軌道を生成する条件となるデータ(これを「再生動作データ」と呼ぶ)を生成する。また、モーション制御部は、前記生成した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。サーボ制御部12は前記軌道リファランスrefとキーセンサ7の出力信号に基づくフィードバック信号とを用いて、ソレノイド6をサーボ駆動するための制御信号uを生成し、該ソレノイド6の駆動をサーボ制御するモジュールである。なお、上記演奏情報に基づく軌道リファランス生成のアルゴリズムの詳細については、例えば上記特許文献1等の記載に詳しい。再生前処理部10、モーション制御部11及びサーボ制御部12による演奏情報の再生処理の動作の詳細については後述する。
In FIG. 1, a
The
図2は、図1に示す自動演奏ピアノの電気的な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、フラッシュメモリ22、RAM23、記憶装置24、スイッチ操作検出回路25、PWM発生器26及びセンサ出力を取り込むインターフェース(I/O)27を含み、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。CPU20は、自動演奏ピアノの全体的な動作を制御するとともに、演奏情報の再生処理や打鍵操作に応じた演奏情報の記録(演奏録音)処理等の各種信号処理を実行する。CPU20が実行する各種処理の制御プログラムは、適宜のメモリ(ROM21、フラッシュメモリ22、RAM23など)内に記憶されていてよい。この実施例において、ROM21、フラッシュメモリ22、RAM23の各メモリには、後述する再生モード規定変数の値が格納され、該再生モード規定変数として格納された値に基づきピアノ演奏の再生モードが設定されるようになっている。
FIG. 2 is a block diagram showing an outline of the electrical hardware configuration of the automatic performance piano shown in FIG. As shown in FIG. 2, the automatic performance piano includes a
また、記憶装置24は、後述の演奏録音処理によって生成された演奏情報を書き込むことや、演奏情報再生時に使用する演奏情報の記憶しておくこと等に利用されるものであり、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、CD‐RAM)、光磁気ディスク(MO)、ZIPディスク、DVD(Digital Versatile Disk)、半導体メモリ等、適宜の記憶媒体で構成してよい。
The
インターフェース(I/O)27はAD変換器を含み、キーセンサ7及びハンマセンサ8から出力される検出信号(アナログ信号)は、当該I/O27を介してディジタル信号に変換されてCPU20に取り込まれる。CPU20では所定のクロックタイミング毎に各センサの出力を取り込み、該取り込んだセンサ出力に基づき鍵1の打鍵操作に関する情報やハンマ3の打弦動作に関する情報を取得する処理を行っている。PWM発生器26は、後述する演奏情報再生処理時に生成される制御信号(ソレノイド駆動信号)を、PWM形式の電流値(以下PWM信号と略称)に変換し、ソレノイド6に励磁電流を供給する。なお、当該自動演奏ピアノには、この他にも、適宜の外部機器や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具備されてよい。
The interface (I / O) 27 includes an AD converter, and detection signals (analog signals) output from the key sensor 7 and the
スイッチ操作検出回路25を介してスイッチ群を備える操作パネル28が接続されている。操作パネル28は、この実施例に係るピアノ演奏の再生モードを選択するためのスイッチ群を含む。図3(a)は、操作パネル28におけるピアノ演奏の再生モードを選択するためのスイッチ群の構成例を示す図である。操作パネル28は、例えばコントロールユニット本体の前面等、ユーザ操作に都合の良い場所に配置されてよい。同図(a)において、操作パネル28には、複数(図において18個)の押しボタン式スイッチ29が設けられている。図3(b)は、この実施例に係るピアノ演奏の再生モードの一覧表であり、演奏再生性能の異なる5つの再生モードが示されている。図3(b)の表には、各再生モードに夫々対応する固有の数値(モード値)1〜5と、各モードのモード名、及び、各モードにおける再生時の付加処理の内容とが示されている。
An
図3(b)において、最上段の再生モード(モード名「鋭敏」)が最も軌道再現性(忠実性)の高い再生モードであり下段に向かって、モード名「ナチュラル」、モード名「堅実」、モード名「無難」、モード名「安全」の順に、順次、再生動作の安定性の高い再生モードが示されており、モード名「鋭敏」にはモード値「1」、モード名「ナチュラル」にはモード値「2」、モード名「堅実」にはモード値「3」、モード名「無難」にはモード値「4」及びモード名「安全」にはモード値「5」が夫々割り当てられている。忠実性の高いモードでピアノ演奏の再生を行えば、演奏情報が表す打鍵動作をより正確に再現でき(反面、再生制御の難しい動作は不安定になる恐れがある)、安定性の高いモードでピアノ演奏の再生を行えば、再生制御の難しい動作であっても打弦ミス等を回避して、安定した再生動作が行える(反面、忠実性は相対的に損なわれる)。ユーザは、図3(a)に示す操作パネル28において上記5つの再生モードの中から任意のモードを選択でき、ピアノ自動演奏の用途、TPO、嗜好等に応じて最適なピアノ演奏を当該自動演奏ピアノに行わせることができる。
In FIG. 3B, the top playback mode (mode name “sharp”) is the playback mode with the highest trajectory reproducibility (fidelity), and toward the bottom, the mode name “natural” and the mode name “solid”. In order of mode name “safe” and mode name “safe”, the playback modes with high stability of the playback operation are sequentially shown. The mode name “sensitive” has a mode value “1” and the mode name “natural”. Is assigned the mode value “2”, the mode name “solid” is assigned the mode value “3”, the mode name “safe” is assigned the mode value “4”, and the mode name “safe” is assigned the mode value “5”. ing. If you play a piano performance in a high-fidelity mode, you can more accurately reproduce the keystrokes represented by the performance information (although operations that are difficult to control can be unstable), and a highly stable mode. If a piano performance is played back, even if it is difficult to control playback, it is possible to avoid a string striking error and perform stable playback (on the other hand, fidelity is relatively impaired). The user can select an arbitrary mode from the above five playback modes on the
付加処理の内容について、図3(b)を参照して説明する。同図において、「弱打底上げ処理」、「連打対応処理」及び「音量調整処理」は、選択された再生モードに応じて、前記再生動作データを修正する付加処理である。 The contents of the addition process will be described with reference to FIG. In the drawing, “weak bottoming up processing”, “continuous hit processing”, and “volume adjustment processing” are additional processing for correcting the playback operation data in accordance with the selected playback mode.
「弱打底上げ処理」は、再生動作データの速度情報(ベロシティ値)が所定の下限値未満の場合に、該速度情報を該所定の下限値に変更することで打鍵の強さの底上げを行い、再生制御の難しい弱打打鍵を修正する。すなわち、制御系は、演奏情報又は再生動作データに基づき、前記所定の下限値を閾値として、付加処理の対象となるべき弱打打鍵動作を検出し、該弱打打鍵として検出された弱打打鍵動作について上記の修正を行う。 “Weak-throwing-up processing” increases the keystroke strength by changing the speed information to the predetermined lower limit value when the speed information (velocity value) of the reproduction operation data is less than the predetermined lower limit value. Correct the weakly struck key that is difficult to control playback. That is, the control system detects a weak keystroke action to be subjected to additional processing based on the performance information or the reproduction action data, using the predetermined lower limit value as a threshold value, and the weak keystroke key detected as the weak keystroke key Make the above corrections for operation.
「連打対応処理」では、離鍵タイミングや押鍵速度や離鍵速度の補正や、打鍵軌道のストローク幅(振幅)の拡大により、連打打鍵の再生難易度を軽減する。これら連打打鍵対応処理は、連打の離鍵‐押鍵動作間の時間を確保するための処理である。すなわち、制御系は、演奏情報又は再生動作データに基づき、例えば離鍵‐押鍵動作間の時間が所定時間に満たない連打打鍵動作や、比較的押鍵動作の周期が短く且つストローク幅が浅い連打打鍵動作等を、付加処理すべき連打打鍵として検出し、該検出された連打打鍵動作について上記の修正を行う。 In the “continuous hit handling process”, the difficulty of reproducing the hit key is reduced by correcting the key release timing, the key pressing speed, the key release speed, and expanding the stroke width (amplitude) of the key hit trajectory. These repeated hitting key handling processes are processes for securing time between repeated key release and key press operations. That is, the control system, for example, based on performance information or playback operation data, for example, a keystroke operation in which the time between the key release and the key press operation is less than a predetermined time, a cycle of the key press operation is relatively short, and a stroke width is relatively short. A continuous hitting key operation or the like is detected as a continuous hitting key to be subjected to additional processing, and the above correction is performed on the detected continuous hitting key operation.
また、「音量調整処理」では音量(ベロシティ値)を全体的に一律で引き下げる。この処理は無難モードと安全モードにのみ働く。 Further, in the “volume adjustment process”, the volume (velocity value) is lowered uniformly. This process only works in safe mode and safe mode.
また、同図(b)において、「サーボゲインの補正」は、選択された再生モードに応じてサーボ制御のパラメータを補正することで、サーボ制御による発音動作の特性を修正する付加処理である。この実施例では、サーボゲイン値の補正の一例として、速度ゲイン値(後述図7を参照)を補正する例を示している。 In FIG. 5B, “servo gain correction” is an additional process for correcting the characteristics of the sound generation operation by servo control by correcting the parameters of servo control in accordance with the selected reproduction mode. In this embodiment, as an example of correction of the servo gain value, an example of correcting the speed gain value (see FIG. 7 described later) is shown.
各再生モードにおける付加処理の内容は図3(b)に示す通りである。すなわち、「鋭敏」モードでは何れの付加処理も行わずに、与えられた再生動作データをそのまま再生することになる。「ナチュラル」モードでは、「弱打底上げ処理」として、ベロシティ値(Velo)の下限値をVelo=16とし、また、「連打対応処理」として離鍵タイミングを早める。「堅実」モードでは、「弱打底上げ処理」として、ベロシティ値の下限値をVelo=20とし、また、「連打対応処理」として離鍵タイミングを早めることに加えて、離鍵速度を所定量速くする。また、「サーボゲインの補正」として、基本となる所定のゲイン値に補正値=0.8を乗算し、該乗算の結果の値(基本値*0.8)を速度ゲイン値とする。「無難」モードでは、「弱打底上げ処理」として、ベロシティ値の下限値をVelo=24とし、また、「連打対応処理」として、上記堅実モードでの処理に加えて押鍵速度も所定量速くすると共に、音量(ベロシティ値)を一律で−10下げる。また、「サーボゲインの補正」として、上記と同様に「基本値*0.8」を速度ゲイン値とする。「安全」モードでは、「弱打底上げ処理」として、ベロシティ値の下限値をVelo=32とし、また、「連打対応処理」として、上記無難モードでの処理に加えて連打ストロークの振幅をも所定量拡大すると共に、音量(ベロシティ値)を一律で−20下げる。また、基本となる所定のゲイン値に補正値=0.5を乗算し、該乗算の結果の値(基本値*0.5)を速度ゲイン値としている。 The contents of the additional processing in each playback mode are as shown in FIG. That is, in the “sensitive” mode, the given reproduction operation data is reproduced as it is without performing any additional processing. In the “natural” mode, the lower limit value of the velocity value (Velo) is set to Velo = 16 as “weak bottoming up processing”, and the key release timing is advanced as “continuous hit processing”. In the “steady” mode, the lower limit value of the velocity value is set to Velo = 20 as “weakly raised bottom processing”, and the key release speed is increased by a predetermined amount in addition to the key release timing being advanced as “continuous hit processing”. To do. Further, as “servo gain correction”, a basic predetermined gain value is multiplied by a correction value = 0.8, and a value (basic value * 0.8) as a result of the multiplication is set as a speed gain value. In the “safe” mode, the lower limit value of the velocity value is set as “Velo = 24” as “weak stroke raising process”, and the key pressing speed is increased by a predetermined amount in addition to the process in the solid mode as the “sequential hit handling process”. At the same time, the volume (velocity value) is reduced by -10. Further, as “servo gain correction”, “basic value * 0.8” is set as the speed gain value in the same manner as described above. In the “safe” mode, the lower limit value of the velocity value is set to “Velo = 32” as “weak bottoming up processing”, and the “strike hit processing” is performed in addition to the above-described processing in the safe mode. While expanding the fixed amount, the volume (velocity value) is reduced by -20. Further, a basic predetermined gain value is multiplied by a correction value = 0.5, and a value (basic value * 0.5) as a result of the multiplication is used as a speed gain value.
図3(a)の操作パネル28において、パネル上部に横並びに示された数字「0」〜「5」は前記モード値に対応しており、モード値「0」はモード選択無しに相当する。また、パネル左端の縦の並びには、再生制御に適用するモード値を規定する「再生モード規定変数B、C及びD」が示されている。再生モード規定変数は、再生モードの使用機会のパターンをユーザが選択するためのパラメータである。なお、後述する通り、再生モード規定変数「A」には、所定のモード値が予め格納されており、これをユーザが変更することはできない。このため、当該操作パネル28上には該変数「A」が表れていない。ユーザは、パネル28上において、各再生モード規定変数「B」、「C」及び「D」毎に、任意のモード値「0」〜「5」に対応するボタン29をオン操作する(押す)ことで、該操作したボタン29に対応するモード値「0」乃至「5」の何れかを各変数B〜Cに対して割り当てることができる。なお、操作パネル28は、各変数につきモード値「0」〜「5」の何れか1つのみが割り当てられるようになっている。図3(a)においては、各変数において割り当てられたモード値に対応するボタンが黒色で示されている。すなわち、同図においては、変数Bに対してモード値「0」、変数Cに対してモード値「3」、変数Bに対してモード値「4」が割り当てられている。
In the
図3(c)は、再生モード規定変数のメモリ構成を説明するための図である。再生モード規定変数Aには、工場出荷時に割り当てられたモード値が格納されている。このモード値は常に「1」であり、ユーザはこれを変更できない。この変数Aのモード値はROM21(図2参照)に記憶されている。再生モード規定変数Bには、当該装置起動中に再生制御の基本設定となる再生モードのモード値が格納されている。この変数Bのモード値はフラッシュメモリ22(図2参照)に記憶され、装置の電源を切っても設定が保存される。なお、変数Bの初期値はモード値「0」である。再生モード規定変数Cには、或る1つの曲再生制御に限って適用される再生モードとなるモード値が格納される。この変数Cのモード値はRAM23(図2参照)に記憶される。なお、変数Cの初期値もモード値「0」である。再生モード規定変数Dには、或る1つの打鍵動作の再生中に限って適用される再生モードとなるモード値が格納される。この変数Dのモード値はRAM23(図2参照)に記憶される。なお、変数Dの初期値もモード値「0」である。なお、上記各変数B、C及びDに格納されるモード値は図3(a)の操作パネル28におけるユーザ設定に基づく値である。
FIG. 3C is a diagram for explaining the memory configuration of the playback mode defining variable. The playback mode defining variable A stores a mode value assigned at the time of factory shipment. This mode value is always “1” and cannot be changed by the user. The mode value of the variable A is stored in the ROM 21 (see FIG. 2). The playback mode defining variable B stores a mode value of a playback mode that is a basic setting for playback control during the startup of the apparatus. The mode value of the variable B is stored in the flash memory 22 (see FIG. 2), and the setting is saved even when the apparatus is turned off. The initial value of variable B is mode value “0”. The playback mode defining variable C stores a mode value that is a playback mode that is applied only to a certain piece of music playback control. The mode value of the variable C is stored in the RAM 23 (see FIG. 2). Note that the initial value of the variable C is also the mode value “0”. The playback mode defining variable D stores a mode value that is a playback mode that is applied only during playback of a certain keystroke operation. The mode value of the variable D is stored in the RAM 23 (see FIG. 2). The initial value of the variable D is also the mode value “0”. The mode values stored in the variables B, C, and D are values based on user settings on the
演奏情報の再生制御の際には、再生に使用するモード値がRAM23内のレジスタ「mode」にセットされる。前記再生モード規定変数は、変数Aを最上位としてB、C、Dの順に序列が付いており、或る変数のモード値が「0」の場合は、上位の変数のモード値を使用するものとする。すなわち、制御系は、演奏情報の再生制御の際には、下位の変数Dから順次モード値を調べて、より下位の変数として格納されている有効なモード値(1乃至5)が優先的に前記レジスタ「mode」に格納され、使用するモード値として参照される。言い換えれば、モード値「0」は当該変数によるモード設定を無効にする値である。
When performing reproduction control of performance information, a mode value used for reproduction is set in a register “mode” in the
操作パネル28の設定に基づき前記レジスタmodeにモード値をセットする際の処理手順の一例について、図4(a),(b)のフローチャートを参照して説明する。同図(a)のフローチャートは、当該自動演奏ピアノの立ち上げ時に起動する処理である。ステップS1において当該自動演奏ピアノの電源が投入されると、ステップS2ではフラッシュメモリ22(図2参照)に記憶されている再生モード規定変数Bのモード値を調べる。変数Bのモード値が0であれば(ステップS2のNO)、ステップS3において、上位の変数Aのモード値「1」をレジスタmodeにセットする。一方、変数Bのモード値が0以外であれば(ステップS2のYES)、変数Bに割り当てられているモード値1乃至5をレジスタmodeにセットする。そして、ステップS5において、次に述べるモード受け入れタスクを起動して、また、その他の処理を実行する(ステップS6)。図4(b)は前記ステップS5において起動するモード受け入れタスクの手順の一例を示すフローチャートである。このモード受け入れタスクは、操作パネル28におけるユーザの操作をレジスタmodeの設定に反映させる処理であって、当該装置で実行される他のタスクと並行して常時動作する処理である。ステップS7において、操作パネル28のボタン29の操作有無をスキャンして、ユーザ操作の受信を待つ。上述の通り、ユーザは操作パネル28でのボタン29の操作により、再生モード規定変数B〜Cに対してモード値0〜5の何れかを入力できる。ユーザによるボタン29の操作を受け付けると(ステップS7のYES)、ステップS8において、該操作されたボタンに対応する変数とモード値を認識し、ステップS9において、前記認識した再生モード規定変数に該認識したモード値を格納する。これにより、ユーザは、再生モード規定変数B〜Cに対して任意のモード値0〜5を割り当てることができる。
An example of a processing procedure when setting the mode value in the register mode based on the setting of the
次に当該自動演奏ピアノにおける再生制御について説明する。
図5(a)は演奏情報の再生処理の手順の概略を示すフローチャートである。同図(a)のフローチャートに示す再生処理は、図1における再生前処理部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における処理に相当する。この再生処理は、例えばコントロールユニットに具わる再生指示スイッチの操作に応じて開始する。ステップS10において、記憶装置24や、図示しないリアルタイム通信装置等から、再生すべき楽音の演奏情報(例えばMIDIデータ)を取得し、ステップS11において再生前処理(図1の再生前処理部10における処理)を行う。すなわち、取得した演奏情報(例えばMIDI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条件となるデータ(再生動作データ)を生成する。前記単位合わせは、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。前記再生動作データのデータフォーマットの一例を図5(b)に示す。再生動作データは、例えば時刻情報tと、位置情報x、速度情報(べロシティ値)v及びキーナンバKnから成る。
ステップS12において、前記生成した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。この処理は図1のモーション制御部11における処理に相当する。1つの軌道リファランスrefが示す1つの打鍵軌道は、1つの楽音の発生に対応する。ステップS13では、前記軌道リファランスrefとキーセンサ7の出力信号に基づくフィードバック信号とを用いて、ソレノイド6を駆動するための制御信号uを生成し、該制御信号uに基づく励磁電流(PWM信号)をソレノイド6に与えて、該ソレノイド6の駆動をサーボ制御する。次に述べるとおり、前記ステップS12のモーション制御及び前記ステップS13のサーボ制御の際に、再生時に適用されるモード(レジスタmode内の値)に応じた付加処理(図3(b)参照)が行われることになる。
Next, playback control in the automatic performance piano will be described.
FIG. 5A is a flowchart showing an outline of a procedure of performance information reproduction processing. The reproduction process shown in the flowchart of FIG. 10A corresponds to the processes in the
In step S12, a trajectory reference ref (trajectory target value) for instructing a keystroke trajectory to be reproduced is generated based on the generated reproduction operation data. This process corresponds to the process in the
図6は、上記図5(a)に示す再生処理時におけるレジスタmodeの設定及び該レジスタの設定値に基づく付加処理の手順の一例を示すフローチャートである。当該フローは、1つの楽音の再生(1つの打鍵動作)についての流れの手順を示している。
前記再生指示スイッチの操作等に応じて或る曲の再生が開始されると(ステップS20)、ステップS21において再生モード規定変数Dのモード値を調べて、該変数Dにモード値1〜5の何れかが入っていれば(変数D≠0)、ステップS22においてレジスタmodeに該変数Dに割り当てられたモード値をセットする。一方、変数D=0であれば(ステップS21のYES)、ステップS23において変数Cのモード値を調べる。該変数C≠0であれば、ステップS24においてレジスタmodeに該変数Cに割り当てられたモード値(1乃至5の何れか)をセットする。一方、変数C=0であれば(ステップS23のYES)、ステップS25において変数Bのモード値を調べる。該変数B≠0であれば、ステップS26においてレジスタmodeに該変数Bに割り当てられたモード値(1乃至5の何れか)をセットする。一方、変数B=0であれば(ステップS25のYES)、ステップS27において、変数Aのモード値をレジスタmodeにセットする。
FIG. 6 is a flowchart showing an example of the procedure of the addition process based on the setting of the register mode and the setting value of the register at the time of the reproduction process shown in FIG. The flow shows a flow procedure for reproduction of one musical sound (one keystroke operation).
When the reproduction of a certain tune is started according to the operation of the reproduction instruction switch or the like (step S20), the mode value of the reproduction mode defining variable D is checked in step S21, and the mode value of 1 to 5 is set in the variable D. If any of them is entered (variable D ≠ 0), the mode value assigned to the variable D is set in the register mode in step S22. On the other hand, if the variable D = 0 (YES in step S21), the mode value of the variable C is checked in step S23. If the variable C ≠ 0, the mode value (any one of 1 to 5) assigned to the variable C is set in the register mode in step S24. On the other hand, if variable C = 0 (YES in step S23), the mode value of variable B is examined in step S25. If the variable B ≠ 0, the mode value (any one of 1 to 5) assigned to the variable B is set in the register mode in step S26. On the other hand, if variable B = 0 (YES in step S25), the mode value of variable A is set in register mode in step S27.
ステップS28において、前記図5(a)のステップS11で生成された再生動作データを取得し、ステップS29において、前記再生動作データに対して現在レジスタmodeに設定されているモード(モード1乃至5の何れか)に応じた付加処理(図3(b)参照)を行い、ステップS30では、該付加処理を反映した軌道リファランスrefを生成する。これらステップS28〜S30の処理は、前記図5(a)のステップS12の処理(図1のモーション制御部11)に含まれる。
In step S28, the reproduction operation data generated in step S11 of FIG. 5A is acquired. In step S29, the mode currently set in the register mode for the reproduction operation data (
前記ステップS29において実行する付加処理は、再生動作データを修正する処理、すなわち「弱打底上げ処理」「連打対応処理」及び「音量調整処理」である。これら付加処理は、機械的な発音機構(図1参照)が再生困難な特定の打鍵動作(この例では、弱打打鍵と連打打鍵)の動作を安定させることを目的としている。制御系は、演奏情報又は再生動作データに基づき、機械的な発音機構が再生困難な特定の打鍵動作(弱打又は連打)を検出し、該検出された打鍵動作の再生において、当該付加処理を実施する。付加処理の内容は、図3(b)を参照して先述した通りである。 The additional processing executed in step S29 is processing for correcting the reproduction operation data, that is, “weak bottoming up processing”, “continuous hitting processing”, and “volume adjustment processing”. The purpose of these additional processes is to stabilize the operation of a specific keystroke operation (in this example, a weak keystroke and a continuous keystroke) that is difficult to reproduce by a mechanical sound generation mechanism (see FIG. 1). The control system detects a specific keystroke operation (weak or continuous hit) that is difficult for the mechanical sound generation mechanism to reproduce based on the performance information or the reproduction operation data, and performs the additional processing in reproducing the detected keystroke operation. carry out. The contents of the addition process are as described above with reference to FIG.
図6のステップS28〜S30においては、再生動作データに対して上記何れかの付加処理を施し後に、軌道リファランスrefを生成するので、該生成される軌道リファランスrefは、各再生モードが特徴とする演奏再生性能に応じて適宜修正されたデータ又は修正されないそのままのデータとなる。 In steps S28 to S30 in FIG. 6, since the trajectory reference ref is generated after performing any of the above addition processing on the playback operation data, the generated trajectory reference ref is characterized by each playback mode. The data is appropriately modified according to the performance of reproduction of performance, or is unmodified data.
そして、ステップS31では上記の付加処理により修正された軌道リファランスrefに基づき、ソレノイドの駆動のサーボ制御(図1のサーボ制御部12の処理)を行う。この実施例では、当該サーボ制御処理において、付加処理の1つであるサーボゲインの補正(図3(b)参照)を更に行う。サーボ制御の動作の詳細は後述図7は参照して説明する。当該打鍵動作が終了すると、ステップS32において再生モード規定変数Dのモード値を0(初期値)にリセットする。変数Dは前述の通り1打鍵動作の再生制御に限っての再生モードを規定する変数であるから、打鍵動作終了後にディフォルト値「0」に戻し、変数Dによるモード設定を無効にしておく。上記ステップS21〜S32までの処理を、1曲の再生が終了するまで繰り返す(ステップS33のNO)。1曲の再生が終了したら(ステップS33のYES)、ステップS34において再生モード規定変数Cのモード値を0(初期値)にリセットする。変数Cは前述の通り1曲の再生制御に限っての再生モードを規定する変数であるから、曲再生終了後にディフォルト値「0」に戻し、変数Cによるモード設定を無効にしておく。 In step S31, servo control for driving the solenoid (processing of the servo control unit 12 in FIG. 1) is performed based on the trajectory reference ref corrected by the additional processing. In this embodiment, in the servo control process, servo gain correction (see FIG. 3B), which is one of the additional processes, is further performed. Details of the servo control operation will be described later with reference to FIG. When the keystroke operation is completed, the mode value of the playback mode defining variable D is reset to 0 (initial value) in step S32. Since the variable D is a variable that defines the reproduction mode only for the reproduction control of one keystroke operation as described above, it is returned to the default value “0” after the keystroke operation is completed, and the mode setting by the variable D is made invalid. The processes from steps S21 to S32 are repeated until the reproduction of one song is completed (NO in step S33). When the reproduction of one song is completed (YES in step S33), the mode value of the reproduction mode defining variable C is reset to 0 (initial value) in step S34. Since the variable C is a variable that defines the playback mode only for the playback control of one song as described above, it is returned to the default value “0” after the song playback ends, and the mode setting by the variable C is disabled.
図7を参照して、この実施例に係るサーボ制御の動作について説明する。
図7は、当該自動演奏ピアノにおけるサーボ制御の制御構成を機能的に示すブロック図である。図5において、フィードバックループにおける各種演算処理(図1のサーボコントローラ12における処理)は、CPU20が実行するソフトウェアプログラムによって実施される。また、図5において、既述の要素については、同一の符号を付与して適宜説明を省略する。なお、同図においてAD変換部27は図2におけるインターフェース(I/O)に相当する。
The servo control operation according to this embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 7 is a block diagram functionally showing a control configuration of servo control in the automatic performance piano. In FIG. 5, various arithmetic processes in the feedback loop (processes in the servo controller 12 in FIG. 1) are performed by a software program executed by the
目標値生成部30は、前記モーション制御部11で生成した軌道リファランスrefに基づき、或る時刻tにおける位置目標値rx及び速度目標値rvを生成している。該生成された目標値(rv及びrx)は、所定のサンプル時間(例えば1ms毎)に従って後段に並行に送出される。速度目標値rvは、或る時刻における打鍵速度を例えばミリメートル毎秒単位で記述したデータであり、位置目標値rxは該或る時刻における鍵の位置を表すデータである。
The target
また、キーセンサ7の出力ykはAD変換器27を介してディジタル変換されたのち、正規化部31にて適宜の正規化処理(キーセンサ毎の個体差の補正など)が施され、該正規化後の信号は位置成分のフィードバック信号yxとして比較部32に負帰還入力される。また、速度生成部33は、前記正規化後の信号を適宜微分演算(例えば多項式適合等)することにより、鍵1の速度情報を算出する。算出方法の具体的一例として、ある任意のサンプリング時点について前後7点での位置情報(キーセンサ出力)を使用した2次曲線適合によって鍵1の速度情報を算出しうる。速度生成部33の出力は、速度成分のフィードバック信号yvとして速度比較部34へ負帰還入力される。
The output yk of the key sensor 7 is digitally converted via the
位置比較部32において、位置目標値rxと位置成分のフィードバック信号yxの偏差exが出力され、該偏差exは位置増幅部35において所定の位置ゲイン値kxによって増幅され、その結果が位置制御信号uxとして出力される。前記位置ゲイン値kxは実験等によって求めた所定の固定値である。位置成分増幅部35から出力される位置制御信号uxは、ソレノイド6に供給する励磁電流における位置成分の使用比率(パーセンテージ)に換算せられた値をとる。すなわち、位置成分増幅部35では、位置偏差exが表す位置成分の制御量を、ミリメートル単位による表現から、後段のPWM発生器におけるデューティ比の増減値)に対応する値に単位変換している。
The
速度比較部34において、速度目標値rvと速度成分のフィードバック信号yvの偏差evが出力され、該偏差evは速度増幅部36において所定の速度ゲイン値kvによって増幅され、その結果が速度制御信号uvとして出力される。なお、速度制御信号uvは、ソレノイド6に供給する励磁電流における速度成分の使用比率に換算せられた値をとる。すなわち、速度成分増幅部36においても、位置成分増幅部35と同種の単位変換が為される。そして、加算器38において位置制御信号uxと速度制御信号uvが一本化して、制御信号uを生成し、PWM発生器26において該制御信号uに基づくPWM信号ui(励磁電流)を発生し、該PWM信号uiに従ってソレノイド6が駆動されることで、再生すべき楽音の演奏情報に基づく打鍵動作が行われる。
The
図7において、ゲイン補正指示部37は、再生モードに応じて、速度ゲイン値の補正値Ckvを出力するモジュールである。ゲイン補正指示部37には、レジスタmodeの設定値(モード値1乃至5)が供給されており、該供給されたモード値に応じたゲイン値Kvの補正値Ckvが例えばテーブル参照、或いは、適宜の演算等によって出力される。該補正値Ckvにより速度増幅部36の速度ゲイン値kvを補正することで、サーボ制御による発音動作の特性を修正している。各再生モードに応じた速度ゲイン値の補正の内容の一例は図3(b)を参照して先述した通りである。速度増幅部36では、再生モードに応じて適宜補正された速度ゲイン値kvで偏差evを増幅するので、各再生モードの特長が速度サーボの制御信号に反映される。
In FIG. 7, a gain
以上説明した通り、この発明に係る実施例によれば、自動演奏ピアノにおける演奏情報の再生制御において、演奏再生性能の異なる複数の再生モード(上記実施例では、「鋭敏」、「ナチュラル」、「堅実」、「無難」及び「安全」)から、ユーザが任意に再生モードを選択することができる。これにより、ユーザの嗜好や、自動演奏ピアノの用途、TPO等に応じて、打鍵軌道の再現の忠実性に重点を置くのか、それとも発音動作の安定性を重視するのかという観点から、最も適切な再生制御を自動演奏ピアノに行わせることができるようになり、再生制御における軌道再現の忠実性と再生動作の安定性の何れの性能も十全に発揮することができるようになるという優れた効果を奏する。忠実性の高い再生モードによる自動演奏は、例えば、ピアノの教習など鍵の正確な動作を再現したいときなどに好適であり、安定性の高い再生モードは、ピアノ演奏をBGM的に流す場合などに適している。 As described above, according to the embodiment of the present invention, in the playback control of performance information in an automatic performance piano, a plurality of playback modes having different performance playback performance (in the above embodiment, “sensitive”, “natural”, “ The user can arbitrarily select the playback mode from “Consistent”, “Safe” and “Safe”. This is the most appropriate from the viewpoint of whether the emphasis is on the fidelity of keystroke trajectory reproduction or the stability of the pronunciation operation, depending on the user's preference, the use of the automatic performance piano, TPO, etc. An excellent effect is that it is possible to let an automatic performance piano perform playback control, and to fully demonstrate both the fidelity of trajectory reproduction and the stability of playback operation in playback control. Play. An automatic performance in a high-fidelity playback mode is suitable, for example, when it is desired to reproduce an accurate operation of a key such as a piano lesson, and a highly stable playback mode is used when a piano performance is played like a BGM. Is suitable.
なお、上記実施例において、モード値1〜5の各再生モードや再生モード規定変数A〜Dの各パラメータは、必ずしも全て必要ではなく、適宜選択したものだけを使用するようにしてもよい。また、上記の例では再生モード規定変数A〜Dにより、再生モードの使用機会のパターン(曲毎や打鍵毎など)をユーザが選択できるものとしたが、このパラメータを用いずに、単に再生モードのみを選択する構成であってもよい。また、各再生モードにおける付加処理について、全ての処理内容が一律に必要なわけではなく各再生モード毎に適宜処理内容を選択したり、組み合わせてもよい。また、各処理内容の制御内容や、閾値設定等については、上述したものは一例であって、これに限定されるものではない。また、付加処理の対象となるべき弱打打鍵や連打打鍵として検出されない通常の打鍵動作については、いずれの付加処理がなされないよう構成してもよい。 In the above-described embodiment, all the playback modes having the mode values 1 to 5 and the parameters of the playback mode defining variables A to D are not necessarily required, and only appropriately selected parameters may be used. In the above example, it is assumed that the user can select the pattern of use of the playback mode (for example, for each song or keystroke) using the playback mode defining variables A to D. However, without using this parameter, the playback mode is simply set. It may be a configuration that selects only. Further, regarding the additional processing in each reproduction mode, not all the processing contents are uniformly required, and the processing contents may be appropriately selected or combined for each reproduction mode. Further, the control content of each processing content, the threshold value setting, and the like are merely examples, and are not limited thereto. Further, with respect to a normal keystroke operation that is not detected as a weakly struck key or a continuously struck key that is to be subjected to additional processing, any additional processing may not be performed.
なお、上述の実施例では、5種類の再生モードを示したが、これに限らず、少なくとも2段階以上の再生モードが選択できる構成であればよい。また、上記実施例では、忠実性と安定性の観点から再生モードの分類を行ったが、再生モードの分類の観点も、上記に限定されない。また、モード設定の方法も上述の実施例に限定されない。また、上記実施例では、モード設定を図3(a)のような専用の物理的操作パネルから行う例を示した。モード設定用の操作パネルの構成やデザインは図示の例に限定されるものではない。また、物理的操作パネルに限らずLCD等のディスプレイ上の表示画面からこれを行えるように構成しても良い。 In the above-described embodiment, five types of playback modes are shown. However, the present invention is not limited to this, and any configuration may be used as long as at least two playback modes can be selected. In the above embodiment, the playback mode is classified from the viewpoint of fidelity and stability. However, the viewpoint of the playback mode classification is not limited to the above. Further, the mode setting method is not limited to the above embodiment. In the above embodiment, an example is shown in which mode setting is performed from a dedicated physical operation panel as shown in FIG. The configuration and design of the operation panel for mode setting are not limited to the illustrated example. Further, this may be configured not only on the physical operation panel but also on a display screen on a display such as an LCD.
また、上記実施例において、図6のステップS29の付加処理は、モーション制御部において、軌道データの元となる再生動作データに対して行われるものとしたが、これに限らず、例えば再生前処理の段階で、演奏情報に付加処理を加える構成であってもよい。
また、上記実施例では、演奏の再生制御は、MIDI形式の演奏情報に基づき再生動作データを作成し、該作成した再生動作データに基づき軌道リファランスを生成し、該生成した軌道リファランスを用いてソレノイドの駆動を行う例を示したが、再生制御に用いるデータは、MIDIデータであってもよい。この場合、付加処理における弱打打鍵対応処理や連打打鍵対応処理、音量調整処理などは、MIDIデータに対して行われてよい。
In the above embodiment, the additional process in step S29 in FIG. 6 is performed on the reproduction operation data that is the source of the trajectory data in the motion control unit. In this stage, the configuration may be such that additional processing is added to the performance information.
In the above-described embodiment, the playback control of the performance is performed by generating playback operation data based on the performance information in MIDI format, generating a trajectory reference based on the generated playback motion data, and using the generated trajectory reference to generate a solenoid. Although an example of performing the above driving is shown, the data used for the reproduction control may be MIDI data. In this case, the soft key handling process, the continuous key handling process, the volume adjustment process, and the like in the additional process may be performed on the MIDI data.
また、上記図7の例では、付加処理としてのサーボゲイン補正の対象を速度ゲイン値kvとしたが、これに限らず、位置ゲイン値kxを補正するように構成してもよいし、また、双方のゲイン値を補正してもよい。また、該図7のサーボ制御構成では、位置成分のフィードバックループと速度成分のフィードバックループとから成るサーボ制御の構成について述べたが、更に、加速度成分のフィードバックループを加えてもよいし、また、位置、速度及び加速度の各成分のフィードバックループを適宜の組み合わせたサーボ構成であってもよい。また、速度成分のフィードバックループのみのサーボ構成であってもよいし、位置成分のフィードバックループのみのサーボ構成であってもよい。何れの場合においても、ゲイン値の補正は何れの事象を対象としてもよい。また、ソレノイド6のプランジャに該プランジャの動きを検出するプランジャセンサを設け、該プランジャセンサの出力をフィードバック信号として利用する構成であってもよいし、キーセンサ7とプランジャセンサの出力を組み合わせた構成であってもよい。また、サーボ制御部における前記付加処理としては、サーボゲイン値の補正処理に限らない。例えば、制御信号uに対するバイアス電流として各再生モードに応じた値を与える形態など、その他の付加処理の形態も可能である。
In the example of FIG. 7, the servo gain correction target as the additional process is the speed gain value kv. However, the present invention is not limited to this, and the position gain value kx may be corrected. Both gain values may be corrected. In the servo control configuration of FIG. 7, the servo control configuration including the position component feedback loop and the velocity component feedback loop has been described, but an acceleration component feedback loop may be further added. A servo configuration in which feedback loops of position, velocity, and acceleration components are appropriately combined may be used. Further, a servo configuration with only a velocity component feedback loop or a servo configuration with only a position component feedback loop may be used. In any case, the correction of the gain value may target any event. Further, the plunger of the
また、この発明に係る自動演奏ピアノの形態は、グランドピアノ、アップライトピアノいずれであってもよいし、自動演奏ピアノに限らず消音ピアノや消音自動ピアノなどであってもよい。また、ピアノ類に限らず、機械的な発音機構と演奏情報に基づき該発音機構を電気的に駆動する機構とを有する楽器においては、この発明に係る再生駆動装置を適用しうる。例えば、鍵とアクション機構とハンマからなる発音機構を有し、該発音機構の動作に基づき電子音源による発音を制御する電子型ピアノ等においても、この発明を適用しうる。 The form of the automatic performance piano according to the present invention may be either a grand piano or an upright piano, and is not limited to an automatic performance piano, and may be a mute piano, a mute auto piano, or the like. In addition to the pianos, the reproduction driving device according to the present invention can be applied to musical instruments having a mechanical sounding mechanism and a mechanism for electrically driving the sounding mechanism based on performance information. For example, the present invention can be applied to an electronic piano having a sound generation mechanism including a key, an action mechanism, and a hammer, and controlling sound generation by an electronic sound source based on the operation of the sound generation mechanism.
1 鍵、2 アクション機構、3 ハンマ、4 弦、5 ダンパ、6 ソレノイド、7 キーセンサ、8 ハンマセンサ、10 再生前処理部、11 モーション制御部、12 サーボ制御部、28 操作パネル、29 ボタン、37 ゲイン補正指示部
1 key, 2 action mechanism, 3 hammer, 4 strings, 5 damper, 6 solenoid, 7 key sensor, 8 hammer sensor, 10 playback pre-processing unit, 11 motion control unit, 12 servo control unit, 28 operation panel, 29 button, 37 Gain correction instruction section
Claims (6)
再生すべき楽音を表すベロシティ値を少なくとも含む演奏情報を供給する供給手段と、
前記演奏情報に基づき前記発音機構を駆動する駆動手段と、
前記演奏情報を忠実に再生するモード又は前記演奏情報を修正して発音機構の発音動作を安定させるモードの少なくともいずれか一方の再生モードを選択する選択手段と、
前記選択手段により発音動作を安定させるモードが選択された場合には、忠実に再生するモードが選択された場合と比較して、前記供給手段から供給される演奏情報のベロシティ値について、少なくとも下限値を底上げすることでその上限値と下限値の幅が狭くなるよう前記演奏情報を修正して、該修正後の演奏情報に基づいて前記駆動手段に発音機構を駆動させる制御、及び、前記駆動手段により発音機構を駆動するときに前記供給手段から供給される演奏情報に対する発音機構の発音動作のゲインを小さくするよう修正することで、修正後のゲインを用いて前記駆動手段に発音機構を駆動させる制御の少なくともいずれか一方の制御を行う制御手段と
を備えることを特徴とする演奏情報再生装置。 A sounding mechanism that produces musical sounds based on mechanical sounding movements;
Supply means for supplying performance information including at least a velocity value representing a musical sound to be reproduced;
Driving means for driving the sound generation mechanism based on the performance information;
Selecting means for selecting at least one of the reproduction mode of the faithful reproduction of the performance information or the mode of correcting the performance information and stabilizing the sound generation operation of the sound generation mechanism ;
When the mode for stabilizing the sound generation operation is selected by the selection means, the velocity value of the performance information supplied from the supply means is at least the lower limit compared to the case where the mode for faithful reproduction is selected. The performance information is corrected so that the range of the upper limit value and the lower limit value is narrowed by raising the level, and the drive means drives the sound generation mechanism based on the corrected performance information, and the drive means When the sounding mechanism is driven by the correction, the sounding mechanism gain is corrected so as to reduce the gain of the sounding operation of the sounding mechanism with respect to the performance information supplied from the supplying means, and the sounding mechanism is driven by the driving means using the corrected gain. A performance information reproducing apparatus comprising: control means for performing control of at least one of the controls .
再生すべき楽音に対応する打鍵演奏を表す演奏情報を供給する供給手段と、 Supply means for supplying performance information representing the keystroke performance corresponding to the musical tone to be reproduced;
前記演奏情報に基づき前記発音機構を駆動する駆動手段と、 Driving means for driving the sound generation mechanism based on the performance information;
前記演奏情報を忠実に再生するモード又は前記発音機構の発音動作を安定させるモードの少なくともいずれか一方の再生モードを選択する選択手段と、 A selection means for selecting at least one of a playback mode for faithfully reproducing the performance information or a mode for stabilizing a sound generation operation of the sound generation mechanism;
前記選択手段により前記発音動作を安定させるモードが選択されている場合には、忠実に再生するモードが選択された場合と比較して、前記供給手段から供給される演奏情報に基づく離鍵タイミングを遅らせる修正、該演奏情報に基づく離鍵速度を速くする修正、及び、該演奏情報に基づく押鍵速度を速くする修正の少なくともいずれか1つの修正を行い、修正後の演奏情報に基づいて前記駆動手段に発音機構を駆動させる制御を行う制御手段 When the mode for stabilizing the sound generation operation is selected by the selection means, the key release timing based on the performance information supplied from the supply means is compared with the case where the mode for faithfully reproducing is selected. At least one of a correction for delaying, a correction for increasing the key release speed based on the performance information, and a correction for increasing the key pressing speed based on the performance information is performed, and the driving is performed based on the corrected performance information. Control means for controlling the sound mechanism to drive the means
を備えることを特徴とする演奏情報再生装置。A performance information reproducing apparatus comprising:
前記制御手段が、前記演奏情報の修正に代えて、前記再生動作データの修正を行うことを特徴とする請求項1又は2に記載の演奏情報再生装置。 Means for generating reproduction operation data for reproducing the musical sound by the sound generation operation of the sound generation mechanism based on the performance information ;
3. The performance information reproducing apparatus according to claim 1 , wherein the control means corrects the reproduction operation data instead of correcting the performance information.
前記制御手段が、前記選択手段により前記発音動作を安定させるモードが選択されている場合には、忠実に再生するモードが選択された場合と比較して、前記動作検出手段により検出された再生困難な特定の動作に対応する演奏情報又は再生動作データについて前記修正を行い、他方、忠実に再生するモードが選択された場合には、前記修正を行わないことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の演奏情報再生装置。 An operation detecting means for detecting performance information or reproduction operation data corresponding to a specific operation that is difficult to reproduce as the sound generation operation of the sound generation mechanism;
When the mode for stabilizing the sound generation operation is selected by the selection unit, the control unit has difficulty in reproduction detected by the operation detection unit as compared to the case where a faithful reproduction mode is selected. 4. The performance information or the playback operation data corresponding to a specific operation is corrected , and when the faithful playback mode is selected , the correction is not performed. The performance information reproducing apparatus according to any one of the above.
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