JP4706428B2 - 調律器 - Google Patents
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Description
また、入力波形の周波数と基準周波数のズレを表示する方法の一例としては、次のような方法があった。調律器は、複数のLEDを所定の時間範囲(位相範囲)に対応付けて列状に並べた表示器を有し、該時間範囲(位相範囲)にわたる入力波形の矩形パルス整形波と比較基準用の矩形パルス波との比較に基づき各LEDを点灯/不点灯制御することで、該点灯/不点灯のパターンによって両者の位相関係つまり周波数もしくは周期関係をアナログ的に表示し、この比較及び表示を所定の表示更新周期ごとに更新する。比較基準用の矩形パルス波の周波数(基準周波数)と入力波形の周波数がズレている場合には、点灯するLEDの位置が順次変更するため、見かけ上はLEDの点灯パターンが表示器上を流れるように点灯制御され、一方、基準周波数と入力波形の周波数が一致している場合には、見かけ上、該点灯パターンが一定位置で停止しているように点灯制御される。
ズレ方向表示部31は、入力波形の周波数の基準周波数に対するズレ方向、つまり入力波形の周波数が基準周波数よりも高いのか、低いのかを表示するための表示器であって、例えば、2つの矢印型の表示素子(LED)31a,31bによって構成される。ズレ方向表示部31は、一方の表示素子31a(図において右側向き矢印)の点灯により入力波形のピッチが基準周波数に対して高いことを示し、他方の表示素子31b(図において左側向き矢印)の点灯により、入力波形のピッチが基準周波数に対して低いことを示すものとする。詳しくは後述する通り、この実施例によれば、入力波形のピッチの基準周波数に対するズレが大きく、表示パターン表示部30の表示ではそのズレ方向が視認できない場合であっても、表示器3にズレ方向表示部31が具備されているので、操作者はズレの方向を視認することができるようになる。
図3(b)は上記(2)、(4)及び(6)の各周期的パターンについて、基準周波数Hzの周期毎に抽出した各波形区間を時間順に並べて示す。同図(a),(b)において波形区間として抽出する時間範囲は、基準周波数Hzの波形を2.5周期分抽出する時間範囲(位相範囲)に設定されている。この実施例では、基準周波数Hzの波形を何周期分抽出するかによって前記時間範囲を規定するパラメータを窓幅パラメータ「W値」という。表示パターン表示部30では、同図(b)に示す各波形区間毎のパターンを所定の表示更新周期毎に時間順で読み出すことで、表示パターンの表示を行なう。従って、(2)のように入力波形の周波数と基準周波数Hzが一致している場合には、同じ周期性を持つパターンが繰り返し表示されるので、見かけ上は、表示パターンが一定位置で停止しているようにみえる。一方、(4)又は(6)のように入力波形100a乃至100bの周波数と基準周波数Hzとがズレている場合、位相関係つまり周期性がズレた周期パターンが順次表示されるため、見かけ上、表示パターンが表示パターン表示部30上を流れるように見え、その表示態様が一定状態で停止しないことになる。以上が表示パターン表示部30の表示制御の原理の大略である。なお、表示パターンの表示動作については後述する。
調律器1の電源投入に応じて、調律器1では図5のフローチャートに示す調律処理のソフトウェアプログラムのメイン処理が実行される。ステップS1において、各種パラメータの初期設定が行われる。ここで初期設定されるパラメータは、基準ピッチ(スタンダードピッチ)、基準周波数(Hz値)、セント値及びW値等である。各パラメータの初期設定値は、例えば、スタンダードピッチ=440Hz、基準周波数Hz=440Hz、セント値=0cent、W値=Hz値の2.5周期分にそれぞれ設定されるものとする。
ステップS2では、操作者は、当該調律器1において音階を設定するためのスタンダードピッチを入力する。具体的には、ピアノ中央のA音(キー番号49のA)の周波数を、440Hz、442Hz或るいは439Hz等、幾つかの候補うちからを任意に選択することができる。
操作者の入力操作により、調律対象の音高が指定された場合には(ステップS6のyes)、ステップS7において、前記ステップS5で選択した調律カーブ又は平均律による理論値に基づき、指定された音高の周波数を求めて、この値を基準周波数Hzのパラメータ「Hz値」に設定する。また、操作者の入力操作により、セント値が入力された場合には(ステップS8のyes)、ステップS9において、該入力されたセント値に応じてHz値を修正する。また、ステップS10では、表示パターン表示部30の表示サイズの選択を受け付けている。表示サイズの変更はすなわちW値の変更であり、これにより表示パターン表示部30に対応付ける時間範囲(位相範囲)が変更される。例えば、W値の設定に応じて通常のサイズと拡大サイズのいずれかの表示サイズを選択できてよい。W値が変更された場合(ステップS22のyes)、ステップS23では前記変更に応じてW値を設定する。この表示サイズ変更機能は、例えば最初に通常サイズで大まかに調律を行った後、表示サイズを拡大して微妙な周波数のズレを見る場合等に便利である。
以降、調律器1の電源がオンされている間は、ステップS6〜S11を繰り返すことで、操作者によるHz値変更及び表示サイズ変更を受け付けることができる。
調律者はピアノ2の鍵を打鍵してピアノ音を発音させる。調律器1では、マイクロフォン4を介して入力されたピアノ音(入力波形)を所定のサンプリング周期に従いサンプリングし(ステップS20)、サンプリングされた入力波形(ディジタル波形信号)をRAM12上のメモリ領域に書き込む(ステップS21)。ステップS22では、前記RAM12上のメモリ領域に所定サンプル数以上のサンプルデータが読み込まれたかどうかを判断する。入力波形のサンプルデータの読み込みが該所定サンプル数に満たない場合(ステップS22のno)は、サンプルデータが該所定サンプル数に達するまで、入力波形の取り込み(上記ステップS20及びS21)を繰り返す。一方、RAM12上のメモリ領域に読み込んだサンプルデータが所定サンプル数に達したら(ステップS22のyes)、次のステップS23に処理を進める。なお、前記所定サンプル数は、概ね、1024〜2048サンプル程度とする。
ステップS25において、現在設定されているW値とHz値に基づき波形区間毎の波形として何周期分の波形を抽出するかを設定する。W値が2.5周期分に設定されていれば、窓幅は基準周波数Hzの2.5周期分に相当する時間範囲になる。ステップS26では、入力波形から、Hz値の周期毎に前記ステップS25で設定した窓幅の波形区間の波形を抽出する(窓をかける)。ステップS27では、前記抽出された波形区間内の波形を、そのゼロクロス点毎に値が“0”“1”で反転する2値の情報に整形することで、その周期性を2値の濃淡によって明示する表示情報(「2値化情報」)を作成する。図6(b)に2値化情報のデータ構成例を示す。2値化情報は、その各アドレスが表示パターン表示部30を構成する複数のLED(図2参照)の各々に割り当てられた2進数のディジタルデータで構成されている。図2では表示パターン表示部30が25個のLEDで構成されているので、2値化情報は25段階のアドレスからなるデータである。2値化情報をこのように構成することで、表示パターン表示部30に配列されたLED群と前記抽出された波形区間の時間範囲とを対応付けている。ステップS28では、前記作成された2値化情報に基づき、表示パターン表示部30の表示を行なう。すなわち、2値化情報の各アドレスの値“0”又は“1”に応じて、各アドレスに対応する各LEDの点灯/不点灯制御を行うことで、前記波形区間内の波形の周期性をアナログ的に示す表示パターンを表示する。
ステップS30において、マイクロフォン4を介して入力された入力波形を所定のサンプリング周期でサンプリングし、ステップS31では各サンプリングタイミング毎にサンプリングされた入力波形のレベルが所定の音量レベル以上であるかどうか判断する。入力波形のレベルが所定音量以下であれば(ステップS31のno)、以下の処理を行わずにリターンする。一方、音量閾値以上の波形が入力されていれば(ステップS31のyes)、ステップS32において入力波形のサンプルデータをRAM12上のメモリ領域に書き込む。ステップS33では、メモリに書き込まれた入力波形(サンプルデータ系列)について基本周期検出(ピッチ検出)処理を行なう。基本周期の検出方法は、例えば、入力波形のゼロクロス毎の時間間隔を計測することで基本周期を求める方法や、上記特許文献1に記載の方法、或いは、自己相関処理等、従来から知られる適宜の方法を適用してよい。当ステップS33において検出した基本周期の逆数が当該入力波形のピッチ周波数となる。ステップS34では、ステップS33において検出したピッチと前記図5のステップS6〜S9の処理により設定された基準周波数Hzとを比較して、入力波形のピッチの基準周波数Hzに対する誤差(差分値)を求める。
ステップS35において、ステップS34で求めた差分値に基づき、入力波形のピッチ周波数の基準周波数Hzに対するズレ量が25cent以内(差分値≦25cent)かどうかを調べる。入力波形のピッチ周波数が基準周波数Hzよりも25cent以上高い場合には、ステップS36においてズレ方向表示部31の右側の表示素子31a(図2参照)を点灯させる。また、入力波形のピッチ周波数が基準周波数Hzよりも25cent以上低い場合には、ステップS37においてズレ方向表示部31の左側の表示素子31b(図2参照)を点灯させる。ズレ方向表示部31(右側の表示素子31a又は左側の表示素子31b)の表示により、操作者は入力波形のピッチ周波数の基準周波数Hzに対するズレ方向を視認することができるようになる。
上述の通り基準周波数Hzと入力波形の周波数のズレが大きくなると、具体的には基準周波数Hzと入力波形の周波数の差が概ね20〜30cent以上大きくなってしまうと、表示パターン表示部30の表示パターンの動きが速くなりすぎてしまい、操作者はその動きの向きを判断できず、入力波形の周波数が基準周波数Hzよりも高いのか、それとも低いのかを視認できなくなってしまう。このことから、この実施例では、ステップS35において入力波形のピッチ周波数の基準周波数Hzに対する差分値(ズレ)が25cent以内かどうか判断し、差分値が25centを越えている場合には、ピッチのズレ方向に応じたズレ方向表示部31の表示を行なうことにより、操作者はピッチのズレ方向を視認できる。一方、差分値が25cent以内であれば、ズレ方向表示部31の表示によりズレ方向を明示しなくとも、操作者は表示パターン表示部30の表示パターンの動きの方向により入力波形のピッチの基準周波数Hzに対するズレ方向を視認できる。
Claims (2)
- 外部から入力される音響波形の周波数と調律の基準となる基準周波数のズレを示す表示物であって、前記ズレの大きさに応じてズレ方向の視認性が変化する表示物を表示する表示器を有する調律器において、
外部からの音響波形を入力する入力手段と、
入力された音響波形のピッチを検出する検出手段と、
前記検出した音響波形のピッチと前記基準周波数の比較に基づき、該音響波形のピッチの該基準周波数に対するズレの方向を前記表示物とは別に表示する表示手段と
を具えており、
前記表示手段が、前記検出した音響波形のピッチと前記基準周波数の差分値を求める手段と、前記差分値を所定値と比較する手段とを更に含み、前記比較の結果、差分値が前記所定値を越えていた場合、音響波形のピッチの該基準周波数に対するズレの方向を表示し、差分値が前記所定値以内の場合、音響波形のピッチの該基準周波数に対するズレの方向を表示しないことを特徴とする調律器。 - 外部から入力される音響波形の周波数と調律の基準となる基準周波数のズレを示す表示物であって、前記ズレの大きさに応じてズレ方向の視認性が変化する表示物を表示する調律処理をコンピュータに行なわせるソフトウェアプログラムであって、該コンピュータに、
外部からの音響波形を入力する入力手順と、
入力された音響波形のピッチを検出する検出手順と、
前記検出した音響波形のピッチと前記基準周波数の比較に基づき、該音響波形のピッチが該基準周波数に対して高いのか又は低いのかについて前記ズレを示す表示物とは別に表示する表示手順と
を実行させるためのソフトウェアプログラムであり、
前記表示手順において、前記検出した音響波形のピッチと前記基準周波数の差分値を求める手順と、前記差分値を所定値と比較する手順とを更に含み、前記比較の結果、差分値が前記所定値を越えていた場合、音響波形のピッチの該基準周波数に対するズレの方向を表示し、差分値が前記所定値以内の場合、音響波形のピッチの該基準周波数に対するズレの方向を表示しないことを特徴とする。
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