JP5012126B2 - チューニングシステム及びチューナ装置 - Google Patents

Description

本発明は、チューニングシステム及びチューナ装置に関し、特に、多数の楽器で合奏を行うオーケストラやビッグバンド又は比較的少人数の楽器で合奏を行うアンサンブルにおけるチューニングのためのチューニングシステム及びチューナ装置に関するものである。

多数の楽器で合奏を行うオーケストラ及びブラスバンドやジャズバンドなどのビッグバンドの場合、又は、比較的少人数の楽器で合奏を行うアンサンブルの場合には、各楽器の音高を目的の音律に前もって整えるために、演奏前にチューニング（調律）を行うようになっている。例えば、クラシック演奏のオーケストラでは、指揮者が登場する前に、音高の変化させにくいオーボエやクラリネットを基準としてチューニングが行われることはよく知られている。このチューニングのために専用のチューナ装置が使用される。チューナ装置（調律器）については従来多くの提案がなされている。
例えば、ある提案の調律器では、セント偏差値の移動平均データ数を、被調律信号の変化が大きい時は少なくして反応性を高め、被調律信号の変化が小さい時は多くして安定性を高めるようにしている。（特許文献１参照）
また、ある提案の調律器では、移調を希望する調の主音を入力している状態で、移調スイッチを瞬時だけ操作することにより、その希望する調を調律する状態に移調するようになっている。（特許文献２参照）
また、ある提案の調律器及び調律方法では、波形成形部によってパルス信号に変換された信号は、抽出部によって音名、オクターブ、セント偏差を抽出判定され、制御部は、抽出した音名、オクターブが設定手段により設定されている音名、オクターブから±５０セント以内であったら、非調律信号が安定調律範囲に入っていることを示すために安定フラグを１にセットするようになっている。（特許文献３参照）
また、ある提案の調律器及び調律方法では、スイッチが発音するモードに設定されると、マイコンから基準音が発せられてスピーカで発音され、同時にマイコンからはマイクＯＮ／ＯＦＦ信号がＬｏの状態で送られ、マイクをＯＦＦにし、スピーカから発せられた基準音をマイクが被調律信号として拾わないようにしている。（特許文献４参照）
また、ある提案の調律器では、調律器の音名判定結果とピッチ誤差算出手段の算出結果を光透過型表示器に表示させ、光透過型表示器に表示された音名とピッチ誤差を投写レンズを通じて拡大投影し、任意の表示面に表示させるか、又は多色発光素子と発光色制御手段を設け、ピッチ誤差の数値に応じて多色発光素子の発光色を切替え、多色発光素子の発光を任意の表示面に輝点として投影し、輝点の色でピッチ誤差を表示するようになっている。（特許文献５参照）
また、ある提案の調律器のキーシフト設定方法では、「ド」入力指示スイッチを押すと、「ド」入力状態になり、調律対象の楽器から「ド」の音を調律器に入力すると、調律器は入力された「ド」の音程を自動判別し、キーシフト量を自動で設定するようになっている。（特許文献６参照）
特開２００１−２９６８６０号公報 特開２００２−１０８３３３号公報 特開２００３−３１６３５３号公報 特開２００４−１０９３０２号公報 特開２００５−０８４４８１号公報 特開２００６−２２０８５０号公報

しかしながら、上記特許文献１乃至特許文献６においては、演奏前にチューニングを行う場合には有効であるが、演奏中にチューニングを行う構成にはなっていない。アコースティック楽器の場合には、演奏中においても、周囲の温度や湿度の変化で微妙に音高が変化することがある。例えば、弦楽器の場合には押さえる指の位置や強さによって音高が変化し、管楽器の場合には吹き込む空気の圧力やアンブシュア（マウスピース）によって音高が変化する。このため演奏全体の調和がとれなくなるという問題があった。特に、音量の大きい楽器や演奏の中心的な役割を担っている楽器の音高が変化した場合には他の楽器との不協和音が著しくなってしまう。
本発明は、このような従来の課題を解決するためのものであり、多数の楽器で合奏を行うオーケストラやビッグバンドのような場合、あるいは比較的少人数の楽器で合奏を行うアンサンブルのような場合に、演奏前だけでなく演奏中においてもチューニングを行うことができるようにすることを目的とする。

請求項１に記載のチューニングシステムは、複数種類の楽器の各々に対応して設けられ、演奏中の楽器から発せられる楽音の音高に係る情報を含むパラメータを抽出するパラメータ抽出手段と、当該抽出されたパラメータを送信する送信手段と、外部より送信された楽音の音高に係る情報を受信する第１の受信手段と、当該受信手段により受信された音高に係る情報及び抽出されたパラメータに含まれる音高に係る情報の両方を表示する表示手段を有する複数のチューナ部と、前記複数のチューナ部から送信されるパラメータを受信する第２の受信手段と、この第２の受信手段により受信されたパラメータを夫々記憶する記憶手段と、前記複数種類の楽器の中からチューニング対象となる演奏中の楽器の楽音を選択する対象楽器選択手段と、前記複数種類の楽器の中から所定の条件を満足する楽器を検出する比較楽器検出手段と、前記比較楽器検出手段によって検出された楽器に対応するパラメータに含まれる音高に係る情報を前記記憶手段から読み出し、当該読み出されたピッチを前記チューニング対象の楽器に対応するチューナ部に対して送信する送信手段と、を備えたことを特徴とする。

請求項１のチューニングシステムにおいて、請求項２に記載したように、前記各チューナ部のパラメータ抽出手段により抽出されるパラメータは、前記演奏中の楽器から発せられる楽音の音量を含み、前記比較楽器検出手段は、前記記憶手段に夫々記憶された音量に基づいて、前記複数種類の楽器の楽音の中から最も大きい音量の楽器を比較楽器として検出することを特徴とする。

請求項２のチューニングシステムにおいて、請求項３に記載したように、前記比較楽器検出手段は、前記記憶手段に記憶された音量のうち、特定の種類の楽器に対応する音量のみを一定値増加させることを特徴とする。

請求項１のチューニングシステムにおいて、請求項４に記載したように、前記比較楽器検出手段は、前記記憶手段に記憶された音高のうち、前記チューニング対象の楽器に対応する音名と協和する音名に対応する楽器を比較楽器として検出することを特徴とする。

請求項１のチューニングシステムにおいて、請求項５に記載したように、前記比較楽器検出手段は、前記複数種類の楽器から夫々発する楽音の音色の類似度の順位を表わすテーブルを含み、当該テーブルより前記演奏中の楽器から発する楽音の音色に対して最も順位の高い音色の楽音を発する楽器を、比較楽器として検出することを特徴とする。

請求項１のチューニングシステムにおいて、請求項６に記載したように、前記比較楽器検出手段は、前記複数種類の楽器の楽音の中から操作に応じて指定された楽器を、比較楽器として検出することを特徴とする。

請求項１のチューニングシステムにおいて、請求項７に記載したように、前記各チューナ部は、パラメータ抽出手段として、演奏中の楽器から発せられる楽音のピッチを抽出するピッチ抽出手段を有するとともに、前記第１の受信手段は、さらにこのピッチ抽出手段により抽出されたピッチ及び前記第１の受信手段にて受信された音高に係る情報としてのピッチを受信するように構成され、この受信されたピッチ及び抽出されたピッチを、夫々のピッチに最も近い音名及び当該音名との差分値（セント）に変換する変換手段を有し、前記表示手段は、この変換手段にて変換された２つの差分値（セント）を表示することを特徴とする。

請求項８に記載のチューナ装置は、複数種類の楽器の各々に対応して設けられ、演奏中の楽器から発せられる楽音の音高に係る情報を含むパラメータを抽出するパラメータ抽出手段と、当該抽出されたパラメータを送信する送信手段と、外部より送信された楽音の音高に係る情報を受信する第１の受信手段と、当該受信手段により受信された音高に係る情報及び抽出されたパラメータに含まれる音高に係る情報の両方を表示する表示手段と、を備えたことを特徴とする。

本発明のチューナ装置及びチューニング方法によれば、多数の楽器で合奏を行うオーケストラやビッグバンドのような場合、あるいは比較的少人数の楽器で合奏を行うアンサンブルのような場合に、演奏前だけでなく演奏中においてもチューニングを行うことができるという効果が得られる。

以下、本発明のチューナ装置及びそのチューニング方法の実施形態について、図１乃至図１４を参照して説明する。
図１は、本発明のチューナシステム及びチューナ装置の実施形態であり、８人編成のアンサンブルのシステムの構成を示すブロック図である。図１において、マスタチューナ１００は、指揮台の上に置かれた指揮者用の装置である。８個のプレーヤチューナ２００は、オーケストラの各楽器の演奏者用のチューナ装置である。

マスタチューナ１００は、ＣＰＵ１１及びこれに接続されたタッチスイッチ１２、表示部１３、ＲＯＭ１４、及びＲＡＭ１５で構成されている。ＣＰＵ１１は、これら各部との間でデータ及びコマンドの授受を行って、マスタチューナ１００全体を制御する。タッチスイッチ１２は、ＩＴＯなどの透明電極層で構成されており、指や指揮棒などの接触によってスイッチ操作を行うスイッチ群を有する。

表示部１３は、タッチスイッチ１２の透明電極層の下層に配置され、タッチスイッチ１２を透過して画像が表示されると共に、タッチスイッチ１２の各スイッチの位置（座標）及び内容を表示するようになっている。タッチスイッチ１２及び表示部１３の詳細な内容についてはさらに後述する。ＲＯＭ１４には、ＣＰＵ１１によって実行されるチューニング方法の制御プログラムや初期データなどが予め格納されている。ＲＡＭ１５は、ＣＰＵ１１のワークエリアであり、ＣＰＵ１１によって処理されるデータを一時的に記憶すると共に、制御プログラムに実行に必要なレジスタやフラグなどのエリアが設けられている。

各プレーヤチューナ２００（１）〜（８）は、ＣＰＵ２１及びこれに接続されたＲＯＭ２２、ＲＡＭ２３、スイッチ２４、マイク２５、及び表示部２６で構成されている。ＣＰＵ２１は、これら各部との間でデータ及びコマンドの授受を行って、プレーヤチューナ２００全体を制御する。ＲＯＭ２２には、ＣＰＵ２１によって実行されるチューニング方法の制御プログラムや初期データなどが予め格納されている。ＲＡＭ２３は、ＣＰＵ２１のワークエリアであり、ＣＰＵ２１によって処理されるデータを一時的に記憶すると共に、制御プログラムに実行に必要なレジスタやフラグなどのエリアが設けられている。スイッチ２４は、各プレーヤの操作に応じてデータやコマンドを入力する。マイク２５は、演奏される各楽器の楽音を集音して、ピッチ成分及び音量成分を含む楽音信号をアナログからデジタルに変換してＣＰＵ２１に入力する。表示部２６は、ＣＰＵ２１からのデータ及びコマンドに応じてチューニング状態を表示する。表示部２６の表示内容についてはさらに後述する。

マスタチューナ１００のＣＰＵ１１には、各プレーヤチューナ２００との間でデータやコマンドを通信するためのポートＰＯ（１）〜ＰＯ（ｎ）が設けられている。通信の形態は、ケーブルなどを用いた有線通信、又は、ブルートゥース（登録商標）通信や赤外線通信などの近距離無線通信である。無線通信の場合には、各プレーヤチューナ２００に固有の識別情報（この実施形態では、１〜８の番号）が演奏練習の際に適宜マスタチューナ１００のＲＡＭ１５に登録される。オーケストラやビッグバンドのように多数の楽器のチューニングの場合には、必ずしも全ての楽器とポートの数ｎが一致する必要はない。１つのポートをスイッチングして複数の楽器に対応させればよい。

図２は、マスタチューナ１００の表示部１３に表示されたタッチスイッチ１２の位置すなわち座標を示す図である。図２において、横方向（これを「ｘ軸」とする）は、指揮者によって指示される各楽器（１〜８）を表し、縦方向（これを「ｙ軸」とする）は、演奏中にチューニングの比較対照となる楽器（１〜８）、音量（９）、ハーモニーを示す協和（１０）、及び、類似の楽器（１１）を表している。ここで、１はフルート、２はピッコロ、３はクラリネット、４はファゴット、５はホルン、６はトランペット、７はトロンボーン、８はバイオリンである。

図２の例では、フルート、ピッコロ、クラリネットに対してはファゴットのピッチに合わせてチューニングを行う指示、ファゴット、ホルン、トランペットに対してはフルートに合わせてチューニングを行う指示、トロンボーン、バイオリンに対しては協和する楽器に合わせてチューニングを行う指示がなされている。ただし、図２に示す指示は説明の便宜のためのものであり、この表示が必ずしも同時に行われる訳ではなく、演奏中に適宜指示は変化する。

図３は、図１の各プレーヤチューナ２００の演奏中における表示内容を示す図である。図３に示すように、プレーヤチューナ２００の操作パネルには、電源ＯＮ／ＯＦＦ用のスタート／ストップ・スイッチを含む複数のスイッチ２４、演奏される各楽器の楽音を集音するピエゾ素子などからなるマイク２５、及び表示部２６が配置されている。表示部２６に表示されているチューニングの例では、このプレーヤチューナ２００のプレーヤの楽器が現在発音しているピッチに最も近い音名（この場合は、「Ｇ４＃」）が表示され、Ａ４＝４４０Ｈｚとしたときのその音名「Ｇ４＃」の基準ピッチを表す中央の針に対して、２本の矢印の針が表示されている。この２本の矢印の針のうち、長い実線の針は現在発音中の楽音から抽出されたピッチを表し、短い点線の針はチューニングのために比較する楽器のピッチ（比較ピッチ）を表している。

次に、図１のシステムにおけるチューニング方法の動作について、図４乃至図１４を参照して説明する。演奏中において、マスタチューナ１００のＣＰＵ１１の各ポートからは、指揮者の指示により又は自動的に、対応する各プレーヤチューナ２００に対してチューニングのために比較すべき楽器の比較ピッチが送信されると共に、各プレーヤチューナ２００から必要な情報を対応する各ポートから受信する。

図４及び図５は、プレーヤチューナ２００のＣＰＵ２１によって実行されるチューニング方法の動作を示すフローチャートである。図４において、所定のイニシャライズ（ステップＳＡ１）の後、マスタチューナ１００から比較ピッチを受信したか否かを判別し（ステップＳＡ２）、比較ピッチを受信したときは、それをＲＡＭ２３のレジスタＰＩＴＣＨ１にストアする（ステップＳＡ３）。次に、マイク２５より楽音を取り込み（ステップＳＡ４）、その楽音のピッチを抽出してＲＡＭ２３のレジスタＰＩＴＣＨ２にストアし（ステップＳＡ５）、その楽音の音量を抽出してＲＡＭ２３のレジスタＶＯＬＵＭＥ２にストアする（ステップＳＡ６）。また、マスタチューナ１００から送信要求を受信したか否かを判別し（ステップＳＡ７）、受信したときはＰＩＴＣＨ２にストアしたピッチ及びＶＯＬＵＭＥ２にストアした音量のデータを送信する（ステップＳＡ８）。

次に、ＰＩＴＣＨ２にストアしたピッチに最も近い音名を求める（ステップＳＡ９）。その抽出した音名をＲＡＭ２３のレジスタＳＣＡＬＥにストアして（図５のステップＳＡ１０）、このレジスタＳＣＡＬＥにストアされた音名に対応する基準ピッチとレジスタＰＩＴＣＨ２にストアされた抽出ピッチとの差分値をセント単位の値に変換してレジスタＣＥＮＴ１にストアする（ステップＳＡ１１）。そして、レジスタＰＩＴＣＨ１にストアされている受信された比較ピッチも同様に、最も近い音名との差分値（セント）を求めて、この差分値をレジスタＣＥＮＴ２にストアする（ステップＳＡ１２）。次に、ＳＣＡＬＥの音名をデジタル表示する（ステップＳＡ１３）。ステップＳＡ１３のデジタル表示の後、レジスタＣＥＮＴ１及びＣＥＮＴ２にストアされた値をアナログ指針表示する（ステップＳＡ１４）。そして、図４のステップＳＡ２に移行して、図５のステップＳＡ１４までのループを繰り返す。

例えば、受信した比較ピッチが４１３．０Ｈｚで、発音中の楽音から抽出したピッチが４２３．０Ｈｚであった場合には、ステップＳＡ３でＰＩＴＣＨ１に「４１３．０」をストアし、ステップＳＡ５でＰＩＴＣＨ２に「４２３．０」をストアする。
また、基準ピッチがＡ４＝４４０Ｈｚであるときの「Ｇ４＃」のピッチは４１５．３Ｈｚであり、「Ｇ４」のピッチは３９２．０Ｈｚである。
ここで、受信した比較ピッチ（４１３．０Ｈｚ）に最も近い音名は「Ｇ４＃」であり、その差分値は２．３Ｈｚ（４１５．３Ｈｚ−４１３．０Ｈｚ）となるが、この差分値をセント単位で表現すると、約１０セントとなり、この値をステップＳＡ１１でレジスタＣＥＮＴ１にストアする。
同様に、抽出ピッチ（４２３．０Ｈｚ）に最も近い方の音名は「Ｇ４＃」となり、その差分値は７．７Ｈｚ（４２３．０Ｈｚ−４１５．３Ｈｚ）となり、これをセント単位で表現すると約３０セントとなり、この値をステップＳＡ１２でレジスタＣＥＮＴ２にストアする。そしてこの両方のセント単位の差分値をアナログ指針表示する。（ステップＳＡ１４）図３のアナログ指針はこの例を表示したものであり、中央の基準ピッチに対して、抽出ピッチを示す実線の指針は右側（高音側）に「３０セント」だけ偏倚し、比較ピッチを示す点線の指針は左側（低音側）に「１８セント」だけ偏倚している。
本実施形態においては、基準ピッチとの差分値をセント単位に変換して表示しているが、本願発明はもちろん、ＰＩＴＣＨ１及びＰＩＴＣＨ２にストアされたピッチそのものをアナログ指針表示してもかまわない。
本実施形態にてセント単位に変換する理由は、各音名のピッチが等差数列ではなく、等比数列で変化することに起因する。つまり隣接する音名間の周波数差は、例えばＡ４＝４４０Ｈｚとした場合、「Ｇ４＃」はＡ３（２２０Ｈｚ）×２^{１１／１２}＝４１５．３Ｈｚであり、「Ｇ４」は、Ａ３（２２０Ｈｚ）×２^{１０／１２}＝３９２．０Ｈｚと計算される。このように隣接する音名間の周波数差は一定でなく、仮にこれら差分値をピッチのままで表示しようとすると、基準となる音名が何かによってアナログ指針表示のレンジを大きく変えないといけなくなる。
この差分値をセント単位で表現すれば、隣接する音名間の差、つまり半音は全て１００セントとなり、基準となる音名が変化しても、セント単位で表現した差分値は０〜１００セントという一定の範囲内で表示することが可能となる。

図６乃至図１４は、マスターチューナ１００のＣＰＵ１１によって実行されるチューニング方法の動作を示すフローチャートである。
図６はメインルーチンのフローチャートであり、所定のイニシャライズ（ステップＳＢ１）の後、データ取り込み処理（ステップＳＢ２）、スイッチ処理（ステップＳＢ３）、出力処理（ステップＳＢ４）、その他の処理（ステップＳＢ５）を繰り返し実行する。

図７は、図６のメインルーチンにおけるステップＳＢ２のデータ取り込み処理のフローチャートである。ＲＡＭ１５のレジスタの楽器を指定する変数ｎに「１」をセットして（ステップＳＣ１）、ｎの値をインクリメントしながらステップＳＣ２からステップＳＣ６までのループを繰り返す。すなわち、ポートＰＯ（ｎ）に送信要求コマンドを送信するように指示し（ステップＳＣ２）、ポートＰＯ（ｎ）から対応するプレーヤチューナ（ｎ）からピッチ及び音量のデータを受信したか否かを判別する（ステップＳＣ３）。ピッチ及び音量のデータを受信したときは、ＲＡＭ１５のレジスタＰ（ｎ）及びＶ（ｎ）にそれぞれ受信したピッチ及び音量のデータをストアする（ステップＳＣ４）。次に、ｎの値をインクリメントして（ステップＳＣ５）、ｎの値が最大値「８」を超えたか否かを判別する（ステップＳＣ６）。ｎの値が「８」以下である場合には、ステップＳＣ２に移行してループを繰り返す。

ステップＳＣ６において、ｎの値が「８」を超えたときは、ＲＡＭ１５のＰ（１）〜Ｐ（８）及びＶ（１）〜Ｖ（８）に、プレーヤチューナ１からプレーヤチューナ８から受信した各楽器の発音中のピッチ及び音量のデータがストアされる。そして、図６のメインルーチンに戻る。

図８は、図６のメインルーチンにおけるステップＳＢ３のスイッチ処理のフローチャートである。タッチスイッチ１２がオンされたか否かを判別し（ステップＳＤ１）、いずれのスイッチもオンされない場合にはメインルーチンに戻るが、いずれかのスイッチがオンされたときは、そのオンされたスイッチの横位置の座標をＲＡＭ１５のレジスタｘにストアし、縦位置の座標をレジスタｙにストアする（ステップＳＤ２）。

次に、ＲＡＭ１５において各スイッチのオン／オフを記憶する配列｛ＳＷ（ ）（ ）｝で、｛ＳＷ（ｙ）（ｘ）｝が「０（オフ状態）」であるか否かを判別する（ステップＳＤ３）。｛ＳＷ（ｙ）（ｘ）｝が「０」である場合には、これを「１（オン状態）」に変更する（ステップＳＤ４）。また、オンされたスイッチと同じ縦位置の座標の全てのスイッチの配列｛ＳＷ（ｙ）（ ）｝を「０」にリセットする（ステップＳＤ５）。次に、｛ＳＷ（ｙ）（ｘ）｝に対応する位置を点灯し（ステップＳＤ６）、それ以外の同じ縦位置の座標の｛ＳＷ（ｙ）（ ）｝に対応する位置を消灯する（ステップＳＤ７）。一方、ステップＳＤ３において、｛ＳＷ（ｙ）（ｘ）｝が「１」である場合には、これを「０」に変更する（ステップＳＤ８）。また、｛ＳＷ（ｙ）（ｘ）｝に対応する位置を消灯する（ステップＳＤ９）。ステップＳＤ７又はステップＳＤ９の消灯の後は、図６のメインルーチンに戻る。

図９は、図６のメインルーチンにおけるステップＳＢ４の出力処理のフローチャートである。この出力処理においては、指揮者の操作によるマニュアル処理（ステップＳＥ１）、最大音量の楽音を検出する音量処理（ステップＳＥ２）、音楽的に協和すべき楽音を検出する協和処理（ステップＳＥ３）、類似する楽器を検出する類似処理（ステップＳＥ４）を実行する。

図１０は、図９の出力処理におけるステップＳＥ１のマニュアル処理のフローチャートである。配列｛ＳＷ（ｙ）（ｘ）｝のｙを「１」にセットした後（ステップＳＦ１）、ｙの値をインクリメントしながら、ステップＳＦ２からステップＳＦ８までのループを繰り返す。このループにおいて、まず、ｘを「１」にセットして（ステップＳＦ２）、ｘの値をインクリメントしながら、ステップＳＦ３からステップＳＦ６までのループを繰り返す。すなわち、指揮者の操作の結果｛ＳＷ（ｙ）（ｘ）｝が「１」であるか否かを判別し（ステップＳＦ３）、｛ＳＷ（ｙ）（ｘ）｝が「１」である場合には、ポートＰＯ（ｘ）から対応するプレーヤチューナ（ｘ）に対してＲＡＭ１５のレジスタＰ（ｙ）のピッチを送信する（ステップＳＦ４）。ピッチを送信した後、又は、ステップＳＦ３において｛ＳＷ（ｙ）（ｘ）｝が「０」である場合には、ｘの値をインクリメントする（ステップＳＦ５）。このとき、ｘの値が最大値「８」を超えたか否かを判別し（ステップＳＦ６）、ｘの値が「８」以下の場合は上記ループを繰り返す。

ステップＳＦ６において、ｘの値が「８」を超えた場合には、ｙの値をインクリメントして（ステップＳＦ７）、ｙの値が最大値「８」を超えたか否かを判別する（ステップＳＦ８）。ｙの値が「８」以下の場合には、ステップＳＦ２に移行して、再びｘの値を「１」にセットして、ｘの値が最大値「８」を超えるまで、上記したステップＳＦ３からステップＳＦ６までのループを繰り返す。ｘの値が「８」を超えて、さらにインクリメントしたｙの値が「８」を超えたときは、図９のフローチャートに戻り、ステップＳＥ１からステップＳＥ２に移行する。

例えば、楽器３のクラリネットのピッチを比較ピッチとして、他の楽器１、２、４〜８をクラリネットに合わせるように指示する場合には、図２のｙ＝「３」の行において、ｘ＝「１」、「２」及び「４」〜「８」の位置にタッチして、配列｛ＳＷ（３）（１）｝、｛ＳＷ（３）（２）｝、｛ＳＷ（３）（４）｝〜｛ＳＷ（３）（８）｝を「１」にする。その結果、演奏中のクラリネットのピッチＰ（３）が他の楽器に対して送信される。

図１１は、図９の出力処理におけるステップＳＥ２の音量処理のフローチャートである。まず、音量の最大値検出処理を行う（ステップＳＧ１）。図１２は、最大値検出処理のフローチャートである。このフローチャートでは、演奏中の楽器の中で最大の音量を発音しているものを捜す。ただし、管楽器は音量が小さくても合奏に与える影響が強いので、実際の音量に５ｄＢだけ増加して他の楽器の音量と比較する。
なお、増加する数値は５ｄＢに限定されず適宜に決定される。また、増加対象の楽器は管楽器に限定されず、曲の内容、演奏内容、指揮者の判断に応じて適宜に決定される。

図１２において、最初に、変数ｎに「１」をストアし、レジスタＭＡＸにｎの値すなわち「１」をストアする（ステップＳＨ１）。次に、ｎの値に「１」を増加した値を別の変数ｍにストアして（ステップＳＨ２）、ｎで指定される楽器とｍで指定される楽器の音量を比較する。次に、ｎで指定した楽器の音量データであるＶ（ｎ）が「０（無音）」より大きいか否かを判別する（ステップＳＨ３）。すなわち、プレーヤチューナ（ｎ）から受信した音量データが「０（無音）」より大きいか否かを判別する。

Ｖ（ｎ）の音量データが「０」より大きい場合には、Ｖ（ｎ）の音量データの楽器は管楽器であるか否かを判別する（ステップＳＨ４）。管楽器である場合には、さらに変数ｍで指定する次の楽器の音量データであるＶ（ｍ）が「０」より大きいか否かを判別する（ステップＳＨ５）。すなわち、プレーヤチューナ（ｍ）から受信した音量データが「０」より大きいか否かを判別する。Ｖ（ｍ）が「０」より大きい場合には、Ｖ（ｍ）の音量データの楽器は管楽器であるか否かを判別する（ステップＳＨ６）。管楽器である場合には、Ｖ（ｎ）の音量データがＶ（ｍ）の音量データ以上であるかを判別する（ステップＳＨ７）。すなわち、ｎ及びｍで指定する２つの管楽器同士の音量データを比較する。ステップＳＨ６において、Ｖ（ｍ）の音量データの楽器が管楽器でない場合には、Ｖ（ｎ）の音量データに５ｄＢだけ増加した値がＶ（ｍ）の音量データ以上であるかを判別する（ステップＳＨ８）。

ステップＳＨ４において、Ｖ（ｎ）の音量データの楽器が管楽器でない場合には、Ｖ（ｍ）が「０」より大きいか否かを判別する（ステップＳＨ９）。Ｖ（ｍ）が「０」より大きい場合には、Ｖ（ｍ）の音量データの楽器は管楽器であるか否かを判別する（ステップＳＨ１０）。管楽器でない場合には、Ｖ（ｎ）の音量データがＶ（ｍ）の音量データ以上であるかを判別する（ステップＳＨ７）。すなわち、ｎ及びｍで指定する２つの管楽器以外の楽器同士の音量データを比較する。ステップＳＨ１０において、Ｖ（ｍ）の音量データの楽器が管楽器である場合には、Ｖ（ｎ）の音量データがＶ（ｍ）の音量データに５ｄＢだけ増加した値以上であるかを判別する（ステップＳＨ１１）。

ステップＳＨ７においてＶ（ｎ）の音量データがＶ（ｍ）の音量データより小さい場合、又はステップＳＨ８においてＶ（ｎ）の音量データに５ｄＢだけ増加した値がＶ（ｍ）の音量データより小さい場合、又はステップＳＨ１１においてＶ（ｎ）の音量データがＶ（ｍ）の音量データに５ｄＢだけ増加した値より小さい場合には、ｍの値をｎの値に更新する（ステップＳＨ１２）。さらに、ＭＡＸにｎの値をストアする（ステップＳＨ１３）。この場合には、Ｖ（ｍ）の音量データが最大値であるので、ｎの値をｍの値に置き換えて、その置き換えたｎの値に対応する楽器を最大音量の楽器として指定する。

これと反対に、ステップＳＨ７においてＶ（ｎ）の音量データがＶ（ｍ）の音量データ以上である場合、又はステップＳＨ８においてＶ（ｎ）の音量データに５ｄＢだけ増加した値がＶ（ｍ）の音量データ以上である場合、又はステップＳＨ１１においてＶ（ｎ）の音量データがＶ（ｍ）の音量データに５ｄＢだけ増加した値以上である場合には、Ｖ（ｎ）の音量データが最大値であるので、最大音量の楽器として現在指定しているｎの値を維持する。

ステップＳＨ１３において、ＭＡＸにｎの値をストアした後、又は、ステップＳＨ７においてＶ（ｎ）の音量データがＶ（ｍ）の音量データ以上である場合、若しくはステップＳＨ８においてＶ（ｎ）の音量データに５ｄＢだけ増加した値がＶ（ｍ）の音量データ以上である場合、若しくはステップＳＨ１１においてＶ（ｎ）の音量データがＶ（ｍ）の音量データに５ｄＢだけ増加した値以上である場合、すなわち、ｎの値に変更がない場合には、ｎの値をインクリメントする（ステップＳＨ１４）。そして、ｎの値が「７」を超えたか否かを判別する（ステップＳＨ１５）。ｎの値が「７」以下である場合には、ｎの値で指定している楽器の音量データと比較すべき音量データを発生する他の楽器が少なくとも１つはあるので、ステップＳＨ２に移行して、上記の処理を繰り返す。

ステップＳＨ３において、Ｖ（ｎ）の音量データが「０」である場合、すなわち、ｎの値で指定している楽器が演奏中でない場合には、ｎの値をインクリメントする（ステップＳＨ１６）。そして、ｎの値が「７」を超えたか否かを判別する（ステップＳＨ１７）。ｎの値が「７」以下である場合には、ｎの値で指定すべき楽器が少なくとも１つはあるので、ステップＳＨ２に移行して、上記の処理を繰り返す。ステップＳＨ１７において、ｎの値が「７」を超えた場合には、全ての楽器の音量データの比較が終了し、最大音量の楽器を検出したので、最終的なｎの値をＭＡＸにストアして（ステップＳＨ１８）、図１１のフローチャートに戻る。

図１１のフローチャートにおいて、ＭＡＸにストアした最大音量の楽器に基づいて、配列｛ＳＷ（９）（ＭＡＸ）｝に対応する図２の表示部１３の位置を点灯する（ステップＳＧ２）。次に、ｙの値を「９」にして（ステップＳＧ３）、ｘの値を「１」にする（ステップＳＧ４）。そして、ｘの値をインクリメントしながら、ステップＳＧ５からステップＳＧ１０までのループを繰り返す。すなわち、配列｛ＳＷ（ｙ）（ｘ）｝が「１」であるか否かを判別し（ステップＳＧ５）、｛ＳＷ（ｙ）（ｘ）｝が「１」である場合には、ｘの値とＭＡＸの値とが異なるか否かを判別する（ステップＳＧ６）。すなわち、最大音量の楽器とそのピッチに合わせるべき楽器としてｘで指定したものが同一でないか否かを判別する。

ｘの値とＭＡＸの値とが異なる場合には、ポートＰＯ（ｘ）からＰ（ＭＡＸ）のピッチを送信する（ステップＳＧ７）。一方、ｘの値とＭＡＸの値とが同一である場合には、ｘの値で指定した楽器が当の最大音量の楽器であるので、比較楽器なしの表示を行う（ステップＳＧ８）。ステップＳＧ７においてＰ（ＭＡＸ）のピッチを送信した後、又は、ステップＳＧ８において比較楽器なしの表示を行った後は、ｘの値をインクリメントして（ステップＳＧ９）、ｘの値が最大値「８」を超えたか否かを判別する（ステップＳＧ１０）。ｘの値が「８」以下である場合には、ステップＳＧ５からステップＳＧ１０までのループを繰り返し、ｘの値が「８」を超えたときは、図９の出力処理のフローチャートに戻る。

図１３は、図９の出力処理におけるステップＳＥ３の協和処理のフローチャートである。この協和処理では、ある楽器と他の楽器との間のピッチが同一のもの、オクターブが同一のもの、音程（ピッチ差）が完全５度のもの、音程が短３度のもの、すなわち音楽的に関連性の強い他の楽器で協和すべきものを検出して、その検出した他の楽器のピッチに合わせるようなチューニングを行う。

図１３において、まず、Ｐ（ ）にストアされたピッチ夫々に対して最も近い音名を検出してストアする（ステップＳＪ０）。次いで、ｙの値を「１０」にセットして（ステップＳＪ１）、ｘの値を「１」にセットする（ステップＳＪ２）。そして、ｘの値をインクリメントしながらチューニングの対象となる楽器を検索する。すなわち、ＲＡＭ１５の｛ＳＷ（ｙ）（ｘ）｝が「１（オン状態）」であるか否かを判別し（ステップＳＪ３）、｛ＳＷ（ｙ）（ｘ）｝が「０（オフ状態）」である場合には、ｘの値をインクリメントして（ステップＳＪ４）、ｘの値が最大値「８」を超えたか否かを判別する（ステップＳＪ５）。ｘの値が「８」以下である場合には、ステップＳＪ３において、｛ＳＷ（ｙ）（ｘ）｝が「１」であるか否かを判別する。

｛ＳＷ（ｙ）（ｘ）｝が「１」である場合には、協和すべき比較楽器を以下の条件で検出する。ｘで指定される楽器に対応するポートＰＯ（ｘ）以外のポートの楽器の音名で同一のものがあるか否かを判別する（ステップＳＪ６）。同一の音名の比較楽器がない場合には、ｘで指定される楽器に対応するポートＰＯ（ｘ）以外のポートの楽器の音名で同一のオクターブのものがあるか否かを判別する（ステップＳＪ７）。同一のオクターブの音名の比較楽器がない場合には、ｘで指定される楽器に対応するポートＰＯ（ｘ）以外のポートの楽器の音名で完全５度の音程のものがあるか否かを判別する（ステップＳＪ８）。完全５度の音程のものがない場合には、ｘで指定される楽器に対応するポートＰＯ（ｘ）以外のポートの楽器の音名で短３度の音程のものがあるか否かを判別する（ステップＳＪ９）。

ステップＳＪ６、ステップＳＪ７、ステップＳＪ８、及び、ステップＳＪ９のいずれかの条件を満たす比較楽器が検出された場合には、その検索された比較楽器のポート番号を変数ｎにストアする（ステップＳＪ１０）。そして、ポートＰＯ（ｘ）からＰ（ｎ）のピッチを送信する（ステップＳＪ１１）。一方、ステップＳＪ６、ステップＳＪ７、ステップＳＪ８、及び、ステップＳＪ９のいずれの条件をも満たさない場合、すなわち、協和すべき比較楽器を検出できない場合には、比較楽器なしの表示を行う（ステップＳＪ１２）。この表示の後、若しくは、ポートＰＯ（ｘ）からＰ（ｎ）のピッチを送信した後はステップＳＪ４に戻る。そしてステップＳＪ５において、ｘの値が最大値「８」を超えた場合すなわち発音中の楽器が検索できない場合には、図９の出力処理のフローチャートに戻る。

図１４は、図９のステップＳＥ４の類似処理のフローチャートである。この類似処理では、ある楽器と同じ種類の他の楽器として予め登録されている優先順位ＴＡＢＬＥから、優先順位の高い楽器を検出して、その検出した楽器に合わせるようなチューニングを行う。

図１４において、ｙに「１１」をストアし（ステップＳＫ１）、ｘに「１」をストアして（ステップＳＫ２）、ｘの値をインクリメントしながら発音中の楽器を検索する。すなわち、ＲＡＭ１５の｛ＳＷ（ｙ）（ｘ）｝が「１（オン状態）」であるか否かを判別し（ステップＳＫ３）、｛ＳＷ（ｙ）（ｘ）｝が「０（オフ状態）」である場合には、ｘの値をインクリメントして（ステップＳＫ４）、ｘの値が最大値「８」を超えたか否かを判別する（ステップＳＫ５）。ｘの値が「８」以下の場合には、ステップＳＫ３において、｛ＳＷ（ｙ）（ｘ）｝が「１」であるか否かを判別する。

｛ＳＷ（ｙ）（ｘ）｝が「１」である場合には、変数ｎに「１」をストアして（ステップＳＫ６）、ｎの値をインクリメントしながら、同じ種類の他の楽器の中で優先順位の高いものを検出するためのループを実行する。すなわち、優先順位ＴＡＢＬＥ（ｘ）より優先順位ｎのポート番号を変数ｍにストアする（ステップＳＫ７）。次に、ｘの値とｍの値と異なっているか否かを判別する（ステップＳＫ８）。すなわち、チューニング対象の楽器と比較楽器とが異なっているか否かを判別する。ｘの値とｍの値と異なっている場合には、ｍのポート番号に対応する楽器の音量Ｖ（ｍ）が「０」より大きいか否かを判別する（ステップＳＫ９）。すなわち、比較楽器が発音中であるか否かを判別する。Ｖ（ｍ）が「０」より大きい場合には、ポートＰＯ（ｘ）からＰ（ｍ）のピッチを送信する（ステップＳＫ１０）。すなわち、チューニング対象の楽器に対して、比較楽器のピッチに合わせるように指示する。

ステップＳＫ８において、ｘの値とｍの値とが同じ場合すなわちチューニング対象の楽器と比較楽器とが同じ場合、又は、ステップＳＫ９において、Ｖ（ｍ）が「０」で比較楽器が発音中でない場合には、次の優先順位のものを検索するために、ｎの値をインクリメントし（ステップＳＫ１１）、そのｎの値が最大値「８」を超えたか否かを判別する（ステップＳＫ１２）。ｎの値が「８」以下の場合には、ステップＳＫ７に移行して、他の楽器の中で優先順位の高いものを検出するためのループを実行する。ステップＳＫ１２において、ｎの値が「８」を超えたときは、比較楽器なしの表示を行う（ステップＳＫ１３）。この表示の後、若しくは、ステップＳＫ１０でポートＰＯ（ｘ）からＰ（ｍ）のピッチを送信した後はステップＳＫ４に戻り、ステップＳＫ５において、ｘの値が最大値「８」を超えた場合すなわち発音中の楽器が検索できない場合には、図９の出力処理のフローチャートに戻る。

以上のように、上記実施形態によれば、本発明のチューニングシステムは、マスタチューナ１００及び複数のプレーヤチューナ２００で構成され、マスタチューナ１００は、複数種類の楽器の各々に対応するプレーヤチューナ２００によって抽出された演奏中の楽器から発せられる楽音のピッチを受信するＣＰＵ１１と、ＣＰＵ１１によって受信された演奏中の複数種類の楽器から発せられる楽音のピッチを記憶するＲＡＭ１５とを有し、ＣＰＵ１１は、複数種類の楽器の中からチューニング対象となる演奏中の楽器の楽音を選択し、選択された楽器の楽音と比較して音楽的に関係の深い他の楽器の楽音を複数種類の楽器の楽音の中から検出し、検出された楽器の楽音のピッチをＲＡＭ１５から読み出してチューニング対象の楽器に対応するプレーヤチューナ２００に対して送信する。
したがって、多数の楽器で合奏を行うオーケストラやビッグバンドのような場合、あるいは比較的少人数の楽器で合奏を行うアンサンブルのような場合に、演奏前だけでなく演奏中においてもチューニングを行うことができる。

また、上記実施形態において、ＣＰＵ１１は、複数種類の楽器の中からチューニング対象となる演奏中の楽器の楽音と比較して音楽的に関係の深い他の楽器の楽音を複数種類の楽器の楽音の中から検出する場合に、複数種類の楽器の楽音の中から最も音量の大きい楽音を検出する。
したがって、演奏中においては、音量が最大で影響力の強い楽器を中心とすることで全体的な演奏中のチューニングが可能となる。

この場合において、ＣＰＵ１１は、楽音の種類に応じて音量を実際よりも増加する。
したがって、例えば、音量が比較的小さくても、管楽器のように影響力の強い楽器を中心とすることで全体的な演奏中のチューニングが可能となる。あるいは、曲の内容、演奏中の内容、又は指揮者の判断によって特定の楽器を指定して、その特定の楽器を中心とすることで全体的な演奏中のチューニングが可能となる。

また、上記実施形態において、ＣＰＵ１１は、複数種類の楽器の中からチューニング対象となる演奏中の楽器の楽音と比較して音楽的に関係の深い他の楽器の楽音を複数種類の楽器の楽音の中から検出する場合に、予め指定された楽音と協和する楽音を検出する。
したがって、演奏する曲に基づいて全体的な演奏中のチューニングが可能となる。

この場合において、ＣＰＵ１１は、複数種類の楽器の楽音の中から予め指定された楽音の音色と類似する音色を優先して協和する楽音を検出する。
したがって、類似する音色を持つ複数の楽音による演奏中のチューニングによって美しいハーモニーを実現することができる。

あるいはこの場合において、複数種類の楽器の楽音の中から予め指定された楽音の周波数特性が近似する楽音を優先して協和する楽音を検出する。
したがって、類似する音域及び音色を持つ複数の楽音による演奏中のチューニングによって美しいハーモニーを実現することができる。

また、上記実施形態において、ＣＰＵ１１は、複数種類の楽器の中からチューニング対象となる演奏中の楽器の楽音と比較して音楽的に関係の深い他の楽器の楽音を複数種類の楽器の楽音の中から検出する場合に、操作に応じて指定された楽音を検出する。
したがって、演奏中の指揮者の指示によって適切なチューニングを実現できる。

上記実施形態におけるプレーヤチューナ２００は、対応する楽器の演奏中の楽音のピッチを抽出するマイク２５と、演奏中の他の楽器の楽音から抽出されたチューニング用のピッチをマスタチューナ１００から受信するＣＰＵ２１と、マイク２５によって抽出されたピッチ及びＣＰＵ２１によって受信されたピッチを表示する表示部２６を備えている。
したがって、多数の楽器で合奏を行うオーケストラやビッグバンドのような場合、あるいは比較的少人数の楽器で合奏を行うアンサンブルのような場合に、演奏前だけでなく演奏中においてもチューニングを行うことができる。

また、プレーヤチューナ２００において、表示部２６は、マイク２５によって抽出されたピッチに対応する基準のピッチをさらに表示する。
したがって、演奏者は、自分の楽器から発音されているピッチ、チューニングすべき他の楽器のピッチ、及び本来の基準のピッチとの関係を把握しながら演奏することができる。

なお、上記実施形態及び添付した図面は本発明を説明するためのものであり、特許請求の範囲を逸脱しない限り、当業者によって容易に考えられる他の実施形態及び変形例も本発明に含まれる。

本発明のチューニングシステムの構成を示すブロック図。 図１のマスタチューナの表示部に表示されたタッチスイッチの位置を示す図。 図１の各プレーヤチューナの演奏中における表示内容を示す図。 図１のプレーヤチューナのＣＰＵのフローチャート。 図４に続くプレーヤチューナのＣＰＵのフローチャート。 図１のマスタチューナのＣＰＵのメインルーチンのフローチャート。 図６のデータ取り込み処理のフローチャート。 図６のスイッチ処理のフローチャート。 図６の出力処理のフローチャート。 図９のマニュアル処理のフローチャート。 図９の音量処理のフローチャート。 図１１の最大値検出処理のフローチャート。 図９の協和処理のフローチャート。 図９の類似処理のフローチャート。

符号の説明

１００ マスタチューナ
１１ ＣＰＵ
１２ タッチスイッチ
１３ 表示部
１４ ＲＯＭ
１５ ＲＡＭ
２００ プレーヤチューナ
２１ ＣＰＵ
２２ ＲＯＭ
２３ ＲＡＭ
２４ スイッチ
２５ マイク
２６ 表示部

Claims (8)

1. 複数種類の楽器の各々に対応して設けられ、演奏中の楽器から発せられる楽音の音高に係る情報を含むパラメータを抽出するパラメータ抽出手段と、当該抽出されたパラメータを送信する送信手段と、外部より送信された楽音の音高に係る情報を受信する第１の受信手段と、当該受信手段により受信された音高に係る情報及び抽出されたパラメータに含まれる音高に係る情報の両方を表示する表示手段を有する複数のチューナ部と、
   前記複数のチューナ部から送信されるパラメータを受信する第２の受信手段と、
   この第２の受信手段により受信されたパラメータを夫々記憶する記憶手段と、
   前記複数種類の楽器の中からチューニング対象となる演奏中の楽器の楽音を選択する対象楽器選択手段と、
   前記複数種類の楽器の中から所定の条件を満足する楽器を検出する比較楽器検出手段と、
   前記比較楽器検出手段によって検出された楽器に対応するパラメータに含まれる音高に係る情報を前記記憶手段から読み出し、当該読み出されたピッチを前記チューニング対象の楽器に対応するチューナ部に対して送信する送信手段と、
   を備えたことを特徴とするチューナシステム。
2. 前記各チューナ部のパラメータ抽出手段により抽出されるパラメータは、前記演奏中の楽器から発せられる楽音の音量を含み、
   前記比較楽器検出手段は、前記記憶手段に夫々記憶された音量に基づいて、前記複数種類の楽器の楽音の中から最も大きい音量の楽器を比較楽器として検出することを特徴とする請求項１に記載のチューナシステム。
3. 前記比較楽器検出手段は、前記記憶手段に記憶された音量のうち、特定の種類の楽器に対応する音量のみを一定値増加させることを特徴とする請求項２に記載のチューナシステム。
4. 前記比較楽器検出手段は、前記記憶手段に記憶された音高のうち、前記チューニング対象の楽器に対応する音名と協和する音名に対応する楽器を比較楽器として検出することを特徴とする請求項１に記載のチューナシステム。
5. 前記比較楽器検出手段は、前記複数種類の楽器から夫々発する楽音の音色の類似度の順位を表わすテーブルを含み、当該テーブルより前記演奏中の楽器から発する楽音の音色に対して最も順位の高い音色の楽音を発する楽器を、比較楽器として検出することを特徴とする請求項１に記載のチューナシステム。
6. 前記比較楽器検出手段は、前記複数種類の楽器の楽音の中から操作に応じて指定された楽器を、比較楽器として検出することを特徴とする請求項１に記載のチューナシステム。
7. 前記各チューナ部は、パラメータ抽出手段として、演奏中の楽器から発せられる楽音のピッチを抽出するピッチ抽出手段を有するとともに、前記第１の受信手段は、さらにこのピッチ抽出手段により抽出されたピッチ及び前記第１の受信手段にて受信された音高に係る情報としてのピッチを受信するように構成され、
   この受信されたピッチ及び抽出されたピッチを、夫々のピッチに最も近い音名及び当該音名との差分値（セント）に変換する変換手段を有し、
   前記表示手段は、この変換手段にて変換された２つの差分値（セント）を表示することを特徴とする請求項１記載のチューナシステム。
8. 複数種類の楽器の各々に対応して設けられ、演奏中の楽器から発せられる楽音の音高に係る情報を含むパラメータを抽出するパラメータ抽出手段と、
   当該抽出されたパラメータを送信する送信手段と、
   外部より送信された楽音の音高に係る情報を受信する第１の受信手段と、
   当該受信手段により受信された音高に係る情報及び抽出されたパラメータに含まれる音高に係る情報の両方を表示する表示手段と、
   を有するチューナ装置。

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