JPH0313990A - 自動伴奏弦楽器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の分野） この発明は、歌にあわせて自動的に伴奏することのでき
る自動伴奏弦楽器に関する。

（発明の概要） この発明は、歌唱音と弦楽器鳴音の音程差を検出し、フ
ァジィ制御を用いて弦楽器鳴音の音程を歌唱音に追随さ
せたものである。

（従来技術とその問題点） 従来、歌の音程にあわせて伴奏をしようとするときには
、ギター、三味線等の弦楽器がよく用いられている。こ
れらの弦楽器は、演奏者が押弦位置を歌の音程に合わせ
て演奏することができるものの、それにはかなり訓練さ
れた音感と演奏技術が必要である。

そのため、歌い手ごとにさまざまに音程が異なるような
場合であっても、容易に伴奏ができる操作の簡単な伴奏
楽器が望まれていた。

（発明の目的） この発明は上記の問題点を解消するためになされたもの
で、その目的とするところは、訓練された音感や演奏技
術を必要とすることなく、自動的に伴奏がおこなわれる
自動伴奏弦楽器を提供することにある。

（発明の構成と効果） この発明は、上記目的を達成するために、連続的に打弦
されている弦楽器本体の鳴音周波数を検出する検出器と
、歌唱前の周波数を検出する検出器と、両検出器から得
られた周波数を比較し、楽器鳴音と歌唱前との音程差を
算出する演算手段と、弦楽器の押弦位置を検出する検出
器と、上記演算手段および押弦位置検出器の出力から、
メンバシップ関数を用いたファジィ推論により、歌唱前
と同一の鳴音周波数に変更するための押弦位置変更量を
算出する演算手段と、算出された変更量に基づいて押弦
位置を変更する押弦位置変更手段を備えたことを特徴と
する。

この発明はこのように、歌唱前と弦楽器鳴音の音程差を
検出し、ファジィ制御を用いて弦楽器鳴音の音程を歌唱
前に追随させたことにより、訓練された音感や演奏技術
が不要となり、歌い手ごとに音程が変わっても簡単に伴
奏することができる。

また、例え、歌い手が音痴であっても、この自動伴奏弦
楽器に伴奏させながら歌うと、歌の音程に従って忠実に
伴奏されるため、歌い手は自分の音痴に気付くことがな
（なり、少な（とも本人自身は充分に楽しみながら歌う
ことができる。

また、弦楽器鳴音の音程を歌唱前に追随させる制御部に
ファジィ推論を用いたため、演算部の構成が簡単になる
とともに、処理速度を高速にすることができる。

（実施例の説明） 次に、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は、この発明に係る自動伴奏弦楽器の全体概要を
示す構成図である。

共鳴部をかねた弦楽器本体１には、所定のテンシランで
弦２が張設され、この弦２を押弦位１制御部３に駆動さ
れる押゛弦体４が任意の位置で押弦しており、押弦体４
の移動により、弦２の振動長が変更されて鳴音周波数が
変わる。このときの弦２の押弦位置は、押弦位置検出器
７に検出される。

また弦２の上方に配設された打弦装置５が、演奏中、指
定された間隔で弦２を打弦することにより、弦楽器本体
１が鳴音する。

弦楽器本体ｌの鳴音は、マイク８に集音されて、鳴音周
波数ｆ１として音程差演算部１０へ送られる。

一方、歌い手Ｍが発声した歌唱前は、マイク９に集音さ
れて、歌唱音周波数ｆ２として音程差演算部１０へ送ら
れる。

音程差演算部１０は、入力された周波数［１゜ｆ２から
音程差Ｓ２を真出して、ファジィ推論部１１へ送る。こ
の音程差Ｓ２は、次式、Ｉ ８２″″１２Ｘｌｏｇ・７丁 により求められ、半音単位であられされる。

ファジィ推論部１１は、音程差Ｓ２以外に押弦位置検出
器７から押弦位置Ｓ１も入力されており、入力ｓｌ、ｓ
２からファジィ推論により、鳴音周波数ｆ１が歌唱音周
波数ｆ２に一敗して音程差Ｓ２が零になるように、押弦
体４の押弦位置を変化させる速度ｅｌを真出し、押弦位
置制御部３に送ス 押弦位置制御部３は、押弦位置変化速度ｅ１に基づき、
押弦体４を前後に駆動し押弦位置を変更する。ここでの
押弦位置の調節範囲は最大１００ｃｍ以内である。

この装置では、歌い手Ｍの歌う音程にあわせて弦２の押
弦位置が変更され、打弦装置５が弦２を打弦して得られ
る鳴音が歌い手Ｍの音程と一敗されることにより、歌い
手Ｍがどのように音程を変更しても完全に追随した伴奏
がおこなわれる。

第２図は、第１図に示したファジィ推論部１１をさらに
詳しく説明したブロック図である。

図において、押弦位置検出器７から出力された押弦位置
ｓｌは、サンプル・ホールド回路２１へ送られる。

音程差演算部１０から出力された音程差Ｓ２は、サンプ
ル・ホールド回路２２へ送られる。

サンプル・ホールド回路２１．２２は、入力された押弦
位置ｓ１、音程差Ｓ２を所定間隔で保持し、信号ｘ１、
ｘ２としてファジィ推論装置２３へ送る。

ファジィ推論装置２３は、入力信号ｘｉ、ｘ２のメンバ
シップ関数の適合度（メンバシップ値）に応じて、ブロ
ック２４のファジィ・ルールに基づいた最適の出力値を
ファジィ推論により演算し、その結果を非ファジィ化し
て得られた出力信号ｙｌをアンプ２５へ送る。

ブロック２４に格納されているファジィ・ルールは、入
力される押弦位置５ｌ（ｘｉ）、音程差５２（ｘ２）の
値を前件部とし、押弦位置変化達度ｅｌ（ｙｌ）の値を
後件部としたものであり、押弦位置５ｌ（ｘｉ）と音程
差ｓ２　（ｘ２）の値の組合せに応じた押弦位置変化速
度ｅｌ（ｙｌ）がそれぞれ規定されている。

アンプ２５は、信号ｙ１を増幅した後、押弦位置変化達
度ｅ１として押弦位置制御部３へ送る。

第３図は、ファジィ推論装置２３に人力される入力Ｘ１
．Ｘ２をファジィ化し、さらに演算結果を具体的な出力
ｙ１に非ファジィ化する際に用いられるメンバシップ関
数を示すグラフである０図ａは押弦位置Ｓ１を示す入力
ｘ１と各ファジィラベルの適合度を表すメンバシップ関
数である０図すは音程差Ｓ２を示す入力ｘ２と各ファジ
ィラベルの適合度を表すメンバシップ関数である。これ
ら各図の横軸には具体的な検出値、演算値が表されてい
る。

さらに図Ｃは押弦位置変化速度ｅｌを示す出力ｙ１に関
するメンバシップ関数である。

これらのメンバシップ関数は、装置の具体的な設定値、
例えば弦２の設定振動数の範囲や、制御部のサンプリン
グ周期等により最適なものに設定される。

このように構成されたこの自動伴奏弦楽器では、歌い手
の歌につれて歌唱音周波数ｆ２が弦楽器の鳴音周波数ｒ
１と異なってくると、例えば、そのときの押弦位置が８
０ｃｍ（ｘｌ＝ＰＭ）で、かつ音程差Ｓ２が２であると
（ｘ２−ＰＭ）、押弦体４の押弦位置変化速度ｅｌとし
て、正の３０ｃｍ／ｓ　（ｙ　１＝ＰＭ）が出力され弦
楽器の鳴音が低くなるように調節される。

このように、歌の進行とともに歌い手の歌唱音周波数ｆ
２が変化すると、ただちに弦楽器の鳴音周波数ｆ１が追
随するため、歌い手の音程が音楽的には少々ずれている
ような場合でも伴奏が正確に追随されるので違和感なく
歌を続けることができる。

また、この自動伴奏弦楽器の操作に関しては、単に演奏
開始と停止、音量、テンポ等の指示だけとなるから、従
来の弦楽器をあつかう場合のような訓練された音感と演
奏技術が不要になって、だれにでも簡単に操作すること
ができる。

なお、実施例では、弦楽器の鳴音周波数ｒ１を常に歌い
手の歌唱音周波数ｆ２に一致させていたが、弦楽器の鳴
音周波数ｒ１を歌唱音周波数ｆ２と音楽的に調和する音
程、つまり和音となる鳴音周波数で伴奏することも可能
である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る自動伴奏弦楽器の全体概要を示
す構成図、第２図はファジィ推論部の構成を示すブロッ
ク図、第３図はファジィ推論装置に設定されているメン
バシップ関数を示すグラフである。 ■・・・弦楽器本体 ２・・・弦 ３・・・押弦位置制御部 ４・・・押弦体 ５・・・打弦装置 ７・・・押弦位置検出器 ８．９・・・マイク ｌＯ・・・音程差演真部 １１・・・ファジィ推論部 ２１．２２・・・サンプル・ホールド回路２３・・・フ
ァジィ推論装置 ２５・・・アンプ ｆｌ・・・鳴音周波数 ｆ２・・・歌唱音周波数 Ｓｌ・・・押弦位置 ｓ２・・・音程差 ｅｌ・・・押弦位置変化速度

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、連続的に打弦されている弦楽器本体の鳴音周波数を
   検出する検出器と、 歌唱音の周波数を検出する検出器と、 両検出器から得られた周波数を比較し、楽器鳴音と歌唱
   音との音程差を算出する演算手段と、弦楽器の押弦位置
   を検出する検出器と、 上記演算手段および押弦位置検出器の出力から、メンバ
   シップ関数を用いたファジィ推論により、歌唱音と同一
   の鳴音周波数に変更するための押弦位置変更量を算出す
   る演算手段と、 算出された変更量に基づいて押弦位置を変更する押弦位
   置変更手段と、 を備えたことを特徴とする自動伴奏弦楽器。