JPH0658589B2

JPH0658589B2 - 鍵盤楽器の演奏者誘導記憶再生装置

Info

Publication number: JPH0658589B2
Application number: JP1250200A
Authority: JP
Inventors: 弘文可児
Original assignee: 弘文可児
Priority date: 1989-09-26
Filing date: 1989-09-26
Publication date: 1994-08-03
Anticipated expiration: 2009-08-03
Also published as: JPH03111883A

Description

【発明の詳細な説明】＜産業上の利用分野＞本発明は、ピアノ、オルガンなどの鍵盤楽器の演奏者
に、打鍵すべき鍵及びその音の長さ等を表示して誘導す
ると共に、前記演奏者が途中で迷った場合などには自動
的に援助演奏を行うようにした鍵盤楽器の演奏者誘導記
憶再生装置に関する。

＜従来の技術＞ピアノその他の鍵盤楽器の打鍵すべき鍵を表示器で指示
し、鍵盤楽器の演奏を誘導する演奏者誘導装置が知られ
ている。この一例として本出願人は特開昭６２−２３９
１８８において、所定の楽曲を演奏するのに必要な全て
の鍵に各１つ組合せた音符表示体と、演奏に必要な他の
標識表示体とを備えると共に、演奏の難しいパートにお
いて、演奏者が一定の時間演奏のため打鍵をしなかった
時は、自動打鍵部による自動演奏がなされる鍵盤楽器の
演奏者誘導装置を提案した。

しかし、この演奏者誘導装置は自動打鍵部によって演奏
者の援助演奏を自動的に行うものの、前記援助演奏は、
別のピアニスト（演奏者）の個人的な判断と解釈によっ
て演奏された楽曲を、鍵盤楽器に取付けたセンサによっ
て検出し、これをもとにそのまま読み出して再生する
か、或いは音楽に関しての専門ではないプログラマーが
予め入力した楽曲データに基づいて行なわれるため、当
該演奏者の趣向や楽曲の解釈に必ずしも合致した援助演
奏ではなかった。

一方、前記演奏者誘導装置とは別に本出願は特開昭６３
−１１３４９８において、演奏に必要な全ての方法及び
知識に関するデータを格納した演奏方法知識ベース手段
を設けると共に、聴者の判定結果に基づき楽曲の演奏に
適する演奏方法を前記演奏方法知識ベース手段から探索
し、推論して決定する演奏方法推論手段を設けること
で、聴者の趣向や解釈が実際の演奏に反映されるように
した鍵盤楽器の自動演奏装置を提案している。

＜発明が解決しようとする課題＞本発明は前記演奏者誘導装置の欠点を解決すると共に、
前記自動演奏装置の利点を有効に利用すべくなされたも
のであり、その目的は、演奏者が表示手段の誘導によっ
て楽曲の演奏を行っている際、演奏困難な箇所や演奏途
中で迷うなどして演奏が中断した場合、この中断を自動
的に判断し、自動打鍵装置に自分の趣向に合致した援助
演奏を行わせることで、演奏者は楽曲を最後まで通して
演奏することができる鍵盤楽器の演奏者誘導記憶再生装
置を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、前記演奏者の演奏と、自動
打鍵装置による演奏とを楽曲の進行に伴って順次記憶す
ることにより、演奏者と自動打鍵装置による演奏が組合
され、恰も演奏者自身が、自分の思い通りに初めから終
りまで演奏した形で再生できる鍵盤楽器の演奏者誘導記
憶再生装置を提供することにある。

＜課題を解決するための手段＞本発明は前記目的に鑑みてなされたものであり、その要
旨は楽曲の音符及び各種音楽記号を楽曲データとして格
納すると共に、演奏された楽曲の音符及び各種音楽記号
を楽曲データとして記憶する楽曲記憶部と、楽曲の演奏
に必要な方法及び知識に関するデータを格納する演奏方
法知識ベース手段と、聴者の判定結果に基づき楽曲の演
奏に適する演奏方法を前記演奏方法知識ベース手段から
探索し、推論して決定する演奏方法推論手段と、前記演
奏方法推論手段によって決定された演奏方法に基づき、
演奏者が押下げるべき鍵を誘導する表示手段と、前記演
奏方法推論手段によって決定された演奏方法に基づき、
演奏者が設定時間内に前記表示手段の指示による鍵を押
下げなかった場合、前記鍵への押鍵及び放鍵動作を行う
鍵駆動手段と、前記鍵駆動手段及び前記表示手段の誘導
による演奏者の押鍵、放鍵動作を検知する打鍵検知手段
と、前記楽曲記憶部の楽曲データを読出し前記演奏方法
推論手段によって決定された演奏方法に変換すると共
に、該変換された楽曲データに基づき前記表示手段及び
鍵駆動手段の制御を行う変換制御部とからなり、前記打
鍵検知手段で検知された楽曲演奏データを楽曲の進行に
伴って前記楽曲記憶部へ順次記憶されると共に、該記憶
された楽曲演奏データを、前記変換制御部及び鍵駆動手
段によって再生させる鍵盤楽器の演奏者誘導記憶再生装
置にある。

＜作用＞前記楽曲記憶部の楽曲データを読出し、与えられた楽曲
に適する演奏方法を演奏方法知識ベース手段の中から演
奏方法推論手段によって探索して決定し、この決定に基
づき、前記変換制御部によって前記楽曲データに変換す
ると共に、鍵駆動手段を制御し、初演自動演奏を行う。
この結果、聴者が演奏方法を変更すべきと判断した場合
は、所望の入力手段により変更項目をデータ入力する。
このデータ入力に基づいて、演奏方法推論手段が演奏方
法知識ベース手段から演奏方法データを再度検索し、推
論して演奏方法を決定する。この推論を経て聴者（演奏
者）の趣向や解釈が反映された前記楽曲データに基づ
き、前記変換制御部の制御のもと、前記表示手段により
演奏者を誘導する。演奏者は表示手段に誘導され演奏を
行うが、演奏が困難な場合等には演奏が途中で中断した
り、また、誤って演奏した場合等には、前記変換制御部
が検知して前記鍵駆動手段の制御を開始し、演奏者の援
助演奏を行う。このようにして、前記打鍵検知手段で検
知した楽曲演奏データを当該楽曲の進行に伴って前記楽
曲記憶部へ順次記憶させ、前記演奏者と打鍵手段とによ
る演奏が組合され、恰も演奏者自身が前記楽曲の初めか
ら終りまでを通して演奏した形で再生することができ
る。

＜実施例＞本発明に係る鍵盤楽器の演奏者誘導装置を８８鍵のピア
ノに取付けた場合の実施例について説明する。

第１図及び第２図に示すように演奏者誘導装置は楽曲記
憶部１、演奏方法知識ベース部２、演奏方法推論部３、
コンピュータ等を用いた変換制御部４からなるコンピュ
ータ等を用いた制御部１０と、該制御部１０によって付
勢・制御される表示手段としての表示体６、打鍵動作を
行う鍵駆動手段７及び打鍵を検知する打鍵検知部８と、
キーボード等のキー入力部９とで構成する。

楽曲記憶部１は、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、書換え
自在のメモリ（ＲＡＭ）、エレクトリカリーイレーサブ
ルＰＲＯＭ（ＥＥ−ＰＲＯＭ）、ＩＣカード、光カー
ド、光ディスク、磁気カード、或は磁気ディスクといっ
た各種記憶媒体によって構成され、この楽曲記憶部１に
は楽曲の音符（高音と音長）及び各種音楽記号（例えば
強さを表わすフォルテ、速さを表わすアレグロといった
もの）が２進化されたデータとして格納されていると共
に、演奏された楽曲の音符及び各種音楽記号を楽曲デー
タとして記憶することもできる。

演奏方法知識ベース部２には演奏方法等の演奏に必要な
知識データが格納されている。一般に楽曲の演奏に関し
ては、演奏方法は専門家等によって下記のような項目に
分けられている。

(i) 演奏上の一般的常識（強弱記号、速度記号、発送記
号、その他の記号、基本奏法等） (ii) ジャンル別演奏方法（クラシック、ポピュラー、
ジャズ等） (iii) 作曲家別演奏方法（モーツアルト、バッハ、ポー
ル・モーリア等） (iv) 曲種別演奏方法（ソナタ、フーガ、イージーリス
ニング等） (v) 多数の実際の演奏例（多数のピアニスト） (vi) その他の演奏上有益となる各種の事柄演奏方法知識ベース部２には上記各事項が入力され格納
される。これらの事項を具体的に知識ベース部２へ記憶
させるためには、究極的に打鍵によって「音」を出すた
めの三つの重要な要素を考えればよい。これらの要素と
は、第１の要素・・打鍵強度第２の要素・・音長第３の要素・・放鍵速度である。

即ち、前記(i)〜(vi)の各事項を第１〜第３の要素に変
換し、各々の要素に対応するデータを演奏方法知識ベー
ス手段２へ記憶する。この記憶方法を具体的に説明する
と、音符に書かれた楽曲を演奏する際演奏者によって譜
面の解釈の相違からそれぞれ異なった演奏になる。すな
わち、一例として前記(i)の演奏上の一般的常識の中の
強弱記号のうちでｍｐ（メゾピアノ）をとり上げてみる
と、この記号は「やや弱く」という意味を表わすもので
あるが、具体的数値で表現されている訳ではないので演
奏者によって実際の演奏の強さは異なっている。また速
度記号である Ritenuto （リテヌート）は「急に遅く」
という意味を表わすものであるが、どの程度に急なのか
具体的な数値が示されていないので演奏者によって異な
る。更には発想記号である Misterioso （ミステリオー
ソ）の「神秘的に」に至っては抽象的になり、演奏者に
よって大幅に解釈が異なって来る。

したがって、ｍｐの場合は、前記三要素のうち第１の要
素である打鍵強度に関係する点に着目し、楽譜上におい
て無印の音符の打鍵強度を１とした場合、ｍｐはどの程
度の数値になるかを多数の専門家の演奏例に基づいて定
義付ける。そして、この値を打鍵強度倍率（＝Ｋ_x）と
してその範囲を定める（例えば、ｍｐについてＫ_x＝0.7
〜0.9というように）。

次に Ritenuto については、前記三要素のうち第２の要
素である音長に関係する点に着目し、楽譜上において無
印の音符（例えば四分音符）の音長を１とし場合、 Rit
enuto が付くことによってどの程度の値になるかを多数
の専門家によって定義付ける。そしてこの値を音長倍率
（＝Ｋ_y）としてその範囲を定める（例えば、 Ritenuto
についてＫ_y＝1.4〜1.7というように）。

さらに、 Misterioso の場合は、第１の要素である打鍵
強度と、第２の要素である音長と、第３の要素である放
鍵速度とが関係する。そこで放鍵速度倍率をＫ_zとし
て、全３要素についての範囲を定める（例えば、 Miste
rioso についてＫ_x＝0.6〜0.8、Ｋ_y＝1.1〜1.5、Ｋ_z＝
1.3〜1.6というように）。

このように前記各要素について範囲を設定することによ
り、抽象的概念も現実的、具体的に表現することができ
る。従って、これらを知識として演奏方法知識ベース手
段２へ記憶しておく。

次に前記(ii)のジャンル別演奏方法に関して、特にクラ
シックどジャズではｍｐ， Retenuto,Misterioso 等に
対する打鍵強度、音長、放鍵速度がそれぞれ異なってく
る。また前記(iii)の作曲家別演奏方法、(iv)の曲種別
演奏方法、(v)の多数の演奏例、(vi)その他の演奏上有
益となる全ての事柄等に関しても、それぞれ専門家によ
る解釈によって打鍵強度音長、放鍵速度が異なり、一定
の範囲で表わされることとなる。そして上の説明では例
として、ｍｐ，Retenuto,Misterios を挙げているが、
その他演奏上必要な記号、演奏上のテクニック、感情の
表現等についても同様な方法で、つまり究極的に打鍵強
度、音長、放鍵速度によって表現し、定義する。このよ
うにして専門家による具体的な知識を全て演奏方法知識
ベース部２に記憶するのである。

演奏方法推論部３は、多数の専門家によって演奏上必要
な全ての知識をもった演奏方法知識ベース部２から、自
動演奏しようとしている楽曲に適する演奏方法を探索
し、推論するための手段である。

ここで前記演奏方法知識データ部２及び演奏方法推論部
３によって行う推論方法について説明する。演奏方法知
識データ部２に関する説明において述べた(i)〜(vi)の
各項目について、それぞれ探索を行う過程で楽曲記憶部
１から得た自動演奏すべき楽曲についてのいろいろな情
報、即ち作曲家の名前、曲種等の他、譜面上の各種記号
（強弱記号、速度記号、発想記号等）を得ながら探索を
進行させていき、それぞれの前記(i)〜(vi)の項目につ
いて専門家の範囲付の打鍵強度倍率、音長倍率、放鍵速
度倍率を記憶していき、最後にそれ等の論理和をとりそ
の最大値と最小値を記憶する。このようにすると、自動
演奏しよとしている楽曲について多くの専門家の解釈が
全て包含されたことになる。

この時の値を次のように定義する。

Ｋ_x・MAX＝最大打鍵強度倍率Ｋ_x・MIN＝最小打鍵強度倍率Ｋ_y・MAX＝最大音長倍率Ｋ_y・MIN＝最短音長倍率Ｋ_z・MAX＝最大放鍵速度倍率Ｋ_z・MIN＝最小放鍵速度倍率これ等から、なる３つの点について、今、第１４図に示すように打鍵強度倍率をｘ軸にとり、
音長倍率をｙ軸にとり、放鍵速度倍率をｚ軸にとり、点
Ｏｃ（Ｋ_x0，Ｋ_y0，Ｋ_z0）と定義する。ここで、簡単の
ために、Ｋ_y・MAX−Ｋ_y・MIN＝Ｋ_z・MAX−Ｋ_z・MIN として、楕円面の中心Ｏｃ（Ｋ_x0，Ｋ_y0，Ｋ_z0）とし、Ｋ_x・MAX−Ｋ_x・MIN＝２ａ …(4) Ｋ_y・MAX−Ｋ_y・MIN＝２ｂ …(5) Ｋ_z・MAX−Ｋ_z・MIN＝２ｃ …(6) とすると、楕円の方程式は、（７）式で表わすことがで
きる。

ここで、ａ，ｂ，ｃを１０段階に分けて（段階は細かい
程精度が高い）、重み付けを行い、小楕円面から大楕円
面へ拡大できるようにする。

ａ₁＝0.1ａ，ｂ₁＝0.1ｂ，ｃ₁＝0.1ｃ…(8) とすると、とすると、以下同様に、ａ₃＝0.3ａ，ｂ₃＝0.3ｂ，ｃ₃＝0.3ｃから
ａ_MAX＝ａ，ｂ_MAX＝ｂ，ｃ_MAX＝ｃまで(9)式及び(1
1)式同様になる。ａ_MAX，ｂ_MAX，ｃ_MAXのときが最大
の楕円面である。すなわち、ここで、(9)式について図示すると、第１５図のこどく
になる。第１５図において、楕円面をｘ軸、ｙ軸、ｚ軸
について、ｘｙ面、ｙｚ面、ｘｚ面に対して任意の箇所
を平行にスライスして、その交点をＰ_0,Ｐ_1,Ｐ_2,Ｐ_3,Ｐ
_4,Ｐ₅とする（第１５図では特異点をとっている）。

このように(9)式楕円面の表面のほとんど全ての交点を
求めるのではなく、ある程度限定した交点Ｐを求める。
この交点をＰ（実用打鍵強度倍率、実用音長倍率、実用
放鍵速度倍率）と定義する。同様にして、(9)式、(11)
式、(12)式に至るまで交点Ｐを求めていく。

次に(11)式について図示すると、第１６図のごとくにな
る。ここで楕円面上の交点Ｐの決定方法を例に上げて記
述してみると、(11)式を第１６図においてＰ₂₂を例にと
り、具体的数値を用いて求めてみる。今、楽譜上のある
音符にｆ（フォルテ），retento（リテヌート），ten
（テヌート）なる記号が同時に付されたとする。演奏方
法知識ベース部２から下記の数値を探索したとすると、ｆ（フォルテ）→最大打鍵強度＝Ｋ_x・MAX＝1.6 最小打鍵強度＝Ｋ_x・MIN＝1.4 ritnuto(リテヌート)→音長→最長音長＝Ｋ_y・MAX＝1.6 最短音長＝Ｋ_y・MIN＝1.2 ten(テヌート)→放鍵速度→最大放鍵速度＝Ｋ_z・MAX＝1.
1 最小放鍵速度＝Ｋ_z・MIN＝0.9 (1)，(2)，(3)式から、Ｏｃ（Ｋ_x0，Ｋ_y0，Ｋ_z0）＝Ｏｃ(1.5,1.4,1.0) を得る。

(7)，(8)，(9)，(10)式から、ａ₂＝0.02, ｂ₂＝0.04, ｃ₂＝0.02(13)を得る。点Ｐ₂₂
において、ｘ＝1.5，ｙ＝1.54にとれば、これを(11)式
に代入して容易にｚ＝1.067が得られる。即ち、Ｐ₂₂に
おいて、ｘ＝1.5＝実用打鍵強度倍率ｙ＝1.54＝実用音長倍率 …(14) ｚ＝1.067＝実用放鍵速度倍率が得られる。同様な方法でＰ₀〜Ｐ₂₃についても(14)式
のように具体的な数値を得ることができる。

さて、推論方法であるが、(9)式から次第に楕円面を拡
大していき、(12)式まで移行する訳であるが、交点Ｐの
プロット方法は、後述するように自動演奏結果と聴者の
判定とに関係するので一つの方法だけではないが、説明
を簡素化するために一例を述べると、第１５図と(9)式
から楕円面上のＰ₀〜Ｐ₅について言えば、Ｐ₀→Ｐ₁→Ｐ
₂→Ｐ₃→Ｐ₄→Ｐ₅又は、Ｐ₅→Ｐ₄→Ｐ₃→Ｐ₂→Ｐ₁→Ｐ₀
とプロットしていく。

また、第１６図と(11)式から楕円面上のＰ₆〜Ｐ₂₃につ
いて言えば、Ｐ₆→Ｐ₇→Ｐ₈→・・・→Ｐ₂₃又は、Ｐ₂₃
→Ｐ₂₂→Ｐ₂₁→Ｐ₂₀→・・・Ｐ₆とプロットしていく。

次に聴者と交点Ｐの関係について述べる。打鍵強度倍率
と、音長倍率と、放鍵速度倍率との楕円面上の交点Ｐに
おいては、次式が成立する。

（楽譜に強弱記号が無印である音符の打鍵強度）×（実
用打鍵強度倍率）＝（実際の演奏に使用する打鍵強度）
…(15) （楽譜に速度記号が無印である音符の打鍵強度）×（実
用音長倍率）＝（実際の演奏に使用する放鍵速度）…(1
6) （楽譜に演奏上の記号が無印である音符の放鍵速度）×
（実用放鍵速度倍率）＝（実際の演奏に使用する放鍵速
度）…(17) 実際の自動演奏にあたっては、上記(15)，(16)，(17)式
で自動演奏が行われる。この自動演奏を聞き終った聴者
は、キー入力によって判定を下す。この判定は、自動演
奏終了後でも、自動演奏中でもかまわない。判定の仕方
は、第１図のブロック図に示すように、キー入力部９か
らインプットする訳であるが、その一例を示すと、楽曲
の自動演奏を聞き終った聴者が、「もっと強く」，「少
し速く」というような比較的具体的表現から始まって、
前記「神秘的に」というように抽象的表現までキー入力
できる。なお、ボリュームで調整することもできる。演
奏方法知識ベース部２の中には、あらかじめ、これ等の
表現に対応する知識をもたせてある。

次に変換制御部４について説明する。変換制御部４は、
前記楽曲記憶部１の楽曲データを読出し、与えられた楽
曲に適する演奏方法を前記演奏方法推論部３によって探
索して決定し、この決定に基づき前記楽曲データの変換
を行う。また、この変換した楽曲データに基づき、前記
各表示体６を点滅させ、演奏者の誘導を行うと伴に、前
記鍵駆動手段７の駆動制御も行う。なお、鍵駆動手段７
の制御は、前記変換制御部４で行なわれ、前記表示体６
への表示信号と、打鍵検知部８の検知結果とを比較し、
表示信号を送出した後、一定時間内に打鍵されない場合
には、鍵駆動手段７を駆動させ、演奏者の援助演奏を行
うべく、自動的に打鍵を行うものである。この場合楽曲
の一部、例えば演奏困難な箇所、メロディー部又は伴奏
部等を予め設定によって自動演奏させることも可能であ
る。

また、変換制御部４は前記楽曲記憶部１の楽曲データを
読出し、前記演奏方法推論部３で決定された演奏方法に
変換する機能及びファジー理論に基づいた演奏方法に変
換する機能とを有すると共に、さらに演奏者が楽曲の演
奏をするために次々に打鍵すべき鍵を演奏者に指示する
ために後述する表示体１６₁〜１６₈₈を次々に作動され
る表示体駆動回路８０、押鍵、放鍵動作を検知する打鍵
検知回路９０と、自動打鍵回路２００と、限時回路５０
０とを形成している。

次に表示体６を構成する音符表示体１６₁〜１６₈₈及び
標識表示体１７〜２４について説明する。第２図に示す
ように、ピアノの鍵盤押え１１にはピアノの全部の白鍵
１５及び黒鍵１５′に各々対応させた音符表示体１６₁
〜１６₈₈（音符表示体は、全部を白鍵１５及び黒鍵１
５′に取付けず、演奏しようとする楽曲の演奏に必要な
鍵のみに設けてもよい）の他に、クレセンドの標識表示
体１７、デクレセンドの標識表示体１８及び演奏速度、
強弱、ペースなどの演奏上必要な各種の記号を表わした
標識表示体１７〜２４を取付ける。標識表示体１７〜２
４は後述するように表示灯、音符表示体１６₁〜１６₈₈
は各々発光ダイオードａ〜ｈから成り、鍵盤押え１１に
形成した適当な凹部中に埋設する。しかし音符表示体１
６₁〜１６₈₈は第４図に示すように白鍵１５及び黒鍵１
５′に直接取付けても差支えない。音符表示体１６₁〜
１６₈₈は後述するように、図示した例では発光ダイオー
ドａ〜ｈを音符の形状に配列して樹脂成形体中に一体に
成形している。また標識表示体１７〜２４は演奏上必要
な各種の記号を表示した透明又は半透明の箱体とその内
部に設けた適宜の表示灯例えばパイロットランプ４６と
から成っている（第３ｂ図）。標識表示体１７〜２４は
この実施例では、楽曲の一部の演奏速度を表わす記号と
してのアクセレランド(Accelerando)，ラルガンド(Larg
ando)、強弱を表わす記号としてピアノ(piano)，メッツ
オ・フォルテ(mezzo forte)，フォルテッシモ(fortessi
mo)、楽曲全体のペースを示す記号としてのアダージョ
(adagio)を表示するようにしたが、これらの記号以外
に、演奏される楽曲の種類に応じて、各種の記号を使用
し得る。

ところで、音符には音の長さを表わすため、全音符、２
分音符、４分音符、８分音符、１６分音符、３２分音符
があり、これは周知のように「おたまじゃくし」状の記
号によって表わされる。これは第３ａ図に示した８個の
発光ダイオードａ〜ｈを所定の組合わせに従って選択的
に発光させることにより可視表示する。即ち全音符は発
光ダイオードｂのみ、２分音符は発光ダイオードｂ，
ｆ、４分音符は発光ダイオードａ，ｆ、８分音符は発光
ダイオードａ，ｆ，ｃ、１６分音符は発光ダイオード
ａ，ｆ，ｃ，ｄ、３２分音符は発光ダイオードａ，ｆ，
ｃ，ｄ，ｅをそれぞれ発光させることにより表示する。
第３ａ図及び第５図に示す音符表示体１６₁において発
光ダイオードａ〜ｈは、樹脂成形体中に図示の配列に従
って埋設され、例えばダイオードａは丸形の形状を、ダ
イオードｂはその周りのリングの形状をそれぞれ具えて
いる。他のダイオードｃ〜ｈも同様に樹脂成形体中に埋
込まれている。各々の発光ダイオードａ〜ｈから８本の
リード端子と後述する＋Ｂ電圧端子を引出して（第６
図）、変換制御部４の表示体駆動回路８０に接続し、ダ
イオードａ〜ｈが表示体駆動回路８０により復号された
２進情報に従って選択的に駆動される。ｇ，ｈは付点音
符を表わす発光ダイオードである。この例では音の長さ
の異なるレベルは１４であり、２進４ビットを必要とす
る。また８８鍵の各々に音符表示体１６₁〜１６₈₈を組
合せるとして、音符表示体の数は８８となり、２進７ビ
ットを必要とする。またクレセンド記号などの標識表示
体１７〜２４を表わすのには２進３ビットが必要になる
ので、１つの音符についてその音高、音の長さ及びこの
音符についてのクレセンドその他の記号の有無を表示す
る場合、１つの音符についてのビット数は４＋７＋３＝
１４ビットになる。この１４ビットを１ブロックとし
て、楽譜の全ての音符について、演奏に必要な全てのデ
ータを楽曲記憶部１に記憶しておく。

なお、例えば５個の音符が同時に演奏されるようになっ
ている場合は、これらの音符を同時に表示体１６₁〜１
６₈₈に表示するので、必要なビット数は７×５＋４＋３
＝４２ビットになる（この場合、各音符の音の長さは同
一とする）。この他に１ブロックの区切りとして７ビッ
トのデリミッタを付加する。従ってこの４９ビットを１
ブロックとして楽曲記憶部１に記憶させる。

また、演奏に伴って後述するように、１つの音符に相当
する鍵１５又は１５′の押下げのつど、次に押下げるべ
き鍵１５又は１５′に対応する音符表示体１６₁〜１６
₈₈の発光ダイオードａ〜ｈが選択的に発光するが、他の
記号例えばクレセンド記号体１７は、クレセンドが指示
されている限り点灯されていることになる。

次に音符表示体１６₁〜１６₈₈の表示方法について説明
する。第６図において右端に示すブロックは第１図の変
換制御部４であり、このブロックのほぼ中央部には８８
本の導線が収納され、各々の導線は音符表示体１６₁〜
１６₈₈に組合せたトランジスタＴＲ₁〜ＴＲ₈₈のベース
に図示のように接続されてる。図には８８個の表示体１
６₁〜１６₈₈の内３個１６₁・１６₄₀・１６₈₈のみが図示
されているものであ。表示体１６₁のみについて説明す
ると、表示体駆動回路８０の下端の８８本の導線の内１
本が図示の極性のダイオード５０を経てトランジスタＴ
Ｒ₁のベースに接続され、ダイオード５０とトランジス
タＴＲ₁のベースとの間の点はバイアス抵抗５１を経
て、トランジスタＴＲ₁＋Ｂ電源と結ぶ導線に接続され
る。この導線は図示のように全部のトランジスタＴＲ₁
〜ＴＲ₈₈に共通になるように接続する。

表示体駆動回路８０のほぼ中央部の全部で８８本の導線
は、鍵位置指定部であり、変換制御部４の読出しによっ
て選択される鍵に対応する導線のみに電圧が加えられ、
例えばトランジスタＴＲ₁が導通する。他方、表示体駆
動回路８０の中央部に表わした８本の導線ａ′−１，
ｂ′−１，・・・ｈ′−１は各々抵抗Ｒ_1a，Ｒ_1b・・・
・・Ｒ_1hを介して表示体１６₁に接続されており、音符
長さ指定部を形成している。尚、他の表示体１６₂〜１
６₈₈例えば表示体１６₄₀，１６₈₈についても８本の導線
を各々抵抗Ｒ_40a，Ｒ_40b・・・・Ｒ_40h，Ｒ_88a，Ｒ_88b
・・・・・Ｒ_88hを介して表示体駆動回路８０の導線
ａ′−40〜ｈ′−40，ａ′〜88〜ｈ′−88に接続する。
読出されている音符が４分音符であれば、発光ダイオー
ドａ，ｆを付勢する。第７図において、音符記号体１６
₄₀の発光ダイオードａ〜ｈの陰極側は各々抵抗Ｒ_40a〜
Ｒ_40hを経て８個のエミッタ接地トランジスタ４１のコ
レクタに接続され、トランジスタ４１のベース電位は交
換制御部４により制御される。変換制御部４が記号体１
６₄₀を選択した状態で、変換制御部４から制御電圧が発
光ダイオードａ，ｈに組合されたトランジスタ４１のベ
ースに加わる。トランジスタＴＲ₄₀が前述したように導
通しているので、このトランジスタＴＲ₄₀に接続した表
示体１６₄₀において導線ａ′₄₀・ｆ′₄₀に至る発光ダイ
オードａ，ｆのみが発光して、４分音符であることを表
示する。そのため、第２図で表示体１６₄₀において４分
音符が表示されたことになり、演奏者はこの表示体１６
₄₀に対応する白鍵１５を、４分音符に相当する時間押下
げる。

なお、この押下げが所定の設定時間内になされなかった
ときは、本発明に従って後述するように自動打鍵が行な
われる。

標識表示体１７〜２４は第３ｂ図に示すように表示灯４
６を内蔵した透明又は半透明材料製の箱体として形成さ
れ、これらの表示灯４６は読出したブロックの対応する
ビットが１になった時に点灯し、０になった時消灯する
ように接続されている。

次に鍵駆動手段７、打鍵検知部８及びこれらと応動する
変換制御部４の構成、作用について説明する。打鍵検知
部８はトランスファスイッチであり弾性接触導片４３及
び４３′、接点４４及び４４′及び弾性接触導体４５で
構成するものであり、第８ａ図においては表示体１６₁
に対応する白鍵１５は押下げられてなく、第８ｂ図にお
いては表示体１６₁に対応する白鍵１５は押下げられて
いる。白鍵１５の前方部分に位置させた弾性接触導片４
３の接点４４は弾性接触導片４５と通常接触し、又弾性
接触導片４３′の接点４４′は弾性接触導片４５と通常
非接触状態にある。白鍵１５を押下げないときは、弾性
接触導片４３は＋Ｂ電源からの電流が接地電位を保って
いる弾性接触導片４５に流れ変換制御部４へは流れず２
進「０」となり、弾性接触導片４３′は＋Ｂ電源からの
電流が変換制御部４４に流れ２進「１」となる。又、白
鍵１５を押下げたときは上記と逆で、弾性接触導片４３
は＋Ｂ電源からの電流が変換制御部４に流れ２進「１」
となり、弾性接触導片４３′は＋Ｂ電源からの電流が接
地電位を保っている弾性接触導片４５に流れ変換制御部
へは流れず２進「０」となる。白鍵１５を押下げると第
８ｂ図の状態になり、弾性接触導片４３は＋Ｂ電源から
２進「１」に相当する電流が変換制御部４に流れる。

変換制御部４はこの２進信号「１」によって直ちに次の
ブロックの読出しを開始する。このブロックは、音符
（１個のみの場合と、２個以上５個以内の音符が同時に
演奏される場合とを含む）の鍵位置についてのコード化
情報を収容したブロックである。

演奏者が鍵に対応して表示された鍵を設定時間内に打鍵
しなかった場合に自動演奏される打鍵動作について説明
する。変換制御部４は読出したブロックに示された鍵が
２０番目の鍵であれば、その鍵に相当する制御端子Ｔ″
₁〜Ｔ″₈₈のうち制御端子Ｔ″₂₀を付勢する。制御端子
Ｔ″₁〜Ｔ″₈₈は、第６図に示すように、それぞれ変換
制御部４の自動打鍵回路２００から引出されている。Ｔ
Ｒ″₁〜ＴＲ″₈₈は制御端子Ｔ″₁〜Ｔ″₈₈からの制御信
号に基づいて打鍵開始及び打鍵終了の切換え動作を行う
トランジスタ、Ｌ₁〜Ｌ₈₈は前記トランジスタのＯＮ，
ＯＦＦによって励磁、非励磁動作を行うソレノイド、Ｆ
₁〜Ｆ₈₈は前記ソレノイドの励磁、非例示に応じて図中
矢印Ｓで示す方向にストローク運動する鉄心である。な
お、前記ソレノイドＬ₁〜Ｌ₈₈及び鉄心Ｆ₁〜Ｆ₈₈で鍵駆
動部７を構成する。変換制御部４による鍵駆動部７の基
本制御は、周波数変調、パルス数変調、ＰＣＭ変調、プ
ログラムコントロール変調等があるが１例として全ての
楽曲の最短音長により十分に短い矩形波を作り、その矩
形波の幅を一定とし、（矩形波の幅）対（周波数）の比
率を変化させることにより、ソレノイドＬ₁〜Ｌ₈₈にか
かる平均電圧を変化させて、打鍵強度、音長、放鍵速度
を変化させる。

これを具体的に説明すると、第１７図において、Δｔ＝
一定と定義しｔ₁≧Δｔ，ｔ₂≧Δｔ，・・・・ｔ₉≧Δ
ｔと定義する。

１／ｔ₁＝ｆ₁（ＫＨｚ），１／ｔ₂＝ｆ₂（ＫＨｚ），・
・・・・１／ｔ₉＝ｆ₉（ＫＨｚ）ここでｔ₁＞ｔ₄＞ｔ₇であれば、Δｔ＝一定であること
から、同図中(b),(d),(f)でそれぞれ表される平均電圧
は、Ｖ_Ｇ＞Ｖ_Ｄ＞Ｖ_Ａとなり、打鍵強度は、 (e)＞(c)＞(a)＞となる。又、音長の打鍵維持は、ｔ₂＝ｔ₅＝ｔ₈とすると、Δｔ＝一定であることから、
平均電圧は、Ｖ_Ｂ＝Ｖ_Ｅ＝Ｖ_Ｈとなり、Ｖ_Ｂ＝Ｖ_Ｅ＝Ｖ_Ｈ＝押鍵維持
平均電圧とする。ｔ₉＞ｔ₆＞ｔ₃であれば、Δｔ＝一定
であるから、平均電圧は、Ｖ_Ｃ＞Ｖ_Ｆ＞Ｖ_Ｉとなり、放鍵速度は(e)＞(c)＞(a)＞
となる。又、Ｔ_A,Ｔ_B,Ｔ_C・・・・Ｔ_Ｉは、打鍵強度、
音長、放鍵速度に必要な最低時間を意味する、これ等
は、鍵盤楽器の種類によって、即ち、鍵１５の機械的イ
ンピーダンスによって異なる。

以上のことから、周波数を高くすれば平均電圧が上が
り、周波数を低くすれば、平均電圧が下がることが理解
される。従って、打鍵強度、音長、放鍵速度の変化を、
Δｔのパルス幅をもつ周波数に変換でき、結果的には平
均電圧に変換される。これを具体的に説明すると、前記
(15)，(17)式及び第１７図(c)において、（楽譜に強弱記号が無印である音符の打鍵強度）＝１／
ｔ₄＝ｆ₄ （楽譜に演奏上の記号が無印である放鍵速度）＝１／ｔ
₆＝ｆ₆ とおけば、前記例題で説明した交点Ｐ₂₂を例にとれば、
(14)，(15)，(17)式から、となり周波数に実用打鍵強度倍率及び実用放鍵速度倍率
の逆数を乗ずることによって、周波数を変化させること
ができ、結局、打鍵強度、放鍵速度を変化させることが
できる。以上の一連の制御によって、専門家の見解が充
分に反映された一つの音符の自動演奏が可能となる。な
お第８ａ，８ｂ図においては鉄心Ｆを鍵１５の上方に設
けて鍵１５を引上げるように図示されているが、鉄心Ｆ
を鍵の下方に位置させ、これを突上げるようにしても勿
論差し支えない。また、前記打鍵検知部８には電圧素子
などを用いて打鍵動作の検知を行ってもよく、さらに無
接触式としてＬＥＤ等の反射光をフォトセンサによって
検知すれば光学的に検知することも可能である。

次に第６図及び第９図を参照し、表示体１６₁〜１６₈₈
によって指示された音符に対応する鍵が演奏者によって
一定時間経過しても押下げられなかった場合に自動打鍵
するための限時回路５００について説明する。時限回路
５００は、プリセット・カウンタ又はモノステーブル・
マルチバイブレータ等を用いるが、ここでは加減増幅器
を用いている。第９図において５０１は、Ａ／Ｄ変換
器、５０２はプリセットカウンター、５０３は加減抵抗
器、５０４はツェナーダイオードである。加減抵抗器５
０３により設定された分圧比による電圧は、Ａ／Ｄ変換
器において、デジタル値に変換され、プリセットカウン
ター５０２に供給されて計数される。プリセットカウン
ター５０２は、レジスターとして動作するものでも、減
算動作又は積算動作を行なうものでもよい。限時回路５
００は、変換制御部４の内部において、自動打鍵部２０
０に組合されており、プリセットカウンター５０２の計
数値が所定値に達した時にその鍵に対応したソレノイド
Ｌ₁〜Ｌ₈₈を励磁して打鍵するようになってい。即ち、
変換制御部４は、表示体１６₁〜１６₈₈の点灯と同時
に、演奏者によって設定された時間設定用加減抵抗器５
０３の設定値に従って限時回路５００を起動させる。設
定時間をｔ₁とすると、変換制御部４は時間ｔ₁以内に打
鍵があるか否かを、スイッチ状態検知回路９０によって
常にチェックする。なお時間ｔ₁は演奏者が加減抵抗器
５０３によって自由に設定できる。変換制御部４は、も
し時間ｔ₁以内に、表示体によって点灯表示された鍵を
演奏者が打鍵しなければ、自動打鍵装置２００によって
自動打鍵する。その後変換制御部４は、次に打鍵すべき
鍵に対応する表示体を点灯させ、自動打鍵が完了すると
同時に時間ｔ₁を再起動させる。

一方、時間ｔ₁以内に表示体によって点灯指示された鍵
を演奏者が打鍵すれば、変換制御部４は次の打鍵すべき
鍵に対応する表示体１６₁〜１６₈₈の点灯を行い、演奏
者の打鍵完了と同時に時間ｔ₁を再起動させる。

第１０図は、連続した３つの音符表示についてタイマー
起動中に演奏者による打鍵が全く行なわれなかった場合
を、また第１１図は最初の打鍵も、次の打鍵もタイマー
起動中に演奏者による打鍵が全て行なわれた場合を、第
１２図は、最初の音符表示に際して設定時間内に演奏者
による打鍵が行なわれ、次の音符表示に際し設定時間内
に演奏者による打鍵が行なわれなかった場合を、また第
13図は最初の音符表示に際して設定時間内に演奏者によ
る打鍵が行なわれず、次の音符表示に際して設定時間内
に演奏者による打鍵が行なわれた場合を、それぞれ示し
ている。各図において(a)，(b)，(c)，(d)，(e)は表示
体１６₁〜１６₈₈の点灯−消灯、限時回路５００の動作
−非動作、演奏者による打鍵の有無、自動打鍵による打
鍵の有無、スイッチ状態検知信号の有無をそれぞれ表わ
している。又、第１０図〜第１３図においてロジック１
はＤＣ＋５Ｖを表わし、ロジック０はＤＣ０Ｖを表わし
ている。

このように本発明に係る鍵盤楽器の演奏者誘導装置によ
れば、まず、変換制御部４が楽曲記憶部１から楽曲デー
タをアクセスすると共に、演奏方法推論部３はこのアク
セスして得られた内容を受け、この与えられた楽曲に適
する演奏方法を演奏方法知識ベース部の中から探索する
と共に推論する。これによって得られる推論された情報
に基ずき、前記変換制御部４によって前記楽曲データを
変換し、この時点における最終的な鍵駆動のためのデー
タとなり、鍵駆動手段７へ伝達される。鍵駆動手段７に
おいて、前記鍵駆動用のデータに基づいて打鍵が行われ
楽曲の演奏が行われると、聴者（演奏者）はこれを聴い
て聴者の立場から最適な演奏であるか否かを判定し、キ
ー入力部９によって判定結果を入力する。演奏方法推論
部３はキー入力部９からの判定結果と、自己の推論結果
とを同時に満足させるために更に推論を行い、次の自動
演奏に反映させる。そして次の自動演奏が行われると、
その演奏の適否を聴者が判定し、判定結果をキー入力部
９から入力するという動作を繰返し、最終的に聴者にと
って最適な自動演奏データが作成される。

このように作成された自動演奏データに基づき、前記変
換制御部４は表示体６の制御を行い、演奏者の誘導を行
う。演奏者は表示体６の誘導に従って演奏を行うが、演
奏途中で迷ったときなどに、所定の時間内に演奏のため
の打鍵を行わない場合、前記変換制御部４が検知して鍵
駆動部７の駆動制御を開始し、演奏者の援助演奏を自動
的に行う。なお、この自動演奏は前記した聴者（演奏
者）にとって最適な自動演奏データに基づいて行われる
ため、演奏者の趣向や解釈が反映された演奏となってい
る。

一方、前記打鍵検知部８から送られる打鍵信号を２進化
された楽曲演奏データとして、楽曲の進行に伴って、前
記楽曲記憶部１へ順次伝送し記憶させる。従って、前記
楽曲演奏データには演奏者と鍵駆動手段７とが行った演
奏が組合わせて記憶され、この楽曲演奏データを変換制
御部４及び鍵駆動手段７によりそのまま再生すれば、演
奏者が自分の思い通りに初めから終わりまでを全て通し
て演奏した形で再生することができる。

なお、前記援助演奏は例えばメロディー部又は伴奏部、
或いは演奏困難な箇所というように、予め設定によって
定めることも可能である。

＜効果＞本発明に係る鍵盤楽器の演奏者誘導装置は、従来のよう
に楽曲演奏データを記憶した楽曲記憶部から変換制御部
を通して表示された表示体の指示に従って次々と鍵を押
し下げて演奏していく途中に、演奏者が所定時間内に鍵
を押下げなかったならば鍵駆動手段によって自動打鍵し
ながら演奏していくだけのものとは異なり、予め専門家
等における優れた知識を入力格納された演奏方法知識ベ
ース手段から、楽曲記憶部において自動演奏しようとし
ている演奏方法を、演奏方法推論手段によって推論して
決定することにより演奏者の趣向や解釈に合った自動演
奏を行なえるようにしたものである。すなわち、従来の
自動演奏では楽曲記憶部に入力された演奏方法を変える
ことができず、したがって、演奏者において、例えば８
分音符の範囲内においてではあるが「実際に演奏されて
いるものは少し早めでこれよりもう少し遅く弾きたい」
と思ったり、ｍｆの範囲内でおいても「実際に演奏され
ているものは少し早めてこれよりもう少し遅く弾きた
い」と思ったり、ｍｆの範囲内でおいても「実際に演奏
されているものよりもう少し弱く弾きたい」と思ってい
ても変えられず、がまんして演奏するしなかったが、本
発明の演奏方法知識ベース手段と演奏方法推論手段、及
び交換制御部からなる、いわゆる人工知能を備えること
により、変えることができ、より一層演奏者の希望に沿
った演奏を可能とした。

また、本発明装置における演奏者の押鍵と放鍵を検知す
る打鍵検知手段と変換制御部とによって、上記人工知能
による自動演奏を楽曲記憶部に順次記憶・再生して、次
回の表示体と演奏の質をより一層高めることができる。

さらに、本発明の演奏方法知識ベース手段では、上記し
たように優れた知識ベースを格納しているために、従来
打鍵検知手段によって自動演奏したものをそのまま楽曲
記憶部に記憶させることにより、下手な人の演奏を常に
記憶して本来の上手な演奏方法を誘導させる機能を失な
わせるといったことがなく、初めから実際は初心者であ
るにもかかわらず、上級以上の演奏を再生できるだけで
なく常に自分の趣向に近づけて自動演奏を行なっていけ
る機能を有する。

なお、本発明装置にキー入力部を設けたことにより、楽
曲の演奏を聴いて聴者の立場から結果を判定して、例え
ばもっと神秘的に等のより高い技術へのステップアップ
を図るため、キーを入力することにより、演奏方法推論
手段によって更に神秘的な推論を行なわせることもでき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る鍵盤楽器の演奏者誘導装置の構成
を示すブロック図、第２図は前記演奏者誘導装置を８８
鍵のピアノに取付けた状態を示す概略斜視図、第３ａ図
は第２図に示した１つの音符表示体を示す斜視図、第３
ｂ図は第２図に示した１つの標識表示体の透視斜視図、
第４図は前記音符表示体をピアノの白鍵と黒鍵の各々に
直接配設した実施例を示す鍵盤部の概略斜視図、第５図
は音符表示体の一部を破断して示す上面図、第６図は音
符表示体を表示するための回路構成を示す回路図、第７
図は一つの音符表示体における各発光ダイオードの作用
を説明する回路図、第８ａ図及び第８ｂ図は打鍵検知部
及び鍵駆動部の動作状態を示す概略側面図、第９図は変
換制御部の一部を構成する時限回路のブロック図、第１
０図〜第１３図は前記時限回路の作用を説明するタイム
チャート、第１４図は演奏方法推論部で定められる三要
素を表示するための３次元座標を示すグラフ、第１５図
は第１４図で示された座標内において、或る特定要素に
関する推論範囲を３次元楕円で示すグラフ、第１６図は
第１４図に示された座標内において、楕円式に所定の拡
大係数を掛けて得られた推論範囲を３次元楕円で表示し
たグラフ、第１７図は鍵駆動に際しての動作タイミング
を示すチャートである。１……楽曲記憶部、２……演奏方法知識ベース部、３…
…演奏方法推論部、４……変換制御部、６……表示体、
７……鍵駆動手段、８……打鍵検知部。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】楽曲の音符及び各種音楽記号を楽曲データ
として格納するか、または／および、演奏された楽曲の
音符及び各種音楽記号を楽曲データとして記憶する楽曲
記憶部と、楽曲の演奏に必要な方法及び知識に関するデータを格納
する演奏方法知識ベース手段と、聴者の判定結果に基づき楽曲の演奏に適する演奏方法を
前記演奏方法知識ベース手段から探索し、推論して決定
する演奏方法推論手段と、前記演奏方法推論手段によって決定された演奏方法に基
づき、演奏者が押下げるべき鍵を誘導する表示手段と、前記演奏方法推論手段によって決定された演奏方法に基
づき、演奏者が設定時間内に前記表示手段の指示による
鍵を押下げなかった場合、前記鍵への押鍵及び放鍵動作
を行う鍵駆動手段と、前記鍵駆動手段及び前記表示手段の誘導による演奏者の
押鍵、放鍵動作を検知する打鍵検知手段と、前記楽曲記憶部の楽曲データを読出し前記演奏方法推論
手段によって決定された演奏方法に変換すると共に、該
変換された楽曲データに基づき前記表示手段及び鍵駆動
手段の制御を行う変換制御部とからなり、前記打鍵検知手段で検知された楽曲演奏データを楽曲の
進行に伴って前記楽曲記憶部へ順次記憶させると共に、
該記憶された楽曲演奏データを、前記変換制御部及び鍵
駆動手段によって再生させることを特徴とする鍵盤楽器
の演奏者誘導記憶再生装置。
【請求項２】請求項１の自動演奏の再生装置において、
聴者の判定により演奏方法推論手段を更に推論させるキ
ー入力部を備えた鍵盤楽器の演奏者誘導記憶再生装置。