JPS6361181A - 可変テンポメトロノ−ム - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、楽器の演奏練習あるいは歌唱練習の際に、テ
ンポの基準として用いるメトロノームの改良に関する。

〈従来の技術〉 従来のメトロノームは、設定されたテンポに基づいて一
定周期の拍子音を出すよう構成されている。その構造と
しては、振り子の振動によって一定周期の拍子音を得る
とともに、振り子の長さを変更することによって設定テ
ンポを可変とするものや、電気回路の発振周波数から一
定周期の拍子音を得、テンポの変更はその発振回路の定
数である電気抵抗値を、ボリュームで変化させることに
よって行うものがある。

〈発明が解決しようとする問題点〉 ところで、一定周期の拍子音は、器楽、声楽ともに基本
的な練習には有効であるが、演奏等の表現を多少でも豊
かにしようとすると、この一定周期の拍子音はむしろ邪
魔となる場合が多く、音楽表現を問うような開度の練習
には、従来のメトロノームは不向きであった。

そこで、本発明は、−旦音楽教師または練習者が楽曲に
おける刻々のテンポを手拍子または楽器演奏等の簡単な
方法で入力して記憶させておけば、あとはその記憶内容
を順次読み出して刻々のテンポに基づく信号を発生して
、入力されたテンポをそのまま再現することにより、音
楽表現までを問う高度な練習等を行うに当って有用な、
可変テンポメトロノームの提供を目的としている。

〈問題点を解決するための手段〉 上記の目的を達成するための構成を、第１図に示す基本
概念図を参照しつつ説明すると、本発明は、可聴音を電
気信号に変換する音響−電気変換手段ａと、この変換さ
れた電気信号から刻々とテンポ値を検出するテンポ値検
出手段すと、検出された各テンポ値を順次記憶する記憶
手段Ｃと、その記憶手段Ｃから順次読み出されたテンポ
値に基づいてタイミング信号を生成する信号生成手段ｄ
と、生成されたタイミング信号を可聴音に変換する電気
−音響変換手段ｅを備えたことによって特徴づけられる
。

〈作用〉 音をデータで入力された情報から、そのデータの刻々の
テンポ値が検出されて記憶手段Ｃに格納され、その内容
に基づいて入力データの刻々のテンポに従ったリズム音
が再生されることになり、楽曲の始めから終りまで随時
テンポの異なるリズム音が出力可能となる。

〈実施例〉 本発明の実施例を、以下、図面に基づいて説明する。

第２図は本発明実施例の全体構成を示すブロック図であ
る。

装置は、可聴音を電気信号に変換する音響−電気変換器
１と、その音響−電気変換部１の出力信号からテンポ値
を検出するテンポ値検出部２と、その検出されたテンポ
値を記憶するためのテンポ値記憶部３．テンポの記憶モ
ードあるいは読み出しモードを選択するための書き込み
／読み出し切換スイッチ４．この切換スイッチ４の状況
に応じてテンポ値記憶部３にテンポ値を書き込み、ある
いはテンポ値を読み出すテンポ値書き込み−読み出し部
５．読み出されたテンポ値に基づくタイミング信号を生
成するタイミング信号発生部６．および、そのタイミン
グ信号を音響信号に変換する電気−音響変換器７によっ
て構成されている。

各部の詳細説明を行う前に、システム全体の動作および
使用方法を述べる。

まず、テンポを記憶させる場合は、書き込み／読み出し
切換スイッチ４によって書き込みモードを選択する。こ
の状態で記憶させたいテンポを有する音楽等を音害−電
気変換器１に入力すると、この音楽等が電気信号に変換
され、更にこの電気信号から、刻々のテンポ値が検出さ
れてテンポ値記憶部３内に順次格納される。

リズム音再生時には、書き込み／読み出し切換スイッチ
４を読み出しモードにセットする。これにより、テンポ
値記憶部３内のテンポ値が順次読み出され、各テンポ値
に基づくタイミング信号が刻々と生成されて電気−音響
変換器７によって音響信号に変換され、先に入力された
音楽等の有する刻々のテンポに全く等しいリズム音が出
力される。

次に、各部について、詳細に説明する。

音響−電気変換器１は、通常、マイクロホンによって構
成されるが、特に楽器による振動を入力じたい場合には
振動ビックアンプを用いることができる。

テンポ値検出部２は、第３図にその機能ブロック図を示
すように構成され、実際の回路構成は例えば第４図のブ
ロック図で示される。

第３図において、リズム楽器検出部ｆは音響−電気変換
器１からのアナログ電気信号からリズム楽器の打たれた
時刻を検出すべく、リズム楽器の出力音に係るパルス列
を成形するもので、第４図におけるプリンアンプ２１．
第１の低域濾波器２２゜全波整流器２３．第２め低域濾
波器２４およびピーク検出器２５によって構成すること
ができる。

すなわち、第４図に示すように、入力された音楽の電気
変換信号は、プリンアンプ２１によって増幅され、第１
の低域濾波器２２を介して全波整流器２３に入力される
。全波整流器２３の出力は、その波形の振幅のエンベロ
ープを求めるための第２の低域濾波器２４を経て、ピー
ク検出器２５に導かれる。

プリンアンプ２１は、入力された音楽信号のしベル変動
の影ツを受けにくくするために、自動利得調整機能を有
するものを用いることが望ましい。

第１の低域濾波器２２は、入力信号から低域リズム楽器
による出力音部分のみを抽出し得るよう、１００〜２５
０１１ｚのカットオフ周波数を持っている。この第１の
低域濾波器２２と全波整流器２３によって抽出された、
低域リズム楽器の出力音に係る信号の振幅のエンベロー
プを得るための第２の低域濾波器２４のカットオフ周波
数は、１０〜３０Ｈｚが適当である。この第２の低域濾
波器２４により得られた低域リズム楽器の出力音の振幅
エンベロープのピーク値が、次段のピーク検出器２５に
よって検出されることになり、このピーク検出器２５の
出力は、低域リズム楽器が打たれた時刻に対応する、リ
ズム信号パルス列となる。このパルス列はマイクロコン
ピュータ２６に採り込まれる。第３図におけるリズム楽
器信号登録部ｇ１周期検出部り１位相検出部ｉおよびテ
ンポ値出力部ｊは、このマイクロコンピュータ２６によ
って構成される。

リズム楽器信号登録部ｇは、上述したリズム信号パルス
列からその各パルス信号の入力時刻データをメモリに登
録する。

周期検出部りは、リズム楽器信号登録部ｇにより登録さ
れた各パルスの入力時刻から、各パルス間の時間間隔を
算出して、ヒストグラムを作成する。これは、−ａにリ
ズム楽器が周期性をもって演奏され、楽曲の１小節、つ
まりヒストグラムにおける１周期の整数倍の時間の区間
がピークになる性質を用いている。

第５図はこの周期検出部りの作用を説明する図で、過去
から現在までＰ６からＰＯのパルスが登録されている状
態を示している。ここでパルスＰＯからＰｌまでの時間
、ＰＯからＰ２までの時間、同様にｐｏからＰ３．ＰＯ
からＰ４．ＰＯからＰ５゜ＰＯからＰ６までの時間をデ
ータとして、ヒストグラムの該当する区間を更新する。

これをパルスが入力されるごとに行うと、第６図のよう
なヒストグラムが作成される。このヒストグラムにおい
て、時間間隔が小さい側から最大度数である区間を探索
することにより、周期の概数を表わす時間が得られる。

但し、特定の場合において上記のピークが周期を示さな
い場合がある。それは等間隔にパルスが入った場合でヒ
ストグラムのピークは１拍の時間を表わす。これを避け
るために周期の許容範囲を定め周期の確認を行う。周期
の許容範囲は音楽の周期が一般にある範囲内であること
を用いる。リズム認識の対象とする音楽の種類によって
も違うが、例えば１拍０．４１秒から０．８２秒と制限
し、３拍子ならば１．２３〜２．４６秒、４拍子ならば
１．６４〜３．２８秒の範囲でヒストグラムのピークを
探索することによって周期の制限を行う。この周期の確
認の概念図を第７図に示す。この例では予め４拍子であ
る旨インプットされており、仮定された周期を示すヒス
トグラムのピーク３について４拍子らしいか３拍子らし
いか５拍子らしいか確認を行う。ピーク３の１／３．２
／３のポイントにヒストグラムのピークがあるか、１／
４．２／４．３／４のポイントにヒストグラムのピーク
があるか、１１５゜２１５．３１５．４１５のポイント
にヒストグラムのピークがあるか確認する。もし、ｎ　
／　３のポイントにヒストグラムがあれば３拍子らしく
、ｎ　／　４のポイントにヒストグラムがあれば４拍子
らしく、ｎ　／　５のポイントにヒストグラムがあれば
５拍子らしくなる。一番確からしい拍子が与えられた音
楽の拍子であれば、その区間の時間が周期の概数である
と決定する。違えば次に大きなピーク４について同様な
処理を行ない周期の概数を決定する。

ヒストグラムから周期の概数を求めたあと登録されたパ
ルスとパルスの時間間隔からその周期の概数をしめずヒ
ストグラムの１区間に入る時間のものを求め、それを実
際の周期とする。ここで求まった周期は、その時点での
テンポに係る情報となる。

位相検出部ｉにおける処理の概念図を第８図に示す。既
に音楽の拍子と周期が分かっているので、一番最近のパ
ルスＰＯから１周期の範囲で検出する。この例は４拍子
の場合でありデータとして３周期分がある場合の例で、
まずパルスＰＯから３周期から１周期用いた２周期過去
まで１／４周期ずつさかのぼったところがリズム楽器の
打たれた時刻を示すパルス合致（マツチング）するか確
認する。またパルスＰ１についても同様にパルスＰＩか
ら２周期過去までさかのぼってマツチングするか確認す
る。パルスＰＯからさかのぼったところでマツチングし
た数がパルスＰ１からさかのぼったところでマツチング
した数より少なくなければ、そのパルスＰＯを１拍目と
する。

テンポ値出力部ｊでは、位相検出部ｉによって得られた
１拍目の時刻を基準に、周期検出部りで求めた周期ごと
に、１小節の周期、つまりテンポ値の逆数を出力し、第
２図に示したテンポ値書き込み−読み出し部５に供給す
る。

さて、第２図に戻って、書き込み／読み出し切換スイッ
チ４により書き込みモードが選択されている場合、テン
ポ値書き込み−読み出し部５はテンポ値検出部２から１
小節ごとに出力される１小節の時間を順次テンポ値記憶
部３に出力する。

テンポ値記憶部３は、入力される１小節の時間データを
スタートアドレスＯからデータが入力されるごとに入力
アドレスをインクリメントしながら記憶してゆく。例え
ば、最もテンポが速いときに１分間に拍数が２００ある
とすると、４拍子の曲では１分間に５０小節となり、５
分間の演奏時間では２５０個のデータを記憶することに
なる。

また、４拍子の場合、８ビツトのデータで１拍の精度を
５ｍ５ｅｃとすると、１小節を’ｌ　Ｑ　ｍ５ｅｃから
５．１　ｓｅｃまでの範囲で表わすことができる。

書き込み／読み取り切換スイッチ４が読み出しに設定さ
れている読み出しモードにおいては、テンポ値書き込み
−読み出し部５は上述した１小節の時間を順次テンポ値
記憶部３から読み出す。

テンポ値記憶部３は、記憶している１小節の時間データ
を、スタートアドレスＯからデータを出力するごとに出
力アドレスをインクリメントしながら出力する。

テンポ値書き込み−読み出し部５の処理は、テンポ値記
憶部３から１小節のデータを読み出し、その時間だけタ
イミング信号発生部６でタイミングをとって待った後、
次のデータを読み出し、そのデータによる時間だけ同様
にタイミングをとって待つ、この繰り返しである。

読み出されたデータをもとにタイミング信号発生部６で
は、１小節および１拍のタイミング信号を生成して出力
する。第９図はそのタイミング信号発生部６の回路構成
例で、第１０図はその出力信号波形の例を示す図である
。

第９図に示す例においては、入力された１小節の時間デ
ータはラッチ６１にラッチされる。ラッチ６１は１小節
を示すパルスＡを生成するダウンカウンタ６２にはその
内容をそのまま、１拍を示すパルスＢを生成するダウン
カウンタ６３にはその内容を例えば１７４倍したデータ
すなわち１拍データを、それぞれロードする。ダウンカ
ウンタ６２゜６３は、データがロード値からクロックに
よりカウントダウンされてキャリがたったとき、再度デ
ータがロードされ、このロード値を同様にカウントダウ
ンすることを繰り返す。ラッチ６１のデータは、フリッ
プフロップ６４からの出力信号によって更新される。そ
のタイミングはダウンカウンタ６２にデータがロードさ
れた後である。以上のようにして、第１０図に図示する
ような１小節を示すタイミングパルスＡと、１拍を示す
タイミングパルスＢとが得られる。

電気−音響変換器７では、タイミング信号発生部６から
の出力をなんらかの音響信号に変換する。

その回路構成例を第１１図に示す。この例では、発振周
波数の異なる２種の正弦波発振器７１および７２を備え
、その各出力をそれぞれタイミング信号発生部６からの
タイミングパルスＡおよびＢをゲート信号とするアナロ
グスイッチ７３および７４に入力して、第１２図に示す
ような出力波形を得る。そして、この出力をパワーアン
プ７５で増幅してスピーカ７６を駆動し、音響信号を生
成している。

第１３図に電気−音響変換器７の他の構成例を示す。こ
の例では、リズム音を太鼓によって発生させている。す
なわち、タイミング信号発生部６からのタイミングパル
スＡ、Ｂを、それぞれソレノイド７０１，７０２を駆動
できるように増幅器′７０３．７０４で増幅し、大きさ
の異なる太鼓７０７０６をタイミングパルスＡ、Ｂでそ
れぞれに対応するスティック７０７，７０８でたたける
よう構成している。

なお、以上説明した実施例では、記録できる曲数が１曲
の場合について説明したが、例えば〔表〕に示すように
、スイッチ等を用いてテンポ値記憶部３でのスタートア
ドレスを設定し得るよう構成すれば、複数の曲を記憶す
ることができる。

〔表〕

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によれば、音楽等を入力す
ることにより、その音楽等のテンポを刻々と検出して記
憶し、再生時には入力された音楽５、等の刻々のテンポ
に応じたリズム音が発生されるので、音楽表現までをも
考慮に入れた高度な練習を行うことができる。あるいは
、数人のグループで楽器演奏の練習を行う場合に、集ま
って練習した際の楽曲を入力しておけば、その入力され
た楽曲のテンポを用いて個人練習を行うことによって、
グループで練習するのと同じ効果を得る。しかも、テン
ポを記憶させるに当っては、単に音楽等を入力するだけ
でよく、特別な訓練等を必要とせず誰れでも行うことが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示す基本概念図、第２図は本発
明実施例の全体構成を示すブロック図、 第３図はそのテンポ値検出部２の構成を示す機能ブロッ
ク図、 第４図はその回路構成例を示すブロック図、第５図乃至
第７図はそれぞれ第３図における周期検出部りの作用説
明図、 第８図は第３図における位相検出部ｉにおける処理の概
念図、 第９図はタイミング信号発生部６の回路構成例を示すブ
ロック図、 第１０図はその出力信号波形の例を示す図、第１１図は
電気−音響変換器７の回路構成例を示すブロック図、 第１２図はその出力波形の例を示す図、第１３図は電気
音響変換器７の他の構成例を示す図である。 １−音響−電気変換器 ２−テンポ値検出部 ３−テンポ値記憶部 ４−書き込み／読み出し切換スイッチ ５−テンポ値書き込み−読み出し部 ６−タイミング信号発生部 ７−電気−音響変換器 特許出願人　　　　シャープ株式会社 代　理　人　　　　弁理士　西１）新 第１図 第５図 Ｐ６　　　　　ｐ５ρ’ｉｔ　　　　　ｐ３ｐｚ　　　
　　ｐｒ　　ｐ。 第６図 現　　　　　　　　　　　　　　　　痺唾啼五 躊 よ・１ 第７図 Ｈ−向謄麻漕一← ヒストク゛ラム　　　ξ−りｆＩ：−り２　　　　ビー
２３　　　と−り〃５岑分　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ん音
度Ｏ第９図 ２０・・り 第１０図 Ａ　　　。 ２イミ功′／（ル人　　第１１図 第１２図 タイミシク）侃スＡ ７（ミリ２入０ルλＢ タゴ７７オ形 第１３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 可聴音を電気信号に変換する音響−電気変換手段と、こ
   の変換された電気信号から刻々とテンポ値を検出するテ
   ンポ値検出手段と、検出された各テンポ値を順次記憶す
   るための記憶手段と、その記憶手段から順次読み出され
   たテンポ値に基づいてタイミング信号を生成する信号生
   成手段と、生成されたタイミング信号を可聴音に変換す
   る電気−音響変換手段を備えてなる、可変テンポメトロ
   ノーム。