WO2020217489A1 - チューニング装置 - Google Patents

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audio
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上野　正人
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ローランド株式会社
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    • G10H3/186—Means for processing the signal picked up from the strings

Definitions

  • the present invention relates to a technique for tuning a musical instrument.
  • Patent Documents 1 and 2 disclose a device that visually displays how much the frequency of the sound output from the target musical instrument deviates from the frequency of the reference sound.
  • the tuning state of an electronic musical instrument can be intuitively grasped.
  • the operator since the state is notified by the light emitting element or the liquid crystal screen, the operator needs to always pay attention to the device during the tuning work in order to grasp the hierarchical relationship between the sound output by the musical instrument and the reference sound. There is. That is, there is a problem in improving usability.
  • the present invention has been made in consideration of the above problems, and an object of the present invention is to provide a technique for intuitively notifying the difference between the pitch of the sound output by the musical instrument and the pitch of the reference sound.
  • the tuning device is When the signal acquisition means for acquiring the audio signal, the comparison means for comparing the frequency of the audio signal with the reference frequency corresponding to the audio signal, and the frequency of the audio signal are lower than the reference frequency.
  • the tuning device determines the hierarchical relationship between the frequency of an audio signal (for example, a musical sound signal acquired from an electronic musical instrument) and the reference frequency corresponding to the audio signal, and generates the sound signal based on the hierarchical relationship.
  • an audio signal for example, a musical sound signal acquired from an electronic musical instrument
  • the frequency of the audio signal is a frequency corresponding to the sound included in the audio signal (for example, representing the sound), and is a frequency obtained by evaluating the audio signal by an arbitrary evaluation method. Point to. Therefore, the audio signal does not necessarily have to contain only a single frequency component.
  • first and second audio signals are audio signals generated in each first cycle, and the first cycle is a value correlated with the difference between the frequency of the audio signal and the reference frequency. It may be characterized by being.
  • the generation means resets the count of the first cycle and immediately starts the generation of the first or second audio signal. May be a feature.
  • the current situation is obtained by resetting the first cycle and immediately generating an audio signal when the operator strikes or picks a key. Can be communicated to the operator more quickly.
  • the rising timing of the audio signal can be, for example, a timing at which the level of the audio signal exceeds a predetermined value.
  • first and second audio signals are a combination of two or more sounds having different pitches, and the combination of the first audio signal and the second audio signal having opposite pitches. It may be characterized by taking.
  • the first and second audio signals may be sweep sounds that continuously connect two or more sounds having different pitches, and may preferably be exponential chirp signals. By changing the pitch exponentially, the vertical direction can be notified more clearly.
  • the generation means may generate a third audio signal different from the first and second audio signals. .. According to such a configuration, it is possible to notify the operator by voice that the pitch has reached the ideal state.
  • the generating means is characterized in that the audio signal after the effect is imparted and the first or second audio signal are mixed. May be.
  • the tuning device is When the signal acquisition means for acquiring the audio signal, the comparison means for comparing the frequency of the audio signal with the reference frequency corresponding to the audio signal, and the frequency of the audio signal and the reference frequency do not substantially match.
  • the present invention can also be specified as a device for notifying the magnitude of the frequency deviation width by voice.
  • the signal acquisition means may be characterized in that the audio signal is acquired from a musical instrument whose pitch can be continuously adjusted according to the tuning operation amount.
  • the present invention can be specified as a tuning device including at least a part of the above means. It can also be specified as a method performed by the tuning device. It can also be specified as a program for executing the method.
  • the above processes and means can be freely combined and carried out as long as there is no technical contradiction.
  • the electronic musical instrument system includes a transmitter 10 that wirelessly transmits an audio signal output by the electronic musical instrument, and an audio output device 20 that receives, amplifies, and outputs the wirelessly transmitted audio signal. It is composed.
  • FIG. 1 shows an overall configuration diagram of an electronic musical instrument system according to the present embodiment.
  • the transmitter 10 is a portable device that is connected to a portable electronic musical instrument having a performance controller (electronic guitar 30 in this embodiment) and wirelessly transmits an audio signal output by the electronic musical instrument.
  • FIG. 2 is a diagram showing the appearance of the transmitter 10. As shown, the transmitter 10 can be connected to an electronic musical instrument by a phone plug having a three-pole connection terminal. When the transmitter 10 is inserted into the audio output terminal (phone jack) of the electronic musical instrument, the physical switch (power switch) is turned on, the audio signal is acquired from the electronic musical instrument, and the transmitter 10 is transmitted wirelessly.
  • the electronic guitar 30 has a plurality of strings and a pickup that detects the vibration of the strings, detects the vibration of the strings by the pickup, converts it into an electric signal (audio signal), and outputs it.
  • the electronic guitar 30 outputs an audio signal to the transmitter 10 via the phone jack.
  • the output audio signal is modulated and wirelessly transmitted by the transmitter 10, received and demodulated by the audio output device 20 which is a headphone device, and output.
  • the transmitter 10 includes a CPU (Central Processing Unit) 101, a ROM 102, a RAM 103, a connection unit 104, and a wireless transmission unit 105. These means are driven by power supplied by a rechargeable battery (not shown).
  • a rechargeable battery not shown.
  • the CPU 101 is an arithmetic unit that controls the control performed by the transmitter 10.
  • the ROM 102 is a rewritable non-volatile memory.
  • the ROM 102 stores a control program executed by the CPU 101 and data used by the control program (for example, a frequency used for transmitting a musical tone signal).
  • the RAM 103 is a memory in which a control program executed by the CPU 101 and data used by the control program are expanded.
  • the program stored in the ROM 102 is loaded into the RAM 103 and executed by the CPU 101 to perform the processes described below.
  • the configuration shown in FIG. 3 is an example, and all or a part of the illustrated functions may be executed by using a circuit designed exclusively for the present invention. Further, the program may be stored or executed by a combination of a main storage device and an auxiliary storage device other than those shown in the figure.
  • the connection unit 104 is an interface (for example, a 2-pole or 3-pole phone plug) for physically connecting the transmitter 10 and the electronic guitar 30.
  • the connection unit 104 has the connection terminal shown in FIG. 2, and is configured to be able to acquire an audio signal from the electronic guitar 30 when connected to the electronic guitar 30.
  • a power switch is arranged near the connection terminal of the connection unit 104, and the power switch is pressed by inserting the plug.
  • the wireless transmission unit 105 is a wireless communication interface that transmits signals wirelessly.
  • the wireless transmission unit 105 transmits the audio signal output by the electronic guitar 30 to the audio output device 20.
  • Each of the above-mentioned means is communicably connected by a bus.
  • the audio output device 20 is a headphone-type device that amplifies and outputs an audio signal wirelessly transmitted from the transmitter 10.
  • the audio output device 20 has a function of (1) performing predetermined processing (such as adding a sound effect) to the received audio signal, amplifying and outputting the signal, and (2) an electronic musical instrument based on the received audio signal. It has a function to perform tuning. The two functions can be switched by the operation performed by the operator.
  • the audio output device 20 includes a wireless receiver 201, a DSP 202, a ROM 203, a RAM 204, an amplifier 205, and a speaker 206. These means are driven by power supplied by a rechargeable battery.
  • the wireless receiving unit 201 is a wireless communication interface that receives a signal transmitted from the transmitter 10.
  • the wireless receiving unit 201 is wirelessly connected to the wireless transmitting unit 105 included in the transmitter 10 and receives the audio signal output by the electronic guitar 30.
  • DSP202 is a microprocessor specialized in digital signal processing.
  • the DSP 202 performs processing specialized for processing an audio signal. Specifically, the signal acquired via the wireless reception unit 201 is decoded to acquire the audio signal, and the effect is imparted as necessary.
  • the audio signal output from the DSP 202 is converted into an analog signal, amplified by the amplifier 205, and then output from the speaker 206. Further, the DSP 202 is configured to be able to execute the tuning process described in the present specification. The specific processing will be described later.
  • ROM 203 is a rewritable non-volatile memory.
  • the ROM 203 stores the control program executed in the DSP 202 and the data used by the control program. Examples of the data stored in the ROM 203 include a frequency and a channel list when the voice output device 20 and the transmitter 10 perform wireless communication.
  • information necessary for tuning for example, information on a reference frequency (described later with reference to FIG. 7)) and the like can be mentioned.
  • the RAM 204 is a memory in which a control program executed by the DSP 202 and data used by the control program are expanded.
  • the program stored in the ROM 203 is loaded into the RAM 204 and executed by the DSP 202 to perform the processes described below.
  • the configuration shown in FIG. 4 is an example, and all or a part of the illustrated functions may be executed by using a circuit designed exclusively for the present invention. Further, the program may be stored or executed by a combination of a main storage device and an auxiliary storage device other than those shown in the figure.
  • the DSP 202 includes each functional block of a musical tone signal input unit 2021, an effector 2022, a determination sound generation unit 2023, a function selection unit 2024, a volume setting unit 2025, and a sound emission unit 2026. These functional blocks may be realized by executing the corresponding program module in DSP202.
  • the musical tone signal input unit 2021 acquires and decodes the musical tone signal received via the wireless reception unit 201.
  • the decoded signal is input to the effector 2022 and the determination sound generation unit 2023.
  • the musical tone signal is used as a term indicating both an analog signal and a digital signal.
  • the effector 2022 gives an effect to the input musical tone signal.
  • the effector 2022 has a plurality of built-in effect units, and can impart predetermined effects such as chorus (Chorus), phaser (Phaser), tremolo (Tremolo), and vibrato (Vibrato) to the musical tone signal.
  • the determination sound generation unit 2023 performs tuning based on the input musical tone signal. Specifically, a frequency for comparison (hereinafter referred to as a reference frequency) is determined based on the input musical tone signal, and the frequency of the musical tone signal is compared with the reference frequency. For example, when it is recognized that the input musical tone signal corresponds to the scale of A4, it is determined that the comparison is performed by the frequency of 440 Hz, and both are compared. Then, based on the result of the comparison, a signal sound (hereinafter, a determination sound) representing the result of the comparison is generated.
  • the determination sounds are of the following three types.
  • the function selection unit 2024 switches between the active / inactive state of the determination sound generation unit 2023.
  • the function selection unit 2024 switches the active / inactive state of the determination sound generation unit 2023 based on the operation performed by the operator via a switch (not shown).
  • the determination sound generation unit 2023 when the determination sound generation unit 2023 is activated, that is, when the tuning function is selected to be enabled, the determination sound generation unit 2023 causes the determination sound (first to first) as described above. One of the three judgment sounds) is generated.
  • the generated determination sound is mixed with an audio signal (hereinafter referred to as the original sound) that has passed through the effector 2022 and output.
  • the determination sound generation unit 2023 when the determination sound generation unit 2023 is inactive, that is, when the tuning function is selected to be invalidated, the determination sound generation unit 2023 does not perform the processing. In this case, only the audio signal (original sound) that has passed through the effector 2022 is output.
  • the volume setting unit 2025 attenuates the audio signals output by the determination sound generation unit 2023 and the effector 2022 based on the user's operation.
  • the sound emitting unit 2026 outputs the audio signal output by the effector 2022 and the audio signal output by the determination sound generation unit 2023.
  • the output audio signal is emitted via the amplifier 205 and the speaker 206.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a functional block included in the determination sound generation unit 2023.
  • FIG. 7 is a flowchart of processing performed by the determination sound generation unit 2023 in the active state.
  • step S11 it is determined whether or not a musical tone signal is detected. If a negative determination is made here (for example, when the signal level is equal to or lower than a predetermined value), the process waits until a musical tone signal is detected. If the determination is affirmative in step S11, the process proceeds to step S12, and the frequency f1 corresponding to the musical tone signal and the reference frequency fb for comparison are determined.
  • the reference frequency determination unit 32 first estimates the original scale of the musical tone signal. For example, a frequency component is extracted by Fourier transforming the musical tone signal, and the frequency f1 corresponding to the musical tone signal is specified based on the extracted frequency component. When there are a plurality of peaks of the frequency component, the main frequency may be specified by a predetermined method.
  • FIG. 8 is an example of data (hereinafter, frequency data) for determining a reference frequency from the frequency corresponding to the musical tone signal.
  • frequency data data for determining a reference frequency from the frequency corresponding to the musical tone signal.
  • the pitch closest to the musical tone signal can be estimated.
  • the reference frequency fb corresponding to the estimated scale is determined. For example, if the estimated pitch is A4, 440 Hz is selected as the reference frequency.
  • the frequency data shown in FIG. 8 may be stored in ROM 203 in advance.
  • the scale is set to one octave, but the frequency data is not limited to this.
  • the tuning target is a piano
  • frequency data in which the pitch and frequency of 88 strings are associated with each other may be used.
  • the tuning target is a bass
  • frequency data in which the pitch and frequency of the four strings are related to each other may be used.
  • the tuning target is a guitar
  • frequency data in which the pitch and frequency of the 6th string are associated with each other may be used.
  • a plurality of frequency data may be stored.
  • the reference frequency determination unit 32 may select the frequency data to be used based on the instruction of the operator. Further, the connected musical instrument may be automatically determined and the frequency data to be used may be selected.
  • the comparison unit 31 compares the frequency of the musical tone signal with the reference frequency, and classifies them into three patterns of “low”, “substantially the same”, and “high” (step S13). Although substantially the same range can be used as a design value, it is preferable to set it to a range in which tuning is considered to be musically established.
  • the process proceeds to step S14A to generate and output the first determination sound.
  • the selection unit 33 selects the first determination sound generation unit 34, and the first determination sound generation unit 34 generates the first determination sound.
  • step S14C When the frequency of the musical tone signal is higher than the reference frequency (or a predetermined range set based on the reference frequency), the process proceeds to step S14C to generate and output the second determination sound.
  • step S14C the selection unit 33 selects the second determination sound generation unit 35, and the second determination sound generation unit 35 generates the second determination sound.
  • step S14B When the frequency of the musical tone signal is substantially the same as the reference frequency (or is within a predetermined range set based on the reference frequency), the process proceeds to step S14B to generate a third determination sound and output it. To do.
  • step S14B the selection unit 33 selects the third determination sound generation unit 36, and the third determination sound generation unit 36 generates the third determination sound.
  • step S15 after waiting for a predetermined time, the process is shifted to step S11. As a result, the determination sound can be output intermittently.
  • the first determination sound is preferably a sound that can be intuitively understood that the frequency of the sound currently being pronounced is lower than the reference frequency. For example, by outputting two types of beep sounds having different pitches in the order of low to high, it is possible to convey to the operator that the pitch should be raised.
  • the second determination sound is preferably a sound that can be intuitively understood that the frequency of the sound currently being pronounced is higher than the reference frequency. For example, by outputting two types of beep sounds having different pitches in the order of high ⁇ low, it is possible to convey to the operator that the pitch should be lowered.
  • the combination of pitches of the judgment sounds is not limited to the examples.
  • the judgment sound does not have to be a combination of independent beep sounds.
  • a sound weep sound
  • the pitch of the sweep sound changes in proportion to time, but the rate of change is not limited to the linear function.
  • the pitch may change exponentially with time, such as an exponential chirp. According to such a configuration, it is possible to give the operator the impression that the pitch moves up and down linearly.
  • the third determination sound is a sound that can be intuitively understood that the frequency of the sound currently being pronounced substantially matches the reference frequency. For example, by outputting a beep sound whose pitch does not change, it is possible to convey that tuning is completed. (Example of third judgment sound) Phi Phi ... Phi Phi ... Phi Phi ...
  • the sounding interval (first cycle) of the determination sound in the above example changes depending on the predetermined time in step S15.
  • the tuning device outputs different determination sounds based on the result of comparing the frequency of the musical tone signal acquired from the musical instrument with the reference frequency. According to such a form, it is possible to intuitively understand the direction to be adjusted (whether the pitch should be adjusted to be raised or lowered). Further, since the musical sound signal that has passed through the effector and the determination sound are mixed and output, tuning can be performed while listening to the actually obtained performance sound.
  • the tuning device can be suitably applied to the tuning of musical instruments whose pitch can be continuously adjusted according to the amount of operation.
  • a stringed instrument such as a guitar, a bass, or a piano
  • the state can be notified only by voice, so that the operator can concentrate on the work.
  • the second embodiment is an embodiment in which a predetermined time in step S15 is variable.
  • the hardware configuration of the audio output device 20 according to the second embodiment is the same as that of the first embodiment, and only the processing executed by the determination sound generation unit 2023 is different.
  • the determination sound generation unit 2023 determines the predetermined time in step S15, that is, the sound generation interval of the determination sound, based on the "deviation width between the frequency of the musical tone signal and the reference frequency".
  • FIG. 9 is a diagram for explaining the pronunciation interval of the determination sound.
  • the control is performed so that the sounding interval becomes longer.
  • the relationship between the deviation width and the pronunciation interval can be defined as shown in FIG. 10, for example.
  • Such data may be stored in ROM 203 in advance.
  • the operator can be notified by voice of the magnitude of the difference between the frequency of the musical tone signal and the reference frequency.
  • the control is performed so that the larger the deviation width is, the longer the sounding interval is, but the larger the deviation width is, the shorter the sounding interval may be. That is, the sounding interval may correlate with the difference between the frequency of the musical tone signal and the reference frequency.
  • the third embodiment is an embodiment in which an audio signal representing a reference frequency is further output in addition to the determination sound.
  • FIG. 11 is a functional block diagram of the audio output device 20 (DSP202) according to the third embodiment.
  • the DSP 202 is further provided with a reference sound generation unit 2027.
  • the reference sound generation unit 2027 generates an audio signal (hereinafter, a reference sound, for example, a sine wave) corresponding to the reference frequency determined by the determination sound generation unit 2023.
  • the reference sound is mixed with the determination sound and the original sound, and is output via the sound emitting unit 2026.
  • the function selection unit 2024 is configured so that the active state of the determination sound generation unit 2023 and the active state of the reference sound generation unit 2027 can be switched simultaneously or individually. For example, selections such as “only the determination sound generation unit 2023 is activated” and “the determination sound generation unit 2023 and the reference sound generation unit 2027 are activated” can be made.
  • the operator since the operator can listen to the original sound and the reference sound at the same time, it becomes easier to grasp the direction in which the adjustment should be made.
  • the standby is performed for a predetermined time in step S15, but when a new rise (attack) of the musical tone signal is detected during the standby, the standby is interrupted and the determination in step S13 is started immediately. It may be.
  • the rising timing of the musical tone signal may be, for example, the timing at which the level of the musical tone signal exceeds a predetermined value. According to such a configuration, when the operator hits a key or picks, a determination sound is immediately output, so that the deviation width can be notified more quickly and intuitively.
  • Transmitter 20 Audio output device 30: Electronic guitar 101: CPU 102, 203: ROM 103, 204: RAM 104: Connection unit 105: Wireless transmitter unit 201: Wireless receiver 202: DSP 205: Amplifier 206: Speaker

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Abstract

取得したオーディオ信号に基づいて、チューニング状態を音声によって通知する装置。前記オーディオ信号を取得する信号取得手段と、前記オーディオ信号の周波数と、前記オーディオ信号に対応する基準周波数とを比較する比較手段と、前記オーディオ信号の周波数が前記基準周波数を下回っている状態にある場合に第一の音声信号を生成し、前記オーディオ信号の周波数が前記基準周波数を上回っている状態にある場合に、前記第一の音声信号とは異なる第二の音声信号を生成する生成手段と、を有する。

Description

チューニング装置
　本発明は、楽器のチューニングを行う技術に関する。
　電子楽器の分野において、楽器から出力された楽音信号に基づいて調律（チューニング）を行う装置が知られている。例えば、特許文献１および２には、対象の楽器から出力された音の周波数が、基準音の周波数に対してどの程度ずれているかを視覚的に表示する装置が開示されている。
特開２００９－８６４４３号公報 特開２００４－５３７７９号公報
　特許文献１および２に記載の発明によると、電子楽器のチューニング状態を直感的に捉えることができる。一方で、当該発明では、発光素子や液晶画面によって状態を通知するため、操作者は、楽器が出力する音と基準音との上下関係を把握するため、チューニング作業中において常に装置を注視する必要がある。すなわち、ユーザビリティの向上という点において課題があった。
　本発明は上記の課題を考慮してなされたものであり、楽器が出力する音の高さと、基準音の高さのずれを直感的に通知するための技術を提供することを目的とする。
　本発明に係るチューニング装置は、
　オーディオ信号を取得する信号取得手段と、前記オーディオ信号の周波数と、前記オーディオ信号に対応する基準周波数とを比較する比較手段と、前記オーディオ信号の周波数が前記基準周波数を下回っている状態にある場合に第一の音声信号を生成し、前記オーディオ信号の周波数が前記基準周波数を上回っている状態にある場合に、前記第一の音声信号とは異なる第二の音声信号を生成する生成手段と、を有する。
　本発明に係るチューニング装置は、オーディオ信号（例えば、電子楽器から取得した楽音信号）の周波数と、当該オーディオ信号に対応する基準周波数との上下関係を判定し、当該上下関係に基づいて、生成する音声信号を異ならせる。
　かかる構成によると、オーディオ信号の周波数と基準周波数との上下関係を音声のみによって操作者に通知することが可能になるため、装置を注視する必要がなくなり、ユーザビリティを向上させることができる。
　なお、本明細書において、オーディオ信号の周波数とは、オーディオ信号に含まれる音に対応する（例えば、音を代表する）周波数であって、任意の評価法によってオーディオ信号を評価して得られる周波数を指す。従って、オーディオ信号は、必ずしも単一の周波数成分のみを含んでいる必要はない。
　また、前記第一および第二の音声信号は、第一の周期ごとに生成される音声信号であり、前記第一の周期は、前記オーディオ信号の周波数と前記基準周波数との差に相関した値であることを特徴としてもよい。
　かかる構成によると、周波数の上下関係に加え、当該周波数の差がどれほど開いているか（ずれ幅がどの程度あるか）を音声によって通知することが可能になる。
　また、前記信号取得手段が前記オーディオ信号の立ち上がりを検出した場合に、前記生成手段は、前記第一の周期のカウントをリセットし、前記第一または第二の音声信号の生成を直ちに開始することを特徴としてもよい。
　例えば、オーディオ信号が、電子楽器から出力された楽音信号である場合、操作者が打鍵やピッキングを行った場合に、第一の周期をリセットして音声信号を直ちに生成することで、現在の状況をより迅速に操作者に伝えることができる。オーディオ信号の立ち上がりタイミングは、例えば、オーディオ信号のレベルが所定値を上回ったタイミングとすることができる。
　また、前記第一および第二の音声信号は、異なる音程を持つ二つ以上の音の組み合わせであり、前記第一の音声信号と前記第二の音声信号とで、前記音程が逆の組み合わせをとることを特徴としてもよい。
　例えば、「高→低」「低→高」といったように、異なる音程を持つ音の組み合わせを設けることで、オーディオ信号の周波数が、基準周波数に対して低い状態であるか、高い状態であるかを直感的に通知することができる。
　なお、異なる音程を持つ二つ以上の音は、必ずしもそれぞれ単音である必要はなく、滑らかに変化してもよい。
　例えば、前記第一および第二の音声信号は、異なる音程を持つ二つ以上の音を連続的に繋ぐスイープ音であってもよく、好ましくは、指数チャープ信号であってもよい。音程を指数関数的に変化させることで、上下方向をよりわかりやすく通知することができる。
　また、前記オーディオ信号の周波数が前記基準周波数と略同じである場合に、前記生成手段は、前記第一および第二の音声信号とは異なる第三の音声信号を生成することを特徴としてもよい。
　かかる構成によると、音程が理想状態になったことを音声によって操作者に通知することができる。
　また、前記オーディオ信号に対して所定の効果を付与する効果付与手段をさらに有し、前記生成手段は、効果付与後のオーディオ信号と、前記第一または第二の音声信号を混合することを特徴としてもよい。
　チューニング状態を通知する音声信号と、所定の効果が付与されたオーディオ信号を混合することで、操作者は、チューニング対象である音を把握することができる。
　また、本発明の別形態に係るチューニング装置は、
　オーディオ信号を取得する信号取得手段と、前記オーディオ信号の周波数と、前記オーディオ信号に対応する基準周波数とを比較する比較手段と、前記オーディオ信号の周波数と前記基準周波数が略一致していない場合に、第一の周期ごとに音声信号を生成する生成手段と、を有し、前記第一の周期は、前記オーディオ信号の周波数と前記基準周波数との差に相関した値であることを特徴とする。
　このように、本発明は、周波数のずれ幅の大小を音声によって通知する装置として特定することもできる。
　また、前記信号取得手段は、調律操作量に応じて連続的に音程を調整可能な楽器から前記オーディオ信号を取得することを特徴としてもよい。
　なお、本発明は、上記手段の少なくとも一部を含むチューニング装置として特定することができる。また、前記チューニング装置が行う方法として特定することもできる。また、前記方法を実行させるためのプログラムとして特定することもできる。上記処理や手段は、技術的な矛盾が生じない限りにおいて、自由に組み合わせて実施することができる。
実施形態に係る電子楽器システムの構成図である。 トランスミッタの外観図である。 トランスミッタのハードウェア構成図である。 音声出力装置のハードウェア構成図である。 第一の実施形態に係る音声出力装置が有するＤＳＰの機能構成図である。 判定音生成部の機能構成図である。 音声出力装置が行う処理のフローチャートである。 周波数から音程を特定するためのテーブルの例である。 ずれ幅と発音間隔との関係を説明する図である。 ずれ幅と発音間隔との関係を説明する図である。 第三の実施形態に係る音声出力装置が有するＤＳＰの機能構成図である。
　本実施形態に係る電子楽器システムは、電子楽器が出力した音声信号を無線によって送信するトランスミッタ１０と、無線送信された音声信号を受信し、増幅して出力する音声出力装置２０と、を含んで構成される。
　図１に、本実施形態に係る電子楽器システムの全体構成図を示す。
　トランスミッタ１０は、演奏操作器を有する携帯型の電子楽器（本実施形態では電子ギター３０）と接続され、当該電子楽器が出力した音声信号を無線によって送信する携帯型の装置である。図２は、トランスミッタ１０の外観を示した図である。図示したように、トランスミッタ１０は、３極の接続端子を有するフォーンプラグによって電子楽器と接続することができる。トランスミッタ１０は、電子楽器が有する音声出力端子（フォーンジャック）に挿入されると、物理スイッチ（電源スイッチ）がＯＮになり、当該電子楽器から音声信号を取得し、無線によって送信する。
　電子ギター３０は、複数の弦と、弦の振動を検出するピックアップを有しており、弦の振動をピックアップによって検出し、電気信号（音声信号）に変換して出力する。電子ギター３０は、フォーンジャックを介して音声信号をトランスミッタ１０に出力する。出力された音声信号は、トランスミッタ１０によって変調および無線送信され、ヘッドホン装置である音声出力装置２０によって受信および復調され、出力される。
　図３を参照して、トランスミッタ１０のハードウェア構成について説明する。
　トランスミッタ１０は、ＣＰＵ（中央処理装置）１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、接続部１０４、無線送信部１０５を有して構成される。これらの手段は、充電式のバッテリ（不図示）から供給される電力によって駆動される。
　ＣＰＵ１０１は、トランスミッタ１０が行う制御を司る演算装置である。
　ＲＯＭ１０２は、書き換え可能な不揮発性メモリである。ＲＯＭ１０２には、ＣＰＵ１０１において実行される制御プログラムや、当該制御プログラムが利用するデータ（例えば、楽音信号の送信に用いる周波数等）が記憶される。
　ＲＡＭ１０３は、ＣＰＵ１０１によって実行される制御プログラムや、当該制御プログラムが利用するデータが展開されるメモリである。ＲＯＭ１０２に記憶されたプログラムがＲＡＭ１０３にロードされ、ＣＰＵ１０１によって実行されることで、以降に説明する処理が行われる。
　なお、図３に示した構成は一例であり、図示した機能の全部または一部は、専用に設計された回路を用いて実行されてもよい。また、図示した以外の、主記憶装置および補助記憶装置の組み合わせによってプログラムの記憶ないし実行を行ってもよい。
　接続部１０４は、トランスミッタ１０と電子ギター３０を物理的に接続するためのインタフェース（例えば、２極または３極のフォーンプラグ）である。接続部１０４は、図２に示した接続端子を有しており、電子ギター３０と接続された場合において、電子ギター３０から音声信号を取得可能に構成される。
　なお、接続部１０４が有する接続端子の近傍には電源スイッチが配置されており、プラグを挿入することで当該電源スイッチが押下される。
　無線送信部１０５は、信号を無線によって送信する無線通信インタフェースである。本実施形態では、無線送信部１０５は、音声出力装置２０に対して、電子ギター３０が出力した音声信号を送信する。
　上述した各手段は、バスによって通信可能に接続される。
　次に、図４を参照して、音声出力装置２０のハードウェア構成について説明する。
　音声出力装置２０は、トランスミッタ１０から無線によって送信された音声信号を増幅して出力する、ヘッドホン型の装置である。音声出力装置２０は、（１）受信した音声信号に対して所定の処理（音響効果の付与など）を施し、増幅して出力する機能と、（２）受信した音声信号に基づいて電子楽器の調律（チューニング）を行う機能を有する。
　二つの機能は、操作者が行った操作によって切り替えることができる。
　音声出力装置２０は、無線受信部２０１、ＤＳＰ２０２、ＲＯＭ２０３、ＲＡＭ２０４、増幅器２０５、スピーカ２０６を有して構成される。これらの手段は、充電式のバッテリーから供給される電力によって駆動される。
　無線受信部２０１は、トランスミッタ１０から送信された信号を受信する無線通信インタフェースである。本実施形態では、無線受信部２０１は、トランスミッタ１０が有する無線送信部１０５と無線接続され、電子ギター３０が出力した音声信号を受信する。
　ＤＳＰ２０２は、デジタル信号処理に特化したマイクロプロセッサである。本実施形態では、ＤＳＰ２０２は、音声信号の処理に特化した処理を行う。具体的には、無線受信部２０１を介して取得した信号をデコードして音声信号を取得し、必要に応じて効果の付与などを行う。ＤＳＰ２０２から出力された音声信号はアナログ信号に変換され、増幅器２０５によって増幅された後、スピーカ２０６から出力される。
　さらに、ＤＳＰ２０２は、本明細書に記載するチューニング処理を実行可能に構成される。具体的な処理については後述する。
　ＲＯＭ２０３は、書き換え可能な不揮発性メモリである。ＲＯＭ２０３には、ＤＳＰ２０２において実行される制御プログラムや、当該制御プログラムが利用するデータが記憶される。ＲＯＭ２０３に記憶されるデータとして、例えば、音声出力装置２０とトランスミッタ１０が無線通信を行う際の周波数やチャネルリストなどが挙げられる。また、チューニングに必要な情報（例えば、基準となる周波数に関する情報（図７を参照して後述））などが挙げられる。
　ＲＡＭ２０４は、ＤＳＰ２０２によって実行される制御プログラムや、当該制御プログラムが利用するデータが展開されるメモリである。ＲＯＭ２０３に記憶されたプログラムがＲＡＭ２０４にロードされ、ＤＳＰ２０２によって実行されることで、以降に説明する処理が行われる。
　なお、図４に示した構成は一例であり、図示した機能の全部または一部は、専用に設計された回路を用いて実行されてもよい。また、図示した以外の、主記憶装置および補助記憶装置の組み合わせによってプログラムの記憶ないし実行を行ってもよい。
　次に、図５を参照しながら、ＤＳＰ２０２が有する機能ブロックについて説明する。
　ＤＳＰ２０２は、楽音信号入力部２０２１、エフェクター２０２２、判定音生成部２０２３、機能選択部２０２４、音量設定部２０２５、放音部２０２６の各機能ブロックを有して構成される。これらの機能ブロックは、対応するプログラムモジュールがＤＳＰ２０２において実行されることで実現されてもよい。
　楽音信号入力部２０２１は、無線受信部２０１を介して受信された楽音信号を取得し、デコードする。デコードされた信号は、エフェクター２０２２および判定音生成部２０２３へ入力される。なお、以下の説明において、楽音信号とは、アナログ信号とデジタル信号の双方を指す語として用いる。
　エフェクター２０２２は、入力された楽音信号に対して効果を付与する。エフェクター２０２２は、複数のエフェクトユニットを内蔵しており、楽音信号に対して、コーラス（Chorus）、フェイザー（Phaser）、トレモロ（Tremolo）、ビブラート（Vibrato）といった所定の効果を付与することができる。
　判定音生成部２０２３は、入力された楽音信号に基づいて調律（チューニング）を行う。具体的には、入力された楽音信号に基づいて、比較を行うための周波数（以下、基準周波数）を決定し、楽音信号の周波数と基準周波数とを比較する。例えば、入力された楽音信号が、Ａ４の音階に対応するものであると認められる場合、４４０Ｈｚの周波数によって比較を行う旨を決定し、双方の比較を行う。そして、比較の結果に基づいて、当該比較の結果を表す信号音（以下、判定音）を生成する。本実施形態では、判定音は、以下の三種類である。
（１）楽音信号の周波数が基準周波数より低い旨を表す判定音（第一判定音）
（２）楽音信号の周波数が基準周波数より高い旨を表す判定音（第二判定音）
（３）楽音信号の周波数が基準周波数と略同じである旨を表す判定音（第三判定音）
　機能選択部２０２４は、判定音生成部２０２３の活性／非活性状態を切り替える。機能選択部２０２４は、不図示のスイッチを介して操作者が行った操作に基づいて、判定音生成部２０２３の活性／非活性状態を切り替える。
　ここで、判定音生成部２０２３を活性状態にした場合、すなわち、チューニング機能を有効にする旨の選択を行った場合、前述したように、判定音生成部２０２３によって、判定音（第一～第三判定音のいずれか）が生成される。生成された判定音は、エフェクター２０２２を経由した音声信号（以下、原音）とミックスされ、出力される。
　一方、判定音生成部２０２３を非活性状態にした場合、すなわち、チューニング機能を無効にする旨の選択を行った場合、判定音生成部２０２３による処理は行われない。この場合、エフェクター２０２２を経由した音声信号（原音）のみが出力される。
　音量設定部２０２５は、ユーザの操作に基づいて、判定音生成部２０２３およびエフェクター２０２２が出力する音声信号を減衰させる。
　放音部２０２６は、エフェクター２０２２が出力した音声信号と、判定音生成部２０２３が出力した音声信号を出力する。出力された音声信号は、増幅器２０５およびスピーカ２０６を介して放音される。
　次に、判定音生成部２０２３が行う処理について、図６および図７を参照して説明する。
　図６は、判定音生成部２０２３が有する機能ブロックを説明する図である。また、図７は、活性状態にある判定音生成部２０２３が行う処理のフローチャートである。
　まず、ステップＳ１１で、楽音信号を検出したか否かを判定する。ここで否定判定であった場合（例えば、信号レベルが所定値以下であった場合など）、楽音信号が検出されるまで待機する。ステップＳ１１で肯定判定であった場合、ステップＳ１２へ遷移し、楽音信号に対応する周波数ｆ１と、比較を行うための基準周波数ｆｂを決定する。
　ステップＳ１２では、基準周波数決定部３２が、まず、楽音信号の本来の音階を推定する。例えば、楽音信号をフーリエ変換することで周波数成分を抽出し、抽出した周波数成分に基づいて、楽音信号に対応する周波数ｆ１を特定する。周波数成分のピークが複数ある場合、所定の方法によって主となる周波数を特定すればよい。
　次に、特定した周波数から、音程を推定する。図８は、楽音信号に対応する周波数から、基準周波数を決定するためのデータ（以下、周波数データ）の例である。例示したような周波数データを参照することで、楽音信号に最も近い音程を推定することができる。
　そして、推定した音階に対応する基準周波数ｆｂを決定する。例えば、推定した音程がＡ４である場合、基準周波数として４４０Ｈｚを選択する。
　図８に示した周波数データは、ＲＯＭ２０３に予め記憶されていてもよい。
　なお、図８の例では、音階を１オクターブ分としたが、周波数データはこれに限られない。例えば、チューニング対象がピアノである場合、８８弦分の音程と周波数がそれぞれ関連付いた周波数データを利用するようにしてもよい。また、チューニング対象がベースである場合、４弦分の音程と周波数がそれぞれ関連付いた周波数データを利用するようにしてもよい。また、チューニング対象がギターである場合、６弦分の音程と周波数がそれぞれ関連付いた周波数データを利用するようにしてもよい。
　なお、周波数データは、複数個記憶されていてもよい。複数の周波数データを利用する場合、基準周波数決定部３２が、操作者の指示に基づいて使用する周波数データを選択してもよい。また、接続された楽器を自動的に判定し、使用する周波数データを選択するようにしてもよい。
　次に、比較部３１が、楽音信号の周波数と、基準周波数を比較し、「低い」「略同一」「高い」の３パターンに分類する（ステップＳ１３）。略同一の範囲は設計値とすることができるが、音楽的に調律が成立しているとみなされる範囲に設定することが好ましい。
　楽音信号の周波数が、基準周波数（または、基準周波数に基づいて設定された所定の範囲）よりも低い場合、処理はステップＳ１４Ａに遷移し、第一判定音を生成し、出力する。ステップＳ１４Ａでは、選択部３３が、第一判定音生成部３４を選択し、第一判定音生成部３４が、第一判定音を生成する。
　また、楽音信号の周波数が、基準周波数（または、基準周波数に基づいて設定された所定の範囲）よりも高い場合、処理はステップＳ１４Ｃに遷移し、第二判定音を生成し、出力する。ステップＳ１４Ｃでは、選択部３３が、第二判定音生成部３５を選択し、第二判定音生成部３５が、第二判定音を生成する。
　楽音信号の周波数が、基準周波数と略同一である（または、基準周波数に基づいて設定された所定の範囲内にある）場合、処理はステップＳ１４Ｂに遷移し、第三判定音を生成し、出力する。ステップＳ１４Ｂでは、選択部３３が、第三判定音生成部３６を選択し、第三判定音生成部３６が、第三判定音を生成する。
　ステップＳ１５では、所定の時間待機したのち、処理をステップＳ１１に遷移させる。これにより、判定音を断続的に出力させることができる。
　ここで、判定音について説明する。
　第一判定音は、現在発音している音の周波数が、基準周波数よりも低いことが直感的に理解できる音であることが好ましい。例えば、音程（ピッチ）の異なる二種類のビープ音を、低→高の順番で出力することで、音程を上げるべきである旨を操作者に伝達することができる。
　第二判定音は、現在発音している音の周波数が、基準周波数よりも高いことが直感的に理解できる音であることが好ましい。例えば、音程（ピッチ）の異なる二種類のビープ音を、高→低の順番で出力することで、音程を下げるべきである旨を操作者に伝達することができる。
（第一判定音の例）ポピ…ポピ…ポピ…（ポは低音、ピは高音を表す）
（第二判定音の例）ピポ…ピポ…ピポ…（同）
　なお、判定音の音程の組み合わせは、例示したものに限られない。
　さらに、判定音は、独立したビープ音の組み合わせでなくてもよい。例えば、音程が連続的に変化する音（スイープ音）を出力することで、調整すべき方向（音程を上げる方向に調整すべきか、下げる方向に調整すべきか）を伝達することができる。なお、スイープ音は、時間に比例して音程が変化するものであるが、その変化率は一次関数に限られない。例えば、指数チャープといったように、音程が時間に対して指数関数的に変化するものであってもよい。かかる構成によると、操作者に対して、音程がリニアに上下する印象を与えることができる。
　第三判定音は、現在発音している音の周波数が、基準周波数と略一致したことが直感的に理解できる音であることが好ましい。例えば、音程が変化しないビープ音を出力することで、チューニングが完了した旨を伝達することができる。
（第三判定音の例）ピピ…ピピ…ピピ…
　なお、上述した例における、判定音の発音間隔（第一の周期）は、ステップＳ１５における所定の時間によって変化する。
　以上説明したように、本実施形態に係るチューニング装置では、楽器から取得した楽音信号の周波数と、基準周波数を比較した結果に基づいて、それぞれ異なる判定音を出力する。かかる形態によると、調整すべき方向（音程を上げる方向に調整すべきか、下げる方向に調整すべきか）を直感的に理解することができる。
　さらに、エフェクターを通過した楽音信号と、判定音がミックスされて出力されるため、実際に得られる演奏音を聴取しながらチューニングを行うことが可能になる。
　本実施形態に係るチューニング装置は、特に、操作量に応じて連続的に音程を調整可能な楽器のチューニングに対して好適に適用することができる。例えば、ギター、ベース、ピアノなどの弦楽器、特に、弦の張力を調整するためのペグを有する楽器を調律する場合、作業中においてペグや弦の状態を逐一観察することが好ましいが、従来技術のように視覚によって情報を与えた場合、操作者の意識を楽器の状態に集中させることができない。これに対し、本実施形態に係るチューニング装置では、音声のみによって状態を通知することができるため、操作者を作業に集中させることが可能になる。
（第二の実施形態）
　第二の実施形態では、ステップＳ１５における所定の時間を可変とした実施形態である。第二の実施形態に係る音声出力装置２０のハードウェア構成は第一の実施形態と同様であり、判定音生成部２０２３が実行する処理のみが異なる。
　第二の実施形態では、判定音生成部２０２３が、ステップＳ１５における所定の時間、すなわち、判定音の発音間隔を、「楽音信号の周波数と基準周波数とのずれ幅」に基づいて決定する。
　図９は、判定音の発音間隔を説明する図である。本実施形態では、楽音信号の周波数と基準周波数との差（ずれ幅）が大きい場合に、発音間隔がより長くなるように制御を行う。ずれ幅と発音間隔との関係は、例えば、図１０のように定義することができる。このようなデータは、ＲＯＭ２０３に予め記憶されていてもよい。
　第二の実施形態によると、操作者に対して、楽音信号の周波数と基準周波数との差の大小を音声によって通知することができる。これにより操作者は、調整を行うべき幅を容易に把握できるようになる。
　なお、本実施形態では、ずれ幅が大きいほど発音間隔が長くなるように制御を行ったが、ずれ幅が大きいほど発音間隔が短くなるように制御を行ってもよい。すなわち、発音間隔が、楽音信号の周波数と基準周波数との差に相関していればよい。
（第三の実施形態）
　第三の実施形態は、判定音に加え、基準周波数を表す音声信号をさらに出力する実施形態である。図１１は、第三の実施形態に係る音声出力装置２０（ＤＳＰ２０２）の機能ブロック図である。
　第三の実施形態では、ＤＳＰ２０２が、基準音生成部２０２７をさらに有して構成される。基準音生成部２０２７は、判定音生成部２０２３が決定した基準周波数に対応する音声信号（以下、基準音。例えばサイン波）を生成する。基準音は、判定音および原音とミックスされ、放音部２０２６を介して出力される。
　なお、第三の実施形態では、機能選択部２０２４が、判定音生成部２０２３の活性状態と、基準音生成部２０２７の活性状態を同時に、または個別に切り替え可能に構成される。例えば、「判定音生成部２０２３のみを活性状態とする」「判定音生成部２０２３および基準音生成部２０２７を活性状態とする」といった選択を行うことができる。
　第三の実施形態によると、操作者が、原音と基準音を同時に聴取することができるため、調整を行うべき方向をより容易に把握できるようになる。
（変形例）
　上記の実施形態はあくまでも一例であって、本発明はその要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施しうる。例えば、各実施形態を組み合わせて実施してもよい。
　また、実施形態の説明では、無線接続された音声出力装置２０を例示したが、本発明に係るチューニング装置は有線接続されたものであってもよい。
　また、チューニングの対象は、必ずしも電子楽器でなくてもよく、オーディオ信号を出力するものであれば、どのようなものであってもよい。
　また、実施形態の説明では、ステップＳ１５において所定の時間だけ待機したが、待機中に楽音信号の立ち上がり（アタック）を新たに検出した場合、待機を中断し、直ちにステップＳ１３の判定を開始するようにしてもよい。楽音信号の立ち上がりタイミングは、例えば、楽音信号のレベルが所定値を上回ったタイミングとしてもよい。
　かかる構成によると、操作者が打鍵やピッキングを行った場合に、直ちに判定音が出力されるため、より迅速かつ直感的にずれ幅を通知することができる。
　１０：トランスミッタ
　２０：音声出力装置
　３０：電子ギター
　１０１：ＣＰＵ
　１０２，２０３：ＲＯＭ
　１０３，２０４：ＲＡＭ
　１０４：接続部
　１０５：無線送信部
　２０１：無線受信部
　２０２：ＤＳＰ
　２０５：増幅器
　２０６：スピーカ

Claims (15)

  1. 　オーディオ信号を取得する信号取得手段と、
    　前記オーディオ信号の周波数と、前記オーディオ信号に対応する基準周波数とを比較する比較手段と、
    　前記オーディオ信号の周波数が前記基準周波数を下回っている状態にある場合に第一の音声信号を生成し、前記オーディオ信号の周波数が前記基準周波数を上回っている状態にある場合に、前記第一の音声信号とは異なる第二の音声信号を生成する生成手段と、
    　を有する、チューニング装置。
  2. 　前記第一および第二の音声信号は、第一の周期ごとに生成される音声信号であり、
    　前記第一の周期は、前記オーディオ信号の周波数と前記基準周波数との差に相関した値である、
    　請求項１に記載のチューニング装置。
  3. 　前記信号取得手段が前記オーディオ信号の立ち上がりを検出した場合に、前記生成手段は、前記第一の周期のカウントをリセットし、前記第一または第二の音声信号の生成を直ちに開始する、
    　請求項２に記載のチューニング装置。
  4. 　前記第一および第二の音声信号は、異なる音程を持つ二つ以上の音の組み合わせであり、
    　前記第一の音声信号と前記第二の音声信号とで、前記音程が逆の組み合わせをとる、
    　請求項１から３のいずれかに記載のチューニング装置。
  5. 　前記第一および第二の音声信号は、異なる音程を持つ二つ以上の音を連続的に繋ぐスイープ音である、
    　請求項４に記載のチューニング装置。
  6. 　前記オーディオ信号の周波数が前記基準周波数と略同じである場合に、前記生成手段は、前記第一および第二の音声信号とは異なる第三の音声信号を生成する、
    　請求項１から５のいずれかに記載のチューニング装置。
  7. 　前記オーディオ信号に対して所定の効果を付与する効果付与手段をさらに有し、
    　前記生成手段は、効果付与後のオーディオ信号と、前記第一または第二の音声信号を混合する、
    　請求項１から６のいずれかに記載のチューニング装置。
  8. 　オーディオ信号を取得する信号取得手段と、
    　前記オーディオ信号の周波数と、前記オーディオ信号に対応する基準周波数とを比較する比較手段と、
    　前記オーディオ信号の周波数と前記基準周波数が略一致していない場合に、第一の周期ごとに音声信号を生成する生成手段と、
    　を有し、
    　前記第一の周期は、前記オーディオ信号の周波数と前記基準周波数との差に相関した値である、
    　ことを特徴とする、チューニング装置。
  9. 　前記生成手段は、前記オーディオ信号の周波数が前記基準周波数を下回っている状態にある場合に第一の音声信号を生成し、前記オーディオ信号の周波数が前記基準周波数を上回っている状態にある場合に、前記第一の音声信号とは異なる第二の音声信号を生成する、
    　請求項８に記載のチューニング装置。
  10. 　前記第一および第二の音声信号は、異なる音程を持つ二つ以上の音の組み合わせであり、
    　前記第一の音声信号と前記第二の音声信号とで、前記音程が逆の組み合わせをとる、
    　請求項９に記載のチューニング装置。
  11. 　前記第一および第二の音声信号は、異なる音程を持つ二つ以上の音を連続的に繋ぐスイープ音である、
    　請求項１０に記載のチューニング装置。
  12. 　前記信号取得手段が前記オーディオ信号の立ち上がりを検出した場合に、前記生成手段は、前記第一の周期のカウントをリセットし、前記第一または第二の音声信号の生成を直ちに開始する、
    　請求項９から１１のいずれかに記載のチューニング装置。
  13. 　前記オーディオ信号の周波数が前記基準周波数と略同じである場合に、前記生成手段は、前記第一および第二の音声信号とは異なる第三の音声信号を生成する、
    　請求項９から１２のいずれかに記載のチューニング装置。
  14. 　前記オーディオ信号に対して所定の効果を付与する効果付与手段をさらに有し、
    　前記生成手段は、効果付与後のオーディオ信号と、前記音声信号を混合する、
    　請求項８から１３のいずれかに記載のチューニング装置。
  15. 　前記信号取得手段は、調律操作量に応じて連続的に音程を調整可能な楽器から前記オーディオ信号を取得する、
    　請求項１から１４のいずれかに記載のチューニング装置。
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