(57)【要約】【課題】演奏操作子の挙動に応じて発音させる楽音の強弱を、演奏者がその演奏操作子を振る感覚に近づける。【手段】ピーク検出部２６は、加速度データＡＳが示す加速度波形から、ピーク検出レンジの下限値ＰＲLOWよりも大きく、その上限値ＰＲUPPよりも小さな加速度の大きさを持ったピークＰを検出した場合に、そのピークＰの加速度データＡＳを演奏制御部２７に引き渡す。そして、演奏制御部２７は、ピーク検出部２６から引き渡された加速度データＡＳを写像ルールに従ってベロシティレンジに写像し、その写像先のベロシティを記述した演奏データをＭＩＤＩ音源４０へ出力する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
演奏操作子の挙動を示す物理量の波形から、所定幅のピーク検出レンジ内の物理量の大きさをもったピークを検出するピーク検出手段と、
前記ピーク検出レンジ内の物理量を所定幅のベロシティレンジに写像する写像ルールに従い、前記ピーク検出手段が検出したピークにおける物理量の大きさをベロシティに写像し、前記ベロシティを含む演奏データを出力する演奏制御手段と
を具備することを特徴とする演奏制御装置。
【請求項２】
前記演奏制御手段は、
前記ピーク検出レンジの下限値をＰＲLOW、前記ピーク検出レンジの上限値をＰＲUPP、前記ベロシティレンジの最小値をＶＬMIN、前記ベロシティレンジの最大値をＶＬMAX、前記ピーク検出手段が検出したピークにおける物理量の大きさをＡＳとした場合に、下記式（１）に従って、ベロシティＶＬを算出し、算出したベロシティＶＬを基に前記演奏データに含めるベロシティを特定する
ことを特徴とする請求項１に記載の演奏制御装置。
ＶＬ＝（ＡＳ−ＰＲLOW）／（ＰＲUPP―ＰＲLOW）×（ＶＬMAX−ＶＬMIN）＋ＶＬMIN…（１）
【請求項３】
前記演奏制御手段は、
前記ピーク検出レンジの下限値をＰＲLOW、前記ピーク検出レンジの上限値をＰＲUPP、前記ベロシティレンジの最小値をＶＬMIN、前記ベロシティレンジの最大値をＶＬMAX、前記ピーク検出手段が検出したピークにおける物理量の大きさをＡＳとした場合に、下記式（２）に従って、ベロシティＶＬを算出し、算出したベロシティＶＬを基に前記演奏データに含めるベロシティを特定する
ことを特徴とする請求項１に記載の演奏制御装置。
ＶＬ＝（ＡＳ−ＰＲLOW）／（ＰＲUPP−ＰＲLOW）×ＶＬMAX＋ＶＬMIN…（２）
【請求項４】
当該演奏操作子の挙動を示す物理量を検出するセンサと、
前記センサが検出した物理量を示す信号を、請求項１から３のいずれか１項に記載の演奏制御装置へ送信する通信手段と
を具備することを特徴とする演奏操作子。
【請求項５】
コンピュータに、
演奏操作子の挙動を示す物理量の波形から、所定幅のピーク検出レンジ内の加速度の大きさをもったピークを検出するピーク検出手段と、
前記ピーク検出レンジ内の加速度を所定幅のベロシティレンジに写像する写像ルールに従い、前記ピーク検出手段が検出したピークにおける加速度の大きさをベロシティに写像し、前記ベロシティを含む演奏データを出力する演奏制御手段と
を実現させるプログラム。
【請求項６】
演奏操作子であって、当該演奏操作子の挙動を示す物理量を検出するセンサおよびそのセンサが検出した物理量を示す信号を送信する通信手段を有する演奏操作子と、
前記通信手段によって送信された信号が示す前記物理量の波形から所定幅のピーク検出レンジ内の物理量の大きさをもったピークを検出するピーク検出手段、および、前記ピーク検出レンジ内の物理量を所定幅のベロシティレンジに写像する写像ルールに従い、前記ピーク検出手段が検出したピークにおける物理量の大きさをベロシティに写像し、前記ベロシティを含む演奏データを出力する演奏制御手段を有する演奏制御装置と
を具備することを特徴とする演奏制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、演奏操作子の振り操作に応じて演奏を行う演奏制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
演奏者の手に把持させた演奏操作子に加わる加速度を加速度センサにより定量化し、加速度の波形のピークを検出するたびに、そのピークの加速度に応じたベロシティの楽音を発音させる演奏制御装置がある。この演奏制御装置によると、演奏者は、「大きな音を出したいときは演奏操作子を強く振り、小さい音を出したいときは演奏操作子を弱く振る」という簡単な操作により、その演奏意図にマッチした演奏音を奏でることができる。なお、この種の演奏制御装置は、たとえば、特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開２００４−５３９３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この種の演奏制御装置は、加速度の波形のピークを検出すると、予め設定した変換係数でそのピークの加速度を除算することによりその加速度をベロシティに変換し、変換したベロシティの楽音を音源から発音させる。しかし、なんらの措置を講ずることなくこのようなリニアな変換を行うと、演奏者が意図する発音タイミングであると解釈すべきでないような小さな加速度がピークとして検出されるたびにその加速度を変換した小さな音が鳴ってしまい、演奏内容が演奏者の演奏意図から程遠いものになる。かかる不都合を回避すべく、この種の演奏制御装置の多くは、加速度の波形のピークを検出すると、検出したピークの加速度を比較的小さな閾値と比較し、閾値を超える加速度のみを変換係数で除算することによりベロシティに変換する、という変換制御を行っている。
しかしながら、このような変換制御を行う場合、閾値の設定如何によっては、演奏操作子を振ってもなかなか音が出ず、閾値に相当する加速度を与える強さで振った瞬間に大きなベロシティの楽音がいきなり発音される、という問題が生ずる。また、加速度からベロシティへの変換に用いる変換係数の値が小さすぎると、演奏操作子を弱く振っているつもりでも大きなベロシティの楽音が発音されてしまう一方、変換係数の値が大きすぎると、演奏操作子を強く振っているつもりでも小さなベロシティの楽音しか発音されない、という問題も生じる。
本発明は、このような背景の下に案出されたものであり、演奏操作子の挙動に応じて発音させる楽音の強弱を、演奏者がその演奏操作子を振る感覚に近づけることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、演奏操作子の挙動を示す物理量の波形から所定幅のピーク検出レンジ内の物理量の大きさをもったピークを検出するピーク検出手段と、前記ピーク検出レンジ内の物理量を所定幅のベロシティレンジに写像する写像ルールに従い、前記ピーク検出手段が検出したピークにおける物理量の大きさをベロシティに写像し、前記ベロシティを含む演奏データを出力する演奏制御手段とを具備する演奏制御装置を提供する。
この発明において、演奏者は、演奏操作子を把持し、大きい音を鳴らしたいときは演奏操作子を強く振り、小さい音を鳴らしたいときは演奏操作子を弱く振る、という要領で即興の演奏を行う。そして、ピーク検出手段は、演奏操作子の挙動を示す物理量の波形から、所定幅のピーク検出レンジ内の物理量の大きさをもったピークを検出し、演奏制御手段は、そのピークにおける物理量の大きさを、所定幅のベロシティレンジに写像し、写像したベロシティを含む演奏データを音源へ出力する。この写像により、ピーク検出レンジ内における加速度とベロシティとの対応関係が最適化され、演奏者が演奏操作子を振る感覚に近い強さの楽音を発音させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
以下、図面を参照し、この発明の実施形態を説明する。
図１は、この発明の一実施形態である演奏制御装置２０を含む演奏制御システムの構成を示すブロック図である。この演奏制御システムは、演奏操作子１０と、演奏制御装置２０と、ＭＩＤＩ（Musical Instrument Digital Interface）音源４０とを有する。
図１において、演奏操作子１０は、演奏者が把持して振るなどの動作をするバトン状の操作子である。演奏者は、大きな音を鳴らしたいときは演奏操作子１０を強く振り、小さな音を鳴らしたいときは演奏操作子１０を弱く振る、という要領で即興の演奏を行う。
演奏操作子１０は、加速度センサ１１と無線通信部１２を内蔵している。加速度センサ１１は、演奏操作子１０の挙動を示す物理量である加速度を検出する。この加速度センサ１１は、演奏操作子１０に働く加速度を互いに直交した３軸方向の加速度成分ａｘ、ａｙ、ａｚに分解して検出し、これらの加速度成分ａｘ、ａｙ、ａｚを示す各アナログ信号を各々出力する。
【０００６】
無線通信部１２は、一定時間長（例えば５ｍｓ）のサンプリング周期毎に、加速度センサ１１から出力される３種類のアナログ信号をサンプリングしてデジタル化することにより、３軸方向成分ａｘ、ａｙ、ａｚを示すデータを生成し、このデータを含むパケットを、無線区間を介して演奏制御装置２０に送信する。
演奏制御装置２０は、操作表示部２１、無線通信部２２、制御部２３、およびインターフェース（以下、「Ｉ／Ｆ」と記す）２８を有する。
操作表示部２１は、演奏者から各種の指示を受け取るとともに演奏者に各種の情報を提供する。
無線通信部２２は、一定時間長（例えば５ｍｓ）のサンプリング周期ごとに、演奏操作子１０から送信されたパケットを受信し、そのパケットから３軸方向成分ａｘ、ａｙ、ａｚを示すデータを取り出し、制御部２３に引き渡す。
制御部２３は、加速度取得部２５、ピーク検出部２６、演奏制御部２７を有する。
加速度取得部２５は、無線通信部２２から引き渡されるデータが示す３軸方向成分ａｘ、ａｙ、ａｚを次式に入力することにより、演奏操作子１０の加速度センサ１１に働いた加速度の大きさを示す加速度データＡＳを取得し、その加速度データＡＳを出力する。
ＡＳ＝（ａｘ２＋ａｙ２＋ａｚ２）１/２…（１）
【０００７】
ピーク検出部２６は、加速度取得部２５から加速度データを受け取り、その加速度データが示す加速度の波形から、ピーク検出レンジ内の加速度の大きさをもったピークを検出し、その検出したピークに対応する加速度データＡＳを演奏制御部２７に引き渡す。
ここで、このピーク検出レンジについて説明する。本実施形態の目的は、演奏者による演奏操作子１０の振り方のクセやその特性の如何に関わらず、拍打意思をもって演奏操作子１０を振ったときの振りの強弱をあますところなく抽出して、演奏音の強弱に反映させることである。この目的を達成するため、本実施形態においては、演奏者が拍打意思をもって演奏操作子１０を振ったとみなして差し支えない加速度の下限値ＰＲLOWと上限値ＰＲUPPを予め求めておき、その下限値ＰＲLOWから上限値ＰＲUPPまでの加速度の幅をピーク検出レンジとする。そして、加速度データＡＳが示す加速度の波形に現れるピークのうち、このピーク検出レンジ内の加速度の大きさをもったピークだけを、演奏者が拍打意思をもって演奏操作子１０を振ったときのピークとして取り扱う。このピーク検出レンジの下限値ＰＲLOWと上限値ＰＲUPPは、以下のようにして求める。まず、様々な人に様々な強さで演奏操作子１０による拍打を行わせ、それぞれの拍打において演奏操作子１０が振り切られた時の加速度を測定する。そして、その測定により集められた加速度の最小値よりも僅かに小さな値をピーク検出レンジの下限値ＰＲLOWとし、その加速度の最大値よりも僅かに大きな値を上限値ＰＲUPPとする。このようにして求めた下限値ＰＲLOWと上限値ＰＲUPPを設定することにより、様々な人の様々な強弱の拍打意思をあますことなく抽出することが可能となる。
【０００８】
演奏制御部２７は、ピーク検出部２６から引き渡された、上記ピーク加速度レンジ内の加速度データＡＳが示す加速度の大きさを、最小値ＶＬMINである「３０」から最大値ＶＬMAXである「１２７」までの間のベロシティのレンジ（以下、「ベロシティレンジ」という）に写像し、その写像先のベロシティを記述した演奏データをＩ／Ｆ２８からＭＩＤＩ音源４０へ出力し、そのベロシティに応じた音量レベルの楽音を発音させる。
加速度データＡＳが示す加速度の大きさからベロシティへの写像は、ピーク検出レンジ内の加速度をベロシティレンジに写像する写像ルールに従って行う。より具体的には、演奏制御部２７は、加速度データＡＳを次式（２）に入力し、この入力によって求まるＶＬを、写像先のベロシティとする。
ＶＬ＝（ＡＳ−ＰＲLOW）／（ＰＲUPP―ＰＲLOW）×（ＶＬMAX−ＶＬMIN）＋ＶＬMIN…（２）
【０００９】
以上説明した演奏制御装置２０によると、演奏者が演奏操作子１０の挙動に応じてＭＩＤＩ音源４０から発音させる楽音の強弱を、演奏者がその演奏操作子１０を振る感覚に近づけることができる。
この作用について、図２を参照して具体的に説明する。演奏制御装置２０のピーク検出部２６は、加速度データＡＳが示す加速度波形から、ピーク検出レンジの下限値ＰＲLOWよりも大きく、その上限値ＰＲUPPよりも小さな加速度の大きさをもったピークＰを検出し、そのピークＰの加速度データＡＳを演奏制御部２７に引き渡す。そして、演奏制御部２７は、ピーク検出部２６から引き渡された加速度データＡＳを上記の写像ルールに従ってベロシティレンジに写像し、その写像先のベロシティを記述した演奏データをＭＩＤＩ音源４０へ出力する。ここで、上記の写像ルールに従って写像を行う場合、図２に示すように、ピーク検出レンジ内の加速度データＡＳとベロシティレンジ内のベロシティが線形に対応する。よって、演奏操作子１０を振る力を強めたり弱めたりしたにもかかわらず音量が思ったように変わらないという印象を演奏者に与えることなく、演奏操作子１０を振る力の感覚に近い強さの楽音を発音させることができる。
【００１０】
以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明には他にも実施形態があり得る。例えば、以下の通りである。
（１）上記実施形態において、演奏制御装置２０は、加速度データＡＳからベロシティレンジへの写像を、上記式（２）により行った。しかし、別の写像ルールに従ってこれを行ってもよい。たとえば、加速度データＡＳを次式（３）に入力して求まるＶＬを写像先のベロシティとしてもよい。この写像ルールにおいて、演奏制御部２７は、加速度データＡＳを次式（３）に入力し、この入力によって求まるＶＬとベロシティレンジの最大値ＶＬMAXである「１２７」とを比較する。そして、ＶＬが「１２７」以下である場合は、そのＶＬを写像先のベロシティとし、ＶＬが「１２７」よりも大きい場合は、「１２７」を写像先のベロシティとする。
ＶＬ＝（ＡＳ−ＰＲLOW）／（ＰＲUPP−ＰＲLOW）×ＶＬMAX＋ＶＬMIN…（３）
（２）上記実施形態において、ベロシティレンジの最小値ＶＬMINは「３０」であり、その最大値ＶＬMAXは「１２７」であった。しかし、最小値ＶＬMINや最大値ＶＬMAXをそれぞれより大きな値にしてもよいし、小さな値にしてもよい。
（３）上記実施形態において、ベロシティレンジの最小値ＶＬMINや最大値ＶＬMAXを操作表示部２１による操作を通じて演奏者が設定できるようにしてもよい。
（４）上記実施形態にかかる演奏制御システムを、運動の強度を音量として表現する運動支援システムとしての用途に適用してもよい。この態様においては、運動を行う競技者が、演奏操作子１０を手を握り、ダンスやエアロビクスなどの運動を行う。そして、演奏制御装置２０は、競技者の運動を通じて演奏操作子１０が振られるたび、その強度に応じた強さの楽音をＭＩＤＩ音源４０から発音させる。この態様によると、競技者は、運動を行う間にＭＩＤＩ音源４０から発音される楽音の音量を頼りに、自らの身体の切れを把握することができる。
（５）上記実施形態において、磁気センサ、ジャイロセンサ、圧力センサ、傾斜センサなどの加速度センサ１１以外の種類のセンサを演奏操作子１０に内蔵させ、そのセンサが検出した物理量の波形から、ピーク検出レンジ内のピークを検出してもよい。
（６）上記実施形態における演奏制御装置２０の加速度取得部２５、ピーク検出部２６、演奏制御部２７と同様の機能を実現させる制御プログラムを、コンピュータにインストールさせ、そのコンピュータを演奏制御装置２０として動作させてもよい。この場合において、たとえば、加速度センサと音源を内蔵する携帯電話機に制御プログラムをインストールさせ、携帯電話機そのものの筺体を演奏操作子１０として機能させるようにするとよい。この実施形態では、制御プログラムは、携帯電話機のＣＰＵに、加速度取得部２５、ピーク検出部２６、および演奏制御部２７を実現させる。そして、演奏者が携帯電話機の筺体を把持して振ると、その筺体の挙動を示す加速度が内蔵の加速度センサによって検出され、ピーク検出レンジ内の加速度の大きさをもったピークがその加速度の波形に現れるたび、その加速度を写像したベロシティを含む演奏データが音源へ出力される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態にかかる演奏制御装置を含む演奏制御システムの全体構成図である。
【図２】図１の演奏制御システムの演奏制御装置による加速度データからベロシティレンジへの写像の様子を示す図である。
【符号の説明】
【００１２】
１０…演奏操作子、１１…加速度センサ、１２，２２…無線通信部、２１…操作表示部、２０…演奏制御装置、２３…制御部、２５…加速度取得部、２６…ピーク検出部、２７…演奏制御部、２８…インターフェース、４０…ＭＩＤＩ音源。
【図１】
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【図２】
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