(57)【要約】【課題】電子弦楽器において、感度よく、正確なピッチで音源を制御すること。【解決手段】電子弦楽器１において、発音認識部５４は、ピックアップ１８による弾弦が検出された直後における当該弦の振動レベルを検出する。楽音制御信号発生部５８は、ピックアップ１８による弾弦の検出に応答して、弾弦が検知された弦と、フレットスイッチ群１７により当該弦と接触しているフレットとに基づいて決定される音高、及び発音認識部５４にて検出されたレベルに基づいて決定された音量の楽音の発音指示を、接続された音源システム１９に対して行う。ピッチ抽出部５６は、ピックアップ１８によって弾弦の検出された弦の振動ピッチを抽出する。楽音制御信号発生部５８は、接続された音源システム１９にて発音されている楽音の音高を、ピッチ抽出部５６により抽出された振動ピッチに基づいて補正する。【選択図】図３
2014134603.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のフレットが設けられた指板部上に張設された複数の弦と、
前記複数のフレットのいずれかに対応する位置で、複数の弦のいずれかが押弦状態にあるか否かを検出する状態検出手段と、
前記複数の弦のいずれかが弾弦されたことを検出する弾弦検出手段と、
前記弾弦検出手段による弾弦が検出された直後における当該弦の振動レベルを検出するレベル検出手段と、
前記弾弦検出手段による弾弦の検出に応答して、前記弾弦が検知された弦と、前記状態検出手段により検出された当該弦の押弦位置に対応する位置にあるフレットとに基づいて決定される音高、及び前記レベル検出手段にて検出されたレベルに基づいて決定された音量の楽音の発音指示を、接続された音源に対して行う発音指示手段と、
前記弾弦検出手段によって弾弦の検出された弦の振動ピッチを抽出するピッチ抽出手段と、
前記接続された音源にて発音されている楽音の音高を、前記ピッチ抽出手段により抽出された振動ピッチに基づいて補正する音高補正手段と、
を有する電子弦楽器。
【請求項２】
前記レベル検出手段は、前記弦の振動レベルとして、前記弾弦が検出された直後における負の振動レベルのピーク値と正の振動レベルのピーク値との差を検出する請求項１記載の電子弦楽器。
【請求項３】
前記ピッチ抽出手段に供給される直前に前記弦の振動信号を低域フィルタリングするフィルター手段をさらに有する請求項１又は２に記載の電子弦楽器。
【請求項４】
前記音高補正手段により音高が補正された楽音の音量を、前記フィルター手段により低域フィルタリングされた弦の振動信号の振動レベルに基づいて補正する音量補正手段をさらに有する請求項３に記載の電子弦楽器。
【請求項５】
複数のフレットが設けられた指板部上に張設された複数の弦を有する電子弦楽器が実行する楽音発生方法において、
前記複数のフレットのいずれかに対応する位置で、前記複数の弦のいずれかが押弦状態にあるか否かを検出する状態検出ステップと、
前記複数の弦のいずれかが弾弦されたことを検出する弾弦検出ステップと、
前記弾弦検出ステップにより弾弦を検出した直後における当該弦の振動レベルを検出するレベル検出ステップと、
前記弾弦検出ステップによる弾弦の検出に応答して、前記弾弦が検知された弦と、前記状態検出ステップにより検出した当該弦の押弦位置に対応する位置にあるフレットとに基づいて決定される音高、及び前記レベル検出ステップにて検出したレベルに基づいて決定された音量の楽音の発音指示を、接続された音源に対して行う発音指示ステップと、
前記弾弦検出ステップによって弾弦が検出された弦の振動ピッチを抽出するピッチ抽出ステップと、
前記接続された音源にて発音されている楽音の音高を、前記ピッチ抽出ステップにより抽出した振動ピッチに基づいて補正する音高補正ステップと、
を含む楽音発生方法。
【請求項６】
複数のフレットが設けられた指板部上に張設された複数の弦を有する電子弦楽器を制御するコンピュータを、
前記複数のフレットのいずれかに対応する位置で、前記複数の弦のいずれかが押弦状態にあるか否かを検出する状態検出手段、
前記複数の弦のいずれかが弾弦されたことを検出する弾弦検出手段、
前記弾弦検出手段による弾弦が検出された直後における当該弦の振動レベルを検出するレベル検出手段、
前記弾弦検出手段による弾弦の検出に応答して、前記弾弦が検知された弦と、前記状態検出手段により検出された当該弦の押弦位置に対応する位置にあるフレットとに基づいて決定される音高、及び前記レベル検出手段にて検出されたレベルに基づいて決定された音量の楽音の発音指示を、接続された音源に対して行う発音指示手段、
前記弾弦検出手段によって弾弦の検出された弦の振動ピッチを抽出するピッチ抽出手段、
前記接続された音源にて発音されている楽音の音高を、前記ピッチ抽出手段により抽出された振動ピッチに基づいて補正する音高補正手段、
として機能させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子弦楽器、楽音発生方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、楽器本体に張設された複数の弦と、該複数の弦の振動を各弦毎に検出する弦振動検出手段と、該弦振動検出手段により検出された各弦の振動周波数に対応した音階周波数データを出力するピッチ検出手段と、を備える電子弦楽器が知られている。この電子弦楽器によれば、弦振動検出手段により弾かれた弦の振動を検出して、電気信号を出力し、ピッチ検出手段により電気信号の周波数と振幅を認識することで、楽音を発音させる周波数を決めることができる（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−１２０６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、弾弦された弦の振動は、弾弦された直後は振幅が安定していない。このため、特許文献１を含む従来の技術では、弾弦された弦の振動に基づく正確なピッチを抽出するには、弦の振幅が安定するまでピッチの抽出を待つ必要があった。この事により、電子弦楽器において、弦の振動を検出してから、音源を発音制御するまでに時間的な遅れが生じていため、ユーザは感度が悪いと感じる場合があった。
【０００５】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、電子弦楽器において、感度よく、正確なピッチで音源を制御することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の一態様の電子弦楽器は、
複数のフレットが設けられた指板部上に張設された複数の弦と、
前記複数のフレットのいずれかに対応する位置で、複数の弦のいずれかが押弦状態にあるか否かを検出する状態検出手段と、
前記複数の弦のいずれかが弾弦されたことを検出する弾弦検出手段と、
前記弾弦検出手段による弾弦が検出された直後における当該弦の振動レベルを検出するレベル検出手段と、
前記弾弦検出手段による弾弦の検出に応答して、前記弾弦が検知された弦と、前記状態検出手段により検出された当該弦の押弦位置に対応する位置にあるフレットとに基づいて決定される音高、及び前記レベル検出手段にて検出されたレベルに基づいて決定された音量の楽音の発音指示を、接続された音源に対して行う発音指示手段と、
前記弾弦検出手段によって弾弦の検出された弦の振動ピッチを抽出するピッチ抽出手段と、
前記接続された音源にて発音されている楽音の音高を、前記ピッチ抽出手段により抽出された振動ピッチに基づいて補正する音高補正手段と、
を有する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、電子弦楽器において、感度よく、正確なピッチで音源を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態に係る電子弦楽器の外観構成を示す平面図である。
【図２】後述の図６を参照して説明する楽音生成処理を実行可能な電子弦楽器のハードウェアの構成を示すブロック図である。
【図３】図２に示すＣＰＵにおける、楽音生成処理を実行するための機能的構成を示す機能ブロック図である。
【図４】図３に示すＡ／Ｄ変換部で変換したデジタル音波形を説明する図である。
【図５】図４に示すデジタル音波形を、図３に示すフィルター部により処理した後のデジタル音波形を説明する図である。
【図６】図２及び図３のハードウェアの構成の電子弦楽器が実行する楽音生成処理の流れを説明するフローチャートである。
【図７】図６に示すフレット認識処理の流れを説明するフローチャートである。
【図８】図６に示す発音処理の流れを説明するフローチャートである。
【図９】図６に示すピッチ補正処理の流れを説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る電子弦楽器１の外観構成を示す平面図である。
電子弦楽器１は、例えばエレクトリック・ギター（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｇｕｉｔａｒ）により構成され、本体部２と、１２ヶ所のフレットが設けられた指板部３と、を備えている。また、電子弦楽器１は、１２ヶ所のフレットが設けられた指板部３と本体部２との間に張設された６本の弦を備える。電子弦楽器１は、指板部３に設けられた押弦状態を認識できるフレットスイッチ群１７により、演奏者がどの位置を押さえているかを認識し、本体部２に設けられたピックアップ１８により、演奏者の弾弦操作に基づく弦振動を検出して、この弦振動の周波数と振幅に基づく楽音を発生する。
【００１０】
フレットスイッチ群１７は、フレットと弦に対応したマトリクス状のスイッチ群で構成される。具体的には、フレットスイッチ群１７は、６弦×１２フレットの７２個のスイッチで構成される。フレットスイッチ群１７は、演奏者の押弦によるフレットと弦との接触による導電検知又は静電容量センサーによる演奏者の指の隣接検知により、スイッチ群をオン・オフする。このように、電子弦楽器１は、フレットスイッチ群１７のオン・オフの状態により、演奏者が指板部３のどの位置を押さえているかを認識する。即ち、フレットスイッチ群１７は、複数のフレット夫々と複数の弦夫々との間での接触状態を検出する状態検出手段として機能する。
ピックアップ１８は、各弦毎に設けられ、夫々複数の弦（例えば、６本）の演奏者の弾弦操作に基づく弦振動を検出する。即ち、ピックアップ１８は、複数の弦のいずれかが弾弦されたことを検出する弾弦検出手段として機能する。
【００１１】
図２は、後述の図６を参照して説明する楽音生成処理を実行可能な電子弦楽器１のハードウェアの構成を示すブロック図である。
【００１２】
電子弦楽器１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１１と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）１２と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）１３と、バス１４と、入出力インターフェース１５と、機能スイッチ群１６と、フレットスイッチ群１７と、ピックアップ１８と、音源システム１９と、を備えている。
【００１３】
ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１２に記録されているプログラム、又は、記憶部（図示せず）からＲＡＭ１３にロードされたプログラムに従って各種の処理を実行する。
【００１４】
ＲＯＭ１２は、ＣＰＵ１１に実行させる種々の処理、例えば、弦の振動レベルに応じた楽音を発音する楽音生成処理等を実行させるためのプログラムを格納する。また、ＲＯＭ１２には、フレットスイッチ群１７の各スイッチのオン・オフの状態により抽出されるピッチ情報に対応するフィルターのパラメーターが記憶されている。また、ＲＯＭ１２は、音高毎のサンプリング音源として、アコースティック・ギター、エレクトリック・ギター、ベースギター、バイオリン等の楽音を生成するための波形データを格納した波形データエリアを有する。
【００１５】
ＲＡＭ１３には、ＣＰＵ１１が各種の処理を実行する上において必要なデータ等も適宜記憶される。また、ＲＡＭ１３には、楽音生成処理により楽音を生成する対象となる弦を示す弦番号情報が記憶される。この弦番号情報には、ＣＰＵ１１により、例えば、第１弦を示す“１”、第２弦を示す“２”、第３弦を示す“３”、第４弦を示す“４”、第５弦を示す“５”、第６弦を示す“６”が代入される。ＣＰＵ１１は、ＲＡＭ１３に記憶された弦番号情報に基づき、各弦毎に楽音生成処理を行う。
【００１６】
ＣＰＵ１１、ＲＯＭ１２、及びＲＡＭ１３は、バス１４を介して相互に接続されている。また、このバス１４には、入出力インターフェース１５も接続されている。入出力インターフェース１５には、機能スイッチ群１６、フレットスイッチ群１７、ピックアップ１８及び音源システム１９が接続されている。
【００１７】
機能スイッチ群１６は、例えば、電源のオン・オフや音色等を選択するスイッチ群であり、各スイッチの状態を検出して、入出力インターフェース１５を介して、ＣＰＵ１１に入力する。
フレットスイッチ群１７は、演奏者が押弦している位置を示す各スイッチのオン・オフ状態を検出して、入出力インターフェース１５を介して、ＣＰＵ１１に入力する。
ピックアップ１８は、演奏者の弾弦操作に基づく各弦の弦振動を示すアナログ値を検出し、入出力インターフェース１５を介して、ＣＰＵ１１に入力する。
【００１８】
音源システム１９は、例えばＭＩＤＩ（Ｍｕｓｉｃａｌ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）データにより、ＣＰＵ１１に発音指示された楽音の波形データを生成し、その波形データをＤ／Ａ変換して得られるオーディオ信号を外部音源３０に出力して、発音及び消音の指示を出す。
【００１９】
外部音源３０は、アンプ回路４１と、スピーカ４２と、を備える。
アンプ回路４１は、音源システム１９から出力されたオーディオ信号を増幅して、スピーカ４２に出力する。
スピーカ４２は、アンプ回路４１から出力された増幅されたオーディオ信号を発音する。
【００２０】
次に、図３を参照して、図２に示すＣＰＵ１１における、楽音生成処理を実行するための機能的構成を説明する。
図３は、図２に示すＣＰＵ１１における、楽音生成処理を実行するための機能的構成を示す機能ブロック図である。
ＣＰＵ１１は、フレット認識部５１と、仮ピッチ抽出部５２と、Ａ／Ｄ変換部５３と、発音認識部５４と、フィルター部５５と、ピッチ抽出部５６と、消音認識部５７と、楽音制御信号発生部５８と、を備える。
【００２１】
フレット認識部５１は、フレットスイッチ群１７の各スイッチのオン・オフの状態を取り込み、演奏者が弦楽器を弾くために各弦を押さえている指板部３（図１参照）の位置であり、音高を示す押弦情報を、各弦毎に出力する。
このように、フレット認識部５１が出力する押弦情報は、状態検出手段として機能するフレットスイッチ群１７により当該弦と接触しているフレットに基づいて決定される音高を示す。
【００２２】
仮ピッチ抽出部５２は、フレット認識部５１から押弦情報を受信し、当該押弦情報が示す音高の仮ピッチ情報を各弦毎に決定し出力する。ここで、本実施形態において「仮ピッチ情報」は、ある音高を示す情報として予め設定された情報であり、ビブラートやベンド等の弦楽器固有の奏法により、弦が引っ張られていたりすることで変動する実際の弾弦により発音される楽音の音高を示すピッチ情報とは異なる場合がある。
【００２３】
Ａ／Ｄ変換部５３は、ピックアップ１８から入力された弦振動を示すアナログ値をデジタル値（以降、デジタル音波形とも言う）に変換する。
【００２４】
発音認識部５４は、Ａ／Ｄ変換部５３で変換されたデジタル音波形を取り込む。このデジタル音波形は、ピックアップ１８により弾弦が検出された直後における当該弦の振動レベルを示す。
このように、発音認識部５４は、弾弦検出手段として機能するピックアップ１８による弾弦が検出された直後における当該弦の振動レベルを検出するレベル検出手段として機能する。
【００２５】
また、発音認識部５４は、取り込んだデジタル音波形の正と負の振幅のピーク値において、楽音を発音するレベルの閾値である発音基準値（発音スレッシュレベルとも言う）を超えた振幅のピーク値があるか否かを判定する。そして、発音認識部５４は、発音スレッシュレベルを超える振幅のピーク値があった場合、その反対の極性のピーク値との差により、発音する楽音の音量を示すベロシティを決定する。このように、ベロシティは、レベル検出手段として機能する発音認識部５４にて検出されたレベルに基づいて決定された音量である
【００２６】
図４は、図３に示すＡ／Ｄ変換部５３で変換したデジタル音波形を説明する図である。図４に示すデジタル音波形は、後述するフィルター部５５により高域カットフィルターで倍音を取り除いていないデジタル音波形である。図４及び後述する図５において、縦軸は振幅を示し、横軸は経過時間を示す。
【００２７】
図４を参照して、発音認識部５４の処理を具体的に説明する。
発音認識部５４は、例えば、図４中左から負のピーク値Ｐ１、正のピーク値Ｐ２、負のピーク値Ｐ３を検出し、正のピーク値Ｐ２の大きさがスレッシュレベルＳＬを超えたので、正のピーク値Ｐ２と、前後の負のピーク値Ｐ１及びＰ３との差を夫々算出する。そして、発音認識部５４は、正のピーク値Ｐ２と負のピーク値Ｐ１との差と、正のピーク値Ｐ２と負のピーク値Ｐ３との差と、を比べ、これらの差が示す値のうち、より値が大きい正のピーク値Ｐ２と負のピーク値Ｐ１との差が示す値を発音する楽音のベロシティに決定する。
このように、発音認識部５４は、弦の振動レベルとして、弾弦が検出された直後における負の振動レベルのピーク値と正の振動レベルのピーク値との差を検出するレベル検出手段として機能する。
【００２８】
また、発音認識部５４は、仮ピッチ抽出部５２が決定した仮ピッチ情報と、決定したベロシティと、に基づく楽音を発音するための発音情報を出力する。
ここで、従来の電子弦楽器は、演奏者の弾弦に基づくデジタル音波形から高域カットフィルターで倍音を取り除いたデジタル音波形のピッチ情報に基づき発音情報を出力していた。
本実施形態の発音認識部５４によれば、予め設定された仮ピッチ情報に基づき発音情報を出力するので、演奏者に弾弦されてから発音するまでの処理において、高域カットフィルターで倍音を取り除く処理が省略できるので、弾弦されたことで音源を鳴らす反応を速くできる。
【００２９】
図３に戻って、フィルター部５５は、Ａ／Ｄ変換部５３で変換されたデジタル音波形を取り込む。
また、フィルター部５５は、仮ピッチ抽出部５２が出力した仮ピッチ情報を取り込む。
そして、フィルター部５５は、取り込んだＡ／Ｄ変換部５３で変換されたデジタル音波形を低域フィルタリングする。詳細には、フィルター部５５は、取り込んだ仮ピッチ情報に応じた高域カットフィルターで、Ａ／Ｄ変換部５３により変換されたデジタル音波形における倍音を取り除き、ほぼ基本音だけの弦の振動信号を示すデジタル音波形を出力する。
このように、フィルター部５５は、ピッチ抽出手段として機能するピッチ抽出部５６に供給される直前に弦の振動信号を示すデジタル音波形を低域フィルタリングするフィルター手段として機能する。
【００３０】
図５は、図４に示すデジタル音波形を、図３に示すフィルター部５５により処理した後のデジタル音波形を説明する図である。
ここで、図４に示す、Ａ／Ｄ変換部５３で変換しただけのデジタル音波形は、基本音の波形と、この基本音の倍音（第２倍音、第３倍音等）と、から構成されている。
詳細には、フィルター部５５は、ＲＯＭ１２から仮ピッチ情報に応じてフィルターのパラメーターを読み込み、このパラメーターに基づき、図４に示すＡ／Ｄ変換部５３で変換しただけのデジタル音波形から、図５に示す仮ピッチ情報が示す音高の基本音の倍音を取り除いたデジタル音波形を出力する。このように、本実施形態では、フレットスイッチ群１７により検出された演奏者の押弦状態からの仮ピッチ情報で鳴っている楽音のピッチを推測し、フィルター部５５により、この推測したピッチに見合ったパラメーターでデジタル音波形を処理して倍音を取り除く。
【００３１】
図３に戻って、ピッチ抽出部５６は、フィルター部５５により出力されたデジタル音波形において、正と負で隣接する振幅のピーク値を検出する。
そして、ピッチ抽出部５６は、検出した互いに隣接する正と負のピーク値が、ゼロクロスする時間を求め、あるゼロクロスする時点と、当該ゼロクロスする時点の直前のゼロクロスする時点と、の時間間隔の逆数からピッチを算出して、当該ピッチを示すピッチ情報を出力する。
このように、ピッチ抽出部５６は、弾弦検出手段として機能するピックアップ１８によって弾弦の検出された弦の振動ピッチを抽出するピッチ抽出手段として機能する。
【００３２】
図５を参照して、ピッチ抽出部５６の処理を具体的に説明する。
ピッチ抽出部５６は、デジタル音波形の負と正で隣接する振幅のピーク値ｐ１及びｐ２がゼロクロスする時間Ｚ１を求め、続いて負と正で隣接する振幅のピーク値ｐ３及びｐ４が、ゼロクロスする時間Ｚ２を求める。そして、ピッチ抽出部５６は、時間Ｚ２から時間Ｚ１を減算してゼロクロスする時点の時間差を算出し、算出した値の逆数を反映したピッチ情報を出力する。
【００３３】
消音認識部５７は、ピッチ抽出部５６で検出されたデジタル音波形の正と負の振幅のピーク値が楽音を消音するレベルの閾値である消音基準値よりも小さくなった時又はフレット認識部５１が出力した押弦情報が変更された場合に消音情報を出力する。
【００３４】
楽音制御信号発生部５８は、発音認識部５４により出力された発音情報を楽音の発音指示である音源制御信号に変換して音源システム１９を制御する。
このような音源制御信号は、ピックアップ１８による弾弦の検出に応答して、弾弦が検知された弦と、フレットスイッチ群１７により当該弦と接触しているフレットと、に基づいて決定される音高、及び、発音認識部５４にて検出されたレベルに基づいて決定された音量の楽音の発音指示である。
また、楽音制御信号発生部５８は、このような楽音の発音指示を、接続された音源システム１９に対して行う発音指示手段として機能する。
【００３５】
その後、楽音制御信号発生部５８は、発音認識部５４により出力された仮ピッチ情報に基づく発音情報を、ピッチ抽出部５６が出力したピッチ情報に基づく発音情報に補正し、補正した発音情報を音源制御信号に変換して音源システム１９を制御する。
このように、楽音制御信号発生部５８は、接続された音源システム１９にて発音されている楽音の音高を、ピッチ抽出部５６により抽出された振動ピッチを示すピッチ情報に基づいて補正する音高補正手段として機能する。
【００３６】
また、楽音制御信号発生部５８は、消音認識部５７により出力された消音情報に基づき発音中の楽音を消音するように音源システム１９を制御する。
このように、楽音制御信号発生部５８は、音高が補正された楽音の音量を、フィルター部５５により低域フィルタリングされた弦の振動信号の振動レベルに基づいて補正する音量補正手段として機能する。
【００３７】
次に、図６を参照して、図２及び図３のハードウェアの構成の電子弦楽器１が実行する楽音生成処理について説明する。
図６は、図２及び図３のハードウェアの構成の電子弦楽器１が実行する楽音生成処理の流れを説明するフローチャートである。
【００３８】
楽音生成処理は、本実施形態では、ユーザが電源を投入する操作を機能スイッチ群１６に対して行った場合、その操作を契機として開始される。即ち、次のような処理が実行される。
【００３９】
ステップＳ１において、ＣＰＵ１１は、タイマーをスタートする。本ステップにおいて、ＣＰＵ１１は、内部で発生する所定周期のクロックに同期したタイミングに基づき、経過時間のカウントを開始する。
ステップＳ２において、ＣＰＵ１１は、電源がオフにされた場合には、楽音生成処理を終了し、電源がオフにされていない場合には、ステップＳ３に処理を移す。
【００４０】
ステップＳ３において、ＣＰＵ１１は、楽音生成処理により楽音を生成する対象となる弦を示す弦番号情報Ｎに１を代入し、この弦番号情報ＮをＲＡＭ１３に記憶する。
【００４１】
ステップＳ４において、フレット認識部５１及び仮ピッチ抽出部５２は、後述の図７を参照して説明するフレット認識処理を行う。
図７は、図６に示すフレット認識処理の流れを説明するフローチャートである。
ステップＳ４１において、フレット認識部５１は、フレットスイッチ群１７の各スイッチのオン・オフの状態を取り込み、弦番号情報Ｎが示す第Ｎ弦の押弦情報を出力する。
【００４２】
ステップＳ４２において、仮ピッチ抽出部５２は、ステップＳ４１でフレット認識部５１から出力された第Ｎ弦の押弦情報を受信し、第Ｎ弦の押弦情報が示す音高の仮ピッチ情報を決定し出力する。
ＣＰＵ１１は、ステップＳ４２の処理が終了すると、ステップＳ５に処理を移す。
【００４３】
図６に戻って、ステップＳ５において、Ａ／Ｄ変換部５３、発音認識部５４、消音認識部５７及び楽音制御信号発生部５８は、後述の図８を参照して説明する発音処理を行う。
図８は、図６に示す発音処理の流れを説明するフローチャートである。
ステップＳ５１において、Ａ／Ｄ変換部５３は、ピックアップ１８から入力された第Ｎ弦の弦振動を示すアナログ値をデジタル音波形に変換する。そして、発音認識部５４は、Ａ／Ｄ変換部５３で変換された、第Ｎ弦のデジタル音波形を取り込む。
【００４４】
ステップＳ５２において、ＣＰＵ１１は、音源システム１９がオーディオ信号を外部音源３０に出力しているかを判定し、出音している（発音中）と判定したときにはステップＳ５３に処理を移し、出音していない（無音中）と判定したときにはステップＳ５５に処理を移す。
【００４５】
ステップＳ５３において、消音認識部５７は、ピッチ抽出部５６で検出されたデジタル音波形の正と負の振幅のピーク値が消音基準値よりも小さくなったか否かを判定する。
ステップＳ５３において、消音基準値よりも小さくなっていないと判定された場合、即ちＮＯであると判定された場合、処理はステップＳ５４に進む。
ステップＳ５４において、消音認識部５７は、自己に設けられた消音タイマーのカウント時間を「０」とする。これにより、図８の発音処理が終了となる。即ち、図６のステップＳ５の処理が終了し、処理はステップＳ６に進む。
これに対して、消音基準値より小さくなっていると判定された場合、即ちＹＥＳであると判定された場合、ステップＳ５５において、消音認識部５７は、消音タイマーのカウント時間をインクリメントする。続いて、ステップＳ５６において、消音認識部５７は、消音タイマーのカウント時間が、消音認識部５７において予め設定された消音時間に達しているか否かを判定する。この消音時間は、本実施形態においては、この時点で求められている楽音のピッチの逆数から算出されている。
ここで、ステップＳ５６において、消音時間に達していないと判定された場合、図８の発音処理が終了となる。即ち、図６のステップＳ５の処理が終了し、処理はステップＳ６に進む。
これに対して、ステップＳ５６において、消音時間に達している（消音時間よりも長い）と判定された場合、処理はステップＳ５７に進む。
【００４６】
ステップＳ５７において、消音認識部５７は、消音情報を出力する。
また、本ステップにおいて、楽音制御信号発生部５８は、消音認識部５７により出力された消音情報に基づき発音中の楽音を消音するように音源システム１９を制御する。
【００４７】
以上、ステップＳ５２において無音中でない（ＮＯである）と判定された後の一連の処理について説明した。次に、ステップＳ５２において無音中である（ＹＥＳである）と判定された後の一連の処理について説明する。この場合、処理はステップＳ５８に進み、次のような一連の処理が実行される。
ステップＳ５８において、発音認識部５４は、ステップＳ５１の処理で取り込んだデジタル音波形の正と負の振幅のピーク値において、楽音を発音するレベルの閾値である発音基準値を超えた振幅のピーク値があるか否かを判定する。発音認識部５４は、発音基準値を超えた振幅のピーク値があると判定したときにはステップＳ５９に処理を移し、発音基準値を超えた振幅のピーク値がないと判定したときには発音処理を終了させ、即ち図６のステップＳ５の処理を終了させ、ステップＳ６に処理を移す。
【００４８】
ステップＳ５９において、発音認識部５４は、発音基準値を超えた振幅のピーク値の反対の極性のピーク値との差により発音する楽音の強弱を示すベロシティを決定する。そして、発音認識部５４は、ステップＳ４２で仮ピッチ抽出部５２が決定した仮ピッチ情報と、決定したベロシティと、に基づく楽音を発音するための発音情報を出力する。
また、本ステップにおいて、楽音制御信号発生部５８は、発音認識部５４により出力された発音情報を音源制御信号に変換して音源システム１９を制御する。
これにより、図８の発音処理が終了となる。即ち、図６のステップＳ５の処理が終了し、処理はステップＳ６に進む。
【００４９】
図６に戻って、ステップＳ６において、ＣＰＵ１１は、音源システム１９がオーディオ信号を外部音源３０に出力しているかを判定し、出音している（発音中）と判定したときにはステップＳ７に処理を移し、出音していない（無音中）と判定したときにはステップＳ８に処理を移す。
【００５０】
ステップＳ７において、フィルター部５５、ピッチ抽出部５６及び楽音制御信号発生部５８は、後述の図９を参照して説明するピッチ補正処理を行う。
図９は、図６に示すピッチ補正処理の流れを説明するフローチャートである。
ステップＳ７１において、フィルター部５５は、Ａ／Ｄ変換部５３で変換された、第Ｎ弦のデジタル音波形を取り込む。
【００５１】
ステップＳ７２において、フィルター部５５は、ステップＳ４２で仮ピッチ抽出部５２が決定した第Ｎ弦の仮ピッチ情報を取り込む。
【００５２】
ステップＳ７３において、フィルター部５５は、ステップＳ７２で取り込んだ仮ピッチ情報に応じた高域カットフィルターで、ステップＳ７１で取り込んだデジタル音波形における倍音を取り除き、ほぼ基本音だけのデジタル音波形を出力する。
【００５３】
ステップＳ７４において、ピッチ抽出部５６は、ステップＳ７３でフィルター部５５により出力されたデジタル音波形において、正の振幅のピーク値を検出する。
【００５４】
ステップＳ７５において、ピッチ抽出部５６は、ステップＳ７３でフィルター部５５により出力されたデジタル音波形において、ステップＳ７４で検出した正の振幅のピーク値と隣接する負の振幅のピーク値を検出する。
【００５５】
ステップＳ７６において、ピッチ抽出部５６は、ステップＳ７５で検出した正と負のピーク値がゼロクロスするタイマー値を検出する。
【００５６】
ステップＳ７７において、ピッチ抽出部５６は、ステップＳ７６で検出したタイマー値と、前回検出した正と負のピーク値がゼロクロスするタイマー値と、の差分からピッチを算出する。
【００５７】
ステップＳ７８において、ピッチ抽出部５６は、ステップＳ７７で算出したピッチを示すピッチ情報を出力する。
また、本ステップにおいて、楽音制御信号発生部５８は、ステップＳ５６で発音認識部５４により出力された仮ピッチ情報に基づく発音情報を、ピッチ抽出部５６が出力したピッチ情報に基づく発音情報に補正し、補正した発音情報を音源制御信号に変換して音源システム１９を制御する。
ＣＰＵ１１は、ステップＳ７８の処理が終了すると、ステップＳ８に処理を移す。
【００５８】
本実施形態の電子弦楽器１によれば、ステップＳ７１からステップＳ７８までの処理は、ステップＳ７３で出力されたデジタル音波形が示す基本音の２周期以内の時間で行われる。これにより、弾弦した演奏者に違和感を覚えさせることなく、弾弦による楽音のピッチを正確に補正できる。
【００５９】
図６に戻って、ステップＳ８において、ＣＰＵ１１は、ＲＡＭ１３に記憶された、楽音生成処理により楽音を生成する対象となる弦を示す弦番号情報Ｎをインクリメントする。
ステップＳ９において、ＣＰＵ１１は、ＲＡＭ１３に記憶された弦番号情報Ｎの値が７より小さいか否かを判定し、７より小さいと判定したときにはステップＳ４に処理を移し、７以上であると判定したときにはステップＳ２に処理を移す。即ち、ＣＰＵ１１は、弦番号情報Ｎの値が１である第１弦から弦番号情報Ｎの値が６である第６弦まで、順次、楽音生成処理を行う。
【００６０】
以上説明したように、本実施形態の電子弦楽器１は、１２ヶ所のフレットが設けられた指板部３上に張設された６本の弦と、フレットスイッチ群１７と、ピックアップ１８と、発音認識部５４と、楽音制御信号発生部５８と、ピッチ抽出部５６と、を有する。
フレットスイッチ群１７は、１２ヶ所のフレット夫々と６本の弦夫々との間での接触状態を検出する。
ピックアップ１８は、６本の弦のいずれかが弾弦されたことを検出する。
発音認識部５４は、ピックアップ１８による弾弦が検出された直後における当該弦の振動レベルを検出する。
楽音制御信号発生部５８は、ピックアップ１８による弾弦の検出に応答して、弾弦が検知された弦と、フレットスイッチ群１７により当該弦と接触しているフレットとに基づいて決定される音高、及び発音認識部５４にて検出されたレベルに基づいて決定された音量の楽音の発音指示を、接続された音源システム１９に対して行う。
ピッチ抽出部５６は、ピックアップ１８によって弾弦の検出された弦の振動ピッチを抽出する。
楽音制御信号発生部５８は、接続された音源システム１９にて発音されている楽音の音高を、ピッチ抽出部５６により抽出された振動ピッチに基づいて補正する。
【００６１】
この場合、フレットスイッチ群１７で押弦状態を検知するので、演奏者の指位置を認識してピッチを決定し、ピックアップ１８からの弦振動を認識しだいに音源システム１９にて発音できる。また、ピッチ抽出部５６でピックアップ１８によって弾弦の検出された弦の振動ピッチを抽出し、この抽出した振動ピッチに基づいて、音源システム１９にて発音されている楽音の音高を補正できる。
従って、電子弦楽器において、感度よく、正確なピッチで音源を制御することができる。
【００６２】
さらに、本実施形態の電子弦楽器１の発音認識部５４は、弦の振動レベルとして、弾弦が検出された直後における負の振動レベルのピーク値と正の振動レベルのピーク値との差を検出する。
この場合、弾弦が検出された直後における負の振動レベルのピーク値と正の振動レベルのピーク値との差に基づきベロシティを決定できる。
ここで、高域カットフィルターで倍音を取り除いた後のデジタル音波形は、波形が鈍るため、ピーク値の検出が遅れる場合がある。
本実施形態の発音認識部５４によれば、フィルター部５５により高域カットフィルターで倍音を取り除いていないデジタル音波形のピーク値を検出し、このピーク値に基づきベロシティを決定するので、ベロシティを決定する処理速度を向上できる。
【００６３】
さらに、本実施形態の電子弦楽器１は、ピッチ抽出部５６に供給される直前に弦の振動信号を低域フィルタリングするフィルター部５５を有する。
この場合、ピックアップ１８からの弦振動に基づくデジタル音波形に対し低域フィルタリングによる倍音除去処理を行うことができる。これにより、音源システム１９にて発音されている楽音の音高を正確に補正できる。
【００６４】
さらに、本実施形態の電子弦楽器１の楽音制御信号発生部５８は、音高の補正された楽音の音量を、フィルター部５５により低域フィルタリングされた弦の振動信号の振動レベルに基づいて補正する。
この場合、フィルター部５５により低域フィルタリングされたデジタル音波形の振動レベルが、例えば、消音基準値よりも小さくなった時に、音高が補正された楽音を消音できる。これにより、音源システム１９にて発音されている楽音を適切なタイミングで消音できる。
【００６５】
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
【００６６】
上述の実施形態では、本発明が適用される電子機器は、エレクトリック・ギターで構成された電子弦楽器１を例として説明したが、特にこれに限定されない。本発明は、電子弦楽器一般に適用することができる。具体的には、例えば、本発明は、バイオリンや、チェロ等を模した電子弦楽器に適用可能である。
また、上述の実施形態では、６弦×１２フレットとしているが、これに限らず、弦やフレットの数は、任意の数とすることができる。
【００６７】
上述した一連の処理は、ハードウェアにより実行させることもできるし、ソフトウェアにより実行させることもできる。また例えば、上述した一連の処理は、ハードウェアにより実行させることもできるし、ソフトウェアにより実行させることもできる。換言すると、図３の機能ブロック図において説明した機能的構成は例示に過ぎず、特に限定されない。即ち、上述した一連の処理を全体として実行できる機能が電子弦楽器１に備えられていれば足り、この機能を実現するためにどのような機能的構成を用いるのかは特に図３の機能ブロック図の例に限定されない。また、１つの機能的構成は、ハードウェア単体で構成してもよいし、ソフトウェア単体で構成してもよいし、それらの組み合わせで構成してもよい。
【００６８】
一連の処理をソフトウェアにより実行させる場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが、コンピュータ等にネットワークや記録媒体からインストールされる。コンピュータは、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータであってもよい。また、コンピュータは、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能なコンピュータ、例えば汎用のパーソナルコンピュータであってもよい。
【００６９】
このようなプログラムを含む記録媒体は、ユーザにプログラムを提供するために装置本体とは別に配布されるリムーバブルメディア（図示せず）により構成されるだけでなく、装置本体に予め組み込まれた状態でユーザに提供される記録媒体等で構成される。リムーバブルメディアは、例えば、磁気ディスク（フロッピディスクを含む）、光ディスク、又は光磁気ディスク等により構成される。光ディスクは、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｋ−Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ），ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｋ）等により構成される。光磁気ディスクは、ＭＤ（Ｍｉｎｉ−Ｄｉｓｋ）等により構成される。また、装置本体に予め組み込まれた状態でユーザに提供される記録媒体は、例えば、プログラムが記録されている図２のＲＯＭ１２や、図示せぬハードディスク等で構成される。
【００７０】
なお、本明細書において、記録媒体に記録されるプログラムを記述するステップは、その順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的或いは個別に実行される処理をも含むものである。
【００７１】
以下に、本願の出願当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［付記１］
複数のフレットが設けられた指板部上に張設された複数の弦と、
前記複数のフレットのいずれかに対応する位置で、複数の弦のいずれかが押弦状態にあるか否かを検出する状態検出手段と、
前記複数の弦のいずれかが弾弦されたことを検出する弾弦検出手段と、
前記弾弦検出手段による弾弦が検出された直後における当該弦の振動レベルを検出するレベル検出手段と、
前記弾弦検出手段による弾弦の検出に応答して、前記弾弦が検知された弦と、前記状態検出手段により検出された当該弦の押弦位置に対応する位置にあるフレットとに基づいて決定される音高、及び前記レベル検出手段にて検出されたレベルに基づいて決定された音量の楽音の発音指示を、接続された音源に対して行う発音指示手段と、
前記弾弦検出手段によって弾弦の検出された弦の振動ピッチを抽出するピッチ抽出手段と、
前記接続された音源にて発音されている楽音の音高を、前記ピッチ抽出手段により抽出された振動ピッチに基づいて補正する音高補正手段と、
を有する電子弦楽器。
［付記２］
前記レベル検出手段は、前記弦の振動レベルとして、前記弾弦が検出された直後における負の振動レベルのピーク値と正の振動レベルのピーク値との差を検出する付記１記載の電子弦楽器。
［付記３］
前記ピッチ抽出手段に供給される直前に前記弦の振動信号を低域フィルタリングするフィルター手段をさらに有する付記１又は２に記載の電子弦楽器。
［付記４］
前記音高補正手段により音高が補正された楽音の音量を、前記フィルター手段により低域フィルタリングされた弦の振動信号の振動レベルに基づいて補正する音量補正手段をさらに有する付記３に記載の電子弦楽器。
［付記５］
複数のフレットが設けられた指板部上に張設された複数の弦を有する電子弦楽器が実行する楽音発生方法において、
前記複数のフレットのいずれかに対応する位置で、複数の弦のいずれかが押弦状態にあるか否かを検出する状態検出ステップと、
前記複数の弦のいずれかが弾弦されたことを検出する弾弦検出ステップと、
前記弾弦検出ステップにより弾弦を検出した直後における当該弦の振動レベルを検出するレベル検出ステップと、
前記弾弦検出ステップによる弾弦の検出に応答して、前記弾弦が検知された弦と、前記状態検出ステップにより検出された当該弦の押弦位置に対応する位置にあるフレットとに基づいて決定される音高、及び前記レベル検出ステップにて検出したレベルに基づいて決定された音量の楽音の発音指示を、接続された音源に対して行う発音指示ステップと、
前記弾弦検出ステップによって弾弦が検出された弦の振動ピッチを抽出するピッチ抽出ステップと、
前記接続された音源にて発音されている楽音の音高を、前記ピッチ抽出ステップにより抽出した振動ピッチに基づいて補正する音高補正ステップと、
を含む楽音発生方法。
［付記６］
複数のフレットが設けられた指板部上に張設された複数の弦を有する電子弦楽器を制御するコンピュータを、
前記複数のフレットのいずれかに対応する位置で、複数の弦のいずれかが押弦状態にあるか否かを検出する状態検出手段、
前記複数の弦のいずれかが弾弦されたことを検出する弾弦検出手段、
前記弾弦検出手段による弾弦が検出された直後における当該弦の振動レベルを検出するレベル検出手段、
前記弾弦検出手段による弾弦の検出に応答して、前記弾弦が検知された弦と、前記状態検出手段により検出された当該弦の押弦位置に対応する位置にあるフレットとに基づいて決定される音高、及び前記レベル検出手段にて検出されたレベルに基づいて決定された音量の楽音の発音指示を、接続された音源に対して行う発音指示手段、
前記弾弦検出手段によって弾弦の検出された弦の振動ピッチを抽出するピッチ抽出手段、
前記接続された音源にて発音されている楽音の音高を、前記ピッチ抽出手段により抽出された振動ピッチに基づいて補正する音高補正手段、
として機能させるプログラム。
【符号の説明】
【００７２】
１・・・電子弦楽器、２・・・本体部、３・・・指板部、１１・・・ＣＰＵ、１２・・・ＲＯＭ、１３・・・ＲＡＭ、１４・・・バス、１５・・・入出力インターフェース、１６・・・機能スイッチ群、１７・・・フレットスイッチ群、１８・・・ピックアップ、１９・・・音源システム、３０・・・外部音源、４１・・・アンプ回路、４２・・・スピーカ、５１・・・フレット認識部、５２・・・仮ピッチ抽出部、５３・・・Ａ／Ｄ変換部、５４・・・発音認識部、５５・・・フィルター部、５６・・・ピッチ抽出部、５７・・・消音認識部、５８・・・楽音制御信号発生部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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