(57)【要約】  共鳴調律のためのシステムおよび方法が提供される。構造体の共鳴に応答する信号が受け取られる。信号から上音に関係する周波数または楽音が求められる。上音に関係する周波数または楽音は、フィルタモード基準周波数または楽音として選択される。フィルタモード基準周波数または楽音から所定の閾値だけ偏移した後続信号からの周波数または楽音の表示は抑圧される。
2015503124.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造体の共鳴に応答する信号を受け取るステップと、
前記信号から上音に関係する周波数又は楽音を確定するステップと、
前記上音に関係する前記周波数又は楽音を、フィルタモード基準周波数又は楽音として選択するステップと、
前記フィルタモード基準周波数又は楽音から所定の閾値だけ偏移した、後続信号からの周波数又は楽音の表示を抑圧するステップと、
を含む共鳴調律の方法。
【請求項２】
前記上音の周波数又は楽音を前記フィルタモード基準周波数又は楽音として表示するステップを含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記フィルタモード基準周波数又は楽音から所定の閾値だけ偏移した、後続信号からの前記周波数又は楽音を抑圧するステップが、上音又は基本音を除去するために、前記後続信号の周波数又は楽音をフィルタするステップを含む請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記フィルタモード基準周波数又は楽音を中心とし、前記フィルタモード基準周波数又は楽音より低い所定の周波数又は周波数比から、前記フィルタモード基準周波数又は楽音より高い所定の周波数又は周波数比まで拡がる通過帯域幅を有するバンドパスフィルタを設けるステップと、前記通過帯域幅の外側にある周波数を抑圧するステップとを含む請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記フィルタモード基準周波数から所定の閾値だけ偏移した、後続信号からの前記周波数を抑圧するステップが、ピーク選択において用いられる周波数帯域の開始および終了周波数を制限するステップを含む請求項１に記載の方法。
【請求項６】
構造体の共鳴に応答して発生された信号を受け取るように構築および構成された受信器と、
前記信号から上音に関係する周波数又は楽音を確定するモジュールと、
前記上音に関係する前記周波数又は楽音を、フィルタモード基準周波数又は楽音として記憶するメモリと、
前記フィルタモード基準周波数又は楽音から所定の閾値だけ偏移した周波数又は楽音の表示を抑圧するフィルタと、
を備えた調律装置。
【請求項７】
前記フィルタモード基準周波数又は楽音、および前記所定の閾値内の周波数又は楽音の少なくとも１つを表示するディスプレイを備えた請求項６に記載の調律装置。
【請求項８】
前記調律器のディスプレイと反対側にマイクロフォンを備えた請求項７に記載の調律装置。
【請求項９】
前記フィルタが、上音又は基本音を除去するために前記周波数又は楽音をフィルタする請求項６に記載の調律装置。
【請求項１０】
前記フィルタが、前記フィルタモード基準周波数又は楽音を中心とし、前記フィルタモード基準周波数又は楽音より低い所定の周波数又は周波数比から、前記フィルタモード基準周波数又は楽音より高い所定の周波数又は周波数比まで拡がる通過帯域幅を有するバンドパスフィルタを備え、前記通過帯域幅の外側にある周波数を抑圧する請求項６に記載の調律装置。
【請求項１１】
前記フィルタが、ピーク選択において用いられる周波数帯域の開始および終了周波数を制限する請求項６に記載の調律装置。
【請求項１２】
前記メモリが、前記所定の閾値内にある測定された周波数又は楽音を記憶し、前記所定の閾値内にある前記測定された周波数又は楽音は、前記調律装置における表示のために前記メモリから取り出される請求項６に記載の調律装置。
【請求項１３】
上面および下面を有する共鳴調律器と、
前記共鳴調律器と電子的に通信するマイクロフォンと、
前記調律器に結合されるとともに、取り外し可能にドラムに結合するように構築および構成されるクランプと、
を備え、前記マイクロフォンは、前記ドラムからの音響信号出力を検知するように、前記ドラムのドラムヘッド近傍に配置されるハンズフリー調律装置。
【請求項１４】
前記マイクロフォンが、前記ドラムからの音響信号出力を検知するように、前記ドラムヘッドの端部の上に配置される請求項１３に記載のハンズフリー調律装置。
【請求項１５】
前記マイクロフォンが、前記共鳴調律器の前記上面と前記下面の間に配置されたプリント回路基板（ＰＣＢ）に結合された請求項１３に記載のハンズフリー調律装置。
【請求項１６】
前記上面がディスプレイを備えた請求項１３に記載のハンズフリー調律装置。
【請求項１７】
前記マイクロフォンが、前記下面に近接し、前記上面におけるディスプレイと反対側にある請求項１６に記載のハンズフリー調律装置。
【請求項１８】
前記マイクロフォンが、共鳴調律器の側面に近接した請求項１３に記載のハンズフリー調律装置。
【請求項１９】
前記クランプが、前記共鳴調律器の前記下面に結合された請求項１３に記載のハンズフリー調律装置。
【請求項２０】
前記クランプが、前記ドラムのドラムヘッドを適切な位置に保つフープに取り外し可能に結合される請求項１３に記載のハンズフリー調律装置。
【請求項２１】
前記マイクロフォンが、前記ドラムヘッドの中央領域の上に配置された無指向性マイクロフォンである請求項１３に記載のハンズフリー調律装置。
【請求項２２】
１つ又は複数のパワースペクトル周波数サンプルを提供するステップと、
１つ又は複数のパワースペクトル周波数サンプルから最大のパワースペクトルの大きさを有する周波数帯域内の周波数を選択するステップと、を含み、
前記周波数帯域が、上限周波数および下限周波数を有する音高検出方法。
【請求項２３】
前記サンプルの複数のピークの加重平均周波数を求めるステップと、
前記複数のピークからの前記加重平均周波数を表示するステップと、
を含む請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記１つ又は複数のパワースペクトル周波数サンプルの測定された音高周波数を記憶装置において記憶するステップと、
前記記憶された測定された音高周波数の少なくとも１つを表示するステップと、
を含む請求項２２に記載の方法。
【請求項２５】
構造体の第１の共鳴に応答する信号を受け取るステップと、
前記信号の周波数を確定するステップと、
前記確定された周波数を差分モード基準周波数として記憶するステップと、
前記構造体の第２の共鳴に応答する後続信号を受け取るステップと、
前記後続信号の周波数を確定するステップと、
前記差分モード基準周波数及び前記後続信号の周波数の間の差に対応する値を表示するステップと、
を含む共鳴調律の方法。
【請求項２６】
前記構造体が、複数のラグによって決まる張力を有する膜を含み、前記第１の共鳴は第１のラグに近接した第１の膜領域において発生され、前記第２の共鳴は第２のラグに近接した第２の膜領域において発生され、
前記後続信号の周波数が前記差分モード基準周波数と実質的に同じになるまで前記膜の張力を変化させるように、前記第１のラグおよび前記第２のラグの少なくとも１つを調整するステップと、
前記値をゼロに又はゼロ近くに表示するステップと、
を備えた請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
構造体の第１の共鳴に応答して発生された信号を受け取るように構築および構成された受信器と、
前記信号の周波数を確定する信号確定回路と、
前記確定された周波数を差分モード基準周波数として記憶するメモリと、
前記差分モード基準周波数及び後続信号の周波数の間の差に対応する値を確定する差分モードプロセッサと、
を備えた調律装置。
【請求項２８】
前記差分モード基準周波数及び前記後続信号の周波数の間の差に対応する前記値を表示するディスプレイを備えた請求項２７に記載の調律装置。
【請求項２９】
構造体の共鳴に応答する信号を受け取るステップと、
前記信号の周波数を測定するステップと、
前記周波数に関係する値を表示するステップと、
前記周波数に関係する前記値を記憶するステップと、
前記周波数に関係する前記記憶された値を取り出すステップと、
前記取り出した値を表示するステップと、
を含む共鳴調律の方法。
【請求項３０】
前記周波数に関係する前記値は第１の表示部に表示され、前記取り出した値は前記第１の表示部とは異なる第２の表示部に表示される請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
構造体の共鳴に応答して発生された信号を受け取るように構築および構成された受信器と、
前記信号の周波数を測定するモジュールと、
前記周波数に関係する値を記憶するメモリと、
前記メモリに記憶する前に前記値を表示する第１の表示領域及び前記メモリから取り出した前記値を表示する第２の表示領域を有するディスプレイと、
を備えた調律装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本出願は参照によりそれぞれの全体が本明細書に組み込まれている、２０１１年１１月３０日に出願した「Ｄｒｕｍ  ａｎｄ  Ｄｒｕｍ−Ｓｅｔ  Ｔｕｎｅｒ」という名称の米国仮出願第６１／５６４，９５４号明細書および２０１２年１月１３日に出願した「Ｄｒｕｍ  ａｎｄ  Ｄｒｕｍ−Ｓｅｔ  Ｔｕｎｅｒ」という名称の米国仮出願第６１／５８６，１８３号明細書の優先権を主張するものである。本出願は参照によりその全体が本明細書に組み込まれている２０１１年１月１１日に出願した「Ｄｒｕｍ  ａｎｄ  Ｄｒｕｍ−Ｓｅｔ  Ｔｕｎｅｒ」という名称の米国特許出願第１３／００４，１６６号明細書に関連する。
【０００２】
本発明は一般にスペクトル分析に関する。より詳細には、本発明は、共鳴構造の調律を容易にするための基本周波数の検出に関する。
【背景技術】
【０００３】
多様な構造体は、基本周波数の検出および分析を不確かにする他の複数の周波数を有して、基本周波数で共鳴する。さらに多くの構造体は短い期間の間に共鳴するだけである。共鳴構造の具体的な例はドラムである。
【０００４】
１つの例ではドラムは中空の円筒からなり、円筒の片側または両側にクランプされた円形膜を有する。張力の下でその外周において吊された円形膜は、円対称および角度モードを含むいくつかの振動モードが可能である。円形モードは、例えば一連の１次ベッセル関数によって表され、したがって倍音的に関連しない。振動の周波数は部分的に、膜の半径、張力、および密度に依存する。円筒形の気柱はまた、ドラムの長さ、および音速、および円筒の両端が開放されているか閉じられているかに依存する共鳴の周波数を有して共鳴する。さらに円筒形のシェルと円筒形の膜は、ドラムの寸法、ドラムヘッドの張力および密度、およびシェルの組成などのいくつかのパラメータに依存する多様な周波数において１つの系として共鳴する。
【０００５】
１つの例ではドラムヘッドは、いくつかの調整可能な締めネジによってドラムシェルに取り付けられた、金属または木製のフープによって保持される。ドラムヘッドの張力は締めネジによって加えられる力によって決まる。調律はドラムヘッドにわたって一様な音高を得るように締めネジを調整するものである。ドラムの周囲の周りで音高が一様であるときは、ドラムヘッドは「クリアされた」（ｃｌｅａｒｅｄ）または「それ自体で調律状態である」と見なされる。それ自体で調律状態であることに加えて各ドラムは、所望の全体的な音を生じる音高に調整される必要がある。時には、振動を防ぐように他方のヘッドがダンピングされた状態、各ヘッドを別々に調律することが望ましい。
【０００６】
ドラムを叩くことによって、持続時間が打楽器以外の楽器より短い、打楽器音を生じる。通常のドラムの時間領域応答は、突然の始まりの後に短いほぼ指数関数的な減衰が続く、振動的な信号からなる。ドラムヘッドの大きな面積に働く空気圧は、音の持続時間を制限する。一方、振動する弦はドラムヘッドよりずっと小さな面積を有するので、比較的にずっと長く振動する。
【０００７】
１組のドラムを調律することは、音楽家に追加の課題をもたらす。一部のドラマは、彼等のドラムをメジャーコードなどの音楽コードに調律する。他のドラマは、彼等のドラムを１／３または１／５などの主音の音程に調律し、他のドラマは彼等の音楽的好みに適したものに耳で調律する。特定のドラム音高の選択は、時には演奏される音楽のタイプに依存する。ドラムセットは、例えばジャズの場合はロックより高く調律される場合があり、またはライブ演奏では共鳴し易いように調律され、録音のためには堅く調律される場合がある。調律はまたドラムのサイズおよびタイプに依存する。直径の大きなドラムは通常は、直径の小さなドラムより低く調律される。しばしばドラマは録音から、または記憶から他のドラマによって用いられる音高をコピーすることを試みる。一般にドラムセットの所望の調律は、ドラマが期待する特定の音に依存する。
【０００８】
ドラムはそのヘッドが叩かれたときに、ドラムのシェルと連動した振動するヘッドの共鳴の結果として生じる独特な音を発生する。ドラムを叩くことで、いくつかの急速に減衰する、非倍音的な振動モードを励振し、結果として短い複雑な音のバーストを生じる。ドラムヘッド張力の調整による、音高、音調、および音質を制御するためのドラム調律は、心地よいドラム音を確立するのに不可欠である。いずれの楽器の調律も、楽音を鳴らし、楽音の音高を測定または何らかの基準と比較し、基準を満たすまで楽器の音高を調整することを必要とする。しかしドラムの音高を評価することは、その短い持続時間と、その音を構成する複数の非倍音的な共鳴とによって複雑となる。一方、旋律的な楽器は、測定し易い音高を有する連続した周期的（倍音的）な音を発生し、したがって調律することはドラムよりずっと簡単である。
【０００９】
ドラム調律は通常は耳で行われ、これは個々の音楽家の技量および好みに左右される技術である。それに加えて耳による調律は不正確であり、結果の再現性に乏しい。さらに、通常は各ドラムが異なる音高に調律されるドラムセットを調律するときに耳で調律すること、または音楽のスタイルもしくはドラムセットが用いられることになる物理的環境の音響特性に基づいて変化する、多様な人気のあるドラムセット音にドラムセットを調律することはますます難しくなる。
【００１０】
ギターおよびピアノなどの旋律的な楽器のための既存の調律器は、ドラムまたはドラムセットの調律には適さない。これらはドラム音の持続時間より長い、持続した音調持続時間を必要とし、ドラムによって発生される過渡音に対してではなく、単一の基本音および関連する倍音からなる周期的な信号に対してのみ正しく動作する。ドラムは通常は、基本周波数から容易に区別される倍音とは違った、上音を生成する。上音は通常は、π（パイ）の積によって基本周波数に関係し、ドラムヘッドの面積および円周に関係する。
【００１１】
所与の力に対するドラムヘッドのたわみを測定することによってヘッドの張力を測定する機械的調律装置は存在するが、ドラムによって発生される音高は測定しないので、例えばドラムの皮の厚さおよび温度変化による多様な不正確さの影響を受ける。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１２】
一態様では共鳴調律の方法が提供される。構造体の共鳴に応答する信号が受け取られる。信号から上音に関係する周波数または楽音が確定される。上音に関係する周波数または楽音は、フィルタモード基準周波数または楽音として選択される。フィルタモード基準周波数または楽音から所定の閾値だけ偏移した、後続信号からの周波数または楽音の表示は、抑圧される。
【００１３】
他の態様では、受信器、モジュール、メモリ、およびフィルタを備える調律装置が提供される。受信器は、構造体の共鳴に応答して発生された信号を受け取るように構築および構成される。モジュールは、信号から上音に関係する周波数または楽音を確定する。メモリは、上音に関係する周波数または楽音をフィルタモード基準周波数または楽音として記憶する。フィルタは、フィルタモード基準周波数または楽音から所定の閾値だけ偏移した周波数または楽音の表示を抑圧する。
【００１４】
他の態様では、上面および下面を有する共鳴調律器と、共鳴調律器と電子的に通信するマイクロフォンと、調律器に結合されたクランプとを備える、ハンズフリー調律装置が提供される。クランプは、取り外し可能にドラムに結合するように構築および構成される。マイクロフォンは、ドラムからの音響信号出力を検知するようにドラムのドラムヘッドの近くに配置される。
【００１５】
他の態様では音高を検出する方法が提供され、方法は１つまたは複数のパワースペクトル周波数サンプルを生じるステップと、１つまたは複数のパワースペクトル周波数サンプルから最大のパワースペクトルの大きさを有する周波数帯域内の周波数を選択するステップとを含み、周波数帯域は上限周波数および下限周波数を有する。
【００１６】
他の態様では共鳴調律の方法が提供され、方法は構造体の第１の共鳴に応答する信号を受け取るステップと、信号の周波数を確定するステップと、確定された周波数を差分モード基準周波数として記憶するステップと、構造体の第２の共鳴に応答する後続信号を受け取るステップと、後続信号の周波数を確定するステップと、差分モード基準周波数と後続信号の周波数の間の差に対応する値を表示するステップとを含む。
【００１７】
他の態様では調律装置が提供され、調律装置は構造体の第１の共鳴に応答して発生された信号を受け取るように構築および構成された受信器と、信号の周波数を確定する信号確定回路と、確定された周波数を差分モード基準周波数として記憶するメモリと、差分モード基準周波数と後続信号の周波数の間の差に対応する値を確定する差分モードプロセッサとを備える。
【００１８】
他の態様では共鳴調律の方法が提供され、共鳴調律の方法は、構造体の共鳴に応答する信号を受け取るステップと、信号の周波数を測定するステップと、周波数に関係する値を表示するステップと、周波数に関係する値を記憶するステップと、周波数に関係する記憶された値を取り出すステップと、取り出した値を表示するステップとを含む。
【００１９】
他の態様では調律装置が提供され、調律装置は構造体の共鳴に応答して発生された信号を受け取るように構築および構成された受信器と、信号の周波数を測定するモジュールと、周波数に関係する値を記憶するメモリと、メモリに記憶する前に値を表示する第１の表示領域、およびメモリから取り出した値を表示する第２の表示領域を有するディスプレイとを備える。
【００２０】
本発明の概念の上記その他の利点は、様々な図において同様な番号は同様な構造要素を表す添付の図面と併せて、以下の説明を参照することによってより良く理解することができる。図面は必ずしも原寸に比例して描かれておらず、代わりに本発明の概念の原理を示すことに重点が置かれる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の概念の実施形態と共に用いることができるドラムの斜視図である。
【図２】叩かれたときに反対側のドラムヘッドがダンピングされた状態での、ドラムの一実施形態の測定された時間領域応答のグラフ図である。
【図３Ａ】本発明の概念の一実施形態による、図２に示される時間領域応答の、計算されたパワースペクトルのグラフ図である。
【図３Ｂ】本発明の概念の他の実施形態による、調律ラグの近くが叩かれたときの、ダンピングされていないドラムの計算されたパワースペクトルのグラフ図である。
【図４】本発明の概念によるドラム調律器の一実施形態の概略図である。
【図５】図４に示される音高推定器の一実施形態の概略図である。
【図６】図５に示されるパワースペクトル推定器の一実施形態の概略図である。
【図７】図５に示されるバースト検出器の一実施形態の概略図である。
【図８】本発明の概念によるドラムセット調律器の一実施形態の概略図である。
【図９】図８に示される音高セット・プロセッサの一実施形態の概略図である。
【図１０】図１に示されるドラムの上面図である。
【図１１】一実施形態による調律装置の正面図である。
【図１２】一実施形態による共鳴調律の方法のフロー図である。
【図１３Ａ】一実施形態による、ドラム調律器に結合された調律装置クランプの斜視図である。
【図１３Ｂ】一実施形態による図１３Ａの調律装置クランプおよびドラム調律器の正面図である。
【図１３Ｃ】一実施形態による図１３Ａおよび１３Ｂの調律装置クランプおよびドラム調律器の側面図である。
【図１３Ｄ】一実施形態による図１３Ａ〜１３Ｃの調律装置クランプおよびドラム調律器の背面図である。
【図１３Ｅ】一実施形態による図１３Ａ〜１３Ｄの調律装置クランプおよびドラム調律器の端面図である。
【図１３Ｆ】一実施形態による、ドラム調律器４００の裏カバーを取り外して電池を露出した図１３Ａ〜１３Ｅの調律装置クランプおよびドラム調律器の後面斜視図の斜視図である。
【図１４】一実施形態による、ドラムにクランプされた図１３Ａ〜１３Ｆの調律装置クランプおよびドラム調律器の側面図である。
【図１５】一実施形態による、ドラム調律器の裏カバーを取り外してプリント回路基板（ＰＣＢ）、マイクロフォンおよび電池を露出した調律装置クランプおよびドラム調律器の後面斜視図である。
【図１６】一実施形態による音高を検出する方法のフロー図である。
【図１７】他の実施形態による調律装置の正面図である。
【図１８】一実施形態による、音高を調律するための１組のデータオプションを示す図である。
【図１９】他の実施形態による調律装置の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本明細書で述べられる共鳴調律器の実施形態は、他の周波数を通常含む短い持続時間の過渡信号からの、構造体の基本周波数の測定をもたらす。一実施形態では共鳴構造はタービンエンジンにおける振動するブレードである。信号はブレードからの音響放射によって測定される。他の実施形態ではブレードからの信号は干渉計によって測定される。他の実施形態では共鳴構造は、音階を練習している人の声帯である。声楽家からの信号をマイクロフォンが測定する。
【００２３】
好ましい実施形態では共鳴構造はドラムヘッドであり、信号は受信器またはセンサによって測定される。ドラム調律を容易にするためにドラムの基本音高が測定される。受信器は、ドラムが叩かれた後にドラムによって発生される音または振動に対応する電気信号を発生する。
【００２４】
図１は、１つの例において本発明の概念と共に用いられる、典型的な「タムタム」ドラム１０ａの斜視図を示す。ドラム１０ａは、フープ１６によって張力の下にドラムシェル１４の上に吊された円形膜（ドラムヘッド）１２を含む。膜１２の張力は、複数のラグ２０ｂ、２１ｂ、２２ｂ、２３ｂ、および２７ｂ（図１には示さず）、およびラグ２３ｂ、２４ｂ、２５ｂ、および２６ｂによって、フープ１６を締めることによって調整される。各ラグは留め具１８によってドラムシェル１４に取り付けられる。図１に示されるドラムは単一の膜１２を示すが、他の実施形態ではドラムの反対側に第２の膜が存在する。一実施形態では反対側の膜が存在するときは、膜１２の調律時に反対側の膜が膜１２と相互作用するのを実質的に防止するように、反対側の膜は「ダンピング」され、すなわちタオルまたはクッションの上に置かれる。膜１２の調律に続いて、膜１２がダンピングされた状態で反対側の膜が調律される。他の実施形態では膜１２は、反対側の膜がダンピングされない状態で調律される。
【００２５】
膜１２の張力の調整は、ドラムを「クリア」するようにラグのそれぞれを調整し、所望の音高を得るようにラグのすべてを調整することを必要とする。各ラグは、ラグの近傍において膜１２にエネルギーを分配することによって調整される。例えば音楽家はラグ２４ｂを調整するために、場所２４ｂ近くの膜１２をタップする。同様にラグ２５ｂを調整するために音楽家は、場所２５ａ近くの膜１２をタップすることになる。タップするのは通常はドラムスティックによって膜１２を叩くことによって行われるが、エネルギーのインパルスを膜１２に届ける諸手法が構想される。
【００２６】
図２は、例えば反対側の膜がダンピングされた状態で、場所２４ａにおいて膜１２が叩かれたときの、例示的実施形態の測定された時間領域応答を示す。図３は、本発明の概念の一実施形態による、図２の計算されたパワースペクトルを示す。図１に示される時間領域応答から、複数のスペクトルピーク３６、３８、４０、および４２が計算される。スペクトルピークはさらにそれらのスペクトルの近さに基づいてサブセット３２および３４にグループ化される。例えばスペクトルピーク３６および３８は、周波数の隔たりに基づいて十分に関連しているので、同じサブセット３２にグループ化される。同様にスペクトルピーク４０および４２はサブセット３４にグループ化される。
【００２７】
この例では反対側の膜はダンピングされ、ドラムの基本周波数と呼ばれる２つのヘッドを有するドラムの最低周波数振動モードは抑圧され、それにより上側またはバター・ドラムヘッドの振動モードが明らかである。ダンピングはまた、バター・ドラムヘッドが基本モードまたは膜の円対称性を有する他のモードで振動することを防止する。したがって図３Ａに示される例ではサブセット３２は、反対側のドラムヘッドがダンピングされた状態での最低周波数振動モードに対応し、バター・ドラムヘッドの最低の次数の上音を含む。反対側のドラムヘッドがダンピングされた場合は、最低の次数のドラムヘッド上音は、調律ラグの基本周波数と呼ぶことができる。ドラムヘッドがダンピングされない場合は、これは最低上音と呼ぶことができる。図３Ａを再び参照すると、サブセット３２内のスペクトルピーク３６および３８はそれぞれ、互いに対して調子が外れている２つのラグの基本周波数に対応する。１つの例では、スペクトルピーク３６はラグ２４ｂに関連する基本周波数に対応し、スペクトルピーク３８は近くのラグ２５ｂに関連する基本周波数に対応する。サブセット３２は、ゼロＨｚ（ＤＣ）を除く最低周波数を有するスペクトルピークを含んでいるので、「基本サブセット」である。スペクトルピーク４０および４２はより高い上音に対応し、これは、初期インパルスが円形ドラムにわたって、およびドラムの周辺、ならびに他の複雑な伝播経路を進行するときに生じる、基本スペクトルピークの望ましくない高い周波数の副産物である。基本サブセット３２内の最大振幅スペクトルピーク３６は、調律されるラグ２４ｂに関連する「基本スペクトルピーク」として選ばれる。その後にラグ２４ｂは、基本スペクトルピーク３６が選択された音高と一致するように調律される。ドラム１０ａの各ラグは、上述のやり方ですべてのラグが「クリア」され、場所２０ａ、２１ａ、２２ａ、２３ａ、２４ａ、２５ａ、２６ａ、または２７ａのいずれにおいてのドラム１０ａのタップも、実質的に同じ基本音高を生じるまで調律され、これはまた選択された音高に対応する。
【００２８】
図３Ｂは、調律ラグの１つの近くをタップしたときの、ダンピングされていないドラムの、計算されたパワースペクトルを示す。この場合は、スペクトルピーク３１に対応する基本振動モードが存在し、ダンピングによって抑圧されない。スペクトルピーク３５および３７は、上部ヘッドの最低上音に対応し、周波数サブセット３３を構成し、スペクトルピーク４１および４３はより高い周波数上音に対応し、周波数サブセット４５を構成する。ダンピングされていないドラムを一様に調律するには、調律ラグのそれぞれの近くでドラムヘッドをタップするのに従って、周波数サブセット３３を構成する最低上音の音高を一致させる必要がある。
【００２９】
図４は、本発明の概念によるドラム調律器５０ａの例示的実施形態を示す。１つの例ではドラム調律器５０ａはドラム１０ａの上に、膜１２の共鳴を検出するのに十分近く（例えば数インチ）に配置される。ドラム調律器は調律されるラグの近くに配置しなくてもよい。一実施形態ではドラム調律器はフープ１６に取り付けられ、１つのドラムヘッドの調律プロセス全体にわたって同じ状態を保つ。
【００３０】
受信器５２は共鳴構造、例えば図１のドラム１０ａからの音または振動に対応する信号を検出する。一実施形態では受信器はセンサ５４、例えばマイクロフォンと、前置増幅器（プリアンプ）５６とを含む。プリアンプ５６は後にサンプルされるデータのエイリアシングを制限するためのローパスフィルタを含む。センサ５４によって受け取られた信号は、プリアンプ５６によって増幅され、アナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）５８によってそれを表すデジタル信号に変換される。１つの非限定的な実施形態ではＡＤＣ５８は、８倍のデシメーションを有して８Ｋサンプル／秒において動作する１２ビット逐次比較レジスタ（ＳＡＲ）を含む。ＡＤＣ５８は基本スペクトルピーク３６を確定するのに十分な精度のクロック６０を有する。一実施形態ではクロック６０は水晶発振器である。例えば１Ｋサンプル／秒のサンプルレートに対しては、０．０１Ｈｚの精度を有するクロック６０で十分である。ＡＤＣ５８からのデジタル信号は音高推定器６２によって処理され、音高推定器６２は受信器５２によって受け取られた信号から基本スペクトルピーク３６を推定する。一実施形態では音高推定器６２によって行われる機能のそれぞれは、回路によって実装される。他の実施形態では音高推定器６２によって行われる機能のそれぞれは、１つまたは複数のプロセッサによって行われる。他の実施形態では音高推定器６２は、その機能を行うために、回路とプロセッサの組み合わせを用いる。周波数推定はユーザ・インターフェース６４に供給され、ユーザ・インターフェース６４は基本スペクトルピーク３６、最も近い楽音、および選択された音高からの基本スペクトルピーク３６の偏移の少なくとも１つを表示する。ユーザは、ユーザ・インターフェース６４上のコントロール６８を用いてドラム調律器５０ａに多様な入力をもたらす。例えばユーザによってもたらされる入力は、選択された音高、ドラムのタイプ、およびどのようなタイプの情報を表示すべきかを含む。加えてユーザ・インターフェースは、指定されたおよび測定された音高を記憶し、呼び出すためのコントロールを提供する。基本周波数の検出に応答した共鳴システムのパラメータの調整という範囲において、他のユーザ入力も構想される。
【００３１】
図５は、図４で参照される音高推定器６２の一実施形態を示す。音高推定器６２は、ＡＤＣ５８からの一連の時間サンプルをバッファ７０に記憶する。一実施形態ではバッファは１０２４個の時間サンプルを記憶する。バッファに記憶されるサンプルの数は、正確な測定のため十分なサンプルサイズを得るように、ドラム・バーストに持続時間（例えば１秒）に対して十分なサンプルを記憶するように、および通常のユーザの期待に基づいて連続した測定の間に必要な時間を短縮するように選ばれる。バースト検出器７２は、エネルギーのインパルス例えばドラムの叩きを構造体が受け取った後の、構造体の共鳴の始まりに通常は対応する信号バーストの開始を検出する。好ましい実施形態ではバースト検出は、デジタル化された信号の累積エネルギーが所定の閾値を超えた後に生じる。他の実施形態ではバースト検出器７２は、デジタル化された信号が閾値をヒステリシス値だけ超えたときを判定する。他の実施形態ではバースト検出器７２は、デジタル化された信号の複数の絶対値の合計が閾値（またはやはりヒステリシスを有する閾値）を超えたときを判定する。
【００３２】
バースト検出器７２によってバーストが検出されたときは、トリガ信号７４がイネーブルされる。トリガ信号７４のイネーブル化はいくつかの動作を開始する。ＡＤＣ５８からのデジタル化されたデータの所定の数のサンプルが、後の処理のためにバッファ７０に記憶される。一実施形態ではパワースペクトル推定器７８は、サンプルを周波数領域に変換し、サンプルの振幅２乗値を算出することによって、バッファされたデータのパワースペクトルを算出する。時間領域から周波数領域への変換の後では、データは一般に複素数であり、各サンプルの振幅２乗値を算出することは実数および虚数値の２乗を合計することからなる。
【００３３】
次いでピーク選択器８０は、パワースペクトルのスペクトルピークを識別する。好ましい実施形態ではスペクトルピークは始めに、振幅２乗された周波数領域サンプルを「パワー配列」に記憶することによって計算される。パワー配列は、「最大値パワーサンプル」を識別するために検索される。次いで最大値パワーサンプル未満の、典型的には最大値パワーサンプルの値より１８ｄＢ低い定数値として、「最小ピークパワー閾値」が定義される。次いでパワー配列は、最低周波数の場所で始まって最高周波数の場所で終わる検索が行われ、「ピーク配列」内の最小ピークパワー閾値より大きなすべてのスペクトルピークの振幅および周波数を記憶する。スペクトルピークは、パワー配列を周波数について微分したときに一次導関数の値がゼロであり、二次導関数の値が負であるパワー配列からのサンプルとして定義される。典型的には昇順での検索において識別される最も低い周波数の１０個のスペクトルピークだけが、「ピーク配列」に記憶される。したがってピーク配列は周波数の昇順に最初の１０個のスペクトルピークを含むことになり、そのすべてが最小パワー閾値を超える。
【００３４】
好ましい実施形態では、図１の膜１２の反対側の膜はダンピングされる。周波数推定器８２はピーク配列を検索し、任意の２つの連続するスペクトルピークが例えば１０Ｈｚの限られた周波数帯域幅（または閾値）内でスペクトル的に隣接する場合で、第２のスペクトルピークが第１のスペクトルピークより大きな振幅を有する場合は、第２のスペクトルピークの順序位置は第１のスペクトルピークと交換される。これらのステップの後ではピーク配列における最初の項目は、測定された信号の基本スペクトルピーク（または基本成分）の周波数および振幅（またはパワー）の推定に対応する。このスペクトルピークのソートは、それぞれが少なくとも１つのスペクトルピークを有するいくつかのサブセットを結果として生じ、サブセット内のあらゆるスペクトルピークは、限られた帯域幅（または閾値、例えば１０Ｈｚ）内で他のスペクトルピークとスペクトル的に隣接する。スペクトルピークの順序付けの方法は、最低の周波数のスペクトルピークを有する基本サブセットを確定し、基本サブセット内で最大の大きさを有するスペクトルピークを基本スペクトルピークとして選択する。
【００３５】
他の好ましい実施形態では図１の膜１２の反対側の膜はダンピングされず（「オープン」とも呼ばれる）、ドラムが叩かれたときの共鳴エネルギーが膜１２に結合することを許す。この共鳴エネルギーの結合により、反対側の膜がダンピングされた状態で調律したときに発生される基本スペクトルピークの周波数未満の、低い周波数のスペクトルピークが導入される。オープンであるドラムは、反対側の膜がダンピングされた状態でドラムを調律するのに用いられる調律方法を変更することにより、最低周波数のサブセットを除外し、次に高い周波数のサブセット内の基本スペクトルピークを選ぶように調律される。
【００３６】
図６は、図５で参照されるパワースペクトル推定器７８の一実施形態を示す。パワースペクトル推定器７８は、図５のバッファ７０から一連のバッファされた時間サンプルを受け取り、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）８８によって時間サンプルを周波数領域に変換する前に任意選択で、ゼロパディング８４およびウィンドウ処理８６によってサンプルを調整する。ゼロパディング８４は、ゼロでない値が支配的である一連の時間サンプルにゼロ値のサンプルを追加してＦＦＴのサイズを増加し、それにより結果としての周波数分解能を増加することを指す。サンプルレートがＦｓでＮ個のサンプルを有するＦＦＴ（「ＮポイントＦＦＴ」）の場合は、周波数分解能は式ΔＦｓ＝Ｆｓ／Ｎで与えられ、したがってサンプルサイズＮが大きいほど、より精細な周波数分解能が得られる。例えば一実施形態では、バッファ７０は１０２４個のサンプルを記憶する。３０７２個のゼロ値サンプルを追加することによって４０９６ポイントのＦＦＴが行われ、それによって周波数分解能が４倍に増加される。任意選択でバッファは４０９６個のサンプルを記憶することもでき、ゼロパディングを避けることもできるが、実効的に１ｋＨｚのＡＤＣサンプリングレート（または８倍のデシメーションを有して８ｋＨｚ）においては、通常のドラム・バーストは図２に示されるように１秒しか続かないのに対して、バッファを満たすのにユーザは４秒待たなければならないことになる。
【００３７】
ＦＦＴは時間−周波数変換の特定の実装形態であり、本明細書では用いられるアルゴリズムに関わらず時間サンプルの周波数領域への変換を指す。例えば他の実施形態では時間−周波数変換は、離散フーリエ変換（ＤＦＴ）、離散コサイン変換（ＤＣＴ）、高速コサイン変換、離散サイン変換（ＤＳＴ）、または高速サイン変換（ＦＳＴ）を用いる。
【００３８】
好ましい実施形態ではゼロパディング８４はウィンドウ処理８６と共に用いられる。ゼロパディング８４を有するまたは有しない一連の時間サンプルは、有限の観測ウィンドウを表すだけであるので、結果としてのスペクトル情報は、ＦＦＴを行った後にリンギング、すなわち矩形ウィンドウのｓｉｎ（ｆ）／ｆスペクトルピークにより歪むようになる。これは「スペクトル漏洩」とも呼ばれる。これを補正するために一連の時間サンプル内の各サンプルに、ハニング、バーレット、またはカイザーウィンドウなどの固定の波形からのサンプルが乗算される。この実施形態ではこれらのウィンドウ関数はＦＦＴと同数（例えば４０９６個）のサンプルを有し、Ｎ／２個の周りに対称性を有し、値は時系列の始まりと終わりでのゼロ近くから時系列の中心での最大値まで増加する。好ましい実施形態ではブラックマン・ハリス・ウィンドウ関数が用いられる。
【００３９】
好ましい実施形態では、時間サンプルはゼロパディング８４およびウィンドウ処理８６によって予め調整され、その後にＦＦＴプロセッサによって周波数領域に変換される。周波数変換を行うためには、ＦＦＴの使用に限定されず、任意の離散フーリエ変換（ＤＦＴ）を用い得ることが構想される。ＦＦＴ８８の後に、周波数スペクトルの推定を形成する一連の周波数サンプルは、振幅２乗関数９０を用いて周波数サンプルのそれぞれを２乗することによってパワースペクトル推定に変換される。
【００４０】
ドラム調律器５０ａは、単発的なドラムの叩き、または一連の反復したドラムの叩きのいずれに対しても動作する。反復したドラムの叩きの場合は、必須の時間サンプル数になる前に（例えば一実施形態では１０２４個のサンプル）、バースト検出器７２は再トリガし、短い一連の時間サンプルは単発的なバーストと同じ長さまでゼロパディングされる。例えば単発的なバーストは１０２４個のサンプルを有し、追加の３０７２個のゼロ値サンプルを加えることによって４０９６個のサンプルまでゼロパディングされる。１つの例では５００ｍｓごとに反復する叩きは、５１２個のサンプルをもつだけであり、３５８４個のゼロ値サンプルを追加することによって４０９６個のサンプルに延長される。一実施形態ではゼロパディング８４は、バッファ７０に記憶されたサンプルを検出し、それに従って結果として４０９６個の時間サンプルを生じるように追加すべきゼロ値サンプルの数を調整する。
【００４１】
平均化部１００を用いて、それぞれの連続したバーストに対する推定パワースペクトル出力に対してスペクトル平均化が行われ、それによってパワースペクトル推定器７８および結果として生じる基本スペクトルピークの推定の精度が向上する。スペクトル平均化は、前に記憶された対応する周波数サンプルの振幅２乗値を用いて、一連の周波数サンプルの各周波数サンプルの振幅２乗値の平均をとることによって行われる。例えば新しいバーストの２番目の周波数サンプルは、前のバーストの２番目の周波数サンプルを用いて平均化される。ゼロパディングは短縮化された時間サンプルのバーストの終わりに生じ、それにより現在および前のバーストからの時間サンプルの適切な整列が維持される。
【００４２】
一実施形態では図５のバースト検出器７２は、ＡＤＣ５８からのデジタル化されたデータまたはその絶対値を、閾値と比較してバースト検出トリガ７４をイネーブルする比較器を含む。図７に示される好ましい実施形態ではエネルギー検出が用いられる。エネルギー検出はより複雑であるが、ノイズ源およびグリッチがある場合に、より信頼性のあるバースト検出をもたらす。いくつかの連続するサンプル（例えば一実施形態では８個のサンプル）のエネルギーは、サンプルを２乗し、一緒に合計することによって計算される。具体的には複数のサンプルホールド回路１０２ａ、１０２ｂから１０２ｎまで（全体として１０２）は、ＡＤＣ５８からの時間サンプルを保持する。一実施形態では、ＡＤＣ５８が１２ビットの分解能を用いる例では、各サンプルホールド回路１０２は１２ビットのレジスタである。他の実施形態ではサンプルホールド回路１０２は先入れ先出し（ＦＩＦＯ）メモリである。遅延なしの時間サンプルを含み、各サンプルホールド回路１０２からのそれぞれの時間遅延されたサンプルは、回路１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃから１０４ｎまで（全体として１０４）によって２乗される。具体的には遅延なしのサンプルは回路１０４ａによって２乗され、サンプルホールド１０２ａによって保持された前のサンプルは回路１０４ｂによって２乗される、などとなる。それぞれの２乗されたサンプルは加算回路１０６によって合計され、減算回路１０８によって閾値１１０と比較され、比較器１１２による判定に従って値が正である場合はトリガ７４を活動化する。好ましい実施形態では閾値１１０の値は、ピーク・バースト・エネルギーの５％である。電圧レベル検出を用いる代替実施形態では、閾値はピーク電圧の２０％である。
【００４３】
図８は、図４のドラム調律器の代替実施形態としてのドラムセット調律器５０ｂであり、複数のドラムの調律を容易にするために追加の音高セット・プロセッサ１２０を含む。音高セット・プロセッサ１２０は、ユーザ・インターフェース６４を通じてユーザによってもたらされる基準に基づいて、ドラムセット内の各ドラムヘッドの音高（例えば所望の基本スペクトルピーク）を選択する。例えばユーザは、ドラムセット内のドラムのサイズおよび数、ならびにコード、音程、音のタイプ、または有名なドラマの調律などの所望の調律のタイプを指定することになる。次いで音高セット・プロセッサ１２０は、ドラムセット内の各ドラムヘッドに対して選択された音高を表示し、それによって音高を補正するために各ドラムの各ヘッドをユーザが調律するのを補助する。さらにユーザは後の時点で呼び出すために、特定のまたは測定されたドラムセット調律を音高セット・プロセッサ１２０に記憶することができる。この記憶モードは、コントロール６８を用いてユーザによって入力され１２４において音高セット・プロセッサに通信された音高または楽音、またはユーザによってドラム調律器を用いて測定され１２２において音高セット・プロセッサに通信された音高を含む。音高セット・プロセッサ１２０によって計算された選択音高は、１２６においてディスプレイ６６に通信される。
【００４４】
図９は、１組のドラム内のドラムのそれぞれを、エクステンデッド・メジャーコードにおける楽音を含む音高に調律するための、選択音高１２６ｂを決定する音高セット・プロセッサ１２０の好ましい実施形態を示す。例えばメジャーコードは、最低すなわちベース音高１２４ａに対して増加する順序で１、５／４、３／２、２、５／２、および３である音高を有し、集合的に音高倍数１３６として示される。ベース音高１２４ａ、およびドラムセットからの選択ドラム１２４ｂは、ユーザ・インターフェース６４から供給される。選択音高１２６ｂは、ベース音高１２４ａと選択された音高倍数１３４の積１３２として、コード内のその位置に従って算出され、音高倍数１３６は選択ドラム１２４ｂによって制御されるマルチプレクサ１３４により選択される。選択音高１２６ｂの算出に加えて、選択音高１２６ｂの音高推定１２２（例えば基本スペクトルピーク）からの偏移１２６ａが、減算回路１３０によって音高推定１２２から選択音高１２６ｂを減算することによって計算される。選択音高１２６ｂおよび偏移１２６ａは共に、図８に示される１２６においてディスプレイ６６に伝達される。
【００４５】
図１０は、本発明の概念の好ましい実施形態による自動調律方法を示す、図１に示されるドラム１０ａの上面図である。図４のドラム調律器は、各調律ラグの近くの個々音高（例えば基本スペクトルピーク）を測定し、音高が一様になるまで対応する調整をラグ張力に行うことにより、ユーザがドラムを調律できるようにする。しかしこれは音高測定とラグ調整の繰り返しを必要とする反復的な手法であり、なぜなら調律ラグに隣接するドラムヘッドの張力および音高は、最も近いラグの張力だけでなく、より少ない程度に他のすべてのラグの張力にも依存するからである。したがって各ラグの張力調整の間に相互作用が存在する。
【００４６】
例えば、近くのドラムヘッド音高を上昇するようにラグを締めると、２つの隣接するラグの近くおよびある程度、反対側のラグの近くの音高も上昇するようになる。単一のラグの張力と他のラグの音高との間のこの固有の相互作用はドラムヘッド調律を複雑にし、一様性が得られるまでに必要な反復の回数を増加させる。したがって張力ラグ相互作用を考慮するようにドラムヘッド調律プロセスを自動化し、それによってドラムヘッドの調律を簡単にしスピードアップするように反復回数を最小化することが有利となる。これはまたドラムヘッドの周りの様々な音高を覚えるユーザの作業が省かれるようになる。
【００４７】
ドラムヘッドを調律するプロセスにおいて、最も低い音高に対応するラグの張力を増加する、または最も高い音高に対応するラグの張力を低くすることが可能であり、前者が好ましい。ラグの張力を低くすることは結果としてラグのネジの部分的なずれを生じ、張力設定の予測可能性または安定性が低下する。したがって以下の説明は、ドラムヘッドの低い音高の区間の音高を上昇させて、高い音高の区間の音高に一致させるように調律ラグの張力を増加させることに基づく。
【００４８】
図１０を参照するとドラム１０ａの一実施形態は、ラグ２０ｂ、２１ｂ、２２ｂ、２３ｂ、２４ｂ、２５ｂ、２６ｂ、および２７ｂ（全体として「ラグ」）を有する。各ラグは、調律時にドラムヘッドが叩かれる、対応する場所２０ａ、２１ａ、２２ａ、２３ａ、２４ａ、２５ａ、２６ａ、および２７ａ（全体として「タップ場所」）を有する。自動調律プロセスは、前述のようにラグのそれぞれを調律し、各ラグの最も近くでの音高推定を保存することによって開始する。次いで各ラグの最も近くでの音高と、対角線上のラグの最も近くでの音高を平均化することによって、複数の音高ペアが計算される。例えば、ラグ２０ｂの最も近くでの音高２０ａは、２４ｂの最も近くでの音高２４ａと平均化され、同様にラグ２１ｂと２５ｂ、２２ｂと２６ｂ、および２３ｂと２７ｂとで、結果として４つの音高ペアを生じる。結果としての４つの音高ペアのそれぞれに対して、最も低い平均音高を有する音高ペアが「主音高ペア」として選ばれる。
【００４９】
例えば図１０に示される実施形態では、ラグ２０ｂおよび２４ｂに関連する平均音高は最も低い平均音高を有し、図示のように主音高ペアは２０ａおよび２４ａでの音高測定に基づく。主音高ペアは、第１のラグ２０ｂおよび第２のラグ２４ｂを有する。第１のラグ２０ｂに関連する音高を調整することはすべてのラグに関連する音高に影響を及ぼすことになるが、最も大きな影響はフープ１６からの力による、隣接するラグ２７ｂおよび２１ｂに対するものとなり、および対角線上のラグ２４ｂに対するものとなる。
【００５０】
４つの音高ペアのどれが主音高ペアであるかを確立した後に、第１のラグ２０ｂまたは第２のラグ２４ｂのいずれかが、それらの関連する大幅に異なる（例えば０．２５Ｈｚの差の）音高を有する場合は、２つのラグのうちの低い方の音高が最初に調整され、次いで他方のラグが調整される。その後に、次に最も低い音高ペアが主音高ペアとして選ばれ、各ラグに関連するすべての音高が調整されるまで同様な調整が行われる。
【００５１】
主音高ペアの第１のラグ２０ｂおよび第２のラグ２４ｂに関連する音高が大幅に異なる場合は、第１のラグ２０ｂおよび第２のラグ２４ｂのどちらを次に調整すべきかの決定は、隣接するラグに対する二次的な影響に依存する。第１の隣接音高ペアは、第１のラグ２０ｂに隣接するラグ２７ｂおよび２１ｂに関連する音高を平均化することによって決定される。第２の隣接音高ペアは、第２のラグ２４ｂに隣接するラグ２５ｂおよび２３ｂに関連する音高を平均化することによって決定される。第１の隣接音高ペアの平均音高が第２の隣接音高ペアより低い場合は、第２のラグ２４ｂの前に第１のラグ２０ｂが調整され、そうでない場合は第２のラグ２４ｂが最初に調整される。その後に、主音高ペアとして次に最も低い音高ペアが選ばれ、各ラグに関連するすべての音高が調整されるまで同様な調整が行われる。ドラム１０ｂの例示的実施形態では８個のラグが示される。自動調律方法は他のドラムの実施形態にも同様に当てはまることを理解されたい。
【００５２】
図１１は、本発明の概念の一実施形態による調律装置２００の正面図である。ドラムまたは他の共鳴構造を一様に調律するためには、異なるラグの近くでのタップに関連する最も低い上音の周波数を測定することが必要である。これは２番目に最も低い周波数サブセット、例えば図３Ｂに示されるサブセット３３を識別し、対応する周波数を確定することを含む。間違った周波数サブセットが選択された場合は、異なるラグの近くでのタップから大きな周波数差が示され得る。ずっと高い周波数が測定された場合は、より高い上音、例えば図３Ｂに示されるサブセット４５がタップから測定された見込みが高い。あるいはより低い周波数が測定された場合は、ドラムの基本または全体としての周波数、例えば図３Ｂに示されるサブセット３０が測定された見込みが高い。いずれの場合も、ラグの調律のために所望の最低周波数上音の代わりに望ましくない音調が検出される。
【００５３】
一実施形態では調律装置２００は、このような状況における望ましくない上音または基本音を除去する選択肢をユーザに提供する、フィルタモード機能を含む。フィルタモードは活動化されたときは最低上音周波数サブセットの周波数を中心とした通過帯域と、基本およびより高い上音周波数サブセットにオーバラップする阻止帯域とのそれぞれを有する、調整可能バンドパスフィルタを信号経路に切り換える。図３Ｂのドラムスペクトルに対する調整可能バンドパスフィルタは、例えば約２００から３００Ｈｚまでの所定の範囲を有し、約２５０Ｈｚを中心とする通過帯域を有することができる。
【００５４】
通過帯域の中心周波数はフィルタモード基準周波数と呼ぶことができる。調整可能バンドパスフィルタは、最も低い上音を含むものを除くすべての信号を実質的に減衰することができ、それによって対応する最低上音周波数の正しい測定をもたらす。他の実施形態では調整可能バンドパスフィルタリングは、図５に示されるピーク選択器８０において用いられる周波数帯域の開始および終了周波数を制限することによって行われる。ここでピーク選択器の周波数帯域は、調整可能バンドパスフィルタの通過帯域と同様なものとすることができる。
【００５５】
フィルタモードは、例えばドラムの膜の張力の調整のために用いられるラグの大部分が所望の上音を発生し、１つまたは複数のラグが疑わしいまたは望ましくない値を発生する場合に、ユーザによって活動化することができる。調律装置２００は、処理ハードウェア、ソフトウェア、またはそれらの組み合わせを含むことができるモジュールを含み、これは所望の上音に関係する周波数または楽音を測定する。ユーザは調律装置２００においてＦＩＬＴＥＲボタン２０２を選択することができ、それによって調律動作時には基本音または望ましくない上音に対応する信号は考慮されなくなる。そうすることによって、測定された周波数は測定周波数表示部２１４に表示される。星印などの表示器２０４は、フィルタが活動化されたことを示すために、測定周波数表示部２１４の隣りに表示することができる。以下で述べるようにユーザは、ドラム膜の領域、例えばラグに近接した領域をタップして信号を発生することができる。それに応答して調律装置２００によって取得された周波数測定値はフィルタモード基準周波数とすることができ、これは装置２００におけるメモリなどの記憶装置に記憶され、ディスプレイ２１０において基準周波数ウィンドウ２０６に表示される。一実施形態ではフィルタモード基準周波数は、メモリ、バッファなどの記憶装置に記憶し、それから呼び出すことができる。その後の例えばドラムヘッドの周辺に分布したラグに近接して取得された測定値は、基準周波数ウィンドウ２０６に表示されたフィルタモード基準周波数を中心とするバンドパスフィルタ通過帯域によってフィルタされ、測定周波数表示部２１４に表示される。楽音などの他の音高関連のデータは、基準周波数ウィンドウ２０６に表示することができる。このようにしてフィルタがイネーブルされたときは、その後に取得される測定値は、フィルタモード基準周波数から著しく偏移した周波数、例えば所定の帯域の、例えばフィルタモード基準周波数に対して±２０％外側にある周波数を無視するようになり、それによってドラムヘッドの各ラグにおいてまたはその近くで最低上音を確定することを可能にする。フィルタリングは、ＦＩＬＴＥＲボタン３０２を再び選択することによってディスエーブルすることができる。
【００５６】
フィルタモードを活動化する前にユーザは、最低上音の名目上の周波数を識別および測定する必要がある。調律動作時に様々な調律ラグ近くでドラムヘッドをタップすることによって、いくつかの測定値を取得することができる。どの測定された周波数が最低上音周波数であるかの判断ができない場合は、ユーザはラグ近くでドラムをタップしている間に、１本の指でドラムヘッドに触れることを含む１つまたは複数のテストを行うことができ、それにより曖昧さを取り除くことができる。いくつかのラグの近くで異常に低い周波数が検出された場合は、タップしながらドラムヘッドの中央に触れることにより、基本ドラム周波数をミュートすることができる。あるいはタオル、または敷物、またはドラムの椅子の上に置くことにより、または何らかの他の手段によって反対側のドラムヘッドをミュートすることができる。あるいはドラムがタップされた所からおよそ９０°の位置においてドラムヘッドの端部に触れることにより、望ましくない高い周波数上音を抑圧することができる。
【００５７】
調律装置２００はＬＥＤ２１２を含むことができ、ＬＥＤ２１２は調律装置２００によって、例えば本明細書で述べられる、トリガ閾値を超える音響信号が受け取られたときに一時的に照らされる。ＬＥＤ２１２は、隣接するドラムヘッド領域がタップされたときに活動化すなわち点灯することができる。
【００５８】
一実施形態ではフィルタモード基準周波数は、例えば上述の調律装置２００によって取得された測定値から決定される。他の実施形態ではフィルタモード基準周波数は指定することができ、例えばユーザによって調律装置２００に入力することができる。
【００５９】
一実施形態では図１１に示されるように測定周波数表示部２１４は、調律動作時にドラム膜をタップすることから発生された信号に対応する値を、周波数（Ｈｚ）として表示する。他の実施形態では測定値の他の良く知られた単位で表示することができ、例えば楽音、オクターブなどとして表示することができる。調律装置２００は、値を楽音、オクターブなどとして表示するときに楽音表示器２１６を表示することができる。調律装置２００は、測定された信号が半音上がっているか下がっているかを示すダイアル２０８を含む。
【００６０】
図１２は、一実施形態による共鳴調律の方法３００のフロー図である。方法３００の説明では本明細書で述べられる１つまたは複数の調律装置および方法を参照する。
【００６１】
ブロック３１０ではドラムヘッド膜などの共鳴構造は、振動を誘起し所望のすなわち典型的には最も低い周波数の膜１２の上音に関連する音を発生するために、例えば図１に示されるラグ２３ｂ、２４ｂに近接した膜１２の領域をタップすることによって、調律ラグの近くでタップされる。またドラムヘッド膜１２の中央をそれに軽く触れることによってミュートすることができ、または反対側のドラムヘッド膜を、タップされたときに振動の基本モードの発生を抑圧するようにミュートすることができる。
【００６２】
ブロック３２０では、信号例えばアナログまたはデジタル信号が、調律装置例えば図１１に示される調律装置２００において受け取られる。例えば調律装置２００は、ドラムヘッド膜などの共鳴構造から音または振動を検出するように、共鳴構造例えばドラムの上に、十分近くに例えば数インチに、配置される。信号は発生された所望の上音に関係する。
【００６３】
ブロック３３０では調律装置２００を用いて、信号から所望の上音の名目上の周波数が確定される。その後の、他の調律ラグの最も近くでのタップに関連する周波数測定値は、ドラムヘッドがどれだけ均一に調律されているかに応じて、値がいくらか異なるようになる。しかしドラムヘッドが大幅に調子が外れていない限り、様々なラグに関連する周波数測定値は互いの±２０％以内となる。
【００６４】
ブロック３４０では、例えばＦＩＬＴＥＲボタンを押すことによってフィルタモードが活動化された場合は、所望の上音の周波数がフィルタモード基準周波数として選択され、任意選択で表示される。フィルタリングは、ラグを調律するために必要な最低周波数上音の代わりに望ましくない音調が検出された場合に、上音または基本音を除去するために適用される。ここで、フィルタがイネーブルされた状態で取得された最新の測定値は、フィルタモード基準周波数から著しく偏移した、すなわち所定の閾値、典型的には±２０％だけ偏移した、周波数を無視するようになる。これは実際において、フィルタモード基準周波数の２０％下から、フィルタモード基準周波数の２０％上までに拡がる帯域幅を有し、フィルタモード基準周波数を中心とするバンドパスフィルタが導入される。それに従ってブロック３５０では、所定の閾値だけフィルタモード基準周波数から偏移した周波数、具体的にはバンドパスフィルタの通過帯域の外側の周波数は表示が防止され、あるいは抑圧または減衰される。
【００６５】
図１３Ａは一実施形態による、ドラム調律器４００に結合された調律装置クランプ４１０の斜視図である。図１３Ｂは一実施形態による、図１３Ａの調律装置クランプ４１０およびドラム調律器４００の正面図である。図１３Ｃは一実施形態による、図１３Ａおよび１３Ｂの調律装置クランプ４１０およびドラム調律器４００の側面図である。図１３Ｄは一実施形態による、図１３Ａ〜１３Ｃの調律装置クランプ４１０およびドラム調律器４００の背面図である。図１３Ｅは一実施形態による、図１３Ａ〜１３Ｄの調律装置クランプ４１０およびドラム調律器４００の端面図である。図１３Ｆは一実施形態による、図１３Ａ〜１３Ｅの調律装置クランプ４１０およびドラム調律器４００の後面斜視図であり、ドラム調律器４００の裏カバー４２６は取り外されて電池が露出されている。裏カバー４２６は、図１３Ｅに示されるようにドラム調律器４００の裏面の一部とすることができ、または図１５に示されるように裏面全体を含むことができる。図１４は一実施形態による、ドラム１０に取り付けられたドラム調律器クランプ４１０およびドラム調律器４００の側面図である。
【００６６】
ドラム１０を調律するときは、一方の手でタップするためのドラムスティックを保持でき、他方の手でラグ張力を調整するためのドラムキーを保持できるように、両手が自由であることが望ましい。しかしハンドヘルド調律器は、ユーザがドラムスティックまたはドラムキーを交互に保持することを必要とし、それにより調律手順が遅くなる。本発明の実施形態は、クランプ４１０を組み込むことによってこの制限を克服する。具体的にはクランプ４１０は、ほとんどの商用ドラムの縁、例えば図１４のドラム１０のフープ縁部１６に取り付けることによって、ユーザが両手を使えるように、ドラム調律時に調律器４００を適切な位置に保つように構築および構成することができる。クランプ４１０が結合される調律器４００は、本明細書で述べられる他の調律器と同じまたは同様とすることができる。クランプ４１０は、１対の把持顎部４０６上にゴムパッド４０４を含む。顎部４０６はドラム１０に、具体的にはドラム１０のドラムヘッド１２を適切な位置に保つフープ１６ａに、調律器４００をしっかりと取り付けるために、縁部１６ａ、ｂの上側および下側端部の少しずらした位置決めに対応するように、図１３Ｃに示されるノッチ４０７を含むことができる。
【００６７】
クランプ４１０は、顕著な減衰なしにドラムヘッド１２から音響信号を検出するために、調律器４００の下部４３０に取り付けられたマイクロフォン４３０が、ドラムヘッド１２の上に延びるように、調律器４００に取り付けられる。クランプ４１０および調律器４００の構成は、ラグ近くの端部近くでドラムをタップすることによって発生する音響上音信号の検知に対する感度を改善するように、ドラムヘッド１２の端部の上に直接、マイクロフォン４３０を位置決めする。
【００６８】
マイクロフォン４３０が、ドラムヘッド１２に近接して、直接対向することが重要である。この位置決めは、振動するドラムヘッド１２からの音響信号を、大きな信号対雑音比で検知することを可能にする。
【００６９】
一実施形態では図１９に示されるように調律装置９００は、ドラムヘッドの中央の上に直接位置決めすることができる無指向性マイクロフォン９０４を含むことができる。これはマイクロフォン９０４から、ドラムヘッドの周囲に沿った任意の点までの等しい近さをもたらし、それによって位置依存性が取り除かれる。ドラム調律器４００は、図１３〜１５に示されるクランプ４１０と同様または同じとすることができるクランプ９１０によって、ドラムヘッド１２に取り付けることができる。マイクロフォン９０４は調律装置９００から離れて、ドラムヘッド１２の中央の上に吊すことができる。一実施形態ではマイクロフォン９０４は、グースネック型支持部９０２によって実現することができる、位置調整可能マイクロフォンとすることができる。一実施形態ではグースネック型マイクロフォンは、ドラムのフープに取り付けられた個別のクリップに取り付けられる。マイクロフォン９０４は、調律器９００への電気的接続をもたらすケーブルを含むことができる。ケーブルは、調律器９００上の適合するコネクタと嵌合する、ミニジャックなどの電気的コネクタで終端することができる。あるいはケーブルは、例えば個別のコネクタなしに、調律器９００に直接結合することができる。他の実施形態では、伸縮アンテナ型の支持部を設けることができる。
【００７０】
図１５は一実施形態による調律装置クランプ４１０およびドラム調律器４００の斜視図を示し、ドラム調律器４００の裏カバー４２６は取り外されてＰＣＢ４２２、マイクロフォン４３０、および１つまたは複数の電池４１２が露出されている。マイクロフォン４３０がドラムヘッド１２の端部の上に直接配置された場合は、ラグ近くでのタップによって発生される上音は、ドラムの基本音高より高い感度を有して捕捉される。図２はこのように配置されたマイクロフォンによって捕捉された典型的な時間領域信号を示し、図３Ａはタップされたときにドラムヘッドによって発生される上音の良好な分解能を示す関連するスペクトル応答を示す。本発明の概念の一態様は、マイクロフォン４３０を調律器４００の下側に、すなわち下端での調律器４００のディスプレイ４０１および押しボタン４０３とは反対側に、または物理的なボタンが設けられない場合に使用できるタッチスクリーンをディスプレイ４０１が含む一実施形態ではディスプレイ４０１のみと反対側に配置することを含む。この下側へのマイクロフォンの配置により、図１３Ａおよび１３Ｂに示されるようにディスプレイ４０１がユーザに見えてかつユーザにアクセス可能としながら、マイクロフォン４３０は測定されるドラムヘッド１２に向かって直接指向する。代替実施形態ではマイクロフォンは調律器４００の端部に向けることができる。他の実施形態ではマイクロフォンはディスプレイに隣接させることができる。
【００７１】
マイクロフォン４３０はＰＣＢ４２２に結合することができ、ＰＣＢ４２２は調律器ケース４２４内に配置される。ＰＣＢ４２２は、本明細書で述べられる１つまたは複数の方法を実行するためのプロセッサおよびメモリおよび／または他の電子部品を含むことができる。電池４１２は、ＰＣＢ４２２と一緒に配置することができ、例えばマイクロフォン４３０の動作のためにＰＣＢ４２２に電力を供給する。クランプ４１０は取り外し可能な裏カバー４２６に結合することができる。裏カバー４２６は、動作時にマイクロフォン４３０と信号、例えば音をやりとりできるように開口部を含むことができる。このようにしてマイクロフォンは調律器４００の、図１３Ａおよび１３Ｂに示されるボタン、ディスプレイなどと反対側にある。
【００７２】
クランプは、ドラムヘッドを適切な位置に保つフープに結合されるが、実際に表面には結合されない。
【００７３】
図１６は、一実施形態による音高を検出する方法６００のフロー図である。方法６００の説明では、本明細書で述べられる１つまたは複数の調律装置を参照する。
【００７４】
本明細書で概説される音高検出は、受け取った信号のパワースペクトルを分析するステップと、最低周波数を有するスペクトルピークを有する基本サブセットを確定するステップと、基本スペクトルピークとして基本サブセット内の最大の大きさを有するスペクトルピークを選択するステップとを含むことができる。本明細書で述べられるフィルタモードと共に有用である音高検出の他の方法は、調整可能バンドパスフィルタの通過帯域内に含まれる最大の大きさを有するパワースペクトル周波数サンプルの周波数を選択するステップを含む。方法６００は、基本スペクトルピークまたはより高い周波数上音が、最低周波数上音より大きな大きさを有する場合に適用することができる。ここでブロック６１０において、例えば図１１および１２で述べられたように、フィルタモードがイネーブルされる。イネーブルされたときにフィルタモードは、周波数サンプルの範囲を、前に測定され記憶された周波数、具体的には期待される最低周波数上音に近い、フィルタモード基準周波数を中心とする周波数帯域に制限する。
【００７５】
このようにしてフィルタモードがイネーブルされた状態では、音高検出はブロック６２０で、下限および上限周波数の間で取得されたパワースペクトル周波数サンプルのサブセットから、最大の大きさまたはピークを有するパワースペクトル周波数サンプルの周波数を選択するステップを含むことができる。
【００７６】
他の実施形態では音高検出は、最大のピークの大きさを含む、ピークのサブセット内のピークの周波数の加重平均を求めるステップを含むことができる。下限および上限周波数は、調律器４００のメモリに記憶されたフィルタモード基準周波数を囲む周波数帯域内とすることができる。
【００７７】
参照によりその全体が本明細書に組み込まれている米国特許出願公開第２０１１−０１７９９３９号明細書は、ユーザがドラムまたはドラムセットを調律または再調律することを可能にするために、特定のまたは測定された音高周波数または楽音をデータとして記憶し、呼び出す能力について述べている。具体的には測定された音高の、所望のまたは基準音高からの偏移を計算して出力する能力を含む音高セット・プロセッサについて述べられている。一実施形態では、測定された音高周波数、楽音などに対応するデータは、この求められた偏移または差分モードと組み合わされて、図１７および１８に例として示される、前に記憶された音高にユーザが容易に調律できるようにする。調律装置２００の測定周波数表示部２１４に、１つまたは複数の測定された音高を表示することができる。一方、記憶されたデータ、例えば周波数、楽音などに対応する値は、基準周波数ウィンドウ２０６に表示することができる。
【００７８】
図１７は、本発明の概念の他の実施形態による調律装置７００の正面図である。調律装置７００は、図１２を参照して示され述べられた調律装置３００などの、本明細書で述べられる他の調律装置と同様とすることができる。例えば調律装置７００は、それぞれ表示器３０４およびダイアル３０８と同様な表示器７０４およびダイアル７０８を含むことができる。表示器７０４、ダイアル７０８、および他の同様な要素についての詳細は、簡潔さに関する理由から繰り返さない。
【００７９】
調律装置７００は、音高記憶および呼び出し機能に関連するメモリ（図示せず）とディスプレイ７１０とを含む。ディスプレイは、ドラムおよびドラムセットの大きな組み合わせのための記憶された音高をユーザが管理するのを可能にするように、ドラムセット・ウィンドウ７２０、ドラムタイプ・ウィンドウ７２２、およびヘッドタイプ・ウィンドウ７２８を表示することができる。図１８に示されるように、ドラムセット番号８０２は１から１０の間とすることができ、ドラムセットを指定するために用いることができ、これはドラムセット・ウィンドウ７２０に表示することができる。列挙されたタイプすなわちスネア（ｓｎａｒｅ）、タムタム（ｔｏｍ）、バスドラム（ｂａｓｓ）、およびその他（ｍｉｓｃ）からなるドラムタイプ列挙部８０４は、ドラムタイプを指定するために用いることができる。ドラムタイプ番号８０６例えば１から１０の間を、ドラムタイプの番号を指定するために用いることができ、これはドラムタイプ・フィールド７２２に表示することができる。ヘッドタイプ８０８は、列挙されたタイプすなわち上側（ｔｏｐ）、下側（ｂｏｔｔｏｍ）、および開放（ｏｐｅｎ）（全体または基本）を含むことができ、これはドラムヘッドを指定するために用いることができ、ヘッドタイプ・ウィンドウ７２８に表示することができる。
【００８０】
例えば本明細書で述べられる、差分モードにおいて基準音高を発生するためのいくつかの手法がある。この手法では１つまたは複数の選択された音高を計算することができる。他の手法では音高データは、最近の測定値または前に記憶された音高とすることができる。
【００８１】
一実施形態では直接的差分モードが起動される。ここで調律装置はモジュールを含むことができ、モジュールは処理ハードウェア、ソフトウェア、またはそれらの組み合わせを含むことができる。現在の測定値は調律装置におけるメモリに記憶され、差分モード基準値として用いることができる。これはラグ音高を１つまたは複数のラグの音高と一致させるのに有用であり、保存してドラムヘッドの他のラグを調律するための基準音高として用いることができる。好ましい実施形態では直接的差分モードは、ＤＩＦＦボタン７１６を活動化することにより差分モードを入力することによって起動される。ここで差分モード（ＤＩＦＦ）表示器７２４を表示し、差分モードが活動化されたことを示すことができる。直接的差分モードを起動するときは、ドラムセット番号８０２はゼロに等しく、かつ／またはドラムタイプ番号８０６はゼロに等しい。差分モードがイネーブルされたときは、差分モード基準周波数が基準表示部７０６に表示され、最新の測定値と差分モード基準周波数の間の差が、測定値ウィンドウを有する主表示部７１４に表示される。差分モード基準周波数は、差分モードがイネーブルされたときは現在の測定値、あるいは前に保存された測定値のいずれかとすることができる。
【００８２】
直接的差分モードの一実施形態では差分モード基準周波数は、ユーザがドラムを調律ラグ音高の１つに関連する音高に調律するのを補助するために、ゼロのドラムセット値とゼロのドラムタイプ番号で差分モードを活動化する前の、最新の測定値とすることができる。動作時にはユーザは、測定値フィールド７１４に示されダイアル表示部７０８によっても表される差分表示がほぼゼロに等しくなり、ドラムヘッド音高が所望のラグ音高すなわち差分モード基準周波数に等しくなるまで、様々なラグにおいてドラムヘッドの張力を調整する。
【００８３】
他の実施形態では、差分モード基準周波数のために、現在の測定値の代わりに前に記憶された音高を使用することは例えば、ゼロでないドラムセット値およびゼロでないドラムタイプ番号が選択された状態で、ＤＩＦＦボタンを押すことによって差分モードを入力することによって選択される。言い換えれば、ゼロのドラムセットまたはドラムタイプ番号は、差分モード基準周波数のために現在の測定値を選択し、任意のゼロでない番号は記憶された音高を選択する。この場合は差分モード基準周波数として、対応する呼び出された音高が用いられる。
【００８４】
当業者には理解されるように本発明の概念の態様は、システム、方法、またはコンピュータプログラム製品として具体化することができる。したがって本発明の概念の態様は、専らハードウェアの実施形態、専らソフトウェアの実施形態（ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコードなどを含む）、または本明細書においてすべて一般に「回路」、「モジュール」、または「システム」と呼ぶことができるソフトウェアとハードウェアの態様を組み合わせた実施形態の形をとることができる。さらに本発明の概念の態様は、その中に具体化されたコンピュータ可読プログラムコードを有する、１つまたは複数のコンピュータ可読媒体において具体化された、コンピュータプログラム製品の形をとることができる。
【００８５】
１つまたは複数のコンピュータ可読媒体の任意の組み合わせを利用することができる。コンピュータ可読媒体は、コンピュータ可読信号媒体またはコンピュータ可読記憶媒体とすることができる。コンピュータ可読記憶媒体は、例えば非限定的に電子的、磁気的、光学的、電磁的、赤外線、または半導体システム、装置、またはデバイス、またはそれらの任意の適当な組み合わせとすることができる。コンピュータ可読記憶媒体のより具体的な例（非網羅的なリスト）は、１つまたは複数の線材を有する電気的接続、可搬コンピュータ・ディスケット、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラマブル・リードオンリメモリ（ＥＰＲＯＭまたフラッシュメモリ）、光ファイバ、可搬コンパクトディスク・リードオンリメモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、光記憶装置、磁気記憶装置、またはそれらの任意の適当な組み合わせを含む。本文書との関連においてコンピュータ可読記憶媒体は、命令実行システム、装置、またはデバイスによる使用のためにまたはそれと関連して、プログラムを含むまたは記憶することができる任意の有形な媒体とすることができる。
【００８６】
コンピュータ可読信号媒体は、その中に具体化されたコンピュータ可読プログラムコードを有する、例えばベースバンドにおいてまたは搬送波の一部として伝播されるデータ信号を含むことができる。このような伝播される信号は非限定的に、電磁的、光学的、またはそれらの任意の適当な組み合わせを含む多様な形のいずれかをとることができる。コンピュータ可読信号媒体は、コンピュータ可読記憶媒体でなく、命令実行システム、装置、またはデバイスによる使用のためにまたはそれと関連して、プログラムを通信、伝播、または移動することができる任意のコンピュータ可読媒体とすることができる。
【００８７】
コンピュータ可読媒体上に具体化されたプログラムコードは、非限定的に無線、有線、光ファイバケーブル、ＲＦなど、またはそれらの任意の適当な組み合わせを含む、任意の媒体を用いて伝送することができる。
【００８８】
本発明の概念の態様のための動作を実行するためのコンピュータプログラムコードは、Ｊａｖａ（登録商標）、Ｓｍａｌｌｔａｌｋ、Ｃ＋＋などのオブジェクト指向プログラミング言語、および「Ｃ」プログラミング言語または同様なプログラミング言語などの従来の手続き型プログラミング言語を含む、１つまたは複数のプログラミング言語の任意の組み合わせにおいて書くことができる。プログラムコードは、専らユーザのコンピュータ上で、部分的にユーザのコンピュータ上で、独立型のソフトウェアパッケージとして、部分的にユーザのコンピュータ上でおよび部分的に遠隔コンピュータ上でまたは専ら遠隔コンピュータもしくはサーバ上で実行することができる。後者のシナリオでは遠隔コンピュータはユーザのコンピュータにローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）または広域ネットワーク（ＷＡＮ）を含む任意のタイプのネットワークを通して接続することができ、または外部コンピュータに、（例えばインターネット・サービス・プロバイダを用いてインターネットを通して）接続することができる。
【００８９】
本発明の概念の態様について、本発明の概念の実施形態による方法、装置（システム）、およびコンピュータプログラム製品のフローチャート図および／またはブロック図を参照して以下で述べられる。フローチャート図および／またはブロック図の各ブロック、およびフローチャート図および／またはブロック図のブロックの組み合わせは、コンピュータプログラム命令によって実現できることが理解されるであろう。これらのコンピュータプログラム命令は、コンピュータのプロセッサまたは他のプログラム可能なデータ処理装置によって実行する命令が、フローチャートおよび／またはブロック図の１つまたは複数のブロックにおいて指定される機能／動作を実現するための手段を生じるように、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、またはマシンを実現する他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサに供給することができる。
【００９０】
コンピュータプログラム命令はまた、コンピュータ可読媒体に記憶された命令が、フローチャートおよび／またはブロック図の１つまたは複数のブロックにおいて指定される機能／動作を実現する命令を含む製品を実現するように、特定のやり方で機能するように、コンピュータ、他のプログラム可能なデータ処理装置、または他のデバイスに指示することができるコンピュータ可読媒体に記憶することができる。
【００９１】
コンピュータプログラム命令はまた、コンピュータまたは他のプログラム可能な装置上で実行する命令が、フローチャートおよび／またはブロック図の１つまたは複数のブロックにおいて指定される機能／動作を実現するためのプロセスをもたらすように、コンピュータ、他のプログラム可能な装置または他のデバイス上で行われるべき一連の動作ステップが、コンピュータ実装されたプロセスを実現するように、コンピュータ、他のプログラム可能なデータ処理装置、または他のデバイス上にロードすることができる。
【００９２】
図におけるフローチャートおよびブロック図は、本発明の概念の様々な実施形態によるシステム、方法、およびコンピュータプログラム製品の、可能な実装形態のアーキテクチャ、機能、および動作を表す。この点に関して、フローチャートまたはブロック図内の各ブロックは、指定された１つまたは複数の論理機能を実現するための１つまたは複数の実行可能命令を備える、モジュール、セグメント、またはコードの部分を表すことができる。またいくつかの代替実装形態では、ブロックに示される機能は図に示されたものとは異なる順序で生じ得ることが留意されるべきである。例えば連続して示される２つのブロックは、実際には実質的に同時に実行することができ、またはブロックは必要な機能に応じて時には逆の順序で実行することができる。またブロック図および／またはフローチャート図の各ブロック、およびブロック図および／またはフローチャート図におけるブロックの組み合わせは、指定された機能または動作を行う専用ハードウェアをベースとするシステム、または専用ハードウェアとコンピュータ命令の組み合わせによって実現することができる。
【００９３】
本発明の概念について特定の好ましい実施形態を参照して示し説明してきたが、当業者には、添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の概念の趣旨および範囲から逸脱せずに、形態および詳細においてそれらに様々な変更をなし得ることが理解されるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１３Ｄ】
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【図１３Ｅ】
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【図１３Ｆ】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【国際調査報告】
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