(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力される音響波形を所定のサンプリングクロックに従うサンプリング周期でサンプリングする入力手段と、
前記サンプリングした音響波形が前記サンプリングクロックの名目上のサンプリング周波数を持つものとして、調律の基準となる調律対象周波数を利用した調律処理を行なう調律手段と、
前記サンプリングクロックとは別の基準用クロックを発生するクロック発生手段と、
前記基準用クロックに基づき、実際の前記サンプリングクロックの前記名目上のサンプリング周波数に対する偏差を求める測定手段と、
前記偏差に基づき前記調律手段において利用する調律対象周波数を補正する補正手段と
を具備することを特徴とする調律器。
【請求項２】
前記測定手段は、前記基準用クロックが所定時間計時する間にサンプリングされる音響波形のサンプルデータ数を取得する取得手段を含み、取得したサンプルデータ数と前記基準用クロックで計時した所定時間との比較に基づき実際の前記サンプリングクロックの前記名目上のサンプリング周波数に対する偏差を求めるものであることを特徴とする請求項１に記載の調律器。
【請求項３】
前記調律手段は、前記サンプリングされた音響波形の周波数と前記調律対象周波数のずれを示す表示物を所定の表示更新周期毎に更新して表示する手段を含むものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の調律器。
【請求項４】
入力された音響波形を所定のサンプリングクロックに従うサンプリング周期でサンプリングし、前記サンプリングした音響波形が前記サンプリングクロックの名目上のサンプリング周波数を持つものとして、調律の基準となる調律対象周波数を利用した調律処理をコンピュータに実行させるソフトウェアプログラムであって、
前記サンプリングクロックとは別の基準用クロックを発生する手順と、
前記基準用クロックに基づき、実際の前記所定のサンプリングクロックの前記名目上のサンプリング周波数に対する偏差を求める手順と、
前記偏差に基づき前記調律処理において利用する調律対象周波数を補正する手順と
を具えることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、調律器及びそのプログラムであって、特にＰＣ（パーソナルコンピュータ：Personal Computer）やＰＤＡ（情報携帯端末：Personal Digital Assistantsの略）を利用するものに関する。
【背景技術】
【０００２】
周知の通り、調律器はピアノ等の自然楽器の調律を行う際に利用される装置である。従来から知られる調律器は、楽器から発音された音の音高（ピッチ）を検出し、その音名及びオクターブとを表示すると共に、検出した音高が調律の基準となる音高（調律対象周波数）からどれだけずれているかを表示する機能を有するものが一般的である。この種の調律器において音高を測定する方法としては、次のような方法が従来から知られる。すなわち、楽器から発音された音を調律器に入力し、該入力された音（入力波形）をそのゼロクロス点毎に「１」又は「０」に反転してなる矩形パルス波に整形することで２値化した参照波形を作成し、該作成した参照波形を前記各ゼロクロス点の時間間隔ずつ遅延させた遅延波形を作成し、参照波形と遅延波形の相関を求めて、相関が高い遅延量を入力波形の周期とすることで、入力波形の音高を測定する方法が知られる（例えば下記特許文献１参照）。
また、調律対象周波数と入力波形の周波数のずれを表示する方法の一例としては、次のような方法があった。複数のＬＥＤを所定の時間範囲（位相範囲）に対応付けて列状に並べた表示器を有し、該時間範囲（位相範囲）にわたる入力波形の矩形パルス整形波と比較基準用の矩形パルス波との比較に基づき各ＬＥＤを点灯／不点灯制御することで、該点灯／不点灯のパターンによって両者の位相関係つまり周波数もしくは周期関係をアナログ的に表示し、この比較及び表示を所定の表示更新周期ごとに更新する。調律対象周波数（比較基準用の矩形パルス波）と入力波形の周波数がずれている場合には、点灯状態にあるＬＥＤの位置が順次変更されることで、見かけ上はＬＥＤの点灯パターンが表示器上を流れるように点灯制御され、一方、調律対象周波数と入力波形の周波数が一致している場合には、見かけ上、該点灯パターンが一定位置で停止しているように点灯する（例えば、下記特許文献２参照）。
【特許文献１】特公平３−４２４１２号公報
【特許文献２】特開平５−３１３６５７号公報
【０００３】
また、ＰＣやＰＤＡ等において、上述したような調律機能を実現するソフトウェアプログラムを実行し、該ＰＣやＰＤＡを調律器として利用することが従来から知られている。調律器として用いる装置（ＰＣやＰＤＡ）では、外部から入力される音をオーディオ入出力装置を介して所定のサンプリングクロックに従うサンプリング周期でサンプリングして、該サンプリングした音についてピッチ測定処理や調律対象周波数からのずれの測定処理等を行なう。なお、ＰＣやＰＤＡにおいて音をサンプリングするサンプリングクロックの名目上のサンプリング周波数は例えば４４．１ｋＨｚや２２．０５ｋＨｚ等に規定されているのが一般的である。
ところが、ＰＣやＰＤＡの機種によっては、オーディオ入出力装置のサンプリングクロックが前記名目上のサンプリング周波数に対する偏差を持っていることがある。ＰＣやＰＤＡでは、サンプリングした音がオーディオ入出力装置のサンプリングクロックの名目上のサンプリング周波数を持つものとして、調律対象周波数を利用した調律処理を行なうため、サンプリングクロックの偏差があると、該調律処理においてサンプリングされた音の周波数が前記偏差の影響を受けてしまい、調律処理が不正確になってしまうという不都合があった。ＰＣやＰＤＡにおけるサンプリングクロックの偏差は概ね１〜１０ｃｅｎｔ程度であることが多い。これに対して、例えばピアノ調律においては調律の誤差を０．２ｃｅｎｔ以内に留めることが要求される。従って、サンプリングクロックに偏差がある場合には、ピアノ調律等のような精密な調律においては十分な調律の精度を得ることができないことになる。なお、周知のとおり「ｃｅｎｔ（セント）」は音高差を対数表現で表した値であって、１００セントが平均律における半音分の音高差に相当するものであり、この明細書中ではＰＣやＰＤＡにおけるサンプリングクロックの偏差をセント値を用いて表現するものとする。
【０００４】
以下、この明細書中では、ＰＣやＰＤＡにおいて音響波形をサンプリングするためのサンプリングクロックのこと（サンプリングクロックに従うサンプリング周期のこと）を「オーディオクロック」と称するものとする。すなわち、ＰＣやＰＤＡでは「オーディオクロック」に従うタイミングでサンプリングを行ない、ＰＣやＰＤＡの機種によっては「オーディオクロック」に偏差を持つことがある、ということを既に述べた。
オーディオクロックの偏差が既知であれば、該偏差分を補正してより正確な調律を行なうことが可能となる。そこで、オーディオクロックの偏差を測定する方法として、任意の周波数（例えば４４０Ｈｚなど）を基準音として正確に再生し、その再生された基準音を調律器として使用する装置（ＰＣやＰＤＡ）でサンプリングし、サンプリングされた音の周波数と基準音を比較することで、オーディオクロックの偏差を測定する方法が考えられる。しかしながら、この方法では、調律器（ＰＣやＰＤＡ）とは別体で、正確な周波数で基準音を再生する機器を用意する必要である。加えて、一般のＣＤプレイヤーなど、汎用の音響再生機器は、個々の機器毎に上述のようなサンプリング周期の偏差が含まれることがあるため、上記サンプリング周期の偏差の測定に利用するには不適当である。従って、上記方法を実施するには、正確な周波数で基準音を再生可能な格別の機器を用意しなければならない。また、調律器として使用する装置の機種によっては、入力用のオーディオクロックと出力用のオーディオクロックとを、それぞれ別々に持つこともある。その場合、入力用のクロックの偏差測定については上記基準音をサンプリングする方法を適用し、出力用のクロックの偏差測定については、調律器として使用する装置にて任意の音高周波数（例えば４４０Ｈｚなど）のサンプルデータ系列を再生し、この再生された音の周波数の偏差を別途用意した測定器で測定する等、入力用のクロックと出力用のクロックとで別々の方法が必要であった。
【０００５】
このように、従来の技術では、オーディオクロックの偏差測定用の機器を別途用意しなければならない等、オーディオクロックの偏差を較正するための効果的な方法がなく、その実施が面倒であった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この発明は、上述の点に鑑みてなされたもので、格別の機器を利用することなく簡易な方法でオーディオクロック（サンプリングクロック）の偏差を測定し、オーディオクロックの偏差の影響を受けないより正確な調律が行なえるようにした調律器及びそのプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、入力される音響波形を所定のサンプリングクロック（オーディオクロック）に従うサンプリング周期でサンプリングする入力手段と、前記サンプリングした音響波形が前記サンプリングクロックの名目上のサンプリング周波数を持つものとして、調律の基準となる調律対象周波数を利用した調律処理を行なう調律手段と、前記サンプリングクロックとは別の基準用クロックを発生するクロック発生手段と、前記基準用クロックに基づき、実際の前記サンプリングクロックの前記名目上のサンプリング周波数に対する偏差を求める測定手段と、前記偏差に基づき前記調律手段において利用する調律対象周波数を補正する補正手段とを具備することを特徴とする調律器である。
【０００８】
また、この発明は、入力された音響波形を所定のサンプリングクロック（オーディオクロック）に従うサンプリング周期でサンプリングし、前記サンプリングした音響波形が前記サンプリングクロックの名目上のサンプリング周波数を持つものとして、調律の基準となる調律対象周波数を利用した調律処理をコンピュータに実行させるソフトウェアプログラムであって、前記サンプリングクロックとは別の基準用クロックを発生する手順と、前記基準用クロックに基づき、実際の前記所定のサンプリングクロックの前記名目上のサンプリング周波数に対する偏差を求める手順と、前記偏差に基づき前記調律処理において利用する調律対象周波数を補正する手順とを具えることを特徴とするプログラムとして構成してもよい。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、入力手段が入力される音響波形を所定のサンプリングクロック（オーディオクロック）に従うサンプリング周期でサンプリングし、調律手段が前記サンプリングした音響波形が前記サンプリングクロックの名目上のサンプリング周波数を持つものとして、調律の基準となる調律対象周波数を利用した調律処理を行なう調律器において、クロック発生手段により前記サンプリングクロックとは別の基準用クロックを発生し、測定手段により前記基準用クロックに基づき実際の前記サンプリングクロックの前記名目上のサンプリング周波数に対する偏差を求め、補正手段により前記偏差に基づき前記調律手段において利用する調律対象周波数を補正することで、前記偏差に基づき補正された調律対象周波数を基準として調律処理を行なうことができるため、サンプリングクロックの偏差の影響を受けない正確な調律が行なえるようになるという優れた効果を奏する。サンプリングクロックの偏差の測定は、クロック発生手段が発生する基準用クロックとサンプリングクロックの比較によって行なうことができるので、偏差測定のための機器を別途用意する必要がない。また、オーディオデータの入力用のサンプリングクロックに限らず、出力用のサンプリングクロックについても同様の手法により偏差を測定できる。このように、この発明によれば、簡便な方法でサンプリングクロックの偏差を測定できるという優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下添付図面を参照して、この発明の一実施例ついて説明する。
【００１１】
図１は、この発明の一実施例に係る調律器の使用の概要を説明するための概念図である。図１において符号１はこの実施例に係る調律器である。符号２は、調律する楽器の一例であって、アコースティックな発音機構を具えた鍵盤楽器（アップライトピアノ）である。調律器１は、例えばＰＤＡにより構成され、周知のＰＤＡに一般的であるのと同様に、タッチパネル式の操作入力が可能な表示器（液晶画面）３を具える。また、調律器１には、ピアノ２から発音されたピアノ演奏音を取り込むためのマイクロフォン４が接続されており、該マイクロフォン４によって集音した音が調律器１に対する入力波形として供給される。なお、図１においては、マイク４を調律器１に外部接続する構成が描かれているが、マイク４は調律器１に内蔵される構成であっても差し支えない。
【００１２】
調律器１は、この実施例に係る調律処理を行なうためのソフトウェアプログラムの実行により、マイクロフォン４を介して供給される入力波形（音響波形）をサンプリングし、該入力波形の周波数と比較基準用の周波数（調律対象周波数）の位相関係つまり周波数もしくは周期関係を示す画像（表示パターン）を表示器３に表示させることができる。操作者は、調律するピアノの弾奏してピアノ演奏音を発生せしめ、該ピアノ演奏音に応じて表示器３に表示された表示パターンを参照して、当該ピアノ演奏音の周波数が調律対象周波数に一致するようピアノ２を調律する。
【００１３】
図２（ａ）は調律機能の実行時に調律器１の表示器３に読み出される表示画面の一例である。表示画面３０には、調律対象周波数と入力波形の位相関係（周波数のずれ）を示す「表示パターン３２」を表示する波形表示部３１が設けられている。
図２（ｂ）は表示パターン３２の表示制御の原理を説明するための概念図である。同図（ｂ）において、（１）は入力波形１００の波形図であり、（２）は入力波形１００の周期性を明示する表示情報によって該波形１００の周期性を２段階の濃度で画像化（周期パターン化）したものを示している。前記表示情報は、入力波形１００から、調律対象周波数Ｈｚに応じた周期毎に、所定の時間範囲（位相範囲）にわたる波形区間の波形を抽出し、該抽出された波形区間内の波形をそのゼロクロス点毎に「１」又は「０」に反転した２値化情報である。入力波形から波形区間を抽出する際の時間範囲（位相範囲）すなわち入力波形に窓をかける幅（窓幅）は、調律対象周波数Ｈｚと窓幅パラメータ「Ｗ値」に基づき設定される。Ｗ値は調律対象周波数Ｈｚの波形を何周期分抽出するかにより窓幅を設定するパラメータであって、図２（ｂ）に示す例では調律対象周波数Ｈｚの波形を２．５波形分の窓幅になるようＷ値が設定されている。
この表示情報を調律対象周波数Ｈｚに応じた周期毎に生成し、生成した表示情報に応じた表示パターン３２を表示画面３０の表示更新周期毎に更新する。表示情報が示す周期性が調律対象周波数Ｈｚに一致していれば、調律対象周波数Ｈｚに応じた周期毎に抽出される各波形区間の位相関係つまり周期性が一致するので、表示更新周期毎に更新される表示パターン３２は同じ周期性を持つ画像となり、見かけ上、一定位置で停止しているように表示される。一方、同図（ｂ）において、（３）に示すように入力波形１００ａの周波数と調律対象周波数Ｈｚとがずれている場合には、（４）に示すように各波形区間毎の表示情報は、その位相関係つまり周期性がずれたものとなり、表示更新周期毎に更新される表示パターン３２の周期性が一定しない（各表示更新周期毎に更新される表示パターンの位相がずれる）。このことから、見かけ上、表示パターン３２が波形表示部３１上を流れているように見え、その表示態様が一定状態で停止しないことになる。以上が表示パターン３２の表示制御の原理の大略である。なお、この表示パターン３２の表示動作については後述する。
【００１４】
また、図２（ａ）において表示画面３０には、数値や音名（Ａ〜Ｆ）等の情報を入力するためのボタン画像群からなる操作入力部３３が具わる。操作者は、画面上に表示されたボタン画像にペン等の操作ツールを当てて入力操作を行なうことができる。設定値表示部３４には、調律の基準となる周波数（調律対象周波数Ｈｚ）を設定する各種パラメータの設定値が表示されている。設定値表示部３４に表示されるパラメータには、音名「ｎｏｔｅ」、オクターブ「ｏｃｔ．」、キー番号「ｋｅｙＮｏ．」、セント値「ｃｅｎｔ」及び調律対象周波数「ｆｒｅｑ」がある。操作者は、操作入力部３３のボタン画像等を用いて音名／数値入力により音名及びオクターブの値を指定できる。キー番号は、周知の通り、ピアノ鍵盤に具わる８８鍵の各鍵に対して、最低音の鍵から最高音の鍵の順に１〜８８の番号を順次割り当てられた各鍵に固有の番号である。調律対象周波数Ｈｚは、基本的には操作者に指定された音高に対応する周波数に相当する。各音高に対応する正規の周波数は、各音高毎に予め設定された所定値であり、例えばテーブル参照等により設定されてよい。セント値は操作者が指定した音高に対応する周波数を任意に修正するためのパラメータである。従って、調律の基準となる調律対象周波数Ｈｚは、操作者が指定した音高の周波数をセント値で修正した値となる。例えば、同図に示すとおり、指定された音高が第５オクターブのＡ（ｋｅｙＮｏ．＝４９）で、セント値が０であれば、調整対象周波数Ｈｚは第５オクターブのＡに相当する周波数（この例では４４０Ｈｚ）になる。なお、セント値は、周知の通り、音高差を対数表現で表した値であって、１００セントが１２音階の半音に相当する。
【００１５】
図３は調律器１の電気的ハードウェア構成の概略を示すブロック図である。調律器１は、ＣＰＵ１０、ＲＯＭ１１、ＲＡＭ１２、クロック発生部１３、マイクロフォン４から供給される入力波形を取り込むためのオーディオインターフェース（オーディオＩ／Ｏ）１４、表示制御部１５及び操作検出部１６とから構成され、各装置間がバス１７を介して接続される。
【００１６】
ＣＰＵ１０は調律器１の全体的な動作を制御すると共に、この実施例に係る偏差測定機能を実現するソフトウェアプログラムや、調律機能を実現するソフトウェアプログラムを実行する。前記各機能を実現するためのソフトウェアプログラムは例えばＲＯＭ１１等のメモリに記憶されていてよい。ＲＡＭ１２は、ＣＰＵ１０が信号処理を実行する際に、各種パラメータや各種データを記憶するワークエリア、あるいは、マイクロフォン４を介して取り込んだ波形データを格納するメモリ領域等として使用される。
【００１７】
クロック発生部１３は、計時用のクロック（基準用クロック）を発生するためのタイマーであって、主には日時を刻むカレンダクロック（システムのリアルタイムクロック）として機能する。クロック発生部１３が発生するカレンダクロックは、一般的なクオーツ時計と同等の精度を持ち、その誤差が月差±１５秒程度となるものとする。
【００１８】
オーディオＩ／Ｏ１４は、ＡＤ変換器を含むアナログ入力及びＤＡ変換器を含むアナログ出力の各インターフェースを含んで構成される。アナログ入力系統においては、マイク４を介して入力されたアナログオーディオ波形信号が所定のオーディオクロック（サンプリングクロック）に従う周期でサンプリングされ、サンプリングされたディジタルデータ系列が信号処理系に供給される。また、アナログ出力系統においては、再生すべきサンプルデータ系列（ディジタルオーディオ信号）が、オーディオクロックに従う周期でアナログ信号に変換され、その変換結果がアナログ出力される。オーディオＩ／Ｏ１４のオーディオクロックは、名目上は例えば４４．１ｋＨｚ等のサンプリング周波数に規定されているが、機種によってはオーディオクロックには該名目上のサンプリング周波数に対する偏差があることは前に述べた通りである。この実施例に係る調律器１は、詳しくは後述する通り、オーディオクロックの偏差を予め測定しておき、調律を行なう際に、該測定の結果に基づきオーディオクロックの偏差分を較正できるようにしたことに特長がある。
【００１９】
表示制御部１５はＣＰＵ１０からの指示に基づき表示器３の表示（前述の図２参照）を制御する。ＰＤＡにおける表示器３の表示は、ソフトウェアによって概ね１５〜２０Ｈｚの周期で更新されており、この周期は当該調律器１に入力されうるピアノ音の最低音の周波数よりも遅いものである。また、操作検出部１６を介して表示器３上での入力操作やその他の操作子の操作に応じた指示がＣＰＵ１に与えられる。
【００２０】
この実施例に係る調律器１は、以下に詳しく述べる通り、クロック発生部１３が発生するカレンダークロックを基準クロックとして、この基準クロックとオーディオクロックを比較することで、オーディオクロックの偏差を予め測定する処理を行なう。図４（ａ）はこの実施例に係る偏差測定処理の手順の一例を示すフローチャートである。また、（ｂ）はクロック発生部１３が発生するカレンダークロックとオーディオクロックの発生タイミングを比較する図である。（ｂ）において、横軸は時間経過を示しており、カレンダークロックとオーディオクロックの各横軸の目盛りは、各クロックの発生タイミングを示している。
操作者は、例えば、調律器１の表示画面３０（図２（ａ）参照）から図４（ａ）に示す偏差測定処理の起動を指示できて良く、この処理は調律作業に先立って行なわれるものである。偏差測定処理が起動すると、ステップＳ１においてオーディオ入力が開始される。すなわち、オーディオＩ／Ｏ１４において所定のオーディオクロックの時間間隔でサンプリングが開始され、該オーディオクロックのタイミングでサンプリングされたデータが順次取り込まれる。ステップＳ２ではクロック発生部１３のカレンダークロックのタイミングで動作するタイマをチェックして、タイマ更新すなわちカレンダークロックのクロックパルスの発生を待つ（ステップＳ３）。
【００２１】
クロック発生部１３がカレンダークロックを発生して、タイマが更新されると（ステップＳ３のｙｅｓ）、ステップＳ４において現時点でのカレンダークロックの値(Ｃクロック値)が、計時開始点ｔとしてＲＡＭ１２等適宜のメモリに保管され、また、オーディオＩ／Ｏ１４から取り込まれるサンプルデータ数の計数が開始される。図４（ｂ）に示すように、オーディオクロックの１クロック毎にサンプリングが行なわれるので、所定時間Ｔの間に入力されたサンプルデータ数Ｎを計数することで、時間Ｔの間に発生したオーディオクロックのクロックのクロック歩進数を計数することができる。
【００２２】
ステップＳ５及びＳ６では、タイマにより所定時間Ｔ計時する処理が行なわれる。この実施例では、ステップＳ５及びＳ６において、計時開始時点ｔから１６分（９６０秒）間計時する。ここで計時すべき時間の設定の条件については後述する。ステップＳ５及びＳ６において所定時間Ｔの計時を行なう間、オーディオクロックに従う周期で逐次入力されるサンプルデータの計数は継続される。所定時間Ｔ（この実施例では１６分）経過したら（ステップＳ６のｙｅｓ）、ステップＳ７において、前記ステップＳ４の計時開始時点ｔから現時点までの１６分間の内に計数されたサンプルデータ数ＮをＲＡＭ１２等適宜のメモリに記録する。ここで記録したサンプリングデータ数Ｎが、当該調律器１のオーディオクロックのクロック数として偏差の測定に使用される。そして、ステップＳ８において、下記（数１）に示す計算式（１）を用いてオーディオクロックの偏差ｘを求める。
【数１】
0004534946.tif 000002
上記計算式（１）において、Ｔはカレンダークロックで計時した所定時間、Ｎは所定時間Ｔの間に入力されたサンプルデータ数、Ｆは例えば４４．１ｋＨｚや２２．０５ｋＨ等個々のオーディオＩ／Ｏ１４の仕様に応じて規定されている名目上のサンプリング周波数である。この計算式（１）により、所定時間Ｔの間に入力されたサンプルデータ数Ｎすなわちオーディオクロックのクロック数とカレンダークロックで計時した前記所定時間Ｔとの比較に基づくオーディオクロックの偏差ｘを測定できる。そして、ステップＳ９において前記ステップＳ８で算出した偏差ｘをＲＡＭ１２の適宜のメモリ領域に記録する。
【００２３】
ところで、前記ステップＳ８において偏差ｘの算出に使用した計算式（１）は、以下に挙げる種々の誤差成分を考慮しない計算式であった。実際に含まれる誤差としては、（Ａ）クロック発生部１３の発生するカレンダークロック自体の誤差、（Ｂ）該カレンダークロックの読み出し誤差及び（Ｃ）サンプリング開始誤差と同終了誤差（図４（ｂ）を参照）がある。これらの誤差を含めると、オーディオクロックの偏差は下記（数２）に示す計算式（２）で表すことができる。なお、計算式（２）において「Ａ」，「Ｂ」及び「Ｃ」は上記の各誤差（Ａ）〜（Ｃ）に対応する。
【数２】
0004534946.tif 000003
計算式（２）において各誤差成分Ａ，Ｂ及びＣの値は、以下のように仮定することができる。すなわち、（Ａ）カレンダークロック自体の誤差はおよそ±１０ｐｐｍ、（Ｂ）カレンダークロックの読み出し誤差は０．１ｓｅｃ以内、（Ｃ）サンプリング開始誤差と同終了誤差は最大１サンプル時間程度（例えば、サンプリング周波数Ｆ＝２２．０５ｋＨｚの場合は約０．０４５ｍｓｅｃ，Ｆ＝４４．１ｋＨｚの場合は約０．０２２５ｍｓｅｃ）と仮定できる。
上記図４（ａ）に示すフローチャートのステップＳ８において、計算式（１）の計算結果として得られる偏差ｘの値は、実際には、各誤差成分Ａ，Ｂ及びＣの影響により計算式（２）の計算結果として得られる値となってしまう。ところで、ピアノの調律には誤差を０．２ｃｅｎｔ以内とする程度の精度が要求されることは、上述した通りである。このことから、計算式（１）の計算結果と計算式（２）の計算結果の差が０．２ｃｅｎｔ以内となっていれば、少なくともピアノ調律を行なう精度としては、計算式（１）の計算結果として得られる偏差ｘの値に含まれる各誤差成分Ａ，Ｂ及びＣの影響は、無視して差し支えないことがわかる。計算式（２）において各誤差成分Ａ，Ｂ及びＣの値を上記のように仮定した場合、計算式（１）と計算式（２）との差を０．２ｃｅｎｔ以内にするには、時間Ｔを１５分以上（９００秒以上）に設定すれば良い。従って、時間Ｔを１５分以上に設定すれば、計算式（１）の計算により、ピアノの調律に要求される誤差０．２ｃｅｎｔ以内程度の精度を持つ偏差ｘを得ることができる。上記ステップＳ５及びＳ６において計時する時間Ｔが１６分（９６０秒）間に設定されていたのはこのためである。
【００２４】
上記図４（ａ）を参照して説明した偏差測定処理によりオーディオクロックの偏差ｘを取得することで、調律器１を用いて調律を行なう際に、偏差ｘに基づき調律の基準となるＨｚ値を補正し、正確な調律を行なうことができるようになる。以下、図５及び図６を参照して、この実施例に係る調律器１の使用時の動作／操作について説明する。
【００２５】
調律器１の電源投入に応じて、調律器１では図５のフローチャートに示す調律処理のソフトウェアプログラムのメイン処理が実行される。ステップＳ１０において、各種パラメータの初期設定が行われる。ここで初期設定されるパラメータは、基準ピッチ（スタンダードピッチ）、調律対象周波数（Ｈｚ値）、セント値及びＷ値等である。各パラメータの初期設定値は、例えば、基準ピッチ＝４４０Ｈｚ、調律対象周波数Ｈｚ＝４４０Ｈｚ、セント値＝０ｃｅｎｔ、Ｗ値＝Ｈｚ値の２．５周期分にそれぞれ設定されるものとする。
ステップＳ１１では、上述の図４（ａ）のステップＳ９において記録されたオーディオクロックの偏差ｘを読み出す。このように、調律用のソフトウェアによって、予め測定されたオーディオクロックの偏差ｘを調律作業時に読み出すことで、後に述べるように調律の基準となるＨｚ値を補正する際に偏差ｘを利用できる。
【００２６】
ステップＳ１２では、操作者は、当該調律器１において音階を設定するための基準ピッチ（スタンダードピッチ）を入力する。すなわち、基準ピッチとなるピアノ中央のＡ音（キー番号４９のＡ）の周波数を、４４０Ｈｚ、４４２Ｈｚ或るいは４３９Ｈｚ等、幾つかの候補うちからを任意に選択することができる。続いて、調律器１では、表示画面３０（図３参照）上の波形表示部３１において表示パターン３２の表示が開始されると共に、図６に示す表示制御のタスクが開始される（ステップＳ１３及びステップＳ１４）。なお、図５では、図示及び説明の便宜上、ステップＳ１３の「表示開始」及びステップＳ１４の「タスク開始」を別々のステップとして描いているが、双方とも後述図６の処理の開始に照応している。
ステップＳ１５では、操作者による調律カーブの選択を受け付けている。調律カーブは、ピアノの８８鍵の各鍵に対応する音高の周波数を定めたデータテーブルである。調律カーブとして、ピアノの種類（グランドピアノ／アップライトピアノ）や、大きさ等に応じた複数種類のデータテーブルがＲＯＭ２乃至ＲＡＭ３等適宜のメモリ内に記憶されており、操作者は調律するピアノの種類に応じた調律カーブを選択できてよい。該調律カーブに記述された各音高の周波数は、ピアノの特性に鑑みて、高音側のピッチが平均率による周波数の理論値よりも高めに設定されている。上記ステップＳ１２において基準ピッチとして設定された周波数に基づき、平均率による各音高の周波数の理論値を計算することはできる。しかし、実際のピアノの調律においては、その理論値をそのまま各音高の周波数として適用するのは不適当な場合がある。その場合には、調律カーブを使用することで、ピアノの特性や、使用するピアノの種類或いは大きさ等に適った各音高毎の周波数を得ることができる。
【００２７】
上記ステップＳ１０〜Ｓ１５は、調律器１の使用に際しての初期設定に相当する処理であって、これら各ステップＳ１０〜Ｓ１５の実行順序は図示の順に限らない。操作者は、以下に述べるステップＳ１６〜Ｓ２３により各種パラメータの設定を行う。
操作者の入力操作（前記図３等を参照）により、調律対象の音高「ｎｏｔｅ」が指定された場合には（ステップＳ１６のｙｅｓ）、ステップＳ１７において、前記ステップＳ１５で選択した調律カーブ又は平均律による理論値に基づき、指定された音高の周波数を求めて、この値を調律対象周波数Ｈｚのパラメータ「Ｈｚ値」に設定する。ステップＳ１８では、前記ステップＳ１７において設定されたＨｚ値に対して前記ステップＳ１１において読み出したオーディオクロックの偏差ｘ分の補正を行なう。また、操作者の入力操作により、セント値が入力された場合には（ステップＳ１９のｙｅｓ）、ステップＳ２０において、該入力されたセント値に応じてＨｚ値を修正する。ステップＳ２１では、前記ステップＳ２０において設定されたＨｚ値に対して前記ステップＳ１１において読み出したオーディオクロックの偏差ｘ分の補正を行なう。
【００２８】
例えば、δｃｅｎｔ分高いオーディオクロックの偏差ｘがあったとすると、後述の表示制御において信号所理系では、当該調律器１に入力された音響波形がオーディオクロックの名目上のサンプリング周波数でサンプリングされたものとして処理するので、偏差の影響によりサンプリングされた音響波形が実際の周波数よりもδｃｅｎｔ分低くサンプリングされたことになってしまう。従って、この場合は、下記（数３）によりＨｚ値の設定値ｆをδｃｅｎｔ分低い周波数に補正する。
【数３】
0004534946.tif 000004
反対に、オーディオクロックの偏差ｘがδｃｅｎｔ分低い場合は、サンプリングされた音響波形が実際の周波数よりもδｃｅｎｔ分高くサンプリングされたことになってしまうので、下記（数４）により、Ｈｚ値の設定値ｆをδｃｅｎｔ分高い周波数に補正する。
【数４】
0004534946.tif 000005
【００２９】
また、ステップＳ２２では、操作者による表示パターン３２の表示サイズの選択を受け付けている。この実施例によれば、操作者は、表示パターン３２の表示サイズをＷ値の設定に応じて通常のサイズと拡大サイズのいずれかに設定できる。Ｗ値は上記ステップＳ１０の初期設定により、Ｈｚ値の２．５周期分（通常サイズ）に設定されており、この設定からＷ値が変更された場合（ステップＳ２２のｙｅｓ）、ステップＳ２３では前記変更に応じてＷ値を設定する。Ｗ値が変更されると、入力波形から波形区間を抽出する時間範囲が変更され、表示パターンの表示サイズが変更される。表示サイズ変更の使い方としては、最初に、通常サイズの表示を見ながら大まかに調律を行った後、表示サイズを拡大して微妙な周波数のずれを見る場合等に使用できる。
以降、調律器１の電源がオンされている間は、ステップＳ１６〜Ｓ２３を繰り返すことで、操作者によるＨｚ値変更及び表示サイズ変更を受け付けることができるようになっている。
【００３０】
図６は、上記図５のステップＳ１３及びＳ１４において起動開始する表示パターン表示制御の動作の手順の一例を示すフローチャートである。
図６に示す処理は、当該調律器１の表示器３（表示画面３０）の表示更新周期に応じた起動タイミング毎に起動するタイマ処理であり、この処理の起動機会毎に、波形表示部３１の表示パターン３２（図２（ａ）参照）が更新される。この実施例では一例として調律器１をＰＤＡで構成する例を示している。ＰＤＡにおける表示器３の表示は、ソフトウェアによって概ね１５〜２０Ｈｚの周期で更新される。従って、当該処理もまた１５〜２０Ｈｚ周期程度で起動する。
ステップＳ３０において、マイクロフォン４を介して入力された入力波形（ピアノ音）をオーディオクロックに従う周期でサンプリングしてピアノ音を調律器１に取り込み、ステップＳ３１ではサンプリングされた各入力波形（ディジタル波形信号）をＲＡＭ１２上のメモリ領域に書き込む。ステップＳ３２では、前記ＲＡＭ１２上のメモリ領域に所定サンプル数以上のサンプルデータが読み込まれたかどうかを判断する。入力波形のサンプルデータの読み込みが該所定サンプル数に満たない場合（ステップＳ３２のｎｏ）は、サンプルデータが該所定サンプル数に達するまで、入力波形の取り込み（上記ステップＳ３０及びＳ３１）を繰り返す。一方、ＲＡＭ１２上のメモリ領域に読み込んだサンプルデータが所定サンプル数に達したら（ステップＳ３２のｙｅｓ）、次のステップＳ３３に処理を進める。なお、前記所定サンプル数は、概ね、１０２４〜２０４８サンプル程度とする。このとき、信号所理系は、前記所定サンプル数のサンプリングデータ系列を、オーディオクロックの名目上のサンプリング周波数でサンプリングされたものと見なしている。このため、従来の技術では、オーディオクロックの偏差があると、後段の調律処理において、調律の基準となる調律対象周波数Ｈｚとサンプリングされた入力波形の周波数の対応関係に齟齬が生じてしまい、調律処理が不正確になってしまっていたが、この発明によれば、調律の基準となる調律対象周波数Ｈｚを補正しているので、以下に述べる通りそのような不都合は生じない。
【００３１】
ステップＳ３３において、前記図５のステップＳ１６〜Ｓ２１の処理により設定された調律対象周波数Ｈｚに基づきバンドパスフィルタのフィルタ係数（パスする帯域幅及び中心周波数）を設定し、ステップＳ３４において、ＲＡＭ１２のメモリ領域に読み込んだ波形に対して、前記設定したフィルタ係数によりバンドパスフィルタ処理を施す。このフィルタ処理により、入力波形に含まれる倍音成分等を除去し、調律対象周波数Ｈｚの成分を抽出することができる。ここで、Ｈｚ値は、図５のステップＳ１８又はＳ２１において、偏差ｘの分だけ補正された値となっているので、オーディオクロックの偏差ｘ分を補正した正確なフィルタ処理を入力波形に対して行なうことができる。
【００３２】
ステップＳ３５において、現在設定されているＷ値とＨｚ値に基づき波形区間毎の波形として何周期分の波形を抽出するかを設定する。Ｗ値が２．５周期分に設定されていれば、窓幅は調律対象周波数Ｈｚの２．５周期分に相当する時間範囲になる。ステップＳ３６では、入力波形から、Ｈｚ値の周期毎に前記ステップＳ３５で設定した窓幅の波形区間の波形を抽出する（窓をかける）。これにより、Ｈｚ値とＷ値に応じた時間範囲の波形区間毎の波形が抽出される。このステップＳ３６において、Ｈｚ値に基づく窓幅及び該Ｈｚ値に基づくタイミングで入力波形に対して窓をかける（波形区間の波形を抽出する）処理を行なう際に、Ｈｚ値がオーディオクロックの偏差ｘの分だけ補正されているので、オーディオクロックの偏差ｘの影響を受けない正確な波形区間の抽出処理を入力波形に対して行なうことができる。
ステップＳ３７では、抽出された波形区間内の波形を、そのゼロクロス点毎に値が“０”“１”で反転する２値の情報に整形することで、その周期性を２値の濃淡によって明示する表示情報（「２値化情報」）を作成する。なお、表示情報（「２値化情報」）については、前述図２（ｂ）を参照されたい。ステップＳ３８では、前記作成された２値化情報に基づく表示形態で、波形表示部３１に表示パターン３２を表示させる（図２（ａ）の表示画面３０を参照）。
【００３３】
上記ステップＳ３０〜Ｓ３８の処理を表示画面３０の表示更新周期に応じて実行することで、表示パターン３２の表示形態が表示更新周期ごとに更新される。これにより、調律対象周波数Ｈｚと入力波形の周波数が一致している場合（図２（ｂ）の（１），（２）参照）には、表示更新周期毎に、周期性の一致した２段階の濃淡を持つ表示パターン３２が繰り返し表示されるため、見かけ上、２段階の濃淡からなる表示形態の画像が一定位置で停止しているように見える。これに対して、調律対象周波数Ｈｚと入力波形の周波数が不一致の場合（図２（ｂ）の（３），（４）参照）、表示パターン３２の周期性が一定しない（各表示更新周期毎に更新される表示パターンの位相がずれる）ことから、見かけ上、表示パターン３２が波形表示部３１上を流れているように見え、その表示態様が一定状態で停止しない。よって操作者は、調律があっていないことが表示パターン３２から見て取れる。上述の通り、予め測定した偏差ｘを利用してＨｚ値を補正しているので、オーディオクロックの偏差ｘの影響を受けない正確な表示パターン３２を参照して、より正確な調律を行なうことができる。
【００３４】
以上説明した通り、この実施例によれば、図４（ａ）に示すオーディオクロックの偏差測定処理により予めオーディオクロックの偏差を測定しておくことで、調律作業時に前記測定した偏差を利用して調律の基準となる調律対象周波数Ｈｚを補正して、オーディオクロックの偏差の影響を受けない正確な調律が行なえるようになる。オーディオクロックの偏差の測定は、カレンダークロックとオーディオクロックの比較によって行なうことができるので、偏差測定のための機器を別途用意する必要がない。また、オーディオデータの入力用のオーディオクロックに限らず、出力用のオーディオクロックについても同様にカレンダークロックとの比較する方法により偏差を測定できる。このように、この発明によれば、簡便な方法でオーディオクロックの偏差を測定し、測定した偏差を利用して正確な調律を行なうことができるという優れた効果を奏する。
【００３５】
なお、上記実施例においては、図４（ａ）の偏差測定処理で測定した偏差ｘがＲＡＭ１２上の適宜のメモリ領域に記録される（ステップＳ９）例を示したが、調律器１に書換可能な不揮発性メモリ（フラッシュメモリ）を具える構成として、測定した偏差ｘを不揮発性メモリに記録するようにしてもよい。
また、上記実施例では、図４（ａ）のステップＳ５及びＳ６において計時する所定時間Ｔが１６分（９６０秒）間に設定される例を示したが、これに限らず、調律に要求される精度を満たす偏差ｘを得ることができる適宜の時間に時間Ｔが設定されてよい。
【００３６】
また、表示パターン３２を表示するための表示器は、液晶画面に限らず、複数のＬＥＤを所定の時間範囲（位相範囲）に対応付けて列状に並べたもの等で構成してもよい。また、上記実施例において、入力波形の周期性を２段階の濃度で画像化（周期パターン化）した表示パターンを表示することで、操作者に入力波形と調律対象周波数のずれを提示するタイプの調律器１において、オーディオクロックの偏差の測定と、該測定した偏差に基づく調律対象周波数の補正を行なうものとしたが、操作者に入力波形と調律対象周波数のずれを提示するための方法は上記の表示態様に限らず、従来から知られるどのような方法であってもよく、何れの場合であってもこの発明に従いオーディオクロックの偏差を予め測定し、その偏差に基づき調律対象周波数を補正することで、正確な調律を行なうことができる。また、調律器１において実行する調律処理は、入力波形と調律対象周波数のずれを提示する処理に限らず、入力波形のピッチ検出処理等その他の処理であってもよく、その場合も、この発明に従いオーディオクロックの偏差を較正することでより正確な処理を行なうことができる。
【００３７】
また、上記実施例においては、この発明に係る調律器をピアノの調律に利用する例について述べたが、該調律器はピアノ以外の楽器の調律にも適用可能である。また、上記実施例では、この発明に係る調律器１がＰＤＡ（携帯情報端末）によって構成される例について説明したが、これに限らず、上述の偏差測定処理及び調律処理を実現するソフトウェアプログラムを実行可能な装置でさえあれば、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）、その他適宜の装置を用いて構成及び実施して差し支えない。また、この発明に係る調律器１は、上述の偏差測定処理及び調律処理を実現するハードウェア装置を備えた調律器で構成してもよい。また、この発明は、装置の発明としてのみならず、コンピュータにおいて上述した偏差測定処理及び調律処理を実現するソフトウェアプログラムの発明として構成及び実施されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】この発明の一実施例に係る調律器を使用する際の全体像を示す外観図。
【図２】（ａ）同実施例に係る調律器の表示画面の一例を示す図、（ｂ）前記表示画面に表示される表示パターンの表示原理を説明するための図。
【図３】同実施例に係る調律器の電気的ハードウェア構成を示すブロック図。
【図４】（ａ）同実施例に係る調律器において、オーディクロックの偏差を測定する処理の手順の一例を示すフローチャート、（ｂ）カレンダークロックとオーディオクロックの発生タイミングを比較する図。
【図５】同実施例に係る調律器のメイン処理の手順の一例を示すフローチャート。
【図６】同実施例に係る調律器における表示制御の手順の一例を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００３９】
１  調律器、２  ピアノ、３  表示器、４  マイクロフォン、１０  ＣＰＵ、１１  ＲＯＭ、１２  ＲＡＭ、１３  クロック発生部、１４  表示制御部、１５  操作検出部、１６  オーディオインターフェース、３０  表示画面、３１  波形表示部、３２  表示パターン
【図１】
0004534946.tif 000006
【図２】
0004534946.tif 000007
【図３】
0004534946.tif 000008
【図４】
0004534946.tif 000009
【図５】
0004534946.tif 000010
【図６】
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