(57)【要約】【課題】バイオリン属の調弦に適した調律器を提供する。【解決手段】楽音信号から楽器の各弦に対応する周波数帯の成分を抽出して各弦の単弦音信号を生成する４つのバンドパスフィルタ３１と、楽器種類入力部１０と、入力された楽器種類に基づき、各バンドパスフィルタ３１の通過帯域を設定する帯域設定部２０と、単弦音信号ごとにピッチを検出するピッチ検出部３２と、単弦音信号ごとにエンベロープを検出するエンベロープ検出部３３と、各単弦音信号のピッチとエンベロープが入力され、エンベロープを用いて発音弦を２本推定し、推定した２本の発音弦の単弦音信号のピッチを出力する発音弦推定部４０と、２本の発音弦の単弦音信号のピッチ誤差をそれぞれ算出するピッチ誤差算出部５０と、２本の発音弦の単弦音信号のピッチの差を計算する音程計算部６０と、ピッチ誤差を表示するピッチ誤差表示部８０と、ピッチの差を表示する音程表示部９０を具備する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された楽音信号から楽器の各弦に対応する周波数帯の成分を抽出して各弦の単弦音信号を生成する４つのバンドパスフィルタと、
楽器種類が入力される楽器種類入力部と、
前記入力された楽器種類に基づき、前記各バンドパスフィルタの通過帯域を設定する帯域設定部と、
前記単弦音信号ごとに単弦音信号のピッチを検出するピッチ検出部と、
前記単弦音信号ごとに単弦音信号のエンベロープを検出するエンベロープ検出部と、
前記各単弦音信号のピッチとエンベロープが入力され、エンベロープを用いて発音中の弦である発音弦を２本推定し、その推定した２本の発音弦の単弦音信号のピッチを出力する発音弦推定部と、
前記２本の発音弦の単弦音信号のピッチ誤差をそれぞれ算出するピッチ誤差算出部と、
前記２本の発音弦の単弦音信号のピッチの差を計算する音程計算部と、
前記ピッチ誤差を表示するピッチ誤差表示部と、
前記ピッチの差を表示する音程表示部とを具備することを特徴とする調律器。
【請求項２】
請求項１記載の調律器において、
前記音程表示部は前記ピッチの差が純正律の五度のとき、ピッチの差をゼロとして表示することを特徴とする調律器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は楽器を調律する際に使用する調律器に関し、特にバイオリン属の調律に適した調律器に関する。
【背景技術】
【０００２】
ギターやベースなどの弦楽器の調律器として、ポリフォニックチューナと呼ばれるものがある（例えば、特許文献１参照）。このポリフォニックチューナは奏者が複数の開放弦を同時に鳴らした時の各弦のチューニング状態をディスプレイに同時に表示するもので、奏者はディスプレイの表示を見て各弦のチューニングを行うことができる。
【０００３】
ポリフォニックチューナはギターの６本の弦（あるいはベースの４本から６本の弦）のチューニング状態を同時に検出するために通過帯域を各弦の目標周波数に合わせた６個のバンドパスフィルタを備え、各バンドパスフィルタの出力信号に対してそれぞれピッチ検出を行い、各弦のピッチ誤差を求めて表示するものとなっている。
【０００４】
このポリフォニックチューナを用いれば、各弦のピッチ誤差を同時に確認することができるため、例えば調律すべき弦を容易に特定することができ、よって調律に要する時間を短縮することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第６，０６６，７９０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述したポリフォニックチューナはギターの調律には適しているものの、例えばバイオリンの調律（調弦）には適しているとは言えず、現状、バイオリンの調弦に適した調律器は存在していない状況にある。
【０００７】
バイオリンの調弦においては、２本の弦の重音の響きを聴きながら、純正律の五度で調弦するといった大きな特徴があり、基準となるＡ（ドレミでいう「ラ」）の弦を最初に調弦し、他の弦は調弦済みの弦との重音（２和音：２本の弦を同時に演奏した音）を弾いてその響きがきれいになるように調弦する。具体的な手順を示すと、下記（１）〜（４）となる。
（１）Ａ弦（「ラ」、高音側から数えて２本目の弦）を、チューナ、音叉、ピアノなどを用いて調弦する。
（２）Ｄ弦（「レ」、高音側から数えて３本目の弦）を、調弦済みのＡ弦と同時に演奏して響きを聴いて調弦する。
（３）Ｇ弦（「ソ」、最低音の弦）を、調弦済みのＤ弦と同時に演奏して響きを聴いて調弦する。
（４）Ｅ弦（「ミ」、最高音の弦）を、調弦済みのＡ弦と同時に演奏して響きを聴いて調弦する。
【０００８】
このようにして、隣接する２本の弦の重音の響きがきれいになるように調弦されたとき、重音の音程（音高差）は純正律の五度となっており、２本の弦の周波数比は簡単な整数比２：３になっている。
【０００９】
バイオリンではこのように調弦が行われ、Ａ弦以外の弦の音高は、ピアノの調律などで一般的に使われる平均律とは若干異なるピッチに調弦される。即ち、バイオリンで重音がきれいに響くように調弦すると、必然的にピアノなどで一般的な平均律とは少しずれたピッチになる。
【００１０】
このようなバイオリンの調弦方法に対し、前述した従来のギター向けのポリフォニックチューナは平均律で作られており、また重音（２和音）の音程を提示する手段も備えていないことから、バイオリンの調弦に適したものとはなっておらず、バイオリンの調弦に適した調律器の提供が望まれていた。
【００１１】
この発明の目的はこのような状況に鑑み、バイオリン属（バイオリン、ビオラ、チェロ）の調弦に適した調律器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１の発明によれば、調律器は、入力された楽音信号から楽器の各弦に対応する周波数帯の成分を抽出して各弦の単弦音信号を生成する４つのバンドパスフィルタと、楽器種類が入力される楽器種類入力部と、入力された楽器種類に基づき、各バンドパスフィルタの通過帯域を設定する帯域設定部と、前記単弦音信号ごとに単弦音信号のピッチを検出するピッチ検出部と、前記単弦音信号ごとに単弦音信号のエンベロープを検出するエンベロープ検出部と、前記各単弦音信号のピッチとエンベロープが入力され、エンベロープを用いて発音中の弦である発音弦を２本推定し、その推定した２本の発音弦の単弦音信号のピッチを出力する発音弦推定部と、前記２本の発音弦の単弦音信号のピッチ誤差をそれぞれ算出するピッチ誤差算出部と、前記２本の発音弦の単弦音信号のピッチの差を計算する音程計算部と、前記ピッチ誤差を表示するピッチ誤差表示部と、前記ピッチの差を表示する音程表示部とを具備する。
【００１３】
請求項２の発明では、請求項１の発明において、音程表示部は前記ピッチの差が純正律の五度のとき、ピッチの差をゼロとして表示する。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によれば、２本の発音弦のピッチ誤差がそれぞれ表示され、かつ２本の発音弦のピッチの差が表示されるものとなっており、よってバイオリン属の調弦に適した調律器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】この発明による調律器の一実施例の機能構成を示すブロック図。
【図２】図１における表示部の具体的構成例及び表示例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
この発明の実施形態を図面を参照して実施例により説明する。
【００１７】
図１はこの発明による調律器の一実施例の構成を示したものであり、この例では調律器は楽器種類入力部１０と帯域設定部２０と検出部３０と発音弦推定部４０とピッチ誤差算出部５０と音程計算部６０と表示部７０とを備えている。
【００１８】
楽器により演奏された音（楽音）はマイクロホン等により収音されて楽音信号に変換され、検出部３０に入力される。検出部３０はバイオリン属（バイオリン、ビオラ、チェロ）が備える弦の数と対応して４つ設けられている。各検出部３０はバンドパスフィルタ３１とピッチ検出部３２とエンベロープ検出部３３とを備えている。
【００１９】
楽器種類入力部１０にはこれから調律を行う楽器の種類が入力される。楽器種類として下記の３つのうちの１つが入力される。
【００２０】
＜楽器種類＞          ・バイオリン
・ビオラ
・チェロ
なお、楽器種類入力部１０は上記３つの楽器種類を表示可能に構成し、表示された楽器種類を選択することにより、その選択した楽器種類が入力される構成とするのが好ましい。
【００２１】
帯域設定部２０は楽器種類入力部１０に入力された楽器種類に基づき、各検出部３０のバンドパスフィルタ３１の通過帯域を設定する。帯域設定部２０は３つの楽器種類それぞれの各弦に対応して設定すべきバンドパスフィルタのフィルタ係数を記憶したメモリを備えており、そのメモリを参照して抽出したフィルタ係数を各バンドパスフィルタ３１に適用することにより、通過帯域を設定する。
【００２２】
各検出部３０は楽器の各弦と１対１で対応しており、各バンドパスフィルタ３１の通過帯域は、対応する弦の基準となる周波数を中心周波数として、例えば中心周波数から上下半音を含むように設定される。例えば、バイオリンの各弦に対するバンドパスフィルタ３１の中心周波数は、バイオリンの各弦の純正律の音高に合わせて下記となる。
【００２３】
Ｅ弦：４４０×（３／２）＝６６０．００［Ｈｚ］
Ａ弦：                  ＝４４０．００［Ｈｚ］…基準
Ｄ弦：４４０×（２／３）＝２９３．３３［Ｈｚ］
Ｇ弦：４４０×（２／３)2  ＝１９５．５６［Ｈｚ］
楽音信号は全てのバンドパスフィルタ３１に入力され、各バンドパスフィルタ３１は入力された楽音信号から各弦に対応する周波数帯の成分を抽出し、各弦の単弦音信号を生成して出力する。単弦音信号はピッチ検出部３２とエンベロープ検出部３３に入力される。
【００２４】
ピッチ検出部３２はバンドパスフィルタ３１から入力された単弦音信号のピッチを検出する。ピッチは例えば単弦音信号のゼロクロス点を検出し、検出したゼロクロス点の時間間隔を測定して周期を求め、その周期を周波数変換することによって検出される。
【００２５】
エンベロープ検出部３３はバンドパスフィルタ３１から入力された単弦音信号のエンベロープを検出する。エンベロープの検出には例えば下記文献１に記載されているエンベロープ検出方法を用いることができる。
【００２６】
文献１：特開２００３−０７６３６９号公報
各検出部３０のピッチ検出部３２で検出された各弦の単弦音信号のピッチ及びエンベロープ検出部３３で検出された各弦の単弦音信号のエンベロープ（エンベロープ信号）は発音弦推定部４０に入力される。
【００２７】
発音弦推定部４０はエンベロープ検出部３３から入力される全てのエンベロープ信号を参照して各弦が発音中か否かを判定し、発音弦（発音中の弦）を２本推定して、その推定した２本の発音弦の単弦音信号のピッチを、発音弦の情報（名称）と共に出力する。
【００２８】
ピッチ誤差算出部５０は発音弦推定部４０が出力する単弦音信号のピッチと、その弦の基準となる周波数とを比較して、２本の発音弦の単弦音信号のピッチ誤差をそれぞれ算出し、算出したピッチ誤差を発音弦の情報と共に出力する。
【００２９】
音程計算部６０は発音弦推定部４０が出力する２本の発音弦の単弦音信号のピッチの差を計算する。例えば、バイオリンを例に説明すれば、Ａ弦あるいはＡ弦により近い方の弦を基準の弦としてピッチの差を計算する。即ち、発音弦がＧ弦とＤ弦の場合は、Ｇ弦のピッチからＤ弦のピッチを減算したものを２音のピッチの差（音程）とする。
【００３０】
表示部７０はピッチ誤差表示部８０と音程表示部９０とを備えており、ピッチ誤差表示部８０はピッチ誤差算出部５０から出力される２本の発音弦の単弦音信号のピッチ誤差をそれぞれ表示する。
【００３１】
音程表示部９０は音程計算部６０から出力される音程（ピッチの差）を表示する。なお、音程が純正律の五度のとき、言い換えれば２本の発音弦の周波数の      比が２：３あるいは３：２のとき、音程表示部９０はピッチの差をゼロとして表示する。
【００３２】
図２は表示部７０の具体的構成例及び表示例を示したものである。
【００３３】
音程表示部９０はＬＥＤが横一列に配列されて構成されている。ＬＥＤはこの例では１３個配列されており、中央のＬＥＤ９０7は重音の音程が純正律の五度になっている状態を表す（ゼロ表示）。左端のＬＥＤ９０1は純正律の五度からの誤差が−５０セントであることを表し、右端のＬＥＤ９０13は純正律の五度からの誤差が＋５０セントであることを示す。
【００３４】
ピッチ誤差表示部８０は４つの表示領域８１〜８４からなる。表示領域８１〜８４は左側を低音寄りの弦とし、この例では表示領域８１〜８４はそれぞれＧ弦、Ｄ弦、Ａ弦、Ｅ弦のピッチ誤差を表示する。各表示領域８１〜８４はこの例では図２に示すような形状で縦に配列された５個のＬＥＤによってそれぞれ構成されており、図２（１）に示したように、表示領域８１のＬＥＤを下から順に８１1〜８１5とする。同様に、図２（１）には示していないが、表示領域８２〜８４のＬＥＤをそれぞれ下から順に８２1〜８２5，８３1〜８３5，８４1〜８４5とする。各表示領域８１〜８４の中央のＬＥＤ８１3，８２3，８３3，８４3はピッチ誤差ゼロ（０セント）を表し、下端のＬＥＤ８１1，８２1，８３1，８４1はピッチ誤差−５０セント、上端のＬＥＤ８１5，８２5，８３5，８４5はピッチ誤差＋５０セントを表す。
【００３５】
以下、表示部７０の表示例を図２（１）〜（５）を参照して説明する。
【００３６】
図２（１）は電源ＯＦＦの状態を示す。
【００３７】
図２（２）は電源ＯＮで、楽音入力がないときの状態を示し、ピッチ誤差表示部８０の各表示領域８１〜８４の近傍には弦名称を示すＧ，Ｄ，Ａ，Ｅが表示され、また音程表示部９０の中央のＬＥＤ９０7の下にはゼロを明示する▲マークが表示される。
【００３８】
図２（３）は調弦済みのＡ弦に合わせてＥ弦を調弦すべく、Ａ弦とＥ弦を重音で演奏した状態の一例を示したものである。Ａ弦はピッチ誤差０セントを示すＬＥＤ８３3が発光している。一方、Ｅ弦はこの例では高めであり、ＬＥＤ８４3，８４4の双方が発光し、また音程表示部９０のＬＥＤ９０10，９０11の双方が発光している。なお、隣接する２つのＬＥＤの双方が発光している場合は表示すべき誤差がそれら２つのＬＥＤ表示の中間にある場合を表す。
【００３９】
図２（４）は図２（３）の状態からＥ弦が調弦された状態を示し、Ｅ弦のピッチ誤差は０セントとなり、また音程の誤差（純正律の五度に対する誤差）も０セントとなってＬＥＤ８３3に加え、ＬＥＤ８４3，９０7が発光している。
【００４０】
図２（５）はＡ弦とＥ弦を重音で演奏した場合において、Ａ弦、Ｅ弦の双方にピッチ誤差があるものの、音程は合っている（純正律の五度になっている）状態を例示したものである。Ａ弦のＬＥＤ８３3，８３4及びＥ弦のＬＥＤ８４3，８４4が発光し、Ａ弦、Ｅ弦共に高めに調弦されているものの、同程度のピッチ誤差のため、音程表示部９０は中央のＬＥＤ９０7が発光している。
【００４１】
ピッチ誤差表示部８０はピッチ誤差算出部５０から出力される２本の発音弦のピッチ誤差及び発音弦の情報をもとに図２に例示したように表示を行い、音程表示部９０は音程計算部６０から出力される音程をもとに図２に例示したように表示を行う。
【００４２】
以上説明したように、上述した実施例によれば、各発音弦のピッチ誤差に加えて、２本の発音弦のピッチの差が表示されるものとなっている。よって、バイオリン属本来の調弦手順を変更することなく、調弦を行うことができ、奏者は調弦状態を視覚的に確認することができるため、多くのバイオリン属奏者の調弦に役立つものとなる。なお、例えば基準となるＡ弦の調弦はピッチ誤差表示部８０の表示を見て行うことができる。
【符号の説明】
【００４３】
１０    楽器種類入力部                        ２０    帯域設定部
３０    検出部                                ３１    バンドパスフィルタ
３２    ピッチ検出部                          ３３    エンベロープ検出部
４０    発音弦推定部                          ５０    ピッチ誤差算出部
６０    音程計算部                            ７０    表示部
８０    ピッチ誤差表示部                      ９０    音程表示部
【図１】
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【図２】
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